JPS60249559A - ビジヨントラツキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、製造あるいは加工等、連続したプロセスライ
ンの材料等の移動物体トラッキング装置に係り、特に、
異なる形状の複数の移動物体の形状及び位置を順次認識
するのに好適なビジョントラッキング装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、トラッキングシステムでは、第１図、第２図のよ
うに、製造ライン１に設置された位置認識センサ２によ
り移動物体（以下材料と呼ぶ）３の通過ポイントを検出
し、検出信号をセンサ入力　。

装置４、及び、処理装置５を用いて材料３の位置を評価
又は認識する方式がとられていた。本方式によると、材
料３を位置認識センサ２が設置された位置でしかとらえ
ることが出来ないため、位置認識センサ２が設置されて
いない区間は、無監視の状態となる欠点があった。さら
に、通常、位置認識センサ２はポイント検出器であるこ
とが多く、材料３をポイントとしてとらえることしか出
来ないため、材料３の形状を認識することが不可能であ
った。

従って、異なる形状の材料３を同一の製造ライン１で処
理する混在ラインにおいて本方式を適用することは出来
なかった。

また、本方式では、材料３の位置をトラッキングする場
合、位置認識センサ２の数が非常に多くなり、それに伴
い、センサス力装置４の規模が大きくなるという欠点が
あり、さらに、材料３の位置のみならず材料３の形状を
認識してパターンマツチングを行ない、予測された時刻
における材料３の位置を補正することは可能であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、製造あるいは、加工ラインにおける材
料を全ラインにおいてトラッキングし。

材料の形状を認識し、位置認識センサの数を減らし、さ
らに、材料の移動位置を補正、あるいは、異常検出をす
ることができるビジョントラッキング装置を提供するに
ある。

〔発明の概要〕 第１図に示す製造ライン１では、製造ラインｌ上を移動
する材料３のトラッキングは不可欠である。材料３の位
置は、位置認識センサ２により認識出来るが、従来位置
認識センサ２は、ポイントう場合、第３図に示すように
、表示装置８上の模擬製造ラインに取り付けられた材料
位置表示器７を点滅させることにより、材料３の位置を
確認する方式がとられていた。この方式によると材料位
置表示器７間での材料３の位置は全く監視することが出
来ない。一方、このようなトラッキングを行なう場合、
通常、製造ライン１の速度は、一定処理区間、たとえば
、第３図におけるＸの区間では、既知であり、情報源と
なり得る。すなわち、ある時刻Ｔ。において、点Ａに投
入された材料３は、ライン速度により、その位置を正確
に知ることが出来る。従って、点Ａに、視覚認識器を設
置することにより、その形状を認識し、材料３の特定の
不変点（加工等によりその形状が変化しない点）をとら
え、その位置を時系列的に予測することが可能となる。

このようにして、正確にその位置を予測された材料３は
、映像装置により表示器［１８に動画として映し出され
、模擬製造ライン上を移動することになる。この方式に
よると模擬製造ライン上の材料を途切れることなく確認
することが出来る。

又、各々異なる形状の材料３が同一の製造ライン１上で
処理される混在ラインでは、前述の不変点を互いに変え
ることにより、各々区別して認識することができ、模擬
製造ライン上で互いに異なるシンボルを用いて区別する
ことが出来る。

一方、視覚認識器を、製造ライン上の処理区間毎に１２
置することにより、その数は高々数〜士数点にとどまり
、前述のポイント検出器に比べ、極端に減少する。

さらに、時刻Ｔｏにおいて、点Ａに投入された材料３が
、ライン速度及び処理区間長より予測された時刻Ｔ１に
、点Ｂに達したと仮定すると、点Ｂにおける視覚認識器
により、第４図に示すような像が得られる。第４図で、
実際に認識された像（実線）と予測された像（破線）の
特徴点のずれΔＸより処理装置に記憶されている像の位
置（予測位置）を補正することが可能となる。この場合
、Ａｘに規定を設けることにより、さらに、系の異常を
検出することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。

第５図に示すような異なる処理区間Ｘ１〜Ｘ１１をもつ
製造ライン１上を、材料３は、破線のように点Ａから各
処理区間を経て点Ｚまだ移動する。視覚認識器９は、処
理区間Ｘ１〜Ｘｌｌの先頭に設置され、材料３の形状及
び位置を認識する。

すなわち、第６図に示すような特徴点１０をもつ材料３
は、視覚認識器９により第７図のような平面像としてと
らえることが出来る。視覚認識器ｐ１．ｐ、の製造ライ
ン１上の座標は通常既知であるから、今、その相対位置
（距離）をＸ、とすると、時刻Ｔ０においてＰ、で認識
された材料３は、処理区間Ｘ１のライン速度、すなわち
、材料の速度Ｖ、より、時刻Ｔ、にＰＩ３の視野に入る
ことになる。

時刻Ｔｌ　＝Ｔ　ｇ　＋　ｘ　１　／　ｖ　ｔ　（１）
従って、時刻Ｔ、におけるＰ２の像を認識することによ
り材料３の予測位置を補正することが可能となる。さら
に、処理区間Ｘ、をｎ１個に分割すると、Ｘｌ上の単位
区間距離ΔＸ、は、式（２）％式％ （２） （２）より材料３がΔｘ１移動する時間ΔＴ。

は、 ΔＴ、＝　Δｘ、／　ｖｓ　（３） であり、時刻Ｔ、αにおける材料３の位ｌｘαは。

Ｔ１　α＝α・ΔＴ、＝α・ΔＸｔ／Ｖｔ　（４）Ｘα
＝ｖ、ＸＴ、α　（５） となる。従って、αをインクリメントすることにより任
意の時刻の材料の位置を知ることが出来る。

次に、この考えにもとづいて、材料３のトラッキング装
置の説明を行なう。

一８図はトラッキング装置の構成図である。視覚認識器
９からの信号は、分配器１２により選択され、画像処理
装置１３に送られる。画像処理装置１３によって認識処
理された信号は、処理装置５によって演算され、映像装
置１４に送られる。

映像装置１４は１画像認識された材料３を表示装置８に
映し出す。ライン速度検出器１１の信号は、処理装置５
に取り込まれる。又１分配器１２は処理装置５によって
制御される。

第９図に表示装置８上の像を示す。模擬製造ライン６は
、模擬材料１５を任意の位置に表示出来るものである。

模擬材料１５は、製造ライン１上を材料３が移動するに
つれて、模擬製造ライン６上の表示位置がＡ−＋Ｂ−＋
ｃ・・・・・・→Ｌと順次変化していくものである。

第１０図に視覚認識器９の信号処理ブロック図を示す。

視覚認識器の信号は、Ａ／Ｄ変換され、領域分割処理に
入る。第１１図に領域分割方式を示す。Ａ／Ｄ変換され
た信号は、予め定められた閾値により二値化される。二
値化された信号は、第１１図のように、領域■、■、■
に分割される。

領域分割された後、領域■を抽出する。これは、予め領
域■の面積、局長を計測等によって知ることにより、特
徴量を面積、周長として抽出する。

抽出された領域■は、その重心をめることが出来る。

一方、領域■も同様にして、面積及び周長よりその重心
を知ることが出来るため、今、領域■の重心を製造ライ
ン１の始点Ａにおける原点Ｏとすることが出来る。従っ
て、第１１図に示すように、領域■の重心を原点Ｏとの
相対値として（ｘｏ。

ｙｏ）の座標表示が可能となる。

このようにして材料３の座標がまった後、速度信号を使
って、材料３の位置を予測する。時刻Ｔ０で認識された
材料３は、処理区間Ａ−Ｂの製造ライン速度をｖ　（ｔ
）とすると、７７間にだけ進むことになる。従って、模
擬材料１５を時刻Ｔ。で模擬製造ライン６上に映し出し
た後、第１２図に示すように、時刻Ｔ。＋Δτ後に時刻
Ｔ、との相対位置ΔＸに映し出すことが可能となる。Ｘ
Ｔを小さくとることによって模擬材料１５は、連続的に
譲動する動画となる。この様子を第１３図に示す。この
像の作成は処理５により順次行なわれる。

通常、製造ライン１は、一方向のみの運動となるが、視
覚認識器９により、第１１図のように、特徴点１０のｙ
方向の座標も知ることができるため、Ｘ方向の座標を作
成するのと同様にして、ｙ方向の座標をも作成すること
が出来る。すなわち、ｙ方向の移動量Δｙは式（７）に
よってまる。

但し、Ｖγ（１）はｙ方向の速度 このようにして、処理装置５及び映像装［１４によって
表示装置８に映し出された模擬製造ライン６上を模擬材
料１５が移動するが、今、時刻Ｔ１に点Ｂに材料３が達
したとする。時刻Ｔ１は、Ａ−Ｂ間の距離Ｘ１よりあら
がじめめることが出来る。時刻Ｔ、では処理装置５によ
り、材料３は点Ｂに達していると予測され、点Ｂにおけ
る視覚認識装置９により、その像をとらえることが出来
る。

第１４図に時刻Ｔ１における像を示す。時刻Ｔ、におい
て、材料３の特徴点１ｏは、（Ｘｌ。

ｙ、）の位置にある。

一方、予測された材料３の位置は、（ｘ％。

ｙＩ′）であるからここで偏差と　、ε　、をめること
が出来る。

ε　＝ｘ、−Ｘ１　（８） ６　＝ア、−７，・　（９） このようにしてめられた偏差ε　、ε　を用いて処理装
置５により評価する。すなわち、ＩＥｘ　ｌ、Ｉεア　
１が許容範゛囲ε。え、ε。７以下であった場合、模擬
材料１５の位置を補正し、実際にとらえられた像（Ｘｓ
＊’ｉｘ）とする。一方、１ε、１，１εｙ　１がε。

８．ε、ア以上であった場合、製造ライン１の異常とす
る。このようにして、各視覚認識器９により得られた像
を評価することが出来る。

次に、偏差εえが大きく、時刻Ｔ１においてＰ、により
像が得られなかった場合を考える。この場合、材料３は
、時刻Ｔ１において、点Ｂに達していないか、あるいは
、点Ｂを通過していることになる。この時の位置は、式
（６）によって料１５を確認することによってｖ（ｘ、
）の異常を判断することが出来る。

第５図に示す製造ライン１がデッドタイムなしの連続し
たプロセスラインである場合、視覚認識器９は、処理区
間Ｘｉ、Ｘ２．・・・・・・、Ｘ１１毎に設置される必
要はない。すなわち、点Ａにおいて時刻Ｔ。で認識され
た材料３は、前述の方法により正確に予測トラッキング
されるため、最終的に点Ｚで認識されれば良いことにな
る。従って視覚認識器は、点Ａ、点Ｚの二ケ所で良いた
め、その数を極端に減らすことができる。

さらに、製造ライン１が混在ラインであり、異なる形状
をもった複数種の材料３を処理する場合を考える。この
場合、特徴点１，０として、互いに区別の可能なものを
考える必要がある。第１５図に一例を示す。特徴点１０
の形状は任意に決定することができるため、その特徴量
も自由、である。

このような特徴点１０を設けることにより、製造ライン
１が混在ラインであっても前述の予測トラッキングが可
能であり、模擬製造ライン６上の模擬材料１５を互いに
区別出来るシンボルを用いて、表示すれば良いことにな
る。

〔発明の効果〕

変発明によれば、消料を映像としてとらえることが出来
るため、材料の連続映像トラッキング、材料認識センサ
数の減少、材料の位置の予測、トラッキング系の異常検
出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトラッキング製造ラインを示す図、第２
図、第３図は従来のトラッキング装置の図、第４図は視
覚認識装置によって得られた材料の像を示す図、第５図
は本発明の一実施例のトラッキング製造ラインを示す図
、第６図は材料の一例を示す図、第７図は材料の特徴点
の説明図、第８図は本発明の一実施例のトラッキング装
置の構成図、第９図は本発明の一実施例のトラッキング
表示装置を示す図、第１０図は視覚認識器信号の処理ブ
ロック図、第１１図は材料の領域分割説明図、第１２図
は特徴点の時間的変化を示す図、第１３図は材料トラッ
キング映像図、第１４図は材料の位置補正説明図、第１
５図は互いに異なる特徴点をもつ材料の説明図である。 １・・・製造ライン、３・・・材料、９・・・視覚認識
器、１０・・・特徴点。 代理人　弁理士　高橋明夫 ＄＋口 茅３目 ヰ４図 キ５０ −コー ２ 井３目 年９囚 竿１０口 ３ 芽ｎ　Ｅ］ ７□　竿１３邑 牛１５目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、数種の処理又は加工過程をもち、材料の通過位置認
   識センサを備え、予め定めた速度で運転される製造ライ
   ンの前記材料の通過位置を監視するトラッキング装置に
   おいて、 視覚認識器と、その認識信号を処理するための画像処理
   装置と、前記製造ラインを模擬的に映し出すための映像
   装置及び表示装置と、これらを総合的に制御するための
   処理装置と、画像認識器の認識信号により材料の形状及
   び位置を認識し、前記映像装置に連結された前記表示装
   置に、模擬的に映し出された前記製造ライン上で、材料
   の形状及び位置を順次変化させる手段とからなることを
   特徴とするビジョントラッキング装置。