JPS62119687A - 画像入力装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、物体の位置検出や物体の形状検査あるいは物
体の識別等の処理を行なう画像処理装置で用いて好適な
画像人力装置に関する。

Ｂ９発明の背ｊ；Ｌ 第７図および第８図は従来の画像入力装とを示し、第７
図は、被検査物体ｌを照明装置２で照明し、工業用テレ
ビカメラ３で被検査物体ｌを直接撮影して画像を入力す
るものである。第８図は、光を透過する半透明のアクリ
ル樹脂製の載置板４上に被検査物体ｌを載置し、下方か
ら照明装置２で照明する。照明は載置板４を通過して散
乱され、被検査物体ｌの背景が明るくなり、照明が遮断
される被検査物体ｌの表面は暗くなる。これを工業用テ
レビカメラ３で直接撮影して画像を入力する。この場合
第７図に比べてコントラストの強い画像が得られる。

以」−述べた画像人力装置では、被検査物体ｌの上方に
工業用テレビカメラ３が置かれているので、搬送手段を
構成するロボット（不図示）の把持部で被検査物体１を
ハンドリングして検査する場合には照明光がロボー、１
・のアー、ｔ、’、１；’、で遮られてしまい好ましく
ない。

そこで、ロボットで被検＾物体ｌをハンドリングする場
合には、従来、第９図に示すように、ロボット６のアー
ム６ａでハンＩ・リングされた被検査物体１の下方に照
１月装置２を配に１２、被検査物体１の下方から照明し
て工業用テレビカメラ３で被検査物体１の画像を取込む
ようにしている。すなわち、積層されている被検査物体
ｌをロボットアーム６ａでハンドリングして工業用テレ
ビカメラ３の」二方まで被検査物体ｌを移動させて工業
用テレビカメラ３でその画像を取込む。

Ｃ９発明が解決しようとしている問題点しかしながら、
第９図の画像入力装置ではロボット６よりも上方に設け
られた別の照明や明り取り用の窓があったり、あるいは
またロボット６のそばで溶接作業が行なわれると、それ
らの外乱光ＥＬにより背景の明るさが変化してしまい、
安定した画像を得ることが難しい。また、第７図〜第９
図に示した画像入力装置では被検査物体ｌを工業用テレ
ビカメラ３で直接撮影するため、被検査物体ｌの表面が
錆ついていたり、傷がついて光る部分がある場合には、
その部分の画像信号のレベルが他の部分と異なり正確な
画像情報が得られないことがある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、表面に被検査物体が載置される半透明または
不透明の光透過性の載１ＶＩＪｂｉと、被検査物体の搬
送手段の把持部に備えられ、ｆｌｕ持部で１１１持され
た載置板１−の被検査物体を犠ｙ１板表面側から照射す
る照明用光源と、！！（！則された光により依２１板の
裏面に現われた被検査物体の影を被写体像として取込む
撮影手段とを共動する。

８０作用 照明用光源からの光により載置板の表＋Ａｉに被検査物
体の影ができる。その影を被写体像として工業用テレビ
カメラ等の撮影手段で取込んで画像を入力する。光源は
搬送手段の把持部に設けられており、載置板上での照度
が一定に保たれ、安定した画像が得られる。

なお、本明細書を通じて、半透明または不透明の光透過
性の載置板とは、載置板に物体を載せその物体に照ＩＪ
′１をあてた場合に、４＆　ｉｉ′ｌｆ＆の裏面に物体
の影ができるあらゆる材質の載置板を含む概念で用いる
。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図を参照して本発明の第１の実施例を説明するが、
第７図〜第９図と同様な箇所には同一の符号を付すもの
とする。

光を透過可能な半透明の載置板４が適宜の支持部材５で
支持されている。半透明の載置板４としてはアクリル等
の着色された樹脂製の板材を用いることができる。載置
板４の下方、すなわち載置板４の裏面側には撮影手段と
しての工業用テレビカメラ３が配設されている。符号６
は搬送手段としてのハンドリングロボットであり、積層
されている被検査物体ｌを把持部としてのアーム６ａで
ひとつずつつかんで載置板４上に運び被検査物体ｌを載
置板４の表面に蔵置、好ましくは密着させることができ
る。そして、そのアーム６ａから側方に一対の腕１４ａ
、１４ｂが突設され、その腕１４ａ、１４ｂの先端に一
対の照明装置２ａ。

２ｂが設けられている。

次に第２図を参照して本実施例の制御系について説明す
る。工業用テレビカメラ３はアナログ−デジタル変換器
（以ド、Ａ　／　Ｉ’）　」ンバータ）７および同期回
路８に腋続され、Ａ／Ｄコンバータ７および同期回路８
はフレームメ士り９に接続されている。フレームメモリ
９は中央処理装置１０に接続される。中央処理装置ＩＯ
はロボットコントローラ１１に接続され、ロボットコン
トロ−ラ１１はロポッｌ−　６の各部を駆動するアクチ
ュエータ１２に接続されている。

以下に本実施例における作用を説明する。

不図示の材ネｉ′！！１場に積層されている被検査物体
ｌをロボット６がそのアーム６ａでハンドリングして載
置板４まで連びアーム６ａでつかんだまま載置板４の表
面に密着させると、載置板４の表面側から照射された照
明装２ｔ２ａ，２ｂの照射光により載置板４の裏面に被
検査物体ｌの影ができる。この影はロボットアーム６ａ
が被検査物体ｌをハンドリングしている状態に従うもの
である。

すなわち、工業用テレビカメラ３側から見ると、照明装
Ｍ２ａ，２ｂからの照射光のうち被検査物体１の部分は
被検査物体ｌ−ｃ遮られて暗くなりそれ以外は載置板４
を介して透過されるので明るくなる。ここで、載置板４
の表面側に外乱光があっても載置板４を透過する際に減
衰されるので、外乱光より明るい照明装置２ａ、２ｂに
より安定した影が得られる。

第２図を参照するに、このようにして載置板４の裏面に
できた影を工業用テレビカメラ３で撮影すると、工業用
テレビカメラ３からの映像信号はＡ／Ｄコンバータ７で
デジタル信号に変換されてフレームメモリ９に供給され
る。また、映像信号のうち水平同期信号と垂直同期信号
もフレームメモリ９に供給されているので、フレームメ
モリ９に供給されるＡ／Ｄコンバータ７からのデジタル
信号は各同期信号に応じてフレームメモリ９の所定のア
ドレスに格納されることになる。

今、工業用テレビカメラ３で撮影された画像が第３図に
示すように基準座標軸Ｘおよびｙに対して傾いている場
合には、中央処理装置１０は周知の手順によりその傾き
を演算して、その傾きをロボット６で修正するためロボ
ットコントローラ１１にその演算結果を出力する。ロボ
ットコントローラ１１はその演算結果に基いてロボット
６の各アクチュエータ１２に所定の制御信号を供給する
。この信号を受けてロボット６が制御されて被検査物体
ｌの各辺が基準座標軸Ｘおよびｙと平行とされる。

従って材料置場にランダムに置かれた被検査物体１をロ
ポ−／Ｉ・６でハンドリングし、そのハンドリングの状
＃）を画像処理装置により検出して被検査物体ｌの基べ
１￥座標軸に対する傾きを求め、それに応じてロボット
６の姿勢を制御して傾きを修正することができる。

一般に、画像の明ＩＮのコントラスト 査物体の形状等を検知するとき、コントラストが急激に
変化するポインＩ・１□ｌ：Ｊｌ常に小安定な状態であ
り、コントラスト 出できない場合がある。本実施例のように着色された半
透明の載凶４１ｉｉ４を用いることにより被検査物体１
の外形形状をより１１−確に検出できる。これを第３図
を参照して説明する。

第３図の破線りに沿った画像の明るさは第４図に示すよ
うになり、背景ＢＡと影ＳＨとの境目の明るさはＸ軸方
向、すなわち映像信号の走査方向に傾きを持った勾配、
すなわち画像の明暗の境目の明度が急峻に変化せず徐々
に変化する勾配を有する。この勾配は載置板４の表面側
に照射された照明光が着色された半透明の載置板４を通
過する際に散乱してぼやける、いわゆるフィルタ効果に
より得られるものである。従って、載置板４のフィルタ
効果によりこの境目におけるＡ／Ｄコンバータ７の出力
値がふらつかず被検査物体１のエツジを適確に検出でき
る。

上述したフィルタ効果が強すぎると被検査物体１のエツ
ジ検出には逆効果であり、また得られた画像の明暗のコ
ントラストが弱くなってしまうので、載置板４は適度に
光を透過し適度のフィルタ効果が得られるように比較的
薄手のものがよい。

そこで、第５図のように薄手の半透明の着色アクリル板
４ａに厚手の透明板４ｂを積層して所要の強度を有する
＠置板４を得るのがより好ましい。

このように本実施例によれば、ロボットのアーム６ａに
設けられた照明装置２ａ，２ｂからの照射光のうち被検
査物体ｌの部分は被検査物体自身で遮られて暗くなりそ
れ以外は゛Ｉ′−透１５１着色械置板４を介して透過さ
れ明るくなるので、Ｉｌ＆置板４の表面側の外乱光は載
置４１ｉ４を透過する際に減衰され、外乱光より明るい
照明装置．２ａ，７ｂにより安定した影が得られる。ま
た、被検査物体ｌを直接撮影しないので、被検査物体１
の表面に錆や傷があっても正確な画像を入力できる。ま
た照１多１装置２をロボットのアーム６ａに備えたので
、アーム６ａに被検査物体ｌを把持したままで画像入力
を行えば、照明と被検査物体ｌの位置関係が常に一定と
なり、より安定した画像が得られる。

−第２の実施例− ロボットでハンドリングされた被検査物体ｌと載置板４
との間に隙間が生じると載を板４の裏面の影は被検査物
体ｌの形状を正確に示さないので、被検査物体１は載置
板４に密着しなければならない。そこで、被検査物体ｌ
を載置板４に確実に密着できるようにした第２の実施例
について以下に説明する。以下では、第１図の実施例と
異なった点を中心に説明するので共通部分については詳
述しない。また、＄１図と同様な要素には同一のｎ号を
付す。

第６図は本発明の第２の実施例を示し、載置板４をばね
１３を介して支持部材５に支持する。このような構成の
ものにおいては、ロボットアーム６ａでハンドリングさ
れた被検査物体ｌをロボット６で載置板４に押圧した状
態で画像を入力する。従って、載置板４に加わる荷重は
ばね１３で吸収され被検査物体１が載置板４に密着する
。これにより、被検査物体ｌと載置板４の裏面の影の大
きさが確実に１＝１となり被検査物体１の形状を正確に
検出できる。

なお、上述した実施例における照明装置２ａ。

２ｂは、白熱灯、蛍光灯等どのようなものでも良い。ま
た、撮影手段としては工業用テレビカメラの他、ＣＯＤ
等のラインセンサによるものでもよく、いずれにしろ被
検査物体の影を画像情報として取込めるものならばどの
、１：う白゛１）のでもよい。

更にまた、載置板としてＩ、１、”Ｉ’　３に明の着色
されたアクリル板以外のもので６、光を透過するととも
に被検査物体重が直随観察され−Ｊ″影となって現われ
るような材質のものであればと゛のＪ二うなものでもよ
い。例えば、躯や手の紙を透明なアクリル板の表面に貼
りつけたものでもよい。

Ｇ８発明の効果 本発明によれば、光源からの光が表面に照射される半透
明または不透ＩｊＩの光透過性の載置板の表面に被検査
物体を装置し、搬送手段の把持部に設けた光源から載置
板に照明光を照射してそのａｉ？１板の裏面に被検査物
体の影を作り、その影を被写体として撮影手段で撮影す
るようにしたので、被検査物体の画像入力に際して外乱
光による影響を低減できるのに加えて、照明と被検査物
体との位置関係を一定とできるのでより安定した画像が
得られる。また、本発明で１−１被検査物体を直接撮影
せず被検査物体の影を撮影するので被検査物体の表面に
錆や傷があってもそれになんら影響されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
その制御系の一例を示すブロック図、第３図は載置板の
裏面にできた影の一例を示す線図、第４図は第３図の破
線りに沿った影の明度を示す線図、第５図は載置板の他
の例を示す断面図、第６図は本発明の第２の実施例を示
す構成図、第７図〜第９図は従来の画像入力装置の３例
を示すそれぞれ構成図である。 ｌ：被検査物体　　　２．２ａ、２ｂ　：照明装置３：
工業用テレビカメラ ４：載置板　　　　　　　　５：支持部材６：ロボット
　　　　　　　６ａ：アーム７　：　Ａ／Ｄコンバータ
　　　８：同期回路９：フレームメモリ　　　　１０：
中央処理装置１１：ロボットコントローラ １２：アクチュエータ　　　１４ａ、１４ｂ　：腕第２
図 第４図 第５図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査物体の搬送手段の把持部に備えられた照明用光源
   と、前記把持部で把持された被検査物体が表面に載置さ
   れ、前記光源からの光が表面に照射される半透明または
   不透明の光透過性の載置板と、照射された光により前記
   載置板の裏面に現われた被検査物体の影を被写体として
   撮影する撮影手段とを具備したことを特徴とする画像入
   力装置。