JPS6260075A

JPS6260075A - 形状認識装置

Info

Publication number: JPS6260075A
Application number: JP60200074A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sugiyama; 椙山　繁; Masaaki Nakajima; 正明中島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1987-03-16

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〕本発明は物体の面の形状を認識することのできる形状認
識装置に係り、特に圧延された鋼板の形状や、ＩＣチッ
プのピン等、背景との区別がしにくく、２値化による抽
出が難しい物体の形状を高速に認識するに好適な形状認
識装置に関する。

〔発明の背景〕

従来よシ圧延された鋼板の形状？、ＩＣチップのピン等
の如く背景との区別がしにくい物体の形状を認識する形
状認識装置としては、第１３図に示すように、伸状光＃
２によシ鋼板３に映し田された軌跡４を視覚入力装置１
に取シ込み、視覚入力装置１で検出した信号を処理装置
５に与えてこの処理装置５によシ処理するようにしたも
のがある。ま・た、この揮の形状認識装置の他の例とし
ては、第１５図に示すように、光源８よ多発光した光を
スリット９を通し、レンズ１０によりテーブル１２上の
物体１１に照写され、視覚入力装置１３によ多入力しそ
の信号を処理装置１４によシ処理するものがあるノ　（
特開昭５５−３６００４号）。

前者の形状認識装置による形状認識方式では、視覚入力
装置１によって得られる像７は、第１４図に示すように
なり、特に軌跡４の像は、軌跡像６の如くなる。このと
き、視覚入力装置が一画面像を入力するのに必要な時間
をＴとすると、ＴＩの間に、４〜口まで人力され、この
とき、軌跡像６を１本得ることができることになる。さ
らに、処理装置５が軌跡像６を処理する時間を１１とす
ると、鋼板３の移動速度がＶｌのとき、軌跡４を１本処
理する間に、ｘｌ　＝　　（Ｔ＋　　ｔ　１　　ン　×　ｖ１疋け、
鋼板が移動してしまうことになる。従って、Ｘｉ　よシ
検出分解能を上げることは不可能となる。

また、後者の形状認識装置による形状認識方式では視覚
入力装置１３によって得られる像１５が、第１６図の如
くなる。このとき、物体１１の像は、物体像１６の如く
なる。像１５は、処理装置１４によってデータ処理され
る。

このように、前者の形状認識方式においては、−一面入
力しても軌跡１本しか処理できないため、相対的に分解
能が低下し、また後者の形状認識方式では、データ量が
美大となり、処理時間が大きくなるという欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は形状の認識分解能を上げると共に抽出の難かしい物
体の形状を認識できる形状認識装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の概要は視覚入力装置の平面処理性を利用し、多
数のスポット光を一画面の像としてとらえ５セグメンテ
一シヨン回路と呼ばれる領域番号付は回路を用いること
によシ、画像を入力と同時Ｉｃ認識することを可能とし
たものである。

本発明によればスポット光の行故分、前述の装置よシ処
理能力（速度）が増大することになる。

また、前述の如く、濃度の２値化により物体の抽出が困
難な場合、本装置を用いることによシ、スポット光の位
置ずれ情報として、物体の形状を認識するため、確実に
、物体の形状を認識することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る形状認識装置の実施例を示す構成
図である。図において符号２２は鋼板であり、鋼板２２
は、図中矢印Ａの方向に移動するものとする。

また、図中符号１７は視覚入力装置、１８は処理装置、
１９は格子スリット、２０は点光源、２１はミラーであ
る。

点光源２０よ多発光された光は、ミラー２１によって平
行光線２４となシ格子スリツ）１９を通過する。格子ス
リット１９を通過した平行線２４は。

スポット光２３となり、鋼板２２に映し出される。

スポット光２３は、銅板２２の表面で乱反射し、その反
射光の中で特定のものが、視覚入力装置１７に入力され
る。視覚入力装置１７で入力された光信号は、処理装置
１８によって処理される。

第２図には、スポット光２３による像２５が示されてい
る。像２５は、視覚入力装置１７による一画面の像であ
るが、視覚入力装置１７が１イ”→１０”と一画面入力
する期間内に、多数のスポット像２６を同時にとらえる
ことができる。

第３図、第４図１１スポツト像２６の詳細を示す説明図
である。

第４図は、−走査ラインにおける１スポツト像２６の濃
度信号を示したもので、その濃度信号はある定められた
スレッシュ（ＴＨＤ）レベルにょシ２値信号′″０″、
”１”化される。すなわち各画素に対して、ＴＨＤレベ
ル以上であれば１１”以下であれば”０”と対応させる
。このようにして第２図に示すスポット像２６は、第３
図に示す如く“１”のかたまシと０”の背景となる。い
ま、第３図の如く得られた像２５にナンバリング処理す
る作用を説明する。ナンバリング処理をする上では、第
５図のアルゴリズムを適用することが必要である。第５
図（ａ）において、６個の隣接画素Ｐ１〜Ｐ６のうち、
下列中の画素Ｐ５を注目画素Ｐｏとし、注目ＵＭ素Ｐｏ
に、ナンバリングすることを考える。このナンバリング
を領域番号付け（セグメンテーション）と呼ぶことにす
る。セグメンテ−ジョンには第５図に示す（ｂ）〜（ロ
）のパターンが考えられ、（ｂ）、　（Ｃ）は新しい番
号（Ｎ）をＰａ位置付けるパターン、（ａ）、←ンは下
列左の位ｉｔ　Ｐ　４の番号（Ｘ）をＰｏ位置付けるパ
ターン、（ｆ）、（ｇンは上列中の番号（Ｖ）をＰｏ位
置に付けるパターンである。

（ｂ）〜位）のパターンに対応する画素の＠ｌ”。

“Ｏ＃倍信号第５図に示されている。

このようなセグメンテーションにより、　第３図の像が
ナンバリングされた結果を第６図に示してる。

第６図において、ナンバリング１よシ開始されたセグメ
ンテーションは、各スポット像２６毎にナンバリングさ
れる。（この時の順序は、視覚入力装置１７のスキャニ
ング方式によシ、座標（０，０）より０≦Ｘ≦２５５．
０≦ｙ≦２３９の間となる。）第１０図の場合、スポッ
ト像２６の′１”の大きさを５×５画素、スポット像２
６間の画素数を５としている。

以上のようにして、スポット像２６が得られるがこのス
ポット像２６は、視覚入力装置１が像２５を入力するの
と同期して行なわれるだめ、像２５を入力する時間内で
得ることができる。

第７図、第８図に形状認識方式の基本原理を示す。第７
図に示す如く、平行光線２４は、鋼板２２で乱反射する
が、その中で視覚人力装置１７によってとられられる像
は規則正しく第２図の如くなっている。

一方、第８図の如く、鋼板２２０表面に歪みがある場合
、スポット像２６がずれることになる。

ｇ９図は第８図の如き場合の像ｔ＆示したものであり、
鋼板２２の歪みによ）、スポット像２６のずれが生じ、
全体として、Ｄｘ、Ｄｒだけ偏差が生じているのを示し
ている。従って、あらかじめスポット像２６の重心位置
Ｇ（画素アドレスとなる）を求めておくことにより、新
たな鋼板２２が入力された場合、得られたスポット像２
６の重心位１ｊｉｉＧ’との偏差Ｄχ及びＤｙを求めろ
ことができる。平行光線２４０入射角０は、あらかじめ
規定されているため、鋼板２２の形状りは。

ｈ　＝　ｆ）　−ｔａｎθ で算出することができる。

同様に各スポット光について行なうと、第１０図の如く
、Ｇｔ、Ｇｚ・・・＋　Ｇ２７　＃　（ｈｓ＋　・・・
に対して、Ｇｌ’　、　Ｇ、／　、・・・ｒ　Ｇｘｔ’
　＋　Ｇｚａ’・・・　が得られ、これよシ各スポット
光２６に対応する形状りが求められる。

以上の処理によシ各スポット光２６の番号（Ｎｕｍｂｅ
ｒ　）及び形状りが求まる。

第１４図に対応して１本発明により得られる像２５は、
第１１図の如くなる。いま、スポット光２６の画素数を
５×５とし、スポット光間の画素を５とする。像２５の
画素数を２５６Ｘ２４０とすると、スポット光の配列は
、２５６÷（Ｓ＋Ｓ）→２５＋１＝２６．２４０÷（５
＋５）→２４となシ、２６Ｘ２４のスポット光の格子が得られる。視
覚入力装置１７の一画面入力時間をＴ２とし、処理装置
１８が第９図に示すｈを求める処理時間をｔ２とする。

鋼板２２の移動速度をｖ２とすると、本装置が２４行の
スポット光を処理する間に鋼板の移動する距離はＸ２　＝　（Ｔｚ　＋　ｔ２　）　ｘ　ｖ２となる。先
に述べた様に、スポット光２６のセグメンテーションは
、視覚入力装ｆｉ１７が一画面入力すると同時に行なわ
れるため、結局、（Ｔ２＋ｔｌ）間にいまの場合、２４
本（行）の軌跡を処理できることになる。これは、先に
従来技術で述べた場合に比べ、２４倍の処理能力がある
ことになり、さらに同一画面の情報のため、平面的（２
次元的）に処理できることになる。このことは、各スポ
ット間に相関があることを意味しておシ、従来技術に比
べ、よシ信頑度の高い認識となる。

第５図との比較で考えてみると、第５図に示す像１５は
、各ラインのデータを処理する必要がある。一方、第１
６図に示すスポット光の像は、像１５におけるラインの
点近似に対応している。したがって、データ処理量はそ
の１／ｎになっており、今の場合＊　　ｎ　”　２６で
あるから、約４％位のソフト処理量となυ、その分高速
化される。

第１２図にスポット像２６とノイズ像２７の比較を示す
。ノイズ像２７の重心をＧ“とすると、規定位Ｔ１ｔＧ
との偏差は、ｒとなる。あらかじめ規定された偏差Ｒを
設けることによシ。

ｒ＞凡の時、スポット像をノイズと判断することができる。よ
ってノイズ像２７は除去され、正規のスポット像２６の
み抽出される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、セグメンテーション
によす面４認識が可能となフ、シかも重心を求めている
ので、スポット光のボケがなく。

ソフト処理の軽減化によシ、高速化が図れ、かつソフト
処理のデータの縮少化が可能で、外乱光等のノイズに対
して、ノイズ除去が容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は同実施
例から得られるスボツＩ・像を説明するために示す像全
体図、第３図及び第４図は第２図のスポット像を２値化
画像にするための説明図、第５図はセグメンテーション
を行うだめのセグメンテーションパターンを示す図、第
６図は２値化したスポット像をセグメンテーションした
図、第７図〜第１２図はスポット像の偏差検出方式の説
明図であって、第７図は平板にスポット像を当てたとき
の説明図、第８図は凹凸のある板にスポット像を当てた
ときの説明図、第９図（Ａ）〜（Ｃ）は第８図の詳細を
示す説明図、第１０図は同偏差図は従来例を説明するた
めに示す図である。１・・・視覚人力装置、１７・・・視覚入力装置、１８
・・・処理装置、１９・・・格子スリット、２０・・・
点光源、２１・・・ミラー、２２・・・鋼板、２３・・
・スポット光。

Claims

【特許請求の範囲】

１、物体に光を照射する光学系と、その物体の像を入力
する視覚入力装置と、この視覚入力装置からの信号を処
理する処理装置とを備えてなる形状認識装置において、
光学系は多数の平行スポット光を照射できる構造を有し
、処理装置は、像の領域番号付け回路により前記視覚入
力装置からのスポット像にナンバリングし、かつ予め与
えられた理論スポット像と、入力されている測定スポッ
ト像とに基づいて得た測定スポット像の位置ずれから前
記測定スポット像の凹凸を検出して、物体の面の形状を
認識する構成としたことを特徴とする形状認識装置。