JPH09178444A - Method of measuring shape through image processing, and sorting device therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sort articles having various shapes whose principal axes of inertia can hardly be obtained, such as a circular shape, a square shape and a triangular shape, by conveying these articles without regulating their directions, and by obtaining their areas through image processing in order to obtain their external dimensions from which the articles are sorted at multiple stages. SOLUTION: Image processing is carried out for articles 9 conveyed on a conveyer 1 in order to measure their areas from which the external dimensions of the articles 9 are obtained at multiple stages. That is, when passing of an article 9 is detected, the image of the article 9 is picked up by a CCD camera 3, and the image thereof is stored in image memory. Next, multistage gradation data are binarized by a threshold, and the area of the article 9 is obtained from a number of picture elements. Further, the external dimensions of the article 9 are calculated from the area, and accordingly, the rank of the calculated external shape is compared with every set external dimensions. Thus, the articles are sorted in multistage ranks.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、魚や蟹、貝等の
魚介類及び不定形な物品の外形寸法又は内形寸法を画像
図形から測定して多段階に選別する方法とその装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring the outer dimensions or inner dimensions of fish, crabs, shellfish and other seafood and irregularly shaped articles from image patterns in multiple stages.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、魚の等級選別に関連して発明され
た技術として特開昭６１−２９９７７によってサケの等
級判定装置が知られている。これはコンベア上を１尾毎
に搬送されるサケを２次元のＣＣＤカメラでとらえた画
像から求められる面積と、魚体の色に基づいて等級判定
を行うものである。又特開昭６３−１５１２４では計量
装置としてコンベア上を流れてくる物品の画像をＣＣＤ
カメラ等の光学的手段でとらえ、２次元の大きさを演算
して物品の品種の判定を行っているものが出願されてい
る。更に本出願人が先に出願した特願平６−１８４４７
９の発明があるが、これは魚の体長及び体重測定を画像
処理と計重機によって行い多段階に選別する装置で、前
者の体長測定においては静止画像図形の慣性主軸より最
大長さを求める方法を採用している。この方法を図１０
に示す。この方法は重心Ｇ（Ｘ0，Ｙ0 ）を通る慣性主
軸角θの傾きを持つ直線と図形との交点Ａ1，Ａ2とによ
り最大長さＬを計測するもので、この図形では物品の流
れの向きに関係なく正確に外形寸法が求められる。ここ
では慣性主軸角θは数１の式から求められる。2. Description of the Related Art Conventionally, a salmon grade judging device is known from Japanese Patent Laid-Open No. 61-29977 as a technique invented in connection with fish grade selection. This is to judge the grade based on the area of an image obtained by capturing an image of a salmon conveyed on a conveyor one by one with a two-dimensional CCD camera and the color of the fish. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-15124, a CCD is used as a weighing device to display an image of an article flowing on a conveyor.
An application has been filed in which an optical means such as a camera is used to calculate a two-dimensional size to determine the product type. Furthermore, Japanese Patent Application No. 6-18447 filed by the applicant earlier
There are nine inventions, but this is a device that measures the body length and weight of fish by image processing and a weighing machine and selects in multiple stages. In the former body length measurement, a method for obtaining the maximum length from the principal axis of inertia of a still image figure is used. It is adopted. This method is illustrated in FIG.
Shown in In this method, the maximum length L is measured by the intersection points A1 and A2 of the straight line passing through the center of gravity G (X0, Y0) and having the inclination of the principal axis angle of inertia .theta. Accurate external dimensions are required regardless. Here, the principal axis angle of inertia θ is obtained from the equation (1).

【０００３】[0003]

【数１】 [Equation 1]

【０００４】ここでｍ11＝０、ｍ02＝ｍ20のときは数１
からわかるように、θの値が不定となり慣性主軸の方向
が決定できず、最大長さＬが求められなくなる。このよ
うな図形例として円形、正方形、三角形等がある。Here, when m11 = 0 and m02 = m20, equation 1
As can be seen from the above, the value of θ becomes indefinite, the direction of the principal axis of inertia cannot be determined, and the maximum length L cannot be obtained. Examples of such figures include circles, squares, and triangles.

【０００５】そこで上述のような慣性主軸の決定が困難
な形状の外形寸法を求める方法として図１１に示す方法
がある。ここでは物品に外接するＸ＝Ｘ1とＸ＝Ｘ2の２
本の直線に挟まれる長さＬＦをフィレ径として求めてい
るが、求めたい寸法Ｌの方向とＸ軸とのなす角をθとす
ると、Ｌ×ｃｏｓθ＝ＬＦとなりθ＝０のときは最大長
さＬとフィレ径ＬＦとが一致するが、例えばθ＝５゜の
場合はＬとＬＦとの間に０．４％の誤差があり、θ＝１
０゜になると１．５％の誤差が発生する。そこでこの誤
差をなくすためには物品を常に一定の向きに並べて搬送
する必要がある。しかし人手で物品を供給するときは作
業ミスを減らすために搬送速度を速くできず、処理能力
が上げられないという問題がある。又流れの向きを規制
する装置を導入するとコストがかかるという問題も生ず
る。Therefore, there is a method shown in FIG. 11 as a method for obtaining the external dimensions of the shape in which it is difficult to determine the principal axis of inertia as described above. Here, 2 of X = X1 and X = X2 circumscribing the article
The length LF sandwiched between the straight lines of the book is calculated as the fillet diameter, but if the angle between the direction of the desired dimension L and the X axis is θ, then L × cos θ = LF and the maximum length is θ = 0. Although the length L and the fillet diameter LF match, for example, when θ = 5 °, there is a 0.4% error between L and LF, and θ = 1.
At 0 °, an error of 1.5% occurs. Therefore, in order to eliminate this error, it is necessary to always convey the articles in a fixed direction. However, when the articles are manually supplied, there is a problem that the conveying speed cannot be increased in order to reduce work mistakes and the processing capacity cannot be increased. In addition, the introduction of a device that regulates the direction of the flow causes a problem of high cost.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで上述の問題点を
解決するために物品の向きを一定の方向に流れるように
すればよいが物品によってはその規制が難しく、その装
置が高価になるという新たな問題が生じる。この発明
は、慣性主軸が求め難い円形、正方形、三角形等とこれ
らに近い形状の魚介類及びその他の物品を搬送時に向き
の規制を行わずに画像処理によって計測誤差の少ない外
形寸法を測定し、その測定結果により物品を多段階に選
別する方法と装置を提供しようとするものである。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, it suffices to make the direction of the article flow in a fixed direction, but it is difficult to regulate it depending on the article, and the device becomes expensive. Problems arise. This invention is a circle whose main axis of inertia is difficult to find, square, triangle, etc. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for selecting articles in multiple stages based on the measurement results.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明では、物品を移送する搬送コンベア
と、この搬送コンベアの上部前段に設置したＣＣＤカメ
ラ、光源、通過検出器で構成する形状計測装置と、上記
ＣＣＤカメラで撮影された物品の画像データを処理する
画像処理装置、外形寸法による選別基準を設定する選別
基準設定装置、形状測定状況や選別状況を表示する表示
装置、撮影された面積値より外形寸法を演算したり、そ
の外形寸法により選別信号を発するＣＰＵ等からなる制
御装置と、上記搬送コンベアの後段に設置し、選別され
た物品を多段階に振り分ける振分装置で構成し、上記形
状計測装置では物品の通過検出によりＣＣＤカメラでそ
の物品の画像を撮影し、上記制御装置ではその画像を画
像メモリに記憶する段階を経て、その画像から物品の面
積を求める段階と、その面積を基に物品の外形寸法を算
出する段階と、設定された外形寸法毎のランクに対し、
算出された外形寸法を比較してランクを判定し、多段階
のランクに選別する段階とを有することを特徴としてい
る。In order to achieve the above-mentioned object, in the first invention, a conveyor for transferring articles, a CCD camera, a light source, and a passage detector installed in the preceding stage above the conveyor. A shape measuring device to be configured, an image processing device for processing image data of an article taken by the CCD camera, a sorting standard setting device for setting a sorting standard according to external dimensions, a display device for displaying a shape measuring situation or a sorting situation, A control device including a CPU or the like that calculates the outer dimensions from the photographed area value and that issues a selection signal according to the outer dimensions, and a sorting device that is installed in the latter stage of the above-mentioned transport conveyor and sorts the sorted articles in multiple stages. The shape measuring device captures an image of the article with a CCD camera upon detection of the passage of the article, and the controller stores the image in an image memory. Through floors, comprising the steps of determining the area of the article from the image, calculating a contour dimension of the article based on the area, to the rank of each external dimension which is set,
It is characterized in that it has a step of comparing the calculated outer dimensions with each other to determine a rank and selecting the rank from multiple ranks.

【０００８】第２の発明では、第１の発明の装置におい
て、物品の通過検出によりその物品の画像を撮影する段
階において、一次元ラインセンサを内蔵するＣＣＤカメ
ラを用いて一次元画像データを物品の流れ方向に累積
し、その画素数により上記物品の面積を求める段階を有
していることを特徴としており、その面積を基に物品の
外径を算出する段階以後は第１の発明と同様である。According to a second invention, in the apparatus of the first invention, the one-dimensional image data is obtained by using a CCD camera having a one-dimensional line sensor at the stage of taking an image of the article by detecting passage of the article. And the step of calculating the area of the article based on the number of pixels, and the step is the same as the first aspect of the invention after the step of calculating the outer diameter of the article based on the area. Is.

【０００９】なお、第１、第２の発明のいずれにおいて
も画像面積を基に物品の外形寸法を算出する段階で、一
つはサンプル計測時に外形実寸法に対し測定面積の開平
値間との係数を求め、計測時にその係数を用いて外形寸
法を算出する方法をとり、もう一つはサンプル計測時に
外形実寸法に対し測定面積間の一次式における係数を求
め、計測時にその一次式により外形寸法を算出する方法
をとることを特徴としている。In both the first and second aspects of the invention, at the stage of calculating the external dimensions of the article based on the image area, one is the step between the square root value of the measured area and the actual external dimension at the time of sample measurement. The coefficient is calculated, and the outer dimension is calculated using the coefficient at the time of measurement. The other is to calculate the coefficient in the linear equation between the measurement areas for the actual dimension of the sample at the time of measurement, and at the time of measurement, use the linear equation It is characterized by taking a method of calculating dimensions.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】この発明によれば、不定形な物品
で例えば魚介類のようなものが搬送コンベア上を移送さ
れてくると、上部に設置された二次元センサ又は一次元
センサを内蔵したＣＣＤカメラにより撮影され、その画
像から画像処理装置とＣＰＵを含む制御装置とにより画
像データとして処理された上、その画素数から上記物品
の面積が求められ、その面積を基に物品の外形寸法が求
められる。この外形寸法を算出する方法として上記面積
の開平値に係数を乗算する方法と、面積の一次式に係数
を用いて算出する方法のいずれかが用いられる。これら
の係数はサンプル計測時に外形実寸法と測定面積とによ
り求められる。一方多段階に選別されるランク毎に予め
外形寸法による選別基準を制御装置内の選別基準設定装
置により設定しておくと、計測時においては上記の算出
された外形寸法により物品が振分装置に移送されてくる
毎に上記選別基準により多段階の各ランクに振り分けら
れることになる。又ランク毎に予め個数を設定しておく
ことにより、計測された物品がランク毎に設定された上
記個数となったとき警報を発するようになっている。又
形状測定状況や選別状況は常に制御装置内の表示装置に
表示される。According to the present invention, when an irregularly shaped article such as seafood is transferred on a conveyor, a built-in two-dimensional sensor or one-dimensional sensor is installed above the conveyor. Imaged by the CCD camera, processed from the image as image data by the image processing device and the control device including the CPU, and the area of the article is obtained from the number of pixels, and the external dimensions of the article based on the area. Is required. As a method of calculating the outer dimensions, either a method of multiplying the square root value of the area by a coefficient or a method of calculating the linear dimension of the area by using the coefficient is used. These coefficients are obtained from the actual size of the outer shape and the measurement area when measuring the sample. On the other hand, if the sorting criteria based on the external dimensions are set in advance by the sorting criteria setting device in the control device for each rank to be sorted in multiple stages, at the time of measurement, the articles will be distributed to the sorting device according to the calculated external dimensions. Each time it is transferred, it will be assigned to each rank in multiple stages according to the above-mentioned selection criteria. Further, by setting the number of articles for each rank in advance, an alarm is issued when the measured number of articles reaches the number set for each rank. The shape measurement status and the selection status are always displayed on the display device in the control device.

【００１１】[0011]

【実施例】この発明になる全体平面図を１Ａに、その正
面図を１Ｂに示す。これらの図において１は魚介類その
他の物品９を搬送過程で外径寸法の計測及び振り分けを
行う搬送コンベアであり、その前段にはＣＣＤカメラ
３、光源４及び通過検出器５ｈで構成された形状計測装
置２が設置され、後段には物品９を形状計測の結果によ
り６ランクに選別する振分装置６ａ〜６ｆが設置されて
おり、この振分装置６ａ〜６ｆはそれぞれ通過検出器５
ａ〜５ｆ、シュート７ａ〜７ｆ及び振り分け用エヤジェ
ット８ａ〜８ｆで構成されている。又搬送コンベア１の
終端付近には選別基準設定装置１５、表示装置１３等で
構成された制御装置１０が設置されている。これらの装
置では搬送コンベア１の前に置かれた作業台に物品を貯
めた上、作業者が一つずつ物品を取り出し、向きに関係
なくコンベア上に置くことで搬送され、外径寸法が測定
されてその外形寸法に基づき多段階に振り分けられるこ
とになる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An overall plan view of the present invention is shown in 1A and a front view thereof is shown in 1B. In these figures, reference numeral 1 denotes a conveyor for measuring and allocating an outer diameter of a seafood or other article 9 during its conveying process, and a shape composed of a CCD camera 3, a light source 4 and a passage detector 5h in the preceding stage. The measuring device 2 is installed, and the sorting devices 6a to 6f for sorting the articles 9 into 6 ranks according to the result of the shape measurement are installed in the subsequent stage. The sorting devices 6a to 6f are respectively the passage detectors 5
a to 5f, chutes 7a to 7f, and distribution air jets 8a to 8f. A control device 10 including a selection standard setting device 15 and a display device 13 is installed near the end of the conveyor 1. In these devices, articles are stored on a workbench placed in front of the conveyer conveyor 1, and the worker takes out the articles one by one and places them on the conveyer regardless of the direction for conveyance, and the outer diameter is measured. Then, they are distributed in multiple stages based on their outer dimensions.

【００１２】図２は、この発明を実現する装置のブロッ
ク図である。上述の図１及び図２において搬送コンベア
１上を移送される物品９が例えば光電管の通過検出器５
ｈにより検知され、その信号がＣＰＵ１２に送られる
と、光源発光の指令がＣＰＵ１２から光源４へ発信さ
れ、搬送コンベア１上を移送されてくる物品９の静止画
像がＣＣＤカメラ３で撮影され、画像処理装置１１を経
てＣＰＵ１２に送られ画像メモリ１４に記憶される。こ
の画像メモリ１４に格納されたデータを基にＣＰＵ１２
にて外形寸法のデータに処理される。一方外形寸法によ
る選別基準を選別基準設定装置１５により予め入力して
いるので、上記選別基準と物品が検出されて算出された
外形寸法とが比較され各ランクに選別される。この選別
ランクをＡ、Ｂ、・・・・Ｆと選外品の７ランクとし、
今上記の比較により選別された物品がＡランクとする
と、物品９が通過検出器５ａにより検出されるとＣＰＵ
１２から振分装置６ａのエヤジェット８ａに信号が発せ
られ物品９は振り分けシュート７ａに排出される。同様
に物品がＦランクと判定されたときは物品９が通過検出
器５ｆにて検知されると振分装置のエヤジェット８ｆが
働き物品はシュート７ｆに排出される。判別された物品
が上記のＡ〜Ｆの６ランクのいずれにも属さないときは
選外として搬送コンベア１の終端まで移送され図示しな
い選外品容器に排出される。又各ランクへの振り分け信
号が発せられるとカウンタ１６ａ〜１６ｆへ発信されて
各ランク毎に加算され、予め設定した個数になると、例
えばパトライト又はブザーのような警報装置１７ａ〜１
７ｆにそれぞれ発信される。従って作業者は図示しない
各ランク毎の定数投入された容器を取り除き、新たな容
器を上記各シュートの下に置けばよい。前述の形状測定
状況や選別状況は常にＣＰＵ１２から表示装置１３に発
信されて表示される。なお制御装置１０は画像処理装置
１１、ＣＰＵ１２、表示装置１３、画像メモリ１４、選
別基準設定装置１５、カウンタ１６ａ〜１６ｆで構成さ
れている。FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for implementing the present invention. In the above-described FIGS. 1 and 2, the article 9 transferred on the conveyor 1 is, for example, the phototube passage detector 5.
When it is detected by h and the signal is sent to the CPU 12, a light source emission command is transmitted from the CPU 12 to the light source 4, and a still image of the article 9 transferred on the conveyor 1 is taken by the CCD camera 3, and the image is taken. It is sent to the CPU 12 via the processing device 11 and stored in the image memory 14. Based on the data stored in the image memory 14, the CPU 12
Is processed into external dimension data. On the other hand, since the selection criteria based on the outer dimensions are input in advance by the selection reference setting device 15, the above-mentioned selection criteria and the outer dimensions calculated by detecting and calculating the articles are compared and each rank is selected. This sorting rank is set to 7 ranks of A, B, ...
If the article selected by the above comparison is rank A, the CPU detects that the article 9 is detected by the passage detector 5a.
A signal is emitted from 12 to the air jet 8a of the sorting device 6a, and the article 9 is discharged to the sorting chute 7a. Similarly, when the article 9 is detected by the passage detector 5f when it is determined that the article is the F rank, the air jet 8f of the sorting device operates and the article is discharged to the chute 7f. When the determined article does not belong to any of the above six ranks A to F, it is judged as non-selected and is transferred to the end of the transport conveyor 1 and discharged to a non-selected article container (not shown). Further, when a distribution signal to each rank is issued, it is transmitted to the counters 16a to 16f and added for each rank, and when a preset number is reached, for example, warning devices 17a to 1 such as a patrol light or a buzzer.
It is sent to each 7f. Therefore, the operator may remove the container (not shown) in which the constant number is charged for each rank, and place a new container under each chute. The above-mentioned shape measurement status and selection status are always transmitted from the CPU 12 to the display device 13 and displayed. The control device 10 includes an image processing device 11, a CPU 12, a display device 13, an image memory 14, a selection standard setting device 15, and counters 16a to 16f.

【００１３】図３は物品の面積Ｓと外形寸法Ｌとの関係
式をグラフで示した図で、Ａは測定範囲内では面積と外
形寸法との関係が直線と考えられる図で、Ｂは測定範囲
が広いためその範囲を２分割したときの図である。図３
Ａにおいて、面積Ｓと外形寸法Ｌとの関係はＬ＝ｋ1Ｓ1
/2の関係式で表され実線で示されているが、上記のよう
にＳmin≦Ｓ≦Ｓmax又はＬmin≦Ｌ≦Ｌmaxの範囲では点
線で示されるように直線と考えられ、Ｌ＝ｋ2＋ｋ3Ｓの
関係式により外形寸法Ｌを求めることもできる。即ち前
者の関係式Ｌ＝ｋ1Ｓ1/2よりこの後者の関係式の方が開
平演算を必要とせず、加算と乗算の単純な計算ですむと
いうメリットがある。しかし図３Ｂに示すようにＳmin
≦Ｓ≦Ｓmax又はＬmin≦Ｌ≦Ｌmaxの範囲が広すぎ直線
とみなせないときは、その間を適当に分割して分割の範
囲毎に演算式を準備すればよい。なおｋ1、ｋ2、ｋ3 の
係数はサンプル計測時に例えば１０〜２０個のサンプル
を準備して、画像処理装置にて求められた物品の面積値
と、物差しによって測定された同じ物品の外形寸法によ
り最小自乗法にて求めることができる。上記の分割で例
えば図３Ｂのように２分割したときはＳmin≦Ｓ≦Ｓ1の
範囲のものはＬ＝ｋ21＋ｋ31Ｓとし、Ｓ1≦Ｓ≦Ｓmaxの
範囲のものはＬ＝ｋ22＋ｋ32Ｓとした二つの関係式を準
備しておき、上記と同様サンプル計測時にこれらの係数
を求めればよい。FIG. 3 is a graph showing the relational expression between the area S and the external dimension L of the article. A is a diagram in which the relationship between the area and the external dimension is considered to be a straight line in the measurement range, and B is the measured value. It is a diagram when the range is divided into two because the range is wide. FIG.
In A, the relationship between the area S and the external dimension L is L = k1S1
Although it is represented by the relational expression of / 2 and is shown by a solid line, it is considered to be a straight line as shown by a dotted line in the range of Smin≤S≤Smax or Lmin≤L≤Lmax as described above, and the relation of L = k2 + k3S The outer dimension L can also be obtained by an equation. That is, the latter relational expression has an advantage over the former relational expression L = k1S1 / 2 in that square root calculation is not required and simple calculation of addition and multiplication is required. However, as shown in FIG. 3B, Smin
If the range of ≦ S ≦ Smax or Lmin ≦ L ≦ Lmax is too wide to be regarded as a straight line, the space between them may be appropriately divided and an arithmetic expression may be prepared for each divided range. The coefficient of k1, k2, k3 is minimum depending on the area value of the article obtained by the image processing device and the external dimensions of the same article measured by the ruler by preparing, for example, 10 to 20 samples at the time of measuring the sample. It can be calculated by the square method. In the above division, for example, when divided into two as shown in FIG. 3B, two relational expressions are set as L = k21 + k31S in the range of Smin≤S≤S1 and L = k22 + k32S in the range of S1≤S≤Smax. It suffices to prepare them and obtain these coefficients at the time of measuring the sample as in the above.

【００１４】図４は前述のＣＣＤカメラで撮影された画
像から画像処理装置を経て形状データに処理され、各段
階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図３の実線
に対応するフローチャートである。先ずステップＳ１に
て搬送コンベア上を移送されてくる物品により形状測定
装置２内の例えば光電管の通過検出器５ｈが遮光される
とＹＥＳとなるので計測が開始され、次にステップＳ２
でＣＣＤカメラにて取り込まれた画像が画像処理されて
画像メモリに記憶され、ステップＳ３では記憶された多
段階調データが適当なしきい値をもって２値化され、ス
テップＳ４で物品の面積Ｓが画素数から求められる。ス
テップＳ５では上記面積Ｓを基にサンプル計測時に決定
された係数ｋ1 を用いて外形寸法Ｌが算出されるが、こ
こではＬがＳの平方根に比例するという関係式により算
出されている。ステップＳ６では外形寸法算出のカウン
タを初期化し、ステップＳ７で外形寸法Ｌがｉ番目のラ
ンク以上でｉ＋１番目ランク以下のときは上記Ｌをｉ番
目のランクとして判定し、ステップＳ１０でランク信号
ｉが出力される。ＮＯのときはステップＳ８でステップ
カウンタｉを一つ増し、ステップＳ９では予め設定した
最大のランク数ｉmax に達していないかをチェックし、
もし達していなければステップＳ７に戻り一つ増した次
のランクについて比較し、ＹＥＳならｉ＋１番目のラン
クと判定してランク信号が出力される。この例では６番
目のランクまで出力され、それを越えれば選外品として
処理される。このように６ランクと選外とで７ランクに
物品が選別されることになる。FIG. 4 is a flow chart corresponding to the solid line in FIG. 3, showing a procedure of processing the shape data from the image photographed by the CCD camera through the image processing device and distributing the shape data to each rank. First, in step S1, when the article transferred on the conveyor conveys light to the passage detector 5h of the photoelectric tube, for example, in the shape measuring device 2, the result is YES, and the measurement is started, and then step S2.
In step S3, the image captured by the CCD camera is image-processed and stored in the image memory. In step S3, the stored multi-step gradation data is binarized with an appropriate threshold value. Calculated from the number. In step S5, the outer dimension L is calculated based on the area S using the coefficient k1 determined at the time of sample measurement, but here, it is calculated by the relational expression that L is proportional to the square root of S. In step S6, the external dimension calculation counter is initialized. In step S7, when the external dimension L is the i-th rank or more and the i + 1th rank or less, the L is determined as the i-th rank, and the rank signal i is determined in step S10. Is output. If NO, the step counter i is incremented by 1 in step S8, and it is checked in step S9 whether or not the preset maximum rank number imax has been reached.
If not reached, the process returns to step S7 and the next rank increased by one is compared. If YES, it is determined to be the (i + 1) th rank, and the rank signal is output. In this example, up to the sixth rank is output, and if it exceeds that rank, it is processed as a non-selected product. In this way, the articles are sorted into the 7th rank from the 6th rank and the non-selected ranks.

【００１５】図５は図３Ｂの点線で示したようにＳmin
〜Ｓmaxを２分割したときの前述の面積Ｓと外形寸法Ｌ
との関係式に基づいて各ランクに振り分けられる手順を
示したものである。なお図３Ａの点線で示したＬ＝ｋ2
＋ｋ3Ｓの関係式より外形寸法を求める方法のフローチ
ャートは図４のフローチャートのステップＳ５を上記の
式に置き換えればよい。この図５においてステップＳ１
１〜ステップＳ１４は図４のステップＳ１〜ステップＳ
４と同じで、ステップＳ１６〜ステップＳ２０もステッ
プＳ６〜ステップＳ１０と同じであり、異なるのは図４
のステップＳ５である。この図ではステップＳ１５−１
で面積ＳがＳ１以下であればＹＥＳとなりステップＳ１
５−２でＬ＝ｋ21＋ｋ31Ｓの関係式により外形寸法Ｌが
算出され、ステップＳ１５−１でＮＯのときはステップ
Ｓ１５−３にてＬ＝ｋ22＋ｋ32Ｓの関係式により外形寸
法Ｌが算出される。FIG. 5 shows Smin as shown by the dotted line in FIG. 3B.
~ Area S and external dimensions L when Smax is divided into two
It shows the procedure to be assigned to each rank based on the relational expression with. Note that L = k2 shown by the dotted line in FIG. 3A
In the flowchart of the method for obtaining the outer dimensions from the relational expression of + k3S, step S5 in the flowchart of FIG. 4 may be replaced with the above expression. In FIG. 5, step S1
1 to step S14 are steps S1 to S in FIG.
4, steps S16 to S20 are the same as steps S6 to S10, and the difference is that FIG.
Is step S5. In this figure, step S15-1
If the area S is less than or equal to S1, YES is determined in step S1.
The outer dimension L is calculated by the relational expression of L = k21 + k31S in 5-2, and if NO in step S15-1, the outer dimension L is calculated by the relational expression of L = k22 + k32S in step S15-3.

【００１６】前述の従来例で述べたフィレ径や慣性主軸
長といった長さを直接的に求める処理を行うときは二次
元エリアセンサで画像を撮影するのが一般的である。と
ころが面積値を基に処理を行うときは高価な二次元エリ
アセンサを用いる必要はなく、安価な一次元ラインセン
サから得られる一次元画像データを物品の移送方向に単
に累積すれば十分である。又二次元エリアセンサに使用
される二次元配列のＣＣＤは、一次元ラインセンサに使
用される一次元配列のＣＣＤに比較して構成素子数が数
百倍と多くなり、素子間の感度のバラツキが生じ易く且
つ感度のバラツキをなくそうとすると高価になる。即ち
二次元エリアセンサの標準的なインターフェースである
ＮＴＳＣ信号方式の取り合いでは、ノンインターレース
モードにおいては５１２×２４０画素の映像を取り込む
のに１／６０秒、インターレースモードでは５１２×４
８０画素の映像を取り込むのに１／３０秒の時間を必要
とする。従って物品の移送速度が大きくなると、画像の
ぶれを抑えるためにはシャッタ機能を持つカメラを使用
するか又はストロボ光源を用いる必要がある。これは高
価となる要因ともなる。これに対し駆動クロックパルス
周波数が２０ＭＨｚ、分解能５１２の一次元ラインセン
サの場合、１ラインをスキャンする時間は約２５μｓと
なるので二次元エリアセンサと比較して１０００倍近い
走査速度が得られ、シャッタ機能やストロボ光源を用い
ることなしに移送される物品の面積が計測できる。又二
次元エリアセンサでは水平分解能が５１２が標準であ
り、それに対し一次元ラインセンサでは１０２４〜１０
０００画素という種類もあり、分解能を同じとすれば測
定範囲を大きくでき、逆に測定範囲を同じとすると分解
能を高くとれるというメリットがある。When the processing for directly obtaining the length such as the fillet diameter and the inertial principal axis length described in the above-mentioned conventional example is performed, an image is generally taken by a two-dimensional area sensor. However, when performing processing based on the area value, it is not necessary to use an expensive two-dimensional area sensor, and it is sufficient to simply accumulate the one-dimensional image data obtained from an inexpensive one-dimensional line sensor in the article transfer direction. In addition, the two-dimensional array CCD used for the two-dimensional area sensor has hundreds of times more constituent elements than the one-dimensional array CCD used for the one-dimensional line sensor, resulting in variations in sensitivity between elements. Is likely to occur, and it is expensive to eliminate variations in sensitivity. That is, according to the NTSC signal system, which is the standard interface of the two-dimensional area sensor, 1/60 seconds is required to capture an image of 512 × 240 pixels in the non-interlace mode, and 512 × 4 in the interlace mode.
It takes 1/30 second to capture an image of 80 pixels. Therefore, when the transfer speed of the article increases, it is necessary to use a camera having a shutter function or a strobe light source in order to suppress the blurring of the image. This also causes the cost to be high. On the other hand, in the case of a one-dimensional line sensor having a drive clock pulse frequency of 20 MHz and a resolution of 512, the time required to scan one line is about 25 μs, so a scanning speed close to 1000 times that of a two-dimensional area sensor can be obtained, The area of articles transferred can be measured without using functions or strobe light sources. In addition, a horizontal resolution of 512 is standard for a two-dimensional area sensor, whereas a horizontal resolution of 1024 to 10 for a one-dimensional line sensor.
There is also a type of 000 pixels, and if the resolution is the same, the measurement range can be increased, and conversely, if the measurement range is the same, the resolution can be increased.

【００１７】図６は二次元エリアセンサの代わりに一次
元ラインセンサを用いて面積を測定する回路を示す。こ
の図において前述のフローチャート図４及び図５におけ
るそれぞれステップＳ２及びステップＳ１２に示すよう
な画像を一旦記憶させておく画像メモリが不要であり、
面積を求めるまでの処理フローチャートは後述すること
とし、一次元ラインセンサからの１ライン映像信号がコ
ンパレータ２１に入力される可変設定器２２に設定され
ているしきい値入力と比較され、２値化が行われる。コ
ンパレータ２１の出力はカウンタ２３のＣＬ端子に与え
られるクロックパルスにより動作し、Ｎビットの出力値
がＣＰＵ１２に出力される。ここでラインセンサの１ラ
インの分解能が２５５画素とすると８ビットの出力であ
れば十分である。なおしきい値の設定は図示していない
がＣＰＵ１２からのディジタル指令値をＤ／Ａ変換して
コンパレータ２１に与えることもできる。FIG. 6 shows a circuit for measuring an area using a one-dimensional line sensor instead of a two-dimensional area sensor. In this figure, there is no need for an image memory for temporarily storing images as shown in steps S2 and S12 in the above-mentioned flowcharts 4 and 5, respectively,
A processing flow chart for obtaining the area will be described later, and the one-line video signal from the one-dimensional line sensor is compared with the threshold input set in the variable setting device 22 input to the comparator 21, and binarized. Is done. The output of the comparator 21 is operated by the clock pulse given to the CL terminal of the counter 23, and the N-bit output value is output to the CPU 12. Here, assuming that the resolution of one line of the line sensor is 255 pixels, an output of 8 bits is sufficient. Although the threshold value is not shown, the digital command value from the CPU 12 can be D / A converted and given to the comparator 21.

【００１８】図７は前述の図６の回路を用いて面積画素
値を求めるまでのＣＰＵ１２内での処理フローチャート
である。先ずステップＳ３１で面積カウンタＳがリセッ
トされ、次にステップＳ３２で通過検出器が物品を検出
すると、ステップＳ３３でラインセンサから１ラインの
映像信号が確認され、ステップＳ３４ではカウンタのＮ
ビットデータが読み込まれ、ステップＳ３５で上記面積
カウンタＳに上記カウンタデータが加算され、ステップ
Ｓ３６で物品全体の計測が完了したと判断されるとステ
ップＳ３７で面積カウンタに面積画素値が格納される。
もし完了していなければＮＯとなりステップＳ３８でＣ
ＰＵからカウンタにリセット信号パルスが出力され、カ
ウンタ動作は初期化されてステップＳ３３に戻る。FIG. 7 is a processing flowchart in the CPU 12 until the area pixel value is obtained using the circuit of FIG. First, in step S31, the area counter S is reset, and then in step S32, when the passage detector detects an article, the image signal of one line is confirmed from the line sensor in step S33, and in step S34, the counter N counts.
The bit data is read, the counter data is added to the area counter S in step S35, and if it is determined in step S36 that the measurement of the entire article is completed, the area pixel value is stored in the area counter in step S37.
If not completed, the answer is NO and C is returned in step S38.
A reset signal pulse is output from the PU to the counter, the counter operation is initialized, and the process returns to step S33.

【００１９】表１は物品の外形寸法が８１〜１０８mmの
１００個についてサンプルの外形実寸法と本願で用いた
画像処理装置を用いて面積を計測した結果をまとめたも
のである。Table 1 summarizes the actual outer dimensions of the samples and the results of measuring the area of the 100 articles having the outer dimensions of 81 to 108 mm by using the image processing apparatus used in the present invention.

【００２０】[0020]

【表１】 [Table 1]

【００２１】図８は上記表１を基に面積値Ｓの開平演算
をした結果と物品の外形実寸法Ｌとの関係を示したもの
で、図９は面積値Ｓと物品の外形実寸法Ｌとの関係を示
したものである。上記図８により面積の開平値Ｓsqrtと
実寸法Ｌの関係を近似１次式で表すと、Ｌ＝０．４Ｓsq
rtとなり、このとき相関係数は０．９８４となる。又上
記図９により面積Ｓと実寸法Ｌとの関係を近似１次式で
表すと、Ｌ＝４６．０１４＋０．０００８６３Ｓとな
り、このときの相関係数は０．９８３である。上記１次
式の係数は、前述の１００個のサンプルとは別に１０個
〜２０個のサンプルにて回帰分析法を用いて求めてい
る。従って図に示すようにいずれの場合も物品の外形実
寸法と面積に関する計測量の間には緊密な相関関係があ
ることが示されている。前述の図１１におけるＬが大き
くなるとそれに直交する方向の長さも比例して大きくな
っていることを示している。人間に例えれば身長と体重
との間に何らかの相関関係があるものと同様と考えられ
る。FIG. 8 shows the relationship between the square root calculation result of the area value S based on the above Table 1 and the external dimension L of the article. FIG. 9 shows the area value S and the actual dimension L of the article. It shows the relationship with. When the relation between the square root value Ssqrt of the area and the actual dimension L is expressed by the above-mentioned FIG. 8 by an approximate linear expression, L = 0.4Ssq
rt, and the correlation coefficient at this time is 0.984. Further, when the relation between the area S and the actual dimension L is represented by the approximate linear expression in FIG. 9, L = 46.014 + 0.000863S, and the correlation coefficient at this time is 0.983. The coefficient of the above-mentioned linear expression is obtained by using a regression analysis method on 10 to 20 samples other than the above 100 samples. Therefore, as shown in the figure, in any case, it is shown that there is a close correlation between the external dimensions of the article and the measured amount of the area. It is shown that as L in FIG. 11 increases, the length in the direction orthogonal thereto also increases in proportion. When compared to humans, it is considered that there is some correlation between height and weight.

【００２２】[0022]

【発明の効果】直接長さを計測する必要がなく、フィレ
径を求めるときのように画像撮影による形状計測装置の
下を移送される物品の向きを常に一定にする必要がない
ため、そのための整列装置が不要で又ＣＣＤカメラとし
ては二次元のエリアセンサの必要がなく一次元のライン
センサを用いて面積の計測が高速に行え、直接長さを慣
性主軸角より求める方法より単純な処理で長さを求める
ことができるので、装置全体のコストが安く且つコンパ
クトにできるという効果がある。EFFECTS OF THE INVENTION It is not necessary to directly measure the length, and it is not necessary to always keep the direction of the article transferred under the shape measuring device by image capturing constant, unlike the case of obtaining the fillet diameter. No alignment device is required, and a CCD camera does not require a two-dimensional area sensor, and a one-dimensional line sensor can be used to measure the area at high speed, which is simpler than the method of directly determining the length from the principal axis angle of inertia. Since the length can be obtained, there is an effect that the cost of the entire device can be reduced and the device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の実施例になる全体平面図Ａ及び正面
図Ｂである。FIG. 1 is an overall plan view A and front view B according to an embodiment of the present invention.

【図２】この発明の実施例になる装置のブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図３】この発明の実施例における物品の面積Ｓと外形
寸法との関係式をグラフで示した図で、面積と外形寸法
とが測定範囲内では直線と考えられるＡ及び測定範囲が
広いため範囲を２分割したときの図Ｂである。FIG. 3 is a graph showing a relational expression between an area S and an external dimension of an article in an example of the present invention, in which the area and the external dimension are considered to be a straight line within the measuring range and the measuring range is wide. It is a figure B when the range is divided into two.

【図４】この発明の実施例においてＣＣＤカメラで撮影
された画像から画像処理装置を経て形状データに処理さ
れ、多段階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図
３の実線に対応するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart corresponding to a solid line in FIG. 3, showing a procedure in which an image captured by a CCD camera is processed into shape data through an image processing device and distributed to each rank of multiple stages in an embodiment of the present invention. is there.

【図５】上記図４と同様の処理をし、多段階の各ランク
に振り分けられる手順を示しているが、図３Ｂの点線に
対応するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart corresponding to a dotted line in FIG. 3B, showing a procedure of performing the same processing as in FIG. 4 and assigning the rank to multiple ranks.

【図６】この発明の実施例になる一次元センサを用いて
面積を測定する回路を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit for measuring an area using a one-dimensional sensor according to an embodiment of the present invention.

【図７】図６の回路を用いて面積画素値を求めるまでの
ＣＰＵ内のフローチャートである。7 is a flowchart in the CPU until the area pixel value is obtained using the circuit of FIG.

【図８】表１を基に物品面積値の開平演算をした結果と
外形実寸法との関係を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the result of square root calculation of the article area value based on Table 1 and the external dimensions.

【図９】表１を基に物品面積値と外形実寸法との関係を
示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an article area value and an actual external dimension based on Table 1.

【図１０】従来の方法で慣性主軸より最大長さを求める
図である。FIG. 10 is a diagram for obtaining the maximum length from the principal axis of inertia by a conventional method.

【図１１】従来の方法で慣性主軸の決定が困難な形状で
外形寸法を求める図である。FIG. 11 is a diagram for obtaining external dimensions in a shape in which it is difficult to determine the principal axis of inertia by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 搬送コンベア ２ 形状計測装置 ３ ＣＣＤカメラ ４ 光源 ５ａ〜５ｈ 通過検出器 ６ａ〜６ｆ 振分装置 ７ａ〜７ｆ シュート ８ａ〜８ｆ エヤジェット ９ 物品 １０ 制御装置 １１ 画像処理装置 １２ ＣＰＵ １３ 表示装置 １４ 画像メモリ １５ 選別基準設定装置 １６ａ〜１６ｆ カウンタ １７ａ〜１７ｆ 警報装置 ２１ コンパレータ ２２ 可変設定器 ２３ 面積カウンタ 1 Transport Conveyor 2 Shape Measuring Device 3 CCD Camera 4 Light Source 5a to 5h Passage Detector 6a to 6f Sorting Device 7a to 7f Chute 8a to 8f Air Jet 9 Article 10 Control Device 11 Image Processing Device 12 CPU 13 Display Device 14 Image Memory 15 Sorting standard setting device 16a to 16f Counter 17a to 17f Alarm device 21 Comparator 22 Variable setting device 23 Area counter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より上記物品
の外形寸法を算出し、その外形寸法により多段階に選別
する装置において、物品の通過検出によりＣＣＤカメラ
でその物品の画像を撮影し、その画像を画像メモリに記
憶する段階と、上記画像メモリから画素数により上記物
品の面積を求める段階と、その面積を基に物品の外形寸
法を算出する段階と、設定された外形寸法毎のランクに
対し上記算出された外形寸法を比較してランクを判定
し、多段階のランクに選別する段階とで構成したことを
特徴とする画像処理による形状測定方法。1. An apparatus for measuring the area of an article transferred on a conveyor by image processing, calculating the outer dimension of the article from the area value, and selecting the outer dimension in multiple stages according to the outer dimension. An image of the article is taken by a CCD camera by passage detection, the image is stored in an image memory, an area of the article is obtained from the image memory by the number of pixels, and an external dimension of the article based on the area. Image processing characterized by comprising a step of calculating, and a step of comparing the calculated external dimensions with respect to the rank of each set external dimension to determine the rank, and selecting the rank into multiple ranks. Shape measurement method by. 【請求項２】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より上記物品
の外形寸法を算出し、その外形寸法により多段階に選別
する装置において、物品の通過検出により一次元ライン
センサを内蔵するＣＣＤカメラにより上記物品の画像を
撮影し、その画素数により上記物品の面積を求める段階
と、その面積を基に物品の外形を算出する段階と、設定
された外形寸法毎のランクに対し上記算出された外形寸
法を比較してランクを判定し、多段階のランクに選別す
る段階とで構成したことを特徴とする画像処理による形
状測定方法。2. An apparatus for measuring the area of an article transferred on a conveyor by image processing, calculating the outer dimension of the article from the area value, and selecting the outer dimension in multiple stages according to the outer dimension. A CCD camera having a built-in one-dimensional line sensor for passage detection is used to take an image of the article, the area of the article is determined by the number of pixels, and the contour of the article is calculated based on the area. The shape measuring method by image processing, comprising: comparing the calculated outer dimensions with the outer dimension for each outer dimension to determine the rank, and selecting the rank into multiple ranks. 【請求項３】 画像面積を基に物品の外形寸法を算出す
る段階において、サンプル計測時に外形実寸法と測定面
積の開平値間の係数を求め、その係数と選別計測時の測
定面積の開平値とを乗算して外形寸法を算出することを
特徴とする請求項１又は請求項２の画像処理による形状
測定方法。3. The step of calculating the external dimensions of the article based on the image area, the coefficient between the actual external dimension and the square root value of the measurement area is obtained at the time of sample measurement, and the coefficient and the square root value of the measurement area at the time of selective measurement. The shape measuring method by image processing according to claim 1 or 2, wherein the external dimensions are calculated by multiplying by and. 【請求項４】 画像面積を基に物品の外形寸法を算出す
る段階において、サンプル計測時に外形実寸法と測定面
積間の一次式の係数を求め、選別計測時に測定面積によ
り上記一次式によって外形寸法を算出することを特徴と
する請求項１又は請求項２の画像処理による形状測定方
法。4. In the step of calculating the external dimensions of the article based on the image area, a coefficient of a linear equation between the actual external dimensions and the measurement area is obtained at the time of sample measurement, and the external dimensions are obtained by the above-mentioned linear equation according to the measurement area at the time of selective measurement. The shape measuring method by image processing according to claim 1 or 2, wherein 【請求項５】 多数の物品を移送しながら物品の面積を
測定するための搬送コンベアと、その上部に設置し上記
物品の画像を撮影するＣＣＤカメラを含む形状計測装置
と、上記ＣＣＤカメラで撮影された物品の画像データを
処理する画像処理装置、外形寸法による選別基準を設定
する選別基準設定装置、形状測定状況や選別状況を表示
する表示装置、測定された物品の面積から上記外形寸法
を演算して設定された選別基準とその外形寸法とを比較
して選別信号を発生するＣＰＵ等からなる制御装置と、
選別された物品を多段階に振り分ける振分装置を備え、
上記制御装置において物品の画像面積を基にその外形寸
法を算出し、その外径寸法より各ランクを判定して多段
階のランクに選別することを特徴とする画像処理による
物品の選別装置。5. A conveyer for measuring the area of an article while transferring a large number of articles, a shape measuring device installed on the conveyor and including a CCD camera for taking an image of the article, and an image taken by the CCD camera. Image processing device for processing the image data of the selected product, selection standard setting device for setting the selection standard according to the external dimensions, display device for displaying the shape measurement status and the selection status, and calculating the external dimensions from the measured area of the product A control device including a CPU or the like for generating a selection signal by comparing the selection criteria set by
Equipped with a sorting device that sorts the sorted items in multiple stages,
An apparatus for sorting articles by image processing, wherein the control apparatus calculates outer dimensions of the articles based on the image area of the articles, judges each rank from the outer diameter dimension, and sorts the articles into ranks. 【請求項６】 外形寸法により各ランクを判定して多段
階のランクに選別するとき、ランク毎に予め設定された
個数に対し、対応するランクに選別された個数が一致し
たとき警報を発することを特徴とする請求項５の画像処
理による物品の選別装置。6. When each rank is judged based on the external dimensions and sorted into multiple ranks, an alarm is issued when the number preset in each rank matches the number sorted in the corresponding rank. An article sorting apparatus by image processing according to claim 5.