JPH11142117A

JPH11142117A - 物体計測方法およびその装置、ならびに物体計測用の制御プログラムの記録媒体

Info

Publication number: JPH11142117A
Application number: JP9322098A
Authority: JP
Inventors: Shiro Fujieda; 紫朗藤枝
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズの影響をうけずに高精度の計測処理を
実施する。【解決手段】対象物を撮像して得られた画像を処理し
て、対象物の位置および向きを計測する装置において、
入力画像に対するエッジ抽出結果をモニタ画面上に表示
して、対象物の輪郭線毎に所定のエッジ構成点Ｅ₀〜Ｅ
₆を指定する。各指定点の座標は、ＣＰＵにより認識さ
れて、ｘ，ｙ各軸方向毎のエッジ間隔Ｄ１〜Ｄ４が算出
され、さらに各算出値はあらかじめ記憶された基準エッ
ジ間隔と比較される。この結果、各エッジ間隔Ｄ１〜Ｄ
４とも、対応する基準エッジ間隔に対する差がしきい値
以内であれば、エッジ抽出結果は適正であると判断さ
れ、計測処理が実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対象物を撮像して得
られた画像を用いて、その対象物の位置およびその向き
を計測するための方法および装置に関連し、さらにこの
発明は、この計測処理を、コンピュータにより実施させ
るための制御プログラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の計測処理は、例えば基板上のチッ
プ部品の実装位置や実装方向の適否を検査する際に行わ
れる。この検査を実施するための画像処理装置は、計測
対象となるチップ部品の画像からエッジ成分を抽出した
後、各エッジの抽出位置を用いて部品の輪郭線を表す複
数の直線を特定し、さらに各直線の交点の位置や直線の
傾きなどにより、部品の実装位置を示す座標や実装方向
を示す角度を算出するように設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの計測
処理の過程において画像データにノイズが混入したり、
計測対象の基板上に傷や汚れなどがある場合、本来の計
測対象物の輪郭以外のエッジが抽出され、その結果、対
象物の位置や向きが誤計測される虞がある。

【０００４】この発明は上記の問題点に着目してなされ
たもので、画像上で抽出されたエッジが計測対象物の輪
郭を表すか否かを判別し、対象物の輪郭を表すと判別さ
れたエッジのみを用いて計測処理を行うことにより、ノ
イズの影響をうけずに高精度の計測処理を実施すること
を技術課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
物体計測方法は、対象物を撮像して得られた画像上の各
エッジの位置関係により、各エッジが対象物の輪郭を表
すものか否かを判別し、各エッジがいずれも対象物の輪
郭を表していると判別したとき、各エッジの位置を用い
て前記計測処理を実施することを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明にかかる物体計測方法は、
対象物を撮像して得られた画像上の各エッジの位置関係
により対象物の輪郭を表すエッジを選択し、選択された
エッジ位置のみを用いて前記計測処理を実施することを
特徴とする。

【０００７】請求項３の発明にかかる物体計測装置は、
請求項１の方法を実施するための手段として、対象物を
撮像して得られた画像を入力する画像入力手段と、前記
入力画像上のエッジを抽出するエッジ抽出手段、前記エ
ッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関係によ
り、各エッジが対象物の輪郭を表すものか否かを判別す
る判別手段、前記判別手段により各エッジがいずれも対
象物の輪郭を表していると判別されたとき、各エッジの
抽出位置を用いて対象物の位置および向きを計測する計
測手段、の各手段を具備している。

【０００８】前記判別手段は、請求項４の発明では、各
エッジの抽出位置より各エッジにより表される物体の大
きさを認識し、この認識された物体の大きさが対象物の
大きさに相当するとき、各エッジがいずれも対象物の輪
郭を表していると判別する。また請求項５の発明にかか
る判別手段は、各エッジの抽出位置より各エッジにより
表される物体の輪郭線を仮設定し、この仮設定された輪
郭線が対象物の輪郭形状にかかる所定の条件を満たすと
き、各エッジがいずれも対象物の輪郭を表していると判
別する。

【０００９】請求項６の発明にかかる物体計測装置は、
対象物を計測するための所定の計測条件を設定する計測
条件設定手段と、前記設定された計測条件下で対象物を
撮像して得られた画像を入力する画像入力手段と、前記
入力画像上のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、前記
エッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関係に
より、各エッジが対象物の輪郭を表すものか否かを判別
する判別手段と、前記判別手段により各エッジがいずれ
も対象物の輪郭を表していると判別されたとき、各エッ
ジの抽出位置を用いて対象物の位置および向きを計測す
る計測手段と、前記判別手段により前記エッジ抽出結果
に対象物の輪郭以外のエッジが含まれていると判別され
たとき、前記計測条件設定手段を駆動して対象物の計測
条件を変更する計測条件変更手段とを具備している。

【００１０】請求項７の発明にかかる物体計測装置は、
請求項２の方法を実施するためのもので、請求項３の発
明と同様の画像入力手段、エッジ抽出手段のほか、前記
エッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関係に
より対象物の輪郭を表すエッジを選択するエッジ選択手
段、前記エッジ選択手段により選択されたエッジの位置
を用いて対象物の位置および向きを計測する計測手段、
の各手段を具備している。

【００１１】請求項８の発明は、請求項１の方法をコン
ピュータに実施させるための制御プログラムを記録した
記録媒体にかかるもので、対象物を撮像して得られた画
像上でエッジを抽出するステップ、抽出された各エッジ
の位置関係により、各エッジが対象物の輪郭を表すもの
か否かを判別するステップ、前記判別処理のステップで
各エッジがいずれも対象物の輪郭を表していると判別さ
れたとき、各エッジの抽出位置を用いて対象物の位置お
よび向きを計測するステップ、の各ステップを実施する
ための制御プログラムが記録されている。

【００１２】請求項９の発明は、請求項２の方法をコン
ピュータに実施されるための制御プログラムを記録した
記録媒体にかかるもので、対象物を撮像して得られた画
像上でエッジを抽出するステップ、抽出された各エッジ
の位置関係により、対象物の輪郭を表すエッジを選択す
るステップ、選択されたエッジの位置を用いて対象物の
位置および向きを計測するステップ、の各ステップを実
施するための制御プログラムが記録されている。

【００１３】

【作用】請求項１，３，８の発明では、計測処理に先立
ち、画像上の各エッジの位置関係により、各エッジが対
象物の輪郭を表しているか否かを判別し、各エッジがい
ずれも対象物の輪郭を表していると判別された場合の
み、各エッジの抽出位置を用いた計測処理を実施する。
これによりエッジ抽出結果に本来の計測対象物の輪郭以
外のエッジが含まれていても、対象物の位置や向きを誤
計測する虞はなくなり、計測精度が向上する。

【００１４】請求項４の発明では、抽出された各エッジ
により表される物体の大きさにより、また請求項５の発
明では、各エッジにより仮設定される物体の輪郭線によ
り、各エッジが対象物の輪郭を表しているか否かの判別
が可能になる。

【００１５】請求項６の発明では、抽出されたエッジの
中に対象物の輪郭以外のエッジが含まれていると判別さ
れたとき、対象物の計測条件を変更するので、計測条件
によるノイズによりエッジが誤抽出されている場合に対
応できる。

【００１６】請求項２，７，９の発明では、画像上の各
エッジの位置関係により対象物の輪郭線を表すエッジを
選択し、選択されたエッジの抽出位置を用いて計測処理
を実施するので、ノイズにあたるエッジを計測対象から
除去して、精度の良い計測処理を行うことができる。

【００１７】

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる物体計
測装置の構成を示すもので、テレビカメラ１（以下単に
「カメラ１」という），Ａ／Ｄ変換器２，Ｄ／Ａ変換器
３，モニタ４，画像メモリ５，キャラクタ・グラフィッ
クメモリ６，ＣＰＵ７，メモリ８，入力部９，出力部１
０，照明制御部１１などを構成として含んでいる。

【００１８】この物体計測装置は、例えばプリント基板
上の実装部品の検査に用いられるもので、カメラ１によ
り検査対象の基板を撮像して得られた画像を処理して、
部品の実装位置や実装方向を計測する。その計測結果は
モニタ４に表示するなどの方法でオペレータに報知され
る。

【００１９】前記カメラ１は、図２に示すように、計測
対象の部品に対し、上方位置より撮像を行うように設置
される。またこのカメラ１の撮像領域には、カメラの光
路上に配備されたハーフミラー１４とこの光路に直交す
る方向に配備された光源１５とによる同軸照明光が照射
される。さらに撮像領域の斜め上方位置には、拡散照明
用の光源１６，１６が配備される。

【００２０】図１に戻って、カメラ１により撮像された
アナログ量の画像データは、Ａ／Ｄ変換器２に与えられ
てディジタル量の画像データに変換され、画像メモリ５
へと格納される。また前記Ａ／Ｄ変換された画像データ
は、画像バス１２を介してＤ／Ａ変換器３に与えられ、
アナログ量のデータに復号された後モニタ４へと出力さ
れる。

【００２１】キャラクタ・グラフィックメモリ６は、モ
ニタ表示用のキャラクタデータやグラフィックデータを
記憶するためのもので、ここでは図３に示す位置指定用
ウィンドウのほか、計測領域を示すウィンドウ，設定デ
ータの入力用のボックスやカーソル画像などを表示する
ためのデータが記憶される。

【００２２】前記メモリ８には、あらかじめフロッピィ
ディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記録された制
御プログラムがインストールされるほか、この制御プロ
グラムの実行時に生成される各種データや、基準エッジ
間隔（詳細は後記する）を記憶するための記憶領域を具
備している。制御主体であるＣＰＵ７は、ＣＰＵバス１
３を介して画像メモリ５にアクセスし、その画像データ
に前記インストールされた制御プログラムに基づく処理
を実行することにより、前記計測処理に関する一連の制
御処理を実施する。

【００２３】なお入力部９は、処理に先立ち計測領域の
設定データを入力したり、計測結果の確認処理を行う際
などに用いられる。出力部１０は、ＣＰＵ７の指令に応
じて計測結果やエラーメッセージなどを、モニタ４また
は図示しない外部装置などに出力する際に用いられる。
照明制御部１１は、ＣＰＵ７からの指令を受けて、前記
同軸照明用、拡散照明用の各光源１５，１６の照度を調
整するためのものである。

【００２４】上記構成の物体計測装置は、カメラ１によ
り取り込んだ対象物の画像上のエッジを抽出した後、抽
出された各エッジが対象物の輪郭を表すものであるか否
かを判定するようにしており、対象物の輪郭を表すエッ
ジのみが抽出されていると判定すると、各エッジの抽出
位置を用いて対象物の位置や向きを計測する。一方、抽
出されたエッジの中に対象物の輪郭以外の成分が含まれ
ると判定したときは、計測処理を中止するとともに、画
像に不備があることを示すエラーメッセージなどを、出
力部１０より出力する。

【００２５】以下、説明を簡単にするために、長方形状
の輪郭を有する対象物を計測する場合を例にとって、エ
ッジ抽出結果の適否を判定するための詳細な手順につい
て説明する。

【００２６】図３は、エッジ抽出結果の適否を判定する
ための第１の方法を示す。この実施例は、抽出された各
エッジにより表される物体の大きさが対象物の大きさに
合致するか否かにより、エッジ抽出結果の適否を判定す
るようにしたもので、図３（１）は、エッジの抽出結果
を示す２値画像（エッジ画像）を示している。

【００２７】このエッジ画像はモニタ４上に表示される
もので、オペレータにより、各輪郭線毎に、複数のエッ
ジ構成点（図示例では２点）の位置が指定される。

【００２８】このエッジ構成点の指定処理は、前記した
位置指定用のウィンドウ１７ａ，１７ｂを用いて行われ
る。このウィンドウ１７ａ，１７ｂは、図３（２）
（３）に示すように、中心位置に位置合わせ用の＋マー
クを有する構成のもので、横方向の輪郭線に対しては図
３（２）に示す縦長形状のウィンドウ１７ａが、縦方向
の輪郭線に対しては図３（３）に示す横長方向のウィン
ドウ１７ｂが、それぞれ用いられる。

【００２９】すなわちオペレータが指定すべき点の位置
に前記＋マークが重なるようにウィンドウ１７ａ，１７
ｂを位置合わせして確定操作を行うと、ＣＰＵ７は、前
記＋マークが重ねられた座標位置を取り込んで、指定さ
れた点の位置として認識する。なおこの実施例では、図
３（１）に示すように、縦、横各方向とも、ほぼ対向す
る位置にあるエッジ構成点を指定するように、あらかじ
め取り決めてある。

【００３０】ＣＰＵ７は、対向する各指定点を組にして
認識した後、ｙ軸方向に対向する各組（Ｅ₀，Ｅ₂），
（Ｅ₁，Ｅ₃）については、それぞれｙ座標値の差分に
よりエッジ間隔Ｄ１，Ｄ２を算出する。同様にｘ軸方向
に対応する各組（Ｅ₄，Ｅ₆），（Ｅ₅，Ｅ₇）につい
ては、ｘ座標値の差分によりエッジ間隔Ｄ３，Ｄ４を算
出する。

【００３１】前記エッジ間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４
は、対象物の縦，横各方向毎の幅長さのサンプリング値
に相当する。前記メモリ８には、前記各サンプリング値
に対応する基準のエッジ間隔ＭＤ１，ＭＤ２，ＭＤ３，
ＭＤ４が記憶されており、各エッジ間隔のサンプリング
値Ｄｎ（ｎ＝１〜４）と対応する基準エッジ間隔ＭＤｎ
との差が、いずれも所定のしきい値ｔｈ以内にあれば、
ＣＰＵ７は、前記輪郭線により表される物体の大きさは
対象物の大きさと等しいと判断して、前記エッジ抽出結
果が適正であるものと認識する。なおこのしきい値ｔｈ
は、計測対象物の画像が基準とする方向に対し所定角度
傾いている場合を考慮して、所定の許容値をもたせてお
くのが望ましい。

【００３２】なお前記基準エッジ間隔ＭＤ１〜ＭＤ４
は、計測処理に先立ち、対象物を良好な状態でとらえた
モデル画像を装置内に取り込んで、そのエッジを抽出
し、前記図３（１）と同様、所定のエッジ構成点を指定
することにより算出されるが、このほかオペレータによ
り具体的な数値を入力することも可能である。

【００３３】また上記実施例では、各エッジ間隔Ｄ１〜
Ｄ４を求めるためのエッジ構成点をオペレータの手作業
により指定しているが、これに代えてＣＰＵ７によりあ
らかじめ定められた位置の近傍にあるエッジ構成点の座
標を自動抽出するようにしてもよい。

【００３４】図４は、上記の判定処理を含む計測処理の
一連の手順を示す。まず撮像領域に対象物を位置させた
状態で、前記した同軸照明光や拡散照明光を照射し、カ
メラ１による撮像を実施すると、その画像データは、Ａ
／Ｄ変換器２によりディジタル量の画像データに変換さ
れた後、画像メモリ５に格納される（ステップ１）。Ｃ
ＰＵ７は、このディジタル量の画像を２値化処理した
り、画像上にエッジ抽出用フィルタを走査するなどした
結果を用いて、画像上のエッジを抽出する（ステップ
２）。

【００３５】つぎにこのエッジ抽出結果が前記モニタ４
に表示され、オペレータによる指定操作により各輪郭線
毎のエッジ構成点が指定されると、ＣＰＵ７は、各指定
位置を用いて、ｘ，ｙ各軸方向毎のエッジ間隔を算出す
る（ステップ３，４）。

【００３６】ついでＣＰＵ７は、算出された各エッジ間
隔Ｄｎについて、それぞれ対応する基準エッジ間隔ＭＤ
ｎとの差分の絶対値を算出する。この結果、すべての差
分絶対値｜Ｄｎ−ＭＤｎ｜がしきい値ｔｈ以下であれ
ば、ステップ５が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ７は、前記
ステップ２で抽出された各エッジはいずれも対象物の輪
郭を表すものであると判断してステップ６へと移行す
る。

【００３７】ステップ６では、ＣＰＵ７は、ステップ２
で抽出された各エッジ構成点の座標を最小二乗法にあて
はめるなどして各輪郭線を表す直線の方程式を特定した
後、各直線の交点や傾きなどを算出して対象物の位置や
向きを認識する。この認識結果は、出力部１０を介して
モニタ４や外部装置に出力された後、一連の処理が終了
する。

【００３８】一方、いずれかのエッジ間隔についての差
分絶対値がしきい値ｔｈを上回った場合、ＣＰＵ７は、
このエッジ間隔のサンプリング位置において、対象物の
輪郭以外のエッジが抽出されているものと判断する。こ
の場合は、ステップ５が「ＮＯ」となり、上記の計測処
理は行われずに、エラーメッセージなどの出力処理が行
われる（ステップ７）。

【００３９】なお上記実施例では、対象物が長方形状の
輪郭を有する場合を想定しているが、対象物の形状はこ
れに限られるものではない。また実際のＩＣ部品のリー
ドの部分を計測対象とする場合には、エッジ抽出結果か
ら各リードの幅や長さ、もしくはリード間の間隔に該当
するエッジ間隔を算出してその適否を判定することにな
る。

【００４０】図５は、エッジ抽出結果の適否を判定する
ための第２の方法を示す。この方法は、上記第１の実施
例と同様、抽出されたエッジの中から各輪郭線毎に２点
以上のエッジ構成点を指定した後、これら指定点の座標
点を用いて、各輪郭線を表す直線Ｌ１〜Ｌ４を仮設定す
る。

【００４１】抽出された各エッジが対象物を表すもので
あれば、直線Ｌ１とＬ３，Ｌ２とＬ４は互いに平行にな
り、かつ直線Ｌ１とＬ２とが垂直に交わるはずである。
よって、直線Ｌｍ（ｍ＝１〜４）を示す方程式をＡｍｘ
＋Ｂｍｙ＋ｃｍ＝０とおくと、各直線Ｌ１〜Ｌ４がつぎ
の（１）〜（３）式の条件を満たす関係にあるとき、抽
出された各エッジは対象物の輪郭を表すものと判定され
る（ただしｔｈ_p，ｔｈ_vは、０に近似するしきい値で
ある）。

【００４２】

【数１】

【００４３】

【数２】

【００４４】

【数３】

【００４５】図６は、上記の判定処理を含む計測処理の
一連の手順を示す。まず前記第１の実施例と同様、対象
物の画像が取り込まれてエッジ抽出処理がなされた後、
各輪郭線毎に２点以上のエッジ構成点が指定される（ス
テップ１〜３）。つぎにＣＰＵ７は、各指定点の座標を
用いて、各輪郭線を表す直線Ｌ１〜Ｌ４の方程式を仮設
定する（ステップ４）。

【００４６】つぎにＣＰＵ７は、設定された各直線Ｌ１
〜Ｌ４が前記した（１）〜（３）の条件を満たすか否か
をチェックする。この結果、各条件が成立するとステッ
プ５が「ＹＥＳ」となり、ステップ６で、抽出された各
エッジの位置を用いた計測処理が実施される。

【００４７】一方、（１）〜（３）式のうち、いずれか
１つでも成立しない条件がある場合には、対象物の輪郭
以外のエッジが抽出されていると判断され、ステップ５
が「ＮＯ」となる。この場合は、計測処理は行われずに
ステップ７へと移行し、エラー処理が実施される。

【００４８】なお画像上のノイズの中には、照明などの
計測条件により発生するものもあるので、抽出されたエ
ッジの中に対象物の輪郭以外の成分が含まれていると判
断された場合には、計測条件を変更して、再度、処理を
やり直すようにしてもよい。

【００４９】図７は、対象物の輪郭以外のエッジが抽出
されていると判別されたとき、照明条件を変更するよう
にした場合の処理手順を示す。なおここでは、前記第１
の実施例と同様の方法でエッジ抽出結果の判定処理を行
うようにしているが、これに限らず、第２の実施例の同
様の方法を用いるようにしてもよい。

【００５０】ステップ１で所定の照明条件下で対象物を
撮像して得られた画像が取り込まれると、以下、前記図
４に示した手順と同様、入力画像に対するエッジ抽出処
理がなされた後、各輪郭線毎のエッジ構成点の指定に応
じてｘ，ｙ各軸方向毎のエッジ間隔が算出される（ステ
ップ１〜４）。つぎのステップ５で、各エッジ間隔Ｄｎ
と基準エッジ間隔ＭＤｎとの差分絶対値が順次チェック
され、各差分絶対値がいずれもしきい値ｔｈ以下であれ
ば、エッジ抽出結果は適正であると判断されて、対象物
の位置および向きの計測処理が実施される（ステップ
６）。

【００５１】一方、いずれかのエッジ間隔についての差
分絶対値がしきい値ｔｈを上回る場合には、ＣＰＵ７
は、このエッジ間隔のサンプリング位置において対象物
の輪郭以外のエッジが抽出されているものと判断してス
テップ７へと移行し、前記照明制御部を介して照明条件
の変更処理を実施する。なおここで実施する照明条件の
変更は、例えば、同軸照明，拡散照明のいずれか一方の
照明光の照度を固定して他方の照度を所定量だけ変更す
る方法により実施される。

【００５２】このようにして照明条件の変更が行われる
と、再びステップ１へと戻り、変更された条件による照
明下での画像が取り込まれて、順次前記と同様の処理が
実施される。この結果、ステップ５の判定が「ＹＥＳ」
となると、ステップ６の計測処理が実施され、処理を終
了する。

【００５３】ところで、ここまでの実施例は、抽出され
たエッジが対象物の輪郭を表すものであるか否かを判定
し、各エッジがいずれも対象物の輪郭を表す場合にのみ
計測処理を実施するようにしているが、これに限らず、
抽出されたエッジ構成点の中から対象物の輪郭を表すも
のを選択し、これら選択された点の座標を用いて計測処
理を実施するようにしてもよい。

【００５４】図８（１）（２）は、上記エッジを選択す
る原理を示すもので、この場合、対象物の各輪郭線毎
に、それぞれ複数個のエッジが指定される。

【００５５】図８（１）は、前記第１の実施例と同様、
モニタ４上に表示されたエッジ画像上で位置指定用ウィ
ンドウ１７ａ，１７ｂを確定することにより、各輪郭線
毎にそれぞれ５個のエッジ構成点Ｅ₁₁〜Ｅ₁₅，Ｅ₂₁〜Ｅ
₂₅，Ｅ₃₁〜Ｅ₃₅，Ｅ₄₁〜Ｅ₄₅を指定した例を示す。なお
この実施例では、指定点の数が増えることから、位置指
定用ウィンドウ１７ａ，１７ｂの幅は、前記図３の実施
例よりも小さく設定されている。

【００５６】またここでは説明を簡単にするために、各
輪郭線毎に５個ずつエッジを指定しているが、実際の処
理では、より多数のエッジを指定するのが望ましい。ま
たこの場合も、前述したように、各エッジの位置をＣＰ
Ｕ７により自動抽出するように構成してもよい。

【００５７】ＣＰＵ７は、各輪郭線毎の指定点の座標を
認識した後、これら指定点の座標を最小二乗法にあては
めて、各輪郭線を表す直線Ｌ１〜Ｌ４の方程式を仮設定
する。さらにＣＰＵ７は、この直線Ｌ１〜Ｌ４を基準と
する各指定点の位置関係により、計測処理に採用するエ
ッジ構成点を選択する。

【００５８】図８（２）は、前記図８（１）の直線Ｌ１
および指定点Ｅ₁₁〜Ｅ₁₅の部分を拡大して示す。各指定
点Ｅ₁₁〜Ｅ₁₅は、この直線Ｌ１に対する距離が短いもの
から順に選択される。たとえば指定された５点の中から
３点を選択するものとすると、Ｅ₁₃，Ｅ₁₂，Ｅ₁₄の３点
が順に選択され、他の２点Ｅ₁₁とＥ₁₅とはノイズとして
除去される。

【００５９】図９は、上記の選択処理を組み込んだ場合
の計測処理の手順を示す。なおこの手順を実行するため
には、図１に示した装置構成が必要である。

【００６０】ステップ１で対象物の画像が装置内に取り
込まれ、つぎのステップ２でエッジ抽出処理が行われる
と、続くステップ３でオペレータは、モニタ画面上の指
定すべきエッジ構成点の位置に、順次、位置指定用ウィ
ンドウ１７ａ，１７ｂを確定し、各輪郭線毎に複数個の
エッジ構成点を指定する。ＣＰＵ７は、指定された各点
の座標を認識した後、輪郭線毎に、各指定点の座標を最
小二乗法にあてはめて輪郭線Ｌ１〜Ｌ４を表す直線の方
程式を仮設定する（ステップ４）。

【００６１】つぎにＣＰＵ７は、設定された各直線Ｌ１
〜Ｌ４毎に、前記図８（２）に示した原理に基づき、各
指定点の直線に対する距離を算出し、距離の短いものか
ら順に、所定数（例えば指定点の数の半数）のエッジ構
成点を選択する（ステップ５）。ついでＣＰＵ７は、選
択されたエッジ構成点を用いて各輪郭線を表す直線の方
程式を再設定した後、これら方程式により、各直線の交
点位置や傾きなどを計測して、対象物の位置および向き
を認識する（ステップ６，７）。

【００６２】なお上記の手順では、エッジ構成点の選択
処理を１度だけ行っているが、多数の点を指定して、複
数回の選択処理を実施するようにすれば、より精度の高
い計測処理を実施することができる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１，３，８の発明では、画像上の
エッジを用いて対象物の位置および向きを計測する場合
に、計測処理に先立ち、各エッジの位置関係によりこれ
らエッジが対象物の輪郭を表しているか否かを判別し、
いずれのエッジも対象物の輪郭を表していると判別され
た場合にのみ、計測処理を実施するようにしたから、本
来の計測対象物の輪郭以外のエッジにより対象物の位置
や向きを誤計測する虞がなくなり、高精度の計測処理を
行うことができる。

【００６４】請求項６の発明では、計測対象物の輪郭以
外のエッジが抽出されていると判別されたとき、対象物
の計測条件を変更するようにしたので、計測条件に起因
するノイズによる誤計測がなくなり、対象物に応じた適
正な画像データを用いて精度の良い計測処理を実施する
ことができる。

【００６５】請求項２，７，９の発明では、画像上の各
エッジの位置関係により対象物の輪郭線を表すエッジを
選択し、これら選択されたエッジを用いて計測処理を実
施するので、ノイズに相当するエッジを計測対象から除
去して、高精度の計測処理を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる物体計測装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】カメラおよび光源の設置例を示す正面図であ
る。

【図３】エッジ抽出結果の適否の判定方法を示す説明図
である。

【図４】図３の判定方法を用いた計測処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図５】エッジ抽出結果の適否の判定方法を示す説明図
である。

【図６】図５の判定方法を用いた計測処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図７】対象物の輪郭線以外のエッジが抽出されている
と判別された場合に、照明条件を変更するようにした計
測手順を示すフローチャートである。

【図８】指定されたエッジ構成点を選択する方法を示す
説明図である。

【図９】図８のエッジ選択方法を用いた計測処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１カメラ７ＣＰＵ１１照明制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物を撮像して得られた画像上のエッ
ジの位置を用いて前記対象物の位置および向きを計測す
る方法において、前記画像上の各エッジの位置関係により、各エッジが対
象物の輪郭を表すものか否かを判別し、各エッジがいず
れも対象物の輪郭を表していると判別したとき、各エッ
ジの位置を用いて前記計測処理を実施することを特徴と
する物体計測方法。
【請求項２】対象物を撮像して得られた画像上のエッ
ジの位置を用いて前記対象物の位置および向きを計測す
る方法において、前記画像上の各エッジの位置関係により対象物の輪郭を
表すエッジを選択し、選択されたエッジ位置のみを用い
て前記計測処理を実施することを特徴とする物体計測方
法。
【請求項３】対象物を撮像して得られた画像を入力す
る画像入力手段と、前記入力画像上のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、前記エッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関
係により、各エッジが対象物の輪郭を表すものか否かを
判別する判別手段と、前記判別手段により各エッジがいずれも対象物の輪郭を
表していると判別されたとき、各エッジの抽出位置を用
いて対象物の位置および向きを計測する計測手段とを具
備して成る物体計測装置。
【請求項４】前記判別手段は、各エッジの抽出位置よ
り各エッジにより表される物体の大きさを認識し、この
認識された物体の大きさが対象物の大きさに相当すると
き、各エッジがいずれも対象物の輪郭を表していると判
別する請求項３に記載された物体計測装置。
【請求項５】前記判別手段は、各エッジの抽出位置よ
り各エッジにより表される物体の輪郭線を仮設定し、こ
の仮設定された輪郭線が対象物の輪郭形状にかかる所定
の条件を満たすとき、各エッジがいずれも対象物の輪郭
を表していると判別する請求項３に記載された物体計測
装置。
【請求項６】対象物を計測するための所定の計測条件
を設定する計測条件設定手段と、前記設定された計測条件下で対象物を撮像して得られた
画像を入力する画像入力手段と、前記入力画像上のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、前記エッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関
係により、各エッジが対象物の輪郭を表すものか否かを
判別する判別手段と、前記判別手段により各エッジがいずれも対象物の輪郭を
表していると判別されたとき、各エッジの抽出位置を用
いて対象物の位置および向きを計測する計測手段と、前記判別手段により前記エッジ抽出結果に対象物の輪郭
以外のエッジが含まれていると判別されたとき、前記計
測条件設定手段を駆動して対象物の計測条件を変更する
計測条件変更手段とを具備して成る物体計測装置。
【請求項７】対象物を撮像して得られた画像を入力す
る画像入力手段と、前記入力画像上のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、前記エッジ抽出手段により抽出された各エッジの位置関
係により対象物の輪郭を表すエッジを選択するエッジ選
択手段と、前記エッジ選択手段により選択されたエッジの位置を用
いて対象物の位置および向きを計測する計測手段とを具
備して成る物体計測装置。
【請求項８】対象物を撮像して得られた画像上でエッ
ジを抽出するステップ、抽出された各エッジの位置関係により、各エッジが対象
物の輪郭を表すものか否かを判別するステップ、前記判別処理のステップで各エッジがいずれも対象物の
輪郭を表していると判別されたとき、各エッジの抽出位
置を用いて対象物の位置および向きを計測するステッ
プ、の各ステップを実施するための制御プログラムを記
録した物体計測用の制御プログラムの記録媒体。
【請求項９】対象物を撮像して得られた画像上でエッ
ジを抽出するステップ、抽出された各エッジの位置関係により、対象物の輪郭を
表すエッジを選択するステップ、選択されたエッジの位置を用いて対象物の位置および向
きを計測するステップ、の各ステップを実施するための
制御プログラムを記録した物体計測用の制御プログラム
の記録媒体。