JPH0670590B2

JPH0670590B2 - 色順判定方式

Info

Publication number: JPH0670590B2
Application number: JP63227184A
Authority: JP
Inventors: 精一沼田; 仁夫高田; 賢一福永; 正行 ▲高▼橋
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1988-09-10
Filing date: 1988-09-10
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0274832A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、色の配列順を判別することのできる色順判定
方式に関する。（従来技術とその課題）従来より、コンピュータ等の電子機器の内部配線に用い
られるコネクタには、所定本数のワイヤハーネスを所定
の色順で接続されるようにしているが、色順が誤って接
続された場合には、誤配線の原因となる。従来においては、コネクタのワイヤハーネスの色順をい
ちいち目視により検査しているため、多くの人手と時間
を要する問題があった。このため、特開昭62−9236号公報においては、「カラーセンサ制御装置を用いて、検査マスターと被検
査物との差に基づき色順の正誤を判定する方法にして，
カラーセンサー制御装置に検査マスター値入力により，
赤，緑，青の３原色のセンサー入力をとり込み，サンプ
ル数を増せば，その平均値をとり，今，この値をとし，次に被検査物用データを入力し，この時サンプル
の値をとし，このデータを基にして，色順を判定する方法とし
て，を計算し，l_1nの最小になる色ｎを決定し，これをR₁₁,G₁₁,B₁₁〜R_n1,G_n1,B_n1まで処理を行ないをくり返し、この結果となれば合格とするカラーセンサー制御装置による演算
処理を行うことを特徴とする複数の色彩を備えた被検査
物の色順判定法。」が提案されている。しかしながら、この方式を用いて上記ワイヤハーネスの
検査を行うことは、実際上不可能であった。その原因としては、種々考えられるが、第１には、上記
のようにR,G,Bの３原色を用いて比較を行う方法では，
光源の変化や距離の変動に弱く、例えば、赤と茶といっ
た同系色を確実に検出することができず、実用に適して
いないことである。第２に、上記の特開昭62−9236号公
報においても、コネクタの電線の色順の判別を行う実施
例が開示されているが、電線は普通、円柱形状をしてお
り、光を照射して、その反射光を受光する際に、光の照
射位置を確定するのが困難であり、また、電線が隣同士
接しているような場合には、隣の電線からの反射光をも
受光してしまい、そのために、正確な３原色の読み取り
ができないが、これらの問題に対する対策はなんら触れ
られていない。さらには、１つのコネクタ中に同じ色の
電線が存在する場合には、上述の演算方法では検出が不
可能である。また、近年、現在用いられているバーコードの情報量を
アップさせるために、バーコードのカラー化の計画があ
り、そのようなカラーバーコードを正確に読み取ること
のできるバーコードリーダーの要望が高まっているが、
特開昭62-9236号公報によるものでは、そのカラーバー
コードリーダーに応用できない。本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、色彩
工学上の手法を有効に利用し、人間の視覚による判断と
同様に、色の判別を色相、色調に基づいて行って、正確
な色順の判定を行うことのできる色順判定方式を提供す
ることである。（課題を解決するための手段）そのため、本発明に係る色順判定方式は、複数の色が所定の順序で配列された色配列の色順を検出
する色順判定方式であって、基準となる色配列の各色について、配列された個々の色
をR,G,Bに分解して読み取り、その読取値からL^*a^*b^*表
色系における明度指数L^*及びクロマチックネス指数a^*,b
^*をそれぞれ求め、式によって定義される色相角Ｈ°と、式Ｔ°＝tan^-1{L^*/(a^*2+b^*2)^1/2} によって定義される色調角Ｔ°と、式 TR＝(L^*2+a^*2+b^*2)^1/2 によって定義される色調長TRとを、予め計算して、テー
ブルに記憶し、上記複数の色の各色について、配列され
た個々の色をR,G,Bに分解して読み取り、その読取値か
ら上記色相角Ｈ°、色調角Ｔ°および色調長TRを計算し
て、上記テーブルに記憶された上記基準となる色配列の
各色の色相角、色調角および色調長とそれぞれ比較する
ことによって色順を判定することを特徴とする。（作用）基準となる色順と判定させる色順の各色に対する色相
角、色調角、色調長をそれぞれ比較して、色順を判定す
る。（実施例）以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施例を説
明する。第３図に、本発明を適用した色順判定装置のシステム構
成を示すように、本色順判定装置は、センサヘッド１
と、このセンサヘッド１に信号ケーブル群２を介して接
続されたコントローラ３によって基本的に構成される。センサヘッド１は、例えばダイクロイックミラー付ハロ
ゲンランプで構成した照明光源４と、入射角45°で照明
光源によって照射された被測定物５の表面からの散乱光
を集光レンズ６を介して受光するR,G,B3色のカラーセン
サ７と、カラーセンサ７のR,G,B各検出部から出力され
るR,G,B信号を増幅するR,G,B信号増幅用アンプ8,9,10と
を備えて構成される。また、上記コントローラ３は、増幅されたR,G,B信号を
順次にスキャンするマルチプレクサ12と、マルチプレク
サ12から順次に出力されるR,G,B信号をＡ／Ｄ変換器13
を介して読み込み、色判別を行うマイクロコンピュータ
14とで基本的に構成されている。マイクロコンピュータ14は、機能的に大別した場合、キ
ーボード15から入力される指令にしたがって色順判定演
算に必要な制御を実行する制御部14Aと、色順判定に必
要な各種データを格納したデータ格納部14Bと、制御部1
4Aからの制御信号に従って色順判定演算のために予め組
み込まれた演算プログラムを実行する演算部14Cと、演
算結果を表示信号に変換して、液晶ディスプレイ16に演
算結果を表示するための表示部14Dと、演算結果を出力
端子14Fにデジタル信号として出力するためのデジタル
出力部14Eとに分けることができる。第８図には、本発明に係る色順判定方式を用いてワイヤ
ハーネスの色順判定を行うための装置を示す。第８図に
示すように、基台25には、その中央部にコネクタホルダ
ー100,100,…を外周部に等角度ピッチで設けた回転台10
1が回転軸102によって等速度で一方向に回転するように
支持されている。上記各コネクタホルダー100には、所
定本数のワイヤハーネスを接続したコネクタ５が吊下げ
支持され、回転台101の回転に伴って、支持台103上に支
持されたセンサヘッド１の前方を通過する。センサヘッ
ド１によって読み取られたワイヤハーネスの色データ
は、ケーブル２を介して、支持フレーム104に支持され
たコントローラ３に送られ、コントローラ３のディスプ
レイ16上に判定結果が表示されるようになっている。ま
た、各コネクタホルダー100,100…の上面には、ワイヤ
ハーネスと同ピッチのストライプパターン101aが付けら
れており、光電センサ50が、センサヘッド１に対向する
コネクタホルダー100のストライプパターン101aを検知
可能な位置に固定される。この光電センサ50は、個々の
ストライプを読み取って、ワイヤハーネス１本毎の位置
情報を与えるものであって、この位置情報（同期信号）
の存在時に、R,G,Bデータのピーク値が存在するか否か
により、黒色を判定するものである。位置情報の存在に
もかかわらず、R,G,Bデータのピークが存在しない場合
には黒色ハーネスと判断する。なお、ワイヤハーネスが欠落している場合にも、ハーネ
スの同期信号があるにもかかわらず、ピーク値が検出で
きないために黒色ハーネスと判断されてしまうが、これ
を防ぐために、図示は省略するが、別の光電センサ等を
用いて、センサヘッドに対向するコネクタホルダー100
に支持されているワイヤハーネスを同期信号に同期させ
てその存在を検知させたり、ワイヤハーネスの数を回転
台101の回転に伴ってカウントして所定のハーネス数よ
り少ないときは、ワイヤハーネスが欠落していると判断
させてもよい。第１図及び第２図に色順判定のためのアルゴリズムをフ
ローチャートで示す。このアルゴリズムは、基本的には、判定する色の配列
（色順）をデータ格納部14BのRAM（図示せず）にティー
チングテーブルとして必要なデータを格納する色順の登
録処理（ティーチング）と、被検査物の色測定を行い、
その結果を分析して、最終的に色順を判定する色順判定
処理の２つの処理に大別される。

【諸量の定義】

第１図及び第２図を説明する前に、本発明の実施例に用
いる諸量の定義を行う。（Ａ）XYZ表色系 RGB表色系における三刺激値R,G,Bが与えられたとき、XY
Z表色系における三刺激値X,Y,Zは、色彩工学上よく知ら
れているように、Ｘ＝2.7689R＋1.7517G＋1.1302B Ｙ＝1.0000R＋4.5907G＋0.0601B Ｚ＝0.0560G＋5.5943B で与えられる。（Ｂ）L^*a^*b^*表色系このL^*a^*b^*表色系は、上記三刺激値X,Y,Zを用いて、明
度指数L^*、クロマチックネス指数a^*,b^*がそれぞれ以下
の式で与えられる表色系である。 L^*＝116（Ｙ／Y₀)^1/3−16 a^*＝500｛（Ｘ／X₀)^1/3−（Ｙ／Y₀)^1/3｝ b^*＝200｛（Ｙ／Y₀)^1/3−（Ｚ／Z₀)^1/3｝ただし、X₀,Y₀,Z₀は照明光源の三刺激値である。なお、第４図には、参考のため、L^*a^*b^*表色系立体を示
す。 ◎色差２色間の物理的な測定の数値的評価の差を色差ΔＥと呼
び、L^*a^*b^*表色系では、次の式で定義される。 ΔＥ＝｛（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２｝
^１／２（Ｃ）色ベクトルいま、第５図に示すような色相面を考える。この色相面
は、第４図のL^*a^*b^*表色系立体を明度Ｌ^＊軸に直交する
任意の横断面に相当する。この色相面上で、２つの指数a^*,b^*で与えられる色相ベ
クトルを考え、以下のごとく色相角Ｈ°と色相ベクトル長（＝
彩度）C^*を定義する。 ◎色相角（Ｈ°） ◎色相ベクトル長（＝彩度）(C^*) C^*=(a^*2+b^*2)^1/2 （Ｄ）色調ベクトルいま、第６図に示すように、彩度C^*を横軸、明度L^*を縦
軸とした色調面を考え、この色調面上で色調ベクトル▲
▼を以下の通り定義する。 ◎色調角（Ｔ°）Ｔ°＝tan^-1(L^*/C^*) ◎色調ベクトル長（TR） TR＝(L^*2+C^*2)^1/2 こうして色調面を考え、色調ベクトル▲▼がどの領
域を指すかによって、第６図に細線で領域を囲って示す
ように、“うすい（Ｐ領域）”、“浅い（LT領域）”、
“明るい（Ｂ領域）”、“さえた（Ｖ領域）”、“濃い
（DP領域）”“暗い（DK領域）”といった計６個の領域
に、色を色調化することができ、人間が実際に見た感覚
にあったものとすることができる。

【色順判定】

（Ａ）登録処理（ティーチングテーブルの作成）第１図に、本発明の一実施例であるワイヤハーネスの色
順判定のための登録処理（ティーチング）の概略フロー
チャートを示す。以下に、第１図のフローチャートの説明を行う。まず、センサヘッド１を通して、ワイヤハーネスの色を
入力し、かつ、センサ50から同期信号を入力してメモリ
にストアする（ステップS2,S4、以下ステップを略す
る）。これはワイヤハーネスの数だけ繰り返して行われ
る。次に、メモリにストアされたデータより、ハーネス１本
毎の代表となるデータ、即ち、R,G,B信号のピーク値を
検出する演算処理を行う（S6）。第７図に、例として色
順が橙、赤、茶、黒、白、灰、紫、青、緑、黄、橙、
赤、茶の13本のハーネスを有するコネクタの入力データ
と、それと同時にコネクタホルダー100に設けられたハ
ーネスと同ピッチのパターンを検出して、その検出に同
期して出力される同期信号を示す。この同期信号の出力
期間内における各ハーネスに対応するR,G,Bの信号のピ
ークを検出して、そのピーク値を代表データとすること
も可能である。このように非接触測定とすることによっ
て、円柱状のワイヤハーネスだけでなく、移動物体及
び、表面が凹凸のものの表面色の場合にも、測定のため
の位置決めが同時に容易に行え、測定も正確になる。続いて、黒色ハーネス以外は同期信号の存在時に上記の
ピーク値が存在するので（S8でYES）、ハーネス１本毎
の代表データより色相角Ｈ°、色調角Ｔ°、色調長TR、
彩度C^*をそれぞれ算出する（S10）。そして、彩度C^*が所定の閾値よりも大きければ（S12でY
ES）、有彩色であると判断されるので、無彩色フラグを
０にする（S14）。一方、彩度C^*が所定の閾値よりも小
さければ（S12でNO）、無彩色と判断され、無彩色フラ
グを１として、色相角Ｈ°、色調角Ｔ°をともに０にす
る（S16）。また、S8で同期信号の存在時にピーク信号が不在のとき
（NO）、ハーネスが存在していれば（ハーネスの存否は
図示しない光電管等で検出される）、（S18でYES）、そ
のハーネスを黒色と判断し、無彩色フラグを１、色相角
Ｈ°、色調角Ｔ°、色調長TR、彩度C^*をそれぞれ０とす
る（S20）。ハーネスが存在していなければ（S18でN
O）、ハーネスの欠落等のなんらかのエラーであるの
で、エラー情報として色番号を−１としておき（S2
4）、S26に移る。 S14,S16,S20のうちの１つの処理を終えると、S22に移
る。S22では、ハーネスの整列順番号、色相角Ｈ°、色
調角Ｔ°、色調長TR、無彩色フラグ、色番号（この時点
では整列順番号と同じ）をそれぞれティーチングテーブ
ルにストアする。なお、S8からS24までの処理は、ハーネスの数だけ繰り
返して行われる。そして、S26でティーチングテーブル内に同色のハーネ
スを探して、みつかれば色番号を付け直して終了する。
同色か否かは、前述の色差ΔＥによって判断され、色差
ΔＥが所定の閾値以下であれば、同色とみなすようにす
る。（Ｂ）色順判定処理第２図に、色順判定のためのルーチンを示す。まず、色順判定を行わせるワイヤハーネスの色データ及
び同期信号を入力し（S100）、メモリする（S102）。こ
れは、ハーネスの数だけ繰り返して行われる。次に、ティーチングテーブルの作成のときと同様に、メ
モリにストアされたデータより、ピークを検出してハー
ネス１本毎の代表となるデータを選ぶ演算を行う（S10
4）。ピークが検出されれば（S106でYES）、ハーネス１本毎
の代表データより、色相角Ｈ°、色調角Ｔ°、色調長T
R、彩度C^*をそれぞれ算出する（S108）。そして、求められた彩度C^*が所定の閾値より大きければ
（S120でYES）、有彩色と判断して、無彩色フラグを０
とし（S122）、S124に移る。次に、ティーチングテーブル内の同じ整列順において、
S108で求められた色相角Ｈ°、色調角Ｔ°及び色調長TR
が所定の許容範囲内であれば（S124,S126,S128でYE
S）、TRをメモリした後（S130）、色番号をランテーブ
ルにストアする（S140）。なお、この許容範囲は比較的あらめに設定することで、
光量や測定距離等の変動に対して強くなる。一方、S120で、彩度C^*が所定の閾値よりも小さければ
（NO）、無彩色フラグを１とし、色相角Ｈ°、色調角Ｔ
°をそれぞれ０として（S134）、ティーチングテーブル
内の同じ整列順において、無彩色フラグが１であるかを
調べて（S136）、１であれば（YES）、S128に移り、色
調長TRについて許容範囲内にあるか否かを調べる。 S124,S126,S128において、色相角Ｈ°、色調角Ｔ°、色
調長TRのそれぞれが、同じ整列順で許容範囲内でなかっ
たり、S136で同じ整列順で無彩色フラグが０であったり
（NO）すれば、色番号を０として（S132,S138）、色が
一致しなかったことを示す。また一方、S106で同期信号が存在するにもかかわらず、
ピーク値が存在しなければ（NO）、ハーネスの存在をチ
ェックして（S110）、存在していれば（YES）、そのハ
ーネスの色は黒と判断して、無彩色フラグを１、色相角
Ｈ°、色調角Ｔ°、色調長TR、彩度C^*のそれぞれを０と
した（S112）後、S140に移る。また、存在していなけれ
ば（S110でNO）、エラー情報としてS114で色番号を−１
としてS140に移る。上記のS106〜S140の処理は、ハーネスの本数だけ繰り返
して行われる。ハーネスの本数分の処理が行われると、S142では、ラン
テーブル内のハーネスの色調長TRの最小値を基準とし
て、各ハーネスの色調長TRを相対的に見直して、色番号
を最終決定する（S142）。これは、色相角Ｈ°や色調角
Ｔ°は光源の光量変動に対して基準化された値であるの
に対し、色調長TRは、光源の光量変動を反映してしまう
ので、光量変動があった場合は、色調長TRの値は絶対的
な値とはみなすことができない。従って、色調長TRの最
小値を基準として、相対的な差を考慮して、各色番号を
見直して、最終決定するようにする。（Ｃ）色順判定の具体例以下に、上記の第１図、第２図のフローによる色順判定
の実例を示す。第１表は、第７図のR,G,Bのデータから第１図のフロー
によって、色相角、色調角、色調長を算出し、これらを
登録して、作成したティーチングテーブルの一例であ
る。また、ランテーブルは、第２図のフローによって、第１
表と同様に作成され、ティーチングテーブルの色番号の
一致、不一致を調べて、色順判定を行う。ランテーブルの作成時には、第１図、第２図のフローの
ところで述べたように、ティーチングテーブルの色相
角、色調角、色調長のそれぞれには、許容範囲を予め設
定しておき（例えば色相角及び色調角は±15、色調長は
±13程度）、全てこの範囲内であれば、ランテーブルと
ティーチングテーブルの色番号が等しいものとする。第
２表にランテーブルの１例を示す。この第２表の例では、下線を付して示すように、色番号
が、本来「９」の緑であるところが「０」となってい
る。これは、同じく下線によって示されている色相角Ｈ
°の値が142となっており、第１表のティーチングテー
ブルとは、その差が26（＝168−142）となっており、上
記の許容範囲である±15を大幅に越えているため、第２
図のフローのS124でNOとなり、S132において色番号が０
とされたためである。従って、第１表のティーチングテ
ーブルと第２表のランテーブルの色番号が全て一致して
いないために、上記のランテーブルの作成に用いたワイ
ヤハーネスは、色順が基準のワイヤハーネスと一致して
いないと判定される。本発明は、上記の実施例にとらわれるものではなく、色
配列順序が問題となるような種々の対象に適用すること
ができることはいうまでもない。（効果）本発明は、色彩工学上の手法を有効に利用して、人間の
視覚による判断に近い、色相角、色調角、色調長を用い
て、従来のR,G,Bの光量比のみによる色順判定では、達
成できなかった数多くの色からなる色順の正確な判定が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、登録処理の概略フローチャートである。第２図は、色順判定処理の概略フローチャートである。第３図は、色順判定装置のシステム構成を示すブロック
図である。第４図は、L^*a^*b^*表色系の立体説明図である。第５図は、色相ベクトルを示す平面説明図である。第６図は、色調ベクトルを示す平面説明図である。第７図は、入力されるR,G,Bデータの一例を示す図であ
る。第８図は、本発明を応用した色順判定装置の一実施例の
形態を示す外観図である。１……センサヘッド、３……コントローラ、７……カラーセンサ、 14A……制御部、14B……データ格納部、 14C……演算部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色が所定の順序で配列された色配列
の色順を検出する色順判定方式であって、基準となる色配列の各色について、配列された個々の色
をR,G,Bに分解して読み取り、その読取値からL^*a^*b^*表
色系における明度指数L^*及びクロマチックネス指数a^*,b
^*をそれぞれ求め、式によって定義される色相角Ｈ°と、式Ｔ°＝tan^-1{L^*/(a^*2+b^*2)^1/2} によって定義される色調角Ｔ°と、式 TR＝(L^*2+a^*2+b^*2)^1/2 によって定義される色調長TRとを、予め計算して、テー
ブルに記憶し、上記複数の色の各色について、配列され
た個々の色をR,G,Bに分解して読み取り、その読取値か
ら上記色相角Ｈ°、色調角Ｔ°および色調長TRを計算し
て、上記テーブルに記憶された上記基準となる色配列の
各色の色相角、色調角および色調長とそれぞれ比較する
ことによって色順を判定することを特徴とする色順判定
方式。
【請求項２】複数の色が所定の順序で配列された色配列
の色順を検出する色順判定方式であって、基準となる色配列の各色について、配列された個々の色
をR,G,Bに分解して読み取り、その読取値からL^*a^*b^*表
色系における明度指数L^*及びクロマチックネス指数a^*,b
^*をそれぞれ求め、式によって定義される色相角Ｈ°と、式Ｔ°＝tan^-1{L^*/(a^*2+b^*2)^1/2} によって定義される色調角Ｔ°と、式 TR＝(L^*2+a^*2+b^*2)^1/2 によって定義される色調長TRとを、予め計算して、読み
取った各色のうち黒色の場合は、色相角Ｈ°、色調角Ｔ
°、色調長TRをそれぞれ０としてテーブルに記憶し、上記複数の色の各色について、配列された個々の色をR,
G,Bに分解して読み取り、その読取値から上記色相角Ｈ
°、色調角Ｔ°および色調長TRを計算して、黒色の場合
は色相角Ｈ°、色調角Ｔ°、色調長TRをそれぞれ０とし
て、上記テーブルに記憶された上記基準となる色配列の
各色の色相角、色調角および色調長とそれぞれ比較する
ことによって色順を判定することを特徴とする色順判定
方式。