JPH08105713A - 検査用画像処理方法とその装置および画像処理による検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のカメラ毎のキャリブレーションデータ
を有効に活用して、一つのカメラによる撮像画像の処理
に必要な設定情報を演算するだけで、他の撮像手段によ
る撮像画像に処理に必要な同一条件の設定情報を自動的
に設定させ得て、検査作業の操作性および能率の向上を
図れるようにする。 【構成】 第１カメラ１Ａによる撮像画像に対する描画
ウインドウ及び検査用に設定される判定条件を記憶する
メモリ８，９と、該撮像画像に対する設定キャリブレー
ションデータを抽出し記憶するメモリ１０とを有し、そ
れら記憶されるウインドウとキャリブレーションデータ
及び判定条件とキャリブレーションデータとの演算によ
り実際の座標系でのウインドウの位置及び判定条件値を
求め、その求めた実際の座標系でのウインドウの位置及
び判定条件値と第１カメラ１Ａ以外のカメラ１Ｂ〜１Ｎ
による撮像画像に対するキャリブレーションデータとの
演算により他のカメラ１Ｂ〜１Ｎによる撮像画像に対し
て第１カメラ１Ａと同様なウインドウの自動描画および
判定条件の自動設定を行なうようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば量産される同
一の工業用製品を並設された複数のベルトコンベヤ上に
載置して搬送しつつ、それらを各検査搬送ライン毎に設
置したカメラなどの複数の撮像手段によって撮像して、
それら撮像画像から同一内容の検査を視覚的に行う場合
などに適用される検査用画像処理方法とその装置および
画像処理による検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】同一の製品に対して同一内容の検査を行
う場合、撮像手段であるカメラを含めた複数の検査装置
の全てを同一条件に設定することが必要なことは当然で
ある。しかしながら、実際には、照明のあて方や各カメ
ラの設置距離など物理的な位置の相違などに起因して、
同一製品を撮像したとしても、それらの撮像画像の大き
さや画像中の位置はカメラ毎に異なっていることが多
い。そこで、従来では、複数のカメラによって撮像した
撮像画像に対して、それぞれ個別的にウインドウを描画
し、かつ個別的に判定条件を設定していた。

【０００３】例えば製品を撮像して得られる画像を用い
た場合を例にとって説明すると、図８に示すように、複
数のカメラにより撮像された撮像画像Ａ１，Ａ２に対し
てその画像Ａ１，Ａ２の大きさに合わせてウインドウＷ
１，Ｗ２をそれぞれ描画し、それらウインドウＷ１，Ｗ
２が描画されている画素数の全画素数に占める割合（こ
こでは、面積）を求めて、その求めた面積に基づいて検
査の判定条件である許容範囲の上限値および下限値をそ
れぞれカメラ毎に設定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
検査用画像処理方法によれば、設置したカメラの数と同
数のウインドウをカメラ毎に操作者が描画し、かつ、判
定条件を設定しなければならないので、所定の検査にあ
たっての操作性が非常に煩雑になるばかりでなく、検査
作業の全体能率も非常に低いという問題があった。

【０００５】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、撮像手段毎のキャリブレーションデータを有効に活
用して、一つの撮像手段による撮像画像の処理に必要な
設定情報を演算するだけで、他の撮像手段による撮像画
像に処理に必要な同一条件の設定情報を自動的に設定さ
せることを可能にして、検査作業の操作性および能率を
顕著に向上することができる検査用画像処理方法とその
装置および画像処理による検査装置を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る検査用画像処理方法は、検査
対象物の二次元画像を撮像する撮像手段による撮像画像
から該撮像手段のキャリブレーションデータを抽出する
とともに、他の同種撮像手段による撮像画像の処理に必
要な設定情報を演算し記憶し、その設定情報と上記キャ
リブレーションデータとにより当該撮像手段による撮像
画像の処理に必要な設定情報を演算することを特徴とす
るものである。

【０００７】また、請求項２の発明に係る検査用画像処
理装置は、請求項１の発明に係る検査用画像処理方法を
実施するために使用される装置であって、検査対象物の
二次元画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段による
撮像画像から該撮像手段のキャリブレーションデータを
抽出し記憶する手段と、その記憶されたキャリブレーシ
ョンデータとの演算により他の同種撮像手段による撮像
画像の処理に必要な設定情報を求めてそれを記憶する手
段と、その設定情報と上記キャリブレーションデータと
により当該撮像手段による撮像画像の処理に必要な設定
情報を演算する手段とを備えたものである。

【０００８】さらに、請求項３の発明に係る画像処理に
よる検査装置は、検査対象物の二次元画像を撮像する第
１撮像手段と、該第１撮像手段による撮像画像に対して
ウインドウを描画しそれを記憶する手段と、上記第１撮
像手段による撮像画像に対して検査のための判定条件を
設定しそれを記憶する手段と、上記第１撮像手段による
撮像画像に対して設定されるキャリブレーションデータ
を抽出しそれを記憶する手段と、上記各記憶手段に記憶
されているウインドウとキャリブレーションデータおよ
び判定条件とキャリブレーションデータとをそれぞれ演
算して実際の座標系でのウインドウの位置および実際の
座標系での判定条件値を求める手段と、他の同種撮像手
段による撮像画像に対するキャリブレーションデータと
上記第１撮像手段による撮像画像から求めた上記の実際
の座標系でのウインドウの位置および実際の座標系での
判定条件値とを演算して他の同種撮像手段による撮像画
像に対して第１撮像手段と同様なウインドウの自動描画
および判定条件の自動設定を行う手段とを備えたもので
ある。

【０００９】さらにまた、上記構成の画像処理による検
査装置においては、上記各撮像手段が検査対象物の検査
用搬送ラインの上部位置に垂直姿勢に配置されているこ
とが好ましい。

【００１０】

【作用】請求項１および請求項２の発明によれば、撮像
手段によって撮像された検査対象物の二次元画像から該
撮像手段のキャリブレーションデータが抽出されるとと
もに、他の同種撮像手段による撮像画像の処理に必要な
設定情報が演算し記憶される。この記憶された設定情報
と上記キャリブレーションとを演算することによって当
該撮像手段による撮像画像の処理に必要な設定情報が得
られるのはもとより、上記記憶された設定情報を他の同
種撮像手段による撮像画像の処理時に読み出して、これ
と他の撮像手段のキャリブレーションとを演算すること
によって他の撮像手段による撮像画像の処理に必要な同
一条件の設定情報を自動的に得ることが可能であり、撮
像手段毎に個別的に設定情報を演算する操作手間を省く
ことができる。

【００１１】また、請求項３の発明によれば、第１撮像
手段によって撮像された検査対象物の二次元画像に対し
てウインドウを描画するとともに、その画像に対する検
査用の判定条件を設定するだけで、これらウインドウお
よび判定条件と第１撮像手段のキャリブレーションデー
タとの演算によって実際の座標系でのウインドウの位置
および判定条件値を求めることが可能であるとともに、
他の同種撮像手段による撮像画像のキャリブレーション
と上記の実際の座標系でのウインドウの位置および判定
条件値との演算によって他の撮像手段による撮像画像に
対して、第１撮像手段と同様のウインドウの自動描画お
よび第１撮像手段と同様の判定条件の自動設定を行うこ
とが可能である。したがって、撮像手段の物理的な設置
位置の違いや照明のあて方の違いなどに起因して、同一
の検査対象物の撮像画像が撮像手段毎で異なっていて
も、第１撮像手段による撮像画像に対してウインドウ描
画および判定条件を設定するという簡単な操作を行うだ
けで、同種の他の撮像手段による撮像画像に対してもそ
れに見合った同様なウインドウ描画および判定条件の設
定が行えて、同一内容の検査作業を能率的に実行するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１および図２はこの発明の一実施例による
画像処理による検査装置の概要を示す概略平面図および
概略側面図であり、同図において、１Ａ，１Ｂ，…，１
Ｎはそれぞれ撮像手段としてのカメラで、これらカメラ
１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎは、複数の検査ラインを構成する
ように、所定の間隔を隔てて互いに平行状に並設された
搬送用コンベヤ２Ａ，２Ｂ，…，２Ｎの搬送途中の上部
位置にそれぞれ垂直姿勢に設置されて各コンベヤ２Ａ，
２Ｂ，…，２Ｎ上に載置され搬送される同一の検査対象
物Ｔの二次元画像を上方から撮像するように固定されて
おり、これらカメラ１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎにそれぞれ対
応して視覚検査装置３Ａ，３Ｂ，…，３Ｎが設けられ、
これら視覚検査装置３Ａ，３Ｂ，…，３ＮはＣＰＵバス
４を介して中央演算処理装置（ＣＰＵ）５に接続されて
いる。

【００１３】図３は上記視覚検査装置３Ａ，３Ｂ，…，
３Ｎの内部構成を示す概略ブロック図である。なお、同
図では、第１カメラ１Ａに接続された視覚検査装置３Ａ
の内部構成のみを詳しく図示しているが、他のカメラ１
Ｂ，…，１Ｎに接続された視覚検査装置３Ｂ，…，３Ｎ
の内部構成も全く同一のものである。

【００１４】図３において、６は第１カメラ１Ａによる
撮像画像を記憶する画像メモリで、その撮像画像を表示
するＣＲＴなどの表示部７が接続されている。８は上記
撮像画像に対してウインドウ（図８参照）を描画し、そ
のウインドウが描画されている画素数を記憶するウイン
ドウメモリ、９は同撮像画像に対して検査のための判定
条件を設定しそれを記憶する判定条件メモリ、１０は同
撮像画像に対して設定されるキャリブレーションデータ
を抽出し記憶するキャリブレーションメモリである。１
１は演算制御部であって、上記各メモリ８，１０に記憶
されているウインドウとキャリブレーションデータとを
演算して実際の座標系でのウインドウの位置を求めると
ともに、各メモリ９，１０に記憶されている判定条件と
キャリブレーションデータとを演算して実際の座標系で
の判定条件値を求めるものである。このような構成から
なる第１カメラ１Ａに対応する視覚検査装置３Ａにおけ
る上記演算制御部１１で求められた実座標系でのウイン
ドウの位置および判定条件値は、ＣＰＵバス４およびＣ
ＰＵ５を通じて他のカメラ１Ｂ，…，１Ｎに対応する視
覚検査装置３Ｂ，…，３Ｎに伝送複写されるように構成
されている。

【００１５】次に、上記構成の検査装置における画像処
理動作について、図４および図５に示すフローチャート
を参照して説明する。なお、動作フローの理解を容易に
するためにウインドウの描画動作（図４）と判定条件の
設定動作（図５）とに分けて説明するが、実際はこれら
両動作が同時に実行処理されるものであることはもちろ
んである。

【００１６】まず、ウインドウの描画処理動作について
説明すると、第１カメラ１Ａにより撮像された画像に対
してウインドウを描画し、そのウインドウが描画されて
いる画素数（ビット数）をウインドウメモリ８に記憶さ
せる（ステップＳ２１）とともに、上記撮像画像に対し
て設定されるキャリブレーションデータが抽出され、そ
れがキャリブレーションメモリ１０に記憶される（ステ
ップＳ２２）。つぎに、上記ウインドウとキャリブレー
ションデータとを下記の演算式（１）にもとづいて演算
する（ステップＳ２３）ことにより、ウインドウが描画
されている各画素の実際の座標系での位置を求める（ス
テップＳ２４）。

【００１７】

【数１】

【００１８】続いて、第２カメラ１Ｂにより撮像された
画像に対して設定されるキャリブレーションデータが抽
出され、それが第２カメラ１Ｂに接続された視覚検査装
置３Ｂにおけるキャリブレーションメモリ１０に記憶さ
れ（ステップＳ２５）、そのキャリフブレーションデー
タと上記ステップＳ２４で求めた実際の座標系での位置
とを下記の演算式（２）にもとづいて演算する（ステッ
プＳ２６）ことにより、第２カメラ１Ｂのカメラ座標に
おけるウインドウが描画されている各画素の位置を求め
る（ステップＳ２７）。そして、第２カメラ１Ｂによる
撮像画像に対して上記演算式（２）で求められた各画素
の位置においてウインドウを自動的に描画する（ステッ
プＳ２８）。このステップＳ２５〜ステップＳ２８まで
の動作を最後のカメラ１Ｎの撮像画像に対するウインド
ウ自動描画処理が終了するまで繰り返す（ステップＳ２
９）ことで、全てのカメラ１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎによる
撮像画像に対して、それぞれの大きさに見合ったウイン
ドウを描画することができる。

【００１９】

【数２】

【００２０】なお、上記演算式（１）および（２）中に
使用した用語を定義すると、つぎの通りである。 （Ｘｒ，Ｙｒ）：実際の座標系での値 （Ｘｃ，Ｙｃ）：カメラ座標系での値 （Ｏｘ，Ｏｙ）：カメラ座標原点の実際の座標系での値 Ｐ：１画素あたりの実寸法 θ：カメラ座標系と実際の座標系の傾き

【００２１】次に、判定条件の設定処理動作について説
明すると、第１カメラ１Ａにより撮像された画像に対し
て検査のための判定条件（回転方向の判定条件と面積の
判定条件）を設定しそれを判定条件メモリ９に記憶させ
る（ステップＳ３１）とともに、上記撮像画像に対して
設定されるキャリブレーションデータが抽出され、それ
がキャリブレーションメモリ１０に記憶される（ステッ
プＳ３２）。つぎに、上記の判定条件とキャリブレーシ
ョンデータとを下記の演算式（３）にもとづいて演算す
る（ステップＳ３３）ことにより、判定条件の実際の座
標系での値を求める（ステップＳ３４）。

【００２２】

【数３】

【００２３】続いて、第２カメラ１Ｂにより撮像された
画像に対して設定されるキャリブレーションデータが抽
出され、それが第２カメラ１Ｂに接続された視覚検査装
置３Ｂにおけるキャリブレーションメモリ１０に記憶さ
れ（ステップＳ３５）、そのキャリフブレーションデー
タと上記ステップＳ２４で求めた実際の座標系での判定
条件値とを下記の演算式（４）にもとづいて演算する
（ステップＳ３６）ことにより、第２カメラ１Ｂのカメ
ラ座標系での判定条件値を求める（ステップＳ３７）。
そして、第２カメラ１Ｂによる撮像画像に対して上記演
算式（４）で求められた判定条件値を自動的に設定する
（ステップＳ３８）。このステップＳ３５〜ステップＳ
３８までの動作を最後のカメラ１Ｎの撮像画像に対する
判定条件自動設定処理が終了するまで繰り返す（ステッ
プＳ３９）ことで、第２以降のカメラ１Ｂ，…，１Ｎに
よる撮像画像に対して、第１カメラ１Ａと同様な判定条
件をれぞれ自動設定することができる。

【００２４】

【数４】

【００２５】なお、上記演算式（３）および（４）中に
使用した用語を定義すると、つぎの通りである。 （Ｘｒ，Ｙｒ）：実際の座標系でのＸ，Ｙ方向の値 （Ｘｃ，Ｙｃ）：カメラ座標系でのＸ，Ｙ方向の値 （Ｏｘ，Ｏｙ）：カメラ座標原点の実際の座標系での
Ｘ，Ｙ方向の値 θ：カメラ座標系と実際の座標系との傾き θｒ：実際の座標系での傾き θｃ：カメラ座標系での傾き Ｍｒ：実際の座標系での面積値 Ｍｃ：カメラ座標系での面積値 Ｐ：１画素あたりの実寸法

【００２６】なお、上記実施例では、複数のカメラ１
Ａ，１Ｂ，…，１Ｎに対してそれぞれ各別に視覚検査装
置３Ａ，３Ｂ，…，３Ｎを接続する場合について説明し
たが、図６に示すように、複数のカメラ１Ａ，１Ｂ，
…，１Ｎに対して一つの視覚検査装置３のみを接続した
構成であってもよい。この場合、ウインドウメモリ８、
キャブレーションメモリ１０および判定条件メモリ９は
カメラ１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの数に対応して複数のメモ
リ（図面上では、８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎ、１０ａ〜１
０ｎで示す）が必要であるが、画像メモリ６、表示部７
および演算制御部１１を共用することが可能であり、構
成の簡略化、低コスト化が図れる。

【００２７】また、上記実施例では、所定の間隔を隔て
て互いに平行状に並設された複数の検査ライン用の搬送
コンベヤ２Ａ，２Ｂ，…，２Ｎの搬送途中の上部位置に
それぞれカメラ１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎを設置してなる並
列式検査装置に適用したものについて説明したが、図７
に示すように、一つの検査ライン用の搬送コンベヤ２の
搬送方向に所定の間隔を隔てて複数の１Ａ，１Ｂ，…，
１Ｎを設置してなる直列式検査装置に適用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１および請求項２
の発明によれば、撮像手段によって撮像された検査対象
物の二次元画像から該撮像手段のキャリブレーションデ
ータと他の同種撮像手段による撮像画像の処理に必要な
設定情報とを求め、これを記憶させておくことが可能で
あるから、それら設定情報とキャリブレーションとの演
算によって当該撮像手段による撮像画像の処理に必要な
設定情報を得るだけでなく、他の同種撮像装置による撮
像画像の処理時には、他の同種撮像手段のキャリブレー
ションと上記記憶された設定情報との演算によって他の
撮像手段による撮像画像の処理に必要な同一条件の設定
情報を自動的に得ることができる。したがって、同一の
検査対象物を撮像する複数の撮像手段による撮像画像が
異なっている場合の画像処理において、各画像に同一の
検査条件を設定するとき、一つの撮像手段による画像に
対して所定の設定を行うだけで、それ以外の同種撮像手
段による撮像画像に対する個別的な設定操作は全く不要
となり、複数の撮像装置に対する同一検査条件の設定作
業を非常に操作性よく、かつ、能率的に実行することが
できるという効果を奏する。

【００２９】また、請求項３の発明によれば、第１撮像
手段により撮像された検査対象物の二次元画像に対して
ウインドウを描画し、かつ、その画像に対する検査用の
判定条件を設定するだけで、これらウインドウおよび判
定条件と第１撮像手段のキャリブレーションデータとの
演算によって実際の座標系でのウインドウの位置および
判定条件値を求め、この求めた実際の座標系でのウイン
ドウの位置および判定条件値と他の同種撮像手段による
撮像画像のキャリブレーションとの演算によって他の撮
像手段による撮像画像に対して、第１撮像手段と同様の
ウインドウの自動描画および第１撮像手段と同様の判定
条件の自動設定を行うことができる。したがって、撮像
手段の物理的な設置位置の違いや照明のあて方の違いな
どに起因して、同一の検査対象物の撮像画像が撮像手段
毎で異なっていても、第１撮像手段による撮像画像に対
してウインドウ描画および判定条件を設定するという簡
単な操作を行うだけで、同種の他の撮像手段による撮像
画像に対してもそれに見合った同様なウインドウ描画お
よび判定条件の設定が行えて、同一内容の検査作業を非
常に能率的に実行することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による画像処理による検査
装置の概要を示す概略平面図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】視覚検査装置の内部構成を示す概略ブロック図
である。

【図４】画像処理動作のうち、ウインドウの描画動作を
示すフローチャートである。

【図５】画像処理動作のうち、判定条件の設定動作を示
すフローチャートである。

【図６】この発明の他の実施例による画像処理による検
査装置における視覚検査装置の内部構成を示す概略ブロ
ック図である。

【図７】別の適用例を示す概略側面図である。

【図８】従来の検査用画像処理方法を説明する概略図で
ある。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎ カメラ（撮像手段） ５ ＣＰＵ ８ ウインドウメモリ ９ 判定条件メモリ １０ キャリブレーションメモリ １１ 演算制御部 Ｔ 検査対象物

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【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【数３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/64 ４００ Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物の二次元画像を撮像する撮像
   手段による撮像画像から該撮像手段のキャリブレーショ
   ンデータを抽出するとともに、他の同種撮像手段による
   撮像画像の処理に必要な設定情報を演算し記憶し、その
   設定情報と上記キャリブレーションデータとにより当該
   撮像手段による撮像画像の処理に必要な設定情報を演算
   することを特徴とする検査用画像処理方法。
2. 【請求項２】 検査対象物の二次元画像を撮像する撮像
   手段と、この撮像手段による撮像画像から該撮像手段の
   キャリブレーションデータを抽出し記憶する手段と、そ
   の記憶されたキャリブレーションデータとの演算により
   他の同種撮像手段による撮像画像の処理に必要な設定情
   報を求めてそれを記憶する手段と、その設定情報と上記
   キャリブレーションデータとにより当該撮像手段による
   撮像画像の処理に必要な設定情報を演算する手段とを備
   えていることを特徴とする検査用画像処理装置。
3. 【請求項３】 検査対象物の二次元画像を撮像する第１
   撮像手段と、該第１撮像手段による撮像画像に対してウ
   インドウを描画しそれを記憶する手段と、上記第１撮像
   手段による撮像画像に対して検査のための判定条件を設
   定しそれを記憶する手段と、上記第１撮像手段による撮
   像画像に対して設定されるキャリブレーションデータを
   抽出しそれを記憶する手段と、上記各記憶手段に記憶さ
   れているウインドウとキャリブレーションデータおよび
   判定条件とキャリブレーションデータとをそれぞれ演算
   して実際の座標系でのウインドウの位置および実際の座
   標系での判定条件値を求める手段と、他の同種撮像手段
   による撮像画像に対するキャリブレーションデータと上
   記第１撮像手段による撮像画像から求めた上記の実際の
   座標系でのウインドウの位置および実際の座標系での判
   定条件値とを演算して他の同種撮像手段による撮像画像
   に対して第１撮像手段と同様なウインドウの自動描画お
   よび判定条件の自動設定を行う手段とを備えていること
   を特徴とする画像処理による検査装置。
4. 【請求項４】 上記各撮像手段が、検査対象物の検査用
   搬送ラインの上部位置に垂直姿勢に配置されている請求
   項３の画像処理による検査装置。