(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を搬送される円形物に光を照射し、前記円形物からの反射光を受光して読取った画像情報を画像エリア内に取込み、前記画像情報に基づいて前記円形物の中心位置を決定する円形物の中心位置決定方法において、前記円形物の搬送方向に対して垂直又は水平でない方向に互いに所定の角度を成し、前記円形物のエッジ枠内を通る複数のクロスカーソルを前記画像エリア内に設け、前記各クロスカーソルと前記円形物のエッジとの２つの交点を求め、前記各クロスカーソル上の前記２つの交点を結ぶ線分の中点をそれぞれ求め、前記各クロスカーソルに対する前記各中点からの垂線の交点を前記円形物の中心とすることを特徴とする円形物の中心位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨等の円形物に対して光を照射し、その反射光を受光して画像を読取り上記円形物の中心位置を決定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硬貨識別装置等において円形物の反射光による画像の中心位置を決定する際、例えば図９に示すように、取得した円形物の画像６に対し２次元のＸ−Ｙ座標系を設定し、Ｘ軸，Ｙ軸方向にそれぞれ輝度ヒストグラムＨを作成し、設定された閾値Ｌ以上になる円形物の画像６のエッジ座標（図９ではＸ軸，Ｙ軸に平行な直線とエッジ部との接線座標）をＸ軸方向、Ｙ軸方向について検出し、検出したＸ軸方向のエッジ座標をＫＸ  １，ＫＸ  ２、Ｙ軸方向のエッジ座標をＫＹ  １，ＫＹ  ２として、下記数１により演算して中心位置Ｃ（Ｘ０  ，Ｙ０  ）を決定している。
【数１】
Ｘ０  ＝（ＫＸ  ２−ＫＸ  １）／２
Ｙ０  ＝（ＫＹ  ２−ＫＹ  １）／２
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した円形物の中心位置決定方法では、例えば図１０に示すように、搬送している認識対象の円形物の画像６の前後に円形物の残像６Ａが画像エリア５内にあれば、輝度ヒストグラムＨからＸ軸方向に関して、本来ＫＸ  ２’をエッジ座標として検出すべきところをＫＸ  ２と検出してエッジ座標をＫＸ  １，ＫＸ  ２とし、同様にＹ軸方向に関して本来ＫＹ  ２’をエッジ座標として検出すべきところをＫＹ  ２と検出してエッジ座標をＫＹ  １，ＫＹ  ２としてしまうので、認識対象の円形物の中心位置はＣ（Ｘ，Ｙ）となり、真の中心位置Ｃ’（Ｘ’，Ｙ’）からずれてしまい円形物の中心の識別に支障が出るという問題点がある。認識対象の円形物の中心位置がずれる要因としては、上述の残像６Ａの写り込みの他に、搬送ベルトの経時変化により搬送ベルト３からの反射光が画像エリア５内に写り込んだり、あるいは、水平又は垂直方向のスキャンにより画像ノイズを捉えてしまう場合や、画像エリア５内で円形物があまり通過しない搬送路の端に付着したゴミによる場合等がある。
【０００４】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、認識対象の硬貨等の円形物の中心位置がずれる上述の要因がある場合でも、認識対象の円形物の中心位置を正確に決定することができる円形物の中心位置決定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は硬貨等の円形物に対して光を照射し、その反射光を受光して画像を読取ることにより上記円形物の中心位置を決定する方法に関するものであり、本発明の上記目的は、搬送路上を搬送される円形物に光を照射し、前記円形物からの反射光を受光して読取った画像情報を画像エリア内に取込み、前記画像情報に基づいて前記円形物の中心位置を決定する円形物の中心位置決定方法において、前記円形物の搬送方向に対して垂直又は水平でない方向に互いに所定の角度を成し、前記円形物のエッジ枠内を通る複数のクロスカーソルを前記画像エリア内に設け、前記各クロスカーソルと前記円形物のエッジとの２つの交点を求め、前記各クロスカーソル上の前記２つの交点を結ぶ線分の中点をそれぞれ求め、前記各クロスカーソルに対する前記各中点からの垂線の交点を前記円形物の中心とすることによって達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図２（Ａ）は、本発明の円形物の中心位置決定方法に用いる円形物１の画像読取装置の一例の全体構成を断面的に示している。装置本体１０内には、搬送される円形物１の表面の画像を光学系２０を介して読取るイメージセンサ３０と、円形物１の周囲から円形物１の表面に対して光を照射する円形状の照射手段４とが配設されている。図２（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図を示しており、搬送路２上を硬貨等の円形物１がベルト３により搬送されて所定の位置まで来ると、搬送路２の下にある円形状の照射手段４により円形物１に対して光を照射し、円形物１の表面からの反射光を光学系２０を介して受光し、上記円形物１の画像をイメージセンサ３０で読取るようにしている。
【０００７】
以下、本発明方法による処理例を図１のフローチャートに沿って詳細に説明する。図３から図７は上述のようにして画像読取装置で読取られた円形物１の画像６と、クロスカーソルＡ、Ｂとの位置関係を示すものである。図３から図６はそれぞれ、クロスカーソルＡとＢの交点に対して円形物１の画像６の真の中心位置が左側、上側、右側、下側に位置していることを示している。つまり、読取った円形物１の画像６が図のような画像エリア５内に入った場合は、図３から図６の場合のいずれかの位置関係になる。
【０００８】
ここで、本発明の中心位置決定方法を説明する。搬送路２をベルト３によって搬送されて来る円形物１の画像を画像読取装置で読取って画像エリア５に取り込んだ後（ステップＳ１）、図３に示すように、画像エリア５の平面に対してＸ−Ｙ座標系を設定し、クロスカーソルＡはＹ軸に対し角度β＝４５度に設定し、クロスカーソルＢはＸ軸に対し角度α＝４５度に設定し、上記それぞれのクロスカーソルＡ、Ｂは画像エリア５の対角線となるようにする。次に、クロスカーソルＡと円形物の画像６のエッジとの交点をａ１（Ｘａ１，Ｙａ１）、ａ２（Ｘａ２，Ｙａ２）として検出し、クロスカーソルＢと円形物の画像６のエッジとの交点をｂ１（Ｘｂ１，Ｙｂ１），ｂ２（Ｘｂ２，Ｙｂ２）として検出する（ステップＳ２）。
【０００９】
検出した上記交点ａ１とａ２とを結ぶ線分の中点Ａ’と、交点ｂ１とｂ２とを結ぶ線分の中点Ｂ’を下記数２によって算出する（ステップＳ３）。
【数２】
Ａ’＝（（Ｘａ１＋Ｘａ２）／２，（Ｙａ１＋Ｙａ２）／２）
Ｂ’＝（（Ｘｂ１＋Ｘｂ２）／２，（Ｙｂ１＋Ｙｂ２）／２）
そして、上記クロスカーソルＡ、Ｂに対して数２で求めた中点Ａ’、Ｂ’を通るそれぞれの垂線の交点が、円形物１の中心Ｃ（Ｘ０  ，Ｙ０  ）となる。ここで、中心Ｃと上記中点Ａ’、Ｂ’との関係は各クロスカーソルの角度α、βから、Ａ’＝（ａ，ｂ）、Ｂ’＝（ｃ，ｄ）とし、中点Ａ’から上記中心ＣまでのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をどちらもＸ１とし、中点Ｂ’から上記中心ＣまでのＸ軸方向、Ｙ軸方向の距離をどちらもＸ２とすると、次の数３〜数６のいずれかが成立する。そして、数３〜数６はそれぞれ図３〜図６に対応している。
【００１０】
【数３】
Ｘ軸：  ａ−Ｘ１＝ｃ−Ｘ２
Ｙ軸：  ｂ−Ｘ１＝ｄ＋Ｘ２
【数４】
Ｘ軸：  ａ＋Ｘ１＝ｃ−Ｘ２
Ｙ軸：  ｂ＋Ｘ１＝ｄ＋Ｘ２
【数５】
Ｘ軸：  ａ＋Ｘ１＝ｃ＋Ｘ２
Ｙ軸：  ｂ＋Ｘ１＝ｄ−Ｘ２
【数６】
Ｘ軸：  ａ−Ｘ１＝ｃ＋Ｘ２
Ｙ軸：  ｂ−Ｘ１＝ｄ−Ｘ２
【００１１】
次に、上記数３〜数６のいずれかを成立させるための距離Ｘ１，Ｘ２は、下記の数７、数８を用いて算出する。
【数７】
Ｘ１＝（（ｃ＋ｄ）−（ａ＋ｂ））／２
【数８】
Ｘ２＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））／２
次に、上記数７及び数８で算出した距離Ｘ１，Ｘ２をそれぞれ上記数３〜数６に代入し、これによって成立した式から得られる式の値が求める中心Ｃの座標（Ｘ０  ，Ｙ０  ）となる（ステップＳ４）。
【００１２】
また、クロスカーソルＡ、Ｂと円形物の画像６との各２つの交点ａ１、ａ２及びｂ１、ｂ２の中点Ａ´、Ｂ´を通る各クロスカーソルＡ、Ｂに垂直な直線は、Ｘ−Ｙ座標系においてその傾きが分かるので一次直線で表すことができる。よって、クロスカーソルＡ、Ｂから求まる上記一次直線式の連立方程式を解くことでも、円形物１の中心Ｃを求めることができる。そして、クロスカーソルＡ、ＢはＸ−Ｙ座標系に対して上記角度α、βを４５度に設定するだけでなく、取込んだ円形物の画像６との２つの交点をとるように０度から１８０度までの間で変えることができ、図７に示すように角度α、βを別々の値に設定することもできる。さらに、円形物１のエッジ部分等にゴミ等が付着した状態で搬送されて来た場合、光を照射しその反射光を受光して画像を読込んだとき、図８に示されるように正確な円形とはならない。この場合、上記２本のクロスカーソルＡ、Ｂだけでは円形物１の正確な中心位置を決定することは困難であるため、クロスカーソルを３本以上用意し、各２本ずつクロスカーソルを組み合わせて上記と同様の方法で円形物１の中心を求め、得られた複数の中心の平均値を円形物１の中心とすることもできる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、取得した画像エリア内に設けた複数のクロスカーソルと円形物のエッジとの交点を求め、同一のクロスカーソル上の２つの交点を結ぶ線分の中点を通る垂線の交点を円形物の中心とするので、円形物の残像、搬送ベルトの画像への写り込み、またはスキャンによる画像ノイズ、ゴミによる影響等、認識対象の円形物の中心位置がずれる要因がある場合でも、硬貨等の円形物の中心位置を正確に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円形物の中心位置決定方法の動作例を示すフローチャートである。
【図２】円形物の画像読取装置の一例を示す断面構造図である。
【図３】画像エリア内のクロスカーソルと、円形物の中心位置との第一の位置関係を示す図である。
【図４】画像エリア内のクロスカーソルと、円形物の中心位置との第二の位置関係を示す図である。
【図５】画像エリア内のクロスカーソルと、円形物の中心位置との第三の位置関係を示す図である。
【図６】画像エリア内のクロスカーソルと、円形物の中心位置との第四の位置関係を示す図である。
【図７】画像エリア内のクロスカーソルの角度を変えた例を示す図である。
【図８】円形物にゴミ等が付着した場合の取込み画像例を示す図である。
【図９】従来の円形物の中心位置決定方法の一例を示す図である。
【図１０】従来の円形物の中心位置決定方法の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１  円形物
２  搬送路
３  ベルト
４  照射手段
５  画像エリア
６  円形物の画像
１０  画像読取装置本体
２０  光学系
３０  イメージセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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