(57)【要約】【課題】被縫製物の色や材質に拘わらずその外周端部を良好に認識する。【解決手段】上下に重ねられた第１対象物と第２対象物を上方から撮像する撮像手段４１による撮像画像データから各対象物の境界を認識するための形状認識装置４において、撮像手段は、第１対象物又は第２対象物の上面を焦点距離に合わせて撮像し、撮像手段によって撮像した撮像画像データに対して、撮像画像データのそれぞれの画素について周囲の画素の輝度より大きな場合にその差分値に応じて当該画素の輝度値を大きく変換する鮮鋭化処理と、当該鮮鋭化処理後の撮像画像データに対して二値化処理と、を行い、さらに、エッジ抽出して、第１対象物と前記第２対象物の境界を認識する画像認識制御部４３を備えている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に重ねて配置される第１対象物と第２対象物を上方から撮像する撮像手段を備え、
前記撮像手段による撮像画像データから前記第１対象物と前記第２対象物の境界を認識するための形状認識装置において、
前記撮像手段は、前記第１対象物と前記第２対象物のいずれか一方の上面を焦点距離に合わせることで、一方の対象物を焦点距離、他方の対象物を非焦点距離で撮像し、
前記撮像手段によって撮像した撮像画像データに対して、前記撮像画像データのそれぞれの画素について周囲の画素の輝度より大きな場合にその差分値に応じて当該画素の輝度値を大きく変換する鮮鋭化処理と、当該鮮鋭化処理後の撮像画像データに対して二値化処理と、を行い、さらに、エッジ抽出して、前記第１対象物と前記第２対象物の境界を認識する画像認識制御部、を備えることを特徴とする形状認識装置。
【請求項２】
前記画像認識制御部は、前記鮮鋭化処理後かつ前記二値化処理前の撮像画像データに対して、平滑化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の形状認識装置。
【請求項３】
前記撮像手段を昇降させる高さ調節手段を備え、
前記画像認識制御部は、前記撮像手段が予め設定された高さになるように前記高さ調節手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の形状認識装置。
【請求項４】
複数の照射位置から前記対象物を照射可能であって、前記複数の照射位置ごとに照明強度を調節可能な照明装置を備えることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の形状認識装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか一項に記載の形状認識装置を備え、
前記対象物として被縫製物の外形を認識して縫製を行うことを特徴とするミシン。
【請求項６】
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形に基づいて縫製パターンデータを生成し、
当該縫製パターンデータに従って運針を行う請求項５記載のミシン。
【請求項７】
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形に基づいて既存の縫製パターンデータを補正し、
当該縫製パターンデータに従って運針を行う請求項５記載のミシン。
【請求項８】
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形と既存の縫製パターンデータを比較し、
比較結果に基づいて縫製の実行の有無を判定する請求項７記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被縫製物の形状を認識する形状認識装置及びこれを備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水平面内を動作可能に構成された布送り下板及び布送り外枠に縫製物本体を挟持し、縫製物本体上に被縫製物を設置し、これを予めプログラミングされた縫製経路に沿って移動させながら縫うことにより縫製物本体に被縫製物を縫い付ける縫製装置が用いられている。
このような縫製装置においては、被縫製物を位置決め保持するために、布送り外枠には被縫製物の縫製箇所に対応した溝や穴などの開口が形成された布保持枠が装備される。そして、被縫製物は、布保持枠に形成された開口に沿って縫製が行われる。また、所定形状の被縫製物の外縁に沿って当該外縁から一定間隔を維持しつつ縫製を行う場合もある。
しかしながら、被縫製物を所定形状に裁断する段階で、被縫製物の伸縮性の違いや作業者の技量の違い等により、目標とする形状からサイズや形状のバラ付きを生じる場合があり、このような被縫製物については、実際の外縁に対して一定間隔を維持した縫製を行うことができなかった。
【０００３】
かかる問題を解決するため特許文献１には、「縁位置感知装置は回転軸受上に装架された走査カメラを有し、該軸受はミシンヘッドに装着され、前記カメラが針の軸線と同軸的に回転し、縫製面内の針貫通点のまわりの仮想円に接する線を走査する」電子ミシンが開示されている。即ち、この特許文献１には、縫製物本体に固定された被縫製物は、走査カメラに装着された照明装置により縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁が強調され、走査カメラによりこの被縫製物の外周端縁を感知し、予めプログラミングされた縫製パターンに対して、検出された被縫製物の実際位置に従って縫製経路を修正しながら被縫製物の外周端縁から一定幅の縫い代位置を縫製する縫製装置が記載されている。
【０００４】
また、同問題を解決するため特許文献２には、縫製工程の前工程として外形認識装置によって被縫製物の外形認識を行い、縫製物本体に固定された被縫製物は、被縫製物の外周端縁測方部に設けられた照明装置により縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁が強調され、ＣＣＤカメラによりこの被縫製物の外周端縁を感知し、外形認識装置から電子ミシンへと縫製物を移載し、検出された被縫製物の外形形状を元に被縫製物の外周端縁から一定幅の縫い代位置を縫製する縫製装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−２８９６２号公報
【特許文献２】特開平０５−２２５３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１，２に記載のいずれの縫製装置においても、照明装置によって縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁を強調し、カメラによって被縫製物の外周端縁を認識することから、被縫製物の色や材質によっては外周端が十分に強調されず、認識困難となる場合があった。特に、被縫製物と縫製物本体の色が同色（黒）などの場合には、外周端が十分に強調されない傾向にあった。
その結果、被縫製物の外周端を正確に認識することが困難となっていた。
【０００７】
そこで本発明は、被縫製物の色や材質に拘わらずその外周端部を良好に認識することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、
上下に重ねて配置される第１対象物と第２対象物を上方から撮像する撮像手段を備え、
前記撮像手段による撮像画像データから前記第１対象物と前記第２対象物の境界を認識するための形状認識装置において、
前記撮像手段は、前記第１対象物と前記第２対象物のいずれか一方の上面を焦点距離に合わせることで、一方の対象物を焦点距離、他方の対象物を非焦点距離で撮像し、
前記撮像手段によって撮像した撮像画像データに対して、前記撮像画像データのそれぞれの画素について周囲の画素の輝度より大きな場合にその差分値に応じて当該画素の輝度値を大きく変換する鮮鋭化処理と、当該鮮鋭化処理後の撮像画像データに対して二値化処理と、を行い、さらに、エッジ抽出して、前記第１対象物と前記第２対象物の境界を認識する画像認識制御部、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の形状認識装置において、
前記画像認識制御部は、前記鮮鋭化処理後かつ前記二値化処理前の撮像画像データに対して、平滑化処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の形状認識装置において、
前記撮像手段を昇降させる高さ調節手段を備え、
前記画像認識制御部は、前記撮像手段が予め設定された高さになるように前記高さ調節手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３いずれか一項に記載の形状認識装置において、
複数の照射位置から前記対象物を照射可能であって、前記複数の照射位置ごとに照明強度を調節可能な照明装置を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４いずれか一項に記載の形状認識装置を備えるミシンにおいて、
前記対象物として被縫製物の外形を認識して縫製を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のミシンにおいて、
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形に基づいて縫製パターンデータを生成し、
当該縫製パターンデータに従って運針を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項５記載のミシンにおいて、
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形に基づいて既存の縫製パターンデータを補正し、
当該縫製パターンデータに従って運針を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のミシンにおいて、
前記形状認識装置により得られる前記被縫製物の外形と既存の縫製パターンデータを比較し、
比較結果に基づいて縫製の実行の有無を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上下に重ねて配置される第１と第２対象物のいずれか一方の上面を焦点距離に合わせて撮像した場合に、当該焦点距離が合っている対象物についてはより画像が鮮明となり、焦点距離が合っていない対象物は不鮮明となるので、対象物の撮像画像データに対して鮮鋭化処理を行うと、一方の対象物の上面と他方の対象物の上面とで輝度値の分布を大きく分離させることができる。
このため、一方の対象物の上面と他方の対象物との境界部分であるエッジを容易且つ明確に抽出することができる。
これにより、対象物の色や材質に拘わらずその境界部を良好に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る縫製装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る縫製装置の正面図である。但し、カメラを分離して示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る縫製装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る縫製装置の布送り部の斜視図である。
【図５】画像認識制御部が行う制御及び処理を順番に示したフローチャートである。
【図６】被縫製物の撮像画像である。
【図７】尖鋭処理後の被縫製物の撮像画像である。
【図８】平滑化処理後の被縫製物の撮像画像である。
【図９】平滑化処理を行った撮像画像データの全画素の輝度値に基づいて輝度値の度数分布を示したヒストグラムである。
【図１０】二値化処理後の被縫製物の撮像画像である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は縫製パターンの不一致の例を示す説明図である。
【図１２】図１２（Ａ）は特徴点の抽出を示し、図１２（Ｂ）は対応する特徴点同士の位置を比較している状態を示す説明図である。
【図１３】図１３（Ａ）は縫製パターンのズレ量を求めている状態を示し、図１３（Ｂ）はズレ量に基づいて縫製パターンを平行移動させている状態を示す説明図である。
【図１４】図１４（Ａ）は布地本体に焦点を合わせた状態の撮像画像を示し、図１４（Ｂ）は布地と布地本体との間に焦点を合わせた状態の撮像画像を示している。
【図１５】布地本体の上に二枚の布地を重ねた場合の平滑化処理を行った撮像画像データの全画素の輝度値に基づいて輝度値の度数分布を示したヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１９】
［ミシンの概要］
図１から図３によって示すように本実施形態のミシン１は、ミシン本体２と、布送り部３と、形状認識装置としての形状認識部４と、ミシン制御部５と、縫製パターンデータベース５１と、表示装置５２とを備えて構成される。
ミシン本体２は、ミシンアーム部２ａに内蔵され縫い針の上下動動作を行う図示しない針上下動機構と、ミシンベッド部２ｂに内蔵され上糸と下糸とをからめる釜機構と、被縫製物を載置するミシンテーブル２ｃとを備え、被縫製物の縫製を行う。
【００２０】
形状認識部４は、対象物としての被縫製物の撮像を行う撮像手段としてのカメラ４１と、撮像される被縫製物に光照射を行う照明装置４２と、カメラ４１により撮像画像データに対して後述する各種の処理を行う画像認識制御部４３と、被縫製物の形状認識とミシン本体の動作について設定を行う設定入力部４４と、データ記憶部４５とを備える。
【００２１】
画像認識制御部４３はカメラ４１及び照明装置４２を制御して撮像画像データを取得し、後述する所定の画像処理を行って被縫製物の形状認識を行う。
画像認識制御部４３、ミシン制御部５、設定入力部４４、データ記憶部４５及び縫製パターンデータベース５１は、情報処理装置、情報入力装置及び情報記憶装置により構成される情報処理システムであって、画像認識制御部４３とミシン制御部５とが同一又は別々のＩＣチップで動作するとか、データ記憶部４５と縫製パターンデータベース５１とが同一又は別々のハードディスク又はＩＣチップに構築されるとか、ミシン本体２の筐体内に又は外部装置として構成されるかなどのハードウエア構成は問わない。
表示装置５２は、画像表示のほか任意に音声表示を行う。
【００２２】
照明装置４２はカメラ４１を中心として水平に四方に配置された四つの光源を備えている（より多くとも良い）。そして、各光源は、上記四箇所の照射位置から下方の被縫製物を照射すると共に、設定入力部４４からの入力に応じて個別に照明強度を調節可能となっている。
即ち、後述するように、被縫製物が布地本体Ｃ２とその上に載置された布地Ｃ１とからなる場合には、布地Ｃ１の外縁部に沿って陰影が生じる場合がある。この陰影が後述する画像処理に影響を及ぼす場合があるので、四方の光源の照明強度を調節して陰影をより薄くすることができるようになっている。陰影は光源とは逆側に発生するので、陰影が発生した方向とは逆側の照明強度を低減し、陰影側の照明強度を高くする等の調節が行われる。
【００２３】
カメラ４１は主にＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)などの撮像素子と光学系とから構成されている。
カメラ４１の光学系は、単焦点であって被写界深度が十分に浅いものが使用されている。例えば、光軸方向について被縫製物である布地Ｃ１の厚さ分のズレが生じただけで撮像画像がぼやけてピントが合わなくなる程度の被写界深度となっている。
また、カメラ４１にはモータ駆動によって光軸方向である上下方向（Ｚ方向）に沿ってカメラ４１を任意に昇降させる高さ調節手段４６が併設されている。画像認識制御部４３は、この高さ調節手段４６を制御して、カメラ４１が予め設定された高さになるように高さ調節を実行する。
【００２４】
図４に示すように布送り部３は、布送り下板７と、布送り外枠８と、布送り土台１０と、布送りアーム１１と、ＸＹ駆動部（ミシンベッド部２ｂに内蔵）とを備えて構成される。
布送り外枠８は布送りアーム１１にＸ軸回りに揺動可能に支持され、布送りアーム１１は布送り土台１０に上下動可能に支持されている。また、布送り下板７は布送り外枠８の下方で布送り土台１０に固定されている。
布送り土台１０は、図示のないモータやタイミングベルト、タイミングプーリ等により構成されるＸＹ駆動部により水平面（図中のＸ−Ｙ平面）内で動作可能に構成されており、布送り土台１０とともに布送り下板７及び布送り外枠８が一体となって水平面内を移動して任意に位置決めすることができる。縫製位置はこの布送り部３の制御に係る二次元座標Ｘ−Ｙによって定義される。各被縫製物の縫製位置は被縫製物ごとに対応した縫製パターンデータによって指定される。各縫製パターンデータは縫製パターンデータベース５１に保存されている。
【００２５】
被縫製物は、所定の外周形状からなる第１対象物である布地Ｃ１と、当該布地Ｃ１が上から縫い付けられる第２対象物である布地本体Ｃ２とが上下に重ねて配置された構成からなり、上記布送り外枠８は下降動作により下板７との間で布地本体Ｃ２のみを保持する。縫製パターンデータは、布地Ｃ１の外周縁部から一定の間隔を維持しつつその内側に縫い目を形成するためのパターンが記録されている。つまり、布地Ｃ１の外周形状よりも幾分サイズが小さい相似形状に縫い目を形成するためのパターンが記録されている。
布地Ｃ１は布送り外枠８に保持されないので、布地本体Ｃ２に対して糊付けで仮止めされている。なお、布地Ｃ１の外周が上方から見て遮蔽されない他の方法で布地本体Ｃ２に仮止めを行っても良い。例えば、布地Ｃ１の上面であって縫い目の形成位置よりも内側領域に載置するマグネット等により保持（又は下板８１をマグネットとして磁性体で上から保持）しても良い。
【００２６】
［縫製動作の流れ］
ミシン制御部５が行う縫製動作制御について説明する。
作業者が布送り下板７と布送り外枠８の間に布地Ｃ１及び布地本体Ｃ２をセットして設定入力部４４から縫製の開始が入力されると、ミシン制御部５は、布送り外枠８を下降させて布地本体Ｃ２を保持すると共に、縫製パターンデータベースから縫製パターンデータの読み出しを実行する。
なお、縫製開始が入力されて実際にミシン本体２の各部で縫製動作が開始されるまでの間に、形状認識部４では、布地Ｃ１の撮像画像データを取得し、形状認識を行い、布地Ｃ１の形状の良否判定や縫製パターンデータの比較照合、補正処理等を実行している。
【００２７】
そして、ミシン制御部５は、縫い針の上下動動作を開始すると共に、これに同期して縫製パターンデータに従ってＸＹ駆動部を制御し、一針ごとに布送り下板７及び布送り外枠８を所定の目標位置に移動させ、布地Ｃ１に対して外周形状に応じた縫製パターンに従って運針を行う。そして、縫製パターンデータに定められた全ての針落ち位置に針落ちを行うことにより、布地Ｃ１の外周形状に沿った縫着縫製が行われる。
【００２８】
［形状認識部による処理］
次に、形状認識部４の画像認識制御部４３が、縫製開始入力後に行う各種の処理について説明する。図５は画像認識制御部４３が行う制御及び処理を順番に示したフローチャートである。
なお、ミシン制御部５の制御により、被縫製物を保持した布送り下板７及び布送り外枠８は、予め、規定の撮像位置に移動している。
この移動後に、画像認識制御部４３は、高さ調節手段４６を制御してカメラ４１を適正な高さに調節する（ステップＳ１）。カメラ４１の適正な高さは、その光学系の焦点が布地Ｃ１の上面に合う高さであり、その値は設定入力部４４により予め入力されている。
そして、画像認識制御部４３は、カメラ４１を制御して布地Ｃ１全体を上方から撮像する（ステップＳ３）。画像認識制御部４３は、カメラ４１の撮像により布地Ｃ１及び布地本体Ｃ２の一部からなる撮像画像データを生成し、データ記憶部４５に格納する。
なお、図６は撮像画像であり、符号ｔ１は布地Ｃ１の上面、ｔ２は布地本体Ｃ２の上面を示している。被写界深度が浅い光学系を備えるカメラ４１で撮像したので、焦点距離である布地Ｃ１の上面は鮮明に撮像され、焦点からずれた非焦点距離で撮像された布地本体Ｃ２の上面はボケが生じているのが分かる。
【００２９】
次に、画像認識制御部４３は、取得した撮像画像データに対して、鮮鋭化処理を実行する（ステップＳ５）。即ち、画像認識制御部４３は「鮮鋭化処理手段」として機能する。
この鮮鋭化処理では、８方向ラプラシアンフィルタを使用する。これにより、撮像画像データを構成する各画素の輝度値は、周囲の画素（例えば、隣接画素）よりも輝度値が大きな画素についてはその輝度値差分がより大きくなるように変換される。
従って、図７に示すように、鮮鋭化処理を行うと、鮮明度が低い布地本体Ｃ２の領域ｔ２では小さな輝度値となる画素が多くを占めて全体的に黒色となる。また、鮮明度が高い布地Ｃ１の領域ｔ１では小さな輝度値となる画素が少なくなる。
【００３０】
さらに、画像認識制御部４３は、鮮鋭化処理を行った撮像画像データに対して、平滑化処理を実行する（ステップＳ７）。この平滑化処理では、１５×１５平均化フィルタを使用する。
これにより、図８に示すように、画像全体でノイズが除去されると共に、大きな輝度値となる画素が多く含まれる布地Ｃ１の領域ｔ１では、点在する輝度値が小さな画素も輝度値が引き上げられて、その領域全体で輝度値が引き上げられる。
【００３１】
次に、画像認識制御部４３は、布地Ｃ１と布地本体Ｃ２の境界を求めるエッジ抽出処理を行う（ステップＳ９）。
このエッジ抽出処理では、布地Ｃ１の領域ｔ１と布地本体Ｃ２の領域ｔ２とを明確に分別する必要があるため、まず、これらの分別のための輝度値の閾値を決定する必要がある。
このため、画像認識制御部４３は、平滑化処理を行った撮像画像データの全画素の輝度値に基づいて輝度値の度数分布を求める。その結果、図９のヒストグラムに示すように、領域ｔ１の各画素の輝度値の分布ｂ１と領域ｔ２の各画素の輝度値の分布ｂ２とが発生する。それぞれの分布ｂ１，ｂ２について度数分布が頂点となる輝度値を求め、それらの中間値ｋ１を輝度値の閾値とする。
さらに、画像認識制御部４３は、上記閾値に基づいて、図１０に示すように、平滑化処理を行った撮像画像データの二値化処理を行う。
そして、周知のエッジ検出オペレータを用いて布地Ｃ１の領域ｔ１と布地Ｃ２の領域ｔ２のエッジ検出を行い、布地Ｃ１と布地Ｃ２の境界となる画素を全て特定する。これにより布地Ｃ１の外周縁部（エッジｅ）が認識され、画像認識制御部４３は、「認識部」として機能する。
【００３２】
次に、画像認識制御部４３は、撮像画像データから取得した布地Ｃ１の外周縁部を構成する全エッジ点から縫製パターンを生成する。
即ち、画像認識制御部４３は、全エッジ点（或いは一部のエッジ点を間引いても良い）からスプライン曲線を生成し、布地Ｃ１の外形を求め、さらに、その外形から一定の縫い代で内側に形成される縫い位置の軌跡となるパターンを生成する。そして、縫い位置の軌跡となるパターンに沿って一定の縫いピッチで形成させる全針落ち位置からなる縫製パターンを生成する（「撮像に基づく縫製パターン」とする）。
そして、画像認識制御部４３は、この撮像に基づく縫製パターンと縫製パターンデータに定められた縫製パターンとを比較する（ステップＳ１１）。
【００３３】
縫製パターン同士の比較のために、画像認識制御部４３は、撮像に基づく縫製パターンと縫製パターンデータに定められた縫製パターンのそれぞれについて特徴点Ｐ１，Ｐ２を抽出し（図１２（Ａ））、対応する特徴点Ｐ１，Ｐ２同士の位置を比較する（図１２（Ｂ））。
そして、各特徴点同士が一致と見なせる範囲で近接している場合には、形状パターン同士が一致していると判定し、画像認識制御部４３はミシン制御部５に縫製開始の許可を通知し、ミシン制御部５はデータ記憶部４５の縫製パターンデータに基づいて縫製動作を実行する。
【００３４】
一方、形状パターン同士が一致していないと判定した場合には、画像認識制御部４３は、データ記憶部４５の縫製パターンデータに対して補正を行う（ステップＳ１３）。
図１１は縫製パターンの不一致の例を示しており、撮像に基づく縫製パターンを破線で示し、縫製パターンデータに定められた縫製パターンを実線で示している。図１１（Ａ）は互いに形状は一致しているが全体的に位置ズレを生じている。図１１（Ｂ）は縫製パターンの形状そのものに不一致を生じている。図１１（Ｃ）は互いに形状は一致しているが一方が傾斜している。
例えば、図１１（Ａ）のように、縫製パターンの全体的な位置にズレが生じている場合には、図１３（Ａ）に示すように全体の位置ズレ量を求め、図１３（Ｂ）に示すように、縫製パターンデータに定められた縫製パターン全体を位置ズレ量分だけ平行移動させる補正を行う。
【００３５】
また、図１１（Ｂ）のように、縫製パターンが一定の方向に長く延びていた場合には、その伸長率を求め、一定方向に沿って縫製パターンデータに基づく縫製パターンが伸長されるように座標変換を行う。或いは、縫製パターンデータに定められた縫製パターンを撮像に基づく縫製パターンに更新しても良い。
また、図１１（Ｃ）のように、縫製パターンが傾斜していた場合には、その傾斜角度を求め、縫製パターンデータに基づく縫製パターンがその傾斜角度だけ回転するように座標変換を行う。
また、図１１（Ａ）、図１１（Ｃ）の場合も、縫製パターンデータに定められた縫製パターンを撮像に基づく縫製パターンに更新しても良い。
【００３６】
そして、データ記憶部４５の縫製パターンデータの補正が完了すると、画像認識制御部４３はミシン制御部５に縫製開始の許可を通知し、ミシン制御部５はデータ記憶部４５の補正後の縫製パターンデータに基づいて縫製動作を実行する。
【００３７】
［発明の実施形態の技術的効果］
カメラ４２により、高さが異なる布地Ｃ１と布地本体Ｃ２のいずれか一方（例えば布地Ｃ１）に焦点を合わせて撮像した場合に、当該布地Ｃ１の上面についてはより画像が鮮明となり、焦点距離が遠い布地本体Ｃ２の上面は不鮮明となる。
従って、ミシン１の画像認識制御部４３は、これらを鮮鋭化処理することにより、布地Ｃ１の上面と布地本体Ｃ２の上面とで輝度値の分布を大きく分離させることができる。
このため、布地Ｃ１と布地本体Ｃ２の境界をエッジとして容易且つ明確に抽出することができる。
これにより、ミシン１の画像認識制御部４３は、布地Ｃ１の外周縁部の色や材質に拘わらずその外周端部を良好に認識することが可能となる。
また、これにより、実際の布地Ｃ１の外周縁部に一定の縫い代を確保してより正確に運針を行うことが可能となり、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００３８】
また、ミシン１の画像認識制御部４３は、鮮鋭化処理とエッジ抽出処理（二値化処理）との間で平滑化処理を行っている。このため、ノイズとなる画素の輝度値を周囲と平均化してその影響を低減することができ、布地Ｃ１の領域と布地本体Ｃ２の領域をより精度良く分離することができる。
【００３９】
また、ミシン１は、複数の照射位置から布地Ｃ１を照射可能であって、各照射位置の光源ごとに照明強度を調節可能な照明装置４２を備えるので、布地Ｃ１の外周縁部による陰影の発生を抑制するように調整することができ、その影響を抑えてより正確に布地Ｃ１の外周縁部の認識を行うことが可能となる。
【００４０】
また、ミシン１は、形状認識部４により得られる布地Ｃ１の外周縁部の形状に基づいて既存の縫製パターンデータを補正し、ミシン制御部３が当該縫製パターンデータに従って運針を行うように制御を行っている。
このため、布地Ｃ１のカッティングの個体差や取り付けの個体差により既存の縫製パターンデータの縫製パターンから乖離を生じた場合でも、これに対応してより正確に縫製を行うことができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
［その他］
前述した布地Ｃ１及び布地本体Ｃ２の撮像において、布地Ｃ１に焦点が合うようにカメラ４１の高さを調節する場合を例示したが、布地Ｃ１とその背景である布地本体Ｃ２とで鮮明度に識別可能な差が生じるのであればこれに限られない。
例えば、図１４（Ａ）に示すように、布地本体Ｃ２の上面に焦点を合わせても良い。
また、カメラ４１の焦点距離が長すぎる場合には、布地Ｃ１の厚さの差程度では、図１４（Ｂ）に示すように、鮮明度に識別可能な差が生じないので、カメラ４１の焦点距離はより短い方が良い。
また、布地Ｃ１の断面が映り込むような場合には、断面の影が生じないように照明装置４２の各光源の照明強度を調節するか、布地Ｃ１の上面より幾分上の位置に焦点を合わせることが望ましい。
また、布地Ｃ１と布地本体Ｃ２とが色や材質の違いにより撮像画像のコントラストに大きく差が生じるような場合には、コントラストがより出やすい方に焦点を合わせることが望ましい。
【００４２】
また、前述した鮮鋭化処理では、８方向ラプラシアンフィルタを使用する場合を例示したが、他の鮮鋭化フィルタ或いはエッジ強調フィルタを使用しても良い。また、方向がより少ない又はより多いラプラシアンフィルタを使用しても良い。
また、平滑化処理では、１５×１５平均化フィルタを使用する場合を例示したが、他の平滑化フィルタを使用しても良い。また、平均化する範囲は適宜増減可能である。また、平均化する場合に、例えば、注目画素を重くする等の重み付けを行っても良い。
【００４３】
また、形状認識部４では、撮像により取得する布地Ｃ１の外周縁部の形状と既存の縫製パターンデータを比較し、比較結果に基づいて縫製の実行の有無を判定しても良い。
例えば、画像認識制御部４３は、撮像に基づく縫製パターンと縫製パターンデータに定められた縫製パターンとの比較において、互いの不一致の状況に応じてエラー処理を行っても良い。具体的には、各縫製パターンのサイズが大きく異なる場合や、特徴点の数が一致しない場合には、ミシン制御部５に縫製の禁止を通知し、作業者に確認を促すように報知を行ってもよい。
これにより、何らかの異常の発生時には作業者に知らしめると共に確認を促すことができる。このため、何らかの異常発生の看過を抑制することが可能となる。
【００４４】
また、上記実施形態では、カメラ４１による布地Ｃ１の撮像回数は一回であることを前提としているが、焦点位置を布地Ｃ１から布地本体Ｃ２に変更して複数回の撮像を行い、複数の撮像画像データを取得しても良い。そして、各撮像画像データごとに縫製パターンを取得し、これらの座標値を平均化する等により一つに合成して精度を高め、データ記憶部４５内の縫製パターンデータの縫製パターンと比較を行っても良い。
【００４５】
また、上記実施形態では、布地本体Ｃ２の上に布地Ｃ１を重ねて上下二枚からなる被縫製物を例示したが、重ねる枚数はもっと増やしても良い。
例えば、布地Ｃ１の上に、さらに、より小さい布地を重ねて上下三枚からなる被縫製物について縫製パターンを求める場合には、一番下又は一番上の布地の上面に焦点を合わせることで、三枚それぞれの上面を識別することができる。その場合、ヒストグラムは、図１５のように分布の集中箇所が三箇所発生するので、それぞれの度数分布が頂点となる輝度値を求め、その中間の輝度値を閾値ｋ１，ｋ２として、それぞれの布地の境界をエッジとして抽出する。これにより、上の二枚の布地の外周縁部に基づく縫製パターンを取得することが可能である。
【００４６】
また、形状認識部４では、撮像に基づく縫製パターンに基づいて縫製パターンデータに定められた縫製パターンの補正を行っているが、このような更新処理は行わず、撮像に基づく縫製パターンから直接縫製パターンデータを生成して当該縫製パターンデータに従って運針を行うようミシン制御部５がミシン各部の制御を行ってもよい。その場合、既存の縫製パターンデータの補正処理を不要とするため、処理の簡略化、迅速化を図ることが可能となる。
【００４７】
また、上記実施形態では、形状認識装置（形状認識部４）をミシン１に適用した場合を例示したが、これに限らず、対象物の形状を認識する必要があるあらゆる分野の装置に形状認識装置を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ミシン
４  形状認識部（形状認識装置）
４１  カメラ（撮像手段）
４２  照明装置
４３  画像認識制御部
４６  高さ調節手段
Ｃ１  布地（第１対象物）
Ｃ２  布地本体（第２対象物）
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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１４】
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【図１５】
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