(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の２値化処理におけるしきい値設定方法であって、
撮像物の位置ずれ可能範囲の各ティーチングポイントにおける画像輝度の最大値をもとに定めた検出可能最大しきい値と、各ティーチングポイントの画像輝度の最小値をもとに定めた検出可能最小しきい値とを求め、
複数のティーチングポイントにおける各最大しきい値の中の最小しきい値と、複数のティーチングポイントにおける各最小しきい値の中の最大しきい値との中点を求め、これにより２値化処理のしきい値を設定する
ことを特徴とする
画像の２値化処理におけるしきい値設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用ドア（実ワーク）の位置決め、組付けに先立って、ロボットで支持させた撮像物としてのマスタワークをカメラにて位置検出し、この画像を２値化する時の基準となるしきい値を設定するような画像の２値化処理におけるしきい値設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の画像の２値化処理におけるしきい値設定方法としては、例えば図５に示す如き方法がある。
すなわち、ロボット９１で撮像物としてのマスタワーク９２を把持し、ロボット９１を介してマスタワーク９２を教示基準位置（ティーチングポイント）に移動させ、このマスタワーク９２に予め形成された基準穴９３をカメラ９４（具体的にはＣＣＤカメラ）で撮像し、モニタ９５の画像９６から２値化のしきい値を設定する方法であるが、上述のロボット９１によるマスタワーク９２の教示基準位置への位置決め誤差（ロボットの位置決め精度誤差）に加えて、実際のワークには製作誤差や加工誤差がある関係上、マスタワーク９２によるしきい値の設定後に実ワークを位置決めする時、この実ワークに位置ずれが生ずると２値化ができなくなる問題があった。
【０００３】
一方、特開昭６４−２６９８７号公報に記載のように、撮像装置に入射する光を絞り手段等により制限し、画像信号の最大ピーク値を検出すると共に、ハレーションを生じることのないように予め定められた上限値よりも小さくなるように入射光制限手段の作動を制御することで、対象物（撮像物）を正確に表わす２値化画像を得るように構成した画像２値化処理方法があるが、撮像物の位置ずれ可能範囲を考慮したものではないため、ワークの想定誤差範囲内に対応して２値化処理のしきい値を良好に自動設定することができない問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、撮像物の位置ずれ可能範囲（誤作が想定される範囲）の各ティーチングポイントにおける画像輝度の最大値をもとに定めた検出可能最大しきい値と、各ティーチングポイントの画像輝度の最小値をもとに定めた検出可能最小しきい値とを求め、複数のティーチングポイントにおける各最大しきい値の中の最小しきい値と、複数のティーチングポイントにおける各最小しきい値の中の最大しきい値との中点を求め、これにより２値化処理のしきい値を設定することで、２値化処理のしきい値を確実に自動設定することができ、実ワークが想定誤作範囲で位置ずれしたとしても、確実に２値化することが可能となるうえ、しきい値の設定処理が容易で、かつ最適なしきい値を設定することができると共に、実ワークに対する許容幅が広くなる画像の２値化処理におけるしきい値設定方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による画像の２値化処理におけるしきい値定方法は、撮像物の位置ずれ可能範囲の各ティーチングポイントにおける画像輝度の最大値をもとに定めた検出可能最大しきい値と、各ティーチングポイントの画像輝度の最小値をもとに定めた検出可能最小しきい値とを求め、複数のティーチングポイントにおける各最大しきい値の中の最小しきい値と、複数のティーチングポイントにおける各最小しきい値の中の最大しきい値との中点を求め、これにより２値化処理のしきい値を設定することを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、実ワークの誤作（製作誤作や加工誤作）が想定される範囲に対応して撮像物（マスタワーク参照）の位置ずれ可能範囲の複数の各ティーチングポイントにおける画像輝度の最大値をもとに定めた検出可能最大しきい値と、各ティーチングポイントの画像輝度の最小値をもとに定めた検出可能最小しきい値とを求め、次に、複数のティーチングポイントにおける各最大しきい値の中の最小しきい値と、複数のティーチングポイントにおける各最小しきい値の中の最大しきい値との中点を求め、これにより２値化処理のしきい値を設定するので、２値化処理のしきい値を確実に自動設定することができ、実ワークが想定誤作範囲で位置ずれしたとしても、確実に２値化することが可能となるうえ、しきい値の設定処理が容易で、かつ最適なしきい値を設定することができると共に、実ワークに対する許容幅が広くなる効果がある。
【０００７】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
この発明の画像の２値化処理におけるしきい値設定方法の説明に先立って、まず図１を参照して設定装置の構成について述べる。
図１において、この設定装置は撮像物としてのマスタワーク１１を支持する６軸ロボット１２と、この６軸ロボット１２で支持されたマスタワーク１１の基準穴１３を撮像して位置検出するカメラ１４と、カメラ１４で撮像された画像を画像処理する画像処理装置１５と、この画像処理装置１５との間でデータの授受を行なうと共に、必要な演算を実行する制御手段としてのパーソナルコンピュータ（以下単にパソコンと略記する）１６と、パソコン１６からの指令を受けて６軸ロボットをティーチングポイントへ移動制御するロボットコントローラ１７と、ティーチングポイントの手動設定入力を行なうティーチペンダントのような手動入力部１８とを備えている。
【０００８】
而して、手動入力部１８でティーチングポイント（図４の横軸における１，２，３，４参照）をパソコン１６に入力すると、パソコン１６はロボットコントローラ１７にティーチングポイントデータを送り、ロボットコントローラ１７は６軸ロボット１２を介してマスタワーク１１を移動させる。
【０００９】
６軸ロボット１２はカメラ１４に対して画像入力位置信号を送り、カメラ１４は撮像した基準穴１３の画像を画像処理装置１５に送る。一方、ロボットコントローラ１７は画像処理装置１５に対して画像取込み信号を送るので、画像処理装置１５は画像取込み信号の受信時に、カメラ１４からの画像を取込む。
【００１０】
また、この画像処理装置１５は、後述する各ティーチングポイント（図４の横軸における１，２，３，４参照）の検出可能最大輝度および検出可能最小輝度を検出し、これら最大値データと最小値データとをパソコン１６に送る。
パソコン１６は各ティーチングポイントの上述の最大値データと最小値データとに基づいて最適しきい値を求め、求めた値（データ）を画像処理装置１５に送るように構成している。
【００１１】
次に図２に示すフローチャートを参照して画像の２値化処理におけるしきい値設定方法について詳述する。
予め手動入力部１８により実ワーク誤作が想定される範囲に対応してマスタワーク１１の位置ずれ可能範囲を１番目〜ｎ番目の複数のティーチングポイントとしてパソコン１６に入力する。
【００１２】
第１ステップＳ１で、パソコン１６はティーチングポイントｉを１番目のティーチングポイントに設定する（ｉ＝１）。第２ステップＳ２で、パソコン１６はｉ＝１番目のティーチングポイント指示をロボットコントローラ１７に出力する。
第３ステップＳ３で、ロボットコントローラ１７はｉ＝１番目のティーチングポイントに対応して画像入力位置へ６軸ロボット１２を移動させる。６軸ロボット１２がｉ＝１番目のティーチングポイントに移動完了すると、次の第４ステップＳ４で、パソコン１６はロボット移動完了信号を受信し、次の第５ステップＳ５で、パソコン１６は画像入力信号（画像取込み信号）を画像処理装置１５に送信する。
【００１３】
第６ステップＳ６で、画像処理装置１５は１番目のティーチングポイント（ｉ＝１）に対応する基準穴１３のカメラ１４による撮像（画像）を入力（取込み処理）する。
【００１４】
第７ステップＳ７で、画像処理装置１５は基準穴１３の検出可能なしきい値の最大値と最小値とを抽出する。
すなわち、図３に示すように横軸に画像位置をとり、縦軸に画像輝度をとって１番目のティーチングポイント（ｉ＝１）に相当する基準穴１３の画像輝度カーブにおいて、検出可能なしきい値の最大値（検出可能最大しきい値）はｍａｘ１となり、検出可能なしきい値の最小値（検出可能最小しきい値）はｍｉｎ１となり、しきい値はｍａｘ１〜ｍｉｎ１の範囲での幅を有するが、しきい値をｍａｘ１以上もしくはｍｉｎ１未満にすると、２値化により画面全体が真っ黒もしくは真っ白となって、検出不可となる。
【００１５】
次に第８ステップＳ８で、画像処理装置１５は上述の検出可能しきい値最大値（ｍａｘ１）、最小値（ｍｉｎ１）のデータをパソコン１６に送信する。
次に第９ステップＳ９で、パソコン１６は上述の最大値（ｍａｘ１）、最小値（ｍｉｎ１）のデータを受信する。
【００１６】
次に第１０ステップＳ１０で、パソコン１６はｉ＝ｎ（但しｎは最終ティーチングポイント）か否かを判定し、ＮＯ判定時には第１１ステップＳ１１で、ｉ＝ｉ＋１の処理を実行した後に第１ステップＳ１にリターンする。つまりティーチングポイントｉが最終ティーチングポイントｎに達していない時は、次のティーチングポイントでの処理（Ｓ１〜Ｓ９）を繰返すために第１ステップＳ１にリターンする。
【００１７】
このようなフローチャートの繰返しにより、図４に示すようにマスタワーク１１の位置ずれ可能範囲の各ティーチングポイント１，２，３，４での検出可能なしきい値の最大値ｍａｘ１，ｍａｘ２，ｍａｘ３，ｍａｘ４と検出可能なしきい値の最小値ｍｉｎ１，ｍｉｎ２，ｍｉｎ３，ｍｉｎ４とがそれぞれ求められる。
【００１８】
上述の第１０ステップＳ１０でｉ＝ｎであるとＹＥＳ判定されると、次の第１２ステップＳ１２に移行する。なお、図４においては説明の便宜上、ｎ＝４としたが、これに限定されるものではない。
【００１９】
上述の第１２ステップＳ１２で、パソコン１６はｎ＝４個の基準穴１３の検出可能なしきい値の最大値ｍａｘ１，ｍａｘ２，ｍａｘ３，ｍａｘ４の中で一番小さい値（最小値）を最大値中の最小値ｇｍａｘとする。図４の例においてはｍａｘ４＝ｇｍａｘとなる。
【００２０】
次に第１３ステップＳ１３で、パソコン１６はｎ＝４個の基準穴１３の検出可能なしきい値の最大値ｍｉｎ１，ｍｉｎ２，ｍｉｎ３，ｍｉｎ４の中で一番大きい値（最大値）を最小値中の最大値ｇｍｉｎとする。図４の例においてはｍｉｎ３＝ｇｍｉｎとなる。
【００２１】
次に第１４ステップＳ１４で、パソコン１６は最適しきい値を演算する。
すなわち、最適しきい値＝（ｇｍａｘ＋ｇｍｉｎ）／２
次に第１５ステップＳ１５で、パソコン１６は求められた最適しきい値を画像処理装置１６に送信する。
【００２２】
次に第１６ステップＳ１６で、画像処理装置１５はパソコン１６からの最適しきい値を受信し、次の第１７ステップＳ１７で、画像処理装置１５はしきい値をこの新しい値に更新して、一連の処理を終了する。
【００２３】
このように本発明の画像の２値化処理におけるしきい値設定方法によれば、実ワークの誤作（製作誤作や加工誤作）が想定される範囲に対応して撮像物（マスタワーク１１参照）の位置ずれ可能範囲の複数の各ポイント（ティーチングポイント参照）にて検出可能なしきい値の最大値ｍａｘ１〜ｍａｘ４と最小値ｍｉｎ１〜ｍｉｎ４とを求め、次に全ポイント中でラップするしきい値を求め、このラップするしきい値から２値化処理のしきい値が設定される。このため、２値化処理のしきい値を確実に自動設定することができ、実ワークが想定誤作範囲内で位置ずれしたとしても、確実な２値化が可能となる効果がある。
【００２４】
また、上述の撮像物（マスタワーク１１参照）を６軸ロボット１２で支持し、６軸ロボット１２で支持された撮像物（マスタワーク１１参照）をカメラ１４にて位置検出するので、各ポイントにおける画像信号の取込み自動化を図ることができる効果がある。
【００２５】
さらに、６軸ロボット１２にてばらつき最大値、最小値に撮像物（マスタワーク１１参照）を移動させて、カメラ１４にて自動画像取込みを実行するので、各ポイントにおける画像信号の取込み自動化を図ることができるのは勿論、撮像物（マスタワーク１１参照）の検出できる範囲をばらつき最大値、最小値としたので、実ワークに対する対応範囲の拡大を図ることができる効果がある。
【００２６】
しかも、複数ポイント（各ティーチングポイント参照）における最大値ｍａｘ１〜ｍａｘ４の中の最小値ｇｍａｘと、複数ポイントにおける各最小値ｍｉｎ１〜ｍｉｎ４の中の最大値ｇｍｉｎとの中点をしきい値に設定するので、しきい値の設定処理が容易で、かつ最適なしきい値を設定することができると共に、実ワークに対する許容幅が広くなる効果がある。
【００２７】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の撮像物は、実施例のマスタワーク１１に対応し、
以下同様に、
ロボットは、６軸ロボット１２に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
なお、カメラ４としてはＣＣＤカメラ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像の２値化処理におけるしきい値設定方法に用いる設定
装置のブロック図。
【図２】  本発明の画像の２値化処理におけるしきい値設定方法を示すフロー
チャート。
【図３】  検出可能なしきい値の最大値と最小値を示す説明図。
【図４】  中点を最適しきい値とする際の説明図。
【図５】  従来のしきい値設定方法を示す説明図。
【符号の説明】
１１…マスタワーク（撮像物）
１２…６軸ロボット（ロボット）
１４…カメラ
ｍａｘ１〜ｍａｘ４…最大しきい値
ｍｉｎ１〜ｍｉｎ４…最小しきい値
ｇｍａｘ…各最大しきい値の中の最小しきい値
ｇｍｉｎ…各最小しきい値の中の最大しきい値
【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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