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JP4858098B2 - Vision sensor and lighting setting method - Google Patents

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JP4858098B2
JP4858098B2 JP2006305581A JP2006305581A JP4858098B2 JP 4858098 B2 JP4858098 B2 JP 4858098B2 JP 2006305581 A JP2006305581 A JP 2006305581A JP 2006305581 A JP2006305581 A JP 2006305581A JP 4858098 B2 JP4858098 B2 JP 4858098B2
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light
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brightness
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浩二 嶋田
雅裕 黒川
高介 杉山
健嗣 堀江
卓也 村田
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Description

本発明は、視覚センサおよび照明設定方法に関し、特に、複数個の照明パターンの中から最適な照明パターンを選択する視覚センサおよび照明設定方法に関する。   The present invention relates to a visual sensor and a lighting setting method, and more particularly to a visual sensor and a lighting setting method for selecting an optimal lighting pattern from a plurality of lighting patterns.

工業製品等の計測対象物をカメラで撮像し、計測対象物の外観を計測する視覚センサが開発されている。たとえば、特許文献1〜4には、視覚センサまたは視覚センサに関連する装置が開示されている。
特開2006−19901号公報 特開2001−101416号公報 特開平10−136272号公報 特開平10−320538号公報
2. Description of the Related Art A visual sensor has been developed that takes an image of a measurement object such as an industrial product with a camera and measures the appearance of the measurement object. For example, Patent Literatures 1 to 4 disclose a visual sensor or a device related to the visual sensor.
JP 2006-19901 A JP 2001-101416 A JP-A-10-136272 Japanese Patent Laid-Open No. 10-320538

ところで、正確な計測を行なうためには、計測対象物に応じて適切な照明パターンを設定する必要がある。照明パターンの要素としては、たとえば、計測対象物に照射する光の方向および強度等が考えられる。これらの要素は、計測対象物自体および周囲環境等に応じて適宜調整されるものであり、適切な照明パターンを設定するにはノウハウおよび習熟が必要である。   By the way, in order to perform accurate measurement, it is necessary to set an appropriate illumination pattern according to the measurement object. As an element of the illumination pattern, for example, the direction and intensity of light irradiated on the measurement object can be considered. These elements are appropriately adjusted according to the measurement object itself and the surrounding environment, and know-how and proficiency are required to set an appropriate illumination pattern.

それゆえに、本発明の目的は、最適な照明パターンを簡単に設定することが可能な視覚センサおよび照明設定方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a visual sensor and an illumination setting method capable of easily setting an optimal illumination pattern.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる視覚センサは、複数個の照明ブロックを含み、各照明ブロックの点灯の有無および各照明ブロックの照射光の強度を定めるm(mは3以上の自然数)種類の照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する照明部と、m種類の照明パターンに基づいて光の照射された計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の第1次候補画像を取得する撮像部と、取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさ、および取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて算出したm個の評価値の少なくともいずれか一方に基づいて、m個の第1次候補画像の中からn(nは2≦n<mを満たす自然数)個の第2次候補画像を選択する制御部と、選択したn個の第2次候補画像を表示する表示部と、表示されたn個の第2次候補画像の中からユーザが選択した画像を認識する操作部とを備え、照明部は、ユーザが選択した画像に対応する照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する。   In order to solve the above problems, a visual sensor according to an aspect of the present invention includes a plurality of illumination blocks, and determines whether or not each illumination block is turned on and the intensity of irradiation light of each illumination block (m is 3). The above-mentioned natural number) illumination unit that irradiates light to the measurement object based on the types of illumination patterns, and m first objects by imaging the measurement objects irradiated with light based on the m types of illumination patterns. An imaging unit for acquiring a next candidate image; brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m first candidate images; and a plurality of pixels in each of the acquired m first candidate images. Based on at least one of the m evaluation values calculated based on the brightness, n (n is a natural number satisfying 2 ≦ n <m) secondary images out of the m primary candidate images. A control unit for selecting candidate images; A display unit that displays the selected n secondary candidate images; and an operation unit that recognizes an image selected by the user from the displayed n secondary candidate images. The measurement object is irradiated with light based on the illumination pattern corresponding to the image selected by.

好ましくは、制御部は、各照明ブロックの点灯の有無を定めるm種類の点灯パターンを記憶し、照明部は、m種類の点灯パターンに基づいて計測対象物に光を照射し、撮像部は、m種類の点灯パターンに基づいて光の照射された計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の画像を取得し、制御部は、取得したm個の画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて、m種類の点灯パターンの各々と各照明ブロックの照射光の強度との組み合わせをm種類の照明パターンとして決定する。   Preferably, the control unit stores m types of lighting patterns that determine whether or not each lighting block is lit, the lighting unit irradiates the measurement object with light based on the m types of lighting patterns, and the imaging unit includes: Each of the measurement objects irradiated with light is imaged based on m kinds of lighting patterns to acquire m images, and the control unit brightness of the plurality of pixels in each of the acquired m images. Based on the above, a combination of each of the m types of lighting patterns and the intensity of the irradiation light of each illumination block is determined as m types of illumination patterns.

好ましくは、制御部は、取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいてm個の第1次候補画像の各々のコントラストを評価値として算出する。   Preferably, the control unit calculates the contrast of each of the m primary candidate images as an evaluation value based on the brightness of the plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images.

より好ましくは、制御部は、取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさの分散値をm個の第1次候補画像の各々の評価値として算出する。   More preferably, the control unit calculates a variance value of brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images as an evaluation value of each of the m primary candidate images.

好ましくは、複数個の照明ブロックは、それぞれ異なる方向から計測対象物に光を照射し、制御部は、m種類の照明パターンにおいてそれぞれ異なる方向から計測対象物に光が照射されるようにm種類の照明パターンを決定する。   Preferably, the plurality of illumination blocks irradiate the measurement object with light from different directions, and the control unit applies m types of light so that the measurement object is irradiated with light from different directions in m types of illumination patterns. Determine the lighting pattern.

好ましくは、操作部は、ユーザが画像を選択した後、ユーザが選択した画像に対応する照明パターンに対してユーザが各照明ブロックの点灯の有無または各照明ブロックの照射光の強度を変更した照明パターンを認識し、照明部は、ユーザが変更した照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する。   Preferably, the operation unit is configured such that after the user selects an image, the user changes the illumination pattern corresponding to the image selected by the user, whether or not each lighting block is turned on or the intensity of irradiation light of each lighting block is changed. Recognizing the pattern, the illumination unit irradiates the measurement object with light based on the illumination pattern changed by the user.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる照明設定方法は、複数個の照明ブロックの点灯の有無および複数個の照明ブロックの照射光の強度を定めるm(mは3以上の自然数)種類の照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する第1の照明ステップと、m種類の照明パターンに基づいて光の照射された計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の第1次候補画像を取得する撮像ステップと、取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさ、および取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて算出したm個の評価値の少なくともいずれか一方に基づいて、m個の第1次候補画像の中からn(nは2≦n<mを満たす自然数)個の第2次候補画像を選択する画像選択ステップと、選択したn個の第2次候補画像を表示する表示ステップと、表示されたn個の第2次候補画像の中からユーザが選択した画像を認識する操作ステップと、ユーザが選択した画像に対応する照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する第2の照明ステップとを含む。   In order to solve the above-described problem, an illumination setting method according to an aspect of the present invention is a m (m is a natural number of 3 or more) that determines whether or not a plurality of illumination blocks are turned on and the intensity of irradiation light of the plurality of illumination blocks. ) A first illumination step for irradiating the measurement object with light based on the types of illumination patterns, and m first images by imaging each of the measurement objects irradiated with light based on the m types of illumination patterns. An imaging step for acquiring a next candidate image; brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m first candidate images; and a plurality of pixels in each of the acquired m first candidate images. Based on at least one of the m evaluation values calculated based on the brightness, n (n is a natural number satisfying 2 ≦ n <m) secondary images out of the m primary candidate images. Images for selecting candidate images A selection step, a display step for displaying the selected n secondary candidate images, an operation step for recognizing an image selected by the user from the displayed n secondary candidate images, and a user selection A second illumination step of irradiating the measurement object with light based on the illumination pattern corresponding to the image.

本発明によれば、最適な照明パターンを簡単に設定することができる。   According to the present invention, an optimal illumination pattern can be easily set.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[構成および基本動作]
図1は、本発明の実施の形態に係る視覚センサの構成を示す斜視図である。
[Configuration and basic operation]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a visual sensor according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、視覚センサ201は、コントローラ101と、カメラ102とを備える。カメラ102は、照明部51と、撮像部52とを含む。照明部51および撮像部52は一体化されている。なお、照明部51は、撮像部52と一体化されず、カメラ102の外部に配置される構成であってもよい。コントローラ101は、LCD(Liquid Crystal Display)タッチパネル4と、カメラ用コネクタ8と、外部入出力用コネクタ11と、操作部カバー14とを含む。   With reference to FIG. 1, the visual sensor 201 includes a controller 101 and a camera 102. The camera 102 includes an illumination unit 51 and an imaging unit 52. The illumination unit 51 and the imaging unit 52 are integrated. The illumination unit 51 may be configured not to be integrated with the imaging unit 52 but to be disposed outside the camera 102. The controller 101 includes an LCD (Liquid Crystal Display) touch panel 4, a camera connector 8, an external input / output connector 11, and an operation unit cover 14.

コントローラ101は、計測対象物の存在を表わす図示しない透過センサから受けた計測タイミング信号に同期して、照明部51に計測対象物へ光を照射させる制御を行ない、かつ撮像部52に計測対象物を撮像させる制御を行なう。そして、撮像部52は、撮像した画像データをコントローラ101へ出力する。   The controller 101 controls the illumination unit 51 to irradiate the measurement target with light in synchronization with a measurement timing signal received from a transmission sensor (not shown) indicating the presence of the measurement target, and causes the imaging unit 52 to measure the measurement target. Is controlled to image. Then, the imaging unit 52 outputs the captured image data to the controller 101.

コントローラ101は、後述する設定ボタン6、LCDタッチパネル4およびコンソール用コネクタ9を介して、計測パラメータおよび計測タイミング等を入力する。   The controller 101 inputs measurement parameters, measurement timing, and the like via a setting button 6, an LCD touch panel 4, and a console connector 9 which will be described later.

図2は、本発明の実施の形態に係る視覚センサの構成を示す機能ブロック図である。
図2を参照して、コントローラ101は、中央制御回路(制御部)61と、LCDコントローラ3と、LCDタッチパネル(表示部および操作部)4と、タッチパネルコントローラ5と、設定ボタン(操作部)6と、カメラインタフェース回路7と、カメラ用コネクタ8と、コンソール用コネクタ9と、外部入出力インタフェース回路10と、外部入出力用コネクタ11と、外部モニタインタフェース回路12と、外部モニタ用コネクタ13とを含む。カメラ102は、照明部51と、撮像部52とを含む。撮像部52は、撮像素子21と、カメラ制御回路22と、コントローラインタフェース回路23と、コントローラ用コネクタ24とを含む。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the visual sensor according to the embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2, the controller 101 includes a central control circuit (control unit) 61, an LCD controller 3, an LCD touch panel (display unit and operation unit) 4, a touch panel controller 5, and a setting button (operation unit) 6. A camera interface circuit 7, a camera connector 8, a console connector 9, an external input / output interface circuit 10, an external input / output connector 11, an external monitor interface circuit 12, and an external monitor connector 13. Including. The camera 102 includes an illumination unit 51 and an imaging unit 52. The imaging unit 52 includes an imaging device 21, a camera control circuit 22, a controller interface circuit 23, and a controller connector 24.

外部モニタ用コネクタ13には、LCDタッチパネル4とは別の外部モニタを接続することができる。外部モニタには、LCDタッチパネル4と同じ画面を表示することができる。コンソール用コネクタ9には、設定ボタン6の代わりにユーザが視覚センサ201に対して指示を与えるためのコンソールを接続することができる。カメラ用コネクタ8には、図1に示したカメラ102を接続することができる。   An external monitor different from the LCD touch panel 4 can be connected to the external monitor connector 13. The same screen as the LCD touch panel 4 can be displayed on the external monitor. Instead of the setting button 6, a console for the user to give an instruction to the visual sensor 201 can be connected to the console connector 9. The camera 102 shown in FIG. 1 can be connected to the camera connector 8.

照明部51は、複数個の照明ブロックを含み、計測対象物に光を照射する。撮像部52は、照明部51によって光の照射された計測対象物を撮像する。   The illumination unit 51 includes a plurality of illumination blocks and irradiates the measurement target with light. The imaging unit 52 images the measurement target irradiated with light by the illumination unit 51.

中央制御回路61は、たとえば、CPU、メモリおよびASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で実現される。中央制御回路61は、LCDタッチパネル4および設定ボタン6から受けた操作情報に基づいて、照明部51における各照明ブロックの点灯の有無および各照明ブロックの照射光の強度を定める照明パターンを決定する。また、中央制御回路61は、照明パターンをカメラ102へ出力して設定する制御、および撮像部52が撮像した画像をLCDタッチパネル4に表示する制御等を行なう。   The central control circuit 61 is realized by, for example, a CPU, a memory, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like. Based on the operation information received from the LCD touch panel 4 and the setting button 6, the central control circuit 61 determines an illumination pattern that determines whether or not each illumination block is lit in the illumination unit 51 and the intensity of irradiation light of each illumination block. The central control circuit 61 performs control for outputting and setting an illumination pattern to the camera 102, control for displaying an image captured by the imaging unit 52 on the LCD touch panel 4, and the like.

カメラ制御回路22は、PLDおよびメモリ等を含み、コントローラ101が設定した照明パターンに基づいて照明部51の照明制御を行ない、また、撮像素子21を制御して計測対象物の撮像を行なう。そして、カメラ制御回路22は、撮像した画像をコントローラインタフェース回路23、コントローラ用コネクタ24、カメラ用コネクタ8およびカメラインタフェース回路7を介して中央制御回路61へ出力する。   The camera control circuit 22 includes a PLD, a memory, and the like, performs illumination control of the illumination unit 51 based on the illumination pattern set by the controller 101, and controls the image sensor 21 to image the measurement object. The camera control circuit 22 outputs the captured image to the central control circuit 61 via the controller interface circuit 23, the controller connector 24, the camera connector 8, and the camera interface circuit 7.

LCDコントローラ3は、中央制御回路61から受けたデータに基づいてLCDタッチパネル4に画像を表示する。   The LCD controller 3 displays an image on the LCD touch panel 4 based on the data received from the central control circuit 61.

タッチパネルコントローラ5は、LCDタッチパネル4から受けた操作情報すなわちLCDタッチパネル4におけるどの位置をユーザが操作したかを表わすデータを中央制御回路61へ出力する。   The touch panel controller 5 outputs operation information received from the LCD touch panel 4, that is, data indicating which position on the LCD touch panel 4 is operated by the user to the central control circuit 61.

設定ボタン6は、そのオン状態およびオフ状態を表わす操作信号を中央制御回路61へ出力する。   Setting button 6 outputs an operation signal representing the on state and the off state to central control circuit 61.

外部入出力インタフェース回路10は、たとえばUSB(Universal Serial Bus)インタフェース回路およびRS−232C/422インタフェース回路等のシリアルインタフェース回路、またはパラレルインタフェース回路もしくはイーサネット(登録商標)(Ethernet(登録商標))インタフェース回路である。外部入出力インタフェース回路10は、中央制御回路61と外部に接続されたパソコンおよびPLC(Programmable Logic Controller)等との間の信号の入出力を外部入出力用コネクタ11経由で行なう。   The external input / output interface circuit 10 is, for example, a serial interface circuit such as a USB (Universal Serial Bus) interface circuit and an RS-232C / 422 interface circuit, or a parallel interface circuit or an Ethernet (registered trademark) interface circuit. It is. The external input / output interface circuit 10 performs input / output of signals between the central control circuit 61 and an externally connected personal computer and PLC (Programmable Logic Controller) via the external input / output connector 11.

カメラインタフェース回路7およびコントローラインタフェース回路23は、たとえばLVDS(Low Voltage Differential Signaling)回路であり、中央制御回路61と撮像部52との間で、画像データおよび制御データの入出力をカメラ用コネクタ8およびコントローラ用コネクタ24経由で行なう。   The camera interface circuit 7 and the controller interface circuit 23 are, for example, LVDS (Low Voltage Differential Signaling) circuits, and input / output of image data and control data between the central control circuit 61 and the imaging unit 52 and the camera connector 8 and This is done via the controller connector 24.

図3は、本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるカメラ102の構成を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the camera 102 in the visual sensor according to the embodiment of the present invention.

図4は、図3におけるIVの方向から見た照明部51の構成を示す図である。
図3および図4を参照して、照明部51は、ハーフミラー31と、照明ブロック32E〜32Iと、照明ブロック33A〜33Dとを含む。撮像部52は、撮像素子21と、コントローラ用コネクタ24と、マニュアルズームバー25と、レンズ26とを含む。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the illumination unit 51 viewed from the direction IV in FIG.
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the illumination part 51 contains the half mirror 31, illumination block 32E-32I, and illumination block 33A-33D. The imaging unit 52 includes the imaging device 21, a controller connector 24, a manual zoom bar 25, and a lens 26.

照明ブロック32E〜32Iは、それぞれ複数個の白色LEDを含み、同軸照明部32を構成する。照明ブロック33A〜33Dは、それぞれ複数個の白色LEDを含み、無影照明部33を構成する。   Each of the illumination blocks 32E to 32I includes a plurality of white LEDs and constitutes the coaxial illumination unit 32. Each of the illumination blocks 33 </ b> A to 33 </ b> D includes a plurality of white LEDs and constitutes a shadowless illumination unit 33.

同軸照明部32は、撮像部52の撮像光学軸と略平行な光を計測対象物に照射する。照明ブロック32Iから照射された光はハーフミラー31において反射し、反射光は撮像部52の撮像光学軸と略平行になって計測対象物に照射される。無影照明部33は、複数の方向から計測対象物に光を照射することにより、計測対象物の影が形成されることを防ぐ。なお、照明部51は、同軸照明部32または無影照明部33の代わりに、あるいはこれらに加えてローアングル照明部を含む構成であってもよい。   The coaxial illumination unit 32 irradiates the measurement target with light substantially parallel to the imaging optical axis of the imaging unit 52. The light irradiated from the illumination block 32I is reflected by the half mirror 31, and the reflected light is irradiated to the measurement object in substantially parallel to the imaging optical axis of the imaging unit 52. The shadowless illumination unit 33 irradiates the measurement target with light from a plurality of directions, thereby preventing the shadow of the measurement target from being formed. The illumination unit 51 may include a low-angle illumination unit instead of or in addition to the coaxial illumination unit 32 or the shadowless illumination unit 33.

図3に示すIVの方向すなわち撮像部52の撮像光学軸と略平行な方向から見て、無影照明部33は、同軸照明部32の外側に配置される。また、無影照明部33は、無影照明部33の照射光と撮像部52の撮像光学軸とが平行にならない位置に設けられる。計測対象物において反射した光の一部または全部がハーフミラー31およびレンズ26を介して撮像素子21に照射される。   The shadowless illumination unit 33 is disposed outside the coaxial illumination unit 32 when viewed from the direction IV shown in FIG. 3, that is, the direction substantially parallel to the imaging optical axis of the imaging unit 52. The shadowless illumination unit 33 is provided at a position where the irradiation light of the shadowless illumination unit 33 and the imaging optical axis of the imaging unit 52 are not parallel to each other. A part or all of the light reflected from the measurement object is irradiated onto the image sensor 21 via the half mirror 31 and the lens 26.

撮像素子21は、複数個の受光素子を含む。受光素子は、受けた光を電気信号に変換し、カメラ制御回路22へ出力する。   The imaging element 21 includes a plurality of light receiving elements. The light receiving element converts the received light into an electrical signal and outputs it to the camera control circuit 22.

マニュアルズームバー25は、ユーザの操作に基づいてレンズ26の倍率を変更する。
図5は、本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるコントローラ101の正面図である。
The manual zoom bar 25 changes the magnification of the lens 26 based on a user operation.
FIG. 5 is a front view of the controller 101 in the visual sensor according to the embodiment of the present invention.

図5を参照して、コントローラ101は、操作部カバー14と、LCDタッチパネル4と、設定ボタン6と、カメラ用コネクタ8と、外部入出力用コネクタ11とを含む。   Referring to FIG. 5, controller 101 includes an operation unit cover 14, LCD touch panel 4, setting button 6, camera connector 8, and external input / output connector 11.

設定ボタン6は、AUTOボタン16Aと、ESCボタン16Eと、SETボタン16Sと、上ボタン16Uと、下ボタン16Dと、左ボタン16Lと、右ボタン16Rとを含む。   The setting button 6 includes an AUTO button 16A, an ESC button 16E, a SET button 16S, an upper button 16U, a lower button 16D, a left button 16L, and a right button 16R.

コントローラ101には、操作部カバー14を開いた状態において、設定ボタン6と、USBケーブルおよびSDカード等が接続される外部入出力用コネクタ11とがユーザによって操作できるように設けられている。   The controller 101 is provided so that the user can operate the setting button 6 and the external input / output connector 11 to which a USB cable, an SD card and the like are connected in a state where the operation unit cover 14 is opened.

ここで、図5に示すLCDタッチパネル4の表示画面を第1設定画面と称する。第1設定画面において、画面の上段左には、照明部51の模式図が表示される。画面の下段には、照明部51における各照明ブロックの照明強度が表示される。画面の上段右には、画面の上段左および下段に表示されている照明パターンに基づいてカメラ102が撮像した計測対象物の画像が表示される。   Here, the display screen of the LCD touch panel 4 shown in FIG. 5 is referred to as a first setting screen. In the first setting screen, a schematic diagram of the illumination unit 51 is displayed on the upper left of the screen. In the lower part of the screen, the illumination intensity of each illumination block in the illumination unit 51 is displayed. On the upper right of the screen, an image of the measurement object captured by the camera 102 based on the illumination patterns displayed on the upper left and lower of the screen is displayed.

[動作]
次に、本発明の実施の形態に係る視覚センサが照明パターンを決定する際の動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation when the visual sensor according to the embodiment of the present invention determines the illumination pattern will be described.

図6は、本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるコントローラの正面図である。以下、図6に示すLCDタッチパネル4の表示画面を第2設定画面と称する。   FIG. 6 is a front view of the controller in the visual sensor according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the display screen of the LCD touch panel 4 shown in FIG. 6 is referred to as a second setting screen.

図7は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが照明パターンを決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart defining an operation procedure when the visual sensor according to the embodiment of the present invention determines an illumination pattern.

図7を参照して、まず、ユーザが視覚センサ201の電源を入れ、LCDタッチパネル4等を操作して照明調整メニューを選択すると、第1設定画面が表示される。   Referring to FIG. 7, first, when the user turns on the visual sensor 201 and operates the LCD touch panel 4 or the like to select the illumination adjustment menu, the first setting screen is displayed.

中央制御回路61は、照明部51および撮像部52を制御して、予め記憶している照明パターンの初期設定に基づいて計測対象物に光を照射し、計測対象物を撮像する。そして、中央制御回路61は、撮像部52が撮像した画像を取得し、LCDコントローラ3を制御して、取得した画像をLCDタッチパネル4に表示する(ステップS1)。   The central control circuit 61 controls the illumination unit 51 and the imaging unit 52 to irradiate the measurement target with light based on the initial setting of the illumination pattern stored in advance, and images the measurement target. The central control circuit 61 acquires the image captured by the imaging unit 52, controls the LCD controller 3, and displays the acquired image on the LCD touch panel 4 (step S1).

中央制御回路61は、ユーザが設定ボタン6を押下するまで待機する(ステップS2でNO)。一方、中央制御回路61は、ユーザが設定ボタン6を押下したことを表わす操作信号を設定ボタン6から受けた場合であって(ステップS2でYES)、操作信号が上ボタン16Uの押下を表わすときには(ステップS3およびS4でNO、ステップS5でYES)、照明部51を制御して、照明強度を1段階上げる(ステップS11)。   The central control circuit 61 waits until the user presses the setting button 6 (NO in step S2). On the other hand, the central control circuit 61 receives an operation signal indicating that the user has pressed the setting button 6 from the setting button 6 (YES in step S2), and when the operation signal indicates pressing of the upper button 16U. (NO in steps S3 and S4, YES in step S5), the illumination unit 51 is controlled to increase the illumination intensity by one level (step S11).

また、中央制御回路61は、操作信号が下ボタン16Dの押下を表わすときには(ステップS3〜S5でNO、ステップS6でYES)、照明部51を制御して、照明強度を1段階下げる(ステップS12)。   Further, when the operation signal indicates pressing of the lower button 16D (NO in steps S3 to S5, YES in step S6), the central control circuit 61 controls the illumination unit 51 to decrease the illumination intensity by one level (step S12). ).

中央制御回路61は、照明強度を変更した後、撮像部52を制御して新たに計測対象物を撮像する(ステップS13)。そして、中央制御回路61は、LCDコントローラ3を制御して、LCDタッチパネル4の表示内容を更新する、すなわち新たに撮像した画像をLCDタッチパネル4に表示する(ステップS15)。   After changing the illumination intensity, the central control circuit 61 controls the imaging unit 52 to newly image a measurement object (step S13). Then, the central control circuit 61 controls the LCD controller 3 to update the display content of the LCD touch panel 4, that is, to display a newly captured image on the LCD touch panel 4 (step S15).

また、中央制御回路61は、操作信号が左ボタン16Lまたは右ボタン16Rの押下を表わすときには(ステップS3〜S6でNO、ステップS7でYES)、LCDコントローラ3を制御して、LCDタッチパネル4において現在フォーカス表示されている照明ブロックとは別の照明ブロックにフォーカス表示を移動する(ステップS14およびS15)。   The central control circuit 61 controls the LCD controller 3 when the operation signal indicates that the left button 16L or the right button 16R is pressed (NO in steps S3 to S6, YES in step S7). The focus display is moved to a different illumination block from the illumination block on which the focus is displayed (steps S14 and S15).

また、中央制御回路61は、操作信号が「AUTO」ボタンの押下を表わすときには(ステップS3〜S7でNO、ステップS8でYES)、後述する候補選択HMI(Human Machine Interface)ルーチンを実行する(ステップS16)。   Further, when the operation signal indicates pressing of the “AUTO” button (NO in steps S3 to S7, YES in step S8), the central control circuit 61 executes a candidate selection HMI (Human Machine Interface) routine to be described later (step S16).

また、中央制御回路61は、操作信号がSETボタン16Sの押下を表わすときには(ステップS3でYES)、現在設定されている照明部51の照明パターンを確定して処理を終了する(ステップS9)。   Further, when the operation signal indicates pressing of the SET button 16S (YES in step S3), the central control circuit 61 determines the currently set illumination pattern of the illumination unit 51 and ends the process (step S9).

また、中央制御回路61は、操作信号がESCボタン16Eの押下を表わすときには(ステップS3でNO、S4でYES)、現在設定されている照明部51の照明パターンを破棄して処理を終了する(ステップS10)。   Further, when the operation signal indicates pressing of the ESC button 16E (NO in step S3, YES in S4), the central control circuit 61 discards the currently set illumination pattern of the illumination unit 51 and ends the processing ( Step S10).

図8は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが候補選択HMIルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。以下では、説明を簡単にするために、N=20であり、M=9であると仮定して説明する。   FIG. 8 is a flowchart defining an operation procedure when the visual sensor according to the embodiment of the present invention executes the candidate selection HMI routine. Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that N = 20 and M = 9.

図9は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが有する点灯パターンの内容を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing the contents of the lighting pattern of the visual sensor according to the embodiment of the present invention.

図9を参照して、中央制御回路61は、たとえば20種類の点灯パターンを記憶している。図9において、A〜Iは、それぞれ照明ブロック33A〜33D、および照明ブロック32E〜32Iに対応する。   Referring to FIG. 9, central control circuit 61 stores, for example, 20 types of lighting patterns. In FIG. 9, A to I correspond to the illumination blocks 33A to 33D and the illumination blocks 32E to 32I, respectively.

図8を参照して、まず、中央制御回路61は、LCDタッチパネル4の表示内容を第1設定画面から第2設定画面に変更する(ステップS21)。   Referring to FIG. 8, first, central control circuit 61 changes the display content of LCD touch panel 4 from the first setting screen to the second setting screen (step S21).

中央制御回路61は、点灯パターン1〜20について、それぞれ照明強度決定ルーチンを実行し、計測対象物の画像の明るさに基づいて、点灯パターン1〜20に対応する照明部51の各照明ブロック照射光の強度をそれぞれ決定する。すなわち、中央制御回路61は、20種類の点灯パターンの各々と各照明ブロックの照射光の強度との組み合わせである20種類の照明パターンを決定する(ステップS22〜S24)。   The central control circuit 61 executes an illumination intensity determination routine for each of the lighting patterns 1 to 20 and irradiates each illumination block of the illumination unit 51 corresponding to the lighting patterns 1 to 20 based on the brightness of the image of the measurement object. Determine the intensity of each light. That is, the central control circuit 61 determines 20 types of illumination patterns that are combinations of each of the 20 types of lighting patterns and the intensity of irradiation light of each illumination block (steps S22 to S24).

そして、中央制御回路61は、候補画像選出ルーチンを実行する。すなわち、中央制御回路61は、20種類の照明パターンに基づいてカメラ102が撮像した20個の第1次候補画像のコントラストに基づいて、20個の第1次候補画像の中から9個の第2次候補画像を選出する(ステップS25)。   Then, the central control circuit 61 executes a candidate image selection routine. That is, the central control circuit 61 determines the 9th out of 20 primary candidate images based on the contrast of the 20 primary candidate images captured by the camera 102 based on the 20 types of illumination patterns. A secondary candidate image is selected (step S25).

中央制御回路61は、選出した9個の第2次候補画像をLCDタッチパネル4に表示する(ステップS26)。   The central control circuit 61 displays the nine selected secondary candidate images on the LCD touch panel 4 (step S26).

中央制御回路61は、ユーザが設定ボタン6を押下するまで待機する(ステップS27でNO)。そして、中央制御回路61は、ユーザが設定ボタン6を押下したことを表わす操作信号を設定ボタン6から受けた場合であって(ステップS27でYES)、操作信号がSETボタン16Sの押下を表わすときには(ステップS28でYES)、フォーカス表示された候補画像がユーザによって選択されたことを認識する(ステップS29)。そして、中央制御回路61は、LCDタッチパネル4の表示内容を第2設定画面から第1設定画面に変更する(ステップS30)。すなわち、中央制御回路61は、ユーザによって選択された画像と、ユーザによって選択された画像に対応する照明パターンとをLCDタッチパネル4に表示する。   The central control circuit 61 waits until the user presses the setting button 6 (NO in step S27). The central control circuit 61 receives an operation signal indicating that the user has pressed the setting button 6 from the setting button 6 (YES in step S27), and when the operation signal indicates the pressing of the SET button 16S. (YES in step S28), it is recognized that the candidate image displayed in focus has been selected by the user (step S29). Then, the central control circuit 61 changes the display content of the LCD touch panel 4 from the second setting screen to the first setting screen (step S30). That is, the central control circuit 61 displays on the LCD touch panel 4 an image selected by the user and an illumination pattern corresponding to the image selected by the user.

また、中央制御回路61は、ユーザが設定ボタン6を押下したことを表わす操作信号を設定ボタン6から受けた場合であって(ステップS27でYES)、操作信号が上ボタン16U、下ボタン16D、左ボタン16Lまたは右ボタン16Rの押下を表わすときには(ステップS28でNO、ステップS31でYES)、押下されたボタンの種類に応じて現在フォーカス表示されている候補画像から他の候補画像へフォーカス表示を移動する(ステップS32およびS33)。   The central control circuit 61 receives an operation signal indicating that the user has pressed the setting button 6 from the setting button 6 (YES in step S27), and the operation signal is an upper button 16U, a lower button 16D, When the left button 16L or the right button 16R is pressed (NO in step S28, YES in step S31), a focus display is made from the currently focused candidate image to another candidate image according to the type of the pressed button. Move (steps S32 and S33).

図10は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが照明強度決定ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。ここでは、中央制御回路61が、点灯パターン1に対応する照明強度を決定する場合について代表的に説明する。   FIG. 10 is a flowchart defining an operation procedure when the visual sensor according to the embodiment of the present invention executes the illumination intensity determination routine. Here, the case where the central control circuit 61 determines the illumination intensity corresponding to the lighting pattern 1 will be representatively described.

図10を参照して、中央制御回路61は、照明部51に点灯パターン1を設定し、かつ照明部51に照明強度の初期値、たとえば最小の照明強度を設定する(ステップS41)。   Referring to FIG. 10, central control circuit 61 sets lighting pattern 1 in illumination unit 51, and sets an initial value of illumination intensity, for example, the minimum illumination intensity, in illumination unit 51 (step S41).

中央制御回路61は、撮像部52を制御して計測対象物を撮像し、撮像した画像を取得する(ステップS42)。   The central control circuit 61 controls the image pickup unit 52 to pick up an image of the measurement target, and acquires the picked up image (step S42).

中央制御回路61は、取得した画像について画像評価判定ルーチンを実行する(ステップS43)。中央制御回路61は、終了条件が成立した場合には(ステップS43でYES)、現在設定している照明強度を点灯パターン1に対応する照明強度として決定する(ステップS45)。   The central control circuit 61 executes an image evaluation determination routine for the acquired image (step S43). When the end condition is satisfied (YES in step S43), the central control circuit 61 determines the currently set illumination intensity as the illumination intensity corresponding to the lighting pattern 1 (step S45).

一方、中央制御回路61は、終了条件が未成立である場合には(ステップS43でNO)、照明部51の照明強度を1段階上げて(ステップS44)、計測対象物の撮像および画像評価判定ルーチンの実行を再び行なう(ステップS42およびS43)。   On the other hand, if the end condition is not satisfied (NO in step S43), the central control circuit 61 increases the illumination intensity of the illumination unit 51 by one level (step S44), and captures the measurement object and determines the image evaluation. The routine is executed again (steps S42 and S43).

図11は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが画像評価判定ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart defining an operation procedure when the visual sensor according to the embodiment of the present invention executes an image evaluation determination routine.

図11を参照して、中央制御回路61は、取得した画像における画素の明るさの平均値を算出する(ステップS51)。   With reference to FIG. 11, the central control circuit 61 calculates the average value of the brightness of the pixels in the acquired image (step S51).

図12(a)および(b)は、取得した画像の一例を示す図である。
図12(a)を参照して、中央制御回路61は、たとえば取得した画像全体すなわち画像における全画素の明るさの平均値を算出する。
12A and 12B are diagrams illustrating an example of an acquired image.
Referring to FIG. 12A, the central control circuit 61 calculates, for example, the average value of the brightness of the entire acquired image, that is, all the pixels in the image.

また、中央制御回路61は、図12(b)の枠線A1で囲まれた領域すなわち画像における全画素の一部の明るさの平均値を算出する構成であってもよい。   Further, the central control circuit 61 may be configured to calculate an average value of the brightness of a part of all the pixels in the area surrounded by the frame line A1 in FIG.

ここで、画像における画素は撮像素子21が含む受光素子に対応し、画素の明るさとは受光素子の受光量を意味する。受光素子が受ける光は、ほとんどが照明部51からの照射光が計測対象物において反射した光である。したがって、計測対象物における光の反射が起こらない部分からは反射光が受光素子に対して照射されないため、このような部分に対応する受光素子の受光量は限りなく0に近くなる。   Here, the pixels in the image correspond to the light receiving elements included in the image sensor 21, and the brightness of the pixels means the amount of light received by the light receiving elements. Most of the light received by the light receiving element is light reflected from the measurement object by the irradiation light from the illumination unit 51. Therefore, since the reflected light is not irradiated to the light receiving element from the part where the light reflection does not occur in the measurement object, the amount of light received by the light receiving element corresponding to such a part is as close to zero as possible.

図13は、計測対象物の一例を示す平面図である。
図13を参照して、計測対象物は穴の空いた金属板である。このように、穴の空いた部分からは反射光が受光素子に対して照射されないため、穴の空いた部分に対応する受光素子の受光量は限りなく0に近くなる。
FIG. 13 is a plan view illustrating an example of a measurement object.
Referring to FIG. 13, the measurement object is a metal plate with a hole. Thus, since the reflected light is not irradiated to the light receiving element from the holed portion, the amount of light received by the light receiving element corresponding to the holed portion is as close to zero as possible.

そこで、中央制御回路61は、取得した画像における複数個の画素のうち、明るさが所定値以上である画素を選択し、選択した画素の明るさの平均値を算出する構成であってもよい。このような構成により、画像評価を適切に行なうことができる。   Therefore, the central control circuit 61 may be configured to select a pixel whose brightness is a predetermined value or more from among a plurality of pixels in the acquired image and calculate an average value of the brightness of the selected pixel. . With such a configuration, image evaluation can be performed appropriately.

図14は、計測対象物の画像における各画素の明るさの分布を示すグラフ図である。
図14を参照して、画素の明るさが最大である分布が存在する点が飽和点すなわち撮像素子21における受光素子の出力する電気信号が飽和する点である。
FIG. 14 is a graph showing the brightness distribution of each pixel in the image of the measurement object.
Referring to FIG. 14, a point where a distribution in which the brightness of the pixel is maximum exists is a saturation point, that is, an electric signal output from the light receiving element in the image pickup element 21 is saturated.

中央制御回路61は、画素の明るさの平均値が判定下限値より大きい場合であっても、飽和点に達している画素の割合が大きい場合には、反射光が強すぎるため、現在設定している照明強度は不適切であると判断する。   Even if the average value of the brightness of the pixels is larger than the determination lower limit value, the central control circuit 61 sets the current setting because the reflected light is too strong when the ratio of pixels reaching the saturation point is large. The lighting intensity is judged to be inappropriate.

すなわち、再び図11を参照して、中央制御回路61は、算出した平均値が判定下限値以上であり(ステップS52でYES)、判定上限値以下であり(ステップS53でYES)、飽和点に達している画素の割合が所定値以下であり(ステップS54でYES)、かつ前回撮像した画像すなわち現在の照明強度の設定より1段階低い照明強度で撮像した画像よりも、現在の照明強度の設定で撮像した画像における各画素の明るさの平均値の方が大きい場合には(ステップS55でYES)、終了条件未成立と判断する(ステップS57)。   That is, referring again to FIG. 11, the central control circuit 61 determines that the calculated average value is not less than the determination lower limit value (YES in step S52), not more than the determination upper limit value (YES in step S53), and reaches the saturation point. The ratio of the reached pixels is equal to or less than a predetermined value (YES in step S54), and the current illumination intensity setting is higher than the image captured last time, that is, the image captured with the illumination intensity one step lower than the current illumination intensity setting. If the average value of the brightness of each pixel in the image picked up in (5) is larger (YES in step S55), it is determined that the end condition is not satisfied (step S57).

また、中央制御回路61は、算出した平均値が判定下限値未満である場合には(ステップS52でNO)、終了条件未成立と判断する(ステップS57)。   If the calculated average value is less than the determination lower limit value (NO in step S52), the central control circuit 61 determines that the end condition is not satisfied (step S57).

一方、中央制御回路61は、飽和点に達している画素の割合が所定値より大きいか(ステップS54でNO)、あるいは前回撮像した画像すなわち現在の照明強度の設定より1段階低い照明強度で撮像した画像よりも、現在の照明強度の設定で撮像した画像における各画素の明るさの平均値の方が小さい場合には(ステップS55でNO)、現在の照明強度の設定より1段階低い照明強度の設定が適切であると判断し、照明部51の照明強度を1段階下げる(ステップS56)。そして、中央制御回路61は、終了条件成立と判断する(ステップS58)。   On the other hand, the central control circuit 61 captures an image with the illumination intensity one step lower than the previous image, that is, the current illumination intensity setting, whether the percentage of pixels reaching the saturation point is greater than a predetermined value (NO in step S54). If the average value of the brightness of each pixel in the image captured with the current illumination intensity setting is smaller than the obtained image (NO in step S55), the illumination intensity is one step lower than the current illumination intensity setting. Is determined to be appropriate, and the illumination intensity of the illumination unit 51 is lowered by one level (step S56). Then, the central control circuit 61 determines that the end condition is satisfied (step S58).

また、中央制御回路61は、算出した平均値が判定下限値以上であり(ステップS52でYES)、かつ判定上限値を超える(ステップS53でNO)場合には、現在の照明強度の設定より1段階低い照明強度の設定が適切であると判断し、照明部51の照明強度を1段階下げる(ステップS56)。そして、中央制御回路61は、終了条件成立と判断する(ステップS58)。   If the calculated average value is equal to or greater than the determination lower limit value (YES in step S52) and exceeds the determination upper limit value (NO in step S53), the central control circuit 61 sets 1 from the current illumination intensity setting. It is determined that the setting of the lower illumination intensity is appropriate, and the illumination intensity of the illumination unit 51 is lowered by one stage (step S56). Then, the central control circuit 61 determines that the end condition is satisfied (step S58).

図15は、本発明の実施の形態に係る視覚センサが候補画像選出ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。ここでは、候補画像選出ルーチンによって決定された20種類の照明パターンに対応する20個の第1次候補画像を第1次候補画像1〜20と称する。   FIG. 15 is a flowchart defining an operation procedure when the visual sensor according to the embodiment of the present invention executes a candidate image selection routine. Here, the 20 primary candidate images corresponding to the 20 types of illumination patterns determined by the candidate image selection routine are referred to as primary candidate images 1 to 20.

図15を参照して、中央制御回路61は、変数K=1に設定する(ステップS61)。
中央制御回路61は、第1次候補画像Kにおける各画素の明るさのばらつきを算出する(ステップS62)。より詳細には、中央制御回路61は、第1次候補画像Kにおける各画素の明るさの分散値を算出する。たとえば、中央制御回路61は、候補画像全体すなわち候補画像におけるすべての画素について分散値を算出する(以下、方法Aと称する。)。
Referring to FIG. 15, central control circuit 61 sets variable K = 1 (step S61).
The central control circuit 61 calculates the variation in brightness of each pixel in the first candidate image K (step S62). More specifically, the central control circuit 61 calculates the variance value of the brightness of each pixel in the primary candidate image K. For example, the central control circuit 61 calculates a variance value for the entire candidate image, that is, for all the pixels in the candidate image (hereinafter referred to as method A).

図16は、取得した画像の明るさの平均値を算出する方法を示す図である。
図16を参照して、中央制御回路61は、ステップS62において、枠線A2で分割された複数個の領域における明るさの平均値をそれぞれ算出し、算出した複数個の平均値の分散値を算出する構成であってもよい(方法B)。
FIG. 16 is a diagram illustrating a method for calculating an average value of brightness of acquired images.
Referring to FIG. 16, in step S62, central control circuit 61 calculates an average value of brightness in a plurality of regions divided by frame A2, and calculates a variance value of the calculated plurality of average values. The structure to calculate may be sufficient (method B).

さらに、中央制御回路61は、方法Aまたは方法Bを行なう前に、候補画像Kにおける複数個の画素のうち、明るさが所定値以上である画素を選択し、選択した画素について方法Aまたは方法Bを行なう構成であってもよい。   Further, before performing the method A or the method B, the central control circuit 61 selects a pixel whose brightness is a predetermined value or more from among the plurality of pixels in the candidate image K, and the method A or the method is selected for the selected pixel. The structure which performs B may be sufficient.

中央制御回路61は、第1次候補画像1〜Kを明るさのばらつきの大きい順にソーティングする(ステップS63)。   The central control circuit 61 sorts the primary candidate images 1 to K in descending order of brightness variation (step S63).

中央制御回路61は、変数Kに1を加える(ステップS64)。
中央制御回路61は、変数Kが最大候補数である20未満である場合には(ステップS65でNO)、第1次候補画像Kについて明るさのばらつきの算出を行なう(ステップS62)。
The central control circuit 61 adds 1 to the variable K (step S64).
When the variable K is less than the maximum number of candidates 20 (NO in step S65), the central control circuit 61 calculates brightness variation for the primary candidate image K (step S62).

一方、中央制御回路61は、変数Kが最大候補数である20以上である場合には(ステップS65でYES)、第1次候補画像1〜Kの中から、明るさのばらつきの大きい順に9個の画像を第2次候補画像として選択する(ステップS66)。これは、明るさのばらつきが大きいほどコントラストが高く、良好な画像であると考えられるためである。   On the other hand, when the variable K is 20 or more, which is the maximum number of candidates (YES in step S65), the central control circuit 61 selects 9 from the first candidate images 1 to K in descending order of brightness variation. Images are selected as secondary candidate images (step S66). This is because the greater the variation in brightness, the higher the contrast and the better the image.

ところで、正確な計測を行なうためには、計測対象物に応じて適切な照明パターンを設定する必要があり、適切な照明パターンを設定するにはノウハウおよび習熟が必要である。しかしながら、本発明の実施の形態に係る視覚センサでは、照明部51が、20種類の照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する。撮像部52が、20種類の照明パターンに基づいて光の照射された計測対象物をそれぞれ撮像することにより20個の第1次候補画像を取得する。中央制御回路61は、20個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて算出したコントラストに基づいて、20個の第1次候補画像の中から9個の第2次候補画像を選択する。LCDタッチパネル4が、9個の第2次候補画像を表示し、かつ9個の第2次候補画像の中からユーザが選択した画像を認識する。そして、照明部51は、ユーザが選択した画像に対応する照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する。このような構成により、ノウハウおよび習熟を必要とすることなく、計測対象物に応じて適切な照明パターンを簡単に設定することができる。   By the way, in order to perform accurate measurement, it is necessary to set an appropriate illumination pattern according to the measurement object, and know-how and skill are required to set an appropriate illumination pattern. However, in the visual sensor according to the embodiment of the present invention, the illumination unit 51 irradiates the measurement object with light based on 20 types of illumination patterns. The imaging unit 52 acquires 20 primary candidate images by imaging each measurement target irradiated with light based on 20 types of illumination patterns. Based on the contrast calculated based on the brightness of the plurality of pixels in each of the 20 primary candidate images, the central control circuit 61 performs 9 second out of the 20 primary candidate images. Select the next candidate image. The LCD touch panel 4 displays nine secondary candidate images and recognizes an image selected by the user from the nine secondary candidate images. And the illumination part 51 irradiates light to a measuring object based on the illumination pattern corresponding to the image which the user selected. With such a configuration, it is possible to easily set an appropriate illumination pattern according to the measurement object without requiring know-how and learning.

なお、本発明の実施の形態に係る視覚センサでは、中央制御回路61は、計測対象物の画像の明るさに基づいて、20種類の点灯パターンに対応する照射強度をそれぞれ決定し、点灯パターンと照射光の強度との組み合わせである20種類の照明パターンを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中央制御回路61が、計測対象物の画像の明るさから算出したコントラストに基づいて、複数種類の点灯パターンに対応する照射強度をそれぞれ決定する構成とすることができる。また、中央制御回路61が、予め定められた複数種類の照明パターンを記憶する構成とすることもできる。   In the visual sensor according to the embodiment of the present invention, the central control circuit 61 determines the irradiation intensity corresponding to each of the 20 lighting patterns based on the brightness of the image of the measurement object, and the lighting pattern and Although it was set as the structure which determines 20 types of illumination patterns which are a combination with the intensity | strength of irradiation light, it is not limited to this. The central control circuit 61 may be configured to determine irradiation intensity corresponding to a plurality of types of lighting patterns based on the contrast calculated from the brightness of the image of the measurement object. Further, the central control circuit 61 may store a plurality of predetermined illumination patterns.

また、本発明の実施の形態に係る視覚センサでは、中央制御回路61は、20種類の照明パターンに基づいて撮像された20個の第1次候補画像のコントラストに基づいて、20個の第1次候補画像の中から9個の第2次候補画像を選出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中央制御回路61は、コントラストに限らず、第1次候補画像における複数個の画素の明るさに基づいて算出した他の評価値に基づいて、第2次候補画像を選出する構成とすることができる。   In the visual sensor according to the embodiment of the present invention, the central control circuit 61 uses the 20 first candidate images based on the contrast of the 20 primary candidate images captured based on the 20 types of illumination patterns. Although nine secondary candidate images are selected from the next candidate images, the present invention is not limited to this. The central control circuit 61 may be configured to select the secondary candidate image based on other evaluation values calculated based on the brightness of the plurality of pixels in the primary candidate image, not limited to the contrast. it can.

たとえば、中央制御回路61は、第1次候補画像に対して一般的なエッジ抽出を行ない、抽出したエッジ部分の明るさの変化の大きさを算出する。より詳細には、中央制御回路61は、抽出したエッジ部分に対応するすべての画素の明るさの平均値を算出する。あるいは、中央制御回路61は、抽出したエッジ部分に対応する複数個の画素のうち、明るさが所定値以上である画素を選択し、選択した画素の明るさの平均値を算出する構成であってもよい。これは、抽出したエッジ部分の明るさの変化が大きいほどコントラストが高く、良好な画像であると考えられるためである。   For example, the central control circuit 61 performs general edge extraction on the primary candidate image and calculates the magnitude of the brightness change of the extracted edge portion. More specifically, the central control circuit 61 calculates an average value of the brightness of all the pixels corresponding to the extracted edge portion. Alternatively, the central control circuit 61 is configured to select a pixel whose brightness is equal to or higher than a predetermined value from among a plurality of pixels corresponding to the extracted edge portion, and calculate an average value of the brightness of the selected pixel. May be. This is because the greater the change in the brightness of the extracted edge portion, the higher the contrast and the better the image.

また、中央制御回路61が、20種類の照明パターンに基づいてカメラ102が撮像した20個の第1次候補画像の明るさに基づいて、たとえば各画素の明るさの平均値が所定範囲内であるか否かに基づいて、20個の第1次候補画像の中から9個の第2次候補画像を選出する構成とすることができる。このような構成では、第2次候補画像が9個ではなく10個以上選出される可能性がコントラストを用いる場合と比べて高くなるが、このような場合には、2画面で10個以上の第2次候補画像を表示して対応してもよいし、第2次候補画像を縮小して1画面で表示して対応してもよい。   Further, the central control circuit 61 determines, for example, that the average value of the brightness of each pixel is within a predetermined range based on the brightness of the 20 primary candidate images captured by the camera 102 based on the 20 types of illumination patterns. Based on whether or not there is, it is possible to adopt a configuration in which nine secondary candidate images are selected from the 20 primary candidate images. In such a configuration, the possibility that 10 or more secondary candidate images are selected instead of 9 is higher than that in the case of using contrast. In such a case, 10 or more secondary screen images are used on two screens. The secondary candidate image may be displayed and dealt with, or the secondary candidate image may be reduced and displayed on one screen.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係る視覚センサの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る視覚センサの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるカメラ102の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the camera 102 in the visual sensor which concerns on embodiment of this invention. 図3におけるIVの方向から見た照明部51の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination part 51 seen from the direction of IV in FIG. 本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるコントローラ101の正面図である。It is a front view of the controller 101 in the visual sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る視覚センサにおけるコントローラの正面図である。It is a front view of the controller in the visual sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが照明パターンを決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention determines an illumination pattern. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが候補選択HMIルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention performs candidate selection HMI routine. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが有する点灯パターンの内容を示す図である。It is a figure which shows the content of the lighting pattern which the visual sensor which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが照明強度決定ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention performs illumination intensity determination routine. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが画像評価判定ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention performs image evaluation determination routine. (a)および(b)は、取得した画像の一例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows an example of the acquired image. 計測対象物の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a measurement target object. 計測対象物の画像における各画素の明るさの分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows distribution of the brightness of each pixel in the image of a measurement object. 本発明の実施の形態に係る視覚センサが候補画像選出ルーチンを実行する際の動作手順を定めたフローチャートである。It is the flowchart which defined the operation | movement procedure at the time of the visual sensor which concerns on embodiment of this invention performs candidate image selection routine. 取得した画像の明るさの平均値を算出する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating the average value of the brightness of the acquired image.

符号の説明Explanation of symbols

3 LCDコントローラ、4 LCDタッチパネル(表示部および操作部)、5 タッチパネルコントローラ、6 設定ボタン(操作部)、7 カメラインタフェース回路、8 カメラ用コネクタ、9 コンソール用コネクタ、10 外部入出力インタフェース回路、11 外部入出力用コネクタ、12 外部モニタインタフェース回路、13 外部モニタ用コネクタ、14 操作部カバー、16A AUTOボタン、16E ESCボタン、16U 上ボタン、16D 下ボタン、16L 左ボタン、16R 右ボタン、16S SETボタン、21 撮像素子、22 カメラ制御回路、23 コントローラインタフェース回路、24 コントローラ用コネクタ、25 マニュアルズームバー、26 レンズ、31 ハーフミラー、32 同軸照明部、33 無影照明部、32E〜32I,33A〜33D 照明ブロック、51 照明部、52 撮像部、61 中央制御回路(制御部)、101 コントローラ、102 カメラ、201 視覚センサ。   3 LCD controller, 4 LCD touch panel (display unit and operation unit), 5 touch panel controller, 6 setting button (operation unit), 7 camera interface circuit, 8 camera connector, 9 console connector, 10 external input / output interface circuit, 11 External I / O connector, 12 External monitor interface circuit, 13 External monitor connector, 14 Operation unit cover, 16A AUTO button, 16E ESC button, 16U Up button, 16D Down button, 16L Left button, 16R Right button, 16S SET button , 21 Image sensor, 22 Camera control circuit, 23 Controller interface circuit, 24 Controller connector, 25 Manual zoom bar, 26 Lens, 31 Half mirror, 32 Coaxial illumination unit, 33 Shadow lighting unit, 32E~32I, 33A to 33D lighting block, 51 illumination unit, 52 image pickup unit, 61 central control circuit (control unit), 101 controller, 102 camera, 201 visual sensor.

Claims (6)

複数個の照明ブロックを含み、前記各照明ブロックの点灯の有無および前記各照明ブロックの照射光の強度を定めるm(mは3以上の自然数)種類の照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する照明部と、
前記m種類の照明パターンに基づいて光の照射された前記計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の第1次候補画像を取得する撮像部と、
前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさ、および前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて算出したm個の評価値の少なくともいずれか一方に基づいて、前記m個の第1次候補画像の中からn(nは2≦n<mを満たす自然数)個の第2次候補画像を選択する制御部と、
前記選択したn個の第2次候補画像を表示する表示部と、
前記表示されたn個の第2次候補画像の中からユーザが画像を選択するために前記ユーザにより操作される操作部とを備え、
前記照明部は、前記ユーザが選択した画像が撮影された際に用いられた前記照明パターンに基づいて前記計測対象物に光を照射する視覚センサ。
A plurality of illumination blocks are included, and light is applied to the measurement object based on m (m is a natural number of 3 or more) types of illumination patterns that determine whether or not each illumination block is turned on and the intensity of irradiation light of each illumination block. An illumination unit to irradiate;
An imaging unit that acquires m primary candidate images by imaging each of the measurement objects irradiated with light based on the m types of illumination patterns;
M calculated based on the brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images and the brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images. A control unit that selects n (n is a natural number satisfying 2 ≦ n <m) secondary candidate images from the m primary candidate images based on at least one of the evaluation values. When,
A display unit for displaying the selected n secondary candidate images;
And an operation unit operated by the user to select a user Gae image from among the displayed n second-order candidate image,
The illumination unit is a visual sensor that irradiates light to the measurement object based on the illumination pattern used when an image selected by the user is taken .
前記制御部は、前記各照明ブロックの点灯の有無を定めるm種類の点灯パターンを記憶し、
前記照明部は、前記m種類の点灯パターンに基づいて計測対象物に光を照射し、
前記撮像部は、前記m種類の点灯パターンに基づいて光の照射された前記計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の画像を取得し、
前記制御部は、前記取得したm個の画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて、前記m種類の点灯パターンの各々前記各照明ブロックの照射光の強度を関連付けることによって、前記m種類の照明パターン決定する請求項1記載の視覚センサ。
The control unit stores m kinds of lighting patterns that determine whether or not each lighting block is turned on,
The illumination unit irradiates a measurement target with light based on the m kinds of lighting patterns,
The imaging unit acquires m images by imaging each of the measurement objects irradiated with light based on the m kinds of lighting patterns,
Wherein, based on the brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m pieces of image, by associating the intensity of the irradiation light of each illumination blocks in each of the m types of lighting patterns, the The visual sensor according to claim 1 , wherein m types of illumination patterns are determined.
前記制御部は、前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて前記m個の第1次候補画像の各々のコントラストを前記評価値として算出する請求項1記載の視覚センサ。   The control unit calculates a contrast of each of the m primary candidate images as the evaluation value based on brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images. Item 18. A visual sensor according to item 1. 前記制御部は、前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさの分散値を前記m個の第1次候補画像の各々の前記評価値として算出する請求項3記載の視覚センサ。   The control unit calculates a variance value of brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images as the evaluation value of each of the m primary candidate images. 3. The visual sensor according to 3. 前記複数個の照明ブロックは、それぞれ異なる方向から前記計測対象物に光を照射し、
前記制御部は、前記m種類の照明パターンにおいてそれぞれ異なる方向から前記計測対象物に光が照射されるように前記m種類の照明パターンを決定する請求項1記載の視覚センサ。
The plurality of illumination blocks irradiate light to the measurement object from different directions,
2. The visual sensor according to claim 1, wherein the control unit determines the m types of illumination patterns so that light is emitted from different directions in the m types of illumination patterns.
複数個の照明ブロックの点灯の有無および前記複数個の照明ブロックの照射光の強度を定めるm(mは3以上の自然数)種類の照明パターンに基づいて計測対象物に光を照射する第1の照明ステップと、
前記m種類の照明パターンに基づいて光の照射された前記計測対象物をそれぞれ撮像することによりm個の第1次候補画像を取得する撮像ステップと、
前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさ、および前記取得したm個の第1次候補画像の各々における複数個の画素の明るさに基づいて算出したm個の評価値の少なくともいずれか一方に基づいて、前記m個の第1次候補画像の中からn(nは2≦n<mを満たす自然数)個の第2次候補画像を選択する画像選択ステップと、
前記選択したn個の第2次候補画像を表示する表示ステップと、
前記表示されたn個の第2次候補画像の中からユーザが選択した画像を認識する認識ステップと、
前記ユーザが選択した画像が撮影された際に用いられた前記照明パターンに基づいて前記計測対象物に光を照射する第2の照明ステップとを含む照明設定方法。
A first light that irradiates the measurement object with light based on m (m is a natural number of 3 or more) types of illumination patterns that determine whether or not the plurality of illumination blocks are turned on and the intensity of irradiation light of the plurality of illumination blocks. A lighting step;
An imaging step of acquiring m primary candidate images by imaging each of the measurement objects irradiated with light based on the m types of illumination patterns;
M calculated based on the brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images and the brightness of a plurality of pixels in each of the acquired m primary candidate images. Image selection for selecting n (n is a natural number satisfying 2 ≦ n <m) secondary candidate images from the m primary candidate images based on at least one of the evaluation values Steps,
A display step of displaying the selected n secondary candidate images;
A recognition step for recognizing an image selected by the user from the displayed n second candidate images;
And a second illumination step of irradiating the measurement object with light based on the illumination pattern used when the image selected by the user is taken .
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