[发明专利]图像处理方法和图像捕捉装置

说明书

公开了图像处理方法和图像捕捉装置。图像处理方法包括通过由图像捕捉装置连续地捕捉物体的图像来获取多个图像数据项(S1)，将这多个图像数据项传输给运算部(S2)，通过使用运算部来运算图像特征值，图像特征值中的每一个与图像数据项中的每一个的位置信息和照明条件相关信息关联(S3)，比较基准图像特征值与这多个图像数据项之间的匹配度，基准图像特征值中的每一个与位置信息和照明条件相关信息对应(S4)，以及从这多个图像数据项中选择具有与基准图像特征值相匹配的位置信息和照明条件的图像并且输出该图像(S5)。

技术领域

本发明涉及用于通过使用相机(camera)来捕捉物体的图像的方法和装置。更具体地说，本发明涉及用于捕捉相对于相机移动的物体的图像的技术。

背景技术

在使用机器人的产品自动装配线中，其中机器人握持已被提供的部件并且将已由机器人握持的部件安装到工件上的操作被重复。在所提供的部件未被严格定位的情况下，有时可以在用于握持部件的处理中执行通过使用相机对部件的位置和朝向的测量。

该测量被执行以使已由机器人握持的部件的相对于机器人的位置和朝向尽可能地接近目标位置和目标朝向。换言之，作为目标值的“机器人握持部件的预定方式”和作为实际测量值的“机器人握持部件的实际方式”被相互比较，并且在目标值与实际测量值之间存在差异的情况下，机器人执行用于使实际测量值与目标值相同的处理。该处理被执行以实现在机器人已经握持部件之后将要执行的处理中由机器人执行装配的精度的提高。

示例性具体方法如下：机器人握持部件，然后将部件运输到相机前面的位置，并且在那之后停止其操作。部件的静止图像被相机捕捉，并且所捕捉的静止图像经历图像处理，以使得部件相对于机器人的位置和朝向被识别出。机器人基于识别结果来执行用于改变其朝向的处理和用于改变部件被握持的方式的处理，以使得部件的位置和朝向被改变为在其中可以执行将部件安装在工件上的处理的范围内。在那之后，装配操作被执行。

近年来，已经存在在使用由相机获得的视觉信息的同时通过使用机器人以良好效率自动装配产品的需求。因此，为了实现每小时生产率的进一步提高，尽可能多地降低在图像捕捉期间发生的由机器人的减速、中断、致动和加速引起的部件运输所花时间的增加是有效的。最后，希望在不使机器人停止运输部件的情况下在部件在相机前面移动的同时捕捉部件的图像(该方法在下文中将被称作用于捕捉移动物体的图像的方法)。

在用于捕捉移动物体的图像的方法中，先前已经存储的物体的样本图像(目标值)和在物体正在移动时捕捉的物体的图像(实际测量值)被相互比较，并且根据这些值之间的相似度来识别将要测量的物体。

为了以高识别精度执行对移动物体的图像捕捉，图像处理算法被确定，并且在实际测量中，需要以类似于已被存储作为目标值的物体的样本图像中的分辨率的分辨率在物体正在移动时捕捉物体的图像以对应于图像处理算法。

此外，需要在与已经在其下获取样本图像的照明条件尽可能类似的照明条件(诸如影子和环境光的反射)下捕捉物体的图像。

例如，假定如下情况，其中通过利用放置在部件上的标记来测量作为物体的部件的位置和朝向的图像处理算法被使用。在这种情况下，在实际图像捕捉中，安装在工厂内部的荧光灯的光有时可被部件的表面反射，并且眩光有时可被产生。此外，有时可能在标记由于这种眩光的影响而对相机不可见的照明条件下执行图像捕捉，并且有可能部件的位置和朝向将被错误地识别。

在移动物体的这种图像捕捉的领域中，如在日本专利特开第9-288060号(在下文中被称作专利文献1)中描述的，已经设计出通过捕捉移动部件的图像来提取适用于图像分析的图像的技术。

以下技术在专利文献1中被描述。在专利文献1中描述的技术中，根据以有规律间隔从相机的控制单元发送的图像捕捉触发信号来连续地(或者间歇地)捕捉由传送机在相机前面传送的物体的多个图像。在那之后，其中物体与图像中心之间的距离最小的图像被选择作为多个捕捉图像当中的最佳图像，然后最佳图像被输出。