图像处理装置和方法，系统，物品制造方法，存储介质制造方法及图纸

本公开涉及图像处理装置和方法，系统，物品制造方法，存储介质。对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上物体的图像。基于对于每个像素获得的倾斜来检测图像中的线。

Image processing device and method, system, article manufacturing method, storage medium

【技术实现步骤摘要】
图像处理装置和方法，系统，物品制造方法，存储介质
本专利技术涉及图像处理装置、系统、制造物品的方法、图像处理方法和非暂态计算机可读存储介质，尤其涉及用于从图像检测线的技术。
技术介绍
作为用于测量物体的表面形状的技术，存在称为光学有源立体法的方法。在这种方法中，通过使投影仪将预定的投影图案投影到物体上、从不同于投影方向的方向执行图像捕获、并基于三角测量原理计算每个像素位置的距离信息来测量待检查物体的三维信息。存在与有源立体法中使用的图案相关的各种方法。作为这样的方法之一，已知一种投影图案的方法，其中断开的点(斑点(dot))以线图案排列(下文中称为斑点线图案方法)，如日本专利No.2517062中所公开的。在这种方法中，由于基于在线上检测到的每个斑点的坐标信息提供指示哪条检测到的线与投影图案上的哪条线对应的索引，因此可以通过执行一次图像捕获操作获得整个物体的三维距离信息。此外，日本专利特许公开No.2016-200503公开了一种通过在通过斑点线图案方法执行线检测时检测线峰值和线边缘来提高待测量的距离点的密度的技术。日本专利特许公开No.2016-200503还公开了一种从测量点移除斑点附近的线边缘位置和线的负峰值的技术，因为它们的存在会使得检测精度劣化。在通过斑点线图案方法进行的测量中，需要检测足够数量的斑点，以用于检测到的斑点与图案信息中的斑点的各条坐标信息之间的点坐标信息关联。因此，优选的是在图案中设置高密度的斑点，使得即使物体的尺寸小，仍将足够数量的斑点投影到物体上。在这种情况下，如果以日本专利特许公开No.2016-200503中公开的技术的方式移除斑点附近的测量点，那么将减小距离测量点密度。此外，由于不仅是线的负峰值和线边缘，而且当测量线从像素阵列倾斜时(后面将要描述)峰值检测精度都将大大劣化，因此检测精度的提高比移除测量点更是期望的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种以高精度从包括线的图案已经投影于其上的待检查物体的图像检测所述线的技术。根据本专利技术的第一方面，提供了一种图像处理装置，包括：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的所述线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的所述线。根据本专利技术的第二方面，提供了一种系统，包括：图像处理装置，包括：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的所述线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的所述线；以及自动机械(robot)，被配置为基于由图像处理装置获得的测量结果来保持和移动物体。根据本专利技术的第三方面，提供了一种制造物品的方法，该方法包括：通过使用图像处理装置测量物体，所述图像处理装置包括：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的所述线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的所述线；以及通过基于测量结果处理物体来制造物品。根据本专利技术的第四方面，提供了一种由图像处理装置执行的图像处理方法，该方法包括：对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的所述线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及基于对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的所述线。根据本专利技术的第五方面，提供了一种存储计算机程序的非暂态计算机可读存储介质，该计算机程序用于使计算机用作：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的所述线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括所述线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的所述线。从示例性实施例的以下描述(参考附图)，本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1A是示出三维坐标测量装置100的布置的示例的视图，并且图1B和1C是各自示出待检查物体5的示例的视图；图2A至2C是示出斑点线图案和捕获图像的示例的视图；图3是由算术处理单元4执行的处理的流程图；图4A和4B是示出Sobel滤波器的示例的视图，并且图4C是示出旋转微分滤波器的示例的视图；图5A至5C是示出线坐标点的示例的视图；图6A至6D是用于解释线坐标检测误差是如何由斑点部分引起的视图；图7A和7B是示出映射(map)的布置的示例的视图；图8是由算术处理单元4执行的处理的流程图；以及图9是示出控制系统的布置的示例的视图。具体实施方式现在将参考附图描述本专利技术的实施例。要注意的是，下面要描述的实施例是本专利技术的详细实现的示例或所附权利要求中描述的布置的详细示例。[第一实施例]这个实施例将描述一种测量系统，该测量系统将包括线(测量线)的图案(线图案)投影到物体(待检查物体)上，执行已在其上投影线图案的物体的图像捕获，并基于通过图像捕获获得的图像测量物体的三维形状。图1A示出了这种测量系统适用的、根据这个实施例的三维坐标测量装置100的布置的示例。如图1A中所示，三维坐标测量装置100包括用作投影设备的示例的投影仪1、用作图像捕获设备的示例的图像捕获单元3，以及用作计算机设备的示例的算术处理单元图4。投影仪1和图像捕获单元3连接到算术处理单元4。首先将描述投影仪1。从LED6发射的光束由照射光学系统8会聚并照射空间调制元件7。空间调制元件7调制来自照射光学系统8的入射光束并发射“包括多条线的图案(线图案)”(将线图案添加到来自LED6的光束)。从空间调制元件7发射的线图案经由投影光学系统10投影到待检查物体5上。要注意的是，投影设备不限于图1A中所示的投影仪1，只要投影设备是能够将上述线图案投影到物体5的设备即可。接下来将描述图像捕获单元3。来自外部的光经由图像捕获光学系统11进入图像传感器13。像素在图像传感器13上二维排列(像素在u轴方向和v轴方向上排列，如图1A中所示)，基于每个像素的接收光量生成捕获图像，并且将捕获图像输出到算术处理单元4。要注意的是，u轴和v轴彼此垂直。因此，在图1A的情况下，图像捕获单元3通过生成投影仪1已将线图案投影到其上的物体5的捕获图像而将捕获图像(线图案图像)输出到算术处理单元4。要注意的是，图像捕获设备不限于图1A的图像捕获单元3，只要是能够生成线图案已经投影于其上的物体5的捕获图像并且将生成的捕获图像输出到算术处理单元4的设备即可。这里，投影仪1和图像捕获单元3被布置成通过基线2彼此隔开一定距离，基线2是这两个单元的主要点之间的线。假设包括在线图案中的多条线的纵向方向是垂直于基线2的X轴方向，并且图像传感器13的u轴方向被布置成几乎等于X轴方向并且几乎垂直于极线(epipolarline)。接下来将描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理装置，其特征在于，包括：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的线。

【技术特征摘要】
2018.04.24 JP 2018-0833681.一种图像处理装置，其特征在于，包括：获得单元，被配置为对于与从已经由图像获得单元获得的物体的图像检测到的线对应的每个像素，获得与该像素对应的线的倾斜，所述图像获得单元被配置为获得包括线的图案已经投影于其上的物体的图像；以及检测单元，被配置为基于由所述获得单元对于每个像素获得的倾斜来检测所述图像中的线。2.如权利要求1所述的装置，其中获得单元基于在所述图像的微分图像中辉度处于峰值的多个坐标点获得所述多个坐标点中的每一个坐标点的倾斜，并且将对于该坐标点获得的倾斜设置为与所述图像中的对应于该坐标点的像素对应的线的倾斜。3.如权利要求1所述的装置，其中获得单元生成用于将对于所述图像的微分图像中辉度处于峰值的坐标点获得的线的倾斜登记为与图像中的对应于所述坐标点的像素对应的线的倾斜的映射。4.如权利要求1所述的装置，其中检测单元通过基于由获得单元对于像素获得的倾斜组合具有水平方向上的微分方向的微分滤波器和具有垂直方向上的微分方向的微分滤波器来生成旋转微分滤波器，通过将旋转微分滤波器应用于像素来生成所述图像的微分图像，并从微分图像中检测线。5.如权利要求1所述的装置，其中检测单元通过基于包括由获得单元对于像素获得的倾斜的倾斜范围的代表性倾斜组合具有水平方向上的微分方向的微分滤波器和具有垂直方向上的微分方向的微分滤波器来生成旋转微分滤波器，通过将旋转微分滤波器应用于像素来生成所述图像的微分图像，并从微分图像中检测线。6.如权利要求1所述的装置，其中检测单元从微分图像中检测线，所述微分图像是通过基于由获得单元对于像素获得的倾斜组合通过在水平方向上对所述图像执行微分而获得的微分图像和通过在垂直方向上对图像执行微分而获得的微分图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：时光拓海，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP