ボタン認識装置およびボタン認識方法
【課題】多種多様なボタンについて表裏を判別することができるとともに、スムーズに判別対象となるボタンを変更する。
【解決手段】ボタン２の一面に対して斜め前方であって周方向に４方向の角度から照明装置３により順次照射光を照射する照射工程と、各角度からの照射光の照射に対応して、これらの照射光により形成されたボタン２の影をそれぞれカメラ１０により撮像する撮像工程と、撮像された複数の影の画像を合成し、合成された影の画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程とを有する。
【解決手段】ボタン２の一面に対して斜め前方であって周方向に４方向の角度から照明装置３により順次照射光を照射する照射工程と、各角度からの照射光の照射に対応して、これらの照射光により形成されたボタン２の影をそれぞれカメラ１０により撮像する撮像工程と、撮像された複数の影の画像を合成し、合成された影の画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに供給されるボタンの表裏を判別可能なボタン認識装置およびボタン認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動ボタン縫い付け装置によってボタンを縫製物に縫い付けるにあたり、ボタンの表裏を判別するボタン認識装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ボタンの表裏を検知するためのボタン検知装置を備えた自動ボタン縫着装置が記載されている。このボタン検知装置は、ボタンつまみ足が上昇する際に、このボタンつまみ足によって保持されたボタンの上面に係合可能な位置に進退自在に配置され、ボタンの上面における縁部と中央部に係合可能なボタン検知手段と、このボタン検知手段の上下変位によってボタンの表裏を判別する判別手段とを有している。
【０００４】
この自動ボタン検知装置は、例えば、ボタン検知手段として、ボタン有無検知レバーおよびボタン表裏検知レバーを備えている。このような自動ボタン検知装置は、ボタン供給アームによってボタンつまみ足にボタンが供給された後、ボタンつまみ足が上昇する際に、ボタンの縁部によってボタン有無検知レバーが押し上げられたか否かにより、ボタンつまみ足におけるボタンの有無を検知するようになっている。また、自動ボタン検知装置は、ボタンの表面における中央部が窪んでおり、裏面における中央部が平面状であるというボタンの形状を利用して、ボタンつまみ足が上昇する際に、ボタンの中央部によってボタン表裏検知レバーが押し上げられたか否かにより、ボタンの表裏を判別するようになっている。
【０００５】
また、特許文献２には、ボタン収納部および移動経路に所定の振動を発生させることにより、ボタン収納部に収納されたボタンを、ボタンの表裏選別後にボタン排出口から順次排出するボタン供給部を備えたボタン供給装置が記載されており、このボタン供給装置は、移動経路の途中にボタン選別機構を備えている。そして、ボタン供給装置においては、ボタンの表面における中央部が窪んでおり裏面の中央部が平面状であるというボタン形状を利用して、ボタンは、ボタン選別機構を通過する際に、平面状の裏面が下方を向いており、表面が上方に向いているときには、ボタン選別機構を通過するようになっている。一方、ボタンは、中央部に窪みのある表面が下方を向き、裏面が上方に向いているときには、ボタン選別機構からボタン収納部における下方に落下するようになっている。これにより、ボタン供給装置は、ボタンの表裏を判別し、表面が上方を向いているボタンのみをボタン排出口から順次排出するようになっている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、表面に刻印や画像が形成されたボタンをミシンに供給する際にボタンの上面を撮像して前方画像を取得する撮像手段を備えたボタンの縫着方向設定装置が記載されている。このボタンの縫着方向設定装置は、撮像手段により取得された前方画像と、ボタンについて予め記録された規格画像とに基づいて、ボタンを平面形状における所定の角度に傾けて配置して、ミシンに供給するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６５９０７３号公報
【特許文献２】特許第２６４８０４２号公報
【特許文献３】特公平２−０２３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前述の特許文献１に記載の自動ボタン検知装置、および特許文献２に記載のボタン供給装置によれば、ボタンの表裏の判別を、ボタンの表面における中央部が窪み、裏面が平面状であるというボタン形状を利用して行うものであった。このため、特許文献１に記載の自動ボタン検知装置や特許文献２に記載のボタン供給装置では、中央部の窪みについて相違がないが表裏いずれかの周縁が円弧状である等、表裏の面形状に微妙な相違があるボタンについて、表裏の判別ができないという問題を有していた。
【０００９】
また、前述の特許文献３に記載のボタンの縫着方向設定装置によれば、ボタンの表裏に形成された刻印や画像等に相違がある場合は、ボタンの表裏を判別することが可能であるが、表裏ともに刻印や画像が形成されておらず、表裏の面形状に微妙な相違があるボタンについてはやはり表裏の判別ができないという問題を有していた。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、多種多様なボタンについて表裏を判別することができるとともに、スムーズに判別対象となるボタンを変更することが可能なボタン認識装置およびボタン認識方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照明装置と、前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像装置と、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する画像処理装置とを有する点にある。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、ボタンの一面に照射光をボタンの影を形成し、そのボタンの影を撮像してその影の画像を用いることによりボタンの表裏を判別することができる。このため、ボタンの表裏の面形状の差が微妙な場合であっても、ボタンの表裏や撮像対象となっているボタンが所望のボタンと同一の種類か否かを判別することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、請求項１に記載のボタン認識装置において、前記照明装置として、前記ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されている点にある。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されており、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、請求項１または請求項２に記載のボタン認識装置において、前記画像処理装置が、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの糸通し孔の位置を検出する点にある。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、影の合成画像を用いてボタンの糸通し孔の位置を検出することにより、ボタンの一面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給するための位置情報を取得することができる。これにより、この糸通し孔の位置情報に基づいてボタンを所定の角度に向けて供給することができるので、ミシンによって仕上がりよく縫製物にボタンを縫い付けることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照射工程と、前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像工程と、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する判別工程とを有する点にある。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、ボタンの上面に照射された照射光によってボタンの影を形成し、そのボタンの影を撮像してその影の画像を用いることによりボタンの表裏を判別することができる。このため、ボタンの表裏の面形状やボタンの種類による形状の差が微妙な場合であっても、ボタンの表裏や撮像対象となっているボタンが所望のボタンと同一の種類か否かを判別することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法において、前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射し、前記撮像工程において、前記各角度からの照射光の照射に対応して前記ボタンの影をそれぞれ撮像し、前記判別工程において、撮像された複数の前記影の画像を合成し、前記合成された影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する点にある。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法において、前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から異なる色彩の照射光を同時に照射し、前記撮像工程において、前記各照射光の照射により形成された前記ボタンの影を１回で撮像し、前記判別工程において、撮像された１つの前記ボタンの影の画像を用いて、前記ボタンの表裏を判別する点にある。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。さらに、多方向からの照射光により形成される影を、１回の撮像工程によって撮像することができ、各画像の合成処理を行う必要もないので、多方向からの照射光により形成される影の画像を用いて表裏を判別するにあたり、時間の短縮化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明に係るボタン認識装置およびボタン認識方法によれば、表面と裏面との形状が異なる多種多様のボタンの表裏を判別することができ、従来と比較してより多種類のボタンについて表裏の判別を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るボタン認識装置およびボタン認識方法の実施形態を図１から図９を参照して説明する。
【００２５】
図１は、ボタン認識装置の一実施形態を示す概略斜視図であり、図２は、図１のボタン認識装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るボタン認識装置１は、ボタン２の一面（本実施形態においては上面）に対して斜め前方（本実施形態においては斜め上方）から照射光を照射する４つの照明装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（３）を有している。各照明装置３は、図３に示すように、ボタン２の上面に対して周方向に等間隔の角度によって配置されており、本実施形態においては、ボタン２の上面に対して周方向に９０°毎に間隙をもって配置されている。各照明装置３は同一の色彩の照射光を照射するようになっている。
【００２７】
そして、ボタン認識装置１の各部を制御する画像処理装置５のＣＰＵ６は、各照明装置３によってボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射するようになっている。
【００２８】
各照明装置３は、ボタン２の上面からの高さ方向における照射光の照射角度を調整するために各照明装置３の高さを不図示のモータ等の駆動手段により調整可能な高さ位置調整装置８に接続されており、ＣＰＵ６は、高さ調整装置８によって、各照明装置３からボタン２の上面に照射光が照射されたときにボタン２の影を形成するのに適当な高さ位置に、各照明装置３の高さ位置を調整するようになっている。
【００２９】
なお、ボタン２の上面からの高さ方向における照射光の照射角度を調整するための調整手段は、本実施形態における高さ調整装置８に限定されるものではなく、例えば、各照明装置３が高さ方向に複数の光源を備え、適当な高さ位置の光源を選択して照射光を照射してもよい。また、各照明装置３において照射光をボタン２の上面に照射する出光窓が高さ方向に複数形成されており、適当な高さ位置の出光窓から照射光を照射するようにしてもよい。さらには、各照明装置３として液晶表示装置を用いることにより、照射光を照射する高さ位置を調整してもよい。
【００３０】
ボタン２の上方には、各照明装置３から照射された照射光によって形成されたボタン２の影を撮像する撮像装置としてのカメラ１０が配置されており、ＣＰＵ６は、各照明装置３による各角度からの照射光の照射に対応して、複数のボタン２の影を撮像するようになっている。このカメラ１０は、白黒、カラーのいずれのカメラ１０を用いてもよく、種々のカメラ１０を用いることができる。
【００３１】
画像処理装置５は、カメラ１０によって撮像されたボタン２の影の画像について各種の処理を行うようになっており、各照明装置３からの照射に対応して照射光により形成されたボタン２の影をそれぞれ撮像し、４方向からの照射光により形成されたそれぞれの影の画像を合成し、この合成画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別するようになっている。また、画像処理装置５は、撮像された影の画像を用いてボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出することもできるようになっている。
【００３２】
画像処理装置５は、画像処理装置５の各部を制御するＣＰＵ６と、ボタン２の影の各画像を記録する画像メモリ１２と、ＣＰＵ６が画像処理を行うために画像データを仮に格納するワークメモリ１３とを有している。カメラ１０は、アナログ・デジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバータ）１５を介して画像メモリ１２に接続されており、カメラ１０が撮像した影の画像の各画像データは、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化された後、画像メモリ１２に記録されるようになっている。
【００３３】
また、画像処理装置５は、カメラ１０の制御を行うカメラ制御部１６と、各照明装置３の制御を行う照明制御部１７と、高さ調整装置８の制御を行う高さ調整制御部１８とを有している。
【００３４】
さらに、画像処理装置５は、高さ調整装置８によって各照明装置３の高さ位置を調整する処理、各照明装置３によって順次照射光を照射する処理、カメラ１０によって各照明装置３による所定の角度からの照射光の照射に対応して順次ボタン２の影の画像を撮像する処理、および影の各画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識し表裏を判別する処理を行うための画像処理プログラムを有している。画像処理プログラムは、プログラムメモリ１９に記憶されている。
【００３５】
そして、画像処理装置５は、ＣＰＵ６によってプログラムメモリ１９から画像処理プログラムを読み出して、各制御部１６、１７、１８に制御情報を出力し、各制御部１６、１７、１８によって、高さ調整装置８により各照明装置３の高さを調整し、各照明装置３により順次ボタン２に照射光を照射し、カメラ１０によりボタン２の影を撮像するようになっている。さらに、画像処理装置５は、ＣＰＵ６によって、４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成し、ボタン２の凹凸形状を認識してボタン２の表裏を判別するようになっている。
【００３６】
ボタン認識装置１は、ボタン２をカメラ１０の下方に搬送する搬送装置２１を備えており、ＣＰＵ６は、搬送制御部２２を介して、搬送するボタン２がカメラ１０の下方に位置したときに搬送装置２１による搬送を停止させるようになっている。また、搬送装置２１は、画像処理装置５によるボタン２の表裏判別が終了した後、判別結果に基づいて、ボタン２をミシンに供給し、または除去するようになっている。
【００３７】
搬送装置２１におけるボタン２を載置する部分の色彩は特に限定されるものではないが、ボタン２の影を撮像する際の背景となるため、例えば白色等、影が鮮明に写る色彩にすることが好ましい。また、搬送装置２１におけるボタン２の搬送経路であってカメラ１０による撮像位置よりもボタン２の搬送方向において上流側に、搬送経路上における所定の位置にボタン２を載置するためのガイド（図示せず）を設けてもよい。これにより、カメラ１０によってボタン２の影を所定の位置において確実に撮像することができる。さらに、搬送装置２１の駆動手段は、モータやエア等種々の駆動手段を用いることができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係るボタン認識装置１によるボタン認識方法について説明する。ここで、本実施形態に係るボタン認識方法においては、表面２ａの中央部に窪み２ｄが形成されており、裏面２ｂの周縁が円弧状に形成されたボタン２を用いて説明する。
【００３９】
ボタン２が搬送装置２１により搬送され、カメラ１０の下方に到達したとき停止すると、図４に示すように、まず、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａを点灯し、第１照明装置３Ａによりボタン２の上面に照射光を照射する照射工程を行い（ＳＴ１）、この照射光により、ボタン２の影を形成する。このとき、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合には、ボタン２の糸通し孔２ｃおよび中央の窪み２ｄによって影が形成されるとともに、表面２ａの周縁により影が形成される。一方、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合には、ボタン２の糸通し孔２ｃによって影が形成されるとともに、裏面２ｂの周縁により影が形成される。このとき、ボタン２の裏面２ｂの周縁は円弧状に形成されているので、ボタン２における表面２ａの周縁により形成される影と比較して、裏面２ｂの周縁により形成される影の方が短く形成されることとなる。
【００４０】
この状態で、画像処理装置５は、ボタン２の上方からカメラ１０によって照射光により形成されたボタン２の影を撮像する撮像工程を行う（ＳＴ２）。
【００４１】
続いて、画像処理装置５は、カメラ１０により撮像された影の画像をＡ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化した後、画像メモリ１２に転送して記録する画像記録工程を行う（ＳＴ３）。さらに、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａを消灯する消灯工程を行った後（ＳＴ４）、全ての照明装置３を点灯したか否か判別し（ＳＴ５）、全ての照明装置３を点灯していないと判断した場合には（ＳＴ５においてＮｏ）、続いて第２照明装置３Ｂを点灯して、照射工程（ＳＴ１）、撮像工程（ＳＴ２）、画像記録工程（ＳＴ３）、消灯工程（ＳＴ４）を行う。そして、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａから第４照明装置３Ｄまで、これらの各工程（ＳＴ１〜ＳＴ４）を繰り返して、ＳＴ５において全ての照明装置３を点灯したと判断した場合には（ＳＴ５においてＹｅｓ）、撮像された影の画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程を行う（ＳＴ６）。
【００４２】
判別工程（ＳＴ６）について、画像処理装置５は、図７に示すように、まず画像メモリ１２において記録されている４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成して、影の合成画像を作成する（ＳＴ６１）。このとき、図８（ａ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合の合成画像は、ボタン２の糸通し孔２ｃにより形成された影と、窪み２ｄにより形成された影と、表面２ａの周縁により形成された影とにより構成される。一方、図８（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合の合成画像は、ボタン２の糸通し孔２ｃにより形成された影と、裏面２ｂの周縁によって形成されとにより構成され、裏面２ｂの周縁によって形成された影は、表面２ａの周縁によって形成された影と比較して細くなる。
【００４３】
画像処理装置５は、この合成画像を用いてボタン２の表裏を判別するにあたり、本実施形態においては、まず、合成画像を二値化して（ＳＴ６２）、合成画像において連結した画素の集合に番号（ラベル）を付加することにより画素の集合を分類するラベリング処理を行う（ＳＴ６３）。画像処理装置５は、一定画素数以上あるラベルのみを有効とみなして、有効なラベル数によってボタン２の表裏を判別する（ＳＴ６４）。ここで、本実施形態において、図８（ａ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合の有効なラベル数は４となり、図８（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合の有効なラベル数は３となる。さらに、画像処理装置５は、ラベリング処理された合成画像から、ボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出する。
【００４４】
一方、画像処理プログラムにおいては、予めラベル数が４である場合にはボタン２の表面２ａが上方を向いており、ラベル数が４以外である場合にはボタン２の裏面２ｂが上方を向いていると判断するように設定されている。
【００４５】
このため、画像処理装置５は、ラベル数が４である場合にはボタン２の表面２ａが上方を向いていると判断し（ＳＴ６４においてＹｅｓ）、ボタン２の供給処理を行う（ＳＴ６５）。画像処理装置５は、ボタン２の供給処理として、ボタン２の表面２ａが上方を向いている旨およびボタン２の糸通し孔２ｃの位置をＩ／Ｆ２０を介してミシンの各部を制御するミシン制御部２３に出力し、ミシン制御部２３は、入力したボタン２の表裏の判別結果に基づいて、ボタン２の表面２ａが上方に向いているのであれば、入力したボタン２の構成情報に基づき、糸通し孔２ｃの形成位置を確認する。そして、ミシン制御部２３は、糸通し孔２ｃの形成位置がずれている場合には、ボタン２の表面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給し、縫製物に縫い付ける作業を行う。
【００４６】
一方、画像処理装置５は、ラベル数が３である場合には、ボタン２の表面２ａが上方を向いていないと判断し（ＳＴ６４においてＮｏ）、エラー処理を行う（ＳＴ６６）。画像処理装置５は、エラー処理として、ボタン２の表面２ａが上方を向いていない旨をＩ／Ｆ２０を介してミシン制御部２３に出力し、ミシン制御部２３は、入力したボタン２の表裏の判別結果に基づいて、そのボタン２を不図示の排除位置に搬送して排除する。
【００４７】
本実施形態によれば、ボタン２の上面に照射光を照射してボタン２の影を形成し、ボタン２の影を撮像してその影の画像を用いることによりボタン２の表裏を判別することができる。このため、本実施形態において用いたボタン２に限定されず、例えば、表面２ａの中央部に窪み２ｄが形成されていないボタン２や、表面２ａが凸状の曲面であるボタン２であっても、例えば、表裏とも同じような形状であるが表面にのみ彫刻が施されているボタン等、表面および裏面の形状が種々の態様で異なるボタンについて表裏を判別することができる。
【００４８】
また、ボタン２の影の画像を用いてボタン２の表裏を判別するので、判別対象となるボタン２を変更する場合であっても、画像処理プログラムにおいて表裏を判別する際の基準（本実施形態においてはラベル数が４であるか否か）を変更する必要がある場合には変更するのみで、判別対象となるボタン２を変更することができる。したがって、ボタン２のサイズや形状が大きく異なる場合であっても、スムーズに判別対象となるボタン２の種類を変更することができる。
【００４９】
さらに、ボタン２の上面に対して周方向に所定の間隙をもって配置された複数の照明装置３によって順次ボタン２の上面に照射光を照射するとともに、各照明装置３の照射に対応して順次ボタン２の影を撮像し、４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成するので、より明確に表裏によって異なる影の合成画像を取得することが可能となる。これにより、ボタン認識装置１は、より確実にボタン２の表裏を判別することができる。
【００５０】
さらにまた、画像処理装置５において、影の合成画像を用いてボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出することにより、ボタン２の表面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給するための位置情報を取得することができる。これにより、この糸通し孔２ｃの位置情報に基づいてボタン２を所定の角度に向けてミシンに供給することができるので、ミシンによって仕上がりがよく縫製物にボタン２を縫い付けることができる。
【００５１】
また、ボタン認識装置１は、高さ調整装置８を用いて、各照明装置３の高さ位置をボタン２の影を形成するのに適当な高さ位置に調整することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、確実にボタン２の表裏判別を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明に係るボタン認識装置１の第２の実施形態について、図９を用いて説明する。ここで、第２の実施形態について第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて説明し、詳説を省略する。
【００５３】
図９に示すように、第２の実施形態に係るボタン認識装置１は、ボタン２の上面に対して斜め上方から照射光を照射する３つの照明装置２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ（２５）を有している。各照明装置２５は、ボタン２の上面に対して周方向に１２０°毎に間隙をもって配置されており、第１照明装置２５Ｒは、レッド（Ｒ）の色彩の照射光を、第２照明装置２５Ｇはグリーン（Ｇ）の色彩の照射光を、第３照明装置２５Ｂはブルー（Ｂ）の色彩の照射光を照射するようになっている。そして、第２の実施形態に係るボタン認識装置１において、画像処理装置５のＣＰＵ６は、各照明装置２５によってボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から同時にＲＧＢの照射光を照射するようになっている。
【００５４】
このようなボタン認識装置１によれば、各照明装置２５から同時にＲＧＢの照射光を照射すると、第１照明装置２５Ｒからボタン２を介して対向する位置には、ＧＢの混色の影が形成され、第２照明装置２５Ｇからボタン２を介して対向する位置には、ＲＢの混色の影が形成され、第３照明装置２５Ｂからボタン２を介して対向する位置には、ＲＧの混色の影が形成されることとなる。
【００５５】
また、第２の実施形態におけるボタン認識装置１において用いられるカメラ１０も、白黒、カラーのいずれのカメラ１０を用いてもよく、種々のカメラ１０を用いることができる。
【００５６】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
【００５７】
まず、画像処理装置５は、各照明装置２５を同時に点灯してボタン２の上面にＲＧＢの照射光を照射する照射工程を行い、各照射光によりボタン２の影を形成する。この状態で、画像処理装置５は、同時に照射されたＲＧＢの照射光により形成されたボタン２の影をボタン２の上方からカメラ１０によって撮像する撮像工程を行う。これにより、第２実施形態におけるボタン認識装置１は、３方向からの照射光により形成された影を１つの撮像工程によって撮像することができる。
【００５８】
続いて、画像処理装置５は影の画像を画像メモリ１２に記録する画像記録工程を行うとともに、各照明装置２５を消灯する消灯工程を行った後、撮像された影の１つの画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程を行う。第２の実施形態における判別工程において、画像処理装置５は、各画像の合成処理を行うことなく、３方向からの照射光により形成された影の１つの画像を用いて判別工程を行う。
【００５９】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様にボタン２の上面に照射光を照射してボタン２の影を形成し、ボタン２の影を撮像してその影の画像を用いることによりボタン２の表裏を判別することができるので、表面２ａと裏面２ｂとの形状が異なる種々のボタン２について表裏を判別することができる。したがって、従来と比較して表裏の判別を行うことが可能なボタン２の種類が増え、表面２ａと裏面２ｂとの形状が異なる多種多様のボタン２の表裏を判別することができる。
【００６０】
また、ボタン２の影の画像を用いてボタン２の表裏を判別するので、判別対象となるボタン２を変更する場合であっても、画像処理プログラムにおいて表裏を判別する際の基準を変更するのみで、判別対象となるボタン２を変更することができ、ボタン２のサイズや形状が大きく異なる場合であっても、スムーズに判別対象となるボタン２の種類を変更することができる。
【００６１】
さらに、ボタン認識装置１は、３方向からの照射光により形成される影を、１回の撮像工程によって撮像することができ、各画像の合成処理を行う必要もないので、多方向からの照射光により形成される影の画像を用いて表裏を判別するにあたり、時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００６３】
例えば、前記各実施形態においては、複数の照明装置２５がボタン２の上面に対して周方向に等間隔の間隙をもって配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。１方向から照射光を１回照射することにより形成されるボタン２の影の画像により明らかに表裏の判別が可能であれば、照明装置３、２５の数は１つであってもよい。また、ボタン認識装置１が複数の照明装置３、２５を備えている場合に、ボタン２の上面に対して周方向に等間隔の角度によって配置されていなくてもよい。
【００６４】
また、前記各本実施形態においては、ボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から照射光を照射するにあたり、複数の照明装置３、２５が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１つの照明装置を用い、カメラ１０の下方に搬送されたボタン２自体を回転させたり、または、１つの照明装置をボタン２の一面に対して周方向に回転させて、所定の位置においてボタン２の一面に照射光を照射するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、本発明に係るボタン認識装置１およびボタン認識方法においてボタン２の表裏を判別する方法は、ラベリング処理に限定されず、種々の方法によってボタン２の表裏を判別することが可能である。例えば、予め判別対象となるボタン２の表面２ａまたは裏面２ｂの影の規格画像を記録し、カメラ１０によって撮像された影による画像と前記規格画像と比較してボタン２の表裏の判別を行ってもよい。また、判別対象となるボタン２の表面２ａまたは裏面２ｂの影の規格画像について、影部分の画素数の総和を予め記録し、撮像された影による画像の影部分の画素数の総和と比較してボタン２の表裏の判別を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るボタン認識装置の一実施形態を示す概略斜視図
【図２】図１に示すボタン認識装置の構成を示すブロック図
【図３】図１に示すボタン認識装置の照明装置の配置位置を示す概略平面図
【図４】図１に示すボタン認識装置を用いたボタン認識方法を示すフローチャート
【図５】（ａ）は、図４に示すボタン認識方法においてボタンの表面が上方を向いている場合における照射工程を示す概略側面図、（ｂ）は、図５（ａ）におけるボタンの概略平面図
【図６】（ａ）は、図４に示すボタン認識方法においてボタンの裏面が上方を向いている場合における照射工程を示す概略側面図、（ｂ）は、図５（ａ）におけるボタンの概略平面図
【図７】図４に示すボタン認識方法におけるボタンの表裏を判別する判別工程を示すフローチャート
【図８】（ａ）は、図７に示す判別工程においてボタンの表面が上方を向いている場合のボタンの影の合成画像を示す概略平面図、（ｂ）は、図７に示す判別工程においてボタンの裏面が上方を向いている場合のボタンの影の合成画像を示す概略平面図
【図９】本発明に係るボタン認識装置の第２の実施形態における照明装置の配置位置および影の形成状態を示す概略平面図
【符号の説明】
【００６７】
１ ボタン認識装置
２ ボタン
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（３） 照明装置
５ 画像処理装置
６ ＣＰＵ
８ 高さ調整装置
１０ カメラ
１２ 画像メモリ
１３ ワークメモリ
１５ Ａ／Ｄコンバータ
１６ カメラ制御部
１７ 照明制御部
１８ 高さ調整制御部
１９ プログラムメモリ
２０ Ｉ／Ｆ
２１ 搬送装置
２２ 搬送制御部
２３ ミシン制御部
２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ（２５） 照明装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに供給されるボタンの表裏を判別可能なボタン認識装置およびボタン認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動ボタン縫い付け装置によってボタンを縫製物に縫い付けるにあたり、ボタンの表裏を判別するボタン認識装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ボタンの表裏を検知するためのボタン検知装置を備えた自動ボタン縫着装置が記載されている。このボタン検知装置は、ボタンつまみ足が上昇する際に、このボタンつまみ足によって保持されたボタンの上面に係合可能な位置に進退自在に配置され、ボタンの上面における縁部と中央部に係合可能なボタン検知手段と、このボタン検知手段の上下変位によってボタンの表裏を判別する判別手段とを有している。
【０００４】
この自動ボタン検知装置は、例えば、ボタン検知手段として、ボタン有無検知レバーおよびボタン表裏検知レバーを備えている。このような自動ボタン検知装置は、ボタン供給アームによってボタンつまみ足にボタンが供給された後、ボタンつまみ足が上昇する際に、ボタンの縁部によってボタン有無検知レバーが押し上げられたか否かにより、ボタンつまみ足におけるボタンの有無を検知するようになっている。また、自動ボタン検知装置は、ボタンの表面における中央部が窪んでおり、裏面における中央部が平面状であるというボタンの形状を利用して、ボタンつまみ足が上昇する際に、ボタンの中央部によってボタン表裏検知レバーが押し上げられたか否かにより、ボタンの表裏を判別するようになっている。
【０００５】
また、特許文献２には、ボタン収納部および移動経路に所定の振動を発生させることにより、ボタン収納部に収納されたボタンを、ボタンの表裏選別後にボタン排出口から順次排出するボタン供給部を備えたボタン供給装置が記載されており、このボタン供給装置は、移動経路の途中にボタン選別機構を備えている。そして、ボタン供給装置においては、ボタンの表面における中央部が窪んでおり裏面の中央部が平面状であるというボタン形状を利用して、ボタンは、ボタン選別機構を通過する際に、平面状の裏面が下方を向いており、表面が上方に向いているときには、ボタン選別機構を通過するようになっている。一方、ボタンは、中央部に窪みのある表面が下方を向き、裏面が上方に向いているときには、ボタン選別機構からボタン収納部における下方に落下するようになっている。これにより、ボタン供給装置は、ボタンの表裏を判別し、表面が上方を向いているボタンのみをボタン排出口から順次排出するようになっている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、表面に刻印や画像が形成されたボタンをミシンに供給する際にボタンの上面を撮像して前方画像を取得する撮像手段を備えたボタンの縫着方向設定装置が記載されている。このボタンの縫着方向設定装置は、撮像手段により取得された前方画像と、ボタンについて予め記録された規格画像とに基づいて、ボタンを平面形状における所定の角度に傾けて配置して、ミシンに供給するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６５９０７３号公報
【特許文献２】特許第２６４８０４２号公報
【特許文献３】特公平２−０２３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前述の特許文献１に記載の自動ボタン検知装置、および特許文献２に記載のボタン供給装置によれば、ボタンの表裏の判別を、ボタンの表面における中央部が窪み、裏面が平面状であるというボタン形状を利用して行うものであった。このため、特許文献１に記載の自動ボタン検知装置や特許文献２に記載のボタン供給装置では、中央部の窪みについて相違がないが表裏いずれかの周縁が円弧状である等、表裏の面形状に微妙な相違があるボタンについて、表裏の判別ができないという問題を有していた。
【０００９】
また、前述の特許文献３に記載のボタンの縫着方向設定装置によれば、ボタンの表裏に形成された刻印や画像等に相違がある場合は、ボタンの表裏を判別することが可能であるが、表裏ともに刻印や画像が形成されておらず、表裏の面形状に微妙な相違があるボタンについてはやはり表裏の判別ができないという問題を有していた。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、多種多様なボタンについて表裏を判別することができるとともに、スムーズに判別対象となるボタンを変更することが可能なボタン認識装置およびボタン認識方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照明装置と、前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像装置と、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する画像処理装置とを有する点にある。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、ボタンの一面に照射光をボタンの影を形成し、そのボタンの影を撮像してその影の画像を用いることによりボタンの表裏を判別することができる。このため、ボタンの表裏の面形状の差が微妙な場合であっても、ボタンの表裏や撮像対象となっているボタンが所望のボタンと同一の種類か否かを判別することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、請求項１に記載のボタン認識装置において、前記照明装置として、前記ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されている点にある。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されており、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係るボタン認識装置の特徴は、請求項１または請求項２に記載のボタン認識装置において、前記画像処理装置が、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの糸通し孔の位置を検出する点にある。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、影の合成画像を用いてボタンの糸通し孔の位置を検出することにより、ボタンの一面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給するための位置情報を取得することができる。これにより、この糸通し孔の位置情報に基づいてボタンを所定の角度に向けて供給することができるので、ミシンによって仕上がりよく縫製物にボタンを縫い付けることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照射工程と、前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像工程と、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する判別工程とを有する点にある。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、ボタンの上面に照射された照射光によってボタンの影を形成し、そのボタンの影を撮像してその影の画像を用いることによりボタンの表裏を判別することができる。このため、ボタンの表裏の面形状やボタンの種類による形状の差が微妙な場合であっても、ボタンの表裏や撮像対象となっているボタンが所望のボタンと同一の種類か否かを判別することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法において、前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射し、前記撮像工程において、前記各角度からの照射光の照射に対応して前記ボタンの影をそれぞれ撮像し、前記判別工程において、撮像された複数の前記影の画像を合成し、前記合成された影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する点にある。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載の発明に係るボタン認識方法の特徴は、請求項４に記載の発明に係るボタン認識方法において、前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から異なる色彩の照射光を同時に照射し、前記撮像工程において、前記各照射光の照射により形成された前記ボタンの影を１回で撮像し、前記判別工程において、撮像された１つの前記ボタンの影の画像を用いて、前記ボタンの表裏を判別する点にある。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、多方向から照射される照射光により形成された影の画像を用いて表裏を判別することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、ひいてはより確実にボタンの表裏を判別することが可能となる。さらに、多方向からの照射光により形成される影を、１回の撮像工程によって撮像することができ、各画像の合成処理を行う必要もないので、多方向からの照射光により形成される影の画像を用いて表裏を判別するにあたり、時間の短縮化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明に係るボタン認識装置およびボタン認識方法によれば、表面と裏面との形状が異なる多種多様のボタンの表裏を判別することができ、従来と比較してより多種類のボタンについて表裏の判別を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るボタン認識装置およびボタン認識方法の実施形態を図１から図９を参照して説明する。
【００２５】
図１は、ボタン認識装置の一実施形態を示す概略斜視図であり、図２は、図１のボタン認識装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るボタン認識装置１は、ボタン２の一面（本実施形態においては上面）に対して斜め前方（本実施形態においては斜め上方）から照射光を照射する４つの照明装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（３）を有している。各照明装置３は、図３に示すように、ボタン２の上面に対して周方向に等間隔の角度によって配置されており、本実施形態においては、ボタン２の上面に対して周方向に９０°毎に間隙をもって配置されている。各照明装置３は同一の色彩の照射光を照射するようになっている。
【００２７】
そして、ボタン認識装置１の各部を制御する画像処理装置５のＣＰＵ６は、各照明装置３によってボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射するようになっている。
【００２８】
各照明装置３は、ボタン２の上面からの高さ方向における照射光の照射角度を調整するために各照明装置３の高さを不図示のモータ等の駆動手段により調整可能な高さ位置調整装置８に接続されており、ＣＰＵ６は、高さ調整装置８によって、各照明装置３からボタン２の上面に照射光が照射されたときにボタン２の影を形成するのに適当な高さ位置に、各照明装置３の高さ位置を調整するようになっている。
【００２９】
なお、ボタン２の上面からの高さ方向における照射光の照射角度を調整するための調整手段は、本実施形態における高さ調整装置８に限定されるものではなく、例えば、各照明装置３が高さ方向に複数の光源を備え、適当な高さ位置の光源を選択して照射光を照射してもよい。また、各照明装置３において照射光をボタン２の上面に照射する出光窓が高さ方向に複数形成されており、適当な高さ位置の出光窓から照射光を照射するようにしてもよい。さらには、各照明装置３として液晶表示装置を用いることにより、照射光を照射する高さ位置を調整してもよい。
【００３０】
ボタン２の上方には、各照明装置３から照射された照射光によって形成されたボタン２の影を撮像する撮像装置としてのカメラ１０が配置されており、ＣＰＵ６は、各照明装置３による各角度からの照射光の照射に対応して、複数のボタン２の影を撮像するようになっている。このカメラ１０は、白黒、カラーのいずれのカメラ１０を用いてもよく、種々のカメラ１０を用いることができる。
【００３１】
画像処理装置５は、カメラ１０によって撮像されたボタン２の影の画像について各種の処理を行うようになっており、各照明装置３からの照射に対応して照射光により形成されたボタン２の影をそれぞれ撮像し、４方向からの照射光により形成されたそれぞれの影の画像を合成し、この合成画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別するようになっている。また、画像処理装置５は、撮像された影の画像を用いてボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出することもできるようになっている。
【００３２】
画像処理装置５は、画像処理装置５の各部を制御するＣＰＵ６と、ボタン２の影の各画像を記録する画像メモリ１２と、ＣＰＵ６が画像処理を行うために画像データを仮に格納するワークメモリ１３とを有している。カメラ１０は、アナログ・デジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバータ）１５を介して画像メモリ１２に接続されており、カメラ１０が撮像した影の画像の各画像データは、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化された後、画像メモリ１２に記録されるようになっている。
【００３３】
また、画像処理装置５は、カメラ１０の制御を行うカメラ制御部１６と、各照明装置３の制御を行う照明制御部１７と、高さ調整装置８の制御を行う高さ調整制御部１８とを有している。
【００３４】
さらに、画像処理装置５は、高さ調整装置８によって各照明装置３の高さ位置を調整する処理、各照明装置３によって順次照射光を照射する処理、カメラ１０によって各照明装置３による所定の角度からの照射光の照射に対応して順次ボタン２の影の画像を撮像する処理、および影の各画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識し表裏を判別する処理を行うための画像処理プログラムを有している。画像処理プログラムは、プログラムメモリ１９に記憶されている。
【００３５】
そして、画像処理装置５は、ＣＰＵ６によってプログラムメモリ１９から画像処理プログラムを読み出して、各制御部１６、１７、１８に制御情報を出力し、各制御部１６、１７、１８によって、高さ調整装置８により各照明装置３の高さを調整し、各照明装置３により順次ボタン２に照射光を照射し、カメラ１０によりボタン２の影を撮像するようになっている。さらに、画像処理装置５は、ＣＰＵ６によって、４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成し、ボタン２の凹凸形状を認識してボタン２の表裏を判別するようになっている。
【００３６】
ボタン認識装置１は、ボタン２をカメラ１０の下方に搬送する搬送装置２１を備えており、ＣＰＵ６は、搬送制御部２２を介して、搬送するボタン２がカメラ１０の下方に位置したときに搬送装置２１による搬送を停止させるようになっている。また、搬送装置２１は、画像処理装置５によるボタン２の表裏判別が終了した後、判別結果に基づいて、ボタン２をミシンに供給し、または除去するようになっている。
【００３７】
搬送装置２１におけるボタン２を載置する部分の色彩は特に限定されるものではないが、ボタン２の影を撮像する際の背景となるため、例えば白色等、影が鮮明に写る色彩にすることが好ましい。また、搬送装置２１におけるボタン２の搬送経路であってカメラ１０による撮像位置よりもボタン２の搬送方向において上流側に、搬送経路上における所定の位置にボタン２を載置するためのガイド（図示せず）を設けてもよい。これにより、カメラ１０によってボタン２の影を所定の位置において確実に撮像することができる。さらに、搬送装置２１の駆動手段は、モータやエア等種々の駆動手段を用いることができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係るボタン認識装置１によるボタン認識方法について説明する。ここで、本実施形態に係るボタン認識方法においては、表面２ａの中央部に窪み２ｄが形成されており、裏面２ｂの周縁が円弧状に形成されたボタン２を用いて説明する。
【００３９】
ボタン２が搬送装置２１により搬送され、カメラ１０の下方に到達したとき停止すると、図４に示すように、まず、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａを点灯し、第１照明装置３Ａによりボタン２の上面に照射光を照射する照射工程を行い（ＳＴ１）、この照射光により、ボタン２の影を形成する。このとき、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合には、ボタン２の糸通し孔２ｃおよび中央の窪み２ｄによって影が形成されるとともに、表面２ａの周縁により影が形成される。一方、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合には、ボタン２の糸通し孔２ｃによって影が形成されるとともに、裏面２ｂの周縁により影が形成される。このとき、ボタン２の裏面２ｂの周縁は円弧状に形成されているので、ボタン２における表面２ａの周縁により形成される影と比較して、裏面２ｂの周縁により形成される影の方が短く形成されることとなる。
【００４０】
この状態で、画像処理装置５は、ボタン２の上方からカメラ１０によって照射光により形成されたボタン２の影を撮像する撮像工程を行う（ＳＴ２）。
【００４１】
続いて、画像処理装置５は、カメラ１０により撮像された影の画像をＡ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化した後、画像メモリ１２に転送して記録する画像記録工程を行う（ＳＴ３）。さらに、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａを消灯する消灯工程を行った後（ＳＴ４）、全ての照明装置３を点灯したか否か判別し（ＳＴ５）、全ての照明装置３を点灯していないと判断した場合には（ＳＴ５においてＮｏ）、続いて第２照明装置３Ｂを点灯して、照射工程（ＳＴ１）、撮像工程（ＳＴ２）、画像記録工程（ＳＴ３）、消灯工程（ＳＴ４）を行う。そして、画像処理装置５は、第１照明装置３Ａから第４照明装置３Ｄまで、これらの各工程（ＳＴ１〜ＳＴ４）を繰り返して、ＳＴ５において全ての照明装置３を点灯したと判断した場合には（ＳＴ５においてＹｅｓ）、撮像された影の画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程を行う（ＳＴ６）。
【００４２】
判別工程（ＳＴ６）について、画像処理装置５は、図７に示すように、まず画像メモリ１２において記録されている４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成して、影の合成画像を作成する（ＳＴ６１）。このとき、図８（ａ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合の合成画像は、ボタン２の糸通し孔２ｃにより形成された影と、窪み２ｄにより形成された影と、表面２ａの周縁により形成された影とにより構成される。一方、図８（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合の合成画像は、ボタン２の糸通し孔２ｃにより形成された影と、裏面２ｂの周縁によって形成されとにより構成され、裏面２ｂの周縁によって形成された影は、表面２ａの周縁によって形成された影と比較して細くなる。
【００４３】
画像処理装置５は、この合成画像を用いてボタン２の表裏を判別するにあたり、本実施形態においては、まず、合成画像を二値化して（ＳＴ６２）、合成画像において連結した画素の集合に番号（ラベル）を付加することにより画素の集合を分類するラベリング処理を行う（ＳＴ６３）。画像処理装置５は、一定画素数以上あるラベルのみを有効とみなして、有効なラベル数によってボタン２の表裏を判別する（ＳＴ６４）。ここで、本実施形態において、図８（ａ）に示すように、ボタン２の表面２ａが上方を向いている場合の有効なラベル数は４となり、図８（ｂ）に示すように、ボタン２の裏面２ｂが上方を向いている場合の有効なラベル数は３となる。さらに、画像処理装置５は、ラベリング処理された合成画像から、ボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出する。
【００４４】
一方、画像処理プログラムにおいては、予めラベル数が４である場合にはボタン２の表面２ａが上方を向いており、ラベル数が４以外である場合にはボタン２の裏面２ｂが上方を向いていると判断するように設定されている。
【００４５】
このため、画像処理装置５は、ラベル数が４である場合にはボタン２の表面２ａが上方を向いていると判断し（ＳＴ６４においてＹｅｓ）、ボタン２の供給処理を行う（ＳＴ６５）。画像処理装置５は、ボタン２の供給処理として、ボタン２の表面２ａが上方を向いている旨およびボタン２の糸通し孔２ｃの位置をＩ／Ｆ２０を介してミシンの各部を制御するミシン制御部２３に出力し、ミシン制御部２３は、入力したボタン２の表裏の判別結果に基づいて、ボタン２の表面２ａが上方に向いているのであれば、入力したボタン２の構成情報に基づき、糸通し孔２ｃの形成位置を確認する。そして、ミシン制御部２３は、糸通し孔２ｃの形成位置がずれている場合には、ボタン２の表面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給し、縫製物に縫い付ける作業を行う。
【００４６】
一方、画像処理装置５は、ラベル数が３である場合には、ボタン２の表面２ａが上方を向いていないと判断し（ＳＴ６４においてＮｏ）、エラー処理を行う（ＳＴ６６）。画像処理装置５は、エラー処理として、ボタン２の表面２ａが上方を向いていない旨をＩ／Ｆ２０を介してミシン制御部２３に出力し、ミシン制御部２３は、入力したボタン２の表裏の判別結果に基づいて、そのボタン２を不図示の排除位置に搬送して排除する。
【００４７】
本実施形態によれば、ボタン２の上面に照射光を照射してボタン２の影を形成し、ボタン２の影を撮像してその影の画像を用いることによりボタン２の表裏を判別することができる。このため、本実施形態において用いたボタン２に限定されず、例えば、表面２ａの中央部に窪み２ｄが形成されていないボタン２や、表面２ａが凸状の曲面であるボタン２であっても、例えば、表裏とも同じような形状であるが表面にのみ彫刻が施されているボタン等、表面および裏面の形状が種々の態様で異なるボタンについて表裏を判別することができる。
【００４８】
また、ボタン２の影の画像を用いてボタン２の表裏を判別するので、判別対象となるボタン２を変更する場合であっても、画像処理プログラムにおいて表裏を判別する際の基準（本実施形態においてはラベル数が４であるか否か）を変更する必要がある場合には変更するのみで、判別対象となるボタン２を変更することができる。したがって、ボタン２のサイズや形状が大きく異なる場合であっても、スムーズに判別対象となるボタン２の種類を変更することができる。
【００４９】
さらに、ボタン２の上面に対して周方向に所定の間隙をもって配置された複数の照明装置３によって順次ボタン２の上面に照射光を照射するとともに、各照明装置３の照射に対応して順次ボタン２の影を撮像し、４方向からの照射光により形成された影の各画像を合成するので、より明確に表裏によって異なる影の合成画像を取得することが可能となる。これにより、ボタン認識装置１は、より確実にボタン２の表裏を判別することができる。
【００５０】
さらにまた、画像処理装置５において、影の合成画像を用いてボタン２の糸通し孔２ｃの位置を検出することにより、ボタン２の表面の模様が所定の方向を向くようにボタンを回転させてミシンに供給するための位置情報を取得することができる。これにより、この糸通し孔２ｃの位置情報に基づいてボタン２を所定の角度に向けてミシンに供給することができるので、ミシンによって仕上がりがよく縫製物にボタン２を縫い付けることができる。
【００５１】
また、ボタン認識装置１は、高さ調整装置８を用いて、各照明装置３の高さ位置をボタン２の影を形成するのに適当な高さ位置に調整することができるので、より明確に表裏によって異なる影の画像を取得することができ、確実にボタン２の表裏判別を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明に係るボタン認識装置１の第２の実施形態について、図９を用いて説明する。ここで、第２の実施形態について第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて説明し、詳説を省略する。
【００５３】
図９に示すように、第２の実施形態に係るボタン認識装置１は、ボタン２の上面に対して斜め上方から照射光を照射する３つの照明装置２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ（２５）を有している。各照明装置２５は、ボタン２の上面に対して周方向に１２０°毎に間隙をもって配置されており、第１照明装置２５Ｒは、レッド（Ｒ）の色彩の照射光を、第２照明装置２５Ｇはグリーン（Ｇ）の色彩の照射光を、第３照明装置２５Ｂはブルー（Ｂ）の色彩の照射光を照射するようになっている。そして、第２の実施形態に係るボタン認識装置１において、画像処理装置５のＣＰＵ６は、各照明装置２５によってボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から同時にＲＧＢの照射光を照射するようになっている。
【００５４】
このようなボタン認識装置１によれば、各照明装置２５から同時にＲＧＢの照射光を照射すると、第１照明装置２５Ｒからボタン２を介して対向する位置には、ＧＢの混色の影が形成され、第２照明装置２５Ｇからボタン２を介して対向する位置には、ＲＢの混色の影が形成され、第３照明装置２５Ｂからボタン２を介して対向する位置には、ＲＧの混色の影が形成されることとなる。
【００５５】
また、第２の実施形態におけるボタン認識装置１において用いられるカメラ１０も、白黒、カラーのいずれのカメラ１０を用いてもよく、種々のカメラ１０を用いることができる。
【００５６】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
【００５７】
まず、画像処理装置５は、各照明装置２５を同時に点灯してボタン２の上面にＲＧＢの照射光を照射する照射工程を行い、各照射光によりボタン２の影を形成する。この状態で、画像処理装置５は、同時に照射されたＲＧＢの照射光により形成されたボタン２の影をボタン２の上方からカメラ１０によって撮像する撮像工程を行う。これにより、第２実施形態におけるボタン認識装置１は、３方向からの照射光により形成された影を１つの撮像工程によって撮像することができる。
【００５８】
続いて、画像処理装置５は影の画像を画像メモリ１２に記録する画像記録工程を行うとともに、各照明装置２５を消灯する消灯工程を行った後、撮像された影の１つの画像を用いてボタン２の凹凸形状を認識することにより、ボタン２の表裏を判別する判別工程を行う。第２の実施形態における判別工程において、画像処理装置５は、各画像の合成処理を行うことなく、３方向からの照射光により形成された影の１つの画像を用いて判別工程を行う。
【００５９】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様にボタン２の上面に照射光を照射してボタン２の影を形成し、ボタン２の影を撮像してその影の画像を用いることによりボタン２の表裏を判別することができるので、表面２ａと裏面２ｂとの形状が異なる種々のボタン２について表裏を判別することができる。したがって、従来と比較して表裏の判別を行うことが可能なボタン２の種類が増え、表面２ａと裏面２ｂとの形状が異なる多種多様のボタン２の表裏を判別することができる。
【００６０】
また、ボタン２の影の画像を用いてボタン２の表裏を判別するので、判別対象となるボタン２を変更する場合であっても、画像処理プログラムにおいて表裏を判別する際の基準を変更するのみで、判別対象となるボタン２を変更することができ、ボタン２のサイズや形状が大きく異なる場合であっても、スムーズに判別対象となるボタン２の種類を変更することができる。
【００６１】
さらに、ボタン認識装置１は、３方向からの照射光により形成される影を、１回の撮像工程によって撮像することができ、各画像の合成処理を行う必要もないので、多方向からの照射光により形成される影の画像を用いて表裏を判別するにあたり、時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００６３】
例えば、前記各実施形態においては、複数の照明装置２５がボタン２の上面に対して周方向に等間隔の間隙をもって配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。１方向から照射光を１回照射することにより形成されるボタン２の影の画像により明らかに表裏の判別が可能であれば、照明装置３、２５の数は１つであってもよい。また、ボタン認識装置１が複数の照明装置３、２５を備えている場合に、ボタン２の上面に対して周方向に等間隔の角度によって配置されていなくてもよい。
【００６４】
また、前記各本実施形態においては、ボタン２の上面に対して周方向に複数の角度から照射光を照射するにあたり、複数の照明装置３、２５が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１つの照明装置を用い、カメラ１０の下方に搬送されたボタン２自体を回転させたり、または、１つの照明装置をボタン２の一面に対して周方向に回転させて、所定の位置においてボタン２の一面に照射光を照射するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、本発明に係るボタン認識装置１およびボタン認識方法においてボタン２の表裏を判別する方法は、ラベリング処理に限定されず、種々の方法によってボタン２の表裏を判別することが可能である。例えば、予め判別対象となるボタン２の表面２ａまたは裏面２ｂの影の規格画像を記録し、カメラ１０によって撮像された影による画像と前記規格画像と比較してボタン２の表裏の判別を行ってもよい。また、判別対象となるボタン２の表面２ａまたは裏面２ｂの影の規格画像について、影部分の画素数の総和を予め記録し、撮像された影による画像の影部分の画素数の総和と比較してボタン２の表裏の判別を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るボタン認識装置の一実施形態を示す概略斜視図
【図２】図１に示すボタン認識装置の構成を示すブロック図
【図３】図１に示すボタン認識装置の照明装置の配置位置を示す概略平面図
【図４】図１に示すボタン認識装置を用いたボタン認識方法を示すフローチャート
【図５】（ａ）は、図４に示すボタン認識方法においてボタンの表面が上方を向いている場合における照射工程を示す概略側面図、（ｂ）は、図５（ａ）におけるボタンの概略平面図
【図６】（ａ）は、図４に示すボタン認識方法においてボタンの裏面が上方を向いている場合における照射工程を示す概略側面図、（ｂ）は、図５（ａ）におけるボタンの概略平面図
【図７】図４に示すボタン認識方法におけるボタンの表裏を判別する判別工程を示すフローチャート
【図８】（ａ）は、図７に示す判別工程においてボタンの表面が上方を向いている場合のボタンの影の合成画像を示す概略平面図、（ｂ）は、図７に示す判別工程においてボタンの裏面が上方を向いている場合のボタンの影の合成画像を示す概略平面図
【図９】本発明に係るボタン認識装置の第２の実施形態における照明装置の配置位置および影の形成状態を示す概略平面図
【符号の説明】
【００６７】
１ ボタン認識装置
２ ボタン
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（３） 照明装置
５ 画像処理装置
６ ＣＰＵ
８ 高さ調整装置
１０ カメラ
１２ 画像メモリ
１３ ワークメモリ
１５ Ａ／Ｄコンバータ
１６ カメラ制御部
１７ 照明制御部
１８ 高さ調整制御部
１９ プログラムメモリ
２０ Ｉ／Ｆ
２１ 搬送装置
２２ 搬送制御部
２３ ミシン制御部
２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ（２５） 照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照明装置と、
前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像装置と、
撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する画像処理装置とを有することを特徴とするボタン認識装置。
【請求項２】
前記照明装置として、前記ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボタン認識装置。
【請求項３】
前記画像処理装置が、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの糸通し孔の位置を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボタン認識装置。
【請求項４】
ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照射工程と、
前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像工程と、
撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する判別工程とを有することを特徴とするボタン認識方法。
【請求項５】
前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射し、
前記撮像工程において、前記各角度からの照射光の照射に対応して前記ボタンの影をそれぞれ撮像し、
前記判別工程において、撮像された複数の前記影の画像を合成し、前記合成された影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別することを特徴とする請求項４に記載のボタン認識方法。
【請求項６】
前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から異なる色彩の照射光を同時に照射し、
前記撮像工程において、前記各照射光の照射により形成された前記ボタンの影を１回で撮像し、
前記判別工程において、撮像された１つの前記ボタンの影の画像を用いて、前記ボタンの表裏を判別することを特徴とする請求項４に記載のボタン認識方法。
【請求項１】
ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照明装置と、
前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像装置と、
撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する画像処理装置とを有することを特徴とするボタン認識装置。
【請求項２】
前記照明装置として、前記ボタンの一面に対して周方向に所定の間隙をもって複数の照明装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボタン認識装置。
【請求項３】
前記画像処理装置が、撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの糸通し孔の位置を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボタン認識装置。
【請求項４】
ボタンの一面に対して斜め前方から照射光を照射する照射工程と、
前記照射光により形成された前記ボタンの影を撮像する撮像工程と、
撮像された前記影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別する判別工程とを有することを特徴とするボタン認識方法。
【請求項５】
前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から順次照射光を照射し、
前記撮像工程において、前記各角度からの照射光の照射に対応して前記ボタンの影をそれぞれ撮像し、
前記判別工程において、撮像された複数の前記影の画像を合成し、前記合成された影の画像を用いて前記ボタンの凹凸形状を認識することにより、前記ボタンの表裏を判別することを特徴とする請求項４に記載のボタン認識方法。
【請求項６】
前記照射工程において、前記ボタンの一面に対して周方向に複数の角度から異なる色彩の照射光を同時に照射し、
前記撮像工程において、前記各照射光の照射により形成された前記ボタンの影を１回で撮像し、
前記判別工程において、撮像された１つの前記ボタンの影の画像を用いて、前記ボタンの表裏を判別することを特徴とする請求項４に記載のボタン認識方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−７８５６２（Ｐ２０１０−７８５６２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５０４８０（Ｐ２００８−２５０４８０）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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