JP3004191B2 - Bolt box position detection method - Google Patents
Bolt box position detection methodInfo
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばシールド工法に
おけるセグメント連結のためのボルト用ボックスの位置
検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a position of a bolt box for connecting segments in a shield method, for example.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、シールド工法におけるセグメント
連結のためのボルト用ボックスの位置を検出するのに、
カメラ装置でボルト用ボックスを撮影するとともに、こ
の撮影された画像を画像処理することにより、ボルト用
ボックスの位置が検出されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, to detect the position of a bolt box for connecting a segment in a shield method,
The position of the bolt box has been detected by photographing the bolt box with the camera device and performing image processing on the photographed image.
【0003】ところで、上記の画像処理は、撮影された
画像の濃淡情報を、所定のしきい値を基準にした2値化
処理であり、その2値化情報に置き換えられた画像か
ら、形状の特徴が、ボルト用ボックスのエッジ位置が求
められていた。The above-mentioned image processing is a binarization process of shading information of a photographed image based on a predetermined threshold value. The feature is that the edge position of the bolt box was required.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の画像処理による
と、撮影画像を所定のしきい値でもって2値化処理を行
い、この2値化された画像情報に基づき、ボルト用ボッ
クスのエッジ位置を検出するのであるが、例えばボルト
用ボックスの撮影時に、照明むらまたはボルト用ボック
ス自体に汚れがある場合には、一定のしきい値に基づく
2値化処理だけで、エッジ位置を検出(抽出)すること
が困難であった。According to the above-described image processing, the photographed image is binarized by a predetermined threshold value, and the edge position of the bolt box is determined based on the binarized image information. If, for example, when the bolt box is photographed, if the illumination unevenness or the bolt box itself is dirty, the edge position is detected (extracted) only by binarization processing based on a certain threshold value. ) Was difficult to do.
【0005】そこで、本発明は上記問題を解消し得るボ
ルト用ボックスの検出方法を提供することを目的とす
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for detecting a box for a bolt that can solve the above problem.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の手段は、ボルト用ボックスをカメラ
装置で撮影するとともにこの撮影画像に基づきボルト用
ボックスの位置を検出する方法であって、カメラ装置で
撮影された撮影画像に画像処理を施して複数階調の濃淡
画像となし、この濃淡画像データから、所定方向に沿う
1ライン分の濃淡画像データを取得し、この取得された
1ライン分の濃淡画像データの濃淡の変化が最も大きい
部分を、ボルト用ボックスのエッジ位置と判断する方法
である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for photographing a bolt box with a camera device and detecting a position of the bolt box based on the photographed image. Then, image processing is performed on an image photographed by the camera device to form a grayscale image having a plurality of gradations, and from this grayscale image data, grayscale image data for one line along a predetermined direction is acquired. This is a method in which a portion where the change in the shade of the shade image data of one line is the largest is determined as the edge position of the bolt box.
【0007】また、上記課題を解決するため、本発明の
第2の手段は、ボルト用ボックスをカメラ装置で撮影す
るとともにこの撮影画像に基づきボルト用ボックスの位
置を検出する方法であって、カメラ装置で撮影された撮
影画像に画像処理を施して複数階調の濃淡画像となし、
この濃淡画像データから、所定方向に沿う複数のライン
分の濃淡画像データを取得し、この取得された各ライン
分の濃淡画像データの濃淡の変化が最も大きい部分を考
慮して、ボルト用ボックスのエッジ位置と判断する方法
である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of photographing a box for a bolt with a camera device and detecting the position of the box for the bolt based on the photographed image. Image processing is performed on the image captured by the device to produce a multi-tone image,
From this grayscale image data, grayscale image data for a plurality of lines along a predetermined direction is acquired, and taking into account the portion where the grayscale change of the grayscale image data for each of the acquired lines is greatest, the bolt box This is a method of determining an edge position.
【0008】さらに、上記第1または第2の手段におい
て、濃淡画像データのラインにおける濃淡の変化位置を
求める際に、この変化位置を境として、両側にかつ所定
範囲に亘って濃淡データの和を求め、これら両濃淡デー
タの和同士を比較してボルト用ボックスのエッジ位置を
判断するようにしたボルト用ボックスの位置検出方法で
ある。Further, in the above-mentioned first or second means, when obtaining the position of the change in shading in the line of the shading image data, the sum of the shading data is determined on both sides and over a predetermined range with the change position as a boundary. This is a method for detecting the position of the bolt box by comparing the sum of the two shaded data and determining the edge position of the bolt box.
【0009】[0009]
【作用】上記の各構成によると、ボルト用ボックスの撮
影画像データを、その濃淡に応じて複数の階調で表わ
し、そしてこの複数の階調で表わされた画像データか
ら、1本または複数のライン上で画像データを取得し、
その濃淡の変化が非常に大きい部分を、ボルト用ボック
スのエッジ位置と判断するようにしたので、すなわちエ
ッジ位置を同一ライン上における濃淡の相対変化により
検出するようにしたので、照明の明るさまたは照明むら
などの影響を受けることなく、正確にエッジを検出する
ことができる。According to each of the above constructions, the photographed image data of the bolt box is represented by a plurality of gradations in accordance with the shading, and one or a plurality of the image data is represented by the plurality of gradations. Image data on the line
Since the portion where the change in shading is extremely large is determined as the edge position of the bolt box, that is, the edge position is detected by the relative change in shading on the same line, so that the brightness of the illumination or Edges can be accurately detected without being affected by uneven illumination or the like.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図6に基づ
き説明する。本実施例においては、図1に示すように、
シールド掘進機により掘削されたトンネルの内面に施工
されるセグメント1同士を連結する連結ボルト2を挿入
するための平面視矩形状のボルト用ボックス3の位置を
検出する場合について説明する。なお、ボルト用ボック
ス3の位置検出方法は、セグメント1同士の連結作業を
自動化するために必要となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIG.
A description will be given of a case where the position of the rectangular bolt box 3 in a plan view for inserting the connecting bolt 2 for connecting the segments 1 constructed on the inner surface of the tunnel excavated by the shield machine is described. The method of detecting the position of the bolt box 3 is necessary for automating the connection operation between the segments 1.
【0011】まず、この位置検出方法に使用される位置
検出装置を図2に基づき説明する。この位置検出装置
は、装置本体(図示せず)側に設けられて、セグメント
1に形成されたボルト用ボックス3を照射する照明具1
1と、この照明具11により明るくされたボルト用ボッ
クス3を撮影するカメラ装置12と、このカメラ装置1
2により撮影された画像データを入力するとともに、こ
の入力された画像データに基づき、所定の画像処理を施
す画像処理装置13と、この画像処理装置13で画像処
理が施された画像データを入力するとともにこの画像デ
ータに基づき、ボルト用ボックス3の位置を求める演算
処理装置14と、この演算処理装置14により求められ
たボルト用ボックス3のエッジ部を表示する表示装置1
5とから構成されている。First, a position detecting device used in the position detecting method will be described with reference to FIG. This position detecting device is provided on a device body (not shown) side and illuminates a bolt box 3 formed on a segment 1 with a lighting device 1.
1; a camera device 12 for photographing the bolt box 3 illuminated by the lighting device 11;
2. The image data captured by step 2 is input, and an image processing device 13 that performs predetermined image processing based on the input image data and the image data that has been subjected to image processing by the image processing device 13 are input. And an arithmetic processing unit 14 for obtaining the position of the bolt box 3 based on the image data, and a display device 1 for displaying the edge of the bolt box 3 obtained by the arithmetic processing unit 14.
And 5.
【0012】次に、カメラ装置12で得られた画像デー
タに所定の画像処理を施して、ボルト用ボックス3の位
置を検出する方法について説明する。まず、照明された
ボルト用ボックス3をカメラ装置12にて撮影し、この
撮影された濃淡画像データ(図3に示す)が画像処理装
置13に送られる。Next, a method for performing predetermined image processing on image data obtained by the camera device 12 and detecting the position of the bolt box 3 will be described. First, the illuminated bolt box 3 is photographed by the camera device 12, and the photographed gray image data (shown in FIG. 3) is sent to the image processing device 13.
【0013】この画像処理装置13では、送られた画像
データは、その濃淡に応じて、所定階調例えば256階
調にて表される。そして、図4に示すように、この25
6階調で表された濃淡画像データに基づき、ボルト用ボ
ックス3の一辺3bに沿う複数のラインL分の画像デー
タが取得され、これら各ラインLに沿った画像データが
演算処理装置14に送られる。In the image processing apparatus 13, the sent image data is represented by a predetermined gradation, for example, 256 gradations, according to the density. Then, as shown in FIG.
Image data for a plurality of lines L along one side 3b of the bolt box 3 is obtained based on the grayscale image data represented by six gradations, and the image data along each of the lines L is sent to the arithmetic processing unit 14. Can be
【0014】この演算処理装置14においては、図5に
示すように、取得された各ラインLの画像データaにつ
いて、その濃淡部(明暗部)が大きく変化する箇所(部
分)bが求められる。そして、これら各ラインLごとに
求められた変化する箇所bを連結すれば、ボルト用ボッ
クス3の一辺と直交する他辺すなわちエッジ3aの位置
を明確に知ることができる。In the arithmetic processing unit 14, as shown in FIG. 5, for the acquired image data a of each line L, a portion (portion) b where the shading portion (light and dark portion) greatly changes is obtained. Then, by connecting the changing portions b obtained for each of the lines L, the position of the other side orthogonal to one side of the bolt box 3, that is, the position of the edge 3a can be clearly known.
【0015】この時、エッジ3aの位置をより正確に検
出するために、図6に示すように、エッジ3aであると
判断された箇所bの、前後部分の画像データ、すなわち
濃い部分(暗い部分)の所定範囲の画像データcの和
と、淡い部分(明るい部分)の所定範囲の画像データd
の和とが、互いに比較される。At this time, in order to more accurately detect the position of the edge 3a, as shown in FIG. 6, the image data of the front and rear portions of the portion b determined to be the edge 3a, that is, the dark portion (dark portion) ) And image data d in a predetermined range of a light portion (bright portion).
Are compared with each other.
【0016】このように、濃淡の変化部の前後位置の画
像データの和を考慮してボルト用ボックス3のエッジ位
置を検出するようにしているため、ノイズによる画像デ
ータの急変による悪影響を防ぐことができる。As described above, since the edge position of the bolt box 3 is detected in consideration of the sum of the image data at the front and rear positions of the shading change portion, adverse effects due to sudden changes in image data due to noise can be prevented. Can be.
【0017】上述したように、ボルト用ボックス3の撮
影画像データを、その濃淡に応じて複数の階調で表し、
そしてこの複数の階調で表された画像データから、ボル
ト用ボックス3の一辺に沿う複数のラインL上で画像デ
ータを取得し、その濃淡の変化が非常に大きい箇所を、
ボルト用ボックス3のエッジ3aの位置と判断するよう
にしたので、すなわちエッジ部を同一ライン上の相対濃
度の比較により検出するようにしたので、照明の明るさ
または照明むらなどの影響を受けることなく、または汚
れなどの外乱の影響も少なく、正確にエッジを検出する
ことができる。勿論、複数のライン上で得られた濃淡の
変化箇所を繋ぎ合わせることにより、ボルト用ボックス
3のエッジ全体を検出することができる。この検出方法
を、ボルト用ボックス3の周囲に適用すれば、ボルト用
ボックス3の全体位置を知ることができる。As described above, the photographed image data of the bolt box 3 is represented by a plurality of gradations in accordance with the density.
Then, from the image data represented by the plurality of gradations, image data is acquired on a plurality of lines L along one side of the bolt box 3, and a portion where the change in shading is extremely large is determined.
Since the position of the edge 3a of the bolt box 3 is determined, that is, the edge is detected by comparing the relative densities on the same line, it may be affected by illumination brightness or illumination unevenness. The edge can be accurately detected without the influence of disturbance such as dirt or the like. Of course, the entire edge of the bolt box 3 can be detected by connecting the shading change points obtained on a plurality of lines. If this detection method is applied around the box 3 for bolts, the entire position of the box 3 for bolts can be known.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、ボ
ルト用ボックスの撮影画像データを、その濃淡に応じて
複数の階調で表わし、そしてこの複数の階調で表わされ
た画像データから、1本または複数のライン上で画像デ
ータを取得し、その濃淡の変化が非常に大きい部分を、
ボルト用ボックスのエッジと判断するようにしたので、
すなわちエッジを同一ライン上における濃淡の相対変化
(相対比較)により検出するようにしたので、照明の明
るさまたは照明むらなどの影響を受けることなく、また
は汚れなどの外乱の影響も少なく、正確にエッジを検出
することができる。As described above, according to the construction of the present invention, the photographed image data of the bolt box is represented by a plurality of gradations in accordance with the shading, and the image data represented by the plurality of gradations is represented. From, image data is acquired on one or more lines, and the part where the change in shading is extremely large is
Since it was decided to be the edge of the bolt box,
In other words, the edges are detected by the relative change (relative comparison) of shading on the same line, so that the edge is not affected by the brightness or unevenness of the illumination, or the influence of disturbance such as dirt is small, and the edge is accurately detected. Edges can be detected.
【図1】本発明の一実施例におけるボルト用ボックスを
示す図で、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は
断面図である。FIG. 1 is a view showing a bolt box according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a front view, (b) is a plan view, and (c) is a cross-sectional view.
【図2】同実施例におけるボルト用ボックスの位置検出
装置の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a bolt box position detecting device in the embodiment.
【図3】同実施例におけるボルト用ボックスの撮影画像
を示す。FIG. 3 shows a photographed image of a bolt box in the embodiment.
【図4】同実施例におけるボルト用ボックスの画像デー
タの取得ラインを示す。FIG. 4 shows an acquisition line of image data of a bolt box in the embodiment.
【図5】同実施例におけるボルト用ボックスの画像デー
タにおける濃淡状態を示す図で、(a)は取得ラインを
示し、(b)は取得ラインにおける濃淡状態を示すグラ
フである。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a light and shade state in the image data of the bolt box in the embodiment, wherein FIG. 5A is a graph showing an acquisition line, and FIG. 5B is a graph showing a light and shade state in the acquisition line.
【図6】同実施例における取得ラインにおける画像デー
タのエッジ付近を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the vicinity of an edge of image data on an acquisition line in the embodiment.
1 セグメント 3 ボルト用ボックス 3a エッジ 11 照明具 12 カメラ装置 13 画像処理装置 14 演算処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 segment 3 Bolt box 3a Edge 11 Illumination device 12 Camera device 13 Image processing device 14 Arithmetic processing device
Claims (3)
とともにこの撮影画像に基づきボルト用ボックスの位置
を検出する方法であって、カメラ装置で撮影された撮影
画像に画像処理を施して複数階調の濃淡画像となし、こ
の濃淡画像データから、所定方向に沿う1ライン分の濃
淡画像データを取得し、この取得された1ライン分の濃
淡画像データの濃淡の変化が最も大きい部分を、ボルト
用ボックスのエッジ位置と判断することを特徴とするボ
ルト用ボックスの位置検出方法。1. A method of photographing a bolt box with a camera device and detecting the position of the bolt box based on the photographed image, wherein the photographed image photographed by the camera device is subjected to image processing to obtain a plurality of gradations. A gray-scale image of one line along a predetermined direction is acquired from the gray-scale image data, and a portion of the obtained gray-scale image data of one line where the change of the gray scale is largest is used for the bolt. A method for detecting the position of a box for a bolt, comprising determining the position of an edge of the box.
とともにこの撮影画像に基づきボルト用ボックスの位置
を検出する方法であって、カメラ装置で撮影された撮影
画像に画像処理を施して複数階調の濃淡画像となし、こ
の濃淡画像データから、所定方向に沿う複数のライン分
の濃淡画像データを取得し、この取得された各ライン分
の濃淡画像データの濃淡の変化が最も大きい部分を考慮
して、ボルト用ボックスのエッジ位置と判断することを
特徴とするボルト用ボックスの位置検出方法。2. A method of photographing a bolt box with a camera device and detecting the position of the bolt box based on the photographed image, wherein the photographed image photographed by the camera device is subjected to image processing to obtain a plurality of gradations. From this grayscale image data, grayscale image data for a plurality of lines along a predetermined direction is obtained, and a portion where the change in grayscale of the obtained grayscale image data for each line is greatest is considered. And determining the edge position of the bolt box.
化位置を求める際に、この変化位置を境として、両側に
かつ所定範囲に亘って濃淡データの和を求め、これら両
濃淡データの和同士を比較してボルト用ボックスのエッ
ジ位置を判断することを特徴とする請求項1または2に
記載のボルト用ボックスの位置検出方法。3. A method for determining a position of a change in gray level in a line of gray image data, calculating a sum of the gray data on both sides and over a predetermined range with the change position as a boundary. The method for detecting the position of a bolt box according to claim 1, wherein the edge position of the bolt box is determined by comparison.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7134597A JP3004191B2 (en) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | Bolt box position detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7134597A JP3004191B2 (en) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | Bolt box position detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08326497A JPH08326497A (en) | 1996-12-10 |
| JP3004191B2 true JP3004191B2 (en) | 2000-01-31 |
Family
ID=15132120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7134597A Expired - Lifetime JP3004191B2 (en) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | Bolt box position detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004191B2 (en) |
-
1995
- 1995-06-01 JP JP7134597A patent/JP3004191B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08326497A (en) | 1996-12-10 |
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