CN110581945B - 控制系统、控制装置、图像处理装置以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制系统、控制装置、图像处理装置以及存储介质。本发明提供能够高精度定位对象物的控制系统。图像处理装置基于通过拍摄动作得到的图像，确定对象物的特征部分的位置。移动控制部基于由图像处理装置确定的位置控制移动机构，以使对象物的位置接近目标位置。推定部基于通过第一拍摄动作得到的图像确定的特征部分的位置以及来自移动机构的信息，推定之后的第二拍摄动作的曝光期间中的特征部分的移动轨迹。图像处理装置基于移动轨迹，对通过第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

Description

控制系统、控制装置、图像处理装置以及存储介质

技术领域

本技术涉及用于定位对象物的控制系统、控制装置、图像处理装置以及存储介质。

背景技术

在FA(工厂自动化)中，应用使对象物的位置与目标位置一致的各种技术(定位技术)。此时，作为用于测量对象物的位置相对于目标位置的偏差的方法，存在使用通过拍摄对象物从而得到的图像的方法。

在日本特开2014-203365号公报(专利文献1)中公开了下述控制系统：在变更对象物的位置的移动机构的移动过程中拍摄对象物，获取图像数据，基于图像数据中包含的特征部分的位置，将对象物定位于目标位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-203365号公报

专利文献2：日本特开2006-129236号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1所公开的技术中，使用对移动中的对象物进行拍摄得到的图像数据来确定特征部分的位置，因此能够使定位快速化。但是，由于是拍摄移动中的对象物，因此发生图像抖动。在使用发生图像抖动的图像数据来确定特征部分的位置的情况下，会降低特征部分的位置精度。其结果，定位精度也下降。

本发明就是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供能够高精度定位对象物的控制系统、控制装置、图像处理装置以及存储介质。

解决问题的技术方案

根据本公开的一个例子，控制使对象物移动的移动机构从而进行对象物的定位的控制系统具备图像处理装置、移动控制部以及推定部。图像处理装置获取针对对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定对象物的特征部分的位置。移动控制部基于由图像处理装置确定的特征部分的位置控制移动机构，以使对象物的位置接近目标位置。推定部基于特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过第一拍摄动作得到的图像、由图像处理装置确定的，该参照信息包含来自移动机构的信息以及由移动控制部生成的信息中的至少一项。图像处理装置基于移动轨迹，对通过第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

根据该公开，包含来自移动机构的信息以及由移动控制部生成的信息中的至少一项的参照信息是直接表示移动机构的移动的信息。因此，推定部能够高精度推定第二拍摄动作的曝光期间的特征部分的移动轨迹。由此，图像处理装置能够高精度进行图像的抖动修正，能够高精度确定特征部分的位置。其结果，能够高精度定位对象物。

根据本公开的一个例子，移动机构包含驱动对象物移动的电机。参照信息包含表示从第一拍摄动作开始的电机的驱动量的信息。

根据该公开，表示曝光期间的电机的驱动量的信息直接表示从第一拍摄动作开始的移动机构的移动量。因此，推定部能够进一步高精度推定第二拍摄动作的曝光期间的特征部分的移动轨迹。

根据本公开的一个例子，移动控制部针对每个控制周期，生成针对移动机构的移动指令。参照信息包含表示第一拍摄动作之后的、由移动控制部生成的移动指令的信息。

移动指令是用于使移动机构移动的指令，与移动机构的移动直接相关。因此，根据该公开，推定部能够进一步高精度推定第二拍摄动作的曝光期间的特征部分的移动轨迹。并且，推定部能够在与曝光期间的结束时刻重合的控制周期的开始时刻，推定该曝光期间的特征部分的移动轨迹。即，推定部能够在曝光期间结束前推定移动轨迹。因此，图像处理装置能够在第二拍摄动作结束后立即开始抖动修正。

根据本公开的一个例子，移动控制部基于由图像处理装置确定的位置相对于目标位置的偏差确定移动机构的目标轨道，控制移动机构按照决定的目标轨道移动。参照信息包含表示目标轨道的信息。

根据该公开，推定部能够在曝光期间结束前推定移动轨迹。因此，图像处理装置能够在第二拍摄动作结束后立即开始抖动修正。

根据本公开的一个例子，移动控制部针对每个控制周期，生成针对移动机构的速度指令，在与曝光期间重合的控制周期，生成一定的速度指令。

根据该公开，在曝光期间，特征部分等速移动。因此，能够缩短图像处理装置进行抖动修正的处理所需的时间。

根据本公开的一个例子，移动机构包含进行平移移动的第一机构以及进行旋转移动的第二机构。移动控制部在曝光期间使第二机构停止。

根据该公开，图像处理装置无需进行去除由旋转抖动引起的模糊的抖动修正。因此，可以缩短图像处理装置进行抖动修正的处理所需的时间。

根据本公开的一个例子，控制装置具备移动控制部、推定部以及指示部，该控制装置控制使对象物移动的移动机构以及图像处理装置从而进行对象物的定位，该图像处理装置获取针对对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定对象物的特征部分的位置。移动控制部基于由图像处理装置确定的特征部分的位置控制移动机构，以使对象物的位置接近目标位置。推定部基于特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过第一拍摄动作的图像、由图像处理装置确定的，该参照信息包含来自移动机构的信息以及由移动控制部生成的信息中的至少一项。指示部指示图像处理装置基于移动轨迹，对通过第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

根据本公开的一个例子，图像处理装置根据控制使移动对象物移动的移动机构的控制装置发出的指示，获取针对对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定对象物的特征部分的位置。控制装置基于由图像处理装置确定的特征部分的位置控制移动机构，以使对象物的位置接近目标位置。图像处理装置具备推定部以及修正部，推定部基于特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过第一拍摄动作得到的图像、由图像处理装置确定的，该参照信息包含来自移动机构的信息以及由控制装置生成的信息中的至少一项。修正部基于移动轨迹，对通过第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

根据本公开的一个例子，一种存储有程序的存储介质。该程序用于支持控制系统，控制系统控制使对象物移动的移动机构从而进行对象物的定位，该程序在计算机上执行第一至第三步骤。控制系统具备图像处理装置，该图像处理装置获取针对对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定对象物的特征部分的位置。第一步骤是基于由图像处理装置确定的特征部分的位置控制移动机构，以使对象物的位置接近目标位置的步骤。第二步骤是基于特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的特征部分的移动轨迹的步骤，该特征部分的位置是基于通过第一拍摄动作得到的图像、由图像处理装置确定的，该参照信息包含来自移动机构的信息以及通过控制步骤生成的信息中的至少一项。第三步骤是指示图像处理装置基于移动轨迹，对通过第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正的步骤。

通过上述公开，图像处理装置能够高精度进行图像的抖动修正，能够高精度确定对象物的位置。其结果，能够高精度定位对象物。

发明效果

根据本发明，能够高精度定位对象物。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的控制系统的整体结构的示意图。

图2是表示构成本实施方式所涉及的控制系统的图像处理装置的硬件结构的示意图。

图3是表示构成实施方式所涉及的控制系统的运动控制器的硬件结构的示意图。

图4是表示图1所示的控制系统的功能结构的框图。

图5是说明推定工件的移动量的方法的图。

图6是表示控制系统的定位处理的流程的一个例子的流程图。

图7是表示移动控制部进行移动机构的控制处理的流程的一个例子的流程图。

图8是表示变形例3所涉及的控制系统的功能结构的框图。

图9是表示目标轨道的一个例子的图。

图10是表示目标轨道决定部的处理的流程的流程图。

附图标记说明

1、1A 控 制系统，2 工件，4 曝光掩模，5a、5b 标记，32 修正部，34 位置确定部，41、41A 移动控制部，42 位置决定部，43 减法运算部，44、44A 运算部，45 指示部，46、46A推定部，47 目标轨道决定部，100 移动机构，110X X工作台，110Y Y工作台，110θ θ工作台，120X、120Y、120θ 伺服电机，130 编码器，200 驱动器单元，200X、200Y、200θ 伺服驱动器，300 视觉传感器，302a、302b 照相机，304 图像处理装置，310、414 处理器，312 RAM，314显示控制器，316 系统控制器，318 I/O控制器，320 硬盘，322 照相机接口，322a、322b 图像缓冲器，324 输入接口，326 运动控制器接口，328、428 通信接口，330、422 存储卡接口，332 显示部，334 键盘，336 存储卡，350、440 控制程序，400、400A 运动控制器，412 芯片组，416 非易失性存储器，418 主存储器，420 系统时钟，424 存储介质，430 内部总线控制器，432 DMA控制电路，434 内部总线控制电路，436 缓冲存储器，438 现场总线控制器。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中相同或者相当的部分标注同一符号并省略说明。

1.应用例

首先，说明本实施方式所涉及的控制系统的一个应用例。图1是表示本实施方式所涉及的控制系统1的整体结构的示意图。图1所示的控制系统1使用图像处理进行对准。典型地，对准是指在工业制品的制造过程等，将对象物(以下也称为“工件”)配置于生产线的原始位置的处理等。作为这种对准的一个例子，控制系统1在液晶面板的生产线中，在对玻璃基板即工件2进行电路图案的烧结处理前，控制工件2相对于曝光掩模4的定位。在工件2上，在预先设定的位置设置有用于定位的特征部分、即标记5a、5b。在控制系统1中，拍摄设置于工件2上的标记5b、5b，通过对拍摄到的图像进行图像处理，从而实现工件2的定位。

控制系统1具备移动机构100、驱动器单元200、视觉传感器300以及运动控制器400。

移动机构100使工件2移动。移动机构100只要是能够将工件2配置在目标位置的机构，可以具有任意的自由度。例如，移动机构100是能够使工件2进行水平方向的平移移动以及旋转移动的XYθ工作台。

图1所示例子的移动机构100包含X工作台110X、Y工作台110Y、θ工作台110θ、伺服电机120X、120Y、120θ。在图1所示的例子中，伺服电机120X、120Y、120θ分别由旋转式电机构成。伺服电机120X沿X轴方向平移驱动X工作台110X。伺服电机120Y沿Y轴方向平移驱动Y工作台110Y。伺服电机120θ以与Z轴平行的轴为中心旋转驱动θ工作台110θ。X工作台110X、Y工作台110Y、伺服电机120X、120Y构成进行平移移动的机构。θ工作台110θ以及伺服电机120θ构成进行旋转移动的机构。

驱动器单元200根据每个控制周期Ts接收的移动指令，对移动机构100进行反馈控制。如图1所示，驱动器单元200包含伺服驱动器200X、200Y以及200θ。伺服驱动器200X对伺服电机120X进行反馈控制，以使得X工作台110X的移动量接近移动指令。伺服驱动器200Y对伺服电机120Y进行反馈控制，以使得Y工作台110Y的移动量接近移动指令。伺服驱动器200θ对伺服电机120θ进行反馈控制，以使得θ工作台110θ的移动量接近移动指令。

视觉传感器300包含一个以上的照相机(图1的例子中是照相机302a、302b)以及图像处理装置304。图像处理装置304获取针对工件2在每个拍摄周期Tb通过照相机302a、302b的拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定工件2上的标记5a、5b的位置。

运动控制器400例如是PLC(可编程逻辑控制器)，进行各种FA控制。运动控制器400基于由图像处理装置304确定的标记5a、5b的位置来控制移动机构100，以使工件2的位置接近目标位置。具体来讲，运动控制器400针对每个控制周期Ts，生成用于使工件2的位置接近目标位置的移动指令，将生成的移动指令输出给驱动器单元200。

运动控制器400基于来自移动机构100的信息，生成表示照相机302a、302b的曝光期间的标记5a、5b的移动轨迹的轨迹信息。来自移动机构100的信息是表示移动机构100的移动量的信息，例如，是表示伺服电机120X、120Y、120θ的驱动量(此处为旋转量)的编码器值。

图像处理装置304使用由运动控制器400生成的轨迹信息，对由照相机302a、302b拍摄的图像进行抖动修正。由此，图像处理装置304能够高精度确定进行了抖动修正的图像中包含的标记5a、5b的位置。其结果，能够提高工件2的定位精度。

2.具体例

下面，说明本实施方式所涉及的控制系统1的具体例。

<2-1.图像处理装置的硬件结构>

图2是表示构成本实施方式所涉及的控制系统的图像处理装置的硬件结构的示意图。参照图2，典型地，图像处理装置304具有遵从通用计算机架构的构造，通过处理器执行预先安装的程序从而实现后面所述的各种图像处理。

更具体来讲，图像处理装置304包含CPU(Central Processing Unit)和MPU(Micro-Processing Unit)等的处理器310、RAM(Random Access Memory)312、显示控制器314、系统控制器316、I/O(Input Output)控制器318、硬盘320、照相机接口322、输入接口324、运动控制器接口326、通信接口328以及存储卡接口330。这些各个部分以系统控制器316为中心，以彼此可进行数据通信的方式连接。

处理器310与系统控制器316之间交换程序(代码)等，将它们按照规定顺序执行，从而实现目的运算处理。

系统控制器316将处理器310、RAM312、显示控制器314以及I/O控制器318分别通过总线连接，在各个部分之间进行数据交换等，并且，管理图像处理装置304整体的处理。

典型地，RAM312是DRAM(Dynamic Random Access Memory)等易失性存储装置，保存从硬盘320读出的程序、由照相机302a、302b获取的图像(图像数据)、对图像的处理结果、以及工件数据等。

显示控制器314与显示部332连接，根据来自系统控制器316的内部命令，将用于显示各种信息的信号输出给显示部332。

I/O控制器318控制与图像处理装置304连接的记录介质、外部机器之间的数据交换。更具体来讲，I/O控制器318与硬盘320、照相机接口322、输入接口324、运动控制器接口326、通信接口328以及存储卡接口330连接。

典型地，硬盘320是非易失性的磁存储装置，除了处理器31执行的控制程序350以外，还存储各种设定值等。安装于该硬盘320的控制程序350以存储于存储卡336等的状态流通。此外，也可以取代硬盘320而采用闪存等半导体存储装置、DVD-RAM(Digital VersatileDisk Random Access Memory)等光学存储装置。

照相机接口322相当于接收拍摄工件生成的图像数据的输入部，对处理器310与照相机302a、302b之间的数据传输进行中介。照相机接口322包含用于分别暂时存储来自照相机302a、302b的图像数据的图像缓冲器322a、322b。可以针对多个照相机设置可在照相机之间共享的单个图像缓冲器，但是，为了使处理快速化，优选与每个照相机相关联地独立配置多个。

输入接口324对处理器310与键盘334、鼠标、触摸面板、专用控制台等输入装置之间的数据传输进行中介。

运动控制器接口326对处理器310与运动控制器400之间的数据传输进行中介。

通信接口328对处理器310与未图示的其他个人计算机、服务器装置等之间的数据传输进行中介。典型地，通信接口328由以太网(注册商标)、USB(Universal Serial Bus)等构成。

存储卡接口330对处理器310与记录介质即存储卡336之间的数据传输进行中介。在存储卡336中，图像处理装置304执行的控制程序350等以存储的状态流通，存储卡接口330从该存储卡336读出控制程序。存储卡336由SD(Secure Digital)等通用半导体存储装置、软盘(Flexible Disk)等磁记录介质、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)等光学记录介质等构成。或者，也可以将经由通信接口328从发布服务器等下载的程序安装在图像处理装置304中。

在使用具有上述的通用计算机架构的计算机的情况下，在用于提供本实施方式的功能的应用之外，还可以安装用于提供计算机的基本功能的OS(Operating System)。在该情况下，本实施方式的控制程序可以按照规定的顺序和/或时刻，调用作为OS的一部分提供的程序模块中的必要模块并执行处理。

并且，本实施方式的控制程序可以嵌入其他程序的一部分而提供。在该情况下，程序自身中并不包含上述组合的其他程序中包含的模块，与该其他程序配合执行处理。即，作为本实施方式的控制程序，可以是上述的嵌入其他程序的形态。

此外，可代替地，可以将通过执行控制程序提供的功能的一部分或者全部作为专用的硬件电路安装。

<2-2.运动控制器的硬件结构>

图3是表示构成实施方式所涉及的控制系统的运动控制器400的硬件结构的示意图。运动控制器400包含芯片组412、处理器414、非易失性存储器416、主存储器418、系统时钟420、存储卡接口422、通信接口428、内部总线控制器430以及现场总线控制器438。芯片组412与其他组件之间分别经由各种总线结合。

典型地，处理器414以及芯片组412具有遵从通用计算机架构的结构。即，处理器414解析并执行从芯片组412按照内部时钟依次供给的命令码。芯片组412与连接的各种组件之间交换内部的数据，并且，生成处理器414所需的命令码。系统时钟420产生预先设定周期的系统时钟并提供给处理器414。芯片组412具有缓存处理器414执行运算处理的结果得到的数据等的功能。

运动控制器400具有非易失性存储器416以及主存储器418作为存储单元。非易失性存储器416除了处理器414执行的控制程序440以外，还以非易失性的方式保存数据定义信息、日志信息等。控制程序440在存储于记录介质424等的状态下流通。主存储器418是易失性的存储区域，保存处理器414应执行的各种程序，并且，还作为执行各种程序时的作业用存储器使用。

运动控制器400具有通信接口428以及内部总线控制器430作为通信单元。这些通信电路进行数据的收发。

通信接口428与图像处理装置304之间交换数据。内部总线控制器430控制经由内部总线的数据的交换。更具体来讲，内部总线控制器430包含缓冲存储器436、DMA(DynamicMemory Access)控制电路432以及内部总线控制电路434。

存储卡接口422将相对于运动控制器400可装卸的记录介质424以及处理器414连接起来。

现场总线控制器438是用于与现场网络连接的通信接口。运动控制器400经由现场总线控制器438与伺服驱动器200X、200Y、200θ连接。该现场网络采用例如EtherCat(注册商标)、EtherNet/IP(注册商标)、CompoNet(注册商标)等。

<2-3.图像处理装置的功能结构>

图4是表示图1所示的控制系统1的功能结构的框图。图像处理装置304从运动控制器400接收到拍摄触发信号TR时，控制照相机302a、302b进行拍摄动作，获取通过拍摄动作得到的图像。如图4所示，图像处理装置304包含修正部32以及位置确定部34。

<2-3-1.修正部>

修正部32使用从运动控制器400接收到的轨迹信息，进行从由照相机302a、302b拍摄的图像中去除因图像抖动导致的模糊的抖动修正。轨迹信息是表示曝光期间中的标记5a、5b在图像上的移动轨迹的信息。

修正部32基于轨迹信息所示的标记5a、5b的移动轨迹，使用例如日本特开2006-129236号公报(专利文献2)等记载的已知技术进行抖动修正。

具体来讲，修正部32基于标记5a的移动轨迹，创建点扩散函数(Point SpreadFunction)。点扩散函数是用于根据不存在因图像抖动引起的模糊的图像生成存在因图像抖动引起的模糊的图像的空间滤波器。修正部32求出具有点扩散函数的逆特性的修正函数，使用该修正函数，能够从通过照相机302a的拍摄动作得到的图像中去除因图像抖动引起的模糊。例如，修正部32从图像中去除从曝光开始时刻开始的图像抖动引起的模糊，从而能够生成与曝光开始时刻的标记5a的状态接近的图像。同样，修正部32基于标记5b的移动轨迹，对通过照相机302b的拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

<2-3-2.位置确定部>

位置确定部34确定由照相机302a拍摄的图像中包含的标记5a的位置(下面称为“测量位置PSa”)。位置确定部34确定由照相机302b拍摄的图像中包含的标记5b的位置(下面称为“测量位置PSb”)。位置确定部34使用已知的模式识别技术，从图像中识别标记5a、5b，测量识别的标记5a、5b的坐标。通过照相机302a、302b的本地坐标系分别表示标记5a、5b的坐标。位置确定部34将确定的标记5a的测量位置PSa、PSb的坐标输出给运动控制器400。

在修正部32从运动控制器400接收到轨迹信息的情况下，位置确定部34从修正部32进行了抖动修正的图像中分别搜索标记5a、5b。在修正部32没有从运动控制器400接收到轨迹信息的情况下，位置确定部34从由照相机302a、302b拍摄的图像中搜索标记5a、5b。

<2-4.运动控制器的功能结构>

参照图4，运动控制器400具备移动控制部41、指示部45以及推定部46。通过图3所示的处理器414执行控制程序440从而实现移动控制部41、指示部45以及推定部46。

另外，如图4所示，移动机构100包含编码器130。编码器130分别产生与伺服电机120X、120Y、120θ的移动量对应的脉冲信号。编码器130对与伺服电机120X对应的脉冲信号中包含的脉冲数进行计数，从而测量X工作台110X从初始位置沿X方向的平移移动量，作为编码器值PVmX。脉冲数的计数值与移动量通过规定的系数相关联。因此，编码器130将脉冲数的计数值乘以该系数，从而能够测量移动量。同样，编码器130测量Y工作台110Y从初始位置沿Y方向的平移移动量，作为编码器值PVmY，并且，测量θ工作台110θ从初始位置的旋转移动量，作为编码器值PVmθ。编码器130按照与控制周期Ts相同的周期，测量并输出编码器值PVmX、PVmY、PVmθ。

<2-3-1.移动控制部>

移动控制部41基于由图像处理装置304确定的、标记5a的测量位置PSa以及标记5b的测量位置PSb控制移动机构100，以使工件2的位置接近目标位置SP。

针对每个生产工序，预先设定了工件2的目标位置SP。例如，标记5a与标记5b的中点位于预先设定的坐标，并且，将连接标记5a以及标记5b的直线与X轴或者Y轴所呈的角度为预先设定的角度的工件2的位置设定为目标位置SP。

或者，照相机302a、302b也可以与工件2的标记5a、5b一起地拍摄设置于曝光掩模4(参照图1)的两个目标标记。在该情况下，根据拍摄的图像中包含的该两个目标标记的位置，设定目标位置SP。例如，将标记5a与两个目标标记中的一个一致、并且标记5b与两个目标标记中的另一个一致的工件2的位置设定为目标位置SP。

移动控制部41基于由图像处理装置304确定的标记5a的测量位置PSa以及标记5b的测量位置PSb，生成用于使工件2的位置接近目标位置SP的移动指令。

针对每个拍摄周期Tb，确定测量位置PSa、PSb。另一方面，针对每个控制周期Ts，生成移动指令。作为一个例子，拍摄周期Tb随着拍摄状况等变动，例如大约是60ms。控制周期Ts是固定的，例如是1ms。这样，拍摄周期Tb比控制周期Ts长。因此，如果仅使用由图像处理装置304确定的测量位置PSa、PSb控制移动机构100，则容易产生超调以及振动。为了避免这种超调以及振动，移动控制部41使用测量位置PSa、PSb、编码器值PVmX、PVmY、PVmθ，决定工件2的推定位置PV，基于推定位置PV生成控制指令。

如图4所示，移动控制部41包含位置决定部42、减法运算部43以及运算部44。

位置决定部42基于由图像处理装置304确定的标记5a的测量位置PSa以及标记5b的测量位置PSb、编码器值PVmX、PVmY、PVmθ，针对每个控制周期Ts决定工件2的推定位置PV。在后面的动作例中详细说明推定位置PV的决定方法。

减法运算部43输出推定位置PV相对于目标位置SP的偏差。运算部44进行运算(例如P运算、PID运算等)，针对每个控制周期Ts，计算移动指令MVX、MVY、MVθ，以使得推定位置PV相对于目标位置SP的偏差收敛为0。移动指令MVX是针对X工作台110X的移动指令。移动指令MVY是针对Y工作台110Y的移动指令。移动指令MVθ是针对θ工作台110θ的移动指令。运算部44将计算出的移动指令MVX、MVY、MVθ分别输出给伺服驱动器200X、200Y、200θ。移动指令MVX、MVY、MVθ例如是位置指令或者速度指令。

<2-3-2.指示部>

指示部45向视觉传感器300输出动作指示。指示部45根据拍摄周期Tb，将拍摄触发信号TR输出给图像处理装置304。由此，接收到拍摄触发信号的图像处理装置304控制照相机302a、302b，曝光预先设定的曝光时间Ta。其中，从指示部45输出拍摄触发信号TR直到照相机302a、302b开始曝光，会产生一定的延迟时间。可以预先通过试验等确认该延迟时间。

并且，指示部45在推定部46生成了后面所述的轨迹信息时，指示图像处理装置304使用该轨迹信息进行图像的抖动修正。

<2-3-3.推定部>

推定部46基于编码器值PVmX、PVmY、PVmθ，推定照相机302a、302b的曝光期间中的工件2的标记5a、5b在图像上的移动轨迹。下面，说明推定部46推定标记5a、5b在图像上的移动轨迹的推定工序。

推定部46基于从指示部45输出拍摄触发信号TR的时刻(下面称为“触发信号输出时刻”)，计算照相机302a、302b的各拍摄时刻的曝光开始时刻以及曝光结束时刻。具体来讲，推定部46计算在触发信号输出时刻经过了预先确认的上述延迟时间的时刻，作为曝光开始时刻。然后，推定部46计算从曝光开始时刻经过了曝光时间Ta的时刻，作为曝光结束时刻。在本实施方式中，曝光时间Ta是控制周期Ts的整数倍的时间。

推定部46确定第k次(k是2以上的整数)的拍摄动作的曝光期间中的控制周期Ts间隔的多个时刻。具体来讲，在曝光时间Ta为控制周期Ts的n倍的情况下，推定部46确定从第k次(k是2以上的整数)的拍摄动作的曝光开始时刻(下面称为“时刻tk0”)到曝光结束时刻(下面称为“时刻tkn”)为止的n+1个时刻tki(i是0～n的整数))。时刻tk(i+1)是从时刻tki经过了控制周期Ts的时刻。

推定部46推定从第(k-1)次的拍摄动作的曝光开始时刻(下面称为“时刻t(k-1)”)到时刻tki(i是0～n的整数))之间的工件2的移动量Δpi＝(ΔXi，ΔYi，Δθi)。ΔXi表示X工作台110X沿X方向的平移移动量。ΔYi表示Y工作台110Y沿Y方向的平移移动量。Δθi表示θ工作台110θ的旋转移动量。

图5是说明推定从时刻t(k-1)到时刻tki之间的工件2的移动量的方法的图。如图5所示，推定部46基于时刻t(k-1)的编码器值PVm(k-1)以及时刻tki的编码器值PVm(ki)，推定移动量Δpi。此外，时刻tj的PVm(j)通过(PVmX(j)，PVmY(j)，PVmθ(j))表示。PVmX(j)，PVmY(j)，PVmθ(j)分别是时刻tj从编码器130输出的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ。或者说，在时刻tj与编码器130的检测时刻偏离的情况下，PVmX(j)是接近时刻tj的两个检测时刻从编码器130输出的编码器值PVmX的内插插值。同样，PVmY(j)是接近时刻tj的两个检测时刻从编码器130输出的编码器值PVmY的内插插值。PVmθ(j)是接近时刻tj的两个检测时刻从编码器130输出的编码器值PVmθ的内插插值。后面说明内插插值的计算方法。

推定部46推定时刻t(k-1)的编码器值PVm(k-1)与时刻tki的编码器值PVm(ki)的差值，作为从时刻t(k-1)0到时刻tki之间的工件2的移动量Δpi。即，推定部46根据以下式子(1)，推定移动量Δpi。

Δpi＝(ΔXi，ΔYi，Δθi)

＝(PVmX(ki)-PVmX(k-1)，PVmY(ki)-PVmY(k-1)，PVmθ(ki)-PVmθ(k-1)…式子(1)

推定部46针对时刻tk0、…、tkn，分别推定移动量Δp0、…、Δpn。

推定部46基于通过第(k-1)次的拍摄动作得到的图像确定的标记5a的测量位置PSa以及移动量Δpi，预测时刻tki的标记5a的预测位置PEai。

推定部46将从图像处理装置304接收到的测量位置PSa的坐标(照相机302a的本地坐标系)变换成世界坐标系(移动机构100的机械坐标系)的坐标。推定部46使用将照相机302a的本地坐标系与世界坐标系相关联的第一校准数据，求出世界坐标系中的测量位置PSa的XY坐标(xsa，ysa)。

推定部46使用从按照移动量Δpi＝(ΔXi，ΔYi，Δθi)移动了工件2时的测量位置PSa向预测位置PEai的变换式，求出世界坐标系中的预测位置PEai的坐标。变换式通过下面的式子(2)表示。

Eai＝Ti(Rai(Sa))…式子(2)

在式子(2)中，Sa表示世界坐标系中的测量位置PSa的X坐标xsa以及Y坐标ysa的转置矩阵、即(xsa，ysa)^T。Ra()表示与旋转移动对应的变换式，基于θ工作台110θ的旋转中心与测量位置PSa的距离以及θ工作台110θ的旋转移动量Δθi确定。Ti()表示与平移移动对应的变换式，根据X工作台110X的移动量ΔXi以及Y工作台110Y的移动量ΔYi确定。Eai表示世界坐标系中的预测位置PEai的X坐标xeai以及Y坐标yeai的转置矩阵、即(xeai，yeai)^T。

推定部46使用第一校准数据，将世界坐标系中的预测位置PEai的坐标逆变换成与照相机302a对应的本地坐标系的坐标。由此，推定部46能够得到本地坐标系中的预测位置PEai的坐标。由此，推定部46针对时刻tk0、…、tkn，分别计算预测位置PEa0、…、PEan的坐标。

通过同样的方法，推定部46预测时刻tki的标记5b的预测位置PEbi。即，推定部46将从图像处理装置304接收到的测量位置PSb的坐标(照相机302b的本地坐标系)变换成世界坐标系的坐标。推定部46使用将照相机302b的本地坐标系与世界坐标系相关联的第二校准数据，求出世界坐标系中的测量位置PSb的XY坐标(xsb，ysb)。

推定部46使用按照移动量Δpi＝(ΔXi，ΔYi，Δθi)移动了工件2时的测量位置PSb向预测位置PEbi的变换式，求出世界坐标系中的预测位置PEbi的坐标。变换式通过下面的式子(3)表示。

Ebi＝Ti(Rbi(Sb))…式子(3)

在式子(3)中，Sb表示世界坐标系中的测量位置PSb的X坐标xsb以及Y坐标ysb的转置矩阵、即(xsb，ysb)^T。Rbi()表示与旋转移动对应的变换式，基于θ工作台110θ的旋转中心与测量位置PSb的距离以及θ工作台110θ的旋转移动量Δθi确定。Ti()表示与平移移动对应的变换式，根据X工作台110X的移动量ΔXi以及Y工作台110Y的移动量ΔYi确定。Ebi表示世界坐标系中的预测位置PEai的X坐标xebi以及Y坐标yebi的转置矩阵、即(xebi，yebi)^T。

推定部46使用第二校准数据，将世界坐标系中的预测位置PEbi的坐标变换成照相机302b对应的本地坐标系的坐标。由此，推定部46能够得到本地坐标系中的预测位置PEbi的坐标。这样，推定部46针对时刻tk0、…、tkn，分别计算预测位置PEb0、…、PEbn的坐标。

预测位置PEa0、…、PEan的坐标(本地坐标系)表示时刻tk0、…、tkn的图像上的标记5a的预测位置的坐标。因此，推定部46推定将预测位置PEa0、…、PEan按照该顺序连接的轨迹，作为第k次的照相机302a的拍摄动作的曝光期间的标记5a在图像上的移动轨迹。推定部46生成表示将预测位置PEa0、…、PEan按照该顺序连接的轨迹的函数，作为标记5a的轨迹信息。函数可以表示将连续的两个预测位置彼此连接的直线，也可以表示预测位置PEa0、…、PEan的近似曲线。

预测位置PEb0、…、PEbn的坐标(本地坐标系)表示时刻tk0、…、tkn的图像上的标记5b的预测位置的坐标。因此，推定部46推定将预测位置PEb0、…、PEbn按照该顺序连接的轨迹，作为第k次的照相机302b的拍摄动作的曝光期间的标记5b在图像上的移动轨迹。推定部46生成表示将预测位置PEb0、…、PEbn按照该顺序连接的轨迹的函数，作为标记5b的轨迹信息。函数可以表示将连续的两个预测位置彼此连接的直线，也可以表示预测位置PEb0、…、PEbn的近似曲线。

此外，在曝光时间Ta为控制周期Ts的1(＝n)倍的情况下，推定部46分别预测第k次的拍摄动作的曝光开始时刻(时刻tk0)以及曝光结束时刻(时刻tk1)的标记5a的预测位置PEa0以及预测位置PEa1。在该情况下，第k次的照相机302a的拍摄动作的曝光期间的标记5a在图像上的移动轨迹通过以预测位置PEa0为起点、以预测位置PEa1为终点的矢量表示。同样，推定部46分别预测曝光开始时刻(时刻tk0)以及曝光结束时刻(时刻tk1)的标记5b的预测位置PEb0以及预测位置PEb1。并且，第k次的照相机302b的拍摄动作的曝光期间的标记5b在图像上的移动轨迹通过以预测位置PEb0为起点、以预测位置PEb1为终点的矢量表示。

3动作例

<3-1.控制系统的定位处理的流程>

参照图6，说明控制系统1的定位处理的流程的一个例子。图6是表示控制系统的定位处理的流程的一个例子的流程图。

首先，在步骤S1，运动控制器400将推定位置PV以及编码器值PVmX、PVmY、PVmθ初始化。然后，在步骤S2，当工件2载置于移动机构100上时，指示部45向视觉传感器300输出拍摄触发信号TR。由此，在移动机构100停止的状态下，照相机302a、302b对工件2进行第一次的拍摄动作。

然后，在步骤S3，图像处理装置304确定通过照相机302a的拍摄动作得到的图像中包含的标记5a的测量位置PSa以及通过照相机302b的拍摄动作得到的图像中包含的标记5b的测量位置PSb。然后，在步骤S4，移动控制部41开始移动机构100的移动控制。

然后，在步骤S5，移动控制部41判断推定位置PV相对于目标位置SP的偏差是否小于阈值。可以根据要求的定位精度，预先设定阈值。在推定位置PV相对于目标位置SP的偏差小于阈值的情况下(步骤S5为是)，移动控制部41结束移动机构100的移动控制。由此，结束定位处理。

在推定位置PV相对于目标位置SP的偏差不小于阈值的情况下(步骤S5为否)，针对每个拍摄周期Tb，重复步骤S6～步骤S10的处理。此外，在步骤S6～S10的期间，同时执行移动控制部41的移动控制。

在步骤S6，指示部45判断当前时刻是否是拍摄触发信号TR的输出时刻。可以根据拍摄周期Tb，设定拍摄触发信号TR的输出时刻。在当前时刻不是拍摄触发信号TR的输出时刻的情况下(步骤S6为否)，处理返回至步骤S5。

在当前时刻是拍摄触发信号TR的输出时刻的情况下(步骤S6为是)，指示部45将拍摄触发信号TR输出给图像处理装置304。由此，在步骤S7，接收到拍摄触发信号TR的图像处理装置304控制照相机302a、302b进行拍摄，获取由照相机302a、302b拍摄的图像。

然后，在步骤S8，推定部46分别推定照相机302a、302b的曝光期间中的标记5a、5b在图像上的移动轨迹，生成表示推定的移动轨迹的轨迹信息。然后，指示部45指示图像处理装置304使用生成的轨迹信息进行图像的抖动修正。

然后，在步骤S9，图像处理装置304的修正部32使用轨迹信息，对由照相机302a、302b拍摄的图像进行抖动修正。在步骤S10，位置确定部34分别确定进行了抖动修正的图像中包含的标记5a、5b的测量位置PSa、PSb。在步骤S10之后，处理返回至步骤S5。

<3-2.移动控制部的处理>

图7是表示移动控制部进行移动机构的控制处理的流程的一个例子的流程图。首先，在步骤S11，位置决定部42获取由图像处理装置304确定的最新的测量位置PSa、PSb。在步骤S12，位置决定部42获取用于计算测量位置PSa、PSb的拍摄时刻。例如，位置决定部42可以获取由推定部46计算的曝光开始时刻，作为拍摄时刻。

然后，在步骤S13，位置决定部42获取接近拍摄时刻的多个时刻的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ。

然后，在步骤S14，位置决定部42计算多个时刻的编码器值PVmX的内插插值，将该内插插值作为拍摄时刻的编码器值PVmsX。同样，位置决定部42计算多个时刻的编码器值PVmY的内插插值，将该内插插值作为拍摄时刻的编码器值PVmsY。位置决定部42计算多个时刻的编码器值PVmθ的内插插值，将该内插插值作为拍摄时刻的编码器值PVmsθ。

具体来讲，位置决定部42以下述方式计算内插插值。将在检测时刻t(j)由编码器130检测到的编码器值PVmX作为编码器值PVmX(j)。位置决定部42确定接近拍摄时刻tvi的两个时刻，例如，在时间轴上确定夹着拍摄时刻tvi的检测时刻t(q)以及检测时刻t(q+1)。

位置决定部42获取检测时刻t(q)的编码器值PVmX(q)以及检测时刻t(q+1)的编码器值PVmX(q+1)。过去检测到的编码器值存储在运动控制器400的存储部(例如非易失性存储器416或者主存储器418(参照图3)。

位置决定部42使用编码器值PVmX(q)与编码器值PVmX(q+1)的内插插值，计算拍摄时刻tvi的编码器值PVmsX(vi)。具体来讲，位置决定部42使用下面的式子(4)，计算拍摄时刻tvi的编码器值PVmsX(vi)。

PVmsX(vi)＝PVmX(q)+Kk*(PVmX(q+1)-PVmX(q))…(4)

其中，Kk是内插插值系数。将控制周期设置为Ts，将编码器值PVmX的传输延迟时间设置为Ted，将拍摄触发信号TR的传输延迟时间设置为Tsd，在Ts-Ted≤Tsd<2Ts-Ted的情况下，内插插值系数Kk使用下面的式子(5)计算。

Kk＝{Tsd-(Ts-Ted)}/Ts…(5)

通过使用这种内插插值的计算方法，能够高精度计算拍摄时刻tvi的编码器值PVmsX(vi)。同样，可以计算拍摄时刻tvi的编码器值PVmsY(vi)、PVmsθ(vi)。此外，在拍摄时刻与编码器值的计算时刻一致的情况下，直接使用该编码器值即可。

然后，在步骤S15，位置决定部42使用最新的测量位置PSa、PSb、拍摄时刻之后的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ、拍摄时刻的编码器值PVmsX、PVmsY、PVmsθ，计算推定位置PV。

具体来讲，向沿X方向按照(PVmX-PVmsX)进行平移移动、沿Y方向按照(PVmY-PVmsY)进行平移移动、按照(PVmθ-PVmsθ)进行旋转移动时的仿射变换式中输入测量位置PSa，计算仿射变换后的位置PSwa。同样，向该仿射变换式中输入测量位置PSb，计算仿射变换后的位置PSwb。位置决定部42决定标记5a位于位置PSwa、标记5b位于位置PSwb时的工件2的位置，作为推定位置PV。即，位置决定部42计算位置PSwa与位置PSwb的中点的坐标、位置PSwa以及位置PSwb连接的直线与X轴或者Y轴所呈的角度，作为确定推定位置PV的信息。

然后，在步骤S16，运算部44基于推定位置PV相对于目标位置SP的偏差，例如通过P运算，生成移动指令MVX、MVY、MVθ，分别输出给伺服驱动器200X、200Y、200θ。

通过执行这种处理，运动控制器400在输出基于图像处理的高精度的测量位置PSa、PSb的时刻，使用该高精度的测量位置PSa、PSb计算推定位置PV，能够实现高精度的定位控制。其中，输入测量位置PSa、PSb的时间间隔是拍摄周期Tb，比输入编码器值PVmX、PVmY、PVmθ的控制周期Ts长。但是，在时间轴上相邻的测量位置PSa、PSb的输入时刻间，位置决定部42在输入周期较短的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ的每个输入时刻，决定推定位置PV，进行移动机构100的移动控制。由此，能够进行高精度且短周期的定位控制。并且，位置决定部42进行使用上述简单四则运算的处理。因此，能够通过简单的结构以及处理来实现快速且高精度的定位。

<3-3.作用、效果>

如上所述，控制系统1具备图像处理装置304以及移动控制部41。图像处理装置304获取针对工件2在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，分别确定工件2的标记5a、5b的测量位置PSa、PSb。移动控制部41基于由图像处理装置304确定的测量位置PSa、PSb控制移动机构100，以使工件2的位置接近目标位置SP。并且，控制系统1具备推定部46。推定部46基于测量位置PSa、PSb以及参照信息，推定第k次的拍摄动作的曝光期间中的标记5a、5b的移动轨迹，其中，测量位置PSa、PSb是基于通过第(k-1)次的拍摄动作得到的图像确定的，参照信息包含来自移动机构100的信息。图像处理装置304基于标记5a、5b的移动轨迹，对通过第k次的拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

来自移动机构100的信息是直接表示移动机构100的移动的信息。因此，轨迹信息可以高精度表示照相机302a、302b的曝光期间的标记5a、5b的移动轨迹。由此，图像处理装置304能够高精度进行图像的抖动修正，能够高精度确定标记5a、5b的位置。其结果，能够高精度定位工件2。

来自移动机构100的信息是分别表示用于驱动工件2移动的伺服电机120X、120Y、120θ的旋转量的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ。照相机302a、302b的曝光期间的编码器值PVmX、PVmY、PVmθ直接表示移动机构100的移动量。因此，由推定部46生成的轨迹信息可以高精度表示曝光期间的标记5a、5b的移动轨迹。

4变形例

<4-1.变形例1>

推定部46也可以获取第(k-1)次的拍摄动作之后的由移动控制部41生成的移动指令MVX、MVY、MVθ，作为参照信息，基于移动指令MVX、MVY、MVθ，生成轨迹信息。

载置有工件2的移动机构100按照移动指令MVX、MVY、MVθ移动。因此，从第(k-1)次的拍摄动作的曝光开始时刻(时刻t(k-1))到第k次的拍摄动作的曝光期间中的时刻tki(i是0～n的整数))的期间的工件2沿X方向的平移移动量ΔXi可以根据该期间生成的移动指令MVX进行推定。同样，从时刻t(k-1)到时刻tki的期间的工件2的Y方向的移动量ΔYi可以根据该期间生成的移动指令MVY进行推定。从时刻t(k-1)到时刻tki的期间的工件2的旋转移动量Δθi可以根据该期间生成的移动指令MVθ进行推定。

对于推定部46，例如，在移动指令MVX是速度指令、将时刻t的移动指令MVX的值设置为MVX(t)的情况下，根据下面的式子(6)，计算从时刻t(k-1)到时刻tki的期间的X方向的平移移动量ΔXi。在控制周期Ts期间，MVX(t)是一定的。

[数式1]

同样，推定部46根据下面的式子(7)、(8)，计算从时刻t(k-1)到时刻tki的期间的Y方向的平移移动量ΔYi以及旋转移动量Δθi。在式子(7)中，MVY(t)表示时刻t的移动指令MVY的值。在式子(8)中，MVθ(t)表示时刻t的移动指令MVθ的值。移动指令MVY、MVθ是速度指令，MVY(t)以及MVθ(t)在控制周期Ts的期间是一定的。

[数式2]

推定部46使用通过上述方式计算出的ΔXi、ΔYi、Δθi，推定移动轨迹即可。

根据变形例1所涉及的控制系统，在与曝光结束时刻重合的控制周期Ts的开始时刻，推定部46能够生成轨迹信息。即，推定部46能够在曝光结束时刻之前，生成轨迹信息。因此，图像处理装置304的修正部32能够立即对由照相机302a、302b拍摄的图像进行抖动修正。由此，能够缩短从输出拍摄触发信号TR到确定测量位置PSa、PSb的时间。

<4-2.变形例2>

推定部46可以将第k次的拍摄动作的曝光期间中的时刻tki(i是0～n的整数))分为前半部分(时刻tki(i是0～s的整数(s是1以上、小于n的整数))以及后半部分(时刻tki(i是s+1～n的整数)。推定部46使用编码器值，计算从第(k-1)次的拍摄动作的曝光开始时刻(时刻t(k-1))到前半部分的时刻tki(i是0～s的整数))的期间的工件2的移动量Δpi。推定部46与变形例1同样地使用移动指令MVX、MVY、MVθ，计算从时刻t(k-1)到后半部分的时刻tki(i是s+1～n的整数))的期间的工件2的移动量Δpi。

由此，通过轨迹信息表示的移动轨迹与变形例1所涉及的控制系统相比，更接近标记5a、5b的实际轨迹。其结果，由图像处理装置304的修正部32进行了抖动修正的图像更加鲜明，能够提高定位精度。并且，与变形例1同样，推定部46能够在曝光结束时刻之前生成轨迹信息。因此，能够缩短从输出拍摄触发信号TR到确定测量位置PSa、PSb的时间。

<4-3.变形例3>

在上述说明中，移动控制部41生成移动指令MVX、MVY、MVθ，以使得推定位置PV接近目标位置SP。但是，也可以决定用于使工件2更顺畅移动的移动机构100的目标轨道，根据决定的目标轨道控制移动机构100。在该情况下，工件2按照决定的目标轨道移动。因此，控制系统在输出拍摄触发信号TR之前，能够基于目标轨道，生成表示曝光期间的标记5a、5b的移动轨迹的轨道信息。由此，与变形例1、2同样，能够缩短从输出拍摄触发信号TR到确定测量位置PSa、PSb的时间。并且，运动控制器能够将拍摄触发信号TR以及轨道信息同时输出给图像处理装置304。其结果，能够简化图像处理装置304与运动控制器400之间的通信时序。

<4-3-1.控制系统的功能结构>

图8是表示变形例3所涉及的控制系统1A的功能结构的框图。如图8所示，控制系统1A与图4所示的控制系统1相比，取代运动控制器400而具备运动控制器400A这点不同。运动控制器400A与运动控制器400相比，取代移动控制部41以及推定部46而分别包含移动控制部41A以及推定部46A这点不同。移动控制部41A与移动控制部41相比，取代位置决定部42、减法运算部43以及运算部44而具备目标轨道决定部47以及运算部44A这点不同。

<4-3-1-1.目标轨道决定部>

目标轨道决定部47基于由图像处理装置304确定的测量位置PSa、PSb以及目标位置SP，决定移动机构100的目标轨道。具体来讲，通过下述方式决定目标轨道。

目标轨道决定部47基于由图像处理装置304确定的测量位置PSa、PSb，确定工件2的实际位置。目标轨道决定部47计算用于从确定的工件2的实际位置向目标位置SP移动的移动机构100的必要移动距离Lo。目标轨道决定部47将移动机构100的必要移动距离Lo分解为X轴方向的必要移动距离LX、Y轴方向的必要移动距离LY以及旋转方向的必要移动距离Lθ。

目标轨道决定部47基于必要移动距离LX以及X工作台110X的目标位置SPX，决定X工作台110X的目标轨道TGX。目标轨道决定部47基于必要移动距离LY以及Y工作台110Y的目标位置SPY，决定Y工作台110Y的目标轨道TGY。目标轨道决定部47基于必要移动距离Lθ以及θ工作台110θ的目标位置SPX，决定θ工作台110θ的目标轨道TGθ。

图9是表示目标轨道TGX、TGY、TGθ的一个例子的图。以表示时刻t的目标轨道TGX的位置与目标位置SPX的偏差的时间变化的函数LX(t)成为5次以上的多次函数的方式决定目标轨道TGX。函数LX(t)是将必要移动距离LX以及时刻t作为至少的解释变量的函数。同样，以表示时刻t的目标轨道TGY的位置与目标位置SPY的偏差的时间变化的函数LY(t)成为5次以上的多次函数的方式决定目标轨道TGY。以表示时刻t的目标轨道TGθ的位置与目标位置SPθ的偏差的时间变化的函数Lθ(t)成为5次以上的多次函数的方式决定目标轨道TGθ。

目标轨道决定部47将分别表示决定的目标轨道TGX、TGY、TGθ与目标位置SPX、SPY、SPθ的偏差的时间变化的函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)输出给运算部44A。函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)是分别表示目标轨道TGX、TGY、TGθ的信息。

目标轨道决定部47针对每个拍摄周期Tb，根据由图像处理装置304确定的工件2的最新的实际位置，更新函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)。

<4-3-1-2.运算部>

运算部44A基于函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)，针对每个控制周期Ts，分别计算移动指令MVX、MVY、MVθ。具体来讲，运算部44A在函数LX(t)中代入当前时刻t，从而计算目标轨道TGX的当前时刻t的位置相对于目标位置SPX的偏差。运算部44A对计算出的偏差进行例如P运算，从而计算移动指令MVX。运算部44A通过同样的方法，计算移动指令MVY、MVθ。

<4-3-1-3.推定部>

推定部46A获取表示目标轨道TGX、TGY、TGθ的信息，作为参照信息。推定部46A基于目标轨道TGX、TGY、TGθ，计算从第(k-1)次的拍摄动作的曝光开始时刻(时刻t(k-1))到第k次的拍摄动作的曝光期间中的时刻tki(i是0～n的整数))的期间的工件2的移动量Δpi。具体来讲，如图9所示，推定部46A计算目标轨道TGX的从时刻t(k-1)到时刻tki的移动量，作为工件2沿X方向的平移移动量ΔXi。同样，推定部46A计算目标轨道TGY的从时刻t(k-1)到时刻tki的移动量，作为工件2沿Y方向的平移移动量ΔYi。推定部46A计算目标轨道TGθ的从时刻t(k-1)到时刻tki的移动量，作为工件2的旋转移动量Δθi。

推定部46A使用通过上述方式计算出的ΔXi、ΔYi、Δθi，推定移动轨迹即可。

<4-3-2.目标轨道决定部的处理>

图10是表示目标轨道决定部的处理流程的流程图。针对每个拍摄周期Tb进行图10所示的处理。

在步骤S21，目标轨道决定部47从图像处理装置304分别获取标记5a、5b的测量位置PSa、PSb。

在步骤S22，目标轨道决定部47基于标记5a、5b的测量位置PSa、PSb，确定工件2的实际位置。然后，目标轨道决定部47计算用于从确定的工件2的实际位置向目标位置SP移动的X轴方向的必要移动距离LX、Y轴方向的必要移动距离LY以及旋转方向的必要移动距离Lθ。

在步骤S23，目标轨道决定部47修正必要移动距离LX、LY、Lθ。为了抑制移动机构100上的工件2发生滑动、移动机构100的定位后的残余振动，进行该修正。此外，在工件2的滑动、残余振动较小、可忽略的情况下，可以省略步骤S23。

步骤S23的修正方法如下所述。目标轨道决定部47计算基于来自编码器130的编码器值决定的移动机构100的实际位置与前一次决定的目标轨道的当前时刻的位置的位置偏差En(t)，作为误差。位置偏差En(t)被分解为X轴方向的分量EnX(t)、Y轴方向的分量EnY(t)以及旋转方向的分量Enθ(t)。

目标轨道决定部47通过以位置偏差EnX(t)来修正必要移动距离LX，从而计算修正后的必要移动距离LXm。同样，目标轨道决定部47通过以位置偏差EnY(t)来修正必要移动距离LY，从而计算修正后的必要移动距离LYm。目标轨道决定部47通过以位置偏差Enθ(t)来修正必要移动距离Lθ，从而计算修正后的必要移动距离Lθm。

在步骤S24，目标轨道决定部47将测量时刻t初始设定为零。在步骤S25，目标轨道决定部47计算轨道时间T。轨道时间T表示用于使移动机构100从目标轨道TGX、TGY、TGθ的起点移动到终点所需的时间。作为一个例子，轨道时间T基于下面的式子(9)计算。

T＝max{f(Amax)，Tmin}…(9)

上述式子(9)所示的“Amax”表示最大加速度。“f()”是用于求出以最大加速度Amax使移动机构100移动必要移动距离时花费的轨道时间的函数。“Tmin”是规定的最小轨道时间。“max(α，β)”是用于从数值α，β中获取最大值的函数。

根据上述式子(9)，以不小于最小轨道时间Tmin的方式设定轨道时间T。在未设定最小轨道时间Tmin、必要移动距离L非常小的情况下，移动机构100立即到达目标位置，因此，导致到下一个拍摄时刻为止的时间被浪费。但是，通过设置最小轨道时间Tmin，在必要移动距离Lo非常小的情况下，移动机构100能够以低于最大加速度的加速度移动，移动机构100能够顺畅地移动。作为一个例子，将平均拍摄间隔乘以一定的比率(例如，50％)从而计算最小轨道时间Tmin。

在步骤S26，目标轨道决定部47基于在步骤S23得到的必要移动距离LXm、LYm、Lθm以及在步骤S25计算出的轨道时间T，分别决定目标轨道TGX、TGY、TGθ。

具体来讲，目标轨道决定部47决定目标轨道TGX，使得表示目标轨道TGX的位置与目标位置SPX的偏差的时间变化的函数LX(t)由下面的式子(10)表示。目标轨道决定部47决定目标轨道TGY，使得表示目标轨道TGY的位置与目标位置SPY的偏差的时间变化的函数LY(t)由下面式子(11)表示。目标轨道决定部47决定目标轨道TGX，使得表示目标轨道TGθ的位置与目标位置SPθ的偏差的时间变化的函数Lθ(t)由下面式子(12)表示。

LX(t)＝LXm*[1-(t/T)³{10-15(t/T)+6(t/T)²}]…(10)

LY(t)＝LYm*[1-(t/T)³{10-15(t/T)+6(t/T)²}]…(11)

Lθ(t)＝Lθm*[1-(t/T)³{10-15(t/T)+6(t/T)²}]…(12)

如式子(10)～(12)所示，函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)是将必要移动距离LXm、LYm、Lθm以及时刻t作为至少的解释变量、将与目标位置SpX、SPY、SPθ的偏差作为目标变量的多次函数。

此外，上述式子(10)～(12)所示的函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)是5次函数，但是，函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)也可以是6次以上的多次函数。

在提供了最大加速度Amax的情况下，轨道时间T通过下面的式子(13)～式子(15)计算。此外，在式子(10)中，Lm是LXm、LYm、Lθm。

f(Amax)＝C₁*Lm/Amax…(13)

C₁＝60C₂(2C₂ ²-3C₂+1)…(14)

C₂＝0.5-3^1/2/6…(15)

这样，每当确定了测量位置PSa、PSb时，目标轨道决定部47一起计算出分别表示移动机构100到达目标位置SP为止的期间的目标轨道TGX、TGY、TGθ的函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t)。

<4-4.变形例4>

在工件2以一定的速度移动的情况下，图像处理装置304的修正部32进行抖动修正的处理所需的时间变短。因此，优选移动控制部41将照相机302a、302b的曝光期间中生成的移动指令MVX、MVY、MVθ设定为一定的速度指令。

<4-5.变形例5>

通常，去除由平移以及旋转两者的抖动引起的模糊的抖动修正与仅去除由平移抖动引起的模糊的抖动修正相比，后者的处理所需的时间较短。因此，优选移动控制部41控制移动机构100在照相机302a、302b的曝光期间不进行旋转移动。即，移动控制部41停止移动机构100中的进行旋转移动的机构、即θ工作台110θ以及伺服电机120θ。具体来讲，移动控制部41在移动指令MVθ为位置指令的情况下，将曝光期间生成的移动指令MVθ设定为一定值。或者，移动控制部41在移动指令MVθ为速度指令的情况下，将曝光期间生成的移动指令MVθ设定为0。

通过组合变形例4与变形例5，移动机构100在照相机302a、302b的曝光期间，进行等速直线移动。由此，能够进一步缩短修正部32进行抖动修正的处理所需的时间。在该情况下，表示曝光期间的标记5a的移动轨迹的轨迹信息通过以曝光开始时刻的标记5a的位置为起点、以曝光结束时刻的标记5a的位置为终点的移动矢量表示。同样，表示曝光期间的标记5b的移动轨迹的轨迹信息通过以曝光开始时刻的标记5b的位置为起点、以曝光结束时刻的标记5b的位置为终点的移动矢量表示。因此，也能够缩短推定部46生成轨迹信息所需的时间。

<4-6.其他变形例>

在上述说明中，移动机构100是XYθ工作台。但是，移动机构100也可以是θXY工作台、UVW工作台、XY工作台、XYZ工作台、多关节机器人等。

在上述说明中，使用设置于工件2的标记5a、5b作为工件2的特征部分，定位工件2。但是，也可以使用工件2的其他部分作为工件2的特征部分，定位工件2。例如，可以使用设置于工件2的螺纹或者螺孔作为工件2的特征部分。或者使用工件2的角部作为工件2的特征部分。

在上述说明中，推定部46、46A分别包含在运动控制器400、400A中。但是，推定部46、46A也可以包含在图像处理装置304中。在该情况下，图像处理装置304中包含的推定部46获取来自移动机构100的信息、即编码器值PVmX、PVmY、PVmθ，生成轨迹信息。或者，图像处理装置304中包含的推定部46获取由移动控制部41生成的信息、即移动指令MVX、MVY、MVθ，生成轨迹信息。或者，图像处理装置304中包含的推定部46A获取由移动控制部41A生成的表示目标轨道TGX、TGY、TGθ的信息(函数LX(t)、LY(t)、Lθ(t))，生成轨迹信息。

伺服电机120X、120Y、120θ可以不是旋转式电机而是线性电机。另外，编码器130可以是线性编码器。在该情况下，推定部46获取表示直线轴的位置的信息，作为表示电机的驱动量的信息，基于获取的信息，推定移动量Δp即可。

5附记

如上所述，本实施方式以及变形例包含以下内容。

(结构1)

一种控制系统(1、1A)，控制使对象物(2)移动的移动机构(100)，进行所述对象物(2)的定位，其中，具备：

图像处理装置(304)，获取针对所述对象物(2)在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物(2)的特征部分(5a、5b)的位置；

移动控制部(41、41A)，基于由所述图像处理装置(304)确定的所述特征部分(5a、5b)的位置，控制所述移动机构(100)，以使所述对象物(2)的位置接近目标位置；以及

推定部(46、46A)，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分(5a、5b)的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置(304)确定的，该参照信息包含来自所述移动机构(100)的信息以及由所述移动控制部(41、41A)生成的信息中的至少一项，

所述图像处理装置(304)基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

(结构2)

根据结构1所述的控制系统(1)，其中，

所述移动机构(100)包含驱动所述对象物(2)移动的电机(120X、120Y、120θ)，

所述参照信息包含表示从所述第一拍摄动作开始的所述电机(120X、120Y、120θ)的驱动量的信息。

(结构3)

根据结构1所述的控制系统(1)，其中，

所述移动控制部(41)针对每个控制周期，生成针对所述移动机构(100)的移动指令，

所述参照信息包含表示所述第一拍摄动作之后的由所述移动控制部(41)生成的移动指令的信息。

(结构4)

根据结构1所述的控制系统(1A)，其中，

所述移动控制部(41A)基于由所述图像处理装置(304)确定的位置相对于所述目标位置的偏差，决定所述移动机构(100)的目标轨道，控制所述移动机构(100)根据决定的所述目标轨道移动，

所述参照信息包含表示所述目标轨道的信息。

(结构5)

根据结构1至4中任一项所述的控制系统(1、1A)，其中，

所述移动控制部(41、41A)针对每个控制周期，生成针对所述移动机构(100)的速度指令，

在与所述曝光期间重合的所述控制周期，生成一定的速度指令。

(结构6)

根据结构1至5中任一项所述的控制系统(1、1A)，其中，

所述移动机构(100)包含进行平移移动的第一机构(110X，110Y，120X，120Y)以及进行旋转移动的第二机构(110θ，120θ)，

所述移动控制部(41、41A)在所述曝光期间使所述第二机构(110θ，120θ)停止。

(结构7)

一种控制装置，控制使对象物(2)移动的移动机构(100)以及图像处理装置(304)，进行所述对象物(2)的定位，该图像处理装置(304)获取针对该所述对象物(2)在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分(5a、5b)的位置，其中，所述控制装置具备：

移动控制部(41、41A)，基于由所述图像处理装置(304)确定的所述特征部分(5a、5b)的位置控制所述移动机构(100)，以使所述对象物(2)的位置接近目标位置；

推定部(46、46A)，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分(5a、5b)的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置(304)确定的，该参照信息包含来自所述移动机构(100)的信息以及由所述移动控制部(41、41A)生成的信息中的至少一项；以及

指示部(45)，指示所述图像处理装置(304)基于所述移动轨迹对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

(结构7’)

一种控制装置(400、400A)，用于结构1至6中任一项所述的控制系统(1、1A)，其中，具备：

所述移动控制部(41、41A)、

所述推定部(46、46A)、以及

指示所述图像处理装置(304)基于所述移动轨迹对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正的指示部(45)。

(结构8)

一种图像处理装置(304)，根据来自控制使对象物(2)移动的移动机构(100)的控制装置(400、400A)的指示，获取针对所述对象物(2)在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分(5a、5b)的位置，其中，

所述控制装置(400、400A)基于由所述图像处理装置(304)确定的特征部分(5a、5b)的位置控制所述移动机构(100)，以使所述对象物(2)的位置接近目标位置，

所述图像处理装置(304)具备：

推定部(46、46A)，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分(5a、5b)的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到图像、由所述图像处理装置(304)确定的，该参照信息包含来自所述移动机构(100)的信息以及由所述控制装置(400、400A)生成的信息中的至少一项；以及

修正部(32)，基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

(结构8’)

一种图像处理装置(304)，用于结构1至6中任一项所述的控制系统(1、1A)，其中，具备：

所述推定部(46、46A)，以及

基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正的修正部(32)。

(结构9)

一种存储有程序(440)的存储介质，所述程序用于支持控制系统(1、1A)，所述控制系统(1、1A)控制使对象物(2)移动的移动机构(100)从而进行所述对象物(2)的定位，其中，

所述控制系统(1、1A)具备图像处理装置(304)，该图像处理装置(304)获取针对所述对象物(2)在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分(5a、5b)的位置，

所述程序(440)在计算机上执行以下步骤：

基于由所述图像处理装置(304)确定的特征部分(5a、5b)的位置控制所述移动机构(100)，以使所述对象物(2)的位置接近目标位置；

基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分(5a、5b)的移动轨迹，其中，该特征部分的位置的基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置(304)确定的，该参照信息包含来自所述移动机构(100)的信息以及通过进行上述控制步骤生成的信息中的至少一项；以及

指示所述图像处理装置(304)基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

(结构9’)

一种存储有程序的存储介质，用于支持结构1至6中任一项的控制系统(1、1A)，其中，

所述程序在计算机上执行以下步骤：

基于由所述图像处理装置(304)确定的位置控制所述移动机构(100)，以使所述对象物(2)的位置接近目标位置；

基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分(5a、5b)的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置(304)确定的，该参照信息包含来自所述移动机构(100)的信息以及通过进行所述控制的步骤生成的信息中的至少一项；以及

指示所述图像处理装置(304)基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

应注意的是，此次公开的各实施方式的所有要点只是示例性的，并不是限制性的。本发明的范围并不是上述说明的范围而是权利要求所表示的范围，并且，包含与权利要求范围均等的含义以及范围内的所有变更。另外，应注意的是，实施方式以及各变形例中说明的发明在可能的情况下可以单独、组合的实施。

Claims (9)

1.一种控制系统，控制使对象物移动的移动机构从而进行所述对象物的定位，其中，所述控制系统具备：

图像处理装置，获取针对所述对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分的位置；

移动控制部，基于由所述图像处理装置确定的所述特征部分的位置，控制所述移动机构，以使所述对象物的位置接近目标位置；以及

推定部，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到图像、由所述图像处理装置确定的，该参照信息包含来自所述移动机构的信息以及由所述移动控制部生成的信息中的至少一项，

所述图像处理装置基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述移动机构包含驱动所述对象物移动的电机，

所述参照信息包含表示从所述第一拍摄动作开始的所述电机的驱动量的信息。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述移动控制部针对每个控制周期，生成针对所述移动机构的移动指令，

所述参照信息包含表示所述第一拍摄动作之后的由所述移动控制部生成的移动指令的信息。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述移动控制部基于由所述图像处理装置确定的位置相对于所述目标位置的偏差，决定所述移动机构的目标轨道，控制所述移动机构根据决定的所述目标轨道移动，

所述参照信息包含表示所述目标轨道的信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中，

所述移动控制部针对每个控制周期，生成针对所述移动机构的速度指令，在与所述曝光期间重合的所述控制周期，生成一定的速度指令。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中，

所述移动机构包含进行平移移动的第一机构以及进行旋转移动的第二机构，

所述移动控制部在所述曝光期间，使所述第二机构停止。

7.一种控制装置，控制使对象物移动的移动机构以及图像处理装置从而进行所述对象物的定位，该图像处理装置获取针对所述对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分的位置，其中，所述控制装置具备：

移动控制部，基于由所述图像处理装置确定的所述特征部分的位置控制所述移动机构，以使所述对象物的位置接近目标位置；

推定部，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置确定的，该参照信息包含来自所述移动机构的信息以及由所述移动控制部生成的信息中的至少一项；以及

指示部，指示所述图像处理装置基于所述移动轨迹对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

8.一种图像处理装置，根据控制使对象物移动的移动机构的控制装置发出的指示，获取针对所述对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分的位置，其中，

所述控制装置基于由所述图像处理装置确定的所述特征部分的位置控制所述移动机构，以使所述对象物的位置接近目标位置，

所述图像处理装置具备：

推定部，基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置确定的，该参照信息包含来自所述移动机构的信息以及由所述控制装置生成的信息中的至少一项；以及

修正部，基于所述移动轨迹，对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

9.一种存储有程序的存储介质，其中，

所述程序用于支持控制系统，所述控制系统控制使对象物移动的移动机构从而进行所述对象物的定位，其中，

所述控制系统具备图像处理装置，该图像处理装置获取针对所述对象物在每个拍摄周期通过拍摄动作得到的图像，基于获取的图像，确定所述对象物的特征部分的位置，

所述程序在计算机上执行以下步骤：

基于由所述图像处理装置确定的所述特征部分的位置控制所述移动机构，以使所述对象物的位置接近目标位置；

基于所述特征部分的位置以及参照信息，推定第一拍摄动作之后的第二拍摄动作的曝光期间中的所述特征部分的移动轨迹，该特征部分的位置是基于通过所述第一拍摄动作得到的图像、由所述图像处理装置确定的，该参照信息包含来自所述移动机构的信息以及通过上述控制步骤生成的信息中的至少一项；以及

指示所述图像处理装置基于所述移动轨迹对通过所述第二拍摄动作得到的图像进行抖动修正。

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