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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung
einer dreidimensionalen Messung an einem Messobjekt, welches eine
vorbestimmte Form aufweist, mit einer optischen Einheit zur dreidimensionalen
Messung und eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, bei
der das Verfahren angewendet wird.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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Bei
einer konventionellen Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung
liegt eine Vorrichtung vor, welche eine Funktion aufweist, eine
Vielzahl an dreidimensionalen Koordinaten für ein Messobjekt
zu berechnen und ein dreidimensionales Bild basierend auf den berechneten
Koordinaten darzustellen. Beispielsweise offenbart die
Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr.
2000-39566 ein Vergrößerungsbeobachtungssystem
für ein Mikroskop, welches mit einem Mikroskop-Objektivtubus
und einer Abbildungsvorrichtung ausgestattet ist, wobei die Höheninformation
an jedem Bildpunkt (Pixel), welcher in einem abbildenden Objektbereich enthalten
ist, durch Erzeugen mehrerer fokussierter Brennpunktbereiche erhalten
wird, und ein Bild dargestellt wird, welches einen Zustand ausdrückt,
in dem die Daten des dreidimensionalen Bilds, die von einer Bildpunktgruppe
gebildet werden, von der die Höheninformation mitgeteilt
wurde, aus verschiedenen Richtungen beobachtet wird.
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In
dem in der
Japanischen Patenanmeldungsoffenlegung
Nr. 2000-39566 offenbarten System stellt ein Messobjekt
einen gesamten Bereich dar, welcher in einem Gesichtsfeld der Abbildungseinheit
ent halten ist. Jedoch ist der Bereich, in dem die Messung erforderlich
ist, in einer Produktionslinie oder einer Inspektionslinie einer
industriellen Anlage häufig begrenzt. Aufgrund des Erfordernisses
einer verstärkten Verarbeitung bei einer "In-Line"-Messung
besteht ein hoher Bedarf an einer dreidimensionalen Messung, die
auf den Bereich beschränkt ist, in dem die Messung erforderlich
ist. Gleichzeitig besteht bei der Ausgabe des Messergebnisses ein
Bedarf derart, dass nicht nur einfach eine numerische Information
geliefert wird, sondern aus der Sicht des Benutzers es ebenso möglich
ist, das Messergebnis auf einfache Art zu bestätigen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, dem obigen Bedarf zu entsprechen, indem
das Bild, welches einfach das Messergebnis ausdrückt, dargestellt
wird, während das Messergebnis mit einem Gesamtbild des
Messobjekts korreliert wird, auch wenn der Objektbereich der dreidimensionalen
Messung in dem Messobjekt begrenzt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren zur dreidimensionalen
Messung zur Beobachtung eines Messobjekts stellt ein Verfahren dar,
in dem ein oder mehrere Bereiche des Messobjekts zuvor definiert
werden, wobei eine optische Einheit zur dreidimensionalen Messung
eine Koordinate für jeden Bereich des Messobjekts errechnet,
wobei eine Koordinate eine Position relativ zu einer Bezugsebene,
die wenigstens dem Messobjektbereich gegenüberliegt, angibt.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren können
eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, die mit einer Mehrzahl
an Kameras ausgestattet ist, in der ein Stereoverfahren angewendet
wird, eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, in der ein
Lichtschnittverfahren angewendet wird, und ein Verschiebungssensor
als "optische Einheit zur dreidimensionalen Messung" eingesetzt
werden. Die "vorbestimmte Bezugsebene, welche dem Messobjektbereich
gegenüberliegt" stellt eine Ebene dar, welche beispielsweise
das Messobjekt trägt. Die "vorbestimmte Bezugsebene, die
dem Messobjektbereich gegenüberliegt" ist nicht auf eine
tatsächlich existierende Ebene beschränkt, sondern
es kann auch eine virtuelle Ebene, welche hinter oder vor dem Messobjektbereich
eingestellt wird, als Bezugsebene festgelegt werden.
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Wenn
beispielsweise die Trägeroberfläche des Messobjektbereichs
als Bezugsebene festgelegt wird, um das Messobjekt mit einer optischen
Einheit zur dreidimensionalen Messung von schräg oben zu
betrachten, drückt die Koordinate, welche die Position
relativ zu der Bezugsebene angibt, die Höhe des Messobjektbereichs
aus.
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Wenn
andererseits ein Bereich, wie beispielsweise eine Vertiefung oder
ein Stufenabschnitt, welcher von der Umgebung zurückgesetzt
ist, vermessen wird, wird die virtuelle Ebene in Übereinstimmung
mit der Höhe um den Messobjektbereich herum eingestellt,
und die virtuelle Ebene kann als Bezugsebene festgelegt werden.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dreidimensionalen
Messung wird ein Bild von dem Messobjekt aufgenommen, wodurch ein
zweidimensionales Bild erzeugt wird; eine Koordinate wird an dem
Bildpunkt (Pixel) festgelegt, der dem Messobjektbereich in dem zweidimensionalen
Bild entspricht, wobei die Koordinate die Position relativ zu der
Bezugsebene angibt; ein konstanter Wert wird an einem weiteren Bildpunkt
festgelegt, wobei der konstante Wert aus der Koordinate besteht,
welche die Position relativ zu der Bezugsebene angibt. Jeder der
festgelegten Bildpunkte ist virtuell in einem dreidimensionalen
Raum angeordnet, wobei der dreidimensionale Raum durch die beiden
Achsen, welche ein Koordinatensystem des zweidimensionalen Bilds bilden,
und eine Achse, welche die Position relativ zur Bezugsebene angibt,
gebildet wird; eine perspektivische Transformation wird an jedem
Bildpunkt von einer vorbestimmten Richtung aus durchgeführt;
und ein zweidimensio nales Bild, welches durch die perspektivische
Transformation erzeugt wird, wird verarbeitet und dargestellt, so
dass der Messobjektbereich von einem anderen Bereich unterschieden
werden kann.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die z-Koordinate,
welche durch die dreidimensionale Messung berechnet wird, unter
den Bildpunkten, welche das zweidimensionale Bild bilden, an dem
Bildpunkt festgelegt, der dem Messobjektbereich entspricht, und
der konstante Wert z0 (zum Beispiel z0 = 0) wird als z-Koordinate an den Bildpunkten,
mit Ausnahme der Bildpunkte außerhalb des Messobjektbereichs,
festgelegt. Die z-Koordinate wird an jedem Bildpunkt festgelegt,
und die perspektivische Transformation wird durchgeführt, während
die Bildpunkte in dem virtuellen dreidimensionalen Raum, welcher
die x-, y- und z-Achsen aufweist, angeordnet werden, so dass ein
Bild mit Tiefengefühl für den Bereich erzeugt
werden kann, bei dem es sich nicht um das Messobjekt handelt, während
der Messobjektbereich an der Stelle projiziert wird, welche die
Magnitude der z-Koordinate widerspiegelt.
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Zudem
wird das durch die perspektivische Transformation erzeugte Bild
verarbeitet und derart dargestellt, dass der Messobjektbereich von
anderen Bereichen unterschieden werden kann, so dass der Benutzer leicht
das Ergebnis der dreidimensionalen Messung visuell bestätigen
kann, wobei er die Beziehung zwischen dem Messobjektbereich und
seiner Umgebung erkennt.
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Es
ist nicht immer notwendig, dass das Bild, welches das Verarbeitungsobjekt
der perspektivischen Transformation wird, das Gesamtbild des Messobjekts
umfasst. Jedoch umfasst das Bild, welches das Verarbeitungsobjekt
der perspektivischen Transformation wird, bevorzugt den gesamten
Bereich, der als Objekt zur dreidimensionalen Messung festgelegt
wird, und ebenso den Bereich, bei dem es sich nicht um das Messobjekt
handelt, in ausreichend großem Umfang.
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Des
Weiteren wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur dreidimensionalen Messung bevorzugt ein Vorderansichtsbild,
welches erzeugt wird, indem ein Bild des Messobjekts aus einer Vorderrichtung
aufgenommen wird, als das Objektbild der perspektivischen Transformation
festgelegt, eine Manipulation zum Einstellen einer Richtung der
perspektivischen Transformation basierend auf einer Vorderansichtsrichtung
wird akzeptiert, während das Vorderansichtsbild dargestellt
wird, und die perspektivische Transformation an einer Bildpunktgruppe
von einer Richtung durchgeführt, die durch einen durch
die Manipulation festgelegten Winkel angegeben wird, wobei die Bildpunktgruppe
virtuell in dem dreidimensionalen Raum angeordnet wird.
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Demgemäß wird,
da das Bild der perspektivischen Transformation aus einer beliebigen,
durch den Benutzer festgesetzten Richtung erzeugt wird, der Freiheitsgrad
verstärkt, wenn das Messergebnis bestätigt wird. Das
Bild nahe dem durch den Benutzer beabsichtigten Bild kann dargestellt
werden, da die perspektivische Transformation basierend auf einer
Richtung durchgeführt wird, welche basierend auf einem
Zustand, in dem das Messobjekt von einer Vorderseite betrachtet
wird, eingestellt wird.
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Ferner
wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dreidimensionalen
Messung bevorzugt, nachdem eine Koordinate, die jedem Messobjektbereich
entspricht, in mehreren zweidimensionalen Bildern spezifiziert wurde,
mit einer Vorrichtung, die von der optischen Einheit zur dreidimensionalen
Messung zur Durchführung dreidimensionaler Messungen mehrere,
durch die Mehrzahl an Kameras erzeugte zweidimensionale Bilder verwendet,
unter Verwendung der spezifizierten Koordinate eine Koordinate errechnet,
welche eine Position relativ zu der Bezugsebene angibt. Zudem wird
für eines der in der dreidimensionalen Messung verwendeten
zweidimensionalen Bilder die Koordinate, die als die Koordinate
berechnet wird, welche eine Position relativ zu der Be zugsebene
angibt, an einem Bildpunkt festgelegt, dessen Koordinate als die
Koordinate spezifiziert wird, die dem Messobjektbereich entspricht,
die konstante Koordinate wird an anderen Bildpunkten als die Koordinate
festgelegt, welche die Position relativ zu der Bezugsebene angibt,
und die Verarbeitung der perspektivischen Transformation wird durchgeführt.
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Demgemäß wird,
während die Verarbeitung der dreidimensionalen Messung,
in der die Mehrzahl an Kameras eingesetzt wird, durchgeführt
wird, eines der zweidimensionalen Bilder, die in der dreidimensionalen Messung
verwendet werden, als Objekt der perspektivischen Transformation
festgelegt, die gemessene z-Koordinate wird an dem Bildpunkt festgelegt,
der tatsächlich in der dreidimensionalen Messung verwendet
wird, und die perspektivische Transformation wird durchgeführt.
Somit kann der Benutzer leicht bestimmen, ob der Bereich, der als
Objekt der dreidimensionalen Messung festgelegt wurde, korrekt ist
oder nicht, oder ob der Messwert geeignet ist oder nicht.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung umfasst eine Mehrzahl an Kameras, welche in definierter
Lagebeziehung und Richtung der optischen Achse derart angeordnet
sind, dass die Gesichtsfelder der Kameras in einem vorbestimmten
Bereich überlappen; eine Bildeingabeeinheit, in welche eine
Mehrzahl an zweidimensionalen Bildern eingegeben wird, wobei die
Mehrzahl an zweidimensionalen Bildern erzeugt wird, indem ein Bild
eines Messobjekts, welches in den Bereich eintritt, in dem sich
die Gesichtsfelder der Kameras überlappen, unter Verwendung
der Kameras aufgenommen wird; eine Messeinheit, welche eine Koordinate
eines entsprechenden Punkts in jedem Eingabebild für einen
oder mehrere vorbestimmte Messobjektbereiche des Messobjekts extrahiert,
wobei die Messeinheit unter Verwendung jeder extrahierten Koordinate
eine Koordinate errechnet, welche eine Position relativ zu einer
Bezugsebene, die wenigstens einem Messob jektbereich gegenüberliegt,
angibt; eine Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit, welche ein
zweidimensionales Bild des Verarbeitungsergebnisses, welches das
Messergebnis der Messeinheit ausdrückt, erzeugt; und eine
Display-Einheit, welche das Bild des Verarbeitungsergebnisses darstellt.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung legt bei einem spezifischen Bild aus der Mehrzahl an zweidimensionalen
Bildern, die zum Messen durch die Messeinheit eingesetzt werden,
die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit die Koordinate fest,
die als die Koordinate berechnet wurde, welche die Position relativ
zu der Bezugsebene angibt, an einem Bildpunkt, dessen Koordinate,
welche dem Messobjektbereich entspricht, durch die Messeinheit in
jedem bildenden Bildpunkt in dem spezifischen Bild extrahiert wurde;
die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit legt einen konstanten
Wert als die Koordinate fest, welche die Position relativ zu der
Bezugsebene an anderen Bildpunkten angibt. Dann ordnet die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit
die festgelegten Bildpunkte virtuell in einem dreidimensionalen Raum
an, wobei der dreidimensionale Raum zwei Achsen, welche ein Koordinatensystem
des spezifischen Bilds bilden, und eine Achse, welche die Position
relativ zu der Bezugsebene angibt, umfasst, und die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit
führt eine perspektivische Transformation zu jedem Bildpunkt
von einer vorbestimmten Richtung durch und verarbeitet das Bild
der perspektivischen Transformation, so dass der Messobjektbereich
von anderen Bereichen unterschieden werden kann, wodurch ein Verarbeitungsergebnisbild
erzeugt wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen dreidimensionalen Messung
wird die dreidimensionale Messung akkurat zu jedem Messobjektbereich
unter Verwendung der durch die von der Mehrzahl an Kameras erzeugten
Bilder durchgeführt, und die Magnitude der z-Koordinate
des in der tat sächlichen dreidimensionalen Messung verwendeten
Bildpunkts kann mit dem Tiefengefühl der Umgebung durch
die Verarbeitung der perspektivischen Transformation, in der das
spezifische, in der Messung verwendete Bild eingesetzt wird, dargestellt
werden.
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Des
Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung bevorzugt außerdem eine Manipulationseinheit,
welche eine Manipulation durchführt, um einen Winkel einzustellen,
welcher eine Richtung der perspektivischen Transformation basierend
auf einer Vorderansichtsrichtung durchführt, während
eine bestimmte Kamera aus der Mehrzahl an Kameras derart angeordnet
ist, dass sie ein Bild von dem Messobjekt aus einer Vorderansichtsrichtung
aufnimmt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung stellt die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit
ein durch die bestimmte Kamera erzeugtes Vorderansichtsbild eines
Messobjekts auf der Display-Einheit dar, wobei die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit
einstellende Manipulation der Manipulationseinheit akzeptiert, während
das Vorderansichtsbild auf der Display-Einheit dargestellt wird,
und die Verarbeitungsergebnis-Bilderzeugungseinheit führt
die perspektivische Transformation zu einer Bildpunktgruppe durch,
die virtuell in dem dreidimensionalen Raum angeordnet ist, von einer
Richtung, die durch den Winkel angegeben wird, der durch die Manipulation
eingestellt wird.
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Demgemäß wird
das Bild der perspektivischen Transformation aus einer beliebigen,
durch den Benutzer festgelegten Richtung erzeugt, so dass der Freiheitsgrad
verstärkt wird, wenn das Messergebnis bestätigt wird.
Das Bild, welches nahe an dem Bild liegt, welches durch den Benutzer
beabsichtigt ist, kann dargestellt werden, da die perspektivische
Transformation basierend auf der Richtung durchgeführt
wird, die auf der Grundlage des Zustands, in dem das Messobjekt
von der Vorderseite betrachtet wird, eingestellt wird.
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Auch
wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dreidimensionalen
Messung und der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung das Ergebnis,
welches die gesamte dreidimensionale Figur des Messobjekts ausdrückt,
nicht erhalten wird, da der Messobjektbereich eingeschränkt
ist, kann das Bild, welches eine Beziehung zwischen dem Messobjektbereich
und der Umgebung bestätigt, darges tellt werden, oder bestätigt werden,
ob der korrekte Bereich vermessen wurde oder nicht, während
die Magnitude der durch die dreidimensionale Messung erhaltenen
Koordinate bestätigt wird; dadurch kann die Anwenderfreundlichkeit
verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Konfiguration und ein Platzierungsbeispiel
einer Abbildungsvorrichtung;
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2 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm einer Konfiguration einer Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung;
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3 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines Beispiels eines durch eine
Kamera erzeugten Vorderansichtsbilds;
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4 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines Darstellungsbeispiels eines
Verarbeitungsergebnisbilds;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Bildstransformationsverarbeitung;
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6 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens eines Messvorgangs;
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7 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels für
eine Bildtransformation;
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8 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines weiteren Beispiels einer
Bildtransformation; und
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9 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines weiteren Beispiels einer
Konfiguration und eines Beispiels einer Messung einer Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine Konfiguration und ein Beispiel für eine Platzierung
einer Abbildungseinheit einer Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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In
dieser Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung nimmt eine Abbildungseinheit 1 aufeinander
folgend Bilder von Messobjekten (im Folgenden als "Werkstück
W" bezeichnet) gleicher Form auf, die auf einer Produktionslinie
oder Inspektionslinie in einer Industrieanlage befördert
werden, und in einem vorbestimmten Messobjektbereich jedes Werkstücks
W wird eine Höhe gemessen. Die gemessene Höheninformation
wird bei der Lageregelung eines Antriebssystems, wie beispielsweise
einer Roboterhand, oder einem Unterscheidungsprozess bei der Inspektion
verwendet.
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Die
Abbildungseinheit 1 besitzt eine Struktur, in der zwei
Kameras C0 und C1 in ein Chassis 15 eingebaut sind, und
die Abbildungseinheit 1 ist über einem Werkstück-Beförderungsweg
L platziert. Die Kamera C0 ist derart platziert, dass die optische
Achse in vertikale Richtung orientiert ist, so dass ein Bild der
oberen Oberfläche des Werkstücks W von einer Vorderseite
aufgenommen wird. Die Kamera C1 ist derart platziert, dass ein Bild
des Werkstücks W von schräg oben aufgenommen wird,
wobei die Gesichtsfelder der Kameras C0 und C1 sich gegenseitig überlappen.
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2 ist
ein funktionelles Blockdiagramm, welches die gesamte Konfiguration
der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung zeigt. Ein Computer
ist in eine Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 eingebaut.
Neben der Abbildungseinheit 1 sind eine Manipulationseinheit 11 und
eine Display-Einheit 12 mit der Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 verbunden.
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Die
Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 umfasst Bildeingabeeinheiten 100 und 101,
welche den Kameras C0 und C1 entsprechen, einen Bildspeicher 102,
eine Einstell-/Verarbeitungseinheit 103, eine Bildverarbeitungseinheit 104,
eine Parameterberechnungseinheit 105, eine Parameterspeichereinheit 106,
eine Einheit zur dreidimensionalen Messung 107, eine Koordinatentransformationseinheit 108,
eine Post-Transformations-Bilderzeugungseinheit 109 und
eine Ausgabeeinheit 110. Die Einheiten mit Ausnahme der
Bildeingabeeinheiten 100 und 101, des Bildspeichers 102 und
der Parameterspeichereinheit 106, stellen Funktionen dar, die
in dem Computer durch ein dediziertes Programm eingestellt sind.
Das dedizierte Programm wird in einer Speichervorrichtung mit großer
Kapazität (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Festplatte
oder einer Flash-Disk, gespeichert. Der Bildspeicher 102 und
die Parameterspeichereinheit 106 werden ebenso in der Speichervorrichtung
eingestellt.
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In
der Bildverarbeitungseinheit 104 wird das Vorderansichtsbild
von der Kamera C0 als Referenzbild bei der Extraktion eines Objektbereichs
der dreidimensionalen Messung festgelegt, ein vorbestimmter Messobjektbereich
(in der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass
es sich bei dem Bereich, welcher einen Merkmalspunkt umfasst, wie
beispielsweise einen Kanten-bildenden Punkt oder ein bestimmtes
Merkmalsmuster, um einen Messobjektbereich handelt) des Werkstücks
W wird extrahiert, um eine Koordinate für die dreidimensionale
Messung basierend auf dem Referenzbild durch eine Technik, wie beispielsweise
Binärisierung, Kantenextraktion und Musterabgleich ("Pattern-Matching"),
zu spezifizieren. Während das Bild (im Folgenden als "Vergleichsbild"
bezeichnet), welches von der Kamera C1 geliefert wird, erfasst wird,
wird ein Punkt oder ein Bereich, welcher dem Mess objektbereich in
dem Referenzbild entspricht, gesucht, um gleichfalls die Koordinate
für die dreidimensionale Messung zu spezifizieren.
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Die
Einstell-/Verarbeitungseinheit 103 akzeptiert spezifische
Inhalte (beispielsweise ein Verfahren zur Extraktion des Messobjektbereichs
und einen Objektbereich der Extraktionsverarbeitung) der Verarbeitung, welche
durch die Bildverarbeitungseinheit 104 durchgeführt
werden sollte, oder eine Manipulation zum Einstellen der in der
Verarbeitung der perspektivischen Transformation verwendeten Winkelinformation
von einer Manipulationseinheit 11. Anschließend
stellt die Einstell-/Verarbeitungseinheit 103 die Inhalte
der Einstellungsmanipulation zu der Bildverarbeitungseinheit 104 oder
der Koordinatentransformationseinheit 108 ein.
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Die
Einheit zur dreidimensionalen Messung 107 errechnet eine
dreidimensionale Koordinate unter Verwendung einer Koordinate eines
repräsentativen Punkts in dem Referenzbild, welcher durch
die Bildverarbeitungseinheit 104 extrahiert wurde, und
einer entsprechenden Koordinate eines repräsentativen Punkts
auf der Vergleichsbildseite. Die Einheit zur dreidimensionalen Messung 107 gibt
das Berechnungsergebnis an die Ausgabeeinheit 110 weiter,
und das Berechnungsergebnis wird an eine Display-Einheit 12 oder
eine externe Vorrichtung (nicht dargestellt) ausgegeben.
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In
der Parameterspeichereinheit 106 werden mehrere Parameter,
die bei der Verarbeitung der dreidimensionalen Messung verwendet
werden, gespeichert. Die Parameter fluktuieren entsprechend einer Änderung
im Stereokoordinatensystem, welches durch die Kameras C0 und C1
gebildet wird, und einer Änderung der Beziehung (wie beispielsweise
des Abstands zwischen den Ursprüngen der Koordinaten und
einem Drehverschiebungsgrad des Stereokoordinatensystems in Bezug
auf das Raumkoordinatensystem) zwischen dem Stereokoordinatensystem
und dem Raumkoordinatensystem, welches die Position im tatsäch lichen
Raum anzeigt. Die Parameter werden durch Kalibrierung erhalten,
wobei ein Kalibrierungswerkstück mit mehreren Merkmalspunkten
vor der Hauptverarbeitung eingesetzt wird. Während der
Kalibrierung führt die Bildverarbeitungseinheit 104 die
Verarbeitung der Merkmalspunktextraktion durch, und die Parameterberechnungseinheit 105 führt
eine Berechnung zum Erhalt der Parameter durch.
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In
der vorliegenden Ausführungsform werden verschiedene vorbestimmte
Punkte des Werkstücks W als Messobjektbereich festgelegt,
es wird eine Höhe jedes Bereichs gemessen, und die numerische
Information, welche das Messergebnis anzeigt, wird an eine externe
Vorrichtung (nicht dargestellt) ausgegeben. Gleichzeitig wird ein
Bild (im Folgenden als "Verarbeitungsergebnisbild" bezeichnet),
welches das Messergebnis anzeigt, erzeugt und auf der Display-Einheit 12 dargestellt,
damit ein Benutzer erkennt, ob die Verarbeitung an dem korrekten
Messobjektbereich oder der korrekten Höhe des Messobjektbereichs
durchgeführt wurde oder nicht. Das Bild wird auf der Grundlage
eines Ergebnisses erzeugt, bei dem eine perspektivische Transformation
an dem Vorderansichtsbild (dem von der Kamera C0 aufgenommenen Referenzbild)
durchgeführt wurde, welches in der dreidimensionalen Messung
verwendet wurde. Die Koordinatentransformationseinheit 108 führt
eine Berechnung (später beschriebene Gleichungen (1) und
(2)) für die perspektivische Transformation durch. Auf
der Grundlage des Berechnungsergebnisses erzeugt die Post-Transformations-Bilderzeugungseinheit 109 unter
Verwendung des Referenzbilds in dem Bildspeicher 102 ein
Verarbeitungsbild des Objekts. Die Ausgabeeinheit 110 gibt
das erzeugte Bild an die Display-Einheit 12 weiter, und
das Bild wird auf der Display-Einheit 12 dargestellt.
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Der
Messobjektbereich und das Verarbeitungsergebnisbild der Ausführungsform
werden später detailliert mit Bezug auf ein spezifisches
Beispiel erläutert.
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3 zeigt
ein Beispiel für ein durch die Kamera C0 erzeugtes Referenzbild.
Das Referenzbild wird durch Aufnahme eines Bilds von einem Teil
des Werkstücks W (in diesem Beispiel IC) erzeugt. Mehrere
Elektroden-Pins, eine ins Gehäuse gedruckte Kennzeichnungsreihe
(welche die Typennummer angibt), und ein in dem Gehäuse
ausgebildeter Stufenabschnitt sind in 3 dargestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine horizontale
Richtung des Referenzbilds als Richtung der x-Achse festgelegt,
und eine vertikale Richtung wird als Richtung der y-Achse festgelegt.
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In 3 besteht
der Messobjektbereich aus den Punkten P1 bis P4, die durch "+"-Markierungen
angegeben werden, und einem Bereich R, der durch einen Rahmen mit
gepunkteter Linie angedeutet wird. Im Folgenden werden die Punkte
P1 bis P4 und der Bereich R als "Messobjektpunkte" und "Messobjektbereich" bezeichnet.
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Die
Messobjektpunkte P1 und P2 stellen konstitutionelle Punkte an den
linken und rechten Enden der sechs Elektroden-Pins des Bilds dar.
Die Messobjektpunkte P1 und P2 werden auf der Grundlage einer Kante, die
in Längsrichtung des Elektroden-Pins durch Beleuchtungslicht
(nicht gezeigt) erzeugt wurde, oder eines Abstands von einem Komponenten-Hauptkörper
extrahiert. Der Einfachheit halber ist die Anzahl der Elektroden-Pins
in dem Messobjektbereich auf zwei begrenzt. Tatsächlich
wird jedoch wenigstens ein Messobjektpunkt in jedem Elektroden-Pin
extrahiert.
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Die
Messobjektpunkte P3 und P4 stellen konstitutionelle Punkte an den
Grenzen des Stufenabschnitts des Gehäuses dar. Die Messobjektpunkte
P3 und P4 werden ebenso durch die Kantenextraktionsverarbeitung extrahiert.
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Der
Messobjektbereich R umfasst einen Kennzeichnungsstreifen "5B". Der
Messobjektbereich R wird durch Musterabgleich ("Pattern- Matching"),
bei dem ein Modell des Kennzeichnungsstreifens eingesetzt wird, extrahiert.
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Basierend
auf einem Triangulationsprinzip berechnet die Einheit zur dreidimensionalen
Messung 107 eine Koordinate (z-Koordinate), welche die
Höhe für die Messobjektpunkte P1 bis P4 und den
Messobjektbereich R in jedem Koordinatensatz, welcher eine Korrelation
zwischen dem durch die Kamera C0 erzeugten Referenzbild und dem
durch die Kamera C1 erzeugten Vergleichsbild aufweist, angibt. Für
den Messobjektbereich R wird eine Koordinate eines Mittelpunkts
des Bereichs R aus jedem Bild extrahiert, um die z-Koordinate zu
berechnen, und die berechnete z-Koordinate wird auf sämtliche
Bildpunkte in dem Messobjektbereich R angewendet.
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Die
z-Koordinate wird berechnet, während eine Trägeroberfläche
(insbesondere die obere Oberfläche der Werkstück-Beförderungslinie)
des Werkstücks W oder eine Höhe einer virtuellen
horizontalen Ebene, die in einem vorbestimmten Abstand zu der Trägeroberfläche
liegt, auf Null eingestellt wird. Es wird ein dreidimensionales
Koordinatensystem, in dem die x-Achse und die y-Achse des Referenzbilds
mit einer z-Achse kombiniert werden, welche die Höhe anzeigt,
festgelegt, und die konstitutionellen Bildpunkte des Referenzbilds
werden virtuell in dem dreidimensionalen Koordinatensystem angeordnet,
um die Verarbeitung der perspektivischen Transformation durchzuführen,
wodurch das Verarbeitungsergebnisbild erzeugt wird.
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Bei
der Verarbeitung zum Anordnen der Bildpunkte in dem dreidimensionalen
Koordinatensystem wird die Koordinate (Koordinate der Bildpunkteinheit)
des ursprünglichen Referenzbilds direkt auf die x- und
y-Koordinaten angewendet. Die z-Koordinate (Einheiten in mm), welche
durch die Höhenmessung errechnet wird, wird an dem Bildpunkt
eingestellt, welcher dem Messobjektpunkt oder dem Messobjektbereich
entspricht. Andererseits wird unter der Annahme, dass der Bildpunkt
au ßerhalb des Messobjekts in der xy-Ebene angeordnet ist,
die z-Koordinate des Bildpunkts außerhalb des Messobjekts
auf Null eingestellt.
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4 zeigt
ein Darstellungsbeispiel für das Verarbeitungsergebnisbild.
Das Verarbeitungsergebnisbild von 4 zeigt
ein dreidimensionales Bild, in dem die Bildpunkte in dem Referenzbild
von 3 virtuell in dem dreidimensionalen Koordinatensystem
auf die oben beschriebene Weise angeordnet sind und die Bildpunktgruppe
von schräg oben betrachtet wird. Die Punkte P1' bis P4',
welchen den Messobjektpunkten P1 bis P4 in dem Bild entsprechen,
sind der Deutlichkeit wegen mit einer "+"-Markierung gekennzeichnet.
An den Punkten P1' bis P4' werden Hilfslinien (in 4 durch
gepunktete Linien dargestellt) in einer vorbestimmten Farbe vertikal
von den entsprechenden Punkten gezogen, in dem Fall, in dem die
Höhe des Messobjektspunkts Null beträgt. Somit
können die Höhen der Messobjektpunkte P1 bis P4
durch die Länge der Hilfslinie bestätigt werden.
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Ein
Bereich R', welcher dem Messobjektbereich R entspricht, wird an
einer Position dargestellt, die auf der Grundlage der gemessenen
Höhe erhalten wird. In 4 wird ein
entsprechender Bereich R1 in einem Fall bestimmt, in dem die Höhe
des Messobjektbereichs R auf Null gesetzt wird, und der Bereich
R1 wird in einer vorbestimmten Farbe markiert (in 4 ist
der Bereich R1 durch ein Halbton-Muster dargestellt). Wie bei den
Messobjektpunkten P1' bis P4', werden Hilfslinien zwischen den Apices
der Bereiche R1 und R' gezogen.
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Die
Gitterlinien g werden zweiseitig auf der Tiefenseite des Verarbeitungsergebnisbilds
angegeben, um die Richtungen der x-, y- und z-Achsen und der Koordinate
auszudrücken. Ob die Gitterlinie g angegeben wird oder
nicht, kann anhand der Manipulationseinheit 11 entsprechend
ausgewählt werden.
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In
der Bilddarstellung von 4 wird das gesamte durch die
Kamera C0 erzeugte Vorderansichtsbild dargestellt, während
es in das perspektivische Bild mit Tiefengefühl transformiert
wird, und der Bereich, der tatsächlich die Höhe
des Messobjekts wird, wird an einer Position ausgedrückt,
welche den Messwert zusammen mit den Hilfslinien widerspiegelt.
Somit kann der Benutzer leicht erkennen, ob der zu vermessende Bereich
korrekt vermessen wurde oder ob der Messwert akzeptabel ist oder
nicht.
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In
der vorliegenden Ausführungsform legt der Benutzer die
Richtung der perspektivischen Transformation fest, wodurch ein perspektivisches
Bild erhalten wird, welches einen Zustand anzeigt, in dem das Werkstück
W aus der gewünschten Richtung betrachtet wird.
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Die
Richtung der perspektivischen Transformation wird durch einen Azimuthwinkel θ und
einen Höhenwinkel ϕ mit Bezug auf das dreidimensionale
Koordinatensystem, in dem die Bildpunktgruppe angeordnet ist, festgelegt.
Der Azimuthwinkel θ stellt eine Orientierung um die z-Achse
herum dar, welche die Höhe anzeigt. Beispielsweise wird
der Azimuthwinkel θ durch einen Winkel bezogen auf eine
positive Richtung der x-Achse ausgedrückt. Der Höhenwinkel ϕ wird
durch einen Winkel bezogen auf die xy-Ebene ausgedrückt.
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Die
durch den Benutzer festgelegte Manipulation ist nicht auf die Eingabe
des spezifischen numerischen Werts, wie beispielsweise der Winkel θ und ϕ,
beschränkt. Beispielsweise werden die x-, y- und z-Achsen
auf der Display-Einheit 12 dargestellt, und die x-, y-
und z-Achsen werden durch Manipulation mit der Maus rotiert, um
die Winkel θ und ϕ von den Drehwinkeln zu spezifizieren.
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Unter
der Annahme, dass (x, y, z) eine Position darstellt, an der jeder
Bildpunkt in dem Referenzbild in dem dreidimensionalen Raum angeordnet
ist, und die perspektivische Transformation an der Bildpunktgruppe
von der Richtung durchgeführt wird, die durch die Winkel θ und ϕ ausgedrückt
wird, wird eine Post-Transformations-Koordinate (x', y') jedes Bildpunkts
durch folgende Gleichung (1) berechnet. [Formel
1]
a = mxy·sinθ b = mxy·cosθ·sinϕ c = mxy·cosθ d = mxy·sinθ·sinϕ e = mz·cosϕ -
Die
Koeffizienten a, b, c, d und e sind unter der Gleichung (1) beschrieben.
-
In
der Gleichung (1) ist (x0, y0)
eine Koordinate, die einem Ursprung des dreidimensionalen Koordinatensystems
im Referenzbild entspricht. Außerdem zeigt (xt,
yt) einen Bewegungsgrad an in einem Fall,
in dem eine Darstellungsposition des Post-Transformations-Bilds
in jede der Richtungen der x- und y-Achsen bewegt wird; mxy stellt die Vergrößerung
in Richtung der x- und y-Achsen des Post-Transformations-Bilds dar;
und mz stellt die Vergrößerung
in Richtung x-Achse des Post-Transformations-Bilds dar.
-
Unter
Anwendung der Gleichung (1) kann jeder Bildpunkt, welcher virtuell
in dem dreidimensionalen Koordinatensystem angeordnet ist, in einen
spezifischen Punkt des zweidimensionalen Koordinatensystems transformiert
werden, welches das Post-Transformations-Bild ausdrückt.
-
Unter
der Annahme, dass die z-Koordinate bereits bekannt ist, kann eine
Gleichung zum Erhalt der Koordinate (x, y) des entsprechenden Bildpunkts
auf dem Referenzbild für die Koordinate (x', y') in dem Post-Transformations-Bild
durch Umformen der Gleichung (1) abgeleitet werden. Der spezifische
Funktionsausdruck wird als Gleichung (2) erhalten. [Formel
2]
-
5 zeigt
ein Verarbeitungsverfahren zur Erzeugung des Bilds der Transformationsverarbeitung
von 4 unter Verwendung des Referenzbilds von 3.
-
In
der in 5 dargestellten Verarbeitung wird die Verarbeitung
der perspektivischen Transformation an dem gesamten Referenzbild
durchgeführt. Insbesondere wird in dem Fall von z = 0 die
Gleichung (2) an jeder Koordinate (x', y') des Post-Transformations-Bilds
durchgeführt, wodurch die Koordinate (x, y), welche der
Koordinate (x', y') auf der Referenzbildseite entspricht, berechnet
wird (Schritt A). Dann werden die Bilddaten der entsprechenden Koordinate
auf der Referenzbildseite, die durch die Berechnung spezifiziert
wurden, an jeder Koordinate des Post-Transformations-Bilds festgelegt
(Schritt B). Das Referenzbild, welches den Zustand einer Vorderansicht
ausdrückt, kann in das Bild, welches die perspektivische
Ansicht ausdrückt, durch die Verarbeitungsschritte in Schritt
A und B transformiert werden.
-
In
Schritt C wird die z-Koordinate, die für den Messobjektbereich
R gemessen wurde, in z in Gleichung (2) eingesetzt und es wird, ähnlich
wie in Schritt A, die Gleichung (2) an jedem Bildpunkt des Post-Transformations-Bilds
unter Verwendung der Koordinate (x', y') durchgeführt.
Wenn die Koordinate (x, y), die durch die Berechnung erhalten wurde,
mit der Koordinate in dem Messobjektbereich auf der Referenzbildseite
in Übereinstimmung gebracht wird, wird die Koordinate (x',
y'), die in die Berechnung eingesetzt wurde, als die Koordinate
spezifiziert, die dem Messobjektbereich R entspricht. In Schritt
D werden die Bilddaten jeder in Schritt C spezifizierten Koordinate
in Bilddaten der entsprechenden Bildpunkte (Bildpunkt mit der Koordinate
(x, y), errechnet durch die Berechnung in Schritt C) auf der Referenzbildseite
umgewandelt.
-
Das
Bild des Messobjektbereichs in dem Post-Transformations-Bild kann
durch die Verarbeitungsschritte in den Schritten C und D zu der
Position bewegt werden, die der gemessenen Höhe entspricht.
-
In
Schritt E wird, für den Fall, dass z = 0 ist, wiederum
unter Verwendung des Berechnungsergebnisses von Schritt A, die Koordinate,
die dem Messobjektbereich entspricht, in dem Post-Transformations-Bild
spezifiziert, und die Bilddaten jeder spezifizierten Koordinate
werden durch Daten ersetzt, welche eine Markierungsfarbe anzeigen.
-
In
Schritt F wird die Gleichung (1), in der die Koordinate (x, y) auf
der Referenzbildseite verwendet wird, auf den Messobjektpunkt und
jeden Vertex des Messobjektbereichs angewendet, um die Koordinate
(x', y') des entsprechenden Punkts in dem Post-Transformations-Bild
zu erhalten. An diesem Punkt wird die Berechnung, bei der die gemessene
z-Koordinate eingesetzt wird, und die Berechnung, in der z auf Null
gesetzt wird, an jedem Punkt durchgeführt.
-
In
Schritt G werden auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses aus
Schritt F die "+"-Markierung, welche den entsprechenden Punkt basierend
auf der z-Koordinate angibt, und die Bilddaten der Hilfslinie, welche
den entsprechenden, durch die "+"-Markierung angezeigten Punkt und
den entsprechenden Punkt im Fall von z = 0 verbindet, in das Post-Transformations-Bild
eingesetzt.
-
In
der in 5 dargestellten Verarbeitung wird der entsprechende
Bildpunkt in dem Prä-Transformations-Referenzbild für
jeden Bildpunkt des Post-Transformations-Bilds unter Anwendung der
Gleichung (2) spezifiziert, und die Bilddaten des entsprechenden
Bildpunkts wer den eingesetzt. Somit können, auch wenn ein
Bild erzeugt wird, welches mit den Vergrößerungen
mxy, und mz vergrößert
ist, die Bilddaten im Wesentlichen an allen Bildpunkten festgelegt
werden, um die Bildgenauigkeit zu stabilisieren.
-
Die
Manipulation zum Einstellen des Azimuthwinkels θ und des
Höhenwinkels ϕ, welche in der Transformation verwendet
werden, wird vor der Hauptverarbeitung durchgeführt, während
das Vorderansichtsbild des Modells des Werkstücks W dargestellt
wird. Nachdem das Verarbeitungsbild des Objekts in der Hauptverarbeitung
dargestellt wird, kann die Manipulation zur Veränderung
der Winkel θ und ϕ akzeptiert werden, um die Darstellung
des Verarbeitungsbilds des Objekts zu verändern.
-
Da
die Ebene, die dem Vorderansichtsbild entspricht, der xy-Ebene des
virtuellen dreidimensionalen Koordinatensystems entspricht, kann
interpretiert werden, dass die Winkel θ und ϕ der
Richtung nach der Veränderung entsprechen, wenn der Benutzer
eine visuelle Linie der Vorderansicht in eine Schrägrichtung ändert. Da
eine perspektivische Ansicht dargestellt werden kann, die nahe an
dem Bild ist, welches von der durch den Benutzer angenommen Betrachtungsrichtung
aufgenommen wurde, kann die Richtung, die zur Bestätigung des
Messergebnisses geeignet ist, leicht bestimmt werden, um den Einstellvorgang
vorzunehmen.
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6 zeigt
einen Verarbeitungsablauf, der an einem Werkstück W durchgeführt
wird. Gemäß 6 startet
die Verarbeitung, indem das Werkstück W des Messobjekts
in einen abbildenden Objektbereich der Kameras C0 und C1 befördert
wird. In Schritt 1 werden die Kameras C0 und C1 gleichzeitig gesteuert,
um das Referenzbild und das Vergleichsbild zu erzeugen.
-
In
Schritt 2 werden der Messobjektpunkt und der Messobjektbereich durch
die verschiedenen Schritte der Bildverarbeitung aus dem Referenzbild
extrahiert und die in der Höhenmessung verwendeten Koordinaten für
die Messung des Objektpunkts und des Messobjektbereichs spezifiziert.
Der Punkt und der Bereich, die dem Messobjektpunkt und dem Messobjektbereich
entsprechen, werden aus dem Vergleichsbild extrahiert und die in
der Höhenmessung eingesetzten Koordinaten spezifiziert.
-
In
Schritt 3 wird die z-Koordinate, welche die Höhe angibt,
durch Durchführen der Berechnung mit den Parametern in
jeder entsprechenden Koordinate zwischen den Bildern berechnet.
-
In
Schritt 4 wird das Verarbeitungsergebnisbild durch die Verarbeitung
der Bildtransformation gemäß 5 erzeugt.
Das erzeugte Verarbeitungsergebnisbild wird dargestellt (Schritt
5) und der Wert der Höhenmessung ausgegeben (Schritt 6).
Damit ist die Verarbeitung beendet.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform wird bei der Messung des
Objektbereichs die z-Koordinate, welche mit der Koordinate des Mittelpunkts
des Bereichs berechnet wird, als Höhe des gesamten Bereichs
ausgedrückt. Alternativ kann die Höhe individuell
für die Mehrzahl an repräsentativen Punkten, die
in dem Bereich mit einer vorbestimmten Fläche enthalten
sind, gemessen werden, um das Verarbeitungsergebnisbild, welches
das Messergebnis widerspiegelt, darzustellen.
-
7 zeigt
ein Beispiel, in dem die Höhenmessung an den Apices a,
b und c eines dreieckigen Bereichs durchgeführt wird, und
die perspektivische Transformation an den Apices a, b und c basierend
auf den x- und y-Koordinaten in dem Referenzbild und der gemessenen
z-Koordinate durchgeführt wird. In dem Bild von 7 werden
die Apices a, b und c jeweils in die entsprechenden Punkte a', b'
und c', welche durch die Gleichung (1) spezifiziert werden, transformiert,
und die Hilfslinien, ähnlich zu denen von 4,
werden derart eingestellt, dass sie die gemessene Höhe
jedes Punkts ausdrücken. Andererseits wird das Bild des
gesamten Bereichs auf einen vorbestimmten Bereich projiziert, indem
die Gleichung (2) für den Fall z = 0 ausgeführt
wird.
-
Da
in dem Beispiel von 7 die Hilfslinie an dem Punkt
c' kürzer ist als die anderen Hilfslinien, kann erkannt
werden, dass der Punkt c tiefer liegt als die Punkte a und b. Das
Display von 7 kann das Verarbeitungsergebnisbild
darstellen, welches geeignet ist, die Neigung einer bestimmten Oberfläche
oder die Existenz einer Unregelmäßigkeit zu bestätigen.
-
Bei
dieser Art von Messung ist nicht immer das Messobjekt höher
als die Bezugsebene, sondern es wird zuweilen ein Bereich gemessen,
der in Bezug auf die Umgebung vertieft ist. Bei Durchführung
der Messung des in Bezug auf die Umgebung vertieften Abschnitts
kann das Verarbeitungsergebnisbild durch die gleiche Verarbeitung
der perspektivischen Transformation erzeugt und dargestellt werden.
-
8 zeigt
ein Beispiel, in dem das Messobjekt eine hemisphärische
Vertiefung darstellt, die in einem rechteckigen Gehäusekörper
ausgebildet ist.
-
In
dem Beispiel von 8 wird ein Paar von Kantenpunkten
p und q, welche einander in radialer Richtung gegenüberliegen,
von einer Kante extrahiert, welche einen äußeren
Umfang der Vertiefung angibt; die Punkte p und q und ein Punkt o
(Mittelpunkt einer Strecke pq), welcher dem Mittelpunkt der Vertiefung
entspricht, werden als Messobjektpunkte festgelegt, um die z-Koordinate
jedes Punkts zu berechnen. Die berechneten z-Koordinaten werden
in die Messobjektpunkte eingesetzt, und die entsprechenden Punkte
o', p'
und q' werden in dem Post-Transformations-Bild unter Anwendung der
Gleichung (1) erhalten. Andererseits wird ein konstanter Wert, bei
dem die z-Koordinate größer als Null ist, in alle
Bildpunkte eingesetzt, und das gesamte Referenzbild wird durch die
Verarbeitung der perspektivischen Transformation basierend auf der
Gleichung (2) transformiert.
-
Beispielsweise
kann eine typische Höhe des Gehäusekörpers,
welche aus der konstanten z-Koordinate besteht, in jeden Bildpunkt
eingesetzt werden. Ein Messobjektpunkt wird ebenso außerhalb
der Vertiefung bereitgestellt, um die z-Koordinate zu messen, und
der gemessene Wert kann gewöhnlich an den Bildpunkten festgelegt
werden.
-
In
dem Beispiel von 8 wird das perspektivische Bild
des gesamten Gehäusekörpers durch die Verarbeitung
der Transformation dargestellt, die entsprechenden Punkte o', p'
und q' werden an Positionen dargestellt, die der gemessenen z-Koordinate
für die Messobjektpunkte o, p und q entsprechen, und es
wird die Hilfslinie, welche die Höhe anzeigt, eingestellt.
-
In
der Darstellung von 8 kann leicht bestätigt
werden, um wieviel der Mittelpunkt oder die Vertiefung mit Bezug
auf die äußere Umgebung abfällt, oder
ob der Objektbereich korrekt vermessen wurde oder nicht.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird das Verarbeitungsergebnisbild,
welches das Messergebnis des Bereichs anzeigt, der verwendet wird,
um tatsächlich die z-Koordinate zu berechnen, unter Verwendung des
Bilds, welches in der Verarbeitung der dreidimensionalen Messung,
in der die Stereokamera eingesetzt wird, dargestellt. In dem Verfahren
zur dreidimensionalen Messung kann, mit Ausnahme des Stereoverfahrens,
wenn der Bildpunkt, der dem Messobjektbereich entspricht, spezifiziert
werden kann, das gleiche Verarbeitungsergebnisbild gemessen und
dargestellt werden.
-
9 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel einer Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung, welche das Verarbeitungsergebnisbild ähnlich wie
in den oben beschriebenen Beispielen darstellen kann.
-
Die
Vorrichtung von 9 misst die Höhe durch
ein Lichtschnittverfahren. Die Vorrichtung umfasst eine Flutlichteinheit 20,
welche ein Messobjekt mit einem Laserspaltlicht 22 bestrahlt,
eine zweidimensio nale Kamera 21 und eine Steuerverarbeitungseinheit
(nicht gezeigt). Das Werkstück W ist IC, und das Messobjekt stellen
die Elektroden-Pins 30 dar.
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Ähnlich
wie die Kamera C0 der Ausführungsform, wird die Kamera 21 derart
platziert, dass die optische Achse in vertikaler Richtung orientiert
ist, so dass das Vorderansichtsbild des Werkstücks W erzeugt
wird. Die Flutlichteinheit 20 wird schräg oberhalb
des Werkstücks W angeordnet, um die Elektroden-Pins 30 mit
dem Spaltlicht 22 entlang einer Richtung, in der die Elektroden-Pins 30 angeordnet
sind, zu beleuchten.
-
Die
Steuer-/Verarbeitungseinheit extrahiert ein Lichtstrahlbild des
reflektierten Lichts des Spaltlichts 22 aus dem von der
Kamera 21 erzeugten Bild, und die Steuer-/Verarbeitungseinheit
legt mehrere in dem Lichtstrahlbild enthaltenen Punkte als Messobjektpunkte
fest, um die Koordinaten der Messobjektpunkte in den vorbestimmten
Funktionsausdruck einzusetzen, wodurch die Höhe, die jedem
Messobjektpunkt entspricht, berechnet wird.
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In
dem Beispiel von 9 wird die Höhenmessung
durchgeführt, während der vorbestimmte Bildpunkt in
dem Vorderansichtsbild des Werkstücks W als Messobjektpunkt
festgelegt wird, so dass der in der Messung verwendete Bildpunkt
in die Position transformiert werden kann, die der gemessenen Höhe
in dem bei der Messung verwendeten Vorderansichtsbild entspricht.
Demgemäß kann, obwohl das Lichtschnittverfahren
sich von dem Stereoverfahren in der dreidimensionalen Messtechnik
unterscheidet, ähnlich wie bei der Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung, bei der das Stereoverfahren angewendet wird, das Verarbeitungsergebnisbild
erzeugt und dargestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2000-39566 [0002, 0003]
