DE102017218474A1

DE102017218474A1 - Bildverarbeitungsvorrichtung, steuersystem, steuerverfahren für bildverarbeitungsvorrichtung, steuerprogramm und aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE102017218474A1
Application number: DE102017218474.4A
Authority: DE
Inventors: Yuki Taniyasu; Gaku Shiramizu
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2018-07-19
Also published as: CN108335255B; JP6984130B2; US10430964B2; CN108335255A; JP2018116408A; US20180204342A1

Abstract

Die Verarbeitungsdauer wird verringert, während sich die Genauigkeit von Positionierung und Prüfung erhöht. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung weist Folgendes auf: einen Prognosepositionsberechner, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Position eines Zielobjekts prognostiziert, einen Abrufbildanalysator, der so konfiguriert ist, dass er anhand eines vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um einen Teilbereich eines erfassten Bilds handelt, der eine von dem Prognosepositionsberechner prognostizierte Position enthält, eine Position des Zielobjekts sucht, und eine Analyseergebnisausgabeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die von dem Abrufbildanalysator abgefragte Position des Zielobjekts ausgibt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beruht auf der am 17. Januar 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-005993 , deren gesamter Inhalt durch Verweis darauf als hier mit aufgenommen gilt.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Positionsregelung, ein Steuerverfahren für die Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Steuerprogramm, ein Steuersystem für die Positionsregelung, ein Aufzeichnungsmedium und dergleichen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist eine Bildverarbeitungstechnik bekannt, die von einer Prüfvorrichtung oder einer Messvorrichtung in einer Fertigungsstätte benutzt wird. So ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, die eine Positionierung unter Verwendung einer Bildverarbeitungstechnik zwecks Verarbeiten oder Prüfen eines Zielobjekts durchführt.
Patentdokument 1 beschreibt eine Fertigungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Positionierung durch Regeln eines Transportabschnitts auf der Grundlage der Position einer Positionierungsmarke durchführt.
Patentdokument 2 beschreibt auch ein Steuersystem, das so konfiguriert ist, dass es ein Zielobjekt unter Verwendung von Bilddaten, die durch Erfassen eines Bilds vom Zielobjekt mit einem charakteristischen Teil für die Positionierung gewonnen werden, an einer Zielposition positioniert.

Patentdokument 1: JP 2000-180810 A (veröffentlicht am 30. Juni 2000)
Patentdokument 2: JP 2014-203365 A (veröffentlicht am 27. Oktober 2014)
Patentdokument 3: JP 2004-198124 A (veröffentlicht am 15. Juli 2004)
Patentdokument 4: JP 11-85235 A (veröffentlicht am 30. März 1999)
Patentdokument 5: JP 2012-242315 A (veröffentlicht am 10. Dezember 2012)
Patentdokument 6: JP 2014-137815 A (veröffentlicht am 28. Juli 2014)

Soll die Genauigkeit der Positionierung oder Prüfung erhöht werden, so muss die Auflösung einer Bildgebungsvorrichtung erhöht werden, das heißt, die Auflösung der Bildgebungsvorrichtung muss verbessert werden. Wenn jedoch die Auflösung der Bildgebungsvorrichtung verbessert wird, erhöhen sich die Pixelanzahl und somit auch die Bildübertragungsdauer und die Bildverarbeitungsdauer. Eine genaue Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 17. 17 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Pixelanzahl und einer Verarbeitungsdauer darstellt. Wie in 17 dargestellt ist, erhöht sich die Verarbeitungsdauer, da sich die Pixelanzahl von 300.000 auf 12 Millionen erhöht.
Dementsprechend besteht zwischen Genauigkeitsverbesserung und Geschwindigkeitsverbesserung ein Kompromissverhältnis, und es ist schwierig, Ausgewogenheit zwischen beiden zu finden.
Darüber hinaus werden bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen Techniken keine Maßnahmen ergriffen, durch die sich sowohl eine Verbesserung der Genauigkeit als auch eine Verringerung der Verarbeitungsdauer erzielen lässt.
KURZDARSTELLUNG
Es ist Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und dergleichen zum Verringern der Verarbeitungsdauer bei gleichzeitigem Erhöhen der Genauigkeit der Positionierung oder Prüfung umzusetzen.
Bei einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme handelt es sich um eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die zur Positionsregelung bei einem Zielobjekt benutzt wird und so konfiguriert ist, dass sie anhand eines von einer Bildgebungsvorrichtung erfassten Bilds eine Position des Zielobjekts erkennt, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung Folgendes aufweist: eine Prognoseeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine aktuelle Position des Zielobjekts prognostiziert, eine Sucheinheit, die so konfiguriert ist, dass sie anhand eines vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um einen Teilbereich des erfassten Bilds handelt, der eine von der Prognoseeinheit prognostizierte Position enthält, eine Position des Zielobjekts sucht, und eine Ausgabeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die von der Sucheinheit abgefragte Position des Zielobjekts ausgibt.
Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend kann beim Regeln der Position eines Zielobjekts durch Positionsregelung die Position des Zielobjekts dadurch gemessen werden, dass in einem von der Bildgebungsvorrichtung erfassten Bild nur ein vorgegebener Bereich abgesucht wird, der eine prognostizierte aktuelle Position des Zielobjekts enthält. Dies ermöglicht eine Verringerung des Verarbeitungsaufwands im Vergleich zu dem Fall, in dem das gesamte erfasste Bild abgesucht wird. Selbst wenn die Auflösung der Bildgebungsvorrichtung verbessert wird, erhöht sich zudem der Verarbeitungsaufwand nicht wesentlich, da die Suche nur in einem Teil eines erfassten Bilds durchgeführt wird. Dementsprechend kann die Verarbeitungsdauer verringert werden, während die Genauigkeit bei der Positionierung des Zielobjekts und der Prüfung des Zielobjekts erhöht wird.
Der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend kann die Prognoseeinheit die aktuelle Position des Zielobjekts unter Verwendung von Befehlsinformationen aus einer Steuervorrichtung prognostizieren, die so konfiguriert ist, dass sie eine Position des Zielobjekts regelt.
Die Befehlsinformationen aus der Steuervorrichtung dienen zum Steuern des Zielobjekts, und wenn die Informationen benutzt werden, lässt sich die Bewegung des Zielobjekts prognostizieren. Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend wird die aktuelle Position des Zielobjekts unter Verwendung der Befehlsinformationen aus der Steuervorrichtung prognostiziert, und somit kann eine genaue Prognose erfolgen.
Der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend kann die Prognoseeinheit die aktuelle Position des Zielobjekts unter Verwendung einer Änderung einer Position des Zielobjekts in mehreren von der Bildgebungsvorrichtung erfassten Bildern prognostizieren.
Wenn die Änderung der Position des Zielobjekts bis hin zur aktuellen Position gleichbleibend ist, werden die Positionsänderung bis dahin und die Positionsänderung von da ab höchstwahrscheinlich gleich sein. Die aktuelle Position des Zielobjekts wird der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend anhand der Änderung der Position des Zielobjekts in mehreren erfassten Bildern prognostiziert, und somit kann die aktuelle Position, wenn die Positionsänderung gleichbleibend ist, adäquat prognostiziert werden.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann Folgendes aufweisen: eine Meldeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie der Bildgebungsvorrichtung den vorgegebenen Bereich meldet, und eine Abrufeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie aus der Bildgebungsvorrichtung einen Teil des erfassten Bilds abruft, der dem vorgegebenen Bereich entspricht, wobei die Sucheinheit anhand des von der Abrufeinheit abgerufenen Teils des erfassten Bilds, der dem vorgegebenen Bereich entspricht, die Position des Zielobjekts suchen kann.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration wird nur das erfasste Bild von einem vorgegebenen Bereich, bei dem es sich um ein Suchziel handelt, aus der Bildgebungsvorrichtung abgerufen, und somit kann sich die von der Bildgebungsvorrichtung übertragene Bilddatenmenge verringern. Dadurch lässt sich die Verarbeitungsdauer verringern.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann Folgendes aufweisen: eine Abrufeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das erfasste Bild aus der Bildgebungsvorrichtung abruft, und eine Bereichsextraktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den vorgegebenen Bereich aus dem von der Abrufeinheit abgerufenen erfassten Bild extrahiert, wobei die Sucheinheit anhand des von der Bereichsextraktionseinheit extrahierten vorgegebenen Bereichs die Position des Zielobjekts suchen kann.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, nur den vorgegebenen Bereich, bei dem es sich um ein Suchziel handelt, aus dem erfassten Bereich zu extrahieren. Dementsprechend ist es möglich, nur den vorgegebenen Bereich abzusuchen.
Der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend können mehrere der Bildgebungsvorrichtungen vorhanden sein, die Prognoseeinheit kann die aktuelle Position des Zielobjekts anhand eines ersten erfassten Bilds prognostizieren, das von einer ersten Bildgebungsvorrichtung erfasst wird, bei der es sich um eine der mehreren Bildgebungsvorrichtungen handelt, und die Sucheinheit kann die Position des Zielobjekts anhand eines zweiten erfassten Bilds suchen, das von einer zweiten Bildgebungsvorrichtung erfasst wird, bei der es sich um eine weitere der mehreren Bildgebungsvorrichtungen handelt, wobei das zweite erfasste Bild einen vorgegebenen Bereich erfasst, der eine von der Prognoseeinheit prognostizierte Position enthält.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die erste Bildgebungsvorrichtung das gesamte Bild erfassen, und das Erfassen kann durch die zweite Bildgebungsvorrichtung erfolgen, indem nur ein Teil des vorherigen Resultats für die Suche der Position des Zielobjekts benutzt wird. Dadurch lässt sich eine genauere Position des Zielobjekts erfassen.
Ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist zum Lösen der oben beschriebenen Probleme die Bildverarbeitungsvorrichtung und eine Transportvorrichtung auf, wobei eine Position des Zielobjekts von der Transportvorrichtung verlagert wird und die erste Bildgebungsvorrichtung im Vergleich zur zweiten Bildgebungsvorrichtung auf einer stromaufwärtigen Seite der Transportvorrichtung installiert ist.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist die erste Bildgebungsvorrichtung auf der stromaufwärtigen Seite der Transportvorrichtung installiert, und die zweite Bildgebungsvorrichtung ist im Vergleich zur ersten Bildgebungsvorrichtung auf der stromabwärtigen Seite installiert, und somit kann sich eine Prognose der Position des Zielobjekts unter Verwendung eines von der ersten Bildgebungsvorrichtung erfassten Bilds adäquat in einer Bildgebungsposition der zweiten Bildgebungsvorrichtung widerspiegeln. Dementsprechend kann die zweite Bildgebungsvorrichtung ein Bild vom Zielobjekt genau erfassen, und die Position des Zielobjekts kann genau erfasst werden. Es lässt sich auch die Genauigkeit einer Prüfung erhöhen.
Ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist zum Lösen der oben beschriebenen Probleme Folgendes auf: die Bildverarbeitungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Position des Zielobjekts regelt, und eine Bildgebungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Bild von einem Bereich erfasst, der das Zielobjekt enthält.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der gleiche Effekt wie der vorhergehende erzielt werden.
Bei einem Steuerverfahren für eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme handelt es sich um ein Steuerverfahren für eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die zur Positionsregelung eines Zielobjekts benutzt wird und so konfiguriert ist, dass sie anhand eines von einer Bildgebungsvorrichtung erfassten Bilds eine Position des Zielobjekts erkennt, wobei das Steuerverfahren Folgendes umfasst: Prognostizieren einer aktuellen Position des Zielobjekts, Suchen einer Position des Zielobjekts anhand eines vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um einen Teilbereich des erfassten Bilds handelt, der eine bei der Prognose prognostizierte Position enthält, und Ausgeben der bei der Suche abgefragten Position des Zielobjekts.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der gleiche Effekt wie der vorhergehende erzielt werden.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß jedem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch einen Computer umgesetzt werden, und in diesem Fall fallen außerdem ein Steuerprogramm für eine Bildverarbeitungsvorrichtung, das den Computer dazu veranlasst, die Bildverarbeitungsvorrichtung umzusetzen, indem er dazu veranlasst wird, als jede für die Bildverarbeitungsvorrichtung bereitgestellte Einheit (Softwareelement) zu arbeiten, und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium, welches das Steuerprogramm aufzeichnet, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Effekt erzielt werden, dass sich im Vergleich zu einem Fall, in dem die Suche an dem gesamten erfassten Bild erfolgt, der Verarbeitungsaufwand verringern lässt. Selbst wenn die Auflösung der Bildgebungsvorrichtung verbessert wird, erhöht sich zudem der Verarbeitungsaufwand nicht wesentlich, da die Suche nur in einem Teil des erfassten Bilds durchgeführt wird. Dementsprechend lässt sich der Effekt erzielen, dass die Verarbeitungsdauer verringert werden kann, während die Genauigkeit bei der Positionierung des Zielobjekts und der Prüfung des Zielobjekts erhöht wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt,
2 ist ein Schaubild, das ein Steuersystem gemäß der Ausführungsform schematisch darstellt,
die 3A und 3B sind Schaubilder, die einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung darstellen, wobei 3A ein Ablaufdiagramm ist, das den Verarbeitungsablauf darstellt, und 3B ein Schaubild ist, das die Verarbeitung bei einem Steuersystem 100 auf vereinfachte Weise darstellt,
4 ist ein Schaubild, das einen Überblick über ein Verfahren zum Eingrenzen eines Suchbereichs darstellt,
die 5A bis 5D sind Schaubilder, die ein Verfahren zum Abrufen eines Bilds von einem vorgegebenen Bereich beschreiben, bei dem es sich um ein von einem Abrufbildanalysator 15 zu analysierendes Ziel handelt,
6 ist ein Schaubild, das eine Verarbeitungsdauer gemäß einer herkömmlichen Technik mit einer Verarbeitungsdauer gemäß der Ausführungsform vergleicht,
die 7A und 7B sind Schaubilder, die Beispiele für einen vorgegebenen Bereich darstellen,
8 ist ein Schaubild, das einen Effekt der vorliegenden Erfindung beschreibt,
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt,
die 10A und 10B sind Schaubilder, die einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der anderen Ausführungsform darstellen, wobei 10A ein Ablaufdiagramm ist, das den Verarbeitungsablauf darstellt, und 10B ein Schaubild ist, das die Verarbeitung bei einem Steuersystem auf vereinfachte Weise darstellt,
11 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Berechnen eines Geschwindigkeitsvektors für ein Zielobjekt X beschreibt,
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt,
die 13A bis 13C sind Schaubilder, die ein Beispiel für ein Steuersystem gemäß der Ausführungsform darstellen, wobei 13A ein Schaubild ist, das einen Überblick über das Steuersystem darstellt, 13B ein Schaubild ist, das ein beispielhaftes Bild darstellt, welches von einer ersten Bildgebungseinheit erfasst wird, und 13C ein Schaubild ist, das ein beispielhaftes Bild darstellt, welches von einer zweiten Bildgebungseinheit erfasst wird,
14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der anderen Ausführungsform darstellt,
15 ist ein Schaubild, das einen Überblick über das Steuersystem gemäß der Ausführungsform darstellt,
16 ist ein Schaubild, das vorgegebene Bereiche gemäß der Ausführungsform beschreibt, und
17 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Pixelanzahl und einer Verarbeitungsdauer darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 2 ein Überblick über ein Steuersystem 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 2 ist ein Schaubild, das das Steuersystem 100 schematisch darstellt.
Wie in 2 dargestellt ist, weist das Steuersystem 100 gemäß der Ausführungsform kurz gesagt eine Steuervorrichtung 1, einen Servoantrieb 3, ein Regelziel 5 (Servomotor 4), eine Bildverarbeitungsvorrichtung 10 und eine Bildgebungseinheit (Bildgebungsvorrichtung) 20 auf. Ein von der Steuervorrichtung 1 erzeugter Befehlswert wird in den Servoantrieb 3 eingegeben, und der Servoantrieb 3 treibt den Servomotor 4 über ein Drehmoment an, das auf dem empfangenen Befehlswert basiert, so dass eine Positionsregelung für ein Zielobjekt X am Regelziel 5 durchgeführt wird. Bei der Ausführungsform wird ein XYθ-Tisch als Regelziel 5 betrachtet, und die Position des Zielobjekts X auf dem XYθ-Tisch soll geregelt werden.
Außerdem erfasst die Bildgebungseinheit 20 ein Bild vom Regelziel 5, und das erfasste Bild wird von der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 verarbeitet. Der Steuervorrichtung 1 wird dadurch die genaue Position des Zielobjekts X am Regelziel 5 gemeldet, und somit wird eine genaue Positionsregelung umgesetzt. Durch das Umsetzen einer genauen Positionsregelung kann beispielsweise eine genaue Positionierung des Zielobjekts X am Regelziel 5 und eine genaue Prüfung am Regelziel 5 erfolgen.
Darüber hinaus wird gemäß der Ausführungsform der Verarbeitungsaufwand verringert, indem die Position des Zielobjekts X am Regelziel 5 prognostiziert und dadurch ein Suchbereich in einem von der Bildgebungseinheit 20 erfassten Bild eingegrenzt wird. Dadurch kann ein hochauflösendes erfasstes Bild innerhalb kurzer Zeit verarbeitet werden.
Eine genaue Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 4. 4 ist ein Schaubild, das einen Überblick über ein Verfahren zum Eingrenzen eines Suchbereichs darstellt. 4 stellt ein Beispiel für ein erfasstes Bild 401 dar, das vertikal Cy und horizontal Cx entspricht und das Regelziel 5 erfasst, und die Positionen des Zielobjekts X im Verlauf der Zeit sind der Einfachheit halber mit x markiert. 4 gibt den Zeitablauf durch „t-2“, „t-1“ und „t“ an, und die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt „t-2“, die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt „t-1“ und die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt „t“ sind angegeben. Bei der Ausführungsform wird die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt „t“ zwecks Erfassen der genauen Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt „t“ unter Verwendung des vorangehenden Zeitpunkts „t-1“ prognostiziert (oder je nach Situation wird auch der zweite vorangehende Zeitpunkt „t-2“ verwendet) und die Suche nur in dem Teil eines vorgegebenen Bereichs 402 in dem erfassten Bild durchgeführt, der die prognostizierte Position enthält. Dadurch ist es nicht mehr nötig, das gesamte erfasste Bild 401 abzusuchen, und so kann selbst ein hochauflösendes erfasstes Bild innerhalb kurzer Zeit verarbeitet werden. Wenn beispielsweise ein rechteckiger Bereich, der vertikal My und horizontal Mx entspricht, als Modell benutzt wird, ist ein rechteckiger Bereich, der vertikal My+d2 und horizontal Mx+d1 entspricht, als vorgegebener Bereich 402 denkbar.
Konfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 eine Hauptkonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 darstellt.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 Folgendes auf: einen Prognosepositionsberechner (Prognoseeinheit) 11, eine Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12, eine Bildgebungssteuerung (Meldeeinheit) 13, eine Erfassungsbildabrufeinheit (Abrufeinheit) 14, einen Abrufbildanalysator (Sucheinheit, Bereichsextraktionseinheit) 15 und eine Analyseergebnisausgabeeinheit (Ausgabeeinheit) 16.
Der Prognosepositionsberechner 11 prognostiziert eine aktuelle Position des Zielobjekts X am Regelziel 5. Dann wird der Erfassungsbereichszuweisungseinheit 12 die prognostizierte Position gemeldet. Insbesondere ruft der Prognosepositionsberechner 11 Antriebsinformationen (Bereichseingrenzungsinformationen, Befehlsinformationen) zum Antreiben des Regelziels 5 aus der Steuervorrichtung 1 ab und prognostiziert die aktuelle Position des Zielobjekts X anhand der abgerufenen Antriebsinformationen und der vorherigen Position des Zielobjekts X. Zusätzlich dazu kann der Prognosepositionsberechner 11 zusammen mit der Position das Verhalten des Zielobjekts X prognostizieren. Dadurch kann ein nachfolgend beschriebener vorgegebener Bereich dem Verhalten entsprechend eingestellt werden.
Die Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12 bestimmt einen vorgegebenen Bereich, der die vom Prognosepositionsberechner 11 prognostizierte aktuelle Position des Zielobjekts X enthält, und meldet der Bildgebungssteuerung 13 den vorgegebenen Bereich.
Die Bildgebungssteuerung 13 meldet der Bildgebungseinheit 20 den von der Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12 gemeldeten vorgegebenen Bereich und veranlasst die Bildgebungseinheit 20 dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen.
Die Erfassungsbildabrufeinheit 14 ruft aus der Bildgebungseinheit 20 den Teil ab, der in dem von der Bildgebungseinheit 20 erfassten Bild dem vorgegebenen Bereich entspricht (Bild vom vorgegebenen Bereich), und überträgt das Bild zum Abrufbildanalysator 15.
Der Abrufbildanalysator 15 analysiert das von der Erfassungsbildabrufeinheit 14 übertragene Bild von dem vorgegebenen Bereich, sucht nach dem Zielobjekt X und misst (erkennt) die Position des Zielobjekts X. Dann wird der Analyseergebnisausgabeeinheit 16 das Messergebnis gemeldet. Das Verfahren zum Messen der Position des Zielobjekts X durch Analysieren eines Bilds kann durch eine allgemein bekannte Technik umgesetzt werden, und von deren Beschreibung wird abgesehen.
Die Analyseergebnisausgabeeinheit 16 gibt das von dem Abrufbildanalysator 15 gemeldete Messergebnis an eine externe Vorrichtung oder dergleichen aus. Zusätzlich dazu kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 eine Anzeigeeinheit oder dergleichen aufweisen, und die Anzeigeeinheit kann dazu veranlasst werden, das Messergebnis auszugeben.
Die Bildgebungseinheit 20 erfasst einem Befehl der Bildgebungssteuerung 13 entsprechend ein Bild vom Regelziel 5. Dann wird von dem erfassten Bild nur ein Bild eines vorgegebenen Bereichs zu der Bildverarbeitungseinheit 10 übertragen, der dem von der Bildgebungssteuerung 13 angegebenen Bereich entspricht.
Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3A und 3B ein Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 beschrieben. Die 3A und 3B sind Schaubilder, die einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 darstellen, wobei 3A ein Ablaufdiagramm ist, das den Verarbeitungsablauf darstellt, und 3B ein Schaubild ist, das die Verarbeitung bei dem Steuersystem 100 auf vereinfachte Weise darstellt.
Wie in 3A dargestellt ist, veranlasst die Bildgebungssteuerung 13, wenn die Regelverarbeitung durch das Steuersystem 100 gestartet wird, die Bildgebungseinheit 20 dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen (S101). Als Nächstes misst der Erfassungsbildanalysator 15 die Position des Zielobjekts X anhand des erfassten Bilds (S102: Werkstücksuchvorgang). Als Nächstes prognostiziert der Prognosepositionsberechner 11 die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt der nächsten Erfassung anhand der von der Steuervorrichtung 1 abgerufenen Antriebsinformationen zum Regelziel 5 (Befehlswert für den Servomotor 4) und der aktuellen Position des Zielobjekts X (S103: Prognoseschritt). Dann bestimmt die Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12 anhand der prognostizierten Position einen Bereich, der die Position enthält, als vorgegebenen Bereich (S104).
Dann überträgt die Bildgebungssteuerung 13 Informationen, die den vorgegebenen Bereich angeben, zu der Bildgebungseinheit 20 und veranlasst die Bildgebungseinheit 20 auch dazu, ein Bild vom Regelziel 5 zu erfassen (S105). Die Bildgebungseinheit 20 überträgt ein dem vorgegebenen Bereich entsprechendes Bild von dem vorgegebenen Bereich in dem erfassten Bild zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10, und der Abrufbildanalysator 15 analysiert das Bild von dem vorgegebenen Bereich und misst (sucht) die Position des Zielobjekts X (S106: Suchschritt). Dann gibt die Analyseergebnisausgabeeinheit 16 das Messergebnis aus (S107: Ausgabeschritt).
Weiteres Beispiel für das Verfahren zum Abrufen eines Bilds von dem vorgegebenen Bereich als Analyseziel
Als Nächstes wird ein weiteres Beispiel für das Verfahren zum Abrufen eines Bilds des vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um ein von dem Abrufbildanalysator 15 zu analysierendes Ziel handelt, unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D beschrieben. Die 5A bis 5D sind Schaubilder, die ein Verfahren zum Abrufen eines Bilds eines vorgegebenen Bereichs beschreiben, bei dem es sich um ein von dem Abrufbildanalysator 15 zu analysierendes Ziel handelt.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration handelt es sich bei einem Bild, das von der Bildgebungseinheit 20 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 übertragen wird, um das Bild von dem vorgegebenen Bereich. Das heißt, hinsichtlich eines erfassten Bilds 501, wie es in den 5A und 5B dargestellt ist, werden bei dem in 5A dargestellten Beispiel nur ein Bild 511 vom vorgegebenen Bereich in dem erfassten Bild 501 und bei dem in 5B dargestellten Beispiel nur die Bilder 511, 512, 513, 514 von vorgegebenen Bereichen in dem erfassten Bild 501 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 übertragen. Zusätzlich dazu stellt 5B ein Beispiel für einen Fall dar, dass es mehrere Zielobjekte X gibt.
Eine solche Konfiguration ist nicht einschränkend, und so kann es sich beispielsweise bei dem Bild, das von der Bildgebungseinheit 20 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 übertragen wird, um das erfasste Bild selbst handeln, das heißt, um das Bild, welches das gesamte Regelziel 5 erfasst. In diesem Fall kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 10, die das erfasste Bild abgerufen hat, über den Abrufbildanalysator 15 nur den Bereich in dem erfassten Bild analysieren, der von der Erfassungsbildbestimmungseinheit 12 bestimmt wird. Das heißt, wie in 5C dargestellt ist, ruft die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 das erfasste Bild 501 ab, und der Abrufbildanalysator 15 analysiert nur ein dem vorgegebenen Bereich entsprechendes Bild 521 von einem vorgegebenen Bereich in dem erfassten Bild 501. Oder wie in 5D dargestellt ist, ruft die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 das erfasste Bild 501 ab, und der Abrufbildanalysator 15 analysiert nur den vorgegebenen Bereichen entsprechende Bilder 521, 522, 523, 524 von vorgegebenen Bereichen in dem erfassten Bild 501.
Bei einer solchen Konfiguration handelt es sich bei dem Analyseziel auch nicht um das gesamte erfasste Bild, sondern nur um einen vorgegebenen Bereich in dem erfassten Bild, und somit kann im Vergleich zu einem Fall, in dem das gesamte erfasste Bild analysiert wird, der Verarbeitungsaufwand geringer sein.
Verarbeitungsdauer
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, in welchem Ausmaß die Verarbeitungsdauer durch die Ausführungsform verringert wird. 6 ist ein Schaubild, das eine Verarbeitungsdauer gemäß einer herkömmlichen Technik mit einer Verarbeitungsdauer gemäß der Ausführungsform vergleicht.
Wie in 6 dargestellt ist, beträgt die gemäß einer herkömmlichen Technik für einen Bildgebungsvorgang benötigte Zeit (einschließlich der Dauer der Bildübertragung von der Bildgebungsvorrichtung zur Bildverarbeitungsvorrichtung) 33 ms, eine Bildverarbeitung zur Analyse eines erfassten Bilds dauert 30 ms und ein Vorgang zum Ausgeben eines Analyseergebnisses 1 ms. Das heißt, die Gesamtdauer der Verarbeitung gemäß der herkömmlichen Technik beträgt 33+30+1=64 ms.
Im Gegensatz dazu wird bei der Ausführungsform zuerst ein Bild von dem vorgegebenen Bereich von der Bildgebungseinheit 20 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 übertragen und somit die Übertragungsdauer verringert, und der Bildgebungsvorgang dauert 10 ms. Bei dem Analyseziel handelt es sich auch nur um das Bild von dem vorgegebenen Bereich, und die Verarbeitungsdauer verringert sich, und die Bildverarbeitungsdauer beträgt 10 ms. Die für den Ausgabevorgang benötigte Zeit ändert sich nicht. Folglich beträgt die Gesamtdauer der Verarbeitung gemäß der Ausführungsform 10+10+1=21 ms und ist im Vergleich zur herkömmlichen Technik um etwa 66% geringer.
Wenn das von der Bildgebungseinheit 20 zu übertragende erfasste Bild unverändert ist, jedoch der Bereich als Analyseziel von der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 eingegrenzt wird, verringert sich darüber hinaus die Bildverarbeitungsdauer auf 10 ms. Dementsprechend beträgt die Gesamtdauer der Verarbeitung in diesem Fall 33+10+1=44 ms und ist im Vergleich zur herkömmlichen Technik um etwa 31% geringer.
Beispiel für den vorgegebenen Bereich
Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf die 7A und 7B Beispiele für den von der Erfassungsbildbestimmungseinheit 12 bestimmten vorgegebenen Bereich beschrieben. Die 7A und 7B sind Schaubilder, die Beispiele für den vorgegebenen Bereich darstellen. Wie oben beschrieben ist, kann es sich bei dem vorgegebenen Bereich um einen rechteckigen Bereich handeln, der das Zielobjekt X enthält (Bereiche 721, 722, 723 in 7A), oder um einen Bereich, der der Form des Zielobjekts X entspricht, wie in 7B dargestellt ist (Bereiche 711, 712, 713, 714 in 7B).
Effekt der vorliegenden Erfindung
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 ein Effekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist ein Schaubild, das einen Effekt der vorliegenden Erfindung beschreibt. Wie in 8 dargestellt ist, ist ersichtlich, dass sich die Verarbeitungsdauer gemäß der herkömmlichen Technik beträchtlich erhöht, da sich die Anzahl der Pixel aus der Bildgebungsvorrichtung erhöht.
Hingegen erhöht sich die Verarbeitungsdauer gemäß der Ausführungsform nicht wesentlich, selbst wenn sich die Pixelanzahl erhöht. Zusätzlich dazu handelt es sich bei einer Ausführungsform A in 8 um einen Fall, in dem die Verarbeitung in einem Standardmodus erfolgt, und bei einer Ausführungsform B um einen Fall, in dem die Verarbeitung in einem Hochgeschwindigkeitsausrichtmodus erfolgt.
Der Standardmodus entspricht der oben beschriebenen Konfiguration, in der die Bildgebungseinheit 20 das gesamte erfasste Bild zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 überträgt und die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 den Suchbereich eingrenzt, und der Hochgeschwindigkeitsausrichtmodus entspricht der oben beschriebenen Konfiguration, in der es sich bei dem von der Bildgebungseinheit 20 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10 übertragenen Bild um ein Bild von einem vorgegebenen Bereich handelt.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zusätzlich dazu werden Elemente mit der gleichen Funktion wie die bei der obigen Ausführungsform beschriebenen Elemente der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
Die Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinsichtlich des Verfahrens zum Prognostizieren der aktuellen Position eines Zielobjekts X. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 9 eine Hauptkonfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung 10a gemäß der Ausführungsform beschrieben. 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 10a darstellt.
Wie in 9 dargestellt ist, weist die Bildverarbeitungsvorrichtung 10a gemäß der Ausführungsform statt des Prognosepositionsberechners 11 der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform einen Prognosepositionsberechner (eine Prognoseeinheit) 11a und statt der Erfassungsbildabrufeinheit 14 eine Erfassungsbildabrufeinheit (Abrufeinheit) 14a auf.
Der Prognosepositionsberechner 11a prognostiziert die aktuelle Position eines Zielobjekts X anhand einer Positionsänderung des Zielobjekts X in mehreren von der Erfassungsbildabrufeinheit 14a abgerufenen erfassten Bildern. Einzelheiten zum Prognoseverfahren sind nachfolgend angeführt.
Die Erfassungsbildabrufeinheit 14a überträgt ein aus der Bildgebungseinheit 20 abgerufenes erfasstes Bild zum Abrufbildanalysator 15 sowie zum Prognosepositionsberechner 11a.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 10A und 10B ein Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10a beschrieben. Die 10A und 10B sind Schaubilder, die einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10a darstellen, wobei 10A ein Ablaufdiagramm ist, das den Verarbeitungsablauf darstellt, und 10B ein Schaubild ist, das die Verarbeitung bei dem Steuersystem 100 auf vereinfachte Weise darstellt.
Wie in 10A dargestellt ist, veranlasst die Bildgebungssteuerung 13, wenn die Regelverarbeitung durch das Steuersystem 100 gestartet wird, die Bildgebungseinheit 20 dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen (S201). Als Nächstes misst der Erfassungsbildanalysator 15 die Position des Zielobjekts X anhand des erfassten Bilds (S202: Werkstücksuchvorgang). Dann veranlasst die Bildgebungssteuerung 13 die Bildgebungseinheit 20 dazu, auf die gleiche Weise ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen (S203). Der Erfassungsbildanalysator 15 misst auch die Position des Zielobjekts X anhand des erfassten Bilds (S204: Werkstücksuchvorgang).
Als Nächstes berechnet der Prognosepositionsberechner 11a einen Geschwindigkeitsvektor für das Zielobjekt X unter Verwendung der aus der Erfassungsbildabrufeinheit 14a abgerufenen erfassten Bilder und prognostiziert die Position des Zielobjekts zum Zeitpunkt der nächsten Erfassung (S205). Dann bestimmt die Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12 anhand der prognostizierten Position einen Bereich, der die Position enthält, als vorgegebenen Bereich (S206).
Dann überträgt die Bildgebungssteuerung 13 Informationen, die den vorgegebenen Bereich angeben, zu der Bildgebungseinheit 20 und veranlasst die Bildgebungseinheit 20 auch dazu, ein Bild vom Regelziel 5 zu erfassen (S207). Die Bildgebungseinheit 20 überträgt ein dem vorgegebenen Bereich entsprechendes Bild von dem vorgegebenen Bereich in dem erfassten Bild zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10, und der Abrufbildanalysator 15 analysiert das Bild von dem vorgegebenen Bereich und misst die Position des Zielobjekts X (S208). Dann gibt die Analyseergebnisausgabeeinheit 16 das Messergebnis aus (S209).
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 11 ein Verfahren zum Berechnen des Geschwindigkeitsvektors des Zielobjekts X beschrieben. 11 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Berechnen des Geschwindigkeitsvektors für das Zielobjekt X beschreibt.
In 11 steht P für die Position des Zielobjekts X, Vx für den Geschwindigkeitsvektor in x-Richtung und Vy für den Geschwindigkeitsvektor in y-Richtung. Pra steht für die Position oben links in einem vorgegebenen Bereich und Prb für die Position unten rechts in dem vorgegebenen Bereich.
In 11 steht P_t-2=(x_t-2, y_t-2) für die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt der vorletzten Erfassung und P_t-1=(x_t-1, y_t-1) für die Position des Zielobjekts X zum Zeitpunkt der letzten Erfassung.
Zunächst bestimmt der Prognosepositionsberechner 11a den Geschwindigkeitsvektor zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Zielobjekt X von P_t-2 zu P_t-1 bewegt. Hier entspricht die Komponente des Geschwindigkeitsvektors in x-Richtung Vx_t-1 und die Komponente in y-Richtung V_Yt-1.
Der Prognosepositionsberechner 11a prognostiziert eine aktuelle Position Pt des Zielobjekts X anhand folgender Gleichung: $P_{t} = (x_{t} {,y}_{t}) = (x_{t - 1} + {Vx}_{t - 1} \times Δ t {, y}_{t - 1} + {Vy}_{t - 1} \times Δ t)$
Hier steht Δt für einen Erfassungszeitraum.
Außerdem setzt die Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12 eine Position oben links Prat in dem vorgegebenen Bereich auf (x_t-Δd, y_t-Δd) und eine Position unten rechts Prbt in dem vorgegebenen Bereich auf (x_t+Δd, y_t+Δd). Die Größe des vorgegebenen Bereichs wird durch Δd angegeben, und Δd kann beliebig eingestellt werden. Zusätzlich dazu können in diesem Fall die x- und die y-Richtung den gleichen Wert annehmen (das heißt, der vorgegebene Bereich ist ein Quadrat), dies ist jedoch keine Einschränkung, und der vorgegebene Bereich kann alternativ dazu rechteckig sein, wobei die x-Richtung Δd₁ und die y-Richtung Δd₂ entspricht.
Dritte Ausführungsform
Ferner wird unter Bezugnahme auf die 12 bis 16 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zusätzlich dazu werden Elemente mit der gleichen Funktion wie die bei dem obigen Ausführungsformen beschriebenen Elemente der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
Die Ausführungsform geht von einem Steuersystem aus, demgemäß es sich bei dem Regelziel 5 nicht um einen XYθ-Tisch, sondern um eine Fördervorrichtung (wie ein Förderband) handelt und ein sich auf dem Regelziel 5 bewegendes Zielobjekt X an einer vorgegebenen Position abgehoben wird.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 12 eine Hauptkonfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung 10a gemäß der Ausführungsform beschrieben. 12 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 10b darstellt. Wie in 12 dargestellt ist, weist die Bildverarbeitungsvorrichtung 10b gemäß der Ausführungsform Folgendes auf: den Prognosepositionsberechner 11a, die Erfassungsbereichsbestimmungseinheit 12, die Bildgebungssteuerung (Meldeeinheit) 13a, eine Bildgebungssteuerung 13b, eine Erfassungsbildabrufeinheit (Abrufeinheit) 14b, eine Erfassungsbildabrufeinheit 14c, den Abrufbildanalysator 15 und die Analyseergebnisausgabeeinheit 16.
Darüber hinaus weist das Steuersystem 100 statt der Bildgebungseinheit 20 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen eine erste Bildgebungseinheit (Bildgebungsvorrichtung, erste Bildgebungsvorrichtung) 20A und eine zweite Bildgebungseinheit (Bildgebungsvorrichtung, zweite Bildgebungsvorrichtung) 20B auf.
Die Bildgebungssteuerung 13a veranlasst die erste Bildgebungseinheit 20A dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen. Die Bildgebungssteuerung 13b veranlasst die zweite Bildgebungseinheit 20B dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen. Die Erfassungsbildabrufeinheit 14b ruft ein erfasstes Bild aus der ersten Bildgebungseinheit 20A ab. Die Erfassungsbildabrufeinheit 14c ruft ein erfasstes Bild aus der zweiten Bildgebungseinheit 20B ab.
Die erste Bildgebungseinheit 20A ist auf der stromaufwärtigen Seite der zweiten Bildgebungseinheit 20B angeordnet. Zusätzlich dazu kann die zweite Bildgebungseinheit 20B eine höhere Auflösung aufweisen als die erste Bildgebungseinheit 20A.
Eine genauere Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C. Die 13A bis 13C sind Schaubilder, die ein Beispiel für das Steuersystem gemäß der Ausführungsform darstellen, wobei 13A ein Schaubild ist, das einen Überblick über das Steuersystem darstellt, 13B ein Schaubild ist, das ein beispielhaftes Bild darstellt, welches von der ersten Bildgebungseinheit 20A erfasst wird, und 13C ein Schaubild ist, das ein beispielhaftes Bild darstellt, welches von der zweiten Bildgebungseinheit 20B erfasst wird.
Wie in 13A dargestellt ist, wird gemäß der Ausführungsform ein Zielobjekt X von dem Regelziel 5 bewegt und schließlich von einem Roboter 50 abgehoben. Die zweite Bildgebungseinheit 20B ist auf eine solche Weise angeordnet, dass sie die Position des Regelziels 5 der Abhebeposition des Roboters 50 entsprechend erfassen kann, und die erste Bildgebungseinheit 20A ist auf der stromaufwärtigen Seite der zweiten Bildgebungseinheit 20B angeordnet (installiert).
Wie in 13B dargestellt ist, wird von der ersten Bildgebungseinheit 20A auf der stromaufwärtigen Seite ein Bild von dem Regelziel 5 erfasst, und die Position des Zielobjekts X wird anhand des erfassten Bilds gemessen, und die zweite Bildgebungseinheit 20B auf der stromabwärtigen Seite erfasst ein Bild von einer anhand der gemessenen Position prognostizierten Position, die der Position des Zielobjekts X entspricht. Bei dem in 13C dargestellten Beispiel handelt es sich bei den Erfassungsbereichen 1311, 1312, 1313, 1314 um die Erfassungsbereiche der zweiten Bildgebungseinheit 20B.
Dadurch kann die Position des Zielobjekts X genauer gemessen (erfasst) werden, und ein Abhebevorgang für das Zielobjekt X durch den Roboter 50 kann genau durchgeführt werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 14 und 15 ein Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10b beschrieben. 14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf bei der Bildverarbeitungsvorrichtung 10b darstellt. 15 ist zudem ein Schaubild, das einen Überblick über das Steuersystem 100 gemäß der Ausführungsform darstellt.
Wie in 14 dargestellt ist, veranlasst die Bildgebungssteuerung 13a, wenn die Regelverarbeitung durch das Steuersystem 100 gestartet wird, die erste Bildgebungseinheit 20A dazu, ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen (S301). Als Nächstes misst der Prognosepositionsberechner 11a die Position des Zielobjekts X anhand des von der ersten Bildgebungseinheit 20A erfassten Bilds (S302: Werkstücksuchvorgang). Dann weist der Prognosepositionsberechner 11a dem Zielobjekt X einen Index zu (S303). Wie in 15 dargestellt ist, wird einem Zielobjekt X in einem Erfassungsbereich (ersten Bereich), der von der ersten Bildgebungseinheit 20A erfasst wird, insbesondere ein Index wie i=0, ..., 3 zugewiesen. Dann veranlasst die Bildgebungssteuerung 13a die erste Bildgebungseinheit 20A dazu, auf die gleiche Weise ein Bild von dem Regelziel 5 zu erfassen (S304). Zudem misst der Prognosepositionsberechner 11a die Position des Zielobjekts X anhand des von der ersten Bildgebungseinheit 20A erfassten Bilds (ersten erfassten Bilds) (S305: Werkstücksuchvorgang). Dann führt der Prognosepositionsberechner 11a eine Zuordnung von Indizes bezüglich des Zielobjekts X durch (S306). Insbesondere wird einem Zielobjekt X, bei dem es sich um ein Zielobjekt X handelt, dem bereits ein Index zugewiesen wurde, der gleiche Index zugewiesen. Wenn es ein Zielobjekt X gibt, dem kein Index zugewiesen wurde (S307: JA), dann wird diesem Zielobjekt X ein Index zugewiesen (S308).
Dann berechnet der Prognosepositionsberechner 11a den Geschwindigkeitsvektor für das Zielobjekt X unter Verwendung der beiden erfassten Bilder und prognostiziert die Bewegungsposition für das Zielobjekt X (S309).
Dann wird wieder Schritt S304 und zudem der Vorgang von Schritt S310 durchgeführt.
In Schritt S310 bestimmt die Erfassungsbereichbestimmungseinheit 12 einen vorgegebenen Bereich, der die in Schritt S309 prognostizierte Position enthält (S310).
Dann überträgt die Bildgebungssteuerung 13b Informationen, die den vorgegebenen Bereich angeben, zu der zweiten Bildgebungseinheit 20B und veranlasst die Bildgebungseinheit 20B auch dazu, ein Bild von einem Bereich des Regelziels 5 zu erfassen, der dem vorgegebenen Bereich entspricht (zum von einem zweiten Bereich in 15) (S311). Dann überträgt die zweite Bildgebungseinheit 20B das erfasste Bild zur Bildverarbeitungsvorrichtung 10b, und der Abrufbildanalysator 15 analysiert das erfasste Bild (zweite erfasste Bild) und misst die Position des Zielobjekts X (S312). Dann gibt die Analyseergebnisausgabeeinheit 16 das Messergebnis aus (S313).
Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf 16 vorgegebene Bereiche beschrieben. 16 ist ein Schaubild, das vorgegebene Bereiche gemäß der Ausführungsform beschreibt. Bei einem Erfassungsbereich 1601 in 16 handelt es sich um einen Bereich, der dem Erfassungsbereich der ersten Bildgebungseinheit 20A entspricht. Die Erfassungsbereichbestimmungseinheit 12 bestimmt die Bereiche 1611, 1612, 1613, bei denen es sich um Bereiche handelt, die anhand von Positionen von Zielobjekten X in einem von der ersten Bildgebungseinheit 20A erfassten Bild prognostizierte Positionen enthalten, als vorgegebene Bereiche.
Beispielhafte Umsetzung durch Software
Ein Steuerblock der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 (10a, 10b) (insbesondere der Prognosepositionsberechner 11 (11a), die Erfassungsbereichbestimmungseinheit 12, die Bildgebungssteuerung 13 (13a, 13b), die Erfassungsbildabrufeinheit 14 (14a, 14b, 14c), der Abrufbildanalysator 15, die Analyseergebnisausgabeeinheit 16) kann durch eine Logikschaltung (Hardware), die als integrierte Schaltung (IC-Chip) oder dergleichen ausgebildet ist, oder unter Verwendung einer Zentraleinheit (CPU) durch Software umgesetzt sein.
In letzterem Fall weist die Bildverarbeitungseinheit 10 (10a, 10b) beispielsweise Folgendes auf: eine CPU, die Befehle eines Programms ausführt, bei dem es sich um Software handelt, die jede Funktion umsetzt, einen Nurlesespeicher (ROM) oder eine Speichervorrichtung (jeweils als „Aufzeichnungsmedium“ bezeichnet), die das Programm und verschiedene Daten in einer solchen Form speichert, dass diese von einem Computer (oder einer CPU) gelesen werden können, und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der das Programm entwickelt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch einen Computer (oder eine CPU) gelöst werden, der das in dem Aufzeichnungsmedium gespeicherte Programm liest und ausführt. Als Speichermedium kann ein „nichtflüchtiges materielles Medium“ wie ein Band, eine Diskette, eine Karte, ein Halbleiterspeicher oder eine programmierbare Logikschaltung verwendet werden. Das Programm kann über ein beliebiges Übertragungsmedium (wie ein Kommunikationsnetz oder eine Broadcast Wave), welches in der Lage ist, das Programm zu übertragen, für den Computer bereitgestellt werden. Zusätzlich dazu kann ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auch durch das Programm umgesetzt werden, das elektronisch als in eine Trägerwelle eingebettetes Datensignal übertragen wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, und Ausführungsformen, die in verschiedenen Ausführungsformen offenbarte technische Mittel kombinieren, fallen gleichermaßen in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017005993 [0001]
JP 2000180810 A [0005]
JP 2014203365 A [0005]
JP 2004198124 A [0005]
JP 11085235 A [0005]
JP 2012242315 A [0005]
JP 2014137815 A [0005]

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung, die zur Positionsregelung eines Zielobjekts benutzt wird und so konfiguriert ist, dass sie anhand eines von einer Bildgebungsvorrichtung erfassten Bilds eine Position des Zielobjekts erkennt, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Prognoseeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine aktuelle Position des Zielobjekts prognostiziert, eine Sucheinheit, die so konfiguriert ist, dass sie anhand eines vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um einen Teilbereich des erfassten Bilds handelt, der eine von der Prognoseeinheit prognostizierte Position enthält, eine Position des Zielobjekts sucht, und eine Ausgabeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die von der Sucheinheit abgefragte Position des Zielobjekts ausgibt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Prognoseeinheit die aktuelle Position des Zielobjekts unter Verwendung von Befehlsinformationen aus einer Steuervorrichtung prognostiziert, die so konfiguriert ist, dass sie eine Position des Zielobjekts regelt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Prognoseeinheit die aktuelle Position des Zielobjekts unter Verwendung einer Änderung einer Position des Zielobjekts in mehreren von der Bildgebungsvorrichtung erfassten Bildern prognostiziert.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die Folgendes umfasst: eine Meldeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie der Bildgebungsvorrichtung den vorgegebenen Bereich meldet, und eine Abrufeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie aus der Bildgebungsvorrichtung einen Teil des erfassten Bilds abruft, der der vorgegebenen Region entspricht, wobei die Sucheinheit anhand des von der Abrufeinheit abgerufenen Teils des erfassten Bilds, der der vorgegebenen Region entspricht, die Position des Zielobjekts sucht.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die Folgendes umfasst: eine Abrufeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das erfasste Bild aus der Bildgebungsvorrichtung abruft, und eine Bereichsextraktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den vorgegebenen Bereich aus dem von der Abrufeinheit abgerufenen erfassten Bild extrahiert, wobei die Sucheinheit anhand des von der Bereichsextraktionseinheit extrahierten vorgegebenen Bereichs die Position des Zielobjekts sucht.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mehrere der Bildgebungsvorrichtungen vorhanden sind, wobei die Prognoseeinheit die aktuelle Position des Zielobjekts anhand eines ersten erfassten Bilds prognostiziert, das von einer ersten Bildgebungsvorrichtung erfasst wird, bei der es sich um eine der mehreren Bildgebungsvorrichtungen handelt, und wobei die Sucheinheit die Position des Zielobjekts anhand eines zweiten erfassten Bilds sucht, das von einer zweiten Bildgebungsvorrichtung erfasst wird, bei der es sich um eine weitere der mehreren Bildgebungsvorrichtungen handelt, wobei das zweite erfasste Bild einen vorgegebenen Bereich erfasst, der eine von der Prognoseeinheit prognostizierte Position enthält.
Steuersystem, das Folgendes umfasst: die Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6 und eine Transportvorrichtung, wobei eine Position des Zielobjekts von der Transportvorrichtung verlagert wird und wobei die erste Bildgebungsvorrichtung im Vergleich zur zweiten Bildgebungsvorrichtung auf einer stromaufwärtigen Seite der Transportvorrichtung installiert ist.
Steuersystem, das Folgendes umfasst: die Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, eine Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Position des Zielobjekts regelt, und eine Bildgebungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Bild von einem Bereich erfasst, der das Zielobjekt enthält.
Steuerverfahren für eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die zur Positionsregelung eines Zielobjekts benutzt wird und so konfiguriert ist, dass sie anhand eines von einer Bildgebungsvorrichtung erfassten Bilds eine Position des Zielobjekts erkennt, wobei das Steuerverfahren Folgendes umfasst: Prognostizieren einer aktuellen Position des Zielobjekts, Suchen einer Position des Zielobjekts anhand eines vorgegebenen Bereichs, bei dem es sich um einen Teilbereich des erfassten Bilds handelt, der eine in der Prognose prognostizierte Position enthält, und Ausgeben der bei der Suche abgefragten Position des Zielobjekts.
Steuerprogramm zum Veranlassen eines Computers, als Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 zu fungieren, wobei der Computer dazu veranlasst wird, als Prognoseeinheit, Sucheinheit und Ausgabeeinheit zu fungieren.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium, welches das Steuerprogramm nach Anspruch 10 aufzeichnet.