DE102018113589A1

DE102018113589A1 - Vorrichtung und Programm zur Positionserfassung

Info

Publication number: DE102018113589A1
Application number: DE102018113589.0A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro ARANO; Yoshihide Yamamoto; Hiroyuki HAZEYAMA
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-03-28
Also published as: CN109556510A; JP2019060742A; JP6881188B2; US20190096083A1; CN109556510B; US10825193B2

Abstract

Eine Umgebung wird bereitgestellt, um Informationen zur Unterstützung der Einstellung der jeweiligen Teile für die Positionierung bereitzustellen. Eine Positionserfassungsvorrichtung (100) umfasst: eine Bildverarbeitungseinheit (50), die durch Bildverarbeitung die Position eines Merkmalsabschnitts (14) aus Bilddaten (10) erfasst, die abgebildet und erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt (14) eines Objekts (4) durch einen Bewegungsmechanismus (300) an den jeweiligen Sollpositionen (21) positioniert wird; eine Positionsspeichereinheit (80), die die an den Sollpositionen erfassten Positionen in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen (21) speichert; und eine Displaydaten-Erzeugungseinheit (85), die Daten zur Anzeige von Informationen betreffend die erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132) erzeugt. Die Displaydaten-Erzeugungseinheit (85) erzeugt Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert werden, in dem gleichen Koordinatenraum.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Positionserfassungsvorrichtung und ein Positionserfassungsprogramm zur Messung einer Position eines Objekts, das durch einen Bewegungsmechanismus bewegt wird, die eine Bildverarbeitung und Ausgabe von Informationen verwenden, die sich auf die gemessene Position beziehen.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Bereich der Fabrikautomation (FA) sind automatische Steuerungstechnologien mit visuellen Sensoren weit verbreitet. So ist beispielsweise die automatisierte Verarbeitung der Bedienung verschiedener Steuereinrichtungen durch Abbildung eines Objektes, beispielsweise eines Werkstücks, und Durchführen einer Bildmessverarbeitung, beispielsweise eines Musterabgleichs, an dem erfassten Bild realisiert worden.
Für den Fall, dass solche visuellen Sensoren verwendet werden, ist eine Kalibrierung erforderlich, um die von den visuellen Sensoren gemessenen Ergebnisse an Steuereinrichtungen auszugeben. Die ungeprüfte japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 6-137840 (Patentschrift 1) offenbart beispielsweise ein einfaches und hochpräzises Kalibrierungsverfahren ohne Beschränkung der Kameraanordnung. Auch die ungeprüfte japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003-50106 (Patentdokument 2) offenbart eine Positionierungsvorrichtung, die auf einer Kalibrierung basiert und keine Eingabe oder Anpassung von Parametern durch eine Bedienperson erfordert.
Patentdokumente

[Patentdokument 1] Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 6-137840
[Patentdokument 2] Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003-50106

ZUSAMMENFASSUNG
In einem Fall, in dem die geforderte Positionierungsgenauigkeit während des Betriebs oder der Aktivierung der Positionierungsvorrichtung nicht gegeben ist, wird die Ursache gesucht. Die Suche nach der Ursache erfordert jedoch das Know-how eines Fachmanns zur Positionierung und erfordert Zeit. Außerdem weiß ein Benutzer, der nur über wenig Know-how über die Positionierung verfügt, nicht, wo er suchen soll. Obwohl die Ursache für diese unzureichende Positionierungsgenauigkeit in vielen Fällen eine unzureichende Kalibrierungsgenauigkeit ist, ist es schwierig, die Ursache hierfür zu finden. Daher war es erwünscht, die vorgenannte Zeitdauer zum Auffinden der Ursache zu verkürzen und die Identifizierung der zu suchenden Stellen zu erleichtern.
Die vorliegende Offenbarung ist auf eine solche Notwendigkeit ausgerichtet, und eine ihrer Aufgabe besteht darin, für eine Umgebung zur Bereitstellung von Informationen zur Unterstützung der Einstellung bzw. Anpassung der jeweiligen Teile zur Positionierung zu sorgen.
Nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Positionserfassungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Bildspeicherabschnitt, der Bilddaten speichert, die durch Abbilden eines Objekts erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen durch einen Bewegungsmechanismus positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt, der Positionen der in den Bilddaten enthaltenen Merkmalsabschnitte durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt, der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten des an den jeweiligen Sollpositionen positionierten Objekts speichert; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt, der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der erfassten Positionen auf einer Displayeinheit erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert sind, in dem gleichen Koordinatenraum erzeugt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die detektierte Position des Merkmalsabschnitts anzuzeigen, die aus den Bilddaten ermittelt wird, die durch Abbildung des zu den jeweiligen Sollpositionen bewegten Objekts erfasst werden, während der Merkmalsabschnitt für die Positionierung, die das Objekt hat, durch den Bewegungsmechanismus in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum an den mehreren Sollpositionen positioniert wird. Eine solche Anzeigeinformation kann als zusätzliche Information zur Verbesserung der Kalibrierungsgenauigkeit bei der Durchführung der Kalibrierung mit Hilfe der Positionserfassungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Bei der vorgenannten Offenbarung wird das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrmalig zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert werden, umfassen eine Mehrzahl von erfassten Positionen, die aus den abgebildeten Bilddaten erfasst und durch mehrmaliges Verschieben zu den Sollpositionen erfasst werden.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Mehrzahl von erfassten Positionen anzuzeigen, die durch mehrmaliges Verstellen zu den jeweiligen Sollpositionen in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum erfasst werden.
Bei der vorgenannten Offenbarung hat der Koordinatenraum mehrdimensionale Koordinatenachsen, und der Displaydaten-Erzeugungsteil erzeugt Daten zur Anzeige der Sollpositionen und der den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf mindestens einer Koordinatenachse der mehrdimensionalen Koordinatenachsen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die jeweiligen Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen in dem durch mindestens eine Koordinatenachse oder durch mehrere Koordinatenachsen definierten Koordinatenraum anzuzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung umfassen die Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten zur Anzeige der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in Form von Streudiagrammen in dem Koordinatenraum.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen in Form von Streudiagrammen darzustellen, die eine Variation bzw. Schwankungsgröße anzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung umfassen die Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten zur Anzeige der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in Form einer chronologischen Reihenfolge, die auf einen relativen Zeitablauf ab dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Mehrzahl der den jeweiligen Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen in Form der zeitlichen Reihenfolge nach dem relativen Zeitablauf ab dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl der erfassten Positionen anzuzeigen.
Die Daten für die Anzeige der jeweils erfassten Positionen umfassen gemäß der vorgenannten Offenbarung Daten für die Anzeige von Liniensegmenten, die relative Positionsbeziehungen zwischen den jeweiligen Sollpositionen und den den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen anzeigen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die jeweiligen Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen durch Liniensegmente zu bewirken, die die relativen Positionsbeziehungen zwischen ihnen anzeigen.
Die Liniensegmente, die die relativen Positionsbeziehungen anzeigen, enthalten gemäß der vorliegenden Offenbarung Daten zur Darstellung eines Liniensegments, das die erfassten Positionen, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind, in der Reihenfolge der Bewegung zu den Sollpositionen durch den Bewegungsmechanismus miteinander verbindet, oder Daten zur Darstellung eines Liniensegments, das die jeweiligen Sollpositionen in der Reihenfolge der Bewegung durch den Bewegungsmechanismus miteinander verbindet.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die relative Positionsbeziehung zwischen den jeweiligen Sollpositionen und den den Sollpositionen zugeordneten, erfassten Positionen durch die Liniensegmente, die die erfassten Positionen miteinander verbinden, in der Reihenfolge der Bewegung zu den Sollpositionen durch den Bewegungsmechanismus oder durch die Liniensegmente, die die jeweiligen Sollpositionen miteinander verbinden, in der Reihenfolge der Bewegung durch den Bewegungsmechanismus anzuzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung beinhaltet die Bewegung eine Drehbewegung einer Drehung um eine vorgegebene Soll-Mittelpunktposition, beinhalten die Sollpositionen die Soll-Mittelpunktposition und beinhalten die erfassten Positionen eine geschätzte Mittelpunktposition der Drehung, die aus den jeweils erfassten Positionen abgeschätzt wird, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind.
Nach der Offenbarung ist es möglich, die Soll-Mittelpunktposition, die dem Mittelpunkt der Drehbewegung entspricht, und die geschätzte Mittelpunktposition der Drehung, die aus den erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, abgeschätzt wird, in dem gleichen Koordinatenraum in einem Fall anzuzeigen, in dem die Drehbewegung durch den Bewegungsmechanismus ausgeführt wird.
Die Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen umfassen gemäß der vorgenannten Offenbarung Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen auf einer umlaufenden Linie um die Soll-Mittelpunktposition als Mittelpunkt herum oder Daten zur Anzeige der den jeweiligen Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf einer umlaufenden Linie um die geschätzte Mittelpunktposition als Mittelpunkt herum.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die jeweiligen Sollpositionen auf der umlaufenden Linie um die Soll-Mittelpunktposition als Mittelpunkt herum anzuzeigen und die den jeweiligen Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf einer umlaufenden Linie um die geschätzte Mittelpunktposition als Mittelpunkt herum anzuzeigen, wenn die Drehbewegung durch den Bewegungsmechanismus ausgeführt wird.
Die Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen umfassen nach der vorgenannten Offenbarung Daten, um die erfassten Positionen mit Abweichungen bzw. Differenzen zu den zugeordneten Sollpositionen, die einen Schwellenwert überschreiten, in einer vordefinierten Form anzuzeigen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die erfassten Positionen mit den Differenzen zu den Sollpositionen, die den Schwellenwert überschreiten, aus den erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, in der vordefinierten Form anzuzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung erfasst der Bildverarbeitungsabschnitt einen Neigungswinkel aus einer vorbestimmten Stellung des Merkmalsabschnitts aus dem Bild des Merkmalsabschnitts, und die Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen beinhalten Daten zur Anzeige der den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen als Markierung, die den Neigungswinkel anzeigt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, das Bild des Merkmalsabschnitts an den erfassten Positionen aus der vordefinierten Stellung durch die Markierung anzuzeigen, die den Neigungswinkel anzeigt.
Bei der vorgenannten Offenbarung wird das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt, wobei die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert sind, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den abgebildeten und erfassten Bilddaten durch mehrmaliges Verstellen zu den Sollpositionen erfasst werden, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt Daten zur Anzeige von statistischen Werten der Mehrzahl von erfassten Positionen an den Sollpositionen in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die aus der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind, gewonnenen statistischen Werte anzeigen zu lassen.
Gemäß der vorgenannten Offenbarung umfassen die statistischen Werte mindestens einen Maximalwert, einen Minimalwert und einen Mittelwert der Differenzen zwischen der Mehrzahl der erfassten Positionen und den zugeordneten Sollpositionen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, den Maximalwert, den Minimalwert oder den Mittelwert der Differenzen zwischen den erfassten Positionen und den zugeordneten Sollpositionen als statistische Werte anzuzeigen, die aus der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind, erfasst werden.
Bei der vorgenannten Offenbarung erzeugt der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zur Anzeige von Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet ist, aus den Sollpositionen in Form einer chronologischen Reihenfolge, die dem relativen Zeitablauf von einem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Differenzen der den Sollpositionen zugeordneten Mehrzahl von erfassten Positionen zu den Sollpositionen in Form der zeitlichen Reihenfolge anzuzeigen, die dem relativen Zeitablauf ab dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Bei der vorgenannten Offenbarung ordneten der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen von den Sollpositionen zugeordnet sind, vorbestimmten Schwellenwerten der Differenzen zu und erzeugt Daten zur Anzeige der jeweils erfassten Positionen in Form der chronologischen Reihenfolge, die dem relativen Zeitablauf ab dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Differenzen der Mehrzahl der jeweils erfassten Positionen, die den Sollpositionen von den Sollpositionen zugeordnet sind, In einer Zuordnung zu den vorbestimmten Schwellenwerten der Differenzen in Form der zeitlichen Reihenfolge anzuzeigen, die dem relativen Zeitablauf ab dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Bei der vorgenannten Offenbarung umfasst der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt einen Abschnitt, der Daten zur Anzeige der Bilddaten des Merkmalsabschnitts erzeugt, an dem die erfassten Positionen erfasst werden.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, das Bild des erfassten Merkmalsabschnitts an den erfassten Positionen anzuzeigen. Bei der vorgenannten Offenbarung umfasst der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt weiterhin einen Abschnitt, der die Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen vergrößert darstellt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen vergrößert darzustellen.
Die Bildverarbeitung umfasst bei der vorgenannten Offenbarung Korrekturparameter zur Korrektur der Bilddaten aus einer Bewegungsgröße des Bewegungsmechanismus, um eine Position des Merkmalsabschnitts aus den Bilddaten zu erfassen, und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen beinhalten jeweils erfasste Positionen, die bei der Bildverarbeitung vor und nach Anwendung der Korrekturparameter erhalten wurden.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die erfassten Positionen vor der Anwendung der Korrekturparameter zur Korrektur der Bilddaten aus der Bewegungsgröße des Bewegungsmechanismus zu veranlassen und die erfassten Positionen durch Anwendung der Korrekturparameter als die erfassten Positionen anzuzeigen, die den Sollpositionen zugeordnet sind.
Nach einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird eine Positionserfassungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Bildspeicherabschnitt, der Bilddaten speichert, die durch Abbilden eines Objekts erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen durch einen Bewegungsmechanismus positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt, der Positionen des in den Bilddaten enthaltenen Merkmalsabschnitts durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt, der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten des an den jeweiligen Sollpositionen positionierten Objekts speichert; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt, der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der erfassten Positionen auf einer Displayeinheit erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert sind, in dem gleichen Koordinatenraum erzeugt; einen UrsachenSpeicherabschnitt, der eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen speichert, die einen Bewertungsinhalt aufweisen, der die Bewertung von Positionsdifferenzen zu den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt geschätzt wird; einen Auswertungsabschnitt, der Erfassungsdifferenzen, die Differenzen zwischen den Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen in dem Koordinatensystem im Positionsspeicherabschnitt sind, auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz auswertet; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt, der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der Auswertung auf einer Displayeinheit erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache in dem Ursachenspeicherabschnitt erzeugt, die dem Bewertungsinhalt entsprechen, der die Auswertung durch den Auswertungsabschnitt darstellt.
Nach der Offenbarung ist es möglich, die Positionsdifferenzen zwischen der erfassten Position des Merkmalsabschnitts, die aus den durch die Abbildung des Objekts, das zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt worden ist, erfassten Bilddaten ermittelt wurde, auszuwerten und die Ursache, die im Voraus dem Bewertungsinhalt zugeordnet worden ist und zu den Positionsdifferenzen führt, in einem Fall anzuzeigen, in dem die Merkmalspunkte für die Positionierung, bei der das Objekt bewegt wird, während es an der Mehrzahl der jeweiligen Sollpositionen positioniert ist.
Nach genannten Offenbarung speichert der Ursachenspeicherabschnitt eine Gegenmaßnahme zur Behebung der geschätzten Ursache in Zuordnung zu der geschätzten Ursache, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt weiterhin Daten zur Anzeige der Gegenmaßnahme, die der geschätzten Ursache entsprechen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die vorgenannte geschätzte Ursache und die Gegenmaßnahme zur Behebung der Ursache anzuzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung wird das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert sind, umfassen eine Mehrzahl von erfassten Positionen, die aus den abgebildeten Bilddaten und durch mehrmaliges Verstellen zu den Sollpositionen erfasst werden.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Mehrzahl der erfassten Positionen, die durch mehrmaliges Verstellen zu den Sollpositionen erfasst werden, als die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnete, erfasste Positionen zu verwenden.
Gemäß der vorgenannten Offenbarung beinhalten die Erfassungsdifferenzen statistische Werte der Differenzen zwischen den Sollpositionen und der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in dem Positionsspeicherabschnitt.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die vorgenannten statistischen Werte als Erfassungsdifferenzen bzw. -unterschiede zu verwenden. Bei der vorgenannten Offenbarung umfassen die statistischen Werte einen Mittelwert und/oder einen Maximalwert und/oder einen Minimalwert und/oder eine Abweichung in den Differenzen von der Mehrzahl der erfassten Positionen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, den Mittelwert und/oder den Maximalwert und/oder den Minimalwert und die Abweichung in den Differenzen von der Mehrzahl von jeweils erfassten Positionen als statistische Werte der Erfassungsdifferenzen zu verwenden.
Bei der vorgenannten Offenbarung kann die geschätzte Ursache einen Zustand für den Betrieb des Bewegungsmechanismus und/oder einen Parameter für die Bildverarbeitung und/oder eine Bedingung für die Bildgebung umfassen.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die Bedingung für den Betrieb des Bewegungsmechanismus und/oder den Parameter für die Bildverarbeitung und/oder die Bedingung für die Bildgebung anzuzeigen.
Bei der vorgenannten Offenbarung erzeugt der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert sind.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, die erfasste Position des aus den Bilddaten, die durch die Abbildung des Objekts, das zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt worden , erfassten Merkmalsabschnitts in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum anzuzeigen, wenn das Objekt durch den Bewegungsmechanismus bewegt wird, während der Merkmalsabschnitt zur Positionierung an der Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen positioniert wird.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird ein Programm bereitgestellt um zu veranlassen, dass ein Computer ein Positionserfassungsverfahren ausführt. Das Positionserfassungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer Position eines Merkmalsabschnitts, der in Bilddaten enthalten ist, aus den Bilddaten, die durch Abbilden eines Objekts durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen durch einen Bewegungsmechanismus positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten des an den jeweiligen Sollpositionen positionierten Objekts; und Erzeugen von Daten zum Anzeigen von Informationen über die erfassten Positionen auf einer Displayeinheit, wobei das Erzeugen der Daten zum Anzeigen der Informationen das Erzeugen von Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert sind, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die erfassten Abschnitte des aus den Bilddaten, die durch die Abbildung des Objekts, das zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt worden ist, erfassten Merkmalsabschnitts in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum in einem Fall anzuzeigen, in dem das Objekt durch den Bewegungsmechanismus bewegt wird, während der Merkmalsabschnitt zur Positionierung bei Ausführung des Programms an der Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen positioniert wird.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird ein Programm bereitgestellt um zu veranlassen, dass ein Computer ein Positionserfassungsverfahren ausführt. Der Computer umfasst eine Ursachenspeichereinheit, die eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen speichert, die einen Bewertungsinhalt, der eine Bewertung von Positionsdifferenzen aus den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache umfassen, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt geschätzt werden. Das Positionserfassungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer Position eines Merkmalsabschnitts, der in Bilddaten enthalten ist, aus den Bilddaten, die durch Abbilden eines Objekts durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen durch einen Bewegungsmechanismus positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten des an den jeweiligen Sollpositionen positionierten Objekts; Auswerten von Erfassungsdifferenzen, die Differenzen in dem Koordinatensystem zwischen den gespeicherten Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz sind; und Erzeugen von Daten zum Anzeigen von Informationen im Zusammenhang mit der Auswertung auf einer Displayeinheit, wobei bei der Erzeugung der anzuzeigenden Daten in der Ursachenspeichereinheit Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache erzeugt werden, die dem Bewertungsinhalt entspricht, der die Auswertung bei dem Auswerten darstellt.
Nach einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Umgebung bereitzustellen, die Informationen zur Unterstützung der Einstellung der jeweiligen Teile bzw. Abschnitte für die Positionierung bereitstellt.
Figurenliste

1 ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für ein Szenario darstellt, in dem eine Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform eingesetzt wird.
2 ist ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Positionssteuerungssystems 1 gemäß der Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration der Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration eines Bewegungscontrollers 400 gemäß der Ausführungsform darstellt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen einem Kamera-Koordinatensystem und einem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
6 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
7 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
8 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
9 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
10 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
11 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
12 ist ein erläuterndes Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform.
13 ist ein erläuterndes Flussdiagramm, das die Kalibrierungsverarbeitung im Zusammenhang mit der Positionierungsverarbeitung bei Ausführung gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein erläuterndes Flussdiagramm, das die Kalibrierungsverarbeitung in 13 im Zusammenhang mit anderen Verarbeitungsschritten veranschaulicht.
15A, 15B, 15C und 15D sind Diagramme, die ein Beispiel für einen Positionszuordnungsbildschirm gemäß der Ausführungsform darstellen.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm gemäß der Ausführungsform zeigt.
17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm gemäß der Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der die Variationen der Abtastpositionen gemäß der Ausführungsform anzeigt.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der die Variationen der Abtastpositionen gemäß der Ausführungsform anzeigt.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der den Effekt einer Verzerrungskorrektur gemäß der Ausführungsform zeigt.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage einer linearen Bewegung gemäß der Ausführungsform erhalten wurde.
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung gemäß der Ausführungsform erhalten wurde.
23 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage der Drehbewegung gemäß der Ausführungsform erhalten wurde.
24 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung gemäß der Ausführungsform erhalten wurde.
25 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung gemäß der Ausführungsform erhalten wurde.
26 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
28 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
29 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
30 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ursache-Daten Ri gemäß der Ausführungsform zeigt.
32 ist ein Diagramm, das beispielhaft einen Bedienoberflächen (UI)-Bildschirm zeigt, der während der Kalibrierung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angezeigt wird.
33 ist ein Diagramm, das den UI-Bildschirm veranschaulicht, der während der Kalibrierung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angezeigt wird.
34 ist ein Diagramm, das den UI-Bildschirm veranschaulicht, der während der Kalibrierung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angezeigt wird.
35 ist ein Diagramm, das den UI-Bildschirm veranschaulicht, der während der Kalibrierung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angezeigt wird.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass sich in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder auf entsprechende Teile beziehen und deren Beschreibung nicht wiederholt wird;
<Anwendungsbeispiel>
Zunächst wird anhand von 1 ein Beispiel für ein Szenario beschrieben, auf das die vorliegende Offenbarung angewendet wird. 1 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für ein Szenario darstellt, bei dem eine Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform eingesetzt wird. Die Kalibrierung erfolgt gemäß der Ausführungsform beispielsweise in der Positionserfassungsvorrichtung 100. Die Kalibrierung wird durchgeführt, wenn beispielsweise die Positionserfassungsvorrichtung 100 tatsächlich zum Ausrichten betrieben wird.
Bei der Kalibrierung wird die Position eines beliebigen Objektes erfasst, das durch einen Bewegungsmechanismus bewegt wird (beispielsweise durch einen Servomotor 300, der später beschrieben wird, und dergleichen). Die Positionserfassungsvorrichtung 100 kann beispielsweise in einen optischen Sensor eingebaut sein. Der Bewegungsmechanismus kann verschiedene Aktoren, beispielsweise einen Servomotor 300, umfassen, der später beschrieben wird. Das Objekt kann ein Werkstück und dergleichen umfassen, das beispielsweise während des eigentlichen Betriebs Gegenstand einer Prüfung mittels einer Bildverarbeitung sein kann, die durch den visuellen Sensor durchgeführt wird.
Wie in 1 dargestellt, weist die Positionserfassungsvorrichtung 100 eine Bildspeichereinheit 60, die Bilddaten speichert, die durch Abbildung des Objekts erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen 21 durch den Bewegungsmechanismus positioniert wird, welcher so ausgelegt ist, dass er die Position des Objekts ändert, in dem ein Merkmalsabschnitt (beispielsweise eine Markierung 14, die später beschrieben wird, oder ähnliches) zur Positionierung vorgesehen ist, eine Bildverarbeitungseinheit 50, eine Positionsspeichereinheit 80 und eine Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 auf. Der vorgenannte Merkmalsabschnitt für die Positionierung ist typischerweise eine Zielmarkierung der Kalibrierung, und es kann eine spezielle Zielmarkierung für die Kalibrierung oder ähnliches verwendet werden. Alternativ kann ein Merkmalsabschnitt für einen Positionierungsvorgang verwendet werden.
Die Bildverarbeitungseinheit 50 erkennt die Positionen des in den Bilddaten 10 enthaltenen Merkmalsabschnitts aus den erfassten Bilddaten 10 durch Bildverarbeitung. Die Positionsspeichereinheit 80 speichert die erfassten Positionen (d.h. die Abtastpositionen 20), die aus den Bilddaten 10 des an den jeweiligen Sollpositionen 21 positionierten Objekts durch die vorgenannte Bildverarbeitung in Zuordnung zu den Sollpositionen 21 erfasst werden. Die Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 erzeugt Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen 21 und der jeweils erfassten Positionen (Abtastpositionen 20), die in Zuordnung zu den Sollpositionen 21 gespeichert wurden, im gleichen Koordinatenraum auf einer Displayeinheit. Der vorgenannte Koordinatenraum auf der Displayeinheit kann einen zweidimensionalen Koordinatenraum von mehrdimensionalen Achsen umfassen, beispielsweise von einer X-Achse und einer Y-Achse, oder einen Koordinatenraum einer eindimensionalen Achse, nämlich einer X-Achse (Y-Achse).
Zusätzlich steuert eine Befehlseinheit 95 den Bewegungsmechanismus so, dass der Merkmalsabschnitt des Objekts an den jeweiligen Sollpositionen 21 positioniert wird, indem ein Steuerbefehl 96 an den Bewegungsmechanismus (beispielsweise an den Servomotor 300 und dergleichen) unter Verwendung der mehreren Sollpositionen 21 ausgegeben wird. Der Steuerbefehl 96 kann beispielsweise einem Steuerbefehl (beispielsweise einem Antriebsimpuls und dergleichen) des Servomotors 300 entsprechen. Die Bilderfassungseinheit 40 erfasst synchron zur Ausgabe des Steuerbefehls 96 die von einer Kamera 104 aufgenommenen Bilddaten 10 über einen Bildpufferspeicher 122a, der später beschrieben wird. Auf diese Weise kann die Positionserfassungsvorrichtung 100 die von der Kamera 104 aufgenommenen Bilddaten 10 jedes Mal erfassen, wenn das Objekt zu den jeweiligen Sollpositionen 21 bewegt wird.
In der Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform können die Sollpositionen 21 und die erfasste Position des Merkmalsabschnitts, der in einem Fall erfasst wird, in dem das Objekt durch den Bewegungsmechanismus so bewegt wird, dass der Merkmalsabschnitt an den Sollpositionen positioniert ist, erfasst und im gleichen Koordinatenraum in einer Zuordnung dargestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, relative Positionsbeziehungen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen (Abtastpositionen 20) des an den jeweiligen Sollpositionen zu positionierenden Merkmalsabschnitts für einen Benutzer darzustellen. Die Positionsbeziehungen können Fehler der erfassten Positionen zu den Sollpositionen 21 beinhalten. Die Positionserfassungsvorrichtung 100 kann daher die dargestellten Positionsbeziehungen als Information zur Unterstützung eines Einstellvorgangs für einen Fall bereitstellen, in dem der Benutzer beispielsweise Einstellungen für den Bewegungsmechanismus oder Abbildungsbedingungen für die Bildverarbeitung (Beleuchtung, Abbildungshalterung (Winkel) und dergleichen) einstellt.
Zusätzlich umfasst die Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform eine Ursachenspeichereinheit 90, die eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen Ri (i = 1, 2, 3, ....) speichert, die einen Bewertungsinhalt RA aufweisen, der die Auswertung der Positionsdifferenzen, die Differenzen zu den Sollpositionen 21 in dem Koordinatensystem darstellen, und eine geschätzte Ursache RB, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt geschätzt wird, und eine Auswerteeinheit 70, die Differenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den zugehörigen erfassten Positionen in dem Koordinatensystem in der Positionsspeichereinheit 80 mit einer spezifizierten Referenz (entsprechend den Referenzdaten 35) bewertet. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das vorgenannte Koordinatensystem ein Weltkoordinatensystem (Einheit: mm), das durch Transformation eines Kamera-Koordinatensystems (Einheit: pix (Pixel)) erhalten wird, das durch Abbildung mittels einer Funktion (affine Transformation, Verzerrungskorrektur oder ähnliches) erhalten wird. Zusätzlich kann bei der Ausführungsform die Bewegungsgröße (Einheit: mm) des Bewegungsmechanismus beispielsweise durch die Bewegungsgröße in dem Weltkoordinatensystem ausgedrückt werden. Die Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 erzeugt Daten, um auf der Displayeinheit die geschätzten Ursache RB anzuzeigen, die dem Bewertungsinhalt RA in der Ursachenspeichereinheit 90 entspricht, der die Auswertung durch die Auswerteeinheit 70 repräsentiert.
Obwohl in der 3 die Bildspeichereinheit 60, die Positionsspeichereinheit 80 und die Ursachenspeichereinheit 90 beispielsweise einem Speicherbereich wie einem RAM 112 entsprechen, der später beschrieben wird, sind bei der Ausführungsform die Bildspeichereinheit 60, die Positionsspeichereinheit 80 und die Ursachenspeichereinheit 90 nicht auf das RAM 112 beschränkt.
Die Positionserfassungsvorrichtung 100 kann je nach Ausführungsform die Differenzen der erfassten Positionen (Abtastpositionen 20) zu den Sollpositionen 21 mit einer spezifizierten Referenz als Fehler in der Erfassung auswerten. Das Auswertungsergebnis kann als geschätzte Ursache für die Fehler auf der Displayeinheit angezeigt werden. Bei der Ausführungsform kann die geschätzte Ursache eine Bedingung zum Betreiben des Bewegungsmechanismus, einen Parameter für die Bildverarbeitung, eine Bedingung für die Bildgebung oder ähnliches beinhalten. Auf diese Weise kann die Positionserfassungsvorrichtung 100 die geschätzte Ursache als Information zur Unterstützung des Einstellens der Einstellungen des Korrekturparameters, der Abbildungsbedingungen und dergleichen für den Bewegungsmechanismus oder die Bildverarbeitung beispielsweise durch den Benutzer anzeigen.
Im Folgenden wird eine detailliertere Konfiguration und Verarbeitung der Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform als spezifischeres Anwendungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
<Beispiel für Gesamtkonfiguration eines Positionssteuerungssystems>
2 ist ein Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration des Positionssteuerungssystems 1 gemäß der Ausführungsform darstellt. Gemäß der 2 führt das Positionssteuerungssystem 1 die Ausrichtung mittels einer Bildverarbeitung durch, wenn das Positionssteuerungssystem 1 tatsächlich in einer Produktionslinie für Industrieprodukte und dergleichen betrieben wird. Die Ausrichtung bedeutet typischerweise eine Verarbeitung zum Anordnen von Werkstücken an Originalpositionen in der Produktionslinie. Ein Werkstück 4 hat zum Positionieren einen Merkmalsabschnitt. Nach einem Beispiel für eine solche Ausrichtung spezifiziert das Positionskontrollsystem 1 aus Bilddaten, die durch Abbildung eines Objekts (Werkstücks 4), das auf der Oberseite einer Verstellstufe 2 angeordnet ist, erhalten werden, ein Merkmalsbild, bei dem es sich um ein Teilbild handelt, das dem Merkmalsabschnitt entspricht, erfasst dann die Position des spezifizierten Merkmalsbildes und ordnet das Werkstück 4 an einer genauen Position an (bzw. positioniert dieses), indem es die Verstellstufe 2 auf der Grundlage der erfassten Positionsdaten (bei der Ausführungsform Positionskoordinaten) steuert.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Positionssteuerungssystem 1 die Positionserfassungsvorrichtung 100, einen Bewegungscontroller 400 und Displaydaten-Erzeugungseinheit Verstellstufe 2. Die Positionserfassungsvorrichtung 100 erfasst die von der Kamera 104 aufgenommenen Bilddaten und erkennt die Position der Markierung 14 zur Positionierung, die in den erfassten Bilddaten enthalten ist, wodurch die Position des Merkmalsabschnitts im Werkstück 4 spezifiziert wird. Die Kamera 104 kann beispielsweise eine CCD-Kamera umfassen. Die Positionserfassungsvorrichtung 100 gibt auf der Grundlage der spezifizierten Positionen einen Befehl zum positionsgenauen Anordnen des Werkstücks 4 an den Bewegungscontroller 400 aus.
Der Bewegungscontroller 400 gibt gemäß dem Steuerbefehl 96 von der Positionserfassungsvorrichtung 100 einen Befehl an die Verstellstufe 2 aus und realisiert auf diese Weise die Ausrichtung des Werkstücks 4.
Die Verstellstufe 2 kann eine beliebige Anzahl von Freiheitsgraden haben, solange die Verstellstufe 2 einen Mechanismus darstellt, der das Werkstück 4 positionsgenau anordnen kann. Bei der Ausführungsform kann die Verstellstufe 2 beispielsweise eine Verstellung in horizontaler Richtung und eine Drehverstellung des Werkstücks 4 bewirken.
<Gesamtkonfiguration einer Positionserfassungsvorrichtung>
3 ist ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration der Positionserfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform darstellt. Wie in 3 dargestellt, hat die Positionserfassungsvorrichtung 100 typischerweise einen Aufbau, der mit einer universellen Rechnerarchitektur (general-purpose computer) kompatibel ist und mit Hilfe eines Prozessors, der ein im Voraus installiertes Programm ausführt, verschiedene Verarbeitungsarten realisiert, wie diese später beschrieben werden.
Im Einzelnen umfasst die Positionserfassungsvorrichtung 100 einen Prozessor 110, beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) oder eine Mikroprozessoreinheit (MPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Displaycontroller 114, einen Systemcontroller 116, einen Ein-/Ausgabecontroller 118, eine Festplatte 120, eine Kameraschnittstelle 122, eine Eingabe-Schnittstelle 124, eine Bewegungscontroller-Schnittstelle 126, eine Kommunikations-Schnittstelle 128 und eine Speicherkarten-Schnittstelle 130. Diese Abschnitte sind jeweils um den mittig angeordneten Systemcontroller 116 herum miteinander verbunden, so dass die jeweiligen Abschnitte miteinander kommunizieren können.
Der Prozessor 110 tauscht Programme (Codes) oder ähnliches mit dem Systemcontroller 116 aus und führt diese in einer vorbestimmten Reihenfolge aus, wodurch eine arithmetische Zielverarbeitung realisiert wird.
Der Systemcontroller 116 ist über einen Bus mit dem Prozessor 110, dem RAM 112, dem Display-Controller 114 und dem I/O-Controller 118 verbunden, tauscht Daten und dergleichen mit den jeweiligen Abschnitten aus und verwaltet die gesamte Datenverarbeitung durch die Positionserfassungsvorrichtung 100.
Der RAM 112 ist typischerweise ein flüchtiger Speicher, beispielsweise ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM), und enthält Programme, die von der Festplatte 120 ausgelesen werden, Kamerabilder (Bilddaten), die von der Kamera 104 erfasst werden, Daten (manuell eingegebene Koordinaten und dergleichen), die sich auf die Bilddaten beziehen, Werkstückdaten und dergleichen.
Der Displaycontroller 114 ist mit einer Displayeinheit 132 verbunden und gibt ein Signal zur Anzeige verschiedener Informationen, beispielsweise Displaydaten, an die Displayeinheit 132 gemäß einem internen Befehl vom Systemcontroller 116 aus.
Der I/O-Controller 118 steuert den Datenaustausch mit einem Aufzeichnungsmedium oder einem externen Gerät, das mit der Positionserfassungsvorrichtung 100 verbunden ist. Konkret ist der I/O-Controller 118 mit der Festplatte 120, der Kamera-Schnittstelle 122, der Eingabe-Schnittstelle 124, der Bewegungscontroller-Schnittstelle 126, der Kommunikations-Schnittstelle 128 und der Speicherkarten-Schnittstelle 130 verbunden.
Die Festplatte 120 ist typischerweise ein nichtflüchtiger Magnetspeicher, in dem neben dem Steuerprogramm 150 verschiedene Einstellwerte und dergleichen gespeichert sind, beispielsweise vom Prozessor 110 ausgeführte Algorithmen. Das auf der Festplatte 120 installierte Steuerprogramm 150 wird in einem Zustand verteilt, in dem das Steuerprogramm 150 auf einer Speicherkarte 136 und dergleichen gespeichert ist. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der Festplatte 120 ein Halbleiterspeicher, beispielsweise ein Flash-Speicher, oder ein optisches Speichermedium, beispielsweise ein digitaler, vielseitiger Plattenspeicher (DVD-RAM) verwendet werden kann.
Die Kamera-Schnittstelle 122 erfasst die durch die Abbildung des Werkstücks gewonnenen Bilddaten und leitet den Datentransfer zwischen dem Prozessor 110 und der Kamera 104 weiter. Die Kamera-Schnittstelle 122 weist einen Bildpufferspeicher 122a zur vorübergehenden Speicherung der Bilddaten der Kamera 104 auf.
Die Eingabe-Schnittstelle 124 leitet den Datentransfer zwischen dem Prozessor 110 und einem Eingabegerät, beispielsweise einer Tastatur 134, einer Maus 138, einem Touchpanel oder einer dedizierten Konsole, weiter.
Die Bewegungscontroller-Schnittstelle 126 dient zur Datenübertragung zwischen dem Prozessor 110 und dem Bewegungscontroller 400.
Die Kommunikations-Schnittstelle 128 leitet den Datentransfer zwischen dem Prozessor 110 und einem anderen PC, einem Server oder ähnlichem weiter, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Kommunikations-Schnittstelle 128 ist typischerweise Ethernet (eingetragenes Warenzeichen), ein universeller serieller Bus (USB) oder ähnliches.
Die Speicherkarten-Schnittstelle 130 dient der Datenübertragung zwischen dem Prozessor 110 und der Speicherkarte 136, die ein Aufzeichnungsmedium darstellt. Die Speicherkarte 136 wird in einem Zustand verteilt, in dem das von der Positionserfassungsvorrichtung 100 auszuführende Steuerprogramm oder dergleichen gespeichert ist, und die Speicherkarten-Schnittstelle 130 liest das Steuerprogramm 150 von der Speicherkarte 136 aus. Die Speicherkarte 136 ist ein universell einsetzbares Halbleiterspeichergerät, beispielsweise eine SD-Speicherkarte, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise eine flexible Platte, ein optisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise ein Compact Disk Read Only Memory (CD-ROM) oder ähnliches. Alternativ kann über die Kommunikations-Schnittstelle 128 ein von einem Verteilungs-Server und dergleichen heruntergeladenes Programm in der Positionserfassungsvorrichtung 100 installiert werden.
In einem Fall, in dem ein Computer eingesetzt wird, der eine mit der vorgenannten Computerarchitektur kompatible Struktur hat, kann zusätzlich zu einer Anwendung zur Bereitstellung der Funktionen gemäß der Ausführungsform ein Betriebssystem (OS) zur Bereitstellung der Grundfunktionen eines Computers installiert sein. In diesem Fall kann das Steuerprogramm gemäß der Ausführungsform ein Programm zur Ausführung der Verarbeitung durch Aufruf notwendiger Module aus den als Teil des Betriebssystems bereitgestellten Programmmodulen in einer spezifizierten Reihenfolge und/oder einem spezifizierten Timing sein.
Weiterhin kann das Steuerprogramm 150 gemäß der Ausführungsform als Teil eines anderen Programms erstellt werden. Das Programm selbst umfasst keine Module, die in einem anderen Programm enthalten sind, das wie oben beschrieben kombiniert werden soll, und die Verarbeitung wird auch in diesem Fall in Zusammenarbeit mit einem anderen Programm ausgeführt. Das heißt, das Steuerprogramm 150 kann je nach der Ausführungsform in einer Form vorliegen, in der das Steuerprogramm 150 in einem solchen anderen Programm zusammengestellt ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Teil oder die Gesamtheit der Funktionen, die durch die Ausführung des Steuerungsprogramms 150 bereitgestellt werden, stattdessen auf einer dedizierten Hardware-Schaltung, beispielsweise einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), abgespeichert sein kann.
<Gesamtkonfiguration des Bewegungscontrollers>
4 ist ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration des Bewegungscontrollers 400 gemäß der Ausführungsform darstellt. Wie in 4 dargestellt, weist der Bewegungscontroller 400 eine Hauptsteuereinheit 210 und mehrere Servoeinheiten 240, 242 und 244 auf. Ein Beispiel ist dargestellt, bei dem die Verstellstufe 2 Servomotoren 310, 312 und 314 aufweist, die drei Achsen entsprechen, und gemäß der Ausführungsform sind die Servoeinheiten 240, 242 und 244, deren Anzahl der Anzahl Achsen entspricht, im Bewegungscontroller 400 in dem Positionssteuerungssystem 1 enthalten. In einem Fall, in dem die Servomotoren 310, 312 und 314 nicht besonders voneinander unterschieden werden, werden die Servomotoren 310, 312 und 314 gemeinsam als Servomotoren 300 bezeichnet.
Die Hauptsteuereinheit 210 verwaltet die gesamte Steuerung des Bewegungscontrollers 400. Die Hauptsteuereinheit 210 ist über einen internen Bus 226 mit den Servoeinheiten 240, 242 und 244 verbunden und diese tauschen Daten untereinander aus. Die Servoeinheiten 240, 242 und 244 geben Steuerbefehle (typischerweise Antriebsimpulse und dergleichen) an die Servoantriebe 250, 252 bzw. 254 gemäß einem internen Befehl oder dergleichen von der Hauptsteuereinheit 210 aus. Die Servoantriebe 250, 252 und 254 betreiben die mit diesen verbunden Servomotoren 310, 312 und 314.
Die Hauptsteuereinheit 210 weist einen Chipsatz 212, einen Prozessor 214, einen nichtflüchtigen Speicher 216, einen Hauptspeicher 218, einen Systemtaktgeber 220, eine Speicherkarten-Schnittstelle 222, eine Kommunikations-Schnittstelle 228 und einen internen Buscontroller 230 auf. Der Chipsatz 212 und andere Komponenten sind über verschiedene Busse miteinander verbunden.
Der Prozessor 214 und der Chipsatz 212 haben typischerweise Konfigurationen, die mit einer allgemeinen Computerarchitektur kompatibel sind. Das heißt, der Prozessor 214 interpretiert und führt Befehlscodes aus, die sequentiell von dem Chipsatz 212 entsprechend einem internen Taktsignal bereitgestellt werden. Der Chipsatz 212 tauscht interne Daten mit verschiedenen angeschlossenen Komponenten aus und erzeugt die für den Prozessor 214 notwendigen Befehlscodes. Der Systemtaktgeber 220 erzeugt ein Systemtaktsignal eines vordefinierten Zyklus und stellt das Systemtaktsignal dem Prozessor 214 bereit. Der Chipsatz 212 hat die Funktion des Caching von Daten und dergleichen, die als Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung durch den Prozessor 214 erhalten werden.
Die Hauptsteuereinheit 210 weist den nichtflüchtigen Speicher 216 und den Hauptspeicher 218 auf. Der nichtflüchtige Speicher 216 speichert in nichtflüchtiger Weise ein Betriebssystem, ein Systemprogramm, ein Benutzerprogramm, Datendefinitionsinformationen, Protokollinformationen und dergleichen. Der Hauptspeicher 218 ist ein flüchtiger Speicher-Displaybereich, der verschiedene Programme enthält, die von dem Prozessor 214 ausgeführt werden sollen, und wird auch als Arbeitsspeicher während der Ausführung der verschiedenen Programme verwendet.
Die Hauptsteuereinheit 210 weist als Kommunikationsabschnitte die Kommunikations-Schnittstelle 228 und den internen Buscontroller 230 auf. Diese Kommunikationsschaltungen senden und empfangen Daten.
Die Kommunikations-Schnittstelle 228 tauscht mit der Positionserfassungsvorrichtung 100 Daten aus. Der interne Buscontroller 230 steuert den Datenaustausch über den internen Bus 226. Der interne Buscontroller 230 verfügt über einen Pufferspeicher 236 und eine DMA-Steuerschaltung 232.
Die Speicherkarten-Schnittstelle 222 verbindet eine entfernbare Speicherkarte 224 und den Chipsatz 212 mit der Hauptsteuereinheit 210.
<Beziehung zwischen Kamerakoordinatensystem und Weltkoordinatensystem>
Die 5 bis 12 sind erläuternde Diagramme für die Beziehung zwischen dem Kamera-Koordinatensystem und einem Weltkoordinatensystem gemäß der Ausführungsform. Bei der Ausführungsform erfolgt die Verarbeitung zur Transformation des Kamera-Koordinatensystems (Einheit: Pixel pix), das ein zweidimensionales Koordinatensystem ist, das durch die von der Kamera im Sichtfeld der Kamera in 5 abgebildeten Bilddaten definiert ist, in ein Weltkoordinatensystem.
Bei der Ausführungsform ist das Weltkoordinatensystem ein zweidimensionales XY-Koordinatensystem (Einheit: mm), in dem sich die Verstellstufe 2 (oder das Werkstück 4) mit der Bewegungsgröße (die Bewegungsrichtung, die Distanz und dergleichen) bewegt, die durch die Drehgröße (die Drehrichtung, der Drehwinkel und dergleichen) der Servomotoren 300 verändert wird, bei denen es sich um Bewegungsmechanismen handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Weltkoordinatensystem und das Kamera-Koordinatensystem zwar virtuelle Koordinatenräume sind, die in der Ausführungsform durch zweidimensionale Koordinatenachsen (XY-Achsen) definiert sind, dass aber das Weltkoordinatensystem und das Kamera-Koordinatensystem durch mehrdimensionale Koordinatenachsen (XYZ-Achsen und dergleichen) von drei oder mehr Dimensionen definiert sein können. Bei der Ausfiihrungsform wird bei der Kalibrierung die Position des Objektes durch die Bildverarbeitungseinheit 50 aus den aufgenommenen Bilddaten erfasst, was auch als „Abtastung“ (sampling) bezeichnet wird, und die erfassten Positionen (Einheit: pix) werden auch als „Abtastpunkte“ bezeichnet.
Zunächst wird das Kamera-Koordinatensystem für eine Parallelbewegung beschrieben. Wenn die Servomotoren 310, 312 und 314 durch einen internen Befehl der Hauptsteuereinheit 210 angetrieben werden und die Verstellstufe 2 um die spezifizierte Bewegungsgröße (Einheit: mm) der Verstellstufe parallel in X-Richtung in einem Zustand bewegt wird, in dem eine Markierung TM an einer Referenzposition auf der Verstellstufe 2 angeordnet ist, wie in 6 dargestellt, bewegt sich die Position der Markierung TM im Kamera-Koordinatensystem von der Referenzposition (X1, Y1) zu der Position (X2, Y2) (vgl. 7).
Wird die Verstellstufe 2 um die spezifizierten Bewegungsgröße (Einheit: mm) der Verstellstufe parallel in Y-Richtung bewegt, bewegt sich die Markierung TM im Kamera-Koordinatensystem von der Referenzposition (X1, Y1) zu der Position (X3, Y3) (vgl. 8). Auf diese Weise wird das Kamera-Koordinatensystem (vgl. 9) der Parallelbewegung erzeugt.
Als nächstes wird das in den 10 und 11 dargestellte Kamera-Koordinatensystem für eine Drehbewegung beschrieben. Werden die Servomotoren 310, 312 und 314 durch einen internen Befehl der Hauptsteuereinheit 210 angetrieben und wird die Verstellstufe 2 in einem Zustand, in dem die Markierung TM an der Referenzposition auf der Verstellstufe 2 angeordnet ist, wie in 10 dargestellt, in einer horizontalen Ebene um eine spezifizierte Bewegungsgröße (Winkel Θ1 und Θ2) gedreht, so bewegt sich die Markierung TM im Kamera-Koordinatensystem von der Referenzposition (X1, Y1) zu der Position (XR1, YR1) und dann zu der Position (XR2, YR2) (vgl. 10).
Die Bildverarbeitungseinheit 50 berechnet aus den Winkeln Θ1 und Θ2 und den Positionen (X1, Y1), (XR1, YR1) und (XR2, YR2) die Koordinaten eines Drehmittelpunkts C des Kamera-Koordinatensystems. Die Bildverarbeitungseinheit 50 verschiebt einen Ursprung des Kamera-Koordinatensystems zu dem vorgenannten Drehmittelpunkt C. Auf diese Weise wird in der 11 unter Berücksichtigung des Drehmittelpunkts das Kamera-Koordinatensystem für die Drehbewegung erzeugt.
Der Zusammenhang zwischen dem Kamera-Koordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem ist in 12 schematisch dargestellt. Wird die Verstellstufe 2 (oder das Werkstück 4) durch den Bewegungsmechanismus parallel bewegt, erfasst die Bildverarbeitungseinheit 50 die Position (Einheit: pix) der Markierung 14 in dem Kamera-Koordinatensystem in 9 und transformiert die erfasste Position in die Position (Einheit: mm) in dem Weltkoordinatensystem in 12. Auf diese Weise wird die Abtastposition (Einheit: mm) der Markierung 14 im Weltkoordinatensystem erfasst und kann die Abtastposition (Einheit: mm) mit der Sollposition (Einheit: mm) der Markierung 14 im Weltkoordinatensystem verglichen werden.
Darüber hinaus erfasst die Bildverarbeitungseinheit 50 in einem Fall, in dem die Verstellstufe 2 (oder das Werkstück 4) durch den Bewegungsmechanismus gedreht wird, die Position (Einheit: pix) der Markierung 14 in dem Kamera-Koordinatensystem in 11 und transformiert die erfasste Position in die Position (Einheit: mm) im Weltkoordinatensystem in 12. Auf diese Weise wird die Abtastposition (Einheit: mm) der Markierung 14 im Weltkoordinatensystem erfasst und die Abtastposition (Einheit: mm) mit der Sollposition (Einheit: mm) der Markierung 14 im Weltkoordinatensystem verglichen.
Bei der Ausführungsform verwendet die Bildverarbeitungseinheit 50 eine vordefinierte Funktion, beispielsweise eine Funktion zur Korrektur verschiedener Verzerrungen, beispielsweise eine affine Transformation, eien Trapezverzerrungskorrektur und Objektivverzerrungskorrektur, zur Abbildung (d.h. Korrektur) des Kamera-Koordinatensystems in das Weltkoordinatensystem, um das Kamera-Koordinatensystem in das Weltkoordinatensystem zu transformieren, wie in den 5 bis 12 beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die auf die Transformation anzuwendende Korrekturfunktion nicht darauf beschränkt ist.
12 zeigt ein Beispiel für eine Parametertabelle 121 gemäß der Ausführungsform. Eine Parametertabelle 121 umfasst Parameter, die für die vorgenannte Korrekturfunktion verwendet werden. Die Parametertabelle 121 kann auf der Displayeinheit 132 angezeigt werden und ein Parameter-Einstellmuster durch Änderung der Werte des Parameters in der Parametertabelle 121 durch Bedienung der Tastatur 134 und dergleichen ändern. Die Bildverarbeitungseinheit 50 berechnet die Abtastposition entsprechend dem Parameter-Einstellmuster und der vorgenannten Funktion. Auf diese Weise ist es möglich, durch Änderung des Einstellmusters die Genauigkeit bei der Erfassung der Abtastposition zu verbessern.
<Kalibrierungsverarbeitung und Verarbeitung im laufenden Betrieb>
13 ist ein erläuterndes schematisches Flussdiagramm der Kalibrierungs- und Positionierungsverarbeitung während des Betriebes einschließlich der Kalibrierung gemäß der Ausführungsform. 14 ist ein erläuterndes Flussdiagramm, das die Kalibrierungsverarbeitung in 13 im Zusammenhang mit anderen Verarbeitungsschritten veranschaulicht. Wie in der 13 gezeigt, wird, wenn die Kalibrierung (Schritte T1 und T2) gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird und die Kalibrierung abgeschlossen ist, das Positionssteuerungssystem 1 tatsächlich betrieben.
Zusätzlich kann die Kalibrierung in der Verarbeitung (Schritte T3 und T5) für die eigentlichen Operationen durchgeführt werden. Ein Programm, das gemäß dem Flussdiagramm in 13 oder 14 arbeitet, kann in dem Steuerungsprogramm 150 enthalten sein.
(Kalibrierungsverarbeitung)
14 zeigt die Kalibrierungsverarbeitung zusammen mit anderen Verarbeitungsschritten (Auswertungsverarbeitung (Schritt S9), Ursachenanalyse und Ausgabe von Verarbeitungsergebnissen (Schritt S15) und Einstellen der Verarbeitung (S17)) im Zusammenhang mit der Kalibrierung. Bei der Kalibrierungsverarbeitung in 14 erfolgt die Abtastung an den jeweiligen Sollpositionen 21, während das Werkstück 4 mit der Markierung 14 als Merkmalsgröße von der Kamera 104 abgebildet wird, wie in 5 dargestellt, und die Markierung 14 des Werkstücks 4 durch den Bewegungsmechanismus zu der vordefinierten Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen 21 im Weltkoordinatensystem bewegt wird.
Konkret wird das Werkstück 4 von der Kamera 104 (Schritt S1) abgebildet, wenn das Werkstück durch den Bewegungsmechanismus zu der Sollposition 21 bewegt wird, wobei die Bilderfassungseinheit 40 die aufgenommenen und erhaltenen Bilddaten 10 erfasst, die Bildverarbeitungseinheit 50 den Merkmalsabschnitt (die Markierung 14) aus den erfassten Bilddaten 10 durch Bildverarbeitung, beispielsweise durch Musterabgleich, spezifiziert, die Position des spezifizierten Merkmalsabschnitts in dem Kamera-Koordinatensystem erfasst wird und die erfasste Position in die Abtastposition 20 im Weltkoordinatensystem gemäß der vorgenannten Abbildungsfunktion und dem Parametereinstellmuster (Schritt S3) transformiert wird. Außerdem speichert die Positionserfassungsvorrichtung 100 die Abtastposition 20 in Zuordnung zu der entsprechenden Sollposition 21 und das Merkmalsbild 22 des spezifizierten Merkmalsabschnitts (Markierung 14) in der Positionsspeichereinheit 80 und speichert die Bilddaten 10 in Zuordnung zu der Abtastposition 20 in der Bildspeichereinheit 60. Auf diese Weise werden die abgebildeten Bilddaten 10, das aus den Bilddaten 10 spezifizierte Merkmalsbild 22, die Abtastposition 20 und die entsprechende Sollposition 21 bei jedem Verstellen des Werkstücks 4 zu der Sollposition 21 gemeinsam und miteinander verknpüft abgespeichert.
Die Positionserfassungsvorrichtung 100 bestimmt, ob eine vordefinierte Mehrzahl von Abtastungen für die Kalibrierung durchgeführt wurde (Schritt S5). Wenn bestimmt wird, dass die vordefinierte Mehrzahl von Abtastungen nicht beendet ist („DATENERFASSUNG NICHT BENDET“ in Schrit S5), berechnet die Positionserfassungsvorrichtung 100 die Steuerungsgröße, beispielsweise die Bewegungsgröße der Verstellstufe 2 zur nächsten Sollposition 21 (Schritt S13), und gibt einen Bewegungsbefehl mit der berechneten Bewegungsgröße an den Bewegungscontroller 400 (Schritt S14) aus. Im Bewegungscontroller 400 wird der Bewegungsmechanismus durch den Steuerbefehl entsprechend dem Bewegungsbefehl betrieben und das Werkstück 4 wird zu der nächsten Sollposition 21 bewegt bzw. verstellt. Danach kehrt die Verarbeitung zu Schritt S1 zurück, und die Verarbeitung in und nach dem Schritt S3 wird durchgeführt.
Wenn die Positionserfassungsvorrichtung 100 feststellt, dass die vordefinierte Mehrzahl von Abtastungen beendet ist („DATENERFASSUNG BEENDET“ in Schritt S5), führt die Auswerteeinheit 70 die Auswertung der Abtastposition 20, die in Zuordnung zu der Sollposition 21 in der Positionsspeichereinheit 80 gespeichert wurde (Schritt S9), unter Verwendung von Referenzdaten 35 durch. Die Auswertungsverarbeitung ist eine Verarbeitung einer Auswertung bzw. Bewertung, ob die Kalibrierung vernünftig (geeignet) durchgeführt wurde, und Einzelheiten dazu werden später beschrieben.
Die Positionserfassungsvorrichtung 100 bestimmt, ob das Auswertungsergebnis der Auswertungsverarbeitung „vernünftig (OK)“ ist (Schritt S11). Wenn die Positionserfassungsvorrichtung 100 bestimmt, dass das Auswertungsergebnis „vernünftig“ ist (OK in Schritt S11), endet die Serie der Kalibrierungsverarbeitung und die vorgenannte Betriebsverarbeitung wird durchgeführt.
Wenn die Positionserfassungsvorrichtung 100 bestimmt, dass das Auswertungsergebnis der Auswertungsverarbeitung nicht vernünftig ist (OK) (NG in Schritt S11), wird eine Ausgabe bereitgestellt, die eine Ursachenanalyse erfordert (Schritt S15).
Insbesondere erzeugt die Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 in Schritt S15 Daten zur Anzeige von jeder in der Positionsspeichereinheit 80 gespeicherten Abtastpositionen 20 und zur Anzeige von jeder der den Abtastposition 20 in dem gleichen Koordinatenraum zugeordneten Sollpositionen 21 und gibt die erzeugten Displaydaten an den Displaycontroller 114 (Schritt S7) aus. Auf diese Weise wird ein Bildschirm zur Anzeige von jeder Abtastposition 20 und der Sollposition 21 in dem gleichen Koordinatenraum und in Zuordnung zueinander an die Displayeinheit 132 ausgegeben.
Zusätzlich greift die Auswerteeinheit 70 auf den Ursachenspeicher 90 zu und spezifiziert Ursachendaten Ri einschließlich des Auswertungsinhalts RA entsprechend dem Auswertungsergebnis in Schritt S15. Die Auswerteeinheit 70 gibt dann die spezifizierten Ursachendaten Ri an die Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 aus. Die Displaydaten-Erzeugungseinheit 85 erzeugt aus den Ursachendaten Ri Displaydaten und gibt die erzeugten Displaydaten an den Displaycontroller 114 aus. Auf diese Weise können die Ursachendaten Ri (eine geschätzte Ursache RB oder eine Gegenmaßnahme), die als Ursache für die ungeeignete Kalibrierung angesehen werden, auf der Displayeinheit 132 angezeigt werden.
Der Benutzer stellt die entsprechenden Abschnitte ein (Schritt S17). Insbesondere ist es möglich, in Schritt S17 dem Benutzer aus dem auf der Displayeinheit 132 angezeigten Inhalt Informationen zur Unterstützung der Einstellung der Kalibrierung bereitzustellen, d.h. mit Hilfe eines Bildschirms (nachfolgend auch als Positionszuordnungsbildschirm bezeichnet), in dem jede Abtastposition 20 und die Sollposition 21 in dem gleichen Koordinatenraum einander zugeordnet sind, oder die Ursachendaten Ri (die geschätzte Ursache RB oder die Gegenmaßnahme RC) bereitzustellen. Nachdem der Benutzer den Abgleich bzw. die Einstellung durchgeführt hat, kann die Positionserfassungsvorrichtung 100 veranlasst werden, die Kalibrierung erneut durchzuführen.
(Betriebsverarbeitung)
Bei der Ausführungsform werden die eigentlichen Operationen zur Ausrichtung durch die Positionserfassungsvorrichtung 100 durchgeführt, nachdem die vorgenannte Justierung bzw. Einstellung durch die Kalibrierung abgeschlossen ist. Genauer gesagt, spezifiziert die Positionserfassungsvorrichtung 100 aus den Bilddaten, die durch Abbildung des auf der Oberseite der Verstellstufe 2 angeordneten Objekts (Werkstücks 4) erhalten werden, ein Merkmalsbild, das ein Teilbild ist, das dem Merkmalsabschnitt entspricht, erfasst diese dann die Position des spezifizierten Merkmalsbildes (Schritt T3) und gibt auf der Grundlage der erfassten Position einen Steuerbefehl für den Bewegungsmechanismus aus. Auf diese Weise wird die Verstellstufe 2 so bewegt bzw. verstellt, dass das Werkstück 4 positionsgenau angeordnet (ausgerichtet) werden kann.
Zusätzlich ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die Kalibrierung mit der in der tatsächlichen Betriebsumgebung vorgesehenen Positionserfassungsvorrichtung 100 durchzuführen, wie in 13 dargestellt. Das heißt, die Positionserfassungsvorrichtung 100 speichert einen oder mehrere Bilddatenpunkte 10, die an jeder Sollposition 21 vorab aufgenommen wurden, in der Bildspeichereinheit 60 und speichert Positionsdaten 30 basierend auf der Erfassung von jedem Bilddatenpunkt 10 in der Positionsspeichereinheit 80. Im laufenden Betrieb führt die Auswerteeinheit 70 eine Auswertung der Kalibrierung (Plausibilitätsbestimmung) anhand der Inhalte in der Bildspeichereinheit 60 und in der Positionsspeichereinheit 80 durch. Auf diese Weise kann im eigentlichen Betrieb die Anzahl der Prozesse ausgelassen werden, die mit der Verarbeitung der Bilddaten 10 in der Bildspeichereinheit 60 und mit der Verarbeitung der Positionsdaten 30 in der Positionsspeichereinheit 80 zusammenhängen, d.h. mit der Verarbeitung in den Schritten S1, S3, S13 und S14 in 14, auch wenn die Kalibrierung im tatsächlichen Betrieb durchgeführt wird.
<Beispiel für das Display des Positionszuordnungsbildschirms >
Die 15A-15D, 16 und 17 sind Diagramme, die Beispiele für den Positionszuordnungsbildschirm gemäß der Ausführungsform darstellen. Auf dem Zuordnungsbildschirm gemäß den 15A, 16 und 17 werden jede Sollposition 21 und die der Sollposition 21 in der Positionsspeichereinheit 80 zugeordnete Abtastposition 20 durch verschiedene Symbole (beispielsweise Symbole in Gestalt von Pluszeichen) im Weltkoordinatensystem, d.h. in einem zweidimensionalen XY-Raum ist, dargestellt.
Zusätzlich wird in 15B an jeder Sollposition 21 das der Sollposition 21 in der Positionsspeichereinheit 80 zugeordnete Merkmalsbild 22 in dem gleichen Weltkoordinatensystem angezeigt.
Der Positionszuordnungsbildschirm in 15C unterscheidet sich von dem in 15A dadurch, dass jede Sollposition 21 und die der Sollposition 21 in der Positionsspeichereinheit 80 zugeordnete Abtastposition 20 in einem Koordinatensystem in einer monoaxialen (beispielsweise einer X-Achse) Richtung in dem Weltkoordinatensystem durch unterschiedliche Symbole (beispielsweise Plus-Symbole) dargestellt werden. Zusätzlich werden auf dem Positionszuordnungsbildschirm in 15D die minimale Differenz und die maximale Differenz aus den Differenzen (Fehlern) zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 in einem Koordinatensystem in einer monoaxialen (beispielsweise einer X-Achse) Richtung im Weltkoordinatensystem und die Mehrzahl der jeweiligen Abtastpositionen 20, die den Sollpositionen 21 in der Positionsspeichereinheit 80 zugeordnet sind, durch Verwendung einer Datentabelle dargestellt.
Bei der in den 15A bis 17 gezeigten Kalibrierung berechnet die Auswerteeinheit 70 die Differenzen zwischen der Mehrzahl von Abtastpositionen 20 und den zugeordneten Sollpositionen 21 in der Positionsspeichereinheit 80 und wertet die berechneten Differenzen anhand von Referenzdaten 35 aus, beispielsweise in der Auswertungsverarbeitung. Die Referenzdaten 35 enthalten beispielsweise einen Schwellenwert der Differenzen. Die Auswerteeinheit 70 gibt als Ergebnis der Auswertung „vernünftig (OK)“ aus, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine Bedingung (berechnete Differenzen ≤ Schwellenwert für die Differenzen) für alle Sollpositionen 21 erfüllt ist, während die Auswerteeinheit 70 als Ergebnis der Auswertung „nicht vernünftig (OK)“ ausgibt, wenn die Auswerteeinheit 70 beispielsweise feststellt, dass die Bedingung (berechnete Differenzen ≤ Schwellenwert für die Differenzen) nicht für alle Sollpositionen 21 erfüllt ist.
(Beispiel für einen Bildschirm, der die Genauigkeit von Abweichungen bei wiederholten Abtastungen anzeigt)
18 und 19 sind Diagramme, die ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm darstellen, der gemäß der Ausführungsform Abweichungen der Abtastpositionen anzeigt. Der Benutzer kann durch Betätigen einer Registerkarte 180 auf dem Bildschirm bewirken, dass der Positionszuordnungsbildschirm in 18 dargestellt wird, der die Ergebnisse einer Abtastung darstellt, die an den jeweiligen Sollpositionen 21 mehrfach durchgeführt wurde.
Der Positionszuordnungsbildschirm in 18 ist ein Beispiel für den Bildschirm für den Fall, dass die Mehrzahl von Abtastpositionen 20 für die jeweiligen Sollpositionen 21 durch Wiederholung der Kalibrierung erfasst wird. Der Bildschirm in 18 beinhaltet Abtastdatentabellen 181 und 182 und einen Displaybereich 183 der Abtastpositionen 20.
Die Abtastdatentabellen 181 und 182 enthalten Informationen bezüglich einer Überprüfung der Abtastergebnisse, Informationen zum Vergleich der Abtastergebnisse und Displayformen, um beispielsweise die Sichtbarkeit der Informationen zu verbessern. Genauer gesagt umfasst die Abtastergebnisprüfinformation sämtliche Daten (Positionen, Differenzwerte und dergleichen), die sich auf die Abtastpositionen 20 beziehen, sowie statistische Werte (Werte wie beispielsweise Maximalwert, Minimalwert, Mittelwert, Standardabweichung mit Angabe eines Variationsgrades und dergleichen) der Abtastpositionen 20. Die Messwert-Vergleichsinformationen umfassen Informationen zum Vergleichen der Sollpositionen 21 und der Abtastpositionen 20 in Form einer Tabelle sowie Informationen zum Vergleichen der erfassten Daten einschließlich der Abtastpositionen 20, die durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, und der erfassten Daten einschließlich der Abtastpositionen 20, die durch die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, in Form einer Tabelle.
Zur Verbesserung der Sichtbarkeit der Informationen werden die Messergebnisse (Werte, die Abweichungen der Abtastpositionen 20, die Abtastpositionen 20 usw. anzeigen), die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, in einer Form (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, die sich von der für die anderen Werte verwendeten Form in den Tabellen unterscheidet, und die statistischen Werte der Abtastpositionen 20 werden in einer Form (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, die sich von der für die anderen Werte verwendeten Form unterscheidet, beispielsweise in den Abtastdatentabellen 181 und 182.
Zusätzlich umfasst der Displaybereich 183 der Abtastpositionen 20 Informationen zur Überprüfung der Abtastpositionen 20 in Zuordnung zu den Sollpositionen 21, Vergleichsinformationen und eine Anzeigeform zur Verbesserung der Sichtbarkeit. Beispielsweise wird die Mehrzahl von zugeordneten Abtastpositionen 20 für jede Sollposition 21 in dem zweidimensionalen Koordinatenraum in der Form von Streudiagrammen dargestellt.
Anhand dieser Vergleichsinformationen werden an den Sollpositionen 21 Markierungen der Sollpositionen 21 und die Abtastpositionen 20 überlappend oder ausgerichtet dargestellt. Zusätzlich wird eine Vergleichsanzeige zwischen den in der Vergangenheit gewonnenen Kalibrierungsdaten und den zu diesem Zeitpunkt gewonnenen Kalibrierungsdaten dargestellt (überlappend oder ausgerichtet).
Zusätzlich werden als die Anzeigeform zur Verbesserung der Sichtbarkeit die Abtastpositionen 20 oder die Werte der Variationen davon, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, in einer Form (in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, die sich von derjenigen für die anderen Werte unterscheidet, und die statistischen Werte der Abtastpositionen 20 werden in einer Form (in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, die sich von derjenigen der anderen Werte unterscheidet, in ähnlicher Weise wie bei den Abtastdatensätzen 181 und 182. Kreisförmige Markierungen um die Sollpositionen 21 herum werden im Displaybereich 183 angezeigt. Der Durchmesser der Markierungen entspricht dem vorgenannten spezifischen Schwellenwert. Daher werden Abtastpositionen, deren Abweichungen zu den Sollpositionen 21 kleiner als der spezifische Schwellenwert sind, innerhalb der Kreise markiert, während die Abtastpositionen 20, deren Abweichungen gleich oder größer als der spezifische Schwellenwert sind, außerhalb der Kreise markiert werden. Somit kann dem Benutzer die Größe der Variationen bzw. Abweichungen der Abtastpositionen 20 relativ zu den jeweiligen Sollpositionen 21 visuell zur Verfügung gestellt werden.
19 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Positionszuordnungsbildschirms in 18. Der Bildschirm in 19 umfasst einen Displaybereich 192 des Merkmalbildes 22, einen Displaybereich 191 der Abtastergebnisse und einen vergrößerten Displaybereich 183A, in dem die Abtastpositionen 20 vergrößert dargestellt werden.
Der Displaybereich 192 des Bildes zeigt beispielsweise die Bilddaten 10 oder das tatsächlich abgebildete Merkmalsbild 22 an. Auf diese Weise werden die Informationen zur Überprüfung der Abtastergebnisse bereitgestellt.
Der Displaybereich 192 des Bildes zeigt beispielsweise Informationen zum Vergleichen der Abtastergebnisse an. Beispielsweise stellt der Displaybereich 192 Informationen für den Vergleich einer Mehrzahl von Bilddaten bereit, indem dieser die idealen Bilddaten (Referenzbilddaten), die durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung erfassten Bilddaten und neue Bilddaten in einer vergleichenden Weise (überlappend oder ausgerichtet) anzeigt. Beispielsweise werden die erfassten Bilder (die Bilddaten 10 oder das Merkmalsbild 22) und das ideale Bild in vergleichender Weise (überlappend oder ausgerichtet) dargestellt.
Der Displaybereich 192 zeigt ein Bild (die Bilddaten 10 oder das Merkmalsbild 22), das einer Abtastposition 20 mit der maximalen Differenz zur Sollposition 21 zugeordnet ist, und ein Bild (die Bilddaten 10 oder das Merkmalsbild 22), das einer Abtastposition 20 mit der minimalen Differenz zugeordnet ist, in der vergleichenden Form (überlappend oder ausgerichtet dargestellt) an.
Zusätzlich stellt der Displaybereich 192 das Merkmalsbild 22 in Zuordnung zu dem Referenzbild der Sollpositionen 21 grafisch und in vergleichender Weise dar (überlappend oder ausgerichtet). Das Referenzbild der Sollpositionen 21 ist in den Referenzdaten 35 enthalten.
Der vergrößerte Displaybereich 183A der Abtastpositionen 20 zeigt ähnliche Informationen wie der Displaybereich 183A in 18 an.
Der Displaybereich 191 zeigt die Änderungen der Abtastpositionen 20 durch einen Graphen bzw. eine Kurve in einem Koordinatenraum an. Beispielsweise werden die Differenzen der jeweiligen Abtastpositionen 20, die den Sollpositionen 21 zugeordnet sind, zu den Sollpositionen 21 in Form einer chronologischen Reihenfolge angezeigt, die dem relativen Zeitablauf vom Beginn der Mehrzahl von Abtastvorgängen folgt. Beispielsweise werden die Differenzen zu den Abtastpositionen 20 oder den Sollpositionen 21 oder dergleichen in chronologischer Reihenfolge entsprechend der Abtastreihenfolge angezeigt. Alternativ wird die horizontale Achse der Koordinaten einer Abtastzeit oder einer relativen Zeit von der ersten Messung zugeordnet und eine Situation (eine Zeit, die für die Konvergenz und dergleichen benötigt wird), in der eine Differenz einer Abtastposition 20, die einer bestimmten Sollposition 21 zugeordnet ist, zu der Sollposition 21 (vgl. gestrichelte Linie in der Zeichnung) konvergiert, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (vgl. durchgezogene Linie in der Zeichnung), der durch die Referenzdaten 35 angezeigt wird, im Displaybereich 191 visuell dargestellt, wie in 19 gezeigt.
(Beispiel eines Bildschirms, der Effekte einer Verzerrungskorrektur anzeigt)
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der die Effekte der Verzerrungskorrektur gemäß der Ausführungsform anzeigt. Der Benutzer kann die Anzeige des Bildschirms in 20 veranlassen, indem er eine Registerkarte 200 auf dem Bildschirm betätigt.
Der Bildschirm in 20 umfasst die Abtastdatentabellen 201, 202 und 203, die Displaybereiche 204 und 205 der Abtastpositionen 20 und ein aktuelles Einstellmuster 206, das durch eine Parametertabelle 121 oder ähnliches festgelegt ist. In der Ausführungsform können beispielsweise in der Abtastdatentabelle 201 die Muster „Nr. 1“ bis „Nr. 4“ gesetzt werden, und beispielsweise wird in 20 von diesen Daten das Einstellmuster Nr. 3 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Einstellmuster nicht auf diese vier Muster beschränkt ist. Zusätzlich können die Einstellmuster der auf dem Bildschirm angezeigten Daten in 20 umgeschaltet bzw. gewechselt werden.
Die Abtastdatentabelle 201 umfasst für die Korrekturverarbeitung anhand der Parametertabelle 121 und dergleichen den Maximalwert und den Minimalwert der Differenzen in der X-Achsenrichtung, die den jeweiligen Einstellmustern entsprechen. Die Abtastdatentabelle 202 beinhaltet Differenzen in der X-Achsenrichtung in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 bei der Kalibrierung in den Einstellmustern, um den jeweiligen Einstellmustern in der Abtastdatentabelle 202 zu entsprechen. Die Abtastdatentabelle 203 beinhaltet Differenzen in der Y-Achsenrichtung in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 bei der Kalibrierung in den Einstellmustern, um den jeweiligen Einstellmustern der Abtastdatentabelle 202 zu entsprechen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Abtastdatentabellen 201 bis 203 sämtliche Daten über die Abtastpositionen 20 (beispielsweise die Differenzen zu den Sollpositionen 21, die Sollpositionen 21, die Abtastpositionen 20 usw.) und statistische Werte von sämtlichen Daten enthalten können, beispielsweise in Zuordnung zu den jeweiligen Einstellmustern.
Die Abtastdatentabellen 201, 202 und 203 können Informationen zum Vergleich zwischen Einstellmustern für die Korrektur und Daten (beispielsweise die Sollpositionen 21 und die Abtastpositionen 20) nach der Korrekturverarbeitung und dem Vergleich zwischen den Abtastpositionen 20 in der Vergangenheit und den letzten Abtastpositionen 20 anzeigen. Differenzen, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, der durch Setzen eines Schwellenwertes oder des Maximalwertes der Differenzen, des Minimalwertes der Differenzen und dergleichen erhalten wird, werden in einer Form (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, das sich von der Form der anderen Daten unterscheidet.
Der Displaybereich 204 zeigt den Positionszuordnungsbildschirm an. Beispielsweise zeigt der Displaybereich 204 die jeweiligen Sollpositionen 21 und die den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 in einem zweidimensionalen Koordinatenraum an. Weiterhin kann der Displaybereich 204 die Abtastpositionen 20 vor und nach der Korrektur unter Verwendung von Einstellparametern, wie beispielsweise Abtastpositionen 20, anzeigen. Außerdem zeigt der Displaybereich 204 Hilfslinien an, um beispielsweise die Überprüfung der jeweiligen Abtastpositionen 20 zu erleichtern.
Bei der Ausführungsform können die Hilfslinien Linienabschnitte 207 und 208 umfassen, die beispielsweise relative Positionsbeziehungen zwischen den Sollpositionen 21 und den Abtastpositionen 20 anzeigen. Beispielsweise können die Hilfslinien ein Liniensegment 207 umfassen, das die den jeweiligen Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 in der Reihenfolge der Bewegung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 mit Hilfe des Bewegungsmechanismus verbindet. Alternativ können die Hilfslinien ein Liniensegment 208 umfassen, das beispielsweise die jeweiligen Sollpositionen 21 in der Reihenfolge der Bewegung mit Hilfe des Bewegungsmechanismus verbindet.
Zusätzlich können die Abtastpositionen 20 mit Differenzen, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, in einer anderen Form (in hervorgehobener Darstellung) als der Form der anderen Daten im Displaybereich 204 dargestellt werden.
Außerdem zeigt der Displaybereich 204 für jedes Einstellmuster beispielsweise den Positionszuordnungsbildschirm an. Insbesondere umfasst die von der Bildverarbeitungseinheit 50 durchgeführte Bildverarbeitung Parameter (Korrekturparameter) für eine Korrekturfunktion (affine Transformation, Verzerrungskorrektur und dergleichen) zur Korrektur der Bilddaten 10 um die Bewegungsgröße mit Hilfe des Bewegungsmechanismus, um bei der Ausführungsform die Position des Merkmalsabschnitts (der Markierung 14) aus den Bilddaten 10 zu ermitteln. Die Bildverarbeitungseinheit 50 kann die jeweiligen Abtastpositionen 20, die durch die Bildverarbeitung vor und nach der Anwendung der Korrekturfunktion (bzw. der Korrekturparameter) erhalten wurden, als die den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 erkennen. In dem Displaybereich 204 können die den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 die jeweiligen Abtastpositionen 20, die durch die Bildverarbeitung vor und nach der Anwendung der Korrekturfunktion (bzw. der Korrekturparameter) erhalten werden, enthalten.
Außerdem kann die Bildverarbeitungseinheit 50 bei der Ausführungsform die Abtastpositionen 20 erkennen, indem sie Einstellmuster mit unterschiedlichen Korrekturparametern anwendet. Die Bildverarbeitungseinheit 50 kann ein Einstellmuster spezifizieren, um eine Abtastposition 20 zu berechnen, die eine Differenz (oder einen statistischen Wert) von der Sollposition 21 aus den jeweiligen Einstellmustern minimieren kann, und diese kann den Positionszuordnungsbildschirm für die Abtastpositionen 20 und die Sollpositionen 21, die durch das spezifische Einstellmuster erkannt werden, in einer Anzeigeform (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) anzeigen, die sich von derjenigen für den Positionszuordnungsbildschirm, der auf den anderen Einstellmustern basiert, unterscheidet.
Der Displaybereich 205 zeigt in dem Displaybereich 204 auf dem Positionszuordnungsbildschirm ein Paar vergrößert an, das von dem Benutzer von den Paaren der Sollpositionen 21 und den zugeordneten Abtastpositionen 20 ausgewählt wurde. Der Benutzer kann aus einer solchen vergrößerten Darstellung im Detail Differenzen bzw. Unterschiede (beispielsweise Differenzen bzw. Unterschiede aufgrund von unterschiedlichen Einstellmustern) bei der Erkennung der Sollpositionen 21 und der Abtastpositionen 20 an den Sollpositionen 21 überprüfen.
(Beispiel für einen Bildschirm, der die Genauigkeit der Linearität der Abtastung anzeigt)
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm gemäß der Ausführungsform zeigt, der durch Abtastung auf der Grundlage einer linearen Bewegung erhalten wurde. Der Benutzer kann den Bildschirm in 21 anzeigen, indem er eine Registerkarte 240 auf dem Bildschirm betätigt. Der Bildschirm in 21 umfasst die Abtastdatentabellen 241 und 242, einen Displaybereich 243 der Abtastpositionen 20, einen Bild-Displaybereich 253 und einen vergrößerten Displaybereich 254.
Die Abtastdatentabellen 241 und 242 enthalten sämtliche Daten (beispielsweise Unterschiede in den Bewegungsgrößen der Verstellstufe 2 (Differenzen zu den Sollpositionen 21), die Sollpositionen 21, die Abtastpositionen 20, die Sollwinkel, die Erfassungswinkel usw.) der Abtastpositionen 20. Die Erfassungswinkel sind Neigungswinkel des von der Bildverarbeitungseinheit 50 erfassten Merkmalsbilds 22 und zeigen Neigungswinkel aus einer vordefinierten Position der Markierung 14 (Merkmalsabschnitt) an.
Zusätzlich können die Abtastdatentabellen 241 und 242 statistische Werte und dergleichen von sämtlichen Daten über die Abtastpositionen 20 enthalten.
Die Abtastdatentabellen 241 und 242 können eine Datenanzeige in der vergleichenden Form über die Sollpositionen 21 und die Abtastpositionen 20 oder eine Datenanzeige in Form eines Vergleichs zwischen sämtlichen Daten über die Abtastpositionen 20, die durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, und sämtlichen Daten über die Abtastpositionen 20, die durch die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, enthalten.
Zusätzlich zeigen die Abtastdatentabellen 241 und 242 Differenzen an, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, oder diese zeigen die Abtastpositionen 20 mit den Differenzen in einer von der Form der anderen Daten verschiedenen Form (in hervorgehobener Darstellung), den Maximalwert oder den Minimalwert der Differenzen in einer von der Form der anderen Daten verschiedenen Form (in hervorgehobener Darstellung) an oder diese zeigen Abstände zwischen zwei Punkten an, nämlich zwischen der Sollposition 21 und der Abtastposition 20 an, mit einer Differenz, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und zwar in einer von der Form der anderen Daten verschiedenen Form (in hervorgehobener Darstellung).
Der Displaybereich 243 zeigt an jeder Sollposition 21 eine Markierung 256 mit einer vorbestimmten Stellung an jeder Sollposition 21 in einem zweidimensionalen Koordinatenraum an und zeigt die Markierung 255 an einer der Sollposition 21 zugeordneten Abtastposition 20 mit einem Neigungswinkel zu der vorgenannten vorbestimmten Stellung an. Der Neigungswinkel entspricht einem Neigungswinkel des Merkmalsbilds 22, der aus den Bilddaten 10 für die vorbestimmte Stellung spezifiziert wird.
Zusätzlich werden die Sollpositionen 21 und die Abtastpositionen 20 durch Markierungen überlappend oder ausgerichtet dargestellt, beispielsweise in der vergleichenden Form in dem Displaybereich 243. Außerdem werden die Daten der Abtastpositionen 20, die durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, und die Daten der Abtastpositionen 20, die durch die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Kalibrierung erhalten wurden, durch die Verwendung von Markierungen überlappend oder ausgerichtet angezeigt, beispielsweise in der vergleichenden Form in dem Displaybereich 243.
Zusätzlich zeigt der Displaybereich 243 eine Markierung 14 einer Abtastposition 20, die nicht an der Position, unter dem Winkel und dergleichen an der Sollposition 21 abgetastet worden ist, in einer anderen Darstellungsform (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) als die der anderen Markierungen an. Zusätzlich wird der Abstand zwischen zwei Punkten, nämlich zwischen einer Sollposition 21 und einer Abtastposition 20 mit einer Differenz, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, in einer Anzeigeform (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) angezeigt, die sich von der für die anderen Abstände verwendeten Anzeigeform unterscheidet. Zusätzlich können im Displaybereich 243 Hilfslinien (beispielsweise die gestrichelten Linien im Displaybereich 243) zur besseren Prüfung der jeweiligen Abtastpositionen 20 angezeigt werden.
Der Bild-Displaybereich 253 stellt ein Abtastbild (das Merkmalsbild 22 oder die tatsächlich abgebildeten Bilddaten 10) oder ein Sollbild (ein Referenz-Merkmalsbild oder Bilddaten) dar. In diesem Fall können das Abtastbild und das Sollbild in der vergleichenden Form (überlappend oder ausgerichtet) dargestellt werden. Zusätzlich kann das durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung erhaltene Abtastbild und das durch die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Kalibrierung erhaltene Abtastbild im Bild-Displaybereich 253 vergleichend (überlappend oder ausgerichtet) dargestellt werden. Zusätzlich können ein Bild und Grafiken (Anzeige und vergrößerte Anzeige der Abtastpositionen 20) in der vergleichenden Form (überlappend oder ausgerichtet) dargestellt werden.
Der vergrößerte Displaybereich 254 stellt die Sollpositionen 21 und die den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 als Markierungen vergrößert dar. In diesem Fall können beide Markierungen vergleichend (überlappend oder ausgerichtet) dargestellt werden. Ziele der vergrößerten Anzeige können die durch die in der Vergangenheit durchgeführte Kalibrierung ermittelten Abtastpositionen 20 und die durch die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Kalibrierung ermittelten Abtastpositionen 20 sein. Zusätzlich werden Markierungen, die nicht an den Sollpositionen 21 oder unter dem Sollwinkel und dergleichen abgetastet wurden, in einer anderen Darstellungsform (beispielsweise in hervorgehobener Darstellung) als die Darstellungsform der anderen Abstände in der vergrößerten Darstellung dargestellt.
(Beispiel für einen Bildschirm, der die Genauigkeit der Abtastung während einer Drehbewegung anzeigt)
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der gemäß der Ausführungsform durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung erhalten wurde. Der Benutzer kann die Anzeige des Bildschirms in 22 veranlassen, indem er eine Registerkarte 270 auf dem Bildschirm betätigt. Der Bildschirm in 22 umfasst die Abtastdatentabellen 181 und 182, die denen in 18 ähnlich sind, sowie einen Displaybereich 273 der Abtastpositionen 20. In dem Displaybereich 273 kann die Anzeige der Abtastpositionen 20 (Anzeige der den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20) auf eine grafische Darstellung einer Dreh- bzw. Rotationsabtastung für den Fall umgeschaltet werden, dass der Bewegungsmechanismus eine Drehbewegung antreibt.
23 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der gemäß der Ausführungsform durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung erhalten wurde. Der Bildschirm in 23 ist ein modifiziertes Beispiel zu dem Bildschirm in 22.
Der Bildschirm in 23 umfasst die Abtastdatentabellen 181 und 182, den Displaybereich 192 des Merkmalsbilds 22, der dem in 19 ähnlich ist, einen Abtastwert-Displaybereich 191 und einen vergrößerten Displaybereich 284 der Abtastpositionen 20. Der vergrößerte Displaybereich 284 zeigt ähnliche Informationen wie der Displaybereich 273 in 22.
(Beispiel für einen Bildschirm, der die Auswirkungen einer Korrektur während der Drehbewegung anzeigt)
24 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der gemäß der Ausführungsform durch die Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung erhalten wurde. Der Benutzer kann die Anzeige des Bildschirms in 24 veranlassen, indem er eine Registerkarte 200 auf dem Bildschirm betätigt. Der Bildschirm in 24 umfasst die Abtastdatentabellen 201, 202 und 203 und das aktuelle Einstellmuster 206, das durch die Parametertabelle 121 oder ähnliches eingestellt wird, die denen in 20 ähnlich ist bzw. sind. Weiterhin umfasst der Bildschirm in 24 einen Displaybereich 294 der Abtastpositionen 20 und einen vergrößerten Displaybereich 304 der Abtastpositionen 20. 24 zeigt einen Fall, in dem der Drehmittelpunkt C der Verstellstufe 2 durch das aktuelle Einstellmuster 206 nicht genau geschätzt wurde.
Der Displaybereich 294 zeigt den aus den Abtastpositionen 20 geschätzten Drehmittelpunkt C in einem Fall, in dem sich die Verstellstufe 2 dreht, sowie einen durch die Parametertabelle 121 festgelegten Soll-Drehmittelpunkt CT in einer unterscheidbaren Form (beispielsweise mit geänderter Anzeigefarbe oder geändertem Linientyp) an und zeigt eine Differenz zwischen diesen Werten an. Der Displaybereich 294 umfasst Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen 21 auf einer umlaufenden Linie 296 um die Soll-Mittelpunktposition (Soll-Drehmittelpunkt CT) herum oder Daten zur Anzeige der den jeweiligen Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 auf einer umlaufenden Linie 295 um die Position eines geschätzten Mittepunkts herum (d.h. um den geschätzten Drehmittelpunkt C herum) an. Der Displaybereich 294 zeigt den geschätzten Drehmittelpunkt C und den Soll-Drehmittelpunkt CT in der unterscheidbaren Form an (beispielsweise mit geänderter Anzeigefarbe oder einem geänderten Linientyp). Zusätzlich zeigt der Displaybereich 294 die umlaufende Linie 295, die die während der Drehbewegung um den geschätzten Drehmittelpunkt C als Mittelpunkt abgetasteten Abtastpositionen 20 miteinander verbindet, und die umlaufende Linie 296, die die Sollpositionen 21 um den Soll-Drehmittelpunkt C als Mittelpunkt miteinander verbindet, in der unterscheidbaren Form an (beispielsweise mit geänderter Anzeigefarbe oder mit geändertem Linientyp).
Zusätzlich zeigt der vergrößerte Displaybereich 304 die durch die Drehbewegung erhaltenen Abtastpositionen 20 vergrößert an. Beispielsweise werden die Markierungen für die Sollpositionen 21 und die Markierungen für die den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 in der unterscheidbaren Form angezeigt (beispielsweise mit geänderter Anzeigefarbe oder geändertem Linientyp).
(Ein weiteres Beispiel für einen Bildschirm, der die Auswirkungen der Korrektur während einer Drehbewegung anzeigt).
25 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Positionszuordnungsbildschirm zeigt, der gemäß der Ausführungsform durch Abtastung auf der Grundlage einer Drehbewegung erhalten wurde. Der Benutzer kann die Anzeige des Bildschirms in 25 veranlassen, indem er eine Registerkarte 320 auf dem Bildschirm betätigt. Der Bildschirm in 25 umfasst die Abtastdatentabellen 241 und 242, die denen in 21 ähnlich sind, einen Displaybereich 323 der Abtastpositionen 20, einen vergrößerten Displaybereich 333 der Abtastpositionen 20 und einen Merkmals-Displaybereich 334. In 25 können die Abtastdatentabellen 241 und 242 weiterhin sämtliche Daten über die Abtastpositionen 20 (beispielsweise über die Abtastpositionen 20, die Sollpositionen 21 und die Position des geschätzten Drehmittelpunkts C) enthalten.
In 25 können die Abtastdatentabellen 241 und 242 außerdem sämtliche Daten über die Abtastpositionen 20 (beispielsweise über die Abtastpositionen 20, die Sollpositionen 21 und die geschätzte Position des Drehmittelpunkts C) enthalten.
Der Displaybereich 323 zeigt beispielsweise die Positionen des geschätzten Drehmittelpunkts C und des Soll-Drehmittelpunkts CT mit Markierungen an und zeigt eine umlaufende Sollabtastlinie an. Informationen, die denen des vergrößerten Displaybereichs 254 und des Bild-Displaybereichs 253 in 21 ähnlich sind, können in dem vergrößerten Displaybereich 333 bzw. im Merkmals-Displaybereich 334 angezeigt werden.
Der Benutzer kann über den Bildschirm in 23 zusätzliche Informationen zur Verfügung stellen um festzustellen, dass nur ein Teil der Bilddaten 10 kalibriert werden konnte, dass der Drehmittelpunkt C der Verstellstufe 2 nicht geeignet geschätzt wurde, dass die erkannte Stellung (Neigungswinkel) des durch die Ergebnisse der Abtastung angezeigten Merkmalsabschnitts nicht geeignet ist (der Drehmittelpunkts C der Verstellstufe 2 wurde nicht geeignet geschätzt), dass die Abtastintervalle nicht gleich sind und dass die Abtastung nicht an den Sollpositionen 21 durchgeführt wurde.
<Auswertung der Kalibrierung>
Die Auswertung durch die Auswerteeinheit 70 in Schritt S9 in 14 wird beschrieben. Bei der Ausführungsform wertet die Auswerteeinheit 70 die Abtastpositionen 20 aus, indem diese hauptsächlich die Differenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 mit dem in den Referenzdaten 35 angegebenen Schwellenwert unter Verwendung vordefinierter Auswertungsbedingungen miteinander vergleicht. Zusätzlich greift die Auswerteeinheit 70 auf der Grundlage der durch die Auswertungsverarbeitung gewonnenen Auswertung auf die Ursachenspeichereinheit 90 zu und liest durch den Datenzugriff die dem Auswerteinhalt RA zugeordneten Ursachendaten Ri aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus, die die Auswertung darstellen.
Die 26 bis 31 sind Diagramme, die Beispiele für die Ursachendaten Ri gemäß der Ausführungsform darstellen. Die Auswertungsverarbeitung und die Ursachendaten Ri werden anhand der 26 bis 31 beschrieben.
(Auswertung der Abtastpositionen 20 anhand des Merkmalsbilds 22)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet Differenzen (auch als Detektionsdifferenzen bezeichnet) zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 und gleicht das den Abtastpositionen 20 zugeordnete Merkmalsbild 22 mit einem Referenzbild der Markierung 14 ab. Es sei darauf hingewiesen, dass die Referenzdaten 35 das Referenzbild der Markierung 14 aufweisen. Die Auswerteeinheit 70 wertet aus, dass „es Punkte gibt, an denen die Sollpositionen und die Abtastposition 20 nicht übereinstimmen“, wenn die Auswerteeinheit 70 aus den den jeweiligen Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 Abtastpositionen 20 detektiert, die vordefinierte Bedingungen ((Erfassungsdifferenz ≥ vorbestimmter Schwellenwert von Referenzdaten 35) und (inkonsistent mit Merkmalsbild 22)) erfüllen. Die Auswerteeinheit 70 liest die der vorgenannten Auswertung (Auswerteinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R1 (26) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann prüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB erfassen (beispielsweise fehlerhafte Erkennung eines anderen Hintergrundabschnitts als einer Sollmarkierung an einem inkonsistenten Punkt) und kann anhand der angezeigten Ursachendaten R1 die Gegenmaßnahme zur Behebung der Ursache einleiten (Anpassung der Sucheinstellung (ein Modellbild, ein Einstellparameter und dergleichen)).
In diesem Fall können beispielsweise auch die Bildschirme in 15A und 15B angezeigt werden. Der Benutzer kann anhand des Positionszuordnungsbildschirms in 15A überprüfen, ob die Abtastung an einer Sollposition 21 am oberen rechten Ende im Sichtfeld der Kamera fehlgeschlagen ist. Zusätzlich kann der Benutzer anhand des Bildschirms in 15B bestimmen, dass das Hintergrundbild anstelle des Merkmalsbildes 22 durch die Bildverarbeitung an der Sollposition 21 vorgegeben wurde.
Zusätzlich kann der in 18 oder 19 dargestellte Positionszuordnungsbildschirm als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden.
(Bewertung des Trends der Unterschiede an den Abtastpositionen 20)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet die Detektionsdifferenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 und wertet aus, dass „die Abweichungsgröße einer Abtastposition um einen bestimmten Betrag in X-Richtung zunimmt“, wenn die Auswerteeinheit 70 beispielsweise feststellt, dass eine Erkennungsdifferenz der Abtastposition 20, die eine vorgegebene Bedingung erfüllt (Erkennungsdifferenz ≥ ein vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35), einen Trend in X-Richtung oder Y-Richtung aufweist. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R2 (26) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise ein Antriebszustand des Bewegungsmechanismus (beispielsweise die Bewegungsgröße der Verstellstufe ist nicht geeignet)) und die Gegenmaßnahme RC (beispielsweise zur Überprüfung der Steuerung der Verstellstufe) erhalten, um die Ursache durch die angezeigten Ursachendaten R2 zu beheben.
In diesem Fall kann beispielsweise der Positionszuordnungsbildschirm in 16 angezeigt werden. Der Benutzer kann anhand des Bildschirms in 16 überprüfen, ob es einen Trend gibt, dass Differenzen in X-Richtung zu den Sollpositionen 21 im Sichtfeld der Kamera auftreten. Zusätzlich kann der in 18 oder 19 dargestellte Positionszuordnungsbildschirm als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden.
(Auswertung der Differenz zur Sollposition 21 an einem Bildrand)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet Detektionsdifferenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 und wertet aus, dass „es einen Punkt gibt, an dem die Sollposition und die Abtastposition an einem Bildende nicht übereinstimmen“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine Abtastposition 20 an dem Randabschnitt des Bildes erkannt wird, die eine vorgegebene Bedingung erfüllt (Detektionsdifferenz ≥ spezifischer Schwellenwert der Referenzdaten 35). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R3 (26) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise eine Abbildungsbedingung (beispielsweise der Einfluss der Kameraobjektivverzerrung)) und die Gegenmaßnahme RC (beispielsweise um das Objektiv in ein Objektiv ohne Dehnung im Sichtfeld zu ändern) erhalten, um die Ursache mit Hilfe angezeigten Ursachendaten R3 zu beheben.
In diesem Fall kann beispielsweise auch der Bildschirm in 17 angezeigt werden. Der Benutzer kann anhand des Positionszuordnungsbildschirms in 17 überprüfen, ob die Abtastung an der Sollposition 21 an dem End- bzw. Randabschnitt des Sichtfeldes (Bilds) der Kamera fehlgeschlagen ist. Zusätzlich kann der in 29 dargestellte Positionszuordnungsbildschirm als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden.
(Auswertung von Variationen in Differenzen zu den Sollpositionen 21)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet die Detektionsdifferenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 und wertet aus, dass die Variationen bzw. Abweichungen bei der Abtastung groß sind, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist (Wert einer Variation der Detektionsdifferenz ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R4 (27) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Variationswerten um Werte handelt, die Schwankungsbreiten angeben, und dass die Auswerteeinheit 70 die Variationswerte beispielsweise aus einer Standardabweichung der Detektionsdifferenzen berechnen kann.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB, die durch die Ursachendaten R4 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC erhalten, um die Ursache anhand der angezeigten Ursachendaten R4 zu beheben.
In diesem Fall können beispielsweise auch die Bildschirme in den 18 und 19 angezeigt werden. Der Benutzer kann die Variationswerte anhand des Positionszuordnungsbildschirms in den 18 und 19 überprüfen.
(Auswertung von Differenzen zu Sollpositionen 21 vor und nach der Korrekturverarbeitung)
In der Ausführungsform kann eine Kalibrierung durchgeführt werden, während das Einstellmuster eines Funktionsparameters zur Abbildung des Kamera-Koordinatensystems auf das Weltkoordinatensystem geändert wird. Daher kann die Auswerteeinheit 70 die Detektionsdifferenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den Abtastpositionen 20 für den Fall, dass die Kalibrierung durchgeführt wird, nachdem das Einstellmuster auf ein neues Einstellmuster geändert wurde, und die Detektionsdifferenzen der Sollpositionen 21 für den Fall miteinander vergleichen, dass die Kalibrierung durch das Einstellmuster vor der Änderung durchgeführt wird.
Konkret wertet die Auswerteeinheit 70 aus, dass „der Fehler der Abtastung trotz der Einstellung für die Korrekturverarbeitung noch groß ist“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist (Detektionsdifferenz nach der Änderung des Einstellmusters ≤ Erkennungsdifferenz vor der Änderung). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R5 (27) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise die Einstellung der Bildverarbeitung ist nicht geeignet), die durch die Ursachendaten R5 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC erhalten (Einstellung der Bildkorrekturverarbeitung wird überprüft und angepasst), um die Ursache anhand der angezeigten Ursachendaten R5 zu beheben.
In diesem Fall kann beispielsweise auch der Positionszuordnungsbildschirm in 20 angezeigt werden. Der Benutzer kann eine Änderung von Differenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den Abtastpositionen 20 vor und nach der Änderung des Einstellmusters anhand des Positionszuordnungsbildschirms in 20 überprüfen.
(Auswertung von Differenzen zu Sollpositionen 21 mit Winkeln)
Die Auswerteeinheit 70 erkennt eine Neigung des den Abtastpositionen 20 zugeordneten Merkmalsbildes 22 durch Abgleich des Merkmalsbildes 22 mit dem Referenzbild, das die Referenzdaten 35 hat, und wertet aus, dass „die Stellung (der Winkel) der Abtastung nicht konstant ist“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass die erfasste Neigung eine vorgegebene Bedingung erfüllt (Größe der Neigung ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R6 (28) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann anhand der angezeigten Ursachendaten R6 überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise Parameter für die Bildverarbeitung (beispielsweise Einstellung zur Erkennung des rotierenden Objekts ist nicht geeignet (Einstellung zur Erkennung eines rotierenden Objekts wird für ein Objekt verwendet, das sich nicht dreht)), die durch die Ursachendaten R6 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC (zur Anpassung der Sucheinstellung bezüglich der Erkennung des rotierenden Ziels) erhalten. In diesem Fall kann der Bildschirm in 21 als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden. Der Benutzer kann den Grad der Neigung anhand des Positionszuordnungsbildschirms in 21 überprüfen.
(Auswertung des Kalibrierungsbereiches aus Abweichungen zu den Sollpositionen 21)
Die Auswerteeinheit 70 wertet aus, ob die Abtastung (sampling) an den jeweiligen Sollpositionen 21 durchgeführt wurde oder nicht, indem sie auswertet, ob die Abtastpositionen 20 in der Positionsspeichereinheit 80 in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 abgespeichert wurden oder nicht. Wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass die Abtastpositionen 20 nicht gespeichert wurden, wertet die Auswerteeinheit 70 aus, dass „die Kalibrierung nur für einen Teil des Bildes durchgeführt werden konnte“. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R7 (28) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und anhand der angezeigten Ursachendaten R7 Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise ein Parameter (beispielsweise Einstellung eines Kalibrierungs- (bzw. Abtast-)Bereichs ist nicht geeignet und zu eng) der Bildverarbeitung), die durch die Ursachendaten R7 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC (beispielsweise Überprüfung der Einstellung des Kalibrierungsbereichs und Anpassung der Einstellung) zur Behebung der Ursache zusammen mit spezifischen Informationen RC1 über die Gegenmaßnahme erhalten.
(Auswertung der Abweichungen von Differenzen zu Sollpositionen 21 während der Drehbewegung)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet während der Drehbewegung Detektionsdifferenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 und wertet aus, dass „Schwankungen bzw. Abweichungen in der Abtastung groß sind (Abbruch der Drehung der Verstellstufe ist nicht genau abgeschätzt worden)“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine vorgegebene Bedingung (Schwankungswerte der Detektionsdifferenzen ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35) erfüllt ist. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung (Auswertungsinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R8 (29) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann prüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und anhand der angezeigten Ursachendaten R8 Informationen über die geschätzte Ursache RB, die durch die Ursachendaten R8 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC zur Behebung der Ursache erhalten.
In diesem Fall kann beispielsweise auch der Positionszuordnungsbildschirm in den 22 und 23 angezeigt werden. Der Benutzer kann die Schwankungsbreite anhand der Positionszuordnungsbildschirme in den 22 und 23 überprüfen.
(Auswertung von Differenzen zu den Sollpositionen 21 vor und nach der Korrekturverarbeitung während der Drehbewegung)
Die Auswerteeinheit 70 wertet aus, dass „der Abtastfehler selbst mit der Einstellung für die Korrekturverarbeitung groß ist“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass eine vorgegebene Bedingung (Differenzen nach der Änderung des Einstellmusters ≥ Differenzen vor der Änderung) während der Drehbewegung erfüllt ist. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung (Auswertungsinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R9 (29) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann prüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und erhält Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise die Einstellung für die Bildkorrekturverarbeitung ist nicht geeignet), die durch die Ursachendaten R9 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC (Überprüfung und Anpassung der Einstellung für die Bildkorrekturverarbeitung), um die Ursache durch die angezeigten Ursachendaten R9 zu beheben.
In diesem Fall kann beispielsweise auch der Positionszuordnungsbildschirm in 24 angezeigt werden. Der Benutzer kann anhand des Positionszuordnungsbildschirms in 24 die Veränderungen in den Differenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den Abtastpositionen 20 vor und nach der Änderung des Einstellmusters überprüfen.
(Auswertung des Kalibrierungsbereiches aus Differenzen zu Sollpositionen 21 während der Drehbewegung)
Die Auswerteeinheit 70 wertet anhand der Tatsache, ob die Abtastpositionen 20 in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 in der Positionsspeichereinheit 80 gespeichert wurden, aus, ob die Abtastung (sampling) an den jeweiligen Sollpositionen 21 während der Drehbewegung durchgeführt wurde oder nicht. Wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass die Abtastpositionen 20 nicht gespeichert wurden, wertet die Auswerteeinheit 70 aus, dass „die Kalibrierung nur an einem Teil des Bildes durchgeführt werden konnte (der Drehmittelpunkt der Verstellstufe wurde nicht genau geschätzt)“. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung (dem Auswertungsinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R10 (30) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist, und kann anhand der angezeigten Ursachendaten R10 Informationen über die geschätzte Ursache RB (ein Betriebszustand des Bewegungsmechanismus und eine Parametereinstellung für die Bildverarbeitung (beispielsweise der Einstellwert des Abtastwinkelbereichs ist nicht geeignet)), die durch die Ursachendaten R10 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC zur Behebung der Ursache (beispielsweise ob der Einstellwert des Abtastwinkelbereichs vernünftig ist (insbesondere, ob der Winkelbereich zu klein bzw. schmal ist oder nicht) und die Einstellung angepasst wird) zusammen mit spezifischen Informationen RC1 der Gegenmaßnahme erhalten. In diesem Fall kann der Bildschirm in 25 als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden.
(Auswertung von Differenzen zu Sollpositionen 21 während einer Drehbewegung mit Winkeln)
Die Auswerteeinheit 70 erkennt die Neigung des den Abtastpositionen 20 zugeordneten Merkmalsbildes 22 während der Drehbewegung durch Abgleich des Merkmalsbildes 22 mit dem Referenzbild, das die Referenzdaten 35 enthält, und wertet aus, dass „die Stellung (der Winkel) des Abtastergebnisses nicht geeignet ist (der Drehmittelpunkt der Verstellstufe wurde nicht geeignet geschätzt)“, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass die erkannte Neigung eine vorgegebene Bedingung erfüllt (Vergrößerung bzw. Größe der Neigung ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung (dem Auswertungsinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R11 (30) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und kann anhand der angezeigten Ursachendaten R11 Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise, ob die Einstellung zur Erkennung eines rotierenden Objekts nicht geeignet ist), die durch die Ursachendaten R11 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme EC (beispielsweise Anpassung der Sucheinstellung im Zusammenhang mit der Erkennung des rotierenden Objekts) zusammen mit den spezifischen Informationen RC1 über die Gegenmaßnahme erhalten.
Für den Fall, dass die Ursachendaten R10 oder R11 ausgegeben werden, kann der Bildschirm in 25 als Positionszuordnungsbild dargestellt werden. Der Benutzer kann den geschätzten Drehmittelpunkt der Verstellstufe und dessen Fehler in 25 visuell überprüfen.
(Auswertung der Abtast- bzw. Sampling-Intervalle)
Bei der Ausführungsform wird geschätzt, dass die Abtastung (sampling) auch dann in gleichen Abständen durchgeführt wird, wenn die Sollpositionen 21 unter gleichen Abständen eingestellt werden.
Was diesen Punkt anbelangt, so berechnet die Auswerteeinheit 70 Intervalle zwischen den Abtastpositionen 20 und Abweichungen in den Intervallen und wertet aus, dass „die Abtastintervalle nicht gleiche Intervalle sind (Linearität)“, wenn festgestellt wird, dass eine vorgegebene Bedingung (Größe der Abweichungen ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35) erfüllt ist. Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung (dem Auswertungsinhalt RA) zugeordneten Ursachendaten R12 (31) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann überprüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und erhält durch die angezeigten Ursachendaten R12 Informationen über die geschätzte Ursache RB (beispielsweise eine über Abbildungsbedingung (beispielsweise ist die Kamera nicht senkrecht zum Kalibrierungsziel installiert)), die durch die Ursachendaten R12 angezeigt werden, und über die Gegenmaßnahme RC (beispielsweise Prüfen und Einstellen des Einbauwinkels der Kamera) sowie die spezifischen Informationen RC1 der Gegenmaßnahme. Aus den angezeigten Ursachendaten R12 kann der Benutzer Unterstützungsinformationen für die Einstellung einer Aufsteckhaltung der Kamera 104 entnehmen.
In einem Fall, in dem die Ursachendaten R12 ausgegeben werden, kann bei einer linearen Bewegung der Positionszuordnungsbildschirm in 21 und bei einer Drehbewegung der Positionszuordnungsbildschirm in 25 als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden. Der Benutzer kann die Abweichungen in den Intervallen zwischen den Abtastpositionen 20 aus dem Positionszuordnungsbildschirm in 21 oder 25 visuell überprüfen.
(Auswertung von Abtastpositionen aus Differenzen zu Sollpositionen 21)
Die Auswerteeinheit 70 berechnet Differenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den zugeordneten Abtastpositionen 20 und wertet aus, dass „die Messung nicht an idealen Abtastpositionen (Linearität) durchgeführt werden konnte, wenn die Auswerteeinheit 70 feststellt, dass die statistischen Werte der berechneten Differenzen eine vorgegebene Bedingung erfüllen (statistische Werte ≥ vorbestimmter Schwellenwert der Referenzdaten 35). Die Auswerteeinheit 70 liest die der Auswertung zugeordneten Ursachendaten R13 ( 31) aus der Ursachenspeichereinheit 90 aus.
Der Benutzer kann prüfen, ob die Kalibrierung „nicht vernünftig“ ist und anhand der angezeigten Ursachendaten R13 Informationen über die geschätzte Ursache RB, die durch die Ursachendaten R13 angezeigt wird, und über die Gegenmaßnahme RC erhalten. Die Ursachendaten R13 zeigen eine Abschätzung an, dass sich die geschätzte Ursache RB beispielsweise in dem Bewegungsmechanismus der Verstellstufe befindet, und zeigen Informationen an, dass als die Gegenmaßnahme RC beispielsweise eine Prüfung bezüglich der Genauigkeit der Verstellstufe durchgeführt werden soll.
In einem Fall, in dem die Ursachendaten R13 ausgegeben werden, kann bei einer linearen Bewegung der Positionszuordnungsbildschirm in 21 und bei einer Drehbewegung der Positionszuordnungsbildschirm in 25 als Positionszuordnungsbildschirm angezeigt werden. Der Benutzer kann die Differenzen der jeweiligen Abtastpositionen 20 zu den Sollpositionen 21 auf dem Positionszuordnungsbildschirm in 21 oder 25 visuell überprüfen.
<Darstellung des Bildschirms der Bedienoberfläche (UI)>
32 bis 35 sind Diagramme des Bildschirms einer Bedienoberfläche (UI), der gemäß der Ausführungsform während der Kalibrierung angezeigt wird. Zunächst zeigen die 32 und 33 Bildschirme, die die Ergebnisse einer mehrmalig durchgeführten Abtastung (sampling) an den jeweiligen Sollpositionen 21 darstellen, und die Bildschirme in den Bildern 32 und 33 werden durch Anklicken einer Registerkarte 360 angezeigt.
In 32 wird beispielsweise die Information einer mit der Position Nr. 3 angegebenen Sollposition 21 angezeigt. Insbesondere werden die Werte einer Mehrzahl von Abtastpositionen 20, die durch mehrmaliges Abtasten an der Sollposition 21 mit der Positionsnummer „3“ erhalten wurden, durch Streudiagramme 363 dargestellt, und es wird ein Bild des der Sollposition 21 mit der Positionsnummer „3“ zugeordneten Merkmalsbildes 22 dargestellt. Aus den Streudiagrammen 363 kann der Benutzer Differenzen zwischen der Sollposition 21 und den Abtastpositionen 20 ermitteln. Betätigt der Benutzer zusätzlich eine Taste 362, so werden ein Fenster 361 angezeigt und die Ursachendaten Ri basierend auf der Auswertung durch die Auswerteeinheit 70 ausgegeben. Im Fenster 361 wird beispielsweise die Schwingung der Vorrichtung als geschätzte Ursache RB geschätzt, weil die Unterschiede in den Streudiagrammen 363 stark variieren, und als Gegenmaßnahme RC wird eine Information angezeigt, dass eine Zeitdauer vor Beginn der Abtastung nach Beendigung der Bewegung der Verstellstufe 2 verlängert werden soll.
In 33 wird anstelle der Streudiagramme 363 in 32 eine Zeitgrafik 371 dargestellt. Die Zeitgrafik 371 zeigt Unterschiede bzw. Differenzen der jeweiligen Abtastpositionen 20, die der Sollposition 21 zugeordnet sind, zu der Sollposition 21 in Form einer chronologischen Reihenfolge an, die dem relativen Zeitablauf vom Beginn der Erfassung der mehreren Abtastpositionen 20 folgt. Gemäß der Zeitgrafik 371 ist eine Änderung der Werte der Mehrzahl von Abtastpositionen 20, die der durch die Position Nr. „3“ bezeichneten Sollposition 21 zugeordnet ist, beispielsweise mit dem Zeitablauf angezeigt. Die Zeitgrafik 371 in 33 zeigt an, dass die Abtastpositionen 20 (gestrichelte Linie) an der Sollposition 21 mit der Positionsnummer „3“ zu einem relativ frühen Zeitpunkt ab Beginn der Kalibrierung (Beginn der Erfassung der Mehrzahl von Abtastpositionen 20) in Bezug auf einen vorbestimmten Schwellenwert (Festwert) der durch die Referenzdaten 35 angezeigten Differenzen konvergiert. Auf diese Weise kann der Benutzer überprüfen, ob die Vibrationen der Vorrichtung die Abtastung bzw. das Sampling nicht beeinflussen.
Als nächstes zeigen die 34 und 35 die UI-Bildschirme zur Überprüfung, ob die Kamera 104 unter geeigneten Abbildungsbedingungen installiert wurde oder ob die Antriebsbedingungen des Bewegungsmechanismus geeignet sind.
Wie in der 34 gezeigt, werden die Schwankungen der den Sollpositionen 21 zugeordneten Abtastpositionen 20 durch die Streudiagramme 391 in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 dargestellt. Zusätzlich zeigt 35 eine Messwertkurve 411. Die Messwertkurve 411 stellt Veränderungen der Differenzen zwischen den jeweiligen Sollpositionen 21 und den zugeordneten Abtastpositionen 20 aufgrund des relativen Zeitablaufs seit Beginn der Erfassung der Mehrzahl von Abtastpositionen 20 dar. Der Benutzer kann anhand der Streudiagramme 391 oder der Messwertkurve 411 den Grad der Differenzen zwischen den Sollpositionen 21 und den Abtastpositionen 20 an den jeweiligen Sollpositionen 21 oder zeitliche Veränderungen der Differenz überprüfen. Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob die Abbildungsbedingungen oder die Bewegungen des Bewegungsmechanismus geeignet sind.
<Modifiziertes Beispiel>
Die vorgenannte Ausführungsform kann beispielsweise wie folgt modifiziert werden. Beispielsweise können die durch die Kalibrierung gesammelten Daten (beispielsweise die Bilddaten 10, die Positionsdaten 30, verschiedene Arten von statistischen Informationen und Displaydaten und dergleichen, die durch die Auswerteeinheit 70 erhalten werden) als Dateien an ein externes Gerät in Bezug auf eine Dateiausgabefunktion ausgegeben werden.
Zusätzlich ist es möglich, die Datenanzeige auf einer externen Steuerung zu reproduzieren, indem die vorgenannten Ausgabedateien von der Steuerung in Bezug auf eine Datei-Lesefunktion ausgelesen werden.
Zusätzlich ist es möglich, einen Einstellbildschirm für eine Einheit zu aktivieren, die Daten von einem Datenanzeigebildschirm erzeugt hat (beispielsweise eine Sucheinheit, die die Abtast- oder Bildmasterkalibrierung durchführt, die Kalibrierungsdaten erzeugt hat) und das Einstellmuster von dem aktivierten Bildschirm aus zu verändern. Zusätzlich ist es möglich, die Kalibrierung im geänderten Einstellmuster durchzuführen und neue Ergebnisse zu überprüfen. Zusätzlich ist es möglich, andere Kalibrierungsparameter als das vorgenannte Einstellmuster von dem aktivierten Bildschirm aus zu aktualisieren. In einem Fall, in dem die Ergebnisse der Kalibrierung mit dem neuen Einstellmuster oder den Kalibrierungsparametern keine idealen Daten zeigen, ist es auch möglich, die Daten auf vorherige Daten zurückzusetzen.
Darüber hinaus ist es bei der Ausführungsform möglich, auch in einem Fall, in dem die Bilddaten 10 dreidimensionale Bilddaten anzeigen, eine Kalibrierung durchzuführen, die der oben beschriebenen Kalibrierung entspricht. Zusätzlich können beliebige Bilddaten, die von einer einzelnen Kamera (beispielsweise einer dreidimensionalen (3D) Kamera) aufgenommen wurden, oder synthetisierte Bilddaten aus Bilddaten, die von einer Mehrzahl von Kameras erfasst wurden, als dreidimensionale Bilddaten verwendet werden.
Zusätzlich können für die von der Positionserfassungsvorrichtung 100 durchgeführte Kalibrierung die Kalibrierungsergebnisse (beispielsweise der Positionszuordnungsbildschirm, Ergebnisse der von der Auswerteeinheit 70 durchgeführten Auswertung und dergleichen) gesammelt und auf der Displayeinheit 132 angezeigt werden, während die Positionserfassungsvorrichtung 100 verstellt wird, oder alternativ können die Kalibrierungsergebnisse angezeigt werden, ohne dass die Positionserfassungsvorrichtung 100 verstellt wird. Beispielsweise können die Bilddaten 10, die während der Bewegung zu den jeweiligen Sollpositionen 21 aufgenommen werden, in der Bildspeichereinheit 60 akkumuliert werden, und danach kann eine Bildverarbeitung zur Erfassung der Abtastpositionen 20, eine Auswertungsverarbeitung und eine Ausgabe mit Hilfe von Displaydaten für die den jeweiligen Sollpositionen 21 zugeordneten Bilddaten 10 in der Bildspeichereinheit 60 durchgeführt werden.
<Anmerkungen>
Die vorgenannte Ausführungsform beinhaltet die folgenden technischen Ideen:
[Konfiguration 1]
Positionserfassungsvorrichtung (100), umfassend: einen Bildspeicherabschnitt (60), der Bilddaten (10) speichert, die durch Abbilden eines Objekts (4) erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts (4) zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt (50), der Positionen der in den Bilddaten (10) enthaltenen Merkmalsabschnitte (14) durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten (10) erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt (80), der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt (50) erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4) speichert; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85), der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132) erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert sind, im gleichen Koordinatenraum erzeugt (15A-15D, 16 und 17).
[Konfiguration 2]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 1, wobei das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrfach zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt wird, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert sind, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten erfasst und durch mehrfaches Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden.
[Konfiguration 3]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 2, wobei der Koordinatenraum mehrdimensionale Koordinatenachsen aufweist, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Daten zum Anzeigen der Sollpositionen und der den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf mindestens einer Koordinatenachse von den mehrdimensionalen Koordinatenachsen erzeugt.
[Konfiguration 4]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 2 oder 3, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten zum Anzeigen der mehreren zugeordneten erfassten Positionen in Form von Streudiagrammen in dem Koordinatenraum umfassen.
[Konfiguration 5]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 3 oder 4, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten zum Anzeigen der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in Form einer chronologischen Reihenfolge umfassen, die auf einen relativen Zeitablauf von einem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
[Konfiguration 6]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 5, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen von Liniensegmenten (207; 208) umfassen, die relative Positionsbeziehungen zwischen den jeweiligen Sollpositionen und den erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, anzeigen.
[Konfiguration 7]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 6, wobei die Liniensegmente, die die relativen Positionsbeziehungen anzeigen, Daten zum Anzeigen eines Liniensegments (207), das die erfassten Positionen, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind, in einer Reihenfolge der Bewegung zu den Sollpositionen durch den Bewegungsmechanismus miteinander verbindet, oder Daten zum Anzeigen eines Liniensegments (208) umfassen, das die jeweiligen Sollpositionen in der Reihenfolge der Bewegung durch den Bewegungsmechanismus miteinander verbindet.
[Konfiguration 8]
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einer der Konfigurationen 1 bis 7, wobei die Bewegung eine Drehbewegung zum Drehen um eine vordefinierte Soll-Mittelpunktposition (cT) an einem Mittelpunkt umfasst, die Sollpositionen die Soll-Mittelpunktposition umfassen, und die erfassten Positionen eine geschätzte Mittelpunktposition (c) der Drehung enthalten, die aus den jeweils erfassten Positionen geschätzt wird, die den jeweiligen Sollpositionen zugeordnet sind.
[Konfiguration 9]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 8, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen weiterhin Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen auf einer umlaufenden Linie (296) um die Soll-Mittelpunktposition an dem Mittelpunkt oder Daten zum Anzeigen der den jeweiligen Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf einer umlaufenden Linie (295) um die geschätzte Mittelpunktposition an dem Mittelpunkt umfassen
[Konfiguration 10]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 9, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen der erfassten Positionen mit Abweichungen zu den zugeordneten Sollpositionen umfassen, die einen Schwellenwert in einer vordefinierten Form überschreiten.
[Konfiguration 11]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 9, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt einen Neigungswinkel einer vorbestimmten Stellung des Merkmalsabschnitts aus dem Bild des Merkmalsabschnitts erfasst, und die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen der erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, als Markierung (255) beinhalten, die den Neigungswinkel angibt.
[Konfiguration 12]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 11, wobei das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt wird, die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert sind, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten und durch mehrmaliges Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt weiterhin Daten zum Anzeigen von statistischen Werten der Mehrzahl von erfassten Positionen an den Sollpositionen in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen erzeugt.
[Konfiguration 13]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 12, wobei die statistischen Werte einen Maximalwert, einen Minimalwert und/oder einen Mittelwert von Differenzen zwischen der Mehrzahl von erfassten Positionen und den zugehörigen Sollpositionen umfassen.
[Konfiguration 14]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 12 oder 13, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt weiterhin Daten (191) zum Anzeigen von Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, zu den Sollpositionen in der Form einer chronologischen Reihenfolge erzeugt, die einem relativen Zeitablauf beginnend mit dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
[Konfiguration 15]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 12 bis 14, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, aus den Sollpositionen mit vorbestimmten Schwellenwerten der Differenzen verknüpft und Daten (191) zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen in Form der chronologischen Reihenfolge erzeugt, die dem relativen Zeitablauf beginnend mit dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
[Konfiguration 16]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 15, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt weiterhin einen Abschnitt umfasst, der Daten (192) zum Anzeigen der Bilddaten des Merkmalsabschnitts erzeugt, an dem die erfassten Positionen erfasst werden.
[Konfiguration 17]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 16, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt weiterhin einen Abschnitt (205) umfasst, der die Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen vergrößert anzeigt.
[Konfiguration 18]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 1 bis 17, wobei die Bildverarbeitung Korrekturparameter zum Korrigieren der Bilddaten von einer Bewegungsgröße des Bewegungsmechanismus umfasst, um eine Position des Merkmalsabschnitts aus den Bilddaten zu erfassen, und die den Sollpositionen zugeordneten, erfassten Positionen jeweils die erfassten Positionen umfassend, die in der Bildverarbeitung vor und nach der Anwendung der Korrekturparameter erhalten wurden.
[Konfiguration 19]
Positionserfassungsvorrichtung umfassend: einen Bildspeicherabschnitt (60), der Bilddaten (10) speichert, die durch Abbilden eines Objekts (4) erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts (4) zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt (50), der Positionen des in den Bilddaten (10) enthaltenen Merkmalsabschnitts (14) durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten (10) erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt (80), der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt (50) erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4) speichert; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85), der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132) erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert sind, im gleichen Koordinatenraum erzeugt; einen Ursachen-Speicherabschnitt (90), der eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen (Ri) speichert, die einen Bewertungsinhalt (RA) aufweisen, der die Bewertung von Positionsdifferenzen zu den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache (RB), die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt (RA) geschätzt wird; einen Auswertungsabschnitt (70), der Erfassungsdifferenzen, die Differenzen zwischen den Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen in dem Koordinatensystem im Positionsspeicherabschnitt (80) sind, auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz (35) auswertet; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85), der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der Auswertung auf einer Displayeinheit (132) erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache (RB) in dem Ursachenspeicherabschnitt (90) erzeugt, die dem Bewertungsinhalt (RA) entsprechen, der die Auswertung durch den Auswertungsabschnitt (70) darstellt.
[Konfiguration 20]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 19, wobei der Ursachenspeicherabschnitt eine Gegenmaßnahme (RC) zum Adressieren der geschätzten Ursache in Zuordnung zu der geschätzten Ursache speichert, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin Daten zum Anzeigen der Gegenmaßnahme erzeugt, die der geschätzten Ursache entsprechen.
[Konfiguration 21]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 19, wobei das Objekt durch den Bewegungsmechanismus mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen bewegt wird, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen in dem Positionsspeicherabschnitt gespeichert sind, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten und durch mehrmaliges Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden.
[Konfiguration 22]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 21, wobei die Erfassungsdifferenzen statistische Werte der Differenzen zwischen den Sollpositionen und der Mehrzahl der zugeordneten erfassten Positionen in dem Positionsspeicherabschnitt umfassen.
[Konfiguration 23]
Positionserfassungsvorrichtung nach Konfiguration 22, wobei die statistischen Werte einen Mittelwert, einen Maximalwert, einen Minimalwert und/oder eine Abweichung in den Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen.
[Konfiguration 24]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 19 bis 23, wobei die geschätzte Ursache eine Bedingung zum Betreiben des Bewegungsmechanismus, einen Parameter für die Bildverarbeitung und/oder eine Bedingung für die Abbildung umfasst.
[Konfiguration 25]
Positionserfassungsvorrichtung nach einer der Konfigurationen 19 bis 24, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen erzeugt, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert sind (15A-15D, 16 und 17).
[Konfiguration 26]
Programm zum Veranlassen, dass ein Computer (110) ein Positionserfassungsverfahren ausführt, wobei das Positionserfassungsverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen (S3) einer Position eines Merkmalsabschnitts (14), der in Bilddaten (10) enthalten ist, aus den Bilddaten (10), die durch Abbilden eines Objekts (4) durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts (4) ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4); und Erzeugen (S15) von Daten zum Anzeigen von Informationen über die erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132), wobei das Erzeugen der Daten zum Anzeigen der Informationen das Erzeugen von Daten (15A-15D, 16 und 17) zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert sind, umfasst.
[Konfiguration 27]
Programm zum Veranlassen, dass ein Computer (110) ein Positionserfassungsverfahren ausführt, wobei der Computer eine Ursachenspeichereinheit (90) umfasst, die eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen (Ri) speichert, die einen Bewertungsinhalt (RA), der eine Bewertung von Positionsdifferenzen aus den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache (RB) umfassen, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt (RA) geschätzt werden, wobei das Positionserfassungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen (S3) einer Position eines Merkmalsabschnitts (14), der in Bilddaten (10) enthalten ist, aus den Bilddaten (10), die durch Abbilden eines Objekts (4) durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts (4) ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4); Auswerten (S9) von Erfassungsdifferenzen, die Differenzen in dem Koordinatensystem zwischen den gespeicherten Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz (35) sind; und Erzeugen (S15) von Daten zum Anzeigen von Informationen im Zusammenhang mit der Auswertung auf einer Displayeinheit (132), wobei bei der Erzeugung der anzuzeigenden Daten in der Ursachenspeichereinheit (90) Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache (RB) erzeugt werden, die dem Bewertungsinhalt (RA) entspricht, der die Auswertung bei dem Auswerten darstellt.
<Vorteile>>
Im Stand der Technik ist das Know-how eines Fachmanns für die Positionierung erforderlich, und es dauert eine gewisse Zeit, bis der Benutzer eine Ursache findet, wenn die für die Positionierung erforderliche Präzision während des Betriebs oder der Aktivierung einer Vorrichtung zur Positionierung nicht gegeben ist.
Weil die Abtastposition 20, die aus den Bilddaten 10, die durch die Abbildung des Werkstücks 4 oder dergleichen, das zu jeder Sollposition 21 verfahren wurde, ermittelt wurde, in Zuordnung zu der Sollposition 21 gespeichert wird und weil die Daten für die Anzeige jeder gespeicherten Abtastposition 20 und der Sollposition 21, die der Abtastposition 20 zugeordnet sind, bei der Kalibrierung im gleichen Koordinatenraum erzeugt werden, können bei der Ausführungsform solche Anzeigeinformationen als Unterstützungsinformationen für die Angabe der vorgenannten Ursache herangezogen werden. Auf diese Weise kann die Zeit für die Suche nach der vorgenannten Ursache verkürzt werden.
Zusätzlich wertet die Auswerteeinheit 70 im Zusammenhang mit den vordefinierten Referenzdaten 35 eine Differenz zwischen der Abtastposition 20 und der Sollposition 21, die in gegenseitiger Zuordnung in der Positionsspeichereinheit 80 gespeichert sind, wird eine Ursache, die die Differenz verursachen könnte, durch die Auswertung geschätzt und werden die Displaydaten für die geschätzte Ursache erzeugt. Auf diese Weise ist es möglich, die geschätzte Ursache als Unterstützungsinformation bei der Suche nach der vorgenannten Ursache darzustellen und leicht eine endgültige Ursache anzugeben.
Bezugszeichenliste

1: Positionssteuerungssystem
2: Verstellstufe
4: Werkstück
10: Bilddaten
14: Markierung
20: Abtastposition
21: Sollposition
22: Merkmalsbild
30: Positionsdaten
35: Referenzdaten
40: Bilderfassungseinheit
50: Bildverarbeitungseinheit
60: Bildspeichereinheit
70: Auswerteeinheit
80: Positionsspeichereinheit
85: Datendatenerzeugungseinheit
90: Ursachen-Speichereinheit
95: Befehlseinheit
96: Steuerbefehl
100: Positionserfassungsvorrichtung
104: Kamera
110, 214: Prozessor
114: Display-Controller
150: Steuerungsprogramm
371: Zeitgrafik (chronologische Darstellung)
C: Geschätzter Drehmittelpunkt
CT: Soll-Drehmittelpunkt
Ri: Ursachendaten
RA: Auswertungsinhalt
RB: geschätzte Ursache
RC: Gegenmaßnahme
RC1: spezifische Informationen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 6137840 [0003]
JP 2003050106 [0003]

Claims

Positionserfassungsvorrichtung (100), dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst: einen Bildspeicherabschnitt (60), der Bilddaten (10) speichert, die durch Abbilden eines Objekts (4) erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts (4) zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt (50), der Positionen der in den Bilddaten (10) enthaltenen Merkmalsabschnitte (14) durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten (10) erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt (80), der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt (50) erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4) speichert; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85), der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132) erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zur Anzeige der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen gespeichert sind, im gleichen Koordinatenraum erzeugt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Objekt (4) durch den Bewegungsmechanismus (300) mehrfach zu den jeweiligen Sollpositionen (21) bewegt wird, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen (21) in dem Positionsspeicherabschnitt (80) gespeichert sind, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten (10) erfasst und durch mehrfaches Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der Koordinatenraum mehrdimensionale Koordinatenachsen aufweist, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zum Anzeigen der Sollpositionen und der den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen auf mindestens einer Koordinatenachse von den mehrdimensionalen Koordinatenachsen erzeugt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten zum Anzeigen der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in Form von Streudiagrammen (183) in dem Koordinatenraum umfassen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen für jede der Sollpositionen Daten (191) zum Anzeigen der Mehrzahl von zugeordneten erfassten Positionen in Form einer chronologischen Reihenfolge umfassen, die einem relativen Zeitablauf beginnend mit einem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen von Liniensegmenten umfassen, die relative Positionsbeziehungen zwischen den jeweiligen Sollpositionen (21) und den erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, anzeigen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Liniensegmente (207, 208), die die relativen Positionsbeziehungen anzeigen, Daten zum Anzeigen eines Liniensegments (207), das die erfassten Positionen, die den jeweiligen Sollpositionen (21) zugeordnet sind, in einer Reihenfolge der Bewegung zu den Sollpositionen durch den Bewegungsmechanismus (300) miteinander verbindet, oder Daten zum Anzeigen eines Liniensegments (208) umfassen, das die jeweiligen Sollpositionen (21) in der Reihenfolge der Bewegung durch den Bewegungsmechanismus (300) miteinander verbindet.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bewegung eine Drehbewegung zum Drehen um eine vordefinierte Soll-Mittelpunktposition (cT) an einem Mittelpunkt umfasst, die Sollpositionen die Soll-Mittelpunktposition umfassen, und die erfassten Positionen eine geschätzte Mittelpunktposition (c) der Drehung enthalten, die aus den jeweils erfassten Positionen geschätzt wird, die den jeweiligen Sollpositionen (21) zugeordnet sind.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen weiterhin Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen (21) auf einer umlaufenden Linie (296) um die Soll-Mittelpunktposition an dem Mittelpunkt herum oder Daten zum Anzeigen der den jeweiligen Sollpositionen (21) zugeordneten erfassten Positionen auf einer umlaufenden Linie (295) um die geschätzte Mittelpunktposition an dem Mittelpunkt herum umfassen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen der erfassten Positionen mit Abweichungen zu den zugeordneten Sollpositionen umfassen, die einen Schwellenwert in einer vordefinierten Form überschreiten.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt (50) einen Neigungswinkel einer vorbestimmten Stellung des Merkmalsabschnitts (14) aus dem Bild des Merkmalsabschnitts (14) erfasst, und die Daten zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen Daten zum Anzeigen der erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, als Markierung (255) beinhalten, die den Neigungswinkel angibt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Objekt (4) durch den Bewegungsmechanismus (300) mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen (21) bewegt wird, die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen (21) in dem Positionsspeicherabschnitt (80) gespeichert werden, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten (10) und durch mehrmaliges Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin Daten zum Anzeigen von statistischen Werten der Mehrzahl von erfassten Positionen an den Sollpositionen in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen (21) erzeugt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die statistischen Werte einen Maximalwert, einen Minimalwert und/oder einen Mittelwert von Differenzen zwischen der Mehrzahl von erfassten Positionen und den zugehörigen Sollpositionen umfassen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin Daten (191) zum Anzeigen von Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, zu den Sollpositionen in der Form einer chronologischen Reihenfolge erzeugt, die einem relativen Zeitablauf beginnend mit dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen, die den Sollpositionen zugeordnet sind, aus den Sollpositionen mit vorbestimmten Schwellenwerten der Differenzen verknüpft und Daten (191) zum Anzeigen der jeweils erfassten Positionen in Form der chronologischen Reihenfolge erzeugt, die dem relativen Zeitablauf beginnend mit dem Beginn der Erfassung der Mehrzahl von erfassten Positionen folgt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin einen Abschnitt umfasst, der Daten (192) zum Anzeigen der Bilddaten (10) des Merkmalsabschnitts (14) erzeugt, an dem die erfassten Positionen erfasst werden.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin einen Abschnitt (205) umfasst, der die Sollpositionen und die den Sollpositionen zugeordneten erfassten Positionen vergrößert anzeigt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Bildverarbeitung Korrekturparameter zum Korrigieren der Bilddaten (10) von einer Bewegungsgröße des Bewegungsmechanismus (300) umfasst, um eine Position des Merkmalsabschnitts (14) aus den Bilddaten (10) zu erfassen, und die den Sollpositionen zugeordneten, erfassten Positionen jeweils die erfassten Positionen umfassen, die in der Bildverarbeitung vor und nach der Anwendung der Korrekturparameter erhalten wurden.
Positionserfassungsvorrichtung (100), dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst: einen Bildspeicherabschnitt (60), der Bilddaten (10) speichert, die durch Abbilden eines Objekts (4) erhalten werden, wenn ein Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der ausgelegt ist, um die Position des Objekts (4) zu ändern, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; einen Bildverarbeitungsabschnitt (50), der Positionen des in den Bilddaten (10) enthaltenen Merkmalsabschnitts (14) durch Bildverarbeitung aus den Bilddaten (10) erfasst; einen Positionsspeicherabschnitt (80), der die von dem Bildverarbeitungsabschnitt (50) erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4) speichert; und einen Ursachen-Speicherabschnitt (90), der eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen (Ri), die einen Bewertungsinhalt (RA) aufweisen, der die Bewertung von Positionsdifferenzen zu den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache (RB) speichert, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt (RA) geschätzt wird; einen Auswertungsabschnitt (70), der Erfassungsdifferenzen, die Differenzen zwischen den Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen in dem Koordinatensystem im Positionsspeicherabschnitt (80) sind, auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz (35) auswertet; und einen Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85), der Daten zum Anzeigen von Informationen bezüglich der Auswertung auf einer Displayeinheit (132) erzeugt, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache (RB) in dem Ursachenspeicherabschnitt (90) erzeugt, die dem Bewertungsinhalt (RA) entsprechen, der die Auswertung durch den Auswertungsabschnitt (70) darstellt.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 19, wobei der Ursachenspeicherabschnitt (90) eine Gegenmaßnahme (RC) zum Adressieren bzw. Beheben der geschätzten Ursache (RB) in Zuordnung zu der geschätzten Ursache (RB) speichert, und der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) weiterhin Daten zum Anzeigen der Gegenmaßnahme (RC) erzeugt, die der geschätzten Ursache (RB) entsprechen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 19, wobei das Objekt (4) durch den Bewegungsmechanismus (300) mehrmals zu den jeweiligen Sollpositionen (21) bewegt wird, und die erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den jeweiligen Sollpositionen (21) in dem Positionsspeicherabschnitt (80) gespeichert werden, eine Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen, die aus den Bilddaten (10) und durch mehrmaliges Bewegen zu den Sollpositionen erfasst werden.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 21, wobei die Erfassungsdifferenzen statistische Werte der Differenzen zwischen den Sollpositionen und der Mehrzahl der zugeordneten erfassten Positionen in dem Positionsspeicherabschnitt (80) umfassen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 22, wobei die statistischen Werte einen Mittelwert, einen Maximalwert, einen Minimalwert und/oder eine Abweichung in den Differenzen der Mehrzahl von erfassten Positionen umfassen.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die geschätzte Ursache (RB) eine Bedingung zum Betreiben des Bewegungsmechanismus (300), einen Parameter für die Bildverarbeitung und/oder eine Bedingung für die Abbildung umfasst.
Positionserfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei der Displaydaten-Erzeugungsabschnitt (85) Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen erzeugt, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert werden.
Programm zum Veranlassen, dass ein Computer (110) ein Positionserfassungsverfahren ausführt, wobei das Positionserfassungsverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen (S3) einer Position eines Merkmalsabschnitts (14), der in Bilddaten (10) enthalten ist, aus den Bilddaten (10), die durch Abbilden eines Objekts (4) durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts (4) ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4); und Erzeugen (S15) von Daten zum Anzeigen von Informationen über die erfassten Positionen auf einer Displayeinheit (132), wobei das Erzeugen der Daten zum Anzeigen der Informationen das Erzeugen von Daten zum Anzeigen der jeweiligen Sollpositionen (21) und der jeweils erfassten Positionen, die in Zuordnung zu den Sollpositionen in dem gleichen Koordinatenraum gespeichert sind, umfasst.
Programm zum Veranlassen, dass ein Computer (110) ein Positionserfassungsverfahren ausführt, wobei der Computer eine Ursachenspeichereinheit (90) umfasst, die eine Mehrzahl von vordefinierten Ursachendatenelementen (Ri) speichert, die einen Bewertungsinhalt (RA), der eine Bewertung von Positionsdifferenzen aus den Sollpositionen in einem Koordinatensystem darstellt, und eine geschätzte Ursache (RB) umfassen, die für die Positionsdifferenzen in Zuordnung zu dem Bewertungsinhalt (RA) geschätzt werden, wobei das Positionserfassungsverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen (S3) einer Position eines Merkmalsabschnitts (14), der in Bilddaten (10) enthalten ist, aus den Bilddaten (10), die durch Abbilden eines Objekts (4) durch Bildverarbeitung erfasst werden, wenn der Merkmalsabschnitt (14) an einer Mehrzahl von jeweiligen Sollpositionen (21) durch einen Bewegungsmechanismus (300) positioniert wird, der zum Ändern einer Position des Objekts (4) ausgelegt ist, auf dem der Merkmalsabschnitt (14) zur Positionierung vorgesehen ist; Speichern der durch die Bildverarbeitung erfassten Positionen in Zuordnung zu den Sollpositionen aus den Bilddaten (10) des an den jeweiligen Sollpositionen (21) positionierten Objekts (4); Auswerten (S9) von Erfassungsdifferenzen, die Differenzen in dem Koordinatensystem zwischen den gespeicherten Sollpositionen und den zugeordneten erfassten Positionen auf der Grundlage einer vordefinierten Referenz (35) sind; und Erzeugen (S15) von Daten zum Anzeigen von Informationen im Zusammenhang mit der Auswertung auf einer Displayeinheit (132), wobei bei der Erzeugung der anzuzeigenden Daten in der Ursachenspeichereinheit (90) Daten zum Anzeigen der geschätzten Ursache (RB) erzeugt werden, die dem Bewertungsinhalt (RA) entspricht, der die Auswertung bei dem Auswerten darstellt.