DE112005000356T5

DE112005000356T5 - Bildverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE112005000356T5
Application number: DE112005000356T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kitamura; Kimio Saitou; Makoto Nishimura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2007-12-06
Also published as: JPWO2006075354A1; US20070139721A1; US7760391B2; JP4661791B2; WO2006075354A1; CN101002225A; CN100580699C; HK1103831A1

Abstract

Bildverarbeitungssystem, umfassend:
eine Positionsinformationseinrichtung mit einer seriell mit einer Übertragungsleitung verbundenen Kommunikationsschnittstelle zum Erhalten einer Erfassungsposition eines Steuergegenstandes und zum Ausgeben eines Positionserfassungssignals;
eine Bildverarbeitungseinrichtung mit einer seriell mit der Übertragungsleitung verbundenen Kommunikationsschnittstelle und einer Speichervorrichtung, die das Positionserfassungssignal speichert, zum Einfangen eines Bildes eines Gegenstandes und zum Erzeugen eines auf Bildverarbeitung basierenden Bildverarbeitungssignals; und
eine Haupteinrichtung zum Implementieren von Kommunikationssteuerung der Bildverarbeitungseinrichtung und der Positionsinformationseinrichtung, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit einem ankommenden Startbefehl startet, in der Speichervorrichtung das Positionserfassungssignal speichert und das Positionserfassungssignal gemeinsam mit dem Bildverarbeitungssignal zur Haupteinrichtung ausgibt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungssystem, in dem ein Positionserfassungssignal zum Zeitpunkt, wenn ein Bild aufgenommen wird und ein Bildverarbeitungssignal von einer Bildverarbeitungseinrichtung synthetisiert werden und zu einer Haupteinrichtung übertragen werden.
STAND DER TECHNIK
In einem konventionellen Bildverarbeitungssystem überträgt eine Positionsinformationseinrichtung die Erfassungsposition eines Steuergegenstandes als ein Positionserfassungssignal über eine Übertragungsleitung an eine Haupteinrichtung, eine Bildverarbeitungseinrichtung beginnt die Bildverarbeitung mit einem Startbefehl von der Haupteinrichtung, und ein durch die Bildverarbeitung erhaltenes Bildverarbeitungssignal wird zu der Haupteinrichtung übertragen. Als ein derartiger Stand der Technik ist die nachstehende Patentreferenz 1 bekannt.

(Patentreferenz 1) Japanische Patentoffenlegungsnummer 1998-320021.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In dem vorangehenden Bildverarbeitungssystem ist jedoch das Positionserfassungssignal zu dem Zeitpunkt, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung die Bildverarbeitung beginnt, nicht exakt, und wenn das Positionserfassungssignal und das Bildverarbeitungssignal in der Haupteinrichtung synthetisiert werden, sind beide Signale nicht synchronisiert; demnach hat es ein Problem dahingehend gegeben, dass eine hohe Präzision in der Positionserfassung nicht erhalten werden konnte.
Die vorliegende Erfindung ist implementiert worden, um das vorangehende Problem zu lösen; es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungssystem bereitzustellen, bei dem die Synchronisation beim Synthetisieren des Positionssignals und des Bildverarbeitungssignals rasch und präzise implementiert wird.
Ein Bildverarbeitungssystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch das Einschließen einer Positionsinformationseinrichtung mit einer Kommunikationsschnittstelle, die seriell mit einer Übertragungsleitung verbunden ist zum Erhalten einer Erfassungsposition eines Steuergegenstandes und zum Ausgeben eines Positionserfassungssignals, einem Bildverarbeitungsgerät mit einer seriell mit der Übertragungsleitung verbundenen Kommunikationsschnittstelle und einer Speichervorrichtung, die das Positionserfassungssignal speichert, um ein Bild eines Gegenstandes einzufangen und ein Bildverarbeitungssignal basierend auf einer Bildverarbeitung zu erzeugen, und einer Haupteinrichtung zum Implementieren der Kommunikationssteuerung der Bildverarbeitungseinrichtung und der Positionssteuerungseinrichtung, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung die Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit einem ankommenden Startbefehl startet, die Speichervorrichtung das Positionserfassungssignal speichert und an die Haupteinrichtung das Positionserfassungssignal gemeinsam mit dem Bildverarbeitungssignal ausgibt.
Eine Bildverarbeitungseinrichtung in einem Bildverarbeitungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung als ein erstes korrigiertes Positionssignal die Position der Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch das Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem Änderungsumfang in dem Positionserfassungssignal und einer Aktualisierungsdauer für das Positionserfassungssignal erhält.
Eine Bildverarbeitungseinrichtung in einem Bildverarbeitungssystem gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung als ein zweites korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf einer Aktualisierungsdauer in einer Übertragungsleitung für das Positionserfassungssignal erhält.
Ein Bildverarbeitungssystem gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Identifikationscode (ID-Code) oder ein Ausgabeverzögerungszeitwert für das Positionserfassungssignal der Positionsinformationseinrichtung bereitgestellt werden und die Bildverarbeitungseinrichtung als ein drittes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem ID-Code oder dem Ausgabeverzögerungszeitwert erhält.
Eine Haupteinrichtung bzw. Master-Einrichtung in einem Bildverarbeitungssystem gemäß dem sechsen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhalten einer Kommunikationsverzögerungszeit der Übertragungsleitung und einer Ausgabeverzögerungszeit des Positionserfassungssignals durch Berechnung, und durch Einsetzen der Kommunikationsverzögerungszeit und der Ausgabeverzögerungszeit mit Hilfe der Übertragungsleitung in die Speichervorrichtung der Bildverarbeitungseinrichtung, hierdurch das Positionserfassungssignal korrigierend, die Position des Steuergegenstandes zum Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls als ein viertes korrigiertes Positionssignal erhalten wird.
Gemäß dem ersten Aspekt startet die Bildverarbeitungseinrichtung die Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit einem ankommenden Startbefehl, speichert in der Speichervorrichtung das Positionserfassungssignal und gibt das Positionserfassungssignal gemeinsam mit dem Bildverarbeitungssignal an die Haupteinrichtung aus; hierdurch können das Positionserfassungssignal und das Bildverarbeitungssignal zum Zeitpunkt des Startens der Bildverarbeitung gleichzeitig durch die Haupteinrichtung erhalten werden. Als ein Ergebnis zeigt die Fusion des Positionserfassungssignals von der Positionsinformationseinrichtung und des Bildverarbeitungssignals von der Bildverarbeitungseinrichtung eine Wirkung, bei der die Präzision der Positionserfassung erhöht wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt synthetisiert die Bildverarbeitungseinrichtung das Positionserfassungssignal mit dem Bildverarbeitungssignal und gibt das synthetisierte Signal an die Haupteinrichtung aus; daher ist diese Synthese durch die Haupteinrichtung nicht erforderlich, wodurch eine Wirkung gezeigt wird, in der eine Verarbeitungsbelastung der Haupteinrichtung reduziert wird.
Gemäß dem dritten Aspekt erhält die Bildverarbeitungseinrichtung als ein erstes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem Umfang der Änderung des Positionserfassungssignals und einer Aktualisierungsperiode bzw. Dauer für das Positionserfassungssignal; daher wird eine Wirkung dahingehend gezeigt, dass die Fusion des Bildverarbeitungssignals und des Positionserfassungssignals präzise erhalten werden kann.
Gemäß dem vierten Aspekt erhält die Bildverarbeitungseinrichtung als ein zweites korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf einer Aktualisierungsperiode in einer Übertragungsleitung für das Positionserfassungssignal; daher zeigt sich eine Wirkung dahingehend, dass die Fusion des Bildverarbeitungssignals und des Positionserfassungssignals präzise erzielt werden kann.
Gemäß dem fünften Aspekt wird der Positionsinformationseinrichtung ein ID-Code oder ein Ausgabeverzögerungszeitwert für das Positionserfassungssignal bereitgestellt und die Bildverarbeitungseinrichtung erhält als ein drittes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem ID-Code oder dem Ausgabeverzögerungszeitwert; daher zeigt sich eine Wirkung dahingehend, dass die Fusion des Bildverarbeitungssignals und des Positionserfassungssignals präzise erzielt werden kann.
Gemäß dem sechsten Aspekt wird durch Erhalten einer Kommunikationsverzögerungszeit der Übertragungsleitung und einer Ausgabeverzögerungszeit des Positionserfassungssignals durch Berechnung, und durch Eingeben der Kommunikationsverzögerungszeit und der Ausgabeverzögerungszeit mit Hilfe der Übertragungsleitung in die Speichervorrichtung der Bildverarbeitungseinrichtung und dadurch Korrigieren des Positionserfassungssignals, die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls als ein viertes korrigiertes Positionssignal erhalten; daher zeigt sich eine Wirkung dahingehend, dass die Fusion des Bildverarbeitungssignals und des Positionserfassungssignals präzise erzielt werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Gesamtblockdiagramm eines Bildverarbeitungssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht zum Erläutern eines Bildverarbeitungssystems gemäß Ausführungsform 1;
3 ein Diagramm zum Zeigen einer Konfiguration von durch eine Übertragungsleitung in einem Bildverarbeitungssystem gemäß Ausführungsform 1 gesendeten und empfangenen Daten;
4 ein Diagramm, das eine Konfiguration von Daten für ein Bildverarbeitungssystem gemäß Ausführungsform 1 repräsentiert;
5 ein Bildinformationsdiagramm für ein Bildverarbeitungssystem gemäß Ausführungsform 1;
6 ein Diagramm, das einen Zustand während der Aktualisierung von Positionsinformation für ein Bildverarbeitungssystem gemäß Ausführungsform 2 repräsentiert; und
7 ein Zeitdiagramm eines Positionserfassungssignals für ein Bildverarbeitungssystem gemäß Ausführungsform 3.

10: HAUPTEINRICHTUNG BZW. MASTER-EINRICHTUNG
22, 24, 26: SERIELLES PAAR-KABEL
30: BILDVERARBEITUNGSEINRICHTUNG
32, 42 und 52: SCHNITTSTELLE
40: STEUEREINRICHTUNG DES ERSTEN MOTORS
50: STEUEREINRICHTUNG DES ZWEITEN MOTORS
60: WERKSTÜCK
70: XY-TISCH

BESTE ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Ausführungsform 1
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm zum Erläutern eines Bildverarbeitungssystems gemäß Ausführungsform 1; 2 ist eine perspektivische Ansicht zum Zeigen eines gesamten Bildverarbeitungssystems einschließlich einer Bildverarbeitungseinrichtung, die das Bild eines Halbleiterchips durch eine Kamera einfängt; 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration von über eine Übertragungsleitung in einem Bildverarbeitungssystem gesendeten und empfangenen Daten repräsentiert; 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bildverarbeitungssystems repräsentiert; und 5 ist ein Kurvendiagramm, das Information bezüglich eines durch eine Bildverarbeitungseinrichtung eingefangenen Bildes repräsentiert und eine durch einen Positionsdetektor erfasste Erfassungsposition. In 1 und 2 hat ein XY-Tisch 70 einen ersten Motor 45 zum Bewegen des XY-Tischs 70 in einer X-Achsenrichtung und einen zweiten Motor 55 zum Bewegen des XY-Tischs 70 in einer Y-Achsenrichtung.
Das Bildverarbeitungssystem hat eine Haupteinrichtung 10, die eine Positionsanweisung und Ähnliches erzeugt; über ein erstes serielles Hochgeschwindigkeitspaarkabel 22 ist eine Bildverarbeitungseinrichtung 30, die das Bild des Werkstücks 60 einfängt, eine Bildverarbeitung implementiert zum Erfassen eine exakten Position, und ein Bildverarbeitungssignal ausgibt, mit der Haupteinrichtung 10 verbunden. Die Bildverarbeitungseinrichtung 30 ist mit einer Steuereinrichtung 40 des ersten Motors als einer ersten Positionsinformationseinrichtung mit Hilfe eines zweiten seriellen Hochgeschwindigkeitspaarkabels 24 verbunden. Eine Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors ist als eine zweite Positionsinformationseinrichtung, die ein zweites Positionserfassungssignal ausgibt, mit der Steuereinrichtung 40 des ersten Motors mit Hilfe eines dritten seriellen Hochgeschwindigkeitspaarkabels 26 verbunden. Die Haupteinrichtung 10, die Bildverarbeitungseinrichtung 30, die Steuereinrichtung 40 des ersten Motors und die Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors sind über einen Daisy-Chain-Mechanismus seriell verbunden, wodurch das Bildverarbeitungssystem unter Verwendung einer reduzierten Anzahl an Leitungen gebildet ist.
Mit den Drehachsen des ersten und zweiten Motors 45 und 55 sind ein erster Positionsdetektor 44 bzw. ein zweiter Positionsdetektor 46 gekoppelt, die die jeweiligen Schwenkpositionen der Motoren erfassen, hierdurch eine erste Erfassungsposition bzw. eine zweite Erfassungsposition erfassend.
Die Steuereinrichtung des ersten Motors 40 wird auf solche Weise gebildet, dass die erste Erfassungsposition durch zwei Impulssignalfolgen mit jeweiligen Phasen erhalten wird, d.h., A- und B-Phasen, hierdurch das erste Positionserfassungssignal ausgebend und den ersten Motor 45 steuernd. In ähnlicher Weise wird die Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors auf eine solche Weise gebildet, dass sie die zweite Erfassungsposition erhält, hierzu das zweite Positionserfassungssignal sendend und den zweiten Motor 55 steuernd.
Die Haupteinrichtung 10 hat eine CPU bzw. zentrale Verarbeitungseinheit 11, ein ROM bzw. einen Nur-Lese-Speicher 13, der ein Programm zum Steuern des Betriebs der CPU 11 speichert, ein RAM bzw. einen Speicher wahlfreien Zugriffs 15 als einen Arbeitsbereich, und einen Bus 17, der die vorangehenden Bestandteile verbindet; an den Bus 17 ist eine serielle Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsschnittstelle (I/F) 19 verbunden, die zum Implementieren serieller Kommunikation zwischen der Bildverarbeitungseinrichtung 30 und der Steuereinrichtung 40 des ersten Motors verwendet wird, und zwischen der Steuereinrichtung 40 des ersten Motors und der Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors (die Bildverarbeitungseinrichtung 30, die Steuereinrichtung 40 des ersten Motors und die Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors werden nachstehend als eine Erfassungseinrichtung 80 bezeichnet). Die CPU 11 wird auf solche Weise ausgebildet, dass sie basierend auf einer Programmverarbeitung mit Hilfe der Schnittstelle 19 eine Erfassungsposition oder Ähnliches erhält, die von der Erfassungseinrichtung 80 über die aus den ersten, zweite und dritten Kabeln 22, 24 und 26 gebildete Übertragungsleitung gesendet wird, und ein Befehlssignal an die Erfassungseinrichtung 80 über die Übertragungsleitung sendet.
Die Verarbeitungseinrichtung 30 schließt eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 32 ein, die mit der Haupteinrichtung 10 kommuniziert, und ein Speicher 34, der jeweilige Erfassungspositionen, die durch den ersten Positionsdetektor und den zweiten Positionsdetektor 44 bzw. 46 erfasst werden, und Ähnliches zu speichern. Die Steuereinrichtung 40 des ersten Motors hat eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 42 für das Ausgeben des ersten Positionserfassungssignals auf die Übertragungsleitung. Die Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors hat eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 52 zum Ausgeben des zweiten Positionserfassungssignals als ein Positionssignal auf die Übertragungsleitung.
Wie in 1 gezeigt, wird eine serielle Hochgeschwindigkeitskommunikation als eine Art Gegensprecheinrichtung mit zwei Kommunikationsleitungen eingerichtet, bestehend aus einer Herunterladekommunikation (Download-Kommunikation), bei der über die ersten, zweiten und dritten Kabel 22, 24 und 26 eine Kommunikation von der Haupteinrichtung 10 zu der Erfassungseinrichtung 80 implementiert wird, und einer Hochladekommunikation (Upload-Kommunikation), in der über die ersten, zweiten und dritten Endgeräte 22, 24 und 26 eine Kommunikation von der Erfassungseinrichtung 80 zu der Haupteinrichtung 10 implementiert wird. Wie in 3 dargestellt, gibt in der Herunterladekommunikation die Haupteinrichtung 10 Herunterladekommunikationsdaten 101 bei einer konstanten Verarbeitungsperiode auf die Übertragungsleitung aus. Sofern die Herunterladekommunikationsdaten 101 betroffen sind, werden an erster Stelle Synchronisationsdaten ausgegeben; dann werden Befehle an die an die jeweiligen Übertragungsleitungen angeschlossenen Erfassungseinrichtungen 80 in der Reihenfolge der Endgerätezahlen ausgegeben, z.B. erste Endgerätedaten an die Bilderfassungseinrichtung 30, zweite Endgerätedaten an die Steuereinrichtung 40 des ersten Motors und dritte Endgerätedaten an die Steuereinrichtung 50 des zweiten Motors in dieser Reihenfolge bis zu den N-ten Endgerätedaten. Wie in 3 dargestellt, gibt in der Hochladekommunikation die Erfassungseinrichtung 80 auf die Übertragungsleitung Hochladekommunikationsdaten 103 bei einer konstanten Verarbeitungsperiode aus, z.B. die ersten Endgerätedaten und die zweiten Endgerätedaten in dieser Reihenfolge bis zu den N-ten Endgerätedaten.
Wie in 4 dargestellt, werden die N-ten Endgerätedaten 151 in der Herunterladekommunikation aus einem Start-Merker bzw. Start-Flag, einer Endgeräteadresse, Daten, CRC und einem Ende-Flag in dieser Reihenfolge gebildet. In dieser Situation gibt das Start-Flag den Beginn der Datenübertragung an, die Endgeräteadresse ist eine Information, die einen Datenempfänger oder einen Datensender angibt, die Daten geben die Übertragungsdaten an, CRC ist ein Prüfsignal zur Sicherheit der Zuverlässigkeit eines Übertragungssignals, und das Ende-Flag ist ein Datenwert, der die jeweiligen Enden einer Reihe von Datenübertragungspaketen angibt.
Die Erfassungseinrichtung 80 ermittelt mit der Endgeräteadresse, ob der Befehl zu ihr gesendet wird und empfängt dann den Befehl von der Haupteinrichtung 10 und wendet eine Verarbeitung darauf an. Jeweilige Drehschalter sind in den Einrichtungen vorgesehen, die in der Erfassungseinrichtung eingeschlossen sind; die Endgeräteadresse wird auf solche Weise festgesetzt, dass die Einstellzahlen für die Drehschalter nicht doppelt sind.
Im Gegensatz hierzu wird die Hochladekommunikation auf solche Weise gebildet, dass nach dem Empfang der Synchronisationsdaten 21 die Erfassungseinrichtung 80 sequentiell in Übereinstimmung mit der Endgeräteadresse und in einer Zeitaufteilungsweise eine Übertragung der Information, die aus dem Start-Flag, der Endgeräteadresse, den Daten, dem CRC und dem Ende-Flag in dieser Reihenfolge besteht, sequentiell implementiert wie in dem Fall mit der Herunterlade-Übertragung. Demgemäss empfängt die Erfassungseinrichtung 80 basierend auf der Endgeräteadresse Befehle von der Haupteinrichtung 10 über die Herunterladekommunikation und gibt periodisch Positionsinformation in Übereinstimmung mit dem Übertragungsformat in 4 über die Hochladekommunikation aus.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 30 empfängt periodisch entsprechende, durch die erste bzw. die zweite Positionserfassungseinrichtung 44 bzw. 46 erfasste Erfassungspositionen unter den Sendedaten für die anderen Endgeräte ausschließlich der Daten für die Bildverarbeitungseinrichtung 30, empfängt basierend auf der Endgeräteadresse Befehle von der Haupteinrichtung 10 durch die Herunterladekommunikation und gibt periodisch Daten in Übereinstimmung mit dem Übertragungsformat in 3 durch die Hochladekommunikation aus.
Als Nächstes stellt 5 den Zusammenhang zwischen dem Ergebnis des Einfangens und der Verarbeitung des Bildes des Werkstücks 60 durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30 und der jeweiligen durch die Positionsdetektoren 44 und 46 erfassten Erfassungspositionen. In 5 kennzeichnen die X-Achse und die Y-Achse die Vektorrichtungen des ersten Positionsdetektors 44 bzw. des zweiten Positionsdetektors 46. Bezugszeichen 210 kennzeichnet den Schirm der Bildverarbeitungseinrichtung 30; Bezugszeichen 220 das durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30 eingefangene Bild des Werkstücks 60; und der Punkt "0" die Referenzkoordinaten (X0, Y0) der Bildverarbeitungseinrichtung 30. Die Xg-Achse und die Yg-Achse für den Schirm 310 kennzeichnen die X-Achsenrichtung bzw. die Y-Achsenrichtung für das Bild durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30; und der Punkt "A" kennzeichnet die Gravitationszentrumsdaten (Xa, Ya) für das Werkstück 60, berechnet durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30. In dieser Situation sei angenommen, dass die Xg-Achse und die Yg-Achse für die Bildverarbeitungseinrichtung 30 mit der X-Achse und der Y-Achse jeweils koinzidieren, die die X-Y-Koordinaten für den XY-Tisch 41 angeben, d.h., die Richtungen der Koordinatenachsen für den Erstpositionsdetektor 44 bzw. den Zweitpositionsdetektor 46. Die Bilderfassungsposition, die durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30 erfasst wird und die ersten und zweiten Erfassungspositionen, die durch den Erstpositionsdetektor bzw. den Zweitpositionsdetektor 44 erfasst werden, sind in denselben Einheiten.
Annehmend, dass die ersten und zweiten Erfassungspositionen, die in dem Speicher 34 gespeichert worden sind, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Bildverarbeitung beginnt, durch (X21, Y31) angegeben werden, die Gravitationszentrums-Koordinaten (Xc, Yc) des Werkstücks 60, das durch das Einfangen und Verarbeiten des Bilds durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30 erhalten wird, gegeben durch die folgende Gleichung: (Xc, Yc) = (X21, Y31) + (Xa, Ya)
Die Bildverarbeitungseinrichtung 30 gibt zur Übertragungsleitung die Gravitationszentrumskoordinaten (Xc, Yc) als ein Positionssignal aus, das durch Verarbeiten und Synthetisieren der ersten und zweiten Erfassungspositionen und des Bildverarbeitungssignals erhalten wird, und sendet dann das Positionssignal zur Haupteinrichtung 10. Demgemäss kann die Haupteinrichtung 10 das verarbeitete und synthetisierte Positionssignal, das von der Bildverarbeitungseinrichtung 30 ausgegeben wird, ohne Implementieren einer Rechenverarbeitung verwenden.
Der Betrieb des wie oben beschrieben konfigurierten Bildverarbeitungssystems wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert. Um die Bildverarbeitungseinrichtung 30 in Übereinstimmung mit einem Programm eine Bildverarbeitung von Bilddaten implementieren zu lassen, sendet die Haupteinrichtung 10 über die Schnittstelle 19 den Bildverarbeitungsstartbefehl als Daten 33 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 30.
In Übereinstimmung mit dem Bildverarbeitungsstartbefehl, der als Daten 33 über die Herunterladekommunikation mit Hilfe der Übertragungsleitung empfangen worden ist, fängt die Bildverarbeitungseinrichtung 30 das Bild des Werkstücks 60 ein, beginnt eine Bildverarbeitung und speichert die ersten und zweiten Erfassungspositionen, die durch den ersten Positionsdetektor 44 und den zweiten Positionsdetektor 46 erfasst worden sind, in dem Speicher 34, die zu der Hochladeübertragungsleitung gesendet worden sind.
Nach dem Abschluss der Bildverarbeitung sendet die Bildverarbeitungseinrichtung 30 über die Hochladekommunikation mit Hilfe der Übertragungsleitung Information bezüglich der Gravitationszentrumsposition des Werkstücks 60 und der ersten und zweiten Erfassungspositionen zu dem Zeitpunkt, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Bildverarbeitung gestartet hat, zu der Haupteinrichtung 10.
Wie oben beschrieben, wird das Bildverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf solche Weise ausgebildet, dass die jeweiligen Serienkommunikations-Schnittstellen 19, 42, 52 und 32 in der Haupteinrichtung 10, den Steuereinrichtungen des ersten Motors und des zweiten Motors 40 bzw. 50 und der Bildverarbeitungseinrichtung 30 in dieser Reihenfolge vorgesehen sind und mit den seriellen Kommunikationsschnittstellen 19, 42, 52 und 32 verbunden wird seriell in einer Daisy-Chain-Art eine Kommunikation implementiert. Demgemäss kann die Bildverarbeitungseinrichtung 30 von den ersten und zweiten Positionsdetektoren 44 und 46 die ersten und zweiten Erfassungspositionen zu dem Zeitpunkt, wenn die Bildverarbeitung startet, erhalten. Daher kann die Bildverarbeitungseinrichtung 30 ein Positionssignal als Information ausgeben, das erhalten worden ist durch Kombinieren des durch die Bildverarbeitung erhaltenen Bildverarbeitungssignals mit den ersten und zweiten durch die ersten und zweiten Positionsdetektoren 44 und 46 erfassten Erfassungspositionen erhalten wird. Als ein Ergebnis kann die Haupteinrichtung 10 von der Bildverarbeitungseinrichtung 30 das Positionssignal erhalten, auf das eine Korrekturverarbeitung angewendet worden ist.
Zudem sollten in dem Fall, in dem die Bildverarbeitungseinrichtung 30 verwendet wird, Arbeitspositionen des Implementierens wohlbekannter sogenannter "Kalibrierung", d.h., Orientierungsvektoren der Koordinatensysteme zur selben Richtung und des Definierens des tatsächlichen Abstandes pro Schirmbildpunkt ausgeführt werden.
Ausführungsform 2
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 und 6 erläutert. 6 ist ein Kurvendiagramm, das das Ergebnis des Lesens von durch Positionsdetektoren erfassten Erfassungspositionen durch erste und zweite Bildverarbeitungseinrichtungen repräsentiert. In 6 gibt P(n – 2) eine Erfassungsposition an, die zuvor zweimal erhalten worden ist; P(n – 1) gibt eine Erfassungsposition an, die zuvor einmal erhalten worden ist; und P(n) gibt die derzeitige Erfassungsposition an. Beim Empfangen des Bildverarbeitungsstartbefehls von der Haupteinrichtung 10 kann die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Bildverarbeitung nicht unmittelbar starten; demnach tritt eine Art von Verzögerungszeit auf.
Unterdessen, selbst wenn in dem Fall, in dem der XY-Tisch 70 eine Bewegung beibehält, speichern die Bildverarbeitungseinrichtungen 30 eine Erfassungsposition in dem Speicher 34 in einem präzisen Sinne, wobei die aufgezeichnete Erfassungsposition nicht die Erfassungsposition zu dem Zeitpunkt ist, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben wird. Daher ist eine Korrekturverarbeitung einer Erfassungsposition erforderlich, um die Erfassungsposition zu dem Zeitpunkt zu erhalten, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben worden ist.
Speziell, wenn die Korrekturverarbeitung eine Erfassungsposition unter Verwendung von zwei Punkten implementiert wird, d.h., der Momentanpositionsinformation P(n) und der letzten Positionsinformation P(n – 1), und wenn iT und Δt die Akutalisierungsperiode bzw. Dauer der Erfassungsposition bzw. die Verzögerungszeit der Bildverarbeitungseinrichtung 30 kennzeichnen, löst die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die folgenden simultanen Gleichungen erster Ordnung, um Konstanten a und b zu erhalten. y1 = ax1 + b y2 = ax2 + b wobei x1 und x2 die Positionen zur Zeit t1 bzw. zur Zeit t2 sind. Die korrigierte Position Ph für die Position zu dem Zeitpunkt, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben ist, wird gegeben durch die folgenden Gleichung. Mit anderen Worten, ein Erst-Positionskorrektursignal als eine Erst-Positionskorrekturposition wird basierend auf der Akutalisierungsperiode für die Erfassungsposition und den Betrag der Änderung in der ersten Erfassungsposition erhalten. Ph = P(n) + {P(n) – P(n – 1)}/(iT·Δt)
Zudem löst die Bildverarbeitungseinrichtung 30 in dem Fall, in dem die Korrektur durch das Verwenden dreier Punkte implementiert wird, die folgenden simultanen Gleichungen, die jeweils durch eine Gleichung zweiter Ordnung repräsentiert werden, z.B. y = ax² + bx + c, um die Konstanten a, b und c zu erhalten. aX12 + BX1 + c = y1 aX22 + bX2 + c = y2 aX32 + bX3 + c = y3wobei x3 die Positionen zur Zeit von t3 sind.
Die korrigierte Position Ph für die Position zu dem Zeitpunkt, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben worden ist, wird gegeben durch die folgende Gleichung Ph = {P(n – 2) – 2P(n – 1) + P(n)}/(2iT)·A·A + {–P(n – 2) + 4P(n – 1) –3P(n)})/(2iT)·A + P(n)wobei A gleich Δt/iT ist.
In Ausführungsform 2 können die Verfahren zum Korrigieren der Positionsinformation umgeschaltet werden, z.B, zwischen Zweipunkt-Korrektur in dem Fall, in dem der Konstantgeschwindigkeitsbefehl ausgegeben wird und Dreipunkt-Korrektur für die Beschleunigungs- oder Verlangsamungsdauer, unter Verwendung eines Positionsbefehlssignals von der Haupteinrichtung 10.
Ausführungsform 3
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1, 2 und 7 erläutert. 7 ist ein Zeitdiagramm zum Repräsentieren der Dauer von der Positionserfassung bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung die Positionsinformation erhält. Die vorangehenden Ausführungsformen sind ohne Berücksichtigung der jeweiligen Kommunikationsverzögerungszeiten der ersten und zweiten Positionsdetektoren und der Steuereinrichtungen für die ersten und zweiten Motoren 40 bzw. 50 erläutert worden; jedoch treten in Wirklichkeit die Verzögerungszeiten auf. Ein Bildverarbeitungssystem wird erläutert, das durch Korrigieren der Verzögerungszeiten die Verarbeitung zur selben Zeit startet wie der des Ausgebens des Bildverarbeitungsstartbefehls.
Eine Verzögerungszeit ta tritt auf, wenn die ersten und zweiten Erfassungspositionen von den Positionsdetektoren der ersten Position und zweiten Position 44 bzw. 46 an die Steuereinrichtungen des ersten Motors bzw. des zweiten Motors 40 bzw. 50 gesendet werden. Eine Verzögerungszeit tb tritt auf, wenn die Steuereinrichtungen des ersten Motors und des zweiten Motors 40 bzw. 50 die empfangenen ersten und zweiten Erfassungspositionen korrigieren, um Motorsteuerbefehle zu erzeugen und die vorliegenden Erfassungspositionen der ersten und zweiten Motoren 45 und 55 jeweils zur Übertragungsleitung auszugeben mit Hilfe der Kommunikationsschnittstellen 42 bzw. 52. In serieller Kommunikation über die Übertragungsleitung wird eine Zeitabstimmung bzw. ein Timing, bei dem die Übertragung ermöglicht wird, festgelegt für jede Endgerätezahl. Demgemäss können die vorliegenden Erfassungspositionen nicht zu der Übertragungsleitung gesendet werden bis die Steuereinrichtungen 40 bzw. 50 des ersten Motors bzw. zweiten Motors ihrerseits eine Kommunikation implementiert haben; daher tritt eine Verzögerungszeit tc auf.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 30 empfängt den Bildverarbeitungsstartbefehl und um alle Erfassungspositionen stabil zu erhalten, beginnt die Bildverarbeitung synchron mit dem Synchronisationssignal in der folgenden Aktualisierungsperiode; daher tritt einer Verzögerungszeit td auf. Demgemäss, selbst wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 30 in dem Speicher 34 die Erfassungsposition zu der Zeit, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben worden ist, speichert, liegt die Zeit, wenn die Erfassungsposition erfasst wird, hinter der Zeit, wenn der XY-Tisch sich bewegt. Demgemäss startet die Bildverarbeitungseinrichtung 30 durch Einstellen der Verzögerungszeit, d.h., der Dauer von dem Zeitpunkt, wenn die ersten und zweiten Positionsdetektoren 44 und 46 die Erfassungspositionen erfassen, zu dem Zeitpunkt, wenn mit Hilfe der Motorsteuereinrichtungen 40 und 50 die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Bildverarbeitung startet, und durch Ersetzen der Verzögerungszeit durch Δt in der Rechengleichung wird die Änderung, die durch die Verzögerungszeit bedingt ist, in der Erfassungsposition korrigiert, wodurch ein drittes korrigiertes Positionssignal erhalten wird. Als ein Ergebnis wird eine exakte Erfassungsposition zu dem Zeitpunkt, wenn der Bildverarbeitungsstartbefehl ausgegeben worden ist, berechenbar durch die Bildverarbeitungseinrichtung 30.
ein Verfahren kann verwendet werden, bei dem bei einer Anfangskommunikation die Steuereinrichtung en des ersten Motors und des zweiten Motors 40 bzw. 50 ID-Signale oder Verzögerungszeiteinstellwerte für die Bildverarbeitungseinrichtung 30 und Ähnliches senden und dann die Bildverarbeitungseinrichtung 30 einen Verzögerungszeitwert basierend auf dem ID-Signal oder dem Verzögerungszeiteinstellwert festlegt.
Auch liegt der Zeitpunkt, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Bildverarbeitung startet, nach dem Zeitpunkt, wenn die Steuereinrichtungen des ersten Motors und des zweiten Motors 40 bzw. 50 die Erfassungspositionen erfassen, um eine Zeit, die der Aktualisierungsperiode entspricht, d.h., der Summe der Verzögerungszeiten tc und td; demnach wird es vorgezogen, auch die Summe der Verzögerungszeiten tc und td zu korrigieren. Zudem ist erläutert worden, dass die Bildverarbeitungseinrichtung 30 die Verzögerungszeit basierend auf den Positionssignalen von den Steuereinrichtungen des ersten Motors und zweiten Motors 40 bzw. 50 korrigiert; jedoch kann die Haupteinrichtung 10 eine Verzögerungszeit basierend auf dem ID-Signal oder dem Verzögerungszeiteinstellwert festlegen. Das Positionssignal, das wie oben beschrieben korrigiert ist, ist ein viertes korrigiertes Positionssignal, wie es in der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Ein Bildverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist geeignet, durch einen Positionsdetektor die Schwenkposition eines Motors zu erfassen zum Implementieren einer bevorzugten Ausführungsform eines Werkstücks und zum Steuern des Motors oder Ähnlichem durch Verwenden der Positionen, die durch die Bildverarbeitung erhalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG:
BILDVERARBEITUNGSSYSTEM
Ein Bildverarbeitungssystem wird bereitgestellt, das eine erste Steuereinrichtung 40 einschließt mit der Kommunikationsschnittstelle 42 seriell mit einer Übertragungsleitung verbunden zum Erhalten einer Erfassungsposition eines Steuergegenstandes und zum Ausgeben eines Positionserfassungssignals, einer Bildverarbeitungseinrichtung 30 mit einer Kommunikationsschnittstelle 32 seriell mit der Übertragungsleitung verbunden und einem Speicher 34, der das Positionserfassungssignal speichert, um ein Bild eines Werkstücks 60 einzufangen und ein Bildverarbeitungssignal basierend auf einer Bildverarbeitung zu erzeugen, und eine Haupteinrichtung 10 zum Implementieren von Kommunikationssteuerung der Bildverarbeitungseinrichtung 30 und der Steuereinrichtung des ersten Motors 40, und in welchem die Bildverarbeitungseinrichtung 10 die Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit einem kommenden Startbefehl startet, das Positionserfassungssignal in dem Speicher 32 speichert und das Positionserfassungssignal gemeinsam mit dem Bildverarbeitungssignal an die Haupteinrichtungen 10 ausgibt.

Claims

Bildverarbeitungssystem, umfassend: eine Positionsinformationseinrichtung mit einer seriell mit einer Übertragungsleitung verbundenen Kommunikationsschnittstelle zum Erhalten einer Erfassungsposition eines Steuergegenstandes und zum Ausgeben eines Positionserfassungssignals; eine Bildverarbeitungseinrichtung mit einer seriell mit der Übertragungsleitung verbundenen Kommunikationsschnittstelle und einer Speichervorrichtung, die das Positionserfassungssignal speichert, zum Einfangen eines Bildes eines Gegenstandes und zum Erzeugen eines auf Bildverarbeitung basierenden Bildverarbeitungssignals; und eine Haupteinrichtung zum Implementieren von Kommunikationssteuerung der Bildverarbeitungseinrichtung und der Positionsinformationseinrichtung, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung die Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit einem ankommenden Startbefehl startet, in der Speichervorrichtung das Positionserfassungssignal speichert und das Positionserfassungssignal gemeinsam mit dem Bildverarbeitungssignal zur Haupteinrichtung ausgibt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung das Positionserfassungssignal mit dem Bildverarbeitungssignal synthetisiert und das synthetisierte Signal an die Haupteinrichtung ausgibt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung als ein erstes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem Betrag der Änderung des Positionserfassungssignals und einer Aktualisierungsperiode für das Positionserfassungssignal empfängt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung als ein zweites korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf der Aktualisierungsperiode für das Positionserfassungssignal in der Übertragungsleitung empfängt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Identifizierungs-Code oder ein Ausgabeverzögerungszeitwert für das Positionserfassungssignal der Positionsverarbeitungseinrichtung bereitgestellt wird und die Bildverarbeitungseinrichtung als ein drittes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls durch Korrigieren des Positionserfassungssignals basierend auf dem Identifikations-Code oder dem Ausgabeverzögerungszeitwert empfängt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch Erhalten einer Kommunikationsverzögerungszeit der Übertragungsleitung und einer Ausgabeverzögerungszeit des Positionserfassungssignals durch Berechnen und durch Eingeben der Kommunikationsverzögerungszeit und der Ausgabeverzögerungszeit mit Hilfe der Übertragungsleitung in die Speichervorrichtung der Bildverarbeitungseinrichtung die Haupteinrichtung als ein viertes korrigiertes Positionssignal die Position des Steuergegenstandes zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Startbefehls erhält.