JP2005063176A - 物体認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像タイミングでの撮像手段とワークとの位置関係を精度良く検出し、精度の高い画像処理結果を得ることのできる物体認識装置を提供する。
【解決手段】ワーク６００を撮像しビデオ信号を出力する撮像手段２００と、ワーク６００の撮像タイミング生成に利用するトリガーセンサ４００と、ワーク６００の撮像結果を処理する画像処理装置１００とを備え、ワーク６００と撮像手段２００の何れか一方、又は両方が移動しながら撮像手段２００によるワーク６００の撮像をした結果を画像処理し、ワーク６００の状態を認識する物体認識装置において、撮像手段２００による撮像タイミングでのワーク６００と撮像手段２００との位置関係を検出するエンコーダ３００を設け、画像処理装置１００は、エンコーダ３００で検出したワーク６００と撮像手段２００との位置関係に基づいてワーク６００の状態を認識する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンベア上のワークのような、撮像手段に対して相対移動する物体の撮像結果を画像処理して、ワークの状態を認識する物体認識装置に係り、特に撮像タイミングでの撮像手段とワークとの位置関係を精度良く得て、精度の高い画像処理結果を得ることができる物体認識装置に関する。

従来から、ワークと撮像手段の何れか一方、又は両方が移動しながら、撮像手段によってワークを撮像して得た画像を処理し、ワークの状態を認識する技術が、様々な産業分野で利用されている。斯かる技術は、工場の製造ラインにおけるワークの検査作業、仕分け作業、組み立て作業などで使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
図７は従来の典型的な技術例である。
コンベア５００上を流れるワーク６００が、トリガーセンサ４００で検出されると、画像処理装置８００にワーク到達信号Ｓ４０が伝達されて、画像処理装置８００が前記ワーク到達信号Ｓ４０をトリガーとして、撮像手段２００によるワーク６００の撮像をした結果を、画像処理装置８００で処理して、ワークの状態を認識していた。

図８は従来の技術例を説明するブロック図である。
画像処理装置８００と、トリガーセンサ４００と、撮像手段２００とで構成され、画像処理装置８００は、画像取り込み手段８２０と、画像メモリ１３０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１４０で構成されている。
以上のように構成された物体認識装置の動作について説明する。
（１）トリガーセンサ４００は、ワーク６００が、撮像手段２００の撮像可能な位置へ到達したことを検出して、画像取り込み手段８２０へワーク到達信号Ｓ４０を出力する。
（２）画像取り込み手段８２０は、ワーク到達信号Ｓ４０をトリガーとして、撮像手段２００へ撮像開始信号Ｓ４１を出力することで撮像手段２００によるワーク６００の撮像開始を指示する。
（３）撮像手段２００はワーク６００の撮像結果をアナログ形式のビデオ信号Ｓ１０として画像取り込み手段８２０へ出力する。
（４）画像取り込み手段８２０は、内部でビデオ信号Ｓ１０をディジタル形式の画像信号Ｓ２４に変換して、画像メモリ１３０に一時記憶する。
（５）画像取り込み手段８２０は、必要量の画像の一時記憶を完了すると、画像取り込み完了信号Ｓ２７をマイコン１４０へ出力する。
（６）マイコン１４０は、画像取り込み完了信号Ｓ２７を受け取ると、画像メモリ１３０から画像信号Ｓ２５を読み込んで画像処理をする。

特開２０００−２４１３６３号公報 特開２００２−２５９９４３号公報

しかしながら従来の物体認識装置では、トリガーセンサ４００のワーク到達信号Ｓ４０がトリガーとなり、画像処理装置８００内部の処理を経由して、撮像手段２００によるワーク６００の撮像開始を指示する構成であったため、ワーク到達タイミングと撮像タイミングとの間に無視出来ないタイムラグが発生し、高い精度でワークの状態を認識することが困難であった。
更に、撮像手段２００として、一般的なＣＣＤカメラを使用する場合には、ＣＣＤカメラの特性上、垂直同期期間には、撮像開始信号Ｓ４１を受け付けることが出来ないので、前記タイムラグの予測も困難であった。
本発明は、撮像手段に対して相対移動するワークの撮像結果を処理し、ワークの状態を認識する物体認識装置において、撮像タイミングでの前記撮像手段と前記ワークとの位置関係を精度良く検出し、精度の高い画像処理結果を得ることのできる物体認識装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の構成に係る物体認識装置は、ワークを撮像しビデオ信号を出力する撮像手段と、前記ワークの撮像タイミング生成に利用するトリガーセンサと、前記ワークの撮像結果を処理する画像処理装置とを備え、前記ワークと前記撮像手段の何れか一方、又は両方が移動しながら前記撮像手段による前記ワークの撮像をした結果を画像処理し、前記ワークの状態を認識する物体認識装置において、前記撮像手段による撮像タイミングでの前記ワークと前記撮像手段との位置関係を検出するエンコーダを設け、前記画像処理装置は、前記エンコーダで検出した前記ワークと前記撮像手段との位置関係に基づいて前記ワークの状態を認識することを特徴とする。
この第１の構成においては、エンコーダにより、ワークと撮像手段との位置関係を検出し、画像処理装置では、その位置関係に基づいてワークの状態を認識する。これにより、撮像タイミングでの撮像手段とワークとの位置関係を精度よく検出することができる。

本発明の第２の構成に係る物体認識装置は、前記第１の構成において、前記エンコーダは、前記ワークと前記撮像手段との相対的な移動に伴い発生するエンコーダ信号を出力し、前記画像処理装置に供給することを特徴とする。
この第２の構成においては、エンコーダの出力信号が、画像処理装置に供給されるので、画像処理装置は、エンコーダ信号を利用して、ワークと撮像手段との相対的な位置関係を精度よく検出することができる。
本発明の第３の構成に係る物体認識装置は、前記第１の構成において、前記トリガーセンサは、前記ワークと前記撮像手段の相対位置を初期化するための撮像位置初期化信号を生成し、前記撮像位置初期化信号を前記画像処理装置に供給することを特徴とする。
この第３の構成においては、トリガーセンサの出力信号が、画像処理装置に供給されるので、画像処理装置は、トリガー信号を利用して、ワークと撮像手段との相対的な位置関係の初期化をすることができる。
本発明の第４の構成に係る物体認識装置は、前記第１の構成において、前記撮像手段は、前記ワークと前記撮像手段の相対位置に関わらず、撮像手段内部で生成する垂直同期信号に同期したタイミングで、前記ワークを撮像した結果を前記ビデオ信号として出力し、前記ビデオ信号を前記画像処理装置に供給することを特徴とする。
この第４の構成においては、撮像手段は、ワークと撮像手段の相対位置に拘わらず、撮像した結果をビデオ信号として画像処理装置に供給すればいいので、撮像手段と画像処理装置との間の構成がシンプルとなる。

本発明の第５の構成に係る物体認識装置は、前記第１の構成において、前記画像処理装置は、前記ビデオ信号と、前記撮像位置初期化信号と、前記エンコーダ信号と、撮像位置最小信号と、撮像位置最大信号を入力として、画像取り込み開始信号と、撮像位置信号を生成する撮像位置検出手段と、前記画像取り込み開始信号を受け取ると、前記ビデオ信号をディジタル形式に変換して画像信号として出力し、一連の画像の取り込み動作を完了すると画像取り込み完了信号を出力する画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段から出力される画像信号を一時記憶する画像メモリと、前記画像取り込み完了信号を受け取ると、前記撮像位置信号を利用して、前記画像メモリに記憶された画像を処理するマイクロコンピュータとを有することを特徴とする。
この第５の構成においては、ビデオ信号と、撮像位置初期化信号と、エンコーダ信号と、撮像位置最小信号と、撮像位置最大信号を入力として、生成した画像取り込み開始信号と撮像位置信号を基に、画像メモリへ一時記憶した画像の処理をするので、ワーク到達タイミングと撮像タイミングとの間のタイムラグを小さくすることができる。

本発明の第６の構成に係る物体認識装置は、前記第５の構成において、前記撮像位置検出手段は、前記ビデオ信号を入力として、公知の垂直同期分離回路で垂直同期信号を出力し、前記エンコーダ信号と前記撮像位置初期化信号を入力として、予め設定された基準位置からの前記ワークと前記撮像手段の相対移動量を位置信号として生成し、前記位置信号が、前記撮像位置最小信号より大で、且つ、前記撮像位置最大信号より小であるかを判断し、条件を満たす場合には前記垂直同期信号の通過を許可し、条件を満たさない場合には前記垂直同期信号の通過を禁止し、得られる信号から画像取り込み開始信号を生成して出力し、前記画像取り込み開始信号をトリガーとして、前記位置信号を一時記憶した結果を撮像位置信号として出力することを特徴とする。
この第６の構成においては、位置信号を入力とし、撮像位置最小信号と撮像位置最大信号を判断条件として、垂直同期信号を画像取り込み開始信号として利用するか否かの判断をし、更に、前記画像取り込み開始信号をトリガーとして、一時記憶により得られる位置信号を撮像位置信号とするので、ワーク到達タイミングと撮像タイミングとの間のタイムラグの小さな画像を得ることができる。
本発明の第７の構成に係る物体認識装置は、前記第５の構成において、前記撮像位置最小信号と、前記撮像位置最大信号は、前記マイクロコンピュータ、或いは、ディップスイッチなどのマニュアル式の設定値変更手段によって任意に設定されるものであることを特徴とする。
この第７の構成においては、撮像位置最小信号と撮像位置最大信号が、マイクロコンピュータまたはディップスイッチで任意に設定できるので、柔軟性のあるシステムを構築することができる。

本発明の第８の構成に係る物体認識装置は、前記第１の構成において、前記ワークを、薄型基板収容カセットに収容された薄型基板とした物体認識装置であって、前記薄型基板収容カセットの蓋を開閉する蓋開閉装置を備え、前記蓋開閉装置の固定部は、前記薄型基板収容カセットを搭載可能な固定台と、前記固定台に装着されたドグと、前記固定台に装着されたリニアスケールとからなり、前記蓋開閉装置の移動部は、前記薄型基板収容カセットの蓋を保持するとともに、その上方に前記撮像手段および前記画像処理装置が装着された蓋保持部と、前記蓋保持部に連動して昇降動作する取り付けプレートと、前記取り付けプレートに装着されたトリガーセンサと、前記取り付けプレートに装着されたリニア式のエンコーダとからなり、前記薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板を、前記撮像手段で撮像した結果を、前記画像処理装置で画像処理し、前記薄型基板の状態を認識することを特徴とする。
この第８の構成においては、昇降動作することのできる蓋保持部の上方に、本発明の物体認識装置の撮像手段が装着され、更に、蓋保持部に連動して昇降動作する取り付けプレートに、トリガーセンサとリニア式エンコーダが装着され、固定台には、ドグとリニアスケールが装着されているので、薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板の状態を、撮像手段で精度よく撮像した結果を基に、認識することができる。

本発明の第９の構成に係る物体認識装置は、前記第８の構成において、前記撮像手段は、前記蓋保持部の昇降動作に伴って、前記薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板の収容状態を撮像し、結果をビデオ信号として、前記画像処理装置に供給することを特徴とする。
この第９の構成においては、蓋保持部の昇降動作に伴って、撮像手段が撮像した結果を画像処理装置に供給するので、画像処理装置による薄型基板収容カセット中の薄型基板の状態認識ができる。
本発明の第１０の構成に係る物体認識装置は、前記第８の構成において、前記蓋保持部は、開閉機構によって取り外した前記薄型基板収容カセットの蓋を、エア吸着などの機構によって保持し、モータ駆動機構、或いはエア駆動機構によって、昇降動作することを特徴とする。
この第１０の構成においては、蓋保持部は、撮像手段を上方に装着した状態で、開閉機構で蓋の開いた状態で昇降動作するので、昇降動作中に薄型基板収容カセット内の薄型基板の状態を撮像することができる。
本発明の第１１の構成に係る物体認識装置は、前記第８の構成において、前記トリガーセンサは、前記蓋保持部の昇降動作の際に、予め設定された基準位置で、前記ドグと前記トリガーセンサの検出スリットが交差するような構成とし、前記トリガーセンサが、前記ドグを通過するタイミングで、前記画像処理装置に撮像位置初期化信号を供給することを特徴とする。
この第１１の構成においては、蓋保持部と同期して昇降動作する取り付け板に装着されたトリガーセンサの装着を、ドグとトリガーセンサの検出スリットが、予め設定された基準位置で交差するようにしたので、画像処理装置は、トリガーセンサの出力信号を基に、薄型基板収容カセット内部の薄型基板に対する蓋保持部の相対位置を初期化することができる。
本発明の第１２の構成に係る物体認識装置は、前記第８の構成において、前記リニア式のエンコーダは、前記蓋保持部の昇降動作の際に、前記リニアスケールの各スリットと交差するような構成とし、前記リニア式のエンコーダが前記リニアスケールの各スリットと交差する度に状態の変化するエンコーダ信号を、前記画像処理装置に供給することを特徴とする。
この第１２の構成においては、蓋保持部の上方に装着されたリニアセンサが、蓋保持部の昇降動作の際に、リニアスケールの各スリットを交差するようにしたので、画像処理装置は、リニアエンコーダの出力信号を基に、薄型基板収容カセット内部の薄型基板に対する蓋保持部の相対位置を検出することができる。

本発明の第１３の構成に係る物体認識装置は、前記第８の構成において、撮像位置検出手段は前記第６の構成を備え、前記マイクロコンピュータが、前記撮像位置検出手段の撮像位置最小信号として、前記各薄型基板の下方の高さに対応する値を設定し、前記撮像位置検出手段の撮像位置最大信号として、前記各薄型基板の上方の高さに対応する値を設定し、前記撮像位置最小信号と前記撮像位置最大信号の差は、前記撮像手段のフレームレートと、前記撮像手段の視野と、前記撮像手段と前記薄型基板収容カセットの相対移動速度を考慮して、適切な値を設定することを特徴とする。
この第１３の構成においては、マイクロコンピュータが、画像位置最小信号と撮像位置最大信号を設定するようにし、更に、設定する値は、撮像位置最小信号と撮像位置最大信号との差が、撮像手段のフレームレートと、視野と、撮像手段と、薄型基板収容カセットとの相対速度を考慮して設定するようにしたので、マイクロコンピュータのプログラムを変更することで、薄型基板の画像処理と認識処理を柔軟にすることができる。

本発明によれば、撮像手段に対して相対移動するワークの撮像結果を画像処理し、ワークの状態を認識する物体認識装置において、撮像手段による撮像タイミングでのワークと撮像手段との位置関係を検出するエンコーダを設け、画像処理装置によって、エンコーダで検出したワークと撮像手段との位置関係に基づいてワークの状態を認識する構成としたことにより、トリガーセンサのワーク到達信号をトリガーとして、画像処理装置内部の処理を経由し、撮像手段によるワーク撮像開始を指示する構成であった従来技術に対し、撮像タイミングでの撮像手段とワークとの位置関係を精度良く検出でき、精度の高い画像処理結果を得ることができる。
また、従来技術では、撮像手段を、トリガー信号を受け付ける機能を有したものとする必要があったが、本発明では、トリガー信号を受け付ける機能の無い標準のＣＣＤカメラ等を撮像手段として、使用することができるという効果もある。

（第１の実施の形態）
まず、図１と図２を参照して、本発明の第１の実施の形態の構成について説明する。
本実施の形態における物体認識装置は、ワーク６００を撮像しビデオ信号Ｓ１０を出力する撮像手段２００と、トリガーセンサ４００と、コンベア５００の動きを検出するエンコーダ３００と、画像処理装置１００からなる。
撮像手段２００は、コンベア５００上のワーク６００と撮像手段２００の相対位置に関わらず、撮像手段２００内部で生成する垂直同期信号に同期したタイミングで、ワーク６００を撮像した結果をビデオ信号Ｓ１０として、画像処理装置１００に供給するようになっている。
トリガーセンサ４００は、フォトセンサや磁気センサなどの近接スイッチ、あるいはリミットスイッチのような接触式のスイッチのいずれをも使用することができ、ワーク６００が予め設定した基準位置に到達したのを検出すると、ワーク６００と撮像手段２００の相対位置を初期化するための撮像位置初期化信号Ｓ１２を生成し、画像処理装置１００に供給する。

エンコーダ３００は、コンベア５００を駆動する図示しないモータと接続されていて、コンベア５００上のワーク６００の移動に伴いエンコーダ信号Ｓ１１を生成し、画像処理装置１００に供給する。
画像処理装置１００は、ビデオ信号Ｓ１０と、撮像位置初期化信号Ｓ１２と、エンコーダ信号Ｓ１１と、撮像位置最小信号Ｓ２１と、撮像位置最大信号Ｓ２２を入力として、画像取り込み開始信号Ｓ２３と、撮像位置信号Ｓ２６を生成する撮像位置検出手段１１０と、画像取り込み開始信号Ｓ２３を受け取ると、ビデオ信号Ｓ１０をディジタル形式に変換して画像信号Ｓ２４として出力し、一連の画像の取り込み動作を完了すると画像取り込み完了信号Ｓ２７を出力する画像取り込み手段１２０と、画像取り込み手段１２０から出力される画像信号Ｓ２４を一時記憶する画像メモリ１３０と、画像取り込み完了信号Ｓ２７を受け取ると、撮像位置信号Ｓ２６を利用して、画像メモリ１３０に記憶された画像を処理するマイコン１４０とを有している。
マイコン１４０は、撮像位置最小信号Ｓ２１と、撮像位置最大信号Ｓ２２を、撮像手段２００のフレームレートと、撮像手段２００の視野と、コンベア５００の動作速度を考慮した上で、適切な値に設定する。

次に、撮像位置検出手段１１０の内部の構成について、図３を参照して説明する。
垂直同期分離回路１１１は、外部より入力されるビデオ信号Ｓ１０を入力として、撮像タイミングである垂直同期信号Ｓ３１を生成する。カウンタ回路１１２は、外部より入力されるエンコーダ信号Ｓ１１のパルス数をカウントし、撮像位置初期化信号Ｓ１２の入力タイミングで、カウント値をクリアすることで、位置信号Ｓ３０を生成する。比較回路１１３は、位置信号Ｓ３０が、外部から入力される撮像位置最小信号Ｓ２１より大である場合に、アクティブ状態となる正論理の信号Ｓ３２を出力する。比較回路１１４は、位置信号Ｓ３０が、外部から入力される撮像位置最大信号Ｓ２２より大である場合に、アクティブ状態となる正論理の信号Ｓ３３を出力する。
論理回路１１７は、信号Ｓ３２と、信号Ｓ３３を論理反転回路１１６で論理反転した信号と、垂直同期信号Ｓ３１を論理反転回路１１５で論理反転した信号を入力とする３入力の論理積回路として機能し、画像取り込み開始信号Ｓ２３を生成して外部に出力する。
ラッチ回路１１８は、画像取り込み開始信号Ｓ２３をトリガーとして、位置信号Ｓ３０の値を一時記憶し、撮像位置信号Ｓ２６として外部に出力する。

更に、図４を参照して、本発明の実施の形態のタイミング図について説明する。
撮像手段２００から出力されるビデオ信号Ｓ１０は、垂直同期信号Ｓ３１に同期して出力され、画像取り込み開始信号Ｓ２３の立ち上がりタイミングで、撮像位置信号Ｓ２６が更新され、この後に、画像取り込み手段１２０による画像信号Ｓ２４の画像メモリ１３０への書き込みが開始され、１フィールド分の画像信号を画像メモリ１３０に記憶した後に、画像取り込み完了信号Ｓ２７が出力される。
ここで、画像取り込み開始信号Ｓ２３、及び、撮像位置信号Ｓ２６は、実際にワークを撮像したタイミングである垂直同期信号Ｓ３１と、ほぼ同時に発生することは明らかである。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る薄型基板収容カセットの蓋開閉装置の側面図である。この実施の形態においては、認識の対象であるワークを、薄型基板収容カセットに収容された薄型基板としたものである。この薄型基板収容カセットは、蓋７０３を開閉するふた開閉装置を備えている。
蓋開閉装置の固定部は、薄型基板収容カセットを搭載可能な固定台７１１と、固定台７１１に装着されたドグ７１２と、固定台７１１に装着されたリニアスケール７１３とからなる。
蓋開閉装置の移動部は、蓋保持部７２１と、蓋保持部７２１の上方に装着された撮像手段２００および画像処理装置１００と、蓋保持部７２１に連動して昇降動作する取り付けプレート７２２と、取り付けプレート７２２に装着された透過型トリガーセンサ４１０と、取り付けプレート７２２に装着されたリニア式のエンコーダ３１０とからなる。
また、薄型基板収容カセットは、薄型基板収容カセットの外形を構成するフレーム７０１と、蓋開閉装置によって開閉される蓋７０３と、薄型基板７０４を整然と収容する目的で装備された複数のスロット７０２とからなり、内部に最大でスロット７０２の数と同じ枚数の薄型基板７０４を収容する。

撮像手段２００は、蓋保持部７２１の上方に装着されて、蓋保持部７２１の昇降動作に伴って、前記薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板７０４の収容状態を撮像し、結果をビデオ信号Ｓ１０として、画像処理装置１００に供給する。
蓋保持部７２１は、図示しない開閉機構によって取り外した薄型基板収容カセットの蓋７０３を、図示しないエア吸着などの機構によって保持し、図示しないモータ駆動機構、或いはエア駆動機構によって昇降動作できる。

透過型トリガーセンサ４１０は、蓋保持部７２１の昇降動作の際に、予め設定された基準位置で、ドグ７１２と透過型トリガーセンサ４１０の検出スリットが交差するようになっていて、透過型トリガーセンサ４１０が、ドグ７１２を通過するタイミングで、画像処理装置１００に撮像位置初期化信号Ｓ１２を供給する。
リニア式のエンコーダ３１０は、蓋保持部７２１の昇降動作の際に、リニアスケール７１３の各スリットと交差するようになっていて、リニア式のエンコーダ３１０がリニアスケール７１３の各スリットと交差する度に、画像処理装置１００に供給するエンコーダ信号Ｓ１１を生成する。
マイコン１４０は、撮像位置検出手段１１０の撮像位置最小信号Ｓ２１として、各薄型基板７０４の下方の高さに対応する値を設定し、撮像位置検出手段１１０の撮像位置最大信号Ｓ２２として、各薄型基板７０４の上方の高さに対応する値を設定し、撮像位置最小信号Ｓ２１と撮像位置最大信号Ｓ２２の差は、撮像手段２００のフレームレートと視野と、蓋保持部７２１の移動速度を考慮して、適切な値を設定する。

次に、図６に示す流れ図に従って、本発明の第２の実施の形態の動作フローを説明する。
ステップ１：薄型基板収容カセットが、固定台７１１に搭載された状態で、蓋保持部７２１の昇降動作が開始される。
ステップ２：蓋保持部７２１が、予め設定された基準位置へ到達し、透過型トリガーセンサ４１０が、撮像位置初期化信号Ｓ１２を発生すると、撮像位置検出手段１１０内部で生成される位置信号Ｓ３０が初期化される。
ステップ３：マイコン１４０内部で保持するスロット７０２の処理手続き上の識別番号Ｎを０に初期化する。
ステップ４：マイコン１４０は、前記識別番号Ｎに対応するスロット７０２中に収容される薄型基板７０４の位置を考慮し、撮像位置最小信号Ｓ２１と撮像位置最大信号Ｓ２２を、撮像位置検出手段１１０に対して指示する。
ステップ５：蓋保持部７２１が昇降動作し、撮像位置最小信号Ｓ２１と撮像位置最大信号Ｓ２２で指示した範囲内で、撮像手段２００の撮像タイミングとなり、薄型基板７０２を撮像すると、撮像位置検出手段１１０が撮像位置信号Ｓ２６を更新すると同時に、画像取り込み開始信号Ｓ２３を出力する。
ステップ６：画像取り込み手段１２０による画像取り込みが開始され、必要量の画像の画像メモリ１３０への一時記憶を完了すると、マイコン１４０へ画像取り込み完了信号Ｓ２７が出力される。
ステップ７：前記撮像タイミングで検出した撮像位置信号Ｓ２６に基づき、マイコン１４０が、薄型基板７０４の撮像結果を画像処理する。
ステップ８：マイコン１４０は、前記識別番号Ｎに１を加算して、前記識別番号Ｎの値を更新する。
ステップ９：前記識別番号Ｎの値がスロット７０２の数と同じ場合には、スロット７０２の全てについて処理したものと判断し処理を完了し、前記識別番号Ｎの値がスロット７０２の数と違う場合には、未処理のスロット７０２が有るものと判断して、ステップ７０４に戻り、次のスロット７０２について同様の処理を繰り返す。

本発明は、撮像タイミングでの撮像手段とワークとの位置関係を精度良く得て、精度の高い画像処理結果を得ることができる物体認識装置として、コンベア上のワークや、薄型基板収容カセットに収容された薄型基板の認識に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態の構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施の形態を説明するブロック図である。 本発明の撮像位置検出手段を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態を説明するタイミング図である。 本発明の第２の実施の形態の構成を示す概略図である。 本発明の第２の実施の形態を説明する流れ図である。 従来技術を説明する図である。 従来技術を説明するブロック図である。

符号の説明

１００：画像処理装置
１１０：撮像位置検出手段
１１１：垂直同期分離回路
１１２：カウンタ回路
１１３，１１４：比較回路
１１５，１１６：論理反転回路
１１７：論理積回路
１１８：ラッチ回路
１２０：画像取り込み手段
１３０：画像メモリ
１４０：マイクロコンピュータ（マイコン）
２００：撮像手段
３００：エンコーダ
３１０：リニア式のエンコーダ
４００：トリガーセンサ
４１０：透過型トリガーセンサ
５００：コンベア
６００：ワーク
７０１：薄型基板収容カセットのフレーム
７０２：薄型基板収容カセットのスロット
７０３：薄型基板収容カセットの蓋
７０４：薄型基板
７１１：固定台
７１２：ドグ
７１３：リニアスケール
７２１：蓋保持部
７２２：取り付けプレート
Ｓ１０：ビデオ信号
Ｓ１１：エンコーダ信号
Ｓ１２：撮像位置初期化信号
Ｓ２１：撮像位置最小信号
Ｓ２２：撮像位置最大信号
Ｓ２３：画像取り込み開始信号
Ｓ２４,Ｓ２５：画像信号
Ｓ２６：撮像位置信号
Ｓ２７：画像取り込み完了信号
Ｓ３０：位置信号
Ｓ３１：垂直同期信号
Ｓ３２：比較回路１１３の論理信号出力
Ｓ３３：比較回路１１４の論理信号出力

Claims (13)

1. ワークを撮像しビデオ信号を出力する撮像手段と、前記ワークの撮像タイミング生成に利用するトリガーセンサと、前記ワークの撮像結果を処理する画像処理装置とを備え、前記ワークと前記撮像手段の何れか一方、又は両方が移動しながら前記撮像手段による前記ワークの撮像をした結果を画像処理し、前記ワークの状態を認識する物体認識装置において、
   前記撮像手段による撮像タイミングでの前記ワークと前記撮像手段との位置関係を検出するエンコーダを設け、前記画像処理装置は、前記エンコーダで検出した前記ワークと前記撮像手段との位置関係に基づいて前記ワークの状態を認識することを特徴とする物体認識装置。
2. 前記エンコーダは、前記ワークと前記撮像手段との相対的な移動に伴い発生するエンコーダ信号を出力し、前記画像処理装置に供給することを特徴とする、請求項１記載の物体認識装置。
3. 前記トリガーセンサは、前記ワークと前記撮像手段の相対位置を初期化するための撮像位置初期化信号を生成し、前記撮像位置初期化信号を前記画像処理装置に供給することを特徴とする、請求項１記載の物体認識装置。
4. 前記撮像手段は、前記ワークと前記撮像手段の相対位置に関わらず、撮像手段内部で生成する垂直同期信号に同期したタイミングで、前記ワークを撮像した結果を前記ビデオ信号として出力し、前記ビデオ信号を前記画像処理装置に供給することを特徴とする、請求項１記載の物体認識装置。
5. 前記画像処理装置は、
   前記ビデオ信号と、前記撮像位置初期化信号と、前記エンコーダ信号と、撮像位置最小信号と、撮像位置最大信号を入力として、画像取り込み開始信号と、撮像位置信号を生成する撮像位置検出手段と、
   前記画像取り込み開始信号を受け取ると、前記ビデオ信号をディジタル形式に変換して画像信号として出力し、一連の画像の取り込み動作を完了すると画像取り込み完了信号を出力する画像取り込み手段と、
   前記画像取り込み手段から出力される画像信号を一時記憶する画像メモリと、
   前記画像取り込み完了信号を受け取ると、前記撮像位置信号を利用して、前記画像メモリに記憶された画像を処理するマイクロコンピュータと
   を有することを特徴とする請求項１記載の物体認識装置。
6. 前記撮像位置検出手段は、
   前記ビデオ信号を入力として、公知の垂直同期分離回路で垂直同期信号を出力し、
   前記エンコーダ信号と前記撮像位置初期化信号を入力として、予め設定された基準位置からの前記ワークと前記撮像手段の相対移動量を位置信号として生成し、
   前記位置信号が、前記撮像位置最小信号より大で、且つ、前記撮像位置最大信号より小であるかを判断し、条件を満たす場合には前記垂直同期信号の通過を許可し、
   条件を満たさない場合には前記垂直同期信号の通過を禁止し、
   得られる信号から画像取り込み開始信号を生成して出力し、
   前記画像取り込み開始信号をトリガーとして、前記位置信号を一時記憶した結果を撮像位置信号として出力することを特徴とする、請求項５記載の物体認識装置。
7. 前記撮像位置最小信号と、前記撮像位置最大信号は、前記マイクロコンピュータ、或いは、ディップスイッチなどのマニュアル式の設定値変更手段によって任意に設定されるものであることを特徴とする、請求項５記載の物体認識装置。
8. 前記ワークを、薄型基板収容カセットに収容された薄型基板とした物体認識装置であって、
   前記薄型基板収容カセットの蓋を開閉する蓋開閉装置を備え、
   前記蓋開閉装置の固定部は、前記薄型基板収容カセットを搭載可能な固定台と、前記固定台に装着されたドグと、前記固定台に装着されたリニアスケールとからなり、
   前記蓋開閉装置の移動部は、前記薄型基板収容カセットの蓋を保持するとともに、その上方に前記撮像手段および前記画像処理装置が装着された蓋保持部と、前記蓋保持部に連動して昇降動作する取り付けプレートと、前記取り付けプレートに装着されたトリガーセンサと、前記取り付けプレートに装着されたリニア式のエンコーダとからなり、
   前記薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板を、前記撮像手段で撮像した結果を、前記画像処理装置で画像処理し、前記薄型基板の状態を認識することを特徴とする、請求項５記載の物体認識装置。
9. 前記撮像手段は、前記蓋保持部の昇降動作に伴って、前記薄型基板収容カセット内部に収容された薄型基板の収容状態を撮像し、結果をビデオ信号として、前記画像処理装置に供給することを特徴とする、請求項８記載の物体認識装置
10. 前記蓋保持部は、開閉機構によって取り外した前記薄型基板収容カセットの蓋を、エア吸着などの機構によって保持し、モータ駆動機構、或いはエア駆動機構によって、昇降動作することを特徴とする、請求項８記載の物体認識装置。
11. 前記トリガーセンサは、前記蓋保持部の昇降動作の際に、予め設定された基準位置で、前記ドグと前記トリガーセンサの検出スリットが交差するような構成とし、前記トリガーセンサが、前記ドグを通過するタイミングで、前記画像処理装置に撮像位置初期化信号を供給することを特徴とする、請求項８記載の物体認識装置。
12. 前記リニア式のエンコーダは、前記蓋保持部の昇降動作の際に、前記リニアスケールの各スリットと交差するような構成とし、前記リニア式のエンコーダが前記リニアスケールの各スリットと交差する度に状態の変化するエンコーダ信号を、前記画像処理装置に供給することを特徴とする、請求項８記載の物体認識装置。
13. 前記撮像位置検出手段は請求項６記載の構成を備え、
    前記マイクロコンピュータが、前記撮像位置検出手段の撮像位置最小信号として、前記各薄型基板の下方の高さに対応する値を設定し、
    前記撮像位置検出手段の撮像位置最大信号として、前記各薄型基板の上方の高さに対応する値を設定し、
    前記撮像位置最小信号と前記撮像位置最大信号の差は、前記撮像手段のフレームレートと、前記撮像手段の視野と、前記撮像手段と前記薄型基板収容カセットの相対移動速度を考慮して、適切な値を設定することを特徴とする、請求項８記載の物体認識装置。
    

Images