JP3342171B2 - 部品の位置認識方法および位置認識装置 - Google Patents
部品の位置認識方法および位置認識装置Info
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- JP3342171B2 JP3342171B2 JP07903794A JP7903794A JP3342171B2 JP 3342171 B2 JP3342171 B2 JP 3342171B2 JP 07903794 A JP07903794 A JP 07903794A JP 7903794 A JP7903794 A JP 7903794A JP 3342171 B2 JP3342171 B2 JP 3342171B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プリント基板にＩＣ
等の電子部品を装着する部品自動装着装置等に利用され
る部品の位置認識方法および位置認識装置であって、部
品の位置、姿勢等を認識する部品の位置認識方法および
位置認識装置に関する。
等の電子部品を装着する部品自動装着装置等に利用され
る部品の位置認識方法および位置認識装置であって、部
品の位置、姿勢等を認識する部品の位置認識方法および
位置認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品を基板上に自動的に装着する電
子部品自動装着装置では、対象部品がカメラ等で撮影さ
れ、画像処理を用いて対象部品の位置が認識され、認識
された対象部品の位置に基づいて対象部品が基板上の所
定位置へ装着される。特にフラットパッケージＩＣなど
のように電極部分が明確に識別可能な部品の場合は、こ
の電極位置を検出して部品全体の位置を認識することが
可能である。
子部品自動装着装置では、対象部品がカメラ等で撮影さ
れ、画像処理を用いて対象部品の位置が認識され、認識
された対象部品の位置に基づいて対象部品が基板上の所
定位置へ装着される。特にフラットパッケージＩＣなど
のように電極部分が明確に識別可能な部品の場合は、こ
の電極位置を検出して部品全体の位置を認識することが
可能である。
【０００３】フラットパッケージＩＣの位置認識装置と
しては、特開昭６２−８６７８９号公報に記載されたも
のがある。この位置認識装置では、あらかじめ機械的な
手段により大まかに位置決めされた状態にあるＩＣ部品
が撮像装置で撮像される。ＩＣ部品の各電極列の画像パ
ターンに対して、電極にほぼ直交するようにサンプル直
線が設定される。サンプル直線上での明るさの変化によ
り各電極列の電極の位置が求められ、各電極列の列方向
中心位置が求められる。そして、求められた各電極列の
列方向中心位置に基づいてＩＣ部品の位置が求められ
る。
しては、特開昭６２−８６７８９号公報に記載されたも
のがある。この位置認識装置では、あらかじめ機械的な
手段により大まかに位置決めされた状態にあるＩＣ部品
が撮像装置で撮像される。ＩＣ部品の各電極列の画像パ
ターンに対して、電極にほぼ直交するようにサンプル直
線が設定される。サンプル直線上での明るさの変化によ
り各電極列の電極の位置が求められ、各電極列の列方向
中心位置が求められる。そして、求められた各電極列の
列方向中心位置に基づいてＩＣ部品の位置が求められ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フラットパ
ッケージには、ＱＦＰ(quad flat package) のようにパ
ッケージ本体の4 辺から電極が突出しているもの、ＳＯ
Ｐ(small out line package)のようにパッケージ本体の
対向する２辺から電極が突出しているもの等がある。
ッケージには、ＱＦＰ(quad flat package) のようにパ
ッケージ本体の4 辺から電極が突出しているもの、ＳＯ
Ｐ(small out line package)のようにパッケージ本体の
対向する２辺から電極が突出しているもの等がある。
【０００５】上記従来の位置認識装置では、ＱＦＰが実
装されたＩＣのようにパッケージ本体の4 辺から電極が
突出しているものに対しては、４つの電極列の列方向中
心位置に基づいて部品の位置が求められるため、精度の
高い部品位置認識が行える。しかしながら、ＳＯＰが実
装されたＩＣのようにパッケージ本体の対向する２辺の
みからしか電極が突出していないものに対しては、２つ
の電極列の列方向中心位置しか得られないので、電極の
幅方向（電極列の列方向）に対する部品位置は正確に認
識されるが、電極の長さ方向に対する部品位置は、あら
かじめ機械的な手段により大まかに位置決めされた際の
精度しか保証されない。
装されたＩＣのようにパッケージ本体の4 辺から電極が
突出しているものに対しては、４つの電極列の列方向中
心位置に基づいて部品の位置が求められるため、精度の
高い部品位置認識が行える。しかしながら、ＳＯＰが実
装されたＩＣのようにパッケージ本体の対向する２辺の
みからしか電極が突出していないものに対しては、２つ
の電極列の列方向中心位置しか得られないので、電極の
幅方向（電極列の列方向）に対する部品位置は正確に認
識されるが、電極の長さ方向に対する部品位置は、あら
かじめ機械的な手段により大まかに位置決めされた際の
精度しか保証されない。
【０００６】また、近年のフラットパッケージＩＣでは
多ピン狭ピッチ化が進んでおり、上記のような機械位置
決めでは精度が得られず、結果として位置認識の信頼性
が低下している。
多ピン狭ピッチ化が進んでおり、上記のような機械位置
決めでは精度が得られず、結果として位置認識の信頼性
が低下している。
【０００７】さらに、部品装着装置においては、益々の
高速化が求められており、１部品当たりの処理速度を高
速化する必要が生じている。高速化を図るため、画像全
体を処理するのではなく、機械精度や統計、経験上の推
定による限定領域（ウインドウ）を設定して計算量を減
少させる方法が開発されている。しかしながら、このよ
うな方法では、限定領域の決定の困難さ、また限定領域
をはずれた場合は回復処理が必要であることから、処理
時間に大きなばらつきが正じ、結果的として処理時間が
増大するなどの問題点がある。
高速化が求められており、１部品当たりの処理速度を高
速化する必要が生じている。高速化を図るため、画像全
体を処理するのではなく、機械精度や統計、経験上の推
定による限定領域（ウインドウ）を設定して計算量を減
少させる方法が開発されている。しかしながら、このよ
うな方法では、限定領域の決定の困難さ、また限定領域
をはずれた場合は回復処理が必要であることから、処理
時間に大きなばらつきが正じ、結果的として処理時間が
増大するなどの問題点がある。
【０００８】この発明は、部品の位置および姿勢の一方
または両方を高速に認識できる部品の位置認識方法およ
び位置認識装置を提供することを目的とする。
または両方を高速に認識できる部品の位置認識方法およ
び位置認識装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明による部品の位
置認識方法は、対象部品の画像上において、所与の基準
位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、
これらの走査ライン上の対象部品の画像パターンと、こ
れらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレ
ートとの間でマッチング処理を行い、マッチング度が最
も高くなる走査ラインの角度を探索し、探索された走査
ラインの角度に基づいて、部品の位置および／または姿
勢を求めることを特徴とする。
置認識方法は、対象部品の画像上において、所与の基準
位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、
これらの走査ライン上の対象部品の画像パターンと、こ
れらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレ
ートとの間でマッチング処理を行い、マッチング度が最
も高くなる走査ラインの角度を探索し、探索された走査
ラインの角度に基づいて、部品の位置および／または姿
勢を求めることを特徴とする。
【００１０】マッチング度が最も高くなるラインの角度
を探索する方法としては、たとえば次のような方法が用
いられる。すなわち、対象部品の画像上において、所与
の基準位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設
定し、これらの走査ライン上の対象部品の画像パターン
と、これらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテ
ンプレートとの間でマッチング処理を行い、マッチング
度が最も高くなる走査ラインを注目走査ラインとして選
択するとともにその走査ラインを中心として角度が所定
角度異なる２つの走査ラインを選択し、これらの各走査
ライン上の対象部品の画像パターンとこれらの各走査ラ
インの角度に対応した対象部品のテンプレートとの間の
マッチング度が最も大きいものを選択する第１ステッ
プ、選択された走査ラインを次の注目走査ラインとし
て、角度が前回より小さい所定角度異なる２つの走査ラ
インを選択し、これらの各走査ライン上の対象部品の画
像パターンとこれらの各走査ラインの角度に対応した対
象部品のテンプレートとの間のマッチング度が最も大き
いものを選択する第２ステップ、上記第２ステップと同
様な処理を繰り返すことにより、マッチング度が最も高
くなる走査ラインの角度を探索する。
を探索する方法としては、たとえば次のような方法が用
いられる。すなわち、対象部品の画像上において、所与
の基準位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設
定し、これらの走査ライン上の対象部品の画像パターン
と、これらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテ
ンプレートとの間でマッチング処理を行い、マッチング
度が最も高くなる走査ラインを注目走査ラインとして選
択するとともにその走査ラインを中心として角度が所定
角度異なる２つの走査ラインを選択し、これらの各走査
ライン上の対象部品の画像パターンとこれらの各走査ラ
インの角度に対応した対象部品のテンプレートとの間の
マッチング度が最も大きいものを選択する第１ステッ
プ、選択された走査ラインを次の注目走査ラインとし
て、角度が前回より小さい所定角度異なる２つの走査ラ
インを選択し、これらの各走査ライン上の対象部品の画
像パターンとこれらの各走査ラインの角度に対応した対
象部品のテンプレートとの間のマッチング度が最も大き
いものを選択する第２ステップ、上記第２ステップと同
様な処理を繰り返すことにより、マッチング度が最も高
くなる走査ラインの角度を探索する。
【００１１】この発明による部品の位置認識装置は、対
象部品の濃淡画像を取り込んで、画像メモリに格納する
画像取込み手段、対象部品の画像上において、所与の基
準位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定す
る走査ライン設定手段、設定された複数の走査ライン上
の対象部品の画像パターンと、各走査ラインの角度に対
応した対象部品のテンプレートとの間でマッチング処理
を行い、マッチング度が最も高くなる走査ラインの角度
を探索する探索手段、ならびに探索された走査ラインの
角度に基づいて、部品の位置および／または姿勢を求め
る手段、を備えていることを特徴とする。
象部品の濃淡画像を取り込んで、画像メモリに格納する
画像取込み手段、対象部品の画像上において、所与の基
準位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定す
る走査ライン設定手段、設定された複数の走査ライン上
の対象部品の画像パターンと、各走査ラインの角度に対
応した対象部品のテンプレートとの間でマッチング処理
を行い、マッチング度が最も高くなる走査ラインの角度
を探索する探索手段、ならびに探索された走査ラインの
角度に基づいて、部品の位置および／または姿勢を求め
る手段、を備えていることを特徴とする。
【００１２】上記探索手段としては、たとえば、対象部
品の画像上において、所与の基準位置を通り、角度の異
なる複数の走査ラインを設定し、これらの走査ライン上
の対象部品の画像パターンと、これらの走査ラインの角
度に対応した対象部品のテンプレートとの間でマッチン
グ処理を行い、マッチング度が最も高くなる走査ライン
を注目走査ラインとして選択するとともにその走査ライ
ンを中心として角度が所定角度異なる２つの走査ライン
を選択し、これらの各走査ライン上の対象部品の画像パ
ターンとこれらの各走査ラインの角度に対応した対象部
品のテンプレートとの間のマッチング度が最も大きいも
のを選択する第１処理、選択された走査ラインを次の注
目走査ラインとして、角度が前回より小さい所定角度異
なる２つの走査ラインを選択し、これらの各走査ライン
上の対象部品の画像パターンとこれらの各走査ラインの
角度に対応した対象部品のテンプレートとの間のマッチ
ング度が最も大きいものを選択する第２処理、ならびに
上記第２ステップと同様な処理を繰り返すことにより、
マッチング度が最も高くなる走査ラインの角度を探索す
る第３処理、を実行するものが用いられる。
品の画像上において、所与の基準位置を通り、角度の異
なる複数の走査ラインを設定し、これらの走査ライン上
の対象部品の画像パターンと、これらの走査ラインの角
度に対応した対象部品のテンプレートとの間でマッチン
グ処理を行い、マッチング度が最も高くなる走査ライン
を注目走査ラインとして選択するとともにその走査ライ
ンを中心として角度が所定角度異なる２つの走査ライン
を選択し、これらの各走査ライン上の対象部品の画像パ
ターンとこれらの各走査ラインの角度に対応した対象部
品のテンプレートとの間のマッチング度が最も大きいも
のを選択する第１処理、選択された走査ラインを次の注
目走査ラインとして、角度が前回より小さい所定角度異
なる２つの走査ラインを選択し、これらの各走査ライン
上の対象部品の画像パターンとこれらの各走査ラインの
角度に対応した対象部品のテンプレートとの間のマッチ
ング度が最も大きいものを選択する第２処理、ならびに
上記第２ステップと同様な処理を繰り返すことにより、
マッチング度が最も高くなる走査ラインの角度を探索す
る第３処理、を実行するものが用いられる。
【００１３】
【作用】対象部品の画像上において、所与の基準位置を
通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、これら
の走査ライン上の対象部品の画像パターンと、これらの
走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレートと
の間でマッチング処理を行い、マッチング度が最も高く
なる走査ラインの角度が探索される。そして、探索され
た走査ラインの角度に基づいて、部品の位置および姿勢
の一方または両方が求められる。
通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、これら
の走査ライン上の対象部品の画像パターンと、これらの
走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレートと
の間でマッチング処理を行い、マッチング度が最も高く
なる走査ラインの角度が探索される。そして、探索され
た走査ラインの角度に基づいて、部品の位置および姿勢
の一方または両方が求められる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１５】図１は、部品位置認識装置の構成を示して
いる。
いる。
【００１６】部品位置認識装置は、画像メモリ１０１、
走査手段１０２、走査開始位置算出手段１０３、テンプ
レート登録メモリ１０４、テンプレート変換手段１０
５、相関係数算出手段１０６、相関係数比較手段１０７
およびこれらの各機器を制御する制御手段１００を備え
ている。
走査手段１０２、走査開始位置算出手段１０３、テンプ
レート登録メモリ１０４、テンプレート変換手段１０
５、相関係数算出手段１０６、相関係数比較手段１０７
およびこれらの各機器を制御する制御手段１００を備え
ている。
【００１７】画像メモリ１０１には、対象部品の撮影画
像が格納される。走査手段１０２は、画像メモリ１０１
を走査する。走査開始位置算出手段１０３は、走査手段
１０２による走査開始位置を算出する。テンプレート登
録メモリ１０４には、対象部品の断面であって高さが１
の画像が標準テンプレートとして登録されている。テン
プレート変換手段１０５は、標準テンプレートを任意角
度用テンプレートに変換する。
像が格納される。走査手段１０２は、画像メモリ１０１
を走査する。走査開始位置算出手段１０３は、走査手段
１０２による走査開始位置を算出する。テンプレート登
録メモリ１０４には、対象部品の断面であって高さが１
の画像が標準テンプレートとして登録されている。テン
プレート変換手段１０５は、標準テンプレートを任意角
度用テンプレートに変換する。
【００１８】相関係数算出手段１０６は、対象部品の撮
像画像の走査ライン上の画像パターンと、対応する任意
角度用テンプレートとの相関係数を算出する。相関係数
比較手段１０７は、複数の走査ラインごとに求められた
相関係数を比較する。
像画像の走査ライン上の画像パターンと、対応する任意
角度用テンプレートとの相関係数を算出する。相関係数
比較手段１０７は、複数の走査ラインごとに求められた
相関係数を比較する。
【００１９】対象部品２００が図２に示すように平面か
らみて矩形であるとする。標準テンプレート３０１は、
図２のＡ−Ａ線に沿いかつ高さが１画素に相当する断面
画像である。すなわち、標準テンプレート３０１は、対
象部品２００の前後幅中心線に沿いかつ対象部品２００
の右半分を含む断面であって、高さが１画素に相当する
断面画像である。標準テンプレート３０１は、予め作成
されてテンプレート登録メモリ１０４に登録されてい
る。
らみて矩形であるとする。標準テンプレート３０１は、
図２のＡ−Ａ線に沿いかつ高さが１画素に相当する断面
画像である。すなわち、標準テンプレート３０１は、対
象部品２００の前後幅中心線に沿いかつ対象部品２００
の右半分を含む断面であって、高さが１画素に相当する
断面画像である。標準テンプレート３０１は、予め作成
されてテンプレート登録メモリ１０４に登録されてい
る。
【００２０】任意角度用テンプレート３０２（図３参
照）について説明する。角度θ１に対する任意角度用テ
ンプレート３０２は、図３のＢ−Ｂ線に沿いかつ高さが
１画素に相当する断面画像である。
照）について説明する。角度θ１に対する任意角度用テ
ンプレート３０２は、図３のＢ−Ｂ線に沿いかつ高さが
１画素に相当する断面画像である。
【００２１】すなわち、図３に示すように、対象部品２
００を水平線ＨＬに対してθ１だけ回転させたときの、
対象部品２００の前後幅中心線に沿いかつ対象部品２０
０の右半分を含む断面を、水平線ＨＬに投影した画像と
なる。任意角度用テンプレート３０２は、テンプレート
変換手段１０５にθを与えることにより、標準テンプレ
ート３０１に基づいて作成される。
００を水平線ＨＬに対してθ１だけ回転させたときの、
対象部品２００の前後幅中心線に沿いかつ対象部品２０
０の右半分を含む断面を、水平線ＨＬに投影した画像と
なる。任意角度用テンプレート３０２は、テンプレート
変換手段１０５にθを与えることにより、標準テンプレ
ート３０１に基づいて作成される。
【００２２】図４は、部品位置認識装置による部品粗位
置認識処理を示している。
置認識処理を示している。
【００２３】対象部品を撮像し、対象部品の位置および
姿勢を撮像画像に基づいて高精度に検出するためには、
全画素にわたって複雑な演算を行う必要があり、計算量
が多く、非効率的である。そのため、まず、簡単な演算
処理で低精度ではあるが部品の概略位置（粗位置）を算
出し、その結果から部品の近傍の限られた領域のみ、高
精度な検出（精位置）のための演算処理を行う方が、演
算回数が少なく効率的である。そこで、この部品位置認
識装置では、以下のようにして、対象部品の粗位置が認
識される。
姿勢を撮像画像に基づいて高精度に検出するためには、
全画素にわたって複雑な演算を行う必要があり、計算量
が多く、非効率的である。そのため、まず、簡単な演算
処理で低精度ではあるが部品の概略位置（粗位置）を算
出し、その結果から部品の近傍の限られた領域のみ、高
精度な検出（精位置）のための演算処理を行う方が、演
算回数が少なく効率的である。そこで、この部品位置認
識装置では、以下のようにして、対象部品の粗位置が認
識される。
【００２４】まず、位置および姿勢を計測する対象部品
の濃淡画像が図示しないカメラ等によって撮影され、濃
度（明度）をデジタル値として持つ画素データ配列とし
て画像メモリ１０１に格納される（ステップ１）。
の濃淡画像が図示しないカメラ等によって撮影され、濃
度（明度）をデジタル値として持つ画素データ配列とし
て画像メモリ１０１に格納される（ステップ１）。
【００２５】対象部品は、たとえば、部品自動装着装置
の吸着ノズルに吸着された状態で撮像される。図５は、
対象部品の撮像画像の例を示している。図５の撮像画像
では、対象部品画像２０１は矩形として現れている。
の吸着ノズルに吸着された状態で撮像される。図５は、
対象部品の撮像画像の例を示している。図５の撮像画像
では、対象部品画像２０１は矩形として現れている。
【００２６】図５において、点Ｓは基準点であり、画像
メモリ１０１の所定座標位置に設定されている。この基
準点Ｓは、対象部品が吸着ノズルに位置ずれなく吸着さ
れている場合には、対象部品画像２０１の中心が基準点
Ｓに一致するように設定されている。したがって、対象
部品画像２０１の中心は、基準点Ｓまたはその近くに位
置するようになる。
メモリ１０１の所定座標位置に設定されている。この基
準点Ｓは、対象部品が吸着ノズルに位置ずれなく吸着さ
れている場合には、対象部品画像２０１の中心が基準点
Ｓに一致するように設定されている。したがって、対象
部品画像２０１の中心は、基準点Ｓまたはその近くに位
置するようになる。
【００２７】また、図５に示す複数の点Ｐｓは、基準点
Ｓに基づいて求められた走査開始位置Ｐｓである。点Ｐ
ｓと基準点Ｓとを通る直線が走査ラインである。各走査
ラインは、ｘ軸に平行な走査ラインを角度０°の基準走
査ラインＬ０とし、基準走査ラインＬ０との交差角がθ
であるとすると、Ｌ（θ）で表される。各走査開始位置
Ｐｓは、各走査開始位置Ｐｓを通る走査ラインの角度θ
が、１°ごと異なるように設定されている。
Ｓに基づいて求められた走査開始位置Ｐｓである。点Ｐ
ｓと基準点Ｓとを通る直線が走査ラインである。各走査
ラインは、ｘ軸に平行な走査ラインを角度０°の基準走
査ラインＬ０とし、基準走査ラインＬ０との交差角がθ
であるとすると、Ｌ（θ）で表される。各走査開始位置
Ｐｓは、各走査開始位置Ｐｓを通る走査ラインの角度θ
が、１°ごと異なるように設定されている。
【００２８】次に、マッチング処理が行われる（ステッ
プ２）。
プ２）。
【００２９】すなわち、３つの検索対象角度θが設定さ
れることにより、３つの走査ラインＬ（θ）が選択され
る。次に、走査手段１０２によって、各走査ラインＬ
（θ）ごとに、それらの走査開始位置Ｐｓから各走査ラ
インＬ（θ）に沿って走査が行われて画像データが読み
出される。
れることにより、３つの走査ラインＬ（θ）が選択され
る。次に、走査手段１０２によって、各走査ラインＬ
（θ）ごとに、それらの走査開始位置Ｐｓから各走査ラ
インＬ（θ）に沿って走査が行われて画像データが読み
出される。
【００３０】また、読み出された各走査ラインＬ（θ）
の画像パターンと、対応する角度θの任意角度用テンプ
レート３０２との間で、マッチング処理が行われて相関
係数が求められる。相関係数は、相関係数算出手段１０
６によって行われる。
の画像パターンと、対応する角度θの任意角度用テンプ
レート３０２との間で、マッチング処理が行われて相関
係数が求められる。相関係数は、相関係数算出手段１０
６によって行われる。
【００３１】走査ラインが図５のラインＬ（θ１）のよ
うに、ｘ軸に対して平行ではない場合には、図６に示す
ように、ｘ軸方向に続く短い画素列の画像データがｙ軸
方向に１画素ずつずらされながら走査される。このよう
に場合には、走査方法が単純な１ライン走査ではなくな
るので、テンプレートの形状も標準テンプレート３０１
のままではマッチングしないことになるので、標準テン
プレート３０１からその角度θに対応する任意角度用テ
ンプレート３０２が作成され、作成された任意角度用テ
ンプレート３０２を用いてマッチング処理が行われる。
うに、ｘ軸に対して平行ではない場合には、図６に示す
ように、ｘ軸方向に続く短い画素列の画像データがｙ軸
方向に１画素ずつずらされながら走査される。このよう
に場合には、走査方法が単純な１ライン走査ではなくな
るので、テンプレートの形状も標準テンプレート３０１
のままではマッチングしないことになるので、標準テン
プレート３０１からその角度θに対応する任意角度用テ
ンプレート３０２が作成され、作成された任意角度用テ
ンプレート３０２を用いてマッチング処理が行われる。
【００３２】上記ステップ２においては、３つの検索対
象角度θとしては、たとえば、図７に示すように、０°
および±α°が設定され、これらの角度に対応する走査
ライン（１）、（１Ｐ）、（１ｍ）に沿う画像パターン
と、対応する角度の任意角度用テンプレート３０２との
間の相関係数が算出される。
象角度θとしては、たとえば、図７に示すように、０°
および±α°が設定され、これらの角度に対応する走査
ライン（１）、（１Ｐ）、（１ｍ）に沿う画像パターン
と、対応する角度の任意角度用テンプレート３０２との
間の相関係数が算出される。
【００３３】上記ステップ２の処理の後、算出された３
つの相関係数が相関係数比較手段１０７によって比較さ
れ、相関係数が最も大きい走査ラインの検索対象角度が
抽出される（ステップ３）。ここでは、上記の例におい
て、図７の走査ライン（１ｏ）、（１ｐ）、（１ｍ）に
対する相関係数のうち、走査ライン（１ｐ）に対する相
関係数が最も大きく、検索対象角度＋αが抽出されたも
のとする。
つの相関係数が相関係数比較手段１０７によって比較さ
れ、相関係数が最も大きい走査ラインの検索対象角度が
抽出される（ステップ３）。ここでは、上記の例におい
て、図７の走査ライン（１ｏ）、（１ｐ）、（１ｍ）に
対する相関係数のうち、走査ライン（１ｐ）に対する相
関係数が最も大きく、検索対象角度＋αが抽出されたも
のとする。
【００３４】次に、角度差βが次の式により求められる
（ステップ４）。
（ステップ４）。
【００３５】
【数１】β＝（１／２n ）・α
【００３６】ここで、ｎは初期値１であり、後述するス
テップ７で更新される。したがって、ステップ３からス
テップ４に移行したときには、β＝α／２となる。
テップ７で更新される。したがって、ステップ３からス
テップ４に移行したときには、β＝α／２となる。
【００３７】次に、ステップ３で抽出された検索対象角
度を基準としてその±β°の角度を、新たな検索対象角
度として設定し、設定された２つの角度に対応する走査
ラインに沿う画像パターンと、対応する角度の任意角度
用テンプレート３０２との間の相関係数が算出される
（ステップ５）。
度を基準としてその±β°の角度を、新たな検索対象角
度として設定し、設定された２つの角度に対応する走査
ラインに沿う画像パターンと、対応する角度の任意角度
用テンプレート３０２との間の相関係数が算出される
（ステップ５）。
【００３８】図７の例でいえば、検索対象角度｛α＋α
／２＝（３／２）・α｝および｛α−α／２＝（１／
２）・α｝に対応する走査ライン（２ｐ）、（２ｍ）に
沿う画像パターンと、対応する角度の任意角度用テンプ
レート３０２との間の相関係数が算出される。
／２＝（３／２）・α｝および｛α−α／２＝（１／
２）・α｝に対応する走査ライン（２ｐ）、（２ｍ）に
沿う画像パターンと、対応する角度の任意角度用テンプ
レート３０２との間の相関係数が算出される。
【００３９】次に、ステップ３で選択された検索対象角
度に対する相関係数と、ステップ４で算出された２つの
角度に対する相関係数との３つの相関係数が比較され、
相関係数が最も大きい走査ラインの検索対象角度が抽出
される（ステップ６）。
度に対する相関係数と、ステップ４で算出された２つの
角度に対する相関係数との３つの相関係数が比較され、
相関係数が最も大きい走査ラインの検索対象角度が抽出
される（ステップ６）。
【００４０】図７の例でいえば、走査ライン（２ｏ）、
（２ｐ）および（２ｍ）に対する相関係数が比較され
る。そして、相関係数が最も大きい走査ラインに対する
角度が選択される。
（２ｐ）および（２ｍ）に対する相関係数が比較され
る。そして、相関係数が最も大きい走査ラインに対する
角度が選択される。
【００４１】次に、ｎが１だけインクリメントされる
（ステップ７）。そして、ｎが予め定められた回数Ｎに
達したか否かが判別される（ステップ８）。このＮは、
ステップ４で算出されるβが１°以下にならないような
回数に設定されている。ｎが回数Ｎに達していなけれ
ば、ステップ４に戻りステップ４〜ステップ７の処理が
再度、実行される。
（ステップ７）。そして、ｎが予め定められた回数Ｎに
達したか否かが判別される（ステップ８）。このＮは、
ステップ４で算出されるβが１°以下にならないような
回数に設定されている。ｎが回数Ｎに達していなけれ
ば、ステップ４に戻りステップ４〜ステップ７の処理が
再度、実行される。
【００４２】つまり、ステップ４〜ステップ７の処理
は、合計Ｎ回行われる。ｎが回数Ｎに達すると、この処
理は終了する。つまり、検索対象角度範囲内で、相関係
数が最大となる角度が求められる。そして、求められた
角度が対象部品の傾き角として認識される。
は、合計Ｎ回行われる。ｎが回数Ｎに達すると、この処
理は終了する。つまり、検索対象角度範囲内で、相関係
数が最大となる角度が求められる。そして、求められた
角度が対象部品の傾き角として認識される。
【００４３】上記図５のような対象部品画像２０１にお
いては、その幅中心線に対応する走査ラインＬ（θ１）
に対する相関係数が最も大きくなるので、上記部品粗位
置認識処理においては、最終的に対象部品画像２０１の
実際の傾き角θ１に近似した角度が傾き角として求めら
れる。
いては、その幅中心線に対応する走査ラインＬ（θ１）
に対する相関係数が最も大きくなるので、上記部品粗位
置認識処理においては、最終的に対象部品画像２０１の
実際の傾き角θ１に近似した角度が傾き角として求めら
れる。
【００４４】上記実施例を変形して、ＩＣ部品などのよ
うにピンの数が多い部品の検出も可能である。特にＳＯ
Ｐなどのように４方向にピンが存在するものについて
は、傾き角度だけでなく重心位置を求めることも可能で
ある。
うにピンの数が多い部品の検出も可能である。特にＳＯ
Ｐなどのように４方向にピンが存在するものについて
は、傾き角度だけでなく重心位置を求めることも可能で
ある。
【００４５】以下、ＳＯＰ型ＩＣ部品の粗位置認識を行
う場合の実施例について説明する。
う場合の実施例について説明する。
【００４６】対象部品５００の平面図が図８に示されて
いる。図８で示すように、標準テンプレート６０１は、
図８のＣ−Ｃ線に沿いかつ高さが１画素に相当する断面
画像である。すなわち、対象部品５００の一方の４つの
電極端子に直交する線に沿いかつこれらの電極端子列の
右半分を含む断面であって、高さが１画素に相当する断
面画像である。標準テンプレート６０１は、予め作成さ
れてテンプレート登録メモリ１０４に登録されている。
いる。図８で示すように、標準テンプレート６０１は、
図８のＣ−Ｃ線に沿いかつ高さが１画素に相当する断面
画像である。すなわち、対象部品５００の一方の４つの
電極端子に直交する線に沿いかつこれらの電極端子列の
右半分を含む断面であって、高さが１画素に相当する断
面画像である。標準テンプレート６０１は、予め作成さ
れてテンプレート登録メモリ１０４に登録されている。
【００４７】任意角度用テンプレート６０２（図９参
照）について説明する。角度θ１に対する任意角度用テ
ンプレート６０２は、図９のＤ−Ｄ線に沿いかつ高さが
１画素に相当する断面画像である。
照）について説明する。角度θ１に対する任意角度用テ
ンプレート６０２は、図９のＤ−Ｄ線に沿いかつ高さが
１画素に相当する断面画像である。
【００４８】すなわち、図９に示すように、対象部品５
００を水平線ＨＬに対してθ１だけ回転させたときの、
対象部品５００の一方の４つの電極端子に直交する線に
沿いかつこれらの電極端子列の右半分を含む断面を、水
平線ＨＬに投影した画像となる。任意角度用テンプレー
ト６０２は、テンプレート変換手段１０５にθを与える
ことにより、標準テンプレート６０１に基づいて作成さ
れる。
００を水平線ＨＬに対してθ１だけ回転させたときの、
対象部品５００の一方の４つの電極端子に直交する線に
沿いかつこれらの電極端子列の右半分を含む断面を、水
平線ＨＬに投影した画像となる。任意角度用テンプレー
ト６０２は、テンプレート変換手段１０５にθを与える
ことにより、標準テンプレート６０１に基づいて作成さ
れる。
【００４９】次に、ＳＯＰ型ＩＣ部品の粗位置認識処理
について説明する。
について説明する。
【００５０】まず、ＳＯＰ型ＩＣ部品ＩＣ部品の濃淡画
像がカメラ等によって撮影され、濃度（明度）をデジタ
ル値として持つ画素データ配列として画像メモリ１０１
に格納される（図４のステップ１に相当する）。
像がカメラ等によって撮影され、濃度（明度）をデジタ
ル値として持つ画素データ配列として画像メモリ１０１
に格納される（図４のステップ１に相当する）。
【００５１】図１０は、対象部品の撮像画像５０１の例
を示している。図１０において、点Ｓ１は第１基準点で
あり、画像メモリ１０１の所定座標位置に設定されてい
る。
を示している。図１０において、点Ｓ１は第１基準点で
あり、画像メモリ１０１の所定座標位置に設定されてい
る。
【００５２】次に、第１基準点Ｓ１に基づいて、部品の
電極端子が含まれるようなウインドウ５０２が設定され
る。そして、図１１に示す第２基準点Ｓ２が次のように
して求められる。第２基準点のｘ座標値は、ウインドウ
５０２の左右幅中心位置のｘ座標値である。第２基準点
Ｓ２のｙ座標値は、ウインドウ５０２内の画像の各水平
ラインごとに画素値の総和が算出され、画素値の総和が
最大である水平ラインのｙ座標に決定される。
電極端子が含まれるようなウインドウ５０２が設定され
る。そして、図１１に示す第２基準点Ｓ２が次のように
して求められる。第２基準点のｘ座標値は、ウインドウ
５０２の左右幅中心位置のｘ座標値である。第２基準点
Ｓ２のｙ座標値は、ウインドウ５０２内の画像の各水平
ラインごとに画素値の総和が算出され、画素値の総和が
最大である水平ラインのｙ座標に決定される。
【００５３】図１２は、対象部品画像の一方の電極端子
部分を示している。図１２に示す複数の点Ｐｓは、第１
基準点Ｓ１または第２基準点Ｓ２に基づいて求められた
走査開始位置Ｐｓである。点Ｐｓと第２基準点Ｓ２とを
通る直線が走査ラインである。各走査ラインは、ｘ軸に
平行な走査ラインを角度０°の基準走査ラインＬ０と
し、基準走査ラインＬ０との交差角がθであるとする
と、Ｌ（θ）で表される。各走査開始位置Ｐｓは、各走
査開始位置Ｐｓを通る走査ラインの角度θが、１°ごと
異なるように設定されている。
部分を示している。図１２に示す複数の点Ｐｓは、第１
基準点Ｓ１または第２基準点Ｓ２に基づいて求められた
走査開始位置Ｐｓである。点Ｐｓと第２基準点Ｓ２とを
通る直線が走査ラインである。各走査ラインは、ｘ軸に
平行な走査ラインを角度０°の基準走査ラインＬ０と
し、基準走査ラインＬ０との交差角がθであるとする
と、Ｌ（θ）で表される。各走査開始位置Ｐｓは、各走
査開始位置Ｐｓを通る走査ラインの角度θが、１°ごと
異なるように設定されている。
【００５４】以下、図４のステップ２〜８と同様な処理
が行われることにより、検索対象角度範囲内で、相関係
数が最大となる角度θが求められる。そして、求められ
た角度が対象部品の傾き角として認識される。また、電
極端子の列方向（ｘ軸方向）に対しては、対象部品の正
確な位置が認識される。
が行われることにより、検索対象角度範囲内で、相関係
数が最大となる角度θが求められる。そして、求められ
た角度が対象部品の傾き角として認識される。また、電
極端子の列方向（ｘ軸方向）に対しては、対象部品の正
確な位置が認識される。
【００５５】上記図１０および図１２に示される対象部
品画像５０１においては、第２基準点Ｓ２を通りかつ電
極端子列に直交する走査ラインＬ（θ１）に対する相関
係数が最も大きくなるので、上記部品粗位置認識処理に
おいては、最終的に対象部品画像５０１の実際の傾き角
θ１に近似した角度が傾き角として求められる。
品画像５０１においては、第２基準点Ｓ２を通りかつ電
極端子列に直交する走査ラインＬ（θ１）に対する相関
係数が最も大きくなるので、上記部品粗位置認識処理に
おいては、最終的に対象部品画像５０１の実際の傾き角
θ１に近似した角度が傾き角として求められる。
【００５６】上記実施例によれば、ＩＣなどの複雑な形
状の部品でも単純なテンプレートを設定することによっ
て傾き角度を検出することができる。また、マッチング
基準位置を設定すれば、テンプレートの形状は自由に作
り換えられるので、応用範囲が広くという利点がある。
状の部品でも単純なテンプレートを設定することによっ
て傾き角度を検出することができる。また、マッチング
基準位置を設定すれば、テンプレートの形状は自由に作
り換えられるので、応用範囲が広くという利点がある。
【００５７】
【発明の効果】請求項１〜４の発明によれば、部品の位
置および姿勢の一方または両方を高速に認識できるよう
になる。
置および姿勢の一方または両方を高速に認識できるよう
になる。
【００５８】さらに、請求項２または４の発明によれ
ば、マッチング度の計算を行う回数が少ないので、処理
時間の短縮化が図れるという利点がある。
ば、マッチング度の計算を行う回数が少ないので、処理
時間の短縮化が図れるという利点がある。
【図１】部品位置認識装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】対象部品および標準テンプレートを示す模式図
である。
である。
【図３】対象部品および任意角度用テンプレートを示す
模式図である。
模式図である。
【図４】部品位置認識装置による部品粗位置認識処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図５】対象部品画像、走査開始位置および走査ライン
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図６】斜め走査の方法を説明するための模式図であ
る。
る。
【図７】走査順序を説明するための模式図である。
【図８】対象部品および標準テンプレートを示す模式図
である。
である。
【図９】対象部品および任意角度用テンプレートを示す
模式図である。
模式図である。
【図１０】対象部品画像を示す模式図である。
【図１１】ウインドウ内の画像を示す拡大模式図であ
る。
る。
【図１２】走査開始位置および走査ラインを示す模式図
である。
である。
１００ 制御手段 １０１ 画像メモリ １０２ 走査手段 １０３ 走査開始位置算出手段 １０４ テンプレート登録メモリ １０５ テンプレート変換手段 １０６ 相関係数算出手段 １０７ 相関係数比較手段
Claims (4)
- 【請求項１】 対象部品の画像上において、所与の基準
位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、
これらの走査ライン上の対象部品の画像パターンと、こ
れらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレ
ートとの間でマッチング処理を行い、マッチング度が最
も高くなる走査ラインの角度を探索し、探索された走査
ラインの角度に基づいて、部品の位置および／または姿
勢を求める部品の位置認識方法。 - 【請求項２】 対象部品の画像上において、所与の基準
位置を通り、角度の異なる複数の走査ラインを設定し、
これらの走査ライン上の対象部品の画像パターンと、こ
れらの走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレ
ートとの間でマッチング処理を行い、マッチング度が最
も高くなる走査ラインを注目走査ラインとして選択する
とともにその走査ラインを中心として角度が所定角度異
なる２つの走査ラインを選択し、これらの各走査ライン
上の対象部品の画像パターンとこれらの各走査ラインの
角度に対応した対象部品のテンプレートとの間のマッチ
ング度が最も大きいものを選択する第１ステップ、選択
された走査ラインを次の注目走査ラインとして、角度が
前回より小さい所定角度異なる２つの走査ラインを選択
し、これらの各走査ライン上の対象部品の画像パターン
とこれらの各走査ラインの角度に対応した対象部品のテ
ンプレートとの間のマッチング度が最も大きいものを選
択する第２ステップ、上記第２ステップと同様な処理を
繰り返すことにより、マッチング度が最も高くなる走査
ラインの角度を探索する請求項１記載部品の位置認識方
法。 - 【請求項３】 対象部品の濃淡画像を取り込んで、画像
メモリに格納する画像取込み手段、対象部品の画像上に
おいて、所与の基準位置を通り、角度の異なる複数の走
査ラインを設定する走査ライン設定手段、設定された複
数の走査ライン上の対象部品の画像パターンと、各走査
ラインの角度に対応した対象部品のテンプレートとの間
でマッチング処理を行い、マッチング度が最も高くなる
走査ラインの角度を探索する探索手段、ならびに探索さ
れた走査ラインの角度に基づいて、部品の位置および／
または姿勢を求める手段、を備えている部品の位置認識
装置。 - 【請求項４】 上記探索手段は、対象部品の画像上にお
いて、所与の基準位置を通り、角度の異なる複数の走査
ラインを設定し、これらの走査ライン上の対象部品の画
像パターンと、これらの走査ラインの角度に対応した対
象部品のテンプレートとの間でマッチング処理を行い、
マッチング度が最も高くなる走査ラインを注目走査ライ
ンとして選択するとともにその走査ラインを中心として
角度が所定角度異なる２つの走査ラインを選択し、これ
らの各走査ライン上の対象部品の画像パターンとこれら
の各走査ラインの角度に対応した対象部品のテンプレー
トとの間のマッチング度が最も大きいものを選択する第
１処理、 選択された走査ラインを次の注目走査ラインとして、角
度が前回より小さい所定角度異なる２つの走査ラインを
選択し、これらの各走査ライン上の対象部品の画像パタ
ーンとこれらの各走査ラインの角度に対応した対象部品
のテンプレートとの間のマッチング度が最も大きいもの
を選択する第２処理、ならびに上記第２ステップと同様
な処理を繰り返すことにより、マッチング度が最も高く
なる走査ラインの角度を探索する第３処理、を実行する
ものである請求項３記載の部品の位置認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07903794A JP3342171B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 部品の位置認識方法および位置認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07903794A JP3342171B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 部品の位置認識方法および位置認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286819A JPH07286819A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3342171B2 true JP3342171B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=13678726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07903794A Expired - Fee Related JP3342171B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 部品の位置認識方法および位置認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3342171B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10206134A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-08-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 画像処理による位置検出方法 |
| JP2007303994A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Denso Corp | 外観検査装置及び外観検査方法 |
| CN102980535B (zh) * | 2012-12-12 | 2015-07-29 | 华为终端有限公司 | 角度测量方法和装置 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07903794A patent/JP3342171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07286819A (ja) | 1995-10-31 |
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