JP3578658B2 - マッチング方式およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される電子部品実装基板の製造装置に関し、特に、その位置認識装置のマッチング方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマッチング方式として、図４と図５に基づいて正規化相関によるテンプレートマッチング方式を説明する。
まず、基準となるモデルパターンであるテンプレートＡを図５（ｂ）に示すように設定する。
【０００３】
次に、図５（ａ）に示すように、予め設定された窓枠Ｂ内に対して、予め設定された間隔で前記テンプレートＡを移動させながら、各位置においてテンプレート内の輝度平均値を検出し、その輝度平均値と、基準モデルにおけるテンプレート内の輝度平均値との比を正規化変数として検出し、この正規化変数を用いて正規化相関マッチングを行う。
【０００４】
正規化相関マッチングは、検出した正規化変数を用いて、下記（１）式のような相関処理Ｅを検出する。
窓枠Ｂ内において各テンプレートの位置で検出された正規化相関の一致度の中で、もっとも一致度が高い位置を検出し、認識位置として出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のマッチング方式は、毎回正規化変数を検出しながらマッチングを行うため、認識処理時間を要するという問題がある。
特に、半導体実装分野において、フリップチップ実装設備では、チップを反転し実装するため、反転受け渡し時にＩＣずれが発生する場合があり、ずれ量に応じて処理する窓枠を大きくする必要がある。処理する窓枠を大きくすると、処理時間もさらに要するという問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題点を解決し、高速にマッチングが出来るマッチング方式を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のマッチング方式は、正規化相関を用いたテンプレートマッチングによって、照度の大きな変化がなく同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、初めて認識する際は、正規化相関によってテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力するとともに、この検出された位置の正規化変数を検出して保存し、２回目以降は、前記保存された正規化変数を用いてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、マッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置の正規化変数を検出し、この正規化変数を用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新するようにしたものであり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従することが出来るとともに、高速にマッチングを行うことが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、初めて認識する際は、正規化相関によってテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力するとともに、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比を検出し、これを正規化変数として保存する工程と、２回目以降は、前記保存された正規化変数を用いてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、マッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比として定義する正規化変数を検出し、この正規化変数を用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新する工程と、前記工程を繰り返し行うマッチング方式であり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来る。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、対象物を照明する照明手段と、対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像を保存する画像保存手段を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項１に記載の手段を行うことを特徴とするマッチング装置であり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来る。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識する場合において、形状毎にコード番号を予め設定する工程と、コード番号を認識起動時のパラメータとして設定し、認識起動する工程と、コード番号毎に前記正規化変数をもちながら、請求項１を行う工程とを有するマッチング方式であり、このことにより、複数形状の対象物に対しても高速にマッチングが出来る。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、テンプレートマッチングによって複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識する場合において、対象物を照明する照明手段と、対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像を保存する画像保存手段を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項３に記載の工程を行うことを特徴とするマッチング装置であり、このことにより、複数形状の対象物に対しても、高速にマッチングが出来る。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の画像データサンプリング方式の流れを説明するフローチャートであり、図２は、本発明のマッチング式の原理を説明する図である。図３は、本発明の画像データサンプリング装置の構成を説明する図である。
【００１３】
図３において、４は認識対象物５を照明する照明手段、６は撮像手段、７はＡ／Ｄ変換部、８は画像メモリ部、９は画像データサンプリング部、１０は制御部である。
図３において、照明手段４で照明される認識対象物５に、処理する窓枠を設定し、撮像手段６で撮像した映像信号を、Ａ／Ｄ変換部７でデジタル化して画像データに変換し、画像メモリ８に格納する。
【００１４】
次に、図１のフローチャートに従って、処理の説明を行う。
まず、図２（ｂ）に示すように、予め基準となるモデルパターンを設定する。
次に、認識における処理方法を説明する。
まず、一回目の認識においては、（ステップＳ１）で処理する窓枠内において正規化相関処理によるテンプレートマッチングを行う。（ステップＳ２）ではマッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力（ステップＳ３）するとともに、（ステップＳ４）ではこの検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比を検出し、これを正規化変数として保存する。
【００１５】
正規化変数の一例として例えば、下記（２）式のように、正規化変数Ｋｓとして算出する。
Ｋｓ＝ＳＴＤ／ＩＮＳ −−−（２）
次に、２回目以降の認識において、（ステップＳ５）では、前記（ステップＳ４）で保存された正規化変数を用いて、図２（ａ）のように処理する窓枠内でテンプレートマッチングを行い、（ステップＳ６）でマッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、（ステップＳ７）ではマッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比として定義する正規化変数を検出し、この正規化変数Ｋｓを用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行う。
【００１６】
テンプレートマッチングは、検出したＫｓを用いて下記（３）式のように相関処理Ｅｒを検出する。
検出されたマッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新する（ステップＳ８）。
【００１７】
（実施の形態２）
対象物形状毎に、予めコード番号を設定し、このコード番号に正規化変数を確保する。認識時にコード番号を認識装置に入力し、認識起動する。このコード番号に対応する正規化変数を用いて処理することにより、対象物形状が複数存在する場合にも対応できる。以下は上記（実施の形態１）と同様に処理を行う。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明のマッチング方式は、正常に認識した場合の検出した認識位置のみの正規化変数を検出し、更新していくため、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことによって、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来るという効果を奏する。
【００１９】
さらに、複数形状の対象物に対しても、形状毎にコード番号を設定し、このコード番号毎に正規化変数をもつことによって、高速にマッチングが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマッチング方式の流れを説明するフローチャート図
【図２】本発明のマッチング方式の原理説明図
【図３】本発明のマッチング方式の装置の構成図
【図４】従来のマッチング方式の流れを説明するフローチャート図
【図５】従来のマッチング方式の原理説明図
【符号の説明】
４ 照明手段
５ 認識対象物
６ 撮像手段
７ Ａ／Ｄ変換部
８ 画像メモリ
９ 画像データサンプリング部
１０ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される電子部品実装基板の製造装置に関し、特に、その位置認識装置のマッチング方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマッチング方式として、図４と図５に基づいて正規化相関によるテンプレートマッチング方式を説明する。
まず、基準となるモデルパターンであるテンプレートＡを図５（ｂ）に示すように設定する。
【０００３】
次に、図５（ａ）に示すように、予め設定された窓枠Ｂ内に対して、予め設定された間隔で前記テンプレートＡを移動させながら、各位置においてテンプレート内の輝度平均値を検出し、その輝度平均値と、基準モデルにおけるテンプレート内の輝度平均値との比を正規化変数として検出し、この正規化変数を用いて正規化相関マッチングを行う。
【０００４】
正規化相関マッチングは、検出した正規化変数を用いて、下記（１）式のような相関処理Ｅを検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のマッチング方式は、毎回正規化変数を検出しながらマッチングを行うため、認識処理時間を要するという問題がある。
特に、半導体実装分野において、フリップチップ実装設備では、チップを反転し実装するため、反転受け渡し時にＩＣずれが発生する場合があり、ずれ量に応じて処理する窓枠を大きくする必要がある。処理する窓枠を大きくすると、処理時間もさらに要するという問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題点を解決し、高速にマッチングが出来るマッチング方式を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のマッチング方式は、正規化相関を用いたテンプレートマッチングによって、照度の大きな変化がなく同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、初めて認識する際は、正規化相関によってテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力するとともに、この検出された位置の正規化変数を検出して保存し、２回目以降は、前記保存された正規化変数を用いてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、マッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置の正規化変数を検出し、この正規化変数を用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新するようにしたものであり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従することが出来るとともに、高速にマッチングを行うことが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、初めて認識する際は、正規化相関によってテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力するとともに、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比を検出し、これを正規化変数として保存する工程と、２回目以降は、前記保存された正規化変数を用いてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、マッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比として定義する正規化変数を検出し、この正規化変数を用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新する工程と、前記工程を繰り返し行うマッチング方式であり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来る。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、対象物を照明する照明手段と、対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像を保存する画像保存手段を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項１に記載の手段を行うことを特徴とするマッチング装置であり、このことにより、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことが出来、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来る。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、テンプレートマッチングによって、複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識する場合において、形状毎にコード番号を予め設定する工程と、コード番号を認識起動時のパラメータとして設定し、認識起動する工程と、コード番号毎に前記正規化変数をもちながら、請求項１を行う工程とを有するマッチング方式であり、このことにより、複数形状の対象物に対しても高速にマッチングが出来る。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、テンプレートマッチングによって複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識する場合において、対象物を照明する照明手段と、対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像を保存する画像保存手段を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項３に記載の工程を行うことを特徴とするマッチング装置であり、このことにより、複数形状の対象物に対しても、高速にマッチングが出来る。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の画像データサンプリング方式の流れを説明するフローチャートであり、図２は、本発明のマッチング式の原理を説明する図である。図３は、本発明の画像データサンプリング装置の構成を説明する図である。
【００１３】
図３において、４は認識対象物５を照明する照明手段、６は撮像手段、７はＡ／Ｄ変換部、８は画像メモリ部、９は画像データサンプリング部、１０は制御部である。
図３において、照明手段４で照明される認識対象物５に、処理する窓枠を設定し、撮像手段６で撮像した映像信号を、Ａ／Ｄ変換部７でデジタル化して画像データに変換し、画像メモリ８に格納する。
【００１４】
次に、図１のフローチャートに従って、処理の説明を行う。
まず、図２（ｂ）に示すように、予め基準となるモデルパターンを設定する。
次に、認識における処理方法を説明する。
まず、一回目の認識においては、（ステップＳ１）で処理する窓枠内において正規化相関処理によるテンプレートマッチングを行う。（ステップＳ２）ではマッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力（ステップＳ３）するとともに、（ステップＳ４）ではこの検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比を検出し、これを正規化変数として保存する。
【００１５】
正規化変数の一例として例えば、下記（２）式のように、正規化変数Ｋｓとして算出する。
Ｋｓ＝ＳＴＤ／ＩＮＳ −−−（２）
次に、２回目以降の認識において、（ステップＳ５）では、前記（ステップＳ４）で保存された正規化変数を用いて、図２（ａ）のように処理する窓枠内でテンプレートマッチングを行い、（ステップＳ６）でマッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、（ステップＳ７）ではマッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比として定義する正規化変数を検出し、この正規化変数Ｋｓを用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行う。
【００１６】
テンプレートマッチングは、検出したＫｓを用いて下記（３）式のように相関処理Ｅｒを検出する。
【００１７】
（実施の形態２）
対象物形状毎に、予めコード番号を設定し、このコード番号に正規化変数を確保する。認識時にコード番号を認識装置に入力し、認識起動する。このコード番号に対応する正規化変数を用いて処理することにより、対象物形状が複数存在する場合にも対応できる。以下は上記（実施の形態１）と同様に処理を行う。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明のマッチング方式は、正常に認識した場合の検出した認識位置のみの正規化変数を検出し、更新していくため、正規化変数を検出する回数を１回で済ますことによって、照明劣化に対して追従するとともに、高速にマッチングが出来るという効果を奏する。
【００１９】
さらに、複数形状の対象物に対しても、形状毎にコード番号を設定し、このコード番号毎に正規化変数をもつことによって、高速にマッチングが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマッチング方式の流れを説明するフローチャート図
【図２】本発明のマッチング方式の原理説明図
【図３】本発明のマッチング方式の装置の構成図
【図４】従来のマッチング方式の流れを説明するフローチャート図
【図５】従来のマッチング方式の原理説明図
【符号の説明】
４ 照明手段
５ 認識対象物
６ 撮像手段
７ Ａ／Ｄ変換部
８ 画像メモリ
９ 画像データサンプリング部
１０ 制御部
Claims (4)
- テンプレートマッチングによって同一形状の対象物を複数回視覚認識する場合において、
初めて認識する際は、正規化相関によってテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、テンプレートマッチングの一致度がもっとも高い位置を認識結果として出力するとともに、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比を検出し、これを正規化変数として保存する工程と、
２回目以降は、前記保存された正規化変数を用いてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、マッチングの一致度がもっとも高い位置を検出し、この検出された位置にテンプレートを設定し、このテンプレート内の輝度平均値と予め設定されたテンプレートモデル内輝度平均値との比として定義する正規化変数を検出し、この正規化変数を用いて、検出された位置においてテンプレートマッチングを行い、マッチングの一致度が予め設定されたしきい値以上の場合に、認識結果として出力するとともにこの正規化変数を保存更新する工程と、
前記工程を繰り返し行う工程と
を有するマッチング方式。 - テンプレートマッチングによって同一形状の対象物を複数回視覚認識するマッチング装置であって、
対象物を照明する照明手段と、
対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像を保存する画像保存手段と
を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項１に記載の工程を行うようにした
マッチング装置。 - テンプレートマッチングによって複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識する場合において、
形状毎にコード番号を予め設定する工程と、
コード番号を認識起動時のパラメータとして設定し、認識起動する工程と、
コード番号毎に前記正規化変数をもちながら請求項１を行う工程と
を有するマッチング方式。 - テンプレートマッチングによって複数形状の対象物に対して各々を複数回視覚認識するマッチング装置であって、
対象物を照明する照明手段と、
対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像を保存する画像保存手段と
を設け、前記画像保存手段によって保存された画像データに対して請求項３に記載の工程を行うようにした
マッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08266999A JP3578658B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | マッチング方式およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08266999A JP3578658B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | マッチング方式およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000276597A JP2000276597A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3578658B2 true JP3578658B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=13780848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08266999A Expired - Fee Related JP3578658B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | マッチング方式およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3578658B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5029647B2 (ja) | 2009-04-08 | 2012-09-19 | 株式会社ニコン | 被写体追尾装置、およびカメラ |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP08266999A patent/JP3578658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000276597A (ja) | 2000-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040602 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040615 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040713 |
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