JP3930687B2 - Position detection device - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント基板加工機や電子部品実装機などで用い、位置検出の高精度化を行う位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板穴加工機や電子部品実装機などでは、位置検出装置を用いてプリント基板や電子部品の位置検出が行われている。例えばプリント基板穴加工機では、予めプリント基板に位置決めマークを付加し、位置制御装置で位置決めマークが位置検出装置の検出範囲に入るようにプリント基板を位置決めし、位置検出装置で位置決めマークの位置検出を行い、位置決めマークの検出位置からプリント基板位置を算出し、プリント基板の穴加工位置を補正し、穴加工を行っている。
【０００３】
近年、電子機器の小型化が進む中で、電子部品の小型化に伴い、プリント基板の加工穴の小径化や高密度化が求められている。加工穴の小径化や高密度化を行うには、加工穴位置の高精度化を実現する必要があり、そのためプリント基板の位置を算出するための位置決めマークの位置検出を高精度化する必要がある。
【０００４】
図１４に従来のプリント基板穴加工機用の位置検出装置の構成を示す。穴加工するプリント基板２、プリント基板２を搭載するテーブル１、プリント基板２上に付けられた位置決めマーク３、位置決めマーク３を撮像するカメラ４、カメラ４の視野範囲を照らすカメラ照明５、カメラ４の撮像画像を取込む画像取込み部６、撮像した画像から重心検出を行う重心検出部７、撮像した画像からパターンマッチング検出を行うパターンマッチング検出部８、位置検出装置全体を制御する主制御部９から構成される。予めプリント基板２をテーブル１上に配置し、カメラ４の視野範囲内に位置決めマーク３が入るように、テーブル１を移動させる。主制御部９が画像取込み部６に画像取込み指令を出力すると、画像取込み部６はカメラ４からの画像信号を取込み、画像データを作成する。作成した画像データは重心検出部７またはパターンマッチング検出部８へ出力する。各検出部は、画像から検出位置を算出し、主制御部９に出力する。
【０００５】
以上のようにして、プリント基板２の位置決めマーク３を画像処理により位置検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した方法によりプリント基板の位置決めマークの位置検出を行うことができるが、重心検出及びパターンマッチング検出はそれぞれ特徴が異なるため、検出対象物に適した検出方法を予め選択し、使用する必要がある。重心検出は、撮像した画像を２値化処理した後、その２値化画像のかたまりの重心位置を算出するものであり、検出対象物の角度変化や寸法変化にかかわらず、重心位置を求めることができる。しかし検出対象物に欠けや汚れなどの形状不良がある場合、不良形状に対して重心位置を求めるため、本来検出したい重心位置が算出できない。パターンマッチング検出は予め登録しておいた登録画像に一致する画像を探すものであり、検出対象物に欠けや汚れなどの形状不良がある場合でも、正常な形状部分の情報をもとに、位置検出を行うことができる。しかし検出対象物が登録画像と比較して角度変化や寸法変化があると、正しく位置検出が行えない。パターンマッチング検出で寸法変化や回転角度に対応するには、専用のハードウエアが必要になったり、処理時間が大幅に長くなったりするため、採用できない場合がある。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、上記の課題を解決し、高精度の位置検出を行うことができる位置検出装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明の請求項１記載の位置検出装置は、被測定物の画像を撮像する画像撮影部と、前記画像撮像部が撮像した画像を二値化した二値化画像のかたまりの重心位置を算出する重心検出方法で被測定物の位置検出を行なう重心検出部と、前記画像撮像部が撮像した画像と登録画像の一致度を算出するパターンマッチング検出方法で被測定物の位置検出を行なうパターンマッチング検出部と、前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果を判定し、前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果のいずれかを選択する検出結果判定部とを備え、前記重心検出部では、重心位置を算出する画像のかたまりに対して、面積上限しきい値及び面積下限しきい値を設け、前記かたまりの面積が面積下限しきい値以上かつ面積上限しきい値以下の場合、かたまりが正しい検出対象物と判断して検出ステータスを成功とし、前記かたまりの面積が面積下限しきい値未満または面積上限しきい値より大きい場合、かたまりは不正な検出対象物と判断して検出ステータスを失敗とし、前記パターンマッチング検出部では、登録画像に対して前記画像撮像部からの画像との一致性を表す一致度というものを算出し、一致度が一致度しきい値以上の場合、探索した画像は正しい検出対象物と判断して検出ステータスを成功とし、一致度が一致度しきい値未満の場合、探索した画像は不正な検出対象物と判断して検出ステータスを失敗とし、前記検出結果判定部は、
ａ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値以下のとき、前記重心検出部の検出結果を選択、
ｂ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値より大きくかつ第二判定値以下のとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、
ｃ）パターンマッチング検出部の検出が成功し、重心検出部の検出が失敗したとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、
ｄ）重心検出部の検出が成功し、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、前記重心検出部の検出結果を選択、するものである。
【０００９】
上記のように構成した位置検出装置は、被測定物を撮像し、撮像した画像から重心検出方法およびパターンマッチング検出方法で位置検出を行い、重心検出方法とパターンマッチング検出方法の検出結果を判定し、最適な検出結果を選択するという作用を有する。これにより、高精度な位置検出が可能となる。特に被測定物に角度変化や寸法変化が発生しても、特殊な処理を追加することなく正確な位置検出を行うことができ、被測定物に欠けや汚れなどの形状不良がある場合でも、正常な形状部分の情報をもとに、位置検出を行うことができる。また、登録画像が対称図形または非対称形状であっても、同じように高精度な検出位置が可能となる。
【００１１】
また、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値以下のとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物に数度程度のわずかな傾きがあるときの処理である。この場合、被測定物のわずかな傾きにより、パターンマッチング検出部の検出結果に誤差が発生するため、重心検出部の検出結果を使用することで、より高精度な検出位置が得られる。
【００１３】
また、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値より大きくかつ第二判定値以下のとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物にわずかに形状欠けがあるときの処理である。この場合、形状欠けに重心位置が影響され、重心検出部の検出結果に誤差が発生するため、パターンマッチング検出部の検出結果を使用することで、より高精度な検出位置が得られる。
【００１７】
また、検出結果判定部は、パターンマッチング検出部の検出が成功し、重心検出部の検出が失敗したとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物に大きな形状欠けがあるときの処理である。この場合、重心検出では面積が面積下限しきい値未満となるため検出は失敗となり、パターンマッチング検出の検出結果を使用すればよい。
【００１９】
また、検出結果判定部は、重心検出部の検出が成功し、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば、被測定物に大きな傾きがあるときの処理である。この場合、パターンマッチング検出では傾きが大きく一致度が一致度しきい値未満となり検出が失敗となり、重心検出の検出結果を使用すればよい。
請求項２記載の位置検出装置は、請求項１において、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第二判定値より大きいとき、アラームを発生する。
このように、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第二判定値より大きいとき、アラームを発生するので、例えば被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、異なる物体を検出しているため、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００２０】
請求項３記載の位置検出装置は、請求項１において、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する。
【００２１】
このように、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、撮像状態や照明などの調整不良のときの処理である。この場合、アラームを発生することで、検出対象物がないことを知らせる。
【００２２】
請求項４記載の位置検出装置は、請求項１において、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なう。
【００２３】
このように、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一して位置検出を行なうので、非対称図形の場合でも対称図形と同じ判定アルゴリズムを使用することができる。
【００２４】
請求項５記載の位置検出装置は、請求項１において、検出結果判定部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で判定を行う。
【００２５】
このように、検出結果判定部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で判定を行うので、非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、同じ判定アルゴリズムを使用することができる。
【００２６】
請求項６記載の位置検出装置は、請求項１において、前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果を判定し、検出したい被測定物の検出結果を推定して絞込む検出結果絞込み部と、前記検出結果絞込み部が絞込んだ検出結果を判定し、前記検出結果を選択する検出結果判定部とを備え、前記検出結果絞込み部は、
ａ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功したとき、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が最短である検出結果を選択、
ｂ）重心検出部の検出が成功した検出結果が１個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択、
ｃ）パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が１個で、重心検出部の検出が失敗したとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、するものである。
【００２７】
上記のように構成した位置検出装置は、被測定物を撮像し、撮像した画像から重心検出方法及びパターンマッチング検出方法で位置検出を行い、重心検出方法とパターンマッチング検出方法の検出結果を判定して最適な検出結果を絞込み、絞込んだ検出結果から最適な検出結果を選択するという作用を有する。これにより、請求項１の作用効果に加えて、画像に被測定物以外のものやノイズがあっても、被測定物を検出するので、高精度な位置検出が可能となる。
【００２９】
また、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が最短である検出結果を選択するので、検出したい被測定物の検出結果を採用することができる。これは複数の検出位置の中に本来検出したい被測定物の検出位置がある場合、その被測定物に該当するパターンマッチング検出の検出位置と重心検出の検出位置は近傍にあると考えられることによる。
【００３１】
また、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が１個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば正しい範囲を撮像しているが被測定物が傾いていたりしているだけの可能性が高いときの処理である。この場合、重心検出部の検出結果を採用すればよい。
【００３５】
また、検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が１個で、重心検出部の検出が失敗したとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば、正しい範囲を撮像しているが被測定物が欠けているだけの可能性が高いときの処理である。この場合、パターンマッチング検出部の検出結果を採用すればよい。
請求項７記載の位置検出装置は、請求項６において、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が２個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する。
このように、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が２個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、検出すべき被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００３６】
請求項８記載の位置検出装置は、請求項６において、検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が２個以上で、重心検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する。
【００３７】
このように、検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が２個以上で、重心検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、検出すべき被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００３８】
請求項９記載の位置検出装置は、請求項６において、検出結果絞込み部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する。
【００３９】
このように、検出結果絞込み部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、撮像状態や照明などの調整不良のときの処理である。この場合、アラームを発生することで、検出対象物がないことを知らせる。
【００４０】
請求項１０記載の位置検出装置は、請求項６において、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なう。
【００４１】
このように、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なうので、対称図形と同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。
【００４２】
請求項１１記載の位置検出装置は、請求項６において、検出結果絞込み部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で絞込みを行う。
【００４３】
このように、検出結果絞込み部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で絞込みを行うので、非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態の位置検出装置の構成図である。
【００４５】
図１４の従来の位置検出装置と同様に、被測定物（位置決めマーク３）の画像を撮像する画像撮影部（カメラ４）と、撮像画像を取込む画像取込み部６と、画像撮像部が撮像した画像の面積に基づいて重心位置を算出する重心検出方法で被測定物の位置検出を行なう重心検出部７と、画像撮像部が撮像した画像と登録画像の一致度を算出するパターンマッチング検出方法で被測定物の位置検出を行なうパターンマッチング検出部８とを備えた構成に、重心検出部７とパターンマッチング検出部８の検出結果を判定し、被測定物の状態に応じてより正確な検出結果を選択する検出結果判定部１０を追加したものである。
【００４６】
画像取込み部６は、主制御部９から画像取込み指令が入力されると、カメラ４から画像信号を取り込み、画像データを作成、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８に出力する。
【００４７】
重心検出部７は主制御部９から二値化しきい値や面積しきい値などのパラメータが入力される。画像取込み部６から画像データを入力されると、二値化パラメータなどから画像データを二値化処理し、二値化画像から重心位置などを求め、検出結果を検出結果判定部１０に出力する。検出結果は、重心検出処理が成功または失敗を示す検出ステータスと、検出位置などがある。重心検出では、重心位置を算出する画像のかたまりに対して、面積上限しきい値及び面積下限しきい値を設ける。重心位置を算出したかたまりの面積が面積下限しきい値以上かつ面積上限しきい値以下の場合、かたまりが正しい検出対象物と判断し、検出ステータスを成功とする。重心位置を算出したかたまりの面積が面積下限しきい値未満または面積上限しきい値より大きい場合、かたまりは不正な検出対象物と判断し、検出ステータスを失敗とする。面積しきい値は、検出対象物の設計値に対して、多少の寸法変化などがあっても検出できることを考慮して設定する。
【００４８】
パターンマッチング検出部８は、主制御部９から登録画像データや一致度しきいなどのパラメータが入力される。画像取込み部６から画像データを入力されると、登録画像データと入力した画像データを比較し、一致性の高い画像を探索し、検出結果を検出結果判定部１０に出力する。検出結果は、パターンマッチング検出処理が成功または失敗を示す検出ステータスと、検出位置などがある。パターンマッチング検出では登録画像に対して探索した画像の一致性を表す一致度というものを算出する。そこで一致度しきい値を設ける。探索した画像の一致度が一致度しきい値以上の場合、探索した画像は正しい検出対象物と判断し、検出ステータスを成功とする。探索した画像の一致度が一致度しきい値未満の場合、探索した画像は不正な検出対象物と判断し、検出ステータスを失敗とする。一致度しきい値は、登録画像に対して、検索画像に多少の形状欠けなどがあっても検出できることを考慮して設定する。またパターンマッチング検出方法は、正規化相関などの一般的な方法とし、寸法変化や角度変化などに対応する機能はない。
【００４９】
検出結果判定部１０には、主制御部９から検出結果の判定で使用するパラメータが入力される。重心検出部７及びパターンマッチング検出部８から検出結果が入力されると、検出結果を判定し、判定結果を主制御部９に出力する。主制御部９に出力する判定結果としては、検出位置などがある。
【００５０】
次に検出結果判定部１０の判定方法について説明する。図２に検出する位置決めマークを示す。上下左右方向に対称で、傾きのない十字マークＭ０である。この位置決めマークは、マーク中心位置ＰＭ０を位置検出で求める検出位置とする。予めパターンマッチング検出では図２を登録画像として登録しておく。登録画像の検出位置は、ＰＭ０とする。この位置決めマークは上下左右方向に対称なため、マーク中心位置と重心位置が一致する。
【００５１】
図３に形状欠けはないが、数度程度のわずかな傾きがある位置決めマークのカメラ画像を示す。重心検出では、位置決めマークＭ１に傾きがあっても、位置決めマークＭ１の重心位置とマーク中心位置が一致するため、マーク中心位置を正確に検出することができる。検出位置はＧＭ１となる。パターンマッチング検出では、位置決めマークの傾きが数度程度ならば一致度があまり低下しないため、一致度は一致度しきい値以上となり、検出は成功する。検出位置はＰＭ１となる。ただし位置決めマークＭ１のわずかな傾きにより、検出位置ＰＭ１はマーク中心位置に対してわずかに誤差が発生する。このため、重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を比較すると検出位置は異なるが、検出位置ＧＭ１と検出位置ＰＭ１の間の距離は小さい。このような場合、重心検出の検出結果を使用すれば、より高精度な検出位置が得られる。
【００５２】
次に、図４に傾きはないが、わずかに形状欠けがある位置決めマークのカメラ画像を示す。パターンマッチング検出では、位置決めマークＭ２の形状欠けがわずかならば一致度があまり低下しないため、一致度は一致度しきい値以上となり、検出は成功する。検出位置はＰＭ２となる。重心検出では、形状欠けが小さいと、位置決めマークＭ２の面積が面積下限しきい値以上かつ面積上限しきい値以下となるので、検出は成功する。検出位置はＧＭ２となる。しかしその形状欠けに重心位置が影響されるため、検出位置ＧＭ２はマーク中心位置に対してわずかに誤差が発生する。このため、重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を比較すると、検出位置ＧＭ２と検出位置ＰＭ２の間の距離が図３の場合より大きくなる。このような場合、パターンマッチング検出の検出結果を使用すれば、より高精度な検出位置が得られる。
【００５３】
次に、図５に登録した位置決めマークの類似形状と位置決めマークと同じ面積の円形状がある場合のカメラ画像を示す。類似形状Ａ１は登録画像の位置決めマークに形状欠けがある場合と同じであるので、パターンマッチング検出では一致度は低くなるものの、検出は成功する。検出位置はＰＡ１となる。重心検出では類似形状Ａ１の面積が面積下限しきい値未満となり、検出は失敗となる。しかし円形状Ｃ１の面積が面積下限しきい値以上かつ面積上限しきい値以下となるため、円形状Ｃ１の重心位置の検出は成功する。検出位置はＧＣ１となる。このため、重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を比較すると、ともに検出は成功しているが、検出位置ＧＣ１と検出位置ＰＡ１と間の距離が大きくなる。図５はプリント基板２の位置が不正で検出すべき位置決めマーク３がない場所をカメラ４が撮像していたり、位置決めマーク３の周辺のプリント基板２に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高い。このような場合、画像不良アラームを発生する。アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００５４】
次に、図６に傾きはないが、大きな形状欠けがある位置決めマークのカメラ画像を示す。パターンマッチング検出では、位置決めマークＭ３のような形状欠けがあっても、一致度は低くなるものの、検出は成功する。検出位置はＰＭ３となる。重心検出では、面積が面積下限しきい値未満となるため、検出は失敗となる。このような場合、パターンマッチング検出の検出結果を使用すれば良い。
【００５５】
次に、図７に形状欠けはないが、大きな傾きがある場合のカメラ画像を示す。位置決めマークＭ４は、傾きはあっても欠けがないため、重心位置とマーク中心が同一になる。そこで、重心検出の検出位置ＧＭ４はマーク中心となる。パターンマッチング検出では、傾きが大きい場合は、一致度が一致度しきい値未満となり、検出が失敗する。このような場合、重心検出の検出結果を使用すれば良い。
【００５６】
重心検出及びパターンマッチング検出がともに失敗する場合がある。これは、カメラ４の取り付け状態やカメラ照明５の光量などの調整不良などが考えられる。そこでこのような場合、検出対象物なしアラームを発生する。
【００５７】
このように検出する位置決めマークの状態によって、重心検出とパターンマッチングではその検出方法の特性から、検出結果が異なる。重心検出がパターンマッチング検出より正確に検出できる場合や、パターンマッチング検出が重心検出より正確に検出できる場合が発生する。各検出結果を比較すれば、より正確な検出結果を得ることができる。
【００５８】
図８に検出結果判定部１０の判定アルゴリズムのフローチャートを示す。重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を比較し、より正確な検出結果を採用できるように判定する。図３、図４、図５のように、パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに成功の場合、パターンマッチング検出の検出位置と重心検出の検出位置の間の距離によって、処理が変わる。そこで検出位置間の距離を判定する第一判定値、第二判定値を設定する。距離が第一判定値以下の場合、重心検出の検出結果を採用する。距離が第一判定値より大きく、第二判定値以下の場合、パターンマッチング検出の検出結果を採用する。距離が第二判定値より大きい場合、画像不良アラームを発生する。第一判定値、第二判定値の設定値は、位置決めマークの形状、位置決めマークを撮像したときの画像状態、プリント基板穴加工機として位置検出装置に要求する位置検出精度などから決定する。
【００５９】
ステップ１では、パターンマッチング検出の実行ステータスを判定する。ステップ２では、重心検出の実行ステータスを判定する。ステップ３では、パターンマッチング検出及び重心検出の実行ステータスがともに成功である場合、重心検出の検出位置とパターンマッチング検出の検出位置の間の距離を判定する。距離を第一判定値、第二判定値と比較して判定する。ステップ４では、判定結果毎の処理を実行する。
【００６０】
重心検出の検出位置とパターンマッチング検出の検出位置の間の距離をＬ，第一判定値をＬ１、第二判定値をＬ２とする。パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに成功で（式１）を満たす場合、重心検出の検出結果を採用する。
【００６１】
Ｌ ≦ Ｌ１ ……………（式１）
パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに成功で（式２）を満たす場合、パターンマッチング検出の検出結果を採用する。
【００６２】
Ｌ１ ＜ Ｌ ≦ Ｌ２ ………（式２）
パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに成功で検出位置間の距離が（式３）を満たす場合、画像不良アラームを発生する。
【００６３】
Ｌ２ ＜ Ｌ ……………（式３）
パターンマッチング検出の検出ステータスが成功で重心検出の検出ステータスが失敗の場合、パターンマッチング検出の検出結果を採用する。パターンマッチング検出の検出ステータスが失敗で重心検出の検出ステータスが成功の場合、重心検出の検出結果を採用する。パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに失敗の場合、検出対象物なしアラームを発生する。
【００６４】
図１の位置検出装置の動作について説明する。予め重心検出部７とパターンマッチング検出部８には、主制御部９から検出に必要なパラメータを入力しておく。検出結果判定部１０には、第一判定値、第二判定値を入力しておく。またテーブル１にプリント基板２を搭載し、位置決めマーク３がカメラ４の視野内に入るようにテーブル１の位置制御を行っておく。またカメラ照明５は検出に最適な光量を設定しておく。主制御部９は画像処理部に画像取込み指令を出力する。画像取込み部６は、画像取込み指令が入力されると、カメラ４からの画像信号を取込み、画像データを作成し、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８に画像データを出力する。重心検出部７では画像データが入力されると、重心検出処理を行い、検出結果を検出結果判定部１０に出力する。パターンマッチング検出部８では画像データが入力されると、パターンマッチング検出処理を行い、検出結果を検出結果判定部１０に出力する。検出結果判定部１０では、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８から入力された検出結果を、図８の判定アルゴリズムに従い判定し、判定結果を主制御部９に出力する。
【００６５】
パターンマッチング検出の登録画像の検出位置は、通常位置決めマークの幾何学的な中心にするため、対称図形の場合には重心位置と一致する。非対称図形の場合でも、登録画像の検出位置を重心位置と同一にすれば、対称図形と同じ判定アルゴリズムを使用することができる。また非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で判定を行えば、同じ判定アルゴリズムを使用することができる。
【００６６】
このように、重心検出とパターンマッチング検出の検出特性の違いからそれぞれの検出結果を比較して判定し、より正確な検出結果を選択するため、高精度な検出位置が可能となる。特に位置決めマークに角度変化や寸法変化が発生しても、特殊な処理を追加することなく正確な位置検出を行うことができる。また登録画像が対称図形または非対称形状であっても、同じように高精度な検出位置が可能となる。
【００６７】
この発明の第２の実施の形態を図９〜図１３に基づいて説明する。図９はこの発明の第２の実施の形態の位置検出装置の構成図である。
【００６８】
図１のこの発明の第１の実施の形態の位置検出装置と同様に、画像撮像部と、重心検出部７と、パターンマッチング検出部８と、検出結果判定部１０とを備えた構成に、重心検出部７とパターンマッチング検出部８の検出結果を判定し、検出したい被測定物の検出結果を推定して絞込む検出結果絞込み部１１を追加したものである。
【００６９】
検出結果絞込み部１１には、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８から検出結果が入力されると、最適な検出結果の絞込みを行い、絞込み結果を検出結果判定部１０に出力する。検出結果判定部１０に出力する絞込み結果としては、絞り込んだ検出結果の検出ステータスと検出位置などがある。
【００７０】
次に検出結果絞込み部１１の絞込み方法について説明する。検出する位置決めマークは図２と同様の十字マークとする。予めパターンマッチング検出では図２を登録画像として登録しておく。登録画像の検出位置は、マーク中心位置とする。
【００７１】
図１０にカメラ４の視野内に検出したい位置決めマークを含む複数の検出対象がある場合の画像を示す。図１０のような画像の場合、パターンマッチング検出では、検出マークＭ５と類似形状Ａ２の検出が可能である。重心検出では検出マークＭ５と位置決めマークと同じ面積の円形状Ｃ２の検出が可能である。パターンマッチング検出の検出位置はＰＭ５，ＰＡ２となる。重心検出の検出位置はＧＭ５，ＧＣ２となる。これらの検出位置の中に本来検出したい位置決めマークの検出位置がある場合、その位置決めマークに該当するパターンマッチング検出の検出位置と重心検出の検出位置は、近傍にあると考えられる。そこでパターンマッチング検出の検出位置ＰＭ５，ＰＡ２と重心検出の検出位置ＧＭ５，ＧＣ２の間の距離をすべての組合せで算出する。すべての組合せの中で、最短距離となるものが検出したい位置決めマークに該当する検出結果である。よって最短距離の組合せの検出結果を採用する。図１０では、パターンマッチング検出の検出位置ＰＭ５と重心検出の検出位置ＧＭ５の組合せが最短距離となるため、この２点ＰＭ５，ＧＭ５の検出結果を検出結果判定部１０に出力する。
【００７２】
図１１にパターンマッチング検出でのみ検出が成功となる対象物が複数個存在する場合の画像を示す。図１１のような画像の場合、パターンマッチング検出では、類似形状Ａ３と類似形状Ａ４の検出が可能である。パターンマッチング検出の検出位置は、ＰＡ３，ＰＡ４となる。重心検出では、類似形状Ａ３及びＡ４の面積は、面積下限しきい値未満となり、検出は失敗となる。パターンマッチング検出の検出位置ＰＡ３，ＰＡ４は、どちらが本来検出する位置決めマークであるか、判断できない。図１１は、プリント基板２の位置が不正で検出すべき位置決めマーク３がない場所をカメラ４が撮像していたり、位置決めマーク３の周辺のプリント基板２に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高い。このような場合画像不良アラームを発生する。画像不良アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。なお、パターンマッチング検出でのみ１個の検出結果が得られた場合は、正しい範囲をカメラは撮像しているが、図６のように位置決めマークが欠けているだけの可能性が高いので、その検出結果を採用する。
【００７３】
図１２に重心検出でのみ検出ステータスが成功となる対象物が複数個存在する場合の画像を示す。図１２のような画像の場合、重心検出では、円形状Ｃ３と円形状Ｃ４の検出が可能である。重心検出の検出位置は、ＧＣ３，ＧＣ４となる。パターンマッチング検出では、登録画像と形状が著しく異なるため検出は失敗となる。重心検出の検出位置ＧＣ３，ＧＣ４は、どちらが本来検出するマークであるか、判断できない。図１２は、プリント基板２の位置が不正で検出すべき位置決めマーク３がない場所をカメラ４が撮像していたり、位置決めマーク３の周辺のプリント基板２に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高い。このような場合画像不良アラームを発生する。画像不良アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。なお、重心検出でのみ１個の検出結果が得られた場合は、正しい範囲をカメラは撮像しているが、図７のように位置決めマークが傾いていたりしているだけの可能性が高いので、その検出結果を採用する。
【００７４】
重心検出及びパターンマッチング検出がともに失敗する場合がある。これは、カメラ４の取り付け状態やカメラ照明５の光量などの調整不良などが考えられる。そこでこのような場合、検出対象物なしアラームを発生する。
【００７５】
図１３に検出結果絞込み部１１の判定アルゴリズムのフローチャートを示す。重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を比較し、検出結果を絞り込む。ステップ１では、パターンマッチング検出の実行ステータスを判定する。ステップ２では、重心検出の実行ステータスを判定する。ステップ３では、パターンマッチング検出または重心検出のどちらかの検出ステータスが成功の場合、成功した検出方法の検出結果の個数を判定する。ステップ４では、判定結果毎の処理を実行する。パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに成功の場合、重心検出の検出位置とパターンマッチング検出の検出位置の組合せの中で、最短距離の組合せを検出結果として採用する。パターンマッチング検出の検出ステータスが成功で重心検出の検出ステータスが失敗の場合、パターンマッチング検出の検出個数を判定し、検出個数が１個の時、その検出結果を採用する。検出個数が２個以上の時、画像不良アラームを発生する。パターンマッチング検出の検出ステータスが失敗で重心検出の検出ステータスが成功の場合、重心検出の検出個数を判定し、検出個数が１個の時、その検出結果を採用する。検出個数が２個以上の時、画像不良アラームを発生する。パターンマッチング検出及び重心検出の検出ステータスがともに失敗の場合、検出対象物なしアラームを発生する。
【００７６】
図９の位置検出装置の動作について説明する。予め重心検出部７とパターンマッチング検出部８には、主制御部９から検出に必要なパラメータを入力しておく。検出結果判定部１０には、判定用のパラメータを入力しておく。またテーブル１にプリント基板２を搭載し、検出マーク３がカメラ４の視野内に入るようにテーブル１の位置制御を行っておく。またカメラ照明５は検出に最適な光量を設定しておく。主制御部９は画像処理部に画像取込み指令を出力する。画像取込み部６は、画像取込み指令が入力されると、カメラ４からの画像信号を取込み、画像データを作成し、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８に画像データを出力する。重心検出部７では画像データが入力されると、重心検出処理を行い、検出結果を検出結果絞込み部１１に出力する。パターンマッチング検出部８では画像データが入力されると、パターンマッチング検出処理を行い、検出結果を検出結果絞込み部１１に出力する。検出結果絞込み部１１では、重心検出部７及びパターンマッチング検出部８から入力された検出結果を図１３のアルゴリズムに従って検出結果を絞込む。絞込んだ検出結果を検出結果判定部１０に出力する。検出結果判定部１０では、検出結果絞込み部１１から入力された検出結果を、図８の判定アルゴリズムから判定する。判定結果を主制御部９に出力する。
【００７７】
パターンマッチング検出の登録画像の検出位置は、通常検出マークの幾何学的な中心にするため、対称図形の場合には重心位置と一致する。非対称図形の場合でも、登録画像の検出位置を重心位置と同一にすれば、対称図形と同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。また非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で絞込みを行えば、同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。
【００７８】
このように複数個の検出結果が得られた場合、重心検出とパターンマッチング検出の検出特性の違いからそれぞれの検出結果を比較して、本来検出したい位置決めマークの検出結果を推定して絞込んだ後、絞込んだ重心検出とパターンマッチング検出の検出結果を判定し、より正確な検出結果を選択するので高精度な位置検出が可能となる。特にカメラ視野内に検出したいもの以外のものが存在しても、検出したいものを絞込むため、安定した高精度な位置検出が可能となる。また登録画像が対称図形または非対称形状であっても、同じように高精度な位置検出が可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の位置検出装置によれば、被測定物の画像を撮像する画像撮影部と、画像撮像部が撮像した画像の面積に基づいて重心位置を算出する重心検出方法で被測定物の位置検出を行なう重心検出部と、画像撮像部が撮像した画像と登録画像の一致度を算出するパターンマッチング検出方法で被測定物の位置検出を行なうパターンマッチング検出部と、重心検出部とパターンマッチング検出部の検出結果を判定し、被測定物の状態に応じてより正確な検出結果を選択する検出結果判定部とを備えているので、高精度な位置検出が可能となる。特に被測定物に角度変化や寸法変化が発生しても、特殊な処理を追加することなく正確な位置検出を行うことができ、被測定物に欠けや汚れなどの形状不良がある場合でも、正常な形状部分の情報をもとに、位置検出を行うことができる。また、登録画像が対称図形または非対称形状であっても、同じように高精度な検出位置が可能となる。
【００８０】
また、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値以下のとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物に数度程度のわずかな傾きがあるときの処理である。この場合、被測定物のわずかな傾きにより、パターンマッチング検出部の検出結果に誤差が発生するため、重心検出部の検出結果を使用することで、より高精度な検出位置が得られる。
【００８１】
また、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値より大きくかつ第二判定値以下のとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物にわずかに形状欠けがあるときの処理である。この場合、形状欠けに重心位置が影響され、重心検出部の検出結果に誤差が発生するため、パターンマッチング検出部の検出結果を使用することで、より高精度な検出位置が得られる。
【００８３】
また、検出結果判定部は、パターンマッチング検出部の検出が成功し、重心検出部の検出が失敗したとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば被測定物に大きな形状欠けがあるときの処理である。この場合、重心検出では面積が面積下限しきい値未満となるため検出は失敗となり、パターンマッチング検出の検出結果を使用すればよい。
【００８４】
また、検出結果判定部は、重心検出部の検出が成功し、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば、被測定物に大きな傾きがあるときの処理である。この場合、パターンマッチング検出では傾きが大きく一致度が一致度しきい値未満となり検出が失敗となり、重心検出の検出結果を使用すればよい。
請求項２では、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第二判定値より大きいとき、アラームを発生するので、例えば被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、異なる物体を検出しているため、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００８５】
請求項３では、検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、撮像状態や照明などの調整不良のときの処理である。この場合、アラームを発生することで、検出対象物がないことを知らせる。
【００８６】
請求項４では、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一して位置検出を行なうので、非対称図形の場合でも対称図形と同じ判定アルゴリズムを使用することができる。
【００８７】
請求項５では、検出結果判定部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で判定を行うので、非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、同じ判定アルゴリズムを使用することができる。
【００８８】
この発明の請求項６記載の位置検出装置によれば、被測定物の画像を撮像する画像撮影部と、画像撮像部が撮像した画像の面積に基づいて重心位置を算出する重心検出方法で被測定物の位置検出を行なう重心検出部と、画像撮像部が撮像した画像と登録画像の一致度を算出するパターンマッチング検出方法で被測定物の位置検出を行なうパターンマッチング検出部と、重心検出部とパターンマッチング検出部の検出結果を判定し、検出したい被測定物の検出結果を推定して絞込む検出結果絞込み部と、検出結果絞込み部が絞込んだ検出結果を判定し、検出したい被測定物の状態に応じてより正確な検出結果を選択する検出結果判定部とを備えているので、請求項１の作用効果に加えて、画像に被測定物以外のものやノイズがあっても、被測定物を検出するので、高精度な位置検出が可能となる。
【００８９】
また、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が最短である検出結果を選択するので、検出したい被測定物の検出結果を採用することができる。これは複数の検出位置の中に本来検出したい被測定物の検出位置がある場合、その被測定物に該当するパターンマッチング検出の検出位置と重心検出の検出位置は近傍にあると考えられることによる。
【００９０】
また、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が１個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択するので、例えば正しい範囲を撮像しているが被測定物が傾いていたりしているだけの可能性が高いときの処理である。この場合、重心検出部の検出結果を採用すればよい。
【００９２】
また、検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が１個で、重心検出部の検出が失敗したとき、パターンマッチング検出部の検出結果を選択するので、例えば、正しい範囲を撮像しているが被測定物が欠けているだけの可能性が高いときの処理である。この場合、パターンマッチング検出部の検出結果を採用すればよい。
請求項７では、検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が２個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、検出すべき被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００９３】
請求項８では、検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が２個以上で、重心検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、検出すべき被測定物がない場所を撮像していたり、被測定物の周辺に汚れがあるなど、画像不良の可能性が高いときの処理である。この場合、アラーム発生によって検出結果を使用しないようにする。
【００９４】
請求項９では、検出結果絞込み部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生するので、例えば、撮像状態や照明などの調整不良のときの処理である。この場合、アラームを発生することで、検出対象物がないことを知らせる。
【００９５】
請求項１０では、パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なうので、対称図形と同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。
【００９６】
請求項１１では、検出結果絞込み部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で絞込みを行うので、非対称な図形の場合などで登録画像の検出位置と重心位置が異なる場合、同じ絞込みアルゴリズムを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の位置検出装置の構成図である。
【図２】第１の実施の形態においてパターンマッチング検出の登録画像図である。
【図３】第１の実施の形態においてわずかに傾きがある場合の位置決めマークのカメラ画像図である。
【図４】第１の実施の形態においてわずかに形状欠けがある場合の位置決めマークのカメラ画像図である。
【図５】第１の実施の形態において登録した位置決めマークの類似形状と円形状がある場合のカメラ画像図である。
【図６】第１の実施の形態において大きな形状欠けがある場合の位置決めマークのカメラ画像図である。
【図７】第１の実施の形態において大きな傾きがある場合の位置決めマークのカメラ画像図である。
【図８】第１の実施の形態において検出結果判定部の判定アルゴリズムのフローチャートである。
【図９】この発明の第２の実施の形態の位置検出装置の構成図である。
【図１０】第２の実施の形態においてカメラ視野内に位置決めマークを含む複数の検出対象がある場合のカメラ画像図である。
【図１１】第２の実施の形態においてパターンマッチング検出でのみ検出が成功となる対象物が複数個存在する場合のカメラ画像図である。
【図１２】第２の実施の形態において重心検出でのみ検出が成功となる対象物が複数個存在する場合のカメラ画像図である。
【図１３】第２の実施の形態において検出結果絞込み部の絞込みアルゴリズムのフローチャートである。
【図１４】従来の位置検出装置の構成図である。
【符号の説明】
１ テーブル
２ プリント基板
３ 位置決めマーク
４ カメラ
５ カメラ照明
６ 画像取込み部
７ 重心検出部
８ パターンマッチング検出部
９ 主制御部
１０ 検出結果判定部
１１ 検出結果絞込み部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detection device that is used in a printed circuit board processing machine, an electronic component mounting machine, and the like to increase the accuracy of position detection.
[0002]
[Prior art]
In printed circuit board hole processing machines, electronic component mounting machines, and the like, position detection of printed circuit boards and electronic components is performed using a position detection device. For example, in a printed circuit board drilling machine, a positioning mark is added to the printed circuit board in advance, the position control device positions the printed circuit board so that the positioning mark falls within the detection range of the position detection device, and the position detection device detects the position of the positioning mark. The printed circuit board position is calculated from the detection position of the positioning mark, the hole processing position of the printed circuit board is corrected, and the hole processing is performed.
[0003]
In recent years, with the progress of miniaturization of electronic devices, along with the miniaturization of electronic components, there has been a demand for smaller diameters and higher density of processed holes in printed circuit boards. In order to reduce the diameter and increase the density of the processed holes, it is necessary to increase the accuracy of the processed hole positions. Therefore, it is necessary to increase the position detection of the positioning marks for calculating the position of the printed circuit board. is there.
[0004]
FIG. 14 shows a configuration of a conventional position detecting device for a printed circuit board hole drilling machine. Printed circuit board 2 for drilling, table 1 for mounting printed circuit board 2, positioning mark 3 attached on printed circuit board 2, camera 4 for imaging positioning mark 3, camera illumination 5 for illuminating the field of view of camera 4, camera 4 An image capturing unit 6 for capturing the captured image, a centroid detecting unit 7 for detecting the centroid from the captured image, a pattern matching detecting unit 8 for performing pattern matching detection from the captured image, and a main control unit 9 for controlling the entire position detecting device. Consists of The printed circuit board 2 is placed on the table 1 in advance, and the table 1 is moved so that the positioning mark 3 is within the field of view of the camera 4. When the main control unit 9 outputs an image capture command to the image capture unit 6, the image capture unit 6 captures an image signal from the camera 4 and creates image data. The created image data is output to the centroid detection unit 7 or the pattern matching detection unit 8. Each detection unit calculates a detection position from the image and outputs the detection position to the main control unit 9.
[0005]
As described above, the position of the positioning mark 3 on the printed circuit board 2 can be detected by image processing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Although the position of the positioning mark on the printed circuit board can be detected by the above-described method, since the center of gravity detection and the pattern matching detection have different characteristics, it is necessary to select and use a detection method suitable for the detection target in advance. . In the center of gravity detection, the captured image is binarized and then the center of gravity of the cluster of the binarized image is calculated. The center of gravity is obtained regardless of the change in the angle or the size of the detection target. Can do. However, when the detection target has a shape defect such as chipping or dirt, the center-of-gravity position to be detected cannot be calculated because the center-of-gravity position is obtained for the defective shape. Pattern matching detection searches for an image that matches a registered image that has been registered in advance, and even if the detection target has a shape defect such as a chip or dirt, the position of the object is determined based on information on the normal shape part. Detection can be performed. However, if the detected object has an angle change or a dimensional change compared to the registered image, the position cannot be detected correctly. In order to cope with a dimensional change and a rotation angle by pattern matching detection, dedicated hardware is required or the processing time is significantly increased.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a position detection device that can solve the above-described problems and can perform highly accurate position detection.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a position detection apparatus according to claim 1 of the present invention includes an image capturing unit that captures an image of an object to be measured, and an image captured by the image capturing unit.Of the binarized imageA center-of-gravity detection unit that detects the position of the object to be measured by a center-of-gravity detection method that calculates the position of the center of gravity, and a position detection of the object to be measured by a pattern matching detection method that calculates the degree of coincidence between the image captured by the image capturing unit and the registered image A pattern matching detection unit, and a detection result of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit, One of the detection results of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unitA detection result determination unit to selectThe center-of-gravity detection unit provides an area upper limit threshold and an area lower limit threshold for an image block for calculating the position of the center of gravity, and the area of the cluster is equal to or larger than the area lower limit threshold and the area upper limit threshold. In the following cases, the mass is judged to be a correct detection object and the detection status is set to success, and if the area of the mass is less than the area lower limit threshold or larger than the area upper limit threshold, the mass is judged to be an illegal detection object. Then, the detection status is determined to be failure, and the pattern matching detection unit calculates a degree of coincidence representing the coincidence between the registered image and the image from the image capturing unit, and the degree of coincidence is equal to or greater than the coincidence threshold. In this case, it is determined that the searched image is a correct detection target and the detection status is successful, and if the degree of coincidence is less than the coincidence threshold, the searched image is determined to be an invalid detection target. The detection status and failure, and the detection result determination unit,
  a) When the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit is both successful, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is equal to or less than a first determination value, the centroid detection unit Select detection results for
  b) Both the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit are successfully detected, and the distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is greater than the first determination value and equal to or less than the second determination value. When selecting the detection result of the pattern matching detection unit,
  c) When the detection of the pattern matching detection unit succeeds and the detection of the centroid detection unit fails, the detection result of the pattern matching detection unit is selected.
  d) When the detection of the centroid detection unit succeeds and the detection of the pattern matching detection unit fails, the detection result of the centroid detection unit is selected.
[0009]
The position detection apparatus configured as described above captures an image of an object to be measured, performs position detection using the center of gravity detection method and the pattern matching detection method from the captured image, and determines the detection results of the center of gravity detection method and the pattern matching detection method. And having the effect of selecting an optimum detection result. Thereby, highly accurate position detection becomes possible. In particular, even if angle changes or dimensional changes occur in the measured object, accurate position detection can be performed without adding special processing, and even if the measured object has a defective shape such as chipping or dirt, Position detection can be performed based on information on a normal shape portion. Even if the registered image is a symmetric figure or an asymmetric shape, a highly accurate detection position can be achieved in the same manner.
[0011]
  Also,The detection result determination unit detects the center of gravity when the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit succeeds, and the distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is equal to or less than the first determination value. This is a process when, for example, the object to be measured has a slight inclination of several degrees. In this case, an error occurs in the detection result of the pattern matching detection unit due to a slight inclination of the object to be measured. Therefore, a detection position with higher accuracy can be obtained by using the detection result of the centroid detection unit.
[0013]
  Also,The detection result determination unit succeeds in both the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is larger than the first determination value and the second determination When the value is equal to or smaller than the value, the detection result of the pattern matching detection unit is selected. For example, this is processing when the object to be measured has a slight shape defect. In this case, the position of the center of gravity is affected by the lack of shape, and an error occurs in the detection result of the center of gravity detection unit. Therefore, a detection position with higher accuracy can be obtained by using the detection result of the pattern matching detection unit.
[0017]
  Also,When the detection of the pattern matching detection unit succeeds and the detection of the center of gravity detection unit fails, the detection result determination unit selects the detection result of the pattern matching detection unit. It is processing. In this case, since the area is smaller than the area lower limit threshold in the gravity center detection, the detection fails, and the detection result of the pattern matching detection may be used.
[0019]
  The detection result determination unit selects the detection result of the centroid detection unit when the detection of the centroid detection unit succeeds and the detection of the pattern matching detection unit fails. For example, when the object to be measured has a large inclination It is processing of. In this case, in the pattern matching detection, the inclination is large and the coincidence degree is less than the coincidence threshold value, so that the detection fails, and the detection result of the centroid detection may be used.
  According to a second aspect of the present invention, there is provided the position detection device according to the first aspect, wherein the detection result determination unit succeeds in detecting the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the detection position of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit When the distance between the detection positions is greater than the second determination value, an alarm is generated.
  As described above, the detection result determination unit succeeds in both the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is larger than the second determination value. This is a process when there is a high possibility of an image failure, for example, when a place where there is no object to be measured is picked up or there is dirt around the object to be measured. In this case, since a different object is detected, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0020]
  Claim3The described position detection device according to claim 1, wherein the detection result determination unit generates an alarm when the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit fails.
[0021]
As described above, the detection result determination unit generates an alarm when the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit fails. For example, the detection result determination unit is processing when there is a poor adjustment such as an imaging state or illumination. In this case, an alarm is generated to notify that there is no detection target.
[0022]
  Claim4In the position detection device described above, the pattern matching detection unit performs position detection by making the detection position of the registered image the same as the position of the center of gravity of the registered image.
[0023]
As described above, the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the position of the center of gravity of the registered image. Therefore, even in the case of an asymmetric graphic, the same determination algorithm as that for the symmetric graphic can be used.
[0024]
  Claim5The position detection device according to claim 1, wherein when the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result determination unit is the distance between the detected position of the registered image and the centroid position of the registered image. The determination is performed based on a value obtained by subtracting the distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit.
[0025]
As described above, when the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result determination unit determines the detection position and pattern of the centroid detector by the distance between the detected position of the registered image and the centroid position of the registered image. Since the determination is performed using a value subtracted from the distance between the detection positions of the matching detection unit, the same determination algorithm can be used when the detection position of the registered image is different from the centroid position in the case of an asymmetric figure or the like.
[0026]
  Claim6The position detection device described isIn claim 1, the saidThe detection result of the center-of-gravity detection unit and the pattern matching detection unit is determined, and the detection result narrowing unit that estimates and narrows down the detection result of the object to be detected and the detection result narrowed down by the detection result narrowing unit are determined.The aboveA detection result determination unit for selecting a detection resultThe detection result narrowing part is
  a) When the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit is both successful, select the detection result with the shortest distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit;
  b) When the detection result of the center of gravity detection unit is one and the detection result of the pattern matching detection unit fails, select the detection result of the center of gravity detection unit;
  c) When the detection result of the pattern matching detection unit is one and the detection of the centroid detection unit fails, the detection result of the pattern matching detection unit is selected.
[0027]
The position detection apparatus configured as described above captures an image of an object to be measured, performs position detection using the center of gravity detection method and the pattern matching detection method from the captured image, and determines the detection results of the center of gravity detection method and the pattern matching detection method. Thus, the optimum detection result is narrowed down, and the optimum detection result is selected from the narrowed down detection result. Thus, in addition to the function and effect of the first aspect, since the object to be measured is detected even if there is something other than the object to be measured or noise in the image, the position can be detected with high accuracy.
[0029]
  Also,Since the detection result narrowing unit selects the detection result having the shortest distance between the detection position of the center-of-gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit, the detection result of the object to be detected can be adopted. This is because if there is a detection position of the object to be detected originally among a plurality of detection positions, the detection position of the pattern matching detection corresponding to the measurement object and the detection position of the center of gravity detection are considered to be in the vicinity. .
[0031]
  Also,The detection result narrowing unit selects the detection result of the centroid detection unit when the detection of the centroid detection unit is successful and the detection of the pattern matching detection unit fails. However, this is a process when there is a high possibility that the measured object is tilted. In this case, what is necessary is just to employ | adopt the detection result of a gravity center detection part.
[0035]
  Also,The detection result narrowing unit selects the detection result of the pattern matching detection unit when the detection of the center of gravity detection unit fails when the detection of the pattern matching detection unit is successful and the detection of the center of gravity detection fails. However, it is a process when there is a high possibility that the object to be measured is missing. In this case, the detection result of the pattern matching detection unit may be adopted.
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the position detection device according to the sixth aspect, wherein the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection result of the center of gravity detection unit is two and the detection of the pattern matching detection unit fails. To do.
  In this way, the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection of the center of gravity detection unit succeeds and the detection of the pattern matching detection unit fails. For example, the object to be detected is detected. This process is performed when there is a high possibility of image failure, such as when a place where there is no image is captured or there is dirt around the object to be measured. In this case, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0036]
  Claim8The position detecting device described in claim6The detection result narrowing unit generates an alarm when the detection result of the pattern matching detection unit is two or more and the detection of the centroid detection unit fails.
[0037]
In this way, the detection result narrowing unit generates an alarm when there are two or more detection results of successful detection by the pattern matching detection unit and the detection of the centroid detection unit fails. This is processing when there is a high possibility of image failure, such as when a place where there is no object is imaged or there is dirt around the object to be measured. In this case, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0038]
  Claim9The position detecting device described in claim6The detection result narrowing unit generates an alarm when the detection of the gravity center detection unit and the pattern matching detection unit fails.
[0039]
As described above, the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit fails, and is, for example, processing when there is a poor adjustment of the imaging state or illumination. In this case, an alarm is generated to notify that there is no detection target.
[0040]
  Claim10The position detecting device described in claim6The pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the center of gravity position of the registered image.
[0041]
As described above, the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the position of the center of gravity of the registered image, and therefore, the same narrowing algorithm as that of the symmetric figure can be used.
[0042]
  Claim11The position detecting device described in claim6In this case, when the detection position of the registered image is different from the center of gravity position of the registered image, the detection result narrowing unit detects the detection position of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection by the distance between the detection position of the registered image and the center of gravity position of the registered image. Narrowing is performed by a value subtracted from the distance between the detection positions of the parts.
[0043]
As described above, when the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result narrowing unit detects the position and pattern of the centroid detection unit by the distance between the detected position of the registered image and the centroid position of the registered image. Since the narrowing is performed with a value subtracted from the distance between the detection positions of the matching detection unit, the same narrowing algorithm can be used when the detected position of the registered image and the centroid position are different in the case of an asymmetric figure or the like.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a position detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0045]
As in the conventional position detection apparatus of FIG. 14, the image capturing unit (camera 4) that captures an image of the object to be measured (positioning mark 3), the image capturing unit 6 that captures the captured image, and the image capturing unit capture the image. The center-of-gravity detection unit 7 that detects the position of the object to be measured by the center-of-gravity detection method that calculates the center-of-gravity position based on the area of the captured image, and the pattern matching detection method that calculates the degree of coincidence between the image captured by the image imaging unit and the registered image The detection result of the center of gravity detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8 is determined in the configuration including the pattern matching detection unit 8 for detecting the position of the measurement object in the above, and more accurate detection is performed according to the state of the measurement object. A detection result determination unit 10 for selecting a result is added.
[0046]
When an image capture command is input from the main control unit 9, the image capture unit 6 captures an image signal from the camera 4, creates image data, and outputs the image data to the centroid detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8.
[0047]
The center-of-gravity detection unit 7 receives parameters such as a binarization threshold value and an area threshold value from the main control unit 9. When image data is input from the image capturing unit 6, the image data is binarized from the binarization parameters and the like, the barycentric position is obtained from the binarized image, and the detection result is output to the detection result determination unit 10. . The detection result includes a detection status indicating the success or failure of the center of gravity detection process, a detection position, and the like. In the center of gravity detection, an area upper limit threshold and an area lower limit threshold are provided for a group of images for calculating the center of gravity position. When the area of the mass for which the position of the center of gravity is calculated is equal to or larger than the area lower limit threshold and equal to or smaller than the area upper threshold, the mass is determined to be a correct detection target, and the detection status is determined to be successful. When the area of the mass for which the position of the center of gravity is calculated is less than the area lower limit threshold or larger than the area upper limit threshold, the mass is determined to be an invalid detection target, and the detection status is determined to be failure. The area threshold value is set in consideration of the fact that it can be detected even if there is some dimensional change with respect to the design value of the detection object.
[0048]
The pattern matching detection unit 8 receives parameters such as registered image data and a coincidence threshold from the main control unit 9. When image data is input from the image capturing unit 6, the registered image data is compared with the input image data, an image with high matching is searched, and a detection result is output to the detection result determination unit 10. The detection result includes a detection status indicating whether the pattern matching detection process has succeeded or failed, a detection position, and the like. In pattern matching detection, the degree of coincidence representing the coincidence of the searched image with respect to the registered image is calculated. Therefore, a coincidence threshold is provided. If the degree of coincidence of the searched image is equal to or higher than the coincidence threshold, the searched image is determined to be a correct detection target, and the detection status is set to success. When the degree of coincidence of the searched image is less than the coincidence degree threshold value, the searched image is determined to be an unauthorized detection target, and the detection status is determined to be failure. The coincidence threshold value is set in consideration of the fact that a search image can be detected even if there are some missing shapes in the registered image. The pattern matching detection method is a general method such as normalized correlation, and has no function corresponding to a dimensional change or an angle change.
[0049]
The detection result determination unit 10 receives parameters used for determination of the detection result from the main control unit 9. When detection results are input from the center-of-gravity detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8, the detection result is determined and the determination result is output to the main control unit 9. The determination result output to the main control unit 9 includes a detection position.
[0050]
Next, a determination method of the detection result determination unit 10 will be described. FIG. 2 shows the positioning marks to be detected. The cross mark M0 is symmetrical in the vertical and horizontal directions and has no inclination. The positioning mark is a detection position obtained by detecting the mark center position PM0 by position detection. For pattern matching detection, FIG. 2 is registered in advance as a registered image. The detection position of the registered image is PM0. Since this positioning mark is symmetrical in the vertical and horizontal directions, the center position of the mark coincides with the position of the center of gravity.
[0051]
FIG. 3 shows a camera image of a positioning mark that has no shape defect but has a slight inclination of several degrees. In the center of gravity detection, even if the positioning mark M1 is inclined, the center of gravity position of the positioning mark M1 matches the mark center position, so that the mark center position can be detected accurately. The detection position is GM1. In the pattern matching detection, if the inclination of the positioning mark is about several degrees, the degree of coincidence does not decrease so much, so the degree of coincidence is equal to or higher than the coincidence degree threshold and the detection succeeds. The detection position is PM1. However, due to the slight inclination of the positioning mark M1, the detection position PM1 has a slight error with respect to the mark center position. For this reason, when the detection results of the gravity center detection and the pattern matching detection are compared, the detection position is different, but the distance between the detection position GM1 and the detection position PM1 is small. In such a case, the detection position with higher accuracy can be obtained by using the detection result of the gravity center detection.
[0052]
Next, FIG. 4 shows a camera image of a positioning mark that is not inclined but has a slight shape defect. In the pattern matching detection, if the shape of the positioning mark M2 is small, the matching degree does not decrease so much, so that the matching degree is equal to or higher than the matching degree threshold, and the detection is successful. The detection position is PM2. In the center of gravity detection, if the shape defect is small, the area of the positioning mark M2 is not less than the area lower limit threshold and not more than the area upper limit threshold, so that the detection is successful. The detection position is GM2. However, since the position of the center of gravity is affected by the lack of shape, the detection position GM2 has a slight error with respect to the mark center position. Therefore, when the detection results of the center of gravity detection and the pattern matching detection are compared, the distance between the detection position GM2 and the detection position PM2 becomes larger than that in the case of FIG. In such a case, if the detection result of pattern matching detection is used, a more accurate detection position can be obtained.
[0053]
Next, FIG. 5 shows a camera image when there is a similar shape of the registered mark and a circular shape having the same area as the registered mark. Since the similar shape A1 is the same as the case where there is a shape defect in the registration mark of the registered image, the matching is low in the pattern matching detection, but the detection is successful. The detection position is PA1. In the center of gravity detection, the area of the similar shape A1 becomes less than the area lower limit threshold value, and the detection fails. However, since the area of the circular shape C1 is not less than the area lower limit threshold and not more than the area upper limit threshold, the center of gravity position of the circular shape C1 is successfully detected. The detection position is GC1. For this reason, when the detection results of the gravity center detection and the pattern matching detection are compared, the detection is successful, but the distance between the detection position GC1 and the detection position PA1 becomes large. In FIG. 5, there is a possibility of an image defect such that the position of the printed circuit board 2 is incorrect and the camera 4 images a place where there is no positioning mark 3 to be detected, or the printed circuit board 2 around the positioning mark 3 is dirty. high. In such a case, an image defect alarm is generated. Do not use detection results when an alarm occurs.
[0054]
Next, FIG. 6 shows a camera image of a positioning mark that is not inclined but has a large shape defect. In the pattern matching detection, even if there is a shape defect such as the positioning mark M3, the matching degree is low, but the detection is successful. The detection position is PM3. In the center of gravity detection, since the area is less than the area lower limit threshold, the detection fails. In such a case, the detection result of pattern matching detection may be used.
[0055]
Next, FIG. 7 shows a camera image when there is no shape defect but there is a large inclination. Since the positioning mark M4 is not tilted even if it is tilted, the center of gravity position and the mark center are the same. Therefore, the detection position GM4 for detecting the center of gravity is the mark center. In the pattern matching detection, when the inclination is large, the coincidence becomes less than the coincidence threshold and the detection fails. In such a case, the detection result of the center of gravity detection may be used.
[0056]
Both centroid detection and pattern matching detection may fail. This may be due to poor adjustment of the camera 4 attachment state or the amount of light of the camera illumination 5. Therefore, in such a case, an alarm with no detection target is generated.
[0057]
Depending on the state of the positioning mark to be detected in this way, the detection result differs between the center of gravity detection and the pattern matching due to the characteristics of the detection method. There are cases where the centroid detection can be detected more accurately than the pattern matching detection, or the pattern matching detection can be detected more accurately than the centroid detection. By comparing the detection results, a more accurate detection result can be obtained.
[0058]
FIG. 8 shows a flowchart of the determination algorithm of the detection result determination unit 10. The detection results of the center of gravity detection and the pattern matching detection are compared, and determination is made so that a more accurate detection result can be adopted. As shown in FIGS. 3, 4, and 5, when the detection statuses of pattern matching detection and centroid detection are both successful, the process changes depending on the distance between the detection position of pattern matching detection and the detection position of centroid detection. Therefore, a first determination value and a second determination value for determining the distance between the detection positions are set. When the distance is equal to or smaller than the first determination value, the detection result of the center of gravity detection is adopted. If the distance is greater than the first determination value and less than or equal to the second determination value, the detection result of pattern matching detection is employed. If the distance is greater than the second determination value, an image defect alarm is generated. The set values of the first determination value and the second determination value are determined from the shape of the positioning mark, the image state when the positioning mark is imaged, the position detection accuracy required of the position detection device as a printed circuit board drilling machine, and the like.
[0059]
In step 1, the execution status of pattern matching detection is determined. In step 2, the execution status of gravity center detection is determined. In step 3, when the execution status of both pattern matching detection and centroid detection is successful, the distance between the detection position of centroid detection and the detection position of pattern matching detection is determined. The distance is determined by comparing with the first determination value and the second determination value. In step 4, processing for each determination result is executed.
[0060]
The distance between the detection position of the center of gravity detection and the detection position of pattern matching detection is L, the first determination value is L1, and the second determination value is L2. If the detection statuses of pattern matching detection and centroid detection both succeed and satisfy (Equation 1), the detection result of centroid detection is adopted.
[0061]
L ≦ L1 …………… (Formula 1)
When the detection statuses of the pattern matching detection and the center of gravity detection are both successful and satisfy (Equation 2), the detection result of the pattern matching detection is adopted.
[0062]
L1 <L ≦ L2 (2)
If the detection statuses of pattern matching detection and center of gravity detection are both successful and the distance between the detection positions satisfies (Equation 3), an image defect alarm is generated.
[0063]
L2 <L ......... (Formula 3)
When the detection status of pattern matching detection is successful and the detection status of center of gravity detection is failure, the detection result of pattern matching detection is adopted. When the detection status of pattern matching detection is failure and the detection status of centroid detection is successful, the detection result of centroid detection is adopted. When the detection statuses of the pattern matching detection and the center of gravity detection are both failed, a detection target none alarm is generated.
[0064]
The operation of the position detection device in FIG. 1 will be described. Parameters necessary for detection are input in advance from the main control unit 9 to the center-of-gravity detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8. A first determination value and a second determination value are input to the detection result determination unit 10. A printed circuit board 2 is mounted on the table 1 and the position of the table 1 is controlled so that the positioning mark 3 is within the field of view of the camera 4. The camera illumination 5 is set with an optimum light amount for detection. The main control unit 9 outputs an image capture command to the image processing unit. When an image capture command is input, the image capture unit 6 captures an image signal from the camera 4, creates image data, and outputs the image data to the centroid detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8. When image data is input to the centroid detection unit 7, centroid detection processing is performed and the detection result is output to the detection result determination unit 10. When image data is input to the pattern matching detection unit 8, pattern matching detection processing is performed, and the detection result is output to the detection result determination unit 10. The detection result determination unit 10 determines the detection results input from the centroid detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8 according to the determination algorithm of FIG. 8 and outputs the determination result to the main control unit 9.
[0065]
Since the detection position of the registered image for pattern matching detection is usually the geometric center of the positioning mark, it coincides with the position of the center of gravity in the case of a symmetric figure. Even in the case of an asymmetric graphic, if the detection position of the registered image is the same as the position of the center of gravity, the same determination algorithm as that of the symmetric graphic can be used. Also, if the registration image detection position and the center of gravity position are different, such as in the case of an asymmetric figure, the detection position of the center of gravity detection unit and the detection of the pattern matching detection unit are the same as the distance between the detection position of the registration image and the center of gravity position of the registration image. The same determination algorithm can be used if the determination is made with a value subtracted from the distance between the positions.
[0066]
In this way, since the detection results are compared and determined from the difference in detection characteristics between the center of gravity detection and the pattern matching detection, and a more accurate detection result is selected, a highly accurate detection position is possible. In particular, even if an angular change or a dimensional change occurs in the positioning mark, accurate position detection can be performed without adding special processing. Even if the registered image is a symmetric figure or an asymmetric shape, a highly accurate detection position can be achieved in the same manner.
[0067]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram of a position detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0068]
As in the position detection apparatus according to the first embodiment of the present invention in FIG. 1, the image pickup unit, the centroid detection unit 7, the pattern matching detection unit 8, and the detection result determination unit 10 are provided. A detection result narrowing unit 11 is added for determining the detection results of the center-of-gravity detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8 and estimating and narrowing down the detection result of the object to be detected.
[0069]
When detection results are input from the barycenter detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8 to the detection result narrowing unit 11, an optimal detection result is narrowed down and the narrowing result is output to the detection result determination unit 10. The narrowing result output to the detection result determination unit 10 includes the detection status and detection position of the narrowed detection result.
[0070]
Next, a method for narrowing down the detection result narrowing unit 11 will be described. The positioning mark to be detected is a cross mark similar to FIG. For pattern matching detection, FIG. 2 is registered in advance as a registered image. The detection position of the registered image is the mark center position.
[0071]
FIG. 10 shows an image when there are a plurality of detection targets including a positioning mark to be detected in the field of view of the camera 4. In the case of the image as shown in FIG. 10, the detection of the detection mark M5 and the similar shape A2 is possible in the pattern matching detection. In the center of gravity detection, a circular shape C2 having the same area as the detection mark M5 and the positioning mark can be detected. The detection positions for pattern matching detection are PM5 and PA2. The detection positions for detecting the center of gravity are GM5 and GC2. If the detection position of the positioning mark that is originally desired to be detected is among these detection positions, the detection position of pattern matching detection corresponding to the positioning mark and the detection position of gravity center detection are considered to be in the vicinity. Therefore, the distances between the pattern matching detection positions PM5 and PA2 and the center of gravity detection positions GM5 and GC2 are calculated in all combinations. Of all the combinations, the shortest distance is the detection result corresponding to the positioning mark to be detected. Therefore, the detection result of the combination of the shortest distances is adopted. In FIG. 10, since the combination of the detection position PM5 for pattern matching detection and the detection position GM5 for center of gravity detection is the shortest distance, the detection results of these two points PM5 and GM5 are output to the detection result determination unit 10.
[0072]
FIG. 11 shows an image when there are a plurality of objects that can be successfully detected only by pattern matching detection. In the case of the image as shown in FIG. 11, the similar shape A3 and the similar shape A4 can be detected in the pattern matching detection. Detection positions for pattern matching detection are PA3 and PA4. In the center of gravity detection, the areas of the similar shapes A3 and A4 are less than the area lower limit threshold value, and the detection fails. The detection positions PA3 and PA4 for pattern matching detection cannot be determined which is the positioning mark that is originally detected. FIG. 11 shows the possibility of image defects such as the camera 4 capturing an image where the position of the printed circuit board 2 is incorrect and there is no positioning mark 3 to be detected, or the printed circuit board 2 around the positioning mark 3 is dirty. Is expensive. In such a case, an image defect alarm is generated. The detection result is not used when an image defect alarm occurs. If only one detection result is obtained by pattern matching detection, the camera captures the correct range, but there is a high possibility that the positioning mark is missing as shown in FIG. Adopt the detection result.
[0073]
FIG. 12 shows an image in the case where there are a plurality of objects whose detection status is successful only by the gravity center detection. In the case of the image as shown in FIG. 12, the circular shape C3 and the circular shape C4 can be detected in the gravity center detection. The detection positions for detecting the center of gravity are GC3 and GC4. In pattern matching detection, detection fails because the registered image and the shape are significantly different. It is impossible to determine which of the detection positions GC3 and GC4 for detecting the center of gravity is a mark that is originally detected. FIG. 12 shows the possibility of an image defect such as the camera 4 taking an image of a place where the position of the printed circuit board 2 is incorrect and there is no positioning mark 3 to be detected, or the printed circuit board 2 around the positioning mark 3 is dirty. Is expensive. In such a case, an image defect alarm is generated. The detection result is not used when an image defect alarm occurs. If only one detection result is obtained by detecting the center of gravity, the camera is capturing the correct range, but it is highly possible that the positioning mark is tilted as shown in FIG. The detection result is adopted.
[0074]
Both centroid detection and pattern matching detection may fail. This may be due to poor adjustment of the camera 4 attachment state or the amount of light of the camera illumination 5. Therefore, in such a case, an alarm with no detection target is generated.
[0075]
FIG. 13 shows a flowchart of the determination algorithm of the detection result narrowing unit 11. Compare the detection results of the center of gravity detection and pattern matching detection and narrow down the detection results. In step 1, the execution status of pattern matching detection is determined. In step 2, the execution status of gravity center detection is determined. In step 3, if the detection status of either pattern matching detection or centroid detection is successful, the number of detection results of the successful detection method is determined. In step 4, processing for each determination result is executed. When the detection statuses of the pattern matching detection and the centroid detection are both successful, the combination of the shortest distance is adopted as the detection result among the combinations of the detection position of the centroid detection and the detection position of the pattern matching detection. When the detection status of pattern matching detection is successful and the detection status of centroid detection is failure, the number of pattern matching detections is determined, and when the number of detections is 1, the detection result is adopted. When the detected number is two or more, an image defect alarm is generated. When the detection status of pattern matching detection is failure and the detection status of centroid detection is successful, the number of detections of centroid detection is determined. When the number of detections is 1, the detection result is adopted. When the detected number is two or more, an image defect alarm is generated. When the detection statuses of the pattern matching detection and the center of gravity detection are both failed, a detection target none alarm is generated.
[0076]
The operation of the position detection device in FIG. 9 will be described. Parameters necessary for detection are input in advance from the main control unit 9 to the center-of-gravity detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8. The detection result determination unit 10 is input with parameters for determination. A printed circuit board 2 is mounted on the table 1 and the position of the table 1 is controlled so that the detection mark 3 is within the field of view of the camera 4. The camera illumination 5 is set with an optimum light amount for detection. The main control unit 9 outputs an image capture command to the image processing unit. When an image capture command is input, the image capture unit 6 captures an image signal from the camera 4, creates image data, and outputs the image data to the centroid detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8. When image data is input to the centroid detection unit 7, centroid detection processing is performed, and the detection result is output to the detection result narrowing unit 11. When image data is input to the pattern matching detection unit 8, pattern matching detection processing is performed, and the detection result is output to the detection result narrowing unit 11. The detection result narrowing unit 11 narrows the detection results from the detection results input from the centroid detection unit 7 and the pattern matching detection unit 8 according to the algorithm shown in FIG. The narrowed detection result is output to the detection result determination unit 10. The detection result determination unit 10 determines the detection result input from the detection result narrowing unit 11 from the determination algorithm of FIG. The determination result is output to the main control unit 9.
[0077]
Since the detection position of the registered image for pattern matching detection is normally the geometric center of the detection mark, it coincides with the position of the center of gravity in the case of a symmetric figure. Even in the case of an asymmetric graphic, if the detection position of the registered image is the same as the position of the center of gravity, the same narrowing algorithm as that of the symmetric graphic can be used. Also, if the registration image detection position and the center of gravity position are different, such as in the case of an asymmetric figure, the detection position of the center of gravity detection unit and the detection of the pattern matching detection unit are the same as the distance between the detection position of the registration image and the center of gravity position of the registration image. The same narrowing algorithm can be used if narrowing is performed using a value subtracted from the distance between positions.
[0078]
When multiple detection results are obtained in this way, each detection result is compared based on the difference in detection characteristics between the center of gravity detection and the pattern matching detection, and the detection result of the positioning mark to be detected is estimated and narrowed down. After that, the detection results of the center of gravity detection and the pattern matching detection that have been narrowed down are determined, and a more accurate detection result is selected, so that highly accurate position detection is possible. In particular, even if there is something other than the object to be detected in the camera field of view, the object to be detected is narrowed down, so that stable and highly accurate position detection is possible. Even if the registered image is a symmetric figure or an asymmetric shape, the position can be detected with high accuracy in the same manner.
[0079]
【The invention's effect】
According to the position detecting apparatus of the first aspect of the present invention, the image capturing unit that captures an image of the object to be measured and the center of gravity detecting method that calculates the center of gravity position based on the area of the image captured by the image capturing unit. A centroid detection unit that detects the position of the measurement object, a pattern matching detection unit that detects the position of the measurement object by a pattern matching detection method that calculates the degree of coincidence between the image captured by the image capturing unit and the registered image, and a centroid detection unit And a detection result determination unit that determines a detection result of the pattern matching detection unit and selects a more accurate detection result in accordance with the state of the object to be measured. Therefore, highly accurate position detection is possible. In particular, even if angle changes or dimensional changes occur in the measured object, accurate position detection can be performed without adding special processing, and even if the measured object has a defective shape such as chipping or dirt, Position detection can be performed based on information on a normal shape portion. Even if the registered image is a symmetric figure or an asymmetric shape, a highly accurate detection position can be achieved in the same manner.
[0080]
  Also,The detection result determination unit detects the center of gravity when the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit succeeds, and the distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is equal to or less than the first determination value. This is a process when, for example, the object to be measured has a slight inclination of several degrees. In this case, an error occurs in the detection result of the pattern matching detection unit due to a slight inclination of the object to be measured. Therefore, a detection position with higher accuracy can be obtained by using the detection result of the centroid detection unit.
[0081]
  Also,The detection result determination unit succeeds in both the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is larger than the first determination value and the second determination When the value is equal to or smaller than the value, the detection result of the pattern matching detection unit is selected. For example, this is processing when the object to be measured has a slight shape defect. In this case, the position of the center of gravity is affected by the lack of shape, and an error occurs in the detection result of the center of gravity detection unit. Therefore, a detection position with higher accuracy can be obtained by using the detection result of the pattern matching detection unit.
[0083]
  Also,When the detection of the pattern matching detection unit succeeds and the detection of the center of gravity detection unit fails, the detection result determination unit selects the detection result of the pattern matching detection unit. It is processing. In this case, since the area is smaller than the area lower limit threshold in the gravity center detection, the detection fails, and the detection result of the pattern matching detection may be used.
[0084]
  Also,Since the detection result determination unit selects the detection result of the centroid detection unit when the detection of the centroid detection unit succeeds and the detection of the pattern matching detection unit fails, for example, processing when the measured object has a large inclination It is. In this case, in the pattern matching detection, the inclination is large and the coincidence degree is less than the coincidence threshold value, so that the detection fails, and the detection result of the centroid detection may be used.
  In the second aspect, the detection result determination unit succeeds in the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is based on the second determination value. When it is large, an alarm is generated. For example, this is a process when there is a high possibility of an image defect such as when a place where there is no object to be measured is imaged or there is dirt around the object to be measured. In this case, since a different object is detected, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0085]
  Claim3Then, since the detection result determination unit generates an alarm when the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit fails, for example, the detection result determination unit is a process in the case of poor adjustment such as an imaging state or illumination. In this case, an alarm is generated to notify that there is no detection target.
[0086]
  Claim4Then, since the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the position of the center of gravity of the registered image, the same determination algorithm as that of the symmetric graphic can be used even in the case of an asymmetric graphic.
[0087]
  Claim5Then, when the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result determination unit detects the pattern centroid detection position and the pattern matching detection by the distance between the registration image detection position and the centroid position of the registered image. Since the determination is performed using a value subtracted from the distance between the detection positions of the parts, the same determination algorithm can be used when the detection position of the registered image is different from the barycentric position in the case of an asymmetric figure or the like.
[0088]
  Claims of the invention6According to the described position detection apparatus, the position of the object to be measured is detected by the image capturing unit that captures an image of the object to be measured and the center of gravity detection method that calculates the center of gravity position based on the area of the image captured by the image capturing unit. A center-of-gravity detection unit, a pattern matching detection unit that detects the position of the object to be measured by a pattern matching detection method that calculates the degree of coincidence between the image captured by the image capturing unit and the registered image, and a center of gravity detection unit and a pattern matching detection unit Determine the detection result, estimate the detection result of the measurement object to be detected and narrow down the detection result narrowing section, and determine the detection result narrowed down by the detection result narrowing section, depending on the state of the measurement object to be detected And a detection result determination unit that selects a more accurate detection result. In addition to the function and effect of claim 1, the measurement object is detected even if there is something other than the measurement object or noise in the image. So Precision position detection becomes possible.
[0089]
  Also,Since the detection result narrowing unit selects the detection result having the shortest distance between the detection position of the center-of-gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit, the detection result of the object to be detected can be adopted. This is because if there is a detection position of the object to be detected originally among a plurality of detection positions, the detection position of the pattern matching detection corresponding to the measurement object and the detection position of the center of gravity detection are considered to be in the vicinity. .
[0090]
  Also,The detection result narrowing unit selects the detection result of the centroid detection unit when the detection of the centroid detection unit is successful and the detection of the pattern matching detection unit fails. However, this is a process when there is a high possibility that the measured object is tilted. In this case, what is necessary is just to employ | adopt the detection result of a gravity center detection part.
[0092]
  Also,The detection result narrowing unit selects the detection result of the pattern matching detection unit when the detection of the center of gravity detection unit fails when the detection of the pattern matching detection unit is successful and the detection of the center of gravity detection fails. However, it is a process when there is a high possibility that the object to be measured is missing. In this case, the detection result of the pattern matching detection unit may be adopted.
  In claim 7, the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection result of the center of gravity detection unit is two and the detection of the pattern matching detection unit is unsuccessful. This is a process when there is a high possibility of an image defect, such as when a place where there is no object is imaged or there is dirt around the object to be measured. In this case, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0093]
  Claim8Then, since the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection result of the pattern matching detection unit is two or more and the detection of the centroid detection unit fails, for example, an object to be detected is detected. This process is performed when there is a high possibility of an image failure, such as when an image of an unoccupied area is picked up or there is dirt around the object to be measured. In this case, the detection result is not used when an alarm occurs.
[0094]
  Claim9Then, since the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection of the gravity center detection unit and the pattern matching detection unit fails, for example, the detection result narrowing unit is a process in the case of poor adjustment such as an imaging state or illumination. In this case, an alarm is generated to notify that there is no detection target.
[0095]
  Claim10Then, since the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the position of the center of gravity of the registered image, the same narrowing algorithm as that of the symmetric figure can be used.
[0096]
  Claim11Then, when the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result narrowing unit detects the position of the centroid detection unit and the pattern matching detection by the distance between the detection position of the registered image and the centroid position of the registered image. Since the narrowing is performed with a value subtracted from the distance between the detected positions of the parts, the same narrowing algorithm can be used when the detected position of the registered image and the centroid position are different in the case of an asymmetric figure or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a position detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a registered image diagram of pattern matching detection in the first embodiment.
FIG. 3 is a camera image diagram of a positioning mark when there is a slight inclination in the first embodiment.
FIG. 4 is a camera image view of a positioning mark when there is a slight shape defect in the first embodiment.
FIG. 5 is a camera image diagram in the case where there are a similar shape and a circular shape of the registration mark registered in the first embodiment.
FIG. 6 is a camera image view of a positioning mark when there is a large shape defect in the first embodiment.
FIG. 7 is a camera image view of a positioning mark when there is a large inclination in the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a determination algorithm of a detection result determination unit in the first embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a position detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a camera image diagram when there are a plurality of detection targets including positioning marks in the camera field of view in the second embodiment.
FIG. 11 is a camera image diagram when there are a plurality of objects that can be successfully detected only by pattern matching detection in the second embodiment.
FIG. 12 is a camera image diagram in the case where there are a plurality of objects that can be successfully detected only by centroid detection in the second embodiment.
FIG. 13 is a flowchart of a narrowing algorithm of a detection result narrowing unit in the second embodiment.
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional position detection device.
[Explanation of symbols]
1 table
2 Printed circuit board
3 Positioning mark
4 Camera
5 Camera lighting
6 Image capture section
7 Center of gravity detector
8 Pattern matching detector
9 Main control unit
10 Detection result determination unit
11 Detection result filter

Claims (11)

被測定物の画像を撮像する画像撮影部と、前記画像撮像部が撮像した画像を二値化した二値化画像のかたまりの重心位置を算出する重心検出方法で被測定物の位置検出を行なう重心検出部と、前記画像撮像部が撮像した画像と登録画像の一致度を算出するパターンマッチング検出方法で被測定物の位置検出を行なうパターンマッチング検出部と、前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果を判定し、前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果のいずれかを選択する検出結果判定部とを備え、前記重心検出部では、重心位置を算出する画像のかたまりに対して、面積上限しきい値及び面積下限しきい値を設け、前記かたまりの面積が面積下限しきい値以上かつ面積上限しきい値以下の場合、かたまりが正しい検出対象物と判断して検出ステータスを成功とし、前記かたまりの面積が面積下限しきい値未満または面積上限しきい値より大きい場合、かたまりは不正な検出対象物と判断して検出ステータスを失敗とし、前記パターンマッチング検出部では、登録画像に対して前記画像撮像部からの画像との一致性を表す一致度というものを算出し、一致度が一致度しきい値以上の場合、探索した画像は正しい検出対象物と判断して検出ステータスを成功とし、一致度が一致度しきい値未満の場合、探索した画像は不正な検出対象物と判断して検出ステータスを失敗とし、前記検出結果判定部は、
ａ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値以下のとき、前記重心検出部の検出結果を選択、
ｂ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第一判定値より大きくかつ第二判定値以下のとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、
ｃ）パターンマッチング検出部の検出が成功し、重心検出部の検出が失敗したとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、
ｄ）重心検出部の検出が成功し、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、前記重心検出部の検出結果を選択、
する位置検出装置。The position of the object to be measured is detected by an image capturing unit that captures an image of the object to be measured and a center of gravity detection method that calculates the position of the center of gravity of the binarized image obtained by binarizing the image captured by the image capturing unit. A center of gravity detection unit, a pattern matching detection unit for detecting the position of the object to be measured by a pattern matching detection method for calculating the degree of coincidence between the image captured by the image capturing unit and the registered image, the center of gravity detection unit, and the pattern matching detection A detection result determination unit that determines a detection result of the portion and selects one of the detection results of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the centroid detection unit includes a group of images for calculating a centroid position. On the other hand, an area upper limit threshold and an area lower limit threshold are provided, and when the area of the mass is not less than the area lower threshold and not more than the area upper threshold, the mass is correct. If the mass of the mass is less than the area lower threshold or larger than the area upper threshold, the mass is judged to be an invalid object and the detection status is failed. The pattern matching detection unit calculates a degree of coincidence representing the coincidence between the registered image and the image from the image capturing unit. If the degree of coincidence is equal to or greater than the coincidence threshold, the searched image is If the detection status is determined to be a correct detection object and the coincidence is less than the coincidence threshold, the searched image is determined to be an invalid detection object and the detection status is determined to be failure. Is
a) When the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit is both successful, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is equal to or less than a first determination value, the centroid detection unit Select detection results for
b) Both the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit are successfully detected, and the distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is greater than the first determination value and equal to or less than the second determination value. When selecting the detection result of the pattern matching detection unit,
c) When the detection of the pattern matching detection unit succeeds and the detection of the centroid detection unit fails, the detection result of the pattern matching detection unit is selected.
d) When the detection of the centroid detection unit succeeds and the detection of the pattern matching detection unit fails, the detection result of the centroid detection unit is selected.
Position detecting device for. 検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功し、前記重心検出部の検出位置と前記パターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が第二判定値より大きいとき、アラームを発生する請求項１記載の位置検出装置。  When the detection result determination unit succeeds in the detection of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit, and the distance between the detection position of the centroid detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit is larger than the second determination value, The position detection device according to claim 1, wherein an alarm is generated. 検出結果判定部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する請求項１記載の位置検出装置。  The position detection device according to claim 1, wherein the detection result determination unit generates an alarm when the detection of the gravity center detection unit and the pattern matching detection unit fails. パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なう請求項１記載の位置検出装置。  The position detection apparatus according to claim 1, wherein the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the center of gravity position of the registration image. 検出結果判定部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で判定を行う請求項１記載の位置検出装置。  When the detection position of the registered image is different from the centroid position of the registered image, the detection result determination unit determines the detection position of the centroid detection unit and the pattern matching detection unit by the distance between the detection position of the registered image and the centroid position of the registered image. The position detection device according to claim 1, wherein the determination is performed using a value subtracted from a distance between the detection positions. 前記重心検出部と前記パターンマッチング検出部の検出結果を判定し、検出したい被測定物の検出結果を推定して絞込む検出結果絞込み部と、前記検出結果絞込み部が絞込んだ検出結果を判定し、前記検出結果を選択する検出結果判定部とを備え、前記検出結果絞込み部は、
ａ）重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出がともに成功したとき、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離が最短である検出結果を選択、
ｂ）重心検出部の検出が成功した検出結果が１個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、重心検出部の検出結果を選択、
ｃ）パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が１個で、重心検出部の検出 が失敗したとき、前記パターンマッチング検出部の検出結果を選択、
する請求項１記載の位置検出装置。Determining the centroid detecting section and determines the detection result of the pattern matching detection unit, and to portion refining detection result to Narrow estimating the detection result of the object to be detected, the detection result refining unit is detected crowded down results and, a detection result determining unit that selects the detection result, the detection result refining unit includes
a) When the detection of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit is both successful, select the detection result with the shortest distance between the detection position of the center of gravity detection unit and the detection position of the pattern matching detection unit;
b) When the detection result of the center of gravity detection unit is one and the detection result of the pattern matching detection unit fails, select the detection result of the center of gravity detection unit;
c) When the detection result of the pattern matching detection unit is one and the detection of the centroid detection unit fails, the detection result of the pattern matching detection unit is selected.
The position detection device according to claim 1. 検出結果絞込み部は、重心検出部の検出が成功した検出結果が２個で、パターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する請求項６記載の位置検出装置。The position detection device according to claim 6, wherein the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection result of the center of gravity detection unit is two and the detection result of the pattern matching detection unit is unsuccessful. 検出結果絞込み部は、パターンマッチング検出部の検出が成功した検出結果が２個以上で、重心検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する請求項６記載の位置検出装置。The position detection device according to claim 6, wherein the detection result narrowing unit generates an alarm when there are two or more detection results that have been successfully detected by the pattern matching detection unit and the detection by the centroid detection unit has failed. 検出結果絞込み部は、重心検出部およびパターンマッチング検出部の検出が失敗したとき、アラームを発生する請求項６記載の位置検出装置。The position detection device according to claim 6, wherein the detection result narrowing unit generates an alarm when the detection of the gravity center detection unit and the pattern matching detection unit fails. パターンマッチング検出部は、登録画像の検出位置を登録画像の重心位置と同一として位置検出を行なう請求項６記載の位置検出装置。The position detection apparatus according to claim 6 , wherein the pattern matching detection unit performs position detection with the detection position of the registered image being the same as the center of gravity position of the registration image. 検出結果絞込み部は、登録画像の検出位置が登録画像の重心位置と異なるとき、登録画像の検出位置と登録画像の重心位置の間の距離だけ、重心検出部の検出位置とパターンマッチング検出部の検出位置の間の距離から減算した値で絞込みを行う請求項６記載の位置検出装置。When the detection position of the registered image is different from the center of gravity position of the registered image, the detection result narrowing unit is configured so that the detection position of the center of gravity detection unit and the pattern matching detection unit are equal to the distance between the detection position of the registered image and the center of gravity position of the registered image The position detection apparatus according to claim 6 , wherein narrowing is performed by a value subtracted from a distance between detection positions.
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