JPH0674909A - 画像認識方法および画像認識装置とそれを用いた実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 しきい値レベルをマニュアルで設定する必要
がなく、被写体や照明などの条件が変化したとしても、
画像認識処理エラーが少なく、汎用性に優れた画像認識
方法、画像認識装置およびそれを用いた部品実装機を得
ること。 【構成】 カメラ８で得られたビデオ信号を、しきい値
レベルに基づき二値画像に変換し、部品位置検出などの
処理を行うための画像認識方法および画像認識装置とこ
の画像認識装置を有する実装機である。本発明の画像認
識装置２では、部品位置検出として用いるために適した
画像データが得られるまで、しきい値レベルを、漸次変
化させつつ画像認識処理を行い、的確な画像データが得
られたしきい値レベルを記憶し、次回の画像認識処理で
は、この記憶されたしきい値レベルを初期値として、漸
次変化させつつ、的確な画像データが得られるまで画像
認識処理を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像認識エラーを低減
させることが可能な画像認識方法および画像認識装置と
それを用いた部品実装機に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のビデオ信号を二値画像に変換する
には、しきい値レベルを設定することが不可欠である。
このしきい値レベルを境として、ビデオ信号を０または
１の二値信号に区別するからである。二値画像信号は、
たとえば部品実装機における部品あるいは基板の形状あ
るいは位置を認識する際の信号として利用される。

【０００３】従来の部品実装機に用いられている画像認
識装置では、上記しきい値レベルは、マニュアルモード
の場合に、オペレータが設定し、オートモードでは、設
定されたしきい値レベルだけで二値画像信号を用いた画
像認識処理を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の部品実装機に用いられている画像認識装置では、
マニュアルモードで設定されたときの条件（被写体の条
件あるいは照明の明るさなどの条件など）が変化した場
合に、画像認識処理エラーを起こし、実装機が停止する
おそれがあった。

【０００５】また、設定されたしきい値レベルは、部品
実装のデータとしてフロッピーディスクなどに保存して
あるが、このデータを他の機械で使用する場合には、照
明の明るさなどの条件が相違しているため、しきい値レ
ベルを再び設定し直す必要があった。

【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、しきい値レベルをマニュアルで設定する必要がな
く、被写体や照明などの条件が変化したとしても、画像
認識処理エラーが少なく、汎用性に優れた画像認識方法
および装置をえることを第１の目的とする。本発明は、
画像認識処理エラーによって廃棄される部品が少なく、
設備効率を向上させることが可能な部品実装機を提供す
ることを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の画像認識方法は、ビデオ信号を、し
きい値レベルに基づき二値画像に変換し、画像認識処理
を行う画像認識方法において、的確な画像認識が可能に
なるまで、上記しきい値レベルを、漸次変化させつつ画
像認識処理を行い、的確な画像認識が可能になったしき
い値レベルを記憶し、次回の画像認識処理では、この記
憶されたしきい値レベルを初期値として、漸次変化させ
つつ、的確な画像認識が行われるまで画像認識処理を繰
り返すことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の画像認識装置は、ビデオ信
号を、しきい値レベルに基づき二値画像に変換する二値
化処理手段と、二値化処理手段で二値化された画像信号
に基づき、画像を認識する画像認識処理手段と、この画
像認識処理手段で認識された画像が的確であるか否かを
判断する画像認識判断手段と、この画像認識判断手段で
判断された画像が的確である場合に、その場合のしきい
値レベルを、初期値として記憶し、そのしきい値レベル
を上記二値化処理手段へ送ると共に、画像が的確でない
場合に、漸次変化させたしきい値レベルを上記二値化処
理手段へ送るしきい値設定手段とを有する。上記第２の
目的を達成するために、本発明の部品実装機は、上記本
発明に係る画像認識装置を有する。

【０００９】

【作用】本発明の画像認識方法では、二値画像による的
確な画像認識が可能になるまで、しきい値レベルを、漸
次変化させつつ画像認識処理を行い、的確な画像認識が
可能になったしきい値レベルを記憶する。そして、次回
の画像認識処理では、この記憶されたしきい値レベルを
初期値として、このしきい値レベルを漸次変化させつ
つ、的確な画像認識が行われるまで画像認識処理を繰り
返す。そのため、仮に被写体や照明などの条件が変化し
たとしても、最適な画像処理条件を自動的に検索するこ
とが可能になり、常に最適な条件で画像処理を行うこと
ができる。したがって、このような画像処理方法を実現
する画像処理装置を、部品実装機における基板あるいは
部品の位置認識として用いれば、マニュアルモードで
も、しきい値レベルを設定する必要がなくなると共に、
画像処理エラーが少なくなり、これが原因で実装機が停
止することもなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る画像認識方法
を実現する画像認識装置を用いた部品実装機について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実
施例に係る画像認識装置のブロック図、図２は画像認識
方法を示す制御のフローチャート図、図３は画像認識判
断の一例を示す概略図、図４は部品実装機の全体構成を
示す概略斜視図、図５は部品実装機の制御部全体を示す
概略ブロック図である。

【００１１】図１に示す本実施例の画像認識装置２は、
たとえば図４に示す部品実装機４における基板あるいは
部品の位置および傾きなどを検出するために用いられ
る。図１に示すように、本実施例の画像認識装置２は、
基板あるいは部品６の映像を撮像するカメラ８を有す
る。カメラ８で撮像する被写体としての部品６には、照
明１０により照明光が照射される。カメラ８は、たとえ
ばＣＣＤを内蔵するビデオカメラで構成される。

【００１２】このカメラ８は、たとえば図４に示す部品
実装機４の上部位置に取り付けられる。このカメラ８
は、コンベア１２およびアンローダ１４に沿って送られ
てくる基板、あるいは部品供給部１６から送られて吸着
ノズルによりピックアップされる部品を撮像するように
なっている。なお、図４中、符号１８はＰＣＢバックア
ップ部、２０はツールチェンジ部、２２はＸＹ駆動軸
部、２４はＲＨ駆動軸部、２６は架台部、２８はトレー
供給部（Ｖ軸）、３０はトレー供給部（Ｓ軸）、３２は
外形基準位置決め部、３４は電気制御部、３６はエア供
給部、３８ローケータ部、４０はカッター部を示す。

【００１３】この部品実装機４の制御部全体のブロック
図を図５に示す。図５に示すように、駆動軸部２２とＲ
Ｈ駆動軸部２４とは、ＤＣサーボモータにより駆動制御
され、バスライン４９を介して中央処理装置５０に接続
してあり、この中央処理装置５０により制御されるよう
になっている。また、部品供給部１６は、パルスモータ
により駆動され、バスライン４９を介して中央処理装置
５０に接続してあり、これにより制御される。また、画
像認識装置２もバスライン４９を介して中央処理装置５
０に接続してあり、ここで制御される。すなわち、画像
認識装置２で認識された画像情報、たとえば基板または
部品の位置あるいは傾斜角度に関する画像情報に基づ
き、ＸＹ駆動軸部２２、ＲＨ駆動軸部２４、部品供給部
１６あるいはその他の部分が制御される。

【００１４】このような部品実装機４に内蔵してある画
像認識装置２のカメラ８は、図１に示すように、二値化
処理手段４２に接続してある。二値化処理手段４２で
は、カメラ８で得られたビデオ信号を、しきい値レベル
を境として、０（たとえば暗部）または１（たとえば明
部）の二値画像信号に変換する。

【００１５】二値化処理手段４２には、画像認識処理手
段４４が接続してある。画像認識処理手段４４では、二
値化処理手段４２で二値化された画像信号に基づき、画
像を認識処理する。画像認識処理手段４４には、画像認
識判断手段４６が接続してある。画像認識判断手段４６
では、画像認識処理手段で認識された画像が的確である
か否かを判断する。たとえば、図３に示すように、電子
部品５２の画像を二値化処理した場合に、しきい値レベ
ルが明部側にずれている時には、同図（Ａ）に示すよう
に、電子部品のリード線間が黒く塗りつぶされた画像と
なり、リード線を認識できない。電子部品５２の位置
は、リード線の先端の座標を読み取ることにより検出す
る。したがって、図１に示す画像認識処理手段４４の処
理の結果、図３（Ａ）に示すような画像が得られた場合
には、画像認識処理エラーとなる。

【００１６】また、図３（Ｃ）に示すように、しきい値
レベルが暗部側にずれている場合には、各リード線が白
く飛んで見えなくなるような画像となり、この場合にも
画像処理エラーとなる。しきい値レベルが適正であれ
ば、図３（Ｂ）に示すように、リード線の先端が鮮明な
画像となり、リード線の先端の認識が可能であり、その
後の位置検出などの画像処理が良好に行える。

【００１７】図１に示す画像認識判断手段４６では、こ
のように画像認識処理手段４４で処理された画像が、そ
の後の部品位置検出などのために的確であるか否かを検
出する。なお、画像認識される対象が、部品でなく基板
である場合には、基板に付けられたアライメントマーク
が良好に判別できるか否かなどで画像の的確性を判断す
る。

【００１８】画像認識判断手段４６には、しきい値設定
手段４８が接続してある。しきい値設定手段４８は、二
値化処理手段４２にも接続してある。しきい値設定手段
４８では、画像認識判断手段４６で判断された画像が的
確である場合に、その場合のしきい値レベルを、初期値
として記憶し、そのしきい値レベルを二値化処理手段４
２へ送ると共に、画像が的確でない場合に、漸次変化さ
せたしきい値レベルを上記二値化処理手段４２へ送る作
用を有する。

【００１９】次に、図２に基づき、本実施例の画像認識
装置２の制御フローに付いて説明する。ステップ６０で
制御がスタートすると、ステップ６１において、レジス
タｎを１とする。このｎは、後述する画像認識処理のト
ライ回数を示す。

【００２０】ステップ６２では、最初の画像認識である
か否かを判断する。最初の画像認識である場合には、ス
テップ６３へ行く。そうでない場合には、ステップ６３
を飛び越し、ステップ６４へ行く。ステップ６３では、
しきい値レベルの初期値として、ある範囲内のしきい値
レベルの中間の値を採用する。

【００２１】次に、ステップ６４では、図１に示すカメ
ラ８から画像を取り込み、二値化処理手段４２で二値化
処理を行い、画像認識処理手段４４で画像処理を行う。
ステップ６５では、画像認識処理手段４４で画像処理さ
れた画像データに基づき、画像認識判断手段４６によ
り、その画像データが、部品位置検出などに用いられる
データとして的確であるか否かを判断する。的確である
場合には、ステップ６６へ行き、的確であると判断した
際のしきい値レベルを初期値として記憶させるように、
しきい値設定手段４８へ画像認識判断手段４６から信号
を送る。また、ステップ６７において、画像認識判断手
段４６から、画像認識処理手段４４へ信号を送り、的確
であると判断された画像データを、他の処理手段へ送信
し、そこで部品位置検出などの処理がなされる。得られ
た部品位置などのデータは、部品実装機の実装制御に用
いられる。

【００２２】ステップ６５において、画像データが的確
でないと判断された場合には、ステップ６８へ行き、レ
ジスタｎの値が奇数であるか否かを判断する。奇数でな
い場合には、ステップ６９へ行き、そこで初期値から
（ｎ−１）を引く計算が行われ、その計算値をしきい値
レベルの値とする。また、奇数である場合には、ステッ
プ７０へ行き、初期値にｎの値を足す計算が行われ、そ
の計算値をしきい値レベルの値とする。これら変化した
しきい値レベルの値は、二値化処理の際に、図１に示す
しきい値設定手段４８から二値化処理手段４２へ逐次更
新して送られる。

【００２３】次に、ステップ７１では、全ての範囲のし
きい値レベルにおいて画像認識処理が繰り返し行われた
か否かを判別し、そうである場合には、ステップ７２へ
行き、エラーによる終了となる。この場合とは、全ての
範囲内のしきい値レベルにおいて繰り返し画像認識処理
が行われても、なお的確な画像データが得られない場合
である。

【００２４】ステップ７１において、まだ全ての範囲内
のしきい値レベルで画像認識処理が繰り返し行てないと
判断された場合には、ステップ７３へ行き、レジスタｎ
の値をｎ＋１に更新し、ステップ６４へ行き、ステップ
６４以降の処理を繰り返す。すなわち、ステップ６５に
おいて、画像認識判断手段４６により、画像認識処理手
段４４で得られた画像データが、部品位置検出などに用
いられるデータとして的確であると判断されるまで、し
きい値レベルの増減が交互に繰り返されながら、この増
減されたしきい値レベルに基づき、画像処理が繰り返さ
れる。

【００２５】また、的確であると判断された場合のしき
い値レベルは、ステップ６６において初期値として記憶
され、次回の画像認識処理からは、このしきい値レベル
を初期値として、同様な処理が繰り返される。その結
果、仮に被写体や照明などの条件が変化したとしても、
また、ノイズなどが一時的に混入したとしても、常に最
適な画像処理条件を自動的に検索することが可能にな
り、常に最適な条件で画像処理を行うことができる。

【００２６】したがって、このような画像処理装置２を
有する部品実装機では、マニュアルモードでも、しきい
値レベルを設定する必要がなくなると共に、画像処理エ
ラーが少なくなり、これが原因で実装機が停止すること
もなくなる。よって設備稼働率が向上し、画像処理エラ
ーによって排出される部品が少なくなる。また、自動的
に得られたしきい値レベルのデータを、フロッピーディ
スクなどの情報記録媒体に記憶することで、このデータ
を他の部品実装機でもそのまま使うことができ、しきい
値レベルを再設定する必要はない。

【００２７】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、本発明の画像認識方法および画
像認識装置は、部品実装機のみに適用されるものではな
く、その他の機械および装置に好適に適用することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、仮に被写体や照明などの条件が変化したとしても、
最適な画像処理条件を自動的に検索することが可能にな
り、常に最適な条件で画像処理を行うことができる。し
たがって、このような画像処理方法を実現する画像処理
装置を、部品実装機における基板あるいは部品の位置認
識として用いれば、マニュアルモードでも、しきい値レ
ベルを設定する必要がなくなると共に、画像処理エラー
が少なくなり、これが原因で実装機が停止することもな
くなる。よって設備稼働率が向上し、画像処理エラーに
よって排出される部品が少なくなる。また、自動的に得
られたしきい値レベルのデータを、フロッピーディスク
などの情報記録媒体に記憶することで、このデータを他
の実装機でもそのまま使うことができ、しきい値レベル
を再設定する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像認識装置のブロッ
ク図である。

【図２】画像認識方法を示す制御のフローチャート図で
ある。

【図３】画像認識判断の一例を示す概略図である。

【図４】部品実装機の全体構成を示す概略斜視図であ
る。

【図５】部品実装機の制御部全体を示す概略ブロック図
である。

【符号の説明】

２… 画像認識装置 ４… 部品実装機 ６，５２… 部品 ８… カメラ １０… 照明 ４２… 二値化処理手段 ４４… 画像認識処理手段 ４６… 画像認識判断手段 ４８… しきい値設定手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ信号を、しきい値レベルに基づき
   二値画像に変換し、画像認識処理を行う画像認識方法に
   おいて、的確な画像認識が可能になるまで、上記しきい
   値レベルを、漸次変化させつつ画像認識処理を行い、的
   確な画像認識が可能になったしきい値レベルを記憶し、
   次回の画像認識処理では、この記憶されたしきい値レベ
   ルを初期値として、漸次変化させつつ、的確な画像認識
   が行われるまで画像認識処理を繰り返すことを特徴とす
   る画像認識方法。
2. 【請求項２】 上記しきい値レベルは、初期値に対し
   て、プラス側およびマイナス側の交互に、漸次初期値か
   ら遠ざかる方向に変化させることを特徴とする請求項１
   に記載の画像認識方法。
3. 【請求項３】 ビデオ信号を、しきい値レベルに基づき
   二値画像に変換する二値化処理手段と、 二値化処理手段で二値化された画像信号に基づき、画像
   を認識する画像認識処理手段と、 この画像認識処理手段で認識された画像が的確であるか
   否かを判断する画像認識判断手段と、 この画像認識判断手段で判断された画像が的確である場
   合に、その場合のしきい値レベルを、初期値として記憶
   し、そのしきい値レベルを上記二値化処理手段へ送ると
   共に、画像が的確でない場合に、漸次変化させたしきい
   値レベルを上記二値化処理手段へ送るしきい値設定手段
   とを有する画像認識装置。
4. 【請求項４】 上記二値化処理手段へビデオ信号を送る
   カメラをさらに有する請求項３に記載の画像認識装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の画像認識装置
   を有する部品実装装置。