JPH10117100A - Method for measuring position of component - Google Patents

Method for measuring position of component

Info

Publication number
JPH10117100A
JPH10117100A JP8268044A JP26804496A JPH10117100A JP H10117100 A JPH10117100 A JP H10117100A JP 8268044 A JP8268044 A JP 8268044A JP 26804496 A JP26804496 A JP 26804496A JP H10117100 A JPH10117100 A JP H10117100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
template
component
image
matching
inclination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8268044A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3765888B2 (en
Inventor
Kazunori Yamada
山田  和範
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Juki Corp
Original Assignee
Juki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juki Corp filed Critical Juki Corp
Priority to JP26804496A priority Critical patent/JP3765888B2/en
Publication of JPH10117100A publication Critical patent/JPH10117100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3765888B2 publication Critical patent/JP3765888B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method, capable of measuring the position of a component, using a template matching technique. SOLUTION: A pictorial image of a component 20 in a shape point- symmetrical about its own center, is picked up, and an area 22 containing a part or the whole of the pictorial image of this component 20 is detected. A template 24 which is symmetric with respect to the area 22 about X-axis or Y-axis passing the center of the component 20 is formed, and its matching with this template 24 is performed. This matching is performed by rotating the pictorial image of the component 20 around the center. The inclination of the component 20 is detected by finding the amount of rotation θ, when matching is obtained. The area 22 is set by forming a template containing a part or the whole of the component 20, and by a template area capable of obtaining matching between the pictorial image and this template. Consequently, it is possible to increase the matching accuracy and to increase the accuracy of inclination detection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、部品の位置検出方
法、更に詳細には、チップマウンタで搭載される電子部
品等の部品が吸着されて装着基板に搬送されるとき、吸
着時の位置ずれを検出するための部品の位置検出方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a position of a component, and more particularly, to a position shift at the time of suction when a component such as an electronic component mounted on a chip mounter is sucked and conveyed to a mounting board. The present invention relates to a method for detecting the position of a component for detecting the position.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、チップマウンタでは、対象
物、例えばICチップ部品等の電子部品(以下単に部品
という)を吸着する吸着ノズルを備えた吸着ヘッドが設
けられており、フィーダから供給される部品が吸着ノズ
ルにより吸着され、回路基板上に移送、搭載されてい
る。通常部品は、必ずしも正しい姿勢で吸着されるわけ
ではないので、部品の吸着姿勢がCCDカメラ等の撮像
装置により撮像され、部品の画像認識が行なわれ、この
画像認識に基づき得られる部品の吸着ノズルの中心位置
からのずれ並びに傾き量が補正された後、部品が回路基
板上に搭載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a chip mounter is provided with a suction head having a suction nozzle for sucking an object, for example, an electronic component such as an IC chip component (hereinafter simply referred to as a component), and is supplied from a feeder. The components are sucked by the suction nozzle, transferred and mounted on the circuit board. Normally, a component is not necessarily picked up in a correct posture. Therefore, the picking up posture of the component is imaged by an image pickup device such as a CCD camera, and an image of the component is recognized. The suction nozzle of the component obtained based on the image recognition is obtained. After the deviation from the center position and the amount of inclination are corrected, the component is mounted on the circuit board.

【0003】この位置ずれ量を求めないし補正するため
に、部品の種類に応じた位置検出アルゴリズムが開発さ
れているが、各アルゴリズムに必要な部品データを部品
毎に記述しなければならない、という問題がある。この
煩雑さを解決するために、汎用的なアルゴリズムとし
て、例えば、特公平8ー12050号公報に記載された
ようなテンプレートマッチングが知られている。テンプ
レートマッチングとは、部品を表すテンプレートを作成
し、これを部品の含まれている画像中を移動させ画像と
テンプレート間に大きな類似性が得られるテンプレート
位置に部品があると認識する方法である。
In order to obtain or correct the positional deviation amount, a position detection algorithm according to the type of component has been developed. However, there is a problem that component data necessary for each algorithm must be described for each component. There is. As a general-purpose algorithm for solving this complexity, for example, template matching as described in Japanese Patent Publication No. Hei 8-12050 is known. The template matching is a method of creating a template representing a component, moving the template in an image including the component, and recognizing that the component is located at a template position where a large similarity is obtained between the image and the template.

【0004】上記公報では、部品(基準マーク)の一部
もしくは全部を含む第1のテンプレート並びにこれと点
対称な第2のテンプレートを登録し、検査すべき部品の
画像と第1及び第2のテンプレートとのマッチングをそ
れぞれとり、マッチングがとれたときの各テンプレート
の対応する2点の中点を部品の中心として中心ずれを求
めている。
In the above publication, a first template including a part or all of a part (reference mark) and a second template which is point-symmetrical to the first template are registered, and an image of the part to be inspected and the first and second parts are registered. Matching with the template is performed, and the center shift is determined with the midpoint of the two corresponding points of each template at the time of the matching as the center of the component.

【0005】この公報で述べられている手法は、部品の
中心位置を検出することは可能であるが、部品の傾きを
検出することはできない。また、上述の公報では、登録
されたテンプレートを用いるのではなく、部品の一部も
しくは全部を含むウィンドウを予め設定し、このウィン
ドウと点対称なテンプレートを作成しそれとのマッチン
グを行なうことにより中心位置を求める例も示されてい
る。この例の場合、テンプレートを格納するメモリを省
略できる利点がある。しかし、部品が画像内でほぼ一定
な位置に存在するならば安定した結果を得られるが、そ
うでない場合、部品がウィンドウにはいらず、有効な特
徴を含まないことが発生し、期待した結果を得られな
い、という問題がある。
The technique described in this publication can detect the center position of a component, but cannot detect the inclination of the component. In the above publication, instead of using a registered template, a window including a part or all of a part is set in advance, a point-symmetric template is created with this window, and matching is performed with the template to obtain the center position. Is also shown. In the case of this example, there is an advantage that the memory for storing the template can be omitted. However, a stable result can be obtained if the part is located at a substantially constant position in the image, but otherwise, the part does not enter the window and does not contain a valid feature, and the expected result is obtained. There is a problem that it cannot be obtained.

【0006】これに対しては、ウィンドウを大きくする
ことである程度の対応は可能ではあるが、テンプレート
に余分な情報が多く含まれ、マッチング精度を低下させ
るばかりか、演算時間も増大する。テンプレートを予め
登録して実行する場合は、上記のようなことは発生しな
いが、部品が傾きを持ち、テンプレートとの間に回転ず
れがある場合、マッチング精度は低下し、やはり期待し
た精度で中心位置を得ることはできない。
To cope with this, it is possible to cope to some extent by enlarging the window, but the template contains a lot of extra information, which not only lowers the matching accuracy but also increases the operation time. When the template is registered and executed in advance, the above does not occur. However, when the component has an inclination and there is a rotational deviation between the template and the template, the matching accuracy is reduced, and the center accuracy is also expected. You can't get a position.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】テンプレートマッチン
グ法は、従来の位置ずれ検出アルゴリズムの範疇からも
れるような異型部品に対して汎用的な位置検出アルゴリ
ズムとして実装できることから、本発明は、このテンプ
レートマッチング法の手法を用いて、汎用的で、高精度
な位置検出アルゴリズムで部品の位置検出が可能な部品
の位置検出方法を提供することを課題とする。
Since the template matching method can be implemented as a general-purpose position detection algorithm for irregularly shaped parts that fall outside the category of the conventional position deviation detection algorithm, the present invention provides a template matching method. It is an object of the present invention to provide a component position detection method capable of detecting a component position by a general-purpose, high-precision position detection algorithm using a method of the method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の部品の位置検出
方法は、自身の中心について点対称形状の部品の画像を
撮像し、前記部品の画像の一部又は全部を含む領域を検
出し、前記部品の中心を通るX軸あるいはY軸に関して
前記領域と対称なテンプレートを作成し、このテンプレ
ートと部品の画像のマッチングをとることにより部品の
傾きを検出することを特徴とする。
A part position detecting method according to the present invention captures an image of a part having a point-symmetrical shape with respect to its own center, detects an area including a part or all of the image of the part, A template symmetrical to the region with respect to the X-axis or the Y-axis passing through the center of the component is created, and by matching the template with the image of the component, the inclination of the component is detected.

【0009】また、本発明の部品の位置検出方法は、自
身の中心について点対称形状の部品の画像を撮像し、前
記部品の画像の一部又は全部を含む領域を検出し、前記
領域と点対称でかつ基準ウィンドウそのもの、あるいは
実画像データに置き換えたテンプレートを作成し、前記
画像とこのテンプレートとのマッチングが得られたとき
の前記領域とテンプレートの対応する2点を結ぶ中点を
部品の中心として求め、前記部品の中心を通るX軸ある
いはY軸に関して前記領域と対称なテンプレートを作成
し、このテンプレートと部品の画像のマッチングをとる
ことにより部品の傾きを検出することを特徴とする。
Further, in the component position detecting method according to the present invention, an image of a component having a point-symmetrical shape with respect to its own center is taken, an area including a part or the whole of the image of the component is detected, and the area and the point are detected. Create a template that is symmetrical and replaced with the reference window itself or actual image data, and set the center point between the corresponding area and the corresponding two points of the template when the matching between the image and the template is obtained. And a template symmetrical to the region with respect to the X-axis or the Y-axis passing through the center of the component is created, and by matching the template with the image of the component, the inclination of the component is detected.

【0010】このような構成では、テンプレートマッチ
ングにより部品の中心並びに傾きを精度よく検出でき
る。
In such a configuration, the center and the inclination of the component can be accurately detected by template matching.

【0011】好ましくは、前記X軸あるいはY軸対称な
テンプレートとのマッチングは、部品の画像を自身の中
心回りに回転させることにより行なわれ、マッチングが
とれたときの回転量に基づき部品の傾きが検出される。
Preferably, the matching with the X-axis or Y-axis symmetric template is performed by rotating the image of the component around its own center, and the inclination of the component is determined based on the amount of rotation at the time of matching. Is detected.

【0012】また、上記領域は、部品の一部又は全部を
含むテンプレートを作成し、画像とこのテンプレートと
のマッチングがとれるテンプレート領域に設定される。
このようにすると、取得された部品の画像の位置が不安
定な場合でも、ウィンドウ内に部品の一部または全部が
確実に存在することが保証される。
The above-mentioned area is set as a template area in which a template including a part or the whole of a part is created and an image is matched with the template.
In this way, even if the position of the acquired component image is unstable, it is guaranteed that some or all of the component exists in the window.

【0013】更に、前記回転が所定の刻み角で行なわ
れ、マッチングの相関値の差分あるいは微分を求めるこ
とにより得られる最大相関値の刻み角から部品の傾きが
検出される。これにより刻み角の分解能を大きくしたの
と同様な効果が得られ、傾き検出の精度を向上させるこ
とができる。
Further, the rotation is performed at a predetermined step angle, and the inclination of the component is detected from the step angle of the maximum correlation value obtained by calculating the difference or differentiation of the correlation value of the matching. As a result, the same effect as increasing the resolution of the step angle can be obtained, and the accuracy of tilt detection can be improved.

【0014】また、部品の中心からの最遠点を求め、こ
の点を中心とする領域を前記求めた部品の傾きに基づい
て回転させ、この領域のY軸対称又はX軸対称なテンプ
レートとのマッチングをとることにより部品の傾きが求
められる。この場合には、回転量に基づいて得られた部
品の傾きを検証でき、更に傾き検出精度を向上させるこ
とができる。
Further, a farthest point from the center of the component is determined, and a region centered on this point is rotated based on the determined inclination of the component, and a region with a Y-axis symmetric or X-axis symmetric template in this region is determined. By performing matching, the inclination of the component is obtained. In this case, the inclination of the component obtained based on the rotation amount can be verified, and the inclination detection accuracy can be further improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0016】[全体の構成]図1は、本発明による部品
の位置検出方法を実施するためのシステムの構成図であ
る。以下では、処理される対象物をチップマウンタの吸
着ノズルにより吸着される、自身の中心に対して点対称
な部品とする。
[Overall Configuration] FIG. 1 is a configuration diagram of a system for implementing a component position detecting method according to the present invention. In the following, the object to be processed is a part that is sucked by the suction nozzle of the chip mounter and that is point-symmetric with respect to its own center.

【0017】このシステムは、部品撮像ステージ1と、
部品の姿勢を制御する位置制御装置2と、オペレータが
位置制御装置2と画像処理装置12を制御するためのマ
ンマシンインタフェース3と、部品を撮像するTVカメ
ラ4と、その画像を表示するための表示装置5と、その
画像データを処理して部品の中心、傾きを検出する画像
処理装置12とによって構成される。また、画像処理装
置12は、格納されたテンプレートが展開されるテンプ
レートメモリ6と、TVカメラ4からの画像を格納する
画像メモリ7と、作成したテンプレートを格納する不揮
発性メモリ11と、テンプレートマッチングを演算する
演算部10と、外部回路とのインターフェース8と、各
データの流れ、処理を制御する制御部9とから構成され
る。
This system comprises a component imaging stage 1,
A position control device 2 for controlling the orientation of the component, a man-machine interface 3 for the operator to control the position control device 2 and the image processing device 12, a TV camera 4 for imaging the component, and a display for displaying the image. It comprises a display device 5 and an image processing device 12 which processes the image data and detects the center and inclination of the component. Further, the image processing device 12 includes a template memory 6 in which the stored template is expanded, an image memory 7 in which an image from the TV camera 4 is stored, a non-volatile memory 11 in which the created template is stored, and a template matching. An arithmetic unit 10 for performing calculations, an interface 8 with an external circuit, and a control unit 9 for controlling the flow and processing of each data.

【0018】図2は、全体の作業、および処理の流れを
概略示すフローである。位置検出モジュールは様々な部
品、動作条件(演算速度優先、精度優先等)に柔軟に対
応できるよう予め作成された認識条件のデータを元に駆
動する。オペレータは、部品の特徴、動作条件を考慮
し、認識条件モジュール(データ群)を作成すること
で、システムに合わせた位置検出処理を選択することが
できる。
FIG. 2 is a flowchart schematically showing the flow of the entire operation and processing. The position detection module drives based on recognition condition data created in advance so as to flexibly respond to various components and operating conditions (operation speed priority, accuracy priority, etc.). The operator can select a position detection process suitable for the system by creating a recognition condition module (data group) in consideration of the features and operation conditions of the components.

【0019】以下、これらについて説明する。Hereinafter, these will be described.

【0020】まず、ステップS1において、テンプレー
トマッチングによる基準ウィンドウ設定位置機能を使用
するか否かが判断される。この機能は、画像上での部品
の位置が不安定な場合においてもウィンドウ内に部品の
一部または全部が確実に存在することを保証するための
機能である。
First, in step S1, it is determined whether to use the reference window setting position function by template matching. This function is a function for assuring that a part or the whole of a component exists in the window even if the position of the component on the image is unstable.

【0021】部品の位置が安定している場合は、この機
能を用いず、ステップS2に進み、基準ウィンドウを定
める。この基準ウィンドウは、既知の座標値として指定
することもできるし、部品の種類によりウィンドウ位置
を可変にできる。オペレータは、ウィンド領域を認識条
件モジュールに設定する。
If the position of the component is stable, the process proceeds to step S2 without using this function, and a reference window is determined. The reference window can be specified as a known coordinate value, and the window position can be changed according to the type of component. The operator sets the window area in the recognition condition module.

【0022】[テンプレート作成]一方、部品の位置が
不安定な場合には、ステップS3に進んでテンプレート
を作成する。このテンプレートの作成ルーチンが図3に
詳細に図示されている。まず予め、正常姿勢の部品を含
む画像を入力する(ステップT1)。この撮像は、図1
の部品撮像ステージ1にセットされた部品の全部を含む
画像をTVカメラ4により撮像して画像メモリ7に取り
込むことによって行なわれる。そして、この画像が表示
装置5に表示される。この画像上で部品が正常姿勢を取
っているとは限らないので、オペレータが、マンマシン
インタフェース3を介し、位置制御装置2を制御し、部
品撮像ステージ1を移動させ部品姿勢を補正する(ステ
ップT2、T3)。この動作時に画像は、上述したよう
にリアルタイムに画像メモリ7に取り込まれ、表示装置
5に表示される。この部品姿勢の補正の様子が図7に模
式的に図示されており、最初点線で図示された位置にあ
った部品20の画像は、上述した補正により実線で示し
たように正常な姿勢となる。
[Template Creation] On the other hand, if the position of the component is unstable, the process proceeds to step S3 to create a template. The template creation routine is shown in detail in FIG. First, an image including a component in a normal posture is input in advance (step T1). This imaging is shown in FIG.
An image including all the components set on the component imaging stage 1 is captured by the TV camera 4 and taken into the image memory 7. Then, this image is displayed on the display device 5. Since the component does not always have a normal posture on this image, the operator controls the position control device 2 via the man-machine interface 3 to move the component imaging stage 1 and correct the component posture (step T2, T3). During this operation, the image is fetched into the image memory 7 in real time and displayed on the display device 5 as described above. FIG. 7 schematically illustrates the state of the component posture correction, and the image of the component 20 that was initially at the position illustrated by the dotted line has the normal posture as illustrated by the solid line due to the above-described correction. .

【0023】次にオペレータは、図8に示したように、
マンマシンインタフェース3を介して画像処理装置12
に部品20の一部又は全部が入るテンプレート21を作
成するための基準点R及びエリアを指定する(ステップ
T4)。このテンプレートで確定の場合には(ステップ
T5)、画像処理装置の制御部9はこの指定をインタフ
ェース8を介して受け取り、画像メモリ7より画像デー
タを取得し、テンプレートを不揮発性メモリ11に登録
する(ステップT6)。一方、登録すべきテンプレート
が未だ定まらない場合には、ステップT1に戻って上述
の処理を繰り返す。
Next, the operator, as shown in FIG.
Image processing device 12 via man-machine interface 3
A reference point R and an area for creating a template 21 in which a part or the whole of the component 20 is placed are designated (step T4). If the template is determined (step T5), the control unit 9 of the image processing apparatus receives the designation via the interface 8, obtains image data from the image memory 7, and registers the template in the nonvolatile memory 11. (Step T6). On the other hand, if the template to be registered has not been determined yet, the process returns to step T1 to repeat the above processing.

【0024】このようにしてテンプレートが作成、登録
されたら、図2のステップS4に戻り、テンプレートを
認識条件モジュールに設定する。続いて、図14に関連
して説明する部品の隅点の相対位置により傾き計算機能
を使用する場合には、部品外形寸法を認識条件モジュー
ルに設定し(ステップS6)、そうでない場合には、こ
のステップS6をスキップしてステップS7で認識条件
のデータ群を送信し、ステップS8で部品の位置検出を
行なう。
After the template is created and registered in this way, the process returns to step S4 in FIG. 2 and the template is set in the recognition condition module. Subsequently, when the inclination calculating function is used based on the relative positions of the corner points of the component described with reference to FIG. 14, the external dimensions of the component are set in the recognition condition module (step S6). This step S6 is skipped, a data group of the recognition condition is transmitted in step S7, and the position of the component is detected in step S8.

【0025】この位置検出のルーチンが図4に詳細に図
示されている。まず、ステップR1で示すように、ステ
ップS2あるいはS4で設定された認識条件データに従
いテンプレートを指定するか、ウィンドウ位置を指定す
る。画像上での部品位置が安定な場合には、ウィンドウ
位置が指定され、一方不安定な場合には、ステップR2
において基準ウィンドウ設定位置が取得される。これは
以下のような処理で行なわれる。
This position detection routine is shown in detail in FIG. First, as shown in step R1, a template or a window position is specified according to the recognition condition data set in step S2 or S4. If the component position on the image is stable, the window position is specified.
In, the reference window setting position is obtained. This is performed by the following processing.

【0026】[基準ウィンドウ]図9に示したように、
検査すべき部品20の画像をTVカメラ4より画像メモ
リ7に取り込み、制御部9は、先に登録したテンプレー
ト21を不揮発性メモリ11よりテンプレートメモリ6
に展開し、演算部10にマッチング演算処理を委ねる。
マッチング処理は、例えばテンプレートをX方向及びY
方向へ1ピクセルずつ移動させて、その都度それに対応
する領域の撮像画像との相関をとり、最も相関度が大き
い位置をマッチングがとれた位置とすることにより終了
する。制御部9は演算部11にマッチング演算終了を確
認の後、検査すべき部品画像上のテンプレート21の位
置を知ることができる。この位置を左上とし、テンプレ
ート幅、高さをそれぞれ幅、高さとする矩形領域を部品
の中心位置取得のための領域22、すなわち基準ウィン
ドウとする。
[Reference Window] As shown in FIG.
The image of the component 20 to be inspected is fetched from the TV camera 4 into the image memory 7, and the control unit 9 stores the previously registered template 21 from the nonvolatile memory 11 into the template memory 6.
And leaves the calculation unit 10 to perform the matching calculation processing.
The matching process is performed, for example, by setting the template in the X direction and the Y direction.
The pixel is moved one pixel at a time in the direction, and each time it is correlated with the captured image of the corresponding area, the position with the highest degree of correlation is determined as the matching position, and the process ends. After confirming the completion of the matching operation by the operation unit 11, the control unit 9 can know the position of the template 21 on the component image to be inspected. This position is defined as the upper left, and a rectangular area having the template width and height as the width and height, respectively, is defined as the area 22 for acquiring the center position of the component, that is, the reference window.

【0027】[中心位置の検出]続いて、ステップR2
で取得された基準ウィンドウ位置あるいは指定されたウ
ィンドウ位置に基づき、部品の中心位置が検出される
(ステップR3)。その詳細が図5のサブルーチンに示
されている。その実質は、ステップR32に示された点
対称な2つのテンプレートによるテンプレートマッチン
グである。これは図10、図11に図示のごとく行なわ
れる。部品を含む画像上で、部品の一部又は全部が入る
ウィンドウ22(領域A)を上述したテンプレート21
によるテンプレートマッチングで設定する。このウィン
ドウの実画像(あるいは基準ウィンドウそのもの)を第
1のテンプレートとし、このテンプレートに対して、点
対称(180度回転)な第2のテンプレート23を作成
する(図10)。図11に示したように、部品の画像と
第2のテンプレート23のマッチングがとれた段階で領
域B、すなわち第2のテンプレート領域23を検出す
る。第1のテンプレート22の領域内の任意の点aとそ
の点に対応する第2のテンプレートの領域の点bとを結
ぶ直線の中点Mを部品の中心点として検出する。
[Detection of center position] Subsequently, step R2
The center position of the component is detected on the basis of the reference window position acquired in step (1) or the designated window position (step R3). The details are shown in the subroutine of FIG. The essence is template matching by the two point-symmetric templates shown in step R32. This is performed as shown in FIGS. On the image including the part, the window 22 (area A) in which a part or the whole of the part is to be inserted is set in the template 21 described above.
Set by template matching by. The real image of this window (or the reference window itself) is used as the first template, and a second template 23 that is point-symmetric (rotated by 180 degrees) is created with respect to this template (FIG. 10). As shown in FIG. 11, the area B, that is, the second template area 23 is detected at the stage where the image of the component and the second template 23 are matched. A center M of a straight line connecting an arbitrary point a in the area of the first template 22 and a point b in the area of the second template corresponding to the point is detected as the center point of the component.

【0028】なお、ウィンドウの実画像を第1のテンプ
レートとする場合には(図5のステップR30の「は
い」への分岐)、上述した点対称テンプレートによるマ
ッチングを行なって(ステップR35)、中心の検出を
行なうが、基準ウィンドウそのものを第1のテンプレー
トとする場合には、部品が傾きを持ち、ステップS3で
作成したテンプレートとの間の回転ずれが発生する場合
がある。その回転ずれが大きな場合、マッチング精度は
低下しているのでステップR2で必ずしも最適の基準ウ
ィンドウ領域を設定できたとは限らない。そこで、基準
ウィンドウで得られた位置の近辺でステップR32の処
理を数回繰り返し(ステップR31)、ステップR33
で基準ウィンドウを補正する。このうち、最も相関値が
高い組み合わせを採用し、中心位置を得ることにする
(ステップR34)。
When the real image of the window is used as the first template (branch to "yes" in step R30 in FIG. 5), the above-described matching using the point symmetric template is performed (step R35). However, if the reference window itself is used as the first template, the component may have an inclination and a rotational deviation from the template created in step S3 may occur. If the rotational deviation is large, the matching accuracy is lowered, and it is not always possible to set the optimum reference window region in step R2. Therefore, the process of Step R32 is repeated several times near the position obtained in the reference window (Step R31), and Step R33
Correct the reference window with. Among them, the combination having the highest correlation value is adopted to obtain the center position (step R34).

【0029】[傾き検出]続いて、図4に戻りステップ
R4において、部品の傾きを検出する。これは、図6に
示したルーチンに従って行なわれる。部品が自身の中心
に対して点対称な図形である場合、図12に示す部品の
中心を原点としたXY座標系において、ステップR2で
取得した領域22、すなわちウィンドウAに対してY軸
対称な領域24(ウィンドウC)を設定する。この領域
を傾き検出用のテンプレートとする(ステップR4
1)。部品の傾きを仮にθとすると、ウィンドウCの図
形を部品の中心を回転中心として、−2*θ回転させた
とき、ウィンドウAの図形に対してY軸対称な図形が現
れる。
[Inclination Detection] Subsequently, returning to FIG. 4, in step R4, the inclination of the component is detected. This is performed according to the routine shown in FIG. In the case where the part is a figure that is point-symmetric with respect to its own center, in the XY coordinate system whose origin is set at the center of the part shown in FIG. An area 24 (window C) is set. This area is used as a template for tilt detection (step R4).
1). Assuming that the inclination of the component is θ, when the graphic in the window C is rotated by −2 * θ with the center of the component as the center of rotation, a graphic that is symmetric with respect to the graphic in the window A appears.

【0030】この関係を利用し、ウィンドウCにおいて
回転角を所定の刻み角で連続して画像を変化させる。そ
のとき得られる回転画像との間でマッチングをとり(ス
テップR44)、ステップR45で刻み角を更新して図
形を回転させ(ステップR43)、これを繰り返す(ス
テップR42)。
Using this relationship, the image is continuously changed in the window C at a predetermined angle of rotation. Matching is performed with the rotated image obtained at that time (step R44), and the step is updated at step R45 to rotate the figure (step R43), and this is repeated (step R42).

【0031】回転の刻み角を更新したときのマッチング
の相関値は、図13に図示したような分布曲線Cにな
り、相関値が最大となる刻み角iを求めることで部品の
傾きθを求めることができる(ステップR46)。さら
に、精度を上げるために、最も高い相関値Y1をとる位
置iとその両隣の刻み角(i−1)、(i+1)での相
関値Y2、Y3とのそれぞれ差分をとりその差分値のゼロ
クロス点Zを求めることにより刻み角以上の分解能で傾
きθを求めることができる(R47)。また、図13で
点線C’で図示したように、分布曲線Cの微分をとりそ
のゼロクロス点を求めるようにしてもよい。
The correlation value of the matching when the rotation angle is updated becomes a distribution curve C as shown in FIG. 13, and the inclination θ of the component is determined by determining the rotation angle i at which the correlation value becomes maximum. (Step R46). Further, in order to improve the accuracy, the difference between the position i having the highest correlation value Y1 and the correlation values Y2 and Y3 at the step angles (i-1) and (i + 1) on both sides thereof is calculated, and the zero-cross of the difference value is calculated. By obtaining the point Z, the inclination θ can be obtained with a resolution equal to or greater than the step angle (R47). Further, as shown by a dotted line C ′ in FIG. 13, the zero-cross point of the distribution curve C may be obtained by differentiating the distribution curve C.

【0032】なお、図示の例では、Y軸対称のテンプレ
ート24を作成しているが、X軸対称のテンプレートを
作成して同様にテンプレートマッチングを行なうことに
より部品の傾斜を求めることも可能である。
In the illustrated example, the Y-axis symmetric template 24 is created. However, it is also possible to determine the X-axis symmetric template and perform template matching in the same manner to determine the component inclination. .

【0033】傾き精度を向上させるためには、刻み角を
細かくしていけばよいがそれでは演算時間がかかってし
まう。また回転ずれが1ピクセル内に収まってしまう場
合、そのずれ量は検出できない。そこでさらに精度を向
上させたい場合には(ステップR47’の「はい」への
分岐)、これまでの処理で部品の中心、ある程度の傾き
が分かっているので、部品の外形寸法を取得することに
より(ステップR48)、最もずれ量が大きくなる部品
の最遠点Pをほぼ中心とする最良のテンプレートウィン
ドウの設定が可能となる(ステップR49、R50)。
これが、図14に図示されている。
In order to improve the tilt accuracy, it is necessary to make the notch angle smaller, but this requires a long calculation time. If the rotation shift falls within one pixel, the shift amount cannot be detected. Therefore, if it is desired to further improve the accuracy (branch to "Yes" in step R47 '), the center of the component and a certain degree of inclination are known in the processing up to this point. (Step R48), it is possible to set the best template window centered on the farthest point P of the component having the largest deviation amount (Steps R49, R50).
This is illustrated in FIG.

【0034】たとえば、部品の外形寸法がわかっている
ので、部品の左上隅Pをほぼ中心にするウィンドウ
(D)30を設定することができる。部品の画像を、こ
のウィンドウの中心を回転中心とし、−2*θ回転さ
せ、Y軸対称になるテンプレート31を作成した場合、
そのテンプレートは部品の右上隅Q付近の特徴を示すテ
ンプレートとなる。このテンプレートをX、Y方向に移
動し、図14の下方に図示したように、マッチングをと
ることで画像上での部品右上隅Qの位置を得ることがで
き、PQの位置関係より傾きθを求めることができる
(ステップR51、R52)。
For example, since the external dimensions of the component are known, a window (D) 30 having the upper left corner P of the component substantially at the center can be set. When the image of the part is rotated by −2 * θ with the center of the window as the center of rotation, and a template 31 that is symmetric with respect to the Y axis is created,
The template is a template showing features near the upper right corner Q of the component. By moving this template in the X and Y directions and performing matching as shown in the lower part of FIG. 14, the position of the upper right corner Q of the part on the image can be obtained. Can be obtained (steps R51, R52).

【0035】ここで用いるウィンドウ30が、図12の
ウィンドウ22より中心から遠くに位置するのであれ
ば、この手法により図12、図13で得られる以上の精
度を期待できる。このマッチング時には、最も高い相関
値をとる位置とその近傍の9つの相関値からサブピクセ
ル演算により、サブピクセル精度でその位置を求めるこ
とができ、またPQは最もX成分の差の大きい組み合わ
せであるのでマッチング誤差の影響力がより少なくな
り、よりよい精度が期待できる。このようにして、回転
量に基づいて得られた傾きを検証し、またこれを補正し
て高精度の傾きを求めることができる。
If the window 30 used here is located farther from the center than the window 22 in FIG. 12, it is possible to expect higher accuracy than that obtained in FIGS. 12 and 13 by this method. At the time of this matching, the position can be obtained with sub-pixel accuracy by sub-pixel operation from the position having the highest correlation value and the nine correlation values in the vicinity thereof, and PQ is the combination having the largest X component difference. Therefore, the influence of the matching error is reduced, and better accuracy can be expected. In this way, the inclination obtained based on the amount of rotation can be verified and corrected to obtain a highly accurate inclination.

【0036】このように、部品の位置検出が終了する
と、図2のフローに戻り、ステップS8に続くステップ
S9において検出結果を受信し、ステップS10でその
検出結果に基づいて中心位置及び/又は傾き補正をして
部品の吸着姿勢を補正する。
As described above, when the detection of the position of the component is completed, the flow returns to the flow shown in FIG. 2, and the detection result is received in step S9 following step S8. In step S10, the center position and / or inclination is determined based on the detection result. The correction is performed to correct the suction posture of the component.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
テンプレートマッチング法を用いて部品の中心並びに傾
きを精度よく検出できる。従って、チップマウンタ等に
おけるより汎用的なアルゴリズムとして実装でき、より
手軽に精度よく、電子部品の搭載が可能となる。
As described above, according to the present invention,
Using the template matching method, the center and inclination of the component can be accurately detected. Therefore, it can be implemented as a more general-purpose algorithm in a chip mounter or the like, and the electronic components can be more easily and accurately mounted.

【0038】また画像を回転させて傾きを求める場合、
マッチング領域とテンプレートサイズが等しくなるの
で、各検査角度につき1回の相関演算で済み、かつ画像
上からテンプレートを作成するので、正規化の必要もな
い。このため差分をマッチングの評価関数として使え、
演算時間が短縮される。また、マッチング領域が既に確
定しているので回転画像を取得する際、マッチング領域
のみの回転変換演算をすればよく、この点でも演算時間
の短縮が可能である。
When the inclination is obtained by rotating the image,
Since the matching area and the template size become equal, only one correlation operation is required for each inspection angle, and since the template is created from the image, there is no need for normalization. Therefore, the difference can be used as an evaluation function for matching,
Calculation time is reduced. In addition, since the matching area has already been determined, when a rotated image is acquired, the rotation conversion operation of only the matching area may be performed, and the calculation time can be shortened in this respect as well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が用いられるシステムの全体構成を示し
たブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a system in which the present invention is used.

【図2】全体の流れを示したフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing the entire flow.

【図3】テンプレートの作成並びに登録を行なうルーチ
ンを示すフローチャート図である。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a routine for creating and registering a template.

【図4】位置検出を行なうルーチンを示すフローチャー
ト図である。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a routine for performing position detection.

【図5】部品の中心位置を検出するルーチンを示すフロ
ーチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a routine for detecting a center position of a component.

【図6】部品の傾きを検出するルーチンを示すフローチ
ャート図である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a routine for detecting the inclination of a component.

【図7】テンプレートを作成するときの部品姿勢を補正
する状態を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a component posture is corrected when a template is created.

【図8】テンプレートの作成を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing creation of a template.

【図9】基準ウィンドウ位置を取得する状態を説明する
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state in which a reference window position is obtained.

【図10】基準ウィンドウから点対称なテンプレートを
形成する状態を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which a point-symmetric template is formed from a reference window.

【図11】点対称なテンプレートとのマッチングを示す
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing matching with a point-symmetric template.

【図12】部品の傾きを検出する状態を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state in which the inclination of a component is detected.

【図13】傾き検出時のマッチングによる相関値の分布
を示す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing a distribution of correlation values by matching at the time of detecting a tilt.

【図14】他の傾き検出例を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing another example of tilt detection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 部品撮像ステージ 2 位置制御装置 3 マンマシンインターフェース 4 TVカメラ 5 表示装置 12 画像処理装置 20 部品 21、23、31 テンプレート 22、24、30 ウィンドウ REFERENCE SIGNS LIST 1 Component imaging stage 2 Position control device 3 Man-machine interface 4 TV camera 5 Display device 12 Image processing device 20 Components 21, 23, 31 Template 22, 24, 30 Window

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自身の中心について点対称形状の部品の
画像を撮像し、 前記部品の画像の一部又は全部を含む領域を検出し、 前記部品の中心を通るX軸あるいはY軸に関して前記領
域と対称なテンプレートを作成し、 このテンプレートと部品の画像のマッチングをとること
により部品の傾きを検出することを特徴とする部品の位
置検出方法。
1. An image of a part having a point-symmetrical shape with respect to its own center is picked up, an area including a part or the whole of the image of the part is detected, and the area is determined with respect to an X axis or a Y axis passing through the center of the part. A component position detection method comprising: creating a template symmetrical to the above; and detecting the inclination of the component by matching the template with the image of the component.
【請求項2】 自身の中心について点対称形状の部品の
画像を撮像し、 前記部品の画像の一部又は全部を含む領域を検出し、 前記領域と点対称でかつ基準ウィンドウそのもの、ある
いは実画像データに置き換えたテンプレートを作成し、 前記画像とこのテンプレートとのマッチングが得られた
ときの前記領域とテンプレートの対応する2点を結ぶ中
点を部品の中心として求め、 前記部品の中心を通るX軸あるいはY軸に関して前記領
域と対称なテンプレートを作成し、 このテンプレートと部品の画像のマッチングをとること
により部品の傾きを検出することを特徴とする部品の位
置検出方法。
2. An image of a part having a point-symmetric shape with respect to its own center is taken, an area including a part or the whole of the image of the part is detected, and a reference window itself or a real image which is point-symmetric with the area and is detected. A template replaced with data is created, and a midpoint connecting the corresponding area and the corresponding two points of the template when the matching between the image and the template is obtained is determined as the center of the component. A component position detection method comprising: creating a template symmetrical to the region with respect to the axis or the Y axis; and detecting the inclination of the component by matching the template with the image of the component.
【請求項3】 前記部品の画像を自身の中心回りに回転
させることにより得られる画像と前記X軸あるいはY軸
対称なテンプレートとのマッチングをとり、マッチング
がとれたときの回転量に基づき部品の傾きを検出するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
3. Matching an image obtained by rotating the image of the part around its own center with the template symmetrical with the X-axis or Y-axis, and based on the amount of rotation at the time of the matching, The method according to claim 1, wherein the inclination is detected.
【請求項4】 部品の一部又は全部を含むテンプレート
を作成し、画像とこのテンプレートとのマッチングがと
れるテンプレート領域を前記領域とすることを特徴とす
る請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
4. The template according to claim 1, wherein a template including a part or the whole of the part is created, and a template region in which an image can be matched with the template is set as the region. The method described in.
【請求項5】 前記回転が所定の刻み角で行なわれ、マ
ッチングの相関値の差分あるいは微分を求めることによ
り得られる最大相関値の刻み角から部品の傾きを検出す
ることを特徴とする請求項3または4に記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the rotation is performed at a predetermined step angle, and the inclination of the component is detected from the step angle of the maximum correlation value obtained by obtaining a difference or a derivative of the correlation value of the matching. The method according to 3 or 4.
【請求項6】 部品の中心からの最遠点を求め、この点
を中心とする領域を前記求めた部品の傾きに基づいて回
転させ、この領域のY軸対称又はX軸対称なテンプレー
トとのマッチングをとることにより部品の傾きを求め、
前記回転量に基づいて得られた部品の傾きを検証するこ
とを特徴とする請求項3から5までのいずれか1項に記
載の方法。
6. A point farthest from the center of the component is determined, and a region centered on this point is rotated based on the determined inclination of the component, and the region is compared with a Y-axis symmetric or X-axis symmetric template of this region. Find the inclination of the part by matching,
The method according to any one of claims 3 to 5, wherein a part inclination obtained based on the rotation amount is verified.
JP26804496A 1996-10-09 1996-10-09 Part position detection method Expired - Fee Related JP3765888B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26804496A JP3765888B2 (en) 1996-10-09 1996-10-09 Part position detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26804496A JP3765888B2 (en) 1996-10-09 1996-10-09 Part position detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10117100A true JPH10117100A (en) 1998-05-06
JP3765888B2 JP3765888B2 (en) 2006-04-12

Family

ID=17453108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26804496A Expired - Fee Related JP3765888B2 (en) 1996-10-09 1996-10-09 Part position detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3765888B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007115725A (en) * 2005-10-18 2007-05-10 Juki Corp Method and device for recognizing component
CN111246721A (en) * 2018-11-28 2020-06-05 Juki株式会社 Mounting device and mounting method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007115725A (en) * 2005-10-18 2007-05-10 Juki Corp Method and device for recognizing component
JP4686329B2 (en) * 2005-10-18 2011-05-25 Juki株式会社 Component recognition method and apparatus
CN111246721A (en) * 2018-11-28 2020-06-05 Juki株式会社 Mounting device and mounting method
CN111246721B (en) * 2018-11-28 2023-03-07 Juki株式会社 Mounting device and mounting method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3765888B2 (en) 2006-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4571763B2 (en) Image processing apparatus and bonding apparatus
CN109213090B (en) Position control system, position detection device, and recording medium
JP3266429B2 (en) Pattern detection method
JP2005116765A (en) Method, device, and program for discriminating bonding pattern
JP3765888B2 (en) Part position detection method
JP2000180138A (en) Calibration plate and calibration system for visual sensor utilizing it
JP2003156311A (en) Method and apparatus for detection and registration of alignment mark
JP4566686B2 (en) Method and apparatus for determining shape of object
JPH10320565A (en) Image processing method and device therefor
JPH11328410A (en) Method for positioning pattern
JP2004325146A (en) Method and device for recognizing part
JPH0737893B2 (en) Pattern matching method
JPH06260794A (en) Method and equipment for recognizing position of electronic part
JPH11328404A (en) Image recognizing device and method therefor
WO2022224645A1 (en) Data creation system and installation system
JPH04361104A (en) Detecting system of position of substrate mark
JP5022598B2 (en) Bonding apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2002216130A (en) Image recognizing method, image recognizing device and parts mounting device
JPH11295036A (en) Method and apparatus for judging direction of electronic component
JPH1030911A (en) Method for detecting position of minute work piece
JP2004273578A (en) Electronic component mounting method and equipment thereof
JPH07286819A (en) Method and device for recognizing position of parts
JP2012255826A (en) Fpd packaging device and method for detecting positioning image
JPH0410074A (en) Picture pattern inclination detecting method
JP2000149020A (en) Pattern alignment method

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051011

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060125

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110203

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120203

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120203

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130203

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees