JPS6346577A - 物体認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物体認識装置に関し、特にテレビジョンカメラ
を用いて認識すべき物体を撮像して得られるビデオ信号
に基づいて、物体の有無、物体の欠陥のを無などの物体
の状態を観測するようにしたものである。

〔発明の概要〕

本発明は、被観測対象をテレビジョンカメラによって撮
像して得られるビデオ信号に基づいて、当該被観測対象
上の物体の状態を認識する物体認識装置において、基準
ガイドマーク及び被観測ガイドマークの座標間の変換関
数に基づいて監視領域を設定することにより、煩雑な手
間を要することなく、被観測対象の配設位置に適応した
監視領域を設定できる。

〔従来の技術〕

この種の物体ＬＱ、識装置とＵ２て、被観測物体をテレ
ビジョンカメラによって撮像して得られるビデオ信号の
うち、所定の監視領域に相当する信号部分の信号レベル
に基づいて、当該信号レベルが所定の範囲内に入ってい
るか否かを判定することによって、物体の有無又は物体
の各部における欠陥の有無等を認識するようにしたもの
が提案されている（特開昭６０−３９５８１号）。

かかる構成の物体認識装置を用いて物体の有無、欠陥の
有無等を判定しようとする場合、一般に、テレビジョン
カメラが被観測物体を撮像したときに得られるビデオ信
号に基づいて撮像画面上の所定の位置に設定された監視
領域の輝度を、正常な外観をもった標準物体くこれをマ
スタと呼ぶ）をテレビジョンカメラが撮像したときの撮
像画面上の対応する監視領域の輝度と比較することによ
って、両者間に差異があれば被観測物体に異常があると
判定するような方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とごろがこのような方法によって判定をＬ７ようとする
場合、一旦被観測物体に対するカメラの位置、アングル
等の撮像条件を定めた後、被観測物体の映像に基づいて
監視領域を設定し２終わった後に、撮像両面に写る被観
測物体の映像を表す画面が、設定された監視ＳＪｌ域に
対しで相対的に位置ずれした場合には、各監視領域から
得られる輝度データが正し２く取り込まれなくなるため
に、誤った認識デ・〜りを発生ずるおそれがある。

例えば実装部品をマウントしたプリント基板Ｊ二の当該
実装部品の有無を認識しＪ′：、うとする場合、カメラ
の設定位置、アングル、ズームレンズの調整位置等を変
更した場合には、テレビジョンカメラによ”つて得られ
るビデオ信号の画像のうち、観測し２ようとする画像部
分（、゛これを内枠と呼ぶ）がずれることにより、監視
領域に対応する輝度データが変化する結果を生ずる。

このような場合従来の物体認識装置においては、カメラ
について設定条件を変更した際には、その都度マスタを
用いて再度監視領域の設定をし直すようになされていた
。従って−Ｈマスタについて監視領域の位置デー・夕を
メ干りに取り込んだとしても、これを後日同じ被観測物
体について観測を続ける場合であってもカメラを同じ設
定条件に戻すことが極めて困難なために、すでに取り込
んだ監視領域についての位置データを使用できなくなる
結果になる。同様に監視領域についての位置データを別
の装置で作成して当該物体認識装置に入力しても、この
データを位置ずれのために使用できない問題がある。

このように従来の物体認識装置においては、監視領域の
位置データについて、データの互換性がないために物体
認識装置が複数台設定されている場合に、各物体認識装
置ごとに動作開始時にその都度監視領域についての位置
データをマスタから取り込む設定操作をしなければなら
ない煩雑さがあり、かくして物体認識装置を例えばプリ
ント配線基板の自動製造ラインに取り込むことが困難な
問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、監視領域
の位置データを、新たな観測条件に適合するように補正
できるようにするごとにより、同じ被観測対象について
は、実用−ト監視領域についての位置データを一度取り
込めば、これを種々の観測条件の下に利用し得るように
した物体認識装置を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため本発明においては、被観測
対象１３をテレビジョンカメラ１５によって撮像して得
られるビデオ信号ＶＤに基づいて規定される撮像画面Ｐ
ＡＧＥのうち、任：竜に設定された監視領域Ａ１〜Ａ１
６に対応するビデオ信号部分を、マスタの対応するビデ
オ信号部分と比較することによって、当該監視領ｊ・Ｘ
Δ１〜Ａ１６にある被観測対象１３上の物体１４の状態
の正常又は異常を認識するようになされた物体認識装置
において、基準ガイドマークの位置と、撮像画面ＰＡＧ
Ｅ上に設定した被観測ガイドマークの位置との間に位置
ずれがあるとき、基準ガイドマークの座標及び被観測ガ
イドマークの座標間の変換関数を求め、基準ガイドマー
クに基づいて設定された監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置を
、当該変換関数を用いて演算することにより補正し、当
該補正後の監視領域Ａ１〜Ａ１６をマスタ及び被観測対
象に対する監視領域として設定するようにする。

〔作用〕

基準ガイドマークの座標及び被観測ガイドマークの座標
間の変換関数は、基準の座標系と、現在のテレビジョン
カメラの撮像条件の下に撮像して得られる撮像画面の座
標系との差異を表しており、基準の座標系に設定された
基準ガイドマークを当該変換関数によって座標変換する
ことにより補正すれば、当該補正後の各監視領域Ａ１〜
ＡＩ６の位置は、現在の撮像画面に適合する位置に設定
されることになる。

かくして現在の撮像画面が基準の撮像画面に対して位置
ずれしているような場合においても、全ての監視領域Ａ
ｌ−Ａｌ６についてその位置を設定し直すような手間を
要することなく、全ての監視領域Ａ１〜Ａ１６について
自動的に現在の撮像画面に適合するような監視領域Ａ１
〜Ａ１６を設定することができる。

〔実施例〕

（１）第１の実施例 以下図面について、本発明を実装部品をマウントしたプ
リント基板の欠品検査装置に適用した場合の実施例を詳
述する。

（１）全体の構成 第１図において、１１は全体として物体認識装置を示し
、ＸＹ子テーブル２上にｉ！ｆｆされたプリント基板１
３上のマウント部品１４をテレビジョンカメラ１５によ
って上方から撮像する。

ＸＹ子テーブル２は、プリント基板１３をＸ方向及びＹ
方向に移動することにより、プリント基板１３の表面を
例えば４　Ｘ　４　＝１６個の撮像領域に分割し、各分
割撮像領域をテレビジョンカメラ１５の視野に順次設定
することにより、１６個の分割撮像領域についてのビデ
オ信号ＶＤを、ビデオデータ入力部１６及びタイミング
制御部１７に入力すると共に、モニタ部１８に供給し得
るようになされている。

ＸＹ子テーブル２を駆動制御するＸＹ子テーブルントロ
ーラ１９は、マウント部品１４をマウントしたプリント
基板１３の各分割撮像領域が、テレビジョンカメラ１５
の撮像位置に位置決めされるごとに、検査開始信号５Ｉ
ＧＩＮをタイミング制御部１７に与えるようになされて
いる。

タイミング制御部１７は、ビデオ信号ＶＤのうち、水平
及び垂直同期信号に同期するクロック信号を発生し、当
該クロック信号をカウントしてビデオ信号ＶＤの各ライ
ンについて所定の間隔の位置データを形成する。　そし
て検査開始信号５ＩＧＩＮが発生したとき、タイミング
制御部１７は、バス２１を介して中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）２２から、マスタの対応するマウント部品につい
ての標準輝度データを評定データとして評定データレジ
スタ３３Ｄ（第２図）から読み出して、当該マウント部
品１４の位置を表すタイミングでサンプリングパルスＳ
ＭＰを発生し、これをビデオデータ人力部１６のサンプ
ルホールド回路２３に送出する。

この実施例の場合、タイミング制御部１７は、サンプリ
ングパルスＳＭＰを送出するタイミングで、対応する監
視領域を表すマーカをカーソルと共にモニタ部１８のモ
ニタの表示画面上に表示させることによって、オペレー
タに知らせるようになされている。

ＣＰＵ２２は、１６個の分割撮像領域についてそれぞれ
、１６個の監視領域Ａｈ　Ａ２・・・・・・Ａ１６のデ
ータを取り込み得るように構成されており、これに対応
してサンプルホールド回路２３は、第３図に示すように
、１６個のサンプルホールド回路本体ＳＨＩ〜５Ｈ１６
をもっている。

サンプルホールド回路２３は、タイミング制御部１７か
ら与えられるサンプリングパルスＳＭＰによって、入力
ビデオ信号ＶＤをサンプルホールド回路本体５ＨＩ−５
Ｈ１６に順次サンプリングホールドすると共に、所定の
タイミングで読み出してアナログ／ディジタル変換回路
２４　（第１図）に送出し、かくして１６個の監視領域
Ａ１〜Ａ１６における輝度データをバス２１を介してＣ
ＰＵ２２に送出する。

ＣＰＵ２２は、１６個の分割撮像領域にそれぞれ含まれ
る監視領域Ａ１〜ＡＩ６についてのデータを１ページの
データとして、評定データ設定モー１時テレビジョンカ
メラ１５によってマスタとしてのプリント基板１３を撮
像しながら、ＲＡＭ３３の評定データレジスタ３３Ｄ（
第２図）に順次格納して行き、又は検査モード時テレビ
ジョンカメラ１５によって被観測対象としてのプリント
基板１３を撮像しながら、ＲＡＭ３３のビデオデータレ
ジスタ３３Ｃ（第２図）に順次格納して行く。

かくして１ペ一ジ分のデータが格納し終わると、ＣＰＵ
２２は、　制御信号出力部３５を介してＸＹ子テーブル
ント・ローラ１９に検査終了信号５ＩＧＯＬＩＴを送出
することによって、テレビジョンカメラ１５の撮像位置
に次の分割撮像領域を位置決めするように、ＸＹ子テー
ブル２を駆動制御する。

ＣＰｔＪ２２は、ビデオデータ入力部１６、タイミング
制御部１７、モニタ部１８を、操作スイッチ部３１の操
作入力に応動して、ＲＯＭ３２のプログラムメモリに格
納されているプログラムに従って、必要に応じてＲＡＭ
３３のレジスタを利用しながら、監視領域設定モード、
評定データ設定モード、及び検査モードにおけるデータ
の処理を実行し、当該処理結果を必要に応じてプリンタ
３４に出力する。

この実施例の場合、サンプルホールド回路２３（第２図
）は、入力ビデオ信号ＶＤを、サンプリングパルスＳＭ
Ｐによって順次閉じる入力側スイッチ回路ＳＷ、いＳＷ
Ｉ！・・・・・・５ＷＩｌ＆　　（例えばアナログスイ
ッチでなる）のオン動作によってサンプリングした後、
出力側スイッチ回路ｓｗｏ＋、　ｓＷ０オ・・・・・・
５ＷＯＩ＆　　（同様にアナログスイッチでなる）によ
ってサンプリングホールドして得られるサンプルホール
ドビデオデータＶＤｓＮを、ゲイン調整回路ＧＣＯＮを
介してアナログ／ディジタル変換回路２４（第１図）に
順次送出し、かくして各監視領域Ａ１〜Ａ１６の輝度デ
ータをバス２１を介してＣＰＵ２２に送出するようにな
されている。

ここでゲイン調整回路ＧＣＯＮは、ＣＰＵ２２から各監
視領域Ａ１〜Ａ１６ごとに与えられる係数データＰＡＲ
Ａによって出力ＶＤＩＮの信号レベルが所定の一定値に
なるように調整される。

以上の構成において、ＣＰＵ２２は、オペレータが操作
スイッチ部３１の監視領域設定選択スイッチを操作した
とき「監視領域設定処理プログラム」に入ってモニタ部
１８のカーソル及びマーカを用いて、１６ペ一ジ分の分
割撮像領域について、それぞれ１６個の監視＄■域Ａｌ
−Ａｌ６の位置データを設定する。この設定データはＲ
ＡＭ３３の監視領域プリセットレジスタ３３Ｂに格納さ
れる。

ここで監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置は、例えば第１ペー
ジの分割撮像領域ＰＡＧＥについて第４図に示すように
、モニタの表示画上に像指定されたマーカＭｌ−Ｍ１６
（大きさ及び形状によっても定義されている）の左上隅
のＸ及びｙ方向の座標（ｘｌ、ｙ＋）〜（ｘ＋い）’＋
６）を表す位置データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１６によっ
て特定され、この位置データＤＡＴＡｌ〜ＤＡＴＡ１６
がＲＡＭ３３の監視領域プリセットレジスタ３３Ｂ（第
２図）に格納される。

これに加えて監視領域Ａ１〜Ａ１６の範囲は、マーカに
よって指定される。この実施例の場合マーカの形状及び
大きさを表すデータは、工場出荷時、ＲＯＭ３２内部の
マーカレジスタに格納される。かくしてマスタとしての
プリント基板１３及び被観測対象としてのプリント基板
１３について、監視領域Ａ１〜Ａ１６についてのデータ
をタイミング制御部１７に読み出すとき、ＣＰＵ２２は
オペレータが操作スイッチ部３１から入力する指令入力
に応じて位置データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１６をＲＡＭ
３３の監視領域プリセットレジスタ３３Ｂから読み出す
と共に、対応するマーカデータをＲＯＭ３２のマーカレ
ジスタら読み出すようになさている。

実際上、監視領域Ａ１〜Ａ１６の設定は、マスタとなる
プリント基板１３をテレビジョンカメラ１５によって撮
像し、その映像をモニタ部１８上に表示し、これにより
プリント基板１３上のマウント部品（例えばチップ型Ｉ
Ｃ、チップ型コンデンサ、チップ型抵抗などのチップ部
品でなる）上にカーソルを移動させてマーカを選択指定
することにより、監視領域Ａ１〜Ａ１６を設定するよう
になされている。

その後オペレータ２２が、操作スイッチ部３１の評定デ
ータ取り込み開始スイッチを操作すると、ＣＰＵ２２は
「評定データ設定処理プログラム」に入って、設定され
た監視領域Ａ１〜Ａ１６から、マスタとなるプリント基
板１３から得られるビデオ信号ＶＤに基づいて、サンプ
ルホールド回路２３のサンプルホールド回路本体ＳＨＩ
〜５Ｈ１６、に対応する監視領域Ａ１〜Ａ１６の輝度の
積分値を輝度情輯としてサンプルホールドし、これをア
ナログ／ディジタル変換回路２４において輝度データに
変換してＲＡＭ３３の評定データレジスタ３３Ｄに格納
する。

かくして物体認識動作をするための準備プログラムが終
了し、オペレータが操作スイッチ部３１の検査モード選
択スイッチを操作したときＣＰＵ２２は「検査処理プロ
グラム」に入る。

この検査処理プログラムにおいてオペレータは、ＸＹ子
テーブル２上に被観測対象となるプリント基板１３を位
置決めする。このときＣＰＵ２２は、テレビジョンカメ
ラ１５から得られるビデオ信号ＶＤに基づいて、監視領
域プリセットレジスタ３３Ｂに格納されている監視領域
Ａ１〜Ａ１６の位置データＤＡＴＡＩ−ＤＡＴＡ１６を
用いて対応する輝度データをビデオデータレジスタ３３
Ｃに順次取り込んで行く。

そしてＣＰＵ２２は、ビデオデータレジスタ３３Ｃに取
り込まれた輝度データを、評定データレジスタ３３Ｄに
格納されている監視領域Ａ１〜Ａ１６の輝度データと比
較し、一致すれば当該監視領域Ａ１〜Ａ１６にマウント
部品１４があると判定し、逆に一致しなければマウント
部品１４が欠品であると判定する。

このようにして監視領域プリセットレジスタ３３Ｂに格
納されている監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置データを用い
てマスタとなるプリント基板１３及び被観測対象となる
プリント基板１３からそれぞれ輝度データを取り込んで
比較する際に、マスタとなるプリント基板１３を撮像し
たときのテレビジョンカメラ１５の位置、アングル、ズ
ームレンズの設定値等の撮像条件が、被検査対象となる
プリント基板１３を撮像した時の撮像条件と一致しない
場合には、被観測対象としてのプリント基板１３を撮像
したとき得られるビデオ信号ＶＤが表す画枠の位置はマ
スタとしてのプリント基板１３を表す画枠の位置に対し
て位置ずれする。

この位置ずれが生ずると、監視領域Ａ１〜Ａ１６から得
られる輝度データが、マスタプリント基板１３の輝度デ
ータと一致しなくなるので、ＣＰＵ２２が欠品の有無を
判定する際に誤判定するおそれがある。

この問題を解決するためＣＰＵ２２は、ＲＡＭ３３の監
視領域プリセットレジスタ３３Ｂに格納されている監視
領域Ａ１〜Ａ１６の表示画面上の位置データＤＡＴＡ　
１〜ＤＡＴＡ　１６に対して、現在の撮像状況の下にテ
レビジョンカメラ１５から得られるビデオ信号ＶＤの画
枠位置がずれているときには、監視領域プリセットレジ
スタ３３Ｂの位置データＤＡＴＡＩ　ＮＤＡＴＡｌ　６
を現在の撮像状況に合わせるように補正する。

（２）監視領域の位置データ補正の原理一般にテレビジ
ョンカメラによって３次元物体を撮像することによって
ビデオ信号によって表される２次元的画像を得るという
ことは、３次元空間における物体の表面形状を２次元平
面に透視変損したことと等価であると考えろことができ
る。

従って数学的演算手法によって３次元又は４次元のマト
リクス変換演算を実行して３次元空間における物体の表
面形状を表す位置ペルトルを２次元平面に変換すれば良
いと考えられる。

ところが実際上物体認識装置においては、テレビジョン
カメラのアングル、ズームレンズの調整位置等の撮像条
件は、被観測対象を撮像して輝度データを得る前に、基
準被写体としてのマスタを撮像して、設定された監視領
域Ａ１〜Ａ１６の画像内容を確認し、被観測画像の対応
する監視領域Ａｌ−Ａｌ６における画像内容がマスタの
画像内容とほぼ一致するように、被観測対象の位置をオ
ペレータが手動で微調整することによって追い込むこと
ができる。

従って実際上監視領域プリセットレジスタ３３Ｂの位置
データをＣＰＵ２２によって補正する必要がある範囲は
、微小範囲で済むと考えられ、かかる透視変換演算をす
るためには、次式％式％（１） で表されるように、二次元のマトリクス座標変換演算を
実行すれば実用上十分である。ここで（Ｘ、ｙ）は補正
前の座標系の位置座標を表し、監視領域Ａ１、Ａ２・・
・・・・Ａ１６の位置座標は、第４図に示すように、（
ｘｌｓｙｉ）、（ＸＺ、ｙｚ）・・・・・・（ｘ、いｙ
ｔｉ）が指定される。また（Ｘいｙｘ）は補正後の座標
系の位置座標を表し、第５図に示すように、補正前の監
視領域Ａ１、Ａ２・・・・・・Ａ１６の位置座標（ｘ＋
、ｙｔ）、（ｘｉ、ｙｚ）・・・・・・（Ｘ、いＹ＋ｈ
）がそれぞれ補正後の位置座標（Ｘアい’ｌ　ｉｎ）、
（Ｘ＋＋ｚ、ｙｘｚ）−・・・（ＸＲＩｈ、）’＋１１
６　）に座標変換される。

（１）式において右辺第１項のマトリクス要素ｘ０、ｙ
ｏは原点の平行移動量を表す変換パラメータを示し、ま
た右辺第２項のマトリクス要素ａ１いａｉｚ、ａ２いａ
ｔｔは、回転量及びスケーリング量を表す変換パラメー
タを示す。

（１）式を展開すれば、変換後の座標（ＸＲ１ｙ＊）を
次式 ％式％（２） として求めることができる。そこでこの展開式から６つ
の変換パラメータｘ０、ｙｏ、ａｌ１％ａｌ！ｓａ２い
ａ、を求めれば変換前の画面の任意の位置座標（Ｘ、？
＞を、変換後の画面上の位置座標（ｘＩｌ、ｙＲ）に変
換することができる。

ここで６つの変換パラメータｘ０、ｙｏ、ａｌ、ａ１□
、ａ２いａｇ□を求めるには、変換前の画面から３つの
点の座標例えば（ＸＩ％ｙｌ）、（ＸＺ、ｙｔ）、（ｘ
ｉ、ｙｚ）をの位置データを読み取ると共に、変換後の
画面から同じ画像内容をもつ点の座標（Ｘｌｌ、）’ｍ
＋）、（Ｘ　＊ｔ、　Ｙ　＊ｔ）、（Ｘ１１３、Ｙ　１
１３）の位置データを読み取って６つの連立方程式を立
てて、これを解けば次式で表すような変換パラメータを
求めることができる。

Ｘｏ＝　　（ＸＲＩ（Ｘｚ）’ｚ　　Ｘ３ｙｚ）Δ 十　ｙｘｚ（Ｘ　　３　ｙ　＋　　　　ＸｔＹｉ）＋Ｘ
１ｓ（Ｘ＋Ｙｚ　　Ｘｚｙ＋）） ・・・・・・（４） ■ Ｖｏ＝　　　（）’＋ｎ（ｙ：＋Ｘｚ　　）’ＺＸ３）
Δ ＋　）’ｗｚ（）’＋Ｘ３　　＞’３Ｘり＋３’Ｒ３０
’ｚＸ＋−ｙｔＸｚ）） ・・・・・・（５） ａ、、＝　　　（（ｘ□−Ｘえｚ）（Ｙ＋−Ｖｘ）Δ （ＸＲＩ　　Ｘ１１３）（）’　＋　　Ｙ　ｚＮ・・・
・・・（６） ａＩ！−−１（（ＸＲＩ−ＸＲＩ）（Ｘｔ　　Ｘｔ）Δ （Ｘｕ＋　　　Ｘｔ３）（Ｘｔ−Ｘｚ））・・・・・・
　（７） ａｔ、＝　　　（（）’＊＋−ｙ＊ｚ）（）’＋−ｙｚ
）Δ −ＯＦ□−ｙ。）（ｙｌ−ｙｌ）） ・・・・・・　（８） ａｚｔ＝−（（７ｍｔ　　Ｙ＊ｚ）（Ｘｔ　　Ｘｔ）Δ −（ｙ□−７ｍ５）（Ｘｔ−Ｘｚ）） ・・・・・・　（９） ここで、 Δ−０’＋　　　ｙｚ）（ｘ＋　　ｘ、）（Ｙ＋　　３
’５）（Ｘｔ　　Ｘｚ） ・・・・・・（工０） 以上の原理に基づいて監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置デー
タについての補正は、ＣＰＵ２２によって以下に述べる
ようにして実行される。

（３）ガイドマークデータの入力 ＣＰＵ２２は、テレビジョンカメラ１５から得られるビ
デオ信号ＶＤによって表される画面が、基準の枠内にあ
るか否かを判断して位置ずれがある場合には、（４）〜
（９）式について上述した変換パラメータｘ０〜ａ２□
を算定するためのデータ（これをガイドマークデータと
呼ぶ）を第６図に示す処理手順に従って作成する。

すなわちオペレータが操作スイッチ部３１を介して処理
開始指令を入力したとき、ＣＰＵ２２はステップＳＰＩ
においてガイドマークデータの入力処理プログラムを開
始してステップＳＰ２においてガイド基板の提示を待ち
受ける状態になる。

ここでガイド基板は、それぞれマスタ及び被観測対象に
なるプリント基板１３を擬像して得られる画面上の対応
する３つ以上の点（この座標例の場合３つの点）の位置
を特定できるような基板でなり、当該特定された３つの
点について、ＣＰＵ２２は次のステップＳＰ３において
ガイドマークの位置データを読み込む。

ステップＳＰ３において、オペレータは操作スイッチ部
３１を用いて、モニタ部１８の表示画面上に表示された
カーソルを、ガイドマークを設定したい位置に移動させ
た後、当該カーソルの位置を表す位置データ（ＲＡＭ３
３のカーソル位置レジスタ３３Ａに記憶されている位置
データ）を取り込ませるような指令を入力する。

このときＣＰＵ２２はガイドマークの位置を表す位置デ
ータをＲＡＭ３３のガイドマークデータレジスタ３３Ｂ
に格納する。

この実施例の場合、ガイド基板として標準仕様通りに組
立てられたプリント基Ｆｉ１３でなるマスタが用いられ
、ガイドマークの位置はマスタとなるプリント基板１３
上に設定される監視領域Ａ１〜Ａ１６のうちから３つ（
例えば監視領域Ａｌ、Ａ２、Ａ３）の位置が利用される
。すなわちこの実施例の場合補正前のガイドマークの位
置は、第５図において、座標位置（ｘ＋、ｙｌ）、（ｘ
ｉ、ｙ２）、（Ｘｔ、ｙｓ）となり、その位置データと
してＤＡＴＡＩ、ＤＡＴＡ２、ＤＡＴＡ３　（第４図）
が用いられる。

続いてＣＰＵ２２は、ステップＳＰ４に移って、監視領
域Ａ１〜Ａ１６の位置データの設定処理を実行する。こ
の処理は、オペレータがＸＹ子テーブル２上にマスタと
なるプリント基板１３を設定した後、操作スイッチ部３
１を介してカーソルをモニタ部１８の表示画面上の監視
しようとする位置に移動させた後、監視領域の大きさ及
び形状を表すマーカを選定し、カーソルの位置データ及
びマーカの種別を表すデータを監視領域Ａ　Ｉ　−Ａ　
１６のデータとして監視領域プリセットレジスタ３３Ｂ
に格納する。

かくして監視領域Ａ１〜Ａ１６のデータの設定が終了し
、ＣＰＵ２２は次のステップＳＰ５に移ってガイドマー
クデータレジスタ３３Ｅ及び監視領域プリセットレジス
タ３３Ｂに格納したデータを、外部メモリ部４１（第１
図）に挿着された例えばフロッピィディスク等でなる外
部メモリに監視領域Ａ１〜Ａ　１６についての基準デー
タとして書き込む。

かくして一連のガイドマークデータの入力処理プログラ
ムが終了する。

このようにしてガイド基板について、ガイドマークと、
監視領域Ａ１〜Ａ１６のデータの設定入力処理が終了す
る。ここで外部メモリに書き込まれた監視領域Ａ１〜Ａ
１６の位置データは、ガイドマークの位置データと同・
−のガイド基板から作成されており、このことはガイド
マークによって表される座標系における位置座標で表さ
れていることを意味している。

かくして外部メモリに設定入力されたガイドマークの位
置データは、被観測対象となるプリント基板１３の監視
領域Ａ１〜Ａ１６の設定及びその補正のための基準デー
タとして用いられる。

この実施例の場合、ガイドマーク及び監視領域Ａ１〜Ａ
１６についての基準データを作成して外部メモリに書き
込むために用いられる物体認識装置は、検査モード時に
使用される物体認識装置と同一のものが使用される。

（４）監視領域データの設定及び補正 物体認識装置１１が検査モードで多数の被観測対象とな
るプリント基板１３を検査する際には、処理ステップに
入る前に、当該プリント基板１３の監視領域Ａ１〜Ａ１
６についての基準データを外部メモリから設定入力され
る。

すなわちオペレータは監視領域設定指令を操作スイッチ
部３１によって入力し、これに応動してＣＰＵ２２は、
第７図のステップ５ＰＩＩがら監視領域データ設定補正
処理プログラムに入り、ステップ５Ｐ１２において、ガ
イド基板の提示を待ち受ける状態になる。

このステップ５Ｐ１２においてオペレータはガイド基板
（この実施例の場合マスタとなるプリント基板１３）を
ＸＹ子テーブル２上に位置決めしてテレビジョンカメラ
１５によってビデオ信号ＶＤを発生させる状態に設定す
る。

続いてＣＰＵ２２はステップ５Ｐ１３に移って、オペレ
ータが操作スイッチ部３１によってモニタ部１８の表示
画面に表示されている画像のうち、第６図のステップＳ
Ｐ３において設定したガイドマークの位置と同じ位置に
カーソルを位置決めしたとき、当該位置決めされたカー
ソルの位置データを読み取ってガイドマークデータレジ
スタ３３Ｅに被観測データとして格納する。

続いてＣＰＵ２２はステップ５Ｐ１４において、外部メ
モリ部４１に設定された外部メモリから、第６図につい
て上述した処理プログラムによって外部メモリに書き込
まれたガイドマークデータをガイドマークデータレジス
タ３３Ｅに基準データとして読み込むと共に、監視領域
データを監視領域プリセットレジスタ３３Ｂに読み込む
。

この実施例の場合、外部メモリから監視領域プリセット
レジスタ３３Ｂに読み込んだ監視領域Ａｌ−Ａｌ６の位
置データは、それまで監視領域プリセットレジスタ３３
Ｂに記録されていたデータと書き換え更新される。これ
に対して外部メモリからガイドマークデータレジスタ３
３Ｅに書き込まれたガイドマークデータは、上述のステ
ップ５Ｐ１３において読み込まれたデータと共に格納さ
れる。

続いてＣＰＵ２２は、ステップ５Ｐ１５に移って監視領
域Ａ１〜Ａ１６の位置データの補正演算を実行する。

すなわちＣＰＵ２２は、外部メモリからガイドマークデ
ータレジスタ３３Ｅに書き込まれた基準ガイドマークデ
ータを（１）式の座標（ｘ、ｙ）（＝　（ｘｔ、ｙ＋）
、（ｘｉ、ｙｚ）、（ｘｔ、Ｖ＊））として用いると共
に、上述のステップ５Ｐ１３においてガイド基板として
のマスタから取り込んだガイドマークデータを（１）式
の座標（Ｘｌ１％Ｙ＊　）　　（＝　（Ｘ１１％　）’
＋＋＋）、（Ｘ＋＋ｚ、Ｙｅｔ）、（ＸＲ３、ｙ１１３
））として用い、（４）　〜（１０）式について上述し
た変換パラメータ、ｘｏ、ｙｏ、ａ、。

〜ａｔｚを演算して変換パラメータレジスタ３３Ｆに格
納する。続いてＣＰＵ２２は変換パラメータを（１）弐
に代入することにより、座標変換式を現在設定されてい
るマスタについての撮像条件の下に成り立たせる。

そしてＣＰＵ２２は、この座標変換式を用いて全ての監
視領域Ａｌ−Ａｌ６の座標（ｘ＋、ｙ＋）〜（Ｘ　Ｉイ
ン１６）を、　座標（Ｘ１１％　）’ＩＩ＋）　〜（Ｘ
ＩＩｌ＆　、Ｙ＊ｌｈ　）に変換する。

かくして第６図のプログラム処理によって、基準データ
作成モード時の撮像条件でガイド基板としてのマスタか
ら得られた画面上に設定された基準のガイドマークと、
第７図の処理プログラムによって検査モードにおける撮
像条件で同じガイド基板から読み取られたガイドマーク
の位置データとの差異に基づいて決まる座標変換関数に
よって監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置を変換するようにし
たことにより、第６図の処理プログラムによって基準と
なるガイド基板を撮像して得られる画像上の基準位置と
、同じ画像内容の位置に監視領域Ａ１〜Ａ１６を設定す
ることができる。

従ってたとえこれから検査しようとする被観測対象とな
るプリント基板１３から得られたビデオ信号ＶＤが表す
画枠が、第７図の処理プログラム時に得られたビデオ信
号ＶＤが表す画枠と一致せずに位置ずれした（平行移動
、回転等によって）場合にも、実用上その位置ずれの影
響を受けずに、第６図の処理プログラムによって設定さ
れた監視領域Ａ１〜Ａ１６と同じ画像内容の位置から、
輝度データを得ることができる。

かくして位置ずれがあったために、誤判定するおそれを
有効に回避し得る。かくするにつき、多数の監視領域の
補正を自動的に一挙になし得る。

〔２〕第２の実施例 上述の第１の実施例においては、第１図の構成の物体認
識装置１１を用いて基準のガイドマークデータと、これ
に対応する監視領域Ａ１〜Ａ１６のデータでなる基準デ
ータとを例えばフロッピィディスク等でなる外部メモリ
に記録することにより、検査モード時に使用し得るよう
に構成したが、第２の実施例においては、基準のガイド
マークデータ及びこれに対応する監視領域Ａｌ−Ａｌ６
についての基準データを、物体認識装置以外の装置、例
えばプリント基板上にマウント部品を自動的にマウント
するＮＧ機械でなる自動マウンタによって作成されるマ
ウント部品についての位置データを利用し得るように構
成されている。

＋１）自動マウンタから得られるデータ自動マウンタに
おいては、マウント部品１４をマウントしてなるプリン
ト基板１３を、例えば第８図に示すように、基準点ＯＮ
Ｔを原点として、ＸＹ座標系によって表わされおり、取
り付けられているマウント部品１４の中心位置、その延
長方向、寸法等をマウントデータとして順次プログラム
して当該プログラムデータを予めＮＣテープ上に形成し
ておき、このＮＣテープから順次プログラムデータを読
み取ってマウント部品を１つづつマウントとして行くよ
うになされている。

この実施例においては、このＮＣテープ上にマウント部
品１４のマウント位置などについてのＮＣデータカ（プ
ログラムされていることに着目して、このＮＣデータを
利用して基準のガイドマーク及びこれに対応する監視領
域についての基準データを作成できるようにする。

すなわちこの実施例の場合物体認識装置１１は、第１図
において破線で示すように、バス２１を介してＣＰＵ２
２にＮＣテープ読取装置４５を結合し、これによりＮＣ
テープ上のＮＣデータをＣＰＵ２２に取り込み得るよう
に構成されている。

そしてプリント基板１３は、第８図に示すように、自動
マウンタにおいて用いられているＸＹ座標系についてこ
れを、Ｘ方向に４分割かつＹ方向に４分割してなる４Ｘ
４＝１６個の撮像領域ＢＥＲに分割され、各分割撮像領
域が順次テレビジョンカメラ１５によって撮像される。

この各撮像画面内の位置は、基準点Ｏｔｖを原点として
ｘｙ座標系によって表わされ、かくして各マウント部品
１４の座標位置を座標（Ｘ、りによって読み取ることが
できるようになされている。

かくしてマウント部品１４の中心位置の位置データに基
づいて基準ガイドマーク及びこれに対応する監視領域Ａ
１〜Ａ１６を設定すれば、各分割撮像領域に監視領域Ａ
１〜Ａ１６を設定し得ると共に、ガイドマークの設定及
びその位置を読み込み得る。

（２）ガイドマーク及び監視領域データの入力このよう
にして自動マウンタにおいて設定されたガイドマークの
位置及び当該ガイドマークを基準にして決められた監視
領域Ａ１〜Ａ１６の座標に基づいて、ＣＰｔＪ２２は第
９図のガイドマークデータ及び監視領域データの入力処
理プログラムを実行する。

すなわちオペ１／−夕が操作スイッチ部３１によって実
行指令を入力すると、ＣＩ）　Ｕ　２２は第９図のステ
ップ５Ｐ２１から当該入力処理ブ「】グラムに人゛つて
ステップ５Ｐ２２においてガイドマークの位置座標の入
力を待ち受ける状態になる。

このＸ３１例の場合、ＣＰ　Ｕ　２２は３つのマウント
部品１４のマウント位置をガイドマークの位置として指
定し、ＮＣテープ読取り装置４５を介してガイドマーク
の位置座標データを取り込む。

このときＣＰ　［Ｊ　２２は、当該入力されたガイドマ
ークの位置座標データをＲＡＭ３３のガイドマークデー
タレジスタ３３Ｅに基準データとして格納する。

続いてＣＰｔＪ２２はステップ５Ｐ２３に移って、ＸＹ
子テーブル２上に位置決めされた被観測対象としてのプ
リン１一基板１３についてのガイドマークの位置データ
を読み込む。この処理は、第７図のステップ５Ｐ１３に
ついて上述したと同様にして、操作スイッチ部３Ｈこよ
ってオペレータがモニタ部１８の表示画面上のカーソル
を移動させ、基準ガイドマークの画面上の位置に対応す
る位置に位置決めしてその位置データをＲＡＭ３３のガ
イドマークデータレジスタ３３Ｅに被観、測対象データ
として読み込むように実行される。

続くステップ５Ｐ２４においてＣＰ　ｔＪ　２２は、ガ
イドマークデータレジスタ３３Ｅに格納されている基準
データとしてのガイドマークデータと、被観測データと
してのガイドマークデータとに基づいて、（４）〜（１
０）式について上述した変換パラメータｘ０、ｙｏ、ａ
ｌｌ〜ａｔｚを演算し、その演算結県をＲＡＭ３３の変
換バラメータレジスタ３３Ｆに格納する。

続いてＣＩ）　Ｕ　２２は、ステップ５Ｐ２５に移って
ＮＣテープ読取り装置４５に装着されたＮＣテープから
、第１番目のマウント部品１４についてのデータを読み
込んだ後、ステップ５Ｐ２６に移って当該マウント部品
のデータが最後のデータであるか否かの判断をし、否定
結果が得られたときステップ５Ｐ２７において当該マウ
ント部品の中心位置を決定すると共に、次のステップ５
Ｐ２８において当該マウント部品が配設されている分割
撮像領域ＢＥＲを決定する。

続いてＣＰＵ２２はステップ５Ｐ２９において当該分割
撮像領域ＢＥＲ内の監視領域Ａ１〜Ａ１６の位Ｗを、　
変換バラ、メータレジスタ３３Ｆに格納されている変換
バうメータＸ。％　ｙｏ、ａｌｌ〜ａ、を読み出Ｌ７て
（１）式の演算を実行することによって補正後の監視領
域の座標（ｘ、Ｉ、ｙｌＩ）を得る。

ＣＰＵ２２は次のステラフ゛ＳＰ３　Ｑにおいて当該演
算結果を監視領域プリセットレジスタ３３Ｂの第１番目
の監視領域ＡＩの位置データと置き換えるように格納す
る。

かくして第１の監視領域Ａ１についての位置補正演算処
理が終了し、ＣＰＵ２２は上述のステップ５Ｐ２５に戻
って、ＮＣテープ読取り装置４５から第２番目の監視領
域Ａ２についての補正演算処理を繰り返し実行する。

やがて以下同様の処理を繰り返してＱ後の監視領域、す
なわち第１６番目の監視領域Ａ１６についての補正処理
が完了したとき、ＣＰＬＩ２２はこれをステップ５Ｐ２
６において判断してステップ５Ｐ３１に移る。

このステップＳＰ３１は、補正された監視領域Ａ１〜Ａ
１Ｇの位置を、オペレータが操作スイッチ部３１を用い
て手動操作によってｌＩｆ認し、不適当であれば修正で
きるようになされている。

かかる確認が終了すると、ＣＰＵ２２はオペレータによ
る指令入力があったとき、ステップ５Ｐ３２に移って外
部メモリ部４１を介して外部メモリに、ガイドマークレ
ジスタ３３Ｂに基準データとして格納されているガイド
マークデータと、監視領域プリセットレジスタ３３Ｂに
格納されている監視領域位置データとを書き込んだ後、
ステップ５Ｐ３３において当該処理プログラムを終了す
る。

第９図の構成によれば、ＮＣ機械でなる自動マウンタに
おいて、プリント基板１３にマウント部品１４をマウン
トする際に用いるために作成された各マウント部品１４
のマウント位置についての位置データを利用するにつき
、自動マウンタにおけるＸＹ座標系（第８図）で表され
ている位置データを、テレビジョンカメラ１５によって
得られるビデオ信号について用いられているｘｙ座標系
に変換するような変換処理を実行するようにしたことに
より、被観測対象となるプリント基板工３に対する多数
の監視領域Ａ１〜Ａ１Ｇの設定を容易に実現し得る。

〔３〕他の実施例 （１１上述の実施例においては、ガイド基板としてマス
タを使用するようにした場合について述べたが、これに
代え、ガイドマークの位置データを設定するための専用
のガイド基板を用いるようにしても良い。

（２）　　上述の実施例においてはガイドマークの位置
を、監視領域Ａｌ−Ａｌ６の一部の位置を利用するよう
にしたが、これに代え、監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置と
は別個に選定するようにしても良い。

（３）上述の実施例においてはガイドマークの位置及び
当該ガイドマークに基づいて決まる監視領域Ａ１−八１
６の位置を基準データとして、例えばフロッピィディス
クでなる外部メモリに書き込むようにした実施例につい
て述べたが、これ代え、物体監視装置１１の内部メモリ
に格納しておくようにしても良い。

（４）上述の実施例においては、オペレータの調整操作
によって、基準の監視領域Ａ１〜Ａ１６に対する検出デ
ータの位置ずれが２次元平面になるように追い込んだ後
、２次元平面上の画像位置変換をするように構成した場
合について述べたが、これに代え３次元方向に位置ずれ
している場合にも、上述の場合と同様にして当該３次元
方向の位置ずれを補正することができる。

（５）上述の第１の実施例においては、同一の物体認識
装置１１を用いて、基準となるガイドマークのデータ及
び対応する監視領域Ａ１〜Ａ１６についての基準データ
を作成するようにした場合について述べたが、検査をす
る物体認識装置１１とは別体の物体認識装置１１によっ
て基準データを作成するようにしても良い、このように
すれば、複数の物体認識装置について、互いに互換性が
ある基準データを活用し得る。

（６）上述の第２の実施例においては、自動マウンタの
ＮＣテープから監視領域Ａ１〜Ａ１６の位置データを得
るにつき、ガイドマークについてのデータがＮＣテープ
には書き込まれていない場合には、オペレータが操作ス
イッチ部３１を用いてＣＰＵ２２にガイドマークの位置
座標データを入力するようにしても良い。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、基準の監視領域Ａｌ−Ａ
ｌ６の位置に対して、被観測対象画像が位置ずれしてい
るときには、当該被観測対象画像の位置ずれに対応する
ように監視領域の位置データを変換演算し、その変換後
の監視領域の位置から被観測画像の輝度データを得るよ
うにしたことにより、極く簡易な操作によって荷い精度
で物体認識結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による物体認識装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図はそのＲＡＭ３３の詳細構成を示す路
線図、第３図は第１図のサンプルホールド回路２３の詳
細構成を示す接続図、第４図は監視領域Ａ１〜Ａ１６の
説明に供する路線図、第５図はガイドマークの座標変換
条件の説明に供する路線図、第６図は基準ガイドマーク
及び監視領域の設定手順を示すフローチャート、第７図
は監視領域の位置データの補正手順を示すフローチャー
１・、第８図は自動マウンタから得られるＮＧデータと
テレビジョンカメラから得られる撮像画面データとの位
置関係を示す路線図、第９図は第２の実施例におけるガ
ーイドマークデータ及び監視領域データの入力処理プロ
グラムを示すフローチャートである。 １１・・・・・・物体認識装置、１２・・・・・・ＸＹ
子テーブル１３・・・・・・プリント基板、１４・・・
・・・マウント部品、１５・・・・・・テレビジョンカ
メラ、１６・・・・・・ビデオデータ入力部、２２・・
・・・・ＣＰＵ、２３・・・・・・サンプルホールド回
路、２４・・・・・・アナログ／デジタル変換回路、３
３・・・・・・ＲＡＭ、４１・・・・・・外部メモリ部
、４５・・・・・・ＮＣテープ読取装置、Ａ１−Ａ１６
・・・・・・監視り］域。 ＲＡＭ（ｆ）精成 茶２回 ？：３づシフルホール日１路 １ンアルホ一ルド回路 羊３　固 ＄４　図 設定すＩ傾　　　　　　　　桶゛正−５−１傾羊６固　
　　　　　　羊７面 第６　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　被観測対象をテレビジョンカメラによつて撮像して得
   られるビデオ信号に基づいて規定される撮像画面のうち
   、任意に設定された監視領域に対応するビデオ信号部分
   を、マスタの対応するビデオ信号部分と比較することに
   よつて、当該監視領域にある上記被観測対象上の物体の
   状態の正常又は異常を認識するようになされた物体認識
   装置において、 基準ガイドマークの位置と、上記撮像画面上に設定した
   被観測ガイドマークの位置との間に位置ずれがあるき、
   上記基準ガイドマークの座標及び上記被観測ガイドマー
   クの座標間の変換関数を求め、 上記基準ガイドマークに基づいて設定された監視領域の
   位置を、上記変換関数を用いて演算することにより補正
   し、当該補正後の監視領域を上記マスタ及び被観測対象
   に対する監視領域として設定する ことを特徴とする物体認識装置。