KR0156112B1 - 카메라를 이용한 피씨비 자동검사 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피씨비 캐드 데이타를 검사에 필요한 영상데이타로 변환시키기에 적당하도록 한 카메라를 이용한 피씨비 자동검사 방법 및 장치에 관한것으로 평면적인 측정용 판을 이용하여 영상의 중심과 실세계 좌표의 중심을 계산한 후 카메라 보정을 수행하여 피씨비 캐드 데이타를 영상좌표로 변환시켜 사용하는 실장 피씨비 자동검사를 위한 수단을 제공하는데 특징이 있다.

Description

카메라를 이용한 피씨비 자동검사 방법 및 장치

제1도는 종래 좌표계의 중심을 일치시키기 위한 구성도.

제2도는 종래 측정용 판의 개략도.

제3도는 종래 실세계좌표계와 영상좌표계의 불일치상태를 설명하기 위한 도면.

제4도는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도.

제5도는 본 발명 검사부의 실시예를 나타낸 구성도.

제6도는 본 발명의 측정용 판을 나타낸 도면.

제7도는 본 발명의 라인 드로잉 상태를 나타낸 도면.

제8도는 본 발명의 동작 흐름도.

제9도는 본 발명에 따른 영상 좌표계의 중심을 구하는 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 자동삽입공정부 8 : 검사부

9 : 자동배출공정부 10 : 컨베이어

11 : 카메라 12 :디지타이저

13 : 모니터 14 : VME

15 : 인터페이스 16 : 조명부

17 : 모터콘트롤러 18 : 호스트

본 발명은 피씨비(PCB) 캐드 데이타를 검사에 필요한 영상데이타로 변환시키기에 적당하도록 한 카메라를 이용한 피씨비 자동검사 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 카메라를 이용하여 피씨비를 검사하는 경우 실시계좌표계의 중심과 영상 좌표계의 주심을 일치시켜야 한다.

종래 이와같은 좌표계의 중심을 일치시키기 위한 수단은 다음과 같다. 즉, 제1도와 같이 보정의 기준이 되는 5점의 측정용판(1), 측정용판(1)으로 부터 영상을 받아들이는 카메라(2), 이미지 프로세서(3)와 호스트컴퓨터(4)를 갖으며 상기 카메라(2)로 부터 입력을 받아들이는 제어부(5), 제어부(5)에 의해 산출된 변환 매개변수를 영상화면으로 처리하는 그래픽모니터(6)를 포함하여 이루어진다.

이의 동작을 살펴보면 제2도와 같은 측정용판(1)의 5점의 좌표를 결정하고 이 측정용판(1)을 카메라로 스캔하여 제어부(5)의 이미지프로세서(3)에 전송하면 제어부(5)에서는 호스트컴퓨터(4)를 통해 변환매개 변수를 산출하여 그래픽모니터(6)를 통해 영상화면으로 처리한다.

이때, 변환매개 변수를 산출할 경우 실세계 좌표의 원점과 영상좌표계의 원점이 일치한다는 가정화에서 산출한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서는 실세계 좌표계의 원점과 영상좌표계의 원점을 임의로 일치시켜 카메라 보정을 실시하므로 제3도와 같이 실세계좌표의 원점과 영상좌표계의 원점이 불일치한 상태에서도 그대로 사용시 좌표변환에서 오차를 발생시키게 된다.

본 발명은 이와같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로 영상좌표계의 중심과 실세계좌표계의 중심을 일치시켜 좌표변환의 정확도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 새로운 보정용 판을 이용하여 두 좌표계의 원점을 일치시킬 수 있게 하는데 특징이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제4도는 본 발명의 실장 피씨비 자동검사 장치의 전체적인 설명을 위한 개략도로 피씨비가 삽입되는 자동삽입공정부(7)와, 실장된 피씨비 기판을 검사하는 검사부(8)와, 피씨비를 배출하는 자동배출공정부(9)로 이루어진다.

제5도는 상기 검사부(8)의 실시예를 나타낸 것으로 컨베이어(10)를 타고 들어온 피씨비 기판으로 부터 영상을 취득하는 카메라(11) 및 디지타이저(12)와, 취득된 이미지를 디스플레이시키는 모니터(13)와, VME버스(14)를 통해 전송된 영상을 카메라 보정 및 기타 필요한 처리를 한 후 인터페이스(15)를 통해 조명(16)과 모터콘트롤러(17)를 제어하는 호스트(18)를 포함하여서 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저 제6도와 같이 측정용판(1)에 4점을 결정하고 내부를 바둑판 모양으로 만든다.

그리고 측정용판(1)으로 부터 제8도와 같이 영상을 취득하고(스텝1), 영상좌표계의 중심점을 계산한 후(스텝2), 이를 이용하여 기준점의 실세계 좌표를 결정하고(스텝3), 카메라 보정의 결과인 파라메타를 계산한다(스텝4).

이하, 제9도를 참고로하여 상기 스텝1, 즉 영상좌표계의 중심을 구하는 동작을 설명한다.

영상좌표의 중심은 제6도와 같은 측정용판(1)으로 부터 카메라의 촛점거리를 다르게 하여 두장의 영상을 얻은 후 취득된 영상으로 부터 각 기준점들의 무게중심의 이동을 라인 드로잉(drawing)기법으로 나타낸 것이 제7도이다.

여기서는 직선들의 교점을 최소지승법으로 계산하여 얻을 수 있으며 각 직선들의 방정식들을 다음과 같이 나타낼 수 있다.

위 식을 매트릭스 형태로 고치면,

상기 (식1)의 양변에 A^T를 곱하면,

즉, Cx, Cy가 구하는 영상의 중심이 된다.

다음에 스텝 2에서는 상기 스텝 1에서 구해진 영상의 중심을 측정용판(1)의 영상에 나타내어 측정용판(1)에서의 위치를 측정하여 측정된 점을 실세계 좌표의 중심으로 결정한 후 이 점으로 부터 실세계 좌표를 구한다.

또한, 스텝 3에서 카메라 보정 파라미터는 다음식으로 구한다.

여기서, (a)는 스텝 2에서 구해진 실세계 좌표

(b)는 카메라 보정 파라미터

(c)는이며,

Xλ + X_icosθ + a cosθ - c sinθ

Yλ = Y_i

Zλ = -X_isinθ - c tanθ + c cosθ이다.

단, θ는 제3도에서의 카메라 각도, X_i, Y_i는 영상좌표

a,c,는 제2도의 X,Z축의 오프셋(offset)이다.

따라서, 이와같이 얻어진 파라미터를 이용하여 실세계좌표계와 영상좌표계의 상호변환을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 새로운 측정용판(1)을 사용하여 두 좌표계의 원점을 일치시켜 카메라 보정을 행함으로 카메라 보정시의 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 측정용판의 내부를 바둑판 모양으로 만들어 4점을 결정하고 측정용판으로 부터 영상을 취득한 후 영상 좌표계의 중심을 계산하는 제1단계와, 영상의 중심을 측정용판의 영상에 나타내어 측정용판에서의 위치를 측정하여 측정된 점을 실세계 좌표의 중심으로 결정한 후 이점으로 부터 실시계 좌표를 구하는 제2단계와, 카메라 보정 파라미터를 구하여 실세계좌표계와 영상좌표계의 상호 변환을 하는 제3단계로 된 카메라를 이용한 피씨비 자동검사 방법.
2. 피씨비가 삽입되는 자동삽입공정부(7)와, 실장된 피씨비 기판을 검사하는 검사부(8)와, 피씨비를 배출하는 자동배출공정부(9)를 구비하고 상기 검사부(8)를 컨베이어(10)를 타고 들어온 피씨비 기판으로 부터 영상을 취득하는 카메라(11) 및 디지타이저(12), 취득된 이미지를 디스플레이시키는 모니터(13), VME버스(14)를 통해 전송된 영상을 카메라 보정을 한 후 인터페이스(15)를 통해 조명(16)과 모터콘트롤러(17)를 제어하는 호스트(18)로 구성한 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 피씨비 자동검사 장치.