KR100213345B1 - 조정부품의 조정장치 및 조정홈 검출방법 - Google Patents

Abstract

조정부품의 조정 장치 및 조정홈 검출 방법에 관한 것으로, CCD 카메라로 부터 조정할 부품의 영상을 획득하여 메디안 필터링을 실행하고, 영상을 스무스하게 만듬으로써 노이즈를 제거하고, 이진화 화상처리를 수행하고, 오프닝 과정을 통하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭영역에 순서별로 번호를 붙이는 레이블링 과정을 실행하고, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하고, 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾아 각 블롭영상의 무게중심을 산출하고, 산출한 무게중심을 이용하여 중심점(C)을 계산하여 조정홈의 중심으로 설정한다.

Description

조정부품의 조정 장치 및 조정홈 검출 방법

본 발명은 조정부품의 조정 장치 및 조정홈 검출 방법에 관한 것으로, 특히 비젼 시스템으로 부품의 영상을 촬영하고 그 영상 데이타를 처리하여 조정홈의 중심을 찾아 조정 비트를 정확하게 삽입할 수 있는 조정부품의 조정 장치 및 조정홈 검출 방법에 관한 것이다.

산업용 로보트에 고도의 적응성을 주고, 복잡한 수행능력을 주기 위해 인간의 시각과 같은 기능의 장치를 구비하여 준다. 예를 들면, 인쇄 회로 기판 테스터와 같은 장비는 비젼 시스템을 구비하여 조정 부품을 조정하여 회로의 고장등을 검사한다.

종래의 조정 부품을 조정할 때는 제1a도에 도시된 바와 같이 조정비트의 각도에 민감하지 않은 부품이었으므로, 템플레이트 매칭(Templating Matching) 방법으로 중심 검출이 쉽게 되어 조정비트로 조정홈에 삽입이 쉬웠다.

그러나, 제1b도에 도시된 바와 같이 각도가 뚜렷한 영상의 경우에는 템플레이트 매칭(Templating Matching) 방법을 적용할 수 없어 새로운 각도 검출 방법이 필요하며, 조정 부품을 조정할 때, 조정 비트의 위치를 정확히 맞추어서 조정홈에 끼우지 않으면 조정홈에 조정 비트가 삽입될 때까지 조정 비트를 회전시켜야하기 때문에, 시간상의 손실과 조정비트를 회전시키는 중에 부품이 파손되는 등의 우려가 있다.

또한, 부품들을 조립할 때, 자동삽입기에 의해 자삽을 하므로 위치가 균일하지 않고, 각 부품마다 칼라가 다르므로 흑백 화상으로 영상 처리하기에는 주변 환경에 의한 잡음 영상때문에 영상 처리시 에러가 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 비젼 시스템을 이용하여 부품의 조정홈의 각도를 인식하여 조정비트를 조정홈에 정확히 삽입하여 조정할 수 있는 조정부품의 조정홈 검출장치 및 방법을 제공하는 것이다.

제1a도 및 1b도는 부품의 조정홈의 형태를 보인다.

제2도는 본 발명에 의한 조정부품의 조정 장치의 구성을 보이는 블록도이다.

제3도는 본 발명에 의한 조정부품의 조정홈 검출방법을 보이는 플로우 차트이다.

제4a도-4f도는 본 발명에 의한 방법을 수행하기 위한 각 단계에서의 영상처리상태이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어부 2 : 영상 처리부

3 : X-Y테이블 4 : 카메라부

5 : 조정수단

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 장치는 조정 대상 부품을 촬영하여 영상신호를 획득하여 출력하는 카메라부와, 상기 카메라로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 출력하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 출력되는 영상신호를 입력받아 이진화 화상처리를 수행하고, 오프닝 과정을 통해 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭영역에 순서별로 번호를 붙이는 레이블링 및 가장자리의 불필요한 영상을 제거하고, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하여 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾아 각 블롭영상의 무게중심을 산출하고, 산출한 무게중심을 이용하여 조정홈의 중심을 검출하여 상기 조정 대상 부품을 조정하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로 부터 제어신호를 입력받아 X 축 및 Y 축 방향으로 이동하는 X-Y 테이블과, 상기 X-Y 테이블에 장착되고 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 상기 조정대상 부품의 조정홈에 조정비트를 삽입하여 조정하는 조정수단으로 구성된다.

본 발명에 의한 방법은 카메라로부터 조정할 부품의 영상을 획득하여 메디안 필터링을 실행하고, 영상을 스무스하게 만듦으로써 노이즈를 제거하는 단계와, 이진화 화상처리를 수행하고, 오프닝 과정을 통과하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭영역에 순서별로 번호를 붙이는 레이블링 과정을 실행하는 단계와, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하고, 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾는 단계와, 각 블롭 영상의 무게 중심을 산출하고, 산출한 무게중심을 이용하여 중심점(C)을 계산하여 조정홈의 중심으로 설정하는 단계를 구비한다.

이하 본 발명을 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

제2도에 본 발명에 의한 조정부품의 조정홈 검출장치의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

본 발명에 의한 장치는 조정 대상 부품(61)을 촬영하여 영상신호를 획득하여 출력하는 CCD 카메라부(4)와, 상기 CCD 카메라부(4)에서 입력되는 영상신호를 처리하여 출력하는 영상처리부(2)와, 상기 영상처리부(2)에서 출력되는 영상신호를 입력받아 이진화 화상처리를 수행하고,오프닝 과정을 통과하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭 영역에 순서별로 번호를 붙이고, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하여 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾아 각 블롭영상의 무게중심을 산출하고, 산출한 무게중심을 이용하여 조정홈의 중심을 검출하여 상기 조정 대상 부품을 조정하는 제어신호를 출력하는 제어부(1)와, 상기 제어부(1)로부터 제어신호를 입력받아 X 축 및 Y 축 방향으로 이동하는 X-Y 테이블(3)과, 상기 X-Y 테이블(3)에 장착되고 상기 제어부(1)로부터 제어신호를 입력받아 상기 조정대상(61)의 조정홈에 조정보트(7)를 삽입하여 조정하는 조정수단(5)으로 구성된다.

제3도에 본 발명에 의한 조정부품의 조정홈 검출 방법을 보이는 플로우 차트가 도시된다. 제4a도-4f도는 본 발명에 의한 방법을 수행하기 위한 각 단계에서의 영상처리상태를 보인다.

단계 301에서 비젼 시스템의 CCD 카메라로 부터 조정할 부품의 영상을 획득한다. 단계 302에서 열악한 주변환경 때문에 원래의 영상에는 잡음이 많이 포함되어 있으므로, 영상의 잡음을 제거하기 위하여 메디안 필터링을 실행하여 영상을 스무스하게 만듦으로써 노이즈를 제거한다. 메디안 필터링에 의해 잡음을 제거한 영상의 상태가 제4a도에 도시된다.

단계 303에서 각 화소의 밝기를 나타내는 데이타를 임계값보다 큰 것은 1, 임계값보다 작은 것은 0으로 하여 배경을 0, 의미가 있는 영역을 1로 설정함으로써, 이치화 화상처리를 수행한다. 이진화 화성처리를 수행한 결과의 영상이 제4b도에 도시된다. 도면에서 알 수 있듯이, 이진화 화상처리를 수행하면 임계값을 중심으로 임계값의 휘도치보다 작은 휘도를 갖는 화소는 검게, 임계값의 휘도치보다 큰 휘도를 갖는 화소는 희게 표시된다.

단계 304에서 오프닝을 이용하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하여 군소 블롭영역을 제거한다. 제4c도에 오프닝 과정을 수행한 결과의 영상의 도시되며, 도시된 바와 같이 가운데에 존재하는 조정홈(제4b도)에 표시된 참조부호(33)에 의해 표시된다)이 주위 배경과 연결된다.

단계 305에서 상기 이치화 처리된 영상에서 1이 할당되어 연결된 블롭영역에 순서별로 번호를 붙인다. 단계 306에서 영상의 가장자리에 있는 큰 블롭들(제4d도에서 ①과 ②로 표시된 부분)은 사실상 불필요한 블롭 영상이므로 제거한다. 제4e도에 불필요 영역을 제거한 영상이 도전된다.

단계 307에서 공간 필터 테이블이나 소벨 오퍼레이터등과 화상의 각 화소와 소정 연산을 실행하여 외곽선을 검출하고(제4f도참조), 단계 308에서 상기 단계에서 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산한다. 단계 309에서 상기 단계에서 산출한 모멘트 값이 동일한 블롭영상을 검출함으로써, 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 각도에 관계없이 찾아낸다.

단계 310에서 각 블롭 영상(제4e도의 ③,④)의 무게 중심을 산출한다. 이때, 각 블롭 영상의 무게중심을 산출하는 방법은 일예로 각 블롭 영상의 각 좌표의 평균에 의해 산출가능하다. 즉, 각 블롭영상의 무게중심(Cx)(Cy)는

(단, Xi, Yi는 블롭 영상을 구성하는 모든 픽셀(pixel)의 위치정보 N는 Xi, Yi의개수)

또 다른 방법으로서는 블롭 영상의 외곽선 화소의 위치정보를 평균함으로써 무게중심점을 산출할 수 있다. 즉, 각 블롭영상의 무게중심점(Cx)(Cy)는

(단, Xj, Yj는 각 블롭 영상의 외곽 경계면의 화소위치정보, M은 외곽 경계면의 화소의 개수)

단계 311에서 상기 단계에서 산출한 무게중심을 이용하여 중심점(C)을 계산하여 조정홈의 중심으로 설정하여 조정부품의 조정홈을 검출하는 기준으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조정 부품의 위치와 틀어진 각도를 정확히 인식하여 조정시간을 단축할 수 있으며, 헛도는 조정비트에 의해 조정부품이 파손되는 것을 방지한다.

Claims (2)

1. 프린트 기판에 실장된 조정부품을 조정하는 조정 장치에 있어서, 조정 대상 부품을 촬영하여 영상신호를 획득하여 출력하는 카메라부와, 상기 카메라부에서 입력되는 영상신호를 처리하여 출력하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 출력되는 영상신호를 입력받아 이진화 화상처리를 수행하고, 오프닝 과정을 통과하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭영역의 레이블링 및 불필요한 블롭영상을 제거하고, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하여 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾아 각 블롭영상의 무게중심을 산출하고, 산출된 무게중심을 이용하여 조정홈의 중심을 검출하여 상기 조정 대상 부품을 조정하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 X 축 및 Y 축 방향으로 이동하는 X-Y 테이블과, 상기 X-Y 테이블에 장착되고 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 상기 조정대상 부품의 조정홈에 조정비트를 삽입하여 조정하는 조정수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조정부품의 조정 장치.
2. 조정부품의 조정홈 검출 방법에 있어서, 카메라로부터 조정할 부품의 영상을 획득하여 메디안 필터링을 실행하고, 영상을 스무스하게 만듦으로써 노이즈를 제거하는 단계와, 이치화 화상처리를 수행하고, 오프닝 과정을 통과하여 부품의 영상에서 연결부분을 제거하고, 블롭영역에 순서별로 번호를 붙이는 레이블링 과정을 실행하는 단계와, 상기 블롭 영역의 외곽선을 검출하고, 검출한 외곽선의 각 화소에서 모멘트를 계산하고, 모멘트 값이 동일한 서로 닮은 2개의 블롭 영상을 찾는 단계와, 각 블롭 영상의 각 좌표의 평균으로부터 무게중심을 산출하고, 산출한 무게중심을 이용하여 중심점(C)을 계산하여 조정홈의 중심으로 설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 조정부품의 조정홈 검출 방법.