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技術 画像認識方法

出願人 パナソニック株式会社
発明者 加藤秀明
出願日 1999年10月28日 (21年1ヶ月経過) 出願番号 1999-306686
公開日 2001年5月11日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2001-124518
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による測長装置 電気部品の組立体の配線および製造の監視 イメージ分析
主要キーワード 正規画像 検出目標 共通パターン 各電子部品実装装置 本来画像 登録パターン 認識マーク 組立装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年5月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

マッチングのための登録パターンを共通で用いることができ、登録パターンのティーチングに要する作業時間を短縮することができる画像認識方法を提供することを目的とする。

解決手段

光学倍率が異なる光学系を有する複数の画像認識装置によって、同一の検出目標を含む認識対象撮像して得られた画像を登録パターンとマッチングさせることにより検出目標を特定する画像認識方法において、同一の検出目標については共通の登録パターンの画像データを記憶させておき、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、共通の登録パターンをそれぞれの光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換する。これにより異なる光学倍率を有する光学系を備えた画像認識装置に対しても共通の登録パターンを用いることができる。

概要

背景

電子部品実装装置組立装置などにおける位置決めの方法として画像認識が広く用いられている。この画像認識による位置決め方法は、カメラにより撮像された認識対象の画像を予め参照用正規画像パターンとして登録された登録パターンマッチングさせることにより、検出目標の位置を特定するものである。ところで、認識対象が電子部品が実装される基板などである場合には、実装ラインを構成する複数の電子部品実装装置によって同一の基板に対して順次実装が行われ、各電子部品実装装置において画像認識による位置検出が行われる。

概要

マッチングのための登録パターンを共通で用いることができ、登録パターンのティーチングに要する作業時間を短縮することができる画像認識方法を提供することを目的とする。

光学倍率が異なる光学系を有する複数の画像認識装置によって、同一の検出目標を含む認識対象を撮像して得られた画像を登録パターンとマッチングさせることにより検出目標を特定する画像認識方法において、同一の検出目標については共通の登録パターンの画像データを記憶させておき、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、共通の登録パターンをそれぞれの光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換する。これにより異なる光学倍率を有する光学系を備えた画像認識装置に対しても共通の登録パターンを用いることができる。

目的

しかしながら、これらのラインを構成する複数の電子部品実装装置に備えられた画像認識装置には、必ずしも同一の撮像手段が備えられているとは限らず、例えばカメラなどの光学系の光学倍率が異なる場合がある。このような場合には、認識対象が電子部品やまたは基板に設けられた認識マークなど同一の検出目標であっても、各画像認識装置によって取得される画像が異なるために、マッチングに用いられる登録パターンを共通パターンとして用いることができなかった。このため、本来同一の検出目標を対象とするパターンであっても、各画像認識装置ごとに異なる登録パターンとしてティーチングし記憶させる必要があり、この登録作業に余分な作業時間を要していた。そこで本発明は、マッチングのための登録パターンを共通で用いることができ、登録パターンのティーチングに要する作業時間を短縮することができる画像認識方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

複数の画像認識装置に備えられそれぞれ光学倍率が異なる光学系で認識対象撮像して得られた画像データをそれぞれの画像認識装置の画像記憶部に記憶させ、検出目標登録パターンと前記画像記憶部から読み出された画像とをマッチングさせることにより検出目標を特定する画像認識方法であって、前記登録パターンは同一検出目標については共通の登録パターンとして記憶されており、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、前記共通の登録パターンをそれぞれの画像認識装置の光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換することを特徴とする画像認識方法。

技術分野

0001

本発明は、認識対象撮像して得られた画像を検出目標登録パターンマッチングさせることにより検出目標を特定する画像認識方法に関するものである。

背景技術

0002

電子部品実装装置組立装置などにおける位置決めの方法として画像認識が広く用いられている。この画像認識による位置決め方法は、カメラにより撮像された認識対象の画像を予め参照用正規画像パターンとして登録された登録パターンとマッチングさせることにより、検出目標の位置を特定するものである。ところで、認識対象が電子部品が実装される基板などである場合には、実装ラインを構成する複数の電子部品実装装置によって同一の基板に対して順次実装が行われ、各電子部品実装装置において画像認識による位置検出が行われる。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、これらのラインを構成する複数の電子部品実装装置に備えられた画像認識装置には、必ずしも同一の撮像手段が備えられているとは限らず、例えばカメラなどの光学系の光学倍率が異なる場合がある。このような場合には、認識対象が電子部品やまたは基板に設けられた認識マークなど同一の検出目標であっても、各画像認識装置によって取得される画像が異なるために、マッチングに用いられる登録パターンを共通パターンとして用いることができなかった。このため、本来同一の検出目標を対象とするパターンであっても、各画像認識装置ごとに異なる登録パターンとしてティーチングし記憶させる必要があり、この登録作業に余分な作業時間を要していた。そこで本発明は、マッチングのための登録パターンを共通で用いることができ、登録パターンのティーチングに要する作業時間を短縮することができる画像認識方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0004

請求項1記載の画像認識方法は、複数の画像認識装置に備えられそれぞれ光学倍率が異なる光学系で認識対象を撮像して得られた画像データをそれぞれの画像認識装置の画像記憶部に記憶させ、検出目標の登録パターンと前記画像記憶部から読み出された画像とをマッチングさせることにより検出目標を特定する画像認識方法であって、前記登録パターンは同一検出目標については共通の登録パターンとして記憶されており、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、前記共通の登録パターンをそれぞれの画像認識装置の光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換するようにした。本発明によれば、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、共通の登録パターンをそれぞれの光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換することにより、異なる光学倍率を有する光学系を備えた画像認識装置に対しても共通の登録パターンを用いることができる。

発明を実施するための最良の形態

0005

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図、図2は同認識対象の画像図、図3は同画像認識方法の登録パターン変換処理を示すフロー図、図4は同認識対象の画像図である。まず図1を参照して画像認識装置の構成を説明する。図1において鎖線枠で示すM1は、1つの電子部品実装装置に組み込まれて電子部品や基板の画像認識を行う画像認識装置を示している。カメラ1はノズル9に保持された状態の電子部品10を下方から撮像する。AD変換部2はカメラ1により取り込まれたアナログ画像データデジタル画像データに変換する。画像記憶部3はデジタル変換された画像データを記憶する。登録パターン記憶部4は検出目標として登録された図形のパターン、すなわちパターンマッチングにおいて参照される正規画像パターンを記憶する。登録パターン変換部5は、共通の登録パターンとしていずれかの画像認識装置の登録パターン記憶部に記憶されたパターンを、それぞれの画像認識装置の光学系の光学倍率に基づいて変換する処理を行う。操作・入力部6はキーボードタッチパネルポインティングデバイス等で構成されており、操作コマンドや各種データの入力を行う。プログラム記憶部7は、撮像動作画像処理などの各種の動作・処理に必要なプログラムを記憶する。CPU8は演算部でありプログラム記憶部6に記憶されたプログラムに従い、各種の演算、処理を行う。表示部9はCRTであり、カメラ1によって撮像された画像の表示や、操作・入力時の案内画面の表示などを行う。通信部10は、他の電子部品実装装置に組み込まれた画像認識装置M2の通信部13と接続されており、複数の画像認識装置間で共通の登録パターンの画像データなどのデータの授受を行う。次に図2を参照して、画像認識装置の光学系の光学倍率の違いによる登録パターンの相違について説明する。図2(a)、(b)は同一の電子部品12をそれぞれ画像認識装置M1,M2によって撮像して得られたサイズの異なる画像12a,12bを示している。画像認識装置M1,M2は、異なる光学系を備えていることから同一の電子部品を撮像した場合でも、得られる画像のサイズが異なる。図2(a)、(b)に示す画像内には、それぞれ単位長さを表すスケールS1,S2が表示されており、スケールS1,S2のそれぞれの画面内における画素数はA1,A2となっている。すなわち、画素数A1,A2は、それぞれ画像認識装置M1,M2の光学系の光学倍率を示す指標となっている。このように、同一の検出目標である電子部品12を撮像した場合においても、複数の異なる画像認識装置によって画像認識を行う場合には、撮像によって得られる画像データは光学系の光学倍率によって異なる場合がある。従って、これらの複数の画像認識装置の間でパターンマッチングに用いられる登録パターンを共通に用いることができない。そこで、これら複数の画像認識装置の間で登録パターンを共通で用いるための変換処理を行う。この登録パターン変換処理について図3のフローを参照して説明する。まず、検出目標の電子部品についての、共通の登録パターンの画像データ及びこの登録パターンを撮像した画像認識装置の光学倍率を読み込む(ST1)。ここでは画像認識装置M2によって共通の登録パターンとして撮像されて取得された登録パターンの画像データを用いる。すなわち、この画像データ及び画像認識装置M2の光学系の光学倍率A2のデータを、通信部13から通信部10を介して受け取る。次いで、当該画像認識装置、すなわち画像認識装置M1の光学系の光学倍率A1のデータを画像記憶部3に記憶された固有データから読み出す(ST2)。そして、共通の登録パターンの画像データを、それぞれの画像認識装置の光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換する(ST3)。すなわち、ここでは、共通の登録パターン(画像認識装置M2の光学倍率に合致した形態の登録パターン)の画像データを構成する座標データの各座標値に、A1/A2を乗算する処理を行う。これにより、画像認識装置M1に対応した個別の登録パターンが作成される。そして、変換した個別の登録パターンを登録パターン記憶部4に記憶させる(ST4)。これにより登録パターンの変換処理が完了し、図4に示すように、本来画像認識装置M2の光学倍率に合致した形態の登録パターンP2(共通の登録パターン)は画像認識装置M1の光学倍率に合致した登録パターンP1に変換される。そしてこの登録パターンP1を用いて画像認識装置M1による画像認識が行われる。このように、異なる光学倍率を有する光学系を備えた複数の画像認識装置を使用する場合においても、同一の検出目標について記憶された共通の登録パターンをそれぞれの光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換することにより、異なる登録パターンとして各画像認識装置毎に個別にティーチングする必要がない。なお、本実施の形態では、検出目標としてノズルに保持された状態の電子部品の例を示したが、認識対象が基板であり基板に形成された認識マークや基板に実装された状態の電子部品を検出対象とする場合であってもよい。

発明の効果

0006

本発明によれば、認識対象の画像とのマッチングを行う際に、共通の登録パターンをそれぞれの光学系の光学倍率に基づいて個別の登録パターンに変換するようにしたので、異なる光学倍率を有する光学系を備えた画像認識装置に対しても共通の登録パターンを用いることができ、登録パターンのティーチングに要する時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

0007

図1本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図
図2本発明の一実施の形態の認識対象の画像図
図3本発明の一実施の形態の画像認識方法の登録パターン変換処理を示すフロー図
図4本発明の一実施の形態の認識対象の画像図

--

0008

1カメラ
3画像記憶部
4登録パターン記憶部
5 登録パターン変換部
8 CPU
10通信部

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