JPH0457205B2 - - Google Patents
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- JPH0457205B2 JPH0457205B2 JP8067287A JP8067287A JPH0457205B2 JP H0457205 B2 JPH0457205 B2 JP H0457205B2 JP 8067287 A JP8067287 A JP 8067287A JP 8067287 A JP8067287 A JP 8067287A JP H0457205 B2 JPH0457205 B2 JP H0457205B2
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、多角形部品の姿勢角を自動測定する
方法に関するものであり、さらに詳しくは、IC
チツプなどの電子部品のボンデイング、機械部品
の組み立て等に際し、、部品の姿勢角を自動測定
する方法に関するものである。
方法に関するものであり、さらに詳しくは、IC
チツプなどの電子部品のボンデイング、機械部品
の組み立て等に際し、、部品の姿勢角を自動測定
する方法に関するものである。
［従来の技術］
ICチツプなどの電子部品のボンデイング、機
械部品の組立て等を行う生産ラインにおいて、物
体の形状、位置、姿勢などを自動的に認識する必
要が多々存在するが、通常、認識対象の形状は既
知であることが多いため、対象物体の形状を認識
する必要性は少なく、また位置の認識は比較的容
易に行うこができる。従つて、対象物体の姿勢を
簡単な手段によつて正確に、しかも実時間で計測
することができれば、非常に広範囲に利用するこ
とができる。
械部品の組立て等を行う生産ラインにおいて、物
体の形状、位置、姿勢などを自動的に認識する必
要が多々存在するが、通常、認識対象の形状は既
知であることが多いため、対象物体の形状を認識
する必要性は少なく、また位置の認識は比較的容
易に行うこができる。従つて、対象物体の姿勢を
簡単な手段によつて正確に、しかも実時間で計測
することができれば、非常に広範囲に利用するこ
とができる。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は、このような要求をみたす姿勢角の測
定法を提供しようとするものであり、特に、認識
対象としては、長方形を主体とする単純な多角形
が大半を占めることに着目し、そのような形状の
姿勢角の計測を前提とすることにより、極めて簡
単な手段で正確に、しかも実時間で測定が可能な
姿勢角測定法を提供するものである。
定法を提供しようとするものであり、特に、認識
対象としては、長方形を主体とする単純な多角形
が大半を占めることに着目し、そのような形状の
姿勢角の計測を前提とすることにより、極めて簡
単な手段で正確に、しかも実時間で測定が可能な
姿勢角測定法を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するための本発明の姿勢角測定
法は、パターン入力装置によつて得た２次元的な
図形パターンを、２値化したマトリツクス・パタ
ーンとし、上記マトリツクス・パターン上におけ
る相隣接するｎ×ｎのメツシユポイントについ
て、それぞれいずれの方向に図形の実部と空部の
境界線が向いているかにより必要数の方向コード
に変換するパターン変換を行い、これらの各方向
コードの数を計数して、全体の方向コードの数に
対する斜成分の方向コードの数の割合に基づいて
認識対象の姿勢角を測定することを特徴とするも
のである。
法は、パターン入力装置によつて得た２次元的な
図形パターンを、２値化したマトリツクス・パタ
ーンとし、上記マトリツクス・パターン上におけ
る相隣接するｎ×ｎのメツシユポイントについ
て、それぞれいずれの方向に図形の実部と空部の
境界線が向いているかにより必要数の方向コード
に変換するパターン変換を行い、これらの各方向
コードの数を計数して、全体の方向コードの数に
対する斜成分の方向コードの数の割合に基づいて
認識対象の姿勢角を測定することを特徴とするも
のである。
また、本発明の第２の姿勢角測定法は、上述し
た認識対象の姿勢角を測定したうえで、傾斜方向
を異にする斜成分の方向コードの比に基づいて上
記姿勢角の正負を判別することを特徴とするもの
である。
た認識対象の姿勢角を測定したうえで、傾斜方向
を異にする斜成分の方向コードの比に基づいて上
記姿勢角の正負を判別することを特徴とするもの
である。
［実施例］
本発明においては、姿勢角を測定しようとする
認識対象物体が、長方形、あるいは直角二等辺三
角形など、単純な多角形状であることを前提とす
る。
認識対象物体が、長方形、あるいは直角二等辺三
角形など、単純な多角形状であることを前提とす
る。
第１図は、本発明における画像処理過程の流れ
図を示している。同図を参照して説明すると、上
記のような認識対象の姿勢角を測定するに際して
は、まず、その認識対象の画像データをITVカ
メラ等のパターン入力装置により２次元的な図形
パターンとして取込み、その走査線上の各サンプ
ル点についての出力をAD変換により、サンプル
点の明暗に応じた２値化信号とし、これによつて
上記図形パターンを２値化したマトリツクス・パ
ターンとする。
図を示している。同図を参照して説明すると、上
記のような認識対象の姿勢角を測定するに際して
は、まず、その認識対象の画像データをITVカ
メラ等のパターン入力装置により２次元的な図形
パターンとして取込み、その走査線上の各サンプ
ル点についての出力をAD変換により、サンプル
点の明暗に応じた２値化信号とし、これによつて
上記図形パターンを２値化したマトリツクス・パ
ターンとする。
上記マトリツクス・パターンが入力される画像
処理装置においては、以下に説明するパターン変
換を行う。即ち、上記マトリツクス・パターン上
における任意の相隣接する２×２のメツシユポイ
ントに着目すると、いずれのポイントにおけるデ
ータが２値化された０または１であるかによつ
て、第２図に示すような16種類のデータに分類さ
れる。そして、これらの中から、多角形状をなす
図形パターンの輪郭部のデータ構成に注目して、
いずれの方向に図形の実部と空部の境界線が向い
ているかという方向に関連するものを抽出する
と、上記の16種類を第３図に示すような８種類に
分類することができる。
処理装置においては、以下に説明するパターン変
換を行う。即ち、上記マトリツクス・パターン上
における任意の相隣接する２×２のメツシユポイ
ントに着目すると、いずれのポイントにおけるデ
ータが２値化された０または１であるかによつ
て、第２図に示すような16種類のデータに分類さ
れる。そして、これらの中から、多角形状をなす
図形パターンの輪郭部のデータ構成に注目して、
いずれの方向に図形の実部と空部の境界線が向い
ているかという方向に関連するものを抽出する
と、上記の16種類を第３図に示すような８種類に
分類することができる。
なお、一般的にはｎ×ｎのメツシユポイントに
着目して、方向に関連するデータを抽出すること
により上記８種類に対応する所要数に分類され
る。
着目して、方向に関連するデータを抽出すること
により上記８種類に対応する所要数に分類され
る。
以下においては、第３図の８種類のパターンに
付記した〜の数値をそれらに付した方向コー
ドとして説明する。
付記した〜の数値をそれらに付した方向コー
ドとして説明する。
上記マトリツクス・パターンについて、メツシ
ユポイントを一づつずらせながら、順次このよう
なパターン変換を行つた後、画像処理装置では、
上記８種類の各方向コードの数を計数し、その計
数値に基づいて多角形の姿勢角を測定する。
ユポイントを一づつずらせながら、順次このよう
なパターン変換を行つた後、画像処理装置では、
上記８種類の各方向コードの数を計数し、その計
数値に基づいて多角形の姿勢角を測定する。
そこで、一例として、第４図に示すような長方
形の姿勢と、各方向コードの出現頻度について考
察すると、長方形が同図Ａ〜Ｃの姿勢をとると
き、その長方形の輪郭を形勢する各辺の部分にお
いて得られる方向コードは、同図中に付記したよ
うになる。
形の姿勢と、各方向コードの出現頻度について考
察すると、長方形が同図Ａ〜Ｃの姿勢をとると
き、その長方形の輪郭を形勢する各辺の部分にお
いて得られる方向コードは、同図中に付記したよ
うになる。
さらに、それらの各方向コードの出現頻度を計
算によつて求めるため、第５図に示すような角度
θだけ傾斜した長方形の輪郭部（実線部分）の構
成をベクトル的に考えると、同図中に示したよう
な斜成分〜と水平成分が出現することにな
り、これによつて計算すると、第４図Ａ〜Ｃの姿
勢をとる長方形についての各方向コードは、次の
ような割合で出現することになる。
算によつて求めるため、第５図に示すような角度
θだけ傾斜した長方形の輪郭部（実線部分）の構
成をベクトル的に考えると、同図中に示したよう
な斜成分〜と水平成分が出現することにな
り、これによつて計算すると、第４図Ａ〜Ｃの姿
勢をとる長方形についての各方向コードは、次の
ような割合で出現することになる。
●θ＝0°のとき、
＝Ｗ，＝Ｗ
＝Ｈ，＝Ｈ
●θ＞0°のとき、
Ｗ・cosθ−Ｗ・sinθ
Ｗ・cosθ−Ｗ・sinθ
Ｈ・cosθ−Ｈ・sinθ
Ｈ・cosθ−Ｈ・sinθ
ｗ・sinθ
Ｈ・sinθ
Ｗ・sinθ
Ｈ・sinθ
●θ＜0゜のとき、
Ｗ・cos｜θ｜−Ｗ・sin｜θ｜
Ｗ・cos｜θ｜−Ｗ・sin｜θ｜
Ｈ・cos｜θ｜−Ｈ・sin｜θ｜
Ｈ・cos｜θ｜−Ｈ・sin｜θ｜
Ｈ・sin｜θ｜
Ｗ・sin｜θ｜
Ｈ・sin｜θ｜
Ｗ・sin｜θ｜
いま、全体の方向コードの数に対する斜成分の
方向コードの数の割合、即ち、 K1＝＋＋＋／＋＋＋＋＋＋＋
……(1) というパラメータを考え、第４図Ａ〜Ｃと各姿勢
におけるK1の値を求めると、 ・θ＝0゜のとき、 K1＝０／2W＋2H＝０（＝tanθ）……(2) ・｜θ｜＞0°のとき、 K1＝2Wsin｜θ｜＋2Hsin｜θ｜／2W（cos｜θ｜−sin｜
θ｜）＋2H（cos｜θ｜−sin｜θ｜）＋2Wsin｜θ｜＋2
Wsin｜θ｜＝ （Ｗ＋Ｈ）sin｜θ｜／（Ｗ＋Ｈ）cos｜θ｜＝sin｜
θ｜／cos｜θ｜＝tan｜θ｜｜θ｜……(3) となる。
方向コードの数の割合、即ち、 K1＝＋＋＋／＋＋＋＋＋＋＋
……(1) というパラメータを考え、第４図Ａ〜Ｃと各姿勢
におけるK1の値を求めると、 ・θ＝0゜のとき、 K1＝０／2W＋2H＝０（＝tanθ）……(2) ・｜θ｜＞0°のとき、 K1＝2Wsin｜θ｜＋2Hsin｜θ｜／2W（cos｜θ｜−sin｜
θ｜）＋2H（cos｜θ｜−sin｜θ｜）＋2Wsin｜θ｜＋2
Wsin｜θ｜＝ （Ｗ＋Ｈ）sin｜θ｜／（Ｗ＋Ｈ）cos｜θ｜＝sin｜
θ｜／cos｜θ｜＝tan｜θ｜｜θ｜……(3) となる。
上記(1)式におけるパラメータK1の値は、パタ
ーン入力装置から取込んだ画像データに基づく演
算によつて得られるものであり、そのパラメータ
K1が(2)及び(3)式の関係を有していることから、
姿勢角θは、 ｜θ｜＝tan-1（K1）……(4) によつて求めることができる。
ーン入力装置から取込んだ画像データに基づく演
算によつて得られるものであり、そのパラメータ
K1が(2)及び(3)式の関係を有していることから、
姿勢角θは、 ｜θ｜＝tan-1（K1）……(4) によつて求めることができる。
上述した姿勢角測定法において、パターン変換
や方向コードの計数は極めて短い時間内に行うこ
とができ、従つて実質的に上記(4)式の計算を行う
だけの時間で、即ち実時間といえる程度に短い時
間内に姿勢角θの検出を行うことができる。
や方向コードの計数は極めて短い時間内に行うこ
とができ、従つて実質的に上記(4)式の計算を行う
だけの時間で、即ち実時間といえる程度に短い時
間内に姿勢角θの検出を行うことができる。
以上の演算によつて、(4)式に基づく姿勢角θの
値を求めることができるが、θの正負は求めるこ
とはできない。認識対象の姿勢が正負いずれの側
に傾斜しているのかを検出する必要がある場合に
は、次のような演算処理によつてそれを求めれば
よい。
値を求めることができるが、θの正負は求めるこ
とはできない。認識対象の姿勢が正負いずれの側
に傾斜しているのかを検出する必要がある場合に
は、次のような演算処理によつてそれを求めれば
よい。
パターン変換によつて得られた方向コードのう
ち、斜成分〜の４種類に注目すると、 ・θ＞0°のとき、 ・θ＜0°のとき、 ＝Ｗ・sinθ ＝Ｈ・sin｜θ｜ ＝Ｈ・sinθ ＝Ｗ・sin｜θ｜ ＝Ｗ・sinθ ＝Ｈ・sin｜θ｜ ＝Ｈ・sinθ ＝Ｗ・sin｜θ｜ である。
ち、斜成分〜の４種類に注目すると、 ・θ＞0°のとき、 ・θ＜0°のとき、 ＝Ｗ・sinθ ＝Ｈ・sin｜θ｜ ＝Ｈ・sinθ ＝Ｗ・sin｜θ｜ ＝Ｗ・sinθ ＝Ｈ・sin｜θ｜ ＝Ｈ・sinθ ＝Ｗ・sin｜θ｜ である。
ここで、傾斜方向を異にする斜成分の方向コー
ドの比、 K2＝＋／＋ ……(5) というパラメータを考え、認識対象が正または負
の姿勢角をとるときのK2の値を求めると、 ●θ＞0°のとき ●θ＜0°のとき K2＝Ｈ／Ｗ，K2＝Ｗ／Ｈ ……(6) となり、即ち、θが正負いずれかによりK2の値
が変化するので、それによつて姿勢角θの正負を
判別することができる。
ドの比、 K2＝＋／＋ ……(5) というパラメータを考え、認識対象が正または負
の姿勢角をとるときのK2の値を求めると、 ●θ＞0°のとき ●θ＜0°のとき K2＝Ｈ／Ｗ，K2＝Ｗ／Ｈ ……(6) となり、即ち、θが正負いずれかによりK2の値
が変化するので、それによつて姿勢角θの正負を
判別することができる。
また、上記姿勢角とは別に、認識対象の多角形
物体が長方形である場合には、その長辺と短辺の
辺長をも容易に計測することができる。このよう
な辺長の計測は、実質的に長方形物体の形状を認
識することにもなり、特に複数形状の長方形物体
を分別しながら、それらの姿勢角を測定する場合
に有効に利用することができる。
物体が長方形である場合には、その長辺と短辺の
辺長をも容易に計測することができる。このよう
な辺長の計測は、実質的に長方形物体の形状を認
識することにもなり、特に複数形状の長方形物体
を分別しながら、それらの姿勢角を測定する場合
に有効に利用することができる。
上記辺長の計測には、水平及び垂直成分の方向
コードの比、即ち、 K3＝＋／＋＝Ｈ／Ｗ ……(7) というパラメータを考え、この(7)式から、 Ｈ＝K3・Ｗ を得る。一方、図形パターンの面積Ｓは、周知の
技術によつて容易に求めることができ、従つて、
上式とＳ＝Ｗ・Ｈの関係から、辺長Ｗ及びＨを、 Ｗ＝√Ｓ／K3 Ｈ＝√K3・Ｓ によつて求めることができる。
コードの比、即ち、 K3＝＋／＋＝Ｈ／Ｗ ……(7) というパラメータを考え、この(7)式から、 Ｈ＝K3・Ｗ を得る。一方、図形パターンの面積Ｓは、周知の
技術によつて容易に求めることができ、従つて、
上式とＳ＝Ｗ・Ｈの関係から、辺長Ｗ及びＨを、 Ｗ＝√Ｓ／K3 Ｈ＝√K3・Ｓ によつて求めることができる。
なお、上記辺長は、前述したパラメータK2を
用いても計測することができる。
用いても計測することができる。
第６図は、各種姿勢角を持つ物体の姿勢を計測
したときの誤差量を示すもので、Ｗ＝25.0mm、Ｈ
＝20.0mmの長方形を対象とし、40×40のマトリツ
クス・パターンにより計測した結果の最大誤差、
平均誤差、最小誤差を示している。
したときの誤差量を示すもので、Ｗ＝25.0mm、Ｈ
＝20.0mmの長方形を対象とし、40×40のマトリツ
クス・パターンにより計測した結果の最大誤差、
平均誤差、最小誤差を示している。
同図に示す結果からすれば、誤差量が比較的大
きいとも考えられるが、図形パターンが実質的に
30×30のマトリツクス・パターン内に収まるとい
う非常に劣悪な条件で計測しているために、誤差
量が増大したものであり、マトリツクス・パター
ンの分割数を大きくすることにより情報量を増加
すると、誤差量が著しく低下することが期待でき
る。
きいとも考えられるが、図形パターンが実質的に
30×30のマトリツクス・パターン内に収まるとい
う非常に劣悪な条件で計測しているために、誤差
量が増大したものであり、マトリツクス・パター
ンの分割数を大きくすることにより情報量を増加
すると、誤差量が著しく低下することが期待でき
る。
以上に述べたところでは、方向コードとして第
３図の８種類を考えているが、例えばと、
と、と、との方向コードを同一化する
ことにより４種類とすることもできる。
３図の８種類を考えているが、例えばと、
と、と、との方向コードを同一化する
ことにより４種類とすることもできる。
［発明の効果］
以上に詳述したように、本発明の姿勢角測定法
によれば、長方形を主体とする単純な多角形物体
の姿勢角の計測を前提とすることにより、極めて
簡単な手段で正確に、しかも実時間で測定を行う
ことができる。
によれば、長方形を主体とする単純な多角形物体
の姿勢角の計測を前提とすることにより、極めて
簡単な手段で正確に、しかも実時間で測定を行う
ことができる。
第１図は本発明の姿勢角測定法における画像処
理過程の流れ図、第２図はパターン変換のための
２×２のメツシユポイントにおけるデータ分類に
ついて説明図、第３図はパターン変換のための方
向コードについての説明図、第４図Ａ〜Ｃは認識
対象である長方形物体の姿勢と方向コードとの関
係についての説明図、第５図は角度θだけ傾斜し
た長方形の輪郭部における各方向コードの出現頻
度に関する説明図、第６図は各種姿勢角を持つ長
方形物体の姿勢を計測したときの誤差量を示すグ
ラフである。
理過程の流れ図、第２図はパターン変換のための
２×２のメツシユポイントにおけるデータ分類に
ついて説明図、第３図はパターン変換のための方
向コードについての説明図、第４図Ａ〜Ｃは認識
対象である長方形物体の姿勢と方向コードとの関
係についての説明図、第５図は角度θだけ傾斜し
た長方形の輪郭部における各方向コードの出現頻
度に関する説明図、第６図は各種姿勢角を持つ長
方形物体の姿勢を計測したときの誤差量を示すグ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ パターン入力装置によつて得た２次元的な図
形パターンを、２値化したマトリツクス・パター
ンとし、上記マトリツクス・パターン上における
相隣接するｎ×ｎのメツシユポイントについて、
それぞれいずれの方向に図形の実部と空部の境界
線が向いているかにより必要数の方向コードに変
換するパターン変換を行い、これらの各方向コー
ドの数を計数して、全体の方向コードの数に対す
る斜成分の方向コードの数の割合に基づいて認識
対象の姿勢角を測定することを特徴とする多角形
部品の姿勢角測定法。 ２ パターン入力装置によつて得た２次元的な図
形パターンを、２値化したマトリツクス・パター
ンとし、上記マトリツクス・パターン上における
相隣接するｎ×ｎのメツシユポイントについて、
それぞれいずれの方向に図形の実部と空部の境界
線が向いているかにより必要数の方向コードに変
換するパターン変換を行い、これらの各方向コー
ドの数を計数して、全体の方向コードの数に対す
る斜成分の方向コードの数の割合に基づいて認識
対象の姿勢角を測定し、さらに傾斜方向を異にす
る斜成分の方向コードの比に基づいて上記姿勢角
の正負を判別することを特徴とする多角形部品の
姿勢角測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067287A JPS63246603A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 多角形部品の姿勢角測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8067287A JPS63246603A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 多角形部品の姿勢角測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63246603A JPS63246603A (ja) | 1988-10-13 |
| JPH0457205B2 true JPH0457205B2 (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=13724849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8067287A Granted JPS63246603A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 多角形部品の姿勢角測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63246603A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5627530B2 (ja) * | 2011-04-07 | 2014-11-19 | 富士機械製造株式会社 | 部品方向判定装置及び部品方向判定方法 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP8067287A patent/JPS63246603A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63246603A (ja) | 1988-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |