JPH0460524B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0460524B2
JPH0460524B2 JP7005485A JP7005485A JPH0460524B2 JP H0460524 B2 JPH0460524 B2 JP H0460524B2 JP 7005485 A JP7005485 A JP 7005485A JP 7005485 A JP7005485 A JP 7005485A JP H0460524 B2 JPH0460524 B2 JP H0460524B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tanδθ
image
sinδθ
imaging
cosδθ
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP7005485A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61230007A (en
Inventor
Fumikado Naito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7005485A priority Critical patent/JPS61230007A/en
Publication of JPS61230007A publication Critical patent/JPS61230007A/en
Publication of JPH0460524B2 publication Critical patent/JPH0460524B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビカメラの如き撮像手段と、
画像信号(ビデオ信号)の演算処理回路とからな
る画像処理装置を用いて、断面が正方形またはこ
れと等価なパターンをもつ対象物の所定位置から
の距離または傾き角を含む幾何学的特徴を計測す
る計測方式に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention provides an imaging means such as a television camera,
Measures geometric features, including distance from a predetermined position or angle of inclination, of an object with a square cross section or an equivalent pattern using an image processing device consisting of an image signal (video signal) arithmetic processing circuit. Regarding the measurement method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のこの種の計測方式としては、第6図のよ
うなものが最も単純な構成として知られている。
この例は、テレビカメラ1で被処理対象物3を撮
像し、演算処理回路2により画像処理して、例え
ばカメラ1の画面上の原点に対する対象物3の位
置を計測するものであり、被処理対象物3は保持
手段である固定治具11によつて固定支持されて
いる。従つて、テレビカメラ1は第7図に示すよ
うに、被処理対象物3の全部分をその視野12に
納める必要がある。ところが、この場合はテレビ
カメラの解像度が低いため、期待される計測精度
が達成されない場合がしばしば生ずるという欠点
があつた。
As a conventional measurement method of this type, the one shown in FIG. 6 is known as the simplest configuration.
In this example, the object to be processed 3 is imaged by a television camera 1, the image is processed by the arithmetic processing circuit 2, and the position of the object to be processed 3 is measured, for example, with respect to the origin on the screen of the camera 1. The object 3 is fixedly supported by a fixture 11 which is a holding means. Therefore, as shown in FIG. 7, the television camera 1 must include the entire part of the object to be processed 3 within its field of view 12. However, in this case, because the resolution of the television camera is low, the expected measurement accuracy is often not achieved.

そこで、やや複雑な構成をもつ第8図のような
ものも知られている。これは、第6図における固
定治具11をXY搬送装置13におきかえたもの
である。すなわち、被処理対象物3はここでは直
交2軸の両方向に搬送され得る。従つて、テレビ
カメラ1の視野は被処理対象物3の一部分をその
視野に納めるようにし、撮像しつつXY搬送装置
13を移動させることを繰り返せば、被処理対象
物3は充分クローズアツプされ解像度が上がるの
で、上述の如き位置計測精度は改善される。例え
ば、4回撮像して被処理対象物3の全部分をカバ
ーした場合の、各視野12の様子を順次示したの
が第9図である。これは被処理対象物3を右上
イ、左上ロ、左下ハ、そして右下ニの順で撮像し
た例である。
Therefore, a device as shown in FIG. 8, which has a somewhat complicated configuration, is also known. In this case, the fixing jig 11 in FIG. 6 is replaced with an XY transport device 13. That is, the object to be processed 3 can be transported in both directions of two orthogonal axes. Therefore, by setting the field of view of the television camera 1 so that a part of the object 3 to be processed is included in the field of view, and repeating moving the XY conveyance device 13 while taking images, the object 3 to be processed can be sufficiently close-up and the resolution can be improved. Since this increases, the position measurement accuracy as described above is improved. For example, FIG. 9 sequentially shows the state of each field of view 12 when the entire part of the object to be processed 3 is covered by imaging four times. This is an example in which the object to be processed 3 is imaged in the order of upper right A, upper left B, lower left C, and lower right D.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、このような構成では搬送装置が2軸
の移動を必要とするので機構的に複雑・大規模化
し、コスト高になるという問題点があつた。した
がつて、この発明は小型かつ簡単な構成で、しか
も低価格でありながら良好な計測精度を得ること
ができる対象物の位置計測方式を提供することを
目的とする。
However, in such a configuration, since the transfer device requires movement on two axes, it is mechanically complicated and large-scale, and there are problems in that the cost is high. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for measuring the position of an object, which has a small and simple configuration, is inexpensive, and can obtain good measurement accuracy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

断面が正方形またはこれと略等価なパターンを
もつ対象物を撮像する撮像手段と、該撮像手段と
対象物とを相対的に回転させる駆動手段と、撮像
手段からの画像信号にもとづいて所定の演算処理
を行なう処理手段とを設ける。
An imaging means for imaging an object having a square cross section or a pattern substantially equivalent thereto, a driving means for relatively rotating the imaging means and the object, and a predetermined calculation based on an image signal from the imaging means. A processing means for performing the processing is provided.

〔作用〕[Effect]

上記駆動手段によつて対象物と撮像手段との相
対的角度を所定量ずつ1回転させ、この撮像手段
を介して1つの対象物画像を所定の部分毎に分割
して取り出し、この各部分毎の画像情報から上記
処理手段によつて対象物の各頂点位置を求め、そ
の位置座標から所定の演算をすることにより、対
象物の所定基準点からのずれ量と所定基準軸に対
する傾き角とを求める。
The driving means rotates the relative angle between the object and the imaging means one rotation by a predetermined amount, and the imaging means divides and extracts one object image into predetermined parts. The position of each vertex of the object is determined by the processing means from the image information of demand.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の実施例を示す構成概要図、
第2図は処理対象物の一例を示す斜視図、第3図
はピンパターンの画像例を示す参照図、第4図は
ピンパターンの部分抽出画像を示す参照図、第5
図は対象物の頂点の位置座標を求める方法を説明
するための参照図である。なお、第1図におい
て、1はテレビカメラの如き撮像装置、2は演算
処理回路、3は対象物、4は回転ハンド、5はテ
レビカメラ1は光軸、6は回転ハンド中心軸、7
は光軸5と回転ハンド中心軸6間の変位Vであ
る。また、対象物3としては、ここでは第2図の
如く正方形状に規則正しく配列された複数のピン
31をもつ電子部品(LSi等)を考える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view showing an example of an object to be processed, FIG. 3 is a reference drawing showing an example of an image of a pin pattern, FIG. 4 is a reference drawing showing a partial extracted image of a pin pattern, and FIG.
The figure is a reference diagram for explaining a method for determining the position coordinates of the vertices of an object. In FIG. 1, 1 is an imaging device such as a television camera, 2 is an arithmetic processing circuit, 3 is an object, 4 is a rotating hand, 5 is an optical axis of the television camera 1, 6 is a central axis of the rotating hand, and 7
is the displacement V between the optical axis 5 and the rotating hand central axis 6. Further, as the object 3, an electronic component (such as an LSi) having a plurality of pins 31 regularly arranged in a square shape as shown in FIG. 2 is considered here.

対象物3は回転ハンド4によつて吸着保持さ
れ、かつ回転される。このとき、テレビカメラ1
の光軸5と回転ハンド4の中心軸6とが一定の変
位7をなすように配置され、これによつてカメラ
1による画面上の原点(例えば、画面の左下隅)
と回転ハンドの中心軸6とを一致させるようにす
る。ところが、対象物3はその中心が必ずしも回
転ハンド4の中心と合致するように保持されるも
のとは限らず、第3図の如きずれ(Δx、Δy、
Δθ)が生じる。なお、第3図において、P0は上
記原点、Pxは対象物3の中心、31はピン画像、
P1〜P4はピンパターンの頂点を示しており、こ
れは点Pxが点P0に対してΔx、Δyだけずれている
例である。なお、Δθは対象物のx軸に対する傾
き角である。したがつて、第2図の如き関係にあ
る対象物を回転ハンド4にて、例えば90度ずつ回
転させて撮像すると、テレビカメラ1からは第4
図イ,ロ,ハおよびニの如き画像データが得られ
ることになる。演算処理回路2は、第4図の如き
得られる部分図形パターンの、例えば各頂点P1
P2、P3およびP4の座標位置から次の(1)〜(4)式の
如き演算式により、Δx、Δy、Δθおよびl(正方
形パターンの辺の長さ)を求める。なお、各頂点
の位置座標は、断面が正方形となる対象物につい
ては画像処理をすることによつて直ちに求めるこ
とができるが、第2図の如きピンパターン(正方
形と等価なパターン)については直接には求めら
れないので、その場合はピンパターンを4つの群
に分け、この群毎に最も良く当てはまる直線を最
小二乗法等によつて求め、この直線の交点を演算
して求めるようにする。
The object 3 is held by suction by the rotating hand 4 and rotated. At this time, TV camera 1
The optical axis 5 of the rotary hand 4 and the central axis 6 of the rotary hand 4 are arranged so as to form a constant displacement 7, so that the origin on the screen of the camera 1 (for example, the lower left corner of the screen)
and the center axis 6 of the rotating hand. However, the object 3 is not necessarily held so that its center coincides with the center of the rotating hand 4, and deviations (Δx, Δy,
Δθ) occurs. In addition, in Fig. 3, P 0 is the above origin, P x is the center of the object 3, 31 is the pin image,
P 1 to P 4 indicate the vertices of the pin pattern, and this is an example in which point P x is shifted from point P 0 by Δx and Δy. Note that Δθ is the inclination angle of the object with respect to the x-axis. Therefore, when an object having the relationship as shown in FIG.
Image data such as those shown in Figures A, B, C, and D are obtained. The arithmetic processing circuit 2 processes, for example, each vertex P 1 ,
From the coordinate positions of P 2 , P 3 and P 4 , Δx, Δy, Δθ and l (the length of the side of the square pattern) are determined using the following equations (1) to (4). Note that the position coordinates of each vertex can be immediately determined by image processing for objects with a square cross section, but for pin patterns (patterns equivalent to squares) as shown in Figure 2, they can be determined directly. In that case, the pin pattern is divided into four groups, the straight line that best fits each group is found by the method of least squares, and the intersection points of these straight lines are calculated.

l=√2/8(√(41232+(41232 +√(12342+(12342 ……(1) Δx=1/4(x41+x23+x12+x34) ……(2) Δy=1/4(y41+y23+y12+y34) ……(3) Δθ=1/2(tan-1(−x41+x23+y12−y23)/x41
x23+y12−y23 +tan-1x12−x34−y12+y34)/x12−x34+y12−y34
)……(4) ただし、実際に画像から得られる頂点座標は、第
4図のイ,ロ,ハ,ニの順に0°、90°、180°、270°
の回転が加わつているので、各画面の頂点座標値
を順に (xa、ya)、(xb、yb)、(xc、yc)、(xd、yd) とすると、第3図との比較により xa=x41、ya=y41 xb=−x12、yb=y12 xc=−x23、yc=−y23 xd=x34、yd=−y34 なる関係にある。従つてl、Δx、Δy、Δθは、次
式の如く書き換えられる。
l=√2/8(√( 4123 ) 2 +( 4123 ) 2 +√( 1234 ) 2 +( 1234 ) 2 ...(1) Δx=1/4(x 41 +x 23 +x 12 +x 34 ) ...(2) Δy=1/4 (y 41 +y 23 +y 12 +y 34 ) ...(3) Δθ=1/2 (tan -1 (-x 41 +x 23 +y 12 -y 23 ) / x 41 +
x 23 +y 12 −y 23 +tan -1 x 12 −x 34 −y 12 +y 34 )/x 12 −x 34 +y 12 −y 34
)...(4) However, the vertex coordinates actually obtained from the image are 0°, 90°, 180°, and 270° in the order of A, B, C, and D in Figure 4.
rotation is added, so if the vertex coordinate values of each screen are (x a , y a ), (x b , y b ), (x c , y c ), (x d , y d ) in order, then Comparison with Figure 3 shows that x a = x 41 , y a = y 41 x b = -x 12 , y b = y 12 x c = -x 23 , y c = -y 23 x d = x 34 , y The relationship is d = -y 34 . Therefore, l, Δx, Δy, and Δθ can be rewritten as shown in the following equation.

l=√2/8(√(ac2+(ac2 +√(bd2+(bd2 ……(1)′ Δx=1/4(xa−xc−yb+yd) ……(2)′ Δy=1/4(xb−xd+ya−yc) ……(3)′ Δθ=1/2(tan-1−xa−xc+ya+yc/xa+xc+ya+y
c +tan-1xb+xd+yb+yd/−xb−xd+yb+yd……(4)′ つまり、演算処理回路2は以下の如き処理を行な
うことにより、ずれ量を含む対象物の位置を計測
する。
l=√2/8(√( a , c ) 2 + ( a + c ) 2 +√( b + d ) 2 + ( b + d ) 2 ...(1)' Δx=1/4(x a −x c −y b +y d ) …(2)′ Δy=1/4(x b −x d +y a −y c ) …(3)′ Δθ=1/2(tan −1 −x a −x c +y a +y c /x a +x c +y a +y
c +tan -1 x b +x d +y b +y d /−x b −x d +y b +y d ……(4)′ In other words, the arithmetic processing circuit 2 processes the object including the amount of deviation by performing the following processing. Measure the position of objects.

(1) 回転ハンド4を例えば90°ずつ回転させ、対
対物3の画像a、b、c、dを撮像する。
(1) The rotating hand 4 is rotated, for example, by 90 degrees to capture images a, b, c, and d of the objective 3.

(2) 各ピン画像のそれぞれから、例えば最小2乗
法によりもつともよくフイツト(適合)する4
直線を求め、その4直線の交点(xa、ya)、
(xb、yb)、(xc、yc)、(xd、yd) を求める。
(2) From each pin image, for example, use the least squares method to find the 4
Find straight lines and find the intersection of the four straight lines (x a , y a ),
Find (x b , y b ), (x c , y c ), (x d , y d ).

(3) 先の(1)′〜(4)′式からΔx、Δy、Δθ(必要に

じてl)を求める。
(3) Determine Δx, Δy, and Δθ (l if necessary) from the above equations (1)′ to (4)′.

このようにして、解像度を上げた精度の高い位
置計測を可能とするものである。したがつて、こ
の発明は回転ハンドを別のロボツト等の駆動系に
よつて駆動し、所定の位置で以上の如きずれ量
(Δx、Δy、Δθ)を補正して電子部品をプリント
基板に実装するような精密な作業に使用して好適
である。なお、上記では対象物を回転ハンドにて
回動させるようにしたが、対象物を固定しておい
て撮像装置を何かの方法で回転させるようにして
もよいことは云う迄もない。
In this way, highly accurate position measurement with increased resolution is possible. Therefore, the present invention drives the rotary hand by a drive system such as another robot, corrects the above deviations (Δx, Δy, Δθ) at a predetermined position, and mounts the electronic component on the printed circuit board. It is suitable for use in precision work such as Although the object is rotated by the rotary hand in the above example, it goes without saying that the object may be fixed and the imaging device may be rotated by some other method.

さらに、第4図では対象物を90°ずつ回転させ
ているが、対象物と撮像装置とを相対的に何度ず
つ回転させるかは対象物の大きさと撮像装置の視
野の大きさとに基づいて決定される。例えば、第
10図イに示すような大きさの撮像装置の視野1
2により被処理対象物3を撮像する場合には、対
象物3を90°ずつ回転させると視野にてカバーで
きない部分が生じる。そこで、第10図イ〜ヘに
示すように対象物3を60°ずつ回転させることに
より、対象物3の全部分を6回の撮像により納め
ることができる。
Furthermore, although the object is rotated by 90 degrees in Figure 4, the relative rotation rate between the object and the imaging device depends on the size of the object and the size of the field of view of the imaging device. It is determined. For example, the field of view 1 of an imaging device having a size as shown in FIG.
2, when the object 3 to be processed is imaged, if the object 3 is rotated by 90 degrees, there will be a portion that cannot be covered in the field of view. Therefore, by rotating the object 3 by 60 degrees as shown in FIGS. 10A to 10F, the entire part of the object 3 can be imaged six times.

次に、頂点の位置座標から如何ようにしてずれ
量を求めるかについて、詳細に説明する。
Next, how to calculate the amount of deviation from the position coordinates of the vertices will be explained in detail.

第3図の如くピンパターンによつて形成される
正方形は、同図のように 点P5Δx Δy+l−sinΔθ cosΔθ を通る傾きtanΔθの直線L1と、 点P6Δx Δy+l−cosΔθ/−sinΔθ を通傾き−cosΔθの直線L2と、 点P7Δx Δy+lsinΔθ −cosΔθ を通る傾きtanΔθの直線L3と、 点P8Δx Δy+lcosΔθ sinΔθ を通る傾き−cotΔθの直線L4と、 によつて囲まれる正方形として記述できる。すな
わち、4直線 L1:y=tanΔθ〔x−(Δx−lsinΔθ)〕 +(Δy+lcosΔθ) L2:y=−cotΔθ〔x−(Δx−lcosΔθ)〕 +(Δy−lsinΔθ) L3:y=tanΔθ〔x−(Δx+lsinΔθ)〕 +(Δy−lcosΔθ) L4:y=−cotΔθ〔x−(Δx+lcosΔθ)〕 +(Δy+lsinΔθ) によつて囲まれる正方形である。
The square formed by the pin pattern as shown in Fig. 3 has a straight line L 1 with an inclination tan Δθ passing through the point P 5 Δx Δy + l-sin Δθ cos Δθ and a straight line L 1 passing through the point P 5 Δx Δy + l-cos Δθ/-sin Δθ as shown in the same figure. A square surrounded by a straight line L2 with a through slope of -cosΔθ, a straight line L3 with a slope of tanΔθ passing through the point P7ΔxΔy +lsinΔθ−cosΔθ, and a straight line L4 with a slope of −cotΔθ passing through the point P8ΔxΔy+lcosΔθ sinΔθ. It can be written as That is, four straight lines L 1 :y=tanΔθ[x-(Δx−lsinΔθ)]+(Δy+lcosΔθ) L2 :y=−cotΔθ[x−(Δx−lcosΔθ)]+(Δy−lsinΔθ) L3 :y= It is a square surrounded by tanΔθ[x−(Δx+lsinΔθ)]+(Δy−lcosΔθ) L 4 :y=−cotΔθ[x−(Δx+lcosΔθ)]+(Δy+lsinΔθ).

次に、L1のy切片y1は、L1の式でx=0とお
くことにより、 y1=−tanΔθ・(Δx−lsinΔθ)+(Δy+lcosΔθ
) =−ΔxtanΔθ+Δy+lcosecΔθ また、L2のx切片x2は、L2の式でy=0とお
くことにより、 x2=tanΔθ・(Δy−lsinΔθ)+(Δx−lcosΔθ) =ΔytanΔθ+Δx−lcosecΔθ 同様に、L3のy切片y3は、L3の式でx=0と
おくことにより、 y3=−tanΔθ・(Δx+lsinΔθ)+(Δy−lcosΔ
θ) =−ΔxtanΔθ+Δy−lcosecΔθ 同様に、L4のx切片x4は、L4の式でy=0と
おくことにより、 x4=tanΔθ・(Δy+lsinΔθ)+(Δx+lcosΔθ
) =ΔytanΔθ+Δx+lcosecΔθ としてそれぞれ求められる。
Next, by setting x=0 in the equation for L 1 , the y-intercept y 1 of L 1 is y 1 = −tanΔθ・(Δx−lsinΔθ)+(Δy+lcosΔθ
) = -ΔxtanΔθ + Δy + lcosecΔθ Also, the x-intercept x 2 of L 2 can be obtained by setting y = 0 in the equation of L 2, x 2 = tanΔθ・(Δy−lsinΔθ) + (Δx−lcosΔθ) = ΔytanΔθ + Δx−lcosecΔθ Similarly, , the y-intercept y 3 of L 3 is set as x=0 in the equation of L 3 , y 3 = −tanΔθ・(Δx+lsinΔθ)+(Δy−lcosΔ
θ) = -ΔxtanΔθ+Δy−lcosecΔθ Similarly, the x-intercept x 4 of L 4 is set as y=0 in the equation of L 4, and x 4 = tanΔθ・(Δy+lsinΔθ ) +(Δx+lcosΔθ
)=ΔytanΔθ+Δx+lcosecΔθ.

次に、L1とL2との交点P2(x12、y12)を求める
べくL1=L2とおけば、 tanΔθ〔x12−(Δx−lsinΔθ)〕 +(Δy+lcosΔθ)=−cotΔθ〔x12−(Δx−
lcosΔθ)〕 +(Δy−lsinΔθ) ∴(tanΔθ+cotΔθ)x12 =cotΔθ(Δx−lcosΔθ)+(Δy−lsinΔθ) +tanΔθ(Δx−lsinΔθ)−(Δy+lcosΔθ) =(tanΔθ+cotΔθ)Δx−lsecΔθcosΔθ−
lsinΔθ −ltanΔθsinΔθ−lcosΔθ =(tanΔθ+cotΔθ)Δx−lsecΔθ −lcosecΔθ ∴x12=Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) ∴y12=tanΔθ〔Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) −(Δx−lsinΔθ)〕+Δy+lcosΔθ =Δy+l(cosΔθ−sinΔθ) ∴x12 y12=Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) Δy+l(cosΔθ−sinΔθ) として求められる。
Next, to find the intersection point P 2 (x 12 , y 12 ) of L 1 and L 2 , set L 1 = L 2 , tanΔθ[x 12 −(Δx−lsinΔθ)] + (Δy+lcosΔθ)=−cotΔθ [x 12 −(Δx−
lcosΔθ)] +(Δy−lsinΔθ) ∴(tanΔθ+cotΔθ)x 12 = cotΔθ(Δx−lcosΔθ)+(Δy−lsinΔθ) +tanΔθ(Δx−lsinΔθ)−(Δy+lcosΔθ) = (tanΔθ+cotΔθ)Δx−lsecΔθcosΔθ−
lsinΔθ −ltanΔθsinΔθ−lcosΔθ = (tanΔθ+cotΔθ)Δx−lsecΔθ −lcosecΔθ ∴x 12 =Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) ∴y 12 =tanΔθ [Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) −(Δx−lsinΔθ)]+Δy+lcosΔθ =Δy+l(cosΔθ−sinΔθ ) ∴x 12 y 12 = Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) Δy+l(cosΔθ−sinΔθ).

同様にして、L2とL3との交点P3(x23、y23)、L3
とL4との交点P4(x34、y34)およびL4とL1との交
点P1(x41、y41)は、それぞれ次式の如く求めら
れる。
Similarly, the intersection point P 3 (x 23 , y 23 ) of L 2 and L 3 , L 3
The intersection point P 4 (x 34 , y 34 ) between L 4 and L 4 and the intersection P 1 (x 41 , y 41 ) between L 4 and L 1 are determined by the following equations.

x23 y23=Δx−l(cos′Δθ−sinΔθ) Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) x34 y34=Δx+l(cosΔθ+sinΔθ) Δy−l(cosΔθ−sinΔθ) x41 y41=Δx+l(cosΔθ−sinΔθ) Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) なお、これらの諸点とその座標位置を示すのが
第5図である。ここで、第1象限と第3象限の頂
点P1、P3に着目する。すなわち、 x41=Δx+l(cosΔθ−sinΔθ) y41=Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) x23=Δx−l(cosΔθ−sinΔθ) y23=Δy−l(cosΔθ+sinΔθ) であるから、まず、 x41+x23=2Δx ∴Δx=1/2(x41+x23) y41+y23=2Δy ∴Δy=1/2(y41+y23) となる。また、 (x41−x232=4l2(l−2cosΔθsinΔθ) (y41−y232=4l2(1+2cosΔθsinΔθ) であるから、lは ∴l=1/4√2[(41232+(41232
] となる。また、 x41−x23/y41−y23=2l(cosΔθ−sinΔθ)/2l(co
sΔθ+sinΔθ) =1−tanΔθ/1+tanΔθ であるから、 ∴(x41−x23)(1+tanΔθ) =(y41−y23)(1−tanΔθ) ∴(x41−x23+y41−y23)tanΔθ =−x41+x23+y41−y23 ∴Δθ=tan-1−x41+x23+y41−y23/x41−x23+y41
y23 となる。以上をまとめると、 l=1/4√2[(41232+(41232] Δx=1/2(x41+x23) Δy=1/2(y41+y23) Δθ=tan-1−x41+x23+y41−y23/x41−x23+y41−y2
3
が得られる。
x 23 y 23 =Δx−l(cos′Δθ−sinΔθ) Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) x 34 y 34 =Δx+l(cosΔθ+sinΔθ) Δy l(cosΔθ− sinΔθ ) Δθ ) Note that FIG. 5 shows these points and their coordinate positions. Here, we will focus on the vertices P 1 and P 3 in the first and third quadrants. That is, x 41 = Δx + l ( cos Δθ sin Δθ) y 41 = Δy + l (cos Δθ + sin Δθ) ∴Δx=1/2 (x 41 +x 23 ) y 41 +y 23 =2Δy ∴Δy=1/2 (y 41 +y 23 ). Also, since (x 41 −x 23 ) 2 =4l 2 (l−2cosΔθsinΔθ) (y 41 −y 23 ) 2 =4l 2 (1+2cosΔθsinΔθ), l is ∴l=1/4√2[( 4123 ) 2 + ( 41 - 23 ) 2
] becomes. Also, x 41 −x 23 /y 41 −y 23 = 2l(cosΔθ−sinΔθ)/2l(co
Since sΔθ+sinΔθ) = 1−tanΔθ/1+tanΔθ, ∴(x 41 −x 23 )(1+tanΔθ) =(y 41 −y 23 )(1−tanΔθ) ∴(x 41 −x 23 +y 41 −y 23 )tanΔθ =−x 41 +x 23 +y 41 −y 23 ∴Δθ=tan -1 −x 41 +x 23 +y 41 −y 23 /x 41 −x 23 +y 41
y becomes 23 . To summarize the above, l = 1/4√2 [( 4123 ) 2 + ( 4123 ) 2 ] Δx = 1/2 (x 41 + x 23 ) Δy = 1/2 (y 41 + y 23 ) Δθ = tan -1 −x 41 +x 23 +y 41 −y 23 /x 41 −x 23 +y 41 −y 2
3
is obtained.

一方、第2象限と第4象限の頂点P2、P4を用
いれば、 x12=Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) y12=Δy+l(cosΔθ−sinΔθ) x34=Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) y34=Δy−l(cosΔθ−sinΔθ) であるから、まず、 x12+x34=2Δx ∴Δx=1/2(x12+x34) y12+y34=2Δy ∴Δy=1/2(y12+y34) となる。また、 (x12−x342=4l2(1+2cosΔθsinΔθ) (y12−y342=4l2(1−2cosΔθsinΔθ) であるから、lは l=1/4√2[(12342+(12342] となる。また、 x12−x34/y12−y34=−2l(cosΔθ+sinΔθ)/2l(
cosΔθ−sinΔθ) =−1−tanΔθ/1−tanΔθ であるから、 ∴(x12−x34)(1−tanΔθ) =(y12−y34)(−1−tanΔθ) ∴(x12−x34−y12+y34)tanΔθ =x12−x34+y12−y34 ∴Δθ=tan-1x12−x34+y12−y34/x12−x34−y12+y3
4
となる。以上をまとめると、 l=1/4√2[(12342+(12342
] Δx=1/2(x12+x34) Δy=1/2(y12+y34) Δθ=tan-1x12−x34+y12−y34/x12−x34−y12+y34 が得られる。
On the other hand, if the vertices P 2 and P 4 of the second and fourth quadrants are used, x 12 = Δx−l(cosΔθ+sinΔθ) y 12 =Δy+l(cosΔθ−sinΔθ) x 34 =Δy+l(cosΔθ+sinΔθ) y 34 =Δy− l(cosΔθ−sinΔθ), so first, x 12 + x 34 = 2Δx ∴Δx = 1/2 (x 12 + x 34 ) y 12 + y 34 = 2Δy ∴Δy = 1/2 (y 12 + y 34 ) . Also, (x 12 - x 34 ) 2 = 4l 2 (1 + 2cosΔθsinΔθ) (y 12 - y 34 ) 2 = 4l 2 (1-2cosΔθsinΔθ), so l is l = 1/4√2 [( 12 - 34 ) 2 + ( 1234 ) 2 ]. Also, x 12 −x 34 /y 12 −y 34 = −2l(cosΔθ+sinΔθ)/2l(
cosΔθ−sinΔθ) = −1−tanΔθ/1−tanΔθ, so ∴(x 12 −x 34 )(1−tanΔθ) = (y 12 −y 34 )(−1−tanΔθ) ∴(x 12 −x 34 −y 12 +y 34 ) tanΔθ = x 12 −x 34 +y 12 −y 34 ∴Δθ=tan -1 x 12 −x 34 +y 12 −y 34 /x 12 −x 34 −y 12 +y 3
It becomes 4 . To summarize the above, l=1/4√2 [( 1234 ) 2 + ( 1234 ) 2
] Δx=1/2(x 12 +x 34 ) Δy=1/2(y 12 +y 34 ) Δθ=tan -1 x 12 −x 34 +y 12 −y 34 /x 12 −x 34 −y 12 +y 34 can get.

以上のように、点P1とP3および点P2とP4から、
それぞれそ独立にl、Δx、Δy及びΔθを求めるこ
とができる。そこで、より一層計測精度を向上さ
せるべくその平均値をとれば、先に示した(1)〜(4)
式または(1)′〜(4)′式が得られる、というわけであ
る。
As above, from points P 1 and P 3 and points P 2 and P 4 ,
l, Δx, Δy, and Δθ can be determined independently. Therefore, if we take the average value to further improve the measurement accuracy, we can obtain the results (1) to (4) shown earlier.
This means that the formula or formulas (1)' to (4)' are obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、対象物と撮像手段とを相対
的に回転させ、1つの対象物画像を複数の部分に
分割して計測を行なうようにしたので、従来の直
交2軸機構に比べて小型、簡素化および低価格化
が実現されるばかりでなく、充分なクローズアツ
プ(高解像度化)が可能となり、計測精度が一段
と向上する利点がもたらされるものである。
According to this invention, the object and the imaging means are rotated relative to each other, and one object image is divided into multiple parts for measurement, so it is smaller than the conventional orthogonal two-axis mechanism. This not only simplifies and lowers the cost, but also enables sufficient close-up (higher resolution) and further improves measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例を示す構成概要図、
第2図は処理対象物の一例を示す斜視図、第3図
はピンパターンの画像例を示す参照図、第4図は
ピンパターンの各部分抽出画像例を示す参照図、
第5図は対象物の各頂点の位置座標を示す参照
図、第6図は位置計測方式の従来例を示す概要
図、第7図は第6図におけるテレビカメラの視野
を示す参照図、第8図は位置計測方式の他の従来
例を示す概要図、第9図は第8図におけるテレビ
カメラの視野を示す参照図、第10図は撮像装置
と対象物の相対的回転の説明図である。 符号説明、1……テレビカメラ(撮像装置)、
2……演算処理回路、3……対象物、4……回転
ハンド、5……光軸、6……回転ハンドの中心
軸、7……変位、11……固定治具、12……テ
レビカメラの視野、13……XY搬送装置、13
……XY搬送装置、31……ピン。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view showing an example of an object to be processed, FIG. 3 is a reference drawing showing an example of an image of a pin pattern, and FIG. 4 is a reference drawing showing an example of each partial extracted image of the pin pattern.
Fig. 5 is a reference diagram showing the position coordinates of each vertex of the object, Fig. 6 is a schematic diagram showing a conventional example of the position measurement method, Fig. 7 is a reference diagram showing the field of view of the television camera in Fig. 6, Figure 8 is a schematic diagram showing another conventional example of the position measurement method, Figure 9 is a reference diagram showing the field of view of the television camera in Figure 8, and Figure 10 is an explanatory diagram of the relative rotation of the imaging device and the object. be. Code explanation, 1...TV camera (imaging device),
2... Arithmetic processing circuit, 3... Target, 4... Rotating hand, 5... Optical axis, 6... Central axis of rotating hand, 7... Displacement, 11... Fixing jig, 12... Television Camera field of view, 13...XY transport device, 13
...XY transport device, 31...pin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 断面が正方形またはこれと等価なパターンを
もつ対象物を撮像する撮像手段と、該撮像手段と
対象物とを相対的に回転させる駆動手段と、撮像
手段からの画像信号にもとづいて所定の演算処理
を行なう処理手段とを備え、前記駆動手段にて相
対的角度を所定度数ずつ1回転させることにより
前記撮像手段を介して1つの対象物画像を所定の
部分毎に分割して取り出し、該各部分毎の画像情
報から前記処理手段によつて対象物の各頂点位置
を求め、該頂点位置座標にもとづいて所定の演算
を行なうことにより、前記対象物の所定基準点か
らのずれ量および所定基準軸に対する傾き角を計
測することを特徴とする対象物の位置計測方式。
1. An imaging means for imaging an object having a square cross section or a pattern equivalent thereto, a driving means for relatively rotating the imaging means and the object, and a predetermined calculation based on the image signal from the imaging means. processing means for performing processing, and by rotating the relative angle once by a predetermined number of degrees by the driving means, one object image is divided into predetermined parts and taken out via the imaging means, and each of the The processing means determines the position of each vertex of the object from the image information for each part, and performs a predetermined calculation based on the coordinates of the vertex position, thereby determining the amount of deviation of the object from a predetermined reference point and the predetermined standard. A method for measuring the position of an object, which is characterized by measuring the angle of inclination with respect to an axis.
JP7005485A 1985-04-04 1985-04-04 Measuring system for position of object Granted JPS61230007A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7005485A JPS61230007A (en) 1985-04-04 1985-04-04 Measuring system for position of object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7005485A JPS61230007A (en) 1985-04-04 1985-04-04 Measuring system for position of object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61230007A JPS61230007A (en) 1986-10-14
JPH0460524B2 true JPH0460524B2 (en) 1992-09-28

Family

ID=13420456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7005485A Granted JPS61230007A (en) 1985-04-04 1985-04-04 Measuring system for position of object

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61230007A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2569543B2 (en) * 1987-03-30 1997-01-08 株式会社島津製作所 Hardness tester

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61230007A (en) 1986-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3545558B2 (en) Method for determining wafer measurement position
US7382471B2 (en) Non-contact apparatus and method for measuring surface profile
JP3511450B2 (en) Position calibration method for optical measuring device
TW512220B (en) Image processing method and device
JP2810320B2 (en) Sphere rotation measuring device and measuring method
Stein Internal camera calibration using rotation and geometric shapes
JPH07190741A (en) Measurement error correction method
CN108429908A (en) A kind of test method of camera module, device, equipment and medium
CN109406525A (en) The detection system and its detection method of the apparent disease of bridge
JPH0460524B2 (en)
JP4611708B2 (en) High-precision mark position / posture detection device
JPH076777B2 (en) Pattern contour detection method and length measuring apparatus using this method
JPH04269194A (en) Plane measuring method
JPH049442B2 (en)
JP2000258121A (en) Master substrate for calibrating a plurality of cameras and calibration method for image recognition camera
JPH0770582B2 (en) Wafer positioning device and method for returning to origin thereof
JPH07113535B2 (en) Surface inclination measuring device
CN119963634B (en) Dynamic pose calibration methods, devices, media and equipment
KR19990088074A (en) Method for determining the position of an object by means of digital image processing
CN117557659B (en) Opposite camera global calibration method and system based on one-dimensional target and turntable
JPH1151635A (en) Cylinder measurement method
JPH06129826A (en) Conversion factor determining method in three dimensional shape measurement
JPH04361104A (en) Detecting system of position of substrate mark
JP2661118B2 (en) Conversion method of object coordinates and visual coordinates using image processing device
JPS62102984A (en) Method of determining attitude of wrist section of robot