JPH0898084A - 画像の歪みの検出方法およびその検出方法を用いた画像の歪み検出装置ならびにその歪み検出装置を用いた画像の歪み補正装置 - Google Patents
画像の歪みの検出方法およびその検出方法を用いた画像の歪み検出装置ならびにその歪み検出装置を用いた画像の歪み補正装置Info
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- JPH0898084A JPH0898084A JP6254759A JP25475994A JPH0898084A JP H0898084 A JPH0898084 A JP H0898084A JP 6254759 A JP6254759 A JP 6254759A JP 25475994 A JP25475994 A JP 25475994A JP H0898084 A JPH0898084 A JP H0898084A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 キャリブレーションワークを厳密に位置決め
する必要をなくして画像の歪みを簡単に検出する。 【構成】 XYステージ2上にワーク4を配置し、カメ
ラ1により撮像する。オペレータはモニタ7に表示され
る画像を参照してXYステージ2を移動させ、ワーク4
が撮像視野の左上,右上,左下の各端点近傍に位置した
とき、座標表示部11に表示されたXYステージ2の座
標をデータ入力部8から入力する。画像処理装置6は、
この入力された3個の基準点により特定される矩形領域
を等間隔で分割し、各分割点および前記各基準点をXY
ステージ2の位置決め点として設定してモニタ7に順次
表示する。表示に従いXYステージ2が各位置決め点に
まで動かされると、画像処理装置6は画像上のワーク4
の重心点を抽出し、各重心点の座標と前記各位置決め点
の座標との関係により画像の歪み度合いを検出する。
する必要をなくして画像の歪みを簡単に検出する。 【構成】 XYステージ2上にワーク4を配置し、カメ
ラ1により撮像する。オペレータはモニタ7に表示され
る画像を参照してXYステージ2を移動させ、ワーク4
が撮像視野の左上,右上,左下の各端点近傍に位置した
とき、座標表示部11に表示されたXYステージ2の座
標をデータ入力部8から入力する。画像処理装置6は、
この入力された3個の基準点により特定される矩形領域
を等間隔で分割し、各分割点および前記各基準点をXY
ステージ2の位置決め点として設定してモニタ7に順次
表示する。表示に従いXYステージ2が各位置決め点に
まで動かされると、画像処理装置6は画像上のワーク4
の重心点を抽出し、各重心点の座標と前記各位置決め点
の座標との関係により画像の歪み度合いを検出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、テレビカメラなどの
撮像系により撮像された画像において、撮像系の特性に
起因して発生する画像の歪みの検出方法およびその装
置、ならびにその検出方法により検出された歪みを除去
して適正な画像に補正する画像の歪み補正装置に関す
る。
撮像系により撮像された画像において、撮像系の特性に
起因して発生する画像の歪みの検出方法およびその装
置、ならびにその検出方法により検出された歪みを除去
して適正な画像に補正する画像の歪み補正装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、プリント基板に半導体部品を実
装する工程では、各部品をサブミクロン単位の精度で基
板上に位置決めする必要がある。このため近年、テレビ
カメラにより基板を撮像して得られた画像を用いて各部
品の実装位置を確認することが行われている。
装する工程では、各部品をサブミクロン単位の精度で基
板上に位置決めする必要がある。このため近年、テレビ
カメラにより基板を撮像して得られた画像を用いて各部
品の実装位置を確認することが行われている。
【0003】ところで一般に、テレビカメラ(以下単に
「カメラ」という)により対象となる物体を撮像したと
き、撮像面上に結像する画像は、カメラレンズの特性に
より理論上の結像位置から位置ずれするため、画像に歪
みが生じることが知られている。この特性は「歪曲収
差」と呼ばれるもので、物体の位置がレンズの中心軸か
ら離れるほど、画像の歪みの度合いは大きくなる。図8
(1)(2)は、この歪曲収差の一例を示すもので、方
眼紙様の物体(図8(1)に示す)を撮像した場合、レ
ンズの歪み特性により、図8(2)のように歪んだ画像
が得られる。
「カメラ」という)により対象となる物体を撮像したと
き、撮像面上に結像する画像は、カメラレンズの特性に
より理論上の結像位置から位置ずれするため、画像に歪
みが生じることが知られている。この特性は「歪曲収
差」と呼ばれるもので、物体の位置がレンズの中心軸か
ら離れるほど、画像の歪みの度合いは大きくなる。図8
(1)(2)は、この歪曲収差の一例を示すもので、方
眼紙様の物体(図8(1)に示す)を撮像した場合、レ
ンズの歪み特性により、図8(2)のように歪んだ画像
が得られる。
【0004】上記の半導体部品の位置決め処理などの高
精度の画像処理が要求される場合、あらかじめ撮像され
た画像にどの程度の歪みが生じるかを検出しておき、処
理時には検出された歪み度合いを用いて画像を適正な画
像に補正する必要がある。
精度の画像処理が要求される場合、あらかじめ撮像され
た画像にどの程度の歪みが生じるかを検出しておき、処
理時には検出された歪み度合いを用いて画像を適正な画
像に補正する必要がある。
【0005】前記の画像の歪みを検出するには、位置デ
ータが特定された多数の対象物を撮像して、得られた画
像データから撮像面上における各対象物の位置座標を抽
出し、この座標と実際の対象物の空間座標とを所定の演
算式に当てはめれば良い。
ータが特定された多数の対象物を撮像して、得られた画
像データから撮像面上における各対象物の位置座標を抽
出し、この座標と実際の対象物の空間座標とを所定の演
算式に当てはめれば良い。
【0006】上記の撮像面上の対象物の位置の検出は、
通常、キャリブレーションワーク(以下単に「ワーク」
という)を用いて行われる。この場合、撮像面全体にわ
たる歪みを検出するために、多数のワークをカメラの撮
像視野全体にわたって等間隔に設定し、得られた画像か
ら抽出されるワークの位置と実際のワークの位置とから
画像の歪み度合いが検出される。
通常、キャリブレーションワーク(以下単に「ワーク」
という)を用いて行われる。この場合、撮像面全体にわ
たる歪みを検出するために、多数のワークをカメラの撮
像視野全体にわたって等間隔に設定し、得られた画像か
ら抽出されるワークの位置と実際のワークの位置とから
画像の歪み度合いが検出される。
【0007】この歪みの検出の具体的な方法として、複
数のワークを等間隔で印刷したシートを撮像して得られ
た画像を用いる方法や、XYステージ上に単一のワーク
を設置した後、このXYステージをカメラに対して等間
隔で移動させて各移動時点における画像上のワークの位
置を抽出する方法などが行われている。
数のワークを等間隔で印刷したシートを撮像して得られ
た画像を用いる方法や、XYステージ上に単一のワーク
を設置した後、このXYステージをカメラに対して等間
隔で移動させて各移動時点における画像上のワークの位
置を抽出する方法などが行われている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述したような高精度
の画像処理を要する場合、画像の歪みの検出も高精度で
行わなければならないため、上記の方法においてもパタ
ーンの位置やキャリブレーションワークを移動する位置
を厳密に特定する必要がある。しかしながら、第1の方
法の場合、各パターンをシート上に高精度に位置決めし
て印刷することは、事実上不可能である。また第2の方
法の場合には、XYステージの軸がカメラの軸に対して
回転していると、キャリブレーションワークをカメラの
全視野にわたって等間隔で移動させることは難しく、こ
れを防止するためにはカメラとXYステージの位置とを
厳密に位置合わせする必要が生じる。
の画像処理を要する場合、画像の歪みの検出も高精度で
行わなければならないため、上記の方法においてもパタ
ーンの位置やキャリブレーションワークを移動する位置
を厳密に特定する必要がある。しかしながら、第1の方
法の場合、各パターンをシート上に高精度に位置決めし
て印刷することは、事実上不可能である。また第2の方
法の場合には、XYステージの軸がカメラの軸に対して
回転していると、キャリブレーションワークをカメラの
全視野にわたって等間隔で移動させることは難しく、こ
れを防止するためにはカメラとXYステージの位置とを
厳密に位置合わせする必要が生じる。
【0009】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たもので、キャリブレーションワークを撮像系の視野内
の端点近傍位置に移動させてその時点での空間座標を求
めることにより、これら空間座標により特定される矩形
領域内でキャリブレーションワークを等間隔で移動させ
ることを可能とし、キャリブレーションワークの厳密な
位置決めを必要とせずに画像の歪みを簡単に検出するこ
とを目的とする。
たもので、キャリブレーションワークを撮像系の視野内
の端点近傍位置に移動させてその時点での空間座標を求
めることにより、これら空間座標により特定される矩形
領域内でキャリブレーションワークを等間隔で移動させ
ることを可能とし、キャリブレーションワークの厳密な
位置決めを必要とせずに画像の歪みを簡単に検出するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は画像の
歪み度合いを検出する方法であって、キャリブレーショ
ンのためのワークを撮像系の視野内の各端点近傍位置に
順次移動させたときの空間座標を求める工程と、前記各
端点近傍位置について求められた空間座標に対応する各
点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分割して
各分割点の空間座標を算出する工程と、前記各端点近傍
および分割点の各位置に順次ワークを位置させて撮像
し、撮像面におけるワークの座標と前記各位置の空間座
標との関係から画像の歪み度合いを検出する工程とから
成る。
歪み度合いを検出する方法であって、キャリブレーショ
ンのためのワークを撮像系の視野内の各端点近傍位置に
順次移動させたときの空間座標を求める工程と、前記各
端点近傍位置について求められた空間座標に対応する各
点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分割して
各分割点の空間座標を算出する工程と、前記各端点近傍
および分割点の各位置に順次ワークを位置させて撮像
し、撮像面におけるワークの座標と前記各位置の空間座
標との関係から画像の歪み度合いを検出する工程とから
成る。
【0011】請求項2の画像の歪み検出装置は、キャリ
ブレーションのためのワークを撮像系の視野内で移動さ
せる移動手段と、前記移動手段により前記ワークを撮像
系の視野内の各端点近傍位置に移動させたときのワーク
の位置する空間座標を計測する空間座標計測手段と、前
記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対応
する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分
割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段と、
前記移動手段の動作を制御して前記各端点近傍および分
割点の各位置に前記ワークを順次移動させる移動制御手
段と、前記各端点近傍および分割点の各位置にワークが
移動した時点での撮像面におけるワークの座標を算出
し、この算出された座標と各位置の空間座標との関係に
より画像の歪み度合いを検出する検出手段とを備えた構
成のものである。
ブレーションのためのワークを撮像系の視野内で移動さ
せる移動手段と、前記移動手段により前記ワークを撮像
系の視野内の各端点近傍位置に移動させたときのワーク
の位置する空間座標を計測する空間座標計測手段と、前
記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対応
する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分
割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段と、
前記移動手段の動作を制御して前記各端点近傍および分
割点の各位置に前記ワークを順次移動させる移動制御手
段と、前記各端点近傍および分割点の各位置にワークが
移動した時点での撮像面におけるワークの座標を算出
し、この算出された座標と各位置の空間座標との関係に
より画像の歪み度合いを検出する検出手段とを備えた構
成のものである。
【0012】請求項3の画像の歪み検出装置では、前記
分割演算手段は、前記空間座標計測手段および移動制御
手段とオンライン接続されており、空間座標計測手段よ
り各端点近傍位置におけるワークの空間座標を入力して
前記各分割点の空間座標を算出した後、各端点近傍位置
および分割点の各空間座標を前記移動制御手段に出力す
る。
分割演算手段は、前記空間座標計測手段および移動制御
手段とオンライン接続されており、空間座標計測手段よ
り各端点近傍位置におけるワークの空間座標を入力して
前記各分割点の空間座標を算出した後、各端点近傍位置
および分割点の各空間座標を前記移動制御手段に出力す
る。
【0013】請求項4の画像の歪み検出装置は、キャリ
ブレーションのためのワークを撮像系の視野内で移動さ
せる移動手段と、前記移動手段により前記ワークを撮像
系の視野内の各端点近傍位置に移動させたときのワーク
の位置する空間座標を計測する空間座標計測手段と、前
記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対応
する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分
割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段と、
前記空間座標計測手段により計測された各空間座標およ
び前記分割点の各空間座標を順次表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された各空間座標を順次入力する入
力手段と、前記移動手段の動作を制御して前記入力手段
により入力された各空間座標に対応する位置に前記ワー
クを順次移動させる移動制御手段と、前記各空間座標に
対応する位置にワークが移動した時点での撮像面におけ
るワークの座標を算出し、この算出された座標と各位置
の空間座標との関係により画像の歪み度合いを検出する
検出手段とを備えた構成のものである。
ブレーションのためのワークを撮像系の視野内で移動さ
せる移動手段と、前記移動手段により前記ワークを撮像
系の視野内の各端点近傍位置に移動させたときのワーク
の位置する空間座標を計測する空間座標計測手段と、前
記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対応
する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分
割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段と、
前記空間座標計測手段により計測された各空間座標およ
び前記分割点の各空間座標を順次表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された各空間座標を順次入力する入
力手段と、前記移動手段の動作を制御して前記入力手段
により入力された各空間座標に対応する位置に前記ワー
クを順次移動させる移動制御手段と、前記各空間座標に
対応する位置にワークが移動した時点での撮像面におけ
るワークの座標を算出し、この算出された座標と各位置
の空間座標との関係により画像の歪み度合いを検出する
検出手段とを備えた構成のものである。
【0014】請求項5の画像の歪み補正装置は、請求項
2の画像の歪み検出装置の構成に、さらに検出された画
像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みを補正す
る補正手段を付加したものである。
2の画像の歪み検出装置の構成に、さらに検出された画
像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みを補正す
る補正手段を付加したものである。
【0015】
【作用】キャリブレーションのためのワークを撮像系の
視野内の各端点近傍位置に順次移動させてその空間座標
を求めることにより、各空間座標に対応する各点間にワ
ークを移動させるための複数の分割点が設定される。こ
れら端点近傍および分割点にワークを位置させたときの
画像から算出されたワークの座標と前記各位置の空間座
標との関係から、画像の歪み度合いが撮像系の全視野に
わたって検出される。
視野内の各端点近傍位置に順次移動させてその空間座標
を求めることにより、各空間座標に対応する各点間にワ
ークを移動させるための複数の分割点が設定される。こ
れら端点近傍および分割点にワークを位置させたときの
画像から算出されたワークの座標と前記各位置の空間座
標との関係から、画像の歪み度合いが撮像系の全視野に
わたって検出される。
【0016】請求項2の画像の歪み検出装置では、計測
された各端点近傍位置および算出された各分割点の位置
に順次ワークが移動するような制御が行われる。
された各端点近傍位置および算出された各分割点の位置
に順次ワークが移動するような制御が行われる。
【0017】請求項3の画像の歪み検出装置では、各端
点近傍におけるワークの空間座標が分割演算手段にオン
ライン入力されて各分割点の空間座標が算出され、算出
された空間座標は移動制御手段にオンライン出力され
て、ワークの移動制御が行われる。
点近傍におけるワークの空間座標が分割演算手段にオン
ライン入力されて各分割点の空間座標が算出され、算出
された空間座標は移動制御手段にオンライン出力され
て、ワークの移動制御が行われる。
【0018】請求項4の画像の歪み検出装置では、算出
された各分割点の空間座標は順次表示手段により表示さ
れ、表示された空間座標を位置制御手段に入力すること
により、ワークの移動が制御される。
された各分割点の空間座標は順次表示手段により表示さ
れ、表示された空間座標を位置制御手段に入力すること
により、ワークの移動が制御される。
【0019】請求項5の画像の補正装置では、検出され
た画像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みの補
正が行われる。
た画像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みの補
正が行われる。
【0020】
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかる位置決
め装置の概略構成を示す。この位置決め装置は、テレビ
カメラ1,XYステージ2,画像処理部3などから成る
もので、テレビカメラ1により撮像して得られた画像デ
ータを画像処理部3で処理し、処理後の画像データを用
いてXYステージ2上に配備された対象物の位置決めを
行っている。
め装置の概略構成を示す。この位置決め装置は、テレビ
カメラ1,XYステージ2,画像処理部3などから成る
もので、テレビカメラ1により撮像して得られた画像デ
ータを画像処理部3で処理し、処理後の画像データを用
いてXYステージ2上に配備された対象物の位置決めを
行っている。
【0021】前記画像処理部3は、画像処理装置6,モ
ニタ7,データ入力部8などから構成される。画像処理
装置6は、A/D変換部や画像メモリなどの公知の構成
を備えたもので、テレビカメラ1からのアナログ量の画
像信号を入力してディジタル量の画像信号に変換した
後、特徴量の算出などの処理を行って、処理後の画像デ
ータや画像処理結果などをモニタ7に出力する。データ
入力部8は、画像処理装置6に対して後述するXYステ
ージの座標などのデータを入力するためのもので、キー
ボードやマウスなどにより構成される。
ニタ7,データ入力部8などから構成される。画像処理
装置6は、A/D変換部や画像メモリなどの公知の構成
を備えたもので、テレビカメラ1からのアナログ量の画
像信号を入力してディジタル量の画像信号に変換した
後、特徴量の算出などの処理を行って、処理後の画像デ
ータや画像処理結果などをモニタ7に出力する。データ
入力部8は、画像処理装置6に対して後述するXYステ
ージの座標などのデータを入力するためのもので、キー
ボードやマウスなどにより構成される。
【0022】前記XYステージ2には、コントローラ9
を介して、操作部10,座標表示部11が接続されてい
る。操作部10はXYステージ2の移動操作を行うため
のもので、コントローラ9は、この操作内容に基づき、
XYステージ2をX軸,Y軸それぞれの方向に所定量だ
け移動させる。またコントローラ9は、カメラに対する
XYステージ2の位置データを常時取り込むと同時に座
標表示部11の表示動作を制御して、現在のXYステー
ジ2の位置を示す座標を表示させる。
を介して、操作部10,座標表示部11が接続されてい
る。操作部10はXYステージ2の移動操作を行うため
のもので、コントローラ9は、この操作内容に基づき、
XYステージ2をX軸,Y軸それぞれの方向に所定量だ
け移動させる。またコントローラ9は、カメラに対する
XYステージ2の位置データを常時取り込むと同時に座
標表示部11の表示動作を制御して、現在のXYステー
ジ2の位置を示す座標を表示させる。
【0023】オペレータは、画像処理部3のモニタ7の
画像や座標表示部11に表示される座標を参照しながら
前記操作部10を操作するもので、これによりXYステ
ージ2上に配備された対象物の位置決めが行われる。
画像や座標表示部11に表示される座標を参照しながら
前記操作部10を操作するもので、これによりXYステ
ージ2上に配備された対象物の位置決めが行われる。
【0024】この位置決め装置では、カメラ1により撮
像された画像の歪みを補正するために、単一のワーク4
が印刷されたシート5をXYステージ2上に配備し、X
Yステージ2の駆動によりこのワーク4をカメラ1に対
して等間隔で移動させ、各移動位置におけるワーク4の
画像を用いて画像の歪み度合いを検出するようにしてい
る。
像された画像の歪みを補正するために、単一のワーク4
が印刷されたシート5をXYステージ2上に配備し、X
Yステージ2の駆動によりこのワーク4をカメラ1に対
して等間隔で移動させ、各移動位置におけるワーク4の
画像を用いて画像の歪み度合いを検出するようにしてい
る。
【0025】オペレータは、前記ワーク4の移動間隔を
設定するために、モニタ7の画像を参照しながら、ワー
ク4がカメラ1の撮像視野内の左上、右上、左下の各端
点近傍に来るようにXYステージ2を移動させる。図2
(1)(2)(3)は、前記ワーク4が各端点近傍の所
定の位置A,B,Cに到達した際にモニタ7に表示され
る画面を示す。オペレータはモニタ7の画像からワーク
4が図示例の各位置に到達したことを確認すると、座標
表示部11に表示された座標を読み取り、この座標を前
記データ入力部8から画像処理装置6に入力する。
設定するために、モニタ7の画像を参照しながら、ワー
ク4がカメラ1の撮像視野内の左上、右上、左下の各端
点近傍に来るようにXYステージ2を移動させる。図2
(1)(2)(3)は、前記ワーク4が各端点近傍の所
定の位置A,B,Cに到達した際にモニタ7に表示され
る画面を示す。オペレータはモニタ7の画像からワーク
4が図示例の各位置に到達したことを確認すると、座標
表示部11に表示された座標を読み取り、この座標を前
記データ入力部8から画像処理装置6に入力する。
【0026】画像処理装置6は、この座標の入力に応じ
てXYステージ2の移動間隔の設定を行う。この設定
は、入力された各座標に対応する点(以下「基準点」と
いう)により特定される矩形領域を縦横各方向に等分割
して複数の分割点を設定することにより行われるもの
で、この基準点および分割点は、XYステージ2を移動
させるための位置決め点として特定され、各点の座標が
図示しないメモリ内に記憶される。
てXYステージ2の移動間隔の設定を行う。この設定
は、入力された各座標に対応する点(以下「基準点」と
いう)により特定される矩形領域を縦横各方向に等分割
して複数の分割点を設定することにより行われるもの
で、この基準点および分割点は、XYステージ2を移動
させるための位置決め点として特定され、各点の座標が
図示しないメモリ内に記憶される。
【0027】いま前記3個の基準点により特定された矩
形領域を縦横各方向にそれぞれ4分割して25個の位置
決め点を設定する場合、各点基準点の座標をそれぞれ
(x00,y00),(x40,y40),(x04,y04)とす
ると、i列j行目に位置する位置決め点のx座標xij,
y座標yijは、それぞれつぎの(1)(2)式で表され
る。
形領域を縦横各方向にそれぞれ4分割して25個の位置
決め点を設定する場合、各点基準点の座標をそれぞれ
(x00,y00),(x40,y40),(x04,y04)とす
ると、i列j行目に位置する位置決め点のx座標xij,
y座標yijは、それぞれつぎの(1)(2)式で表され
る。
【0028】
【数1】
【0029】
【数2】
【0030】図3は、前記の位置決め点の設定例を示
す。図中、a,b,cは前記基準点、すなわち図2
(1)(2)(3)の各画像が得られた時点で入力され
たXYステージ2の座標に対応する点であって、各基準
点a,b,cについて前記(1)(2)式を適用するこ
とにより、X軸方向にd1,Y軸方向にd2の間隔を有
する25個の位置決め点が特定される。
す。図中、a,b,cは前記基準点、すなわち図2
(1)(2)(3)の各画像が得られた時点で入力され
たXYステージ2の座標に対応する点であって、各基準
点a,b,cについて前記(1)(2)式を適用するこ
とにより、X軸方向にd1,Y軸方向にd2の間隔を有
する25個の位置決め点が特定される。
【0031】なお、前記基準点は3個に限らず、最低2
個設定すれば良い。すなわち、撮像視野内で対角線上に
位置する各端点の近傍にワーク4を移動させて、各移動
時点におけるXYステージ2の位置座標を入力すれば、
各入力座標を基準点とする長方形の領域が特定できる。
また、上記の実施例では、3個の基準点間をそれぞれ4
分割して25個の位置決め点を設定するようにしている
が、位置決め点の数はこれに限らず、各点間の間隔d
1,d2が所定のしきい値以下になる状態下で自由に設
定することができる。
個設定すれば良い。すなわち、撮像視野内で対角線上に
位置する各端点の近傍にワーク4を移動させて、各移動
時点におけるXYステージ2の位置座標を入力すれば、
各入力座標を基準点とする長方形の領域が特定できる。
また、上記の実施例では、3個の基準点間をそれぞれ4
分割して25個の位置決め点を設定するようにしている
が、位置決め点の数はこれに限らず、各点間の間隔d
1,d2が所定のしきい値以下になる状態下で自由に設
定することができる。
【0032】画像処理装置6は、各位置決め点の座標を
順次モニタ7に表示する。オペレータはこの表示を見て
前記操作部10を操作し、座標表示部11に表示される
座標が前記モニタ7に表示された座標と一致するまで、
XYステージ2を移動させる。この結果、XYステージ
2上のワーク4は、カメラ1に対して各位置決め点間の
間隔d1,d2と同じ間隔で移動していくことになる。
なお、このXYステージ2の移動は、前記基準点a,
b,cのいずれかを起点として開始されるもので、以後
XYステージ2はX軸,Y軸いずれかの方向に沿って移
動操作され、各位置決め点の位置毎に位置決めされる。
順次モニタ7に表示する。オペレータはこの表示を見て
前記操作部10を操作し、座標表示部11に表示される
座標が前記モニタ7に表示された座標と一致するまで、
XYステージ2を移動させる。この結果、XYステージ
2上のワーク4は、カメラ1に対して各位置決め点間の
間隔d1,d2と同じ間隔で移動していくことになる。
なお、このXYステージ2の移動は、前記基準点a,
b,cのいずれかを起点として開始されるもので、以後
XYステージ2はX軸,Y軸いずれかの方向に沿って移
動操作され、各位置決め点の位置毎に位置決めされる。
【0033】画像処理装置6は、各位置決め点における
XYステージ2上のシート5の画像を取り込んで所定の
画像処理を行い、撮像面上のワーク4の位置データとし
て、例えば重心位置の座標を算出する。さらに画像処理
装置6は、各移動位置において算出された重心座標と前
記の各位置決め点の座標とから画像の歪み度合いを算出
するもので、以下図面を用いてこの算出方法の原理を簡
単に説明する。
XYステージ2上のシート5の画像を取り込んで所定の
画像処理を行い、撮像面上のワーク4の位置データとし
て、例えば重心位置の座標を算出する。さらに画像処理
装置6は、各移動位置において算出された重心座標と前
記の各位置決め点の座標とから画像の歪み度合いを算出
するもので、以下図面を用いてこの算出方法の原理を簡
単に説明する。
【0034】図4は、対象物と撮像面に結像する画像と
の関係を示す。図中の点Qは垂直方向で見た物体の位置
であって、この点Qがレンズの中心軸からRだけ離れて
いるとき、この点Qが結像する位置qは、撮像面とレン
ズの中心軸との交点P(以下「撮像中心点P」という)
からrだけ離れるものとする。このとき点qにおける画
像の歪み度合いは、つぎの(3)式で表される関数H
(r)として表すことができる。
の関係を示す。図中の点Qは垂直方向で見た物体の位置
であって、この点Qがレンズの中心軸からRだけ離れて
いるとき、この点Qが結像する位置qは、撮像面とレン
ズの中心軸との交点P(以下「撮像中心点P」という)
からrだけ離れるものとする。このとき点qにおける画
像の歪み度合いは、つぎの(3)式で表される関数H
(r)として表すことができる。
【0035】
【数3】
【0036】この(3)式の関数は、図5に示すごと
く、対象物の結像位置の撮像中心点Pに対する距離rと
係数αとによる放物線状の曲線として表される。
く、対象物の結像位置の撮像中心点Pに対する距離rと
係数αとによる放物線状の曲線として表される。
【0037】図6は、図4の撮像面を正面から見た例を
示す。図示例のように、座標(xLc,yLc)で表される
撮像中心点Pに対し、点Qの画像が前記rおよび角度θ
で特定される点q(座標(xc ,yc )で示す)に結像
する場合、点Qの画像の理論上の結像点q´の座標(x
´c ,y´c )はつぎの(4),(5)式で表される。
示す。図示例のように、座標(xLc,yLc)で表される
撮像中心点Pに対し、点Qの画像が前記rおよび角度θ
で特定される点q(座標(xc ,yc )で示す)に結像
する場合、点Qの画像の理論上の結像点q´の座標(x
´c ,y´c )はつぎの(4),(5)式で表される。
【0038】
【数4】
【0039】
【数5】
【0040】上記の式に前記(3)式をあてはめること
により、x´c ,y´c は、それぞれつぎのように書き
換えられる。
により、x´c ,y´c は、それぞれつぎのように書き
換えられる。
【0041】
【数6】
【0042】
【数7】
【0043】上記の2式は、前記歪み係数αと撮像中心
点とにより画像の歪みが決定されることを示している。
一方、前述したように、各位置決め点がx軸方向にd
1、y軸方向にd2の間隔で配置される場合、各位置決
め点の撮像面上の結像点は、画像に全く歪みのない場
合、このd1,d2に比例する所定の間隔毎に位置する
はずである。この前提条件から、各位置決め点(xij,
yij)の理論上の結像点の座標を(x´cij,y
´cij )(i,j=0〜4)として、つぎの(8)式を
設定する。
点とにより画像の歪みが決定されることを示している。
一方、前述したように、各位置決め点がx軸方向にd
1、y軸方向にd2の間隔で配置される場合、各位置決
め点の撮像面上の結像点は、画像に全く歪みのない場
合、このd1,d2に比例する所定の間隔毎に位置する
はずである。この前提条件から、各位置決め点(xij,
yij)の理論上の結像点の座標を(x´cij,y
´cij )(i,j=0〜4)として、つぎの(8)式を
設定する。
【0044】
【数8】
【0045】この(8)式におけるεは、理論上は
「0」となるものであるので、前記(6)(7)式を用
いて(8)式を変換した後、εが最小となる時点での歪
み係数α、撮像中心点(xLc,yLc)の値を算出する。
「0」となるものであるので、前記(6)(7)式を用
いて(8)式を変換した後、εが最小となる時点での歪
み係数α、撮像中心点(xLc,yLc)の値を算出する。
【0046】この実施例では、上記の変換式における
α,xLc,yLcの各値を算出する際に、各位置決め点の
撮像面上の座標(xc ,yc )として、前記各移動時点
で算出されたワーク4の重心座標を代入するようにして
いる。各移動時点で算出された重心座標を前記変換式に
代入して山登り法などの手法を実行することにより、ε
が最小値をとるときの歪み係数α,および撮像中心点
(xLc,yLc)の各値が特定される。
α,xLc,yLcの各値を算出する際に、各位置決め点の
撮像面上の座標(xc ,yc )として、前記各移動時点
で算出されたワーク4の重心座標を代入するようにして
いる。各移動時点で算出された重心座標を前記変換式に
代入して山登り法などの手法を実行することにより、ε
が最小値をとるときの歪み係数α,および撮像中心点
(xLc,yLc)の各値が特定される。
【0047】図7は、上記の実施例における画像の歪み
の検出手順を示す。なお、図示例において、一重線で示
す処理(ステップ1,ステップ5)はオペレータによる
ものであり、他の二重線で示す処理は前記画像処理装置
6の制御部により実行される。
の検出手順を示す。なお、図示例において、一重線で示
す処理(ステップ1,ステップ5)はオペレータによる
ものであり、他の二重線で示す処理は前記画像処理装置
6の制御部により実行される。
【0048】まずステップ1(図中「ST1」で示す)
で、オペレータは前記画像処理部3のモニタ7を見なが
らワーク4が撮像視野の左上の位置に来るようにXYス
テージ2を操作する。所定の位置(図2(1)のA点)
にワーク4が定められると、オペレータは前記座標表示
部11に表示された座標を確認してこの座標をデータ入
力部8より画像処理装置6に入力する。続いてオペレー
タは、ワーク4を撮像視野の右上、左下に順次移動させ
て同様に座標表示部11に表示された座標の入力を行
う。
で、オペレータは前記画像処理部3のモニタ7を見なが
らワーク4が撮像視野の左上の位置に来るようにXYス
テージ2を操作する。所定の位置(図2(1)のA点)
にワーク4が定められると、オペレータは前記座標表示
部11に表示された座標を確認してこの座標をデータ入
力部8より画像処理装置6に入力する。続いてオペレー
タは、ワーク4を撮像視野の右上、左下に順次移動させ
て同様に座標表示部11に表示された座標の入力を行
う。
【0049】3点の座標が入力されると、画像処理装置
6は、この3点を基準点とした矩形領域を特定してこの
領域をX軸、Y軸それぞれの方向に等分割して、各分割
点の座標を算出する(ステップ2)。これら分割点の座
標および基準点の座標は位置決め点としてメモリ内に登
録される(ステップ3)。
6は、この3点を基準点とした矩形領域を特定してこの
領域をX軸、Y軸それぞれの方向に等分割して、各分割
点の座標を算出する(ステップ2)。これら分割点の座
標および基準点の座標は位置決め点としてメモリ内に登
録される(ステップ3)。
【0050】つぎのステップ4で、画像処理装置6は、
XYステージ2の最初の位置決め点として例えば1列1
行目の位置決め点、すなわち前記基準点aの座標をメモ
リより読み出して、この座標を前記モニタ7に表示す
る。オペレータはこの表示を見て操作部10を操作し、
前記座標表示部11がこの位置決め点の座標を表示する
までワーク4を移動させる(ステップ5)。このときカ
メラ1により撮像された画像は画像処理装置6に取り込
まれて処理され、撮像面におけるワークの位置が算出さ
れる(ステップ6)。
XYステージ2の最初の位置決め点として例えば1列1
行目の位置決め点、すなわち前記基準点aの座標をメモ
リより読み出して、この座標を前記モニタ7に表示す
る。オペレータはこの表示を見て操作部10を操作し、
前記座標表示部11がこの位置決め点の座標を表示する
までワーク4を移動させる(ステップ5)。このときカ
メラ1により撮像された画像は画像処理装置6に取り込
まれて処理され、撮像面におけるワークの位置が算出さ
れる(ステップ6)。
【0051】最初の位置決め点についての処理が終了す
ると、モニタ7にはつぎの位置決め点(例えば1列2行
目の位置決め点)の座標が表示され、以下同様の処理が
行われる。すべての位置決め点について、前記ステップ
4〜ステップ6の処理が行われるとステップ7が「YE
S」となってステップ8へと移行し、画像処理装置は前
記(6)〜(8)式を用いて、歪み係数αおよび撮像中
心点の座標(xLc,yLc)の適正値を算出する。この算
出結果はメモリ内に格納され、モニタ7に歪み検出処理
の終了が終了した旨を示すメッセージが表示される。
ると、モニタ7にはつぎの位置決め点(例えば1列2行
目の位置決め点)の座標が表示され、以下同様の処理が
行われる。すべての位置決め点について、前記ステップ
4〜ステップ6の処理が行われるとステップ7が「YE
S」となってステップ8へと移行し、画像処理装置は前
記(6)〜(8)式を用いて、歪み係数αおよび撮像中
心点の座標(xLc,yLc)の適正値を算出する。この算
出結果はメモリ内に格納され、モニタ7に歪み検出処理
の終了が終了した旨を示すメッセージが表示される。
【0052】上記の手順が終了すると、XYテーブル2
に処理対象の物体を配置して位置決めのための画像処理
が行われる。この処理に先立ち、画像処理装置6は、メ
モリに登録された歪み係数α,撮像中心点の座標
(xLc,yLc)の各値を前記(6)(7)式にセットし
て両式を実行し、画像を構成する各点について、理論上
位置すべき座標を算出しており、この算出結果を用いて
画像を補正した後、対象物の位置の抽出などの処理が行
われる。
に処理対象の物体を配置して位置決めのための画像処理
が行われる。この処理に先立ち、画像処理装置6は、メ
モリに登録された歪み係数α,撮像中心点の座標
(xLc,yLc)の各値を前記(6)(7)式にセットし
て両式を実行し、画像を構成する各点について、理論上
位置すべき座標を算出しており、この算出結果を用いて
画像を補正した後、対象物の位置の抽出などの処理が行
われる。
【0053】なお上記の装置において、XYテーブル2
のコントローラ9と画像処理部6とをオンライン接続
し、コントローラ9から画像処理部6へ前記基準点の座
標を入力したり、画像処理部6からコントローラ9に各
位置決め点の座標を入力するよう構成しても良い。この
場合、オペレータは、初めに基準点を設定するための操
作を行うだけで良いので、データの入力ミスが回避で
き、画像の歪みをさらに効率的かつ正確に検出すること
ができる。
のコントローラ9と画像処理部6とをオンライン接続
し、コントローラ9から画像処理部6へ前記基準点の座
標を入力したり、画像処理部6からコントローラ9に各
位置決め点の座標を入力するよう構成しても良い。この
場合、オペレータは、初めに基準点を設定するための操
作を行うだけで良いので、データの入力ミスが回避で
き、画像の歪みをさらに効率的かつ正確に検出すること
ができる。
【0054】
【発明の効果】この発明では、上記の如く、キャリブレ
ーションのためのワークを撮像系の視野内の各端点近傍
位置に順次移動させてその空間座標を求めることによ
り、ワークを移動させる複数の空間座標を算出するよう
にしたから、画像の歪み度合いを検出するためにワーク
を厳密に位置決めする必要がなくなり、撮像面全体にわ
たる画像の歪みを簡単に検出することができる。
ーションのためのワークを撮像系の視野内の各端点近傍
位置に順次移動させてその空間座標を求めることによ
り、ワークを移動させる複数の空間座標を算出するよう
にしたから、画像の歪み度合いを検出するためにワーク
を厳密に位置決めする必要がなくなり、撮像面全体にわ
たる画像の歪みを簡単に検出することができる。
【0055】請求項3の画像の歪み検出装置では、各空
間座標の入出力がオンライン化されるので、ワークの位
置決めを正確かつ効率良く行うことができ、精度の高い
検出結果を得ることができる。
間座標の入出力がオンライン化されるので、ワークの位
置決めを正確かつ効率良く行うことができ、精度の高い
検出結果を得ることができる。
【0056】請求項4の画像の歪み検出装置では、算出
された各分割点の空間座標が順次表示されるので、ワー
クを移動させる際の操作ミスを減らすことができる。
された各分割点の空間座標が順次表示されるので、ワー
クを移動させる際の操作ミスを減らすことができる。
【0057】請求項5の画像の補正装置では、検出され
た画像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みの補
正を行うようにしたので、補正画像を簡単に取得して他
の画像処理に利用することができる。
た画像の歪み度合いを用いて撮像された画像の歪みの補
正を行うようにしたので、補正画像を簡単に取得して他
の画像処理に利用することができる。
【図1】この発明の一実施例である位置決め装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図2】モニタに表示されるワークの画像の例を示す説
明図である。
明図である。
【図3】位置決め点の設定例を示す説明図である。
【図4】対象物と撮像面上の結像例を示す説明図であ
る。
る。
【図5】画像の歪み度合いを示す関数を表す説明図であ
る。
る。
【図6】撮像中心点と結像点との関係を示す説明図であ
る。
る。
【図7】画像の歪みの検出処理の手順を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図8】歪曲収差の一例を示す説明図である。
1 カメラ 2 XYステージ 3 画像処理部 4 キャリブレーションワーク 6 画像処理装置 7 モニタ 8 データ入力部 9 コントローラ 10 操作部 11 座標表示部
Claims (5)
- 【請求項1】 画像の歪み度合いを検出する方法であっ
て、 キャリブレーションのためのワークを撮像系の視野内の
各端点近傍位置に順次移動させたときの空間座標を求め
る工程と、 前記各端点近傍位置について求められた空間座標に対応
する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等分
割して各分割点の空間座標を算出する工程と、 前記各端点近傍および分割点の各位置に順次ワークを位
置させて撮像し、撮像面におけるワークの座標と各位置
の空間座標との関係から画像の歪み度合いを検出する工
程とから成る画像の歪みの検出方法。 - 【請求項2】 画像の歪み度合いを検出する装置であっ
て、 キャリブレーションのためのワークを撮像系の視野内で
移動させる移動手段と、 前記移動手段により前記ワークを撮像系の視野内の各端
点近傍位置に移動させたときのワークの位置する空間座
標を計測する空間座標計測手段と、 前記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対
応する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等
分割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段
と、 前記移動手段の動作を制御して前記各端点近傍および分
割点の各位置に前記ワークを順次移動させる移動制御手
段と、 前記各端点近傍および分割点の各位置にワークが移動し
た時点での撮像面におけるワークの座標を算出し、この
算出された座標と各位置の空間座標との関係により画像
の歪み度合いを検出する検出手段とを備えて成る画像の
歪み検出装置。 - 【請求項3】 前記分割演算手段は、前記空間座標計測
手段および移動制御手段とオンライン接続されており、
空間座標計測手段より各端点近傍位置におけるワークの
空間座標を入力して前記各分割点の空間座標を算出した
後、各端点近傍位置および分割点の各空間座標を前記移
動制御手段に出力する請求項2に記載された画像の歪み
検出装置。 - 【請求項4】 画像の歪み度合いを検出する装置であっ
て、 キャリブレーションのためのワークを撮像系の視野内で
移動させる移動手段と、 前記移動手段により前記ワークを撮像系の視野内の各端
点近傍位置に移動させたときのワークの位置する空間座
標を計測する空間座標計測手段と、 前記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対
応する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等
分割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段
と、 前記空間座標計測手段により計測された各空間座標およ
び前記分割点の各空間座標を順次表示する表示手段と、 前記表示手段に表示された各空間座標を順次入力する入
力手段と、 前記移動手段の動作を制御して前記入力手段により入力
された各空間座標に対応する位置に前記ワークを順次移
動させる移動制御手段と、 前記各空間座標に対応する位置にワークが移動した時点
での撮像面におけるワークの座標を算出し、この算出さ
れた座標と各位置の空間座標との関係により画像の歪み
度合いを検出する検出手段とを備えて成る画像の歪み検
出装置。 - 【請求項5】 画像の歪み度合いを検出した後この歪み
度合いを補正する装置であって、 キャリブレーションのためのワークを撮像系の視野内で
移動させる移動手段と、 前記移動手段により前記ワークを撮像系の視野内の各端
点近傍位置に移動させたときのワークの位置する空間座
標を計測する空間座標計測手段と、 前記空間座標計測手段により計測された各空間座標に対
応する各点により特定される矩形領域を縦横各方向に等
分割して各分割点の空間座標を算出する分割演算手段
と、 前記移動手段の動作を制御して前記各端点近傍および分
割点の各位置に前記ワークを順次移動させる移動制御手
段と、 前記各端点近傍および分割点の各位置にワークが移動し
た時点での撮像面におけるワークの座標を算出し、この
算出された座標と各位置の空間座標との関係により画像
の歪み度合いを検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された画像の歪み度合いを用い
て撮像された画像の歪みを補正する補正手段とを備えて
成る画像の歪みの補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254759A JPH0898084A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 画像の歪みの検出方法およびその検出方法を用いた画像の歪み検出装置ならびにその歪み検出装置を用いた画像の歪み補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254759A JPH0898084A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 画像の歪みの検出方法およびその検出方法を用いた画像の歪み検出装置ならびにその歪み検出装置を用いた画像の歪み補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0898084A true JPH0898084A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=17269490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6254759A Pending JPH0898084A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 画像の歪みの検出方法およびその検出方法を用いた画像の歪み検出装置ならびにその歪み検出装置を用いた画像の歪み補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0898084A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017142635A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 画像読取装置 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6254759A patent/JPH0898084A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017142635A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 画像読取装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |