JPS6329205A - 認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （座業上の利用分野） この発明は、回路基板に装着された部品など。

被認識物体の形状や位置などを認識する認識方法に関す
る。

（従来の技術） 家ｉｔ機器やＯＡ機器などに用いられる回路基板は、そ
の小形化にともない、たとえばリード線付き回路部品の
かわりに、チップ化された回路部品が用いられるなど、
装着部品の小形化が進められている。また、この装着部
品の小形化にともなって、実装も高密度化しつつある。

通常、回路基板への部品の装置は、所定の配線パターン
が形成された基板に、自＠表着機により仮装着したのち
、これを自動はんだ付は装置ではんだ付けして得られる
。しかしながら、このような自動化された回路部品の装
着は、しばしば部品の脱落や位置ずれあるいは部品ちが
いなどを生ずる。そしてこれがはんだ付は後に発地され
た場合には、その修正に多大な労力が必要になる。した
がって１部品の脱落や位置ずれあるいは部品ちがいなど
の欠陥をはんだ付けＡｉＪに検出してこれを修正するこ
とが心安である。

従来、この回路基板の欠し１泊侠出は、王として目視に
よっておこなわれていたが、このような４Ｎ出方法は、
多くの人手が必要であり、非能率的であるばかりでなく
、信頼性に欠ける。

そのため、従来よりこの検出を、撮像カメラで回路基板
を撮像し、その画像４ｒＩｖ報を処理して、回路部品の
脱落や位置ずれなどを検出するシステムが開発されてい
る。

しかしながら、これまでに開発されたｔ灸出システムは
閾値により画像情報を単純に２値化する方法であるので
、　Ｓ／Ｎ比か不十分なため、ノイズ成分を完全に除去
することができず、回路基板−ヒの配線パターン、印刷
又手、多品４Ｍ多形状の回路部品などが混在する中７つ
）ら、所・決の部品を抽出して検出するには、精度、信
和性などの点で十分でない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の位置認識方法が、信頼性や認識精度が
十分でないことを勘案してなされたもので、目的とする
所要の被認識物体を確実に認識できるｔｇｄ方法を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）被検出物体を含
む所定領域を撮像して得られる画像情報を処理して、上
記被認識物体を認識する方法および装置において、上記
所定領域に斜め上方から光を照射して上記被認識物体の
側方にその影を発生させて所定領域を撮像したのち、上
記光照射とは反対の斜め上方から上記所定領域に光を照
射して、上６己影吉は逆方向に上記被認識物体の側方に
その影を発生させて所定領域を撮像し。

これら撮像により得られる画像情報を処理して。

各画像情報中の影部分の画像情報を得、さらにこの影部
分の画像情報を投影処理して得られる周辺分布情報に基
づいて、差分情報を求め、この差分情報の最大値及び最
小値により影部分のエツジを検出した仮、被認識物体の
認識処理を行うようにしたもので、差分情報を利用する
ことにより、８７メＮ比を高め認識精度を向上させるよ
うにしたものである。

（実施例） 以下５本発明の一実施し０を図面を多照して詳述する。

第１図にこの発明の一実施例である認識方法に用いられ
る装置の構成を示す。この図面に示すように１回路基板
（１）は、その板面上に所要の配線パターン（２）が形
成され、その所要部分に複数（市軸の回路部品（３ａ）
〜（３ｄ）が堰付けられている。

認識装置１は、上記回路基板（１１に配置されて、この
回路基板（１）と対向するＨ１Ｊ而部面光学レンズ（５
）が取付けられた撮謙カメラ（６）を肩し、その両側方
に、このｍｆＪカメラ（６）の視野内にある回路基板（
１）の剪定領域に斜め一ヒ万から各別に光を照射する一
対の光照射装置（７ａ）、　（７ｂ）が設けられている
。上記撮像カメラ（６）には、−ヒ記光照射装Ｍ　（７
ａ）または（７ｂ）の光照射のもとで、上記所定領域を
撮像して得られる画像＋＊報をその輝度レベルに応じて
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路（９）が接続され、この
Ａ／Ｄ変換回路（９）には、　Ａ／Ｄ変換された画像情
報を記憶するｊｌｌｇｌ、第２画像メモリ（１０ａ）、
　（１０ｂ）が接続されている。この一対の画像メモリ
（１０ａ）、　（１０ｂ）のうち、第２画像メモリＪ　
（１０ａ）は、光照射装置（７ａ）の光照射のもとで撮
像された画像情報を記憶するメモリであり、第２画像メ
モリ（１０ｂ）は、光照射装置（７ｂ）の光照射のもと
で撮像された画像情報を記憶するメモリである。これら
第１９Ｍ２画像メモリ（１０ａ）、　（１０ｂ）には、
これら画像メモリ（１０ａ）、（１０ｂ）に記憶された
画像情報について、同一座標上の信号の差を′煙量する
減算回路０υが接続され、さらにこの減算回路（＋１）
には、順次、２値化回路Ｑ２Ｊおよびこの２値化回路ｕ
２１により２値化された［ぎ号を所定の１または複数の
方向に、）＊算して、１または複数の投影画像情報を得
る投影回路（１３）が接続されている。そしてこの投影
回路Ｑ四には、この投影回路＜１３）から得られる投影
画像情報を演算処理するとともに、前記元照射装ｒ！　
（７ａ）、　（７ｂ）の光照射切侠えを照明切換え回路
（１優を介して制御し、かつ撮像カメラｔ６）　、　Ａ
／Ｄ変撲回路（９）、減算回路０υおよび投影回路Ｃ１
階などの動作のタイミングを、タイミング回路ｕ９を介
してｆｉｉｌＪ御する演算制御回路（１６）が接続され
ている。なお、上記投影画像情報の演算処理結果は。

この演算制御回路（１すに接続されたプリンタ１ｆどか
らなる表示装置同に表示されるようになっている。

つぎに、この認識装置ｄによる本発明の一実施例の認識
方法について述べる。

まず、回路基板（１）または撮像カメラ（６）と一対の
光照射装置（７ａ）、　（７ｂ）を一体的に移動して、
撮像カメラ（６）を回路基板（１）の所定領域上、すな
わち、たとえば第１図に示したように１回％　、ｔ　ｍ
　（１）のほば中央部に位置する回路部品（３ａ）を含
む唄域上しで位置決めする。しかるのち、演）！　１ｔ
ｉｌＪ　４回４１Ｂ）からの指令により、まず光照射装
置（７ａ）を点灯して上記所定領域を光照射し、その照
射狽域を撮像カメラ（６）により撮像する。そしてこの
撮塚により侮られた画像情報をＡ／Ｄ変換回路（９）を
介して第２画像メモリＪ　（１０ａ）に記憶する。つぎ
に、上記演算制御回路（則からの指令により、光照射装
置（７ａ）、　（７ｂ）の点灯を切換えて、光照射装置
１ｔ（７ｂ）により上記光照射装置（７ａ）の照射領域
と同一領域を照射して。

上記同様にこの照射領域を撮像する。そしてこの撮像に
より得られた画像情報をＡ／Ｄ変換回路（９）を介して
第２画像メモリ（１０ｂ）に記憶する。ところで、上記
のように所定領域の斜め上方に位置する光照射装置（了
りから照射すると、第２図（Ａ）ｍＫ示すように１回路
基板（１）に突出している回路部品（３ａ）は、光照射
の反対側の側面に、その突出高さに応じた影（２０ａ）
を生ずる。したがって撮像カメラ（６）は、この影（２
０ａ）を含む画像を撮像するので。

第２画像メモリ）　（１０ａ）には、この影（２０ａ）
を含む画像情報か配憶される。同様に、光照射装置（７
ｂ）から同一領域を光照射すると、光照射装置（７ａ）
の反対側に配設されているこの光照射装置（７ｂ）に対
しては、第２図（Ｂ）　１１に示すように１反対方向側
面に同様の影（２０ｂ）を生じ、撮像カメラ（６）を介
して第２画像メモリ（１０ｂ）には、この影（２０ｂ）
を含む画像情報が記憶される。そこで、この第１．第２
画像メモリ）　（ｔｏａ）、　０ｏｂ）に記憶された画
像情報を減纂１四路Ｕυに呼出（ッて、同一座標の信号
ごとにそれらの差を算出し、さらに２値化回路０′！Ｊ
で適当なしきい値で２値化すると、第３図（７）府のウ
ィンドウ（Ｗ）内に示すように、回路部品（３ａ）、基
板素地、配）を咲パターン（２）などの画像データを１
０」。

影（２０ａ）、　（２０ｂ）部分の画像データを「１」
とする画像情報Ｃυが侍られる。したがって、この画隊
情報１２１）の各座標の信号をそれぞれＹ方向およびＸ
方向に積算して、Ｘ方向およびＹ方向に投影すると。

第３図に［２３）、　１２４）で示すように、特有のピ
ークをもつ投影画像情報が得られる。しかし、この投影
画像情報は、ノイズ（Ｎ）　ｏ影響ニより影（２０ａ）
、　（２０ｂ）以外の部分が高くなっている。したがっ
て、閾値により牟純に２値化することにより、影（２０
ａ）、　（２０ｂ）のエツジ検出を高精度に行うことは
困難となる。

そこで、以下のような方法で、エツジ検出を行う。

前記ウィンドウ（Ｗ）は、始点座標（ＸＳ、ＹＳ）と終
点座標（Ｘｎ、Ｙｉ＜）によって定義される。影画像（
２０ａ）は、２値化画像で影の部分およびノイズ（Ｎ）
が「１」、他の部分が１０」の明暗情報を持ち、ウィン
ドウ（Ｗ）内の明暗・情報は、第４図に示す２次元配列
Ｇ（・、・）であらオ〕すことかできる。前記配列Ｇ（
・、・）の各構成要素のうち、同−Ｘ座標成分を持つ構
成要素の明暗情報を加算したものを内容として持つ配列
Ｐｒ　（・）を、第５図に示す。ここで、第５図の配列
Ｐ＋（・）が持つ値をＸ方向周辺分布と呼ぶこ１ととす
る。同様に、配列Ｇ（・、・）の各構成要素のうち同−
Ｘ座標成分を持つ構成要素の明暗情報を加算したものを
内容として持つ配列Ｐｔ（・）を、第６図に示す。ここ
で、第６図の配列Ｐ、（・）が持つ値をＸ方向周辺分布
と呼ぶこととする。配列Ｐ＋（・）の内部データを第７
図に、配列Ｐ！（・）の内部データを第８図に示す（第
３図にも示している。）。次に、Ｘ方向周辺分布の差分
情報を配列Ｄｓ（・）として次式（１）で定嫁する。

ここで　Ｎ　＝　Ｙ、　−ｙｓ 同様にＹ方向周辺分布の差分情報を配列１）２（・）と
して、次式（２）で定義する。

ここでＮ　＝　ｘ、、−拘 配列Ｄ＋（・）の内部データを第９図に、他方、配列り
、（・）の内部データを第１０図に示す。

しかして、たとえば第１１図で示される回路部品（３り
のエツジ座標Ｅｘｌ、　Ｍｘ２．　Ｅｙｅ、　ＥＹ２は
、差分情報を、その値として持つ配列１）１（弓、Ｄ２
（・））により。

次式（３）で与えられる。

で表わされる。ただし、ＭＩＮは最大（ｉ　、　ＭＡＸ
は最小値を求しティる。ＥＸｌ、　ＥＸ２．　Ｅｙｌ　
、　ｇｙ２より回路部品中心座標ｘｏ　、　’Ｙ□は式
（４）でと示される。ここで式（４）右辺第２項の０５
は、差分配列から求めた中心座標を、元のウィンドウ座
標系での中心座標で表わすための補正値である。したが
って、これら式（１）、　（２）、　（３！、　（４）
を演算制御回路αυにおいて演算処理することにより、
被検出物体である回路部品（３ａ）の有無１位置ずれ、
傾き１部品ちがいなどを認識することができる。とくに
、ノイズ（Ｎ）成分が画像情報（財）に含まれている場
合でも、Ｘ、Ｙ方向の周辺分布の差分情報に基づいて位
置認識を行っているので、ノイズの影響を消去すること
ができ、エッジ検出を正確に行うことができるようにな
る。よって１位置認識精度が飛鋪的に向上することはも
とより、各被認識対象ごとにエツジを求めるための閾値
を設足する必要がない。

なお、上記実施例においては、差分情報については、互
に隣り合う二つの配列要素の差分を用いたが、隣り合う
ことに拘泥することはなく、任意の配列要素の差分を用
いてもよい。さらに、２値化画像の他に、多値化された
濃淡画像に対してもこの発明を通用できる。さらに０回
路部品あるいは影画像に被認識対象を限定するこさなく
、あらゆるものの五ｌ識処理に本発明を適用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、Ｘ、Ｙ方向の周辺分布の差分情報に基づいて
被認識対象の認識処理を行うようにしているので、　Ｓ
／Ｎ比が高まる鮎来、認識精度が格段に向上する。また
、エツジ検出のために閾値を設定する必要がなくなるの
で１作業能率の向上に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例Ｖ認識方法における認識装置
の構成図、第２図は同じく回路部品の影の形成を示す図
、第３図は本発明の一実施例の認識方法による演算処理
により得られた画像を示す図、第４図は明暗情報の２次
元配列図、第５図はＹ方向周辺分布配列図、第６図はＸ
方向周辺分布配列図、第７図はＸ方向周辺分布を示すグ
ラフ。 第８図はＸ方向周辺分布を示すグラフ、第９図はＹ方向
周辺分布の差分情報を示すグラフ、第１０図はＸ方向周
辺分布の差分情報を示すグラフ、第１１図は回路部品の
中心座標の算出説明図である。 （１）・・・回路基板　　　　　　（３ａ）〜（３ｄ）
・・・回路部品（６）・・・撮像カメラ　　　　　（７
Ｍ）、　（７ｂ）・・・光照射装置（２０ａ）、　（２
０ｂ）−・・回路部品の影Ｃ２２１・・・投影画像情報
　　　　Ｇ３・・・投影画像情報代理人　弁理士　　則
　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男 第　７　図 Ｐ２（°）１ 第８図 第９図 ↑ 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被認識物体に斜め上方から光を照射して上記被認識物
   体の側方に第１の影を発生させ撮像する第１工程と、上
   記第１工程とは反対側の斜め上方から上記被認識物体に
   光を照射して上記被認識物体の他側方に第２の影を発生
   させ撮像する第２工程と、上記第１工程および上記第２
   工程にて得られた画像情報について同一座標上での差を
   算出することにより上記第１の影および上記第２の影か
   ら抽出された抽出画像情報を得る第３工程と、上記抽出
   画像情報を少なくとも一つの特定方向に投影処理して投
   影画像情報を得る第４工程と、上記投影画像情報に基づ
   き隣接する画素について差分処理を行い差分画像情報を
   得る第５工程と、上記差分画像情報に基づき上記第１の
   影および上記第２の影のエッジ検出を行い検出結果に基
   づき上記被認識物体の認識処理を行う第６工程とからな
   ることを特徴とする認識方法。