(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸部が複数、Ｘ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向に格子状に配列されて形成された対象物を、撮像装置で撮像し、その画像データを処理して各凹凸部の代表位置を計測する凹凸位置計測方法において、
該複数の凹凸部のうち四隅の凹凸部の各々につき、
凹凸部の主要部を含み隣り合う辺がＸ軸及びＹ軸に平行な矩形領域内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）の、Ｙについての総和ＢＸのＸ軸に沿った分布及びＸについての総和ＢＹのＹ軸に沿った分布を求め、
該総和ＢＸの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｘ座標及び該総和ＢＹの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｙ座標に基づいて該凹凸部の代表位置を求め、
求めた該四隅の凹凸部の代表位置と、該複数の凹凸部の配列のＸ軸方向の個数及びＹ軸方向の個数とに基づいて、該四隅の凹凸部以外の各凹凸部の代表位置も求める
ことを特徴とする凹凸位置計測方法。
【請求項２】
前記総和ＢＸの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｘ座標は、該総和ＢＸの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応したＸ座標Ｘ１及びＸ２であり、前記総和ＢＹの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｙ座標は、該総和ＢＹの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応したＹ座標Ｙ１及びＹ２であり、Ｘｍ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２及びＹｍ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２を算出し、座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を前記代表位置とする、
ことを特徴とする請求項１記載の凹凸位置計測方法。
【請求項３】
凹部が複数、Ｘ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向に格子状に配列されて形成された収納ケースを撮像装置で撮像し、その画像データを処理して各凹部の代表位置を計測し、
ロボットで部品を把持し、該代表位置に基づいて該部品を対応する凹部に収納する部品収納方法であって、
該画像データの処理において、該複数の凹部のうち四隅の凹部の各々につき、
該凹部の主要部を含み隣り合う辺がＸ軸及びＹ軸に平行な矩形領域内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）の、Ｙについての総和ＢＸのＸ軸に沿った分布及びＸについての総和ＢＹのＹ軸に沿った分布を求め、
該総和ＢＸの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応した段差部Ｘ座標Ｘ１及びＸ２を求め、該総和ＢＹの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応した段差部Ｙ座標Ｙ１及びＹ２を求め、
Ｘｍ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２及びＹｍ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２を算出し、座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を該凹部の代表位置として求め、
求めた該四隅の凹部の代表位置と、該複数の凹部の配列のＸ軸方向の個数及びＹ軸方向の個数とに基づいて、該四隅の凹部以外の各凹部の代表位置も求める
ことを特徴とする部品収納方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凹凸部が形成された対象物を撮像し、その画像データを処理して該凹凸部の代表位置を計測する凹凸位置計測方法及びこれを用いた部品収納方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（Ａ）に示すゴムケース１０は、一体成形品であり、その表面１１に部品収納用の凹部２０が格子状に形成されている。図５（Ｂ）は、収納凹部２０の拡大図である。収納凹部２０は、深さが一定の底面２１と、側面とからなる。側面２２〜２８は、部品の挿入を容易にするために斜面となっており、他の側面は、浅い収納凹部２０から部品が脱落しないようにするために直立面となっている。部品が収納凹部２０内で回転しないようにするために、収納凹部２０のクリアランスが小さいので、ロボットを用いて部品を収納凹部２０に収納させるためには、収納凹部２０の位置を正確に測定する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
部品は、例えばハードディスク用の磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドであり、薄く、収納凹部２０の深さは例えば１ｍｍと浅いので、収納凹部２０とその周囲の輝度の差が小さい。このため、ゴムケース１０を撮像し、その画像データを２値化して収納凹部２０の代表位置を計測しようとすると、２値化のしきい値の設定が容易でなく、また、しきい値を設定しても収納凹部２０の２値画像が不正確となって収納凹部２０の位置の計測精度が低くなり、ロボットを用いて部品を収納凹部２０に収納させることが不可能となる。
【０００４】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、輝度差の小さい凹凸部の代表位置を正確に測定することが可能な凹凸位置計測方法及びこれを用いた部品収納方法を提供するとにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
本発明では、凹凸部が複数、Ｘ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向に格子状に配列されて形成された対象物を、撮像装置で撮像し、その画像データを処理して各凹凸部の代表位置を計測する凹凸位置計測方法において、
該複数の凹凸部のうち四隅の凹凸部の各々につき、
凹凸部の主要部を含み隣り合う辺がＸ軸及びＹ軸に平行な矩形領域内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）の、Ｙについての総和ＢＸのＸ軸に沿った分布及びＸについての総和ＢＹのＹ軸に沿った分布を求め、
該総和ＢＸの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｘ座標及び該総和ＢＹの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｙ座標に基づいて該凹凸部の代表位置を求め、
求めた該四隅の凹凸部の代表位置と、該複数の凹凸部の配列のＸ軸方向の個数及びＹ軸方向の個数とに基づいて、該四隅の凹凸部以外の各凹凸部の代表位置も求める。
【０００６】
本発明によれば、凹凸の段差が小さくて段差部とその周辺との輝度差が小さくても、総和ＢＸ及びＢＹを求めることによりこの輝度差が増幅されるので、総和ＢＸの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｘ座標及び総和ＢＹの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｙ座標に基づいて代表位置を正確に求めることができるという効果を奏する。
【０００７】
本発明の第１態様では、上記総和ＢＸの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｘ座標は、該総和ＢＸの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応したＸ座標Ｘ１及びＸ２であり、上記総和ＢＹの分布の所定の極小値に対応した段差部Ｙ座標は、該総和ＢＹの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応したＹ座標Ｙ１及びＹ２であり、Ｘｍ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２及びＹｍ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２を算出し、座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を上記代表位置とする。
【０００８】
この第１態様によれば、段差部座標の平均値を代表位置として求めるので、平均化される各段差部座標の計測誤差が互いに打ち消し合って、求めた代表位置がより正確になるという効果を奏する。
本発明の第２態様では、凹部が複数、Ｘ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向に格子状に配列されて形成された収納ケースを撮像装置で撮像し、その画像データを処理して各凹部の代表位置を計測し、
ロボットで部品を把持し、該代表位置に基づいて該部品を対応する凹部に収納する部品収納方法であって、
該画像データの処理において、該複数の凹部のうち四隅の凹部の各々につき、
該凹部の主要部を含み隣り合う辺がＸ軸及びＹ軸に平行な矩形領域内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）の、Ｙについての総和ＢＸのＸ軸に沿った分布及びＸについての総和ＢＹのＹ軸に沿った分布を求め、
該総和ＢＸの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応した段差部Ｘ座標Ｘ１及びＸ２を求め、該総和ＢＹの分布の極小値のうち小さい方から２つに対応した段差部Ｙ座標Ｙ１及びＹ２を求め、
Ｘｍ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２及びＹｍ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２を算出し、座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を該凹部の代表位置として求め、
求めた該四隅の凹部の代表位置と、該複数の凹部の配列のＸ軸方向の個数及びＹ軸方向の個数とに基づいて、該四隅の凹部以外の各凹部の代表位置も求める。
【０００９】
この第２態様によれば、求めた代表位置が上記のように正確になるので、ロボットによる部品収納の自動化が可能になるという効果を奏する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図１は、部品収納装置の全体構成を示す。
水平に配置されたゴムケース１０の表面１１には、図５（Ａ）に示す如く収納凹部２０が格子状に形成されており、この収納凹部２０に、搬送装置で順次送られてくる部品がロボット３０により収納される。この収納開始前に、撮像装置３１によりゴムケース１０が撮像され、その画像データが画像処理装置３２で処理されて収納凹部２０の代表位置が計測され、計測結果がロボット制御装置３３に供給される。ロボット制御装置３３は、これに基づいてロボット３０を制御し、部品をゴムケース１０の収納凹部２０に収納させる。
【００１１】
次に、画像処理装置３２での処理を図２〜４に基づいて説明する。以下、括弧内の数値は図２中のステップ識別番号である。
（４０）撮像装置３１で得られた１フレームの画像データを入力し、フレームメモリに格納する。
（４１）格納された画像データから、図３に示す如く、収納凹部２０の主要部を含む矩形領域ＯＡＢＣ内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）を、ＲＡＭのワークエリアに切り出す。ＯＡをＸ軸とし、ＯＣをＹ軸とする。
【００１２】
ゴムケース１０は、少なくともその２辺がストッパーで位置決めされており、また、標準的なゴムケース１０のサイズ、表面１１上の１つ、例えば左下隅の収納凹部２０の位置、収納凹部２０のピッチ及び配列数が、画像処理装置３２に予め入力されており、その入力値に基づいて領域ＯＡＢＣが定められる。領域ＯＡＢＣのＸ軸方向画素数及びＹ軸方向画素数をそれぞれｎ及びｍとする。
【００１３】
（４２）輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）のＸ軸上への投影分布及びＹ軸上への投影分布を求める。すなわち、
0003625237.tif 000002
をＸ＝１〜ｎについて算出し、
0003625237.tif 000003
をＹ＝１〜ｍについて算出する。図４（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれＢＸ及びＢＹの実際の分布を示す。
【００１４】
（４３）ＢＸの極小値の小さいほうから２つに対応したＸの値Ｘ１及びＸ２を求める。Ｘ１及びＸ２はそれぞれ、図３の底面２１と側面２３、２４との境界位置及び底面２１と側面２７、２８との境界位置であることが分かった。これは、段差部ではその周辺よりも輝度が小さく、かつ、上記総和により段差部とその周辺との輝度差が増幅されるからである。
【００１５】
（４４）ＢＹの極小値の小さいほうから２つに対応したＹの値Ｙ１及びＹ２を求める。Ｙ１及びＹ２は、図３の底面２１と側面２５、２６との境界位置及び底面２１と側面２２との境界位置であることが分かった。
（４５）Ｘ１とＸ２の平均値Ｘｍ及びＹ１とＹ２の平均値Ｙｍを算出し、収納凹部２０の代表位置Ｍの座標を（Ｘｍ，Ｙｍ）とする。
【００１６】
上記ステップ４１〜４５の処理を、図５（Ａ）に示すゴムケース１０上の四隅の収納凹部２０１〜２０４について繰り返し行い、収納凹部２０１〜２０４の各代表位置と、収納凹部２０のＸ軸方向の個数及びＹ軸方向の個数とから、全ての収納凹部２０の代表位置を算出し、これをロボット制御装置３３に供給する。
本実施形態では、収納凹部２０が浅くて段差部とその周辺との輝度差が小さくても、上記総和によりこの輝度差が増幅されるので、ＢＸの極小値の小さいほうから２つに対応したＸ１とＸ２の平均値Ｘｍ及びＢＹの極小値の小さいほうから２つに対応したＹ１とＹ２の平均値Ｙｍを求め、収納凹部２０の代表位置Ｍ（Ｘｍ，Ｙｍ）が正確になる。
【００１７】
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
例えば、全ての収納凹部２０について上記ステップ４１〜４５の処理を繰り返す構成であってもよい。
また、収納凹部２０の位置の標準値をロボット制御装置３３に予め格納しておき、標準値からのずれを画像処理装置３２で計測し、これをロボット制御装置３３に供給するように構成してもよい。
【００１８】
さらに、上記実施形態では対象物に凹部が形成されている場合を説明したが、本発明は、一般に凹凸部が形成されている場合に適用可能である。この場合、凹凸部の、Ｘ軸及びＹ軸に沿った段差の数以下の極小値に対応した座標又はその平均値を凹凸部の代表位置とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品収納装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図２の画像処理の説明図である。
【図４】（Ａ）は図３中の領域ＯＡＢＣ内の輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）の、Ｙについての総和ＢＸの分布図、（Ｂ）は輝度データＢ（Ｘ，Ｙ）のＸについての総和ＢＹの分布図である。
【図５】部品収納用ゴムケースの正面図、（Ｂ）は（Ａ）中の１つの収納凹部の拡大図である。
【符号の説明】
１０  ゴムケース
１１  表面
２０、２０１〜２０４  収納凹部
２１  底面
２２〜２８  側面
３０  ロボット
３１  撮像装置
３２  画像処理装置
３３  ロボット制御装置
Ｍ  代表位置
【図１】
0003625237.tif 000004
【図２】
0003625237.tif 000005
【図３】
0003625237.tif 000006
【図４】
0003625237.tif 000007
【図５】
0003625237.tif 000008