(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影カメラにて認識対象物を撮影する撮影工程と、
撮影した画像を画像メモリに転送して格納する転送工程と、
画像メモリに格納された画像を画像処理手段により画像処理して認識対象物を認識する画像処理工程とを備え、
認識対象物を異なる照明条件下で複数回撮影し、
撮影した画像の画像メモリへの転送中に次の撮影工程を開始して、前記転送工程と前記撮影工程とを並列して繰返し実行し、
画像処理工程において画像メモリに格納された複数の画像より選択された画像から認識対象物を認識する視覚認識方法であって、
第１回目の転送工程が終り次第、前記画像処理工程を開始実行し、その処理途中で処理対象画象が画像処理に適していないとき、画像処理手段が処理中の画像から前記画像メモリに格納されている他の画像に処理対象画像を切り換えて、画像処理に適した画像を選択し、選択した画像から認識対象物を認識する
ことを特徴とする視覚認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置等の産業用自動設備に対する供給部品などの認識対象物を視覚的に認識する視覚認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、視覚認識装置は各種産業用自動設備において汎用されている。例えば、電子部品を基板に実装するための回路実装設備においては、より高密度な回路基板を形成するために、基板とその上に装着すべき電子部品の位置をフィードバック制御しており、そのためのセンシング技術として利用されている。
【０００３】
従来例の回路実装設備における視覚認識装置について、図４〜図６を参照して説明する。図４において、１１は保持手段で、視覚認識の対象物１２である電子部品などを保持する。１３は照明手段、１４は撮影カメラ、１５は画像処理装置である。
【０００４】
以上の構成の視覚認識装置の動作を図５、図６を参照して説明する。まず、保持手段１１が認識対象物１２を保持して撮影カメラ１４の撮影可能範囲に移動し、認識対象物１２の撮影が終わるまでその位置で停止する。このとき、認識対象物１２は、照明条件が所定の条件に固定された照明手段１３によって照明され、撮影カメラ１４にて撮影するに十分な明るさが与えられる。撮影カメラ１４は、ＮＴＳＣ信号に準拠したタイミングで、認識対象物１２の像を撮影し、その映像信号を画像処理装置１５に出力する。
【０００５】
図５、図６における露光Ａ、Ｂは認識対象物１２の像を撮影カメラ１４の受像素子であるＣＣＤ素子に露光する時間で、それぞれ１６．７ｍｓｅｃの時間を要する。また転送Ａ、ＢはＣＣＤ素子に露光された像を映像信号に変換して画像処理装置１５に転送する時間で、それぞれ１６．７ｍｓｅｃの時間を要する。ここで、転送Ａは露光Ａの終了とともに開始され、露光Ｂの実行と同時に並列実行される。これらＡ、Ｂの処理の１組で認識対象物１２の画像が１枚得られるので、１枚の画像の撮影に要する時間は５０ｍｓｅｃとなる。
【０００６】
画像処理装置１５は撮影カメラ１４から入力した映像信号を装置内に設けられた画像メモリに展開し、画像メモリ上で所定の画像処理を行うことにより認識対象物１２の位置及び姿勢を認識する。その認識結果は認識対象物１２の回路基板上での位置決めに利用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の視覚認識装置の構成では、照明手段１３による固定の照明条件の下で認識対象物１２を撮影しているため、電子部品などの認識対象物１２の光学的特性によっては引き続く画像処理が困難な画像しか得られない場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、認識対象物が種々の光学的特性を有していても適正に画像処理ができる視覚認識方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の視覚認識方法は、撮影カメラにて認識対象物を撮影する撮影工程と、撮影した画像を画像メモリに転送して格納する転送工程と、画像メモリに格納された画像を画像処理手段により画像処理して認識対象物を認識する画像処理工程とを備え、認識対象物を異なる照明条件下で複数回撮影し、撮影した画像の画像メモリへの転送中に次の撮影工程を開始して、前記転送工程と前記撮影工程とを並列して繰返し実行し、画像処理工程において画像メモリに格納された複数の画像より選択された画像から認識対象物を認識する視覚認識方法であって、第１回目の転送工程が終り次第、前記画像処理工程を開始実行し、その処理途中で処理対象画像が画像処理に適していないとき、画像処理手段が処理中の画像から前記画像メモリに格納されている他の画像に処理対象画像を切り換えて、画象処理に適した画像を選択し、選択した画像から認識対象物を認識することを特徴とする。本発明によれば認識対象物が種々の光学的特性を有していても複数枚の画像から適正な画像を選択し、適正かつ迅速に画像処理ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の視覚認識装置について図１〜図３を参照して説明する。
【００１４】
図１において、１は保持手段で、供給部品である電子部品などの認識対象物２を保持する。３は第１の照明装置、４は第２の照明装置で、照明手段を構成している。５は露光時間及び映像信号出力時間が２倍に高速化された倍速撮影カメラである。６は画像処理装置、７は第１と第２の照明装置３、４の点灯タイミングと倍速撮影カメラ５の撮影タイミングを制御する制御器である。
【００１５】
以上の構成の視覚認識装置の動作を図２、図３を参照して説明する。まず、保持手段１が認識対象物２を保持して倍速撮影カメラ５の撮像可能範囲に移動し、認識対象物２の撮影が終わるまでその位置で停止する。次に、図２に示す手順に従って認識対象物２の画像が２回撮影され、画像処理が行われる。まず、第１の画像の撮影では、制御器７により第１の照明装置３が点灯され、露光Ａ、転送Ａを経て倍速撮影カメラ５で撮影された画像が画像処理装置６の画像メモリに格納される。ここで、撮影カメラに倍速撮影カメラ５を使用することで、１回の露光（１６．７ｍｓｅｃ）と１回の転送（１６．７ｍｓｅｃ）で１枚の画像が撮像され、画像１枚当たりの撮影時間、すなわち露光Ａ、転送Ａの全所要時間は３３．４ｍｓｅｃとなって、従来例の２／３に短縮される。
【００１６】
次に、露光Ａの終了と同時に制御器７により照明が第１の照明装置３から第２の照明装置４に切り換えられ、第２の画像の撮影が開始され、以下第１の画像の撮影と同様の手順で行われる。ここで、第１の画像に対する転送Ａと第２の画像に対する露光Ｂは並行実行されるため、照明条件の異なる２枚の画像の撮影時間１６．７ｍｓｅｃの３倍の約５０ｍｓｅｃとなり、従来例で２枚の画像を撮像するのに必要な８３ｍｓｅｃに対して３／５に短縮される。
【００１７】
画像処理装置６は、画像メモリに格納された２枚の画像のうち、引き続く画像処理に最適な画像を選択しつつ、認識対象物２の位置及び姿勢を画像処理によって認識する。ここで、画像処理装置６における画像処理の開始点は、第１の画像が画像メモリに格納された時点、すなわち転送Ａの終了点に置き、第２の画像の転送Ｂと並列実行させ、処理時間の短縮を行う。また、画像処理に際しては、上記のように画像メモリに格納されている複数の画像から後続処理に適した画像を選択して処理するほか、後続処理の各工程において画像メモリに格納されている他の画像に処理対象画像を切り換えて処理してもよい。
【００１８】
以上のように本実施形態の視覚認識装置によれば、照明条件の異なる第１の照明装置３と、第２の照明装置４と、倍速撮影カメラ５を備え、それらの動作タイミングを制御器７で制御することによって、認識対象物２に対し、照明条件の異なる複数の画像を高速で撮影し、それらの複数の画像から画像処理に最適な画像を選択処理することができる。
【００１９】
なお、上記実施形態では認識対象物の撮影を２回行う例を示したが、２回に限らず必要な回数だけ連続して行っても良い。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の視覚認識方法によれば、認識対象物が種々の光学的特性を有していても複数枚の画像から最適な画像を選択処理し、適正かつ迅速に画像処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の視覚認識装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】同実施形態における動作のフロー図である。
【図３】同実施形態における動作タイミング図である。
【図４】従来例の視覚認識装置の概略構成図である。
【図５】同従来例における動作のフロー図である。
【図６】同従来例における動作タイミング図である。
【符号の説明】
２  認識対象物
３  第１の照明装置
４  第２の照明装置
５  倍速撮影カメラ
６  画像処理装置
７  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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