(57)【要約】【課題】位置決めのための各部の調整を支援する情報を提示する環境を提供する。【解決手段】移動機構により、対象物の特徴部分が各目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、撮像して取得される画像データから、画像処理により特徴部分の位置を検出する画像処理部と、各目標位置と当該目標位置で検出される検出位置を関連づけて格納する位置格納部と、検出位置に関する情報を、表示部に表示するデータを生成する表示データ生成部と、を備える。表示データ生成部は、各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各検出位置を同じ座標空間において表示するデータを生成する。【選択図】図１
2019060742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、前記特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データを格納する画像格納手段と、
前記画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出する画像処理手段と、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納手段と、
前記検出位置に関する情報を、表示部に表示するデータを生成する表示データ生成手段と、を備え、
前記表示データ生成手段は、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各前記検出位置を同じ座標空間において表示するデータを生成する、位置検出装置。
【請求項２】
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含む、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記座標空間は、多次元の座標軸を有し、
前記表示データ生成手段は、
前記多次元の座標軸うちの少なくとも１つの座標軸上において前記目標位置と、当該目標位置に関連付けられている前記検出位置とを表示するデータを生成する、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記表示するデータは、
前記目標位置毎に、関連付けされている前記複数の検出位置を、前記座標空間において散布図の態様で表示するデータを含む、請求項２または３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記表示するデータは、
前記目標位置毎に、関連付けされている25前記複数の検出位置を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを含む、請求項３または４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記表示するデータは、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けられた前記検出位置の相対的な位置関係を示すための線分を表示するデータを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記相対的な位置関係を示す線分は、前記各目標位置に関連付けされている前記検出位置を、当該目標位置への前記移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分を表示するデータ、または前記各目標位置を前記移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分を表示するデータを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記移動は、予め定められた目標中心位置を円心に回転する回転移動を含み、
前記目標位置は、前記目標中心位置を含み、
前記検出位置は、前記各目標位置に関連付けられた前記各検出位置から推定される前記回転の推定中心位置を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記表示するデータは、さらに、
前記各目標位置を、前記目標中心位置を円心とする円周線上で表示するデータ、または前記各目標位置に関連付けられた前記検出位置を、前記推定中心位置を円心とする円周線上で表示するデータを含む、請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記表示するデータは、
関連付けられた前記目標位置からの差が閾値を超える前記検出位置を、予め定められた態様で表示するデータを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
前記画像処理手段は、前記特徴部分の画像から、当該特徴部分の予め定められた姿勢からの傾き角度を検出し、
前記表示するデータは、前記目標位置に関連付けられた前記検出位置を、前記傾き角度を示すマークで表示するデータを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１２】
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含み、
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記各目標位置に関連付けて、当該目標位置の前記複数の検出位置の統計値を表示するデータを生成する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１３】
前記統計値は、少なくとも、前記複数の検出位置と関連付けられた前記目標位置との差の最大値、最小値および平均値の１つを含む、請求項１２に記載の位置検出装置。
【請求項１４】
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記目標位置に関連付けられた各前記複数の検出位置の当該目標位置からの差を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを生成する、請求項１２または１３に記載の位置検出装置。
【請求項１５】
前記表示データ生成手段は、
前記目標位置に関連付けられた各前記複数の検出位置の当該目標位置からの差を、予め定められた差の閾値と関連付けて、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを生成する、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１６】
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記検出位置が検出された前記特徴部分の画像データを表示するデータを生成する手段を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１７】
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記目標位置と当該目標位置に関連付けられた前記検出位置を拡大して表示する手段を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１８】
前記画像処理は、前記画像データから前記特徴部分の位置を検出するために当該画像データを前記移動機構の移動量から補正する補正パラメータを含み、
前記目標位置に関連付けられた前記検出位置は、前記補正パラメータを適用する前後の画像処理による各検出位置を含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項１９】
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、前記特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データを格納する画像格納手段と、
前記画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出する画像処理手段と、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納手段と、
座標系における前記目標位置からの位置差の評価を表す評価内容と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因を有する予め定められた複数の要因データを格納する要因格納手段と、
前記位置格納手段に前記目標位置と、関連付けられている前記検出位置との間の前記座標系における差である検出差を、予め定められた基準で評価する評価手段と、
前記評価に関する情報を表示部に表示するデータを生成する表示データ生成手段と、を備え、
前記表示データ生成手段は、
前記評価手段による評価を表す前記評価内容に対応する前記要因格納手段の前記推定要因を表示するデータを生成する、位置検出装置。
【請求項２０】
前記要因格納手段は、前記推定要因に対応付けて、当該推定要因に対処するための対処方法を格納し、
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記推定要因に対応する前記対処方法を表示するデータを生成する、請求項１９に記載の位置検出装置。
【請求項２１】
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含む、請求項１９に記載の位置検出装置。
【請求項２２】
前記検出差は、
前記位置格納手段に前記目標位置と、関連付けられている前記複数の検出位置それぞれとの間の前記差の統計値を含む、請求項２１に記載の位置検出装置。
【請求項２３】
前記統計値は、
前記複数の検出位置それぞれとの間の前記差の平均値、最大値、最小値およびバラツキを示す値の少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の位置検出装置。
【請求項２４】
前記推定要因は、前記移動機構の駆動条件、前記画像処理のパラメータ、または撮像の条件のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９から２３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項２５】
前記表示データ生成手段は、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各前記検出位置を、同じ座標空間において表示するデータを生成する、請求項１９から２４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項２６】
位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記位置検出方法は、
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、前記特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出するステップと、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、
前記検出位置に関する情報を、表示部に表示するデータを生成するステップと、を備え、
前記表示するデータを生成するステップでは、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各前記検出位置を同じ座標空間において表示するデータを生成する、プログラム。
【請求項２７】
位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータは、座標系における目標位置からの位置差の評価を表す評価内容と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因を有する予め定められた複数の要因データを格納する要因格納部を有し、
前記位置検出方法は、
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、前記特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出するステップと、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、
格納されている前記目標位置と、関連付けられている前記検出位置との間の前記座標系における差である検出差を、予め定められた基準で評価するステップと、
前記評価に関する情報を表示部に表示するデータを生成するステップと、を備え、
前記表示するデータを生成するステップでは、
前記要因格納部における、前記評価するステップにおける評価を表す前記評価内容に対応する前記推定要因を表示するデータを生成する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、移動機構により移動する対象物の位置を、画像処理を用いて計測し、計測位置に関する情報を出力する位置検出装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）分野では、視覚センサを用いた自動制御技術が広く利用されている。例えば、ワークなどの対象物を撮像し、その撮像された画像に対してパターンマッチングなどの画像計測処理を実行することで、各種の制御機器を操作するといった自動化処理が実現されている。
【０００３】
このような視覚センサを用いる場合には、視覚センサによる計測結果を制御装置に出力するために、キャリブレーションが必要である。例えば、特開平６-１３７８４０号公報（特許文献１）は、カメラ配置の制限を無くした簡便で高精度なキャリブレーション方法を開示する。また、特開２００３−５０１０６号公報（特許文献２）は、オペレータによるパラメータの入力または調整を必要としないキャリブレーションによる位置決め装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６-１３７８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−５０１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位置決め装置の稼働中または立上げ中に、位置決めの要求精度を満たさない場合、要因を追及するが、要因を追及するには、位置決め有識者のノウハウが必要であり、時間がかかる。また、位置決め知識に乏しいユーザにとっては、追及するべき観点が分からないとの課題があった。このような、位置決め精度未達の要因はキャリブレーション精度未達であることが多いが、要因の追究が難しかった。したがって、上記の要因の追及にかかる時間の短縮および追及するべき観点の特定の容易化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、このようなニーズに向けられるものであり、位置決めのための各部の調整を支援する情報を提示する環境を提供することを一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一例に係る位置検出装置は、位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データを格納する画像格納手段と、画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる特徴部分の位置を検出する画像処理手段と、各目標位置に位置決めされた対象物の画像データから、画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納手段と、検出位置に関する情報を、表示部に表示するデータを生成する表示データ生成手段と、を備える。表示データ生成手段は、各目標位置と、当該目標位置に関連付けて同じ座標空間に表示される。
【０００８】
この開示によれば、移動機構により、当該対象物が有する位置決め用の特徴部分を複数の目標位置のそれぞれに位置決めしながら、各目標位置に移動した対象物を撮像して取得した画像データから検出される特徴部の検出位置を、当該目標位置と関連づけて同じ座標空間において表示させることができる。このような表示情報は、位置検出装置を用いてキャリブレーションを実施する場合に、キャリブレーションの精度を向上させるための支援情報として提供することができる。
【０００９】
上述の開示において、対象物は、移動機構により各目標位置に複数回移動し、位置格納手段に、各目標位置に関連付けて格納されている検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された画像データから検出される複数の検出位置を含む。
【００１０】
この開示によれば、各目標位置に複数回移動することにより検出される複数の検出位置を、当該目標位置と関連づけて同じ座標空間において表示させることができる。
【００１１】
上述の開示において、座標空間は、多次元の座標軸を有し、表示データ生成手段は、多次元の座標軸うちの少なくとも１つの座標軸上において目標位置と、当該目標位置に関連付けられている検出位置とを表示するデータを生成する。
【００１２】
この開示によれば、各目標位置と、当該目標位置に関連付けされた検出位置を、少なく特許の１つ以上の座標軸で規定される座標空間において、関連付けて表示させることができる。
【００１３】
上述の開示において、表示するデータは、目標位置毎に、関連付けされている複数の検出位置を、座標空間において散布図の態様で表示するデータを含む。
【００１４】
この開示によれば、各目標位置に関連付けされている検出位置を、バラツキを示す散布図の態様で表示させることができる。
【００１５】
上述の開示において、表示するデータは、目標位置毎に、関連付けされている複数の検出位置を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを含む。
【００１６】
この開示によれば、各目標位置に関連付けされている複数の検出位置を、複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示させることができる。
【００１７】
上述の開示において、表示するデータは、各目標位置と、当該目標位置に関連付けられた検出位置の相対的な位置関係を示すための線分を表示するデータを含む。
【００１８】
この開示によれば、各目標位置と、当該目標位置に関連付けられた検出位置とを、相対的な位置関係を示す線分により表示させることができる。
【００１９】
上述の開示において、相対的な位置関係を示す線分は、各目標位置に関連付けされている検出位置を、当該目標位置への移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分を表示するデータ、または各目標位置を移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分を表示するデータを含む。
【００２０】
この開示によれば、各目標位置と、当該目標位置に関連付けられた検出位置との相対的な位置関係を、当該目標位置への移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分、または各目標位置を移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分により表示させることができる。
【００２１】
上述の開示において、移動は、予め定められた目標中心位置を円心に回転する回転移動を含み、目標位置は、目標中心位置を含み、検出位置は、各目標位置に関連付けられた各検出位置から推定される回転の推定中心位置を含む。
【００２２】
この開示によれば、移動機構による回転移動がなされる場合に、回転移動の円心である目標中心位置と、目標位置に関連付けられた検出位置から推定される回転の推定中心位置とを、同じ座標空間において関連付けて表示させることができる。
【００２３】
上述の開示において、表示するデータは、さらに、各目標位置を、目標中心位置を円心とする円周線上で表示するデータ、または各目標位置に関連付けられた検出位置を、推定中心位置を円心とする円周線上で表示するデータを含む。
【００２４】
この開示によれば、移動機構による回転移動がなされる場合に、各目標位置を、目標中心位置を円心とする円周線上で表示させ、また各目標位置に関連付けられた検出位置を、推定中心位置を円心とする円周線上で表示させることができる。
【００２５】
上述の開示において、表示するデータは、関連付けられた目標位置からの差が閾値を超える検出位置を、予め定められた態様で表示するデータを含む。
【００２６】
この開示によれば、目標位置に関連付けられている検出位置のうち、目標位置との差が閾値を超えるものを、予め定められた態様で表示させることができる。
【００２７】
上述の開示において、処理手段は、特徴部分の画像から、当該特徴部分の予め定められた姿勢からの傾き角度を検出し、表示するデータは、目標位置に関連付けられた検出位置を、傾き角度を示すマークで表示するデータを含む。
【００２８】
この開示によれば、検出位置における特徴部分の画像を、予め定められた姿勢からの傾き角度を示すマークで表示させることができる。
【００２９】
上述の開示において、対象物は、移動機構により各目標位置に複数回移動し、位置格納手段に、各目標位置に関連付けて格納されている検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された画像データから検出される複数の検出位置を含み、表示データ生成手段は、さらに、各目標位置に関連付けて、当該目標位置の複数の検出位置の統計値を表示するデータを生成する。
【００３０】
この開示によれば、各目標位置に関連付けられた複数の検出位置から取得される統計値を表示させることができる。
【００３１】
上述の開示において、統計値は、少なくとも、複数の検出位置と関連付けられた目標位置との差の最大値、最小値および平均値の１つを含む。
【００３２】
この開示によれば、各目標位置に関連付けられた複数の検出位置から取得される統計値として、検出位置と関連付けられた目標位置との差の最大値、最小値および平均値の１つを表示させることができる。
【００３３】
上述の開示において、表示データ生成手段は、さらに、目標位置に関連付けられた各複数の検出位置の当該目標位置からの差を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを生成する。
【００３４】
この開示によれば、目標位置に関連付けられた各複数の検出位置の当該目標位置からの差を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示させることができる。
【００３５】
上述の開示において、表示データ生成手段は、目標位置に関連付けられた各複数の検出位置の当該目標位置からの差を、予め定められた差の閾値と関連付けて、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータを生成する。
【００３６】
この開示によれば、目標位置に関連付けられた各複数の検出位置の当該目標位置からの差を、予め定められた差の閾値と関連付けながら、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示させることができる。
【００３７】
上述の開示において、表示データ生成手段は、さらに、検出位置が検出された特徴部分の画像データを表示するデータを生成する手段を含む。
【００３８】
この開示によれば、検出位置で検出された特徴部分の画像を表示させることができる。
上述の開示において、表示データ生成手段は、さらに、目標位置と当該目標位置に関連付けられた検出位置を拡大して表示する手段を含む。
【００３９】
この開示によれば、目標位置と、当該目標位置に関連付けされた検出位置を、拡大して表示させることができる。
【００４０】
上述の開示において、画像処理は、画像データから特徴部分の位置を検出するために当該画像データを移動機構の移動量から補正する補正パラメータを含み、目標位置に関連付けられた検出位置は、補正パラメータを適用する前後の画像処理による各検出位置を含む。
【００４１】
この開示によれば、目標位置に関連付けられた検出位置として、画像データを移動機構の移動量から補正する補正パラメータを適用する前の検出位置と、当該補正パラメータを適用して検出された検出位置とを表示させることができる。
【００４２】
本開示の一例によれば、位置検出装置は、位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データを格納する画像格納手段と、画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる特徴部分の位置を検出する画像処理手段と、各目標位置に位置決めされた対象物の画像データから、画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納手段と、座標系における目標位置からの位置差の評価を表す評価内容と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因を有する予め定められた複数の要因データを格納する要因格納手段と、位置格納手段に目標位置と、関連付けられている検出位置との間の座標系における差である検出差を、予め定められた基準で評価する評価手段と、評価に関する情報を表示部に表示するデータを生成する表示データ生成手段と、を備える。表示データ生成手段は、評価手段による評価を表す評価内容に対応する要因格納手段の推定要因を表示するデータを生成する。
【００４３】
この開示によれば、移動機構により、当該対象物が有する位置決め用の特徴部分を複数の目標位置のそれぞれに位置決めしながら移動する場合に、各目標位置に移動した対象物を撮像して取得した画像データから検出される特徴部の検出位置の、当該目標位置との位置差を評価し、そして、その評価内容に予め関連づけされた位置差をもたらすと推定される要因を表示させることができる。
【００４４】
上述の開示において、要因格納手段は、推定要因に対応付けて、当該推定要因に対処するための対処方法を格納し、表示データ生成手段は、さらに、推定要因に対応する対処方法を表示するデータを生成する。
【００４５】
この開示によれば、上記の推定要因と、これに対処するための対処方法とを表示させることができる。
【００４６】
上述の開示において、対象物は、移動機構により各目標位置に複数回移動し、位置格納手段に、各目標位置に関連付けて格納されている検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された画像データから検出される複数の検出位置を含む。
【００４７】
この開示によれば、各目標位置に関連付けされる検出位置として、当該目標位置に複数回移動することにより検出される複数の検出位置とすることができる。
【００４８】
上述の開示において、検出差は、位置格納手段に目標位置と、これに関連付けられている複数の検出位置それぞれとの間の差の統計値を含む。
【００４９】
この開示によれば、検出差として、上記の統計値を用いることができる。
上述の開示において、統計値は、複数の検出位置それぞれとの間の差の平均値、最大値、最小値およびバラツキを示す値の少なくとも１つを含む。
【００５０】
この開示によれば、検出差の統計値として、複数の検出位置それぞれとの間の差の平均値、最大値、最小値およびバラツキを示す値の少なくとも１つを用いることができる。
【００５１】
上述の開示によれば、推定要因は、移動機構の駆動条件、画像処理のパラメータ、または撮像の条件のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００５２】
この開示によれば、推定要因として、移動機構の駆動条件、画像処理のパラメータ、または撮像の条件のうちの少なくとも１つを表示することができる。
【００５３】
上述の開示において、表示データ生成手段は、各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各検出位置を、同じ座標空間において表示するデータを生成する。
【００５４】
この開示によれば、移動機構により、位置決め用の特徴部分を複数の目標位置のそれぞれに位置決めしながら当該対象物が移動する場合に、各目標位置に移動した対象物を撮像して取得した画像データから検出される特徴部の検出位置を、当該目標位置と関連づけて同じ座標空間において表示させることができる。
【００５５】
本開示の一例によれば、位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。位置検出方法は、位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる特徴部分の位置を検出するステップと、各目標位置に位置決めされた対象物の画像データから、画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、検出位置に関する情報を、表示部に表示するデータを生成するステップと、を備え、表示データを生成するステップは、各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各検出位置を同じ座標空間において表示するデータを生成するステップを含む。
【００５６】
この開示によれば、当該プログラムが実行されると、移動機構により、位置決め用の特徴部分を複数の目標位置のそれぞれに位置決めしながら当該対象物が移動する場合に、各目標位置に移動した対象物を撮像して取得した画像データから検出される特徴部の検出位置を、当該目標位置と関連づけて同じ座標空間において表示させることができる。
【００５７】
本開示の一例によれば、位置検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。コンピュータは、座標系における目標位置からの位置差の評価を表す評価内容と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因を有する予め定められた複数の要因データを格納する要因格納部を有する。位置検出方法は、位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる特徴部分の位置を検出するステップと、各目標位置に位置決めされた対象物の画像データから、画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、格納されている目標位置と、関連付けられている検出位置との間の座標系における差である検出差を、予め定められた基準で評価する評価手段と、評価に関する情報を表示部に表示するデータを生成するステップと、を備える。表示するデータを生成するステップは、推定要因を表示するデータを生成するステップを含む。推定要因を表示するデータを生成するステップでは、要因格納部における、評価手段による評価を表す評価内容に対応する推定要因を表示する。
【発明の効果】
【００５８】
本開示の一例によれば、位置決めのための各部の調整を支援する情報を提示する環境を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態に係る位置検出装置１００の適用場面の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る位置制御システム１の全体構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る位置検出装置１００のハードウェア構成を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るモーションコントローラ４００のハードウェア構成を示す図である。
【図５】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図６】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図７】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図８】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図９】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図１０】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図１１】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図１２】本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。
【図１３】本実施の形態に係るキャリブレーション処理を、運用時の位置決め処理と関連付けて説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３のキャリブレーション処理を他の処理と関連づけ説明するフローチャートである。
【図１５】本実施の形態に係る位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図１６】本実施の形態に係る位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図１７】本実施の形態に係る位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図１８】本実施の形態に係るサンプリング位置のバラツキを表示する位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図１９】本実施の形態に係るサンプリング位置のバラツキを表示する位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図２０】本実施の形態に係る歪み補正の効果を表示する位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図２１】本実施の形態に直線移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図２２】本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の一例を示す図である。
【図２３】本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。
【図２４】本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。
【図２５】本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。
【図２６】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図２７】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図２８】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図２９】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図３０】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図３１】本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション時に表示されるＵＩ（User Interface）画面を例示する図である。
【図３３】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション時に表示されるＵＩ画面を例示する図である。
【図３４】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション時に表示されるＵＩ画面を例示する図である。
【図３５】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション時に表示されるＵＩ画面を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００６１】
＜Ａ．適用例＞
まず、図１を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施の形態に係る位置検出装置１００の適用場面の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る位置検出装置１００は、例えばキャリブレーションが実施される。キャリブレーションは、例えば位置検出装置１００をアライメントのために実運用するに際して実施される。
【００６２】
キャリブレーションにおいては、移動機構（例えば、後述するサーボモータ３００等）により移動される任意の対象物の位置を検出する。位置検出装置１００は、例えば視覚センサに組込まれ得る。移動機構は、例えば、後述するサーボモータ３００等の各種のアクチュエータが含まれ得る。対象物は、例えば、実運用時に視覚センサによる画像処理を用いた検査の対象となり得るワーク等を含み得る。
【００６３】
図１に示すように、位置検出装置１００は、位置決め用の特徴部分（例えば、後述するマーク１４等）が設けられた対象物の位置を変更する移動機構により、特徴部分が複数の目標位置２１のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データ１０を格納する画像格納部６０と、画像処理部５０と、位置格納部８０と、表示データ生成部８５とを備える。上記の位置決め用の特徴部分は、より典型的には、キャリブレーションのターゲットマークのことであり、キャリブレーション専用のターゲットマークなどを使用しても良い。または、位置決め運用時の特徴部分を使用してもよい。
【００６４】
画像処理部５０は、撮像された画像データ１０から、画像処理により当該画像データ１０に含まれる特徴部分の位置を検出する。位置格納部８０は、各目標位置２１に位置決めされた対象物の画像データ１０から、上記の画像処理により検出される検出位置（すなわち、サンプリング位置２０）を当該目標位置２１と関連づけて格納する。表示データ生成部８５は、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けて格納されている各検出位置（サンプリング位置２０）を、表示部で同じ座標空間において表示するデータを生成する。表示部における上記の座標空間は、例えばＸＹ軸の多次元の軸からなる２次元座標空間またはＸ軸（Ｙ軸）の１次元の軸からなる座標空間を含み得る。
【００６５】
また、指令部９５は、移動機構（例えば、サーボモータ３００等）に対して、複数の目標位置２１を用いて制御指令９６を与えることで、対象物の特徴部分を目標位置２１のそれぞれに位置決めするよう移動機構を制御する。制御指令９６は、例えば、サーボモータ３００への制御コマンド（例えば、駆動パルス等）に対応し得る。制御指令９６の出力に同期して、画像取得部４０は、カメラ１０４から撮像された画像データ１０を、後述する画像バッファ１２２ａを介して取得する。これにより、位置検出装置１００は、各目標位置２１に移動する毎に、カメラ１０４により撮像された画像データ１０を取得することができる。
【００６６】
本実施の形態に係る位置検出装置１００においては、目標位置２１と、当該目標位置に特徴部が位置決めされるように対象物が移動機構により移動した場合に検出される特徴部の検出位置とが取得されて、これら同じ座標空間で関連付けて表示され得る。これにより、ユーザに対して、各目標位置２１と、そこに位置決めされるよう移動させられた特徴部の画像処理による検出位置（サンプリング位置２０）との相対的な位置関係を提示することが可能となる。位置関係は、検出位置の目標位置２１からの誤差を含み得る。したがって、位置検出装置１００は、提示する位置関係を、例えば移動機構または画像処理の設定または撮像の条件（照明、撮像の姿勢（アングル）等）等をユーザが調整をする場合に、その調整を支援する情報として提供することが可能となる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る位置検出装置１００においては、座標系における目標位置２１からの差である位置差の評価を表す評価内容ＲＡと、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因ＲＢを有する予め定められた複数の要因データＲｉ（ｉ＝１，２，３、・・・）を格納する要因格納部９０と、位置格納部８０に目標位置２１と、関連付けられている検出位置との間の当該座標系における差を、予め定められた基準（基準データ３５に対応する）で評価する評価部７０とを備える。本実施の形態では、上記の座標系は、例えば、撮像によるカメラ座標系（単位：pix（ピクセル））を、関数（アフィン変換、歪み補正等）を用いて変換された実座標系（単位：ｍｍ）である。また、本実施の形態では、例えば移動機構の移動量（単位：ｍｍ）は、実座標系における移動量で表現され得る。表示データ生成部８５は、評価部７０による評価を表す評価内容ＲＡに対応する要因格納部９０の推定要因ＲＢを、表示部に表示するデータを生成する。
【００６８】
本実施の形態では、画像格納部６０、位置格納部８０および要因格納部９０は、例えば、後述する図３のＲＡＭ１１２等の記憶領域に相当するが、ＲＡＭ１１２に限定されない。
【００６９】
本実施の形態に係る位置検出装置１００においては、目標位置２１からの検出位置（サンプリング位置２０）の差を、検出の誤差として予め定められた基準で評価し得る。評価の結果は、当該誤差を引き起こすと推定される要因として、表示部で表示され得る。本実施の形態では、推定される要因は、移動機構の駆動条件、画像処理のパラメータ、または撮像の条件等を含み得る。これにより、位置検出装置１００は、表示する推定要因を、例えば移動機構または画像処理の補正パラメータの設定または撮像条件等をユーザが調整するのを支援する情報として提供することが可能となる。
【００７０】
以下、本発明のより具体的な応用例として、本実施の形態に係る位置検出装置１００のより詳細な構成および処理について説明する。
【００７１】
＜Ｂ．位置制御システムの全体構成例＞
図２は、本実施の形態に係る位置制御システム１の全体構成を示す図である。図２を参照して、位置制御システム１は、工業製品の生産ラインなどにおいて実際に運用されるときは、画像処理を用いてアライメントを行う。アライメントは、典型的には、ワークを生産ラインの本来の位置に配置する処理などを意味する。ワーク４は、位置決めのための特徴部分を有する。このようなアライメントの一例として、位置制御システム１は、ステージ２の上面に配置された対象物（ワーク４）を撮像して得られる画像データから、特徴部分に相当する部分画像である特徴画像を特定し、特定した特徴画像の位置を検出し、検出した位置データ（本実施の形態においては位置座標）に基づきステージ２を制御することでワーク４を正しい位置に配置する（位置決めする）。
【００７２】
図２に示すように、位置制御システム１は、位置検出装置１００と、モーションコントローラ４００と、ステージ２とを備える。位置検出装置１００は、カメラ１０４が撮像した画像データを取得し、その取得した画像データに含まれる位置決めのためのマーク１４の位置を検出することでワーク４の特徴部分の位置を特定する。カメラ１０４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device)カメラを含み得る。位置検出装置１００は、特定位置に基づき、ワーク４を正しい位置に配置するための指令をモーションコントローラ４００に出力する。
【００７３】
モーションコントローラ４００は、位置検出装置１００からの制御指令９６に従って、ステージ２に対して指令を与えることで、ワーク４に対するアライメントを実現する。
【００７４】
ステージ２は、ワーク４を正しい位置に配置できる機構であればどのような自由度のものであってもよい。本実施の形態においては、ステージ２は、例えば水平方向の変位と回転の変位をワーク４に与えることができる。
【００７５】
＜Ｃ．位置検出装置の全体構成＞
図３は、本実施の形態に係る位置検出装置１００のハードウェア構成を示す図である。図３に示すように、位置検出装置１００は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有しており、予めインストールされたプログラムをプロセッサが実行することで、後述するような各種の処理を実現する。
【００７６】
より具体的には、位置検出装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサ１１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２と、表示コントローラ１１４と、システムコントローラ１１６と、Ｉ／Ｏ（Input Output）コントローラ１１８と、ハードディスク１２０と、カメラインターフェイス１２２と、入力インターフェイス１２４と、モーションコントローラインターフェイス１２６と、通信インターフェイス１２８と、メモリカードインターフェイス１３０とを含む。これらの各部は、システムコントローラ１１６を中心として、互いにデータ通信可能に接続される。
【００７７】
プロセッサ１１０は、システムコントローラ１１６との間でプログラム（コード）などを交換して、これらを所定順序で実行することで、目的の演算処理を実現する。
【００７８】
システムコントローラ１１６は、プロセッサ１１０、ＲＡＭ１１２、表示コントローラ１１４、およびＩ／Ｏコントローラ１１８とそれぞれバスを介して接続されており、各部との間でデータ交換などを行うとともに、位置検出装置１００全体の処理を司る。
【００７９】
ＲＡＭ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク１２０から読み出されたプログラム、またはカメラ１０４によって取得されたカメラ画像（画像データ）、画像データに関連するデータ（手入力座標など）、およびワークデータなどを保持する。
【００８０】
表示コントローラ１１４は、表示部１３２と接続されており、システムコントローラ１１６からの表示データ等の内部コマンドに従って、各種の情報を表示するための信号を表示部１３２に出力する。
【００８１】
Ｉ／Ｏコントローラ１１８は、位置検出装置１００に接続される記録媒体または外部機器との間のデータ交換を制御する。より具体的には、Ｉ／Ｏコントローラ１１８は、ハードディスク１２０と、カメラインターフェイス１２２と、入力インターフェイス１２４と、モーションコントローラインターフェイス１２６と、通信インターフェイス１２８と、メモリカードインターフェイス１３０と接続される。
【００８２】
ハードディスク１２０は、典型的には、不揮発性の磁気記憶装置であり、プロセッサ１１０で実行されるアルゴリズムなどの制御プログラム１５０に加えて、各種設定値などが格納される。このハードディスク１２０にインストールされる制御プログラム１５０は、メモリカード１３６などに格納された状態で流通する。なお、ハードディスク１２０に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置やＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk Random Access Memory）などの光学記憶装置を採用してもよい。
【００８３】
カメラインターフェイス１２２は、ワークを撮像することで得られる画像データを取得し、プロセッサ１１０とカメラ１０４との間のデータ伝送を仲介する。カメラインターフェイス１２２は、カメラ１０４からの画像データをそれぞれ一時的に蓄積するための画像バッファ１２２ａを含む。
【００８４】
入力インターフェイス１２４は、プロセッサ１１０とキーボード１３４、マウス１３８、タッチパネル、専用コンソールなどの入力装置との間のデータ伝送を仲介する。
【００８５】
モーションコントローラインターフェイス１２６は、プロセッサ１１０とモーションコントローラ４００との間のデータ伝送を仲介する。
【００８６】
通信インターフェイス１２８は、プロセッサ１１０と図示しない他のパーソナルコンピュータやサーバ装置などとの間のデータ伝送を仲介する。通信インターフェイス１２８は、典型的には、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などからなる。
【００８７】
メモリカードインターフェイス１３０は、プロセッサ１１０と記録媒体であるメモリカード１３６との間のデータ伝送を仲介する。メモリカード１３６には、位置検出装置１００で実行される制御プログラム１５０などが格納された状態で流通し、メモリカードインターフェイス１３０は、このメモリカード１３６から制御プログラムを読み出す。メモリカード１３６は、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記録媒体、またはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体などからなる。あるいは、通信インターフェイス１２８を介して、配信サーバなどからダウンロードしたプログラムを位置検出装置１００にインストールしてもよい。
【００８８】
上述のようなコンピュータアーキテクチャに従う構造を有するコンピュータを利用する場合には、本実施の形態に係る機能を提供するためのアプリケーションに加えて、コンピュータの基本的な機能を提供するためのＯＳ（Operating System）がインストールされていてもよい。この場合には、本実施の形態に係る制御プログラムは、ＯＳの一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の順序および／またはタイミングで呼び出して処理を実行するものであってもよい。
【００８９】
さらに、本実施の形態に係る制御プログラム１５０は、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には、上記のような組み合わせられる他のプログラムに含まれるモジュールを含んでおらず、当該他のプログラムと協働して処理が実行される。すなわち、本実施の形態に係る制御プログラム１５０としては、このような他のプログラムに組み込まれた形態であってもよい。
【００９０】
なお、代替的に、制御プログラム１５０の実行により提供される機能の一部もしくは全部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の専用のハードウェア回路として実装してもよい。
【００９１】
＜Ｄ．モーションコントローラの全体構成＞
図４は、本実施の形態に係るモーションコントローラ４００のハードウェア構成を示す図である。図４に示すように、モーションコントローラ４００は、主制御ユニット２１０と、複数のサーボユニット２４０，２４２，２４４とを含む。本実施の形態に係る位置制御システム１では、ステージ２が３軸分のサーボモータ３１０，３１２，３１４を有する例を示し、この軸数に応じた数のサーボユニット２４０，２４２，２４４がモーションコントローラ４００に含まれる。本実施の形態では、サーボモータ３１０，３１２，３１４を特に区別しない場合は、サーボモータ３００と総称する。
【００９２】
主制御ユニット２１０は、モーションコントローラ４００の全体制御を司る。主制御ユニット２１０は、内部バス２２６を介して、サーボユニット２４０，２４２，２４４と接続されており、互いにデータを遣り取りする。サーボユニット２４０，２４２，２４４は、主制御ユニット２１０からの内部指令などに従って、サーボドライバ２５０，２５２，２５４に対して制御コマンド（典型的には、駆動パルスなど）をそれぞれ出力する。サーボドライバ２５０，２５２，２５４は、接続されているサーボモータ３１０，３１２，３１４をそれぞれ駆動する。
【００９３】
主制御ユニット２１０は、チップセット２１２と、プロセッサ２１４と、不揮発性メモリ２１６と、主メモリ２１８と、システムクロック２２０と、メモリカードインターフェイス２２２と、通信インターフェイス２２８と、内部バスコントローラ２３０とを含む。チップセット２１２と他のコンポーネントとの間は、各種のバスを介してそれぞれ結合されている。
【００９４】
プロセッサ２１４およびチップセット２１２は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構成を有している。すなわち、プロセッサ２１４は、チップセット２１２から内部クロックに従って順次供給される命令コードを解釈して実行する。チップセット２１２は、接続されている各種コンポーネントとの間で内部的なデータを遣り取りするとともに、プロセッサ２１４に必要な命令コードを生成する。システムクロック２２０は、予め定められた周期のシステムクロックを発生してプロセッサ２１４に提供する。チップセット２１２は、プロセッサ２１４における演算処理の実行の結果得られたデータなどをキャッシュする機能を有する。
【００９５】
主制御ユニット２１０は、不揮発性メモリ２１６および主メモリ２１８を有する。不揮発性メモリ２１６は、ＯＳ、システムプログラム、ユーザプログラム、データ定義情報、ログ情報などを不揮発的に保持する。主メモリ２１８は、揮発性の記憶表示領域であり、プロセッサ２１４で実行されるべき各種プログラムを保持するとともに、各種プログラムの実行時の作業用メモリとしても使用される。
【００９６】
主制御ユニット２１０は、通信手段として、通信インターフェイス２２８および内部バスコントローラ２３０を有する。これらの通信回路は、データの送信および受信を行う。
【００９７】
通信インターフェイス２２８は、位置検出装置１００との間でデータを遣り取りする。内部バスコントローラ２３０は、内部バス２２６を介したデータの遣り取りを制御する。より具体的には、内部バスコントローラ２３０は、バッファメモリ２３６と、ＤＭＡ（Dynamic Memory Access）制御回路２３２とを含む。
【００９８】
メモリカードインターフェイス２２２は、主制御ユニット２１０に対して着脱可能なメモリカード２２４とチップセット２１２とを接続する。
【００９９】
＜Ｅ．カメラ座標系と実座標系の関係＞
図５〜図１２は、本実施の形態にかかるカメラ座標系と実座標系の関係を説明する図である。本実施の形態では、図５のカメラ視野でカメラ１０４により撮像される画像データが規定する２次元座標系であるカメラ座標系（単位：pix（ピクセル））を、実座標系に変換する処理がなされる。
【０１００】
本実施の形態では、実座標系は、移動機構であるサーボモータ３００の回転量（回転方向、回転角度等）により移動量（移動方向、距離等）が変化する、ステージ２（またはワーク４）が移動するＸＹ２次元座標系（単位：ｍｍ）である。なお、本実施の形態では、実座標系とカメラ座標系は、２次元の座標軸（ＸＹ軸）で規定される仮想の座標空間であるが、３次元以上の多次元の座標軸（ＸＹＺ軸等）から規定される座標空間であってもよい。を規定する本実施の形態に係るキャリブレーションでは、撮像して取得される画像データから、画像処理部５０が対象物の位置を検出することを「サンプリング」ともいい、また検出された位置（単位：pix）を「サンプリング点」ともいう。
【０１０１】
まず、平行移動によるカメラ座標系に関して説明する。図６のようにステージ２上の基準位置にマークＴＭが配置された状態で、主制御ユニット２１０からの内部指令によりサーボモータ３１０，３１２，３１４が駆動されて、予め定められたステージ移動量（単位：ｍｍ）だけステージ２がＸ方向に平行移動すると、カメラ座標系におけるマークＴＭの位置は基準位置（Ｘ１，Ｙ１）→位置（Ｘ２，Ｙ２）と移動する（図７参照）。
【０１０２】
同様に、予め定められたステージ移動量（単位：ｍｍ）だけステージ２をＹ方向に平行移動させると、カメラ座標系におけるマークＴＭは基準位置（Ｘ１，Ｙ１）→位置（Ｘ３，Ｙ３）と移動する（図８参照）。これにより、平行移動のカメラ座標系（図９参照）が生成される。
【０１０３】
次に、図１０〜図１１に示すような回転移動によるカメラ座標系に関して説明する。まず、図１０のようにステージ２上の基準位置にマークＴＭが配置された状態で、主制御ユニット２１０からの内部指令によりサーボモータ３１０，３１２，３１４が駆動されて、予め定められた移動量（角度θ1、θ2）だけ、ステージ２が、水平面内で回転移動すると、カメラ座標系におけるマークＴＭは、基準位置（Ｘ１，Ｙ１）→位置（ＸＲ１，ＹＲ１）→位置（ＸＲ２，ＹＲ２）と移動する（図１０参照）。
【０１０４】
画像処理部５０は角度θ1，θ2および位置（Ｘ１，Ｙ１）、（ＸＲ１，ＹＲ１）および（ＸＲ２，ＹＲ２）から、カメラ座標系における回転中心Ｃの座標を算出する。画像処理部５０は、カメラ座標系の原点を、上記の回転中心Ｃに移動させる。これにより、回転中心を加味した図１１の回転移動のカメラ座標系が生成される。
【０１０５】
本実施の形態に係るカメラ座標系と実座標系の関係を図１２に模式的に示す。移動機構によりステージ２（またはワーク４）が平行移動する場合は、画像処理部５０は、図９のカメラ座標系においてマーク１４の位置（単位：pix）を検出し、検出位置を図１２の実座標系の位値（単位：ｍｍ）に変換する。これにより、実座標系におけるマーク１４のサンプリング位置（単位：ｍｍ）が検出されて、実座標系においてマーク１４のサンプリング位置（単位：ｍｍ）を目標位置（単位：ｍｍ）と比較することが可能になる。
【０１０６】
また、移動機構によりステージ２（またはワーク４）が回転移動する場合は、画像処理部５０は、図１１のカメラ座標系においてマーク１４の位置（単位：pix）を検出し、検出位置を図１２の実座標系の位値（単位：ｍｍ）に変換する。これにより、実座標系におけるマーク１４のサンプリング位置（単位：ｍｍ）が検出されて、実座標系においてマーク１４のサンプリング位置（単位：ｍｍ）を目標位置（単位：ｍｍ）と比較することが可能になる。
【０１０７】
本実施の形態では、画像処理部５０は、図５〜図１２で説明したカメラ座標系を実座標系に変換するために、カメラ座標系を実座標系に写像する（すなわち、補正する）予め定められた関数、例えばアフィン変換、台形歪み補正、レンズ歪も補正等の各種の歪みを補正する関数を用いる。なお、変換に適用する補正関数はこれらに限定されない。
【０１０８】
図１２には、本実施の形態に係るパラメータテーブル１２１が例示される。パラメータテーブル１２１は、上記に述べた補正関数に用いられるパラメータを含む。パラメータテーブル１２１は表示部１３２に表示され得て、ユーザはキーボード１３４等を操作してパラメータテーブル１２１のパラメータの値を変更することでパラメータの設定パターンを切替えることができる。画像処理部５０は、パラメータの設定パターンと上記の関数に従いサンプリング位置を算出する。これにより、設定パターンを変更することでサンプリング位置の検出精度を向上させることが可能となる。
【０１０９】
＜Ｆ．キャリブレーション処理と運用時の処理＞
図１３は、本実施の形態に係るキャリブレーション処理と、キャリブレーションを含む運用時の位置決め処理とを説明するための概略フローチャートである。図１４は、図１３のキャリブレーション処理を他の処理と関連づけ説明するフローチャートである。図１３を参照して、本実施の形態によるキャリブレーション処理（ステップＴ１，Ｔ２）が実施されて、キャリブレーションが完了すると、位置制御システム１の実運用がなされる。
【０１１０】
またキャリブレーションは、実運用の処理（ステップＴ３，Ｔ５）で実施されてもよい。図１３または図１４のフローチャートに従うプログラムは制御プログラム１５０に含まれ得る。
【０１１１】
（Ｆ-１．キャリブレーション処理）
図１４では、キャリブレーション処理が、キャリブレーションに関連した他の処理（評価の処理（ステップＳ９）、要因分析・出力の処理（ステップＳ１５）および調整の処理（ステップＳ１７））とともに示される。図１４のキャリブレーション処理では、図５に示すようにカメラ１０４で、特徴量であるマーク１４を有したワーク４を撮像しながら、移動機構によりワーク４のマーク１４を実座標系の予め定められた複数の目標位置２１にそれぞれ移動させて、各目標位置２１でサンプリングを実施する。
【０１１２】
具体的には、移動機構により目標位置２１に移動したときに、カメラ１０４でワーク４が撮像されて（ステップＳ１）、画像取得部４０は、撮像して得られた画像データ１０を取得し、画像処理部５０は、取得された画像データ１０からパターンマッチング等の画像処理により特徴部分（マーク１４）を特定し、特定された特徴部分のカメラ座標系における位置を検出し、検出位置を上記の写像関数とパラメータの設定パターンに従い、実座標系におけるサンプリング位置２０に変換する（ステップＳ３）。また、位置検出装置１００は、サンプリング位置２０を、対応の目標位置２１および特定された特徴部分（マーク１４）の特徴画像２２と関連付けて位置格納部８０に格納するとともに、画像データ１０をサンプリング位置２０と関連付けて画像格納部６０に格納する。これにより、ワーク４が目標位置２１に移動する毎に、撮像された画像データ１０と、当該画像データ１０から特定された特徴画像２２と、サンプリング位置２０と、対応の目標位置２１とは相互に関連付されて格納される。
【０１１３】
位置検出装置１００は、キャリブレーションのための予め定められた複数個のサンプリングがなされたかを判定する（ステップＳ５）。予め定められた複数個のサンプリングが終了していないと判定すると（ステップＳ５で‘収集未完了’）、位置検出装置１００は、ステージ２を、次の目標位置２１への移動量等の制御量を算出し（ステップＳ１３）、モーションコントローラ４００に対し、算出された移動量を含む移動指令を出力する（ステップＳ１４）。モーションコントローラ４００では、当該移動指令に従う制御コマンドにより移動機構が駆動されて、ワーク４は、次の目標位置２１に移動する。その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ３以降の処理は実施される。
【０１１４】
一方、位置検出装置１００は、予め定められた複数個のサンプリングが終了していると判定すると（ステップＳ５で‘収集完了’）、評価部７０は、位置格納部８０に目標位置２１と関連付けて格納されているサンプリング位置２０を、基準データ３５を用いて評価する評価処理を実施する（ステップＳ９）。この評価処理は、キャリブレーションが妥当（適切）であるか否かを評価する処理であり、詳細は後述する。
【０１１５】
位置検出装置１００は、評価処理による評価結果が「妥当（ＯＫ）」を示すか否かを判定する（ステップＳ１１）。位置検出装置１００は、「妥当」を示すと判定したとき（ステップＳ１１でＯＫ）、一連のキャリブレーション処理は終了し、上記に述べた運用処理が実施される。
【０１１６】
一方、位置検出装置１００は、評価処理による評価結果が妥当（ＯＫ）を示さないと判定すると（ステップＳ１１でＮＧ）、要因分析と出力がなされる（ステップＳ１５）。
【０１１７】
具体的には、ステップＳ１５では、表示データ生成部８５は、位置格納部８０に格納されている各サンプリング位置２０と、当該サンプリング位置２０に関連付けされている目標位置２１とを同じ座標空間において表示するデータを生成し、生成した表示データを、表示コントローラ１１４に出力する（ステップＳ７）。これにより、表示部１３２に同じ座標空間において各サンプリング位置２０と、目標位置２１とを関連付けされて表示する画面が出力される。
【０１１８】
また、ステップＳ１５では、評価部７０は、要因格納部９０を検索し、当該評価結果に対応する評価内容ＲＡを含んだ要因データＲｉを特定する。そして、特定された要因データＲｉを表示データ生成部８５に出力する。表示データ生成部８５は、要因データＲｉから表示データを生成し、生成した表示データを表示コントローラ１１４に出力する。これにより、妥当でないキャリブレーションを引き起こしたとされる要因データＲｉ（推定要因ＲＢまたは対処）を、表示部１３２に表示することができる。
【０１１９】
ユーザは、各部を調整する（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１７では、表示部１３２の表示内容から、すなわち各サンプリング位置２０と目標位置２１とが同じ座標空間において関連付けされた画面（以下、位置関連付け画面ともいう）または要因データＲｉ（推定要因ＲＢまたは対処方法ＲＣ）から、ユーザに対し、キャリブレーションの調整を支援するための情報を提供することができる。ユーザによる調整が実施された後に、再度、位置検出装置１００によりキャリブレーションを実施させることができる。
【０１２０】
（Ｆ-２．運用処理）
本実施の形態では、上記に述べたキャリブレーションによる調整が完了した後に、位置検出装置１００のアライメントにための実運用がなされる。具体的には、図１３を参照して、位置検出装置１００は、ステージ２の上面に配置された対象物（ワーク４）を撮像して得られる画像データから、特徴部分に相当する部分画像である特徴画像を特定し、特定した特徴画像の位置を検出し（ステップＴ３）、検出した位置に基づき移動機構の制御指令を出力する。これにより、ステージ２は移動して、ワーク４を正しい位置に配置する（アライメントする）ことが可能となる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、図１３で示すように、実際の運用環境に備えられた位置検出装置１００を用いてキャリブレーションを実施することができる。すなわち、位置検出装置１００は、予め画像格納部６０に各目標位置２１で撮像された１または複数の画像データ１０を格納し、位置格納部８０に各画像データ１０からの検出に基づく置データ３０を格納する。実運用時は、画像格納部６０と位置格納部８０の内容を用いて評価部７０によりキャリブレーションの評価（妥当性の判断）を実施する。これにより、実運用においてキャリブレーションを実施するとしても、画像格納部６０に画像データ１０を格納する処理および位置格納部８０に位置データ３０を格納する処理、すなわち図１４のステップＳ１、Ｓ３、Ｓ１３およびＳ１４の処理にかかる工数を省略することができる。
【０１２２】
＜Ｇ．位置関連付け画面の表示例＞
図１５、図１６および図１７は、本実施の形態に係る位置関連付け画面の一例を示す図である。図１５（Ａ）、図１６および図１７の関連付け画面では、それぞれ、ＸＹ２次元空間である実座標系において、各目標位置２１と、位置格納部８０の当該目標位置２１に関連付けされたサンプリング位置２０とが異なるアイコン（例えば＋マークのアイコン）で示される。
【０１２３】
また、図１５（Ｂ）では、同様の実座標系において、各目標位置２１において、位置格納部８０の当該目標位置２１に関連付けされた特徴画像２２が表示される。
【０１２４】
図１５（Ｃ）の位置関連付け画面では、図１５（Ａ）とは異なり、実座標系における１軸（例えばＸ軸）方向の座標系において、各目標位置２１と、位置格納部８０の当該目標位置２１に関連付けされたサンプリング位置２０とが異なるアイコン（例えば＋マークのアイコン）で示される。また、図１５（Ｄ）の位置関連付け画面では、実座標系における１軸（例えばＸ軸）方向の座標系における各目標位置２１と、位置格納部８０の当該目標位置２１に関連付けされた複数のサンプリング位置２０それぞれとの差（誤差）のうち、最小差と最大差がデータ表で関連付けて示される。
【０１２５】
図１５〜図１７のキャリブレーションのケースでは、評価部７０は、評価処理において、例えば、位置格納部８０の複数のサンプリング位置２０と関連付けられた目標位置２１との差を算出し、算出した差を、基準データ３５を用いて評価する。基準データ３５は、例えば、差の閾値を含む。評価部７０は、例えば、全ての目標位置２１について（算出差≦差の閾値）の条件が満たされると判断したとき、評価結果として「妥当（ＯＫ）である」を出力するが、全ての目標位置２１について（算出差≦差の閾値）の条件が満たされないと判断したとき、評価結果として「妥当（ＯＫ）でない」を出力する。
【０１２６】
（Ｇ-１．繰返しサンプリングのバラツキの精度を表示する画面の例）
図１８と図１９は、本実施の形態に係るサンプリング位置のバラツキを表示する位置関連付け画面の一例を示す図である。ユーザは、画面のタブ１８０を操作することにより、各目標位置２１において実施された複数回のサンプリングの結果を示す図１８の位置関連付け画面を表示させることができる。
【０１２７】
図１８の位置関連付け画面は、キャリブレーションを繰返すことで、各目標位置２１について複数個のサンプリング位置２０を検出されている場合の画面の一例を示す。図１８の画面は、サンプリングデータ表１８１，１８２およびサンプリング位置２０の表示領域１８３を含む。
【０１２８】
サンプリングデータ表１８１，１８２は、例えば、サンプリング結果の確認情報、サンプリング結果の比較情報および情報の視認性向上の表示態様を含む。具体的には、サンプリング結果の確認情報は、例えば、サンプリング位置２０に関する全データ(位置、差値など)およびサンプリング位置２０の統計値(最大値、最小値、平均値、バラツキの程度を表す標準偏差の値等)を含む。計測結果の比較情報は、例えば、目標位置２１とサンプリング位置２０を表形式で比較するための情報および過去のキャリブレーションによるサンプリング位置２０を含む取得データと、今回のキャリブレーションによるサンプリング位置２０を含む取得データとを表形式で比較するための情報を含む。
【０１２９】
情報の視認性向上としては、例えば、サンプリングデータ表１８１，１８２において、一定値以上の計測結果(サンプリング位置２０のバラツキ値、サンプリング位置２０等)は、当該表の他の値とは異なる態様（例えば、強調表示など）で表示し、また、例えば、サンプリング位置２０の統計値を、他とは異なる態様（例えば、強調表示など）で表示する。
【０１３０】
また、サンプリング位置２０の表示領域１８３は、サンプリング位置２０を目標位置２１と関連付けて確認するための情報、比較情報および視認性向上の表示態様を含む。例えば、２次元座標空間において目標位置２１毎に、関連付けされている複数のサンプリング位置２０を、散布図の態様で表示する。
【０１３１】
このような比較情報により、目標位置２１において、目標位置２１とサンプリング位置２０のマークを重畳表示または並べて表示することで提示される。また、過去のキャリブレーションデータと今回のキャリブレーションデータの比較表示(重畳表示または並べて表示)で提示される。
【０１３２】
また、視認性向上の表示態様は、サンプリングデータ表１８１，１８２と同様に、一定閾値以上のサンプリング位置２０またはそのバラツキ値を他とは異なる態様で表示（強調表示）し、またサンプリング位置２０の統計値を他とは異なる態様で表示（強調表示）する。表示領域１８３では、目標位置２１を中心にした円状のマークが示される。このマークの径は、上記の一定閾値に対応する。したがって、目標位置２１からの差が一定閾値未満のバラツキを有するサンプリング位置２０は、円内でマークされて、一定閾値以上でばらつくサンプリング位置２０は円外でマークされる。したがって、ユーザに対し、各目標位置２１についてサンプリング位置２０のバラツキの程度を視覚的に提供することができる。
【０１３３】
図１９は、図１８の位置関連付け画面の変形例を示す。図１９の画面は、特徴画像２２の表示領域１９２、サンプリング結果の表示領域１９１およびサンプリング位置２０を拡大して表示する拡大表示領域１８３Ａを含む。
【０１３４】
画像の表示領域１９２は、例えば、実際に撮像された画像データ１０または特徴画像２２を表示する。これにより、サンプリング結果を確認する情報を提供する。
【０１３５】
画像の表示領域１９２は、例えば、サンプリング結果を比較するための情報を表示する。例えば、表示領域１９２には、理想の画像データ(基準の画像データ)、過去のキャリブレーションで取得された画像データ、新しい画像データとの比較表示(重畳表示または並べて表示して、複数の画像データを比較するための情報を提供する。例えば、検出された画像（画像データ１０または特徴画像２２）と理想画像と比較して表示(重畳表示や並べて表示)する。
【０１３６】
表示領域１９２は、目標位置２１との差が最大であるサンプリング位置２０に関連付けられた画像（画像データ１０または特徴画像２２）と、当該差が最小であるサンプリング位置２０に関連付けられた画像（画像データ１０または特徴画像２２）とを比較可能な態様(重畳表示または並べて表示)で表示する。
【０１３７】
また、表示領域１９２は、特徴画像２２を、目標位置２１の基準画像と関連づけてグラフィックに比較可能な態様(重畳表示または並べて表示)で表示する。目標位置２１の基準画像は、基準データ３５に含まれている。
【０１３８】
サンプリング位置２０の拡大表示領域１８３Ａは、図１８の表示領域１８３Ａと同様の情報を表示する。
【０１３９】
表示領域１９１は、サンプリング位置２０の変化を座標空間においてグラフで表示する。例えば、目標位置２１に関連付けられた各サンプリング位置２０の当該目標位置２１からの差を、当該複数のサンプリングの開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示する。例えば、サンプリング位置２０または目標位置２１との差等を、サンプリング順に従い時系列に表示する。または図１９に示すように、表示領域１９１では、座標の横軸をサンプリングした時間、また一回目の計測からの相対時間を割当て、ある目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０の目標位置２１からの差（図中の破線参照）が、基準データ３５が示す一定閾値（図中の実線参照）未満に収束する状況（収束に要する時間等）が視覚的に提示される。
【０１４０】
（Ｇ-２．歪み補正の効果を表示する画面の例）
図２０は、本実施の形態に係る歪み補正の効果を表示する位置関連付け画面の一例を示す図である。ユーザは、画面のタブ２００を操作することにより、図２０の画面を表示させることができる。
【０１４１】
図２０の画面は、サンプリングデータ表２０１，２０２および２０３、ならびサンプリング位置２０の表示領域２０４，２０５、パラメータテーブル１２１等により設定されている現在の設定パターン２０６を含む。本実施の形態では、例えばサンプリングデータ表２０１のパターンNo.1〜No.4の設定が可能であり、図２０では、そのうち、例えばNo.3の設定パターンによるデータが表示されている。なお、設定パターン数は、この４パターンに限定されない。また、図２０の画面で表示されるデータの設定パターンは、切替え可能である。
【０１４２】
サンプリングデータ表２０１は、パラメータテーブル１２１等による補正処理の設定パターンのそれぞれに対応して、Ｘ軸方向の差の最大値および最小値を含む。サンプリングデータ表２０２は、サンプリングデータ表２０２の各設定パターンに対応して、当該設定パターンによるキャリブレーションでの、各目標位置２１に関連付けてＸ軸方向の差を含む。サンプリングデータ表２０３は、サンプリングデータ表２０２の各設定パターンに対応して、当該設定パターンによるキャリブレーションでの、各目標位置２１に関連付けてＹ軸方向の差を含む。なお、サンプリングデータ表２０１〜２０３は、各設定パターンに関連付けて、例えばサンプリング位置２０の全データ(例えば、目標位置２１との差、目標位置２１、サンプリング位置２０等)、当該全データの統計値を含み得る。
【０１４３】
サンプリングデータ表２０１，２０２および２０３では、補正の設定パターンと、補正処理後のデータ（例えば、目標位置２１とサンプリング位置２０）との比較、過去のサンプリング位置２０と最新のサンプリング位置２０の比較に関する情報を表示し得る。閾値の設定による一定値以上の差、または差の最大値または差の最小値等を他のデータとは異なる態様で表示（例えば、強調表示）する。
【０１４４】
表示領域２０４では、位置関連付け画面を表示する。例えば、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられているサンプリング位置２０とを２次元座標空間に表示する。さらに、表示領域２０４は、このサンプリング位置２０として、設定パラメータによる補正前後のサンプリング位置２０を表示し得る。また、表示領域２０４では、例えば、各サンプリング位置２０を確認しやすくするための補助線を表示する。
【０１４５】
本実施の形態では、補助線は、例えば、目標位置２１とサンプリング位置２０との相対的な位置関係を示す線分２０７，２０８を含み得る。例えば、各目標位置２１に関連付けらえているサンプリング位置２０を、当該目標位置２１への移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分２０７を含み得る。または、補助線は、例えば、各目標位置２１を移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分２０８を含み得る。
【０１４６】
また、表示領域２０４では、差が一定閾値以上のサンプリング位置２０を他とは異なる態様で表示（強調表示）し得る。
【０１４７】
また、表示領域２０４では、例えば、設定パターン毎に位置関連付け画面を表示する。具体的には、本実施の形態では、画像処理部５０の画像処理は、画像データ１０から特徴部分（マーク１４）の位置を検出するために当該画像データ１０を移動機構に移動量から補正する補正関数（アフィン変換、歪み補正等）のパラメータ（補正パラメータ）を含む。画像処理部５０は、目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０として、補正関数（および／または補正パラメータ）を適用する前後の画像処理による各サンプリング位置２０を検出し得る。表示領域２０４では、目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０は、補正関数（および／または補正パラメータ）を適用する前後の画像処理による各サンプリング位置２０を含み得る。
【０１４８】
また、本実施の形態では、画像処理部５０が補正パラメータの異なる設定パターンを適用してサンプリング位置２０を検出することができる。画像処理部５０は、各設定パターンのうち、目標位置２１との差(または統計値)を最小化し得るサンプリング位置２０を算出するような設定パターンを特定し、特定した設定パターンにより検出されるサンプリング位置２０と目標位置２１との位置関連付け画面を、他の設定パターンによる位置関連付け画面とは異なる表示態様で表示（例えば、強調表示）することも可能である。
【０１４９】
表示領域２０５は、表示領域２０４の位置関連付け画面における関連付けされた目標位置２１とサンプリング位置２０の組のうちから、ユーザが選択した組を拡大して表示する。このような拡大表示から、ユーザは目標位置２１と、当該目標位置２１におけるサンプリング位置２０との検出における差の程度（例えば、設定パターンの違いによる差の程度）を詳細に確認することができる。
【０１５０】
（Ｇ-３．サンプリングの直線性の精度を表示する画面の例）
図２１は、本実施の形態に直線移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の一例を示す図である。ユーザは、画面のタブ２４０を操作することにより、図２１の画面を表示させることができる。図２１の画面は、サンプリングデータ表２４１，２４２、サンプリング位置２０の表示領域２４３、画像表示領域２５３、および拡大表示領域２５３を含む。
【０１５１】
サンプリングデータ表示２４１，２４２は、サンプリング位置２０の全データ(例えば、ステージ２の移動量、差(目標位置２１との差)、目標位置２１、サンプリング位置２０、目標角度、検出角度等）を含む。検出角度は、画像処理部５０が、特徴画像２２の傾き角度であって、マーク１４（特徴部分）の予め定められた姿勢からの傾き角度を示す。
【０１５２】
また、サンプリングデータ表示２４１，２４２は、サンプリング位置２０の全データの統計値等も含み得る。
【０１５３】
サンプリングデータ表示２４１，２４２では、例えば、目標位置２１とサンプリング位置２０のデータの比較形式によるデータ表示、または、過去のキャリブレーションによるサンプリング位置２０の全データと今回のキャリブレーションによるサンプリング位置２０の全データの比較形式によるデータ表示を含み得る。
【０１５４】
また、サンプリングデータ表示２４１，２４２は、一定閾値以上を示す差または当該差を有するサンプリング位置２０を、他のデータとは異なる態様で表示（強調表示）し、または差の最大値または最小値を他のデータとは異なる態様で表示（強調表示）し、または一定閾値以上の差を有する目標位置２１とサンプリング位置２０との２点間距離を、他のデータとは異なる態様で表示（強調表示）する。
【０１５５】
表示領域２４３は、２次元の座標空間において各目標位置２１で、当該目標位置２１のマーク２５６を予め定められた姿勢で表示し、当該目標位置２１に関連付けされたサンプリング位置２０のマーク２５５を、上記に述べた当該予め定められた姿勢からの傾き角度をもたせて表示する。傾き角度は、画像データ１０から特定された特徴画像２２の予め定められた姿勢からの傾き角度に対応する。
【０１５６】
また、表示領域２４３では、目標位置２１とサンプリング位置２０を、マークを用いて、例えば重畳表示または並べて表示し、比較可能な態様で表示される。また、表示領域２４３では、過去のキャリブレーションによるサンプリング位置２０のデータと、今回のキャリブレーションによるサンプリング位置２０のデータを、マークを用いて、例えば重畳表示または並べて表示し、比較可能な態様で表示される。
【０１５７】
また、表示領域２４３では、目標位置２１における位置、角度等でサンプリングされていないサンプリング位置２０のマーク１４を他のマークとは異なる表示態様で表示（例えば、強調表示）する。また、差が一定閾値以上の目標位置２１とサンプリング位置２０の２点間距離を他の距離とは異なる表示態様で表示（例えば、強調表示）する。また、表示領域２４３では、各サンプリング位置２０を確認しやすくするための補助線（例えば、表示領域２４３の破線）が表示され得る。
【０１５８】
画像表示領域２５４は、サンプリング画像（実際に撮像された特徴画像２２または画像データ１０）または目標画像(基準となる特徴画像または画像データ)を表示する。この場合に、サンプリング画像と目標画像とを比較可能な態様で表示(重畳表示または並べて表示)され得る。また、画像表示領域２５４では、過去のキャリブレーションによるサンプリング画像と今回のキャリブレーションによるサンプリング画像とを比較可能な態様で表示(重畳表示または並べて表示)され得る。また、画像とグラフィック(サンプリング位置２０の表示、拡大表示)とが比較可能な態様で表示(重畳表示または並べて表示)され得る。
【０１５９】
拡大表示領域２５４は、目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けされたサンプリング位置２０とがマークで拡大して表示する。その場合に、両方のマークは、比較可能な態様で表示(重畳表示または並べて表示)され得る。拡大表示の対象は、過去のキャリブレーションによるサンプリング位置２０と、今回のキャリブレーションによるサンプリング位置２０とを含み得る。また、拡大表示において、目標位置２１、または目標角度等でサンプリングされていないマークは、他の距離とは異なる表示態様で表示（例えば、強調表示）する。
【０１６０】
（Ｇ-４．回転移動時のサンプリングの精度を表示する画面の例）
図２２は、本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の一例を示す図である。ユーザは、画面のタブ２７０を操作することにより、図２２の画面を表示させることができる。図２２の画面は、図１８と同様のサンプリングデータ表１８１，１８２、サンプリング位置２０の表示領域２７３を含む。表示領域２７３では、サンプリング位置２０の表示（目標位置２１と関連付けられたサンプリング位置２０の表示）が、移動機構が回転駆動された場合の回転サンプリングのグラフィック表示に切替られ得る。
【０１６１】
図２３は、本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。図２３の表示画面は、図２２の画面の変形例である。
【０１６２】
図２３の画面は、サンプリングデータ表１８１，１８２、および図１９と同様の特徴画像２２の表示領域１９２、サンプリング結果の表示領域１９１およびサンプリング位置２０の拡大表示領域２８４を含む。拡大表示領域２８４は、図２２の表示領域２７３と同様の情報を表示する。
【０１６３】
（Ｇ-５．回転移動時の補正の効果を表示する画面の例）
図２４は、本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。ユーザは、画面のタブ２００を操作することにより、図２４の画面を表示させることができる。図２４の画面は、図２０と同様のサンプリングデータ表２０１，２０２および２０３、ならびパラメータテーブル１２１等により設定されている現在の設定パターン２０６を含む。さらに、図２４の画面は、サンプリング位置２０の表示領域２９４およびサンプリング位置２０の拡大表示領域３０４を含む。図２４は、現在の設定パターン２０６によってもステージ２の回転中心Ｃの推定が正しくなされていないケースを示す。
【０１６４】
表示領域２９４では、ステージ２が回転する場合のサンプリング位置２０から推定された回転中心Ｃと、パラメータテーブル１２１により設定された目標の回転中心ＣＴとを区別可能な態様で表示（例えば、表示色または線種変更表示）するとともに、差を表示する。表示領域２９４では、各目標位置２１を、目標中心位置（目標の回転中心ＣＴ）を円心とする円周線２９６の上に表示するデータ、または各目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０を、推定中心位置（すなわち推定された回転中心Ｃ）を円心とする円周線２９５の上に表示するデータを含む。表示領域２９４では、推定回転中心Ｃおよび目標回転中心ＣＴを区別可能な態様（例えば、表示色または線種を変更）で表示する。また、表示領域２９４では、推定回転中心Ｃを円心とする回転移動に伴いサンプリングされたサンプリング位置２０を結ぶ円周線２９５と、目標回転中心Ｃを円心とする目標位置２１を結ぶ円周線２９６とを、区別可能な態様（例えば、表示色または線種を変更）により表示する。
【０１６５】
また、拡大表示領域３０４では、回転移動によるサンプリング位置２０を拡大表示する。例えば、目標位置２１を示すマークと、当該目標位置２１に関連付けされているサンプリング位置２０を示すマークとを区別可能な態様で表示（例えば、表示色または線種変更表示）する。
【０１６６】
（Ｇ-６．回転移動時の補正の効果を表示する画面の他の例）
図２５は、本実施の形態に回転移動によるサンプリングによる位置関連付け画面の他の例を示す図である。ユーザは、画面のタブ３２０を操作することにより、図２５の画面を表示させることができる。図２５の画面は、図２１と同様のサンプリングデータ表２４１，２４２、およびサンプリング位置２０の表示領域３２３、サンプリング位置２０の拡大表示領域３３３および特徴の表示領域３２３含む。
【０１６７】
図２５では、サンプリングデータ表２４１，２４２は、さらに、サンプリング位置２０全データ(例えば、サンプリング位置２０、目標位置２１、推定した回転中心Ｃの位置を含む）が含まれ得る。
【０１６８】
表示領域３２３では、例えば、推定された回転中心Ｃと、目標中心ＣＴの位置とをマークで表示するとともに、目標となるサンプリング円周線を表示する。拡大表示領域３３３および特徴の表示領域３２３では、それぞれ、図２１の表示領域２５４および表示領域２５３と同様の情報が表示され得る。
【０１６９】
ユーザは、図２３の画面から、画像データ１０のうちキャリブレーションできている部分は一部であること、ステージ２の回転中心Ｃの推定が適切でないこと、サンプリング結果が示す特徴部分の検出姿勢（傾き角度)が適切でない（ステージ２の回転中心Ｃの推定が適切でない）、サンプリングの間隔が等間隔でない、および目標位置２１でサンプリングがなされていないことを判断するための支援情報を提供することが可能となる。
【０１７０】
＜Ｈ．キャリブレーションの評価＞
図１４のステップＳ９の評価部７０による評価処理を説明する。本実施の形態では、評価部７０は、主に目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との差を、基準データ３５が示す閾値と、予め定められた評価条件を用いて比較することにより、サンプリング位置２０を評価する。また、評価部７０は、評価処理により得られた評価に基づき要因格納部９０を検索し、検索により、当該評価を示す評価内容ＲＡに関連付けされた要因データＲｉを要因格納部９０から読出す。
【０１７１】
図２６〜図３１は、本実施の形態に係る要因データＲｉの例を示す図である。図２６〜図３１を参照しながら、評価処理と要因データＲｉについて説明する。
【０１７２】
（Ｈ-１．特徴画像２２を用いたサンプリング位置２０の評価）
評価部７０は、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との差（検出差ともいう）を算出し、また、当該サンプリング位置２０に関連付けされた特徴画像２２とマーク１４の基準画像とを照合する。なお、基準データ３５は、マーク１４の基準画像を有する。評価部７０は、各目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０のうち、予め定められた条件（（検出差≧基準データ３５の一定閾値）および（特徴画像２２の照合不一致）を満たすサンプリング位置２０を検出したとき、「目標位置とサンプリング位置が不一致の点が存在する」と評価する。評価部７０は、上記の評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ１（図２６）を要因格納部９０から読出す。
【０１７３】
ユーザは、要因データＲ１が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、推定要因ＲＢ（例えば、不一致の点で、ターゲットマーク外の背景部分を誤検出）と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（サーチの設定(モデル画像または設定パラメータ等)を調整する）の情報を取得することができる。
【０１７４】
この場合、例えば図１５（Ａ）と図１５（Ｂ）の画面も表示され得る。ユーザは、図１５（Ａ）の位置関連付け画面から、カメラ視野の右上端の目標位置２１においてサンプリングに失敗していることを確認することができる。また、図１５（Ｂ）の画面から、当該目標位置２１では、画像処理により特徴画像２２ではなく背景画像を特定したことによるものであることを判断できる。
【０１７５】
また、位置関連付け画面として、図１８または図１９に示す位置関連付け画面が表示されてもよい。
【０１７６】
（Ｈ-２．サンプリング位置２０の差の傾向を評価）
評価部７０は、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との検出差を算出し、予め定められた条件（検出差≧基準データ３５の一定閾値）を満たすサンプリング位置２０について、その検出差がＸ方向またはＹ方向に出現する傾向にあることを検出したとき、例えば「サンプリング位置のずれ量が、Ｘ方向に一定量ずつ増加する」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ２（図２６）を要因格納部９０から読出す。
【０１７７】
ユーザは、要因データＲ２が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、推定要因ＲＢ（例えば、移動機構の駆動条件（例えば、ステージの移動量が不適切））と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（例えば、ステージの制御を確認する）の情報を取得することができる。
【０１７８】
この場合、例えば図１６の位置関連付け画面が表示され得る。ユーザは、図１６の画面から、カメラ視野において、目標位置２１からＸ方向に差が生じる傾向にあることを確認することができる。また、位置関連付け画面として、図１８または図１９に示す位置関連付け画面が表示されてもよい。
【０１７９】
（Ｈ-３．画像端部の目標位置２１との差を評価）
評価部７０は、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との検出差を算出し、予め定められた条件（検出差≧基準データ３５の一定閾値）を満たすサンプリング位置２０が画像の端部で検出されると判断したとき、「画像端で目標位置とサンプリング位置が不一致の点が存在する」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ３（図２６）を要因格納部９０から読出す。
【０１８０】
ユーザは、要因データＲ３が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、推定要因ＲＢ（例えば、撮像の条件（例えば、カメラレンズ歪みの影響））と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（例えば、視野が歪まないレンズに変更する）の情報を取得することができる。
【０１８１】
この場合、例えば図１７の画面も表示され得る。ユーザは、図１７の位置関連付け画面から、カメラ視野（画像）の端部の目標位置２１においてサンプリングに失敗していることを確認することができる。また、位置関連付け画面として、図２９に示す位置関連付け画面が表示されてもよい。
【０１８２】
（Ｈ-４．目標位置２１との差のバラツキを評価）
評価部７０は、各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との検出差を算出し、予め定められた条件（検出差のバラツキ値≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「サンプリングのばらつきが大きい」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ４（図２７）を要因格納部９０から読出す。なお、バラツキ値は、ばらつきの大きさを示す値であり、例えば評価部７０は、検出差の標準偏差からバラツキ値を算出し得る。
【０１８３】
ユーザは、要因データＲ４が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ４が示す推定要因ＲＢと、当該要因に対処するための対処方法ＲＣの情報を取得することができる。
【０１８４】
この場合、例えば図１８と図１９の画面も表示され得る。ユーザは、図１８と図１９の位置関連付け画面から、バラツキ値を確認することができる。
【０１８５】
（Ｈ-５．補正処理前後の目標位置２１との差を評価）
本実施の形態では、カメラ座標系を実座標系に写像する関数のパラメータの設定パターンを変更しながらキャリブレーションを実施し得る。したがって、評価部７０は、新たな設定パターンに変更してキャリブレーションを実施した場合の目標位置２１とサンプリング位置２０の検出差と、変更前の設定パターンでキャリブレーションを実施した場合の目標位置２１の検出差とを、比較することができる。
【０１８６】
具体的には、評価部７０は、予め定められた条件（設定パターン変更後の検出差≧変更前の検出差）を満たすと判断したとき、「補正処理の設定をしてもサンプリングの誤差が大きい」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ５（図２７）を要因格納部９０から読出す。
【０１８７】
ユーザは、要因データＲ５が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ５が示す推定要因ＲＢ（例えば、画像処理の設定が不適切）と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（画像補正処理の設定を確認し、調整する）の情報を取得することができる。
【０１８８】
この場合、例えば図２０の位置関連付け画面も表示され得る。ユーザは、図２０の位置関連付け画面から、設定パターンを変更前後の間における目標位置２１とサンプリング位置２０との差の変化を確認することができる。
【０１８９】
（Ｈ-６．目標位置２１との差を角度で評価）
評価部７０は、サンプリング位置２０に関連付けられた特徴画像２２の傾きを、特徴画像２２と基準データ３５が有する基準画像と照合することにより検出し、検出された傾きが、予め定められた条件（傾きの大きさ≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「サンプリングの姿勢（角度）が一定でない」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ６（図２８）を要因格納部９０から読出す。
【０１９０】
ユーザは、要因データＲ６が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ６が示す推定要因ＲＢ（例えば画像処理のパラメータ（例えば回転した対象物を検出する設定が不適切(対象は回転しないが、回転する対象を検出する設定にしている等)）と、対処方法ＲＣ（回転する対象の検出に関するサーチの設定を調整する）の情報を取得することができる。この場合、位置関連付け画面として、図２１の画面が表示され得る。ユーザは、図２１の位置関連付け画面から、傾きの大きさの程度を具体的に確認することができる。
【０１９１】
（Ｈ-７．目標位置２１との差からキャリブレーション範囲を評価）
評価部７０は、各目標位置２１においてサンプリングが実施されているかを、位置格納部８０において各目標位置２１に関連付けてサンプリング位置２０が格納されているかに基づき評価する。格納されていないと判断したとき、「画像の一部でしかキャリブレーションできていない」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ７（図２８）を要因格納部９０から読出す。
【０１９２】
ユーザは、要因データＲ７が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ７が示す推定要因ＲＢ（例えば、画像処理のパラメータ（例えば、キャリブレーション(サンプリング)範囲の設定が不適切、狭すぎる））と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（例えば、キャリブレーション範囲の設定を見直し、設定を調整する）の情報を、対処方法を具体的情報ＲＣ１とともに取得することができる。
【０１９３】
（Ｈ-８．回転移動時の目標位置２１との差のバラツキを評価）
評価部７０は、回転移動時に各目標位置２１と、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０との検出差を算出し、予め定められた条件（検出差のバラツキ値≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「サンプリングのばらつきが大きい（ステージ回転中止の推定が正しくできていない）」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ８（図２９）を要因格納部９０から読出す。
【０１９４】
ユーザは、要因データＲ８が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ８が示す推定要因ＲＢと、当該要因に対処するための対処方法ＲＣの情報を取得することができる。
【０１９５】
この場合、例えば図２２と図２３の位置関連付け画面も表示され得る。ユーザは、図２２と図２３の位置関連付け画面から、バラツキの程度を確認することができる。
【０１９６】
（Ｈ-９．回転移動時の補正処理前後の目標位置２１との差を評価）
評価部７０は、回転移動時に予め定められた条件（設定パターン変更後の差≧変更前の差）を満たすと判断したとき、「補正処理の設定をしてもサンプリングの誤差が大きい」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ９（図２９）を要因格納部９０から読出す。
【０１９７】
ユーザは、要因データＲ９が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ９が示す推定要因ＲＢ（例えば、画像補正処理の設定が不適切）と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（画像補正処理の設定を確認し、調整する）の情報を取得することができる。
【０１９８】
この場合、例えば図２４の位置関連付け画面も表示され得る。ユーザは、図２４の位置関連付け画面から、設定パターンを変更前後の間における目標位置２１とサンプリング位置２０との差の変化を確認することができる。
【０１９９】
（Ｈ-１０．回転移動時に目標位置２１との差からキャリブレーション範囲を評価）
評価部７０は、回転移動時に各目標位置２１においてサンプリングが実施されているかを、位置格納部８０において各目標位置２１に関連付けてサンプリング位置２０が格納されているかに基づき評価する。格納されていないと判断したとき、「画像の一部でしかキャリブレーションできていない（ステージ回転中心の推定が正しくない）」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ１０（図３０）を要因格納部９０から読出す。
【０２００】
ユーザは、要因データＲ１０が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ１０が示す推定要因ＲＢ（移動機構の駆動条件または画像処理のパラメータ設定（例えば、サンプリング角度範囲の設定値が不適切））と、当該要因に対処するための対処方法ＲＣ（例えば、角度範囲の設定値が妥当であるか(特に角度範囲が小さすぎないか)確認し、設定を調整する））の情報を、対処方法の具体的情報ＲＣ１とともに取得することができる。この場合、位置関連付け画面として、図２５の画面が表示され得る。
【０２０１】
（Ｈ-１１．回転移動時の目標位置２１との差を角度で評価）
評価部７０は、回転移動時にサンプリング位置２０に関連付けられた特徴画像２２の傾きを、特徴画像２２と基準データ３５が有する基準画像と照合することにより検出し、検出された傾きが、予め定められた条件（傾きの大きさ≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「サンプリング結果の姿勢（角度）が適切でない（ステージ回転中心の推定が不適切）」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ１１（図３０）を要因格納部９０から読出す。
【０２０２】
ユーザは、要因データＲ１１が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ１１が示す推定要因ＲＢ（例えば、回転した対象物を検出する設定が不適切）と、対処方法ＲＣ（例えば、回転する対象の検出に関するサーチの設定を調整する）の情報を、対処方法の具体的情報ＲＣ１とともに取得することができる。
【０２０３】
要因データＲ１０またはＲ１１が出力される場合、位置関連付け画面として、図２５の画面が表示され得る。ユーザは、図２５の位置関連付け画面から、推定されているステージ回転中心と、その誤差を視覚的に確認することができる。
【０２０４】
（Ｈ-１２．サンプリングの間隔を評価）
本実施の形態では、目標位置２１が等間隔で設定されている場合、サンプリングも等間隔で実施されることが推定される。
【０２０５】
この点に関し評価部７０は、サンプリング位置２０どうしの間隔と、間隔のバラツキとを算出し、予め定められた条件（ばらつきの大きさ≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「サンプリングの間隔が等間隔でない（直線性）」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ１２（図３１）を要因格納部９０から読出す。
【０２０６】
ユーザは、要因データＲ１２が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ１２が示す推定要因ＲＢ（例えば、撮像の条件（例えば、キャリブレーション対象に対してカメラが垂直に設置されていない））と、対処方法ＲＣ（例えば、カメラの設置角度を確認、調整する）の情報を、対処方法の具体的情報ＲＣ１とともに取得することができる。ユーザは表示される要因データＲ１２から、カメラ１０４の取り付け姿勢を調整する為の支援情報を取得することができる。
【０２０７】
要因データＲ１２が出力される場合、位置関連付け画面として、直線移動の場合は図２１の位置関連付け画面が表示され得て、回転移動の場合は図２５の位置関連付け画面が表示され得る。ユーザは、図２１または図２５の位置関連付け画面から、サンプリング位置２０の間隔のバラツキを視覚的に確認することができる。
【０２０８】
（Ｈ-１３．目標位置２１との差からサンプリング位置を評価）
評価部７０は、各目標位置２１について、関連付けされたサンプリング位置２０との差を算出し、算出した差の統計値が予め定められた条件（統計値≧基準データ３５の一定閾値）を満たすと判断したとき、「理想のサンプリング位置で計測できていない（直線性）」と評価する。評価部７０は、当該評価（評価内容ＲＡ）に関連付けされた要因データＲ１３（図３１）を要因格納部９０から読出す。
【０２０９】
ユーザは、要因データＲ１３が表示されることにより、キャリブレーションが「妥当でない」ことを確認するとともに、要因データＲ１３が示す推定要因ＲＢと、対処方法ＲＣの情報を取得することができる。要因データＲ１３は、推定要因ＲＢは、例えばステージの移動機構にあるとの推定を示し、対処方法ＲＣとして例えばステージ精度に関する調査を実施する旨の情報を示す。
【０２１０】
要因データＲ１３が出力される場合、位置関連付け画面として、直線移動の場合は図２１の位置関連付け画面が表示され得て、回転移動の場合は図２５の位置関連付け画面が表示され得る。ユーザは、図２１または図２５の位置関連付け画面から、各サンプリング位置２０の目標位置２１からの差を視覚的に確認することができる。
【０２１１】
＜I．ＵＩ（User Interface）画面の例示＞
図３２〜図３５は、本発明の実施の形態に係るキャリブレーション時に表示されるＵＩ（User Interface）画面を例示する図である。まず、図３２と図３３は、各目標位置２１で実施された複数回のサンプリングの結果を示す画面であり、タブ３６０をクリックすることにより、図３２と図３３の画面が表示される。
【０２１２】
図３２では、例えば、位置Ｎｏ．が「３」で特定される目標位置２１の情報が表示されている。具体的には、位置Ｎｏ．「３」の目標位置２１で実施された複数回のサンプリングにより得られた複数のサンプリング位置２０の値が、散布図３６３で示されるとともに、位置Ｎｏ．「３」の目標位置２１に関連付けされた特徴画像２２の画像が示される。ユーザは、目標位置２１とサンプリング位置２０との差の程度を散布図３６３から判断することができる。また、ユーザは、ボタン３６２を操作すると、ウィンドウ３６１が表示されて、評価部７０による評価に基づく要因データＲｉが出力される。ウィンドウ３６１では、例えば、散布図３６３から差が大きくばらついていることから、推定要因ＲＢとして、装置の振動が推定されて、対処方法ＲＣとしてステージ２を移動完了後はサンプリング開始までの待ち時間を長くする旨の情報が表示される。
【０２１３】
図３３では、図３２の散布図３６３に代えて時系列グラフ３７１が表示される。時系列グラフ３７１は、目標位置２１に関連付けられた各サンプリング位置２０の当該目標位置２１からの差を、当該複数のサンプリング位置２０の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示する。時系列グラフ３７１によれば、例えば、位置Ｎｏ．「３」で指定された目標位置２１に関連付けされた複数のサンプリング位置２０の値の時間経過に従う変化が示される。図３３の時系列グラフ３７１によれば、例えば、基準データ３５が示す差の一定閾値（実線）を基準に、位置Ｎｏ．「３」の目標位置２１でのサンプリング位置２０（破線）は、キャリブレーション開始（複数のサンプリング位置２０の検出開始）から比較的早い時期に妥当な値に収束していることが示される。これにより、ユーザは、サンプリングにおいて装置の振動の影響が及んでいないことを確認することができる。
【０２１４】
次に、図３４と図３５は、カメラ１０４が適切な撮像条件で設置されていること、または移動機構の駆動条件が適切であることを確認するためのＵＩ画面を示す。
【０２１５】
図３４を参照して、散布図３９１により、各目標位置２１に関連付けて、当該目標位置２１に関連付けられたサンプリング位置２０のバラツキが示される。また、図３５では、計測値グラフ４１１が示される、計測値グラフ４１１では、各目標位置２１と関連付けられたサンプリング位置２０との差の、複数のサンプリング位置２０の検出開始からの相対的な時間の経過による変化が示される。ユーザは、散布図３９１または計測値グラフ４１１から、各目標位置２１における当該目標位置２１とサンプリング位置２０との差の程度、または差の時系列の変化を確認することができる。これにより、撮像条件または移動機構の動きの適否を判断することができる。
【０２１６】
＜Ｋ．変形例＞
上記の実施の形態は、例えば、次のように変形することも可能である。例えば、ファイル出力機能に関して、キャリブレーションで収集したデータ（例えば、画像データ１０、位置データ３０、評価部７０による各種統計情報、表示データ等）を外部の機器にファイル出力することができる。
【０２１７】
また、ファイル読み込み機能に関して、上記の出力したファイルを外部のコントローラに読み込むことで、コントローラでデータ表示を再現することができる。
【０２１８】
また、データ表示する画面から、データ生成をしているユニット(例えば、サンプリング実行するサーチユニットやキャリブレーションデータを生成している画像マスタキャリブレーション)の設定画面を起動でき、起動した画面から設定パターンなどの変更をすることが可能である。また、変更した設定パターンでキャリブレーションを実施して、新たな結果を確認することができる。また、起動した画面から、上記の設定パターンを除く他のキャリブレーションパラメータを更新することが可能である。新たな設定パターンまたはキャリブレーションパラメータによるキャリブレーションの結果が、理想的なデータを示さない場合、以前のデータに戻すこともできる。
【０２１９】
また、本実施の形態では、画像データ１０が３次元の画像データを示す場合であっても、上記と同等のキャリブレーションを実施することが可能である。また、この３次元の画像データは、単一のカメラ（例えば、３Ｄ（three-dimensional)カメラ）により撮像された画像データまたは複数カメラが撮像した画像データからの合成画像データのいずれも適用することが可能である。
【０２２０】
また、位置検出装置１００によるキャリブレーションにおいては、位置検出装置１００を稼働させながら、キャリブレーションの結果（例えば、位置関連付け画面または評価部７０による評価の結果等）を収集し、表示部１３２に表示するとしてもよく、位置検出装置１００を稼働させず、キャリブレーションの結果を表示するとしてもよい。例えば、各目標位置２１に移動しながら撮像された画像データ１０を画像格納部６０に蓄積しておき、その後は、画像格納部６０の各目標位置２１に関連付けされた画像データ１０について、サンプリング位置２０を検出する画像処理、評価処理および表示データによる出力を実施してもよい。
【０２２１】
＜Ｌ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
位置決め用の特徴部分（１４）が設けられた対象物（４）の位置を変更する移動機構（３００）により、前記特徴部分が複数の目標位置（２１）のそれぞれに位置決めされるとき、対象物を撮像して取得される画像データ（１０）を格納する画像格納部（６０）と、画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる特徴部分の位置を検出する画像処理部（５０）と、各目標位置に位置決めされた対象物の画像データから、画像処理部により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納部（８０）と、検出位置に関する情報を、表示部（１３２）に表示するデータを生成する表示データ生成部（８５）と、を備え、表示データ生成部は、各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各検出位置を同じ座標空間（図１５、図１６、図１７）において表示するデータを生成する。
［構成２］
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含む、構成１に記載の位置検出装置。
［構成３］
前記座標空間は、多次元の座標軸を有し、
前記表示データ生成手段は、
前記多次元の座標軸うちの少なくとも１つの座標軸（Ｘ軸、またはＹ軸）上において前記目標位置と、当該目標位置に関連付けられている前記検出位置とを表示するデータを生成する、構成２に記載の位置検出装置。
［構成４］
前記表示するデータは、
前記目標位置毎に、関連付けされている前記複数の検出位置を、前記座標空間において散布図（１８３）の態様で表示するデータを含む、構成２または３に記載の位置検出装置。
［構成５］
前記表示するデータは、
前記目標位置毎に、関連付けされている前記複数の検出位置を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータ（１９１）を含む、構成３または４に記載の位置検出装置。
［構成６］
前記表示するデータは、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けられた前記検出位置の相対的な位置関係を示すための線分（２０７;２０８）を表示するデータを含む、構成１から５のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成７］
前記相対的な位置関係を示す線分は、前記各目標位置に関連付けされている前記検出位置を、当該目標位置への前記移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分（２０７）を表示するデータ、または前記各目標位置を前記移動機構による移動の順番に従い結ぶ線分（２０８）を表示するデータを含む、構成１から６のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成８］
前記移動は、予め定められた目標中心位置（ＣＴ）を円心に回転する回転移動を含み、
前記目標位置は、前記目標中心位置を含み、
前記検出位置は、前記各目標位置に関連付けられた前記各検出位置から推定される前記回転の推定中心位置（Ｃ）を含む、構成１から７のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成９］
前記表示するデータは、さらに、
前記各目標位置を、前記目標中心位置を円心とする円周線（２９６）上で表示するデータ、または前記各目標位置に関連付けられた前記検出位置を、前記推定中心位置を円心とする円周線（２９５）上で表示するデータを含む、構成８に記載の位置検出装置。
［構成１０］
前記表示するデータは、
関連付けられた前記目標位置からの差が閾値を超える前記検出位置を、予め定められた態様で表示するデータを含む、構成１から９のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１１］
前記画像処理手段は、前記特徴部分の画像から、当該特徴部分の予め定められた姿勢からの傾き角度を検出し、
前記表示するデータは、前記目標位置に関連付けられた前記検出位置を、前記傾き角度を示すマーク（２５５）で表示するデータを含む、構成１から９のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１２］
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含み、
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記各目標位置に関連付けて、当該目標位置の前記複数の検出位置の統計値を表示するデータを生成する、構成１から１１のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１３］
前記統計値は、少なくとも、前記複数の検出位置と関連付けられた前記目標位置との差の最大値、最小値および平均値の１つを含む、構成１２に記載の位置検出装置。
［構成１４］
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記目標位置に関連付けられた各前記複数の検出位置の当該目標位置からの差を、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータ（１９１）を生成する、構成１２または１３に記載の位置検出装置。
［構成１５］
前記表示データ生成手段は、
前記目標位置に関連付けられた各前記複数の検出位置の当該目標位置からの差を、予め定められた差の閾値と関連付けて、当該複数の検出位置の検出開始からの相対的な時間の経過に従う時系列の態様で表示するデータ（１９１）を生成する、構成１２から１４のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１６］
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記検出位置が検出された前記特徴部分の画像データを表示するデータ（１９２）を生成する手段を含む、構成１から１５のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１７］
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記目標位置と当該目標位置に関連付けられた前記検出位置を拡大して表示する手段（２０５）を含む、構成１から１６のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１８］
前記画像処理は、前記画像データから前記特徴部分の位置を検出するために当該画像データを前記移動機構の移動量から補正する補正パラメータを含み、
前記目標位置に関連付けられた前記検出位置は、前記補正パラメータを適用する前後の画像処理による各検出位置を含む、構成１から１７のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成１９］
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物（４）の位置を変更する移動機構（３００）により、前記特徴部分（１４）が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データ（１０）を格納する画像格納手段（６０）と、
前記画像データから、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出する画像処理手段（５０）と、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理手段により検出される検出位置を当該目標位置と関連づけて格納する位置格納手段（８０）と、
座標系における前記目標位置からの位置差の評価を表す評価内容（ＲＡ）と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因（ＲＢ）を有する予め定められた複数の要因データ（Ｒｉ）を格納する要因格納手段（９０）と、
前記位置格納手段に前記目標位置と、関連付けられている前記検出位置との間の前記座標系における差である検出差を、予め定められた基準（３５）で評価する評価手段（７０）と、
前記評価に関する情報を表示部に表示するデータを生成する表示データ生成手段（８５）と、を備え、
前記表示データ生成手段は、
前記評価手段による評価を表す前記評価内容に対応する前記要因格納手段の前記推定要因を表示するデータを生成する、位置検出装置。
［構成２０］
前記要因格納手段は、前記推定要因に対応付けて、当該推定要因に対処するための対処方法（ＲＣ）を格納し、
前記表示データ生成手段は、さらに、
前記推定要因に対応する前記対処方法を表示するデータを生成する、構成１９に記載の位置検出装置。
［構成２１］
前記対象物は、前記移動機構により前記各目標位置に複数回移動し、
前記位置格納手段に、前記各目標位置に関連付けて格納されている前記検出位置は、当該目標位置に複数回移動することにより撮像されて取得された前記画像データから検出される複数の検出位置を含む、構成１９に記載の位置検出装置。
［構成２２］
前記検出差は、
前記位置格納手段に前記目標位置と、関連付けられている前記複数の検出位置それぞれとの間の前記差の統計値を含む、構成２１に記載の位置検出装置。
［構成２３］
前記統計値は、
前記複数の検出位置それぞれとの間の前記差の平均値、最大値、最小値およびバラツキを示す値の少なくとも１つを含む、構成２２に記載の位置検出装置。
［構成２４］
前記推定要因は、前記移動機構の駆動条件、前記画像処理のパラメータ、または撮像の条件のうちの少なくとも１つを含み得る、構成１９から２３のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成２５］
前記表示データ生成手段は、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各前記検出位置を、同じ座標空間（図１５、図１６、図１７）において表示するデータを生成する、構成１９から２４のいずれか１に記載の位置検出装置。
［構成２６］
位置検出方法をコンピュータ（１１０）に実行させるためのプログラムであって、
前記位置検出方法は、
位置決め用の特徴部分（１４）が設けられた対象物（４）の位置を変更する移動機構（３００）により、前記特徴部分が複数の目標位置（２１）のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データ（１０）から、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出するステップ（Ｓ３）と、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理により検出される検出位置（２０）を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、
前記検出位置に関する情報を、表示部（１３２）に表示するデータを生成するステップ（Ｓ１５）と、を備え、
前記表示するデータを生成するステップでは、
前記各目標位置と、当該目標位置に関連付けて格納されている各前記検出位置を同じ座標空間において表示するデータ（図１５、図１６、図１７）を生成する、プログラム。
［構成２７］
位置検出方法をコンピュータ（１１０）に実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータは、座標系における目標位置からの位置差の評価を表す評価内容（ＲＡ）と、当該評価内容に対応付けて、当該位置差について推定される推定要因（ＲＢ）を有する予め定められた複数の要因データ（Ｒｉ）を格納する要因格納部（９０）を有し、
前記位置検出方法は、
位置決め用の特徴部分が設けられた対象物の位置を変更する移動機構（３００）により、前記特徴部分が複数の目標位置のそれぞれに位置決めされるとき、前記対象物を撮像して取得される画像データ（１０）から、画像処理により当該画像データに含まれる前記特徴部分の位置を検出するステップ（Ｓ３）と、
各前記目標位置に位置決めされた前記対象物の前記画像データから、前記画像処理手段により検出される検出位置（２０）を当該目標位置と関連づけて格納するステップと、
格納されている前記目標位置と、関連付けられている前記検出位置との間の前記座標系における差である検出差を、予め定められた基準で評価するステップ（Ｓ９）と、
前記評価に関する情報を表示部（１３２）に表示するデータを生成するステップ（Ｓ１５）と、を備え、
前記表示するデータを生成するステップでは、
前記要因格納部における、前記評価するステップにおける評価を表す前記評価内容に対応する前記推定要因を表示するデータを生成する、プログラム。
【０２２２】
＜Ｍ．利点＞
従来技術において、位置決め装置の稼働中または立上げ中に、位置決めの要求精度を満たさない場合に、ユーザが要因を追及するとき、位置決め有識者のノウハウが必要であり、また時間がかかっていた。
【０２２３】
これに対して、本実施の形態においては、キャリブレーションにおいて、各目標位置２１に移動したワーク４等を撮像して得られる画像データ１０から検出されるサンプリング位置２０を、当該目標位置２１と関連づけて格納し、この格納されている各サンプリング位置２０と、当該サンプリング位置２０に関連付けされている目標位置２１とを同じ座標空間において表示するデータが生成されるため、このような表示情報は上記の要因を特定するための支援情報となり得る。これにより、上記の要因の追及にかかる時間が短縮され得る。
【０２２４】
また、評価部７０は、位置格納部８０に関連付けて格納されているサンプリング位置２０と目標位置２１との差を予め定められた基準データ３５で評価し、この評価により当該差を引き起こす要因が推定されて、推定要因の表示データが生成される。これにより、上記の要因を追及する際の支援情報として推定要因を提示することが可能となり、最終的な要因の特定が容易となり得る。
【０２２５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２２６】
１  位置制御システム、２  ステージ、４  ワーク、１０  画像データ、１４  マーク、２０  サンプリング位置、２１  目標位置、２２  特徴画像、３０  位置データ、３５  基準データ、４０  画像取得部、５０  画像処理部、６０  画像格納部、７０  評価部、８０  位置格納部、８５  表示データ生成部、９０  要因格納部、９５  指令部、９６  制御指令、１００  位置検出装置、１０４  カメラ、１１０，２１４  プロセッサ、１１４  表示コントローラ、１５０  制御プログラム、３７１  時系列グラフ、Ｃ  推定回転中心、ＣＴ  目標回転中心、Ｒｉ  要因データ、ＲＡ  評価内容、ＲＢ  推定要因、ＲＣ  対処方法、ＲＣ１  具体的情報。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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