專利名稱：零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理通過照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像并檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置以及零件旋轉(zhuǎn)角度檢測方法及圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成方法。
背景技術(shù)：
在生成零件安裝機(jī)中使用的圖像處理用零件數(shù)據(jù)的情況下，如專利文獻(xiàn)I (特開2006-338482號公報)所記載，用照相機(jī)拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的零件，從該零件的圖像判別該零件的種類，根據(jù)判別的零件的種類從該零件的圖像提取表示該零件的特征的數(shù)據(jù)，生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)。這時，存在相對于圖像的水平 垂直方向(XY方向)傾斜零件進(jìn)行拍攝的情況，因此，需要檢測所拍攝的圖像內(nèi)的零件的旋轉(zhuǎn)角度，修正 零件的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在專利文獻(xiàn)I中，使用霍夫轉(zhuǎn)換及最鄰接長方形檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度，修正零件的旋轉(zhuǎn)角度。專利文獻(xiàn)I :特開2006-338482號公報通常，就成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的零件而言，形成引線、凸塊等端子，對該端子通過照明明亮地進(jìn)行拍攝，因此，對明亮地拍攝的端子進(jìn)行識別，基于該端子的位置來檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度。但是，根據(jù)零件的不同，有的零件被明亮地拍攝的部分不僅限于端子，線圈等金屬部分也能夠被明亮地拍攝。在這種零件中，有可能將除端子之外的線圈等的金屬部分錯誤地識別為是端子，其結(jié)果可能是零件的旋轉(zhuǎn)角度被檢測錯。在零件的旋轉(zhuǎn)角度被檢測錯時，零件的旋轉(zhuǎn)角度被錯誤地修正，圖像處理用零件數(shù)據(jù)的精度·可靠性變差。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明要解決的課題在于，即使是除端子之外的線圈等的金屬部分露出的零件，也能夠僅圖像識別端子并能夠高精度地檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度，另外，通過提高零件的旋轉(zhuǎn)角度的檢測精度，能夠提高圖像處理用零件數(shù)據(jù)的精度·可靠性。為解決所述課題，本發(fā)明的第一方面提供一種零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其處理通過照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像，檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度，其構(gòu)成為，具備存儲單元，其存儲預(yù)先學(xué)習(xí)端子的圖像而生成的端子識別數(shù)據(jù)；端子識別單元，其從通過所述照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像中將與所述端子識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為端子；零件旋轉(zhuǎn)角度計算單元，其基于通過所述端子識別單元所識別的端子的位置計算該零件的旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)該構(gòu)成，在從通過照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像中識別端子時，預(yù)先學(xué)習(xí)端子的圖像，將所生成的與端子識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為端子，因此，即使是除端子之外的線圈等的金屬部分露出的零件，也能夠防止將除端子之外的線圈等的金屬部分錯誤地識別為是端子，能夠高精度地僅識別端子，能夠高精度地檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度。該情況下，如本發(fā)明的第二方面，也可以通過Haar-Iike特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一種生成端子識別數(shù)據(jù)，通過使用了所述端子識別數(shù)據(jù)的識別器從帶端子零件的圖像中識別端子?；蛉绫景l(fā)明的第三方面，也可以使用支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式匹配中的任一種從帶端子零件的圖像中識別端子。即使在本發(fā)明的第二、三方面中任一種的情況下，也能夠從帶端子零件的圖像中高精度地識別端子。在將以上說明的本發(fā)明的第一 第三方面的發(fā)明應(yīng)用于零件安裝機(jī)的情況下，也可以將吸附在零件安裝機(jī)的吸附管嘴上的帶端子零件從其下方通過照相機(jī)進(jìn)行拍攝，檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)該檢測角度使吸附管嘴旋轉(zhuǎn)，修正該零件的旋轉(zhuǎn)角度并將其安裝于基板。或如本發(fā)明的第四方面，在從通過照相機(jī)拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對 象的帶端子零件而獲得的圖像中提取該零件的特征來生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)的圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置中應(yīng)用本發(fā)明的情況下，也可以具備上述的本發(fā)明的第一 第三方面中任一方面所述的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置；根據(jù)通過該零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置檢測出的旋轉(zhuǎn)角度來修正所述帶端子零件的圖像中的該零件的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度修正單元。由此，即使是除端子之外的線圈等的金屬部分露出的零件，也能夠高精度地檢測通過照相機(jī)拍攝的圖像內(nèi)的零件的旋轉(zhuǎn)角度，因此，能夠高精度地修正該零件的旋轉(zhuǎn)角度，能夠提高根據(jù)圖像生成的圖像處理用零件數(shù)據(jù)的精度·可靠性。另外，本發(fā)明的第五、六方面作為“零件旋轉(zhuǎn)角度檢測方法”、“圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成方法”的發(fā)明記載了與本發(fā)明的第一、第四方面記載的“零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置”、“圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置”的發(fā)明實質(zhì)上相同的技術(shù)思想。


圖I是表示本發(fā)明一實施例中的圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置的構(gòu)成例的框圖；圖2是表示零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序的處理的流程的流程圖；圖3是表示帶引線零件的圖像的一例的圖。符號說明11…計算機(jī)(端子識別單元、零件旋轉(zhuǎn)角度計算單元、旋轉(zhuǎn)角度修正單元)、12…照相機(jī)、13…輸入裝置、14…顯示裝置、15…存儲裝置(存儲單元)
具體實施例方式下面，對將用于實施本發(fā)明的方式具體化了的一個實施例進(jìn)行說明。如圖I所示，圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置的構(gòu)成具備個人電腦等的計算機(jī)11、拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的零件的照相機(jī)12、鍵盤、鼠標(biāo)等的輸入裝置13、液晶顯示器、CRT等的顯示裝置14、存儲后述的圖2的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序及引線識別數(shù)據(jù)等的存儲裝置15 (存儲單元)。計算機(jī)11執(zhí)行后述的圖2的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序，由此，從通過照相機(jī)12拍攝的帶引線零件的圖像中將與引線識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為引線，基于所識別的引線的位置計算該零件的旋轉(zhuǎn)角度。在此，引線識別數(shù)據(jù)通過預(yù)先在引線的每個方向(0°、90°、180°、270° )學(xué)習(xí)引線的前端圖像而生成，并存儲于存儲裝置15。作為引線識別數(shù)據(jù)，使用例如Haar-Iike特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一種即可。而且，準(zhǔn)備使用了 Haar-Iike特征量等的引線識別數(shù)據(jù)的識別器，通過掃描窗口對圖像內(nèi)進(jìn)行掃描，從圖像中將與引線識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為引線。這時，只要每次掃描時一邊變更掃描窗口的位置及尺寸，一邊重復(fù)對圖像內(nèi)進(jìn)行掃描的處理，則就能夠高精度地識別圖像內(nèi)的全部引線。除此之外，也可以使用支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式匹配中的任一種從帶引線零件的圖像中識別引線。 計算機(jī)11執(zhí)行圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成程序(未圖示)，由此，發(fā)揮在權(quán)利要求范圍內(nèi)所說的作為旋轉(zhuǎn)角度修正單元的作用，通過圖2的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序，根據(jù)檢測到的零件的旋轉(zhuǎn)角度來修正零件的圖像內(nèi)的該零件的旋轉(zhuǎn)角度，提取該零件的特征，生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)(本體、引線、凸塊等位置及尺寸等的數(shù)據(jù))。下面，說明圖2的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序的處理內(nèi)容。圖2的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測程序通過計算機(jī)11來執(zhí)行，發(fā)揮在權(quán)利要求范圍內(nèi)所說的作為零件旋轉(zhuǎn)角度計算單元的作用。一起動本程序則首先在步驟101中，通過照相機(jī)12拍攝帶引線零件，其次在步驟102中，在圖像內(nèi)設(shè)定掃描窗口對圖像內(nèi)進(jìn)行掃描。之后，進(jìn)入步驟103，從圖像中將與引線識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為引線。在此，引線識別數(shù)據(jù)通過預(yù)先對引線的每個方向(0°、90°、180°、270° )學(xué)習(xí)引線的前端圖像而生成，并存儲于存儲裝置15。作為引線識別數(shù)據(jù)，使用例如Haar-Iike特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一種即可。之后，進(jìn)入步驟104，將所識別的引線的位置和方向(角度)存儲于存儲裝置15或RAM等。在下面的步驟105中，判斷圖像的掃描次數(shù)是否達(dá)到了規(guī)定次數(shù)，若沒有達(dá)到規(guī)定次數(shù)，則進(jìn)入步驟106，變更掃描窗口的位置及尺寸，返回上述步驟102，再次進(jìn)行掃描。由此，在圖像的掃描次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)之前，一邊變更掃描窗口的位置及尺寸，一邊重復(fù)進(jìn)行掃描，將所識別的引線的位置和方向存儲于存儲裝置15或RAM等。這時，重復(fù)識別的引線的位置和方向不重復(fù)地存儲。之后，在上述步驟105中，在判斷為圖像的掃描次數(shù)達(dá)到了規(guī)定次數(shù)的時刻，進(jìn)入步驟107，基于所識別的引線的位置和方向，計算零件相對于圖像的水平·垂直方向(XY方向)的旋轉(zhuǎn)角度。具體而言，如圖3所示，在每個方向匯總所識別的引線的位置，檢測引線的排列方向(連結(jié)各引線的前端的直線)，從該引線的排列方向計算零件的旋轉(zhuǎn)角度。這時，可以根據(jù)零件的對向的2邊的引線的排列方向的平均值計算零件的旋轉(zhuǎn)角度，或也可以根據(jù)引線根數(shù)最多的邊的引線的排列方向計算零件的旋轉(zhuǎn)角度。在以上說明的本實施例中，在從通過照相機(jī)12拍攝的帶引線零件的圖像中識別引線時，預(yù)先學(xué)習(xí)引線的圖像而生成的與引線識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為引線，因此，即使是除引線之外的線圈等的金屬部分露出的零件，也能夠防止將除引線之外的線圈等的金屬部分錯誤地識別為是引線，能夠高精度地僅識別引線，能夠高精度地檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在從通過照相機(jī)12拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的帶引線零件而獲得的圖像中提取該零件的特征生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)時，能夠高精度地修正該零件的旋轉(zhuǎn)角度，能夠提高由圖像生成的圖像處理用零件數(shù)據(jù)的精度·可靠性。在上述實施例中，檢測了作為端子排列有引線的零件的旋轉(zhuǎn)角度，但是，如BGA型零件，也可以檢測作為端子排列有凸塊的零件的旋轉(zhuǎn)角度。而且，本發(fā)明的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測方法的應(yīng)用范圍不僅限于圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成方法，例如，在將本發(fā)明應(yīng)用于零件安裝機(jī)的 情況下，也能夠從其下方通過照相機(jī)拍攝吸附在零件安裝機(jī)的吸附管嘴上的帶端子零件并檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)該檢測角度使吸附管嘴旋轉(zhuǎn)來修正該零件的旋轉(zhuǎn)角度并將其安裝于基板上。
權(quán)利要求
1.一種零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其處理通過照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像，檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度，其特征在于，具備 存儲單元，其存儲通過預(yù)先學(xué)習(xí)端子的圖像而生成的端子識別數(shù)據(jù)； 端子識別單元，其從通過所述照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像中將與所述端子識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為端子； 零件旋轉(zhuǎn)角度計算單元，其基于通過所述端子識別單元所識別的端子的位置計算該零件的旋轉(zhuǎn)角度。
2.如權(quán)利要求I所述的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于， 所述端子識別數(shù)據(jù)通過Haar-Iike特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一種生成， 所述端子識別單元通過使用了所述端子識別數(shù)據(jù)的識別器從所述帶端子零件的圖像中識別所述端子。
3.如權(quán)利要求I所述的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，其特征在于， 所述端子識別單元使用支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式匹配中的任一種從所述帶端子零件的圖像中識別所述端子。
4.一種圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置，從通過照相機(jī)拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的帶端子零件而獲得的圖像中提取該零件的特征來生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)，其特征在于，具備 權(quán)利要求I 3中任一項所述的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置； 根據(jù)通過所述零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置檢測出的旋轉(zhuǎn)角度來修正所述帶端子零件的圖像中的該零件的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度修正單元。
5.一種零件旋轉(zhuǎn)角度檢測方法，處理通過照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像，檢測該零件的旋轉(zhuǎn)角度，其特征在于， 預(yù)先學(xué)習(xí)端子的圖像，生成端子識別數(shù)據(jù)， 從通過所述照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像中將與所述端子識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為端子，基于所識別的端子的位置計算該零件的旋轉(zhuǎn)角度。
6.一種圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成方法，從通過照相機(jī)拍攝成為圖像處理用零件數(shù)據(jù)的生成對象的帶端子零件而獲得的圖像中提取該零件的特征來生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)，其特征在于， 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度檢測處理，通過權(quán)利要求5所述的零件旋轉(zhuǎn)角度檢測方法檢測通過所述照相機(jī)拍攝的帶端子零件的圖像的該零件的旋轉(zhuǎn)角度， 根據(jù)通過所述旋轉(zhuǎn)角度檢測處理檢測出的旋轉(zhuǎn)角度來修正所述帶端子零件的圖像中的該零件的旋轉(zhuǎn)角度，生成所述圖像處理用零件數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置及圖像處理用零件數(shù)據(jù)生成裝置。提供一種零件旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置，即使是引線之外的線圈等金屬部分露出的零件，也能夠僅圖像識別引線并能夠高精度地檢測零件的旋轉(zhuǎn)角度。從通過照相機(jī)拍攝的帶引線零件的圖像中將與引線識別數(shù)據(jù)的類似度為規(guī)定值以上的部分識別為引線，基于所識別的引線的位置來計算該零件的旋轉(zhuǎn)角度。在此，引線識別數(shù)據(jù)通過預(yù)先在引線的每個方向(0°、90°、180°、270°)學(xué)習(xí)引線的前端圖像而生成，且被存儲于存儲裝置。作為引線識別數(shù)據(jù)，可以使用Haar-like特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一種。根據(jù)檢測出的旋轉(zhuǎn)角度修正圖像內(nèi)的零件旋轉(zhuǎn)角度，提取該零件的特征并生成圖像處理用零件數(shù)據(jù)(本體、引線、凸塊等的位置及尺寸等的數(shù)據(jù))。
文檔編號G01B11/26GK102759333SQ20121012512
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者江崎弘健 申請人:富士機(jī)械制造株式會社