本發(fā)明涉及使用圖像處理來定位對(duì)象物的定位裝置、位置校正方法以及工業(yè)裝置。

背景技術(shù)：

在制造現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)有各種各樣的自動(dòng)化技術(shù)，作為這樣的自動(dòng)化技術(shù)之一，使用圖像處理裝置來定位對(duì)象物的技術(shù)是已知的。

作為這樣的技術(shù)，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種基于XYθ工作臺(tái)的位置對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其利用相機(jī)對(duì)搭載于XYθ工作臺(tái)的對(duì)象物上的基準(zhǔn)記號(hào)進(jìn)行攝像，并利用攝像得到的圖像來進(jìn)行計(jì)測(cè)，與此同時(shí)，進(jìn)行對(duì)象物的位置對(duì)準(zhǔn)，該XYθ工作臺(tái)進(jìn)行平行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

該位置對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)之前執(zhí)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)是如下處理：計(jì)測(cè)XYθ方向的移動(dòng)量和與XYθ工作臺(tái)對(duì)置配置的相機(jī)的攝像圖像上的移動(dòng)量之間的關(guān)系，在觀察相對(duì)于相機(jī)而XYθ工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，找出相對(duì)于用于使XYθ工作臺(tái)進(jìn)行期望的移動(dòng)的XYθ工作臺(tái)的移動(dòng)方向和移動(dòng)量，相機(jī)的攝像圖像上的移動(dòng)方向與移動(dòng)量的關(guān)系，并使諸條件齊備。

另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了在顯示器面板的表面貼合具有各種功能的薄膜的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：JP特開2007-17424號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：JP特開2013-208827號(hào)公報(bào)

在對(duì)2個(gè)對(duì)象物進(jìn)行定位的情況下，若將它們分別載置于XYθ工作臺(tái)(3軸)，則工作臺(tái)的軸數(shù)變多(全部為6軸)，成本高。為了避免該狀況，例如考慮將2個(gè)對(duì)象物中的一個(gè)載置于Xθ工作臺(tái)，將另一個(gè)載置于Y工作臺(tái)，但在此情況下，Xθ工作臺(tái)與Y工作臺(tái)分離，不能適用專利文獻(xiàn)1的校準(zhǔn)手法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，即使是X工作臺(tái)與Y工作臺(tái)分離的工作臺(tái)，也能進(jìn)行攝像裝置和工作臺(tái)的位置校正。

為了解決上述的課題，本發(fā)明的圖像處理裝置進(jìn)行工作臺(tái)座標(biāo)系與第1攝像裝置的相機(jī)座標(biāo)系的位置校正，工作臺(tái)包含沿第1方向移動(dòng)的第1工作臺(tái)以及獨(dú)立于所述第1工作臺(tái)而沿第2方向移動(dòng)的第2工作臺(tái)，第1攝像裝置能將所述第1工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于所述第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)獲取為第1記號(hào)的圖像，所述圖像處理裝置具備：存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)工作臺(tái)的機(jī)械性的特性值和位置校正參數(shù)；以及處理部，其根據(jù)使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的所述第1記號(hào)的位置以及所述特性值來計(jì)算所述位置校正參數(shù)，所述處理部獲取第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置，該第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第1工作臺(tái)位于第1基準(zhǔn)位置時(shí)使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的第1記號(hào)的位置，所述處理部獲取第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置，該第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第1工作臺(tái)從所述第1基準(zhǔn)位置起沿所述第1方向移動(dòng)至第1移動(dòng)位置時(shí)使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的所述第1記號(hào)的位置，在假定將所述第1記號(hào)移動(dòng)至所述工作臺(tái)座標(biāo)系的第1假想位置的情況下，所述處理部使用所述存儲(chǔ)器內(nèi)的所述第2工作臺(tái)的特性值，來計(jì)算對(duì)所述第1假想位置的所述第1記號(hào)進(jìn)行假想攝像而得到的第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置，所述處理部根據(jù)所述第1基準(zhǔn)位置、所述第1移動(dòng)位置、所述第1假想位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置，來計(jì)算第1位置校正參數(shù)，所述處理部將所述第1位置校正參數(shù)存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)器。

此外，第1基準(zhǔn)位置可以是使用第1攝像裝置而使記號(hào)位于圖像上的任意的位置。另外，第1工作臺(tái)可以位于原點(diǎn)的位置。

另外，本發(fā)明的位置校正方法中，由圖像處理裝置的處理部執(zhí)行工作臺(tái)座標(biāo)系和第1攝像裝置的相機(jī)座標(biāo)系的位置校正，工作臺(tái)包含沿第1方向移動(dòng)的第1工作臺(tái)以及獨(dú)立于所述第1工作臺(tái)而沿第2方向移動(dòng)的第2工作臺(tái)，該第1攝像裝置能將所述第1工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于所述第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的第1記號(hào)獲取為圖像，所述處理部執(zhí)行處理的步驟包含：獲取第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置的步驟，該第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第1工作臺(tái)位于第1基準(zhǔn)位置時(shí)使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的第1記號(hào)的位置；獲取第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置的步驟，該第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第1工作臺(tái)從所述第1基準(zhǔn)位置起沿所述第1方向移動(dòng)至第1移動(dòng)位置時(shí)使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的所述第1記號(hào)的位置；計(jì)算第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置的步驟，該第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置表示在移動(dòng)至根據(jù)所述第2工作臺(tái)的特性值所計(jì)算的第1假想位置的情況下的圖像上的所述第1記號(hào)的位置；以及根據(jù)所述第1基準(zhǔn)位置、所述第1移動(dòng)位置、所述第1假想位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置來計(jì)算第1位置校正參數(shù)的步驟。

另外，本發(fā)明中的工業(yè)裝置具備：第1工作臺(tái)，其沿第1方向移動(dòng)；第2工作臺(tái)，其獨(dú)立于所述第1工作臺(tái)而沿第2方向移動(dòng)；動(dòng)作控制裝置，其進(jìn)行所述第1工作臺(tái)以及所述第2工作臺(tái)的動(dòng)作控制；第1攝像裝置，其能將第1工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于所述第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)獲取為圖像；以及圖像處理裝置，其處理所述圖像，所述圖像處理裝置使用第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置來進(jìn)行所述第1工作臺(tái)和所述第2工作臺(tái)的工作臺(tái)座標(biāo)系的位置校正以及所述第1攝像裝置的相機(jī)座標(biāo)系的位置校正，并將作為該位置校正的結(jié)果的工作臺(tái)座標(biāo)系的座標(biāo)輸出至所述動(dòng)作控制裝置，所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第1工作臺(tái)位于第1基準(zhǔn)位置時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置，所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第1工作臺(tái)從所述第1基準(zhǔn)位置起沿所述第1方向移動(dòng)至第1移動(dòng)位置時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置，所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置表示在移動(dòng)至第1假想位置的情況下根據(jù)所述第2工作臺(tái)的特性值所計(jì)算的圖像上的記號(hào)的位置。

根據(jù)上述構(gòu)成，不僅能針對(duì)第2方向來計(jì)算第1假想位置而且能假想計(jì)算第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置，因此即使是在第1工作臺(tái)與第2工作臺(tái)分離，在攝像裝置的視野內(nèi)想要移動(dòng)第1工作臺(tái)與第2工作臺(tái)兩者時(shí)不能在攝像視野內(nèi)讀取座標(biāo)的變化那樣的工作臺(tái)的構(gòu)成，也能進(jìn)行校準(zhǔn)。

另外，一般而言，關(guān)于第1工作臺(tái)以及第2工作臺(tái)，它們的軸被設(shè)定為90度時(shí)的第1方向?yàn)閄軸方向，第2方向?yàn)閅軸方向，但其方向的相對(duì)角度不限于90度。另外，第1工作臺(tái)以及第2工作臺(tái)既可以位于同一平面上，也可以處于扭歪的位置。在處于扭歪的位置的情況下，第1方向與第2方向的相對(duì)角度是在使第2方向的軸相對(duì)于攝像裝置的光軸的方向平行移動(dòng)、且第2方向的軸與第1方向的軸相交的狀態(tài)下的第1方向與第2方向所成的角度。

另外，一般而言，攝像裝置能使用CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)。

在此，只要是能在由攝像裝置攝像出的圖像內(nèi)確定地點(diǎn)的部位，就能用作記號(hào)，一般使用十字形狀，但也可以不是十字形狀。另外，可以將工作臺(tái)的角或?qū)ο笪锏慕怯米饔浱?hào)。

另外，載置是指對(duì)象物與工作臺(tái)一起移動(dòng)的狀態(tài)，一般而言，是將對(duì)象物放置于工作臺(tái)的狀態(tài)。另外，若是朝向下方的工作臺(tái)，則對(duì)象物被吸附于工作臺(tái)的狀態(tài)也包含在載置的范疇內(nèi)。在為朝向下方的工作臺(tái)的情況下，攝像裝置被設(shè)置為朝向上方的狀態(tài)。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置以及位置校正方法中，所述特性值包括所述第2方向相對(duì)于所述第1方向的相對(duì)角度、以及所述第2工作臺(tái)的移動(dòng)量相對(duì)于所述第1工作臺(tái)的移動(dòng)量的相對(duì)倍率之中的至少一者。另外，所述第1工作臺(tái)與所述第2工作臺(tái)的右手系可以包含左手系的值。所述特性值是指，工作臺(tái)的機(jī)械性的特性。

根據(jù)上述構(gòu)成，能考慮第1工作臺(tái)與第2工作臺(tái)的位置關(guān)系以及移動(dòng)量來準(zhǔn)確地確定第1假想位置以及第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置。

另外，在本發(fā)明的圖像處理裝置中，所述處理部將使所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置沿所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置的方向前進(jìn)了特定值時(shí)的位置作為圖像座標(biāo)空間內(nèi)校正位置，該特定值是所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置與所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置間的距離乘以所述相對(duì)倍率而得到的值，所述處理部計(jì)算以所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置為中心使所述圖像座標(biāo)空間內(nèi)校正位置旋轉(zhuǎn)了所述相對(duì)角度時(shí)的位置來作為所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置還具有受理輸入信息的輸入部，所述輸入部從用戶受理所述特性值，本發(fā)明的位置校正方法還包含從用戶受理所述相對(duì)角度以及相對(duì)倍率之中的至少一者的步驟。一般而言，輸入部是鍵盤或鼠標(biāo)，但也可以是與圖像處理裝置連接的個(gè)人計(jì)算機(jī)或經(jīng)無線連接的平板式計(jì)算機(jī)。

根據(jù)上述構(gòu)成，還能應(yīng)對(duì)工作臺(tái)間的設(shè)計(jì)誤差。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置還包含第2攝像裝置，該第2攝像裝置能將所述第2工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于所述第2工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)獲取為第2記號(hào)的圖像，所述處理部獲取第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第2工作臺(tái)位于第2基準(zhǔn)位置時(shí)使用所述第2攝像裝置攝像出的圖像上的所述第2記號(hào)的位置，所述處理部獲取第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第2工作臺(tái)從所述第2基準(zhǔn)位置起沿所述第2方向移動(dòng)至第2移動(dòng)位置時(shí)使用所述第2攝像裝置攝像出的圖像上的第2記號(hào)的位置，所述處理部計(jì)算第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置表示在移動(dòng)至根據(jù)所述存儲(chǔ)器內(nèi)的所述第1工作臺(tái)的特性值所計(jì)算的第2假想位置的情況下的圖像上的所述第2記號(hào)的位置，所述處理部根據(jù)所述第2基準(zhǔn)位置、所述第2移動(dòng)位置、所述第2假想位置、所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置來計(jì)算第2位置校正參數(shù)，并將所述第2位置校正參數(shù)存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)器。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置還具有將值進(jìn)行輸出的輸出部，所述處理部利用通過所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的所述第1記號(hào)的位置以及所述第1位置校正參數(shù)，來計(jì)算所述第1記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的位置，所述處理部利用通過所述第2攝像裝置攝像出的圖像上的所述第2記號(hào)的位置以及所述第2位置校正參數(shù)，來計(jì)算所述第2記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的位置，所述處理部計(jì)算所述第1記號(hào)與所述第2記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的差分，所述輸出部輸出該差分。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置還具有將值進(jìn)行輸出的輸出部，所述處理部利用通過所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的所述第1記號(hào)的位置以及所述第1位置校正參數(shù)，來計(jì)算所述第1記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的位置，所述處理部利用通過所述第2攝像裝置攝像出的圖像上的所述第2記號(hào)的位置以及所述第2位置校正參數(shù)，來計(jì)算所述第2記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的位置，所述輸出部輸出所述第1記號(hào)的位置以及所述第2記號(hào)的位置。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置還包含第3工作臺(tái)，該第3工作臺(tái)與所述第1工作臺(tái)聯(lián)動(dòng)，且能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述處理部獲取第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置，該第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第3工作臺(tái)位于第3基準(zhǔn)位置時(shí)使用所述第1攝像裝置對(duì)所述第1工作臺(tái)上的記號(hào)、載置于所述第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)、所述第3工作臺(tái)上的記號(hào)以及載置于所述第3工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)當(dāng)中的任一個(gè)記號(hào)進(jìn)行攝像而得到的圖像上的記號(hào)的位置，所述處理部獲取第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置，該第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示所述第3工作臺(tái)從所述第3基準(zhǔn)位置起旋轉(zhuǎn)了給定角度時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置，所述處理部使用所述第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述給定角度來計(jì)算所述第3工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心位置，并將所述旋轉(zhuǎn)中心位置存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)器。

一般而言，可旋轉(zhuǎn)的第3工作臺(tái)位于第1工作臺(tái)的上方，也就是處于配置于相機(jī)側(cè)的狀態(tài)。在此情況下，用于校正的記號(hào)成為第3工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于第3工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)。另外，第3工作臺(tái)處于被配置于第1工作臺(tái)的下方的狀態(tài)，也就是在第3工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)則第1工作臺(tái)整體旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。在此情況下，用于校正的記號(hào)成為第1工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)。能以第1工作臺(tái)的給定位置來決定旋轉(zhuǎn)中心位置，并將此旋轉(zhuǎn)中心用作工作臺(tái)座標(biāo)系的原點(diǎn)。

另外，本發(fā)明的圖像處理裝置中，所述處理部還具有將值進(jìn)行輸出的輸出部，所述處理部計(jì)算為了從使用所述第1攝像裝置攝像出的圖像上的記號(hào)的位置起移動(dòng)至給定的目標(biāo)位置所需要的所述第3工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角，所述輸出部輸出該旋轉(zhuǎn)角。

另外，本發(fā)明的位置校正方法中，根據(jù)所述第1基準(zhǔn)位置、所述第1移動(dòng)位置、所述第1假想位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置來計(jì)算仿射變換參數(shù)，從而進(jìn)行第1位置校正。

另外，本發(fā)明的位置校正方法包含如下步驟：切換至基于第2攝像裝置的第2位置校正的步驟，該第2攝像裝置能將所述第2工作臺(tái)上的記號(hào)或者載置于所述第2工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)獲取為圖像；獲取第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置的步驟，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置表示在所述第2工作臺(tái)位于第2基準(zhǔn)位置時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置；獲取第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置的步驟，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第2工作臺(tái)從所述第2基準(zhǔn)位置起沿所述第2方向移動(dòng)至第2移動(dòng)位置時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置；計(jì)算第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置的步驟，該第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置表示在移動(dòng)至根據(jù)第1工作臺(tái)的特性值所計(jì)算的第2假想位置的情況下的圖像上的記號(hào)的位置；以及使用所述第2基準(zhǔn)位置、所述第2移動(dòng)位置、所述第2假想位置、所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置來計(jì)算第2位置校正參數(shù)的步驟。

根據(jù)上述的構(gòu)成，即使是在將假想軸從第1工作臺(tái)切換至第2工作臺(tái)的情況下，也能與在以第2工作臺(tái)為假想軸的情況下同樣地進(jìn)行位置校正。

另外，本發(fā)明的位置校正方法包含如下步驟：切換至基于工作臺(tái)座標(biāo)系以及所述第1攝像裝置的相機(jī)座標(biāo)系的第3位置校正的步驟，工作臺(tái)包含與所述第1工作臺(tái)聯(lián)動(dòng)且能旋轉(zhuǎn)的第3工作臺(tái)；在所述第3工作臺(tái)位于第3基準(zhǔn)位置時(shí)，使用所述第1攝像裝置對(duì)所述第1工作臺(tái)上的記號(hào)、載置于所述第1工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)、所述第3工作臺(tái)上的記號(hào)以及載置于所述第3工作臺(tái)的對(duì)象物上的記號(hào)當(dāng)中的任一個(gè)記號(hào)進(jìn)行攝像，來獲取表示圖像上的記號(hào)的位置的第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置的步驟；獲取第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置的步驟，該第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置表示在所述第3工作臺(tái)從第3基準(zhǔn)位置起旋轉(zhuǎn)了給定角度時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置；以及進(jìn)行第3位置校正的步驟，在該第3位置校正中，使用所述第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、所述第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及所述給定角度來計(jì)算所述第3工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心。

根據(jù)上述構(gòu)成，能進(jìn)行對(duì)第1工作臺(tái)的移動(dòng)以及第3工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)進(jìn)行了結(jié)合的定位。

此外，本發(fā)明的圖像處理裝置還可以通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，在此情況下，通過使計(jì)算機(jī)作為上述各部動(dòng)作從而通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)上述圖像處理裝置的程序以及記錄有該程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)也落在本發(fā)明的范疇內(nèi)。

本發(fā)明起到即使是X工作臺(tái)與Y工作臺(tái)無法聯(lián)動(dòng)的工作臺(tái)也能進(jìn)行攝像裝置和工作臺(tái)的位置校正的效果。

附圖說明

圖1A～圖1B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的定位系統(tǒng)的一例的圖。

圖2是表示圖像處理裝置的硬件構(gòu)成的一例的框圖。

圖3是表示對(duì)準(zhǔn)處理的流程的一例的流程圖。

圖4是用于說明目標(biāo)座標(biāo)的決定方法的圖。

圖5A～圖5C是用于說明目標(biāo)座標(biāo)的決定方法的圖。

圖6是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的校準(zhǔn)處理的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的校準(zhǔn)處理的流程的一例的流程圖。

圖8A～圖8B是表示左手系的座標(biāo)系和右手系的工作臺(tái)座標(biāo)系的圖。

圖9A～圖9B是表示左手系的座標(biāo)系和右手系的相機(jī)座標(biāo)系的圖。

圖10是表示仿射變換的行列式的圖。

圖11A～圖11B是表示用戶界面(UI)的一例的圖。

圖12是表示變形例中的定位系統(tǒng)的一例的圖。

標(biāo)號(hào)說明

1 定位系統(tǒng)(工業(yè)裝置)

10 工件

100 圖像處理裝置

102、104 相機(jī)(攝像裝置)

113 操作部(UI)

114 顯示部(UI)

200 運(yùn)動(dòng)控制器

300 X工作臺(tái)(第1工作臺(tái))

400 Y工作臺(tái)(第2工作臺(tái))

500 θ工作臺(tái)(第3工作臺(tái))

α 相對(duì)角度

β 相對(duì)倍率

具體實(shí)施方式

參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說明中，對(duì)同一部件賦予同一附圖標(biāo)記。它們的名稱以及功能也相同。因此，不重復(fù)說明其細(xì)節(jié)。

圖1A和圖1B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的定位系統(tǒng)的一例的圖。定位系統(tǒng)(工業(yè)裝置)是為了使用圖像處理在工業(yè)制品的制造過程中將對(duì)象物(以下，稱為“工件”)不發(fā)生偏離地配置在生產(chǎn)線上的需要的位置(對(duì)準(zhǔn))所使用的系統(tǒng)。本實(shí)施方式中的定位系統(tǒng)對(duì)在液晶面板的生產(chǎn)線上在作為工件的玻璃基板粘貼薄膜之際的工件的對(duì)位進(jìn)行控制。此外，定位系統(tǒng)還用于向電路基板安裝部件、部件彼此的組裝等。

如圖1A所示，定位系統(tǒng)1包含：圖像處理裝置100、1個(gè)以上的第1、2相機(jī)102、104(分別相當(dāng)于第1攝像裝置)、第3、4相機(jī)105、106(分別相當(dāng)于第2攝像裝置)、運(yùn)動(dòng)控制器200以及工作臺(tái)(第1～3工作臺(tái))300、400、500。圖像處理裝置100獲取由第1、2相機(jī)102、104拍攝的圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)來確定工件的位置。具體而言，在工件10的預(yù)先確定的位置上設(shè)置有用于定位的特征性的定位記號(hào)M，因此圖像處理裝置100根據(jù)獲取到的圖像數(shù)據(jù)中所含的定位記號(hào)M的位置來確定工件10的位置。此外，還存在無定位記號(hào)的工件，在此情況下檢測(cè)工件的角部分來確定工件的位置。

運(yùn)動(dòng)控制器200遵照來自圖像處理裝置100的指示，對(duì)未圖示的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而使工作臺(tái)300、400、500移動(dòng)，由此定位工件10的位置。具體而言，將根據(jù)設(shè)置于工件10的定位記號(hào)M的位置所決定的位置與目標(biāo)位置進(jìn)行比較，按照消除其差分的方式來移動(dòng)工作臺(tái)300、400、500。在液晶面板的生產(chǎn)線上向作為工件10的玻璃基板粘貼薄膜的情況下，將印在薄膜上的定位記號(hào)M作為目標(biāo)位置，來使玻璃基板移動(dòng)。

工作臺(tái)300、500只要構(gòu)成為能將作為工件10的玻璃基板配置在薄膜的貼合所需的位置上即可，具體而言，能對(duì)工件10賦予水平方向的單向的移位和旋轉(zhuǎn)方向的移位。即，本實(shí)施方式中的工作臺(tái)300構(gòu)成為在沿X方向移位的X工作臺(tái)300上配置以給定的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的θ工作臺(tái)500。以下，關(guān)于工作臺(tái)座標(biāo)系的原點(diǎn)，將X工作臺(tái)300的可動(dòng)范圍的中點(diǎn)(給定位置)處的θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)中心作為原點(diǎn)，并將原點(diǎn)至X方向作為X軸，將沿Y方向移位的Y工作臺(tái)400作為Y軸，以此來進(jìn)行說明。此外，工作臺(tái)座標(biāo)系的原點(diǎn)不限于此，還能設(shè)為X工作臺(tái)300的端點(diǎn)、或者X工作臺(tái)300與Y工作臺(tái)400的交點(diǎn)。

在向作為工件10的玻璃基板貼合薄膜(工件11)的情況下，通過本實(shí)施方式中的Xθ工作臺(tái)300、500來校正載置于Xθ工作臺(tái)的玻璃基板在X方向和旋轉(zhuǎn)方向的偏離，并通過與Xθ工作臺(tái)300、500獨(dú)立配置的Y工作臺(tái)400來校正載置于Y工作臺(tái)400上的薄膜在Y方向的偏離。通過結(jié)合該2個(gè)校正，能使玻璃基板與薄膜的位置一致。此外，玻璃基板與薄膜的貼合的應(yīng)用例只是1例，將玻璃基板或薄膜在工作臺(tái)進(jìn)行保持或者吸附的機(jī)構(gòu)、以及用于將它們載置于工作臺(tái)的的機(jī)構(gòu)并未圖示。

圖2是表示圖像處理裝置的硬件構(gòu)成的一例的框圖。如圖2所示，圖像處理裝置100與處理部(處理器)101、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或被用作處理部101的作業(yè)區(qū)域的存儲(chǔ)器111、操作部(包含輸入部和顯示部)113、相機(jī)I/F117、運(yùn)動(dòng)控制器I/F119分別連接，對(duì)圖像處理裝置100整體進(jìn)行控制。

相機(jī)I/F117受理由與Xθ工作臺(tái)300、500對(duì)置配置的第1、2相機(jī)102、104、第3、4相機(jī)105、106拍攝工件10而生成的圖像數(shù)據(jù)。相機(jī)I/F117包含用于臨時(shí)蓄存來自第1、2相機(jī)102、104、第3、4相機(jī)105、106的圖像數(shù)據(jù)的未圖示的緩沖器。

操作部113具備多個(gè)按鍵，受理基于與按鍵對(duì)應(yīng)的用戶的操作的各種指示、文字、數(shù)字等數(shù)據(jù)的輸入。操作部113包含顯示部114，顯示部114是液晶顯示裝置(LCD)、有機(jī)ELD等顯示裝置，顯示針對(duì)用戶的指示菜單或與獲取到的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的信息等。可以通過顯示部114和操作部113來構(gòu)成操作面板。

運(yùn)動(dòng)控制器I/F119與運(yùn)動(dòng)控制器200連接，處理部101經(jīng)由運(yùn)動(dòng)控制器I/F119而與運(yùn)動(dòng)控制器200之間收發(fā)數(shù)據(jù)。

接下來，針對(duì)在后述的校準(zhǔn)處理之后執(zhí)行的對(duì)準(zhǔn)處理的流程進(jìn)行說明。圖3是表示對(duì)準(zhǔn)處理的流程的一例的流程圖。圖3所示的各步驟基本上是由圖像處理裝置100以及運(yùn)動(dòng)控制器200配合執(zhí)行的處理。

在步驟S1(X工作臺(tái)上的工件拍攝)中，圖像處理裝置100通過第1、2相機(jī)102、104來檢測(cè)工件10上的第1記號(hào)、第2記號(hào)，并計(jì)算各自的相機(jī)座標(biāo)系。

在步驟S2(Y工作臺(tái)上的工件拍攝)中，圖像處理裝置100通過第3、4相機(jī)105、106來檢測(cè)工件11上的第3記號(hào)、第4記號(hào)，并計(jì)算各自的相機(jī)座標(biāo)系。

在步驟S3(將相機(jī)座標(biāo)系變換為工作臺(tái)座標(biāo)系)中，根據(jù)各記號(hào)的圖像座標(biāo)位置，使用與各相機(jī)對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，來求取第1～第4記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系中的位置。

在步驟S4(目標(biāo)位置的計(jì)算)中，在將工作臺(tái)座標(biāo)系中的第3、第4記號(hào)的中點(diǎn)(以下，工件11中點(diǎn))設(shè)為(Xt，Yt)的情況下，將(Xt，0)作為目標(biāo)位置。

在步驟S5(Y工作臺(tái)的移動(dòng)量計(jì)算)中，為了使工件11中點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置，Y工作臺(tái)的移動(dòng)量為Yt。

在步驟S6(X工作臺(tái)的移動(dòng)量計(jì)算)中，在設(shè)為了工作臺(tái)座標(biāo)系中的第1、第2記號(hào)的中點(diǎn)(以下，工件10中點(diǎn))的情況下，為了使工件10中點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置，X工作臺(tái)的移動(dòng)量為Xt。

在步驟S7(θ工作臺(tái)的移動(dòng)量計(jì)算)中，當(dāng)對(duì)工件10中點(diǎn)與工件11中點(diǎn)進(jìn)行重疊時(shí)，根據(jù)工件10與工件11的應(yīng)該重疊的記號(hào)的位置偏離量來計(jì)算旋轉(zhuǎn)角θt。

在步驟S8(工作臺(tái)移動(dòng))中，圖像處理裝置100將在步驟S5～S7中計(jì)算出的移動(dòng)量輸出至運(yùn)動(dòng)控制器200，運(yùn)動(dòng)控制器200遵循移動(dòng)量，使工作臺(tái)300、400、500移動(dòng)，結(jié)束對(duì)準(zhǔn)處理。

在對(duì)工件11與工件12進(jìn)行貼合的情況下，在對(duì)準(zhǔn)處理結(jié)束后，通過在未圖示的Z軸方向上動(dòng)作的機(jī)構(gòu)來完成貼合。

此外，在此將步驟S1～S8作為由圖像處理裝置100執(zhí)行的處理進(jìn)行了說明，但圖像處理裝置100還可以將在步驟S3中求出的第1～第4記號(hào)的工作臺(tái)座標(biāo)向運(yùn)動(dòng)控制器200輸出，使步驟S4～S8能夠由運(yùn)動(dòng)控制器200執(zhí)行。

另外，圖像處理裝置100可以將由第1相機(jī)102、104拍攝出的記號(hào)與由第2相機(jī)105、106拍攝出的記號(hào)在工作臺(tái)座標(biāo)系的座標(biāo)的差分(矢量)輸出至運(yùn)動(dòng)控制器200。若進(jìn)行這樣的輸出，則在進(jìn)行使由第1相機(jī)102拍攝的記號(hào)與由第2相機(jī)105拍攝的記號(hào)、以及使由第1相機(jī)104拍攝的記號(hào)與由第2相機(jī)106拍攝的記號(hào)分別重疊的對(duì)準(zhǔn)的情況下，能高速地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器200中的計(jì)算。

另外，圖像處理裝置100可以將由第1相機(jī)102、104拍攝的記號(hào)以及由第2相機(jī)105、106拍攝的記號(hào)輸出至各自的工作臺(tái)座標(biāo)系的座標(biāo)。在此情況下，用于對(duì)準(zhǔn)的位置計(jì)算由運(yùn)動(dòng)控制器200執(zhí)行。

接下來，說明作為在圖3中說明的對(duì)準(zhǔn)處理之前所執(zhí)行的本發(fā)明的實(shí)施方式的校準(zhǔn)處理。校準(zhǔn)處理是決定通過由第1、2相機(jī)102、104拍攝工件10而得到的位置信息與實(shí)際的工件10的位置信息的關(guān)系性的處理。

如圖1B所示，若利用第1、2相機(jī)102、104來拍攝工件10上的定位記號(hào)M，則實(shí)際的工作臺(tái)座標(biāo)系與由第1、2相機(jī)102、104識(shí)別的相機(jī)座標(biāo)系不一致。故而，在校準(zhǔn)處理中，需要在這些座標(biāo)系之間進(jìn)行匹配。具體而言，通過使設(shè)置有定位記號(hào)M的工件10移動(dòng)，并將在工作臺(tái)座標(biāo)系生成的移動(dòng)量與在相機(jī)座標(biāo)系生成的移動(dòng)量進(jìn)行比較，從而計(jì)算后述的校準(zhǔn)參數(shù)。此外，校準(zhǔn)處理由相機(jī)單獨(dú)進(jìn)行，相機(jī)具有專門的校準(zhǔn)參數(shù)。

圖6是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的校準(zhǔn)處理的圖。將圖6所示的工件10上的十字作為記號(hào)M，示意性地表示使用相機(jī)102、104攝像出的圖像的狀態(tài)。盡管還有在相機(jī)102、104的視野內(nèi)寫入多個(gè)記號(hào)M的情況，但只有使用特定的記號(hào)M進(jìn)行校準(zhǔn)即可。此外，圖像空間內(nèi)假想位置是為了幫助理解而示出，但即使不在相機(jī)拍攝的圖像中示出，也能執(zhí)行校準(zhǔn)處理。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的校準(zhǔn)處理的流程的一例的流程圖。校準(zhǔn)處理是先于對(duì)準(zhǔn)處理執(zhí)行的處理。在此處理中，事先，Xθ工作臺(tái)300、500的基準(zhǔn)位置例如位于原點(diǎn)，以定位記號(hào)M被第1、2相機(jī)102、104攝入的方式將工件10配置于Xθ工作臺(tái)300、500。為了求取校準(zhǔn)參數(shù)，需要伴隨X工作臺(tái)200以及Y工作臺(tái)300的工作臺(tái)座標(biāo)系的移動(dòng)的相機(jī)102、104在圖像內(nèi)(相機(jī)座標(biāo)系)的記號(hào)M的3點(diǎn)的座標(biāo)。在圖1B所示那樣的工作臺(tái)中，相機(jī)102、104能獲得伴隨X工作臺(tái)200的移動(dòng)的記號(hào)M在圖像內(nèi)的座標(biāo)2點(diǎn)，但不能獲得伴隨Y工作臺(tái)300的移動(dòng)的記號(hào)M在圖像內(nèi)的不同座標(biāo)。故而通過使用Y工作臺(tái)300的特性值，計(jì)算圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置，來作為伴隨相機(jī)102,104的圖像內(nèi)的Y工作臺(tái)的移動(dòng)(假想位置)的記號(hào)M的第3點(diǎn)，能求取校準(zhǔn)參數(shù)。

如圖7所示，圖像處理裝置100拍攝工件10上的定位記號(hào)M(步驟S11)，并計(jì)測(cè)圖像中的定位記號(hào)M的位置來作為圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置(步驟S12)。

在下一步驟S13中，通過運(yùn)動(dòng)控制器200來使該工件10沿X工作臺(tái)300的X方向移動(dòng)給定距離。給定距離設(shè)為記號(hào)M不從圖像內(nèi)超出的距離。然后，在該位置上再次進(jìn)行拍攝(步驟S14)，執(zhí)行將該圖像中的定位記號(hào)M的位置作為圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置再次計(jì)測(cè)的(步驟S15)抽樣處理，并使處理前進(jìn)至步驟S16。

在步驟S16中，圖像處理裝置100判斷步驟S11～S15的抽樣處理是否已重復(fù)規(guī)定次數(shù)。在步驟S11～S15的抽樣處理已重復(fù)規(guī)定次數(shù)的情況下，使處理前進(jìn)至步驟17，否則使Xθ工作臺(tái)300、500移動(dòng)至原始的基準(zhǔn)位置，使處理返回至步驟S11。通過重復(fù)抽樣處理，能對(duì)于抽樣處理時(shí)的噪聲產(chǎn)生平均效應(yīng)，提高X軸的估計(jì)的精度。此外，抽樣處理可以利用θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)，使圖像內(nèi)的上下(Y方向)的移位發(fā)生，使定位記號(hào)M以圖像內(nèi)的左上、右上、左下、右下這樣的順序移動(dòng)。

在步驟S17中，圖像處理裝置100在圖11A或者圖11B所示的用戶界面(UI)中受理相對(duì)角度α以及相對(duì)倍率β的輸入。相對(duì)角度α是相對(duì)于X工作臺(tái)300的軸(X軸)的正方向，與Xθ工作臺(tái)300、500另行配置的Y工作臺(tái)400的軸(假想的Y軸)的正方向所成的角度。在此，相對(duì)角度α存在如圖8A、圖8B所示那樣的左手系的座標(biāo)系和右手系的座標(biāo)系的情況，因此還能在UI受理該輸入。另外，圖11A是用于不含圖12所示的θ工作臺(tái)500的工作臺(tái)的UI，圖11B是用于包含圖1A所示的θ工作臺(tái)500的工作臺(tái)的UI。

相對(duì)倍率β是Y軸(假想的Y軸)相對(duì)于工作臺(tái)座標(biāo)系中的X工作臺(tái)300(X軸)的倍率。相對(duì)倍率是指，根據(jù)由運(yùn)動(dòng)控制器200輸出給Y工作臺(tái)400的給定的移動(dòng)量的命令來進(jìn)行移動(dòng)的量相對(duì)于根據(jù)由運(yùn)動(dòng)控制器200輸出給X工作臺(tái)300的給定的移動(dòng)量的命令來進(jìn)行移動(dòng)的量之比。圖11A以及圖11B中示出了，1.000000被輸入，根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器200的給定量的移動(dòng)命令，X工作臺(tái)200與Y工作臺(tái)300是相同移動(dòng)的工作臺(tái)。此外，在一般的工作臺(tái)的設(shè)計(jì)中，相對(duì)角度α是90°，相對(duì)倍率β是1，但由于在制造Xθ工作臺(tái)300、500以及Y工作臺(tái)400時(shí)產(chǎn)生誤差的可能性，用戶能進(jìn)行輸入。另外，還能應(yīng)對(duì)相對(duì)角度α為90°、且相對(duì)倍率不是1的特殊的工作臺(tái)。這些工作臺(tái)的特性值的輸入可以在校準(zhǔn)的啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行。另外，所輸入的值被保存至存儲(chǔ)器111。

在下一步驟S18中，圖像處理裝置100計(jì)算工作臺(tái)座標(biāo)系中的假想位置。具體而言，為了表示工作臺(tái)座標(biāo)系，使用大寫字母而表記為(X_n，Y_n)。根據(jù)在步驟S11中拍攝出的基準(zhǔn)位置(第1基準(zhǔn)位置)(X₀，0)、在步驟S13中從基準(zhǔn)位置起沿X方向移動(dòng)至X工作臺(tái)300后的位置(第1移動(dòng)位置)(X₁，0)、在步驟S17中受理的相對(duì)倍率β以及左手系或右手系的座標(biāo)系，來計(jì)算假想位置(第1假想位置)(X₀，Y₂)(參照?qǐng)D8A、圖8B)。在相對(duì)角度α為90°且相對(duì)倍率為1的情況下，Y₂是(X₁－X₀)。此外，若通過一般式來表示該座標(biāo)變換，則為Y₂＝sinα×β(X₁－X₀)。

在下一步驟S19中，圖像處理裝置100計(jì)算與工作臺(tái)座標(biāo)系中的假想位置對(duì)應(yīng)的相機(jī)座標(biāo)系中的圖像空間內(nèi)假想位置。具體而言，為了表示相機(jī)座標(biāo)系，使用小寫字母而表記為(x_n，y_n)。圖像處理裝置100將在基準(zhǔn)位置(X₀，0)處拍攝出的圖像上的定位記號(hào)M的圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置(第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置)計(jì)測(cè)為(x₀，y₀)，將在從基準(zhǔn)位置(X₀，0)沿X方向移動(dòng)至X工作臺(tái)300后的位置(X₁，0)處拍攝出的圖像上的定位記號(hào)M的位置(第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置)計(jì)測(cè)為(x₁，y₁)，且在步驟S17中設(shè)定了左手系的座標(biāo)系的情況下，通過圖10的式1來計(jì)算相機(jī)座標(biāo)系的圖像空間內(nèi)假想位置(第1圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置)(x₂，y₂)(參照?qǐng)D8A、圖9A)。說明圖10的式1，對(duì)于相機(jī)座標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)的假想位置的計(jì)算同樣地使用在步驟S17中受理輸入得到的工作臺(tái)座標(biāo)系中的X軸與Y軸的相對(duì)角度α、相對(duì)倍率β，計(jì)算將相機(jī)座標(biāo)系中的定位記號(hào)M從圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置起的移動(dòng)量乘以相對(duì)倍率β并右旋轉(zhuǎn)相對(duì)角度α?xí)r的座標(biāo)。另一方面，在步驟S17中設(shè)定了右手系的座標(biāo)系的情況下，通過圖10的式2來計(jì)算相機(jī)座標(biāo)系的圖像空間內(nèi)假想位置(x₂，y₂)(參照?qǐng)D8B、圖9B)。說明圖10的式2，計(jì)算將相機(jī)座標(biāo)系中的定位記號(hào)M從圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置起的移動(dòng)量乘以相對(duì)倍率β并左旋轉(zhuǎn)相對(duì)角度α?xí)r的座標(biāo)。

在下一步驟S20中，圖像處理裝置100計(jì)算仿射變換參數(shù)作為上述校準(zhǔn)參數(shù)。具體而言，根據(jù)圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置(x₀，y₀)、基于與之對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)座標(biāo)系的基準(zhǔn)位置(X₀，0)的圖10的式3、相機(jī)座標(biāo)系的位置(x₁，y₁)、基于與之對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)座標(biāo)系的位置(X₁，0)的圖10的式4、在步驟S19中計(jì)算出的圖像空間內(nèi)假想位置(x₂，y₂)以及基于與之對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)座標(biāo)系的假想位置(X₀，Y₂)的圖10的式5，來計(jì)算仿射變換參數(shù)(A，B，C，D，E，F(xiàn))。此外，如上所述，工作臺(tái)座標(biāo)系的假想位置(X₀，Y₂)的Y₂滿足圖10的式6。

在下一步驟S21中，求取相機(jī)座標(biāo)系中的θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)軸。具體而言，參照?qǐng)D4、5來說明相機(jī)座標(biāo)系中的θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)軸的求取方法。圖4、5是用于說明θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)軸的決定方法的圖。關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的決定，如圖4所示，圖像處理裝置100分別利用相機(jī)102、104拍攝工件10上的定位記號(hào)M，并計(jì)測(cè)工件10的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)角度。

如圖5A～圖5C所示，按照定位記號(hào)M不退出相機(jī)102、104的視野的方式使θ工作臺(tái)500旋轉(zhuǎn)角度θ，并根據(jù)在其前后的定位記號(hào)M的位置的變化來估計(jì)旋轉(zhuǎn)中心。更具體而言，如圖5A所示，通過θ工作臺(tái)500使設(shè)置有定位記號(hào)M的工件10旋轉(zhuǎn)角度θ。將此旋轉(zhuǎn)前后的定位記號(hào)M分別表示為“抽樣第1點(diǎn)”(第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置)以及“抽樣第2點(diǎn)”(第3圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置)。

然后，如圖5B所示，不僅定義經(jīng)過角度θ的旋轉(zhuǎn)前后的定位記號(hào)M的座標(biāo)點(diǎn)的直線，而且如圖5C所示，計(jì)算使在該直線的垂直二等分線上與2個(gè)定位記號(hào)M之間所成的角度成為角度θ的座標(biāo)。將計(jì)算出的該座標(biāo)決定為Xθ工作臺(tái)300、500的旋轉(zhuǎn)中心。

此外，能將θ工作臺(tái)500配置于X工作臺(tái)300的可動(dòng)范圍的中點(diǎn)時(shí)的θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)中心作為工作臺(tái)座標(biāo)系的原點(diǎn)。在將θ工作臺(tái)500的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)定為原點(diǎn)的狀態(tài)下，通過進(jìn)行圖5A～圖5C所示的抽樣，能計(jì)算抽樣后的記號(hào)M的工作臺(tái)座標(biāo)系中的座標(biāo)，能使相機(jī)座標(biāo)系與工作臺(tái)座標(biāo)系匹配。

如上所述，以使用包含Xθ工作臺(tái)300、500的定位系統(tǒng)1來進(jìn)行校準(zhǔn)的情況為例說明了本實(shí)施方式中的圖像處理裝置100，但如圖12所示，即使是不含θ工作臺(tái)500的構(gòu)成，也能通過本說明書的公開內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)。這樣的工作臺(tái)例如在通過將工件11載置于工作臺(tái)300的夾具而使在旋轉(zhuǎn)方向上不發(fā)生偏離的情況下或處理與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)的圓形的工件11時(shí)使用。

另外，在本實(shí)施方式中，將用于校準(zhǔn)的假想位置的座標(biāo)按以下方式設(shè)定：

將工作臺(tái)座標(biāo)系中的Y座標(biāo)設(shè)為Y₂＝sinα×β(X₁－X₀)，

將相機(jī)座標(biāo)系中的y座標(biāo)設(shè)為y₂＝sinα×β(x₁－x₀)+cosα×β(y₁－y₀)+y₀，

但不限于此，也可以將工作臺(tái)座標(biāo)系中的Y₂設(shè)為取代X₁而使用工作臺(tái)座標(biāo)系的任意的X軸的值X₃并對(duì)該X₃適用前述的相對(duì)角度α、相對(duì)倍率β的關(guān)系后的Y座標(biāo)的值，將此時(shí)的相機(jī)座標(biāo)系中的y₂設(shè)為使用與上述工作臺(tái)座標(biāo)系的值X₃對(duì)應(yīng)的相機(jī)座標(biāo)系的x軸的值x₃并對(duì)x₃適用前述的相對(duì)角度α、相對(duì)倍率β的關(guān)系后的y座標(biāo)的值。

另外，圖像處理裝置100相對(duì)于Xθ工作臺(tái)300、500，將Y工作臺(tái)設(shè)為假想軸，來進(jìn)行了針對(duì)相機(jī)102、104的校準(zhǔn)，但也能針對(duì)圖1A的相機(jī)105、106，相對(duì)于Y工作臺(tái)，將X工作臺(tái)設(shè)為假想軸來執(zhí)行校準(zhǔn)。將哪一個(gè)工作臺(tái)設(shè)為假想軸的切換能通過上述UI執(zhí)行。

即，切換至X工作臺(tái)300和Y工作臺(tái)400、以及能將Y工作臺(tái)400或者其上的對(duì)象物上的記號(hào)獲取為圖像的相機(jī)105、106，獲取表示Y工作臺(tái)400處于基準(zhǔn)位置(第2基準(zhǔn)位置)時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置的圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置(第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置)，獲取Y工作臺(tái)400處于從第2基準(zhǔn)位置起沿Y方向移動(dòng)后的位置(第2移動(dòng)位置)時(shí)的圖像上的記號(hào)的位置(第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置)，獲取Y工作臺(tái)400從給定位置起假想地沿X方向移動(dòng)給定距離至假想位置(第2假想位置)時(shí)的、根據(jù)X工作臺(tái)的特性值所設(shè)想的圖像上的記號(hào)的位置(第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)假想位置)，使用第2基準(zhǔn)位置、第2移動(dòng)位置、第2假想位置、第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)基準(zhǔn)位置、第2圖像座標(biāo)空間內(nèi)移動(dòng)位置以及第2圖像空間內(nèi)假想位置來進(jìn)行校準(zhǔn)。

〔基于軟件的實(shí)現(xiàn)例〕

圖像處理裝置100的控制模塊(尤其是處理部101)既可以通過形成于集成電路(IC芯片)等的邏輯電路(硬件)來實(shí)現(xiàn)，也可以使用CPU(Central Processing Unit；中央處理器)通過軟件來實(shí)現(xiàn)。

在后者的情況下，圖像處理裝置100具備：用于執(zhí)行實(shí)現(xiàn)各功能的軟件即程序的命令的CPU、上述程序及各種數(shù)據(jù)以可讀的方式記錄在計(jì)算機(jī)(或CPU)中的ROM(Read Only Memory；只讀存儲(chǔ)器)或者存儲(chǔ)裝置(將它們稱為“記錄介質(zhì)”)、以及用于展開上述程序的RAM(Random Access Memory；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。而且，計(jì)算機(jī)(或者CPU)從上述記錄介質(zhì)讀取并執(zhí)行上述程序，來達(dá)成本發(fā)明的目的。作為上述記錄介質(zhì)，能使用“非臨時(shí)的有形的介質(zhì)”，例如，帶、盤、卡、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、可編程的邏輯電路等。另外，上述程序可以通過能傳輸該程序的任意的傳輸介質(zhì)(通信網(wǎng)絡(luò)或廣播波等)而被提供給上述計(jì)算機(jī)。此外，本發(fā)明還能通過以電子式傳輸來具現(xiàn)化上述程序的、插入載波中的數(shù)據(jù)信號(hào)的形態(tài)來得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式，能在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更，將不同實(shí)施方式各自公開的技術(shù)手段適當(dāng)組合而得到的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。