零件旋转角度检测装置及图像处理用零件数据生成装置

摘要

本发明涉及零件旋转角度检测装置及图像处理用零件数据生成装置。提供一种零件旋转角度检测装置，即使是引线之外的线圈等金属部分露出的零件，也能够仅图像识别引线并能够高精度地检测零件的旋转角度。从通过照相机拍摄的带引线零件的图像中将与引线识别数据的类似度为规定值以上的部分识别为引线，基于所识别的引线的位置来计算该零件的旋转角度。在此，引线识别数据通过预先在引线的每个方向(0°、90°、180°、270°)学习引线的前端图像而生成，且被存储于存储装置。作为引线识别数据，可以使用Haar-like特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一种。根据检测出的旋转角度修正图像内的零件旋转角度，提取该零件的特征并生成图像处理用零件数据(本体、引线、凸块等的位置及尺寸等的数据)。

说明书

技术领域

本发明涉及处理通过照相机拍摄的带端子零件的图像并检测该零 件的旋转角度的零件旋转角度检测装置及图像处理用零件数据生成装 置以及零件旋转角度检测方法及图像处理用零件数据生成方法。

背景技术

在生成零件安装机中使用的图像处理用零件数据的情况下，如专 利文献1(特开2006-338482号公报)所记载，用照相机拍摄成为图 像处理用零件数据的生成对象的零件，从该零件的图像判别该零件的 种类，根据判别的零件的种类从该零件的图像提取表示该零件的特征 的数据，生成图像处理用零件数据。这时，存在相对于图像的水平· 垂直方向(XY方向)倾斜零件进行拍摄的情况，因此，需要检测所拍 摄的图像内的零件的旋转角度，修正零件的旋转角度。

因此，在专利文献1中，使用霍夫转换及最邻接长方形检测零件 的旋转角度，修正零件的旋转角度。

专利文献1：特开2006-338482号公报

通常，就成为图像处理用零件数据的生成对象的零件而言，形成 引线、凸块等端子，对该端子通过照明明亮地进行拍摄，因此，对明 亮地拍摄的端子进行识别，基于该端子的位置来检测零件的旋转角度。

但是，根据零件的不同，有的零件被明亮地拍摄的部分不仅限于 端子，线圈等金属部分也能够被明亮地拍摄。在这种零件中，有可能 将除端子之外的线圈等的金属部分错误地识别为是端子，其结果可能 是零件的旋转角度被检测错。在零件的旋转角度被检测错时，零件的 旋转角度被错误地修正，图像处理用零件数据的精度·可靠性变差。

发明内容

于是，本发明要解决的课题在于，即使是除端子之外的线圈等的 金属部分露出的零件，也能够仅图像识别端子并能够高精度地检测零 件的旋转角度，另外，通过提高零件的旋转角度的检测精度，能够提 高图像处理用零件数据的精度·可靠性。

为解决所述课题，本发明的第一方面提供一种零件旋转角度检测 装置，其处理通过照相机拍摄的带端子零件的图像，检测该零件的旋 转角度，其构成为，具备：存储单元，其存储预先学习端子的图像而 生成的端子识别数据；端子识别单元，其从通过所述照相机拍摄的带 端子零件的图像中将与所述端子识别数据的类似度为规定值以上的部 分识别为端子；零件旋转角度计算单元，其基于通过所述端子识别单 元所识别的端子的位置计算该零件的旋转角度。

根据该构成，在从通过照相机拍摄的带端子零件的图像中识别端 子时，预先学习端子的图像，将所生成的与端子识别数据的类似度为 规定值以上的部分识别为端子，因此，即使是除端子之外的线圈等的 金属部分露出的零件，也能够防止将除端子之外的线圈等的金属部分 错误地识别为是端子，能够高精度地仅识别端子，能够高精度地检测 零件的旋转角度。

该情况下，如本发明的第二方面，也可以通过Haar-like特征量、 HOG特征量、SIFT特征量中的任一种生成端子识别数据，通过使用了 所述端子识别数据的识别器从带端子零件的图像中识别端子。

或如本发明的第三方面，也可以使用支持向量机、神经网络、模 式匹配中的任一种从带端子零件的图像中识别端子。即使在本发明的 第二、三方面中任一种的情况下，也能够从带端子零件的图像中高精 度地识别端子。

在将以上说明的本发明的第一～第三方面的发明应用于零件安装 机的情况下，也可以将吸附在零件安装机的吸附管嘴上的带端子零件 从其下方通过照相机进行拍摄，检测该零件的旋转角度，根据该检测 角度使吸附管嘴旋转，修正该零件的旋转角度并将其安装于基板。

或如本发明的第四方面，在从通过照相机拍摄成为图像处理用零 件数据的生成对象的带端子零件而获得的图像中提取该零件的特征来 生成图像处理用零件数据的图像处理用零件数据生成装置中应用本发 明的情况下，也可以具备：上述的本发明的第一～第三方面中任一方 面所述的零件旋转角度检测装置；根据通过该零件旋转角度检测装置 检测出的旋转角度来修正所述带端子零件的图像中的该零件的旋转角 度的旋转角度修正单元。由此，即使是除端子之外的线圈等的金属部 分露出的零件，也能够高精度地检测通过照相机拍摄的图像内的零件 的旋转角度，因此，能够高精度地修正该零件的旋转角度，能够提高 根据图像生成的图像处理用零件数据的精度·可靠性。

另外，本发明的第五、六方面作为“零件旋转角度检测方法”、 “图像处理用零件数据生成方法”的发明记载了与本发明的第一、第 四方面记载的“零件旋转角度检测装置”、“图像处理用零件数据生 成装置”的发明实质上相同的技术思想。

附图说明

图1是表示本发明一实施例中的图像处理用零件数据生成装置的 构成例的框图；

图2是表示零件旋转角度检测程序的处理的流程的流程图；

图3是表示带引线零件的图像的一例的图。

符号说明：

11…计算机(端子识别单元、零件旋转角度计算单元、旋转角度 修正单元)、

12…照相机、

13…输入装置、

14…显示装置、

15…存储装置(存储单元)

具体实施方式

下面，对将用于实施本发明的方式具体化了的一个实施例进行说 明。

如图1所示，图像处理用零件数据生成装置的构成具备：个人电 脑等的计算机11、拍摄成为图像处理用零件数据的生成对象的零件的 照相机12、键盘、鼠标等的输入装置13、液晶显示器、CRT等的显示 装置14、存储后述的图2的零件旋转角度检测程序及引线识别数据等 的存储装置15(存储单元)。

计算机11执行后述的图2的零件旋转角度检测程序，由此，从通 过照相机12拍摄的带引线零件的图像中将与引线识别数据的类似度为 规定值以上的部分识别为引线，基于所识别的引线的位置计算该零件 的旋转角度。在此，引线识别数据通过预先在引线的每个方向(0°、 90°、180°、270°)学习引线的前端图像而生成，并存储于存储装 置15。作为引线识别数据，使用例如Haar-like特征量、HOG特征量、 SIFT特征量中的任一种即可。而且，准备使用了Haar-like特征量等 的引线识别数据的识别器，通过扫描窗口对图像内进行扫描，从图像 中将与引线识别数据的类似度为规定值以上的部分识别为引线。这时， 只要每次扫描时一边变更扫描窗口的位置及尺寸，一边重复对图像内 进行扫描的处理，则就能够高精度地识别图像内的全部引线。

除此之外，也可以使用支持向量机、神经网络、模式匹配中的任 一种从带引线零件的图像中识别引线。

计算机11执行图像处理用零件数据生成程序(未图示)，由此， 发挥在权利要求范围内所说的作为旋转角度修正单元的作用，通过图2 的零件旋转角度检测程序，根据检测到的零件的旋转角度来修正零件 的图像内的该零件的旋转角度，提取该零件的特征，生成图像处理用 零件数据(本体、引线、凸块等位置及尺寸等的数据)。

下面，说明图2的零件旋转角度检测程序的处理内容。

图2的零件旋转角度检测程序通过计算机11来执行，发挥在权利 要求范围内所说的作为零件旋转角度计算单元的作用。一起动本程序 则首先在步骤101中，通过照相机12拍摄带引线零件，其次在步骤102 中，在图像内设定扫描窗口对图像内进行扫描。

之后，进入步骤103，从图像中将与引线识别数据的类似度为规 定值以上的部分识别为引线。在此，引线识别数据通过预先对引线的 每个方向(0°、90°、180°、270°)学习引线的前端图像而生成， 并存储于存储装置15。作为引线识别数据，使用例如Haar-like特征 量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一种即可。

之后，进入步骤104，将所识别的引线的位置和方向(角度)存 储于存储装置15或RAM等。在下面的步骤105中，判断图像的扫描 次数是否达到了规定次数，若没有达到规定次数，则进入步骤106，变 更扫描窗口的位置及尺寸，返回上述步骤102，再次进行扫描。由此， 在图像的扫描次数达到规定次数之前，一边变更扫描窗口的位置及尺 寸，一边重复进行扫描，将所识别的引线的位置和方向存储于存储装 置15或RAM等。这时，重复识别的引线的位置和方向不重复地存储。

之后，在上述步骤105中，在判断为图像的扫描次数达到了规定 次数的时刻，进入步骤107，基于所识别的引线的位置和方向，计算零 件相对于图像的水平·垂直方向(XY方向)的旋转角度。具体而言， 如图3所示，在每个方向汇总所识别的引线的位置，检测引线的排列 方向(连结各引线的前端的直线)，从该引线的排列方向计算零件的 旋转角度。这时，可以根据零件的对向的2边的引线的排列方向的平 均值计算零件的旋转角度，或也可以根据引线根数最多的边的引线的 排列方向计算零件的旋转角度。

在以上说明的本实施例中，在从通过照相机12拍摄的带引线零件 的图像中识别引线时，预先学习引线的图像而生成的与引线识别数据 的类似度为规定值以上的部分识别为引线，因此，即使是除引线之外 的线圈等的金属部分露出的零件，也能够防止将除引线之外的线圈等 的金属部分错误地识别为是引线，能够高精度地仅识别引线，能够高 精度地检测零件的旋转角度。因此，在从通过照相机12拍摄成为图像 处理用零件数据的生成对象的带引线零件而获得的图像中提取该零件 的特征生成图像处理用零件数据时，能够高精度地修正该零件的旋转 角度，能够提高由图像生成的图像处理用零件数据的精度·可靠性。

在上述实施例中，检测了作为端子排列有引线的零件的旋转角度， 但是，如BGA型零件，也可以检测作为端子排列有凸块的零件的旋转 角度。

而且，本发明的零件旋转角度检测方法的应用范围不仅限于图像 处理用零件数据生成方法，例如，在将本发明应用于零件安装机的情 况下，也能够从其下方通过照相机拍摄吸附在零件安装机的吸附管嘴 上的带端子零件并检测该零件的旋转角度，根据该检测角度使吸附管 嘴旋转来修正该零件的旋转角度并将其安装于基板上。