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专利名称：零件旋转角度检测装置及图像处理用零件数据生成装置的制作方法
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I (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I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I :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-Iike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。


图I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)
具体实施例方式下面，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I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-Iike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-Iike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-Iike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。
权利要求
1.一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，其特征在于，具备 存储单元，其存储通过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。
2.如权利要求I所述的零件旋转角度检测装置，其特征在于， 所述端子识别数据通过Haar-Iike特征量、HOG特征量、SIFT特征量中的任一种生成， 所述端子识别单元通过使用了所述端子识别数据的识别器从所述带端子零件的图像中识别所述端子。
3.如权利要求I所述的零件旋转角度检测装置，其特征在于， 所述端子识别单元使用支持向量机、神经网络、模式匹配中的任一种从所述带端子零件的图像中识别所述端子。
4.一种图像处理用零件数据生成装置，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，其特征在于，具备 权利要求I 3中任一项所述的零件旋转角度检测装置； 根据通过所述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。
5.一种零件旋转角度检测方法，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，其特征在于， 预先学习端子的图像，生成端子识别数据， 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，基于所识别的端子的位置计算该零件的旋转角度。
6.一种图像处理用零件数据生成方法，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，其特征在于， 进行旋转角度检测处理，通过权利要求5所述的零件旋转角度检测方法检测通过所述照相机拍摄的带端子零件的图像的该零件的旋转角度， 根据通过所述旋转角度检测处理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，生成所述图像处理用零件数据。
全文摘要
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)。
文档编号G01B11/26GK102759333SQ20121012512
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者江崎弘健 申请人:富士机械制造株式会社