| 研究課題/領域番号 |
16300059
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知覚情報処理・知能ロボティクス
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| 研究機関 | 香川大学 |
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研究代表者 |
秦 清治 香川大学, 工学部, 教授 (50238002)
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| 研究分担者 |
高橋 悟 香川大学, 工学部, 助教授 (50297579)
林 純一郎 香川大学, 工学部, 助手 (90359919)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 視覚センサー / 画像処理 / ロータリー視覚 / 回転撮像系 / 3次元画像処理 / 外観検査 / 3次元モデル / DPマッチング |
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| 研究概要 |
本研究開発では、将来の植物工場や高度に微細化した電子機器等のハンドリングや検査のための視覚センサーを開発した。まず、微小な対象物を斜め方向から見ながら回転、連続画像を撮像するロータリー光学系を開発した。そして、それにより撮像した連続画像を利用した3次元計測アルゴリズムの開発を行い、数mm角程度の微小対象物全体の3次元モデル構築を行った。
(1)ロータリー光学系の開発
ロータリー光学系については、(株)ハイロックス社の目視観察用の光学系をベースに、対象、レンズ、撮像面での平行性を保ったあおり光学系を導入することで、画像処理を行う上で問題となっていたひずみのない画像を得ることが出来た。また、観察視野と焦点深度の拡大を行い、基板上の部品検査に適用可能な視野とすることが出来た。
(2)連続画像撮像処理系
ロータリー光学系の回転スピードとして1回転/秒を実現した。そして、ロータリー光学系が撮像する連続画像として、16画像/秒で取り込むシステムとした。
(3)3次元計測アルゴリズムの開発
ロータリー光学系からの連続画像を用いた3次元モデリング手法を開発した。アルゴリズムは以下の通りである。(1)画像の輪郭直線度を評価、多段2値化により、対象物外形輪郭を求める、(2)連続画像間で、輪郭同士を対応づける、(3)対応する輪郭外形の画素の対応付けを連続画像で行う。この対応付けの方法として、変形のある画像輪郭での対応付けのためのDPマッチングアルゴリズムを開発した。(4)連続画像から対応付けで結ばれた輪郭画素の軌跡が円となることに着目、軌跡円の直径を求めて、これから各輪郭画素の高さを求める、(5)3次元位置を決定できた輪郭画素の3次元表示を行い、対象の3次元モデルを表示する。
変形のある画像輪郭間で、最適な画素間での対応付けを行うため、DPマッチングを応用した。輪郭点群の中で、外形的特徴の強い点を固定点として定義、固定点間の輪郭画素について、周囲輝度値の傾向が一致するように、輪郭の伸縮を許しながら対応付けを行う方法である。
以上の処理により、部品を搭載した基板のモデル化を行い、部品の3次元的外形を求めた。また、基板の銅配線パターンについてもモデル記述を行い、部品の相対位置を求めた。
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