CN1877248A - 图像测定系统、图像测定方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像测定系统及图像测定方法。在优先模式选择对话框内选择测定精度优先模式及测定速度优先模式的任一种模式(S11、S13)。在选择了测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的移动量(d)输入的处理(S12)，并且由被输入的移动量(d)来算出CCD照相机(18)相对于所述测定载置台(13)的相对移动速度(v)(S17)，不超过算出的相对移动速度的速度(v)来获取图像信息，进行图像测定。另外，在选择了测定速度优先模式的情况下，执行用于输入相对移动速度(v)的处理(S14)，以被输入的相对移动速度获取图像信息，进行图像测定。

Description

图像测定系统、图像测定方法
技术领域
本发明涉及一种具有非停止测定模式的图像测定系统、图像测定方法，该非停止测定模式通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动，并且在所指定的测定位置不停止而获取瞬间图像信息，从而进行图像测定。
背景技术
以往，如图8所示，CNC图像测定机使测定载置台相对于CCD照相机等摄像机构移动，并且使其在测定位置停止，同时调整照明光量，获取被测定对象的图像信息，相对所获取的图像信息进行测定工具设定以及边缘检测等图像处理，由此对一个测定位置进行测定。通过如测定1、测定2、…那样对全部的测定位置反复进行上述测定，从而进行必要位置的测定(以下将这样的测定模式称为“标准模式”)。
对此，以提高测定的效率为目的，提出了具有如下的测定模式的图像测定机，该模式为，即使在测定位置也不使测定载置台停止，而使其相对于摄像机构进行测定动作(以下，将这样的测定模式称为“非停止测定模式”)(特表2004-535587号公报、参照0005～0006段及图2)。如图9所示，该图像测定机不使测定载置台在测定位置停止地获取通过对被测定对象照射频闪照明或使用带快门的CCD照相机而摄像到的瞬间图像信息，由此进行图像测定。根据该非停止测定模式，通过适当地设定载置台的移动速度与频闪脉冲宽度的关系，具有不大会使测定精度降低，能够实现测定的高速化的优点。
但是，在上述的非停止测定模式中，获取被测定对象的图像信息时的频闪照明的点亮脉冲宽度、或快门的开放时间长度(以下将这些统称为“获取时间长度”)越大，图像获取时的载置台移动量(获取图像的模糊量)越大。移动量增大，一般会使测定精度变差。另一方面，为了对被测定对象摄像而获取可供测定使用的图像信息，需要某程度的充足照明光量或使摄像机构曝光某程度的足够时间，从这样的观点来看，需要将获取图像信息的时间长度设定为充分必要的值。
发明内容
本发明是鉴于上述点而研发的，其目的在于提供一种图像测定系统及图像测定方法，其能够对应于使用者希望的测定，进行高效的图像测定。
为实现上述目的，本发明第一方面的图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，输入用于选择测定精度优先模式及测定速度优先模式的任一种模式的指示，在选择了所述测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息；在指定了所述测定速度优先模式的情况下，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，以被输入的相对移动速度获取所述图像信息。
另外，本发明第二方面的图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息。
本发明第三方面的图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，并由被输入的相对移动速度来算出所述图像测定的测定精度或获取图像时的移动量且将其显示，同时以所述输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
另外，本发明第一方面的图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，包括：
输入用于选择测定精度优先模式及测定速度优先模式的任一种模式的指示的机构；
在选择了所述测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息的机构；
在指定了所述测定速度优先模式的情况下，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，以被输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
另外，本发明第二方面的图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息。
本发明第三方面的图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，并由被输入的相对移动速度来算出所述图像测定的测定精度或获取图像时的移动量且将其显示，同时以所述输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
根据本发明第一及第二方面的图像测定方法以及第一及第二方面的图像测定系统，若输入能够容许的测定精度或图像获取时的移动量，则由被输入的测定精度或移动量来算出摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取图像信息，由此起到能够不使希望的测定精度降低而进行高效的测定的效果。
另外，根据本发明第三方面的图像测定方法以及第三方面的图像测定系统，由于执行用于将图像机构相对于测定载置台的相对移动速度输入的处理，并且由被输入的相对移动速度算出所述图像测定的测定精度或获取图像时的移动量且将其显示，故从测定精度来判定出指定的相对移动速度是否合适。由此，起到不降低所希望的测定精度，能够进行高效测定的效果。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的图像测定系统的结构的外观立体图；
图2是该系统的计算机的功能框图；
图3是用于说明该系统的照明控制方法的波形图；
图4是表示该系统的照明调整用的照明对话框的图；
图5是表示该系统的优先模式选择对话框的图；
图6是表示该优先模式指定处理的流程图；
图7是表示本发明另一实施方式的图像测定系统的优先模式选择对话框的图；
图8是用于说明标准模式下的测定的图；
图9是用于说明非停止测定模式下的测定的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明一实施方式的图像测定系统的整体结构的立体图。该系统由非接触型的图像测定机1、控制驱动该图像测定机1并且执行必要的数据处理的计算机系统2、以及打印出计测结果的打印机3构成。
图像测定机1如下构成。即，在架台11上安装有载置被测定对象(以下称为工件)12的测定载置台13，该测定载置台13被未图示的Y轴驱动机构向Y轴方向驱动。在架台11的两侧边中央部固定有向上方延伸的支承臂14、15，连结该支承臂14、15的两上端部而固定X轴导向件16。在该X轴导向件16上支承有摄像单元17。摄像单元17由未图示的X轴驱动机构沿X轴导向件16驱动。在摄像单元17的下端部，CCD照相机18与测定载物台13相对而被安装。另外，在摄像单元17的内部，除未图示的照明装置以及对焦机构之外，还内设有使CCD照相机18的Z轴方向位置移动的Z轴驱动机构。
计算机系统2的结构包括：计算机主体21、键盘22、操纵杆箱(以下称为J/S)23、鼠标24以及显示装置25。计算机主体21与存储于内部的规定程序一同，实现例如图2所示的各功能。
即，设有载置台移动处理部31、照明调整处理部32以及优先模式指定处理部33，其基于从键盘22、J/S23以及鼠标24等输入机构输入的指示，控制图像测定机1。载置台移动处理部31基于从输入机构输入的载置的移动指令，控制图像测定机1的XYZ轴驱动机构，使CCD照相机18相对于测定载置台13的位置移动。照明调整处理部32在示教时以规定周期连续地频闪点亮图像测定机1的照明装置，同时基于从输入机构输入的照明调整指示来调整频闪点亮的脉冲宽度，在非停止动作模式时，在所指定的测定位置以预先设定的脉冲宽度频闪点亮。优先模式指定处理部33执行用于操作者选择指示测定精度优先模式及测定速度优先模式中任一种模式的处理，同时执行用于操作者在各指定的模式下输入必要信息的处理，执行基于这些输入信息算出载置台移动速度等的处理。
由这些各处理部31～33调整的载置台位置、频闪点亮的脉冲宽度信息以及优先模式指定信息等，基于输入机构的规定的指示输入被参数获取部34获取。由参数获取部34获取到的参数存储于参数存储部35中。部分程序生成部36使用存储于参数存储部35中的参数生成测定用的部分程序。生成的部分程序存储于部分程序存储部37中。
部分程序执行部38从部分程序存储部37中读出必要的部分程序并执行该程序，根据部分程序的各种命令，适当地驱动载置台移动处理部31、照明调整处理部32、优先模式指定处理部33、图像获取部42以及图像处理部43。由CCD照相机18摄像的图像信息依次存储于图像存储部41中。存储于图像存储部41中的图像信息由显示装置25依次显示，另一方面，基于部分程序，由图像获取部42作为静止画面而被截获。图像处理部43相对由图像获取部42获取的图像信息执行用于测定工具的设定、边缘检测、坐标检测等图像测定的图像处理。
接下来对这样构成的本实施方式的图像测定系统的测定动作和优先模式指定方法进行说明。
首先，在说明优先模式指定方法之前，对照明控制方法进行说明。图3是用于说明照明控制方法的波形图。照明装置的频闪脉冲例如与CCD照相机18的垂直同步信号(VSync)同步生成。脉冲宽度从(1)向(2)扩展时，在显示装置25上显示的图像整体变亮，而脉冲宽度从(2)向(1)缩窄时，在显示装置25上显示的图像整体变暗。在实际的频闪照明中使用脉冲宽度被调整的一个脉冲。
图4是表示照明调整用的照明对话框50的图。脉冲宽度的调整一边确认在显示装置25中显示的图像一边通过对应于该对话框50的透过照明、反射照明以及PRL(程序控制环状照明)的滑块51，分别进行0～100％的对话框调整，或可通过向输入框52输入数值而目视决定最适当的光量。在对话框50的下端设有后述的移动量d和移动速度v的框53、54。关于这些框53、54将在后文中记述。另外，作为频闪照明，可使用LED、氙灯等。
在此，设频闪照明的点亮脉冲宽度为w、测定载置台13的移动速度为v、获取图像的移动量(模糊量)为d、测定精度为a、照射工件12的光的亮度为i，则可由如下的式1表示：
式1
v＝f1(d/w)
d＝f2(v×w)
a＝g(d)
i＝h(w)
(其中，f1(x)、f2(x)、g(x)、h(x)表示x的函数)。
由以上的式子可知，只要给出能够容许的移动量d和点亮脉冲宽度w，就能决定测定载置台13的移动速度v。这样，作为设定值而赋予移动量d(或者测定精度a)，求取测定载置台13的可容许的移动速度v，以不超过该移动速度v的速度获取图像信息，由此进行非停止测定移动，将该模式称为“测定精度优先模式”。
另外，相反，若给出测定载置台13的移动速度v，则由与点亮脉冲宽度的关系可求取移动量d，这样，直接指定测定载置台13的移动速度v，进行非停止测定动作，将该模式称为“测定速度优先模式”。
接下来，对各优先模式的设定方法进行说明。图5是表示本发明一实施方式的用于优先模式设定的对话框的图。
该优先模式选择对话框60包括：用于选择“测定精度优先模式(规定值)”及“测定速度优先模式”的扳扭开关61、62；设于各扳扭开关61、62之下的输入框63、64；“OK”、“取消”按钮65、66。
图6是表示上述的优先模式指定处理的流程图。首先，分别检查测定精度优先模式的扳扭开关61是否从断开变为接通，并且测定速度优先模式的扳扭开关62是否从断开变为接通(S11、S13)。
若测定精度优先模式的扳扭开关61接通，则移动量d的输入框63启用(成为可输入的状态)，同时移动速度v的输入框64关闭(成为禁止输入的状态)。由此，由于能够输入设定移动量d，故操作者通过向输入框63输入可容许的移动量d而进行设定。
另外，若测定速度优先模式的扳扭开关62接通，则移动量d的输入框63关闭(成为禁止输入的状态)，同时，移动速度v的输入框64启用(成为能够输入的状态)。由此，由于能够输入设定移动速度v，故操作者通过向输入框64输入移动速度v而进行设定。
然后，确认有无按下OK按钮65(S15)，在按下了OK按钮65的情况下，扳扭开关61或62接通，将输入到输入框63或64的数值作为参数而取入参数获取部34中(S16)。另外，基于上述式1，由获取的移动量d来计算移动速度v，或者由获取的移动速度v来算出移动量d(S17)。并且，结束优先模式指定处理。
另一方面，若代替OK按钮65的检测，而检测按下了取消按钮66(S18)，则将输入值全部清除，结束处理(S19)。
这样，在本实施方式的系统中，在优先模式选择对话框60内，选择测定精度优先模式和测定速度优先模式中的任一种，在选择了测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的移动量d输入的处理，从输入的移动量d算出CCD照相机18相对于测定载置台13的相对移动速度v，不超过该算出的相对移动速度v地获取图像信息，进行图像测定。另外，在选择了测定速度优先模式的情况下，进行用于将相对移动速度v输入的处理，以输入的相对移动速度获取图像信息，进行图像测定。
另外，图4所示的照明对话框50的框53、54上分别显示输入或计算出的移动量d及移动速度v。这样，则也能够参照这些值来进行照明调整，可考虑亮度和测定精度的平衡等。此时，可在目前选择的模式下输入的参数若在照明对话框50中也关于透过、反射、PRL等多个照明进行调整，则照明调整更容易进行。图示的例子表示：由于利用优先模式选择对话框60选择测定速度优先模式，所以在照明对话框50中也能够由框54来调整移动速度v。此时，移动量d由移动速度v和点亮脉冲宽度w来计算，在框53中显示，但不能够直接进行调整。在选择了测定精度优先模式的情况下，能够调整框53，但不能够调整框54。
另外，本发明不限于上述实施方式。
图7是表示本发明另一实施方式的图像测定系统的优先模式选择对话框70的图。
在本实施方式中，并设有针对各优先模式分别输入参数用的输入框63、64和由这些参数计算的参数的显示框67、68。这样，若也表示其他参数，则由于能够判定已输入的参数是否妥当，因此更加容易设定。
该申请基于2005年6月3日提出的日本专利申请2005-164601要求优先权，其全文内容作为参照。

Claims (12)

1、一种图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
输入用于选择测定精度优先模式及测定速度优先模式的任一种模式的指示，
在选择了所述测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息；
在指定了所述测定速度优先模式的情况下，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，以被输入的相对移动速度获取所述图像信息。
2、如权利要求1所述的图像测定方法，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述图像信息获取时的移动量为d时，则由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函数)来算出所述相对移动速度v。
3、一种图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息。
4、如权利要求3所述的图像测定方法，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述图像信息获取时的移动量为d时，则由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函数)来算出所述相对移动速度v。
5、一种图像测定方法，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，并由被输入的相对移动速度来算出所述图像测定的测定精度或获取图像时的移动量且将其显示，同时以所述输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
6、如权利要求5所述的图像测定方法，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述相对移动速度为v时，则由d＝f2(v×w)(其中f2(x)是x的函数)来算出所述图像信息获取时的移动量d。
7、一种图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，包括：
输入用于选择测定精度优先模式及测定速度优先模式的任一种模式的指示的机构；
在选择了所述测定精度优先模式的情况下，执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息的机构；
在指定了所述测定速度优先模式的情况下，执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，以被输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
8、如权利要求7所述的图像测定系统，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述图像信息获取时的移动量为d时，则由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函数)来算出所述相对移动速度v。
9、一种图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
执行用于将能够容许的测定精度或图像获取时的移动量输入的处理，并且由被输入的测定精度或移动量来算出所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度，同时以不超过算出的相对移动速度的速度来获取所述图像信息。
10、如权利要求9所述的图像测定系统，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述图像信息获取时的移动量为d时，则由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函数)来算出所述相对移动速度v。
11、一种图像测定系统，其通过使摄像机构相对于支承被测定对象的测定载置台相对移动并且使所述摄像机构在所指定的测定位置不停止而获取所述被测定对象的瞬间图像信息，从而进行图像测定，其特征在于，
执行用于将所述摄像机构相对于所述测定载置台的相对移动速度输入的处理，并由被输入的相对移动速度来算出所述图像测定的测定精度或获取图像时的移动量且将其显示，同时以所述输入的相对移动速度来获取所述图像信息。
12、如权利要求11所述的图像测定系统，其特征在于，设所述图像信息的获取时间长度为w、所述相对移动速度为v时，则由d＝f2(v×w)(其中f2(x)是x的函数)来算出所述图像信息获取时的移动量d。
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