DE3841486A1

DE3841486A1 - Device for image processing

Info

Publication number: DE3841486A1
Application number: DE19883841486
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-13

Abstract

In the determination of control parameters for handling machines, etc., in which the object to be handled is scanned by an electronic camera (1), which contains a measuring field which is divided gridwise into rows and columns, and in which pixels are generated for the grid areas which are covered by the object, and processed further by a signal processing device, the way in which a short operation time with adequate flexibility is achieved is that the signal processing system has a counting device (14) with a row counter (15), a row pixel counter (16), a column counter (17), a number of column pixel counters (18n) which corresponds to the number of columns, a total pixel counter (19), and a computing device (20), which interrogates the content of the components of the counting device (14) according to a working program which is held in a program memory (22), processes them computationally, and outputs the results to at least one interface (6a, 6b). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildver arbeitung, insbesondere zur Berechnung von Erkennungs und/oder Lageparametern etc. eines abzutastenden Ge genstands, mit einer elektronischen Kamera, die ein Meßfeld, das sich aus in Zeilen und Spalten angeordne ten Rasterflächen zusammensetzt, zeilenweise und in nerhalb jeder Zeile spaltenweise durchläuft, wobei für jede vom abzutastenden Gegenstand belegte Raster fläche ein sogenanntes Pixel erzeugt wird und mit einer der Kamera nachgeordneten Signalverarbeitungs einrichtung. The invention relates to a device for image processing work, in particular for calculating recognition and / or location parameters etc. of a Ge to be scanned with an electronic camera, the one Measuring field, which is arranged in rows and columns grid areas, line by line and in scrolls column by column within each row, where for each grid occupied by the object to be scanned surface a so-called pixel is generated and with a signal processing downstream of the camera Facility.

Bei den bekannten Anordnungen dieser Art enthält die Signalverarbeitungseinrichtung einen großen Bildspei cher, der zunächst alle von der Kamera kommenden Infor mationen aufnimmt und anschließend mittels eines nach einem eingegebenen Programm arbeitenden Computers, der die gewünschten Rechenoperationen ausführt, ausgelesen wird. Hierbei ergibt sich zwar eine vergleichsweise hohe Flexibilität, da durch eine Programmänderung eine Ände rung der gewünschten Rechenoperationen möglich ist. Eine derart hohe Flexibilität kann jedoch vielfach gar nicht ausgeschöpft werden. Andererseits erweisen sich Anord nungen vorliegender Art als äußerst langsam. Die bekann ten Anordnungen sind daher zur Steuerung von Maschinen mit vergleichsweise kurzer Taktzeit, wie das beispiels weise bei Bestückungsautomaten im Rahmen der Herstellung von Leiterplatten etc. der Fall ist, nicht geeignet, bzw. verursachen lange Totzeiten und dementsprechend eine schlechte Wirtschaftlichkeit.In the known arrangements of this type, the Signal processing device a large image speci? cher, the first of all information coming from the camera mations and then by means of a an entered program working computer, the executes the desired arithmetic operations becomes. This results in a comparatively high one Flexibility, because a change in the program changes desired arithmetic operations is possible. A however, such a high level of flexibility is often not possible be exhausted. On the other hand, it turns out to be an arrangement of the present type as extremely slow. The got Arrangements are therefore used to control machines with a comparatively short cycle time, such as that wise with pick and place machines in the course of production of printed circuit boards etc. is not suitable, or cause long dead times and accordingly poor economy.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie genden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die unter Beibehaltung einer gewissen Flexibilität vergleichsweise schnell die gewünschten Er gebnisse zur Verfügung stellen kann.Based on this, it is therefore the task of the present ing invention, a device mentioned above Kind of creating that while maintaining a certain Flexibility comparatively quickly the desired Er can provide results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signalverarbeitungseinrichtung eine aus mehreren Bausteinen bestehende Zähleinrichtung, welche die Signa le der Kamera erhält und die Zeilen, die Anzahl der Pi xel in jeder Zeile, die Spalten, die Anzahl der Pixel in jeder Spalte und die Gesamtzahl der Pixel zählt, so wie eine Recheneinrichtung aufweist, welche den Inhalt der Bausteine der Zähleinrichtung nach einem vorgebbaren Arbeitsprogramm abfragt und rechnerisch verarbeitet und die Ergebnisse an wenigstens eine Schnittstelle abgibt.This object is achieved in that the signal processing device one of several Modules existing counter that the Signa le the camera receives and the lines, the number of pi xel in each row, the columns, the number of pixels in each column and the total number of pixels counts, so like a computing device that has the content the building blocks of the counting device according to a specifiable Queries the work program and processes it arithmetically and delivers the results to at least one interface.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt in vorteilhafter Weise ohne Bildspeicher aus, der zunächst eingelesen und dann wieder ausgelesen werden muß, was nicht nur eine einfache Bauweise, sondern vor allem einen hohen Zeit vorteil mit sich bringt. Die von der Kamera kommenden Informationen werden erfindungsgemäß unmittelbar von der Zähleinrichtung übernommen, d. h. hardwaremäßig verar beitet. Die Additionsergebnisse der Zähleinrichtung ste hen der Recheneinrichtung nach jedem Zählvorgang zur Verfügung. Hierbei handelt es sich bereits um Zwischen ergebnisse, die vielfach bereits zur Beantwortung der gegebenen Frage ausreichen, beispielsweise wenn ledig lich die Fläche und/oder die Länge bzw. der Durchmesser und dergleichen zu ermitteln sind, oder die nur noch wenige weitere Rechenoperationen erforderlich machen, um die gestellte Frage zu beantworten, beispielsweise wenn das Flächenträgheitsmoment bzw. eine Hauptträg heitsachse oder dergleichen, ermittelt werden sollen. Die Tätigkeit der Recheneinrichtung umfaßt daher nur noch verhältnismäßig wenig Rechenoperationen oder kann sich vielfach ganz auf die Steuerungsfunktion beschrän ken. Andererseits bleibt infolge der möglichen Änderung des Arbeitsprogramms der Recheneinrichtung eine für die Praxis ausreichende Flexibilität erhalten. Eine Ände rung der Hardware ist nicht erforderlich, da die Berech nung praktich aller in der Praxis vorkommenden Gegen standsparameter von den durch die Zähleinrichtung zur Verfügung gestellten Additionsergebnissen ausgeht. The device according to the invention comes in an advantageous manner Way without image storage, which is first read in and then must be read out again, which is not just one simple design, but above all a high time brings advantage. The ones coming from the camera According to the invention, information is obtained directly from the Counting device taken over, d. H. processed in hardware works. The addition results of the counting device hen the computing device after each count Available. These are already intermediate results that are often already available to answer the given question are sufficient, for example if single Lich the area and / or the length or the diameter and the like are to be determined, or only make a few more arithmetic operations necessary, to answer the question asked, for example if the area moment of inertia or a main inertia axis or the like to be determined. The activity of the computing device therefore only includes still relatively few arithmetic operations or can is often limited entirely to the control function ken. On the other hand, remains due to the possible change of the work program of the computing device one for the Practice get enough flexibility. A change Hardware is not necessary because the comp of practically all counterparts that occur in practice standing parameters from the through the counter Provided addition results.

In jedem Falle stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung die gewünschten Endergebnisse schnell zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher in vorteilhafter Weise auch zur Steuerung von Maschinen mit kurzen Takt zeiten im On-line-Betrieb Verwendung finden.In any case, the device according to the invention the desired end results are quickly available. The The device according to the invention can therefore be advantageous Way to control machines with a short cycle times in online operation.

Vorteilhaft kann die Zähleinrichtung einen Zeilenzähler, einen Zeilenpixelzähler, einen Spaltenzähler, eine der Anzahl von Spalten entsprechende Anzahl von Spaltenpi xelzählern sowie einen Gesamtpixelzähler aufweisen, wo bei zur Bildung der Spaltenpixelzähler zweckmäßig ein mehrzelliger Speicherbaustein mit einer der Anzahl der Spalten entsprechenden Anzahl von Zellen vorgesehen sein kann. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Anzahl der Pixel in den einzelnen Spalten, die im Bereich der Ka mera beim Abtasten jeder Zeile durchlaufen werden, bis zur Beendigung des Abtastvorgangs aufaddiert werden und dann als fertige Summen für die Recheneinrichtung zur Verfügung stehen. Der Spaltenzähler kann als einfacher Additionsbaustein ausgebildet sein, der beim Durchlauf jeder Zeile einen neuen Zählvorgang startet. Dieser Zähler dient praktisch lediglich zur richtigen Einwei sung der von der Kamera ankommenden Signale in die je weilige Zelle des Speicherbausteins.The counting device can advantageously include a line counter, a row pixel counter, a column counter, one of the Number of columns corresponding number of column pi xel counters and a total pixel counter, where useful to form the column pixel counter multi-cell memory chip with one of the number of Columns corresponding number of cells can be provided can. This ensures that the number of Pixels in the individual columns in the area of Ka mera as each line is scanned until be added to complete the scanning process and then as finished sums for the computing device To be available. The column counter can be as simple Addition module to be formed during the run each line starts a new counting process. This Counter serves practically only for the correct introduction the signals coming from the camera into each dwell cell of the memory chip.

Der Zeilenpixelzähler kann in vorteilhafter Weise eben falls als einfacher Additionsbaustein ausgebildet sein, der beim Durchgang jeder Zeile im Bereich der Kamera einen neuen Zählvorgang startet. Das vorherige Ergebnis kann dabei in vorteilhafter Weise von der Recheneinrich tung übernommen und während des Durchlaufs einer ganzen Zeile weiter aufbereitet werden. Hierfür steht demnach in vorteilhafter Weise vergleichsweise viel Zeit zur Verfügung.The line pixel counter can advantageously be flat if designed as a simple addition module, that when each line passes in the area of the camera starts a new counting process. The previous result can advantageously from the computing device tion and during the run of a whole Line be further processed. This therefore stands for in an advantageous manner comparatively much time for Available.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß die Recheneinrichtung zumindest einen Mikrocontrol ler mit einem Arbeits- und einem Programmspeicher auf weist. Der Mikrocontroller stellt ein einfaches Steuer zentrum dar, das in vorteilhafter Weise nicht nur zur Erfüllung von Steuerfunktionen geeignet ist, sondern auch leichtere Rechenaufgaben in vergleichsweise kurzer Zeit ausführen kann. In vielen Fällen genügt es daher, wenn die Recheneinrichtung lediglich einen Mikrocontrol ler enthält. Sofern im Einzelfall schwierigere Rechen operationen auszuführen sind, kann es sich zur Erzielung kurzer Arbeitszeiten als zweckmäßig erweisen, den Mikro controller mit einem Arithmetikprozessor zu koppeln.Another useful measure can be that the computing device at least one microcontrol with a working and a program memory points. The microcontroller provides a simple control center, which is advantageous not only for Fulfillment of tax functions is appropriate, but also easier computational tasks in a comparatively short time Time can run. In many cases it is therefore sufficient if the computing device is only a microcontrol contains. If more difficult rakes in individual cases operations are performed, it can be achieved short working hours prove useful, the micro to couple the controller to an arithmetic processor.

Weitere zweckmäßige Fortbildungen und vorteilhafte Aus gestaltungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.Further useful training and advantageous training The overall measures are designed from the remaining subclaims.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing.

ln der Zeichnung zeigen:In the drawing:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungs gemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic view of a device according to the Invention,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des von der Kamera aufgenommenen Bilds und Fig. 2 is an enlarged view of the image taken by the camera and

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 3 is a block diagram of the device according to the invention.

Die der Fig. 1 zugrundeliegende Vorrichtung enthält eine elektronische Kamera 1 an sich bekannter Bauart, beispielsweise eine CCD-Kamera, die einen in den Bereich ihrer Optik gelangenden Gegenstand 2 aufnimmt. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schaltungsbausteine han deln, die bei der Herstellung von Leiterplatten mittels eines Bestückungsroboters 3 auf eine Leiterplatte aufge setzt werden sollen. Der Kamera 1 ist eine Signalverar beitungseinrichtung 4 nachgeordnet, die dem von der Ka mera 1 aufgenommenen Bild entsprechende Signale zu Ein gangsbefehlen für die Steuereinrichtung 5 des Bestük kungsroboters 3 verarbeitet. Die Ausgangssignale der Signalverarbeitungseinrichtung 4 sind an einer Schnitt stelle 6 abnehmbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kamera 1 auch eine einen Bildschirm 7 enthalten de Videoeinrichtung 8 nachgeordnet, mittels der das von der Kamera 1 aufgenommene Bild sichtbar gemacht werden kann, was vielfach für Kontrollzwecke gewünscht wird.The device on which FIG. 1 is based contains an electronic camera 1 of a type known per se, for example a CCD camera, which records an object 2 that comes into the region of its optics. This can be, for example, circuit modules that are to be set up on a printed circuit board in the manufacture of printed circuit boards by means of an assembly robot 3 . The camera 1 is downstream of a signal processing device 4 , which processes signals corresponding to the image taken by the camera 1 into input commands for the control device 5 of the placement robot 3 . The output signals of the signal processing device 4 can be removed at an interface 6 . In the illustrated embodiment, the camera 1 is also followed by a video device 8 containing a screen 7 , by means of which the image recorded by the camera 1 can be made visible, which is often desired for control purposes.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll der Greifer des Bestückungsroboters 3 den Gegenstand 2 an einer ganz bestimmten Stelle, beispielsweise im Bereich des Flä chenschwerpunkts seiner seitlichen Oberflächen, erfassen und in der gewünschten Weise handhaben. In diesem Falle werden mit Hilfe der Signalverarbeitungseinrichtung 4 die Koordinaten des Flächenschwerpunkts ermittelt und als Steuerbefehle an die Steuerung 5 abgegeben. Selbst verständlich sind auch andere Anwendungsfälle denkbar. In the illustrated embodiment, the gripper of the mounting robot 3 is intended to handle the object 2 at a particular location, for example in the range of FLAE chenschwerpunkts its lateral surfaces, and capture in the desired manner. In this case, the coordinates of the centroid of the surface are determined with the aid of the signal processing device 4 and sent to the controller 5 as control commands. Of course, other applications are also conceivable.

So ist es in vielen Fällen zusätzlich erforderlich, einen Gegenstand bzw. die Position eines Gegenstands zu erkennen, falsche Gegenstände abzuräumen, richtige Ge genstände auszurichten und zu handhaben. In diesen Fäl len werden u.U. andere Parameter berechnet, wie bei spielsweise die Hauptträgheitsachse.So in many cases it is also necessary an object or the position of an object recognize, remove wrong objects, correct Ge align and handle objects. In this fall len may be other parameters calculated as for for example the main axis of inertia.

Die Kamera 1 ist, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, inner halb einer Meßfläche 9 aktiv, die sich in kleine, von der Kamera 1 nacheinander abtastbare Rasterflächen 10 einteilen läßt, so daß sich eine Rasterteilung mit pa rallel zu einer Koordinatenrichtung verlaufenden Zeilen 11 und parallel zu einer hierzu lotrechten Koordinaten richtung verlaufenden Spalten 12 ergibt. Die von der Ka mera 1 jeweils nacheinander abgetasteten Rasterflächen 10 befinden sich in einer Zeile. Jede Zeile wird von sämtlichen Spalten gekreuzt. Im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel verlaufen die Zeilen 11 parallel zur X-Koordinate und die Spalten 12 parallel zur Y-Koordina te eines an sich bekannten Koordinatensystems. Aber auch eine umgekehrte Zuordnung wäre möglich.The camera 1 is, as can be seen from Fig. 2, inner half a measurement surface 9 active, can be divided into small, in succession from the camera 1 scannable grid surfaces 10, so that a grid spacing with pa rallel extending to one coordinate direction lines 11 and results in columns 12 running parallel to a perpendicular coordinate direction. The grid areas 10 which are scanned one after the other by the camera 1 are located in one line. Every row is crossed by all columns. In the illustrated embodiment, the lines 11 run parallel to the X coordinate and the columns 12 parallel to the Y coordinate of a coordinate system known per se. A reverse assignment would also be possible.

Die Kamera 1 wird, wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, durch eine Steuereinrichtung 13 so gesteuert, daß die Rasterflächen 10 jeder Zeile 11 nacheinander abge tastet werden. Innerhalb jeder Zeile 11 erfolgt die Ab tastung spaltenweise. Der abzutastende Gegenstand 2 er streckt sich über mehrere Rasterflächen 10, bei deren Abtastung ein Signal erzeugt wird. Bei der Abtastung der vom Gegenstand 2 nicht belegten Rasterflächen wird kein Signal erzeugt. Die genannten Signale werden durch die Steuereinrichtung 13 in elektrische Signale, sogenannte Pixel umgewandelt und an die nachgeordnete Signalver arbeitungsanlage abgegeben.The camera 1 , as can best be seen from FIG. 3, is controlled by a control device 13 in such a way that the grid areas 10 of each line 11 are scanned one after the other. Within each row 11 , the sampling takes place in columns. The object to be scanned 2 extends over a plurality of raster areas 10 , when scanned, a signal is generated. No signal is generated when the raster areas not occupied by object 2 are scanned. The signals mentioned are converted by the control device 13 into electrical signals, so-called pixels, and are output to the downstream signal processing system.

Diese enthält, wie Fig. 3 weiter zeigt, eine Zählein richtung 14 mit einem Zeilenzähler 15, einem Zeilenpi xelzähler 16, einem Spaltenzähler 17, einem Spaltenpi xelzähler 18 und einem Gesamtpixel zähler 19. Der Zei lenzähler 15 addiert die abgetasteten Zeilen auf, d. h. zählt beim Durchlauf jeder Zeile um eine Zahl weiter. Die am Pixelzähler 15 anstehende Summe entspricht dem entsprechend der Nummer der jeweils abgetasteten Zeile 11, die sich bei einer Nummerierung der Zeilen 11 er gibt. Normalerweise ist die Bildfläche in 256 Zeilen und 256 Spalten eingeteilt. Der Zeilenpixelzähler 16 ad diert die Pixel jeder Zeile auf. Der Zeilenpixelzähler 16 startet dementsprechend beim Durchlauf jeder Zeile 11 einen neuen Zählvorgang. Der Spaltenzähler 17 addiert beim Durchlauf jeder Zeile die dabei durchlaufenen Spal ten auf und startet dementsprechend ebenfalls beim Durchlauf jeder Zeile einen neuen Zählvorgang. Der Spal tenpixelzähler 18 addiert die beim Durchlauf sämtlicher Zeilen für die einzelnen Spalten festgestellten Pixel auf. Der Gesamtpixelzähler 19 addiert die Gesamtpixel zahl auf.This includes, as FIG. 3 further shows, a Zählein direction 14 with a line counter 15, a Zeilenpi xelzähler 16, a column counter 17, a Spaltenpi xelzähler 18 and a total pixel counter 19. The Zei lenzähler 15 adds to the scanning lines, that is one by one number each time it runs through each line. The total at the pixel counter 15 corresponds to that corresponding to the number of the line 11 scanned in each case, which results when the lines 11 are numbered. Usually the screen is divided into 256 rows and 256 columns. The line pixel counter 16 adds the pixels of each line. The line pixel counter 16 accordingly starts a new counting process when each line 11 is run through. The column counter 17 adds up the number of columns passed through each line and accordingly also starts a new counting process when each line is run through. The column pixel counter 18 adds up the pixels found during the passage through all the rows for the individual columns. The total pixel counter 19 adds up the total number of pixels.

Der Spaltenpixelzähler 18 ist als mehrzelliger Spei cherbaustein ausgebildet, der eine der Anzahl von Spal ten entsprechende Anzahl von Zellen 18 n enthält, von de nen jede einer Spalte zugeordnet ist. Die nach dem Durchlauf der letzten Zeile in den Zellen 18 n anstehen den Additionsergebnisse entsprechen somit der Pixelzahl pro Spalte. Bei der Eingabe der Pixel in den Spalten pixelzähler 18 übernimmt der Spaltenzähler 17, der beim Durchlauf jeder Zeile die Nummer der jeweils durchlaufe nen Spalte angibt, die richtige Einordnung in die Zellen 18 n. Beim Auslesen des Spaltenpixelzählers 18 gibt die Zellennummer die zugehörige Spaltennummer vor. Eine Zwischenspeicherung ist dementsprechend nur im Bereich des Spaltenpixelzählers 18 erforderlich. Zur Bildung der übrigen Zähler 15, 16, 17 und 19 können daher ein fache Additionsbausteine Verwendung finden.The column pixel counter 18 is designed as a multi-cell memory module which contains a number of cells 18 n corresponding to the number of columns, each of which is assigned to a column. The addition results pending in the cells 18 n after the last row have passed correspond to the number of pixels per column. When entering the pixels in the columns pixel counter 18 , the column counter 17 , which specifies the number of the respective column being run when each row is run, takes care of the correct classification in the cells 18 n . When reading out the column pixel counter 18 , the cell number specifies the associated column number. Intermediate storage is accordingly only required in the area of the column pixel counter 18 . A simple addition module can therefore be used to form the remaining counters 15 , 16 , 17 and 19 .

Die Signalverarbeitungseinrichtung 4 enthält ferner, wie Fig. 3 weiter erkennen läßt, eine Recheneinrichtung 20, welche die Zähleinrichtung 14 steuert und von der Zähl einrichtung 14 nicht ausführbare Rechenoperationen durchführen kann. Die Recheneinrichtung 20 enthält in jedem Falle einen Mikrocontroller 21, dem ein Programm speicher 22, welcher ein vorgebbares Steuerprogramm ent hält, und ein Arbeitsspeicher 23, in den Zwischenergeb nisse eingegeben werden können, zugeordnet sind. Im dar gestellten Ausführungsbeispiel enthält die Rechenein richtung 20 ferner noch einen mit dem Mikrocontroller 21 koppelbaren Arithmetikprozessor 24 zur schnellen Be werkstelligung komplizierterer Rechenaufgaben. Die Er gebnisse der durchgeführten Rechenaufgaben werden über eine serielle Schnittstelle 6 a und eine parallele Schnittstelle 6 b abgegeben. Die Steuereinrichtung 5 ist dabei zur Erzielung kurzer Steuerzeiten über die pa rallele Schnittstelle 6 b bedienbar. Über die serielle Schnittstelle 6 a kann beispielsweise ein Drucker etc. zum Ausdrucken der festgestellten Ergebnisse bedient werden. The signal processing means 4 also, as shown in FIG. 3 includes reveals further, a computing device 20, which controls the counter 14 and the counting device 14 can not perform arithmetic operations executable. The computing device 20 contains in any case a microcontroller 21 , which is associated with a program memory 22 which contains a predeterminable control program, and a working memory 23 in which intermediate results can be entered. In the exemplary embodiment presented, the computing device 20 also contains an arithmetic processor 24, which can be coupled to the microcontroller 21, for the rapid completion of more complicated computing tasks. The results of the arithmetic tasks are delivered via a serial interface 6 a and a parallel interface 6 b . The control device 5 is for obtaining short control times over the pa rallele interface 6 b operable. Via the serial interface 6 a , for example, a printer etc. can be operated to print out the determined results.

Die Bausteine der Zähleinrichtung 14 werden von der Re cheneinrichtung 20 nach dem im Programmspeicher 22 ent haltenen Arbeitsprogramm abgefragt. Die den Zeilen 11 zugeordneten Zähler können dabei nach jeder Zeile abge fragt werden, wobei nach jeder Zeile mögliche Rechenope rationen, beispielsweise Bildung des Produkts, aus Zei lennummer und Zeilenpixelzahl während der Abtastung der nächsten Zeile durchgeführt werden können. Die Zwi schenergebnisse werden in den Arbeitsspeicher 23 einge speichert. Die Spaltenwerte sind erst beim Abtasten der letzten Spalte vollständig. Der Spaltenpixelzähler 18 wird dementsprechend erst beim Abtasten der letzten Zei le geleert. Dasselbe gilt für den Gesamtpixelzähler 19. In jedem Falle erhält die Recheneinrichtung 20 je doch bereits fertig aufaddierte Summen, aus denen in we nigen Rechenschritten die gewünschten Parameter errech net werden können. Die Erfindung beruht dementsprechend auf der Erkenntnis, daß die für die Praxis benötigten Parameter, beispielsweise Fläche, Flächenträgheitsmo ment, Hauptträgheitsachse etc., in wenigen Schritten aus den durch die Zähleinrichtung 14 zur Verfügung gestell ten Additionswerten errechnet werden können.The blocks of the counting device 14 are queried by the computing device 20 for the work program contained in the program memory 22 . The counters assigned to the lines 11 can be queried for each line, and after each line possible computing operations, for example formation of the product, from line number and line pixel number can be carried out during the scanning of the next line. The inter mediate results are stored in the working memory 23 . The column values are only complete when the last column is scanned. Accordingly, the column pixel counter 18 is only emptied when the last row is scanned. The same applies to the total pixel counter 19 . In any case, the computing device 20 receives already added up sums, from which the desired parameters can be calculated in a few arithmetic steps. The invention is accordingly based on the knowledge that the parameters required for practical use, for example area, surface inertia element, main axis of inertia, etc., can be calculated in a few steps from the addition values provided by the counting device 14 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll der Greifer des Roboters 3 den Gegenstand 2 im Flächenschwerpunkt erfassen. Hierzu müssen die X- und Y-Koordinaten des Flächenschwerpunkts ermittelt werden. Diese errechnen sich aus der FormelIn the exemplary embodiment shown, the gripper of the robot 3 is intended to grasp the object 2 in the center of area. To do this, the X and Y coordinates of the centroid must be determined. These are calculated from the formula

wobei der Abstand r vom Koordinatenursprung praktisch der Zeilennummer bzw. Spaltennummer und dF einer Raster fläche 10 bzw. dem entsprechenden Piksel gleichgesetzt werden können. Der Abstand r vom Koordinatenursprung bleibt über der jeweils zugeordneten Zeile bzw. Spalte konstant, d. h. kann ausgeklammert werden. Für die Koor dinaten X, Y des Flächenschwerpunkts ergibt sich somit der Termwhereby the distance r from the coordinate origin can practically be equated to the row number or column number and dF of a raster area 10 or the corresponding piksel. The distance r from the origin of the coordinates remains constant above the respectively assigned row or column, ie it can be excluded. This gives the term for the coordinates X , Y of the centroid

Die Produkte aus Zeilenpixelzahl x Zeilennummer können, wie oben schon angedeutet, bereits nach jeder Zeilenab tastung gebildet werden, wobei viel Zeit zur Verfügung steht. Die Zwischenergebnisse werden im Arbeitsspeicher 23 gespeichert. Nach der Abtastung der letzten Zeile müssen dementsprechend zur Ermittlung der X-Koordinate nur noch die im Arbeitsspeicher 23 enthaltenen Produkte aufsummiert und durch die Gesamtpixelzahl dividiert werden. Die Produkte aus Spaltenpixelzahl x Spaltenum mer können beim Abtasten der letzten Zeile gebildet wer den, wobei die Zwischenergebnisse ebenfalls in den Ar beitsspeicher 23 gelangen, so daß nach Beendigung der Abtastung auch für die Y-Koordinate nur noch wenige Re chenschritte erforderlich sind, was zwangsläufig zu schnellen Ergebnissen führt. Dies gilt ersichtlich für alle Parameter, die sich aus den von der Zähleinrichtung 14 zur Verfügung gestellten Additionswerten ermitteln lassen.The products of line pixel number x line number can, as already indicated above, be formed after each line scan, with a lot of time being available. The intermediate results are stored in the working memory 23 . Accordingly, after the last line has been scanned, only the products contained in the working memory 23 need to be added up and divided by the total number of pixels in order to determine the X coordinate. The products of column number of pixels x column number can be formed when the last line is scanned, the intermediate results also being sent to the memory 23 , so that after the scanning is completed, only a few computing steps are required for the Y coordinate, which is inevitable leads to quick results. This clearly applies to all parameters that can be determined from the addition values provided by the counting device 14 .

Sofern das Meßfeld 9 auch nicht zum abzutastenden Gegen stand 2 gehörende Bauteile, beispielsweise Teile der Greifvorrichtung etc., umfaßt, lassen sich diese Berei che des Meßfelds 9 zur Vermeidung einer Verfälschung der Meßergebnisse ausgrenzen, d. h. nach Art einer in Fig. 2 angedeuteten Maske 25 abdecken, innerhalb der die Zähleinrichtung 14 keine Pixel zählt. Zur Aufnahme der der Maske 25 entsprechenden Informationen ist, wie Fi gur 3 zeigt, ein Maskenspeicher 26 vorgesehen, in den jede gewünschte Form der Maske 25 eingegeben werden kann. Auf dem Bildschirm 7 der Videoeinrichtung 8 kann die Maske 25 angezeigt werden oder nicht. Im dargestell ten Ausführungsbeispiel soll das nicht der Fall sein. Auf dem Bildschirm 7 soll hier lediglich ein Cursor 27 sichtbar sein, der sich automatisch beispielsweise auf den Flächenschwerpunkt einstellen soll. Um dies zu be werkstelligen, ist, wie Fig. 3 zeigt, ein weiterer Speicher, hier der sogenannte Grafikspeicher 28 vorge sehen, der die erforderlichen Informationen enthält. Ferner ist eine der Videoeinrichtung 8 zugeordnete An zeigelogik 29 vorgesehen, welche die erforderlichen In formationen enthält, um mit Hilfe der Videoeinrichtung 8 unterschiedliche Bilder, beispielsweise Analogbilder, Digitalbilder, invertierte Bilder etc., zu erzeugen.If the measuring field 9 also does not belong to the object to be scanned, it includes 2 components, for example parts of the gripping device etc., these areas of the measuring field 9 can be excluded to avoid falsifying the measurement results, ie in the manner of a mask 25 indicated in FIG cover within which the counting device 14 does not count any pixels. To show the information corresponding to the mask 25 , as shown in FIG. 3 , a mask memory 26 is provided, into which any desired shape of the mask 25 can be entered. The mask 25 may or may not be displayed on the screen 7 of the video device 8 . In the exemplary embodiment, this should not be the case. Only a cursor 27 should be visible on the screen 7 , which should automatically adjust itself, for example, to the centroid of the area. To accomplish this, as shown in FIG. 3, another memory, here the so-called graphic memory 28 , is provided which contains the required information. Furthermore, a display logic 29 assigned to the video device 8 is provided, which contains the information required to generate different images, for example analog images, digital images, inverted images etc. using the video device 8 .

Die Verbindung zwischen sämtlichen Bausteinen der dar gestellten Hardware wird durch einen vom Mikrocontroller 21 steuerbaren Datenbus 30 bewerkstelligt.The connection between all components of the hardware presented is accomplished by a data bus 30 which can be controlled by the microcontroller 21 .

Claims

1. Device for image processing, in particular for the calculation of detection and / or location parameters etc. of an object to be scanned ( 2 ), with an electronic camera ( 1 ), which is a measuring field ( 9 ), which can be seen in lines ( 11 ) and Columns ( 12 ) arranged grid areas ( 10 ) are put together, line by line and column by line within each line, whereby a so-called pixel is generated for each grid area ( 10 ) occupied by the object to be scanned ( 2 ) and with a signal processing device arranged downstream of the camera ( 1 ), characterized in that the signal processing device comprises a counting device ( 14 ) consisting of several components, which receives the signals from the camera ( 1 ) and the lines ( 11 ), the number of pixels in each line ( 11 ), the columns ( 12 ) which in number of the pixels in each column (12) and the total number of pixel counts, and has a computing device (20) that the contents of the blocks of the Z hleinrichtung (14) program queries for a predeterminable working and computationally processed and the results to at least one interface (6 a, 6 b) outputs.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the counting device ( 14 ) a line counter ( 15 ), a line pixel counter ( 16 ), a column counter ( 17 ), one of the number of columns corresponding to the number of column pixel counters ( 18 n ) and one Ge total pixel counter ( 19 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that an addition block is provided to form the line counter ( 15 ), the line pixel counter ( 16 ), the column counter ( 17 ) and the total pixel counter ( 19 ).

4. The device according to claim 2, characterized in that to form the column pixel counter a multi-cell memory block ( 18 ) with a number of columns corresponding to the number of cells ( 18 n ) is provided, which in the scanning of each line by the addition module trained column counter ( 17 ) are opened one after the other for signals coming from the camera ( 1 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computing device ( 20 ) queries the lines ( 11 ) associated blocks of the counting device ( 14 ) after the scanning of each line ( 11 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computing device ( 20 ) queries the blocks ( 12 ) assigned modules and the total pixel counter ( 19 ) of the counting device ( 14 ) when scanning the last line ( 11 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computing device ( 20 ) has at least one microcontroller ( 21 ) with a program memory ( 22 ) and a working memory ( 23 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the microcontroller ( 21 ) is assigned an arithmetic processor ( 24 ).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 1 ) is associated with a control device ( 13 ) which controls the scanning of the measuring field ( 9 ) and informs the counting device ( 14 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a video device containing a screen ( 7 ) is provided, to which a display logic ( 29 ) is assigned.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a mask memory ( 26 ), in which the information of a mask ( 25 ) can be entered, is provided.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a graphics memory ( 28 ), in which the information of a graphic display ( 27 ) can be entered, is provided.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one parallel interface ( 6 b ), preferably a parallel interface ( 6 b ) and a serial interface ( 6 a ) is or are provided.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized by a data bus ( 30 ) controllable by means of the computing device ( 20 ) for connecting the hardware modules.