CN101272870B - 多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置和决定方法 - Google Patents

Abstract

多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置，决定用于同时涂装具有不同的视觉特征的多种涂料而生成多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件，具有处理装置(101)及图像显示装置(102)，处理装置(101)根据所指定的具有不同的视觉特征的多个涂料条件及涂装条件，计算出被期望在这些条件下涂装的多彩花纹涂膜的图像特征量，并使用上述图像特征量生成CG图像，显示于显示装置(102)，在接受了规定的指示的情况下，将用于生成在显示装置(102)上显示的CG图像的涂料条件及涂装条件决定为用于生成多彩花纹涂膜的条件。

Description

多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置和决定方法

技术领域

本发明涉及决定装置、决定方法、决定程序及记录了该程序的计算机可读记录介质，其可以决定能得到所需的多彩花纹涂膜的涂料条件以及涂装条件，并可以在所决定的涂装条件下，涂装满足所决定的涂料条件的涂料，而得到多彩花纹涂膜。 

背景技术

使用具备多个喷嘴、且可以从各个喷嘴雾状喷出视觉特征不同的涂料的多嘴喷枪，并通过改变涂料条件及涂装条件来雾状喷出涂料，可以得到各种多彩花纹涂膜。例如，在将花岗岩色调、花圃色调等各种图案作为多彩花纹涂膜来实现的情况下，改变所使用的涂料的种类、涂料条件以及涂装条件来反复进行涂装实验，从而决定能得到所需的多彩花纹涂膜的涂料条件以及涂装条件。 

在下述专利文献1中，公开了测量、评价作为多彩花纹的一个方式的粒状花纹，并由此设定涂装条件的方法。具体而言，公开了如下的涂装条件设定方法，在该涂装条件设定方法中，将粒状花纹的颗粒的大小，定义为其面积的平方根或者将该平方根乘以某些系数而得到的值，求出粒度分布，并根据每单位面积的颗粒个数以及所定义的颗粒大小的平均值、方差、标准方差等分布参数中的几个或者全部的测量值，定量地解析涂装条件的因子和分布参数的相关关系，由此来设定可以确保规定的涂装质量的涂装条件。 

另外，在专利文献2中，公开了一种涂装系统，该涂装系统对颗粒状花纹的涂装或者颗粒状物进行拍摄，并处理拍摄得到的图像来求出图像特征量，将预先存储了对拍摄样本得到的图像进行处理而求出的图像特征量的样本图像特征量与检查对象的图像特征量进行比较，由此对涂装或者涂敷结果进行评价。 

另外，在下述专利文献3中，公开了可以在短时间内容易地决定多彩花纹形成用涂料的原色涂料的方法。具体而言，公开了如下方法，即， 准备多彩花纹涂膜的影像图像，解析构成该影像图像的颜色的种类，决定构成被解析的多彩花纹涂膜的影像图像的颜色、以及各个颜色在多彩花纹涂膜的图像中所占的面积比率，并基于该面积比率来决定着色涂料颗粒的配比。 

专利文献1：日本特开2000-206029号公报 

专利文献2：日本特开平11-45337号公报 

专利文献3：日本特开平9-220508号公报 

然而，上述专利文献1所公开的方法，是测量已有实际应用的粒状花纹涂膜的粒状花纹的分布，并对其测量值进行统计处理来决定涂装条件，然而却不能用于得到无实际应用的新的多彩花纹涂膜。 

另外，上述专利文献2也同样是涉及再现与已经有实际应用的样本板同样的多彩花纹涂膜的技术，然而却不适用于无实际应用的多彩花纹涂膜。 

另外，上述专利文献3不能决定实际进行涂装时的涂装条件。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置、决定方法、决定程序以及记录了该程序的计算机可读记录介质，该决定装置、决定方法、决定程序可以制作所需的多彩花纹图像并显示于图像显示装置，根据该图像的画像特征量，通过统计计算来计算可再现所制作的多彩花纹的涂料条件以及涂装条件，基于所得到的涂料条件以及涂装条件同时涂装多种涂料而得到多彩花纹涂膜。 

本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(1)，是一种决定用于同时涂装具有不同的视觉特征的多种涂料而生成多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的方法，其特征在于，包括：第一步骤，处理装置接受具有不同的视觉特征的多种涂料条件及涂装条件的指定；第二步骤，上述处理装置根据所指定的上述涂料条件及上述涂装条件，计算出被期望在这些条件下涂装的多彩花纹涂膜的图像特征量；第三步骤，上述处理装置使用上述图像特征量生成CG图像，并显示于显示装置；以及第四步骤，上述处理装置在接受了规定的指示的情况下，将用于生成在上述显示装置上显示的上述CG图像的涂料条件及涂装条件决定为用于生成上述多彩花纹涂膜的条件。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(2)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(1)中，上述图像特征量包括颗粒的视觉特征、粒度分布以及描绘等待时间；上述涂料条件包括涂料的视觉特征以及粘度；上述涂装条件包括涂料的喷出量、涂装机的移动速度以及雾化空气流量。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(3)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(1)中，在上述第三步骤中，上述处理装置执行与在上述第一步骤中所指定的各上述涂料条件相对应的作为计算机程序的多个线程，并同时描绘与上述涂料条件相对应的颜色的颗粒而生成上述CG图像。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(4)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(1)中，上述CG图像的粒度分布是对数正态分布。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(5)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(2)中，上述颗粒的视觉特征包括遮蔽力，该遮蔽力是基于涂料的浊度而计算出的。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(6)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(2)中，上述粒度分布是作为每单位面积的颗粒个数的颗粒数，在上述第二步骤中，上述处理装置是通过以上述粘度及上述涂装条件为变量的多元回归方程式来决定上述颗粒数的，并基于所决定的该颗粒数来计算上述描绘等待时间。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(7)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(1) 中，在上述第二步骤之前包括：第五步骤，变更上述涂料条件及涂装条件，来多次执行生成涂板的处理，生成多个上述涂板，该涂板是使用规定的涂料条件的涂料、以规定的涂装条件控制涂装装置进行涂装而生成的；第六步骤，读取装置读入多个上述涂板表面的花纹，并作为数字图像数据输入到上述处理装置；第七步骤，上述处理装置根据多个上述数字图像数据，计算出包括1个以上的因子的上述图像特征量，并以该图像特征量中的1个以上的因子作为目的变量，求出以生成上述涂板时的涂料条件及涂装条件中的2个以上的因子为说明变量的多元回归方程式；上述多元回归方程式用于计算上述第二步骤中的上述画像特征量。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法(8)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定方法(7)中，还包括：第八步骤，根据在上述第四步骤中所决定的多个上述涂料条件来调整不同颜色的多种涂料；第九步骤，使用在该第八步骤中所调整的不同颜色的多种涂料，在上述第四步骤中所决定的涂装条件下控制上述涂装装置进行涂装而生成多彩花纹涂膜。 

本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置(1)，是一种决定用于同时涂装具有不同的视觉特征的多种涂料而生成多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的装置，其特征在于，具有处理装置及图像显示装置，上述处理装置根据所指定的具有不同的视觉特征的多个涂料条件及涂装条件，计算出被期望在这些条件下涂装的多彩花纹涂膜的图像特征量，使用上述图像特征量生成CG图像，并显示于显示装置，在接受了规定的指示的情况下，将用于生成在上述显示装置上显示的上述CG图像的涂料条件及涂装条件，决定为用于生成上述多彩花纹涂膜的条件。 

另外，本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置(2)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定装置(1)中，进一步具备图像读取装置和涂装装置，在上述处理装置求出上述图像特征量之前，上述图像读取装置读入多个涂板的表面花纹，并作为数字图像数据输入到上述处理装置，该多个涂板是变更涂料条件及涂装条件来多次执行以下处理而生成的，该处理是使用规定的涂料条件的涂料，以规定的涂装条件来控制涂装装置进行涂装而生成涂板的处理，上述处理装置根据多个上述数字图像数据，计算出包括1个以上的因子的上述图像特征量，并以该图像特征量中的1个以上的因子作为目的变量，求出以生成上述涂板时的涂料条件及涂装条件中的2个以上的因子为说明变量的多元回归方程式，上述处理装置使用上述多元回归方程式，根据所指定的上述涂料条件及涂装条件计算出上述画像特征量。 

本发明涉及的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置(3)，其特征在于，在上述的涂料条件及涂装条件的决定装置(2)中，使用根据所决定的多个上述涂料条件而调整的不同颜色的多种涂料，在所决定的上述涂装条件下控制上述涂装装置进行涂装而生成多彩花纹涂膜。 

根据本发明，只要指定具有不同的视觉特征的多个涂料条件及涂装条件，就可以决定相对应的图像特征量，并使用其生成模拟了多彩花纹图像的CG图像，且显示于图像显示装置。因此，可以自由地模拟多彩花纹图像，可以高效地决定用于得到所需的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件。 

另外，使用多元回归方程式来决定用于CG图像的描绘的图像特征量，该多元回归方程式是使用利用规定的涂料条件的涂料、以规定的涂装条件控制涂装装置而实际涂装的涂板表面的花纹决定的，由此可以生成更接近实际的多彩花纹的CG图像，可以进行精度更高的模拟。 

因此，使用通过模拟而决定的涂料条件的涂料，在所决定的涂装条件下控制涂装装置进行涂装，可以容易地得到多彩花纹涂膜。 

图1是表示本发明的实施方式涉及的涂装系统的构成的示意图。 

图2是表示本发明的实施方式涉及的涂装系统的动作的流程图。 

图3是表示在本发明的实施方式涉及的涂装系统中使用的模拟程序的显示画面的一例的图。 

图4是表示颗粒图像和该图像的粒径分布的图，(a)是实际的涂装图像，(b)是颗粒正态分布时的CG图像，(c)是颗粒对数正态分布时的CG图像。 

附图说明

图5(a)是表示通过模拟而决定的CG图像的一例的图，(b)是表示在相应的条件下实际涂装而得到的花纹的图像的图。 

图6(a)是表示通过模拟而决定的CG图像的一例的图，(b)是表示在相应的条件下实际涂装而得到的花纹的图像的图。 

符号说明：1...决定部；2...涂装部；101...处理装置；102...图像显示装置；103...图像输入装置；104...涂装控制装置；105...控制器；106...多嘴喷枪；107...涂料容器；108...传送带；109...被涂物 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 

图1是表示本发明的实施方式涉及的涂装系统的概略结构的图。本系统包括：决定涂料条件及涂装条件的决定部1；以及使用满足所决定的涂料条件的涂料，按照所决定的涂装条件进行涂装的涂装部2。 

决定部1具备：处理装置101；与处理装置101连接的可以实现全色显示的图像显示装置102；以及图像输入装置103，其将表面被涂装了的板(以下，称为涂板)的表面花纹作为图像数据(电子数据)读入，并可以将其输入到处理装置101。处理装置101，例如是计算机，图像显示装置102，例如是CRT显示装置、液晶显示装置等。另外，图像输入装置103，例如是图像扫描仪或CCD照相机等。 

涂装部2是自动涂装系统，可以同时涂装多种具有不同的视觉特征的涂料，具备：涂装控制装置104、控制器105、多嘴喷枪106、涂料容器107以及传送带108。多嘴喷枪是具有多个涂料喷出嘴的喷枪，安装于机械臂或者往复运动机构上。作为涂装对象的被涂物109，利用传送带108来输送，被多嘴喷枪以空气雾化方式所涂装。 

以下对本实施方式涉及的涂装系统的整体动作的概要进行说明，详见后述。 

首先，由处理装置101取得关于涂装部2(自动涂装系统)的特性的信息。具体而言，使用粘度不同的多种涂料，在规定的涂装条件下使用涂装部2的多嘴喷枪106制成颗粒状花纹的多个涂板，并用图像输入装置103读入所制成的各种涂板的表面，将其作为图像数据，并使用图像处理，求出所读入的图像中的颗粒直径(以下记为“粒径”)以及每单位面积的颗粒个数(以下记为“颗粒数”)。由此，能够得到每个涂料 粘度以及涂装条件下的粒径及颗粒数，使用这些数据，求出分别以粒径、颗粒数作为目的变量的多元回归方程式。得到的多元回归方程式，表示涂装部2的涂装特性，即，用所使用的涂料粘度、涂装条件，来表示涂装何种程度的粒径以及颗粒数的花纹。另外，由于涂装部2的特性是明确的，因此一旦求出多元回归方程式之后，也可以不将图像输入装置103用于模拟下述的多彩花纹的图案。 

然后，通过处理装置101来模拟多彩花纹涂膜，具体而言，对处理装置101输入涂料条件及涂装条件，处理装置101根据它们生成图像特征量，基于所生成的图像特征量制作多彩花纹图像(实际上是颗粒状花纹)的计算机图形(以下记作CG))图像，并显示于图像显示装置102。在此，图像特征量是，使用的颜色数(1色、2色…)、各种颜色的视觉特征(在以颜色不根据观察的角度的不同而改变的纯色(solid color)为前提的情况下，为表色系中的坐标值以及浊度)、粒度分布、描绘等待时间。在所制作的图像被判断为是所需的CG图像(多彩花纹图像)的情况下，记录制作该CG图像时的图像特征量、涂料条件、涂装条件。另外，在使用一种以上的、颜色随观察角度的不同而产生变化的金属色涂料的情况下，作为上述的颜色的视觉上的特征，使用例如对涂膜以45度的角度照射照明光、并以与规则反射角度成25度或者45度的角度观察时的比色值，更精确地可以使用利用日本专利3469767号公开的方法而求出的金属色的代表色。 

最后，根据所决定的涂料条件来调整涂料并填充于涂料容器107，处理装置101将所决定的涂装条件发送到涂装控制装置104，涂装控制装置104，根据收到的涂装条件制作控制数据，并通过控制器105，控制多嘴喷枪106、传送带108的动作进行涂装。由此，生成与利用模拟所决定的CG图像相对应的多彩花纹涂膜。 

接着，对本发明的实施方式涉及的涂装系统的动作，用图2的流程图进一步详细地说明。在以下的处理中，处理装置101进行的处理，是内部的运算元件(以下，记作CPU)从内部的记录装置(硬盘等)中将规定的数据读出到内部的暂时存储装置(以下，记作存储器)中，将存储器作为工作区域使用而进行的处理，CPU将处理结果适当地记录在记录装置中。 

(涂装部2的特性的决定) 

在步骤S1中，用溶剂来稀释任意的涂料(包含色材的有彩色、或无彩色)，调整粘度VIS不同的三种以上的样本涂料，使其粘度VIS，例如与确定所调整的各种样本涂料的信息(涂料ID)相对应地记录于处理装置101的记录装置中。由于多彩花纹的颗粒大小较大程度地依赖于涂料的粘度，因此粘度VIS是重要的，为了后述的统计计算进行数值化并预先进行记录。 

粘度的计量方法使用公知的福特杯(Ford cup)法、KU值法、B型粘度计法等。作为粘度，可以使用例如，用福特杯法测量的“秒数”、用斯托玛式(Stormer-type)粘度计测量的“KU值”、用B型粘度计测量的“TI值(触变值)”等。特别是在涂料为溶剂类的情况下，可以将与粘度相关的稀释率作为粘度来使用。 

在步骤S2中，改变涂装条件来将在步骤S1中调整的粘度不同的样本涂料涂装于规定的板上，制成颗粒状花纹涂板。即，将制成的样本涂料供给到涂装部2，并通过涂装控制装置104变更涂装条件来进行短时间涂装，之后使其干燥而生成颗粒状花纹涂板。此时，使确定所生成的颗粒状花纹涂板的信息(多彩花纹涂板ID)与其涂料条件(粘度)及涂装条件相对应地记录于处理装置101的记录装置中。在此，也可以记录相应的涂料ID，而不是使涂装条件(粘度)与多彩花纹涂板ID直接对应地进行记录。 

在此，涂装条件可以根据涂料的雾化方式、机械臂或者往复运动机构等来决定。作为涂装条件，例如，可以列举出：涂料的喷出量、涂装气氛的温度、涂装气氛的湿度、涂装气氛的风速、涂装机的移动速度(例如涂装枪的移动速度)、被涂物的移动速度、涂装枪与被涂装物之间的距离、施加电压、钟形杯(bell cup)旋转数、雾化空气压力、雾化空气流量、整形空气压力、整形空气温度、整形空气湿度以及整形空气流量等。 

另外，为了制作后述的多元回归方程式，对于一个涂装条件(因子)，使其以3～6个级别加以变动来进行涂装。级别数越多，多元回归方程式的精度越高，然而实际应用上，6个级别以下即可。在使用多个涂装条件的情况下，也可以只改变某一个涂装条件的值，而固定其他涂装条 件来进行涂装，还可以同时改变多个涂装条件的值进行涂装。 

另外，短时间是通过后述的图像处理来得到适于计测粒径及颗粒数的、密度比较稀疏的粒状花纹所需的时间，通常为1秒左右的时间。另外，使其干燥时，根据涂料的种类进行加热硬化，根据需要可在涂装了无色的透明涂料之后进行加热。 

在步骤S3中，用图像输入装置103读入在步骤S2中制成的多个颗粒状花纹涂板的各种表面花纹，并转换为规定的图像形式，标记唯一的文件名并记录于处理装置101的记录装置。如后所述，由于从读入的图像中，求出粒径和颗粒数，因此在作为彩色图像读入的情况下，转换为灰度等级图像(例如，在8比特数据的情况下，各像素为0～255的值)进行保存。图像的保存形式可以使用例如TIFF、JPEG等公知的形式。 

另外，用于计测的面积，只要比纹理的大小充分大即可。通常涂装的多彩花纹的粒径为0.1～8mm左右，因此无需计测涂板的整体面积，在多彩花纹涂板的表面花纹中，以读入一条边大约为3～10cm的四边形区域而得到的图像为计测对象。 

在步骤S4中，处理装置101读出在步骤S3中保存的各图像数据，计算各图像的粒径及颗粒数，并与图像数据的文件名相对应地记录于内部的记录装置。例如，求出各像素值(亮度)的柱状图，并根据柱状图决定合适的二值化水平，将灰度图像二值化，并计算颗粒数和平均粒径。对于二值化水平，也可以将作为对象的图像数据显示于图像显示装置102，并通过目视根据所显示的图像来决定。例如，在步骤S2中，即便是进行短时间的涂装以尽可能地不使颗粒重叠而制成的涂板，也存在颗粒重叠的情况，在该情况下，可以通过图像处理来使重叠的颗粒分离，然而也可以一边观察图像一边通过目视来设定二值化水平，而不是强制地分离。另外，为了提高精度，也可以预先进行分级过滤器(rank filter)等的过滤处理，来消除微小的颗粒(例如，面积为4像素以下的颗粒)。粒径的单位可以是像素，在用mm进行计测的情况下，也可以是根据像素换算的mm。 

上述的处理也可以使用公知的图像处理软件(例如，由美国的National Institute of Health开发的NIH-Image)来进行。 

在步骤S5中，将在步骤S4中记录的平均粒径以及颗粒数分别作为目的变量来求出多元回归方程式，并记录于记录装置。即，处理装置101从记录装置读出与各图像数据的文件名相对应的粒径、颗粒数以及多彩花纹涂板ID，并进一步读出与多彩花纹涂板ID相对应的粘度以及涂装条件。而且，例如，决定式1、式2的各个系数ai、bi(i＝0～4)，并记录于记录装置。 

粒径＝a0+a1×粘度+a2×喷出量+a3×雾化空气流量+a4×传送带速度      (式1) 

颗粒数＝b0+b1×粘度+b2×喷出量+b3×雾化空气流量+b4×传送带速度  (式2) 

在此，a0、b0为常数，a1～a4、b1～b4是多元回归系数。由于粘度、各涂装条件的单位各自不同，因此存在变量的范围因涂装条件而极大的情况。在该情况下，可以将标准值定为基准值，使用与该基准值的比率进行计算，而不是直接使用该涂装条件进行计算。由此可以保持精度。 

另外，说明变量不对上述的涂料粘度、喷出量、雾化空气流量以及传送带速度进行限定，只要满足涂料条件以及涂装条件，也可以使用其它的因素。 

通过以上的步骤S1～S5，使用实际的涂板，可以求出每个涂料条件及涂装条件的粒径以及颗粒数，使用这些数据，可以决定表示图1所示的涂装部2的涂装特性的多元回归方程式(例如，式1、式2)。步骤S1～S5的处理，在涂装部2及涂料类(使用的涂料)不变的情况下，只进行一次即可。 

(多彩花纹涂膜的模拟) 

接着，对多彩花纹涂膜的模拟，即、基于CG进行的多彩花纹的描绘以及此时使用的描绘参数进行说明。 

在步骤S6中，处理装置101接受多个涂料条件以及涂装条件的指定，并从这些条件中决定CG描绘参数。作为多个涂装条件，是例如，使用的喷枪的数量(与涂料数，颜色数对应)、每个喷枪的涂料颜色 (RGB值)、每个喷枪的涂料的粘度以及每个喷枪的涂料的浊度H。使用所指定的条件、和在步骤S5中记录的系数(a1～a4、b1～b4)，按照粒径D以及颗粒数N的回归方程式(式1、式2)，来计算每个喷枪的粒径D以及颗粒数N，进一步根据颗粒数N计算每个喷枪的等待时间。在此，一个喷枪与规定的涂料条件的涂料相对应，因此“每个喷枪”也可以换而言之为“每种涂料”。另外，喷枪的数量的指定并不是必需的，从所指定的涂料条件的数量(例如，粘度的数量)即可获知。 

作为所使用的CG的描绘方法，由于模仿从多嘴喷枪同时喷出涂料的实际的涂装方法，因此采用使用了JAVA(注册商标)多线程的描绘方法，该方法是用于以JAVA(注册商标)语言制作CG的公知技术(参照“Java完全マスタ一ブツク”(高田美树著，技术评论社，平成16年5月(以下记作公知文献A)的pp.97～109)。即，将与用一个喷枪进行的喷雾涂装对应的描绘处理制作为线程，线程是计算机程序的单位，并准备与喷枪的数量相同数量的线程，在同时执行多个线程的同时进行描绘。 

为此，决定每个线程(与喷枪对应)的粒径D和等待时间ST。等待时间ST，是一个线程用一个颜色描绘了全面涂实了内部的圆之后，到描绘下一个圆为止的时间，通常以msec(毫秒)来指定。等待时间ST越短，单位时间描绘的圆的数量越多，可描绘出密集的颗粒图像，相反等待时间ST长，将描绘出稀疏的颗粒图像。因此，可以指定等待时间ST作为与颗粒数N成反比例的值。例如，在100msec内在每个单位面积上描绘100个颗粒的情况下，使用在步骤S5中求出的颗粒数N通过ST＝100/N(式3)来计算等待时间ST(msec)。 

指定每个喷枪的涂料颜色(RGB值)，即、对线程描绘的颗粒的颜色，指定实际的涂料颜色的RGB值。得到涂料颜色的RGB值的方法各种各样。例如，可以用图像输入装置103(例如图像扫描仪)读入涂装了涂料的板(已经制成的库存色(stock color))，并决定RGB值，或者使用以分光光度计、色彩色差计测量出的比色值XYZ，并使用从CIE规定的XYZ向RGB转换的矩阵来计算RGB值。如后述那样，涂装多彩花纹时，由于实际制作涂料，因此优选使用已知配比的涂色、或者根据各种样本册的分光反射率通过CCM(计算机配色)计算出配比的颜色。另外，也可以指定各种颜色的RGB值，用CCM计算实际使用的涂料的配比。 

以下对每个喷枪的涂料的浊度H，即、线程描绘的颜色的透明程度进行说明。当使颗粒重叠来进行描绘时，优选，进行考虑了涂料的浊度(遮蔽力)的描绘。在实际用于多彩花纹的涂装的涂料在被涂装时对下面的花纹有足够的遮蔽力的情况下，无须考虑浊度H，然而在不是这种情况时，为了使CG的多彩花纹更接近现实的涂装花纹，则考虑浊度H来进行描绘。即，考虑所指定的浊度H，对于一个像素，将已经被描绘(涂装)的像素数据设为m_i(i表示RGB的各个成分)，将在其上描绘(涂装)的数据设为n_i时，颗粒描绘后的数据k_i为： 

K_i＝m_i×(100-H)/100+n_i×H/100     (式4) 

另外，在将不是白色的板作为涂装对象，使用通过涂装不能100％地遮蔽基底的涂料的情况下，需要考虑基底的视觉特性，然而，即使是该情况，如果将与基底的颜色相对应的RGB数据设定为描绘颗粒前的初始状态的图像数据，则也可以使用式4。 

浊度H可以通过将所制成的涂料利用刮条涂敷器(bar coater)、刮墨刀(doctor blade)等(优选，以大约20～30号形成，大致为喷雾液滴的涂装高度，膜厚约为5μm左右)涂装在透明的薄膜上，干燥后，用浊度计(例如haze meter)进行测量来得到。对于浊度H，100％是完全遮蔽，0％是完全透明。对于通常的涂料而言，遮蔽力较小的涂料的浊度H为大约40％，遮蔽力较大的涂料的浊度H为90％以上。 

在步骤S7中，处理装置101使用在步骤S6中决定的描绘参数来生成CG图像。具体而言，反复进行以下处理：在每个等待时间ST内，起动描绘圆的线程，各线程求出颗粒的半径R，并在半径R的圆形区域内，使用被各线程指定的颜色(RGB值)，用指定的浊度H全面涂抹。 

在此，按照时间改变描绘颗粒的半径R。在利用CG反复描绘颗粒时，如果一边适度地改变粒径(或颗粒的半径)，一边以接近实际涂装的粒度分布的分布来描绘，则会接近实际的多彩花纹。研究各种各样的粒径分布而得到的结果为，对数正态分布是最接近实际涂板的分布。在利用CG图像来实现对数正态分布时，只要依照以下的顺序来决定要描绘的圆的半径R即可。 

首先，利用公知的算法(“JAVAによるアルゴリズム事典”(奥村晴彦等、技术评论社、平成15年5月(以下记作公知文献B)的pp.152～153中记载的正态分布产生算法)，产生正态分布(平均值＝0、标准方差＝1)的变量f，如下式5所示，计算以变量f为指数的exp(f)，将其除以exp(0.5)，继而将其乘以平均粒径D，生成对数正态分布的粒度分布，即、作为对数正态分布的变量的粒径g。 

g＝D×exp(f)/exp(0.5)  (式5) 

继而，使用由式5生成的粒径g，由式6决定要描绘的圆的半径R。 

半径＝0.5×g           (式6) 

在此，平均值μ＝0、标准方差σ＝1的正态分布与对数正态分布之间有下式7的关系，系数exp(0.5)是用于将对数正态分布的平均值调整为0的系数。 

对数正态分布的期望值＝exp(μ+σ²/2)＝exp(0+1/2)＝exp(0.5)＝1.64872  (式7) 

如上所述，起动多线程，各线程在每个等待时间ST内决定半径R，并以用指定的颜色及浊度所计算的数据，来盖写以视频存储器(未图示)的规定像素为中心的半径R内的像素数据。如此依次执行描绘处理，将视频存储器上的数据作为CG图像显示于图像显示装置102。处理装置101，在任意的时刻被输入了描绘停止的指令的情况下，停止各线程的执行，将该时刻的静止图像作为多彩花纹显示于图像显示装置102。描绘的停止，例如，既可以由人对操作部(计算机的键盘、鼠标等)进行操作来指示，也可以边记录描绘开始后的时间边进行描绘，在经过了预先设定的时间后自动地停止。 

在步骤S8中，设计者通过目视，判断在步骤S7中描绘的、显示于图像显示装置102的CG图像的多彩花纹的图案是否接近自己的想象。如果接近设计者的想象(样本可以是照片，也可以是假想的图案)，则接受设计者的指示，处理装置101停止基于上述CG进行的模拟，并将此时使用的描绘参数记录于记录装置中，转移到步骤S9。如果设计者不认可，则处理装置101接受指示，返回到步骤S7，以再次进行模拟。此时，可以与各种颜色样本或照片进行比较，评价显示于图像显示装置102的CG图像的多彩花纹的图案。另外，也可以在图像显示装置102 上显示了成为样本的图像的状态下进行模拟，在同一画面上并列显示CG图像，来判断相似性。 

(在所决定的条件下的涂装) 

在步骤S9中，使用作为描绘参数的涂料条件，该描绘参数是与由步骤S6～S8的模拟所决定的多彩花纹的CG图像相对应的，即、使用与所使用的喷枪的数量相应的涂料条件，也就是{涂料的颜色、涂料的粘度、涂料的浊度}组，制成具有接近各涂料条件的值的涂料。所制成的涂料，被放入各涂料容器107中。色材的配比，可以使用所决定的RGB值，对库存色进行近似色检索(利用在RGB值空间上的距离的大小进行判断)来决定。例如，只要预先存储涂装已有实际应用的配比的涂料而得到的涂色的RGB值，并检索与所需的RGB值的欧几里得几何学距离最近的涂料配比即可。也可以用公知的CCM技术来检索配比。另外，涂料的粘度，根据稀释率，适度地用稀释剂进行稀释来调整。另外，也可以用流变控制(rheological control)剂来调整。 

在步骤S10中，处理装置101将由步骤S6～S8的模拟所决定的描绘参数中的涂装条件(喷出量、雾化空气流量、传送带的速度等)发送到涂装控制装置104，涂装控制装置104，根据所接收的涂装条件，生成控制器105用的控制数据，并发送到控制器105。 

在在步骤S11中，控制器105根据所接收的控制数据，使用涂料容器107中的在步骤S9中所制成的涂料，控制多嘴喷枪106的运动以及传送带108的速度，进行多彩花纹的涂装。 

通过以上的步骤S1～11，完成以下的一系列处理：决定表示涂装部2的特性的多元回归方程式，进行指定了涂装条件的CG模拟，决定所需的多彩花纹的涂料条件及涂装条件，并制成满足所决定的涂料条件的涂料，使用该涂料在所决定的涂装条件下控制自动涂装系统(涂装部2)进行涂装。其结果，可以生成所需的多彩花纹涂膜。 

以上，对具备决定部1及涂装部2的涂装系统进行了说明，然而以决定部1的处理装置101单独来实施的方式也可以。例如，在处理装置101不与涂装控制装置104连接的情况下，也可以将使用涂装部2用样品涂料实际涂装的粒状花纹的多个数字图像数据，记录于光盘等便携介质，并通过它输入到处理装置101，来决定表示涂装部2的特性的多元回归方程式。 

另外，关于涂装部2，一旦决定了粒径、颗粒数的多元回归方程式之后，只要不改变涂装部2的特性，即可以使用所决定的多元回归方程式执行各种各样的CG模拟。即，只要根据涂料条件及涂装条件指定了决定粒径以及颗粒数的多元回归方程式，就可以自由地模拟所需的各种各样的多彩花纹。 

实施例 

以下给出实施例，对本发明的特征进行更为明确的描述。 

制成绿色和棕色两色涂料，并用CG来模拟同时描绘它们而得到的迷彩图案的多彩花纹，并将所决定的涂装条件发送至自动涂装系统(涂装部2)，实际制成多彩花纹的涂板来进行评价。 

首先，对涂料的调整(步骤S1～S2的处理)进行说明。作为使用的涂料，将RETAN PG60(关西Paint公司制，溶剂型汽车修补用涂料，双组分聚氨酯硬化型)的原色涂料以及透明涂料，以下述的比例混合而制成两色的涂料A、B。在此，三位的编号是原色编号。加入001透明涂料，以成为规定的颜色浓度(PHR)。 

涂料A：中绿(以下，记为绿)010白/870绿＝6.3/12.5(PHR) 

涂料B：深棕(以下，记为棕)400黑/584印度红＝1.5/12.3(PHR) 

调整制成的涂料A、B的粘度。即，对于涂料A、B，分别用表1的稀释率加入PG60标准稀释剂，用福特杯No4和B型粘度计(在表1中，分别用Fc#4、B型表示)进行测量，每一种涂料制成四个级别(表1的(1)～(4))的粘度的涂料。在即将涂装之前加入规定量的硬化剂(异氰酸酯)。 

表1 

接着，使用制成的涂料进行涂装实验(步骤S2)。即，为了制成预 测多彩花纹的粒径及颗粒数的多元回归方程式，将表1所示的四个级别的涂料A、涂料B，使用表2所示的各级别的涂装条件(喷出量DR、雾化空气流量ACA、传送带速度CS)进行涂装。表3表示所使用的涂装条件的组合。另外，在表2中，级别(1)是标准值。 

表2 

表3 

在涂装时，使用S型涂装机(NPC公司制，装有具备四个系统的涂装通路的多嘴喷枪)，在N6灰的中间涂板上涂装1段(约1秒钟)。在这种情况下，颗粒的重叠较少，可以形成适合于以后的图像处理的计测的涂膜。涂装后，在室温下放置5分钟，之后在热风干燥炉内以80度(℃)强制干燥20分钟。未涂装透明涂料。 

接着，使用所形成的涂膜，进行涂膜表面的花纹的颗粒计测(步骤S3～S4)。将用涂料A、B得到的颗粒状花纹的板，使用图像扫描仪CanoScanFB636U(佳能公司制)，以300dpi进行扫描取得全色图像。在将所取得的图像的分辨率转换为144dpi之后，切取中心附近的256×256像素的正方形区域，转换为256级的灰度图像后，作为JPEG来保存。保存的图像，一边相当于约4.5cm。 

接着，用图像解析软件NIH-Image，将所保存的灰度图像作为对象，通过目视指定二值化水平，对灰度图像进行二值化，用分级过滤器除去细小的噪声，计测4像素以上的颗粒的面积和个数。选择4像素以上的理由是，如将4像素的面积假定为圆，则直径大约为2.25像素(半径大约为1.125像素)。即、具有作为图像的最小单位的1像素的半径的圆的面积为大约4像素，因此图像处理的计测定为4像素以上。 

另外，使用图像润饰软件PhotoShop(美国Adobe公司制)对利用图像扫描仪取得的全彩色的图像，计测涂料A(绿)和涂料B(棕)的颜色的RGB值，从而得到以下的值。在此，R、G、B是各8比特数据的10进制表示。 

涂料A(绿)：R＝10、G＝65、B＝50 

涂料B(棕)：R＝45、G＝30、B＝20 

另外，用20号刮条涂敷器将稀释前的涂料A、B涂装于耐溶剂性的透明薄膜，用浊度计COH-300A(日本电色工业公司制)测量浊度，从而得到以下的值。 

涂料A(绿)：浊度(基底)＝85(％) 

涂料B(棕)：浊度(基底)＝95(％) 

接着，使用上述计测出的值，将粒径D、颗粒数N分别作为目的变量，并将涂料条件(粘度)以及涂装条件作为说明变量来决定多元回归方程式(步骤S5)。多元回归方程式的决定，是按照上述的公知文献B(pp.26～30)进行的。其结果，得到了以下的多元回归方程式(式8、式9)。 

D＝1.79-0.247×VIS+0.04687×DR+0.09157×ACA-0.1596×CS  (式8) 

N＝640.8+3.65×VIS-1.38×DR-2.46×ACA+5.357×CS         (式9) 

在此，D是平均粒径[像素]，N是颗粒数[个]，VIS是Fc#4(福特杯#4)粘度[sec]，DR是喷出量[cc/min]，ACA是雾化空气量[NL/min]，CS是传送带速度[m/min]。 

接着，用JAVA(注册商标)语言制作模拟多彩花纹的计算机程序，进行以下的验证(步骤S6～S8)。正态分布的变量f的产生使用了上述公知文献B所述的函数。图3表示了通过所制作出的模拟软件而显示于图像显示装置的画面的一例。 

(验证1粒径分布形状的确认) 

对用CG生成的多彩花纹的粒度分布是否接近于实际涂板的粒度分布进行确认。图4(a)是表示在表3的No.17行的条件下，即，表示在涂料B(涂料种类(1))、DR＝200、ACA＝100、CS＝30的条件下，被涂装的涂板表面的扫描图像及其粒度分布。图4(b)是使用通常的正态分布生成的CG图像及其粒度分布。另外，图4(c)是使用对数正态分布生成的CG图像及其粒度分布。图4(b)及图4(c)的图像的平均粒径都是10像素。在图4中，将(b)和(c)相比较可知，接近(a)的形状是(c)，通过使用对数正态分布，可以再现接近于实际涂装的花纹的花纹。特别是，粒径较小的颗粒的频度较高，可以准确地再现存在一部分粒径较大的颗粒的实际涂装花纹的特性。另一方面，对于(b)的正态分布图像而言，粒径的变化幅度较小，比较均匀的颗粒较多，与表示实际的涂装花纹的(a)有较大的差异。 

(验证2两色混合多彩花纹) 

利用CG实际制作两色混合的迷彩花纹的多彩花纹，并用两例来 表示与在此时的涂料条件下实际涂装的涂板的比较结果。 

图5(a)与图2的步骤S7～S8一样，是在以涂装条件DR＝200[cc/min]、ACA＝100[NL/min]、CS＝30[m/min]描绘45秒钟的条件下，对将涂料A的粘度调整为27.5秒、涂料B的粘度调整为22.3秒的涂料进行描绘而得到的CG图像。图5(b)是表示在相同条件下进行实际涂装而得到的多彩花纹。图5是以灰度表示的，但是实际上是彩色图像。将这两个图像的花纹进行目视判断的结果是非常近似。 

另外，图6(a)是减小涂装条件中的喷出量，与上述同样地对将涂料A的粘度调整为27.5秒、涂料B的粘度调整为22.3秒的涂料进行描绘而得到的CG图像。此时，以DR＝150[cc/min]、ACA＝100[NL/min]、CS＝30[m/min]描绘了45秒钟。图6(b)是表示在相同条件下进行实际涂装而得到的多彩花纹。图6是以灰度表示的，但实际上是彩色图像。这两个图像的花纹，目视判断的结果是非常近似。与图5的图像相比较可知，通过将喷出量DR[cc/min]从200减至150，可以得到颗粒的粒径较小，另外密度稀疏的图像。 

根据本发明，可以计算能够再现所需的多彩花纹图像的涂料条件以及涂装条件，并基于得到的涂料条件以及涂装条件同时涂装多种涂料而得到多彩花纹涂膜。 

Claims (10)

1.一种多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，决定用于同时涂装具有不同的视觉特征的多种涂料而生成多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件，其特征在于，包括：

第一步骤，处理装置接受多个涂料条件及涂装条件的指定；

第二步骤，上述处理装置根据所指定的上述涂料条件及上述涂装条件，计算出被期望在这些条件下涂装的多彩花纹涂膜的图像特征量；

第三步骤，上述处理装置使用上述图像特征量生成CG图像，并显示于显示装置；

第四步骤，上述处理装置在接受了规定的指示的情况下，将用于生成在上述显示装置上显示的上述CG图像的涂料条件及涂装条件，决定为用于生成上述多彩花纹涂膜的条件，其中，

上述涂料条件包括涂料的视觉特征以及粘度；

上述图像特征量包括颗粒的视觉特征、粒度分布以及描绘等待时间；

上述粒度分布是由作为每单位面积的颗粒个数的颗粒数和平均粒径来表征的，

在上述第二步骤中，上述处理装置通过以上述粘度及上述涂装条件为变量的多元回归方程式来决定上述颗粒数和平均粒径，并基于所决定的该颗粒数来计算上述描绘等待时间。

2.根据权利要求1所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，

上述涂装条件包括涂料的喷出量、涂装机的移动速度以及雾化空气流量。

3.根据权利要求1所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，

在上述第三步骤中，上述处理装置，

执行与在上述第一步骤中所指定的各种上述涂料条件相对应的作为计算机程序的多个线程，

同时描绘与上述涂料条件相对应的颜色颗粒而生成上述CG图像。

4.根据权利要求1所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，

上述CG图像的粒度分布是对数正态分布。

5.根据权利要求1所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，

上述颗粒的视觉特征包括遮蔽力，

该遮蔽力是基于涂料的浊度而计算的。

6.根据权利要求1所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，

在上述第二步骤之前，包括：

第五步骤，多次执行生成涂板的处理以生成多个上述涂板，其中每次生成涂板的过程包括：用各自具有规定粘度的涂料对板进行涂装，并以规定的涂装条件来控制涂装装置进行涂装，其中对于每次过程改变上述粘度和上述涂装条件；

第六步骤，读取装置读入多个上述涂板表面的花纹，并作为数字图像数据输入到上述处理装置；

第七步骤，上述处理装置根据多个上述数字图像数据，计算出上述颗粒数和平均粒径，并求出以上述颗粒数和平均粒径作为目的变量、以生成上述涂板时的粘度和涂装条件为说明变量的多元回归方程式，

上述多元回归方程式用于计算上述第二步骤中的上述图像特征量。

7.根据权利要求6所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定方法，其特征在于，还包括：

第八步骤，根据在上述第四步骤中所决定的多个上述涂料条件来调整不同颜色的多种涂料；

第九步骤，使用在该第八步骤中所调整的不同颜色的多种涂料，并在上述第四步骤中所决定的涂装条件下控制上述涂装装置进行涂装，生成多彩花纹涂膜。

8.一种多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置，决定用于同时涂装具有不同的视觉特征的多种涂料而生成多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件，其特征在于，

具有处理装置及图像显示装置，

上述处理装置，

根据所指定的多个涂料条件及涂装条件，计算出被期望在这些条件下涂装的多彩花纹涂膜的图像特征量，

使用上述图像特征量生成CG图像，并将生成的CG图像显示于上述显示装置，以及

在接受了规定的指示的情况下，将用于生成在上述显示装置上显示的上述CG图像的涂料条件及涂装条件决定为用于生成上述多彩花纹涂膜的条件，其中

上述涂料条件包括涂料的视觉特征以及粘度；

上述图像特征量包括颗粒的视觉特征、粒度分布以及描绘等待时间；

上述粒度分布是由作为每单位面积的颗粒个数的颗粒数和平均粒径来表征的，

上述处理装置通过以上述粘度及上述涂装条件为变量的多元回归方程式来决定上述颗粒数和平均粒径，并基于所决定的该颗粒数来计算上述描绘等待时间。

9.根据权利要求8所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置，其特征在于，

进一步具备图像读取装置和涂装装置，

在上述处理装置求出上述图像特征量之前，

上述图像读取装置读入多个涂板的表面花纹，并作为数字图像数据输入到上述处理装置，该表面花纹是通过多次执行生成涂板的处理而产生的，每次生成涂板的过程包括：用各自具有规定粘度的涂料对板进行涂装，并以规定的涂装条件来控制涂装装置进行涂装，其中对于每次过程改变上述粘度和上述涂装条件，

上述处理装置根据多个上述数字图像数据，计算出上述颗粒数和平均粒径，并求出以上述颗粒数和平均粒径作为目的变量，以生成上述涂板时的粘度及涂装条件为说明变量的多元回归方程式，

上述处理装置使用上述多元回归方程式，根据所指定的上述涂料条件及涂装条件，计算出上述图像特征量。

10.根据权利要求9所述的多彩花纹涂膜的涂料条件及涂装条件的决定装置，其特征在于，

使用根据所决定的多个上述涂料条件而调整的不同颜色的多种涂料，以所决定的上述涂装条件来控制上述涂装装置进行涂装，生成多彩花纹涂膜。

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