JP2001349711A - 検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 艤装作業の完了確認を自動的に行う検査シス
テムを、提供する。 【解決手段】 カメラ３１により得られた船体ブロック
Ｂの画像データは、パースがついた状態になっている。
処理装置３３は、測距センサ３２により各艤装品の取付
高さを取得し、画像データ中の各艤装品に相当する部分
をその高さに応じて縮小し、パースのない状態に補正さ
れた画像データを生成する。さらに、処理装置３３は、
この補正された画像データに画像処理を施して検査デー
タを取得する。一方、処理装置３３は、図面データから
得られた線画データを元データとし、この元データと前
記検査データとをパターンマッチング等により比較し
て、ブロックＢにおける艤装作業が、図面により示され
た所定の完成状態になっているかどうか、判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶建造，及び，
その他の各種製造工程における検査システムに、関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大型の船舶は、複数のブロック
が互いに結合された構造を有する。即ち、このような船
舶は、予め工場において夫々製造された各ブロックがド
ックにおいて互いに結合されることにより、建造される
のである。

【０００３】なお、工場において製造されるブロック
は、立体的な構造を有する躯体に対して作業者が艤装作
業を施すことにより、完成する。この艤装作業とは、作
業者が、各種図面を参照しながら、パイプ，ダクト，及
び金物等の各種艤装品を取り付けてゆく作業のことであ
る。

【０００４】この艤装作業が終了すると、作業者は、艤
装品が躯体における所定の位置に正しく取り付けられて
いるかどうかについて、検査を行う。即ち、作業者は、
検査対象となる実物と図面その他の資料とを対照しなが
ら、検査を行う。このように、船舶建造の際の艤装工程
等においては、検査の自動化は、殆ど行われていない。

【０００５】これに対し、大量生産用の生産ラインで
は、組立終了品の検査の自動化が進んでいる。図５は、
従来技術による組立終了品の検査システムを示す説明図
である。この図に示されるように、従来の検査システム
は、検査対象品を撮影するカメラ７１，及び，画像処理
装置７２を、備えている。

【０００６】予め、作業者は、正しく組み立てられた完
成品の実物を、カメラ７１により撮影し、当該完成品の
画像データを取得しておく。そして、作業者は、取得し
た画像データを、画像処理装置７２へ送信して当該画像
処理装置７２内の図示せぬ記憶部内に記憶させておく。

【０００７】そのうえで、作業者は、生産ラインを稼動
させる。すると、組立が終了して搬送装置７３により送
られてきた検査対象品は、カメラ７１の位置に達する。
そこで、カメラ７１は、この検査対象品の画像データを
取得して、画像処理装置７２へ送信する。

【０００８】この画像処理装置７２は、当該検査対象品
の画像データと、予め取得した完成品の画像データと
を、パターンマッチング等により比較する。そして、画
像処理装置７２は、パターンマッチングによる相関値が
所定の値以上になっている場合には、当該検査対象品が
正しく組み立てられた完成品であると判断し、この相関
値が所定の値未満になっている場合には、当該検査対象
品が不良品であると判断する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検査システムは、その画像処理装置におけるパターンマ
ッチング等の処理の際に、完成品の画像データを必要と
している。即ち、検査前に、予め、正しく組み立てられ
た完成品が存在していなければならない。これに対し、
船舶等の一品受注生産品は、検査前に比較対照用の完成
品が存在しないため、従来の検査システムによる検査が
不可能であった。従って、検査工程の自動化が進まず、
この検査工程に多くの時間とコストがかかっていた。

【００１０】そこで、完成品がなくとも、検査対象品の
検査を自動的に行うことができる検査システムを提供す
ることを、本発明の課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による検査システ
ムは、上記課題を解決するために、以下のような構成を
採用した。

【００１２】即ち、この検査システムは、検査対象物に
対して所定方向から対向するように配置されるととも
に、この検査対象物の画像データを検査データとして取
得する撮像部と、前記検査対象物を前記所定方向から見
た図面データを記憶した記憶部と、前記撮像部により得
られた検査データと、前記記憶部に記憶された図面デー
タとを比較し、これら検査データと図面データとが一致
しているとみなせる場合には、前記検査対象物は、所定
の形状になっていると判断する処理装置とを、備えたこ
とを特徴とする。

【００１３】このように構成されると、処理装置は、検
査データと図面データとを比較することにより、検査対
象物が図面データに示された状態になっているかどうか
を、判定することができる。このため、検査対象物が正
しく完成した状態の完成品が存在していなくとも、当該
検査対象物が完成しているか否かを判定することができ
る。なお、前記図面データは、図面からスキャナ等によ
り読み取られたイメージデータを基に生成されてもよ
く、ＣＡＤデータから生成されてもよい。

【００１４】また、この検査システムは、前記検査対象
物における各部分から前記撮像部までの距離を測定する
測距センサを、さらに備えていてもよい。この場合、前
記処理装置は、前記検査データを、前記検査対象物にお
ける各部分が前記撮像部から所定の距離に配置されてい
る場合における仮想的な大きさになるように補正し、当
該補正がなされた検査データと前記図面データとを比較
する。

【００１５】この処理装置により上記の如く補正された
検査データは、検査対象物と撮像部との距離に応じたパ
ースがついていない状態になっている。従って、処理装
置は、パースのついていない状態の図面データと、この
補正がなされた検査データとを比較することにより、パ
ースによる影響を受けることなく判定を実行することが
できる。

【００１６】なお、処理装置は、このような補正がなさ
れずにパースがついたままの検査データと、パースがつ
いた状態の図面データとを比較することにより、判定を
行うことも可能である。

【００１７】この検査システムは、船舶の船体ブロック
における各種艤装品の取付状態を検査するために、利用
可能である。さらに、この検査システムは、ブロック工
法による各種建造物における検査のために利用されても
よい。さらに、この検査システムは、各種製造工程にお
ける検査のために利用されてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本実施形態による検査シ
ステムＳの一部，及び，検査対象物としての船体ブロッ
クＢを示す概略斜視図である。図２は、検査システムＳ
の一部を示す概略平面図である。この図２に示されるよ
うに、検査システムＳは、一対の走行用レール１，１，
及び台車２を、備えている。これら各走行用レール１，
１は、ブロックＢの上方における所定の水平面内におい
て互いに平行に配置されている。なお、これら各走行用
レール１，１は、工場内に予め設置された天井クレーン
用のレールであってもよい。また、各走行用レール１，
１に対して平行な方向を走行方向とし、水平面内におい
てこの走行方向に直交する方向を横行方向とする。

【００１９】台車２は、走行フレーム２１，及び本体部
２２を、有している。この走行フレーム２１は、互いに
平行な一対の横行用レール２１１，２１１と、これら横
行用レール２１１，２１１の各端部同士を連結する一対
の連結部材２１２，２１２を備え、矩形状の外形を有し
ている。

【００２０】そして、これら各連結部材２１２，２１２
には、夫々、複数の図示せぬ走行車輪が取り付けられて
いる。これら各走行車輪は、一方の連結部材２１２にお
ける各走行車輪を、一方の走行用レール１上に載せると
ともに、他方の連結部材２１２における各走行車輪を、
他方の走行用レール１上に載せることにより、これら各
走行用レール１，１上に搭載されている。

【００２１】本体部２２は、略矩形板状の基台２２１，
及び，この基台２２１に軸支された複数の図示せぬ横行
用車輪を、有している。なお、これら各横行用車輪は、
基台２２１の相対向する一対の辺に、夫々、一対ずつ設
けられている。この本体部２２は、各横行用車輪の一方
側の一対を、走行フレーム２１における一方の横行用レ
ール２１１上に載せるとともに、各横行用車輪の他方側
の一対を、走行フレーム２１における他方の横行用レー
ル２１１上に載せることにより、走行フレーム２１上に
搭載されている。

【００２２】図３は、台車２の位置制御系を示す図であ
る。この図３に示されるように、台車２は、位置制御部
２３，走行用モータ２４，横行用モータ２５，走行用セ
ンサ２６，及び横行用センサ２７を、さらに備えてい
る。この走行用モータ２４は、走行フレーム２１の走行
用車輪に連結されており、当該走行車輪を回転させるこ
とができる。一方、横行用モータ２５は、本体部２２の
横行用車輪に連結されており、当該横行用車輪を回転さ
せることができる。

【００２３】また、走行用センサ２６は、走行フレーム
２１に取り付けられており、この走行フレーム２１の走
行方向（図２の左右方向）における位置を検出する。一
方、横行用センサ２７は、本体部２２に取り付けられて
おり、この本体部２２の横行方向（図２における上下方
向）における位置を検出することができる。例えば、こ
れら走行用センサ２６及び横行用センサ２７は、レーザ
センサにより構成されていてもよい。

【００２４】そして、位置制御部２３は、これら走行用
モータ２４，横行用モータ２５，走行用センサ２６，及
び横行用センサ２７に、夫々接続されており、走行用セ
ンサ２６及び横行用センサ２７を夫々監視しながら、走
行用モータ２４及び横行用モータ２５を制御して、本体
部２２を、水平面内における所定の矩形領域内の所望の
位置へ、移動させる。なお、ブロックＢが設置された工
場内には、走行方向及び横行方向により規定された所定
の現場座標系が、予め設定されている。そして、位置制
御部２３は、走行用センサ２６及び横行用センサ２７に
より、本体部２２の現場座標系における位置を認識す
る。

【００２５】さらに、この検査システムＳは、図１に示
されるように、台車２の本体部２２に取り付けられたカ
メラ３１，測距センサ３２，第１の処理装置３３，及び
無線送受信機３４を、備えている。このカメラ３１は、
撮影レンズを有し、本体部２２の下面に当該撮影レンズ
の光軸が鉛直下方を向くように、本体部２２の下面に対
して取り付けられている。そして、このカメラ３１は、
撮像部に相当し、ブロックＢにおける所定の撮像エリア
Ｍ内の画像を取得して、画像データを生成することがで
きる。測距センサ３２は、本体部２２の下面に取り付け
られており、カメラ３１による撮像エリアＭ内における
物体と当該カメラ３１との距離を、計測することができ
る。なお、この測距センサ３２は、レーザセンサ，及び
このレーザセンサを水平面内において互いに直交する二
軸回りに夫々回転変位させるステージにより、構成され
ていてもよい。

【００２６】第１の処理装置３３は、コンピュータ等に
よりなり、本体部２２上に搭載されるとともに、カメラ
３１，測距センサ３２，及び，無線送受信機３４に、夫
々接続されている。そして、この処理装置３３は、カメ
ラ３１から画像データを取得するとともに、測距センサ
３２から撮像エリアＭ内における物体とカメラ３１との
距離を取得する。さらに、この処理装置３３は、位置制
御部２３に接続されている。また、この処理装置３３の
図示せぬ記憶部には、予め、ブロックＢにおける検査対
象領域が指定されている。そして、この処理装置３３
は、位置制御部２３を制御して、台車２のカメラ３１に
よる撮像エリアＭ内にこの検査対象領域が入るように、
本体部２２を移動させることができる。

【００２７】さらに、この検査システムＳは、第２の処
理装置３５を備えている。この第２の処理装置３５は、
コンピュータ等によりなり、図示せぬ第２の無線送受信
機，及びスキャナに、夫々接続されている。そして、こ
の第２の処理装置３５は、その第２の無線送受信機，及
び本体部２２上の無線送受信機３４により、第１の処理
装置３３とデータを送受信することができる。

【００２８】この第２の処理装置３５は、その図示せぬ
記憶部に、第１の処理装置３３によりなされるパターン
マッチングのための図面データを、予め格納している。
以下、この図面データ作成について説明する。まず、第
２の処理装置３５は、スキャナを制御して、艤装品が取
り付けられた状態のブロックＢの平面図（艤装図面）を
読み込ませることにより、この艤装図面のイメージデー
タを取得する。

【００２９】なお、この処理装置３５は、取得したイメ
ージデータに対して、所定の図面座標系を関連付ける。
この図面座標系は、現場座標系と一致しているとは限ら
ない。図４は、図面座標系と現場座標系との対応関係を
示す説明図である。この図４の（ａ）には、現場座標系
が示されており、図４の（ｂ）には、図面座標系が実線
で示されるとともに、現場座標系が二点鎖線で示されて
いる。

【００３０】この図４に示されるように、図面座標系と
現場座標系とは、その原点位置同士が互いに異なってい
るとともに、その平面内における姿勢が互いに異なって
いる。第２の処理装置３５は、艤装図面を基に取得した
イメージデータに対して図面座標系を関連付ける際に、
この図面座標系と現場座標系との変換関係を座標系変換
関係データとして取得し、第１の処理装置３３へ送信す
る。

【００３１】また、第２の処理装置３５は、取得したイ
メージデータに対して２値化その他の画像処理を行うこ
とにより、スキャナによる読込時に発生したノイズ等を
除去し、図面データを作成する。なお、この画像処理に
より、後述するパターンマッチングに用いない文字や線
等も、併せて除去される。なお、この図面データには、
上記の図面座標系が関連付けられている。

【００３２】このような処理がなされたうえで、第１の
処理装置は、ブロックＢの検査を行うことができる。以
下、この検査処理について説明する。まず、第１の処理
装置３３は、位置制御部２３を制御して、台車２のカメ
ラ３１による撮像エリアＭ内に検査対象領域が入るよう
に、本体部２２を移動させる。そして、この処理装置３
３は、ブロックＢを撮影して撮像エリアＭ内の画像デー
タを取得する。この画像データは、多値のイメージデー
タとして取得される。

【００３３】そして、この処理装置３３は、取得した画
像データを２値化して、２値化データを取得する。さら
に、この処理装置３３は、取得した２値化データに対し
て画像処理を施し、エッジ検出を行う。即ち、この処理
装置３３は、微分処理等を行うことにより、２値化デー
タ内の輪郭線を際立たせ、ブロックＢにおける各艤装品
の外形線により構成される線画データを生成する。

【００３４】また、この処理装置３３は、測距センサ３
２を制御して撮像エリアＭ内の全域に関して、各艤装品
からカメラ３１までの距離を測定する。そして、処理装
置３３は、各艤装品の取付高さに応じて、線画データを
補正する。即ち、この処理装置３３は、ブロックＢにお
けるカメラ３１から最も離れた部分を基準として、この
部分よりもカメラ３１に近接した物体を縮小するのであ
る。

【００３５】なお、カメラ３１に近接した物体は、この
カメラ３１に近接すると近接した分だけ大きく見える。
このため、処理装置３３は、基準の高さよりもカメラ３
１に近接した部分を、近接した分に応じて縮小するので
ある。即ち、この処理装置３３は、撮像エリアＭ内の全
ての部分について、当該部分が基準の高さに位置した場
合における仮想的な大きさになるように、線画データを
補正して、検査データを取得する。

【００３６】さらに、この第１の処理装置３３は、座標
系変換関係データに従って、現場座標系で表現された検
査対象領域を図面座標系による領域指定データに変換
し、第２の処理装置へ送信する。第２の処理装置は、図
面データにおける当該領域指定データにより指定された
部分を切り出して、パターンマッチング用の元データを
取得する。そして、第２の処理装置３５は、取得した元
データを第１の処理装置３３へ送信する。

【００３７】第１の処理装置３３は、元データと検査デ
ータとをパターンマッチングにより比較する。そして、
この処理装置３３は、パターンマッチングによる相関値
が所定の値以上である場合に、ブロックＢにおける検査
対象領域は正しく完成しているものと判断するが、この
相関値が所定の値未満である場合に、ブロックＢにおけ
る検査対象領域は正しく完成していないものと判断す
る。

【００３８】なお、この検査システムＳは、図示せぬ赤
色灯やブザー等を有していてもよい。そして、第１の処
理装置３３は、検査対象領域が正しく完成していないと
判断した場合に、赤色灯を点灯させたりブザーを鳴らす
ことにより、この検査対象領域Ｍが正しく完成していな
い旨を、作業者に対して通知してもよい。

【００３９】また、予め複数の検査対象領域が設定され
ている場合には、この検査システムＳは、各検査対象領
域を、順次、検査して行くこととしてもよい。通常、各
検査対象領域は、所定のデフォルトサイズに設定されて
いるが、これら各検査対象領域のうちのあるものが、当
該デフォルトサイズとは異なるサイズに設定されている
場合には、処理装置３３は、カメラ３１のズームを調節
して撮像エリアＭの大きさを変化させることにより、検
査データを、元データに合わせることができる。

【００４０】上述のように、本実施形態による検査シス
テムＳは、予め完成品が得られない一品受注品である船
舶等を、自動的に検査することができる。また、この検
査システムＳは、船舶等のように大型の検査対象を、自
動的に検査することができる。検査対象が大型化する
と、カメラにより取得される画像データには、パースが
ついてしまうが、この検査システムＳは、得られた画像
データを、パースのない画像データに変換することがで
きる。このため、パターンマッチングの元データとし
て、図面データを利用することができるのである。な
お、この図面データは、ＣＡＤデータであってもよく、
他の工程において既に得られたものであってもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように構成された本発明による検
査システムは、検査対象物の画像データから得られた検
査データと、図面から得られた図面データとを比較する
ことにより、当該検査対象物が図面に指定された状態に
なっているかどうか、判定する。従って、比較対象のた
めの完成品がなくとも、図面及び検査対象物に基づい
て、検査を行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による検査システムの一
部及び船体ブロックを示す概略斜視図

【図２】 本発明の一実施形態による検査システムの一
部を示す概略平面図

【図３】 台車の位置制御系を示す図

【図４】 図面座標系と現場座標系との対応関係を示す
説明図

【図５】 従来技術による組立終了品の検査システムの
説明図

【符号の説明】

２ 台車 ２１ 走行フレーム ２２ 本体部 ３１ カメラ ３２ 測距センサ ３３ 第１の処理装置 ３５ 第２の処理装置 Ｂ ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA51 DD06 EE05 FF04 FF61 FF67 JJ03 JJ26 MM24 QQ04 QQ07 QQ25 QQ31 QQ32 QQ39 QQ41 RR08 SS09 2G051 AA88 AA90 AB20 AC15 CD04 EA08 EA11 EA14 EB01 EB02 EC06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物に対して所定方向から対向する
   ように配置されるとともに、この検査対象物の画像デー
   タを検査データとして取得する撮像部と、 前記検査対象物を前記所定方向から見た図面データを記
   憶した記憶部と、 前記撮像部により得られた検査データと、前記記憶部に
   記憶された図面データとを比較し、これら検査データと
   図面データとが一致しているとみなせる場合には、前記
   検査対象物は、所定の形状になっていると判断する処理
   装置とを備えたことを特徴とする検査システム。
2. 【請求項２】前記検査対象物における各部分から前記撮
   像部までの距離を測定する測距センサを、さらに備え、 前記処理装置は、前記検査データを、前記検査対象物に
   おける各部分が前記撮像部から所定の距離に配置されて
   いる場合における仮想的な大きさになるように補正し、
   当該補正がなされた検査データと前記図面データとを比
   較することを特徴とする請求項１記載の検査システム。