JP2010032287A - 外観検査装置、及び被検査物の外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術と比較して、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。
【解決手段】基準となる所定形状が、検査対象領域に含まれていないと判定された場合（１１８でＮ）に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる（１２０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、外観検査装置、及び被検査物の外観検査方法に関する。

従来、被検査物の外観を検査するための外観検査装置が知られている。例えば、被検査物としてのタイヤの外観を検査するためにタイヤの画像を撮影するカメラを含んで構成された外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。

一般的に、外観検査装置では、例えば、タイヤのサイドウォールに形成された文字や記号毎にパターンマッチング用のデータ（基準画像データ）を予め求めておいて、各パターンマッチング用のデータ毎に記憶手段（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive））に記憶しておくと共に、パターンマッチング用のデータ毎に対応する位置のデータを予め求めておいて、求められたパターンマッチング用のデータ毎の位置のデータを含む位置情報ファイルが予め記憶される。そして、タイヤを回転させながらカメラによって検査対象のタイヤのサイドウォール（この場合には検査対象領域）を撮影することにより、タイヤ１周分のサイドウォールの画像の画像データを取得して、取得した画像の所定の位置の文字または記号と、パターンマッチング用のデータ及び位置情報ファイルに基づいて得られた、この所定の位置に対応するパターンマッチング用のデータとを比較していわゆるパターンマッチング処理を行うことにより、所定の文字または記号がタイヤのサイドウォールに形成されているか否かが判定される。そして、この判定を全ての文字及び記号について行うことにより、タイヤの外観検査が行われる。

なお、パターンマッチング処理は、一般的に、基準画像データが表す画像である基準画像と、取得した検査対象領域の画像との一致度を演算し、この一致度が所定の閾値以上である場合には、基準画像データが表す画像と取得した検査対象領域の画像とが一致すると判定し、一方、一致度が所定の閾値未満である場合には、基準画像データが表す画像と取得した検査対象領域の画像とが一致しないと判定する処理である。
特開２００７−３３３５３１号公報 特開２００５−３３１２７４号公報

上記の例の被検査物検査装置では、画像を取得するための装置、例えばカメラの光軸（撮影軸）の方向が、図８（Ａ）に示すように、被検査物としてのタイヤに形成された文字や記号を含む検査対象領域の面と垂直な方向（タイヤの接線に対して垂直な方向）となる理想的な状態になっていることにより、基準画像と同じ状態（形状）の文字や記号の画像を取得することが可能となる。

しかしながら、カメラの光軸の方向が上記の理想的な状態とならない場合がある。すなわち、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、カメラの光軸の方向が、タイヤに形成された文字や記号を含む検査対象領域の面と垂直な方向からずれてしまう場合（図８（Ｂ）の例ではθ´分ずれ、図８（Ｃ）の例ではθ´´分ずれている）がある。これは、例えば、カメラの設置者の技量が未熟であること等が原因として考えられる。このような場合には、基準画像と同じ状態（形状）の文字や記号の画像を取得できず、基準画像と取得した画像とに基づいて演算された一致度が所定値未満となってしまうことがあり、タイヤに形成された文字や記号が基準画像に含まれる文字や記号（基準画像が表す文字や記号：所定形状）と同一であるにも関わらず、パターンマッチング処理において、一致度が所定値未満であるため、一致しないと判定されてしまう、という問題がある。これにより検査精度が低下する。

なお、この一致するか否かの一致度の閾値を低くしてその値を調整することにより、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合にも、基準画像と取得した画像に含まれる文字や記号とが一致するようにすることが考えられる。しかしながら、このように閾値を低くしてしまうと、パターンマッチング処理における一致するか否かの判定の精度が低くなってしまい、ひいては検査精度が低くなってしまう。すなわち、タイヤに形成された文字や記号が基準画像に含まれる文字や記号と同一でないのに、閾値が低いため、パターンマッチング処理において演算された一致度がこの閾値以上となる場合には、一致すると判定されてしまい、外観検査の検査精度が低くなってしまう。

本発明は、上記の問題点を解決するために成されたものであり、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる外観検査装置、及び被検査物の外観検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の外観検査装置は、被検査物の検査対象領域を撮影して画像データを出力する撮影手段と、基準となる所定形状を含む基準画像データを記憶した記憶手段と、前記基準画像データと、前記検査対象領域を前記撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記基準画像データが表す画像に含まれる前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第１の検査手段と、前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる変形手段と、前記変形手段によって変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第２の検査手段とを含んで構成されている。

本発明の外観検査装置によれば、変形手段が、第１の検査手段で、基準となる所定形状（例えば、基準の文字または記号）が、検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。このように変形された基準画像データが表す変形された所定形状は、撮影手段の光軸の方向にずれが発生している場合に、この撮影手段によって撮影された画像の検査対象領域に含まれた所定形状（例えば、基準の文字または記号）と同一の所定形状と、例えば一致度が高くなる。これにより、検査精度が良好となる。従って、本発明によれば、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。

上記目的を解決するために、請求項２に記載の発明の外観検査装置は、被検査物の検査対象領域を撮影して画像データを出力する撮影手段と、基準となる所定形状を含む基準画像データを記憶した記憶手段と、前記基準画像データと、前記検査対象領域を前記撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第１の検査手段と、前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる第１の変形手段と、前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、前記第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記逆の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる第２の変形手段と、前記第１の変形手段によって変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第２の検査手段と、前記第２の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記第２の変形手段によって変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第３の検査手段とを含んで構成されている。

本発明の外観検査装置によれば、第１の変形手段が、第１の検査手段で、基準となる所定形状が、検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。また、第２の変形手段が、第１の検査手段で、所定形状が検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素をこの逆の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。このように第１の変形手段及び第２の変形手段によって変形された基準画像データが表す変形された所定形状は、撮影手段の光軸の方向にずれが発生している場合に、この撮影手段によって撮影された画像の検査対象領域に含まれた基準となる所定形状と同一の所定形状と、例えば一致度が高くなる。これにより、検査精度が良好となる。従って、本発明によれば、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の被検査物の外観検査方法は、基準となる所定形状を含む基準画像データと、被検査物の検査対象領域を撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記基準画像データが表す画像に含まれる前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する。

本発明の被検査物の外観検査方法によれば、基準となる所定形状が検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。このように変形された基準画像データが表す変形された所定形状は、撮影手段の光軸の方向にずれが発生している場合に、この撮影手段によって撮影された画像の検査対象領域に含まれた基準となる所定形状と同一の所定形状と、例えば一致度が高くなる。これにより、検査精度が良好となる。従って、本発明によれば、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明の被検査物の外観検査方法は、基準となる所定形状を含む基準画像データと、被検査物の検査対象領域を撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、前記第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記逆の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、前記各画素を前記第２の方向へ移動させることにより変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、前記各画素を前記第２の方向へ移動させることにより変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較することにより、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記各画素を前記逆の方向へ移動させることにより変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する。

本発明の被検査物の外観検査方法によれば、基準となる所定形状が検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。また、基準となる所定形状が検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素をこの逆の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。このようにして変形された基準画像データが表す変形された所定形状は、撮影手段の光軸の方向にずれが発生している場合に、この撮影手段によって撮影された画像の検査対象領域に含まれた基準となる所定形状と同一の所定形状と、例えば一致度が高くなる。これにより、検査精度が良好となる。従って、本発明によれば、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。

以上、説明したように、本発明の外観検査装置、及び被検査物の外観検査方法によれば、カメラの光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、被検査物としてのタイヤのサイドウォールを検査対象領域とした場合における、このタイヤのサイドウォールの外観検査を行う外観検査装置に本発明を適用した例について説明する。

図１には、本発明の実施形態に係る外観検査装置１０に検査対象である（断面図で示す）被検査物としてのタイヤ２０が装着された状態が示されている。外観検査装置１０は、タイヤ２０を保持するホルダ部１２を備えている。このホルダ部１２は、タイヤ２０を実装するホイールと同様の役目を有している。ホルダ部１２は、一対の円盤部が互いに対向かつ平行に配置されている（図１では一方側のみを示す）。ホルダ部１２の一方の中心には、モータ１６の回転軸が連結された回転軸ホルダ１４が取り付けられている。このモータ１６は、コントローラ４０に接続されている。

コントローラ４０は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート４０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０ｂ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０ｃ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ｄ、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０ｅ、並びにこれらＩ／Ｏポート４０ａ、ＲＯＭ４０ｂ、ＨＤＤ４０ｃ、ＣＰＵ４０ｄ、及びＲＡＭ４０ｅを互いに接続するバス４０ｆを含んで構成されている。

記憶媒体としてのＲＯＭ４０ｂには、ＯＳ等の基本プログラムが記憶されている。

記憶媒体としてのＨＤＤ４０ｃには、詳細を後述する外観検査処理の処理ルーチンを実行するためのプログラムが記憶されている。

また、ＨＤＤ４０ｃには、図２に示すように、本実施の形態における基準となる所定形状としての各文字又は各記号毎に、予め基準画像（モデル）の画像データが圧縮されて記憶されている。なお、図２の例では、「Ｂ」、「Ｒ」、「Ｉ」、「Ｄ」、「Ｇ」、「Ｅ」、「Ｓ」、「Ｔ」、「Ｏ」、「Ｎ」、及び「Ｅ」の各文字毎の基準画像の画像データが圧縮されて記憶されている。なお、この画像データを、以下、基準画像データまたはモデルデータと称する場合がある。また、本実施の形態では、基準の文字毎の基準画像の画像データが記憶されている例について説明するが、基準の文字または記号を含む基準画像データが記憶されているようにしてもよい。また、ＨＤＤ４０ｃには、基準画像データ毎の位置のデータを含む位置情報ファイル（図示せず）が予め記憶されている。

ＣＰＵ４０ｄは、プログラムをＲＯＭ４０ｂ及びＨＤＤ４０ｃから読み出して実行し、ＲＡＭ４０ｅには、各種データが一時的に記憶される。

Ｉ／Ｏポート４０ａには、表示装置４８、被検査物としてのタイヤ２０のサイドウォールの文字及び記号が形成されている所定領域（検査対象領域）を撮影するためのカメラ１８、及びモータ１６が接続されている。

カメラ１８は、タイヤ２０のサイドウォールの検査対象領域が撮影可能に設置されており、撮影した画像の画像データを出力する。すなわち、カメラ１８は、被検査物としてのタイヤ２０の検査対象領域を撮影して画像データを出力することができる。ここで、このカメラ１８の光軸の方向が、上記の理想的な状態とならない場合がある。すなわち、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、カメラ１８の光軸の方向が、タイヤに形成された文字や記号を含む面と垂直な方向からずれてしまう場合（図３（Ａ）の例ではθ´分ずれ、図３（Ｂ）の例ではθ´´分ずれている）がある。これは、カメラ１８の設置者の技量が低いなどの原因が考えられる。

モータ１６は、コントローラ４０からの指示信号に応じて回転駆動されて、ホルダ部１２とカメラ１８とを相対的に回転させることができるようになっている。この構成によって、カメラ１８によりタイヤ２０サイドウォールの検査対象領域を全周に亘って撮影することが可能になる。

表示装置４８は、入力された情報に基づいた表示を行うＬＣＤまたはＣＲＴで構成されている。

タイヤ２０は、複数のゴム部材毎に分割されたカーカス２２を有しており、このカーカス２２はビード２６により折り返されている。このカーカス２２には各種のコードも含まれている。また、カーカス２２の内側はインナーライナー２４とされ、インナーライナー２４に延長上にはビードゴム３６が配置している。また、折り返されたカーカス２２により形成される略三角形状の領域はビードフィラー２８とされている。カーカス２２の上方には、ベルト３０が配置されており、このベルト３０の半径方向外側には溝が形成されたトレッドゴム３２が配置され、カーカス２２の軸方向外側にはサイドゴム３４が配置されている。

次に、コントローラ４０のＣＰＵ４０ｄが実行する外観検査処理の処理ルーチンについて図４を用いて説明する。なお、本実施の形態において、外観検査処理は、オペレータによって図示しない入力装置から外観検査処理を行う指示が入力された場合に実行される。

まず、ステップ１００で、ＨＤＤ４０ｃから圧縮された全てのモデルデータを読み込む。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００で読み込まれた全てのモデルデータを解凍する。

次のステップ１０４では、回転駆動するようにモータ１６に指示信号を出力すると共に、タイヤ２０の検査対象領域の静止画を、タイヤ２０の一周分、所定間隔で連続して撮影するようにカメラ１８を制御する。

次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で撮影された各静止画の画像データを取り込む。

次のステップ１０８では、上記ステップ１０６で取り込まれた各画像データが表す各静止画の画像をつなぎ合わせる。なお、静止画をつなぎ合わせることは公知の技術を用いて行うことができる。例えば、複数の静止画の各々において、特徴点を検出し、共通する特徴点を探索し、共通する特徴点に基づいて静止画をつなぎ合わせることが可能である。

次のステップ１１０では、検査対象画像データによって表される検査対象領域の所定の特徴点が先頭となるように、検査対象領域の画像を編集する。具体的には、本実施の形態では、例えば、図５（Ａ）に示されるように「ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ」の「Ｂ」の文字を、検査対象画像データによって表される検査対象領域５０における所定の特徴点とした場合には、図５（Ｂ）に示すように、この「Ｂ」の文字が画像の先頭となるように検査対象画像データを修正することにより、検査対象領域５０を編集する。

したがって、ステップ１０４〜１１０での処理によって、被検査物としてのタイヤ２０の検査対象領域をカメラ１８によって撮影することにより、検査対象領域全体に亘って連続した画像データを得ることができる。なお、検査対象領域全体に亘って連続した画像データを、検査対象画像データと称する場合がある。

次のステップ１１２では、上記ステップ１１０で編集された検査対象領域５０から、先頭から順に、比較する文字または記号の画像を所定単位（例えば文字の場合には１文字）で切り出す。

次のステップ１１４では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の検査対象領域５０上の位置及び範囲と同一の位置及び範囲の画像を、位置情報ファイルに基づいて上記ステップ１０２で解凍されたモデルデータの中から対応するモデルデータを選択する。より具体的に説明すると、例えば、上記ステップ１１２で切り出された文字が「Ｂ」である場合には、ステップ１１４では、対応する「Ｂ」の文字を表すモデルデータが選択される。

次のステップ１１６では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータとを用いてパターンマッチング処理を行う。例えば、ステップ１１６では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータと比較して一致度を演算し、演算された一致度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であるか否かを判定する。なお、本実施の形態におけるステップ１１６では、演算された一致度が所定の閾値以上であると判定された場合に同一であると判定し、一致度が所定の閾値未満であると判定された場合に同一でないと判定する。すなわち、ステップ１１６では、基準画像データと、検査対象領域５０をカメラ１８で撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、基準画像データが表す画像に含まれる基準の文字または記号が、検査対象領域５０に含まれているか否かが判定されることにより、タイヤ２０の外観が検査される。なお、ステップ１１６は、本発明の第１の検査手段に対応する。

次のステップ１１８では、上記ステップ１１６で同一であると判定したか否かを判断する。

ステップ１１８で、上記ステップ１１６で同一でないと判定したと判断された場合には、次のステップ１２０へ進む。ステップ１２０では、モデルデータ変形処理を実行する。このモデルデータ変形処理について、図６を参照して説明する。

まずステップ２００で、図７（Ａ）に示すように、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータを変形する。すなわち、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像の各画素ｎを、以下の式（１）によって示される「移動量」分だけ、第１の方向７２と交差（好ましくは直交）する第２の方向７４へ移動させることにより、モデルデータが表す画像を変形する。

移動量＝ｒ（ｎ）・ｔａｎθ・・・式（１）

ここで、
ｒ（ｎ）：所定の基準点７０からの画素ｎの第１の方向における距離（第１の方向上の距離）
θ：予め実験的に求められた角度であり、理想的な状態からのカメラ１８の光軸の方向のずれの角度θ´に対応する角度（例えば、θ＝１°）
である。

ここで、より具体的にステップ２００の処理について説明する。なお、以下、上記ステップ１１４で、「Ｂ」のモデルデータが選択された場合について説明するが、他の文字や記号がステップ１１４で選択された場合についても同様の処理を行う。まず、ステップ２００では、所定の基準点７０をモデルデータが表す画像「Ｂ」上に設定する。なお、図７（Ａ）の例では、所定の基準点７０は、画像「Ｂ」の左下に設定されている。そして、画像「Ｂ」の画素ｎについて、基準点７０からの第１の方向（図７（Ａ）の例では縦の方向）７２上の距離ｒ（ｎ）を演算する。そして、距離ｒ（ｎ）とｔａｎθとの積を画素ｎの移動量として演算する。そして、画素ｎを第１の方向７２と交差（好ましくは直交）する第２の方向（図７（Ａ）の例では横の方向）７４へ移動させる。そして、この処理を全ての画素において行う。これにより、図７（Ａ）のようにモデルデータが変形される。すなわち、ステップ２００では、モデルデータ（基準画像データ）が表す画像の所定の基準点７０から第１の方向７２上の距離が大きくなるほど、第１の方向７２と交差する第２の方向７４へ移動する移動量が大きくなるように、モデルデータが表す画像の各画素を第２の方向７４へ移動させることにより、モデルデータを変形させる。なお、ステップ２００は、本発明の（第１の）変形手段に対応する。

次のステップ２０２では、図７（Ｂ）に示すように、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータを変形する。すなわち、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像の各画素ｎを、上記の式（１）によって示される「移動量」分だけ、第１の方向７２と交差（好ましくは直交）する第２の方向７４と逆方向７６へ移動させることにより、モデルデータが表す画像を変形する。

ここで、より具体的にステップ２０２の処理について説明する。なお、以下、上記ステップ１１４で、「Ｂ」のモデルデータが選択された場合について説明するが、他の文字や記号がステップ１１４で選択された場合についても同様の処理を行う。まず、ステップ２０２では、上記ステップ２００と同様に、所定の基準点７０をモデルデータが表す画像「Ｂ」上に設定する。なお、図７（Ｂ）の例では、所定の基準点７０は、画像「Ｂ」の左下に設定されている。そして、画像「Ｂ」の画素ｎについて、基準点７０からの第１の方向（図７（Ｂ）の例では縦方向）７２上の距離ｒ（ｎ）を演算する。そして、距離ｒ（ｎ）とｔａｎθとの積を画素ｎの移動量として演算する。そして、画素ｎを第１の方向７２と交差（好ましくは直交）する第２の方向７４と逆方向７６に移動させる。そして、この処理を全ての画素において行う。これにより、図７（Ｂ）のようにモデルデータが変形される。そして、モデルデータ変形処理を終了する。すなわち、ステップ２０２では、モデルデータ（基準画像データ）が表す画像の所定の基準点７０から第１の方向７２上の距離が大きくなるほど、第１の方向７２と交差する第２の方向７４と逆の方向７６へ移動する移動量が大きくなるように、モデルデータが表す画像の各画素を逆の方向７６へ移動させることにより、モデルデータを変形させる。なお、ステップ２０２は、本発明の第２の変形手段に対応する。

ここで、外観検査処理（図４参照）の説明に戻る。ステップ１２２では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ２００で変形されたモデルデータとを用いてパターンマッチング処理を行う。例えば、ステップ１２２では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ２００で変形されたモデルデータと比較して一致度を演算し、演算された一致度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であるか否かを判定する。なお、本実施の形態におけるステップ１２２では、一致度が所定の閾値以上である場合には、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であると判定する。一方、一致度が所定の閾値未満である場合には、同一でないと判定する。すなわち、ステップ１２２では、ステップ２００で変形されたモデルデータ（基準画像データ）と、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データとを比較して、基準の文字または記号が、検査対象領域５０に含まれているか否かが判定されることにより、タイヤ２０の外観が検査される。なお、ステップ１２２は、本発明の第２の検査手段に対応する。

ここで、ステップ１２２で同一であると判定されるケースについて説明する。このようなケースとしては、例えば、カメラ１８の光軸の方向が上記の理想的な状態とならない場合（例えば、カメラ１８の光軸の方向が、タイヤに形成された文字や記号を含む面と垂直な方向からずれてしまう場合）に、変形前のモデルデータが表す文字や記号の形状とほぼ同じ（一致度が閾値以上となるような）形状の文字や記号を含む画像を撮影（取得）できず、変形前のモデルデータと、取得した画像の画像データとに基づいて演算された一致度が所定の閾値未満となってしまったが、変形後のモデルデータが表す文字や記号が、取得した画像に含まれる文字や記号とほぼ同一となり、変形後のモデルデータと、取得した画像の画像データとに基づいて演算された一致度が所定の閾値以上となるようなケースが考えられる。

次のステップ１２４では、上記ステップ１２２で同一であると判定したか否かを判断する。

ステップ１２４で、上記ステップ１２２で同一でないと判定したと判断された場合には、次のステップ１２６へ進む。

次のステップ１２６では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ２０２で変形されたモデルデータとを用いてパターンマッチング処理を行う。例えば、ステップ１２６では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ２０２で変形されたモデルデータと比較して一致度を演算し、演算された一致度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であるか否かを判定する。なお、本実施の形態におけるステップ１２６では、一致度が所定の閾値以上である場合には、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であると判定する。一方、一致度が所定の閾値未満である場合には、同一でないと判定する。すなわち、ステップ１２６では、ステップ２０２で変形されたモデルデータ（基準画像データ）と、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が表す画像データとを比較して、基準の文字または記号が、検査対象領域５０に含まれているか否かが判定されることにより、タイヤ２０の外観が検査される。なお、ステップ１２６は、本発明の第３の検査手段に対応する。

ここで、ステップ１２６で同一であると判定されるケースについて説明する。このようなケースとしては、上記ステップ１２２で説明したケースと同様に、例えば、カメラ１８の光軸の方向が上記の理想的な状態とならない場合（例えば、カメラ１８の光軸の方向が、タイヤに形成された文字や記号を含む面と垂直な方向からずれてしまう場合）に、変形前のモデルデータが表す文字や記号の形状とほぼ同じ（一致度が閾値以上となるような）形状の文字や記号を含む画像を撮影（取得）できず、変形前のモデルデータと、取得した画像の画像データとに基づいて演算された一致度が所定の閾値未満となってしまったが、変形後のモデルデータが表す文字や記号が、取得した画像に含まれる文字や記号とほぼ同一となり、変形後のモデルデータと、取得した画像の画像データとに基づいて演算された一致度が所定の閾値以上となるようなケースが考えられる。

次のステップ１２８では、上記ステップ１２６で同一であると判定したか否かを判断する。

ステップ１２８で、上記ステップ１２６で同一でないと判定したと判断された場合には、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一でないと考えられるため、次のステップ１３０へ進む。

ステップ１３０では、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像の画像データ、及び上記ステップ１１４で選択されたモデルデータを、表示用のデータとしてＨＤＤ４０ｃに記憶する。そして、次のステップ１３２へ進む。

一方、ステップ１１８で上記ステップ１１６で同一であると判定したと判断された場合、ステップ１２４で上記ステップ１２２で同一であると判定したと判断された場合、及びステップ１２８で上記ステップ１２６で同一であると判定したと判断された場合には、上記ステップ１１２で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１４で選択されたモデルデータが表す画像と同一であると考えられるため、次のステップ１３２へ進む。

次のステップ１３２では、上記ステップ１１６で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行ったか否かを判定する。

ステップ１３２で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行っていないと判定された場合には、ステップ１１２に戻る。なお、ステップ１３２からステップ１１２へ戻った場合には、ステップ１１２では、上記ステップ１１０で編集された検査対象領域５０から、先頭から順に、未だ切り出されていない文字または記号の画像を所定単位（例えば文字の場合には１文字）で切り出す。

一方、ステップ１３２で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行ったと判定された場合には、次のステップ１３４へ進む。

ステップ１３４では、ＨＤＤ４０ｃに表示用のデータが記憶されているか否かを判定する。

ステップ１３４で、ＨＤＤ４０ｃに表示用のデータが記憶されていると判定された場合には、次のステップ１３６に進む。ステップ１３６では、ＨＤＤ４０ｃに記憶されている表示用のデータが表す画像を表示するように、表示装置４８の表示を制御する。これにより、オペレータはタイヤ２０のサイドウォールに形成された文字及び記号の欠損を把握することができる。そして、外観検査処理を終了する。

一方、ステップ１３４で、ＨＤＤ４０ｃに表示用のデータが記憶されていないと判定された場合には、次のステップ１３８に進む。ステップ１３８では、タイヤ２０のサイドウォールに形成された文字及び記号の欠損が無いことを示すメッセージ、例えば、文字列「文字及び記号の欠損はありません」を表示するように、表示装置４８の表示を制御する。そして、外観検査処理を終了する。

このように、外観検査処理により、被検査物としてのタイヤ２０の外観が検査される。

以上、説明したように、本実施の形態の外観検査装置１０によれば、被検査物としてのタイヤ２０の検査対象領域５０を撮影して画像データを出力する撮影手段としてのカメラ１８と、基準となる所定形状（本実施の形態では、基準の文字または記号）を含む基準画像データを記憶した記憶手段としてのＨＤＤ４０ｃとを備えている。本実施の形態の外観検査装置１０は、基準画像データと、検査対象領域をカメラ１８によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれているか否かを判定することにより、タイヤ２０の外観を検査する第１の検査手段と、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる第１の変形手段と、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を逆の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる第２の変形手段と、第１の変形手段によって変形された基準画像データと、検査対象画像データとを比較して、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれているか否かを判定することにより、タイヤ２０の外観を検査する第２の検査手段と、第２の検査手段で、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれていないと判定された場合に、第２の変形手段によって変形された基準画像データと、検査対象画像データとを比較して、基準となる所定形状が、検査対象領域５０に含まれているか否かを判定することにより、タイヤ２０の外観を検査する第３の検査手段とを含んで構成されている。

本実施の形態の外観検査装置１０によれば、第１の変形手段が、第１の検査手段で、基準となる所定形状が、検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素を第２の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。また、第２の変形手段が、第１の検査手段で、基準となる所定形状が検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、基準画像データが表す画像の各画素をこの逆の方向へ移動させることにより、基準画像データを変形させる。このように第１の変形手段及び第２の変形手段によって変形された基準画像データが表す変形された所定形状は、カメラ１８の光軸の方向にずれが発生している場合に、このカメラ１８によって撮影された画像の検査対象領域に含まれた基準となる所定形状と同一の所定形状と、例えば一致度が高くなる。これにより、検査精度が良好となる。従って、本実施の形態の外観検査装置１０によれば、カメラ１８の光軸の方向が理想的な状態でない場合でも、検査精度が良好となる。

なお、本実施の形態は、様々な設計変更が可能である。例えば、モデルデータ変形処理ではステップ２００のみ実行し、ステップ１２４で否定判定がされた場合（１２４でＮ）に、ステップ１２６及びステップ１２８の処理を行わずに、ステップ１３０へ進んでもよい。

また、本実施の形態では、タイヤ２０のサイドウォールの外観を検査する外観検査装置１０に本発明を適用した例について説明したが、比較する際の基準となるデータと、検査対象のデータとを比較することにより検査を行う検査装置であるならば、本発明を適用可能である。また、本実施の形態では、基準となる所定形状として、文字または記号の場合を例に挙げて説明したが、基準となる所定形状はこれに限られない。

本実施形態の外観検査装置の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態における基準画像データ（モデルデータ）を説明するための図である。 本実施の形態におけるカメラのズレを説明するための図である。 本実施の形態におけるコントローラが実行する外観検査処理の処理ルーチンのフローチャートを示す図である。 本実施の形態における外観検査処理のステップ１１０を説明するための図である。 本実施の形態におけるコントローラが実行するモデルデータ変形処理の処理ルーチンのフローチャートを示す図である。 本実施の形態におけるモデルデータ変形処理を説明するための図である。 カメラのズレを説明するための図である。

符号の説明

１０ 外観検査装置
１２ ホルダ部
１４ 回転軸ホルダ
１６ モータ
１８ カメラ
４０ コントローラ
４０ｃ ＨＤＤ
４０ｄ ＣＰＵ
４８ 表示装置

Claims (4)

1. 被検査物の検査対象領域を撮影して画像データを出力する撮影手段と、
   基準となる所定形状を含む基準画像データを記憶した記憶手段と、
   前記基準画像データと、前記検査対象領域を前記撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記基準画像データが表す画像に含まれる前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第１の検査手段と、
   前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる変形手段と、
   前記変形手段によって変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第２の検査手段と、
   を含む外観検査装置。
2. 被検査物の検査対象領域を撮影して画像データを出力する撮影手段と、
   基準となる所定形状を含む基準画像データを記憶した記憶手段と、
   前記基準画像データと、前記検査対象領域を前記撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第１の検査手段と、
   前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる第１の変形手段と、
   前記第１の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、前記第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記逆の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させる第２の変形手段と、
   前記第１の変形手段によって変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第２の検査手段と、
   前記第２の検査手段で、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記第２の変形手段によって変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する第３の検査手段と、
   を含む外観検査装置。
3. 基準となる所定形状を含む基準画像データと、被検査物の検査対象領域を撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記基準画像データが表す画像に含まれる前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、
   前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、
   変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する、
   被検査物の外観検査方法。
4. 基準となる所定形状を含む基準画像データと、被検査物の検査対象領域を撮影手段によって撮影することにより得られた検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、
   前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、該第１の方向と交差する第２の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記第２の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、
   前記所定形状が前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記基準画像データが表す画像の所定の基準点から第１の方向上の距離が大きくなるほど、前記第２の方向と逆の方向へ移動する移動量が大きくなるように、前記基準画像データが表す画像の各画素を前記逆の方向へ移動させることにより、前記基準画像データを変形させ、
   前記各画素を前記第２の方向へ移動させることにより変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査し、
   前記各画素を前記第２の方向へ移動させることにより変形された基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較することにより、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれていないと判定された場合に、前記各画素を前記逆の方向へ移動させることにより変形された前記基準画像データと、前記検査対象画像データとを比較して、前記所定形状が、前記検査対象領域に含まれているか否かを判定することにより、前記被検査物の外観を検査する、
   被検査物の外観検査方法。

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