JP2012042370A - 組付検査装置、組付検査方法および組付検査プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組付検査装置は、本体品の空画像を記憶する空画像記憶手段と、被組付品を本体品へ組付けた組付完了品の組画像を記憶する組画像記憶手段と、組付状態を検査する検査品の検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、検査領域を記憶する検査領域記憶手段と、検査領域内の空画像の複数の色要素の輝度からなる空輝度群および/または検査領域内の組画像の複数の色要素の輝度からなる組輝度群と検査領域内の検査画像の複数の色要素の輝度からなる検査輝度群とに基づき、検査画像の検査領域内にある画素の特性を指標する指標値を算出する指標値算出手段と、指標値の閾値であり検査領域に対応して設定される指標閾値を記憶する指標閾値記憶手段と、指標値と指標閾値に基づいて検査品の組付の良否を判定する組付判定手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
特許文献2は、色別の部品要素からなるコネクターの画像中に含まれる、その部品要素に固有な色の画素数を求めることにより、コネクターの組付検査を行うことを提案している。しかし、特許文献2は、組み付けられる部品要素の色がそれぞれ異なっていることを前提としており、利用範囲は非常に限定的である。
(1)本発明の組付検査装置は、本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する組付検査装置であって、
前記被組付品の組付前の本体品のカラー電子画像である空画像を記憶する空画像記憶手段と、該被組付品を該本体品へ適正に組付けた組付完了品のカラー電子画像である組画像を記憶する組画像記憶手段と、前記組付状態を検査する検査品のカラー電子画像である検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、該組付状態を検査する対象領域であり該空画像または該組画像に基づき設定される検査領域を記憶する検査領域記憶手段と、該検査領域内の空画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる空輝度群および/または該検査領域内の組画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる組輝度群と該検査領域内の検査画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる検査輝度群とに基づき、該検査画像の該検査領域内にある画素の特性を指標する指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値の閾値であり該検査領域に対応して設定される指標閾値を記憶する指標閾値記憶手段と、該指標値と該指標閾値に基づいて該検査品の組付の良否を判定する組付判定手段と、を備えることを特徴とする。
先ず本発明では、被組付品の組付前の本体品、被組付品を組付けた組付完了品および検査品のカラー電子画像(空画像、組画像および検査画像)を用意している。これらカラー電子画像は多数の画素の集合体からなるが、いずれの画素も複数の色要素(例えば、R(赤)、G(緑)、B(青))と各色要素の輝度(例えば、0〜255のいずれか)との組み合わせによってデジタル的に表現される。つまり一つの画素であっても、複数の色要素の輝度を伴う複数の数値データをもつ。本明細書でいう「空輝度群」、「組輝度群」および「検査輝度群」は、そのような複数の数値データにより構成される。
これらのRGB値を用いることにより、各画像を構成する一つ一つの画素について、精細な評価が可能となり、従来よりも、検査画像が空画像または組画像のいずれに近似しているかを、より的確に判定できるようになった。しかも、そのような各画素のカラー電子画像データ(例えばRGB値)は電子カメラ等により容易に取得できるので、本発明の組付検査も容易に行える。
さらに本発明では、このような組付検査を、検査対象である被組付品に応じて設定した検査領域に制限して行っている。このため、組付検査に無関係な画素についての判定を省けるので効率的である。また、検査領域の設定を可能とすることで、被組付品の特性に応じた閾値等の属性を各検査領域毎に付与できる。このため、本体品へ組付けられる被組付品が複数種ある場合でも、検査品全体の組付状態を的確かつ効率的に判定できる。
本発明は、組付検査装置としてのみならず組付検査方法としても把握できる。すなわち本発明は、本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する組付検査方法であって、
前記被組付品の組付前の本体品のカラー電子画像である空画像を記憶する空画像記憶ステップと、該被組付品を該本体品へ適正に組付けた組付完了品のカラー電子画像である組画像を記憶する組画像記憶ステップと、前記組付状態を検査する検査品のカラー電子画像である検査画像を記憶する検査画像記憶ステップと、該組付状態を検査する対象領域であり該空画像または該組画像に基づき設定される検査領域を記憶する検査領域記憶ステップと、該検査領域内の空画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる空輝度群および/または該検査領域内の組画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる組輝度群と該検査領域内の検査画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる検査輝度群とに基づき、該検査画像の該検査領域内にある画素の特性を指標する指標値を算出する指標値算出ステップと、該指標値の閾値であり該検査領域に対応して設定される指標閾値を記憶する指標閾値記憶ステップと、該指標値と該指標閾値に基づいて該検査品の組付の良否を判定する組付判定ステップと、を備えることを特徴とする組付検査方法でもよい。
また本発明は、上記の組付検査方法をコンピュータを機能させて実行することを特徴とする組付検査プログラムとしても把握できる。この組付検査プログラムを用いると、上述した本発明の組付検査装置は、本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する検査品へ可視光からなる検査光を照射する検査照明と、該検査照明以外から入射する外部光を該検査品に対して遮光する遮光体と、該遮光体内で該検査光で照射された該検査品をカラー撮影する電子カメラと、該電子カメラから得られた電子画像に基づき上述の組付検査プログラムを機能させるコンピュータとを備えるものと表現してもよい。
10 組付検査装置
13 基台
131 セット引出
14 遮光体
110 コンピュータ
111 中央処理装置
112 主記憶装置
120 外部機器
124 画像入力機器(検査照明、電子カメラ)
本明細書でいう組付判定は、本体品と被組付品との組付の良否を判定するものである。この「組付の良否」には、本体品に組み付けられるべき被組付品の有無(欠品の有無)、本体品に組み付けられるべき被組付品の正誤(誤組付の有無)、組付状態の適否(組付不良の有無)等がある。以下、この組付判定の具体的な処理について説明する。
指標値は、検査画像の検査領域内における画素の特性を指標する値である。本発明で指標値を導入している理由は次の通りである。
本発明では、組付判定にカラー電子画像を用いている。このカラー電子画像は、多数の画素から構成され、画素はさらに複数の色要素からなる。そして画素の色は、それら各色要素を数値化して示される。例えば、色要素が三原色からなる場合、赤(R)、緑(G)、青(B)の輝度をそれぞれ数値化したR値、G値、B値(これらまとめて「RGB値」という。)により、その画素の客観的な特性(色)が特定される。もっとも、RGB値を直接用いた画像組付判定では、照明による外乱等の影響が大きく、高精度な判定を効率よく安定的に行うことは容易ではない。
検査領域内の任意の位置(座標(x、y))における画素のRGB値を(R、G、B)のように表すことにする。そして各画像の同位置(x、y)における画素(Pixel)のRGB値を、それぞれ、空画像(R0、G0、B0)、組画像(R1、G1、B1)および検査画像(Rs、Gs、Bs)と表す。これらがそれぞれ、本発明でいう空輝度群、組輝度群および検査輝度群に相当する。
nR0=R0−Rs、nG0=G0−Gs、nB0=B0−Bs
nR1=R1−Rs、nG1=G1−Gs、nB1=B1−Bs
an0=(nR0+nG0+nB0)/3
an1=(nR1+nG1+nB1)/3
これらの平均値の差であるdan=an1−an0を、検査領域内の位置(x、y)における画素の特性を指標する指標値とする。
この指標値を用いた具体的な判定は次のように行える。先ず、検査領域の属性に応じて指標閾値svを予め定めておく。この指標閾値svと指標値danとを対比して、dan>svの場合はエラー値(例えば、0)を出力し、それ以外の場合(dan<svまたはdan=sv)は正常値(例えば、1)を出力する。このような操作を検査領域内の他の画素についても行い、それらを集計する。集計された正常な指標値(正常値)の当該検査領域内全体に対する割合(指標含有率)を算出する。この指標含有率(rdan)を、各検査領域ごとに別途設定しておいた指標含有閾値(rsv)と対比する。そしてrdan>rsvまたはrdan=rsvの場合、被組付品の組付は良好であると判定する。一方、それ以外の場合(rdan<rsv)、被組付品の組付不良と判定する。
上述した判定処理1とは別に、または判定処理1と共に、次のような判定処理を行ってもよい。すなわち、検査領域内にある検査画像の任意の画素の各RGB値(Rs、Gs、Bs)自体に対して、上限値または下限値となる閾値(svR、svG、svB)を設定する。そして例えば、Rs>svR かつ Gs>svG かつ Bs>svBのときは正常値を出力し、それ以外の場合はエラー値を出力する。そして、その正常値の集計結果に対しても、上述したような含有率判定を行う。このような判定処理でも、検査品の種類や検査環境によっては、高精度な判定が可能となる。
上述した組付判定とは別に、または組付判定と共に、被組付品の色判定を行うことも可能である。もっとも色判定は、組付判定と異なり、必ずしも、空画像または組画像と検査画像とを対比する必要はない。つまり検査画像データを特定の色データ(RGB値)と対比することで色判定を行うことが可能となる。もっともその際に、検査画像の画素を構成する各色要素の輝度を示すRGB値をそのまま用いると、照明等の外乱の影響を非常に受け易くなり、高精度な判定を安定的に行うことが難しくなる。
本発明でいう組付検査の対象となる検査品は、品種、形態、材質等を問わない。検査品の代表例として工具ケースに各種工具を組付収納した車載工具セットがある。その他、自動車の各種組付製品、電子機器の組付製品、電気機器の組付製品等も本発明でいう組付検査の対象となり得る。
でもよい。
《組付検査装置》
(1)図1Aおよび図1Bに本発明に係る組付検査装置10の概要を示す。図1Aは検査品Sをセットする様子を示し、図1Bは組付検査を行っている様子を示す。
組付検査装置10は、検査対象となる検査品Sを内側にセットするセット引出131を備える基台13と、基台13上に密接して配置されセット引出131の上方を覆い、外乱要因となる外部光を遮光する四角錐状の遮光体14と、遮光体14の頂部に配設された画像入力機器124と、画像入力機器124で撮影された検査品S等のカラー電子画像を取り込むコンピュータ110を備える。なお、セット引出131には、検査毎に検査品Sを同位置に配置できる位置決め用突起(図略)が設けられている。この位置決め用突起を基準に座標軸を設定することで、各画像中における画素の座標位置を特定することが可能となる。
コンピュータ110によりなされる組付検査の主たる処理手順を図4のフローチャートに示した。本実施例では、図5や図6等に示すように、各種の工具(被組付品T)を収納ケースである工具ケース(本体品H)へ組み付けてなる車載工具セット(組付完了品)の組付検査を、そのフローチャートに基づいて行う場合を例示しつつ説明する。
先ず、検査品Sの製品情報が入力される(ステップS1)。この情報入力は、各種検査品Sごとに付与されたバーコードが外部入力機器125を通じて入力され、コンピュータ110の主記憶装置112内にある判定情報メモリ117に取り込まれる。この情報に基づいて検査品Sに応じた以降の組付検査がなされる。
なお、検査品Sが過去に検査したものと同種であり、その基準画像が既に補助記憶装置123に記録してある場合は、そこから該当する画像ファイル等を指定して各画像データを取り込んでもよい。
その画素データが検査領域内であれば、前述した「判定処理1」に基づいて、各画素ごとに、その特性を指標する指標値が算出される(ステップS8)。このステップが本発明でいう指標値算出ステップに相当し、このステップを行う中央処理装置111が本発明でいう指標値算出手段に相当する。
なお、判定処理に必要な各種の算出式や判定式は、検査品Sの製品情報と関連づけられて、主記憶装置112の判定情報メモリ117に格納されている。また各種の閾値も、検査領域メモリ116にある検査領域情報と関連づけられて、判定情報メモリ117に格納されている。
こうして組付作業者は、被組付品Tの欠品(有無)や誤組付(形状相違)およびその不良箇所などを容易に知ることができる。従って、本実施例の組付検査装置10を用いると、車載工具セット等の組付不良率を非常に効率的に著しい低減できる。
上記の組付判定と同様にして、例えば、図10に示すような有色の付箋(被組付品Tの一つ)の色を判定することが可能である。具体的には、指定した検査領域内の各画素データに、既述した「色判定」で用いた算出式および判定式を適用して行える。
Claims (8)
- 本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する組付検査装置であって、
前記被組付品の組付前の本体品のカラー電子画像である空画像を記憶する空画像記憶手段と、
該被組付品を該本体品へ適正に組付けた組付完了品のカラー電子画像である組画像を記憶する組画像記憶手段と、
前記組付状態を検査する検査品のカラー電子画像である検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、
該組付状態を検査する対象領域であり該空画像または該組画像に基づき設定される検査領域を記憶する検査領域記憶手段と、
該検査領域内の空画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる空輝度群および/または該検査領域内の組画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる組輝度群と該検査領域内の検査画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる検査輝度群とに基づき、該検査画像の該検査領域内にある画素の特性を指標する指標値を算出する指標値算出手段と、
該指標値の閾値であり該検査領域に対応して設定される指標閾値を記憶する指標閾値記憶手段と、
該指標値と該指標閾値に基づいて該検査品の組付の良否を判定する組付判定手段と、
を備えることを特徴とする組付検査装置。 - 前記組付判定手段は、前記検査領域に対応して設定される第二閾値群を記憶する第二閾値群記憶手段と、
前記検査輝度群と該第二閾値群との対比により前記検査品の組付の良否を判定する第二判定手段と、
を備える請求項1に記載の組付検査装置。 - 前記組付判定手段は、さらに、前記指標値算出手段によって画素ごとに算出された複数の前記指標値が適正範囲内となる割合である指標含有率を算出する指標含有率算出手段と、
該指標含有率の閾値であり該検査領域に対応して設定される指標含有閾値を記憶する指標含有閾値記憶手段と、
該指標含有率と該指標含有閾値との対比により前記検査品の組付の良否を判定する含有率判定手段と、
を備える請求項1または2に記載の組付検査装置。 - さらに、前記検査輝度群内の各輝度の差分値からなる差分値群を求める差分値群算出手段と、
該差分値の閾値からなり前記検査領域に対応して設定される差分閾値群を記憶する差分閾値群記憶手段と、
該差分値群と該差分閾値群に基づいて該検査品の該検査領域内における色または該色の適否を判定する色判定手段と、
を備える請求項1〜3のいずれかに記載の組付検査装置。 - 本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する組付検査方法であって、
前記被組付品の組付前の本体品のカラー電子画像である空画像を記憶する空画像記憶ステップと、
該被組付品を該本体品へ適正に組付けた組付完了品のカラー電子画像である組画像を記憶する組画像記憶ステップと、
前記組付状態を検査する検査品のカラー電子画像である検査画像を記憶する検査画像記憶ステップと、
該組付状態を検査する対象領域であり該空画像または該組画像に基づき設定される検査領域を記憶する検査領域記憶ステップと、
該検査領域内の空画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる空輝度群および/または該検査領域内の組画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる組輝度群と該検査領域内の検査画像を構成する画素の複数の色要素の輝度からなる検査輝度群とに基づき、該検査画像の該検査領域内にある画素の特性を指標する指標値を算出する指標値算出ステップと、
該指標値の閾値であり該検査領域に対応して設定される指標閾値を記憶する指標閾値記憶ステップと、
該指標値と該指標閾値に基づいて該検査品の組付の良否を判定する組付判定ステップと、
を備えることを特徴とする組付検査方法。 - 請求項5に記載の組付検査方法をコンピュータを機能させて実行することを特徴とする組付検査プログラム。
- 本体品と該本体品に組付けられる被組付品との組付状態を検査する検査品へ検査光を照射する検査照明と、
該検査照明以外から入射する外部光を該検査品に対して遮光する遮光体と、
該遮光体内で該検査光で照射された該検査品をカラー撮影する電子カメラと、
該電子カメラから得られたカラー電子画像に基づき請求項5に記載の組付検査プログラムを機能させるコンピュータと、
を備えることを特徴とする組付検査装置。 - 前記被組付品は工具であり、
前記本体品は該工具を収納する工具ケースであり、
前記組付完了品は車載工具セットである請求項1〜4または7に記載の組付検査装置。
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