JP2014081356A - 自動車車体の外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラと被検査面とのなす距離を常に一定に保つことができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】コンベヤ２により搬送される車両１とカメラ４２，３２とを相対移動させながら車体側面部１ａの塗装面を撮像した上で、画像処理により上記塗装面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する。電動アクチュエータユニット３５によって進退駆動される共通のラック２８に、複数の照明装置２９〜３１と複数のカメラ４２，３２および測距センサ３４を搭載してある。測距センサ３４により車体側面部１ａまでの距離を検出しながら、各カメラ４２，３２から塗装面までの距離が規定の距離になるようにラック２８全体を車幅方向に進退駆動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、生産された自動車の最終外観検査を行う自動車車体の外観検査装置および外観検査方法に関し、特に自動車生産ラインで生産された自動車の車体外板面である塗装面における微細傷等の外観不良の有無を検査する外観検査装置および外観検査方法に関する。

自動車生産ラインで生産された自動車の外観検査は多くの場合に人の目による目視検査として行われているが、自動検査の一環として例えば特許文献１および特許文献２に記載されているように、塗装面における微細傷等の外観不良（表面欠陥）部位の検出を目的とした画像処理による外観（表面）検査装置が提案されている。

特許文献１に記載された外観検査技術では、定位置固定式の撮像手段たるカメラに対して検査対象となる自動車車体がコンベアにより搬送されるようになっており、カメラと自動車車体とが相対移動することでその自動車車体の塗装面がカメラにより撮像される。

また、特許文献２に記載された外観検査技術では、検査対象となる自動車車体の近くに配置したロボットのロボットアームに照明装置とカメラとを支持させてあり、予め定められた経路に沿ってロボットアームを動かすことにより、車体外板面をカメラにて撮像するようになっている。

特許第４３１５８９９号公報 特開２００８−４６１０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、カメラは定位置固定式のものであり、しかも工業用のカメラはいわゆるオートフォーカス機能を備えていないのが通常であるため、コンベア上の検査対象物である自動車車体の位置や姿勢のばらつきの影響を受けて、車体外板面とカメラとのなす距離が一定とならないことがあり、ピント合わせ不良等のために検査精度の向上が望めない。

他方、特許文献２に記載された技術では、ロボットアームに持たせたカメラを移動させる方式であるため、車体形状が相違する複数種類の自動車車体が流れる自動車生産ラインでは、車体形状ごとに予めカメラの移動経路をティーチングする必要があり、工数増加によるコストアップが余儀なくされる。

また、生産された自動車の最終検査ラインでは、コンティニアスタイプのコンベアにて自動車車体が連続的に搬送されているのが通常であるため、上記のようにロボットアームに持たせたカメラを動かすことを前提とした場合、いわゆるサージングが発生しないようにラインスピードを一定にするか、あるいはコンベアそのものをタクト送りコンベアとする必要があり、既存設備への適用にあたって柔軟性に欠け、なおも改善の余地を残している。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、自動車車体の外観検査に際して、その自動車車体と撮像手段とが相対移動することを前提とした上で、既存設備への適用が容易で大幅なコストアップを招くことなく、車体外板面と撮像手段とのなす距離を一定に保つことができて、検査精度の向上を図った外観検査装置および外観検査方法を提供するものである。

本発明における自動車車体の外観検査装置では、検査対象となる自動車車体と撮像手段とを相対移動させながら車体外板面を撮像した上で、画像処理により上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出するにあたり、照明手段と撮像手段および画像処理手段以外に、上記撮像手段と車体外板面とのなす距離を検出する測距手段と、上記撮像手段と車体外板面とのなす距離が規定の距離となるように、上記車体外板面に対して撮像手段を進退移動させる進退駆動手段と、を備えているものとした。

なお、上記車体外板面での外観不良として検出する表面欠陥には、傷や凹凸のほか、異物付着や汚れ等を含むものである。

本発明によれば、撮像手段と車体外板面とのなす距離が規定の距離となるように保たれることにより、検査対象物である自動車車体の位置や姿勢のばらつきの影響を受けにくくなり、外観検査の精度が向上し、ひいてはその検査結果の信頼性も向上することになる。

また、カメラの移動経路をティーチングする必要がないため、工数増加によるコストアップを招くこともないだけでなく、既存の最終検査ラインにも大規模な改造を要することなく容易に適用できる利点がある。

本発明に係る自動車車体の表面検査装置を実施するためのより具体的な形態を示す図で、装置全体の概略説明図。 図１に示した最終検査ラインを車両の移動方向後方側から見た図。 図１の車両周りの要部斜視図。 図２に示した電動アクチュエータユニットの説明図。 図１に示したモータ制御部の詳細を示すブロック図。 図２，３に示した各カメラによる撮影スタート制御のためのフローチャート。 図２，３に示した各カメラによる撮影間隔制御のためのフローチャート。 図１に示した主制御装置の概略的なシステムブロック図。 図８のステップａ６での処理手順を示す説明図。 図１に示した主制御装置でのおおまかな処理手順を示すフローチャート。 傷の抽出のためのより詳細な処理手順を示すフローチャート。 図１１における差分処理の原理を示す説明図。

図１〜１２は本発明に係る自動車車体の外観検査装置を実施するためのより具体的な形態を示し、特に図１は装置全体の概略構造を示している。ここでの外観検査装置は、製造された車両（自動車）１の外板面、特に前後のドア、フロンフェンダおよびリアフェンダを含む車体側面部１ａの塗装面の外観検査（表面検査）として、特にその車体側面部１ａに発生しがちな線状の微細な傷の検出を目的としている。

図１に示すように、自動車生産ラインにおける最終検査ライン２では、コンティニアスタイプのスラットコンベア３に載せられた複数の車両１が所定速度で連続的に移動していて、この最終検査ライン２のラインサイドに撮影機器ユニット４が設置されている。この撮影機器ユニット４には後述する照明装置２９，３０，３１や撮像手段として複数の工業用のカメラ３２等が搭載されていて、この撮影機器ユニット４に主制御装置５のほか制御盤６および出力機器部７等がそれぞれ付帯している。なお、図１では片側の撮影機器ユニット４のみ図示しているが、最終検査ライン２をはさんで左右対称となるように撮影機器ユニット４が対向配置されている。

主制御装置５は、いわゆる外観不良あるいは表面欠陥の抽出のための画像処理ソフトウェアが予めインストロールされたパーソナルコンピュータを主要素として構成されていて、この主制御装置５はコンベア速度演算部８、撮影制御部９、車種認識部１０、画像入力部１１、画像処理手段としての傷検出部１２、画像連結部１３、検査表作成部１４および出力部１５等で構成されている。

上記コンベア速度演算部８にはスラットコンベア３における駆動系のコンベアエンコーダ１６からの信号が入力されるようになっており、後述するように、このコンベアエンコーダ１６の検出出力であるコンベア移動量またはコンベア速度情報によってカメラ３２による車体側面部１ａの撮影開始タイミングがコントロールされる。このコンベアエンコーダ１６はスラットコンベア３により走行する車両１の移動量を検出する車体移動量検出手段として機能する。

また、最終検査ライン２における搬入始端部側の天井部には車両情報読み取り手段としてコードリーダ１７が設置されている。このコードリーダ１７は車両１のフロントガラスに添付された作業指示カード１８の例えばバーコード情報を読み取って該当する車両１の車両情報を取得して、これを車種認識部１０に出力する。なお、上記バーコード情報に代えてＱＲコード（登録商標）情報を用いることも可能である。

さらに、主制御装置５の出力側には出力機器部７の各機器としてモニタ１９、プリンタ２０およびデータサーバー２１等が接続されている。そして、主制御装置５での画像処理結果を自動車一台ごとにモニタ１９に表示したり、プリンタ２０で印刷することができるとともに、画像処理結果のデータを車種情報とともにデータサーバー２１に記録・蓄積するようになっている。

制御盤６は、照明制御部２２、モータ制御部２３、安全制御部２４およびライン制御部２５等から構成されていて、外部のライン制御盤２６と協調しながら、主として撮影機器ユニット４に搭載された照明装置２９，３０，３１やカメラ３２と車両１との車幅方向での相対位置決め制御を司っている。

図２は図１に示した最終検査ライン２を車両１の移動方向後方側から見た図を、図３は図１の車両１周りの要部斜視図をそれぞれ示していて、最終検査ライン２の左右のラインサイドに二台の撮影機器ユニット４が対向配置されている。各撮影機器ユニット４はいずれも定位置固定式の架台２７に対して車幅方向にスライド可能な支持体としてのラック２８を搭載したもので、このラック２８に複数台（ここでは３台）の照明装置２９，３０，３１と複数台のカメラ３２を設置してあるとともに、非接触式のセンサとして車幅方向在席検出手段としての光電センサ３３と測距手段としての測距センサ３４を設けてある。

架台２７の底部には進退駆動手段としてリニアタイプの電動アクチュエータユニット（例えば、株式会社アイエイアイ製のロボシリンダシリーズ）３５を設けてある。この電動アクチュエータユニット３５は図１のモータ制御部２３によって制御され、図４に示すようにモータユニット３５ａの起動に応じてスライダ３５ｂが直線的に進退移動（スライド）するもので、このスライダ３５ｂに上記ラック２８を搭載してある。したがって、この電動アクチュエータユニット３５の作動によりラック２８が進退移動可能、すなわち複数台の照明装置２９，３０，３１や複数台のカメラ３２等を搭載したラック２８が車幅方向にスライド移動可能となっている。なお、図面の錯綜化を避けるために、図２では便宜上片側７台のカメラ３２を図示していて、同様に図３では片側９台のカメラ３２を図示しているが、実際には車体上下方向に合計１０台のカメラ３２が並設される。ただし、車両１の画像としてそのほぼ全高をカバーすることができるならば、カメラ３２の台数は特に限定されない。

図５は上記電動アクチュエータユニット３５の制御を司るモータ制御部２３の詳細を示している。図４，５から明らかなように、上記電動アクチュエータユニット３５はそのフィードバック要素としてエンコーダ３５ｃを内蔵していて、モータ制御部２３との間でフィードバックループを形成している。

上記光電センサ３３は、ビームｂ１を下向きに照射して複数のカメラ３２による撮影エリアに検査対象となる車両１が車幅方向で在席している否かを判定するためのものである。故に、上記光電センサ３３は検査対象となる車両１が撮影エリアに在席しているか否かを検出する車幅方向在席検出手段として機能する。また、測距手段たるレーザ式の測距センサ３４はビームｂ２を車体側面部１ａに照射して各カメラ３２と検査対象となる車両１との相対距離が規定の距離となるように制御するためのもので、その検出出力は図１，５のモータ制御部２３に取り込まれるようになっている。

そして、上記のように複数のカメラ３２による撮影エリアに検査対象となる車両１が在席していることを条件に、測距センサ３４からのセンサ出力をフィードバック信号としてモータ制御部２３に取り込み、測距センサ３４による実測距離が予め定めた規定の距離となるように、つまり車体側面部１ａと複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ３２とのなすそれぞれの距離が規定の距離±α（例えば、規定の距離±１０ｍｍ程度）となるように、上記電動アクチュエータユニット３５の作動のもとにラック２８をスライド移動させることになる。

言い換えるならば、上記測距センサ３４によって検出される車体側面部１ａまでの実測距離、ひいては車体側面部１ａと複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ３２とのなすそれぞれの距離が所定の距離となるように、進退駆動手段たる電動アクチュエータユニット３５を介して、複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ３２をラック２８ごと車体側面部１ａに追従動作させることになる。

このように、共通のラック２８に搭載されている複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ３２を車体側面部１ａに対して追従動作させるのは、工業用のカメラ３２にはいわゆるオートフォーカス機能がないためで、上記追従動作により各カメラ３２の位置と車体側面部１ａとのなす距離が一定したものとなり、車体側面部１ａのどの部位を撮影するに際してもそのピント合わせが可能となる。

各ラック２８に搭載された３台の照明装置２９〜３１のうち車体側面部１ａの中央部の照明装置３０は、図３に示すように、波長の安定性が高く且つ照射範囲の広い汎用の蛍光灯照明機器３０ａと拡散板３０ｂとを組み合わせて比較的大型の面光源として機能させるようにしたもので、蛍光灯照明機器３０ａからの照射光を拡散板３０ｂにて拡散させ、照射むらのない平行な照射光を車体側面部１ａのうち特に鉛直部に均一に照射するように考慮してある。

その一方、ラック２８に搭載された３台の照明装置２９〜３１のうち上下の照明装置２９，３１は、いずれも光の直線性が高いＬＥＤバー照明機器２９ａ，３１ａと拡散板２９ｂ，３１ｂとを組み合わせて面光源として機能させるようにしたもので、ＬＥＤバー照明機器２９ａ，３１ａからの照射光を拡散板２９ｂ，３１ｂにて拡散させ、照射むらのない平行な照射光を車体側面部１ａのうち特にドアウエスト部とサイドシル部に均一に照射するように考慮してある。そして、ドアウエスト部を照射するための上方の照明装置２９は、その照射光を平行光とするために車体側面部１ａとの距離を比較的大きく確保する一方、車体下部のサイドシル部を照射するための下方の照明装置３１は、サイドシル部がとかく影となりやすいために車体側面部１ａとの距離を他の照明装置２９，３０に比べて極端に小さくしてある。これにより、車体側面部１ａのうちドアウエスト部からサイドシルまでの範囲に均等に各照明装置２９〜３１からの照射光が照射されることになる。同時に、各カメラ３２は車体側面部１ａからの正反射光を撮影することになる。

また、各ラック２８に搭載された複数台のカメラ３２はＣＣＤあるいはＣＭＯＳタイプのいわゆる二次元の固体撮像素子タイプのもので、車体側面部１ａでの各照明装置２９〜３１による照射部位のうち高さ方向において互いに異なる領域を撮像、言い換えるならば、車体側面部１ａでの各照明装置２９〜３１による照射部位のうち高さ方向において複数に分割された領域を個別に撮像するべく、車体上下方向に沿って一列に並設されている。そして、図２，３から明らかなように、複数台の照明装置２９〜３１と複数台のカメラ３２は、車体側面部１ａにおける上下方向での曲率形状を考慮し、車両１の正面視または背面視において当該車体側面部１ａの曲率形状に倣わせて配置してある。これにより、車体側面部１ａからの正反射光を複数台のカメラ３２で同時に且つ車体全高分を撮影することが可能となる。ここで、図２，３に示した複数台（１０台）のカメラ３２のうち最上段のカメラ４２は後述するように撮影スタート制御用カメラを兼ねている。

つまり、最終検査ライン１上を所定速度で移動する車両１に対してその車体側面部１ａを指向させた複数台のカメラ４２，３２を車両移動方向では固定とした状態で撮影（撮像）を行うことで、それぞれのカメラ４２，３２で撮影（撮像）部位を分担しながら車体側面部１ａの全高を車両１の動きに同期して間歇的に撮影（撮像）することが可能となっている。ここでは、後述するように最終検査ライン１上での車両１の移動量を算出し、所定距離だけ移動したことが確認されたならば、複数のカメラ４２，３２を同時に起動させて撮影を開始するものとし、かかる所定移動量ごとの複数台のカメラ４２，３２による間歇的な撮影動作を車両全長が通過し終わるまで繰り返すことになる。

ここで、図６は上記複数台のカメラ４２，３２による撮影スタート制御のためのフローチャートを、図７は同じく上記複数台のカメラ４２，３２による撮影間隔制御のためのフローチャートをそれぞれ示している。そして、図３に示すように、スラットコンベア３の上方には車体前後方向在席検出手段としての光電センサ４１を設けてあることから、この光電センサ４１が車両１の通過を検出したならば、この光電センサ４１の検出信号をトリガーとして、最上段の撮影スタート制御用カメラ４２の外部トリガーモードをＯＮとし、自動で撮影スタート制御用カメラ４２が撮影（撮像）を開始する。続いて、図６に示すように、上記撮影スタート制御用カメラ４２の撮影開始を主制御装置５に格納されているソフトウェア上にて判断し、瞬時に残りのカメラ３２も撮影を開始する。その後、全てのカメラ４２，３２の撮影終了と同時に、撮影スタート制御用カメラ４２の外部トリガーモードをＯＦＦにする。

上記撮影スタート制御用カメラ４２以外の各カメラ３２の撮影開始タイミング制御の詳細は図７のとおりである。ここでは、いわゆるサージング等のスラットコンベア３による車両１の走行速度の変動を考慮し、図１に示したコンベアエンコーダ１６からのパルス信号を取得し、スラットコンベア３による車両１の移動量をリアルタイムで算出する。そして、その車両１の移動量が予め設定された設定移動量であるところの指定移動量、すなわち図７の指定距離Ｌｘとなったならば、先に述べたソフトウエア上でのトリガー信号をトリガーとして撮影スタート制御用カメラ４２以外の各カメラ３２の撮影を開始する。この後、各カメラ３２の撮影終了の度に上記動作を繰り返す。つまり、車両１の総移動量から車両全長分の撮影が終了したことが確認できるまで上記動作を繰り返すことになる。

このように、光電センサ４１により車両１を検出して、いわゆる撮影スタート座標の原点決めを行った上で、車両１の移動量を計測しながら複数のカメラ４２点３２の撮影開始のタイミングをコントロールすることにより、コンベアスピードのサージング等の影響を受けにくくなり、コンベアスピードに対応した画像検出タイミング制御を精度良く行うことができる。

図８は図１に示した装置における主制御装置５の概略的なシステムブロック図を示している。

同図に示すように、各カメラ４２，３２の初期化と諸元情報の読み込み（ステップＳａ１）に続いて、コードリーダ１７で読み取った車両情報とともに各カメラ４２，３２のスタート情報を取得する（ステップａ２）。この後、全てのカメラ４２点３２で同時撮影を開始し、後述するように車体側面部１ａである塗装面での傷検出のためのロジックが実行される（ステップａ３）。そして、各カメラ４２点３２の撮影画像をフォルダに保存した後（ステップａ４）、車両１の移動量を図１のコンベアエンコーダ１６からの信号をもとに算出し、車両１が所定距離だけ移動して指定した位置に到達したならば次の撮影に移行する（ステップａ５）。そして、このようなステップａ２からステップａ５までの処理は、車両１全体（全長）の撮影が改良するまで繰り返される。なお、ここまでの処理は、先に述べた図６，７のフローチャートでの処理に対応している。

この後、図１の検査表作成部１４では塗装面での傷検出結果、すなわち複数のカメラ４２，３２による各画像毎の傷検出結果が車両一台分ごとにまとめられ、複数のカメラ４２，３２での撮影画像が結合されるとともに、その傷検出結果（画像処理結果）が図１のモニタ１９およびプリンタ２０に出力される（ステップａ６）。プリンタ２０では画像結合された車両側面の画像がハードコピーである検査表３６（図２および図８参照）としてそのままプリントされ、傷検出部位には所定のマーキングＭが重ね描きされる。このハードコピーは例えば次工程での作業者による再検査あるいは塗装手直しの際に使用される。なお、このステップａ６での処理をわかりやすいように図表化すれば図９のとおりである。

ここで、上記傷検出のための画像処理だけに着目すれば、その処理手順は図１０のステップＳ１〜ステップＳ８のとおりとなり、さらに、より詳細には図１１のとおりとなる。本実施の形態では、輝度値補正と平滑化処理後の画像を元画像との差分処理によるいわゆる常時キャリブレーション機能を付加しているところに大きな特徴がある。

図１の主制御装置５の画像処理手段たる傷検出部１２では、図１１のステップＳ１１において各カメラ４２，３２の撮影画像を取り込んだならば、ステップＳ１２において輝度値補正を含むコントラスト補正を実行する。ここでは、画像の色彩、彩度、輝度の情報を取得するとともに、色彩（Ｈｕｅ）の平均値および中央値を算出し、輝度値補正を含むコントラス補正処理として、取得した画像の画素値ヒストグラムをもとに画素値平均が一定となるように補正する。これは照明光のむらや車体色の違いによる影響を最小限にするため、各入力画像の画素値平均が一定になるように補正するものである。

ステップＳ１３では、上記のような輝度値補正を含むコントラスト補正後の画像に対しメディアンフィルタによる平滑化処理を施し、傷などの局所的な小領域を除去したりぼかしたりすることで擬似的にマスター画像として良品画像を作成する。このメディアンフィルタによる平滑化処理では、局所的な画素値が低いあるいは高い画像の画素値を周囲の画素値に揃える効果があり、傷などの局所的な不良を除去した良品相当の画像を推定できるほか、照明むらなどの緩やかな画素の輝度変化を保持することができる特徴がある。

次のステップＳ１４では、図１２に示すように、作成した良品画像と元画像（輝度値補正後の画像）との差分処理を実行し、塗装面における微細な線状の傷Ｑのみを外観不良または表面欠陥として抽出する。この差分処理では照明むらなどの影響を受けることなく傷などの局所的な不良のみを抽出することができ、かかる処理を取得した画像ごとに常時行うものとする。そして、次のステップＳ１５では、２値化処理として指定した輝度値内の領域を明暗２値化処理する。

図１１のステップＳ１６では、特徴点の連結成分抽出とノイズ除去を行い、特徴点の連結成分を抽出するべく、先の２値化処理により抽出された領域の連続している領域（連結成分）を抽出する。

次のステップＳ１７，１８では、領域膨張と抽出領域指定による微細傷または浅い線状の傷Ｑの検出を行い、誤検出の低減を図るものとする。すなわち、ステップＳ１７では、一次特徴量抽出として、指定した面積（ピクセル数）内の特徴量を抽出し、抽出した領域を膨張（拡大）させる。さらに、ステップＳ１８では、二次特徴量抽出として、指定した面積（ピクセル数）内の特徴量を抽出し、図１２の傷Ｑの判定を行う。

ここで、先に述べたように、差分処理後の画像を２値化処理し、傷などの欠陥または不良箇所を抽出するが、ごく浅い傷は途切れた点として抽出されるため、傷Ｑと判定できないこともある。そこで、上記のように２値化処理後の結果を膨張させることにより、ごく浅い傷Ｑも連続した領域として抽出することができる。その一方、抽出した領域には傷Ｑ以外の他の部品などのエッジ部分も含まれてしまうおそれがある。そこで、傷Ｑなどの小領域とそれ以外の領域とを区別するため、抽出領域が指定した面積（ピクセル数）内のものであるか否かを判定し、例えば塗装フレークのような小領域や、他部品のエッジなどの大領域をカットすることで、誤検出を低減し、傷Ｑに基づく外観不良または表面欠陥のみを正確に抽出することが可能となる。

言い換えるならば、ステップＳ１７，１８での処理では、曲率変化の大きな面にある傷Ｑなどの局所的な不良を強調する効果のほか、照明むらなどによる緩やかな濃淡の変化を除去する効果が期待できるため、特定のパターンを登録することなく、曲率変化の多い形状に発生した傷Ｑも検出可能となり、また他部品のエッジなどの影響を受けることがなくなることで誤検出を低減することが可能となる。

また、先に述べたように、測距センサ３４によって検出される車体側面部１ａまでの実測距離、ひいては車体側面部１ａと複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ３２とのなすそれぞれの距離が所定の距離となるように、進退駆動手段たる電動アクチュエータユニット３５を介して、複数の照明装置２９，３０，３１および複数台のカメラ４２，３２をラック２８ごと車体側面部１ａに追従動作させるようにしているため、各カメラ４２，３２にいわゆるオートフォーカス機能がなくても、各カメラ４２，３２の位置と車体側面部１ａとのなす距離が一定したものとなり、車体側面部１ａのどの部位を撮影するに際してもそのピント合わせが可能となる。その結果、検査対象物である車両１の位置や姿勢のばらつきの影響を受けにくくなり、外観検査の精度が向上し、ひいてはその検査結果の信頼性も向上することになる。

特に、各カメラ４２，３２とともに複数の照明装置２９，３０，３１までも車体側面部１ａに追従動作させることにより、照明むら等の影響を受けにくくなり、外観検査の精度が一段と向上する。

また、図２，３に示したように、車体側面部１ａの曲率に倣わせて照明装置２９〜３１や複数のカメラ４２，３２を配置してあるため、曲面形状部位に適切に照明装置２９〜３１からの照明光を照射できるため、同部位における傷等の外観不良または表面欠陥を正確に検出することが可能となる。

さらに、先に述べたように、光電センサ４１により車両１を検出して、いわゆる撮影スタート座標の原点決めを行った上で、車両１の移動量を計測しながら複数のカメラ３２の撮影開始のタイミングをコントロールすることにより、コンベアスピードのサージング等の影響を受けにくくなり、コンベアスピードに対応した画像検出タイミング制御を精度良く行うことができるようにした。そのため、車両１を搬送するスラットコンベア３の速度が変化しても、正確なタイミングで検査画像の取得ができるため、画像検出タイミングずれによる検査漏れがなく、かつ検査した傷の位置を精度よく検査員等に表示することができる。言い換えるならば、スラットコンベア３の速度変化による検査漏れや傷の検出位置精度の劣化を未然に防止できる。

１…車両
１ａ…車体側面部（塗装面）
３…スラットコンベア
４…撮影機器ユニット
５…主制御装置
１２…傷検出部（画像処理手段）
１６…コンベアエンコーダ（車体移動量検出手段）
２８…ラック（支持体）
２９…照明装置（照明手段）
３０…照明装置（照明手段）
３１…照明装置（照明手段）
３２…カメラ（撮像手段）
３３…光電センサ（車幅方向在席検出手段）
３４…測距センサ（測距手段）
３５…電動アクチュエータユニット（進退駆動手段）
４１…光電センサ（車体前後方向在席検出手段）
４２…カメラ（撮像手段，撮影スタート制御用カメラ）
Ｑ…傷（表面欠陥）

Claims (13)

1. 検査対象となる自動車車体と撮像手段とを相対移動させながら車体外板面を撮像した上で、画像処理により上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する装置であって、
   上記車体外板面に対して照明光を照射する照明手段と、
   上記車体外板面に対して進退移動可能であって且つ当該車体外板面のうち照明光による照射部位を撮像する撮像手段と、
   上記撮像手段が捉えた画像を入力として画像解析を行って、上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する画像処理手段と、
   上記撮像手段と車体外板面とのなす距離を検出する測距手段と、
   上記撮像手段と車体外板面とのなす距離が規定の距離となるように、上記車体外板面に対して撮像手段を進退移動させる進退駆動手段と、
   を備えていることを特徴とする自動車車体の外観検査装置。
2. 上記照明手段と撮像手段とが共通の支持体に搭載されていて、
   これらの照明手段と撮像手段とが上記進退駆動手段の作動により支持体ごと車体外板面に対して進退駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車車体の外観検査装置。
3. 上記測距手段が照明手段および撮像手段とともに共通の支持体に搭載されていて、
   上記測距手段によって検出される車体外板面までの実測距離が規定の距離となるように、上記進退駆動手段を介して撮像手段を支持体ごと車体外板面に追従動作させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の自動車車体の外観検査装置。
4. 上記支持体に車幅方向在席検出手段が設けられていて、
   上記撮像手段による撮像が可能な位置に自動車車体が在席していることを上記車幅方向在席検出手段が検出したことを条件に、上記進退駆動手段を介して撮像手段を支持体ごと車体外板面に追従動作させるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の自動車車体の外観検査装置。
5. 上記撮像手段は、コンベアにより所定速度で連続走行する自動車車体の車体外板面を撮像するものであることを特徴とする請求項４に記載の自動車車体の外観検査装置。
6. 上記コンベアによる自動車車体の搬送ラインの両側に、上記照明手段、撮像手段、測距手段および車幅方向在席検出手段のそれぞれが搭載された支持体が個別に設けられていて、
   上記支持体ごとに独立した進退駆動手段を介して、それぞれの支持体を車体外板面に個別に追従動作させるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の自動車車体の外観検査装置。
7. 上記撮像手段は自動車車体の高さ方向において複数に分割された領域を個別に撮像するべく当該車体の高さ方向に沿って複数個並設されていて、
   これら複数の撮像手段は自動車車体の正面視または背面視において当該車体の側面の形状に倣わせて配置してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の自動車車体の外観検査装置。
8. 上記自動車車体の車体外板面は塗装後の塗装面であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の自動車車体の外観検査装置。
9. 検査対象となる自動車車体と撮像手段とを相対移動させながら車体外板面を撮像した上で、画像処理により上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する方法であって、
   上記車体外板面を撮像する撮像手段、および上記撮像手段と車体外板面とのなす距離を検出する測距手段を、上記車体外板面に対して進退移動可能な支持体に搭載してあり、
   上記測距手段によって検出される車体外板面までの実測距離が規定の距離となるように、上記支持体の進退移動をもって撮像手段を車体外板面に追従動作させることを特徴とする自動車車体の外観検査方法。
10. コンベアにより所定速度で連続走行する検査対象としての自動車車体の車体外板面を撮像手段により撮像した上で、画像処理により上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する装置であって、
    上記車体外板面に対して照明光を照射する照明手段と、
    上記車体外板面に対して進退移動可能であって且つ当該車体外板面のうち照明光による照射部位を撮像する撮像手段と、
    上記撮像手段が捉えた画像を入力として画像解析を行って、上記車体外板面における表面欠陥を抽出してこれを外観不良として検出する画像処理手段と、
    上記撮像手段と車体外板面とのなす距離を検出する測距手段と、
    上記撮像手段と車体外板面とのなす距離が規定の距離となるように、上記車体外板面に対して撮像手段を進退移動させる進退駆動手段と、
    上記コンベアによる自動車車体の走行方向において上記撮像手段による撮像が可能な位置に自動車車体が在席していることを検出する車体前後方向在席検出手段と、
    を備えていて、
    上記車体前後方向在席検出手段の検出出力に基づいて撮像手段による最初の撮像開始タイミングが制御されるようになっていることを特徴とする自動車車体の外観検査装置。
11. 上記撮像手段は自動車車体の高さ方向において複数に分割された領域を個別に撮像するべく当該車体の高さ方向に沿って複数個並設されていて、
    各撮像手段はコンベアにより走行する自動車車体の移動に同期して当該自動車車体の前後方向で複数回に分けて間歇的に撮像することを特徴とする請求項１０に記載の自動車車体の外観検査装置。
12. 上記コンベアにより走行する自動車車体の移動量を検出する車体移動量検出手段を備えていて、
    上記撮像手段は車体移動量検出手段による検出移動量が設定移動量になった時点でその都度撮像することを特徴とする請求項１２に記載の自動車車体の外観検査装置。
13. 上記設定移動量ごとの各撮像手段による撮像は、コンベアにより走行する自動車車体の移動量が車体全長分に達するまで繰り返すことを特徴とする請求項１２に記載の自動車車体の外観検査装置。

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