JP2017150949A - Inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置および検査方法に関し、特に、メネジ部の表面を検査する検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method, and more particularly to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting the surface of a female screw part.
従来より、対象物の左側斜め上方向と右側斜め上方向との２方向より当該対象物を照明し、対象物の光学像を検出し、その光学像を解析することによって対象物表面の凹凸形状を検出する装置が知られている（特許文献１）。 Conventionally, the object surface is illuminated by illuminating the object from two directions of the diagonally upward left side and the diagonally upward right side of the object, an optical image of the object is detected, and the optical image is analyzed to analyze the uneven shape of the surface of the object There is known a device for detecting (Patent Document 1).
例えば、図２４に示すように、左右照明（Ａ、Ｂ）により撮像された画像では、左からの照明（Ａ）によりできた影の画像は、左側エッジが対象物の壁面に相当する。この逆で、右からの照明（Ｂ）による影の画像では右側エッジが壁面に相当する。 For example, as shown in FIG. 24, in an image captured by left and right illumination (A, B), the left edge of the shadow image formed by illumination (A) from the left corresponds to the wall surface of the object. On the contrary, the right edge corresponds to the wall in the shadow image from the right illumination (B).
このことから、壁面の組み合わせを知ることにより、対象物の凹凸を推定することができる。さらに、照明角度と影の幅を計測することにより、壁の高さ（対象凹凸）を計測することも可能となる。 From this, it is possible to estimate the unevenness of the object by knowing the combination of the wall surfaces. Furthermore, by measuring the illumination angle and the width of the shadow, it becomes possible to measure the height of the wall (object unevenness).
基板上に置かれた電子部品等の検査であれば、上記の特許文献１のように対象物を挟んで左右上方からの照明を配置することが可能であるが、口金メネジ部などのように円筒内部のさらに奥まった部分を検査するためには、照明配置が限定されて左右両側からの照明を行うことはできず、上記の特許文献１の技術をそのまま利用することができない。 For inspection of electronic parts placed on a substrate, it is possible to arrange illumination from above and below the left and right sides of the object as in the above-mentioned Patent Document 1, but like a cap female screw part or the like In order to inspect a deeper part inside the cylinder, the illumination arrangement is limited, and illumination from both the left and right sides cannot be performed, and the technique of Patent Document 1 cannot be used as it is.
本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面上の異物を検出することができる検査装置および検査方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of detecting foreign matter on the surface of the female screw portion provided on the inner surface of the inspection object. It is to provide.
上記目的を達成するために、本発明に係る検査装置は、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面を検査する検査装置であって、前記メネジ部の表面を前記検査対象物の外部から撮像する撮像手段と、前記撮像手段を挟むように、前記メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段であって、前記メネジ部の表面に対して光を照射する複数の照明手段と、前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって前記複数の照明手段の各々について取得された前記撮像画像が表す影の情報に基づいて、前記メネジ部の表面上の異物を検出する解析手段と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for inspecting the surface of a female screw portion provided on an inner surface of an inspection object, and the surface of the female screw portion is external to the inspection object. And a plurality of illuminating means arranged side by side in the direction of the thread ridge line of the female screw part so as to sandwich the imaging means, and a plurality of illumination means for irradiating the surface of the female screw part Each of the plurality of illumination means, an image acquisition means for acquiring a captured image captured by the imaging means when light is irradiated by the illumination means, and the image acquisition means Analyzing means for detecting foreign matter on the surface of the female screw portion based on shadow information represented by the captured image acquired for each of the illumination means.
本発明に係る検査方法は、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面を検査する検査装置における検査方法であって、撮像手段が、前記メネジ部の表面を前記検査対象物の外部から撮像し、前記撮像手段を挟むように、前記メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段が、前記メネジ部の表面に対して光を照射し、画像取得手段が、前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像を取得し、解析手段が、前記画像取得手段によって前記複数の照明手段の各々について取得された前記撮像画像が表す影の情報に基づいて、前記メネジ部の表面上の異物を検出する。 The inspection method according to the present invention is an inspection method in an inspection apparatus that inspects the surface of the female screw portion provided on the inner surface of the inspection object, and the imaging means removes the surface of the female screw portion from the outside of the inspection object. A plurality of illumination means arranged in the thread ridge line direction of the female screw part so as to pick up an image and sandwich the imaging means irradiate the surface of the female screw part with light, and the image acquisition means includes the For each of a plurality of illumination means, a captured image captured by the imaging means is acquired when light is emitted from the illumination means, and an analysis means is acquired for each of the plurality of illumination means by the image acquisition means. The foreign matter on the surface of the female screw portion is detected based on the shadow information represented by the captured image.
本発明に係る検査装置及び検査方法によれば、メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段が、メネジ部の表面に対して光を照射し、撮像手段により撮像された撮像画像が表す影の情報に基づいて、メネジ部の表面上の異物を検出することにより、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面上の異物を検出することができる。 According to the inspection apparatus and the inspection method according to the present invention, the plurality of illuminating units arranged side by side in the thread ridge line direction of the female screw part irradiates the surface of the female screw part with light, and are imaged by the imaging unit. By detecting the foreign matter on the surface of the female screw portion based on the shadow information represented by the captured image, the foreign matter on the surface of the female screw portion provided on the inner surface of the inspection object can be detected.
本発明に係る解析手段は、前記画像取得手段によって前記複数の照明手段の各々について取得した撮像画像の各々に対して、前記ネジ山稜線方向のシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正された撮像画像の各々が表す影の情報に基づいて、前記異物を検出するようにすることができる。 The analysis unit according to the present invention performs shading correction in the thread ridge direction on each of the captured images acquired for each of the plurality of illumination units by the image acquisition unit, and the shading corrected captured image The foreign matter can be detected based on shadow information represented by each.
本発明に係る複数の照明手段は、前記メネジ部の表面に対して、異なる波長の光を同時に照射し、前記画像取得手段は、前記複数の照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像から、前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段の光の波長に関する撮像画像を取得することができる。 The plurality of illumination means according to the present invention simultaneously irradiates the surface of the female screw portion with light of different wavelengths, and the image acquisition means is configured to capture the imaging means when light is emitted from the plurality of illumination means. For each of the plurality of illumination units, a captured image relating to the wavelength of the light of the illumination unit can be acquired from the captured image captured by the above.
本発明に係る解析手段は、更に、前記画像取得手段によって取得された撮像画像に基づいて、前記メネジ部の表面の表面異常状態を検出するようにすることができる。 The analysis unit according to the present invention can further detect a surface abnormal state of the surface of the female screw part based on the captured image acquired by the image acquisition unit.
本発明に係る解析手段は、前記画像取得手段によって取得された撮像画像の各々における、前記メネジ部の表面の領域の部分領域を、長方形に展開した展開画像に各々変換し、前記展開画像の各々に対して、前記メネジ部のネジ山稜線方向に対応する横方向のシェーディング補正を行い、前記展開画像と、前記シェーディング補正された前記展開画像との差分画像が表す影の情報に基づいて、前記異物を検出するようにすることができる。 The analyzing means according to the present invention converts each partial area of the surface area of the female screw portion in each of the captured images acquired by the image acquiring means into a developed image developed in a rectangular shape, and each of the developed images The shading correction in the lateral direction corresponding to the thread ridge direction of the female screw portion is performed, and based on the shadow information represented by the difference image between the developed image and the developed image subjected to the shading correction, A foreign object can be detected.
本発明に係る解析手段は、前記複数の照明手段のうちの何れか１つにより光が照射されたときの撮像画像にのみ現れる影の情報に基づいて、前記異物を検出するようにすることができる。 The analysis unit according to the present invention may detect the foreign matter based on information on a shadow that appears only in a captured image when light is irradiated by any one of the plurality of illumination units. it can.
上記の検査対象物は、有底円筒体の底部に栽頭円錐状のシート面が形成され、前記シート面と接触するシート面を備えかつオネジが形成されたフレアナットを螺合するための前記メネジ部を円筒内に有するとともに、前記底部の前記シート面と反対側にホースを接続する接続部を有するブレーキホース用の口金である。
検査対象の検出すべき異常状態として、「ヒゲバリ」、「異物」が異物付着の一例であり、「変色」、「サビ」が表面異常状態の一例である。
The inspection object is formed by forming a truncated conical sheet surface at the bottom of a bottomed cylindrical body, including a sheet surface in contact with the sheet surface and screwing a flare nut formed with a male screw. It is a base for a brake hose having a female thread portion in a cylinder and a connecting portion for connecting a hose to the side opposite to the seat surface of the bottom portion.
As the abnormal state to be detected of the inspection object, “bald burrs” and “foreign matter” are examples of foreign matter adhesion, and “discoloration” and “rust” are examples of surface abnormal states.
本発明によれば、メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段が、メネジ部の表面に対して光を照射し、撮像手段により撮像された撮像画像が表す影の情報に基づいて、メネジ部の表面上の異物を検出することにより、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面上の異物を検出することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the plurality of illumination units arranged in line in the thread ridge line direction of the female screw part irradiates light on the surface of the female screw part, and shadow information represented by the captured image captured by the imaging unit Based on the above, it is possible to detect the foreign matter on the surface of the female screw portion provided on the inner surface of the inspection object by detecting the foreign matter on the surface of the female screw portion.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明するが、まず、図１を参照して、本実施の形態に係る検査装置および検査方法の原理について説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the principle of an inspection apparatus and an inspection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
異物付着は、従来の面から盛り上がって発生する。これに対して左右２方向からの照明を行うことにより、異物による影が生じる。直接異物に照射された２方向からの光は、照射される角度によって異物上で重なりあってしまう場合があるが、異物による影の部分ではどちらか一方からの光のみが照射される。このように一方の光のみで照射された領域を検出することにより、立体的な異物付着を安定に検出することが可能となる。 The adhesion of foreign matter occurs from the conventional surface. On the other hand, the shadow by a foreign material arises by illuminating from two right and left directions. The light from the two directions directly irradiated on the foreign matter may overlap on the foreign matter depending on the angle of irradiation, but only the light from one of the two is irradiated on the shadow portion due to the foreign matter. By detecting the region irradiated with only one light in this way, it is possible to stably detect the three-dimensional foreign matter adhesion.
本実施の形態では、ブレーキホース用の口金の円筒内のメネジ部を検査対象とする場合を例に説明する。 In the present embodiment, a case where a female thread in a cylinder of a base for a brake hose is an inspection target will be described as an example.
（メネジ検査装置の構成）
図２および図３を参照して、本実施の形態に係るメネジ検査装置１００について説明する。
(Configuration of female screw inspection device)
With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the female screw inspection apparatus 100 which concerns on this Embodiment is demonstrated.
図２、図３に示すように、メネジ検査装置１００は、赤照明用光源４０Ｒ、青照明用光源４０Ｂ、カメラ４２、および解析部５０を含んで構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the female screw inspection apparatus 100 includes a red illumination light source 40 </ b> R, a blue illumination light source 40 </ b> B, a camera 42, and an analysis unit 50.
解析部５０は、カメラ４２によって撮像された撮像画像に基づき、口金１０のメネジ部１２の表面上の異常の有無について画像解析する部位であり、たとえば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成されている。 The analysis unit 50 is a part that performs image analysis on the presence or absence of an abnormality on the surface of the female screw part 12 of the base 10 based on a captured image captured by the camera 42, and is configured using, for example, a PC (Personal Computer) or the like. ing.
検査対象となるブレーキホース用の口金１０は、有底円筒体の底部に栽頭円錐状のシート面１４が形成され、シート面１４と接触するシート面を備えかつオネジが形成されたフレアナットを螺合するためのメネジ部１２を円筒内に有するとともに、底部のシート面１４と反対側にホースを接続する接続部（図示省略）を有する。 A base 10 for a brake hose to be inspected includes a flare nut in which a truncated cone-shaped seat surface 14 is formed at the bottom of a bottomed cylindrical body, a seat surface in contact with the seat surface 14 and a male screw is formed. A female screw part 12 for screwing is provided in the cylinder, and a connecting part (not shown) for connecting a hose is provided on the bottom side opposite to the seat surface 14.
赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂは、メネジ部１２のネジ山稜線方向である横方向に並んで配置され、口金１０のメネジ部１２に対して上方右側と左側それぞれより、赤色の照明光及び青色の照明光を照射する。 The red illumination light source 40 </ b> R and the blue illumination light source 40 </ b> B are arranged side by side in the horizontal direction that is the thread ridge line direction of the female screw portion 12, and the red illumination from the upper right side and the left side with respect to the female screw portion 12 of the base 10. Irradiate light and blue illumination light.
カメラ４２は、赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂに挟まれるように配置され、メネジ部１２の表面を口金１０の外部から撮像する。 The camera 42 is disposed so as to be sandwiched between the red illumination light source 40 </ b> R and the blue illumination light source 40 </ b> B, and images the surface of the female screw portion 12 from the outside of the base 10.
本実施の形態に係るメネジ検査装置１００では、赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂにより照明されたメネジ部１２の表面を、カメラ４２で撮像することにより、容易にメネジ部１２の表面上の表面異常状態、あるいはメネジ部１２に付着した異物を判別するための画像を取得することができる。さらに、本実施の形態に係るメネジ検査装置１００では、取得された画像に対して解析部５０に搭載された画像解析プログラム等を適用して、メネジ部１２の表面上の表面異常状態の有無、あるいは、付着している異物の有無について解析（判別）する。 In the female screw inspection apparatus 100 according to the present embodiment, the surface of the female screw part 12 illuminated by the red illumination light source 40R and the blue illumination light source 40B is easily imaged by the camera 42, thereby easily on the surface of the female screw part 12. It is possible to acquire an image for discriminating the surface abnormal state or the foreign matter adhering to the female screw portion 12. Furthermore, in the female screw inspection apparatus 100 according to the present embodiment, by applying an image analysis program or the like mounted on the analysis unit 50 to the acquired image, the presence or absence of a surface abnormal state on the surface of the female screw unit 12, Alternatively, the presence / absence of attached foreign matter is analyzed (discriminated).
図４に示すように、解析部５０は、画像取得部６０、照明制御部６２、領域探索部６４、展開画像生成部６６、傾き補正部６８、ネジ深さ算出部７０、第１異常抽出部７２、ネジ影消去処理部７４、及び第２異常抽出部７６を備えている。 As shown in FIG. 4, the analysis unit 50 includes an image acquisition unit 60, an illumination control unit 62, a region search unit 64, a developed image generation unit 66, an inclination correction unit 68, a screw depth calculation unit 70, and a first abnormality extraction unit. 72, a screw shadow elimination processing unit 74, and a second abnormality extraction unit 76.
照明制御部６２は、赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂから赤色の照明光及び青色の照明光を同時に照射するように制御する。 The illumination controller 62 controls the red illumination light source 40R and the blue illumination light source 40B to irradiate red illumination light and blue illumination light simultaneously.
画像取得部６０は、赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂから赤色の照明光及び青色の照明光が同時に照射されているときに、カメラ４２により撮像された撮像画像を取得する。また、画像取得部６０は、カメラ４２により撮像された撮像画像から、赤色の輝度値を表す赤画像と、青色の輝度値を表す青画像とを取得する。 The image acquisition unit 60 acquires a captured image captured by the camera 42 when red illumination light and blue illumination light are simultaneously irradiated from the red illumination light source 40R and the blue illumination light source 40B. Further, the image acquisition unit 60 acquires a red image representing a red luminance value and a blue image representing a blue luminance value from a captured image captured by the camera 42.
領域探索部６４は、以下に説明するように、撮像画像から、メネジ部１２を表す領域を探索する。 The area search unit 64 searches for an area representing the female screw part 12 from the captured image, as will be described below.
まず、図５に示すように、メネジ部１２を表す領域の上端を探索するためのモデル図形を作成しておく。 First, as shown in FIG. 5, a model figure for searching for the upper end of the region representing the female screw portion 12 is created.
そして、図６（Ａ）に示すような撮像画像から、図６（Ｂ）に示すような上部領域を、探索領域として設定する。図７に示すように、赤画像の探索領域と、青画像の探索領域とを合成した合成画像を生成する。例えば、赤画像の輝度値と青画像の輝度値とを足して２で割ることにより合成した合成画像を生成する。 Then, from the captured image as shown in FIG. 6A, an upper area as shown in FIG. 6B is set as a search area. As shown in FIG. 7, a composite image is generated by combining the search area for the red image and the search area for the blue image. For example, a combined image is generated by adding the luminance value of the red image and the luminance value of the blue image and dividing by two.
そして、図８に示すように、生成した合成画像に、モデルをフィッティングすることにより、メネジ部１２を表す領域の上端エッジを決定し、決定された上端エッジとモデル図形とに基づいて、メネジ部１２を表す領域を決定する。 Then, as shown in FIG. 8, by fitting a model to the generated composite image, the upper edge of the region representing the female screw portion 12 is determined, and the female screw portion is determined based on the determined upper edge and the model figure. An area representing 12 is determined.
展開画像生成部６６は、領域探索部６４により決定されたメネジ部１２を表す領域から、図９に示すように、メネジ部１２を表す楕円の領域に沿って、縦方向に延びる１ピクセル幅の画像を各々切り出し、図１０に示すように、切り出した画像を横に並べた長方形の画像を生成し、図１１に示すように、縦方向に引き延ばして縦横比をそろえた展開画像を生成する。そして、展開画像の赤画像と青画像とを合成した赤青画像も生成する。 The developed image generation unit 66 has a 1-pixel width extending in the vertical direction from the region representing the female screw unit 12 determined by the region searching unit 64 along the elliptical region representing the female screw unit 12, as shown in FIG. Each image is cut out to generate a rectangular image in which the cut-out images are arranged side by side as shown in FIG. 10, and a developed image having the same aspect ratio is generated by extending in the vertical direction as shown in FIG. Then, a red-blue image obtained by synthesizing the developed red image and the blue image is also generated.
傾き補正部６８は、展開画像の赤青画像に対して、図１２（Ａ）に示すように、コントラスト強調処理を行い、更に、Ｓｏｂｅｌフィルタを適用して、図１２（Ｂ）に示すように、エッジ抽出を行う。また、傾き補正部６８は、図１３（Ａ）に示すように、エッジ抽出結果から、エッジの強い部分のみを抽出し、図１３（Ｂ）に示すように、ハフ画像を生成する。 As shown in FIG. 12A, the inclination correction unit 68 performs contrast enhancement processing on the red-blue image of the developed image, and further applies a Sobel filter, as shown in FIG. 12B. , Perform edge extraction. Further, as shown in FIG. 13A, the inclination correction unit 68 extracts only a portion having a strong edge from the edge extraction result, and generates a Hough image as shown in FIG. 13B.
傾き補正部６８は、ハフ画像のピーク抽出でAngle配列を作り、補正角を算出する。具体的には、Angle配列から、Angleの最頻値を求め、その±1度の範囲外の値を取り除いて平均値を求め、それを補正角とする。Angleがダブルピークだと上記方法で±1度の範囲内に値が残らない場合があるので、そのときはハフ画像の垂直方向グレイ値投影のピークを補正角とする。 The inclination correction unit 68 creates an Angle array by extracting the peak of the Hough image, and calculates a correction angle. More specifically, the mode value of the angle is obtained from the angle array, the value outside the range of ± 1 degree is removed, the average value is obtained, and this is used as the correction angle. If Angle is a double peak, the value may not remain within the range of ± 1 degree by the above method. In this case, the peak of the gray value projection in the vertical direction of the Hough image is used as the correction angle.
なお、Angle配列に値がない場合には、補正角の規定値を使用するようにすればよい。 If there is no value in the Angle array, a specified value for the correction angle may be used.
そして、傾き補正部６８は、展開画像生成部６６によって生成された展開画像について、補正角を用いて傾き補正を行い、図１４（Ａ）に示すように、傾き補正が行われた展開画像から、赤画像、青画像を取得し、図１４（Ｂ）に示すように、赤画像及び青画像を合成した赤青画像を生成する。また、赤画像、青画像、及び赤青画像を合成して、表示用の疑似カラー画像を生成する。 Then, the tilt correction unit 68 performs tilt correction on the developed image generated by the developed image generation unit 66 using the correction angle, and as shown in FIG. 14A, from the developed image on which the tilt correction has been performed. Then, a red image and a blue image are acquired, and a red-blue image obtained by synthesizing the red image and the blue image is generated as shown in FIG. Further, the pseudo image is generated by combining the red image, the blue image, and the red-blue image.
ネジ深さ算出部７０は、傾き補正部６８によって生成された赤青画像から、図１５に示すような横方向メジアン画像を生成する。メジアンを計算する領域サイズは、例えば、横方向の長さを、画像幅の1/3とし、縦方向の長さを、1ピクセルとする。 The screw depth calculation unit 70 generates a horizontal median image as shown in FIG. 15 from the red-blue image generated by the inclination correction unit 68. As for the area size for calculating the median, for example, the horizontal length is 1/3 of the image width, and the vertical length is 1 pixel.
ネジ深さ算出部７０は、横方向メジアン画像の中央部を切り出して、ネジ山抽出用画像を生成する。例えば、図１６（Ａ）に示すように、横方向メジアン画像のＸ座標の中央５列分を切り出し、図１６（Ｂ）に示すように、切り出した画像の白黒を反転させ、図１６（Ｃ）に示すように、フィルタ処理で左右を暗くすることにより、ネジ山抽出用画像を生成する。 The screw depth calculation unit 70 cuts out the central portion of the horizontal median image and generates a screw thread extraction image. For example, as shown in FIG. 16A, the middle five columns of the X coordinate of the horizontal median image are cut out, and as shown in FIG. ), A thread extraction image is generated by darkening the left and right sides by filtering.
ネジ深さ算出部７０は、ネジ山抽出用画像から、輝度ピークのＹ座標を各々抽出する。また、ネジ深さ算出部７０は、図１７に示すように抽出された輝度ピークのＹ座標の各々から、ネジ山１巻目の開始位置を計算する。 The screw depth calculation unit 70 extracts the Y coordinate of each luminance peak from the screw thread extraction image. Further, the screw depth calculation unit 70 calculates the start position of the first thread from the Y coordinate of the extracted luminance peak as shown in FIG.
例えば、見つかった輝度ピークのＹ座標の各々について、当該Ｙ座標がネジ山2重線の上の線だと仮定して、
Y = a + np （nはできるだけ大きな整数）
から算出したaとnの組をネジ山1巻目開始位置の配列に保存する。ただし、aは、ネジの1巻目開始位置であり、nは、ネジの巻数であり、pは、予め定められたネジピッチである。
For example, for each Y coordinate of the found luminance peak, assuming that the Y coordinate is a line above the thread double line,
Y = a + np (where n is the largest integer possible)
The set of a and n calculated from the above is stored in the array at the starting position of the first thread thread. Here, a is the first winding start position of the screw, n is the number of turns of the screw, and p is a predetermined screw pitch.
次に、見つかった輝度ピークのＹ座標の各々について、当該Ｙ座標がネジ山2重線の下の線だと仮定して、
Y = a + np + d （nはできるだけ大きな整数）
から算出したaとnの組をネジ山1巻目開始位置の配列に保存する。このとき、上記Ｙ座標がネジ山2重線の上の線だと仮定して得られたネジ山1巻目開始位置の配列の後ろに加える。ただし、dは、ネジ山2重線の分離幅である。
Next, for each Y coordinate of the found luminance peak, assuming that the Y coordinate is a line below the thread double line,
Y = a + np + d (n is the largest integer possible)
The set of a and n calculated from the above is stored in the array at the starting position of the first thread thread. At this time, it is added after the arrangement of the starting position of the first thread winding obtained on the assumption that the Y coordinate is a line above the thread double line. Where d is the separation width of the thread double line.
そして、ネジ山1巻目開始位置の配列からaの最頻値を求める。 Then, the mode value of a is obtained from the arrangement of the screw thread first winding start position.
また、ネジ山1巻目開始位置の平均値とネジの最大巻数を求める。例えば、aとnの配列から、 aの値がaの最頻値とネジピッチの1/10以上のずれがないaと、そのペアのnを抽出した配列を作成する。作成された配列からaの平均値を1巻目開始位置として計算し、nの最大値を最大巻数として計算する。 In addition, the average value of the starting position of the first thread and the maximum number of turns of the screw are obtained. For example, from the array of a and n, an array in which the value of a does not deviate from the mode value of a by 1/10 or more of the screw pitch and n of the pair is created. From the created array, the average value of a is calculated as the first winding start position, and the maximum value of n is calculated as the maximum number of turns.
そして、得られた1巻目開始位置又は上端エッジと最大巻数の位置から、上端エッジ又は1巻目開始位置から最深ネジ山（最大巻数ネジ山）までの距離であるネジ深さを算出する。 Then, a screw depth, which is a distance from the upper edge or the first winding start position to the deepest thread (maximum winding thread), is calculated from the obtained first winding start position or upper edge and the maximum winding position.
第１異常抽出部７２は、ネジ深さ算出部７０によって算出されたネジ深さに基づいて、傾き補正部６８によって生成された赤青画像から、大きな異常領域を抽出する。 The first abnormality extraction unit 72 extracts a large abnormality region from the red-blue image generated by the inclination correction unit 68 based on the screw depth calculated by the screw depth calculation unit 70.
例えば、図１８に示すような検出領域から、閾値ThreBigより暗い画素を抽出し、抽出画素を、つながっている領域ごとに分け、暗い画素からなる領域を抽出する。ただし、検出領域幅を、所定幅DetHWidth×2＋１とする。 For example, pixels that are darker than the threshold ThreBig are extracted from the detection region as shown in FIG. 18, and the extracted pixels are divided into connected regions, and a region composed of dark pixels is extracted. However, the detection area width is a predetermined width DetHWidth × 2 + 1.
そして、抽出した領域のうち、以下の（１）〜（５）の条件をすべて満たすものを選出する。 And the thing which satisfy | fills all the conditions of the following (1)-(5) is selected among the extracted area | regions.
条件(1)： 面積が閾値AreaMinHenshoku×2 以上であること。
条件(2)： 重心のY座標が、ネジ深さScrewDepth − 閾値ChamferWidth以下であること。
条件(3)： 重心のX座標が検出領域幅（半幅DetHWidth）に入っていること。
条件(4)： 画像上端に接していないこと。
条件(5)： 領域の高さがネジピッチの1/4以上であること。
Condition (1): The area is not less than the threshold AreaMinHenshoku × 2.
Condition (2): The Y coordinate of the center of gravity is equal to or less than the screw depth ScrewDepth−the threshold ChamferWidth.
Condition (3): The X coordinate of the center of gravity is within the detection area width (half width DetHWidth).
Condition (4): Not touching the top edge of the image.
Condition (5): The height of the region is 1/4 or more of the screw pitch.
選出された領域が1個以上あれば、選出された領域を大きな異常領域として抽出し、最大異常種別を「変色（大）」と判別する。また、選出された領域の各々の面積を計測し、最大領域の面積を最大異常面積とする。選出された領域がなければ、最大異常面積は0としておく。 If there is at least one selected area, the selected area is extracted as a large abnormal area, and the maximum abnormality type is determined as “discolored (large)”. Further, the area of each of the selected areas is measured, and the area of the maximum area is set as the maximum abnormal area. If there is no selected area, the maximum abnormal area is set to zero.
ネジ影消去処理部７４は、傾き補正部６８によって生成された赤画像、及び青画像の各々に対して、ネジ山稜線方向である横方向のシェーディング補正を行い、シェーディング補正された画像を用いて、ネジの影による影響を消去した画像を生成する。 The screw shadow elimination processing unit 74 performs horizontal shading correction that is the thread ridge line direction on each of the red image and the blue image generated by the inclination correction unit 68, and uses the shading corrected image. Then, an image in which the influence of the shadow of the screw is eliminated is generated.
例えば、まず、傾き補正部６８によって生成された赤画像、及び青画像から、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、横方向のシェーディング補正を行ったメジアン画像を作る。メジアンを計算する領域サイズは、横方向を画像幅の1/3とし、縦方向を3ピクセルとする。 For example, first, as shown in FIGS. 19A and 19B, a median image in which the shading correction in the horizontal direction is performed is made from the red image and the blue image generated by the inclination correction unit 68. The area size for calculating the median is 1/3 of the image width in the horizontal direction and 3 pixels in the vertical direction.
そして、傾き補正部６８によって生成された赤画像から、赤画像のメジアン画像を差し引いて、ネジの影による影響を消去した画像として、図２０（Ａ）に示すような差分赤画像を生成する。また、傾き補正部６８によって生成された青画像から、青画像のメジアン画像を差し引いて、図２０（Ｂ）に示すような差分青画像を生成する。なお、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示す画像では、差分画像の輝度値に128を加えて表示している。 Then, a difference red image as shown in FIG. 20A is generated as an image obtained by subtracting the median image of the red image from the red image generated by the inclination correcting unit 68 and eliminating the influence of the shadow of the screw. Further, a blue image median image is subtracted from the blue image generated by the inclination correction unit 68 to generate a differential blue image as shown in FIG. Note that the images shown in FIGS. 20A and 20B are displayed with 128 added to the luminance value of the difference image.
第２異常抽出部７６は、ネジ影消去処理部７４によって生成された差分赤画像及び差分青画像から、小さな異常領域を抽出する。 The second abnormality extraction unit 76 extracts a small abnormality region from the difference red image and the difference blue image generated by the screw shadow elimination processing unit 74.
例えば、まず、図２１に示すように、差分赤画像、差分青画像をそれぞれしきい値処理し、閾値ThreSmallより暗い画素を、影、変色、又はサビを表す画素として抽出し、抽出画素を、つながっている領域ごとに分け、暗い画素からなる領域を抽出する。 For example, as shown in FIG. 21, first, a difference red image and a difference blue image are subjected to threshold processing, pixels that are darker than the threshold ThreSmall are extracted as pixels representing shadows, discoloration, or rust, and the extracted pixels are Divide each connected area and extract an area consisting of dark pixels.
そして、差分赤画像、差分青画像の各々について、抽出した領域のうち、以下の（１）〜（３）の条件をすべて満たすものを選出する。 Then, for each of the difference red image and the difference blue image, an extracted region that satisfies all the following conditions (1) to (3) is selected.
条件(1)： 面積が閾値AreaMinButu 以上であること。
条件(2)： 重心のX座標が検出領域幅（半幅DetHWidth）に入っていること。
条件(3)： 画像上端に接していないこと。
Condition (1): The area must be equal to or greater than the threshold AreaMinButu.
Condition (2): The X coordinate of the center of gravity is within the detection area width (half width DetHWidth).
Condition (3): Not touching the top of the image.
選出された領域の各々について、図２２に示すように、傾き補正部６８によって生成された赤画像の当該領域の輝度値MinOrgR、及び青画像の当該領域の輝度値MinOrgBを算出すると共に、差分赤画像の当該領域の輝度値MinSubR、及び差分青画像の当該領域の輝度値MinSubBを算出する。 For each of the selected regions, as shown in FIG. 22, the luminance value MinOrgR of the region of the red image generated by the inclination correction unit 68 and the luminance value MinOrgB of the region of the blue image are calculated, and the difference red The luminance value MinSubR of the area of the image and the luminance value MinSubB of the area of the differential blue image are calculated.
例えば、領域内にある画素をヒストグラム化し、輝度が低い側から数えて25%分の画素が含まれる輝度値を、MinOrgR、MinOrgB、MinSubR、MinSubBとする。 For example, the pixels in the region are histogrammed, and luminance values including 25% of pixels counted from the low luminance side are MinOrgR, MinOrgB, MinSubR, and MinSubB.
そして、算出された輝度値に基づいて、以下に示すように、異常種別を分類する。 Based on the calculated luminance value, the abnormality type is classified as follows.
まず、差分青画像で選出された領域の各々について、輝度値MinSubR−輝度値MinSubB ＞ 閾値DiffMinHigeRであり、かつ、輝度値MinSubB＋輝度値MinSubR ＞ 閾値BRMinHigeであるとき、当該領域を、異常領域として抽出し、異常種別「ヒゲバリ」と判別する。 First, for each of the regions selected in the differential blue image, when the luminance value MinSubR−the luminance value MinSubB> the threshold DiffMinHigeR and the luminance value MinSubB + the luminance value MinSubR> the threshold BRMinHige, the region is extracted as an abnormal region. Then, it is determined that the abnormality type is “Higebari”.
また、差分赤画像で選出された領域の各々について、輝度値MinSubB−輝度値MinSubR ＞ 閾値DiffMinHigeBであり、かつ、輝度値MinSubB＋輝度値MinSubR ＞ 閾値BRMinHigeであるとき、当該領域を、異常領域として抽出し、異常種別「ヒゲバリ」と判別する。 Further, for each of the regions selected in the difference red image, when the luminance value MinSubB−the luminance value MinSubR> the threshold DiffMinHigeB and the luminance value MinSubB + the luminance value MinSubR> the threshold BRMinHige, the region is extracted as an abnormal region. Then, it is determined that the abnormality type is “Higebari”.
上記により異常種別「ヒゲバリ」と判別されなかった選出領域の各々について、輝度値MinOrgB＜閾値BmaxSabiであるとき、当該領域を、異常領域として抽出し、異常種別「サビ」と判別する。 For each selected area that has not been determined to be abnormal type “Higebari” as described above, when luminance value MinOrgB <threshold BmaxSabi, the area is extracted as an abnormal area, and is determined to be abnormal type “rust”.
また、上記により異常種別「ヒゲバリ」及び「サビ」の何れとも判別されなかった選出領域の各々について、輝度値MinSubB＋輝度値MinSubR ＜ 閾値BRMaxIbutuであるとき、当該領域を、異常領域として抽出し、異常種別「異物」と判別し、輝度値MinOrgB＋輝度値MinOrgR ＜ 閾値BRMaxHenshokuであり、かつ、領域面積 ＞ 閾値AreaMinHenshokuであるとき、当該領域を、異常領域として抽出し、異常種別「変色」と判別する。 In addition, for each of the selected areas that have not been identified as either of the abnormality types “hibari” or “rust”, when the luminance value MinSubB + luminance value MinSubR <threshold BRMaxIbutu, the area is extracted as an abnormal area, It is determined that the type is “foreign matter”, and when luminance value MinOrgB + luminance value MinOrgR <threshold value BRMaxHenshoku and area area> threshold area AreaMinHenshoku, the region is extracted as an abnormal region, and is determined as an abnormal type “discoloration”.
上記により、何れの異常種別とも判別されなかった選出領域は、異常候補から外す。 As described above, the selection area that is not determined as any abnormality type is excluded from the abnormality candidates.
そして、ネジの1巻目より上での過検出を防ぐために、選出領域の重心のY座標が、閾値ScrewStartRow未満であれば、異常領域として抽出しないようにする。 Then, in order to prevent over-detection above the first roll of the screw, if the Y coordinate of the center of gravity of the selected area is less than the threshold ScrewStartRow, it is not extracted as an abnormal area.
また、異常領域として抽出された領域の面積が、第１異常抽出部７２で算出した最大異常面積よりも大きければ、それを最大異常面積とする。また、その異常の種別を最大異常種別とする。 Further, if the area of the region extracted as the abnormal region is larger than the maximum abnormal area calculated by the first abnormality extracting unit 72, it is set as the maximum abnormal area. Further, the type of abnormality is set as the maximum abnormality type.
（検査処理ルーチン）
次に、解析部５０による検査処理ルーチンについて、図２３を用いて説明する。
(Inspection processing routine)
Next, an inspection processing routine by the analysis unit 50 will be described with reference to FIG.
まず、ステップＳ１００では、解析部５０は、赤照明用光源４０Ｒ及び青照明用光源４０Ｂの各々から光を照射するように制御し、ステップＳ１０２で、口金１０のメネジ部１２をカメラ４２により撮像し、解析部５０は、画像を取得する。そして、ステップＳ１０４において、解析部５０は、撮像された画像における、メネジ部１２を表す領域を探索し、ステップＳ１０６において、解析部５０は、探索された領域から、展開画像を生成する First, in step S100, the analysis unit 50 performs control so that light is emitted from each of the red illumination light source 40R and the blue illumination light source 40B. In step S102, the female screw portion 12 of the base 10 is imaged by the camera 42. The analysis unit 50 acquires an image. In step S104, the analysis unit 50 searches for a region representing the female screw portion 12 in the captured image. In step S106, the analysis unit 50 generates a developed image from the searched region.
そして、ステップＳ１０８において、解析部５０は、生成された展開画像について、求めた補正角を用いて傾き補正を行い、傾き補正が行われた展開画像から、赤画像、青画像、赤青画像を取得する。ステップＳ１１０では、解析部５０は、上記ステップＳ１０８で得られた赤青画像から、ネジ深さを算出する。 In step S108, the analysis unit 50 performs tilt correction on the generated developed image using the obtained correction angle, and a red image, a blue image, and a red-blue image are extracted from the developed image on which the tilt correction has been performed. get. In step S110, the analysis unit 50 calculates the screw depth from the red / blue image obtained in step S108.
そして、ステップＳ１１２では、解析部５０は、上記ステップＳ１１０で算出されたネジ深さに基づいて、上記ステップＳ１０８で得られた赤青画像から、大きな異常領域を抽出する。 In step S112, the analysis unit 50 extracts a large abnormal region from the red-blue image obtained in step S108 based on the screw depth calculated in step S110.
ステップＳ１１４では、解析部５０は、上記ステップＳ１０８で得られた赤画像、及び青画像の各々に対して、ネジ山稜線方向である横方向のシェーディング補正を行い、メジアン画像を生成する。ステップＳ１１６では、解析部５０は、上記ステップＳ１０８で得られた赤画像、青画像から、上記ステップＳ１１４で生成された赤画像のメジアン画像、青画像のメジアン画像を差し引いて、ネジの影による影響を消去した差分赤画像、差分青画像を生成する。 In step S114, the analysis unit 50 performs a shading correction in the lateral direction that is the thread ridge line direction on each of the red image and the blue image obtained in step S108, and generates a median image. In step S116, the analysis unit 50 subtracts the median image of the red image and the median image of the blue image generated in step S114 from the red image and the blue image obtained in step S108, and affects the influence of the shadow of the screw. A difference red image and a difference blue image are generated by eliminating the.
そして、ステップＳ１１８において、解析部５０は、上記ステップＳ１１６で生成された差分赤画像及び差分青画像と、上記ステップＳ１０８で得られた赤画像及び青画像とに基づいて、小さな異常領域を抽出する。 In step S118, the analysis unit 50 extracts a small abnormal area based on the difference red image and the difference blue image generated in step S116 and the red image and the blue image obtained in step S108. .
上記の検査処理ルーチンを、上記図２に示すように、口金１０を所定角度回転させるたびに実行し、メネジ部１２の全領域に対して検査が行われると、解析部５０に接続されたディスプレイ等（図示省略）により、抽出された異常領域を、異常種別と共に表示する。 The above-described inspection processing routine is executed each time the base 10 is rotated by a predetermined angle as shown in FIG. 2, and when the entire region of the female screw portion 12 is inspected, the display connected to the analysis unit 50 The extracted abnormal area is displayed together with the abnormality type by the above (not shown).
以上詳述したように、本実施の形態に係るメネジ検査装置によれば、メネジ部のネジ山稜線方向である横方向に並んで配置された赤照明用光源及び青照明用光源が、メネジ部の表面に対して光を照射し、カメラにより撮像された撮像画像が表す影の情報に基づいて、メネジ部の表面上の異物を検出することにより、検査対象物の内面に設けられたメネジ部の表面上の異物を検出することができる。 As described above in detail, according to the female screw inspection apparatus according to the present embodiment, the light source for red illumination and the light source for blue illumination arranged side by side in the horizontal direction that is the thread ridge line direction of the female screw portion are the female screw portion. The female screw portion provided on the inner surface of the object to be inspected by detecting foreign matter on the surface of the female screw portion based on the shadow information represented by the captured image captured by the camera. Foreign matter on the surface of the can be detected.
また、口金メネジ部の検査において、左右照明とその撮像画像での影を対象とした処理技術により、メネジ部分に発生する異物付着を、ネジ山の背景と区別して検出することができる。 In addition, in the inspection of the female screw part of the cap, it is possible to detect the adhesion of the foreign matter generated in the female screw part separately from the background of the screw thread by the processing technique for the left and right illumination and the shadow in the captured image.
また、赤照明用光源と青照明用光源とから同時に光を照射して、撮像画像を取得することにより、検査時間の短縮を図ることができる。 Further, by simultaneously irradiating light from the light source for red illumination and the light source for blue illumination to acquire a captured image, the inspection time can be shortened.
なお、上記の実施の形態では、本発明に係る検査装置および検査方法を、ブレーキホース用の口金の円筒内部に形成されたメネジ部の検査に用いる形態を例示して説明したが、これに限られず、他の種類の対象物の内部に形成されたメネジ部の検査に用いる形態としてもよい。 In the above-described embodiment, the inspection apparatus and the inspection method according to the present invention have been described by exemplifying the form used for inspecting the female thread portion formed inside the cylinder of the base for the brake hose. However, the present invention is not limited thereto. Instead, it may be configured to be used for inspecting a female thread portion formed inside another type of object.
また、上記の実施の形態では、赤照明用光源と青照明用光源とから同時に光を照射して、撮像画像を取得する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、赤照明用光源と青照明用光源とから異なるタイミングで光を照射して、撮像画像をそれぞれ取得するようにしてもよい。この場合には、複数の光源から照射される光の波長が同じであってもよい。例えば、複数の白色光源から、異なるタイミングで光を照射して、撮像画像をそれぞれ取得してもよい。 In the above embodiment, a case has been described in which a captured image is acquired by simultaneously irradiating light from a light source for red illumination and a light source for blue illumination. However, the present invention is not limited to this. The captured image may be acquired by irradiating light from the illumination light source and the blue illumination light source at different timings. In this case, the wavelengths of light emitted from a plurality of light sources may be the same. For example, the captured images may be acquired by irradiating light from a plurality of white light sources at different timings.
１０ 口金
１２ メネジ部
１４ シート面
４０Ｂ 青照明用光源
４０Ｒ 赤照明用光源
４２ カメラ
５０ 解析部
６０ 画像取得部
６２ 照明制御部
６４ 領域探索部
６６ 展開画像生成部
６８ 傾き補正部
７０ ネジ深さ算出部
７２ 異常抽出部
７４ ネジ影消去処理部
７６ 異常抽出部
１００ メネジ検査装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base 12 Female thread part 14 Sheet surface 40B Blue illumination light source 40R Red illumination light source 42 Camera 50 Analysis part 60 Image acquisition part 62 Illumination control part 64 Area search part 66 Expanded image generation part 68 Inclination correction part 70 Screw depth calculation part 72 Abnormality Extraction Unit 74 Screw Shadow Elimination Processing Unit 76 Abnormality Extraction Unit 100 Female Screw Inspection Device
Claims (6)
前記メネジ部の表面を前記検査対象物の外部から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を挟むように、前記メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段であって、前記メネジ部の表面に対して光を照射する複数の照明手段と、
前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって前記複数の照明手段の各々について取得された前記撮像画像が表す影の情報に基づいて、前記メネジ部の表面上の異物を検出する解析手段と、
を含む検査装置。 An inspection device for inspecting the surface of a female screw portion provided on the inner surface of an inspection object,
Imaging means for imaging the surface of the female screw part from the outside of the inspection object;
A plurality of illumination means arranged side by side in the thread ridge line direction of the female screw part so as to sandwich the imaging means, and a plurality of illumination means for irradiating light on the surface of the female screw part;
For each of the plurality of illumination means, an image acquisition means for obtaining a captured image captured by the imaging means when light is emitted by the illumination means;
Analysis means for detecting foreign matter on the surface of the female screw portion based on shadow information represented by the captured image acquired for each of the plurality of illumination means by the image acquisition means;
Inspection equipment including
前記画像取得手段は、前記複数の照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像から、前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段の光の波長に関する撮像画像を取得する請求項１記載の検査装置。 The plurality of illuminating means simultaneously irradiate light of different wavelengths onto the surface of the female screw part,
The image acquisition unit obtains a captured image related to the wavelength of light of the illumination unit for each of the plurality of illumination units from a captured image captured by the imaging unit when light is irradiated by the plurality of illumination units. The inspection apparatus according to claim 1 to be acquired.
前記展開画像の各々に対して、前記メネジ部のネジ山稜線方向に対応する横方向のシェーディング補正を行い、前記展開画像と、前記シェーディング補正された前記展開画像との差分画像が表す影の情報に基づいて、前記異物を検出する請求項１又は２記載の検査装置。 The analysis means converts each partial area of the surface area of the female screw portion in each of the captured images acquired by the image acquisition means into a developed image developed into a rectangle,
Shadow information represented by a difference image between the developed image and the developed image after shading correction is performed on each of the developed images by performing a horizontal shading correction corresponding to the thread ridge direction of the female screw portion. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the foreign matter is detected based on the method.
撮像手段が、前記メネジ部の表面を前記検査対象物の外部から撮像し、
前記撮像手段を挟むように、前記メネジ部のネジ山稜線方向に並んで配置された複数の照明手段が、前記メネジ部の表面に対して光を照射し、
画像取得手段が、前記複数の照明手段の各々について、前記照明手段により光が照射されたときに前記撮像手段により撮像された撮像画像を取得し、
解析手段が、前記画像取得手段によって前記複数の照明手段の各々について取得された前記撮像画像が表す影の情報に基づいて、前記メネジ部の表面上の異物を検出する
検査方法。
An inspection method in an inspection apparatus for inspecting the surface of a female screw portion provided on the inner surface of an inspection object,
The imaging means images the surface of the female screw part from the outside of the inspection object,
A plurality of illumination means arranged side by side in the thread ridge line direction of the female screw portion so as to sandwich the imaging means irradiates light on the surface of the female screw portion,
An image acquisition unit acquires a captured image captured by the imaging unit when light is irradiated by the illumination unit for each of the plurality of illumination units,
An inspection method in which an analysis unit detects foreign matter on the surface of the female screw portion based on shadow information represented by the captured image acquired for each of the plurality of illumination units by the image acquisition unit.
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