JP2018036203A - Hole internal inspection device and hole internal inspection method - Google Patents

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輝暁 櫻田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hole internal inspection device inspecting presence of detection objects consisting of debris inside of the hole and pin hole appearing on the internal perimeter surface of the hole accurately.SOLUTION: A hole internal inspection device 100 comprises: a captured image acquisition unit 30 acquiring images captured inside of a hole 91; a coordinate calculation unit 31 calculating a coordinate of a first position set in the opening side of the hole 91 and a coordinate of a second position set in the deeper side than the first position of the hole 91 on the basis of the captured image; a spread image generation unit 32 generating a first spread image that the captured image is spread around the first position along the hoop direction of the hole 91 on the basis of the coordinate of the first position, and a second spread image that the image is spread around the second position along the hoop direction of the hole 91 on the basis of the coordinate of the second position; and a determination unit 37 determining presence of detection objects consisting of at least one of debris inside of the hole 91 and pin hole appearing on the internal perimeter surface of the hole 91 on the basis of the first spread image and the second spread image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、穴の内部に存在する異物及び穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を検査する穴内部検査装置、及び穴内部検査方法に関する。   The present invention relates to a hole internal inspection device and a hole internal inspection method for inspecting the presence or absence of a detection object composed of at least one of a foreign substance existing inside a hole and a cast hole appearing on an inner peripheral surface of the hole.

金属体に対して切削加工により穴を形成する際、切削加工時に生じる切粉が異物として穴の内部に残留したり、金属体を形成する際に生じた鋳巣が穴の表面に現れたりすることがある。これらは金属体の品質上、欠陥となることから、検査する技術が検討されてきた(例えば特許文献1及び2)。   When forming a hole in a metal body by cutting, chips generated during the cutting process remain as foreign matter in the hole, or a cast hole formed when forming the metal body appears on the surface of the hole. Sometimes. Since these are defects due to the quality of the metal body, inspection techniques have been studied (for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1に記載の内部表面検査装置は、カメラで撮像された穴の内部表面の撮像画像を展開し、展開して得られた展開画像の輝度に基づき上記欠陥の有無を検査している。また、特許文献2に記載のネジ穴検査装置にあっても、ネジ穴の内周面の展開画像を取得し、取得された展開画像に含まれるネジ山の特徴点と、予め取得されているマスターの特徴点とを比較して、ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行っている。   The internal surface inspection apparatus described in Patent Document 1 develops a captured image of the internal surface of a hole imaged by a camera, and inspects the presence or absence of the defect based on the brightness of the developed image obtained by the development. Moreover, even in the screw hole inspection apparatus described in Patent Document 2, a developed image of the inner peripheral surface of the screw hole is acquired, and the feature points of the screw thread included in the acquired developed image are acquired in advance. Comparing with the feature point of the master, the quality determination regarding the screw shape of the screw hole is performed.

特開2011−89826号公報JP 2011-89826 A 特開2009−14347号公報JP 2009-14347 A

特許文献1に記載の技術では、穴がネジ孔である場合において、欠陥検出に不要な画像情報であるネジ山の波状ノイズ成分をノイズ除去しているが、この時、欠陥情報が劣化するため波状ノイズ成分を除去しきれず、欠陥の有無の検査に用いる輝度閾値を高く設定する必要がある。このため、ネジ山の輝度に対して輝度差が小さい切粉を検出できない可能性があり、確実に切粉を検出するのに他の検査工程や対策が必要となる。   In the technique described in Patent Document 1, when the hole is a screw hole, the wavy noise component of the screw thread, which is image information unnecessary for defect detection, is removed, but the defect information deteriorates at this time. It is necessary to set a high luminance threshold value for use in the inspection for the presence or absence of defects because the wavy noise component cannot be removed. For this reason, there is a possibility that chips having a small luminance difference with respect to the luminance of the screw thread cannot be detected, and other inspection processes and measures are required to reliably detect chips.

また、特許文献2に記載の技術では、上述したようにネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うことが可能であるが、例えばネジ山のピッチと同じようなサイズの切粉が残留している場合には適切に検出できない可能性がある。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2, it is possible to make a pass / fail judgment related to the screw shape of the screw hole as described above. For example, chips having the same size as the pitch of the screw thread remain. May not be detected properly.

そこで、穴の内部に存在する異物や穴の内周面に現れる鋳巣からなる検出対象物の有無を精度良く検査することが可能な穴内部検査装置、及び穴内部検査方法が求められる。   Therefore, there is a need for a hole interior inspection apparatus and a hole interior inspection method that can accurately inspect the presence or absence of a foreign object existing inside a hole or a detection target consisting of a cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole.

本発明に係る穴内部検査装置の特徴構成は、穴の開口部から前記穴の外側に所定距離離れた位置から前記穴の内部を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、前記撮像画像に基づいて、前記穴の開口側に設定された第1位置の座標と、前記第1位置よりも前記穴の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する座標算定部と、前記第1位置の座標に基づいて、前記第1位置を中心として前記穴の周方向に沿って前記撮像画像を展開した第1展開画像と、前記第2位置の座標に基づいて、前記第2位置を中心として前記周方向に沿って前記撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する展開画像生成部と、前記第1展開画像と前記第2展開画像とに基づいて、前記穴の内部に存在する異物及び前記穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する判定部と、を備えている点にある。   The characteristic configuration of the hole interior inspection apparatus according to the present invention includes a captured image acquisition unit that acquires a captured image obtained by capturing the inside of the hole from a position that is a predetermined distance away from the opening of the hole and outside the hole, and the captured image A coordinate calculation unit that calculates the coordinates of the first position set on the opening side of the hole and the coordinates of the second position set on the deeper side of the hole than the first position; Based on the coordinates of the first position, the first developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction of the hole around the first position, and the second position based on the coordinates of the second position. A developed image generating unit that generates a second developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction around the center, and the inside of the hole based on the first developed image and the second developed image. At least one of the foreign matter present and the cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole In that it includes a, a determination unit for determining whether the detection target made of a certain.

このような特徴構成とすれば、撮像画像取得部により取得された極座標系画像である撮像画像を直交座標系画像に画像変換して生成した第1展開画像及び第2展開画像からなる展開画像を、穴の周方向に対応する方向にオフセットし、オフセット前後の画像同士を差分することで輝度変化の大きい部分のみを抽出することができる。これにより、切粉や鋳巣を目立ち易くすることができるので、検出対象物の有無を容易に判定することが可能となる。   With such a feature configuration, a developed image composed of a first developed image and a second developed image generated by converting the captured image, which is a polar coordinate system image acquired by the captured image acquisition unit, into an orthogonal coordinate system image is generated. By offsetting in the direction corresponding to the circumferential direction of the hole and subtracting the images before and after the offset, it is possible to extract only the portion where the luminance change is large. Thereby, it is possible to make the chips and the casting hole conspicuous, so that it is possible to easily determine the presence or absence of the detection target.

また、前記穴内部検査装置は、前記第1展開画像における前記第1位置側の画像と前記第2展開画像における前記第2位置側の画像とを合成した合成展開画像を生成する合成画像生成部と、前記合成展開画像を前記穴の周方向に対応する方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成するオフセット画像生成部と、前記合成展開画像における画素毎の輝度値と前記オフセット展開画像における画素毎の輝度値とに基づいて、前記画素毎に輝度値の差異を演算する輝度差演算部と、を備え、前記判定部は、前記輝度値の差異に基づいて前記検出対象物の有無を判定すると好適である。   Further, the hole interior inspection device generates a composite developed image by combining the first position side image in the first developed image and the second position side image in the second developed image. An offset image generation unit that generates an offset expanded image obtained by offsetting the combined expanded image by a predetermined offset amount in a direction corresponding to a circumferential direction of the hole, a luminance value for each pixel in the combined expanded image, and the offset expansion A luminance difference calculation unit that calculates a luminance value difference for each pixel based on a luminance value for each pixel in the image, and the determination unit is configured to detect the detection target based on the luminance value difference. It is preferable to determine the presence or absence.

例えば穴の軸心と撮像中心とに間で軸ずれが発生した場合、極座標系画像上の穴の上部の領域の中心座標で直交座標系に変換すると穴の上部の展開歪が少なくなるが穴の下部に向う程、歪量が大きくなる。一方、穴の下部の領域の中心座標で直交座標系に変換すると穴の下部の展開歪が少なくなるが穴の上部に向う程、歪量が大きくなる。そこで、上記のように構成することにより、穴の上部に設定された第1位置における中心座標に基づく画像と、穴の下部に設定された第2位置における中心座標に基づく画像とで合成展開画像を生成するので、歪の少ない合成画像を生成することができる。したがって、検出対象物の検出精度を向上することが可能となる。   For example, if an axial misalignment occurs between the center of the hole and the center of the image, the expansion distortion at the top of the hole will be reduced if converted to the Cartesian coordinate system using the center coordinates of the region above the hole on the polar coordinate system image. The amount of distortion increases toward the lower part. On the other hand, if the center coordinate of the lower region of the hole is converted into an orthogonal coordinate system, the development distortion at the lower part of the hole is reduced, but the distortion amount is increased toward the upper part of the hole. Therefore, by configuring as described above, the composite developed image is composed of an image based on the center coordinates at the first position set at the upper part of the hole and an image based on the center coordinates at the second position set at the lower part of the hole. Therefore, a composite image with little distortion can be generated. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the detection object.

また、前記穴内部検査装置は、前記輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径を算定する内径算定部を備え、前記判定部は、前記最大内径が前記検出対象物のサイズよりも大きい場合に、前記検出対象物が存在すると判定すると好適である。   Further, the hole inside inspection device includes an inner diameter calculating unit that calculates a maximum inner diameter of a region formed by grouping pixels having a value larger than a preset value and a difference between the luminance values. It is preferable that the determination unit determines that the detection target exists when the maximum inner diameter is larger than the size of the detection target.

このような構成とすれば、切粉や鋳巣を輝度値の差異により目立ち易くすることができるので、これらの有無を容易に判定することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to make chips and cast holes conspicuous due to the difference in luminance value, and thus it is possible to easily determine the presence or absence of these.

また、本発明に係る穴内部検査方法の特徴構成は、穴の開口部から前記穴の外側に所定距離離れた位置から前記穴の内部を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得ステップと、前記撮像画像に基づいて、前記穴の開口側に設定された第1位置の座標と、前記第1位置よりも前記穴の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する座標算定ステップと、前記第1位置の座標に基づいて、前記第1位置を中心として前記穴の周方向に沿って前記撮像画像を展開した第1展開画像と、前記第2位置の座標に基づいて、前記第2位置を中心として前記周方向に沿って前記撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する展開画像生成ステップと、前記第1展開画像と前記第2展開画像とに基づいて、前記穴の内部に存在する異物及び前記穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する判定ステップと、を備えている点にある。   In addition, the characteristic configuration of the hole interior inspection method according to the present invention includes a captured image acquisition step of acquiring a captured image obtained by capturing the inside of the hole from a position away from the opening by a predetermined distance from the opening of the hole; A coordinate calculation step for calculating, based on the captured image, the coordinates of the first position set on the opening side of the hole and the coordinates of the second position set on the deeper side of the hole than the first position; Based on the coordinates of the first position, the first developed image in which the captured image is developed around the first position along the circumferential direction of the hole, and on the basis of the coordinates of the second position, Based on the developed image generation step of generating a second developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction around two positions, the first developed image and the second developed image, On the foreign matter present inside and the inner peripheral surface of the hole In that it includes a determining step of determining whether the detection target made of at least one of the casting cavity to be, a.

このような穴内部検査方法も上述した穴内部検査装置と比べて、実質的な特徴構成には相違はなく、上述した作用効果を得ることが可能である。   Such a hole interior inspection method is not substantially different from the above-described hole interior inspection apparatus in terms of the substantial characteristic configuration, and the above-described effects can be obtained.

穴内部検査装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a hole inside inspection apparatus. 撮像画像の一例である。It is an example of a captured image. 第1位置の座標及び第2位置の座標の算定について示した図である。It is the figure shown about calculation of the coordinate of a 1st position, and the coordinate of a 2nd position. 第1展開画像及び第2展開画像の生成について示した図である。It is the figure shown about the production | generation of a 1st expansion | deployment image and a 2nd expansion | deployment image. 合成展開画像の生成について示した図である。It is the figure shown about the production | generation of a synthetic | combination expansion | deployment image. オフセット展開画像について示した図である。It is the figure shown about the offset expansion | deployment image. 輝度差の演算について示した図である。It is the figure shown about the calculation of a brightness | luminance difference. 判定部による判定について示した図である。It is the figure shown about the determination by the determination part. 輝度プロファイルを用いた判定について示した図である。It is the figure shown about the determination using a luminance profile.

本発明に係る穴内部検査装置は、穴の内部に存在する検査対象物、具体的には穴の内部に存在する異物や穴の内周面に現れる鋳巣の有無を検査する機能を備えて構成される。以下、本実施形態の穴内部検査装置100について説明する。   The hole interior inspection device according to the present invention has a function of inspecting the presence or absence of an inspection object existing inside a hole, specifically, a foreign object existing inside the hole or a cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole. Composed. Hereinafter, the hole interior inspection apparatus 100 of this embodiment will be described.

図1は、本実施形態の穴内部検査装置100の構成を模式的に示した図である。図1に示されるように、穴内部検査装置100は、検査ヘッド1、ロボット2、ロボットコントローラ3、照明電源4、制御部5、撮像画像取得部30、座標算定部31、展開画像生成部32、合成画像生成部33、オフセット画像生成部34、輝度差演算部35、内径算定部36、判定部37を備えて構成される。制御部5、撮像画像取得部30、座標算定部31、展開画像生成部32、合成画像生成部33、オフセット画像生成部34、輝度差演算部35、内径算定部36、判定部37の各機能部は、穴の内部に存在する検査対象物の有無の検査に係る処理を行うために、CPUを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the hole interior inspection device 100 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the hole interior inspection apparatus 100 includes an inspection head 1, a robot 2, a robot controller 3, an illumination power supply 4, a control unit 5, a captured image acquisition unit 30, a coordinate calculation unit 31, and a developed image generation unit 32. , A composite image generation unit 33, an offset image generation unit 34, a luminance difference calculation unit 35, an inner diameter calculation unit 36, and a determination unit 37. Functions of the control unit 5, the captured image acquisition unit 30, the coordinate calculation unit 31, the developed image generation unit 32, the composite image generation unit 33, the offset image generation unit 34, the luminance difference calculation unit 35, the inner diameter calculation unit 36, and the determination unit 37 The unit is constructed with hardware and / or software using the CPU as a core member in order to perform processing related to the inspection of the presence or absence of the inspection object existing inside the hole.

検査ヘッド1は、カメラ6、レンズ部7、及びスポット照明8から構成される。カメラ6は、ワーク90の穴(被撮像対象)91を撮像する。レンズ部7は、ワーク90の穴91の軸線に対して平行な光軸を有する広角レンズ9、複数の高精度レンズを組み合わせて構成されるリレーレンズ10、スポット照明8からの光を屈曲させて穴91へ照射するハーフミラー11から構成される。スポット照明8は光を照射する光源に相当する。   The inspection head 1 includes a camera 6, a lens unit 7, and a spot illumination 8. The camera 6 images a hole (imaged target) 91 of the workpiece 90. The lens unit 7 bends light from the wide-angle lens 9 having an optical axis parallel to the axis of the hole 91 of the workpiece 90, the relay lens 10 configured by combining a plurality of high-precision lenses, and the spot illumination 8. It is composed of a half mirror 11 that irradiates the hole 91. The spot illumination 8 corresponds to a light source that emits light.

ロボット2は、穴91の開口部から所定距離離して検査ヘッド1を移動させる。ロボット2は、ロボットコントローラ3により制御される。照明電源4は、スポット照明8に電力を供給する。制御部5は、ロボットコントローラ3と照明電源4とを制御する。   The robot 2 moves the inspection head 1 at a predetermined distance from the opening of the hole 91. The robot 2 is controlled by a robot controller 3. The illumination power supply 4 supplies power to the spot illumination 8. The control unit 5 controls the robot controller 3 and the illumination power source 4.

スポット照明8からの光は、ハーフミラー11により屈曲され、リレーレンズ10と広角レンズ9を透過し、穴91の内部表面に均一に照射される。穴91からの反射光は、広角レンズ9、リレーレンズ10、ハーフミラー11を透過してカメラ6に入射され、カメラ6は、穴91の開口部から穴91の外側に所定距離離れた位置から穴91の内部を撮像する。したがって、検査ヘッド1は穴91から離間した状態で保持される。   Light from the spot illumination 8 is bent by the half mirror 11, passes through the relay lens 10 and the wide-angle lens 9, and is evenly applied to the inner surface of the hole 91. The reflected light from the hole 91 passes through the wide-angle lens 9, the relay lens 10, and the half mirror 11 and enters the camera 6, and the camera 6 moves from a position away from the opening of the hole 91 to the outside of the hole 91 by a predetermined distance. The inside of the hole 91 is imaged. Therefore, the inspection head 1 is held in a state of being separated from the hole 91.

検査ヘッド1は、上記のように保持され、穴91の上を移動しながら、複数の穴91の内部表面を撮像する。すなわち、ロボットコントローラ3が、制御部5の指示によりロボット2を制御して検査ヘッド1を移動させ、スポット照明8で照射された穴91の内部表面をカメラ6で撮像する。撮像後、ロボットコントローラ3が検査ヘッド1を次の穴91の上に移動させ、当該次の穴91の上に達すると、カメラ6で穴91の内部表面を撮像する。この一連の動作は、検査対象となる全ての穴91が終了するまで行われる。   The inspection head 1 is held as described above, and images the inner surfaces of the plurality of holes 91 while moving on the holes 91. That is, the robot controller 3 controls the robot 2 according to an instruction from the control unit 5 to move the inspection head 1, and images the inner surface of the hole 91 irradiated with the spot illumination 8 with the camera 6. After imaging, the robot controller 3 moves the inspection head 1 over the next hole 91, and when the robot controller 3 reaches the next hole 91, the camera 6 images the inner surface of the hole 91. This series of operations is performed until all the holes 91 to be inspected are completed.

撮像画像取得部30は、穴91の開口部から穴91の外側に所定距離離れた位置から穴91の内部を撮像した撮像画像を取得する。上述したように、本実施形態ではカメラ6が、穴91の開口部から穴91の外側に所定距離離れた位置から穴91の内部を撮像する。カメラ6により撮像された撮像画像は、撮像画像取得部30に伝達される。図2には、撮像画像取得部30が取得した撮像画像の一例が示される。図2に示されるように、撮像画像は穴91の内部を穴91の上方から覗き込んだような画像になる。また、図2に示されるように、本実施形態では穴91として内周面にネジ山が形成されたネジ穴を例に挙げて説明する。   The captured image acquisition unit 30 acquires a captured image obtained by capturing the inside of the hole 91 from a position away from the opening of the hole 91 by a predetermined distance outside the hole 91. As described above, in this embodiment, the camera 6 images the inside of the hole 91 from a position that is a predetermined distance away from the opening of the hole 91 to the outside of the hole 91. A captured image captured by the camera 6 is transmitted to the captured image acquisition unit 30. FIG. 2 shows an example of a captured image acquired by the captured image acquisition unit 30. As shown in FIG. 2, the captured image is an image as if the inside of the hole 91 was looked into from above the hole 91. Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, a screw hole having a thread formed on the inner peripheral surface as the hole 91 will be described as an example.

このような穴91の開口部から穴91の外側に所定距離離れた位置から穴91の内部を撮像した撮像画像を取得する工程は、穴内部検査方法における撮像画像取得ステップと称される。   The step of acquiring a captured image obtained by capturing the inside of the hole 91 from a position away from the opening of the hole 91 by a predetermined distance outside the hole 91 is referred to as a captured image acquisition step in the hole interior inspection method.

図1に戻り、座標算定部31は、撮像画像に基づいて、穴91の開口側に設定された第1位置の座標と、第1位置よりも穴の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する。「穴91の開口側に設定された第1位置」とは、例えば穴91の開口縁部にあたる。もちろん、第1位置は開口縁部から穴91の底部側に所定距離だけ入った位置とすることも可能である。「第1位置よりも穴の奥側に設定された第2位置」とは、第1位置よりも穴91の底部側の位置が相当する。本実施形態では、第1位置が穴91の開口縁部であり、第2位置が底部であるとして説明する。もちろん、第2位置は底部から開口縁部側に所定距離離間した位置とすることも可能である。なお、座標算定部31は、撮像画像から開口縁部及び底部を検出するが、これらは例えば輝度差に基づき検出することが可能である。このような検出は、公知の画像認識を利用して行うことが可能である。   Returning to FIG. 1, the coordinate calculation unit 31 sets the coordinates of the first position set on the opening side of the hole 91 and the second position set on the deeper side of the hole than the first position based on the captured image. Calculate the coordinates. The “first position set on the opening side of the hole 91” corresponds to the opening edge of the hole 91, for example. Of course, the first position may be a position that is a predetermined distance from the opening edge to the bottom side of the hole 91. The “second position set on the back side of the hole with respect to the first position” corresponds to a position on the bottom side of the hole 91 with respect to the first position. In the present embodiment, description will be made assuming that the first position is the opening edge of the hole 91 and the second position is the bottom. Of course, the second position can be a position spaced a predetermined distance from the bottom toward the opening edge. In addition, although the coordinate calculation part 31 detects an opening edge part and a bottom part from a captured image, these can be detected based on a luminance difference, for example. Such detection can be performed using known image recognition.

「第1位置の座標」とは、穴91を上方から見た場合の第1位置における穴91の軸芯に直交する領域の中心座標が相当し、「第2位置の座標」とは、穴91を上方から見た場合の第2位置における穴91の軸芯に直交する領域の中心座標が相当する。図3の(A)には、穴91の開口縁部における開口領域が破線21で示され、中心が+印22で示される。また、図3の(B)には、穴91の底部における開口領域が破線23で示され、中心が+印24で示される。座標算定部31は、破線21で示されるような穴91の開口縁部における開口領域の中心座標(+印22に相当)と、破線23で示されるような穴91の底部における開口領域の中心座標(+印24に相当)とを算定する。   The “coordinate of the first position” corresponds to the center coordinate of the region orthogonal to the axial center of the hole 91 at the first position when the hole 91 is viewed from above, and the “coordinate of the second position” The center coordinates of the region orthogonal to the axial center of the hole 91 at the second position when 91 is viewed from above are equivalent. In FIG. 3A, the opening area at the opening edge of the hole 91 is indicated by a broken line 21 and the center is indicated by a + mark 22. In FIG. 3B, the open area at the bottom of the hole 91 is indicated by a broken line 23 and the center is indicated by a + mark 24. The coordinate calculation unit 31 has center coordinates of the opening area at the opening edge of the hole 91 as shown by the broken line 21 (corresponding to the + mark 22) and the center of the opening area at the bottom of the hole 91 as shown by the broken line 23. Coordinates (corresponding to + mark 24) are calculated.

このような撮像画像に基づいて、穴91の開口側に設定された第1位置の座標と、第1位置よりも穴91の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する工程は、穴内部検査方法における座標算定ステップと称される。   Based on such a captured image, the step of calculating the coordinates of the first position set on the opening side of the hole 91 and the coordinates of the second position set on the deeper side of the hole 91 than the first position is as follows. This is referred to as a coordinate calculation step in the hole interior inspection method.

図1に戻り、展開画像生成部32は、第1位置の座標に基づいて、第1位置を中心として穴91の周方向に沿って撮像画像を展開した第1展開画像と、第2位置の座標に基づいて、第2位置を中心として周方向に沿って撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する。「第1位置の座標に基づいて、第1位置を中心として穴91の周方向に沿って撮像画像を展開」とは、穴91の内周面が描写された撮像画像を、第1位置を基準として帯状に広げることを意味する。具体的には、撮像画像における第1位置の座標に基づき、直交座標変換により視点変換が行われることに相当する。また、「第2位置の座標に基づいて、第2位置を中心として穴91の周方向に沿って撮像画像を展開」とは、穴91の内周面が描写された撮像画像を、第2位置を基準として帯状に広げることを意味する。具体的には、撮像画像における第2位置の座標に基づき、直交座標変換により視点変換が行われることに相当する。したがって、展開画像生成部32は、撮像画像における開口縁部の中心座標(+印22に相当)に基づき、直交座標変換により視点変換を行った第1展開画像と、撮像画像における底部の中心座標(+印24に相当)に基づき、直交座標変換により視点変換を行った第2展開画像とを生成する。図4の(A)には第1展開画像が示され、図4の(B)には第2展開画像が示される。   Returning to FIG. 1, the developed image generation unit 32 develops the captured image along the circumferential direction of the hole 91 around the first position based on the coordinates of the first position, and the second position. Based on the coordinates, a second developed image in which the captured image is developed along the circumferential direction around the second position is generated. “Developing the captured image along the circumferential direction of the hole 91 based on the coordinates of the first position based on the coordinates of the first position” means that the captured image in which the inner peripheral surface of the hole 91 is depicted is the first position. It means spreading in a strip as a reference. Specifically, this corresponds to performing viewpoint conversion by orthogonal coordinate conversion based on the coordinates of the first position in the captured image. Further, “develop the captured image along the circumferential direction of the hole 91 with the second position as the center based on the coordinates of the second position” means that the captured image in which the inner peripheral surface of the hole 91 is depicted is the second It means to spread in a band shape with reference to the position. Specifically, this is equivalent to performing viewpoint transformation by orthogonal coordinate transformation based on the coordinates of the second position in the captured image. Therefore, the developed image generation unit 32 performs the first developed image obtained by performing viewpoint conversion by orthogonal coordinate conversion based on the center coordinates (corresponding to + mark 22) of the opening edge in the captured image, and the center coordinates of the bottom in the captured image. Based on (corresponding to + mark 24), a second developed image that has undergone viewpoint transformation by orthogonal coordinate transformation is generated. 4A shows the first developed image, and FIG. 4B shows the second developed image.

このような第1位置の座標に基づいて、第1位置を中心として穴91の周方向に沿って撮像画像を展開した第1展開画像と、第2位置の座標に基づいて、第2位置を中心として周方向に沿って撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する工程は、穴内部検査方法における展開画像生成ステップと称される。   Based on the coordinates of the first position, the first developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction of the hole 91 with the first position as the center, and the second position based on the coordinates of the second position. The step of generating the second developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction as the center is referred to as a developed image generating step in the hole interior inspection method.

図1に戻り、合成画像生成部33は、第1展開画像における第1位置側の画像と第2展開画像における第2位置側の画像とを合成した合成展開画像を生成する。第1展開画像における第1位置側の画像とは、第1展開画像のうち第1位置に近い側の画像である。本実施形態では、第1展開画像のうち開口縁部に近い側の画像が相当し、具体的には第1展開画像の上半分の画像が相当する。第2展開画像における第2位置側の画像とは、第2展開画像のうち第2位置に近い側の画像である。本実施形態では、第2展開画像のうち底部に近い側の画像が相当し、具体的には第2展開画像の下半分の画像が相当する。したがって、合成画像生成部33は、第1展開画像の上半分の画像と、第2展開画像の下半分の画像とを合成して合成展開画像を生成する。このような合成展開画像が図5に示される。図5の例では、第1展開画像の上半分の画像が破線で囲まれ、第2展開画像の下半分の画像が一点鎖線で囲まれる。   Returning to FIG. 1, the composite image generation unit 33 generates a composite developed image obtained by combining the image on the first position side in the first developed image and the image on the second position side in the second developed image. The image on the first position side in the first developed image is an image closer to the first position in the first developed image. In the present embodiment, an image on the side close to the opening edge of the first developed image corresponds, and specifically, an upper half image of the first developed image corresponds. The image on the second position side in the second developed image is an image closer to the second position in the second developed image. In the present embodiment, the image on the side closer to the bottom of the second developed image corresponds, and specifically, the lower half of the second developed image corresponds. Therefore, the composite image generation unit 33 generates a composite expanded image by combining the upper half image of the first expanded image and the lower half image of the second expanded image. Such a composite developed image is shown in FIG. In the example of FIG. 5, the upper half image of the first expanded image is surrounded by a broken line, and the lower half image of the second expanded image is surrounded by an alternate long and short dash line.

このような第1展開画像における第1位置側の画像と第2展開画像における第2位置側の画像とを合成した合成展開画像を生成する工程は、穴内部検査方法における合成画像生成ステップと称される。   The step of generating a composite developed image obtained by combining the first position side image in the first developed image and the second position side image in the second developed image is referred to as a composite image generating step in the hole interior inspection method. Is done.

図1に戻り、オフセット画像生成部34は、合成展開画像を穴91の周方向に対応する方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成する。穴91の周方向に対応する方向とは、合成展開画像における横方向に相当する。したがって、オフセット画像生成部34は、合成展開画像を横方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成する。ここで、オフセット量は、穴内部検査装置100により検査したい穴91の内部に存在する切粉や鋳巣のサイズに応じて設定する(例えば2mm)と良い(図6参照)。すなわち、切削工程により生じる可能性がある切粉のサイズや、金属体の形成時に形成される可能性がある鋳巣のサイズに応じて設定することが可能であるし、あるいは穴91を形成した際に問題となる切粉や鋳巣のサイズに応じて設定することが可能である。図6には、オフセット画像生成部34により生成されたオフセット展開画像の一例が示される。   Returning to FIG. 1, the offset image generation unit 34 generates an offset expanded image obtained by offsetting the combined expanded image by a predetermined offset amount in a direction corresponding to the circumferential direction of the hole 91. The direction corresponding to the circumferential direction of the hole 91 corresponds to the horizontal direction in the composite developed image. Therefore, the offset image generation unit 34 generates an offset expanded image obtained by offsetting the combined expanded image by a predetermined offset amount in the horizontal direction. Here, the offset amount is preferably set (for example, 2 mm) in accordance with the size of chips and castholes present inside the hole 91 to be inspected by the hole inside inspection device 100 (see FIG. 6). That is, it is possible to set according to the size of the chips that may be generated by the cutting process, the size of the cast hole that may be formed when the metal body is formed, or the hole 91 is formed. It is possible to set according to the size of the chip and the casting hole which are problematic at the time. FIG. 6 shows an example of an offset developed image generated by the offset image generation unit 34.

このような合成展開画像を穴91の周方向に対応する方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成する工程は、穴内部検査方法におけるオフセット画像生成ステップと称される。   The step of generating an offset developed image obtained by offsetting the composite developed image by a predetermined offset amount in a direction corresponding to the circumferential direction of the hole 91 is referred to as an offset image generating step in the hole interior inspection method.

図1に戻り、輝度差演算部35は、合成展開画像における画素毎の輝度値とオフセット展開画像における画素毎の輝度値とに基づいて、画素毎に輝度値の差異を演算する。輝度差演算部35は、合成展開画像と合成展開画像に対してオフセットした状態のオフセット展開画像とを重ね合わせ、合成展開画像の各画素の輝度値とオフセット展開画像の各画素の輝度値との差異を演算する。図7には、輝度差演算部35により演算された各画素毎の輝度値の差異に相当する画像差分が示される。このように合成展開画像と合成展開画像に対してオフセットした状態のオフセット展開画像とを重ね合わせることにより、合成展開画像及びオフセット展開画像の輝度値が大きい部分において、互いに重ならない部分は輝度値の差が大きくなり、輝度値が大きい部分を目立たせることができる。また、穴91に形成されたネジ山は合成展開画像及びオフセット展開画像において、オフセット方向に沿った凸部であるので、画像差分によって輝度差が生じなくなる。このため、特にオフセット方向に対して平行でない形状を画像差分により目立たせることが可能となる。   Returning to FIG. 1, the luminance difference calculation unit 35 calculates a difference in luminance value for each pixel based on the luminance value for each pixel in the combined developed image and the luminance value for each pixel in the offset developed image. The luminance difference calculation unit 35 superimposes the composite developed image and the offset developed image offset from the composite developed image, and calculates the luminance value of each pixel of the composite developed image and the luminance value of each pixel of the offset developed image. Calculate the difference. FIG. 7 shows an image difference corresponding to a difference in luminance value for each pixel calculated by the luminance difference calculation unit 35. In this way, by superimposing the composite developed image and the offset developed image offset with respect to the composite developed image, portions where the luminance values of the composite developed image and the offset developed image are large do not overlap with each other. A difference becomes large and the part with a large luminance value can be made conspicuous. Further, since the thread formed in the hole 91 is a convex portion along the offset direction in the composite developed image and the offset developed image, a luminance difference does not occur due to the image difference. For this reason, it is possible to make a shape that is not parallel to the offset direction stand out by the image difference.

このような合成展開画像における画素毎の輝度値とオフセット展開画像における画素毎の輝度値とに基づいて、画素毎に輝度値の差異を演算する工程は、穴内部検査方法における輝度差演算ステップと称される。   Based on the luminance value for each pixel in the composite developed image and the luminance value for each pixel in the offset developed image, the step of calculating the difference in luminance value for each pixel is the luminance difference calculating step in the hole interior inspection method. Called.

図1に戻り、内径算定部36は、輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径を算定する。内径算定部36は、上述した輝度差演算部35により目立つようにされた輝度値が大きい部分を、図8に示されるようにグループ化する。なお、図8では、図7の合成展開画像に対して公知の遠近補正(開口部側が底部側より大きく撮像されることを修正するため、すなわち開口部側と底部側とのサイズの統一化をおこなうための補正)が行われている。内径算定部36は、グループ化して形成された夫々の領域の最大内径を算定する。この算定は、例えば、グループ化して形成された領域が内接するように形状や楕円を形成し、当該形状の長手方向の長さや、楕円の長軸の長さを最大内径とすることが可能である。   Returning to FIG. 1, the inner diameter calculation unit 36 groups pixels having a luminance value difference larger than a preset value, and calculates the maximum inner diameter of a region formed by grouping. The inner diameter calculation unit 36 groups the portions with large luminance values that are made conspicuous by the luminance difference calculation unit 35 described above, as shown in FIG. In addition, in FIG. 8, in order to correct the known perspective correction (the opening side is larger than the bottom side), that is, the sizes of the opening side and the bottom side are unified. Correction to perform). The inner diameter calculation unit 36 calculates the maximum inner diameter of each region formed as a group. This calculation can be performed, for example, by forming a shape or an ellipse so that a region formed by grouping is inscribed, and setting the length in the longitudinal direction of the shape or the length of the major axis of the ellipse as the maximum inner diameter. is there.

このような輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径を算定する工程は、穴内部検査方法における内径算定ステップと称される。   The process of grouping pixels having such a luminance value difference larger than a preset value and calculating the maximum inner diameter of the grouped region is referred to as an inner diameter calculating step in the hole interior inspection method. Is done.

図1に戻り、判定部37は、第1展開画像と第2展開画像とに基づいて、穴91の内部に存在する異物及び穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する。本実施形態では、合成画像生成部33により第1展開画像の上半分の画像と第2展開画像の下半分の画像とを合成して生成された合成展開画像の各画素の輝度値とオフセット展開画像の各画素の輝度値との差異に基づいて検出対象物の有無を判定する。   Returning to FIG. 1, the determination unit 37 is based on the first developed image and the second developed image, and the detection target is composed of at least one of the foreign matter existing inside the hole 91 and the cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole. The presence or absence of is determined. In the present embodiment, the luminance value and offset development of each pixel of the synthesized developed image generated by synthesizing the upper half image of the first developed image and the lower half image of the second developed image by the synthesized image generation unit 33. The presence / absence of the detection target is determined based on the difference from the luminance value of each pixel of the image.

ここで、本実施形態では、内径算定部36により輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径が算定される。判定部37は、グループ化して形成された領域の最大内径が検出対象物のサイズよりも大きい場合に、検出対象物が存在すると判定する。このような判定部37による判定は、図8に示されるような画像差分について二値化処理を行い、縦方向及び横方向の一方に沿って輝度プロファイルを生成し、輝度プロファイルにおいて所定の閾値よりも大きい値を有する領域が、検出対象物のサイズよりも大きい場合に検出対象物が存在すると良い。なお、検出対象物のサイズとは、検出したい検出対象物のサイズ(規格サイズ)である。   Here, in the present embodiment, pixels having a luminance value difference larger than a preset value are grouped by the inner diameter calculating unit 36, and the maximum inner diameter of the region formed by grouping is calculated. The determination unit 37 determines that the detection target exists when the maximum inner diameter of the grouped region is larger than the size of the detection target. Such determination by the determination unit 37 performs binarization processing on the image difference as shown in FIG. 8, generates a luminance profile along one of the vertical direction and the horizontal direction, and uses a predetermined threshold in the luminance profile. If the region having a larger value is larger than the size of the detection target, the detection target may be present. The size of the detection object is the size (standard size) of the detection object to be detected.

図9には輝度プロファイルを用いた判定処理について示される。図9では、図8のA線に沿って生成した輝度プロファイルが示される。輝度プロファイルとは、位置毎に輝度値を示した図である。図9では、横軸が輝度値であり、縦軸がA線上の位置を示している。この輝度プロファイルにおいて、所定の閾値よりも大きい輝度値を有する部分Bが、図8においてA線上に存在するグループ化して形成された領域Cに相当し、この部分Bのサイズが検出対象物のサイズよりも大きい場合に判定部37は異物であると判定する。なお、判定部37は、図8の画像差分を示したデータにおいて、例えば図8の横方向にA線の位置を変更しながら全面に亘って輝度プロファイルを取得し判定する。なお、今回は検出対象物として異物の検出を例に挙げて説明したが、鋳巣でも同様に検出することが可能である。   FIG. 9 shows determination processing using a luminance profile. In FIG. 9, the brightness | luminance profile produced | generated along the A line of FIG. 8 is shown. The luminance profile is a diagram showing a luminance value for each position. In FIG. 9, the horizontal axis represents the luminance value, and the vertical axis represents the position on the A line. In this luminance profile, a portion B having a luminance value larger than a predetermined threshold corresponds to a grouped region C existing on the A line in FIG. 8, and the size of this portion B is the size of the detection object. If greater than, the determination unit 37 determines that the object is a foreign object. In the data indicating the image difference in FIG. 8, the determination unit 37 acquires and determines a luminance profile over the entire surface while changing the position of the A line in the horizontal direction in FIG. 8, for example. In addition, although the detection of the foreign object has been described as an example of the detection target object this time, it can be similarly detected in the cast hole.

このような第1展開画像と第2展開画像とに基づいて、穴91の内部に存在する異物及び穴91の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する工程は、穴内部検査方法における判定ステップと称される。   A step of determining the presence / absence of a detection target consisting of at least one of a foreign matter existing inside the hole 91 and a cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole 91 based on the first developed image and the second developed image. Is referred to as a determination step in the hole interior inspection method.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、合成画像生成部33が、第1展開画像における第1位置側の画像と第2展開画像における第2位置側の画像とを合成した合成展開画像を生成するとして説明したが、合成画像生成部33を備えずに、展開画像生成部32が生成した展開画像をそのまま用いるように構成することも可能である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the composite image generation unit 33 has been described as generating a composite developed image obtained by combining the image on the first position side in the first developed image and the image on the second position side in the second developed image. It is also possible to configure so that the developed image generated by the developed image generating unit 32 is used without being provided with the composite image generating unit 33.

上記実施形態では、オフセット画像生成部34が、合成展開画像を穴91の周方向に対応する方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成するとして説明したが、オフセット画像生成部34を備えずに、合成画像生成部33が生成した合成画像をそのまま用いるように構成することも可能である。   In the above embodiment, the offset image generation unit 34 has been described as generating an offset development image obtained by offsetting the composite development image by a predetermined offset amount in a direction corresponding to the circumferential direction of the hole 91. Instead, the composite image generated by the composite image generation unit 33 can be used as it is.

上記実施形態では、内径算定部36が、輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径を算定するとして説明したが、輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化せずに判定するように構成することも可能である。   In the above embodiment, the inner diameter calculation unit 36 has been described as grouping pixels having a luminance value difference larger than a preset value, and calculating the maximum inner diameter of the grouped region. It is also possible to configure so that pixels having a luminance value difference larger than a preset value are determined without grouping.

本発明は、穴の内部に存在する異物及び穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を検査する穴内部検査装置、及び穴内部検査方法に用いることが可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a hole internal inspection device and a hole internal inspection method for inspecting the presence or absence of a detection object consisting of at least one of foreign matter existing inside a hole and a cast hole appearing on the inner peripheral surface of the hole. is there.

30:撮像画像取得部
31:座標算定部
32:展開画像生成部
33:合成画像生成部
34:オフセット画像生成部
35:輝度差演算部
36:内径算定部
37:判定部
91:穴
100:穴内部検査装置
30: Captured image acquisition unit 31: Coordinate calculation unit 32: Development image generation unit 33: Composite image generation unit 34: Offset image generation unit 35: Brightness difference calculation unit 36: Inner diameter calculation unit 37: Determination unit 91: Hole 100: Hole Internal inspection device

Claims (4)

穴の開口部から前記穴の外側に所定距離離れた位置から前記穴の内部を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
前記撮像画像に基づいて、前記穴の開口側に設定された第1位置の座標と、前記第1位置よりも前記穴の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する座標算定部と、
前記第1位置の座標に基づいて、前記第1位置を中心として前記穴の周方向に沿って前記撮像画像を展開した第1展開画像と、前記第2位置の座標に基づいて、前記第2位置を中心として前記周方向に沿って前記撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する展開画像生成部と、
前記第1展開画像と前記第2展開画像とに基づいて、前記穴の内部に存在する異物及び前記穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する判定部と、
を備える穴内部検査装置。
A captured image acquisition unit that acquires a captured image obtained by imaging the inside of the hole from a position away from the opening of the hole by a predetermined distance outside the hole;
A coordinate calculation unit that calculates the coordinates of the first position set on the opening side of the hole and the coordinates of the second position set on the deeper side of the hole than the first position based on the captured image. When,
Based on the coordinates of the first position, the first developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction of the hole around the first position, and the second based on the coordinates of the second position. A developed image generating unit that generates a second developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction with a position at the center;
A determination unit that determines the presence or absence of a detection target composed of at least one of a foreign matter present inside the hole and a cast hole appearing on an inner peripheral surface of the hole based on the first developed image and the second developed image. When,
A hole inside inspection device.
前記第1展開画像における前記第1位置側の画像と前記第2展開画像における前記第2位置側の画像とを合成した合成展開画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成展開画像を前記穴の周方向に対応する方向に所定のオフセット量だけオフセットしたオフセット展開画像を生成するオフセット画像生成部と、
前記合成展開画像における画素毎の輝度値と前記オフセット展開画像における画素毎の輝度値とに基づいて、前記画素毎に輝度値の差異を演算する輝度差演算部と、を備え、
前記判定部は、前記輝度値の差異に基づいて前記検出対象物の有無を判定する請求項1に記載の穴内部検査装置。
A combined image generating unit that generates a combined expanded image obtained by combining the image on the first position side in the first expanded image and the image on the second position side in the second expanded image;
An offset image generating unit that generates an offset developed image in which the composite developed image is offset by a predetermined offset amount in a direction corresponding to a circumferential direction of the hole;
A luminance difference calculation unit that calculates a difference in luminance value for each pixel based on a luminance value for each pixel in the composite developed image and a luminance value for each pixel in the offset developed image;
The hole determination apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines the presence / absence of the detection target based on the difference in luminance value.
前記輝度値の差異が予め設定された値よりも大きい値を有する画素をグループ化し、グループ化して形成された領域の最大内径を算定する内径算定部を備え、
前記判定部は、前記最大内径が前記検出対象物のサイズよりも大きい場合に、前記検出対象物が存在すると判定する請求項2に記載の穴内部検査装置。
Grouping pixels having a value greater than a preset value for the difference in luminance value, and comprising an inner diameter calculating unit for calculating the maximum inner diameter of the region formed by grouping,
The hole internal inspection apparatus according to claim 2, wherein the determination unit determines that the detection target exists when the maximum inner diameter is larger than a size of the detection target.
穴の開口部から前記穴の外側に所定距離離れた位置から前記穴の内部を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得ステップと、
前記撮像画像に基づいて、前記穴の開口側に設定された第1位置の座標と、前記第1位置よりも前記穴の奥側に設定された第2位置の座標とを算定する座標算定ステップと、
前記第1位置の座標に基づいて、前記第1位置を中心として前記穴の周方向に沿って前記撮像画像を展開した第1展開画像と、前記第2位置の座標に基づいて、前記第2位置を中心として前記周方向に沿って前記撮像画像を展開した第2展開画像とを生成する展開画像生成ステップと、
前記第1展開画像と前記第2展開画像とに基づいて、前記穴の内部に存在する異物及び前記穴の内周面に現れる鋳巣の少なくとも一方からなる検出対象物の有無を判定する判定ステップと、
を備える穴内部検査方法。
A captured image acquisition step of acquiring a captured image obtained by capturing the inside of the hole from a position away from the opening of the hole by a predetermined distance outside the hole;
A coordinate calculation step for calculating the coordinates of the first position set on the opening side of the hole and the coordinates of the second position set on the deeper side of the hole than the first position based on the captured image. When,
Based on the coordinates of the first position, the first developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction of the hole around the first position, and the second based on the coordinates of the second position. A developed image generating step for generating a second developed image obtained by developing the captured image along the circumferential direction with a position at the center;
A determination step for determining the presence or absence of a detection target consisting of at least one of a foreign matter present inside the hole and a cast hole appearing on an inner peripheral surface of the hole based on the first developed image and the second developed image. When,
A hole inside inspection method comprising:
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