JP2019158602A - 外観検査装置、外観検査方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
対象物の外観を検査する検査装置であって、
上記対象物の画像を撮像するための撮像部と、
上記対象物に対して、光を照射する照明部と、
上記対象物、上記撮像部、上記照明部のうち、少なくとも2つ以上の部位について、互いの相対的な位置を変化させる移動手段と、
上記照明部が上記対象物に光を照射した状態で、上記対象物と上記撮像部との間の上記移動手段による相対的な位置の変化を含む、互いに性質が異なる複数種類の撮像パラメータが可変して設定された条件下で、撮像パラメータを変化させて、上記撮像部によって複数の画像を撮像する処理を行う撮像処理部と、
撮像された上記複数の画像に基づいて、上記可変して設定された複数種類の撮像パラメータの最適値の組を決定するパラメータ決定部とを備えたことを特徴とする。
上記照明部が上記対象物に光を照射した状態で、上記対象物と上記撮像部との間の上記移動手段による相対的な位置の変化を含む、互いに性質が異なる複数種類の撮像パラメータが可変して設定された条件下で、撮像パラメータを変化させて、上記撮像部によって複数の画像を撮像する処理を行うステップと、
撮像された上記複数の画像に基づいて、上記可変して設定された複数種類の撮像パラメータの最適値の組を決定するステップと、
を含むことを特徴とする。
コンピュータに、上記外観検査方法を実行させる。
図1は、この開示の外観検査装置に係る一実施形態の外観検査装置(全体を符号1で示す。)の外観を斜めから見た概略図を示している。
撮像パラメータに関する個別評価値Anは、この例では、撮像パラメータの種類n=5であり、視野内のワーク位置、焦点位置、照明の均一性、照明の強度、視野内の歪みである。個別評価値Anは、以下のように求められる。
ワーク位置が、(mx,my)、視野中心位置が(cx,cy)であるとき、
画像上の画素における色Cの濃度値(この例では、モノクロ画像の濃度値を示す。)の平均が、
図12に示すように、パラメータ決定部80は、複数行複数列(この例では、3行4列)の矩形の範囲で区画する。そして、X方向(列方向)位置を示す番号をi(ただし、i=0,1,2,3である。)、Y方向(行方向)位置を示す番号をj(ただし、j=0,1,2である。)として、各範囲の画素平均値avg(i,j)を求める。そのとき、照明の均一性の個別評価値は、次の式で求められる。
MAX(avg(i,j))−MIN(avg(i,j))
avg(Ci)
基準画像上の座標の同次座標が、
−MAX(|1−g|,|1−h|)
ここで、gはX方向の歪み、hはY方向の歪みを表す。
なお、この例に限らず、a,b,d,eを用いて回転移動量を求めることが可能である。a,b,d,e,g,hを用いて拡大縮小変形の量を求めることが可能である。
外観検査装置1による検査前に、撮像パラメータの個別評価値の最大値Anmaxは、予め設定される。設定は、ユーザによって予め定められた値、またはマスタ画像に基づいて算出した個別評価値の最大の値である。この例では、撮像パラメータの種類n=5であり、図4中に示すように、5種類の撮像パラメータとして、「視野内のワーク位置」、「焦点位置」、「照明の均一性」、「照明の強度」、「視野内の歪み」を含む。この例では、撮像パラメータの個別評価値の最大値Anmaxは、次のように設定される。
図6(A)は、予め制御装置40内の記憶部60に登録されたマスタ画像(或るワーク50について模範とすべき画像)を示し、図6(B)は、この例の外観検査装置1で、そのワーク50を撮像して得られた画像を示す。この図6(B)の画像は図6(A)の画像と比較して焦点が合っていない画像に相当する。この例では、撮像パラメータの種類n′=5であり、5種類の撮像パラメータとして、「焦点位置」、「画像の色平均」、「画像の色平均のバラつき」、「視野中心からワークまでの距離」、「視野内の歪み」を含む。
図8(A)は、予め制御装置40内の記憶部60に登録されたマスタ画像(或るワーク50について模範とすべき画像)を示し、図8(B)は、この例の外観検査装置1で、そのワーク50を撮像して得られた画像を示す。この図8(B)の画像は、図(A)の画像と比較して「視野中心からワークまでの距離」が大きい(悪い)画像に相当する。この例では、撮像パラメータの種類n′=5であり、5種類の撮像パラメータとして、「焦点位置」、「画像の色平均」、「画像の色平均のバラつき」、「視野中心からワークまでの距離」、「視野内の歪み」を含む。
図10は、設定された複数種類の撮像パラメータを全探索するときの動作フローを示す。
上の探索例では、設定された複数種類の撮像パラメータを全探索したが、これに限られるものではない。設定された複数種類の撮像パラメータのうち、まず1種類または複数種類の撮像パラメータの部分集合(これを第1の撮像パラメータと呼ぶ。)について探索を行って、第1の撮像パラメータについて個別評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値、または、上記総合評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値の組を、第1の最適値、または、第1の最適値の組として求め、その後、第1の撮像パラメータと異なる第2の撮像パラメータ(上記複数種類のパラメータのうち第1の撮像パラメータ以外の残りのパラメータの集合)について、上記個別評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値、または、上記総合評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値の組を、第2の最適値、または、第2の最適値の組として求めてもよい。さらに、第1および第2の撮像パラメータと異なる第3の撮像パラメータ、さらに、それらと異なる第4の撮像パラメータ(以下省略)について、このような部分的な探索を順次繰り返してもよい。
10 ロボット
20 撮像部
30 照明部
40 制御装置
50 ワーク
70 撮像処理部
80 パラメータ決定部
Claims (6)
- 対象物の外観を検査する検査装置であって、
上記対象物の画像を撮像するための撮像部と、
上記対象物に対して、光を照射する照明部と、
上記対象物、上記撮像部、上記照明部のうち、少なくとも2つ以上の部位について、互いの相対的な位置を変化させる移動手段と、
上記照明部が上記対象物に光を照射した状態で、上記対象物と上記撮像部との間の上記移動手段による相対的な位置の変化を含む、互いに性質が異なる複数種類の撮像パラメータが可変して設定された条件下で、撮像パラメータを変化させて、上記撮像部によって複数の画像を撮像する処理を行う撮像処理部と、
撮像された上記複数の画像に基づいて、上記可変して設定された複数種類の撮像パラメータの最適値の組を決定するパラメータ決定部とを備えたことを特徴とする外観検査装置。 - 請求項1の外観検査装置において、
上記パラメータ決定部は、上記複数の画像について、それぞれ上記撮像パラメータ毎に良否の程度を表す個別評価値を算出し、上記個別評価値に基づいて予め定められた算出式によって総合評価値を算出し、上記複数の画像のうち上記総合評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値の組を上記最適値の組として求めることを特徴とする外観検査装置。 - 請求項2の外観検査装置において、
上記複数の画像から抽出した特徴量が、予め定められた理想値に一致する度合、または、上記複数の画像が、予め登録されたマスタ画像に一致する度合、に基づいて個別評価値を算出することを特徴とする外観検査装置。 - 請求項1から3のうちいずれか1項の外観検査装置において、
上記パラメータ決定部は、予め定められた第1の撮像パラメータについて、この第1の撮像パラメータ以外の他のパラメータを固定した条件下で、上記個別評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値、または、上記総合評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値の組を、第1の最適値、または、第1の最適値の組として求め、その後、第1の撮像パラメータと異なる第2の撮像パラメータについて、この第2の撮像パラメータ以外の他のパラメータを固定した条件下で、上記個別評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値、または、上記総合評価値が最も良かったときの撮像パラメータの値の組を、第2の最適値、または、第2の最適値の組として求めることを特徴とする外観検査装置。 - 上記請求項1に記載の外観検査装置によって対象物の外観を検査する外観検査方法であって、
上記照明部が上記対象物に光を照射した状態で、上記対象物と上記撮像部との間の上記移動手段による相対的な位置の変化を含む、互いに性質が異なる複数種類の撮像パラメータが可変して設定された条件下で、撮像パラメータを変化させて、上記撮像部によって複数の画像を撮像する処理を行うステップと、
撮像された上記複数の画像に基づいて、上記可変して設定された複数種類の撮像パラメータの最適値の組を決定するステップと、
を含むことを特徴とする外観検査方法。 - コンピュータに、上記請求項5記載の外観検査方法を実行させるためのプログラム。
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