JP2022165723A - Liquid level height inspection device - Google Patents

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圭太郎 中川
Keitaro Nakagawa
洋平 津田
Yohei Tsuda
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Shibuya Corp
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Shibuya Kogyo Co Ltd
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Abstract

To recognize the inclination of a liquid level by the rotation of a rotator and inspect the height of the liquid level correctly.SOLUTION: A liquid level height inspection device images a liquid level of liquid inclined in a container 1 with the centrifugal force by the rotation of a rotator and recognizes the liquid level height of the liquid from a photographed image. Imaging means is provided on the inner side of a conveyance path of the container 1 to image an arcuate section A formed by the edge of the inclined liquid level. Image processing means comprises: a radius calculation unit which recognizes an approximate circle C for the arcuate section A and calculates a radius R of the approximate circle C; a temporary liquid level height calculation unit which calculates a temporary liquid level height from the arcuate section A; a correction value storage unit which stores the radius R of the approximate circle C and a correction value N measured by the experiment; and an actual liquid level height calculation unit which calculates the actual liquid level height H by using the radius R of the approximate circle C and the correction value N.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は液面高さ検査装置に関し、詳しくは回転体の回転による遠心力によって傾斜した容器内の液体の液面を撮影して、容器内の液体の液面高さを認識する液面高さ検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid level inspection device, and more particularly, a liquid level height that recognizes the liquid level in a container by photographing the liquid level in a container that is tilted by centrifugal force caused by the rotation of a rotating body. It relates to a thickness inspection device.

従来、ペットボトルなどの容器に飲料等の液体を充填した後、液体が適正な量だけ充填されたか否かを検査する必要があり、このような充填量の検査方法として、容器中における液面の高さを検査する方法が知られている。
一方、上記容器の搬送には、当該容器を保持する保持部が外周に形成された回転体が用いられており、上記回転体を回転させることで容器を円弧状の搬送経路で搬送するようになっている。
このように上記回転体によって容器を搬送すると、回転体の回転による遠心力によって液体の液面が傾斜してしまうことから、液面の傾斜を考慮しながら液面高さを検査する液面高さ検査装置が知られている（特許文献１）。 Conventionally, after filling a container such as a PET bottle with a liquid such as a beverage, it is necessary to inspect whether or not the liquid has been filled in an appropriate amount. is known.
On the other hand, for transporting the container, a rotating body having a holding portion for holding the container is formed on the outer periphery. By rotating the rotating body, the container is transported along an arc-shaped transport path. It's becoming
When the container is transported by the rotating body in this way, the centrifugal force caused by the rotation of the rotating body inclines the liquid surface of the liquid. A thickness inspection device is known (Patent Document 1).

特許第６８１１６４８号公報Japanese Patent No. 6811648

上記特許文献１では、容器を搬送方向から撮影することで液面の傾斜角度を算出し、当該傾斜角度に対応する補正値を適用して液面高さを測定しているが、回転体を高速で回転させると、液面は平らにはならず湾曲してしまい（図３（ｂ）参照）、正確に傾斜角度を認識することができなかった。
このような問題に鑑み、本発明は容器に作用した遠心力によって傾斜した液体の液面の画像から、当該容器における液体の液面高さを正確に測定することが可能な液面高さ検査装置を提供するものである。 In the above Patent Document 1, the inclination angle of the liquid surface is calculated by photographing the container from the transport direction, and the liquid surface height is measured by applying a correction value corresponding to the inclination angle. When it was rotated at a high speed, the liquid surface was curved instead of being flat (see FIG. 3(b)), and the inclination angle could not be recognized accurately.
In view of such problems, the present invention provides a liquid level inspection capable of accurately measuring the liquid level in a container from an image of the liquid level tilted by the centrifugal force acting on the container. It provides an apparatus.

すなわち請求項１の発明にかかる液面高さ検査装置は、液体が充填された容器を保持する保持部を有する回転体と、上記回転体によって搬送される容器を撮影する撮影手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理する画像処理手段とを備え、
上記撮影手段は、回転体の回転による遠心力によって容器の内部で傾斜した液体の液面を撮影し、上記画像処理手段は撮影された画像から容器内の液体の液面高さを認識する液面高さ検査装置において、
上記撮影手段を上記容器の搬送経路の内側または外側に設けて、傾斜した液面の縁部が形成する円弧状部を撮影し、
上記画像処理手段は、
上記円弧状部についての近似円を認識するとともに、当該近似円の半径を算出する半径算出部と、
上記円弧状部から仮液面高さを算出する仮液面高さ算出部と、
上記近似円の半径Ｒと実験により測定した液面高さとに基づいて設定された補正値を記憶する補正値記憶部と、
上記半径算出部が算出した近似円の半径Ｒと上記補正値記憶部の補正値とを用いて、上記仮液面高さ算出部が算出した仮液面高さを補正し、実際の実液面高さを算出する実液面高さ算出部とを備えることを特徴としている。
また請求項２の発明にかかる液面高さ検査装置は、液体が充填された容器を保持する保持部を有する回転体と、上記回転体によって搬送される容器を撮影する撮影手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理する画像処理手段とを備え、
上記撮影手段は、回転体の回転による遠心力によって容器の内部で傾斜した液体の液面を撮影し、上記画像処理手段は撮影された画像から容器内の液体の液面高さを認識する液面高さ検査装置において、
上記撮影手段を上記容器の搬送経路の内側または外側に設けて、傾斜した液面の縁部が形成する円弧状部を撮影するとともに、上記回転体による容器の搬送速度を計測する搬送速度計測手段を備え、
上記画像処理手段は、
上記円弧状部から仮液面高さを算出する仮液面高さ算出部と、
上記回転体による容器の搬送速度に基づいて設定された補正値を記憶する補正値記憶部と、
上記搬送速度計測手段が計測した容器の搬送速度と上記補正値記憶部の補正値とを用いて、上記仮液面高さ算出部が算出した仮液面高さを補正し、実際の実液面高さを算出する実液面高さ算出部とを備えることを特徴としている。 That is, the liquid level inspection apparatus according to the first aspect of the invention comprises a rotating body having a holding portion for holding a container filled with liquid, a photographing means for photographing the container conveyed by the rotating body, and a photographing means. and an image processing means for image processing the image taken by
The photographing means photographs the inclined liquid surface inside the container by centrifugal force caused by the rotation of the rotating body, and the image processing means recognizes the liquid surface height of the liquid in the container from the photographed image. In the surface height inspection device,
The photographing means is provided inside or outside the transport path of the container to photograph the arc-shaped portion formed by the edge of the inclined liquid surface,
The image processing means is
A radius calculation unit that recognizes an approximate circle for the arcuate portion and calculates the radius of the approximate circle;
A temporary liquid level height calculation unit that calculates a temporary liquid level height from the arc-shaped part;
a correction value storage unit that stores a correction value set based on the radius R of the approximate circle and the liquid level height measured by experiment;
Using the radius R of the approximate circle calculated by the radius calculation unit and the correction value of the correction value storage unit, the virtual liquid level height calculated by the virtual liquid level calculation unit is corrected, and the actual liquid and an actual liquid surface height calculation unit that calculates the surface height.
Further, the liquid level inspection apparatus according to the invention of claim 2 comprises a rotator having a holding portion for holding a container filled with liquid, a photographing means for photographing the container conveyed by the rotator, and a photographing means. and an image processing means for image processing the image taken by
The photographing means photographs the inclined liquid surface inside the container by centrifugal force caused by the rotation of the rotating body, and the image processing means recognizes the liquid surface height of the liquid in the container from the photographed image. In the surface height inspection device,
The photographing means is provided inside or outside the conveying path of the container to photograph the arc-shaped portion formed by the edge of the inclined liquid surface and to measure the conveying speed of the container by the rotating body. with
The image processing means is
A temporary liquid level height calculation unit that calculates a temporary liquid level height from the arc-shaped part;
a correction value storage unit that stores a correction value set based on the conveying speed of the container by the rotating body;
Using the container transport speed measured by the transport speed measuring means and the correction value in the correction value storage unit, the virtual liquid level calculated by the virtual liquid level calculator is corrected, and the actual liquid is and an actual liquid surface height calculation unit that calculates the surface height.

上記請求項１の発明によれば、回転体の回転による遠心力によって傾斜した液体の液面を、容器の搬送経路のまたは外側に設けた撮影手段によって撮影することにより、上記液面の縁部によって形成される円弧状部を認識するようになっている。
そのうえで、上記円弧状部についての近似円の半径を求めるとともに仮液面高さを算出し、当該仮液面高さを実験により求めた補正値によって補正することで実液面高さを算出している。
つまり、傾斜した液面が平坦でなくても、液面の傾斜に基づいて液面の高さを検査することが可能となっている。
これと同様、請求項２の発明では、円弧状部から仮液面高さを算出したら、その際の容器の搬送速度に基づいて求めた補正値を用いて、当該仮液面高さを補正して実液面高さを算出している。
つまり、傾斜した液面が平坦でなくても、液面の傾斜を認識することができるため、より正確な液面の高さを検査することが可能となっている。 According to the first aspect of the invention, the liquid surface inclined by the centrifugal force caused by the rotation of the rotating body is photographed by the photographing means provided on or outside the conveying path of the container, thereby capturing the edge of the liquid surface. It is adapted to recognize an arcuate portion formed by
After that, the radius of the approximate circle for the arc-shaped portion is obtained, the virtual liquid level height is calculated, and the actual liquid level height is calculated by correcting the virtual liquid level height with the correction value obtained by experiment. ing.
That is, even if the inclined liquid surface is not flat, it is possible to inspect the height of the liquid surface based on the inclination of the liquid surface.
Similarly, in the invention of claim 2, when the temporary liquid level height is calculated from the arc-shaped portion, the temporary liquid level height is corrected using the correction value obtained based on the conveying speed of the container at that time. to calculate the actual liquid level.
That is, even if the inclined liquid surface is not flat, the inclination of the liquid surface can be recognized, so it is possible to inspect the height of the liquid surface more accurately.

本実施例にかかる液面検査装置の平面図A plan view of the liquid level inspection device according to the present embodiment. 図１におけるＩＩ－ＩＩ部の断面図Sectional view of II-II section in FIG. 遠心力によって傾斜する液面の状態を示した図Diagram showing the state of the liquid surface tilted by centrifugal force 遠心力によって傾斜する液面の状態を示した図Diagram showing the state of the liquid surface tilted by centrifugal force 画像処理によって実液面高さを算出する手順を説明する図A diagram for explaining the procedure for calculating the actual liquid level height by image processing. 補正値記憶部に記憶されている補正値を説明するグラフGraph explaining the correction values stored in the correction value storage unit 第２実施例における実液面高さを算出する手順を説明する図A diagram for explaining the procedure for calculating the actual liquid level height in the second embodiment.

以下図示実施例について説明すると、図１はペットボトルなどの容器１に飲料などの液体を充填する充填ラインに設けられた液面高さ検査装置２の平面図を示し、図２は図１におけるＩＩ－ＩＩ部の断面図を示すものとなっている。
本実施例の液面高さ検査装置２は、容器１に充填された液体の液面高さを検出することにより、液体の充填量の良否を判定するようになっており、上記容器１を搬送する回転体３と、上記回転体３によって搬送される容器１を撮影する撮影手段４と、容器１に光を照射する照明手段５とを備え、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
液面高さ検査装置２の上流側には容器１に液体を充填する充填手段や、容器１にキャップを装着するキャッパが設けられており、液面高さ検査装置２には液体が充填されるとともにキャップが装着された容器１が供給されるようになっている。
また液面高さ検査装置２の下流側には、液面高さ検査装置２による検査結果に基づいて容器１をリジェクトするリジェクト手段や、容器１をケースに収容するケーサ等が設けられている。 The illustrated embodiments will be described below. FIG. 1 shows a plan view of a liquid level inspection device 2 provided in a filling line for filling containers 1 such as PET bottles with liquids such as beverages, and FIG. It shows a sectional view of the section II-II.
The liquid level inspection device 2 of this embodiment detects the liquid level height of the liquid filled in the container 1 to determine whether the amount of liquid filled is good or bad. It comprises a rotating body 3 for transporting, a photographing means 4 for photographing the container 1 transported by the rotating body 3, and an illumination means 5 for irradiating the container 1 with light, which are controlled by a control means (not shown). It has become.
A filling means for filling the container 1 with liquid and a capper for attaching a cap to the container 1 are provided on the upstream side of the liquid level inspection device 2, and the liquid level inspection device 2 is filled with the liquid. In addition, the container 1 with the cap attached is supplied.
Further, on the downstream side of the liquid level inspection device 2, reject means for rejecting the container 1 based on the inspection result of the liquid level inspection device 2, a caser for housing the container 1 in a case, and the like are provided. .

図２に示すように、上記容器１はＰＥＴやガラスなどの透明な素材によって構成されており、液体を収容する本体部１ａと、口部に装着されたキャップ１ｂと、本体部１ａと口部との間に形成された首部１ｃとから構成されている。
ここで、上記容器１に充填された液体の液面は上記首部１ｃの近傍に位置し、また上記首部１ｃの断面形状は円形であることから、当該首部１ｃにおける液面は容器１の内壁面に沿って円形に形成されることとなる。 As shown in FIG. 2, the container 1 is made of a transparent material such as PET or glass, and includes a body portion 1a for containing a liquid, a cap 1b attached to the mouth portion, a body portion 1a and the mouth portion. and a neck portion 1c formed between.
Here, the liquid level of the liquid filled in the container 1 is positioned near the neck 1c, and the cross-sectional shape of the neck 1c is circular. It will be formed in a circular shape along the

上記回転体３の上流側および下流側にはそれぞれ供給ホイール６および排出ホイール７が設けられ、供給ホイール６には供給コンベヤ６ａから検査前の容器１が供給され、排出ホイール７からは排出コンベヤ７ａへと検査後の容器１が排出されるようになっている。
図２に示すように、上記回転体３の外周には容器１を保持するための保持部８が等間隔に設けられており、容器１を載置する載置プレート８ａと、載置プレート８ａに載置された容器１に上方から当接するトップロケータ８ｂとを備え、容器１は載置プレート８ａとトップロケータ８ｂとによって挟持された状態で搬送されるようになっている。 A supply wheel 6 and a discharge wheel 7 are provided on the upstream side and the downstream side of the rotating body 3, respectively. After the inspection, the container 1 is discharged to .
As shown in FIG. 2, holding portions 8 for holding the containers 1 are provided at equal intervals on the outer circumference of the rotating body 3. A mounting plate 8a for mounting the containers 1 and a mounting plate 8a are provided. A top locator 8b abuts on the container 1 placed on the top from above, and the container 1 is conveyed while being sandwiched between the placing plate 8a and the top locator 8b.

上記構成を有する回転体３によって容器１を搬送すると、容器１は円弧状の搬送経路に沿って搬送され、各容器１には回転体３の回転による遠心力が作用し、容器１に充填された液体の液面Ｓが傾斜することとなる。
当該容器１を搬送方向から見ると、図３に示すように液面Ｓにおける回転体３の外周側が上方に位置するように傾斜し、容器１を回転体３の中心側から見ると、図４に示すように液面Ｓが略楕円形状となる。
さらに図３、図４に示すように、回転体３の回転数を変更すると容器１の搬送速度を変更することができるが、その際容器１に作用する遠心力も変動するため、回転数が低い場合（ａ）と、回転数が高い場合（ｂ）とで、液面Ｓの傾斜角度が変動することとなる。
特に図３（ｂ）に示すように、回転体３の回転数を高くすると、液面Ｓが湾曲してしまい、液面Ｓが平坦ではなくなってしまうことから、液面Ｓの傾斜角度を正確に測定することが困難となる。 When the containers 1 are conveyed by the rotating body 3 having the above configuration, the containers 1 are conveyed along the arc-shaped conveying path, centrifugal force is applied to each container 1 by the rotation of the rotating body 3, and the containers 1 are filled. The liquid surface S of the liquid is inclined.
When the container 1 is viewed from the conveying direction, it is inclined so that the outer peripheral side of the rotating body 3 on the liquid surface S is positioned upward as shown in FIG. As shown in , the liquid surface S has a substantially elliptical shape.
Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4, by changing the rotation speed of the rotor 3, the conveying speed of the container 1 can be changed. The inclination angle of the liquid surface S varies between the case (a) and the case (b) when the rotation speed is high.
In particular, as shown in FIG. 3B, when the number of rotations of the rotating body 3 is increased, the liquid surface S is curved, and the liquid surface S is no longer flat. It becomes difficult to measure

図２に示すように、上記撮影手段４および照明手段５は上記回転体３における上記容器１の搬送経路に沿って設けられており、このうち撮影手段４は容器１に対して回転体３の中心側に、照明手段５は外周側に設けられている。
上記撮影手段４には従来公知のＣＣＤカメラを用いることができ、撮影した画像は上記制御手段に設けられた画像処理手段１１に送信されるようになっている。また照明手段５は例えばＬＥＤによる光を照射するようになっており、そのほかにもＸ線を照射するようにしてもよい。
このような構成により、回転体３によって搬送された容器１が撮影手段４と照明手段５との間を通過すると、撮影手段４が当該容器１を搬送経路の内側から撮影するため、上記図３に示すように略楕円形状の液面Ｓを撮影することができる。
しかしながら、上記照明手段５が照射した光は、透明な容器１を透過する一方で上記液体によって阻害されることから、容器１に収容された液体の部分が暗く撮影され、液体の上方の空間が明るく撮影されてしまう。
その結果、上記液面Ｓを示す楕円形状のうち、下方側の部分は液体を示す暗部に隠れてしまい、上記略楕円形状における上方側の部分が円弧状部Ａとして撮影されるようになっている。
なお、撮影手段４を回転体３の外周側に、照明手段５を中心側に設けてもよく、その場合であっても、回転体３の外周側から撮影手段４によって上記円弧状部Ａを撮影することができる。 As shown in FIG. 2, the photographing means 4 and the lighting means 5 are provided along the conveying path of the container 1 on the rotating body 3 . On the central side, the lighting means 5 are provided on the outer peripheral side.
A conventionally known CCD camera can be used as the photographing means 4, and the photographed image is transmitted to the image processing means 11 provided in the control means. Further, the illumination means 5 is designed to irradiate light from, for example, an LED, and may also irradiate X-rays.
With such a configuration, when the container 1 conveyed by the rotating body 3 passes between the photographing means 4 and the lighting means 5, the photographing means 4 photographs the container 1 from the inside of the conveying path. As shown in , a substantially elliptical liquid surface S can be photographed.
However, since the light emitted by the lighting means 5 passes through the transparent container 1 but is obstructed by the liquid, the part of the liquid contained in the container 1 is photographed darkly, and the space above the liquid is dark. The image is taken brightly.
As a result, the lower portion of the elliptical shape indicating the liquid surface S is hidden by the dark portion indicating the liquid, and the upper portion of the substantially elliptical shape is photographed as an arc-shaped portion A. there is
The photographing means 4 may be provided on the outer peripheral side of the rotating body 3, and the lighting means 5 may be provided on the central side. You can shoot.

上記画像処理手段１１は、上記円弧状部Ａについての近似円Ｃを認識するとともに、当該近似円Ｃの半径Ｒを算出する半径算出部１２と、上記液面Ｓの仮液面高さを算出する仮液面高さ算出部１３と、上記近似円Ｃの半径Ｒと実験により測定した液面高さとに基づいて設定された補正値を記憶する補正値記憶部１４と、上記半径算出部１２が算出した近似円Ｃの半径Ｒと上記補正値記憶部１４の補正値とを用いて、上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’を補正し、実際の実液面高さＨを算出する実液面高さ算出部１５とを備えている。
以下、図５を用いて、実液面高さＨの算出手順を上記画像処理手段１１を構成する各部とともに説明する。 The image processing means 11 recognizes an approximate circle C for the arcuate portion A, calculates a radius calculation portion 12 for calculating a radius R of the approximate circle C, and calculates a temporary liquid level height of the liquid level S. a temporary liquid level height calculation unit 13, a correction value storage unit 14 that stores a correction value set based on the radius R of the approximate circle C and the liquid level height measured by experiment, and the radius calculation unit 12 corrects the virtual liquid level height H′ calculated by the virtual liquid level calculating section 13 using the radius R of the approximate circle C calculated by and the correction value of the correction value storage section 14, and the actual actual and an actual liquid level height calculator 15 for calculating the liquid level height H.
The procedure for calculating the actual liquid surface height H will be described below with reference to FIG.

上記撮影手段４が上記容器１を撮影すると、上記半径算出部１２は上記液面Ｓが形成する上記円弧状部Ａに基づいて近似円Ｃを認識し、さらに当該近似円Ｃの半径Ｒを算出する。
具体的に上記半径算出部１２は、撮影手段４が撮影した画像に対して二値化処理を行い、液体を示す暗部と空間を示す明部との境界線から上記液面Ｓが形成する上記円弧状部Ａを認識する。
すると上記半径算出部１２は、認識した円弧状部Ａに近似する近似円Ｃを算出するとともに、当該近似円Ｃの半径Ｒを算出する。上記近似円Ｃの認識方法は従来公知であるが、例えば上記円弧状部Ａの３つ以上の画素を選択し、これらの画素を通過するような円を算出する方法を利用することができる。 When the photographing means 4 photographs the container 1, the radius calculator 12 recognizes the approximate circle C based on the arc-shaped portion A formed by the liquid surface S, and further calculates the radius R of the approximate circle C. do.
Specifically, the radius calculation unit 12 performs a binarization process on the image captured by the imaging unit 4, and calculates the above-described image formed by the liquid surface S from the boundary line between the dark portion indicating the liquid and the bright portion indicating the space. Arc-shaped portion A is recognized.
Then, the radius calculator 12 calculates an approximate circle C that approximates the recognized arc-shaped portion A, and calculates the radius R of the approximate circle C. As shown in FIG. A method of recognizing the approximate circle C is conventionally known. For example, a method of selecting three or more pixels of the arcuate portion A and calculating a circle passing through these pixels can be used.

続いて上記仮液面高さ算出部１３は、撮影手段４が撮影した画像から容器１内における仮想的な液面Ｓの高さを仮液面高さとして算出する。
具体的に仮液面高さ算出部１３は、最初に上記半径算出部１２が求めた近似円Ｃを用いて、当該近似円Ｃと容器１の壁面との交点Ｂ’を認識し、交点Ｂ’同士を結んだ基準線Ｂを作成する。
具体的には、画像処理により二値化した画像から、暗部と明部との境界線を上記容器１の壁面として認識し、当該容器１の壁面と上記近似円Ｃとが交差している点を、上記近似円Ｃと容器１の壁面との交点Ｂ’として認識する。
上記基準線Ｂは上記交点Ｂ’同士を結んだ線となるが、一方の交点Ｂ’と他方の交点Ｂ’との間に高さの違いがある場合には、これらの交点Ｂ’の高さの平均となる位置に、水平方向に上記基準線Ｂを作成する。
次に仮液面高さ算出部１３は、上記半径算出部１２が求めた近似円Ｃの頂点Ｐを認識するとともに、当該近似円Ｃの頂点Ｐから上記基準線Ｂまでの距離を測定し、当該距離の半分の高さを上記仮液面高さＨ’として算出する。
ここで上記画像処理手段１１には、上記撮影手段４が撮影した撮影範囲に対し所要の座標値が設定されており、仮液面高さ算出部１３はこの座標値に基づいて上記仮液面高さＨ’を認識するようになっている。
なお、仮液面高さＨ’の位置としては、上述した上記近似円Ｃの頂点Ｐと上記基準線Ｂとの距離の半分の位置に設定する他、上記基準線Ｂの位置や上記近似円Ｃの頂点Ｐの位置に設定してもよい。 Subsequently, the temporary liquid level calculator 13 calculates the height of the virtual liquid level S in the container 1 from the image captured by the imaging means 4 as the temporary liquid level.
Specifically, the temporary liquid level calculation unit 13 first uses the approximate circle C obtained by the radius calculation unit 12 to recognize the intersection point B' between the approximate circle C and the wall surface of the container 1, and the intersection point B ' Create a reference line B connecting them.
Specifically, from the image binarized by image processing, the boundary line between the dark part and the bright part is recognized as the wall surface of the container 1, and the point where the wall surface of the container 1 and the approximate circle C intersect is recognized as the intersection point B′ between the approximate circle C and the wall surface of the container 1 .
The reference line B is a line connecting the intersections B', but if there is a difference in height between one intersection B' and the other intersection B', the height Create the reference line B in the horizontal direction at the position of the average height.
Next, the temporary liquid level calculation unit 13 recognizes the vertex P of the approximate circle C obtained by the radius calculation unit 12, measures the distance from the vertex P of the approximate circle C to the reference line B, A half height of the distance is calculated as the temporary liquid level height H'.
Here, in the image processing means 11, necessary coordinate values are set for the photographing range photographed by the photographing means 4, and the temporary liquid level calculating section 13 calculates the temporary liquid level based on these coordinate values. It recognizes the height H'.
The position of the temporary liquid level H' is set at half the distance between the vertex P of the approximate circle C and the reference line B. Alternatively, the position of the reference line B and the approximate circle It may be set at the position of the vertex P of C.

上記補正値記憶部１４には、予め行った実験に基づいて設定した補正値Ｎが登録されている。
充填ラインでは、液面高さ検査装置２の上流側や下流側の装置で異常が発生すると、容器１の搬送速度を変更することが可能となっており、液面高さ検査装置２では容器１の搬送速度を同期させるために回転体３の回転数を変更する。
回転体３の回転数を変更すると、上述したように液面Ｓの傾斜角度が変動することから、これに伴って上記円弧状部Ａの形状も変形する。例えば回転体３の回転数を高くすると、容器１に大きな遠心力が作用することから、液面Ｓの傾斜角度が大きくなって近似円Ｃの半径Ｒが小さくなる。
上記補正値Ｎとは、上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’と実際の実液面高さＨとの差となっており、図６は、横軸に上記近似円Ｃの半径Ｒを、縦軸に補正値Ｎをそれぞれとったグラフとなっている。
上記補正値Ｎは予め行った実験によって求められており、実際の液体を充填した実際の容器１を上記回転体３によって搬送しながら上記撮影手段４によって撮影し、上記半径算出部１２や仮液面高さ算出部１３によって近似円Ｃの半径Ｒと仮液面高さＨ’とを算出する。
そして、上記容器１に収容されている実際の液面高さＨと上記仮液面高さＨ’との差を上記補正値Ｎとして算出し、これを回転体３の回転数を異ならせながら収集したものとなっている。
ここで図６（ａ）、（ｂ）は、容量の異なる容器１に同じ液体を充填した場合における、近似円Ｃの半径Ｒと補正値Ｎとの関係を示したグラフとなっている。これらのグラフに示すように、近似円Ｃの半径Ｒが小さくなる、すなわち回転体３の回転数が増大すると、仮液面高さＨ’を補正する補正値Ｎも大きくなることが理解できる。 The correction value storage unit 14 stores a correction value N set based on an experiment conducted in advance.
In the filling line, if an abnormality occurs in a device upstream or downstream of the liquid level inspection device 2, the conveying speed of the container 1 can be changed. The number of revolutions of the rotating body 3 is changed in order to synchronize the conveying speed of 1.
When the rotational speed of the rotating body 3 is changed, the inclination angle of the liquid surface S is changed as described above, and accordingly the shape of the arc-shaped portion A is also deformed. For example, if the rotation speed of the rotating body 3 is increased, a large centrifugal force acts on the container 1, so that the inclination angle of the liquid surface S increases and the radius R of the approximate circle C decreases.
The correction value N is the difference between the virtual liquid level height H′ calculated by the virtual liquid level height calculator 13 and the actual liquid level height H. In FIG. The graph shows the radius R of the approximate circle C and the correction value N on the vertical axis.
The correction value N is obtained by an experiment conducted in advance. The actual container 1 filled with the actual liquid is photographed by the photographing means 4 while being conveyed by the rotating body 3, and the radius calculator 12 and the temporary liquid The surface height calculator 13 calculates the radius R of the approximate circle C and the temporary liquid surface height H′.
Then, the difference between the actual liquid level height H contained in the container 1 and the temporary liquid level height H' is calculated as the correction value N, and this is adjusted while varying the rotation speed of the rotating body 3. It is collected.
Here, FIGS. 6A and 6B are graphs showing the relationship between the radius R of the approximate circle C and the correction value N when containers 1 having different capacities are filled with the same liquid. As shown in these graphs, it can be understood that when the radius R of the approximation circle C decreases, that is, when the number of revolutions of the rotating body 3 increases, the correction value N for correcting the temporary liquid level H' also increases.

そして上記実液面高さ算出部１５は、近似円Ｃの半径Ｒに対応する補正値Ｎを用いて仮液面高さＨ’を補正し、液面Ｓの実液面高さＨを算出するようになっている。
具体的に上記実液面高さ算出部１５は、上記半径算出部１２が近似円Ｃの半径Ｒを算出すると、当該半径Ｒに対応する補正値Ｎを上記補正値記憶部１４から取り出し、さらに上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’を上記補正値Ｎによって補正して実液面高さＨを算出する。
本実施例の場合、上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’は上記基準面と近似円Ｃの頂点Ｐとの距離の中間となっており、実液面高さＨは上記仮液面高さＨ’よりも下方に位置することから、算出された仮液面高さＨ’から補正値Ｎを減算する補正を行うことで実液面高さＨを算出するようになっている。
続いて実液面高さ算出部１５は、算出した実液面高さＨを予め設定されている良品としての容器１の液面高さと比較し、実液面高さＨが所定の範囲内に含まれている場合には当該容器１を良品と判断し、当該範囲外の場合には当該容器１を不良品と判断する。 Then, the actual liquid level height calculator 15 corrects the virtual liquid level height H′ using the correction value N corresponding to the radius R of the approximate circle C, and calculates the actual liquid level height H of the liquid level S. It is designed to
Specifically, when the radius calculation unit 12 calculates the radius R of the approximate circle C, the actual liquid level calculation unit 15 retrieves the correction value N corresponding to the radius R from the correction value storage unit 14, and further The temporary liquid level height H′ calculated by the temporary liquid level calculating section 13 is corrected by the correction value N to calculate the actual liquid level height H. FIG.
In the case of this embodiment, the virtual liquid level height H′ calculated by the virtual liquid level height calculator 13 is the middle of the distance between the reference plane and the vertex P of the approximate circle C, and the actual liquid level height Since the height H is located below the temporary liquid level height H′, the actual liquid level height H is calculated by subtracting the correction value N from the calculated temporary liquid level height H′. It is designed to
Subsequently, the actual liquid level height calculation unit 15 compares the calculated actual liquid level height H with the liquid level height of the preset non-defective container 1, and determines that the actual liquid level height H is within a predetermined range. If it is within the range, the container 1 is determined to be non-defective, and if it is outside the range, the container 1 is determined to be defective.

このように、本実施例の液面高さ検査装置２によれば、回転体３の回転による遠心力によって液体の液面Ｓが傾斜した場合であっても、実液面高さＨを正確に測定することができ、これにより容器１への液体の充填量の良否判定を正確に行うことができる。 As described above, according to the liquid level inspection device 2 of the present embodiment, even when the liquid level S is inclined due to the centrifugal force caused by the rotation of the rotating body 3, the actual liquid level height H can be accurately determined. Therefore, it is possible to accurately judge whether the amount of liquid filled into the container 1 is good or bad.

図７は第２実施例にかかる液面高さ検査装置２を用いて上記実液面高さＨを算出する手順を説明するものである。
第２実施例にかかる液面高さ検査装置２も第１実施例の液面高さ検査装置２と同様、回転体３によって容器１を搬送しながら、容器１の搬送経路の内側に設けた上記撮影手段４によって容器１を撮影し、傾斜した液面Ｓの円弧状部Ａを認識するようになっている。
また本実施例の液面高さ検査装置２は、上記回転体３による容器１の搬送速度を計測する搬送速度計測手段を備えている。搬送速度計測手段としては、例えば光電管によって直接測定する方法を用いることができるが、本実施例では上記回転体３に設けたエンコーダによって計測した上記回転体３の回転数を直接搬送速度として採用するようになっている。
そして第２実施例の画像処理手段１１は、液面Ｓの仮液面高さＨ’を算出する仮液面高さ算出部と、容器１の搬送速度とあらかじめ測定した液面高さとに基づいて設定された補正値Ｎを記憶する補正値記憶部と、上記搬送速度計測手段が測定した容器１の搬送速度と上記補正値記憶部の補正値Ｎとを用いて、上記仮液面高さ算出部が算出した仮液面高さＨ’を補正し、実際の実液面高さＨを算出する実液面高さ算出部とを備えている。 FIG. 7 explains the procedure for calculating the actual liquid level H using the liquid level inspection apparatus 2 according to the second embodiment.
The liquid level height inspection device 2 according to the second embodiment is also provided inside the transport path of the container 1 while the container 1 is being transported by the rotating body 3 in the same manner as the liquid level height inspection device 2 of the first embodiment. The container 1 is photographed by the photographing means 4, and the arcuate portion A of the inclined liquid surface S is recognized.
Further, the liquid level inspection device 2 of this embodiment is provided with a conveying speed measuring means for measuring the conveying speed of the container 1 by the rotating body 3 . As the conveying speed measuring means, for example, a method of directly measuring with a phototube can be used, but in this embodiment, the number of revolutions of the rotating body 3 measured by an encoder provided on the rotating body 3 is adopted as the direct conveying speed. It's like
Then, the image processing means 11 of the second embodiment has a provisional liquid level height calculation unit that calculates a provisional liquid level height H' of the liquid level S, and a liquid level height calculated based on the conveying speed of the container 1 and the liquid level height measured in advance. The temporary liquid level height an actual liquid level height calculator that corrects the temporary liquid level height H′ calculated by the calculator and calculates an actual liquid level height H;

上記仮液面高さ算出部は上記第１実施例における仮液面高さ算出部１３と同様の処理により、近似円Ｃと容器１の壁面との交点Ｂ’を認識し、交点Ｂ’同士を結んだ基準線Ｂを作成する。
次に仮液面高さ算出部１３は、上記頂点算出部が求めた近似円Ｃの頂点Ｐから上記基準線Ｂまでの距離を測定し、当該距離の半分の位置を上記仮液面高さＨ’として算出する。 The temporary liquid level calculator 13 recognizes the intersection point B' between the approximate circle C and the wall surface of the container 1 by performing the same processing as the temporary liquid level calculator 13 in the first embodiment. Create a reference line B connecting
Next, the temporary liquid level calculation unit 13 measures the distance from the vertex P of the approximate circle C obtained by the vertex calculation unit to the reference line B, and calculates the half position of the distance as the temporary liquid level height. Calculate as H'.

上記補正値記憶部は、上記第１実施例における補正値記憶部１４と同様、予め行った実験により計測した補正値Ｎが登録されている。
本実施例の上記補正値Ｎは、実際の液体を充填した実際の容器１を上記回転体３によって搬送しながら上記撮影手段４によって撮影して上記仮液面高さ算出部によって仮液面高さＨ’を算出し、その際の仮液面高さＨ’と実液面高さとの差を上記補正値Ｎとして算出する。
これを、例えば回転体３の回転数を１００ｒｐｍから１０ｒｐｍ刻みで増大させながら収集することにより、各搬送速度（回転数）ごとの補正値Ｎが得られるようになっている。
本実施例の場合、容器１の搬送速度が増大するにしたがって仮液面高さＨ’を補正する補正値Ｎが大きくなる。 Similar to the correction value storage unit 14 in the first embodiment, the correction value storage unit stores correction values N measured in advance by experiments.
The correction value N of the present embodiment is obtained by photographing the actual container 1 filled with the actual liquid by the photographing means 4 while the actual container 1 is being conveyed by the rotating body 3, The height H' is calculated, and the difference between the temporary liquid level height H' and the actual liquid level height at that time is calculated as the correction value N.
By collecting this while increasing the number of revolutions of the rotor 3 from 100 rpm in increments of 10 rpm, for example, the correction value N for each conveying speed (number of revolutions) can be obtained.
In the case of this embodiment, as the transport speed of the container 1 increases, the correction value N for correcting the temporary liquid level H' increases.

そして上記実液面高さ算出部は、搬送速度計測手段が計測した容器１の搬送速度に対応する補正値Ｎを用いて仮液面高さＨ’を補正し、容器１中における液体の実液面高さＨを算出するようになっている。
具体的に上記実液面高さ算出部１５は、上記搬送速度計測手段が計測した容器１の搬送速度を算出すると、当該搬送速度に対応する補正値Ｎを上記補正値記憶部１４から取り出し、上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’を上記補正値Ｎによって補正することにより、実際の実液面高さＨを算出するようになっている。
本実施例の場合、上記仮液面高さ算出部１３が算出した仮液面高さＨ’は上記基準面と近似円Ｃの頂点Ｐとの距離の中間となっており、実液面高さＨは上記仮液面高さＨ’よりも下方に位置することから、算出された仮液面高さＨ’から補正値Ｎを減算する補正を行うことで実液面高さＨを算出するようになっている。
続いて実液面高さ算出部１５は、算出した実液面高さＨを、予め設定されている良品としての容器１の液面高さと比較し、実液面高さＨが所定の範囲内に含まれている場合には当該容器１を良品と判断し、当該範囲外の場合には当該容器１を不良品と判断する。 The actual liquid level calculator corrects the virtual liquid level H' using the correction value N corresponding to the transport speed of the container 1 measured by the transport speed measuring means, and calculates the actual liquid level in the container 1. The liquid level height H is calculated.
Specifically, when the actual liquid surface height calculation unit 15 calculates the transport speed of the container 1 measured by the transport speed measuring means, the correction value N corresponding to the transport speed is taken out from the correction value storage unit 14, By correcting the temporary liquid level H′ calculated by the temporary liquid level calculating section 13 with the correction value N, the actual liquid level H is calculated.
In the case of this embodiment, the virtual liquid level height H′ calculated by the virtual liquid level height calculator 13 is the middle of the distance between the reference plane and the vertex P of the approximate circle C, and the actual liquid level height Since the height H is located below the temporary liquid level height H′, the actual liquid level height H is calculated by subtracting the correction value N from the calculated temporary liquid level height H′. It is designed to
Subsequently, the actual liquid level height calculation unit 15 compares the calculated actual liquid level height H with the preset liquid level height of the container 1 as a non-defective product, and determines that the actual liquid level height H is within a predetermined range. If it is within the range, the container 1 is determined as a non-defective product, and if it is outside the range, the container 1 is determined as a defective product.

このように、第２実施例の液面高さ検査装置２も、回転体３の回転による遠心力によって容器１の液体の液面Ｓが傾斜した場合であっても、実液面高さＨを正確に測定することができ、これにより容器１への液体の充填量の良否判定を正確に行うことができる。 As described above, even when the liquid level S of the container 1 is tilted due to the centrifugal force caused by the rotation of the rotating body 3, the liquid level inspection device 2 of the second embodiment also detects the actual liquid level height H. can be accurately measured, so that it is possible to accurately determine whether the amount of liquid filled into the container 1 is good or bad.

１ 容器 ２ 液面高さ検査装置
３ 回転体 ４ 撮影手段
１１ 画像処理手段 １２ 半径算出部
１３ 仮液面高さ算出部 １４ 補正値記憶部
１５ 実液面高さ算出部 Ａ 円弧状部
Ｂ 基準線 Ｃ 近似円
Ｈ 実液面高さ Ｈ‘ 仮液面高さ
Ｎ 補正値 Ｓ 液面 REFERENCE SIGNS LIST 1 container 2 liquid level inspection device 3 rotating body 4 photographing means 11 image processing means 12 radius calculator 13 temporary liquid level calculator 14 correction value storage 15 actual liquid level calculator A arc-shaped part B reference Line C Approximate circle H Actual liquid level H' Temporary liquid level N Correction value S Liquid level

Claims (3)

液体が充填された容器を保持する保持部を有する回転体と、上記回転体によって搬送される容器を撮影する撮影手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理する画像処理手段とを備え、
上記撮影手段は、回転体の回転による遠心力によって容器の内部で傾斜した液体の液面を撮影し、上記画像処理手段は撮影された画像から容器内の液体の液面高さを認識する液面高さ検査装置において、
上記撮影手段を上記容器の搬送経路の内側または外側に設けて、傾斜した液面の縁部が形成する円弧状部を撮影し、
上記画像処理手段は、
上記円弧状部についての近似円を認識するとともに、当該近似円の半径を算出する半径算出部と、
上記円弧状部から仮液面高さを算出する仮液面高さ算出部と、
上記近似円の半径Ｒと実験により測定した液面高さとに基づいて設定された補正値を記憶する補正値記憶部と、
上記半径算出部が算出した近似円の半径Ｒと上記補正値記憶部の補正値とを用いて、上記仮液面高さ算出部が算出した仮液面高さを補正し、実際の実液面高さを算出する実液面高さ算出部とを備えることを特徴とする液面高さ検査装置。 A rotator having a holding part that holds a container filled with liquid, a photographing means for photographing the container conveyed by the rotator, and an image processing means for processing the image photographed by the photographing means,
The photographing means photographs the inclined liquid surface inside the container by centrifugal force caused by the rotation of the rotating body, and the image processing means recognizes the liquid surface height of the liquid in the container from the photographed image. In the surface height inspection device,
The photographing means is provided inside or outside the transport path of the container to photograph the arc-shaped portion formed by the edge of the inclined liquid surface,
The image processing means is
A radius calculation unit that recognizes an approximate circle for the arcuate portion and calculates the radius of the approximate circle;
A temporary liquid level height calculation unit that calculates a temporary liquid level height from the arc-shaped part;
a correction value storage unit that stores a correction value set based on the radius R of the approximate circle and the liquid level height measured by experiment;
Using the radius R of the approximate circle calculated by the radius calculation unit and the correction value of the correction value storage unit, the virtual liquid level height calculated by the virtual liquid level calculation unit is corrected, and the actual liquid A liquid level inspection device, comprising: an actual liquid level calculating section for calculating the liquid level. 液体が充填された容器を保持する保持部を有する回転体と、上記回転体によって搬送される容器を撮影する撮影手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理する画像処理手段とを備え、
上記撮影手段は、回転体の回転による遠心力によって容器の内部で傾斜した液体の液面を撮影し、上記画像処理手段は撮影された画像から容器内の液体の液面高さを認識する液面高さ検査装置において、
上記撮影手段を上記容器の搬送経路の内側または外側に設けて、傾斜した液面の縁部が形成する円弧状部を撮影するとともに、上記回転体による容器の搬送速度を計測する搬送速度計測手段を備え、
上記画像処理手段は、
上記円弧状部から仮液面高さを算出する仮液面高さ算出部と、
上記回転体による容器の搬送速度に基づいて設定された補正値を記憶する補正値記憶部と、
上記搬送速度計測手段が計測した容器の搬送速度と上記補正値記憶部の補正値とを用いて、上記仮液面高さ算出部が算出した仮液面高さを補正し、実際の実液面高さを算出する実液面高さ算出部とを備えることを特徴とする液面高さ検査装置。 A rotator having a holding part that holds a container filled with liquid, a photographing means for photographing the container conveyed by the rotator, and an image processing means for processing the image photographed by the photographing means,
The photographing means photographs the inclined liquid surface inside the container by centrifugal force caused by the rotation of the rotating body, and the image processing means recognizes the liquid surface height of the liquid in the container from the photographed image. In the surface height inspection device,
The photographing means is provided inside or outside the conveying path of the container to photograph the arc-shaped portion formed by the edge of the inclined liquid surface and to measure the conveying speed of the container by the rotating body. with
The image processing means is
A temporary liquid level height calculation unit that calculates a temporary liquid level height from the arc-shaped part;
a correction value storage unit that stores a correction value set based on the transport speed of the container by the rotating body;
Using the container transport speed measured by the transport speed measuring means and the correction value in the correction value storage unit, the virtual liquid level calculated by the virtual liquid level calculator is corrected, and the actual liquid is A liquid level inspection device, comprising: an actual liquid level calculating section for calculating the liquid level. 上記仮液面高さ算出部は、上記撮影された画像から容器の壁面を認識し、
さらに、上記円弧状部についての上記近似円と上記壁面との交点同士を結んだ基準線を用いて、上記仮液面高さを算出することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の液面高さ検査装置。 The temporary liquid level calculation unit recognizes the wall surface of the container from the photographed image,
Further, the provisional liquid level height is calculated using a reference line connecting points of intersection of the approximate circle and the wall surface of the arc-shaped portion. 1. The liquid level inspection device according to claim 1.
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