JP2023035618A - Anomaly detection device and anomaly detection method - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 掲載年月日 令和3年8月20日 掲載アドレス http://gijutsu12/Giken/index.htmlApplied for application of
本発明は、異常検知装置および異常検知方法に関する。 The present invention relates to an anomaly detection device and an anomaly detection method.
従来の自動搬送の製造ラインにおいては、要所に撮像装置を設置し、部品に対して目視確認またはルールベースに基づく撮像画像に対する画像判定を行っている。このような製造ラインにおける撮像装置の撮像画像に対する画像判定についての技術として、対象物の表面の画像を取得する取得部と、取得部で取得された対象物の表面の画像から得られる、対象物の表面において鏡面反射成分と拡散反射成分の比率が互いに異なる複数の反射状態に基づいて、対象物の表面の色を判定する処理である色判定処理を行う判定部と、を備えた検査システムが開示されている(例えば特許文献1参照)。 In a conventional automatic transport production line, imaging devices are installed at key points to perform visual confirmation of parts or image judgment of captured images based on a rule base. As a technique for image determination for images captured by an imaging device in such a production line, an acquisition unit that acquires an image of the surface of an object, and an image of the surface of the object that is obtained from the image of the surface of the object acquired by the acquisition unit. an inspection system comprising: (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の製造ラインにおける技術では、自動車部品のように凹凸等の特徴的な曲線部分が多く存在する部品に対して、単純な色判定処理等に基づく画像処理では、形状の異常を検知することが困難であるという課題がある。 However, in conventional manufacturing line technology, image processing based on simple color determination processing, etc. cannot detect shape abnormalities for parts such as automobile parts that have many characteristic curved portions such as unevenness. There is a problem that it is difficult to
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、対象物について精度よく形状の異常を検知することができる異常検知装置および異常検知方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an anomaly detection device and an anomaly detection method capable of accurately detecting an anomaly in the shape of an object.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る異常検知装置は、撮像装置により撮像された、搬送経路上で搬送される部品における所定の対象物に対する撮像画像を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記撮像画像における前記対象物の画像部分を、複数の画像に分割する分割部と、前記分割部により分割された前記複数の画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果を出力として得る判定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an abnormality detection device according to the present invention acquires a captured image of a predetermined object in a component transported on a transport path, which is imaged by an imaging device. a dividing unit that divides the image portion of the object in the captured image acquired by the acquiring unit into a plurality of images; a determination unit that obtains as an output a determination result indicating the presence or absence of an abnormality by an abnormality determination process using a model.
本発明によれば、対象物について精度よく形状の異常を検知することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality of a shape can be detected accurately about a target object.
以下に、図1~図9を参照しながら、本発明に係る異常検知装置および異常検知方法の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。 1 to 9, embodiments of an abnormality detection device and an abnormality detection method according to the present invention will be described in detail below. In addition, the present invention is not limited by the following embodiments, and the constituent elements in the following embodiments can be easily conceived by those skilled in the art, substantially the same, and so-called equivalent ranges. is included. Furthermore, various omissions, replacements, changes and combinations of components can be made without departing from the gist of the following embodiments.
(異常検知システムの全体構成)
図1は、実施形態に係る異常検知システムの全体構成の一例を示す図である。図1を参照しながら、本実施形態に係る異常検知システム1の全体構成について説明する。
(Overall configuration of anomaly detection system)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of an anomaly detection system according to an embodiment. An overall configuration of an anomaly detection system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示す異常検知システム1は、搬送ライン3(搬送経路)において、撮像装置により撮像された画像が示す部品における所定の対象物の形状の異常を検知するためのシステムである。図1に示すように、異常検知システム1は、PLC(Programmable Logic Controller)11と、撮像装置12と、異常検知装置10と、表示装置13と、サーバ装置20と、を含む。
An anomaly detection system 1 shown in FIG. 1 is a system for detecting an anomaly in the shape of a predetermined object in a part indicated by an image captured by an imaging device on a transport line 3 (transport path). As shown in FIG. 1, the anomaly detection system 1 includes a PLC (Programmable Logic Controller) 11, an
PLC11は、搬送ライン3における車体等の部品30の設置動作、組付け動作および搬送動作等を制御する産業用制御装置である。PLC11は、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングで、当該所定位置に搬送されたことを示す搬送信号を、異常検知装置10へ送信する。PLC11からの搬送信号は、直接、またはリレー部品等を介して異常検知装置10へ送信されるものとすればよい。例えば、PLC11は、撮像装置12による撮像に適した所定位置に多関節ロボット等の制御により部品30を設置したタイミング、または、リミッタスイッチ、近接センサもしくは光電センサ等により当該所定位置に部品30が搬送されたことを検知されたタイミングで、搬送信号を異常検知装置10へ送信する。なお、異常検知装置10は、搬送ライン3に設置されたリミッタスイッチ、近接センサもしくは光電センサ等から、所定位置に部品30が搬送されたことを示す搬送信号を受信するものとしてもよい。
The
撮像装置12は、部品30における所定の対象物であるルーフ部材のフランジ部を含む領域を撮像する撮像装置である。撮像装置12は、撮像した撮像画像を異常検知装置10へ送信する。本実施形態では、部品30は、自動車の車体であるものとし、所定の対象物は、車体のルーフ部材のフランジ部であるものとして説明する。なお、部品30および所定の対象物は、これらに限定されるものではない。
The image capturing
なお、撮像装置12による撮像画像は、静止画データであってもよく、動画データであってもよい。
The image captured by the
異常検知装置10は、撮像装置12で撮像された撮像画像に含まれる部品30のルーフ部材のフランジ部について、形状の異常を検知するための装置である。異常検知装置10は、例えば、シングルボードコンピュータによって実現される。なお、異常検知装置10はシングルボードコンピュータであることに限定されず、通常のPC(Personal Computer)またはワークステーション等の情報処理装置であってもよい。異常検知装置10は、画像処理プログラム101と、前処理プログラム102と、異常判定プログラム103と、を含む。
The
画像処理プログラム101は、撮像装置12により撮像された撮像画像から、ルーフ部材のフランジ部の画像を抽出する等の画像処理を行うプログラムである。なお、画像処理プログラム101における抽出方法は、撮像画像の所定の領域の切り出し処理、テンプレートマッチング等による所定のアルゴリズムに基づく抽出処理、または、教師あり学習等により生成した所定の学習モデルを用いるYOLO(You Only Look Once)等を用いた既存の抽出処理のいずれに基づく方法であってもよい。
The
前処理プログラム102は、画像処理プログラム101により抽出された抽出画像に対して、後段の異常判定プログラム103による異常判定のための所定の前処理を実行するためのプログラムである。前処理プログラム102は、所定の前処理として、具体的には、異常判定プログラム103による異常判定処理の負荷を軽減するために、抽出画像を複数の画像に分割する。
The preprocessing
異常判定プログラム103は、前処理プログラム102により分割された各分割画像について、所定の学習モデル104を用いて異常判定処理を実行するためのプログラムである。具体的には、異常判定プログラム103は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果の出力を得る。学習モデル104は、ルーフ部材のフランジ部の画像に、ラベルとしての正常または異常の情報を組み合わせた教師データを用いて、例えば機械学習の教師あり学習の一例であるCNN(Convolutional Neural Network:畳み込みニューラルネットワーク)等により生成される学習モデルである。また、CNNの場合、前処理プログラム102により抽出画像から分割される分割画像は、垂直および水平のピクセル数が同一の画像(正方形の画像)に分割する必要がある。ただし、抽出画像から直接、正方形の画像に分割する必要は必ずしもなく、学習モデル104による異常判定の精度が確保できる範囲で、分割後の画像を正方形となるように画像サイズを変更するものとしてもよい。なお、学習モデル104を生成する学習アルゴリズムは、CNNに限定されるものではなく、その他の学習アルゴリズムによって生成されるものとしてもよい。また、本実施形態では、フランジ部の画像から、学習モデル104を用いた異常判定処理の結果として、当該フランジ部の形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度が得られるものとして説明する。
The abnormality determination program 103 is a program for executing abnormality determination processing using a
表示装置13は、異常判定プログラム103による判定結果等を表示する、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)またはOELD(Organic Electro-Luminescent Display:有機ELディスプレイ)等の表示装置である。
The
サーバ装置20は、異常判定プログラム103による判定結果等を蓄積するサーバ装置である。
The
(異常検知装置のハードウェア構成)
図2は、実施形態に係る異常検知装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図2を参照しながら、本実施形態に係る異常検知装置10のハードウェア構成について説明する。
(Hardware configuration of anomaly detection device)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of the abnormality detection device according to the embodiment; The hardware configuration of the
図2に示すように、異常検知装置10は、CPU(Central Processing Unit)201と、RAM(Random Access Memory)202と、ROM(Read Only Memory)203と、補助記憶装置204と、ネットワークI/F205と、入出力I/F206と、表示出力I/F207と、撮像I/F208と、を備えている。これらの各部は、バスライン210を介して互いにデータ通信が可能となるように接続されている。
As shown in FIG. 2, the
CPU201は、異常検知装置10全体の動作を制御する演算装置である。RAM202は、CPU201のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。ROM203は、IPL(Initial Program Loader)のようなCPU201が最初に実行するプログラム等を記憶する不揮発性記憶装置である。なお、CPU201、RAM202およびROM203は、例えば1つの基板に実装されたSoC(System on a Chip)として構成されていてもよい。
The
補助記憶装置204は、上述した画像処理プログラム101、前処理プログラム102、異常判定プログラム103および学習モデル104、ならびにこれらのプログラムで用いられる各種データ等を記憶するHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、eMMC(embedded Multi Media Card)またはmicroSDカード等の補助記憶装置である。
Auxiliary storage device 204 stores
ネットワークI/F205は、ネットワーク等に接続してデータ通信するためのインターフェースである。図2に示す例では、ネットワークI/F205は、サーバ装置20に接続されており、異常検知装置10における上述の判定結果等をサーバ装置20へ送信する。また、ネットワークI/F205は、例えば、TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)のプロトコルで通信可能にするEthernet(登録商標)規格のインターフェースである。なお、ネットワークI/F205は、有線通信に限定されるものではなく、Wi-Fi(登録商標)等に基づく無線通信のインターフェースであってもよい。
A network I/
入出力I/F206は、PLC11と通信をするためのGPIO(General Purpose Input/Output)等のインターフェースである。入出力I/F206は、例えば、PLC11から上述の搬送信号を受信し、異常判定プログラム103による判定結果を示す信号(正常または異常を示す信号)をPLC11へ送信する。
The input/output I/
表示出力I/F207は、異常判定プログラム103による判定結果等の表示データを表示装置13へ送信するためのHDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)等のインターフェースである。
The display output I/
撮像I/F208は、撮像装置12から撮像画像を受信するためのUSB(Universal Serial Bus)等のインターフェースである。
The imaging I/
なお、図1に示す異常検知装置10のハードウェア構成は一例を示すものであり、当該構成に限定されるものではない。例えば、グラフィック処理に特化したGPU(Graphics Processing Unit)等を備えているものとしてもよい。
Note that the hardware configuration of the
(異常検知装置の機能的なブロック構成)
図3は、実施形態に係る異常検知装置の機能的なブロック構成の一例を示す図である。図4は、撮像されたルーフ部材の撮像画像およびフランジ部を含む抽出画像の一例を示す図である。図5は、フランジ部の正常画像の一例を示す図である。図6は、フランジ部の異常画像の一例を示す図である。図7は、フランジ部の抽出画像を分割した状態を説明する図である。図8は、撮像画像のフランジ部の形状についての判定結果を重畳表示した状態の一例を示す図である。図3~図8を参照しながら、本実施形態に係る異常検知装置10の機能的なブロック構成および動作について説明する。
(Functional block configuration of anomaly detection device)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional block configuration of the anomaly detection device according to the embodiment; FIG. 4 is a diagram showing an example of an extracted image including a picked-up image of the roof member and a flange portion. FIG. 5 is a diagram showing an example of a normal image of the flange portion. FIG. 6 is a diagram showing an example of an abnormal image of the flange portion. FIG. 7 is a diagram for explaining a state in which the extracted image of the flange portion is divided. FIG. 8 is a diagram showing an example of a superimposed display of the determination result regarding the shape of the flange portion of the captured image. The functional block configuration and operation of the
図3に示すように、異常検知装置10は、取得部301と、工程通信部302と、抽出部303と、前処理部304(分割部)と、異常判定部305(判定部)と、表示制御部306と、生成部307と、記憶部308と、を有する。
As shown in FIG. 3, the
取得部301は、撮像装置12により撮像された、車体である部品30のルーフ部材のフランジ部を含む撮像画像を、撮像I/F208を介して取得する機能部である。ここで、図4(a)に、撮像画像の一例として、撮像装置12により撮像された、部品30のルーフ部材31のフランジ部31aを含む撮像画像IMG1を示している。また、取得部301は、後述する工程通信部302から部品30についての上述の搬送信号を受信した旨を受け取った場合、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始する。なお、工程通信部302により搬送信号を受信したタイミングで、撮像装置12による撮像動作の開始、かつ取得部301による撮像画像の取得動作の開始が行われるものとしてもよい。取得部301は、取得した撮像画像を、抽出部303へ出力する。取得部301は、例えば、図2に示すCPU201により画像処理プログラム101が実行されることによって実現される。
The
工程通信部302は、入出力I/F206を介して通信を行う機能部である。例えば、工程通信部302は、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングでPLC11から搬送信号を受信し、当該搬送信号を受信した旨を、取得部301へ出力する。また、工程通信部302は、異常判定部305による判定結果を示す信号(正常または異常を示す信号)をPLC11へ送信する。工程通信部302は、例えば、図2に示すCPU201により所定のプログラムが実行されることによって実現される。
The
抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、所定の対象物の画像部分を抽出する機能部である。具体的には、抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、部品30のルーフ部材のフランジ部の画像を抽出する。例えば、図4(b)では、抽出部303は、取得部301から受け取った撮像画像である図4(a)に示す撮像画像IMG1から、部品30のルーフ部材31のフランジ部31aを含む画像として抽出画像EIMG1を抽出した例を示している。また、図5に示す抽出画像EIMG1は、抽出部303により撮像画像から抽出された、形状が正常なフランジ部31aを含む抽出画像の一例を示す。一方、図6に示す抽出画像EIMG2は、抽出部303により撮像画像から抽出された、異常な形状部分を有するフランジ部31aを含む抽出画像の一例を示す。図6では、抽出画像EIMG2に示すフランジ部31aに、異常な形状部分として、3か所の異常部分31bを含む例を示している。
The
抽出部303による抽出方法は、撮像画像の所定の領域の切り出し処理、テンプレートマッチング等による所定のアルゴリズムに基づく抽出処理、または、教師あり学習等により生成した所定の学習モデルを用いるYOLO等を用いた既存の抽出処理のいずれに基づく方法であってもよい。抽出部303は、抽出したフランジ部31aの抽出画像、前処理部304へ出力する。抽出部303は、例えば、図2に示すCPU201により画像処理プログラム101が実行されることによって実現される。
The extraction method by the
前処理部304は、抽出部303により抽出されたフランジ部31aの抽出画像に対して、後段の異常判定部305による異常判定処理のための所定の前処理を実行する機能部である。前処理部304は、所定の前処理として、具体的には、異常判定部305による異常判定処理の負荷を軽減するために、抽出画像を複数の画像に分割する。図7に示す例では、前処理部304は、例えば、抽出部303より抽出された抽出画像EIMG1について、5つの分割画像SIMGに分割している。なお、異常判定部305が用いる学習モデル104がCNNに基づくものである場合、上述のように、抽出画像から分割される分割画像は、垂直および水平のピクセル数が同一の画像(正方形の画像)に分割する必要がある。ただし、抽出画像から直接、正方形の画像に分割する必要は必ずしもなく、学習モデル104による異常判定の精度が確保できる範囲で、分割後の画像を正方形となるように画像サイズを変更するものとしてもよい。前処理部304は、分割した複数の分割画像を、異常判定部305へ出力する。
The
抽出部303により抽出された抽出画像が高解像度のデータサイズが大きな画像である場合、異常判定部305による異常判定処理に大きな負荷がかかるところ、上述のように、前処理部304により抽出画像を複数の分割画像に分割することによって、当該異常判定処理の負荷を低減することができる。また、異常判定部305による異常判定処理の負荷を低減するために、抽出画像を縮小してデータサイズを小さくすることも考えられるが、抽出画像に含まれるフランジ部31aの形状の解像度が下がり、当該異常判定処理の精度が低下するため、好ましくない。なお、図7の例では、所定の対象物として横長のフランジ部31aであるために、水平方向に分割しているが、これに限定されるものではなく、抽出画像に含まれる所定の対象物の形状および大きさに応じて、垂直方向、または水平方向および垂直方向に分割するものとしてもよい。また、前処理部304により抽出画像を必ず分割しなければならないわけではなく、抽出画像のデータサイズおよび形状によっては、異常判定部305により抽出画像に対して直接、異常判定処理が実行されるものとしてもよい。この場合、前処理部304により抽出画像を分割するか否かは、設定に切り替えられるものとしてもよく、または、抽出画像のデータサイズまたは形状に応じて自動で切り替えらえるものとしてもよい。
When the extraction image extracted by the
前処理部304は、例えば、図2に示すCPU201により前処理プログラム102が実行されることによって実現される。
The
異常判定部305は、前処理部304により分割された各分割画像について、記憶部308に記憶された学習モデル104を用いて異常判定処理を実行する機能部である。具体的には、異常判定部305は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果(異常の有無を示す判定結果)の出力を行う。この場合、異常判定部305は、分割画像ごとに異常判定処理を行うため、いずれの分割画像に異常があるかを区別して出力することが可能である。また、異常判定部305は、分割画像ごとに、フランジ部31aの形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力する。異常判定部305は、分割画像ごとの判定結果および信頼度を表示制御部306およびサーバ装置20へ出力し、分割画像ごとの判定結果を工程通信部302へ出力する。そして、工程通信部302は、分割画像ごとの判定結果を、PLC11へ送信し、PLC11は、いずれかの分割画像の判定結果に異常を示すものがある場合には、搬送ライン3に対する所定の処理(ライン停止等)を実行する。異常判定部305は、例えば、図2に示すCPU201により異常判定プログラム103が実行されることによって実現される。
The
なお、異常判定部305による異常判定処理は、学習モデル104を用いた判別処理を利用するものとしているが、これに限定されるものではなく、テンプレートマッチング等の学習モデルを用いない所定のアルゴリズムに基づく異常判定処理を実行するものとしてもよい。この場合においても、前処理部304により抽出画像を複数の分割画像に分割することによって、当該異常判定処理の負荷を低減することができる。
The abnormality determination processing by the
表示制御部306は、異常判定部305から受け取った判定結果を表示装置13に表示させる機能部である。例えば、表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像に対して、当該判定結果を重畳して表示する。なお、当該撮像画像に対して、当該判定結果に加えて、当該判定結果の信頼度を重畳させて表示するものとしてもよい。図8に示す例では、表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像IMG2において、異常判定部305による異常判定処理で判別されたフランジ部31aにおける異常部分に対して、異常を示す判定結果としての「anomaly」、および当該異常判定処理の信頼度を含む重畳表示部SPNa、SPNbをそれぞれ重畳させて表示している。なお、表示制御部306は、例えば、信頼度の数値に応じて、重畳表示部の表示色等の態様を異なるように表示させてもよい。
The display control unit 306 is a functional unit that causes the
このように、判定結果を表示装置13に表示させることによって、搬送ライン3の作業者は、判定結果を視覚的に認識することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの異常部分に、判定結果を重畳させて表示することによって、作業者は、学習モデル104により判別された、フランジ部31aにおける形状の異常部分を容易に確認することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの異常部分に、学習モデル104を用いた識別処理の信頼度を重畳させて表示することによって、学習モデル104に基づく異常判定処理の信頼性を確認することができる。
By displaying the determination result on the
表示制御部306は、例えば、図2に示すCPU201により異常判定プログラム103等のプログラムが実行されることによって実現される。
The display control unit 306 is realized, for example, by executing a program such as the abnormality determination program 103 by the
生成部307は、ルーフ部材のフランジ部の画像に、ラベルとしての正常または異常の情報を組み合わせた教師データを用いて、例えば機械学習の教師あり学習の一例であるCNN等により学習モデル104を予め生成する機能部である。生成部307は、生成した学習モデル104を記憶部308に記憶させる。生成部307は、例えば、図2に示すCPU201により、上述の教師あり学習を実現する学習プログラムが実行されることによって実現される。
The
記憶部308は、画像処理プログラム101、前処理プログラム102、異常判定プログラム103および学習モデル104、ならびにこれらのプログラムで用いられる各種データ等を記憶する機能部である。なお、上述の図1で示したように、画像処理プログラム101、前処理プログラム102、学習モデル104を用いる異常判定プログラム103は、別々のプログラムとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、1つのプログラムとして構成されているものとしてもよい。記憶部308は、図2に示す補助記憶装置204によって実現される。
The
なお、図3に示した異常検知装置10の各機能部は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。例えば、図3で独立した機能部として図示した複数の機能部を、1つの機能部として構成してもよい。一方、図3の1つの機能部が有する機能を複数に分割し、複数の機能部として構成するものとしてもよい。
Note that each functional unit of the
(異常検知システムの異常検知処理の流れ)
図9は、実施形態に係る異常検知システムの異常検知処理の流れの一例を示すフローチャートである。図9を参照しながら、本実施形態に係る異常検知システム1の異常検知処理の流れについて説明する。
(Flow of anomaly detection processing of the anomaly detection system)
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of anomaly detection processing of the anomaly detection system according to the embodiment. The flow of abnormality detection processing of the abnormality detection system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 9 .
<ステップS11>
まず、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングで、PLC11から当該所定位置に搬送されたことを示す搬送信号が、工程通信部302により受信された場合(ステップS11:Yes)、異常検知装置10は待機モードから通常の動作モードに復帰し、工程通信部302は、当該搬送信号を受信した旨を、取得部301へ出力し、ステップS12へ移行する。部品30が所定位置に搬送されていない場合(ステップS11:No)、当該所定位置に搬送されるまで待機する。ここで、待機モードとは、例えば省電力状態の動作モードである。
<Step S11>
First, the
<ステップS12>
取得部301は、工程通信部302から搬送信号を受信した旨を受け取った場合、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始し、取得した撮像画像を、抽出部303へ出力する。そして、ステップS13へ移行する。
<Step S12>
Upon receiving the receipt of the carrier signal from the
<ステップS13>
抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、所定の対象物としての部品30のルーフ部材31のフランジ部31aの画像部分を抽出する。抽出部303は、抽出したフランジ部31aの抽出画像、前処理部304へ出力する。そして、ステップS14へ移行する。
<Step S13>
The
<ステップS14>
前処理部304は、後段の異常判定部305による異常判定処理のための前処理として、抽出部303により抽出されたフランジ部31aの抽出画像を複数の画像に分割する。前処理部304は、分割した複数の分割画像を、異常判定部305へ出力する。そして、ステップS15へ移行する。
<Step S14>
The
<ステップS15>
異常判定部305は、前処理部304により分割された各分割画像について、記憶部308に記憶された学習モデル104を用いて異常判定処理を実行する。具体的には、異常判定部305は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果の出力を行う。また、異常判定部305は、分割画像ごとに、フランジ部31aの形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力する。異常判定部305は、分割画像ごとの判定結果および信頼度を表示制御部306およびサーバ装置20へ出力し、分割画像ごとの判定結果を工程通信部302へ出力する。そして、ステップS16へ移行する。
<Step S15>
The
<ステップS16>
表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像に対して、当該判定結果を重畳して表示する。そして、ステップS17へ移行する。
<Step S16>
The display control unit 306 superimposes and displays the determination result on the captured image acquired by the
<ステップS17>
工程通信部302は、分割画像ごとの判定結果を、PLC11へ送信する。PLC11は、いずれかの分割画像の判定結果に異常を示すものがある場合には、搬送ライン3に対する所定の処理(ライン停止等)を実行する。そして、異常検知装置10は待機モードへ移行する。そして、異常検知処理を終了する。
<Step S17>
The
以上のように、本実施形態に係る異常検知装置10では、取得部301が、撮像装置12により撮像された、搬送ライン3上で搬送される部品30におけるルーフ部材31のフランジ部31aに対する撮像画像を取得し、前処理部304が、取得部301により取得された撮像画像におけるフランジ部31aの画像部分を、複数の画像に分割し、異常判定部305が、前処理部304により分割された複数の分割画像を入力として、学習モデル104を用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果を出力として得るものとしている。これによって、所定の対象物としてのフランジ部31aについて精度よく形状の異常を検知することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの画像部分を複数の分割画像に分割するため、異常判定部305による異常判定処理の負荷を低減することができる。
As described above, in the
また、異常検知装置10では、抽出部303が、取得部301により取得された撮像画像からフランジ部31aの画像部分を抽出画像として抽出し、前処理部304が、抽出部303により抽出された抽出画像を、複数の画像に分割するものとしている。これによって、所定の対象物としてのフランジ部31aを含む画像部分を抽出したうえで異常判定処理が行われるので、フランジ部31aに対する異常検知の精度を向上させることができる。
Further, in the
また、異常検知装置10では、工程通信部302が、部品30が搬送ライン3上の所定位置に搬送されたことを示す搬送信号を受信し、取得部301が、工程通信部302により搬送信号が受信された場合に、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始するものとしている。これによって、搬送信号が受信された時点から、撮像画像の取得処理が開始されて、異常判定処理までの一連の処理が実行されるので、異常検知装置10の処理負荷を低減することができる。
In the
また、異常検知装置10では、工程通信部302により搬送信号が受信された場合、待機モードから復帰させ、異常判定部305による異常判定処理が終了すると、待機モードへ移行させるものとしている。これによって、異常検知装置10としてシングルボードコンピュータ等を採用することができ、処理負荷を低減することができる。
In the
1 異常検知システム
3 搬送ライン
10 異常検知装置
11 PLC
12 撮像装置
13 表示装置
20 サーバ装置
30 部品
31 ルーフ部材
31a フランジ部
31b 異常部分
101 画像処理プログラム
102 前処理プログラム
103 異常判定プログラム
104 学習モデル
301 取得部
302 工程通信部
303 抽出部
304 前処理部
305 異常判定部
306 表示制御部
307 生成部
308 記憶部
1
12
Claims (6)
前記取得部により取得された前記撮像画像における前記対象物の画像部分を、複数の画像に分割する分割部と、
前記分割部により分割された前記複数の画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果を出力として得る判定部と、
を備えた異常検知装置。 an acquisition unit that acquires a captured image of a predetermined object in a component that is transported on a transport route, which is captured by an imaging device;
a division unit that divides an image portion of the object in the captured image acquired by the acquisition unit into a plurality of images;
a determining unit that receives the plurality of images divided by the dividing unit as input and obtains as an output a determination result indicating the presence or absence of an abnormality through abnormality determination processing using a predetermined learning model;
Anomaly detection device with
前記分割部は、前記抽出部により抽出された前記抽出画像を、前記複数の画像に分割する請求項1に記載の異常検知装置。 further comprising an extraction unit that extracts an image portion of the object from the captured image acquired by the acquisition unit as an extracted image,
The anomaly detection device according to claim 1, wherein the dividing section divides the extracted image extracted by the extracting section into the plurality of images.
前記取得部は、前記受信部により前記信号が受信された場合に、前記撮像装置により撮像された前記撮像画像の取得を開始する請求項1または2に記載の異常検知装置。 further comprising a receiving unit that receives a signal indicating that the component has been transported to a predetermined position on the transport route;
The anomaly detection device according to claim 1 or 2, wherein the acquisition unit starts acquisition of the captured image captured by the imaging device when the signal is received by the reception unit.
取得した前記撮像画像における前記対象物の画像部分を、複数の画像に分割する分割ステップと、
分割した前記複数の画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果を出力として得る判定ステップと、
を有する異常検知方法。
an acquisition step of acquiring a captured image of a predetermined object in a component transported on a transport route, which is imaged by an imaging device;
a dividing step of dividing the image portion of the object in the acquired captured image into a plurality of images;
a judgment step of obtaining, as an output, a judgment result indicating the presence or absence of an abnormality through an abnormality judgment process using a predetermined learning model using the plurality of divided images as an input;
An anomaly detection method comprising:
Priority Applications (1)
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- 2021-09-01 JP JP2021142617A patent/JP2023035618A/en active Pending
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