JP2506201B2

JP2506201B2 - 物品検査装置

Info

Publication number: JP2506201B2
Application number: JP1250326A
Authority: JP
Inventors: 正彦林; 保生藤井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPH03111705A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、外周面に表示部が付された物品を、前記表
示部及び前記物品の両方が同一撮像視野内に位置する状
態で撮像する撮像手段と、その撮像手段の撮像情報に基
づいて、前記物品上における前記表示部の位置を判別す
る位置判別手段とが設けられている物品検査装置に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、物品としての瓶や缶等の容器に収納される各
種製品には、それら容器の外周面に、製品名等を印刷し
た表示部としてのラベルが付されているが、上記容器の
外周面が円形でない場合にラベルの位置がずれると美観
が損なわれるため、不良品として処理するようにしてい
る。

そして、従来では、目視検査によって表示部の位置を
検査すると、作業員の熟練度によって検査精度がばらつ
く虞れがあり、又、作業能率も低いことから、外周面に
印刷等によって文字等（表示部に相当する）が付された
物品をテレビカメラ等にて撮像した撮像画像情報から、
物品に対応する物品領域の画像情報と表示部に対応する
表示部領域の画像情報とを夫々抽出し、その物品領域の
画像と表示部領域の画像との画面上における相対位置に
よって、物品上における表示部の位置を自動的に判別す
るようにしていた（例えば、特開昭61−23950号公報参
照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では、物品領域の抽出と
表示部領域の抽出は、夫々撮像画像情報から物品の全体
又は表示部の全体を抽出していたために抽出処理に時間
を要する結果、位置判別のための画像処理を迅速に行う
ことができず、検査の作業能率が充分に高いとは言えな
かった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、物品に付される表示部の物品上における位
置の判別を、より少ない画像情報を用いて能率良く行う
ようすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による物品検査装置の特徴構成は、以下の通り
である。

第１の特徴構成は、外周面に表示部が付された物品
を、前記表示部及び前記物品の両方が同一撮像視野内に
位置する状態で撮像する撮像手段と、この撮像手段の撮
像情報に基づいて、前記物品上における前記表示部の位
置を判別する位置判別手段とが設けられている物品検査
装置であって、前記撮像手段の撮像画像情報から前記物
品の一部に対応付けて予め設定した設定範囲に対応する
物品領域を抽出する物品領域抽出手段と、前記撮像手段
の撮像画像情報から前記表示部の一部に対応付けて予め
設定した設定範囲に対応する表示部領域を抽出する表示
部領域抽出手段とが設けられ、前記位置判別手段は、前
記物品領域と前記表示部領域との撮像画像上における相
対位置関係に基づいて、前記物品上における前記表示部
の位置を判別するように構成されている点にある。

第２の特徴構成は、請求項１記載の物品検査装置であ
って、前記物品領域抽出手段は、前記撮像画像情報と予
め設定された基準物品領域の情報との比較結果に基づい
て、前記物品領域の撮像画像上における位置を判別する
ように構成され、且つ、前記表示部領域抽出手段は、前
記撮像画像情報と予め設定された基準表示部領域の情報
との比較結果に基づいて、前記表示部領域の撮像画像上
における位置を判別するように構成されている点にあ
る。

〔作用〕

物品の外周面に付される表示部及び物品の両方が同一
撮像視野内に位置する状態で撮像して、その撮像画像情
報に基づいて物品上における表示部の位置を判別させる
のに、例えば、物品の表示部の形状の特徴に対応する情
報等に基づいて、撮像画像情報の全体から物品上におけ
る表示部の位置を判別させるようにすると、処理対象と
なる画像情報量が多くなり、位置判別に要する処理時間
が長くなる虞れがある。

又、例えば、物品としての瓶詰め製品や缶詰製品等に
表示部としてのラベル等を付す作業は、製品加工ライン
上において物品を連続的に移動させながら、その移動速
度に同期した速度でラベルを連続的に付すことになる
が、この場合に、連続的に移動する物品の位置が予め設
定した検査位置にあるか否かを検出して、物品が検査位
置に達するに伴って撮像処理を起動することは可能であ
るが、移動している物品を撮像するために、撮像手段に
よって実際に撮像された物品や表示部の撮像画像内にお
ける位置が変動する虞れがあり、例えば、停止した状態
で表示部が適正位置に装着された物品を撮像した基準面
画像情報と撮像画像情報とをそのまま比較しても、表示
部の位置を正確に判別することは困難である。

説明を加えれば、撮像手段としては、ITVカメラやビ
デオカメラ等が要いられることになるが、この種の画像
情報を電気的な信号として出力する撮像手段において
は、一画面分の画像情報を出力し終わらなければ、つま
り、一画面分の画像情報の走査が終了しなければ、次の
撮像処理を行うことができないものであることから、連
続的に移動する物品を撮像する場合、その物品の移動速
度と画像情報の走査速度とを同期させることは困難であ
る。従って、物品が予め設定した検査位置に達した時点
で、つまり、物品が同じ位置にあっても、実際に撮像手
段によって撮像された撮像画像情報上での物品の位置
は、撮像処理を起動してから実際の撮像処理、つまり、
撮像画像情報の走査が開始されるまでに要する時間によ
って変動することになる。

そこで、第１の特徴構成では、少ない画像情報を用い
ながらも、且つ、撮像画像上における物品や表示部の位
置に拘わらず、表示部の位置を的確に判別できるように
するために、撮像手段の撮像画像情報から、物品の一部
に対応付けて予め設定した設定範囲に対応する物品領域
と、表示部の一部に対応付けて予め設定した設定範囲に
対応する表示部領域とを夫々抽出して、それら物品領域
と表示部領域との撮像画像上における相対位置関係に基
づいて、物品上における表示部の位置を判別させるよう
にするのである。

尚、上記物品領域及び表示部領域の抽出において、物
品領域や表示部領域の画像上における幾何学的特徴等に
基づいて、それらの画像上における位置を判別させるこ
ともできるが、画像処理が複雑になり、例えば、移動す
る複数個の物品を連続的に検査することが困難になる。

そこで、第２の特徴構成では、上記第１の特徴構成に
おいて、撮像画像情報と予め設定された基準物品領域の
情報との比較結果に基づいて、物品領域の撮像画像上に
おける位置を判別させ、且つ、撮像画像情報と予め設定
された基準表示部領域の情報との比較結果に基づいて、
表示部領域の撮像画像上における位置を判別させるので
ある。

〔発明の効果〕

従って、第１の特徴構成によれば、物品に付される表
示部の位置を検査精度のばらつきが生じないようにしな
がら自動的に判別するのに、少ない画像情報を用いて迅
速に、且つ、物品が移動している場合にも的確に判別で
きるので、物品上における表示部の位置の検査が能率良
く行えるようになる。

又、第２の特徴構成によれば、上記第１の特徴構成に
おいて、撮像画像情報を予め設定された基準物品領域又
は基準表示部領域と比較するだけで、物品領域又は表示
部領域が抽出できるので、例えば、物品領域や表示部領
域の画像上における幾何学的特徴等に基づいて撮像画像
情報内で物品領域や表示部領域を抽出するものに比べ
て、検査精度を低下させることなく、装置構成の簡素化
を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示すように、コンベヤ（１）上を
設定間隔で連続搬送される複数個の瓶状の物品（２）の
外周部に、筒状に形成された熱収縮チューブ等を利用し
た表示部としてのラベル（３）を一枚毎に嵌め込んだ
後、そのラベル（３）の位置が設定適正範囲内にあるか
否かを検査し、そして、設定適正範囲内にない場合に
は、詳述はしないが、搬送下手側箇所に付設されたラベ
ル位置修正装置（４）によってラベル位置を自動的に修
正して、その後、前記ラベル（３）を熱収縮させて前記
物品（２）の外周部に付すようになっている。

前記ラベル（３）は、複数枚を同一向きで収納する収
納部としてのマンガン（５）に収納された状態で、例え
ば、前記物品（２）が搬送される前記コンベヤ（１）上
に設置され、そして、前記部品（２）の供給タクトに応
じて、前記マガジン（５）から一枚毎に取り出されて、
前記物品（２）の外周部に嵌め込まれることになる。

前記ラベル（３）が前記物品（２）の外周部に嵌め込
まれた状態となる前記コンベヤ（１）の横側部に、前記
物品（２）が検査位置にあるか否かを検出する近接セン
サー（Ｓ）を設けると共に、その近接センサー（Ｓ）が
前記物品（２）を検出した後、設定距離を移動した位置
となる前記コンベヤ（１）の横側部に、前記物品（２）
と前記ラベル（３）の両方が同一撮像視野内に位置する
状態で撮像する撮像手段としてのITVカメラ（６）を付
設し、そして、前記近接センサー（Ｓ）が前記物品
（２）を検出した後、前記設定距離を移動するに要する
設定時間を経過するに伴って、つまり、前記物品（２）
が前記ITVカメラ（６）の撮像視野内に位置する状態と
なるに伴って前記物品（２）及びその外周部に付される
ラベル（３）の両方を同一撮像視野内に位置する状態で
撮像させ、その撮像画像情報を、位置判別手段（100）
を構成する画像処理用の制御装置（７）に入力して、前
記ラベル（３）の位置を自動的に判別させるようになっ
ている。

尚、判別したラベル位置が設定適正範囲内にない場合
には、その設定適正位置からのずれ量を求めて、そのず
れ量の情報を前記ラベル位置修正装置（４）に伝達し
て、ラベル位置を修正させることになる。但し、修正不
可能なほど大きくずれている場合には、警報器（８）及
び警報用のランプ（９）を作動させて、異常を報知する
ようにしてある。

前記ラベル（３）の位置について説明すれば、前記ラ
ベル（３）は前記物品（２）の外周部に嵌め込まれるよ
うになっているため、上下方向でのずれはほとんど生じ
ないのであるが、前記物品（２）の平面視における形状
が四角や楕円等である場合に、側面視における横幅方向
でのラベル位置がずれると、そのずれが目立つことにな
る。

例えば、前記ラベル（３）の位置がずれると、第６図
に示すように、前記ラベル（３）に印刷された模様
（ａ）が、前記ラベル（３）が設定適正位置範囲内にあ
る場合（第５図参照）に対して、前記物品（２）の搬送
方向となる横方向にずれた状態となる。

但し、前記物品（２）と前記ITVカメラ（６）の撮像
視野との位置関係が同じとなるように、前記近接センサ
ー（Ｓ）の情報に基づいて前記ITVカメラ（６）に対す
る撮像処理の起動を行うことはできるのであるが、前記
ITVカメラ（６）が、その撮像情報を電気的な信号とし
て出力するように構成されていることから、前記ITVカ
メラ（６）が撮像した撮像画像上において物品を、常時
同じ位置となるように捉えることは困難である。

説明を加えれば、画像情報を電気的な信号として出力
する撮像手段においては、一画面分の撮像情報を出力し
終わらなければ、つまり、一画面分の画像情報の走査が
終了しなければ、次の撮像処理を行うことができないも
のであることから、連続的に移動する物品を撮像する場
合、その物品の移動速度と画像情報の走査速度とを同期
させることは困難である。

従って、実際に撮像手段によって撮像された撮像画像
上での物品の位置は、撮像処理を起動してから実際の撮
像処理、つまり、撮像画像情報の走査が開始されるまで
に要する時間によって変動することになる。

又、前記ITVカメラ（６）の撮像画像上における前記
物品（２）の位置がずれ、且つ、前記物品（２）に対す
る前記ラベル（３）の位置がずれているため、前記ラベ
ル（３）の位置は、前記撮像画像上における位置からは
判別することができないことになる。つまり、前記ラベ
ル（３）の位置は、前記物品（２）に対する相対位置と
して判別する必要がある。

そこで、第３図に示すように、検査開始前に予め基準
となる画像情報を抽出しておき、検査開始後は、その基
準画像情報と撮像画像情報とを比較させるようにしてあ
る。

説明を加えれば、撮像画像上における物品（２）の位
置、及び、撮像画像上におけるラベル（３）の位置の夫
々を判別するために、第７図に示すように、前記物品
（２）に対する前記ラベル（３）の位置が設定適正位置
に付された良品を予め撮像した基準画像情報から、撮像
画像上における前記物品（２）の一部に対応付けて予め
設定した設定範囲に対応する物品領域としての物品検出
用ウインドウ（Xa）を用いて、この物品検出用ウインド
（Xa）内に属する画像情報を基準物品領域（2a）として
抽出すると共に、撮像画像上における前記ラベル（３）
の一部に対応付けて予め設定した設定範囲に対応する表
示部領域としてのラベル検出用ウインドウ（Xb）を用い
て、このラベル検出用ウインドウ（Xb）内に属する画像
情報を基準表示部領域（3a）として抽出しておく。

但し、撮像画像情報内における背景と前記物品（２）
とを区別できるようにするために、前記基準物品領域
（2a）は、前記物品（２）と背景との境界部分の画像情
報の一部を用いるようにしてある。又、撮像画像情報内
における前記物品（２）を含む背景と前記ラベル（３）
とを区別できるようにするために、前記基準物品領域
（3a）は、前記ラベル（３）の模様（ａ）の画像情報の
一部を用いるようにしてある。

そして、検査開始後は、第４図に示すように、前記近
接センサー（Ｓ）が前記物品（２）を検出した後、前記
物品（２）が前記ITVカメラ（６）の撮像視野内に位置
する状態となるまでに要する設定時間経過するに伴っ
て、前記ITVカメラ（６）の撮像情報を取り込み、そし
て、取り込んだ撮像画像情報と、前記両ウインドウ（X
a），（Xb）を用いて、撮像画像情報と前記両基準領域
（2a），（3a）とを比較して、前記物品（２）に対する
前記ラベル（３）の相対位置を求めるようにしてある。

説明を加えれば、第８図に示すように、撮像画像情報
を取り込むと、前記各ウインドウ（Xa），（Xb）を撮像
画像上で横方向に一画素毎に移動させながら、前記基準
物品領域（2a）及び基準表示部領域（3a）の夫々と撮像
情報とを比較して、前記各ウインドウ（Xa），（Xb）内
に属する前記各基準領域（2a），（3a）と撮像画像情報
との画像間の残差が最も小さくなる前記各ウインドウ
（Xa），（Xb）の画像上における座標値の夫々を、前記
画像上における前記物品（２）の位置及び前記ラベル
（３）の位置として夫々求めるようにしてある。

そして、前記位置判別手段（100）は、物品検査用ウ
インドウ（Xa）即ち物品領域とラベル検査用ウインドウ
（Xb）即ち表示部領域との撮像画像上における相対位置
関係（上記両ウインドウ（Xa），（Xb）の座標値）に基
づいて、物品（２）上におけるラベル（３）の位置を判
別するように構成されている。

但し、前記画像間の残差の値は、前記各ウインドウ
（Xa），（Xb）内に属する各画素の濃淡値の差の総和が
最小となる前記各ウインドウ（Xa），（Xb）の座標値と
して求め、その濃淡値の差の総和が最小となる前記各ウ
インド（2a），（3a）夫々の座標値を、前記撮像画像上
における前記物品（２）及び前記ラベル（３）夫々の位
置として求めるようにしてある。

つまり、前記各ウインドウ（Xa），（Xb）を撮像画像
上で横方向に一画素毎に移動させながら、前記基準物品
領域（2a）及び基準表示部領域（3a）の夫々と撮像情報
とを比較して、前記各ウインドウ（Xa），（Xb）内に属
する前記各基準領域（2a），（3a）と撮像画像情報との
画像間の残差が最も小さくなる前記各ウインドウ（X
a），（Xb）の画像上における座標値の夫々を、前記画
像上における前記物品（２）の位置及び前記ラベル
（３）の位置として夫々求める処理が、撮像手段の撮像
画像情報から前記物品（２）の一部に対応付けて予め設
定した設定範囲に対応する物品領域を抽出する物品領域
抽出手段（101）と、前記撮像手段の撮像画像から前記
ラベル（３）の一部に対応付けて予め設定した設定範囲
に対応する表示部領域を抽出する表示部領域抽出手段
（102）とに夫々対応することになる。

撮像画像上における前記物品（２）の位置及び前記ラ
ベル（３）の位置の夫々を求めた後は、それらの位置の
差と予め設定した閾値（TH）とを比較して、前記閾値
（TH）より大である場合には、修正不可能な異常がある
と判断して、前記警報器（８）及びブザー（９）を作動
させて異常発生を報知させることになる。

一方、前記閾値（TH）より小である場合には、前記撮
像画像上における前記物品（２）の位置及び前記ラベル
（３）の位置、つまり、前記両ウインドウ（Xa），（X
b）の画像上における座標値に基づいて、前記ラベル
（３）の位置の修正方向及び修正量を求めて、それらの
情報を前記修正装置（４）に伝達して、ラベル位置を修
正させることになる。

尚、詳述はしないが、前記ITVカメラ（６）は移動し
ている物品（２）を撮像することから、撮像画像のぶれ
を防止するために、例えば、液晶等を利用して電子式の
シャッターを装備させてある。

〔別実施例〕

上記実施例では、基準物品領域（2a）として撮像画像
の背景と前記物品（２）との境界部分に相当する画像情
報を用いた場合を例示したが、例えば、搬送手段として
の前記コンベヤ（１）にマーク等を付設して、前記物品
位置検出用ウインドウ（Xa）内における前記マークの画
像情報を基準物品領域（2a）の情報として用いるように
してもよい。又、基準表示部領域（3a）の情報として
は、前記ラベル（３）の特徴となる前記模様（ａ）の情
報の他、前記物品（２）と前記ラベル（３）との境界部
分の情報等を用いることができる。

又、上記実施例では、表示部としてラベル（３）を物
品としての瓶の外周部に嵌め込むようにした場合を例示
したが、本発明は、例えば、ラベル（３）を物品（２）
の外周部に貼着させたり印刷させたりする場合にも、物
品に対する表示部の位置を検出できるものであって、物
品や表示部の具体構成等、各部の具体構成は、本発明を
適用する装置の構成に応じて各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る物品検査装置の実施例を示し、第１
図は装置の概略構成を示す平面図、第２図は同側面図、
第３図は基準位置設定処理のフローチャート、第４図は
位置判別処理のフローチャート、第５図は良品の説明
図、第６図は不良品の説明図、第７図は基準領域の説明
図、第８図は位置検出の説明図である。（２）……物品、（３）……表示部、（2a）……基準物
品領域、（3a）……基準表示部領域、（６）……撮像手
段、（Xa）……物品領域、（Xb）……表示部領域、（10
0）……位置判別手段、（101）……物品領域抽出手段、
（102）……表示部領域抽出手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に表示部（３）が付された物品
（２）を、前記表示部（３）及び前記物品（２）の両方
が同一撮像視野内に位置する状態で撮像する撮像手段
（６）と、その撮像手段（６）の撮像情報に基づいて、
前記物品（２）上における前記表示部（３）の位置を判
別する位置判別手段（100）とが設けられている物品検
査装置であって、前記撮像手段（６）の撮像画像情報か
ら前記物品（２）の一部に対応付けて予め設定した設定
範囲に対応する物品領域（Xa）を抽出する物品領域抽出
手段（101）と、前記撮像手段（６）の撮像画像情報か
ら前記表示部（３）の一部に対応付けて予め設定した設
定範囲に対応する表示部領域（Xb）を抽出する表示部領
域抽出手段（102）とが設けられ、前記位置判別手段（1
00）は、前記物品領域（Xa）と前記表示部領域（Xb）と
の撮像画像上における相対位置関係に基づいて、前記物
品（２）上における前記表示部（３）の位置を判別する
ように構成されている物品検査装置。
【請求項２】請求項１記載の物品検査装置であって、前
記物品領域抽出手段（101）は、前記撮像画像情報と予
め設定された基準物品領域（2a）の情報との比較結果に
基づいて、前記物品領域（Xa）の撮像画像上における位
置を判別するように構成され、且つ、前記表示部領域抽
出手段（102）は、前記撮像画像情報と予め設定された
基準表示部領域（3a）の情報との比較結果に基づいて、
前記表示部領域（Xb）の撮像画像上における位置を判別
するように構成されている物品検査装置。