JP3056552B2 - 表面状態検査方法 - Google Patents

表面状態検査方法

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JP3056552B2 JP3225053A JP22505391A JP3056552B2 JP 3056552 B2 JP3056552 B2 JP 3056552B2 JP 3225053 A JP3225053 A JP 3225053A JP 22505391 A JP22505391 A JP 22505391A JP 3056552 B2 JP3056552 B2 JP 3056552B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面状態検査方法、特
に、光照射手段により被検査面に光を照射し、その被検
査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成し、該受光
画像中の明度変化に基づいて被検査面の表面状態を検査
する表面状態検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車両においては、車体に対す
る塗装完了後に塗装面の表面状態の検査、即ち、該塗装
面上における塗装欠陥の有無が検出されることになる。
そして、上記塗装面等の表面状態を検査する技術とし
て、例えば特開昭62−233710号公報には、検査
対象物の被検査面に光を照射して、その反射光をスクリ
ーン上に投影させ、その投影像の鮮映度から被検査面の
表面欠陥を自動的に検出する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に被検査面に光を照射し、その反射光を捕らえて映像処
理することにより表面欠陥を検出する技術の一例とし
て、表面欠陥の検出に適した所定の輝度勾配で光度が次
第に変化する明暗光、あるいは明暗変化が繰り返されて
いる明暗光を被検査面に照射し、その反射光を捕らえて
作成した受光画像中の明度変化に基づいて表面欠陥を検
出することが考えられている。即ち、図10に示すよう
に、上記受光画像中の明度変化を示す波形の原画像aを
作成すると共に、図11に示すように、上記受光画像を
その明度の変化方向に走査して明度変化を微分した微分
値を示す画像bを作成し、この画像bと上記原画像aと
を合成した強調画像c作成することが考えられている。
これにより、図10中に(イ)で示される欠陥部の信号
に、図11に(ロ)で示される上記欠陥部に相当する微
分値を加算することにより、図12に(ハ)に示すよう
に欠陥部が強調されることになって、欠陥の検査精度が
向上することになる。この場合、原画像aに画像bの微
分値が加算されることにより、強調画像cの明度レベル
が全体に上昇することになって、その最大明度部分が、
明度変化の演算処理限度を越えた状態となり、このた
め、図12に示すように、強調画像cおける明度変化
を示す波形が、その頂部がカットされた波形となり、こ
の部位における欠陥の検出が困難となる。この不具合を
解消するために、原画像a明暗勾配が緩やかとなるよ
うに、被検査面に照射する明暗光の輝度を低下させた場
合には、全体の明度が低下することになって、検査精度
が低下することになるといった新たな問題が発生するこ
とになる。
【0004】そこで本発明は、被検査面に明暗光を照射
し、その反射光を捕らえて受光画像を作成すると共に、
該受光画像中の明度変化を示す明暗データを作成し、且
つ受光画像を走査して明度変化の微分値を求め、この微
分値と上記明暗データとを合わせることにより明暗の変
化を強調して被検査面の表面状態を検査する場合におけ
る上記の不具合を解消して、精度良く表面欠陥を検出す
ることのできる表面状態検査方法を提供することを目的
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【0006】まず、本願の請求項1に記載の発明は、
照射手段より被検査面に光を照射し、その被検査面から
の反射光を捕らえて受光画像を作成し、該受光画像中の
明度変化に基づいて被検査面の表面状態を検査する表面
状態検査方法において、上記光照射手段より被検査面に
対して明から暗へ変化する明暗光を照射すると共に、上
記受光画像中の明度変化を示す明暗データを作成し、且
つ受光画像をその明暗の変化方向と直交する方向に走査
して明度変化の微分値を求め、この微分値と上記明暗デ
ータとを合わせることにより明暗の変化を強調して被検
査面の表面状態を検査することを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、上記請求
項1に記載の発明において、光照射 手段として、光源と
該光源からの光を被検査面に照射するスクリーンとの間
に透過場所によって光の透過率が異なる光フィルタを設
けることにより、上記被検査面に明暗光を照射するよう
にしたものを用いることを特徴とする。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、請求項1,2のいずれに
記載の発明によっても、明暗の変化方向と直交する方向
に受光画像を走査して明度変化の微分値が演算されるこ
とになり、その走査線上に欠陥がない場合には、微分値
が常に0となる。これにより、受光画像から得られた明
暗データに上記微分値を加算した場合においても、全体
の明度レベルが上昇してその最大明度部位が演算処理限
度を越えるといった事態が確実に防止されることになっ
て、明暗光が照射された被検査面の全領域についてその
表面状態を検出することができると共に、欠陥部の明度
変化が強調されることになって、その検査精度が向上す
ることになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0010】 まず、本発明に係る表面状態検査方法によ
り自動車の車体塗装面を検査するように構成された表面
状態検査装置について説明すると、図1に示すように、
塗装検査ステーションSに搬送された車体1の近傍に
は、該車体1の塗膜面1aを検査して塗装欠陥部の有無
を検出する表面状態検査装置2が配置されており、この
検査装置2は、台座3に載置されたロボット装置4を有
し、該ロボット装置4の先端アーム4aに光照射手段5
と、CCDカメラ6とが支持金具7を介して取り付けら
れ、これらの光照射手段5とCCDカメラ6とが、塗装
ステーションSに搬入された車体1の表面、即ち、該車
体1の塗膜面1aをトレースし、その際、上記光照射手
段5により照射された光が車体1の塗膜面1aで反射さ
れてCCDカメラ6に受光されるようになっている。
【0011】 また、上記のような光照射手段5とCCD
カメラ6とによる塗装欠陥検査においては、ホストコン
ピュータ8によって与えられる指令によりロボットコン
トローラ9制御され、このロボットコントローラ9の
信号がロボット装置4に送られて、該ロボット装置4に
内蔵された所定のアクチュエータ(図示せず)が駆動さ
れ、これにより、ロボット装置4は光照射手段5および
CCDカメラ6が車体1の塗膜面1aをなぞるようにそ
れらを移動させると共に、上記CCDカメラ6により得
られる受光画像を画像処理プロセッサ10に送る。そし
て、この画像処理プロセッサ10は、CCDカメラ6か
らのビデオ信号を増幅したのち微分し、その微分信号の
データをホストコンピュータ8に伝送して解析させ、こ
れにより、車体1の塗膜面1a上の塗装欠陥の有無なら
びに欠陥箇所の座標および塗装欠陥の形状、その大小を
検出するように構成されている。
【0012】 次に、上記の光照射手段5の構成について
説明すると、この光照射手段5は、図2に示すように、
一側面が解放されたボックス11内に設けられた光源と
しての複数の蛍光灯(特に蛍光灯に限定されるものでは
ない)12…12と、これらの蛍光灯12の前面に設け
られてボックス11の一側面を閉塞する光フィルタ13
および拡散スクリーン14とで構成されている。そし
て、上記光フィルタ13は、各蛍光灯12により照射さ
れる光を明から暗に、あるいは暗から明への変化が繰り
返される明暗光に変換し得るように、透過場所によって
光の透過率が異なるように構成されている。即ち、本実
施例においては、図2に示す互いに直交するX,Y方向
のうちY方向についてのみ透過率が小から大に繰り返し
変化するように構成されており、この光フィルタ13に
より、図3に示すように、上記Y方向に沿って所定の明
暗勾配で暗から明への変化が繰り返されている明暗光が
形成され、この明暗光が上記車体1の塗膜面1aに照射
されるようになっている。
【0013】 また、上記拡散スクリーン14は、光フィ
ルタ13を透過した光を拡散させて車体1の塗膜面1a
にムラなく明暗光を照射するためのものである。
【0014】 以上のように構成された表面状態検査装置
2では、塗装ステーションSに塗装済みの車体1が搬入
されるのに伴い欠陥検査作業が開始さることになる。即
ち、上記ロボット装置4が、ロボットコントローラ9に
制御されて、光照射手段5とCCDカメラ6とを一定の
間隔で保った状態で、且つこれらを塗膜面1aに対して
適切な距離を確保した状態で該塗膜面1aに沿って移動
させる。そして、そのときに上記光照射手段5により、
図4に示すように、CCDカメラ6の視野Fをカバーす
る比較的広い塗膜面1aに対してY方向に暗から明への
変化が連続して繰り返される明暗光5aが照射される。
このため、塗膜面1aには暗から明への変化が繰り返さ
れる明度変化のある光照射領域が形成れ、また、該光
照射領域からの反射光を受光するCCDカメラ6には、
図5に示すように、上記明暗光5aの暗から明への変化
方向Yに対応する矢印Y1で示す方向に暗から明に変化
する明暗ある受光画像15が作成されることになる。
【0015】なお、図5において、符号は、暗から明
への変化が繰り返されている明暗光5a中における暗か
ら明への一変化領域を示し、また、各領域において線
の密度が粗である程、明度が高く、線の密度が密である
程、明度が低いことを示している。
【0016】従って、車体1の塗膜面1aの光照射領域
に欠陥があると、該欠陥に対応する一変化領域からの明
暗光5aにより、その欠陥の形状に応じて該欠陥部の明
度が変化し、例えば、図4に示すような凸欠陥16の場
合には、図5に示すように、受光画像15中における暗
から明に変化する一変化領域内に、一側部に暗部16
a′が他側部に明部16b′が隣合わせとなった暗から
明に変化する凸欠陥部16′が認識されることになり、
また、図4に示すような凹欠陥17の場合には、図5に
示すように、受光画像15中における暗から明に変化す
る一変化領域内に、一側部に明部17a′が他側部に
暗部17b′が隣合わせとなった明から暗に変化する凹
欠陥部17a′が認識されることになる。
【0017】 そして、CCDカメラ6は、その受光画像
の明るさの変化に応じて変化するビデオ信号を画像処理
プロセッサ10に出力する。この画像処理プロセッサ1
0は、画像処理して塗装欠陥の位置座標、形状および大
小を検出し、これをホストコンピュータ8内のメモリー
に記憶する。そして、塗装欠陥の補修時には、メモリー
内の記憶内容を取り出し、その欠陥の種類に応じた所定
の補修動作が実行されることになる。
【0018】 次に、上記画像処理プロセッサ10による
塗装欠陥の検出動作を、図6に示すフローチャートに基
づいてより詳細に説明すると、まず、ステップS1にお
いてCCDカメラにより作成された受光画像15を取
り込み、図7に示す受光画像15中の明度変化を示す波
形を有する原画像Aと共に、図8に示す上記受光画像1
5をその明暗の変化方向Yと直交するX方向に走査して
明暗変化の度合いを示す微分値が表示された画像Bを作
成する。そして、ステップS2では、上記原画像Aと画
像Bとを合成することにより、それぞれの画像中に
(ニ),(ホ)で示される欠陥部が強調された図9に示
強調画像Cを作成し、欠陥部(ヘ)の強調を行い、ス
テップS3においては、上記強調画像Cより欠陥の位置
の座標、その欠陥の種別、大きさを演算し、その後、ス
テップS4では、欠陥データをホストコンピュータ8に
出力する
【0019】 以上のような塗装欠陥検出時には、明暗の
変化方向Yと直交する方向Xに受光画像15を走査して
明度変化の微分値が演算されることになり、その走査線
上に欠陥がない場合には、微分値が常に0となる。これ
により、受光画像15から得られた明暗データに上記微
分値を加算した場合においても、全体の明度レベルが上
昇してその最大明度部位が演算処理限度を越えるといっ
た事態が確実に防止されることになって、明暗光15a
が照射された被検査面の全領域についてその表面状態を
検出することができると共に、欠陥部の明度変化が強調
されることになって、その検査精度が向上することにな
る。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、明暗の
変化方向と直交する方向に受光画像を走査して明度変化
の微分値が演算されることになり、その走査線上に欠陥
がない場合には、微分値が常に0となって、受光画像か
ら得られた明暗データに上記微分値を加算した場合にお
いても、全体の明度レベルが上昇してその最大明度部位
が演算処理限度を越えるといった事態が確実に防止され
ることになり、これにより、明暗光が照射された被検査
面の全領域についてその表面状態を精度良く検出するこ
とができると共に、欠陥部の明度変化が強調されること
になって、その検査精度が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 表面状態検査装置の斜視図。
【図2】 光照射手段の分解斜視図。
【図3】 明暗勾配のパターンを示すグラフ。
【図4】 照射状態および受光状態を示す拡大図。
【図5】 受光画像の部分拡大図。
【図6】 欠陥部検査動作を示すフローチャート図。
【図7】 明度変化の状態を示す原画像の図。
【図8】 微分値を示す画像の図。
【図9】 強調画像を示す図。
【図10】 従来の明度変化の状態を示す原画像の
図。
【図11】 従来の微分値を示す画像の図。
【図12】 従来の強調画像を示す図。
【符号の説明】
1 車体 1a 塗膜面 2 表面状態検査装置 5 光照射手段 5a 明暗光 6 CCDカメラ 8 ホストコンピュータ 10 画像処理プロセッサ 15 受光画像 16,17 塗装欠陥

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光照射手段より被検査面に光を照射し、
    その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成
    し、該受光画像中の明度変化に基づいて被検査面の表面
    状態を検査する表面状態検査方法であって、上記光照射
    手段より被検査面に対して明から暗へ変化する明暗光を
    照射すると共に、上記受光画像中の明度変化を示す明暗
    データを作成し、且つ受光画像をその明暗の変化方向と
    直交する方向に走査して明度変化の微分値を求め、この
    微分値と上記明暗データとを合わせることにより明暗の
    変化を強調して被検査面の表面状態を検査することを特
    徴とする表面状態検査方法。
  2. 【請求項2】 光照射手段として、光源と該光源からの
    光を被検査面に照射するスクリーンとの間に透過場所に
    よって光の透過率が異なる光フィルタを設けることによ
    り、上記被検査面に明暗光を照射するようにしたものを
    用いることを特徴とする請求項1に記載の表面状態検査
    方法。
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