JP3076515B2 - フローコート塗装状態の検出方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フローコーティン
グを施している過程において塗装状態の良否を評価する
フローコート塗装状態の検出方法およびその装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、塗料が送り込まれるヘッド部
に設けたスリット状のリップ部ないし多数個のノズルか
ら塗料を流下させることによりカーテン状の塗料膜を形
成し、コンベアのような搬送装置を用いて被塗装物を塗
料膜に略直交する方向に搬送することにより、被塗装物
の表面に塗料を被着するようにしたフローコーティング
ないしカーテンフローコーティングと称する塗装技術が
知られている。余剰の塗料は樋に集められてポンプなど
で循環使用される。

【０００３】この種の塗装技術では、塗料の吐出口で塗
料が固まったり吐出口に異物が付着したりするなどの原
因で、塗料膜に孔や気泡が形成されて塗料膜に膜切れが
生じることがある。塗料膜に膜切れが生じると塗料の流
下に伴って孔や気泡が被塗装物の位置まで移動すること
があり、このときに被塗装物には塗りむらが生じること
になる。

【０００４】そこで、塗料膜に形成される孔や気泡に起
因する塗りむらを防止するために、特開平４−１５６９
７２号公報に記載されているように、塗料膜の幅方向の
全長に亙って線状に光を照射するとともに、塗料膜を通
過した光をＣＣＤイメージセンサのような受光素子を用
いて受光し、その出力画像に基づいて光の明暗を判別す
ることにより塗料膜の膜切れを検出する技術が提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術を採
用すれば塗料膜の膜切れを検出することは可能である。
しかしながら、塗料膜に膜切れが生じても被塗装物には
正常に塗装される場合もあるから、塗料膜の膜切れが検
出されただけで不良品と判断することはできないもので
ある。つまり、塗料膜の膜切れのみを検出しても被塗装
物の上に生じた未塗装部位の大きさは検出することはで
きないから、塗装の良否を正確に判断することはできな
いものである。

【０００６】本発明は前記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、塗装状態の良否を精度よく判断する
ことを可能にしたフローコート塗装状態の検出方法およ
びその装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、塗料
をヘッド部からカーテン状に流下させることにより塗料
膜を形成し、前記塗料膜に交差する方向に被塗装物を搬
送することにより前記被塗装物に塗料を塗るフローコー
ティングの過程において塗装状態を検出する方法であっ
て、前記被塗装物と前記塗料膜との境界線を含む領域を
画像入力手段により撮像し、得られた画像から前記境界
線の上の点列を抽出した後、点列を代表する直線を基準
線として設定し、前記基準線と点列の各点との距離を用
いて前記境界線の形状に対する評価値を求め、前記評価
値を用いて塗装状態の良否を評価することを特徴とす
る。

【０００８】この方法によれば、被塗装物と塗料膜との
境界線の形状を画像入力手段により撮像した画像に基づ
いて検出し、境界線の形状から評価値を求めることによ
って塗装状態の良否を判定するから、塗装の不良を直接
的に検出することができ、塗料膜での膜切れのみを検出
する場合に比較すると塗装状態の良否を精度よく行なう
ことができる。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記画像の各画素の濃度を適宜閾値で２値化する
ことにより得られる２値画像の中での白領域と黒領域と
の境界線を前記境界線として採用することを特徴とす
る。請求項３の発明では、請求項１の発明において、前
記画像内において前記被塗装物のテクスチャを識別して
２値化することにより得られる２値画像の中での白領域
と黒領域との境界線を前記境界線として採用することを
特徴とする。

【００１０】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記画像内において前記被塗装物と前記塗料膜と
の色を識別して２値化することにより得られる２値画像
の中での白領域と黒領域との境界線を前記境界線として
採用することを特徴とする。請求項５の発明では、請求
項１の発明において、画像入力手段により撮像された濃
淡画像を前記境界線に交差する方向に微分するとともに
適宜閾値を用いて微分値を２値化することにより２値画
像を生成し、前記２値画像の中で境界線に交差する方向
に多数本の境界線検出ラインを設定するとともに境界線
検出ライン上を塗料膜から被塗装物に向かう向きに追跡
することにより画素値の変化点を求め、前記変化点を前
記境界線上の点として採用することを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明では、請求項１の発明にお
いて、画像入力手段により撮像された濃淡画像を互いに
直交する２方向に微分するとともに適宜閾値を用いて微
分値を２値化することにより２値画像を生成し、前記２
値画像の中で境界線に交差する方向に多数本の境界線検
出ラインを設定するとともに境界線検出ライン上を塗料
膜から被塗装物に向かう向きに追跡することにより画素
値の変化点を求め、前記変化点を前記境界線上の点とし
て採用することを特徴とする。

【００１２】請求項２ないし請求項６の発明は、請求項
１の発明の望ましい実施態様であって、請求項２ないし
請求項４の発明では被塗装物と塗料膜との画像上での性
質の相違を利用して２値化し、この２値画像から境界線
の形状を検出し、また請求項５および請求項６の発明で
は境界線での濃度変化を利用して境界線の形状を検出し
ている。

【００１３】請求項７の発明は、塗料をヘッド部からカ
ーテン状に流下させることにより塗料膜を形成し、前記
塗料膜に交差する方向に被塗装物を搬送することにより
前記被塗装物に塗料を塗るフローコーティングの過程に
おいて塗装状態を検出する方法であって、前記被塗装物
と前記塗料膜との境界線を含む領域を塗料がヘッド部か
ら被塗装物に達するまでの時間よりも十分に短い時間間
隔で画像入力手段により複数回撮像した後、各画像で得
られた境界線の位置と各画像の撮像時刻とを３次元空間
にマッピングして得られる３次元図形を前記境界線から
一定の距離に設定した閾値で切断し、切断面の面積の大
小により塗装状態の良否を評価することを特徴とする。

【００１４】請求項８の発明は、塗料をヘッド部からカ
ーテン状に流下させることにより塗料膜を形成し、前記
塗料膜に交差する方向に被塗装物を搬送することにより
前記被塗装物に塗料を塗るフローコーティングの過程に
おいて塗装状態を検出する方法であって、前記被塗装物
と前記塗料膜との境界線を含む領域を塗料がヘッド部か
ら被塗装物に達するまでの時間よりも十分に短い時間間
隔で画像入力手段により複数回撮像した後、各画像で得
られた境界線の位置と各画像の撮像時刻とを３次元空間
にマッピングして得られる３次元図形を前記境界線に直
交し時間軸に平行な閾値で切断し、切断面の面積の大小
により塗装状態の良否を評価することを特徴とする。

【００１５】請求項７、８の方法によれば、特定の時刻
の画像のみを検出するのではなく膜切れ部の時間変化を
考慮して塗装状態の良否を判定することができ、良否判
定の精度がより高くなる。請求項９の発明は、塗料をカ
ーテン状に流下させることにより塗料膜を形成し、前記
塗料膜に交差する方向に被塗装物を搬送することにより
前記被塗装物に塗料を塗るフローコーティングを施して
いる過程で塗装状態を検出する方法であって、前記塗料
膜を含む領域を画像入力手段により撮像して得られた画
像から塗料膜の膜切れ部を検出し、膜切れ部の大きさお
よび位置を用いて、前記膜切れ部が前記被塗装物に到達
したときの前記境界線の形状を予測した評価値を求め、
前記評価値を用いて塗装状態の良否を評価することを特
徴とする。

【００１６】この方法では、塗料膜の膜切れ部の画像か
ら良否を判定するものではあるが、塗料膜の膜切れ部の
大きさおよび位置を評価値に対応付けることによって、
定量的な再現性のよい良否判定が可能になる。請求項１
０の発明では、請求項９の発明において、前記画像の各
画素の濃度を適宜閾値で２値化することにより得られる
２値画像における塗料膜に相当する領域の中で周囲とは
画素値の異なる部位を膜切れ部として採用することを特
徴とする。

【００１７】請求項１１の発明では、請求項９の発明に
おいて、前記画像内において前記被塗装物と前記塗料膜
との色を識別して２値化することにより得られる２値画
像における塗料膜に相当する領域の中で周囲とは画素値
の異なる部位を膜切れ部として採用することを特徴とす
る。請求項１２の発明では、請求項９の発明において、
画像入力手段により撮像された濃淡画像を前記境界線に
交差する方向に微分するとともに適宜閾値を用いて微分
値を２値化することにより２値画像を生成し、前記２値
画像における塗料膜に相当する領域の中で境界線に交差
する方向に多数本の孔検出ラインを設定するとともに孔
検出ライン上を塗料膜から被塗装物に向かう向きに追跡
することにより画素値の変化点を求め、求めた変化点に
囲まれる範囲を膜切れ部として採用することを特徴とす
る。

【００１８】請求項１３の発明では、請求項９の発明に
おいて、画像入力手段により撮像された濃淡画像を互い
に直交する２方向に微分するとともに適宜閾値を用いて
微分値を２値化することにより２値画像を生成し、前記
２値画像における塗料膜に相当する領域の中で境界線に
交差する方向に多数本の孔検出ラインを設定するととも
に孔検出ライン上を塗料膜から被塗装物に向かう向きに
追跡することにより画素値の変化点を求め、求めた変化
点に囲まれる範囲を膜切れ部として採用することを特徴
とする。

【００１９】請求項１０ないし請求項１３の発明は、請
求項９の発明の望ましい実施態様であって、いずれの方
法を適用しても塗料膜に形成された膜切れ部の大きさお
よび位置を正確に検出することができる。請求項１４の
発明では、請求項１ないし請求項１３の発明において、
前記ＴＶカメラにより撮像した画像内の検出領域におけ
る被塗装物の存在を検出し、塗装状態の良否判定に用い
る画像を前記検出領域に被塗装物が存在する期間にのみ
塗装状態の検出を行なうことを特徴とする。

【００２０】この方法では、被塗装物が存在しない期間
に塗装状態の検出を無駄に行なうことがなくしかも被塗
装物の検出に画像入力手段を兼用することができる。請
求項１５の発明は、塗料をヘッド部からカーテン状に流
下させることにより塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差
する方向に被塗装物を搬送することにより前記被塗装物
に塗料を塗るフローコーティングの過程において塗装状
態を検出する装置であって、前記被塗装物と前記塗料膜
との境界線を含む領域を撮像するＴＶカメラと、前記被
塗装物および前記塗料膜を照明する光源と、前記ＴＶカ
メラにより撮像した濃淡画像から前記境界線の形状を抽
出し前記境界線の形状に応じた評価値を求めることによ
り前記評価値に基づいて塗装状態の良否を判定する画像
処理装置とを備え、前記光源は前記塗料膜に対して前記
ＴＶカメラと同じ側であって前記塗料膜での正反射光が
前記ＴＶカメラに入射する位置に配置されていることを
特徴とする。

【００２１】この構成では、光源から塗料膜に照射され
正反射した光をＴＶカメラに入射されるから、ＴＶカメ
ラで撮像された画像において被塗装物と塗料膜との光量
に明瞭な差が生じ、被塗装物と塗料膜との境界線の検出
が容易になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下の実施形態において用いる装
置を図１に示す。被塗装物１は板状であって２台のベル
トコンベア６ａ，６ｂの上を順次搬送される。両ベルト
コンベア６ａ，６ｂの間には隙間が形成され、この隙間
に対応する部位には被塗装物１の上方となるようにヘッ
ド部３が配置されている。ヘッド部３は下面側に幅狭の
スリットであるリップ（図示せず）ないし多数個の孔が
吐出口として開設されている。したがって、ヘッド部３
にポンプなどによって塗料が送り込まれることによって
ヘッド部３の下面側にカーテン状に流下する塗料膜２が
形成される。塗料膜２の幅は被塗装物１の幅よりも大き
く設定され、被塗装物１の搬送方向は塗料膜２の幅方向
に略直交するように設定される。したがって、被塗装物
１がベルトコンベア６ａ，６ｂにより搬送されると塗料
膜２の中を被塗装物１が通過することになり、結果的に
被塗装物１の表面に塗膜が形成されるのである。ヘッド
部３から流下して被塗装物１に被着しなかった余剰の塗
料は、被塗装物１の下方に配置された図示しない樋に回
収されヘッド部３に再度送られることによって循環使用
される。

【００２３】ところで、本発明では塗装中に塗装状態の
良否を判定するために、被塗装物１と塗料膜２との接触
部位である境界線Ｂの形状を用いる。この境界線Ｂを検
出するために、被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂの全
長を含む領域を視野に持つ画像入力手段としてＴＶカメ
ラ４を用い、光源５からの光が塗料膜２により正反射し
てＴＶカメラ４に入射するように光源５を配置してあ
る。したがって、被塗装物１については光源５から照射
された光の拡散反射光がＴＶカメラ４に入射する。ただ
し、光源５はＴＶカメラ４の視野には入らないように配
置される。また、ＴＶカメラ４にはＣＣＤカメラを用
い、撮像した画面の水平方向が被塗装物１と塗料膜２と
の境界線Ｂの延長方向にほぼ一致するように配置され
る。ＴＶカメラ４で撮像された画像は画像処理装置１０
に入力され、以下で説明する処理が施されることによっ
て塗装状態の良否判定が行なわれる。また、塗装状態は
被塗装物１に塗料膜２が接触していない状態で検出して
も無駄であるから、塗料膜２への被塗装物１の導入部位
には図示しない光電センサが配置され、被塗装物１が塗
料膜２に近づいたことを非接触で光学的に検出し、画像
処理装置１０に画像の処理を指示するようにしてある。

【００２４】ただし、光電センサを設ける代わりにＴＶ
カメラ４により撮像した画像内の所定領域を被塗装物１
の検出領域として設定しておき、この検出領域内の画素
の中で濃度が所定の閾値を越えるものの個数が所定個以
上であるときに被塗装物１が導入されたと判断するよう
にしてもよい。この方法では光電センサが不要であり、
必須構成であるＴＶカメラ４を被塗装物１の検出に用い
るから低コストで提供することが可能になる。

【００２５】（実施形態１）本実施形態では、画像処理
装置１０は基本的には図２のような構成を有する。すな
わち、ＴＶカメラ４で撮像した画像はＡ／Ｄ変換が施さ
れた後に画像記憶部１１に格納され、画像記憶部１１に
格納された原画像に対して後述する画像処理を施すこと
によって被検査物１と塗料膜２との境界線Ｂを抽出する
境界線形状検出部１２と、境界線形状検出部１２により
検出された境界線の形状に基づいて塗装状態の良否を判
定する塗装状態判定部１３とを備える。境界線形状検出
部１２においては２値画像を生成し、２値画像の白領域
（白画素のみからなる領域）と黒領域（黒画素のみから
なる領域）との境界線を被塗装物１と塗料膜２との境界
線Ｂとみなし、境界線Ｂを代表する基準線Ｌｓ（図７参
照）を抽出するとともに、基準線Ｌｓに基づいて境界線
Ｂの形状の評価値Ｅを算出する。塗装状態判定部１３で
はこの評価値により塗装状態の良否を判定するのであ
る。

【００２６】したがって、本実施形態の要部は境界線形
状検出部１２での処理にある。境界線形状検出部１２で
の処理の基本的な処理手順は図３のようになる。すなわ
ち、画像記憶部１１から原画像を取り込む段階（Ｓ
１）、原画像を２値化した２値画像を生成する段階（Ｓ
２）、２値画像から基準線Ｌｓを求める段階（Ｓ３，Ｓ
４）、基準線Ｌｓに基づいて境界線Ｂの形状の評価値を
求める段階（Ｓ５〜Ｓ７）を有している。その後、塗装
状態判定部１３において塗装状態を判定するのである
（Ｓ８）。

【００２７】２値画像を生成するには以下のような方法
を採用している。２値画像を生成する第１の方法は、画
像記憶部１１に格納された原画像（濃淡画像）の各画素
の濃度値を適宜閾値で２値化する方法であって、２値化
のための閾値を被塗装物１と塗料膜２との間の濃度に設
定すれば、２値化後の明領域と暗領域との境界線が被塗
装物１と塗料膜２との境界線にほぼ一致することにな
る。上述したように光源５からの光は被塗装物１で拡散
反射し、また塗料膜２で正反射してＴＶカメラ４に入射
するから、塗料膜２からＴＶカメラ４に入射する光量の
ほうが被塗装物１から入射する光量よりも多くなる。そ
こで、この光量差を利用して２値画像を生成するのであ
る。つまり、原画像の画素のうち濃度が前記閾値を越え
る画素を白画素、閾値以下の画素を黒画素とし、白画素
からなる白領域Ｄｗと、黒画素からなる黒領域Ｄｂとを
生成することができる。

【００２８】２値画像を生成する第２の方法は、図４に
示すように、被塗装物１に凹凸模様１ａなどが形成され
ていることによって、ＴＶカメラ４により撮像した画像
にテクスチャが認められる場合に適用される。このよう
な被塗装物１であればテクスチャを認識することによっ
て塗料膜２と区別することができる。すなわち、原画像
Ｉ₁ においては図５（ａ）のように被塗装物１に凹凸模
様によるテクスチャが認められるから、テクスチャを有
する領域と他の領域とを区別することによって原画像を
２値化することができる。ただし、テクスチャを境界線
Ｂの不良と識別するためにテクスチャは境界線Ｂに形成
される不良部分よりも十分に小さいパターンを含んでい
ることが必要である。

【００２９】テクスチャを有する領域の認識には、ＴＶ
カメラ４により撮像した画像を適宜大きさに区切って小
領域を形成したときに、テクスチャの認められる部位が
他の部位に比較すると小領域内の濃度の分散値が大きい
という性質を利用する。すなわち、塗料膜２の部分に比
較すると被塗装物１の部分のほうが小領域内の濃度の分
散値が大きくなる。そこで、ＴＶカメラ４の視野内にお
いて被塗装物１を除く領域にほぼ一様な画像が得られる
ようにしておけば、各小領域のうち分散値が所定の閾値
以上の小領域を統合することによって被塗装物１と他の
部材とを識別することができる。すなわち、分散値が所
定の閾値以上となる小領域を統合してその領域の画素を
黒画素とし、他の領域の画素を白画素とすれば、図５
（ｂ）に示すように、被塗装物１側が黒画素、塗料膜２
側が白画素となる関係で白領域Ｄｗと黒領域Ｄｂとを生
成することができる。ここで、この２値画像Ｉ₂ では被
塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂ以外にも境界線が存在
するが、被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂのおよその
位置は既知であるから、境界線Ｂについての基準線Ｌｓ
を求める処理が困難になることはない。

【００３０】２値画像を生成する第３の方法は、被塗装
物１と塗料膜２との色の相違を利用する方法である。こ
の場合には、ＴＶカメラ４としてカラー画像を得ること
ができるものを用い、境界線形状検出部１２には色抽出
処理部（図示せず）を設けてある。色抽出処理部には塗
料膜２の色に類似した色範囲があらかじめ設定してあ
り、塗料膜２の色に類似した色範囲を抽出し、他の範囲
の色と区別して２値化する。塗料膜２を含む範囲の色の
画素を白画素とし、残りの画素を黒画素とすれば、第１
の方法と同様に被塗装物１側を黒領域Ｄｂ、塗料膜２側
を白領域Ｄｗとすることができる。つまり、図６（ａ）
のような原画像Ｉ₁ が得られたときに、図６（ｂ）のよ
うに塗料膜２が白領域Ｄｗになり、他の領域が黒領域Ｄ
ｂになるような２値画像Ｉ₂ が得られることになる。

【００３１】上述の３方法のいずれかによって２値画像
が生成されると、次は、境界線Ｂを代表する基準線Ｌｓ
が求められる。基準線Ｌｓを求めるには、まず図７に示
すように、白領域Ｄｗと黒領域Ｄｂとに跨がるように互
いに平行な多数本の境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……
を設定し、各境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……の上で
白領域Ｄｗから黒領域Ｄｂに移行する画素を抽出する
（Ｓ３）。たとえば、境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，…
…の上で隣接する２つの画素Ｐ_y+i ，Ｐ_y+i+1 の一方が
白領域Ｄｗに含まれ他方が黒領域Ｄｂに含まれる場合
に、両画素Ｐ_y+i ，Ｐ_y+i+1 の一方を採用する。どちら
を採用するかは任意であるが、すべての境界線検出ライ
ンＬ₁ ，Ｌ₂ ，……について採用の仕方は統一しておく
ことが必要である。また、図７では境界線検出ラインＬ
₁ ，Ｌ₂ ，……を画面の垂直方向（ｙ軸方向）に設定し
た例を示しているが、白領域Ｄｗと黒領域Ｄｂとに跨が
るように設定しているのであれば、境界線検出ラインＬ
₁ ，Ｌ₂ ，……の方向にはとくに制限はない。

【００３２】基準線Ｌｓを求めるには、上述のようにし
て白領域Ｄｗと黒領域Ｄｂとの境界線Ｂの上に並ぶ点Ｐ
₁ ，Ｐ₂ ，……を求めた後、これらの点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，…
…の座標値にハフ変換を施し、境界線Ｂを代表する１つ
の直線を基準線Ｌｓとして決定する（Ｓ４）。この種の
手法は周知であるが簡単に説明すると、まず、ハフ変換
によって各点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……の直交座標値を極座標値
に変換し、あらかじめ多数のセルに区切られている（つ
まり、極座標空間を適宜大きさの格子に区分けしたとき
の各格子がセルである）極座標空間に変換後の極座標値
をマッピングしてマッピングの度数が極大付近になるセ
ルを求め、求めたセルの極座標値に基づいて直交座標空
間での直線を求めるのである。こうして求めた直線を境
界線Ｂの代表となる基準線Ｌｓと決定する。この手法
は、直交座標空間での点は極座標空間では正弦関数ない
し余弦関数の曲線に対応し、極座標空間での点は直交座
標空間での直線に対応することを利用している。このよ
うに、極座標空間での最大度数のセルを求めれば境界線
Ｂ上の多少の凹凸を無視して最適とみなすことのできる
基準線Ｌｓを決定することができる。

【００３３】上述のようにして求めた基準線Ｌｓは、塗
料膜２に膜切れなどがなく被塗装物１と塗料膜２との境
界線Ｂがほぼ一直線であれば、点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……のほ
ぼすべてを含む直線になるが、膜切れなどにより境界線
Ｂに凹凸が生じているときに点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……には前
記曲線Ｌｓからのずれの大きいものが含まれることにな
る。そこで、基準線Ｌｓの上で各点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……の
ｘ座標に対応するｙ座標値を求め、そのｙ座標値から各
点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……のｙ座標値を減算した差ｄｙを求め
て、この差ｄｙを各点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……の基準線Ｌｓか
らのずれの評価に用いる。ここに、ｙ軸は画像の下向き
を正にとっている。しかして、前記差ｄｙが適宜に設定
した閾値ＴＨＹを越えるときには、その点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，
……は基準線Ｌｓからのずれが大きいといえるから、差
ｄｙが閾値ＴＨＹを越える点列を異常候補点Ｐ_i とすれ
ば、異常候補点Ｐ_i に基づいて膜切れなどの有無を判定
できることになる。この閾値ＴＨＹはハフ変換により求
めた基準線Ｌｓと境界線Ｂとの誤差を考慮し、基準線Ｂ
の上の点を含まず、かつ基準線Ｂから外れた点をできる
だけ多く検出できるように設定される。また、一般に膜
切れが生じたときには差ｄｙは負の値をとらないことが
実験的に確認されているが、必要に応じて差ｄｙの絶対
値を評価に用いてもよい。

【００３４】しかして、各点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……について
前記評価を順次行ない（Ｓ５）、最初に差ｄｙが閾値Ｔ
ＨＹ以上（ｄｙ≧ＴＨＹ）になった点と、その後に差ｄ
ｙが閾値未満になる点の一つ前の点と、両点間で差ｄｙ
が最大になる点との３点を求める（Ｓ６）。要するに、
ｘ方向において連続する異常候補点Ｐ_i の点列の両端の
点と、異常候補点Ｐ_i の点列のうちで基準線Ｌｓからの
距離が最大になる点とを求めたことになる。ここに、基
準線Ｌｓのｘ軸に対する傾きが大きいときには差ｄｙと
距離との相違が大きくなるが、境界線Ｂをｘ軸にほぼ一
致させているから差ｄｙを距離に代えて用いてもよい。
なお、必要に応じて上述した差ｄｙは距離と読み替えれ
ばよい。

【００３５】上述のようにして、異常候補点Ｐ_i の点列
（図７では点列Ｐ₇ 〜Ｐ₁₁）の両端の点Ｐ₇ ，Ｐ₁₁と、
距離が最大になる点Ｐ₉ とが求まるから、各点をそれぞ
れＰ０，Ｐ１，Ｐ２とする。このようにして求めた点Ｐ
０，Ｐ１，Ｐ２を用いると次式によって評価値Ｅを求め
ることができる（Ｓ７）。 Ｅ＝｜（点Ｐ１のｘ座標）−（点Ｐ０のｘ座標）｜×
｛（点Ｐ２のｙ座標）−（基準線上で点Ｐ２とｘ座標が
等しい点のｙ座標）｝ 一般には、上式の簡易な計算式で評価値Ｅを求めれば十
分であるが、基準線Ｌｓのｘ軸に対する傾きが大きいと
きには評価値Ｅを次式で求めればよい。 Ｅ＝（点Ｐ１と点Ｐ０との距離）×（点Ｐ２と基準線Ｌ
ｓとの距離） このようにして求めた評価値Ｅが大きいということは基
準線Ｌｓからのずれの生じている部分が多いということ
であるから、評価値Ｅは膜切れなどにより生じている被
塗装物１の未塗装部分の面積を反映する。つまり、塗装
状態判定部１３において、評価値Ｅを適宜の基準値と比
較すれば膜切れなどによる塗装の不良の有無を判断する
ことができる（Ｓ８）。

【００３６】ところで、塗料膜２に膜切れが生じたとき
に境界線Ｂの形状は時間経過とともに変化するから、評
価値Ｅも時間経過に伴って変化する。そこで、ヘッド部
３から吐出された塗料が被塗装物１に落下するまでの時
間よりも十分に短い時間間隔で画像を取り込むように
し、各画像ごとに評価値Ｅを求めるとともに、１枚の被
塗装物１について求めた複数の評価値Ｅのうちの１つで
も基準値を越えると、塗装状態判定部１３では塗装状態
が不良であると判定するようにしてある。このようにし
て、各被塗装物１の塗装状態の良否を精度よく判定でき
るのである。

【００３７】上述の例では境界線Ｂの上の点列Ｐ₁ ，Ｐ
₂ ，……から基準線Ｌｓを決定する方法としてハフ変換
を用いているが、点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……に対して最小二
乗法を適用するなど他の方法によって基準線Ｌｓを決定
してもよい。また、上述の例では１箇所に異常候補点Ｐ
_i の点列が存在するとみなしているが、複数箇所に連続
する点列Ｐ_i が存在するときには各箇所ごとに評価値Ｅ
を求め、そのうちの最大値を評価値Ｅとして採用する。

【００３８】（実施形態２）実施形態１では被塗装物１
と塗料膜２との境界線Ｂが白画素と黒画素との境界線Ｂ
にほぼ一致するような２値画像を作成することによっ
て、境界線Ｂの形状を抽出したが、本実施形態では原画
像を微分することにより境界線Ｂを抽出する方法につい
て説明する。

【００３９】実施形態１と同様に、被塗装物１と塗料膜
２との境界線ＢはＴＶカメラ４により撮像された原画像
の水平方向とほぼ一致しているから、境界線Ｂを抽出す
るには原画像について垂直方向の濃度変化を検出すれば
よいことになる。そこで、まず原画像を濃度について垂
直方向に微分することにより垂直方向における濃度変化
の大きい部位を検出する。垂直方向の微分は、たとえば
着目する画素の８近傍の画素のうち、着目している画素
の上下に水平方向に並ぶ３画素ずつの濃度値をそれぞれ
加算し、両加算値の差を求めることにより行なう。すな
わち、画素（ｘ，ｙ）の濃度をＦ（ｘ，ｙ）で表すもの
とすれば、画素（ｘ，ｙ）の垂直方向の微分値Ｇｙは次
式で求められる。 Ｇｙ＝｛Ｆ（ｘ−１，ｙ−１）＋Ｆ（ｘ，ｙ−１）＋Ｆ
（ｘ＋１，ｙ−１）｝−｛Ｆ（ｘ−１，ｙ＋１）＋Ｆ
（ｘ，ｙ＋１）＋Ｆ（ｘ＋１，ｙ＋１）｝ このようにして各画素の微分値を求めれば微分画像が得
られるから、微分値を適宜の閾値で２値化すれば、図８
のように被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂのように濃
度変化の大きい部分とそれ以外の部分とに分かれた２値
画像Ｉ₃ が得られる。ただし、垂直方向の微分を行なっ
て２値化しているから、水平方向における濃度変化の大
きい箇所は２値画像Ｉ₃ には現れない。したがって、境
界線Ｂの一部が不連続になることがある。

【００４０】次に、実施形態１と同様に境界線Ｂに交差
するように多数本の境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……
を設定する。境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……は境界
線Ｂ付近にのみ設定される。上述の２値画像内で境界線
検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……を上から下に向かって（ｙ
軸方向の正の向きに）追跡し、画素値の最初の変化点を
エッジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……として検出すれば、エッ
ジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……を境界線Ｂ上の点とみなすこ
とができる。つまり、エッジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……は
実施形態１における境界線Ｂ上の点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……
と等価とみなすことができる。したがって、エッジ点Ｐ
₁ ′，Ｐ₂ ′，……が求まれば、実施形態１におけるス
テップＳ５以降の処理によって塗装状態の良否を判定す
ることができる。

【００４１】なお、本実施形態では、境界線検出ライン
Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，……上での画素値の最初の変化点を、境界
線Ｂ上の点とみなすことができる場合について説明した
が、画像中のノイズ等の影響により、画素値の最初の変
化点を、境界線Ｂ上の点とみなすことができない場合も
ある。その場合は、以下の処理を行なえばよい。すなわ
ち、検出した画素値の変化点の前後の領域内での原画像
における画素値を用いて、変化点前の領域が塗料膜領域
であり、かつ変化点後の領域が被塗装物領域であると判
断された場合に、検出した画素値の変化点を境界線Ｂ上
の点とする。また、そのような判断にならなかった場合
は、同じ境界線検出ラインＬ₁ ，Ｌ₂ ，……上を追跡
し、次の画素値の変化点を検出したときにその変化点に
ついて上記条件の判定を行ない、境界線Ｂ上の点が検出
されるまで同様の処理を繰り返す。このようにして、エ
ッジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……を検出すれば、画像中のノ
イズ等の影響があっても塗装状態の良否を判定すること
が可能になる。

【００４２】（実施形態３）実施形態２においては、原
画像を垂直方向にのみ微分して得た微分画像を２値化す
ることにより境界線Ｂの上のエッジ点を抽出したが、本
実施形態では垂直方向のみではなく水平方向にも微分す
ることにより垂直方向と水平方向との両方の画素の濃度
変化を検出する。

【００４３】すなわち、原画像の各画素について、たと
えば８近傍の画素の濃度値に基づいて微分強度値を求め
るのであって、着目する画素の上下に水平方向に並ぶ３
画素ずつの濃度値をそれぞれ加算して両加算値の差の絶
対値を求めるとともに、着目する画素の左右に垂直方向
に並ぶ３画素ずつの濃度値をそれぞれ加算して両加算値
の差の絶対値を求め、垂直方向の差の絶対値と水平方向
の差の絶対値とを加算した値を微分強度値として用いる
のである。いま、画素（ｘ，ｙ）の濃度をＦ（ｘ，ｙ）
で表すものとすれば、画素（ｘ，ｙ）の微分強度値Ｇは
次式で求められる。 Ｇ＝｜Ｇｘ｜＋｜Ｇｙ｜ Ｇｘ＝｛Ｆ（ｘ＋１，ｙ−１）＋Ｆ（ｘ＋１，ｙ）＋Ｆ
（ｘ＋１，ｙ＋１）｝−｛Ｆ（ｘ−１，ｙ−１）＋Ｆ
（ｘ−１，ｙ）＋Ｆ（ｘ−１，ｙ＋１）｝ Ｇｙ＝｛Ｆ（ｘ−１，ｙ−１）＋Ｆ（ｘ，ｙ−１）＋Ｆ
（ｘ＋１，ｙ−１）｝−｛Ｆ（ｘ−１，ｙ＋１）＋Ｆ
（ｘ，ｙ＋１）＋Ｆ（ｘ＋１，ｙ＋１）｝ ここに、Ｇｘが水平方向の微分値を表し、Ｇｙが垂直方
向の微分値を表す。

【００４４】このようにして求めた微分強度値Ｇを適宜
の閾値で２値化すれば、図９（ａ）のような原画像Ｉ₁
から図９（ｂ）のような２値画像Ｉ₄ を得ることができ
る。この２値画像Ｉ₄ を用いることによって、垂直方向
の画素値の変化だけではなく水平方向の画素値の変化も
検出することができるようになり、被塗装物１と塗料膜
２との境界線Ｂを挟んで水平方向の濃度変化が大きい箇
所がある場合であっても境界線Ｂの形状を細部まで抽出
することが可能になる。しかして、上述のようにして求
めた２値画像について、実施形態２と同様の方法でエッ
ジ点Ｐ₁ ，Ｐ₂，……を求めることができる。以後は実
施形態２と同様に実施形態１のステップＳ５以降の処理
によって評価値Ｅを求め、塗装状態の良否を判定するこ
とができる。しかも、境界線Ｂの形状を実施形態２より
も正確に検出することができるから、より精度の高い評
価が可能になる。

【００４５】（実施形態４）上述した各実施形態では、
特定の瞬間の画像に基づいて塗装状態を評価する方法に
ついて説明したが、本実施形態では画像の時間変化に基
づいて塗装状態を評価する方法について説明する。一般
に、被塗装物１と塗料膜２とを含む画像をＴＶカメラ４
で撮像しているときに塗料膜２に膜切れ部（孔）Ｈが生
じたとすれば、各時刻の画像はたとえば図１０のように
推移する。図１０（ａ）は被塗装物１が塗料膜２に導入
される状態、図１０（ｂ）〜（ｅ）は塗料膜２に形成さ
れた膜切れ部Ｈが被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂま
で落下する過程、図１０（ｆ）は塗料膜２に形成された
膜切れ部Ｈが被塗装物１の上に落下し終わった状態を示
している。被塗装物１が塗料膜２を通過している間に塗
料膜２に膜切れ部Ｈが形成されると上述のような過程で
被塗装物１には塗料の付着しない部分が形成される。

【００４６】そこで、図１０の（ａ）〜（ｆ）のような
画像を一定の時間間隔（塗料がヘッド部３から吐出され
て被塗装物１に到達する時間の数分の１程度）で撮像す
るとともに、各画像を画像記憶部１１に格納しておき、
複数枚の画像に基づいて被塗装物１の塗装状態を評価す
る。複数枚の画像から塗装状態を評価する方法として
は、以下の方法がある。

【００４７】第１の方法は、各画像ごとに実施形態１な
いし実施形態３の方法で評価値Ｅを求め、時系列で並ぶ
評価値Ｅを順次規定個数ずつ加算し、その加算値を閾値
と比較する。評価値Ｅの加算値は未塗装部分の面積にほ
ぼ比例するから、塗装状態の良否を正確に判定できるこ
とになる。第２の方法としては、実施形態１ないし実施
形態３の方法で求めた境界線Ｂの上の点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，
……（エッジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……でもよい）の座標
値と、その点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……を得た時刻とを図１１
に示すように３次元空間にマッピングすることにより境
界線Ｂの時間変化を表す３次元図形を形成し、この３次
元図形を境界線Ｂを代表する基準線Ｌｓ（ｘ軸で代用し
てもよい）と時間軸とに平行な面（つまり、ｙ軸方向の
適宜の閾値Ｔｈｙ）で切断し（図１２参照）、前記３次
元図形の切断面（図１２に斜線部で示す）の面積を求め
ることによって塗装状態を評価する方法がある。この評
価方法では、切断面の形状は被塗装物１における未塗装
部分の形状にほぼ相似であると考えられるから、切断面
の形状の面積が大きいほど被塗装物１に大きい未塗装部
分があると判断することができる。

【００４８】（実施形態５）本実施形態では実施形態４
と同様に複数の画像から再現性よく評価を行なう方法を
示す。以下の説明においてはＴＶカメラ４で撮像した画
像は実施形態１ないし実施形態３で説明した方法により
２値化され、２値画像において境界線Ｂの上の点列
Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……（エッジ点Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，……でも
よい）や基準線Ｌｓはすでに求められているものとす
る。

【００４９】すなわち、実施形態４においても説明した
ように、塗料膜２に膜切れ部Ｈが形成された場合には図
１０のような画像が順次得られる。ここで、境界線Ｂの
上の各点Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……の中でのｙ座標の最小値に着
目すると、図１０（ｃ）のように膜切れ部Ｈが境界線Ｂ
につながった瞬間においてｙ座標の最小値が最小になる
から、境界線Ｂの上の点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……のｙ座標の
最小値を適宜の閾値Ｔｈｙ１と比較することにより、膜
切れ部Ｈが境界線Ｂにつながった状態か否かを判定する
ことができる。つまり、図１３に示すように、基準線Ｌ
ｓ（ここでは境界線Ｂに一致しているが必ずしも一致し
なくてもよい）よりもｙ座標値の小さい閾値Ｔｈｙ１を
設定しておき、点列Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，……のｙ座標の最小値
をｙ_minとして、ｙ_min ≦Ｔｈｙ１が成立すれば、図１
３（ｃ）のように境界線Ｂに膜切れ部Ｈがつながったと
判断するのである。また、ｙ座標が最小値ｙ_min となる
画素のｘ座標値をｘ_p とし、後述するカウント値Ｍを１
とする。

【００５０】時系列で並ぶ以後の画像では、境界線検出
ラインＬ_i としてｘ座標がｘ_p となるもののみが用いら
れ他の検出ラインは不要になる。すなわち、以後の画像
について境界線検出ラインＬ_i を上から下に追跡し画素
値の変化する点を検出する。ここでは、被塗装物１を黒
画素、塗料膜２を白画素としているから、白画素から黒
画素への変化点を検出する。変化点として黒画素を採用
するか白画素を採用するかはどちらを採用するかが一貫
していれば適宜に決めてよい。このようにして求めた画
素のｙ座標はｙ_p として採用される。ここに、ｘ_p を求
めた後には、基準線Ｌｓから閾値Ｔｈｙ１よりも小さい
距離だけ離れた閾値Ｔｈｙ２を設定してあり、ｙ_p と閾
値Ｔｈｙ２とを比較して、ｙ_p ＜Ｔｈｙ２が成立すると
きには、上述したカウント値Ｍに１ずつ加算する。つま
り、カウント値Ｍは境界線Ｂに膜切れ部Ｈがつながって
からｙ_p ≧Ｔｈｙ２となるまでの間の画像の枚数を計数
することになる。このようにして、ｙ_p ≧Ｔｈｙ２にな
ればカウント値Ｍの計数を終了する。

【００５１】前記説明から明らかなように、カウント値
Ｍは膜切れ部Ｈが境界線Ｂにつながってから塗料膜２の
膜切れ部Ｈがほぼなくなるまでの画像の枚数であり、こ
れは被塗装物１に膜切れ部Ｈによって形成された未塗装
部分の長さに対応していることになる。つまり、被塗装
物１の送り速度がｖであり、画像間の時間間隔がｔであ
るとすれば、膜切れ部Ｈによって被塗装物１に形成され
る未塗装部分の長さはＭ×ｖ×ｔと表すことができる。
したがって、この値を評価値に用いることにより再現性
よく塗装状態を評価することができる。実際には速度ｖ
と時間間隔ｔとは一定に設定されるからカウント値Ｍの
みを評価値に用いても差し支えない。

【００５２】また、カウント値Ｍではなく各画像で得ら
れたｙ_p の加算値を用いるようにすれば、基準線Ｌｓ
（または境界線Ｂ）に直交しかつ時間軸に平行な切断面
での断面積を求めることになるから、この値を用いても
塗装状態を評価することができる。 （実施形態６）上述した各実施形態では、被塗装物１と
塗料膜２との境界線Ｂの形状に基づいて被塗装物１への
塗装状態を検出していたが、本実施形態では塗装状態の
評価の精度をさらに高めるために、前記各実施形態で求
めた評価値に加えて、塗料膜２に生じた膜切れ部Ｈの大
きさや位置から被塗装物１の塗装状態を予測することに
よっても塗装状態を評価する例を示す。

【００５３】一般に、塗料膜２に膜切れが生じたときの
被塗装物１への塗装状態は塗料成分に依存していること
が確認されており、同一の塗料であれば膜切れの状態と
塗装状態との関係は一定の関係になるという知見が得ら
れている。たとえば、塗料膜２に膜切れ部Ｈとしての孔
が生じると、塗料が落下する過程で孔が大きくなること
が確認されているから、塗料膜内に生じた孔の大きさと
被塗装物１までの距離とがわかれば被塗装物１の上での
孔の大きさを推定することができる。そこで、ＴＶカメ
ラ４では塗料膜２を撮像して膜切れ部Ｈを検出するとと
もに膜切れ部Ｈの大きさおよび発生位置を観測値として
求め、膜切れ部Ｈの大きさおよび位置と塗装状態の評価
値とをあらかじめ関係付けてある評価値算出手段に、Ｔ
Ｖカメラ４で撮像した画像から求めた観測値を入力する
ことによって評価値を求めるのである。

【００５４】評価値算出手段はデータベースを有し、デ
ータベースには塗料成分ごとに膜切れ部Ｈの面積（大き
さ）と膜切れ部Ｈの重心位置（発生位置）との比に評価
値を対応付けたテーブルが格納され、塗料成分をあらか
じめ指定しておき、膜切れ部Ｈの面積および重心位置を
入力すれば評価値を求めることができるようになってい
る。つまり、実施形態１ないし実施形態３において説明
したように被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂに相当す
る基準線Ｌｓを求めることができるから、重心位置のｙ
座標値を求めれば基準線Ｌｓとの距離を求めることがで
き（ここに、基準線Ｌｓはｘ軸方向に平行と仮定してい
る）、この距離によって評価値を得ることができる。な
お、基準線Ｌｓの方向とｘ軸方向とのずれが大きくなる
と考えられるときには、重心位置のｘ座標値とｙ座標値
との両方を用いて基準線Ｌｓとの距離を求めればよい。

【００５５】しかして、上述のようにして膜切れ部Ｈが
境界線Ｂに到達する前に塗装状態を予測した評価値を求
めることができるから、この評価値によって塗装状態の
良否を判定し、また、実施形態１ないし実施形態５のよ
うに膜切れ部Ｈが境界線Ｂに達してから求めた評価値に
よる良否判定の結果とを併せて用いることにより、塗装
状態をより精度よく判定することが可能になる。言うま
でもないが、上述した評価値は実施形態１ないし実施形
態５の評価値に先立って求められるから、２種の評価値
は異なる時点で求められる。

【００５６】ところで、塗料膜２に形成された膜切れ部
Ｈの面積および重心位置を求めるには、塗料膜２に形成
された膜切れ部Ｈを検出することが必要である。塗料膜
２に形成された膜切れ部Ｈを検出するには膜切れ部Ｈの
部分と他の部分とを画像内で区別することが必要であ
る。そこで画像内で膜切れ部Ｈを抽出するために以下の
方法が採用される。

【００５７】第１の方法は、原画像（濃淡画像）の各画
素の濃度値を適宜閾値で２値化する方法であって、実施
形態１で説明したように塗料膜２に対してＴＶカメラ４
と同じ側に光源５を配置しているから、膜切れ部Ｈの部
分は塗料膜２に比較するとＴＶカメラ４での受光量が少
なくなる。すなわち、適宜閾値を設定すれば２値画像に
おいて膜切れ部Ｈは黒画素として検出することができ
る。そこで、実施形態１の方法により得られる２値画像
Ｉ₂ に対して、図１４のように塗料膜２のほぼ全体を含
むような検出ウインドウＷを設定し、検出ウインドウＷ
の中で画素値が周囲とは異なる部位の面積および重心位
置を求めれば、膜切れ部Ｈの面積および重心位置を求め
ることができる。ここに、境界線Ｂのおおよその位置は
既知であるから、境界線Ｂよりもｙ座標値の小さい領域
で検出ウインドウＷが設定される。また、２値画像は実
施形態１の第１の方法においても用いるから、２値化の
ための閾値を適当な値に設定すれば１つの２値画像によ
って被塗装物１と塗料膜２との境界線Ｂだけではなく膜
切れ部Ｈも検出することが可能になる。ただし、境界線
Ｂと膜切れ部Ｈとの検出に異なる閾値を用いる必要があ
るときには、原画像をそれぞれ異なる閾値で２値化した
２枚の２値画像を求めればよい。

【００５８】塗料膜２の膜切れ部Ｈの部分と他の部分と
を区別する第２の方法は、膜切れ部Ｈの部分と他の部分
との色の違いを利用する方法である。すなわち、実施形
態１における第３の方法と同様に、ＴＶカメラ４として
カラー画像を得ることができるものを用いるのであっ
て、基本的にはＴＶカメラ４により撮像した原画像から
所望の色範囲の領域と他の領域とを分離し、分離された
各領域の一方を白画素の領域、他方を黒画素の領域とし
て２値化するのである。この方法は実施形態１の第３の
方法と共通しているから、境界線形状検出部１２の色抽
出処理部において塗料膜２の色を抽出するようにすれ
ば、塗料膜２を白画素とし、塗料膜２以外の部分を黒画
素とした２値画像を得ることができる。つまり、この２
値画像を用いれば境界線Ｂと膜切れ部Ｈとをともに抽出
することができる。

【００５９】（実施形態７）実施形態６においては原画
像を２値化することにより塗料膜２に形成された膜切れ
部Ｈを抽出していたが、本実施形態では原画像を微分す
ることによって膜切れ部Ｈを抽出する方法について説明
する。つまり、実施形態２と同様に垂直方向に微分した
微分画像を２値化することにより得られる２値画像に対
して以下の処理を施す。また、本実施形態においてもＴ
Ｖカメラ４は、撮像した原画像の水平方向が被塗装物１
と塗料膜２との境界線Ｂの方向にほぼ一致するように配
置される。

【００６０】境界線Ｂのおおよその位置は既知であるか
ら、まず境界線Ｂよりもｙ座標値の小さい領域で、図１
５のように垂直方向の孔検出ラインＫ₁ ，Ｋ₂ ，……を
設定する。孔検出ラインＫ₁ ，Ｋ₂ ，……は一定間隔で
設定される。各孔検出ラインＫ₁ ，Ｋ₂ ，……の上で上
から下に追跡し、画素値の変化点を求めればこの点（図
１５ではＱ₇₁，Ｑ₇₂〜Ｑ₉₁，Ｑ₉₂）は膜切れ部Ｈのエッ
ジ上の点（エッジ点）とみなすことができ（エッジ点は
一般に１本の孔検出ラインＫ₁ ，Ｋ₂ ，……について２
個ずつ得られる）、これらのエッジ点に囲まれた領域を
円形とみなせば、この領域の面積Ａは次式により求める
ことができる。 Ａ＝ｋπＮ² ただし、ｋは比例定数である。この面積Ａは、エッジ点
の個数Ｎを円形領域の直径に比例する値と考えることに
よって得られるが、ｋとπとは一定値であるから、面積
ＡとしてＮ² を用いるようにしてもよい。同様にして各
エッジ点の座標値を（ｘ_i ，ｙ_i ）とすれば、エッジ点
に囲まれた領域の重心の座標（ｇｘ，ｇｙ）を次式で求
めることができる。 ｇｘ＝（１／Ｎ）Σｘ_i ｇｙ＝（１／Ｎ）Σｙ_i 上述したように、膜切れ部Ｈの評価には膜切れ部Ｈの重
心位置のｙ座標値ｇｙのみを用いるから、上述の面積Ａ
と座標値ｇｙとを用いることによって実施形態６と同様
にデータベースと照合して塗装状態を予測した評価値を
得ることができる。評価値を求めた後の処理は実施形態
６と同様であって、実施形態１ないし実施形態５で求め
た評価値と併用することで塗装状態の正確な良否判定が
可能になる。なお、実施形態２と同様に微分を行なうか
ら、実施形態２の処理と組み合わせれば処理を共通化す
ることができる。

【００６１】また、本実施形態では垂直方向の微分値の
みを用いているが、実施形態３と同様に垂直方向と水平
方向との両方向について微分し、微分強度値を用いて２
値化した２値画像を用いてエッジ点を求めるようにして
もよい。

【００６２】

【発明の効果】請求項１ないし請求項６の発明は上述の
ように、被塗装物と塗料膜との境界線を含む領域を画像
入力手段により撮像し、得られた画像から境界線の上の
点列を抽出した後、点列を代表する直線を基準線として
設定し、基準線と点列の各点との距離を用いて境界線の
形状に対する評価値を求め、評価値を用いて塗装状態の
良否を評価するものであり、被塗装物と塗料膜との境界
線の形状を画像入力手段により撮像した画像に基づいて
検出し、境界線の形状から評価値を求めることによって
塗装状態の良否を判定するから、塗装の不良を直接的に
検出することができ、塗料膜での膜切れのみを検出する
場合に比較すると塗装状態の良否を精度よく行なうこと
ができるという利点がある。

【００６３】請求項７および請求項８の発明は、被塗装
物と塗料膜との境界線を含む領域を塗料がヘッド部から
被塗装物に達するまでの時間よりも十分に短い時間間隔
で画像入力手段により複数回撮像した後、各画像で得ら
れた境界線の位置と各画像の撮像時刻とを３次元空間に
マッピングして得られる３次元図形を適宜の閾値で切断
し、切断面の面積の大小により塗装状態の良否を評価す
るものであり、特定の時刻の画像のみを検出するのでは
なく膜切れ部の時間変化を考慮して塗装状態の良否を判
定するから、良否判定の精度がより高くなるという利点
がある。

【００６４】請求項９ないし請求項１３の発明は、塗料
膜を含む領域を画像入力手段により撮像して得られた画
像から塗料膜の膜切れ部を検出し、膜切れ部の大きさお
よび位置を用いて、前記膜切れ部が前記被塗装物に到達
したときの前記境界線の形状を予測した評価値を求め、
評価値を用いて塗装状態の良否を評価するものであり、
塗料膜の膜切れ部の画像から良否を判定するものではあ
るが、塗料膜の膜切れ部の大きさおよび位置を評価値に
対応付けることによって、定量的な再現性のよい良否判
定が可能になるという利点がある。

【００６５】請求項１４の発明は、ＴＶカメラにより撮
像した画像内の所定の検出領域における被塗装物の存在
を検出し、塗装状態の良否判定に用いる画像を検出領域
に被塗装物が存在する期間にのみ塗装状態の検出を行な
うので、被塗装物が存在しない期間に塗装状態の検出を
無駄に行なうことがなくしかも被塗装物の検出に画像入
力手段を兼用することができるという利点がある。

【００６６】請求項１５の発明は、被塗装物と塗料膜と
の境界線を含む領域を撮像するＴＶカメラと、被塗装物
および塗料膜を照明する光源と、ＴＶカメラにより撮像
した濃淡画像から境界線の形状を抽出し境界線の形状に
応じた評価値を求めることにより評価値に基づいて塗装
状態の良否を判定する画像処理装置とを備え、光源は塗
料膜に対してＴＶカメラと同じ側であって塗料膜での正
反射光がＴＶカメラに入射する位置に配置されているも
のであり、光源から塗料膜に照射され正反射した光をＴ
Ｖカメラに入射されるから、ＴＶカメラで撮像された画
像において被塗装物と塗料膜との光量に明瞭な差が生
じ、被塗装物と塗料膜との境界線の検出が容易になると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明に用いる画像処理装置を示すブロック図
である。

【図３】実施形態１における処理手順を示す動作説明図
である。

【図４】実施形態１に用いる被塗装物の一例を示す斜視
図である。

【図５】実施形態１における２値画像の作成例を示す図
である。

【図６】実施形態１における２値画像の作成例を示す図
である。

【図７】実施形態１における境界線の検出方法を説明す
る図である。

【図８】実施形態２における境界線の検出方法を説明す
る図である。

【図９】実施形態３における境界線の検出方法を説明す
る図である。

【図１０】実施形態４において得られる画像の例を示す
図である。

【図１１】実施形態４において得られる３次元図形の例
を示す図である。

【図１２】実施形態４において得られる切断面の概念を
説明する図である。

【図１３】実施形態５の処理手順の概念を説明する図で
ある。

【図１４】実施形態６における膜切れ部の検出方法を説
明する図である。

【図１５】実施形態６における膜切れ部の他の検出方法
を説明する図である。

【符号の説明】

１ 被塗装物 ２ 塗料膜 ３ ヘッド部 ４ ＴＶカメラ ５ 光源 ６ａ，６ｂ コンベア １０ 画像処理装置 １１ 画像記憶部 １２ 境界線形状検出部 １３ 塗装状態判定部 Ｂ 境界線 Ｄｂ 黒領域 Ｄｗ 白領域 Ｈ 膜切れ部 Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，…… 境界線検出ライン Ｌｓ 基準線 Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，…… 点 Ｐ₁ ′，Ｐ₂ ′，…… エッジ点 Ｗ 孔検出ウインドウ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００ (56)参考文献 特開 平４−235303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/00 - 5/02 B05C 11/00 B05D 1/30 B05D 3/00 G01N 21/88 G06T 7/00

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料をヘッド部からカーテン状に流下さ
   せることにより塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差する
   方向に被塗装物を搬送することにより前記被塗装物に塗
   料を塗るフローコーティングの過程において塗装状態を
   検出する方法であって、前記被塗装物と前記塗料膜との
   境界線を含む領域を画像入力手段により撮像し、得られ
   た画像から前記境界線の上の点列を抽出した後、点列を
   代表する直線を基準線として設定し、前記基準線と点列
   の各点との距離を用いて前記境界線の形状に対する評価
   値を求め、前記評価値を用いて塗装状態の良否を評価す
   ることを特徴とするフローコート塗装状態の検出方法。
2. 【請求項２】 前記画像の各画素の濃度を適宜閾値で２
   値化することにより得られる２値画像の中での白領域と
   黒領域との境界線を前記境界線として採用することを特
   徴とする請求項１記載のフローコート塗装状態の検出方
   法。
3. 【請求項３】 前記画像内において前記被塗装物のテク
   スチャを識別して２値化することにより得られる２値画
   像の中での白領域と黒領域との境界線を前記境界線とし
   て採用することを特徴とする請求項１記載のフローコー
   ト塗装状態の検出方法。
4. 【請求項４】 前記画像内において前記被塗装物と前記
   塗料膜との色を識別して２値化することにより得られる
   ２値画像の中での白領域と黒領域との境界線を前記境界
   線として採用することを特徴とする請求項１記載のフロ
   ーコート塗装状態の検出方法。
5. 【請求項５】 画像入力手段により撮像された濃淡画像
   を前記境界線に交差する方向に微分するとともに適宜閾
   値を用いて微分値を２値化することにより２値画像を生
   成し、前記２値画像の中で境界線に交差する方向に多数
   本の境界線検出ラインを設定するとともに境界線検出ラ
   イン上を塗料膜から被塗装物に向かう向きに追跡するこ
   とにより画素値の変化点を求め、前記変化点を前記境界
   線上の点として採用することを特徴とする請求項１記載
   のフローコート塗装状態の検出方法。
6. 【請求項６】 画像入力手段により撮像された濃淡画像
   を互いに直交する２方向に微分するとともに適宜閾値を
   用いて微分値を２値化することにより２値画像を生成
   し、前記２値画像の中で境界線に交差する方向に多数本
   の境界線検出ラインを設定するとともに境界線検出ライ
   ン上を塗料膜から被塗装物に向かう向きに追跡すること
   により画素値の変化点を求め、前記変化点を前記境界線
   上の点として採用することを特徴とする請求項１記載の
   フローコート塗装状態の検出方法。
7. 【請求項７】 塗料をヘッド部からカーテン状に流下さ
   せることにより塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差する
   方向に被塗装物を搬送することにより前記被塗装物に塗
   料を塗るフローコーティングの過程において塗装状態を
   検出する方法であって、前記被塗装物と前記塗料膜との
   境界線を含む領域を塗料がヘッド部から被塗装物に達す
   るまでの時間よりも十分に短い時間間隔で画像入力手段
   により複数回撮像した後、各画像で得られた境界線の位
   置と各画像の撮像時刻とを３次元空間にマッピングして
   得られる３次元図形を前記境界線から一定の距離に設定
   した閾値で切断し、切断面の面積の大小により塗装状態
   の良否を評価することを特徴とするフローコート塗装状
   態の検出方法。
8. 【請求項８】 塗料をヘッド部からカーテン状に流下さ
   せることにより塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差する
   方向に被塗装物を搬送することにより前記被塗装物に塗
   料を塗るフローコーティングの過程において塗装状態を
   検出する方法であって、前記被塗装物と前記塗料膜との
   境界線を含む領域を塗料がヘッド部から被塗装物に達す
   るまでの時間よりも十分に短い時間間隔で画像入力手段
   により複数回撮像した後、各画像で得られた境界線の位
   置と各画像の撮像時刻とを３次元空間にマッピングして
   得られる３次元図形を前記境界線に直交し時間軸に平行
   な閾値で切断し、切断面の面積の大小により塗装状態の
   良否を評価することを特徴とするフローコート塗装状態
   の検出方法。
9. 【請求項９】 塗料をカーテン状に流下させることによ
   り塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差する方向に被塗装
   物を搬送することにより前記被塗装物に塗料を塗るフロ
   ーコーティングを施している過程で塗装状態を検出する
   方法であって、前記塗料膜を含む領域を画像入力手段に
   より撮像して得られた画像から塗料膜の膜切れ部を検出
   し、膜切れ部の大きさおよび位置を用いて、前記膜切れ
   部が前記被塗装物に到達したときの前記境界線の形状を
   予測した評価値を求め、前記評価値を用いて塗装状態の
   良否を評価することを特徴とするフローコート塗装状態
   の検出方法。
10. 【請求項１０】 前記画像の各画素の濃度を適宜閾値で
    ２値化することにより得られる２値画像における塗料膜
    に相当する領域の中で周囲とは画素値の異なる部位を膜
    切れ部として採用することを特徴とする請求項９記載の
    フローコート塗装状態の検出方法。
11. 【請求項１１】 前記画像内において前記被塗装物と前
    記塗料膜との色を識別して２値化することにより得られ
    る２値画像における塗料膜に相当する領域の中で周囲と
    は画素値の異なる部位を膜切れ部として採用することを
    特徴とする請求項９記載のフローコート塗装状態の検出
    方法。
12. 【請求項１２】 画像入力手段により撮像された濃淡画
    像を前記境界線に交差する方向に微分するとともに適宜
    閾値を用いて微分値を２値化することにより２値画像を
    生成し、前記２値画像における塗料膜に相当する領域の
    中で境界線に交差する方向に多数本の孔検出ラインを設
    定するとともに孔検出ライン上を塗料膜から被塗装物に
    向かう向きに追跡することにより画素値の変化点を求
    め、求めた変化点に囲まれる範囲を膜切れ部として採用
    することを特徴とする請求項９記載のフローコート塗装
    状態の検出方法。
13. 【請求項１３】 画像入力手段により撮像された濃淡画
    像を互いに直交する２方向に微分するとともに適宜閾値
    を用いて微分値を２値化することにより２値画像を生成
    し、前記２値画像における塗料膜に相当する領域の中で
    境界線に交差する方向に多数本の孔検出ラインを設定す
    るとともに孔検出ライン上を塗料膜から被塗装物に向か
    う向きに追跡することにより画素値の変化点を求め、求
    めた変化点に囲まれる範囲を膜切れ部として採用するこ
    とを特徴とする請求項９記載のフローコート塗装状態の
    検出方法。
14. 【請求項１４】 前記ＴＶカメラにより撮像した画像内
    の検出領域における被塗装物の存在を検出し、塗装状態
    の良否判定に用いる画像を前記検出領域に被塗装物が存
    在する期間にのみ塗装状態の検出を行なうことを特徴と
    する請求項１ないし請求項１３に記載のフローコート塗
    装状態の検出方法。
15. 【請求項１５】 塗料をヘッド部からカーテン状に流下
    させることにより塗料膜を形成し、前記塗料膜に交差す
    る方向に被塗装物を搬送することにより前記被塗装物に
    塗料を塗るフローコーティングの過程において塗装状態
    を検出する装置であって、前記被塗装物と前記塗料膜と
    の境界線を含む領域を撮像するＴＶカメラと、前記被塗
    装物および前記塗料膜を照明する光源と、前記ＴＶカメ
    ラにより撮像した濃淡画像から前記境界線の形状を抽出
    し前記境界線の形状に応じた評価値を求めることにより
    前記評価値に基づいて塗装状態の良否を判定する画像処
    理装置とを備え、前記光源は前記塗料膜に対して前記Ｔ
    Ｖカメラと同じ側であって前記塗料膜での正反射光が前
    記ＴＶカメラに入射する位置に配置されていることを特
    徴とするフローコート塗装状態の検出装置。