JP3211681B2 - 塗装欠陥検査装置 - 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、たとえば自動車の
生産過程において車体の塗装面の状態を光学的に検査す
る塗装欠陥検査装置に係り、特に、簡単な装置構成によ
り塗装面の欠陥を高精度に検出し、検出した欠陥を車体
の展開図に表示するようにし、さらに、欠陥の程度に応
じて車体の搬送速度を調整し得る塗装欠陥検査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、たとえば車体の塗装状態を光学的
に検査する塗装欠陥検査装置において、車体の塗装面の
欠陥を高精度に検出する技術として、時系列的に撮像さ
れた複数の明暗パターン画像を処理し、それぞれの画像
から抽出された欠陥候補点の移動状態に基づいて欠陥を
検出するようにしたものが開発されている（本出願人に
係る特願平６−２２３４７１号、特願平７−０２５０９
０号参照）。

【０００３】このとき、被検査面の撮像にあたっては、
一般に、ロボットなどにＣＣＤカメラを持たせて明暗パ
ターン画像を取り込むようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗装欠陥検査装置にあっては、ロボットなど
にＣＣＤカメラを持たせて欠陥を検出するため、ロボッ
トなどに対し車種ごとにティーチングを行う必要があ
り、設備費のみならず事前の工数が大幅にかかってい
た。

【０００５】また、従来は、検出された欠陥の位置や程
度などを車体の図面上に表示するということは行われて
おらず、車体のどの位置にどの程度の欠陥があるかを一
目で容易に確認することができなかった。

【０００６】さらに、その欠陥の補修は人手によって行
われるが、存在する欠陥の数や程度が車体ごとに異なる
ため、補修作業に要する時間、すなわち補修作業時間が
車体ごとに変動することになり、補修作業時間が多くか
かる車体では作業者が一時的にラインを停止させて作業
をしたり、逆に補修作業時間がかからない車体では手待
ち時間が多くなるなど、作業にムラが生じていた。

【０００７】本発明は、従来の塗装欠陥検査装置におけ
る上記課題に着目してなされたものであり、簡単な装置
構成により被検査物の塗装面の欠陥を高精度に検出し、
かつ検出した欠陥の位置や程度を一目で容易に確認する
ことができ、さらに検出された欠陥の程度に応じて被検
査物の搬送速度をも調整できるようにした塗装欠陥検査
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、被検査物の塗装状態を光学
的に検査する塗装欠陥検査装置において、被検査物の外
周面に所定の明暗パターンを照射する明暗パターン照射
手段と、被検査物の外周面を撮像する撮像手段と、被検
査物と前記明暗パターン照射手段および前記撮像手段と
を互いに相対移動させる移動手段と、前記撮像手段によ
って時系列的に撮像された明暗パターンの動的画像を処
理して、被検査物の外周面の塗装欠陥を検出する欠陥検
出手段と、前記欠陥検出手段によって検出された欠陥が
被検査物の展開図の外に位置する場合を除いて前記欠陥
検出手段の結果を被検査物の展開図に表示する図形処理
手段と、を有することを特徴とする。

【０００９】このように構成された本発明にあっては、
明暗パターン照射手段は被検査物の外周面に所定の明暗
パターンを照射する。この照射された明暗パターンは撮
像手段によって被検査物の外周面と共に撮像される。被
検査物と明暗パターン照射手段および撮像手段とは移動
手段によって互いに相対移動するので、撮像手段の撮像
部位は時間の経過と共に移動する。欠陥検出手段は、撮
像手段によって時系列的に撮像された明暗パターンの動
的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥を検出
する。図形処理手段は欠陥検出手段によって検出された
欠陥が被検査物の展開図の外に位置する場合を除いて欠
陥検出手段の結果を被検査物の展開図に表示する。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の塗装欠陥検査装置において、前記撮像手段によって撮
像された被検査物の撮像パターンを、あらかじめ登録さ
れた種類別の撮像パターンと比較して、被検査物の種類
を決定する種類決定手段を有することを特徴とする。

【００１１】このように構成された本発明にあっては、
種類決定手段は、撮像手段によって撮像された被検査物
の撮像パターンを、あらかじめ登録された種類別の撮像
パターンと比較して、被検査物の種類を決定する。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の塗装欠陥検査装置において、前記展開図は前記撮
像手段の角度から見た展開図であることを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、車体の塗装状態を
光学的に検査する塗装欠陥検査装置において、車体を取
り囲むように配置され、車体の外周面に所定の明暗パタ
ーンを照射する明暗パターン光源と、車体を取り囲むよ
うに配置され、車体の外周面を撮像する複数の撮像カメ
ラと、車体をライン上で移動させるモータと、前記複数
の撮像カメラによって時系列的に撮像された複数の明暗
パターン画像のそれぞれから欠陥候補点を抽出し、抽出
した欠陥候補点の追跡処理を行うことにより、車体の外
周面の塗装欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥検
出手段によって検出された欠陥が車体の展開図の外に位
置する場合を除いて前記欠陥検出手段の結果を車体の展
開図に表示する図形処理手段と、を有することを特徴と
する。

【００１４】このように構成された本発明にあっては、
被検査物である車体を取り囲むように明暗パターン光源
と複数の撮像カメラとが固定して配置されており、明暗
パターン光源によって車体の外周面に所定の明暗パター
ンが照射され、この照射された明暗パターンは複数の撮
像カメラによって車体の外周面と共に撮像される。車体
はモータによって移動するので、複数の撮像カメラによ
る撮像部位は時間の経過と共に移動する。欠陥検出手段
は、複数の撮像カメラによって時系列的に撮像された複
数の明暗パターン画像のそれぞれから欠陥候補点を抽出
し、抽出した欠陥候補点の追跡処理を行うことにより、
車体の外周面の塗装欠陥を検出する。図形処理手段は欠
陥検出手段によって検出された欠陥が車体の展開図の外
に位置する場合を除いて欠陥検出手段の結果を車体の展
開図に表示する。

【００１５】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の塗装欠陥検査装置において、前記複数の撮像カメラに
よって撮像された車体の撮像パターンを、あらかじめ登
録された車種別の撮像パターンと比較して、車体の種類
を決定する車種決定手段を有することを特徴とする。

【００１６】このように構成された本発明にあっては、
種類決定手段は、撮像手段によって撮像された被検査物
の撮像パターンを、あらかじめ登録された車種別の撮像
パターンと比較して、車体の種類を決定する。

【００１７】請求項６記載の発明は、上記請求項４また
は５記載の塗装欠陥検査装置において、前記展開図は前
記複数の撮像カメラそれぞれの角度から見た展開図であ
ることを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明は、上記請求項３また
は６記載の塗装欠陥検査装置において、前記展開図はＣ
ＡＤ上で作成されることを特徴とする。

【００１９】請求項８記載の発明は、上記請求項３また
は６記載の塗装欠陥検査装置において、前記展開図は実
際の車体を撮像して得られる画像データを処理して作成
されることを特徴とする。

【００２０】請求項９記載の発明は、上記請求項１また
は４記載の塗装欠陥検査装置において、車体の位置を測
定する車体位置測定手段と、前記車体位置測定手段の測
定結果を基準データと比較して車体の位置のずれ分を算
出し、求めたずれ分により、前記欠陥検出手段によって
検出された塗装欠陥の位置を補正する欠陥位置補正手段
と、を有することを特徴とする。

【００２１】このように構成された本発明にあっては、
車体位置測定手段は車体の位置を測定し、欠陥位置補正
手段は、車体位置測定手段の測定結果を基準データと比
較して車体の位置のずれ分を算出し、求めたずれ分によ
り、欠陥検出手段によって検出された塗装欠陥の位置を
補正する。図形処理手段は、欠陥検出手段の結果を、欠
陥検出手段によって検出された欠陥が車体の展開図の外
に位置する場合を除いて、その補正された位置データを
もとにして車体の展開図に表示する。

【００２２】請求項１０記載の発明は、被検査物の塗装
状態を光学的に検査する塗装欠陥検査装置において、被
検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗パ
ターン照射手段と、被検査物の外周面を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗
パターンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗
装欠陥を検出する欠陥検出手段と、当該欠陥検出手段に
よって検出された塗装欠陥の補修作業時間を算出する補
修作業時間算出手段と、当該補修作業時間算出手段によ
り算出された補修作業時間を参照し、被検査物を適正搬
送速度で移動せさせる移動手段とを有することを特徴と
する。

【００２３】このように構成された本発明にあっては、
検出された塗装欠陥に応じて被検査物を適正な搬送速度
で搬送する。

【００２４】請求項１１記載の発明は、被検査物の塗装
状態を光学的に検査する塗装欠陥検査装置において、被
検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗パ
ターン照射手段と、被検査物の外周面を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗
パターンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗
装欠陥を欠陥レベル別に検出する欠陥検出手段と、欠陥
レベル別の単位補修作業時間、被検査物の搬送間隔、作
業者数が記憶されている記憶手段と、前記欠陥検出手段
によって欠陥レベル別に検出された塗装欠陥と当該記憶
手段に記憶されている単位補修作業時間とから、前記塗
装欠陥の補修作業時間を算出する補修作業時間算出手段
と、当該補修作業時間算出手段により算出された補修作
業時間、前記記憶手段に記憶されている被検査物の搬送
間隔、作業者数から被検査物のライン上における適正搬
送速度を算出する搬送速度算出手段と、当該搬送速度算
出手段によって算出された適正搬送速度で被検査物を移
動させる移動手段とを有することを特徴とする。

【００２５】このように構成された本発明にあっては、
欠陥レベル別に検出された塗装欠陥から塗装欠陥の補修
作業時間を算出し、さらにこの補修作業時間、被検査物
の搬送間隔、作業者数から被検査物のライン上における
適正搬送速度を算出する。被検査物はこの適正搬送速度
で移動される。

【００２６】請求項１２記載の発明は、上記請求項１１
記載の塗装欠陥検査装置において、搬送速度算出手段
は、算出した適正搬送速度が予め設定されている最大速
度を上回る場合には当該最大速度を、また、当該適正搬
送速度が予め設定されている最小速度を下回る場合には
当該最小速度を、被検査物を移動させる場合の適正搬送
速度として前記移動手段に指令することを特徴とする。

【００２７】請求項１３記載の発明は、被検査物の塗装
状態を光学的に検査する塗装欠陥検査装置において、被
検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗パ
ターン照射手段と、被検査物の外周面を撮像する撮像手
段と、被検査物と前記明暗パターン照射手段および前記
撮像手段とを互いに相対移動させる移動手段と、前記撮
像手段によって時系列的に撮像された明暗パターンの動
的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥を検出
する欠陥検出手段と、前記欠陥検出手段の結果を前記撮
像手段の角度から見た被検査物の展開図に表示する図形
処理手段と、を有することを特徴とする。

【００２８】請求項１４記載の発明は、車体の塗装状態
を光学的に検査する塗装欠陥検査装置において、車体を
取り囲むように配置され、車体の外周面に所定の明暗パ
ターンを照射する明暗パターン光源と、車体を取り囲む
ように配置され、車体の外周面を撮像する複数の撮像カ
メラと、車体をライン上で移動させるモータと、前記複
数の撮像カメラによって時系列的に撮像された複数の明
暗パターン画像のそれぞれから欠陥候補点を抽出し、抽
出した欠陥候補点の追跡処理を行うことにより、車体の
外周面の塗装欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥
検出手段の結果を前記複数の撮像カメラそれぞれの角度
から見た車体の展開図に表示する図形処理手段と、を有
することを特徴とする。

【００２９】請求項１５記載の発明は、請求項１３また
は１４記載の塗装欠陥検査装置において、前記展開図は
ＣＡＤ上で作成されることを特徴とする。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、明暗パタ
ーンの動的画像を処理して欠陥を検出する際に、ロボッ
トなどを用いることなく明暗パターンを撮像するので、
従来のようにロボットなどのティーチングを行う必要が
なくなり、設備費や事前の工数の低減された簡単な装置
構成により被検査物の塗装面の欠陥を高精度に検出する
ことができる。また、検出された欠陥を、欠陥検出手段
によって検出された欠陥が被検査物の展開図の外に位置
する場合を除いて、被検査物の展開図に表示するので、
検出された欠陥が被検査物の展開図の外に位置する場合
にはそれは表示されず、不必要な欠陥の表示がなく、わ
かりやすい。したがって、欠陥の位置や程度を一目で容
易に確認することができ、利便性の向上が図られる。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加え、被検査物の種類の検知を撮
像手段によって撮像された被検査物の撮像パターンに基
づいて行うので、被検査物の種類を検知するための装置
を新たに設ける必要がなく、コストの増加が抑えられ
る。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加え、欠陥の表示される展開図は
撮像手段の撮像角度から見た展開図であるため、欠陥の
表示の位置ずれをなくすことができる。すなわち、被測
定物の寸法は見る角度によって異なるので、撮像手段の
撮像角度以外の角度（たとえば、真横または真上）から
見た展開図に検出された欠陥位置を表示すると位置がず
れて表示されることになるが、欠陥を表示する展開図を
撮像手段と同じ角度から見た展開図とすることによって
欠陥表示の位置ずれがなくなり、検出された欠陥の位置
を正確に知ることができる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、明暗パター
ンの動的画像を処理して欠陥を検出する際に、ロボット
などを用いることなく固定された複数の撮像カメラで明
暗パターンを撮像するので、従来のようにロボットなど
のティーチングを行う必要がなくなり、設備費や事前の
工数の低減された簡単な装置構成により車体の塗装面の
欠陥を高精度に検出することができる。また、検出され
た欠陥を、欠陥検出手段によって検出された欠陥が被検
査物の展開図の外に位置する場合を除いて、被検査物の
展開図に表示するので、検出された欠陥が被検査物の展
開図の外に位置する場合にはそれは表示されず、不必要
な欠陥の表示がなく、わかりやすい。したがって、欠陥
の位置や程度を一目で容易に確認することができ、利便
性の向上が図られる。

【００３４】請求項５記載の発明によれば、上記請求項
４記載の発明の効果に加え、車種の検知を複数の撮像カ
メラによって撮像された車体の撮像パターンに基づいて
行うので、車種を検知するための装置を新たに設ける必
要がなく、コストの増加が抑えられる。

【００３５】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
４記載の発明の効果に加え、欠陥の表示される展開図は
各撮像カメラの角度から見た展開図であるため、欠陥の
表示の位置ずれをなくすことができる。すなわち、車体
の寸法は見る角度によって異なるので、撮像カメラの角
度以外の角度（たとえば、真横または真上）から見た展
開図に検出された欠陥位置を表示すると位置がずれて表
示されることになるが、欠陥を表示する展開図を各撮像
カメラと同じ角度から見た展開図とすることによって欠
陥表示の位置ずれがなくなり、検出された欠陥の位置を
正確に知ることができる。

【００３６】請求項７記載の発明によれば、上記請求項
３または６記載の発明の効果に加え、展開図をＣＡＤ上
で作成するため、図形処理を簡単に行うことができ、展
開図を容易に作成できる。

【００３７】請求項８記載の発明によれば、上記請求項
３または６記載の発明の効果に加え、実際の車体を撮像
して得られる画像データを処理して展開図を作成するた
め、撮像手段または撮像カメラの角度調整を正確に行わ
なくても、撮像手段または各撮像カメラの見たままの展
開図を作成することができる。したがって、撮像手段ま
たは撮像カメラの角度調整不良および車体の三次元形状
に起因する展開図自体のずれによる欠陥表示のずれがな
くなり、塗装欠陥検査の作業性が向上する。

【００３８】請求項９記載の発明によれば、上記請求項
１または４記載の発明の効果に加え、車体の位置のずれ
分を算出して検出された塗装欠陥の位置を補正するの
で、車体のずれによる欠陥位置のずれがなくなる。した
がって、検出された欠陥を展開図に表示する際に欠陥が
車体のずれ分だけずれて表示されることがなくなり、塗
装欠陥検査の作業性が向上する。

【００３９】請求項１０記載の発明によれば、塗装欠陥
の補修に必要な時間を算出し、この時間に応じて被検査
物の移動速度を変えるようにしたので、塗装欠陥の補修
作業にムラが無くなり、一定のペースで作業をすること
ができるようになり、補修作業の質的向上が期待でき
る。

【００４０】請求項１１記載の発明によれば、欠陥レベ
ル別に検出された塗装欠陥と単位補修作業時間とから塗
装欠陥の補修に必要な時間を算出し、この時間、被検査
物の搬送間隔、作業者数から被検査物の移動速度を変え
るようにしたので、塗装欠陥の補修作業にムラが無くな
り、一定のペースで作業をすることができるようにな
り、補修作業の質的向上が期待できる。

【００４１】請求項１２記載の発明によれば、算出され
た適正搬送速度に対して、最高速度と最低速度を設定し
たので、被検査物が常識を越えた速度で搬送されること
がなくなり、ある程度の範囲内のペースで作業をするこ
とができるようになる。

【００４２】請求項１３記載の発明によれば、明暗パタ
ーンの動的画像を処理して欠陥を検出する際に、ロボッ
トなどを用いることなく明暗パターンを撮像するので、
従来のようにロボットなどのティーチングを行う必要が
なくなり、設備費や事前の工数の低減された簡単な装置
構成により被検査物の塗装面の欠陥を高精度に検出す る
ことができる。また、検出された欠陥を撮像手段の角度
から見た被検査物の展開図に表示するので、欠陥の位置
や程度を一目で容易に確認することができ、利便性の向
上が図られる。さらに、欠陥の表示される展開図は撮像
手段の撮像角度から見た展開図であるため、欠陥の表示
の位置ずれをなくすことができる。すなわち、被測定物
の寸法は見る角度によって異なるので、撮像手段の撮像
角度以外の角度（たとえば、真横または真上）から見た
展開図に検出された欠陥位置を表示すると位置がずれて
表示されることになるが、欠陥を表示する展開図を撮像
手段と同じ角度から見た展開図とすることによって欠陥
表示の位置ずれがなくなり、検出された欠陥の位置を正
確に知ることができる。

【００４３】請求項１４記載の発明によれば、明暗パタ
ーンの動的画像を処理して欠陥を検出する際に、ロボッ
トなどを用いることなく固定された複数の撮像カメラで
明暗パターンを撮像するので、従来のようにロボットな
どのティーチングを行う必要がなくなり、設備費や事前
の工数の低減された簡単な装置構成により車体の塗装面
の欠陥を高精度に検出することができる。また、検出さ
れた欠陥を複数のカメラそれぞれから見た被検査物の展
開図に表示するので欠陥の位置や程度を一目で容易に確
認することができ、利便性の向上が図られる。さらに、
欠陥の表示される展開図は各撮像カメラの角度から見た
展開図であるため、欠陥の表示の位置ずれをなくすこと
ができる。すなわち、車体の寸法は見る角度によって異
なるので、撮像カメラの角度以外の角度（たとえば、真
横または真上）から見た展開図に検出された欠陥位置を
表示すると位置がずれて表示されることになるが、欠陥
を表示する展開図を各撮像カメラと同じ角度から見た展
開図とすることによって欠陥表示の位置ずれがなくな
り、検出された欠陥の位置を正確に知ることができる。

【００４４】請求項１５記載の発明によれば、上記請求
項１３または１４記載の発明の効果に加え、展開図をＣ
ＡＤ上で作成するため、図形処理を簡単に行うことがで
き、展開図を容易に作成できる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００４６】図１は本発明の一実施形態に係る塗装欠陥
検査装置の光学系の構成図であり、同図（Ａ）はストラ
イプ光源の設置例を示し、同図（Ｂ）はＣＣＤカメラの
設置例を示している。また、図２はストライプ光源とＣ
ＣＤカメラとの位置関係を示す図である。

【００４７】被測定物としての車体１は、台車２の上に
載置された状態で、塗装ブースから検査ステージにコン
ベアによって搬送されてくる。検査ステージには、搬送
されてきた車体１を取り囲むようにトンネル状の取付ス
タンド３に複数の照明装置４が並べて設けられており、
これら各照明装置４の内側には同じくトンネル状のスト
ライプシートスタンド５が配置されている。スタンド３
に取り付ける照明装置４の数は、車体１の全外周面１ａ
上にくまなく明暗パターンが映し出されるような適当な
数に設定されている。なお、ストライプ光源は照明装置
４とストライプシートスタンド５とからなり、これらは
また明暗パターン照射手段または明暗パターン光源を構
成している。

【００４８】各照明装置４にはたとえば直管型の蛍光ラ
ンプが複数本取り付けられている。また、ストライプシ
ートスタンド５は、たとえば、蛍光ランプの光を散乱拡
散させて面光源と同様の光源を作り出す拡散板と、スト
ライプ（明暗縞）パターンを形成させるストライプシー
トとをスタンドに取り付けて構成されており、ストライ
プシートは縦方向の黒色のストライプを横方向に所定の
間隔で施したものである（図２参照）。

【００４９】したがって、各照明装置４からの光はスト
ライプシートスタンド５によって拡散されて面状のスト
ライプパターンの光（ストライプ光）となって車体１の
外周面（塗装面である被検査面）１ａ上に照射される。
このため、車体１の外周面１ａ上にはストライプシート
スタンド５のストライプシートと同様のストライプ状の
明暗パターン（明暗模様）が映し出されることになる。

【００５０】車体１の外周面１ａ上に照射されたストラ
イプ状の明暗パターンは撮像手段または撮像カメラとし
ての複数（ｎ台）のＣＣＤカメラ６によって撮像され
る。ＣＣＤカメラ６もまた車体１を取り囲むようにトン
ネル状のカメラスタンド７に取り付けられている。ＣＣ
Ｄカメラ６の取付け個数と位置は、車体１の全外周面１
ａをくまなく撮像できるよう適当に設定されている。す
なわち、各ＣＣＤカメラ６は所定の撮像領域（部位）Ａ
を持っており、隣り合うＣＣＤカメラ６の撮像領域Ａは
連続していることになる。したがって、設置されている
すべてのＣＣＤカメラ６によって車体１の全外周面１ａ
がくまなく映し出されることになる。

【００５１】各ＣＣＤカメラ６（カメラスタンド７）
は、たとえば、車体１の移動方向Ｂのストライプシート
スタンド５の前方に配置されている（図２参照）。

【００５２】なお、各ＣＣＤカメラ６は一定の時間間隔
（たとえば、１／３０秒）ごとに撮像領域Ａのストライ
プ画像（明暗パターン画像ともいう）を後述するカメラ
コントロールユニットを介して画像処理装置に送るよう
になっている。このとき、車体は一定のライン速度で一
定の方向に移動しているので、ＣＣＤカメラ６によって
一定時間ごとに撮像されるストライプ画像は、車体１の
外周面１ａ上の撮像部位Ａが一定時間ごとにずれた画像
となる。

【００５３】また、照明装置取付け用スタンド３の幅Ｃ
は、車体の大きさが異なるいろいろな車種に対応できる
ようにするため、一定の範囲で調整可能である（ストラ
イプシートスタンド５およびカメラスタンド７について
も同様）。

【００５４】また、ここでは、車体１を移動させる形態
を示したが、これに限られるわけではなく、ストライプ
光源（照明装置４（取付スタンド３）およびストライプ
シートスタンド５）およびＣＣＤカメラ６（カメラスタ
ンド７）を動かして車体１の外周面１ａ上の撮像部位Ａ
を時間と共に変化させるようにしてもよい。

【００５５】図３は本装置の信号処理系の構成を示すブ
ロック図である。

【００５６】ｎ台のＣＣＤカメラ６はそれぞれカメラコ
ントロールユニット８に接続されており、これらカメラ
コントロールユニット８はそれぞれ欠陥検出手段として
の画像処理装置９に接続されている。上記したように、
ＣＣＤカメラ６によって一定時間ごとに撮像された車体
外周面１ａ上のストライプ画像（明暗パターン画像）は
ビデオ信号としてカメラコントロールユニット８を介し
て画像処理装置９に送られる。

【００５７】各画像処理装置９は、ＣＣＤカメラ６によ
って撮像されたストライプ画像を処理して塗装欠陥を検
出するとともに車体（ボデー）１の有無を検知する機能
を有している。検出された塗装欠陥の位置と程度（大き
さまたはランク）および検知された車体１の有無（位置
を含む）はそれぞれ欠陥データおよび車体有無データと
して内蔵メモリの所定の領域に記憶される。画像処理装
置９の処理内容は後で詳述する。

【００５８】各画像処理装置９には図形処理手段として
のホストコンピュータ１０が接続されている。

【００５９】ホストコンピュータ１０は、各画像処理装
置９から送られてくる欠陥データおよび車体有無データ
を集計して、車種を検知し、検出した欠陥の位置と程度
をその車種の展開図に表示する機能を有している。その
ため、ホストコンピュータ１０の内蔵メモリには、車種
ごとの展開図データ、車種ごとの登録パターンデータ、
および各ＣＣＤカメラ６の位置（角度）データなどがあ
らかじめ記憶されている。

【００６０】また、ホストコンピュータ１０は、検出さ
れた欠陥を欠陥の程度（欠陥レベル）別に何個存在する
かを認識してその欠陥の補修作業に要する時間（補修作
業時間）を算出する機能と、その補修作業時間に基づい
て最適なライン速度を実現する機能を有している。この
ため、検出された欠陥がどの程度の大きさの場合にはど
の欠陥レベルに該当させるのか、また、その欠陥レベル
の１個当たりの補修にどの程度の時間が必要であるか、
などを判断するために必要となる欠陥レベル、単位補修
作業時間が記憶されて、さらに、ラインを搬送される車
体の搬送間隔が車体間隔として、欠陥補修を行う作業者
数が欠陥補修作業者数としてそれぞれ記憶されている
（図２３参照）。

【００６１】なお、車体間隔は、上記のようにホストコ
ピュータ１０に予め記憶させておく方法の他に、リミッ
トスイッチ１５、１６のＯＮ／ＯＦＦ信号とパルスジェ
ネレータ１４からのパルス数に基づいて算出するように
しても良い。このようにすれば、実際の車体間隔がわか
るので、より最適な搬送速度で車体を搬送させることが
できるようになる。なお、ホストコンピュータ１０の処
理内容は後で詳細に説明する。

【００６２】ホストコンピュータ１０の処理結果はモニ
ター１１やプリンタ１２に出力される。その出力の一例
は図９に示すとおりである。

【００６３】また、ホストコンピュータ１０には、コン
ベアを駆動するコンベアモータ１３の回転数に応じた数
のパルスを出力するパルスジェネレータ１４が接続され
ている。パルスジェネレータ１４から出力されるパルス
数はライン速度（車体１の移動速度）に対応しており、
これにより車体１の移動量を認識することができる。パ
ルスジェネレータ１４からのライン速度情報は、欠陥検
出処理に供するため、ホストコンピュータ１０を介して
各画像処理装置９に送られる一方、ホストコンピュータ
１０で算出された最適なライン速度を維持するためのフ
ィードバック情報としてホストコンピュータ１０内で用
いられる。

【００６４】また、ホストコンピュータ１０には、車体
１が検査ステージに入ったこと（車体ＩＮ）を検知する
ためのリミットスイッチ１５と、車体１が検査ステージ
から出たこと（車体ＯＵＴ）を検知するためのリミット
スイッチ１６とが接続されている。ホストコンピュータ
１０は各リミットスイッチ１５、１６から車体ＩＮ情報
または車体ＯＵＴ情報を入力すると各画像処理装置９に
対し画像処理のＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。

【００６５】なお、ここでは、リミットスイッチ１６を
設けて車体１が検査ステージから出たことを検知するよ
うにしているが、これに限られるわけではなく、各ＣＣ
Ｄカメラ６からの画像情報をもとに車体１が検査ステー
ジから出たことを検出するようにしてもよい。

【００６６】各画像処理装置９における欠陥検出処理は
次のようにして行われる。なお、その欠陥検出処理の内
容は、本出願人に係る特願平６−２２３４７１号および
特願平７−０２５０９０号に詳細に記述されているの
で、ここではその概略を説明するにとどめる。

【００６７】まず、検出原理は次のとおりである。

【００６８】塗装面に明暗パターンを照射すると、欠陥
部で光が乱反射し孤立点となって見える。そこで、これ
をＣＣＤカメラ６で撮像し、高速画像処理して、孤立点
（欠陥候補点）とその動きから欠陥の検出を行う。

【００６９】次に、処理の手順について説明すると、Ｃ
ＣＤカメラ６から被検査面１ａの撮像部位Ａの画像を取
り込み、欠陥部分を検出しやすくするため、所定の強調
処理（たとえば、面積判定など）を行って、欠陥候補点
を抽出する。これを撮像時刻の異なる複数の明暗パター
ン画像のすべてについて行う。この画像処理を一定時間
ごとに行うと実際の欠陥は車体１と共に移動するが誤検
出した点は動かないため、それぞれの画像から抽出した
欠陥候補点の追跡を行い、欠陥かどうかを判定する。具
体的には、抽出した欠陥候補点の移動量がパルスジェネ
レータ１４の出力から得られる車体１（撮像部位Ａ）の
実際の移動量と等しい場合に限り、その欠陥候補点が車
体１の被検査面１ａ上に実際に存在する欠陥であると決
定する。このように欠陥候補点の動きを追跡処理するこ
とによって、塗装欠陥を高精度に検出することができ
る。

【００７０】また、車種の検知は次のようにして行われ
る。

【００７１】図４は車種検知の原理を説明するための図
である。

【００７２】車体の形状は車種によって異なるため、各
ＣＣＤカメラ６に車体１の一部が映っているかどうか、
つまり車体１の有無を検知し、これを撮像時刻の異なる
複数の位置について行う。そして、各ＣＣＤカメラ６の
各撮像位置における車体１の有無を図４（Ａ）および
（Ｂ）の右図に示すようにパターン化する（同図（Ａ）
（Ｂ）はそれぞれ別の車種を示している）。ここで、記
号「○」は見える場合であり、「×」は見えない場合で
ある。このようにして測定されたパターンは車体の形状
に対応したものとなる。したがって、あらかじめ車種ご
とに各ＣＣＤカメラ６の各撮像位置における車体１の有
無のパターンを測定、登録しておき（登録パターンデー
タ）、検査時に測定されたパターンを前記車種ごとの登
録パターンデータと比較することによって、車体１の種
類を検知することができる。なお、車体１の有無は、車
体１が無い場合にはストライプ光源の反射光がなくその
部分の画像が暗くなるので、これによって判断できる。
また、車体有無データは各画像処理装置９で取得され、
パターンの比較による車種検知処理はホストコンピュー
タ１０で行われる。

【００７３】なお、車種検知のための車体有無データは
必ずしもすべてのＣＣＤカメラ６から取得する必要はな
い。たとえば、通常は左右から見た車体形状は同じであ
るため、どちらか一方の側を撮像するＣＣＤカメラ６を
用いればよい。また、車種ごとの車体形状を特定できる
だけのパターンが得られればよいので、車体１の上部の
パターンに車種ごとにあまり違いがないような場合に
は、車体１の上部を撮像するＣＣＤカメラ６を用いず
に、車体１の側部（のどちらか一方）を撮像するＣＣＤ
カメラ６だけを用いることも可能である。

【００７４】ホストコンピュータ１０は、上記したよう
に、検出された欠陥を当該車種の展開図に表示する機能
を有しているが、ここでは、欠陥を表示する展開図を各
ＣＣＤカメラ６の角度から見た展開図として、欠陥の表
示の位置ずれをなすくようにしている。すなわち、車体
の寸法（長さ）は見る角度によって異なり、たとえば、
真横から見るのと斜め前から角度をつけて見るのとでは
車体の長さが違って見える（後者の場合の方が前者の場
合よりも短い）。本装置の各ＣＣＤカメラ６は、真横か
ら見ておらず、斜め前から角度をつけて見ている。よっ
て、真横から見た展開図に本装置によって検出された欠
陥位置を表示すると、実際の位置とはずれて欠陥が表示
されてしまう。そこで、欠陥を表示する展開図は、ＣＡ
Ｄ上で、各ＣＣＤカメラ６と同じ角度から見たように回
転させて作成している。かかる展開図は、あらかじめ、
内蔵メモリに記憶されている車種ごとの展開図データお
よび各ＣＣＤカメラ６の位置（角度）データから自動的
に作成され、内蔵メモリの他の領域に記憶されている。

【００７５】次に、以上のように構成された本装置の動
作を図５〜図７のフローチャートを用いて説明する。

【００７６】図５は本装置の動作を示すメインフローチ
ャートである。

【００７７】リミットスイッチ１５によって車体１が検
査ステージに入ってきたことが検出されると（ステップ
Ｓ１）、ホストコンピュータ１０は各画像処理装置９に
画像処理ＯＮ信号を出力して測定を開始させる（ステッ
プＳ２）。また、ここでは、車体ＩＮと同時に、各照明
装置４を点灯させ、かつ、各ＣＣＤカメラ６の電源を投
入するようになっている。なお、各照明装置４と各ＣＣ
Ｄカメラ６は、検査ステージへのＩＮ／ＯＵＴに応じて
ＯＮ／ＯＦＦすることなく、たとえば、ラインの稼働中
は最初の車体が入ってから最後の車体が出るまで常にＯ
Ｎしておくようにしてもよい。

【００７８】測定が始まると、ステップＳ３で、各画像
処理装置９は、上記した欠陥検出処理を行う。すなわ
ち、対応するＣＣＤカメラ６から被検査面１ａの撮像部
位Ａの画像を取り込み、所定の強調処理を行って欠陥候
補点を抽出する。抽出した欠陥候補点は、その位置と大
きさを内蔵メモリの所定の領域に記憶しておく。そし
て、この抽出処理を一定時間ごとに所定回数行った後、
複数の画像のそれぞれから抽出した欠陥候補点の位置や
大きさから、その欠陥候補点が各画像において時系列的
にどのように移動しているかを算出し、この移動量がパ
ルスジェネレータ１４の出力から得られる車体１（撮像
部位Ａ）の実際の移動に同期していると判断された場合
に、その欠陥候補点を実際の欠陥であると決定する。こ
のようにして検出した欠陥は、その位置と大きさ（程
度）を欠陥データとして内蔵メモリの他の所定の領域に
記憶する。

【００７９】また、各画像処理装置９は、対応するＣＣ
Ｄカメラ６の画像データから、車体１の一部が映ってい
るかどうか（車体１の有無）を検知し、その結果を撮像
位置データと共に内蔵メモリの所定の領域に車体有無デ
ータとして記憶する（ステップＳ４）。

【００８０】上記ステップＳ３とステップＳ４の各処理
は、リミットスイッチ１６によって車体１が検査ステー
ジから出たことが検出されるまで、すなわち、車体１が
通過するまで（ステップＳ５）繰り返される。これによ
り、車体１の全外周面１ａ上の欠陥が検出され、また、
車体のパターン（車体有無データの集合）が測定される
ことになる。

【００８１】車体１が通過すると、ホストコンピュータ
１０は、各画像処理装置９の処理結果を集計する。な
お、ここでは、省エネのため、車体１の通過と同時に、
各照明装置４を消灯させ、かつ、各ＣＣＤカメラ６の電
源を切るようになっている。

【００８２】まず、ステップＳ６で、車種の検知を行
う。これは、欠陥を表示する展開図を選択するためであ
る。

【００８３】図６はその車種検知処理の内容を示すフロ
ーチャートである。

【００８４】まず、各画像処理装置９からステップＳ４
で得られた車体有無データの集合である車体１の測定パ
ターンを取り込み（ステップＳ１１）、この測定パター
ンをあらかじめホストコンピュータ１０の内蔵メモリに
登録してあるすべてのパターンと比較して、それぞれに
おける「○」と「×」の一致した数を求める（ステップ
Ｓ１２）。そして、一致した数が最も多い車種を当該車
体１の車種であると決定し（ステップＳ１３）、メイン
フローチャートにリターンする。

【００８５】次に、ステップＳ７で、不要欠陥の削除を
行う。すなわち、検出された欠陥が車体展開図のボデー
以外の位置にあるものは削除し、表示しないようにす
る。

【００８６】図７はその不要欠陥削除処理の内容を示す
フローチャートである。

【００８７】まず、検出されたすべての欠陥の中から任
意に１つの欠陥を選択し、その位置データをもとに、当
該車種の展開図（各ＣＣＤカメラ６の角度から見た展開
図）上におけるその欠陥の位置を算出し（ステップＳ２
１）、求めた欠陥位置が車体１の外周面１ａ上にあるか
どうかをその展開図より判断する（ステップＳ２２）。
この判断の結果としてＹＥＳであれば、当該欠陥をその
展開図に表示する処理を行い（ステップＳ２３）、ＮＯ
であれば、ステップＳ２３の処理を行うことなくただち
にステップＳ２４に進む。そして、以上の一連の処理を
すべての欠陥について行い、すなわち、検出した欠陥の
数だけ繰り返した後（ステップＳ２４）、メインフロー
チャートにリターンする。たとえば、この処理により、
図８に示すカメラ＃１２によって検出された２つの欠陥
Ｄ１、Ｄ２はボデー以外の位置にあるので展開図に表示
されない。

【００８８】そして、次のステップＳ８で、ステップＳ
７で得られた、不要欠陥を除くすべての欠陥を表示した
車体展開図を、モニター１１の画面に表示したり、プリ
ンタ１２からプリントアウトする。図９には、ホストコ
ンピュータ１０からモニター１１やプリンタ１２を介し
て出力される欠陥表示付きの車体展開図の一例を示して
ある。これにより、作業者は、車体のどの位置にどの程
度の欠陥があるかを一目で容易に確認することができ
る。

【００８９】したがって、本実施形態によれば、明暗パ
ターンの動的画像を処理して欠陥を検出する際に、ロボ
ットなどを用いることなく固定された複数のＣＣＤカメ
ラ６で明暗パターンを撮像するので、従来のようにロボ
ットなどのティーチングを行う必要がなくなり、設備費
や事前の工数の低減された簡単な装置構成により車体の
塗装面の欠陥を高精度に検出することができる。

【００９０】また、検出された欠陥を車体の展開図に表
示するので、欠陥の位置や程度を一目で容易に確認する
ことができ、利便性の向上が図られる。

【００９１】また、車種の検知を複数のＣＣＤカメラ６
によって測定された車体のパターンに基づいて行うの
で、車種を検知するための装置を新たに設ける必要がな
く、コストの増加が抑えられる。

【００９２】また、検出された欠陥が車体の展開図の外
に位置する場合にはそれを表示しないので、不必要な欠
陥の表示がなく、わかりやすい。

【００９３】また、欠陥を表示する展開図は各ＣＣＤカ
メラ６の角度から見た展開図であるため、欠陥の位置を
ＣＣＤカメラ６の角度に応じてその都度変換する必要が
なく、コンピュータ１０の負荷が低減されるばかりか、
欠陥の表示の位置ずれをなくすことができるので、検出
された欠陥の位置を正確に知ることができる。

【００９４】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００９５】ここでは、上記した第１の実施形態に対し
下記の２点を変更・追加している。まず第１に、第１の
実施形態では展開図をＣＡＤ上で作成するようにしてい
るが、本実施形態では実際の車体を撮像して展開図を作
成するようにしている（変更点）。第２に、本実施形態
では車体の位置のずれを検出して欠陥位置に補正をかけ
るようにしている（追加点）。これらは共に展開図上へ
の欠陥表示のずれを防止して、より一層正確に欠陥を表
示できるようにするためである。

【００９６】すなわち、前者は、ＣＡＤ上で展開図を作
成する場合、各ＣＣＤカメラをすべて同じ角度に調整す
る必要があるが、かかる調整を行うのは困難であり、ま
た、車体は三次元形状であるため、ＣＡＤ作成の展開図
自体にずれが生じ、その結果欠陥の表示がずれてしまう
おそれがあることから、ＣＣＤカメラの見たままの展開
図を作成できるようにして、展開図自体のずれによる欠
陥表示のずれをなくすようにしたものである。また、後
者は、台車に対し車体の位置がずれている場合、検査結
果（欠陥）を展開図に表示する時に車体のずれ分だけ欠
陥がずれて表示されるおそれがあるので、車体のずれを
測定して検出された欠陥位置を補正するようにして、車
体位置のずれによる欠陥表示のずれをなくすようにした
ものである。なお、ここでは両者を共に含む実施形態に
ついて説明するが、もちろん、どちらか一方だけを用い
ることもできる。

【００９７】図１０はこの第２の実施形態に係る塗装欠
陥検査装置の信号処理系の構成を示すブロック図、図１
１は後述する面光源とＣＣＤカメラとの位置関係を示す
図である。なお、図１〜図３と共通する部分には同一の
符号を付し、その説明を一部省略する。

【００９８】本実施形態では、実際に車体１の塗装欠陥
を検出する前述の検査ステージ（図１参照）のほかに、
車体展開図を作成するための測定ステージ（図示せず）
を有している。測定ステージは、たとえば、同一ライン
上、検査ステージの下流側に設置されている。測定ステ
ージの光学系の構成は図１に示す検査ステージとほぼ同
様であって、ただ、検査ステージではストライプ光源５
を用いるのに対し、測定ステージではストライプ光源で
はなく均一な面光源２０を用いる（図１１参照）点で異
なるのみである。この面光源２０は、検査ステージのス
トライプシートスタンド５からストライプシートを取り
除いた構造のものである（つまり、単に拡散板をスタン
ドに取り付けて成る）。面光源２０から車体１の外周面
１ａ上に照射された光は複数（ｍ台）のＣＣＤカメラ２
１によって撮像される。ＣＣＤカメラ２１によって車体
１の全外周面１ａが撮像される。上記のようにストライ
プ光源か面光源かの別を除き測定ステージと検査ステー
ジとを同じに構成すれば（つまり、ＣＣＤカメラの個数
も同じ（ｎ＝ｍ））、設備の共通化が図られ、コストや
取扱いの点で有利である。

【００９９】なお、本実施形態では完全自動化を考慮し
て検査ステージと測定ステージという２種類のステージ
を設けているが、もちろん、これに限定されるわけでは
ない。すなわち、ステージは必ずしも分ける必要はな
く、前述の検査ステージを用いて車体展開図を作成する
ことも可能である。この場合には、展開図を作成する時
だけストライプシートを外し、検査ステージで展開図作
成プログラムを動作させればよい。

【０１００】測定ステージに設置されたｍ台のＣＣＤカ
メラ２１はそれぞれカメラコントロールユニット２２に
接続されており、これらカメラコントロールユニット２
２はそれぞれ画像処理装置２３に接続されている。各Ｃ
ＣＤカメラ２１によって撮像された車体外周面１ａの各
部分の画像はビデオ信号としてカメラコントロールユニ
ット２２を介して画像処理装置２３に送られる。各画像
処理装置２３は、ＣＣＤカメラ２１によって撮像された
画像データを処理して塗装面の境界部を抽出する機能を
有している。各画像処理装置２３はさらにホストコンピ
ュータ１０に接続されている。ホストコンピュータ１０
は、前述した諸機能に加えて、各画像処理装置２３から
送られてくる境界部データを集計して車体展開図を作成
する機能をも有している。車体展開図の作成に関する画
像処理装置２３およびホストコンピュータ１０の処理内
容は後で詳述する。なお、本案では、測定ステージは、
車体展開図を作成する時、たとえば、車種ごとの基準と
なる車体（ボディ）をラインに流した時のみ機能するよ
うになっている。

【０１０１】また、測定ステージにも、検査ステージと
同様、車体（基準ボディ）１が当該ステージに入ったこ
と（車体ＩＮ）を検知するためのリミットスイッチ２４
と、車体（基準ボディ）１が当該ステージから出たこと
（車体ＯＵＴ）を検知するためのリミットスイッチ２５
とが設けられている。これらリミットスイッチ２４、２
５はホストコンピュータ１０に接続されている。ホスト
コンピュータ１０はリミットスイッチ２４、２５から車
体ＩＮ情報および車体ＯＵＴ情報を入力すると各画像処
理装置２３に対し画像処理のＯＮ／ＯＦＦ信号を出力す
る。

【０１０２】また、台車２上の車体１の位置を測定する
ため、測定ステージには２台の距離計測器２６、２７が
設置され、検査ステージには２台の距離計測器２８、２
９が設置されている。距離計測器２６〜２９は、たとえ
ば、レーザ式、超音波式などの非接触型の距離計であっ
て、距離計測器２６と２８は水平方向に、距離計測器２
７と２９は垂直方向にそれぞれ取り付けられている（図
１２参照）。水平方向の距離計測器２６、２８は車体１
の側面との距離（水平距離）ｄを計測し、垂直方向の距
離計測器２７、２９は車体１の上面との距離（垂直距
離）ｈを計測する。図１２中、「ｋ１」は水平方向の距
離計測器２６、２８の計測ポイントであり、「ｋ２」は
垂直方向の距離計測器２７、２９の計測ポイントであ
る。ここでは、車体１が図中Ｂ方向に搬送されるため、
水平距離ｄと垂直距離ｈは共に車体１の前端部から後端
部まで選択に応じて連続的または離散的に計測されるこ
とになる。

【０１０３】図１３に、車体１の位置を横方向から連続
的に計測した結果（水平距離ｄ）の一例を示しておく。
同図中、「Ｃ」はフロントドアの部分であり、「Ｄ」は
リアドアの部分である。測定ステージ内の距離計測器２
６、２７によって基準ボディの位置（基準データ）が測
定され、検査ステージ内の距離計測器２８、２９によっ
て検査対象の車体１の位置が測定される。本案では、後
述するように、測定された車体位置データを基準データ
と比較して車体１の位置のずれ量を算出し、求めたずれ
量により、展開図に表示される塗装欠陥の位置を補正す
るようにしている。なお、車体１の左右方向のずれは水
平距離ｄによって認識され、車体１の上下方向のずれは
垂直距離ｈによって認識される。距離計測器２６〜２９
はおのおのホストコンピュータ１０に接続されている。

【０１０４】なお、ここでは、測定ステージと検査ステ
ージを同一の構成としたため、距離計測器２６〜２９を
各ステージにそれぞれ２個ずつ設けているが、これに限
定されるわけではなく、２つのステージのいずれか一
方、好ましくは測定ステージにだけ１対の距離計測器を
設けるようにしてもよい。この場合には、当該１対の距
離計測器によって、基準ボディの位置（基準データ）と
検査対象の車体１の位置の双方が測定されることになる
（測定ステージと検査ステージとが同一ライン上にある
ため）。

【０１０５】図１４は本装置の車体展開図作成時の動作
を示すフローチャートである。なお、この処理は基準ボ
ディが測定ステージを流れた時に実行される。

【０１０６】まず、当該基準ボディの車種データをホス
トコンピュータ１０に入力する（ステップＳ３１）。車
種データの入力は、車体に取り付けられたＩＤプレート
などを利用して自動的に行ってもよく、または、その都
度オペレータが手入力してもよい。

【０１０７】その後、リミットスイッチ２４によって基
準ボディが測定ステージに入ってきたことが検出される
と（ステップＳ３２）、ホストコンピュータ１０は各画
像処理装置２３に画像処理ＯＮ信号を出力して測定を開
始させる（ステップＳ３３）。ここでは、車体ＩＮと同
時に、測定ステージ内の各照明装置を点灯させ、かつ、
各ＣＣＤカメラ２１の電源を投入する。つまり、各照明
装置と各ＣＣＤカメラ２１は、測定ステージへのＩＮ／
ＯＵＴに応じてＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。

【０１０８】測定が始まると、ステップＳ３４で、各画
像処理装置２３は、塗装面の境界部の抽出処理を行う。
この境界部抽出処理の内容は図１５のフローチャートに
示すとおりである。

【０１０９】すなわち、まず、対応するＣＣＤカメラ２
１から被検査面１ａの撮像部位Ａの原画像を取り込む
（ステップＳ４１）。図１６（Ａ）はボンネット左前部
の原画像の一例を示したものである。同図に示すよう
に、このとき、原画像塗装面は反射光で明るく映り、背
景は薄暗く映る。原画像を取り込むと、取り込んだ２次
元画像をＸ方向およびＹ方向で微分処理する（ステップ
Ｓ４２）。図１６（Ｂ）は微分処理された画面を示した
ものである。同図に示すように、微分処理により塗装面
および背景と継ぎ目との境界が浮き出てくる。微分処理
後、微分処理された画像を二値化する（ステップＳ４
３）。これによって、境界部が抽出される。こうして抽
出された境界部データは、内蔵メモリの所定の領域に記
憶しておく（ステップＳ４４）。

【０１１０】測定ステージでは、ステップＳ３４の境界
部抽出処理と並行して車体位置の計測も同時に行われる
（ステップＳ３５）。車体位置の計測は、２台の距離計
測器２６、２７を使って車体（基準ボディ）との水平距
離ｄと垂直距離ｈを計測することによって行う。計測結
果（車体位置データ）は車種データと関係付けられて逐
次ホストコンピュータ１０の内蔵メモリに記憶される。

【０１１１】上記ステップＳ３４とステップＳ３５の各
処理は、リミットスイッチ２５によって基準ボディが測
定ステージから出たことが検出されるまで、すなわち、
基準ボディが通過するまで（ステップＳ３６）繰り返さ
れる。これにより、基準ボディの全外周面１ａが撮像さ
れ、また、台車２上の基準ボディの位置データが計測さ
れることになる。なお、ここでは、省エネのため、基準
ボディの通過と同時に、各照明装置を消灯させ、かつ、
各ＣＣＤカメラ２１および各距離計測器２６、２７の電
源を切るようにしている。

【０１１２】基準ボディが通過すると、ホストコンピュ
ータ１０は、各画像処理装置９の処理結果（境界部デー
タ）を集計し（ステップＳ３７）、展開図データを作成
する（ステップＳ３８）。図１７は展開図の合成例を示
したものである。ここでは、簡単化のため、３台のＣＣ
Ｄカメラ２１によってそれぞれ撮像された各時刻ｔ１、
ｔ２、ｔ３、ｔ４ごとの境界部データを集計（合成）し
た場合を示してある。これによって、ＣＣＤカメラ２１
の見たままの車体展開図が作成されることになる。

【０１１３】ステップＳ３８で作成された展開図データ
は、ステップＳ３５で計測された車体位置データととも
に、車種データと関係付けられてホストコンピュータ１
０の内蔵メモリの所定領域に記憶される（ステップＳ３
９）。

【０１１４】次に、本装置による欠陥検査時の動作を説
明する。

【０１１５】図１８はその動作を示すメインフローチャ
ートである。この処理は車体１が検査ステージを流れた
時に実行される。なお、図１８中の各処理のうちステッ
プＳ５５とステップＳ５８のみが本案に特有の処理であ
ってその他の処理は第１実施例に係る図５に示す処理と
同様であるから、これら共通する処理については簡単に
説明するにとどめる。

【０１１６】リミットスイッチ１５により車体１の検査
ステージへのＩＮが検出されると（ステップＳ５１）、
検査ステージ内の各照明装置４と各ＣＣＤカメラ６をＯ
Ｎしかつ各画像処理装置９をＯＮして測定を開始する
（ステップＳ５２）。

【０１１７】測定が始まると、各画像処理装置９は、図
５のステップＳ３と同様にして、塗装欠陥の検出処理を
行うとともに（ステップＳ５３）、図５のステップＳ４
と同様にして、車体有無データを取得する（ステップＳ
５４）。

【０１１８】さらに、本案では、ステップＳ５３および
ステップＳ５４の各処理と並行して車体位置の計測も同
時に行う（ステップＳ５５）。車体位置の計測は、検査
ステージ内の２台の距離計測器２８、２９を使って車体
１との水平距離ｄと垂直距離ｈを計測することによって
行う。この計測結果（車体位置データ）は逐次ホストコ
ンピュータ１０に記憶される。

【０１１９】上記ステップＳ５３〜ステップＳ５４の各
処理は、リミットスイッチ１６により車体１の検査ステ
ージからのＯＵＴ（通過）が検出されるまで（ステップ
Ｓ５６）繰り返される。これにより、車体１の全外周面
１ａ上の欠陥が検出され、また、車体１のパターン（車
体有無データの集合）が測定され、さらに、台車２上の
車体１の位置データが計測されることになる。

【０１２０】車体１が通過すると、ホストコンピュータ
１０は、各画像処理装置９の処理結果を集計し、まず、
欠陥を表示する展開図を選択する等のため車種の検知処
理を行う（ステップＳ５７）。車種検知処理の内容は図
６のフローチャートを使って前述したとおりである。

【０１２１】本実施形態では、次に、車体位置のずれに
よる欠陥位置の補正を行う（ステップＳ５８）。この処
理は、本案では上記したように車体展開図を基準ボディ
を撮像して作成するため（図１４参照）、車体展開図が
基準ボディの当該位置における展開図となっており、し
たがって、車体１の位置が基準ボディの位置に対してず
れている場合には、そのずれ分だけ車体１の検出された
欠陥が展開図上ずれて表示されるおそれがあるので、そ
うした欠陥位置の表示のずれをなくすために行うもので
ある。

【０１２２】図１９はその欠陥位置補正処理の内容を示
すフローチャートである。

【０１２３】まず、ステップＳ５７で検知された車種デ
ータにより、すでに計測されてある当該車種に対応する
基準ボディの位置データ（水平距離ｄと垂直距離ｈ）お
よびステップＳ５５で計測した当該車体１の位置データ
（水平距離ｄと垂直距離ｈ）をそれぞれ所定のメモリ領
域から取り込む（ステップＳ６１）。図２０は取り込ん
だ２つの位置データ（水平距離ｄ）の例を示したもので
あり、図２１はその要部拡大図である。ここで、「Ｐ」
は基準ボディのそれであり、「Ｑ」は当該車体１のそれ
である。

【０１２４】位置データを取り込むと、展開図作成時の
基準ボディの位置データと当該車体１の位置データとを
比較して、たとえば車体先端部における基準ボディに対
する当該車体１の位置のずれ量Δを計算するとともに
（ステップＳ６２）、基準ボディに対する当該車体１の
ずれ角度αを計算する（ステップＳ６３）（図２０と図
２１参照）。ずれ量Δとずれ角度α（以下両者をまとめ
て「ずれ分」という）は水平方向と垂直方向のそれぞれ
について計算される。各方向のずれ分の計算を終える
と、ステップＳ５３で検出されたすべての欠陥に対し、
ステップＳ６２およびステップＳ６３で計算したずれ分
により、その欠陥位置の補正を行う（ステップＳ６
４）。具体的には、欠陥位置の補正は、検出された欠陥
の位置データを上記ずれ分（ずれ量Δ、ずれ角度α）だ
け移動（平行移動、回転移動）させることによって行
う。これにより、車体展開図の元となった基準ボディと
の関係において当該車体１の位置ずれによる欠陥位置の
ずれがなくなる。

【０１２５】欠陥位置の補正が終了すると、車体展開図
のボデー以外の位置にある欠陥を削除して表示しないよ
うにするための不要欠陥削除処理を行う（ステップＳ５
９）。この不要欠陥削除処理の内容は図７のフローチャ
ートを使って前述したとおりである。

【０１２６】そして最後に、ステップＳ５９で得られ
た、不要欠陥を除くすべての欠陥を、ステップＳ５８で
補正された補正後の位置データにもとづいて、当該車体
１の車種に対応する車体展開図（図１４により基準ボデ
ィについて作成されたもの）の上に表示し、結果をモニ
ター１１の画面に表示したり、プリンタ１２からプリン
トアウトする（ステップＳ６０）（図９参照）。

【０１２７】したがって、本実施形態によれば、３次元
形状の車体の展開図を作成するに際し、測定ステージに
おいて実際の車体（基準ボディ）を撮像して得られる画
像データを処理して車体展開図を作成するため、ＣＡＤ
上で作成する場合のようにＣＣＤカメラの角度調整を正
確に行わなくても、ＣＣＤカメラ２１の見たままの車体
展開図を作成することができる。したがって、ＣＣＤカ
メラの角度調整不良や車体の三次元形状にもとづく展開
図自体のずれによる欠陥表示のずれがなくなり、塗装欠
陥検査の作業性が向上する。

【０１２８】また、車体展開図作成時の基準ボディに対
する車体１の位置のずれ分（ずれ量Δ、ずれ角度α）を
求めて検出された塗装欠陥の位置を補正するので、車体
１の位置のずれによる欠陥位置のずれがなくなる。した
がって、検出された欠陥を展開図に表示する際に欠陥が
車体１のずれ分だけずれて表示されることがなくなり、
塗装欠陥検査の作業性が向上する。

【０１２９】次に、このようにして正確に表示された欠
陥の展開図に基づいて欠陥部分の補修作業が行われる。
この作業は専用に設けられたリペアステージで行われ
る。補修されるべき欠陥の数は、車体ごとにまちまちで
あるから、リペアステージで行われる作業の時間は欠陥
の程度や数に応じて変動することになる。この変動があ
まりにも大きい場合には、作業者は補修作業を急いで行
うことを強いられたり、待ち時間が多くなったりと、作
業に質的悪影響を与えることになる。

【０１３０】この問題を解決するために、本発明では、
図２２のフローチャートのような処理を行ってライン速
度を調整している。

【０１３１】ホストコンピュータ１０は、検出した欠陥
を欠陥レベル別に分類する。つまり、まず、検出された
欠陥の１つ１つについて、画像処理装置９により行われ
た画像処理の結果からその大きさ（面積）、長さ（最大
値）等を認識し、それがどの欠陥レベルに相当するもの
であるかを判定する。そして、欠陥レベルごとの個数を
認識する。たとえば、欠陥レベルＡは２個、欠陥レベル
Ｂは３個、欠陥レベルＣは０個、欠陥レベルＤは１個と
いう具合である（Ｓ７１）。

【０１３２】次に、図２３に示した作業時間算出テーブ
ルの欠陥レベルと単位補修作業時間（欠陥１個当たりの
補修に要する時間であり、経験値である。）を参照し、
補修作業時間Ｔ（分）を算出する。上記の例では、補修
作業時間Ｔは次式で算出される。

【０１３３】 Ｔ（分）＝２ＴＡ＋３ＴＢ＋ＴＤ となる。 要するに、リペアステージではこの補修作業時間Ｔだけ
作業に時間がかかることになる（一人で作業をした場
合）のである（Ｓ７２，Ｓ７３）。

【０１３４】また、ホストコンピュータ１０は、作業時
間算出テーブルに記憶されている車体間隔Ｌと欠陥補修
作業者数Ｎ、さらに上式で求めた補修作業時間Ｔに基づ
いて最適搬送速度Ｖ、すなわちライン速度Ｖを算出す
る。このライン速度Ｖは、次式で算出される。

【０１３５】Ｖ＝Ｌ×Ｎ／Ｔ となる。

【０１３６】たとえば、上記の例で、車体間隔が１５
ｍ、欠陥補修作業者数が３人であったとすると、 Ｖ（ｍ／分）＝１５×３／（２ＴＡ＋３ＴＢ＋ＴＤ）
となる。 この式を見れば明らかなように、ライン速度は、補修作
業時間Ｔに応じて変動することになる。

【０１３７】しかしながら、単純にこの計算式の結果得
られたライン速度を設定してしまうと、欠陥が非常に少
なかったときには補修作業時間が非常に短くて済むの
で、ライン速度が異常に速くなってしまい、逆に欠陥が
非常に多かったときには極端にライン速度が遅くなって
しまい他の作業に支障を来すなど、実情にそぐわない事
態が生じるので、ライン速度の変動幅を一定値に抑える
ために、次のような処理も行っている（Ｓ７４）。

【０１３８】算出されたライン速度Ｖが予め設定してお
いた最大速度Ｖｍａｘを越えるかどうかが判断される。
越える場合には、ライン速度はその最大速度に設定する
（Ｓ７５，Ｓ７６）。一方、算出されたライン速度Ｖが
最大速度を越えないが、最小速度Ｖｍｉｎを下回る場合
には、ライン速度はその最小速度に設定する（Ｓ７５，
Ｓ７７，Ｓ７８）。したがって、ライン速度Ｖが最大速
度以下、最小速度以上である場合にだけ、算出されたラ
イン速度Ｖに設定される（Ｓ７９）。

【０１３９】このように、検査の結果、検出された欠陥
の程度に応じてライン速度を調整するようにすれば、欠
陥が多く検出された場合でも、逆に欠陥がほとんど検出
されなかった場合でも、作業者は常に通常のペースで作
業をすることができるようになる。このため、補修作業
の質を一定のものとすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る塗装欠陥検査装置
の光学系の構成図である。

【図２】 ストライプ光源とＣＣＤカメラとの位置関係
を示す図である。

【図３】 本装置の信号処理系の構成を示すブロック図
である。

【図４】 車種検知の原理を説明するための図である。

【図５】 本装置の動作を示すメインフローチャートで
ある。

【図６】 図５中の車種検知処理の内容を示すフローチ
ャートである。

【図７】 図５中の不要欠陥削除処理の内容を示すフロ
ーチャートである。

【図８】 不要欠陥削除処理の説明に供する図である。

【図９】 本装置の出力の一例を示す図である。

【図１０】 本発明の他の実施形態に係る塗装欠陥検査
装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。

【図１１】 面光源とＣＣＤカメラとの位置関係を示す
図である。

【図１２】 距離計測器の配置例を示す図である。

【図１３】 車体位置の計測結果の一例を示す図であ
る。

【図１４】 本装置の車体展開図作成時の動作を示すフ
ローチャートである。

【図１５】 図１４中の境界部抽出処理の内容を示すフ
ローチャートである。

【図１６】 境界部抽出処理での画像処理の一例を示す
図である。

【図１７】 車体展開図の合成例を示す図である。

【図１８】 本装置による欠陥検査時の動作を示すメイ
ンフローチャートである。

【図１９】 図１８中の欠陥位置補正処理の内容を示す
フローチャートである。

【図２０】 車体の位置ずれの測定例を示す図である。

【図２１】 図２０の要部拡大図である。

【図２２】 最適ライン速度の算出フローチャートであ
る。

【図２３】 最適ライン速度の算出に用いられる作業時
間算出テーブルである。

【符号の説明】

１…車体（被検査物） ２…台車 ４…照明装置（明暗パターン照射手段、明暗パターン光
源） ５…ストライプシートスタンド（明暗パターン照射手
段、明暗パターン光源） ６…ＣＣＤカメラ（撮像手段、撮像カメラ） ８…カメラコントロールユニット ９…画像処理装置（欠陥検出手段） １０…ホストコンピュータ（図形処理手段、欠陥位置補
正手段、補修作業時間算出手段、記憶手段、搬送速度算
出手段） １１…モニター １２…プリンタ １３…コンベアモータ（移動手段） １４…パルスジェネレータ １５、１６、２４、２５…リミットスイッチ ２１…ＣＣＤカメラ ２３…画像処理装置 ２６、２７、２８、２９…距離計測器（車体位置測定手
段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−270323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110108（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−181025（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−101023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−51976（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 G06T 1/00 G06T 7/00

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物の塗装状態を光学的に検査する
   塗装欠陥検査装置において、 被検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗
   パターン照射手段と、 被検査物の外周面を撮像する撮像手段と、 被検査物と前記明暗パターン照射手段および前記撮像手
   段とを互いに相対移動させる移動手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗パター
   ンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥
   を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥検出手段によって検出された欠陥が被検査物の
   展開図の外に位置する場合を除いて 前記欠陥検出手段の
   結果を被検査物の展開図に表示する図形処理手段と、を
   有することを特徴とする塗装欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段によって撮像された被検査
   物の撮像パターンを、あらかじめ登録された種類別の撮
   像パターンと比較して、被検査物の種類を決定する種類
   決定手段を有することを特徴とする請求項１記載の塗装
   欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記展開図は前記撮像手段の角度から見
   た展開図であることを特徴とする請求項１または２記載
   の塗装欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 車体の塗装状態を光学的に検査する塗装
   欠陥検査装置において、 車体を取り囲むように配置され、車体の外周面に所定の
   明暗パターンを照射する明暗パターン光源と、 車体を取り囲むように配置され、車体の外周面を撮像す
   る複数の撮像カメラと、 車体をライン上で移動させるモータと、 前記複数の撮像カメラによって時系列的に撮像された複
   数の明暗パターン画像のそれぞれから欠陥候補点を抽出
   し、抽出した欠陥候補点の追跡処理を行うことにより、
   車体の外周面の塗装欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥検出手段によって検出された欠陥が車体の展開
   図の外に位置する場合を除いて 前記欠陥検出手段の結果
   を車体の展開図に表示する図形処理手段と、を有するこ
   とを特徴とする塗装欠陥検査装置。
5. 【請求項５】 前記複数の撮像カメラによって撮像され
   た車体の撮像パターンを、あらかじめ登録された車種別
   の撮像パターンと比較して、車体の種類を決定する車種
   決定手段を有することを特徴とする請求項４記載の塗装
   欠陥検査装置。
6. 【請求項６】 前記展開図は前記複数の撮像カメラそれ
   ぞれの角度から見た展開図であることを特徴とする請求
   項４または５記載の塗装欠陥検査装置。
7. 【請求項７】 前記展開図はＣＡＤ上で作成されること
   を特徴とする請求項３または６記載の塗装欠陥検査装
   置。
8. 【請求項８】 前記展開図は実際の車体を撮像して得ら
   れる画像データを処理して作成されることを特徴とする
   請求項３または６記載の塗装欠陥検査装置。
9. 【請求項９】 車体の位置を測定する車体位置測定手段
   と、 前記車体位置測定手段の測定結果を基準データと比較し
   て車体の位置のずれ分を算出し、求めたずれ分により、
   前記欠陥検出手段によって検出された塗装欠陥の位置を
   補正する欠陥位置補正手段と、 を有することを特徴とする請求項１または４記載の塗装
   欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】 被検査物の塗装状態を光学的に検査す
    る塗装欠陥検査装置において、 被検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗
    パターン照射手段と、 被検査物の外周面を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗パター
    ンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥
    を検出する欠陥検出手段と、 当該欠陥検出手段によって検出された塗装欠陥の補修作
    業時間を算出する補修作業時間算出手段と、 当該補修作業時間算出手段により算出された補修作業時
    間を参照し、被検査物を適正搬送速度で移動せさせる移
    動手段とを有することを特徴とする塗装欠陥検査装置。
11. 【請求項１１】 被検査物の塗装状態を光学的に検査す
    る塗装欠陥検査装置において、 被検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗
    パターン照射手段と、 被検査物の外周面を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗パター
    ンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥
    を欠陥レベル別に検出する欠陥検出手段と、 欠陥レベル別の単位補修作業時間、被検査物の搬送間
    隔、作業者数が記憶されている記憶手段と、 前記欠陥検出手段によって欠陥レベル別に検出された塗
    装欠陥と当該記憶手段に記憶されている単位補修作業時
    間とから、前記塗装欠陥の補修作業時間を算出する補修
    作業時間算出手段と、 当該補修作業時間算出手段により算出された補修作業時
    間、前記記憶手段に記憶されている被検査物の搬送間
    隔、作業者数から被検査物のライン上における適正搬送
    速度を算出する搬送速度算出手段と、 当該搬送速度算出手段によって算出された適正搬送速度
    で被検査物を移動させる移動手段とを有することを特徴
    とする塗装欠陥検査装置。
12. 【請求項１２】 前記搬送速度算出手段は、算出した適
    正搬送速度が予め設定されている最大速度を上回る場合
    には当該最大速度を、また、当該適正搬送速度が予め設
    定されている最小速度を下回る場合には当該最小速度
    を、被検査物を移動させる場合の適正搬送速度として前
    記移動手段に指令することを特徴とする請求項１１記載
    の塗装欠陥検査装置。
13. 【請求項１３】 被検査物の塗装状態を光学的に検査す
    る塗装欠陥検査装置において、 被検査物の外周面に所定の明暗パターンを照射する明暗
    パターン照射手段と、 被検査物の外周面を撮像する撮像手段と、 被検査物と前記明暗パターン照射手段および前記撮像手
    段とを互いに相対移動させる移動手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された明暗パター
    ンの動的画像を処理して、被検査物の外周面の塗装欠陥
    を検出する欠陥検出手段と、 前記欠陥検出手段の結果を前記撮像手段の角度から見た
    被検査物の展開図に表示する図形処理手段と、を有する
    ことを特徴とする塗装欠陥検査装置。
14. 【請求項１４】 車体の塗装状態を光学的に検査する塗
    装欠陥検査装置において、 車体を取り囲むように配置され、車体の外周面に所定の
    明暗パターンを照射する明暗パターン光源と、 車体を取り囲むように配置され、車体の外周面を撮像す
    る複数の撮像カメラと、 車体をライン上で移動させるモータと、 前記複数の撮像カメラによって時系列的に撮像された複
    数の明暗パターン画像のそれぞれから欠陥候補点を抽出
    し、抽出した欠陥候補点の追跡処理を行うことにより、
    車体の外周面の塗装欠陥を検出する欠陥検出手段と、 前記欠陥検出手段の結果を前記複数の撮像カメラそれぞ
    れの角度から見た車体の展開図に表示する図形処理手段
    と、を有することを特徴とする塗装欠陥検査装置。
15. 【請求項１５】 前記展開図はＣＡＤ上で作成されるこ
    とを特徴とする請求項１３または１４記載の塗装欠陥検
    査装置。