JP4837541B2 - End face shape inspection method and apparatus - Google Patents
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本発明は、たとえば複写機の感光ドラム基体等の円筒体または円柱体の端面形状を検査する方法等に関する。 The present invention relates to a method for inspecting the shape of an end surface of a cylindrical body or columnar body such as a photosensitive drum base of a copying machine, for example.
種々の被測定体に対して、その形状や寸法等を被測定体をカメラで撮影した画像に基づいて測定することが考えられる。 It is conceivable to measure the shape, dimensions, etc. of various measured objects based on images obtained by photographing the measured object with a camera.
レンズで立体物を撮影した場合、画像の中心よりも周辺が大きくもしくは曲がって写ってしまう歪みが発生する。このような歪みに対応するため、たとえば下記特許文献1には画像の中心と周辺の倍率を変えて歪みを除去する方法が提案されている。また、下記特許文献2では、レーザーをカメラ軸と平行に被測定体に投影して、そのレーザー情報を基準として、撮影画像の位置関係を計測する方法が提案されている。
When a three-dimensional object is photographed with a lens, distortion occurs in which the periphery is larger or bent than the center of the image. In order to cope with such distortion, for example, Patent Document 1 below proposes a method of removing distortion by changing the magnification between the center and the periphery of an image. In
また、下記特許文献3には、実空間における対象物体のカメラ画像と、対象物体の種々の3次元姿勢を画像化した複数のモデル画像をデータベース化した画像照合データデーストを画像照合することで、実空間における対象物体の3次元姿勢を推定するモデル画像照合における3次元姿勢の補正手法が開示されている。この文献では、カメラ画像とモデル画像の重心の視線差等に基づいて、暫定的に推定した3次元姿勢を回転補正することが提案されている。
しかしながら、従来、三角法を用いる比較的高価な立体計測装置等によらず、カメラによる撮影画像に基づいて、被測定体の端部の形状を正確に測定する方法は提案されていない。 However, conventionally, no method has been proposed for accurately measuring the shape of the end of the object to be measured based on the image captured by the camera, regardless of the relatively expensive three-dimensional measurement device using the trigonometric method.
すなわち、カメラ軸方向に高さ(奥行き)を有しない被測定体であれば、撮像画像内における被測定体の輪郭線の位置を検出すれば、レンズの歪み等を補正するだけで端部の位置を得ることができる。 In other words, if the object to be measured does not have a height (depth) in the camera axis direction, detecting the position of the contour line of the object to be measured in the captured image will only correct the distortion of the lens. The position can be obtained.
ところが、画角を有する通常のカメラでは撮影画像内の位置によって撮影角度が異なるため、カメラ軸方向に高さを有する被測定体の場合、撮影角度と端部の形状の関係によっては、端部を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある。 However, in a normal camera having an angle of view, the shooting angle varies depending on the position in the captured image. Therefore, in the case of a measured object having a height in the camera axis direction, depending on the relationship between the shooting angle and the shape of the end, There is a possibility that parts having different height positions constituting the image are photographed.
このため、被測定体毎に置かれる位置が一定でなく、あるいは寸法や形状が異なる場合には、撮影機会毎に撮影角度条件が異なり、条件によっては誤差が大きくなって正確な形状を検出できないという問題が生じる。 For this reason, when the position to be measured for each object to be measured is not constant, or the dimensions and shape are different, the photographing angle condition differs for each photographing opportunity, and depending on the condition, the error becomes large and an accurate shape cannot be detected. The problem arises.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被測定体がカメラ軸方向に高さを有するものであっても、その端面の形状を簡易にかつ正確に評価することのできる検査方法等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an inspection method or the like that can easily and accurately evaluate the shape of an end surface of a measured object even if the measured object has a height in the camera axis direction. The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提供する。すなわち、
[1]円筒形状または円柱形状の被測定体の端面を、該端面に略平行な方向から、画角を有するカメラにより撮影し、
撮影画像から被測定体の端面の最外輪郭線を検出し、
検出した最外輪郭線の曲線形状が、その最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じた曲線形状であるか否かにより、端面の形状を評価することを特徴とする端面形状検査方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means. That is,
[1] An end surface of a cylindrical or columnar object to be measured is photographed with a camera having an angle of view from a direction substantially parallel to the end surface;
Detect the outermost contour of the end face of the measured object from the captured image,
End face shape inspection method, wherein the shape of the end face is evaluated based on whether or not the detected curve shape of the outermost contour line is a curved shape corresponding to the position of the outermost contour line in the captured image .
[2]検出した最外輪郭線の前記撮影画像内の位置に、理想的な真円形状の端面の最外輪郭線が検出される場合の曲線形状を算出し、
検出した最外輪郭線の曲線形状を、前記理想的な端面の最外輪郭線の曲線形状と比較することにより、当該被測定体の端面の形状を評価する前項1に記載の端面形状検査方法。
[2] Calculate a curve shape when an outermost contour line of an ideal perfect circular shape is detected at a position in the captured image of the detected outermost contour line,
The end face shape inspection method according to item 1 above, wherein the shape of the end face of the measured object is evaluated by comparing the detected curve shape of the outermost outline with the curve shape of the outermost outline of the ideal end face. .
[3]検出した最外輪郭線の曲線形状の画像を、前記理想的な端面の最外輪郭線の曲線形状の画像と比較することにより、当該被測定体の端面の形状を評価する前項2に記載の端面形状検査方法。
[3] The
[4]検出した最外輪郭線の曲線形状の指標となる所定の指標値を、前記理想的な端面の最外輪郭線の曲線形状の前記指標値と比較することにより、当該被測定体の端面の形状を評価する前項2に記載の端面形状検査方法。
[4] By comparing a predetermined index value as an index of the detected curve shape of the outermost contour line with the index value of the curve shape of the outermost contour line of the ideal end face, 3. The end face shape inspection method according to
[5]被測定体にバックライト照明を照射して撮影を行う前項1〜4のいずれかに記載の端部位置測定方法。 [5] The end position measuring method according to any one of the above items 1 to 4, wherein the object to be measured is irradiated with backlight illumination to perform imaging.
[6]前記端面の形状を評価するとともに、
検出した最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じて、当該最外輪郭線として撮影されている部位の高さ位置を判別し、
前記撮影画像内における当該最外輪郭線の位置を、当該最外輪郭線の前記高さ位置に応じて補正することにより、当該最外輪郭線として撮影されている被測定体の端面のカメラ軸方向に交差する方向についての位置を算出する前項1〜5のいずれかに記載の端面形状検査方法。
[6] While evaluating the shape of the end face,
According to the position of the detected outermost contour line in the captured image, determine the height position of the part imaged as the outermost contour line,
By correcting the position of the outermost contour line in the captured image in accordance with the height position of the outermost contour line, the camera axis of the end face of the measurement object being photographed as the outermost contour line 6. The end face shape inspection method according to any one of items 1 to 5, wherein a position in a direction intersecting the direction is calculated.
[7]算出した被測定体の端面の位置に基づいて、当該被測定体の長さ寸法を算出する前項6に記載の端面形状検査方法。 [7] The end face shape inspection method according to [6], wherein a length dimension of the measurement object is calculated based on the calculated position of the end face of the measurement object.
「8」被測定体の両端面を撮影し、
この撮影画像に基づいて両端面の形状評価を行うとともに、
この撮影画像に基づいて両端面の位置を算出し、
算出した両端面の位置関係に基づいて当該被測定体の長さ寸法を算出する前項7に記載の端面形状検査方法。
“8” Photograph both end faces of the object to be measured,
While evaluating the shape of both end faces based on this captured image,
Calculate the position of both end faces based on this captured image,
8. The end face shape inspection method according to item 7, wherein the length dimension of the measurement object is calculated based on the calculated positional relationship between both end faces.
[9]被測定体の両端面をそれぞれ異なるカメラで撮影して各位置を算出する前項8に記載の端面形状検査方法。 [9] The end face shape inspection method according to item 8 above, wherein both positions of the object to be measured are photographed by different cameras and each position is calculated.
[10]被測定体が感光ドラム用基体である前項1〜9のいずれかに記載の端面形状検査方法。 [10] The end face shape inspection method according to any one of [1] to [9], wherein the measurement target is a photosensitive drum substrate.
[11]円筒形状または円柱形状の被測定体の端面を、該端面に略平行な方向から、画角を有するカメラにより撮影する撮影手段と、
撮影画像から被測定体の端面の最外輪郭線を検出する輪郭線検出手段と、
検出した最外輪郭線の曲線形状が、その最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じた曲線形状であるか否かにより、端面の形状を評価する端面形状評価手段と、
を備えたことを特徴とする端面形状検査装置。
[11] An imaging means for imaging an end face of a cylindrical or columnar object to be measured with a camera having an angle of view from a direction substantially parallel to the end face;
Contour detection means for detecting the outermost contour of the end face of the object to be measured from the captured image;
End face shape evaluation means for evaluating the shape of the end face depending on whether or not the detected curve shape of the outermost contour line is a curved shape according to the position of the outermost contour line in the captured image;
An end face shape inspection apparatus comprising:
[12]検出した最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じて、当該最外輪郭線として撮影されている部位の高さ位置を判別する高さ位置判別手段と、
前記撮影画像内における当該最外輪郭線の位置を、当該最外輪郭線の前記高さ位置に応じて補正することにより、当該最外輪郭線として撮影されている被測定体の端面のカメラ軸方向に交差する方向についての位置を算出する端部位置算出手段と、
を備えた前項11に記載の端面形状検査装置。
[12] A height position determining unit that determines a height position of a part imaged as the outermost contour line according to the position of the detected outermost contour line in the captured image;
By correcting the position of the outermost contour line in the captured image in accordance with the height position of the outermost contour line, the camera axis of the end face of the measurement object being photographed as the outermost contour line End position calculating means for calculating a position in a direction intersecting the direction;
12. The end face shape inspection apparatus according to 11 above, comprising:
上記発明[1]によると、検出した最外輪郭線曲線形状が、撮影画像内における位置、すなわちその撮影角度に応じた曲線形状であるか否かが判断される。このため、被測定体がカメラ軸方向に高さを有し、撮影角度によって端部を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある場合であっても、端面の形状を正確に評価することができる。また画角を有する通常のカメラによる撮影画像に基づいて、簡易に検査を行うことができる。また検出対象として最外輪郭線を用いるため、高い信頼性をもって検出することができる。 According to the above invention [1], it is determined whether or not the detected outermost contour curve shape is a curve shape corresponding to the position in the photographed image, that is, the photographing angle. Therefore, even when the measured object has a height in the camera axis direction, and there is a possibility that a part with a different height position constituting the end depending on the imaging angle may be imaged, the shape of the end face is accurately Can be evaluated. In addition, it is possible to easily inspect based on an image captured by a normal camera having an angle of view. In addition, since the outermost contour line is used as a detection target, it can be detected with high reliability.
上記発明[2]によると、検出した最外輪郭線を理想的な真円形状の端面の最外輪郭線の曲線形状と比較するため、理想的な端面との差異に基づいた評価を行うことができる。 According to the above invention [2], in order to compare the detected outermost contour line with the curved shape of the outermost contour line of the ideal perfect circular end surface, the evaluation based on the difference from the ideal end surface is performed. Can do.
上記発明[3]によると、検出した最外輪郭線を理想的な端面の画像と比較するため、端面の各部について詳細な評価を行うことができる。 According to the invention [3], since the detected outermost contour line is compared with an ideal end face image, it is possible to perform detailed evaluation on each part of the end face.
上記発明[4]によると、検出した最外輪郭線を理想的な端面の指標値と比較するため、より簡易に端面形状を評価することができる。 According to the above invention [4], since the detected outermost contour line is compared with the index value of the ideal end face, the end face shape can be more easily evaluated.
上記発明[5]によると、最外輪郭線をより正確に検出することができる。 According to the above invention [5], the outermost contour line can be detected more accurately.
上記発明[6]によると、被測定体の端面の撮影結果から、端面の形状だけでなく、端面の位置についても評価することができる。 According to the above invention [6], not only the shape of the end face but also the position of the end face can be evaluated from the result of photographing the end face of the measured object.
上記発明[7]によると、被測定体の端面の撮影結果から、端面の形状だけでなく、被測定体の長さ寸法についても評価することができる。 According to the above invention [7], it is possible to evaluate not only the shape of the end face but also the length dimension of the measured object from the result of photographing the end face of the measured object.
上記発明[8]によると、両端面を撮影するため、両端面の形状評価を行うことができるとともに、撮影時の被測定体の置き位置によらずその長さ寸法測定を行うことができる。 According to the invention [8], since both end faces are photographed, the shape of both end faces can be evaluated, and the length dimension can be measured regardless of the position of the measurement object at the time of photographing.
上記発明[9]によると、各カメラを被測定体の各端面を撮影範囲に含む位置に固定しておくことができるため、カメラ位置を安定させて、正確な形状評価や長さ寸法測定を行うことができる。 According to the invention [9], each camera can be fixed at a position where each end face of the measured object is included in the photographing range, so that the camera position is stabilized and accurate shape evaluation and length dimension measurement are performed. It can be carried out.
上記発明[10]によると、求められる端面形状精度の感光ドラム用基体の供給に寄与することができる。 According to the invention [10], it is possible to contribute to the supply of the photosensitive drum substrate having the required end face shape accuracy.
上記発明[11]によると、検出した最外輪郭線曲線形状が、撮影画像内における位置、すなわちその撮影角度に応じた曲線形状であるか否かが判断される。このため、被測定体がカメラ軸方向に高さを有し、撮影角度によって端部を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある場合であっても、端面の形状を正確に評価することができる。また画角を有する通常のカメラによる撮影画像に基づいて、簡易に検査を行うことができる。また検出対象として最外輪郭線を用いるため、高い信頼性をもって検出することができる。 According to the above invention [11], it is determined whether or not the detected outermost contour curve shape is a curve shape corresponding to the position in the captured image, that is, the imaging angle. Therefore, even when the measured object has a height in the camera axis direction, and there is a possibility that a part with a different height position constituting the end depending on the imaging angle may be imaged, the shape of the end face is accurately Can be evaluated. In addition, it is possible to easily inspect based on an image captured by a normal camera having a field angle. In addition, since the outermost contour line is used as a detection target, it can be detected with high reliability.
上記発明[12]によると、被測定体の端面の撮影結果から、端面の形状だけでなく、端面の位置についても評価することができる。 According to the above invention [12], not only the shape of the end face but also the position of the end face can be evaluated from the result of photographing the end face of the measured object.
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
図1は、本発明にかかる被測定体の端面形状の検査方法を行う端面形状検査装置の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an end face shape inspection apparatus that performs an end face shape inspection method for an object to be measured according to the present invention.
ここでは、感光ドラム用基体として用いられる円筒体を被測定体90として、その端面形状とともに長さ寸法を測定する場合を例としている。この被測定体90としての円筒体の両端面は平面であり、被測定体90の長さ方向に対して垂直である。このような立体形状の被測定体90は、どのような撮影方向に対しても高さを有している。
Here, a case where a cylindrical body used as a photosensitive drum substrate is a
この検査装置は、被測定体90の両端部91,91をそれぞれ撮影するカメラ10,10と、カメラ10,10による撮影画像に基づいて被測定体90の端面形状の評価計算等を行う画像処理装置20と、カメラ10,10側から見て被測定体90の背後からバックライト照明を照射する照明装置30,30を備えている。
The inspection apparatus includes
カメラ10,10は、画角θを有し、このために撮影画像の位置によって、被写体(被測定体)90の各部位に対する撮影角度が変化しうるものである。この実施形態では、カメラ10,10として、2次元画像を撮影する2次元カメラを採用している。
The
このカメラ10,10は、被測定体90の端部91,91の最外輪郭線を検出可能な撮影画像を撮影する。ここで本発明において最外輪郭線とは、被測定体90を構成する各部によって、カメラ10から見て最も外側の輪郭線をなすものをいう。
The
この実施形態では、カメラ10,10は、被測定体90の両端部91,91をそれぞれ狙う位置に複数台(2台)が設けられ、複数の被測定体90に対する検査を順次行う間、その位置が固定されるようになっている。
In this embodiment, the
また、各カメラ10,10は、理想的な設計寸法どおりの被測定体90が、理想的な位置に置かれた場合に、被測定体90の両端部91,91をそれぞれその真上から狙う位置に配置されている。具体的には、被測定体90の各端面を含む平面上に各カメラ軸11,11が位置する位置である。このときカメラ軸11は各端面と平行になっている。ここで本発明においてカメラ軸11とはカメラ10の中心と撮影画像の中心を結ぶ直線を言うものとする。
The
このように理想的な被測定体90であれば両カメラ10,10のカメラ軸11,11上に被測定体の端面が一致するというカメラ10,10の位置設定は、例えば理想的なマスターワークを撮影して、その両端がカメラ軸11,11上になるようにカメラ位置を調整することによって、実現することができる。
Thus, in the case of the ideal measured
また、カメラ10,10が被測定体90の両端部91,91を真上から狙う位置に配置されていることから、測定対象となる被測定体90の端部91の位置や長さ寸法は、各カメラ軸11,11に直交する方向についてのものとなっている。
Further, since the
このカメラ10,10は、カメラ軸方向について高さを有する被測定体90を撮影する撮影手段として機能する。
The
照明装置30,30は、蛍光灯やLED等、任意の光源を用いて構成され、カメラ10,10の撮影画像において、被測定体90の端部91,91の最外輪郭線をシルエット像として明確に浮かび上がらせることができるものとなっている。このようなバックライト照明を用いることで被測定体90の最外輪郭線をより正確に検出することができる。
The illuminating
画像処理装置20は、例えば、CPU、メモリ、外部記憶装置、キーボードやマウス等の入力手段、モニタ等の出力手段、他の装置との入出力インタフェース等を備えたコンピュータから構成されている。この画像処理装置20は、後述するように、輪郭線検出手段と、端面形状評価手段と、高さ位置判別手段と、端部位置算出手段と、寸法算出手段とを機能的に備えている。
The
この画像処理装置20は、被測定体90の両端部91,91の撮影画像に基づいて、両端面の形状を評価し、合否判断した検査結果を出力する。
The
また、並行して、この画像処理装置20は、被測定体90の両端部91,91の撮影画像に基づいてこれらの位置をそれぞれ算出し、さらに算出した両端部91,91の位置に基づいて、両端部91,91間の距離を当該被測定体90の長さ寸法として算出し、出力する。
In parallel, the
本発明において用いるような画角を有する通常のカメラ10,10は、撮影画像内の位置によって被写体に対する撮影角度が異なる。
The
このため、カメラ軸方向に高さを有する被測定体90の場合、撮影角度と端部91,91の形状の関係によっては、端部91,91を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある。
For this reason, in the case of the
たとえば本実施形態の例のように、被測定体90の端部91,91が、カメラ軸11に平行な端面を有する場合、この端面が見える撮影角度と、見えない撮影角度とがある。端面が見える場合には、端面の下側(カメラ10から遠い側)の縁が当該端部の最外輪郭線として撮影される。一方、端面が見えない場合、撮影されている最外輪郭線は端面の上側(カメラ10に近い側)の縁が当該端部の最外輪郭線として撮影される。
For example, as in the example of the present embodiment, when the
さらに、同じ上側縁あるいは下側縁が撮影されている場合であっても、その撮影画像内の位置、すなわち撮影角度によって撮影された最外輪郭線の曲線形状は異なってしまう。 Furthermore, even when the same upper edge or lower edge is photographed, the curve shape of the outermost contour line photographed differs depending on the position in the photographed image, that is, the photographing angle.
本実施形態の画像処理装置20は、端面形状検査においては、このような被測定体90の端部の最外輪郭線がどのような撮影角度で撮影されたかを判別して、それぞれの場合に応じて撮影された最外輪郭線に現れる端面の形状を評価するようになっている。
In the end face shape inspection, the
また、本実施形態の画像処理装置20は、長さ寸法測定においては、このような被測定体90の端部を構成する高さ位置の異なる部位が検出される場合を判別して、それぞれの場合に応じて撮影画像内で検出された最外輪郭線の位置を補正して、被測定体の端部位置の測定と、ひいては被測定体90の両端部91,91の位置測定結果を束ねた長さ寸法の測定を正確に行うようになっている。
Further, the
以下においては、まずこの画像処理装置20において行われる端面形状検査処理について、被測定体90の左側の端部を測定対象とした例に基づいて説明する。
In the following, first, the end face shape inspection process performed in the
図2(a)は、被測定体90の端面92を含む平面上にカメラ軸11が位置する位置関係で被測定体90の端部91を撮影した場合を示す説明図であり、図2(b)はその場合の撮影画像12の例である。ここでは理想的な真円形状の端面を有する被測定体90を想定している。後述の図3および図4も同様である。
FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating a case where the
この被測定体90の端面92を含む平面上にカメラ軸11が位置する位置関係とは、同図(a)に示すように、カメラ10が端面92の真上に位置する状態である。
The positional relationship in which the
このとき、同図(b)に示すように、撮影画像12には、被測定体90の端面92は、その上側縁および下側縁を含む高さ位置の異なるすべての部位が、一直線状になって、被測定体90のシルエットをなす最外輪郭線として写っている。すなわち、最外輪郭線は、撮影画像12内のちょうど中心に位置している。
At this time, as shown in FIG. 4B, the
図3(a)は、被測定体90の端面92を含む平面より外側にカメラ軸11が位置する位置関係で被測定体90の端部91を撮影した場合を示す説明図であり、図3(b)はその場合の撮影画像の例である。
FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a case where the
この被測定体90の端面92を含む平面より外側にカメラ軸11が位置する位置関係とは、同図(a)に示すように、カメラ10が端面92の真上より被測定体90の長手方向の外側(左側の端部に対してさらに左の外側)に位置し、端面92が見える撮影角度となっている状態である。
The positional relationship in which the
このとき、同図(b)に示すように、撮影画像12には、被測定体90の端面92は一定の面積を持つ楕円として写り、端面92の下側縁93が被測定体90のシルエットをなす最外輪郭線として、撮影画像12の右半面側に写っている。すなわち、最外輪郭線は、撮影画像12内の右半面領域に位置している。
At this time, as shown in FIG. 5B, the
そして、この最外輪郭線は、その撮影画像12内の位置、すなわち撮影角度に応じた曲線形状となって、撮影画像12に現れている。
The outermost contour line has a curved shape corresponding to the position in the photographed
図4(a)は、被測定体90の端面92を含む平面より内側にカメラ軸11が位置する位置関係で被測定体90の端部91を撮影した場合を示す説明図であり、図4(b)はその場合の撮影画像の例である。
4A is an explanatory diagram illustrating a case where the
この被測定体90の端面92を含む平面より内側にカメラ軸11が位置する位置関係とは、同図(a)に示すように、カメラ10が端面92の真上より被測定体90の長手方向の内側に位置し、端面92が見えない撮影角度となっている状態である。
The positional relationship in which the
このとき、同図(b)に示すように、撮影画像12には、被測定体90の端面92は写らず、端面92の上側縁94が被測定体90のシルエットをなす最外輪郭線として、撮影画像12の左半面側に写っている。すなわち、最外輪郭線は、撮影画像12内の左半面領域に位置している。
At this time, as shown in FIG. 4B, the
そして、この最外輪郭線は、その撮影画像12内の位置、すなわち撮影角度に応じた曲線形状となって、撮影画像12に現れている。
The outermost contour line has a curved shape corresponding to the position in the photographed
このように理想的な真円形状の端面であっても、撮影角度によってその現れ方(曲線形状)は異なる。しかしながら理想的な真円形状の端面であれば、撮影角度によってその現れ方(曲線形状)は一意に決まる。 Even in the case of an ideal perfect circular end face, the appearance (curved shape) varies depending on the photographing angle. However, in the case of an ideal perfect circular end face, the appearance (curved shape) is uniquely determined by the shooting angle.
一方、理想的な真円形状でない端面であれば、上述した理想的な真円形状とは異なる最外輪郭線が検出される。 On the other hand, if the end face is not an ideal perfect circular shape, an outermost contour line different from the ideal perfect circular shape described above is detected.
図5(a)は、上下幅が狭い扁平な端面形状の被測定体を撮影した場合を示す説明図であり、図5(b)はその場合の撮影画像の例である。同図において理想的な端面は破線で併記している。後述の図6〜図8も同様である。 FIG. 5A is an explanatory diagram showing a case where a flat end face-shaped object to be measured with a narrow vertical width is photographed, and FIG. 5B is an example of a photographed image in that case. In the figure, the ideal end face is shown with a broken line. The same applies to FIGS. 6 to 8 described later.
この例の被測定体90の端面形状は、同図(a)の右側に示すものである。
The end face shape of the
このような端面形状の場合、同図(b)に示すように、撮影画像12において端面92の最外輪郭線の曲線形状は、理想的な端面の最外輪郭線(破線)より、端面92が幅広になったために長く、かつ端面92の高さが低くなったために緩やかなカーブを描くものとなっている。
In the case of such an end face shape, as shown in FIG. 5B, the curve shape of the outermost contour line of the
図6(a)は、横幅が狭い扁平な端面形状の被測定体を撮影した場合を示す説明図であり、図6(b)はその場合の撮影画像の例である。 FIG. 6A is an explanatory diagram showing a case where a measured object having a flat end face shape with a narrow lateral width is photographed, and FIG. 6B is an example of a photographed image in that case.
この例の被測定体90の端面形状は、同図(a)の右側に示すものである。
The end face shape of the
このような端面形状の場合、同図(b)に示すように、撮影画像12において端面92の最外輪郭線の曲線形状は、理想的な端面の最外輪郭線(破線)より、端面92が幅狭になったために短く、かつ端面92の高さが高くなったために曲がり程度の大きなカーブを描くものとなっている。
In the case of such an end face shape, as shown in FIG. 5B, the curve shape of the outermost contour line of the
図7(a)は、長手方向に対して垂直でない端面形状の被測定体を端面が斜め上方を向いた姿勢で撮影した場合を示す説明図であり、図7(b)はその場合の撮影画像の例である。ここでは、被測定体の断面は真円形状を想定している。 FIG. 7A is an explanatory view showing a case where an end face-shaped object to be measured which is not perpendicular to the longitudinal direction is photographed in a posture in which the end face is obliquely upward, and FIG. 7B is a photograph in that case. It is an example of an image. Here, the cross section of the object to be measured is assumed to be a perfect circle.
この例では、同図(a)に示すように端面92はカメラ軸11のほぼ真下に位置しているため、理想的な端面であれば撮影画像12では直線状の最外輪郭線が見えるはずである。しかしながら端面92が斜めにカットされた形状であるため、同図(b)に示すように、端面92の最外輪郭線は楕円形を描く曲線形状となっている。
In this example, since the
図8(a)は、長手方向に対して垂直でない端面形状の被測定体を端面が水平方向を向いた姿勢で撮影した場合を示す説明図であり、図8(b)はその場合の撮影画像の例である。ここでは、被測定体の断面は真円形状を想定している。 FIG. 8A is an explanatory view showing a case where an end face-shaped object to be measured which is not perpendicular to the longitudinal direction is photographed in a posture in which the end face is oriented in the horizontal direction, and FIG. 8B is a photograph in that case. It is an example of an image. Here, the cross section of the object to be measured is assumed to be a perfect circle.
この例では、同図(a)に示すように端面92はカメラ軸11のほぼ真下に位置しているため、理想的な端面であれば撮影画像では被測定体90の長手方向に直交する直線状の最外輪郭線が見えるはずである。しかしながら端面92が斜めにカットされた形状であるため、同図(b)に示すように、端面92の最外輪郭線は被測定体の長手方向に対して斜め方向に延びる直線形状となっている。
In this example, since the
このように、理想的な端面を有しない被測定体90の場合、撮影画像12における端面92の最外輪郭線は、端面92の形状やカメラ10との位置関係により、楕円状であったり直線状であったりするが、理想的な端面の最外輪郭線とは異なるものとなっている。
As described above, in the case of the
そこで、この実施形態では、まず撮影された最外輪郭線についてその撮影角度(撮影画像内の位置)を求め、同じ撮影角度で理想的な端面が撮影される場合の現れ方(曲線形状)を算出する。こうして算出した理想的な曲線形状と実際に撮影された最外輪郭線の形状とを比較することにより、実際の被測定体に対する撮影角度がどのような角度であったとしても、端面形状を検査することができるものとなっている。 Therefore, in this embodiment, first, the photographing angle (position in the photographed image) is obtained for the photographed outermost contour line, and the appearance (curved shape) when an ideal end face is photographed at the same photographing angle is obtained. calculate. By comparing the ideal curve shape calculated in this way with the shape of the outermost contour actually photographed, the end face shape is inspected regardless of the angle of photographing with respect to the actual measured object. It has become something that can be done.
具体的には、図5(b)に示す撮影画像12が得られた場合を例とすると、この画像12から端面92の最外輪郭線を検出し、たとえばその最も左側のライン96の被測定体90の長手方向についての位置(カメラ軸11からの距離)を最外輪郭線の位置とする。そして、理想的な端面を有する被測定体の最外輪郭線がこの位置で検出される場合の最外輪郭線の曲線形状を算出する。
Specifically, in the case where the photographed
こうして算出する理想端面の最外輪郭線の曲線形状のデータ形式としては、たとえば撮影画像と画像照合可能な画像データを挙げることができる。 As the data format of the curve shape of the outermost contour line of the ideal end face calculated in this way, for example, image data that can be collated with a photographed image can be cited.
このような画像データは、理想端面とカメラの幾何学的な位置関係から最外輪郭線の撮影画像内の位置を算出して、画像を形成することで得ることができる。あるいは多数の最外輪郭線の位置候補について、各位置毎の最外輪郭線の曲線形状を画像データとして記憶しておき、その中から抽出するようにしてもよい。 Such image data can be obtained by calculating the position of the outermost contour line in the captured image from the geometrical positional relationship between the ideal end face and the camera and forming an image. Alternatively, the curve shape of the outermost contour line for each position may be stored as image data for a large number of position candidates of the outermost contour line, and extracted from them.
理想端面の最外輪郭線の曲線形状が現れた画像としては、たとえば図3(b)の撮影画像12が得られる。
As an image in which the curved shape of the outermost contour line of the ideal end surface appears, for example, the captured
こうして理想端面の曲線形状の画像が得られれば、これを被測定体90を撮影した撮影画像(ここでは図5(b))と比較する。この場合、画像同士の比較であるから、任意の公知の画像照合手法によって相違の程度を算出することができる。 If an image having a curved shape of the ideal end face is obtained in this way, it is compared with a photographed image obtained by photographing the measured object 90 (here, FIG. 5B). In this case, since the images are compared with each other, the degree of difference can be calculated by any known image matching method.
そして、この相違の程度が、合格品として許容できる範囲内であれば、当該被測定体90の端面を合格と評価し、逆に範囲外であれば不合格と評価し、これを検査結果とすればよい。このように画像照合で比較すると、端面の各部について詳細な評価を行うことができる。
And if the degree of this difference is within a range acceptable as an acceptable product, the end face of the measured
なお、理想端面の最外輪郭線の曲線形状を表すデータ形式としては、曲線形状を特定できる数式としても、曲線形状上のいくつかの点の座標値データとすることもできる。このようなデータ形式とするならば、理想端面のデータ作成(算出)に要する計算量を軽減することができる。 The data format representing the curve shape of the outermost contour line of the ideal end face can be a mathematical expression that can specify the curve shape, or coordinate value data of several points on the curve shape. With such a data format, it is possible to reduce the amount of calculation required to create (calculate) ideal end face data.
被測定体の実際の撮影画像における最外輪郭線との比較は、直接に画像照合できないデータ形式の場合、実際の撮影画像の最外輪郭線から、理想端面のデータ形式と同様の曲線形状を示すデータを算出して、両者を比較することで行うことができる。 The comparison with the outermost contour line in the actual captured image of the object to be measured is the same as the data format of the ideal end face from the outermost contour line of the actual captured image when the data format cannot be directly matched. This can be done by calculating the data shown and comparing the two.
また、理想端面の最外輪郭線の曲線形状は、その指標となる所定の指標値をもって表現してもよい。この場合、指標値は、それだけでは曲線形状の全体が特定できない程度のものでもよい。具体的には、最外輪郭線の中の特定部位の曲率(または曲率半径)、最外輪郭線の中の特定部位の傾き(例えば被測定体の長手方向とのなす角)、最外輪郭線の曲線の長さ、最外輪郭線の幅、最外輪郭線の高さ(曲線の凹みの深さ)、最外輪郭線の幅と高さの比、あるいは最外輪郭線の平均曲率(または平均曲率半径)等を挙げることができる。 Further, the curve shape of the outermost contour line of the ideal end face may be expressed with a predetermined index value serving as the index. In this case, the index value may be such that the entire curve shape cannot be specified by itself. Specifically, the curvature (or radius of curvature) of a specific part in the outermost contour line, the inclination of the specific part in the outermost contour line (for example, the angle formed with the longitudinal direction of the measured object), the outermost contour The length of the curve of the line, the width of the outermost contour line, the height of the outermost contour line (depth of the dent of the curve), the ratio of the width and height of the outermost contour line, or the average curvature of the outermost contour line (Or average radius of curvature).
被測定体の実際の撮影画像における最外輪郭線との比較は、実際の撮影画像の最外輪郭線から、前記理想端面と同じ指標値を算出して、両者を比較することで行うことができる。 The comparison with the outermost contour in the actual captured image of the object to be measured can be performed by calculating the same index value as the ideal end face from the outermost contour of the actual captured image and comparing the two. it can.
このように指標値で比較すると、より簡易に端面形状を評価することができる。 In this way, when compared with the index value, the end face shape can be more easily evaluated.
次に、画像処理装置20において行われる端部91の位置の算出処理について、被測定体90の左側の端部を測定対象とした例に基づいて説明する。
Next, the calculation processing of the position of the
同じ見え方のときの理想端面と比較する上述の形状評価と異なり、被測定体の長さ寸法を計測する場合には、端面の位置を数値評価できるように求める必要がある。 Unlike the above-described shape evaluation compared with the ideal end face when viewed in the same manner, when measuring the length dimension of the object to be measured, it is necessary to determine the position of the end face so that it can be evaluated numerically.
しかしながら例えば上述した図3の例では、端面92の下側縁93が最外輪郭線として撮影されているが、ここで、撮影画像12において、画像12内の位置と実空間との位置関係の換算が、被測定体90の中心高さを基準としていた(以下、この高さを基準高さと呼ぶ。)とすると、被測定体90の長さ方向(図3の左右方向)についての端面92の位置は、図3(b)のライン95として検出されるべきであるといえる。
However, for example, in the example of FIG. 3 described above, the
また上述した図4の例では、端面92の上側縁94が最外輪郭線として撮影されているが、ここで、撮影画像12において、画像12内の位置と実空間との位置関係の換算が、被測定体90の中心高さ(基準高さ)を基準としているとすると、被測定体90の長さ方向(図4の左右方向)についての端面92の位置は、図4(b)のライン95として検出されるべきであるといえる。
In the example of FIG. 4 described above, the
このように、被測定体90の端部91の位置とカメラ軸11との位置関係によって、撮影画像12の右半分と左半分とで、最外輪郭線として検出されている被測定体90の端部91の部位が異なっており、これら各部位の高さ位置が異なっている。
In this way, depending on the positional relationship between the position of the
そして、高さ位置が異なる上側縁と下側縁が撮影画面内において同画面の中心から同じ距離だけ離れた位置に検出されたとしても、実空間においてそれぞれの場合の端部の位置(カメラ軸からの距離)は同一ではない。 Even if the upper edge and the lower edge having different height positions are detected at the same distance from the center of the screen in the shooting screen, the positions of the end portions in each case (camera axis) The distance from is not the same.
そこで、この実施形態では、最外輪郭線が検出された撮影画像内の領域によって、最外輪郭線として検出された部位の高さ位置を判別し、その高さ位置に応じた補正を行うことで端部の正確な位置を算出するようになっている。 Therefore, in this embodiment, the height position of the part detected as the outermost contour line is determined based on the region in the captured image where the outermost contour line is detected, and correction according to the height position is performed. The exact position of the end is calculated by.
次に、具体的な端部位置の算出式の例について説明する。 Next, an example of a specific formula for calculating the end position will be described.
図9は、被測定体90の端面92を含む平面より外側にカメラ軸11が位置する位置関係で、被測定体90の端部91を撮影した場合における、端部位置の算出方法を説明する説明図である。同図では、カメラ10の撮影画像12を被測定体90の下側に表現している。
FIG. 9 illustrates a method for calculating the end position when the
この例では、被測定体90は、実空間において、その端面92がカメラ軸11から距離Lだけ被測定体90の外側に離れた位置にある。この位置関係のとき、上述したとおり、端面92の下側縁93が撮影画像12における端部91の最外輪郭線として撮影される。
In this example, the measured
しかし、上述したように、撮影画像12内の位置と実空間との位置関係の換算が、被測定体90の中心高さを基準高さとしているとすると、本来、端部91として撮影されるべき部位は、端面92の中心高さ上の点Pである。
However, as described above, if the conversion of the positional relationship between the position in the captured
すなわち、図9に示すように、撮影画像12上において、下側縁93が最外輪郭線としてカメラ軸11から距離Xの位置に検出されたが、本来なら前記点Pの撮影画像12上への投影点であるカメラ軸11から距離Xansの位置が検出されるべきであったといえる。
That is, as shown in FIG. 9, the
したがって、撮影画像12内の最外輪郭線の位置Xを、本来の位置Xansに変換する補正を行えば、正確な端部91の位置を得られることになる。そこで、検出された最外輪郭線の位置Xから、本来、検出されるべきであった位置Xansの比率を検討する。
Therefore, if the position X of the outermost contour line in the photographed
カメラ10の画角の頂点をO、被測定体90の中心高さ(基準高さ)95における端面92上の点を上述のP、同じく中心高さ(基準高さ)95におけるカメラ軸11上の点をA、最外輪郭線として検出された端面の下側縁93をC,この下側縁93の高さ位置での水平方向の直線96と直線OPの交点をQ、同じく直線96におけるカメラ軸11上の点をBとし、被測定体90の高さ寸法をDとする。
The vertex of the angle of view of the
直線96と撮影画像12の面とは平行だから、
BC:BQ=X:Xans
カメラ軸11と端面92の距離は高さ位置によらず同一だから、
AP=BC
ここで三角形OAPと三角形OBQは相似だから、
OA:OB=AP:BQ
H:(H+D/2)=X:Xans
したがって、
Xans=(1+D/2H)・X ……(1)
となる。
Since the
BC: BQ = X: Xans
Since the distance between the
AP = BC
Here, triangle OAP and triangle OBQ are similar,
OA: OB = AP: BQ
H: (H + D / 2) = X: Xans
Therefore,
Xans = (1 + D / 2H) · X (1)
It becomes.
最外輪郭線が撮影画像12の右側の領域に見えた場合には、端面92の下側縁93が最外輪郭線として検出されているから、この最外輪郭線の撮影画像12における位置Xを前記算出式(1)によりXansに変換補正して、このXansを基準高さ95上のカメラ軸11からの距離に換算することで、実空間における端部の位置を示す距離Lが算出できる。
When the outermost contour line is seen in the region on the right side of the photographed
図10は、被測定体90の端面92を含む平面より内側にカメラ軸11が位置する位置関係で、被測定体90の端部91を撮影した場合における、端部位置の算出方法を説明する説明図である。同図では、カメラ10の撮影画像12を被測定体90の下側に表現している。
FIG. 10 illustrates a method for calculating the end position when the
この例では、被測定体90は、実空間において、その端面92がカメラ軸11から距離Lだけ被測定体90の内側に離れた位置にある。この位置関係のとき、上述したとおり、端面92の上側縁94が撮影画像12における端部91の最外輪郭線として撮影される。
In this example, the measured
しかし、上述したように、撮影画像12内の位置と実空間との位置関係の換算が、被測定体90の中心高さを基準高さとしているとすると、本来、端部91として撮影されるべき部位は、端面92の中心高さ上の点Pである。
However, as described above, if the conversion of the positional relationship between the position in the captured
すなわち、図10に示すように、撮影画像12上において、上側縁94が最外輪郭線としてカメラ軸11から距離Xの位置に検出されたが、本来なら前記点Pの撮影画像12上への投影点であるカメラ軸11から距離Xansの位置が検出されるべきであったといえる。
That is, as shown in FIG. 10, on the photographed
したがって、撮影画像12内の最外輪郭線の位置Xを、本来の位置Xansに変換する補正を行えば、正確な端部91の位置を得られることになる。そこで、検出された最外輪郭線の位置Xから、本来、検出されるべきであった位置Xansの比率を検討する。
Therefore, if the position X of the outermost contour line in the photographed
カメラ10の画角の頂点をO、被測定体90の中心高さ(基準高さ)95における端面92上の点を上述のP、同じく中心高さ(基準高さ)95におけるカメラ軸11上の点をA、最外輪郭線として検出された端面の上側縁94をC,この上側縁94の高さ位置での水平方向の直線97と直線OPの交点をQ、同じく直線97におけるカメラ軸11上の点をBとし、被測定体90の高さ寸法をDとする。
The vertex of the angle of view of the
直線97と撮影画像12の面とは平行だから、
BC:BQ=X:Xans
カメラ軸11と端面92の距離は高さ位置によらず同一だから、
AP=BC
ここで三角形OAPと三角形OBQは相似だから、
OA:OB=AP:BQ
H:(H−D/2)=X:Xans
したがって、
Xans=(1−D/2H)・X ……(2)
となる。
Since the
BC: BQ = X: Xans
Since the distance between the
AP = BC
Here, triangle OAP and triangle OBQ are similar,
OA: OB = AP: BQ
H: (HD / 2) = X: Xans
Therefore,
Xans = (1-D / 2H) · X (2)
It becomes.
最外輪郭線が撮影画像12の左側の領域に見えた場合には、端面92の上側縁94が最外輪郭線として検出されているから、この最外輪郭線の撮影画像12における位置Xを前記算出式(2)によりXansに変換補正して、このXansを基準高さ95上のカメラ軸11からの距離に換算することで、実空間における端部の位置を示す距離Lが算出できる。
When the outermost contour line appears in the left region of the photographed
次に、上記の算出方法によって端部位置を算出し、さらに被測定体90の長さ寸法を算出する画像処理装置20の機能について説明する。
Next, the function of the
図11は、この画像処理装置20の機能ブロック図である。同図に示すように、画像処理装置20は、輪郭線検出手段21、端面形状評価手段22、高さ位置判別手段23、端部位置算出手段24、寸法算出手段25を機能的に備えている。
FIG. 11 is a functional block diagram of the
輪郭線検出手段21は、カメラ10,10による被測定体90の各端部91,91の撮影画像12から、被測定体90の各端部91,91の最外輪郭線を検出する演算処理を行う。上述したように、被測定体90は背後からバックライト照明が照射されるため、撮影画像12には被測定体90はシルエットとして浮かび上がり、その明暗差から最外輪郭線を検出することができる。
The contour
端面形状評価手段22は、検出した最外輪郭線の曲線形状が、その最外輪郭線の前記撮影画像12内における位置に応じた曲線形状であるか否かにより、端面の形状を評価するものである。
The end face shape evaluation means 22 evaluates the shape of the end face depending on whether or not the detected curve shape of the outermost contour line is a curve shape corresponding to the position of the outermost contour line in the captured
高さ位置判別手段23は、検出した最外輪郭線の前記撮影画像12内における位置に応じて、当該最外輪郭線として撮影されている被測定体90の端部の高さ位置を判別するものである。
The height position discriminating means 23 discriminates the height position of the end portion of the measured
上述したように、カメラ軸11に平行な端面92を測定対象とする場合には、端面92とカメラ軸11の位置関係により、端面92が見えるか否か、ひいては最外輪郭線として上側縁94と下側縁93のいずれが見えるか、が異なってくる。
As described above, when the
そこで、この実施形態では、これら上側縁94と下側縁93を、最外輪郭線として検出されうる部位である候補部位として予め設定しておき、それらの基準高さ(被測定体90の中心高さ)からの高さ情報を予め設定しておくようになっている。
Therefore, in this embodiment, the
また、候補部位である上側縁94と下側縁93について、最外輪郭線として撮影される場合の撮影画像12内の領域として、カメラ軸11を中心とした右半面の領域と左半面の領域を予め設定しておくようになっている。
Further, regarding the
これにより、撮影画像12から最外輪郭線が検出されれば、それが撮影画像12を2つに分割した右半面の領域にあるか、左半面の領域にあるかから、上側縁94と下側縁93のいずれか見えているのかを容易に、かつ速やかに判別し、その高さ情報を得ることができるようになっている。
As a result, if the outermost contour line is detected from the photographed
端部位置算出手段24は、撮影画像12内における最外輪郭線の位置を、最外輪郭線の高さ位置に応じて補正することにより、最外輪郭線として撮影されている被測定体90の端部91のカメラ軸11方向に交差する方向についての位置を算出するものである。
The end
この実施形態では、上述したとおり、最外輪郭線として検出されている部位が端面92の上側縁94か下側縁93かが判別されるため、それぞれの高さ位置に応じた上記補正式(1)または(2)によって、撮影画像12内の最外輪郭線の位置を補正するようになっている。
In this embodiment, as described above, since it is determined whether the portion detected as the outermost contour line is the
なお、この実施形態では、被測定体90の両端部91,91を2台のカメラ10,10でそれぞれ撮影するため、以上の輪郭線検出、高さ位置判別、および端部位置算出の各処理は、両端部91,91について、それぞれ行うようになっている。
In this embodiment, for taking respective opposite ends 91, 91 of the object to be measured 90 by two
寸法算出手段25は、算出した前記端部の位置に基づいて当該被測定体90の寸法を算出するものである。
The dimension calculation means 25 calculates the dimension of the
この実施形態では、上述した2台のカメラ10,10の撮影画像12から測定された被測定体90の両端部91,91の位置に基づいて、被測定体90の寸法が算出される。
In this embodiment, the dimension of the measured
具体的には、これら2台のカメラ10,10はいずれも理想的な被測定体90であれば撮影画像12の中心にその端部91,91を捉える位置に配置されているから、両端部91,91の理想的な位置からのズレ量を、理想的な被測定体90の長さ寸法に加減することによって、測定対象となっている被測定体90の長さ寸法を算出することができる。
Specifically, since these two
以上のように本実施形態にかかる端面形状検査装置によると、検出した最外輪郭線曲線形状が、撮影画像内における位置、すなわちその撮影角度に応じた曲線形状であるか否かが判断される。このため、被測定体がカメラ軸方向に高さを有し、撮影角度によって端部を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある場合であっても、端面の形状を正確に評価することができる。 As described above, according to the end face shape inspection apparatus according to the present embodiment, it is determined whether or not the detected outermost contour curve shape is a curve shape according to the position in the captured image, that is, the imaging angle. . Therefore, even when the measured object has a height in the camera axis direction, and there is a possibility that a part with a different height position constituting the end depending on the imaging angle may be imaged, the shape of the end face is accurately Can be evaluated.
また画角を有する通常のカメラによる撮影画像に基づいて、簡易に検査を行うことができる。 In addition, it is possible to easily inspect based on an image captured by a normal camera having an angle of view.
また検出対象として最外輪郭線を用いるため、高い信頼性をもって検出することができる。 In addition, since the outermost contour line is used as a detection target, it can be detected with high reliability.
また、本実施形態にかかる端面形状検査装置によると、端面形状検査とともに、端面の位置や被測定体の長さ寸法を測定することができる。 Moreover, according to the end surface shape inspection apparatus concerning this embodiment, the position of an end surface and the length dimension of a to-be-measured body can be measured with an end surface shape inspection.
そしてこの端面の位置測定においては、最外輪郭線として撮影されている被測定体の端部の高さ位置を撮影画像内における位置に応じて判別し、高さ位置に応じて補正するため、被測定体がカメラ軸方向に高さを有し、撮影角度によって端部を構成する高さ位置の異なる部位が撮影される可能性がある場合であっても、端部の位置を正確に測定することができる。 And in this position measurement of the end face, in order to determine the height position of the end of the measurement object being photographed as the outermost contour line according to the position in the photographed image, and to correct according to the height position, Even when the object to be measured has a height in the camera axis direction and there is a possibility that parts with different height positions constituting the end depending on the imaging angle may be imaged, the position of the end is accurately measured can do.
特に、本実施形態にかかる長さ寸法測定は、一般的な画角を有するカメラによる撮影画像から高精度に被測定体の端部の位置を測定することができるものであり、高価な立体形状計測装置と同等な機能を、より安価に実現することができる。 In particular, the length measurement according to the present embodiment can measure the position of the end of the measured object with high accuracy from an image taken by a camera having a general angle of view, and is an expensive three-dimensional shape. Functions equivalent to the measurement device can be realized at a lower cost.
また、端部の高さ位置に応じて異なる補正演算式を用いたため、適正な補正演算を行うことができる。 In addition, since a different correction calculation formula is used depending on the height position of the end, an appropriate correction calculation can be performed.
また、候補部位の高さ情報を予め設定したため、検出された最外輪郭線として撮影されている被測定体の端部の高さ位置を的確に判別することができる。 Further, since the height information of the candidate part is set in advance, the height position of the end of the measured object that is imaged as the detected outermost contour line can be accurately determined.
また、最外輪郭線として撮影される領域を予め設定し、どの領域に属するかに応じて撮影されている候補部位を判別するため、検出された最外輪郭線として撮影されている被測定体の端部の高さ位置を速やかに判別することができる。 In addition, a region to be imaged as the outermost contour line is set in advance, and a measured object imaged as the detected outermost contour line is determined in order to determine a candidate region being imaged according to which region belongs to It is possible to quickly determine the height position of the end portion.
また、被測定体90にバックライト照明を照射して撮影を行うため、最外輪郭線をより正確に検出することができる。
Moreover, since the measurement is performed by irradiating the
また、被測定体90の両端部91,91をそれぞれ撮影して算出した位置関係に基づいて被測定体90の長さ寸法を算出するため、撮影時の被測定体90の置き位置によらずその寸法測定を行うことができる。
In addition, since the length dimension of the
また、被測定体の各端部91,91を異なるカメラ10,10でそれぞれ撮影して各位置を算出するため、各カメラ10.10を被測定体90の各端部91,91を撮影範囲に含む位置に固定しておくことができ、カメラ位置を安定させて、正確な測定を行うことができる。
In addition, since each
また、被測定体90とした円筒体(感光ドラム用基体)の長さを正確に測定して、例えば求められる寸法精度の円筒体の供給に寄与することができる。
In addition, the length of the cylindrical body (photosensitive drum substrate) serving as the
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記に限定されず、以下のように構成してもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited above, You may comprise as follows.
(1)上記実施形態では、被測定体の背後からバックライト照明を照射して撮影したが、バックライト照明等を用いることなく、被測定体の端部の最外輪郭線が検出可能な撮影を行ってもよい。 (1) In the above-described embodiment, imaging is performed by irradiating backlight illumination from behind the object to be measured. However, imaging that can detect the outermost contour of the end of the object to be measured without using backlight illumination or the like. May be performed.
(2)上記実施形態では、被測定体の両端部の位置を測定してからその長さ寸法を算出したが、長さ寸法を算出せず、被測定体の1または複数の端部の位置を測定するだけとしてもよい。 (2) In the above embodiment, the length dimension is calculated after measuring the positions of both ends of the measured object. However, the length dimension is not calculated, and the positions of one or more ends of the measured object are measured. May be measured.
(3)上記実施形態では、被測定体の両端部をそれぞれ別のカメラで撮影して各位置を測定したが、1台のカメラを移動させて各端部を順次撮影し、各位置を算出することにより、被測定体の寸法測定を行うようにしてもよい。あるいはまた1台のカメラに対して被測定体を移動させて各端部を順次撮影し、各位置を算出するようにしてもよい。このようにすると、1台のカメラによる複数の端部の位置測定結果から被測定体の寸法を得ることができる。 (3) In the above embodiment, each position is measured by photographing both ends of the measured object with different cameras, but each end is photographed sequentially by moving one camera, and each position is calculated. By doing so, you may make it perform the dimension measurement of a to-be-measured body. Alternatively, the position of the object to be measured may be calculated by moving the object to be measured with respect to one camera and sequentially photographing each end. If it does in this way, the dimension of a to-be-measured object can be obtained from the position measurement result of a plurality of ends by one camera.
(4)上記実施形態では、2台のカメラで被測定体の両端部を撮影して各位置を算出し、被測定体の長さ寸法を算出したが、被測定体の一端面を所定の位置基準部に当接させた状態で、他の端面を撮影してその位置を算出し、ここから被測定体の長さ寸法を算出するようしてもよい。 (4) In the above-described embodiment, the two ends of the object to be measured are photographed with two cameras, each position is calculated, and the length dimension of the object to be measured is calculated. While contacting the position reference portion, another end face may be photographed to calculate its position, and the length dimension of the measured object may be calculated therefrom.
具体的には、たとえば図12に示すように、被測定体90の一方(右側)の端部は、所定の予め位置決めされた所定の位置基準部40に当接させる。この状態で、上述した実施形態と同様に、他方(左側)の端部を画角θを有するカメラ10により撮影して、その位置を測定する。そして、前記位置基準部の位置と算出した端部の位置に基づいて被測定体の寸法を算出するようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 12, for example, one (right side) end of the
このようにすると、1台のカメラ10による端部の位置測定結果から被測定体90の寸法を得ることができる。また、カメラ10を被測定体90の一方の端部91を撮影範囲に含む位置に固定しておくことができるため、カメラ位置を安定させて、正確な測定を行うことができる。
In this way, the dimension of the measured
10 カメラ
11 カメラ軸
12 撮影画像
20 画像処理装置
30 照明装置
90 被測定体
91 端部
92 端面
93 上側縁
94 下側縁
DESCRIPTION OF
Claims (11)
撮影画像から被測定体の端面の最外輪郭線を検出し、
検出した最外輪郭線の曲線形状が、その最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じた曲線形状であるか否かにより、端面の形状を評価するものとし、
前記位置に応じた曲線形状として、検出した最外輪郭線の前記撮影画像内の位置に、理想的な真円形状の端面の最外輪郭線が検出される場合の曲線形状を算出し、
検出した最外輪郭線の曲線形状を、前記理想的な端面の最外輪郭線の曲線形状と比較することにより、当該被測定体の端面の形状を評価することを特徴とする端面形状検査方法。 The end surface of the cylindrical or columnar object to be measured is photographed with a camera having an angle of view from a direction substantially parallel to the end surface,
Detect the outermost contour of the end face of the measured object from the captured image,
According to whether or not the detected curve shape of the outermost contour line is a curved shape according to the position of the outermost contour line in the captured image, the shape of the end face is evaluated .
As a curve shape according to the position, a curve shape when an outermost contour line of an ideal perfect circular shape is detected at a position in the captured image of the detected outermost contour line is calculated.
An end face shape inspection method for evaluating the shape of the end face of the measurement object by comparing the detected curve shape of the outermost outline with the curve shape of the outermost outline of the ideal end face. .
検出した最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じて、当該最外輪郭線として撮影されている部位の高さ位置を判別し、
前記撮影画像内における当該最外輪郭線の位置を、当該最外輪郭線の前記高さ位置に応じて補正することにより、当該最外輪郭線として撮影されている被測定体の端面のカメラ軸方向に交差する方向についての位置を算出する請求項1〜4のいずれかに記載の端面形状検査方法。 While evaluating the shape of the end face,
According to the position of the detected outermost contour line in the captured image, determine the height position of the part imaged as the outermost contour line,
By correcting the position of the outermost contour line in the captured image in accordance with the height position of the outermost contour line, the camera axis of the end face of the measurement object being photographed as the outermost contour line the end surface shape inspection method according to any one of claims 1 to 4 for calculating the position of the direction intersecting the direction.
この撮影画像に基づいて両端面の形状評価を行うとともに、
この撮影画像に基づいて両端面の位置を算出し、
算出した両端面の位置関係に基づいて当該被測定体の長さ寸法を算出する請求項6に記載の端面形状検査方法。 Take a picture of both ends of the measured object,
While evaluating the shape of both end faces based on this captured image,
Calculate the position of both end faces based on this captured image,
The end face shape inspection method according to claim 6 , wherein the length dimension of the measurement object is calculated based on the calculated positional relationship between both end faces.
撮影画像から被測定体の端面の最外輪郭線を検出する輪郭線検出手段と、
検出した最外輪郭線の曲線形状が、その最外輪郭線の前記撮影画像内における位置に応じた曲線形状であるか否かにより、端面の形状を評価する端面形状評価手段と、を備え、
前記位置に応じた曲線形状として、検出した最外輪郭線の前記撮影画像内の位置に、理想的な真円形状の端面の最外輪郭線が検出される場合の曲線形状を算出し、
検出した最外輪郭線の曲線形状を、前記理想的な端面の最外輪郭線の曲線形状と比較することにより、当該被測定体の端面の形状を評価することを特徴とする端面形状検査装置。 An imaging means for imaging an end face of a cylindrical or columnar object to be measured from a direction substantially parallel to the end face with a camera having an angle of view;
Contour detection means for detecting the outermost contour of the end face of the object to be measured from the captured image;
End face shape evaluation means for evaluating the shape of the end face depending on whether or not the detected curve shape of the outermost contour line is a curved shape according to the position of the outermost contour line in the captured image ,
As a curve shape according to the position, a curve shape when an outermost contour line of an ideal perfect circular shape is detected at a position in the captured image of the detected outermost contour line is calculated.
An end face shape inspection apparatus that evaluates the shape of the end face of the measured object by comparing the detected curve shape of the outermost outline with the curve shape of the outermost outline of the ideal end face. .
前記撮影画像内における当該最外輪郭線の位置を、当該最外輪郭線の前記高さ位置に応じて補正することにより、当該最外輪郭線として撮影されている被測定体の端面のカメラ軸方向に交差する方向についての位置を算出する端部位置算出手段と、
を備えた請求項10に記載の端面形状検査装置。
A height position determining means for determining a height position of a part imaged as the outermost contour line according to a position in the captured image of the detected outermost contour line;
By correcting the position of the outermost contour line in the captured image in accordance with the height position of the outermost contour line, the camera axis of the end face of the measurement object being photographed as the outermost contour line End position calculating means for calculating a position in a direction intersecting the direction;
The end surface shape inspection apparatus according to claim 10 , comprising:
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