JP5254637B2 - タイヤの外観検査装置、及びタイヤの外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの外観検査装置、及びタイヤの外観検査方法に関する。

従来、被検査物の外観を検査するための外観検査装置が知られている。例えば、被検査物としてのタイヤの外観を検査するためにタイヤの画像を撮影するカメラを含んで構成された外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。

一般的に、外観検査装置では、例えば、タイヤのサイドウォールに形成された文字や記号毎にパターンマッチング用のデータを予め求めておいて、各パターンマッチング用のデータ毎に記憶手段（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive））に記憶されると共に、パターンマッチング用のデータ毎に対応する位置のデータを予め求めておいて、求められたパターンマッチング用のデータ毎の位置のデータを含む位置情報ファイルが予め記憶される。そして、タイヤを回転させながらカメラによって検査対象のタイヤのサイドウォールを撮影することにより、タイヤ１周分のサイドウォールの画像の画像データを取得して、取得した画像の所定の位置の文字または記号と、パターンマッチング用のデータ及び位置情報ファイルに基づいて得られた、この所定の位置に対応するパターンマッチング用のデータとを比較することにより、所定の文字または記号がタイヤのサイドウォールに形成されているか否かが判定される。そして、この判定を全ての文字及び記号について行うことにより、タイヤの外観検査が行われる。
特開２００７−３３３５３１号公報 特開２００５−３３１２７４号公報

しかしながら、上記の例の被検査物検査装置では、文字や記号毎にパターンマッチング用のデータ（基準となる比較用のデータ）を予め求めておいて、各パターンマッチング用のデータ毎に記憶手段に記憶されているので、パターンマッチング用のデータが多数個（例えば６００個以上）ある場合には、パターンマッチング用のデータの管理が容易ではない、という問題がある。（例えば、１つのパターンマッチング用のデータが記憶手段から消えた場合でもオペレータはすぐには気付かない。）
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたものであり、従来の技術と比較して、パターンマッチング用のデータ（基準となる比較用のデータ）の管理が容易なタイヤの外観検査装置、及びタイヤの外観検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のタイヤの外観検査装置は、検査対象とする文字及び記号が形成されたタイヤのサイドウォールを検査対象領域とし、基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として、前記基準領域及び前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影して画像データを出力する撮影手段と、前記撮影手段によって前記基準領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから求められ、前記基準領域の所定の特徴点を先頭として前記基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データを記憶した記憶手段と、前記撮影手段によって前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の前記特徴点に対応する特徴点を先頭として前記検査対象領域全体に亘って連続した検査対象画像の検査対象画像データを求める編集手段と、前記基準画像データによって表される前記基準領域の所定部位のデータと、前記検査対象画像データによって表される前記検査対象領域における前記基準領域の前記所定部位に対応するデータとを比較することにより、前記検査対象領域に形成された前記文字及び記号を検査する検査手段と、を含む。

本発明の外観検査装置によれば、比較する際の基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として撮影手段（例えばカメラ）によって所定範囲ずつ撮影することにより得られた基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データが記憶手段（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive））に記憶されている。従って、本発明の外観検査装置によれば、１つの基準画像データを基準となる比較用のデータとして記憶しておくので、従来の技術における多数のパターンマッチング用のデータを記憶手段に記憶しておく場合と比較して、基準となる比較用のデータの管理が容易になる。また、従来の技術と比較して、記憶手段とのアクセス回数が少なくなり、ネットワークのトラフィック量が少なくなる。

また、本発明の外観検査装置は、基準領域の所定の特徴点を先頭とした基準画像データが記憶手段（例えば、ＨＤＤ）に記憶されている。さらに、本発明の外観検査装置は、基準領域の所定の特徴点に対応する検査対象領域の特徴点を先頭として検査対象領域全体に亘って連続した検査対象画像データを用いる。

また、上記目的を達成するために、本発明のタイヤの外観検査方法は、基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として、撮影手段によって前記基準領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の所定の特徴点が先頭となって前記基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データを予め求め、検査対象とする文字及び記号が形成されたタイヤのサイドウォールを検査対象領域として、前記撮影手段によって前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の前記特徴点に対応する特徴点が先頭となって前記検査対象領域全体に亘って連続した検査対象画像の検査対象画像データを求め、前記基準画像データによって表される前記基準領域の所定部位のデータと、前記検査対象画像データによって表される前記検査対象領域における前記基準領域の前記所定部位に対応するデータとを比較することにより、前記検査対象領域に形成された前記文字及び記号を検査する。

本発明のタイヤの外観検査方法によれば、比較する際の基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として撮影することにより予め求められた所定の特徴点を先頭として基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データと、所定の特徴点に対応する検査対象領域の特徴点を先頭として基準領域全体に亘って連続した検査対象画像の検査対象画像データとを比較することにより被検査物の外観を検査する。このような基準画像データの管理は、従来の技術における多数のパターンマッチング用のデータを管理する場合に比べて、管理が容易である。

以上、説明したように、本発明のタイヤの外観検査装置、及びタイヤの外観検査方法によれば、基準となる比較用のデータの管理が容易になる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、被検査物としてのタイヤのサイドウォールの外観検査を行う外観検査装置に本発明を適用した例について説明する。

図１には、本発明の実施形態に係る外観検査装置１０に検査対象である（断面図で示す）被検査物としてのタイヤ２０が装着された状態が示されている。外観検査装置１０は、タイヤ２０を保持するホルダ部１２を備えている。このホルダ部１２は、タイヤ２０を実装するホイールと同様の役目を有している。ホルダ部１２は、一対の円盤部が互いに対向かつ平行に配置されている（図１では一方側のみを示す）。ホルダ部１２の一方の中心には、モータ１６の回転軸が連結された回転軸ホルダ１４が取り付けられている。このモータ１６は、コントローラ４０に接続されている。

コントローラ４０は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート４０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０ｂ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０ｃ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ｄ、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０ｅ、並びにこれらＩ／Ｏポート４０ａ、ＲＯＭ４０ｂ、ＨＤＤ４０ｃ、ＣＰＵ４０ｄ、及びＲＡＭ４０ｅを互いに接続するバス４０ｆを含んで構成されている。

記憶媒体としてのＲＯＭ４０ｂには、ＯＳ等の基本プログラムが記憶されている。

記憶媒体としてのＨＤＤ４０ｃには、詳細を後述する外観検査処理の処理ルーチンを実行するためのプログラムが記憶されている。

また、ＨＤＤ４０ｃには、図２（Ｂ）に示すように、基準領域４６全体に亘って連続した画像データが圧縮されて予め記憶されている。なお、この画像データを、以下、基準画像データまたはモデルデータと称する場合がある。基準画像データは、外観検査における比較対象の基準となる文字及び記号がサイドウォールに形成された基準被検査物としての基準タイヤ４２のサイドウォールの所定の領域（基準領域）４３の所定範囲４４を、所定の方向、例えば図２（Ａ）に示される矢印Ａ方向に基準タイヤ４２を回転させながら、カメラ１８によって所定間隔で静止画を連続撮影することにより得られた複数の静止画をつなぎ合わせることによって、予め求めておくことができる。すなわち、基準画像データは、基準タイヤ４２の基準領域４４をカメラ１８によって撮影することにより得られた基準領域４４全体に亘って連続したデータである。本実施の形態では、例えば、図２（Ｂ）に示されるように「ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ」の「Ｂ」の文字を所定の特徴点とした場合には、この「Ｂ」の文字が基準領域４３の先頭となるように基準画像データを修正することにより基準領域４３を編集し、修正後の基準画像データをＨＤＤ４０ｃに記憶させる。

なお、静止画をつなぎ合わせることは、公知の技術を用いて行うことができる。例えば、複数の静止画の各々において、特徴点を検出し、共通する特徴点を探索し、共通する特徴点に基づいて静止画をつなぎ合わせることが可能である。

ＣＰＵ４０ｄは、プログラムをＲＯＭ４０ｂ及びＨＤＤ４０ｃから読み出して実行し、ＲＡＭ４０ｅには、各種データが一時的に記憶される。

Ｉ／Ｏポート４０ａには、表示装置４８、被検査物としてのタイヤ２０のサイドウォールの文字及び記号が形成されている所定領域（検査対象領域）を撮影するためのカメラ１８、及びモータ１６が接続されている。

カメラ１８は、タイヤ２０のサイドウォールの検査対象領域が撮影可能に設置されており、撮影した画像の画像データを出力する。すなわち、カメラ１８は、被検査物としてのタイヤ２０の検査対象領域を撮影して画像データを出力することができる。また、カメラ１８は基準検査物としての基準タイヤ４２の基準領域４４を撮影して画像データを出力することができる。

モータ１６は、コントローラ４０からの指示信号に応じて回転駆動されて、ホルダ部１２とカメラ１８とを相対的に回転させることができるようになっている。この構成によって、外観検査装置１０は、カメラ１８により検査対象領域とするタイヤ２０のサイドウォールを全周に亘って撮影することが可能になる。

表示装置４８は、入力された情報に基づいた表示を行うＬＣＤまたはＣＲＴで構成されている。

タイヤ２０は、複数のゴム部材毎に分割されたカーカス２２を有しており、このカーカス２２はビード２６により折り返されている。このカーカス２２には各種のコードも含まれている。また、カーカス２２の内側はインナーライナー２４とされ、インナーライナー２４に延長上にはビードゴム３６が配置している。また、折り返されたカーカス２２により形成される略三角形状の領域はビードフィラー２８とされている。カーカス２２の上方には、ベルト３０が配置されており、このベルト３０の半径方向外側には溝が形成されたトレッドゴム３２が配置され、カーカス２２の軸方向外側にはサイドゴム３４が配置されている。

次に、コントローラ４０のＣＰＵ４０ｄが実行する外観検査処理の処理ルーチンについて図３を用いて説明する。なお、本実施の形態において、外観検査処理は、オペレータによって図示しない入力装置から外観検査処理を行う指示が入力された場合に実行される。

まず、ステップ１００で、ＨＤＤ４０ｃから圧縮されたモデルデータを読み込む。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００で読み込まれたモデルデータを解凍する。

次のステップ１０４では、回転駆動するようにモータ１６に指示信号を出力すると共に、タイヤ２０の検査対象領域の静止画を、タイヤ２０の一周分、所定間隔で連続して撮影するようにカメラ１８を制御する。

次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で撮影された各静止画の画像データを取り込む。

次のステップ１０８では、上記ステップ１０６で取り込まれた各画像データが表す各静止画の画像をつなぎ合わせる。なお、上記で説明したように、公知の技術を用いて画像をつなぎ合わせることが可能である。

次のステップ１１０では、検査対象画像データによって表される検査対象領域の所定の特徴点が先頭となるように、検査対象領域の画像を編集する。具体的には、本実施の形態では、例えば、図４（Ａ）に示されるように「ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ」の「Ｂ」の文字を、検査対象画像データによって表される検査対象領域５０における所定の特徴点とした場合には、図４（Ｂ）に示すように、この「Ｂ」の文字が画像の先頭となるように検査対象画像データを修正することにより、検査対象領域５０を編集する。

したがって、ステップ１０４〜１１０での処理によって、被検査物としてのタイヤ２０の検査対象領域をカメラ１８によって撮影することにより、検査対象領域全体に亘って連続した画像データを得ることができる。なお、検査対象領域全体に亘って連続した画像データを、以下、検査対象画像データと称する場合がある。

次のステップ１１２では、上記ステップ１０２で解凍されたモデルデータと、上記ステップ１１０で修正された検査対象画像データとに基づいて、図５に示すように、モデルデータによって表される基準領域４６の特徴点（例えば「Ｂ」の文字）と、検査対象画像データによって表される検査対象領域５０の上記の特徴点に対応する特徴点（例えば、基準領域４６の特徴点が「Ｂ」の文字である場合には、検査対象領域５０において対応する特徴点は「Ｂ」の文字）とを対応させて、基準領域４６及び検査対象領域５０が表示装置４８に表示されるように、表示装置４８の表示を制御する。

次のステップ１１４では、上記ステップ１１０で編集された検査対象領域５０から、先頭から順に、比較する文字または記号の画像を所定単位（例えば文字の場合には１文字）で切り出す。

次のステップ１１６では、上記ステップ１１４で切り出された文字または記号の検査対象領域５０上の位置及び範囲と同一の位置及び範囲の画像を、上記ステップ１０２で解凍されたモデルデータによって表される基準領域４６から切り出す。

次のステップ１１８では、上記ステップ１１４で切り出された文字または記号の画像が表す画像データと、上記ステップ１１６で切り出された画像の画像データとを比較することにより、公知の技術を用いて、上記ステップ１１４で切り出された文字または記号の画像が、上記ステップ１１６で切り出された画像と同一であるか否かを判定する。

次のステップ１２０では、上記ステップ１１８で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行ったか否かを判定する。

ステップ１２０で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行っていないと判定された場合には、ステップ１１４に戻る。なお、ステップ１２０からステップ１１４へ戻った場合には、ステップ１１４では、上記ステップ１１０で編集された検査対象領域５０から、先頭から順に、未だ切り出されていない文字または記号の画像を所定単位（例えば文字の場合には１文字）で切り出す。

一方、ステップ１２０で、検査対象領域５０の全ての文字及び記号の画像に対して比較を行ったと判定された場合には、次のステップ１２２へ進む。

ステップ１２２では、上記ステップ１１８において、同一でないと判定された上記ステップ１１４で切り出された文字または記号があるか否かを判定する。

ステップ１２２で、上記ステップ１１８において、同一でないと判定された上記ステップ１１４で切り出された文字または記号があると判定された場合には、次のステップ１２４に進む。ステップ１２４では、同一でないと判定された上記ステップ１１４で切り出された文字または記号の画像を表示するように、表示装置４８の表示を制御する。これにより、オペレータはタイヤ２０のサイドウォールに形成された文字及び記号の欠損を把握することができる。そして、外観検査処理を終了する。

一方、ステップ１２２で、上記ステップ１１８において、同一でないと判定された上記ステップ１１４で切り出された文字または記号がないと判定された場合には、次のステップ１２６に進む。ステップ１２６では、タイヤ２０のサイドウォールに形成された文字及び記号の欠損が無いことを示すメッセージ、例えば、文字列「文字及び記号の欠損はありません」を表示するように、表示装置４８の表示を制御する。そして、外観検査処理を終了する。

このように、ステップ１１４〜１２０での処理によって、基準領域４６の所定部位のデータと、検査対象領域５０の対応する所定部位のデータ（すなわち、検査対象領域５０のデータであって、基準領域４６の所定部位に対応する所定部位のデータ）とを比較することにより、被検査物としてのタイヤ２０の外観が検査される。なお、ステップ１１４〜１２０での処理は、検査手段に対応する。

以上、説明したように、本実施の形態の外観検査装置１０によれば、比較する際の基準となる基準被検査物（例えば、基準となる文字及び記号がサイドウォールに形成された基準タイヤ４２）の基準領域４３をカメラ１８によって撮影することにより得られた基準領域４３全体に亘って連続した基準画像データが、ＨＤＤ４０ｃに記憶されている。従って、本実施の形態の外観検査装置１０によれば、１つの基準領域４６の基準画像データを基準となる比較用のデータとして記憶しておくので、従来技術における多数のパターンマッチング用のデータを記憶手段に記憶しておく場合と比較して、基準となる比較用のデータの管理が容易になる。また、従来の技術と比較して、記憶手段（本実施の形態では、ＨＤＤ４０ｃ）とのアクセス回数が少なくなり、ネットワークのトラフィック量が少なくなる。

なお、本実施の形態では、基準領域４６の所定部位のデータと、検査対象領域５０の対応する所定部位のデータ（すなわち、検査対象領域５０のデータであって、基準領域４６の所定部位に対応するデータ）とを比較することにより、被検査物としてのタイヤ２０の外観を検査する例について説明したが、検査対象領域５０の所定部位のデータと、基準領域４６の対応する所定部位のデータ（すなわち、基準領域４６のデータであって、検査対象領域５０の所定部位に対応するデータ）とを比較することにより、被検査物としてのタイヤ２０の外観を検査するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、タイヤ２０のサイドウォールの外観を検査する外観検査装置１０に本発明を適用した例について説明したが、比較する際の基準となるデータと、検査対象のデータとを比較することにより検査を行う検査装置であるならば、本発明を適用可能である。

また、本実施の形態における基準画像データ（モデルデータ）は、様々な種類のものが適用される。例えば、本実施の形態における基準画像データは、１画素が８ビットや３２ビットの実画像であってもよいし、２ビットの文字情報画像であってもよいし、または、２ビットのスピュー・ベントリッジ画像であってもよい。

本実施形態の外観検査装置の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態における基準領域を説明するための図である。 本実施の形態におけるコントローラが実行する外観検査処理の処理ルーチンのフローチャートを示す図である。 本実施の形態における外観検査処理のステップ１１０を説明するための図である。 本実施の形態における外観検査処理のステップ１１２を説明するための図である。

符号の説明

１０ 外観検査装置
１２ ホルダ部
１４ 回転軸ホルダ
１６ モータ
１８ カメラ
４０ コントローラ
４０ｃ ＨＤＤ
４０ｄ ＣＰＵ
４８ 表示装置

Claims (2)

1. 検査対象とする文字及び記号が形成されたタイヤのサイドウォールを検査対象領域とし、基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として、前記基準領域及び前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影して画像データを出力する撮影手段と、
   前記撮影手段によって前記基準領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから求められ、前記基準領域の所定の特徴点を先頭として前記基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データを記憶した記憶手段と、
   前記撮影手段によって前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の前記特徴点に対応する特徴点を先頭として前記検査対象領域全体に亘って連続した検査対象画像の検査対象画像データを求める編集手段と、
   前記基準画像データによって表される前記基準領域の所定部位のデータと、前記検査対象画像データによって表される前記検査対象領域における前記基準領域の前記所定部位に対応するデータとを比較することにより、前記検査対象領域に形成された前記文字及び記号を検査する検査手段と、
   を含むタイヤの外観検査装置。
2. 基準となる文字及び記号が形成された基準タイヤのサイドウォールを基準領域として、撮影手段によって前記基準領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の所定の特徴点が先頭となって前記基準領域全体に亘って連続した基準画像の基準画像データを予め求め、
   検査対象とする文字及び記号が形成されたタイヤのサイドウォールを検査対象領域として、前記撮影手段によって前記検査対象領域を所定範囲ずつ撮影することにより得られた画像データから、前記基準領域の前記特徴点に対応する特徴点が先頭となって前記検査対象領域全体に亘って連続した検査対象画像の検査対象画像データを求め、
   前記基準画像データによって表される前記基準領域の所定部位のデータと、前記検査対象画像データによって表される前記検査対象領域における前記基準領域の前記所定部位に対応するデータとを比較することにより、前記検査対象領域に形成された前記文字及び記号を検査する、
   タイヤの外観検査方法。

Images