JP5381846B2 - 物品検査方法 - Google Patents

Description

本発明は物品検査方法に関し、詳しくは物品の表面に平行に所定間隔で形成されたラインの欠けを検査する物品検査方法に関する。

従来、物品としてのタイヤの表面に形成された凹凸状の模様を撮影し、撮影した画像を元に該タイヤの成形の良否を行う物品検査方法が知られている（特許文献１〜３）。
このうち特許文献１、２では、予めモデルデータが登録されており、このモデルデータを撮影した画像に映し出された模様に重ね合わせ、モデルデータと模様との差分を検出することでタイヤの良否を判定するようになっている。

特許第３９４９７９６号公報 特許第３７１６０６０号公報 特開２００９−１１５５１２号公報

しかしながら、上記特許文献１、２では、モデルデータを撮影した画像の模様に位置合せしなければならず、画像処理に時間がかかり、また製造時の精度誤差などが原因で正確に位置決めできないことがあるなど、的確に良否判定できない場合があった。
このような問題に鑑み、本発明は、物品の表面に平行に所定間隔で形成されたラインの欠けを検査する場合に、モデルデータと撮影した検査画像との位置合せを不要とする物品検査方法を提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、物品の表面に平行に所定間隔で形成されたラインを撮影して、該ラインの欠けを検査する物品検査方法であって、
撮影した検査画像からラインを示すライン領域を抽出するとともに、
上記ライン領域をその形状を保ったまま所定の方向に拡張させて、隣接するライン領域との隙間がなくなるように画像処理を行い、
上記検査画像に、拡張させたライン領域に該当しない空白領域が存在する場合には、ラインに欠けが存在すると判定することを特徴としている。

上記発明によれば、物品の表面に平行に所定間隔で形成されたラインを検査する場合に、予め登録したモデルデータを使用する必要がないため、該モデルデータと撮影した画像との位置合せが不要となることから、迅速かつ的確に物品の検査を行うことが可能となっている。

本実施例にかかるタイヤ検査装置の構成図。 （ａ）は検査画像を示す図であって、（ｂ）はこれを拡大した図を示す。 （ａ）は検査画像においてライン領域を拡張した状態示す図であって、（ｂ）はこれを拡大した図を示す。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は物品としてのタイヤ２の内面に形成されたライン２Ａを検査するタイヤ検査装置１を示している。
図２に示すように、上記タイヤ２の内面の全周には複数の凸状のライン２Ａが平行に所定間隔で形成されており、このライン２Ａに成形不良等によって欠け２Ｂが存在する場合、その程度によってはこのタイヤ２は不良品と判定される。
上記タイヤ検査装置１は、タイヤ２を保持して回転させる回転テーブル３と、回転テーブル３上のタイヤ２の内面に向けてライン状のレーザ光Ｌを照射する投光手段４と、レーザ光Ｌが照射されている箇所のタイヤ２の内面を撮影する撮影手段としてのカメラ５と、このカメラ５が撮影した画像から上記ライン２Ａの欠け２Ｂを判定する判定手段６とを備えている。

回転テーブル３はタイヤ２を横転状態で保持する図示しない固定手段を備え、保持したタイヤ２をモータ７により時計方向に回転させるようになっている。このとき、タイヤ２の軸心は回転テーブル３の回転中心とほぼ一致するように位置決めされるようになっている。
タイヤ２が回転テーブル３上に固定されると、上記モータ７が作動されて回転テーブル３が等速度で時計方向に回転し、上記投光手段４がタイヤ２の内面に向けてライン状のレーザ光Ｌを照射する。
上記カメラ５は、上記投光手段４によるレーザ光Ｌの照射方向に対して４５度の角度をなす方向からタイヤ２の内面を撮影するようになっており、タイヤ２の内面に照射されたレーザ光Ｌを撮影するようになっている。

判定手段６は、上記カメラ５が撮影した画像を保存する一次画像保存部６ａと、一次画像保存部６ａに保存された画像から検査画像Ｇを作成する画像変換部６ｂと、上記検査画像Ｇに基づいてタイヤ２の良否判定を行う判定部６ｃとを備えている。
本実施例では、タイヤ２がモータ７に連動して１回転する間に、上記カメラ５がタイヤ２の内面を４０００回撮影するようになっており、撮影された画像は上記一次画像保存部６ａに順次保存される。
その後、上記画像変換部６ｂが一次画像保存部６ａに保存された４０００の画像を用いて、図２（ａ）に示す検査画像Ｇを作成する。なお図２（ｂ）はこの検査画像Ｇを説明のため拡大した図となっている。
具体的に説明すると、上記カメラ５が撮影した画像が一次画像保存部６ａに保存されると、上記画像変換部６ｂでは、撮影されたライン状の画像を、タイヤ２の回転方向に１画素、該回転方向に対して直交方向に３００画素からなるデジタル画像へと変換する。
そして、画像変換部６ｂはこのようにして変換したデジタル画像をタイヤ２の回転方向に沿って４０００枚連続させ、これにより図２に示す検査画像Ｇが得られるようになっている。
次に、上記検査画像Ｇを構成する各画素は高さデータを有しており、この高さデータによりタイヤ２の内面の凹凸の高さがわかるようになっている。そして画像変換部６ｂは予め定めた値に基づいて各画素を黒色または白色の画素に変換する。例えば、高さデータが３ｍｍ以上の画素を黒色に変換し、３ｍｍ未満の画素を白色に変換する。
その結果、黒色の画素はタイヤ２の内面に形成されたライン２Ａを示すライン領域Ａを示し、白色の画素は平坦な部分か、またはライン２Ａの欠け２Ｂを示すこととなる。

上記判定部６ｃは、上記欠け２Ｂを検出して、タイヤ２が良品であるか否かを判定するようになっており、詳しくは以下の手順により判定を行うようになっている。
まず、図３（ａ）に示すように、上記判定部６ｃは上記カメラ５によるタイヤ２の回転方向にライン領域Ａを拡張させて、隣接するライン領域Ａの間を黒色の画素によって隙間がなくなるようにする。
詳しく説明すると、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、画像変換部６ｂは検査画像Ｇのライン領域Ａを示す黒色の画素を回転方向前方および後方（図２（ａ），（ｂ）および図３（ａ），（ｂ）の上下方向）に１画素ずつ移動した位置に複製する。換言すると、ライン領域Ａの輪郭線をその形状を保ったまま前方および後方に１画素ずつ移動した位置に複製する。
その結果、黒色の画素からなるライン領域Ａは、隣接するライン同士の間が黒色の画素によって隙間がなく埋められ、上記ライン２Ａの欠け２Ｂの部分は白色の画素によって表示される空白領域Ｂとなる。
つまり、上記ライン領域Ａを拡張することにより、欠け２Ｂのあるライン２Ａ（本実施例では４本）については、上記空白領域Ｂが現れることにより明確に識別することが可能となる。
そして、判定部６ｃは撮影した画像全体における上記空白領域Ｂの割合を算出し、その割合が所定の割合を超えた場合、判定部６ｃはこのタイヤ２を不良品として判定し、図示しないディスプレイに表示させる。

ここで、図２（ｂ）では各ライン領域Ａの幅を１画素で表示しているが、これが例えば複数列の画素で表示されている場合、判定部６ｃが該ライン領域を拡張させる際には、該複数列で表示されたライン領域Ａにおける下端に位置する外郭線の画素を下方に移動させ、上端に位置する外郭線の画素を上方に移動させればよい。
また、隣接するライン領域Ａの間隔が２画素を超える場合であっても、予め計測しておいた画素数だけライン領域Ａを拡張させればよく、さらには、拡張させたライン領域Ａを若干重複させて確実に隙間をなくすよう、ライン領域Ａを拡張させる量を設定することができる。
なお、ライン領域Ａを拡張させる方向については、回転方向前方および後方ではなく、前方または後方のいずれか一方だけに拡張させることも可能であり、またライン領域Ａに対して直交する方向、すなわち回転方向に対して斜めに拡張させることも可能である。
ただし、物品としてのタイヤ２のライン２Ａを検査する場合、タイヤ２の回転方向に連続してライン２Ａの欠け２Ｂが発生する場合が多いので、拡張方向をタイヤ２の回転方向と同じにすることが望ましい。

上記実施例によれば、抽出したライン領域Ａを拡張して隣接するライン領域Ａの隙間をなくすようにすればよいため、従来のように予め登録したパターンデータを撮影した検査画像Ｇに重ね合わせる必要がなく、迅速にタイヤ２を検査することができる。
また、重ね合わせの必要がないことから、パターンデータの基準と検査画像Ｇの基準とを重ね合わせる際の位置ずれや、加工精度の差によるパターンデータと検査画像Ｇとのずれによって、タイヤ２の良否判定に誤りが発生することはなく、的確に良否判定を行うことができる。
このような問題は検査画像Ｇおよびパターンデータの領域を小さくして、複数回に分けて検査を行えば解消できるが、その場合には検査回数が多くなり、また検査画像Ｇおよびパターンデータの分割位置の基準を新たに設定する必要があることから、作業が煩雑となるという問題があった。
そして、タイヤ２のように回転方向にライン２Ａの欠け２Ｂが連続して発生数しやすい場合、カメラ５とタイヤ２とを回転方向に相対移動させるとともに、上記ライン領域Ａの拡張方向をこの相対移動方向に合わせることで、上記ライン２Ａの欠け２Ｂを示す空白領域Ｂを明瞭に認識することが可能となる。

なお、上記実施例ではタイヤ２の表面に形成される凸状のライン２Ａを検査しているが、特に凸状である必要はなく、例えば生地の縞模様の柄や、浮き輪などに印刷した縞模様の検査を行うことも可能である。

１ タイヤ検査装置 ２ タイヤ
２Ａ ライン ２Ｂ 欠け
３ 回転テーブル ４ 投光手段
５ カメラ ６ 判定手段
Ｌ レーザ光 Ｇ 検査画像
Ａ ライン領域 Ｂ 空白領域

Claims (4)

1. 物品の表面に平行に所定間隔で形成されたラインを撮影して、該ラインの欠けを検査する物品検査方法であって、
   撮影した検査画像からラインを示すライン領域を抽出するとともに、
   上記ライン領域をその形状を保ったまま所定の方向に拡張させて、隣接するライン領域との隙間がなくなるように画像処理を行い、
   上記検査画像に、拡張させたライン領域に該当しない空白領域が存在する場合には、ラインに欠けが存在すると判定することを特徴とする物品検査方法。
2. 物品を撮影する撮影手段と物品とを所定方向に相対移動させながら物品を撮影し、
   上記輪郭線を上記撮影手段と物品との相対移動方向と同じ方向に移動させてライン領域を拡張することを特徴とする請求項１に記載の物品検査方法。
3. 物品にライン状の光を照射する投光手段を設けて、該投光手段と物品とを相対移動させながら、上記撮影手段が上記物品に照射されたライン状の光を撮影し、
   撮影した画像を相対移動方向に順次整列させて上記検査画像を得ることを特徴とする請求項２に記載の物品検査方法。
4. 上記物品はタイヤであって、該タイヤの内面に形成されたラインを撮影し、
   さらに上記ラインの検査画像から上記ライン領域を抽出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の物品検査方法。

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