JP5822126B2 - Method and apparatus for inspecting liquid level of container - Google Patents
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Description
本発明は容器の液面高さ検査方法とその装置に関し、より詳しくは、液体が充填された容器内の液面の高さを検査する液面高さ検査方法とその装置に関する。 More particularly, the present invention relates to a liquid level inspection method and apparatus for inspecting the level of a liquid level in a container filled with liquid.
従来、容器内の液面高さ検査方法として例えば特許文献1が公知である。この特許文献1の検査方法においては、検査光が照射された状態の容器を撮影手段で撮影し、その撮影画像を基にして容器内の液面の高さを検査するようにしている。そして、特許文献1の方法においては、容器内の充填液の液面が泡立った場合を想定しており、その場合には気泡が生じている液面領域の上部高さと下部高さの間の高さを液面高さとして検査するようになっている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 is known as a method for inspecting the liquid level in a container. In the inspection method of Patent Document 1, a container that is irradiated with inspection light is photographed by photographing means, and the height of the liquid level in the container is inspected based on the photographed image. And in the method of patent document 1, the case where the liquid level of the filling liquid in a container bubbles is assumed, In that case, it is between the upper height and lower part height of the liquid level area | region where the bubble has arisen. The height is inspected as the liquid level.
ところで、上記特許文献1の方法によって容器の液面高さを検査するに当たって次のような問題が生じている。すなわち、プルリング付きキャップが容器に取り付けられている場合において、容器内の液面とプルリングが同一高さになることがあり、その状態の容器を撮影手段によって撮影すると、プルリングが邪魔になって容器内の液面が撮影されないことになる(図2参照)。この場合には、容器の画像中に液面領域を認識できないので、撮影画像を基にして液面高さを検査できなくなり、従ってこの場合には容器内に充填液が正しく充填されているにも拘らず不良品として判定されて、通常の処理ラインから当該容器が排除されていたものである。このように、従来の方法においては、プルリング等の容器の付属物によって不良品と誤判定される容器が生じることがあった。 By the way, the following problems occur when the liquid level height of the container is inspected by the method of Patent Document 1. That is, when the cap with a pull ring is attached to the container, the liquid level in the container and the pull ring may be at the same height, and if the container in that state is photographed by the photographing means, the pull ring becomes an obstacle and the container The liquid level inside is not photographed (see FIG. 2). In this case, since the liquid level area cannot be recognized in the image of the container, it is impossible to inspect the liquid level based on the photographed image. Therefore, in this case, the filling liquid is correctly filled in the container. Nevertheless, it is determined as a defective product, and the container is excluded from the normal processing line. As described above, in the conventional method, a container erroneously determined as a defective product may be generated due to an accessory of the container such as a pull ring.
上述した事情に鑑み、第1の本発明は、液体が充填された容器を撮影し、撮影された容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識することにより、上記容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査方法において、
容器が備える付属物に覆われることにより、上記検査領域内で液面領域が認識できない場合に、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定し、上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とするものである。
また、第2の本発明は、液体が充填された容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤが搬送する容器に検査光を照射する照明手段と、検査光が照射された容器を撮影する撮影手段と、この撮影手段が撮影した容器の画像を処理する画像処理手段とを備え、上記画像処理手段は、上記容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識し、これに基づいて容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査装置において、
上記画像処理手段は、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定するようになっており、上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域を参照し、この液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とするものである。
In view of the above-described circumstances, the first aspect of the present invention images a container filled with liquid, sets an inspection area in the image of the imaged container, and displays a liquid level area indicating the liquid level in the inspection area. By recognizing, in the method for inspecting the liquid level of the container, the liquid level in the container is inspected,
When the liquid level area cannot be recognized in the inspection area by being covered by the accessory included in the container, in the image of the container, a liquid detection area is set below the correct liquid level of the container, When the liquid level area is not recognized in the inspection area, it is determined that the liquid level is at a correct height by detecting the liquid in the liquid detection area. is there.
The second aspect of the present invention is a conveyor for transporting containers filled with liquid, illumination means for irradiating inspection light onto the containers transported by the conveyor, and imaging means for photographing the container irradiated with the inspection light. And an image processing means for processing an image of the container photographed by the photographing means, wherein the image processing means sets an inspection area in the image of the container and indicates a liquid surface area indicating a liquid surface in the inspection area. In the liquid level inspection device for a container that recognizes and inspects the liquid level in the container based on this,
The image processing means is configured to set a liquid detection area below the correct liquid level of the container in the image of the container, and the liquid level area is not recognized in the inspection area. Is characterized in that the liquid level is determined to be at the correct height by referring to the liquid detection area and detecting the liquid in the liquid detection area.
上述した構成によれば、例えばプルリング付きキャップのような付属物を備えた容器の液面を検査する場合において、付属物に覆われることにより、容器内の液面を撮影できない場合であっても、容器の液面高さを検査することができる。したがって、誤って不良品と判定されることを防止することができる。 According to the above-described configuration, for example, when inspecting the liquid level of a container having an accessory such as a cap with a pull ring, even if the liquid level in the container cannot be photographed by being covered with the accessory. The liquid level of the container can be inspected. Therefore, it can be prevented that the product is erroneously determined as a defective product.
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1において1は容器2内の液面の高さを検査する液面高さ検査装置であり、この液面高さ検査装置1は、容器2を搬送するコンベヤ3と、容器2に向けて検査光を照射する照明手段4と、検査光が照射された状態の容器2を撮影するCCDカメラ等の撮影手段5と、これらの作動を制御するとともに撮影手段5が撮影した容器2の画像を基にして容器2内の液面の高さを検査する制御手段6とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a liquid level inspection apparatus for inspecting the height of the liquid level in the
検査対象となる容器2は、検査光を透過させる本体部11と、この本体部11の上端口部11aに取り付けられたプルリング12A付きのキャップ12とから構成されており、本体部11内には検査光を透過させる液体13が充填されている。このため、本体部11とその内部の液体13は上記照明手段4から照射された検査光を透過させるようになっている。
容器2の本体部11は、キャップ12が装着される上端口部11aと、この上端口部11aの隣接下方部分となる小径部11bと、下方側の大径部11cと、上記小径部11bと大径部11cとを滑らかに接続する円錐状の肩部11dとを備えている。
他方、本実施例のキャップ12は、環状のプルリング12Aが付いたキャップであって、図示しない前工程において液体13が充填された容器2の口部上端11aにプルリング12A付きのキャップ12が取り付けられるようになっている。キャップ12が容器2の上端口部11aに取り付けられると、環状のプルリング12Aは、図1ないし図2に示すように、小径部11bの外面に密着した状態となる。そして、本実施例では、このような容器2の外表面に配置されるプルリング12Aが、容器が備える付属物に該当する。
The
The
On the other hand, the
上記コンベヤ3は相前後する容器2を等間隔で搬送するようになっており、コンベヤ3の載置面の上方には、容器2の大径部11cの左右両側を案内する一対のガイド部材14が配置されている。また、上記照明手段4及び撮影手段5よりも上流位置となるコンベヤ3の側方には容器2を検出するセンサ15が配置されるとともに、コンベヤ3は図示しないエンコーダを備えている。
コンベヤ3によって搬送される容器2をセンサ15が検出すると、その検出信号は上記制御手段6に送信され、その後、制御手段6は上記エンコーダからのパルスによって当該容器2の位置を認識し、容器2が所定の撮影位置Aに達すると上記撮影手段5を制御して当該容器2を撮影させるようになっている。
The conveyor 3 conveys
When the
本実施例の照明手段4は、コンベヤ3の一方の側方に配置されたLEDからなる第1光源4Aと、コンベヤ3の他方の側方における上方に配置されたLEDからなる第2光源4Bとから構成されており、液面高さ検査装置1の作動中は、撮影位置Aの容器2に向けて両光源4A、4Bから常時検査光を照射するようになっている。第1光源4Aからはキャップ12を含めた容器2の上方部分に向けて水平に検査光が照射されるとともに、第2光源4Bからは容器2の上部となるキャップ12のプルリング12Aに向けて斜め上方から検査光が照射されるようになっている。
上記第2光源4Bと同じコンベヤ3の他方の側方であって、搬送される容器2を挟んで上記第1光源4Aと対向する位置に、容器2の上部へ斜め上方に向けて撮影手段5が配置されており、第1光源4Aから照射された検査光は上記容器2の本体部11と内部の液体13を透過して撮影手段5に受光されるようになっている。また、上記第2光源4Bからは、キャップ12のプルリング12Aに向けて斜め上方から検査光が照射されて、プルリング12Aからの反射光が撮影手段5に撮影されるようになっている。撮影手段5は上記制御手段6の制御によって容器2を、搬送方向側方から撮影するようになっており、この撮影手段5が撮影した容器2とキャップ12の画像は上記制御手段6内に設けられた画像処理手段6Aへ送信されるようになっている。
The illumination means 4 of the present embodiment includes a
On the other side of the same conveyor 3 as the
画像処理手段6Aは、撮影手段5が撮影した画像に検査領域SAを設定するようになっている。この検査領域SAは、図4に示すように縦長の長方形の領域として形成され、液体13の液面13Aの正しい高さ範囲を含み、かつ、容器2の幅の略中央に位置するように設定される。
撮影手段5により撮影された画像は、撮影手段5に対して容器2の背後から第1光源4Aにより検査光が照射された画像であり、検査領域SAには容器2内の液体13と、その上方の空間16と、液体13と空間16の間の液面13Aの画像が含まれる。液体13と容器2の内面との界面張力よりも、空間16の気体と容器2の内面との界面張力の方が大きいため、液面13Aは容器2の内面と接する縁の部分が持ち上がり、容器2を側方から撮影した場合に上下に幅を有する画像として捉えられる。
このような画像においては、液体13と空間16は第1光源4Aの検査光を透過させるので、撮影手段5にはその透過光が受光されて明るい像として撮影されるが、液面13Aの部分は検査光が透過しにくいため暗い影の像として撮影される。
The image processing means 6A is configured to set the inspection area SA in the image photographed by the photographing means 5. The inspection area SA is formed as a vertically long rectangular area as shown in FIG. 4, includes the correct height range of the
The image photographed by the photographing means 5 is an image obtained by irradiating the
In such an image, since the
画像処理手段6Aは、検査領域SA内の画像を予め設定された所定閾値により2値化処理する。これにより、明るい像の液体13と空間16は白画素に変換され、暗い影の像の液面13Aは黒画素に変換される。その結果、検査領域SAには、縦長の検査領域SAを横断する黒い帯状の液面13Aを示す液面領域だけが残る。
画像処理手段6Aは検査領域SAの各画素を上下に走査して、黒画素の集合からなる黒い帯状の液面領域に対してその上辺と下辺を認識するとともに、その中間位置を検査領域SAにおける上下方向の位置として認識し、その値が検査領域SAの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面13Aが正しい高さにあるものとして良品と判定する。また、液面13Aが正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は、液体13が正しく充填されていないものと判断して不良品と判定する。
The image processing means 6A binarizes the image in the inspection area SA with a predetermined threshold value set in advance. Thereby, the
The image processing means 6A scans each pixel in the inspection area SA up and down to recognize the upper side and the lower side of the black belt-like liquid surface area made up of a set of black pixels, and sets the middle position in the inspection area SA. It is recognized as a position in the vertical direction, and whether or not the value is included in the correct height range in the vertical direction of the inspection area SA is inspected. As a result, if it is included in the correct height range, it is determined that the
しかしながら、本実施例のようにプルリング12Aのような容器2の付属物を容器2の外面に備えている場合には、搬送されてくる容器2の向きによっては、この付属物が撮影手段5に撮影されて液面高さを正しく判定することができなくなる場合がある。
すなわち、プルリング12Aは第1光源4Aの検査光を透過しないため、その画像が検査領域SAに含まれると本来の液面13Aとの区別ができなくなる。
そこで、本実施例では、撮影手段5が撮影する容器2の正面に向けて斜め上方から第2光源4Bの検査光を照射するようにして、プルリング12Aからの反射光を撮影手段5に受光するようにしている。これにより、プルリング12Aは明るい像として撮影され、画像処理手段6Aが2値化処理した際には、液体13や空間16と同様に白画素に変換されて液面高さを判定する際には表示されなくなる。
However, when the accessory of the
That is, since the
Therefore, in this embodiment, the
このような検査方法において、プルリング12A等の容器の付属物が液面13Aの正しい高さ範囲に重ならなければ問題はないが、重なる場合には撮影手段5が撮影する正面に付属物が位置して、この付属物に覆われて液面13Aを正しく認識することができなくなり、検査領域SAで正しい高さの液面領域を認識できなくなる場合が生じる。
すなわち、図2に示すように、正しい液面の高さ範囲にプルリング12Aが位置した状態で容器2を側方から撮影すると、液面13Aがプルリング12Aに覆われているため液面13Aの全体像を得ることができない。この画像を画像処理手段6Aにより検査領域SA内で2値化処理しても、液面13Aを示す黒画素からなる液面領域を所定の黒い帯状の領域として認識することができない。そのため、画像処理手段6Aは、この容器2を液体13が充填されていない空容器と判断して不良品と判定する。
そこで、このような事態に対処するために、本発明では、撮影手段5が撮影した面像において、容器2の輪郭を含む液体検出領域A1を設定して、容器2内の液体13を検出するようにしている。
In such an inspection method, there is no problem as long as the accessory of the container such as the
That is, as shown in FIG. 2, when the
Therefore, in order to cope with such a situation, in the present invention, the liquid detection region A1 including the outline of the
上記液体検出領域A1は、図2、図3に示すように、容器2の画像において容器2の正しい液面13Aの高さよりも下方に配置され、容器2の輪郭を含むように画像処理手段6Aにより設定されるようになっており、本実施例では正方形の領域として設定されている。この液体検出領域A1には、容器2の周囲の外光と容器2の像が含まれるようになっており、検査領域SAにおいて液面13Aの黒画素による液面領域が認識できなかった場合に、この液体検出領域A1の画像を2値化処理して参照するようになっている。
すなわち、図2のように容器2に液体13が充填されている場合には、容器2の周囲の外光と容器2を透過した透過光がいずれも明るい像として撮影されるため、2値化処理することにより液体検出領域A1は全て白画素となる。このように白画素だけとなることで、液体検出領域A1で液体13を検出することができる。これにより、検査領域SAにおいて液面領域を所定の黒い帯状の領域として認識できなかった場合であっても、これを液体13が充填されていないものと判断して不良品と判定せずに、液面が正しい高さにあるものとして良品と判定することができる。
これに対して容器2に液体13が充填されていない場合には、図3に示すように、容器2の輪郭線18が暗い像として表れ、2値化処理した際に黒画素からなる黒い線として表示される。よって、この黒い線が認識された場合には、液体検出領域A1で液体13を検出することができず、容器2に液体13が充填されていないものと判定する。
なお、容器2内の液体13の有無を検出する方法、手段はこれに限らず、例えば、輪郭線18を含まない容器2の液体13が収容される大径部11cを撮影し、その画像における容器2の濃淡を検査して、濃い場合に液体13が有るものと判断することもできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid detection area A <b> 1 is disposed below the
That is, when the
On the other hand, when the
The method and means for detecting the presence / absence of the liquid 13 in the
さらに、プルリング12A等の容器2の付属物が液面13Aの正しい高さ範囲に重なる場合において、液体13に泡立ちが生じている場合には、泡立った液面13Aの液面領域の高さ方向の幅が、付属物であるプルリング12Aの幅よりも大きいために、検査領域SAにおいて液面領域が上下に分断された状態で認識され、正しく液面高さの判定をすることができなくなる。
すなわち、図5に示すように、液体13が泡立つことにより液面13Aは、上下に大きな幅を有する画像として捉えられ、泡立った液画13Aの部分は検査光が透過しにくいため暗い影の像として撮影される。
画像処理手段6Aは、検査領域SA内の画像を予め設定された所定閾値により2値化処理するので、明るい像の液体13と空間16は白画素に変換され、暗い影の像の泡立った液面13Aは黒画素に変換される。その結果、検査領域SAには、縦長の検査領域SAの大部分を占める黒い帯状の液面領域だけが残る。
画像処理手段6Aはこの液面領域に対して.その上辺と下辺の中間位置を検査領域SAにおける上下方向の位置として認識し、その値が検査領域SAの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面13Aが正しい高さにあるものとして良品と判定する。また、液面13Aが正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は、液体13が正しく充填されていないものと判断して不良品と判定する。
Further, when the appendage of the
That is, as shown in FIG. 5, the
Since the image processing means 6A binarizes the image in the inspection area SA with a predetermined threshold value set in advance, the
The image processing means 6A recognizes the intermediate position between the upper and lower sides of the liquid surface area as the vertical position in the inspection area SA, and the value is included in the correct vertical range of the inspection area SA. Inspect whether or not. As a result, if it is included in the correct height range, it is determined that the
しかしながら、プルリング12Aが泡立った液面13Aと重なった場合には、暗い影の像の泡立った液面13Aの範囲内に明るいプルリング12Aが位置し、これを検査領域SAにおいて2値化処理すると、液面領域はプルリング12Aによる白画素により上下に分断されて2本の黒い帯状の領域として表示される。このような場合には、画像処理手段6Aは2つの液面領域に対して、各々の上辺と下辺の中間位置を認識してしまい、誤った判定をすることになる。
However, when the
そこで、画像処理手段6Aは、検査領域SAの各画素を上下に走査して黒い帯状の液面領域に対して上辺と下辺を認識した際に、プルリング12Aの像からなる白画素の集団により上下に分断された液面領域が認識された場合には、上下の液面領域の間の白画素の部分を黒画素に変換して一体的に液面領域を認識した上で、再度検査領域SAの各画素を上下に走査する。それによって、黒画素の集合からなる黒い帯状の液面領域に対してその上辺と下辺を認識するとともに、その中間位置を検査領域SAにおける上下方向の位置として認識し、認識した中間位置の値が検査領域SAの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面13Aが正しい高さにあるものとして良品と判定し、正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は不良品と判定する。
Therefore, when the image processing means 6A scans each pixel of the inspection area SA up and down and recognizes the upper side and the lower side of the black belt-like liquid surface area, the
上述した実施例においては、容器2の付属物としてプルリング12A付きのキャップ12を想定しているが、本実施例の液面高さ検査装置1は容器2の付属物が容器2の表面に貼り付けられたラベルやシールであっても対応することができ、その場合でも上述した実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
In the embodiment described above, the
1‥液面高さ検査装置 2‥容器
4‥照明手段 5‥撮影手段
6‥制御手段 6A‥画像処理手段
12‥キャップ 12A‥プルリング(付属物)
13‥液体 13A‥液面
SA‥検査領域 A1‥液体検出領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid
13
Claims (4)
容器が備える付属物に覆われることにより、上記検査領域内で液面領域が認識できない場合に、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定し、
上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とする容器の液面高さ検査方法。 By photographing a container filled with liquid, setting an inspection area on the image of the photographed container, and recognizing the liquid level area indicating the liquid level in the inspection area, the liquid level in the container is increased. In the method for inspecting the liquid level of a container that is to inspect
When the liquid level area cannot be recognized in the inspection area by being covered by the accessory included in the container, in the image of the container, a liquid detection area is set below the correct liquid level of the container,
When the liquid level area is not recognized in the inspection area, it is determined that the liquid level is at a correct height by detecting the liquid in the liquid detection area. Liquid level inspection method.
上下の液面領域の間の部分を液面領域に含めて、一体的に液面領域を認識することを特徴とする請求項1に記載の容器の液面高さ検査方法。 When the width of the liquid surface region in the height direction is larger than the width of the appendage, and the liquid surface and the appendage overlap each other and the liquid surface region is recognized by dividing up and down,
2. The method for inspecting a liquid level of a container according to claim 1, wherein a part between the upper and lower liquid level areas is included in the liquid level area so as to integrally recognize the liquid level area.
上記画像処理手段は、上記容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識し、これに基づいて容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査装置において、
上記画像処理手段は、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定するようになっており、
上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域を参照し、この液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とする容器の液面高さ検査装置。 Conveyor for transporting containers filled with liquid, illumination means for irradiating inspection light onto the containers transported by the conveyor, photographing means for photographing the container irradiated with inspection light, and the container photographed by the photographing means Image processing means for processing an image,
The image processing means sets an inspection region on the image of the container, recognizes a liquid surface region indicating a liquid surface in the inspection region, and inspects the height of the liquid surface in the container based on the recognition region. In the liquid level inspection device for the container
In the image of the container, the image processing means sets a liquid detection area below the correct liquid level of the container,
If the liquid level area is not recognized in the inspection area, the liquid detection area is referred to, and it is determined that the liquid level is at the correct height by detecting the liquid in the liquid detection area. An apparatus for inspecting the liquid level of a container, characterized in that:
上記撮影手段は、上記第2光源と同じ上記コンベヤの他方の側方に、上記第1光源とは搬送される容器を挟んで対向させて配置されて、上記第1光源から照射されて容器を透過した透過光と、上記第2光源から照射されて容器が備える付属物で反射した反射光を受光するように、容器を搬送方向側方から撮影することを特徴とする請求項3に記載の容器の液面高さ検査装置。 The illumination means includes a first light source disposed on one side of the conveyor and a second light source disposed on the other side,
The photographing means is disposed on the other side of the conveyor, which is the same as the second light source, facing the first light source with a container to be transported therebetween, and is irradiated with the first light source. The container is photographed from the side in the transport direction so as to receive the transmitted light that has been transmitted and the reflected light that is irradiated from the second light source and reflected by an accessory included in the container. Liquid level inspection device for containers.
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