JP7152972B2 - 検査条件作成支援装置、検査条件作成支援方法、検査条件作成支援プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、外観検査の対象領域を凹凸度の違いに応じて区別する技術に関する。

特許文献１には、対象物の外観を検査する外観検査装置が記載されている。かかる外観検査装置は、良品の画像と対象物の画像とを比較することで、対象物における打痕等の形状欠陥を検出する。

特開２０１５－６８６６８号公報

ところで、外観検査の対象物としては種々のものが想定でき、鍛造等によって加工され、さらにその一部が切削等によって加工された対象物に対して外観検査を行う場合がある。このような場合、鍛造等による凹凸がそのまま表れた領域と、切削等により平滑に仕上げられた領域とを含む。このような対象物に対しては、領域の凹凸度に応じた検査条件を設定することで、外観検査を適切に実行することができる。ただし、そのためには、凹凸度の違いに応じて領域を的確に区別する必要がある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、凹凸度の違いに応じて外観検査の対象とする領域を的確に区別することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る検査条件作成支援装置は、ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける入力操作部と、良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、基準凹凸度未満の凹凸度を有する画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域を表示するディスプレイとを備える。

本発明に係る検査条件作成支援方法は、ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける工程と、良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、基準凹凸度未満の凹凸度を有する画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域をディスプレイに表示する工程とを備える。

本発明に係る検査条件作成支援プログラムは、ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける工程と、良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、前記基準凹凸度未満の凹凸度を有する前記画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域をディスプレイに表示する工程とを、コンピューターに実行させる。

本発明に係る記録媒体は、上記の検査条件作成支援プログラムをコンピューターにより読み出し可能に記録する。

このように構成された本発明（検査条件作成支援装置、検査条件作成支援方法、検査条件作成支援プログラムおよび記録媒体）では、良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップが用いられる。つまり、基準凹凸度がユーザによって入力されると、基準凹凸度未満の凹凸度を有する画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域がディスプレイに表示される。したがって、ユーザは、入力する基準凹凸度を変化させることで、ディスプレイに表示される検査対象領域を調整しつつ、検査対象領域を決定できる。その結果、凹凸度の違いに応じて外観検査の対象とする領域を的確に区別することができる。

また、ディスプレイは、低凹凸領域に対してモルフォロジー変換のクロージング処理を実行した結果に応じた検査対象領域を表示するように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。かかる構成では、凹凸度マップから抽出した低凹凸領域に存在するノイズを除去して、適切な検査対象領域をディスプレイに表示することができる。

また、入力操作部は、クロージング処理における膨張および収縮の回数のユーザによる入力操作を受け付け、クロージング処理では、回数の膨張および収縮が低凹凸領域に対して実行されるように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。かかる構成では、ユーザの要求に応じた回数の膨張および収縮をクロージング処理において実行できる。

また、入力操作部は、ユーザによる基準面積の入力操作を受け付け、ディスプレイは、低凹凸領域のうちから、基準面積未満の面積を有する領域を除去した結果に応じた検査対象領域を表示するように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。これによって、基準面積未満の領域を外して、適切な検査対象領域をディスプレイに表示することができる。

また、距離画像に基づき凹凸度マップを作成する演算部をさらに備えるように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。かかる構成では、距離画像を検査条件作成支援装置に入力することで、凹凸度マップを演算部により自動作成することができる。

また、演算部は、複数の画素から選択した対象画素を中心として所定範囲を設定し、複数の画素のうち所定範囲内において対象画素の周囲に存在する複数の周囲画素のそれぞれと対象画素との距離の差の絶対値の中央値を凹凸度として対象画素に付与する演算を、複数の画素のうちで対象画素を変更しつつ実行することで凹凸度マップを作成するように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。このような演算により凹凸度マップを作成することで、距離画像に含まれる凹凸を適切に表す凹凸度マップを得ることができる。

また、検査対象領域を保存する記憶部をさらに備え、入力操作部は、ユーザによる保存指令の入力操作を受け付け、記憶部は、入力操作部が保存指令を受け付けた際にディスプレイに表示されている検査対象領域を保存するように、検査条件作成支援装置を構成してもよい。かかる構成では、ユーザは、ディスプレイに表示された検査対象領域を確認しつつ保存指令を入力することで、この検査対象領域を保存して、以後の検査で利用することができる。

以上のように、本発明によれば、凹凸度の違いに応じて外観検査の対象とする領域を的確に区別することが可能となる。

本発明に係る検査条件作成支援装置として機能するコンピューターを備えた外観検査システムの一例を示すブロック図。 図１の検査システムが備える外観検査装置を模式的に示す図。 凹凸度マップの作成手順の一例を示すフローチャート。 図３のフローチャートに従って実行される演算処理の内容を模式的に示す図。 検査条件の設定手順の一例を示すフローチャート。 検査条件の設定のためにディスプレイに表示される画面の一例を示す図。 図５のフローチャートに従って実行される演算処理の内容を模式的に示す図。 図５のフローチャートに従って実行される演算処理の内容を模式的に示す図。 外観検査装置で実行される外観検査の一例を示すフローチャート。 検査条件の設定手順の変形例を示すフローチャート。 図１０のフローチャートで実行される検査閾値の設定手順を示すフローチャート。 検査条件の設定のためにディスプレイに表示される画面の変形例を示す図。

図１は本発明に係る検査条件作成支援装置として機能するコンピューターを備えた外観検査システムの一例を示すブロック図であり、図２は図１の検査システムが備える外観検査装置を模式的に示す図である。図２および以下の図では、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向をそれぞれ水平方向とするＸＹＺ直交座標系を適宜示す。図１に示すように、検査システム１は、検査対象ワークＷ（図２）の外観を検査する外観検査装置２と、外観検査装置２における外観検査の検査条件の作成を支援するコンピューター３とを備える。

外観検査装置２は、外観検査に必要な制御を実行するコントローラ２１を備える。このコントローラ２１は、演算部２１１、記憶部２１２および通信部２１３を有する。演算部２１１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたプロセッサであり、外観検査に必要となる演算機能を担う。記憶部２１２はＨＤＤ(Hard Disk Drive)であり、外観検査の結果等を記憶する。通信部２１３は、コンピューター３等の外部装置との通信機能を担う。

図２に示すように、外観検査装置２は、検査対象ワークＷを支持するテーブル２２を備える。検査対象ワークＷが鉄等を含んで磁力により保持できる場合には、テーブル２２として電磁石テーブルを用いることができる。また、検査対象ワークＷが樹脂等の磁力により保持できないものである場合には、エアー吸着あるいはチャック機構によって検査対象ワークＷを支持するテーブルを支持テーブル２として用いることができる。

さらに、外観検査装置２は、テーブル２２上の検査対象ワークＷの三次元形状を計測して距離画像Ｉを取得する撮像ユニット２３を備える。撮像ユニット２３は、カメラ２４とプロジェクタ２５とを有する。カメラ２４は、撮像範囲Ｆ（換言すれば、視野）内からそのレンズ２４１に入射した光を固体撮像素子に結像することで、撮像範囲Ｆの画像を撮像する。プロジェクタ２５は、光源からの光をＤＭＤ(Digital Mirror Device)等で変調することで、撮像範囲Ｆに対して光のパターンを射出する。

そして、コントローラ２１は、撮像ユニット２３を用いて、検査対象ワークＷの表面の三次元形状を計測する。具体的には、コントローラ２１の演算部２１１は、プロジェクタ２５からテーブル２２上の検査対象ワークＷへ向けてパターンを照射しつつ撮像範囲Ｆ内の検査対象ワークＷをカメラ２４により撮像することで、パターンが照射された検査対象ワークＷを撮像してパターン画像を取得する。かかるパターン画像には、検査対象ワークＷの表面の三次元形状に応じて変形したパターンが含まれる。

演算部２１１はパターン画像Ｍに基づき、検査対象ワークＷの三次元形状を示す距離画像Ｉを生成し、記憶部２１２に保存する。なお、パターンを照射しつつ検査対象ワークＷを撮像した画像に基づき検査対象ワークＷの三次元形状を計測する具体的手法は、位相シフト法および空間コード化法等の種々の方法を用いることができる。

この距離画像Ｉは、カメラ２４から検査対象ワークＷの表面までのＺ軸方向における距離を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に（すなわち、ＸＹ平面で）マトリックス状に並ぶ複数の画素のそれぞれについて示す点群データであり、各画素に付与された画素値は、当該画素におけるカメラ２４から検査対象ワークＷまでのＺ軸方向における距離を示す。換言すれば、距離画像Ｉは、複数の画素それぞれにおける検査対象ワークＷの表面のＺ軸方向における位置（ここの例では、高さに相当）を示す。

また、記憶部２１２は、検査対象ワークＷと同種の良品ワークＧ（すなわち、検査対象ワークＷの良品）の三次元形状を撮像ユニット２３により計測することで予め取得した距離画像Ｉを記憶する。演算部２１１は、検査対象ワークＷの距離画像Ｉと、良品ワークＧの距離画像Ｉとの位置を重ね合わせて、これらの距離画像Ｉの差分（すなわち、位置ずれ）を取る。そして、演算部２１１は、所定の検査閾値以上の差分を有する箇所が無い場合には、検査対象ワークＷを良品と判定し、検査閾値以上の差分を有する箇所が在る場合には、検査対象ワークＷが不良品であると判定する。

図１に示すように、コンピューター３は、演算部３１、記憶部３２、ディスプレイ３３、入力機器３４および通信部３５を備え、検査対象ワークＷの表面をその凹凸度に応じた領域毎に区別して、各領域に適した検査条件を作成する作業を支援する。演算部３１は、ＣＰＵおよびＲＡＭで構成されたプロセッサであり、検査条件作成支援に必要となる演算機能を担う。記憶部３２はＨＤＤであり、検査条件作成支援に伴って生成されたデータ等を記憶する。ディスプレイ３３は、画像をユーザに対して表示する。入力機器３４はキーボードやマウスで構成される。なお、タッチパネルディスプレイ等により、ディスプレイ３３と入力機器３４とを一体的に構成してもよい。通信部３５は、外観検査装置２等の外部装置との通信機能を担い、例えば外観検査装置２で取得された距離画像Ｉを、外観検査装置２の通信部２１３を介して受信する。

演算部３１は、記憶部３２、ディスプレイ３３、入力機器３４および通信部３５を検査条件作成支援プログラム４に基づき制御することで、検査条件の作成支援を実行する。検査条件作成支援プログラム４は、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体５に、コンピューター３により読み出し可能に記録された状態で提供され、記憶部３２にインストールされる。続いては、検査条件作成支援について詳述する。

コンピューター３の演算部３１は、検査条件作成支援を実行するにあたり、通信部３５を介して外観検査装置２から取得した距離画像Ｉに基づき、凹凸度マップＭを作成して記憶部３２に保存する。特に、ここで利用される距離画像Ｉは、良品ワークＧの外観を外観検査装置２により計測して取得されたものであり、凹凸度マップＭは、良品ワークＧを撮像した距離画像Ｉに含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与したものである。

図３は凹凸度マップの作成手順の一例を示すフローチャートであり、図４は図３のフローチャートに従って実行される演算処理の内容を模式的に示す図である。図３のフローチャートは、演算部３１による演算によって実行される。図４に示されるように、距離画像Ｉは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に並ぶ複数の画素Ｐのそれぞれについて、当該画素Ｐの画素値（すなわち、高さ）を示す。

ステップＳ１０１では、距離画像Ｉを構成する複数の画素Ｐのうちから、一の対象画素Ｐｏが選択される。ステップＳ１０２では、対象画素Ｐｏを中心とする所定範囲Ａが距離画像Ｉに対して設定される。つまり、所定範囲Ａの幾何中心は対象画素Ｐｏに一致する。なお、図４の例では、所定範囲Ａは、Ｘ軸方向に平行な２辺と、Ｙ軸方向に平行な２辺で構成される正方形であるが、所定範囲Ａの形状はこれに限られず、長方形、平行四辺形、菱形あるいは円形であってもよい。

ステップＳ１０３では、所定範囲Ａ内において対象画素Ｐｏの周囲に存在する複数の周囲画素Ｐｐそれぞれにおける高さ（距離）と、対象画素Ｐｏにおける高さ（距離）との差分が算出される。なお、所定範囲Ａに含まれる対象画素Ｐｏ以外の全ての画素Ｐが周囲画素Ｐｐとして選択されるのではなく、その一部が周囲画素Ｐｐとして選択される。つまり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに２画素Ｐ以上（ここの例では２画素Ｐ）の格子間隔を空けて対象画素Ｐｏの周囲で格子状に並ぶ画素Ｐが周囲画素Ｐｐに選択される。その結果、２４個の周囲画素Ｐｐが選択される。そして、周囲画素Ｐｐの高さＺｐと対象画素Ｐｏの高さＺｏとの差分（＝Ｚｐ－Ｚｏ）が、これら周囲画素Ｐｐのそれぞれについて算出される。

ステップＳ１０４では、こうして得られた２４個の差分の絶対値の中央値が算出され、ステップＳ１０５では、この中央値が対象画素Ｐｏに関連付けられる。ステップＳ１０６では、距離画像Ｉを構成する全ての画素Ｐに対してステップＳ１０２～Ｓ１０５が実行されたかを確認することで、図３のフローチャートを終了するかが判断される。なお、ステップＳ１０６での判断基準はこれに限られず、距離画像Ｉの周縁の画素Ｐを対象画素Ｐｏの対象から外してもよいし、ユーザに指定された範囲以外の画素Ｐを対象画素Ｐｏの対象から外してもよい。そして、ステップＳ１０６で終了する（ＹＥＳ）と判断するまで、対象画素Ｐｏを変更しながら（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０２～Ｓ１０５が実行される。その結果、良品ワークＧを撮像した距離画像Ｉに含まれる複数の画素Ｐのそれぞれに対して、当該画素Ｐを含む所定範囲Ａの凹凸度（すなわち、ステップＳ１０４の中央値）を付与した凹凸度マップＭが作成されて、記憶部３２に保存される。

そして、コンピューター３は、良品ワークＧの表面をその凹凸度に応じた領域毎に区別して各領域に適した検査条件、具体的には上述の検査閾値を作成する作業を、凹凸度マップＭを利用して支援する。つまり、鍛造等による凹凸がそのまま表れた領域と、切削等によって平滑に仕上げられた領域とを含む検査対象ワークＷに対して外観検査を行う場合、各領域の凹凸度に応じて検査閾値を設定できることが好適となる。コンピューター３は、このような検査閾値の設定を可能とする。

図５は検査条件の設定手順の一例を示すフローチャートであり、図６は検査条件の設定のためにディスプレイに表示される画面の一例を示す図であり、図７および図８は図５のフローチャートに従って実行される演算処理の内容を模式的に示す図である。図５のフローチャートは、演算部３１による演算によって実行される。図６に示すように、ユーザはディスプレイ３３に表示された操作画面６を入力機器３４により操作することで、操作画面６に示された各パラメータを調整できる。図７の欄７Ａ等に示すように、良品ワークＧは、それぞれ凹凸度が異なる３つの領域Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３をその表面に少なくとも含む。領域Ｇ１は切削によって平滑に仕上げられた加工面領域であり、領域Ｇ２、Ｇ３は鍛造による凹凸がそのまま表れた鍛造面領域である。ここでは、加工面領域Ｇ１および鍛造面領域Ｇ２に対してそれぞれに適切な検査閾値を設定する例について説明する。

ステップＳ２０１では、凹凸度マップＭのうちから、基準凹凸度６１未満の低凹凸領域Ｌが抽出される。図６に示すように、ユーザは操作画面６を操作することで基準凹凸度６１を入力することができ、ステップＳ２０１では、ユーザにより入力された基準凹凸度６１に基づき低凹凸領域Ｌが抽出される。その結果、図７の欄７Ｂに示すように、加工面領域Ｇ１のほとんどと、鍛造面領域Ｇ２の一部に低凹凸領域Ｌ（ドットハッチングが付された領域）が現れる。

ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で抽出された低凹凸領域Ｌに対して、モルフォロジー変換のクロージング処理が実行される。図６に示すように、ユーザは操作画面６を操作することでクロージングサイズ６２、すなわちクロージング処理における膨張および収縮の回数を入力することができ、ステップＳ２０２のクロージング処理では、ユーザにより入力された回数（クロージングサイズ６２）の膨張および収縮がそれぞれ実行される。その結果、図７の欄７Ｂ、７Ｃの比較から分かるように、加工面領域Ｇ１において低凹凸領域Ｌから外れていた一部がそれを囲む低凹凸領域Ｌに取り込まれて、加工面領域Ｇ１の全体が低凹凸領域Ｌとして扱われることとなる。

ステップＳ２０３では、基準面積６３未満の低凹凸領域Ｌが除去される。図６に示すように、ユーザは操作画面６を操作することで基準面積６３を入力することができ、ステップＳ２０３ではユーザにより入力された基準面積６３に基づき低凹凸領域Ｌが除去される。その結果、図７の欄７Ｃ、７Ｄの比較から分かるように、鍛造面領域Ｇ２の一部に現れていた低凹凸領域Ｌが鍛造面領域Ｇ２から除去される。

こうして、図７の欄７Ｄに示すように、ステップＳ２０１～Ｓ２０３を実行した後に残った低凹凸領域Ｌ（換言すれば、ステップＳ２０１～Ｓ２０３の実行により選択された領域）が第１検査対象領域Ｒ１としてディスプレイ３３に表示される（ステップＳ２０４）。この際、ディスプレイ３３は、このように凹凸度の違いに応じて区分けされる第１検査対象領域Ｒ１とそれ以外の領域とをユーザが区別して識別できるように、第１検査対象領域Ｒ１とそれ以外の領域とを異なる態様（例えば、異なる色あるいは輝度）で表示する。

ステップＳ２０５では、操作画面６に対するユーザの操作によって、基準凹凸度６１が変更されたか否かが判断される。基準凹凸度６１の変更があった場合（ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」の場合）には、変更後の基準凹凸度６１に基づきステップＳ２０１～Ｓ２０４が実行される。つまり、ユーザは、基準凹凸度６１を変更することで第１検査対象領域Ｒ１を変化させることができる。これにより、ユーザは、ディスプレイ３３で第１検査対象領域Ｒ１を確認しながら入力機器３４により基準凹凸度６１を変更することで、加工面領域Ｇ１に対して第１検査対象領域Ｒ１を的確に調整することができる。

ステップＳ２０６では、ユーザが操作画面６の保存ボタン６４を操作したかが確認される。保存ボタン６４の操作が確認されない場合（ステップＳ２０６で「ＮＯ」の場合）には、保存指令がないと判断して、ステップＳ２０５に戻る。保存ボタン６４の操作が確認された場合（ステップＳ２０６で「ＹＥＳ」の場合）には、保存指令が入力されたと判断して、ディスプレイ３３に表示されている第１検査対象領域Ｒ１が記憶部３２に設定・保存される（ステップＳ２０７）。

なお、図６に示すように、ユーザは操作画面６を操作することで検査閾値６５を入力することができ、第１検査対象領域Ｒ１の検査に適した値に検査閾値６５を調整してから保存ボタンを操作することができる。ステップＳ２０７では、保存指令が入力された際の検査閾値６５が、第１検査対象領域Ｒ１に関連付けられて、第１検査閾値６５１（図１）として記憶部３２に保存される。こうして、ステップＳ２０７で加工面領域Ｇ１に対して設定された第１検査対象領域Ｒ１に対する第１検査閾値６５１の設定が完了する。

ステップＳ２０８では、図５のフローチャートを終了するかが判断される。ここでは、鍛造面領域Ｇ２に対する検査閾値６５の設定が完了していないため、ステップＳ２０８で「ＮＯ」と判断される。したがって、ステップＳ２０９に進んで、ステップＳ２０１～Ｓ２０７を実行する対象範囲が変更される。具体的には、凹凸度マップＭのうちから、第１検査対象領域Ｒ１を除いた鍛造面領域Ｇ２、Ｇ３が対象範囲に選択される。

ここの例では、鍛造面領域Ｇ２と比較して鍛造面領域Ｇ３の方が大きい凹凸度を有する。そして、ユーザは、加工面領域Ｇ１に対する第１検査対象領域Ｒ１および第１検査閾値６５１の設定と同じ要領でステップＳ２０１～Ｓ２０７を実行して、鍛造面領域Ｇ２に対する第２検査対象領域Ｒ２および第２検査閾値６５２（図１）を設定する。

つまり、ステップＳ２０１では、凹凸度マップＭのうち、第１検査対象領域Ｒ１以外の鍛造面領域Ｇ２、Ｇ３から、基準凹凸度６１未満の低凹凸領域Ｌが抽出される。この際、ユーザは、適当な低凹凸領域Ｌが抽出されるように、操作画面６によって基準凹凸度６１を調整する。その結果、図８の欄８Ｂに示すように、鍛造面領域Ｇ２のほとんどと、鍛造面領域Ｇ３の一部に低凹凸領域Ｌ（ドットハッチングが付された領域）が現れる。

ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で抽出された低凹凸領域Ｌに対して、ユーザに入力されたサイズでクロージング処理が実行される。その結果、図８の欄８Ｂ、８Ｃの比較から分かるように、鍛造面領域Ｇ２において低凹凸領域Ｌから外れていた一部がそれを囲む低凹凸領域Ｌに取り込まれて、鍛造面領域Ｇ２の全体が低凹凸領域Ｌとなる。

ステップＳ２０３では、ユーザに入力された基準面積６３未満の低凹凸領域Ｌが除去される。その結果、図８の欄８Ｃ、８Ｄの比較から分かるように、鍛造面領域Ｇ３の一部に現れていた低凹凸領域Ｌが鍛造面領域Ｇ３から除去される。

こうして、図８の欄８Ｄに示すように、ステップＳ２０１～Ｓ２０３を実行した後に残った低凹凸領域Ｌ（換言すれば、ステップＳ２０１～Ｓ２０３の実行により選択された領域）が第２検査対象領域Ｒ２としてディスプレイ３３に表示される（ステップＳ２０４）。この際、ディスプレイ３３は、このように凹凸度の違いに応じて区分けされる第１検査対象領域Ｒ１と、第２検査対象領域Ｒ２と、当該領域Ｒ１、Ｒ２以外の領域とを、ユーザが区別して識別できるように、これらの領域を異なる態様（例えば、異なる色あるいは輝度）で表示する。

上述と同様に、基準凹凸度６１が変更されると（ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０１～Ｓ２０４が再実行される一方、保存指令が入力されると（ステップＳ２０６で「ＹＥＳ」）、第２検査対象領域Ｒ２が記憶部３２に設定・保存されるとともに、保存指令の入力時の検査閾値６５が第２検査閾値６５２として、第２検査対象領域Ｒ２と関連付けられて、記憶部３２に保存される（ステップＳ２０７）。こうして、ステップＳ２０７で鍛造面領域Ｇ２に対して設定された第２検査対象領域Ｒ２に対する第２検査閾値６５２の設定が完了する。なお、このように設定された第２検査閾値６５２は、第１検査閾値６５１よりも大きい。

こうして、第１検査対象領域Ｒ１に対する第１検査閾値６５１の設定と、第２検査対象領域Ｒ２に対する第２検査閾値６５２の設定とが完了すると、ステップＳ２０８でフローチャートを終了する（ＹＥＳ）と判断される。そして、これらを用いて検査対象ワークＷに対する外観検査が実行される。

図９は外観検査装置で実行される外観検査の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０１では、上述の要領で、検査対象ワークＷの距離画像Ｉが取得される、そして、予め取得されていた良品ワークＧの距離画像Ｉと、検査対象ワークＷの距離画像Ｉとの位置合わせが実行される（ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０３では、良品ワークＧおよび検査対象ワークＷそれぞれの距離画像Ｉの差分が第１検査閾値６５１以上となる箇所が第１検査対象領域Ｒ１に存在するかが検査される。そして、該当箇所が存在しない場合には、ステップＳ３０４で欠陥が存在しないと判断されて（すなわち、「ＮＯ」と判断されて）、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、良品ワークＧおよび検査対象ワークＷそれぞれの距離画像Ｉの差分が第２検査閾値６５１以上となる箇所が第２検査対象領域Ｒ２に存在するかが検査される。そして、該当箇所が存在しない場合には、ステップＳ３０６で欠陥が存在しないと判断されて（すなわち、「ＮＯ」と判断されて）、検査対象ワークＷは良品であると判定される（ステップＳ３０７）。

一方、ステップＳ３０４あるいはステップＳ３０６で、該当箇所が存在し、欠陥が存在すると判断されると、検査対象ワークＷは不良品であると判定される（ステップＳ３０８）。

以上に説明した実施形態では、良品ワークＧを撮像することで取得された良品ワークＧの距離画像Ｉに含まれる複数の画素Ｐのそれぞれに対して、当該画素Ｐを含む所定範囲Ａの凹凸度を付与した凹凸度マップＭが用いられる。つまり、基準凹凸度６１がユーザによって入力されると、基準凹凸度６１未満の凹凸度を有する画素Ｐで構成される低凹凸領域Ｌが抽出され（ステップＳ２０１）、当該低凹凸領域Ｌに応じた第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２がディスプレイ３３に表示される（ステップＳ２０４）。したがって、ユーザは、入力する基準凹凸度６１を変化させることで、ディスプレイ３３に表示される第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を調整しつつ、第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を決定できる。その結果、凹凸度の違いに応じて外観検査の対象とする領域を的確に区別することができる。

また、低凹凸領域Ｌに対してモルフォロジー変換のクロージング処理が実行され（ステップＳ２０２）、その結果に応じた第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２がディスプレイ３３に表示される（ステップＳ２０４）。かかる構成では、凹凸度マップＭから抽出した低凹凸領域Ｌに存在するノイズを除去して、適切な第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２をディスプレイ３３に表示することができる。

また、入力機器３４は、クロージング処理における膨張および収縮の回数（クロージングサイズ６２）のユーザによる入力操作を受け付ける。そして、クロージング処理では、回数の膨張および収縮が低凹凸領域Ｌに対して実行される。かかる構成では、ユーザの要求に応じた回数の膨張および収縮をクロージング処理において実行できる。

また、入力機器３４は、ユーザによる基準面積６３の入力操作を受け付ける。そして、低凹凸領域Ｌのうちから、基準面積６３未満の面積を有する領域が除去され（ステップＳ２０３）、その結果に応じた第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２がディスプレイ３３に表示される（ステップＳ２０４）。これによって、基準面積６３未満の領域を外して、適切な第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２をディスプレイに表示することができる。

また、距離画像Ｉに基づき凹凸度マップＭを作成する演算部３１が具備されている。かかる構成では、距離画像Ｉをコンピューター３に入力することで、凹凸度マップＭを演算部３１により自動作成することができる。

また、複数の画素Ｐから選択した対象画素Ｐｏを中心として所定範囲Ａが設定される（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。そして、複数の画素Ｐのうち所定範囲Ａ内において対象画素Ｐｏの周囲に存在する複数の周囲画素Ｐｐのそれぞれにおける距離と対象画素Ｐｏにおける距離との差（＝Ｚｐ－Ｚｏ）の絶対値の中央値が凹凸度として対象画素Ｐｏに付与される（ステップＳ１０３～Ｓ１０５）。演算部３１は、ステップＳ１０１～Ｓ１０５の当該演算を、複数の画素Ｐのうちで対象画素Ｐｏを変更しつつ（ステップＳ１０７）、実行することで凹凸度マップＭを作成する。このような演算により凹凸度マップＭを作成することで、距離画像Ｉに含まれる凹凸を適切に表す凹凸度マップＭを得ることができる。

また、第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を保存する記憶部３２が具備されている。そして、入力機器３４は、ユーザによる保存指令の入力操作を受け付け、記憶部３２は、入力機器３４が保存指令を受け付けた際にディスプレイ３３に表示されている第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を保存する。かかる構成では、ユーザは、ディスプレイ３３に表示された第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を確認しつつ保存指令を入力することで、この第１・第２検査対象領域Ｒ１、Ｒ２を保存して、以後の外観検査で利用することができる。

以上に説明した実施形態では、コンピューター３が本発明の「検査条件作成支援装置」の一例に相当し、演算部３１が本発明の「演算部」の一例に相当し、記憶部３２が本発明の「記憶部」の一例に相当し、ディスプレイ３３が本発明の「ディスプレイ」の一例に相当し、入力機器３４が本発明の「入力操作部」の一例に相当し、所定範囲Ａが本発明の「所定範囲」に相当し、良品ワークＧが本発明の「良品ワーク」の一例に相当し、距離画像Ｉが本発明の「距離画像」の一例に相当し、低凹凸領域Ｌが本発明の「低凹凸領域」の一例に相当し、凹凸度マップＭが本発明の「凹凸度マップ」の一例に相当し、画素Ｐが本発明の「画素」の一例に相当し、対象画素Ｐｏが本発明の「対象画素」の一例に相当し、周囲画素Ｐｐが本発明の「周囲画素」の一例に相当し、第１検査対象領域Ｒ１および第２検査対象領域Ｒ２のそれぞれが本発明の「検査対象領域」の一例に相当する。また、コンピューター３が本発明の「コンピューター」の一例に相当し、検査条件作成支援プログラム４が本発明の「検査条件作成支援プログラム」の一例に相当し、記録媒体５が本発明の「記録媒体」の一例に相当する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、図５に示す検査条件の設定手順を変形しても良い。図１０は検査条件の設定手順の変形例を示すフローチャートであり、図１１は図１０のフローチャートで実行される検査閾値の設定手順を示すフローチャートであり、図１２は検査条件の設定のためにディスプレイに表示される画面の変形例を示す図である。図１０および図１１のフローチャートは、演算部３１による演算によって実行される。以下では、上記の実施例との差異を中心に説明する。ただし、上記の実施例と共通する構成を具備することで同様の効果が奏されることは言うまでもない。

図１０の変形例では、図５の例と同様に、ステップＳ２０１～Ｓ２０６が実行される。ただし、図１０の変形例では、ステップＳ２０７に代えてステップＳ２１０が実行される。このステップＳ２１０では、ディスプレイ３３に表示されている検査対象領域Ｒ１、Ｒ２の記憶部３２への保存のみが実行され、検査閾値６５１、６５２の記憶部３２への保存は実行されない。かかる図１０の変形例では、第１検査対象領域Ｒ１の設定・保存を行って、さらに第２検査対象領域Ｒ２の設定・保存を行ってから、ステップＳ２１１の検査閾値設定が実行される。

図１１に示すように、検査閾値設定では、第１検査対象領域Ｒ１および第２検査対象領域Ｒ２がユーザにより区別して識別可能な態様でディスプレイ３３に表示される（ステップＳ４０１）。そして、ユーザが操作画面６の設定ボタン６６を操作したかが確認される（ステップＳ４０２）。設定ボタン６６の操作が確認されると（ステップＳ４０２で「ＹＥＳ」）、ユーザにより選択されている領域が第１検査対象領域Ｒ１であるかが確認される（ステップＳ４０３）。つまり、検査閾値設定では、設定済みの第１検査対象領域Ｒ１および第２検査対象領域Ｒ２がディスプレイ３３に表示されており、ユーザは入力機器３４の例えばマウスを操作することで、これらの領域Ｒ１、Ｒ２を選択できる。

第１検査対象領域Ｒ１が選択されている場合（ステップＳ４０３で「ＹＥＳ」の場合）には、ユーザにより入力されてディスプレイ３３に表示中の検査閾値６５が第１検査閾値６５１として設定され、記憶部３２に保存される（ステップＳ４０４）。一方、第２検査対象領域Ｒ２が選択されている場合（ステップＳ４０３で「ＮＯ」の場合）には、ユーザにより入力されてディスプレイ３３に表示中の検査閾値６５が第２検査閾値６５２として設定され、記憶部３２に保存される（ステップＳ４０５）。

ステップＳ４０６では、第１検査閾値６５１および第２検査閾値６５２の両方が設定済みであるかを確認することで、図１１のフローチャートを終了するかを判断する。つまり、いずれか一方が未設定であれば（ステップＳ４０６で「ＮＯ」）、ステップＳ４０２に戻り、両方が設定済みであれば（ステップＳ４０６で「ＹＥＳ」）、図１１のフローチャートを終了する。

また、図５のフローチャートによれば、第１検査対象領域Ｒ１に対する第１検査閾値の設定が完了してから、第２検査対象領域Ｒ２が表示されて、第２検査対象領域Ｒ２に対する第２検査閾値の設定が実行される。しかしながら、第１検査閾値の設定の前に、第１検査対象領域Ｒ１および第２検査対象領域Ｒ２の両方を、それぞれを識別可能な状態でディスプレイ３３に表示してから、ユーザが第１検査閾値の設定と第２検査閾値の設定とを、入力機器３４の操作によりディスプレイ３３に対して個別に実行できるように構成してもよい。

また、検査条件を設定するにあたり、図５あるいは図１０のフローチャートに示す一部のステップ、例えばステップＳ２０２、Ｓ２０３等を省略してもよい。

また、外観検査装置２とコンピューター３とを別体に構成する必要は必ずしもなく、外観検査装置２にコンピューター３を内蔵してもよい。

また、凹凸度マップＭの作成にあたり、所定範囲Ａに含まれる対象画素Ｐｏ以外の全画素Ｐの一部を周囲画素Ｐｐとして選択する必要は必ずしもなく、当該全画素Ｐを周囲画素Ｐｐとして選択してもよい。

また、凹凸度として採用する値は、対象画素Ｐｏでの距離と周囲画素Ｐｐでの距離との差分の絶対値の中央値に限られない。例えば、対象画素Ｐｏでの距離に対する周囲画素Ｐｐでの距離の標準偏差を凹凸度として採用してもよい。

また、良品ワークＧ（検査対象ワークＷ）の表面の形状は平面である必要は無く、円筒形、楕円形あるいは波打った形状等の種々の形状を有する良品ワークＧ（検査対象ワークＷ）に対して、上述の技術を適用可能である。

本発明は、外観検査技術の全般に適用可能である。

３…コンピューター（検査条件作成支援装置）
３１…演算部
３２…記憶部
３３…ディスプレイ
３４…入力機器（入力操作部）
４…検査条件作成支援プログラム
５…記録媒体
Ａ…所定範囲
Ｇ…良品ワーク
Ｉ…距離画像
Ｌ…低凹凸領域
Ｍ…凹凸度マップ
Ｐ…画素
Ｐｏ…対象画素
Ｐｐ…周囲画素
Ｒ１…第１検査対象領域（検査対象領域）
Ｒ２…第２検査対象領域（検査対象領域）

Claims (10)

1. 検査対象ワークの凹凸度の異なる領域に応じた、当該検査対象ワークに対する検査条件の作成を支援する検査条件作成支援装置であって、
   ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける入力操作部と、
   良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、前記基準凹凸度未満の凹凸度を有する前記画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域を表示するディスプレイと
   を備える検査条件作成支援装置。
2. 前記ディスプレイは、前記低凹凸領域に対してモルフォロジー変換のクロージング処理を実行した結果に応じた前記検査対象領域を表示する請求項１に記載の検査条件作成支援装置。
3. 前記入力操作部は、前記クロージング処理における膨張および収縮の回数のユーザによる入力操作を受け付け、
   前記クロージング処理では、前記回数の膨張および収縮が前記低凹凸領域に対して実行される請求項２に記載の検査条件作成支援装置。
4. 前記入力操作部は、ユーザによる基準面積の入力操作を受け付け、
   前記ディスプレイは、前記低凹凸領域のうちから、前記基準面積未満の面積を有する領域を除去した結果に応じた前記検査対象領域を表示する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の検査条件作成支援装置。
5. 前記距離画像に基づき前記凹凸度マップを作成する演算部をさらに備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の検査条件作成支援装置。
6. 前記演算部は、前記複数の画素から選択した対象画素を中心として前記所定範囲を設定し、前記複数の画素のうち前記所定範囲内において前記対象画素の周囲に存在する複数の周囲画素のそれぞれと前記対象画素との距離の差の絶対値の中央値を前記凹凸度として前記対象画素に付与する演算を、前記複数の画素のうちで前記対象画素を変更しつつ実行することで前記凹凸度マップを作成する請求項５に記載の検査条件作成支援装置。
7. 前記検査対象領域を保存する記憶部をさらに備え、
   前記入力操作部は、ユーザによる保存指令の入力操作を受け付け、
   前記記憶部は、前記入力操作部が前記保存指令を受け付けた際に前記ディスプレイに表示されている前記検査対象領域を保存する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の検査条件作成支援装置。
8. 検査対象ワークの凹凸度の異なる領域に応じた、当該検査対象ワークに対する検査条件の作成を支援する検査条件作成支援方法であって、
   ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける工程と、
   良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、前記基準凹凸度未満の凹凸度を有する前記画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域をディスプレイに表示する工程と
   を備える検査条件作成支援方法。
9. 検査対象ワークの凹凸度の異なる領域に応じた、当該検査対象ワークに対する検査条件の作成を支援する検査条件作成支援プログラムであって、
   ユーザによる基準凹凸度の入力操作を受け付ける工程と、
   良品ワークを撮像した距離画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対して、当該画素を含む所定範囲の凹凸度を付与した凹凸度マップから、前記基準凹凸度未満の凹凸度を有する前記画素で構成される低凹凸領域を抽出した結果に応じた検査対象領域をディスプレイに表示する工程と
   を、コンピューターに実行させる検査条件作成支援プログラム。
10. 請求項９に記載の検査条件作成支援プログラムをコンピューターにより読み出し可能に記録する記録媒体。
    

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