JPH07159139A - ワーク表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク表面からの反射光を受光する撮像手段
とを備える検査装置を用い、検査装置を各検査位置に順
次移動して、各検査位置で取り込まれた画像の有効画像
部分を合成し、この合成画像に基づいてワーク表面の検
査を行うものにおいて、検査精度を向上させる。 【構成】 各検査位置におけるワーク表面の有効検査範
囲が相互に所定のラップ幅でオーバーラップするように
各検査位置を設定する。各検査位置で取り込まれた画像
の有効画像部分ａを前記ラップ幅に相当する幅Ｌで相互
にオーバーラップして合成する。有効画像部分ａの輪郭
に現われるノイズによる凹凸に起因した暗部が合成画像
に孤立した暗部として取り残されることがなく、検査精
度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの塗装面等の表
面欠陥やその平滑さを検出するためのワーク表面検査方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の検査方法として、図６
（ａ）に示す如く、ワーク表面Ａに向けて検出光を照射
する投光手段１と、ワーク表面Ａからの反射光を受光す
るＣＣＤカメラ等の撮像手段２とを備える光学式検査装
置を用い、撮像手段２の画像データに基づいてワーク表
面Ａの塗装状態を調べ、ごみの付着、傷の有無等を検査
するものは知られている。即ち、ワーク表面Ａにごみの
付着等による塗装不良部Ｂが有ると、不良部Ｂからの反
射光Ｒは撮像手段２に入射されなくなり、その画像の本
来明部となる領域に不良部Ｂに対応する孤立した暗部が
現われ、かかる孤立暗部から不良部Ｂの存在を検出でき
る。

【０００３】また、このものでは投光手段１に光源１０
からの光をワーク表面Ａに照射する集光光学系１１を組
込み、集光光学系１１による検出光の集光作用で反射光
を撮像手段２に向けて収束させ、撮像手段２が反射光を
受光可能なワーク表面Ａの有効検査範囲を拡大できるよ
うにしているが、ワーク表面Ａが図６（ｂ）に示す如く
曲面であると、反射光が拡散してしまうため有効検査範
囲が狭められ、図６（ｃ）に示す如く明部となる画像領
域ａ（有効検査範囲に合致する有効画像部分）の外側が
暗部になってしまう。

【０００４】この場合、画像全面に対して画像処理を行
ったのでは、暗部の画像処理が無駄になり、処理時間の
長期化を招く不具合がある。

【０００５】かかる不具合を解消するため、特開平５−
１６４６９９号により、光学式検査装置をワーク表面に
沿って各検査位置に順次移動し、各検査位置における撮
像手段の画像から撮像手段が反射光を受光可能なワーク
表面の有効検査範囲に合致する有効画像部分を抽出し
て、複数の検査位置におけるこれら有効画像部分を合成
し、この合成画像の画像データに基づいて検査を行うよ
うにしたものも知られている。このものでは各検査位置
における有効検査範囲が相互に接するように各検査位置
を設定し、ワーク表面の各部が合成画像に洩れなく取り
込まれるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像内の有
効画像部分の輪郭にはノイズによる微小な凹凸が現われ
易く、各有効画像部分をその輪郭同士が接するように合
成すると、隣接する有効画像部分の間に上記凹凸が孤立
した暗部として取り残され、この暗部をワーク表面の凹
凸部による暗部と誤認することがある。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、有効画像部分
の輪郭のノイズによる凹凸の影響を排除して、合成画像
に基づくワーク表面の正確な検査を行い得られるように
した方法を提供することをその目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ワーク表面に向けて検出光を照射する投光手
段と、ワーク表面からの反射光を受光する撮像手段とを
備える光学式検査装置を用いて曲面状のワーク表面を検
査する方法であって、光学式検査装置をワーク表面に沿
って各検査位置に順次移動し、各検査位置における撮像
手段の画像から撮像手段が反射光を受光可能なワーク表
面の有効検査範囲に合致する有効画像部分を抽出して、
複数の検査位置におけるこれら有効画像部分を合成し、
この合成画像の画像データに基づいて検査を行うものに
おいて、各検査位置における前記有効検査範囲が相互に
所定のラップ幅だけオーバーラップするように各検査位
置を設定し、前記有効画像部分の合成時に、各有効画像
部分を相互に前記ラップ幅分オーバーラップさせて合成
することを特徴とする。

【０００９】

【作用】合成画像において各有効画像部分の輪郭は隣接
する有効画像部分の輪郭の内方に前記ラップ幅分だけ入
り込み、輪郭に現われるノイズによる凹凸が隣接する有
効画像部分の間に孤立した暗部として取り残されること
はない。

【００１０】また、各有効検査範囲が相互にオーバーラ
ップしているため、有効検査範囲の外縁部分のワーク表
面に塗装不良部が存在する場合でも、画像合成時に有効
画像部分のオーバーラップ部分に不良部に対応する孤立
した暗部が明瞭に現われ、かくてワーク表面の検査領域
の全域に亘り不良部の存在を精度良く検査できる。

【００１１】

【実施例】図示の実施例は自動車車体から成るワークの
塗装面の検査に本発明を適用したもので、図１に示す如
くロボット３の動作端に光学式検査装置を搭載し、該検
査装置をワーク表面Ａに沿って順次移動しつつ検査を行
う。

【００１２】光学式検査装置は、上記した従来のものと
同様に投光手段１とＣＣＤカメラから成る撮像手段２と
で構成されており、投光手段１の光源１０からの光線を
光ファイバー１２を介して集光光学系１１に導き、集光
光学系１１からワーク表面Ａに検出光を照射して、ワー
ク表面Ａからの反射光を撮像手段２で受光する。撮像手
段２には画像処理装置４が接続されており、更に、画像
処理装置４にはロボットコントローラ５からの信号が入
力されて、光学式検査装置が順次移動される各検査位置
に応じた画像処理が行われるようになっている。

【００１３】画像処理装置４は、図２に示す如く、撮像
手段２からの画像データをＡ／Ｄ変換器４０を介して入
力する濃淡画像メモリ４１と、二値化画像メモリ４２
と、画像処理プロセッサ４３とを備えており、濃淡画像
メモリ４１に格納された濃淡画像データは画像処理プロ
セッサ４３により二値化画像データに変換されて二値化
画像メモリ４２に入力される。これら各画像メモリ４
１、４２に格納された画像データは、適時、Ｄ／Ａ変換
器４４を介してモニタ４５に表示できるようになってい
る。また、画像処理プロセッサ４３には、バスラインを
介してマイクロプロセッサ４６、メモリ４７、外部入出
力Ｉ／Ｆ４８が接続されており、更に、外部入出力Ｉ／
Ｆ４８には、ロボットコントローラ５が接続されると共
に、処理結果を管理する外部のコンピュータ６が接続さ
れている。

【００１４】次に、ワーク表面の検査手順を図３を参照
して概略説明する。先ず、画像処理装置４を初期化し
（Ｓ１）、次にロボットコントローラ５から画像処理装
置４に後述する画像の処理パターンが入力される（Ｓ
２）。以上の設定が完了した後、ロボット３の動作で光
学式検査装置が所定の検査位置に移動され、この検査位
置で投光手段１から検出光が照射されて反射光が撮像手
段２で受光され、画像データが画像処理装置４に入力さ
れる（Ｓ３）。この画像データはＡ／Ｄ変換器４０によ
りデジタル信号としての濃淡画像データに変換されて濃
淡画像メモリ４１に入力される。そして、画像処理プロ
セッサ４３により、濃淡画像データのヒストグラムに基
づいて、画像を明部と暗部とに二値化して識別する基準
となる二値化レベルが設定される（Ｓ４）。

【００１５】次に、ロボットコントローラ５から入力さ
れた処理パターンに基づく所定の画像処理が選択される
（Ｓ５）。即ち、検査するワーク表面が平面である場合
に対応する第１の処理パターンでは、濃淡画像データが
その画像全域に亘り前記二値化レベルで二値化されて、
二値化画像データが二値化画像メモリ４２に入力され
（Ｓ６）、一方、検査するワーク表面が曲面である場合
に対応する第２の処理パターンでは、後記する画像の合
成が行なわれ、二値化された合成画像データが二値化画
像メモリ４２に入力される（Ｓ７、Ｓ８）。

【００１６】次に、二値化画像メモリ４２に格納された
二値化画像データに基づいて画像の明部内に孤立してい
る暗部を抽出してラベリングする（Ｓ９）。そして、暗
部の大きさによりごみであるか否かを判別し（Ｓ１
０）、ごみの数及び大きさを外部入出力Ｉ／Ｆ４８を介
してコンピュータ６に転送して記憶する（Ｓ１１）。以
上の処理をワーク表面に設定された各区画に対して行
い、全ての区画に対する処理が行われて１サイクルの検
査が完了したとき（Ｓ１２）、コンピュータ６において
検査結果を出力する（Ｓ１３）。

【００１７】以下、ワーク表面が曲面になっている区間
での検査について詳述する。このような曲面区間では、
撮像手段２が反射光を受光可能なワーク表面の有効検査
範囲が狭められる。そして、光学式検査装置を順次移動
すべき、曲面区間における各検査位置を、該各検査位置
での有効検査範囲が相互に所定のラップ幅だけオーバー
ラップするように予め設定しておき、二値化画像メモリ
４２として合成用のＮｏ．１メモリと一時入力用のＮ
ｏ．２メモリとを用い、図４に示す手順で画像の合成処
理を行う。

【００１８】合成処理に際しては、先ず曲面区間の１番
目の検査位置で濃淡画像メモリ４２に入力された濃淡画
像データを二値化してＮｏ．２メモリに入力する（Ｑ
１）。次に、この二値化画像から１番目の検査位置にお
ける有効検査範囲に合致する有効画像部分ａを抽出し
（Ｑ２）、この有効画像部分をＮｏ．１メモリの１番目
の合成位置に合成入力する（Ｑ３）。２番目の検査位置
で取り込まれた画像に対しても同様に二値化及び有効画
像部分ａの抽出を行い（Ｑ４、Ｑ５）、この有効画像部
分をＮｏ．１メモリの２番目の合成位置に合成入力する
（Ｑ６）。そして、これをｎ番目の検査位置で取り込ま
れた画像の有効画像部分がＮｏ．１メモリに合成入力さ
れて、それ以上画像を合成できなくなるまで繰返す（Ｑ
７）。

【００１９】ここで、Ｎｏ．１メモリの各合成位置は、
各有効画像部分ａが上記した有効検査範囲のラップ幅に
相当するラップ幅Ｌで相互にオーバーラップして合成さ
れるように設定されており、各合成位置に各有効画像部
分ａの各画素とＮｏ．１メモリの対応点の各画素との論
理和をとって画像が合成入力される。

【００２０】有効検査範囲の外縁部分のワーク表面にご
みが存在した場合、例えば、１番目の検査位置の有効検
査範囲の外縁部分にごみ等による塗装不良部が存在した
場合には、図５に示す如く、１番目の有効画像部分ａの
輪郭と２番目の有効画像部分ａの輪郭とに夫々塗装不良
部による内方に凹入した暗部が現われ、両有効画像部分
を上記の如くオーバーラップして合成することにより、
合成画像の明部内に塗装不良部による孤立した暗部ｂが
現われ、この暗部ｂから塗装不良部の存在を検出でき
る。

【００２１】また、各有効画像部分の輪郭にはノイズに
よる凹凸が現われることがあるが、この輪郭は画像合成
時に隣接する有効画像部分の内方に入り込むため、ノイ
ズによる凹凸に起因した暗部が合成画像に孤立した暗部
として取り残されることはない。

【００２２】尚、有効画像部分の抽出に際しては、各検
査位置で取り込まれる画像に対して有効画像部分に対応
するウインドを予め設定し、或いは画像の明部の分布に
基づいて有効画像部分に対応するウインドを演算して設
定し、ウインド内の画像を抽出する。

【００２３】また、上記実施例では二値化画像を合成す
るようにしたが、濃淡画像を合成してから二値化しても
良く、この場合は濃淡画像の有効画像部分の各画素と合
成用濃淡画像メモリの対応点の各画素との輝度を比較
し、明るい方をメモリに記憶する。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、有効画像部分の輪郭のノイズによる凹凸に起
因した暗部が合成画像に孤立した暗部として取り残され
ることがなく、一方、ワーク表面のごみ等による塗装不
良部は有効検査範囲の外縁部分に存在するものでも合成
画像に孤立した暗部として現われ、ワーク表面を精度良
く検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施に用いる設備のシステム図

【図２】 上記設備の画像処理装置の構成を示すブロッ
ク図

【図３】 ワーク表面の検査手順の概略を示すフローチ
ャート

【図４】 画像合成処理を示すフローチャート

【図５】 合成前の画像と合成画像とを示す図

【図６】 （ａ）（ｂ）光学式検査装置の概要を示す
図、（ｃ）ワーク表面が曲面である場合の画像を示す図

【符号の説明】

１ 投光手段 ２ 撮像手段 ３ ロボット ４ 画像処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク表面に向けて検出光を照射する投
   光手段と、ワーク表面からの反射光を受光する撮像手段
   とを備える光学式検査装置を用いて曲面状のワーク表面
   を検査する方法であって、光学式検査装置をワーク表面
   に沿って各検査位置に順次移動し、各検査位置における
   撮像手段の画像から撮像手段が反射光を受光可能なワー
   ク表面の有効検査範囲に合致する有効画像部分を抽出し
   て、複数の検査位置におけるこれら有効画像部分を合成
   し、この合成画像の画像データに基づいて検査を行うも
   のにおいて、各検査位置における前記有効検査範囲が相
   互に所定のラップ幅だけオーバーラップするように各検
   査位置を設定し、前記有効画像部分の合成時に、各有効
   画像部分を相互に前記ラップ幅分オーバーラップさせて
   合成することを特徴とするワーク表面検査方法。