JPH09101124A - 穴の面取り量検査方法 - Google Patents

穴の面取り量検査方法

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JPH09101124A
JPH09101124A JP7259639A JP25963995A JPH09101124A JP H09101124 A JPH09101124 A JP H09101124A JP 7259639 A JP7259639 A JP 7259639A JP 25963995 A JP25963995 A JP 25963995A JP H09101124 A JPH09101124 A JP H09101124A
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JP
Japan
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hole
peripheral edge
slit light
coordinates
chamfer
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Pending
Application number
JP7259639A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Yagihara
潔 八木原
Takushi Ueda
拓志 上田
Toshiyuki Baba
敏之 馬場
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 面取りを有する穴の面取り量を画像処理を用
いて自動で測定する方法を提供する。 【解決手段】 面取りを有する穴の正面に対して斜め方
向からその穴を横切るようにスリット光を照射し、その
穴の正面方向に設置されたテレビカメラでスリット光の
画像を撮像する。撮像された画像は画像処理装置に入力
される。画像処理装置では、スリット光の面取りの内周
エッジに対応した端点と外周エッジに対応した折れ曲が
り点の座標を求める。最小自乗法で端点の座標から内周
エッジを円近似し、また折れ曲がり点の座標から外周エ
ッジを円近似して面取り量の最小値あるいは最大値を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用ア
ルミホイールのバルブ穴のような面取りが必要とされる
穴の面取り量を自動で検査する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2に自動車用アルミホイールの断面図
を示す。アルミホイールにはタイヤにエアを入れるため
のゴム製のバルブを通す穴(バルブ穴)101が設けら
れている。通常、アルミホイール外周面102側のバル
ブ穴101周囲には、加工時に残るバリを除去するため
に0.5mm程度の面取り加工を行う。万一バリが残っ
ているとバルブを傷つけて、最悪の場合には走行時にタ
イヤのエア漏れを引き起こす可能性がある。このためバ
ルブ穴101の面取り量の検査はアルミホイールの安全
性を保証する上でも重要である。バルブ穴101の面取
り量の検査は現状では作業者が目視で行っている。即
ち、面取りの有無あるいは大小を感覚的に判断している
ため定量性に欠け、また作業者の疲労などによる不良品
の見逃しが発生する場合がある。このため面取り量検査
の自動化が望まれている。
【0003】バルブ穴101の面取り量を自動的に検査
するための手段として、テレビカメラでバルブ穴101
の画像を撮像して画像処理でその面取り量を測定する方
法が考えられる。このときには面取り部の外周および内
周のエッジを画像処理で検出する必要がある。
【0004】画像処理で穴のエッジを検出する方法の従
来例として、特開平6−258024号公報に示される
ものがある。この方法を、図4(a)、図4(b)をも
とに説明する。スリット光源403、404を用いて、
ワーク401にあけられた穴402を横切るように2本
のスリット光405、406を照射して、テレビカメラ
で撮像し、画像処理により穴のエッジに対応したスリッ
ト光405、406の端点A、B、C、Dの座標を計算
するものである。まず、スリット光405、406に対
して、それらの端点部分が収まるようなウインドウW
1、W2、W3、W4を設定し、それぞれのウインドウ
内でのスリット光の重心G1、G2、G3,G4を求め
る。端点から遠い方の各ウインドウ辺を基準として、該
ウインドウ辺の座標からの距離がスリット光の重心G
1、G2、G3,G4の2倍となる点を端点A、B、
C、Dとする。例えばウインドウW1の場合、端点Aの
座標(xA,yA)は、重心G1の座標を(xG1
G1)、ウインドウW1の左辺のx座標をxW1とすれ
ば、 xA=2(xG1−xW1)+xW1 、 yA=yG1 で求められる。残りのウインドウW2、W3、W4につ
いても同様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】穴の面取り量を自動測
定するためには、面取り部の外周エッジと内周エッジの
位置を検出する必要がある。このためには、撮像された
スリット光が、面取りの外周エッジで折れ曲がり内周エ
ッジで終端するように、スリット光源又は画像を撮像す
るテレビカメラのどちらかを撮像面の正面に対して何度
か傾ける必要がある。この時、上記従来例の画像処理方
法では、スリット光は折れ曲がっているため、単にその
重心を求めるだけではスリット光の折れ曲がり点、すな
わち面取り部外周エッジの検出はできない。また上記の
方法で内周エッジを検出するためには、スリット光の折
れ曲がり点を含まないようにウィンドウを設定しなけれ
ばならないが、バルブ穴の様に通常0.5mm程度と微
少な面取り量の場合には非常に小さなウインドウ内でス
リット光端点を求めることとなり、検出精度の低下が起
こる可能性がある。本発明はスリット光の折れ曲がり点
と端点位置を精度良く求めて、穴の面取り量を自動で測
定する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、面取りを有す
る穴に複数のスリット光を照射して撮像し、画像処理に
より穴の面取り量を算出する穴の面取り量検査方法であ
って、撮像された各スリット光の像に対して、面取りの
内周エッジに対応したスリット光の端点と、外周エッジ
に対応したスリット光の折れ曲がり点を検出して各々の
座標を求め、端点の座標を用いて面取りの内周エッジの
円を計算し、折れ曲がり点の座標を用いて面取りの外周
エッジの円を計算し、内周エッジの円と外周エッジの円
から面取り量を求めて、面取り量の検査を行うことを特
徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】図1(a)に本発明をアルミホイ
ールのバルブ穴面取り検査に応用した時の実施例を示
す。前述したように、撮像されたスリット光が、面取り
の外周エッジで折れ曲がり内周エッジで終端するよう
に、スリット光源又は画像を撮像するカメラのどちらか
を撮像面の正面に対して何度か傾ければ良い。本実施例
では、2個のスリット光源201、202をバルブ穴2
03の正面に対して斜め方向約45゜に、1個のカメラ
206をバルブ穴203の正面に設置した。ここで、ス
リット光源201、202は、それらのスリット光20
4、205がバルブ穴203を横切り、かつ互いに直交
するように設置する。このスリット光204、205の
画像をカメラ206で撮像し、得られた画像を画像処理
装置207で処理して面取り量を算出する。図1(b)
に撮像された画像を示すが、照射されたスリット光20
4、205は面取り外周208で折れ曲がり、面取り内
周(バルブ穴外周)209で終端する。
【0008】図3(1)〜図3(5)に面取り量を算出
する画像処理手順を示す。撮像された原画像に対して、
予めスリット光204、205が面取り部301を横切
る部分を含む4つのウインドウW1、W2、W3、W4
を設定しておく。図3(1)において、ウインドウW
1、W2、W3、W4の中で原画像に対して平滑化処理
を行う。ここで平滑化処理とは、ある画素に対して周辺
の5×5画素の濃度平均値をその画素の濃度とする処理
であり、アルミホイール表面の粗さや塗装状態による光
の乱反射が後の画像処理にノイズとして影響するのを防
ぐものである。
【0009】次に図3(2)に示すように、ウインドウ
W1、W2、W3、W4内を適当なしきい値で2値化す
る。スリット光204、205の当たっている部分は他
の部分より明るいのでスリット光204、205を白画
素として残すことができる。
【0010】図3(3a)において、ウインドウW1、
W2、W3、W4内のスリット光204、205の中心
線302、303、304、305を算出する。この方
法を図3(3b)に示すウインドウW1を例にして説明
する。あるx座標xiの位置でウインドウ内をy方向に
走査して、最初に黒から白に変化するy座標をy1、次
に白から黒へ変化するy座標をy2を求め、その中心点
i=(y1+y2)/2を計算する。この処理をウイン
ドウW1の全x方向について、画素等によって決まる所
定間隔で走査して行う。この様にして求めた全座標を連
ねたものを中心線と呼ぶ。即ち、ウインドウW1につい
て、中心線302が求められる。他のウインドウW2、
W3,W4についても同様にして求めることができる。
なお、この処理は画像内のスリット光の傾きに応じて、
y方向に走査して行ってもよい。
【0011】図3(4a)において、中心線302、3
03、304、305の端点306、307、308、
309と、折れ曲がり点310、311、312、31
3を求める。この方法を、図3(4b)に示すウインド
ウW1を例にして説明する。端点306の座標(xt
t)は、中心線302上の座標(xi,yi)の中でxi
が最小である座標とする。また、折れ曲がり点310付
近では中心線302の傾きが変化する。そこで、中心線
302上でその傾きの変化率が最大となる位置を折れ曲
がり点310とする。まず、中心線302上の座標(x
i,yi)のx方向の2回微分の絶対値Δ2=|d2i
dxi 2|を計算する。xiに対するΔ2をプロットすると
図3(4c)のようになる。すなわち、折れ曲がり点3
10付近では中心線302の傾きが変化するため、Δ2
の値は0より大きな値をとる。そこでΔ2が適当なしき
い値Δ2 THを超える範囲内でかつΔ2が最大となるxo
求めたのち中心線302上でxoに対応するy座標yo
求めて、折れ曲がり点301の座標(xo,yo)とす
る。ここで、Δ2がΔ2 THを超える範囲が存在しない場合
には折れ曲がり点が無い、すなわち面取りが無いものと
判断して折れ曲がり点座標(xo,yo)は端点306の
座標(xt,yt)と一致させる。
【0012】アルミホイール表面の粗さや塗装状態によ
っては中心線302が滑らかにならず上記のΔ2の最大
値が明確ではない場合が発生する。このときは中心線3
02の座標(xi,yi)の移動平均を計算して、その座
標からΔ2を求める。すなわち、連続するn個の座標を
取り出して、 xi=(xi+xi+1+xi+2+・・・・+xi+n)/n yi=(yi+yi+1+yi+2+・・・・+yi+n)/n で計算される座標(xi,yi)を用いることにより、中
心線302が長さnの範囲で平均化されるため滑らかに
なりΔ2の最大値が明確になる。
【0013】最後に図3(5)において、求められた端
点306、307、308、309と折れ曲がり点31
0、311、312、313の座標を用いて、面取りの
内周円314と外周円315を、例えば最小自乗法で円
近似して、それぞれの中心座標(xo1,yo1)、
(xo2,yo2)と半径Ro1、Ro2を算出する。その後、
幾何計算により、下記に示すように最小及び最大面取り
長さを求める。これより、規格値と比較することにより
面取り量の合否を判断することができる。 面取りの最小長さ Cmin=(Ro1−Ro2−((xo1−xo22+(yo1−y
o221/2)×m (ここでmは画像の倍率,mm/画素) 面取りの最大長さ Cmin=(Ro1−Ro2+((xo1−xo22+(yo1−y
o221/2)×m (ここでmは画像の倍率,mm/画素)
【0014】本実施例では、スリット光は2本とした
が、本数を増やした方が精度は向上するので望ましい
が、処理時間は増大するので対象に応じて適宜本数を決
めればよい。また、穴に対してスリット光源を傾けてカ
メラを正面に対向させたが、逆にしても良いし、両方を
傾けても良い。カメラを傾けた場合、撮像画像は楕円と
なり、適切な補正が必要となるが本質的に変わるもので
はない。また、スリット光の折れ曲がり点及び端点を求
めるために、スリット光の中心線を算出したが、スリッ
ト光を代表する線なら何でも良く、対象物表面性状、検
出必要精度及びスリット光太さ等により、適宜例えば輪
郭線を用いても良い。さらに、折れ曲がり点を求める方
法として、前記で説明した方法の他に、スリット光を2
つの傾きの異なった直線として分割し、その交点を求め
る方法も考えられる。
【0015】
【発明の効果】本発明を用いることによって、穴の面取
り量の最大長さ、最小長さ、さらに偏芯量を定量的に算
出することができ、検査を精度良くかつ自動で行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成および撮像される画像
【図2】本発明の実施例で検査対象とするアルミホイー
ルの断面図
【図3】本発明を実施する画像処理手順の説明図
【図4】従来例を示す説明図
【符号の説明】
201、202…スリット光源、 203…バルブ穴 204、205…スリット光、 206…カメラ 207…画像処理装置、 208…面取り外周、 20
9…面取り外周 W1、W2、W3、W4…ウインドウ 302、303、304、305…スリット光の中心線 306、307、308、309…スリット光の端点 310、311、312、313…スリット光の折れ曲
がり点

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 面取りを有する穴に複数のスリット光を
    照射して撮像し、画像処理により穴の面取り量を算出す
    る穴の面取り量検査方法であって、 撮像された各スリット光の像に対して、面取りの内周エ
    ッジに対応したスリット光の端点と、外周エッジに対応
    したスリット光の折れ曲がり点を検出して各々の座標を
    求め、端点の座標を用いて面取りの内周エッジの円を計
    算し、折れ曲がり点の座標を用いて面取りの外周エッジ
    の円を計算し、内周エッジの円と外周エッジの円から面
    取り量を求めて、面取り量の検査を行うことを特徴とす
    る穴の面取り量検査方法。
  2. 【請求項2】 面取りを有する穴の斜め方向からその穴
    を横切るように複数のスリット光を照射し、穴の正面方
    向からスリット光を撮像する請求項1の記載の穴の面取
    り量検査方法。
  3. 【請求項3】 撮像された各スリット光の像に対して、
    面取りの内周エッジに対応したスリット光の端点と、外
    周エッジに対応したスリット光の折れ曲がり点を含むよ
    うにウインドウを設定し、それぞれのウインドウ内でス
    リット光の中心線を求めて、スリット光の端点と折れ曲
    がり点を検出する請求項1又は2に記載の穴の面取り量
    検査方法。
  4. 【請求項4】 前記折れ曲がり点の検出を、スリット光
    の中心線上の座標の2回微分値を計算し、予め設定した
    閾値を超えて、かつ最大となる座標を折れ曲がり点とす
    る請求項1乃至3のいずれかに記載の穴の面取り量検査
    方法。
  5. 【請求項5】 前記内周エッジの円と、外周エッジの円
    を最小自乗法で計算する請求項1乃至4のいずれかに記
    載の穴の面取り量検査方法。
JP7259639A 1995-10-06 1995-10-06 穴の面取り量検査方法 Pending JPH09101124A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008129650A1 (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyo Glass Co., Ltd. 容器口部欠陥検査方法及び装置
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CN110132178A (zh) * 2019-05-20 2019-08-16 江苏理工学院 一种多孔板孔径倒角图像检测装置

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