JPH0979988A - Surface defect inspecting device - Google Patents

Surface defect inspecting device

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Publication number
JPH0979988A
JPH0979988A JP7232915A JP23291595A JPH0979988A JP H0979988 A JPH0979988 A JP H0979988A JP 7232915 A JP7232915 A JP 7232915A JP 23291595 A JP23291595 A JP 23291595A JP H0979988 A JPH0979988 A JP H0979988A
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JP
Japan
Prior art keywords
inspected
image
light
defect
illumination
Prior art date
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Pending
Application number
JP7232915A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Imanishi
正則 今西
Yutaka Suzuki
裕 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH0979988A publication Critical patent/JPH0979988A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface defect inspecting device for preventing the contract of an image decreasing and for performing more precise and efficient inspection. SOLUTION: Light with a specific shading pattern is applied to a surface 3 to be inspected by a lighting device 1, the surface 3 is arranged so that the image can be picked up by a video camera 2, and the image is outputted to an image processing device 5 which is controlled by a host computer 6 and is displayed by a monitor 7. By controlling the lighting device 1 according to the curvature of the surface to be inspected, the contrast of the image, namely the brightness difference between a defect and its surrounding, increases, thus easily detecting the defect and achieving a more efficient inspection since a larger light can be used and further saving power since a surplus light source can be turned off.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物体の表面欠
陥、例えば自動車ボディの塗装面の凹凸等のような表面
欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface defect inspecting apparatus for inspecting a surface defect of an object to be inspected, for example, a surface defect such as unevenness of a painted surface of an automobile body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の表面欠陥検査装置としては、例え
ば特開平5−045142号公報などに示されたものが
ある。
2. Description of the Related Art As a conventional surface defect inspection apparatus, there is one disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-045142.

【0003】これらは、被検査面に所定の明暗縞(スト
ライプ)模様を映し出し、被検査面上に凹凸等の欠陥が
あった場合、それによる明度(輝度)差や明度(輝度)
変化をもった受光画像を微分することにより、被検査面
の表面の欠陥を検出するという方法を用いたものであ
る。
These project a predetermined light and dark stripe pattern on the surface to be inspected, and when there is a defect such as unevenness on the surface to be inspected, the difference in brightness (luminance) or the brightness (luminance) due to the defect.
This is a method of detecting a defect on the surface of the surface to be inspected by differentiating the received light image having a change.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面欠陥検査装置においては、例えば、自動車ボディの
塗装面は、曲面で構成されている。よって図1のよう
に、同じ面積を照らすには平面に比べると曲面のほうが
より大きな照明が必要となる(L1<L2)。つまり、
撮像手段102の画角が同じでも、被検査面100の曲
率Rが大きいほど、撮像範囲を照らすにはより大きな照
明が必要となる。しかし、凹凸状の欠陥で光が乱反射す
ることを利用して欠陥を検出する場合、照明が大きいほ
ど欠陥と周囲との明るさの差(本明細書では、これをコ
ントラストと称する)が小さくなるため、欠陥が見つけ
難くなってしまう。よって、従来技術においては、平面
および曲面を同一かつ単一の照明で照らしていたので、
欠陥でのコントラストが小さくなるため、欠陥検出精度
が低下してしまう。また逆にコントラストを上げるため
に照明を小型にすると、当然、撮像範囲も狭くなり検査
効率が落ちてしまう、などの問題点があった。
However, in the conventional surface defect inspection apparatus, for example, the coating surface of the automobile body is formed of a curved surface. Therefore, as shown in FIG. 1, in order to illuminate the same area, a curved surface requires more illumination than a flat surface (L1 <L2). That is,
Even if the angle of view of the image pickup means 102 is the same, the larger the curvature R of the surface 100 to be inspected, the larger the illumination required to illuminate the image pickup range. However, in the case of detecting a defect by utilizing irregular reflection of light due to an uneven defect, the larger the illumination, the smaller the difference in brightness between the defect and the surroundings (this is referred to as contrast in this specification). Therefore, it becomes difficult to find the defect. Therefore, in the prior art, since the flat surface and the curved surface were illuminated by the same and single illumination,
Since the contrast at the defect is reduced, the defect detection accuracy is reduced. On the contrary, if the illumination is downsized to increase the contrast, the imaging range is naturally narrowed and the inspection efficiency is lowered.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、画像のコントラストの低下を防
ぎ、より精密で効率のよい検査を行なうことの出来る表
面欠陥検査装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a surface defect inspection apparatus capable of preventing deterioration of image contrast and performing more precise and efficient inspection. The purpose is to

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、被検査面に光を照射し、その被検査面か
らの反射光に基づいて受光画像を作成し、この受光画像
に基づいて被検査面上の欠陥を検出する表面欠陥検査装
置において、被検査面に所定の明暗パターンを映し出す
照明手段と、上記被検査面の曲率に応じて上記照明手段
の点灯位置を制御する照明制御手段と、上記明暗パター
ンの映し出された被検査面を撮像して得られる受光画像
を電気信号の画像データに変換する撮像手段と、上記撮
像手段によって得られた画像データを処理して欠陥を検
出する欠陥検出手段とを備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention irradiates a surface to be inspected with light, creates a light-receiving image based on the light reflected from the surface to be inspected, and receives the light-receiving image. In a surface defect inspection apparatus for detecting a defect on a surface to be inspected, an illumination means for displaying a predetermined bright and dark pattern on the surface to be inspected and a lighting position of the illumination means according to the curvature of the surface to be inspected are controlled. Illumination control means, image pickup means for converting a light-receiving image obtained by picking up the surface to be inspected on which the bright and dark pattern is projected into image data of an electric signal, and image data obtained by the image pickup means for processing to detect defects. Defect detecting means for detecting

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、照明手段によって被検査面に
所定の明暗パターンを映し出し、それを撮像手段で撮像
して上記明暗パターンを電気信号の画像データに変換す
る。そのときに、照明手段では被検査面の撮像範囲を照
らすのに必要な部分のみ点灯し、このようにして得られ
た画像データを処理することにより、欠陥を検出する。
According to the present invention, a predetermined light-dark pattern is projected on the surface to be inspected by the illumination means, and the light-dark pattern is imaged by the image pickup means to convert the light-dark pattern into image data of electric signals. At that time, the illuminating means turns on only the part necessary for illuminating the imaging range of the surface to be inspected, and the defect is detected by processing the image data thus obtained.

【0008】また、被検査面の曲率に応じた予め定めら
れたタイミングで制御され、曲率測定手段で求めた被検
査面の曲率に応じ照明手段を制御するものである。
Further, the illumination means is controlled at a predetermined timing according to the curvature of the surface to be inspected, and the illumination means is controlled according to the curvature of the surface to be inspected obtained by the curvature measuring means.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】図11は本発明の機能ブロックを示すクレ
ーム対応図である。
FIG. 11 is a claim correspondence diagram showing the functional blocks of the present invention.

【0011】図11において、100は被検査面であ
り、例えば塗装面である。また、101は被検査面に所
定の明暗パターンを映し出す照明手段であり、例えば後
記図4に示す照明装置である。この照明手段は、照明制
御手段104によって所定の制御が行われる。また、1
02は被検査面を撮像して上記明暗パターンを電気信号
の画像データに変換する撮像手段であり、例えばCCD
カメラ等のビデオカメラである。また、103は上記撮
像手段によって得られた画像データを処理して欠陥を検
出する欠陥検出手段であり、例えばコンピュータで構成
される。
In FIG. 11, reference numeral 100 denotes a surface to be inspected, for example, a coated surface. Reference numeral 101 denotes an illuminating device that projects a predetermined bright and dark pattern on the surface to be inspected, and is, for example, an illuminating device shown in FIG. The illumination control means 104 performs predetermined control on the illumination means. Also, 1
Reference numeral 02 denotes an image pickup means for picking up an image of the surface to be inspected and converting the light-dark pattern into image data of an electric signal, for example, a CCD
A video camera such as a camera. Further, 103 is a defect detection unit that processes the image data obtained by the image pickup unit to detect a defect, and is composed of, for example, a computer.

【0012】上記の構成は、例えば後記図2〜図9で説
明する実施例に相当する。
The above-described structure corresponds to, for example, the embodiment described later with reference to FIGS.

【0013】上記照明制御手段は、被検査面の曲率に応
じた予め定められたタイミングで制御されるものであ
る。
The illumination control means is controlled at a predetermined timing according to the curvature of the surface to be inspected.

【0014】或いは、上記照明制御手段は、被検査面の
曲率を測定する曲率測定手段の測定結果に基づいて制御
されるものである。
Alternatively, the illumination control means is controlled based on the measurement result of the curvature measuring means for measuring the curvature of the surface to be inspected.

【0015】図2(a)は、本発明の一実施例を示す図
である。
FIG. 2A is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【0016】図2(a)において、1は照明装置であ
り、被検査面3に所定の明暗パターンの光を照射するよ
う配置されている。1’は照明制御装置である。2はビ
デオカメラ(例えばCCDカメラ等)であり、明暗パタ
ーンが映し出された被検査面3を撮像するように配置さ
れている。また、4はカメラコントロールユニットであ
り、ここではビデオカメラ2で撮像された受光画像の画
像信号が生成され、画像処理装置5へ出力される。ま
た、6はホストコンピュータであり、画像処理装置5の
制御や処理結果を外部に表示させたり、出力させる機能
を有する。また、7はモニタであり、ビデオカメラ2で
撮像した画面等を表示する。
In FIG. 2A, reference numeral 1 denotes an illuminating device, which is arranged so as to irradiate the surface 3 to be inspected with light of a predetermined bright and dark pattern. 1'is a lighting control device. Reference numeral 2 is a video camera (for example, a CCD camera), which is arranged so as to capture an image of the surface 3 to be inspected on which the light and dark patterns are displayed. Further, 4 is a camera control unit, in which an image signal of a light-receiving image captured by the video camera 2 is generated and output to the image processing device 5. Reference numeral 6 denotes a host computer, which has a function of externally displaying or outputting control of the image processing apparatus 5 and processing results. A monitor 7 displays a screen imaged by the video camera 2.

【0017】図3は上記画像処理装置5の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus 5.

【0018】図3において、カメラコントロールユニッ
ト4からの画像信号は、バッファアンプ8を介しA/D
変換器9でディジタル値に変換される。また、MPU
(マイクロプロセッサ)10は、画像データに対して所
定の演算、処理等を行なう。11は画像データや処理結
果を記憶するメモリであり、処理結果等はD/A変換器
12を介してモニタ7に出力して表示することができ
る。
In FIG. 3, an image signal from the camera control unit 4 is sent to an A / D converter via a buffer amplifier 8.
It is converted into a digital value by the converter 9. Also, MPU
The (microprocessor) 10 performs predetermined calculation, processing, etc. on the image data. Reference numeral 11 denotes a memory that stores image data and processing results, and the processing results and the like can be output to the monitor 7 via the D / A converter 12 and displayed.

【0019】図4は、照明装置1の詳細を示す分解斜視
図である。本実施例においては、白黒のストライプパタ
ーンの照明を用いるものとして説明する。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing details of the illuminating device 1. In the present embodiment, description will be made assuming that a black and white stripe pattern illumination is used.

【0020】図4において、1aは光源であり、例えば
蛍光灯の場合は、高周波もしくは直流点灯用電源(図示
せず)にて点灯する。光源1aの光は拡散板1bで拡散
され被検査面に照射される。拡散板1bは、例えばすり
ガラスのようなものであり、被検査面3に光を均一に照
射する。ストライプパターンは、拡散板1bに艶消し黒
のテープのようなものを所定の間隔で貼るか、もしくは
拡散板の手前にスリットを置いて構成しても良い。した
がって、このように照明装置を構成することにより、被
検査面3(図2参照)に明暗(白黒)のストライプ模様
を映し出すことができる。
In FIG. 4, reference numeral 1a is a light source, and in the case of a fluorescent lamp, for example, it is turned on by a high frequency or direct current lighting power source (not shown). The light from the light source 1a is diffused by the diffuser plate 1b and applied to the surface to be inspected. The diffusion plate 1b is, for example, like frosted glass, and uniformly irradiates the surface 3 to be inspected with light. The stripe pattern may be formed by sticking a matte black tape or the like on the diffusion plate 1b at predetermined intervals, or by forming a slit in front of the diffusion plate. Therefore, by configuring the illuminating device in this way, a bright and dark (black and white) stripe pattern can be projected on the surface 3 to be inspected (see FIG. 2).

【0021】次に、本実施例の作用を説明する。なお、
この実施例は図11のブロック図に相当する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In addition,
This embodiment corresponds to the block diagram of FIG.

【0022】図2に示す被検査面3上に明暗ストライプ
が映し出されており、そのストライプの明部分の中に欠
陥13、暗部分の中に欠陥13’があるとすると、その
受光画像は図5(a)のようになり、欠陥での凹凸によ
り光が乱反射することによって欠陥13がストライプ明
部内に暗い点、欠陥13’がストライプ暗部内に明るい
点となって映し出される。
If light and dark stripes are projected on the surface 3 to be inspected shown in FIG. 2, and there is a defect 13 in the bright portion of the stripe and a defect 13 'in the dark portion, the received light image is As shown in FIG. 5A, the irregularities of the defects cause irregular reflection of light, so that the defect 13 appears as a dark spot in the bright portion of the stripe and the defect 13 ′ appears as a bright spot in the dark portion of the stripe.

【0023】図5(a)の受光画像において、画面左上
を原点として座標軸x,yをとると、欠陥13,13’
におけるx方向の輝度レベルは、図5(b)のようにな
る。なお、図5(b)において、大きな凹凸はストライ
プの明部分と暗部分とに対応するものであり、細かな凹
凸はノイズである。そして欠陥は、ストライプの凹凸内
に、ノイズよりは大きな凹凸として示される。
In the light-receiving image of FIG. 5A, when the coordinate axes x and y are taken with the upper left of the screen as the origin, the defects 13 and 13 'are obtained.
The luminance level in the x direction at is as shown in FIG. Note that in FIG. 5B, the large unevenness corresponds to the bright portion and the dark portion of the stripe, and the fine unevenness is noise. Then, the defects are shown as unevenness larger than noise in the unevenness of the stripe.

【0024】前記の画像処理装置5は、図5(a)に示
すような受光画像を原画像の信号SOとして取り込む。
例えば、ビデオカメラ2からの画像信号をA/D変換
し、輝度レベルを8bitのディジタル値に変換した場
合には、図5(b)に示すように、縦軸において255
が最大値で白、0が黒となり、1画面を512×480
画素の分解能で取り込んだ場合には、横軸は0〜512
の画素数となる。なお、図示の信号SOはy軸方向の或
る値(点線Aに示した部分の値)についての信号であ
り、このような信号がy軸の各値について存在する。
The image processing apparatus 5 takes in a light-receiving image as shown in FIG. 5A as a signal SO of the original image.
For example, when the image signal from the video camera 2 is A / D converted and the brightness level is converted to a digital value of 8 bits, as shown in FIG.
Is white at the maximum value, 0 is black, and one screen is 512 x 480.
When captured at pixel resolution, the horizontal axis is 0-512
Of pixels. It should be noted that the signal SO shown is a signal for a certain value in the y-axis direction (the value of the portion shown by the dotted line A), and such a signal exists for each value of the y-axis.

【0025】次に、図2を用いて照明制御手段について
説明する。
Next, the illumination control means will be described with reference to FIG.

【0026】図2(a)は、本発明の実施例であるが、
これを自動車の塗装面検査工程に適用した場合の概略図
を図9(a)上視図、(b)正面図に示す。
FIG. 2A shows an embodiment of the present invention.
9A and 9B are schematic diagrams when this is applied to the coating surface inspection process of an automobile, respectively.

【0027】図9において、台車に載った車両14がコ
ンベアによって図矢印の方向へ搬送されている。車両表
面の塗装面を被検査面3とする場合、照明1およびCC
Dカメラ2が図のように車両14を囲むよう所定の位置
に取り付け固定されている。つまり、コンベアで搬送さ
れる車両の表面は、アーチ状に取り付け固定された照明
およびカメラの中を通過する間に検査される。カメラ2
および照明1は、車両搬送方向に対して垂直方向に取り
付けられているので、照明点灯位置制御は、車両搬送方
向において行われる。
In FIG. 9, a vehicle 14 mounted on a carriage is conveyed in the direction of the arrow by a conveyor. When the painted surface of the vehicle surface is the surface to be inspected 3, the illumination 1 and CC
The D camera 2 is attached and fixed at a predetermined position so as to surround the vehicle 14 as illustrated. That is, the surface of the vehicle being conveyed by the conveyor is inspected as it passes through the arcuately fixed lighting and camera. Camera 2
Since the illumination 1 and the illumination 1 are attached in a direction perpendicular to the vehicle transport direction, the illumination lighting position control is performed in the vehicle transport direction.

【0028】図2(a)のように、被検査面3がドアの
ような車両搬送方向において比較的平面な場合は、○で
示した光源1aを点灯させればカメラ2の視野にストラ
イプパターンを映し出すことができる。よって、カメラ
視野以外を照らす光源1a(図の●)は、OFF(消
灯)するように照明1を制御する。
As shown in FIG. 2 (a), when the surface 3 to be inspected is relatively flat in the vehicle conveying direction such as a door, if the light source 1a shown by ◯ is turned on, a stripe pattern appears in the visual field of the camera 2. Can be projected. Therefore, the light source 1a (● in the figure) that illuminates other than the field of view of the camera controls the illumination 1 so as to be turned off (light off).

【0029】図2(b),(c)のように、被検査面3
がフェンダのような車両搬送方向において曲面の場合
は、図のように曲面に応じてカメラ2の撮像範囲が変化
するので、これに合わせて光源1aの点灯位置(図の
○)を制御する。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the surface 3 to be inspected
In the case where is a curved surface in the vehicle conveyance direction such as a fender, the imaging range of the camera 2 changes according to the curved surface as shown in the figure, and accordingly the lighting position of the light source 1a (◯ in the figure) is controlled.

【0030】このような、カメラの撮像範囲を照らすの
に必要な光源を点灯させる制御を行うことで、照明の照
射面積が小さくなり画像のコントラストが向上する。よ
って、制御なしの場合の画像輝度断面図は図8(a)、
制御ありの場合は(b)のようになり、ストライプの明
暗差は、照明制御を行うことで大きくなる(C OFF<C
ON )と同時に、欠陥での輝度変化も大きくなりSN比
が向上し、後述の欠陥検出処理がより容易となる。
By performing the control for turning on the light source necessary for illuminating the image pickup range of the camera, the irradiation area of the illumination is reduced and the contrast of the image is improved. Therefore, the image brightness cross-section without control is shown in FIG.
When there is control, the result is as shown in (b), and the brightness difference between stripes is increased by performing illumination control (C OFF <C
At the same time, the change in luminance due to the defect is increased and the SN ratio is improved, so that the defect detection process described later becomes easier.

【0031】次に、図6の画像処理装置5における処理
内容を示すフローチャートを用いて、欠陥検出手段につ
いて説明する。
Next, the defect detecting means will be described with reference to the flowchart showing the processing contents in the image processing apparatus 5 of FIG.

【0032】画像処理装置5においては、図6に示すご
とく、原画像P1から、平滑化処理P11、強調処理P
12、2値化処理P13、ラベリング、面積および重心
座標計算P16および面積判定処理P14を行なって欠
陥を検出する。また、後述するように、“ゆず肌”対策
として領域処理P15を追加してもよい。また、上記の
ごとくにして欠陥を検出した後の後処理としては、それ
らの結果をP17でモニタ等に表示し、或いは後続機器
に出力する。
In the image processing apparatus 5, as shown in FIG. 6, from the original image P1, the smoothing process P11 and the enhancement process P are performed.
12, a binarization process P13, labeling, area and barycentric coordinate calculation P16, and area determination process P14 are performed to detect a defect. Further, as will be described later, the area processing P15 may be added as a measure against "discolored skin". Further, as post-processing after detecting a defect as described above, the results are displayed on a monitor or the like at P17 or output to a subsequent device.

【0033】以下、上記の各処理の内容について詳細に
説明する。
The contents of each of the above processes will be described in detail below.

【0034】図7は各画像とその信号(或るy座標の
値、この例では図5の点線Aで示した部分の値における
もの)を示す図である。以下、図7に基づいて画像処理
内容について説明する。
FIG. 7 is a diagram showing each image and its signal (at a certain y-coordinate value, in this example, the value at the portion shown by the dotted line A in FIG. 5). The contents of image processing will be described below with reference to FIG.

【0035】まず、原画像S20に対して所定のマスク
サイズの平滑化(スムージング)処理を行い、ノイズ等
による微小な輝度変化成分のみを取り除くとS21が得
られる。この平滑化処理は、例えば注目画素およびその
近傍の画素の輝度値の平均値を求め、それを注目画素の
新たな輝度値とする単純平均化フィルタである。このと
きの平滑化フィルタのマスクサイズは、原画像に発生す
るノイズの大きさ(画素数)に応じて決めればよい。
First, the original image S20 is subjected to a smoothing process (smoothing) of a predetermined mask size, and only a minute luminance change component due to noise or the like is removed to obtain S21. This smoothing processing is, for example, a simple averaging filter that obtains an average value of the brightness values of the pixel of interest and pixels in the vicinity thereof and sets it as a new brightness value of the pixel of interest. The mask size of the smoothing filter at this time may be determined according to the size of the noise (number of pixels) generated in the original image.

【0036】次に、S21を強調処理することで輝度変
化のある領域を強調する。この強調処理は、例えば微分
処理であり、xおよびy方向の微分結果の絶対値の和、
もしくは2乗の和の平方根をとり、輝度変化領域をすべ
て正(+)側に出力するとS22に示すようになる。
Next, the area in which the luminance changes is emphasized by emphasizing the processing in S21. This emphasis process is, for example, a differential process, and is the sum of absolute values of differential results in the x and y directions,
Alternatively, if the square root of the sum of squares is taken and all the brightness change regions are output to the positive (+) side, the result is as shown in S22.

【0037】S22の結果を所定のしきい値Thで輝度
変化領域を白(“255”)それ以外を黒(“0”)と
なるように2値化すると、S23のようになる。S23
の2値画像に示すように、欠陥部分およびストライプ境
界部分といった輝度変化のある領域が抽出される。
When the result of S22 is binarized so that the brightness change region is white ("255") and the others are black ("0") with a predetermined threshold Th, the result is S23. S23
As shown in the binary image of No. 2, a region having a brightness change such as a defective portion and a stripe boundary portion is extracted.

【0038】なお、被検査面の状態によってはストライ
プの境界線が歪んで抽出されるが、上記のように原画像
を平滑化することによって、1つの連続した領域として
抽出されるため、被検査面の影響はほとんどない。しか
し、ストライプの境界線付近では、被検査面の“ゆず
肌”の影響によるノイズが残る可能性があるので、それ
を除去するため、領域処理を行なう。すなわち、S23
の画像における白部分(輝度変化のある部分に相当)の
領域を拡大する処理を行なうことにより、ストライプ境
界領域と“ゆず肌”によるノイズとを連結して1つの領
域とする。その後、上記領域を元の幅に戻すため上記拡
大とは逆の収縮処理を行なってもよい。
Although the boundary line of the stripe is distorted and extracted depending on the condition of the surface to be inspected, it is extracted as one continuous region by smoothing the original image as described above. There is almost no side effect. However, in the vicinity of the boundary line of the stripe, there is a possibility that noise due to the "discolored skin" of the surface to be inspected may remain. Therefore, in order to remove it, area processing is performed. That is, S23
By performing a process of enlarging a white area (corresponding to a portion having a change in brightness) in the image, the stripe boundary area and the noise due to "yellow skin" are combined into one area. Thereafter, in order to restore the area to the original width, contraction processing opposite to the expansion may be performed.

【0039】このようにして得られた2値画像S23に
基づいて、輝度変化領域のラベリング(ラベル付け)、
面積計算および重心座標計算を行なう。この面積計算の
結果について、各部分の面積判定を行なう。S23の画
像から明らかなように、欠陥部分の面積(大きさ)はス
トライプ境界部分の面積に比べて大幅に小さいので、所
定面積以下の領域を欠陥と判定するといった判定処理を
行うことにより、欠陥のみを抽出することが出来る。こ
の面積判定結果は、S24に示すようになり、明暗スト
ライプ画像の明部分に黒く映る欠陥と暗部分に白く映る
欠陥との両方を検出することが出来る。ただし、明暗の
境界部分(輝度変化のある部分)は欠陥検出を行なうこ
とが出来ないので、被検査面全体を検査するには、被検
査物体もしくは照明手段と撮像手段を順次移動させ、明
暗境界以外の部分が被検査面全体を走査するように構成
する。本実施例では、図9のように被検査物体(車両)
が移動し、照明手段および撮像手段が被検査面全体を走
査するような位置に固定されている。
Based on the binary image S23 thus obtained, labeling (labeling) of the brightness change region,
Perform area calculation and barycentric coordinate calculation. The area of each part is determined based on the result of the area calculation. As is clear from the image in S23, the area (size) of the defective portion is significantly smaller than the area of the stripe boundary portion, and therefore the defect processing is performed by performing a determination process such as determining a region having a predetermined area or less as a defect. Only can be extracted. The area determination result is as shown in S24, and it is possible to detect both the defect that appears black in the bright portion and the defect that appears white in the dark portion of the bright-dark stripe image. However, since the defect detection cannot be performed in the bright / dark boundary portion (the portion where the brightness changes), in order to inspect the entire surface to be inspected, the object to be inspected or the illumination means and the imaging means are sequentially moved, and the light / dark boundary is detected. Other parts are configured to scan the entire surface to be inspected. In this embodiment, the object to be inspected (vehicle) as shown in FIG.
Is moved, and the illumination means and the imaging means are fixed at such positions as to scan the entire surface to be inspected.

【0040】次に、上記のようにして欠陥検出を完了し
た後の後処理として、ホストコンピュータ6は、その結
果から欠陥の特定、位置およびランク付け等を行い、そ
れを表示装置やプリンタ等の出力装置へ出力する。また
は、欠陥があった場合に、被検査物を通常ラインから修
正専用ライン(例えば自動車ボディの塗装工程の場合
は、欠陥部分のみを修正塗装する等)へ切り替えるとい
ったラインの制御、あるいは欠陥のランク(大きさ)、
発生個所に対する統計処理などに用いてもよい。次に、
照明制御手段の実施例について説明する。
Next, as post-processing after the defect detection is completed as described above, the host computer 6 identifies, positions and ranks the defects based on the results, and uses them for display devices, printers and the like. Output to the output device. Alternatively, if there is a defect, control the line such as switching the inspection object from a normal line to a repair-only line (for example, in the case of a car body painting process, only the defective part is repair-painted), or the defect rank. (size),
It may be used for statistical processing of the occurrence location. next,
An example of the illumination control means will be described.

【0041】図9のように、車両14の形状はあらかじ
め既知であり、フェンダ部は曲率が大きく、ドア部は平
面に近いという特徴がある。よって本実施例は、車両の
搬送速度もしくはコンベア速度情報を取り込み、現在の
カメラ2の撮像範囲つまり車両位置を算出し、例えば撮
像範囲がフェンダからドアといった被検査面の曲率が変
化する部位に移るときをタイミングに照明の点灯位置を
切り替える。図9(a)の車両側面(図の上側)を例に
とると、まずはじめは、カメラ2に図2(c)のような
フロントフェンダが映るので図の○印の光源1aがon
する。次に、フロントフェンダからドアに映るタイミン
グで照明1は、図2(a)のような点灯位置に切り替わ
る。次にドアからリアフェンダへ移動するタイミングで
照明1は、図2(b)のような点灯位置に切り替わる。
最後に検査終了つまり車両がカメラ2の視野を通過した
ならば、次の車両検査に備えて照明1を図2(c)のよ
うな点灯位置に切り替えておく。
As shown in FIG. 9, the shape of the vehicle 14 is known in advance, the fender portion has a large curvature, and the door portion is almost flat. Therefore, in the present embodiment, information on the transport speed or conveyor speed of the vehicle is fetched, the current imaging range of the camera 2, that is, the vehicle position is calculated, and, for example, the imaging range moves from a fender to a portion such as a door where the curvature of the surface to be inspected changes. Switch the lighting position of the lighting at the timing. Taking the vehicle side surface (upper side in the figure) of FIG. 9A as an example, first, since the front fender as shown in FIG. 2C is reflected in the camera 2, the light source 1a indicated by a circle in the figure is turned on.
I do. Next, the illumination 1 is switched to the lighting position as shown in FIG. 2A at the timing when it is reflected on the door from the front fender. Next, at the timing of moving from the door to the rear fender, the illumination 1 switches to the lighting position as shown in FIG.
Finally, when the inspection is completed, that is, when the vehicle has passed the visual field of the camera 2, the illumination 1 is switched to the lighting position as shown in FIG. 2C in preparation for the next vehicle inspection.

【0042】次に、照明制御手段の他の実施例について
説明する。
Next, another embodiment of the illumination control means will be described.

【0043】本実施例は、図10に示すように、曲率測
定手段を用いて被検査面3の曲率を測定し、その測定結
果に基づいて照明装置1を制御するものである。曲率測
定手段は、例えば変位センサや測距センサであり、図の
ように2つのセンサ15をカメラ2の撮像範囲内までの
距離を測定するように、つまり被検査面が平面のとき距
離d1=d2となる位置に平行に取り付け固定されてい
る。照明制御装置1’は、2つのセンサの測定値を読み
込み、d1のd2差より曲率を求め、d1とd2の大小
より曲面の方向(図2の(b)と(c)の違い)を判別
し、照明装置1の点灯位置を制御する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the curvature of the surface 3 to be inspected is measured by using the curvature measuring means, and the illuminating device 1 is controlled based on the measurement result. The curvature measuring means is, for example, a displacement sensor or a distance measuring sensor. As shown in the figure, the two sensors 15 measure the distance to the imaging range of the camera 2, that is, when the surface to be inspected is flat, the distance d1 = It is attached and fixed parallel to the position of d2. The illumination control device 1'reads the measured values of the two sensors, obtains the curvature from the difference d2 of d1, and determines the direction of the curved surface (difference between (b) and (c) of FIG. 2) from the magnitude of d1 and d2. Then, the lighting position of the lighting device 1 is controlled.

【0044】よって、車両の種類によって曲面の付き方
が異なっても、適切な照明制御が可能となる。
Therefore, even if the curved surface is attached differently depending on the type of vehicle, it is possible to perform appropriate lighting control.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明におい
ては、被検査面の曲率に応じて照明装置を制御するよう
に構成したことにより、画像のコントラストつまり欠陥
とその周囲との輝度差が大きくなるので、欠陥検出がよ
り容易となる。また、大型な照明を使用できるので、よ
り効率のよい検査が可能となる。さらに、余分な光源は
消灯するので省電力化が図れる、という効果も得られ
る。
As described above, according to the present invention, since the illumination device is controlled according to the curvature of the surface to be inspected, the contrast of the image, that is, the difference in brightness between the defect and its surroundings is reduced. Since it becomes large, defect detection becomes easier. Moreover, since a large-sized illumination can be used, more efficient inspection is possible. Further, since the extra light source is turned off, there is an effect that power saving can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】照明面積と曲率との関係を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between an illumination area and a curvature.

【図2】本発明による表面欠陥検査装置の実施例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a surface defect inspection apparatus according to the present invention.

【図3】本実施例における画像処理装置のブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of an image processing apparatus in this embodiment.

【図4】本実施例における照明装置の分解斜視図であ
る。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the lighting device according to the present embodiment.

【図5】本実施例における受光画像とその画像信号とを
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a received light image and its image signal in the present embodiment.

【図6】本実施例における処理内容を示すフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents in the present embodiment.

【図7】本実施例の各処理における画像とその画像信号
とを示す対応図である。
FIG. 7 is a correspondence diagram showing an image and its image signal in each processing of the present embodiment.

【図8】本実施例における照明制御の効果を説明するた
めの対応図である。
FIG. 8 is a correspondence diagram for explaining the effect of illumination control in the present embodiment.

【図9】本実施例を自動車ボディ塗装検査ラインに適用
した場合の上面図(a)および側面図(b)である。
FIG. 9 is a top view (a) and a side view (b) when the present embodiment is applied to an automobile body coating inspection line.

【図10】本発明による表面欠陥検査装置の他の実施例
を示した説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing another embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention.

【図11】本発明による表面欠陥検査装置を示す機能ブ
ロック図である。
FIG. 11 is a functional block diagram showing a surface defect inspection apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照明装置 1a 光源 1b 拡散板 1’ 照明制御装置 2 CCDカメラ 4 カメラコントロールユニット 5 画像処理装置 6 ホストコンピュータ 7 モニタ 8 バッファアンプ 9 A/D変換器 10 MPU 11 メモリ 12 D/A変換器 13,13’ 欠陥 14 車両 15 センサ 1 Lighting Device 1a Light Source 1b Diffusion Plate 1'Lighting Control Device 2 CCD Camera 4 Camera Control Unit 5 Image Processing Device 6 Host Computer 7 Monitor 8 Buffer Amplifier 9 A / D Converter 10 MPU 11 Memory 12 D / A Converter 13, 13 'Defect 14 Vehicle 15 Sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査面に光を照射し、その被検査面か
らの反射光に基づいて受光画像を作成し、この受光画像
に基づいて被検査面上の欠陥を検出する表面欠陥検査装
置において、 被検査面に所定の明暗パターンを映し出す照明手段と、 上記被検査面の曲率に応じて上記照明手段の点灯位置を
制御する照明制御手段と、 上記明暗パターンの映し出された被検査面を撮像して得
られる受光画像を電気信号の画像データに変換する撮像
手段と、 上記撮像手段によって得られた画像データを処理して欠
陥を検出する欠陥検出手段と、を備えたことを特徴とす
る表面欠陥検査装置。
1. A surface defect inspection apparatus for irradiating a surface to be inspected with light, forming a light-receiving image based on light reflected from the surface to be inspected, and detecting defects on the surface to be inspected based on the light-receiving image. In, the illumination means for displaying a predetermined light and dark pattern on the surface to be inspected, the illumination control means for controlling the lighting position of the illumination means according to the curvature of the surface to be inspected, the surface to be inspected on which the light and dark pattern is projected. It is characterized by further comprising: image pickup means for converting a light-receiving image obtained by image pickup into image data of an electric signal; and defect detection means for processing the image data obtained by the image pickup means to detect a defect. Surface defect inspection device.
【請求項2】 上記照明制御手段は、被検査面の曲率に
応じた予め定められたタイミングで制御されるものであ
る、ことを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検査装
置。
2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the illumination control means is controlled at a predetermined timing according to the curvature of the surface to be inspected.
【請求項3】 上記照明制御手段は、被検査面の曲率を
測定する曲率測定手段の測定結果に基づいて制御される
ものである、ことを特徴とする請求項1に記載の表面欠
陥検査装置。
3. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the illumination control unit is controlled based on a measurement result of a curvature measuring unit that measures a curvature of a surface to be inspected. .
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