JPS60114448A - 物品の検査方法および装置 - Google Patents
物品の検査方法および装置Info
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- JPS60114448A JPS60114448A JP59192408A JP19240884A JPS60114448A JP S60114448 A JPS60114448 A JP S60114448A JP 59192408 A JP59192408 A JP 59192408A JP 19240884 A JP19240884 A JP 19240884A JP S60114448 A JPS60114448 A JP S60114448A
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- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
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- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
:1(−の1
本発明は異なる時での物品の状態を比較し検査する方法
および装置に関する。
および装置に関する。
L11
多くの産業」この適用において、作業に供した後に物品
の状態が変化していないことを知ることが重要である。
の状態が変化していないことを知ることが重要である。
−例としてドリルビットまたは複式ヘッドエ貝配列があ
り、そこではドリルまたは他の工具は穴あけ作業中に磨
耗するかもしれない。
り、そこではドリルまたは他の工具は穴あけ作業中に磨
耗するかもしれない。
損傷を発見し次の操作を行う前に機械を停止することが
重要となる。異なる工具または工具配列を連続して使用
しようとすると問題はさらに大きくなる。
重要となる。異なる工具または工具配列を連続して使用
しようとすると問題はさらに大きくなる。
発明が解決しようとする口
本発明はこの問題を解決するために行われたものである
。
。
発Jト列朋」[
本発明にJ:る異なる時での物品の状態を比較し5−
検査する方法は、第一の時に物品のイメージを形成し、
第二の詩に物品の別のイメージを形成し、それら2つの
イメージを自動的に比較して有意差を検出することを特
徴としている。
第二の詩に物品の別のイメージを形成し、それら2つの
イメージを自動的に比較して有意差を検出することを特
徴としている。
イメージは電子工学的に形成できるし、またビデオ映像
であってもよい。
であってもよい。
第一のイメージは、デジタル化し、信号の質を高め関心
のある領域の同一を確認する等の種々の方法で処理する
のが好ましい。イメージの画質向上化は、広範囲の既知
の技術の1つまたは複数を用いて行うことができる。例
えば、ビデオ映像の複数フレームから情報を組み合わせ
て、信号対雑音比を改善することができる。デジチル化
したビデオ映像はヒストグラム修飾技術によって画質向
上化でき、映像の平滑化は低周波雑音を濾去することに
って達成でき、映像は既知の鋭敏化アルゴリズムによっ
て鋭敏化できる。
のある領域の同一を確認する等の種々の方法で処理する
のが好ましい。イメージの画質向上化は、広範囲の既知
の技術の1つまたは複数を用いて行うことができる。例
えば、ビデオ映像の複数フレームから情報を組み合わせ
て、信号対雑音比を改善することができる。デジチル化
したビデオ映像はヒストグラム修飾技術によって画質向
上化でき、映像の平滑化は低周波雑音を濾去することに
って達成でき、映像は既知の鋭敏化アルゴリズムによっ
て鋭敏化できる。
関心のある領域の同一を確認するための映像分割化は、
点依存法または領域依存法によって行うことができる。
点依存法または領域依存法によって行うことができる。
6−
関心のある]−ツジまたは領域は適当なアルゴリズムに
よってビデオ映像中で検出でき、関心のある領域を表示
する確率によって重みを映像の個々のピッケルに割り当
てることができる。このようにして、データベースは、
第一のイメージから形成され、その後、第二のイメージ
が第一のイメージから有意的に異なることのない確率を
割算するのに使用される。
よってビデオ映像中で検出でき、関心のある領域を表示
する確率によって重みを映像の個々のピッケルに割り当
てることができる。このようにして、データベースは、
第一のイメージから形成され、その後、第二のイメージ
が第一のイメージから有意的に異なることのない確率を
割算するのに使用される。
実施に際しては、複式工具配列はビデオカメラによって
イメージ化され、上記したような作業に要求される全部
または多くはそのイメージで得られる。この時に、素材
に要求される機能は何でもでさるように複式1具配列は
使用される。その後、複式1具配列は最初にイメージ化
された位置に戻り、第二のビデオ映像を作る。この第二
のビデオ映像は、工具配列がその作業を行っている間に
評価されたデータベースを用いて第一のイメージと比較
される。この比較は極めて迅速に行うことがひぎ、有意
的変化が検出されな(プれば、機械は次の作業へ進行η
゛る。もちろん、これは第一の作業のくり返しであるか
もしれないし、または一般に、異なる工具配列を用いた
異なる作業であってもよい。前後のイメージ間に有意的
変化が検出されると、機械は停止にするとともに警報が
発せられるかまたは自動的に工具変更操作が行われる。
イメージ化され、上記したような作業に要求される全部
または多くはそのイメージで得られる。この時に、素材
に要求される機能は何でもでさるように複式1具配列は
使用される。その後、複式1具配列は最初にイメージ化
された位置に戻り、第二のビデオ映像を作る。この第二
のビデオ映像は、工具配列がその作業を行っている間に
評価されたデータベースを用いて第一のイメージと比較
される。この比較は極めて迅速に行うことがひぎ、有意
的変化が検出されな(プれば、機械は次の作業へ進行η
゛る。もちろん、これは第一の作業のくり返しであるか
もしれないし、または一般に、異なる工具配列を用いた
異なる作業であってもよい。前後のイメージ間に有意的
変化が検出されると、機械は停止にするとともに警報が
発せられるかまたは自動的に工具変更操作が行われる。
1E乱
本発明による異なる時での物品の状態を比較する方法お
よび装置の実施例を添付図面に基づいて以下に詳細に説
明する。
よび装置の実施例を添付図面に基づいて以下に詳細に説
明する。
図中、第1図は複式1具配列において破砕した工具を検
出するためのシステムの概略説明図、第2図は第1図に
示したシステムの動作を示す流れ図、第3図はヒストグ
ラl\均等化を示1グラフ、第4図はヒストグラムしき
い値化によるグレイレベル分割化を示すグラフである。
出するためのシステムの概略説明図、第2図は第1図に
示したシステムの動作を示す流れ図、第3図はヒストグ
ラl\均等化を示1グラフ、第4図はヒストグラムしき
い値化によるグレイレベル分割化を示すグラフである。
第1図に示したシステムはビデオカメラ11を備えてい
る。ぞのビデオカメラ11は、複式1具ヘツド12が製
造工程にある製品(素材)14に対する作業を行う直前
の検査位置にある時、複数の異なるドリルビットおよび
タップ13を有する複式1具へラド12に向(Jるよう
に配置されている。
る。ぞのビデオカメラ11は、複式1具ヘツド12が製
造工程にある製品(素材)14に対する作業を行う直前
の検査位置にある時、複数の異なるドリルビットおよび
タップ13を有する複式1具へラド12に向(Jるよう
に配置されている。
図示した工員ヘッド12は、素材に対し連続的な作業を
行うことを必要とする全部が異なるいくつかのヘッドの
1つである。
行うことを必要とする全部が異なるいくつかのヘッドの
1つである。
カメラ11は、工具のいずれもがカメラの視野から他の
工具を隠すことのないJ:うに配置される。
工具を隠すことのないJ:うに配置される。
もちろん、1つのカメラでカバーしきれない所には、別
のカメラを用いることができる。
のカメラを用いることができる。
操作手順を第2図の流れ図に示す。ステップOで、装置
の適当な操作モードを選択することで処理手続が開始さ
れる。もちろん、これは、システムをスイッチオンする
ことで簡単に開始できるように、単一の操作モードどし
て組み込むかまたはシステム不履行として予めセラ1〜
しておいてもよい。
の適当な操作モードを選択することで処理手続が開始さ
れる。もちろん、これは、システムをスイッチオンする
ことで簡単に開始できるように、単一の操作モードどし
て組み込むかまたはシステム不履行として予めセラ1〜
しておいてもよい。
ビデオカメラ11によって形成された8つのイメージフ
レームは、ステップ1で捕獲され、リアルタイムデータ
捕獲装置15中で平均化される。リアルタイムデータ捕
獲装置15において、イメージの個々のピッケルのグレ
イレベルは、イメージへ作9− 図するRAMロケーションに記憶される。8つのフレー
ムはステップ2で平均化されて信号対雑音レベルが改善
される。システムの解像度は、適用業務の要求に応じて
選択される。すなわち、多数の精密工具を含む大領域の
観察は、比較的大きい工具を含む小領域の観察よりも良
好な解像度を要求するのは明らかである。同一のシステ
ムにおいて最高の解像度で1021X512のイメージ
サイズから低い解像度目的で256X256刀イズまで
異なる解像度を形成できるように設定できる。
レームは、ステップ1で捕獲され、リアルタイムデータ
捕獲装置15中で平均化される。リアルタイムデータ捕
獲装置15において、イメージの個々のピッケルのグレ
イレベルは、イメージへ作9− 図するRAMロケーションに記憶される。8つのフレー
ムはステップ2で平均化されて信号対雑音レベルが改善
される。システムの解像度は、適用業務の要求に応じて
選択される。すなわち、多数の精密工具を含む大領域の
観察は、比較的大きい工具を含む小領域の観察よりも良
好な解像度を要求するのは明らかである。同一のシステ
ムにおいて最高の解像度で1021X512のイメージ
サイズから低い解像度目的で256X256刀イズまで
異なる解像度を形成できるように設定できる。
平均化処理から得られる信号対雑音比の改善されたイメ
ージは、その後、コンビュー夕16で処理される。
ージは、その後、コンビュー夕16で処理される。
そのコンピュータ中で行われるステップ3は、イメージ
中のグレイレベルのヒストグラムを形成することを含む
。その後、そのヒストグラムはグレイレベル周波数を変
換機能で操作することで均等化し、グレイレベルのより
均一化した分布を有する均等化したヒストグラムを得る
。第3図は、最初のヒストグラム(グラフ(a))、変
u%能10− (グラフ(b))および均等化したヒストグラム〈グラ
フ(C))を示す。その均等化したヒストグラムから、
2つの別個のグレイレベル領域を有する新たなヒストグ
ラムが形成される。前記2つの中の1つは工具のグレイ
レベルに相当するものであり、他の1つは背景のグレイ
レベルに相当するものである。この新たなヒストグラム
は、イメージの工具と背景領域間の識別を容易にする。
中のグレイレベルのヒストグラムを形成することを含む
。その後、そのヒストグラムはグレイレベル周波数を変
換機能で操作することで均等化し、グレイレベルのより
均一化した分布を有する均等化したヒストグラムを得る
。第3図は、最初のヒストグラム(グラフ(a))、変
u%能10− (グラフ(b))および均等化したヒストグラム〈グラ
フ(C))を示す。その均等化したヒストグラムから、
2つの別個のグレイレベル領域を有する新たなヒストグ
ラムが形成される。前記2つの中の1つは工具のグレイ
レベルに相当するものであり、他の1つは背景のグレイ
レベルに相当するものである。この新たなヒストグラム
は、イメージの工具と背景領域間の識別を容易にする。
第4図は、そのようにして処理したヒストグラムを示し
ており、さらにヒストグラムしきい値化技術を表わして
いる。そのしきい値化技術では、暗い背景に対し灰色の
対象物のイメージが典型的であるヒストグラムは、しき
い値グレイレベルTによって対象物レベルOと背景レベ
ルBとに分割されCいる。
ており、さらにヒストグラムしきい値化技術を表わして
いる。そのしきい値化技術では、暗い背景に対し灰色の
対象物のイメージが典型的であるヒストグラムは、しき
い値グレイレベルTによって対象物レベルOと背景レベ
ルBとに分割されCいる。
個々のピッケルのグレイレベルは前記した変換機能によ
って修飾され何らかのアルゴリズムを使用して均等化し
たヒストグラムに作用する新たなデジタルイメージは、
エツジの位置、すなわちグレイレベルがOからBへ変化
する所のイメージ中の位置を探知するように走査される
。ピッケルが対象物レベルの範囲Oまたは背蒙レベルの
範囲Bに入るに従って各ピッケルのグレイレベルがり。
って修飾され何らかのアルゴリズムを使用して均等化し
たヒストグラムに作用する新たなデジタルイメージは、
エツジの位置、すなわちグレイレベルがOからBへ変化
する所のイメージ中の位置を探知するように走査される
。ピッケルが対象物レベルの範囲Oまたは背蒙レベルの
範囲Bに入るに従って各ピッケルのグレイレベルがり。
またはL8にあると再定義することによって、2つのグ
レイレベルLoおよびLBのみが存在Jる段階で新たな
イメージが創造される。
レイレベルLoおよびLBのみが存在Jる段階で新たな
イメージが創造される。
グレイレベル分割化イメージは、微分技術によって先鋭
化したエツジを検出し、ステップ4で、工具13に属す
るイメージのこれらピッケルを確認する。
化したエツジを検出し、ステップ4で、工具13に属す
るイメージのこれらピッケルを確認する。
ステップ5で、ピッケルが工具のエツジにまたは工具内
にあるに従いかつ工具が大きいかまたは小さいかに従っ
て重みをピッケルに割り当てる統計的な大きざが計算さ
れる。大きな工具は小さな工具と比較して比較的まれに
しかこわれないと予測されるので、大きな工具のピッケ
ルは低い重みが与えられる。前後のイメージ間で差異が
検出されると工具が異なる方向に向くかまたは工具が削
りくずを拾い上げたことを意味するので、工具のエツジ
のピッケルに低い重みが与えられる。前のイメージにお
けるこの最後の処理ステップの対象物は、比較段階で取
り扱われるべきデータ間を圧縮される。
にあるに従いかつ工具が大きいかまたは小さいかに従っ
て重みをピッケルに割り当てる統計的な大きざが計算さ
れる。大きな工具は小さな工具と比較して比較的まれに
しかこわれないと予測されるので、大きな工具のピッケ
ルは低い重みが与えられる。前後のイメージ間で差異が
検出されると工具が異なる方向に向くかまたは工具が削
りくずを拾い上げたことを意味するので、工具のエツジ
のピッケルに低い重みが与えられる。前のイメージにお
けるこの最後の処理ステップの対象物は、比較段階で取
り扱われるべきデータ間を圧縮される。
その後、操作における次のステップでは、工具ヘッド1
2が索材14への作業を行った後のイメージを捕獲する
。このために工具ヘッド12は検査位置に戻される。そ
れで捕獲されたイメージは、ステップ7でステップ5か
らのデータに対してチェックされる。組合せ誤りがなけ
れば、工具はこわれていないものと見なし、次の操作の
ためにステップ1へ戻る。さもなければ、破損が生じた
ものと見なし、機械は停止しおよび/または警告が発せ
られる。
2が索材14への作業を行った後のイメージを捕獲する
。このために工具ヘッド12は検査位置に戻される。そ
れで捕獲されたイメージは、ステップ7でステップ5か
らのデータに対してチェックされる。組合せ誤りがなけ
れば、工具はこわれていないものと見なし、次の操作の
ためにステップ1へ戻る。さもなければ、破損が生じた
ものと見なし、機械は停止しおよび/または警告が発せ
られる。
次の操作は同じ工具ヘッドを用いてもよいし、または異
なる工具ヘッドを使用することもできる。
なる工具ヘッドを使用することもできる。
いずれの場合にも、新たなイメージがステップ1で作ら
れる。
れる。
上記したイメージ処理技術は、もちろんイメージ処理技
術で知られている他の技術に置き換えたりまたは補足追
加することができる。
術で知られている他の技術に置き換えたりまたは補足追
加することができる。
13一
本発明は工具または工具配列の検査にもちろん限定され
るものではない。基本的には、同一または異なっていて
もよい何らかの対象物または対象物の連続体を異なる時
に点検して有意的変化を検出することができ、何が有意
的であるかの判定は、最初に捕獲されたイメージに関心
のあるピッケルへ適当な重みを割り当てることによって
イメージ処理技術に組み込むことができる。
るものではない。基本的には、同一または異なっていて
もよい何らかの対象物または対象物の連続体を異なる時
に点検して有意的変化を検出することができ、何が有意
的であるかの判定は、最初に捕獲されたイメージに関心
のあるピッケルへ適当な重みを割り当てることによって
イメージ処理技術に組み込むことができる。
免1悲廟i
本発明では物品の検査を自動的かつ極めて迅速に行うこ
とができる。物品が検査される間に行われるイメージ処
理の大部分は、後操作を必要とするものが何であっても
、例えば穴あけ機の場合には穴あけすることが行われる
。後のイメージの捕獲および圧縮したデータセットとの
比較は現代のコンピュータ技術を用いて極めて迅速に行
うことができ、これはもちろん、素材の自動操作穴あけ
およびねじ切りのごとき作業、あるいは1つの作業と次
の作業間に過度の遅延が許されない場合に極めて重要で
ある。
とができる。物品が検査される間に行われるイメージ処
理の大部分は、後操作を必要とするものが何であっても
、例えば穴あけ機の場合には穴あけすることが行われる
。後のイメージの捕獲および圧縮したデータセットとの
比較は現代のコンピュータ技術を用いて極めて迅速に行
うことができ、これはもちろん、素材の自動操作穴あけ
およびねじ切りのごとき作業、あるいは1つの作業と次
の作業間に過度の遅延が許されない場合に極めて重要で
ある。
14−
第1図は複式1具配列において破砕した工具を検出する
だめのシステムの概略説明図、第2図は第7図に示した
システムの動作を示す流れ図、第3図はヒストグラム均
等化を示すグラフ、第4図はヒストグラムしきい値化に
よるグレイレベル分割化を示すグラフである。 11・・・ビデオカメラ、12・・・複式1具ヘツド、
13・・・ドリルビットおよびタップ、14・・・製造
工程にある製品(素材)、15・・・リアルタイムデー
タ捕獲装置、16・・・コンピュータ、0,1,2,3
,4,5,6.7・・・ステップ、T・・・しきいグレ
イレベル、0・・・対象物レベル、B・・・背景レベル
。 特許出願人 カーニー・アンド・1ヘレツカー・マーウ
ィン・リミテッド 代 理 人 弁理士 前出 葆 はか1名15−
だめのシステムの概略説明図、第2図は第7図に示した
システムの動作を示す流れ図、第3図はヒストグラム均
等化を示すグラフ、第4図はヒストグラムしきい値化に
よるグレイレベル分割化を示すグラフである。 11・・・ビデオカメラ、12・・・複式1具ヘツド、
13・・・ドリルビットおよびタップ、14・・・製造
工程にある製品(素材)、15・・・リアルタイムデー
タ捕獲装置、16・・・コンピュータ、0,1,2,3
,4,5,6.7・・・ステップ、T・・・しきいグレ
イレベル、0・・・対象物レベル、B・・・背景レベル
。 特許出願人 カーニー・アンド・1ヘレツカー・マーウ
ィン・リミテッド 代 理 人 弁理士 前出 葆 はか1名15−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第一の時に物品のイメージを形成し、第二の時に物
品の別のイメージを形成し、それら2つのイメージを自
動的に比較して有意差を検出することを特徴とする、異
なる時での物品の状態を比較し検査する方法。 2、イメージを電子工学的に形成する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3、イメージはビデオ映像である特許請求の範囲第2項
記載の方法。 4、第一イメージはデジタル化されている特許請求の範
囲第1項記載の方法。 5、デジタル化したイメージを処理して信号対雑音比を
改善する特許請求の範囲第4項記載の方法。 6、ビデオ映像の複数フレームを組み合わせて信号対雑
音比を改善する特許請求の範囲第5項記載の方法。 7、デジタル化したビデオ映像を、ヒストグラ ′ム修
飾技術によって画質向上化する特許請求の範囲第1項記
載の方法。 8、近隣平均化によってビデオ映像の平滑化を行う特許
請求の範囲第1項記載の方法。 9、低周波雑音を濾去することによってビデオ映像の平
滑化を行う特許請求の範囲第1項記載の方法。 10、ビデオ映像の鋭敏化を行う特許請求の範囲第1項
記載の方法。 11、点依存法によってビデオ映像の分割化を行う特許
請求の範囲第1項記載の方法。 12、領域依存法によってビデオ映像の分割化を行う特
許請求の範囲第1項記載の方法。 13、適当なアルゴリズムによってビデオ映像中に関心
のあるエツジまたは領域を検出し、重みをピッケルに割
り当てる特許請求の範囲第1項記載の方法。 14、映像化した対象物に関心のある予め選択された領
域を表示する第一のイメージからベータベースを形成す
る特許請求の範囲第13項記載の方法。 15、第一のイメージから形成されたデータベースは、
第二のイメージが第一のイメージから有意的に異なるこ
とのない確率を計算するのに用いる特許請求の範囲第1
4項記載の方法。 16、工員の累(オに対する作業中に複式1具配列の状
態を検査するのに使用する特許請求の範囲第1項記載の
方法。 17、添付図面に基づいてこの明msに実質的に開示さ
れている、異なる時での物品の状態を比較し検査する方
法。 18、第一の時に物品の第一のイメージを形成するとと
も第二の時に物品の第二のイメージを形成りるのに適し
た映像化手段と、前記第一イメージと第二イメージを自
動的に比較して有意差を検出するのに適した比較器手段
とを備えている、異なる時での物品の状態を比較し検査
する装置。 19、映像化手段はビデオカメラを備えている特許請求
の範囲第18項記載の装置。 20、ビデオカメラからイメージをデジタル化するデジ
タル化手段を備えている特許請求の範囲第19項記載の
g置。 21、ビデオカメラからイメージに作用するイメージ画
質向上化手段を備えている特許請求の範囲第19項記載
の装置。 22、比較器手段は、ビデオ映像に関心のあるエツジま
たは領域を検出しプログラムして、関心のある領域を表
示する割り当てlζ確率によるイメージのピッケルに重
みを割り当て、映像化した物品に関心のある予め選択さ
れた領域を表示する前記の第一のイメージからデータベ
ースを形成するデータ処理手段を備えるとともに、第二
のイメージが第一のイメージと有意的に異なることのな
い確率を前記のデータベースおよび第二のイメージから
計算するようにプログラムされた計算手段を備えている
特許請求の範囲第18項記載の装置。 23、添付図面に基づいてこの明maに実質的に開示さ
れている、物品の状態を比較し検査する装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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