KR101136388B1 - A Device For Inspecting Automobile Parts Using Vision System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사 장치에 관한 것으로서, 너트가 공급되는 너트 공급관과; 너트 인입기와; 인입된 너트를 자동차 부품에 용접하는 용접수단과; 작업자로부터 부품모델명과 작업자 아이디와 작업순서의 입력을 받는 입력부와; 빛을 조사하는 하나 이상의 광원과 자동차 부품을 촬영하는 촬영수단을 포함하되, 너트 인입기에 의해 너트가 인입되거나, 용접수단이 용접작업을 완료하는 경우 자동차 부품의 용접위치를 촬영하는 광검출부와; 촬영한 영상의 각 화소 레벨에 대한 개수를 계산하여 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부 및 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있는 경우 미리 설정된 기준값과 추출된 분포값의 비교 결과에 따라 상기 촬영된 영상의 그레이 스케일 값 분포의 히스토그램을 펼쳐서 확장된 그레이 스케일 값 분포를 갖도록 만들어주는 히스토그램 스트레칭부를 포함하는 영상보정부와; 촬영된 영상을 수신하고, 촬영된 영상 또는 촬영 후 히스토그램 스트레칭에 의해 보정된 영상의 좌표값과 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 불량 여부를 판별하는 제어부와; 대상물의 촬영 영상과 관련정보를 화면에 출력하는 디스플레이수단을 포함하며, 제어부는 너트의 인입상태를 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있어 히스토그램 스트레칭을 수행한 경우, 상기 용접작업 완료 후 용접점에 빛을 조사시 상기 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for inspecting automobile parts using a vision system, comprising: a nut supply pipe to which a nut is supplied; Nut drawer; Welding means for welding the drawn nut to an automobile part; An input unit for receiving an input of a part model name, an operator ID, and a work order from an operator; At least one light source for irradiating light and a photographing means for photographing the automotive parts, the light detecting unit for photographing the welding position of the automotive parts when the nut is introduced by the nut inserter, or the welding means completes the welding operation; A histogram generator that generates a histogram by counting the number of pixel levels of the photographed image, and when the histogram is biased in the brightness region of a specific part of the photographed image, according to a comparison result between the preset reference value and the extracted distribution value. An image correction unit including a histogram stretching unit which expands the histogram of the gray scale value distribution of the photographed image to have an expanded gray scale value distribution; Receive the captured image and compare the coordinate value of the captured image or the image corrected by histogram stretching after shooting with the image coordinate value of the quality screen of the inspection subject corresponding to the input part model and work order. A control unit for discriminating; And a display means for outputting a photographed image of the object and related information on a screen, and the control unit is configured to perform the histogram stretching when the histogram is biased in a brightness region of a specific portion of the image photographing the inlet state of the nut. After the completion of the irradiation of light to the welding point characterized in that it can be controlled to adjust the amount of light to be irradiated according to the bias of the histogram.
비전검사시스템, 영상보정, 히스토그램 스트레칭 Vision inspection system, image correction, histogram stretching
Description
본 발명은 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립작업시 실시간으로 너트의 인입상태 및 용접상태를 비전시스템을 이용하여 검사하여 검사 공정의 생략이 가능하여 생산성이 향상되며, 비전시스템을 이용하여 촬영한 영상이 광포화 또는 광부족으로 인해 불량 여부를 판별할 수 없는 경우에는 촬영 영상의 히스토그램을 분석하여 히스토그램 스트레칭을 통해 자체적으로 영상을 보정 할 수 있으며, 첫 번째 이후의 촬영시에는 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하여 영상의 광포화 또는 광부족 현상을 방지할 수 있는 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting automobile parts using a vision system, and more particularly, productivity can be improved by eliminating an inspection process by inspecting a nut's drawn state and weld state using a vision system in real time during assembly work. If the image captured using the vision system cannot be determined due to light saturation or light deficiency, the histogram of the captured image can be analyzed and the image can be corrected by stretching the histogram. The present invention relates to an inspection apparatus capable of preventing light saturation or light deficiency of an image by adjusting the amount of light to be irradiated according to the histogram's bias.
일반적으로 자동차 한 대를 만들기 위해서는 2만개가 넘는 부품이 조립되어야 하며, 부품의 부피가 큰 경우에는 누락 여부를 쉽게 알 수 있지만 너트와 같이 아주 작은 부품의 누락은 쉽게 발견하기가 어렵다.In general, more than 20,000 parts need to be assembled to make a car, and if the parts are large, it is easy to see if they are missing, but missing very small parts such as nuts.
또한, 다수의 홀을 가진 제품들은 이를 육안으로 검사할 경우 작업자의 눈에 피로도를 가중시키므로, 연속적인 작업으로 불량을 찾아내는 것은 매우 어려운 일이며. 부품이 누락되는 경우 심각한 사고를 불러올 수도 있다.In addition, products with a large number of holes add fatigue to the operator's eyes when they are visually inspected. Therefore, it is very difficult to find defects in a continuous operation. Missing parts can lead to serious accidents.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에는 부품생산 작업 후 부품별 별도의 검사 지그를 이용하여 자동차 부품의 불량 여부를 검사하였는데, 이와 같이 별도의 지그를 이용한 검사장치의 도입으로 불량률이 줄긴 하였으나, 이를 이용해서는 모든 부속품을 검사할 수 없으며, 검사 공정의 추가로 인해 생산시간이 늘어난다는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, conventionally, after inspecting whether a vehicle part is defective by using a separate inspection jig for each part after producing parts, the defect rate is reduced by introducing an inspection apparatus using a separate jig. All the accessories cannot be inspected by using the product, and the production time is increased due to the addition of an inspection process.
또한, 종래의 비전시스템을 이용한 검사장치의 경우 조명 반사가 미비하거나 조명반사로 인해 광포화가 되어 촬영한 영상이 비교가 불가능한 경우가 발생하는 문제점이 있었으며, 또한, 형상 비교만으로는 용접 위치를 파악하기 난해하여 부품의 홀의 개수가 많을수록 검사시간이 증가하는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the inspection apparatus using a conventional vision system, there is a problem in that the image taken due to light saturation or light saturation due to light reflection is impossible to compare, and it is difficult to determine the welding position only by comparing the shapes. As a result, the more the number of holes in a part, the more the inspection time increases.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 조립작업시 실시간으로 너트의 인입상태 및 용접상태를 비전시스템을 이용하여 검사하여 검사 공정의 생략이 가능하여 생산성이 향상되며, 비전시스템을 이용하여 촬영한 영상이 광포화 또는 광부족으로 인해 불량 여부를 판별할 수 없는 경우에는 촬영 영상의 히스토그램을 분석하여 히스토그램 스트레칭을 통해 자체적으로 영상을 보정 할 수 있으며, 첫 번째 이후의 촬영시에는 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하여 영상의 광포화 또는 광부족 현상을 방지함으로써 정확하고 신속하게 자동차 부품의 너트 인입상태 및 용접상태를 검사하는 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to check the incoming state and weld state of the nut in real time during the assembly operation by using a vision system to omit the inspection process can be improved productivity If the image captured using the vision system cannot be determined due to light saturation or light deficiency, the histogram of the captured image can be analyzed and the image can be corrected by stretching the histogram. The present invention provides an apparatus for accurately and quickly inspecting the nut insertion state and welding state of automobile parts by adjusting the amount of light to be irradiated according to the histogram's bias during the shooting to prevent light saturation or light shortage of the image.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 너트가 공급되는 너트 공급관과; 상기 너트 공급관과 연결되어 있으며, 상기 공급된 너트를 자동차 부품상의 용접위치에 안착시키는 너트 인입기와; 인입된 너트를 상기 자동차 부품에 용접하는 용접수단과; 작업자로부터 부품모델명과 작업자 아이디와 작업순서의 입력을 받는 입력부와; 빛을 조사하는 하나 이상의 광원과 자동차 부품을 촬영하는 촬영수단을 포함하되, 상기 너트 인입기에 의해 너트가 인입되거나, 상기 용접수단이 용접작업을 완료하는 경우 상기 자동차 부품의 용접위치를 촬영하는 광검출부와; 상기 촬영한 영상의 각 화소 레벨에 대한 개수를 계산하여 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부 및 상기 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있는 경우 미리 설정된 기준값과 추출된 분포값의 비교 결과에 따라 상기 촬영된 영상의 그레이 스케일 값 분포의 히스토그램을 펼쳐서 확장된 그레이 스케일 값 분포를 갖도록 만들어주는 히스토그램 스트레칭부를 포함하는 영상보정부와; 상기 촬영된 영상을 수신하고, 촬영된 영상 또는 상기 촬영 후 히스토그램 스트레칭에 의해 보정된 영상의 좌표값과 상기 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 불량 여부를 판별하는 제어부와; 상기 대상물의 촬영 영상과 관련정보를 화면에 출력하는 디스플레이수단을 포함하며, 상기 제어부는 상기 너트의 인입상태를 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있어 히스토그램 스트레칭을 수행한 경우, 상기 용접작업 완료 후 용접점에 빛을 조사시 상기 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the nut supply pipe is supplied with a nut; A nut drawer connected to the nut supply pipe and configured to seat the supplied nut at a welding position on an automobile part; Welding means for welding the drawn nut to the automobile part; An input unit for receiving an input of a part model name, an operator ID, and a work order from an operator; At least one light source for irradiating light and a photographing means for photographing the automotive parts, the light detecting unit for photographing the welding position of the automotive parts when the nut is introduced by the nut inserter, or the welding means completes the welding operation Wow; A result of comparing a histogram generator that generates a histogram by calculating the number of each pixel level of the photographed image and a preset reference value and a extracted distribution value when the histogram is biased in a brightness region of a specific portion of the photographed image An image correction unit including a histogram stretching unit which expands the histogram of the gray scale value distribution of the photographed image to have an expanded gray scale value distribution; Receiving the photographed image, and comparing the coordinate value of the photographed image or the image corrected by the histogram stretching after the photographing and the image coordinate value of the good photographing screen of the inspection subject corresponding to the input part model and the work order A control unit for determining whether or not a defect; And a display means for outputting the photographed image and related information of the object to the screen, wherein the controller is configured to perform histogram stretching when the histogram is biased in the brightness region of a specific portion of the image photographing the inlet state of the nut. After the welding operation is completed, it is possible to control to adjust the amount of light to be irradiated according to the bias of the histogram when irradiating light to the welding point.
또한, 상기 광원은 R,G,B의 발광색을 가지는 복수 개의 LED가 미리 설정된 방식으로 배치되며, 각각의 LED의 조도 조절이 가능한 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the light source is preferably a plurality of LEDs having a light emitting color of R, G, B is arranged in a predetermined manner, it is characterized in that the LED array which can adjust the illumination of each LED.
또한, 상기 광원은 R,G,B의 발광색을 가지는 복수 개의 LED가 미리 설정된 방식으로 배치되며, 촬영되는 자동차 부품 및 너트의 색상과 명암이 대비되도록 각각의 LED의 발광색 조절이 가능한 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the light source is a plurality of LEDs having a light emitting color of R, G, B is arranged in a predetermined manner, and the LED array that can adjust the light emission color of each LED so that the contrast of the color and contrast of the car parts and nuts to be photographed It is preferable to characterize.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 비전시스템을 이용하여 조립작업시 실시간으로 너트의 인입상태 및 용접상태를 검사하여 검사 공정의 생략이 가능하여 생산성이 향상되며, 비전 검사장비 한대로 모든 부품의 검사가 가능하여, 부품의 추가시 별도의 검사 지그 제작이 불필요하게 된다. According to the present invention as described above, it is possible to omit the inspection process by inspecting the inlet state and welding state of the nut in real time during the assembly operation using the vision system to improve the productivity, inspection of all parts with one vision inspection equipment This eliminates the need for a separate inspection jig when adding parts.
또한, 촬영한 영상이 광포화 또는 광부족으로 인해 불량 여부를 판별할 수 없는 경우에는 촬영 영상의 히스토그램을 분석하여 히스토그램 스트레칭을 통해 자체적으로 영상을 보정 할 수 있으며, 첫 번째 이후의 촬영시에는 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하여 영상의 광포화 또는 광부족 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, if the captured image cannot be judged as defective due to light saturation or light deficiency, the histogram of the captured image can be analyzed and the histogram can be corrected by stretching the histogram. By controlling the amount of light to be irradiated according to the bias of the has the advantage of preventing light saturation or light shortage of the image.
또한, 너트의 인입 불량시 용접기를 제어하여 불량률을 감소시킬 수 있는 장점이 있으며, 실시간 검사를 진행하므로 너트 인입상태의 불량뿐만 아니라 모델별 너트의 종류 및 수량을 체크 하여 누락을 방지하는 장점이 있다.In addition, there is an advantage to reduce the defective rate by controlling the welder when the nut is poorly inserted, and there is an advantage of preventing the omission by checking the type and quantity of nuts by model as well as the badness of the nut introduced state. .
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a vehicle parts inspection device using the vision system of the present invention.
본 발명의 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 너트가 공급되는 너트 공급관(10)과; 공급된 너트를 자동차 부품(100)상의 용접위치(101)에 안착시키는 너트 인입기(20)와; 인입된 너트를 상기 자동차 부품(100)에 용접하는 용접수단(30)과; 작업자로부터 부품모델명과 작업자 아이디와 작업순서의 입력을 받는 입력부(40)와; 빛을 조사하는 하나 이상의 광원(51)과 자동차 부품을 촬영하는 촬영수단(52)을 포함하는 광검출부(50)와; 상기 촬영한 영상의 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부(61) 및 상기 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있는 경우 확장된 그레이 스케일 값 분포를 갖도록 만들어주는 히스토그램 스트레칭부(62)를 포함하는 영상보정부(60)와; 상기 촬영된 영상을 수신하고, 촬영된 영상 또는 상기 촬영 후 히스토그램 스트레칭에 의해 보정된 영상의 좌표값과 상기 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 불량 여부를 판별하는 제어부(70)와; 상기 대상물의 촬영 영상과 관련정보를 화면에 출력하는 디스플레이수단(80)을 포함하여 구성된다.An automobile parts inspection apparatus using the vision system of the present invention includes a
너트 공급관(10)은 너트를 공급하는 역할을 하며, 너트 인입기(20)는 상기 너트 공급관과 연결되어 있으며, 상기 공급된 너트를 자동차 부품상의 용접위치에 안착시키는 역할을 한다.The
용접수단(30)은 인입된 너트를 상기 자동차 부품에 용접하는 역할을 한다.Welding means 30 serves to weld the drawn nut to the vehicle parts.
입력부(40)는 작업자로부터 부품모델명과 작업자 아이디와 작업순서의 입력을 받는 역할을 한다.The
광검출부(50)는 빛을 조사하는 하나 이상의 광원(51)과 자동차 부품을 촬영하는 촬영수단(52)으로 구성되어 있으며, 상기 너트 인입기(20)에 의해 너트가 인입되거나, 상기 용접수단(30)이 용접작업을 완료하는 경우 상기 자동차 부품의 용접위치를 촬영한다.The
상기 빛을 조사하는 광원(51)으로 형광램프 또는 적외선램프 등이 사용될 수 있으며, 촬영수단(52)으로는 CCD 카메라 또는 적외선 카메라(IR Camera) 등이 사용될 수 있다.A fluorescent lamp or an infrared lamp may be used as the
영상보정부(60)는 히스토그램 생성부(61) 및 영상 데이터의 픽셀을 재분배하여 콘트라스트 특성을 향상시키는 히스토그램 스트레칭부(62)로 구성되어 있다.The
히스토그램 생성부(61)는 영상의 각 화소 레벨에 대한 개수를 계산하여 히스토그램을 생성한다. 히스토그램이란, 영상 내에 있는 각 그레이 스케일 화소의 밝기값에 해당하는 화소들의 개수를 일종의 함수의 형태로 표시한 것을 말한다. 상기 함수는 h(g) = Ng 로 나타낼수 있으며, g는 그레이 스케일 화소의 밝기값을 나타내고, Ng는 해당 그레이 스케일에 해당하는 화소의 개수를 말하며, 여기서 g가 가질 수 있는 범위는 0~255(그레이 스케일 화소의 밝기값)까지이다. 여기서 함수의 결과 값이 영상 크기에 따라서 커지거나 작아질 수 있기 때문에, Ng를 영상의 전체 화소의 개수로 나누어 정규화(Normalization)를 시킨 후 히스토그램으로 나타내기도 한다. 이러한 경우에는 히스토그램을러한 그레이 스케일 화소의 밝기값이 발생하는 확률의 개념으로도 나타낼 수 있으며 다음의 수식과 같이 표현할 수 있다. p(g) = Ng / M 여기서 M은 영사의 전체 화소 개수를 말하며, p는 확률(probaility)를 말한다. 이처럼 정규화를 수행한 히스토그램의 식은 전체 그레이 스케일 화소의 밝기값 에 대한 함수값을 더했을 경우 1을 만족하게 된다. 히스토그램은 디지털 영상 데이터의 전역에 분포되어 있는 계조에 대한 정보를 이산적인 함수의 연산을 통하여 최대빈도값 및 평균값 등을 추출해낼 수 있다. The histogram generator 61 generates a histogram by calculating the number for each pixel level of the image. The histogram refers to displaying the number of pixels corresponding to the brightness value of each gray scale pixel in the image in a form of a function. The function can be expressed as h (g) = Ng, where g is the brightness value of the gray scale pixel, Ng is the number of pixels corresponding to the gray scale, and the range that g can have is 0 to 255. (The brightness value of the gray scale pixel). In this case, since the result value of the function may become larger or smaller depending on the image size, Ng is divided by the total number of pixels of the image and normalized, and then represented as a histogram. In this case, the histogram may also be expressed as a concept of the probability of generating the brightness value of such gray scale pixels, and may be expressed as in the following equation. p (g) = Ng / M where M is the total number of pixels of the projection, and p is the probability. The normalized histogram formula satisfies 1 when the function value of the brightness values of all gray scale pixels is added. The histogram can extract the maximum frequency value and the average value from the information about the gradations distributed throughout the digital image data through the calculation of discrete functions.
히스토그램 스트레칭부(62)는 상기 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있는 경우 미리 설정된 기준값과 추출된 분포값의 비교 결과에 따라 상기 촬영된 영상의 그레이 스케일 값 분포의 히스토그램을 펼쳐서 확장된 그레이 스케일 값 분포를 갖도록 만들어준다.The histogram stretching unit 62 expands the histogram of the gray scale value distribution of the photographed image according to a comparison result of a preset reference value and the extracted distribution value when the histogram is biased in the brightness region of the specific portion of the photographed image. It has an expanded gray scale value distribution.
기준값은, 해상도에 따라 임의로 설정될 수 있으며, 히스토그램 스트레칭 연산은 모든 픽셀값을 상수 값으로 곱하거나 나누는 방법이다. 히스토그램의 스트레칭 방법은 입력된 영상 데이터의 명도값을 신축하는 것으로, 어느 한편에 몰려있는 히스토그램을 모든 영역으로 확장시키는 것이다. The reference value may be arbitrarily set according to the resolution, and the histogram stretching operation is a method of multiplying or dividing all pixel values by a constant value. The stretching method of the histogram is to stretch the brightness value of the input image data, and to expand the histogram on one side to all regions.
새로운 픽셀값 = 이전의 픽셀값 - 최소 픽셀값 / 최대 픽셀값 - 최소 픽셀값 * 255 New pixel value = old pixel value-minimum pixel value / maximum pixel value-minimum pixel value * 255
위와 같은 식에서, 최소 픽셀값을 빼는 것은 히스토그램을 왼편으로 슬라이딩하는 것이고, 다음에 각 픽셀값은 최대 픽셀값이 255가 되고, 최소 픽셀값이 0이 되도록 스트레칭된다. 이와 같은 슬라이딩 연산 및 스트레칭 방법은 어느 하나 이상의 연산 방법을 모두 이용할 수 있다.In the above equation, subtracting the minimum pixel value is sliding the histogram to the left, and then each pixel value is stretched such that the maximum pixel value is 255 and the minimum pixel value is zero. Such sliding calculation and stretching method may use any one or more calculation methods.
제어부(70)는 상기 촬영된 영상을 수신하고, 촬영된 영상 또는 상기 촬영 후 히스토그램 스트레칭에 의해 보정된 영상의 좌표값과 상기 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 불량 여부를 판별한다. 광원(51)에 전원이 공급되어 일정한 조도의 빛이 발생되면, 촬영수단(52)에서 상기 검사대상을 촬영하여 영상을 발생시킨다. 이때, 검사대상의 일반평면은 빛이 반사되어 밝게 나타나고, 자동차 부품(100)에 형성된 홀 또는 너트 측면의 경우 빛이 반사되지 않아서 까맣게 표출되며, 용접점의 경우 약간 어둡게 나타나는 등 검사내용에 따라 그 명암이 다르게 나타난다. 상기 촬영수단에서 촬영된 영상은 제어부로 전송되고, 상기 제어부에서 기설정된 양품의 촬영영상과 상기 촬영수단에서 전송된 영상의 각 좌표값이 비교되며 명암의 일치 여부가 판단된다. 즉, 자동차부품(100)에서 필요한 다수 개의 홀의 위치가 X축과 Y축 값으로 규정되고, 양품 촬영영상에서 각 위치에 해당하는 명암 정도가 수치화된 값과 상기 촬영수단(52)에서 전송된 영상에서 해당 홀의 X축과 Y축 위치에서의 명암 정도를 나타내는 값을 비교하여, 그 명암 값의 일치 여부로 불량 여부(규격에 맞는 너트가 인입되었는지, 자동차 부품상의 정위치로 너트가 인입되었는지(너트 뒤집힘, 인입불량, 누락))가 판별된다.The
또한, 상기 너트의 인입상태를 촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있어 히스토그램 스트레칭을 수행한 경우, 상기 용접작업 완료 후 용접점에 빛을 조사시 상기 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하도록 제어하는 역할을 한다. In addition, when the histogram is stretched because the histogram is biased in the brightness region of a specific portion of the image taken in the nut, the irradiation is performed according to the bias of the histogram when irradiating light to the welding point after completion of the welding operation. It controls the amount of light to be controlled.
상술한 바와 같이 히스토그램은 0부터 255까지의 각 명암 값에 해당하는 픽셀의 개수를 카운트하여 막대 그래프로 표현한 것으로서, 명도 값이 0으로 근접할 수 록 어두운 영상이 나타나며, 명도 값이 255로 근접할 수 록 밝은 영상이 나타나 게 된다. 따라서, 앞서 촬영한 영상이 0 또는 255에 근접한 값에 집중되어 있는 경우 광원(51)의 빛의 양을 조절하여 촬영영상이 광포화 또는 광부족으로 명암을 구별할 수 없어 영상 좌표값을 비교할 수 없게 되는 것을 사전에 방지하도록 한다. 미리 설정된 비율에 의해 히스토그램의 명도 값이 0으로 근접할수록 광원(51)의 빛을 밝게 조절하며, 명도 값이 255로 근접할수록 광원(51)의 빛을 밝게 조절한다.As described above, the histogram is a bar graph that counts the number of pixels corresponding to each contrast value from 0 to 255. As the brightness value approaches 0, a dark image appears, and the brightness value approaches 255. The brighter picture will appear. Therefore, when the previously photographed image is concentrated at a value close to 0 or 255, the brightness of the
디스플레이수단(80)은 상기 판별결과 검사대상의 불량여부 및 상기 상기 대상물의 촬영 영상을 검사일시, 제품번호 등의 정보와 함께 화면으로 출력한다.The display means 80 outputs the screen of the determination result whether the inspection object is defective or the photographed image of the object with information such as an inspection date and time, a product number, and the like.
상기 광원(51)은 R,G,B의 발광색을 가지는 복수 개의 LED가 미리 설정된 방식으로 배치되며, 각각의 LED의 조도 조절이 가능한 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 광원(51)은 R,G,B의 발광색을 가지는 복수 개의 LED가 미리 설정된 방식으로 배치되며, 촬영되는 자동차 부품 및 너트의 색상과 명암이 대비되도록 각각의 LED의 발광색 조절이 가능한 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the
LED 어레이는 종래 형광램프 또는 적외선램프와는 달리 빛의 조도와 발광색을 조절할 수 있어 다양한 부품의 인입상태 및 용접상태의 불량 여부 판별에 정확도를 향상시킬 수 있다.Unlike conventional fluorescent lamps or infrared lamps, the LED array can adjust the illuminance of the light and the color of the emitted light, thereby improving accuracy in determining whether the parts are drawn or welded.
즉, 예를 들면 너트의 인입상태의 불량 여부 판별시 조도 조절에 의해 LED 어레이의 조도값을 증대시킴으로써 빛을 반사하지 않아 일반 평면에 비해 상대적으 로 어두운 너트의 측면부를 보다 더 부각되게 하며, 용접점의 불량 여부 판별시에는 LED 어레이의 조도값을 감소시킴으로써 측면부보다 상대적으로 밝은 용접점을 보다 더 부각시킬 수 있다.That is, for example, when determining whether the nut is in poor condition, the illumination value of the LED array is increased by adjusting the illuminance so as not to reflect light, so that the side portion of the nut which is darker than the general plane is more highlighted and welded. In determining whether a spot is defective, a weld point that is relatively brighter than that of a side part may be more highlighted by reducing the illumination value of the LED array.
상기 조도 조절 또한 광출력을 조절하여 발광 조도를 판별하는 검사대상에 따라 적합하게 채택할 수 있게 하며, 수동으로 제어될 수 있다.The illumination control may also be suitably adopted according to the inspection object for determining the light emission illumination by adjusting the light output and may be manually controlled.
또한 LED 어레이의 R,G,B LED 각각은 발광색 조절에 따라 광출력이 제어되게 되는데, 이러한 방법은 선별하는 검사대상에 따라 최적의 선별 광색을 채택할 수 있게 한다.In addition, each of the R, G, B LEDs of the LED array is to control the light output according to the emission color control, this method allows to adopt the optimal screening light color according to the screening target.
이러한 발광색 조절의 색 설정은 조도 조절과 마찬가지로 사용자에 의해 수동으로 제어될 수 있으며, 이를 위해 별도의 조작부가 더 마련됨이 바람직하다.The color setting of the emission color control may be manually controlled by the user like the illumination control, and for this purpose, a separate operation unit may be further provided.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.The operation of the vehicle parts inspection device using the vision system of the present invention having the configuration as described above will be described.
비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사방법은 우선, 작업자에 의해 입력부(10)에 자동차 부품 모델명, 작업자 아이디 및 용접점이 하나 이상인 경우 작업순서를 입력받는다(S100). 상기 입력된 정보는 부품 모델명별, 작업자 아이디별로 카테고리화 되어 저장되어 차회 작업시 작업자 아이디의 입력 또는 부품모델명의 입력만으로 카테고리화된 정보를 손쉽게 불러와 작업을 수행할 수 있다.Auto parts inspection method using a vision system, first, if the operator receives the car parts model name, the operator ID and one or more welding points to the input unit 10 (S100). The input information is categorized and stored for each part model name and worker ID so that the categorized information can be easily retrieved by inputting a worker ID or inputting a part model name for the next work.
상기 입력단계(S100) 후 자동차 부품이 작업대에 위에 놓여진 경우 너트공급관(20)을 통해 너트가 너트 인입기(30)로 공급되고, 공급된 너트가 자동차 부품상(100)의 용접위치로 인입되면(S110) 너트가 인입된 곳에 빛을 조사하여 상기 자동차 부품상의 너트 인입상태를 촬영한다(S120). When the automotive part is placed on the workbench after the input step (S100), the nut is supplied to the
상기 촬영된 영상은 히스토그램 생성부(61)에서 영상의 각 화소 레벨에 대한 개수를 계산하여 히스토그램을 생성한다(S130).The histogram generator 61 generates a histogram by calculating the number of the pixel levels of the image in the histogram generator 61 (S130).
촬영한 영상이 특정부분의 밝기 영역에 히스토그램이 편중되어 있는 경우 히스토그램 스트레칭부(62)는 미리 설정된 기준값과 추출된 분포값의 비교 결과에 따라 상기 촬영된 영상의 그레이 스케일 값 분포의 히스토그램을 펼쳐서 확장된 그레이 스케일 값 분포를 갖도록 만들어주는 히스토그램 스트레칭을 수행한다(S150).When the histogram is biased in the brightness region of the specific part, the histogram stretching unit 62 expands and expands the histogram of the gray scale value distribution of the photographed image according to a comparison result of the preset reference value and the extracted distribution value. The histogram stretching is performed to have a gray scale value distribution (S150).
제어부(70)는 상기 촬영된 영상 또는 상기 촬영 후 히스토그램 스트레칭에 의해 보정된 영상의 좌표값과 상기 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 너트 인입상태의 불량 여부를 판별한다(S160). 상기 너트 인입상태가 양호하다고 판단되는 경우, 용접수단(30)으로 제어신호를 출력하여 상기 인입된 너트와 부품을 용접하도록 한다(S170). 상기 히스토그램 스트레칭부(62)에서 촬영한 영상을 히스토그램 스트레칭을 한 경우, 상기 히스토그램의 편중도에 따라 조사하는 빛의 양을 조절하도록 제어신호를 출력한다(S180). The
상기 제어신호를 수신한 광원(51)은 자동차 부품과 너트가 용접된 용접점에 알맞게 조절된 빛을 조사하고 촬영수단(52)은 상기 용접점을 촬영한다(S190).The
제어부(70)는 상기 촬영된 영상의 좌표값과 상기 입력된 부품모델 및 작업순서에 상응하는 검사대상의 양품촬영화면의 영상 좌표값을 비교하여 용접의 불량 여 부를 판별한다(S200).The
상기 불량 여부 판별 결과를 디스플레이부(80)를 통해 출력한다(S210).The determination result of the defect is output through the display unit 80 (S210).
도 1은 본 발명에 실시예에 따른 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a vehicle parts inspection device using a vision system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 실시예에 따른 입력영상의 히스토그램 및 스트레칭한 히스토그램을 나타내는 그래프.2 is a graph showing a histogram and a stretched histogram of an input image according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전시스템을 이용한 자동차 부품 검사 장치의 검사 과정을 나타낸 흐름도.Figure 3 is a flow chart showing the inspection process of the vehicle parts inspection device using a vision system according to an embodiment of the present invention.
<주요도면부호에 관한 설명><Description of main drawing code>
10 : 너트 공급관 20 : 너트 인입기10: nut supply pipe 20: nut inlet
30 : 용접수단 40 : 입력수단30: welding means 40: input means
50 : 광검출부 51 : 광원50: light detector 51: light source
52 : 촬영수단 60 : 영상보정부52: recording means 60: video compensation
61 : 히스토그램 생성부 62 : 히스토그램 스트레칭부61: histogram generating unit 62: histogram stretching unit
70 : 제어부 80 : 디스플레이부70: control unit 80: display unit
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