KR20060133271A - The method and an apparatus for inspecting harness by edge-detection - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 하네스의 일례를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing an example of a harness;
도 2는 본 발명의 윤곽선 검출방식을 이용한 하네스의 검사장치를 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the inspection device of the harness using the contour detection method of the present invention.
도 3은 본 발명의 이송장치부와 회전실린더를 나타낸 일부분 사시도.Figure 3 is a partial perspective view of the transfer device and the rotating cylinder of the present invention.
도 4는 본 발명의 검사단계를 나타낸 개요도.Figure 4 is a schematic diagram showing the inspection step of the present invention.
도 5는 윤곽선 검출을 나타낸 개요도.5 is a schematic diagram illustrating contour detection.
도 6은 본 발명의 색인식 알고리즘을 나타낸 개요도.6 is a schematic diagram illustrating an indexed algorithm of the present invention.
도 7은 H(색도)값에 따른 색상분포를 나타낸 비교도표.7 is a comparison chart showing the color distribution according to the H (chromaticity) value.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
1. 검사장치부 2. 스위칭부1. Inspection device 2. Switching part
3. 제어부 4. 표시부3.
5. 하네스5. Harness
11. 선반 12. 고정프레임11.
13 이송장치부 14. 하네스 촬영장치부13
15. 회전실린더 16. 커넥트박스15. Rotating Cylinder 16. Connect Box
131. 수직이송프레임 132. 수직이송안내레일131.
133. 수직이송조절장치 134. 수평이송프레임133. Vertical
135. 수평이송안내레일 136. 수평이송조절장치135. Horizontal
137. 전·후이송프레임 138. 전·후이송안내레일137. Before and after
139. 전·후이송조절장치139. Front and rear feed control device
141. CCD카메라 142. 조명장치
161. 하네스 삽입홈161. Harness Insertion Groove
501. 하우징 502. 전선501.
본 발명은 하네스의 불량을 검사하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 윤곽선 검출방식을 이용한 하네스의 불량을 검사하는 검사방버 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting a defect of a harness, and more particularly, to an inspection chamber and an apparatus for inspecting a defect of a harness using a contour detection method.
현재 생산되는 하네스는 자동차나 전자제품에서 필수적인 역할을 하는 부품이다. 특히 자동차의 경우 엔진 계통 하네스, 제어 계통 하네스, 배터리 계통 하네스와 같이 다양한 용도로 사용되므로, 하네스의 결선에 문제가 있을 경우 각 연결 장치들의 오동작을 유발할 수 있는 치명적인 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 하네스로 인한 조립 제품의 고장을 미리 방지하기 위하여 하네스 생산업체들은 전수검사를 수행한다.Harnesses that are produced today are an essential part of automobiles and electronics. In particular, since the vehicle is used for various purposes such as an engine system harness, a control system harness, and a battery system harness, a problem in the wiring of the harness may cause a fatal problem that may cause malfunction of each connection device. Therefore, harness manufacturers carry out a complete inspection to prevent failure of the assembled product due to the harness.
현재 생산되는 하네스 검사제품의 경우 각 업체들이 지정한 품질관리 규정에 근거하여 검사되므로 특정 레벨 이상의 품질은 보장된다고 할 수 있으나 각 업체들이 수행하는 대부분의 검사는 통전 검사로서 하네스에 연결된 전선과 커넥터의 결속에 중점을 두고 있다.The harness inspection products currently produced are inspected based on the quality control regulations specified by each company, so that the quality above a certain level is guaranteed, but most of the inspections performed by each company are energization inspections, which connect the wires and connectors connected to the harness. Focus on.
현재 개발되는 하네스 검사기기의 배선색깔 검사는 픽셀검사방식에 중점을 두어 개발되기 때문에 픽셀검사 방식은 정확한 색정보를 인식, 처리하기 위해 전선의 고정을 위한 지그를 두어 개별 전선을 고정한 후에 검사를 하는 번거로움이 있었다.Since the wiring color inspection of the harness inspection equipment that is currently developed is developed with a focus on the pixel inspection method, the pixel inspection method performs inspection after fixing individual wires by placing a jig for fixing wires to recognize and process accurate color information. There was a hassle.
또한, 2단의 구조를 이루고 있는 하네스의 검사를 위해서는 수작업으로 다시 하네스를 뽑았다가 뒤집어서 삽입해야하는 불편함이 있었다.In addition, for the inspection of the harness having a two-stage structure, it was inconvenient to manually unplug the harness and insert it upside down.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 픽셀검사방식보다는 편리하고 정확한 검사를 할 수 있는 윤곽선 검출방식을 이용하여 하네스의 불량을 검사한 것으로서 윤곽선 검출방식에 있어선 소벨(Sobel)마스크, 로버트(Roberts)마스크, 라플라시안(Lapalcian)마스크, 캐니(Canny)마스크 등의 방법이 제시되고 있으나, 여기서는 윤곽선 검출 전 잡음의 제거 기능, 강한 윤곽선들만을 검출하는 등 잡음과 처리속도, 윤곽선 검출 마스크에 활용이 적합한 캐니(Canny)마스크를 이용하였다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, Sobel mask in the contour detection method by inspecting the defect of the harness using the contour detection method that can be convenient and accurate inspection than the pixel inspection method, Roberts, Lapalcian, and Canny masks have been proposed, but here, noise, processing speed, and contour detection masks are detected. Canny masks suitable for application were used.
하네스의 불량을 검사하기 위한 검사장치부와 상기 검사장치부의 기기를 조 작하는 스위칭부와, 검사장치부에서의 입력된 화상데이터를 분석하고 연산하는 마이컴과 전자장치에 전원을 공급하는 전원공급장치로 구성된 제어부와, 상기 제어부에서의 결과를 사용자에게 인지시키는 표시부로 구성된 하네스의 불량 검출기에 있어서, 커넥트박스에 삽입된 하네스를 CCD카메라로 상면을 촬영하는 단계, 촬영된 1차 검사결과를 제어부로 전송하는 단계, 회전실린더의 회전에 의해 커넥트박스가 180°정회전하는 단계, 회전된 커넥트박스를 CCD카메라로 하네스의 하면을 촬영하는 단계, 회전된 커넥트박스의 180°역회전 및 촬영된 2차 검사결과를 제어부로 전송하는 단계, 제어부에서 미리 세팅된 영상처리 및 분석 알고리즘에 의해 검사결과를 비교·연산하는 단계, 제어부에서 비교·연산 된 결과를 표시부로 전송하여 사용자에게 인식시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 윤곽선 검출방식을 이용한 하네스의 검사방법 및 장치에 관한 것이다.It consists of an inspection device section for inspecting the failure of the harness, a switching section for operating the device of the inspection device section, a microcomputer for analyzing and calculating the input image data from the inspection device section and a power supply device for supplying power to the electronic device. In the failure detector of the harness consisting of a control unit and a display unit for recognizing the results from the control unit, photographing the upper surface of the harness inserted into the connect box with a CCD camera, and transmitting the photographed primary inspection results to the control unit Step, the connect box rotates 180 ° forward by the rotation of the rotating cylinder, photographing the lower surface of the harness with the CCD camera rotated, 180 ° reverse rotation of the rotated connect box and the secondary test results The step of transmitting to the control unit, comparing and calculating the test results by the image processing and analysis algorithm preset in the control unit System, to a method of the harness to transmit the comparison and calculation results from the control section to the display by using the edge detection method which comprises a step of recognizing the user and checking device.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings of the present invention.
도 1은 하네스의 일례를 나타낸 사시도로서 하네스는 하나의 하우징에 3선 또는 4선 이상의 전선이 구성되어 있으며 본 발명에서의 하네스 검사장치는 보다 복잡한 6선의 전선이 2단으로 구성되어 있는 하네스를 도시 하였다.1 is a perspective view showing an example of a harness, the harness is composed of three or more wires or wires in one housing, and the harness inspection device according to the present invention shows a harness having more complicated six-wire wires composed of two stages. It was.
일반적으로 하네스(5)는 전력 또는 신호를 전송하는 전선(502)과 커넥터 역할을 하는 하우징(501)으로 구성되며 상기의 하우징(501)에서 전선(502)의 배선순서는 오배선으로 인한 기기의 오동작을 방지하며 유선이나 네트워크를 통하여 다른 곳의 작업자에게 쉽게 설명할 수 있기 때문에 꼭 필요하다.In general, the harness 5 is composed of a
도 2는 본 발명의 윤곽선 검출방식을 이용한 하네스의 검사장치를 나타낸 사 시도로서, 하네스(5)의 불량을 검출하기 위한 검사장치부(1)와, 상기 검사장치부(1)의 기기를 조작하는 스위칭부(2)와, 검사장치부(1)에서의 입력된 화상데이터를 분석하고 연산하는 마이컴과 전자장치에 전원을 공급하는 전원공급장치로 구성된 제어부(3)와, 상기 제어부(3)에서의 결과를 사용자에게 인지시키는 표시부(4)로 구성된다.Fig. 2 is a trial showing the inspection apparatus of the harness using the contour detection method of the present invention, wherein the inspection apparatus unit 1 for detecting a failure of the harness 5 and the switching device for operating the apparatus of the inspection apparatus unit 1 are shown. A control unit (3) comprising a unit (2), a microcomputer for analyzing and calculating image data input from the inspection device unit (1), and a power supply unit for supplying power to the electronic device; and the result of the control unit (3). It is composed of a display unit (4) for recognizing the user.
그리고 상기 검사장치부(1)는 장치기기를 고정하는 선반(11)의 일측 상면부에 고정되어 상하로 수직이동을 안내하는 수직이송안내레일(132)이 전면부에 구성되어 있는 고정프레임(12)과, 상기 고정프레임(12)을 따라 이송운동하는 이송장치부(13)로 구성되어 있다.And the inspection device unit 1 is fixed to the upper surface portion of the
한편, 이송장치부(132)는 도 3에 도시되어 있는 것처럼, 수직으로 길게 고정된 고정프레임(12)의 전면부에 수직이송을 안내하도록 형성되어 있는 수직이송안내레일(132)을 따라 수직이송운동을 하는 수직이송프레임(131)이 형성되어 있으며 상기 수직이송프레임(131)의 이송조절 및 고정은 상기 고정프레임(12)의 후면부에 형성되어 있는 수직이송조절장치(133)로 조절이 가능하다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 3, the
상기 수직이송프레임(131)의 전면부에는 수평으로 이송가능하도록 안내하는 수평이송안내레일(135)이 형성되어 상기 수평이송안내레일(135)을 따라 좌·우로 수평이송운동을 하도록 수평이송프레임(134)이 형성되어 있으며 상기 수평이송프레임(134)의 조절도 상기 수평이송프레임(134)의 상면부 일측에 구성되어 있는 수평이송조절장치(136)로 조절이 가능하다.A horizontal
또한, 상기 수평이송프레임(134)의 측면으로는 전·후방향으로 이송운동을 안내하도록 전·후이송안내레일(138)이 형성되어 있고 상기 전·후이송안내레일(138)을 따라 전·후방향으로 이송운동을 하는 전·후이송프레임(137)이 측면부 일측에 구성되어 있는 전·후이송조절장치(139)로 조절하도록 구성되어 있다.In addition, the front and rear
상기 전·후이송프레임(137)의 전면부에는 하네스(5)를 촬영하는 CCD카메라(141)와 상기 CCD카메라(141)의 측면으로는 촬영시 빛의 밝기나 반사량을 조절할 수 있는 다수개의 조명장치(142)로 구성된 하네스 촬영장치부(14)가 구성되어 있다.The front and
그리고 상기 고정프레임(12)의 하부에는 제어부(3)의 신호를 받아서 회전하는 회전실린더(15)와 상기 회전실린더(15)의 전면부에는 하네스(5)가 삽입되는 하네스 삽입홈(161)을 가진 커넥트박스(16)가 구성되어 있다.In addition, a lower portion of the fixed
상기 하네스 삽입홈(161)에 하네스(5)를 도 2의 화살표처럼 삽입시킨 후 스위칭부(2)에 구성된 시작버튼을 누르면 1차로 삽입된 하네스(5)의 상면부가 촬영이 되며 하네스(5)의 상면의 촬영이 끝나면 회전실린더(15)가 180°정회전을 하게 되며 180°정회전 후 하네스(5)의 하면이 촬영이 되고 촬영이 끝난 후 회전실린더(15)는 180°역회전을 하여 원상태로 복귀하도록 구성되어 있다.The harness 5 is inserted into the
상기와 같은 회전실린더(15)의 장착으로 2단으로 구성된 하네스(5)의 불량검사시 수작업으로 상면과 하면을 검사하던 종전의 작업을 자동화하여 검사할 수 있다.By mounting the
도 4는 본 발명의 작업단계를 나타낸 순서도로서 커넥트박스(16)에 삽입된 하네스(5)를 CCD카메라(141)로 상면을 촬영하는 단계, 촬영된 1차 검사결과를 제어 부(3)로 전송하는 단계, 회전실린더(15)의 회전에 의해 커넥트박스(16)가 180°정회전하는 단계, 회전된 커넥트박스(16)를 CCD카메라(141)로 하네스(5)의 하면을 촬영하는 단계, 회전된 커넥트박스(16)의 180°역회전 및 촬영된 2차 검사결과를 제어부(3)로 전송하는 단계, 제어부(3)에서 미리 세팅된 영상처리 및 분석 알고리즘에 의해 검사결과를 비교·연산하는 단계, 제어부(3)에서 비교·연산 된 결과를 표시부로 전송하여 사용자에게 인식시키는 단계로 이루어져 있다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a working step of the present invention, in which the harness 5 inserted into the
도 5는 윤곽선 검출을 나타낸 개요도로서 도 5에 도시된 것과 같이 원 영상에서 색의 삼원색인 붉은색, 녹색, 파란색 성분으로 분리된 영상을 윤곽선 검출 알고리즘인 캐니(Canny)마스크를 이용하여 윤곽선을 검출한다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating contour detection. As shown in FIG. 5, a contour image is detected using a Canny mask, which is a contour detection algorithm, for an image separated into three primary colors of red, green, and blue in the original image. do.
그리고 검출된 세가지 색상의 윤곽선을 합성하여 하네스의 배선영역을 찾는다.The contours of the three colors detected are synthesized to find the wiring area of the harness.
도 5에서 나타난 흰색에 둘러싸여 있는 검은 영역은 같은 색상을 가지는 영역으로 간주할 수 있으며 마지막으로 검은 영역의 색상정보를 추출하여 색상인식을 시행하여 하네스 배선의 연결 정보를 얻는다.The black area surrounded by white shown in FIG. 5 may be regarded as an area having the same color. Finally, color information of the black area is extracted and color recognition is performed to obtain connection information of the harness wiring.
도 6은 본 발명의 색인식 알고리즘을 나타낸 순서도로서 제어부의 마이컴에는 후술한 근거를 통해 추출된 데이터가 저장되어 있다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an indexed algorithm of the present invention, in which the extracted data is stored in the microcomputer of the controller.
전체적인 흐름은 CCD카메라(141)로 부터 얻어진 특정 색 영역에 분포된 픽셀 정보를 받아들여서 RGB 정보와 그 정보의 변환을 통한 HLS값을 저장한다.The overall flow receives pixel information distributed in a specific color gamut obtained from the
저장한 정보 중 R(붉은색), G(녹색), B(파란색), L(명도), S(채도)의 5가지 정보로 이루어진 각 12가지 색상의 템플릿을 구성한다. Among the stored information, templates of each of 12 colors are composed of five pieces of information of R (red), G (green), B (blue), L (brightness), and S (saturation).
여기서 H(색도)정보는 다른 다섯 가지 정보와 다른 성질을 가지는데, H(색도)값은 0∼360도라는 위상으로 표시가 된다.Here, the H (chromatic) information has a different property from the other five pieces of information, and the H (chromatic) value is displayed in a phase of 0 to 360 degrees.
0과 360도는 같은 진홍색을 나타내며, 60도 주기로 순서대로 노랑, 녹색 청록색, 파란색, 보라색 순으로 존재한다.0 and 360 degrees represent the same crimson, with yellow, green, cyan, blue and purple in the order of 60 degrees.
임의의 색의 색 도는 그 색의 근원 색이 위의 6가지의 기본 색도 구성원 중에서 어디에 더욱 가까운가를 알 수 있게 해준다.The chromaticity of any color allows us to know which of the six basic chromaticity members is closer to the source color of that color.
그러나 색 도는 유채색의 경우 다를 수 있으며, 순 무채색인 경우 H(색도)값을 구하지 못하는 경우가 생기는데 이때는 프로그램상에서 가장 높은 빈도를 가지는 값으로 대체하게 하였다.However, chromaticity may be different in the case of chromatic color, and in the case of pure achromatic color, H (chromatic) value may not be obtained. In this case, it is replaced with the value having the highest frequency in the program.
예를 들어 임의의 분홍색 영역과 하늘색 영역의 어두운 부분의 한 지점을 확대해서 보면, 두 가지 모두 RGB값이 유사한 회색을 띄고 있다. 그러나 GLS변환 공식을 통한 H(색도)값을 구해보면, 분홍색의 어두운 부분은 26이 나오고 하늘색의 어두운 부분은 264가 나오게 된다.For example, if you zoom in on a point in the dark areas of an arbitrary pink and sky blue area, both have similar gray values. However, if we calculate the H value through the GLS conversion formula, the dark part of pink comes out 26 and the dark part of sky blue comes out 264.
여기서 26은 붉은색의 0도와 노란색의 60도 사이에서 붉은색에 가깝기 때문에 회색에 가까운 붉은색 성분임을 알 수 있다.Here, 26 is a red component close to gray because it is close to red between 0 degrees of red and 60 degrees of yellow.
또한, 하늘색 영역의 어두운 부분은 색도 값이 264이며, 이는 청색의 240과 자주색의 300 사이에 존재하며, 청색에 더욱 가까운 값임을 알 수 있으므로, 회색에 가까운 청색 성분임을 알 수 있다.In addition, the dark portion of the sky blue region has a chromaticity value of 264, which is present between 240 of blue and 300 of purple, and is closer to blue, and thus, a blue component close to gray.
이러한 특성은 천연색 환경에서의 색인 식에서 조명의 조건에 강인한 색 인식 특성이 있게 된다.These characteristics have color recognition characteristics that are robust to lighting conditions in index expressions in a natural color environment.
상기의 H(색도)를 제외한 나머지의 값은 CCD카메라(141)로부터 얻어온 영상정보에서 특정 색을 나타내는 영역 중 각 색깔별로 100개 픽셀의 컬러 값을 얻어온 뒤, 각 픽셀정보를 R(붉은색), G(녹색), B(파란색)로 분할하여 따로 변수로 저장하엮다.The remaining values except H (chromatic) are obtained from the
다음으로, RGB정보를 이용해서 GLS로 변환을 하여 그 정보 역시 변수로 저장한다. 이러한 과정으로 저장된 각 정보를 이용하여 R(붉은색), G(녹색), B(파란색)와 L(명도), S(채도)의 정보는 0~255까지의 값의 영역에서 존재한다.Next, convert it to GLS using RGB information and store that information as a variable. Using the information stored in this process, the information of R (red), G (green), B (blue), L (brightness), and S (saturation) exists in the range of values from 0 to 255.
H(색도)값을 제외한 나머지 R(붉은색), G(녹색), B(파란색)와 L(명도), S(채도)의 각 색영역별 100개의 정보를 이용하여 데이터를 이용하여 다음의 소속도 계산을 통해 멤버쉽 정보를 만든다.Except for the H (chroma) value, the remaining data of R (red), G (green), B (blue), L (brightness), and S (saturation) for each color gamut are used. Create membership information by calculating membership.
for R(붉은색), G(녹색), B(파란색), L(명도), S(채도) for R (red), G (green), B (blue), L (brightness), S (saturation)
여기서 μ는 퍼지 멤버쉽, n은 해당 부분에 속하는 데이터 개수이며 N은 전체 샘플의 수이다.Where μ is the fuzzy membership, n is the number of data belonging to that part, and N is the total number of samples.
한편, 디지타이저 되면서 잃어버려진 정보를 보상하는 개념을 적용하기 위해서는 단순히 샘플데이터의 분포로는 퍼지 멤버쉽으로 간주하기가 어렵다. 그리하여, 이 분포도의 외곽선을 이어 퍼지 멤버쉽의 형태로 변형하였다. 이러한 변형을 위한 알고리즘은 다음과 같다.On the other hand, in order to apply the concept of compensating for lost information while being digitized, it is difficult to simply regard fuzzy membership as a distribution of sample data. The outline of this distribution was then transformed into a fuzzy membership. The algorithm for this modification is as follows.
i = 2 i = 2
for i < 256for i <256
if μ i > μ i -1 thenif μ i > μ i -1 then
temp1 i = μi temp1 i = μ i
else else
temp1 i = μ i -1 temp1 i = μ i -1
end if end if
if μ256 - ( i- 1) > μ256 - ( i- 1) then if μ 256 - (i- 1) > μ 256 - (i- 1) then
else else
temp2256-( i -1) = μ256-( i -1) temp2 256- ( i -1) = μ 256- ( i -1)
else else
temp2256-( i -1) = μ256-( i -1) temp2 256- ( i -1) = μ 256- ( i -1)
end if end if
end forend for
μ = temp1 ∩ temp 2μ = temp1 ∩ temp 2
여기서, temp는 샘플이며, 최종출력은 볼록한 형태의 값을 가진 멤버쉽 정보 μ가 생성된다.Here, temp is a sample, and the final output generates membership information μ having a convex value.
도 7은 H(색도)값에 따른 색상분포를 나타낸 비교도표로서 상술한 이론을 바탕으로 색도 값의 분포를 분석하여 각각의 배선의 색 정보의 색상 계열을 정리하였다.FIG. 7 is a comparison chart showing color distribution according to H (chromatic) value, and based on the above-described theory, the distribution of chromaticity values is analyzed and the color series of the color information of each wiring is summarized.
정리 방법은 해당 색 영역의 색 요소들의 색도 값을 계산하여 하나의 값이 90% 이상 존재하면 그 색 영역은 90% 이상의 값을 가진 색도 값 한 가지만 전제하였다.The theorem calculates the chromaticity values of the color elements of the corresponding color gamut and presupposes only one chromaticity value having a value of 90% or more when one value exists over 90%.
이러한 이유는 영상 장비로부터 얻어진 정보 중 발생할 수 있는 백색 노이즈의 영향과 또한 배선 자체의 제품 로트번호 기재 부분의 정보로 인한 불필요한 정보를 제거하기 위함이다.The reason for this is to remove unnecessary information due to the influence of white noise that may occur in the information obtained from the imaging equipment and the information of the part number description part of the wiring itself.
도 7에 나타난 것처럼 무채색에서는 다양한 H(색도)성분이 나타나지만, 유채색에서는 해당하는 색의 계열에 맞도록 분류가 된다.As shown in FIG. 7, various H (chromatic) components appear in the achromatic color, but are classified according to the series of the corresponding colors in the achromatic color.
이러한 성질은 이용하면 무채색을 제외한 불필요한 각 멤버십 간의 비교 계산을 하지 않아도 되는 이점을 얻을 수 있다.Using this property, you can get the advantage of not having to calculate the unnecessary comparison between each membership except achromatic color.
본 발명에 의한 하네스 불량검사기는 윤곽선 검출방식을 이용한 하네스의 불량을 검사하는 검사기로서 기존의 픽셀방식에 의해 검사하던 것보다 데이터의 정확도가 우수하며 상기 기술을 실현하기 위해 설비되는 장비 또한 간단하기 때문에 설비단가도 낮출 수 있는 효과가 기대된다.Harness defect inspection device according to the present invention is a tester for inspecting the defects of the harness using the contour detection method is superior to the conventional pixel method, the data accuracy is excellent and because the equipment installed to realize the technology is also simple We also expect the cost of equipment to be lowered.
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