JP2000321039A - 塗装欠陥検査装置及び方法 - Google Patents

塗装欠陥検査装置及び方法

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JP2000321039A
JP2000321039A JP11134563A JP13456399A JP2000321039A JP 2000321039 A JP2000321039 A JP 2000321039A JP 11134563 A JP11134563 A JP 11134563A JP 13456399 A JP13456399 A JP 13456399A JP 2000321039 A JP2000321039 A JP 2000321039A
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defect
imaging
coating defect
light
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JP11134563A
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English (en)
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Yutaka Suzuki
裕 鈴木
Tokuhito Abe
徳人 阿部
Kiyoshi Yoshida
清 吉田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗装欠陥の大きさを正確に測定できる塗装欠
陥検査装置及び方法を提供する。 【解決手段】 CCDカメラ6の画角に合わせて2台の
距離計20a,20bをセットし、CCDカメラ6とC
CDカメラ6の画角方向にある被検査面上の2点との間
の距離を計測する。そして、計測された距離データに基
づいて、所定の計算式により、被検査面に対する撮影距
離と傾きの変化によるCCDカメラ6の視野、ひいては
撮像された画像の1画素当たりの面積の大きさの変化を
補正し、検出された塗装欠陥の大きさ(面積)を補正す
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、自動車工
場において自動車の車体の塗装面の状態(塗装欠陥)を
光学的に検査するのに用いられる塗装欠陥検査装置及び
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の塗装欠陥検査装置としては、例え
ば、特開平9−184713号公報や特開平10−96
615号公報などに記載されたものがある。
【0003】同公報に記載された装置では、ラインを流
れる自動車の車体の塗装面を固定カメラとストライプ照
明を用いて撮像し、時系列的に撮像された複数のストラ
イプ画像(明暗パターン画像)を処理して、塗装面の欠
陥を検出し、その位置と大きさなどをモニタやプリンタ
に出力するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗装欠陥検査装置にあっては、検査用のカメ
ラが固定式であるため、ラインを流れる車体の被検査面
に対する撮影距離と傾きが逐次変化し、その結果、カメ
ラの視野、ひいては撮像された画像の1画素当たりの面
積の大きさも逐次変化するため、欠陥の大きさの判定に
誤差を生じるおそれがあった。すなわち、撮影距離と傾
きが変化すると、同じ大きさの欠陥を撮影しても、同じ
大きさにはならず、撮影距離が近くなるほど欠陥は大き
く撮影され、撮影距離が遠くなるほど欠陥は小さく撮影
されるため、欠陥の大きさを正確に測定することができ
ず、その判定に誤差を生じるおそれがあった。
【0005】本発明は、従来の塗装欠陥検査装置におけ
る上記課題に着目してなされたものであり、カメラの視
野の変化を考慮に入れて、欠陥の大きさを正確に測定す
ることができる塗装欠陥検査装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段によって達成される。
【0007】(1)本発明に係る塗装欠陥検査装置は、
被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的に検出する塗装
欠陥検査装置において、被検査面上に所定の明暗パター
ンを形成する照明手段と、被検査物との間で相対移動し
ながら、前記照明手段によって被検査面上に形成された
明暗パターンを撮像する撮像手段と、前記撮像手段と該
撮像手段の画角方向にある被検査面上の二以上の点との
間の距離を測定する測距手段と、前記撮像手段によって
時系列的に撮像された複数の明暗パターンの画像データ
を処理して、被検査面の塗装欠陥を検出する処理手段
と、前記測距手段によって測定された距離データに基づ
いて、所定の計算式により、前記処理手段によって検出
された塗装欠陥の大きさを補正する補正手段と、前記処
理手段及び前記補正手段の結果を出力する出力手段とを
有することを特徴とする。
【0008】(2)本発明に係る塗装欠陥検査装置は、
被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的に検出する塗装
欠陥検査装置において、被検査面上に所定の明暗パター
ンを形成する照明手段と、被検査物との間で相対移動し
ながら、前記照明手段によって被検査面上に形成された
明暗パターンを撮像する撮像手段と、被検査物の三次元
CADデータと被検査物に対する前記撮像手段の動的相
対位置情報とに基づいてあらかじめ計算された各撮影時
点ごとの前記撮像手段と該撮像手段の画角方向にある被
検査面上の二以上の点との間の距離のデータを記憶する
記憶手段と、前記撮像手段によって時系列的に撮像され
た複数の明暗パターンの画像データを処理して、被検査
面の塗装欠陥を検出する処理手段と、前記記憶手段に記
憶されている距離データに基づいて、所定の計算式によ
り、前記処理手段によって検出された塗装欠陥の大きさ
を補正する補正手段と、前記処理手段及び前記補正手段
の結果を出力する出力手段とを有することを特徴とす
る。
【0009】(3)本発明に係る塗装欠陥検査方法は、
被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的に検出する塗装
欠陥検査方法において、被検査面上に所定の明暗パター
ンを形成する工程と、被検査物との間で相対移動させな
がら、撮像手段により被検査面上に形成された明暗パタ
ーンを撮像すると共に、前記撮像手段と該撮像手段の画
角方向にある被検査面上の二以上の点との間の距離を測
定する工程と、時系列的に撮像された複数の明暗パター
ンの画像データを処理して、被検査面の塗装欠陥を検出
する工程と、測定された距離データに基づいて、所定の
計算式により、検出された塗装欠陥の大きさを補正する
工程と、補正後の検出された塗装欠陥を出力する工程と
を有することを特徴とする。
【0010】(4)本発明に係る塗装欠陥検査方法は、
被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的に検出する塗装
欠陥検査方法において、被検査面上に所定の明暗パター
ンを形成する工程と、被検査物との間で相対移動させな
がら、撮像手段により被検査面上に形成された明暗パタ
ーンを撮像する工程と、時系列的に撮像された複数の明
暗パターンの画像データを処理して、被検査面の塗装欠
陥を検出する工程と、被検査物の三次元CADデータと
被検査物に対する前記撮像手段の動的相対位置情報とに
基づいてあらかじめ計算された各撮影時点ごとの前記撮
像手段と該撮像手段の画角方向にある被検査面上の二以
上の点との間の距離のデータに基づいて、所定の計算式
により、検出された塗装欠陥の大きさを補正する工程
と、補正後の検出された塗装欠陥を出力する工程とを有
することを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、撮像手段と該撮像手段
の画角方向にある被検査面上の二以上の点との間の距離
のデータに基づいて、所定の計算式により、被検査面に
対する撮影距離と傾きの変化によるカメラの視野、ひい
ては撮像された画像の1画素当たりの面積の大きさの変
化を補正することで、検出された塗装欠陥の大きさを補
正するようにしたので、塗装欠陥の大きさを正確に測定
することができる。したがって、欠陥の修正レベルを検
査装置によって判定できるようになり、人による判定の
ばらつきがなくなるため、塗装品質の向上を図ることが
できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を使って、本発明の実
施の形態を説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施の形態に係る塗装
欠陥検査装置の光学系の構成図であり、同図(A)は、
ストライプ光源の設置例を示し、同図(B)は、CCD
カメラの設置例を示している。また、図2は、ストライ
プ光源とCCDカメラとの位置関係を示す図である。
【0014】被測定物である自動車の車体1は、台車2
の上に載置された状態で、塗装ブースから検査ステージ
にコンベアによって搬送されてくる。検査ステージに
は、搬送されてきた車体1を取り囲むようにトンネル状
の取付スタンド3に複数の照明装置4が並べて設けられ
ており、これら各照明装置4の内側には同じくトンネル
状のストライプシートスタンド5が配置されている。ス
タンド3に取り付ける照明装置4の個数は、車体1の全
外周面1a上にくまなく明暗パターンが映し出されるよ
うな適当な値に設定されている。照明装置4とストライ
プシートスタンド5からストライプ光源(照明手段)が
構成されている。
【0015】各照明装置4には、例えば、直管型の蛍光
ランプが複数本取り付けられている。また、ストライプ
シートスタンド5は、例えば、蛍光ランプの光を散乱拡
散させて面光源と同様の光源を作り出す拡散板と、スト
ライプ(明暗縞)パターンを形成させるストライプシー
トとをスタンドに取り付けて構成されている。ストライ
プシートは、縦方向の黒色のストライプを横方向に所定
の間隔で施したものである(図2参照)。
【0016】各照明装置4からの光は、ストライプシー
トスタンド5によって拡散されて面状のストライプ(明
暗)パターンの光(ストライプ光)となって、車体1の
外周面(塗装面である被検査面)1a上に照射される。
その結果、車体1の外周面1a上にはストライプシート
スタンド5のストライプシートと同様のストライプ状の
明暗パターン(明暗模様)が映し出されることになる。
【0017】車体1の外周面1a上に形成された明暗パ
ターンは、複数(ここでは、N台)のカラーCCDカメ
ラ(撮像手段)(以下単に「CCDカメラ」という)6
によって撮像される。CCDカメラ6もまた車体1を取
り囲むようにトンネル状のカメラスタンド7に取り付け
られている。CCDカメラ6の取付け個数と位置は、車
体1の全外周面1aをくまなく撮像できるよう適当に設
定されている。すなわち、各CCDカメラ6は視野とし
て所定の撮像領域(部位)Aを持っており、隣り合うC
CDカメラ6の撮像領域Aは連続していることになる。
したがって、設置されているすべてのCCDカメラ6に
よって車体1の全外周面1aがくまなく映し出されるこ
とになる。
【0018】各CCDカメラ6(カメラスタンド7)
は、例えば、車体1の移動方向Bのストライプシートス
タンド5の前方に配置されている(図2参照)。
【0019】また、本実施の形態では、各CCDカメラ
6に対して1組(2台)の非接触計測式の距離計(測距
手段)20a,20bが取り付けられている。2台の距
離計20a,20bは、対応するCCDカメラ6の画角
に合わせてセットされており、被検査面1aとCCDカ
メラ6との画角方向の距離を計測する。より詳細には、
対応するCCDカメラ6とこのCCDカメラ6の画角方
向にある被検査面1a上の2点P1 ,P2 との間の距離
L1 ,L2 をそれぞれ計測する(図4、図6参照)。こ
こで、P1 は、CCDカメラ6の一番手前側の横視野の
中央位置、P2は、CCDカメラ6の一番奥側の横視野
の中央位置、L1 は、CCDカメラ6と被検査面1a上
の点P1 との間の計測距離、L2 は、CCDカメラ6と
被検査面1a上の点P2 との間の計測距離である。すな
わち、距離計20aによって手前側の距離L1 が計測さ
れ、距離計20bによって奥側の距離L2 が計測され
る。なお、CCDカメラ6の画角は、レンズとCCD素
子の大きさとであらかじめ幾何学的に決まっている。例
えば、35ミリレンズと1/3インチCCD素子を使用
した場合、CCDカメラの画角は、横7.8度、縦5.9
度となる。
【0020】なお、各CCDカメラ6は、一定の時間間
隔(例えば、1/30秒)ごとに、撮像領域Aのストラ
イプ画像(明暗パターン画像ともいう)のデータを、後
述するカメラコントロールユニットを介して画像処理装
置に送るようになっている。このとき、車体1は一定の
ラインスピードで一定の方向に移動しているので、CC
Dカメラ6によって一定時間ごとに撮像されるストライ
プ画像は、車体1の外周面1a上の撮像部位Aが一定時
間ごとにずれた画像となる。また、各CCDカメラ6に
取り付けられた2台の距離計20a,20bは、対応す
るCCDカメラ6の撮像動作と連動して、同じタイミン
グで被検査面1aとの距離L1 ,L2 をそれぞれ計測
し、結果を画像処理装置に送るようになっている。すな
わち、各撮影時点ごとにそれぞれストライプ画像のデー
タと計測距離L1 ,L2 のデータとが同時に画像処理装
置に取り込まれるようになっている。
【0021】また、照明装置取付け用スタンド3の幅C
は、車体の大きさが異なるいろいろな車種に対応できる
ようにするため、一定の範囲で調整可能である(ストラ
イプシートスタンド5及びカメラスタンド7についても
同様)。
【0022】また、ここでは、車体1を移動させる形態
を示したが、これに限定されるわけではない。例えば、
ストライプ光源(照明装置4(取付スタンド3)及びス
トライプシートスタンド5)とCCDカメラ6(カメラ
スタンド7)を動かして車体1の外周面1a上の撮像部
位Aを時間と共に変化させるようにしてもよい。
【0023】図3は、本装置の信号処理系の全体構成を
示すブロック図である。
【0024】N台のCCDカメラ6はおのおの対応する
カメラコントロールユニット8に接続され、各カメラコ
ントロールユニット8はおのおの対応する画像処理装置
9に接続されている。また、各CCDカメラ6に取り付
けられた2台の距離計20a,20bは、対応するCC
Dカメラ6のカメラコントロールユニット8と画像処理
装置9に接続されている。CCDカメラ6と距離計20
a,20bの動作は、どちらも、対応するカメラコント
ロールユニット8によって制御される。上記のように、
CCDカメラ6によって一定時間ごとに撮像された車体
外周面1a上のストライプ画像(明暗パターン画像)の
データは、ビデオ信号としてカメラコントロールユニッ
ト8を介して画像処理装置9に送られ、また、距離計2
0a,20bによって計測された距離L1 ,L2 のデー
タは、撮像されたストライプ画像のデータと同時に同じ
タイミングで直接画像処理装置9に送られる。画像処理
装置9に取り込まれた同一時点のストライプ画像のデー
タと計測距離L1 ,L2 のデータは、互いに関連付けら
れて一時保存され、処理される。
【0025】各画像処理装置9は、処理手段及び補正手
段として機能するもので、CCDカメラ6によって撮像
された時系列の複数の静止ストライプ画像を処理して、
塗装欠陥の候補点を検出するとともに、距離計20a,
20bによって計測された距離L1 ,L2 のデータに基
づいて、検出された欠陥候補点の大きさを補正する機能
を有している。検出された欠陥候補点の位置と大きさ
(補正後の大きさ)などのデータは、内蔵メモリ(RA
Mなど)に記憶される。
【0026】各画像処理装置9には、ホストコンピュー
タ10が接続されている。ホストコンピュータ10は、
処理手段として機能するもので、各画像処理装置9から
送られてくる欠陥候補点のデータを処理して、被検査面
1aにおける塗装欠陥を最終的に認識(検出)するとと
もに、最終認識された塗装欠陥を集計して、所定の表示
形式に編集する(例えば、検出した欠陥の位置と大きさ
を対応する車種の展開図に表示する)機能を有してい
る。ホストコンピュータ10の処理結果は、出力手段と
してのカラーモニタ11やカラープリンタ12に出力さ
れる。
【0027】また、ホストコンピュータ10には、コン
ベアを駆動するコンベアモータ13の回転数に応じた数
のパルスを出力するパルスジェネレータ14が接続され
ている。パルスジェネレータ14から出力されるパルス
数はラインスピード(車体1の移動速度)に対応してお
り、これにより車体1の移動量を認識することができ
る。
【0028】さらに、ホストコンピュータ10には、車
体1が検査ステージに入ったこと(車体IN)を検知す
るためのリミットスイッチ15と、車体1が検査ステー
ジから出たこと(車体OUT)を検知するためのリミッ
トスイッチ16とが接続されている。ホストコンピュー
タ10は、各リミットスイッチ15,16から車体IN
情報又は車体OUT情報を入力すると、各画像処理装置
9に対して画像処理のON/OFF信号(開始指令又は
終了指令)を出力する。
【0029】なお、ここでは、リミットスイッチ16を
設けて車体1が検査ステージから出たことを検知するよ
うにしているが、これに限られるわけではない。例え
ば、各CCDカメラ6からの画像情報をもとに、車体1
が検査ステージから出たことを検出するようにしてもよ
い。
【0030】以上のように構成された本装置における欠
陥検出処理は、下記のようにして行われる。
【0031】まず、塗装欠陥の検出原理は、次のとおり
である。
【0032】塗装面に明暗パターンを形成すると、欠陥
部で光が乱反射し孤立点となって見える。そこで、これ
をCCDカメラ6で撮像し、高速画像処理して、孤立点
(欠陥候補点)とその動きから欠陥の検出を行う。
【0033】次に、処理の手順について説明すると、C
CDカメラ6から被検査面1aの撮像部位Aの画像を取
り込み、欠陥部分を検出しやすくするため、所定の強調
処理(例えば、面積判定など)を行って、欠陥候補点を
抽出する。これを撮像時刻の異なる複数の明暗パターン
画像のすべてについて行う。この画像処理を一定時間ご
とに行うと実際の欠陥は車体1と共に移動するが誤検出
した点は動かないため、各画像から抽出した欠陥候補点
の追跡を行い、欠陥かどうか判定する。具体的には、抽
出した欠陥候補点の移動量がパルスジェネレータ14の
出力から得られる車体1(撮像部位A)の実際の移動量
と等しい場合に限り、その欠陥候補点が車体1の被検査
面1a上に実際に存在する欠陥であると決定する。この
ように欠陥候補点の動きを追跡処理することによって、
塗装欠陥を高精度に検出することができる。なお、ここ
では、各静止画像に対する上記の強調処理及び欠陥候補
点抽出処理は、画像処理装置9で行われ、また、時系列
の複数の画像に対する上記の最終的な欠陥決定処理は、
ホストコンピュータ10で行われる。
【0034】また、検出された塗装欠陥の大きさの補正
は、次のようにして行われる。なお、ここでは、塗装欠
陥の大きさの補正は、欠陥候補点が抽出された段階で行
われる。
【0035】CCDカメラ6で正方格子を撮影した場
合、CCDカメラ6が被検査面1aに対して傾いている
と、図6に示すように、手前側はCCDカメラ6と被検
査面1a上の点P1 との距離L1 が短いため視野が小さ
く、奥側はCCDカメラ6と被検査面1a上の点P2 と
の距離L2 が長いため視野が広くなる。その結果、手前
側では、画像の1画素当たりの面積が奥側よりも小さく
なる。また、CCDカメラ6で撮像された画像は、図7
に示すように、画像処理において、横画素数×縦画素数
の細かいピクセル(画素)ごとのデータとして扱われ
る。このとき、欠陥の大きさ(面積)は、欠陥画像に含
まれる画素数と1画素当たりの面積とを掛け算して求め
られるため、同じ大きさの欠陥であっても、手前側の欠
陥はより大きく撮影され、奥側の欠陥はより小さく撮影
されることになる。したがって、欠陥の大きさを正確に
測定するためには、CCDカメラ6の視野の変化を考慮
して、検出された欠陥面積を補正する必要がある。
【0036】図4と図5は、本実施の形態に係る、距離
計を2個使用した場合の面積変換(補正)の原理を説明
するための図面である。
【0037】CCDカメラ6に取り付けられた2台の距
離計20a,20bによって被検査面1aとCCDカメ
ラ6との画角方向の距離(手前側:L1 、奥側:L2 )
が計測される。ここでは、横視野をX、縦視野をYでそ
れぞれ表す。
【0038】まず、計測距離L1 から、下記の式によ
り、手前側の視野(X1 ,Y1 )を求める。
【0039】Y1 =L1 ×sin(縦画角/2)×2 X1 =L1 ×sin(横画角/2)×2 なお、計測距離L1 が規定値以外であれば(例えば、視
野が窓などにかかる場合)、当該計算は行わず、欠陥
(欠陥候補点)の面積は、後述するS2 のみで計算す
る。
【0040】また、計測距離L2 から、下記の式によ
り、奥側の視野(X2 ,Y2 )を求める。
【0041】Y2 =L2 ×sin(縦画角/2)×2 X2 =L2 ×sin(横画角/2)×2 なお、計測距離L2 が規定値以外であれば(例えば、視
野が窓などにかかる場合)、当該計算は行わず、欠陥
(欠陥候補点)の面積は、後述するS1 のみで計算す
る。
【0042】次に、上記で求めた各視野の値X1 ,Y1 ,
X2 ,Y2 により、下記の式を用いて、 S1 =(X1 /横画素数)×(Y1 /縦画素数) S2 =(X2 /横画素数)×(Y2 /縦画素数) 手前側と奥側の1画素当たりの大きさ(面積)S1 ,S2
をそれぞれ求める。
【0043】そして、欠陥(欠陥候補点)が存在する重
心座標(画素位置)(x,y)(図7参照)と、欠陥
(欠陥候補点)に含まれる画素数の検出値Qと、上記1
画素当たりの面積S1 ,S2 とから、下記の比例計算に
より、 欠陥真面積=Q×{(S1 ×(縦画素数−y)/縦画素
数+S2 ×(y/縦画素数)} 欠陥(欠陥候補点)の大きさを画素数から面積に変換し
て、補正された真の面積を得る。
【0044】なお、上記の計算式において、Y1 とY2
を求める式は、CCDカメラ6に対して撮像部位(被検
査面1a)が横視野方向に直角時の視野になる場合を前
提としており、傾きがある実際の視野とは異なるため、
近似式となる。したがって、その傾きによる補正を加え
れば、もっと正確に欠陥(欠陥候補点)の大きさ(面
積)を求めることができる。
【0045】また、ここでは、各CCDカメラ6に対し
て2台の距離計20a,20bを使用しているが、使用
する距離計の個数はこれに限定されない。距離計の個数
を増やして同様な処理を行うことで、きめ細かな距離計
測や被検査面の形状予測が可能となり、被検査面が複雑
な形状になっても、各部位での1画素当たりの面積を正
確に求めることができる。例えば、図6において、4台
の距離計を使用して視野の4隅の点とCCDカメラとの
距離を計測することで、より一層正確に欠陥の大きさ
(面積)を求めることができる。
【0046】また、ここでは、距離計20を用いて各撮
影時点ごとにCCDカメラ6と被検査面1aとの距離を
計測するようにしているが、これに限定されるわけでは
ない。例えば、車体1の三次元CADデータと、各撮影
時点におけるCCDカメラ6と被検査面1aとの相対位
置情報とに基づいて、あらかじめ、各撮影時点における
CCDカメラ6と被検査面1aとの距離を求めておくこ
とで、距離計20を使用する場合と同様の効果を得るこ
とができる。この場合、あらかじめ求めた距離データ
は、対応する画像処理装置9の内蔵メモリ(ROMな
ど)(記憶手段)に記憶しておく。
【0047】更には、車体1の三次元CADデータと、
各撮影時点におけるCCDカメラ6と被検査面1aとの
相対位置情報とに基づいて、各撮影時点ごとにリアルタ
イムでCCDカメラ6と被検査面1aとの距離を計算す
るようにしてもよい。
【0048】図8と図9は、上記した欠陥検出処理の具
体的な手順を示すフローチャートである。
【0049】まず、ステップS11では、各画像処理装
置9で、対応するCCDカメラ6から、撮影時刻の早い
方から順に、ある時刻TN (Nは、後述する比較枚数の
設定値)における被検査面1aの撮像部位Aのストライ
プ画像データを取り込み、このストライプ画像データを
内蔵メモリにカラー画像データとして記憶する。なお、
最初の撮影時刻においては、CCDカメラ6の撮像部位
Aの位置を示すパルスジェネレータ14からのパルス数
のカウント値を0にリセットしておく。このリセット処
理は、画像処理装置9と同期して動作するホストコンピ
ュータ10によって行われる。
【0050】そして、ステップS12では、各画像処理
装置9で、対応する2台の距離計20a,20bから、
同じ時刻TN における被検査面1aとCCDカメラ6と
の画角方向の計測距離(手前側:L1 、奥側:L2 )の
データを取り込み、この計測距離データを内蔵メモリに
記憶する。
【0051】なお、前述したように、距離計20a,2
0bで実際に距離計測を行うのではなく、あらかじめC
ADデータなどにより被検査面1aとCCDカメラ6と
の距離を計算して内蔵メモリに記憶しておき、当該ステ
ップS12でその距離データを読み出すようにしてもよ
い。あるいは、CADデータなどにより、リアルタイム
で被検査面1aとCCDカメラ6との距離を計算するよ
うにしてもよい。
【0052】そして、ステップS13では、各画像処理
装置9で、ステップS12で取り込んだ計測距離L1 ,
L2 に基づいて、上記した所定の計算式により、対応す
るCCDカメラ6の視野X1 ,Y1 ,X2 ,Y2 を計算
し、更には手前側と奥側の1画素当たりの大きさ(面
積)S1 ,S2 を計算する。
【0053】そして、ステップS14では、各画像処理
装置9で、ステップS11で取り込んだストライプ画
像、すなわち、原画像に対して、欠陥部(原画像に含ま
れている欠陥と思われる部分で、ここでは、欠陥候補点
とされる前段階の状態を意味する)を抽出しやすくする
ための所定の強調処理を行う。この強調処理によって、
原画像に含まれている欠陥と思われる部分(欠陥部)の
みが取り出されることになる。このような強調処理によ
る欠陥部の抽出は、周知の手法、例えば、面積判定、ス
ムージングなどによって行われる。そして、抽出した欠
陥部の位置、面積(大きさ)、色(欠陥と背景のRGB
値)、xy大きさ(横幅と縦長さ)を求める。
【0054】そして更には、特に、上記の欠陥抽出デー
タのうちの欠陥部の面積(大きさ)について、ステップ
S13のカメラ視野計算結果に基づいて、その面積(大
きさ)の補正を行う。具体的には、前述したように、欠
陥部が存在する重心座標(x,y)と、欠陥部に含まれ
る画素数の検出値Qと、ステップS13で求めた1画素
当たりの面積S1 ,S2 とから、上記した所定の計算式
(比例計算式)により、補正された真の面積を得る。
【0055】したがって、ステップS14の処理結果と
して、欠陥部が抽出され、そしてその欠陥部の位置、面
積(視野で大きさ補正された真面積)、色(欠陥と背景
のRGB値)、xy大きさ(横幅と縦長さ)のデータ
(欠陥抽出データ)が取得される。これらのデータは、
各画像処理装置9の内蔵メモリに記憶される。
【0056】そして、ステップS15では、比較対象と
なる取込み済み原画像の枚数を数えるカウンタの値iを
1に設定する。
【0057】そして、ステップS16では、ステップS
14の処理を既に受けているi枚手前の時刻TN-i の原
画像から抽出された欠陥部と、今回新たにステップS1
4の処理を受けた時刻TN の原画像から抽出された欠陥
部との比較を行う。なお、まだ1枚の原画像しか取り込
まれていない一番最初の段階では、この比較処理は実際
には行うことができないが、2枚以上の原画像を取り込
んだ段階では、直前に撮像された原画像との比較が行わ
れることになる。
【0058】そして、ステップS17では、ホストコン
ピュータ10で、パルスジェネレータ14から出力され
るパルスをカウントし、このカウントされたパルス数に
基づいて撮像部位Aの現在位置を算出し、比較対象であ
る時刻TN-i の位置と比較して、時刻TN に撮像された
原画像と時刻TN-i に撮像された原画像との間における
撮像部位Aの移動量Dを算出する。
【0059】そして、ステップS18では、ホストコン
ピュータ10で、S14において原画像から抽出された
欠陥部の一つについて、時刻TN-i の原画像から抽出さ
れた欠陥部の位置と比較して、当該欠陥部の移動量dを
算出する。
【0060】そして、ステップS19では、ステップS
17で算出された撮像部位Aの移動量DとステップS1
8で算出された欠陥部の移動量dとを比較して、撮像部
位Aの移動量Dと欠陥部の移動量dとがほぼ等しいかど
うか判断する。欠陥部の移動量dが撮像部位Aの移動量
Dとほぼ等しい場合(S19:YES)には、ステップ
S20に進み、欠陥部の移動量dが撮像部位Aの移動量
Dとほぼ等しいとはいえない場合(S19:NO)に
は、直ちにステップS21に進む。
【0061】そして、ステップS20では、撮像部位A
の移動量Dとほぼ等しい移動量dを呈するステップS1
4で抽出された欠陥部を、可能性としてより確かな次の
段階を意味する欠陥候補点として登録する。この登録が
行われると、ステップS14で取得された欠陥抽出デー
タを読み出して、これらも登録する。したがって、各時
刻の欠陥候補点記録データもまた、その欠陥候補点の位
置、面積(視野で大きさ補正された真面積)、色(欠陥
と背景のRGB値)、xy大きさ(横幅と縦長さ)のデ
ータからなる。
【0062】そして、ステップS21では、ステップS
18〜ステップS20で処理の対象となった欠陥部が、
ステップS14で抽出された欠陥部の中の最後のものか
どうか、換言すれば、抽出された欠陥部の中に、ステッ
プS18〜ステップS20で処理の対象となっていない
ものが他にないかどうか判断する。最後の欠陥部であれ
ば(S21:YES)、ステップS22に進み、最後の
欠陥部でなければ(S21:NO)、ステップS18に
戻り、ステップS14において原画像から抽出された欠
陥部の他の一つについて移動量dを算出する。すなわ
ち、ステップS18〜ステップS20の処理は、S14
において原画像から抽出された欠陥部のすべてに対して
行われる。
【0063】そして、ステップS22では、カウンタの
値iがNかどうか判断する。カウンタ値iがNであれば
(S22:YES)、ステップS24に進み、カウンタ
値iがNでなければ(S22:NO)、ステップS23
に進む。そして、ステップS23では、カウンタ値iを
1だけインクリメントして、ステップS16に戻る。し
たがって、ステップS16〜ステップS21の処理は、
新規に取り込んだ時刻TN の原画像に対して、N枚前ま
でのすべての原画像を比較の対象として行われる。例え
ば、N=5と設定されていた場合には、時刻TN におい
て撮像された原画像から抽出されたすべての欠陥部につ
いて、時刻TN-1 ,TN-2 ,TN-3 ,T N-4 ,TN-5
おいてそれぞれ撮像された原画像から抽出された欠陥部
との照合が行われ、おのおのの欠陥部について、欠陥候
補点とされた欠陥部の移動量dが各時刻における撮像部
位Aの移動量Dとほぼ等しいか否かが判断される。
【0064】そして、ステップS24では、ステップS
20で登録された欠陥候補点のすべてに対して、各欠陥
候補点が登録された回数をカウントする。
【0065】そして、ステップS25では、すべての欠
陥候補点に対して、ステップS24でカウントされた回
数があらかじめ設定されたカウント数M(ただし、N≧
M)以上であるかどうか判断する。そして、カウント数
が設定値M以上のものがあれば(S25:YES)、ス
テップS26で、そのカウント数が設定値M以上の欠陥
候補点を、最終的に、被検査面1aに存在する欠陥であ
ると決定し、ステップS27に進むが、設定値M以上の
ものがなければ、すなわち、すべて設定値M未満であれ
ば(S25:NO)、ステップS11に戻り、次の原画
像を取り込んで、同様の一連の処理を行う。
【0066】そして、ステップS27では、終了指令が
出されているかどうか判断する。終了指令が有れば(S
27:YES)、以上の一連の処理を終了し、終了指令
が無ければ(S27:NO)、ステップS11に戻り、
次の原画像を取り込んで、以上の一連の処理を行う。す
なわち、以上の一連の処理は、終了指令が発せられるま
で継続される。
【0067】そして、欠陥の識別は、ステップS26で
決定された欠陥に対応する各時刻の欠陥候補点記録デー
タをもとに、当該欠陥の色、大きさ(面積)、大きさ変
化度合い、縦横比を求め、これらの情報により欠陥の種
類を類推することで、行われる。
【0068】したがって、本実施の形態によれば、CC
Dカメラ6と該CCDカメラ6の画角方向にある被検査
面1a上の2点P1 ,P2 との間の距離L1 ,L2 の計
測データに基づいて、所定の計算式により、被検査面1
aに対する撮影距離と傾きの変化によるCCDカメラ6
の視野、ひいては撮像された画像の1画素当たりの面積
の大きさの変化を補正することで、検出された塗装欠陥
の大きさを補正するようにしたので、塗装欠陥の大きさ
を正確に測定することができる。そのため、欠陥の修正
レベルを検査装置によって判定できるようになり、人に
よる判定のばらつきがなくなるため、塗装品質の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る塗装欠陥検査装
置の光学系の構成図である。
【図2】 ストライプ光源とCCDカメラとの位置関係
を示す図である。
【図3】 図1の装置の信号処理系の全体構成を示すブ
ロック図である。
【図4】 本実施の形態に係る、距離計を2個使用した
場合の面積変換(補正)の原理を説明するための図面で
ある。
【図5】 図4と同様の説明図である。
【図6】 正方格子を撮影した場合の視野を示す説明図
である。
【図7】 画像処理用データの説明図である。
【図8】 図3の信号処理系における欠陥検出処理の具
体的な手順を示すフローチャートである。
【図9】 図8に続くフローチャートである。
【符号の説明】
1…車体(被検査物)、 4…照明装置(照明手段)、 5…ストライプシートスタンド(照明手段)、 6…カラーCCDカメラ(撮像手段)、 9…画像処理装置(処理手段、補正手段)、 10…ホストコンピュータ(処理手段)、 11…モニタ(出力手段)、 12…プリンタ(出力手段)、 20a,20b…距離計(測距手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 清 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA02 AA22 AA58 AA61 BB05 BB24 CC11 DD03 EE11 FF04 GG03 GG15 GG17 HH02 JJ03 JJ16 JJ26 MM03 PP22 QQ23 QQ31 SS02 SS06 SS13 2G051 AA89 AB12 BA20 CA03 CA04 DA01 DA06 EA14 EA16 ED07 FA10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的
    に検出する塗装欠陥検査装置において、 被検査面上に所定の明暗パターンを形成する照明手段
    と、 被検査物との間で相対移動しながら、前記照明手段によ
    って被検査面上に形成された明暗パターンを撮像する撮
    像手段と、 前記撮像手段と該撮像手段の画角方向にある被検査面上
    の二以上の点との間の距離を測定する測距手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された複数の明暗
    パターンの画像データを処理して、被検査面の塗装欠陥
    を検出する処理手段と、 前記測距手段によって測定された距離データに基づい
    て、所定の計算式により 、前記処理手段によって検出された塗装欠陥の大きさを
    補正する補正手段と、 前記処理手段及び前記補正手段の結果を出力する出力手
    段と、 を有することを特徴とする塗装欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的
    に検出する塗装欠陥検査装置において、 被検査面上に所定の明暗パターンを形成する照明手段
    と、 被検査物との間で相対移動しながら、前記照明手段によ
    って被検査面上に形成された明暗パターンを撮像する撮
    像手段と、 被検査物の三次元CADデータと被検査物に対する前記
    撮像手段の動的相対位置情報とに基づいてあらかじめ計
    算された各撮影時点ごとの前記撮像手段と該撮像手段の
    画角方向にある被検査面上の二以上の点との間の距離の
    データを記憶する記憶手段と、 前記撮像手段によって時系列的に撮像された複数の明暗
    パターンの画像データを処理して、被検査面の塗装欠陥
    を検出する処理手段と、 前記記憶手段に記憶されている距離データに基づいて、
    所定の計算式により、前記処理手段によって検出された
    塗装欠陥の大きさを補正する補正手段と、 前記処理手段及び前記補正手段の結果を出力する出力手
    段と、 を有することを特徴とする塗装欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】 被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的
    に検出する塗装欠陥検査方法において、 被検査面上に所定の明暗パターンを形成する工程と、 被検査物との間で相対移動させながら、撮像手段により
    被検査面上に形成された明暗パターンを撮像すると共
    に、前記撮像手段と該撮像手段の画角方向にある被検査
    面上の二以上の点との間の距離を測定する工程と、 時系列的に撮像された複数の明暗パターンの画像データ
    を処理して、被検査面の塗装欠陥を検出する工程と、 測定された距離データに基づいて、所定の計算式によ
    り、検出された塗装欠陥の大きさを補正する工程と、 補正後の検出された塗装欠陥を出力する工程と、 を有することを特徴とする塗装欠陥検査方法。
  4. 【請求項4】 被検査物の被検査面の塗装欠陥を光学的
    に検出する塗装欠陥検査方法において、 被検査面上に所定の明暗パターンを形成する工程と、 被検査物との間で相対移動させながら、撮像手段により
    被検査面上に形成された明暗パターンを撮像する工程
    と、 時系列的に撮像された複数の明暗パターンの画像データ
    を処理して、被検査面の塗装欠陥を検出する工程と、 被検査物の三次元CADデータと被検査物に対する前記
    撮像手段の動的相対位置情報とに基づいてあらかじめ計
    算された各撮影時点ごとの前記撮像手段と該撮像手段の
    画角方向にある被検査面上の二以上の点との間の距離の
    データに基づいて、所定の計算式により、検出された塗
    装欠陥の大きさを補正する工程と、 補正後の検出された塗装欠陥を出力する工程と、 を有することを特徴とする塗装欠陥検査方法。
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