JP2024091465A - Method, device and program for inspecting disc-type scale plates - Google Patents

Abstract

【課題】円盤型目盛板を正確にかつ効率よく検査する検査方法を提供する。【解決手段】円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、円盤型目盛板の中心を基準として円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、を備える。欠陥検出工程は、極座標の角度表示軸上に処理領域を設定する処理領域設定工程と、処理領域ごとに重心を算出する重心算出工程と、重心算出工程で求められた重心のピッチを算出する重心ピッチ算出工程と、を備える。【選択図】図11[Problem] To provide an inspection method for inspecting a disc-shaped scale plate accurately and efficiently. [Solution] The method includes an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale plate as disc-shaped scale plate image data, and a polar coordinate conversion step of generating polar coordinate scale image data by polar coordinate conversion of the disc-shaped scale plate image data with the center of the disc-shaped scale plate as a reference. The defect detection step includes a processing area setting step of setting a processing area on an angle display axis of the polar coordinates, a centroid calculation step of calculating a centroid for each processing area, and a centroid pitch calculation step of calculating the pitch of the centroids determined in the centroid calculation step. [Selected Figure] Figure 11

Description

本発明は、円盤型目盛板の検査方法、検査装置および検査プログラムに関する。 The present invention relates to a method, device, and program for inspecting a disc-shaped scale.

円形の目盛板と回転する指針とにより測定値をアナログ表示する測定器として例えばダイヤルゲージがある。ダイヤルゲージなどの精密測定器は、測定精度の保証や精密校正のために、製品出荷前、あるいは定期的に、測定器メーカや検査機関によって検査が行われる。 An example of a measuring instrument that displays a measurement value in analog form using a circular scale and a rotating pointer is a dial gauge. Precision measuring instruments such as dial gauges are inspected by measuring instrument manufacturers or inspection agencies before shipment or periodically to ensure measurement accuracy and perform precise calibration.

特開2017-067628Patent Publication No. 2017-067628 特公昭57-61165Patent Publication No. 57-61165 特許2846217Patent 2846217 特許4020377Patent 4020377

ダイヤルゲージの検査というのは、ゲージ検査器(マスター測定器)によって検査対象のダイヤルゲージのスピンドルを所定量変位させ、そのときの検査対象のダイヤルゲージとマスター測定器とで指示値を対比し、指示誤差を計測するというものである。しかしながら、この検査方法でダイヤルゲージに指示誤差不良が見つかったとしても、その原因が内部機構に起因するのか表示部(目盛板や目盛り線)に起因するのか切り分けることができなかった。 Inspection of dial gauges involves displacing the spindle of the dial gauge being inspected a specified amount using a gauge inspection device (master measuring device), then comparing the indications of the dial gauge being inspected and the master measuring device to measure the indication error. However, even if an indication error defect was found in the dial gauge using this inspection method, it was not possible to determine whether the cause was due to the internal mechanism or the display (the scale plate or scale lines).

本発明の目的は、円盤型の目盛板を正確かつ効率よく検査する円盤型目盛板の検査方法、検査装置および検査プログラムを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a method, device, and program for inspecting a disc-shaped scale plate that can inspect a disc-shaped scale plate accurately and efficiently.

本発明の円盤型目盛板の検査方法は、
円盤型目盛板の欠陥を検査する方法であって、
前記円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を備える
ことを特徴とする。 The method for inspecting a disc-type scale plate of the present invention comprises the steps of:
1. A method for inspecting a disc-type scale for defects, comprising the steps of:
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
and a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale based on the polar coordinate scale image data.

本発明では、
前記極座標変換工程は、角度パラメータを直線の角度表示軸に表すようにして前記極座標目盛画像データ中の目盛り線が平行に整列するようにし、
前記円盤型目盛板において前記目盛り線が設けられている範囲の中心角の大きさをA°とし、
前記円盤型目盛板の目盛り線の本数をNとし、
kをN/3以下の正の整数とするとき、
前記欠陥検出工程は、
前記角度表示軸上で(A°/N)×kに相当する幅をもつ処理領域を設定する処理領域設定工程と、
前記処理領域ごとに重心を算出する重心算出工程と、
前記重心算出工程で求められた重心のピッチを算出する重心ピッチ算出工程と、を備える
ことが好ましい。 In the present invention,
The polar coordinate conversion step represents the angle parameters on a linear angle display axis so that the scale lines in the polar coordinate scale image data are aligned in parallel;
The size of the central angle of the range in which the graduations are provided on the disc-shaped scale plate is A°,
The number of graduation lines on the disc-shaped scale plate is N,
Let k be a positive integer less than or equal to N/3.
The defect detection step includes:
a processing region setting step of setting a processing region having a width equivalent to (A°/N)×k on the angle display axis;
a centroid calculation step of calculating a centroid for each of the processing regions;
It is preferable that the method further comprises a center-of-gravity pitch calculation step of calculating a pitch of the center of gravity determined in the center-of-gravity calculation step.

本発明では、
第一段階の検査では、kを1よりも大きな数とし、
第二段階の詳細検査として、kを1に設定する
ことが好ましい。 In the present invention,
In the first stage of testing, k is a number greater than 1,
For the second stage detailed inspection, it is preferable to set k to 1.

本発明では、
前記重心算出工程の前に、
前記処理領域のエッジと目盛り線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっているかを判定するエッジ判定工程と、
前記エッジ判定工程においてエッジと目盛線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっている場合に、一目盛分の半分、すなわち、(A°/2N)に相当する分だけ前記処理領域を前記角度表示軸に沿ってずらす処理領域調整工程と、を行う
ことが好ましい。 In the present invention,
Before the center of gravity calculation step,
an edge determination step of determining whether the edge of the processing area and the scale line are close to each other or overlap with each other within a predetermined threshold;
It is preferable to perform a processing area adjustment step of shifting the processing area along the angle display axis by half of one graduation, i.e., an amount equivalent to (A°/2N), if the edge and the scale line are close to each other or overlap within a predetermined threshold in the edge determination step.

本発明では、
前記画像データ取得工程は、
指針位置の異なる円盤型目盛板の画像データを複数枚取得し、
前記複数枚の画像データから指針を実質的に除外した円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。
本発明では、
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データを平均化することによって前記円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。
本発明では、
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データの対応する画素ごとに輝度値の中央値あるいは中央値近傍の数点の平均値をその画素の輝度値とすることによって前記円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。 In the present invention,
The image data acquisition step includes:
Multiple image data of a disc-shaped scale plate with different pointer positions are acquired,
It is preferable to obtain disk-type scale image data from the plurality of image data, the disk-type scale image data substantially excluding the pointer.
In the present invention,
It is preferable that the image data acquisition step acquires the disc-shaped scale image data by averaging the plurality of pieces of image data.
In the present invention,
The image data acquisition step acquires the disc-shaped scale image data by determining the median value of the luminance values or the average value of several points near the median value for each corresponding pixel of the plurality of image data.
It is preferred.

本発明の円盤型目盛板の検査装置は、
円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得部と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換部と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出部と、を備える
ことを特徴とする。 The inspection device for a disc-type scale plate of the present invention comprises:
an image data acquisition unit that acquires image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion unit that converts the disk-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disk-shaped scale;
and a defect detection unit that detects defects in the disc-shaped scale based on the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data.

本発明の円盤型目盛板の検査プログラムは、
コンピュータに、
円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を実行させる
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査プログラム。 The inspection program for the disc-type scale plate of the present invention comprises:
On the computer,
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale based on the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data.

また、本発明の円盤型目盛板の検査方法は、
円盤型目盛板の欠陥を検査する方法であって、
前記円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチを予め用意された参照値と対比することにより当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を備える
ことを特徴とする。 The method for inspecting a disc-type scale plate of the present invention comprises the steps of:
1. A method for inspecting a disc-type scale for defects, comprising the steps of:
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
and a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale by comparing the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data with a reference value prepared in advance.

本発明では、
前記極座標変換工程は、角度パラメータを直線の角度直線表示軸に表すようにして前記極座標目盛画像データ中の目盛り線が平行に整列するようにし、
前記円盤型目盛板において前記目盛り線が設けられている範囲の中心角の大きさをA°とし、
前記円盤型目盛板の目盛り線の本数をNとするとき、
前記欠陥検出工程は、
前記角度直線表示軸上で(A°/N)に相当する第一幅をもつ第一処理領域を設定する第一処理領域設定工程と、
前記第一処理領域ごとに重心を算出する第一重心算出工程と、を備える
ことが好ましい。 In the present invention,
The polar coordinate conversion step is to represent the angle parameters on a linear angle linear display axis so that the scale lines in the polar coordinate scale image data are aligned in parallel;
The size of the central angle of the range in which the graduations are provided on the disc-shaped scale plate is A°,
Let the number of graduation lines on the disc-shaped scale be N.
The defect detection step includes:
a first processing area setting step of setting a first processing area having a first width corresponding to (A°/N) on the angle linear display axis;
It is preferable that the method further comprises a first center of gravity calculation step of calculating a center of gravity for each of the first processing areas.

本発明では、
前記第一重心算出工程の前に、
前記第一処理領域のエッジと目盛り線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっているかを判定するエッジ判定工程と、
前記エッジ判定工程においてエッジと目盛り線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっている場合に、一目盛分の半分、すなわち、(A°/2N)に相当する分だけ前記第一処理領域を前記角度直線表示軸に沿ってずらす処理領域調整工程と、を行う
ことが好ましい。 In the present invention,
Before the first center of gravity calculation step,
an edge determination step of determining whether an edge of the first processing area and a scale line are close to each other or overlap with each other within a predetermined threshold;
It is preferable to perform a processing area adjustment step of shifting the first processing area along the angle linear display axis by half of one graduation, i.e., an amount equivalent to (A°/2N), when the edge and the scale line are close to each other or overlap within a predetermined threshold in the edge determination step.

本発明では、
前記第一重心算出工程によって求められた重心ごとに、前記第一処理領域よりも狭い第二幅をもつ第二処理領域を設定する第二処理領域設定工程と、
前記第二処理領域ごとに重心を算出する第二重心算出工程と、を備える
ことが好ましい。 In the present invention,
a second processing area setting step of setting a second processing area having a second width narrower than the first processing area for each center of gravity obtained by the first center of gravity calculation step;
It is preferable that the method further comprises a second centroid calculation step of calculating a centroid for each of the second processing regions.

本発明では、
前記画像データ取得工程は、
指針位置の異なる円盤型目盛板の画像データを複数枚取得し、
前記複数枚の画像データから指針を実質的に除外した円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。
本発明では、
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データを平均化することによって前記円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。
本発明では、
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データの対応する画素ごとに輝度値の中央値あるいは中央値近傍の数点の平均値をその画素の輝度値とすることによって前記円盤型目盛板画像データを取得する
ことが好ましい。 In the present invention ,
The image data acquisition step includes:
Multiple image data of a disc-shaped scale plate with different pointer positions are acquired,
It is preferable to obtain disk-type scale image data from the plurality of image data, the disk-type scale image data substantially excluding the pointer.
In the present invention,
It is preferable that the image data acquisition step acquires the disc-shaped scale image data by averaging the plurality of pieces of image data.
In the present invention,
The image data acquisition step acquires the disc-shaped scale image data by determining the median value of the luminance values or the average value of several points near the median value for each corresponding pixel of the plurality of image data.
It is preferred.

本発明の円盤型目盛板の欠陥検査装置は、
円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得部と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換部と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチを予め用意された参照値と対比することにより当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出部と、を備える
ことを特徴とする。 The defect inspection device for a disc-type scale plate of the present invention comprises:
an image data acquisition unit that acquires image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion unit that converts the disk-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disk-shaped scale;
and a defect detection unit that detects defects in the disc-shaped scale by comparing the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data with a reference value that is prepared in advance.

本発明の円盤型目盛板の検査プログラムは、
コンピュータに、
円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチを予め用意された参照値と対比することにより当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を実行させる
ことを特徴とする。 The inspection program for the disc-type scale plate of the present invention comprises:
On the computer,
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
and a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale by comparing the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data with a reference value prepared in advance.

第一実施形態に係る測定器検査装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a measuring device inspection device according to a first embodiment. 演算処理装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a processor; 第一実施形態に係る円盤型目盛板の欠陥検査方法の動作を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining the operation of the method for inspecting defects on a disc-type scale according to the first embodiment. 欠陥検出工程の動作を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining an operation of a defect detection process. 円盤型目盛板の画像データを例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of image data of a disc-shaped scale plate. 極座標目盛画像データを例示した図である。11 is a diagram illustrating an example of polar coordinate scale image data. FIG. 円盤型目盛板の中心を求める手順を例示する図である。10A to 10C are diagrams illustrating a procedure for determining the center of a disc-shaped scale plate. 極座標目盛画像データの角度表示軸に沿って第一処理領域を配置(マッピング)した状態を例示した図である。11 is a diagram illustrating an example of a state in which a first processing region is arranged (mapped) along an angle display axis of polar coordinate scale image data. FIG. 目盛り線を検出する様子を例示する図である。11A and 11B are diagrams illustrating an example of how scale lines are detected; 処理領域の配置(マッピング)を調整した後の状態を例示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a state after adjusting the arrangement (mapping) of processing regions. 目盛り線(あるいは目盛板の表面)にキズ等がある場合を例示した図である。1 is a diagram illustrating an example in which there is a scratch or the like on the scale lines (or the surface of the scale plate). 第二実施形態に係る測定器検査装置の演算処理装置の機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram of a processing unit of a measuring device inspection apparatus according to a second embodiment. 第二実施形態における欠陥検出工程(ST300)の動作を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining an operation of a defect detection step (ST300) in the second embodiment. 第二実施形態における欠陥検出工程(ST300)の動作を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining an operation of a defect detection step (ST300) in the second embodiment. 第一処理領域を角度直線表示軸上に配置(マッピング)した状態を例示した図である。11 is a diagram illustrating an example of a state in which a first processing region is arranged (mapped) on an angle linear display axis. FIG. 第二処理領域を角度直線表示軸上に配置(マッピング)した状態を例示した図である。13 is a diagram illustrating an example of a state in which a second processing region is arranged (mapped) on an angle linear display axis. FIG. 測定器のアナログ表示部として1回転未満のものを例示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an analog display unit of a measuring device that rotates less than one revolution.

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の測定器検査装置に係る第1実施形態について説明する。
測定器検査装置は、例えば、円盤型目盛板と回転指針とで測定値をアナログ表示する測定器、例えば、(アナログ表示式)ダイヤルゲージ10を検査する。(ダイヤルゲージは、インジケータやテストインジケータと呼ばれることもある。) DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be illustrated and described with reference to the reference numerals given to the various elements in the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of a measuring device inspection device of the present invention will be described.
The measuring instrument inspection device inspects, for example, measuring instruments that display measured values in analog form using a disk-shaped scale and a rotating pointer, such as (analog display) dial gauges 10. (Dial gauges are also called indicators or test indicators.)

ダイヤルゲージなどの精密測定器は、測定精度の保証や精密校正のために、定期的に測定器メーカや検査機関によって検査される。本実施形態の測定器検査装置は、主として、円盤型目盛板の欠陥、例えば、目盛板の歪み、目盛り線のかすれ、キズ、汚れ、などを検査する。 Precision measuring instruments such as dial gauges are periodically inspected by measuring instrument manufacturers or inspection agencies to ensure measurement accuracy and perform precise calibration. The measuring instrument inspection device of this embodiment mainly inspects for defects in disc-shaped scale plates, such as distortion of the scale plate, fading of scale lines, scratches, dirt, etc.

図1は、測定器検査装置のシステム構成図である。
測定器検査装置100は、撮像手段(イメージセンサ)としてのカメラ110と、演算処理装置200と、を備える。
カメラ110は、検査対象である測定器10の目盛板40を正面から撮像するように設置されている。影による輝度ムラが生じたりしないようにリング照明120を設置するとよい。 FIG. 1 is a system configuration diagram of a measuring instrument inspection device.
The measuring instrument inspection apparatus 100 includes a camera 110 as an imaging means (image sensor) and an arithmetic processing device 200.
The camera 110 is installed so as to capture an image of the scale plate 40 of the measuring device 10, which is the object of inspection, from the front. It is advisable to install the ring light 120 so as to prevent uneven brightness caused by shadows.

演算処理装置200は、典型的には小型コンピュータであって、コンピュータ本体に入出力機器としてキーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、プリンタ、スピーカが内蔵または外付けされている。その他、演算処理装置200は、タブレット端末やスマートフォン(携帯型高機能電話機)であってもよい。 The arithmetic processing device 200 is typically a small computer, and has a keyboard, mouse, microphone, display, printer, and speaker built into or attached externally to the computer body as input/output devices. Alternatively, the arithmetic processing device 200 may be a tablet terminal or a smartphone (mobile high-function phone).

図2は、演算処理装置200の機能ブロック図である。
演算処理装置200は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ(ROM、RAM)等を備えて構成され、CPU(中央処理装置)で検査プログラムを実行することにより各機能部の機能を実現する。検査プログラムの配布方法としては、不揮発性記録媒体(CD-ROM、メモリカード等)に記録して配布してもよいし、インターネット回線等を介してダウンロードさせるようにしてもよい。 FIG. 2 is a functional block diagram of the arithmetic processing device 200.
The arithmetic processing device 200 is configured with a CPU (Central Processing Unit), memories (ROM, RAM), etc., and realizes the functions of each functional unit by executing an inspection program with the CPU (Central Processing Unit). The inspection program may be distributed by recording it on a non-volatile recording medium (CD-ROM, memory card, etc.), or by downloading it via the Internet line, etc.

演算処理装置200は、画像データ取得部210と、座標変換部220と、欠陥検出部300と、を備える。
欠陥検出部300は、処理領域設定部310と、エッジ判定部320と、処理領域調整部330と、重心算出部340と、重心ピッチ算出部350と、合否判定部360と、を備える。
各機能部の動作はフローチャートを参照しながら後述する。 The arithmetic processing device 200 includes an image data acquisition unit 210 , a coordinate conversion unit 220 , and a defect detection unit 300 .
The defect detection section 300 includes a processing area setting section 310 , an edge determination section 320 , a processing area adjustment section 330 , a centroid calculation section 340 , a centroid pitch calculation section 350 , and a pass/fail determination section 360 .
The operation of each functional unit will be described later with reference to a flowchart.

図3は第一実施形態に係る円盤型目盛板の欠陥検査方法の動作を説明するためのフローチャートである。
オペレータは、検査対象の測定器のアナログ表示部(目盛板)がカメラ110と正対するように測定器をスタンドに設置する。カメラ(イメージセンサ)によって測定器の目盛板40を撮像し、その画像データが画像データ取得部210に送られる。
ここで、測定器のアナログ表示部は目盛板40と指針30とを有するが、本実施形態で検査するのは目盛板40である。したがって、指針30を除いた目盛板40の画像だけを取得する。そこで、指針30の位置を変えながら複数枚の画像データを取得する。
図5に例示のように、指針30を所定角度ずつ回転させながら指針30の一回転分の画像データを取得する。そして、複数枚の画像データを重ねて対応するピクセルごとに輝度を平均化する。すると、指針30の存在の影響が薄まり、指針30が実質的に除外された目盛板40だけの画像データを得る(画像データ取得工程ST110)。これを円盤型目盛板画像データ211とする。
あるいは、指針30の位置を変えながらアナログ表示部を撮像して複数枚の画像データを取得し、対応するピクセルごとの中央値をとるようにしてもよい。
複数枚の画像データをならべて、対応するピクセルごとに輝度値を昇順あるいは降順にならべてみたときの中央値をそのピクセルの輝度とする。
中央値そのものではなく、中央値近傍の数個の平均値をそのピクセルの輝度値として採用してもよい。
(中央値近傍の平均を求めるにあたっては、中央値近傍の、2点とか、3点とか、4点とか、5点とか、中央値近傍の適切な数の輝度値を抜き出して、それらの輝度値の値の平均を求めるようにしてもよい。あるいは、平均の算出に使用する中央値近傍の輝度値の数は、撮像した画像データの数の半分以下、3分の1以下、あるいは、4分の1以下などとし、中央値近傍の適切な数の輝度値を抜き出して、それらの輝度値の値の平均を求めるようにする。)
複数枚の画像データを重ねて対応するピクセルごとに輝度を平均化する方法は単純なので演算の負荷が比較的軽いが、若干コントラストが下がる心配がある。
この点、複数枚の画像データで対応するピクセルごとの中央値(あるいは中央値近傍の数点の平均値)を採用する場合は、指針の影響を完全に排除し、コントラストが高い目盛板40だけの画像データを得ることができる。
目盛板の検査であるから、質の高い目盛板画像データを取得することはまず最初に極めて重要なことである。 FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the method for inspecting defects on a disc-type scale according to the first embodiment.
The operator places the measuring device to be inspected on the stand so that the analog display (scale) of the measuring device faces the camera 110. The camera (image sensor) captures an image of the scale 40 of the measuring device, and the image data is sent to the image data acquisition unit 210.
Here, the analog display of the measuring device has a scale plate 40 and a pointer 30, but in this embodiment, what is inspected is the scale plate 40. Therefore, only an image of the scale plate 40 is acquired, excluding the pointer 30. Therefore, multiple pieces of image data are acquired while changing the position of the pointer 30.
As shown in Fig. 5, image data for one rotation of the pointer 30 is acquired while rotating the pointer 30 by a predetermined angle. Then, multiple pieces of image data are overlapped and the brightness of each corresponding pixel is averaged. This reduces the influence of the pointer 30, and image data of only the dial plate 40 with the pointer 30 substantially excluded is obtained (image data acquisition step ST110). This is called the disk-shaped dial plate image data 211.
Alternatively, multiple images of image data may be obtained by imaging the analog display section while changing the position of the pointer 30, and the median value for each corresponding pixel may be calculated.
A plurality of pieces of image data are lined up, and the brightness values of corresponding pixels are arranged in ascending or descending order, and the median value is regarded as the brightness of that pixel.
Instead of the median value itself, the average value of several values near the median may be used as the luminance value of the pixel.
(When calculating the average near the median, an appropriate number of luminance values near the median, such as 2, 3, 4, or 5 points, may be extracted and the average of those luminance values may be calculated. Alternatively, the number of luminance values near the median used to calculate the average may be less than half, one-third, or one-quarter of the number of captured image data, and an appropriate number of luminance values near the median may be extracted and the average of those luminance values may be calculated.)
The method of overlaying multiple images of data and averaging the brightness of each corresponding pixel is simple and requires a relatively light computational load, but there is a concern that contrast may be reduced slightly.
In this regard, if the median value (or the average value of several points near the median value) for each corresponding pixel in multiple pieces of image data is used, the influence of the needle can be completely eliminated and image data of only the scale plate 40 with high contrast can be obtained.
Since this is a scale inspection, obtaining high quality scale image data is of paramount importance in the first place.

次に、座標変換部220は、円盤型目盛板画像データ211を極座標変換する。
ここでは、目盛板20の中心(指針30の回転中心)を極座標の基準点(原点)とし、時計回りを正の回転方向とする。
角度(θ)がゼロの軸は適宜決めればよい。ここでは、円盤型目盛板画像データ211を二次元直交座標(x、y)でみたとき、Y軸に平行でy座標が大きくなる向きを角度(θ)ゼロの軸にする。
測定器(ダイヤルゲージ)を通常の縦姿勢でスタンドに設置していれば、目盛板の中心から目盛りの"0"に向かう線が角度ゼロの軸になる。ただし、測定器(ダイヤルゲージ)の目盛板20は回転可能であるから、角度(θ)がゼロの軸上に目盛り線が乗っている場合もあるし、乗っていない場合もある。 Next, the coordinate conversion unit 220 converts the disc-shaped scale image data 211 into polar coordinates.
Here, the center of the scale plate 20 (the rotation center of the pointer 30) is set as the reference point (origin) of the polar coordinates, and the clockwise direction is set as the positive rotation direction.
The axis with an angle (θ) of zero can be determined appropriately. Here, when the disk-shaped scale image data 211 is viewed in two-dimensional orthogonal coordinates (x, y), the axis with an angle (θ) of zero is the direction parallel to the Y axis and in which the y coordinate increases.
If the measuring instrument (dial gauge) is placed on a stand in the normal vertical position, the line from the center of the scale plate to the "0" mark on the scale will be the axis of zero angle. However, since the scale plate 20 of the measuring instrument (dial gauge) can be rotated, the scale lines may or may not be on the axis where the angle (θ) is zero.

そして、角度パラメータθが直線の横軸になるように画像データを変換する。この画像データを極座標目盛画像データ221とする。
図6は、極座標目盛画像データ221を例示した図である。
極座標目盛画像データ221のなかで目盛り線40は互いに平行で横軸に沿う方向に整列する。角度パラメータθに対応する直線の横軸を角度表示軸と称することとする。角度表示軸は0度から360度に相当する。角度パラメータθを角度表示軸にプロットするにあたっては、角度θの1度分に相当する長さ(あるいはピクセル数)を適宜設定しておく。ここでは、角度θの1°分に相当する長さを1mmとする。 Then, the image data is converted so that the angle parameter θ becomes the horizontal axis of the straight line. This image data is defined as polar coordinate scale image data 221.
FIG. 6 is a diagram illustrating the polar coordinate scale image data 221.
In the polar coordinate scale image data 221, the scale lines 40 are parallel to each other and aligned along the horizontal axis. The horizontal axis of the straight line corresponding to the angle parameter θ is referred to as the angle display axis. The angle display axis corresponds to 0 degrees to 360 degrees. When plotting the angle parameter θ on the angle display axis, a length (or number of pixels) corresponding to 1 degree of the angle θ is appropriately set. Here, the length corresponding to 1 degree of the angle θ is set to 1 mm.

なお、円盤型目盛板画像データ211のなかで目盛板20の中心を求める方法としてはいくつか考えられる。
例えば、円盤型目盛板画像データ211を二次元直交座標(x、y)でみて、Y軸に平行な目盛り線を二つ検出することにより、0°の目盛り線と180°の目盛り線とが見つかる。0°の目盛り線と180°の目盛り線とを直線で結び、y1線とする(図7)。同様に、円盤型目盛板画像データ211を二次元直交座標(x、y)でみて、X軸に平行な目盛り線を二つ検出することにより、90°の目盛り線と270°の目盛り線とが見つかる。90°の目盛り線と270°の目盛り線とを直線で結び、x1線とする。
y1とx1との交点を目盛板20の中心とする(図7)。 There are several possible methods for determining the center of the scale 20 from the disc-shaped scale image data 211.
For example, by viewing the disk-shaped scale image data 211 in two-dimensional orthogonal coordinates (x, y) and detecting two scale lines parallel to the Y-axis, the 0° scale line and the 180° scale line are found. The 0° scale line and the 180° scale line are connected by a straight line to form the y1 line (FIG. 7). Similarly, by viewing the disk-shaped scale image data 211 in two-dimensional orthogonal coordinates (x, y) and detecting two scale lines parallel to the X-axis, the 90° scale line and the 270° scale line are found. The 90° scale line and the 270° scale line are connected by a straight line to form the x1 line.
The intersection of y1 and x1 is the center of the scale plate 20 (FIG. 7).

また、検査の正確さあるいは精度を高めるため、円盤型目盛板画像データ211を補間(例えばバイリニア補間)によってサブピクセルレベルに変換しておいて、角度θのサンプリングピッチを細密化するようにしてもよい。 In addition, to improve the accuracy or precision of the inspection, the disk-shaped scale image data 211 may be converted to a sub-pixel level by interpolation (e.g., bilinear interpolation) to refine the sampling pitch of the angle θ.

次に、欠陥検出工程(ST200)を説明する。
図4は、欠陥検出工程(ST200)の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、処理領域設定部310は、欠陥検出のための画像処理単位(ROI)となる処理領域311のサイズ(大きさ)を設定する。処理領域311のサイズとしては、目盛り線を一本ずつ画像処理するとすれば、処理領域311のサイズ(幅)を一目盛分の幅に設定すればよい。例えば、目盛り線が100本だとして、処理領域311のサイズ(幅)を360°/100=3.6°に相当する幅に設定すればよい。例えば、1°分の幅が角度表示軸の1mmとすれば、処理領域311のサイズ(幅)は3.6mmとなる。 Next, the defect detection step (ST200) will be described.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the defect detection step (ST200).
First, the processing area setting unit 310 sets the size of the processing area 311, which is the image processing unit (ROI) for defect detection. Assuming that the image processing is performed on each scale line, the size (width) of the processing area 311 may be set to the width of one scale line. For example, assuming that there are 100 scale lines, the size (width) of the processing area 311 may be set to a width equivalent to 360°/100=3.6°. For example, if the width of 1° is 1 mm on the angle display axis, the size (width) of the processing area 311 will be 3.6 mm.

検査対象の円盤型目盛板20の目盛り線の本数Nは、カメラ110で取得された画像データから演算処理装置200が画像認識で自動的に数えるようにしてもよい。あるいは、オペレータが予め演算処理装置200に目盛り線の本数を設定入力しておいてもよい。あるいは、測定器の型番や目盛板の型番、あるいは、測定器や目盛板に付されたバーコード(一次元または二次元バーコード)の情報から目盛り線の本数を読み取れるようにしてもよい。 The number N of scale lines on the disc-shaped scale plate 20 to be inspected may be automatically counted by the arithmetic processing device 200 through image recognition from image data acquired by the camera 110. Alternatively, the number of scale lines may be set and input in advance into the arithmetic processing device 200 by an operator. Alternatively, the number of scale lines may be read from the model number of the measuring device or the model number of the scale plate, or information on a barcode (one-dimensional or two-dimensional barcode) attached to the measuring device or the scale plate.

本実施形態では、検査効率を上げるため、まずは、目盛り線の10本(k=10)ずつを処理単位とする。例えば、目盛り線が100本(N=100本)だとして、処理領域311のサイズ(幅)を360°/100×10=36°に相当する幅に設定すればよい。1°分の幅を角度表示軸の1mmとすれば、処理領域311のサイズ(幅)は36mmとなる。 In this embodiment, in order to increase the inspection efficiency, the processing unit is first set to 10 scale lines (k=10). For example, if there are 100 scale lines (N=100), the size (width) of the processing area 311 can be set to a width equivalent to 360°/100×10=36°. If the width of 1° is 1 mm on the angle display axis, the size (width) of the processing area 311 will be 36 mm.

処理領域311の高さについては、特段限定するものではないが、目盛り線の長さに応じて適宜高さを設定すればよい。処理領域311の高さが大きすぎると目盛り線以外の余計な領域を含んでしまうので、処理領域311の高さは目盛り線の長さとほぼ同じか、目盛り線の長さより若干短めにしておいてもよい。もちろん、処理領域311の高さが目盛り線の長さよりも長くてもよい。 There are no particular limitations on the height of the processing area 311, but it is sufficient to set the height appropriately according to the length of the scale lines. If the height of the processing area 311 is too large, it will include unnecessary areas other than the scale lines, so the height of the processing area 311 may be approximately the same as the length of the scale lines or slightly shorter than the length of the scale lines. Of course, the height of the processing area 311 may be longer than the length of the scale lines.

そして、極座標目盛画像データ221に処理領域311を配置する(ST210)。
図8は、極座標目盛画像データ221の角度表示軸に沿って処理領域311を配置(マッピング)した状態を例示した図である。ここでは、処理領域311は互いに重複無しで、かつ、隣の処理領域同士で隙間なく、極座標目盛画像データ221を角度表示軸に沿って区分けする。 Then, the processing area 311 is arranged in the polar coordinate graduation image data 221 (ST210).
8 is a diagram illustrating a state in which processing regions 311 are arranged (mapped) along the angle display axis of the polar coordinate scale image data 221. Here, the processing regions 311 are divided along the angle display axis without overlapping with each other and without gaps between adjacent processing regions.

このあと、処理領域311ごとに重心を求めることによって目盛り線の検査をすることになるが、目盛り線40と処理領域311の端とが重なっていたり、接近し過ぎたりしていると、重心が正しく求められない。そこで、エッジ判定部320は、処理領域311のエッジと目盛り線40とが所定閾値以内に接近しているかを判定する(エッジ判定工程ST220)。このエッジ判定の閾値をエッジ判定閾値とする。
エッジ判定工程(ST220)は、マッピングしたすべての処理領域311で行う必要はなく、どれか一つの処理領域311、例えば、一番左端の処理領域311のさらに左端のエッジだけを判定すればよい。一番左端の処理領域311の左端のエッジに着目し、このエッジの左右で数ピクセル分(例えばエッジ判定閾値)の輝度をサンプリングし、エッジの近傍に目盛り線40があるかを判定する。図9に例示のように、エッジの近傍で輝度をサンプリングしたとき、輝度が所定値以下の点(ピクセル)が連続する領域があれば、処理領域311のエッジと目盛り線40とが接近し過ぎていると判断する(ST230:YES)。 After this, the scale lines are inspected by finding the center of gravity for each processing area 311, but if the scale lines 40 and the edge of the processing area 311 overlap or are too close to each other, the center of gravity cannot be found correctly. Therefore, the edge determination unit 320 determines whether the edge of the processing area 311 and the scale lines 40 are close to each other within a predetermined threshold (edge determination step ST220). This edge determination threshold is set as the edge determination threshold.
The edge determination step (ST220) does not need to be performed on all mapped processing regions 311, but only the edge at the left end of any one processing region 311, for example, the leftmost edge of the leftmost processing region 311, needs to be determined. Focusing on the leftmost edge of the leftmost processing region 311, the brightness of several pixels (for example, the edge determination threshold) on both sides of this edge is sampled, and it is determined whether or not the scale line 40 is present near the edge. As illustrated in Fig. 9, when the brightness is sampled near the edge, if there is an area where points (pixels) with a brightness below a predetermined value are consecutive, it is determined that the edge of the processing region 311 and the scale line 40 are too close (ST230: YES).

処理領域311のエッジと目盛り線40とが接近し過ぎている場合(ST230:YES)、処理領域311の配置をずらす調整を行う。すなわち、一目盛分の半分、すなわち、(360°/2N)に相当する分だけ処理領域311を角度表示軸に沿ってずらす。図10は、処理領域311の配置(マッピング)を調整した後の状態を例示した図である。 If the edge of the processing area 311 and the scale line 40 are too close (ST230: YES), an adjustment is made to shift the position of the processing area 311. That is, the processing area 311 is shifted along the angle display axis by half a scale, i.e., an amount equivalent to (360°/2N). Figure 10 is a diagram illustrating the state after adjusting the position (mapping) of the processing area 311.

ここで、本実施形態では、一つの処理領域311のエッジでエッジ判定して、処理領域311のエッジと目盛り線40とがかぶっていることがわかった場合、すべての処理領域311を全体的に一目盛りの半ピッチ(360°/2N)ずらせば、全部の処理領域311でエッジと目盛り線とのかぶりが解消していると考えてよい。これは、本実施形態の検査対象が円盤型目盛板であるためである。
例えば、直線状の長いリニアスケールを考えてみると、目盛り線の間隔の誤差はどんどん累積していくから、どこか一つの処理領域でエッジと目盛り線とのかぶりを修正するように全体を半ピッチずらしたとしても、そこから離れた他の処理領域でエッジと目盛り線とのかぶりが無いとは言い切れない。
一方、例えば、360°の円周をN等分するように打たれた目盛り線40の場合、どこかで目盛り間隔が広くなったり狭くなったりするズレがあってもそのズレはどこかで解消され、目盛り間隔のズレが半ピッチや半ピッチ以上に累積するようなことはないと言える。 Here, in this embodiment, when an edge determination is performed on the edge of one processing area 311 and it is found that the edge of the processing area 311 overlaps with the scale lines 40, it is possible to consider that if all processing areas 311 are entirely shifted by half a pitch of one scale (360°/2N), the overlap between the edge and the scale lines will be eliminated in all processing areas 311. This is because the inspection target in this embodiment is a disc-shaped scale plate.
For example, if we consider a long, straight-line linear scale, errors in the spacing between the scale lines will accumulate, so even if the entire scale is shifted by half a pitch to correct overlap between the edges and scale lines in one processing area, it cannot be said with certainty that there will be no overlap between the edges and scale lines in other processing areas distant from that area.
On the other hand, for example, in the case of the scale lines 40 that are drawn so as to divide a circumference of 360° into N equal parts, even if there is a deviation in the scale intervals where they become wider or narrower somewhere, that deviation will be eliminated somewhere, and it can be said that the deviation in the scale intervals will not accumulate to half a pitch or more.

次に、重心算出部340により、それぞれの処理領域311ごとに重心の位置を算出する(重心算出工程ST250)。
画像中の輝度的重心位置を求める処理方法は種々知られている。
ここで、目盛板20は、一般的に、白の地色(背景)に黒の目盛り線を刻設や印刷したものであるから、(白の)背景を除いて、目盛り線、汚れ、キズなどの黒色の重心を求めるため、(使う計算式にもよるが)極座標目盛画像データ221を明暗反転してから重心を求めることが考えられる。また、重心計算の前に、所定閾値で白黒二値化するようにしてもよい。
それぞれの処理領域311ごとに求められた重心位置に基づき、重心ピッチを算出する(重心ピッチ算出工程ST260)。(重心位置のピッチを算出するにあっては、角度表示軸に平行な方向において隣り同士の重心の距離を算出する。) Next, the center of gravity calculation unit 340 calculates the position of the center of gravity for each processing region 311 (center of gravity calculation step ST250).
There are various known methods for determining the luminance center position in an image.
Here, since the scale plate 20 is generally a white background with black scale lines engraved or printed on it, in order to find the center of gravity of the black scale lines, stains, scratches, etc., excluding the (white) background, it is considered to find the center of gravity after performing light-dark inversion of the polar coordinate scale image data 221 (although this depends on the calculation formula used). Also, before calculating the center of gravity, it may be possible to perform black-and-white binarization using a predetermined threshold value.
Based on the center of gravity positions found for each processing region 311, the center of gravity pitch is calculated (center of gravity pitch calculation step ST260). (When calculating the pitch of the center of gravity positions, the distance between adjacent centers of gravity in the direction parallel to the angle display axis is calculated.)

合否判定部360は、それぞれの処理領域311ごとに求められた重心位置のピッチの変動が許容範囲に入っているか否かを判定する(合否判定工程ST270)。
もし、目盛り線に汚れ、キズなどがなく、また、目盛板の歪みなどもなければ、図10に例示のように、目盛り線10本ずつの重心位置はほぼ等間隔に並ぶはずである。この場合、重心位置のピッチの変動は許容範囲(プラスマイナスα以内)に入る(ST280:YES, ST281)。
一方、図11に例示のように、目盛り線(あるいは目盛板の表面)にキズ、汚れ、かすれ、あるいは目盛板の歪みやたわみがあると、重心位置はずれる。すると、隣同士の重心の間隔(ピッチ)に大きな変動が表れる。すなわち、処理領域311ごとに求められた重心位置のピッチの変動が許容範囲を超えるので(ST280:No)、この場合、目盛板に欠陥があることが検出される(エラー検出ST282)。 The pass/fail determination section 360 determines whether or not the variation in pitch of the center of gravity position obtained for each processing region 311 falls within an allowable range (pass/fail determination step ST270).
If there are no stains or scratches on the scale lines and no distortion of the scale plate, the center of gravity positions of the 10 scale lines should be spaced almost equally apart, as shown in Figure 10. In this case, the variation in the pitch of the center of gravity positions falls within the allowable range (within plus or minus α) (ST280: YES, ST281).
On the other hand, as shown in Fig. 11, if the scale lines (or the surface of the scale plate) are scratched, dirty, or faded, or if the scale plate is distorted or bent, the center of gravity position will be shifted. This will result in a large variation in the interval (pitch) between adjacent centers of gravity. In other words, the variation in the pitch of the center of gravity positions found for each processing area 311 exceeds the allowable range (ST280: No), and in this case, it is detected that the scale plate has a defect (error detection ST282).

欠陥(エラー)が検出された場合は(ST282)、例えば、演算処理装置200からオペレータに警告を出し、欠陥(エラー)が検出された領域の画像を拡大してモニタに表示する。これによりオペレータが目視によって異常(目盛板のキズや汚れ)を確認し、適切な処置をとれるようにする。 If a defect (error) is detected (ST282), for example, the arithmetic processing device 200 issues a warning to the operator, and an image of the area where the defect (error) was detected is enlarged and displayed on the monitor. This allows the operator to visually confirm the abnormality (scratches or dirt on the scale plate) and take appropriate measures.

第一実施形態によれば次の作用効果を奏する。
従来、測定器の検査においては検査対象の測定器とマスター測定器とで指示値の誤差を検出して、検査対象の測定器の正確さをチェックしていた。このような検査方法では、検査対象の測定器の誤差が大きいことが検知できたとしても、測定誤差が内部的な機構に起因するのか、表示部(目盛板)の欠陥に起因するのか、が区別できなかった。
この点、本実施形態の測定器検査装置(円盤型目盛板の検査方法)によれば、目盛板に欠陥があるか否かを判別できる。測定誤差が目盛板や目盛り線の欠陥(キズ、汚れ、かすれ、歪み、たわみなど)に起因していることが特定できれば、目盛板を付け直したり、クリーニングしたり、交換したり、することによって問題は早期に解決する。 The first embodiment provides the following advantages.
Conventionally, in the inspection of measuring instruments, the accuracy of the measuring instrument to be inspected was checked by detecting the error in the indicated value between the measuring instrument to be inspected and a master measuring instrument. With this inspection method, even if it was possible to detect that the measuring instrument to be inspected had a large error, it was not possible to distinguish whether the measurement error was caused by the internal mechanism or by a defect in the display (scale plate).
In this regard, the measuring instrument inspection device (disc-type scale inspection method) of this embodiment can determine whether or not the scale has a defect. If it can be determined that the measurement error is caused by a defect in the scale or the scale lines (scratches, dirt, fading, distortion, bending, etc.), the problem can be quickly solved by reattaching, cleaning, or replacing the scale.

近年では人手不足の解消のため指針式のアナログ表示部でも画像認識によって自動的に測定値を読み取ることも行われるようになっている。目盛板20や目盛り線40に人間の目では認識できないような小さなキズや汚れがあっても、これが画像認識の読み取り誤差に繋がり、測定誤差や校正ミスに繋がる。この点、本実施形態により目盛板20あるいは目盛り線40の欠陥を検査することで読み取りエラーを未然に防ぐことができるようになる。 In recent years, in order to alleviate labor shortages, it has become common to automatically read measurement values using image recognition even on pointer-type analog displays. Even small scratches or stains on the scale plate 20 or scale lines 40 that cannot be seen by the human eye can lead to reading errors in the image recognition, which can lead to measurement errors and calibration errors. In this regard, this embodiment makes it possible to prevent reading errors by inspecting for defects on the scale plate 20 or scale lines 40.

本実施形態では、所定のサイズの処理領域311を角度表示軸に沿ってマッピングし、処理領域311ごとに求めた重心のピッチ変化によって目盛板20あるいは目盛り線40の欠陥を検知している。この方法は、例えば、画像認識によって一本一本の目盛り線の欠陥(キズ、汚れ、かすれ)を検査したりすることに比べて簡単であって、演算負荷が少なく、早いという利点がある。 In this embodiment, a processing area 311 of a predetermined size is mapped along the angle display axis, and defects in the scale plate 20 or the scale lines 40 are detected by the change in pitch of the center of gravity determined for each processing area 311. This method has the advantages of being simpler, less computationally intensive, and faster than, for example, inspecting each scale line for defects (scratches, stains, fading) using image recognition.

画像処理領域(ROI)である処理領域311を角度表示軸にマッピングするにあたって、互いに重複無しで、かつ、隣の処理領域同士で隙間なく配置していき、仮に、エッジと目盛り線とがかぶってしまう不都合があっても全体に目盛り間隔の半ピッチずらせばよいとしている。このように画像処理領域(ROI)を設定できることも演算付加の低減に繋がっている。例えば、一つ一つの画像処理領域(ROI)ごとに目盛り線とエッジとの重なりを事前チェックする必要はない。これは、円盤型目盛板に設けられる目盛り線の特徴に着目した本実施形態の工夫である。 When mapping the processing area 311, which is the image processing area (ROI), onto the angle display axis, the processing areas are arranged without overlap and without gaps between adjacent processing areas, and even if there is an inconvenience of the edge and the scale lines overlapping, it is sufficient to shift the whole by half the pitch of the scale interval. The ability to set the image processing area (ROI) in this way also leads to a reduction in the amount of calculation load. For example, there is no need to check in advance for the overlap between the scale lines and the edge for each image processing area (ROI). This is an innovation of this embodiment that focuses on the characteristics of the scale lines provided on the disc-shaped scale plate.

(変形例1)
なお、第一実施形態では、複数本(10本)ずつの目盛り線をまとめて重心を求めるように処理領域311を配置した。処理領域311の幅を目盛り線40のピッチと同じにして(360/N)、目盛り線40の一本ごとに重心を算出するようにしてもよい。
また、第一段階の検査では、上記の説明のように、複数本(10本)ずつの目盛り線40をまとめて検査し、第二段階の詳細検査として、目盛り線40の一本ごとに処理領域311を配置して重心を求めるように検査してもよい。
明らかな欠陥は第一段階で分かるので、多くの測定器の検査をすることを考えれば、大幅な時短に繋がる。バッチ処理が可能になることも本実施形態の方法の利点である。 (Variation 1)
In the first embodiment, the processing area 311 is arranged so that the center of gravity is calculated for each group of multiple (10) scale lines. The width of the processing area 311 may be set to the same pitch as the scale lines 40 (360/N) to calculate the center of gravity for each scale line 40.
Also, in the first stage of inspection, as explained above, multiple (10) scale lines 40 may be inspected together, and in the second stage of detailed inspection, a processing area 311 may be arranged for each of the scale lines 40 to find the center of gravity.
Since obvious defects are identified in the first stage, this leads to a significant reduction in time when considering the inspection of many measuring instruments. Another advantage of the method of this embodiment is that it enables batch processing.

第一実施形態では、10本(k=10)ずつバッチ処理する場合を例に説明したが、処理領域311の重心のピッチの変動をみることで目盛り線の欠陥を判定することを考えると、処理領域311が3つ以上あればよいといえる。したがって、バッチ処理で一つの処理領域311に含む目盛り線の本数(k)はN/3以下と考えられる。kがN/3以下であって、かつ、kがNの約数であるとさらによい。
表現を変えると、k=[N/M]で、Mは3≦M≦Nの整数である。[x]はxを超えない最大の整数を表すガウス記号(床関数)である。
さらに表現を変えると、検査対象の角度範囲Aを均等に分割した処理領域が3個以上あり、各処理領域の中には同じ本数の目盛り線が等しく含まれていること、ということである。 In the first embodiment, an example has been described in which 10 lines (k=10) are batch-processed at a time, but considering that defects in the scale lines are determined by observing the variation in the pitch of the center of gravity of the processing area 311, it would be sufficient to have three or more processing areas 311. Therefore, the number (k) of scale lines included in one processing area 311 in batch processing is considered to be N/3 or less. It is even more preferable if k is N/3 or less and is a divisor of N.
Expressed differently, k = [N/M], where M is an integer between 3 and N. [x] is the Gaussian symbol (floor function) that represents the largest integer not greater than x.
In other words, the angular range A of the inspection target is equally divided into three or more processing regions, and each processing region contains the same number of scale marks.

(第二実施形態)
上記第一実施形態は、ユーザが使用している測定器(ダイヤルゲージ)を測定器メーカや検査機関が定期検査することを想定していた。
第二実施形態としては、測定器メーカが製品出荷前の最終検査を行う際に好適な検査方法を説明する。
製品出荷前の検査にあっては、目盛板20を測定器(ダイヤルゲージ)の表示部に組み付けた状態で目盛板20を検査する。
組み付ける前に目盛板20の部品検査は実施されているから、目盛板20の表面に大きなキズや汚れがあるということは無いはずであるが、組み付けるときに目盛板20がしっかり嵌まっていなかったり、部品ごとの個体差の累積により目盛板20が歪んだり撓んだりということは考えられる。その結果、目盛板20を正面からみたときの目盛り線の等間隔性が損なわれる恐れはある。いずれにしても最終出荷前の段階で、測定器の使用にあたってユーザが一番見ることになるアナログ表示部(目盛板)が狙った通りの精度にできているかを検査することが製品品質保証の点では最も望ましいことである。 Second Embodiment
In the above first embodiment, it is assumed that a measuring instrument (dial gauge) used by a user is periodically inspected by a measuring instrument manufacturer or an inspection agency.
As the second embodiment, an inspection method suitable for a measuring device manufacturer to perform a final inspection before product shipment will be described.
In the inspection before product shipment, the scale plate 20 is inspected in a state where it is attached to the display part of a measuring instrument (dial gauge).
Since a component inspection of the scale plate 20 is carried out before assembly, there should be no major scratches or stains on the surface of the scale plate 20, but it is possible that the scale plate 20 is not fitted properly during assembly, or that the scale plate 20 may become distorted or bent due to the accumulation of individual differences between parts. As a result, there is a risk that the even spacing of the scale lines when viewed from the front of the scale plate 20 may be lost. In any case, in terms of product quality assurance, it is most desirable to inspect the analog display (scale plate), which is what the user sees most when using the measuring instrument, to ensure that it has the desired accuracy before final shipment.

図12は、第二実施形態に係る測定器検査装置の演算処理装置である。
第二実施形態の演算処理装置200は、処理領域設定部310として、第一処理領域設定部312と第二処理領域設定部314とを有する。また、重心算出部340は、第一重心算出部341と第二重心算出部342とを有する。 FIG. 12 shows a processing unit of a measuring device inspection apparatus according to the second embodiment.
The calculation processing device 200 of the second embodiment has, as the processing area setting unit 310, a first processing area setting unit 312 and a second processing area setting unit 314. Furthermore, the centroid calculation unit 340 has a first centroid calculation unit 341 and a second centroid calculation unit 342.

第二実施形態に係る円盤型目盛板の欠陥検査方法の動作を説明する。
第二実施形態においても、第一実施形態の画像データ取得工程(ST110)および座標変換工程(ST120)を実行し、極座標目盛画像データ221を生成する。
図13、図14は、第二実施形態における欠陥検出工程(ST300)の動作を説明するためのフローチャートである。
第二実施形態においても、まず、極座標目盛画像データ221に処理領域を配置する(第一処理領域設定工程ST310)。ここで、処理領域は、目盛り線40のそれぞれに対応した処理領域であり、これを第一処理領域313と称することにする。目盛り線の本数をNとすると、各第一処理領域313の幅は(360°/N)に相当する。この幅を第一幅と称することにする。 The operation of the method for inspecting defects on a disc-type scale according to the second embodiment will now be described.
In the second embodiment, the image data acquisition step (ST110) and the coordinate conversion step (ST120) of the first embodiment are also executed to generate polar coordinate scale image data 221.
13 and 14 are flowcharts for explaining the operation of the defect detection step (ST300) in the second embodiment.
In the second embodiment as well, first, a processing area is arranged in the polar coordinate scale image data 221 (first processing area setting step ST310). Here, the processing area is a processing area corresponding to each of the scale lines 40, and will be referred to as a first processing area 313. If the number of scale lines is N, the width of each first processing area 313 corresponds to (360°/N). This width will be referred to as a first width.

図15は、第一処理領域313を角度表示軸上に配置(マッピング)した状態を例示した図である。ここで、第一実施形態と同様に、エッジ判定工程(ST320)により第一処理領域313のエッジが目盛り線に接近しすぎていたり重なっていたりする場合(ST330:YES)、一目盛分の半分、すなわち、(360°/2N)に相当する分だけ第一処理領域313を角度表示軸に沿ってずらす(処理領域調整工程ST340)。 Figure 15 is a diagram illustrating the state in which the first processing area 313 is arranged (mapped) on the angle display axis. Here, as in the first embodiment, if the edge of the first processing area 313 is too close to or overlaps with the scale line in the edge determination step (ST320) (ST330: YES), the first processing area 313 is shifted along the angle display axis by half of one scale, i.e., by an amount equivalent to (360°/2N) (processing area adjustment step ST340).

そして、第一重心算出部341により、それぞれの第一処理領域313ごとに重心の位置を算出する(第一重心算出工程ST350)。第一処理領域313ごとに求めた重心を第一重心と称することにする。こうして求まった第一重心の位置から目盛り線40のピッチを求めてもよい。
ただ、第一処理領域313の幅は、検査対象である目盛り線40の幅よりもかなり広く、目盛り線以外の領域も大きく囲っている。そのため、第一重心の位置は、目盛り線以外の要素(目盛板の表面)の影響を受けやすい。例えば、目盛板20をカメラ110で撮像するときの照明のムラも多少は影響する可能性がある。 Then, the first center of gravity calculation unit 341 calculates the position of the center of gravity for each of the first processing regions 313 (first center of gravity calculation step ST350). The center of gravity calculated for each of the first processing regions 313 is referred to as the first center of gravity. The pitch of the scale lines 40 may be calculated from the position of the first center of gravity calculated in this manner.
However, the width of the first processing area 313 is much wider than the scale lines 40 to be inspected, and it largely surrounds areas other than the scale lines. Therefore, the position of the first center of gravity is easily affected by elements other than the scale lines (the surface of the scale plate). For example, uneven lighting when the scale plate 20 is imaged by the camera 110 may also have some effect.

そこで、第一処理領域313よりも幅が狭い第二処理領域315を用意し、各第一重心をそれぞれ囲むように第二処理領域315を配置(マッピング)する(第二処理領域設定工程ST351)。
図16は、第二処理領域315を角度表示軸上に配置(マッピング)した状態を例示した図である。
第二処理領域315の幅は、設計上の目盛り線の幅を基準として、目盛り線の幅の2倍や3倍、のように設定してもよい。あるいは、第二処理領域315の幅は、第一処理領域313の幅(一目盛分の幅)を基準にして、第一処理領域313の幅(一目盛分の幅)の半分や3分の1、のように設定してもよい。 Therefore, a second processing region 315 narrower than the first processing region 313 is prepared, and the second processing region 315 is arranged (mapped) so as to surround each of the first centers of gravity (second processing region setting step ST351).
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the second processing region 315 is arranged (mapped) on the angle display axis.
The width of the second processing area 315 may be set to be two or three times the width of the scale line based on the design width of the scale line, etc. Alternatively, the width of the second processing area 315 may be set to be one half or one third of the width of the first processing area 313 (the width of one scale line) based on the width of the first processing area 313 (the width of one scale line).

そして、第二重心算出部342により、それぞれの第二処理領域315ごとに重心の位置を算出する(第二重心算出工程ST352)。このようにして求められた第二重心は、第一重心よりも目盛り線の位置(目盛り線の中心)に対応していると考えられる。 Then, the second center of gravity calculation unit 342 calculates the position of the center of gravity for each second processing area 315 (second center of gravity calculation step ST352). The second center of gravity calculated in this way is considered to correspond more closely to the position of the scale line (the center of the scale line) than to the first center of gravity.

重心ピッチ算出部350は、第二重心を用いて重心ピッチを算出する(重心ピッチ算出工程ST360)。合否判定としては、一つ一つの重心ピッチを参照値(ノミナル値、設計上のねらい値)と対比し、目盛り線のピッチが設計値(ノミナル値)と一致しているか、あるいは、許容範囲か否かを判定する(合否判定工程ST370)。 The center-of-gravity pitch calculation unit 350 calculates the center-of-gravity pitch using the second center of gravity (center-of-gravity pitch calculation step ST360). To determine pass/fail, each center-of-gravity pitch is compared with a reference value (nominal value, design target value) to determine whether the pitch of the scale lines matches the design value (nominal value) or is within the allowable range (pass/fail determination step ST370).

なお、合否判定として、第一実施形態と同様にピッチの変動を求めてもよい。ただし、第二実施形態では、製品出荷前の測定器を検査対象とするから、キズや汚れは無いと考えられ、ピッチの変動はほぼ検出されないと考えられる。第二実施形態としては、目盛板が設計通りに組み付けられているかを検査することを主眼にするから、重心ピッチ(目盛り間隔)の正確さを参照値(ノミナル値)との対比で検証するのがよい。 Note that, as in the first embodiment, the variation in pitch may be sought to determine pass/fail. However, in the second embodiment, since the measuring device is inspected before product shipment, it is assumed that there are no scratches or stains, and the variation in pitch is unlikely to be detected. In the second embodiment, the main focus is on inspecting whether the scale plate is assembled as designed, so it is advisable to verify the accuracy of the center of gravity pitch (scale interval) by comparing it with a reference value (nominal value).

このように第二実施形態によれば、目盛り線の精度検査が可能になる。製品出荷前の検査によって目盛板の欠陥の有無を検査でき、問題があれば早期に取り替えて問題を解消できる。目盛板の欠陥検査に合格したあと、マスター測定器との指示誤差の対比によって正確性の判定をする。このとき、仮に指示誤差不良となれば、それは目盛板ではなく内部機構の不良であると迅速に判断できるなど、原因の解明につながりやすい。 In this way, the second embodiment makes it possible to inspect the accuracy of the scale lines. The scale plate can be inspected for defects before shipping, and if there is a problem, it can be replaced early and the problem can be resolved. After the scale plate passes defect inspection, the accuracy is judged by comparing the indication error with that of the master measuring device. At this time, if there is an indication error, it can be quickly determined that the problem is not with the scale plate but with the internal mechanism, which makes it easy to identify the cause.

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。
目盛板というのは、実際の板に目盛り線が刻印や印刷されているアナログ目盛板(アナログ文字盤)の他、例えば、液晶パネルや有機ELパネルなどのデジタル表示パネルに表示された円盤型目盛板であってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the present invention.
The scale plate may be an analog scale plate (analog dial) on which scale lines are engraved or printed on an actual plate, or it may be, for example, a disc-shaped scale plate displayed on a digital display panel such as an LCD panel or an organic EL panel.

上記実施形態では、目盛板の指針が一周360°(あるいはそれ以上)回転し、それに合わせて目盛り線は360°を均等に分割するように設けられている例を説明した。
測定器のアナログ表示部としては例えば図17に例示のように1回転未満のものもある。このような場合、処理領域の幅の算出にあたっては、目盛板において精度検査の対象とする目盛り線が設けられている範囲の中心角の大きさA°と、その範囲にある目盛り線の本数Nと、に応じて、(A°/N)×kに相当する幅をもつ処理領域を設定する。 In the above embodiment, an example has been described in which the pointer of the scale plate rotates 360° (or more) in one revolution, and the scale lines are provided so as to divide 360° equally in accordance with the rotation.
Some analog display units of measuring instruments have less than one rotation, as shown in Figure 17. In such cases, when calculating the width of the processing area, a processing area with a width equivalent to (A°/N)×k is set according to the size A° of the central angle of the range on the scale plate where the graduation lines to be inspected for accuracy are provided, and the number N of graduation lines within that range.

10 ダイヤルゲージ(測定器)
20 目盛板
40 目盛り線
200 演算処理装置
211 円盤型目盛板画像データ
220 座標変換部
221 極座標目盛画像データ
310 処理領域設定部
311 処理領域
312 第一処理領域設定部
313 第一処理領域
314 第二処理領域設定部
315 第二処理領域
320 エッジ判定部
340 重心算出部
341 第一重心算出部
342 第二重心算出部
360 合否判定部 10 Dial gauge (measuring instrument)
20 Scale plate
40 Scale lines
200 Processing unit
211 Disc-type scale plate image data
220 Coordinate conversion unit
221 Polar coordinate scale image data
310 Processing area setting unit
311 Processing Area
312 First processing area setting unit
313 First Processing Area
314 Second processing area setting unit
315 Second Processing Area
320 Edge detection section
340 Center of gravity calculation unit
341 First center of gravity calculation unit
342 Double Center Calculation Unit
360 Pass/Fail Judgment Section

Claims (9)

円盤型目盛板の欠陥を検査する方法であって、
前記円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を備える
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 1. A method for inspecting a disc-type scale for defects, comprising the steps of:
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale based on the polar coordinate scale image data. 請求項1に記載の円盤型目盛板の検査方法において、
前記極座標変換工程は、角度パラメータを直線の角度表示軸に表すようにして前記極座標目盛画像データ中の目盛り線が平行に整列するようにし、
前記円盤型目盛板において前記目盛り線が設けられている範囲の中心角の大きさをA°とし、
前記円盤型目盛板の目盛り線の本数をNとし、
kをN/3以下の正の整数とするとき、
前記欠陥検出工程は、
前記角度表示軸上で(A°/N)×kに相当する幅をもつ処理領域を設定する処理領域設定工程と、
前記処理領域ごとに重心を算出する重心算出工程と、
前記重心算出工程で求められた重心のピッチを算出する重心ピッチ算出工程と、を備える
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 1,
The polar coordinate conversion step represents the angle parameters on a linear angle display axis so that the scale lines in the polar coordinate scale image data are aligned in parallel;
The size of the central angle of the range in which the graduations are provided on the disc-shaped scale plate is A°,
The number of graduation lines on the disc-shaped scale plate is N,
Let k be a positive integer less than or equal to N/3.
The defect detection step includes:
a processing region setting step of setting a processing region having a width equivalent to (A°/N)×k on the angle display axis;
a centroid calculation step of calculating a centroid for each of the processing regions;
a center-of-gravity pitch calculation step of calculating a pitch of the center of gravity determined in the center-of-gravity calculation step. 請求項2に記載の円盤型目盛板の検査方法において、
第一段階の検査では、kを1よりも大きな数とし、
第二段階の詳細検査として、kを1に設定する
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 2,
In the first stage of testing, k is a number greater than 1,
A method for inspecting a disc-type scale, comprising: setting k to 1 as a second-stage detailed inspection. 請求項2に記載の円盤型目盛板の検査方法において、
前記重心算出工程の前に、
前記処理領域のエッジと目盛り線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっているかを判定するエッジ判定工程と、
前記エッジ判定工程においてエッジと目盛線とが所定閾値以内に接近しているあるいは重なっている場合に、一目盛分の半分、すなわち、(A°/2N)に相当する分だけ前記処理領域を前記角度表示軸に沿ってずらす処理領域調整工程と、を行う
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 2,
Before the center of gravity calculation step,
an edge determination step of determining whether the edge of the processing area and the scale line are close to each other or overlap with each other within a predetermined threshold;
a processing area adjustment step of shifting the processing area along the angle indication axis by half of one graduation, i.e., an amount equivalent to (A°/2N), if the edge and the scale line are close to each other or overlap within a predetermined threshold in the edge determination step. 請求項1に記載の円盤型目盛板の検査方法において、
前記画像データ取得工程は、
指針位置の異なる円盤型目盛板の画像データを複数枚取得し、
前記複数枚の画像データから指針を実質的に除外した円盤型目盛板画像データを取得する
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 1,
The image data acquisition step includes:
Multiple image data of a disc-shaped scale plate with different pointer positions are acquired,
and acquiring disc-type scale image data from said plurality of image data, said disc-type scale image data substantially excluding a pointer. 請求項5に記載の円盤型目盛板の検査方法において、
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データを平均化することによって前記円盤型目盛板画像データを取得する
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。 The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 5 ,
The method for inspecting a disc-type scale , wherein the image data acquiring step acquires the disc-type scale image data by averaging the plurality of pieces of image data. 請求項5に記載の円盤型目盛板の検査方法において、The method for inspecting a disc-type scale plate according to claim 5,
前記画像データ取得工程は、前記複数枚の画像データの対応する画素ごとに輝度値の中央値あるいは中央値近傍の数点の平均値をその画素の輝度値とすることによって前記円盤型目盛板画像データを取得するThe image data acquisition step acquires the disc-shaped scale image data by determining the median value of the luminance values or the average value of several points near the median value for each corresponding pixel of the plurality of image data.
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査方法。2. A method for inspecting a disc-type scale plate, comprising: 円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得部と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換部と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出部と、を備える
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査装置。 an image data acquisition unit that acquires image data of the disc- shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion unit that converts the disk-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disk-shaped scale;
a defect detection unit that detects defects in the disc-shaped scale based on the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data. コンピュータに、
円盤型目盛板の画像データを円盤型目盛板画像データとして取得する画像データ取得工程と、
前記円盤型目盛板の中心を基準として前記円盤型目盛板画像データを極座標変換した極座標目盛画像データを生成する極座標変換工程と、
前記極座標目盛画像データ中の目盛り線のピッチに基づいて当該円盤型目盛板の欠陥検出を行う欠陥検出工程と、を実行させる
ことを特徴とする円盤型目盛板の検査プログラム。 On the computer ,
an image data acquisition step of acquiring image data of the disc-shaped scale as disc-shaped scale image data;
a polar coordinate conversion step of converting the disc-shaped scale image data into polar coordinates based on the center of the disc-shaped scale, thereby generating polar coordinate scale image data;
a defect detection step of detecting defects in the disc-shaped scale based on the pitch of the scale lines in the polar coordinate scale image data.

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