JP6300594B2 - ワーク品質判定方法及びワーク品質判定システム - Google Patents

Description

本発明は、表面に投影された縞模様を用いてワークの品質判定を行うワーク品質判定方法及びワーク品質判定システムに関する。

自動車のボディ等の工業製品は、鋼板に対してプレスや溶接等の加工を行うことで成形される。これら加工は予め定められた設定値に基づき行われるものの、鋼板の板厚、組成等に応じて成形される工業製品の形状は僅かずつ異なることになる。そこで、成形された工業製品の形状を観察し、凹み等のデフォームが生じているか否かを判定（品質判定）することとしている。

従来、このような品質判定は、ワーク表面に投影した縞模様（以下、「投影縞模様」と呼ぶことがある）を観察者が目視確認することで行われていた。しかしながら、目視確認による判定は、観察者の経験に左右されることになるため、観察者によって判断結果がばらつくという問題があった。
そこで、特許文献１には、従来の目視確認を自動化し、投影縞模様と基準縞模様とを比較して品質判定を行う方法が記載されている。

実開平１−１３４２０７号公報

特許文献１では、投影縞模様を検査する検査角度を固定したまま品質判定を行うこととしているが、このような品質判定では、塗膜表面の非常に微細な歪み（塗膜平滑度）を検出することは好適であるが、凹み等のデフォームを検出するには不十分であった。即ち、塗膜平滑度による縞模様の乱れは検査角度によって変化しない一方で、デフォームに伴う縞模様の乱れは検査角度によって大きく変化する。そのため、特許文献１のように検査角度を固定する方法では、ワークのデフォーム部分を検出することができなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、所定の加工を経て成形されたワークにデフォームが発生しているか否かを判定可能なワーク品質判定方法及びワーク品質判定システムを提供することを目的とする。

（１）ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定方法であって、前記ワーク（例えば、後述のワークＷ）に投影した投影縞模様（例えば、後述の投影縞模様２０２）を異なる複数の角度から特定する縞特定工程（例えば、後述の縞特定部１２が実行する工程）と、特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様（例えば、後述の基準縞模様２０１）を作成する基準縞作成工程（例えば、後述の基準縞作成部が実行する工程）と、前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定工程（例えば、後述の品質判定部が実行する工程）と、を含むことを特徴とするワーク品質判定方法。

（１）のワーク品質判定方法によれば、異なる複数の角度における投影縞模様と基準縞模様とを比較するため、ある角度から検査しただけでは投影縞模様に反映されないワークの表面の凹み等も、異なる角度から検査することで確実に検出することができる。即ち、本発明のワーク品質判定方法では、投影縞模様の乱れが大きくなる角度を探し、その角度において基準縞模様と比較する品質判定を行うため、ワークに発生したデフォームを確実に検出することができる。

（２）前記品質判定工程は、前記ワークのうち前記差分が閾値以上である領域を判定領域として特定する第１判定工程（例えば、後述の第１判定工程）と、前記第１判定工程で特定した判定領域に対して作成された前記基準縞模様をスライドしたスライド基準縞模様（例えば、後述のスライド基準縞模様２０１Ａ）を、当該判定領域に対して投影された投影縞模様と比較することで前記品質判定を行う第２判定工程（例えば、後述の第２判定工程）と、を含むことを特徴とする（１）に記載のワーク品質判定方法。

例えば、塗装等によりワークの表面の全体が設計よりも厚みを持つ場合、投影縞模様と基準縞模様とは一致せず平行的にずれることになる。このようなワークの表面は、基準形状と同様の形状をしており、投影縞模様と基準縞模様とは一致しないからといって成形不良とすることは好ましくない。
この点（２）のワーク品質判定方法によれば、第１判定工程において投影縞模様と基準縞模様とが一致しない場合、第２判定工程において基準縞模様をスライドした上で再度投影縞模様と比較することとしている。その結果、投影縞模様と基準縞模様とが平行的にずれているワークであっても、第２判定工程において一致すると判定されることになり、本来成形不良ではないワークを誤って成形不良として判定してしまうことを防止できる。他方、凹み等による局所的な不一致は、基準縞模様をスライドしたとしても解消されることが無いため、ワークに発生したデフォームを確実に検出することができる。

（３）前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との曲率差であることを特徴とする（１）に記載のワーク品質判定方法。

（４）前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との角度差であることを特徴とする（１）に記載のワーク品質判定方法。

（３）又は（４）のワーク品質判定方法では、差分として基準縞模様と投影縞模様との曲率差又は角度差を採用することにより、定量的にワークの品質を判定することができる。上述のようにワークの表面が設計よりも厚くなると投影縞模様と基準縞模様との間で平行的なずれが生じるが（後述の図４（Ｃ）参照）、このような厚みの相違に起因するずれを成形不良と判定することは好ましくない。一方、投影縞模様と基準縞模様との相対位置がずれたとしても、上述の基準縞模様と投影縞模様との曲率差や角度差はさほど大きく変化しないと考えられる。したがってこれら曲率差や角度差を差分として採用することにより、厚みの相違に起因するずれを成形不良として誤判定するのを防止できる。また（３）又は（４）の発明によれば、上記（２）の発明のように基準縞模様をスライドさせる処理を行う必要がないので、品質判定にかかる時間を短縮できる。

（５）前記品質判定工程では、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定した閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載のワーク品質判定方法。

上記品質判定工程において評価される差分はワークに生じるデフォームの大きさを示す指標となっている。したがって、この差分に対して設定される閾値は、許容できるデフォームの大きさを示す指標とも言える。（５）の発明では、１つのワークを複数のエリアに分割した上、上記差分に対する閾値をエリア毎に異なる大きさで設定する。これにより、製品の利用者からの見え方や特定箇所の成形の難易度等を考慮して、総合的にワークの品質を判定することができる。より具体的には、例えば、利用者の目に付きやすい特定の部分については僅かなデフォームの発生も許容されないように、エリア毎に異なる重みの下で総合的にワークの品質を判定することができる。

（６）ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定システム（例えば、後述のワーク品質判定システム１）であって、前記ワーク（例えば、後述のワークＷ）に投影した投影縞模様（例えば、後述の投影縞模様２０２）を異なる複数の角度から特定する縞特定部（例えば、後述の縞特定部１２）と、特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様（例えば、後述の基準縞模様２０１）を作成する基準縞作成部（例えば、後述の基準縞作成部１３）と、前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定部（例えば、後述の品質判定部１４）と、を含むことを特徴とするワーク品質判定システム。

（７）品質判定部は、前記ワークのうち前記差分が閾値以上である領域を判定領域として特定する第１判定部と、前記第１判定部が特定した判定領域に対して作成された前記基準縞模様をスライドしたスライド基準縞模様（例えば、後述のスライド基準縞模様２０１Ａ）を、当該判定領域に対して投影された投影縞模様と比較することで前記品質判定を行う第２判定部と、を備えることを特徴とする（３）に記載のワーク品質判定システム。

（８）前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との曲率差であることを特徴とする（６）に記載のワーク品質判定システム。

（９）前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との角度差であることを特徴とする（６）に記載のワーク品質判定システム。

（１０）前記品質判定部は、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定された閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とする（６）から（９）の何れかに記載のワーク品質判定システム。

（６）〜（１０）のワーク品質判定システムによれば、それぞれ（１）〜（５）のワーク品質判定方法と同様の効果を奏する。

本発明によれば、所定の加工を経て成形されたワークにデフォームが発生しているか否かを確実に判定することができる。

本発明の第１実施形態に係るワーク品質判定システムの機能的構成を示すブロック図である。 上記ワーク品質判定システムの構成を示す図である。 上記ワーク品質判定システムの処理の流れを示すフローチャートである。 ワークに投影された投影縞模様と基準縞模様との関係を示す図である。 ワークの品質判定方法の詳細を示す図である。 ワークの品質判定方法の別例の詳細を示す図である。 重み付き品質判定処理の具体例を示す図である。 基準縞模様と投影縞模様との曲率差又は角度差を算出する手順を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係るワーク品質判定システムの処理の流れを示すフローチャートである。 判定対象面をキーシリンダの周辺とした場合における実際の品質の判定結果を示す図である。

［第１実施形態］
初めに、本発明の第１実施形態に係るワーク品質判定方法及び当該方法が適用されたワーク品質判定システムについて、図１〜図６を参照して説明する。

［ワーク品質判定システム１の機能］
初めに、図１を参照して、本発明のワーク品質判定システム１の機能を説明する。図１は、ワーク品質判定システム１の機能的構成を示すブロック図である。
ワーク品質判定システム１は、縞投影部１１と、縞特定部１２と、基準縞作成部１３と、品質判定部１４と、記憶部１５と、を含んで構成される。

記憶部１５は、ワークＷの３次元形状データや各処理において生成されたデータ等を記憶する。また、記憶部１５は、ワークＷの基準となる基準形状データを記憶する。なお、基準形状データとは、ワークＷのデザイン設計上の３次元形状データであり、例えば車種毎のデザイン設計上の３次元形状データが該当する。

縞投影部１１は、ワークＷの表面に対して品質判定に用いる縞模様を投影する。具体的には、縞投影部１１は、ワークＷの表面のうち品質の判定を行う判定対象面を特定し、この判定対象面に縞模様を投影する。
縞特定部１２は、ワークＷの表面（より詳細には、判定対象面）に投影した縞模様である投影縞模様を特定する。ここで、ワークＷの表面に投影した投影縞模様は、観察する角度によって異なって見えることから、縞特定部１２は、判定対象面に投影された投影縞模様を異なる複数の角度から特定する。なお、異なる複数の角度から投影縞模様の特定することは、縞模様を投影する角度を固定しつつ影縞模様を観察する角度を変更することで実現することとしてもよく、観察する角度を固定しつつ縞模様を投影する角度を変更することで実現することとしてもよい。

基準縞作成部１３は、記憶部１５からワークＷに対応する基準形状データを読み出し、当該基準形状データに基づく基準形状の表面に対して縞模様を投影するとともに、投影された縞模様を特定することで、基準縞模様を作成する。このとき、基準縞作成部１３は、基準形状の表面のうち判定対象面に対応する面（比較対象面）に投影した基準縞模様を作成するとともに、縞特定部１２と同様に異なる複数の角度における基準縞模様を作成する。

品質判定部１４は、各角度における投影縞模様と基準縞模様とを比較し差分を算出するとともに、算出した差分に基づいてワークＷの判定対象面にデフォームが存在するか否かの品質判定を行う。詳しくは後述するが、品質判定部１４は、ワークＷの判定対象面の中から基準縞模様と一致しない領域（判定領域）を判定する第１判定、及び判定領域がデフォームであるか否かを判定する第２判定を行う。
なお、投影縞模様と基準縞模様との比較は、投影縞模様と基準縞模様との面積の一致率等を用いて行うことができる。

［ワーク品質判定システム１の構成］
続いて、図２を参照して、ワーク品質判定システム１の具体的な構成について説明する。ワーク品質判定システム１は、少なくとも３次元画像処理が可能なコンピュータ１０２を含んで構成される。

ワーク品質判定システム１の一例を図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）に示すように、ワーク品質判定システム１は、ワークＷの表面形状を測定可能な３次元スキャナ１０１と、コンピュータ１０２とを含んで構成される。
３次元スキャナ１０１は、ワークＷの表面形状を測定し、その測定結果である３次元形状データをコンピュータ１０２に供給する。コンピュータ１０２は、縞模様の投影や視点変更等の３次元画像処理が可能な所定のプログラムがインストールされており、３次元スキャナ１０１から供給された３次元形状データを用いて３次元画像処理を行うことで、ワークＷの品質判定を行う。

また、ワーク品質判定システム１の他の一例を図２（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）に示すように、ワーク品質判定システム１は、ワークＷの表面に縞模様を投影する縞投影装置１０３と、ワークＷに投影された縞模様（投影縞模様）を撮影するカメラ１０４と、コンピュータ１０２と、を含んで構成される。
縞投影装置１０３は、縞模様が形成された壁面でありワークＷの周囲に配置される。縞投影装置１０３からワークＷに向けて光が照射されると、縞投影装置１０３に形成された縞模様がワークＷの表面に投影される。カメラ１０４は、ワークＷの表面に投影された投影縞模様を撮影し、撮影した投影縞模様の画像データをコンピュータ１０２に供給する。このとき、カメラ１０４は、ワークＷを様々な角度から撮影することで、投影縞模様を異なる複数の角度から特定することとしている。コンピュータ１０２は、カメラ１０４から供給された画像データ（投影縞模様）を基準縞模様と比較することで、ワークＷの品質判定を行う。

なお縞投影装置１０３は、光源を備えない単なる壁とすることもできる。すなわち、ワークＷの周囲に設けられた壁に縞模様が形成されていれば、縞投影装置１０３からワークＷへ光を照射せずとも、ワークＷの表面には縞模様が映し出される。

図２（Ａ）に示す構成のワーク品質判定システム１では、コンピュータ１０２が上述の縞投影部１１乃至記憶部１５の機能を発揮することになる。他方、図２（Ｂ）に示す構成のワーク品質判定システム１では、縞投影装置１０３が縞投影部１１として機能し、カメラ１０４が縞特定部１２として機能し、コンピュータ１０２が基準縞作成部１３、品質判定部１４及び記憶部１５として機能する。
なお、本実施形態では、図２（Ａ）に示す構成により、ワーク品質判定システム１を実現することとしている。

［ワーク品質判定システム１の動作］
続いて、図３〜図５を参照して、ワーク品質判定システム１の動作について説明する。図３は、ワーク品質判定システム１の処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、ワークＷに投影された投影縞模様と基準縞模様との関係を示す図であり、図５は、ワークＷの品質判定方法の詳細を示す図である。

図３を参照して、ステップＳ１において、３次元スキャナ１０１は、ワークＷの表面を測定することでワークＷの表面の３次元形状データを取得し、取得した３次元形状データをコンピュータ１０２に供給する。

続いて、ステップＳ２において、コンピュータ１０２（縞投影部１１）は、３次元形状データから品質判定を行う判定対象面（ＣＡＤ面（ＣＡＤ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ））を作成する。次に、ステップＳ３において、コンピュータ１０２（縞投影部１１）は、ステップＳ２で作成した判定対象面に対して縞模様を投影する。なお、縞模様の投影は、既存の３次元ＣＡＤソフトウェアにおけるゼブラ表示機能により実現することができる。

続いて、ステップＳ４において、コンピュータ１０２（基準縞作成部１３）は、記憶部１５から基準形状データを読み出し、当該基準形状データに対応する基準形状の中からワークＷの判定対象面と対応する比較対象面を特定し、この比較対象面に対して縞模様を投影することで、基準縞模様を生成する。

続いて、ステップＳ５において、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、特定角度における投影縞模様と基準縞模様とを比較する。次に、ステップＳ６において、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、判定対象面に投影された投影縞模様の中に基準縞模様と一致しない不一致箇所があるか否かを判定する（第１判定工程）。
即ち、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、投影縞模様と基準縞模様との差分を算出し、算出した差分が閾値以上である箇所があるか否か（より具体的には投影縞模様と基準縞模様との面積の一致率を算出し、算出した一致率が所定率未満である箇所があるか否か）を判定する。このステップＳ６により不一致箇所があると判定されると、当該不一致箇所を判定領域として特定した上で、ステップＳ７の処理（第２判定工程）に移る。他方、ステップＳ６で不一致箇所がないと判定されると、続いて、ステップＳ９の処理に移る。

ここで、図４を参照して、投影縞模様と基準縞模様との比較を具体的に説明する。なお、図４では、ワークＷ（車両）のうち左ドア２００を判定対象面及び基準対象面としている。また、図４では、基準対象面に投影した縞模様を基準縞模様２０１とし、判定対象面に投影した縞模様を投影縞模様２０２としている。

図４（Ａ）を参照して、左ドア２００の多くの領域において基準縞模様２０１のみが表示されており、当該領域において基準縞模様２０１と投影縞模様２０２とが一致していることが分かる。他方、不一致箇所２１１，２１２では、基準縞模様２０１に対して投影縞模様２０２がずれて表示されており、当該不一致箇所２１１，２１２において基準縞模様２０１と投影縞模様２０２とが一致していないことが分かる。
コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、基準縞模様２０１と投影縞模様２０２との面積の一致率を算出し、一致率が所定率未満である不一致箇所を判定領域として特定する。図４（Ａ）に示す例では、左ドア２００のうち不一致箇所２１１，２１２が判定領域として特定される。

ところで、基準縞模様２０１と投影縞模様２０２との不一致は、ワークＷの表面に局所的に存在する凹み等に基づき発生するほか、ワークＷの表面の厚みが一律に基準形状データと異なる場合等にも発生することがある。一例として、図４（Ｂ）に局所的な凹みがある場合の基準縞模様２０１と投影縞模様２０２との一致部分２０３を示し、図４（Ｃ）にワークＷの表面の厚みが一律に基準形状データと異なる場合の基準縞模様２０１と投影縞模様２０２との一致部分２０４を示す。

図４（Ｂ）に示すように、局所的な凹み等はデフォームであり成形不良とすることが好ましい。一方、図４（Ｃ）に示す基準縞模様２０１と投影縞模様２０２との関係は、ワークＷの表面の全体が基準形状データと異なることを示しているものの、ワークＷ自体の形状は良好であり、成形不良とすることは好ましくない。
この点、図４（Ｂ）（Ｃ）共に一致部分２０３，２０４の面積は小さく、基準縞模様２０１と投影縞模様２０２とが一致するか否かを判定するだけでは両者を区別することができず、必ずしも成形不良を適切に判定できるとは限らない。

図３に戻り、そこで、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、ステップＳ７，Ｓ８において第２判定工程を実行する。具体的には、ステップＳ７において、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、判定領域内の基準縞模様をスライドする。そして、ステップＳ８において、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、スライド後の基準縞模様（スライド基準縞模様）と投影縞模様とを比較することで、判定領域に対する第２判定工程を実行する。なお、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、第２判定工程による比較結果を記憶部１５に記憶する。

このような第２判定工程について、図５を参照して具体的に説明する。
コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、判定領域を特定すると、当該判定領域に含まれる基準縞模様２０１の中からスライドする範囲Ａ乃至Ｄを定義する。続いて、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、範囲Ａ乃至Ｄの枠内の位置関係を維持したまま、基準縞模様２０１を投影縞模様２０２の方向に移動（スライド）する。その後、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、移動後のスライド基準縞模様２０１Ａと投影縞模様２０２とを、面積の一致率等を算出することで比較する。
以上のような第２判定工程により、成形上問題のない判定領域と、局所的な凹み等による成形不良の判定領域とを区別することができる。

図３に戻り、ステップＳ９において、コンピュータ１０２は、全ての角度における比較が終了したか否かを判定する。即ち、判定対象面に投影された投影縞模様及び比較対象面に投影された基準縞模様を、異なる複数の角度から観察して比較したか否かを判定する。
ここで、投影縞模様と基準縞模様とを比較していない角度がある場合には、ステップＳ１０において、コンピュータ１０２（縞特定部１２及び基準縞作成部１３）は、投影縞模様及び基準縞模様を観察する角度を変更し、ステップＳ５の処理に移る。即ち、異なる角度において、投影縞模様と基準縞模様とが一致するか否か（ステップＳ５，Ｓ６）、また、一致しない場合に投影縞模様とスライド基準縞模様とが一致するか否かを判定し、その判定結果を記憶部１５に記憶する（ステップＳ７，Ｓ８）。このように異なる複数の角度における比較を行うことで、角度によって変化する投影縞模様の乱れを確実に検出することができ、結果、ワークＷのデフォーム部分を確実に検出することができる。

他方、ステップＳ９において全ての角度における比較が終了したと判定された場合、ステップＳ１１において、コンピュータ１０２（品質判定部１４）は、各角度における比較結果から判定対象面の品質を判定し、処理を終了する。
なお、判定対象面の品質の判定は、例えば、各角度におけるステップＳ８の比較結果のうち、一番差分の大きい比較結果が閾値を超えるか否かにより行うことができる。また、一番差分の大きい比較結果はノイズであるとして、２番目以降に差分の大きい比較結果が閾値を超えるか否かにより、判定対象面の品質判定を行うこととしてもよい。また、全角度における比較結果を閾値と比較し、閾値を超える角度が所定数以上あるか否かにより、判定対象面の品質判定を行うこととしてもよい。

以上説明したワーク品質判定システム１によれば、以下のような効果を奏する。

（１）ワーク品質判定システム１の縞特定部１２は、ワークＷの表面に投影した投影縞模様を異なる複数の角度から特定し、基準縞作成部１３は、これら異なる複数の角度における投影縞模様と比較可能に、ワークＷの基準形状に対して投影した基準縞模様を作成する。そして、品質判定部１４は、投影縞模様と基準縞模様とを、異なる複数の角度において比較することで、ワークＷの表面形状の品質判定を行う。
このような構成によれば、ある角度から観察しただけでは投影縞模様に反映されないワークＷの表面の凹み等も、異なる角度から観察することで確実に検出することができる。即ち、ワーク品質判定システム１によれば、投影縞模様の乱れが大きくなる角度を探し、その角度において基準縞模様と比較する品質判定を行うため、ワークＷに発生したデフォームを確実に検出することができる。

（２）また、ワーク品質判定システム１の品質判定部１４は、投影縞模様と基準縞模様との差分が閾値以上である領域を判定領域として特定する第１判定工程を行った後に、判定領域における基準縞模様をスライドしたスライド基準縞模様を投影縞模様と比較する第２判定工程を行う。
このような構成によれば、局所的な凹み等を有するワークＷと、表面の厚みが一律に基準形状データと異なるワークＷとを区別することができ、結果、ワークＷに発生したデフォームを確実に検出することができる。

以上、本発明のワーク品質判定システム１の第１実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、第１判定工程において投影縞模様と基準縞模様とが一致しない場合、基準縞模様を投影縞模様にスライドすることで第２判定工程を行うこととしているが、第２判定工程の方法は基準縞模様をスライドする方法に限られるものではない。第２判定工程の別方法を図６に示す。別方法では、品質判定部１４は、初めに、第１判定工程において基準縞模様と一致しない投影縞模様２０２を抽出し、続いて、投影縞模様２０２に対して任意の点Ｒ１，Ｒ２を設定する。その後、品質判定部１４は、点Ｒ１，Ｒ２を直線又は任意の曲線で結び、基準縞模様２０１Ｂを生成する。そして、品質判定部１４は、生成した基準縞模様２０１Ｂと投影縞模様２０２とを、面積の一致率等を算出することで比較し、第２判定工程を実行する。

また上記実施形態では、算出した差分と予め設定された閾値との大小を比較することによってワークの判定対象面の品質を判定したが（図３のＳ１１参照）、差分に基づいて品質を判定する具体的な手順はこれに限るものではない。例えば、図３のＳ１１の品質判定処理では、算出した差分と判定対象とするエリアに応じて重み付けされた閾値との大小を比較することによって、ワークの判定対象面の品質を判定してもよい。より具体的には、ワークを２以上のエリアに分割するとともに、これらエリア毎に異なる大きさで設定した閾値と、算出した差分とを比較することによって、総合的にワークの判定対象面の品質を判定するようにしてもよい。

図７は、重み付きの品質判定処理の具体例を示す図である。図７には、ワークＷを、３つのエリアＡ，Ｂ，Ｃに分けた場合を示す。
エリアＡは、車両全体のうち、例えば正面、背面、及び側面などの利用者から目に付きやすい部分である。換言すると、エリアＡは、車両全体のうち最も意匠性が求められる部分である。したがってエリアＡにおける閾値は、最も小さな値に設定される。

エリアＢは、車両全体のうち、例えばサイドシルによって構成される。すなわちエリアＢは、エリアＡと同様に利用者の目に付きやすい部分ではあるが、使用によって特に劣化が進みやすい部分である。したがってエリアＢにおける閾値は、エリアＡにおける閾値よりも大きな値に設定される。

エリアＣは、車両全体のうち、例えばルーフによって構成される。すなわちエリアＣは、エリアＡやＢよりも利用者の目に付きにくい部分である。したがってエリアＣにおける閾値は、エリアＢにおける閾値よりも大きな値に設定される。

以上のような重み付け評価をした場合、以下の効果を奏する。
（３）以上のようにワークＷをエリアに分割し、エリア毎に異なる閾値を設定することにより、製品の利用者からの見え方や特定箇所の成形の難易度等を考慮して、総合的にワークの品質を判定することができる。より具体的には、例えば、利用者の目に付きやすいエリアＡについては僅かなデフォームの発生も許容されないように、エリア毎に異なる重みの下で総合的にワークの品質を判定することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るワーク品質判定方法及び当該方法が適用されたワーク品質判定システムについて、図８〜１０を参照して説明する。以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態と同じ構成や同じ処理については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上記第１実施形態では、投影縞模様と基準縞模様との差分を数値化した評価パラメータとして、これら投影縞模様と基準縞模様との面積の一致率を採用した場合について説明した。本実施形態では、基準縞模様と投影縞模様との曲率差又は角度差を評価パラメータとして採用する点が、上記第１実施形態と異なる。

図８（Ａ）は、基準縞模様と投影縞模様との曲率差ρを算出する手順を模式的に示す図である。
初めに、基準縞模様上から評価点を選択し、これを基準評価点Ａと定義する。
次に基準評価点Ａから、基準縞模様に対して垂直な法線を引き、この法線と投影縞模様との交点を基準評価点Ａと対応する現物評価点Ｂと定義する。
次に、基準評価点Ａにおける基準縞模様の曲率ρ_Ａと、現物評価点Ｂにおける投影縞模様の曲率ρ_Ｂとを算出し、これら曲率ρ_Ａ及びρ_Ｂの差の絶対値を曲率差ρ（＝｜ρ_Ａ−ρ_Ｂ｜）と定義する。

図８（Ｂ）は、基準縞模様と投影縞模様との角度差θを算出する手順を模式的に示す図である。
初めに、基準縞模様上から評価点を選択し、これを基準評価点Ａと定義する。
次に基準評価点Ａから、基準縞模様に対して垂直な法線を引き、この法線と投影縞模様との交点を基準評価点Ａと対応する現物評価点Ｂと定義する。
次に、基準評価点Ａにおける基準縞模様の接ベクトルＡと、現物評価点Ｂにおける投影縞模様の接ベクトルＢとを算出し、これらベクトルＡとＢの成す角度を角度差θと定義する。

図９は、以上のような曲率差又は角度差を評価パラメータとして採用した本実施形態のワーク品質判定システムの処理の流れを示すフローチャートである。図９に示す処理のうち、ステップＳ１〜Ｓ５及びＳ９〜Ｓ１１の処理は図３と同じであるので、詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１において、コンピュータは、投影縞模様と基準縞模様との差分を示す評価パラメータとして、基準縞模様と投影縞模様との曲率差（図８（Ａ）参照）又は角度差（図８（Ｂ）参照）を、両縞模様が形成された判定対象面の全ての領域で算出し、これら演算結果を記憶部１５に記憶し、Ｓ９の処理に移る。すなわち、図３を参照して説明したように、角度を変えて曲率差又は角度差を算出しなおす。そしてステップＳ９において全ての角度における観察が終了したと判定された場合には、ステップ１１に移り、コンピュータは、各角度における比較結果から判定対象面の品質を判定し、処理を終了する。

図１０は、判定対象面をキーシリンダの周辺とした場合における実際の品質の判定結果を示す図である。キーシリンダの周辺は他の部分よりも加工が難しく、デフォームが発生しやすい。図１０には、実際に算出された曲率差を色分けして示す。なお、評価パラメータを角度差としても、ほぼ同様の結果が得られる。

図１０に示すように、評価パラメータとして曲率差や角度差を採用することにより、ワークの表面の凹凸を視覚的に表現することができる。また、図１０に示すように、加工の難易度が高いキーシリンダの周辺で曲率差が大きくなっている。したがって、評価パラメータとして曲率差や角度差を採用することにより、高い精度で定量的な評価が可能となる。

以上説明した本実施形態に係るワーク品質判定システムによれば、以下のような効果を奏する。
（４）図４（Ｃ）を参照して説明したように、ワークの表面が設計よりも厚くなると投影縞模様と基準縞模様との間で平行的なずれが生じるが、このような厚みの相違に起因するずれを成形不良と判定することは好ましくない。一方、投影縞模様と基準縞模様との相対位置がずれたとしても、上述の基準縞模様と投影縞模様との曲率差や角度差はさほど大きく変化しないと考えられる。したがってこれら曲率差や角度差を、差分を評価するパラメータとして採用することにより、厚みの相違に起因するずれを成形不良として誤判定するのを防止できる。換言すれば、本実施形態によれば、第１実施形態では必要であった基準縞模様をスライドさせる処理（図３のＳ７）を行う必要がないので、品質判定にかかる時間を短縮できる。

１ ワーク品質判定システム
１１ 縞投影部
１２ 縞特定部
１３ 基準縞作成部
１４ 品質判定部
１５ 記憶部
Ｗ ワーク

Claims (10)

1. ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定方法であって、
   前記ワークに投影した投影縞模様を異なる複数の角度から特定する縞特定工程と、
   特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様を作成する基準縞作成工程と、
   前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定工程と、を含み、
   前記品質判定工程は、前記ワークのうち前記差分が閾値以上である領域を判定領域として特定する第１判定工程と、
   前記第１判定工程で特定した判定領域に対して作成された前記基準縞模様をスライドしたスライド基準縞模様を、当該判定領域に対して投影された投影縞模様と比較することで前記品質判定を行う第２判定工程と、
   を含むことを特徴とするワーク品質判定方法。
2. 前記品質判定工程では、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定した閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とする請求項１に記載のワーク品質判定方法。
3. ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定方法であって、
   前記ワークに投影した投影縞模様を異なる複数の角度から特定する縞特定工程と、
   特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様を作成する基準縞作成工程と、
   前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定工程と、を含み、
   前記品質判定工程では、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定した閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とするワーク品質判定方法。
4. 前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との曲率差であることを特徴とする請求項３に記載のワーク品質判定方法。
5. 前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との角度差であることを特徴とする請求項３に記載のワーク品質判定方法。
6. ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定システムであって、
   前記ワークに投影した投影縞模様を異なる複数の角度から特定する縞特定部と、
   特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様を作成する基準縞作成部と、
   前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定部と、を含み、
   前記品質判定部は、前記ワークのうち前記差分が閾値以上である領域を判定領域として特定する第１判定部と、
   前記第１判定部が特定した判定領域に対して作成された前記基準縞模様をスライドしたスライド基準縞模様を、当該判定領域に対して投影された投影縞模様と比較することで前記品質判定を行う第２判定部と、を備えることを特徴とするワーク品質判定システム。
7. 前記品質判定部は、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定された閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とする請求項６に記載のワーク品質判定システム。
8. ワーク表面に投影した縞模様に基づいて当該ワークの品質判定を行うワーク品質判定システムであって、
   前記ワークに投影した投影縞模様を異なる複数の角度から特定する縞特定部と、
   特定された各角度における投影縞模様に対して基準縞模様を作成する基準縞作成部と、
   前記各角度において前記投影縞模様と前記基準縞模様との差分を算出するとともに、該差分に基づいて品質判定を行う品質判定部と、を含み、
   前記品質判定部は、前記ワークを２以上のエリアに分割するとともに、当該エリア毎に異なる大きさで設定された閾値と前記差分とを比較することによって前記ワークの品質を判定することを特徴とするワーク品質判定システム。
9. 前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との曲率差であることを特徴とする請求項８に記載のワーク品質判定システム。
10. 前記差分は前記基準縞模様と前記投影縞模様との角度差であることを特徴とする請求項８に記載のワーク品質判定システム。