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
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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ρAと、現物評価点Bにおける投影縞模様の曲率ρBとを算出し、これら曲率ρA及びρBの差の絶対値を曲率差ρ(=|ρA−ρB|)と定義する。
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。
(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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
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