JPH08313225A - 外観検査装置 - Google Patents
外観検査装置Info
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- JPH08313225A JPH08313225A JP8050243A JP5024396A JPH08313225A JP H08313225 A JPH08313225 A JP H08313225A JP 8050243 A JP8050243 A JP 8050243A JP 5024396 A JP5024396 A JP 5024396A JP H08313225 A JPH08313225 A JP H08313225A
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Abstract
処理に適した撮像位置を自動的に探索し決定する機能を
備えた外観検査装置を提供する。 【解決手段】 本発明によると、検査対象物を撮像する
画像入力手段と、前記検査対象物と画像入力手段との間
を円弧を描いて相対的に移動せしめる移動手段と、前記
画像入力手段からの画像データに基いて前記検査対象物
の検査箇所と前記画像入力手段との間の相対角度に対応
する所定の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記特
徴量抽出手段によって抽出される所定の特徴量に基いて
前記検査対象物と画像入力手段との位置関係が最適であ
るか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって
判断される前記検査対象物と画像入力手段との位置関係
が最適となる位置関係が得られるように前記移動手段を
制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする外
観検査装置が提供される。
Description
に取り付けられたカメラを用いて部品組み付け後の外観
を検査するようにした外観検査装置に係り、特に検査箇
所の角度変化に応じて画像処理に適した撮像位置を自動
的に探索し決定する機能を備えた外観検査装置に関す
る。
付けられたカメラを用いて部品組み付け後の外観を検査
するようにした外観検査装置に係り、特にロボットでテ
ィーチングする検査箇所の角度に応じて、画像処理に適
したカメラ位置を自動的に探索・決定する機能を追加
し、ティーチング時間を短縮することにより、部品組み
付け後の外観検査に好適する外観検査装置に関する。
固定されたカメラ又は定位置への移動をティーチングさ
れたロボットに取り付けたカメラ(カメラロボット)に
より外観検査が行われている。
標をティーチングする場合は、まずカメラに対象を映し
たのち、検査のための画像処理に適した画像が得られる
ように、作業者が目視又は定規や治具を用いて手作業で
調整を行なっている。
置決めの精度にばらつきが生じ、また精密に設定しよう
とすれば、時間がかかるという問題があると共に、検査
箇所が検査対象ワークの各方向にあるため、側面や、形
状の複雑な箇所では治具等による作業が難しいという問
題がある。
だけならば、特開昭63−196803号公報に開示さ
れたパターン探索のように重心の位置を検出することで
自動ティーチングが可能となるが、検査対象ワークが立
体的でロボットと検査面が平行だけでなく、回転移動の
位置にある場合には対応することができない。
平面的な位置ずれに対しては、重心を測定して位置補正
する方法が特開昭63−196803号公報に開示され
ている。
時の角度ばらつき等立体的なずれが生じる場合には、画
像の明るさや形状が変化して誤検出してしまうという問
題が生じている。
号公報に開示されたパターン探索装置によると、視野中
心から離れたパターンに対して、その重心位置に基づい
てカメラをロボットにより移動し、視野中心でパターン
をとらえることにより、パターン形状誤差を抑え、位置
認識を正しく行える。
置を合わせるために、カメラをパターンの置かれている
面に対して平行移動させている。しかし、パターンの置
かれている面が斜めになる等カメラに対して傾いた場合
には、視野中心にパターン重心位置を合わせてもパター
ンは傾いたまま見えるため、パターン形状誤差がなくな
らず、位置認識を正しく行うことができない。
移動させようとしても、パターン重心位置の検出だけで
はパターンの傾きを検出できず、パターンの傾きに対し
てカメラ位置を補正することができない。
傾き(部品組み付け時の角度ばらつきなど)の発生する
検査を行う場合、いくら視野中心にパターン(検査箇
所)重心位置を合わせても検査箇所の傾きが補正されな
いので、この状態で検査を行っても誤検出してしまうと
いう問題点がある。
のような点に鑑みてなされたもので、対象物に角度のば
らつき等の傾きを含む立体的な位置ずれが生じた場合で
もそれを確実に補正して誤検出が生じないようにした外
観検査装置を提供することを目的としている。
されたもので、カメラを検査箇所を中心として移動さ
せ、画像の明るさや形状等の特徴量の変化を計測するこ
とにより、画像処理に適したカメラ位置を決定し、上記
問題点を解決するようにした外観検査装置を提供するこ
とを目的としている。
題を解決するために、検査対象物を撮像する画像入力手
段と、前記検査対象物と画像入力手段との間を円弧を描
いて相対的に移動せしめる移動手段と、前記画像入力手
段からの画像データに基いて前記検査対象物の検査箇所
と前記画像入力手段との間の相対角度に対応する所定の
特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記特徴量抽出手
段によって抽出される所定の特徴量に基いて前記検査対
象物と画像入力手段との位置関係が最適であるか否かを
判断する判断手段と、前記判断手段によって判断される
前記検査対象物と画像入力手段との位置関係が最適とな
る位置関係が得られるように前記移動手段を制御する制
御手段とを具備してなることを特徴とする外観検査装置
が提供される。
記画像入力手段として同軸照明装置を有するテレビカメ
ラを前記検査対象物の検査箇所を中心として回転移動せ
しめるロボットを含むことを特徴とする外観検査装置が
提供される。
手段によって抽出される所定の特徴量は前記同軸照明装
置の正反射光成分にあたる最も明るい画素の数とされる
とき、前記判断手段はこの特徴量が最大となる位置関係
を最適位置関係であると判断することを特徴とする外観
検査装置が提供される。
きが生じる場合、検査箇所との相対角度が変化するよう
にカメラ等の画像入力手段を検査箇所を中心に円弧を描
いて移動させて画像を入力し、この画像から検査箇所と
カメラ等の画像入力手段との相対角度の変化に応じた特
徴量を測定し、この特徴量から検査に適したカメラ等の
画像入力手段の位置を判断しカメラ等の画像入力手段の
位置を補正することにより、検査箇所の傾きに対して安
定した画像が得られるので、誤検出を生じることなく検
査することができる。
象物に角度のばらつき等の傾きを含む立体的な位置ずれ
が生じた場合でもそれを確実に補正して誤検出が生じな
いようにした外観検査装置を提供することが可能とな
る。
像するもので、同軸照明装置を有するテレビカメラと、
前記検査対象物とテレビカメラとの間を円弧を描いて相
対的に移動せしめるもので、前記テレビカメラを前記検
査対象物の検査箇所を中心として回転移動せしめるロボ
ットと、前記テレビカメラからの画像データに基いて前
記検査対象物の検査箇所と前記テレビカメラとの間の相
対角度に対応する所定の特徴量を抽出する特徴量抽出手
段と、前記特徴量抽出手段によって抽出される所定の特
徴量に基いて前記検査対象物とテレビカメラとの位置関
係が最適であるか否かを判断する判断手段と、前記判断
手段によって判断される前記検査対象物とテレビカメラ
との位置関係が最適となる位置関係が得られるように前
記ロボットを制御する制御手段と、前記制御手段によっ
て最適となる位置関係が得られた状態で当該検査箇所に
おける前記テレビカメラの位置を最適位置座標として登
録する自動ティーチング手段とを具備してなることを特
徴とする外観検査装置が提供される。
段によって抽出される所定の特徴量は前記同軸照明装置
の正反射光成分にあたる最も明るい画素の数とされると
き、前記判断手段はこの特徴量が最大となる位置関係を
最適位置関係であると判断することを特徴とする外観検
査装置が提供される。
きが生じる場合、検査箇所との相対角度が変化するよう
にカメラ等の画像入力手段を検査箇所を中心に円弧を描
いて移動させて画像を入力し、この画像から検査箇所と
カメラ等の画像入力手段との相対角度の変化に応じた特
徴量を測定し、この特徴量から検査に適したカメラ等の
画像入力手段の位置を判断しカメラ等の画像入力手段の
位置を補正することにより、検査箇所の傾きに対して安
定した画像が得られるので、誤検出を生じることなく検
査することができると共に、特にロボットに取り付けら
れたカメラを用いて部品組み付け後の外観を検査するよ
うにした外観検査装置においてロボットでティーチング
する検査箇所の角度に応じて、画像処理に適したカメラ
位置を自動的に探索・決定する機能を追加し、ティーチ
ング時間を短縮することができる。
メラを検査箇所を中心として移動させ、画像の明るさや
形状等の特徴量の変化を計測することにより、画像処理
に適したカメラ位置を決定し、上記問題点を解決するよ
うにした外観検査装置を提供することが可能となる。
施の形態につき説明する。図1は、本発明の第1の実施
例Aによる外観検査装置のシステム構成を示す図であ
る。
2及び照明装置3を移動させるためのロボットで、ロボ
ットコントローラ6の制御により検査対象物(ワーク)
4を検査するために予め教示されたカメラ位置21へ移
動することができる。
テレビカメラ2を検査対象部品41の検査箇所42を中
心に検査に最適カメラ位置22まで円弧を描いて回転移
動方向23により回転移動させることができる。
テレビカメラ、3は照明装置で、検査対象物4に照明光
を与えると共に検査対象物4からの反射光成分のみがテ
レビカメラ2に入射されるようにした同軸照明を実現し
ている。
像処理装置、6はロボットコントローラである。図2
は、上記テレビカメラ2の回転移動の説明図である。
示されたカメラ位置、22はテレビカメラ2を回転移動
した後の検査に最適なカメラ位置、23はテレビカメラ
2が円弧を描いて回転移動をする移動方向を示す。
に組みつけられた検査対象部品で、組み付けによる角度
ばらつきを有している。また、図2において、42は実
際の検査箇所で、カメラ2の回転移動の中心でもある。
である。図3において、51はテレビカメラ2からの画
像データをアナログからデジタルへ変換するA/D変換
器、52はA/D変換器51からのデジタル画像データ
から特徴量を演算する特徴抽出部、53はその特徴量か
ら検査に最適なカメラ位置を判断するカメラ位置判断部
である。
行なう検査処理部、55はカメラ位置データを記憶して
おくメモリである。図4は上述した本発明の第1の実施
例Aによる外観検査装置の応用例として車両に用いられ
るディストリビュータのコネクタ端子検査に適用される
場合の処理手順を示す。
は、テレビカメラ2と同軸照明を行う照明装置3が検査
箇所42の平面に垂直な位置にあるとする。そして、テ
レビカメラ2から入力される画像中の同軸照明装置3の
正反射光成分にあたる最も明るい画素(例えば濃淡階調
が0〜15であれば15の白レベル相当部)の数を特徴
量とすることにより、この特徴量が最大となる位置を後
述するようにして探すことで最適なカメラ位置22を求
めることができる。
め記憶されている予めティーチングされたカメラ位置デ
ータを読み出し、ロボットコントローラ6にその位置へ
の移動制御を指示する。
を受け、ロボット1を移動する(ステップS1)。そし
て、画像入力を行うテレビカメラ2により、検査箇所4
2の画像を撮像する(ステップS2)。
れ、A/D変換器51によりデジタル信号に変換され、
特徴抽出部52で前記特徴量を演算し、変数Hとして代
入される(ステップS3)。
最初に0を代入しておいた(ステップS0)H0 と、今
回測定されたHとを比較することで最大値を探す(ステ
ップS4)。
(ステップS5)、ロボットコントローラ6に図2に示
すにように、テレビカメラ2を検査箇所42を中心に円
弧を描くように回転移動制御の指示を出す。
ローラ6で指示された位置へ移動し(ステップS6)、
再びステップS2(画像入力)以降の処理を繰り返す。
この時のテレビカメラ2の回転移動の移動量は、誤検出
することなく検査が可能な、検査箇所42とテレビカメ
ラ2の相対角度の範囲を予め調べておき、その角度以下
に設定すればよい。
は、まず検査対象部品41のばらつきが生じる方向を、
その部品の組み付け方法から予め推測する。次に、推測
した方向の全てについて、テレビカメラ2を図2に示す
ように回転移動をして、特徴量を演算する。
向を移動方向とすればよい。ステップS4において、H
<H0 ならば、現在の1つ前の位置が最大の特徴量を与
えるカメラ位置であり、その位置が検査に最適なカメラ
位置22であると判断し、ロボットコントローラ6へそ
の位置への移動制御を指示する。
の最適なカメラ位置22へロボット1を移動制御し(ス
テップS7)、ロボット1に取り付けられたテレビカメ
ラ2により検査箇所42の画像を撮像する。
送され、A/D変換器51によりデジタル信号に変換さ
れ、検査処理部54にてこの場合、コネクタの外観形状
やピン数が正常であるか否か等の検査が行われる(ステ
ップS8)。
を変え、そこで得られた画像の特徴量から、検査箇所の
ばらつきに応じて最適なカメラ位置を決定でき、誤検出
することなく検査することが可能となる。
2を決定してから検査を実行したが、まず検査を実行し
誤検出があった場合にのみ最適なカメラ位置を決定し再
度検査を実行する方法も可能である。
明装置を使い、その正反射光成分にあたる最も明るい画
素の数を特徴量としたが、斜方照明等他の照明方法を使
い、検査箇所の輪郭形状等カメラと検査箇所との相対角
度によって変化する特徴量や、予め記憶しておいた最適
なカメラ位置での画像とのマッチング度等も特徴量とし
て使用することもできる。
し、テレビカメラ2及び照明装置3をロボット1により
移動したが、逆にテレビカメラ2及び照明装置3を固定
して検査対象4をロボット1により移動させても同様の
効果が得られる。
相対的に移動せしめるようにしてやればよい。また、前
述の第1の実施例Aでは、テレビカメラ2が円弧を描い
て回転移動を行うようにしているが、例えば、テレビカ
メラ2にズーム機構を持たせるようにすることにより、
テレビカメラ2と検査箇所42との間の距離を変えて円
弧以外の軌跡を描くようにしてもよい。
じた軌跡で、移動可能としてやればよい。さらに、ここ
ではカメラ位置判断部53や、カメラ位置を記憶してお
くメモリ55を画像処理装置5内に実現したが、これら
はロボットコントローラ6や、パーソナルコンピュータ
等で実現することもできる。
の実施例Aによれば、対象物に角度のばらつき等の傾き
を含む立体的な位置ずれが生じた場合でもそれを確実に
補正して誤検出が生じないようにした外観検査装置を提
供することが可能となる。
施例Aでは、最適なカメラ位置を決定して検査を行なう
例について説明したが、検査のために予めカメラ位置を
自動的にティーチングする場合にも適用することができ
る。
るのは、検査対象物4のすべての検査箇所が対象とな
る。この場合、従来の方法では、上記従来の技術の項に
記載したように、作業者はまずロボット1を操作し、テ
レビカメラ2に検査箇所を映した後、次に検査に最適な
カメラ位置になるよう、作業者が目視又は定規や治具を
用いて手作業でカメラ位置の調整を行なうことになる。
置決めの精度にばらつきが生じ、また精密に設定しよう
とすれば時間がかかってしまうという問題があると共
に、検査箇所は検査対象物4の各方向にあるため、側面
や形状の複雑な箇所では、治具等による作業が難しいと
いう問題がある。
に、検査のために予めカメラ位置を自動的にティーチン
グする場合にも適用することができるようにした本発明
の第2の実施例Bについて説明する。
観検査装置のシステム構成を示す図である。図5におい
て、1はカメラを移動させるためのロボット、2はロボ
ットに取付けられたテレビカメラ、3はカメラと共に移
動する照明、4は検査対象物、5は画像処理装置、6は
ロボットコントローラ、7は、ロボット1のティーチペ
ンダントである。
ィーチングの作業手順を示すもので、カメラ位置の自動
ティーチングを上述した第1の実施例Aと同様にコネク
タ検査のティーチングに適用した場合の手順を示す。
2と照明3は、作業者がティーチペンダント7を使って
検査箇所がテレビカメラ2に映る位置へ移動し、最適な
カメラ位置の自動ティーチングが開始される(ステップ
S10)。
2の画像を撮像し、画像処理装置5へ画像入力する(ス
テップS12)。ディストリビュータのコネクタ端子検
査を例にとると、検査に最適なカメラ位置は、テレビカ
メラ2と同軸照明が検査面に垂直な位置にあるときで、
このとき画像の中で同軸照明の正反射光成分にあたる最
も明るい画素の数を特徴量とすることにより、その特徴
量が最大となる位置が最適なカメラ位置となる。
るために、その画像データから特徴量を演算し、変数H
へ代入される(ステップS13)。そして、最初にステ
ップS11で0を代入しておいた変数H0 と、今回測定
した変数Hとを比較することで最大値を探す(ステップ
S14)。
を代入し(ステップS15)、ロボットコントローラ6
により、図2に示すように、テレビカメラ2が検査箇所
42を中心に円弧を描くように回転移動させ(ステップ
S16)、再び上記ステップS12以降を繰り返す。
特徴量を与えるカメラ位置であり、その位置が検査に最
適なカメラ位置22であると判断し、ロボット1をそこ
へ移動する(ステップS17)。
グしておくべきカメラ位置のティーチング座標として登
録する(ステップS18)。なお、テレビカメラ2の移
動方向は、変数Hが増加する方向を予め探すことで決定
できると共に、その移動角度は検査時のテレビカメラ2
の位置決め精度から決められる。
画素数を特徴量としたが、斜方照明等他の照明を使い対
象の輪郭形状等カメラの角度によって変化する特徴量を
使用することもできる。
相対角度を変え、そこで得られた画像の特徴量から画像
処理に最適なカメラ位置を決定でき、作業者は、検査箇
所をカメラに映すのみで良くなり、ロボット1に対する
ティーチング時間を短縮することが可能となる。
ける予めティーチングされたカメラ位置21は、ステッ
プS10でのカメラ位置に相当する。以上により、カメ
ラと検査箇所の相対角度を変え、そこで得られた画像の
特徴量から、検査に最適なカメラ位置を決定することが
でき、作業者は検査箇所をカメラに映すのみで良く、カ
メラ位置のティーチング時間を短縮することができ、作
業者による位置決めの精度のばらつきをなくすことが可
能となる。
の実施例Bによれば、カメラを検査箇所を中心として移
動させ、画像の明るさや形状等の特徴量の変化を計測す
ることにより、画像処理に適したカメラ位置を決定し、
上記問題点を解決するようにした外観検査装置を提供す
ることができる。
図。
図。
ためのフローチャート。
図。
ためのフローチャート。
Claims (5)
- 【請求項1】 検査対象物を撮像する画像入力手段と、 前記検査対象物と画像入力手段との間を円弧を描いて相
対的に移動せしめる移動手段と、 前記画像入力手段からの画像データに基いて前記検査対
象物の検査箇所と前記画像入力手段との間の相対角度に
対応する所定の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 前記特徴量抽出手段によって抽出される所定の特徴量に
基いて前記検査対象物と画像入力手段との位置関係が最
適であるか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段によって判断される前記検査対象物と画像
入力手段との位置関係が最適となる位置関係が得られる
ように前記移動手段を制御する制御手段とを具備してな
ることを特徴とする外観検査装置。 - 【請求項2】 前記移動手段は前記画像入力手段として
同軸照明装置を有するテレビカメラを前記検査対象物の
検査箇所を中心として回転移動せしめるロボットを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 - 【請求項3】 前記特徴量抽出手段によって抽出される
所定の特徴量は前記同軸照明装置の正反射光成分にあた
る最も明るい画素の数とされるとき、前記判断手段はこ
の特徴量が最大となる位置関係を最適位置関係であると
判断することを特徴とする請求項2に記載の外観検査装
置。 - 【請求項4】 検査対象物を撮像するもので、同軸照明
装置を有するテレビカメラと、 前記検査対象物とテレビカメラとの間を円弧を描いて相
対的に移動せしめるもので、前記テレビカメラを前記検
査対象物の検査箇所を中心として回転移動せしめるロボ
ットと、 前記テレビカメラからの画像データに基いて前記検査対
象物の検査箇所と前記テレビカメラとの間の相対角度に
対応する所定の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 前記特徴量抽出手段によって抽出される所定の特徴量に
基いて前記検査対象物とテレビカメラとの位置関係が最
適であるか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段によって判断される前記検査対象物とテレ
ビカメラとの位置関係が最適となる位置関係が得られる
ように前記ロボットを制御する制御手段と、 前記制御手段によって最適となる位置関係が得られた状
態で当該検査箇所における前記テレビカメラの位置を最
適位置座標として登録する自動ティーチング手段とを具
備してなることを特徴とする外観検査装置。 - 【請求項5】 前記特徴量抽出手段によって抽出される
所定の特徴量は前記同軸照明装置の正反射光成分にあた
る最も明るい画素の数とされるとき、前記判断手段はこ
の特徴量が最大となる位置関係を最適位置関係であると
判断することを特徴とする請求項4に記載の外観検査装
置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP05024396A JP3666108B2 (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-07 | 外観検査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
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JP5690095 | 1995-03-16 | ||
JP05024396A JP3666108B2 (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-07 | 外観検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08313225A true JPH08313225A (ja) | 1996-11-29 |
JP3666108B2 JP3666108B2 (ja) | 2005-06-29 |
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ID=26390693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05024396A Expired - Fee Related JP3666108B2 (ja) | 1995-03-16 | 1996-03-07 | 外観検査装置 |
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JP (1) | JP3666108B2 (ja) |
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