KR100304646B1

KR100304646B1 - 병검사장치및그방법

Info

Publication number: KR100304646B1
Application number: KR1019980047290A
Authority: KR
Inventors: 김준우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2001-11-02
Also published as: KR20000031313A

Abstract

본 발명에 따른 병 검사장치는 컨베이어 장치에 의해 이송되는 병을 검사하기 위한 장치에 있어서, 상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 컨베이어 장치에 의해 이송되어 소정의 위치를 통과하는 병에 광을 비추기 위한 광원; 상기 광원으로부터 소정 거리 이격되어 설치되며, 병을 통과한 광을 입사받아 상응하는 카메라 영상 신호를 출력하는 카메라; 상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 병이 상기 카메라 앞을 통과할 때마다 대응되는 감지 신호를 발생시키는 센서; 상기 카메라 및 센서와 전기적으로 접속되며, 상기 센서로부터의 감지 신호에 따라 상기 카메라 영상 신호를 입력받아 병의 검사 작업을 수행하고, 그 결과 및 상기 입력받은 카메라 영상 신호를 출력하는 비젼 시스템; 및 상기 비젼 시스템으로부터의 출력신호를 입력받아 검사결과 및 카메라 영상을 화면에 나타내는 디스플레이 장치를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 병의 검사를 위한 외곽선 기억모듈, 양부 설정모듈, 검사영역 리스트 생성모듈 및 검사모듈의 프로그램이 내장된 비젼 시스템을 이용하여 병을 검사하게 되므로, 원하는 병과 원하지 않는 병을 자동으로 정밀하게 분류해 낼 수 있는 장점이 있다.

Description

병 검사장치 및 그 방법{Bottle inspection system and method thereof}

본 발명은 병(bottle) 검사장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 병 검사를 위한 소정의 프로그램이 내장된 비젼 시스템(vision system)을 이용하여 원하는 병과 원하지 않는 병을 자동으로 정확히 분류해 낼 수 있는 병 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.

음료수 병 라인에 있어서, 내용물을 주입하는 장치에 병들이 도달되기 전에손상되거나 오염된 병을 미리 검사 및 제거하기 위해 통상 병 검사 장치들이 이용된다.

도 1은 그와 같은 종래 병 검사 장치의 개략적인 장치구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 병 검사 장치(10)는 컨베이어 벨트(15)에 의해 이송되는 병(16)에 광을 비추기 위한 광원(11)과, 상기 병(16)의 측벽을 검사하기 위한 제1카메라(12)와, 상기 병(16)의 윤곽이나 높이 혹은 색상을 검사하기 위한 제2카메라(13)와, 상기 병(16)을 통과한 광빔이 상기 제1카메라(12)로 입사될 수 있도록 광빔의 경로를 반사시키기 위한 다수의 반사경(14a∼14g) 및 제어 프로그램에 의해상기 제1카메라(12)에 의해 기록된 이미지들을 읽고 계산하는 계산 장치(미도시)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 제1카메라(12)에는 광경로를 따라 전송된 이미지들이 형성되는, CCD(charge coupled device)로 구성된 이미지 플레이트(미도시)가 설치되어 있다.

이상과 같은 구성의 종래 병 검사 장치(10)에 있어서, 컨베이어 벨트(15)에 의해 병(들)(16)이 이송되어 광원(11) 앞을 통과하게 되면, 광원(11)으로부터 조사된 광이 병(16)을 비추게 되고, 그렇게 병(16)을 통과한 광빔은 다수의 반사경(14a∼14g)에 의해 반사되어 제1카메라(12)로 입사된다. 그러면, 제1카메라(12)는 입사된 병(16)의 이미지들을 기록하고, 계산 장치는 그 기록된 이미지들을 읽고 계산한다. 그에 의해 병(16)의 측벽의 이상유무를 검출하게 된다. 또한, 병(16)을 통과한 광빔은 상기 반사경들(14a∼14g)을 경유함없이 직접 상기 제2카메라(13)로 입사되며, 제2카메라(13)는 입사된 광빔을 통해 병(16)의 윤곽이나 높이 혹은 색상을 기록하고, 상기 계산 장치는 그 기록된 데이터들을 읽고 계산한다. 그리고, 그에 의해 병(16)의 윤곽이나 높이 혹은 색상을 검출하게 된다.

그런데, 이상과 같은 종래 병 검사 장치는 전술한 바와 같이, 다수의 반사경(14a∼14g)을 이용하므로, 광빔이 반사경들을 경유하는 동안에 투영된 병의이미지가 왜곡될 소지가 높고, 그에 따라 병의 불량을 정밀하게 검출하기 어려운 단점이 있다. 또한, 반사경들의 각도와 거리를 설계치대로 정밀하게 배치시키기가 쉽지 않고, 반사경들의 평면도 또한 정밀가공을 요구하는 등 장치 구성상에 기술적인 어려움이 수반된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 비젼 시스템을 이용하여 원하는 병과 원하지 않는 병을 자동으로 정확히 분류해 낼 수 있는 병 검사장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 병 검사 장치의 개략적인 장치 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 병 검사장치의 개략적인 장치 구성도.

도 3은 도 2의 병 검사장치의 카메라에 입력되는 병의 영상을 나타낸 도면.

도 4는 도 2의 병 검사장치의 비젼 시스템의 개략적인 내부 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 병 검사방법의 실행 과정을 나타낸 플로우 챠트.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 병 검사방법에 있어서, 병 외곽선 데이터의 생성 과정을 설명하는 도면.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 병 검사방법에 있어서, 검사영역의 생성 과정을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11,21...광원 12...제1카메라

13...제2카메라 14a∼14g...반사경

15...컨베이어 벨트 16,28...병

22...카메라 23...센서

24...비젼 시스템 25...모니터

26...마우스 27...컨베이어 장치

31...카메라 영상 41...외곽선 기억모듈

42...양부 설정모듈 43...검사영역 리스트 생성모듈

44...검사 모듈 41a,42a,43a...마우스 입력

41b...외곽선 기억용 병 입력영상 41c...병 외곽선 데이터

42b...양품 외곽선 데이터 참조 리스트 43b...외곽선 오차한계

42c...불량 외곽선 데이터 참조 리스트 43c...검사영역 리스트

44a...센서 감지신호 44b...검사용 병 입력영상

44c...퇴출신호

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 병 검사장치는, 컨베이어 장치에 의해 이송되는 병을 검사하기 위한 장치에 있어서, 상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 컨베이어 장치에 의해 이송되어 소정의 위치를 통과하는 병에 광을 비추기 위한 광원; 상기 광원으로부터 소정 거리 이격되어 설치되며, 병을 통과한 광을 입사받아 상응하는 카메라 영상 신호를 출력하는 카메라; 상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 병이 상기 카메라 앞을 통과할 때마다 대응되는 감지 신호를 발생시키는 센서; 상기 카메라 및 센서와 전기적으로 접속되며, 상기 센서로부터의 감지 신호에 따라 상기 카메라 영상 신호를 입력받아 병의 검사 작업을 수행하고, 그 결과 및 상기 입력받은 카메라 영상 신호를 출력하는 비젼 시스템; 및 상기 비젼 시스템으로부터의 출력신호를 입력받아 검사결과 및 카메라 영상을 화면에 나타내는 디스플레이 장치를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 비젼 시스템은 외곽선 기억용 병 입력영상들을 입력받아 병 외곽선 데이터들을 생성하는 외곽선 기억 모듈; 상기 병 외곽선 데이터마다 양부 설정 명령을 입력받아 양품 외곽선 데이터 참조 리스트와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 생성하는 양부 설정 모듈; 외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터, 양품 외곽선 데이터 참조 리스트 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 바탕으로 외곽선 오차 한계와 검사영역 리스트를 생성하는 검사영역 리스트 생성 모듈; 및 센서로부터의 감지 신호가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하고, 그 생성된 외곽선을 상기 병 외곽선 데이터들과 비교하여 그 차이값이 상기 외곽선 오차한계보다 크면 퇴출신호를 출력하는 검사 모듈을 포함한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 병 검사방법은, (a) 사용자에 의한 외곽선 기억명령의 입력에 따라 외곽선 기억용 병 입력영상을 입력하는 단계; (b) 상기 입력된 외곽선 기억용 병 입력영상에 따라 병 외곽선 데이터를 생성하는 단계; (c) 사용자에 의한 양부 설정 명령의 입력에 따라 양품 외곽선 데이터 참조 리스트와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 생성하는 단계; (d) 외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터, 양품 외곽선 데이터 참조 리스트 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 바탕으로 외곽선 오차 한계와 검사영역 리스트를 생성하는 단계; (e) 센서로부터의 감지 신호가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하는 단계; 및 (f) 상기 생성된 외곽선의 데이터와 상기 병 외곽선데이터들을 비교하여 그 차이값이 상기 외곽선 오차한계보다 크면 퇴출신호를 출력하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 병 검사장치의 개략적인 장치 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 병 검사장치는 컨베이어 장치(27)의 일측에 근접 설치되며, 컨베이어 장치(27)에 의해 이송되어 소정의 위치를 통과하는 병(28)에 광을 비추기 위한 광원(21)과, 그 광원(21)으로부터 소정 거리 이격되어 설치되며, 병(28)을 통과한 광을 입사받아 도 3에 도시된 바와 같은 상응하는 카메라 영상(31) 신호를 출력하는 카메라(22)와, 상기 컨베이어 장치(27)의 일측에 근접 설치되며, 병(28)이 상기 카메라(22) 앞을 통과할 때마다 대응되는 감지 신호를 발생하는 센서(23)와, 상기 카메라(22) 및 센서(23)와 전기적으로 접속되며, 상기 센서(23)로부터의 감지 신호에 따라 상기 카메라 영상(31) 신호를 입력받아 병(28)의 검사 작업을 수행하고, 그 결과 및 상기 입력받은 카메라 영상(31) 신호를 출력하는 비젼 시스템(24) 및 그 비젼 시스템(24)으로부터의 출력신호를 입력받아 검사결과 및 카메라 영상(31)을 화면에 나타내는 디스플레이 장치(25)로서의 모니터를 구비한다.

여기서, 상기 비젼 시스템(24)은 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자에 의한 마우스(26:도 2 참조) 입력(외곽선 기억명령)(41a)에 따라 외곽선 기억용 병 입력영상들(41b)을 입력받아 병 외곽선 데이터들(41c)을 생성하는 외곽선 기억 모듈(41)과, 사용자의 마우스(26) 입력(양부 설정명령)(42a)에 따라 상기 병 외곽선 데이터(41c)마다 양품 외곽선 데이터 참조 리스트(42b)와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트(42c)를 생성하는 양부 설정 모듈(42)과, 사용자의 마우스(26) 입력(43a)에 의한 외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터(41c), 양품 외곽선 데이터 참조 리스트(42b) 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트(42c)를 바탕으로 외곽선 오차 한계(43b)와 검사영역 리스트(43c)를 생성하는 검사영역 리스트 생성 모듈(43) 및 상기 센서(23)로부터의 감지 신호(44a)가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상(44b)을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트(43c)에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하고, 그 생성된 외곽선을 상기 병 외곽선 데이터들(41c)과 비교하여 그 차이값이 상기 외곽선 오차한계(43b)보다 크면 퇴출신호(44c)를 출력하는 검사 모듈(44)을 구비한다.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 병 검사장치에 의해 병을 검사하는 과정에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하면서 설명해 보기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 병 검사방법의 실행 과정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 방법에 따라 먼저 사용자의 마우스(26) 입력에 의한 외곽선 기억명령의 입력에 따라 외곽선 기억용 병 입력영상(41b)을 비젼 시스템(24)의 외곽선 기억 모듈(41)에 입력하게 된다(단계 51). 그런 다음, 그 입력된외곽선 기억용 병 입력영상(41b)에 따라 병 외곽선 데이터(41c)를 생성한다(단계 52). 여기서, 이 병 외곽선 데이터(41c)는, 도 6에 도시된 바와 같이 입력된 병의 영상(61)을 바탕으로 외곽선 데이터 측정 시작위치(62)를 찾고, 그 시작위치(62)로부터 병의 길이방향(도 6에서는 하부 방향)을 따라 병의 직경 값(63)을 구하여 하나의 외곽선 데이터 리스트를 만듦으로써 생성된다. 이때, 이 외곽선데이터 리스트를 그래프화할 경우 도 7과 같이 표현될 수 있다.

이렇게 하여 병 외곽선 데이터(41c)의 생성이 완료되면, 사용자의 마우스(26) 입력에 의한 양부 설정 명령의 입력에 따라 양품 외곽선 데이터 참조 리스트(42b)와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트(42c)를 생성하게 된다(단계 53). 그런 후, 사용자의 마우스(26) 입력에 의한 외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터(41c), 양품 외곽선 데이터 참조 리스트(42b) 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트(42c)를 바탕으로 외곽선 오차 한계(43b)와 검사영역 리스트(43c)를 생성한다(단계 54). 여기서, 이 검사영역 리스트(43c)를 생성하는 과정에 대해 도 8 및 도 9를 참조하면서 좀 더 상세히 설명해 보기로 한다.

먼저, 상기 양품 외곽선 데이터 참조 리스트(42b)의 각 양품 외곽선 데이터(81)에서 상기 불량 외곽선 데이터 참조 리스트(42c)의 각 불량 외곽선 데이터(82)를 감산한 결과들을 원소로 갖는 하나의 집합(83)을 생성하게 된다. 그런 다음, 그 집합(83)의 원소들중 최대값(M)을 찾고, 그것이 상기 외곽선 오차 한계보다 크면 해당되는 집합의 특정 검사영역(P)을 상기 검사영역 리스트(43c)에 추가하고 상기 최대값(M)의 원소를 상기 집합(83)에서 삭제하며, 상기 집합(83)의 나머지 원소들에 대해서도 상기 집합(83)의 검사영역 위치(P)에서 구한 최대값(M)이 상기 외곽선 오차 한계보다 크면 그 해당 원소를 상기 집합(83)에서 삭제한다. 그런 후, 상기 집합(83)의 크기가 0이 될 때까지 상기 과정을 반복 수행하여 최종적으로 생성된 검사영역 리스트를 취함으로써 검사영역 리스트(43c)가 생성된다.

이상에 의해 검사영역 리스트(43c)의 생성이 완료되면, 검사 모듈(44)은 상기 센서(23)로부터의 감지 신호(44a)가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상(44b)을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트(43c)에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하게 된다(단계 55). 그리고, 그 생성된 외곽선의 데이터(NCD:편의상 이와 같이 표시하기로 함)와 상기 병 외곽선 데이터들(RCD:편의상 이와 같이 표시하기로 함)을 비교하여 그 차이값(NCD-RCD)이 상기 외곽선 오차한계보다 큰 지를 판별한다(단계 56). 이 판별에서, 그 차이값(NCD-RCD)이 외곽선 오차한계보다 크면, 검사 모듈(44)은 퇴출신호(44c)를 컨베이어 장치(27)로 출력한다(단계 57). 이는 불량병 혹은 원하지 않는 종류의 병이 투입되었음을 의미하는 것으로, 퇴출신호를 수신한 컨베이어 장치(27)는 해당 병을 컨베이어 벨트(미도시)로부터 퇴출시키게 된다. 한편, 상기 단계 56에서, 상기 차이값(NCD-RCD)이 외곽선 오차한계보다 크지 않으면, 검사 모듈(44)은 정상적인 병이 투입된 것으로 인지하고, 별다른 신호를 출력하지 않는다. 이렇게 하여 하나의 병에 대한 검사 사이클이 완료된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 병 검사장치 및 그 방법은 병의 검사를 위한 외곽선 기억모듈, 양부 설정모듈, 검사영역 리스트 생성모듈 및 검사모듈의 프로그램이 내장된 비젼 시스템을 이용하여 병을 검사하게 되므로, 원하는 병과 원하지 않는 병을 자동으로 정밀하게 분류해 낼 수 있는 장점이 있다.

Claims

컨베이어 장치에 의해 이송되는 병을 검사하기 위한 장치에 있어서,

상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 컨베이어 장치에 의해 이송되어 소정의 위치를 통과하는 병에 광을 비추기 위한 광원;

상기 광원으로부터 소정 거리 이격되어 설치되며, 병을 통과한 광을 입사받아 상응하는 카메라 영상 신호를 출력하는 카메라;

상기 컨베이어 장치의 일측에 근접 설치되며, 병이 상기 카메라 앞을 통과할 때마다 대응되는 감지 신호를 발생시키는 센서;

상기 카메라 및 센서와 전기적으로 접속되며, 상기 센서로부터의 감지 신호에 따라 상기 카메라 영상 신호를 입력받아 병의 검사 작업을 수행하고, 그 결과 및 상기 입력받은 카메라 영상 신호를 출력하는 비젼 시스템; 및

상기 비젼 시스템으로부터의 출력신호를 입력받아 검사결과 및 카메라 영상을 화면에 나타내는 디스플레이 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 병 검사장치.
제 1 항에 있어서,

상기 비젼 시스템은 외곽선 기억용 병 입력영상들을 입력받아 병 외곽선 데이터들을 생성하는 외곽선 기억 모듈;

상기 병 외곽선 데이터마다 양부 설정 명령을 입력받아 양품 외곽선 데이터 참조 리스트와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 생성하는 양부 설정 모듈;

외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터, 양품 외곽선 데이터 참조 리스트 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 바탕으로 외곽선 오차 한계와 검사영역 리스트를 생성하는 검사영역 리스트 생성 모듈; 및

센서로부터의 감지 신호가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하고, 그 생성된 외곽선을 상기 병 외곽선 데이터들과 비교하여 그 차이값이 상기 외곽선 오차한계보다 크면 퇴출신호를 출력하는 검사 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 병 검사장치.
(a) 사용자에 의한 외곽선 기억명령의 입력에 따라 외곽선 기억용 병 입력영상을 입력하는 단계;

(b) 상기 입력된 외곽선 기억용 병 입력영상에 따라 병 외곽선 데이터를 생성하는 단계;

(c) 사용자에 의한 양부 설정 명령의 입력에 따라 양품 외곽선 데이터 참조 리스트와 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 생성하는 단계;

(d) 외곽선 오차 한계 설정 명령을 입력받아 상기 병 외곽선 데이터, 양품 외곽선 데이터 참조 리스트 및 불량 외곽선 데이터 참조 리스트를 바탕으로 외곽선 오차 한계와 검사영역 리스트를 생성하는 단계;

(e) 센서로부터의 감지 신호가 발생할 때마다 검사용 병 입력영상을 입력받아 그것을 상기 검사영역 리스트에 따라 내부적으로 외곽선을 생성하는 단계; 및

(f) 상기 생성된 외곽선의 데이터와 상기 병 외곽선 데이터들을 비교하여 그 차이값이 상기 외곽선 오차한계보다 크면 퇴출신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병 검사방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단계(b)의 병 외곽선 데이터는, 입력된 병의 영상을 바탕으로 외곽선 데이터 측정 시작위치를 찾고, 그 시작위치로부터 병의 길이방향을 따라 병의 직경 값을구하여 하나의 리스트를 만듦으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 병 검사방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단계(d)의 검사영역 리스트의 생성 방법은,

(d-1) 상기 양품 외곽선 데이터 리스트의 각 양품 외곽선 데이터에서 상기 불량 외곽선 데이터 리스트의 각 불량 외곽선 데이터를 감산한 결과들을 원소로 갖는 하나의 집합을 생성하는 단계;

(d-2) 상기 집합의 원소들중 최대값을 찾고, 그것이 상기 외곽선 오차 한계보다 크면 해당되는 집합의 검사영역을 상기 검사영역 리스트에 추가하고 상기 최대값의 원소를 상기 집합에서 삭제하며, 상기 집합의 나머지 원소들에 대해서도 상기 집합의 검사영역 위치에서 구한 최대값이 상기 외곽선 오차 한계보다 크면 그해당 원소를 상기 집합에서 삭제하는 단계;

(d-3) 상기 집합의 크기가 0이 될 때까지 상기 단계 (d-2)를 반복 수행하는 단계; 및

(d-4) 상기 단계(d-3)의 수행 완료 후, 최종적으로 생성된 검사영역 리스트를 취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병 검사방법.