WO2015064369A1 - タイヤの検査装置 - Google Patents

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molded
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彰伸 水谷
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株式会社ブリヂストン
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    • G06T2207/30108—Industrial image inspection

Definitions

  • the present invention relates to a tire inspection apparatus, and more particularly, to a tire inspection apparatus that inspects a molding defect by performing image processing on an image acquired by photographing a tire side surface along a tire circumferential direction.
  • an inspection image for one round of the tire side surface is obtained by photographing the tire side surface facing upward while rotating the tire placed horizontally on the turntable. Then, by performing image processing on this inspection image, molding defects such as uneven scratches on the tire side surface are inspected (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 On the side of the tire to be inspected, in addition to the molded product that should be molded, a rubber member that has entered the air vent hole provided in the mold when the tire is molded, or between the molds. The rubber member or the like is attached as a rubber beam, and the rubber beam is also photographed in the acquired inspection image.
  • the rubber beam photographed in the inspection image is detected as a defect in the appearance inspection by image processing because it cannot be distinguished whether it is a molding defect or a rubber beam. For this reason, it is necessary for an operator to perform a re-inspection to visually determine whether it is a molding defect or a rubber flash for a part detected as defective, which requires labor and time for inspection, and hinders improvement in inspection efficiency. It has become.
  • an object of the present invention is to provide a tire inspection apparatus that improves the inspection efficiency by eliminating the labor and time required for re-inspection by an operator.
  • a model pattern of a molded product to be molded on the tire side surface of the tire to be inspected, and an unnecessary molded product unnecessaryly molded on the tire side surface The model pattern is arranged at a position where the degree of coincidence with the model pattern is highest in the storage means for storing the master image of the tire side surface when the tire is molded as a non-defective product and the captured image of the tire side surface to be inspected
  • a model pattern placement unit and an unnecessary molding position specifying unit that specifies the position of the unnecessary molding from the photographed image by comparing the position in the photographed image where the model pattern is arranged with the position of the model pattern in the master image.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram of an inspection apparatus according to the present invention. It is a figure which shows the image for a test
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tire T inspection apparatus 1 for carrying out an embodiment of the present invention.
  • 2A shows a captured image K taken by the image acquisition device 2 shown in FIG. 1
  • FIG. 2B shows a master image N stored in advance in the image processing device 3 shown in FIG. FIG.
  • the inspection apparatus 1 of the present invention identifies the position of an unnecessary molded product from an image obtained by photographing the tire side surface S in the appearance inspection of the tire T, and detects the unnecessary molded product as defective in an inspection process by image processing in a subsequent process.
  • the image acquisition device 2 and the image processing device 3 are provided to obtain an image of the tire side surface S of the tire T to be inspected.
  • the image acquisition device 2 is placed on a table 5 configured to be rotatable by a rotation mechanism 4 in a lateral direction without applying internal pressure to a tire T as a subject, and is a camera provided above the table 5.
  • 6 and the light source 7 acquire the state of the tire side surface S as an image.
  • the image is obtained by irradiating the tire side surface S with slit-shaped two-dimensional laser light (slit light) extending from the light source 7 in the tire radial direction, and the light trace of the laser light irradiated on the tire side surface S is captured by the camera 6.
  • the state of the surface color tone on the tire side surface is acquired as a luminance value
  • the state of unevenness is acquired as height information.
  • This image is captured by rotating the tire T so that the images are continuous along the circumferential direction of the tire T, whereby a captured image K for one round of the tire is acquired. That is, the image acquisition device 2 of this example acquires the captured image K of the tire side surface S by a so-called light cutting method. In each pixel constituting the captured image K, height information and luminance information representing the unevenness of the tire side surface S are recorded. The rotation of the tire T is detected by the encoder 8 for one round. As shown in FIG. 2A, the captured image K acquired by the camera 6 is processed as a captured image K by aligning the images for each captured image in a line by the image processing device 3 described later.
  • the image processing apparatus 3 is a so-called computer, and includes a CPU as a calculation means, a ROM and a RAM as storage means, and an input / output interface as a communication means.
  • the storage means 9 includes a model pattern M of a molded product to be molded on the tire side surface S of the tire T to be inspected, and a rubber beam U which is an unnecessary molded product unnecessaryly molded on the molded product and the tire side surface S. Is stored as a master image N of the tire side surface S.
  • the image processing apparatus 3 includes a model pattern placement unit 10 that places the model pattern M at a position having the highest degree of coincidence with the model pattern M in the captured image K obtained by photographing the tire side surface S to be inspected, and the model pattern M.
  • An unnecessary molding position that identifies the position of the rubber beam U that is formed as an unnecessary molding from the photographed image K by comparing the position in the photographed image K where the lens is arranged and the position of the model pattern M in the master image N
  • the specifying means 11 is provided, and each means executes processing according to a program stored in the storage means 9.
  • the molded product is formed on the tire side surface S in a concavo-convex shape by a mold, and on the tire side surface S, the manufacturer name, tire name (nickname), tire size , Country of manufacture, radial display, tubeless display, slip sign display, rotation display, factory code not shown, serial number, mold number, asymmetric pattern, etc.
  • the unnecessary molded product refers to a material that is inevitably molded at the time of molding of the tire, such as a rubber beam U such as a spew that enters the air hole of the mold and adheres to the tire side surface S. If the unnecessary molding is the position of the air hole provided in the mold for molding the tire, the air hole is always provided in the mold, so the position of the rubber beam that has entered the air hole must be specified. Can do.
  • the manufacturer name, tire name (nickname), tire size, country of manufacture, radial display, tubeless display, slip sign display, and low tension display at the position when the tire side S is molded as good. Etc., and unnecessary moldings such as a rubber beam U are recorded.
  • Each character string of the manufacturer name, tire name (nickname), tire size, country of manufacture, radial display, tubeless display, and rotation display of the above molded product is stored in the storage unit 9 of the image processing apparatus 3 as a model pattern M.
  • each character constituting each character string is also individually recorded in the storage means 9 as a model pattern element J.
  • the model pattern M, model pattern element J, and master image N are created based on, for example, CAD data at the time of mold design. Since a molded product molded as a non-defective product is molded by a groove engraved on the mold, CAD data at the time of mold design is used to obtain a highly accurate model pattern M, model pattern element J, and master image N. can do.
  • a rubber beam U molded as an unnecessary molding is also stored. Since this rubber beam U is the position of the air vent hole in the CAD data of the mold, it is associated with the position of the air hole included in the CAD data, for example, the model pattern M or model pattern element J that is closest thereto. And stored in the storage means 9 as position specifying data.
  • FIG. 3A is a conceptual diagram showing pattern matching by the schematic model pattern arranging unit 12, and FIG. 3B is a conceptual diagram showing pattern matching by the detailed model pattern arranging unit 13.
  • the solid line is the captured image K
  • the broken line is the master image N.
  • the model pattern placement unit 10 includes a schematic model pattern placement unit 12 and a detailed model pattern placement unit 13.
  • the schematic model pattern placement unit 12 pattern-matches a plurality of model patterns M to the captured image K, and puts it on the captured image K having the highest degree of coincidence with the model pattern M Each model pattern M is arranged.
  • the detailed model pattern placement unit 13 sets the model pattern element J of the model pattern M matched by the schematic model pattern placement unit 12 at the position matched by the schematic model pattern placement unit 12. Pattern matching is performed in the vicinity, and the pattern is arranged at a position having the highest degree of matching with the model pattern element J. That is, the detailed model pattern placement unit 13 performs pattern matching with the model pattern element J within a predetermined range from this position on the basis of the position where the model pattern M is matched on the captured image K, and each model pattern element J They are individually arranged on the captured image K.
  • the position where the model pattern element J is arranged by the detailed model pattern arranging means 13 can be regarded as the position where the molding corresponding to the model pattern element J matched with the captured image K is molded.
  • model pattern placement unit 10 will be described using a model pattern “ABC-TIRE” as a manufacturer name.
  • the model pattern “ABC-TIRE” is arranged on “ABC-TIRE” of the captured image K by the rough model pattern arrangement unit 12.
  • a model pattern element J is arranged on the image K.
  • the unnecessary molding position specifying means 11 compares the position in the captured image K where the model pattern M and the model pattern element J are arranged with the position of the model pattern M in the master image N, and determines the position of the unnecessary molding from the captured image K. Is provided with a misregistration amount calculation means 14, an unnecessary molding position specifying function acquisition means 15, and an unnecessary molding position calculation means 16.
  • the positional deviation amount calculation means 14 matches the position of the model pattern element J arranged on the photographed image K as the model pattern M and the detailed model when the model pattern M is matched with the photographed image K by the schematic model pattern placement means 12.
  • a positional deviation amount ⁇ L from the position when the model pattern element J is arranged on the photographed image K as a single unit is calculated.
  • “E” in the model pattern element J of “ABC-TIRE” will be described as an example.
  • the distance L1 from the center C1 to the center C2 of the model pattern element “E” (shown by a broken line) in the model pattern M, and the model pattern element J from the center C1 of “ABC-TIRE” by the detailed model pattern placement means 13 A distance L2 to the center C3 of the model pattern element “E” (indicated by a broken line) when matched with the photographed image K is obtained, and this difference (distance L2 ⁇ distance L1) is calculated as a positional deviation amount ⁇ L.
  • the centers C1; C2; C3 are centroid positions used as matching centers in pattern matching.
  • the positional deviation amount ⁇ L for the corresponding character is ignored in the subsequent processing without being used as a processing target.
  • the unit of the length of the positional deviation amount ⁇ L is the pixel in the captured image K.
  • the unnecessary molding position specifying function acquiring unit 15 uses a position specifying function F for specifying the position of the rubber beam U in the captured image K using the position shift amount ⁇ L for each character obtained by the position shift calculating unit 14. Execute the process for acquisition.
  • the position specifying function F is represented by a positional deviation amount ⁇ L between the position of the model pattern element J included in the master image N in the tire circumferential direction and the character included in the captured image K corresponding to the model pattern element J at each position. Function. Specifically, as shown in FIG. 4, the tire circumferential direction is set on the horizontal axis and the positional shift amount ⁇ L is set on the vertical axis along the circumferential direction of the master image N, and calculated by the positional shift amount calculation means 14.
  • a position specifying function F is obtained by mapping the positional deviation amount ⁇ L linked to the position of the center C2 on the master image N of each model pattern element J and connecting them by an approximate curve.
  • the shape of the position specifying function F connected by the approximate curve is substantially the same as the sine curve as shown in FIG. That is, since the molded product is scattered so as to cover almost the entire region in the circumferential direction on the tire side surface S, in the tire circumferential direction at each position of the model pattern element J corresponding to the molded product on the tire side surface S.
  • the position specifying function F that accurately represents the state and tendency of the positional displacement of the molded product or the unnecessary molded product at each position of the captured image K can be acquired. By using this position specifying function F, the position of the unnecessary molded product can be reliably and accurately specified from the captured image K.
  • the unnecessary molding position calculation means 16 executes a process of specifying the position of the rubber beam U from the photographed image K using the position specifying function F.
  • the master image N since the master image N records the position of the rubber beam U in the tire circumferential direction together with the molded product, from the position of the model pattern M or the model pattern element J in the master image N.
  • the position of the rubber beam U can be easily specified. For example, as shown in FIG. 5A, in the master image N, when the rubber beam U is recorded at a position displaced in the circumferential direction by a distance L5 from the center C2 of the model pattern element “E”, FIG.
  • the position of the actual rubber beam U ′ at K can be specified. That is, as a result of referring to the position specifying function F, the rubber beam U in the master image N is displaced along the tire circumferential direction by a distance L4 from the center of the rubber beam U as shown in FIG.
  • the position is specified as a rubber beam U ′.
  • the position of the rubber beam U ′ on the photographed image K by the unnecessary molding position specifying unit 11 is stored by associating the relationship between the rubber beam U and the character closest to the rubber beam U in advance. By storing it in the means 9, it can be processed easily. That is, as shown in FIG. 5A, the distance L5 in the tire circumferential direction between the matching center C2 of the letter “E” and the matching center C4 of the rubber beam U in the master image N is linked to the letter “E” in advance. By doing so, the position of the rubber beam U ′ in the captured image K can be immediately identified when the function shown in FIG. 4 is obtained.
  • the positional relationship between the model pattern element J and the rubber beam U constituting the character string of the model pattern M of the character string molded on the tire side surface S is set as a known pattern.
  • the position of the rubber beam U ′ included in the photographed image K can be easily and accurately specified from the molded product corresponding to the element J.
  • the rubber beam U ′ specified in the photographed image K as described above is inspected by the inspection means by the height information included in the photographed image K being adjusted to the height of the nearby tire surface by the processing means in the subsequent process. Is masked so that it is not detected as a molding defect.
  • a photographed image K is obtained by photographing the tire side S with the image acquisition device 2.
  • the photographed image K is photographed while the table 5 is rotated by placing the tire T on the table 5 sideways without applying internal pressure to the tire, and therefore the rotation center of the tire T and the rotation of the table 5 are taken. It is acquired in a state where the center does not match and is bent due to the flexibility of the tire T. That is, each image constituting the captured image K is captured with a different pixel width in the circumferential direction. Therefore, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the photographed image K is compared with the master image N, where the characters are crushed in the tire circumferential direction and the space between the characters is narrowed. There is a portion where the characters extend as the characters extend.
  • the position of the rubber beam U ′, which is an unnecessary molded product, is specified by the image processing apparatus 3 from the photographed image K.
  • the image processing apparatus 3 uses the schematic model pattern placement unit 12 of the model pattern placement unit 10 to make the manufacturer name, the tire name (nickname), the tire included in the master image N as shown in FIG.
  • the model pattern M such as size, manufacturing country name, radial display, tubeless display, slip sign display, and low tension display is pattern-matched with the captured image K, and the model pattern M is arranged on the captured image K.
  • the detailed model pattern placement unit 13 causes the model pattern element J of the model pattern M matched by the schematic model pattern placement unit 12 to fall within a predetermined range with reference to the position matched by the schematic model pattern placement unit 12. Then, the model pattern element J is pattern-matched with the captured image K and arranged on the captured image K.
  • a position specifying function F for specifying the position of the rubber beam U from the positional deviation amount ⁇ L for each character from the photographed image K is obtained by the unnecessary molding position specifying function acquisition means 15.
  • the position of the rubber beam U ′ that is an unnecessary molding is specified by the unnecessary molding position calculation means 16 using the position specifying function F.
  • the position of the rubber beam U ′ is specified for all the rubber beams U included in the master image N, and all the positions of the rubber beams U ′ included in the captured image K are accurately specified.
  • the rubber is reliably and accurately obtained from the captured image K. Since the position of the beam U ′ can be specified, if the processing is performed so as to ignore the specified position of the rubber beam U ′ in the inspection process by image processing in the subsequent process, the rubber beam is detected in the inspection. This eliminates the need for the operator to perform a re-inspection to visually determine whether the molding is defective or a rubber beam, which eliminates the need for the inspection and shortens the time and improves the inspection efficiency. it can.
  • the photographed image K is circumferentially affected by eccentricity or deformation during photography. Since the length dimension of the rubber beam U differs depending on the photographed position, the CAD data at the time of mold design and the photographed image K cannot be directly compared to identify the position of the rubber beam U. According to the method, it is preferable that the position of the rubber beam U ′ can be reliably identified from the photographed image K without being affected by the eccentricity or deformation at the time of photographing.
  • the inspection apparatus 1 in the acquisition of the captured image K by the image acquisition apparatus 2, when the tire T that is the subject is assembled on the rim and an internal pressure can be applied to the tire, details in the above processing steps
  • the model pattern placement means 13 can be omitted. That is, since the tire T is assembled with the rim and the internal pressure is applied to the tire, the distance of the tire side surface S with respect to the camera 6 at the time of tire rotation hardly changes (the influence of the deformation of the tire T or the eccentricity at the time of photographing). No), only the influence of the difference from the CAD data due to the deformation of the tire side surface S when the internal pressure is applied.
  • each model pattern M in the master image N since the positions of the model patterns M in the master image N only change isotropically in the circumferential direction and the radial direction, each model pattern M is arranged on the captured image K by pattern matching by the schematic model pattern arranging unit 12. Then, the positional deviation amount calculation means 14 calculates the positional deviation amount ⁇ L between each model pattern M and the captured image K, obtains the position specifying function F, and specifies the position of the rubber beam U in the captured image K. good.

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Abstract

　タイヤの外観検査において、タイヤ側面を撮影した画像からゴムばりの位置を特定し、後工程の画像処理による検査工程でゴムばりを不良として検出することなくタイヤ側面の検査を可能にするタイヤの検査装置を提供するために、検査対象であるタイヤのタイヤ側面に成型されるべき成型物のモデルパターンと、成型物とタイヤ側面に不要に成型される不要成型物とが良品として成型されたときのタイヤ側面のマスター画像とを記憶する記憶手段と、検査対象のタイヤ側面を撮影した撮影画像において前記モデルパターンとの一致度が最も高い位置に当該モデルパターンを配置するモデルパターン配置手段と、モデルパターンが配置された撮影画像における位置と、マスター画像におけるモデルパターンの位置とを比較して撮影画像から不要成型物の位置を特定する不要特定物位置特定手段とを備えるようにした。

Description

タイヤの検査装置
　本発明は、タイヤの検査装置に関し、特に、タイヤ円周方向に沿ってタイヤ側面を撮影して取得した画像を画像処理して成型不良を検査するタイヤの検査装置に関する。
　従来、タイヤの外観検査では、回転台上に横向きに載置したタイヤを回転させながら、上向きのタイヤ側面を円周方向に沿って撮影することで、タイヤ側面の１周分の検査画像を取得し、この検査画像を画像処理することによりタイヤ側面における凹凸状のキズ等の成型不良が検査されている（特許文献１）。
　しかしながら、検査対象であるタイヤ側面には、本来成型されるべき成型物の他に、タイヤを成型するときの金型に設けられた空気抜き穴に入り込んだゴム部材や、金型同士の間に入り込んだゴム部材等がゴムばりとなって付着した状態であり、取得された検査画像にもゴムばりが撮影されることになる。検査画像に撮影されたゴムばりは、画像処理による外観検査において、成型不良かゴムばりかについての区別ができずに不良として検出されることになってしまう。このため、不良として検出された部位については、作業者が、成型不良かゴムばりかを目視で判別する再検査を行う必要があり、検査に手間や時間を要し、検査効率向上の妨げとなっている。
特開２０１１－２４７６４６号公報
　そこで本発明は、タイヤの外観検査において、タイヤ側面を撮影した画像からゴムばりの位置を特定しておき、後工程の検査工程でゴムばりを不良として検出させずにタイヤ側面の検査を可能にすることで、作業者による再検査に係る手間や時間をなくして検査効率を向上させるタイヤの検査装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するためのタイヤの検査装置の構成として、検査対象であるタイヤのタイヤ側面に成型されるべき成型物のモデルパターンと、成型物とタイヤ側面に不要に成型される不要成型物とが良品として成型されたときのタイヤ側面のマスター画像とを記憶する記憶手段と、検査対象のタイヤ側面を撮影した撮影画像において前記モデルパターンとの一致度が最も高い位置に当該モデルパターンを配置するモデルパターン配置手段と、モデルパターンが配置された撮影画像における位置と、マスター画像におけるモデルパターンの位置とを比較して撮影画像から不要成型物の位置を特定する不要成型物位置特定手段とを備えることにより、撮影画像における不要成型物の位置を特定できるので、後工程の検査工程で不要成型物を不良として誤検出せずにタイヤ側面の検査をすることが可能となり、作業者による再検査に係る手間や時間をなくして検査効率を向上させることができる。
本発明に係る検査装置の全体概略図である。 検査用画像及びマスター画像を示す図である。 モデルパターン配置手段によるパターンマッチングを示す図である。 撮影位置における位置ズレ量及び位置特定関数の関係を示す図である。 検査用画像におけるゴムばりの位置の特定方法を示す図である。
　図１は、本発明の一実施形態を実行するためのタイヤＴの検査装置１の概略構成図である。図２（ａ）は、図１で示す画像取得装置２により撮影された撮影画像Ｋを示し、図２（ｂ）は、図１で示す画像処理装置３にあらかじめ記憶されるマスター画像Ｎを示す図である。
　以下図１，図２を用いてタイヤＴの検査装置１について説明する。
　本発明の検査装置１は、タイヤＴの外観検査において、タイヤ側面Ｓを撮影した画像から不要成型物の位置を特定し、後工程の画像処理による検査工程で不要成型物を不良として検出することなくタイヤ側面Ｓの外観の検査を可能にするためのものであって、検査対象であるタイヤＴのタイヤ側面Ｓの画像を取得する画像取得装置２と、画像処理装置３とを備える。
　画像取得装置２は、回転機構４により回転自在に構成されたテーブル５上に、被検体であるタイヤＴに内圧を印加せずに横向きに載置して、テーブル５の上方に設けられたカメラ６と光源７とでタイヤ側面Ｓの状態を画像として取得する。画像は、タイヤ側面Ｓにスリット状の２次元のレーザ光（スリット光）を光源７からタイヤ半径方向に延長するように照射させて、タイヤ側面Ｓに照射されたレーザ光の光跡をカメラ６で撮影することで、タイヤ側面における表面の色調の状態が輝度値として、また凹凸の状態が高さ情報として取得される。この画像の撮影は、タイヤＴを回転させながら、タイヤＴの円周方向に沿って画像が連続するように撮影することでタイヤ１周分の撮影画像Ｋが取得される。つまり、本例の画像取得装置２は、いわゆる光切断法によってタイヤ側面Ｓの撮影画像Ｋを取得する。この撮影画像Ｋを構成する各画素には、タイヤ側面Ｓの凹凸を表す高さ情報と輝度情報とが記録される。なお、タイヤＴの回転は、エンコーダ８によって１周分が検出される。
　カメラ６により取得された撮影画像Ｋは、図２（ａ）に示すように、後述の画像処理装置３によって、撮影毎の画像が一列に整列されて撮影画像Ｋとして処理される。
　画像処理装置３は、いわゆるコンピュータであって、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイスを備える。記憶手段９には、検査対象であるタイヤＴのタイヤ側面Ｓに成型されるべき成型物のモデルパターンＭと、上記成型物とタイヤ側面Ｓに不要に成型される不要成型物であるゴムばりＵとが良品として成型されたときのタイヤ側面Ｓのマスター画像Ｎとが記憶される。
　また、画像処理装置３は、検査対象のタイヤ側面Ｓを撮影した撮影画像ＫにおいてモデルパターンＭとの一致度が最も高い位置に当該モデルパターンＭを配置するモデルパターン配置手段１０と、モデルパターンＭが配置された撮影画像Ｋにおける位置と、マスター画像ＮにおけるモデルパターンＭの位置とを比較して撮影画像Ｋから不要な成型物として成型されてしまうゴムばりＵの位置を特定する不要成型物位置特定手段１１とを備え、上記各手段は記憶手段９に記憶されるプログラムによって処理を実行する。
　成型物とは、図２（ａ）に示すように、タイヤ側面Ｓに金型により凹凸状に成型されるものであって、タイヤ側面Ｓにおいて製造メーカー名、タイヤの名称（ニックネーム）、タイヤサイズ、製造国名、ラジアル表示、チューブレス表示、スリップサイン表示、ローテンション表示、図示しない工場コード、シリアルナンバー、モールドナンバー、非対称パターンなどをいう。また、不要成型物とは、例えば金型の空気穴に入り込んでタイヤ側面Ｓに付着するスピュー等のゴムばりＵ等のようにタイヤの成型時に不可避に成型されてしまうものをいう。不要成型物が、タイヤを成型する金型に設けられた空気穴の位置であれば、空気穴は金型に必ず設けられるため、この空気穴に入り込んだゴムばりの位置を確実に特定することができる。
　マスター画像Ｎには、タイヤ側面Ｓが良品として成型されたときの位置に、製造メーカー名、タイヤの名称（ニックネーム）、タイヤサイズ、製造国名、ラジアル表示、チューブレス表示、スリップサイン表示、ローテンション表示等の成型物と、ゴムばりＵ等の不要成型物とが記録される。
　上述の成型物の製造メーカー名、タイヤの名称（ニックネーム）、タイヤサイズ、製造国名、ラジアル表示、チューブレス表示、ローテンション表示の各文字列は、モデルパターンＭとして画像処理装置３の記憶手段９に記録されるとともに、さらに上記各文字列を構成する各文字も個別にモデルパターン要素Ｊとして記憶手段９に記録される。文字はタイヤ側面において、ほぼ全域を網羅するように点在しているため、撮影画像における不要成型物の位置の特定をより確実かつ精度良くできる。
　上記、モデルパターンＭ，モデルパターン要素Ｊ及びマスター画像Ｎは、例えば、金型設計時のＣＡＤデータに基づいて作成される。良品として成型される成型物は、金型に刻印された溝によって成型されるため、金型設計時のＣＡＤデータを用いることで、精度の良いモデルパターンＭ，モデルパターン要素Ｊ及びマスター画像Ｎとすることができる。
　また、マスター画像Ｎには、不要成型物として成型されるゴムばりＵも記憶される。このゴムばりＵは、金型のＣＡＤデータにおける空気抜き穴の位置であるから、ＣＡＤデータに含まれる空気穴の位置と、例えば、これにもっとも近接するモデルパターンＭやモデルパターン要素Ｊと紐付けし、位置特定データ等として記憶手段９に記憶される。
　図３（ａ）は、概略モデルパターン配置手段１２によるパターンマッチングを示す概念図、図３（ｂ）は、詳細モデルパターン配置手段１３によるパターンマッチングを示す概念図である。なお、同図において実線が撮影画像Ｋ，破線がマスター画像Ｎである。
　モデルパターン配置手段１０は、概略モデルパターン配置手段１２と、詳細モデルパターン配置手段１３とを備える。
　概略モデルパターン配置手段１２は、図３（ａ）に示すように、撮影画像Ｋに対して複数のモデルパターンＭをパターンマッチングして、モデルパターンＭとの一致度が最も高い撮影画像Ｋ上にモデルパターンＭをそれぞれ配置する。
　詳細モデルパターン配置手段１３は、図３（ｂ）に示すように、上記概略モデルパターン配置手段１２でマッチングしたモデルパターンＭのモデルパターン要素Ｊを、上記概略モデルパターン配置手段１２によりマッチングした位置の近傍でパターンマッチングして、モデルパターン要素Ｊとの一致度が最も高い位置に配置する。つまり、詳細モデルパターン配置手段１３では、撮影画像Ｋ上においてモデルパターンＭがマッチングした位置を基準として、この位置から所定範囲内をモデルパターン要素Ｊでパターンマッチングを実行し、各モデルパターン要素Ｊを個別に撮影画像Ｋ上に配置する。この詳細モデルパターン配置手段１３によりモデルパターン要素Ｊが配置された位置は、撮影画像Ｋにマッチングしたモデルパターン要素Ｊに対応する成型物が成型された位置とみなすことができる。
　以下、モデルパターン配置手段１０の動作について、製造メーカー名としてのモデルパターン「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」を用いて説明する。
　まず、概略モデルパターン配置手段１２によりモデルパターン「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」を撮影画像Ｋの「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」上に配置する。
　次に、撮影画像Ｋにモデルパターン「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」がマッチングした位置を基準として、詳細モデルパターン配置手段１３によりモデルパターン「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」を構成する各モデルパターン要素Ｊとしての「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「－」，「Ｔ」，「Ｉ」，「Ｒ」，「Ｅ」で、撮影画像Ｋの「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」に対して再びパターンマッチングを実行して、撮影画像Ｋ上にモデルパターン要素Ｊを配置する。
　不要成型物位置特定手段１１は、モデルパターンＭ及びモデルパターン要素Ｊが配置された撮影画像Ｋにおける位置とマスター画像ＮにおけるモデルパターンＭの位置とを比較して撮影画像Ｋから不要成型物の位置を特定するための位置ズレ量計算手段１４と、不要成型物位置特定関数取得手段１５と、不要成型物位置計算手段１６とを備える。
　位置ズレ量計算手段１４は、概略モデルパターン配置手段１２によりモデルパターンＭを撮影画像Ｋにマッチングしたときに、モデルパターンＭとして撮影画像Ｋ上に配置されたモデルパターン要素Ｊの位置と、詳細モデルパターン配置手段１３によりモデルパターン要素Ｊを撮影画像Ｋにマッチングしたときに、モデルパターン要素Ｊが単体として撮影画像Ｋ上に配置されたときの位置との位置ズレ量δＬを計算する。
　例えば、「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」のうち、モデルパターン要素Ｊのうち「Ｅ」を例として説明する。図３（ｂ）に示すように、概略モデルパターン配置手段１２によりモデルパターンＭを撮影画像Ｋにマッチングしたときの撮影画像Ｋに配置されたモデルパターンＭの「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」（破線で示す）の中心Ｃ１から、モデルパターンＭにおけるモデルパターン要素「Ｅ」（破線で示す）の中心Ｃ２までの距離Ｌ１と、「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」の中心Ｃ１から詳細モデルパターン配置手段１３によりモデルパターン要素Ｊを撮影画像Ｋにマッチングしたときのモデルパターン要素「Ｅ」（破線で示す）の中心Ｃ３までの距離Ｌ２とを求め、この差（距離Ｌ２－距離Ｌ１）を位置ズレ量δＬとして計算する。
　ここで、中心Ｃ１；Ｃ２；Ｃ３とは、パターンマッチングにおいてマッチング中心として用いた重心位置である。
　この計算を撮影画像ＫにマッチングしたモデルパターンＭを構成する残りの各モデルパターン要素Ｊの「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「－」，「Ｔ」，「Ｉ」，「Ｒ」それぞれについて実行することで、撮影画像Ｋにおける成型物の「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」の要素である文字と、マスター画像ＮにおけるモデルパターンＭの「ＡＢＣ－ＴＩＲＥ」の要素であるモデルパターン要素Ｊの「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「－」，「Ｔ」，「Ｉ」，「Ｒ」，「Ｅ」との位置ズレ量δＬが計算される。
　上記位置ズレ量δＬの計算は、全てのモデルパターンＭを構成するモデルパターン要素全てに対して実行される。この計算された位置ズレ量δＬは、位置ズレ量δＬをそれぞれ計算したときのモデルパターン要素Ｊに紐付けして記憶手段９に記憶される。
　図４に示すように、上述の式に基づき算出された位置ズレ量δＬが基準値０よりも大きい場合には、テーブル５の中心から遠い位置で撮影されたため成型物の要素間、ここでは文字の間隔が広がる方向に位置ズレしていることを示し、位置ズレ量δＬが基準値０よりも小さい場合には、テーブル５の中心から近い位置で撮影されたため成型物の要素間、ここでは文字の間隔が狭くなる方向に位置ズレしていることを示している。
　なお、各文字のマッチングにおいてマッチング率が閾値以下の場合には、処理対象として用いずに該当する文字についての位置ズレ量δＬは後の処理において無視される。また、位置ズレ量δＬの長さの単位は、撮影画像Ｋにおける画素を単位とする。
　不要成型物位置特定関数取得手段１５は、位置ズレ量計算手段１４で得られた文字毎の位置ズレ量δＬを用いて撮影画像ＫにおけるゴムばりＵの位置を特定するための位置特定関数Ｆを取得するための処理を実行する。
　位置特定関数Ｆは、マスター画像Ｎに含まれるモデルパターン要素Ｊのタイヤ円周方向における位置と、各位置におけるモデルパターン要素Ｊに対応する撮影画像Ｋに含まれる文字との位置ズレ量δＬで表わされる関数である。
　具体的には、図４に示すように、マスター画像Ｎの円周方向に沿うように横軸にタイヤ円周方向、縦軸に位置ズレ量δＬを設定し、位置ズレ量計算手段１４で計算された各モデルパターン要素Ｊのマスター画像Ｎ上における中心Ｃ２の位置に紐付けされた位置ズレ量δＬをマッピングして近似曲線で結んだものが位置特定関数Ｆとして取得される。近似曲線で結ばれた位置特定関数Ｆの形状は、図４に示すように、サインカーブと実質的に同一となる。
　すなわち、成型物は、タイヤ側面Ｓにおいて円周方向にほぼ全域を網羅するように点在しているため、タイヤ側面Ｓにおける成型物に対応するモデルパターン要素Ｊの各位置のタイヤ円周方向に沿った位置ズレ量δＬを取得することで、撮影画像Ｋの各位置における成型物或いは不要成型物の位置ズレの状態や傾向を精度良く表現する位置特定関数Ｆが取得できる。そしてこの位置特定関数Ｆを用いることにより、撮影画像Ｋから不要成型物の位置を確実、かつ精度良く特定することができる。
　不要成型物位置計算手段１６は、上記位置特定関数Ｆを用いて撮影画像ＫからゴムばりＵの位置を特定する処理を実行する。
　図２（ｂ）に示すように、マスター画像Ｎには成型物とともにゴムばりＵのタイヤ円周方向における位置が記録されているため、マスター画像ＮにおいてモデルパターンＭ或いはモデルパターン要素Ｊの位置からゴムばりＵの位置を特定することが容易にできる。
　例えば、図５（ａ）に示すように、マスター画像Ｎにおいて、ゴムばりＵがモデルパターン要素「Ｅ」の中心Ｃ２から距離Ｌ５だけ周方向に位置ズレした位置に記録されている場合、図４に示す位置特定関数Ｆにおいてモデルパターン要素「Ｅ」の中心Ｃ２に対応する位置から距離Ｌ５だけ周方向に進んだ位置の位置ズレ量δＬの値を位置特定関数Ｆから計算することで、撮影画像Ｋにおける実際のゴムばりＵ′の位置を特定することができる。すなわち、位置特定関数Ｆを参照した結果、マスター画像ＮにおけるゴムばりＵは、図５（ｂ）に示すように、このゴムばりＵの中心から距離Ｌ４だけタイヤ円周方向に沿って位置ズレした位置にゴムばりＵ′としてその位置が特定される。
　このゴムばりＵの位置ズレ量Ｌ４の計算をすべてのゴムばりＵに対して実行することで、撮影画像Ｋに撮影されたゴムばりＵ′のすべての位置を確実にかつ精度良く特定することができる。
　このように、不要成型物位置特定手段１１による撮影画像Ｋ上におけるゴムばりＵ′の位置の特定は、ゴムばりＵと、ゴムばりＵに最も近接する文字との関係をあらかじめ紐付けして記憶手段９内に記憶させておくことで、容易に処理することができる。すなわち、図５（ａ）に示すように、マスター画像Ｎにおける文字「Ｅ」のマッチング中心Ｃ２とゴムばりＵのマッチング中心Ｃ４とのタイヤ円周方向の距離Ｌ５をあらかじめ文字「Ｅ」に紐付けしておくことで、図４に示す関数が得られた時点で、直ちに、撮影画像ＫにおけるゴムばりＵ′の位置を特定することができる。
　したがって、マスター画像Ｎにおいて、タイヤ側面Ｓに成型される文字列のモデルパターンＭの当該文字列を構成するモデルパターン要素ＪとゴムばりＵとの位置関係を既知のものとしておくことにより、モデルパターン要素Ｊに対応する成型物から撮影画像Ｋに含まれるゴムばりＵ′の位置を容易に、かつ精度良く特定できる。
　上記のように撮影画像Ｋにおいて特定されたゴムばりＵ′は、後工程の処理手段によって、撮影画像Ｋに含まれる高さ情報が近傍のタイヤ表面の高さにならされて、検査手段による検査において成型不良として検出されないようにマスク処理される。
　以下、上記検査装置１の動作について説明する。
　まず、画像取得装置２によりタイヤ側面Ｓを撮影して撮影画像Ｋを取得する。この撮影画像Ｋは、テーブル５上にタイヤＴを横向きにタイヤ内に内圧を印加せずに載置して、テーブル５を回転させながら撮影されるため、タイヤＴの回転中心とテーブル５の回転中心とが一致していない状態であるとともに、タイヤＴの可撓性により撓んだ状態で取得される。つまり、撮影画像Ｋを構成する各画像は、円周方向に異なる画素幅で撮影されていることになる。このため、図２（ａ），（ｂ）に示すように、撮影画像Ｋはマスター画像Ｎと比較すると、タイヤ円周方向に文字が押し潰されるとともに字間が狭まる部分や、タイヤ円周方向に文字が間延びするとともに字間が広がる部分がある。
　次に上記撮影画像Ｋから画像処理装置３により不要成型物であるゴムばりＵ′の位置が特定される。
　まず、画像処理装置３は、モデルパターン配置手段１０の概略モデルパターン配置手段１２により、図２（ｂ）に示すような、マスター画像Ｎに含まれる製造メーカー名、タイヤの名称（ニックネーム）、タイヤサイズ、製造国名、ラジアル表示、チューブレス表示、スリップサイン表示、ローテンション表示等のモデルパターンＭを撮影画像Ｋに対してパターンマッチングして、撮影画像Ｋ上にモデルパターンＭを配置する。
　次に、詳細モデルパターン配置手段１３により、上記概略モデルパターン配置手段１２でマッチングしたモデルパターンＭのモデルパターン要素Ｊを、上記概略モデルパターン配置手段１２によりマッチングした位置を基準として、所定の範囲内で上記モデルパターン要素Ｊを撮影画像Ｋに対してパターンマッチングして撮影画像Ｋ上に配置する。
　次に、不要成型物位置特定手段１１の位置ズレ量計算手段１４により、検査用に撮影された撮影画像Ｋ上に配置された各文字の位置と、これに対応する各文字のマスター画像Ｎ上における位置との位置ズレ量δＬの計算処理を実行する。
　この位置ズレ量δＬの計算は、すべてのモデルパターンＭを構成するすべてのモデルパターン要素Ｊに対して実行する。
　次に、不要成型物位置特定関数取得手段１５により、撮影画像Ｋから文字毎の位置ズレ量δＬからゴムばりＵの位置を特定するための位置特定関数Ｆを求める。
　次に、不要成型物位置計算手段１６により、位置特定関数Ｆを用いて不要成型物であるゴムばりＵ′の位置を特定する。このゴムばりＵ′の位置の特定は、マスター画像Ｎに含まれるすべてのゴムばりＵに対して実行され、撮影画像Ｋに含まれるゴムばりＵ′のすべての位置が正確に特定される。
　上記構成によれば、検査用画像の取得時に、タイヤＴがカメラ６に対して偏心状態で回転しても、またタイヤ側面Ｓに撓みが生じていても確実、かつ正確に撮影画像ＫからゴムばりＵ′の位置を特定することができるので、後工程の画像処理による検査工程において、上記特定されたゴムばりＵ′の位置を無視するように処理を行なえば、検査において、ゴムばりを検出しなくてすむので、作業者が、成型不良かゴムばりかを目視で判別する再検査を行う必要がなくなり、検査に係る手間が不要となって時間を短縮し、検査効率を向上させることができる。
　特に、本実施形態のように、タイヤ側面Ｓの撮影画像Ｋを撮影するときに、タイヤ内に内圧が印加されていない場合には、撮影画像Ｋは撮影時の偏心や変形による影響で周方向の長さ寸法が、撮影された位置によって異なるため、直接的に金型設計時のＣＡＤデータと、撮影画像Ｋとを比較してゴムばりＵの位置を特定することができないが、本発明の方法によれば、上記撮影時の偏心や変形による影響を受けることなく確実に撮影画像ＫからゴムばりＵ′の位置を特定することができるので好適である。
　上記検査装置１の他の構成として、画像取得装置２による撮影画像Ｋの取得において、被検体であるタイヤＴがリム組みされてタイヤ内に内圧を印加可能の場合には、上記処理工程における詳細モデルパターン配置手段１３を省略することも可能である。すなわち、タイヤＴがリム組みされてタイヤ内に内圧が印加されたことで、タイヤ回転時のカメラ６に対するタイヤ側面Ｓの距離がほとんど変化しないため（タイヤＴの変形や撮影時の偏心の影響がない）、内圧が印加されたときのタイヤ側面Ｓの変形によるＣＡＤデータとの違いの影響のみとなる。つまり、マスター画像ＮにおけるモデルパターンＭ同士の位置が周方向及び半径方向に等方的に変化するだけなので、概略モデルパターン配置手段１２によるパターンマッチングで、各モデルパターンＭを撮影画像Ｋ上に配置して、位置ズレ量計算手段１４で各モデルパターンＭと撮影画像Ｋの位置ズレ量δＬを計算して、位置特定関数Ｆを求めた上で撮影画像ＫにおけるゴムばりＵの位置を特定すれば良い。
　１　検査装置、２　画像取得装置、３　画像処理装置、９　記憶手段、
１０　モデルパターン配置手段、１１　不要成型物位置特定手段、
１２　概略モデルパターン配置手段、１３　詳細モデルパターン配置手段、
１４　位置ズレ量計算手段、１５　不要成型物位置特定関数取得手段、
１６　不要成型物位置計算手段、Ｆ　位置特定関数、Ｋ　撮影画像、
Ｍ　モデルパターン、Ｎ　マスター画像、Ｕ　ゴムばり。

Claims (4)

  1. 　検査対象であるタイヤのタイヤ側面に成型されるべき成型物のモデルパターンと、前記成型物と前記タイヤ側面に不要に成型される不要成型物とが良品として成型されたときのタイヤ側面のマスター画像とを記憶する記憶手段と、
    前記検査対象のタイヤ側面を撮影した撮影画像において前記モデルパターンとの一致度が最も高い位置に当該モデルパターンを配置するモデルパターン配置手段と、
    前記モデルパターンが配置された前記撮影画像における位置と、前記マスター画像におけるモデルパターンの位置とを比較して前記撮影画像から前記不要成型物の位置を特定する不要成型物位置特定手段とを備えるタイヤの検査装置。
  2. 　前記モデルパターンは、タイヤ側面に成型される文字列を構成する各文字である請求項１記載のタイヤの検査装置。
  3. 　前記不要成型物位置特定手段は、マスター画像におけるモデルパターンの位置に対する前記撮影画像上に配置されたモデルパターンの位置の位置ズレ量を計算し、当該位置ズレ量を前記マスター画像の成型物に対する不要成型物の位置に加えて、撮影画像における不要成型物の位置を特定する請求項１又は請求項２記載のタイヤの検査装置。
  4. 　前記不要成型物がタイヤを成型する金型に設けられた空気穴である請求項１乃至請求項３いずれか記載のタイヤの検査装置。
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