(57)【要約】【課題】検査員による目視によらず表面歪の検査を行うことを可能にする。【解決手段】表面歪判定装置３０は、テストパターンの照射によりパネルＰの表面上に形成された実際の反射パターンの撮影画像と、理想的な反射パターンを表すシミュレーション画像とを照合して、実際の反射パターンと理想的な反射パターンとのズレに基づいてパネルＰの表面歪の程度を定量的に測定し、測定された表面歪の程度に基づいて所定の判定基準に従って表面歪の合否を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面歪を測定する表面歪の測定方法であって、
テストパターンの照射により対象物の表面上に形成された実際のパターンの撮影画像と、理想的なパターンを表すシミュレーション画像とを照合して、実際のパターンと理想的なパターンとのズレに基づいて対象物の表面歪の程度を定量的に測定することを特徴とする表面歪の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の表面歪の測定方法であって、
さらに、測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って対象物の表面歪の合否を判定することを特徴とする表面歪の測定方法。
【請求項３】
対象物の表面歪を測定する表面歪の測定装置であって、
テストパターンの照射により対象物の表面上に形成された実際のパターンの撮影画像を取得する撮影画像取得手段と、
テストパターンの照射により対象物の表面上に形成される理想的なパターンを表すシミュレーション画像を取得するシミュレーション画像取得手段と、
撮影画像取得手段により取得された撮影画像と、シミュレーション画像取得手段により取得されたシミュレーション画像とを照合して、実際のパターンと理想的なパターンとのズレに基づいて対象物の表面歪の程度を定量的に測定する測定手段と、
を有することを特徴とする表面歪の測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表面歪の測定装置であって、
測定手段により測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って対象物の表面歪の合否を判定する判定手段をさらに有することを特徴とする表面歪の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ボデー等の対象物の表面歪を測定する表面歪の測定方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボデー等の面品質検査における合否判定は、検査員の官能判定によって行われている。官能判定方法としては、例えばハイライト検査といわれる目視検査が知られている。このハイライト検査は、一定間隔で並列配置された複数の蛍光灯からの光線を対象物に照射することにより当該対象物の表面上に縞状の光線パターンを形成し、この光線パターンの流れ具合によって対象物の表面歪を検査する方法である。このハイライト検査において対象物表面に形成される光線パターンは、通常、ハイライト線と呼ばれる。
【０００３】
特許文献１には、鏡面塗装パネルの表面に縞状画像を斜め方向から投影し、パネル表面に投影された縞状画像の乱れを目視で評価して、パネルの歪を評価する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、互いに平行な７色の光線を被測定面に照射させ、被測定面において７色の光線をこの光線に直行方向へ移動させつつ各平行光線の変化パターンから被測定面の歪を検出する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５３４２０号公報
【特許文献２】特開平５−３１２５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記方法では、検査員による目視判定であるので、検査員の能力差、疲労度、検査環境等によって検査結果にバラツキが生じる。官能判定でバラツキが生じると、実際には不合格とすべき対象物が合格と判定されたり、逆に合格とすべき対象物が不合格と判定されたりする可能性がある。これにより、不合格とすべき対象物を直さないで放置してしまったり、合格とすべき対象物を直すように手配することで時間的なロスを生じさせてしまったりする。
【０００７】
そこで、本発明は、検査員による目視によらず表面歪の検査を行うことを可能にする表面歪の測定方法および測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る表面歪の測定方法は、対象物の表面歪を測定する表面歪の測定方法であって、テストパターンの照射により対象物の表面上に形成された実際のパターンの撮影画像と、理想的なパターンを表すシミュレーション画像とを照合して、実際のパターンと理想的なパターンとのズレに基づいて対象物の表面歪の程度を定量的に測定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の好適な態様では、さらに、測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って対象物の表面歪の合否を判定する。
【００１０】
本発明に係る表面歪の測定装置は、対象物の表面歪を測定する表面歪の測定装置であって、テストパターンの照射により対象物の表面上に形成された実際のパターンの撮影画像を取得する撮影画像取得手段と、テストパターンの照射により対象物の表面上に形成される理想的なパターンを表すシミュレーション画像を取得するシミュレーション画像取得手段と、撮影画像取得手段により取得された撮影画像と、シミュレーション画像取得手段により取得されたシミュレーション画像とを照合して、実際のパターンと理想的なパターンとのズレに基づいて対象物の表面歪の程度を定量的に測定する測定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好適な態様では、測定手段により測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って対象物の表面歪の合否を判定する判定手段をさらに有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、検査員による目視によらず表面歪の検査を行うことを可能にする表面歪の測定方法および測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る表面歪の測定装置を含む表面歪判定システム１の構成を示す図である。この表面歪判定システム１は、自動車ボデーなどの面品質検査に用いられるものであり、対象物（ここでは車両のパネルＰ）の表面歪の合否を定量的に判定するものである。図１において、表面歪判定システム１は、撮影システム１０、シミュレーション装置２０、および表面歪判定装置３０を有する。
【００１５】
撮影システム１０は、所定のテストパターンをパネルＰに照射し、これによりパネルＰの表面上に形成された反射パターンを撮影するシステムである。この撮影システム１０は、テストパターン照射装置１１と反射パターン撮影装置１２とを含んで構成されている。
【００１６】
テストパターン照射装置１１は、所定のテストパターンをパネルＰに照射する装置である。ここでは、テストパターン照射装置１１は、一定間隔で並列配置された複数の蛍光灯１１ａからの縞状の光線を、所定位置から所定角度でパネルＰの表面に照射する。これにより、パネルＰの表面には、反射パターンとして縞状の光線／陰影パターンが形成される。この光線／陰影パターンを構成する各光線部分または陰影部分が、ハイライト線と呼ばれる。
【００１７】
反射パターン撮影装置１２は、テストパターンの照射によりパネルＰの表面上に形成された反射パターンを撮影して撮影画像を得るものである。ここでは、反射パターン撮影装置１２は、パネルＰの表面上に形成されたハイライト線の画像を、所定位置から所定角度で撮影してデータとして取り込むＣＣＤカメラである。
【００１８】
シミュレーション装置２０は、テストパターンの照射によりパネルＰの表面上に形成される理想的な反射パターンを表すシミュレーション画像を生成する装置である。具体的には、シミュレーション装置２０は、３次元モデリングにより、仮想的なテストパターンの照射により仮想的なパネルＰの表面上に形成される仮想的な反射パターンを表すシミュレーション画像を生成するコンピュータである。好適には、このシミュレーション画像は、デザイン段階でデザイン評価に用いられるデザイン意匠のゼブラ線イメージデータである。また、上記仮想的なパネルＰのデータに基づいてパネルＰの金型が作成され、この金型を用いて実際のパネルＰが製造される。
【００１９】
具体的には、シミュレーション装置２０は、パネルＰの３次元モデルデータに対して、光源条件（光源の位置、数、大きさ、方向等）および視点条件（視点の位置、方向等）に基づきレンダリング処理を施すことにより、２次元画像データであるシミュレーション画像を作成する。ここで、パネルＰの３次元モデルデータには、パネルＰの３次元形状を表す３次元形状データ（例えば複数の座標値等からなる）と、パネルＰの表面の光学特性（反射率等）を示す光学特性データとが含まれる。この３次元モデルデータは、シミュレーション装置２０で作成されたものであってもよいし、外部で作成されてシミュレーション装置２０に取り込まれたものであってもよい。光源条件や視点条件は、外部から入力されてもよいし、予め設定されていてもよい。レンダリング処理には、好適には、投影変換処理、隠面消去処理、およびシェーディング処理が含まれる。投影変換処理は、座標変換計算により、視点条件に基づき、３次元モデルデータで定義される３次元モデルを２次元平面（投影面）に投影する処理である。隠面消去処理は、視点から見たときに物体の裏に隠れて見えない面(隠面)を消去する処理であり、例えばＺバッファ法やスキャンライン法などにより実現される。シェーディング処理は、光源条件および視点条件に基づき陰影を計算して３次元モデルに陰影を付ける処理であり、例えばグローシェーディング法やフォンシェーディング法などにより実現される。なお、これらの処理については、広く知られているので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００２０】
好適には、シミュレーション装置２０は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置であり、広く知られたゼブラマッピング機能またはハイライトライン表示機能を用いてゼブラ線イメージデータを作成する。
【００２１】
表面歪判定装置３０は、パネルＰの表面歪の程度を定量的に測定し、測定された表面歪の程度に基づいて表面歪の合否を定量的に決定する装置である。ここでは、表面歪判定装置３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等を含むコンピュータにより構成され、その機能はＲＯＭ等の記憶媒体に格納された所定のプログラムがＣＰＵに実行されることにより実現される。図１において、表面歪判定装置３０は、その機能ブロックとして、撮影画像取得部３１、シミュレーション画像取得部３２、測定部３３、および判定部３４を備えている。
【００２２】
撮影画像取得部３１は、撮影システム１０により撮影された実際の反射パターンの撮影画像を取得する。
【００２３】
シミュレーション画像取得部３２は、シミュレーション装置２０により生成された理想的な反射パターンを表すシミュレーション画像を取得する。
【００２４】
測定部３３は、撮影画像取得部３１により取得された撮影画像と、シミュレーション画像取得部３２により取得されたシミュレーション画像とを照合して、実際の反射パターンと理想的なパターンとのズレに基づいてパネルＰの表面歪の程度を定量的に測定する。
【００２５】
判定部３４は、測定部３３により測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って、パネルＰの表面歪の合否を判定する。
【００２６】
図２は、表面歪判定装置３０の動作手順を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら、表面歪判定装置３０の動作について具体的に説明する。
【００２７】
シミュレーション画像取得部３２は、シミュレーション装置２０から通信線や記録媒体等を介して、シミュレーション画像としてデザイン意匠のゼブラ線イメージデータを取得する（Ｓ１）。
【００２８】
撮影画像取得部３１は、撮影システム１０から通信線や記録媒体等を介して、撮影画像としてハイライト線のＣＣＤカメラ画像データを取得する（Ｓ２）。
【００２９】
測定部３３は、ステップＳ１で取得されたデザイン意匠のゼブラ線イメージデータで示される画像（ゼブラ線イメージ）と、ステップＳ２で取得されたハイライト線のＣＣＤカメラ画像データで示される画像（ハイライト線ＣＣＤカメラ画像）とを重ね合わせて照合する（Ｓ３）。このとき、測定部３３は、適宜、ゼブラ線イメージデータまたはＣＣＤカメラ画像データに座標変換処理等を施して、ゼブラ線イメージおよびハイライト線ＣＣＤカメラ画像の寸法や向きを統一する。また、測定部３３は、ゼブラ線イメージに含まれるゼブラ線とハイライト線ＣＣＤカメラ画像に含まれるハイライト線とを比較可能にするよう、ゼブラ線およびハイライト線をそれぞれ幅を持たない線に置き換える。図３は、ゼブラ線イメージとハイライト線ＣＣＤカメラ画像とが重ね合わされた画像の一例を示す図である。図３において、実線はゼブラ線を表し、破線はハイライト線を表している。図３では、ゼブラ線に対してハイライト線がずれており、パネルＰに表面歪があることが分かる。
【００３０】
ついで、測定部３３は、ステップＳ３で重ね合わされた画像におけるゼブラ線とハイライト線とのズレに基づいて、パネルＰの表面歪の程度を算出する（Ｓ４）。具体的には、測定部３３は、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、画像の縦方向および横方向のそれぞれについて、ゼブラ線とハイライト線との間で何ｍｍの範囲で何ｍｍズレが発生しているか、すなわちズレ範囲およびズレ量を数値化する。
【００３１】
判定部３４は、ステップＳ４で数値化されたズレ範囲およびズレ量に基づいて、所定の判定基準に従って、パネルＰの表面歪の合否（ＯＫ  ｏｒ  ＮＧ）を決定する（Ｓ５）。例えば、判定部３４は、部品・部位別の判定基準に従って部品・部位別に表面歪のレベルをＡゾーンからＣゾーンに分類し、この部品・部位別のレベル分類結果に基づいて総合の判定基準に従ってパネルＰについての最終的な合否を決定する。ここで、判定基準は、市場ニーズに沿って車格に応じて設定されることが好ましい。判定部３４の判定結果は、ディスプレイ画面上に表示される等、適宜出力される。
【００３２】
なお、同一種類の複数のパネルＰについて表面歪の検査が行われる場合には、ステップＳ１の処理が１回だけ実行された後、ステップＳ２〜Ｓ５の処理が複数回繰り返されることとなる。
【００３３】
以上のとおり、本実施の形態では、テストパターンの照射により対象物の表面上に形成された実際のパターンの撮影画像と、理想的なパターンを表すシミュレーション画像とを照合して、実際のパターンと理想的なパターンとのズレに基づいて対象物の表面歪の程度を定量的に測定する。このため、本実施の形態によれば、定量的に測定された表面歪の程度に基づいて、対象物の表面歪の合否を定量的に判定することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、定量的に測定された表面歪の程度に基づいて、所定の判定基準に従って表面歪の合否を判定するので、検査員による目視等の官能判定によらず表面歪の検査を行うことができる。この結果、表面歪の判定のバラツキを解消することができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。例えば、対象物に照射されるテストパターンは、好適には縞状パターンであるが、格子パターン等の他のパターンであってもよい。また、上記の実施の形態では、表面歪の程度としてズレ範囲およびズレ量を測定することとしたが、ゼブラ線とハイライト線とで囲まれる領域の面積など、表面歪の程度として他の量を測定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態に係る表面歪の測定装置を含む表面歪判定システムの構成を示す図である。
【図２】表面歪判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】ゼブラ線イメージとハイライト線ＣＣＤカメラ画像とが重ね合わされた画像の一例を示す図である。
【図４】画像の縦方向および横方向のそれぞれについてのズレ範囲およびズレ量を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  表面歪判定システム、１０  撮影システム、１１  テストパターン照射装置、１２  反射パターン撮影装置、２０  シミュレーション装置、３０  表面歪判定装置、３１  撮影画像取得部、３２  シミュレーション画像取得部、３３  測定部、３４  判定部、Ｐ  パネル（対象物）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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