(57)【要約】【課題】検査対象物に生じたき裂を、スキャン時間の増大を抑制しつつ、精度良く検出可能な検査装置用制御装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係る検査装置用制御装置は、検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、を備える検査装置本体部の制御を行う検査装置用制御装置であって、前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力する、き裂候補演算処理装置と、前記き裂候補演算処理装置から出力された前記検査結果をユーザに出力する、検出結果出力装置と、を備える。【選択図】図１
2018146401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、
前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、
前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、
を備える検査装置本体部の制御を行う検査装置用制御装置であって、
前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力する、き裂候補演算処理装置と、
前記き裂候補演算処理装置から出力された前記検査結果をユーザに出力する、検出結果出力装置と、
を備えることを特徴とする検査装置用制御装置。
【請求項２】
前記き裂候補演算処理装置は、画像補正判定部を備えており、
前記画像補正判定部は、前記形状データから検出されたき裂候補と同一計測領域内の画像データの輝度と、それ以外の領域の輝度との比を、増加させる補正量データを算出することを特徴とする、請求項１に記載の検査装置用制御装置。
【請求項３】
前記き裂候補演算処理装置は、前記形状データより、面情報を算出して面を識別する面識別部を備えており、
前記画像補正判定部は、前記形状データに基づくき裂候補が存在しない場合、前記面識別部で同一面と認識され、かつ最も距離が近い輝度の補正量データを、前記き裂候補が存在しない領域の補正量データとして用いることを特徴とする、請求項２に記載の検査装置用制御装置。
【請求項４】
前記画像補正判定部は、前記形状データに基づいて、前記検査対象物とセンサ部との間の距離を算出し、算出された距離に応じて、前記画像データの輝度の補正量データを算出する、ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置用制御装置。
【請求項５】
前記画像補正判定部は、前記形状データに基づいて、前記検査対象物とセンサ部の傾きを算出し、算出された傾きに応じて、前記画像データの輝度の補正量データを算出する、ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置用制御装置。
【請求項６】
前記検査装置本体部は、前記検査対象物に光を照射する照明をさらに備えており、
前記き裂候補演算処理装置は、
前記センサ部と前記照明との相対的な位置と姿勢を取得し、キャリブレーションを行う位置姿勢校正部と、
前記照明を制御して、画像データの輝度の分布を調整する照明制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の検査装置用制御装置。
【請求項７】
前記き裂候補演算処理装置は、
前記画像補正判定部により算出された前記補正量データに基づいて、き裂領域の輝度とそれ以外領域の輝度との比を増加させる前記センサ部の位置と姿勢を算出し、この算出結果に基づいて前記センサ部の制御を行う、センサ部位置姿勢制御部を、
さらに備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の検査装置用制御装置。
【請求項８】
前記き裂候補演算処理装置は、
前記画像補正判定部で算出した補正量データに基づいて、き裂を判別する特徴量のき裂判別閾値を変化させるき裂判別閾値処理部を、
さらに備えることを特徴とする、請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の検査装置用制御装置。
【請求項９】
検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、
前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、
前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、
前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力する、き裂候補演算処理装置と、
前記き裂候補演算処理装置から出力された前記検査結果をユーザに出力する、検出結果出力装置と、
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、
前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、
前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、
を備える検査装置本体部の制御を行う検査装置制御方法であって、
前記制御部を介して、前記移動機構とセンサ部を制御して、前記検査対象物の表面の前記画像データと前記形状データとを取得するステップと、
前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力するステップと、
前記出力された前記検査結果をユーザに出力するステップと、
を備えることを特徴とする検査装置制御方法。
【請求項１１】
検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、
前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、
前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、
を備える検査装置本体部の制御を行うコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムであって、当該プログラムは、前記コンピュータに、
前記制御部を介して、前記移動機構とセンサ部を制御して、前記検査対象物の表面の前記画像データと前記形状データとを取得するステップと、
前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力するステップと、
前記出力された前記検査結果をユーザに出力するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検査装置用制御装置、検査装置、検査装置制御方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの静翼等のような検査対象物に関する使用後の非破壊検査による品質確認では、目視検査や超音波探傷検査などの非破壊検査技術が用いられている。例えば、静翼の内在欠陥等は超音波探傷検査やＥＣＴ探傷検査等が主に用いられているが、表面上のき裂や減肉といった損傷等の欠陥は目視検査により手作業で記録されている。そのため、き裂発生時のき裂補修を含め、長い検査時間が必要になり、高い検査コストが発生することになる。そこで、検査工程における歩留まりの向上と工期短縮を可能とする自動検査が望まれている。
【０００３】
き裂を検出する主な方法としては、形状データ比較による方法と画像データの画像処理による方法とが挙げられる。形状データ比較による方法を利用する場合、検査時間を短縮するためには検査対象物から距離を離した広範囲の撮影をする必要があるが、それによって計測データの分解能が不足し、細かいき裂の検出漏れが発生する恐れがある。さらに、形状データを取得するためには、基本的に三角測量の原理を用いることから、死角が発生することがあり、例えば、き裂輪郭の片側や端部が欠ける等の問題がある。一方で、画像データの画像処理による方法を利用する場合、標準の状態の輝度と現状の状態の輝度の特徴を比較することで、き裂を検出するが、検査対象物の形状変化にともない、き裂の発生以外の要因で輝度の分布が変化してしまい、き裂検出漏れが生じる問題がある。
【０００４】
さらに、画像データを用いた方法では、正常な状態で撮影した画像データの輝度分布と検査対象物を撮影した画像データの輝度分布の差分から特徴量を算出し、そのデータをもとにき裂を検出するが、検査対象物の形状変化とそれによる照明条件変化（影など）の影響により、正常な状態をリファレンスとして求めた時の特徴量と異なる特徴量が計算され、検出したいき裂が検出できないという問題もある。
【０００５】
特許文献１は、取得した画像をもとに照明を制御し、複数の画像データを取得しそれより諧調が均一となる画像データを生成し欠陥の検出を容易にする方法を開示する。しかし、特許文献１の方法では、細かいき裂を検出する精度が十分とは言い難い。また、特許文献２は、観察部分を二次元的に移動させながら輝度分布を求め、求められた撮像輝度分布から、なだらかな輝度分布の変化成分に対応するベース輝度分布を算出し、輝度分布からベース輝度分布を除いた補正輝度分布を検査に用いる方法を開示する。しかし、特許文献２の方法では、細かいき裂を検出するためには、高分解能な形状データが必要となることから、スキャン速度を落としたり、スキャン間隔を細かくしたりする必要性があり、スキャンに要する時間が増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４００４０号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１３９３９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態の目的は、検査対象物に生じたき裂を、スキャン時間の増大を抑制しつつ、精度良く検出可能な検査装置用制御装置、検査装置、検査装置制御方法、及び、プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る検査装置用制御装置は、検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、を備える検査装置本体部の制御を行う検査装置用制御装置であって、前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力する、き裂候補演算処理装置と、前記き裂候補演算処理装置から出力された前記検査結果をユーザに出力する、検出結果出力装置と、を備える。
【０００９】
本実施形態に係る検査装置は、検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力する、き裂候補演算処理装置と、前記き裂候補演算処理装置から出力された前記検査結果をユーザに出力する、検出結果出力装置と、を備える。
【００１０】
本実施形態に係る検査装置制御方法は、検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、を備える検査装置本体部の制御を行う検査装置制御方法であって、前記制御部を介して、前記移動機構とセンサ部を制御して、前記検査対象物の表面の前記画像データと前記形状データとを取得するステップと、前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力するステップと、前記出力された前記検査結果をユーザに出力するステップと、を備える。
【００１１】
本実施形態に係るプログラムは、検査対象物の表面から画像データと形状データとを取得する、センサ部と、前記センサ部を前記検査対象物の周囲で移動させ、回転させる、移動機構と、前記センサ部と前記移動機構とを制御する、制御部と、を備える検査装置本体部の制御を行うコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムであって、当該プログラムは、前記コンピュータに、前記制御部を介して、前記移動機構とセンサ部を制御して、前記検査対象物の表面の前記画像データと前記形状データとを取得するステップと、前記形状データから、き裂候補を検出するとともに、前記形状データに基づいて前記画像データを補正し、この補正した前記画像データから、き裂候補を検出し、前記形状データから検出されたき裂候補と、前記画像データから検出されたき裂候補を統合して、検査結果として出力するステップと、前記出力された前記検査結果をユーザに出力するステップと、を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る検査装置を機能的に説明するブロック図。
【図２】図１に示す検査装置とその検査対象物の一例を説明する斜視図。
【図３】第１実施形態に係る検査装置のき裂検査処理内容を説明するフローチャート。
【図４】第２実施形態に係る検査装置を機能的に説明するブロック図。
【図５】第２実施形態に係る検査装置のき裂検査処理内容を説明するフローチャート。
【図６】検査対象物に対するセンサ部と照明の位置関係と、画像データの輝度分布の一例を説明する図。
【図７】第３実施形態に係る検査装置を機能的に説明するブロック図。
【図８】第３実施形態に係る検査装置のき裂検査処理内容を説明するフローチャート。
【図９】補正量データにより補正をした画像データと、その輝度分布と、き裂判別閾値との関係を説明する図。
【図１０】第２実施形態と第３実施形態を組み合わせた場合の検査装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る検査装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る検査装置１の構成を機能的に説明するためのブロック図である。この図１に示すように、本実施形態において、検査対象物１００のき裂の有無の検査を行う検査装置１は、スキャン装置２００と、制御装置３００と、演算処理装置４００と、記録装置５００と、検出結果出力装置６００とを備えて、構成されている。
【００１５】
検査対象物１００は、例えば、ガスタービンの静翼などであり、複雑な形状を有しているが、高い精度で製作された機械的構造物である。スキャン装置２００は、センサ部２１０と、移動機構２２０とを備えている。センサ部２１０は、画像データ取得部２１２と、形状データ取得部２１４とを備えており、検査対象物１００の表面からき裂を検出するために、検査対象物１００の表面の計測を行う。移動機構２２０は、Ｘ移動ステージ２３０とＹ移動ステージ２３２とＺ移動ステージ２３４とＸ回転ステージ２４０とＹ回転ステージ２４２とＺ回転ステージ２４４と備えており、センサ部２１０を、様々な形状の検査対象物１００の表面に沿って移動させ、検査対象物１００の表面を全体的に計測することを可能にする。スキャン装置２００はさらに照明２５０を備えており、この照明２５０は、移動機構２２０とともに移動して、センサ部２１０で画像データや形状データを取得する際に、検査対象物１００に光を照射する。
【００１６】
より詳しくは、センサ部２１０に設けられた画像データ取得部２１２は、例えば、画像データを取得できるカメラにより構成されている。すなわち、画像データ取得部２１２は、カメラにより撮像された二次元の画像データを取得する。同じく、センサ部２１０に設けられた形状データ取得部２１４は、例えば、三角測量の原理を基にしたステレオカメラやレーザとカメラを組み合わせたセンサにより構成されており、検査対象物１００の形状データを取得する。すなわち、形状データ取得部２１４は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる三次元の座標データの集合体である形状データを取得する。
【００１７】
移動機構２２０は、検査対象物１００の裏面や側面などを含む表面のデータを全体的に取得するために、センサ部２１０の移動制御を行う。具体的には、移動機構２２０のＸ移動ステージ２３０は、センサ部２１０をＸ方向に移動させる機能を有しており、Ｙ移動ステージ２３２は、センサ部２１０をＹ方向に移動させる機能を有しており、Ｚ移動ステージ２３４は、センサ部２１０をＺ方向に移動させる機能を有している。
【００１８】
さらに、移動機構２２０のＸ回転ステージ２４０は、センサ部２１０を、Ｘ軸を中心に回転させる機能を有しており、Ｙ回転ステージ２４２は、センサ部２１０を、Ｙ軸を中心に回転させる機能を有しており、Ｚ回転ステージ２４４は、センサ部２１０を、Ｚ軸を中心に回転させる機能を有している。
【００１９】
つまり、移動機構２２０は、検査対象物１００の表面を全体的に計測できるようにするために、センサ部２１０を、ＸＹＺの３軸で移動させ、ＸＹＺの３軸で回転させることにより、センサ部２１０の移動制御を行う。換言すれば、移動機構２２０は、合計６軸の移動制御と回転制御により、画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４を備えるセンサ部２１０を移動させる機構であり、センサ部２１０の原点からの移動量と回転量とにより制御され、これら移動量と回転量とを記録装置５００に記録させることができる。また、移動機構２２０の照明２５０は、検査対象物１００の表面を明るく照らし、画像データの取得を補助する役割を有している。この照明２５０は、例えば、センサ部２１０に追加的に設けることができるが、この検査装置１に、検査対象物１００の検査を行うための十分な明るさがある場合等は、省略可能である。
【００２０】
制御装置３００は、画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４とを備えるセンサ部２１０と移動機構２２０とを、計測計画に基づいて通信制御する。本実施形態においては、制御装置３００は、画像データ取得部コントローラ３１２と、形状データ取得部コントローラ３１４とを備えて構成されている。
【００２１】
画像データ取得部コントローラ３１２は、画像データ取得部２１２に制御データを送信し、画像データ取得部２１２の動作制御を行う。形状データ取得部コントローラ３１４は、形状データ取得部２１４に制御データを送信し、形状データ取得部２１４の動作制御を行う。
【００２２】
さらに、制御装置３００は、Ｘ移動ステージコントローラ３３０と、Ｙ移動ステージコントローラ３３２と、Ｚ移動ステージコントローラ３３４と、Ｘ回転ステージコントローラ３４０と、Ｙ回転ステージコントローラ３４２と、Ｚ回転ステージコントローラ３４４と、照明制御コントローラ３５０とを、備えて構成されている。Ｘ移動ステージコントローラ３３０と、Ｙ移動ステージコントローラ３３２と、Ｚ移動ステージコントローラ３３４と、Ｘ回転ステージコントローラ３４０と、Ｙ回転ステージコントローラ３４２と、Ｚ回転ステージコントローラ３４４は、それぞれ、Ｘ移動ステージ２３０と、Ｙ移動ステージ２３２と、Ｚ移動ステージ２３４と、Ｘ回転ステージ２４０と、Ｙ回転ステージ２４２とＺ回転ステージ２４４とに制御データを送信し、動作制御を行う。照明制御コントローラ３５０は、照明２５０の電流若しくは電圧を制御して、照明２５０の照度を制御するとともに、照明２５０の位置や姿勢の制御を行う。
【００２３】
スキャン装置２００と制御装置３００を用いて検査対象物１００の表面を計測するため、制御装置３００に対して、事前に、スキャン装置２００のスキャンすべき計測軌道経路を設定しておく必要がある。計測軌道経路の設定は、例えば、計測したい位置の座標や姿勢角度を記録し、羅列することで、移動機構２２０が移動する始点と終点を設定することが出来る。これら始点と終点の組み合わせを全経路について設定することで、制御装置３００から自動的にスキャン装置２００に指令を出すことができるようになる。
【００２４】
また、検査対象物１００が移動した場合や、別個体と交換された場合に、検査対象物１００とスキャン装置２００の位置関係は、変わる可能性がある。そこで、制御装置３００は、計測軌道経路を作成した検査対象物１００とスキャン装置２００の位置関係を基準位置としたときの計測軌道経路に対して、現在の検査対象物１００とスキャン装置２００の位置関係から位置や姿勢角度を求める機能を有している。制御装置３００は、この求めた位置や姿勢角度を基づいて、基準とした計測軌道経路に対して座標変換することで、現在の検査対象物１００に対するスキャン装置２００がスキャンすべき計測軌道経路を補正することが可能になる。
【００２５】
なお、現時点における検査対象物１００とスキャン装置２００の位置関係と、基準としたときの検査対象物１００とスキャン装置２００の位置関係を求めるためには、例えば、形状データ取得部２１４を備えたセンサ部２１０により、検査対象物１００の形状を計測し、得られた形状データと基準位置における検査対象物１００の形状データとを用いて、位置合わせ調整演算することで、基準位置に対する現在位置の位置や姿勢角度を求めることができる。
【００２６】
制御装置３００に対して設定すべき計測軌道経路については、記録装置５００に予め記録しておき、制御装置３００が記録装置５００に記録されている計測軌道経路のデータを読み込むことで、スキャン装置２００の移動や姿勢を制御する。これにより、画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４を用いて、検査対象物１００の表面を計測したデータを自動的に取得可能にしている。
【００２７】
演算処理装置４００は、形状データき裂検出処理部４１０と、キャリブレーション部４２０と、面識別部４３０と、画像補正判定部４４０と、画像補正部４５０と、画像データき裂検出部４６０と、き裂統合部４７０と、結果出力処理部４８０とを備えて構成されている。これらの各処理部は、記録装置５００に記録されたプログラムを演算処理装置４００が読み込んで実行することにより、実現される処理である。或いは、これらの各処理部が実行する処理を予め機能として組み込まれたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により、演算処理装置４００を構成し、これらの処理を実行させてもよい。これらの各処理部の詳細については、後述する。なお、演算処理装置４００が、本実施形態におけるき裂候補演算処理装置を構成する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る検査装置１と、この検査装置１を用いて、き裂の有無の検査を行う検査対象物１００の一例とを説明するための斜視図である。この図２に示すように、検査装置１の下方には、検査対象物１００が載置される。この検査対象物１００の上方に、スキャン装置２００が位置することとなる。
【００２９】
スキャン装置２００におけるＸ移動ステージ２３０は、Ｘ方向に延びるガイドレールにより構成されており、Ｙ移動ステージ２３２は、Ｙ方向に延びるガイドレールにより構成されており、Ｚ移動ステージ２３４は、Ｚ方向に延びるガイドレールにより構成されている。Ｚ移動ステージ２３４には、センサ部２１０が支持機構を介して取り付けられており、センサ部２１０をＺ方向に移動可能である。Ｚ移動ステージ２３４は、Ｘ移動ステージ２３０により、Ｘ方向に移動可能であり、Ｘ移動ステージ２３０は、Ｙ移動ステージ２３２により、Ｙ方向に移動可能である。この結果、センサ部２１０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３方向に移動可能である。
【００３０】
また、センサ部２１０には、Ｘ回転ステージ２４０、Ｙ回転ステージ２４２、Ｚ回転ステージ２４４が設けられており、３軸に回転可能である。さらに、センサ部２１０には、照明２５０も設けられており、画像データや形状データを取得する際に、検査対象物１００を明るく照らすことができる。
【００３１】
上述したように、スキャン装置２００は、制御装置３００により制御される。制御装置３００の全体的な制御は、コンピュータ６１０により行われる。つまり、上述した演算処理装置４００と記録装置５００と検出結果出力装置６００は、コンピュータ６１０により実現される。このコンピュータ６１０が、本実施形態における検査装置用制御装置を構成し、この検査装置用制御装置により制御されるスキャン装置２００と制御装置３００とが、本実施形態における検査装置本体部を構成する。また、コンピュータ６１０が、所定のプログラム（例えば、記録装置５００に記録されているプログラム）を読み込んで実行し、本実施形態における検査装置本体部を制御する。
【００３２】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、き裂検査処理の流れについて説明する。この図３に示すように、検査装置１を用いた、き裂検査処理においては、検査装置１のオペレータ等であるユーザは、制御装置３００に計測軌道経路を入力する（ステップＳ１００）。具体的には、上述したように、制御装置３００は、ユーザからの指示に基づいて、記録装置５００に記録されている計測軌道経路のデータを、演算処理装置４００を介して読み込む。
【００３３】
次に、検査装置１のユーザは、検査対象物１００を計測位置に配置する（ステップＳ１０２）。続いて、検査装置１の制御装置３００は、スキャン装置２００を制御して、形状データ取得部２１４により、検査対象物１００の形状データを取得して（ステップＳ１０４）、さらに、画像データ取得部２１２により、検査対象物１００の画像データを取得する（ステップＳ１０６）。これら取得した形状データと画像データとに基づいて、後述するき裂候補検出を行う。
【００３４】
次に、演算処理装置４００の形状データき裂検出処理部４１０は、ステップＳ１０４で取得した形状データに基づいて、き裂候補を検出する（ステップＳ１０８）。すなわち、形状データき裂検出処理部４１０は、形状データから、き裂候補となる検査対象物１００の表面に開口した部分を検出する。本実施形態においては、形状データからのき裂候補検出方法は、２つの方法がある。
【００３５】
第１の方法は、基準となるき裂のない新品状態の形状データを事前に取得しておき、現状の検査対象物１００の形状データと各計測点の距離の差が最小となるよう、最小二乗法等により位置合わせし、位置と姿勢角度を算出する。事前に取得しておく形状データは、この検査装置１により計測しておいてもよいし、設計データ等から計算で求めるようにしてもよい。
【００３６】
そして、最小二乗法等により位置合わせした結果から、基準となる形状データに対する現状の形状データを、位置と姿勢角度を用いて、座標変換する。これにより基準となる形状データと現状の形状データとの間の各計測点座標を比較演算することができるようになり、開口したき裂候補を検出することができる。
【００３７】
形状データからのき裂候補検出方法の第２の方法は、現状の形状データから、任意の断面を切り出し、この断面に沿って存在する計測点に連続的に隣接する計測点間の勾配角度を微分演算により求める。求めた微分演算結果より、平坦性がないと判断される閾値を設定し、閾値以上となる計測点を抽出する。抽出した計測点を中心に断面方向に対して、前後方向の微分値を検査し、平坦性がないと判断される開口部分の際を抽出し、断面方向の開口区間を抽出して、この開口区間をき裂候補として検出する。
【００３８】
次に、演算処理装置４００のキャリブレーション部４２０は、形状データと画像データの位置合わせを行う（ステップＳ１１０）。換言すれば、キャリブレーション部４２０は、同一計測領域の画像データと形状データを統合する。この処理は、画像データの画素と形状データの計測点の対応付け処理である。ここでは、画像データが形状データより細かい分解能を持つ場合について述べるが、その逆の場合も同様の処理が可能である。画像データの画素と形状データの計測点が一致する部分を検出するための方法として、予め長さや幅がわかっている部材を計測し、この時の部材とスキャン装置２００の原点からの距離を記録する。任意の距離における部材の両端部や部材に記録したマーキング部の画像データの画素と形状データの計測点を抽出する。
【００３９】
例えば、画像データの画素が始点（１００，１００）、終点（５００，１００）であり、画像データの始点に対応する形状データの計測座標（１０，１０）、終点（５０，１０）とすると、この各座標値を記録することで、画像データと形状データの対応付けに必要な分解能係数が得られ、画像データもしくは形状データの分解能が低いほうに対して、データを補間することが可能になる。なお、検査対象物１００とスキャン装置２００の画像データと形状データは、最低でも２か所で取得することが望ましく、さらには、姿勢による差異を取得するためには、３か所以上の画像データ及び計測データを取得することが望ましい。これは姿勢角度の３軸を最小二乗法により安定して取得するためである。
【００４０】
次に、演算処理装置４００の面識別部４３０は、形状データより、面情報を算出して面を識別する（ステップＳ１１２）。具体的には、面識別部４３０は、形状データから各計測点が属する面の法線ベクトルを求める。法線ベクトルは各計測点の周囲の計測点を用いて、注目した中心となる計測点を基準とした三角形網を作成し、各頂点の座標値から一般的な方法により法線ベクトルを求める。周囲の点を８点選択した場合には、８面の法線ベクトルが得られ、これら法線ベクトルを合成することで、注目した計測点の面の法線ベクトルを求めることが可能になる。ここで求めた法線ベクトルと予め用意した基準形状データに記録した面の向きすなわち法線ベクトルの基準座標系に対する角度の範囲内にそれぞれ該当する面を分類し、各計測点が表面なのか裏面なのか側面なのかを識別する。さらに、面識別部４３０は、ここで分類された面に、検出したき裂候補がどの面に属するかを、記録する機能も備えている。
【００４１】
次に、演算処理装置４００の画像補正判定部４４０は、形状データにおけるき裂候補と同一位置の画像データの輝度と、それ以外の領域の画像データの輝度とから、補正量データの算出を行う（ステップＳ１１４）。具体的には、画像補正判定部４４０は、まずキャリブレーション部４２０の方法により、求めた画像データと形状データの対応付け結果を基に、形状データから開口したき裂候補を検出し、それに対応する同一量計測領域内の画像データの輝度データを取得する。また、き裂候補以外の領域の輝度を取得することで、き裂候補を検出する画像の補正量データを演算する。例えば、取得した画像データから、き裂候補領域の輝度Ａ１と、それ以外の領域の輝度Ａ２が、それぞれ５０と１００（０〜２５５を輝度の値の範囲とした場合）であった場合、き裂候補領域とそれ以外の領域の輝度差が大きいとき裂候補とより判別しやすくなる。そこで、き裂候補領域が０や１０等の低い輝度Ｂ１、それ以外の領域が２５０や２５５等の高い輝度Ｂ２が理想であり、この時の実際の輝度Ａ１と輝度Ａ２の差分を輝度差Ａとし、補正後の輝度Ｂ１と輝度Ｂ２の差分を輝度差Ｂとする。すなわち、画像補正判定部４４０は、輝度差Ａと輝度差Ｂの比率が増加する補正量データを演算する機能を備えているといえる。
【００４２】
演算処理装置４００の画像補正部４５０は、補正量データより、画像データの輝度分布を補正する（ステップＳ１１６）。具体的には、画像補正部４５０は、上述の方法により求めた補正量データをもとに、画像データ取得部２１２により取得された画像の輝度を補正する。ここで、元の画像のき裂候補有無間の輝度差Ａを、補正量に基づいたき裂候補有無間の輝度差Ｂに補正する方法は、輝度の線形補間やガンマ補正等の方法により実施される。
【００４３】
次に、演算処理装置４００の画像データき裂検出部４６０は、補正された画像データに基づき、き裂候補を検出する（ステップＳ１１８）。具体的には、画像データき裂検出部４６０は、画像補正部４５０にて補正した画像データを読込み、この画像データに基づいて、き裂候補を検出する。き裂候補を検出する処理の流れについては、まず、初めに任意に設定した領域サイズに応じた小領域を補正された画像データから抽出し、その小領域に対してエッジ検出処理を実施する。なお、小領域の抽出処理は必ずしも必要はないため、処理を省くことができる。
【００４４】
続いて行われるエッジ検出処理においては、注目した画素の輝度値を基に隣接する４近傍もしくは８近傍の輝度値に対してエッジ検出フィルタ（例えば、ソーベルフィルタ）によりエッジ強度、濃度勾配を算出する。また、エッジ強度に対して任意に設定した閾値を用いた２値化処理により、エッジか否かを判別し、エッジ領域を検出する。また、濃度勾配結果とエッジ領域検出結果を用いて、隣接する画素間の内積により濃度勾配方向に同様の値を持つ画素を追跡する。画像上のき裂候補は閉領域となることを利用して、追跡結果より閉領域（任意の出発点となる画素からどちらか一方の方向に追跡したときに同じ出発点の画素に戻ってくる）を検出する。
【００４５】
ここで、検出された閉領域にはき裂候補以外を含む可能性がある。き裂候補の領域とき裂候補以外の領域は画素の面積や閉領域の形状等の演算情報から判別し、誤検出部分を除去する。これら処理を全画像データに対して実施するが、処理の途中で、領域が途切れ、本来一つのき裂を二つ以上のき裂候補として認識する場合がある。そこで、領域連結処理により、閉領域の輪郭同士が任意に設定した画素距離以内であれば、輪郭の幅に合わせき裂候補として認識されていない空白領域をき裂候補として認識し、２つ以上に分かれた閉領域を連結する。連結後のき裂候補が画像データき裂検出部によって検出されたき裂候補である。
【００４６】
次に、演算処理装置４００のき裂統合部４７０は、形状データから検出されたき裂候補と、画像データから検出されたき裂候補とを統合する（ステップＳ１２０）。具体的には、き裂統合部４７０は、形状データき裂検出処理部４１０で検出したき裂候補と、画像データき裂検出部４６０で検出したき裂候補との双方を、き裂候補とする。ここでは、画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４の分解能に応じて、き裂候補の幅閾値を任意の値に決めておく。そして、それぞれで求めたき裂候補の幅を計測する。裂候補の幅の計測は中心線に直交する垂線とき裂の輪郭の両接点の距離を開始点から終端点まで求め、その平均値、最大値、最小値から任意に選択した値をき裂の幅として求める。
【００４７】
ただし、き裂に分岐点がある場合には、求めたき裂の幅が長く求まる可能性があるため、任意に設定した分岐点前後の区間を除外するか否かの選択ができるようにしてもよい。この幅の計測結果より、画像データき裂検出部４６０が検出したき裂候補のうち、閾値よりもき裂候補の幅が狭い場合、き裂検出結果として出力し、き裂候補の幅が閾値よりも広い場合は消去する。同じく形状データき裂検出処理部４１０が検出したき裂候補のうち、閾値より広いものをき裂として出力し、狭いものを消去する。これにより、同じき裂候補がそれぞれ重複してき裂として出力されないようになる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、ステップＳ１２０において、形状データから検出されたき裂候補と、画像データから検出されたき裂候補とを統合する際には、形状データから検出されたき裂候補は出力しないようにし、画像データから検出されたき裂候補は出力するようにしてもよい。これは、形状データに基づいて検出されたき裂候補は比較的大きい場合が多く、肉眼でも認識しやすく、一方で、画像データに基づいて検出されたき裂候補は比較的小さい場合が多く、肉眼では認識しにくいことから、検査装置１では、肉眼では認識しにくい画像データに基づくき裂候補だけを出力すれば足りるとも考えられるからである。
【００４９】
次に、演算処理装置４００の結果出力処理部４８０は、検査結果を検出結果出力装置６００に出力する（ステップＳ１２２）。具体的には、結果出力処理部４８０は、面識別部４３０で求めた面情報と、き裂統合部４７０により統合されたき裂候補と、形状データから作成した検査対象物１００の形状の輪郭を合成し、任意の視点からのき裂検出結果投影画像を作成する。形状輪郭を検出する方法は、検査対象物１００の形状データと基準となる形状データのそれぞれに対して、エッジとなる形状変化点を法線ベクトルや形状勾配量（形状データの周辺の微分値）から検出する。検出された形状変化点を用いて、その変化点が連続する点のみを検出する。不連続となる場合には、任意に設定した形状変化点の連続店として判別する閾値以内であれば、連続点として検出する。これにより、検査対象物１００の形状輪郭が検出される。
【００５０】
続いて、結果出力処理部４８０は、検出した検査対象物１００の輪郭を３次元空間上の任意に指定した視点から２次元空間に投影した投影画像を作成する。任意に指定する点は、例えば検査対象物１００の上面から見た状態や側面を見た状態であり、適宜視点は変えられる。以上により、演算処理装置４００が実行するき裂検査処理は終了する。
【００５１】
再び図１に戻り、検出結果出力装置６００は、結果出力処理部４８０からの検査結果をユーザに出力する。具体的には、検出結果出力装置６００は、視点の座標値を入力する手段と、３次元空間上で任意の視点から検査対象物１００の形状データを確認できる表示手段を備えており、演算処理装置４００に対する入力補助装置であるマウスやキーボードで、ユーザが指定する手段を備えている。また、き裂検出結果投影画像にき裂幅等のき裂情報を合成画像に描画する。この検出結果出力装置６００により、ユーザは、検査装置１が自動的に検出したき裂候補を把握することができる。
【００５２】
次に、演算処理装置４００における画像補正判定部４４０の変形例について説明する。上述した説明では、画像補正判定部４４０は、き裂候補が存在する領域とそれ以外の領域の輝度差が増加する補正量データを生成したが、き裂候補が存在しない場合は、この補正量データが存在しなくなる。以下に、その場合の処理方法を述べる。形状データにおいて、き裂候補が検出されていない場合は、補正量データを得ることができない。そこで、該当する画像データと形状データがどの面に属しているかのデータを面識別部４３０により求めた面情報と照合し、補正量データの中から該当する面情報の補正量データを抽出する。さらに、このき裂候補が存在しない位置の画像データと形状データで、き裂候補が検出できている最も位置関係が距離的に近い補正量データを抽出することで、画像データの撮影状況と形状データの計測状況が酷似した状態の補正量データを取得することが可能になる。
【００５３】
さらに、検査対象物１００とスキャン装置２００のセンサ部２１０との距離に応じて、撮影状況が異なることから、上述した画像補正判定部４４０における、画像データの輝度の補正量データも異なることとなる。これは、照明２５０による照射強度は、検査対象物１００とスキャン装置２００のセンサ部２１０の距離により異なるためであり、撮影時の距離に応じて、補正量データを補正する必要がある。そこで、本実施形態においては、検査対象物１００とスキャン装置２００のセンサ部２１０の距離に応じた補正量データを演算するため、以下のような方法を用いる。
【００５４】
画像補正判定部４４０の距離に応じた補正量データの演算方法は、予め、き裂を模擬した部材間の距離を変化させて画像データを取得し、き裂が存在する領域とき裂が存在しない領域の輝度比率から、補正量データを算出する。この時、画像データを取得していない距離においては、前後の距離の補正量データから線形補間もしくは多項式近似により補正量データを補正する式を求める。線形補間もしくは多項式近似は、照明２５０の照射状態により実測値により近似する補間方法を選択する。最後に、実際に計測中の距離において補正量データを距離に応じて補正する式に適用し、補正量データを算出する。この方法により、計測距離が異なった場合にも、実際の撮影状況に適した補正量データを算出することが可能になる。
【００５５】
さらに、画像補正判定部４４０は、検査対象物１００の表面とセンサ部２１０の傾きにより発生する照明２５０の照射姿勢による撮影画像内の輝度変化に対応することもできる。センサ部２１０の形状データ取得部２１４で取得した形状データは、３次元的な断面もしくは平面を取得可能であり、センサ部２１０に対する検査対象物１００の表面との姿勢角度を求めることが可能である。姿勢角度は、センサ部２１０の形状データ取得部２１４の計測方向は一定であることから、計測した形状データの座標値が最低３点あれば、３軸の姿勢角度を最小二乗法等により求めることが可能である。この姿勢角度を、予め、き裂を模擬した部材間の姿勢角度を変化させて画像データを取得し、き裂とそれ以外の領域の輝度比率から補正量データを算出する。
【００５６】
この時、画像データを取得していない姿勢角度においては、前後の姿勢角度の補正量データから線形補間もしくは多項式近似により補正量データを補正する式を求める。補正式における線形補間もしくは多項式近似は、照明２５０の照射状態により実測値により近似する補間方法を選択する。最後に、実際に計測中の姿勢角度において補正量データを距離に応じて補正する式に適用し、補正量データを演算する。この方法により、計測姿勢角度が異なった場合にも、実際の撮影状況に適した補正量データを算出することが可能になる。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係る検査装置１によれば、検査対象物１００の表面上のき裂を検出するために、形状データに基づいて、画像データの輝度分布を補正することで、検査対象物１００の画像データが不良にならずに、検査に必要な画像データを取得することができる。これにより、画像データに基づき、き裂を検出することで、短時間かつ検出率の良い検査装置１を実現することができる。
【００５８】
より具体的には、本実施形態に係る検査装置１においては、検査対象物１００を対象として取得した形状データと画像データに対し、形状データで検出されたき裂候補領域に対応する画像データの輝度分布を補正することで、形状データでは検出できないより細かいき裂を検出することができるようになる。また、画像データのみを用いたき裂検出処理では、検出漏れにつながっていた形状が変化した検査対象物１００についても、良好にき裂検出をすることができるようになる。さらに、形状データのみを用いたき裂検査に比べ、画像データを併用したき裂検査処理を行うことで、検査対象物１００の表面上のき裂検査を自動化し、き裂検査処理に要する時間の短縮やコストの削減を図ることができる。また、き裂検査処理における歩留まりの向上と工程短縮にも寄与することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る検査装置１は、演算処理装置４００がセンサ部２１０や照明２５０の位置や姿勢を制御することにより、検査対象物１００の表面の画像データをより検査に適した状態で取得できるようにしたものである。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６０】
図４は、第２実施形態に係る検査装置１の構成を機能的に説明するためのブロック図であり、上述した第１実施形態における図１に対応する図である。
【００６１】
この図４に示すように、本実施形態に係る検査装置１の演算処理装置４００は、第１実施形態の演算処理装置４００に対して、位置姿勢校正部７００と、照明制御部７１０と、センサ部位置姿勢制御部７２０とを、さらに備えて構成されている。
【００６２】
位置姿勢校正部７００は、画像データや形状データを取得するセンサ部２１０と照明２５０との相対的な位置や姿勢を取得し、画像データに対するキャリブレーションを行う。照明制御部７１０は、照明２５０の位置や姿勢を制御し、画像データの輝度の分布を調整する。センサ部位置姿勢制御部７２０は、画像補正判定部４４０により算出された輝度の補正量データに基づき、き裂領域とそれ以外領域の輝度の比が増加するようなセンサ部２１０の位置と姿勢を算出し、この算出結果に基づいて、センサ部２１０を制御する。
【００６３】
図５は、本実施形態に係る検査装置１のき裂検査処理の流れを説明するフローチャートを示す図であり、上述した第１実施形態における図３に対応する図である。上述した第１実施形態と異なる部分を説明すると、ステップＳ１０６において画像データを取得した後、本実施形態においては、演算処理装置４００における位置姿勢校正部７００が、画像データと形状データとを取得するセンサ部２１０と、照明２５０との相対的な位置や姿勢を取得し、キャリブレーションを行う（ステップＳ２００）。
【００６４】
より具体的には、位置姿勢校正部７００は、画像データと形状データとを取得するセンサ部２１０と、照明２５０との相対的な位置と姿勢を取得するため、照明２５０に対して正対する位置に平板を置き、照射状態をセンサ部２１０の画像データ取得部２１２で撮影する。この時、図６に示すように、照射距離Ｌと、画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４と照明２５０との相対的な角度θとを、最低３パターン以上の組み合わせで、撮影を実施する。その際に撮影した画像から、図６に示すような撮影画像データの輝度分布が得られるので、これを照射強度分布（物体反射分布に相当）とする。
【００６５】
この照射強度分布すなわち輝度分布をそれぞれの組み合わせで記録し、図６の破線で区切った領域の平均輝度を取得する。この区切る領域は任意に設定し、最低４つ以上の領域を設けることが望ましい。ここでは、事例として、図６に示す９分割した領域（Ｌ１１〜Ｌ３３）として説明し、輝度分布はＬ１１〜Ｌ１３にかけて強く、Ｌ３１〜Ｌ３３にかけて弱くなっていく分布と仮定する。各領域の平均輝度からＬ１１からＬ１３方向とＬ１１からＬ３１方向についてＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３とＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１を起点とした輝度分布の補正式の係数を算出する。ここに輝度分布の補正式は、区切った領域数に応じて存在するものとし、係数を算出する方法は線形補正もしくは多項式近似によるものとする。補正式における線形補間もしくは多項式近似は、照明２５０の照射状態により実測値により近似する補間方法を選択する。
【００６６】
このステップＳ２００のキャリブレーションにおいては、位置姿勢校正部７００が照明制御部７１０とセンサ部位置姿勢制御部７２０を調整した後、ステップＳ１０６に戻り、画像データを複数回、取得する。すなわち、これらの画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４と照明２５０との相対的な位置と姿勢について、複数のパターンの組み合わせで補正式を作成し、照射距離と相対角度とを合わせて参照テーブルを生成し、記録装置５００に記録する。
【００６７】
移動機構２２０によりセンサ部２１０を移動や回転させ、検査対象物１００の表面計測する画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４を備えたセンサ部２１０による計測中のデータ取得の際に、撮影された画像を図６に示したように任意に設定した数の領域を区切り、輝度分布すなわち照明の照度強度分布を求める。この時、キャリブレーションした際の領域数と同じ設定とすることが望ましく、異なる場合は領域間の補正係数を事前に求め、記録装置５００の参照テーブルに記録しておく。
【００６８】
これらの処理により、現在の画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４と照明２５０の相対的な位置や姿勢が、記録装置５００に記録された参照テーブルを参照することで、求められる。この時、輝度分布（照明の照射強度分布）に任意に設定する照明偏り判定閾値以上で偏りがあると推定される位置と姿勢であった場合、照明２５０が均一に照射されるように照明２５０を制御する。照明２５０が均一に照射された状態は、前述のキャリブレーション時の照明２５０に対して正対する位置に平板を置いた状態の補正式の参照データを基準とする。この時の輝度分布と一致もしくは任意に設定した輝度分布の近似閾値以下の範囲内に入る画像データ取得部２１２と形状データ取得部２１４と照明２５０の相対的な位置と姿勢を参照データから取得する。これにより、検査対象物１００の表面の開口したき裂候補とそれ以外の領域の輝度の分布が、き裂候補を検出しやすい状態を作り出し、照明制御部７１０を演算処理装置４００より通信制御する。そして、第１実施形態で説明したステップＳ１０８に移行する。
【００６９】
さらに、本実施形態にいては、ステップＳ１１４においても、画像補正判定部４４０が画像データの輝度に関する補正量データを算出するが、画像補正判定部４４０は、さらに、算出された補正量データに基づき、き裂候補領域とそれ以外の領域の輝度の比率が増加するようにセンサ部２１０の位置と姿勢を制御する。取得した補正量データから、画像データ取得部２１２により取得した現在の画像データのき裂候補の領域と、き裂候補以外の領域の比率を求め、より比率が増加する補正量データを取得する。この際、比率に対する任意に設定可能な閾値を設け、上限を設定し、補正量データを取得してもよい。これにより取得した補正量データに対応するセンサ部２１０の位置と姿勢を取得し、センサ部位置姿勢制御部７２０が演算処理装置４００として通信制御を行う。そして、ステップＳ１１６に移行し、画像補正部４５０が、補正量データに基づいて、画像データの輝度分布を補正する。
【００７０】
以上のように、本実施形態に係る検査装置１によっても、画像データに基づき、き裂を検出することで、短時間かつ検出率の良い検査装置１を実現することができる。また、検査対象物１００の表面上のき裂を検出するために、輝度分布を補正し、計測中にセンサ部２１０や照明２５０の位置や姿勢を制御することとしたので、検査対象物１００の画像データが不良にならず検査に必要なデータを効率的に取得することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る検査装置１は、演算処理装置４００が、算出された補正量データに基づいて、き裂を判別する特徴量のき裂判別閾値を変化させることで、き裂を検出する精度向上を図ったものである。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７２】
図７は、第３実施形態に係る検査装置１の構成を機能的に説明するためのブロック図であり、上述した第１実施形態における図１に対応する図である。
【００７３】
この図７に示すように、本実施形態に係る演算処理装置４００は、第１実施形態の演算処理装置４００に対して、き裂判別閾値処理部８００をさらに備えて構成されている。このき裂判別閾値処理部８００は、画像補正判定部４４０で算出した補正量データに基づいて補正した画像データの輝度分布において、き裂を判別する特徴量のき裂判別閾値を変化させる機能を有している。
【００７４】
図８は、本実施形態に係る検査装置１のき裂検査処理の流れを説明するフローチャートを示す図であり、上述した第１実施形態における図３に対応する図である。上述した第１実施形態と異なる部分を説明すると、ステップＳ１１６において画像データの輝度分布を補正した後、本実施形態においては、演算処理装置４００におけるき裂判別閾値処理部８００が、き裂を判別するための特徴量である輝度の閾値であるき裂判別閾値を輝度分布に基づいて動的に設定する（ステップＳ３００）。
【００７５】
より具体的には、き裂判別閾値処理部８００は、距離による輝度の補正量データや、検査対象物１００とセンサ部２１０の傾きによる輝度の補正量データを用いて、図９に示す画像データの輝度分布に対するき裂判別閾値を可変にする制御を行う。図９の画像データの輝度分布に対して固定のき裂判別閾値であった場合には、き裂候補の領域とき裂候補以外を含む領域との双方を、き裂候補として判別してしまう可能性がある。そこで、き裂判別閾値処理部８００は、輝度分布の補正量データに対応付けされるき裂判別閾値を設定し、実際に撮影した画像に対してき裂判別閾値を動的に設定する。
【００７６】
例えば、図９（ａ）に示すような画像データに対して、補正量データに基づき補正を行い、図９（ｂ）に示すような補正後の画像データを取得する。この図９（ｂ）の補正後の画像データから、図９（ｃ）に示すような輝度分布を抽出し、き裂候補が含まれる領域とき裂候補が含まれない領域とにおける輝度の２つの山と１つの谷を抽出する。例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）のように、画像中のき裂が開口していると、内部まで照明光が入りにくいため、暗い輝度分布を示すことが多い。一方、き裂候補を含まない領域は表面に照明２５０からの照射光が照射されているため、明るい輝度分布を示すことが多い。このような場合に、輝度値０に最も近い山が、き裂候補を含む領域と判別することができ、輝度値２５５に最も近い山がき裂候補を含まない領域と判別することができる。
【００７７】
ここで、輝度分布に単峰性の１つの山のみであるか双峰性の２つ以上の山であるかを判別する。この判別には、山のピークを画素数の頻度数から検出する。任意に設定した頻度数以上でなければ、山のピークは存在しないものとする。
【００７８】
ここで、山が１つであり、かつピークの輝度値が２５５に近い（例えば、最大輝度値２５５の２０％以内）場合には、き裂候補が画像データ中に存在しないとして、ピークから最も輝度が低く、且つ、頻度が所定の頻度数以下になる輝度値を、き裂判別閾値とする。山が１つであり、かつピークの輝度値が０に近い（例えば、最小輝度値０の２０％以内）場合には、き裂候補が画像データ中に存在するとして、ピークから最も輝度が高く、且つ、頻度が所定の頻度数以下になる輝度値をき裂判別閾値とする。
【００７９】
き裂候補の領域とき裂候補以外の領域とが存在する場合、通常は２つ以上の山が存在し、双峰性であると判別される。この場合、上述の方法により山のピークを検出し、双方の山のピークの輝度値間に谷が存在することになるため、画素値の頻度数が最も少なくなる輝度値を検出する。これにより、き裂候補とき裂候補以外の領域の境界となる部分にき裂判別閾値が可変的に設定可能になる。
【００８０】
図９（ｃ）の輝度分布を例に取ると、図９（ｄ）に示すように、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、き裂判別閾値は固定値であるが、図９（ｅ）に示すように、第３実施形態では、き裂判別閾値が小さい輝度値の方向へ移動する。このため、ノイズ等の影響を排除し、適切な輝度のき裂判別閾値を設定することができるようになる。
【００８１】
そして、センサ部２１０の画像データ取得部２１２により撮影した画像データに対して、画像補正判定部４４０により算出された補正量データと対応付けられたき裂判別閾値を用いて、画像データ取得部２１２で撮影した画像データに対して、可変的なき裂判別閾値を設定することが可能になり、このき裂判別閾値を用いて、画像データき裂検出部４６０は、画像データのき裂を検出することができるようになる。このステップＳ３００の後、画像データき裂検出部４６０は、設定されたき裂判別閾値を用いて、ステップＳ１１８において、画像データに基づいてき裂候補の検出を行う。
【００８２】
以上のように、本実施形態に係る検査装置１によれば、演算処理装置４００にき裂判別閾値処理部８００を追加的に設けたので、画像補正判定部４４０による補正量データと、可変的なき裂判別閾値を設定可能なき裂判別閾値処理部８００とにより、検査対象物１００の画像データが不良にならず、精度良く、検査対象物１００の表面上のき裂を検出することができるようになる。
【００８３】
なお、本実施形態は、第２実施形態に適用することも可能である。すなわち、図１０に示すように、第２実施形態に係る検査装置１の演算処理装置４００に、き裂判別閾値処理部８００をさらに設けることにより、画像データを取得する際にセンサ部２１０や照明２５０の位置や姿勢を制御しつつ、取得した画像データに対するき裂判別閾値を変更可能にし、精度良く、検査対象物１００の表面上のき裂を検出するようにしてもよい。
【００８４】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００８５】
１：検査装置、１００：検査対象物、２００：スキャン装置、２１０：センサ部、２１２：画像データ取得部、２１４：形状データ取得部、２２０：移動機構、２５０：照明、３００：制御装置、４００：演算処理装置、５００：記録装置、６００：検出結果出力装置
【図１】
2018146401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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