(57)【要約】【課題】溶接ビードの欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能な溶接ビードの検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射しつつラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像し、画像６を線形化して細線化画像７を生成し、欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および細線化画像生成部１１１ｂにより生成された細線化画像７を比較することにより両者の一致度を算出し、算出された一致度に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する。【選択図】図１
2008216199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および前記細線化画像生成部により生成された細線化画像を比較することにより両者の一致度を算出する一致度算出部と、
前記一致度算出部により算出された一致度に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備する溶接ビードの検査装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記一致度算出部により算出された一致度が所定の範囲外である場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定する請求項１に記載の溶接ビードの検査装置。
【請求項３】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
前記細線化画像生成部により生成された細線化画像におけるラインの数を算出するライン数算出部と、
前記ライン数算出部により算出されたラインの数に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備する溶接ビードの検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記ライン数算出部により算出されたラインの数が所定のライン数より多い場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定する請求項３に記載の溶接ビードの検査装置。
【請求項５】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
前記細線化画像生成部により生成された細線化画像におけるラインの支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる前記検査対象たる溶接ビードの断面形状特徴量を算出する断面形状特徴量算出部と、
前記断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備する溶接ビードの検査装置。
【請求項６】
前記判定部は、
欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量または典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量のいずれか一方または両方と前記断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量との間でパターンマッチングを行うことにより、前記検査対象たる溶接ビードの表面の欠陥の有無を判定する請求項５に記載の溶接ビードの検査装置。
【請求項７】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像を比較することにより両者の一致度を算出する一致度算出工程と、
前記一致度算出工程において算出された一致度に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備する溶接ビードの検査方法。
【請求項８】
前記判定工程は、
前記一致度算出工程において算出された一致度が所定の範囲外である場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定する請求項７に記載の溶接ビードの検査方法。
【請求項９】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像におけるラインの数を算出するライン数算出工程と、
前記ライン数算出工程において算出されたラインの数に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備する溶接ビードの検査方法。
【請求項１０】
前記判定工程は、
前記ライン数算出工程において算出されたラインの数が所定のライン数より多い場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定する請求項９に記載の溶接ビードの検査方法。
【請求項１１】
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像におけるラインの支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる前記検査対象たる溶接ビードの断面形状特徴量を算出する断面形状特徴量算出工程と、
前記断面形状特徴量算出工程において算出された断面形状特徴量に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備する溶接ビードの検査方法。
【請求項１２】
前記判定工程は、
欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量または典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量のいずれか一方または両方と前記断面形状特徴量算出工程において算出された断面形状特徴量との間でパターンマッチングを行うことにより、前記検査対象たる溶接ビードの表面の欠陥の有無を判定する請求項１１に記載の溶接ビードの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ビードを検査し、ひいては溶接品質の良否を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接による接合の良否、すなわち溶接品質の良否を判定する方法としては、作業者が溶接ビードに照明を当てつつその形状を目視で検査することにより溶接ビードの欠陥の有無を判定する方法が知られている。
しかし、このような方法は作業者の習熟度や作業環境等により検査結果がばらつくこと、作業者の身体的な負担が大きく作業効率の向上に限界があるという問題がある。
他の方法としては、作業者がゲージ等を用いて溶接ビードの表面の欠陥のサイズを実測する方法も行われているが、作業が煩雑であるという問題がある。
また、検査対象の一部を抜き取って切断してその切断面を観察する方法もあるが、このような方法は全数検査には適用不可能であること、検査結果が得られるまでに要する時間が長いことから検査結果を製造工程にフィードバックする際のタイムラグが大きいという問題がある。
【０００３】
上記問題を解消する方法として、溶接ビードにスリット光を照射し、当該スリット光の反射光による光切断画像を用いることにより溶接品質の良否を判定する方法が知られている。例えば特許文献１に記載の如くである。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の方法は、溶接ビードの全長にわたって検査を行うために要する時間が長いという問題がある。
これは、溶接ビードに照射されるスリット光による光切断線が単一であり、一度の撮像により実質的には単一の溶接ビードの断面形状しか取得できないため、前記溶接ビードの全長にわたって断面形状の取得を行うためにはスリット光の照射位置をずらしつつ非常に多くの回数の画像取得（撮像）を行わなければならず、取得した断面形状データの処理に多くの時間がかかってしまうことによる。
【特許文献１】特開平６−９４６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑み、溶接ビードの欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能な溶接ビードの検査装置および検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および前記細線化画像生成部により生成された細線化画像を比較することにより両者の一致度を算出する一致度算出部と、
前記一致度算出部により算出された一致度に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備するものである。
【０００８】
請求項２においては、
前記判定部は、
前記一致度算出部により算出された一致度が所定の範囲外である場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定するものである。
【０００９】
請求項３においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
前記細線化画像生成部により生成された細線化画像におけるラインの数を算出するライン数算出部と、
前記ライン数算出部により算出されたラインの数に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備するものである。
【００１０】
請求項４においては、
前記判定部は、
前記ライン数算出部により算出されたラインの数が所定のライン数より多い場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定するものである。
【００１１】
請求項５においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射するラインパターン照射部と、
前記ラインパターン照射部によりラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成部と、
前記細線化画像生成部により生成された細線化画像におけるラインの支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる前記検査対象たる溶接ビードの断面形状特徴量を算出する断面形状特徴量算出部と、
前記断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項６においては、
前記判定部は、
欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量または典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量のいずれか一方または両方と前記断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量との間でパターンマッチングを行うことにより、前記検査対象たる溶接ビードの表面の欠陥の有無を判定するものである。
【００１３】
請求項７においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像を比較することにより両者の一致度を算出する一致度算出工程と、
前記一致度算出工程において算出された一致度に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項８においては、
前記判定工程は、
前記一致度算出工程において算出された一致度が所定の範囲外である場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定するものである。
【００１５】
請求項９においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像におけるラインの数を算出するライン数算出工程と、
前記ライン数算出工程において算出されたラインの数に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備するものである。
【００１６】
請求項１０においては、
前記判定工程は、
前記ライン数算出工程において算出されたラインの数が所定のライン数より多い場合には前記検査対象たる溶接ビードの表面に欠陥が有ると判定するものである。
【００１７】
請求項１１においては、
検査対象たる溶接ビードの表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光からなるラインパターンを照射しつつ当該ラインパターンが照射された所定の領域の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された画像を線形化して細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、
前記細線化画像生成工程において生成された細線化画像におけるラインの支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる前記検査対象たる溶接ビードの断面形状特徴量を算出する断面形状特徴量算出工程と、
前記断面形状特徴量算出工程において算出された断面形状特徴量に基づいて前記検査対象たる溶接ビードの表面における欠陥の有無を判定する判定部と、
を具備するものである。
【００１８】
請求項１２においては、
前記判定工程は、
欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量または典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量のいずれか一方または両方と前記断面形状特徴量算出工程において算出された断面形状特徴量との間でパターンマッチングを行うことにより、前記検査対象たる溶接ビードの表面の欠陥の有無を判定するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、溶接ビードの欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下では図１乃至図４を用いて本発明に係る溶接ビードの検査装置の第一実施例である検査装置１００について説明する。
検査装置１００は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査するものであり、主としてラインパターン照射装置１０、撮像装置２０、制御装置１１０を具備する。
なお、本実施例の検査装置１００は鋼板１・２を突合わせ溶接した溶接ビード３を検査するものであるが、本発明はこれに限定されず、種々の溶接ビードの検査に適用可能である。
【００２１】
ラインパターン照射装置１０は本発明に係るラインパターン照射部の実施の一形態であり、検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射するものである。
ラインパターン照射装置１０は主としてレーザーポインタ１１、マルチライン回折格子１２を具備する。
【００２２】
レーザーポインタ１１は赤色のレーザ光を発生し、投光するものである。レーザーポインタ１１は専用品でも良いが、市販品を用いてこれを達成することも可能である。
本実施例のレーザーポインタ１１は赤色のレーザ光を発生する構成としたが、本発明はこれに限定されず、後述する撮像部により撮像可能であれば他の可視光、赤外線等でも良い。ただし、所定の領域にラインパターンが照射されていることを確認容易とする観点からは、ライン光は可視光であることが好ましい。
マルチライン回折格子１２はレーザーポインタ１１から投光されるレーザ光を相互に略平行な複数のライン光５・５・・・に分離し、ラインパターン４を生成するための光学素子である。
【００２３】
ラインパターン４は、溶接ビード３を挟んで鋼板１および鋼板２を含む「所定の領域」に照射される。また、ラインパターン４を構成するライン光５・５・・・は、それぞれその一端が鋼板１に位置するとともに他端が鋼板２に位置する。従って、ライン光５・５・・・はそれぞれ溶接ビード３を跨ぐ形で照射されることとなる。
【００２４】
撮像装置２０は本発明に係る撮像部の実施の一形態であり、図２（ａ）および図３（ａ）に示す如く、ラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像するものである。
撮像装置２０は主として撮像装置本体２１、カメラレンズ２２、バンドパスフィルタ２３、偏光フィルタ２４を具備する。
【００２５】
撮像装置本体２１は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の撮像素子を有し、画像６を撮像するものである。撮像装置本体２１は専用品でも良いが、市販品を用いてこれを達成することも可能である。
【００２６】
カメラレンズ２２は撮像装置本体２１の撮像素子に溶接ビード３の表面を含む所定の領域からの光（反射光）を収束するものである。
【００２７】
バンドパスフィルタ２３は溶接ビード３の表面を含む所定の領域からの光（反射光）のうち所定の波長帯成分のみ透過し、それ以外の成分は透過しないことにより、ノイズ成分を除去するためのフィルタである。
バンドパスフィルタ２３はカメラレンズ２２の視野（ひいては、撮像装置２０の視野）を覆う位置に設けられる。
【００２８】
偏光フィルタ２４は溶接ビード３の表面を含む所定の領域からの光（反射光）のうち、ライン光５・５・・・の反射光以外のノイズ成分、例えばラインパターン照射装置１０以外の他の光源からの光等を遮断するためのフィルタである。
偏光フィルタ２４はカメラレンズ２２の視野（ひいては、撮像装置２０の視野）を覆う位置に設けられる。
【００２９】
本実施例の場合、撮像装置２０はラインパターン４は、溶接ビード３を挟んで鋼板１および鋼板２を含む「所定の領域」の上方に配置され、所定の領域における鋼板１・２の板面に略垂直な方向から画像６を撮像する。また、ラインパターン照射装置１０は撮像装置２０の側方（ラインパターン照射装置１０と撮像装置２０とが互いに干渉しない位置）に配置され、所定の領域に斜め上方からラインパターン４を照射する。
本実施例の撮像装置２０はバンドパスフィルタ２３および偏光フィルタ２４を具備する構成としたが、本発明はこれに限定されず、撮像環境（周囲の照明の状況、検査対象物の表面の状態等）によってはこれらを省略することも可能である。
【００３０】
図２（ａ）に示す画像６は溶接ビード３において欠陥（ブローホール、溶け落ち、貫通孔、アンダーカット等）が無い部分のみを含む所定の領域を撮像した画像であり、ラインパターン４を構成するライン光５・５・・・は、溶接ビード３に対応する部分が溶接ビード３の形状（鋼板１・２の表面から隆起した形状）に沿って湾曲しているものの、隣り合うライン光５・５の間隔は略同じである。
図３（ａ）に示す画像６は溶接ビード３において欠陥が有る部分を含む所定の領域を撮像した画像であり、ラインパターン４を構成するライン光５・５・・・のうち、欠陥に対応する部分（図３（ａ）中の点線で囲まれた部分）を横切っているライン光５と欠陥に対応しない部分を横切っているライン光５とでは湾曲度合いが異なり、このような部分では隣り合うライン光５・５の間隔がそれぞれ異なる。
【００３１】
制御装置１１０は主として制御部１１１、入力部１１２、表示部１１３等を具備する。
【００３２】
制御部１１１は検査装置１００の一連の動作を制御するものである。
制御部１１１は、種々のプログラム等（例えば、後述する検査動作制御プログラム、細線化画像生成プログラム、一致度算出プログラム、判定プログラムおよび各種データ等）を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、演算結果等を保管（記憶）することができる。
【００３３】
制御部１１１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の制御部１１１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００３４】
制御部１１１はラインパターン照射装置１０のレーザーポインタ１１に接続され、ラインパターン照射装置１０を動作させる（レーザ光の投光およびその停止を行う）ための信号を送信可能である。
また、制御部１１１は撮像装置２０に接続され、撮像装置２０を動作させる（画像６の撮像を行う）ための信号を送信可能であるとともに、撮像装置２０により撮像された画像６（ラインパターン５が照射された所定の領域の画像）を取得することが可能である。
【００３５】
入力部１１２は制御部１１１に接続され、制御部１１１に検査装置１００の動作に係る種々の情報・指示等を入力するものである。
本実施例の入力部１１２は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００３６】
表示部１１３は検査装置１００の動作状況、入力部１１２から制御部１１１への入力内容、検査装置１００による検査結果等を表示するものである。
本実施例の表示部１１３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００３７】
また、市販のタッチパネル等を用いて入力部１１２としての機能と表示部１１３としての機能を一体化したものを達成することが可能である。
【００３８】
以下では、制御部１１１の詳細構成について説明する。
制御部１１１は、機能的には検査動作制御部１１１ａ、細線化画像生成部１１１ｂ、一致度算出部１１１ｃ、判定部１１１ｄを具備する。
【００３９】
検査動作制御部１１１ａは検査装置１００の動作を制御するものである。
実体的には、制御部１１１が、予め格納された検査動作制御プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、検査動作制御部１１１ａとしての機能を果たす。
【００４０】
本実施例では、鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板が溶接ビード３の長手方向に沿って搬送される搬送経路の中途部に検査装置１００が配置され、検査動作制御部１１１ａは「溶接ビード３の表面を含む所定の領域」の溶接ビード３の長手方向における長さ分だけ鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板が搬送される毎にラインパターン４が照射された「所定の領域」の画像を取得する。このようにして、溶接ビード３が全長にわたって撮像される。
【００４１】
細線化画像生成部１１１ｂは撮像装置２０により撮像された画像を線形化して細線化画像を生成するものである。
実体的には、制御部１１１が、予め格納された細線化画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、細線化画像生成部１１１ｂとしての機能を果たす。
【００４２】
図２および図３に示す如く、細線化画像生成部１１１ｂは、撮像装置２０により撮像された溶接ビード３の表面を含む所定の領域の画像６を線形化して線形化画像７を生成するものである。
「線形化」は画像処理の一種であり、一般的には画像上の線状の図形を一画素分の線幅を有する線に変換することを指す。
画像６を線形化することにより、画像６中のラインパターン４を構成するライン光５・５・・・は、線形化画像７においてそれぞれ対応するライン光５の線幅方向の中心位置を通る一画素分の線幅の線形化ライン８・８・・・に変換される。
本実施例では、細線化画像生成部１１１ｂは線形化ライン８・８・・・のそれぞれを関数Ｙ（ｉ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ（Ｎは正の整数））として座標データに変換する。
【００４３】
なお、本実施例では画像６をそのまま線形化して線形化画像７を生成する構成としたが、本発明はこれに限定されず、画像に膨張処理や収縮処理等の所定の画像処理を施した後に線形化して線形化画像を生成する構成としても良い。
【００４４】
一致度算出部１１１ｃは欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である「基準細線化画像」および細線化画像生成部１１１ｂにより生成された細線化画像８を比較することにより両者（基準細線化画像と細線化画像８）の一致度を算出するものである。
実体的には、制御部１１１が、予め格納された一致度算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、一致度算出部１１１ｃとしての機能を果たす。
【００４５】
制御部１１１は、予め欠陥が無いことが他の方法（目視、切断面の観察、渦流センサによるスキャニング等）により確認されている溶接ビードについての画像を線形化して生成された細線化画像である「基準細線化画像」をデータとして格納している。また、「基準細線化画像」は関数Ｘ（ｉ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ（Ｎは正の整数））として座標データに変換されている。
一致度算出部１１１ｃは、「基準細線化画像」の関数Ｘ（ｉ）および細線化画像生成部１１１ｂにより生成された細線化画像７の関数Ｙ（ｉ）を用いて、以下の数１に示す相互相関値Ｒｘｙ（ｋ）を算出する。ここで、ｋは１からＮまでの正の整数を表し、Ｎは画像６に表されるライン光５・５・・・の本数（より厳密には、中途部で切れていない場合の本数）を表す。
【００４６】
【数１】
2008216199.tif 000003
【００４７】
図４に示す如く、横軸をｋとし、縦軸を算出された相互相関値Ｒｘｙ（ｋ）としてプロットすると、溶接ビード３において欠陥が無い部分のみを含む所定の領域を撮像した場合（黒丸、図２参照）と溶接ビード３において欠陥が有る部分を含む所定の領域を撮像した場合（白丸、図３参照）とでは、相互相関値Ｒｘｙ（ｋ）の推移が異なる。
【００４８】
本実施例では一致度算出部１１１ｃは「一致度」として線形化画像中の線形化ラインの相互相関値を算出したが、本発明はこれに限定されず、「一致度」として統計学等で一般的に知られる他の指標を用いる構成としても良い。
【００４９】
判定部１１１ｄは一致度算出部１１１ｃにより算出された一致度に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定するものである。
実体的には、制御部１１１が、予め格納された判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、判定部１１１ｄとしての機能を果たす。
【００５０】
制御部１１１は、「基準細線化画像」および基準細線化画像の元となった画像とは異なる視野であって欠陥が無い（または許容範囲内の欠陥を有する）ことが他の方法（例えば目視、溶接ビードの切断面の観察、渦流センサによるスキャニング等）により確認されている溶接ビードについての複数の画像からそれぞれ作成された複数の線形化画像（所定範囲設定用細線化画像）との間で算出された一致度の値に基づいて設定された「欠陥が無い場合の一致度」の所定の範囲の上限値および下限値（図４中のＲ１およびＲ２）を予め格納している。
【００５１】
なお、本実施例の場合、所定の範囲の上限値Ｒ１は「基準細線化画像」と「所定範囲設定用細線化画像」との間で算出された一致度の最大値に所定の定数を加えた値であり、所定の範囲の下限値Ｒ２は「基準細線化画像」と「所定範囲設定用細線化画像」との間で算出された一致度の最小値から所定の定数を引いた値であるが、例えば溶接ビードの寸法公差等に基づく理論計算により所定の範囲の上限値および下限値を設定しても良い。
【００５２】
判定部１１１ｄは一致度算出部１１１ｃにより算出された一致度（本実施例の場合、相互相関値Ｒｘｙ（ｋ）のうち、ｋ＝Ｎのときの値であるＲｘｙ（Ｎ））が所定の範囲内である場合（Ｒ２≦Ｒｘｙ（Ｎ）≦Ｒ１）には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が無いと判定し、所定の範囲外である場合（Ｒｘｙ（Ｎ）＜Ｒ２またはＲ１＜Ｒｘｙ（Ｎ））には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が有ると判定する。
【００５３】
判定部１１１ｄによる判定結果は制御部１１１に記憶される。また必要に応じて表示部１１３に表示され、あるいは他の機器に送信される。
【００５４】
以上の如く、検査装置１００は、
検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射するラインパターン照射装置１０と、
ラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する撮像装置２０と、
撮像装置２０により撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する細線化画像生成部１１１ｂと、
欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である基準細線化画像および細線化画像生成部１１１ｂにより生成された細線化画像７を比較することにより両者（基準細線化画像および細線化画像７）の一致度を算出する一致度算出部１１１ｃと、
一致度算出部１１１ｃにより算出された一致度に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する判定部１１１ｄと、
を具備するものである。
また、判定部１１１ｄは、
一致度算出部１１１ｃにより算出された一致度が所定の範囲外である場合には検査対象たる溶接ビード３の表面に欠陥が有ると判定するものである。
このように構成することにより、検査装置１００は溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを画像装置２０の視野内（所定の領域）について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【００５５】
以下では図１および図５を用いて本発明に係る溶接ビードの検査方法の第一実施例について説明する。
本発明に係る溶接ビードの検査方法の第一実施例は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査する方法であり、図５に示す如く、主として撮像工程Ｓ１１００、線形化画像生成工程Ｓ１２００、一致度算出工程Ｓ１３００、判定工程Ｓ１４００を具備する。
【００５６】
撮像工程Ｓ１１００は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射しつつ、ラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する工程である。
撮像工程Ｓ１１００において、ラインパターン照射装置１０は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射する。また、撮像装置２０はラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する。
撮像工程Ｓ１１００が終了したら線形化画像生成工程Ｓ１２００に移行する。
【００５７】
線形化画像生成工程Ｓ１２００は撮像工程Ｓ１１００において撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する工程である。
線形化画像生成工程Ｓ１２００において、細線化画像生成部１１１ｂは、撮像装置２０により撮像された溶接ビード３の表面を含む所定の領域の画像６を線形化して線形化画像７を生成するとともに、線形化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・のそれぞれを関数Ｙ（ｉ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ（Ｎは正の整数））として座標データに変換する。
線形化画像生成工程Ｓ１２００が終了したら一致度算出工程Ｓ１３００に移行する。
【００５８】
一致度算出工程Ｓ１３００は欠陥が無い溶接ビードについて予め生成された細線化画像である「基準細線化画像」および線形化画像生成工程Ｓ１２００において生成された細線化画像８を比較することにより両者（基準細線化画像と細線化画像８）の一致度を算出する工程である。
一致度算出工程Ｓ１３００において、一致度算出部１１１ｃは予め欠陥が無いことが他の方法（目視、切断面の観察、渦流センサによるスキャニング等）により確認されている溶接ビードについての画像を線形化して生成された細線化画像である「基準細線化画像」と細線化画像生成部１１１ｂにより生成された細線化画像７との間で相互相関値Ｒｘｙ（ｋ）を算出し、これを基準細線化画像および細線化画像８の間の一致度とする。
一致度算出工程Ｓ１３００が終了したら判定工程Ｓ１４００に移行する。
【００５９】
判定工程Ｓ１４００は一致度算出工程Ｓ１３００において算出された一致度に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する工程である。
判定工程Ｓ１４００において、判定部１１１ｄは予め設定された相互相関値の所定の範囲と一致度算出工程Ｓ１３００において算出された相互相関値Ｒｘｙ（Ｎ）とを比較し、相互相関値Ｒｘｙ（Ｎ）が所定の範囲内である場合には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が無いと判定し、所定の範囲外である場合には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が有ると判定する。
【００６０】
以上の如く本発明に係る溶接ビードの検査方法の第一実施例を構成することにより、溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを所定の領域について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【００６１】
以下では図１、図６および図７を用いて本発明に係る溶接ビードの検査装置の第二実施例である検査装置２００について説明する。
検査装置２００は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査するものであり、主としてラインパターン照射装置１０、撮像装置２０、制御装置２１０を具備する。
なお、本実施例のラインパターン照射装置１０および撮像装置２０の基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００６２】
制御装置２１０は主として制御部２１１、入力部２１２、表示部２１３等を具備する。
なお、本実施例の入力部２１２および表示部２１３の基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００６３】
制御部２１１は検査装置２００の一連の動作を制御するものである。
制御部２１１は、種々のプログラム等（例えば、後述する検査動作制御プログラム、細線化画像生成プログラム、ライン数算出プログラム、判定プログラムおよび各種データ等）を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、演算結果等を保管（記憶）することができる。
【００６４】
制御部２１１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の制御部２１１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００６５】
制御部２１１はラインパターン照射装置１０のレーザーポインタ１１に接続され、ラインパターン照射装置１０を動作させる（レーザ光の投光およびその停止を行う）ための信号を送信可能である。
また、制御部２１１は撮像装置２０に接続され、撮像装置２０を動作させる（画像６の撮像を行う）ための信号を送信可能であるとともに、撮像装置２０により撮像された画像６（ラインパターン５が照射された所定の領域の画像）を取得することが可能である。
【００６６】
以下では、制御部２１１の詳細構成について説明する。
制御部２１１は、機能的には検査動作制御部２１１ａ、細線化画像生成部２１１ｂ、ライン数算出部２１１ｃ、判定部２１１ｄを具備する。
なお、本実施例の検査動作制御部２１１ａの基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００６７】
細線化画像生成部２１１ｂは撮像装置２０により撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成するものである。
実体的には、制御部２１１が、予め格納された細線化画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、細線化画像生成部２１１ｂとしての機能を果たす。
【００６８】
図６および図７に示す如く、細線化画像生成部２１１ｂは、撮像装置２０により撮像された溶接ビード３の表面を含む所定の領域の画像６を線形化して線形化画像７を生成するものである。
画像６を線形化することにより、画像６中のラインパターン４を構成するライン光５・５・・・は、線形化画像７においてそれぞれ対応するライン光５の線幅方向の中心位置を通る一画素分の線幅の線形化ライン８・８・・・に変換される。
【００６９】
ライン数算出部２１１ｃは細線化画像生成部２１１ｂにより生成された細線化画像７におけるライン（線形化ライン８・８・・・）の数を算出するものである。
実体的には、制御部２１１が、予め格納されたライン数算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、ライン数算出部２１１ｃとしての機能を果たす。
【００７０】
ライン数算出部２１１ｃは細線化画像７をラベリングすることにより、細線化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・の本数を算出する。
「ラベリング」は画像処理の一種であり、本実施例の場合は線形化画像に含まれる線形ラインをそれぞれ連結図形（デジタル幾何的に連結している図形）とみなし、各連結図形にそれぞれ異なる番号からなるラベルを割り当てることを指す。
ライン数算出部２１１ｃは細線化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・に割り当てられたラベルの最大値を細線化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・の本数とする。
【００７１】
図６に示す如く、溶接ビード３において欠陥が無い部分のみを含む所定の領域を撮像した場合には、画像６に含まれるライン光５・５・・・の本数と線形化画像７における線形化ライン８・８・・・の本数は同じであり、Ｎ本である。
【００７２】
図７に示す如く、溶接ビード３において欠陥が有る部分を含む所定の領域を撮像した場合には、画像６に含まれるライン光５・５・・・の本数と線形化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・の本数は異なる。これは、溶接ビード３において欠陥が有る部分を横切るライン光５については当該欠陥に対応する部分の画像６中の輝度が低下しており、これを線形化すると輝度が低下している部分が繋がっていると認識されず、複数の線形化ラインに変換される（線形化ラインが断線する）ことによる。
図７の場合、画像６に含まれるライン光５・５・・・の本数はＮ本であるが、線形化画像７に含まれる線形化ライン８・８・・・の本数は（Ｎ＋５）本である。
【００７３】
なお、本実施例では線形化画像７をラベリングすることにより線形化ライン８・８・・・の本数を算出する構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の方法を用いて線形化ラインの本数を算出する構成としても良い。
【００７４】
判定部２１１ｄはライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の数（本数）に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定するものである。
実体的には、制御部２１１が、予め格納された判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、判定部２１１ｄとしての機能を果たす。
【００７５】
制御部２１１は、予め欠陥が無いことが他の方法（目視、切断面の観察、渦流センサによるスキャニング等）により確認されている溶接ビードについての画像を線形化して生成された細線化画像である「基準細線化画像」をラベリングすることにより算出された「基準細線化画像に含まれる線形化ラインの本数（本実施例の場合、Ｎ本）」を、「所定のライン数」のデータとして格納している。
判定部２１１ｄは、ライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の本数が「基準細線化画像に含まれる線形化ラインの本数」と同数である場合（図６参照）には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が無いと判定し、ライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の本数が「基準細線化画像に含まれる線形化ラインの本数」よりも多い場合（図７参照）には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が有ると判定する。
【００７６】
判定部２１１ｄによる判定結果は制御部２１１に記憶される。また必要に応じて表示部２１３に表示され、あるいは他の機器に送信される。
【００７７】
以上の如く、検査装置２００は、
検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射するラインパターン照射装置１０と、
ラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する撮像装置２０と、
撮像装置２０により撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する細線化画像生成部２１１ｂと、
細線化画像生成部２１１ｂにより生成された細線化画像７における線形化ライン８・８・・・の数を算出するライン数算出部２１１ｃと、
ライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の数に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する判定部２１１ｄと、
を具備するものである。
また、判定部２１１ｄは、
ライン数算出部２１１ｃにより算出されたライン（線形化ライン８・８・・・）の数が所定のライン数より多い場合には検査対象たる溶接ビード３の表面に欠陥が有ると判定するものである。
このように構成することにより、検査装置２００は溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを画像装置２０の視野内（所定の領域）について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【００７８】
以下では図１および図８を用いて本発明に係る溶接ビードの検査方法の第二実施例について説明する。
本発明に係る溶接ビードの検査方法の第二実施例は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査する方法であり、図８に示す如く、主として撮像工程Ｓ２１００、線形化画像生成工程Ｓ２２００、ライン数算出工程Ｓ２３００、判定工程Ｓ２４００を具備する。
【００７９】
撮像工程Ｓ２１００は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射しつつ、ラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する工程である。
撮像工程Ｓ２１００において、ラインパターン照射装置１０は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射する。また、撮像装置２０はラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する。
撮像工程Ｓ２１００が終了したら線形化画像生成工程Ｓ２２００に移行する。
【００８０】
線形化画像生成工程Ｓ２２００は撮像工程Ｓ２１００において撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する工程である。
線形化画像生成工程Ｓ２２００が終了したらライン数算出工程Ｓ２３００に移行する。
【００８１】
ライン数算出工程Ｓ２３００は細線化画像生成工程Ｓ２２００において生成された細線化画像７におけるライン（線形化ライン８・８・・・）の数を算出する工程である。
ライン数算出工程Ｓ２３００が終了したら判定工程Ｓ２４００に移行する。
【００８２】
判定工程Ｓ２４００はライン数算出工程Ｓ２３００において算出された線形化ライン８・８・・・の数（本数）に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する工程である。
判定工程Ｓ２４００において、判定部２１１ｄはライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の本数が「基準細線化画像に含まれる線形化ラインの本数」と同数である場合には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が無いと判定し、ライン数算出部２１１ｃにより算出された線形化ライン８・８・・・の本数が「基準細線化画像に含まれる線形化ラインの本数」よりも多い場合には溶接ビード３のうち画像６に撮像されている部分の表面に欠陥が有ると判定する。
【００８３】
以上の如く本発明に係る溶接ビードの検査方法の第二実施例を構成することにより、溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを所定の領域について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【００８４】
以下では図１、図９、図１０、図１１および図１２を用いて本発明に係る溶接ビードの検査装置の第三実施例である検査装置３００について説明する。
検査装置３００は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査するものであり、主としてラインパターン照射装置１０、撮像装置２０、制御装置３１０を具備する。
なお、本実施例のラインパターン照射装置１０および撮像装置２０の基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００８５】
制御装置３１０は主として制御部３１１、入力部３１２、表示部３１３等を具備する。
なお、本実施例の入力部３１２および表示部３１３の基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００８６】
制御部３１１は検査装置３００の一連の動作を制御するものである。
制御部３１１は、種々のプログラム等（例えば、後述する検査動作制御プログラム、細線化画像生成プログラム、断面形状特徴量算出プログラム、判定プログラムおよび各種データ等）を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、演算結果等を保管（記憶）することができる。
【００８７】
制御部３１１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の制御部３１１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００８８】
制御部３１１はラインパターン照射装置１０のレーザーポインタ１１に接続され、ラインパターン照射装置１０を動作させる（レーザ光の投光およびその停止を行う）ための信号を送信可能である。
また、制御部３１１は撮像装置２０に接続され、撮像装置２０を動作させる（画像６の撮像を行う）ための信号を送信可能であるとともに、撮像装置２０により撮像された画像６（ラインパターン５が照射された所定の領域の画像）を取得することが可能である。
【００８９】
以下では、制御部３１１の詳細構成について説明する。
制御部３１１は、機能的には検査動作制御部３１１ａ、細線化画像生成部３１１ｂ、断面形状特徴量算出部３１１ｃ、判定部３１１ｄを具備する。
なお、本実施例の検査動作制御部３１１ａの基本的な構成は検査装置１００におけるものと略同じであることから、詳細な説明を省略する。
【００９０】
細線化画像生成部３１１ｂは撮像装置２０により撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成するものである。
実体的には、制御部３１１が、予め格納された細線化画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、細線化画像生成部３１１ｂとしての機能を果たす。
【００９１】
図９および図１０に示す如く、細線化画像生成部３１１ｂは、撮像装置２０により撮像された溶接ビード３の表面を含む所定の領域の画像６を線形化して線形化画像７を生成するものである。
画像６を線形化することにより、画像６中のラインパターン４を構成するライン光５・５・・・は、線形化画像７においてそれぞれ対応するライン光５の線幅方向の中心位置を通る一画素分の線幅の線形化ライン８・８・・・に変換される。
【００９２】
線形化画像７は上下方向（溶接ビード３の長手方向に対応）の座標をｉとし、左右方向（溶接ビード３の幅方向に対応）の座標をｊとして、以下の数２に示す関数ｆ（ｉ，ｊ）で表すことができる。
【００９３】
【数２】
2008216199.tif 000004
【００９４】
断面形状特徴量算出部３１１ｃは細線化画像生成部３１１ｂにより生成された細線化画像７におけるライン（線形化ライン８・８・・・）の支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる「検査対象たる溶接ビード３の断面形状特徴量」を算出するものである。
実体的には、制御部３１１が、予め格納された断面形状特徴量算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、断面形状特徴量算出部３１１ｃとしての機能を果たす。
【００９５】
断面形状特徴量算出部３１１ｃは、まず線形化画像７を表す関数ｆ（ｉ，ｊ）に対する各列要素の離散フーリエ変換を行い、離散フーリエ関数Ｆ（ｋ，ｊ）を算出する。ここで、ｋは周波数インデックスであり、ｋ＝０，１，・・・，Ｍ−１である。
【００９６】
次に、断面形状特徴量算出部３１１ｃは、以下の数３で表される関数Ｈ（ｋ）が最大値をとるときのｋであるｋｍａｘを算出する。
【００９７】
【数３】
2008216199.tif 000005
【００９８】
算出されたｋｍａｘは、線形化画像７における支配的なラインピッチに対応する周波数インデックスである。ここで、「支配的なラインピッチ」は線形化画像における隣り合う線形化ラインの間隔であり、撮像された画像における隣り合うライン光の間隔に対応するものである。
【００９９】
続いて、断面形状特徴量算出部３１１ｃは、ｋｍａｘを用いて以下の数４で表される各列要素の位相スペクトルＰ（ｊ）を算出する。
【０１００】
【数４】
2008216199.tif 000006
【０１０１】
Ｐ（ｊ）はｋ＝ｋｍａｘのときの各列要素の位相スペクトルであり、対応する画像６、ひいては所定の領域に含まれる溶接ビード３の平均的な断面形状の指標となる数値である断面形状特徴量を表す。なお、∠Ｆ（ｋｍａｘ，ｊ）の単位はラジアンであり、位相接続が行われたものである。
【０１０２】
図１１に示す如く、溶接ビード３において欠陥が無い部分のみを含む所定の領域を撮像した場合（図９参照）の断面形状特徴量は、溶接ビード３の断面形状の如くなだらかに隆起した形状となる。これに対して、溶接ビード３において欠陥が有る部分を含む所定の領域を撮像した場合（図１０参照）の断面形状特徴量は、欠陥に対応する部分が凹んだ形状となっている。
【０１０３】
判定部３１１ｄは断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定するものである。
実体的には、制御部３１１が、予め格納された判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、判定部３１１ｄとしての機能を果たす。
【０１０４】
制御部３１１は、（Ａ）予め欠陥が無いことが他の方法（目視、切断面の観察、渦流センサによるスキャニング等）により確認されている溶接ビードについての画像を線形化して生成された細線化画像である「基準細線化画像」に基づいて算出された断面形状測定量である「良品断面形状特徴量」、および、（Ｂ）典型的な欠陥を有することが他の方法により確認されている複数の溶接ビードについての画像をそれぞれ線形化して生成された複数の細線化画像に基づいて算出された複数の断面形状測定量である「不良品断面形状特徴量」、をデータとして格納している。
なお、「不良品断面形状特徴量」は、欠陥の種類、大きさ、溶接ビードの表面における位置等が異なるものについてそれぞれ算出しておくことが望ましい。
【０１０５】
判定部３１１ｄは、「良品断面形状特徴量」と断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）との間でパターンマッチング（テンプレートマッチング）を行うことにより、断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）に対応する画像６に含まれる溶接ビード３が欠陥を有するか否かを判定する。
判定部３１１ｄは、「良品断面形状特徴量」とのパターンマッチングにより欠陥を有すると判定した場合には、「不良品断面形状特徴量」と断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）との間でパターンマッチングを行うことにより、断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）に対応する画像６に含まれる溶接ビード３が有する欠陥の種類、大きさ、溶接ビードの表面における位置等を判定する。
なお、本発明に係るパターンマッチングの手法については、既知のあらゆるパターンマッチングの手法を適用することが可能である。
【０１０６】
判定部３１１ｄによる判定結果は制御部２１１に記憶される。また必要に応じて表示部３１３に表示され、あるいは他の機器に送信される。
【０１０７】
以上の如く、検査装置３００は、
検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射するラインパターン照射装置１０と、
ラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する撮像装置２０と、
撮像装置２０により撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する細線化画像生成部３１１ｂと、
細線化画像生成部３１１ｂにより生成された細線化画像７におけるライン（線形化ライン８・８・・・）の支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる検査対象たる溶接ビード３の断面形状特徴量Ｐ（ｊ）を算出する断面形状特徴量算出部３１１ｃと、
断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する判定部３１１ｄと、
を具備するものである。
また、判定部３１１ｄは、
欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量および典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量と断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）との間でパターンマッチングを行うことにより、検査対象たる溶接ビード３の表面の欠陥の有無を判定するものである。
このように構成することにより、検査装置３００は溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを画像装置２０の視野内（所定の領域）について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【０１０８】
なお、本実施例では良品断面形状特徴量および不良品断面形状特徴量の両方と断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）との間でパターンマッチングを行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、良品断面形状特徴量と断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量との間でのみパターンマッチングを行い欠陥の有無を判定する構成としても良く、不良品断面形状特徴量と断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量との間でのみパターンマッチングを行い欠陥の有無を判定する構成としても良い。
【０１０９】
また、本実施例ではパターンマッチングを行うことにより欠陥の有無を判定する構成としたが、本発明はこれに限定されず、種々の欠陥を検出するためのアルゴリズムを適用することにより欠陥の有無を判定する構成としても良い。
上記アルゴリズムとしては、例えば図１２に示す如く、良品断面形状特徴量に対する上限ラインおよび下限ラインを設定し、これらで挟まれた領域から断面形状特徴量算出部により算出された断面形状特徴量がはみ出ている場合には欠陥を有すると判定するもの等が挙げられる。
【０１１０】
以下では図１および図１３を用いて本発明に係る溶接ビードの検査方法の第三実施例について説明する。
本発明に係る溶接ビードの検査方法の第三実施例は鋼板１・２を突合わせ溶接した鋼板における溶接ビード３を検査する方法であり、図１３に示す如く、主として撮像工程Ｓ３１００、線形化画像生成工程Ｓ３２００、断面形状特徴量算出工程Ｓ３３００、判定工程Ｓ３４００を具備する。
【０１１１】
撮像工程Ｓ３１００は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射しつつ、ラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する工程である。
撮像工程Ｓ３１００において、ラインパターン照射装置１０は検査対象たる溶接ビード３の表面を含む所定の領域に相互に略平行な複数のライン光５・５・・・からなるラインパターン４を照射する。また、撮像装置２０はラインパターン照射装置１０によりラインパターン４が照射された所定の領域の画像６を撮像する。
撮像工程Ｓ３１００が終了したら線形化画像生成工程Ｓ３２００に移行する。
【０１１２】
線形化画像生成工程Ｓ３２００は撮像工程Ｓ３１００において撮像された画像６を線形化して細線化画像７を生成する工程である。
線形化画像生成工程Ｓ３２００が終了したら断面形状特徴量算出工程Ｓ３３００に移行する。
【０１１３】
断面形状特徴量算出工程Ｓ３３００は細線化画像生成工程Ｓ３２００において生成された細線化画像７におけるライン（線形化ライン８・８・・・）の支配的なラインピッチに対応する各列要素の位相スペクトルからなる「検査対象たる溶接ビード３の断面形状特徴量」を算出する工程である。
断面形状特徴量算出工程Ｓ３３００が終了したら判定工程Ｓ３４００に移行する。
【０１１４】
判定工程Ｓ３４００は断面形状特徴量算出工程Ｓ３３００において算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）に基づいて検査対象たる溶接ビード３の表面における欠陥の有無を判定する工程である。
判定工程Ｓ３４００において、判定部３１１ｄは欠陥が無い溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である良品断面形状特徴量および典型的な欠陥を有する複数の溶接ビードについて予め算出された断面形状特徴量である不良品断面形状特徴量と断面形状特徴量算出部３１１ｃにより算出された断面形状特徴量Ｐ（ｊ）との間でパターンマッチングを行うことにより、検査対象たる溶接ビード３の表面の欠陥の有無を判定する。
【０１１５】
以上の如く本発明に係る溶接ビードの検査方法の第三実施例を構成することにより、溶接ビード３の表面に欠陥が有るか否かを所定の領域について一度に検査することが可能である。
従って、一本のライン光で溶接ビードを長手方向に走査しつつ検査を行う従来の検査装置に比べて溶接ビード３の欠陥の有無についての検査に要する時間を短縮することが可能である。
また、細線化処理を施した画像（細線化画像）に基づいて検査を行うため、検査における検査対象の輝度ムラの影響を低減することが可能であり、検査精度すなわち欠陥の有無の判定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係る溶接ビードの検査装置の実施例を示す図。
【図２】欠陥が無い溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図３】欠陥が有る溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図４】相互相関値の推移を示す図。
【図５】本発明に係る溶接ビードの検査方法の第一実施例を示すフロー図。
【図６】欠陥が無い溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図７】欠陥が有る溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図８】本発明に係る溶接ビードの検査方法の第二実施例を示すフロー図。
【図９】欠陥が無い溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図１０】欠陥が有る溶接ビードについての撮像画像および線形化画像を示す図。
【図１１】断面形状特徴量を示す図。
【図１２】同じく断面形状特徴量を示す図。
【図１３】本発明に係る溶接ビードの検査方法の第三実施例を示すフロー図。
【符号の説明】
【０１１７】
１・２    鋼板
３        溶接ビード
４        ラインパターン
５        ライン光
６        画像
７        線形化画像
８        線形化ライン
１０      ラインパターン照射装置（ラインパターン照射部）
２０      撮像装置（撮像部）
１００    検査装置（第一実施例）
１１１ｂ  細線化画像生成部
１１１ｃ  一致度算出部
１１１ｄ  判定部
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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