(57)【要約】【課題】装置の複雑化や大型化を誘発することなく被検査対象物の正確な画像データを得て所望の検査を高い精度で行うことを可能にする撮像・検査装置を提供することにある。【解決手段】Ｙ方向に延長されている被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置されＹ方向に直交するＸ方向に延長されたライン光を照射するライン光照射手段と、被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置されライン光照射手段によりライン光を照射された被検査対象物を撮影して任意の切断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を得ると共にそれをＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得る撮影手段と、撮影手段によって得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれにおいてＺ方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得る演算・処理手段と、を具備したもの。【選択図】　図１
2004005357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ方向に延長されている被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置されＹ方向に直交するＸ方向に延長されたライン光を照射するライン光照射手段と、
上記被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置され上記ライン光照射手段によりライン光を照射された被検査対象物を撮影して任意の切断面におけるＸ・Ｚ（Ｘ方向とＹ方向に直交するＺ方向）二次元画像を得ると共にそれをＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得る撮影手段と、
上記撮影手段によって得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれにおいてＺ方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより上記被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得る演算・処理手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置において、
上記被検査対象物は被検査対象物搬送手段によってＹ方向に搬送され、
上記ライン光照射手段と撮影手段は固定・配置されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理装置において、
上記被検査対象物は固定・配置され、
上記ライン光照射手段と撮影手段は搬送手段によってＹ方向に搬送されるように構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の画像処理装置において、
上記演算・処理手段によって得られた被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報に基づいて様々な検査を行う検査手段が設けられていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の画像処理装置において、
上記撮影手段はＹ方向に沿って上記ライン光照射手段による照射位置を挟んで両側にそれぞれ配置されていて相互に死角を補うように構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかに記載の画像処理装置において、
上記撮影手段はテレセントリックレンズを使用するものであることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像処理装置において、
上記被検査対象物は加工された材木であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
相対的にＹ方向に搬送される被検査対象物に対してＹ方向に直交するＸ方向に延長されたライン光をＹ方向とＸ方向に直交するＺ方向から照射し、
ライン光を照射された被検査対象物を斜め方向から撮影して任意の切断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を得ると共にそれをＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得るようにし、
得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれにおいてＺ方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得るようにしたことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、加工を施された材木等の被検査対象物の検査を行うために使用される画像処理装置と画像処理方法に係り、特に、撮影することにより得られた高さデータを輝度データに置き換えることにより画像データを生成し、それに基づいて様々な検査を行うことを可能にするものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、所定の加工を施された材木の検査は次のようにして行われていた。すなわち、材木のプレカットの加工種類は大凡２００種類以上あり、その位置、大きさ、形状等は様々である。そして、そのような材木の深さを備えた加工形状、中心位置、径等を確認する場合には、材木を停止させた状態で加工形状に合った複数個の照明装置を使用し、カメラを加工中心に移動させながら撮影する。そして、そのような撮影によって得られた画像データに基づいて様々な検査、例えば、加工位置、加工寸法、加工形状、クラックの有無等の検査を行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。すなわち、従来の場合には複数台のカメラによって搬送されてくる材木を撮影して画像データを得るようにしているが、そのようにして得られた画像データは基本的に輝度データであり、よって、得られた画像データの信頼性が低く、結局、検査の精度にも限界があると共に、従来の場合には基本的に深さ方向の加工精度を確認することができないという問題があった。
例えば、木材にクラックと変色部があってこれらクラックと変色部をカメラによって撮影した場合、何れも輝度データとして把握されるために得られた画像データからではクラックであるのか変色部であるのかを判別できない場合がある。
これは、変色部だけではなく、年輪、節等によっても同様の影響を受けてしまうものであり、それらとクラックとを明確に判別できないという問題があった。
又、加工部位に関して検査しようとしても上記したように深さ方向に関してはその加工精度を確認することができないので、その箇所に加工が施されていることは確認できたとしてもその加工精度、特に、深さ方向の加工精度に関しては全く確認できないものである。
このような問題に対しては、撮影するカメラの台数を増やすことによって対処することも考えられるが、それでは構成が複雑化してしまうと共にコストが上昇してしまうことになる。
因みに、従来、材木等における加工精度の確認はサンプリングして作業員が手作業にて計測する等の手段によって行われていた。
【０００４】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、装置の複雑化や大型化を誘発することなく被検査対象物に関するデータ、特に、正確な深さデータを画像データとして得て所望の検査を高い精度で行うことを可能にする画像処理装置と画像処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による画像処理装置は、Ｙ方向に延長されている被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置されＹ方向に直交するＸ方向に延長されたライン光を照射するライン光照射手段と、上記被検査対象物に対してＹ方向に相対的に移動可能に配置され上記ライン光照射手段によりライン光を照射された被検査対象物を撮影して任意の切断面におけるＸ・Ｚ（Ｘ方向とＹ方向に直交するＺ方向）二次元画像を得ると共にそれをＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得る撮影手段と、上記撮影手段によって得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれにおいてＺ方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより上記被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得る演算・処理手段と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による画像処理装置は、請求項１記載の画像処理装置において、上記被検査対象物は被検査対象物搬送手段によってＹ方向に搬送され、上記ライン光照射手段と撮影手段は固定・配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による画像処理装置は、請求項１記載の画像処理装置において、上記被検査対象物は固定・配置され、上記ライン光照射手段と撮影手段は搬送手段によってＹ方向に搬送されるように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による画像処理装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の画像処理装置において、上記演算・処理手段によって得られた被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報に基づいて様々な検査を行う検査手段が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項５による画像処理装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の画像処理装置において、上記撮影手段はＹ方向に沿って上記ライン光照射手段による照射位置を挟んで両側にそれぞれ配置されていて相互に死角を補うように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項６による画像処理装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の画像処理装置において、上記撮影手段はテレセントリックレンズを使用するものであることを特徴とするものである。
又、請求項７による画像処理装置は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像処理装置において、上記被検査対象物は加工された材木であることを特徴とするものである。
又、請求項８による画像処理方法は、相対的にＹ方向に搬送される被検査対象物に対してＹ方向に直交するＸ方向に延長されたライン光をＹ方向とＸ方向に直交するＺ方向から照射し、ライン光を照射された被検査対象物を斜め方向から撮影して任意の切断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を得ると共にそれをＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得るようにし、得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれにおいてＺ方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得るようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
すなわち、本願発明による画像処理装置は、被検査対象物とライン光照射手段及び撮影手段をＹ方向に相対的に移動可能に配置する。そして、被検査対象物に対してライン光照射手段によってライン光を照射する。それを撮影手段によって撮影する。撮影手段による一回の撮影によって任意の切断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を得ることができ、そのようなＸ・Ｚ二次元画像をＹ方向に所定ピッチで繰り返し行って複数個のＸ・Ｚ二次元画像を得る。次に、その撮影手段によって得られた複数個のＸ・Ｚ二次元画像のそれぞれに対して演算・処理手段によって方向の高さ情報を輝度情報に置き換えそれをＹ方向に繋げることにより上記被検査対象物のＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報を得るものである。後は、得られたＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像情報に基づいて様々な検査を施すことになる。
その際、被検査対象物をＹ方向に移動させる場合と、ライン光照射手段及び撮影手段をＹ方向に移動させる場合とが考えられる。
又、請求項４は検査手段を付加した構成をクレームしたものである。
又、撮影手段をＹ方向に沿って上記ライン光照射手段により照射位置を挟んで両側にそれぞれ配置して相互に死角を補うように構成することが考えられる。
又、撮影手段において使用されるレンズをテレセントリックレンズとすることが考えられる。
又、被検査対象物としては様々なものが想定されるが、例えば、加工された材木であることが想定される。
尚、被検査対象物の種類を特定するものではない。
又、請求項８は方法の発明としてクレームしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７を参照し本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による画像処理装置の全体の構成を示す図である。まず、被検査対象物としての材木１をＹ方向（図１中左右方向）に搬送する被検査対象物搬送手段３がある。この被検査対象物搬送手段３は、駆動モータ５と、駆動モータ５の回転軸に固着された回転体７と、その他の回転体９、１１、１３、１５と、それらの回転体７、９、１１、１３、１５に巻回された無端状体１７等から構成されていて、被検査対象物としての上記材木１を受け入れてＹ方向に搬送していくものである。
上記材木１は所定の加工が施されたものであり、その加工が適切に施されているか否かを検査せんとするものである。
【０００８】
上記被検査対象物搬送手段３の搬送方向、すなわち、Ｙ方向の略中間位置には、ライン光照射手段としてのレーザライン光照射手段２１が設置されている。このレーザライン光照射手段２１は架台２３を介して取り付けられていて、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向（図２に示す）に線状に延長されたレーザライン光を照射するものである。
【０００９】
上記レーザライン光照射手段２１を挟んでＹ方向の前後には撮影手段としての第１カメラ２５と第２カメラ２７とが設置されている。上記第１カメラ２５と第２カメラ２７はいわゆる「テレセントリックレンズ　」を使用したものであり、Ｙ方向とＸ方向に直交する高さ方向であるＺ方向に所定レベルだけ高くなった位置に設置されていて、既に述べたレーザライン光照射手段２１によってレーザライン光を照射された材木１の一断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を撮影するものである。
【００１０】
上記第１カメラ２５による撮影を具体的に説明すると、例えば、図２（ａ）に示すように、Ｙ方向に搬送されていく材木１にレーザライン光３１が照射されるものとする。その様子を第１カメラ２５による撮影の視線、すなわち、斜め上方から視た様子が図２（ａ）に示す図である。すなわち、材木１の形状に応じて、レーザライン光３１が屈曲しているような状態で見えるものであり、それを第１カメラ２５によって斜め上方から撮影するものである。その撮影した画像データからレーザライン光のみを抽出したデータが図２（ｂ）に示す画像データである。これが材木１の任意の断面におけるＸ・Ｚ二次元画像データということになる。このＸ・Ｚ二次元画像データは材木１の形状に応じた高さ情報を示しているものである。つまり、実際の材木１には図２（ａ）に示すように、凹部１ａが形成されている。その凹部１ａの幅や深さが図２（ｂ）に示すＸ・Ｚ二次元画像データの中に組み込まれているものである。
【００１１】
又、上記第１カメラ２５は、上記Ｘ・Ｚ二次元画像データを木材１の長手方向、すなわち、Ｙ方向に沿って所定のピッチで撮影していくものであり、それら各Ｘ・Ｚ二次元画像データにおいて高さデータを輝度データに置き換えると共にＹ方向に連続させることにより高さ情報を備えた画像データ、すなわち、材木１の任意の一面（この場合は上面）におけるＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを得ることができるものである。
但し、Ｚ方向データは輝度データとして平面的に表示されるものである。
【００１２】
又、上記第２カメラ２７であるが、これも第１カメラ２５と同様の撮影を反対側より行うものである。ここで、第１カメラ２５だけでなく第２カメラ２７をも併設して前後で撮影している理由を説明する。
例えば、材木１に加工された形状によっては、第１カメラ２５側からでは死角になって視えない場合がある。一方、そのような場合であっても反対側に配置されている第２カメラ２７側からはこれを視ることができる。そこで、第１カメラ２５と第２カメラ２７とによって同時に両側から撮影してＸ・Ｚ二次元画像データを得るようにし、それらを合成することにより相互に死角を補うようにしているものである。
尚、第１のカメラ２５と第２カメラ２７とを前半・後半で切り換えながら撮影してそれを結合させるような方法も考えられる。
【００１３】
又、図１に戻って、材木１の搬送経路の所定位置にはスタートトリガーセンサ３２が設置されていると共に、既に説明した駆動モータ５にはロータリーエンコーダ３３が取り付けられている。上記スタートトリガーセンサ３２は搬送されてくる材木１の先端を検知するものであり、それによって、一連の動作をスタートするものである。上記ロータリーエンコーダ３３からのパルス信号Ｓ３３は制御手段３５のカメラ露光制御回路３７に入力される。このカメラ露光制御回路３７は、ロータリーエンコーダ３３からのパルス信号Ｓ３３を入力してそのパルスをカウントし、第１カメラ２５と第２カメラ２７にシャッタータイミング信号Ｓ３７−１、Ｓ３７−２を出力するものである。第１カメラ２５と第２カメラ２７はそれらシャッタータイミング信号Ｓ３７−１、Ｓ３７−２を入力することによりシャッタを切ることになる。
上記シャッタータイミングであるが、例えば、材木１を０．５ｍｍ送る毎にシャッタを切るように行うことが考えられ、その場合には、Ｙ方向１画素０．５ｍｍ毎に２０００回撮影して１０００ｍｍの画像を得ることができるものである。
【００１４】
上記第１カメラ２５、第２カメラ２７からのＸ・Ｚ二次元画像データ信号Ｓ２５、Ｓ２７は画像変換回路３９に入力される。この画像変換回路３９は、　第１カメラ２５、第２カメラ２７からのＸ・Ｚ二次元画像データ信号Ｓ２５、Ｓ２７を入力して、そこからレーザ光（厳密にはレーザ光の最大輝度）を検知し、所望のＸ・Ｚ二次元画像データを得るものである。このＸ・Ｚ二次元画像データが、既に説明したように、図２（ｂ）に示すデータである。そして、そのＸ・Ｚ二次元画像データの内Ｚ方向の高さデータを輝度データに置き換えてＸ・Ｚ一次元画像データ（任意のＹ方向位置におけるラインデータ）を作成するものである。このＸ・Ｚ一次元画像データにおいてはＺ方向の高さデータが輝度として平面的に表されることになる。
【００１５】
上記画像変換回路３９によって得られたＸ・Ｚ一次元元画像データは、画像再配置回路４１にＸ・Ｚ一次元画像データ信号Ｓ３９として入力される。画像再配置回路４１はそのＸ・Ｚ一次元画像データ信号Ｓ３９に基づいて、Ｘ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを得るものである。すなわち、Ｙ方向に所定のピッチで得られた複数個のＸ・Ｚ一次元画像データをＹ方向に繋げることにより、材木１の一面におけるＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを得るものである。又、そのＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データは信号Ｓ４１として画像処理回路４３に入力され、そこで様々な画像処理が実行されると共に検査が行われるものである。上記Ｘ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを図４に示す。図４はＺ方向の高さデータが輝度データに置き換えられたものである。
【００１６】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、材木１の材長データに基づいて取込画像枚数を指定する。そして、一連の動作が開始される。以下、図３のフローチャートを参照しながら説明する。スタートした後、ステップＳ１において、ロータリーエンコーダ３３からのパルス信号Ｓ３３に基づいてパルス数をカウントしてカウントが一致したか否かを判別する。これは、撮影のポイントに至っているか否かを判別するものである。ここで一致していると判別された場合にはステップＳ２に移行する。これに対して、一致していないと判別された場合にはステップＳ１の判別を繰り返し行うものである。
【００１７】
ステップＳ２では、カメラ露光制御回路３７より第１カメラ２５と第２カメラ２７にシャッタータイミングを付与する。つまり、材木１が所定の撮影ポイントに至ったことを確認して、第１カメラ２５と第２カメラ２７とによって撮影を行わせるものである。次に、ステップＳ３に移行して、第１カメラ２５と第２カメラ２７からのＸ・Ｚ二次元画像データに基づいてレーザ光を抽出して、図２（ｂ）に示すような所定のＸ・Ｚ二次元画像データを作成する。
尚、レーザライン光を検知しない部分のグレイ値は「０」のままである。
又、上記得られたＸ・Ｚ二次元画像データにおいてＺ方向の高さデータを輝度データに置き換えてＸ・Ｚ一次元画像データを作成する。
【００１８】
次に、ステップＳ４に移行して、予め指定した枚数のＸ・Ｚ一次元画像データが得られたか否かを判別する。ここで、未だ得られていないと判別された場合にはステップＳ１に戻って既に説明した処理を繰り返す。これに対して、所定枚数のＸ・Ｚ一次元画像データが得られていると判別された場合にはステップＳ５に移行する。そこで、Ｙ方向に所定枚数だけ得られたＸ・Ｚ一次元画像データを繋げることにより材木１の任意の一面におけるＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを作成するものである。それを図４に示す。
【００１９】
図４は木材１の一面におけるＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データであり、特に、Ｚ方向に関しては、その深さデータが輝度として表されているものである。すなわち、図４に示すデータにおいては、木材１の一面における高さデータがグレイ値０〜２５５迄の輝度に置き換えられて表現されているものであり、つまり、その輝度から高さ情報を認識することができるものである。
尚、輝度に置き換える場合、グレイ値０〜２５５に限定されるものではなく、０〜５１１、０〜１０２３等でもよい。
又、図４に示すデータは上記したように、材木１の一面に関するＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データであり、よって、同様のデータ採取を必要に応じて材木１の残りの面に対しても施すことになる。
【００２０】
図４に示すＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データに関して若干説明すると、図中材木１の上面はグレイ値が２５５であって白く表示されており、加工によって凹んでいる箇所は深さに応じて０〜２５５の間の任意のグレイ値として表示されている。図中灰色や黒色等によって表示された箇所は何れも高さに応じた所定のグレイ値で表示された凹み部分である。
因みに、図中灰色表示されている箇所が一段深くなっていて、黒く塗りつぶした箇所はそれよりもさらに深く加工された箇所である。
【００２１】
次に、図５乃至図７を参照して、得られたＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データに基づいてどのような検査を行うかについてその一例を説明する。
まず、得られたＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを図６（ａ）に示す。図６（ａ）は材木１（尚、図４に示した材木１とは別の加工を施された別の種類の材木１とする）の一面に関するＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データ、すなわち、加工部位の深さデータが輝度表示されたＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データである。図中加工されて凹みとなっている部分はその深さに応じた輝度で表示されているわけであるが、便宜上その部分を斜線で示す。
より細かな斜線が施された部分が最も深く加工されていて、より粗い斜線が施された部分がそれよりも浅く加工された箇所である。
【００２２】
さて、図５のフローチャートに示すように、まず、被検査対象物としての材木１に関するＣＡＤデータを抽出する（ステップＳ１１）。そのＣＡＤデータを図６（ｂ）に示す。
ここで、図６（ａ）に示したＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データと図６（ｂ）に示したＣＡＤデータとを比較してみる。図６（ｂ）に示したＣＡＤデータをみると、材木１の図中左端に凹部が二段にわたって形成されていることがわかる。これに対して、図６（ａ）に示した検査対象となっている材木１に関するＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データにおいてもその二段階の凹部がその深さに応じた輝度（便宜上斜線で示している）として表示されている。したがって、後は、図６（ａ）に示した検査対象となっている材木１に関するＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データより算出される各部の寸法と、図６（ｂ）に示したＣＡＤデータより得られる各部の寸法（これが規定された正しい寸法）とを対比して検査を行うことになる。
【００２３】
次に、ステップＳ１２に移行して、ＣＡＤデータの加工種類、加工データより解析範囲を決定して画像を絞り込む作業を行う。具体的には、図６（ａ）に示すＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データの中から検査しなければならない解析範囲を決定するものである。この場合には、凹部が二段階にわたって形成されている加工部位のデータを解析範囲として決定することになる。つまり、図６（ｂ）に示すＣＡＤデータにおいて、（Ｃ１＋Ｃ２＋α、Ｗ＋α）の範囲を画素数に変換した値で解析範囲を絞り込むことになる。その解析範囲を図６（ａ）において仮想線で示す。
但し、
α　　：解析範囲をＣＡＤデータより広げる値
ａ１　：Ａ１をグレイ値変換した値（Ａ１／ｇｒ）
ａ２　：Ａ２をグレイ値変換した値（Ａ２／ｇｒ）
ｂ１　：Ｂ１を画素数変換した値（Ｂ１／ｐｒ）
ｂ２　：Ｂ２を画素数変換した値（Ｂ２／ｐｒ）
ｃ１　：Ｃ１を画素数変換した値（Ｃ１／ｐｒ）
ｃ２　：Ｃ２を画素数変換した値（Ｃ２／ｐｒ）
ｐｒ　：１画素ｍｍ変換係数
ｇｒ　：１グレイ値ｍｍ変換係数
【００２４】
次に、ステップＳ１３に移行して、高さデータよりしきい値を決定して領域を求める作業を行う。以下、順次説明すると、まず、図６（ａ）にて絞り込まれた解析範囲において、（２５５−ｘ）以上の領域を解析範囲として絞り込むものとする。つまり、高さデータが輝度データとして表現されていて、材木１の上面は輝度２５５となっているので、結局、材木１の上面から所定深さまでの領域を絞り込むことになる。それによって、図７（ａ）に示すような斜線領域が生成される。図７（ａ）に示す斜線領域は、図６（ａ）において仮想線で囲まれた部分における斜線部以外の部分に相当する領域である。
但し、ｘ：ａ１／２
因みに、この処理においては、ｘは２５５より小さな値であればいくつでもいいわけであるが、ある程度余裕を考慮して上記のような値としている。
【００２５】
次に、図７（ａ）に示す領域を囲む領域を生成する。その領域を図７（ｂ）に示す。次に、図７（ａ）に示す領域と図７（ｂ）に示す領域の差を計算して図７（ｃ）に示すような領域を生成する。次に、図７（ｃ）に示す領域に対して指定幅の座標軸に平行な矩形構造要素を備えた領域を除去することにより図７（ｄ）に示すような領域を得ることができる。次に、図７（ｃ）に示す領域と図７（ｄ）に示す領域の差を計算して図７（ｅ）に示すような領域を得るものである。
【００２６】
次に、ステップＳ１４に移行して求めた領域より加工の中心位置、半径、幅、深さ等を計算すると共に、ステップＳ１５に移行して、ＣＡＤデータと計算結果とを比較して判別する。
以下、具体的に説明すると、図７（ｄ）の領域より、Ｃ１、Ｂ１に相当する画素数を計算し、ｃ１、ｂ１と比較して判別する。又、図７（ｅ）に示す領域より、Ｃ２、Ｂ２に相当する画素数を計算し、ＣＡＤデータより算出された規定の値であるｃ２、ｂ２と比較して判別する。又、図７（ｄ）に示す領域より画像の解析範囲を絞り込み、最小グレイ値を計算し、その結果をＧｒ［Ａ２］とする（ｐ１）。ＣＡＤデータａ２と（２５５−Ｇｒ［Ａ２］）を比較して判別する。又、図７（ｅ）に示す領域より画像の解析範囲を絞り込み、最小グレイ値を計算し、その結果をＧｒ［Ａ１］とする（ｐ２）。ＣＡＤデータａ１と（２５５−Ｇｒ［Ａ１］）を比較して判別する。又、図７（ｅ）の領域より中心座標を計算し、幅方向の中心ずれを検査する。以上の作業を加工数分繰り返し実行する。そして、最後に全体画像の中でクラックを検出するためのしきい値により二値化して、その領域の形状特徴、長さ等によりクラック不良の検査を行う。
又、材木１の４面に関して同様のデータを得た場合には上記したと同様のステップによって処理することになる。
【００２７】
そして、ステップＳ１５における判別により不良を検知した場合には、ステップＳ１６に移行して、ＮＧ情報を出力するものである。
又、ステップＳ１７に移行してＯＫ時抽出するアドレスを歩進する。
又、ステップＳ１８に移行して、アドレスが加工数以下であるか否かを判別し、以下である場合には繰り返し行うと共に、一致した場合には終了することになる。
【００２８】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、基本的に高さデータに基づいて所望の画像データを得るようにしているので、材木１の外形を正確に把握することが可能になる。つまり、全ての基本は図２（ａ）に示すＸ・Ｚ二次元画像データであり、該Ｘ・Ｚ二次元画像データは、材木１の撮影対象になっている一面における凹凸を正確に反映したデータである。よって、従来のように変色部、年輪、節等の影響を受けることなく正確にその形状を把握することができるものであり、又、クラックの有無等についても正確に把握することができる。
又、そのような材木１の形状を正確に反映したデータに基づいて検査を行うことができるので、検査の精度も高くなるものである。
又、高さデータに基づいているので材木１の「そり」（長さ方向の曲がり）についてもこれを検知することができるものである。
又、上記したような高さデータを輝度変換してグレイ値表現による画像データとしているので、その後の画像処理が容易になるものである。つまり、二次元画像処理関数によって高さ、深さをしきい値とした三次元解析が可能になるからである。又、それらの画像処理によって高さ、深さ、体積等を容易に算出することが可能になる。
又、この実施の形態の場合には、第１カメラ２５と第２カメラ２７とによって両側から撮影し、相互に死角を補うようにしているので、より正確な画像データを得ることができる。
又、この実施の形態では、第１カメラ２５、第２カメラ２７がテレセントリックレンズを使用するものであるので、撮像したデータにおいていわゆる「ワークディスタンス」の影響がなく、よって、後の処理が簡単になるという利点がある。
【００２９】
次に、図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には被検査対象物として加工された材木を例に挙げて説明したが、それ以外にも様々なものに適用可能である。図８は農産物の一つである人参を示すものであり、人参の面が等高線画像として示されているものである。このようなものに対しても同様に適用して所望の検査、例えば、寸法、形状、体積検査を実行することができるものである。
【００３０】
次に、図９を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。前記第１及び第２の実施の形態の場合には、被検査対象物側をＹ方向に移動させ、ライン光照射手段と撮影段側を固定・配置した場合を例に挙げて説明したが、この第３の実施の形態の場合には、逆に、被検査対象物側を固定・配置し、ライン光照射手段と撮影手段側をＹ方向に移動させる場合を例に挙げて示すものである。以下、詳しく説明する。
【００３１】
まず、筐体１０１があり、この筐体１０１は逆門型構造をなしていて、底部１０３の左右両側に脚部１０５、１０７が立設されている。そして、被検査対象物としての材木１０９は上記底部１０３上に固定・配置されている。又、上記一対の脚部１０５、１０７の間にはガイドシャフト１１１が設置されていて、このガイドシャフト１１１に沿ってブラケット１１３がＹ方向に移動可能に配置されている。上記ブラケット１１３には撮影手段としてのカメラ１１５とライン光照射手段としてのレーザライン光照射手段１１７が取り付けられている。
【００３２】
又、上記ガイドシャフト１１１の上にはボールネジ１１９が設置されていて、このボールネジ１１９は、脚部１０５の上部に設置されたサーボモータ１２１にカップリング１２７を介して連結されていて、サーボモータ１２１によって回転・駆動されるようになっている。上記ボールネジ１１９の反対側にはエンコーダ１２３が設置されている。又、既に説明したブラケット１１３にはボールナット１２５が固着されていて、このボールナット１２５は上記ボールネジ１１９に螺合されている。よって、サーボモータ１２１によってボールネジ１１９を適宜の方向に回転・駆動することにより、カメラ１１５とレーザライン光照射手段１１７をＹ方向に移動させることができるものである。
【００３３】
そして、この第３の実施の形態の場合には、上記構成によって、カメラ１１５とレーザライン光照射手段１１７をＹ方向に移動させながら、必要な画像データを得るものであり、それ以降の処理については前期第１、第２の実施の形態の場合と同じである。
よって、前記第１、第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。
【００３４】
尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記各実施の形態では被検査対象物として加工が施された材木、人参を例に挙げたがこれに限定されるものではなく、各種機械部品等、形状や大きさに関係なく様々なものに適用可能である。
又、前記各実施の形態では両側から別々のカメラで撮影して死角を補うようにしたが、　それに限定されるものではなく、カメラを一台にして後は画像処理で補うことも考えられる。
又、前記各実施の形態ではカメラのレンズとしてテレセントリックレンズを使用したが、普通のレンズを使用してその後の処理で補正係数にて補正するようにしてもよい。
又、前記各実施の形態の場合には、レーザライン光をＺ方向から真下に向けて照射し、カメラによって斜め方向から撮影しているが、逆にレーザライン光を斜め方向から照射してカメラによる撮影をＺ方向から真下に向けて行うようにしてもよいし、さらには、その両方を斜め方向から行うようなことも考えられる。
又、前記第１〜第３の実施の形態では、被検査対象物をＹ方向に移動させるか、或いは、ライン光照射手段と撮影手段をＹ方向に移動させる場合を例に挙げて説明しているが、要は両者を相対的にＹ方向に移動させればよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による画像処理装置と画像処理方法によると、まず、基本的に高さデータに基づいて所望の画像データを得るようにしているので、被検査対象物１の外形を正確に把握することが可能になる。つまり、全ての基本は高さデータを含んだＸ・Ｚ二次元画像データであり、該Ｘ・Ｚ二次元画像データは、被検査対象物の撮影対象になっている一断面における凹凸を正確に反映した高さデータであり、よって、従来のように凹凸以外の様々な状況の影響を受けることなく正確にその形状を把握することができる。
又、そのような被検査対象物の形状を正確に反映したデータに基づいて検査を行うことができるので、検査の精度も高くなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、撮像・検査装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図２（ａ）は被検査対象物としての材木にレーザライン光が照射されている様子を撮影手段としてのカメラ側よりみた一部斜視図、図２（ｂ）はカメラによって撮影した任意の断面におけるＸ・Ｚ二次元画像を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、複数のＸ・Ｚ二次元画像データをとると共にＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを得るまでの作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、被検査対象物としての材木の一面に関するＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、得られた画像データに基づいて行う検査手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６（ａ）はＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データの一例を示す図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示したＸ・Ｙ・Ｚ三次元画像データの対象物に関するＣＡＤデータを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、得られた画像データに基づいて行う検査手順の一例を順次示すための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、人参を被検査対象物としたときの画像データを示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態を示す図で、撮像・検査装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１　材木（被検査対象物）
３　被検査対象物搬送手段
５　駆動モータ
７　回転体
９　回転体
１１　回転体
１３　回転体
１５　回転体
１７　無端状体
２１　レーザライン光照射手段（ライン照射手段）
２５　第１カメラ（撮影手段）
２７　第２カメラ（撮影手段）
３１　スタートトリガースイッチ
３３　ロータリーエンコーダ
３５　制御手段
【図１】
2004005357.tif 000003
【図２】
2004005357.tif 000004
【図３】
2004005357.tif 000005
【図４】
2004005357.tif 000006
【図５】
2004005357.tif 000007
【図６】
2004005357.tif 000008
【図７】
2004005357.tif 000009
【図８】
2004005357.tif 000010
【図９】
2004005357.tif 000011