(57)【要約】【課題】  検査環境の変化に強い異品種混入検査方法を提供すること。【解決手段】  連続的に供給されるワーク１を、カメラ１０で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワークの混入を検査する異品種混入検査方法であって、１つ目のワーク１（マスタワーク）の画像データＳを、基準画像データＮとして登録するステップ（Ｓ１３０）と、マスタワークに続いて供給される各ワーク１の画像データＰを、基準画像データＮと比較して、同一品種とみなしえるか否かを判定するステップ（Ｓ１５０）と、同一品種判定されたワーク１の画像データＰを、新たな基準画像データＮとして、基準画像データＮを更新するステップ（Ｓ１７０）とを備える構成とした。直前に同一品種判定されたワーク１の画像データ（Ｓ又はＰ）を基準画像データＮとして、ワーク１の画像データＰが比較されるので、検査環境の変化に強い検査方法である。【選択図】        図２
2005249615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に供給されるワークを、撮像装置で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワークの混入を検査する異品種混入検査方法であって、
最初に供給されるマスタワークの画像データを、基準画像データとして登録する登録ステップと、
前記マスタワークに続いて供給される各ワークの画像データを、前記基準画像データと比較して、同一品種とみなしえるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより、同一品種判定された前記ワークの画像データを、新たな基準画像データとして、前記基準画像データを更新する更新ステップとを備えることを特徴とする異品種混入検査方法。
【請求項２】
前記画像データは、前記撮像装置により撮像された画像を、輝度によって前記画像内に含まれる所定領域を識別して得られることを特徴とする請求項１に記載の異品種検査方法。
【請求項３】
前記画像データは、２値化処理により抽出された所定領域の画素数であることを特徴とする請求項２に記載の異品種検査方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に供給されるワークを、撮像装置で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワークの混入を検査する異品種混入検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続的に供給されるワークを、撮像装置で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワークの混入を検査する異品種混入検査方法が知られている。この場合、予めマスタワークを撮像して基準画像データ（例えば基準画素数）を登録しておき、マスタワークと同一品種の生産の都度、登録されている基準画像データを読み出して、ワークの画像データと基準画像データとを比較し、同一品種とみなしえるか否かを判定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、予めマスタワークを撮像し、基準画像データを登録しておくと、マスタワークによる基準画像データ登録時と現ワークの検査時とで検査環境に変化（例えば照明の照度変化、ラインのレイアウト変更、ワークの塗装状態の違い（例えば黒とつや消しの黒））があった場合、同一のワークであっても撮像装置が検出する照度（ワークからの反射光）が異なるため、その都度照明の調整、閾値の変更、基準画像データの再登録といった処置が必要となる恐れがある。特に、１つのラインで多品種（例えば数百種類）を生産する場合には、全ての品種について閾値の再調整や基準画像データの再登録をしなければならないため、多くの工数が必要となる。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、検査環境の変化に強い異品種混入検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の異品種混入検査方法は、連続的に供給されるワークを、撮像装置で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワークの混入を検査する異品種混入検査方法である。そして、最初に供給されるマスタワークの画像データを、基準画像データとして登録する登録ステップと、マスタワークに続いて供給される各ワークの画像データを、基準画像データと比較して、同一品種とみなしえるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより、同一品種判定されたワークの画像データを、新たな基準画像データとして、基準画像データを更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【０００６】
このように本発明の異品種混入検査方法によると、最初に供給されるマスタワークのみ、画像データをそのまま基準画像データとして登録する（良品判定）が、それ以後のワークについては、現ワークの直前に同一品種判定されたワークの画像データを基準画像データとして、現ワークの画像データを比較する構成としている。
【０００７】
従って、常に同一品種判定された最新の画像データを基準画像データとして比較をするので、例えば生産タイミングによって照明の照度が異なる場合や、生産中に照度が徐々に変化する場合であっても、照明の調整、閾値の変更、基準画像データの再登録といった処置をすることなく、異品種混入検査を実行することができる。すなわち、本発明の異品種混入検査方法は、マスタワークの画像データを予め基準画像データとして固定登録する場合よりも、検査環境の変化に強い検査方法である。
【０００８】
尚、マスタワークは比較されることなくそのまま基準画像データとなるため、良品であることを確認したうえで撮像することが好ましい。
【０００９】
また、本発明の異品種混入検査方法は、照明の照度変化といった検査環境の変化に対して強いので、請求項２に記載のように、画像データが、特に検査環境の変化（撮像装置が検出する照度（ワークからの反射光）の変化）の影響を受ける輝度により画像内に含まれる所定領域を識別して得られる構成についてより効果的である。尚、それ以外（例えば色）の処理によって画像データを取得する場合も、少なからず照明の照度変化といった検査環境の変化の影響を受けるので、本発明の適用が可能である。
【００１０】
より具体的には、請求項３に記載のように、２値化処理により抽出された所定領域の画素数を画像データとしても良い。尚、輝度による処理として、白黒による２値化処理以外にもグレー処理や各画素のＲＧＢデータを利用したカラー処理を適用することもできる。また、画像データとして、画素数以外にも位置（座標）や平均輝度（濃度）等を適用しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、異品種混入検査を実行するための画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、符号1は被写体としての生産ライン２（例えば搬送ベルト）上のワークであり、本実施形態においては、ケース内にセンサチップが実装された回路基板が収納するセンサである。そして、ワーク１は、図１に示すように白抜き矢印方向に連続的に搬送されている。
【００１２】
図１に示すように、画像処理装置１００は、撮像装置としてのカメラ１０と、撮像により得られた画像を所定処理する制御部２０と、制御部２０による判定結果を外部に出力する報知部３０とにより構成される。
【００１３】
カメラ１０は、生産ライン２上に配置され、連続的に流れてくるワーク１を順次撮像するものであり、本実施形態においては撮像素子としてＣＣＤ素子を備えるＣＣＤカメラを適用している。そして、撮像により得られる画像信号を制御部２０に出力する。
【００１４】
制御部２０は、マイクロコンピュータで構成され、各種処理を実行する中央処理ユニット２１（以下ＣＰＵと示す）と、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ２２と、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスライン（図示せず）により構成される。
【００１５】
ＣＰＵ２１は、カメラ１０からの画像信号を所定処理して画像データとし、当該画像データをメモリ２２に格納するとともに、メモリ２２に格納されている基準画像データと画像データとを比較する。そして、その判定結果を報知部３０及びライン制御部１１０に出力する。尚、本実施形態におけるＣＰＵ２１は、撮像された画像（信号）を所定の閾値（輝度）によって白か黒かに２値化し、抽出された所定領域（例えば黒領域）の画素数（画像データ）を計数する。また、当該画素数を基準画素数（基準画像データ）と比較することにより、撮像されたワーク１が良品（同一品種）であるか不良品（異品種）であるかの判定を行う。尚、本実施形態においては、マスタワークの画像データを予め基準画像データとしてメモリ２２に格納（固定登録）しておらず、その品種の生産時に登録する方法を適用している。その詳細については後述する。
【００１６】
報知部３０は、ＣＰＵ２１からの判定信号に基づいて判定結果を外部に出力するものであり、例えばＣＲＴ等の表示装置や、警報音等を出力する音声出力装置を適用することができる。本実施形態においては、撮像されたワーク１の画像とともに判定結果を表示するＣＲＴと、不良品（異品種）の場合には警報音を出力する音声出力装置とを適用している。
【００１７】
ライン制御部１１０は、ＣＰＵ２１からの判定信号に基づいて、生産ライン２の駆動状態を制御するものである。本実施形態においては、異品種判定信号を受けた場合に、異品種判定されたワーク１が、生産ライン２から分岐された図示されない不良排出コンベアに払い出される構成となっている。
【００１８】
以上のように構成される画像処理装置１００は、異品種混入検査に適用される。次に、本実施形態の特徴点である異品種混入検査方法について、図２に示すフローを用いて説明する。
【００１９】
所定品種であるワーク１の生産が開始し、生産ライン２上をワーク１が搬送されている状態において、制御部２０のＣＰＵ２１は、ワーク１の検出信号を受ける（Ｓ１００）と、当該検出信号が１つ目のワーク１のものであるかどうか判定する（Ｓ１１０）。本実施形態においては、生産ライン２におけるカメラ１０の撮像エリアの直前に非接触式の検出装置（図示せず）が配置されており、当該検出装置によりワーク１を検出する構成となっている。そして、前品種の生産が終了（ワークを生産ライン２から全て払い出した状態）してから、ＣＰＵ２１が最初に受けたワーク１の検出信号に該当するワーク１をマスタワークと判定する。尚、ワーク１の検出方法としては、上記検出装置以外にも、カメラ１０からの検出信号であっても良いし、例えばロボットによりカメラ１０の撮像エリアにワーク１が供給される構成の場合、ロボットからの位置信号であっても良い。
【００２０】
Ｓ１１０において、Ｓ１００にて検出されたワーク１を１つ目であると判定した場合、ＣＰＵ２１は、ワーク１をマスタワークとして画像を取り込み、各画素をメモリ２２内に予め格納されている閾値と比較して２値化処理する。そして、抽出された所定領域（黒判定された領域）の画素数をマスタワークの画像データＳとして取得する（Ｓ１２０）。そして、この画像データＳを基準画像データＮとしてメモリ２２に格納する（Ｓ１３０）。
【００２１】
Ｓ１１０において、Ｓ１００にて検出されたワーク１をマスタワークでないと判定した場合、ＣＰＵ２１は、カメラ１０により撮像された画像を取り込み、各画素をメモリ２２内に予め格納されている閾値と比較して２値化処理する。そして、抽出された所定領域の画素数を画像データＰとして取得し（Ｓ１４０）、この画像データＰを基準画像データＮと比較する（Ｓ１５０）。尚、メモリ２２には、Ｓ１５０において比較する際の所定の公差が予め格納されており、Ｓ１５０において、ＣＰＵ２１は基準画像データＮに上記公差を加味して画像データＰと比較する。
【００２２】
ここで、ワーク１の画像データＰを基準画像データＮと比較して同一品種とみなしえる（基準画像データＮ（公差含む）の所定範囲内に画像データＰが含まれる）場合、ＣＰＵ２１はワーク１を良品（同一品種）として判定する（Ｓ１６０）。具体的には、ＣＰＵ２１は、報知部３０のＣＲＴにワーク１の画像信号及び良品信号を出力し、報知部３０のＣＲＴはワーク１の画像と良品である旨を表示する。また、ＣＰＵ２１は、ライン制御部１１０にも良品信号を出力し、ライン制御部１１０はワーク１を良品（同一品種）として次工程（異品種混入検査工程以降）に搬送する。
【００２３】
また、ＣＰＵ２１は、ワーク１の画像データＰを新たに基準画像データＮとして更新し、メモリ２２に格納する（Ｓ１７０）。すなわち、撮像されたワーク１を良品（同一品種）判定した場合、ＣＰＵ２１は、ワーク１の画像データＰを基準画像データＮとし、次のワーク１の判定（Ｓ１５０）を実行する。
【００２４】
それに対し、ワーク１の画像データＰと基準画像データＮを比較して同一品種とみなしえない（基準画像データＮ（公差含む）の所定範囲内に画像データＰが含まれない）場合、ＣＰＵ２１はワーク１を不良品（異品種）として判定する（Ｓ１８０）。具体的には、ＣＰＵ２１は、報知部３０のＣＲＴ及び音声出力装置に、ワーク１の画像信号及び不良品信号を出力する。従って、報知部３０のＣＲＴはワーク１の画像と不良品である旨を表示し、音声出力装置は不良品として警報音を発生する。また、ＣＰＵ２１は、ライン制御部１１０にも不良品信号を出力し、ライン制御部１１０はワーク１を不良品（異品種）として生産ライン２から分岐する不良排出コンベアに搬送する。すなわち、良品から除外する。尚、この不良排出コンベアに搬送されたワーク１は、別途作業員にて異品種であるかの確認がなされる。
【００２５】
この場合、ＣＰＵ２１は、基準画像データＮを更新せず、それまでの基準画像データＮを用いて、次のワーク１の判定（Ｓ１５０）を行う。
【００２６】
尚、順次カメラ１０にワーク１が供給されている間は、上述のＳ１００〜Ｓ１８０が繰り返し実行される。
【００２７】
従来、連続的に供給されるワーク1を、カメラ１０で順次撮像して画像データを取得し、当該画像データに基づいて、異品種のワーク１の混入を検査する場合、予めマスタワークを撮像して基準画像データ（例えば基準画素数）を登録しておき、マスタワークと同一品種の生産の都度、固定登録されている基準画像データを読み出して、ワーク１の画像データと基準画像データとを比較し、同一品種とみなしえるか否かを判定していた。
【００２８】
しかしながら、予め基準画像データを固定登録しておくと、基準画像データの登録時とワーク１の検査時とで検査環境に変化（例えば照明の照度変化、ラインのレイアウト変更、ワーク１の塗装状態の違い（例えば黒とつや消しの黒））があった場合、同一のワーク１であってもカメラ１０が検出する照度（ワーク１からの反射光）が異なるため、その都度照明の調整、閾値の変更、基準画像データの再登録といった処置をする必要が生じていた。特に、１つの生産ライン１で多品種（例えば数百種類）のワーク１を生産する場合、全ての品種について閾値の再調整や基準画像データの再登録をしなければならないため、多くの工数が必要であった。
【００２９】
しかしながら、Ｓ１００〜１８０に示す本実施形態の異品種混入検査方法によると、最初に供給されるワーク１（マスタワーク）のみ、２値化処理により得られた画像データＳをそのまま基準画像データＮとして登録（良品判定）するが、それ以後のワーク１については、ワーク１の直前に良品（同一品種）判定されたワーク１の画像データ（Ｓ又はＰ）を基準画像データＮとして、ワーク１の画像データＰが比較される。
【００３０】
したがって、常に良品（同一品種）判定された最新の画像データ（Ｓ又はＰ）を基準画像データＮとして、ワーク１の画像データＰを比較判定するので、生産タイミングによって検査環境に変化がある場合だけでなく、生産中に検査環境に変化（例えば照度が徐々に変化）する場合であっても、照明の調整、閾値の変更、基準画像データＮの再登録といった処置をすることなく、異品種混入検査を実行することができる。すなわち、本発明の異品種混入検査方法は、マスタワークの画像データＳを予め基準画像データＮとして固定登録する場合よりも、検査環境の変化に強い検査方法である。
【００３１】
また、本実施形態の異品種混入検査方法は、照明の照度変化といった検査環境の変化に対して強いので、本実施形態で示したように、特に検査環境の変化（カメラ１０が検出する照度（ワーク１からの反射光）の変化）の影響を受ける輝度により画像内に含まれる所定領域を識別（２値化処理）し、画像データ（Ｓ又はＰ）を取得する構成についてより効果的である。
【００３２】
尚、１つ目のワーク１（マスタワーク）の場合、その画像データＳは、比較判定されることなくそのまま基準画像データＮとなるため、良品（生産する品種と同一品種）であることを確認したうえでカメラ１０により撮像することが好ましい。
【００３３】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
【００３４】
本実施形態において、ワーク１が生産ライン２上を搬送され、画像処理装置１００のカメラ１０に順次供給される構成を示した。しかしながら、ワーク１がカメラ１０に対して順次供給される構成であれば、上記構成に限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施形態において、制御部２０のＣＰＵ２１が、カメラ１０により撮像された画像の中から、所定の閾位（輝度）に基づいて各画素を２値化処理し、所定領域を識別する例を示した。しかしながら、輝度以外にも、例えば色（ＲＧＢ値）によって所定領域を識別する構成であっても良い。カメラ１０によりワーク１を撮像し、その画像を所定処理して画像データ（Ｓ又はＰ）とする構成であれば、少なからず照明の照度変化といった検査環境の変化の影響を受けるので、本発明の適用が可能である。
【００３６】
また、本実施形態において、ＣＰＵ２１が、ワーク１の画像を白か黒かの２値化処理し、２値化処理により抽出された所定領域（例えば黒判定された領域）の画素数を画像データ（Ｓ又はＰ）とする例を示した。しかしながら、画像データ（Ｓ又はＰ）として、画素数以外にも位置（座標）や平均輝度（濃度）等を適用しても良い。また、輝度による処理として、白黒２値化処理以外にもグレー処理や各画素のＲＧＢデータを利用したカラー処理を適用しても良い。
【００３７】
また、本実施形態において、Ｓ１８０にて不良品（異品種）判定する際、ＣＰＵ２１は、ライン制御部１１０に不良品信号を出力し、ワーク１を生産ライン２から不良排出コンベアに搬送して、良品から自動的に除外する例を示した。しかしながら、それ以外にも、Ｓ１８０にて不良品判定する場合に、ＣＰＵ２１は例えば生産ライン２を停止する信号をライン制御部１１０に出力しても良い。この場合、ライン停止後、作業員がワーク１を現物確認し、その良否結果（同一品種であるか異品種であるか）のデータを手動入力することにより、画像データＰが新たに基準画像データＮとして更新されるか、そのまま基準画像データＮが維持されるかが決定され、生産ライン２が搬送を再開する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の異品種混入検査を実行するための画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】異品種混入検査方法を説明するためのフローである。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・ワーク
１０・・・カメラ（撮像装置）
２０・・・制御部
２１・・・中央処理ユニット（ＣＰＵ）
２２・・・メモリ
３０・・・報知部
１００・・・画像処理装置
１１０・・・ライン制御部
【図１】
2005249615.tif 000003
【図２】
2005249615.tif 000004