(57)【要約】【課題】円筒体外周面の異常箇所を検査する外観検査を行う方法において、装置コストの低減、検査時間の短縮を図ることにある。【解決手段】円筒体表面の異常箇所を検査する外観検査方法において、前記円筒体外周面を撮像手段により撮像し、投影画像を取得する工程と、前記撮像手段により撮像された投影画像中の異常箇所の投影面積Ａを認識する工程と、前記投影画像における前記異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘを算出する工程と、前記投影距離Ｘと前記円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づき補正倍率γを演算する工程と、前記異常箇所の投影面積Ａに前記補正倍率γを乗じて補正面積Ａ0を演算する工程と、前記補正面積Ａ0と基準面積との比較を行い前記円筒体の良否判定を行う工程とからなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体外周面の異常箇所を検査する外観検査方法において、
前記円筒体外周面を撮像手段により撮像し、投影画像を取得する工程と、
前記撮像手段により撮像された投影画像中の異常箇所の投影面積Ａを認識する工程と、
前記投影画像における前記異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘを算出する工程と、
前記投影距離Ｘと前記円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づき補正倍率γを演算する工程と、
前記異常箇所の投影面積Ａに前記補正倍率γを乗じて補正面積Ａ0を演算する工程と、
前記補正面積Ａ0と基準面積との比較を行い前記円筒体の良否判定を行う工程とからなることを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
円筒体表面の異常箇所を検査する外観検査方法において、
前記円筒体外周面を撮像手段により撮像し、投影画像を取得する工程と、
前記撮像手段により撮像された投影画像中の異常箇所の長手方向の投影長さＬを認識する工程と、
前記投影画像における前記異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘを算出する工程と、
前記投影距離Ｘと前記円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づきγを演算する工程と、
前記投影画像における前記異常箇所の長手方向と前記円筒体の軸方向とがなす主軸角度φを求める工程と、
前記異常箇所の投影長さＬに補正倍率  √（ｓｉｎ2φ／γ2＋ｃｏｓ2φ）を乗じて補正長さＬ0を演算する工程と、
前記補正長さＬ0と基準長さとの比較を行う工程とからなることを特徴とする外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の撮像手段により撮像した外観画像に基づき、円筒体物品の表面の汚れやキズ等を検出する外観検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒体物品の外周面の外観検査を行う方法として、カメラにより撮像した画像に基づき、表面の汚れ、キズ等の異常箇所を検出して、その大きさに基づき被検査物品の良否判断を行うことが知られている。この場合、異常箇所が、カメラの正面位置にある場合とカメラの正面位置に対して角度がついた位置にある場合とでは、検査画像上での面積や長さが異なる。したがって、異常箇所の撮像画像上での面積や長さを評価して被検査物品の良否を判断する場合には、異常箇所が撮像画像上のどこにあるかによって、検査精度が異なることになる。そのため、異常箇所を予めカメラの正面位置になるように位置決めする等の方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１８２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述したような従来の検査方法によれば、検査のたびに異常箇所の位置決めが必要であり、検査時間の長時間化や装置コストの増大等の問題が指摘されていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、円筒体外周面の異常箇所を検査する外観検査を行う方法において、装置コストの低減、検査時間の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、円筒体外周面の異常箇所を検査する外観検査方法において、前記円筒体外周面を撮像手段により撮像し、投影画像を取得する工程と、前記撮像手段により撮像された投影画像中の異常箇所の投影面積Ａを認識する工程と、前記投影画像中の異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘを算出する工程と、前記投影距離Ｘと前記円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づき補正倍率γを演算する工程と、前記異常箇所の投影面積Ａに前記補正倍率γを乗じて補正面積Ａ0を演算する工程と、前記補正面積Ａ0と基準面積との比較を行う工程とからなることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に係る発明は、円筒体表面の異常箇所を検査する外観検査方法において、前記円筒体表面を撮像手段により撮像し、投影画像を取得する工程と、前記撮像手段により撮像された投影画像中の異常箇所の長手方向の投影長さＬを認識する工程と、前記異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘを算出する工程と、前記投影距離Ｘと前記円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づきγを演算する工程と、前記投影画像中における前記異常箇所の長手方向と前記円筒体の軸方向とがなす主軸角度φを求める工程と、前記異常箇所の投影長さＬに補正倍率√（ｓｉｎ2φ／γ2＋ｃｏｓ2φ）を乗じて補正長さＬ0を演算する工程と、前記補正長さＬ0と基準長さとの比較を行う工程とからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る検査方法によれば、撮像手段の正面位置すなわち円筒体中心からずれた位置で検出された異常箇所の投影面積を正面位置における面積に換算して評価することが可能になるため、検査精度の向上が図られる。また、異常箇所の位置決めが不要であるため操作性の向上が図られる。
【０００９】
請求項２に係る検査方法によれば、撮像手段の正面位置すなわち円筒体中心からずれた位置で検出された異常箇所の長手方向の投影長さを正面位置における長さに換算して評価することが可能になるため、検査精度の向上が図られる。また、異常箇所の位置決めが不要であるため操作性の向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る検査方法の一実施例について、図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）は、円筒体表面の異常箇所を検査するため、カメラ等の撮像手段１０を用いて撮像する様子を示している。この場合、直径がＷの円形形状の異常箇所が撮像手段１０の略正面に位置する円筒体中心から中心角度θずれた位置にある場合、投影画像においては、短径がＷｃｏｓθ、長径がＷの楕円形状として投影される。したがって、図１（ｂ）に示すように投影画像における異常箇所の面積をＡとすると、撮像手段１０の正面位置における面積に換算すると補正倍率γを乗じてγＡとなる。
【００１２】
ここで、補正倍率γは、図１（ａ）から明らかなように、
γ＝１／ｃｏｓθ＝１／√（１−ｓｉｎ2θ）
＝１／√（１−Ｘ2／（Ｄ／２）2  ）＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）
となる。すなわち、異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘと円筒体の直径Ｄから補正倍率を求めることができ、この補正倍率と投影画像における異常箇所の面積Ａとを乗ずることにより、撮像手段１０の正面位置における面積に換算した補正面積Ａ0を算出することができる。こうして得られた補正面積Ａ0（＝γＡ）と所与の基準面積とを比較することにより、被検査物品の良否を判断することが可能になる。なお、ｃｏｓθの値は、θ＝９０度とした場合、０となり、γの値が無限大になってしまい、正確な換算が行えなくなってしまう。したがって、実際に適用する場合には、θの値としては、０〜６０度の値が好適に使用される。
【００１３】
一方、図２（ｂ）に示したような長径がＬ0で円筒体の軸と長径とのなす角がφ0である楕円形状の異常箇所が、カメラ等の撮像手段２０の略正面に位置する円筒体中心から中心角度θずれた位置にあり、投影画像上における楕円の長径方向と円筒体の軸方向とがなす主軸角度がφである場合に、異常箇所の投影長さＬから撮像手段２０の正面位置における長さＬ0に換算する方法について説明する。まず、異常箇所の中心と円筒体中心との投影距離Ｘと円筒体の直径Ｄから、数式γ＝１／√（１−４Ｘ2／Ｄ2）に基づきγを演算する。次に異常箇所の長手方向と前記円筒体の軸方向とがなす主軸角度φを求め、異常箇所の投影長さＬに補正倍率    √（ｓｉｎ2φ／γ2＋ｃｏｓ2φ）を乗じることにより、補正長さＬ0を算出することができる。
【００１４】
この補正倍率の導出について、図３に基づき詳述する。図３に示すように、異常箇所が円筒面の正面位置から中心角度θだけずれている場合、上記のγを用いて、
ｘ＝γｘ0＝Ｌｓｉｎφ            ・・・（１）
一方、ｙの値は、中心角度θの値によらず、一定であるので、
ｙ＝ｙ0＝Ｌｃｏｓφ              ・・・（２）
（１）より、ｘ0＝Ｌｓｉｎφ／γ    ・・・（３）
ここで、Ｌ0 ＝ｘ02＋ｙ02 であるから、（２）、（３）の関係を代入すると、
Ｌ02＝Ｌ2ｓｉｎ2φ／γ2＋Ｌ2ｃｏｓ2φ
よって、Ｌ0 ＝Ｌ√（ｓｉｎ2φ／γ2＋ｃｏｓ2φ）
すなわち、補正倍率√（ｓｉｎ2φ／γ2＋ｃｏｓ2φ）を異常箇所の投影長さＬに乗じることにより、正面位置における補正長さＬ0を算出することができる。
【実施例２】
【００１５】
次に本発明の別の実施の形態について、図４に基づき説明する。この実施例では、図４（ａ）のように、２つのカメラを用いて、円筒体の外周面を撮像している。この時、２台のカメラの撮像画像のそれぞれに対して、上記に説明した補正倍率を用いて、カメラの正面位置に換算したときの異常箇所の補正面積又は補正長さを算出する。この時、図４（ｂ）に示したように２台のカメラの撮像画像のそれぞれから得られた異常箇所の補正面積又は補正長さが一致した場合にのみ、異常箇所が検出されたと判定する。これにより、カメラのレンズに付着した汚れなどの外乱要因の影響を回避して検査の精度を向上させることが可能になる。
【実施例３】
【００１６】
さらに本発明の別の実施の形態について、図５に基づき説明する。この実施例では、検査対象物である円筒体を回転させながら、いくつかの時刻において、実施例１で説明したのと同様の方法により異常箇所の認識と正面位置への換算を行う。複数の位置における異常箇所を正面位置に換算した場合に同じ換算値を持つものとして認識された場合に、異常箇所が検出されたと判定する。これにより、カメラのレンズに付着した汚れなどの外乱要因の影響を回避して検査の精度を向上させることが可能になる。さらに検査対象物の回転速度が所定値になっているかどうかのチェックを同時に行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における検査方法を説明する概念図である。
【図２】本発明における別の検査方法を説明する概念図である。
【図３】図２の検査方法に使用する補正係数の導出を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２を説明する図である。
【図５】本発明の実施例３を説明する図である。
【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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