(57)【要約】出力材料または出力製品が一つ以上の検査ユニットによって検査される生産工程の出力を監視し視覚化するシステムにおいて、一つ以上の検査ユニットからデータを受信する通信モジュールを含む。受信データは、被検査材料または被検査製品の少なくとも一つのパラメータの測定値または推定値と関連付けられる。比較器モジュールは、測定値または推定値の少なくとも一つを対応する記憶値と比較して差分値を判定する。視覚化モジュールは、被検査製品または被検査材料を表す画像を生成する。記憶値と比較された測定値または推定値の少なくとも一つと関連付けられる製品または材料の区域区分に対応する画像の区域または区分は、対応する差分値を示すよう視覚的に符号化される。
2006528808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産工程の出力を視覚化する方法であって、
前記生産工程によって生産された二つ以上の材料または製品を検査するステップと、
各被検査製品の一つ以上のパラメータの一つ以上の値を直接的に測定または推定するステップと、
前記測定値または推定値の少なくとも一つを対応する記憶値と比較して差分値を判定するステップと、
コンピューティング装置を用いて前記被検査製品それぞれを表す画像を生成するステップと、を含み、
前記記憶値と比較された前記測定値または推定値の少なくとも一つと関連付けられる前記製品の区域または区分に対応する前記画像の区域または区分は、対応する値または差分値を示すよう視覚的に符号化される、方法。
【請求項２】
前記測定値または推定値は、前記パラメータの目標値を表す記憶値と比較される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記生成された画像それぞれをシリアルにビューアに表示するステップを更に含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記区域または区分を視覚的に符号化することは、前記区域または区分に色を適用することを含み、前記色は、前記値または差分値と関連付けられる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記区域または区分を視覚的に符号化することは、前記区域または区分にテクスチャを適用することを含み、前記テクスチャは、前記値または差分値と関連付けられる、請求項２記載の方法。
【請求項６】
一組の色のそれぞれは、可能な値または差分値の値域と関連付けられる、請求項４記載の方法。
【請求項７】
一組の色のそれぞれは、特定の値と関連付けられ、前記差分値は、前記色の一つと関連付けられる値の一つに対応するよう量子化される、請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記被検査材料または被検査製品それぞれの対応する点と関連付けられる対応する値および／または差分値に対して統計分析を実行して統計分析に基づくデータセットを導出するステップを更に具備する、請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記統計分析に基づくデータセットを視覚化するステップを更に具備する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記実行される統計分析の種類は、平均化、値域決定、および標準偏差の計算よりなる群から選択される、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
出力材料または出力製品が一つ以上の検査ユニットによって検査される生産工程の出力を視覚化するシステムであって、
前記一つ以上の検査ユニットから、被検査材料または被検査製品の少なくとも一つのパラメータの測定値または推定値と関連付けられるデータを受信する通信モジュールと、
前記測定値または推定値の少なくとも一つを対応する記憶値と比較して差分値を判定する比較器モジュールと、
前記検査製品それぞれを表す画像を生成する視覚化モジュールと、を備え、
前記記憶値と比較された前記測定値または推定値の少なくとも一つと関連付けられる前記製品または材料の区域または区分に対応する前記画像の区域または区分は、視覚的に符号化され、対応する値または差分値を示す、システム。
【請求項１２】
前記測定値または推定値は、前記パラメータの目標値を表す記憶値と比較される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記視覚化モジュールは、前記生成された画像それぞれをシリアルにビューアに表示する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記視覚化モジュールは、前記区域または区分に色を適用することで前記区域または区分を視覚的に符号化し、前記色は、前記値または前記差分値と関連付けられる、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記視覚化モジュールは、前記区域または区分にテクスチャを適用することで前記区域または区分を視覚的に符号化し、前記テクスチャは、前記値または前記差分値と関連付けられる、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
一組の色のそれぞれは、可能な値または差分値の値域と関連付けられる、請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
一組の色のそれぞれは、特定の値と関連付けられ、前記差分値は、前記色の一つと関連付けられる値の一つに対応するよう量子化される、請求項１４記載のシステム。
【請求項１８】
前記検査材料または検査製品それぞれの対応する点と関連付けられる対応する値および／または差分値に対して統計分析を実行して統計分析に基づくデータセットを導出する統計計算モジュールを更に備える、請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記視覚化モジュールは、前記統計分析に基づくデータセットを視覚化するよう構成される、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記実行される統計分析の種類は、平均化、値域決定、および標準検査の計算よりなる群から選択される、請求項１８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には、生産工程における品質保証の分野に関する。より具体的には、本発明は、生産工程の出力の監視および視覚化のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業革命の始まり以来、自動化された工程で生産された製造製品や製造商品の品質は、消費者および製造者の両者にとって主要な関心事であった。ビデオカメラ、レーザ走査システム、および製造物質や製造商品の物理的、熱的、化学的な特徴の検査に好適な様々な感知装置の出現により、品質保証および組立ライン検査システムの分野において大きな進歩があった。
【０００３】
例えば、今日では、製造物の表面を走査または測定し、走査された製品の三次元コンピュータモデルを生成することができる様々な検査システムが存在する。走査および／または検査された製品の様々なパラメータ、例えば、製品の物理的寸法は、各種パラメータの目標値と関連付けられて記憶された一組の値と比較され、記憶値に対する測定値の偏差が、被検査製造物の品質の査定に用いられる。一般に、検査システムによる測定数が多いほど、信頼性が高いと考えられる。今日の多数の検査システムは、各被検査製品に対して、数千、数十万、数百万もの測定を行う或いは推定する。
【０００４】
被検査製品の、走査または他の方法による測定値は、典型的には目標値を表す記憶値の組と比較され、その比較は、コンピュータの補助によって視覚化される。ヒューマンインタフェースを有するコンピュータあるいは全ての他のコンピューティングプラットフォームが、被検査製品の、走査または他の方法による測定データのグラフ表示（即ち、コンピュータモデル）を生成する。被検査製品を視覚化することの一部として、記憶値に対する測定パラメータ値の偏差は、被検査製品のコンピュータ生成のグラフ表示で示される。
【０００５】
自動化処理の一部として順次生産される個々の材料あるいは製品の検査において大きな進歩が見られたが、工程の出力を監視し視覚化するための改善された方法およびシステムがなお必要である。工程によって生産された製品における製造偏差を視覚化するための改善された方法およびシステムが必要である。また、工程における変動または不安定度を検出するための改善された方法およびシステムも必要である。また、被検査製品から収集されたデータを視覚化するための改善された方法およびシステムが必要であり、収集されたデータは、製品が生産される工程を監視する人間に理解可能となり、個々の製品における欠陥、および、工程によって生産される多数の製品にわたる欠陥のばらつきを生ずる変動を、工程監視者が認識できる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の幾つかの実施の形態によると、出力材料または出力製品が一つ以上の検査ユニットによって検査される生産工程の出力を視覚化するシステムは、一つ以上の検査ユニットからデータを受信する通信モジュールを有し、受信したデータは、被検査材料または被検査製品の少なくとも一つのパラメータの測定値または推定値と関連付けられる。比較器モジュールは、測定値または推定値の少なくとも一つを対応する記憶値と比較して差分値を判定し、視覚化モジュールは、被検査製品または被検査材料を表す画像を生成する。ここで、記憶値と比較された測定値または推定値の少なくとも一つと関連付けられる製品または材料の区域または区分に対応する画像の区域または区分は、対応する差分値を示すよう視覚的に符号化される。
【０００７】
本発明の幾つかの実施の形態によると、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された各画像からの点（points）、区域（areas）、区分（sections）、または、領域（regions）は、工程によって生産された単一の製品または材料にわたる生産工程偏差を検出するよう、更に検査される。上述の点、区域、区分、または領域の検査は、画像の所与の点、区域、区分、または領域を生成するために視覚化モジュールによって使用されるデータまたはデータセットに対して一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムを実行することを含む。本発明の更なる実施の形態によると、一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムは、フーリエ変換、コサイン変換、または全ての他の周波数領域変換を含む。更に、様々なデジタルフィルタ処理アルゴリズムおよび構成（例えば、高域フィルタ）を、偏差を検出するためにデータセットに適用してもよい。
【０００８】
本発明の幾つかの更なる実施の形態によると、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された一連の画像からの対応する点、区域、区分、および／または領域が、生産工程の出力である多数の製品または材料にわたる生産工程偏差を検出するよう更に検査される。上述の点、区域、区分、または領域の検査は、画像の所与の点、区域、区分、または領域を生成するために視覚化モジュールによって使用されるデータまたはデータセットに対して一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムを実行することを含む。本発明の更なる実施の形態によると、一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムは、フーリエ変換、コサイン変換、または全ての他の周波数領域変換を含む。更に、様々なデジタルフィルタ処理アルゴリズムおよび構成（例えば、高域フィルタ）を、偏差を検出するためにデータセットに適用してもよい。
【０００９】
本発明の幾つかの実施の形態によると、画像の点、区域、区分、または領域の視覚的符号化は、テクスチャまたは色のいずれかを適用することを含み、テクスチャおよび／または色のいずれかは差分値と相関する。本発明の幾つかの実施の形態によると、大きいデータセットのサイズの量子化および低減は、視覚的符号化と同時にあるいはその前に実行することができる。例えば、視覚的符号化が色を用いて実行される場合、一組の色のそれぞれは差分値の特定の値域に関連付けられ、画像を生成する際、差分値の値域全体が単一の色にマッピングされる。別の実施の形態では、一組の色のそれぞれは単一の特定値と関連付けられ、画像に視覚的に表示される差分値は、いずれか一つの色と関連付けられる値の一つと対応するよう最初に量子化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の技術的内容が詳細に指摘され、明細書の終わりの部分で明確に主張される。本発明は、その目的、特徴、および利点と共に組織および演算方法の両方について、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照して最もよく理解されるであろう。
【００１１】
例示の簡潔性および明瞭性のために、図中の要素は必ずしも一定比率で描かれていない。例えば、いずれかの要素の寸法は、明瞭性のために、他の要素に比べて誇張されているかもしれない。更に、適当と思われる個所では、複数図において参照番号を繰り返すことにより、対応又は類似する要素を示している。
【００１２】
以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が本発明の完全な理解を提供するために述べられる。しかしながら、本発明がこれら特定の詳細を有することなく実施され得ることが当業者には理解されるであろう。ある場合では、周知の方法、手順、構成要素、および回路は、本発明を不明瞭にしないために詳細には説明されない。
【００１３】
特に述べない限り、以下の説明から明らかであるように、明細書の記載において、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「判定」等といった用語は、コンピュータまたはコンピューティングシステムもしくは同様の電子コンピューティング装置の動作および／または処理を意味するものである。これらの動作および／または処理は、コンピューティングシステムのレジスタおよび／またはメモリ内の物理的な、例えば電子的な量で表されるデータを操作および／または変換して、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、もしくは他の情報記憶装置、情報送信装置または情報表示装置内の物理的な量として同様に表される他のデータとする。
【００１４】
本発明の実施の形態は、本願の動作を実行する装置を含んでもよい。この装置は、所望の目的のために特別に構成されてもよく、あるいは、内部に記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に作動または再構成された汎用コンピュータを有してもよい。このようなコンピュータプログラムは、フロッピーディスク、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的プログラム可能型ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消却プログラム可能型ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気または光学カード、もしくは電子的指示を記憶するのに好適でコンピュータシステムバスに接続できる全ての他の種類の媒体のような、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に記憶されてもよいが、媒体は前述のものだけに限定されない。
【００１５】
ここで提案される処理および表示は、どの特定のコンピュータまたは他の装置にも本質的には関連しない。様々な汎用システムが、ここでの教示に係るプログラムと使用される。または、所望の方法を実行するためのより特別な装置を構成してもよい。様々なこれらのシステムに対する所望の構成は、以下の説明から明らかとなるであろう。更に、本発明の実施の形態は、特定のプログラミング言語を参照して説明されない。様々なプログラミング言語がここに記載する本発明の教示を実装するために使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００１６】
本発明の幾つかの実施の形態によると、出力材料または出力製品が一つ以上の検査ユニットによって検査される生産工程の出力を視覚化するシステムは、一つ以上の検査ユニットからデータを受信する通信モジュールを含み、受信したデータは、被検査材料または被検査製品の少なくとも一つのパラメータの測定値または推定値と関連付けられる。比較器モジュールは、測定値または推定値の少なくとも一つを対応する記憶値と比較して差分値を判定する。視覚化モジュールは、被検査製品または被検査材料を表す画像を生成し、記憶値と比較された測定値または推定値の少なくとも一つと関連付けられる製品または材料の区域または区分に対応する画像の区域または区分は、視覚的に符号化され、対応する差分値を示す。
【００１７】
本発明の幾つかの実施の形態によると、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された各画像からの点、区域、区分、または領域は、工程によって生産される単一の製品または材料にわたる生産工程の偏差を検出するよう、更に検査される。上述の点、区域、区分、または領域の検査は、画像の所与の点、区域、区分、または領域を生成するために視覚化モジュールによって使用されるデータまたはデータセットに対して一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムを実行することを含む。本発明の更なる実施の形態によると、一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムは、フーリエ変換、コサイン変換、または全ての他の周波数領域変換を含む。更に、様々なデジタルフィルタ処理アルゴリズムおよび構成（例えば、高域フィルタ）を、偏差を検出するためにデータセットに適用してもよい。
【００１８】
本発明の更なる幾つかの実施の形態によると、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された一連の画像からの対応する点、区域、区分、および／または領域が、生産工程の出力である多数の製品または材料にわたる生産工程の偏差を検出するために更に検査される。上述の点、区域、区分、または領域の検査は、画像の所与の点、区域、区分、または領域を生成するために視覚化モジュールによって使用されるデータまたはデータセットに対して一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムを実行することを含む。本発明の更なる実施の形態によると、一つ以上の数学的演算子および／またはアルゴリズムは、フーリエ変換、コサイン変換、または全ての他の周波数領域変換を含む。更に、様々なデジタルフィルタ処理アルゴリズムおよび構成（例えば、高域フィルタ）を、偏差を検出するためにデータセットに適用してもよい。
【００１９】
本発明の幾つかの実施の形態によると、画像の点、区域、区分、または領域の視覚的符号化は、テクスチャまたは色のいずれかを適用することを含み、テクスチャおよび／または色のいずれかは差分値に相関する。本発明の幾つかの実施の形態によると、大きいデータセットのサイズの量子化および低減は、視覚的符号化と同時にあるいはその前に実行される。例えば、視覚的符号化が色を用いて実行される場合、一組の色のそれぞれは差分値の特定の値域と関連付けられ、画像を生成する際、差分値の値域全体が単一の色にマッピングされる。別の実施の形態では、一組の色のそれぞれは単一の特定値と関連付けられ、画像に視覚的に表示される差分値はいずれか一つの色と関連付けられる値の一つと対応するよう最初に量子化される。
【００２０】
図１を参照するに、本発明の幾つかの実施の形態による工程監視視覚化システムと使用可能な例示的な生産ライン検査システムを示す概略的なブロック図である。検査ユニット１０Ａおよび／または１０Ｂは、生産工程（図１の例では車の生産工程）において生産される一連の製品または材料それぞれを走査または検査する。被検査製品の様々なパラメータの測定値または推定値と関連付けられるデータは、検査ユニット１０Ａおよび／または１０Ｂによって生成され、本発明の幾つかの実施の形態による工程出力監視視覚化システム１００に送られる。工程出力監視視覚化システム１００は、図７に示す方法のステップに従って受信データに対してある機能を実行し、ビデオスクリーンを含むオペレータステーション２００を介して画像および／またはビデオ出力を提供する。オペレータステーション２００は、受信した検査データに対してどの一つ以上の可能な組の機能を実行するかについて監視システム１００を構成し指示するために使用される。
【００２１】
様々な検査ユニットは、ビデオカメラ、サーマルカメラ、レーザに基づく測距システム、レーザに基づく走査システム、または今日において公知であるか将来的に考案され得る全ての他の検査装置を含むがこれらに制限されない多数の感知技術よりなることが当該技術において知られている。幾つかの検査ユニットおよびシステムは、検査されるべき対象物の様々な物理的、化学的、および熱的特徴について多数の直接的測定を行う（例えば、測距および走査システム、分光器、またはサーマルカメラ）一方で、他の検査装置は、一つ以上のパラメータ値の幾つかの直接的な測定を行い、直接測定値に基づいて他のパラメータ値の値を推定する。例えば、当該技術において知られた幾つかの検査システムは、検査されている製品の二つ以上の二次元画像に基づいて検査製品の三次元表面特性を推定することができる。
【００２２】
典型的には、検査ユニットまたはシステムは、検査ユニットまたはシステムによって測定または推定された様々なパラメータの値を含むデータベクトルまたはデータセットを出力する。例えば、製品または材料の表面特性を走査し測定するよう適合された検査ユニットは、製品の物理的寸法または境界を表すベクトルマップ（例えば、三次元座標ｘ、ｙ、ｚの組）を出力してもよい。検査ユニットが被検査製品の熱的あるいは化学的特徴のいずれかを測定するようにも適合されている場合、その出力ベクトルは四次元または五次元の座標の組を含んでもよく、このとき各点（ｘ、ｙ、ｚ）に対して、例えば、温度および／または酸性度を示す変数が存在する。検査ユニットおよびシステムの上記詳述に反することなく、今日知られているまたは将来的に考案され得る全ての検査システムが本発明の様々な実施の形態に適用可能であることが当業者には明らかであろう。
【００２３】
図２を参照するに、本発明の幾つかの実施の形態による監視視覚化システム１００の機能ブロックまたはモジュールのブロック図を示す。図７のステップを参照して図２から分かるように、本発明の幾つかの実施の形態によると、通信モジュール１１０は、生産工程によって生産された被検査製品または被検査材料の物理的、熱的および／または化学的特徴を示すパラメータの値と関連付けられるまたはそれを含むデータを受信（ステップ２０００）する。データは、ステップ２０００の部分として受信される前に、ステップ１０００に従って一つ以上の検査ユニットまたはシステムによって取得されてもよい。
【００２４】
本発明の幾つかの実施の形態により出力生産物、出力製品または出力材料が監視および／または視覚化される各工程について、目標パラメータ値が標準値として記憶され、それに対して測定パラメータ値または推定パラメータ値が比較される。したがって、本発明の幾つかの実施の形態によると、基準値、ベクトル、またはマップのデータベース１４０が保持される。検査または走査ユニット１０（１０Ａおよび１０Ｂ）から受信したデータは、記憶された目標データとの比較に好適な何らかの所定のベクトルフォーマットにフォーマット化され、本発明の幾つかの実施の形態によると、受信データは、走査された製品または材料の一つ以上の表面を表すベクトルマップを生成するために更に処理されるか記憶されたデータと組み合わせられる。例えば、表面ベクトルマップ推定モジュール１２０は、製品の表面の直接的かつ推定された測定値に基づいて被検査製品を表すベクトルマップを生成するために使用される。本発明の幾つかの実施の形態によると、ベクトルマップ推定モジュール１２０は、被検査製品または被検査材料の熱的および／または化学的パラメータの値を表すデータを、製品の物理的特性またはシェア（share）を表す所定のベクトルマップと組み合わせて、製品または材料の異なる点におけるまたは異なる区域に沿った被検査製品または被検査材料の熱的および／または化学的特徴を示す複合（composite）ベクトルマップを生成する。
【００２５】
本発明の幾つかの実施の形態によると、ベクトルマップ比較器モジュール１３０は、被検査生産物のパラメータ値を記憶値と比較する（ステップ３０００）。ここで、記憶値は所与の被検査生産物に対する目標パラメータ値である。
【００２６】
視覚化モジュール１７０は、被検査生産物のパラメータ値と関連付けられる受信データに基づいて画像を生成する（ステップ４０００）。図３は、視覚化モジュールの可能な出力画像を表す例示的なコンピュータ生成画像を示す。本例および本願の全ての例において、製品は、自動化された金属切削工程およびプレス工程によって生産される車のフェンダーである。視覚化モジュール１７０は、受信データと記憶された目標データとの比較に基づいて画像を生成する。本発明のある実施の形態によると、視覚化モジュール１７０は、図４に示すように画像の視覚的符号化を実行してもよく、視覚的符号化の一部として、図４の一方の側にある「値域対色変換キー（range to color translation key）」によって例示されるように、画像に対して視覚的に符号化されるデータの幾つかのレベルの量子化を実行してもよい。
【００２７】
工程で生産された多数の生産物（即ち、製品または材料）が本発明の幾つかの実施の形態に従って監視されるとき（ステップ８０００）、多数の組のパラメータ値（一生産物当たり一組）が収集され、処理され、視覚化モジュール１７０によって一連の画像が生成される。図５は、一連の可能な出力画像を表す一連の例示的なコンピュータ生成画像であり、各画像は、本発明の幾つかの実施の形態に従って監視され視覚化された別個の生産材料または生産製品と関連付けられる。ビデオモジュール１５０は、ビデオストリームを生成するよう、図５に示すように、シリアルに一連の画像を組み合わせてもよい。図６Ａは、視覚化モジュール１７０によって生成された画像がシリアルに表示されるようどのようにしてビデオモジュール１５０によって単一のビデオストリームに組み合わせられるかを示す概略的なブロック図である。
【００２８】
本発明の幾つかの実施の形態の一部として、生産ラインまたは工程の出力を監視している観察者は、視覚的符号化を伴うビデオストリームを見ることができる。視覚的符号化は、各生産物についての工程偏差を示す。一連の画像（例えば、ビデオストリーム）を見ることで、連続的な生産物における増加する検出偏差または検出偏差の変動によって示されるように、観察者は、所与の生産物に対する過剰な工程偏差および／または生産工程において増加する劣化（即ち、不安定な工程）の両方を認識し検出することができる。
【００２９】
本発明の幾つかの実施の形態によると、統計計算モジュール１６０は、被監視製品のパラメータ値を表すデータセットに対して一つのまたは一連の統計分析演算を実行する。例えば、図６Ｂに示すように、統計計算モジュール１６０は、サンプル（例えば、検査および／または視覚化された）製品（sampled items）それぞれからのパラメータ値を表す全てのデータセット間で値域判定演算を実行し、視覚化モジュール１７０によって視覚化されたときに製品上の各点における視覚的符号化がサンプル製品上の対応する点の値の値域と相関する画像を生成する、単一のデータセットを生成する。つまり、図６Ｂの右側にある画像上の所与の点を符号化するために使用される色またはテクスチャは、サンプル製品または被検査製品を表す一連の画像における対応する点について視覚的に符号化されたパラメータ値の値域と相関する。値域判定または追跡の演算が任意の数のサンプル、および任意の数のサンプル上の任意の数の点に対して実行されてもよいことが当業者には明らかであろう。
【００３０】
本発明の幾つかの実施の形態によると、統計計算モジュール１６０は、被監視製品のパラメータ値を表すデータセットに対して一つのまたは一連の統計分析演算を実行する。例えば、図６Ｃに示すように、統計計算モジュール１６０は、サンプル（例えば、検査および／または視覚化された）製品それぞれからのパラメータ値を表す全てのデータセット間で平均化演算を実行し、視覚化モジュール１７０によって視覚されたときに製品上の各点における視覚的符号化がサンプル製品上の対応する点の値の平均値と相関する画像を生成する、単一のデータセットを生成する。つまり、図６Ｃの右側にある画像上の所与の点を符号化するために使用される色またはテクスチャは、サンプル製品または被検査製品を表す一連の画像における対応する点について視覚的に符号化されたパラメータ値の平均値と相関する。平均化計算が任意の数のサンプル、および任意の数のサンプル上の任意の数の点に対して実行されてもよいことが当業者には明らかであろう。
【００３１】
本発明の幾つかの実施の形態によると、統計計算モジュール１６０は、被監視製品のパラメータ値を表すデータセットに対して一つのまたは一連の統計分析演算を実行してもよい。例えば、図６Ｄに示すように、統計計算モジュール１６０は、サンプル（例えば、検査および／または視覚化された）製品それぞれからのパラメータ値を表す全てのデータセット間で標準偏差演算を実行し、視覚化モジュール１７０によって視覚されたときに製品上の各点における視覚的符号化がサンプル製品上の対応する点の値の標準偏差と相関する画像を生成する、単一のデータセットを生成する。つまり、図６Ｄの右側にある画像上の所与の点を符号化するために使用される色またはテクスチャは、サンプル製品または被検査製品を表す一連の画像における対応する点について視覚的に符号化されたパラメータ値の標準偏差と相関する。標準偏差計算が任意の数のサンプル、および任意の数のサンプル上の任意の数の点に対して実行されてもよいことが当業者には明らかであろう。
【００３２】
統計計算モジュール１６０が検査または走査された製品または材料からの一つ以上のパラメータ値を表すデータセットに対してあるいはそれらにわたって一つの統計分析演算または統計分析演算の組み合わせを実行してもよいことが当業者には明らかであろう。今日知られているまたは将来的に考案され得る全ての統計分析演算が本発明に適用可能である。
【００３３】
本発明の幾つかの実施の形態によると、様々なデジタルフィルタが不安定な生産工程を検出するために使用することができる。図８を参照するに、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された各画像からの点、区域、区分、または領域が、単一の製品または材料にわたって生産工程偏差を検出するためにどのようにして検査されるかを示す概略的なブロック図である。図８の例では、検査製品の様々な点、区域、区分、または領域と関連付けられる測定パラメータ値または推定パラメータ値および／もしくは偏差値を表すデータは、高域デジタルフィルタ１８０（１８０Ａおよび１８０Ｂ）に通され、フィルタ１８０（１８０Ａおよび１８０Ｂ）は、データに比較的高い周波数成分があると信号を出力して目標値からの偏差に実質的な変動があることを示す。
【００３４】
本発明の更なる実施の形態によると、本発明の幾つかの実施の形態に従って生成された一連の画像からの対応する点、区域、区分、および／または領域は、生産工程の出力である多数の製品または材料にわたる生産工程偏差を検出するために更に検査される。図９を参照するに、一連の製品の対応する点、区域、区分、または領域がどのようにして検査されるかを示し、例えば、検査区域にわたるパラメータ偏差の差を平均化し、結果として生ずる偏差インジケータを所与の工程によって生産される連続的な生産物上の対応する区域について結果として生ずる偏差インジケータと比較する。図９の例によると、上端の検査領域は、関連するグラフで見られるように比較的小さい変動を有し、下方の区域は比較的大きい偏差および変動を有する。上方の区域からの一連の偏差インジケータを高域フィルタ１８０Ａに通すとき、上方の区域からの一連のインジケータ値は高周波数成分を有さない（即ち、安定した工程を示す）ため、高域フィルタ１８０Ａは、信号を生成せず、従って、デジタル信号を実質的に減衰する必要がある。反対に、下方の区域からの一連の偏差インジケータを高域フィルタ１８０Ｂに通すとき、下方の区域からの一連のインジケータ値は高い周波数成分を有する（即ち、不安定な工程を示す）ため、高域フィルタ１８０Ｂは、信号を生成する必要があり、従って、デジタル信号の高周波数成分を実質的に通す必要がある。
【００３５】
本発明の特徴がここで例示され説明されたが、多数の変形、置換、変更、および等価物が当業者には明らかとなるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、全てのこのような変形および変更を本発明の真の精神に含まれるものとして網羅することを意図したものであることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の幾つかの実施の形態による工程監視視覚化システムと使用できる可能な生産ライン検査システムを示す概略的なブロック図である。
【図２】本発明の幾つかの実施の形態による監視視覚化システムの機能ブロックまたはモジュールを示すブロック図である。
【図３】本発明の幾つかの実施の形態による工程監視視覚化システムの可能な出力画像を表す例示的なコンピュータ生成画像を示す図である。
【図４】本発明の幾つかの実施の形態による工程監視視覚化システムの、視覚的符号化および色量子化を含む、可能な出力画像を表す第２の例示的なコンピュータ生成画像を示す図である。
【図５】一連の可能な出力画像を表す一連の例示的なコンピュータ生成画像を示す図であり、各画像は本発明の幾つかの実施の形態による工程監視視覚化システムによって監視され視覚化された別個の生産された材料または製品と関連付けられる。
【図６Ａ】図４に示すような例示的な画像がどのようにして表示されるべき単一のビデオストリームにシリアルに組み合わせられるかを示す概略的なブロック図である。
【図６Ｂ】工程によって生産された多数の製品にわたる対応する点における偏差または差分値の値域を表す単一の画像を視覚的符号化を用いて生成するために、図４に示すような、一連の画像の基礎をなすデータに対してどのようにして統計的処理が実行されるかを示す概略的なブロック図である。
【図６Ｃ】工程によって生産された多数の製品にわたる対応する点における偏差の平均値を表す単一の画像を視覚的符号化を用いて生成するために、図４に示すような、一連の画像の基礎をなすデータに対してどのようにして統計的処理が実行されるかを示す概略的なブロック図である。
【図６Ｄ】工程によって生産された多数の製品にわたる対応する点における標準偏差を表す単一の画像を視覚的符号化を用いて生成するために、図４に示すような、一連の画像の基礎をなすデータに対してどのようにして統計的処理が実行されるかを示す概略的なブロック図である。
【図７】本発明の幾つかの実施の形態による生産工程の出力を監視し視覚化する方法と関連する様々なステップを示すフローチャートである。
【図８】本発明の幾つかの実施の形態により生産された各画像からの点、区域、区分、または領域が本発明の更なる実施の形態に従って検査された単一の製品または材料にわたる生産工程偏差を検出するために更に検査されること、を示す概略的なブロック図である。
【図９】本発明の幾つかの実施の形態に従って生産された一連の画像からの対応する点、区域、区分、および／または領域が生産工程の出力である多数の製品または材料にわたる生産工程偏差を検出するためにどのようにして更に検査されるかを示す、概略的なブロック図である。
【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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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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