(57)【要約】本発明のシステム及び方法は、容器又は缶のような、環状の開口部を有する物品を検査することを可能にし、また、共に開口部内に周縁領域を備える円弧状セクタのグレイスケール像を獲得する複数のカメラを使用する。グレイスケール像を受け取り且つコントラストの差及びグレイスケールの強さに基づき容器に欠陥を判別すべくプロセッサが複数のカメラに接続される。本発明は、高速度の定性検査法及び定量測定法を使用する欠陥の高性能分析を可能にする。
2004525340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の開口部を有する物品の検査システムにおいて、
共に、開口部内に周縁領域を備える円弧状セクタのグレイスケール像を獲得する複数のカメラと、
グレイスケール像を受け取り且つグレイスケールの強さのコントラスト差に基づいて容器の欠陥を判別すべく複数のカメラに接続されたプロセッサとを備える、物品の検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、開口部の頂部のグレイスケール像を獲得すべく開口部のほぼ上方に配置されたカメラを更に備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、容器にて、前記プロセッサが、頂部のグレイスケール像及び円弧状セクタのグレイスケール像から欠陥があるかどうかを同時に判別する、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、グレイスケールの強さのコントラスト差に基づいて欠陥が存在するときを判別するルールを知識ベース内に記憶すべく前記プロセッサと関係したメモリを更に備える、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記カメラが電荷結合素子カメラから成る、システム。
【請求項６】
頂部の容器開口部を有する円筒状容器の検査システムにおいて、
所定の走行路に沿って複数の円筒状容器を検査ステーション内に前進させるコンベアと、
容器の開口部を照明し得るように検査ステーションに配置されたストロボライトと、
共に、開口部内に周縁領域を備える円弧状セクタのグレイスケール像を同時に獲得すべく検査ステーションに配置された複数のカメラと、
グレイスケール像を受け取り且つグレイスケールの強さのコントラスト差に基づいて容器の欠陥を判別すべく複数のカメラに接続されたプロセッサとを備える、物品の検査システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、何れかの欠陥が容器を不良とするのに十分に重大であると判別した後、容器をコンベアから取り出す取り出し機構を更に備える、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記取り出し機構が空気吹き飛ばし機構を備える、システム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記コンベアが、容器を真空圧によりコンベア上に保持するのを助け得るように真空圧アシスト機構を備える、システム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムにおいて、缶の開口部を通じて内面の頂部グレイスケール像を獲得すべく缶開口部内への視界を有する、検査ステーションに配置されたカメラを更に備える、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記プロセッサが、円弧状セクタのグレイスケール像及び頂部のグレイスケール像から欠陥を同時に判別する、システム。
【請求項１２】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記カメラが電荷結合素子カメラから成る、システム。
【請求項１３】
請求項６に記載のシステムにおいて、グレイスケールの強さのコントラスト差に基づいて欠陥が存在するときを判別すべく前記プロセッサと関係したメモリを更に備える、システム。
【請求項１４】
開口部を有する物品の検査方法において、
共に、物品の開口部内部の周縁領域を備える円弧状表面セクタの複数のグレイスケール像を獲得する工程と、
物品の欠陥を判別すべくグレイスケール像を処理する工程とを備える、物品の検査方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、グレイスケール像を同時に獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、グレイスケール像を並列処理する工程を更に備える、方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、欠陥を判別すべくグレイスケール像の各々のグレイスケールの強さのコントラスト差を判別する工程を更に備える、方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法において、カメラによりグレイスケール像の各々を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の方法において、開口部の頂部グレイスケール像を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項２０】
環状の開口部を有する円筒状の容器の検査方法において、
共に、容器の開口部の周縁表面領域を備える容器の開口部内で円弧状の表面セクタの複数のグレイスケール像を同時に獲得する工程と、
コントラストの強さの変化を判別すべくグレイスケール像を処理する工程と、
コントラストの強さの変化に基づいて物品の欠陥を判別する工程と
を含む、円筒状の容器の検査方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、コンピュータメモリの知識ベースにコントラストの強さの変化を記録する工程を更に備える、方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法において、カメラにより像を捕獲することによりグレイスケール像の各々を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、カメラの各々が電荷結合素子カメラから成る、方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法において、容器の開口部に対して側部角度だけカメラの各々を向ける工程を更に備える、方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法において、円弧状セクタの各々が容器の開口部の四分円部分を備える、方法。
【請求項２６】
請求項２０に記載の方法において、容器の開口部の頂部像を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項２７】
請求項２０に記載の方法において、ストロボライトにて容器開口部の内部を照明する工程を更に備える、方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、ストロボライトがキセノンストロボライトから成る、方法。
【請求項２９】
環状の容器の開口部を有する円筒状の容器の検査方法において、
所定の走行経路に沿って複数の円筒状の容器を検査ステーション内に前進させる工程と、
容器の開口部の内部を照明する工程と、
共に、容器の開口部の周縁表面領域を備える容器の開口部内で円弧状の表面セクタの複数のグレイスケール像を同時に獲得する工程と、
コントラストの強さの変化を判別すべくグレイスケール像を処理する工程と、
コントラストの強さの変化に基づいて物品の欠陥を判別する工程と、
欠陥が検出され且つ容器を不良にするものと見なされたとき、容器を棄却する工程とを備える、円筒状容器の検査方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、容器を所定の走行経路から空気により取り出すことにより容器を棄却する工程を更に備える、方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法において、複数の円筒状の容器をコンベアによって前進させる工程を更に備える、方法。
【請求項３２】
請求項２９に記載の方法において、コントラストの強さの変化をコンピュータメモリの一部としての知識ベースに記録する工程を更に備える、方法。
【請求項３３】
請求項２９に記載の方法において、カメラで像を捕獲することによりグレイスケール像の各々を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、カメラの各々が電荷結合素子カメラから成る、方法。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法において、容器の開口部に対して側部角度だけカメラの各々を向ける工程を更に備える、方法。
【請求項３６】
請求項２９に記載の方法において、円弧状セクタの各々が容器の開口部の四分円部分を備える、方法。
【請求項３７】
請求項２９に記載の方法において、容器の開口部の頂部のグレイスケール像を獲得する工程を更に備える、方法。
【請求項３８】
請求項２９に記載の方法において、ストロボライトにて容器の開口部の内部を照明する工程を更に備える、方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、像が獲得されたときに照明し得るようにストボロを励起する工程を更に備える、方法。
【請求項４０】
容器の欠陥を判別すべく容器の複数のグレイスケール像を処理する方法において、
グレイスケール像の各々が共に容器の開口部の周縁表面領域を備える容器の開口部の内面の円弧状セクタである複数のグレイスケール像内に、何らかの高コントラスト領域が存在するか否かを判別する工程と、
高コントラスト領域の何らかのコントラスト対を判別する工程と、
近接するごとにコントラスト対を群にまとめる工程と、
容器の内部に欠陥が存在するか否かを判別すべく任意の群のコントラスト対を分析する工程と
を含む、容器の複数のグレイスケール像を処理する方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法において、コントラスト対の群をコンピュータの知識ベースに記録する工程を更に備える、方法。
【請求項４２】
請求項４０に記載の方法において、容器の開口部の頂部グレイスケール像を獲得する工程と、頂部グレイスケール像を円弧状部分のグレイスケール像と並列処理する工程とを更に備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、検査分野に関し、より具体的には、本発明は、開放された頂部を有する缶のような容器の検査分野に関する。
【０００２】
【発明の背景】
消費者がより高品質及びより低コストの製品を要求するに伴って容器の検査は益々、重要になりつつある。検査過程にてコンピュータを使用することは、これらの検査要求を増大させている。幾つかのシステムはコンピュータ利用の画像システムを使用する。例えば、あるシステムは、欠陥を探知すべく像データを２進数に変換する。例えば、タッカーに付与された米国特許第４，９２４，１０７号には、アルミニウム飲料缶のような、物品の内面の複数の水平方向領域が検査される、缶の検査システムが開示されている。このシステムは、像を２進数に変換し且つそれらの値を処理する。その他のシステムは、同様の２進アルゴリズムを有している。
【０００３】
しかし、複雑な２進変換アルゴリズムを使用せずに、同様の度量衡及びグレイスケール分析法を使用して、頂部付近のような、缶の内部領域にて缶の検査過程を一層良く制御することが望まれる。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、有益であり、且つ飲料容器及び缶のような容器用の非接触型、コンベア利用、リアルタイムの全数計測及び欠陥検出を行うシステムを提供するものである。本発明のシステムは、缶を棄却すべきものにする異常の不規則的な発生を識別すると共に、３，０００ＣＰＭのライン速度にて缶の内部の３６０°全体に亙って内部の機械的欠陥、表面欠陥及び異物による汚れを検出する。くびれ部分のしわ、側壁の穴、押しへこみ、側壁のひだ、インクの汚れ及び内部被覆の喪失が判別され、且つ必要であるならば、缶が棄却される。
【０００５】
本発明によれば、該システムは、環状の開口部を有する、容器又は缶のような物品を検査し、また、共に開口部内に周縁領域を有する円弧状セクタのグレイスケール像を獲得する複数のカメラを使用する。グレイスケール像を受け取り且つグレイスケールの強さのコントラスト差に基づき容器の欠陥を判別するため複数のカメラにプロセッサが接続されている。別のカメラを開口部のほぼ上方に配置し、開口部の頂部のグレイスケール像を獲得することができる。プロセッサは、頂部のグレイスケール像の欠陥及び円弧状セクタのグレイスケール像の欠陥を同時に判別する。
【０００６】
本発明の更に別の面において、メモリがプロセッサと関係付けられており、コントラスト差及びグレイスケールの強さに基づいて欠陥が存在するときを判別するため各種のルールをコンピュータメモリの知識ベースに記憶させる。カメラは、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラを含むことができる。ストロボライトを検査ステーションに配置し、コンベアによって容器が供給されるときに容器の開口部を照明する。該コンベアは、所定の走行経路に沿って複数の円弧状容器を検査ステーション内へ前進させる。
【０００７】
何れかの欠陥が容器を不良品とするのに十分に重大な欠陥であると判定した後、取り出し機構は、その容器をコンベアから取り出す。この取り出し機構は、空気吹き飛ばし機構から成るものとすることができる。
【０００８】
本発明の更に別の面において、コンベアは、容器を真空圧によりコンベア上に保持することを助ける真空圧アシスト機構を有している。また、共に、物品の開口部内に周縁領域を備える円弧状の表面セクタの複数のグレイスケール像を獲得すると共に、次に、物品の欠陥を判別すべくグレイスケール像を処理する方法も開示される。この物品は、容器、缶又はその他の物品から成るものとすることができる。
【０００９】
本発明のその他の目的、特徴及び有利な点は、添付図面を参照しつつ検討したとき、以下の本発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１０】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
本発明は、有益であり、また、形成された本体及び頂部が後から追加される、２つの部分として形成された通常の３４０．１９４グラム（１２オンス）のアルミニウム飲料缶のような容器の検査システムを提供するものである。該システムは、不規則的な製造上の異常を効果的に且つ確実に識別すると共に、不良品であると判定された缶を棄却する検査モジュールを提供する。該システムは、３，０００ＣＰＭまでのライン速度にて缶の３６０°の全内部における、内部の機械的損傷及び欠陥、表面仕上げ上の欠陥、汚れ及び異物を効果的に検出する。
【００１１】
ＰＣのようなプロセッサ、及び履歴データベース並びに知識ベース用のメモリを使用して、現在及び履歴データ並びにその他の欠陥に関するデータをグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）に表示するか、又はオフライン分析のためネットワーク型ＳＰＣシステムに送る。以下に説明し且つ図面に示すように、システムは、視覚的異常と、くびれ部分のしわ、側壁の穴、押しへこみ、側壁のひだ、インクの汚れ、及びエナメル被覆の不存在のような内部被覆の喪失に関する欠陥とを確実に識別することができる。
【００１２】
本発明のシステムは、各々が、取り付けられた広角レンズ２４を有する４つの側部カメラ２２（図６）と、頂部像２８が得られるように配置された頂部カメラ２６とを使用する（図５）。側部カメラ２２の各々は、その各々が開口部内に周縁領域を備える円弧状セクタのグレイスケール像を獲得する。このように、カメラ（図６）は、各々が９０°を僅かに上廻り、隣接するカメラから獲得された隣接するグレイスケール像と約２０％重なり合う四分円セクタを獲得する。３つのカメラのみが使用されるならば、重なり合い程度は少なくなり、像の分離角度はより大きくなるであろう。このため、必要なグレイスケール像を得るには、４つのカメラが許容可能であることが分かった。しかし、５つ以上のカメラを使用してもよい。
【００１３】
頂部のグレイスケール像は、頂部カメラ（図５及び図６）及び広角レンズから獲得される。グレイスケール像を受け取り且つコントラスト差及びグレイスケールの強さに基づき容器の欠陥を判別すべくプロセッサがカメラに接続されている。
【００１４】
次に、図１を参照すると、本発明のシステム及び方法にて使用される全体的な大型の構成要素が図示されている。コンベア１０が缶を垂直方向に且つ互いに隣接する位置に保持し、コンベア１０によって画成された所定の走行経路に沿って複数の缶Ｃを全体として参照番号１２で表示した検査ステーションへ前進させる。「缶」という用語が本明細書の全体に亙って使用されているが、その他の容器は円筒状とし、開口部を有するその他の形態をこのシステムによって検査することができる。検査ステーション１２はコンベア１０の上方に取り付け且つ床１４にボルト止めされる別個のユニットとすることができる。キーパッド１６及び（又は）タッチスクリーン２０のような操作者コンソールを検査ステーションに取り付けることができるが、このことは必ずしも必要ではない。コンベアは当該技術分野の当業者に既知であるように、適宜なフレーム２２に及び懸架装置に取り付けることができる。図示するように、パーソナルコンピュータのようなプロセッサ２３をユニットの外側に又はユニット内部に取り付けることができる。
【００１５】
本発明の１つの面において、コンベア１０は、真空穴を有する多数のセグメントを備え（図２Ａ及び図２Ｂ）、これらの真空穴は真空システムに接続してコンベアの上面から真空圧を吸引し、缶Ｃを上面に対して保持することを許容する。缶はまた、本発明にとって必ずしも必要ではないが、典型的に、底部斜角面を有しており、２つの缶が近接して配置され且つ互いに接触するとき、開放した三角形の領域が形成され且つセンサ２５と共に使用されて缶の存在を表示することができる（図２Ａ及び図２Ｂ）。
【００１６】
コンベア１０は缶を移動させるベルト駆動型とすることができる。更に、真空圧は缶を安定させる最小限の吸引力のみを作用させ、より静止したコンベア上の隣接する缶から加えられる圧力によって缶を前進させることができる。また、空気を缶に対し上方に付勢させ、缶の各々がコンベア上で「浮き上がる」ようにするコンベアを使用することも可能である。このように、直線状の静止型コンベア又は側部レールを有する湾曲静止型コンベアが使用されるならば、缶はコンベア上で「浮き上がり」、空気緩衝型コンベアに沿って押されて検査ステーション１２に入る。缶を検査ステーション内に移動させるため、当該技術分野の当業者が提案するようにその他のコンベアを使用することができる。
【００１７】
スルービームセンサ（図示せず）のような多数の異なるセンサ２５を使用することができ（図２Ａ及び図２Ｂ）、２つの缶の隣接する底部斜角面により画成された「開放」又は三角形領域がビームセンサを通過するとき、光が光源から三角形領域により画成された領域を通過し且つ受光器により受け取られるようにする。この型式のセンサは、プロセス２３に接続して本発明のシステム及び方法の機能を果たし且つ缶が存在することを自動的に表示するようにすることができる。
【００１８】
検査ステーションにおいて、少なくとも１つの光源４０が缶の内部を照明し、また一例において、この光源は、より従来型式のＬＥＤストロボではなくてキセノンストロボである。図３に図示するように、取り付け板４２が検査ステーションに配置されており、キセノンストロボが取り付け板４２の中央部分に取り付けられている。キセノンストロボはリング支持部材４４の上に取り付けられ、頂部カメラ２６及びその広角レンズは、図４に図示するように、リング支持部材を貫通して下方に伸びている。リング支持部材４４は支持ブラケット４６によって取り付け板に取り付けられる。
【００１９】
側部カメラ及び頂部カメラの各々は電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラであり、ピンホールレンズと共に作用する。これらのカメラは、ＮＴＳＣ標準にて作動し、典型的に、１フレーム当たり１／６０秒にて飛越し走査される２つのフレームを備え、また、像当たり２つのフレームを有している。しかし、本発明において、ＣＣＤカメラをフレームモードにて作動させ、像が１／６０秒まで半分解能の状態となるように１つのフレームを獲得し、これにより１６ミリ秒毎に１つの像が獲得されるようにすることも可能である。勿論、その他のカメラを使用することができ、当該技術分野の当業者に既知の標準によって獲得時間を変化させることができる。ライン走査カメラ、フレームカメラ及びその他のカメラも使用可能である。１／６０秒の垂直同期化パルス及び２５６線により、本発明は、毎分３，０００個の缶まで検査することができる。例えば、６４線に少なくし、１秒当たり３６０個の像を得ることは可能であるが、１３３メガヘルツバスにて作動する通常のパーソナルコンピュータを備える本発明にて使用可能である標準的な型式のプロセッサの場合、データに関連する問題が生ずる可能性がある。当該技術分野の当業者に既知であるように、本発明にて任意の数のプロセッサを使用することはできるが、検査ステーションフレームのベース部内に審美上及び機能上の理由のために取り付けられた標準的なパーソナルコンピュータ（図１）は、上述したような十分な処理能力及びデータ搬送能力を備える限り、許容可能である。
【００２０】
図３乃至図６に図示するように、側部カメラ２２は側部取り付けブラケット４８に取り付けられており、また、缶により画成された頂部フランジ領域（ｆ）にて鋭角な角度で缶の内部を指向する広角レンズを有している。これらのカメラはプロセッサ２３に接続される。
【００２１】
側部取り付けブラケット４８は、またカメラを異なる角度に向けて且つ図３に矢印で示すように異なる角度で旋回することを許容するように、自在型取り付けブラケット４８ａも備えている。側部取り付けブラケット４８は、取り付け板の下側部に取り付けられた横方向支持体４８ｂ上で摺動可能である。
【００２２】
図７には、４つの側部カメラ及び１つの頂部カメラを使用してコンピュータスクリーンに表示することのできる型式のコンピュータ像が図示されている。勿論、像はコンピュータスクリーンのグラフィカルユーザインターフェースの一部として表示することができ、また、捕獲された像に対する更なるデータ処理を許容し得るようにその他の情報及びデータの入力ボックス（図示せず）を含めることができる。また、当該技術分野の当業者に既知であるように、その他の像データをグラフィカルユーザインターフェースに表示することも可能である。
【００２３】
図８Ａ乃至図１４Ｂには、横に並んだ２つの像が図示されており、ここで視覚像が左側に図示され、処理後の像はコンピュータにより見たときのように右側部に図示されている。図８Ａ及び図８Ｂにはくびれ部分のしわが図示されている。図９Ａ及び図９Ｂには側壁の穴が図示されている。図１０Ａ及び図１０Ｂには側壁のひだが図示されている。図１１Ａ及び図１１Ｂにはくびれ部分のへこみ及びインクの汚れが図示されている。図１２Ａ及び図１２Ｂにはインクの汚れが図示されている。図１３Ａ及び図１３Ｂには押しへこみ及びインクの汚れが図示されている。図１４Ａ及び図１４Ｂにはエナメルスプレー部が失われたときのような被覆／部分的スプレー部が喪失した状態が図示されている。
【００２４】
以下に説明するように、参照番号５０で表示した部分は、ヒットした箇所であると考えられても、参照番号５２で表示した部分で示されるようにコントラスト対の群として処理されるまで欠陥とは見なされない。感度は極めて低く設定され、ヒット箇所を多数記録することができる。この感度はグレイスケール像のコントラストに対し設定される。欠陥であると見なすべきヒット箇所について、そのヒット箇所は判定基準に適合し、隣接する部分すなわち特定のコントラスト部分及びコントラスト対がなければならない。
【００２５】
図１５乃至図２０を参照すると、缶のような容器を検査する本発明のシステムにて使用されるソフトウェアアルゴリズムのフローチャートが図示されている。システムに対するソフトウェアアルゴリズムの説明は、一般的な３４０．１９４グラム（１２オンス）のアルミニウム製造缶のような容器及び缶の検査に関して進行するが、当該技術分野の当業者に既知であるように、異なる物品及び形態並びに型式が相違する容器を検査するとき、該ソフトウェアアルゴリズムを使用することができる。
【００２６】
当該技術分野の当業者に既知であるように、ソフトウェアアルゴリズムを異なるソフトウェア言語にて書き込むことができる。しかし、当該実施例において、プログラムＣ＋＋がソフトウェアにとって好ましい言語であることが判明している。ソフトウェアアルゴリズムは、図１５に図示するように３つの処理段階の「パイプライン」過程を確立し、以下に説明するように、２つの通過フィルタを使用する。３つの段階の機能の各々は独立的であるが、同時に行われる。第一の段階が第一の群の像に作用している間、第二の段階は第二の群の像に作用し、第三の段階は第三の群の像に作用している。単一群の像はパイプラインを通じてリテラルに処理しなければならない。
【００２７】
図面において、３つの段階の各々は、１つの段階当たり５つの像、すなわち、図７に図示するように、４つの側部像及び１つの頂部像を処理する。ソフトウェアアルゴリズムは、獲得した像の群に対しパイプライン過程にて作動することを理解すべきである。１つの群当たりの像の数は、何れの型式のＣＣＤカメラ又は線走査カメラが使用されるかといったような、像を捕獲するために使用されるハードウェアの型式に依存する。プロセッサ又はバス接続部が適宜な処理パワー及びデータ能力を備える限り、必要であるならば、より多数の像を捕獲することができる。
【００２８】
明確化のため、システムのソフトウェアを説明するのに使用される参照番号は１００番台から開始するものとする。
図１５に図示し且つ上述したように、外部のソフトウェア１００は、獲得した像の各々を処理する関係した視覚プロセッサ１０２を有するＣＣＤカメラを備えている。ハードウェアのトリガが存在する毎に、５つのカメラがそれぞれ１つの像を「捕え」すなわち獲得し、合計５つの像を得て、これらの像はソフトウェア処理パイプライン内に送られて且つ並列処理される。
【００２９】
第一の獲得段階１０４において、像のキュー１０６はＰＣメモリスペース１０７の一部としてのメモリバッファである。所定の数の像、すなわち、１つの実施例において、３０組の像を保持するのに十分なメモリスペースが割り当てられる。像のキュー１０６内で保持することのできる像の数は、当該技術分野の当業者に既知であるように、処理速度及び像の型式に依存して変更可能である。第二の処理段階１０８において、知識ベース１１０は欠陥のある缶を判別するルールを保持している。
【００３０】
第三の判定段階１１２は、ＰＣメモリスペース１０７、知識ベース１１０及び取り出し機構のハードウェア１１４と相互作用し、システムが缶又はその他の容器に欠陥があると判別したならば、缶を取り出す。これら３つの段階の全体を通じて第一の獲得段階１０４は、視覚プロセッサ１０２及び像のキュー１０６を保持するＰＣメモリスペース１０７と、相互作用する。処理段階１０８は、像のキュー及び知識ベースのＰＣメモリスペースとだけ相互作用する。判定段階１１２は、ＰＣメモリスペース１０７、知識ベース１１０及び取り出し機構ハードウェア１１４と、相互作用する。
【００３１】
第一の獲得段階１０４に対して作用可能であるアルゴリズム工程が図１６に図示されている。システムは、缶が像の獲得に利用可能であるとの決定に対応するハードウェアのトリガが受け取られたかどうかを判別する（ブロック１２０）。缶が利用可能であるとの決定に対応する外部トリガが存在しないならば、トリガが存在する迄、このステップは繰り返される。トリガが存在するならば、５つのカメラは全ての像を獲得し（ブロック１２２）、全ての像が獲得されたならば、像プロセッサはリセットされる（ブロック１２４）。ソフトウェアは再度、外部トリガを待つ。
【００３２】
全ての像が得られないならば、その場合、得られた任意の１つの像が像プロセッサから獲得される（ブロック１２６）。これは、任意の数（Ｉｎ）の像、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、…、Ｉｎとすることができる。図１乃至図４に図示した当該ハードウェアの形態において、５つのカメラがあり、従ってｎは１以上５以下となる。ソフトウェアはＩｎが有効な像であるか否かを判別する（ブロック１２８）。Ｉｎが有効な像であるならば、次に、これらの像Ｉｎは像のキュー内に置かれる（ブロック１３０）。像Ｉｎが有効な像でないならば、ブランク像が像のキュー内に配置される（ブロック１３２）。Ｉｎ番のカメラが良好な像を獲得し、これらの像が分析され且つ処理されるならば、ブランク像は使用されるが、例えば、カメラＮｏ．５（例えば）が作動不能であるようなとき、１つ又は２つ以上のその他の像はブランク像である。第五の像はブランク像として保持され、プロセッサ及びソフトウェアは、後の段階にてそのブランク像を処理することに関してそれ自体関係しない。
【００３３】
図１７には、第二の処理段階１０８が図示されており、第一の工程において、像のキュー１０６が空であるか否かが判別される。像のキューが空であるならば（ブロック１３４）、ソフトウェアはループバックし、空であるか否かを判別すべく像のキューの観察を続行する。その像のキューが空でないならば、その像が像キューから除去され（ブロック１３６）、側部像の処理に関して知識ベースに記憶された情報に基づき、プロセッサによってその像が側部像１３８であるか否かの判別が為される。像が側部像であるならば、次に、その像は、アルゴリズムに示すように、側部像として処理される（ブロック１４０）。
【００３４】
側部像の処理は、最初にその像がブランク像であるか否かを判別する（ブロック１４２）。その像がブランク像であるならば、次に、ソフトウェアは知識ベースに「群無し」と記録する（ブロック１４４）。例えば、検査のためシステム内に入る全ての缶に対し、ソフトウェア内の判定スレッドが缶を保持するか又はその缶を棄却するか否かを判別し得るような一組みの情報が存在する。このことは、知識ベースに記録すべき缶に関するデータが存在するか否かを判別するために行われる。
【００３５】
ブランク像が存在しないならば、次に、コントラストフィルタを作動させ（ブロック１４６）、グレイスケールに基づいてコントラストを点検する。これは、セグメント内で、すなわち像データのブロック内で像をスペース毎に分析するため使用されるソフトウェアツールである。このように、ソフトウェアは像データのブロックを分析し、１回に１つずつ、最初に、高コントラスト領域が存在するか否かを判別する（ブロック１４８）。グレイスケール分析時に高コントラスト領域が存在するならば、ソフトウェアはその領域を１つのヒット箇所としてカウントする。このように、ソフトウェアアルゴリズムは、何らかの高コントラスト領域が存在するか否かを判別し、イエスであるならば、該アルゴリズムは異なるヒット箇所からコントラスト対を判別する（ブロック１５０）。
【００３６】
フィルタが作動し、システムがメモリアレーのメモリスペース内にて高コントラスト領域を標識した後、システムは、何れかの高コントラスト領域が存在するか否かを判別する。システムのソフトウェアがコントラスト対を近接するごとに群にまとめる（ブロック１５２）。これらの高コントラスト領域はグレイスケール画像法を使用して分析する。例えば、像データのブロックのグレイスケールの像強さが白から黒に移るならば、正のコントラスト差が存在する。グレイスケールの像が黒から白に移るならば、負のコントラスト差が存在する。
【００３７】
システムが互いに近いほぼ等しいコントラスト対の群を分析し、例えば、缶のくびれ部分に欠陥があるならば、コントラストは、通常の暗いコントラストからその欠陥が存在する場所にて明に変化し、また、通常のすなわち正常な缶の表面にて再度、暗に戻る。このように、アルゴリズムはコントラストの強さの変化を判別する。コントラストの変化の群が存在するならば（ブロック１５４）、次に、それらの群は知識ベースに記録される（ブロック１５６）。それ以前の工程において、高コントラスト領域が存在しなかったならば、次に、プロセッサは知識ベースに「群無し」と記録する。コントラスト対を近接するごとに群にまとめる処理の後、群が存在しないならば、プロセッサは知識ベースに「群無し」と記録する。何れの場合でもこの段階にて、側部像の処理は停止する（ブロック１５８）。
【００３８】
ソフトウェアが側部像は存在しないと判別するならば（図１７、ブロック１３８）、次に、その像は、図１９の頂部像処理アルゴリズムフローチャートに示すように、頂部像として処理される（ブロック１４１）。側部像及び（又は）頂部像を処理した後、判定段階に信号が送られる（ブロック１４１Ａ）。
【００３９】
特定の領域に存在する光量を判別するためのソフトウェアアプリケーションである、光度計が作動される（ブロック１６０）。光度計は、像データ自体に基づいて作動する。システムのソフトウェアは、当該技術分野の当業者に既知であるように光度計ソフトウェアを内蔵することができる。過剰の光が存在するならば（ブロック１６２）、次に、その容器又は缶を「スプレー部無し」の欠陥として表すようにその像が記録される（ブロック１６４）。この場合、缶の内部の一部分又はその全てにエナメル又はその他の保護被覆が存在せず、また、少なくとも１つのカメラが素地アルミニウムの像を受け取っており、多量の反射により像の強さを一度に解消する。このことは、エナメルスプレー部の不存在に対応する「スプレー部無し」の欠陥と称される。
【００４０】
光が過多に存在しないならば、次に、システムは、不十分な光であるか否かを判別する（ブロック１６６）。光が不十分であるならば、次に、標識像は「像無し」とタグが付される（ブロック１６８）。例えば、ストロボライトが点灯しないとき、「像無し」状態が生ずる。第三の判定段階１１２は、この情報を分析し且つ特に、各々が光が過少であるその後の像が直線状に処理される場合、問題があることを表示するフラグをたてる。光が過多であり、「スプレー部無し」の欠陥がある表面に対応するものとして像が表示されるとき、同一のことが生じる可能性がある。システムは、そのヒット箇所を判別し（ブロック１７０）、何らかのヒット箇所があるならば（ブロック１７２）、これらのヒット箇所は欠陥として記録される（ブロック１７４）。ヒット箇所が無いならば、次に、プロセッサは、「欠陥無し」と記録する（１７６）。この時点にて、処理段階は停止し（ブロック１７８）、判定段階に信号が送られ、図２０に図示するように、第三の段階にて処理が開始する。
【００４１】
システムのソフトウェアは、判定段階の信号が捕獲されたか否かを判別する（ブロック１８０）。捕獲された信号が無いならば、システムソフトウェアはループを続けて判定段階の信号が受信されたときを判別する。信号が受信され且つ捕獲されたならば、知識ベースから記録されたデータが読み取られる（ブロック１８２）。「像無し」の表示が為されるならば（ブロック１８４）、次に、「像無し」の計数器が増分されて（ブロック１８６）、缶の追跡が続行される。否定であるならば、次に、システムソフトウェアは、「スプレー部無し」データの表示があるかどうかを判別し（ブロック１８８）、肯定であるならば、次に、「スプレー部無し」の計数器が増分される（ブロック１９０）。吹き飛ばし信号が発生し（ブロック１９２）、缶をこの時点にて取り出す。「スプレー部無し」の判別（ブロック１８８）が否定であるならば、システムは、何らかの頂部像の欠陥があるかどうかを判別し（ブロック１９４）、肯定であるならば、頂部欠陥の計数器が増分され（ブロック１９６）、缶を吹き飛ばし且つ取り出すための信号が発生される（ブロック１９２）。頂部像の欠陥が存在しないならば、次に、システムは、何れかの側部像の欠陥が存在するか否かを判別し（ブロック１９８）、存在するならば、次に、側部欠陥の計数器を増分させ（ブロック２００）、その缶を吹き飛ばし且つ取り出す信号が発生される（ブロック１９２）。側部像の欠陥が無いならば、次に、吹き飛ばし信号は発生されず、缶は、更なる処理のためライン上に止まる（ブロック２０２）。
【００４２】
アルゴリズムは、フィルタ及び決定過程と共に使用し、正及び負のコントラストであるか否かを判別することができる点にて有益であり、また、従来技術の装置よりも好ましい。
【００４３】
上記の説明及び添付図面に記載された教示の利点を有する、本発明の多くの改良例及びその他の実施の形態が当業者に案出されよう。このため、本発明は、開示された特定の実施の形態に限定されず、また、改変例及び実施例が従属特許請求の範囲に含まれることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
操作者が検査過程を監視し且つ制御する、全体的なコンベア及び検査ステーションを示す本発明のシステムの等角図である。
【図２】
容器をコンベアの上に保持することを助ける真空引出し装置と、センサ機構とを備えるコンベアの図である。
【図３】
側部及び頂部から像を獲得する広角レンズ及びカメラを示す、検査ステーションの一部分の等角図である。
【図４】
缶の底部の方向に見たときの図３と同様の別の等角図である。
【図５】
図３に図示したカメラ及びレンズの平面図である。
【図６】
側部カメラを示す検査ステーションの内部の頂面図である。
【図７】
表示することのできる像を有し、４つの側部カメラ及び頂部像を示す１つの型式のユーザスクリーンの図である。
【図８】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図９】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１０】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１１】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１２】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１３】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１４】
缶の欠陥の視覚像の図及び缶の欠陥を処理した後の像を示す図である。
【図１５】
「パイプライン」内で作用し且つ並列処理形態にあるときのソフトウェアアルゴリズムを示す全体的なブロック図である。
【図１６】
１つの像を獲得するソフトウェアの獲得段階を示すフローチャートである。
【図１７】
処理段階を示すフローチャートである。
【図１８】
側部像の処理状態を示すフローチャートである。
【図１９】
頂部像の処理状態を示すフローチャートである。
【図２０】
前回の獲得及び処理段階後に容器を受け入れ又は棄却する処理を行う判別どうかを決定する過程を示すフローチャートである。
【図２】
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【図３】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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