(57)【要約】【課題】検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査する。【解決手段】検査装置は、検査対象物体を撮像して、検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、検査部位の検査基準としての基準画像データと差分画像データとの類似度に基づいて、検査対象物体が良品か否かを判定する判定部とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、
前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、
前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部と
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する設定部を備え、
前記平滑部は、
前記カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を前記画像データに対して行うことにより、前記平滑画像データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記設定部は、
前記外形画像データの空間周波数の強度が、定数成分を除いて最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、
前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、
前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部と、
少なくとも前記撮像部を可動に支持するロボット本体と
を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項５】
前記画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する設定部を備え、
前記平滑部は、
前記カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を前記画像データに対して行うことにより、前記平滑画像データを生成する
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記外形画像データの空間周波数の強度が、定数成分を除いて最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記ロボット本体を支持する台座部と、
前記台座部を可搬にする可搬部と
を備えることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のロボット装置。
【請求項８】
検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる検査対象物体画像の画像データを生成する撮像ステップと、
前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑ステップと、
前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分ステップと、
前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定ステップと
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項９】
コンピューターを、
検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、
前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、
前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部と
として機能させるための検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、ロボット装置、検査方法及び検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物体の検査を画像認識処理に基づいて行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この文献に開示された検査装置は、検査対象物体を撮像した画像と、予め撮像されている良品の画像との類似度に基づいて、検査対象物体の欠陥を検出する装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５８９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の検査装置においては、検査対象物体の表面の微小な凹凸や模様など、検査対象物体の表面の個体差が顕著な部分がある場合には、検査対象物体が良品であっても類似度が小さくなり、その個体差が欠陥として検出されることがあった。この場合、上記の検査装置においては、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる検査装置、ロボット装置、検査方法及び検査プログラム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】
【０００６】
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である検査装置は、検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部とを備えることを特徴とする。
このように構成したことにより、検査装置は、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる。
【０００７】
［２］上記［１］記載の検査装置において、前記画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する設定部を備え、前記平滑部は、前記カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を前記画像データに対して行うことにより、前記平滑画像データを生成することを特徴とする。
このように構成したことにより、検査装置は、平滑画像データを生成するためのローパスフィルターの特性を、画像データの特性に応じて設定することができる。これにより、検査装置は、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる。また、検査装置は、既知のローパスフィルターを用いて平滑化を行うため、簡易な構成により平滑画像データを生成することができる。
【０００８】
［３］上記［２］記載の検査装置において、前記設定部は、前記外形画像データの空間周波数の強度が、定数成分を除いて最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定することを特徴とする。
このように構成したことにより、検査装置は、検査部位の外形部分を示す各画素の濃淡が除去されており、検査部位の表面部分を示す各画素の濃淡が除去されていない平滑画像データを生成することができる。したがって、検査装置は、この平滑画像データと平滑化前の画像データとの画素値の差分を求めた差分画像データとして、検査部位の外形部分を示す各画素の濃淡は保持されており、検査部位の表面部分を示す各画素の濃淡が除去されている差分画像データを生成することができる。これにより、検査装置は、検査部位の表面部分の影響を低減させて、検査部位の外形部分を高精度に検査することができる。
【０００９】
［４］上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるロボット装置は、検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部と、少なくとも前記撮像部を可動に支持するロボット本体とを備えることを特徴とする。
このように構成したことにより、ロボット装置は、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる。
【００１０】
［５］上記［４］記載のロボット装置において、前記画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する設定部を備え、前記平滑部は、前記カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を前記画像データに対して行うことにより、前記平滑画像データを生成することを特徴とする。
【００１１】
［６］上記［４］または［５］記載のロボット装置において、前記設定部は、前記外形画像データの空間周波数の強度が、定数成分を除いて最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定することを特徴とする。
【００１２】
［７］上記［４］から[６]のいずれかに記載のロボット装置において、前記ロボット本体を支持する台座部と、前記台座部を可搬にする可搬部とを備えることを特徴とする。
このように構成したことにより、ロボット装置は、検査に必要な検査装置及び制御装置を内蔵しているため小型化することができる。また、ロボット装置は、可搬部によって場所を変えて検査を行うことができる。このため、ロボット装置は、例えば、移動させることが困難な大型の検査対象物体についても検査を行うことができる。
【００１３】
［８］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である検査方法は、検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる検査対象物体画像の画像データを生成する撮像ステップと、前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑ステップと、前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分ステップと、前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
［９］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である検査プログラムは、コンピューターを、検査対象物体を撮像して、前記検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、前記画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、前記画像データの画素と、当該画素に対応する前記平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、前記検査部位の検査基準としての基準画像データと前記差分画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象物体が良品か否かを判定する判定部と、として機能させる。
【００１５】
よって、本発明の各態様によれば、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる検査装置、ロボット装置、検査方法及び検査プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態であるロボット装置におけるロボット本体と検査対象物体との概略の外観図である。
【図２】本実施形態であるロボット装置の概略の機能構成を表すブロック図である。
【図３】本実施形態における検査装置の機能構成を表すブロック図である。
【図４】本実施形態における撮像部が生成した画像データの一例を示す模式図である。
【図５】本実施形態における検査部位の外形部分を示す外形画像データの一例を示す模式図である。
【図６】本実施形態における外形画像データの空間周波数の一例を示すグラフである。
【図７】本実施形態における平滑部が生成した平滑画像データの一例を示す模式図である。
【図８】本実施形態における差分部が生成した差分画像データの一例を示す模式図である
【図９】本実施形態における検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態であるロボット装置の概略の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態であるロボット装置におけるロボット本体と検査対象物体との概略の外観図である。同図に示すように、ロボット装置１は、ロボット本体１０に撮像部２１が設けられて構成される。
【００１８】
ロボット本体１０は、撮像部２１を可動に支持する。具体的には、ロボット本体１０は、地面に固定された支持台１１と、リンク部１２−１〜１２−５と、ジョイント部１６−１〜１６−６と、リンク部１３とを含んで構成される。ここで、リンク部１２−１は、ジョイント部１６−１を介して支持台１１に連結される。リンク部１２−２は、ジョイント部１６−２を介してリンク部１２−１に連結される。リンク部１２−３は、ジョイント部１６−３を介してリンク部１２−２に連結される。リンク部１２−４は、ジョイント部１６−４を介してリンク部１２−３に連結される。リンク部１２−５は、ジョイント部１６−５を介してリンク部１２−４に連結される。すなわち、リンク部１２−５は、リンク部１２−１〜１２−４及びジョイント部１６−１〜１６−５を介して、支持台１１に旋回可能および屈伸可能に連結される。また、リンク部１３は、ジョイント部１６−６を介してリンク部１２−５に回動可能および首振り可能に連結される。また、撮像部２１は、連結部を介してリンク部１３に固定されている。以下、各リンク部及び各ジョイント部は同様の構成であるため、特に区別する場合を除き、リンク部１２−１〜１２−５は、リンク部１２と、ジョイント部１６−１〜１６−６はジョイント部１６と記載する。
このように、ロボット本体１０は、例えば６軸の垂直多関節ロボットであり、支持台１１とリンク部１２とリンク部１３との連係した動作によって６軸の自由度を有し、撮像部２１の位置および向きを三次元空間内で自在に変更することができる。
【００１９】
なお、ロボット本体１０は、撮像部２１、工具、部品等を作業目的に応じて持ち替えるようにしてもよい。また、ロボット本体１０の自由度は６軸によるものに限られない。
また、支持台１１は、壁や天井等、地面に対して固定された場所に設置してもよい。また、ロボット本体１０は、撮像部２１を支持するリンク部１２およびリンク部１３の他に、工具や部品を支持する図示しないリンク部を備え、これら複数のリンク部を独立的にまたは連動させて動かす構成としてもよい。なお、撮像部２１は、上述したようにリンク部１３に固定される構成であってもよく、また、ロボット本体１０がリンク部１３の先端に備える不図示のハンド部によって把持される構成であってもよい。
【００２０】
また、図１に示すように、例えばロボット本体１０のリンク部１３先端の可動範囲内には、外観検査の対象物である検査対象物体５が図示しない台上に載置されている。この検査対象物体５は、検査部位を有している。
すなわち、本実施形態であるロボット装置は、検査対象物体５の外観を検査して、検査部位の状態、例えば、検査部位に検査物があるか否かを検査する装置である。
【００２１】
図２は、本実施形態であるロボット装置の概略の機能構成を表すブロック図である。
同図に示すように、ロボット装置１は、ロボット本体１０と、検査装置２０と、制御装置３０とを備える。ロボット本体１０は、図１にも示したように、撮像部２１とリンク部１２とを備える。
【００２２】
制御装置３０は、撮像部２１に対して撮像開始要求信号や撮像停止要求信号等の制御信号を送信する。また、制御装置３０は、撮像部２１の三次元空間内の撮影方向を変更するために、リンク部１２を駆動してロボット本体１０の姿勢を制御する。
【００２３】
撮像部２１は、検査対象物体５を撮像して、検査対象物体５の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する。本実施形態の撮像部２１は、例えば、検査対象物体５を撮像して画像データを出力するモノクロ撮影またはカラー撮影が可能な静止画カメラ装置である。例えば、撮像部２１は、予め定められている露光時間（例えば、１／３０秒）によって撮像する。なお、撮像部２１は、ビデオカメラ装置でもよい。撮像部２１は、制御装置３０から供給される撮像開始要求信号にしたがって、同図に示した検査対象物体５を撮像してその画像データを出力する。また、撮像部２１は、制御装置３０から供給される撮像停止要求信号にしたがって、撮像動作を停止する。
【００２４】
検査装置２０は、判定装置２２と、上述した撮像部２１とを備えている。
判定装置２２は、撮像部２１が出力する画像データを順次または複数フレームおきに取り込む。そして、判定装置２２は、予め撮像されている検査部位の検査基準としての基準画像と、取り込んだ画像データとに基づいて、検査領域の状態を判定した検査結果データを出力する。
【００２５】
図３は、本実施形態における検査装置２０の機能構成を表すブロック図である。
上述したように、検査装置２０は、撮像部２１と、判定装置２２とを備える。
判定装置２２は、画像データ記憶部２２１と、平滑部２２２と、平滑画像データ記憶部２２３と、差分部２２４と、判定部２２５と、基準画像記憶部２２６と、設定部２２７とを備えている。
【００２６】
画像データ記憶部２２１には、撮像部２１によって画像データが記憶される。本実施形態の画像データ記憶部２２１には、撮像部２１が出力する画像データが記憶される。
【００２７】
設定部２２７は、画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する。ここで、検査部位の外形部分を示す外形画像データとは、撮像部２１が生成した画像データのうちの、検査部位の外形部分（例えば、検査対象物体５の稜線部分）を示す部分である。例えば、撮像部２１が生成した画像データに含まれる各画素において、近傍の画素に対して画素値が大きく変化する部分が、検査部位の外形部分（例えば、検査対象物体５の稜線部分）である。本実施形態の設定部２２７は、例えば、画像データ記憶部２２１から撮像部２１が生成した画像データを読み込み、読み込んだ画像データに対して既知のエッジ抽出処理を行って検査部位の外形部分を示す外形画像データを生成する。さらに、設定部２２７は、生成した外形画像データに対して既知のフーリエ変換を適用して、外形画像データの空間周波数を算出する。設定部２２７は、このようにして算出した空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する。
【００２８】
より具体的には、設定部２２７は、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する。ここで、空間周波数の強度が最も強い周波数とは、外形画像データに対して既知のフーリエ変換を適用して、外形画像データの周波数−画素値のエネルギー強度の関係を算出した場合に、画素値のエネルギー強度が最も強い周波数である。本実施形態の設定部２２７は、例えば、算出した外形画像データの空間周波数の周波数について、所定の周波数帯ごとに画素値のエネルギー強度を求める。そして、設定部２２７は、画素値のエネルギー強度が最も強い周波数帯よりも低い周波数を、カットオフ周波数に設定する。また、設定部２２７は、設定したカットオフ周波数を平滑部２２２に対して出力する。なお、上述においては、設定部２２７が外形画像データを生成する構成について説明したが、設定部２２７には、外部から外形画像データが供給される構成であってもよい。この場合、設定部２２７の構成を簡素化することができる。
【００２９】
平滑部２２２は、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する。本実施形態の平滑部２２２は、例えば、画像データに含まれる平滑化対象画素の画素値を平滑化対象画素の画素値と平滑化対象画素に隣接する画素の画素値との平均値にする演算を、各画素に適用することによって、平滑化画像データを生成する。
より具体的には、カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を画像データに対して行うことにより平滑画像データを生成する。ここで、平滑部２２２は、設定部２２７から、設定部２２７が設定したカットオフ周波数を取得し、取得したカットオフ周波数をローパスフィルターのカットオフ周波数にして、平滑画像データを生成する。また、平滑部２２２は、生成した平滑画像データを、平滑化前の画像データと関連付けて平滑画像データ記憶部２２３に記憶させる。なお、平滑部２２２の構成の詳細については後述する。
平滑画像データ記憶部２２３には、平滑部２２２が生成した平滑画像データが、撮像部２１によって画像データと関連付けられて記憶されている。
【００３０】
差分部２２４は、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する。本実施形態の差分部２２４は、例えば、画像データ記憶部２２１に記憶されている撮像部２１が生成した画像データを読み出し、読み出した画像データに関連付けられている平滑部２２２が生成した平滑画像データを、平滑画像データ記憶部２２３から読み出す。そして、差分部２２４は、読み出した画像データと、読み出した平滑画像データとの間の対応する各画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する。また、差分部２２４は、生成した差分画像データを、後述する判定部２２５に出力する。
【００３１】
基準画像記憶部２２６には、検査部位の検査基準としての基準画像データが予め記憶されている。本実施形態の基準画像記憶部２２６には、例えば、検査対象物体５の検査の基準である良品の画像データが、基準画像データとして予め記憶されている。この基準画像データは、上述した差分画像データと同様に、良品を撮像した画像データが平滑部２２２及び差分部２２４によって演算されて、予め生成された画像データである。
【００３２】
判定部２２５は、検査部位の検査基準としての基準画像データと、差分画像データとに基づいて、検査部位の状態を判定する。本実施形態の判定部２２５は、基準画像記憶部２２６に記憶されている基準画像データを読み出すとともに、差分部２２４が生成した差分画像データと、読み出した基準画像データとの類似度を求める。そして、判定部２２５は、求めた類似度が所定の値よりも大きい場合（つまり、差分画像データと基準画像データとの類似度が大きい場合）には、検査対象物体５を良品と判定する。一方、判定部２２５は、求めた類似度が所定の値よりも小さい場合（つまり、差分画像データと基準画像データとの類似度が小さい場合）には、検査対象物体５を不良品と判定する。
【００３３】
次に、図４から図８を参照して、画像データから差分画像データを生成する構成について説明する。
まず、図４を参照して、撮像部２１が生成した画像データの一例を説明する。
図４は、本実施形態における撮像部２１が生成した画像データの一例を示す模式図である。
上述したように、本実施形態の撮像部２１は、検査対象物体５を例えば１／３０秒の露光時間によって撮像して、例えば、図４に示す画像データを生成する。
【００３４】
次に、図５及び図６を参照して、設定部２２７が設定するカットオフ周波数の一例について説明する。
図５は、本実施形態における検査部位の外形部分を示す外形画像データの一例を示す模式図である。
上述したように、本実施形態の設定部２２７は、例えば、画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す、図５に示すような外形画像データを生成する。
【００３５】
図６は、本実施形態における外形画像データの空間周波数の一例を示すグラフである。
上述したように、設定部２２７は、生成した外形画像データに対して既知のフーリエ変換を適用して、図６に示すような外形画像データの空間周波数を算出する。ここで、外形画像データの空間周波数は、図６の分布波形Ｗによって示される分布を有しているものとする。この外形画像データの空間周波数の分布波形Ｗは、図６に示す周波数領域Ａと周波数領域Ｂとに分けられる。上述したフーリエ変換によって求めた画像データの空間周波数の性質に基づけば、この周波数領域Ｂは、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数ＰＦを含む周波数領域である。またこの周波数領域Ｂは、検査対象物体５の検査部位のうちの外形部分（例えば、図５に示す輪郭部分）を表している。同様に、この周波数領域Ａは、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数ＰＦよりも低い周波数の周波数領域であり、検査対象物体５の検査部位のうちの表面部分（例えば、図５に示す輪郭部以外の部分）を表している。
本実施形態の設定部２２７は、例えば、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数ＰＦよりも低い周波数（つまり、周波数領域Ａに含まれる周波数）をカットオフ周波数ＣＦに設定する。このとき、カットオフ周波数ＣＦよりも大きい周波数を遮断するローパスフィルターの特性は、例えば、図６に示す特性波形ＬＰＦである。したがって、このローパスフィルターは、例えば、周波数領域Ｂ（例えば、図５に示す輪郭部分）を遮断する特性を有する。
【００３６】
次に、本実施形態の平滑部２２２が平滑画像データを生成する構成について説明する。
図７は、本実施形態における平滑部２２２が生成した平滑画像データの一例を示す模式図である。
本実施形態の平滑部２２２は、このように設定されたカットオフ周波数ＣＦよりも大きい周波数を遮断するローパスフィルターによって、例えば図７に示すような平滑画像データを生成する。したがって、平滑部２２２が生成する平滑画像データは、画像データのうちの検査部位の外形部分（例えば、図５に示す輪郭部分）の周波数成分が含まれていないデータである。このように、平滑部２２２は、検査部位のうちの表面部分（例えば、図５に示す輪郭部以外の部分）の特徴が残されており、検査部位のうちの外形部分（例えば、図５に示す輪郭部分）の特徴が除去された平滑画像データを生成する。
【００３７】
次に、本実施形態の差分部２２４が差分画像データを生成する構成について説明する。
図８は、本実施形態における差分部２２４が生成した差分画像データの一例を示す模式図である。
上述したように、差分部２２４は、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を求めて、図８に示すような差分画像データを生成する。このとき、差分部２２４は、画像データのうちの、検査部位のうちの表面部分（例えば、図５に示す輪郭部以外の部分）の特徴が除去されており、検査部位のうちの外形部分（例えば、図５に示す輪郭部分）の特徴が残された差分画像データを生成する。
【００３８】
本実施形態の判定部２２５は、このようにして差分画像データと検査部位の検査基準としての基準画像データとに基づいて、検査部位の状態を判定する。ここで、基準画像データは、予め良品が撮像された画像データを上述の構成によって生成した差分画像データである。このように、本実施形態の判定部２２５は、良品が撮像された画像データに基づいて差分画像データと、検査対象物体５が撮像された画像データに基づいて差分画像データとの類似度を算出することによって、検査部位の状態を判定する。
【００３９】
次に、本実施形態における検査装置２０の動作について説明する。
図９は、本実施形態における検査装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御装置３０は、ロボット本体１０のリンク部１２を制御して、撮像部２１が検査対象物体５の検査領域を撮像可能な位置に、撮像部２１の位置を移動させる（ステップＳ２０１）。本実施形態においては、検査対象物体５は、例えば、予め定められた位置に配置されており、制御装置３０は、予め記憶されているリンク部１２の移動量によって、撮像部２１を撮像位置に移動させる。
【００４０】
次に、撮像部２１は、検査対象物体５を撮像し、検査対象物体５の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる検査対象物体画像の画像データを生成する（ステップＳ２０３。撮像ステップ）。
次に、撮像部２１は、生成した画像データを画像データ記憶部２２１に記憶させる（ステップＳ２０４）。
【００４１】
次に、設定部２２７は、画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する（ステップＳ２０５）。上述したように、本実施形態の設定部２２７は、例えば、画像データ記憶部２２１から撮像部２１が生成した画像データを読み込み、読み込んだ画像データに対して既知のエッジ抽出処理を行って検査部位の外形部分を示す外形画像データを生成する。さらに、設定部２２７は、生成した外形画像データに対して既知のフーリエ変換を適用して、外形画像データの空間周波数を算出する。より具体的には、設定部２２７は、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する。なお、このカットオフ周波数は、検査対象物体５の検査部位に応じて一度設定すればよい。つまり、カットオフ周波数は、検査対象物体５の検査部位が同一であれば、設定を変更しなくてもよい。
【００４２】
次に、平滑部２２２は、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する（ステップＳ２０６。平滑ステップ）。上述したように、本実施形態の平滑部２２２は、例えば、画像データに含まれる平滑化対象画素の画素値を平滑化対象画素の画素値と平滑化対象画素に隣接する画素の画素値との平均値にする演算を、各画素に適用することによって、平滑化画像データを生成する。より具体的には、カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を画像データに対して行うことにより平滑画像データを生成する。そして、平滑部２２２は、生成した平滑画像データを、平滑化前の画像データと関連付けて平滑画像データ記憶部２２３に記憶させる。
【００４３】
次に差分部２２４は、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する（ステップＳ２０７。差分ステップ）。上述したように、本実施形態の差分部２２４は、例えば、画像データ記憶部２２１に記憶されている撮像部２１が生成した画像データを読み出し、読み出した画像データに関連付けられている平滑部２２２が生成した平滑画像データを、平滑画像データ記憶部２２３から読み出す。そして、差分部２２４は、読み出した画像データと、読み出した平滑画像データとの間の対応する各画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する。
【００４４】
次に判定部は、判定部２２５は、検査部位の検査基準としての基準画像と、差分画像データとの類似度を計算する（ステップＳ２０８）。本実施形態の判定部２２５は、例えば、既知のパターンマッチング法によって、基準画像記憶部２２６から読み出した基準画像と差分画像データとの類似度を計算する。
次に、判定部２２５は、ステップＳ２０８において求めた類似度が所定の値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０９。判定ステップ）。判定部２２５は、求めた類似度が所定の値より大きいと判定した場合（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）には、検査対象物体５を良品と判定して（ステップＳ２１１）、処理を終了する。また、判定部２２５は、求めた類似度が所定の値より大きくないと判定した場合（ステップＳ２０９：ＮＯ）には、検査対象物体５を不良品と判定して（ステップＳ２１０）、処理を終了する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の第１実施形態であるロボット装置１が備える検査装置２０は、撮像部２１と、平滑部２２２と、差分部２２４と、判定部２２５とを備えている。この撮像部２１は、検査対象物体５を撮像して、検査対象物体５の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する。またこの平滑部２２２は、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する。またこの差分部２２４は、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する。またこの判定部２２５は、検査部位の検査基準としての基準画像データと差分画像データとに基づいて、検査部位の状態を判定する。
【００４６】
ここで、一般的には、検査装置は、予め良品が撮像されている画像データと、検査対象物体５が撮像された画像データとの類似度を求めることにより検査対象物体５の外形の欠陥を判定することがある。この場合、検査対象物体５に（例えば、検査対象物体５の表面に）個体差がある場合、良品との類似度が低くなることがある。例えば、検査対象物体５が切削加工されて切削痕を有する場合などにおいては、検査対象物体５の表面における光の反射方向が、検査対象物体５が撮像される角度によって変化することがある。この場合には、検査対象物体５が撮像された画像データは、良品の画像データとの類似度が低くなることがある。これにより、検査対象物体５が仮に良品であったとしても、検査対象物体５の外形に欠陥があるとして良品と判定されないことがある。
【００４７】
一方、本実施形態の検査装置２０及び検査装置２０を備えるロボット装置１は、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して平滑画像データを生成するとともに、撮像部２１によって画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を求めて、差分画像データを生成する。これにより、本実施形態の検査装置２０及び検査装置２０を備えるロボット装置１は、例えば、上述した検査対象物体５の切削痕の影響を低減することができる。つまり、本実施形態の検査装置２０及び検査装置２０を備えるロボット装置１は、検査対象物体の表面に個体差があっても、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査することができる。
【００４８】
また、本実施形態の検査装置２０は、画像データに含まれる検査部位の外形部分を示す外形画像データの空間周波数に基づいて、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する設定部２２７を備えている。また、本実施形態の検査装置２０が備える平滑部２２２は、カットオフ周波数を有するローパスフィルターを用いた演算を、画像データに対して行うことにより平滑画像データを生成する。これにより、検査装置２０は、平滑画像データを生成するためのローパスフィルターの特性を、画像データの特性に応じて設定することができる。これにより、検査装置２０は、検査対象物体５の表面に個体差があっても、検査対象物体５の外形の欠陥を高精度に検査することができる。また、検査装置２０は、既知のローパスフィルターを用いて平滑化を行うため、簡易な構成により平滑画像データを生成することができる。
【００４９】
また、本実施形態の検査装置２０が備える設定部２２７は、外形画像データの空間周波数の強度が最も強い周波数よりも低いカットオフ周波数にして、ローパスフィルターのカットオフ周波数を設定する。これにより、検査装置２０は、検査部位の外形部分を示す各画素の濃淡が除去されており、検査部位の表面部分を示す各画素の濃淡が除去されていない平滑画像データを生成することができる。したがって、検査装置２０は、この平滑画像データと平滑化前の画像データとの画素値の差分を求めた差分画像データとして、検査部位の外形部分を示す各画素の濃淡は保持されており、検査部位の表面部分を示す各画素の濃淡が除去されている差分画像データを生成することができる。これにより、検査装置２０は、検査部位の表面部分の影響を低減させて、検査部位の外形部分を高精度に検査することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態であるロボット装置１は、支持台１１が床に固定されて設置される構成であった。本発明の第２実施形態であるロボット装置１ａは、台座部１４が支持台１１ａを支持するとともに、可搬部１５を備える構成である。
以下、図１０を参照して、本実施形態のロボット装置１ａについて説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図１０は、本発明の第２実施形態であるロボット装置１ａの概略の外観図である。
同図に示すように、ロボット装置１ａは、ロボット本体１０ａと、台座部１４と、可搬部１５とを備えている。
ロボット本体１０ａは、支持台１１ａと、リンク部１２としての第１リンク部１２ａ及び第２リンク部１２ｂと、リンク部１３としての第１リンク部１３ａ及び第２リンク部１３ｂとを備えている。
第１リンク部１３ａは、撮像部２１としての第１撮像部２１ａを備えている。同様に第２リンク部１３ｂは、撮像部２１としての第２撮像部２１ｂを備えている。
支持台１１ａは、リンク部１２（例えば、第１リンク部１２ａ、第２リンク部１２ｂ）が接続されており、リンク部１２を支持する。
台座部１４は、支持台１１ａを介してロボット本体１０ａを支持するとともに、判定装置２２や、制御装置３０を格納している。
可搬部１５は、例えば、キャスターを備えており、台座部１４を可搬にする。なお、図１０において可搬部１５は、床面上にロボット装置１ａを移動させる構成を示しているが、例えば、壁面や天井等を移動させる構成であってもよい。
【００５２】
以上説明したように、本発明の第２実施形態であるロボット装置１ａは、ロボット本体１０ａを支持する台座部１４と、台座部１４を可搬にする可搬部１５とを備えている。また、本実施形態の台座部１４は、その内部に上述した検査装置２０のうちの判定装置２２と制御装置３０とを備えている。このように、本実施形態のロボット装置１ａは、検査に必要な検査装置２０及び制御装置３０を内蔵しているため小型化することができる。また、本実施形態のロボット装置１ａは、可搬部１５によって場所を変えて検査を行うことができる。このため、ロボット装置１ａは、例えば、移動させることが困難な大型の検査対象物体５についても検査を行うことができる。
【００５３】
なお、上記の実施形態における検査装置２０又はこの検査装置２０が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【００５４】
なお、この検査装置２０が備える各部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、検査装置２０が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００５５】
また、検査装置２０が備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することにより、検査装置２０が備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５６】
また、「コンピューターシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ  ロボット装置
５  検査対象物体
１０  ロボット本体
１１、１１ａ  支持台
１２、１２−１〜１２−５  リンク部
１３  リンク部
１４  台座部
１５  可搬部
１６、１６−１〜１６−６  ジョイント部
２０  検査装置
２１  撮像部
３０  制御装置
２２１  画像データ記憶部
２２２  平滑部
２２３  平滑画像データ記憶部
２２４  差分部
２２５  判定部
２２６  基準画像記憶部
２２７  設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
2013160531.tif 000009
【図４】
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【図７】
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【図８】
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