JPH03220443A - 塗面の光沢度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 楚唄の貝偵 ［産業上の利用分野１ 本発明（友　自動車のボディ等の塗面の光沢度を測定す
る塗面の光沢度測定装置に関する。

［従来の技術］ 通常、塗面の光沢度］よ　塗装外観品質の重要なポイン
トの一つであり、その定量評価が強く望まれている。そ
こで、こうした塗面の光沢度を測定する種々の発明や提
案がなされているのであるが、こうした装置の一つとし
て、特開昭６３−２７４８４７号公報記載の「塗面の光
沢度測定方法」がある。

かかる提案によれ（戯塗面に平行縞を写像させ、その塗
面をイメージセンサで撮像して、その得られる画像信号
のピーク及びボトム間のレベル差を算出し、そのレベル
差から塗面の光沢度を判定するようになされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる従来の塗面の光沢度測定装置によ
れば、画像信号のピーク、ボトム間のレベル差と光沢度
とは関連性はあるものの、そのボトムの値には、塗面の
色による明るさの違いがそのまま現れるため、塗面の色
によって多大な誤差を生じることになり、その結果、塗
色による測定結果への影響を大きく受け、光沢度を正確
に測定できなかった。

本発明の塗面の光沢度測定装置は、こうした問題点に鑑
みてなされたもので、塗色がどのような色であっても正
確に光沢度を測定することを目的とする。

聚脹Ｑ構成 ［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、前記課題を解決するための手
段として、本発明は以下に示す構成を採つＬ即ち、本発
明の塗面の光沢度測定装置１表第１図に例示するように 予め定められた明暗模様を塗面に照射する明暗模様投影
手段Ｍ］と、 該明暗模様投影手段Ｍ１により前記塗面に写し出された
明暗模様の像を光の強弱レベル信号として撮像する撮像
手段Ｍ２と、 該撮像手段Ｍ２により撮像され出力されるレベル信号を
受けて大きい側の値を所定量だけ抽出し、該抽出された
値の平均値をピーク平均値として算出するピーク平均値
算出手段Ｍ３と、 前記明暗模様投影手段Ｍ１の有する光源Ｍｌａの明るさ
を検出する光量検出手段Ｍ４と、前記ピーク平均値算出
手段Ｍ３にて算出されたピーク平均値と前記光量検出手
段Ｍ４にて検出された光源Ｍｌａの明るさとの比率に応
じて前記塗面の光沢度を判定する光沢度判定手段Ｍ５と
を備えたことをその要旨としている。

［作用］ 本発明の塗面の光沢度測定装置は、明暗模様投影手段Ｍ
２によって塗面に写し出された明暗模様の像を、撮像手
段Ｍ３によって光の強弱レベル信号として撮像し、その
出力されるレベル信号から、ピーク平均値算出手段Ｍ３
によって大きい側の値を所定量だけ抽出し、その抽出さ
れた値の平均値をピーク平均値として算出し、また、明
暗模様投影手段Ｍ１の有する光源Ｍｌａの明るさを、光
量柱８手段Ｍ４によって検出し、そして、前記ピーク平
均値と光源Ｍｌａの明るさとの比率に応じて、光沢度判
定手段Ｍ５によって塗面の光沢度を判定するように働く
。

以上のような働きにより、どうして光沢度を判定するこ
とができるかというと、一般１ミ光」１１を持った光が
平面に入射し、その平面から光量１２の光が反射された
とすると、入射角θを一定とした場合、光沢度は＋２／
１１に比例することが知られており、これに対して、光
量１１はピク平均値算出手段Ｍ３にて算出されたピーク
平均値に、光量１２は光量検出手段Ｍ４にて検出された
光源Ｍ　１　ａの明るさにそれぞれ対応することから、
そのピーク平均値とその光源の明るさとの比率に応じて
塗面の光沢度を判定することができる。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

本実施例の塗面の光沢度測定装置は、ラインコンベア上
を移動する車両を被測定物とし、その塗面の光沢度を検
査するものである。

本実施例（よ第２図に示されるように、ラインコンベア
１上に載置され塗装作業の終了した車体２の製造番号を
読み取る認識センサ３と、車体２に明暗模様としての平
行縞を照射する縞模様投影装置４と、車体２に写し出さ
れた平行縞の虚像をミラー５を介して撮像する撮像管（
以下、ＴＶカメラと呼ぶ）６と、認識センサ３の出力す
る信号に従い車体２の車種や塗装色を判別するパーソナ
ルコンピュータ（以下、単にパソコンと呼ぶこともある
）７と、ＴＶカメラ６の出力する画像信号（ビデオ信号
）に基づき車体２の塗面の光沢度を判定する画像処理装
置８と、縞模様投影装置４及びＴＶカメラ６等が取り付
けられた門型ロボット９の位置を駆動制御するロボット
制御盤１０等から構成されている。

認識センサ３（よ　パターン認識から車体２に付された
製造番号に応じた信号を制御装置７に出力するように構
成されているものであり、構成については周知であるの
で説明を省略する。

縞模様投影装置４は、第３図に示されるように、多数の
等間隔のスリットを有する平板４ａと拡散板４ｂを介し
て散乱光を射出する発光光源４ｃとから構成されていて
、被検査物としての車体２の表面に所定ピッチの平行縞
模様（本実施例で（上明部・暗部ともにその間隔を１．
　５ｒｒｒｎとしている）を写し出す。なお、平板４ａ
と拡散板４ｂとの間には、発光光源４Ｃの光量を測定す
る光量センサ４ｄが設けられている。

また、ＴＶカメラ６は、ミラーホルダ５ａに固定された
ミラー５を介して車体２の塗面に写し出された平行縞の
虚像を撮像し、縞模様の明暗強度に応じたビデオ信号を
出力するものである。なお、このＴＶカメラ６には紋り
部６ａが設けら札　その入力光量を調整できるよう構成
されている。

これら縞模様投影装置４、ＴＶカメラ６及びミラーホル
ダ５ａｌＬ　枠組み９ａにより門型ロボット９のジブ９
ｂに固定されている。

門型ロボット９（よ　ロボット制御盤１０により駆動制
御されて枠組み９ａを前後・左右・上下に移動させ、そ
の結果、縞模様投影装置４．ＴＶカメラ６及びミラーホ
ルダ５ａを車体２に対して所望の位置に制御するよう構
成されている。なお、門型ロボット９．ロボット制御盤
１０の構成は本実施例と直接関係無いので説明を省略す
る。

パーソナルコンピュータ７（表第４図に示されるように
、周知のＣＰＵ７ａ、ＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃを中心と
し、これらと外部入出力回路７ｄとをバス７ｅにより相
互に接続した論理積算回路として構成されている。こう
したパーソナルコンピュータ７の外部入出力回路７ｄに
（表認識センサ３が接続されると共に、コンベア］上の
車体２に塗装を行う塗装工程の現場に配置された図示し
ないＣＲＴデイスプレィ装置も接続されている。

画像処理装置８１表　第４図に示されるように、同様に
、ＣＰＵ８ａ、ＲＯＭ８ｂ、ＲＡＭ８ｃを中心とし、こ
れらとＡ／Ｄ変換器８ｄ、Ｄ／Ａ変換器８ｅ及び外部出
力回路８ｆとをバス８ｇにより相互に接続した論理演算
回路として構成されている。こうした画像処理装置８の
外部入出力回路８ｆには、光量センサ４ｄ、ロボット制
御盤１０、ＣＲＴデイスプレィ装置８ｈが接続されると
共に、パーソナルコンピュータ７の外部入出力回路７ｄ
が入出力可能に双方向に接続されている。また、Ａ／Ｄ
変換器８ｄにはその出力するビデオ信号を入力するよう
ＴＶカメラ６が接続さｉ　　Ｄ／Ａ変換器８ｅにはＴＶ
カメラ６の絞り部６ａが接続されている。

以上のように構成された本実施例の動作を、第５図ない
し第７図に示すフローチャートと共に説明する。ここで
、第５図に示す［パソコンメインルーチン」はパーソナ
ルコンピュータ７により実行される処理であり、第６図
に示す［画像処理メインルーチン」及び第７図に示す「
光沢度判定処理ルーチン」は画像処理装置８により実行
される処理である。

塗装処理の施された車体２はコンベア］により一定速度
で運ばわ、所定の位置までくると、認識センサ３により
その製造番号が読み取られる。パーソナルコンピュータ
７のＣＰＵ７ａは、認識センサ３が読み取った製造番号
を外部入出力回路７ｄを介して入力しくステップ］００
）、続いてこの製造番号から、車体２０車種や施された
塗装の色情報等をＲＯＭ７ｂから検索する処理を行う（
ステップ］１０）。

車体２の車種や色情報が得られると、この情報は外部入
出力回路７ｄを介して画像処理装置８に出力される（ス
テップ１２０）。

この後、処理（戯画像処理装置８からの入力待ち状態と
なる（ステップ］３０）。

一方、画像処理装置８のＣＰＵ８ａは、パーソナルコン
ピュータ７から車体２の情報を入力すると（ステップ］
４０）、この情報に基づき車種毎に予め定められた位置
データをロボット制御盤１０に出力する処理を行う（ス
テップ１５０）。

これにより、門型ロボット９の図示しない各モータはロ
ボット制御盤１０により駆動制御さ札ＴＶカメラ６を車
種毎の所定位置に移動させる。

ＴＶカメラ６が所定位置に移動させられると、続いてＴ
Ｖカメラ６の紋り部６ａの制御が為される（ステップ１
６０）。

この紋り部６ａの制御は、次のようにして行われる。

まず、ＣＰＵ８ａは、パーソナルコンピュータ７から入
力した車体２の色情報に基づき紋り部６ａを所定開度だ
け開き、ミラー５を介して車体２上の平行縞の虚像を光
の強弱レベル信号として入力する。

この光の強弱レベル信号としてのビデオ信号（表Ａ／Ｄ
変換器８ｄによりデジタル値に変換され画像メモリとし
てのＲＡＭ８ｃに取り込よれる。

ＣＰＵ８ａは、デジタル値に変換されたビデオ信号のレ
ベルが所定範囲内の値となるよう、その最大値または最
小値を各々の基準値と比較しつつＤ／Ａ変換器８ｅを介
して絞り部６ａを制御しその開度を調節する。

これにより、ＴＶカメラ６により撮像されＲＡＭ８ｃに
取り込まれたビデオ信号の値は所定範囲内（Ｏ〜２５５
）のデジタル値とされる。こうしたビデオ信号を第８図
に示すが、かかる第８図では、いわゆる走査線の水平１
ラインを表している。

なお、このビデオ信号のマイナス側の信号は同期信号を
示す。

ステップ］６０で絞り制御が為されると、取り込まれた
ビデオ信号から車体２の塗面の光沢度を判定する光沢度
判定処理が行われる（ステップ１７０）。

この光沢度判定処理（ステップ１７０）は、第７図の流
れ図に示す如く、以下のようにして行われる。

先ず、光量センサ４ｄにて検出された光量ＱをＲＡＭ８
ｃの所定領域に取り込み（ステップ１７１）、次いで、
ＴＶカメラ６に撮像された縞画像を、例えば５１２Ｘ５
１２のデジタル画像としてＲＡＭ８ｃの所定領域に取り
込む（ステップ］７２）。

そして、その取り込んだデジタル画像のデータから、こ
の縞画像を構成する各点の濃度の出現度数を表す、第９
図に示すようなヒストグラムを作成する（ステップ１７
３）。次いで、第８図に示すビデオ信号のピーク部分の
濃度を求めるために前記作成されたヒストグラムの中か
ら上位（濃度の大きい側）］ＯＯ点を抽出しくステップ
１７４：第９図におけるハツチング部がその抽出された
１００点を表す）、更に、その１００点の値に対する標
準偏差値σ及び平均値ａ１を算出する（ステップ］７５
）。続いて、抽出された１００点の内で、その算出され
た平均値ａ１に標準偏差値σを加えた値以上のデータは
、第８図に示すようなノイズを表すデータであるとして
、それら１００点の中から除去する（ステップ１７６：
第１０図参照）。

そして、ステップ１７６で除去されて残ったブタに対し
て、改めてこれらの値の平均値ａ２を算出する（ステッ
プ１７７）。続いて、その算出された平均値ａ２をステ
ップ１７］にて検出された光量Ｑで除算した値から光沢
度を判定する（ステップ１７８）。

ここで、平均値ａ２を光量Ｑで除算した値からどうして
光沢度を判定することができるかを説明する。

一般に、光量１１を持った光が平面に入射し、その平面
から光量１２の光が反射されたとすると、入射角θを一
定とした場合、光沢度は＋２／＋１に比例することが知
られている。

即ち、光沢度Ｊ（よ Ｊ＝ｋｌ　・＋　２　／　＋　１　　　　（ｋｌ二比例
定数）と表すことができる。

本実施例に当てはめると、 ＋１＝に２　・光量Ｑ ＋２：に３−平均値ａ２ （ｋ２．　　ｋ３：比例定数） となり、ゆえに、光沢度Ｊ（よ Ｊ　＝ｋｌ　　・ｋ３　・ａ２　／　（ｋ２　・Ｑ）二
に−ａ２／Ｑ （ｋ：比例定数） なる。これにより、光沢度Ｊｈ＜ａ’ｌ／Ｑに比例する
ことが分かる。即ち、平均値ａ２を光量○で除算した値
から光沢度ランクすることができる。

上記のように判定された塗面の光沢度情報（上置像処理
装置８からパーソナルコンピュータ７へ出力される（第
６図ステツブ］８０）。この後、処理はステップ］４０
に戻る。

パーソナルコンピュータ７では、画像処理装置８から光
沢度情報を受は取ると、この光沢度情報をいくつかのラ
ンクに分け（第５図のステップ］９０）、続いて、その
ランクの情報を、判定位置を表す情報と共に、外部大畠
力回路７ｄを介して塗装工程へフィードバックする（ス
テップ２００）。この後、処理は再びステップ１００に
戻る。

なお、前述した光沢度ランクは、第１２図に示されるよ
うに、車体２の各部（ポインタＰ］ないしＰ］４）につ
いて各々求められる。

以上　詳細に説明した本実施例の塗面の光沢度測定装置
によると、縞模様投影装置４によって車体２の塗面に平
行縞を照射し、ＴＶカメラ６によってこの塗面を撮像し
、得られる縞模様の画像データのピーク値を抽出し、次
いで、そのピーク値を統計処理してピーク平均値ａ２を
算出し、また、縞模様投影装置４の発光光源４Ｃの光量
Ｑを光量センサ４ｄにより測定し、その後、前記ピーク
平均値ａ２を光量Ｏで除算した値からその塗面の光沢度
を判定するようになされている。したがって、光沢度の
算出に、従来例のように縞模様の画像ブタのボトム値を
用いるのではないために、その算出される光沢度は塗色
による影響を受けることがなく、塗色がどのような色で
あっても正確に塗面の光沢度を測定することができる。

また、光沢度の算出に際し、発光光源４Ｃの光：Ｑをモ
ニターしているために、発光光源４Ｃが劣化したとして
も、その劣化の影響を受けることなく正確に光沢度を測
定することができる。さらに、その光量○から発光光源
４Ｃの取り替え時期を判断することができるという副次
的な効果も奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め定められた明暗模様を塗面に照射する明暗模様投影
   手段と、 該明暗模様投影手段により前記塗面に写し出された明暗
   模様の像を光の強弱レベル信号として撮像する撮像手段
   と、 該撮像手段により撮像され出力されるレベル信号を受け
   て大きい側の値を所定量だけ抽出し、該抽出された値の
   平均値をピーク平均値として算出するピーク平均値算出
   手段と、 前記明暗模様投影手段の有する光源の明るさを検出する
   光量検出手段と、 前記ピーク平均値算出手段にて算出されたピーク平均値
   と前記光量検出手段にて検出された光源の明るさとの比
   率に応じて前記塗面の光沢度を判定する光沢度判定手段
   と を備えた塗面の光沢度測定装置。