JPH0719290B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、撮像された物体の画像に基づいてその物体
に属する一以上の対象部分の形状の合否を判定する外観
検査装置に関する。

【従来の技術】

従来、対象物を撮像しその画像に基づいて対象物の形状
検査をするのに、次のような方法が用いられた。たとえ
ば、第７図は撮像視野における対象物の画像を示し、同
図において対象物の画像30が円形であるとする。31,32
はいずれも計測用の領域で、対象物画像30の形状の合否
を判定するためのものである。つまり、領域31は対象物
画像30より所定程度だけ大きい円環状であり、領域32は
対象物画像30より所定程度だけ小さい円形である。領域
31,32における対象物画像30の面積を計測することによ
って、対象物の形状の合否を判定する。すなわち、いず
れかの面積値が所定値以上であれば、不合格とされ、い
ずれの面積値も所定値未満であれば、合格とされる。 ところで、正確な形状判定のためには、対象物画像30の
位置を、領域31,32の位置に正しく対応させる、つまり
同心に位置させなければならない。なお、第７図におい
ては、対象物画像30は基準位置にある、つまり領域31,3
2と同心に位置している。しかし、一般には対象物画像3
0の位置は領域31,32と同心にはならなず、若干ずれるの
が普通である。したがって、そのときには、次に述べる
ように対象物画像30の基準位置からの偏位を求め、これ
に応じて領域31,32の位置を補正する、という対策を講
じることになる。 第８図は対象物画像30の位置ずれ、つまり基準位置から
の偏位を求めるための説明図で、同図において、方形の
領域33,34を対象物画像30の右側端箇所，上側端箇所を
含むように固定して設ける。この領域33,34における対
象物画像30に基づいて、その右側端箇所，上側端箇所の
位置X1,Y1を求める。この位置の求め方は周知のよう
に、対象物画像30の、Ｘ軸,Y軸への各射影による。こう
して、この各箇所の、Ｘ軸,Y軸方向の基準位置Xo，Yo
（第７図参照）からの偏位Xd（＝X1−Xo）,Yd（＝Y1−Y
o）を求める。次に、この偏位Xd,Ydに応じて領域31,32
を位置補正し、対象物画像30と同心にする。

【発明が解決しようとする課題】

以上説明したような従来の技術では、以下に述べるよう
な場合に不都合を生じる。いま、物体に属するある部
分、たとえば穴が形状検査の対象であるとき、この穴に
対し従来例における領域33,34に相当する補正用の領域
を設けるようにしても、物体の比較的わずかな位置変化
で、補正用領域は対象である穴から外れてしまい、偏位
に基づく計測用領域の位置補正ができなくなる。言いか
えれば、対象部分の大きさに比べて物体の位置変化（移
動の程度）が大きいときには、従来方法による対象部分
の外観検査は不可能となる。 さらに一般的には、撮像視野内で物体が基準位置より多
少移動したり、物体寸法が基準より多少変化したり、ま
た対象部分が複数のときのこれら相互の位置関係に基準
より多少変化があったりすると、対象部分の形状の正し
い合否判定ができない。しかも、以上のような物体の基
準位置や基準寸法からの変化は決して特殊なことではな
く、むしろ普通に起こり得るものである。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、物体位置や物体寸法に変化が多少あっても、また
対象部分が複数のときのこれら相互の位置関係に変化が
多少あっても、対象部分の形状の正確な合否判定ができ
る外観検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために、本発明は、 撮像された物体の画像に基づいてその物体に属する複数
の対象部分の形状の合否を判定する装置において、前記
各対象部分のそれぞれの形状に応じた複数の計測領域を
発生させる計測領域発生手段と、前記物体の全体の画像
を包含する固定の補正領域と、前記各対象部分およびこ
れと所定の位置関係にある前記物体の所定関係箇所の画
像を含むように前記固定補正領域内を移動可能な複数の
補正領域とを発生させる補正領域発生手段と、前記固定
補正領域内の物体の全体画像について重心検出を行うこ
とにより前記物体の基準位置からの偏位置を求め、この
第１の偏位置に応じて前記複数の移動可能補正領域それ
ぞれの発生位置を補正し、ついで、複数の移動可能補正
領域のそれぞれに含まれる画像について端点検出を行う
ことにより前記物体の所定関係箇所の基準位置からの偏
位置をそれぞれ求め、この第２の偏位置に応じて前記複
数の計測領域の発生位置を補正する位置補正手段と、前
記各計測領域における前記対象部分の画像の特徴量を求
める特徴量計測手段とを備えてなり、前記位置補正手段
により得られる前記第1,第２の偏位置に基づいて前記複
数の計測領域の発生位置をそれぞれ補正したのち、前記
特徴量計測手段から出力される結果に基づいて前記各対
象部分の形状の合否を判定するようにしたことを特徴と
する。

【作用】

計測領域発生手段によって、対象部分の画像に対応して
計測領域が発生し、また補正領域発生手段によって、物
体を含む固定補正領域と、各対象部分的およびこれと所
定の位置関係にある物体の所定関係箇所を含む各移動可
能補正領域とが発生する。そして、位置補正手段によっ
て、固定補正領域に含まれる物体の所定箇所の基準位置
からの偏位に応じて各移動可能補正領域の位置が補正さ
れ、かつこの各移動可能補正領域に含まれる所定関係箇
所の基準位置からの偏位に応じて各計測領域の位置が補
正される。次に、特徴量計測手段によって、計測領域に
おける対象部分の画像の特徴量が求められ、この特徴量
値に基づき対象部分の形状の合否が判定される。

【実施例】

本発明に係る外観検査装置の実施例について以下に図面
を参照しながら説明する。ところで、この実施例の要点
は、物体に属する検査対象部分の画像に対応する計測領
域を、対象部分の位置の変化に応じて位置補正するため
に、補正領域を対象部分に対応して設けるのではなく、
対象部分と所定の位置関係にある物体の所定関係箇所に
対応して設けることにある。 この実施例の構成について、そのブロック図である第１
図を参照しながら説明する。同図において、１は撮像用
のTVカメラ、２はTVカメラ１の映像信号をディジタル化
するA/Dコンバータ、３はA/Dコンバータ２の出力を所定
しきい値に基づいて２値化する２値化回路、４は２値化
回路３の出力データを格納する画像メモリである。 ５は計測領域発生回路で、対象部分の形状を計測するた
めに対象部分に対応して計測領域を発生させる。６は補
正領域発生回路で、詳しくは後述するように、物体の所
定箇所の位置の変化を計測するために所定箇所に対応し
て２種類の補正領域を発生させる。７は位置補正回路
で、先程の補正領域に基づいて得られた対象箇所の位置
の変化に応じて計測領域の位置を補正する。 ８は面積計測回路で、計測領域における対象部分の面積
を計測する。９は判定回路で、面積計測回路８の出力で
ある面積値に基づいて対象部分の形状の合否を判定す
る。 次に、この実施例の動作について、フローチャートであ
る第４図を主に、各々撮像視野を示す第２図，第３図を
補助的にそれぞれ参照しながら説明する。第４図におい
て、ステップS1で、領域W1を発生させ、ステップS2で、
撮像視野における計測時の物体画像の重心である点Ｇの
座標X1,Y1を求める。ステップS3,S4で、それぞれ領域W
2,W3を発生させる。ステップS5で、物体画像の上側端で
ある点P2のＹ座標Y2を求める。ステップS6で、同じく物
体画像の右側端である点P3のＸ座標X3を求める。 さて、以上の内容について第２図，第３図を参照しなが
ら補足的に説明する。第２図はこの実施例において物体
画像10が基準位置にあるときの撮像視野の説明図、第３
図はこの物体画像10が偏位しているときの撮像視野の説
明図である。11は一つの対象部分の画像、12は別の対象
部分の画像である。W6,W7はそれぞれ対象部分画像11に
対応する計測領域で、従来例における領域31,32に相当
する（第７図参照）。同様に、W8,W9はそれぞれ対象部
分画像12に対応する計測領域である。 点Ｇは物体画像10の重心で、発明における所定箇所であ
る。点P2は物体画像10の上側端で、発明における所定関
係箇所の一つである。また、点P3は物体画像10の右側端
で、発明における所定関係箇所の別の一つである。 W1は、重心Ｇに対応して設けられ物体画像10を余裕をも
って含む固定の補正領域、W2は、点P2に対応して設けら
れ物体画像10の上側端部を余裕をもって含む移動可能な
補正領域、W3は、点P3に対応して設けられ物体画像10の
右側端部を余裕をもって含む別の移動可能な補正領域で
ある。さて、第２図において、重心G,点P2,点P3の基準
位置での各座標を、（Xs1,Ys1），（Xs1,Ys2），（Xs3,
Ys1）とする。 計測領域W6,W7の位置補正は、点P2のX,Y各座標の基準位
置からの偏位に応じて、また同様に、計測領域W8,W9の
位置補正は、点P3のX,Y各座標の基準位置からの偏位に
応じてなされる。なお、この場合、点P2のＸ座標は重心
Ｇのそれで代用され、点P3のＹ座標は重心Ｇのそれで代
用される。 第３図において、物体画像10が、第２図で示した基準位
置にあるときより相似的に若干拡大され、かつ偏位して
いる。このときの重心G,点P2,点P3の各座標が、（X1,Y
1），（X1,Y2），（X3,Y1）である。 第４図に戻り、ステップS7とステップS8とで、点P2の、
Ｘ方向の基準位置からの偏位（X1−Xs1）,Y方向の基準
位置からの偏位（Y2−Ys2）と、点P3の、Ｘ方向の偏位
（X3−Xs3）,Y方向の偏位（Y1−Ys1）とが求められる。
なお、重心G,点P2,点P3の基準位置での各座標は、それ
を求めるためのステップが第４図では省略されている
が、あらかじめ求められているものとする。 ステップS9で、計測領域W6,W7を位置補正回路７（第１
図参照）により、点P2のX,Y各方向の基準位置からの偏
位（X1−Xs1），（Y2−Ys2）に対応させて位置補正す
る。同様に、ステップS10で、計測領域W8,W9を位置補正
回路７によって、点P3のX,Y各方向の基準位置からの偏
位（X3−Xs3），（Y1−Ys1）に対応させて位置補正す
る。 ステップS11,S12,S13,S14で、それぞれ計測領域W6につ
いて面積計測値A6、計測領域W7について面積計測値A7、
計測領域W8について面積計測値A8、計測領域W9について
面積計測値A9がそれぞれ求められる。なお、この各面積
計測は第１図の面積計測回路８によってなされる。 以下は各面積計測値に基づく判定処理で、ステップS15
〜S18において対象部分画像11の形状の合否が、ステッ
プS19〜S22において対象部分画像12の形状の合否が、そ
れぞれ判定される。なお、この判定処理は第１図の判定
回路９によってなされ、またａは面積計測値に対して定
められる所定の許容値である。 さて次に、別の物体に属する対象部分についての形状判
定に関して以下に図面を参照しながら説明する。第５図
は別の物体が基準位置にあるときの撮像視野の説明図、
第６図はこの別の物体が偏位しているときの撮像視野の
説明図である。20はこの別の物体の画像、21,22,23,24
はそれぞれ対象部分の画像で、物体の縦，横各側端近傍
にあけられた穴に対応する。なお、各穴は概略的に第２
図，第３図におけるのと同じである。 この場合、計測領域は、対象部分画像21,22,23,24に対
応して設けられたW6,W7;W8,W9;W10,W11;W12,W13であ
る。所定箇所は、物体画像20の重心Ｇであり、所定関係
箇所は、上側端P2,右側端P3,下側端P4,左側端P5であ
る。また、固定補正領域は、重心Ｇに対応して設けられ
る領域W1であり、移動可能補正領域は、上側端P2,右側
端P3,下側端P4,左側端P5に対応して設けられる領域W2,W
3,W4,W5である。 計測領域W6,W7;W8,W9の位置補正は第２図，第３図にお
けるのと同じである。また、計測領域W10,W11;W12,W13
の位置補正はそれぞれ、点P4;P5のX,Y各座標の基準位置
からの偏位に応じてなされる。なお、この場合、点P4の
Ｘ座標は重心Ｇのそれで代用され、点P5のＹ座標は重心
Ｇのそれで代用されることになる。 したがって、対象部分画像21,22,23,24の形状の合否判
定は、先程の各位置補正された計測領域に基づいて第４
図のフローチャートのステップS15〜S22に準じておこな
われることになる。 また、以上の実施例の説明では、特徴量として面積値を
示しているが、他の特徴量、例えば周囲長等を用いても
良いことは勿論である。 以上の説明から明らかなように、第２図，第３図や、第
５図，第６図における物体に属する各対象部分の形状の
合否は、対象部分が物体の所定関係箇所との位置関係を
維持する限り、物体の位置や物体寸法に基準よりの変化
が多少あっても、正確に判定される。また、対象部分が
複数個、たとえば２個または４個あるときに、これら対
象部分相互間の位置関係に、基準より多少変化があって
も、各対象部分の形状が正確に検査される。 ところで、以上は、装置を対象部分の形状に関する外観
検査装置として説明した。しかし一般的に、この発明装
置は、対象部分が欠けや傷のときには、その外観に基づ
く欠陥検査装置となり、なまた対象部分が文字や未知物
体のときには、その形状に基づく対象認識装置となる。

【発明の効果】

この発明によれば、従来の技術に比べ次のようなすぐれ
た効果がある。 （１）物体位置や物体寸法に基準より多少変化があって
も、対象部分の形状が正確に検査される。 （２）対象部分が複数個あるときに、これら対象部分相
互間の位置関係に、基準より多少変化があっても、各対
象部分の形状が正確に検査される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の構成を示すブロック図、 第２図はこの実施例において一物体が基準位置にあると
きの撮像視野の説明図、 第３図はこの一物体が偏位しているときの撮像視野の説
明図、 第４図はこの実施例の動作を示すフローチャート、 第５図は別の物体が基準位置にあるときの撮像視野の説
明図、 第６図はこの別の物体が偏位しているときの撮像視野の
説明図、 第７図は従来例において対象物が基準位置にあるときの
撮像視野の説明図、 第８図はこの対象物が偏位しているときの偏位の求め方
の説明図である。 符号説明 1:TVカメラ、2:A/Dコンバータ、3:2値化回路、4:画像メ
モリ、5:計測領域発生回路、6:補正領域発生回路、7:位
置補正回路、8:面積計測回路、9:判定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像された物体の画像に基づいてその物体
   に属する複数の対象部分の形状の合否を判定する装置に
   おいて、 前記各対象部分のそれぞれの形状に応じた複数の計測領
   域を発生させる計測領域発生手段と、 前記物体の全体の画像を包含する固定の補正領域と、前
   記各対象部分およびこれと所定の位置関係にある前記物
   体の所定関係箇所の画像を含むように前記固定補正領域
   内を移動可能な複数の補正領域とを発生させる補正領域
   発生手段と、 前記固定補正領域内の物体の全体画像について重心検出
   を行うことにより前記物体の基準位置からの偏位置を求
   め、この第１の偏位量に応じて前記複数の移動可能補正
   領域それぞれの発生位置を補正し、ついで、複数の移動
   可能補正領域のそれぞれに含まれる画像ついて端点検出
   を行うことにより前記物体の所定関係箇所の基準位置か
   らの偏位量をそれぞれ求め、この第２の偏位量に応じて
   前記複数の計測領域の発生位置を補正する位置補正手段
   と、 前記各計測領域における前記対象部分の画像の特徴量を
   求める特徴量計測手段とを備え、 前記位置補正手段により得られる前記第1,第２の偏位量
   に基づいて前記複数の計測領域の発生位置をそれぞれ補
   正したのち、前記特徴量計測手段から出力される結果に
   基づいて前記各対象部分の形状の合否を判定するように
   したことを特徴とする外観検査装置。