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JP2024092565A - Visual Inspection System - Google Patents

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JP2024092565A
JP2024092565A JP2022208599A JP2022208599A JP2024092565A JP 2024092565 A JP2024092565 A JP 2024092565A JP 2022208599 A JP2022208599 A JP 2022208599A JP 2022208599 A JP2022208599 A JP 2022208599A JP 2024092565 A JP2024092565 A JP 2024092565A
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JP
Japan
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product
image
camera
appearance inspection
inspection
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022208599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
陽太 朝倉
Yota Asakura
有康 児玉
Ariyasu Kodama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2022208599A priority Critical patent/JP2024092565A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Figure 2024092565000001

【課題】カメラで撮影した製品の画像に基づく製品の外観の検査に関し、複数の方向についての検査を簡易に実現できるようにする。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る外観検査システムは、外観検査の対象となる製品10が載置される載置ユニット20と、載置ユニット20に載置された製品10を特定の方向から撮像するカメラ30と、カメラ30で撮影された画像に基づいて、製品10の外観検査処理を実行する外観検査装置40とを備え、載置ユニット20は、載置された製品10を特定の方向とは別の方向から見た像をカメラ30に向けて反射するように配置されたミラー23をし、カメラ30は、特定の方向から見た製品10を映した画像部分と、ミラー23を介して別の方向から見た製品10を映した画像部分とを含む画像を撮影する。
【選択図】図1

Figure 2024092565000001

The present invention provides a method for easily inspecting the appearance of a product based on an image of the product captured by a camera, the method enabling inspection in a plurality of directions to be easily realized.
[Solution] An appearance inspection system according to one embodiment of the present invention comprises a mounting unit 20 on which a product 10 to be subjected to appearance inspection is placed, a camera 30 which images the product 10 placed on the mounting unit 20 from a specific direction, and an appearance inspection device 40 which performs appearance inspection processing of the product 10 based on the image taken by the camera 30. The mounting unit 20 has a mirror 23 arranged to reflect an image of the placed product 10 seen from a direction other than the specific direction towards the camera 30, and the camera 30 captures an image including an image portion which shows the product 10 seen from the specific direction and an image portion which shows the product 10 seen from the other direction via the mirror 23.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、カメラで撮影した製品の画像に基づいて製品の外観を検査する外観検査システムに関する。 The present invention relates to an appearance inspection system that inspects the appearance of a product based on an image of the product captured by a camera.

従来、製造した製品にキズや歪み等の欠陥が生じていないかを確認するために、製品の外観検査が行われている。製品の外観検査は、例えば、専用の置台に検査対象の製品を載置してカメラで撮影し、その画像を分析することで実現される。従来の置台は、製品を固定するだけの機能しか持っていないものが一般的である。また、製品を撮影するためのカメラも、置台上の製品を特定の位置方向から撮影するように固定される場合が多い。 Conventionally, visual inspection of products is performed to check whether manufactured products have defects such as scratches or distortions. Visual inspection of products is achieved, for example, by placing the product to be inspected on a dedicated stand, photographing it with a camera, and analyzing the image. Conventional stands generally only have the function of fixing the product in place. Furthermore, the camera for photographing the product is often fixed so that it photographs the product on the stand from a specific position and direction.

上記のような方式で製品の外観検査を行う場合、製品の外観を複数の方向について検査するためには、置台に載せる製品の向きを変えて撮影する作業を複数回行う必要があり、検査に時間がかかっていた。また、複数の方向から撮影するためにカメラの台数を増やしてもよいが、設備コストが増加する上、それぞれのカメラを適切な位置に設置する作業を行う必要もあり、面倒であった。また、複数の方向から製品を撮影した各画像を個別に分析し、それらの分析結果を統合して最終的な検査結果を得る必要があるため、処理が複雑化するという懸念もあった。 When inspecting the appearance of a product using the method described above, in order to inspect the product's appearance from multiple directions, it was necessary to change the orientation of the product placed on the stand and take photos multiple times, which took a long time for the inspection. Also, while it was possible to increase the number of cameras to take photos from multiple directions, this would increase equipment costs and require the work of installing each camera in an appropriate position, which was tedious. There was also a concern that the process would become complicated, as each image of the product taken from multiple directions had to be analyzed separately and the results of these analyses had to be combined to obtain the final inspection results.

本発明に係る技術分野の従来技術としては、以下のようなものがある。例えば、特許文献1には、食品工場等の生産ラインを移動する物体をカメラで撮影して検査する画像解析システムにおいて、GUI解析画面上で、検査したい項目を操作者が任意に設定し、設定した項目について自動で情報を読み取って比較し、結果を画像と共に記録する発明が開示されている。 The following are examples of prior art in the technical field related to this invention. For example, Patent Document 1 discloses an invention in which, in an image analysis system that uses a camera to photograph and inspect objects moving along a production line in a food factory or the like, an operator can arbitrarily set items to be inspected on a GUI analysis screen, and the system automatically reads and compares information about the set items and records the results together with an image.

特開2013-205182Patent Publication 2013-205182

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、カメラで撮影した製品の画像に基づく製品の外観の検査に関し、複数の方向についての検査を簡易に実現できるようにすることを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned conventional circumstances, and aims to easily perform inspection of the appearance of a product in multiple directions based on an image of the product captured by a camera.

上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る外観検査システムは、以下のように構成される。
すなわち、本発明に係る外観検査システムは、外観検査の対象となる製品が載置される載置ユニットと、載置ユニットに載置された製品を第1の方向から撮像するカメラと、カメラで撮影された画像に基づいて、製品の外観検査処理を実行する外観検査装置とを備え、載置ユニットは、載置された製品を第1の方向とは別の第2の方向から見た像をカメラに向けて反射するように配置されたミラーを有し、カメラは、第1の方向から見た製品を映した第1の画像部分と、ミラーを介して第2の方向から見た製品を映した第2の画像部分とを含む画像を撮影することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a visual inspection system according to one aspect of the present invention is configured as follows.
In other words, the visual inspection system of the present invention comprises a mounting unit on which a product to be visually inspected is placed, a camera that images the product placed on the mounting unit from a first direction, and a visual inspection device that performs visual inspection processing of the product based on the image captured by the camera, wherein the mounting unit has a mirror positioned to reflect an image of the placed product viewed from a second direction different from the first direction towards the camera, and the camera captures an image including a first image portion that reflects the product viewed from the first direction and a second image portion that reflects the product viewed from the second direction via the mirror.

ここで、本発明に係る外観検査システムにおいて、載置ユニットに製品が載置されたことを検知する第1の検知部と、載置ユニットに対する製品の載置操作を行う操作体がカメラの撮影範囲から外れたことを検知する第2の検知部とを更に備え、外観検査装置は、第1の検知部により載置ユニットに製品が載置されたことが検知された状態で、且つ、第2の検知部により操作体がカメラの撮影範囲から外れたことが検知された状態でカメラにより撮影された画像に基づいて、外観検査処理を実行するように構成され得る。 Here, the appearance inspection system according to the present invention further includes a first detection unit that detects that a product has been placed on the placement unit, and a second detection unit that detects that an operating body that performs the product placement operation on the placement unit has moved out of the camera's shooting range, and the appearance inspection device can be configured to execute an appearance inspection process based on an image captured by the camera when the first detection unit detects that a product has been placed on the placement unit and when the second detection unit detects that the operating body has moved out of the camera's shooting range.

また、本発明に係る外観検査システムにおいて、第1の画像部分の領域と第2の画像部分の領域のそれぞれに対する検査枠が予め定められており、外観検査装置は、カメラにより撮影された画像について、第1の画像部分の検査枠に対する外観検査処理と、第2の画像部分の検査枠に対する外観検査処理とをそれぞれ実行するように構成され得る。 In addition, in the visual inspection system according to the present invention, an inspection frame for each of the areas of the first image portion and the second image portion is determined in advance, and the visual inspection device can be configured to perform visual inspection processing for the inspection frame of the first image portion and visual inspection processing for the inspection frame of the second image portion, respectively, for an image captured by the camera.

また、本発明に係る外観検査システムにおいて、外観検査装置は、載置ユニットにおける製品の位置を判定し、製品の位置に応じて画像または検査枠を調整した後に、外観検査処理を実行するように構成され得る。 In addition, in the visual inspection system according to the present invention, the visual inspection device can be configured to determine the position of the product in the placement unit, adjust the image or inspection frame according to the product position, and then perform the visual inspection process.

また、本発明に係る外観検査システムにおいて、外観検査装置は、載置ユニットにおける製品の向きを判定し、製品の向きに応じて画像または検査枠を調整した後に、外観検査処理を実行するように構成され得る。 In addition, in the visual inspection system according to the present invention, the visual inspection device can be configured to determine the orientation of the product in the mounting unit, adjust the image or inspection frame according to the orientation of the product, and then perform the visual inspection process.

本発明によれば、カメラで撮影した製品の画像に基づく製品の外観の検査に関し、複数の方向についての検査を簡易に実現できるようになる。 The present invention makes it possible to easily inspect the appearance of a product in multiple directions based on images of the product captured by a camera.

本発明の一実施形態に係る外観検査システムの構成例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the configuration of a visual inspection system according to an embodiment of the present invention; 図1の外観検査システムで使用する例示的な載置ユニットの平面図である。2 is a plan view of an exemplary mounting unit used in the visual inspection system of FIG. 1; 図2に示した例示的な載置ユニットのA-A’線に係る縦断面図である。3 is a vertical cross-sectional view taken along line A-A' of the exemplary mounting unit shown in FIG. 2. 図1の外観検査システムでカメラ撮影された画像の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an image captured by a camera in the appearance inspection system of FIG. 1 . 図1の外観検査システムによる外観検査処理の対象範囲を示す検査枠の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of an inspection frame indicating a target range of the appearance inspection process by the appearance inspection system of FIG. 1 ; 図1の外観検査システムによる外観検査処理の結果の画面表示例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a screen display of a result of an appearance inspection process by the appearance inspection system of FIG. 1 . 図1の外観検査システムによる外観検査処理の結果の画面表示例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a screen display of a result of an appearance inspection process by the appearance inspection system of FIG. 1 . 図1の外観検査システムによる外観検査処理のフローチャート例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a flowchart of an appearance inspection process performed by the appearance inspection system of FIG. 1 . 載置ユニットの変形例に係る縦断面図である。FIG. 11 is a vertical sectional view of a modified example of the mounting unit.

本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る外観検査システムの構成例を示してある。図1に示す外観検査システムは、外観検査の対象となる製品10が載置される載置ユニット20と、載置ユニット20に載置された製品10を特定の方向(本例では、上面の方向)から撮像するカメラ30と、カメラ30で撮影された画像に基づいて、製品10の外観検査処理を実行する外観検査装置40と、外観検査装置40による外観検査処理の結果のデータ等を記憶するサーバ45とを備えている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of an appearance inspection system according to an embodiment of the present invention. The appearance inspection system shown in FIG. 1 includes a mounting unit 20 on which a product 10 to be inspected is placed, a camera 30 that captures an image of the product 10 placed on the mounting unit 20 from a specific direction (in this example, from the top surface), an appearance inspection device 40 that performs an appearance inspection process on the product 10 based on the image captured by the camera 30, and a server 45 that stores data on the results of the appearance inspection process performed by the appearance inspection device 40, etc.

本例の外観検査システムにおいて、載置ユニット20は、載置された製品10を特定の方向とは別の方向から見た像をカメラ30に向けて反射するように配置されたミラー23を有する。また、カメラ30は、特定の方向(カメラ側の方向)から見た製品10を映した画像部分と、ミラー23を介して別の方向から見た製品10を映した画像部分とを含む画像を撮影するように設定される。つまり、カメラ30は、1回の撮影で、製品10を複数の方向から見た複数の画像部分を含む画像を撮影することが可能である。したがって、外観検査装置40は、カメラ30により撮影された1枚の画像に基づいて、特定の方向から見た製品10の外観検査処理だけでなく、別の方向から見た製品10の外観検査処理も実行することが可能である。 In the appearance inspection system of this example, the mounting unit 20 has a mirror 23 arranged to reflect an image of the mounted product 10 seen from a direction other than the specific direction toward the camera 30. The camera 30 is also set to capture an image including an image portion showing the product 10 seen from the specific direction (the direction toward the camera) and an image portion showing the product 10 seen from another direction via the mirror 23. In other words, the camera 30 can capture an image including multiple image portions of the product 10 seen from multiple directions in a single capture. Therefore, the appearance inspection device 40 can perform not only appearance inspection processing of the product 10 seen from a specific direction, but also appearance inspection processing of the product 10 seen from another direction based on a single image captured by the camera 30.

図2には、図1の外観検査システムで使用する例示的な載置ユニット20の平面図を示してある。また、図3には、図2に示した例示的な載置ユニット20のA-A’線に係る縦断面図を示してある。本例の載置ユニット20は、ベース部21と、置台22と、4つのミラー23A~23Dと、4つの不要光防止板24A~24Dと、2つのセンサー部25A,25Bとを備えている。 Figure 2 shows a plan view of an exemplary mounting unit 20 used in the visual inspection system of Figure 1. Also, Figure 3 shows a vertical cross-sectional view of the exemplary mounting unit 20 shown in Figure 2 along line A-A'. The mounting unit 20 of this example comprises a base portion 21, a mounting stand 22, four mirrors 23A-23D, four unwanted light prevention plates 24A-24D, and two sensor portions 25A and 25B.

置台22は、製品10のセット位置となる部材であり、ベース部21の上面中央部に設けてある。置台22は、一例として、製品10の下部の形状に対応する凹部を形成した上面部を有する。このような置台22を用いることで、製品10の下部を置台22の上面部の凹部に嵌め込むように載置するだけで、置台22上の製品10の位置や向きを固定化できるので、その後の処理を単純化することが可能である。 The stand 22 is a member that serves as a setting position for the product 10, and is provided in the center of the upper surface of the base portion 21. As an example, the stand 22 has an upper surface with a recess formed therein that corresponds to the shape of the lower portion of the product 10. By using such a stand 22, the position and orientation of the product 10 on the stand 22 can be fixed simply by placing the lower portion of the product 10 so that it fits into the recess on the upper surface of the stand 22, making it possible to simplify subsequent processing.

置台22の周囲(側面)の4方向には、水平面に対して45度程度の傾斜を設けたミラー23A~23Dを配置してある。また、ミラー23A~23Dのそれぞれの背面に、背景の映り込みや光の差し込みを防止するための不要光防止板24A~24Dを配置してある。本例では、ミラー23A~23Dより若干大きい程度の不要光防止板24A~24Dを用いているが、背景の映り込みや光の差し込みを適切に防止できればよく、サイズ・形状・素材等は特に限定されない。 Mirrors 23A-23D are arranged around the four sides of the stand 22, with an inclination of about 45 degrees from the horizontal. In addition, unwanted light prevention plates 24A-24D are arranged on the back of each of the mirrors 23A-23D to prevent background reflections and light from entering. In this example, unwanted light prevention plates 24A-24D that are slightly larger than the mirrors 23A-23D are used, but there are no particular limitations on size, shape, material, etc. as long as they can adequately prevent background reflections and light from entering.

センサー部25Aは、本発明に係る第1の検知部の一例であり、載置ユニット20に製品10が載置されたことを検知する。センサー部25Aとしては、例えば、置台22の表面部分に組み込まれた感圧センサーが使用される。センサー部25Bは、本発明に係る第2の検知部の一例であり、載置ユニット20に対する製品10の載置操作を行う操作体(例えば、作業員の手や機械のアーム)がカメラ30の撮影範囲から外れたことを検知する。センサー部25Bとしては、例えば、ベース部21の上面の対角線上に設けた、置台22上の製品10より上側の空間に水平方向の赤外線を射出する赤外線射出部およびその検出を行う赤外線センサーの組が使用される。 The sensor unit 25A is an example of a first detection unit according to the present invention, and detects that the product 10 has been placed on the placement unit 20. For example, a pressure sensor built into the surface of the placement table 22 is used as the sensor unit 25A. The sensor unit 25B is an example of a second detection unit according to the present invention, and detects that the operating object (for example, the hand of a worker or the arm of a machine) performing the placement operation of the product 10 on the placement unit 20 has moved out of the shooting range of the camera 30. For example, the sensor unit 25B is a set of an infrared emitting unit that emits infrared rays horizontally into the space above the product 10 on the placement table 22, which is provided diagonally on the upper surface of the base unit 21, and an infrared sensor that detects the infrared emitting unit.

カメラ30は、載置ユニット20を見下ろす上側の位置に、置台22およびその周囲のミラー23A~23Dが撮影範囲(画角)内に収まるように配置される。したがって、図4に示すように、カメラ30で撮影される画像50には、置台22に載置された製品10の上面を映した画像部分51だけでなく、製品10の正面をミラー23Aで反射した像を映した画像部分52と、製品10の左面をミラー23Bで反射した像を映した画像部分53と、製品10の右面をミラー23Cで反射した像を映した画像部分54と、製品10の背面をミラー23Dで反射した像を映した画像部分55とが含まれることになる。このように、載置ユニット20を使用することで、1回の撮影だけで、製品10の下面を除く各面(つまり、上面、正面、左面、右面、および背面)を映した画像50を得ることが可能である。 The camera 30 is positioned above the mounting unit 20 so that the mounting table 22 and the surrounding mirrors 23A to 23D are within the shooting range (angle of view). Therefore, as shown in FIG. 4, the image 50 captured by the camera 30 includes not only an image portion 51 showing the top surface of the product 10 placed on the mounting table 22, but also an image portion 52 showing the image of the front of the product 10 reflected by the mirror 23A, an image portion 53 showing the image of the left surface of the product 10 reflected by the mirror 23B, an image portion 54 showing the image of the right surface of the product 10 reflected by the mirror 23C, and an image portion 55 showing the image of the back of the product 10 reflected by the mirror 23D. In this way, by using the mounting unit 20, it is possible to obtain an image 50 showing each surface of the product 10 except for the bottom surface (i.e., the top surface, front surface, left surface, right surface, and back surface) with just one shooting.

カメラ30により撮影された画像50は、外観検査装置40に供給される。外観検査装置40は、カメラ30から供給された画像50に基づいて、外観検査処理を実行する。本例では、製品10の上面、正面、左面、右面、および背面のそれぞれに対して1つ又は複数の検査項目があり、各検査項目に対して外観検査処理を実行する。 The image 50 captured by the camera 30 is supplied to the appearance inspection device 40. The appearance inspection device 40 executes an appearance inspection process based on the image 50 supplied from the camera 30. In this example, there are one or more inspection items for each of the top, front, left, right, and back surfaces of the product 10, and an appearance inspection process is executed for each inspection item.

図5には、検査項目毎の対象範囲を示す検査枠の例を示してある。図5の例では、製品10の上面を映した画像部分の領域に対する検査枠61,62と、製品10の正面を映した画像部分の領域に対する検査枠63と、製品10の左面を映した画像部分の領域に対する検査枠64,65と、製品10の右面を映した画像部分の領域に対する検査枠66と、製品10の背面を映した画像部分の領域に対する検査枠67とが示されている。これら検査枠61~67は、外観検査システムの運用を開始する前に予め設定されているものとする。 Figure 5 shows an example of an inspection frame indicating the target range for each inspection item. In the example of Figure 5, inspection frames 61 and 62 for the area of the image portion showing the top surface of product 10, inspection frame 63 for the area of the image portion showing the front surface of product 10, inspection frames 64 and 65 for the area of the image portion showing the left surface of product 10, inspection frame 66 for the area of the image portion showing the right surface of product 10, and inspection frame 67 for the area of the image portion showing the back surface of product 10 are shown. It is assumed that these inspection frames 61 to 67 are set in advance before starting operation of the visual inspection system.

外観検査装置40には、センサー25A,25Bによる検知結果も入力される。外観検査装置40は、センサー25A,25Bによる検知結果に基づいて、外観検査処理の動作を制御する。本例では、センサー25Aにより載置ユニット20に製品10が載置されたことが検知された状態Xで、且つ、センサー25Bにより操作体がカメラ30の撮影範囲から外れたことが検知された状態Yでカメラ30により撮影された画像に基づいて、外観検査処理を実行するように制御する。このような制御を行うことで、載置ユニット20に載置された製品10を撮影した画像に対する外観検査処理を自動的に実行できるだけでなく、その画像に作業員の手や機械のアームなどの操作体が映り込むことを排除することができる。 The visual inspection device 40 also receives the detection results from the sensors 25A and 25B. The visual inspection device 40 controls the operation of the visual inspection process based on the detection results from the sensors 25A and 25B. In this example, the visual inspection device 40 controls to execute the visual inspection process based on the image captured by the camera 30 in state X where the sensor 25A detects that the product 10 has been placed on the placement unit 20, and state Y where the sensor 25B detects that the operating body has moved out of the shooting range of the camera 30. By performing such control, not only can the visual inspection process be automatically executed on the image captured of the product 10 placed on the placement unit 20, but also it can prevent the operating body, such as the hand of a worker or the arm of a machine, from being captured in the image.

ここで、外観検査処理の対象となる画像(つまり、状態X且つ状態Yで撮影された画像)は、種々の方法で取得することが可能である。一例として、カメラ30が、所定時間毎に撮影を繰り返して外観検査装置40に画像を送信し、外観検査装置40が、状態X且つ状態Yのタイミングで撮影された画像を特定し、その画像を外観検査処理の対象としてもよい。別の例として、カメラ30は撮影の待機状態を基本とし、外観検査装置40が、状態X且つ状態Yのタイミングでカメラ30に撮影を指示し、カメラ30が、この指示に応じてカメラ30が撮影した画像を外観検査処理の対象として外観検査装置40に送信してもよい。 Here, the image to be subjected to the visual inspection process (i.e., the image taken in state X and state Y) can be obtained in various ways. As one example, the camera 30 may repeat taking images at a predetermined time interval and transmit the images to the visual inspection device 40, and the visual inspection device 40 may identify the image taken at the timing of state X and state Y and use that image as the subject of the visual inspection process. As another example, the camera 30 may be basically in a standby state for taking images, and the visual inspection device 40 may instruct the camera 30 to take an image at the timing of state X and state Y, and the camera 30 may transmit the image taken by the camera 30 in response to this instruction to the visual inspection device 40 as the subject of the visual inspection process.

外観検査装置40は、カメラ30により撮影された画像における検査枠61~67のそれぞれの領域を、事前に学習しておいた学習モデルを用いてAI分析することで、製品10の外観を検査する。そして、すべての検査枠に対する検査結果がOK(欠陥なし)である場合に、総合的な検査結果をOKと判定する。一方、いずれかの検査枠に対する検査結果がNG(欠陥あり)である場合には、総合的な検査結果をNGと判定する。なお、外観検査装置40は、AI分析以外の方法で外観検査処理を行ってもよい。例えば、外観検査装置40は、カメラ30により撮影された画像における検査枠61~67のそれぞれの領域を、事前に欠陥なしの製品を撮影して用意しておいたリファレンス画像と比較して差分を算出し、差分が所定の閾値未満の場合にOKと判定し、そうでない場合にNGと判定してもよい。 The appearance inspection device 40 inspects the appearance of the product 10 by performing AI analysis of each of the areas of the inspection frames 61 to 67 in the image captured by the camera 30 using a learning model that has been trained in advance. If the inspection results for all the inspection frames are OK (no defects), the overall inspection result is determined to be OK. On the other hand, if the inspection result for any of the inspection frames is NG (defects present), the overall inspection result is determined to be NG. Note that the appearance inspection device 40 may perform the appearance inspection process using a method other than AI analysis. For example, the appearance inspection device 40 may compare each of the areas of the inspection frames 61 to 67 in the image captured by the camera 30 with a reference image that has been prepared in advance by capturing a product without defects, calculate the difference, and determine that the difference is OK if it is less than a predetermined threshold, and determine that the difference is NG if it is not.

ここで、上記の説明では、センサー25A,25Bを用いて状態X,Yの検出を行っているが、これは一例に過ぎず、他の方法で状態X,Yの検出を行ってもよい。例えば、カメラ30が、所定時間毎に撮影を繰り返して外観検査装置40に画像を送信し、外観検査装置40が、所定時間毎の各画像を解析することで状態X,Yの検出を行うことが可能である。すなわち、外観検査装置40に、本発明に係る第1の検知部および第2の検知部を設ける構成としてもよい。 In the above description, the conditions X and Y are detected using sensors 25A and 25B, but this is merely one example, and conditions X and Y may be detected by other methods. For example, the camera 30 may repeatedly take images at predetermined time intervals and transmit the images to the appearance inspection device 40, and the appearance inspection device 40 may detect conditions X and Y by analyzing each image at the predetermined time intervals. In other words, the appearance inspection device 40 may be configured to be provided with the first detection unit and the second detection unit according to the present invention.

外観検査装置40は、上記のようにして外観検査処理を実行すると、外観検査処理の結果を画面表示する。外観検査処理の結果の画面表示は、外観検査装置40が有するディスプレイに表示してもよいし、外観検査装置40から外観検査処理の結果を受信可能な他の装置のディスプレイに表示してもよい。 When the appearance inspection device 40 executes the appearance inspection process as described above, it displays the results of the appearance inspection process on a screen. The screen display of the results of the appearance inspection process may be displayed on a display possessed by the appearance inspection device 40, or may be displayed on a display of another device capable of receiving the results of the appearance inspection process from the appearance inspection device 40.

図6および図7には、外観検査処理の結果の画面表示例を示してある。図6は、検査項目の全てがOK(欠陥なし)であった場合の画面表示例である。図7は、いずれかの検査項目がNG(欠陥あり)であった場合の画面表示例である。外観検査処理の結果の表示画面70は、カメラ30により撮影された画像を表示する第1表示領域71と、総合的な検査結果を表示する第2表示領域72と、検査項目(図5の検査枠61~67)毎の検査結果をリスト形式で表示する第3表示領域73とを有している。 FIGS. 6 and 7 show examples of screen displays of the results of the visual inspection process. FIG. 6 is an example of a screen display when all inspection items are OK (no defects). FIG. 7 is an example of a screen display when any inspection item is NG (defects present). The display screen 70 of the results of the visual inspection process has a first display area 71 that displays the image captured by the camera 30, a second display area 72 that displays the overall inspection results, and a third display area 73 that displays the inspection results for each inspection item (inspection frames 61 to 67 in FIG. 5) in list format.

第1表示領域71には、カメラ30により撮影された画像だけでなく、検査項目毎の検査結果を視覚化した図形もオーバーレイ表示される。本例では、検査結果がOKとなった検査項目の対象範囲には、図6に破線で示すように、白色の枠表示81~87が重畳される。また、検査結果がNGとなった検査項目の対象範囲には、図7に太い実線で示すように、赤色の枠表示81’,83’が重畳される。したがって、検査員は、第1表示領域71の表示を見るだけで、製品10のどの部分の検査項目に不備があるかを把握することが可能となる。 In the first display area 71, not only are images captured by the camera 30 displayed, but also figures that visualize the inspection results for each inspection item are overlaid. In this example, white frame displays 81-87 are superimposed on the range of inspection items that have an OK inspection result, as shown by the dashed line in FIG. 6. Red frame displays 81', 83' are superimposed on the range of inspection items that have an NG inspection result, as shown by the thick solid line in FIG. 7. Therefore, by simply looking at the display in the first display area 71, the inspector can determine which part of the product 10 has a defect in the inspection item.

外観検査装置40は、外観検査処理の結果を画面表示するだけでなく、そのデータをサーバ45に送信して記憶させる。サーバ45には、例えば、外観検査した製品10を識別する製品IDに対応付けて、検査結果(総合的な検査結果および検査項目毎の検査結果)のデータと、カメラ30により撮影された画像と、この画像に検査項目毎の検査結果を視覚化して重畳させた画像とが記憶される。したがって、サーバ45にアクセスすることで、外観検査処理の結果を事後的に活用することが可能である。 The appearance inspection device 40 not only displays the results of the appearance inspection process on the screen, but also transmits the data to the server 45 for storage. The server 45 stores, for example, data on the inspection results (overall inspection results and inspection results for each inspection item) associated with a product ID that identifies the product 10 that has been appearance inspected, images captured by the camera 30, and images in which the inspection results for each inspection item are visualized and superimposed on the images. Therefore, by accessing the server 45, it is possible to utilize the results of the appearance inspection process after the fact.

本例の外観検査システムによる外観検査処理の流れについて、図8に示すフローチャート例を参照して説明する。ここで、外観検査の対象となる製品10には、製品IDを示すバーコード(二次元バーコードを含む)が付されており、製品10を載置ユニット20に載置する前(または後)にバーコードリーダで読み取られて製品IDが検出され、サーバ45に記憶されるものとする。なお、バーコードリーダでの読み取りに代えて、外観検査装置40が、製品10を撮影した画像のバーコード部分を解析して製品IDを検出してもよい。また、製品IDのバーコードに代えて製品IDそのものを製品10に付しておき、製品10を撮影した画像に対するOCR(Optical Character Reader)処理により製品IDを検出してもよい。 The flow of the appearance inspection process by the appearance inspection system of this example will be described with reference to the example flowchart shown in FIG. 8. Here, the product 10 to be inspected has a barcode (including a two-dimensional barcode) indicating the product ID attached thereto, and the product ID is detected by reading the barcode with a barcode reader before (or after) the product 10 is placed on the placement unit 20, and stored in the server 45. Note that instead of reading with a barcode reader, the appearance inspection device 40 may analyze the barcode portion of an image of the product 10 to detect the product ID. Also, the product ID itself may be attached to the product 10 instead of the product ID barcode, and the product ID may be detected by OCR (Optical Character Reader) processing of the image of the product 10.

外観検査の対象となる製品10を載置ユニット20に載置すると、その旨がセンサー部25Aによって検知され、センサー部25Aの検知結果が外観検査装置40に入力される(ステップS11)。また、製品10の載置操作を行った操作体がカメラ30の撮影範囲から外れると、その旨がセンサー部25Bによって検知され、センサー部25Bの検知結果が外観検査装置40に入力される(ステップS12)。 When the product 10 to be inspected is placed on the mounting unit 20, this is detected by the sensor unit 25A, and the detection result of the sensor unit 25A is input to the visual inspection device 40 (step S11). In addition, when the object that placed the product 10 moves out of the shooting range of the camera 30, this is detected by the sensor unit 25B, and the detection result of the sensor unit 25B is input to the visual inspection device 40 (step S12).

カメラ30は、所定時間毎に撮影を繰り返しており、撮影により得られた画像が外観検査装置40に順次供給される。外観検査装置40は、センサー25Aにより載置ユニット20に製品10が載置されたことが検知された状態Xで、且つ、センサー25Bにより操作体がカメラ30の撮影範囲から外れたことが検知された状態Yであるか否かを判定し、判定成功時の画像を用いて製品10の外観検査処理を行う(ステップS13)。その後、外観検査装置40は、外観検査処理の結果を画面表示する(ステップS14)。また、外観検査装置40は、外観検査処理の結果データや画像データをサーバ45に送信し、製品IDに対応付けて記憶させる(ステップS15)。 The camera 30 repeats photographing at predetermined time intervals, and the images obtained by photographing are sequentially supplied to the appearance inspection device 40. The appearance inspection device 40 judges whether the product 10 is in state X, where the sensor 25A detects that the product 10 has been placed on the mounting unit 20, and whether the sensor 25B detects that the operating body has moved out of the photographing range of the camera 30, and performs an appearance inspection process for the product 10 using the image when the judgment was successful (step S13). The appearance inspection device 40 then displays the results of the appearance inspection process on a screen (step S14). The appearance inspection device 40 also transmits the result data of the appearance inspection process and image data to the server 45, where they are stored in association with the product ID (step S15).

以上のように、本例の外観検査システムは、外観検査の対象となる製品10が載置される載置ユニット20と、載置ユニット20に載置された製品10を特定の方向から撮像するカメラ30と、カメラ30で撮影された画像に基づいて、製品10の外観検査処理を実行する外観検査装置40とを備え、載置ユニット20は、載置された製品10を特定の方向とは別の方向から見た像をカメラ30に向けて反射するように配置されたミラー23をし、カメラ30は、特定の方向から見た製品10を映した画像部分と、ミラー23を介して別の方向から見た製品10を映した画像部分とを含む画像を撮影するように構成されている。 As described above, the appearance inspection system of this example includes a mounting unit 20 on which the product 10 to be inspected is placed, a camera 30 that images the product 10 placed on the mounting unit 20 from a specific direction, and an appearance inspection device 40 that performs an appearance inspection process on the product 10 based on the image captured by the camera 30. The mounting unit 20 has a mirror 23 arranged to reflect an image of the placed product 10 viewed from a direction other than the specific direction toward the camera 30, and the camera 30 is configured to capture an image that includes an image portion that shows the product 10 viewed from the specific direction and an image portion that shows the product 10 viewed from the other direction via the mirror 23.

したがって、本例の外観検査システムによれば、外観検査の対象となる製品の撮影を1回行うだけで、その製品を複数の方向から見た複数の画像部分を含む画像を撮影することができる。また、撮影された1枚の画像だけで、製品の複数の方向についての外観検査処理を実行することができる。このように、本例の外観検査システムによれば、製品の複数の方向についての外観検査を簡易に実現することが可能である。 Therefore, with the appearance inspection system of this example, it is possible to capture an image of the product to be visually inspected just once, including multiple image portions of the product viewed from multiple directions. Furthermore, with just one captured image, it is possible to perform visual inspection processing of the product for multiple directions. In this way, with the appearance inspection system of this example, it is possible to easily perform visual inspection of the product for multiple directions.

ここで、上記の説明は、載置ユニット20の置台22の上面部に凹部を形成することで、置台22上の製品10の位置や向きを固定化することを想定しているが、このような凹部がない平坦な形状の上面部を有する置台22を用いて、製品10の位置や向きを自由に変更できるようにしてもよい。すなわち、製品10を前後または左右に少しずらした位置に配置したり、製品10を基準方向に対して少し傾けて配置したり、製品10の前面を上向きに配置したりしてもよい。 The above description assumes that the position and orientation of the product 10 on the platform 22 of the mounting unit 20 is fixed by forming a recess in the upper surface of the platform 22, but it is also possible to use a platform 22 that has a flat upper surface without such a recess, so that the position and orientation of the product 10 can be freely changed. That is, the product 10 may be positioned slightly shifted forward/backward or left/right, the product 10 may be positioned slightly tilted relative to a reference direction, or the front of the product 10 may be positioned facing upward.

ただし、このように製品10の位置や向きの変更を許容する場合には、置台22に載置された製品10の位置や向きに応じて、カメラ30により撮影された画像または検査枠(図5に示す検査枠61~67)を調整する必要がある。この場合、例えば、基準の位置および向きで置台22に製品10を載置した場合の製品10の輪郭線を各方向について検出して基準輪郭線とし、各方向の基準輪郭線に対応付けて検査枠を設定しておく。そして、外観検査装置40は、検査対象の製品10の撮影画像に含まれる各方向の画像部分から製品10の輪郭線を検出し、各方向の輪郭線が基準輪郭線にマッチするように、各方向の画像部分を移動・回転・変形などにより調整した後に、外観検査処理を実行するようにする。あるいは、各方向の輪郭線に基準輪郭線がマッチするように、基準輪郭線を移動・回転・変形などにより調整すると共に同様の調整を検査枠に施した後に、外観検査処理を実行するようにする。なお、上述した調整方法は一例に過ぎず、他の方法で調整を行っても構わない。 However, when the position and orientation of the product 10 are allowed to be changed in this way, it is necessary to adjust the image captured by the camera 30 or the inspection frame (inspection frames 61 to 67 shown in FIG. 5) according to the position and orientation of the product 10 placed on the placement table 22. In this case, for example, the contour of the product 10 is detected in each direction when the product 10 is placed on the placement table 22 in a reference position and orientation, and the inspection frame is set in correspondence with the reference contour in each direction. Then, the appearance inspection device 40 detects the contour of the product 10 from the image portion in each direction included in the captured image of the product 10 to be inspected, and adjusts the image portion in each direction by moving, rotating, transforming, etc. so that the contour in each direction matches the reference contour, and then performs the appearance inspection process. Alternatively, the reference contour is adjusted by moving, rotating, transforming, etc. so that the reference contour matches the contour in each direction, and the same adjustment is made to the inspection frame, and then the appearance inspection process is performed. Note that the above-mentioned adjustment method is merely an example, and adjustment may be performed by other methods.

また、上記の説明では、製品10の下面を除く各面(つまり、上面、正面、左面、右面、および背面)を映した画像を撮影し、外観検査処理を行っているが、検査不要な方向がある場合には、その方向の撮影は省略してもよい。この場合には、ミラー23A~23Dのうち、検査不要な方向のミラーは不要なので除去しても構わない。 In the above explanation, images of each surface of the product 10 except for the bottom surface (i.e., the top, front, left, right, and back) are captured and the appearance inspection process is performed, but if there are directions that do not require inspection, capturing images of those directions may be omitted. In this case, of the mirrors 23A to 23D, the mirrors in the directions that do not require inspection are unnecessary and may be removed.

また、上記の説明では、製品10の下面の外観検査を行えないが、載置ユニット20を変形または拡張することで、製品10の下面の外観検査も一括して行えるようになる。その仕組みについて、図9を参照して説明する。図9には、載置ユニット20の変形例を示す縦断面図を示してある。 In addition, in the above description, it is not possible to perform a visual inspection of the underside of the product 10, but by modifying or expanding the mounting unit 20, it becomes possible to perform a visual inspection of the underside of the product 10 all at once. The mechanism behind this will be described with reference to Figure 9. Figure 9 shows a vertical cross-sectional view of a modified mounting unit 20.

図9の載置ユニット20は、製品10の下面を撮影できるように、ベース部21および置台22の中央部分を上下方向に貫通する開口部26を設けてある。また、ベース部21の下側に、2つのミラー28A,28Bを備えた拡張ベース部27を取り付けてある。ミラー28Aは、開口部26の真下の位置に、水平面に対して45度程度の傾斜を設けて配置される。ミラー28Bは、開口部26を通じてミラー28Aに映る製品10の下面を見た像をカメラ30に向けて反射するように、水平面に対してミラー28Aとは逆向きの45度程度の傾斜を設けて配置される。このような拡張ベース部27を使用することで、1回の撮影だけで、製品10の下面を含む全ての面を映した画像を得ることが可能となる。 The mounting unit 20 in FIG. 9 has an opening 26 that penetrates the center of the base 21 and the stand 22 in the vertical direction so that the underside of the product 10 can be photographed. In addition, an extended base 27 equipped with two mirrors 28A and 28B is attached to the underside of the base 21. Mirror 28A is positioned directly below the opening 26, with an inclination of about 45 degrees from the horizontal plane. Mirror 28B is positioned with an inclination of about 45 degrees in the opposite direction to mirror 28A with respect to the horizontal plane so that the image of the underside of the product 10 reflected on mirror 28A through the opening 26 is reflected toward the camera 30. By using such an extended base 27, it is possible to obtain an image that shows all sides of the product 10, including the underside, with just one photograph.

以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、その他の様々な実施形態をとることが可能であると共に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等の種々の変形を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are merely illustrative and do not limit the technical scope of the present invention. The present invention can take various other embodiments, and various modifications such as omissions and substitutions can be made without departing from the gist of the present invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention described in this specification, etc., and are included in the scope of the invention described in the claims and their equivalents.

また、本発明は、上記の説明で挙げたような装置や、これら装置で構成されたシステムとして提供することが可能なだけでなく、これら装置により実行される方法、これら装置の機能をプロセッサにより実現させるためのプログラム、そのようなプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。 The present invention can be provided not only as the devices described above or as systems composed of these devices, but also as methods executed by these devices, programs for implementing the functions of these devices using a processor, and storage media for storing such programs in a computer-readable format.

本発明は、カメラで撮影した製品の画像に基づいて製品の外観を検査する外観検査システムに利用することが可能である。 The present invention can be used in an appearance inspection system that inspects the appearance of a product based on images of the product taken by a camera.

10:製品、 20:載置ユニット、 21:ベース部、 22:置台、 23A~23D:ミラー、 24A~24D:不要光防止板、 25A,25B:センサー部、 26:開口部、 27:拡張ベース部、 28A,28B:ミラー、 30:カメラ、 40:外観検査装置、 45:サーバ

10: Product, 20: Mounting unit, 21: Base section, 22: Mounting stand, 23A to 23D: Mirror, 24A to 24D: Unwanted light prevention plate, 25A, 25B: Sensor section, 26: Opening, 27: Extension base section, 28A, 28B: Mirror, 30: Camera, 40: Appearance inspection device, 45: Server

Claims (5)

外観検査の対象となる製品が載置される載置ユニットと、
前記載置ユニットに載置された前記製品を第1の方向から撮像するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記製品の外観検査処理を実行する外観検査装置とを備え、
前記載置ユニットは、載置された前記製品を前記第1の方向とは別の第2の方向から見た像を前記カメラに向けて反射するように配置されたミラーを有し、
前記カメラは、前記第1の方向から見た前記製品を映した第1の画像部分と、前記ミラーを介して前記第2の方向から見た前記製品を映した第2の画像部分とを含む画像を撮影することを特徴とする外観検査システム。
a placement unit on which a product to be inspected is placed;
a camera that captures an image of the product placed on the placement unit from a first direction;
an appearance inspection device that performs an appearance inspection process for the product based on the image captured by the camera;
the mounting unit has a mirror arranged to reflect an image of the mounted product seen from a second direction different from the first direction toward the camera;
An appearance inspection system characterized in that the camera captures an image including a first image portion showing the product viewed from the first direction and a second image portion showing the product viewed from the second direction via the mirror.
請求項1に記載の外観検査システムにおいて、
前記載置ユニットに前記製品が載置されたことを検知する第1の検知部と、
前記載置ユニットに対する前記製品の載置操作を行う操作体が前記カメラの撮影範囲から外れたことを検知する第2の検知部とを更に備え、
前記外観検査装置は、前記第1の検知部により前記載置ユニットに前記製品が載置されたことが検知された状態で、且つ、前記第2の検知部により前記操作体が前記カメラの撮影範囲から外れたことが検知された状態で前記カメラにより撮影された画像に基づいて、前記外観検査処理を実行することを特徴とする外観検査システム。
2. The visual inspection system according to claim 1,
a first detection unit that detects that the product has been placed on the placement unit;
a second detection unit that detects that an operating body that performs an operation of placing the product on the placement unit has moved out of a shooting range of the camera,
The appearance inspection system is characterized in that the appearance inspection device performs the appearance inspection process based on an image captured by the camera when the first detection unit detects that the product has been placed on the placement unit and when the second detection unit detects that the operating body has moved out of the camera's shooting range.
請求項1又は請求項2に記載の外観検査システムにおいて、
前記第1の画像部分の領域と前記第2の画像部分の領域のそれぞれに対する検査枠が予め定められており、
前記外観検査装置は、前記カメラにより撮影された画像について、前記第1の画像部分の検査枠に対する前記外観検査処理と、前記第2の画像部分の検査枠に対する前記外観検査処理とをそれぞれ実行することを特徴とする外観検査システム。
3. The visual inspection system according to claim 1,
An inspection frame for each of the first image portion and the second image portion is previously determined;
An appearance inspection system characterized in that the appearance inspection device performs the appearance inspection processing on the inspection frame of the first image portion and the appearance inspection processing on the inspection frame of the second image portion for the image captured by the camera.
請求項3に記載の外観検査システムにおいて、
前記外観検査装置は、前記載置ユニットにおける前記製品の位置を判定し、前記製品の位置に応じて前記画像または前記検査枠を調整した後に、前記外観検査処理を実行することを特徴とする外観検査システム。
4. The visual inspection system according to claim 3,
An appearance inspection system characterized in that the appearance inspection device determines the position of the product in the placement unit, adjusts the image or the inspection frame according to the position of the product, and then performs the appearance inspection process.
請求項3に記載の外観検査システムにおいて、
前記外観検査装置は、前記載置ユニットにおける前記製品の向きを判定し、前記製品の向きに応じて前記画像または前記検査枠を調整した後に、前記外観検査処理を実行することを特徴とする外観検査システム。

4. The visual inspection system according to claim 3,
An appearance inspection system characterized in that the appearance inspection device determines the orientation of the product in the placement unit, adjusts the image or the inspection frame according to the orientation of the product, and then performs the appearance inspection process.

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