特許ウォッチ

公開番号2024155236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023069813
出願日2023-04-21
発明の名称フォーカス設定選択装置、表面欠陥検査装置、フォーカス設定選択方法、及び、表面欠陥検査方法
出願人トヨタ自動車東日本株式会社,国立大学法人岩手大学
代理人個人,個人
主分類G06T 7/00 20170101AFI20241024BHJP(計算;計数)
要約【課題】焦点を定量的に評価するフォーカス設定選択装置、表面欠陥検査装置、フォーカス設定選択方法及び表面欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】表面欠陥検査装置は、撮影手段により検査動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択手段50を備えている。フォーカス設定選択手段50は、検査動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行って得た試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像を作成するエッジ抽出画像作成手段51と、エッジ抽出画像について、輝度値の分散を算出する輝度値分散算出手段52と、フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なるフレームについて輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を選択する選択手段53と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
対象物について撮影手段により所定の動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択装置であって、
前記動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行うことにより得られた複数の試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手段と、
前記各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手段と、
フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、前記輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を前記動画撮影時の設定として選択する選択手段と
を備えたことを特徴とするフォーカス設定選択装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
被検査面を撮影して検査動画を得る撮影手段と、
前記撮影手段と前記被検査面とを相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段により前記撮影手段と前記被検査面とを相対的に移動させながら前記撮影手段により所定の検査動画撮影を行うことにより得られた検査動画から欠陥を検出する欠陥検出手段と、
前記撮影手段により前記検査動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択手段とを備え、
前記フォーカス設定選択手段は、
前記検査動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行うことにより得られた複数の試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手段と、
前記各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手段と、
フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、前記輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を前記検査動画撮影時の設定として選択する選択手段と
を備えたことを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記試験動画は、前記被検査面に試験用の模様を付けて前記試験動画撮影を行うことにより得られたものであることを特徴とする請求項２記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
対象物について撮影手段により所定の動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択方法であって、
前記動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行い、フォーカス設定の異なる複数の試験動画を得る試験動画撮影手順と、
前記各試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手順と、
前記各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手順と、
フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、前記輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を前記動画撮影時の設定として選択する選択手順と
を含むことを特徴とするフォーカス設定選択方法。
【請求項５】
被検査面と撮影手段とを相対的に移動させながら前記撮影手段により所定の検査動画撮影を行い検査動画を得る検査動画撮影手順と、
前記検査動画撮影手順により得られた検査動画から欠陥を検出する欠陥検出手順と、
前記検査動画撮影手順の前に、前記検査動画撮影手順における前記撮影手段のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択手順とを含み、
前記フォーカス設定選択手順は、
前記検査動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行い、フォーカス設定の異なる複数の試験動画を得る試験動画撮影手順と、
前記各試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手順と、
前記各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手順と、
フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、前記輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を前記検査動画撮影時の設定として選択する選択手順と
を含むことを特徴とする表面欠陥検査方法。
【請求項６】
前記試験動画撮影手順では、前記被検査面に試験用の模様を付けて前記試験動画撮影を行うことを特徴とする請求項５記載の表面欠陥検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のボディ表面の塗装などの状態を検査する際に用いることができるフォーカス設定選択装置、表面欠陥検査装置、フォーカス設定選択方法、及び、表面欠陥検査方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディを塗装する工程においては、検査員の目視により塗装表面の検査作業を行っている。しかし、検査員による外観検査は労力を要する仕事であり、個人によってばらつきがあるため、検査ミスや検査漏れが生じる恐れがある。また、検査員による外観検査では、検査に要する時間も多くなり、人件費が製品の生産コストをあげてしまう要因のひとつになっている。そのため、外観検査の自動化が望まれており、近年では、光学的に自動的に検査することが可能な表面欠陥検査装置の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、撮影手段と被検査面とを相対的に移動させながら撮影手段により被検査面を撮影し、撮影した複数の画像から欠陥候補を抽出して、撮影時刻の異なる少なくとも２枚以上の画像間における欠陥候補の移動距離及び移動角度が、被検査面に欠陥が存在した時に移動すると想定される基準移動距離及び基準移動角度の範囲内にある場合に欠陥であると判定する表面欠陥検査装置が記載されている。この表面欠陥検査装置によれば、被検査面を撮影することにより、自動的に検査をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１１８５７２号公報
【非特許文献】
【０００５】
新川ら、表面化学，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１０，ｐｐ．６２３－６２８，２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような表面欠陥検査装置では、自動車の塗装面と撮影手段とを相対的に移動させながら自動車の塗装面を撮影する際に、撮影手段と塗装面との位置関係や状況が変化するので、フレームにより撮影手段のフォーカス設定を調整しないと焦点が合わず、微小な欠陥対象箇所を正確に検出することができない。そのため、従来は、撮像手段のフォーカス設定を変えて撮影した複数の動画を目視で確認し、フレーム毎に、フォーカス設定をその都度調整していた。そのため、撮影動画の全フレームで焦点を高速かつ定量的に評価してフォーカス設定することができず、手間がかかり、煩雑であるという問題があった。なお、従来から合焦判定法としては多数のアルゴリズムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、焦点を定量的に評価することができるフォーカス設定選択装置、及び、フォーカス設定選択方法、並びに、これらを用いた表面欠陥検査装置、及び、表面欠陥検査方法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】
【０００８】
本発明のフォーカス設定選択装置は、対象物について撮影手段により所定の動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するものであって、動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行うことにより得られた複数の試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手段と、各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手段と、フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を動画撮影時の設定として選択する選択手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明の表面欠陥検査装置は、被検査面を撮影して検査動画を得る撮影手段と、撮影手段と被検査面とを相対的に移動させる移動手段と、移動手段により撮影手段と被検査面とを相対的に移動させながら撮影手段により所定の検査動画撮影を行うことにより得られた検査動画から欠陥を検出する欠陥検出手段と、撮影手段により検査動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するフォーカス設定選択手段とを備え、フォーカス設定選択手段は、検査動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行うことにより得られた複数の試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手段と、各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手段と、フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を検査動画撮影時の設定として選択する選択手段とを備えたものである。
【００１０】
本発明のフォーカス設定選択方法は、対象物について撮影手段により所定の動画撮影する際のフォーカス設定をフレームに応じて選択するものであって、動画撮影に対応する所定の試験動画撮影をフォーカス設定を変えて繰り返し行い、フォーカス設定の異なる複数の試験動画を得る試験動画撮影手順と、各試験動画について、フレーム毎に、エッジを抽出したエッジ抽出画像をそれぞれ作成するエッジ抽出画像作成手順と、各エッジ抽出画像について、輝度値の分散をそれぞれ算出する輝度値分散算出手順と、フレームの順番毎に、フォーカス設定が異なる各フレームについて、輝度値の分散を比較し、最も分散が大きいフレームのフォーカス設定を前記動画撮影時の設定として選択する選択手順とを含むものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許