(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023000115
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】ワーク検査装置およびワーク検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/88 20060101AFI20221222BHJP
【ＦＩ】
G01N21/88 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021100747
(22)【出願日】2021-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000110321
【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 毅
(72)【発明者】
【氏名】上田 耕市
【テーマコード（参考）】
2G051
【Ｆターム（参考）】
2G051AA61
2G051AB20
2G051BA20
2G051BB01
2G051CA03
2G051CA04
2G051EA17
2G051EA23
2G051ED01
(57)【要約】
【課題】ワークの画像検査を高精度で行うのに有効なワーク検査技術を提供する。
【解決手段】ボックス部材１に装着用開口２を通じて装着されたワーク１０を検査するワーク検査装置１０１は、ワーク１０を撮影する撮影部２０と、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉを処理する画像処理部４１と、を備え、画像処理部４１は、ワーク１０の複数の露出面１１，１２のうちボックス部材１の装着用開口２に最も近い面をワーク１０の上面１１と定義したとき、撮影画像Ｉの中で明度が閾値を上回る高明度領域をワーク１０の上面画像Ｉａとして抽出する抽出部４３を有する。
【選択図】図１
【解決手段】ボックス部材１に装着用開口２を通じて装着されたワーク１０を検査するワーク検査装置１０１は、ワーク１０を撮影する撮影部２０と、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉを処理する画像処理部４１と、を備え、画像処理部４１は、ワーク１０の複数の露出面１１，１２のうちボックス部材１の装着用開口２に最も近い面をワーク１０の上面１１と定義したとき、撮影画像Ｉの中で明度が閾値を上回る高明度領域をワーク１０の上面画像Ｉａとして抽出する抽出部４３を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査装置であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影する撮影部と、
上記撮影部で得られた撮影画像を処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する抽出部を有する、ワーク検査装置。
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影する撮影部と、
上記撮影部で得られた撮影画像を処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する抽出部を有する、ワーク検査装置。
【請求項2】
上記画像処理部は、上記抽出部で抽出した上記上面画像を含む抽出画像と、複数の上記ワークが上記ボックス部材の正規位置に装着された状態のマスター画像と、に基づいて、上記上面画像に相当する上記ワークの配置状態を判定するワーク判定部を有する、請求項１に記載のワーク検査装置。
【請求項3】
上記ワークの上記上面の形状は４つの角がすべて等しい四角形であり、複数の上記ワークには、上記上面の第１エッジが第１配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第１ワークと、上記上面の上記第１エッジに直角な第２エッジが上記第１配列線と直交する第２配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第２ワークと、が含まれており、
上記画像処理部は、上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正する画像補正部を有し、
上記ワーク判定部は、上記画像補正部で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されている、請求項２に記載のワーク検査装置。
上記画像処理部は、上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正する画像補正部を有し、
上記ワーク判定部は、上記画像補正部で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されている、請求項２に記載のワーク検査装置。
【請求項4】
上記画像処理部は、上記抽出画像の座標系における上記上面画像の位置ベクトルを演算するベクトル演算部を有し、
上記ワーク判定部は、上記ベクトル演算部で得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されている、請求項２に記載のワーク検査装置。
上記ワーク判定部は、上記ベクトル演算部で得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されている、請求項２に記載のワーク検査装置。
【請求項5】
上記ワーク判定部は、上記抽出画像の上記上面画像の色相および彩度を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の色相および彩度と比較することにより上記ワークの色が正しいか否かを判定するように構成されている、請求項３または４に記載のワーク検査装置。
【請求項6】
上記ボックス部材の上記装着用開口の開口平面に平行配置される照射面を有する照明部を備え、上記照明部は、上記照射面から上記ワークに向けて一方向に照明光を照射するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のワーク検査装置。
【請求項7】
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査方法であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影部で撮影し、
上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影部で得られた撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する、ワーク検査方法。
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影部で撮影し、
上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影部で得られた撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する、ワーク検査方法。
【請求項8】
抽出した上記上面画像を含む抽出画像と、複数の上記ワークが上記ボックス部材の正規位置に装着された状態のマスター画像と、に基づいて、上記上面画像に相当する上記ワークの配置状態を判定する、請求項７に記載のワーク検査方法。
【請求項9】
上記ワークの上記上面の形状は４つの角がすべて等しい四角形であり、複数の上記ワークには、上記上面の第１エッジが第１配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第１ワークと、上記上面の上記第１エッジに直角な第２エッジが上記第１配列線と直交する第２配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第２ワークと、が含まれており、
上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正し、その補正で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定する、請求項８に記載のワーク検査方法。
上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正し、その補正で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定する、請求項８に記載のワーク検査方法。
【請求項10】
上記抽出画像の座標系における上記上面画像の位置ベクトルを演算し、その演算により得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定する、請求項８に記載のワーク検査方法。
【請求項11】
上記抽出画像の上記上面画像の色相および彩度を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の色相および彩度と比較することにより上記ワークの色が正しいか否かを判定する、請求項９または１０に記載のワーク検査方法。
【請求項12】
上記撮影部による上記ワークの撮影の際、上記ボックス部材の上記装着用開口の開口平面に平行配置された照射面から上記ワークに向けて一方向に照明光を照射する、請求項７～１１のいずれか一項に記載のワーク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークを検査する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、電源ボックスと称されるボックス部材に装着された部品をカメラで画像検査する技術が記載されている。この画像検査では、カメラによるボックス部材の撮影画像においてワークを構成する画素領域内に検査領域を設定し、検査領域の各画素のＲＧＢ合計値の平均値と、検査領域の各画素のＲＧＢ合計値との双方から求めた値を、閾値と比較する画像解析処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献１に記載の画像検査を用いる場合には、以下のような理由によって、ボックス部材を正しく識別することができず、検査領域を設定するのが難しい。このため、ボックス部材に装着されているワークの検査精度が低いという問題を抱えている。
【0005】
例えば、ボックス部材から同色のワイヤーハーネスが延びているときには、カメラによる撮影で得られた画像情報からボックス部材の外形輪郭を捉えるのが困難になり、ボックス部材に対するワークの相対位置を正確に検出するのが難しい。また、ボックス部材の下方にワイヤーハーネスの一部が潜り込みボックス部材が傾いた状態になると、ワークが斜め方向から撮影されるため、このワークの側面画像を別のワークの画像であると誤判定するという問題が生じ得る。
【0006】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ワークの画像検査を高精度で行うのに有効なワーク検査技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査装置であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影する撮影部と、
上記撮影部で得られた撮影画像を処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する抽出部を有する、ワーク検査装置、
にある。
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査装置であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影する撮影部と、
上記撮影部で得られた撮影画像を処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する抽出部を有する、ワーク検査装置、
にある。
【0008】
本発明の他の態様は、
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査方法であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影部で撮影し、
上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影部で得られた撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する、ワーク検査方法、
にある。
ボックス部材に装着用開口を通じて装着されたワークを検査するワーク検査方法であって、
上記ワークは、複数の露出面を有し、上記複数の露出面が同色であり、
上記ワークを撮影部で撮影し、
上記ワークの上記複数の露出面のうち上記ボックス部材の上記装着用開口に最も近い面を上記ワークの上面と定義したとき、上記撮影部で得られた撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域を上記ワークの上面画像として抽出する、ワーク検査方法、
にある。
【発明の効果】
【0009】
上述の各態様では、ボックス部材に装着されたワークは、検査のために撮影部によって撮影される。ワークは、ボックス部材に装着された状態において複数の露出面が同色であるため、複数の露出面の中で上面が上面以外の面に比べて明度が高くなる。そこで、ワークの上面の明度と上面以外の面の明度との間の明度差を利用すれば、撮影部で得られた撮影画像の中で明度が閾値を上回る高明度領域をワークの上面画像と判定することができる。
【0010】
これにより、ボックス部材が水平に置かれた状態でワークを水平姿勢で撮影する場合は勿論、ボックス部材が傾いて置かれた状態でワークを水平姿勢に対して傾いた姿勢で斜め方向から撮影する場合であっても、ワークの上面画像のみを上面以外の面の画像から切り離して抽出することができる。その結果、ワークの装着位置を、抽出した上面画像を利用して正確に検出することが可能になる。このとき、ワークの上面以外の面の画像が別のワークの上面画像であると判定するような誤判定を防ぐことで、ワークの画像検査における検査精度の低下を抑制できる。
【0011】
以上のごとく、上述の各態様によれば、ワークの画像検査を高精度で行うのに有効なワーク検査技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態１のワーク検査装置の構成を模式的に示す図。
【図2】実施形態１のワーク検査方法における画像処理のフローチャート。
【図3】色相と彩度の分布をワークの上面および側面をあわせて示す図。
【図4】色相と彩度の分布をワークの上面のみについて示す図。
【図5】明度の分布をワークの上面と側面に分けて示す図。
【図9】画像変形処理後の補正画像を示す図。
【図10】実施形態１にかかるマスター画像を座標値とともに示す図。
【図12】実施形態２のワーク検査装置の構成を模式的に示す図。
【図13】実施形態２のワーク検査方法における画像処理のフローチャート。
【図15】実施形態２にかかるマスター画像のデータベースを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。
【0014】
上述の態様のワーク検査装置において、上記画像処理部は、上記抽出部で抽出した上記上面画像を含む抽出画像と、複数の上記ワークが上記ボックス部材の正規位置に装着された状態のマスター画像と、に基づいて、上記上面画像に相当する上記ワークの配置状態を判定するワーク判定部を有するのが好ましい。
【0015】
このワーク検査装置によれば、抽出した上面画像を含む抽出画像にマスター画像を適用することによって、ワークの配置状態を正確に判定することが可能になる。
【0016】
上述の態様のワーク検査装置において、上記ワークの上記上面の形状は４つの角がすべて等しい四角形であり、複数の上記ワークには、上記上面の第１エッジが第１配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第１ワークと、上記上面の上記第１エッジに直角な第２エッジが上記第１配列線と直交する第２配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第２ワークと、が含まれており、
上記画像処理部は、上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正する画像補正部を有し、
上記ワーク判定部は、上記画像補正部で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されているのが好ましい。
上記画像処理部は、上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正する画像補正部を有し、
上記ワーク判定部は、上記画像補正部で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されているのが好ましい。
【0017】
このワーク検査装置によれば、上面の形状がいずれも長方形や正方形のような複数のワークをボックス部材に装着した状態で検査するとき、画像補正部は、複数の第１ワークの配置にかかる第１配列線と、複数の第２ワークの配置にかかる第２配列線と、に基づいて抽出画像の座標系を補正する。そして、ワーク判定部は、補正した補正画像に含まれている上面画像の座標をマスター画像の上面画像の座標と比較する。このとき、補正画像とマスター画像を上面画像の座標について互いに比較することによって、ワークの位置が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0018】
上述の態様のワーク検査装置において、上記画像処理部は、上記抽出画像の座標系における上記上面画像の位置ベクトルを演算するベクトル演算部を有し、
上記ワーク判定部は、上記ベクトル演算部で得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されているのが好ましい。
上記ワーク判定部は、上記ベクトル演算部で得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するように構成されているのが好ましい。
【0019】
このワーク検査装置によれば、抽出画像の座標系における上面画像の位置ベクトルをベクトル演算部で演算して、この位置ベクトルの単位ベクトル係数をマスター画像の座標系における上面画像の単位ベクトル係数とワーク判定部で比較する。このとき、抽出画像とマスター画像を上面画像の単位ベクトル係数について互いに比較することによって、ワークの位置が正しいか否かを簡単な処理で且つ精度良く判定することが可能になる。
【0020】
上述の態様のワーク検査装置において、上記ワーク判定部は、上記抽出画像の上記上面画像の色相および彩度を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の色相および彩度と比較することにより上記ワークの色が正しいか否かを判定するように構成されているのが好ましい。
【0021】
このワーク検査装置によれば、抽出画像の上面画像の色相および彩度をマスター画像の上面画像の色相および彩度とワーク判定部で比較する。このとき、抽出画像とマスター画像を上面画像の色相および彩度について互いに比較することによって、ワークの色が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0022】
上述の態様のワーク検査装置は、上記ボックス部材の上記装着用開口の開口平面に平行配置される照射面を有する照明部を備え、上記照明部は、上記照射面から上記ワークに向けて一方向に照明光を照射するように構成されているのが好ましい。
【0023】
このワーク検査装置によれば、照明部により照明光をワークに向けて一方向から照射することによって、照明光を多方向から照射する無影照明を使用する場合に比べて、ワークの上面の明度と上面以外の面の明度との間の明度差を大きくすることができる。これにより、撮影画像から上面画像を抽出するときの抽出精度を高めることが可能になる。
【0024】
上述の態様のワーク検査方法において、抽出した上記上面画像を含む抽出画像と、複数の上記ワークが上記ボックス部材の正規位置に装着された状態のマスター画像と、に基づいて、上記上面画像に相当する上記ワークの配置状態を判定するのが好ましい。
【0025】
このワーク検査方法によれば、抽出した上面画像を含む抽出画像にマスター画像を適用することによって、ワークの配置状態を正確に判定することが可能になる。
【0026】
上述の態様のワーク検査方法において、上記ワークの上記上面の形状は４つの角がすべて等しい四角形であり、複数の上記ワークには、上記上面の第１エッジが第１配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第１ワークと、上記上面の上記第１エッジに直角な第２エッジが上記第１配列線と直交する第２配列線に沿うように配置された状態で上記ボックス部材に装着される複数の第２ワークと、が含まれており、
上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正し、その補正で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するのが好ましい。
上記第１配列線と上記第２配列線が直角座標をなし、且つ上記直角座標が上記マスター画像の直角座標に重なるように上記抽出画像の座標系を補正し、その補正で得られた補正画像に含まれている上記上面画像の座標を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の座標と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するのが好ましい。
【0027】
このワーク検査方法によれば、上面の形状がいずれも長方形や正方形のような複数のワークをボックス部材に装着した状態で検査するとき、複数の第１ワークの配置にかかる第１配列線と、複数の第２ワークの配置にかかる第２配列線と、に基づいて抽出画像の座標系を補正する。そして、補正した補正画像に含まれている上面画像の座標をマスター画像の上面画像の座標と比較する。このとき、補正画像とマスター画像を上面画像の座標について互いに比較することによって、ワークの位置が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0028】
上述の態様のワーク検査方法において、上記抽出画像の座標系における上記上面画像の位置ベクトルを演算し、その演算により得られた上記位置ベクトルの単位ベクトル係数を上記マスター画像の座標系における上記上面画像について予め登録されている単位ベクトル係数と比較することにより上記ワークの位置が正しいか否かを判定するのが好ましい。
【0029】
このワーク検査方法によれば、抽出画像の座標系における上面画像の位置ベクトルを演算して、この位置ベクトルの単位ベクトル係数をマスター画像の座標系における上面画像の単位ベクトル係数と比較する。このとき、抽出画像とマスター画像を上面画像の単位ベクトル係数について互いに比較することによって、ワークの位置が正しいか否かを簡単な処理で且つ精度良く判定することが可能になる。
【0030】
上述の態様のワーク検査方法において、上記抽出画像の上記上面画像の色相および彩度を上記マスター画像に予め登録されている上記上面画像の色相および彩度と比較することにより上記ワークの色が正しいか否かを判定するのが好ましい。
【0031】
このワーク検査方法によれば、抽出画像の上面画像の色相および彩度をマスター画像の上面画像の色相および彩度と比較する。このとき、抽出画像とマスター画像を上面画像の色相および彩度について互いに比較することによって、ワークの色が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0032】
上述の態様のワーク検査方法において、上記撮影部による上記ワークの撮影の際、上記ボックス部材の上記装着用開口の開口平面に平行配置された照射面から上記ワークに向けて一方向に照明光を照射するのが好ましい。
【0033】
このワーク検査方法によれば、照明光をワークに向けて一方向から照射することによって、照明光を多方向から照射する無影照明を使用する場合に比べて、ワークの上面の明度と上面以外の面の明度との間の明度差を大きくすることができる。これにより、撮影画像から上面画像を抽出するときの抽出精度を高めることが可能になる。
【0034】
以下、ワークを検査するための検査技術を具現化するための実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0035】
なお、実施形態を説明するための図面において、特にことわらない限り、水平方向である第１方向を矢印Ｘで示し、水平方向であり且つ第１方向に直交する第２方向を矢印Ｙで示し、垂直方向である第３方向を矢印Ｚで示すものとする。
【0036】
（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１のワーク検査装置（以下、単に「検査装置」という。）１０１は、ワーク１０の画像検査を自動で行うための装置である。
図１に示されるように、実施形態１のワーク検査装置（以下、単に「検査装置」という。）１０１は、ワーク１０の画像検査を自動で行うための装置である。
【0037】
ワーク１０は、ボックス部材１に装着用開口２を通じて装着されている。また、このボックス部材１は、搬送用の通い箱Ｂに収容されている。ボックス部材１は、装着用開口２側からみたときの外形が略矩形である。本実施形態では、ワーク１０は、通い箱Ｂに収容されたボックス部材１に装着されたままの状態で検査される。
【0038】
ワーク１０は、車載用のリレーであり、ボックス部材１はリレーが装着されるリレーボックスである。リレーボックスとしてのボックス部材１から、外部との電気的接続のためのワイヤーハーネス３が延びている。
【0039】
リレーとしてのワーク１０は、その外形がＪＩＳ規格やＩＳＯ規格に対応した直方体である。このとき、ボックス部材１に装着された状態を装着用開口２側から見たときのワーク１０の上面１１の形状は４つの角がすべて等しい長方形（四角形）である。各ワーク１０は、いずれも露出面である１つの上面１１と４つの側面１２を有し、これらの上面１１及び側面１２がともに同色とされている。また、ワーク１０ごとに色が定められている。ここで、ワーク１０の上面１１は、複数の露出面のうちボックス部材１の装着用開口２に最も近い面として定義される。
【0040】
例えば、ボックス部材１が黒い樹脂製の部材であり、ワイヤーハーネス３も同色の黒色であるようなときには、カメラで得られた画像情報からボックス部材１の外形輪郭を正確に捉えるのが困難になる。また、ボックス部材１の下方にワイヤーハーネス３の一部が潜り込みボックス部材１が傾いた状態になると、ワーク１０も水平姿勢に対して傾いた姿勢で斜め方向から撮影されることになる。ここでいう「水平姿勢」とは、ワーク１０の上面１１がボックス部材１の底面や装着用開口２の開口平面Ａと概ね平行になる姿勢をいう。
【0041】
この場合には、撮影画像Ｉにワーク１０の上面１１に加えて側面１２も含まれるため、側面１２を別のワーク１０の上面１１であると誤判定するおそれがあり、ワーク１０の位置を正しく検出するのが難しい。とりわけ、ボックス部材１を通い箱Ｂに収容した状態で画像検査する場合、通い箱Ｂの中でボックス部材１が傾いた状態になり易く、このような問題が顕在化する。そこで、このような問題を解消するためには、ボックス部材１を通い箱Ｂから一旦取出して検査台の上に水平にセットして画像検査した後に、再び通い箱Ｂに戻す作業が必要になり、検査工数が増えるという問題が生じ得る。
【0042】
そこで、実施形態１の検査装置１０１は、このような問題を解決するために設計されており、ワーク１０が水平姿勢で撮影された場合は勿論、ワーク１０が水平姿勢に対して傾いた姿勢で斜め方向から撮影された場合であっても、ワーク１０の高精度の画像検査を可能とするものである。
【0043】
検査装置１０１は、撮影部２０と、照明部３０と、制御装置４０と、を少なくとも備えている。制御装置４０は、画像処理部４１と照明制御部４８を有する。制御装置４０は、既知のＣＰＵ（Central Processing Unit）を主体に構成されている。
【0044】
撮影部２０は、ワーク１０をボックス部材１の装着用開口２から撮影するカメラであり、カメラ本体に内蔵された撮像素子２１を有する。この撮影部２０は、ワーク１０の表面で反射した反射光を撮像素子２１が受光することによって画像を撮像し、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉを制御装置４０の画像処理部４１に伝送するように構成されている。撮像素子２１として、典型的には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーが採用される。
【0045】
照明部３０は、ワーク１０に照明光Ｌを照射するためのものであり制御装置４０に電気的に接続されている。この照明部３０は、撮影部２０によるワーク１０の撮影の際、制御装置４０の照明制御部４８から伝送される制御信号に応じて作動状態とされる。
【0046】
照明部３０は、ボックス部材１の装着用開口２の開口平面Ａに概ね平行配置される照射面３１を有する。ここで、開口平面Ａは、第３方向Ｚを法線方向とする平面として定義される。照明部３０は、照射面３１からワーク１０に向けて一方向（第３方向Ｚに沿った方向）に照明光Ｌを照射するように構成されている。なお、この照明部３０の種類は特に限定されないが、耐久性能や省エネ性能に優れたＬＥＤ照明を採用するが好ましい。
【0047】
画像処理部４１は、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉを処理するためのものであり、変換部４２と、抽出部４３と、画像補正部４４と、ワーク判定部４５と、記憶部４６と、出力部４７と、を有する。画像処理部４１は、画像処理のための既知のＧＰＵ（Graphics Processing Unit）と、記憶部４６を構成するメモリと、を有する。
【0048】
変換部４２は、撮影画像ＩのＲＧＢ値をＨＳＶ値に変換するように構成されている。抽出部４３は、撮影画像Ｉから特定の領域を抽出するように構成されている。画像補正部４４は、抽出部４３で得られた抽出画像Ｉｃを補正して補正画像Ｉｄ，Ｉｅを得るように構成されている。
【0049】
ワーク判定部４５は、抽出部４３で得られた抽出画像Ｉｃとマスター画像Ｉｍとに基づいて、より具体的には、画像補正部４４で得られた補正画像Ｉｅをマスター画像Ｉｍと比較することにより、上面画像Ｉａに相当するワーク１０の配置状態を判定するように構成されている。ここでいう「ワーク１０の配置状態の判定」とは、ワーク１０の位置が正しいか否かを判定することや、ワーク１０が正しい色であるか否かを判定することをいう。
【0050】
記憶部４６は、画像処理で使用するプログラムやデータをはじめ、マスター画像Ｉｍおよび閾値Ｔｈを予め記憶するとともに、画像処理前後の各種データを必要に応じて一時的に記憶するように構成されている。
【0051】
出力部４７は、画像処理部４１による画像処理時の情報や、記憶部４６に記憶されている情報を、出力指示信号を受信することによってモニター等の出力手段に出力するように構成されている。
【0052】
次に、実施形態１のワーク検査方法（以下、単に「検査方法」という。）について説明する。この検査方法は、ボックス部材１に装着用開口２を通じて装着されたワーク１０を検査する方法である。この方法は、上記構成の検査装置１０１を使用して実行されるのが好ましい。
【0053】
実施形態１の検査方法では、先ず、撮影部２０及び照明部３０の準備を整えた状態で、ボックス部材１を収容した通い箱Ｂを検査台にセットする。その後、照明部３０からワーク１０に向けて照明光Ｌを照射した状態で、ワーク１０を撮影部２０で撮影する。
【0054】
その後、画像処理部４１は、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉに基づいて、図２に示される処理フローにしたがって画像処理のための複数のステップ（第１ステップＳ１０１から第６ステップＳ１０６までのステップ）を順次実行する。
【0055】
（変換処理）
第１ステップＳ１０１は、撮影部２０で得られた撮影画像ＩのＲＧＢ値をＨＳＶ値に変換する処理を行うステップである。この処理は、画像処理部４１の変換部４２が実行する。ここで、ＲＧＢ値とは、Ｒ値（赤）、Ｇ値（緑）、Ｂ値（青）の三つの成分からなる色空間を表す色指標である。これに対して、ＨＳＶ値とは、Ｈ値（色相）、Ｓ値（彩度）、Ｖ値（明度）の三つの成分からなる色空間を表す色指標である。この第１ステップＳ１０１によれば、記憶部４６に予め記憶されている既知の変換処理プログラムを使用してＲＧＢ値がＨＳＶ値に変換される。
第１ステップＳ１０１は、撮影部２０で得られた撮影画像ＩのＲＧＢ値をＨＳＶ値に変換する処理を行うステップである。この処理は、画像処理部４１の変換部４２が実行する。ここで、ＲＧＢ値とは、Ｒ値（赤）、Ｇ値（緑）、Ｂ値（青）の三つの成分からなる色空間を表す色指標である。これに対して、ＨＳＶ値とは、Ｈ値（色相）、Ｓ値（彩度）、Ｖ値（明度）の三つの成分からなる色空間を表す色指標である。この第１ステップＳ１０１によれば、記憶部４６に予め記憶されている既知の変換処理プログラムを使用してＲＧＢ値がＨＳＶ値に変換される。
【0056】
この変換処理プログラムは特に限定されないが、一例として、下記の変換計算式を使用したものを用いることができる。
【0057】
＜Ｈ値（色相）＞
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」とし、最も小さな値を「Ｍｉｎ」としたとき、Ｈ値を、以下の４つの変換計算式を用いて演算することができる。
（１）Ｈ値（Ｒ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｇ値－Ｂ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））
（２）Ｈ値（Ｇ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｂ値－Ｒ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））＋１２０
（３）Ｈ値（Ｂ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｒ値－Ｇ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））＋２４０
（４）Ｈ値（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値が同じ値の場合）＝０
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」とし、最も小さな値を「Ｍｉｎ」としたとき、Ｈ値を、以下の４つの変換計算式を用いて演算することができる。
（１）Ｈ値（Ｒ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｇ値－Ｂ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））
（２）Ｈ値（Ｇ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｂ値－Ｒ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））＋１２０
（３）Ｈ値（Ｂ値が最大値の場合）＝６０×（（Ｒ値－Ｇ値）／（Ｍａｘ－Ｍｉｎ））＋２４０
（４）Ｈ値（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値が同じ値の場合）＝０
【0058】
＜Ｓ値（彩度）＞
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」とし、最も小さな値を「Ｍｉｎ」としたとき、Ｓ値を、以下の変換計算式を用いて演算することができる。
（５）Ｓ値＝（Ｍａｘ－Ｍｉｎ）／Ｍａｘ
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」とし、最も小さな値を「Ｍｉｎ」としたとき、Ｓ値を、以下の変換計算式を用いて演算することができる。
（５）Ｓ値＝（Ｍａｘ－Ｍｉｎ）／Ｍａｘ
【0059】
＜Ｖ値（明度）＞
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」としたとき、Ｖ値を、以下の変換計算式を用いて演算することができる。
（６）Ｖ値＝Ｍａｘ
Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうち、最も大きな値を「Ｍａｘ」としたとき、Ｖ値を、以下の変換計算式を用いて演算することができる。
（６）Ｖ値＝Ｍａｘ
【0060】
第２ステップＳ１０２は、第１ステップＳ１０１の実施後に、撮影画像Ｉから予め登録された色（Ｈ値およびＳ値）の領域を抽出するステップである。この処理は、画像処理部４１の変換部４２または抽出部４３が実行する。ここで、使用することが想定されているワーク１０の色（Ｈ値およびＳ値）についての情報が記憶部４６に予め登録されている。例えば、ワーク１０として、黄色と水色と紫色の３色のリレーの使用を想定して、各色のＨ値とＳ値の組み合わせを予め登録しておく。
【0061】
この第２ステップＳ１０２によれば、撮影画像Ｉの中に、予め登録されたＨ値とＳ値の組み合わせパターンに該当する想定領域が存在するときに、この想定領域を撮影画像Ｉから抽出することができる。例えば、３色のリレーの使用を想定している場合には、Ｈ値とＳ値の３つの組み合わせパターンに該当する３つの想定領域のうちの少なくとも１つが撮影画像Ｉから抽出される。
【0062】
図３に示されるように、Ｈ値（色相）とＳ値（彩度）の分布をワーク１０の上面１１および側面１２をあわせて状態でみたとき、例えば、水色の領域と紫色の領域との間に重なり領域が形成されることがある。このため、Ｈ値とＳ値の組み合わせパターンのみでは水色と紫色を識別するのができず、ワーク１０の色を特定するのが難しい。
【0063】
これに対して、図４に示されるように、Ｈ値（色相）とＳ値（彩度）の分布をワーク１０の上面１１のみの状態でみたとき、例えば、水色の領域と紫色の領域との間に重なり領域が形成されることがなく、識別線を隔てて水色と紫色を明確に識別できることがわかる。これは、側面１２は上面１１に対して照明部３０との角度が大きいため、側面１２からの反射光はＨ値とＳ値のバラツキが大きいことによる。そこで、撮影画像Ｉの中からワーク１０の上面１１に相当する上面画像Ｉａを抽出することができれば、ワーク１０の色を特定するのに有効である。
【0064】
そこで、本発明者は、Ｖ値（明度）に基づいて上面画像Ｉａを抽出することに着目した。図５に示されるように、例えば、露出面が紫色のワーク１０の場合、上面１１のＶ値と側面１２のＶ値との間に明確な差があることがわかる。このため、撮影画像Ｉの中でＶ値が閾値Ｔｈを上回る高明度領域を上面画像（後述の上面画像Ｉａ）であると判定することができる。一方で、撮影画像Ｉの中でＶ値が閾値Ｔｈを下回る低明度領域を側面画像（後述の側面画像Ｉｂ）であると判定することができる。
【0065】
なお、閾値Ｔｈは、ボックス部材１に装着予定のワーク１０の色、照明部３０による照明光Ｌの照射条件、屋内の照明環境などに基づいて、適宜の値に設定されるのが好ましい。
【0066】
図６に示されるように、ワーク１０が水平姿勢に対して傾いた姿勢で撮影された場合、撮影画像Ｉの中に、ワーク１０の上面１１に相当する上面画像Ｉａに加えて、ワーク１０の側面１２に相当する側面画像Ｉｂが含まれる。また、上面画像Ｉａは、２組の向かい合う辺がそれぞれ平行であり且つ隣り合う２つの角の大きさが異なるような平行四辺形になる。
【0067】
（抽出処理）
図２中の第３ステップＳ１０３を第２ステップＳ１０２の実施後に実行する。この第３ステップＳ１０３は、撮影画像Ｉから上面画像Ｉａを抽出するステップである。この第３ステップＳ１０３は、画像処理部４１の抽出部４３が実行する。
図２中の第３ステップＳ１０３を第２ステップＳ１０２の実施後に実行する。この第３ステップＳ１０３は、撮影画像Ｉから上面画像Ｉａを抽出するステップである。この第３ステップＳ１０３は、画像処理部４１の抽出部４３が実行する。
【0068】
図６において、上面画像ＩａはＶ値が閾値Ｔｈを上回る高明度領域であり、側面画像ＩｂはＶ値が閾値Ｔｈを下回る低明度領域であることを利用する。そして、撮影画像Ｉの中で高明度領域をワーク１０の上面画像Ｉａと判定して、低明度領域である側面画像Ｉｂを消去する処理を行う。この処理により上面画像Ｉａのみが残るため、結果的に上面画像Ｉａを含む抽出画像Ｉｃ（図７を参照）が得られる。
【0069】
また、第３ステップＳ１０３において、抽出部４３は、上面画像Ｉａとともに、その上面画像ＩａのＨ値およびＳ値を検出して、記憶部４６に一時的に記憶させる。このときの上面画像ＩａのＨ値およびＳ値は、後述の第６ステップＳ１０６において、ワーク１０が正しい色であるか否かを判定する処理に使用される。
【0070】
図７に示されるように、複数のワーク１０には、複数の第１ワーク１０Ａと、複数の第２ワーク１０Ｂと、第３ワーク１０Ｃが含まれている。
【0071】
複数の第１ワーク１０Ａは、その上面１１の短辺である第１エッジ１３が第１配列線Ｍ１に沿うように配置された状態でボックス部材１に装着されるものである。このため、抽出画像Ｉｃにおいて第１エッジ１３に相当するエッジ線画像Ｉｃ１も第１配列線Ｍ１に沿うように形成される。
【0072】
複数の第２ワーク１０Ｂは、その上面１１の第１エッジ１３に直角な長辺である第２エッジ１４が第１配列線Ｍ１と直交する第２配列線Ｍ２に沿うように配置された状態でボックス部材１に装着されるものである。このため、抽出画像Ｉｃにおいて第２エッジ１４に相当するエッジ線画像Ｉｃ２も第２配列線Ｍ２に沿うように形成される。なお、上面１１の１つの頂点が第１配列線Ｍ１と第２配列線Ｍ２の交点Ｃに位置する第２ワーク１０Ｂは第１ワーク１０Ａにも属している。
【0073】
第３ワーク１０Ｃは、上面１１の第１エッジ１３が第１配列線Ｍ１から離れて配置され、且つ上面１１の第２エッジ１４が第２配列線Ｍ２から離れて配置された状態でボックス部材１に装着されるものである。すなわち、第３ワーク１０Ｃは、第１ワーク１０Ａと第２ワーク１０Ｂのいずれにも属さない。
【0074】
（画像回転処理）
図２中の第４ステップＳ１０４は、第３ステップＳ１０３で得られた抽出画像Ｉｃの画像回転処理を行うステップである。この第４ステップＳ１０４は、画像処理部４１の画像補正部４４が実行する。
図２中の第４ステップＳ１０４は、第３ステップＳ１０３で得られた抽出画像Ｉｃの画像回転処理を行うステップである。この第４ステップＳ１０４は、画像処理部４１の画像補正部４４が実行する。
【0075】
図７に示される抽出画像Ｉｃの座標系において、Ｙ軸方向である第２方向Ｙに延びる第１基準線Ｎ１に対する第１配列線Ｍ１の傾斜角度αを求める。そして、抽出画像Ｉｃの全体を、第１配列線Ｍ１と第２配列線Ｍ２の交点Ｃを中心に第１配列線Ｍ１が第１基準線Ｎ１に重なるようにα度回転させる。この回転に伴って、第１基準線Ｎ１と第２配列線Ｍ２はともに交点Ｃを中心にα度回転する。第４ステップＳ１０４によれば、図８に示されるような第１補正画像Ｉｄが得られる。
【0076】
（画像変形処理）
図２中の第５ステップＳ１０５は、第４ステップＳ１０４で得られた第１補正画像Ｉｄの画像変形処理を行うステップである。この第５ステップＳ１０５は、画像処理部４１の画像補正部４４が実行する。
図２中の第５ステップＳ１０５は、第４ステップＳ１０４で得られた第１補正画像Ｉｄの画像変形処理を行うステップである。この第５ステップＳ１０５は、画像処理部４１の画像補正部４４が実行する。
【0077】
図８に示される第１補正画像Ｉｄの座標系において、Ｘ軸方向である第１方向Ｘに延びる第２基準線Ｎ２に対する第２配列線Ｍ２の傾斜角度βを求める。そして、第１配列線Ｍ１は固定したままの状態で、交点Ｃを中心に第２配列線Ｍ１を第２基準線Ｎ２に重なるまでβ度回転させて、第１補正画像Ｉｄの全体を変形させる。このような画像変形処理は、一般的に「スキュー（せん断処理）」と称呼される。
【0078】
第５ステップＳ１０５によれば、抽出画像Ｉｃを第１配列線Ｍ１と第２配列線Ｍ２のなす角が直角になるように画像変形させることによって、図９に示されるような第２補正画像Ｉｅが得られる。第１補正画像Ｉｄが第２補正画像Ｉｅに圧縮されることによって、上面画像Ｉａの形状が平行四辺形（２組の向かい合う辺がそれぞれ平行であり且つ隣り合う２つの角の大きさが異なる平行四辺形）から長方形に変換される。したがって、ワーク１０が傾いた姿勢で撮影されたのにもかかわらず、ワーク１０が水平姿勢で撮影されたのと同様の形状の画像を得ることができる。
【0079】
上述のように、第４ステップＳ１０４から第５ステップＳ１０５までの処理は、概して、第１配列線Ｍ１と第２配列線Ｍ２が直角座標をなし、且つこの直角座標がマスター画像Ｉｍの直角座標に重なるように抽出画像Ｉｃの座標系を補正する処理である。
【0080】
（ワーク判定処理）
図２中の第６ステップＳ１０６は、第５ステップＳ１０５で得られた第２補正画像Ｉｅを記憶部４６に予め記憶されているマスター画像Ｉｍと比較することにより、上面画像Ｉａに相当するワーク１０の配置状態を判定するステップである。この第６ステップＳ１０６は、画像処理部４１のワーク判定部４５が実行する。
図２中の第６ステップＳ１０６は、第５ステップＳ１０５で得られた第２補正画像Ｉｅを記憶部４６に予め記憶されているマスター画像Ｉｍと比較することにより、上面画像Ｉａに相当するワーク１０の配置状態を判定するステップである。この第６ステップＳ１０６は、画像処理部４１のワーク判定部４５が実行する。
【0081】
ここで、マスター画像Ｉｍについて説明する。
【0082】
図１０に示されるように、マスター画像Ｉｍは、複数のワーク１０がボックス部材１の正規位置（すなわち、装着が予定された位置）に装着された状態の画像である。このマスター画像Ｉｍは、位置１～位置７のうち位置２を除く全ての位置にワーク１０が水平姿勢で装着されることを想定したものである。このため、マスター画像Ｉｍには各ワーク１０の上面１１に相当する上面画像Ｉａのみ配置されており、各上面画像Ｉａの形状が長方形になっている。
【0083】
なお、マスター画像Ｉｍは、検査装置１０１の撮影部２０によってワーク１０及びボックス部材１を実際に撮影することによって得られた撮影画像であってもよいし、或いは画像作成ソフトなどを利用してワーク１０及びボックス部材１を模して作成された画像であってもよい。
【0084】
図１１に示されるデータベースには、マスター画像Ｉｍの平面直角座標において基準点Ｄを原点としたときの各位置のＸＹ座標と、各位置におけるワーク１０の有無と、各位置におけるワーク１０の正しい色が登録されている。例えば、位置１は、ＸＹ座標が（Ｘ１,Ｙ１）であり、ボックス部材１におけるワーク１０の装着予定位置であり、ボックス部材１に装着予定のワーク１０の色が黄色である。また、位置２は、ＸＹ座標が（Ｘ１,Ｙ２）であり、ボックス部材１におけるワーク１０の未装着位置である。
【0085】
第６ステップＳ１０６において、図９の第２補正画像Ｉｅに含まれている上面画像Ｉａの座標を、図１０のマスター画像Ｉｍに予め登録されている上面画像Ｉａの座標と比較することにより、先ずは、各ワーク１０の位置が正しいか否かが判定される（以下、「第１の判定処理」という。）。
【0086】
本実施形態の場合、マスター画像Ｉｍの上面画像Ｉａが位置１～位置７のうち位置２を除く全ての位置に配置されているのに対して、第２補正画像Ｉｅに含まれている上面画像Ｉａもこれと同様に、位置１～位置７のうち位置２を除く全ての位置で検出されている。このため、第１の判定処理において、各ワーク１０の位置が正しいと判定される。一方で、仮に、第２補正画像Ｉｅの上面画像Ｉａが位置２で検出された場合には、この上面画像Ｉａに相当するワーク１０の位置は正しくないと判定される。
【0087】
次に、第２補正画像Ｉｅの各上面画像Ｉａに相当するワーク１０の色が正しい色であるか否かが判定される（以下、「第２の判定処理」という。）。この第２の判定処理は、第３ステップＳ１０３で記憶した、抽出画像Ｉｃの上面画像ＩａのＨ値およびＳ値を記憶部４６から読み出して、マスター画像Ｉｍに予め登録されている上面画像ＩａのＨ値およびＳ値と比較することにより行う。このとき、Ｈ値およびＳ値は、ワーク１０の上面画像Ｉａについてのもの（撮影画像Ｉから側面画像Ｉｂが消去されたもの）であるため、図４で説明したように、互いに色相が近い色（例えば、水色と紫色）であっても明確な識別が可能である。
【0088】
例えば、第２補正画像Ｉｅの第１位置にある上面画像ＩａのＨ値とＳ値の相関が、マスター画像Ｉｍの第１位置にある上面画像ＩａのＨ値とＳ値の相関（図４の分布の黄色領域）に一致するときには、第１位置に実際に装着されているワーク１０の色が黄色であり、正しい色であると判定される。これに対して、第２補正画像Ｉｅの第１位置にある上面画像ＩａのＨ値とＳ値の相関が、マスター画像Ｉｍの第１位置にある上面画像ＩａのＨ値とＳ値の相関（図４の分布の黄色領域）と相違するときには、第１位置に実際に装着されているワーク１０の色が黄色以外の色であり、正しい色でない（すなわち、第１位置に別の色のワーク１０が装着されている）と判定される。
【0089】
第１の判定処理と第２の判定処理において、ともに正しいという判定結果の場合には、ワーク１０の検査結果が「合格」となり、少なくとも一方が正しくないという判定結果の場合には、ワーク１０の検査結果が「不合格」となる。このとき、画像処理部４１のワーク判定部４５は、ワーク１０の検査結果を出力するための出力指示信号を出力部４７に送信する。
【0090】
なお、第１の判定処理と第２の判定処理の順番は特に限定されるものではなく、第２の判定処理を第１の判定処理の前に行うようにしてもよい。
【0091】
次に、上述の実施形態１の作用効果について説明する。
【0092】
実施形態１では、ボックス部材１に装着されたワーク１０は、検査のために撮影部２０によって撮影される。ワーク１０は、ボックス部材１に装着された状態において複数の露出面１１，１２が同色であるため、複数の露出面１１，１２の中で上面１１が側面１２に比べてＶ値（明度）が高くなる。そこで、ワーク１０の上面１１のＶ値と側面１２のＶ値との間の明度差を利用すれば、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉの中でＶ値が閾値Ｔｈを上回る高明度領域をワーク１０の上面画像Ｉａと判定することができる。
【0093】
これにより、ボックス部材１が水平に置かれた状態でワーク１０を水平姿勢で撮影する場合は勿論、ボックス部材１が傾いて置かれた状態でワーク１０を水平姿勢に対して傾いた姿勢で斜め方向から撮影する場合であっても、ワーク１０の上面画像Ｉａのみを側面画像Ｉｂから切り離して抽出することができる。その結果、ワーク１０の装着位置を、抽出した上面画像Ｉａを利用して正確に検出することが可能になる。このとき、ワーク１０の側面画像Ｉｂが別のワーク１０の上面画像Ｉａであると判定するような誤判定を防ぐことで、ワーク１０の画像検査における検査精度の低下を抑制できる。
【0094】
したがって、実施形態１によれば、ワーク１０の画像検査を高精度で行うのに有効なワーク検査技術を提供することができる。
【0095】
実施形態１によれば、抽出した上面画像Ｉａを含む抽出画像Ｉｃにマスター画像Ｉｍを適用することによって、ワーク１０の配置状態を正確に判定することが可能になる。特に、複数の第１ワーク１０Ａの配置にかかる第１配列線Ｍ１と、複数の第２ワーク１０Ｂの配置にかかる第２配列線Ｍ２と、に基づいて抽出画像Ｉｃの座標系を補正する。そして、第１補正画像Ｉｄを経て得られた第２補正画像Ｉｅに含まれている上面画像Ｉａの座標をマスター画像Ｉｍの上面画像Ｉａの座標と比較する。このとき、第２補正画像Ｉｅとマスター画像Ｉｍを上面画像ｉａの座標について互いに比較することによって、ワーク１０の位置が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0096】
実施形態１によれば、抽出画像Ｉｃとマスター画像Ｉｍを上面画像ＩａのＨ値およびＳ値について互いに比較することによって、ワーク１０の色が正しいか否かを精度良く判定することが可能になる。
【0097】
実施形態１によれば、照明部３０の照明光Ｌをワーク１０に向けて一方向から照射することによって、照明光Ｌを多方向から照射する無影照明を使用する場合に比べて、ワーク１０の上面１１の明度と側面１２の明度との間の明度差を大きくすることができる。これにより、撮影画像Ｉから上面画像Ｉａを抽出するときの抽出精度を高めることが可能になる。
【0098】
実施形態１は、以下の理由により、ワーク１０が車載用のリレーであり、ボックス部材１がリレーを装着するリレーボックスである場合に特に有効である。即ち、リレーボックスがワイヤーハーネス３の影響によって通い箱Ｂの中で傾いた状態になり易いため、リレーを水平姿勢で画像検査するためにはリレーボックスを通い箱Ｂから取り出す作業と、画像検査後にリレーボックスを通い箱Ｂに戻す作業を要する。これに対して、実施形態１を採用すれば、リレーボックスを通い箱Ｂに収容したままの状態でリレーの画像検査を行うことが可能になる。その結果、リレーボックスの出し入れ工数を低減することができ、また、リレーの画像検査作業とリレーボックスの搬送作業について完全省人化を図るのに有効である。
【0099】
以下、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。
【0100】
（実施形態２）
図１２に示されるように、実施形態２の検査装置１０２は、実施形態１の画像処理部４１とは異なる画像処理部４１Ａを備えている。画像処理部４１Ａは、実施形態１の画像補正部４４に代わるベクトル演算部４４Ａと、実施形態１のワーク判定部４５とは異なる処理を行うワーク判定部４５Ａと、を有する。
図１２に示されるように、実施形態２の検査装置１０２は、実施形態１の画像処理部４１とは異なる画像処理部４１Ａを備えている。画像処理部４１Ａは、実施形態１の画像補正部４４に代わるベクトル演算部４４Ａと、実施形態１のワーク判定部４５とは異なる処理を行うワーク判定部４５Ａと、を有する。
【0101】
ベクトル演算部４４Ａは、抽出画像Ｉｃの座標系における上面画像Ｉａの位置ベクトルを演算するように構成されている。ワーク判定部４５Ａは、ベクトル演算部４４Ａで得られた位置ベクトルの単位ベクトル係数をマスター画像Ｉｍの座標系における上面画像Ｉａについて予め登録されている単位ベクトル係数と比較することによりワーク１０の位置が正しいか否かを判定するように構成されている。
【0102】
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【0103】
実施形態２の検査方法において、画像処理部４１Ａは、撮影部２０で得られた撮影画像Ｉに基づいて、図１３に示される処理フローにしたがって画像処理のための複数のステップ（第１ステップＳ２０１から第６ステップＳ２０６までのステップ）を順次実行する。
【0104】
なお、第１ステップＳ２０１から第２ステップＳ２０３までの処理は、実施形態１の第１ステップＳ１０１から第２ステップＳ１０３までの処理と同じであるため、その説明を省略する。
【0105】
（位置ベクトル演算処理）
図１３中の第４ステップＳ２０４は、第３ステップＳ２０３で得られた抽出画像Ｉｃに含まれている上面画像Ｉａの位置ベクトルを演算するステップである。この第４ステップＳ２０４は、画像処理部４１Ａのベクトル演算部４４Ａが実行する。
図１３中の第４ステップＳ２０４は、第３ステップＳ２０３で得られた抽出画像Ｉｃに含まれている上面画像Ｉａの位置ベクトルを演算するステップである。この第４ステップＳ２０４は、画像処理部４１Ａのベクトル演算部４４Ａが実行する。
【0106】
図１４に示される抽出画像Ｉｃの座標系において、交点Ｃを原点として、単位ベクトルＸが第２エッジ１４に平行に第２配列線Ｍ２に沿って延び、単位ベクトルＹが第１エッジ１３に平行に第１配列線Ｍ１に沿って延びるとする。このとき、各上面画像Ｉａの重心位置での位置ベクトルＰは、任意の係数ｍと単位ベクトルＸとの積に、任意の係数ｎと単位ベクトルＹとの積を加算する演算式によってあらわされる。したがって、この演算式を用いることにより、各上面画像Ｉａ位置ベクトルＰを演算することができる。
【0107】
（単位ベクトル係数抽出処理）
図１３中の第５ステップＳ２０５は、第４ステップＳ２０４で演算した位置ベクトルＰの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を各上面画像Ｉａに紐付けて抽出するステップである。ここで、単位ベクトル係数ｍは、単位ベクトルＸの係数であり、単位ベクトル係数ｎは、単位ベクトルＹの係数である。この第５ステップＳ２０５は、画像処理部４１Ａのベクトル演算部４４Ａが実行する。この第５ステップＳ２０５によれば、上面画像Ｉａごとの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を求めることができる。
図１３中の第５ステップＳ２０５は、第４ステップＳ２０４で演算した位置ベクトルＰの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を各上面画像Ｉａに紐付けて抽出するステップである。ここで、単位ベクトル係数ｍは、単位ベクトルＸの係数であり、単位ベクトル係数ｎは、単位ベクトルＹの係数である。この第５ステップＳ２０５は、画像処理部４１Ａのベクトル演算部４４Ａが実行する。この第５ステップＳ２０５によれば、上面画像Ｉａごとの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を求めることができる。
【0108】
（ワーク判定処理）
図１３中の第６ステップＳ２０６は、第５ステップＳ２０５で得られた単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を、図１５に示されるマスター画像Ｉｍにおける上面画像Ｉａの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）と比較することによって、先ずは、各ワーク１０の位置が正しいか否かが判定される（第１の判定処理）。その後、実施形態１の場合と同様に、各上面画像Ｉａに相当するワーク１０の色が正しい色であるか否かが判定される（第２の判定処理）。
図１３中の第６ステップＳ２０６は、第５ステップＳ２０５で得られた単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）を、図１５に示されるマスター画像Ｉｍにおける上面画像Ｉａの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）と比較することによって、先ずは、各ワーク１０の位置が正しいか否かが判定される（第１の判定処理）。その後、実施形態１の場合と同様に、各上面画像Ｉａに相当するワーク１０の色が正しい色であるか否かが判定される（第２の判定処理）。
【0109】
その他の処理は、実施形態１と同様である。
【0110】
上述の実施形態２によれば、抽出画像Ｉｃの座標系における上面画像Ｉの位置ベクトルＰを演算して、この位置ベクトルＰの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）をマスター画像Ｉｍの座標系における上面画像Ｉａの単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）と比較する。このとき、抽出画像Ｉｃとマスター画像Ｉｍを単位ベクトル係数（ｍ，ｎ）について互いに比較することによって、ワーク１０の位置が正しいか否かを簡単な処理で且つ精度良く判定することが可能になる。
【0111】
その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【0112】
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、各実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【0113】
上述の実施形態では、撮影画像Ｉの中からＶ値と閾値Ｔｈとに基づいて抽出した上面画像Ｉａをワーク１０の配置状態を判定する場合について例示したが、これに代えて、上面画像Ｉａをワーク１０の有無のみを判定するのに使用することもできる。
【0114】
上述の実施形態では、ワーク１０の配置状態の判定として、ワーク１０の位置が正しいか否かの判定（第１の判定処理）と、ワーク１０の色が正しい色であるか否かの判定（第２の判定処理）の両方を行う場合について例示したが、必要に応じて、第１の判定処理と第２の判定処理のいずれか一方を省略することもできる。
【0115】
上述の実施形態では、照明部３０の照射面３１からワーク１０に向けて一方向に照明光Ｌを照射する場合について例示したが、撮影画像Ｉの中から所望の上面画像Ｉａを精度良く抽出できることを条件に、これに代えて、ワーク１０に向けて多方向から照明光Ｌを照射する構造や、屋内照明を利用するなどして照明部３０自体を省略した構造などを採用してもよい。
【0116】
上述の実施形態では、ワーク１０が車載用のリレーである場合について例示したが、複数の露出面を有するものであればリレー以外のワーク１０を画像検査する技術に上述の実施形態を適用することができる。この場合、ワーク１０の上面１１の形状は長方形以外であってもよい。
【0117】
上述の実施形態では、ボックス部材１に装着されているワーク１０をボックス部材１が通い箱Ｂに収容されたままの状態でワーク１０の画像検査を行う場合について例示したが、これに代えて、通い箱Ｂを使用しないときには、ボックス部材１を検査台に直に置いた状態でワーク１０の画像検査を行うことができることは勿論である。
【符号の説明】
【0118】
１ ボックス部材
２ 装着用開口
１０ ワーク
１０Ａ 第１ワーク（ワーク）
１０Ｂ 第２ワーク（ワーク）
１１ 上面（露出面）
１２ 側面（露出面）
１３ 第１エッジ
１４ 第２エッジ
２０ 撮影部
３０ 照明部
３１ 照射面
４１，４１Ａ 画像処理部
４３ 抽出部
４４ 画像補正部
４４Ａ ベクトル演算部
４５，４５Ａ ワーク判定部
１０１，１０２ ワーク検査装置（検査装置）
Ａ 開口平面
Ｈ値 色相
Ｉ 撮影画像
Ｉａ 上面画像
Ｉｃ 抽出画像
Ｉｅ 第２補正画像（補正画像）
Ｉｍ マスター画像
Ｌ 照明光
ｍ，ｎ 単位ベクトル係数
Ｍ１ 第１配列線
Ｍ２ 第２配列線
Ｐ 位置ベクトル
Ｓ値 彩度
Ｖ値 明度
２ 装着用開口
１０ ワーク
１０Ａ 第１ワーク（ワーク）
１０Ｂ 第２ワーク（ワーク）
１１ 上面（露出面）
１２ 側面（露出面）
１３ 第１エッジ
１４ 第２エッジ
２０ 撮影部
３０ 照明部
３１ 照射面
４１，４１Ａ 画像処理部
４３ 抽出部
４４ 画像補正部
４４Ａ ベクトル演算部
４５，４５Ａ ワーク判定部
１０１，１０２ ワーク検査装置（検査装置）
Ａ 開口平面
Ｈ値 色相
Ｉ 撮影画像
Ｉａ 上面画像
Ｉｃ 抽出画像
Ｉｅ 第２補正画像（補正画像）
Ｉｍ マスター画像
Ｌ 照明光
ｍ，ｎ 単位ベクトル係数
Ｍ１ 第１配列線
Ｍ２ 第２配列線
Ｐ 位置ベクトル
Ｓ値 彩度
Ｖ値 明度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】