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特開2024-142395画像補正方法、画像補正装置及びコンピュータプログラム
(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】P2024142395
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】画像補正方法、画像補正装置及びコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
G06T 7/80 20170101AFI20241003BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20241003BHJP
G06T 7/62 20170101ALI20241003BHJP
G06T 7/60 20170101ALI20241003BHJP
G01B 11/26 20060101ALN20241003BHJP
【ＦＩ】
G06T7/80
G06T7/00 610C
G06T7/62
G06T7/60 150S
G01B11/26 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023054519
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】390014661
【氏名又は名称】オムロン キリンテクノシステム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099645
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 晃司
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(72)【発明者】
【氏名】田渕 博康
(72)【発明者】
【氏名】大沼 敏也
(72)【発明者】
【氏名】岡本 庄平
(72)【発明者】
【氏名】酒井 智宏
【テーマコード（参考）】
2F065
5L096
【Ｆターム（参考）】
2F065AA27
2F065AA33
2F065AA48
2F065FF04
2F065QQ31
5L096BA03
5L096EA18
5L096FA04
5L096FA69
(57)【要約】
【課題】検査領域の画像を用いて幾何学的な特性値を測定する場合の検査精度を高めることが可能な画像補正方法を提供する。
【解決手段】検査対象のボトル２の天面２ｂを検査領域としてカメラ３０で撮像し、撮像された画像に基づいて天面２ｂの幾何学的な特性値を測定する場合において、相互の位置関係が既知である３以上の基準点をボトル２外に設定し、天面２ｂを各基準点が含まれるようにして撮像し、撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときの当該基準状態における基準点間の距離と、撮像された画像中における基準点間の距離とに基づいて、天面２ｂの撮像時に生じた基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を天面２ｂの画像から除去するための補正値を演算し、演算された補正値に基づいて天面２ｂの画像を誤差が除去されるように補正する。
【選択図】図４
【解決手段】検査対象のボトル２の天面２ｂを検査領域としてカメラ３０で撮像し、撮像された画像に基づいて天面２ｂの幾何学的な特性値を測定する場合において、相互の位置関係が既知である３以上の基準点をボトル２外に設定し、天面２ｂを各基準点が含まれるようにして撮像し、撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときの当該基準状態における基準点間の距離と、撮像された画像中における基準点間の距離とに基づいて、天面２ｂの撮像時に生じた基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を天面２ｂの画像から除去するための補正値を演算し、演算された補正値に基づいて天面２ｂの画像を誤差が除去されるように補正する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査方法に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正方法であって、
相互の位置関係が既知である３以上の基準点を、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定する手順と、
前記検査領域を各基準点が含まれるようにして前記カメラに撮像させる手順と、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手順と、
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手順と、
を含んだ画像補正方法。
相互の位置関係が既知である３以上の基準点を、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定する手順と、
前記検査領域を各基準点が含まれるようにして前記カメラに撮像させる手順と、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手順と、
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手順と、
を含んだ画像補正方法。
【請求項2】
前記補正値を演算する手順は、
検出された前記基準点間の距離と、前記基準状態における前記基準点間の距離との比較に基づいて、前記基準状態に対する前記カメラの誤差を検出する手順と、
検出された誤差に基づいて、前記カメラの誤差を除去するためのカメラ誤差補正値を演算する手順と、を含んでいる請求項１に記載の画像補正方法。
検出された前記基準点間の距離と、前記基準状態における前記基準点間の距離との比較に基づいて、前記基準状態に対する前記カメラの誤差を検出する手順と、
検出された誤差に基づいて、前記カメラの誤差を除去するためのカメラ誤差補正値を演算する手順と、を含んでいる請求項１に記載の画像補正方法。
【請求項3】
前記補正値を演算する手順は、
前記カメラの誤差として、前記基準状態における前記撮像方向に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差を検出する手順と、
検出された傾き誤差に基づいて、前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を前記カメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項２に記載の画像補正方法。
前記カメラの誤差として、前記基準状態における前記撮像方向に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差を検出する手順と、
検出された傾き誤差に基づいて、前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を前記カメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項２に記載の画像補正方法。
【請求項4】
前記補正値を演算する手順は、
前記傾き補正値に基づいて、前記検出された前記基準点間の距離を前記傾き誤差が除去されるように補正する手順と、
補正後の前記基準点間の距離に基づいて、前記基準状態における前記撮像距離に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を前記カメラの誤差としてさらに検出する手順と、
検出された位置誤差に基づいて、前記位置誤差を除去するための位置補正値を前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順と、を含んでいる請求項３に記載の画像補正方法。
前記傾き補正値に基づいて、前記検出された前記基準点間の距離を前記傾き誤差が除去されるように補正する手順と、
補正後の前記基準点間の距離に基づいて、前記基準状態における前記撮像距離に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を前記カメラの誤差としてさらに検出する手順と、
検出された位置誤差に基づいて、前記位置誤差を除去するための位置補正値を前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順と、を含んでいる請求項３に記載の画像補正方法。
【請求項5】
前記物品がボトルであって、前記ボトルの口部の天面が前記検査領域として設定され、前記基準状態は、前記カメラの撮像光軸と前記口部におけるボトル軸線とが互いに平行でかつ前記検査領域が所定の撮像距離で撮像される状態として設定されている請求項１～４のいずれか一項に記載の画像補正方法。
【請求項6】
前記ボトルを所定の回転軸線の回りに回転させながら複数の回転角ごとに前記口部を半径方向から撮像した側面視の画像を前記カメラに撮像させる手順と、
回転角ごとに撮像された画像にて、前記基準状態における前記撮像光軸と平行な測定線を設定したときの当該測定線上における前記天面の位置を検出する手順と、
回転角ごとの画像間における前記天面の位置の変化に基づいて、前記基準状態における前記撮像光軸に対する前記ボトル軸線の傾きの誤差、及び当該撮像光軸の方向における前記天面の位置の誤差の少なくともいずれか一方をボトル誤差として検出し、検出されたボトル誤差を前記検査領域の画像から除去するためのボトル誤差補正値を演算する手順と、をさらに含み、
前記検査領域の画像を補正する手順では、前記ボトル誤差補正値に基づいて、前記ボトル誤差が除去されるようにして前記検査領域の画像を補正する請求項５に記載の画像補正方法。
回転角ごとに撮像された画像にて、前記基準状態における前記撮像光軸と平行な測定線を設定したときの当該測定線上における前記天面の位置を検出する手順と、
回転角ごとの画像間における前記天面の位置の変化に基づいて、前記基準状態における前記撮像光軸に対する前記ボトル軸線の傾きの誤差、及び当該撮像光軸の方向における前記天面の位置の誤差の少なくともいずれか一方をボトル誤差として検出し、検出されたボトル誤差を前記検査領域の画像から除去するためのボトル誤差補正値を演算する手順と、をさらに含み、
前記検査領域の画像を補正する手順では、前記ボトル誤差補正値に基づいて、前記ボトル誤差が除去されるようにして前記検査領域の画像を補正する請求項５に記載の画像補正方法。
【請求項7】
前記基準点を第１基準点としたときに、相互の位置関係が既知であって前記第１基準点とは異なる３以上の第２基準点を、前記物品外でかつ前記口部を前記半径方向から撮像するときの前記カメラの視野内に設定する手順をさらに含み、
前記天面の位置を検出する手順は、
前記側面視の画像の撮像時における前記撮像方向及び前記撮像距離が、前記検査領域の画像の撮像に関する前記基準状態とは区別して設定された他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離とに基づいて、各回転角における画像の撮像時に生じた前記他の基準状態からの誤差を、前記側面視の画像に関する誤差として検出し、検出された前記側面視の画像に関する誤差を各回転角における画像から除去するための補正値を、前記側面視の画像に関する補正値として演算する手順と、
演算された前記側面視の画像に関する補正値に基づいて、各回転角における前記側面視の画像を前記他の基準状態からの誤差が除去されるように補正する手順と、
補正された側面視の画像にて前記天面の位置を検出する手順と、を含んでいる請求項６に記載の画像補正方法。
前記天面の位置を検出する手順は、
前記側面視の画像の撮像時における前記撮像方向及び前記撮像距離が、前記検査領域の画像の撮像に関する前記基準状態とは区別して設定された他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離とに基づいて、各回転角における画像の撮像時に生じた前記他の基準状態からの誤差を、前記側面視の画像に関する誤差として検出し、検出された前記側面視の画像に関する誤差を各回転角における画像から除去するための補正値を、前記側面視の画像に関する補正値として演算する手順と、
演算された前記側面視の画像に関する補正値に基づいて、各回転角における前記側面視の画像を前記他の基準状態からの誤差が除去されるように補正する手順と、
補正された側面視の画像にて前記天面の位置を検出する手順と、を含んでいる請求項６に記載の画像補正方法。
【請求項8】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、
前記他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離との比較に基づいて、前記他の基準状態に対する前記カメラの誤差を、前記側面視の画像に関するカメラの誤差として検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関するカメラの誤差に基づいて、前記側面視の画像から当該カメラの誤差を除去するための補正値を、前記側面視の画像に関するカメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項７に記載の画像補正方法。
前記他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離との比較に基づいて、前記他の基準状態に対する前記カメラの誤差を、前記側面視の画像に関するカメラの誤差として検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関するカメラの誤差に基づいて、前記側面視の画像から当該カメラの誤差を除去するための補正値を、前記側面視の画像に関するカメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項７に記載の画像補正方法。
【請求項9】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、
前記側面視の画像に関するカメラの誤差として、前記他の基準状態における前記撮像方向に対し、各回転角の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差を、前記側面視の画像に関する傾き誤差として検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関する傾き誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項８に記載の画像補正方法。
前記側面視の画像に関するカメラの誤差として、前記他の基準状態における前記撮像方向に対し、各回転角の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差を、前記側面視の画像に関する傾き誤差として検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関する傾き誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値として演算する手順と、を含んでいる請求項８に記載の画像補正方法。
【請求項10】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、
前記側面視の画像に関する傾き補正値に基づいて、前記検出された前記第２基準点間の距離を、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差が除去されるように補正する手順と、
補正後の前記第２基準点間の距離に基づいて、前記他の基準状態における前記撮像距離に対し、各回転角における撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を、前記側面視の画像に関する前記カメラの誤差としてさらに検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関する位置誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する位置誤差を除去するための位置補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順と、を含んでいる請求項９に記載の画像補正方法。
前記側面視の画像に関する傾き補正値に基づいて、前記検出された前記第２基準点間の距離を、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差が除去されるように補正する手順と、
補正後の前記第２基準点間の距離に基づいて、前記他の基準状態における前記撮像距離に対し、各回転角における撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を、前記側面視の画像に関する前記カメラの誤差としてさらに検出する手順と、
検出された前記側面視の画像に関する位置誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する位置誤差を除去するための位置補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順と、を含んでいる請求項９に記載の画像補正方法。
【請求項11】
検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置であって、
相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段と、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段と、
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段と、
を含んだ画像補正装置。
相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段と、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段と、
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段と、
を含んだ画像補正装置。
【請求項12】
検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置に含まれたコンピュータを、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、
相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段、及び
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段、
として機能させるように構成されたコンピュータプログラム。
前記コンピュータを、
相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段、
前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段、及び
演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段、
として機能させるように構成されたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検査対象の物品における検査領域の画像を撮像し、得られた画像から検査領域の幾何学的な特性値を測定する場合に適用可能な画像補正方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
画像処理技術を用いて物品を検査する手法が種々の分野で活用されている。例えば、被写体までの距離情報を取得可能な３Ｄカメラにて電子部品を撮像し、得られた画像に基づいて電子部品の平坦度を測定するための基準となる仮想平面を設定し、その仮想平面と電子部品の各部とのずれに基づいて電子部品の平坦度を測定する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第７１３５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
樹脂製容器、例えばＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂の略。）を素材とする樹脂製ボトルの製造現場では、製品が所定の品質基準を満たしているか否かを確認するために各種の検査が実施されている。例えば、飲料用のボトルにおいては、ボトルの密閉性を確保し、あるいはユーザの口が接したときの良好な感触を確保する必要から、口部に関して精緻な製造基準が定められている。製造現場では、その製造基準を満たすか否かを確認するために、口部の内径等の寸法、あるいは真円度等の形状特性といった幾何学的な特性値が検査される。この種の検査を画像処理にて実施する場合、カメラとボトルとの位置関係が変化すると、その変化に応じて画像に歪が生じて特性値を正しく測定することが困難となる。上述した特許文献１に記載の技術のように、ボトル上に複数の基準点を設定し、それらの基準点の画像中における位置を手掛かりとしてカメラとボトルとの位置関係のずれを判別することも考え得る。しかしながら、ボトルに製造誤差があれば、基準点それ自身の信頼性が確保できず、検査精度が低下する可能性がある。
【0005】
そこで、本発明は検査領域の画像を用いて幾何学的な特性値を測定する場合の検査精度を高めることが可能な画像補正方法等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】
【0006】
本発明の一態様に係る画像補正方法は、検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査方法に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正方法であって、相互の位置関係が既知である３以上の基準点を、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定する手順と、前記検査領域を各基準点が含まれるようにして前記カメラに撮像させる手順と、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手順と、演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手順と、を含んだものである。
【0007】
本発明の一態様に係る画像補正装置は、検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置であって、相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段と、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段と、演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段と、を含んだものである。
【0008】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、検査対象の物品の検査領域をカメラにて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置に含まれたコンピュータを、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段、及び、演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段、として機能させるように構成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一形態に係る画像補正方法が適用される検査装置の一例を示す図。
【図2】一形態に係る標識部材の平面図。
【図3】一形態に係る標識部材の正面図。
【図4】ボトルの天面を軸線方向上方から撮像する場合に生じる誤差の一例を示す図。
【図5】ボトル軸線に生じる傾きの例を示す図。
【図6】画像補正方法で実施される各処理の一例を示す図。
【図7】キャリブレーション処理時の撮像状態の一例を示す図。
【図8】キャリブレーションプレートの一例を示す図。
【図9】壜台誤差検出処理にて撮像される基準ゲージの側面視の画像の一例を示す図。
【図10】壜台誤差検出処理にて撮像される基準ゲージの天面の画像の一例を示す図。
【図11】画像中の第１基準点に位置のずれが生じた状態の一例を示す図。
【図12】画像中の第２基準点に位置のずれが生じた状態の一例を示す図。
【図13】ボトルの天面を撮像した画像の一例を示す図。
【図14】ボトルの口部を撮像した側面視の画像の一例を示す図。
【図15】ボトルの天面の画像を補正する様子の一例を示す図。
【図16】制御装置が実行する基準点誤差検出処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図17】制御装置が実行する壜台誤差検出処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図19】制御装置が実行するカメラ誤差検出処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図20】制御装置が実行する実測時の誤差検出処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図21】制御装置が実行する測定処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図22】一形態に係る標識部材の平面図。
【図23】一形態に係る標識部材の正面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明の一形態に係る画像補正方法が適用される検査装置を説明する。本形態は、検査対象の物品が樹脂製ボトルであり、その口部の天面が検査領域として設定され、その天面における内径、真円度といった幾何学的な特性値が検査される場合を例とする。図１に示すように、本形態に係る検査装置１は、ボトル２を支持するボトル支持台１０と、ロボットアーム２０と、ロボットアーム２０に支持されたカメラ３０とを含んでいる。ボトル支持台１０は検査対象の物品を支持するための支持構造の一例に相当し、カメラ３０は検査対象の物品を撮像するための撮像手段の一例に相当する。ロボットアーム２０は、撮像手段を検査対象の物品に対して相対変位させてその物品とカメラ３０とを所望の位置関係に配置するための送り機構の一例に相当する。
【0011】
ボトル支持台１０は、平板状のベース１１と、ベース１１上に取り付けられた回転壜台１２と、回転壜台１２の側方にてベース１１に固定されたフレーム１３とを備えている。ベース１１は所定の据付面上にて概ね水平に設置される。ベース１１は、さらなる構造体に固定されてもよい。回転壜台１２は、ベース１１の上面に固定される受台１４と、その受台１４に対して所定の壜台軸線ＡＸ１の回りに回転自在に取り付けられるステージ１５とを含んでいる。回転壜台１２はボトル２を回転可能な状態で支持するための回転支持装置の一例である。
【0012】
ボトル２はその口部２ａを上方に向けた正立状態でステージ１５上に設置される。壜台軸線ＡＸ１は、ベース１１の上面と直交する方向、すなわち垂直方向と一致するように設定されている。フレーム１３は、回転壜台１２上のボトル２よりも上方に突出する一対の縦部材１３ａと、それらの縦部材１３ａ間に掛け渡される横部材１３ｂとを含んでいる。横部材１３ｂには標識部材４０が取付部材１６を介して取り付けられている。標識部材４０とフレーム１３との位置関係は一定となるように定められている。ここでいう位置関係は、ボトル支持台１０が置かれた３次元空間における位置及び距離によって定まる関係である。フレーム１３と回転壜台１２の壜台軸線ＡＸ１との位置関係は一定であり、従って、標識部材４０と壜台軸線ＡＸ１との位置関係もまた一定である。標識部材４０は、カメラ３０にてボトル２の検査領域を撮像する際のカメラ３０の撮像方向及び撮像距離の誤差を補正するために利用される。標識部材４０の詳細は後述する。
【0013】
ロボットアーム２０は、カメラ３０を所定の撮像位置に移動させ、その撮像位置にてカメラ３０を支持する手段として設けられている。ロボットアーム２０は、ベース部２１と、ベース部２１に対して軸線Ｒ１を中心に旋回駆動される第１スイベル部２２と、第１スイベル部２２に対して軸線Ｒ２を中心に旋回駆動される第１アーム部２３と、第１アーム部２３に対して軸線Ｒ３を中心に旋回駆動される第２スイベル部２４と、第２スイベル部２４に対して軸線Ｒ４を中心に旋回駆動される第２アーム部２５と、第２アーム部２５に対して軸線Ｒ５を中心に旋回駆動される第３スイベル部２６と、第３スイベル部２６に対して軸線Ｒ６を中心に旋回駆動される第４スイベル部２７とを含んでいる。すなわち、ロボットアーム２０は可動軸数を６軸とした多関節ロボットの一種として構成されている。ベース部２１は適宜の構造体に据え付けられる。その構造体は、ボトル支持台１０のベース１１を据え付け、あるいは固定するための構造体と共通であってもよいし、別体であってもよい。なお、ロボットアーム２０の構成は、カメラ３０をボトル２に対して目的とする位置に移動させることが可能であれば適宜に変更されてよい。さらに、送り機構はロボットアーム２０に限らず、例えば直交する３軸方向に動作可能な３軸ステージに旋回テーブル等の旋回機構を組み合わせた構成であってもよい。
【0014】
カメラ３０は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたイメージセンサを内蔵し、レンズが捉えた光学像を電子画像に置き換え、その電子画像に対応する画像信号を出力する。カメラ３０は、ロボットアーム２０の第４スイベル部２７に対してブラケット２８を介して取り付けられている。第１スイベル部２２から第４スイベル部２７までの各要素を軸線Ｒ１～Ｒ６の回りに適宜に旋回させることにより、カメラ３０をボトル支持台１０上の３次元空間内にて移動させて所定の撮像位置に配置することが可能である。本形態では、一例として、ロボットアーム２０により、カメラ３０を、ステージ１５上のボトル２の口部２ａを上方から撮像する第１撮像位置Ｐ１と、ステージ１５上のボトル２の口部２ａを半径方向から撮像する第２撮像位置Ｐ２とに選択的に移動させることができる。第１撮像位置Ｐ１ではボトル２の天面２ｂの画像が撮像され、第２撮像位置Ｐ２ではボトル２の口部２ａを半径方向から撮像した側面視の画像が撮像される。天面２ｂは口部２ａの上端面である。第１撮像位置Ｐ１、及び第２撮像位置Ｐ２に代えて、又は加えて他の撮像位置が設定されてもよい。
【0015】
ブラケット２８には、ボトル２の口部２ａを照明する一対の照明器２９がさらに取り付けられている。ただし、照明器２９の個数及び構成は適宜に変更されてよい。ロボットアーム２０とは異なる構造、例えばボトル支持台１０のフレーム１３等に照明器２９が取り付けられてもよい。
【0016】
検査装置１には、検査に必要な各種の演算処理及び動作制御を実行する制御装置５０が設けられる。制御装置５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要な各種の記憶装置を含んだコンピュータユニットとして構成される。制御装置５０には、コンピュータハードウエアとコンピュータソフトウエアとしてのコンピュータプログラムの一例である検査プログラムＰＧとの協働によって実現される論理的装置として、ロボットアーム２０の動作を制御するためのアーム制御部５１と、カメラ３０の動作を制御するための撮像制御部５２と、撮像制御部５２に取り込まれた画像に所定の処理を施す画像処理部５３と、画像処理部５３によって処理された画像を用いて口部２ａの幾何学的な特性値を検査する検査部５４とがさらに設けられる。それらの論理的装置が構成されることにより、制御装置５０は検査装置１における画像補正装置の一例として機能することが可能である。アーム制御部５１は、カメラ３０が予め設定された撮像位置Ｐ１、Ｐ２に選択的に位置決めされるようにロボットアーム２０の動作を制御する。撮像制御部５２は、撮像装置Ｐ１、Ｐ２のいずれかに位置決めされたカメラ３０に撮像指示を与え、カメラ３０から出力される画像信号を取得することによりカメラ３０が撮像した電子的な画像を取得する。画像処理部５３及び検査部５４の処理は後述する。
【0017】
図２及び図３は標識部材４０の一例を示している。標識部材４０は、概ね直方体形状のベース４１と、そのベース４１から同一方向に突出する一対のアーム４２とを備えている。アーム４２間には空隙部４３が設けられている。図２の下側及び上側を標識部材４０の先端側及び後端側とし、図３の上下方向を標識部材４０の厚さ方向としたとき、空隙部４３は、ボトル２の口部２ａを取り込むことができるように、標識部材４０を厚さ方向に貫くとともに、標識部材４０の先端側にて開口し、さらに標識部材４０の後端側では半円弧状の輪郭を描きつつ延びるように形成されている。
【0018】
図２に示すように、ベース４１及びアーム４２の上面４１ａ、４２ａには、３つの第１標識部４５が設けられている。第１標識部４５は、上面４１ａ、４２ａを部分的に矩形状に突出させた凸部として形成されている。第１標識部４５は厚さ方向において互いに等しい位置にある。ただし、第１標識部４５は、上面４１ａ、４２ａを部分的に陥没させた凹部として設けられてもよい。上面４１ａ、４２ａに凹凸を付す手法に代えて、又は加えて、刻印、印字、その他の各種の手法で第１標識部４５が設けられてもよい。第１標識部４５の形状は矩形状に限らず、三角形状、円状、その他各種の形状であってよい。各第１標識部４５の中心点は第１基準点ＰＲ１として設定される。第１基準点ＰＲ１の相互の位置関係は既知である。つまり、第１基準点ＰＲ１は、同一平面上にて既知の距離だけ隔てた位置に置かれた関係にある。ただし、第１基準点ＰＲ１間の距離は互いに等しく設定されることは要しない。第１基準点ＰＲ１間の距離は互いに異なっていてもよい。
【0019】
第１標識部４５は、第１基準点ＰＲ１を結んで仮想的な三角形ＴＲを形成したときに、その三角形ＴＲが、空隙部４３に取り込まれるボトルの口部２ａとボトルの軸線方向に重なり合うように設定される。換言すれば、第１標識部４５は、ボトルの口部２ａを軸線方向の上側から観察したときに、口部２ａをその周囲から取り囲むように配置される。さらに、第１標識部４５は、第１撮像位置Ｐ１にあるときのカメラ３０の視野内に収まるように配置されている。なお、第１基準点ＰＲ１は説明のために図示したものである。第１標識部４５上に第１基準点ＰＲ１が刻印等によって表示されてもよいし、表示が省略されてもよい。
【0020】
図３に示すように、各アーム４２の先端面４２ｂには、標識部材４０の厚さ方向に間隔をあけて２つの第２標識部４６が設けられている。左右のアーム４２のそれぞれに２つずつ第２標識部４６が設けられることにより、標識部材４０の全体では４つの第２標識部４６が存在する。一対のアーム４２のそれぞれの上側に位置する第２標識部４６は標識部材４０の厚さ方向において同一の高さにあり、下側に位置する第２標識部４６は標識部材４０の厚さ方向において同一の高さにある。
【0021】
第２標識部４６は、先端面４２ｂを部分的に矩形状に突出させた凸部として形成されている。ただし、第２標識部４６は、先端面４２ｂを部分的に陥没させた凹部として設けられてもよい。先端面４２ｂに凹凸を付す手法に代えて、又は加えて、刻印、印字、その他の各種の手法で第２標識部４６が設けられてよい。第２標識部４６の形状は矩形状に限らず、三角形状、円状、その他各種の形状であってよい。各第２標識部４６の中心点が第２基準点ＰＲ２として設定される。第２基準点ＰＲ２の相互の位置関係は一定である。つまり、第２基準点ＰＲ２は、同一平面上にて既知の距離だけ隔てた位置に置かれた関係にある。ただし、第２基準点ＰＲ２間の距離は互いに等しく設定されることは要しない。第２基準点ＰＲ２間の距離は互いに異なっていてもよい。第２標識部４６の第２基準点ＰＲ２は、第１標識部４５の第１基準点ＰＲ１を含む平面に対して直交する同一平面上に位置している。つまり、第２基準点ＰＲ２を結ぶ仮想的な四形ＲＣを形成したとき、その四角形ＲＣは図２の三角形ＴＲに対して直交する関係にある。
【0022】
第２標識部４６は、上記の四角形ＲＣが空隙部４３に取り込まれるボトルの口部２ａと半径方向に重なり合うように設定される。換言すれば、第２標識部４６は、ボトルの口部２ａを半径方向から観察したときに、口部２ａを両側から取り囲むように配置される。さらに、第２標識部４６は、第２撮像位置Ｐ２にあるときのカメラ３０の視野内に収まるように配置されている。なお、第２基準点ＰＲ２についても説明のために図示したものである。第２標識部４６上に第２基準点ＰＲ２が刻印等によって表示されてもよいし、表示が省略されてもよい。
【0023】
標識部材４０がボトル支持台１０に取り付けられることにより、検査対象である物品外、つまりボトル２とは別の位置に第１基準点ＰＲ１、第２基準点ＰＲ２が設定される。第１基準点ＰＲ１、第２基準点ＰＲ２が検査対象の物品外に設定されることにより、ボトル２のように製造誤差を伴う物品、あるいは基準点を設定するスペースが不足する物品といったように、基準点の設定を妨げる事情がある物品を検査する場合でも、第１基準点ＰＲ１、第２基準点ＰＲ２を無理なく設定して、画像の補正のために利用することが可能である。
【0024】
次に、標識部材４０を利用した画像の補正方法について説明する。まず、説明の便宜のため、ボトル２、回転壜台１２、カメラ３０及び標識部材４０の位置関係に関し、以下のように基準状態を想定する。ここでいう位置関係の基準状態とは、要するに、カメラ３０の撮像方向、すなわち撮像光軸ＡＸ３の方向と、カメラ３０からの撮像距離に関して基準となる状態である。
【0025】
図１に示すように、カメラ３０が第１撮像位置Ｐ１に誤差なく位置決めされているときのカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３を基準軸線ＣＸと仮定する。その基準軸線ＣＸに対して回転壜台１２の設計上の壜台軸線ＡＸ１が平行で、かつボトル軸線ＡＸ２も平行であって、かつカメラ３０からボトル２の天面２ｂまでの撮像距離が所定の撮像距離と一致する状態を第１撮像位置Ｐ１における仮の基準状態として暫定的に想定する。撮像距離は、撮像光軸ＡＸ３の方向におけるカメラ３０の結像面から被写体までの距離である。図１では、壜台軸線ＡＸ１、ボトル軸線ＡＸ２が撮像光軸ＡＸ３と同軸である状態を示しているが、仮の基準状態において、壜台軸線ＡＸ１、及びボトル軸線ＡＸ２は基準軸線ＣＸと平行であればよい。回転壜台１２の設計上の軸線ＡＸ１とは、回転壜台１２に製造誤差や取付誤差といった物理的な誤差がない場合の回転壜台１２の回転軸線であって、回転壜台１２の理想的な回転軸線である。ボトル軸線ＡＸ２は少なくとも口部２ａにおける軸線である。撮像光軸ＡＸ３はカメラ３０のレンズ光学系の光軸である。
【0026】
一方、ボトル２、回転壜台１２、カメラ３０及び標識部材４０の実際の位置関係には誤差が発生する。図４は、カメラ３０にてボトル２の口部２ａをその軸線方向上方から撮像する場合に想定される誤差の一例を示している。図４では、図１のように誤差がないときのボトル２、回転壜台１２、第１撮像位置Ｐ２のカメラ３０及び標識部材４０を実線で示し、誤差が生じたときのボトル２及び第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０を仮想線で示している。ただし、図４の誤差は誇張して描かれている。図５以下でも同様に誤差が誇張して描かれており、図示の誤差の状態は、現実に発生する誤差等を正確に示すものではない。図４の例では、基準軸線ＣＸに対してボトル軸線ＡＸ２が角度θｂで傾き、撮像光軸ＡＸ３が角度θｃで傾いている。回転壜台１２の壜台軸線ＡＸ１にも基準軸線ＣＸに対する傾きの誤差が生じるが、図４では誤差の図示を省略した。
【0027】
さらに、標識部材４０に関しても誤差が生じることがある。例えば、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０に誤差がないとしたとき、図２に示す全ての第１標識部４５の第１基準点ＰＲ１を結ぶ三角形ＴＲが撮像光軸ＡＸ３と直交し、かつカメラ３０の結像面から三角形ＴＲまでの距離が上述した仮の基準状態における撮像距離Ｌ１と一致する状態を仮定する。この状態は、カメラ３０の結像面から撮像距離Ｌ１だけ離れた同一平面上に全ての第１基準点ＰＲ１が位置している状態である。その状態に対して、例えば、基準点ＰＲ１を結ぶ三角形ＴＲが撮像光軸ＡＸ３に対して斜めに傾くような傾きの誤差、あるいは三角形ＴＲまでの撮像距離が撮像距離Ｌ１と一致しない距離の誤差が標識部材４０に生じることがある。
【0028】
回転壜台１２は、基準軸線ＣＸの方向に関してボトル２の天面２ｂにボトル軸線ＡＸ２の方向に関する位置の誤差がないときに、その天面２ｂが図２に想像線で示したように第１基準点ＰＲ１と同一の高さに位置するように調整される。したがって、天面２ｂに位置の誤差がなければ、カメラ３０と天面２ｂとの間の撮像距離は第１撮像位置Ｐ１の基準状態における撮像距離Ｌ１に等しくなる。よって、上述した第１の撮像位置Ｐ２における仮の基準状態においては、ボトル２のボトル軸線ＡＸ２が撮像光軸ＡＸ３と平行で、かつカメラ３０と天面２ｂ及び第１基準点ＰＲのそれぞれとの間の撮像距離が所定の撮像距離Ｌ１に一致することになる。
【0029】
カメラ３０を第２撮像位置Ｐ２に配置して撮像する場合にも、撮像方向及び撮像距離に関して基準状態を設定することができる。一例として、図３に示す全ての第２標識部４６の第２基準点ＰＲ２を結ぶ四角形ＲＣが、カメラ３０の結像面から第２撮像位置Ｐ２における撮像光軸ＡＸ３の方向に所定の撮像距離Ｌ２だけ離れた同一の平面上に位置する状態を第２撮像位置Ｐ２における仮の基準状態として暫定的に想定する。この場合、ボトル２は、図２に示したように、上述した四角形ＲＣが口部２ａのカメラ３０に近い側の端部の概ね中心位置を横切るような位置関係に置かれるものとする。つまり、第２撮像位置Ｐ２に関する仮の基準状態では、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０から口部２ａまでの撮像距離と、第２基準点ＰＲ２までの撮像距離とが、図４に示した所定の撮像距離Ｌ２と一致するものとされる。以下の説明では、図４に示すように、基準軸線ＣＸの方向にＺ軸を取り、そのＺ軸と直交する面内で第２撮像位置Ｐ２における撮像光軸ＡＸ３の方向にＹ軸を取り、Ｙ軸及びＺ軸の両者と直交する方向にＸ軸を取って検査装置１における３次元空間の方向を表現することがある。
【0030】
カメラ３０が撮像した画像から口部２ａの内径や真円度等の幾何学的な特性値を正確に測定するためには、第１撮像位置Ｐ１におけるカメラ３０と口部２ａとの位置関係を上述した仮の基準状態となるように設定する必要がある。しかしながら、以下に挙げる誤差要因により、天面２ｂの内径や真円度等の幾何学的な特性値の測定結果に誤差が生じる可能性がある。
【0031】
１ カメラ側の誤差要因
（１）カメラ３０のレンズ歪
カメラ３０が撮像した画像にはレンズ歪の影響が現れる。したがって、カメラ３０とボトル２とがどのような位置関係にあっても、天面２ｂの画像にはレンズ歪に対応した変形が生じる。その変形の影響で内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。
（２）撮像光軸ＡＸ３のＺ軸方向に対する傾きの誤差
図４に示したように、第１撮像位置Ｐ１に置かれたカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３に、Ｚ軸方向に対する傾きθｃが生じていると、仮にボトル軸線ＡＸ２が基準軸線ＣＸと平行であっても、天面２ｂがボトル軸線ＡＸ２に対して斜めに傾いた方向から撮像される。それにより、撮像光軸ＡＸ３の傾きθｃに応じた歪が天面２ｂの画像に生じる。その歪の影響で、天面２ｂの内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。なお、撮像光軸ＡＸ３の傾きは、その傾きが生じている基準軸線ＣＸの回りの方位とその方位における傾きの角度θｃとによって特定される。ここでいう「方位」は、基準軸線ＣＸの回りにおける撮像光軸ＡＸ３の位置を、所定の基準方向からの基準軸線ＣＸの回りの角度で表す概念である。
（３）カメラ３０のＺ軸方向における位置の誤差
カメラ３０のＺ軸方向の位置に誤差が生じると、撮像距離が本来想定していた撮像距離Ｌ１から変化する。その変化量に応じて天面２ｂの画像に拡大又は縮小が生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。
（１）カメラ３０のレンズ歪
カメラ３０が撮像した画像にはレンズ歪の影響が現れる。したがって、カメラ３０とボトル２とがどのような位置関係にあっても、天面２ｂの画像にはレンズ歪に対応した変形が生じる。その変形の影響で内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。
（２）撮像光軸ＡＸ３のＺ軸方向に対する傾きの誤差
図４に示したように、第１撮像位置Ｐ１に置かれたカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３に、Ｚ軸方向に対する傾きθｃが生じていると、仮にボトル軸線ＡＸ２が基準軸線ＣＸと平行であっても、天面２ｂがボトル軸線ＡＸ２に対して斜めに傾いた方向から撮像される。それにより、撮像光軸ＡＸ３の傾きθｃに応じた歪が天面２ｂの画像に生じる。その歪の影響で、天面２ｂの内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。なお、撮像光軸ＡＸ３の傾きは、その傾きが生じている基準軸線ＣＸの回りの方位とその方位における傾きの角度θｃとによって特定される。ここでいう「方位」は、基準軸線ＣＸの回りにおける撮像光軸ＡＸ３の位置を、所定の基準方向からの基準軸線ＣＸの回りの角度で表す概念である。
（３）カメラ３０のＺ軸方向における位置の誤差
カメラ３０のＺ軸方向の位置に誤差が生じると、撮像距離が本来想定していた撮像距離Ｌ１から変化する。その変化量に応じて天面２ｂの画像に拡大又は縮小が生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に測定誤差が生じる。
【0032】
以上のカメラ３０側の誤差要因のうち、Ｚ軸方向に対する傾きθｃの誤差、及びＺ軸方向の位置の誤差は、ロボットアーム２０によるカメラ３０の位置決め誤差、ロボットアーム２０に対するカメラ３０の取付誤差、カメラ３０の振動等によって発生するものである。レンズ歪はカメラ３０に固有の誤差要因であって、ロボットアーム２０の位置決め誤差等の有無に拘わりなく発生する。ただし、検査で必要な精度からみてレンズ歪の影響が無視し得るほど小さい場合には、レンズ歪を誤差要因として考慮することを要しない。
【0033】
２ ボトル側の誤差要因
（１）ボトル軸線ＡＸ２のＺ軸方向に対する傾きの誤差
回転壜台１２に置かれたボトル２のボトル軸線ＡＸ２に、Ｚ軸方向に対する傾きθｂが生じていると、仮にカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３が基準軸線ＣＸと一致していても、天面２ｂがボトル軸線ＡＸ２に対して斜めに傾いた方向から撮像される。それにより、傾きθｂに応じた歪が天面２ｂの画像に生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に誤差が生じる。
（２）ボトル２のＺ軸方向における位置の誤差
ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置に誤差が生じると、その誤差量に応じて天面２ｂの画像に拡大又は縮小が生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に誤差が生じる。
（１）ボトル軸線ＡＸ２のＺ軸方向に対する傾きの誤差
回転壜台１２に置かれたボトル２のボトル軸線ＡＸ２に、Ｚ軸方向に対する傾きθｂが生じていると、仮にカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３が基準軸線ＣＸと一致していても、天面２ｂがボトル軸線ＡＸ２に対して斜めに傾いた方向から撮像される。それにより、傾きθｂに応じた歪が天面２ｂの画像に生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に誤差が生じる。
（２）ボトル２のＺ軸方向における位置の誤差
ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置に誤差が生じると、その誤差量に応じて天面２ｂの画像に拡大又は縮小が生じ、その影響で内径や真円度等の特性値に誤差が生じる。
【0034】
上述したボトル２側の誤差要因のうち、ボトル軸線ＡＸ２の傾きθｂは、回転壜台１２が原因で発生する壜台固有の傾きと、ボトル２が原因で発生するボトル固有の傾きとが複合して生じる。壜台固有の傾きは、回転壜台１２の製造誤差、組立誤差といった機械的な誤差に起因して発生する。ただし、壜台固有の傾きは、回転軸線としての壜台軸線ＡＸ１それ自身が傾く誤差と、その壜台軸線ＡＸ１に対してボトル軸線ＡＸ２が回転壜台１２自身の誤差でさらに傾く誤差とが複合して生じる。この点を図５によって説明する。
【0035】
図５に示したように、基準軸線ＣＸ、換言すれば設計上の壜台軸線ＡＸ１に対して実際の壜台軸線ＡＸ１に傾きθｂ１が生じることがある。回転壜台１２に支持されたボトル２は傾きθｂ１をもつ実際の壜台軸線ＡＸ１を中心として回転することになる。以下、傾きθｂ１を壜台固有の第１の傾きと呼ぶ。これに対して、回転壜台１２には、壜台固有のさらなる誤差として、ステージ１５上に置かれるボトル２が、実際の壜台軸線ＡＸ１から傾きθｂ２をもって支持される誤差が生じることがある。この場合のボトル２の軸線をここでは支持軸線ＡＸｓと呼ぶ。図５では、ボトル２に固有の傾き誤差がない状態を想定して壜台固有の傾きが例示されている。したがって、支持軸線ＡＸｓの傾きθｂ２は、ボトル２自身の誤差に影響されない回転壜台１２それ自身が持つ固有の誤差である。以下、傾きθｂ２を壜台固有の第２の傾きと呼ぶ。第１の傾きθｂ１は、壜台軸線ＡＸ１が基準軸線ＣＸの回りの特定の方位に角度θｂ１で傾く誤差である。一方、第２の傾きθｂ２は、支持軸線Ａｘｓに、実際の壜台軸線ＡＸ１を中心とした振れ回り運動Ｗを生じさせる誤差である。したがって、仮にボトル軸線ＡＸ２に関してボトル固有の傾き誤差がないとしても、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０から天面２ｂを撮像したとき、得られる天面２ｂの画像には、壜台固有の第１の傾きθｂ１と第２の傾きθｂ２とを複合した傾きの影響が現れる。
【0036】
一方、ボトル２のＺ軸方向における位置の誤差は、回転壜台１２に固有のＺ軸方向における位置の誤差、及びボトル２自身が持つ天面２ｂのＺ軸方向における位置の誤差が複合して発生する。回転壜台１２の固有の誤差はステージ１５の高さ調整機構が持つ誤差等に起因して発生する。ただし、検査で必要な精度からみてステージ１５の高さの誤差の影響が無視し得るほど小さい場合、例えばステージ１５の高さ調整が十分な精度で行われる場合には、回転壜台１２のＺ軸方向における位置は誤差要因として考慮することを要しない。
【0037】
３ 標識部材の誤差要因
本形態では、上述したカメラ側及びボトル側のそれぞれの誤差要因によって画像中に生じる誤差を、カメラ３０が撮像した標識部材４０の第１基準点ＰＲ１、及び第２基準点ＰＲ２を利用して除去する。しかしながら、標識部材４０それ自身にも、撮像方向及び撮像距離に誤差が生じる。例えば、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時にはＺ軸方向に対する標識部材４０の傾きに起因する傾き誤差、及びＺ軸方向における標識部材４０の位置の誤差、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時にはＹ軸方向に対する傾き誤差及び位置の誤差が同様に生じ得る。それらの誤差は、ボトル支持台１０に対する標識部材４０の取付誤差に起因して生じる。標識部材４０の製造誤差も傾きの誤差要因となり得るが、標識部材４０が機械加工や精密鋳造のように高精度が得られる製造法にて製造されることに鑑みれば、標識部材４０それ自身の製造誤差は無視し得るほど小さいと考えてよい。
本形態では、上述したカメラ側及びボトル側のそれぞれの誤差要因によって画像中に生じる誤差を、カメラ３０が撮像した標識部材４０の第１基準点ＰＲ１、及び第２基準点ＰＲ２を利用して除去する。しかしながら、標識部材４０それ自身にも、撮像方向及び撮像距離に誤差が生じる。例えば、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時にはＺ軸方向に対する標識部材４０の傾きに起因する傾き誤差、及びＺ軸方向における標識部材４０の位置の誤差、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時にはＹ軸方向に対する傾き誤差及び位置の誤差が同様に生じ得る。それらの誤差は、ボトル支持台１０に対する標識部材４０の取付誤差に起因して生じる。標識部材４０の製造誤差も傾きの誤差要因となり得るが、標識部材４０が機械加工や精密鋳造のように高精度が得られる製造法にて製造されることに鑑みれば、標識部材４０それ自身の製造誤差は無視し得るほど小さいと考えてよい。
【0038】
次に、上述した要因で生じる誤差を除去するために行われる補正手順の一例を説明する。ここでいう「除去」は、誤差を完全に消去する場合のみならず、検査に必要な精度が確保される程度に誤差を減少させる場合も含む概念である。図６は補正手順の概略を示している。図６の例では、キャリブレーション処理Ｆ１、実測時の誤差検出処理Ｆ２、画像補正処理Ｆ３が順次実施される。そして、画像補正処理Ｆ３を経た画像を利用して、ボトル２の天面２ｂの内径等の特性値の測定処理Ｆ４が実施される。
【0039】
キャリブレーション処理Ｆ１は、検査装置１に固有に存在する誤差を検出し、その誤差を除去するための補正値を求める処理である。キャリブレーション処理Ｆ１は、基準点誤差検出処理Ｆ１１と壜台誤差検出処理Ｆ１２とを含む。基準点誤差検出処理Ｆ１１は、上述した誤差要因のうち、カメラ３０のレンズ歪による誤差、及び標識部材４０の第１基準点ＰＲ１又は第２基準点ＰＲ２の傾き及び位置の誤差を検出し、その誤差を除去するために必要な補正値を取得する処理である。壜台誤差検出処理Ｆ１２は、回転壜台１２の傾き誤差を検出し、その誤差を除去するために必要な補正値を取得する処理である。キャリブレーション処理Ｆ１における各処理Ｆ１１、Ｆ１２は、要するに検査装置１に固有に存在する誤差、換言すれば、検査装置１の構成に由来して発生する機械的な誤差を検出し、それらの誤差を除去するための補正値を取得する処理として実施される。
【0040】
実測時の誤差検出処理Ｆ２は、検査対象のボトル２を実際に撮像する時点で生じるカメラ誤差を検出してその誤差の補正値を取得するカメラ誤差検出処理Ｆ２１と、その撮像時に生じるボトル２に固有の誤差を検出してその誤差の補正値を取得するボトル誤差検出処理Ｆ２２とを含む。これらの処理Ｆ２１、Ｆ２２は、キャリブレーション処理Ｆ１にて得られた補正値を用いても除去できない誤差を検出し、その補正値を取得する処理として実施される。例えば、実測時におけるカメラ誤差は、キャリブレーション処理Ｆ１の実施時におけるカメラ３０の位置及び向きと、検査対象のボトル２を撮像するときのカメラ３０の位置及び向きとのずれに起因して発生する。そのカメラ誤差は、ボトル２を撮像するごとに個別に発生する誤差である。実測時におけるボトル２に固有の誤差は、撮像時の撮像光軸ＡＸ３に対する検査対象のボトル２のボトル軸線ＡＸ２の傾き、ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置のずれに起因して発生する。そのボトル２に固有の誤差は、検査対象のボトル２ごとに個別に発生する誤差である。画像補正処理Ｆ３は、キャリブレーション処理Ｆ１及び検出処理Ｆ２にて得られた補正値を利用して画像を補正する処理である。以下、各処理Ｆ１～Ｆ４を説明する。なお、画像の補正は、例えば誤差を含む画像中の各画素の位置を補正値に従って誤差が除去されるように変化させることにより実現されてよい。
【0041】
［キャリブレーション処理Ｆ１］
・基準点誤差検出処理Ｆ１１
まず、キャリブレーション処理Ｆ１における基準点誤差検出処理Ｆ１１を説明する。基準点誤差検出処理Ｆ１１では、図７に示すように、標識部材４０の第１標識部４５上にキャリブレーションプレート１００を置き、これを第１撮像位置Ｐ１に配置されたカメラ３０で撮像する処理と、標識部材４０の第２標識部４６上にキャリブレーションプレート１００を置き、これを第２撮像位置Ｐ２に配置されたカメラ３０で撮像する処理とが実施される。なお、第１撮像位置Ｐ１におけるカメラ３０の撮像方向や撮像距離には、仮の基準状態に対する誤差があってもよい。第２撮像位置Ｐ２における撮像時についても同様に仮の基準状態に対する誤差があってもよい。
・基準点誤差検出処理Ｆ１１
まず、キャリブレーション処理Ｆ１における基準点誤差検出処理Ｆ１１を説明する。基準点誤差検出処理Ｆ１１では、図７に示すように、標識部材４０の第１標識部４５上にキャリブレーションプレート１００を置き、これを第１撮像位置Ｐ１に配置されたカメラ３０で撮像する処理と、標識部材４０の第２標識部４６上にキャリブレーションプレート１００を置き、これを第２撮像位置Ｐ２に配置されたカメラ３０で撮像する処理とが実施される。なお、第１撮像位置Ｐ１におけるカメラ３０の撮像方向や撮像距離には、仮の基準状態に対する誤差があってもよい。第２撮像位置Ｐ２における撮像時についても同様に仮の基準状態に対する誤差があってもよい。
【0042】
キャリブレーションプレート１００は、一例として、図８に示すように位置関係が既知の複数の標点１０１が設けられたプレートである。標点１０１はカメラ３０が撮像する画像中において識別可能な態様で設けられ、図示の例ではドット状である。各標点１０１の相互の距離は一定に設定されている。標点１０１は、第１撮像位置Ｐ１にあるときのカメラ３０の視野のほぼ全域に存在するように設けられている。ただし、図８は標点１０１の一部の図示が省略されている。実際には、キャリブレーションプレート１００の縦横に多数の標点１０１が一定間隔で並べて設けられる。キャリブレーションプレート１００の厚さは、必要とされる検査精度からみて無視し得るほど小さいものとされる。あるいは、後述する処理においてキャリブレーションプレート１００の厚みが撮像距離に与える影響を考慮した演算を行うことにより、キャリブレーションプレート１００の厚みが特性値の測定に与える影響が除去されてもよい。
【0043】
第１撮像位置Ｐ１からキャリブレーションプレート１００を撮像した場合、得られる画像中における標点１０１の相互の距離は、レンズ歪、及び標識部材４０の３つの第１基準点ＰＲ１を含む平面、すなわち図２の三角形ＴＲを含む平面の撮像光軸ＡＸ３に対する傾きに応じて変化する。その影響は標点１０１間の距離のばらつきとして出現する。したがって、標点１０１間の距離を画像から検出し、標点１０１間の距離が均一となるように画像を補正するための補正値を画像中の位置ごとに演算することができる。例えば、画像の中心部、すなわち撮像光軸ＡＸ３及びその近傍はレンズ歪やキャリブレーションプレート１００の傾きの影響が最も小さいため、中心部の標点１０１間の距離を基準値として、画像中の各標点１０１間の距離がその基準値と一致するように画像中の各位置の補正値を求めることができる。ここで得られる補正値が第１撮像位置Ｐ１に関する基準点補正値となる。基準点補正値は、所定数の画素を単位として画像を複数の領域に分割し、領域ごとに位置を補正する値として求められてよい。そして、得られた基準点補正値を用いて画像中の各位置を補正すれば、標点１０１間の距離が一定に補正された画像を得ることができる。ここで得られる基準点補正値は、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０が撮像した画像からレンズ歪、及び標識部材４０の傾きの誤差を除去し、第１基準点ＰＲ１を結ぶ三角形ＴＲが撮像光軸ＡＸ３と直交する方向から第１標識部４５を撮像した画像を得るための補正値となる。
【0044】
また、基準点誤差検出処理Ｆ１１では、補正後の画像、すなわち標点１０１間の距離が均一化された画像において、標点１０１間の画像中の距離とキャリブレーションプレート１００の標点１０１間の実際の距離とを対比することにより、画像中の距離を実際の距離に換算するための換算係数を求めることができる。上記の基準点補正値を求めることにより、カメラ３０や標識部材４０の位置や向きに関し、上述した仮の基準状態に対する誤差が生じていても、その位置の誤差を除去して、画像中における第１基準点ＰＲ１間の距離等を求めることが可能である。これにより、カメラ３０及び標識部材４０のＺ軸方向に関する位置の誤差も除去することができる。さらに、上記の換算係数を利用すれば、画像中の距離を実際の距離に換算することができる。
【0045】
第１撮像位置Ｐ１からキャリブレーションプレート１００を撮像した画像に基づいて上記の基準点補正値及び換算係数が算出されることにより、以降の処理では、その撮像時におけるカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３を基準軸線ＣＸと見做し、その撮像光軸ＡＸ３に対してボトル軸線ＡＸ２が平行な状態を第１撮像位置Ｐ１における撮像方向に関する基準状態とし、その撮像時における撮像距離を第１撮像位置Ｐ１の基準状態における撮像距離として見做すことができる。その基準状態は、ボトル２の天面２ｂをボトル軸線ＡＸ２と平行な方向から所定の撮像距離で撮像することにより、天面２ｂの内径等の特性値を正確に測定することが可能となる状態である。以下の説明では、この基準状態における撮像光軸ＡＸ３の方向が図４のＺ軸方向に相当し、回転壜台１２の設計上の壜台軸線ＡＸ１がＺ軸方向と平行であるとする。なお、基準状態において、設計上の壜台軸線ＡＸ１は撮像光軸ＡＸ３と平行であれば足り、両者が同軸であることまでは不要である。
【0046】
基準点誤差検出処理Ｆ１１において、第２撮像位置Ｐ２からキャリブレーションプレート１００を撮像した場合も上記と同様である。すなわち、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０が撮像した画像中における標点１０１の相互の距離は、レンズ歪、及び４つの第２標識部４６を含む平面、すなわち図３の四角形ＲＣを含む平面の撮像光軸ＡＸ３に対する傾きに応じて変化し、それらの影響は、標点１０１間の距離のばらつきとして出現する。したがって、標点１０１間の距離を画像から検出し、標点１０１間の距離が均一となるように画像を補正するための補正値を画像中の位置ごとに演算することができる。ここで得られる補正値が第２撮像位置Ｐ２に関する基準点補正値となる。その基準点補正値を用いて画像中の各位置を補正すれば、標点１０１間の距離が一定に補正された画像を得ることができる。この場合の基準点補正値も、所定数の画素を単位として画像を複数の領域に分割し、領域ごとに位置を補正する値として求められてよい。ここで得られる基準点補正値は、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０が撮像した画像を、レンズ歪、及び標識部材４０の傾きの誤差を除去して第２標識部４６をそれらと直交する方向から撮像した画像に補正する値となる。
【0047】
また、第２撮像位置Ｐ２から撮像された画像を補正して得られた画像、すなわち標点１０１間の距離が均一化された画像において、標点１０１間の像の画像中の距離とキャリブレーションプレート１００の標点１０１間の実際の距離とを対比することにより、画像中の距離を実際の距離に換算するための換算係数を求めることができる。上記の基準点補正値を求めることにより、標識部材４０の位置や向きに誤差が生じていても、それらの誤差を除去して、画像中における第２基準点ＰＲ２間の距離等を求めることが可能である。これにより、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時に関しても、標識部材４０のＹ軸方向の位置の誤差を除去することができる。さらに、上記の換算係数を利用すれば、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時においても、画像上の距離を実際の距離に換算することができる。
【0048】
第２撮像位置Ｐ２からキャリブレーションプレート１００を撮像した画像に基づいて上記の基準点補正値及び換算係数が算出されることにより、以降の処理では、その撮像時におけるカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３を第２撮像位置Ｐ２の基準状態における撮像光軸ＡＸ３と見做し、かつその撮像時における撮像距離を第２撮像位置Ｐ２の基準状態における撮像距離Ｌ２と見做すことができる。なお、その基準状態において、設計上の壜台軸線ＡＸ１は第２撮像位置Ｐ２における撮像光軸ＡＸ３と直交する方向に延びていれば足り、両者が互いに交わる関係にあることまでは不要である。
【0049】
・壜台誤差検出処理Ｆ１２
次に、壜台誤差検出処理Ｆ１２を説明する。壜台誤差検出処理Ｆ１２では、図４に示した基準ゲージ１１０が利用される。基準ゲージ１１０は、検査対象のボトル２の口部２ａを製造誤差のない正しい形状及び寸法となるように再現した口部１１０ａを有するものである。口部１１０ａの軸線ＡＸｇの方向における天面１１０ｂの高さ、内径、真円度等の幾何学的な特性値は、製造誤差がないときのボトル２の口部２ａにおける各種の特性値と一致する。
次に、壜台誤差検出処理Ｆ１２を説明する。壜台誤差検出処理Ｆ１２では、図４に示した基準ゲージ１１０が利用される。基準ゲージ１１０は、検査対象のボトル２の口部２ａを製造誤差のない正しい形状及び寸法となるように再現した口部１１０ａを有するものである。口部１１０ａの軸線ＡＸｇの方向における天面１１０ｂの高さ、内径、真円度等の幾何学的な特性値は、製造誤差がないときのボトル２の口部２ａにおける各種の特性値と一致する。
【0050】
壜台誤差検出処理Ｆ１２では、基準ゲージ１１０を、その軸線ＡＸｇが、図５に示した回転壜台１２の支持軸線ＡＸｓに対して平行となるようにして回転壜台１２に置く。次いで、回転壜台１２を所定の基準位置から一定角度、例えば２２．５°ずつ一方向に回転させ、基準位置からの回転角ごとに基準ゲージ１１０の口部１１０ａを第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０にて撮像する処理と、回転壜台１２を回転させることなく静止させた状態で、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０により基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを撮像する処理とが実施される。第２撮像位置Ｐ２からの撮像で得られる画像の一例を図９に、第１撮像位置Ｐ１からの撮像で得られる画像の一例を図１０にそれぞれ示す。
【0051】
図９に示す画像２００は、上述した基準点誤差検出処理Ｆ１１における第２撮像位置Ｐ２に関しての基準点補正値、すなわち、レンズ歪、及び標識部材４０の第２基準点ＰＲ２の誤差を除去する補正値と、基準ゲージ１１０の撮像時におけるカメラ誤差を除去するカメラ誤差補正値とを利用して補正した画像である。また、図１０に示す画像２１０は、基準点誤差検出処理Ｆ１１における第１撮像位置Ｐ１に関しての基準点補正値、すなわち、レンズ歪、及び標識部材４０の第１基準点ＰＲ１の誤差を除去する補正値と、基準ゲージ１１０の撮像時におけるカメラ誤差を除去するカメラ誤差補正値とを利用して補正した画像である。ここでいうカメラ誤差は、ロボットアーム２０による位置決め誤差、あるいはカメラ３０の振動の影響で、壜台誤差検出処理Ｆ１２の撮像時におけるカメラ３０のＺ軸方向の位置、及びＺ軸方向に対する傾きが、基準点誤差検出処理Ｆ１１にて設定される基準状態からずれることによって生じるものである。カメラ誤差補正値は、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時には、画像中に含まれている第１基準点ＰＲ１を利用して求められ、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時には画像中に含まれている第２基準点ＰＲ２を利用して求められる。以下では、図１１及び図１２を参照して、カメラ誤差を検出してカメラ誤差補正値を求める手順を説明する。
【0052】
（カメラ誤差の検出）
図１１は、第１撮像位置Ｐ１から基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを撮像したときの第１基準点ＰＲ１の位置関係の一例を示したものである。ただし、図１１では、基準点誤差検出処理Ｆ１１で得られた第１撮像位置Ｐ１に関する基準点補正値を利用して、レンズ歪、及び標識部材４０の第１基準点ＰＲ１に関する誤差が除去された状態にあると仮定する。基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０にて撮像する場合、そのカメラ３０の撮像方向及び撮像距離は、基準点誤差検出処理Ｆ１１における撮像時のカメラ３０の撮像方向及び撮像距離とは必ずしも一致しない。例えば、ロボットアーム２０によるカメラ３０の位置決め誤差、あるいはカメラ３０の振動により、撮像光軸ＡＸ３が基準軸線ＣＸ、すなわち基準点誤差検出処理Ｆ１１における第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３に対して傾くように誤差が生じることがある。そのような傾きの誤差が生じると、第１基準点ＰＲ１を結ぶ三角形ＴＲが本来の向き、すなわちＺ軸方向と直交する向きから斜めに傾き、第１基準点ＰＲ１が図中に仮想線で示す本来の位置からずれて撮像される。
図１１は、第１撮像位置Ｐ１から基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを撮像したときの第１基準点ＰＲ１の位置関係の一例を示したものである。ただし、図１１では、基準点誤差検出処理Ｆ１１で得られた第１撮像位置Ｐ１に関する基準点補正値を利用して、レンズ歪、及び標識部材４０の第１基準点ＰＲ１に関する誤差が除去された状態にあると仮定する。基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０にて撮像する場合、そのカメラ３０の撮像方向及び撮像距離は、基準点誤差検出処理Ｆ１１における撮像時のカメラ３０の撮像方向及び撮像距離とは必ずしも一致しない。例えば、ロボットアーム２０によるカメラ３０の位置決め誤差、あるいはカメラ３０の振動により、撮像光軸ＡＸ３が基準軸線ＣＸ、すなわち基準点誤差検出処理Ｆ１１における第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３に対して傾くように誤差が生じることがある。そのような傾きの誤差が生じると、第１基準点ＰＲ１を結ぶ三角形ＴＲが本来の向き、すなわちＺ軸方向と直交する向きから斜めに傾き、第１基準点ＰＲ１が図中に仮想線で示す本来の位置からずれて撮像される。
【0053】
そこで、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時のカメラ誤差を検出するためには、図１１の第１基準点ＰＲ１間の距離Ｄ１１～Ｄ１３が測定される。距離Ｄ１１～Ｄ１３は、撮像光軸ＡＸ３の傾き、換言すれば三角形ＴＲの傾きと相関し、傾きの方向及び大きさに応じて距離Ｄ１１～Ｄ１３のそれぞれが個別に増加又は減少する。したがって、画像から得られる距離Ｄ１１～Ｄ１３をカメラ誤差がないと仮定したときの第１基準点ＰＲ１間の距離、すなわち基準状態における距離と比較すれば、カメラ３０の撮像光軸ＡＸ３がどのような方向にどの程度傾いているかを傾き誤差として検出することができる。傾き誤差の検出結果に基づいて、カメラ３０の傾き誤差を除去して、第１基準点ＰＲ１の位置を撮像光軸ＡＸ３の傾きがないと仮定したときの本来の位置に戻すために必要な傾き補正値を求めることができる。補正値は、基準点誤差検出処理Ｆ１１で求めた基準点補正値と同様に、画像を複数領域に分割し、領域ごとに位置を補正する値として求めればよい。
【0054】
また、カメラ誤差には、上述した撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差のみならず、カメラ３０のＺ軸方向における位置の誤差が含まれることがある。その誤差は基準点誤差検出処理Ｆ１１にて設定される基準状態の撮像距離Ｌ１に対する誤差となる。そのような誤差が生じている場合、上述した距離Ｄ１１～Ｄ１３を撮像光軸ＡＸ３の傾き補正値で補正しても、補正後の距離Ｄ１１～Ｄ１３は、Ｚ軸方向の位置のずれがないときに検出されるべき値に対し、撮像距離Ｌ１に対する誤差に応じて一律に拡大又は縮小する。したがって、傾き補正値で補正した距離Ｄ１１～Ｄ１３を本来検出されるべき距離と対比して距離の変化率、すなわち増加率又は減少率を求めれば、その変化率をカメラ３０の位置の誤差を除去するための位置補正値として利用することができる。
【0055】
図１２は、第２撮像位置Ｐ２から基準ゲージ１１０の口部１１０ａを撮像したときの第２基準点ＰＲ２の位置関係の一例を示したものである。ただし、図１２でも、基準点誤差検出処理Ｆ１１で得られた第２撮像位置Ｐ２に関する基準点補正値を利用して、レンズ歪、及び標識部材４０の第２基準点ＰＲ２に関する誤差が除去された状態にあると仮定する。基準ゲージ１１０の口部１１０ａを第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０にて撮像する場合にも、カメラ３０の撮像方向及び撮像距離は、基準点誤差検出処理Ｆ１１にて実施した撮像時のカメラ３０の撮像方向及び撮像距離とは必ずしも一致しない。例えば、上記と同様に、カメラ３０の位置決め誤差や振動により、撮像光軸ＡＸ３が基準点誤差検出処理Ｆ１１における第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３に対して傾くように誤差が生じることがある。そのような誤差が生じると、第２基準点ＰＲ２を結ぶ四角形ＲＣが本来の向き、すなわちＹ軸方向と直交する向きから斜めに傾き、第２基準点ＰＲ２が図中に仮想線で示す本来の位置からずれて撮像される。
【0056】
そこで、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時のカメラ誤差を検出する場合にも、図１２の第２基準点ＰＲ２間の距離Ｄ２１～Ｄ２４が測定される。それらの距離Ｄ２１～Ｄ２４は、撮像光軸ＡＸ３の傾き、換言すれば四角形ＲＣの傾きと相関し、傾きの方向及び大きさに応じて距離Ｄ２１～Ｄ２４のそれぞれが個別に増加又は減少する。したがって、画像から得られる距離Ｄ２１～Ｄ２４を、カメラ誤差がないと仮定したときの第２基準点ＰＲ２間の本来の距離と比較すれば、第２撮像位置Ｐ２に関する基準状態からカメラ３０の撮像光軸ＡＸ３がどのような方向にどの程度傾いているかを検出することができる。その検出結果に基づいて、第２撮像位置Ｐ２からの撮像にも、カメラ３０の傾き誤差を除去して、第２基準点ＰＲ２の位置を、撮像光軸ＡＸ３の傾きがないと仮定したときの本来の位置に戻すために必要な傾き補正値を求めることができる。傾き補正値は、基準点誤差検出処理Ｆ１１で求めた基準点補正値と同様に、画像を複数領域に分割し、領域ごとに位置を補正する値として求められてよい。
【0057】
また、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時においても、カメラ誤差は、上述した撮像光軸ＡＸ３の傾きによる誤差のみならず、撮像光軸ＡＸ３の方向におけるカメラ３０の位置のずれによる誤差を含むことがある。その誤差は基準点誤差検出処理Ｆ１１にて設定される撮像距離Ｌ２に対する誤差である。そのような誤差が生じている場合、上述した距離Ｄ２１～Ｄ２４を撮像光軸ＡＸ３の傾き補正値で補正しても、補正後の距離Ｄ２１～Ｄ２４は、位置のずれがないときに検出されるべき値に対し、撮像距離Ｌ２に対する誤差に応じて一律に拡大又は縮小する。したがって、傾き補正値で補正した距離Ｄ２１～Ｄ２４を本来検出されるべき距離と対比して距離の変化率、すなわち増加率又は減少率を求めれば、その変化率を撮像距離Ｌ２の誤差を除去するための位置補正値として利用することができる。なお、第２撮像装置Ｐ２におけるカメラ誤差の検出では、４つの第２基準点ＰＲ２に代えて、いずれか３つの第２基準点ＰＲ２を対象として、第１撮像装置Ｐ１におけるカメラ誤差の検出と同様に傾き補正値及び位置補正値を求めてもよい。
【0058】
以上のようにして求めた傾き補正値及び位置補正値と、基準点誤差検出処理Ｆ１１で求めた基準点補正値とを用いれば、図９及び図１０に示したように、検査装置１に固有に存在する誤差のうち、レンズ歪、及び標識部材４０の誤差に加えて、撮像位置Ｐ１、Ｐ２におけるカメラ誤差も除去した画像が得られる。なお、これらの処理は、第２撮像位置Ｐ２から口部１１０ａを撮像するごとに行われる。つまり、回転壜台１２の回転角を変えて口部１１０ａを撮像するたびに、カメラ誤差の検出、補正値の演算及び画像の補正を実施する必要がある。
【0059】
（壜台誤差の検出）
次に、壜台誤差の検出について図９及び図１０を参照して説明する。図９から明らかなように、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０から基準ゲージ１１０の口部１１０ａを撮像した場合、得られる画像２００において、口部１１０ａに対応する画像２０１は、その軸線ＡＸｇが画像中の上下方向に対して傾いた状態で出現する。画像２００における上下方向は、設計上の壜台軸線ＡＸ１の方向に対応する。基準ゲージ１１０には誤差がないため、基準ゲージ１１０が回転壜台１２の支持軸線ＡＸｓに対して正確に平行に置かれていれば、画像２０１における軸線ＡＸｇの傾きは、図５に示した支持軸線ＡＸｓの傾きθｂに対応する。
次に、壜台誤差の検出について図９及び図１０を参照して説明する。図９から明らかなように、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０から基準ゲージ１１０の口部１１０ａを撮像した場合、得られる画像２００において、口部１１０ａに対応する画像２０１は、その軸線ＡＸｇが画像中の上下方向に対して傾いた状態で出現する。画像２００における上下方向は、設計上の壜台軸線ＡＸ１の方向に対応する。基準ゲージ１１０には誤差がないため、基準ゲージ１１０が回転壜台１２の支持軸線ＡＸｓに対して正確に平行に置かれていれば、画像２０１における軸線ＡＸｇの傾きは、図５に示した支持軸線ＡＸｓの傾きθｂに対応する。
【0060】
図５に示した傾きθｂには、上述したように振れ回り運動Ｗを生じさせる第２の傾きθｂ２が含まれている。そのため、回転壜台１２を一定角度ずつ回転させたときに各回転角で得られる画像２０１上のゲージ軸線ＡＸｇの傾きは、第１の傾きθｂ１と第２の傾きθｂ２の両者を含んだものとなる。そこで、天面２０１ｂにおける所定位置、例えば、画像２００中の左右の第２基準点ＰＲ２間を二等分する位置に配置された上下方向の測定線ＣＬ１と天面２０１ｂとの交点に測定点Ｐｔ１を設定すれば、その測定点Ｐｔ１は第２の傾きθｂ２に応じて上下方向に変位する。つまり、第２の傾きθｂ２と測定点Ｐｔ１との間には相関関係がある。ただし、測定点Ｐｔ１は、振れ回り運動Ｗに応じた変位を検出することが可能な位置に設定する必要がある。ここでは、測定線ＣＬ１と天面２０１ｂとの交点を測定点Ｐｔ１として設定しているが、測定線ＣＬ１は、壜台軸線ＡＸ１に傾きがないと仮定したときの設計上の壜台軸線ＡＸ１と平行であって、第１撮像位置Ｐ１における基準状態の撮像光軸ＡＸ３と平行である。そのような測定線ＣＬ１を設定すれば、測定点Ｐｔ１の高さｈ１に振れ回り運動Ｗと相関する変位を生じさせることができる。
【0061】
壜台誤差検出処理Ｆ１２では、画像２００に測定基準を設定し、その測定基準に対する測定点Ｐｔ１の位置の変化を検出する。そして、測定点Ｐｔ１の高さ位置の変化を手掛かりとして第２の傾きθｂ２を検出する。一例として、画像２００において上側の第２基準点ＰＲ２を結ぶ水平線が、測定線である測定線ＣＬ１と直交する測定基準線ＨＬ１として設定される。そして、測定基準線ＨＬ１に対する測定点Ｐｔ１の上下方向における高さｈ１が測定される。その高さｈ１の変化量から、回転壜台１２の支持軸線ＡＸｓの第２の傾きθｂ２を回転壜台１２の回転角、すなわち図５の壜台軸線ＡＸ１の回りにおける回転角と対応付けて検出することができる。また、高さｈ１の変化から壜台軸線ＡＸ１の第１の傾きθｂ１が生じている方位も検出することが可能である。
【0062】
一方、高さｈ１の変化からは第１の傾きθｂ１の大きさを検出することができない。そこで、壜台誤差検出処理Ｆ１２では、カメラ３０を第１撮像位置Ｐ１に配置し、基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを上方から撮像する処理も実施される。このとき、回転壜台１２を回転させることは不要であり、回転壜台１２は適宜の角度で固定される。第１撮像位置Ｐ１に配置したカメラ３０にて基準ゲージ１１０の天面１１０ｂを撮像した画像の一例を図１０に示す。図１０の画像２１０は、上述したように、基準点誤差検出処理Ｆ１１にて第１撮像位置Ｐ１から撮像した画像に基づいて得られる基準点補正値と、上述したカメラ誤差に関する傾き補正値及び位置補正値とを利用して、レンズ歪、標識部材４０の第１基準点ＰＲ１の誤差、及びカメラ誤差を除去した画像である。
【0063】
図１０に示した画像２１０においては、基準ゲージ１１０の天面１１０ｂに対応する画像２１１が、図５の傾きθｂ、すなわち第１の傾きθｂ１と第２の傾きθｂ２とを合計した支持軸線ＡＸｓの傾きθｂに応じて楕円状に歪んだ状態で出現する。画像２１１の長軸方向は、共通軸線ＣＸの回りにおける支持軸線ＡＸｓの方位と一致する。図１０では、現実の画像２１１の例を実線で示している。一方、仮に、第１の傾きθｂ１がないとすれば、天面１１０ｂに対応する画像２１１は第２の傾きθｂ２のみを反映した楕円状に現れるはずである。その場合の画像２１１の例を図１０では仮想線で示している。したがって、図１０における実線の画像２１１と仮想線の画像２１１との差は、第１の傾きθｂ１に対応する画像２１１の歪と相関する。よって、実際の画像２１１における歪の程度を表す物理量として、例えば画像２１１の長径ＬＤ及び短径ＳＤを測定し、その一方、図９の画像２００から判別される第２の傾きθｂ２に基づいて、第１の傾きθｂ１がないと仮定したときの画像２１１の長径及び短径を比較値として演算する。そして、測定値と比較値とを対比することにより第１の傾きθｂ１の大きさを求めることができる。
【0064】
第１の傾きθｂ１の方位及び大きさ、並びに第２の傾きθｂ２を求めることにより、壜台軸線ＡＸ１の傾きθｂ１、及びその傾きθｂ１が生じている方位を検出し、かつ支持軸線ＡＸｓの壜台軸線ＡＸ１に対する傾きθｂ２の大きさを回転壜台１２の方位に対応付けて検出することができる。そして、検出結果に基づいて、壜台軸線ＡＸ１の傾きθｂ１及び支持軸線ＡＸｓの傾きθｂ２を除去するための壜台補正値を求めることが可能である。それにより、検査装置１に固有に存在する誤差のうち、回転壜台１２に固有の誤差を除去した画像を得ることができる。
【0065】
キャリブレーション処理Ｆ１にて基準点誤差検出処理Ｆ１１及び壜台誤差検出処理Ｆ１２が実施されることにより、上述した誤差要因のうち、検査装置１に固有の誤差、すなわち、カメラ３０のレンズ歪、回転壜台１２に固有の誤差、及び標識部材４０の誤差のそれぞれを除去するための各種の補正値を取得することができる。それらの補正値を利用して、検査装置１に固有の誤差が除去されるように画像を補正することが可能である。
【0066】
キャリブレーション処理Ｆ１は、検査装置１に固有の誤差を検出するための処理である。したがって、検査装置１の回転壜台１２、カメラ３０、標識部材４０といった機械的な構成に変更がない限り、キャリブレーション処理Ｆ１は検査装置１の構成後に一回実施すれば足りる。ただし、経時変化等を考慮して適宜の時期にキャリブレーション処理Ｆ１が実施されることは妨げられない。一方、検査装置１の少なくとも一部の構成が変更された場合には、変更後の検査装置１に対してキャリブレーション処理Ｆ１を実施すればよい。いずれにしても、検査対象の物品としての個々のボトル２を検査するたびにキャリブレーション処理Ｆ１を実施することは不要である。
【0067】
キャリブレーション処理Ｆ１の少なくとも一部は、検査精度に与える影響の程度に応じて適宜に省略することも可能である。例えば、レンズ歪の影響が無視できるほど小さく、かつ設計上の壜台軸線ＡＸ１に対する標識部材４０の取付精度が十分に確保されている場合には、基準点誤差検出処理Ｆ１１を省略することが可能である。回転壜台１２が設計上の壜台軸線ＡＸ１に対して十分な精度で取り付けられている場合には、壜台誤差検出処理Ｆ１２を省略することも可能である。また、回転壜台１２に固有の誤差は、カメラ３０の画像を利用する壜台誤差検出処理Ｆ１２に代えて、ダイヤルゲージ等の測定機器を用いた機械的な測定方法によって検出されてもよい。
【0068】
［実測時の誤差検出Ｆ２］
次に、図６に示した実測時の誤差検出処理Ｆ２を説明する。誤差検出処理Ｆ２の段階では、キャリブレーション処理Ｆ１によって、検査装置１に固有の誤差を除去するための各種の補正値が既に得られている。一方、実際のボトル２を測定する場合には、誤差要因として、基準点誤差検出処理Ｆ１１における撮像時と、ボトル２の撮像時との間におけるカメラ３０のずれに起因するカメラ誤差、及びボトル２に固有の誤差とが新たに発生することがある。そこで、実測時の誤差検出処理Ｆ２では、ボトル２の撮像時におけるカメラ誤差を検出して当該誤差を除去するための補正値を取得するカメラ誤差検出処理Ｆ２１と、ボトル２に固有の誤差を検出して当該誤差を除去するための補正値を取得するボトル誤差検出処理Ｆ２２とが実施される。
次に、図６に示した実測時の誤差検出処理Ｆ２を説明する。誤差検出処理Ｆ２の段階では、キャリブレーション処理Ｆ１によって、検査装置１に固有の誤差を除去するための各種の補正値が既に得られている。一方、実際のボトル２を測定する場合には、誤差要因として、基準点誤差検出処理Ｆ１１における撮像時と、ボトル２の撮像時との間におけるカメラ３０のずれに起因するカメラ誤差、及びボトル２に固有の誤差とが新たに発生することがある。そこで、実測時の誤差検出処理Ｆ２では、ボトル２の撮像時におけるカメラ誤差を検出して当該誤差を除去するための補正値を取得するカメラ誤差検出処理Ｆ２１と、ボトル２に固有の誤差を検出して当該誤差を除去するための補正値を取得するボトル誤差検出処理Ｆ２２とが実施される。
【0069】
・カメラ誤差検出処理Ｆ２１
カメラ誤差検出処理Ｆ２１では、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０からボトル２の天面２ｂを撮像し、得られた画像中に含まれている第１基準点ＰＲ１を利用してカメラ誤差を検出する。次いで、カメラ誤差の検出結果に基づいて、カメラ誤差を除去するための補正値を求める。この撮像時において回転壜台１２を回転させることは不要であり、回転壜台１２は適宜の角度で固定される。図１３は、第１撮像位置Ｐ１からボトル２の天面２ｂを撮像したときの画像の一例を示すものである。ただし、図１３の画像２２０は、キャリブレーション処理Ｆ１にて得られた各種の補正値を利用して、検査装置１に固有の誤差を除去するように補正された画像であると仮定する。
カメラ誤差検出処理Ｆ２１では、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０からボトル２の天面２ｂを撮像し、得られた画像中に含まれている第１基準点ＰＲ１を利用してカメラ誤差を検出する。次いで、カメラ誤差の検出結果に基づいて、カメラ誤差を除去するための補正値を求める。この撮像時において回転壜台１２を回転させることは不要であり、回転壜台１２は適宜の角度で固定される。図１３は、第１撮像位置Ｐ１からボトル２の天面２ｂを撮像したときの画像の一例を示すものである。ただし、図１３の画像２２０は、キャリブレーション処理Ｆ１にて得られた各種の補正値を利用して、検査装置１に固有の誤差を除去するように補正された画像であると仮定する。
【0070】
ボトル２の天面２ｂを撮像する場合、壜台誤差検出処理Ｆ１２における第１撮像位置Ｐ１からの撮像時と同様に、ロボットアーム２０の位置決め誤差やカメラ３０の振動により、撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差、及びカメラ３０の撮像距離Ｌ１の誤差が発生することがある。したがって、キャリブレーション処理Ｆ１で得られた補正値を利用して画像を補正しても、補正後の画像にはカメラ誤差の影響が生じることがある。それに伴って、画像２２０中の第１基準点ＰＲ１のそれぞれの位置が本来の位置からずれる。そのようなずれは、図１１に例示した第１基準点ＰＲ１の位置のずれ、つまりは壜台誤差検出処理Ｆ１２における第１撮像位置Ｐ１からの撮像時と同様の理由で生じるものである。したがって、カメラ誤差検出処理Ｆ２１では、第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０が撮像した画像２２０中の第１基準点ＰＲ１の相互の距離が検出され、その検出結果に基づいて、カメラ誤差を除去するための傾き補正値及び位置補正値が求められる。それらの処理の手順は、壜台誤差検出処理Ｆ１２におけるカメラ誤差の検出に関して図１１を参照して説明した手順と同様である。その処理により、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時における撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差を除去するための傾き補正値と、撮影距離Ｌ１の誤差を除去するための位置補正値とが求められる。
【0071】
・ボトル誤差検出処理Ｆ２２
ボトル誤差検出処理Ｆ２２では、ボトル２が置かれた回転壜台１２を所定の基準位置から一定角度、例えば２２．５°ずつ一方向に回転させ、基準位置からの回転角、すなわち方位ごとにボトル２の口部２ａを第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０にて撮像する処理が行われる。その処理は、壜台誤差検出処理Ｆ１２における第２撮像位置Ｐ２からの撮像時と同様である。そして、得られた各回転角の画像に基づいてボトル軸線ＡＸ２の基準軸線ＣＸに対する傾き誤差、及びボトル２の天面２ｂのＺ軸方向の位置の誤差が検出される。それらの検出結果に基づいて、ボトル軸線ＡＸ２の傾き誤差を除去するためのボトル誤差補正値として、傾き誤差を補正するための傾き補正値と、ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置の誤差を除去するための高さ補正値とが求められる。
ボトル誤差検出処理Ｆ２２では、ボトル２が置かれた回転壜台１２を所定の基準位置から一定角度、例えば２２．５°ずつ一方向に回転させ、基準位置からの回転角、すなわち方位ごとにボトル２の口部２ａを第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０にて撮像する処理が行われる。その処理は、壜台誤差検出処理Ｆ１２における第２撮像位置Ｐ２からの撮像時と同様である。そして、得られた各回転角の画像に基づいてボトル軸線ＡＸ２の基準軸線ＣＸに対する傾き誤差、及びボトル２の天面２ｂのＺ軸方向の位置の誤差が検出される。それらの検出結果に基づいて、ボトル軸線ＡＸ２の傾き誤差を除去するためのボトル誤差補正値として、傾き誤差を補正するための傾き補正値と、ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置の誤差を除去するための高さ補正値とが求められる。
【0072】
図１４は、第２撮像位置Ｐ２からボトル２の口部２ａを撮像したときに得られる画像の一例を示している。ただし、図１４の画像２３０は、キャリブレーション処理Ｆ１で得られた補正値を利用して検査装置１に固有の誤差が除去され、かつ第２撮像位置Ｐ２からのボトル２の撮像時に発生するカメラ誤差が除去された状態にあるものと仮定する。この場合のカメラ誤差は、キャリブレーション処理Ｆ１で設定された第２撮像位置Ｐ２に関しての基準状態に対する撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差、及び撮像距離Ｌ２の誤差として現れるものである。それらの誤差は、壜台誤差検出処理Ｆ１２にて基準ゲージ１１０の口部１１０ａを第２撮像位置Ｐ２から撮像する場合のカメラ誤差と同様の理由で生じる。したがって、ボトル誤差検出処理Ｆ２２では、第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０が撮像した画像中の第２基準点ＰＲ２の相互の距離が検出され、その検出結果に基づいてカメラ誤差を除去するための傾き補正値及び位置補正値が求められる。それらの処理の手順は、壜台誤差検出処理Ｆ１２のカメラ誤差の検出に関して図１２を参照して説明した手順と同様である。その処理により、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時における撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差を除去するための傾き補正値と、撮影距離Ｌ２の誤差を除去するための位置補正値とが求められる。それらの補正値を用いれば、第２撮像位置Ｐ２からボトル２を撮像する場合にも、カメラ誤差を除去した画像が得られる。これらの処理は、第２撮像位置Ｐ２から口部２ａを撮像するごとに行われる。つまり、回転壜台１２の回転角を変えて口部２ａを撮像するたびに、カメラ誤差の検出、補正値の演算及び画像の補正が実施される。
【0073】
カメラ誤差の補正値が求められ、その補正値を利用して図１４の画像２３０が得られた後、ボトル誤差検出処理Ｆ２２では、各回転角で得られた口部２ａに対応する画像２３１上の天面２３１ｂにおける所定位置、例えば、画像２３０中の左右の第２基準点ＰＲ２間を二等分する位置に配置された上下方向の測定線ＣＬ２と天面２３１ｂとの交点に測定点Ｐｔ２が設定される。そして、画像２３０上の所定の測定基準、例えば上側の第２基準点ＰＲ２を結ぶ水平線である測定基準線ＨＬ２に対する測定点Ｐｔ２の上下方向における高さｈ２が測定される。この場合の中心線ＣＬ２は、傾き誤差がないと仮定したときのボトル軸線ＡＸ２と平行であって、第１撮像位置Ｐ１の基準状態における撮像方向、すなわち撮像光軸ＡＸ３と平行な測定線の一例に相当する。測定点Ｐｔ２はその測定性上における天面２ｂの位置に相当する。測定基準線ＨＬ２はその測定線と直交する測定基準線の一例に相当する。
【0074】
高さｈ２の変化量から、ボトル軸線ＡＸ２のＺ軸方向に対する傾き誤差を、回転壜台１２の回転角と対応付けて検出することができる。また、高さｈ２の平均値を、ボトル２の天面２ｂの位置に関してＺ軸方向の誤差がないと仮定したときに検出されるべき高さ、例えば天面２ｂを第１標識部４５の上面と一致させたときの測定点Ｐｔ２の高さと比較することにより、ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における高さの誤差も検出することができる。そして、それらの傾き誤差と高さ誤差とを画像から除去するための傾き補正値、及び高さ補正値をボトル誤差の補正値として演算することができる。
【0075】
上述した壜台誤差検出処理Ｆ１２では、壜台誤差を検出するために第１撮像位置Ｐ１から撮像した画像も利用したが、ボトル誤差検出処理Ｆ２２ではそのような処理は不要である。壜台誤差検出処理Ｆ１２によって回転壜台１２に固有の壜台軸線ＡＸ１の傾き誤差、及び支持軸線ＡＸｓの傾き誤差を除去するための壜台補正値が得られており、その補正値を利用すれば回転壜台１２に固有の傾き誤差が除去された画像を得ることができる。したがって、ボトル誤差検出処理Ｆ２２では、キャリブレーション処理Ｆ１で設定される基準軸線ＣＸに対するボトル軸線ＡＸ２の傾き誤差を検出すれば足りる。そして、高さｈ２の変化からその傾き誤差は回転壜台１２の回転角と対応付けて検出することが可能である。
【0076】
以上のように、実測時の誤差検出処理Ｆ２のカメラ誤差検出処理Ｆ２１及びボトル誤差検出処理Ｆ２２が実施されることにより、上述した誤差要因のうち、検査装置１に固有の誤差が除去されるように画像を補正してもなお残存する誤差であるカメラ誤差及びボトル２に固有の誤差のそれぞれを除去するための補正値を取得することができる。したがって、キャリブレーション処理Ｆ１で得られる補正値と、実測時の誤差検出処理Ｆ２で得られる補正値とを利用すれば、上述した誤差要因の全てを除去し、基準点誤差検出処理Ｆ１１にて設定される基準状態に従って天面２ｂを撮像した正確な画像、すなわちボトル２の天面２ｂをボトル軸線ＡＸ２と平行な方向から所定の撮像距離で撮像した画像を得ることが可能である。
【0077】
［画像補正処理Ｆ３及び特性値測定処理Ｆ４］
画像補正処理Ｆ３は、上記のキャリブレーション処理Ｆ１及び実測時の誤差検出処理Ｆ２で得られた補正値を利用して、カメラ誤差検出処理Ｆ２１で撮像した画像を、全ての誤差要因が除去されるように補正する処理である。補正された画像の一例を図１５に示す。画像２４０の補正前の状態では、天面２ｂの画像２４１が各種の誤差の影響によって仮想線で示すように歪んだ画像として出現するところ、補正後は各種の誤差による歪が除去されて実線で示すように画像２４１が補正される。特性値測定処理Ｆ４では、補正後の画像２４１を用いて天面２ｂの内径や真円度といった特性値が測定される。その測定は、一例として、天面２ｂの内周のエッジを検出し、そのエッジの内径等の特性値をキャリブレーション処理Ｆ１で求めた画像上の距離の補正値、すなわち、画像上の距離を実際の距離に換算する係数を利用して測定する。さらに、その測定値が所定の精度を満たすか否かが特性値測定処理Ｆ４で判別されてもよい。
画像補正処理Ｆ３は、上記のキャリブレーション処理Ｆ１及び実測時の誤差検出処理Ｆ２で得られた補正値を利用して、カメラ誤差検出処理Ｆ２１で撮像した画像を、全ての誤差要因が除去されるように補正する処理である。補正された画像の一例を図１５に示す。画像２４０の補正前の状態では、天面２ｂの画像２４１が各種の誤差の影響によって仮想線で示すように歪んだ画像として出現するところ、補正後は各種の誤差による歪が除去されて実線で示すように画像２４１が補正される。特性値測定処理Ｆ４では、補正後の画像２４１を用いて天面２ｂの内径や真円度といった特性値が測定される。その測定は、一例として、天面２ｂの内周のエッジを検出し、そのエッジの内径等の特性値をキャリブレーション処理Ｆ１で求めた画像上の距離の補正値、すなわち、画像上の距離を実際の距離に換算する係数を利用して測定する。さらに、その測定値が所定の精度を満たすか否かが特性値測定処理Ｆ４で判別されてもよい。
【0078】
次に、図１の制御装置５０を利用して上記の各処理を実行するための処理手順の一例を説明する。図１６は、図６の基準点誤差検出処理Ｆ１１を実行するための処理手順の一例を示している。図１６の処理が行われる場合には、予め、キャリブレーションプレート１００が標識部材４０の第１標識部４５、又は第２標識部４６に重なるように配置される。図１６の基準点誤差検出処理が開始されると、まず制御装置５０のアーム制御部５１は、ステップＳ１０１にてカメラ３０を所定の撮像位置に移動させる。第１標識部４５に重ねてキャリブレーションプレート１００が配置される場合はカメラ３０が第１撮像位置Ｐ１に、第２標識部４６に重ねてキャリブレーションプレート１００が配置される場合はカメラ３０が第２撮像位置Ｐ２にそれぞれ配置される。
【0079】
次に、ステップＳ１０２にて撮像制御部５２はカメラ３０に撮像を指示し、得られた画像を画像処理部５３に引き渡す。画像が取得されると、画像処理部５３はステップＳ１０３にてキャリブレーションプレート１００の標点１０１間の距離を検出する。続くステップＳ１０４にて、画像処理部５３は、標点１０１間の距離の検出値を実際の標点１０１間の距離と対比して基準点補正値を演算する。上述したように、基準点補正値は、第１撮像位置Ｐ１又は第２撮像位置Ｐ２のカメラ３０が撮像した画像を、レンズ歪、及び標識部材４０の傾きの誤差を除去するための補正値である。
【0080】
基準点補正値が演算されると、画像処理部５３は、その基準点補正値を用いてステップＳ１０２で取得した画像を補正する。続くステップＳ１０６にて、画像処理部５３は、補正後の画像における標点１０１間の画像中の距離を、キャリブレーションプレート１００の実際の標点１０１間の距離に換算するための換算係数を演算する。その後、画像処理部５３は今回演算された基準点補正値及び換算係数を、ステップＳ１０１で配置したカメラ３０の撮像位置、すなわち第１撮像位置Ｐ１又は第２撮像位置Ｐ２に関する基準点補正値及び換算係数として制御装置５０の記憶装置に記憶させ、その後に図１６の処理を終える。
【0081】
図１６の基準点誤差検出処理は、ステップＳ１０１におけるカメラ３０の位置を、第１撮像位置Ｐ１と第２撮像位置Ｐ２との間で切り替えるようにして、少なくとも２回に亘って実行される。それにより、第１撮像位置Ｐ１及び第２撮像位置Ｐ２のそれぞれに関する基準点補正値及び換算係数を求めることができる。なお、同一の撮像位置において、撮像光軸ＡＸ３の回りにキャリブレーションプレート１００の向きを変えながら複数回に亘って図１６の処理を繰り返し、各回の撮像に対応して得られた基準点補正値や換算係数の平均を求めるといった手法により、基準点補正値及び換算係数を確定させてもよい。
【0082】
図１７及び図１８は、図６の壜台誤差検出処理Ｆ１２を実行するための処理手順の一例を示している。図１７及び図１８の壜台誤差検出処理は、回転壜台１２に図４の基準ゲージ１１０が配置された状態で行われる。基準点誤差検出処理が開始されると、まず制御装置５０のアーム制御部５１は、図１７のステップＳ１１１にてカメラ３０を第２撮像位置Ｐ２に移動させる。次のステップＳ１１２において、制御装置５０の画像処理部５３は、回転壜台１２がその回転方向における所定の初期位置にあることを確認する。この場合、回転壜台１２がステージ１５を任意の回転角に駆動する機能を有していれば、制御装置５０によって回転壜台１２の回転を制御して初期位置に停止させればよい。検査装置１のオペレータに手作業による初期位置への回転を指示し、オペレータの確認操作によって初期位置を確認してもよい。
【0083】
回転壜台１２の初期位置が確認されると、ステップＳ１１３に処理が進められる。ステップＳ１１３において、制御装置５０の撮像制御部５２はカメラ２に撮像を指示し、得られた画像を画像処理部５３に引き渡す。画像が取得されると、画像処理部５３はステップＳ１１４にてカメラ誤差検出処理を実行する。カメラ誤差検出処理は、ステップＳ１１３の撮像時におけるカメラ誤差を検出するための処理である。その処理は、図１１及び図１２を参照して説明したように、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時には第１基準点ＰＲ１間の距離、第２撮像位置Ｐ２からの撮像時には、第２基準点ＰＲ２間の距離に基づいてカメラ３０の傾きの誤差及び位置の誤差を検出し、検出結果からカメラ誤差を補正するための傾き補正値及び位置補正値を求める処理である。ステップＳ１１４では、第２撮像位置Ｐ２に関する傾き補正値及び位置補正値が求められる。カメラ誤差検出処理の手順は、サブルーチン処理として後述する。
【0084】
次のステップＳ１１５において、画像処理部５３は、図１６の基準点誤差検出処理で得られた第２撮像位置Ｐ２における基準点補正値と、図１７のステップＳ１１４におけるカメラ誤差検出処理で得られた傾き補正値及び位置補正値とを利用して、ステップＳ１１３で取得した画像を補正する。これにより、図９に例示した画像２００のように、レンズ歪、標識部材の誤差及びステップＳ１１３の撮像時におけるカメラ誤差を除去した口部１１０ａの側面視の画像２０１が得られる。
【0085】
続くステップＳ１１６において、画像処理部５３は、ステップＳ１１５で補正された画像を用いて図９の測定点Ｐｔ１の高さｈ１を検出し、その検出値を記憶する。次のステップＳ１１７にて、画像処理部５３は、ステップＳ１１３～ステップＳ１１６の処理が基準ゲージ１１０の全周に関して完了したか否かを判別する。完了していない場合、画像処理部５３は、ステップＳ１１８にて、回転壜台１２の回転角に関して次の角度を指示し、次の回転角への回転が完了したことを確認してステップＳ１１３の処理に戻る。この場合の回転壜台１２の回転は、ステップＳ１１２の場合と同様に回転壜台１２の回転駆動によって実現されてもよいし、オペレータによる手作業で実現されてもよい。
【0086】
ステップＳ１１７が肯定判断されるまでステップＳ１１３～Ｓ１１８の処理が繰り返されることにより、基準ゲージ１１０の口部１１０ａを一定角度ずつ回転させたときの側面視の画像が取得されて測定点Ｐｔ１の高さｈ１が回転角ごとに取得される。ステップＳ１１７が肯定判断されると、画像処理部５３はステップＳ１１９に進み、これまでの処理で得られた回転角ごとの高さｈ１の値に基づいて回転壜台１２に固有の傾き誤差を検出する。この場合に検出される傾き誤差は、図５に例示した支持軸線ＡＸｓの第２の傾きθｂの大きさと、壜台軸線ＡＸ１がもつ第１の傾きθｂ１が生じている方位である。
【0087】
ステップＳ１１９にて傾きが検出されると、画像処理部５３はその検出結果をステップＳ１２０で記憶し、その後に図１８のステップＳ１２１へと進む。ステップＳ１２１では、アーム制御部５１がカメラ３０を第１撮像位置Ｐ１に移動させる。この処理は、一例として、画像処理部５３にて図１７のステップＳ１２０の処理が完了したことをアーム制御部５１の通知し、その通知に対応してアーム制御部５１がカメラ３０を移動させるものとしてもよい。ステップＳ１２１以下の処理において、回転壜台１２の回転角はステップＳ１１７が肯定判断された時点における角度であってもよいし、他の角度であってもよい。いずれにしても回転壜台１２は一定位置で停止していればよい。
【0088】
ステップＳ１２１にてカメラ３０が第１撮像位置Ｐ１に配置されると、ステップＳ１２２にて制御装置５０の撮像制御部５２はカメラ２に撮像を指示し、得られた画像を画像処理部５３に引き渡す。画像が取得されると、画像処理部５３はステップＳ１２３にてカメラ誤差検出処理を実行する。このカメラ誤差検出処理は、第１撮像位置Ｐ１から撮像した画像に含まれる第１基準点ＰＲ１の位置関係を利用する点を除いて、図１７のステップＳ１１４と同様である。ステップＳ１２３の処理により、第１撮像位置Ｐ１に関する傾き補正値及び位置補正値が求められる。
【0089】
次のステップＳ１２４において、画像処理部５３は、図１６の基準点誤差検出処理で得られた第１撮像位置Ｐ１における基準点補正値と、ステップＳ１２３で得られる傾き補正値及び位置補正値とを利用して、ステップＳ１２２で取得した画像を補正する。これにより、図１０に例示したように、レンズ歪、標識部材の誤差及びステップＳ１１３の撮像時におけるカメラ誤差を除去した基準ゲージ１１０の天面１１０ｂの画像２１１、ここでは図１０に実線で示した画像２１１が得られる。
【0090】
続くステップＳ１２５において、画像処理部５３は、ステップＳ１２４で補正した画像に基づいて、画像２１１の歪の程度を表す長径や短径等の物理量を測定する。その後、画像処理部５３はステップＳ１２６に進み、ステップＳ１２５で得られた測定値と、ステップＳ１１９で検出した傾きの大きさを示す値とを利用して、図５の第１の傾きθｂ１に相当する壜台軸線ＡＸ１の傾き誤差を検出する。以上により、壜台軸線ＡＸ１の傾きθｂ１、壜台軸線ＡＸ１に対する支持軸線ＡＸｓの傾きθｂ２が検出されるため、次のステップＳ１２７にて、画像処理部５３は、傾きθｂ１、θｂ２の検出結果を利用して、それらの傾きθｂ１、θｂ２を除去するための壜台補正値を演算する。続くステップＳ１２８にて、画像処理部５３は演算された壜台補正値を記憶し、その後に壜台誤差検出処理を終える。
【0091】
図１９は、画像処理部５３が実行するカメラ誤差検出処理の手順の一例を示している。そのカメラ誤差検出処理は、処理対象となる画像が異なる点を除いて、図１７のステップＳ１１４又は図１８のステップＳ１２３のいずれかのサブルーチン処理として実行されるかを問わず手順は共通である。また、図１９のカメラ誤差検出処理は、さらに後述する図２０の実測時の誤差検出処理でもサブルーチン処理として実行されるものである。
【0092】
画像処理部５３は、図１９のカメラ誤差検出処理を開始すると、まずステップＳ２０１にて処理対象の画像中の基準点を検出する。図１７のステップＳ１１４のサブルーチン処理の場合は第２標識部４６の第２基準点ＰＲ２が、図１８のステップＳ１２３のサブルーチン処理の場合は第１標識部４５の第１基準点ＰＲ１が検出される。第１基準点ＰＲ１、ＰＲ２の検出は、一例として、第１標識部４５又は第２標識部４６の外周の輪郭を識別し、それらの標識部４５、４６の中心点を幾何学的に求めることによって検出することができる。
【0093】
次のステップＳ２０２において、画像処理部５３はステップＳ２０１で検出した基準点間の距離を検出する。続くステップＳ２０３にて、画像処理部５３は、基準点間の距離の検出結果に基づいて、撮像光軸ＡＸ３の基準状態に対する傾き誤差を検出する。傾き誤差が検出されると、画像処理部５３はステップＳ２０４に進み、傾き誤差の検出結果に基づいて撮像光軸ＡＸ３の傾き誤差を除去するために必要な傾き補正値を演算する。傾き誤差の検出、及び傾き補正値の演算は、図１１及び図１２を参照して説明した通りに行えばよい。傾き補正値が演算されると、画像処理部５３は、得られた傾き補正値を利用して、ステップＳ２０２で検出した基準点間の距離を補正する。続くステップＳ２０６にて、画像処理部５３は補正後の基準点間の距離を、カメラ誤差がない場合に検出されるべき本来の距離と対比し、基準状態における撮像距離Ｌ１又はＬ２に対する誤差である位置誤差を除去するための位置補正値を演算する。
【0094】
位置補正値が演算されると、画像処理部５３はステップＳ２０４で演算した傾き補正値、及びステップＳ２０７で演算した位置補正値をステップＳ２０８にて記憶し、その後に図１９のカメラ誤差検出処理を終える。図１９の処理は、第１撮像位置Ｐ１又は第２撮像位置Ｐ２のいずれかで画像が撮像されるごとに、その時点で得られた画像を処理対象として実行される。例えば、図１７のステップＳ１１４のサブルーチン処理として実行される場合には、その前のステップＳ１１３で撮像された第２撮像位置Ｐ２からの画像が処理対象となり、図１８のステップＳ１２３のサブルーチン処理として実行される場合にはその前のステップＳ１２２で撮像された第１撮像位置１からの画像が処理対象となる。したがって、図１９のステップＳ２０４、Ｓ２０７で演算される補正値は、第１撮像位置Ｐ１又は第２撮像位置Ｐ２にて画像を撮像した時点で発生していたカメラ誤差に対応するものとなる。
【0095】
図２０は、図６の実測時の誤差検出処理Ｆ２を実行するための処理手順の一例を示している。図２０の処理は、検査対象のボトル２が回転壜台１２上に設置されるごとに行われる処理である。図２０の誤差検出処理が開始されると、まず制御装置５０のアーム制御部５１は、ステップＳ１４１にてカメラ３０を第１撮像位置Ｐ１に移動させる。カメラ３０が第１撮像位置Ｐ１に配置されると、ステップＳ１４２にて制御装置５０の撮像制御部５２はカメラ２に撮像を指示し、得られた画像を画像処理部５３に引き渡す。画像が取得されると、画像処理部５３はステップＳ１４３にてカメラ誤差検出処理を実行する。この処理は、ステップＳ１４２で取得した第１撮像位置Ｐ１からの画像を処理対象として、図１９に示したカメラ誤差検出処理をサブルーチン処理として実行するものであって、ステップＳ１４２の画像を撮像した際のカメラ誤差に対応する傾き補正値及び位置補正値を求めるものである。ステップＳ１４３にて実行されるカメラ誤差検出は、図６のカメラ誤差検出処理Ｆ２１に対応する。
【0096】
ステップＳ１４３のカメラ誤差検出処理が終わると、次のステップＳ１４４において、制御装置５０のアーム制御部５１はカメラ３０を第２撮像位置Ｐ２に移動させる。カメラ３０が第２撮像位置Ｐ２に配置されると、次のステップＳ１４５において、制御装置５０の画像処理部５３は、回転壜台１２がその回転方向における所定の初期位置にあることを確認する。この処理は、図１７のステップＳ１１２と同様に実行されてよい。回転壜台１２の初期位置が確認されると、ステップＳ１４６に処理が進められる。
【0097】
ステップＳ１４６において、制御装置５０の撮像制御部５２はカメラ２に撮像を指示し、得られた画像を画像処理部５３に引き渡す。画像が取得されると、画像処理部５３はステップＳ１４７にてカメラ誤差検出処理を実行する。この処理は、ステップＳ１４６で取得した第２撮像位置Ｐ２における画像を処理対象として、図１９に示したカメラ誤差検出処理をサブルーチン処理として実行するものであって、ステップＳ１４６の画像を撮像した際のカメラ誤差に対応する傾き補正値及び位置補正値を求めるものである。
【0098】
次のステップＳ１４８において、画像処理部５３は、図１６の基準点誤差検出処理で得られた第２撮像位置Ｐ２における基準点補正値と、図１７及び図１８の壜台誤差検出処理で得られた壜台補正値とを利用して検査装置１に固有の誤差を除去し、かつステップＳ１４７のカメラ誤差検出処理で得られた傾き補正値及び位置補正値とを利用して、ステップＳ１４６で取得した画像の撮像時におけるカメラ誤差を除去するように画像を補正する。これにより、図１４に例示した画像２３０のように、検査装置１に固有の誤差、及び、画像２３０の撮像時に生じたカメラ誤差を除去した口部２ａの側面視の画像２３１が得られる。
【0099】
続くステップＳ１４９において、画像処理部５３は、ステップＳ１４８で補正された画像を用いて図１４の測定点Ｐｔ２の高さｈ２を検出し、その検出値を記憶する。次のステップＳ１５０にて、画像処理部５３は、ステップＳ１４６～ステップＳ１４９の処理がボトル２の全周に関して完了したか否かを判別する。完了していない場合、画像処理部５３は、ステップＳ１５１にて、回転壜台１２の回転角に関して次の角度を指示し、次の回転角への回転が完了したことを確認してステップＳ１４６の処理に戻る。この場合の回転壜台１２の回転は、ステップＳ１４２の場合と同様に回転壜台１２の回転駆動によって実現されてもよいし、オペレータによる手作業で実現されてもよい。
【0100】
ステップＳ１５０が肯定判断されるまでステップＳ１４６～Ｓ１５１の処理が繰り返されることにより、ボトル２の口部２ａを一定角度ずつ回転させたときの側面視の画像が取得されて測定点Ｐｔ２の高さｈ２が回転角ごとに取得される。ステップＳ１５０が肯定判断されると、画像処理部５３はステップＳ１５２に進み、これまでの処理で得られた回転角ごとの高さｈ２の値に基づいてボトル誤差を検出する。ここで検出されるボトル誤差は、図１４を参照して説明したように、ボトル２に固有に発生するボトル軸線ＡＸ２のＺ軸方向に対する傾き誤差と、ボトル２の天面２ｂのＺ軸方向における位置の誤差の両者を含む。
【0101】
ボトル誤差が検出されると、画像処理部５３はステップＳ１５３にて、ボトル誤差を除去するための補正値を演算する。ここで演算される補正値は、ボトル軸線ＡＸ２の傾き誤差を除去するための傾き補正値、及びボトル２の天面２ｂの高さ誤差を除去するための高さ補正値である。ステップＳ１５３で補正値が演算されると、画像処理部５３はステップＳ１５４にて演算結果を記憶し、その後に図２０の処理を終える。図２０のステップＳ１４４～Ｓ１５３は、図６のボトル誤差検出処理Ｆ２２に対応する。
【0102】
図２１は、図６の画像補正処理Ｆ３及び検査処理Ｆ４を実行するための測定処理の手順の一例を示している。図２１の測定処理は、同一の画像を対象として、図２０の誤差検出処理と対応付けて実行される。すなわち、図２０のステップＳ１４２にて取得される画像、つまり検査対象のボトルの天面２ｂを第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０にて撮像した画像を処理対象として図２１の処理が実行される。図２１の測定処理が開始されると、まず画像処理部５３は、図１６の基準点誤差検出処理、図１７及び図１８の壜台誤差検出処理のそれぞれで得られた補正値、すなわち検査装置１に固有の誤差を除去するための補正値と、図２０の誤差検出処理で得られた補正値、すなわちステップＳ１４２の撮像時におけるカメラ誤差を補正するための傾き補正値及び位置補正値、並びにボトル誤差補正値とを記憶装置から読み出す。続くステップＳ１６２にて、画像処理部５３は、図１７のステップＳ１４２で撮像された画像を処理対象として取得する。
【0103】
次のステップＳ１６３にて、画像処理部５３は、ステップＳ１６２で取得した画像を、ステップＳ１６１で読み出した各種の補正値を利用して補正する。その補正は、検査装置１に固有の誤差、及び処理対象のボトル２を撮像したときのカメラ誤差、及びボトル２に固有の傾き誤差及び高さ誤差の全てが除去されるように画像を補正するものである。図１５の例であれば、天面２ｂに対応する画像２４１を仮想線の状態から実線の状態へと補正する処理となる。補正が完了すると、画像処理部５３は、補正後の画像を検査部５４に引き渡す。
【0104】
続くステップＳ１６４にて、検査部５４は、補正後の画像における天面２ｂの内径や真円度等の特性値を検出する。その後、検査部５４はステップＳ１６５に進み、図１６のステップＳ１０６で求められた換算係数を記憶装置から読み出し、その換算係数を利用して、ステップＳ１６４で検出した特性値を内径等の特性値の測定値に換算する。さらに、検査部５４は、ステップＳ１６６において、特性値の測定値が所定の精度基準を満たしているか否かを判別することによって特性値の適否を検査し、続くステップＳ１６７にて検査結果を記憶装置に記憶し、モニタ等の所定の出力先に検査結果を出力する。その後、制御装置５０は図２１の処理を終える。
【0105】
以上の処理において、図２１のステップＳ１６３で補正された画像は、天面２ｂを第１撮像位置Ｐ１から撮像した際に生じる誤差、すなわち、カメラ３０のＺ軸方向に対する傾き誤差やＺ軸方向における位置誤差、ボトル軸線ＡＸ２のＺ軸方向に対する傾き誤差、天面２ｂのＺ軸方向における位置の誤差が除去されたものである。加えて、検査装置１に固有の誤差である、レンズ歪、回転壜台１２の壜台軸線ＡＸ１や支持軸線ＡＸｓの傾き誤差、さらには標識部材４０の誤差も図１６～図１８の処理を通じて画像から除去される。したがって、ステップＳ１６４の処理では、天面２ｂの内径、真円度といった特性値を正確に測定することが可能である。
【0106】
以上の形態において、図２０のステップＳ１４１、Ｓ１４２の処理は、検査領域としての天面２ｂを第１基準点ＰＲ１が含まれるようにカメラ３０に撮像させる手順の一例に相当し、アーム制御部５１及び撮像制御部５２は、その手順を実行する手段の一例として機能する。図２０のステップＳ１４４～Ｓ１４６、Ｓ１５０、Ｓ１５１の処理は、ボトル２の口部２ａの側面視の画像をカメラ３０に撮像させる手順の一例に相当し、アーム制御部５１及び撮像制御部５２は、その手順を実行する手段の一例として機能する。
【0107】
第１撮像位置Ｐ１からの天面２ｂの撮像に関連付けて行われる各種の処理のうち、図２０のステップＳ１４３のサブルーチン処理として実行されるときの図１９のＳ２０１～Ｓ２０７の処理は、第１基準点ＰＲ１間の距離に基づいて、誤差を天面２ｂの画像から除去するための補正値を演算する手順の一例に相当する。その場合、図１９のステップＳ２０３、Ｓ２０６の処理は、天面２ｂの撮像時におけるカメラ３０の誤差を検出する手順の一例に相当し、そのステップＳ２０３の処理は傾き誤差を検出する手順の一例に相当し、ステップＳ２０６の処理は、位置誤差を検出する手順の一例に相当する。また、ステップＳ１４３のサブルーチン処理として実行されるステップＳ２０４、Ｓ２０７の処理はカメラ誤差補正値を演算する手順の一例に相当し、そのステップＳ２０４の処理は傾き補正値を演算する手順の一例に相当し、ステップＳ２０７の処理は位置補正値を演算する手順の一例に相当し、ステップＳ２０５の処理は傾き補正値に基づいて第１基準点ＰＲ１間の距離を傾き誤差が除去されるように補正する手順の一例に相当する。さらに、図２１のステップＳ１６３の処理は、天面２ｂの画像を誤差が除去されるように補正する手順の一例に相当する。画像処理部５３は、第１撮像位置Ｐ１からの画像に関連する上記手順を実現するための手段の一例として機能する。
【0108】
第２撮像位置Ｐ１からの口部２ａの撮像に関連して行われる各種の処理のうち、図２０のステップＳ１４７～Ｓ１４９の処理は、天面２ｂの位置を検出する手順の一例に相当し、図２１のステップＳ１５２、Ｓ１５３の処理は、ボトル誤差を天面２ｂの画像から除去するためのボトル誤差補正値を演算する手順の一例に相当する。その場合、図２０のステップＳ１４７のサブルーチン処理として実行されるときの図１９のＳ２０１～Ｓ２０７の処理は、第１基準点ＰＲ２間の距離に基づいて、側面視の画像に関する補正値を演算する手順の一例に相当し、そのステップＳ２０３、Ｓ２０６の処理は側面視の画像に関するカメラ３０の誤差を検出する手順の一例に相当し、ステップＳ２０４、Ｓ２０７の処理は、側面視の画像に関するカメラ誤差補正値を演算する手順の一例に相当し、ステップＳ２０３の処理は側面視の画像に関する傾き誤差を検出する手順の一例に相当し、ステップＳ２０６の処理は側面視の画像に関する位置誤差を検出する手順の一例に相当する。また、ステップＳ１４７のサブルーチン処理として実行されるステップＳ２０４、Ｓ２０７の処理は側面視の画像に関するカメラ誤差補正値を演算する手順の一例に相当し、そのステップＳ２０４の処理は側面視の画像に関する傾き誤差を除去するための傾き補正値を演算する手順の一例に相当し、ステップＳ２０７の処理は側面視の画像に関する位置誤差を除去するための位置補正値を演算する手順の一例に相当し、ステップＳ２０５の処理は、側面視の画像に関する傾き誤差が除去されるように第２基準点ＰＲ２間の距離を補正する手順の一例に相当する。画像処理部５３は、第２撮像位置Ｐ２からの画像に関連する上記手順を実現するための手段の一例として機能する。
【0109】
本発明は、上述した形態に限定されず、各種の変形が施された形態にて実施されてよい。以下、幾つかの変形例について説明する。図２２及び図２３は標識部材の変形例を示している。図２２及び図２３の標識部材４０Ａは、ベース４１及びアーム４２のそれぞれの上面４１ａ、４２ａに多数の第１基準点ＰＲ１が配置され、かつアーム４２の先端面４２ｂにも多数の第２基準点ＰＲ２が配置されている。第１基準点ＰＲ１間の相互の距離は既知であり、第２基準点ＰＲ１間の相互の距離も既知である。全ての第１基準点ＰＲ１は同一平面上にあり、その平面と直交する同一平面上に全ての第２基準点ＰＲ２が置かれている。
【0110】
標識部材４０Ａを用いる場合には、第１基準点ＰＲ１、第２基準点ＰＲ２はカメラ３０で撮像した画像中で明確に識別できる限りにおいて、刻印、印刷その他の適宜の手法で形成されてよい。標識部材４０Ａを用いた各種の処理では、ベース４１の上面４１ａの第１基準点ＰＲ１の群、及び左右のアーム４２のそれぞれの上面４２ａの第１基準点ＰＲ１の群から少なくとも１つずつ第１基準点ＰＲ１を選択することによって３つ以上の第１基準点ＰＲ１を確保し、左右のアーム４２の先端面４２ｂのそれぞれにおける第２基準点ＰＲ２の群の一方で少なくとも２つの第２基準点ＰＲ２を、他方で少なくとも１つの第２基準点ＰＲ２を選択することによって３つ以上の第２基準点ＰＲ２を確保することが可能である。
【0111】
上記の形態では、図１６～図１８の処理によって図６のキャリブレーション処理Ｆ１を実現して検査装置１に固有に生じる誤差も画像から除去している。しかしながら、キャリブレーション処理Ｆ１は、検査に必要な精度が確保できる限りにおいて適宜に省略されてもよい。例えば、標識部材４０の取付誤差、回転壜台１２の製造誤差や組立誤差が十分に小さい場合はキャリブレーション処理Ｆ１を省略可能である。あるいは、測定機器を用いて検査装置１に固有の誤差を予め検出できる場合には、検出された誤差に対応する補正値を予め演算し、演算された補正値を制御装置５０に与えれば、図１６～図１８の処理は省略可能である。
【0112】
実測時の誤差検出処理Ｆ２に関しても、図２１の手順で実施されることを必ずしも要しない。例えば、図２０の処理では、第１撮像位置Ｐ１からの撮像に関連するステップＳ１４１～Ｓ１４３を先に実行し、次いで第２撮像位置Ｐ２からの撮像に関連するステップＳ１４４～Ｓ１５４を実行し、その後にステップＳ１６１以下の処理を実行して第１撮像位置からの画像の補正等を実行しているが、ステップＳ１４４～Ｓ１５４の処理を先行して実行し、その後にステップＳ１４１～Ｓ１４３の処理、及びステップＳ１６１以下の処理を実行するように処理の順序を変更してもよい。
【0113】
上記の形態では、ボトル２の天面２ｂにおける特性値の測定に影響を与えるボトル固有の誤差として、ボトル軸線ＡＸ２の傾き誤差及び天面２ｂの位置誤差を検出し、それらの誤差を除去するための補正値を演算して画像の補正で利用したが、ボトル２に固有の誤差を考慮する必要がない場合、あるいはその誤差が検査精度に与える影響が無視し得るほど小さい場合等には、ボトル２に固有の誤差に関連するステップＳ１４４～Ｓ１５４の処理を省略してもよい。その場合、ステップＳ１４１～Ｓ１４３の処理、及びステップＳ１６１以下の処理を実行して、第１撮像位置Ｐ１からの撮像時におけるカメラ誤差が除去されるように画像を補正すればよい。キャリブレーション処理Ｆ１も省略可能な場合には、最低限の処理として、第１基準点ＰＲ１を含んだ画像を第１撮像位置Ｐ１のカメラ３０にて撮像し、得られた画像に対して図１９のカメラ誤差検出処理を実行してカメラ誤差を除去するための補正値を演算し、演算された補正値に基づいてカメラ誤差を除去すればよい。
【0114】
上記の形態では、ロボットアーム２０にてカメラ３０を移動させている。したがって、カメラ誤差として、カメラ３０それ自身の位置決め誤差、振動等に起因して生じるカメラ３０の撮像方向や撮像距離のずれを例示した。しかしながら、カメラ誤差は、被写体である天面２ｂ等に対するカメラ３０の相対的な位置や向きの誤差であって、カメラ３０それ自身の位置ずれ等を原因とする例に限られない。ボトル２側の振動、位置決め誤差によりボトル２から見たカメラ３０の位置や向きに誤差が生じる場合も、それらの誤差をカメラ誤差の一種に含めてよい。例えば、ロボットアーム２０にてカメラ３０を移動させる構成に代えて、又は加えて、ボトル２及び標識部材４０を一体的に移動させる送り機構を設け、その送り機構を用いてカメラ３０をボトル２に対する第１撮像位置Ｐ１、あるいは第２撮像位置Ｐ２に相対移動させる場合には、送り機構の位置決め誤差や振動等によってボトル２側の位置等の誤差が生じるときであっても、ボトル２側から見ればカメラ３０の位置や向きがずれることに変わりない。そのような誤差はカメラ誤差として扱うことが可能である。要するに、カメラ誤差は、カメラ３０と検査対象の物品であるボトル２との間における位置関係のずれに起因して生じる撮像方向や撮像距離の誤差である。
【0115】
上記の形態では、画像の補正に関して、画像中の各画素の位置を補正値に従って変化させる処理を例示した。しかしながら、画像の補正は、検査領域の幾何学的な特性値を正確に測定できるように、カメラにて撮像された画像に含まれている検査領域を誤差が除去されるように変形させる処理であればよい。例えば、上記の形態において、カメラ３０が撮像した画像から天面２ｂの内周の誤差を含む輪郭形状を検出し、その輪郭形状に対応する天面内周のオブジェクトを仮想的な３次元空間に配置し、各種の補正値を利用して３次元空間におけるオブジェクト上の各位置における３次元座標値を補正してオブジェクトの形状を誤差が除去された形状に修正し、修正後のオブジェクトを利用して特性値を測定するといった処理も可能である。その場合、オブジェクトの座標値を補正する処理は、検査領域の画像を補正する処理と実質的に等価である。画像の補正はそのような実質的に等価となる補正も含む概念である。
【0116】
上記の形態では、検査対象の物品としてボトル２を例示し、その天面２ｂを検査領域として内径や真円度を幾何学的な特性値として測定するものとした。しかしながら、検査対象の物品はボトルに限らず、検査領域もボトルの天面に限らない。画像から幾何学的な特性値を測定することが可能である限り、各種の物品が対象とされてよく、検査領域も適宜に設定可能である。測定対象の特性値も内径及び真円度に限らず、寸法誤差、形状誤差が生じ得る各種の特性値が測定対象とされてよい。
【0117】
上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の各種の態様を以下に記載する。なお、以下の説明では、本発明の各態様の理解を容易にするために添付図面に図示された対応する構成要素を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0118】
本発明の一態様に係る画像補正方法は、検査対象の物品（２）の検査領域（２ｂ）をカメラ（３０）にて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査方法に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正方法であって、相互の位置関係が既知である３以上の基準点（ＰＲ１）を、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定する手順と、前記検査領域を各基準点が含まれるようにして前記カメラに撮像させる手順（Ｓ１４１、Ｓ１４２）と、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離（Ｄ１１～Ｄ１３）とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０１～Ｓ２０７）と、演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手順（Ｓ１６３）と、を含んだものである。
【0119】
本発明の一態様に係る画像補正装置は、検査対象の物品（２）の検査領域をカメラ（３０）にて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置（１）に適用され、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置（５０）であって、相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点（ＰＲ１）を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段（５１、５２、Ｓ１４１、Ｓ１４２）と、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離（Ｄ１１～Ｄ１３）とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段（５３、Ｓ１４３、Ｓ２０１～Ｓ２０７）と、演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段（５３、Ｓ１６３）と、を含んだものである。
【0120】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、検査対象の物品（２）の検査領域をカメラ（３０）にて撮像し、撮像された画像に基づいて前記検査領域の幾何学的な特性値を測定する検査装置（１）に含まれたコンピュータを、前記検査領域に対する前記カメラの撮像方向及び撮像距離に関して所定の基準状態を設定したときに、前記画像の撮像時に生じる前記基準状態からの誤差が除去されるように前記検査領域の画像を補正するための画像補正装置（５０）として機能させるためのコンピュータプログラム（ＰＧ）であって、前記コンピュータを、相互の位置関係が既知であって、前記物品外でかつ前記検査領域の撮像時における前記カメラの視野内に設定された３以上の基準点（ＰＲ１）を含むようにして前記検査領域を前記カメラに撮像させる手段（５２、Ｓ１４２）、前記基準状態にあるときの前記基準点間の距離と、撮像された画像中における前記基準点間の距離（Ｄ１１～Ｄ１３）とに基づいて、前記検査領域の画像の撮像時に生じた前記基準状態からの誤差を検出し、検出された誤差を前記検査領域の画像から除去するための補正値を演算する手段（５３、Ｓ１４３、Ｓ２０１～Ｓ２０７）、及び演算された補正値に基づいて、前記検査領域の画像を前記誤差が除去されるように補正する手段（５３、Ｓ１６３）、として機能させるように構成されたものである。
【0121】
上記の態様においては、検査領域をカメラにて撮像した時点における撮像方向や撮像距離に、基準状態における撮像方向や撮像距離に対して誤差が生じていると、その誤差に応じて基準点間の距離が、基準状態にあるときの基準点間の距離に対して変化する。例えば、撮像方向に誤差があれば、その誤差に応じて各基準点の位置がずれて基準点間の距離が基準状態における距離に対して個別に増加又は減少する。撮像距離に誤差があれば、その誤差に応じて基準点間の距離が基準状態における距離に対して一律に増加又は減少する。このように、基準点間の距離の変化は誤差と相関関係を有する。基準状態における基準点間の距離は、既知の位置関係と、基準状態における撮像方向及び撮像距離から一義的に定まるため、実際に撮像された画像における基準点間の距離と、基準状態における基準点間の距離とから、撮像方向及び撮像距離にどのような誤差が生じていたかを判別することができる。その判別結果に従って誤差を除去するための補正値を演算し、演算された補正値を利用して画像を補正すれば、撮像方向や撮像距離の誤差を除去した検査領域の画像を得ることができる。得られた画像を利用して検査領域の特性値を精度よく測定することが可能である。また、基準点が検査対象の物品外に設定されることにより、製造誤差を伴う物品、あるいは基準点を設定するスペースが不足する物品といったように、基準点の設定を妨げる事情がある物品を検査する場合でも、基準点を無理なく設定して、画像の補正のために利用することが可能である。
【0122】
上記態様の画像補正方法において、前記補正値を演算する手順は、検出された前記基準点間の距離と、前記基準状態における基準点間の距離との比較に基づいて、前記基準状態に対する前記カメラの誤差を検出する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０３、Ｓ２０６）と、検出された誤差に基づいて、前記カメラの誤差を除去するためのカメラ誤差補正値を演算する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０４、Ｓ２０７）とを含んでもよい。これによれば、検査領域の画像中における基準点間の距離を、基準状態における距離と比較して距離の変化を判別し、その変化を手掛かりとしてカメラの撮像方向及び撮像距離に生じたカメラの誤差を検出し、検出結果に応じた補正値を演算することができる。
【0123】
前記補正値を演算する手順は、前記カメラの誤差として、前記基準状態における前記撮像方向に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差（θｃ）を検出する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０３）と、検出された傾き誤差に基づいて、前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を前記カメラ誤差補正値として演算する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０４）とを含んでもよい。これによれば、撮像方向に生じた誤差を傾き誤差として検出し、その傾き誤差を除去するための傾き補正値を演算することができる。傾き補正値を利用して画像を補正すれば、傾き誤差が除去された画像を得ることが可能である。
【0124】
前記補正値を演算する手順は、前記傾き補正値に基づいて、前記検出された前記基準点間の距離を前記傾き誤差が除去されるように補正する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０５）と、補正後の前記基準点間の距離に基づいて、前記基準状態における前記撮像距離に対し、前記検査領域の画像の撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を前記カメラの誤差としてさらに検出する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０６）と、検出された位置誤差に基づいて、前記位置誤差を除去するための位置補正値を前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順（Ｓ１４３、Ｓ２０７）とを含んでもよい。撮像距離に誤差が生じている場合には、傾き誤差を用いて基準点間の距離を補正しても、補正後の距離は、基準状態における基準点間の距離に対して、撮像距離の誤差に応じて増加又は減少する。したがって、傾き誤差に基づく補正後の基準点間の距離から撮像距離の誤差を位置誤差として検出し、その位置誤差を除去するための位置補正値を演算することができる。位置補正値を用いて画像を補正すれば、撮像距離の誤差が除去された画像を得ることが可能である。
【0125】
上記態様の画像補正方法においては、前記物品がボトル（２）であって、前記ボトルの口部（２ａ）の天面（２ｂ）が前記検査領域として設定され、前記基準状態は、前記撮像光軸と前記口部におけるボトル軸線とが互いに平行でかつ前記検査領域が所定の撮像距離で撮像される状態として設定されてもよい。これによれば、基準状態に対して撮像方向や撮像距離に誤差が生じても、その誤差が除去されるように画像を補正して、ボトルの天面の特性値を精度よく測定することができる。
【0126】
ボトルの天面を検査対象の物品の検査領域とする場合において、画像補正方法は、前記ボトルを所定の回転軸線（ＡＸ１）の回りに回転させながら複数の回転角ごとに前記口部を半径方向から撮像した側面視の画像を前記カメラに撮像させる手順（Ｓ１４４～Ｓ１４６、Ｓ１５０、Ｓ１５１）と、回転角ごとに撮像された画像にて、前記基準状態における前記撮像光軸と平行な測定線（ＣＬ２）を設定したときの当該測定線上における前記天面の位置（Ｐｔ２）を検出する手順（Ｓ１４７～Ｓ１４９）と、回転角ごとの画像間における前記天面の位置の変化に基づいて、前記基準状態における前記撮像光軸に対する前記ボトル軸線の傾きの誤差、及び当該撮像光軸の方向における前記天面の位置の誤差の少なくともいずれか一方をボトル誤差として検出し、検出されたボトル誤差を前記検査領域の画像から除去するためのボトル誤差補正値を演算する手順（Ｓ１５２、Ｓ１５３）と、をさらに含み、前記検査領域の画像を補正する手順（Ｓ１６３）では、前記ボトル誤差補正値に基づいて、前記ボトル誤差が除去されるようにして前記検査領域の画像を補正してもよい。
【0127】
ボトルの天面を検査領域とする場合には、ボトル軸線が傾く誤差、あるいはボトルの天面の位置が撮像方向にずれる位置の誤差が生じることがある。それらの誤差は、基準状態からの撮像方向及び撮像距離の誤差となる。そのような誤差は、口部を回転させながら、所定の回転角ごとにボトルの口部を半径方向から撮像した側面視の画像を利用すれば検出することができる。すなわち、各回転角における側面視の画像において基準状態におけるカメラの撮像光軸の方向に測定線を設定し、その測定線上における天面の位置はボトル軸線の傾きに応じて各回転角の画像間で変化する。また、天面の位置に誤差があれば、測定線上における天面の位置には、誤差がない場合の位置に対して測定線上の一方向に偏るような変化が生じる。これらの変化を手掛かりとすれば、ボトル軸線の傾きの誤差や天面の位置の誤差をボトル誤差として検出し、そのボトル誤差を除去するためのボトル誤差補正値を演算することができる。演算されたボトル誤差補正値を利用して、検査領域の画像を補正すれば、ボトル誤差が除去された画像を得ることが可能である。
【0128】
画像補正方法は、前記基準点を第１基準点（ＰＲ１）としたときに、相互の位置関係が既知であって前記第１基準点とは異なる３以上の第２基準点（ＰＲ２）を、前記物品外でかつ前記口部を前記半径方向から撮像するときの前記カメラの視野内に設定する手順をさらに含んでもよい。その場合、前記天面の位置を検出する手順は、前記側面視の画像の撮像時における前記撮像方向及び前記撮像距離が、前記検査領域の画像の撮像に関する前記基準状態とは区別して設定された他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離（Ｄ２４～Ｄ２４）とに基づいて、各回転角における画像の撮像時に生じた前記他の基準状態からの誤差を、前記側面視の画像に関する誤差として検出し、検出された前記側面視の画像に関する誤差を各回転角における画像から除去するための補正値を、前記側面視の画像に関する補正値として演算する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０１～Ｓ２０７）と、演算された前記側面視の画像に関する補正値に基づいて、各回転角における前記側面視の画像を前記他の基準状態からの誤差が除去されるように補正する手順（Ｓ１４８）と、補正された側面視の画像にて前記天面の位置を検出する手順（Ｓ１４９）と、を含んでもよい。
【0129】
上述した側面視の画像を各回転角にて撮像する場合には、各回転角の撮像時間で撮像方向や撮像距離にずれが生じて天面の位置を正しく検出できない可能性がある。そこで、側面視の画像の撮像に関しても、撮像方向及び撮像距離に関して、別途に基準状態を設定するとともに第１基準点と同様の第２基準点を設定し、各回転角の画像の撮像時にて、基準状態からの撮像方向及び撮像距離の誤差を、第１基準点を利用した誤差の検出と同様にして検出する。これによれば、各回転角の画像の撮像時に生じた撮像方向や撮像距離の誤差を検出し、検出結果から演算される補正値を用いて側面視の画像を補正することにより、撮像方向や撮像距離に応じた誤差を除去した側面視の画像を得ることができる。補正後の側面視の画像を用いてボトルの天面の位置の変化を正確に検出することが可能である。
【0130】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、前記他の基準状態にあるときの前記第２基準点間の距離と、各回転角の画像中における前記第２基準点間の距離との比較に基づいて、前記他の基準状態に対する前記カメラの誤差を、前記側面視の画像に関するカメラの誤差として検出する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０３、Ｓ２０６）と、検出された前記側面視の画像に関するカメラの誤差に基づいて、前記側面視の画像から当該カメラの誤差を除去するための補正値を、前記側面視の画像に関するカメラ誤差補正値として演算する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０４、Ｓ２０７）と、を含んでもよい。これによれば、側面視の画像中における第２基準点間の距離を、側面視の画像に関する基準状態における第２基準点間の距離と比較して各回転角からの撮像時におけるカメラの誤差を検出し、検出結果から演算されたカメラ誤差補正値を用いて各回転角の画像をカメラの誤差が除去されるように補正することができる。
【0131】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、前記側面視の画像に関するカメラの誤差として、前記他の基準状態における前記撮像方向に対し、各回転角の画像の撮像時にて前記撮像方向に生じた傾きの誤差である傾き誤差を、前記側面視の画像に関する傾き誤差として検出する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０３）と、検出された前記側面視の画像に関する傾き誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差を除去するための傾き補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値として演算する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０４）と、を含んでもよい。これによれば、各回転角の画像の撮像時において、撮像方向に生じた誤差を傾き誤差として検出し、その傾き誤差を除去するための傾き補正値を演算することができる。傾き補正値を利用して側面視の画像を補正すれば、撮像方向の誤差が除去された側面視の画像を得ることが可能である。
【0132】
前記側面視の画像に関する補正値を演算する手順は、前記側面視の画像に関する傾き補正値に基づいて、前記検出された前記第２基準点間の距離（Ｄ２１～Ｄ２４）を、前記側面視の画像に関する前記カメラの前記傾き誤差が除去されるように補正する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０５）と、補正後の前記第２基準点間の距離に基づいて、前記他の基準状態における前記撮像距離に対し、各回転角における撮像時にて生じた撮像距離の誤差である位置誤差を、前記側面視の画像に関する前記カメラの誤差としてさらに検出する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０６）と、検出された前記側面視の画像に関する位置誤差に基づいて、前記側面視の画像に関する位置誤差を除去するための位置補正値を、前記側面視の画像に関する前記カメラ誤差補正値としてさらに演算する手順（Ｓ１４７、Ｓ２０７）と、を含んでもよい。これによれば、傾き誤差に基づく補正後の第２基準点間の距離から、各回転角の撮像時における撮像距離の誤差を位置誤差として検出し、その位置誤差を除去するための位置補正値を演算することができる。位置補正値を用いて側面視の画像を補正すれば、撮像距離の誤差が除去された側面視の画像を得ることが可能である。
【符号の説明】
【0133】
１ 検査装置
２ ボトル
２ａ 口部
２ｂ 天面
１０ ボトル支持台
１２ 回転壜台
３０ カメラ
４０、４０Ａ 標識部材
４５ 第１標識部
４６ 第２標識部
５０ 制御装置
５１ アーム制御部
５２ 撮像制御部
５３ 画像処理部
５３ 画像処理部
５４ 検査部
１００ キャリブレーションプレート
１１０ 基準ゲージ
ＡＸ１ 壜台軸線
ＡＸ２ ボトル軸線
ＡＸ３ 撮像光軸
ＡＸｓ 支持軸線
ＣＬ２ 測定線
Ｌ１、Ｌ２ 撮像距離
Ｐ１ 第１撮像位置
Ｐ２ 第２撮像位置
ＰＲ１ 第１基準点
ＰＲ２ 第２基準点
Ｐｔ２ 測定点
２ ボトル
２ａ 口部
２ｂ 天面
１０ ボトル支持台
１２ 回転壜台
３０ カメラ
４０、４０Ａ 標識部材
４５ 第１標識部
４６ 第２標識部
５０ 制御装置
５１ アーム制御部
５２ 撮像制御部
５３ 画像処理部
５３ 画像処理部
５４ 検査部
１００ キャリブレーションプレート
１１０ 基準ゲージ
ＡＸ１ 壜台軸線
ＡＸ２ ボトル軸線
ＡＸ３ 撮像光軸
ＡＸｓ 支持軸線
ＣＬ２ 測定線
Ｌ１、Ｌ２ 撮像距離
Ｐ１ 第１撮像位置
Ｐ２ 第２撮像位置
ＰＲ１ 第１基準点
ＰＲ２ 第２基準点
Ｐｔ２ 測定点
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】