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JP7535484B2 - Anomaly detection device and anomaly detection method - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 掲載年月日 令和3年8月20日 掲載アドレス http://gijutsu12/Giken/index.htmlArticle 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies Date of publication: August 20, 2021 Address of publication: http://gijutsu12/Giken/index. html

本発明は、異常検知装置および異常検知方法に関する。 The present invention relates to an anomaly detection device and an anomaly detection method.

従来の自動搬送の製造ラインにおいては、要所に撮像装置を設置し、部品に対して目視確認またはルールベースに基づく撮像画像に対する画像判定を行っている。このような製造ラインにおける撮像装置の撮像画像に対する画像判定についての技術として、対象物の表面の画像を取得する取得部と、取得部で取得された対象物の表面の画像から得られる、対象物の表面において鏡面反射成分と拡散反射成分の比率が互いに異なる複数の反射状態に基づいて、対象物の表面の色を判定する処理である色判定処理を行う判定部と、を備えた検査システムが開示されている(例えば特許文献1参照)。 In conventional automated conveyor manufacturing lines, imaging devices are installed at key locations, and parts are visually inspected or image-based judgments are made on the captured images based on a rule base. As a technology for image judgments on images captured by imaging devices in such manufacturing lines, an inspection system has been disclosed that includes an acquisition unit that acquires an image of the surface of an object, and a judgment unit that performs a color judgment process that judges the color of the surface of the object based on multiple reflection states in which the ratios of specular reflection components and diffuse reflection components differ on the surface of the object, which are obtained from the image of the surface of the object acquired by the acquisition unit (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2019/112040号International Publication No. 2019/112040

しかしながら、従来の製造ラインにおける技術では、自動車部品のように凹凸等の特徴的な曲線部分が多く存在する部品に対して、単純な色判定処理等に基づく画像処理では、形状の異常を検知することが困難であるという課題がある。 However, with conventional manufacturing line technology, there is an issue with parts such as automotive parts, which have many distinctive curved areas with unevenness, in that it is difficult to detect shape abnormalities using image processing based on simple color judgment processing, etc.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、対象物について精度よく形状の異常を検知することができる異常検知装置および異常検知方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an anomaly detection device and an anomaly detection method that can accurately detect shape abnormalities in an object.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る異常検知装置は、撮像装置により撮像された、搬送経路上で搬送される部品における所定の対象物に対する撮像画像を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記撮像画像から前記対象物の画像部分を抽出画像として抽出する抽出部と、設定に応じて、または、前記抽出画像のデータサイズもしくは形状に応じて、該抽出画像数の画像に分割するか否かを切り替えて実行する分割部と、前記分割部により分割された場合には前記複数の画像を入力として、該分割部により分割されない場合には前記抽出画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果、および前記判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力として得る判定部と、前記取得部により取得された前記撮像画像に対して、異常を示す前記判定結果および該判定結果の前記信頼度を重畳して表示装置に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the anomaly detection device of the present invention comprises an acquisition unit that acquires an image of a specified target object in a part transported on a transport path, the image being captured by an imaging device; an extraction unit that extracts an image portion of the target object from the image acquired by the acquisition unit as an extracted image; a division unit that switches between dividing the extracted image into multiple images or not depending on a setting or on the data size or shape of the extracted image; a determination unit that takes the multiple images as input if the image has been divided by the division unit, and takes the extracted image as input if the image has not been divided by the division unit, and performs an anomaly determination process using a predetermined learning model to obtain as output a determination result indicating the presence or absence of an abnormality and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result; and a display control unit that causes a display device to superimpose the determination result indicating an abnormality and the reliability of the determination result on the image acquired by the acquisition unit and display them.

本発明によれば、対象物について精度よく形状の異常を検知することができる。 The present invention makes it possible to detect shape abnormalities in an object with high accuracy.

図1は、実施形態に係る異常検知システムの全体構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of an anomaly detection system according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る異常検知装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the anomaly detection device according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る異常検知装置の機能的なブロック構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional block configuration of the anomaly detection device according to the embodiment. 図4は、撮像されたルーフ部材の撮像画像およびフランジ部を含む抽出画像の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a captured image of the roof member and an extracted image including the flange portion. 図5は、フランジ部の正常画像の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a normal image of the flange portion. 図6は、フランジ部の異常画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an image of an abnormality in a flange portion. 図7は、フランジ部の抽出画像を分割した状態を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a state in which the extracted image of the flange portion is divided. 図8は、撮像画像のフランジ部の形状についての判定結果を重畳表示した状態の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a state in which the determination result regarding the shape of the flange portion is superimposed on the captured image. 図9は、実施形態に係る異常検知システムの異常検知処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the flow of an anomaly detection process in the anomaly detection system according to the embodiment.

以下に、図1~図9を参照しながら、本発明に係る異常検知装置および異常検知方法の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。 Below, with reference to Figures 1 to 9, embodiments of an anomaly detection device and an anomaly detection method according to the present invention will be described in detail. Furthermore, the present invention is not limited to the following embodiments, and the components in the following embodiments include those that a person skilled in the art would easily come up with, those that are substantially the same, and those that are within the scope of what is called equivalent. Furthermore, various omissions, substitutions, modifications, and combinations of the components can be made without departing from the spirit of the following embodiments.

(異常検知システムの全体構成)
図1は、実施形態に係る異常検知システムの全体構成の一例を示す図である。図1を参照しながら、本実施形態に係る異常検知システム1の全体構成について説明する。
(Overall configuration of anomaly detection system)
1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of an anomaly detection system according to an embodiment. The overall configuration of an anomaly detection system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示す異常検知システム1は、搬送ライン3(搬送経路)において、撮像装置により撮像された画像が示す部品における所定の対象物の形状の異常を検知するためのシステムである。図1に示すように、異常検知システム1は、PLC(Programmable Logic Controller)11と、撮像装置12と、異常検知装置10と、表示装置13と、サーバ装置20と、を含む。 The abnormality detection system 1 shown in FIG. 1 is a system for detecting abnormalities in the shape of a specific object in a part shown in an image captured by an imaging device on a conveyor line 3 (conveyor path). As shown in FIG. 1, the abnormality detection system 1 includes a PLC (Programmable Logic Controller) 11, an imaging device 12, an abnormality detection device 10, a display device 13, and a server device 20.

PLC11は、搬送ライン3における車体等の部品30の設置動作、組付け動作および搬送動作等を制御する産業用制御装置である。PLC11は、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングで、当該所定位置に搬送されたことを示す搬送信号を、異常検知装置10へ送信する。PLC11からの搬送信号は、直接、またはリレー部品等を介して異常検知装置10へ送信されるものとすればよい。例えば、PLC11は、撮像装置12による撮像に適した所定位置に多関節ロボット等の制御により部品30を設置したタイミング、または、リミッタスイッチ、近接センサもしくは光電センサ等により当該所定位置に部品30が搬送されたことを検知されたタイミングで、搬送信号を異常検知装置10へ送信する。なお、異常検知装置10は、搬送ライン3に設置されたリミッタスイッチ、近接センサもしくは光電センサ等から、所定位置に部品30が搬送されたことを示す搬送信号を受信するものとしてもよい。 PLC11 is an industrial control device that controls the installation, assembly, and transport operations of parts 30 such as vehicle bodies on the transport line 3. When the parts 30 are transported to a predetermined position on the transport line 3 suitable for imaging by the imaging device 12, the PLC11 transmits a transport signal indicating that the parts have been transported to the predetermined position to the abnormality detection device 10. The transport signal from the PLC11 may be transmitted to the abnormality detection device 10 directly or via a relay component or the like. For example, the PLC11 transmits a transport signal to the abnormality detection device 10 when the parts 30 are placed at a predetermined position suitable for imaging by the imaging device 12 under the control of a multi-joint robot or the like, or when the transport of the parts 30 to the predetermined position is detected by a limiter switch, a proximity sensor, a photoelectric sensor, or the like. The abnormality detection device 10 may receive a transport signal indicating that the parts 30 have been transported to the predetermined position from a limiter switch, a proximity sensor, a photoelectric sensor, or the like installed on the transport line 3.

撮像装置12は、部品30における所定の対象物であるルーフ部材のフランジ部を含む領域を撮像する撮像装置である。撮像装置12は、撮像した撮像画像を異常検知装置10へ送信する。本実施形態では、部品30は、自動車の車体であるものとし、所定の対象物は、車体のルーフ部材のフランジ部であるものとして説明する。なお、部品30および所定の対象物は、これらに限定されるものではない。 The imaging device 12 is an imaging device that captures an image of an area including a flange portion of a roof member, which is a specified object in the part 30. The imaging device 12 transmits the captured image to the abnormality detection device 10. In this embodiment, the part 30 is described as a vehicle body, and the specified object is described as a flange portion of a roof member of the vehicle body. Note that the part 30 and the specified object are not limited to these.

なお、撮像装置12による撮像画像は、静止画データであってもよく、動画データであってもよい。 The images captured by the imaging device 12 may be still image data or video data.

異常検知装置10は、撮像装置12で撮像された撮像画像に含まれる部品30のルーフ部材のフランジ部について、形状の異常を検知するための装置である。異常検知装置10は、例えば、シングルボードコンピュータによって実現される。なお、異常検知装置10はシングルボードコンピュータであることに限定されず、通常のPC(Personal Computer)またはワークステーション等の情報処理装置であってもよい。異常検知装置10は、画像処理プログラム101と、前処理プログラム102と、異常判定プログラム103と、を含む。 The abnormality detection device 10 is a device for detecting shape abnormalities in the flange portion of the roof member of the part 30 included in the captured image captured by the imaging device 12. The abnormality detection device 10 is realized, for example, by a single-board computer. Note that the abnormality detection device 10 is not limited to being a single-board computer, and may be an information processing device such as a normal PC (Personal Computer) or a workstation. The abnormality detection device 10 includes an image processing program 101, a pre-processing program 102, and an abnormality determination program 103.

画像処理プログラム101は、撮像装置12により撮像された撮像画像から、ルーフ部材のフランジ部の画像を抽出する等の画像処理を行うプログラムである。なお、画像処理プログラム101における抽出方法は、撮像画像の所定の領域の切り出し処理、テンプレートマッチング等による所定のアルゴリズムに基づく抽出処理、または、教師あり学習等により生成した所定の学習モデルを用いるYOLO(You Only Look Once)等を用いた既存の抽出処理のいずれに基づく方法であってもよい。 The image processing program 101 is a program that performs image processing such as extracting an image of the flange portion of the roof member from the captured image captured by the imaging device 12. The extraction method in the image processing program 101 may be a method based on any of the following: a cutout process of a predetermined area of the captured image, an extraction process based on a predetermined algorithm using template matching or the like, or an existing extraction process using YOLO (You Only Look Once) or the like that uses a predetermined learning model generated by supervised learning or the like.

前処理プログラム102は、画像処理プログラム101により抽出された抽出画像に対して、後段の異常判定プログラム103による異常判定のための所定の前処理を実行するためのプログラムである。前処理プログラム102は、所定の前処理として、具体的には、異常判定プログラム103による異常判定処理の負荷を軽減するために、抽出画像を複数の画像に分割する。 The pre-processing program 102 is a program for executing a predetermined pre-processing for the subsequent anomaly determination program 103 on the extracted image extracted by the image processing program 101. Specifically, as the predetermined pre-processing, the pre-processing program 102 divides the extracted image into multiple images in order to reduce the load of the anomaly determination process by the anomaly determination program 103.

異常判定プログラム103は、前処理プログラム102により分割された各分割画像について、所定の学習モデル104を用いて異常判定処理を実行するためのプログラムである。具体的には、異常判定プログラム103は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果の出力を得る。学習モデル104は、ルーフ部材のフランジ部の画像に、ラベルとしての正常または異常の情報を組み合わせた教師データを用いて、例えば機械学習の教師あり学習の一例であるCNN(Convolutional Neural Network:畳み込みニューラルネットワーク)等により生成される学習モデルである。また、CNNの場合、前処理プログラム102により抽出画像から分割される分割画像は、垂直および水平のピクセル数が同一の画像(正方形の画像)に分割する必要がある。ただし、抽出画像から直接、正方形の画像に分割する必要は必ずしもなく、学習モデル104による異常判定の精度が確保できる範囲で、分割後の画像を正方形となるように画像サイズを変更するものとしてもよい。なお、学習モデル104を生成する学習アルゴリズムは、CNNに限定されるものではなく、その他の学習アルゴリズムによって生成されるものとしてもよい。また、本実施形態では、フランジ部の画像から、学習モデル104を用いた異常判定処理の結果として、当該フランジ部の形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度が得られるものとして説明する。 The abnormality determination program 103 is a program for performing an abnormality determination process for each divided image divided by the pre-processing program 102 using a predetermined learning model 104. Specifically, the abnormality determination program 103 receives each divided image as an input, and obtains an output of a determination result of normality or abnormality by a discrimination process using the learning model 104. The learning model 104 is a learning model generated by, for example, a convolutional neural network (CNN), which is an example of supervised learning in machine learning, using teacher data that combines normality or abnormality information as a label with an image of the flange portion of the roof member. In addition, in the case of CNN, the divided images divided from the extracted image by the pre-processing program 102 must be divided into images (square images) with the same number of pixels vertically and horizontally. However, it is not necessarily necessary to directly divide the extracted image into square images, and the image size may be changed so that the divided image becomes a square within a range in which the accuracy of the abnormality determination by the learning model 104 can be ensured. The learning algorithm for generating the learning model 104 is not limited to CNN, and may be generated by other learning algorithms. In this embodiment, the description will be given assuming that, as a result of the abnormality determination process using the learning model 104 from an image of the flange portion, a determination result as to whether the shape of the flange portion is normal or abnormal, and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result are obtained.

表示装置13は、異常判定プログラム103による判定結果等を表示する、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)またはOELD(Organic Electro-Luminescent Display:有機ELディスプレイ)等の表示装置である。 The display device 13 is a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an OELD (Organic Electro-Luminescent Display) that displays the results of the abnormality determination program 103.

サーバ装置20は、異常判定プログラム103による判定結果等を蓄積するサーバ装置である。 The server device 20 is a server device that accumulates the judgment results etc. by the abnormality judgment program 103.

(異常検知装置のハードウェア構成)
図2は、実施形態に係る異常検知装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図2を参照しながら、本実施形態に係る異常検知装置10のハードウェア構成について説明する。
(Hardware configuration of anomaly detection device)
2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the anomaly detection device 10 according to the embodiment. The hardware configuration of the anomaly detection device 10 according to the embodiment will be described with reference to FIG.

図2に示すように、異常検知装置10は、CPU(Central Processing Unit)201と、RAM(Random Access Memory)202と、ROM(Read Only Memory)203と、補助記憶装置204と、ネットワークI/F205と、入出力I/F206と、表示出力I/F207と、撮像I/F208と、を備えている。これらの各部は、バスライン210を介して互いにデータ通信が可能となるように接続されている。 As shown in FIG. 2, the anomaly detection device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 201, a RAM (Random Access Memory) 202, a ROM (Read Only Memory) 203, an auxiliary storage device 204, a network I/F 205, an input/output I/F 206, a display output I/F 207, and an imaging I/F 208. These components are connected to each other via a bus line 210 so that they can communicate data with each other.

CPU201は、異常検知装置10全体の動作を制御する演算装置である。RAM202は、CPU201のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。ROM203は、IPL(Initial Program Loader)のようなCPU201が最初に実行するプログラム等を記憶する不揮発性記憶装置である。なお、CPU201、RAM202およびROM203は、例えば1つの基板に実装されたSoC(System on a Chip)として構成されていてもよい。 The CPU 201 is a computing device that controls the operation of the entire anomaly detection device 10. The RAM 202 is a volatile storage device used as a work area for the CPU 201. The ROM 203 is a non-volatile storage device that stores a program that the CPU 201 executes initially, such as an IPL (Initial Program Loader). The CPU 201, RAM 202, and ROM 203 may be configured as a SoC (System on a Chip) mounted on a single board, for example.

補助記憶装置204は、上述した画像処理プログラム101、前処理プログラム102、異常判定プログラム103および学習モデル104、ならびにこれらのプログラムで用いられる各種データ等を記憶するHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、eMMC(embedded Multi Media Card)またはmicroSDカード等の補助記憶装置である。 The auxiliary storage device 204 is an auxiliary storage device such as a HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), eMMC (embedded Multi Media Card) or microSD card that stores the image processing program 101, preprocessing program 102, anomaly determination program 103 and learning model 104 described above, as well as various data used in these programs.

ネットワークI/F205は、ネットワーク等に接続してデータ通信するためのインターフェースである。図2に示す例では、ネットワークI/F205は、サーバ装置20に接続されており、異常検知装置10における上述の判定結果等をサーバ装置20へ送信する。また、ネットワークI/F205は、例えば、TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)のプロトコルで通信可能にするEthernet(登録商標)規格のインターフェースである。なお、ネットワークI/F205は、有線通信に限定されるものではなく、Wi-Fi(登録商標)等に基づく無線通信のインターフェースであってもよい。 The network I/F 205 is an interface for connecting to a network or the like and communicating data. In the example shown in FIG. 2, the network I/F 205 is connected to the server device 20, and transmits the above-mentioned judgment results in the anomaly detection device 10 to the server device 20. The network I/F 205 is, for example, an interface conforming to the Ethernet (registered trademark) standard that enables communication using the TCP (Transmission Control Protocol)/IP (Internet Protocol) protocol. The network I/F 205 is not limited to wired communication, and may be an interface for wireless communication based on Wi-Fi (registered trademark) or the like.

入出力I/F206は、PLC11と通信をするためのGPIO(General Purpose Input/Output)等のインターフェースである。入出力I/F206は、例えば、PLC11から上述の搬送信号を受信し、異常判定プログラム103による判定結果を示す信号(正常または異常を示す信号)をPLC11へ送信する。 The input/output I/F 206 is an interface such as a general purpose input/output (GPIO) for communicating with the PLC 11. For example, the input/output I/F 206 receives the above-mentioned conveyance signal from the PLC 11, and transmits a signal indicating the result of the determination made by the abnormality determination program 103 (a signal indicating normality or abnormality) to the PLC 11.

表示出力I/F207は、異常判定プログラム103による判定結果等の表示データを表示装置13へ送信するためのHDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)等のインターフェースである。 The display output I/F 207 is an interface such as HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface) for transmitting display data such as the results of the abnormality determination program 103 to the display device 13.

撮像I/F208は、撮像装置12から撮像画像を受信するためのUSB(Universal Serial Bus)等のインターフェースである。 The imaging I/F 208 is an interface such as a Universal Serial Bus (USB) for receiving captured images from the imaging device 12.

なお、図1に示す異常検知装置10のハードウェア構成は一例を示すものであり、当該構成に限定されるものではない。例えば、グラフィック処理に特化したGPU(Graphics Processing Unit)等を備えているものとしてもよい。 The hardware configuration of the anomaly detection device 10 shown in FIG. 1 is an example, and is not limited to this configuration. For example, the device may be equipped with a GPU (Graphics Processing Unit) specialized for graphic processing.

(異常検知装置の機能的なブロック構成)
図3は、実施形態に係る異常検知装置の機能的なブロック構成の一例を示す図である。図4は、撮像されたルーフ部材の撮像画像およびフランジ部を含む抽出画像の一例を示す図である。図5は、フランジ部の正常画像の一例を示す図である。図6は、フランジ部の異常画像の一例を示す図である。図7は、フランジ部の抽出画像を分割した状態を説明する図である。図8は、撮像画像のフランジ部の形状についての判定結果を重畳表示した状態の一例を示す図である。図3~図8を参照しながら、本実施形態に係る異常検知装置10の機能的なブロック構成および動作について説明する。
(Functional block configuration of anomaly detection device)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a functional block configuration of the anomaly detection device according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an example of a captured image of the roof member and an extracted image including the flange portion. FIG. 5 is a diagram showing an example of a normal image of the flange portion. FIG. 6 is a diagram showing an example of an abnormal image of the flange portion. FIG. 7 is a diagram explaining a state in which the extracted image of the flange portion is divided. FIG. 8 is a diagram showing an example of a state in which a determination result regarding the shape of the flange portion of the captured image is superimposed and displayed. The functional block configuration and operation of the anomaly detection device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 8.

図3に示すように、異常検知装置10は、取得部301と、工程通信部302と、抽出部303と、前処理部304(分割部)と、異常判定部305(判定部)と、表示制御部306と、生成部307と、記憶部308と、を有する。 As shown in FIG. 3, the anomaly detection device 10 has an acquisition unit 301, a process communication unit 302, an extraction unit 303, a preprocessing unit 304 (division unit), an anomaly determination unit 305 (determination unit), a display control unit 306, a generation unit 307, and a memory unit 308.

取得部301は、撮像装置12により撮像された、車体である部品30のルーフ部材のフランジ部を含む撮像画像を、撮像I/F208を介して取得する機能部である。ここで、図4(a)に、撮像画像の一例として、撮像装置12により撮像された、部品30のルーフ部材31のフランジ部31aを含む撮像画像IMG1を示している。また、取得部301は、後述する工程通信部302から部品30についての上述の搬送信号を受信した旨を受け取った場合、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始する。なお、工程通信部302により搬送信号を受信したタイミングで、撮像装置12による撮像動作の開始、かつ取得部301による撮像画像の取得動作の開始が行われるものとしてもよい。取得部301は、取得した撮像画像を、抽出部303へ出力する。取得部301は、例えば、図2に示すCPU201により画像処理プログラム101が実行されることによって実現される。 The acquisition unit 301 is a functional unit that acquires an image captured by the imaging device 12, including a flange portion of a roof member of the part 30, which is a vehicle body, via the imaging I/F 208. Here, FIG. 4(a) shows an image IMG1 captured by the imaging device 12, including a flange portion 31a of the roof member 31 of the part 30, as an example of an image. In addition, when the acquisition unit 301 receives a notification of the receipt of the above-mentioned conveyance signal for the part 30 from the process communication unit 302 described later, the acquisition unit 301 starts acquiring the image captured by the imaging device 12. Note that the imaging operation by the imaging device 12 and the acquisition operation of the image captured by the acquisition unit 301 may be started at the timing when the conveyance signal is received by the process communication unit 302. The acquisition unit 301 outputs the acquired image to the extraction unit 303. The acquisition unit 301 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing the image processing program 101.

工程通信部302は、入出力I/F206を介して通信を行う機能部である。例えば、工程通信部302は、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングでPLC11から搬送信号を受信し、当該搬送信号を受信した旨を、取得部301へ出力する。また、工程通信部302は、異常判定部305による判定結果を示す信号(正常または異常を示す信号)をPLC11へ送信する。工程通信部302は、例えば、図2に示すCPU201により所定のプログラムが実行されることによって実現される。 The process communication unit 302 is a functional unit that communicates via the input/output I/F 206. For example, the process communication unit 302 receives a transport signal from the PLC 11 at the timing when the part 30 is transported to a predetermined position on the transport line 3 suitable for imaging by the imaging device 12, and outputs to the acquisition unit 301 a notification that the transport signal has been received. The process communication unit 302 also transmits a signal indicating the result of the determination by the abnormality determination unit 305 (a signal indicating normality or abnormality) to the PLC 11. The process communication unit 302 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing a predetermined program.

抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、所定の対象物の画像部分を抽出する機能部である。具体的には、抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、部品30のルーフ部材のフランジ部の画像を抽出する。例えば、図4(b)では、抽出部303は、取得部301から受け取った撮像画像である図4(a)に示す撮像画像IMG1から、部品30のルーフ部材31のフランジ部31aを含む画像として抽出画像EIMG1を抽出した例を示している。また、図5に示す抽出画像EIMG1は、抽出部303により撮像画像から抽出された、形状が正常なフランジ部31aを含む抽出画像の一例を示す。一方、図6に示す抽出画像EIMG2は、抽出部303により撮像画像から抽出された、異常な形状部分を有するフランジ部31aを含む抽出画像の一例を示す。図6では、抽出画像EIMG2に示すフランジ部31aに、異常な形状部分として、3か所の異常部分31bを含む例を示している。 The extraction unit 303 is a functional unit that extracts an image portion of a predetermined object from the captured image acquired by the acquisition unit 301. Specifically, the extraction unit 303 extracts an image of the flange portion of the roof member of the part 30 from the captured image acquired by the acquisition unit 301. For example, FIG. 4B shows an example in which the extraction unit 303 extracts an extracted image EIMG1 as an image including the flange portion 31a of the roof member 31 of the part 30 from the captured image IMG1 shown in FIG. 4A, which is an image received from the acquisition unit 301. The extracted image EIMG1 shown in FIG. 5 shows an example of an extracted image including the flange portion 31a having a normal shape, extracted from the captured image by the extraction unit 303. On the other hand, the extracted image EIMG2 shown in FIG. 6 shows an example of an extracted image including the flange portion 31a having an abnormal shape, extracted from the captured image by the extraction unit 303. FIG. 6 shows an example in which the flange portion 31a shown in the extracted image EIMG2 includes three abnormal portions 31b as abnormal shaped portions.

抽出部303による抽出方法は、撮像画像の所定の領域の切り出し処理、テンプレートマッチング等による所定のアルゴリズムに基づく抽出処理、または、教師あり学習等により生成した所定の学習モデルを用いるYOLO等を用いた既存の抽出処理のいずれに基づく方法であってもよい。抽出部303は、抽出したフランジ部31aの抽出画像、前処理部304へ出力する。抽出部303は、例えば、図2に示すCPU201により画像処理プログラム101が実行されることによって実現される。 The extraction method used by the extraction unit 303 may be a method based on any of the following: cutting out a predetermined area of the captured image, extraction processing based on a predetermined algorithm using template matching or the like, or existing extraction processing using YOLO or the like that uses a predetermined learning model generated by supervised learning or the like. The extraction unit 303 outputs the extracted image of the flange portion 31a to the pre-processing unit 304. The extraction unit 303 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing the image processing program 101.

前処理部304は、抽出部303により抽出されたフランジ部31aの抽出画像に対して、後段の異常判定部305による異常判定処理のための所定の前処理を実行する機能部である。前処理部304は、所定の前処理として、具体的には、異常判定部305による異常判定処理の負荷を軽減するために、抽出画像を複数の画像に分割する。図7に示す例では、前処理部304は、例えば、抽出部303より抽出された抽出画像EIMG1について、5つの分割画像SIMGに分割している。なお、異常判定部305が用いる学習モデル104がCNNに基づくものである場合、上述のように、抽出画像から分割される分割画像は、垂直および水平のピクセル数が同一の画像(正方形の画像)に分割する必要がある。ただし、抽出画像から直接、正方形の画像に分割する必要は必ずしもなく、学習モデル104による異常判定の精度が確保できる範囲で、分割後の画像を正方形となるように画像サイズを変更するものとしてもよい。前処理部304は、分割した複数の分割画像を、異常判定部305へ出力する。 The pre-processing unit 304 is a functional unit that performs a predetermined pre-processing for the abnormality determination processing by the subsequent abnormality determination unit 305 on the extracted image of the flange portion 31a extracted by the extraction unit 303. Specifically, the pre-processing unit 304 divides the extracted image into multiple images as the predetermined pre-processing, in order to reduce the load of the abnormality determination processing by the abnormality determination unit 305. In the example shown in FIG. 7, the pre-processing unit 304 divides the extracted image EIMG1 extracted by the extraction unit 303 into five divided images SIMG. Note that, when the learning model 104 used by the abnormality determination unit 305 is based on CNN, as described above, the divided images divided from the extracted image need to be divided into images (square images) with the same number of pixels vertically and horizontally. However, it is not necessarily necessary to directly divide the extracted image into square images, and the image size may be changed so that the divided images are square within a range in which the accuracy of the abnormality determination by the learning model 104 can be ensured. The pre-processing unit 304 outputs the divided images to the anomaly determination unit 305.

抽出部303により抽出された抽出画像が高解像度のデータサイズが大きな画像である場合、異常判定部305による異常判定処理に大きな負荷がかかるところ、上述のように、前処理部304により抽出画像を複数の分割画像に分割することによって、当該異常判定処理の負荷を低減することができる。また、異常判定部305による異常判定処理の負荷を低減するために、抽出画像を縮小してデータサイズを小さくすることも考えられるが、抽出画像に含まれるフランジ部31aの形状の解像度が下がり、当該異常判定処理の精度が低下するため、好ましくない。なお、図7の例では、所定の対象物として横長のフランジ部31aであるために、水平方向に分割しているが、これに限定されるものではなく、抽出画像に含まれる所定の対象物の形状および大きさに応じて、垂直方向、または水平方向および垂直方向に分割するものとしてもよい。また、前処理部304により抽出画像を必ず分割しなければならないわけではなく、抽出画像のデータサイズおよび形状によっては、異常判定部305により抽出画像に対して直接、異常判定処理が実行されるものとしてもよい。この場合、前処理部304により抽出画像を分割するか否かは、設定に切り替えられるものとしてもよく、または、抽出画像のデータサイズまたは形状に応じて自動で切り替えらえるものとしてもよい。 When the extracted image extracted by the extraction unit 303 is a high-resolution image with a large data size, a large load is placed on the abnormality determination process by the abnormality determination unit 305. However, as described above, the load of the abnormality determination process can be reduced by dividing the extracted image into multiple divided images by the pre-processing unit 304. In order to reduce the load of the abnormality determination process by the abnormality determination unit 305, it is possible to reduce the data size by shrinking the extracted image, but this is not preferable because it reduces the resolution of the shape of the flange portion 31a included in the extracted image and reduces the accuracy of the abnormality determination process. In the example of FIG. 7, the flange portion 31a is horizontally elongated as the predetermined object, so it is divided horizontally, but this is not limited to this, and it may be divided vertically, or horizontally and vertically, depending on the shape and size of the predetermined object included in the extracted image. In addition, it is not necessary to divide the extracted image by the pre-processing unit 304, and the abnormality determination process may be performed directly on the extracted image by the abnormality determination unit 305 depending on the data size and shape of the extracted image. In this case, whether or not the preprocessing unit 304 divides the extracted image may be switched by a setting, or may be switched automatically depending on the data size or shape of the extracted image.

前処理部304は、例えば、図2に示すCPU201により前処理プログラム102が実行されることによって実現される。 The preprocessing unit 304 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing the preprocessing program 102.

異常判定部305は、前処理部304により分割された各分割画像について、記憶部308に記憶された学習モデル104を用いて異常判定処理を実行する機能部である。具体的には、異常判定部305は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果(異常の有無を示す判定結果)の出力を行う。この場合、異常判定部305は、分割画像ごとに異常判定処理を行うため、いずれの分割画像に異常があるかを区別して出力することが可能である。また、異常判定部305は、分割画像ごとに、フランジ部31aの形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力する。異常判定部305は、分割画像ごとの判定結果および信頼度を表示制御部306およびサーバ装置20へ出力し、分割画像ごとの判定結果を工程通信部302へ出力する。そして、工程通信部302は、分割画像ごとの判定結果を、PLC11へ送信し、PLC11は、いずれかの分割画像の判定結果に異常を示すものがある場合には、搬送ライン3に対する所定の処理(ライン停止等)を実行する。異常判定部305は、例えば、図2に示すCPU201により異常判定プログラム103が実行されることによって実現される。 The abnormality determination unit 305 is a functional unit that executes an abnormality determination process for each divided image divided by the preprocessing unit 304 using the learning model 104 stored in the storage unit 308. Specifically, the abnormality determination unit 305 uses each divided image as an input, and outputs a determination result of whether it is normal or abnormal (a determination result indicating the presence or absence of an abnormality) through a discrimination process using the learning model 104. In this case, the abnormality determination unit 305 performs an abnormality determination process for each divided image, so it is possible to distinguish and output which divided image has an abnormality. In addition, the abnormality determination unit 305 outputs, for each divided image, a determination result of whether the shape of the flange portion 31a is normal or abnormal, and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result. The abnormality determination unit 305 outputs the determination result and reliability for each divided image to the display control unit 306 and the server device 20, and outputs the determination result for each divided image to the process communication unit 302. The process communication unit 302 then transmits the judgment result for each divided image to the PLC 11, and if the judgment result for any divided image indicates an abnormality, the PLC 11 executes a predetermined process (such as stopping the line) for the conveying line 3. The abnormality judgment unit 305 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing the abnormality judgment program 103.

なお、異常判定部305による異常判定処理は、学習モデル104を用いた判別処理を利用するものとしているが、これに限定されるものではなく、テンプレートマッチング等の学習モデルを用いない所定のアルゴリズムに基づく異常判定処理を実行するものとしてもよい。この場合においても、前処理部304により抽出画像を複数の分割画像に分割することによって、当該異常判定処理の負荷を低減することができる。 The abnormality determination process by the abnormality determination unit 305 utilizes discrimination processing using the learning model 104, but is not limited to this, and the abnormality determination process may be based on a predetermined algorithm that does not use a learning model, such as template matching. Even in this case, the load of the abnormality determination process can be reduced by dividing the extracted image into multiple divided images by the pre-processing unit 304.

表示制御部306は、異常判定部305から受け取った判定結果を表示装置13に表示させる機能部である。例えば、表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像に対して、当該判定結果を重畳して表示する。なお、当該撮像画像に対して、当該判定結果に加えて、当該判定結果の信頼度を重畳させて表示するものとしてもよい。図8に示す例では、表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像IMG2において、異常判定部305による異常判定処理で判別されたフランジ部31aにおける異常部分に対して、異常を示す判定結果としての「anomaly」、および当該異常判定処理の信頼度を含む重畳表示部SPNa、SPNbをそれぞれ重畳させて表示している。なお、表示制御部306は、例えば、信頼度の数値に応じて、重畳表示部の表示色等の態様を異なるように表示させてもよい。 The display control unit 306 is a functional unit that displays the judgment result received from the abnormality judgment unit 305 on the display device 13. For example, the display control unit 306 displays the judgment result by superimposing it on the captured image acquired by the acquisition unit 301. In addition to the judgment result, the reliability of the judgment result may be superimposed on the captured image. In the example shown in FIG. 8, the display control unit 306 displays "anomaly" as a judgment result indicating an abnormality, and superimposed display units SPNa and SPNb including the reliability of the abnormality judgment process, on the abnormal part in the flange part 31a determined by the abnormality judgment process by the abnormality judgment unit 305 in the captured image IMG2 acquired by the acquisition unit 301. In addition, the display control unit 306 may display the display color, etc. of the superimposed display unit in a different manner depending on the numerical value of the reliability, for example.

このように、判定結果を表示装置13に表示させることによって、搬送ライン3の作業者は、判定結果を視覚的に認識することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの異常部分に、判定結果を重畳させて表示することによって、作業者は、学習モデル104により判別された、フランジ部31aにおける形状の異常部分を容易に確認することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの異常部分に、学習モデル104を用いた識別処理の信頼度を重畳させて表示することによって、学習モデル104に基づく異常判定処理の信頼性を確認することができる。 In this way, by displaying the judgment result on the display device 13, the worker on the conveying line 3 can visually recognize the judgment result. Furthermore, by displaying the judgment result superimposed on the abnormal part of the flange portion 31a in the captured image, the worker can easily confirm the abnormal part of the shape of the flange portion 31a that was determined by the learning model 104. Furthermore, by displaying the reliability of the identification process using the learning model 104 superimposed on the abnormal part of the flange portion 31a in the captured image, the worker can confirm the reliability of the abnormality judgment process based on the learning model 104.

表示制御部306は、例えば、図2に示すCPU201により異常判定プログラム103等のプログラムが実行されることによって実現される。 The display control unit 306 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing a program such as the abnormality determination program 103.

生成部307は、ルーフ部材のフランジ部の画像に、ラベルとしての正常または異常の情報を組み合わせた教師データを用いて、例えば機械学習の教師あり学習の一例であるCNN等により学習モデル104を予め生成する機能部である。生成部307は、生成した学習モデル104を記憶部308に記憶させる。生成部307は、例えば、図2に示すCPU201により、上述の教師あり学習を実現する学習プログラムが実行されることによって実現される。 The generating unit 307 is a functional unit that generates the learning model 104 in advance, for example, by CNN, which is an example of supervised learning in machine learning, using teacher data that combines images of the flange portion of the roof member with normal or abnormal information as labels. The generating unit 307 stores the generated learning model 104 in the memory unit 308. The generating unit 307 is realized, for example, by the CPU 201 shown in FIG. 2 executing a learning program that realizes the above-mentioned supervised learning.

記憶部308は、画像処理プログラム101、前処理プログラム102、異常判定プログラム103および学習モデル104、ならびにこれらのプログラムで用いられる各種データ等を記憶する機能部である。なお、上述の図1で示したように、画像処理プログラム101、前処理プログラム102、学習モデル104を用いる異常判定プログラム103は、別々のプログラムとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、1つのプログラムとして構成されているものとしてもよい。記憶部308は、図2に示す補助記憶装置204によって実現される。 The storage unit 308 is a functional unit that stores the image processing program 101, the preprocessing program 102, the abnormality determination program 103, and the learning model 104, as well as various data used in these programs. As shown in FIG. 1 above, the image processing program 101, the preprocessing program 102, and the abnormality determination program 103 using the learning model 104 are separate programs, but this is not limited to the above and may be configured as a single program, for example. The storage unit 308 is realized by the auxiliary storage device 204 shown in FIG. 2.

なお、図3に示した異常検知装置10の各機能部は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。例えば、図3で独立した機能部として図示した複数の機能部を、1つの機能部として構成してもよい。一方、図3の1つの機能部が有する機能を複数に分割し、複数の機能部として構成するものとしてもよい。 Note that each functional unit of the anomaly detection device 10 shown in FIG. 3 is a conceptual representation of a function, and is not limited to this configuration. For example, multiple functional units illustrated as independent functional units in FIG. 3 may be configured as a single functional unit. On the other hand, the function of one functional unit in FIG. 3 may be divided into multiple units and configured as multiple functional units.

(異常検知システムの異常検知処理の流れ)
図9は、実施形態に係る異常検知システムの異常検知処理の流れの一例を示すフローチャートである。図9を参照しながら、本実施形態に係る異常検知システム1の異常検知処理の流れについて説明する。
(Flow of anomaly detection processing in the anomaly detection system)
9 is a flowchart illustrating an example of the flow of an anomaly detection process of the anomaly detection system 1 according to the embodiment. The flow of an anomaly detection process of the anomaly detection system 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG.

<ステップS11>
まず、部品30が搬送ライン3上において、撮像装置12による撮像に適した所定位置に搬送されたタイミングで、PLC11から当該所定位置に搬送されたことを示す搬送信号が、工程通信部302により受信された場合(ステップS11:Yes)、異常検知装置10は待機モードから通常の動作モードに復帰し、工程通信部302は、当該搬送信号を受信した旨を、取得部301へ出力し、ステップS12へ移行する。部品30が所定位置に搬送されていない場合(ステップS11:No)、当該所定位置に搬送されるまで待機する。ここで、待機モードとは、例えば省電力状態の動作モードである。
<Step S11>
First, when the part 30 is conveyed to a predetermined position on the conveying line 3 suitable for imaging by the imaging device 12, and a conveying signal indicating that the part has been conveyed to the predetermined position is received by the process communication unit 302 from the PLC 11 (step S11: Yes), the abnormality detection device 10 returns from the standby mode to the normal operation mode, and the process communication unit 302 outputs to the acquisition unit 301 a notification that the conveying signal has been received, and the process proceeds to step S12. If the part 30 has not been conveyed to the predetermined position (step S11: No), the abnormality detection device 10 waits until the part 30 is conveyed to the predetermined position. Here, the standby mode is, for example, an operation mode in a power saving state.

<ステップS12>
取得部301は、工程通信部302から搬送信号を受信した旨を受け取った場合、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始し、取得した撮像画像を、抽出部303へ出力する。そして、ステップS13へ移行する。
<Step S12>
When the acquisition unit 301 receives a notification that the transport signal has been received from the process communication unit 302, the acquisition unit 301 starts acquiring the captured image captured by the imaging device 12, and outputs the acquired captured image to the extraction unit 303. Then, the process proceeds to step S13.

<ステップS13>
抽出部303は、取得部301により取得された撮像画像から、所定の対象物としての部品30のルーフ部材31のフランジ部31aの画像部分を抽出する。抽出部303は、抽出したフランジ部31aの抽出画像、前処理部304へ出力する。そして、ステップS14へ移行する。
<Step S13>
The extraction unit 303 extracts an image portion of the flange portion 31a of the roof member 31 of the part 30, which is a predetermined object, from the captured image acquired by the acquisition unit 301. The extraction unit 303 outputs the extracted image of the flange portion 31a to the pre-processing unit 304. Then, the process proceeds to step S14.

<ステップS14>
前処理部304は、後段の異常判定部305による異常判定処理のための前処理として、抽出部303により抽出されたフランジ部31aの抽出画像を複数の画像に分割する。前処理部304は、分割した複数の分割画像を、異常判定部305へ出力する。そして、ステップS15へ移行する。
<Step S14>
The pre-processing unit 304 divides the extracted image of the flange portion 31a extracted by the extraction unit 303 into a plurality of images as pre-processing for the abnormality determination process by the subsequent abnormality determination unit 305. The pre-processing unit 304 outputs the divided images to the abnormality determination unit 305. Then, the process proceeds to step S15.

<ステップS15>
異常判定部305は、前処理部304により分割された各分割画像について、記憶部308に記憶された学習モデル104を用いて異常判定処理を実行する。具体的には、異常判定部305は、各分割画像を入力として、学習モデル104による判別処理により、正常か異常かの判定結果の出力を行う。また、異常判定部305は、分割画像ごとに、フランジ部31aの形状が正常か異常かの判定結果、および当該判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力する。異常判定部305は、分割画像ごとの判定結果および信頼度を表示制御部306およびサーバ装置20へ出力し、分割画像ごとの判定結果を工程通信部302へ出力する。そして、ステップS16へ移行する。
<Step S15>
The abnormality determination unit 305 executes an abnormality determination process for each divided image divided by the preprocessing unit 304, using the learning model 104 stored in the storage unit 308. Specifically, the abnormality determination unit 305 receives each divided image as an input, and outputs a determination result of whether the image is normal or abnormal through a discrimination process using the learning model 104. The abnormality determination unit 305 also outputs, for each divided image, a determination result of whether the shape of the flange portion 31a is normal or abnormal, and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result. The abnormality determination unit 305 outputs the determination result and the reliability for each divided image to the display control unit 306 and the server device 20, and outputs the determination result for each divided image to the process communication unit 302. Then, the process proceeds to step S16.

<ステップS16>
表示制御部306は、取得部301により取得された撮像画像に対して、当該判定結果を重畳して表示する。そして、ステップS17へ移行する。
<Step S16>
The display control unit 306 superimposes and displays the determination result on the captured image acquired by the acquisition unit 301. Then, the process proceeds to step S17.

<ステップS17>
工程通信部302は、分割画像ごとの判定結果を、PLC11へ送信する。PLC11は、いずれかの分割画像の判定結果に異常を示すものがある場合には、搬送ライン3に対する所定の処理(ライン停止等)を実行する。そして、異常検知装置10は待機モードへ移行する。そして、異常検知処理を終了する。
<Step S17>
The process communication unit 302 transmits the judgment result for each divided image to the PLC 11. If the judgment result for any divided image indicates an abnormality, the PLC 11 executes a predetermined process (such as stopping the line) for the conveying line 3. Then, the abnormality detection device 10 transitions to a standby mode. Then, the abnormality detection process ends.

以上のように、本実施形態に係る異常検知装置10では、取得部301が、撮像装置12により撮像された、搬送ライン3上で搬送される部品30におけるルーフ部材31のフランジ部31aに対する撮像画像を取得し、前処理部304が、取得部301により取得された撮像画像におけるフランジ部31aの画像部分を、複数の画像に分割し、異常判定部305が、前処理部304により分割された複数の分割画像を入力として、学習モデル104を用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果を出力として得るものとしている。これによって、所定の対象物としてのフランジ部31aについて精度よく形状の異常を検知することができる。また、撮像画像のフランジ部31aの画像部分を複数の分割画像に分割するため、異常判定部305による異常判定処理の負荷を低減することができる。 As described above, in the anomaly detection device 10 according to this embodiment, the acquisition unit 301 acquires an image of the flange portion 31a of the roof member 31 in the part 30 transported on the transport line 3, captured by the imaging device 12, the pre-processing unit 304 divides the image portion of the flange portion 31a in the captured image acquired by the acquisition unit 301 into multiple images, and the anomaly determination unit 305 receives the multiple divided images divided by the pre-processing unit 304 as input, and performs an anomaly determination process using the learning model 104 to obtain as output a determination result indicating the presence or absence of an anomaly. This makes it possible to accurately detect shape anomalies in the flange portion 31a as a specified object. In addition, because the image portion of the flange portion 31a in the captured image is divided into multiple divided images, the load of the anomaly determination process performed by the anomaly determination unit 305 can be reduced.

また、異常検知装置10では、抽出部303が、取得部301により取得された撮像画像からフランジ部31aの画像部分を抽出画像として抽出し、前処理部304が、抽出部303により抽出された抽出画像を、複数の画像に分割するものとしている。これによって、所定の対象物としてのフランジ部31aを含む画像部分を抽出したうえで異常判定処理が行われるので、フランジ部31aに対する異常検知の精度を向上させることができる。 In addition, in the anomaly detection device 10, the extraction unit 303 extracts an image portion of the flange portion 31a from the captured image acquired by the acquisition unit 301 as an extracted image, and the pre-processing unit 304 divides the extracted image extracted by the extraction unit 303 into multiple images. As a result, the image portion including the flange portion 31a as the specified object is extracted and then the anomaly determination process is performed, thereby improving the accuracy of anomaly detection for the flange portion 31a.

また、異常検知装置10では、工程通信部302が、部品30が搬送ライン3上の所定位置に搬送されたことを示す搬送信号を受信し、取得部301が、工程通信部302により搬送信号が受信された場合に、撮像装置12により撮像された撮像画像の取得を開始するものとしている。これによって、搬送信号が受信された時点から、撮像画像の取得処理が開始されて、異常判定処理までの一連の処理が実行されるので、異常検知装置10の処理負荷を低減することができる。 In addition, in the abnormality detection device 10, the process communication unit 302 receives a transport signal indicating that the part 30 has been transported to a predetermined position on the transport line 3, and the acquisition unit 301 starts acquiring the captured image captured by the imaging device 12 when the transport signal is received by the process communication unit 302. As a result, the image acquisition process starts from the point in time when the transport signal is received, and a series of processes up to the abnormality determination process are executed, so that the processing load of the abnormality detection device 10 can be reduced.

また、異常検知装置10では、工程通信部302により搬送信号が受信された場合、待機モードから復帰させ、異常判定部305による異常判定処理が終了すると、待機モードへ移行させるものとしている。これによって、異常検知装置10としてシングルボードコンピュータ等を採用することができ、処理負荷を低減することができる。 In addition, in the abnormality detection device 10, when a conveyance signal is received by the process communication unit 302, the device is returned from standby mode, and when the abnormality determination process by the abnormality determination unit 305 is completed, the device is switched to standby mode. This makes it possible to employ a single-board computer or the like as the abnormality detection device 10, thereby reducing the processing load.

1 異常検知システム
3 搬送ライン
10 異常検知装置
11 PLC
12 撮像装置
13 表示装置
20 サーバ装置
30 部品
31 ルーフ部材
31a フランジ部
31b 異常部分
101 画像処理プログラム
102 前処理プログラム
103 異常判定プログラム
104 学習モデル
301 取得部
302 工程通信部
303 抽出部
304 前処理部
305 異常判定部
306 表示制御部
307 生成部
308 記憶部
1 Anomaly detection system 3 Conveyor line 10 Anomaly detection device 11 PLC
REFERENCE SIGNS LIST 12 Imaging device 13 Display device 20 Server device 30 Part 31 Roof member 31a Flange portion 31b Abnormal portion 101 Image processing program 102 Pre-processing program 103 Abnormality determination program 104 Learning model 301 Acquisition unit 302 Process communication unit 303 Extraction unit 304 Pre-processing unit 305 Abnormality determination unit 306 Display control unit 307 Generation unit 308 Storage unit

Claims (5)

撮像装置により撮像された、搬送経路上で搬送される部品における所定の対象物に対する撮像画像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記撮像画像から前記対象物の画像部分を抽出画像として抽出する抽出部と、
設定に応じて、または、前記抽出画像のデータサイズもしくは形状に応じて、該抽出画像数の画像に分割するか否かを切り替えて実行する分割部と、
前記分割部により分割された場合には前記複数の画像を入力として、該分割部により分割されない場合には前記抽出画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果、および前記判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力として得る判定部と、
前記取得部により取得された前記撮像画像に対して、異常を示す前記判定結果および該判定結果の前記信頼度を重畳して表示装置に表示させる表示制御部と、
を備えた異常検知装置。
an acquisition unit that acquires an image of a predetermined object in the part being transported on the transport path, the image being captured by an imaging device;
an extraction unit that extracts an image portion of the object from the captured image acquired by the acquisition unit as an extracted image;
a division unit that switches between dividing the extracted image into a plurality of images and executing the division in accordance with a setting or a data size or shape of the extracted image ;
a determination unit that receives the plurality of images as an input when the images have been divided by the division unit, and receives the extracted image as an input when the images have not been divided by the division unit, and performs an anomaly determination process using a predetermined learning model to obtain, as an output, a determination result indicating the presence or absence of an anomaly and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result;
a display control unit that causes a display device to display the determination result indicating an abnormality and the reliability of the determination result superimposed on the captured image acquired by the acquisition unit; and
An anomaly detection device equipped with the above.
前記部品が前記搬送経路上の所定位置に搬送されたことを示す信号を受信する受信部を、さらに備え、
前記取得部は、前記受信部により前記信号が受信された場合に、前記撮像装置により撮像された前記撮像画像の取得を開始する請求項に記載の異常検知装置。
a receiving unit for receiving a signal indicating that the part has been conveyed to a predetermined position on the conveying path,
The anomaly detection device according to claim 1 , wherein the acquisition unit starts acquiring the image captured by the imaging device when the signal is received by the receiving unit.
前記受信部により前記信号が受信された場合、待機モードから復帰させ、前記判定部による前記異常判定処理が終了すると、前記待機モードへ移行させる請求項に記載の異常検知装置。 The anomaly detection device according to claim 2 , wherein the device is caused to return from a standby mode when the signal is received by the receiving unit, and is caused to transition to the standby mode when the anomaly determination process by the determining unit is completed. 前記部品における所定の対象物の画像と、正常か異常かを示すラベルとを組み合わせた教師データを用いて、教師あり学習により前記学習モデルを生成する生成部を、さらに備えた請求項1~のいずれか一項に記載の異常検知装置。 The anomaly detection device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a generation unit that generates the learning model through supervised learning using teacher data that combines an image of a predetermined object in the part and a label indicating whether the object is normal or abnormal. 撮像装置により撮像された、搬送経路上で搬送される部品における所定の対象物に対する撮像画像を取得する取得ステップと、
取得した前記撮像画像から前記対象物の画像部分を抽出画像として抽出する抽出ステップと、
設定に応じて、または、前記抽出画像のデータサイズもしくは形状に応じて、該抽出画像数の画像に分割するか否かを切り替えて実行する分割ステップと、
分割した場合には前記複数の画像を入力として、分割しない場合には前記抽出画像を入力として、所定の学習モデルを用いた異常判定処理により、異常の有無を示す判定結果、および前記判定結果の信頼性の程度を示す信頼度を出力として得る判定ステップと、
取得した前記撮像画像に対して、異常を示す前記判定結果および該判定結果の前記信頼度を重畳して表示装置に表示させる表示制御ステップと、
を有する異常検知方法。
An acquisition step of acquiring an image of a predetermined object in the part transported on the transport path, the image being captured by an imaging device;
an extraction step of extracting an image portion of the object from the acquired captured image as an extracted image;
a dividing step of switching between dividing the extracted image into a plurality of images and executing the dividing step according to a setting or according to a data size or shape of the extracted image ;
a determination step of obtaining , as an output, a determination result indicating the presence or absence of an abnormality and a reliability indicating the degree of reliability of the determination result by performing an abnormality determination process using a predetermined learning model, with the plurality of images as an input if the images are divided, or with the extracted image as an input if the images are not divided ;
a display control step of displaying, on a display device, the determination result indicating an abnormality and the reliability of the determination result in a superimposed manner on the acquired captured image;
The anomaly detection method includes the steps of:
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016133953A (en) 2015-01-19 2016-07-25 株式会社メガチップス Determination device, control program, and determination method
WO2017183547A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 日本電気株式会社 Examination device
JP2017211259A (en) 2016-05-25 2017-11-30 株式会社シーイーシー Inspection device, inspection method, and program
JP2018116364A (en) 2017-01-16 2018-07-26 キヤノン株式会社 Dictionary generation device, evaluation device, dictionary generation method, evaluation method, and program
WO2018158950A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 三菱電機株式会社 Work aptitude determination device, work aptitude determination method, and work aptitude determination program
WO2020012523A1 (en) 2018-07-09 2020-01-16 富士通株式会社 Information processing device, information processing method, and information processing program
JP2020013507A (en) 2018-07-20 2020-01-23 株式会社エヌテック Labeled image data creation method, inspection method, program, labeled image data creation device and inspection device
JP2020035097A (en) 2018-08-28 2020-03-05 株式会社モルフォ Image identification device, image identification method, and image identification program
JP2020125920A (en) 2019-02-01 2020-08-20 株式会社キーエンス Image inspection equipment
WO2020261568A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 日本電気株式会社 Road surface inspection device, road surface inspection method, and program
JP2021103454A (en) 2019-12-25 2021-07-15 キヤノン株式会社 Image processor, method for processing image, learning device, method for learning, program, and system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6945423B2 (en) * 2017-11-27 2021-10-06 ホーチキ株式会社 Water discharge type fire extinguishing equipment

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016133953A (en) 2015-01-19 2016-07-25 株式会社メガチップス Determination device, control program, and determination method
WO2017183547A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 日本電気株式会社 Examination device
JP2017211259A (en) 2016-05-25 2017-11-30 株式会社シーイーシー Inspection device, inspection method, and program
JP2018116364A (en) 2017-01-16 2018-07-26 キヤノン株式会社 Dictionary generation device, evaluation device, dictionary generation method, evaluation method, and program
WO2018158950A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 三菱電機株式会社 Work aptitude determination device, work aptitude determination method, and work aptitude determination program
WO2020012523A1 (en) 2018-07-09 2020-01-16 富士通株式会社 Information processing device, information processing method, and information processing program
JP2020013507A (en) 2018-07-20 2020-01-23 株式会社エヌテック Labeled image data creation method, inspection method, program, labeled image data creation device and inspection device
JP2020035097A (en) 2018-08-28 2020-03-05 株式会社モルフォ Image identification device, image identification method, and image identification program
JP2020125920A (en) 2019-02-01 2020-08-20 株式会社キーエンス Image inspection equipment
WO2020261568A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 日本電気株式会社 Road surface inspection device, road surface inspection method, and program
JP2021103454A (en) 2019-12-25 2021-07-15 キヤノン株式会社 Image processor, method for processing image, learning device, method for learning, program, and system

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