JP7722964B2 - Visual Inspection System - Google Patents
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Description
本発明は、構造体溶接部の外観検査システムに関する。 The present invention relates to a visual inspection system for structural welds.
これまで、鉄道車両の構体などに代表される大型溶接構造体における溶接部の検査は、検査対象の溶接部数が1000か所以上となることに加えて、検査項目としてビード形状寸法、溶接欠陥など複数のチェック項目が存在することから、自動化が困難であり目視による検査がなされていた。
このため、溶接部の目視検査員に対しては、確実な検査ができるよう教育を課すことが必須とされてきたが、昨今の少子高齢化および作業員確保が困難となる社会課題によって、検査員のスキルに影響しない大型溶接構造物の溶接部自動検査機構が求められている。
Until now, inspection of welds in large welded structures, such as railway vehicle bodies, has been difficult to automate because there are more than 1,000 welds to inspect, and multiple check items, such as bead shape and dimensions and weld defects, have been carried out visually.
For this reason, it has been considered essential to provide training to visual inspectors of welds so that they can perform accurate inspections. However, due to the recent social issues of a declining birthrate and aging population, as well as the difficulty in securing workers, there is a demand for an automatic inspection mechanism for welds in large welded structures that does not affect the skills of inspectors.
このような状況下において、特許文献1に代表されるような3Dレーザスキャナーに代表される非接触型の3次元形状測定器を用いた溶接部の自動検査機構は、上記課題に対して溶接部の自動検査を可能とし、スキルに依らない溶接部の検査が可能となる。 Under these circumstances, an automatic inspection mechanism for welds that uses a non-contact three-dimensional shape measuring device, such as a 3D laser scanner, as exemplified by Patent Document 1, addresses the above issues by enabling automatic inspection of welds, making it possible to inspect welds without relying on skill.
一方、なお、特許文献2に代表されるような、ロボットアームに2Dレーザ変位計を装着し、ロボットアームの移動に伴って2Dレーザ変位計を走査させることで3D形状を取得する機構も、溶接部の自動検査を可能とし、スキルに依らない溶接部の検査が可能となる。またロボットアーム先端の座標系を取得することで、形状情報取得を行っている対象の溶接部が構造体内においてどの位置かを把握することも可能である。 Meanwhile, a mechanism such as that described in Patent Document 2, in which a 2D laser displacement meter is attached to a robot arm and the 2D laser displacement meter is scanned as the robot arm moves to acquire 3D shapes, also enables automatic inspection of welds, making it possible to inspect welds regardless of skill. Furthermore, by acquiring the coordinate system of the tip of the robot arm, it is also possible to determine the position within a structure of the weld for which shape information is being acquired.
特許文献1のような定置型の3Dスキャナを用いた溶接部の形状情報取得方式では、以下の問題点があった。 The method of acquiring shape information about welds using a stationary 3D scanner, as described in Patent Document 1, had the following problems:
(1)10mを超える大型の溶接構造物において3Dスキャナを用いた溶接部の外観形状情報取得は、高密度な点群取得が必要であることから12時間以上の測定時間を要するため、さらに短いリードタイムの検査手法が求められている。 (1) Obtaining external shape information of welds using a 3D scanner for large welded structures over 10m requires high-density point cloud acquisition, which takes more than 12 hours to measure, so an inspection method with an even shorter lead time is needed.
(2)3Dスキャナの定置場所によっては溶接部がレーザ照射の陰に隠れ、形状取得ができない。 (2) Depending on the location of the 3D scanner, the weld may be hidden by the laser irradiation, making it impossible to capture its shape.
また、特許文献2のような2Dレーザ変位計をロボットで走査させ溶接部形状を取得する方式では、以下の問題点があった。 Furthermore, the method of acquiring the weld shape by using a robot to scan with a 2D laser displacement sensor, as described in Patent Document 2, had the following problems:
(3)鉄道車両における溶接部は小物部品の取り付けが多く、ロボットが検査のためにアクセスできない場所が多く、すべての溶接部の外観検査を実施することができないという課題がある。 (3) Many of the welds on railway vehicles are used to attach small parts, and many of these locations are inaccessible to robots for inspection, making it impossible to perform visual inspections of all welds.
本発明の目的は、構造体における溶接部を高速かつ確実に外観検査することにある。 The object of the present invention is to perform visual inspection of welds in structures quickly and reliably.
本発明は、構造体内に配置された撮影部と、前記撮影部の位置を測定する位置測定部と、前記撮影部の前記構造体内における位置と、撮影方向を取得する座標情報取得部と、前記撮影部からの画像を取得する映像取得部と、前記撮影部の位置と、前記撮影方向と、前記画像のピクセル座標から、前記構造体内の溶接部点群を作成する溶接部座標照合部と、前記撮影部からの画像と、前記溶接部点群に対応した溶接部検査仕様情報から、溶接部の合否の判定をする画像解析部とを有する外観検査システムである。 The present invention is an appearance inspection system that includes a camera unit placed within a structure, a position measurement unit that measures the position of the camera unit, a coordinate information acquisition unit that acquires the position of the camera unit within the structure and the camera direction, an image acquisition unit that acquires images from the camera unit, a weld coordinate comparison unit that creates a weld point cloud within the structure based on the position of the camera unit, the camera direction, and pixel coordinates of the image, and an image analysis unit that determines the pass/fail of welds based on the images from the camera unit and weld inspection specification information corresponding to the weld point cloud.
本発明によれば、構造体における溶接部を高速かつ確実に外観検査できる。 The present invention enables fast and reliable visual inspection of welds in structures.
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1Aは、構造体溶接部の高速な外観検査システムの全体図である。外観検査システムは、溶接部検査用カメラ1、構造体7における溶接部検査用カメラ1の3次元位置情報と方向を取得するための位置測定スキャナ2a、2b、2c、溶接部検査用カメラ1に装着したレシーバ3a、3bと、位置情報及び溶接部画像を処理する処理用コンピュータ4を備える。 Figure 1A is an overall view of a high-speed visual inspection system for structural welds. The visual inspection system includes a weld inspection camera 1, position measurement scanners 2a, 2b, and 2c for acquiring three-dimensional position information and orientation of the weld inspection camera 1 within the structure 7, receivers 3a and 3b attached to the weld inspection camera 1, and a processing computer 4 for processing the position information and weld images.
さらに、図1Aには、画像解析用カメラをハンドリングする作業者5、検査対象となる溶接部6、溶接部が属する構造体7も図示した。 Figure 1A also shows a worker 5 handling the image analysis camera, the weld 6 to be inspected, and the structure 7 to which the weld belongs.
処理用コンピュータ4には、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段(記憶部)と、ネットワークインタフェースが搭載されている。 The processing computer 4 is equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, a storage means (storage unit) such as a hard disk, and a network interface.
図1Bは、処理用コンピュータ4の機能ブロック図を示す。図1Bに示すように、処理用コンピュータ4は、溶接部検査用カメラ1からの信号、位置測定スキャナ2a、2b、2cからの信号を受け取る。処理用コンピュータ4は、溶接部検査用カメラ1の3次元座標を取得する座標情報取得部41、溶接部座標データ46を有する溶接部座標照合部42、カメラ映像を取得する映像取得部43、画像解析部44、記録部45から構成され、コンピュータ内部のアルゴリズムによって自動的に処理され、記録部45に処理データが保存できる。 Figure 1B shows a functional block diagram of the processing computer 4. As shown in Figure 1B, the processing computer 4 receives signals from the weld inspection camera 1 and signals from the position measurement scanners 2a, 2b, and 2c. The processing computer 4 is composed of a coordinate information acquisition unit 41 that acquires the three-dimensional coordinates of the weld inspection camera 1, a weld coordinate comparison unit 42 that has weld coordinate data 46, an image acquisition unit 43 that acquires camera images, an image analysis unit 44, and a recording unit 45. The data is automatically processed by an algorithm inside the computer, and the processed data can be saved in the recording unit 45.
構造体7に複数設置された位置測定スキャナ2a、2b、2cは、電波または赤外線を発することによって、溶接部検査用カメラ1に装着した、複数のレシーバ3a、3bとの距離(Dn)を、それぞれ把握できる。位置測定スキャナ2a、2b、2c、およびレシーバ3a、3bとを、カメラの位置を測定する位置測定部と呼ぶ。 The multiple position measuring scanners 2a, 2b, and 2c installed on the structure 7 emit radio waves or infrared rays, allowing them to determine the distance (Dn) to the multiple receivers 3a and 3b attached to the weld inspection camera 1. The position measuring scanners 2a, 2b, and 2c and the receivers 3a and 3b are collectively referred to as the position measuring unit that measures the camera's position.
座標情報取得部41は、位置測定スキャナ2a、2b、2cからの信号を受けて、構造体7におけるレシーバ3a、3bそれぞれの3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)を演算して取得する。そして、得られた複数の3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)から、ベクトル(Uc、Vc、Wc)を演算することで、構造体7における溶接部検査用カメラ1の撮影方向81が得られる。 The coordinate information acquisition unit 41 receives signals from the position measurement scanners 2a, 2b, and 2c, and calculates and acquires three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) for each of the receivers 3a and 3b in the structure 7. Then, by calculating a vector (Uc, Vc, Wc) from the obtained multiple pieces of three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc), the shooting direction 81 of the weld inspection camera 1 in the structure 7 is obtained.
ここでは、位置測定スキャナ2a、2b、2cが、複数のレシーバ3a、3bとの距離(Dn)を演算するように説明したが、位置測定スキャナ2a、2b、2cは、複数のレシーバ3a、3bから反射された電波などが戻るまでの時間信号を、処理コンピュータ4に送ることで、座標情報取得部41が、複数のレシーバ3a、3bと、位置測定スキャナ2a、2b、2cとの距離(Dn)も演算し、構造体7におけるレシーバ3a、3bそれぞれの3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)を演算して取得するようにしてもよい。 Here, it has been explained that the position measuring scanners 2a, 2b, 2c calculate the distance (Dn) to the multiple receivers 3a, 3b. However, the position measuring scanners 2a, 2b, 2c may also send a time signal indicating the time it takes for radio waves reflected from the multiple receivers 3a, 3b to return to the processing computer 4, so that the coordinate information acquisition unit 41 can also calculate the distance (Dn) between the multiple receivers 3a, 3b and the position measuring scanners 2a, 2b, 2c, and calculate and acquire three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) for each of the receivers 3a, 3b in the structure 7.
溶接部座標照合部42は、溶接部座標データ46が備わっており、上記3次元位置情報80で得た溶接部検査用カメラ1の構造体7における位置と、カメラの撮影方向81に対し、溶接部座標データ46に基づく点群82とを照合することで、溶接部検査用カメラ1内のスクリーン83に表示される画像84のピクセル座標85に変換される。各溶接部に対応する3次元点群82とピクセル座標85を用い、溶接部点群86と溶接部点群86に紐づけられた溶接部検査仕様87が対応付けられる。 The weld coordinate comparison unit 42 is equipped with weld coordinate data 46, and by comparing the position of the weld inspection camera 1 in the structure 7 obtained from the above-mentioned three-dimensional position information 80 with the point cloud 82 based on the weld coordinate data 46 against the camera's shooting direction 81, the position is converted into pixel coordinates 85 of an image 84 displayed on a screen 83 within the weld inspection camera 1. The three-dimensional point cloud 82 and pixel coordinates 85 corresponding to each weld are used to match the weld point cloud 86 with the weld inspection specification 87 linked to the weld point cloud 86.
映像取得部43は、溶接部検査用カメラ1内の画像84を取得する。そして、映像取得部43は、画像84内のピクセル座標85に対応する溶接部点群86、溶接部検査仕様87のデータ群、および溶接部検査仕様87に対応した、画像解析用教師データを格納する。 The image acquisition unit 43 acquires an image 84 from the weld inspection camera 1. The image acquisition unit 43 then stores a weld point cloud 86 corresponding to pixel coordinates 85 in the image 84, a data group of weld inspection specifications 87, and training data for image analysis corresponding to the weld inspection specifications 87.
画像解析部44は、溶接部検査用カメラ1内の画像84内にある溶接部に対し、溶接部検査仕様87を満足しているかを、機械学習やディープラーニング等の画像解析技術によって溶接部の合否判断を実施する。 The image analysis unit 44 uses image analysis techniques such as machine learning and deep learning to determine whether the welds in the image 84 captured by the weld inspection camera 1 meet the weld inspection specifications 87.
記録部45は、画像84を主キーとした溶接部座標照合部42における各溶接部に対応する3次元点群82とピクセル座標85内の溶接部点群86、溶接部検査仕様87および、画像解析部44における溶接部の画像解析による溶接部の合否判定のデータを、テーブル1行のレコードとして格納する。 The recording unit 45 stores, as a record with one row in a table, the three-dimensional point cloud 82 corresponding to each weld in the weld coordinate matching unit 42, the weld point cloud 86 in pixel coordinates 85, the weld inspection specifications 87, and the pass/fail judgment data for the weld based on image analysis of the weld in the image analysis unit 44, using the image 84 as the primary key.
処理用コンピュータ4は、記録部45に関するデータがディスプレイされるように構成できる。ディスプレイの一例としては、画像84における溶接部の、構造体7内の3次元点群82、ピクセル座標85内の溶接部点群86、溶接部検査仕様87、合否判定結果、検査日時が表示される。必要に応じて、これら以外のデータを表示しても良い。 The processing computer 4 can be configured to display data related to the recording unit 45. One example of the display may show a 3D point cloud 82 within the structure 7 of the weld in the image 84, a weld point cloud 86 within pixel coordinates 85, weld inspection specifications 87, pass/fail judgment results, and inspection date and time. Other data may also be displayed as needed.
図2は、処理用コンピュータ4の動作を示すフローチャートである。以下、実際の溶接部検査のオペレーションとデータ処理フローを説明する。図2の説明のために、まず、図6A、図6Bの説明をする。図6Aは、実際の外観検査を行う、構造体7内の概念図を示す。図6Bは、CADに格納されたデータを使った場合の構造体7内の概念図である。 Figure 2 is a flowchart showing the operation of the processing computer 4. The actual operation of weld inspection and the data processing flow are explained below. To explain Figure 2, we will first explain Figures 6A and 6B. Figure 6A shows a conceptual diagram of the inside of structure 7, where the actual visual inspection is performed. Figure 6B is a conceptual diagram of the inside of structure 7 when data stored in CAD is used.
図6A、図6Bにおいて、80は、カメラの3次元位置情報、81はカメラの撮影方向、82は溶接部の3次元点群、83はスクリーン、84はスクリーン上の画像、85はスクリーン座標系における溶接部のピクセル座標、86はCAD内の溶接部の点群、87は溶接部検査仕様を表す。 In Figures 6A and 6B, 80 represents the three-dimensional position information of the camera, 81 represents the camera's shooting direction, 82 represents the three-dimensional point cloud of the weld, 83 represents the screen, 84 represents the image on the screen, 85 represents the pixel coordinates of the weld in the screen coordinate system, 86 represents the point cloud of the weld in CAD, and 87 represents the weld inspection specifications.
また、ワールド座標系は、構造体7内の3次元の位置座標の座標系であり、スクリーン座標系は、2次元のピクセル座標の座標系である。CAD座標系は、CADに格納された位置座標の座標系である。カメラ座標系は、z方向を撮影方向81とし、x方向、y方向を、撮影画像の幅方向と縦方向にした座標系である。 The world coordinate system is a coordinate system of three-dimensional position coordinates within the structure 7, and the screen coordinate system is a coordinate system of two-dimensional pixel coordinates. The CAD coordinate system is a coordinate system of position coordinates stored in CAD. The camera coordinate system is a coordinate system in which the z direction is the shooting direction 81, and the x and y directions are the width and length directions of the captured image.
S1ステップでは、作業者5が構造体7の溶接部6に対し、溶接部検査用カメラ1を向け、映像取得部43が、画像84を取得する。 In step S1, the worker 5 points the weld inspection camera 1 toward the weld 6 of the structure 7, and the image acquisition unit 43 acquires an image 84.
S2ステップでは、座標情報取得部41は、溶接部検査用カメラ1の3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)を、複数の位置測定スキャナ2a、2b、2cと、単体のレシーバ3a、またはレシーバ3bの位置関係から取得する。溶接部検査用カメラ1の3次元位置情報は、レシーバ3a、3bのいずれかの3次元位置情報であってもよいし、それらの位置情報を平均化するなど、演算した値を使ってもよい。 In step S2, the coordinate information acquisition unit 41 acquires three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) of the weld inspection camera 1 from the positional relationship between multiple position measurement scanners 2a, 2b, 2c and a single receiver 3a or receiver 3b. The three-dimensional position information of the weld inspection camera 1 may be the three-dimensional position information of either receiver 3a or 3b, or a calculated value such as averaging the position information may be used.
S3ステップでは、座標情報取得部41は、溶接部検査用カメラ1の撮影方向81をベクトルとして取得する。具体的には、複数の位置測定スキャナ2a、2b、2cと、複数のレシーバ3a、3bの位置関係から演算されたレシーバの3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)をもとに作成したベクトル(Uc、Vc、Wc)を、溶接部検査用カメラ1の撮影方向81とする。 In step S3, the coordinate information acquisition unit 41 acquires the shooting direction 81 of the weld inspection camera 1 as a vector. Specifically, the vector (Uc, Vc, Wc) created based on the receiver's three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) calculated from the positional relationships between the multiple position measurement scanners 2a, 2b, 2c and the multiple receivers 3a, 3b is set as the shooting direction 81 of the weld inspection camera 1.
S4ステップでは、溶接部座標照合部42は、溶接部検査用カメラ1の3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)および撮影方向81(Uc、Vc、Wc)の値を、構造体7内における各溶接部に対応する3次元点群82の3次元座標系内にプロットし、カメラの画角と撮影画像の幅方向ピクセルサイズと縦方向ピクセルサイズの値を用いて、2次元の画像用ピクセル座標85から行列計算を用いて、演算して3次元座標の溶接部点群86を作成し、記録部45に出力する。 In step S4, the weld coordinate matching unit 42 plots the values of the three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) and shooting direction 81 (Uc, Vc, Wc) of the weld inspection camera 1 within the three-dimensional coordinate system of the three-dimensional point cloud 82 corresponding to each weld within the structure 7, and uses the camera's angle of view and the values of the width pixel size and height pixel size of the captured image to perform matrix calculations from the two-dimensional image pixel coordinates 85 to create a three-dimensional coordinate weld point cloud 86, which is output to the recording unit 45.
S5ステップでは、映像取得部43は、S4ステップで作成された、ピクセル座標85に該当する溶接部点群86に紐づく溶接部検査仕様87のデータ群を、記録部45から呼び出す。 In step S5, the image acquisition unit 43 calls up from the recording unit 45 the data group of the weld inspection specifications 87 associated with the weld point cloud 86 corresponding to the pixel coordinates 85 created in step S4.
S6ステップでは、画像解析部44は、溶接部検査仕様87に対応した、画像解析用教師データを、画像84内のピクセル座標85における溶接部と比較する。 In step S6, the image analysis unit 44 compares the image analysis training data corresponding to the weld inspection specifications 87 with the weld at pixel coordinate 85 in the image 84.
S7ステップでは、画像解析部44は、画像解析用教師データと溶接部と比較によって類似傾向が一定のマッチング度を有するを合格、そうでない場合を不合格と判断し、判断結果を出力し、記録部45に書き込む。 In step S7, the image analysis unit 44 compares the image analysis training data with the weld and determines that the weld has a certain degree of similarity and passes if there is a certain degree of matching, and fails if there is not, and outputs the determination result and writes it to the recording unit 45.
以上7つのステップからなる構造体における溶接部検査オペレーションと処理フローの一例を示した。 This shows an example of a weld inspection operation and processing flow for a structure consisting of seven steps.
処理用コンピュータ4におけるプロセッサーが、記録部などに記録したプログラムを呼び出して、S1ステップからS7ステップの各ステップを実行するように構成できる。 The processor in the processing computer 4 can be configured to call up a program recorded in a recording unit or the like and execute each step from S1 to S7.
S1ステップから、S7ステップのフローによって、ボックス構造の溶接部11か所の検査を実施したところ、3Dスキャナが22分の計測時間であったのに加え、上記取得の3Dスキャンデータと3D-CADデータとの点群マッチングにより追加で3分かかり、溶接部合否判定に要した時間は合計25分であった。 When 11 welds on a box structure were inspected using the flow from steps S1 to S7, the 3D scanner took 22 minutes to measure, and an additional 3 minutes was required to match the point cloud between the 3D scan data obtained above and the 3D-CAD data, for a total of 25 minutes required to determine the pass/fail status of the welds.
図3は、構造体内における溶接部点群の3次元座標を示す図である。図4は、カメラの位置と撮影方向に対応した画像内にある溶接部のピクセル座標を示す図である。図5は、カメラの画像における溶接部の画像を示す図である。 Figure 3 shows the three-dimensional coordinates of the weld point cloud within the structure. Figure 4 shows the pixel coordinates of the welds in the image corresponding to the camera position and shooting direction. Figure 5 shows the image of the welds in the camera image.
本実施例では、S4のステップで、図3に示す溶接部の3次元点群を、図4に示すカメラの1視野画像内のピクセル座標に変換して、カメラの画像に映る溶接部と実際の溶接部の対応をとって検査を行った。 In this embodiment, in step S4, the 3D point cloud of the weld shown in Figure 3 was converted into pixel coordinates within one field of view image of the camera shown in Figure 4, and the weld shown in the camera image was matched to the actual weld, and inspection was performed.
その後、参考文献に示すYOLOプログラムを用いて、図5の溶接部画像と溶接部仕様に対応した教師データを比較し、溶接部の合否判定を行った。その結果、撮影視野は溶接部の数だけ25としたところ、測定時間は4分であり10倍以上の高速化を実現した。ここで、参考文献は、「Redmon, Joseph & Divvala, Santosh & Girshick, Ross & Farhadi, Ali. (2016). You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection. 779-788. 10.1109/CVPR.2016.91.」である。 Then, using the YOLO program shown in the reference, the weld image in Figure 5 was compared with training data corresponding to the weld specifications to determine whether the weld passed or failed. As a result, when the field of view was set to 25, the same as the number of welds, the measurement time was 4 minutes, achieving a speed increase of more than 10 times. The reference here is "Redmon, Joseph & Divvala, Santosh & Girshick, Ross & Farhadi, Ali. (2016). You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection. 779-788. 10.1109/CVPR.2016.91."
本実施例によれば、構造体内の溶接部に対し、定置型の3Dスキャナや、ロボットと2Dレーザ変位計を用いることなく、カメラによる画像解析を用いて高速に外観検査することが可能となる。 According to this embodiment, it is possible to perform high-speed visual inspection of welds within a structure using image analysis with a camera, without using a stationary 3D scanner or a robot and 2D laser displacement sensor.
本実施例では、溶接部検査用カメラ1を用いて溶接部の検査を実施した。それに限らず、溶接部検査用カメラ1の代わりに、LIDARに代表されるような3D形状測定器を用いて、被検査溶接部の構造体7における位置を把握し、3D形状をもとに溶接部の検査仕様を満足するかをチェックする方法も有効である。 In this example, weld inspection was performed using a weld inspection camera 1. However, instead of using a weld inspection camera 1, it is also effective to use a 3D shape measuring device, such as LIDAR, to determine the position of the weld to be inspected in the structure 7 and check whether the weld inspection specifications are met based on the 3D shape.
本実施例では、作業者5が所持する3次元位置情報80(Xc、Yc、Zc)および撮影方向81(Uc、Vc、Wc)の値を位置測定用スキャナ2a、2b、2cと、レシーバ3a、3bの位置関係から取得した。それに限らず、位置測定部として、BEACON(ビーコン)やステレオカメラによる3次元位置情報と撮影方向の取得方法も有効である。 In this embodiment, the values of the three-dimensional position information 80 (Xc, Yc, Zc) and shooting direction 81 (Uc, Vc, Wc) held by the worker 5 are obtained from the relative positions of the position measurement scanners 2a, 2b, 2c and the receivers 3a, 3b. Alternatively, a beacon or stereo camera can be used as a position measurement unit to obtain three-dimensional position information and shooting direction.
以上により、構造体溶接部の外観検査作業において、構造体における各溶接部を高速かつ確実に外観検査を行うことができる。 As a result, when visually inspecting welds in a structure, each weld in the structure can be inspected quickly and reliably.
1…溶接部検査用カメラ、2a、2b、2c…位置測定スキャナ、3a、3b…レシーバ、4…処理用コンピュータ、5…作業者、6…検査対象となる溶接部、7…構造体、41…3次元座標情報取得装置、42…溶接部座標照合部、43…映像取得部、44…画像解析部、45…記録部、46…溶接部の座標データ、80…カメラの3次元位置情報、81…カメラの撮影方向、82…カメラ座標系における溶接部の点群、83…カメラ内の2次元スクリーン、84…カメラで撮影した画像、85…カメラ内の2次元スクリーン上の溶接部のピクセル座標、86…カメラ内の2次元スクリーン上の溶接部に対応する溶接部点群、87…溶接部検査仕様 1...weld inspection camera, 2a, 2b, 2c...position measurement scanner, 3a, 3b...receiver, 4...processing computer, 5...worker, 6...weld to be inspected, 7...structure, 41...3D coordinate information acquisition device, 42...weld coordinate matching unit, 43...image acquisition unit, 44...image analysis unit, 45...recording unit, 46...weld coordinate data, 80...3D camera position information, 81...camera shooting direction, 82...weld point cloud in the camera coordinate system, 83...2D screen within the camera, 84...image captured by the camera, 85...pixel coordinates of the weld on the 2D screen within the camera, 86...weld point cloud corresponding to the weld on the 2D screen within the camera, 87...weld inspection specifications
Claims (8)
前記撮影部の位置を測定する位置測定部と、
前記撮影部の前記構造体内における位置と、撮影方向を取得する座標情報取得部と、
前記撮影部からの画像を取得する映像取得部と、
前記撮影部の位置と、前記撮影方向と、前記画像のピクセル座標から、前記構造体内の溶接部点群を作成する溶接部座標照合部と、
前記撮影部からの画像と、前記溶接部点群に対応した溶接部検査仕様情報から、溶接部の合否の判定をする画像解析部とを有する外観検査システム。 an imaging unit disposed within the structure;
a position measurement unit that measures the position of the imaging unit;
a coordinate information acquisition unit that acquires the position of the imaging unit within the structure and the imaging direction;
an image acquisition unit that acquires an image from the imaging unit;
a weld coordinate collating unit that creates a weld point cloud within the structure based on the position of the photographing unit, the photographing direction, and pixel coordinates of the image;
An appearance inspection system having an image analysis unit that determines whether a weld is acceptable or not based on the image from the photographing unit and weld inspection specification information corresponding to the weld point cloud.
前記位置測定部は、
前記構造体に複数配置された位置測定用スキャナと、前記撮影部に配置されたレシーバとからなる外観検査システム。 2. The visual inspection system according to claim 1,
The position measurement unit
An appearance inspection system comprising a plurality of position measurement scanners arranged on the structure and a receiver arranged in the photographing unit.
前記位置測定部は、ビーコン、またはステレオカメラである外観検査システム。 2. The visual inspection system according to claim 1,
The visual inspection system, wherein the position measurement unit is a beacon or a stereo camera.
前記撮影部は、溶接部検査用カメラである外観検査システム。 2. The visual inspection system according to claim 1,
The photographing unit is a camera for inspecting welded parts.
前記撮影部は、3D測定器である外観検査システム。 2. The visual inspection system according to claim 1,
The photographing unit is a visual inspection system that is a 3D measuring device.
前記画像解析部は、
前記撮影部からの画像と、前記溶接部検査仕様情報に対応した画像解析用教師データとを比較し、類似傾向から前記合否の判定をする外観検査システム。 2. The visual inspection system according to claim 1,
The image analysis unit
An appearance inspection system that compares the image from the photographing unit with training data for image analysis corresponding to the weld inspection specification information, and determines whether the image passes or fails based on similar trends.
前記撮影部の位置と、撮影方向と、前記画像のピクセル座標から、前記構造体内の溶接部点群を作成し、
前記撮影部からの画像と、前記溶接部点群に対応した溶接部検査仕様情報から、溶接部の合否の判定をする外観検査方法。 A visual inspection method for visually inspecting a welded portion in a structure using an image from an imaging unit, comprising:
creating a weld point cloud within the structure from the position of the photographing part, the photographing direction, and pixel coordinates of the image;
An appearance inspection method for determining whether a weld is acceptable or not based on the image from the photographing unit and weld inspection specification information corresponding to the weld point cloud.
前記撮影部の位置と、前記撮影方向は、前記構造体に配置された、位置測定部からの情報を用いる外観検査方法。 8. The visual inspection method according to claim 7,
The visual inspection method uses information from a position measurement unit disposed on the structure to determine the position and direction of the photographing unit.
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