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JP2023154688A - Inspection device and inspection method - Google Patents

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JP2023154688A
JP2023154688A JP2022064194A JP2022064194A JP2023154688A JP 2023154688 A JP2023154688 A JP 2023154688A JP 2022064194 A JP2022064194 A JP 2022064194A JP 2022064194 A JP2022064194 A JP 2022064194A JP 2023154688 A JP2023154688 A JP 2023154688A
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JP
Japan
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inspection
camera
area image
lens
auxiliary
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022064194A
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Japanese (ja)
Inventor
達也 鈴木
Tatsuya Suzuki
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Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Original Assignee
Mitsui E&S Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui E&S Machinery Co Ltd filed Critical Mitsui E&S Machinery Co Ltd
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Abstract

To provide an inspection device and an inspection method with which it is possible to shorten an inspection time while suppressing a decrease in inspection accuracy.SOLUTION: By being preliminarily provided with a camera 2 for capturing an image of a surrounding landscape together with a surface 6a of an inspection object and a processing mechanism for acquiring image data from the camera 2, an inspection method includes: an imaging step in which the camera 2 captures an inspection area image including the surface 6a and an auxiliary area image including a surrounding landscape; and an estimation step in which the processing mechanism estimates the position of the camera 2 on the basis of the auxiliary area image of the image data acquired from the camera 2.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、航空機等の検査対象物の表面を検査する検査装置および検査方法に関するものであり、詳しくは検査精度の低下を抑制しつつ検査時間を短縮できる検査装置および検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection device and an inspection method for inspecting the surface of an object to be inspected such as an aircraft, and more particularly to an inspection device and an inspection method that can shorten inspection time while suppressing deterioration in inspection accuracy.

航空機の外装の検査を行う検査装置が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1には地上から伸びるアームを利用してカメラの三次元座標を取得して、距離センサによりカメラの傾きを検出することで、カメラで取得される画像の位置を把握していた。 Various inspection devices for inspecting the exterior of an aircraft have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the three-dimensional coordinates of the camera are acquired using an arm extending from the ground, and the position of the image acquired by the camera is grasped by detecting the tilt of the camera with a distance sensor.

検査装置が大型であり移動に時間がかかるため、検査に多くの時間がかかる不具合があった。複数台の検査装置を導入して検査時間を短縮しようとしても、検査装置どうしが干渉するため実現が困難であった。そもそも検査装置が比較的高価であるため、検査装置を複数台導入することが困難であった。 Since the inspection equipment is large and takes time to move, there was a problem in that the inspection took a lot of time. Even if an attempt was made to shorten the inspection time by introducing a plurality of inspection devices, it was difficult to realize this because the inspection devices interfere with each other. In the first place, since inspection devices are relatively expensive, it has been difficult to introduce multiple inspection devices.

日本国特開2019-219378号公報Japanese Patent Application Publication No. 2019-219378

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は検査精度の低下を抑制しつつ検査時間を短縮できる検査装置および検査方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inspection apparatus and an inspection method that can shorten inspection time while suppressing a decrease in inspection accuracy.

上記の目的を達成するための検査装置は、検査対象物の表面の状態を検査する検査装置において、前記検査対象物の前記表面とともに周辺風景を撮影するカメラと、前記カメラから画像データを取得して前記周辺風景に基づき前記カメラの位置を推定する処理機構とを備えていて、前記カメラが、前記表面を含む検査領域画像と、前記周辺風景を含む補助領域画像とを取得する構成を有することを特徴とする。 An inspection device for achieving the above purpose is an inspection device that inspects the surface condition of an object to be inspected, and includes a camera that photographs the surface of the object to be inspected as well as surrounding scenery, and image data that is acquired from the camera. a processing mechanism for estimating the position of the camera based on the surrounding scenery, and the camera has a configuration for acquiring an inspection area image including the surface and an auxiliary area image including the surrounding scenery. It is characterized by

上記の目的を達成するための検査方法は、検査対象物の表面の状態を検査する検査方法において、前記検査対象物の前記表面とともに周辺風景を撮影するカメラと、前記カメラから画像データを取得する処理機構とを予め備えていて、前記カメラが前記表面を含む検査領域画像を撮影するとともに前記周辺風景を含む補助領域画像を撮影する撮影工程と、前記処理機構が前記カメラから取得される前記画像データの前記補助領域画像に基づき前記カメラの位置を推定する推定工程とを備えることを特徴とする。 An inspection method for achieving the above purpose is an inspection method for inspecting the surface condition of an object to be inspected, which includes: a camera that photographs the surface of the object to be inspected as well as surrounding scenery; and image data is acquired from the camera. a processing mechanism; a photographing step in which the camera photographs an inspection area image including the surface and an auxiliary area image including the surrounding scenery; and the image obtained by the processing mechanism from the camera. and an estimating step of estimating the position of the camera based on the auxiliary area image of data.

本発明によれば、検査対象物の表面の傷等を含む検査領域画像を取得できるため、表面の状態の検査精度を向上するには有利である。周辺風景を含む補助領域画像を取得できるため、補助領域画像からカメラの位置を推定する際の精度を向上するには有利である。 According to the present invention, it is possible to obtain an inspection area image including scratches and the like on the surface of the object to be inspected, which is advantageous for improving the inspection accuracy of the surface condition. Since the auxiliary area image including the surrounding scenery can be obtained, it is advantageous for improving the accuracy when estimating the camera position from the auxiliary area image.

検査装置の概略を例示する説明図である。It is an explanatory view illustrating the outline of an inspection device. レンズの断面を例示する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a cross section of a lens. 図2のA-A矢視を例示する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the AA arrow view in FIG. 2; 図2のレンズの変形例を例示する説明図である。3 is an explanatory diagram illustrating a modification of the lens in FIG. 2. FIG. 航空機を平面視で例示する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an aircraft in plan view. 図1の検査装置で検査を行っている状態を例示する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a state in which an inspection is performed by the inspection apparatus of FIG. 1; 検査装置で取得される画像データを例示する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating image data acquired by the inspection device. 検査装置の変形例を例示する説明図である。It is an explanatory view illustrating a modification of an inspection device. 図8の検査装置で取得される画像データを例示する説明図である。9 is an explanatory diagram illustrating image data acquired by the inspection device of FIG. 8. FIG.

以下、検査装置および検査方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではカメラの光軸方向を矢印z、この光軸方向zに直交する第一方向を矢印x、光軸方向zおよび第一方向xに直交する第二方向を矢印yで示している。 Hereinafter, an inspection apparatus and an inspection method will be described based on the embodiment shown in the drawings. In the figure, the optical axis direction of the camera is shown by an arrow z, the first direction perpendicular to the optical axis direction z is shown by an arrow x, and the second direction perpendicular to the optical axis direction z and the first direction x is shown by an arrow y.

図1に例示するように検査装置1は、カメラ2と、このカメラ2から画像データを取得する処理機構3と、カメラ2に固定される脚構造体4とを備えている。カメラ2は、レンズ5を有している。図では説明のためレンズ5の表面の一部を破線で示している。 As illustrated in FIG. 1, the inspection device 1 includes a camera 2, a processing mechanism 3 that acquires image data from the camera 2, and a leg structure 4 fixed to the camera 2. The camera 2 has a lens 5. In the figure, a part of the surface of the lens 5 is shown by a broken line for explanation.

カメラ2は例えば水平方向の360°を撮影可能とする半天球カメラで構成される。カメラ2は水平方向および上下方向の360°を撮影可能とする全天球カメラで構成されてもよい。カメラ2の構成はこれに限定されない。検査対象物である航空機の本体や翼の表面の傷等と、周辺風景とを撮影できる構成を有していればよい。カメラ2は、例えば魚眼レンズを有するカメラで構成されてもよく、複数のカメラを組み合わせた構成を有していてもよい。本明細書において周辺風景とは、航空機の翼や窓やエンジンなどをいう。つまり周辺風景とは検査対象物の表面の周囲に存在する他の構造等をいう。周辺風景には、航空機の色彩や模様が含まれていてもよい。 The camera 2 is composed of, for example, a hemispherical camera capable of photographing 360° in the horizontal direction. The camera 2 may be configured as a spherical camera capable of photographing 360 degrees in the horizontal direction and the vertical direction. The configuration of the camera 2 is not limited to this. It is only necessary to have a configuration that can photograph flaws on the surface of the aircraft body or wing, which are the objects to be inspected, as well as the surrounding scenery. The camera 2 may be configured with a camera having a fisheye lens, for example, or may have a configuration in which a plurality of cameras are combined. In this specification, the surrounding scenery refers to the wings, windows, engines, etc. of an aircraft. In other words, the surrounding scenery refers to other structures existing around the surface of the object to be inspected. The surrounding scenery may include the colors and patterns of the aircraft.

カメラ2は、検査対象物の表面を含む検査領域画像と、周辺風景を含む補助領域画像とを取得する構成を有している。検査領域画像は、検査対象物の表面の傷等を少なくとも含んでいればよく、周辺風景の一部が含まれていてもよい。補助領域画像は、周辺風景の少なくとも一部を含んでいればよく、検査対象物の表面が含まれていてもよい。検査領域画像は、例えば検査対象物の表面の傷等にピントが合った画像となる。補助領域画像は、例えば周辺風景にピントが合った画像となる。 The camera 2 has a configuration for acquiring an inspection area image including the surface of the inspection object and an auxiliary area image including the surrounding scenery. The inspection area image only needs to include at least scratches on the surface of the inspection object, and may include a part of the surrounding scenery. The auxiliary area image only needs to include at least a part of the surrounding scenery, and may include the surface of the object to be inspected. The inspection area image is an image in which, for example, a flaw on the surface of the inspection object is in focus. The auxiliary area image is, for example, an image in which the surrounding scenery is in focus.

処理機構3は、カメラ2と有線または無線で接続されていて、カメラ2から画像データを取得する構成を有している。処理機構3は、取得した画像データの周辺風景からカメラ2の位置を推定する構成を有している。この実施形態では処理機構3は、カメラ2に組み込まれている。図1では説明のため処理機構3を破線で示している。処理機構3は、カメラ2の外部に配置される構成であってもよい。 The processing mechanism 3 is connected to the camera 2 by wire or wirelessly, and has a configuration for acquiring image data from the camera 2. The processing mechanism 3 has a configuration that estimates the position of the camera 2 from the surrounding scenery of the acquired image data. In this embodiment, the processing mechanism 3 is incorporated into the camera 2. In FIG. 1, the processing mechanism 3 is shown by a broken line for explanation. The processing mechanism 3 may be arranged outside the camera 2.

図1に例示する実施形態では脚構造体4は、一端をカメラ2に固定される四本の脚部4aと、この脚部4aの他端に連結される接触部4bとを有している。この接触部4bが検査対象物の表面と接触する。接触部4bは、一対の棒状体で構成されていて、一対の棒状体は互いに平行となる位置関係を有している。棒状体は第二方向yに沿って延設されていて、第二方向yにおいて対向する一対の脚部4aの上端どうしを連結する構成を有している。 In the embodiment illustrated in FIG. 1, the leg structure 4 has four legs 4a whose one end is fixed to the camera 2, and a contact part 4b connected to the other end of the legs 4a. . This contact portion 4b comes into contact with the surface of the object to be inspected. The contact portion 4b is composed of a pair of rod-shaped bodies, and the pair of rod-shaped bodies have a positional relationship in which they are parallel to each other. The rod-shaped body extends along the second direction y, and has a configuration that connects the upper ends of a pair of leg portions 4a facing each other in the second direction y.

脚構造体4は上記の構成に限定されない。一方をカメラ2に固定されて他方を検査対象物の表面と少なくとも三点で接触可能とする構成を有していればよい。脚構造体4は、検査装置1の必須の構成要件ではない。 The leg structure 4 is not limited to the above configuration. It is only necessary to have a configuration in which one side is fixed to the camera 2 and the other side can be brought into contact with the surface of the object to be inspected at at least three points. The leg structure 4 is not an essential component of the inspection device 1.

図2に例示するようにカメラ2が、検査対象物の表面を含む検査領域画像を取得する検査用レンズ5aと、周辺風景を含む補助領域画像を取得する補助レンズ5bとを有していてもよい。検査領域画像は、例えばカメラ2から比較的近い位置にピントを合わせた画像で構成できる。補助領域画像は、例えばカメラ2から比較的遠い位置にピントを合わせた画像で構成できる。この場合、補助レンズ5bのピントは少なくとも検査用レンズ5aのピントよりも遠方に合う状態となっている。検査用レンズ5aと補助レンズ5bとは一台のカメラ2に配置される。検査用レンズ5aは例えば標準レンズや接写に使用されるマクロレンズで構成される。補助レンズ5bは例えば広角レンズや魚眼レンズで構成される。 As illustrated in FIG. 2, even if the camera 2 has an inspection lens 5a that acquires an inspection area image including the surface of the object to be inspected, and an auxiliary lens 5b that acquires an auxiliary area image including the surrounding scenery. good. The inspection area image can be composed of an image focused on a relatively close position from the camera 2, for example. The auxiliary area image can be composed of an image focused on a position relatively far from the camera 2, for example. In this case, the focus of the auxiliary lens 5b is at least more distant than the focus of the inspection lens 5a. The inspection lens 5a and the auxiliary lens 5b are arranged in one camera 2. The inspection lens 5a is composed of, for example, a standard lens or a macro lens used for close-up photography. The auxiliary lens 5b is composed of, for example, a wide-angle lens or a fisheye lens.

検査領域画像は、例えば焦点距離の比較的長いレンズを通して撮影される画像で構成されてもよい。補助領域画像は、例えば焦点距離の比較的短いレンズを通して撮影される画像で構成されてもよい。この場合、検査用レンズ5aは補助レンズ5bよりも焦点距離の長いレンズで構成される。 The inspection area image may be composed of an image taken through a lens with a relatively long focal length, for example. The auxiliary area image may be composed of, for example, an image photographed through a lens with a relatively short focal length. In this case, the inspection lens 5a is configured with a lens having a longer focal length than the auxiliary lens 5b.

カメラ2が検査用レンズ5aおよび補助レンズ5bを有しているため、検査領域画像および補助領域画像のそれぞれにおいて独立して撮影条件を調整することが可能となる。撮影条件とは、例えばピントを合わせる位置や、レンズ5の焦点距離をいう。検査領域画像および補助領域画像のそれぞれにおいて、ピントが合う距離や画角の大きさを最適化することが可能となる。 Since the camera 2 includes the inspection lens 5a and the auxiliary lens 5b, it is possible to independently adjust the imaging conditions for each of the inspection area image and the auxiliary area image. The photographing conditions refer to, for example, the focusing position and the focal length of the lens 5. In each of the inspection area image and the auxiliary area image, it becomes possible to optimize the focusing distance and the size of the angle of view.

この実施形態では検査用レンズ5aは一枚のレンズで構成されている。検査用レンズ5aの構成はこれに限らず、複数のレンズを組み合わせて構成されてもよい。この実施形態では補助レンズ5bは複数のレンズで構成されている。補助レンズ5bの構成はこれに限らず、一枚のレンズで構成されてもよい。 In this embodiment, the inspection lens 5a is composed of one lens. The configuration of the inspection lens 5a is not limited to this, and may be configured by combining a plurality of lenses. In this embodiment, the auxiliary lens 5b is composed of a plurality of lenses. The configuration of the auxiliary lens 5b is not limited to this, and may be configured with a single lens.

図2および図3に例示するようにこの実施形態では、補助レンズ5bの光軸方向に沿って貫通孔5cが形成されている。貫通孔5cは例えばレンズ5の外側から内側に向かって直径が収縮する円錐台形に形成されている。検査用レンズ5aは貫通孔5cに配置されている。図2では説明のためレンズ5(検査用レンズ5aおよび補助レンズ5b)の光軸Pを一点鎖線で示している。図3に例示するように平面視においてレンズ5の中心部に検査用レンズ5aおよび貫通孔5cが配置される状態となる。これに限らず平面視においてレンズ5の中心部以外の位置に貫通孔5cが形成されて検査用レンズ5aが配置される構成であってもよい。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, a through hole 5c is formed along the optical axis direction of the auxiliary lens 5b. The through hole 5c is formed, for example, in the shape of a truncated cone whose diameter decreases from the outside to the inside of the lens 5. The inspection lens 5a is arranged in the through hole 5c. In FIG. 2, the optical axis P of the lens 5 (inspection lens 5a and auxiliary lens 5b) is shown by a chain line for explanation. As illustrated in FIG. 3, the inspection lens 5a and the through hole 5c are arranged at the center of the lens 5 in plan view. The present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the through hole 5c is formed at a position other than the center of the lens 5 in plan view, and the inspection lens 5a is disposed.

検査用レンズ5aを通過する光は、貫通孔5cを通過するため補助レンズ5bの影響を受けない。歪みの少ない検査領域画像を得るには有利である。また補助レンズ5bに検査用レンズ5aを組み込むことができるため、レンズ5を小さく構成しやすくなる。検査装置1の小型化には有利である。 The light passing through the inspection lens 5a is not affected by the auxiliary lens 5b because it passes through the through hole 5c. This is advantageous in obtaining an inspection area image with less distortion. Furthermore, since the inspection lens 5a can be incorporated into the auxiliary lens 5b, it becomes easier to make the lens 5 smaller. This is advantageous for downsizing the inspection device 1.

図4に例示するように検査用レンズ5aと補助レンズ5bとが、検査用レンズ5aの光軸Pの方向に沿って並べて配置される構成であってもよい。この実施形態では補助レンズ5bに貫通孔5cを形成しないため、レンズ5の製造を比較的容易に行える。レンズ5の製造コストを抑制するには有利である。 As illustrated in FIG. 4, the inspection lens 5a and the auxiliary lens 5b may be arranged side by side along the direction of the optical axis P of the inspection lens 5a. In this embodiment, since the through hole 5c is not formed in the auxiliary lens 5b, the lens 5 can be manufactured relatively easily. This is advantageous in reducing the manufacturing cost of the lens 5.

次に検査装置1を使用した検査方法について説明する。図5に例示するように検査対象物6が航空機の翼である場合を例に説明する。検査対象物6は航空機に限らない。検査対象物6は、風車のブレードや、ロケットや、船舶なども含む。また検査対象物6は、航空機等の外装に限らず内装も対象となる。検査対象物6は例えば工場内の配管等も含む。図5に例示するように検査対象物6の表面に傷7が形成されている場合、この傷7の近傍に検査装置1が設置される。 Next, an inspection method using the inspection device 1 will be explained. An example will be described in which the inspection object 6 is an aircraft wing, as illustrated in FIG. The inspection object 6 is not limited to an aircraft. The inspection object 6 also includes windmill blades, rockets, ships, and the like. Furthermore, the object to be inspected 6 is not limited to the exterior of an aircraft or the like, but also the interior. The inspection object 6 also includes, for example, piping in a factory. When a flaw 7 is formed on the surface of the inspection object 6 as illustrated in FIG. 5, the inspection device 1 is installed near the flaw 7.

図6に例示するようにまず検査対象物6である航空機の翼の表面6aに、検査装置1が設置される(以下、設置工程ということがある)。この検査装置1は図1に例示する実施形態の脚構造体4を有している。設置工程では、例えば表面6aに形成された傷7に対向する位置に検査装置1が設置される。その際に脚構造体4の少なくとも三点を表面6aに接触させる状態で検査装置1は設置される。脚構造体4は、検査装置1が表面6aに押し当てられても変形しない程度の強度を有している。 As illustrated in FIG. 6, the inspection device 1 is first installed on the surface 6a of an aircraft wing, which is the object to be inspected 6 (hereinafter sometimes referred to as an installation step). This inspection device 1 has a leg structure 4 of the embodiment illustrated in FIG. In the installation process, the inspection device 1 is installed at a position facing the flaw 7 formed on the surface 6a, for example. At this time, the inspection device 1 is installed with at least three points of the leg structure 4 in contact with the surface 6a. The leg structure 4 has such strength that it does not deform even when the inspection device 1 is pressed against the surface 6a.

一対の棒状体で構成される接触部4bの少なくとも三点を表面6aに接触させようとすると、表面6aの湾曲方向である第一方向xに対して、一対の棒状体がこれと直交する第二方向yに延在する状態となる。このとき接触部4bは第二方向yに延在する線で表面6aに接触する状態となる。つまり接触部4bは三点以上で表面6aに接触する状態となる。 When an attempt is made to bring at least three points of the contact portion 4b composed of a pair of rod-shaped bodies into contact with the surface 6a, the pair of rod-shaped bodies will move in the first direction x, which is perpendicular to the first direction It will be in a state where it extends in two directions y. At this time, the contact portion 4b comes into contact with the surface 6a along a line extending in the second direction y. In other words, the contact portion 4b comes into contact with the surface 6a at three or more points.

脚構造体4を三点以上で表面6aに接触させることで、脚構造体4の面が決定される。そのため湾曲する表面6aに対するカメラ2の姿勢(向きおよび傾き)と、表面6aからカメラ2のレンズ5までの距離が一義的に決まる。本明細書においてカメラ2の姿勢とは、表面6aに対するカメラ2の向きおよび傾きをいう。例えば図6に例示する傷7を撮影する際には、何回撮影を行ったとしても傷7に対するカメラ2の姿勢と距離がほぼ一定となる。 By bringing the leg structure 4 into contact with the surface 6a at three or more points, the surface of the leg structure 4 is determined. Therefore, the attitude (direction and inclination) of the camera 2 with respect to the curved surface 6a and the distance from the surface 6a to the lens 5 of the camera 2 are uniquely determined. In this specification, the attitude of the camera 2 refers to the orientation and inclination of the camera 2 with respect to the surface 6a. For example, when photographing the flaw 7 illustrated in FIG. 6, the attitude and distance of the camera 2 relative to the flaw 7 remain approximately constant no matter how many times the flaw 7 is photographed.

脚構造体4は予め決定される仮想的な面を介して表面6aに接触する構成を有していればよい。脚構造体4は例えばカメラ2から突設される三本以上の棒状体で構成されてもよい。棒状体の他端側がすべて表面6aに接触する状態であれば、カメラ2の姿勢は一義的に決まる。 The leg structure 4 only needs to have a configuration in which it contacts the surface 6a via a predetermined virtual surface. The leg structure 4 may be composed of three or more rod-shaped bodies that protrude from the camera 2, for example. The attitude of the camera 2 is uniquely determined if the other end of the rod-shaped body is in contact with the surface 6a.

検査装置1を表面6aに押し当てた状態で、カメラ2が撮影を行う(以下、撮影工程ということがある)。カメラ2は、傷7を有する表面6aとともに周辺風景を撮影する。カメラ2の撮影により得られる画像データの一例を図7に例示する。画像データは、中心部に位置する検査領域画像8と、この検査領域画像8の周辺部に位置する補助領域画像9とを有している。検査領域画像8には表面6aに形成された傷7が写る。補助領域画像9には周辺風景が写る。周辺風景として、航空機における本体と翼との境界となる部分や、翼に設置されているエンジンが写る。 With the inspection device 1 pressed against the surface 6a, the camera 2 takes a picture (hereinafter sometimes referred to as a photographing process). The camera 2 photographs the surrounding scenery along with the surface 6a having the scratch 7. An example of image data obtained by photographing with the camera 2 is illustrated in FIG. The image data includes an inspection area image 8 located at the center and an auxiliary area image 9 located at the periphery of this inspection area image 8. The inspection area image 8 shows scratches 7 formed on the surface 6a. The auxiliary area image 9 shows the surrounding scenery. The surrounding scenery includes the boundary between the aircraft's main body and wings, as well as the engines installed on the wings.

検査領域画像8は、傷7にピントが合う状態にできる。そのため傷7の状態や深さなどを検査領域画像8から精度良く把握することが可能となる。検査領域画像8には比較的な小さな傷7や腐食等も鮮明な画像として表示される。表面6aの状態の検査精度を向上するには有利である。補助領域画像9は、周辺風景にピントが合う状態にできる。また補助領域画像9は画角の比較的広い画像にできる。補助領域画像9から周辺風景の状況を精度良く把握することが可能となる。この実施形態では検査領域画像8と補助領域画像9とは、一つの画像データとして同時に取得される。 The inspection area image 8 can be brought into a state where the flaw 7 is in focus. Therefore, it is possible to accurately grasp the condition and depth of the flaw 7 from the inspection area image 8. In the inspection area image 8, relatively small scratches 7, corrosion, etc. are also displayed as clear images. This is advantageous for improving the accuracy of inspecting the condition of the surface 6a. The auxiliary area image 9 can be brought into focus on the surrounding scenery. Further, the auxiliary area image 9 can be an image with a relatively wide angle of view. It becomes possible to accurately grasp the situation of the surrounding scenery from the auxiliary area image 9. In this embodiment, the inspection area image 8 and the auxiliary area image 9 are acquired simultaneously as one image data.

図7に例示する画像データを取得した処理機構3は、補助領域画像9の周辺風景に基づきカメラ2の位置を推定する(以下、推定工程ということがある)。航空機の翼や窓との相対位置から画像データを取得した際のカメラ2の位置を推定できる。航空機の3Dキャドデータなどの図面データを予め処理機構3に記憶させておき、この図面データを利用して周辺風景からカメラ2の位置を推定してもよい。また検査対象物6の表面6aを複数の場所で予め撮影して、カメラ2と周辺風景との位置関係を基礎情報として処理機構3に記憶させる構成としてもよい。この基礎情報に基づき、新たに取得された画像データにおけるカメラ2の位置を処理機構3が推定する構成にできる。図7では説明のため検査対象物6以外の部分は灰色に着色している。 The processing mechanism 3 that has acquired the image data illustrated in FIG. 7 estimates the position of the camera 2 based on the surrounding scenery of the auxiliary area image 9 (hereinafter sometimes referred to as an estimation process). The position of the camera 2 when acquiring image data can be estimated from the relative position with respect to the wings and windows of the aircraft. Drawing data such as 3D CAD data of the aircraft may be stored in the processing mechanism 3 in advance, and the position of the camera 2 may be estimated from the surrounding scenery using this drawing data. Alternatively, the surface 6a of the inspection object 6 may be photographed in advance at a plurality of locations, and the positional relationship between the camera 2 and the surrounding scenery may be stored in the processing mechanism 3 as basic information. Based on this basic information, the processing mechanism 3 can be configured to estimate the position of the camera 2 in newly acquired image data. In FIG. 7, parts other than the inspection object 6 are colored gray for explanation.

補助領域画像9では周辺風景にピントが合う状態となるため、航空機のエンジンや、翼の表面の継ぎ目や色彩等を鮮明な周辺風景として得ることができる。処理機構3はこの周辺風景に基づき、カメラ2の位置を精度良く推定することができる。 In the auxiliary area image 9, the surrounding scenery is in focus, so that the aircraft engine, the seams and colors of the surfaces of the wings, etc. can be obtained as clear surrounding scenery. The processing mechanism 3 can accurately estimate the position of the camera 2 based on this surrounding scenery.

検査対象である傷7等を含む表面6aとともに周辺風景をカメラ2は撮影するので、周辺風景から傷7等を含む表面6aの位置を処理機構3で推定することができる。検査装置1は画像データの位置情報を得ることができる。位置情報を含む画像データを蓄積することで、航空機等の検査対象物6のメンテナンス等を効率よく行うことができる。 Since the camera 2 photographs the surrounding scenery along with the surface 6a including the flaws 7, etc., which is the object of inspection, the processing mechanism 3 can estimate the position of the surface 6a including the flaws 7, etc. from the surrounding scenery. The inspection device 1 can obtain position information of image data. By accumulating image data including position information, maintenance of the inspection object 6 such as an aircraft can be performed efficiently.

脚構造体4を表面6aに接触させて画像を取得するため、カメラ2と表面6aとの距離が一定となる状態で画像が取得される。所定の範囲の表面6aを撮影したときには、ほぼ同一の周辺風景が画像データに含まれることになる。画像データの位置情報の精度を向上するには有利である。 Since the image is acquired by bringing the leg structure 4 into contact with the surface 6a, the image is acquired while the distance between the camera 2 and the surface 6a is constant. When a predetermined range of the surface 6a is photographed, almost the same surrounding scenery will be included in the image data. This is advantageous for improving the accuracy of position information of image data.

画像データの位置情報を高い精度で取得できるため、地上から伸びるアーム等が不要となる。作業者が検査装置1を携帯して検査を行うことが可能となる。検査時間を短縮するには有利である。検査装置1を携帯できるので、風力発電用の風車のブレードや、ロケットなどの高所での検査も可能となる。検査装置1の小型化が可能となるため、複数の検査装置1を利用して同時に検査を行うことができる。検査時間を大幅な短縮が可能となる。 Since the position information of image data can be acquired with high precision, there is no need for an arm extending from the ground. It becomes possible for a worker to carry around the inspection device 1 and conduct an inspection. This is advantageous for shortening inspection time. Since the inspection device 1 is portable, it is also possible to inspect wind turbine blades for wind power generation, rockets, etc. at high places. Since the inspection device 1 can be downsized, multiple inspection devices 1 can be used to perform inspections at the same time. Inspection time can be significantly shortened.

処理機構3が、検査対象物6の表面6aを複数の範囲に区分した地図情報を予め有していてもよい。航空機等の形状を表す図面データ等を利用して地図情報は作成できる。このとき処理機構3は、複数の範囲のうちカメラ2が配置されている範囲を周辺風景に基づき推定する構成を有する。同一となる範囲にカメラ2が配置されていれば、カメラ2の設置位置が若干異なる場合であっても、同一の範囲で得られた画像データとして処理機構3は処理できる。画像データに含まれる傷7等が、新たに発生したものか、過去の検査において既に発見された傷7と同一のものかを判別しやすくなる。 The processing mechanism 3 may previously have map information that divides the surface 6a of the inspection object 6 into a plurality of ranges. Map information can be created using drawing data representing the shape of an aircraft, etc. At this time, the processing mechanism 3 has a configuration that estimates the range in which the camera 2 is arranged among the plurality of ranges based on the surrounding scenery. As long as the cameras 2 are arranged in the same range, even if the installation positions of the cameras 2 are slightly different, the processing mechanism 3 can process the image data as image data obtained in the same range. It becomes easier to determine whether the flaw 7 or the like included in the image data is newly generated or the same flaw 7 already found in a past inspection.

図8に例示するようにカメラ2として、検査領域画像8を取得する検査用カメラ2aと、補助領域画像9を取得する補助カメラ2bとを検査装置1が備える構成としてもよい。つまり検査装置1は複数台のカメラ2a、2bを有している。補助カメラ2bの数は一台に限らず、複数台で構成されてもよい。また検査用カメラ2aの光軸Pの方向に対して、補助カメラ2bの光軸Pbの方向が傾いている構成を有していてもよい。この場合、補助カメラ2bは検査用カメラ2aとは異なる方向を撮影するため、周辺風景を撮影しやすくなる。検査用カメラ2aの光軸Pと補助カメラ2bの光軸Pbとが平行であってもよい。図8では説明のため検査用カメラ2aの光軸Pおよび補助カメラ2bの光軸Pbを一点鎖線で示している。 As illustrated in FIG. 8, the inspection apparatus 1 may be configured to include an inspection camera 2a that acquires an inspection area image 8 and an auxiliary camera 2b that acquires an auxiliary area image 9 as the cameras 2. That is, the inspection device 1 has a plurality of cameras 2a and 2b. The number of auxiliary cameras 2b is not limited to one, and may be composed of a plurality of auxiliary cameras. Further, the optical axis Pb of the auxiliary camera 2b may be inclined with respect to the optical axis P of the inspection camera 2a. In this case, since the auxiliary camera 2b photographs in a different direction from the inspection camera 2a, it becomes easier to photograph the surrounding scenery. The optical axis P of the inspection camera 2a and the optical axis Pb of the auxiliary camera 2b may be parallel. In FIG. 8, for the sake of explanation, the optical axis P of the inspection camera 2a and the optical axis Pb of the auxiliary camera 2b are shown by dashed lines.

この実施形態の検査装置1は脚構造体4を備えていない。検査装置1が脚構造体4を備えていてもよい。検査用カメラ2aは例えば標準レンズやマクロレンズを有している。補助カメラ2bは例えば広角レンズや魚眼レンズを有している。 The inspection device 1 of this embodiment does not include the leg structure 4. The inspection device 1 may include a leg structure 4. The inspection camera 2a has, for example, a standard lens or a macro lens. The auxiliary camera 2b has, for example, a wide-angle lens or a fisheye lens.

図8に例示するカメラ2により得られる画像データの一例を図9に例示する。検査領域画像8と補助領域画像9とは独立した画像データとしてそれぞれ取得される。検査領域画像8と補助領域画像9とは同時に撮影されてもよく、同時ではない状態で撮影されてもよい。ただしカメラ2の位置や姿勢は固定される状態で、検査領域画像8と補助領域画像9とは取得される必要がある。 An example of image data obtained by the camera 2 illustrated in FIG. 8 is illustrated in FIG. The inspection area image 8 and the auxiliary area image 9 are each acquired as independent image data. The inspection area image 8 and the auxiliary area image 9 may be photographed at the same time or may not be photographed at the same time. However, the inspection area image 8 and the auxiliary area image 9 need to be acquired while the position and orientation of the camera 2 are fixed.

検査領域画像8と補助領域画像9とを取得するために、それぞれ適したカメラ2a、2bを組み合わせて使用することができるため、より適切な画像データを取得しやすくなる。一方で図2または3に例示する実施形態のように一台のカメラ2に検査用レンズ5aと補助レンズ5bとが設置される構成の方が、検査装置1を小型化するには有利である。 In order to acquire the inspection area image 8 and the auxiliary area image 9, it is possible to use a combination of cameras 2a and 2b that are suitable for each, making it easier to acquire more appropriate image data. On the other hand, a configuration in which the inspection lens 5a and the auxiliary lens 5b are installed in one camera 2 as in the embodiment illustrated in FIG. 2 or 3 is more advantageous for downsizing the inspection device 1. .

1 検査装置
2 カメラ
2a 検査用カメラ
2b 補助カメラ
3 処理機構
4 脚構造体
4a 脚部
4b 接触部
5 レンズ
5a 検査用レンズ
5b 補助レンズ
5c 貫通孔
6 検査対象物
6a 表面
7 傷
8 検査領域画像
9 補助領域画像
x 第一方向
y 第二方向
z 光軸方向
P、Pb 光軸
1 Inspection device 2 Camera 2a Inspection camera 2b Auxiliary camera 3 Processing mechanism 4 Leg structure 4a Leg part 4b Contact part 5 Lens 5a Inspection lens 5b Auxiliary lens 5c Through hole 6 Inspection object 6a Surface 7 Scratch 8 Inspection area image 9 Auxiliary area image x First direction y Second direction z Optical axis direction P, Pb Optical axis

Claims (8)

検査対象物の表面の状態を検査する検査装置において、
前記検査対象物の前記表面とともに周辺風景を撮影するカメラと、前記カメラから画像データを取得して前記周辺風景に基づき前記カメラの位置を推定する処理機構とを備えていて、
前記カメラが、前記表面を含む検査領域画像と、前記周辺風景を含む補助領域画像とを取得する構成を有することを特徴とする検査装置。
In an inspection device that inspects the surface condition of an object to be inspected,
comprising a camera that photographs the surface of the inspection object as well as surrounding scenery, and a processing mechanism that acquires image data from the camera and estimates the position of the camera based on the surrounding scenery,
An inspection apparatus characterized in that the camera has a configuration for acquiring an inspection area image including the surface and an auxiliary area image including the surrounding scenery.
前記カメラが、前記検査領域画像を取得する検査用レンズと、前記補助領域画像を取得する補助レンズとを設置される一台のカメラで構成される請求項1に記載の検査装置。 2. The inspection device according to claim 1, wherein the camera includes a single camera equipped with an inspection lens for acquiring the inspection area image and an auxiliary lens for acquiring the auxiliary area image. 前記補助レンズが光軸方向に沿って形成される貫通孔を有していて、前記検査用レンズが前記貫通孔に配置される請求項2に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 2, wherein the auxiliary lens has a through hole formed along the optical axis direction, and the inspection lens is disposed in the through hole. 前記検査用レンズと前記補助レンズとが、前記検査用レンズの光軸方向に沿って並べて配置される請求項2に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 2, wherein the inspection lens and the auxiliary lens are arranged side by side along the optical axis direction of the inspection lens. 前記カメラとして、前記検査領域画像を取得する検査用カメラと、前記補助領域画像を取得する補助カメラとを有する請求項1に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1, comprising, as the camera, an inspection camera that acquires the inspection area image, and an auxiliary camera that acquires the auxiliary area image. 前記処理機構が、前記表面を複数の範囲に区分する地図情報を予め有してて、複数の前記範囲のうち前記カメラが配置されている前記範囲を前記周辺風景に基づき推定する構成を有する請求項1~5のいずれかに記載の検査装置。 The processing mechanism has a configuration in which the processing mechanism has in advance map information that divides the surface into a plurality of ranges, and estimates the range in which the camera is arranged among the plurality of ranges based on the surrounding scenery. Inspection device according to any one of Items 1 to 5. 検査対象物の表面の状態を検査する検査方法において、
前記検査対象物の前記表面とともに周辺風景を撮影するカメラと、前記カメラから画像データを取得する処理機構とを予め備えていて、
前記カメラが前記表面を含む検査領域画像を撮影するとともに前記周辺風景を含む補助領域画像を撮影する撮影工程と、前記処理機構が前記カメラから取得される前記画像データの前記補助領域画像に基づき前記カメラの位置を推定する推定工程とを備えることを特徴とする検査方法。
In an inspection method for inspecting the surface condition of an object to be inspected,
Pre-equipped with a camera that photographs the surface of the object to be inspected as well as surrounding scenery, and a processing mechanism that acquires image data from the camera,
a photographing step in which the camera photographs an inspection area image including the surface and an auxiliary area image including the surrounding scenery; An inspection method comprising: an estimation step of estimating the position of a camera.
前記検査領域画像と前記補助領域画像とが同時に撮影される請求項7に記載の検査方法。 The inspection method according to claim 7, wherein the inspection area image and the auxiliary area image are captured simultaneously.
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