KR101168399B1 - 타이어 휠 검사방법 - Google Patents

Abstract

타이어 휠 검사방법이 제공된다. 본 발명의 타이어 휠 검사방법은, (A) 불규칙한 굴절면을 갖는 타이어 휠의 표면에 확산광을 조사하는 단계와, (B) 적어도 하나의 카메라가 타이어 휠을 촬영하여 타이어 휠의 표면영상을 얻는 단계와, (C) 표면영상의 영상정보를 색, 채도 및, 명도를 변수로 하는 삼차원 좌표 위의 점들에 대응시켜 기록하는 맵핑 단계와, (D) 맵핑된 상기 표면영상으로부터 비교영상을 얻는 단계와, (E) 타이어 휠 크기의 적부를 판별하는 단계(Ea), 타이어 휠 모양의 적부를 판별하는 단계(Eb) 또는, 상기 타이어 휠 폭의 적부를 판별하는 단계(Ec) 중의 적어도 어느 하나인 적부 판별단계를 포함한다.

Description

타이어 휠 검사방법{Irregularity inspection method for tire wheel}

본 발명은 타이어와 결합되어 차륜을 이루는 타이어 휠의 검사방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효과적으로 타이어 휠의 적부를 판단할 수 있는 타이어 휠 검사방법에 관한 것이다.

차륜은 회전축에 장착되어 회전하면서 물체를 움직이는 구동 장치이다. 자동차 및 그 밖의 여러 이송수단에 이용되는 차륜은 타이어 및, 타이어와 결합되는 타이어 휠을 포함할 수 있으며, 타이어 및 타이어 휠은 각각 독립적으로 생산된 후 조립되어 차륜을 이루게 된다.

이 중 타이어 휠은 타이어가 결합되는 테두리 부분인 휠 림(Rim) 및, 휠 림과 중앙의 허브(Hub)축을 연결하는 연결부를 포함한다. 휠 림은 연결부와 서로 입체적으로 연결되어 복잡한 구조를 형성하게 된다.

또한, 휠 림 및 연결부는 타이어 휠과 타이어와의 결합상태를 공고히 하고, 차륜의 회전 특성을 향상시키기 위한 기능적인 이유, 또는 차륜의 외관을 유려하게 만들기 위한 미관상의 이유 등으로 인해서 여러 가지 형태로 변형 가공된다. 이로 인해 타이어 휠의 표면은 굴절되어 불규칙한 굴절면을 형성할 수 있다.

이와 같은 타이어 휠은 타이어와 타이어 휠의 조립이 이루어지는 공장의 조립라인이나, 타이어 휠이 생산되는 생산라인 등에서 그 불량 여부를 필수적으로 검사하게 되는데, 전술한 바와 같은 형태상의 특징으로 인해 효과적인 검사가 어렵다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 공개특허 특2000-0072236호 등에 공개된 바와 같은 로봇 카메라를 사용하여 자동차 휠을 검사하는 방법이 있다. 이는 카메라로 촬영한 영상을 통해 오차 및 불량여부를 판별하는 검사를 수행하는 것으로 종래 로봇 비전 또는 비전 시스템 등으로 불린다.

하지만 기존의 비전 시스템은 촬영된 영상을 직접 분석하거나, 기존 영상과 단순히 비교하는 것으로서, 타이어 휠과 같이 상대적으로 크기가 크고 복잡한 검사대상에 적용되는 경우, 촬영된 영상으로부터 검사 대상과 배경부를 용이하게 구분해 내는 것이 어렵다는 문제점이 있었으며, 이로 인해 검사의 신뢰도가 크게 저하되는 단점이 있었다.

또한, 영상을 얻기 위해 사용되던 기존의 조명 장치는 타이어 휠 표면에 형성된 불규칙한 굴절면을 효과적으로 드러내지 못하였으며, 이에 따라 타이어 휠 표면의 특정 부분만이 부각되어 타이어 휠 전체의 정확한 영상정보를 얻는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 특2000-0072236호(2000.12.05), 도면 3

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 촬영된 영상정보를 사용하기 쉬운 상태로 가공하여, 이를 통해 정밀한 검사가 가능하도록 하는 동시에, 타이어 휠 전체의 정확한 영상정보를 획득할 수 있도록 한 타이어 휠의 검사방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 휠 검사방법은, (A) 불규칙한 굴절면을 갖는 타이어 휠의 표면에 확산광을 조사하는 단계와, (B) 적어도 하나의 카메라가 상기 타이어 휠을 촬영하여 상기 타이어 휠의 표면영상을 얻는 단계와, (C) 상기 표면영상의 영상정보를 색, 채도 및, 명도를 서로 독립된 변수로 하는 삼차원 좌표 위의 점들에 대응시켜 기록하는 맵핑 단계와, (D) 상기 (C)단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도, 및 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠의 외주연이 배경부와 분리되어 나타난 영상인 제1 비교영상을 얻는 단계(Da), 상기 (C)단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도, 및 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 형상화되어 나타난 영상인 제2 비교영상을 얻는 단계(Db) 및 상기 (C)단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠의 측면이 배경부와 분리되어 나타난 영상인 제3 비교영상을 얻는 단계(Dc) 중에서 선택된 하나 이상의 단계로 이루어진 비교영상을 얻는 단계 및, (E) 상기 제1 비교영상으로부터 상기 타이어 휠의 직경을 측정하고, 이를 기준 직경과 비교하여 상기 타이어 휠 크기의 적부를 판별하는 단계(Ea), 상기 제2 비교영상과 상기 타이어 휠의 기준 영상을 비교하여 상기 타이어 휠 모양의 적부를 판별하는 단계(Eb) 및 상기 제3 비교영상으로부터 상기 타이어 휠의 폭을 측정하고, 이를 기준 폭의 크기와 비교하여 상기 타이어 휠 폭의 적부를 판별하는 단계(Ec) 중에서 선택된 하나 이상의 단계로 이루어진 적부 판별단계를 포함한다.

상기 (A) 단계의 확산광은, 상기 타이어 휠의 표면을 향해 직진광을 조사하는 광원 및, 상기 광원과 상기 타이어 휠의 사이에 배치되어 상기 직진광을 통과시키되 상기 직진광을 서로 다른 방향으로 산란시키는 광 확산판을 포함하는 광 조사부로부터 형성된 것일 수 있다.

상기 광 조사부는 상기 광 확산판과 상기 타이어 휠의 사이에 배치되어 상기 타이어 휠에서 벗어난 상기 확산광을 상기 타이어 휠을 향해 재반사 시키는 광 반사판을 더 포함할 수 있다.

상기 (C)단계의 삼차원 좌표는, 하나의 평면 위에서 원점을 중심으로 하는 회전 각도로 표현되는 색 좌표와, 상기 평면 위에서의 각각의 색 좌표에 대한 원점으로부터의 거리로 표현되는 채도 좌표 및, 상기 평면과 수직한 평면 위에서의 원점으로부터의 거리로 표현되는 명도 좌표로 이루어진 것일 수 있다.

상기 (Da) 단계의 제한, 상기 (Db) 단계의 제한 및 상기 (Dc) 단계의 제한은 각각 허용범위 내로 제한하는 것으로, 상기 (Da) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠의 외주연이 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위이고, 상기 (Db) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위이며, 상기 (Dc) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠 측면이 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위일 수 있다.

상기 (Da) 단계, 상기 (Db) 단계 및 상기 (Dc) 단계 각각의 허용범위는 상기 색, 상기 채도 및 상기 명도 중 적어도 어느 하나의 하한 또는 상한을 결정짓는 임계값에 의해 결정되는 것일 수 있다.

상기 (E) 단계의 적부 판별은, 상기 타이어 휠의 전부 또는 일부를 포함하도록 선택되어, 상기 타이어 휠의 직경이 측정되거나, 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 형상화되거나 또는, 상기 타이어 휠의 폭의 크기가 측정되는 영역인 검사영역 내에서 이루어지는 것일 수 있다.

상기 (B)단계의 표면영상은 타이어 휠 및 상기 타이어 휠의 배경이 되는 배경부가 함께 촬영된 것으로, 상기 배경부와 상기 타이어 휠은 서로 무작위 배치되는 것일 수 있다.

상기 표면영상은 상기 카메라가 향하는 방향에 따라 포착된 상기 타이어 휠의 평면영상 또는 측면영상이고, 상기 제1 비교영상 및 상기 제2 비교영상은 상기 평면영상으로부터 얻어지며, 상기 제3 비교영상은 상기 측면영상으로부터 얻어지는 것일 수 있다.

상기 (B) 단계의 카메라는 하나와 다른 하나가 상기 타이어 휠의 전면 및 측면을 각각 향하도록 서로 수직하게 배치된 컬러 카메라일 수 있다.

본 발명에 의한 타이어 휠의 검사방법은, 타이어 휠 전체의 정확한 표면영상을 얻을 수 있으며, 아울러 카메라로부터 촬영된 영상을 분석이 용이한 형태로 가공하여 타이어 휠의 크기 또는, 폭 등의 오차를 정밀하게 판별하거나, 타이어 휠 표면에 형성된 무늬를 검사하여 타이어 휠의 외형상의 불량 여부를 높은 신뢰도로 판별해 낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 휠 검사방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 검사방법을 수행하기 위한 타이어 휠 검사장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 도 2의 검사장치의 영상촬영부의 일 례를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 영상촬영부의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 3의 영상촬영부가 촬영한 타이어 휠의 표면영상을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 표면영상으로부터 얻어진 비교영상을 도시한 도면들이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 표면영상을 이용한 검사영역의 설정과정을 도시한 도면들이다.
도 8은 도 1의 검사방법에 의해 얻은 검사결과 표시화면의 일 례를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 휠 검사방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 휠 검사방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1의 검사방법을 수행하기 위한 타이어 휠 검사장치의 구성을 보인 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 타이어 휠의 검사방법은 타이어 휠이 검사지점으로 위치하는 단계(S100), 타이어 휠에 확산광을 조사하고, 타이어 휠을 촬영하여 표면영상을 얻는 단계(S200), 촬영된 영상의 영상정보를 삼차원 좌표위의 점들에 대응시켜 기록하는 맵핑 단계(S300), 맵핑된 표면영상으로부터 비교영상을 획득하는 단계(S400), 비교영상을 이용하여 타이어 휠의 직경, 폭, 모양을 검사하고, 각각의 적합, 부적합 여부를 판별하는 단계(S500), 검사 결과를 표시하는 단계(S600)를 포함한다.

이와 같은 검사방법에 있어서, 타이어 휠의 표면에 조사되는 확산광은 타이어 휠의 굴절된 표면에 다양한 각도로 입사된다. 따라서, 불규칙한 굴절면을 더 잘 드러낼 수 있으며, 이에 따라 타이어 휠의 표면영상을 더 정확하게 촬영할 수 있다.

또한, 표면영상은 맵핑 단계(S300)를 통해 색, 채도 및, 명도를 서로 독립적으로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 맵핑된 표면영상으로부터 각각의 변수를 일정한 범위 내로 제한함으로써 타이어 휠의 본체와 그 배경부가 서로 분리되어 나타나는 비교영상을 얻을 수 있으며, 이러한 비교영상을 이용하면, 타이어 휠 자체의 형태를 더욱 정확하게 인식하고, 불량 여부를 더욱 높은 신뢰도로 판별할 수 있게 된다. 본 발명에 의한 타이어 휠의 검사방법은 시작에서부터 종료에 이르기까지 하나의 자동화된 검사 루프를 구성하며, 이러한 검사 루프는 하나의 타이어 휠에 대한 검사 작업이 종료된 후, 다시 다른 타이어 휠에 대한 검사 작업이 시작되도록 서로 연결될 수 있다. 따라서 복수의 타이어 휠에 대한 연속적인 검사 작업 역시 가능하다.

이어서, 도 2를 참조하면, 이러한 검사방법을 수행하기 위한 타이어 휠 검사장치(1)는 크게 타이어 휠의 표면영상을 촬영하는 영상촬영부(100), 촬영된 표면영상을 가공하며, 이를 이용해 검사 작업을 수행하는 영상처리부(200), 검사 결과를 외부로 표시하는 영상표시부(300) 및, 영상처리부(200)를 조작하기 위한 조작부(400)를 포함한다. 조작부(400)는 영상처리부(200) 뿐만 아니라, 영상처리부(200)와 연결된 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130) 및, 영상표시부(300) 역시 조작할 수 있도록 형성될 수 있다.

영상촬영부(100)는 광 조사부(110) 및, 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)를 포함한다.

광 조사부(110)는 타이어 휠의 표면에 확산광을 조사하는 역할을 한다. 확산광은 전술한 바와 같이 타이어 휠의 표면에 서로 다른 다양한 각도로 입사되며, 이를 통해 굴절면에 의해 형성된 타이어 휠 표면의 무늬를 형상화 할 수 있다. 확산광 및 표면영상의 촬영과정에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

영상촬영부(100)는 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)를 포함한다. 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)는 서로 수직한 방향으로 배치된 컬러 카메라 일 수 있으며, 제1 카메라(120)는 타이어 휠의 전면을 향하고, 제2 카메라(130)는 타이어 휠의 측면을 향하도록 배치될 수 있다. 따라서, 영상촬영부(100)는 동시에 타이어 휠의 표면영상을 하나 이상 얻을 수 있다. 이 때, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 하나와 다른 하나의 카메라를 구분하기 위해 임의로 선택된 것이며, 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)의 향하는 방향은 서로 교환될 수 있다. 또한, 영상촬영부(100)는 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)외에도 카메라를 하나 이상 더 포함하는 것이 가능하다.

영상처리부(200)는 CPU 및 이와 연결된 주변기기로 이루어진 PC 또는 워크스테이션일 수 있다. 이러한 PC 또는 워크스테이션은 하나 이상이 병렬로 연결되어 영상처리부(200)를 이룰 수 있으며 이를 통해 영상처리부(200)의 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 하나의 PC 또는 워크스테이션은 다른 하나와 서로 보완적으로 작동할 수 있으며, 하나의 PC 또는 워크스테이션에 문제가 생기는 경우, 이와 병렬로 연결된 또 다른 PC 또는 워크스테이션은 이를 긴급히 대체하여, 진행 중인 프로세스를 중단하지 않고 계속 수행할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 필요한 경우, 영상처리부(200)는 외부 기기를 동작시킬 수 있도록 프로그램된 PLC(Programmed Logic Controller)와 연결될 수 있으며, 이를 통해 타이어 휠을 이송하는 이송장비가 타이어 휠의 검사과정에 맞추어 운행되거나, 운행을 멈추도록 제어할 수 있다.

영상처리부(200)는 타이어 휠의 표면영상의 영상정보를 색(Hue), 채도(Saturation) 및, 명도(Intensity)를 서로 독립된 변수로 하는 삼차원 좌표의 여러 점들에 대응시켜 기록하는 맵핑(Mapping) 작업을 한다. 맵핑 작업은 영상처리부(200)에 내장된 프로그램을 통해 이루어질 수 있으며, 이러한 프로그램은 변수를 변환하기 위한 일정한 산식을 포함할 수 있다.

맵핑된 표면영상은 색, 채도 및, 명도가 서로 독립적으로 조정될 수 있으며, 이를 이용하여 표면영상으로부터, 검사대상인 타이어 휠과 배경부가 서로 분리된 영상인 비교영상을 추출할 수 있다. 또한, 이러한 비교영상을 이용하면 타이어 휠의 검사를 보다 면밀히 수행할 수 있게 된다. 영상처리부(200)의 맵핑 과정, 비교영상 획득과정, 및 검사과정에 대해서도 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

영상표시부(300)는 타이어 휠 검사장치(1)가 설치된 조립라인 또는 생산라인 등의 작업공간 내에 설치된 모니터이거나, 이같은 모니터의 영상을 확대하여 조사하는 빔 프로젝터 일 수 있다. 검사 결과는 영상표시부(300)에 표시되어 타이어 휠 검사장치(1)를 관리하는 관리자에게 전달된다.

이러한 구성을 갖는 타이어 휠 검사장치(1)는 조작부(400)에 의해 조작될 수 있다. 조작부(400)는 컴퓨터 키보드나 마우스와 같은 입력장치일 수 있으며, 필요한 경우, 이와 별도로 마련된 조작버튼을 포함할 수 있다. 불필요한 키를 제거한 심플하게 구성된 조작버튼을 이용하는 경우, 타이어 휠 검사장치(1)를 좀 더 손쉽게 제어할 수 있을 것이다.

도면에 도시되지 않았지만, 타이어 휠 검사장치(1)는 검사 결과를 시각적으로 더욱 효과적으로 표시할 수 있는 경고용 램프나, 경고음을 낼 수 있는 알람용 스피커와도 연결될 수 있다.

이하, 도 1과 함께 도 3 내지 도 5를 참조하여, 타이어 휠이 검사지점에 위치하는 단계 및, 표면영상을 촬영하는 단계에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 도 2의 검사장치의 영상촬영부의 일 례를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 영상촬영부의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도이며, 도 5는 도 3의 영상촬영부가 촬영한 타이어 휠의 표면영상을 도시한 도면이다.

타이어 휠(W)의 검사가 시작되면, 도 3에서 도시된 바와 같이, 우선 타이어 휠(W)이 검사지점으로 이송된다. 이 때, 검사지점에는 영상촬영부(100)가 위치하게 된다. 영상촬영부(100)는 하우징(113)을 포함하여 일종의 검사 룸의 형태로 형성될 수 있으며, 하우징(113)의 일 측은 개폐가 가능한 도어로 형성되어 영상촬영부(100) 내부의 기기를 조작하거나 유지하는 데 사용될 수 있다.

타이어 휠(W)은 검사지점까지 휠 이송부(500)를 이용하여 이송될 수 있다. 휠 이송부(500)는 예를 들어, 컨베이어 벨트와 같은 공지의 이송수단을 이용하여 구성될 수 있다. 휠 이송부(500)의 양 측에는 타이어 휠(W)의 이송 경로를 가이드 하기 위한 가이드 바(510)가 설치된다.

타이어 휠(W)은 휠 이송부(500)에 얹혀진 채 이동된다. 이 때, 타이어 휠(W)은 전면부가 상방을 향하도록 휠 이송부(500)위에 놓인다. 타이어 휠(W)의 측면부에는 타이어가 결합되는 테두리 부분인 휠 림(Rim)이 형성되며, 타이어 휠(W)의 휠 림은 타이어 휠(W) 중앙의 허브(Hub)축과 특정한 형상을 갖는 연결부를 통해 연결된다. 이하, 타이어 휠(W)의 측면 또는 측면부라 함은 타이어 휠(W)의 표면 중 타이어가 결합되는 테두리부분을 지칭하는 것이며, 타이어 휠(W)의 전면 또는 전면부라 함은 타이어 휠(W)의 표면 중 테두리부분 사이에 위치하는 원형의 디스크 면을 말하는 것임을 밝혀둔다.

연결부는 타이어 휠(W) 중앙의 허브축과 휠 림을 서로 연결하는 바퀴살인 휠 스포크(Spoke)이며, 타이어 휠(W)의 전면에 위치한다. 연결부는 공기 저항을 줄여 타이어 휠(W)의 회전 특성을 향상시키거나, 지지력을 향상시키려는 목적 또는, 외부로 드러나는 타이어 휠(W)의 전면부에 특정한 무늬를 형성하여 타이어 휠(W)의 외관을 유려하게 만들기 위한 목적 등으로 인해 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한, 휠 림이 위치하는 측면부 역시 타이어의 비드(Bead) 부분과 밀착될 수 있도록 또 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 3에는 한번 이상 곡률이 반전되는 곡면을 갖는 측면부가 도시되었다.

즉, 전면부 및 측면부를 포함하는 타이어 휠(W)의 표면 전체는 복잡한 형태로 굴절 형성될 수 있다. 특히, 타이어 휠(W)의 전면부는 특정한 무늬를 형성하기 위해서 더욱 복잡하게 굴절될 수 있다. 타이어 휠(W)의 전면부가 형성하는 무늬는 도시된 바와 같은 회전 대칭형 형상이 주가 되나, 항상 이러한 형상일 필요는 없으며, 정형화 되지 않은 형상, 비대칭의 형상으로 형성되는 것도 가능하다. 이러한 이유로 타이어 휠(W)의 표면에는 불규칙한 굴절면이 형성될 수 있으며, 불규칙한 굴절면은 타이어 휠(W)의 표면에 입체적인 형상을 형성하게 된다.

이러한 특징을 갖는 타이어 휠(W)은 휠 이송부(500)를 따라 진행하여(도 3의 화살표 참조) 하우징(113)의 일 측에 마련된 유입구(114)를 통과한 후 검사지점에 위치하게 된다(S100).

도 4를 참조하면, 하우징(113)의 내측에는 광 조사부(110) 및 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)가 배치된다. 제1 카메라(120)는 하우징(113)의 상방에 위치할 수 있고, 제2 카메라(130)는 가이드 바(510)의 위에 장착되어 하우징(113) 하방에 위치할 수 있다. 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)는 서로 수직하게 배치된다.

광 조사부(110)는 하우징(113)의 상방에서 타이어 휠(W)의 표면을 향해 직진광을 조사하는 광원(111), 광원(111)과 타이어 휠의 사이에 배치되어 직진광을 서로 다른 방향으로 산란시키는 광 확산판(112)을 포함한다. 광 확산판(112)과 타이어 휠(W)의 사이에는 광 확산판(112)과 수직하게 배치되는 광 반사판(116)이 더 포함될 수 있다. 광원(111)은 예를 들면, 복수의 고휘도 LED(Light Emitting Diode)를 병렬로 배치하여 구성할 수 있다.

광원(111)으로부터 조사된 직진광(광원(111) 직하방의 작은 화살표 참조)은 광 확산판(112)에 도달한 후 서로 다른 임의의 방향으로 확산된다. 직진광의 경우에는 타이어 휠(W)의 표면을 향해 단방향으로 입사하게 되며, 이로 인해 굴절면의 일부만을 비추거나 빛이 도달하지 못하는 굴절면이 생기게 된다, 따라서 직진광을 사용하는 종래의 조명은 타이어 휠(W) 표면의 형상을 효과적으로 드러낼 수 없다. 광 확산판(112)은 예를 들면, 반투명의 아크릴 수지 등을 사용하여 만들어질 수 있으며, 확산광(L)은 광 확산판(112)의 내부에 도달한 직진광이 산란되거나 굴절 및 반사작용을 반복함으로써 얻어질 수 있다.

따라서, 광 확산판(112)의 하방으로는 확산광(L)이 조사된다. 확산광(L)은 하방으로 진행하되, 타이어 휠(W)을 향해 직진하지 않고, 타이어 휠(W)의 주변으로 퍼져 나가게 된다. 이 때, 타이어 휠(W)에서 벗어난 확산광(L)은 광 반사판(116)에 반사되어 다시 타이어 휠(W)을 향할 수 있다. 광 반사판(116)에 의해 재반사된 확산광(L)은 진행경로가 재차 변경된다. 이에 따라, 확산광(L)은 타이어 휠(W) 표면에 서로 다른 다양한 각도로 입사될 수 있으며, 타이어 휠(W) 표면의 서로 다른 굴절면들에 도달할 수 있다. 따라서 확산광(L)은 각각의 굴절면들로부터 반사되면서 타이어 휠(W) 전체의 형상을 효과적으로 드러낼 수 있게 되는 것이다.

이러한 과정을 거쳐 타이어 휠(W)의 표면에서 반사된 확산광(L)의 반사광(L')은 타이어 휠(W)의 표면, 특히 전면부의 특정한 형태로 형성된 무늬를 형상화 할 수 있다. 반사광(L')은 하우징(113)의 상방에 위치한 제1 카메라(120)를 향해 진행하며, 제1 카메라(120)는 타이어 휠(W)을 촬영하여 타이어 휠(W) 전면부의 표면영상을 획득하고, 제2 카메라(130)는 타이어 휠(W) 측면부의 표면영상을 획득하게 된다(S200). 타이어 휠(W)의 측면부는 반사광(L')이 반사되는 외곽부가 상대적으로 밝게 드러나게 되며, 이를 통해 측면부의 너비, 즉, 타이어 휠(W)의 폭의 크기를 정확하게 측정할 수 있게 된다.

도면에 도시되지 않았지만, 제1 카메라(120)의 직하방에 위치한 광 확산판(112)의 일부분은 영상촬영을 위해 절개될 수 있다. 또한, 제1 카메라(120)는 절개된 부분을 통해 광 확산판(112)의 하방으로 노출되도록 배치되는 것도 가능하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 과정을 거쳐 획득한 표면영상은 크기 즉, 타이어 휠(W)의 직경을 검사하기 위한 영상(좌측)과, 모양 즉, 타이어 휠(W) 전면부의 형태를 검사하기 위한 영상(중앙)과, 타이어 휠(W)의 폭을 검사하기 위한 영상으로 구분된다(우측). 이 중 타이어 휠(W)의 직경을 검사하기 위한 표면영상과 타이어 휠(W)의 형태를 검사하기 위한 표면영상은 모두 제1 카메라(120)로부터 얻어진 것일 수 있으며, 타이어 휠(W)의 폭을 검사하기 위한 표면영상은 제2 카메라(130)로부터 얻어진 것일 수 있다. 표면영상은 카메라가 향하는 방향에 따라 포착된 타이어 휠의 평면영상이거나 측면영상일 수 있다.

또한, 표면영상은 검사위치에 진입된 타이어 휠(W) 전체를 포착한 것이되, 타이어 휠(W)과 배경부가 함께 촬영된 것으로, 표면영상 내에서 타이어 휠(W)과 배경부는 서로 무작위로 배치될 수 있다. 즉, 특정위치에 고정된 감지 센서나 컬러 센서 등을 사용하여 타이어 휠(W)을 검사하는 경우에는, 측정 오차를 최소화 하기 위해 타이어 휠(W)이 검사위치에 정확히 정렬되지 않으면 안 되는 불편함이 있으나, 표면영상에 포착된 타이어 휠(W)은 후술하는 맵핑 및 비교영상을 얻는 영상처리과정을 통해 그 전체가 데이터화하여 사용되는 것이므로, 표면영상 내에서 꼭 중앙에 위치하도록 정렬될 필요가 없는 것이다. 이 때, 배경부는 예를 들면, 타이어 휠(W)과 함께 촬영된 검사실의 일부나 타이어 휠(W)을 이송하기 위해 설치된 컨베이어 벨트의 일부가 될 수 있다.

이하, 도 1과 함께 도 6a 내지 도 8을 참조하여, 표면영상의 영상정보를 기록하는 맵핑 단계, 맵핑된 표면영상으로부터 비교영상을 획득하는 단계, 비교영상을 검사하고 불량여부를 판별하는 단계 및, 검사결과를 표시하는 단계에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 도 5의 표면영상으로부터 얻어진 비교영상을 도시한 도면들이고, 도 7a 내지 도 7d는 도 5의 표면영상을 이용한 검사영역의 설정과정을 도시한 도면들이며, 도 8은 도 1의 검사방법에 의해 얻은 검사결과 표시화면의 일 례를 도시한 도면이다.

전술한 과정을 통해서 촬영된 표면영상들은 영상 처리부(도 2의 200 참조)에서 맵핑된다. 맵핑 과정은 촬영된 영상의 영상정보를 일정한 산식을 통해 색, 채도 및 명도를 각각 독립된 변수로 하는 삼차원 공간좌표 위로 옮기는 과정이며, 이러한 과정을 거쳐 표면영상의 영상정보는 상기한 삼차원 공간좌표 위의 점들에 대응되어 기록될 수 있다. 맵핑된 표면영상의 영상정보는 디지털화되어 영상 처리부(200)와 연결된 데이터 저장장치 내에 저장되는 방식으로 기록될 수 있다.

색(Hue), 채도(Saturation: 색의 선명도 또는 포화된 정도, 진하기) 및, 명도(Intensity: 색의 밝고 어두운 정도)는 컬러 영상을 정의하는 데 사용되는 변수들이지만, 일반적인 경우 컬러 영상은 RGB 즉, 레드, 그린, 블루의 삼원색을 변수로 하는 삼차원 공간 좌표에 대응되는 점들의 집합이 된다. 즉, 영상을 정의하는 화소당 RGB 공간상의 한 점의 좌표가 대응되는 방식으로 영상정보가 저장된다. 이와 같은 경우 명도 및 채도는 부가적으로 조절될 수 밖에 없으며, 예를 들어 명도를 조절하는 경우, 이는 영상정보 전체의 감마 값을 조절하게 됨으로써 영상의 색 정보를 왜곡시키게 된다.

반면, 색(Hue), 채도(Saturation) 및 명도(Intensity)를 각각 독립된 변수로 하는 공간(이하 HSI 색공간이라 칭함)은 각각의 색 정보에 대해서 독립적으로 채도 및 명도를 결정할 수 있기 때문에, 색상 정보의 왜곡 없이도 영상정보의 채도 또는 명도를 조절할 수 있다. 또한, 이를 응용하여 색상 정보와 독립적으로 영상의 명도 또는 채도를 강화하거나 반대로 약화시키는 것이 가능하다. HSI 색공간은 하나의 평면 위에서 원점을 중심으로 하는 회전 각도로 표현되는 색 좌표와, 상기 평면 위에서의 각각의 색 좌표에 대한 원점으로부터의 거리로 표현되는 채도 좌표 및, 상기 평면과 수직한 평면 위에서의 원점으로부터의 거리로 표현되는 명도 좌표로 이루어진 삼차원 공간일 수 있다.

따라서, 이러한 HSI 색공간으로 맵핑된 표면영상을 적절하게 가공하면 타이어 휠의 검사가 용이하도록 변환된 비교영상을 얻을 수 있다(S400). 비교영상은 상기한 HSI 색공간을 정의하는 변수인 색, 채도 및 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하는 방법을 통해 달성될 수 있다.

비교 영상을 정의하는 색상값, 채도값 및, 명도값은 각각 고유한 단계를 가진다. HSI 색공간 내에서 각도의 변화로 표시되는 색상값은 0~359 사이의 값을 가질 수 있으며, 서로 다른 색상에 대해 각각 고유한 색상값이 할당될 수 있다. 예를 들어, 적색은 0, 녹색은 120, 청색은 240의 값을 가질 수 있다. 이에 반해, 채도 및 명도는 각각의 단계를 256가지의 단계로 나누어 설정할 수 있으며, 색의 진하기 및 밝기의 정도에 따라 각각 0 에서 255 중 어느 하나의 값을 가질 수 있다.

이 때, 검사대상이 되는 타이어 휠은 배경부와 구분되는 독자적인 색의 범위, 채도의 범위 및, 명도의 범위를 갖게 된다. 따라서, 맵핑된 표면영상의 색, 채도 및 명도 중 적어도 어느 하나를 일정한 허용범위 내로 제한하게 되면, 허용범위를 넘어서거나 미치지 못하는 색, 채도 및, 명도를 갖는 부분들은 제거될 수 있으며, 이에 따라 타이어 휠의 외주연이 배경부와 완전히 분리된 영상인 제1 비교영상, 타이어 휠 표면의 무늬가 효과적으로 형상화된 영상인 제2 비교영상 및 타이어 휠 측면부의 외곽선이 강조되어 타이어 휠의 측면이 배경부와 분리된 영상인 제3 비교영상 중에서 선택된 하나 이상을 얻을 수 있게 된다. 색, 채도 및, 명도는 검사 대상에 따라 다양한 방법으로 제한될 수 있다.

제1 비교영상, 제2 비교영상 및 제3 비교영상 중에서 선택된 하나 이상을 얻는다는 것은, 제1 비교영상, 제2 비교영상 및 제3 비교영상 중에서 선택된 어느 하나의 영상을 얻는 경우와, 하나와 다른 하나가 조합된 둘 이상의 영상을 얻는 경우 및, 세 종류의 비교영상을 한꺼번에 얻는 경우를 모두 의미한다. 세 가지의 비교영상을 한꺼번에 얻는 경우, 타이어 휠의 크기, 모양 및 폭에 대한 적부의 판별 역시 동시에 수행될 수 있으며, 이에 따라 타이어 휠의 검사과정이 종합적으로, 빠르게 진행될 수 있다. 제1 비교영상 및 제2 비교영상은 타이어 휠의 전면부가 포착된 평면영상으로부터 획득될 수 있으며, 제3 비교영상은 타이어 휠의 측면부가 포착된 측면영상으로부터 획득될 수 있다.

제1 비교영상을 얻을 수 있는 허용범위는 타이어 휠의 외주연이 갖는 색의 범위, 채도의 범위 및, 명도의 범위 중 적어도 어느 하나만으로 이루어지고 나머지 영역은 배제된 범위가 될 수 있으며, 제2 비교영상을 얻을 수 있는 허용범위는 타이어 휠 표면의 무늬가 갖는 색의 범위, 채도의 범위 및, 명도의 범위 중 적어도 어느 하나만으로 이루어지고 나머지 영역은 배제된 범위가 될 수 있다. 또한, 제3 비교영상을 얻을 수 있는 허용범위는 타이어 휠 측면이 갖는 색의 범위, 채도의 범위 및, 명도의 범위 중 적어도 어느 하나만으로 이루어지고 그 외의 영역은 배제된 범위가 될 수 있다.

구체적으로, 이와 같은 허용범위는 색, 채도 및 명도 중 적어도 어느 하나의 하한 또는 상한을 결정짓는 임계값을 설정하는 방법을 통해 결정된다.

검사대상인 타이어 휠의 전부 또는 일부가 도색되어 있는 경우에는 색, 채도 및, 명도 각각에 대해 모두 임계값을 설정하여 비교영상을 얻는 것이 효과적이 된다. 반면, 도색되어 있지 않거나, 무채색(백색, 은색 또는 흑색 등)의 색상을 갖는 대부분의 타이어 휠의 경우에는 색, 채도 및 명도 각각에 대해 모두 임계값을 설정할 필요가 없으며, 타이어 휠 표면의 굴절면에서 반사되는 확산광의 반사광을 효과적으로 드러낼 수 있도록, 명도에 대한 임계값을 설정하는 것으로 충분할 수 있다.

이러한 과정을 거쳐 얻어진 비교영상의 예가 도 6a 내지 도 6c에 도시되어 있다.

우선 도 6a를 참조하면, 제1 비교영상은 타이어 휠의 외주연이 배경부와 완전히 분리된 형태가 된다. 따라서, 타이어 휠 자체의 직경을 측정하고, 이를 데이터화 된 기준직경과 비교하여 타이어 휠의 크기 오차를 정밀하게 판별할 수 있는 것이다. 이 때, 기준직경은 검사대상인 타이어 휠의 제조하고자 하는 목표치로 설정된 직경의 크기이며, 수치화되어 영상처리부(도 2의 200 참조)에 저장된 것이다. 영상처리부(200)는 다양한 종류의 타이어 휠에 대한 기준직경의 데이터를 갖는다.

제1 비교 영상은 색, 채도, 명도의 각각을 필요한 허용범위 내로 제한하여 얻을 수 있으며, 구체적으로는 명도의 하한 또는 상한을 결정하는 임계값을 조절하는 방법으로 얻어질 수 있다.

임계값의 조절은 영상처리부(도 2의 200 참조)의 설정화면에서 이루어질 수 있으며, 영상표시부(도 2의 300 참조)의 설정화면을 보면서, 조작부(도 2의 400 참조)를 조작하는 방법으로 행해질 수 있다. 임계값은 명도의 하한값일 수 있으며, 명도의 단계는 전술한 바와 같이 0 내지 255사이의 값을 가질 수 있다. 예를 들어 임계값을 100으로 설정하면, 제1 비교영상을 이루는 픽셀 중 임계값 이하의 명도를 갖는 픽셀들은 활성화 되지 않으며, 도 6a와 같이 타이어 휠의 외주연 및 표면만이 명확하게 드러난 제1 비교영상을 얻을 수 있는 것이다.

임계값의 설정이 적절치 않은 경우 검사의 신뢰도가 떨어질 수 있으므로, 이와 같은 경우에는 검사 과정의 단계 중 어느 한 단계를 중지한 후 임계값을 재설정 할 수 있다. 임계값을 재설정한 후에는 중지되었던 단계를 다시 진행하면 된다.

이어서, 도 6b를 참조하면, 제2 비교영상 역시 색, 채도 및, 명도 중 적어도 하나가 제한되어 타이어 휠 표면의 무늬가 효과적으로 형상화된 영상이며, 타이어 휠에 조사된 확산광(도 4의 L 참조)의 반사광(도 4의 L' 참조)에 의해 타이어 휠 표면의 굴절면이 효과적으로 형상화된 영상이다. 제2 비교영상은 예를 들면, 타이어 휠 표면의 형태 또는 무늬의 형태를 효과적으로 판별할 수 있도록, 타이어 휠 표면의 음영을 강조한 영상일 수 있으며, 색상 및 채도 값이 각각 단일값으로 한정된 흑백영상일 수 있다. 이 때, 흑백영상은 색 및 채도에 대해서 그 상한 및 하한을 동일한 값에 설정하고, 명도에는 임계값을 설정하지 않는 방법으로 획득될 수 있으며, 이에 따라, 반사광의 강도 차이에 의해 타이어 휠 표면의 굴절면들이 효과적으로 드러날 수 있는 것이다.

전술한 바와 같이 전체 또는 일부가 도색된 타이어 휠의 경우에는 이러한흑백영상이 아닌 컬러영상을 사용할 수 있으며, 타이어 휠 표면에 드러난 색감이 강조될 수 있도록 색 및, 채도에 대한 임계값을 모두 사용하여 제2 비교영상을 얻을 수 있을 것이다.

이러한 제2 비교영상을 검사중인 타이어 휠의 기준 영상과 비교하면 타이어 휠의 전체적인 형태 즉, 외형을 검사하는 것이 가능하다.

타이어 휠의 외형 검사는 제2 비교영상을 이루는 화소들이 2차원 평면상에 분포된 상태나, 채도 및, 명도의 최대값 또는 최소값의 변화 등을 통계적으로 파악하고 분석하는 공지의 영상인식 알고리즘이나, 이미지 디더링과 같이 화소간 분포 패턴을 파악하여 영상을 보정하는 것과 같은 공지의 영상 필터링 프로세스등을 복합적으로 이용하여 이루어질 수 있다.

또한, 전술한 확산광(L)의 효과에 의해 타이어 휠의 외형이 효과적으로 드러나므로 형상의 불량 여부는 높은 신뢰도로 판별될 수 있다. 타이어 휠의 외형에 대한 검사는, 기준영상과 비교하여 타이어 휠 표면의 무늬의 일치 여부를 판별하는 것, 타이어 휠 표면의 균열을 감지하는 것, 타이어 휠 외주연의 굴절여부를 감지하는 것 등이 될 수 있다.

이 때, 기준영상은 전술한 영상처리부(도 2의 200 참조)에 저장된 것이며, 검사대상인 타이어 휠의 표준 모델을 미리 촬영한 것이다. 기준영상은 기준영상을 등록하는 등록화면을 통해서 검사작업 시작 전에 미리 입력될 수 있다. 기준영상은 한 종의 타이어 휠에 대해 다각도로 촬영된 복수의 영상들로 구성될 수 있으며, 이러한 기준영상의 검사를 통해서 불량 판별의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.

도 6c를 참조하면, 제3 비교영상은 타이어 휠의 측면이 배경부와 완전히 분리되어 형성된다. 제3 비교영상 역시 제1 비교영상과 마찬가지로 명도의 하한값인 임계값을 조절하여 얻어질 수 있다. 제3 비교영상은 타이어의 폭을 측정하는 데에 이용되는 것이므로, 표면의 굴절면이 드러나지 않는 대신, 측면의 외곽부와 배경부가 명백히 분리된다. 따라서, 제3 비교영상을 이용하여 타이어 휠 폭의 오차를 정밀하게 판별할 수 있게 된다. 임계값을 조정하는 방법은 제1 비교영상의 조정방법과 동일한 방식에 의할 수 있다.

한편, 필요한 경우에는, 광원 및 광 확산판(각각 도 3의 111 및 112 참조)을 타이어 휠의 측면부를 향하도록 배치하는 것이 가능하며, 이를 통해 타이어 휠 측면부가 이루는 또 다른 특정 형상에 대해서도 검사가 진행될 수 있을 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 비교영상들을 이용하여 타이어 휠의 규격 및 형태에 관한 종합적인 검사를 동시에 수행할 수 있다.

비교영상의 검사는, 제1 비교영상에 드러난 타이어 휠의 외주연으로부터 직경을 측정하고, 이를 데이터화된 기준직경과 비교하여 타이어 휠 크기의 적합 또는 부적합상태를 판별하는 것이거나, 제2 비교영상과 전술한 타이어 휠의 기준영상을 서로 비교하여 타이어 휠 모양의 적합 또는 부적합 상태를 판별하는 것이거나 또는, 제3 비교영상에 드러난 타이어 휠의 외곽부로부터 타이어 휠의 폭을 측정하고, 이를 데이터화 된 기준 폭과 비교하여 타이어 휠 폭의 적합 또는 부적합 상태를 판별하는 것 중 적어도 하나 일 수 있다(S500). 즉, 타이어 휠의 크기에 대한 검사, 모양에 대한 검사 또는, 폭에 대한 검사는 얻어진 각각의 비교영상에 대하여 단독으로 수행되거나, 셋 중에서 선택된 두 가지 검사가 동시에 수행되거나, 세가지 검사가 모두 한꺼번에 진행될 수 있다.

이 때, 기준 폭은 검사대상인 타이어 휠의 제조하고자 하는 목표치로 설정된 타이어휠 폭의 크기이며, 수치화되어 영상처리부(도 2의 200 참조)에 저장된 것이다. 영상처리부(200)는 다양한 종류의 타이어 휠에 대한 기준 폭의 데이터를 갖는다.

비교영상에 대한 검사는 영상처리부(200) 내에서 진행될 수 있으며, 영상표시부(300)에 표시되는 검사과정의 진행화면을 통해서 이러한 영상처리부(200)의 검사과정을 확인할 수 있다. 이 때, 비교영상에 대한 검사는 타이어 휠의 전부 또는 일부를 포함하도록 선택된 검사영역 내에서 이루어질 수 있다. 검사영역은 타이어 휠의 크기 및 폭을 측정하거나 타이어 휠의 모양을 비교하는 작업이 한정된 영역에서만 이루어지도록 하여 타이어 휠의 검사시간을 단축시키는 효과를 가져온다. 검사영역의 설정과정 역시 임계값의 설정과정과 마찬가지로 검사가 시작되기 전에 진행될 수 있으며, 필요한 경우에는 진행중인 검사과정을 일시 중지하고 진행할 수도 있다.

도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 검사영역 설정과정은 전술한 대로 검사과정이 시작되기 이전에 진행될 수 있다. 따라서, 카메라에 의해 촬영되고 있는 타이어 휠의 표면영상을 이용하여 서로 다른 크기의 검사영역을 설정하는 것이 가능하며, 설정된 검사영역은 맵핑 단계(S300) 이후 얻어진 비교영상에 그대로 반영된다.

검사영역의 설정과정은 타이어 휠의 평면영상 및 측면영상에 대해 각각 진행될 수 있다. 검사영역은 표면영상의 위에 사각형의 창 형태로 표시된다. 크기 즉, 타이어 휠의 직경을 검사하기 위한 검사영역의 경우 도 7a와 같이 타이어 휠이 위치하는 영역보다 가로로 약간 더 넓은 영역으로 설정될 수 있다(A 영역 참조). 이는 휠 이송부(도 3의 500 참조)에 의해 이송되는 타이어 휠의 운동량을 고려한 것이다.

검사영역을 설정한 후에는 도 7b와 같이 타이어 휠의 외주연과 접하는 측정치설정박스(B 참조)에 타이어 휠 직경의 실제 측정치를 입력한다. 이를 통해, 영상 내부의 픽셀간의 거리는 실제 타이어 휠의 직경으로 환산될 수 있으며, 비교영상 내 포착된 타이어 휠의 픽셀간 거리를 측정하여 타이어 휠의 크기 오차를 정밀하게 판별할 수 있다.

타이어 휠 외형의 적합성을 판별하기 위한 검사영역의 경우에는 도 7c와 같이 타이어 휠의 외주연에 접하도록 형성된다(C 영역 참조). 이로 인해 검사영역 밖의 배경부가 배제되어 타이어 휠의 외형에 대한 검사가 효율적으로 이루어질 수 있다.

타이어 휠의 폭을 검사하기 위한 검사영역은 도 7d에 도시된 바와 같이 타이어 휠의 일부만을 포함하도록 선택될 수 있다(D 영역 참조). 이 때, 검사영역은 타이어 휠 측면의 외곽선으로 이루어진 경계부를 포함하는 영역이며, 검사영역의 중앙을 통과하는 가로선은 검사대상인 타이어 휠의 기준 폭을 판단하기 위한 기준 선이 될 수 있다. 즉, 휠 이송부(도 4의 500 참조) 위에 얹혀진 상태로 촬영된 타이어 휠은 세로 방향의 길이 즉, 높이가 폭의 크기를 나타내게 되며, 기준 폭에 해당하는 높이에 기준 선을 설정하는 경우, 타이어 휠의 폭 전체를 측정할 필요 없이 타이어 휠 측면의 높이와 기준 선과의 높이차이 만을 측정하여 타이어 휠 폭의 크기에 대한 오차여부를 판단할 수 있다. 이 때, 세로방향의 길이 즉, 높이를 한정하기 위한 기준 선은 가로 방향으로 설정될 수 있으며, 검사영역의 중앙을 통과하는 가로선은 타이어 휠의 기준 폭을 판단하기 위해 설정된 기준 선이 된다.

따라서, 도시된 바와 같이, 제3 비교영상 내에서 가로방향으로 형성되는 타이어 휠 측면의 외곽선과, 검사영역의 중앙을 통과하는 가로선의 일치 여부를 측정하여 타이어 휠 폭의 오차 여부를 정밀하게 판별할 수 있다. 또한, 이와 같은 경우, 타이어 휠 측면의 외곽선 주위로 작게 형성된 검사영역으로 인해서 검사 시간이 대폭 단축될 수 있다.

검사 및 불량 상태를 판별하는 단계가 끝나면, 검사결과가 표시된다(S600). 검사결과는 영상표시부(도 2의 300 참조)를 통해 표시될 수 있으며, 전술한 바와 같이 그 외의 표시기구나 알람 장치를 더 이용할 수도 있다.

도 8에는 이러한 검사결과를 표시하는 표시화면의 일 례가 도시되어 있다.

검사결과 표시화면은 타이어 휠 검사장치를 관리하는 관리자에게 효과적으로 정보를 전달하기 위한 여러 가지 다양한 형태로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같은 검사결과 표시화면은 그 일 례로, 검사중인 타이어의 영상정보를 표시하는 표시창과, 적합 부적합을 표시하는 판별창이 함께 표시되어 있으며, 지금까지 설명한 검사방법이 하나의 루프를 이루어 각기 다른 타이어 휠에 연속적으로 적용되는 경우, 각각의 검사결과를 통계적으로 나타내는 표시창이 함께 구성될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 타이어 휠 검사장치 100: 영상촬영부
110: 광 조사부 111: 광원
112: 광 확산판 113: 하우징
114: 유입구 115: 유출구
116: 광 반사판 120: 제1 카메라
130: 제2 카메라 200: 영상처리부
300: 영상표시부 400: 조작부
500: 휠 이송부 510: 가이드 바
A, C, D: 검사영역 B: 측정치설정박스
W: 타이어 휠 L: 확산광
L': 반사광

Claims (10)

1. (A) 불규칙한 굴절면을 갖는 타이어 휠의 표면에 확산광을 조사하는 단계;
   (B) 적어도 하나의 카메라가 상기 타이어 휠을 촬영하여 상기 타이어 휠의 표면영상을 얻는 단계;
   (C) 상기 표면영상의 영상정보를 색, 채도 및, 명도를 서로 독립된 변수로 하는 삼차원 좌표 위의 점들에 대응시켜 기록하는 맵핑 단계;
   (D) 상기 (C) 단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도, 및 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠의 외주연이 배경부와 분리되어 나타난 영상인 제1 비교영상을 얻는 단계(Da),
   상기 (C) 단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도, 및 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 형상화되어 나타난 영상인 제2 비교영상을 얻는 단계(Db) 및
   상기 (C) 단계에서 맵핑된 표면영상의 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나를 제한하여, 상기 타이어 휠의 측면이 배경부와 분리되어 나타난 영상인 제3 비교영상을 얻는 단계(Dc) 중에서 선택된 하나 이상의 단계로 이루어진 비교영상을 얻는 단계; 및,
   (E) 상기 제1 비교영상으로부터 상기 타이어 휠의 직경을 측정하고, 이를 기준 직경과 비교하여 상기 타이어 휠 크기의 적부를 판별하는 단계(Ea),
   상기 제2 비교영상과 상기 타이어 휠의 기준 영상을 비교하여 상기 타이어 휠 모양의 적부를 판별하는 단계(Eb) 및
   상기 제3 비교영상으로부터 상기 타이어 휠의 폭을 측정하고, 이를 기준 폭의 크기와 비교하여 상기 타이어 휠 폭의 적부를 판별하는 단계(Ec) 중에서 선택된 하나 이상의 단계로 이루어진 적부 판별단계; 를 포함하는 타이어 휠 검사방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 (A) 단계의 확산광은,
   상기 타이어 휠의 표면을 향해 직진광을 조사하는 광원 및,
   상기 광원과 상기 타이어 휠의 사이에 배치되어 상기 직진광을 통과시키되, 상기 직진광을 서로 다른 방향으로 산란시키는 광 확산판을 포함하는 광 조사부로부터 형성된 것인 타이어 휠 검사방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 광 조사부는, 상기 광 확산판과 상기 타이어 휠의 사이에 배치되어 상기 타이어 휠에서 벗어난 상기 확산광을 상기 타이어 휠을 향해 재반사시키는 광 반사판을 더 포함하는 것인 타이어 휠 검사방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 (C)단계의 삼차원 좌표는, 하나의 평면 위에서 원점을 중심으로 하는 회전 각도로 표현되는 색 좌표와, 상기 평면 위에서의 각각의 색 좌표에 대한 원점으로부터의 거리로 표현되는 채도 좌표 및, 상기 평면과 수직한 평면 위에서의 원점으로부터의 거리로 표현되는 명도 좌표로 이루어진 것인 타이어 휠 검사방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 (Da) 단계의 제한, 상기 (Db) 단계의 제한 및 상기 (Dc) 단계의 제한은 각각 허용범위 내로 제한하는 것으로,
   상기 (Da) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠의 외주연이 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위이고,
   상기 (Db) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위이며,
   상기 (Dc) 단계의 허용범위는 상기 타이어 휠 측면이 갖는 색, 채도 및, 명도 중 적어도 어느 하나의 범위만으로 이루어진 범위인 타이어 휠 검사방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 (Da) 단계, 상기 (Db) 단계 및 상기 (Dc) 단계 각각의 허용범위는 상기 색, 상기 채도 및 상기 명도 중 적어도 어느 하나의 하한 또는 상한을 결정짓는 임계값에 의해 결정되는 것인 타이어 휠 검사방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 (E) 단계의 적부 판별은, 상기 타이어 휠의 전부 또는 일부를 포함하도록 선택되어, 상기 타이어 휠의 직경이 측정되거나, 상기 타이어 휠 표면의 무늬가 형상화되거나 또는, 상기 타이어 휠의 폭의 크기가 측정되는 영역인 검사영역 내에서 이루어지는 것인 타이어 휠 검사방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 (B)단계의 표면영상은 타이어 휠 및 상기 타이어 휠의 배경이 되는 배경부가 함께 촬영된 것으로, 상기 배경부와 상기 타이어 휠은 서로 무작위 배치되는 것인 타이어 휠 검사방법.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 표면영상은 상기 카메라가 향하는 방향에 따라 포착된 상기 타이어 휠의 평면영상 또는 측면영상이고,
   상기 제1 비교영상 및 상기 제2 비교영상은 상기 평면영상으로부터 얻어지며, 상기 제3 비교영상은 상기 측면영상으로부터 얻어지는 것인 타이어 휠 검사방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 (B) 단계의 카메라는 하나와 다른 하나가 상기 타이어 휠의 전면 및 측면을 각각 향하도록 서로 수직하게 배치된 컬러 카메라인 타이어 휠 검사방법.
    

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