マシンビジョンとは？

machine vision system detecting beverage fill levels of bottles pass fail

複雑な課題を高い信頼性と一貫性で解決するマシンビジョン

Automated Imaging Association (AIA) によると、マシンビジョンとは、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせた産業用および非産業用アプリケーションすべてを含むものであり、画像の取り込みと処理に基づいて機器を動作させるための手法を提供します。産業用コンピュータビジョンで使用されているアルゴリズムやアプローチの多くは、研究/教育用および政治/軍事用のコンピュータビジョンアプリケーションのものと同じですが、制約に違いがあります。

産業用ビジョンシステムは、研究/教育用ビジョンシステムと比べ、より高いロバスト性、信頼性、安定性を要求されますが、通常、政治/軍事用に使用されているものよりも、コストはかなり低く抑えられています。つまり、産業用マシンビジョンは低コストで、許容可能な精度を持ち、ロバスト性、信頼性が高く、丈夫で温度安定性に優れていることを意味しています。

マシンビジョンシステムは、特殊な光学系を搭載した産業用カメラ内部の保護されたデジタルセンサを利用して、画像を取り込みます。これにより、コンピュータのハードウェアとソフトウェアは、意思決定に必要なさまざまな特性を処理、分析し、測定できるようになります。

醸造所で使用されている充填レベル検査システムを例に考えてみましょう（図 1）。ビール瓶が検査用センサを通過すると、ビジョンシステムが起動し、ストロボがたかれ、瓶の写真が撮影されます。撮影された写真は画像としてメモリに格納され、その後、ビジョンソフトウェアがこの画像を処理または分析し、瓶の充填レベルに従って合否を判定します。充填の不十分な瓶 (不合格) を検知すると、システムは進路切り替え器にその瓶をリジェクトするよう信号を送ります。オペレータのディスプレイには、リジェクトされた瓶と現行プロセスの統計が表示されます。

またマシンビジョンシステムは、対象物の計測を行うこともできます。例えば、生産工程での点火プラグのずれの判定や部品を揃えるロボットの誘導に必要な位置情報の提供などです。図 2 は、マシンビジョンシステムを使って、オイルフィルタの合否を判定する方法(右) とブラケット中央にあるタブ幅の測定方法 (左) を示しています。