リンクスのインライン向けハイパースペクトルソリューション

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リンクスでは、先端技術であるハイパースペクトルイメージングを、工場内でのインライン利用を主とした産業利用への導入に取り組んでいます。
世界のハイパースペクトルイメージングをリードするフィンランドSpecim社によって作られた、世界初の産業用途特化型ハイパースペクトルカメラ「SPECIM FXシリーズ」と、スペクトル解析のエキスパートが立ち上げたPerception Park社による解析ソフト「Perception Studio」、この2つの先進プロダクトを組み合わせ、取得から解析まで、ハイパースペクトルイメージのインライン導入に必要な全てをサポートしています。

これまでLINX Expressでは、近赤外のモデルFX17を活用した食品の品質検査や、リサイクルにおける廃材の素材の同定など、ハイパースペクトルカメラによって人間の目に見えないものを可視化する事例をご紹介してきました。

今回は、より様々な工業製品の検査で実施されている検査員の目視による「色味検査」をハイパースペクトルカメラで置き換える事例をご紹介いたします。


自動化が進まない色味検査

工業製品における色味検査は、まだまだ多くのラインで全数検査が進んでいません。通常使われるRBGカメラでは、人間が感じる微細な色味の違いを捉えることができないため、検査には「色彩計」や「分光測色計」等の、色を測って数値化する装置を利用します。しかし、これらの装置はスポット(点)でしか色を測ることができないため、製品全面の色確認には向いておらず、あくまで抜き取りでの検査用に向けて作られることがほとんどでした。

そのため、色の全面検査、全数検査を実施するには、検査員による目視検査に頼らざるを得ませんが、目視検査も万能ではありません。検査員の熟練度や体調不良、色見本間の差異や経年劣化等、検査結果を不安定にする様々な不確定要素が潜んでいます。また、数値化できないためにトレーサビリティが担保できないことも問題になります。
こうしたことが重なり、部品工場での出荷検査ではOKだったものが、組立工場でNGになってしまう…といったことが起きてしまいます。

しかし、ハイパースペクトルカメラFX10なら、これらの課題へのソリューションを提供することができます。

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SPECIM FX10が人間の目の代わりになれる理由

「スペクトルを膨大なチャンネル数で捉える」というハイパースペクトルカメラの技術的な特徴によって、こうした色差検査における永遠の課題へ解決方法を提供することができます。

通常のカラーカメラがRGB(Red/Green/Blue)の3チャンネルの情報を持たないのに対し、ハイパースペクトルカメラFX10は224チャンネル(バンド)と50倍以上の情報量を全ピクセルに対して取得することができます。

カラーカメラでのRGB情報の取得が3本の棒グラフであるのに対し、ハイパースペクトルカメラでは折れ線グラフ、それもアナログな人間の知覚に極力近い形で取得することができます。

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Perception Studioでスペクトル情報を表色系に変換

一般的に、抽象的な色の違いを数値化する方法として、国際照明委員会(CIE)がXYZ表色系やLab表色系の国際ルールを定め規格化しています。

色差計も分光測色計もこの規格に則って色を数値化していますが、安価で小型な色差計は光源等の環境によって数値が変化するデメリットがあります。一方で、分光測色計やハイパースペクトルカメラFX10では、膨大なスペクトル情報を変換することで、精度の高い表色系データを取得することができます。

スペクトル情報を表色系に変換するには、専門的な知識が必要になりますが、スペクトル解析ソフト「Perception Studio」では、スペクトルデータをXYZ表色系Lab表色系へ、ワンクリックで変換することができます。

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ビスケットの焼き色検査の事例。サンプリングしたスペクトルの色空間上での距離を数値化するだけでなく、視覚的にも把握することができます。

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Lab表色系に変換したデータは、画像として出力してHALCON等の画像処理ソフトに受け渡しが可能です。RGBとは異なる情報を持った画像になるため、見た目上は不可解な画像ですが、HALCONで解析することでしっかり色差を表現します。


HALCONと組み合わせた、リアルタイム色差検査システム

「Perception Studio」にて変換されたLab表色系画像を利用し、HALCONで数値化したデータを視覚的に表現することができます。例えば、全ピクセルに対し、予め選んだ基準点(OKな色)からのLab表色系での距離(⊿E)をヒートマップ的に表示するアプローチでは、見た目ではわかりにくい塗装色ムラの検査に有効です。
こちらは、そのアプローチを実践したリアルタイム処理のデモンストレーションです。

このリアルタイム取り込み/分類は大まかに以下の流れで処理をしています。

①「SPECIM FX10」で可視光スペクトル情報を取得
②「Perception Studio」で、取得したスペクトル情報をLab表色系に変換し、HALCONへリアルタイム出力する。
③HALCONにて、予め選んだ基準点(OKな色)からのLab表色系での距離(⊿E)をヒートマップ的に表示する。

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「SPECIM FXシリーズ」と「Perception Studio」を利用することで「従来の画像処理では見れなかった、判らなかった」カラー検査をインラインで行うことが可能です。リンクスではサンプルワークの送付、持ち込みによる試験評価を積極的に行っています。

試験評価の依頼や、製品の詳細なお問い合わせについては、下記お問合せフォームよりお気軽にお問い合わせください。

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【自動車業界、製薬業界、食品・飲料業界の方必見】
Industrial IoT Meeting参加申し込み受付中!

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トヨタ自動車様 御講演決定!
2019年8月2日(金)トップメーカーの現場の事例を限定公開


Industrial IoTが目指すもの、それはデジタルツインやデジタライゼーションといった言葉で表現される理想形。
それが将来のモノづくりを劇的に革新させることは間違いありません。しかし、その理想形の実現には、10年単位の長い年月をかけたさらなる技術革新が必要でしょう。
しかし、Industrial IoTは既に動き始めています。
それにも関わらず国内では、現時点ですでにIndustrial IoTによって十分に多くの効果を得ている現状が正確に認識されていません。そして活動自体が遅れているのではないかとすら感じています。
一旦、Industrial IoTの理想形ばかりを解明しようとするのはやめて、現時点で何がやれるのか、それをどう実装するのかを議論していきたいと考えています。
そして、欧州の事例をベースに、Industrial IoTの現実は地道な活動の賜物であること、そして既に、着実に成果を生み出している分野が存在することを紹介します。

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詳細な講演概要、タイムテーブルは上記バナーよりイベントWebサイトをご参照ください。


IIoT Times更新情報

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