JP2004340822A

JP2004340822A - 異物検出装置及び異物検出方法

Info

Publication number: JP2004340822A
Application number: JP2003139227A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kita; 正一喜多; Shoji Matsuo; 彰二松尾; Hiroaki Takahashi; 宏明高橋; Kosuke Suzuki; 浩介鈴木
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd; Subaru Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】不定形面を形成する粉粒状物中に含まれる塊状の異物の検出を図る。
【解決手段】搬送手段１０３ａに搭載され，一定の方向に搬送される粉粒状物Ｓに対して搬送方向と交差する方向に沿ったスリット光を照射するスリット光照射手段１１と、粉粒状物Ｓ上に形成されるスリット像Ｌを撮像する撮像手段１２と、撮像手段１２による撮像データからスリット像Ｌを抽出すると共に当該抽出スリット像が不連続である場合に異物有りと識別する画像処理手段２０とを備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理を用いた異物検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮像を行い、その撮像データを画像処理にかけて何らかの特異点を抽出し、その抽出により一定の判断を行う場合のように、画像処理は種々の分野において活用されている。
その一例としては、鋼板の溶接において、溶接ビードに対して照射するスリット光を撮像し、ビードの高さを画像処理により算出し、溶接ビードの良否判断を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の例としては、搬送される粉粒状物に対してレーザ照射を行い、その撮像画像から画像処理により粉粒状物の断面形状を抽出し、そこから断面ごとの重心位置を算出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
さらに他の例としては、先細となる鋼管穿孔用プラグの先端部の円錐面に対して輪切りとなる方向にスリット光照射を行い、円形となるべきその撮像画像から画像処理により非円形部を抽出し、それによりプラグ先端部の欠損を検出するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−７１９３２号公報
【特許文献２】
特開平６−１２７６６３号公報
【特許文献３】
特開平８−１５１６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の各従来例にあっては、いずれも、粉粒状粉粒状物に混在する塊状の異物の検出を行うことはできなかった。
即ち、特許文献１に記載の技術は、平面に対する突起部の高さを検出することはできるが、不定形の曲線から構成される粉粒状物上面から異物を検出することはできない。
特許文献２記載の技術は、不定形の断面形状を抽出するが、その後の処理が積分による断面積の算出であり、不定形形状の中から何らかの特異点を検出するものではなかった。
特許文献３記載の技術は、円形スリット像の変形部を抽出することはできるが、不定形状のシルエットから何らかの特異点を検出することはできなかった。
【０００５】
本発明は、不定形面を形成する粉粒状物中に含まれる塊状の異物の検出をなし得る異物検出装置の提供を図ることを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、一定の方向に搬送される粉粒状物に対して搬送方向と交差する方向に沿ったスリット光を照射するスリット光照射手段と、粉粒状物上に形成されるスリット像を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像データからスリット像を抽出すると共に当該抽出スリット像が不連続である場合に異物有りと識別する画像処理手段とを備える、という構成を採っている。
【０００７】
上記構成では、搬送される粉粒状物に対してスリット光を照射し、それを撮像することでその照射面上に応じた形状に変形したスリット像を得ることができる。
塊状異物が混入していない状態では、粉粒状物はその上面が平坦であるか或いはその安息角を超えない範囲で凹凸を生じている。従って、そのような状態でスリット光が照射されると、当該スリット像が分断されることなく連続した直線状或いは曲線状となる。
一方で、この粉粒状物の中には塊状異物が混入している場合があり、スリット光により走査されると、塊状異物の形状に応じてスリット像が変形することとなる。かかる塊状異物は安息角などとは無関係にその外部形状があらわになることから、スリット光はその連続性を維持することができず、塊状異物を照射した場合には高い確率で分断され、スリット像に不連続部を生じることとなる。
かかる性質を利用して、画像処理手段ではスリット像から不連続部を検出することができた場合にこれを異物有りと識別することとしている。
なお、異物有りと識別された後には、警告、警報、通知等の注意を促す手段を講じたり、粉粒状物の搬送を停止させる等、異物の除去の実行を促す処理を行うことが望ましい。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、照射手段が搬送手段の上方に配置され、スリット光が進行方向に対して斜めに照射され、撮像手段が粉粒状物に反射されたスリット光を撮像する、という構成を採っている。
【０００９】
移動している搬送手段上に投下された粉粒状物は、通常、進行方向に対してなだらかな凹凸を持つ。そこで進行方向に対して所定角以上傾斜させて斜め上方からスリット光を照射すれば、進行方向に垂直な面に対して入射側と対称な側に反射され、反射された光を上方に配置した撮像手段で撮像することができる。粉粒状物の表面が滑らかに変化するので、反射されたスリット光は連続的な曲線あるいは直線として撮像される。しかし、塊状異物の表面は急激に変化するので反射光の方向が大きく変化したり、あるいは粉粒状物で反射された光が粉粒状物の堆積の中に突出する塊状物に遮断されたりしてスリット像に不連続が生じる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、画像処理手段は、撮像データ中のスリット像の長手方向に沿って隣接する各画素について、当該各画素間が長手方向と直交するについて所定間隔以上離れている場合に不連続と判断する、という構成を採っている。
【００１１】
画像処理手段が処理を行う撮像データは、撮像面に面状に配列された無数の画素についての各画素の位置と検出輝度とを示すデータの集合である。このような場合、曲線状となるスリット像の一部の傾斜角度によっては、スリット像を構成する各画素間が多少離間する場合も生じ得る。これを厳密に不連続部と判断すると、異物の不存在状態でも異物有りとの誤認識を行う可能性を生じてしまう。従って、画像処理手段のスリット像の不連続部の有無の判断において、スリット像を構成する各画素間が離間している場合であっても、それがスリット像の長手方向について閾値を設定し、当該閾値を超える距離以上離れていなければ連続しているものとし、閾値を超える場合にのみ不連続部有りと判断することとしている。
なお、上記閾値は例えば複数回の試験を行い、誤検出が少ない値を試験的に求めて決定しても良い。
また、「スリット像の長手方向」とは、例えば、スリット像の両端部を結ぶ線分の方向をいうものとして良いし、粉粒状物がない状態の載置面に照射した場合における直線スリット像の方向をいうものとしても良い。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、画像処理手段は、撮像データ中のスリット像を複数の領域にラベリング処理すると共に、分けられた各領域の端部が最も近い他の領域の端部から所定間隔以上離れている場合に不連続と判断する、という構成を採っている。
【００１３】
上記構成では、スリット像についてラベリング処理を行うことで複数の領域に分割する。ここでいうラベリング処理は従来から行われる一般的な種々の手法でよい。
そして、ラベリング処理によりスリット像が複数領域に分割されなければ不連像部は不存在と判断することができるが、複数の領域に分割される場合であっても、曲線状となるスリット像の一部の傾斜角度やラベリング処理における領域分割条件によっては、粉粒状物に異物が存在していないこともあり得る。
そこで、各領域ごとにその両端部を特定し、他の領域の最も近接する端部同士の距離を求めて、その距離について閾値を設定し、当該閾値を超える距離以上離れていなければ連続しているものとし、閾値を超える場合にのみ不連続部有りと判断することとしている。
なお、この場合の閾値も例えば複数回の試験を行い、誤検出が少ない値を試験的に求めて決定しても良い。
【００１４】
請求項５記載の発明は、搬送手段に搭載されて移動する粉粒状物に移動方向と直交するスリット光を移動方向に対して斜め上方から照射し、反射されたスリット光を撮像して反射光が連続して所定距離以上切断されている場合に異物があると判断する、という構成を採っている。
【００１５】
上記構成では、搬送される粉粒状物に対して斜め上方からスリット光を照射し、反射されたスリット光を撮像することでその照射面上に応じた形状に変形したスリット像を得ることができる。即ち、粉粒状物に塊状異物が混入していない状態では、スリット像が分断されることなく連続した直線状或いは曲線状となり、塊状異物が混入している場合にはスリット光は分断され、スリット像に不連続部を生じる。従って、スリット像から不連続部を検出することで異物の存在を認識することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態たるスラグ処理装置１００の異物検出装置１０について説明する。図１は、異物検出装置１０が搭載されたスラグ処理装置１００の全体構成図である。かかる異物検出装置１０は、図１に示すように、スラグ処理装置１００に設けられ、撮像データから画像処理を行って粉粒状物としてのスラグＳから異物としての塊状スラグを発見するためのものである。
【００１７】
（スラグ処理装置の説明）
スラグ処理装置１００は、ゴミ焼却後の焼却灰を溶融プラントで再製してなるスラグをさらに破砕して細粒化することを目的とする。
かかるスラグ処理装置１００は、スラグＳの焼却装置１０１と、焼却後のスラグＳを冷却する冷却装置１０２と、冷却装置１０２からスラグＳを搬送する搬送装置１０３と、搬送されたスラグＳを破砕する破砕装置１０４と、破砕装置１０４により細流化されたスラグを貯留する貯留室１０５とを備えている。また、符号１０６は破砕前のスラグＳ中から取り出された塊状スラグＫを取り除いて入れておく分別容器である。
上記搬送装置１０３は、その載置面上にスラグＳを載置して水平方向に沿って搬送を行うベルトコンベア１０３ａとそのベルトに均一間隔で設けられたスラグトレー１０３ｂとを有しており、ベルトコンベア１０３ａの所定方向の駆動により冷却装置１０２内のスラグＳがスラグトレー１０３ｂにかき寄せられるように破砕装置１０４まで搬送される。
【００１８】
（異物検出装置の全体構成）
異物検出装置１０は、ベルトコンベア１０３ａにより一定の方向に搬送されるスラグＳに対して搬送方向と直交する方向（ベルトコンベアのベルトの幅方向）に沿ったスリット光を照射するスリット光照射手段１１と、スラグＳの上面に形成されるスリット像Ｌを撮像する撮像手段としてのカメラ１２と、カメラ１２による撮像データからスリット像Ｌを抽出すると共に当該抽出スリット像Ｌが不連続である場合に異物有りと識別する画像処理手段２０と、画像処理手段２０による異物検出時にベルトコンベア１０３ａの駆動を停止させるコンベア制御手段１３とを備えている。
【００１９】
上記スリット光照射手段１１は、所定単一波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光をスリット化する光学系とを備えている。スリット光照射手段１１から出射されたスリット光は、スラグ処理装置１００のベルトコンベア１０３ａのスラグ載置面上においてスラグＳの搬送方向に直交する方向に照射されるようにスリットの長手方向の向きが設定されている。
また、スリット光照射手段１１は、ベルトコンベア１０３ａの搭載面に垂直な方よりもスラグ搬送方向下流側に傾斜した方向に沿ってスリット光の照射を行うよう配置されている。なお、その際の鉛直方向に対する傾斜角度は少なくとも鋭角の範囲であることが望ましい。
【００２０】
上記カメラ１２は、図１に示すように、ベルトコンベア１０３ａの搬送方向中間部上方に設けられており、当該ベルトコンベア１０３ａのスラグ載置面の上方から搬送されるスラグＳの撮像を行う。カメラの取付角は撮像の際、スリット像を確認して適切な角度を選択する。このカメラ１２は、スリット光照射手段１１のレーザ光源から出射されるレーザ光の波長光の通過を許容するフィルタとスリット像を構成する光の受光を行う固体撮像素子（ＣＣＤ，ＭＯＳ型撮像素子等）を有している（図示略）。この固体撮像素子はその受光面を構成する無数の画素の単位で入射された像に応じた輝度を検出すると共に、全ての画素の輝度を画像信号として画像処理手段２０に出力する。
【００２１】
（画像処理装置及びコンベア制御手段）
次に画像処理手段２０及びコンベア制御手段１３について図２及び図３に基づいて説明する。図２は異物検出装置１０の制御系を示すブロック図である。
まず、コンベア制御手段１３について説明すると、前述したように、このコンベア制御手段１３はベルトコンベア１０３ａの動作制御を行うためのものであり、画像処理手段２０からの動作指令信号に応じてベルトコンベア１０３ａの駆動状態と停止状態とを切り替える制御を行うものである。
【００２２】
次に、画像処理手段２０には、前述したスリット光照射手段１１と、カメラ１２と、各種設定入力を行うための入力装置（図示略）と、上述したコンベア制御手段１３とが併設されている。
そして、この画像処理手段２０は、画像処理を行うと共に後述する各種機能を実行する画像処理ＬＳＩ３０と、所定のプログラムに従い各種の動作制御を行うＣＰＵ２１と、各種の制御を行うためのプログラムや後述する各種設定データが記憶されると共に，各種の処理において一時的にデータ等を格納する作業領域となるメモリ２２と、カメラ１２により取得される撮像データを記憶するバッファ２３と、カメラ１２からの画像信号を所定のフォーマット（例えば、幅３２０ｐｉｘ，高さ２４０ｐｉｘ，８ｂｉｔ／ｐｉｘ）の入力画像データに変換するＡ／Ｄ変換器２４と、ＣＰＵ２１の指令に従いカメラ１２の撮像制御を行うカメラ制御回路２５と、ＣＰＵ２１の制御に従って動作指令信号を生成しコンベア制御手段１３に伝えるシリアルインターフェース２６と、ＣＰＵ２１の指令に従いスリット光照射手段１１の駆動制御を行うレーザ駆動回路２７とを備えている。
また、図示はしないが、入力装置から出力される操作信号を所定のフォーマットの操作データに変換する入力インターフェースとを備えている。
【００２３】
上記画像処理ＬＳＩ３０について詳説する。前述したように異物検出装置１０は、カメラ１２により撮像されたスリット像に対して画像処理を行うことでその不連続部の有無を判定し、不連続部の存在が確認された場合に、塊状スラグＫが存在しているものとしてベルトコンベア１０３ａの駆動を停止させる。そのために、画像処理ＬＳＩ３０は各種の機能を実行する構成を備えている。
即ち、画像処理ＬＳＩ３０は、カメラ１２の撮像により取得されるスリット像を含んだ撮像データを二値化して二値化画像データを取得する二値化処理部３１と、二値化画像データを互いに近接する各画素について領域化を図るラベリング処理部３２と、ラベリングにより領域化された線分領域における両端部位置を特定する端部特定部３３と、端部特定部３３により特定された各端部と最も近い他の領域の端部との距離を求めてこれが所定値以上離れている場合に不連続部と判定する不連続判定部３４と、不連続判定部３４の判定が予め設定された閾値を上回る回数繰り返された場合に不連続部有りと決定し、塊状スラグ有りとＣＰＵ２１に通知する異物検出通知部３５とを備えている。
【００２４】
撮像データは、そのままではノイズやレーザ光の反射光の影響を多く含んでいる。このため、二値化処理部３１は、各画素毎の輝度値が予め適宜設定された閾値以上である場合には最大閾値とし、閾値未満であれば最小輝度値とする処理を行い、二値化画像データを生成する。これにより、ノイズや反射光の影響の除去を図られ、スリット像のみが抽出される。
【００２５】
ラベリング処理部３２は、二値化により抽出されたスリット像を形成する画素について所定距離内で密接する複数の画素を一つの領域と見なす処理を行う。図３（Ａ）はスリット像Ｌが連続であるためにその全体が一つの領域に区画された場合を示し、図３（Ｂ）はスリット像Ｌに不連続部があるために三つの領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に区画された場合を示している。なお、図３（Ｂ）中の符号Ｋは塊状のスラグである。
【００２６】
端部特定部３３は、図３（Ｂ）のようにラベリング処理部３２の処理によりスリット像Ｌが複数の領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に区画された場合に、各領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ごとにその端部の特定を行う。ここで、図３（Ｂ）に示すように、画素の配列がＸ−Ｙ直交座標系に対応する配列であるものとし、平坦面に照射した場合にスリット像はＸ軸に平行に撮像されるようにカメラ１２が配備されているものとする。
かかる場合、各領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ごとに、Ｘ座標値が最小となる画素と最大となる画素を求めれば、それらが各々の領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の端部であることが分かる。これにより、各領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の端部が特定される。
【００２７】
不連続判定部３４は、端部特定部３３により特定された各領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の端部について最も近接する他の領域の端部との距離を各々の画素位置から算出する。そして、端部同士の距離が予め適宜設定された所定の距離を上回る場合には当該端部間に不連続部があるものと判定する。
具体的には、図３（Ｂ）に示すＹ軸方向における閾値とＸ軸方向における閾値とを予め設定し、図示の距離ＡがＹ軸閾値を上回るか、また図示の距離ＢがＸ軸閾値を上回るかを判定する。そして、いずれか一方が上回る場合に不連続部があるものと判定する。
そして、不連続部があると判定した場合はかかる判定を異物検出通知部３５に出力する。
なお、上記各閾値については、ラベリング処理部３２における同一領域内とすべきかを判断する際の各画素間の距離よりも大きい値が選択される。
【００２８】
異物検出通知部３５は、カウンタを備え、不連続判定部３４から不連続部有りとの判定入力を受けるとカウント値を１プラスする。そして、カウント値が予め設定された閾値を超えると不連続部有りと決定し、塊状スラグ有りとＣＰＵ２１に通知する。また、ラベリング処理によりスリット像Ｌが複数の領域に区画されなかった場合又は不連続判定部３４から不連続部なしとの判定入力を受けた場合にはカウント値のリセットを行う。
【００２９】
次に、ＣＰＵ２１の行う処理について説明する。かかるＣＰＵ２１は、メモリ２２に格納された各種プログラムに従って以下の処理及び制御を行う。
即ち、ＣＰＵ２１は、前述の不連続判定部３４により塊状スラグ有りとの判定の入力を受けると、シリアルインターフェース２６を介してベルトコンベア１０３ａの停止指令信号を出力する。これにより、コンベア制御手段１３は、ベルトコンベア１０３の駆動モータを駆動状態から停止状態に切り替えるように制御する。
【００３０】
また、ＣＰＵ２１は、カメラ制御回路２５を介してベルトコンベア１０３ａの搬送速度に応じた所定周期でカメラ１２の動作制御を行い、連続的に撮像を行わせる。そして、その際の撮像データを基準背景画像データとしてバッファ２３に記録する。
【００３１】
（異物検出装置の動作説明）
上記構成からなる異物検出装置１０の動作説明を図４に基づいて行う。図４は画像処理手段２０による処理に従った異物検出装置１０のフローチャートである。なお、以下の動作説明にあっては、スラグ処理装置１００のベルトコンベア１０３ａが駆動され、スラグＳの搬送が行われている状態にあるものとする。
【００３２】
まず、スラグＳを搬送するベルトコンベア１０３ａに対してスリット光照射手段１１によりスリット光の照射及びカメラ１２による撮像が行われる（ステップＳ１）。これにより、撮像データがバッファ２３に格納され、これを参照して画像処理ＬＳＩ３０の二値化処理部により撮像画像の二値化が行われる（ステップＳ２）。かかる二値化処理によりスリット像が抽出され、ラベリング処理部３２によりスリット像のラベリングが行われる。
【００３３】
さらに、ラベリング処理部３２により、スリット像Ｌが単一の領域であると判定されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、塊状スラグＫ（不適物）は含まれていないと判断され（ステップＳ４）、異物検出通知部３５のカウンタはリセットされる（ステップＳ５）。その後、ステップＳ１に戻り所定の周期でのスリット光の照射と撮像が行われる。
【００３４】
一方、ラベリング処理部３２により、スリット像Ｌが複数の領域であると判定されると（ステップＳ３：ＮＯ）、端部特定部３３により各領域についてその両端部が特定される。そして、不連続判定部３４により隣接する領域同士について各々の端部間距離Ａ，Ｂが算出され（ステップＳ６）、それぞれが不連続と判定すべき閾値を上回るか否かが比較される（ステップＳ７）。
【００３５】
そして、端部間距離Ａ，Ｂが閾値を超えない場合は（ステップＳ７：ＮＯ）、塊状スラグＫは含まれていないと判断され（ステップＳ８）、異物検出通知部３５のカウンタはリセットされる（ステップＳ９）。その後、ステップＳ１に戻り所定の周期でのスリット光の照射と撮像が行われる。
【００３６】
一方、いずれかの端部間距離Ａ，Ｂが閾値を上回る場合は（ステップＳ７：ＹＥＳ）、異物検出通知部３５のカウント値が１プラスされ記録される（ステップＳ１０，Ｓ１１）。そして、異物検出通知部３５は、カウント値が所定の閾値を超えているかを判定し、超えていない場合は（ステップＳ１２：ＮＯ）、塊状スラグＫは含まれていないと判断され（ステップＳ１３）、ステップＳ１に戻り再び所定の周期でのスリット光の照射と撮像が行われる。
【００３７】
また、異物検出通知部３５は、カウント値が所定の閾値を超えていると判定した場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、塊状スラグＫが存在するとの判断を確定し（ステップＳ１４）、ＣＰＵ２１に対して塊状スラグ有りと通知する。これにより、ＣＰＵ２１では、コンベア制御手段１３にベルトコンベアの停止指令を送り、ベルトコンベア制御手段１３はこれに従ってベルトコンベア１０３ａの駆動を停止する（ステップＳ１５）。
【００３８】
（異物検出装置の効果）
異物検出装置１０は、画像処理手段２０を用いて画像処理を行い、スリット像の不連続部を検出することで塊状スラグＫの検出を行うことから、曲面で構成されるスラグの上面から高精度で異物を検出することが可能である。
また、検出後は、コンベア制御手段１３によりベルトコンベア１０３ａを人為的作業を伴うことなく停止させるので、作業員の監視作業の負担軽減を図ることが可能となる。また、異物が七，八割程度埋没している場合や異物の色彩が粉粒状物と近似するような、人間の視覚で識別が困難な場合であっても、異物検出が可能であり、見落としを有効に低減することが可能である。
従って、スラグ処理装置１００では、破砕装置１０４への塊状スラグの投入を有効に回避することができ、破砕装置１０４の破損や異常を回避し、装置の保守性を向上すると共に修理等の中断を回避し、作業能率の向上も図ることが可能である。
【００３９】
また、異物検出装置１０では、ラベリング処理部３２，端部特定部３３，不連続判定部３４により、スリット像Ｌの不連続部の有無の判断を、ラベリング処理後の複数領域の端部間距離の比較により行うため、塊状スラグ不存在の場合における誤検出をより低減し、異物検出の精度向上を図ることを可能としている。
【００４０】
（その他）
上記異物検出装置１０では、塊状スラグ検出時にベルトコンベア１０３ａの停止制御を行っているが、これと併用して、或いはこれとは別に、報知ブザー、報知ランプ、画像警告表示等の塊状スラグの検出の報知を行っても良い。
【００４１】
また、異物検出装置１０では、ラベリング処理によりスリット像を複数領域に分割し、各領域の端部間距離を比較して不連続部の検出を行っているが、以下に説明する他の手法によりその検出を行って良い。
以下、不連続部検出の他の手法について図５及び図６に基づいて説明する。図５は、上記他の手法を行うための画像処理手段２０Ａの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では上記異物検出装置１０と同じ構成については同符号を付すると共に異なる構成部分についてのみ言及するものとする。
【００４２】
画像処理手段２０Ａでは、画像処理ＬＳＩ３０Ａがラベリング処理部３２，端部特定部３３及び不連続判定部３４に替えて、二値化処理後のスリット像を構成する全ての画素について、スリット像の長手方向に沿って隣接する画素同士のスリット長手方向と直交する方向の間隔を算出する直交間隔算出部３２Ａと、算出された直交方向の間隔を全て予め定められた閾値を超えるか否かを比較し、超える場合について不連続部と判定する間隔比較部３３Ａとを備えることを特徴する。
【００４３】
図６を用いてさらに詳説する。図６（Ａ）は塊状スラグＫが存在しないスラグＳに対するスリット像及びその一部を拡大表示した説明図であり、図６（Ｂ）は塊状スラグＫが存在するスラグＳに対するスリット像及びその一部を拡大表示した説明図である。
上記スリット像の長手方向とは、例えば、スリット像の両端部をつなぐ線分に沿った方向としても良いが、ここでは、スラグＳのない平坦面上に照射した場合得られる直線状のスリット像の方向をいうものとする。そして、かかるスリット像は、図７におけるＸ軸方向に平行な直線で得られるようにカメラ１２が配置されているものとする。
【００４４】
上記直交間隔算出部３２Ａでは、二値化後のスリット像を構成する複数の画素についてＸ軸方向に隣接する対となる画素ごとにそのＹ軸方向の間隔を算出する。
具体的には、図６（Ａ）において矢印で示す隣接する二つの画素についてＹ軸方向の間隔を算出すると、間隔Ｎの距離が算出される。即ち、ここでは間隔が画素の一つ幅分となる。一方、図６（Ｂ）において矢印で示す隣接する二つの画素についてＹ軸方向の間隔を算出すると、間隔Ｎは画素の二つ幅分となる。
このような処理がＸ軸方向に隣接する画素ごとに全て行われる。
【００４５】
間隔比較部３３Ａでは、上述の直交間隔算出部３２Ａにおいて算出した間隔Ｎが予め設定された閾値を超えるか否かの判定が行われる。
具体的には、閾値を画素幅一つ分とした場合、図６（Ａ）における各画素間では閾値を超えないので連続と判断され、図６（Ｂ）における各画素間では閾値を超えるので不連続と判断される。
そして、上記判断結果は前述した異物検出通知部３５に通知される。これにより異物検出通知部３５では、不連続との判断に基づいてカウンタの値を１加算し、連続との判断に基づいてカウンタをリセットする。
【００４６】
このように、直交間隔算出部３２Ａと間隔比較部３３Ａを備えることにより、ラベリングを処理を行うことなく不連続部の検出が行われ、処理の簡易化を図ることが可能となる。
また、上記直交間隔算出部３２Ａと間隔比較部３３Ａとによる不連続部の検出判断処理と、ラベリング処理部３２，端部特定部３３及び不連続判定部３４による不連続部の検出判断処理とを併用して行う構成としても良い。
さらに、ラベリング処理部３２により領域が複数とならなかった場合に直交間隔算出部３２Ａと間隔比較部３３Ａとによる不連続部の検出判断処理を行う構成としても良い。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、スリット像の不連続状態から異物検出を行うことから、曲面で構成される粉粒状物の上面から高精度で異物を検出することが可能である。
また、このように画像処理から異物混入を検出できるために、作業員を監視作業から解放し、その負担軽減を図ることが可能となる。また、異物が七，八割程度埋没している場合や異物の色彩が粉粒状物と近似するような、人間の視覚で識別が困難な場合であっても、異物検出が可能であり、見落としを有効に低減することが可能である。
【００４８】
請求項２記載の発明は、スリット光照射手段によるスリット光の照射方向を粉粒状物の搬送方向に対する直交方向よりも所定方向に傾斜させることにより、表面に凹凸のある粉粒状物に反射されるスリット光を撮像することができ、異物の誤検出を効果的に低減し、その検出精度をさらに向上させることが可能となる。
【００４９】
請求項３記載の発明では、スリット像の不連続部を、スリット像を構成する各画素間においてスリット像の長手方向における所定間隔以上離れている場合に有りとすることにより、不連続部の誤検出をより低減し、異物検出の精度向上を図ることを可能としている。
【００５０】
請求項４記載の発明では、スリット像の不連続部の有無の判断を、ラベリング処理後の複数領域の端部間距離の比較により行うことで、不連続部の誤検出をより低減し、異物検出の精度向上を図ることを可能としている。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、スリット像の不連続状態から異物検出を行うことから、曲面で構成される粉粒状物の上面から高精度で異物を検出することが可能である。また、撮像により画像データを取得すると共にそれを画像処理することでスリット像の不連続状態を検出するようにすれば、異物混入を容易とし、作業員の監視負担の軽減を図ることが可能となる。さらに、異物が七，八割程度埋没している場合や異物の色彩が粉粒状物と近似するような、人間の視覚で識別が困難な場合であっても、異物検出が可能となり、見落としを有効に低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態たる異物検出装置が搭載されたスラグ処理装置の全体構成図である。
【図２】異物検出装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】図３（Ａ）は塊状スラグが存在しないスラグに対するスリット像を示す説明図であり、図３（Ｂ）は塊状スラグが存在するスラグに対するスリット像を示す説明図である。
【図４】実施形態たる異物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】他の画像処理手段の例を示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は塊状スラグが存在しないスラグに対するスリット像及びその一部を拡大表示した説明図であり、図６（Ｂ）は塊状スラグが存在するスラグに対するスリット像及びその一部を拡大表示した説明図である。
【符号の説明】
１０異物検出装置
１１スリット光照射手段
１２カメラ（撮像手段）
２０画像処理手段
１００スラグ処理装置
１０３ａベルトコンベア
Ｋ塊状スラグ（異物）
Ｌスリット像
Ｓスラグ（粉粒状物）

Claims

搬送手段に搭載され，一定の方向に搬送される粉粒状物に対して前記搬送方向と交差する方向に沿ったスリット光を照射するスリット光照射手段と、
前記粉粒状物上に形成されるスリット像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像データからスリット像を抽出すると共に当該抽出スリット像が不連続である場合に異物有りと識別する画像処理手段とを備えることを特徴とする異物検出装置。
前記照射手段が前記搬送手段の上方に配置され、前記スリット光が前記進行方向に対して斜めに照射され、前記撮像手段が前記粉粒状物に反射されたスリット光を撮像することを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
前記画像処理手段は、前記撮像データ中のスリット像の長手方向に沿って隣接する各画素について、当該各画素間が前記長手方向と直交するについて所定間隔以上離れている場合に不連続と判断することを特徴とする請求項１又は２記載の異物検出装置。
前記画像処理手段は、前記撮像データ中のスリット像を複数の領域にラベリング処理すると共に、分けられた各領域の端部が最も近い他の領域の端部から所定間隔以上離れている場合に不連続と判断することを特徴とする請求項１又は２記載の異物検出装置。
搬送手段に搭載されて移動する粉粒状物に移動方向と直交するスリット光を移動方向に対して斜め上方から照射し、反射された前記スリット光を撮像して反射光が連続して所定距離以上切断されている場合に異物があると判断する異物検出方法。