JP2014052203A

JP2014052203A - 平面形状測定装置

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Publication number: JP2014052203A
Application number: JP2012194915A
Authority: JP
Inventors: Kohei Iba; 公平射場; Masayuki Sugiyama; 昌之杉山
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-20

Abstract

【課題】撮像装置の光軸を容易に調整することができる平面形状測定装置を提供する。
【解決手段】平面形状測定装置は、金属板表面に対し、前記金属板の一側から他側まで跨るようにスリット状の光を照射するスリット光光源と、前記スリット光光源から照射された前記金属板表面上のスリット状の光を含む範囲に２次元の視野を持ち、当該スリット状の光を定周期で撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された定周期毎の画像データを収集する画像データ収集機能と、前記画像データ収集機能に収集された画像データから、スリット状の光の部分を抽出するスリット光部抽出機能と、前記スリット光部抽出機能に抽出された定周期毎のスリット状の光の画像データを２次元に配列するスリット光群配列機能と、前記スリット光群配列機能により得られた２次元配列の画像データから、前記金属板の末端点を抽出する端部形状演算機能と、を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、平面形状測定装置に関するものである。

従来の平面形状測定装置においては、半導体レーザーの照射光が金属板で反射する。当該光は、１次元撮像装置で撮像される。当該撮像データに基づいて、金属板の末端点が抽出される（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１０９４２３号公報

しかしながら、従来の平面形状測定装置は、半導体レーザーの反射光のラインと１次元撮像装置の受光素子のラインとを合致させる調整に相当の労力を要していた。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、撮像装置の光軸を容易に調整することができる平面形状測定装置を提供することである。

この発明に係る平面形状測定装置は、金属板表面に対し、前記金属板の一側から他側まで跨るようにスリット状の光を照射するスリット光光源と、前記スリット光光源から照射された前記金属板表面上のスリット状の光を含む範囲に２次元の視野を持ち、当該スリット状の光を定周期で撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された定周期毎の画像データを収集する画像データ収集機能と、前記画像データ収集機能に収集された画像データから、スリット状の光の部分を抽出するスリット光部抽出機能と、前記スリット光部抽出機能に抽出された定周期毎のスリット状の光の画像データを２次元に配列するスリット光群配列機能と、前記スリット光群配列機能により得られた２次元配列の画像データから、前記金属板の末端点を抽出する端部形状演算機能と、を備えたものである。

この発明によれば、撮像装置の光軸を容易に調整することができる。

この発明の実施の形態１における平面形状測定装置の構成図である。この発明の実施の形態１における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。この発明の実施の形態２における平面形状測定装置の要部の平面図である。この発明の実施の形態３における平面形状測定装置の構成図である。この発明の実施の形態３における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。この発明の実施の形態４における平面形状測定装置の要部の平面図である。この発明の実施の形態５における平面形状測定装置の構成図である。この発明の実施の形態５における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における平面形状測定装置の構成図である。

図１に示すように、金属板１は、帯状に形成される。例えば、金属板１は、鉄鋼製造設備の厚板製造工程における厚板等からなる。金属板１は、搬送設備（図示せず）により長手方向に搬送される。金属板１の幅、長さ、先端尾端の凹凸形状等の平面形状は、平面形状測定装置により測定される。

平面形状測定装置は、スリット光光源２、撮像装置３、画像データ収集機能４、スリット光部抽出機能５、スリット光群配列機能６、端部形状演算機能７、表示装置８を備える。

スリット光光源２は、金属板１の上方に配置される。スリット光光源２は、金属板１表面に対し、金属板１の一側から他側に跨るようにスリット状の光を照射する機能を備える。具体的には、スリット光光源２は、金属板１の搬送方向に略垂直な方向にスリット状の光を照射する機能を備える。

撮像装置３は、スリット光光源２よりも金属板１の搬送方向の上流側に配置される。撮像装置３は、２次元の視野を持つ。撮像装置３の視野は、スリット光光源２から照射された金属板１表面上のスリット状の光を含む範囲となるように調整される。撮像装置３は、スリット状の光を定周期で撮像する機能を備える。

画像データ収集機能４は、撮像装置３により撮像された定周期毎の画像データを収集し、当該画像データを記憶装置（図示せず）に保管する機能である。スリット光部抽出機能５は、画像データ収集機能４により保管された画像データから、明度レベルの大小判定によりスリット状の光部分を抽出する機能である。

スリット光群配列機能６は、スリット光部抽出機能５により抽出された定周期毎のスリット状の光の画像データを２次元に配列する機能である。端部形状演算機能７は、スリット光群配列機能６により配列された２次元配列の画像データから、金属板１の搬送方向に垂直及び平行方向の末端点を抽出し、金属板１の端部形状を求める機能である。属板１の端部形状は、末端点から多次回帰処理を行うことで求められる。表示装置８は、スリット光群配列機能６により求められた金属板１の端部形状等を表示する機能を備える。

次に、図２を用いて、金属板１の末端点の抽出方法を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。

図２に示すように、金属板１の先端側から、撮像装置３の撮像周期９毎に、画像データが収集される。これらの画像に基づいて、スリット状の光の画像データ１０が２次元に配列される。この際、金属板１の末端点１１側の画像は暗くなる。これに対し、金属板１の中央側の画像は明るくなる。これらの画像の明度レベルに基づいて、金属板１の末端点１１が抽出される。

以上で説明した実施の形態１によれば、撮像装置３は、２次元の視野を持つ。このため、撮像装置３の光軸を容易に調整することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における平面形状測定装置の要部の平面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１の撮像装置３は、スリット光光源２よりも金属板１の搬送方向の上流側に配置されていた。一方、実施の形態２の撮像装置３は、スリット光光源２に対し、金属板１の搬送方向に垂直な方向に並んで配置される。この場合、スリット光光源２は、直下に向けてスリット状の光を照射する。

以上で説明した実施の形態２によれば、金属板１の厚さが変化した場合でも、金属板１表面において、スリット状の光の照射位置が金属板１の搬送方向にずれることがない。このため、金属板１の厚さが変化しても、スリット光部抽出機能５により抽出するエリアを搬送方向に絞り込む事が可能となる。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における平面形状測定装置の構成図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１においては、１台のスリット光光源２が設けられていた。一方、実施の形態３においては、複数台のスリット光光源２が設けられている。各スリット光光源２は、金属板１の搬送方向に略垂直な方向に複数のスリット状の光を照射する。これらのスリット光は、金属板１の搬送方向に並んで照射される。

次に、図５を用いて、金属板１の末端点１１の抽出方法を説明する。
図５はこの発明の実施の形態３における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。

図５に示すように、金属板１の先端側から、撮像装置３の撮像周期９毎に、複数のスリット状の光の画像データが収集される。これらの画像に基づいて、スリット状の光の画像データ１０が２次元に配列される。これらの画像に基づいて、金属板１の末端点１１が抽出される。

以上で説明した実施の形態３によれば、複数の光が金属板１の搬送方向に並んで照射される。このため、各撮像周期９毎に、複数のスリット状の光の画像データが収集される。その結果、撮像の分解能が上がる。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４における平面形状測定装置の要部の平面図である。なお、実施の形態３と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３の撮像装置３は、スリット光光源２よりも金属板１の搬送方向の上流側に配置されていた。一方、実施の形態４の撮像装置３は、複数のスリット光光源２のうちの中央のスリット光光源２に対し、金属板１の搬送方向に垂直な方向に並んで配置される。この場合、各スリット光光源２は、直下に向けてスリット状の光を照射する。

以上で説明した実施の形態４によれば、金属板１の厚さが変化した場合でも、金属板１表面において、スリット状の光の照射位置が金属板１の搬送方向にずれることがない。このため、金属板１の厚さが変化しても、スリット光部抽出機能５により抽出するエリアを搬送方向に絞り込む事が可能となる。

実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５における平面形状測定装置の構成図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１のスリット光光源２は、金属板１の搬送方向に略垂直な方向にスリット状の光を照射していた。一方、実施の形態５のスリット光光源２は、金属板１の搬送方向に垂直な方向から特定の角度を持った方向にスリット状の光を照射する。

次に、図８を用いて、金属板１の末端点１１の抽出方法を説明する。
図８はこの発明の実施の形態５における平面形状測定装置による金属板の末端点の抽出方法を説明するための図である。

図８に示すように、金属板１の先端側から、撮像装置３の撮像周期９毎に、画像データが収集される。この際、実施の形態１よりも、金属板１の先端側の末端点１１がより多く抽出される。

スリット状の光の角度により末端点１１が鋸状波形になると、計測結果に悪影響を与える場合がある。この場合、各スリット状のラインの末端点１１を抽出してもよい。

以上で説明した実施の形態５によれば、スリット光光源２は、金属板１の搬送方向に垂直な方向から特定の角度を持った方向にスリット状の光を照射する。このため、金属板１の先端部又は尾端部が搬送方向と垂直な場合でも、金属板１の先端部又は尾端部の末端点１１を確実に抽出することができる。

なお、実施の形態５において、複数のスリット光光源を用いてもよい。この場合、各スリット状の光の長手方向に垂直な方向に、各スリット状の光が並んで照射すればよい。この際、中央のスリット光光源２と撮像装置３とをスリット状の光の長手方向に並べてもよい。

１金属板、２スリット光光源、３撮像装置、４画像データ収集機能、
５スリット光部抽出機能、６スリット光群配列機能、７端部形状演算機能、
８表示装置、９撮像周期、１０２次元配列画像データ、１１末端点

Claims

金属板表面に対し、前記金属板の一側から他側まで跨るようにスリット状の光を照射するスリット光光源と、
前記スリット光光源から照射された前記金属板表面上のスリット状の光を含む範囲に２次元の視野を持ち、当該スリット状の光を定周期で撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された定周期毎の画像データを収集する画像データ収集機能と、
前記画像データ収集機能に収集された画像データから、スリット状の光の部分を抽出するスリット光部抽出機能と、
前記スリット光部抽出機能に抽出された定周期毎のスリット状の光の画像データを２次元に配列するスリット光群配列機能と、
前記スリット光群配列機能により得られた２次元配列の画像データから、前記金属板の末端点を抽出する端部形状演算機能と、
を備えたことを特徴とする平面形状測定装置。
前記撮像装置は、前記スリット光光源に対し、スリット状の光の長手方向に並んで配置されたことを特徴とする請求項１に記載の平面形状測定装置。
前記スリット光光源は、複数のスリット状の光が当該スリット状の光の長手方向に垂直な方向に並んで照射するように、複数の光源を有したことを特徴とする請求項１に記載の平面形状測定装置。
前記撮像装置は、前記複数の光源のうちの中央の光源に対し、スリット状の光の長手方向に並んで配置されたことを特徴とする請求項３に記載の平面形状測定装置。
前記スリット光光源は、前記金属板の搬送方向に垂直な方向から特定の角度を持った方向にスリット状の光を照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の平面形状測定装置。