JP2016148596A - Linear array camera calibration method for surface inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面検査装置の検出部に設けられているリニアアレイカメラの視野を較正するための表面検査装置用リニアアレイカメラ較正方法に関するものである。 The present invention relates to a linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus for calibrating the field of view of a linear array camera provided in a detection unit of the surface inspection apparatus.
通常、表面検査装置では、検出部に、帯状の平行光線を照射する照明装置と、リニアアレイカメラ(以下、単に「カメラ」ともいう)が設けられており、照明装置で照射された被検査材(例えば、鋼帯等の金属帯)をカメラで撮像することによって、被検査材の表面を検査するようになっている。 In general, in a surface inspection apparatus, an illumination device that irradiates a strip-shaped parallel light beam and a linear array camera (hereinafter also simply referred to as a “camera”) are provided in a detection unit, and a material to be inspected that is irradiated by the illumination device. The surface of the material to be inspected is inspected by imaging (for example, a metal strip such as a steel strip) with a camera.
そして、一般的に、表面検査装置によって被検査材の表面を検査する際に、カメラの視野位置を合わせる方法(すなわち、較正方法)は、検査位置(すなわち、カメラの視野位置)に基準板(較正用マーク)を配置し、その基準板を目標にして、カメラの視野位置を合わせている(例えば、特許文献1、2)。
In general, when inspecting the surface of a material to be inspected by a surface inspection apparatus, a method of aligning the visual field position of a camera (that is, a calibration method) is performed by using a reference plate ( Calibration mark) is arranged, and the visual field position of the camera is aligned with the reference plate as a target (for example,
表面検査装置によって表面検査を行う際には、被検査材の上下の変動(パスライン変動)がないことが望ましい。 When surface inspection is performed by the surface inspection apparatus, it is desirable that there is no vertical fluctuation (pass line fluctuation) of the material to be inspected.
したがって、被検査材が金属帯などの場合は、図1に示すように、検査位置(カメラ視野)を被検査材1がロール2に巻き付いている位置にして、照明装置11で照射された被検査材1をカメラ13で撮像することが多い。
Therefore, when the material to be inspected is a metal strip or the like, as shown in FIG. 1, the inspection position (camera field of view) is set to a position where the material to be inspected 1 is wound around the
これに対して、上記の特許文献1、2は、図8に示すように、被検査材1が2個のサポートロール5および6で支持された水平パスラインを表面検査装置のカメラ13の視野としている。そのため、特許文献1、2に記載の較正方法を図1のようなカメラ視野をロール面にした場合に適用しようとすると、実際の検査位置(オンライン検査位置)とは別の位置(オフライン位置)に基準板を配置して、そのオフライン基準板でカメラ13の視野を較正した後、オンライン検査位置にカメラ13を移動することになるが、下記のような問題点1および2がある。
On the other hand, in the
(問題点1)オンライン検査位置となるロール面は、経年劣化による摩耗が発生するため、オフライン基準板とは正確には位置が一致しない。オンライン検査位置とオフライン基準板の位置調整を高頻度で実施すれば、この問題点を回避できるが、オフライン基準板の位置調整とカメラ13の較正のそれぞれを実施することになり、作業負荷が大きくなる。
(Problem 1) The roll surface serving as the on-line inspection position is subject to wear due to aging, so the position does not exactly match the off-line reference plate. This problem can be avoided by frequently adjusting the position of the online inspection position and the offline reference plate. However, the adjustment of the position of the offline reference plate and the calibration of the
(問題点2)オンライン検査位置とオフライン基準板の位置を合わせる場合、現実のカメラ13やオフライン基準板の据付精度は±0.5mm程度の誤差がある。カメラ13の撮像角度が照明装置からの照射光線の正反射方向となる場合、オフライン基準板でカメラ13の位置を合わせても、オンライン位置に移動すると、大きく反射強度が異なる可能性が高い。特に、被検査材1の表面が鏡面に近い場合、正反射方向への反射が大半を占め、カメラ13の視野が少しでも正反射位置からずれていると、被検査材1の目標とした欠陥が検出できなくなる可能性が高くなる。
(Problem 2) When the online inspection position and the position of the offline reference plate are aligned, the installation accuracy of the
また、特許文献2には、下記(ア)〜(ウ)の条件を満足するパターンを有する基準板を仮想の基準線が所定の基準位置に一致するように設置するラインセンサカメラの較正方法が記載されている。
(ア)仮想の基準線と交差する5本以上の直線要素を有する。
(イ)直線要素が全て平行であるということがない。
(ウ)直線要素の延長線が全て一点で交わるということがない。
(A) It has five or more linear elements that intersect the virtual reference line.
(B) The linear elements are not all parallel.
(C) The extension lines of the linear elements do not all intersect at one point.
しかし、この較正方法では、上記のようなカメラ視野をロール面にした場合に適用すると、以下の問題点3〜6がある。 However, this calibration method has the following problems 3 to 6 when applied to the case where the camera field of view is the roll surface.
(問題点3)カメラ13の視野がロール軸に対して傾斜しているとき、どの程度傾斜しているかが不明である。
(Problem 3) When the field of view of the
(問題点4)カメラ13の視野が基準板とどの程度の上下関係にあるかを精度良く判別するのが難しい。
(Problem 4) It is difficult to accurately determine how much the visual field of the
(問題点5)被検査材1の板厚が薄い場合、基準板も薄くて長いものが必要で、しかもロールに直接貼る必要があるが、基準板が“しなる”ことになり、実用的でない。
(Problem 5) When the plate thickness of the
(問題点6)カメラ13の視野の目標となる黒色の三角形マークの信号強度の分布について、信号間の幅の差を監視することで、カメラ13のロール軸方向の位置ズレを認識できるが、信号間の幅の差が小さくなると、較正作業者には認識困難となり、作業負荷が増加する。
(Problem 6) With respect to the distribution of the signal intensity of the black triangle mark that is the target of the visual field of the
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、表面検査装置によって被検査材(例えば、鋼帯等の金属帯)の表面を検査するに際して、検査位置を被検査材がロールに巻き付いている位置にした場合に、表面検査装置の検出部に設けられているリニアアレイカメラの視野を容易に精度良く較正することができる表面検査装置用リニアアレイカメラ較正方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when inspecting the surface of a material to be inspected (for example, a metal strip such as a steel strip) by a surface inspection device, the material to be inspected rolls the inspection position. To provide a linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus capable of easily and accurately calibrating the visual field of the linear array camera provided in the detection unit of the surface inspection apparatus when the position is wound around the surface. It is the purpose.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]表面検査装置によって被検査材の表面を検査するに際して、検査位置を被検査材がロールに巻き付いている位置にした場合に、表面検査装置の検出部に設けられているリニアアレイカメラの視野を較正するための表面検査装置用リニアアレイカメラ較正方法であって、
表面検査装置の検出部に設けられている照明装置から帯状の平行光線をロールに照射して、その反射光線をリニアアレイカメラが受光可能となるように、照明装置からの帯状の平行光線の照射位置を合わせる照明位置調整ステップと、
照明装置から帯状の平行光線を前記ロールに照射し、ロール表面に形成された光帯に沿ってロール軸方向の基準線を設定する基準線設定ステップと、
下記(a)〜(d)の条件を満足する基準板を、当該基準板に設けた仮想の基準水平線を前記ロール軸方向の基準線に一致させて、リニアアレイカメラの視野に入るロール位置に貼付する基準板貼付ステップと、
(a)水平方向に設けた仮想の基準水平線と、該仮想の基準線に垂直な仮想の垂直線と、前記仮想の基準水平線と前記仮想の垂直線との交点を有している。
(b)前記仮想の基準水平線の上下方向の一方の側には、前記交点を鋭角の頂点とし、前記仮想の基準水平線に垂直な辺と前記仮想の基準水平線に平行な辺を有する直角三角形である第1の図形を有している。
(c)前記仮想の基準線の上下方向の他方の側には、前記交点に対して前記第1の図形と点対称となる直角三角形である第2の図形と、該第2の図形における前記仮想の基準水平線上にはない鋭角の頂点を共有の頂点とし、該第2の図形における前記仮想の基準水平線に平行な辺の延長となる一方の辺を有し、かつ、前記仮想の基準水平線と重なる他方の辺を有する長方形である第3の図形と、前記仮想の垂直線に対して前記第3の図形と線対称となる長方形である第4の図形を有している。
(d)前記仮想の基準水平線上に中心を有する円である第5の図形と、前記仮想の垂直線に対して前記第5の図形と線対称となる円である第6の図形を有している。
前記リニアアレイカメラで前記基準板上の前記図形を撮像して1次元画像を得る撮像ステップと、
前記1次元画像の光強度パターンに基づいて、リニアアレイカメラの視野の上下方向位置と、リニアアレイカメラの視野のロール軸方向に対する傾斜角度を調整するカメラ位置調整ステップと
を備えていることを特徴とする特徴とする表面検査装置用リニアアレイカメラ較正方法。
[1] When inspecting the surface of the material to be inspected by the surface inspection device, when the inspection position is set to a position where the material to be inspected is wound around the roll, the linear array camera provided in the detection unit of the surface inspection device A linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus for calibrating a field of view, comprising:
Irradiation of strip-shaped parallel rays from the illumination device so that the linear array camera can receive the reflected rays from the illumination device provided in the detection unit of the surface inspection device. A lighting position adjustment step for adjusting the position;
A reference line setting step of irradiating the roll with strip-shaped parallel light rays from an illumination device, and setting a reference line in the roll axis direction along a light band formed on the roll surface;
A reference plate that satisfies the following conditions (a) to (d) is placed at a roll position that enters the field of view of the linear array camera by matching a virtual reference horizontal line provided on the reference plate with the reference line in the roll axis direction. A reference plate pasting step to be pasted;
(A) It has a virtual reference horizontal line provided in the horizontal direction, a virtual vertical line perpendicular to the virtual reference line, and an intersection of the virtual reference horizontal line and the virtual vertical line.
(B) On one side in the vertical direction of the virtual reference horizontal line, a right triangle having the intersection as an acute vertex, a side perpendicular to the virtual reference horizontal line and a side parallel to the virtual reference horizontal line It has a certain first figure.
(C) On the other side in the vertical direction of the virtual reference line, a second figure that is a right triangle that is point-symmetric with the first figure with respect to the intersection point, and the second figure in the second figure An acute vertex that is not on the virtual reference horizontal line is used as a shared vertex, the second figure has one side that is an extension of a side parallel to the virtual reference horizontal line, and the virtual reference horizontal line And a fourth figure which is a rectangle which is line-symmetric with the third figure with respect to the virtual vertical line.
(D) having a fifth graphic that is a circle centered on the virtual reference horizontal line and a sixth graphic that is a circle symmetrical to the fifth graphic with respect to the virtual vertical line ing.
An imaging step of obtaining a one-dimensional image by imaging the figure on the reference plate with the linear array camera;
And a camera position adjusting step of adjusting a vertical position of the field of view of the linear array camera and a tilt angle of the field of view of the linear array camera with respect to the roll axis direction based on the light intensity pattern of the one-dimensional image. A linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus, characterized in that
本発明においては、表面検査装置によって被検査材(例えば、鋼帯等の金属帯)の表面を検査するに際して、検査位置を被検査材がロールに巻き付いている位置にした場合に、表面検査装置の検出部に設けられているリニアアレイカメラの視野を容易に精度良く較正することができる。 In the present invention, when inspecting the surface of a material to be inspected (for example, a metal strip such as a steel strip) by the surface inspection device, the surface inspection device is set to a position where the material to be inspected is wound around the roll. The field of view of the linear array camera provided in the detector can be easily and accurately calibrated.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態においては、図1に示したように、表面検査装置によって被検査材(例えば、鋼帯等の金属帯)1の表面を検査するに際して、検査位置を被検査材1がロール2に巻き付いている位置にした場合に、表面検査装置の検出部に設けられているリニアアレイカメラ13の視野を較正する方法として、以下に示すような、照明位置調整ステップ、基準線設定ステップ、基準板貼付ステップ、撮像ステップ、カメラ位置調整ステップを備えている。
In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, when the surface of a material to be inspected (for example, a metal strip such as a steel strip) 1 is inspected by a surface inspection device, the
(1)照明位置調整ステップ
図2に示すように、表面検査装置の検出部に設けられている照明装置11から帯状の平行光線をロール2に照射して、その反射光線をリニアアレイカメラ13が受光可能となるように、照明装置11からロール2への帯状の平行光線の照射位置を合わせる。
(1) Illumination position adjustment step As shown in FIG. 2, a strip-shaped parallel light beam is irradiated onto the
(2)基準線設定ステップ
照明装置11から帯状の平行光線をロール2に照射すると、図3に示すように、ロール2の表面に光帯12が形成されるので、図4に示すように、光帯12の上側(または下側)に沿って糸14をロール2の全幅に貼り付けて、この糸14をロール軸方向の基準線とする。
(2) Reference line setting step When the
(3)基準板貼付ステップ
基準板(較正用マーク)を、当該基準板に設けた仮想の基準水平線をロール軸方向の基準線(糸14)に一致させて、リニアアレイカメラ13の視野に入るロール2表面位置に貼付する。較正用マークの貼り付け位置の精度は±0.5mm程度を目標とする。
(3) Reference plate pasting step The reference plate (calibration mark) enters the field of view of the
ここで、図5に示すように、基準板(較正用マーク)Mは、下記(a)〜(d)の条件を満足している。 Here, as shown in FIG. 5, the reference plate (calibration mark) M satisfies the following conditions (a) to (d).
(a)水平方向に設けた仮想の基準水平線21と、仮想の基準線21に垂直な仮想の垂直線22と、仮想の基準水平線21と仮想の垂直線22との交点を有している。
(A) It has a virtual reference
(b)仮想の基準水平線21の上下方向の一方の側(ここでは、下側)には、前記交点を鋭角の頂点とし、仮想の基準水平線21に垂直な辺と仮想の基準水平線21に平行な辺を有する直角三角形(第1の図形)23を有している。
(B) On one side (here, the lower side) of the virtual reference
(c)仮想の基準線21の上下方向の他方の側(ここでは、上側)には、前記交点に対して第1の図形(直角三角形)23と点対称となる直角三角形(第2の図形)24と、第2の図形(直角三角形)24における仮想の基準水平線21上にはない鋭角の頂点を共有の頂点とし、第2の図形(直角三角形)24における仮想の基準水平線21に平行な辺の延長となる一方の辺を有し、かつ、仮想の基準水平線21と重なる他方の辺を有する長方形(第3の図形)25と、仮想の垂直線22に対して、第3の図形(長方形)25と線対称となる長方形(第4の図形)26を有している。
(C) On the other side of the
(d)仮想の基準水平線21上に中心を有する円(第5の図形)27と、仮想の垂直線22に対して第5の図形(円)27と線対称となる円(第6の図形)28を有している。
(D) A circle (fifth figure) 27 having a center on the virtual reference
なお、図6に示すように、較正用マークMは、ロール2の軸方向に3枚貼る(M1(カメラ視野左端)、M2(カメラ視野中央)、M3(カメラ視野右端))。その際に、M1とM2間の距離とM2とM3間の距離を等しくする。 As shown in FIG. 6, three calibration marks M are pasted in the axial direction of the roll 2 (M1 (camera field left end), M2 (camera field center), M3 (camera field right edge)). At that time, the distance between M1 and M2 and the distance between M2 and M3 are made equal.
そして、光帯12の中心線上に糸14があるように、すなわち、光帯12の中心線に較正用マークMの仮想の基準水平線21が一致するように、ロール2を動かす。完了後、糸14をロール2から外す。
Then, the
(4)撮像ステップ
リニアアレイカメラ13で較正用マークM(M1、M2、M3)上の図形23〜28を撮像して1次元画像を得る。
(4) Imaging step The
図7に、得られた1次元画像(光強度パターン)の例を示す。 FIG. 7 shows an example of the obtained one-dimensional image (light intensity pattern).
較正用マークM(M1、M2、M3)に対するカメラ視野が図7(a)に示すような状態の場合は、図7(b)に示すような光強度パターン(信号強度パターン)が得られる。 When the camera field of view for the calibration mark M (M1, M2, M3) is in a state as shown in FIG. 7A, a light intensity pattern (signal intensity pattern) as shown in FIG. 7B is obtained.
較正用マークM(M1、M2、M3)に対するカメラ視野が図7(c)に示すような状態の場合は、図7(d)に示すような光強度パターン(信号強度パターン)が得られる。 When the camera field of view for the calibration mark M (M1, M2, M3) is in a state as shown in FIG. 7C, a light intensity pattern (signal intensity pattern) as shown in FIG. 7D is obtained.
(5)カメラ位置調整ステップ
前記1次元画像の光強度パターン(信号強度パターン)に基づいて、リニアアレイカメラ13の視野のロール軸方向に対する傾斜角度と、リニアアレイカメラ13の視野の上下方向位置を調整する。
(5) Camera position adjustment step Based on the light intensity pattern (signal intensity pattern) of the one-dimensional image, the tilt angle of the visual field of the
ちなみに、ロール2と照明装置11およびリニアアレイカメラ13の据付において、現実的には、機械の据付誤差は発生するため、ここでは、現地に据付けられたロール2の位置と照明装置11による光帯12の位置を“正”とし、光帯12の中心線にリニアアレイカメラ13の視野を合わせることで、リニアアレイカメラ13と照明装置11の光学系配置を精度良く確保する手法を採用している。
Incidentally, in the installation of the
まず、リニアアレイカメラ13の視野のロール軸方向に対する傾斜角度を調整する。
First, the tilt angle of the visual field of the
上記の図7(a)のように、カメラ視野が較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21と平行になっている場合は、上記の図7(b)のように、各較正用マークM1〜M3における第2の図形(直角三角形)24と第3の図形(長方形)25と第4の図形(長方形)26による信号強度パターンが同じになる(例えば、第2の図形(直角三角形)24による信号の幅U1〜U3が等しくなり、第3の図形(長方形)25および第4の図形(長方形)26による信号の幅V1〜V3およびW1〜W3が等しくなる)。
When the camera field of view is parallel to the virtual reference
また、上記の図7(c)のように、カメラ視野が較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21に対して傾いている場合は、上記の図7(d)のように、較正用マークM1からM3に向かって信号強度パターンが徐々に変化していき、各較正用マークM1では第2の図形(直角三角形)24と第3の図形(長方形)25と第4の図形(長方形)26による信号強度パターンとなり、較正用マークM2では第2の図形(直角三角形)24と第3の図形(長方形)25と第4図形(長方形)26に加えて第5の図形(円)27と第6の図形(円)28による信号強度パターンとなり、較正用マークM3では第1の図形(直角三角形)23のみによる信号強度パターンとなる。
When the camera field of view is inclined with respect to the virtual reference
したがって、図7(d)に示すような光強度パターン(信号強度パターン)が得られた場合は、カメラ視野が較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21に対して傾いていることになるので、カメラ視野の水平方向の傾斜角度を調整して、較正用マークM1〜M3の全てで第5の図形(円)27と第6の図形(円)28による信号強度パターンが現れるようにすることで、カメラ視野を較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21と一致させればよい。
Therefore, when a light intensity pattern (signal intensity pattern) as shown in FIG. 7D is obtained, the camera field of view is inclined with respect to the virtual reference
続いて、リニアアレイカメラ13の視野の上下方向位置を調整する。
Subsequently, the vertical position of the visual field of the
ただし、図7(a)では、カメラ視野が較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21と一致はしていないので、図7(b)には、第5の図形(円)27と第6の図形(円)28による信号強度パターンが現れていない。
However, in FIG. 7A, since the camera field of view does not coincide with the virtual reference
このカメラ視野の上下方向位置調整ステップにおける詳細な手順は以下の如くである。 The detailed procedure in this camera visual field vertical position adjustment step is as follows.
手順1:光帯12の中心線(すなわち、較正用マークM1〜M3の仮想の基準水平線21)をカメラ視野とするように、カメラ位置を調整する。
Procedure 1: The camera position is adjusted so that the center line of the optical band 12 (that is, the virtual reference
(1.1)較正用マークMの上部を見るようにカメラのチルト(上下方向の角度)を上方向に動かし、較正用マークマークM(M1〜M3)の第3の図形(長方形)25と第4の図形(長方形)26の信号強度パターンが均等に現れる位置とする。 (1.1) The camera tilt (vertical angle) is moved upward so as to see the upper part of the calibration mark M, and the third mark (rectangle) 25 of the calibration mark mark M (M1 to M3) It is assumed that the signal intensity pattern of the fourth figure (rectangle) 26 appears evenly.
(1.2)較正用マークMの上下方向中央部を見るようにカメラのチルトを下方向に動かすと、第5の図形(円)27と第6の図形(円)28の信号強度パターンが出てきて、較正用マークMの第3の図形(長方形)25と第4の図形(長方形)26の信号強度が小さくなる。 (1.2) When the tilt of the camera is moved downward so as to see the vertical center of the calibration mark M, the signal intensity patterns of the fifth figure (circle) 27 and the sixth figure (circle) 28 are changed. As a result, the signal intensity of the third graphic (rectangular) 25 and the fourth graphic (rectangular) 26 of the calibration mark M decreases.
(1.3)較正用マークMの第3の図形(長方形)25と第4の図形(長方形)26の信号が丁度消えたところで停止する。 (1.3) Stop when the signals of the third figure (rectangle) 25 and the fourth figure (rectangle) 26 of the calibration mark M have just disappeared.
以上で、光帯の中心線にカメラ視野を合わせることが完了する。 This completes the alignment of the camera field of view with the center line of the light band.
手順2:続いて、カメラ13の視野位置を照明装置11からの照射光線の正反射方向に厳密に合わせるため、カメラ視野を微調整する。
Procedure 2: Subsequently, the camera visual field is finely adjusted in order to precisely match the visual field position of the
(2.1)カメラ13をチルトの上方向に微動させる。
(2.1) The
その際に、較正用マークMの第2の図形(直角三角形)24の得られた信号強度パターン(信号強度波形)の幅が増加するなら、信号強度波形が低下して消えるところまで継続してカメラのチルトを下方向に動かして、信号強度波形が消えた位置を検索する。 At that time, if the width of the obtained signal intensity pattern (signal intensity waveform) of the second figure (right triangle) 24 of the calibration mark M increases, the signal intensity waveform continues to decrease and disappear. Move the camera tilt downward to find the position where the signal strength waveform disappeared.
カメラのチルトを下方向に動かして、万一、得られた信号強度パターン(信号強度波形)の幅が増加するなら、カメラの上下方向位置が基準水平線より下にあるので、反対方向(上方向)に動かす。 If the width of the obtained signal strength pattern (signal strength waveform) increases by moving the camera tilt downward, the camera's vertical position is below the reference horizontal line, so the opposite direction (upward ).
(2.2)カメラのチルトを動かしたことで、カメラ視野の左右にばらつきがないことを確認する。較正用マークマークMの図形部位23〜28(黒い部位)の幅長さで確認する。
(2.2) Confirm that there is no variation in the left and right of the camera field of view by moving the tilt of the camera. Confirmation is made with the widths of the
手順3:カメラのパン方向位置(水平方向の角度)の最終確認を行う。 Procedure 3: Final confirmation of pan position (horizontal angle) of the camera is performed.
(3.1)較正用マークM1と較正用マークM2間、較正用マークM2と較正用マークM3間のそれぞれの区間の画素数を確認する。 (3.1) Check the number of pixels in each section between the calibration mark M1 and the calibration mark M2 and between the calibration mark M2 and the calibration mark M3.
2区間の画素数が同じならば、カメラ13の視野の中心線とロール2の軸は垂直な位置関係となる。もし、2区間の画素数が異なるようなら、カメラのパン方向位置の調整が必要となるので、各区間の画素数が均一となるようにカメラの水平方向位置または水平角度を微調整する。そして、手順1から再調整を行う。
If the number of pixels in the two sections is the same, the center line of the visual field of the
以上で、リニアアレイカメラ13の較正作業が完了となる。
This completes the calibration work of the
このようにして、この実施形態においては、リニアアレイカメラ13の視野を容易に精度良く較正することができる。
Thus, in this embodiment, the visual field of the
すなわち、この実施形態においては、表面検査装置のリニアアレイカメラ13の較正作業で用いる較正用マークMおよび調整作業を明確にすることで、以下の効果が達成できる。
That is, in this embodiment, the following effects can be achieved by clarifying the calibration mark M used in the calibration work of the
1)現状のリニアアレイカメラ13の視野位置が明確に目視で確認できる。また、視野左端と視野中心と視野右端の3点に較正用マークM(M1、M2、M3)を貼ることで、カメラ13視野の3軸(上下方向(チルト角度)、ロール軸に対する傾斜角度、水平方向の角度(パン角度)と水平方向位置)の位置調整ができる。
1) The visual field position of the current
2)従来、リニアアレイカメラ13の較正作業は、熟練者でなければ実施困難であったが、作業者に依存せずに実施できる。
2) Conventionally, the calibration operation of the
3)リニアアレイカメラの較正作業の作業時間が短縮できる。 3) The work time for the calibration work of the linear array camera can be shortened.
4)リニアアレイカメラの較正完了後、照明装置11とリニアアレイカメラ13(特に正反射カメラ)の位置精度が高まり、表面検査装置の安定した検査が実現できる。
4) After the calibration of the linear array camera is completed, the positional accuracy of the illuminating
1 被検査材(金属帯)
2 ロール
5 サポートロール
6 サポートロール
11 照明装置
12 光帯
13 リニアアレイカメラ
14 糸
21 仮想の基準水平線
22 仮想の垂直線
23 第1の図形(直角三角形)
24 第2の図形(直角三角形)
25 第3の図形(長方形)
26 第4の図形(長方形)
27 第5の図形(円)
28 第6の図形(円)
M、M1、M2、M3 較正用マーク
1 Inspected material (metal strip)
2
24 Second figure (right triangle)
25 3rd figure (rectangle)
26 Fourth figure (rectangle)
27 Fifth figure (circle)
28 Sixth figure (circle)
M, M1, M2, M3 Calibration marks
Claims (1)
表面検査装置の検出部に設けられている照明装置から帯状の平行光線をロールに照射して、その反射光線をリニアアレイカメラが受光可能となるように、照明装置からの帯状の平行光線の照射位置を合わせる照明位置調整ステップと、
照明装置から帯状の平行光線を前記ロールに照射し、ロール表面に形成された光帯に沿ってロール軸方向の基準線を設定する基準線設定ステップと、
下記(a)〜(d)の条件を満足する基準板を、当該基準板に設けた仮想の基準水平線を前記ロール軸方向の基準線に一致させて、リニアアレイカメラの視野に入るロール位置に貼付する基準板貼付ステップと、
(a)水平方向に設けた仮想の基準水平線と、該仮想の基準線に垂直な仮想の垂直線と、前記仮想の基準水平線と前記仮想の垂直線との交点を有している。
(b)前記仮想の基準水平線の上下方向の一方の側には、前記交点を鋭角の頂点とし、前記仮想の基準水平線に垂直な辺と前記仮想の基準水平線に平行な辺を有する直角三角形である第1の図形を有している。
(c)前記仮想の基準線の上下方向の他方の側には、前記交点に対して前記第1の図形と点対称となる直角三角形である第2の図形と、該第2の図形における前記仮想の基準水平線上にはない鋭角の頂点を共有の頂点とし、該第2の図形における前記仮想の基準水平線に平行な辺の延長となる一方の辺を有し、かつ、前記仮想の基準水平線と重なる他方の辺を有する長方形である第3の図形と、前記仮想の垂直線に対して前記第3の図形と線対称となる長方形である第4の図形を有している。
(d)前記仮想の基準水平線上に中心を有する円である第5の図形と、前記仮想の垂直線に対して前記第5の図形と線対称となる円である第6の図形を有している。
前記リニアアレイカメラで前記基準板上の前記図形を撮像して1次元画像を得る撮像ステップと、
前記1次元画像の光強度パターンに基づいて、リニアアレイカメラの視野の上下方向位置と、リニアアレイカメラの視野のロール軸方向に対する傾斜角度を調整するカメラ位置調整ステップと
を備えていることを特徴とする特徴とする表面検査装置用リニアアレイカメラ較正方法。 When inspecting the surface of the material to be inspected by the surface inspection device, the field of view of the linear array camera provided in the detection unit of the surface inspection device is calibrated when the inspection position is set to the position where the material to be inspected is wound around the roll A linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus for performing
Irradiation of strip-shaped parallel rays from the illumination device so that the linear array camera can receive the reflected rays from the illumination device provided in the detection unit of the surface inspection device. A lighting position adjustment step for adjusting the position;
A reference line setting step of irradiating the roll with strip-shaped parallel light rays from an illumination device, and setting a reference line in the roll axis direction along a light band formed on the roll surface;
A reference plate that satisfies the following conditions (a) to (d) is placed at a roll position that enters the field of view of the linear array camera by matching a virtual reference horizontal line provided on the reference plate with the reference line in the roll axis direction. A reference plate pasting step to be pasted;
(A) It has a virtual reference horizontal line provided in the horizontal direction, a virtual vertical line perpendicular to the virtual reference line, and an intersection of the virtual reference horizontal line and the virtual vertical line.
(B) On one side in the vertical direction of the virtual reference horizontal line, a right triangle having the intersection as an acute vertex, a side perpendicular to the virtual reference horizontal line and a side parallel to the virtual reference horizontal line It has a certain first figure.
(C) On the other side in the vertical direction of the virtual reference line, a second figure that is a right triangle that is point-symmetric with the first figure with respect to the intersection point, and the second figure in the second figure An acute vertex that is not on the virtual reference horizontal line is used as a shared vertex, the second figure has one side that is an extension of a side parallel to the virtual reference horizontal line, and the virtual reference horizontal line And a fourth figure which is a rectangle which is line-symmetric with the third figure with respect to the virtual vertical line.
(D) having a fifth graphic that is a circle centered on the virtual reference horizontal line and a sixth graphic that is a circle symmetrical to the fifth graphic with respect to the virtual vertical line ing.
An imaging step of obtaining a one-dimensional image by imaging the figure on the reference plate with the linear array camera;
And a camera position adjusting step of adjusting a vertical position of the field of view of the linear array camera and a tilt angle of the field of view of the linear array camera with respect to the roll axis direction based on the light intensity pattern of the one-dimensional image. A linear array camera calibration method for a surface inspection apparatus, characterized in that
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117241012A (en) * | 2023-11-16 | 2023-12-15 | 杭州百子尖科技股份有限公司 | Calibrating device, calibrating method and machine vision detection system of linear array camera |
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2015
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