JP2020027529A - 管本数計数装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積み重ねられた複数の管が所定本数あるかを容易かつ確実に確認できる管本数の確認方法を提供する。【解決手段】管束Ｋの端面を照明する照明装置１１と、この照明装置１１によって照明された管束Ｋの端面を撮影する撮影装置１２と、この撮影装置１２によって撮影した管束端面画像を二値化処理して、二値化画像を取得する二値化画像取得装置１５と、この二値化画像取得装置１５によって取得した二値化画像から管３の中空部の数を算出する算出処理装置１６とを備えているので、算出した中空部の数が管束Ｋにおける管３の本数となる。したがって、管束Ｋにおける管３の本数を容易かつ確実に計数することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管束における前記管の本数を計数する管本数計数装置に関する。

鋼管等の管は同種の管を積み重ねて所定本数からなる束にして結束装置で結束して客先に出荷される。このとき、管が正しく積み重ねられず、本数が足りない状態、または本数が多い状態で結束されてしまうケースもある。
通常、管の本数は目視あるいは画像処理などによる自動計数により行われる。自動計数によって管の本数を計数する計数装置の例として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１に記載の計数装置では、複数の管を結束してなる束のＺ方向端面をライン照明の下でのラインカメラのＸ方向移動で以て撮像し、得られた撮像データと移動量データから、画像処理装置にて、合成画像、次いで管肉部と中空部で明暗の異なる二値画像を生成し、これにＸ方向の走査と該走査毎のＹ方向位置の歩進を行い、高輝度部分あるいは低輝度部分の長さから中空部を認識、認識した中空部の個数を計数することで、束内の管の本数を計数するようにしている。

特開２０１３−２４６７４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の計数装置ではカメラを移動させてデータを取得しており、瞬時にデータを取得できず、極短時間に束の本数の計測をすることはできない。
また、管とカメラを近接させて測定を行っており、管端が揃っていないと、データ取得中に、移動するカメラが管端に衝突する可能性があるため、測定前に管端を揃える必要がある。これに対し、管端を揃える前に管本数を確認し、不足の場合は管を補充、超過の場合は管を抜き取るようにし、確認後に管を束ねた方が、過不足の場合に再度管端を揃える作業を行わなくてよくなるが、従来の計数装置では、上述したように、測定前に管端を揃える必要があるため、手間がかかる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管束における前記管の本数を容易かつ確実に計数することができる管本数計数装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の管本数計数装置は、管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管束における前記管の本数を計数する管本数計数装置であって、
前記管束の端面を照明する照明装置と、
この照明装置によって照明された前記管束の端面を撮影する撮影装置と、
この撮影装置によって撮影した管束端面画像を二値化処理して、二値化画像を取得する二値化画像取得装置と、
この二値化画像取得装置によって取得した前記二値化画像から前記管の中空部の数を算出する算出処理装置と、を備えていることを特徴とする。

ここで、前記管束とは、管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管群のことを言い、結束バンド等の結束材によって複数の管を束ねて保持してもよいし、束ねなくてもよい。束ねない場合、支持枠等の保持部の内部に複数の管を積み重ねることで、積み重なった状態を保持してもよい。
また、管束の端面とは、複数の管の端面がほぼ面一に揃っている状態の場合、同一平面上に位置している全ての管端面（管の内空部の端面を含む）および隣り合う管どうしの間の隙間の端面のことを言い、複数の管の端面が不揃いの場合、同一平面上に位置する管端面（管の内空部の端面を含む）、異なる平面上に位置する管端面（管の内空部の端面を含む）および隣り合う管どうしの間の隙間の端面を合わせた全ての管端面のことを言う。

本発明においては、照明装置によって照明された管束の端面を撮影装置が撮影し、この撮影した管束端面画像を、二値化画像取得装置が二値化処理して、二値化画像を取得し、この取得した二値化画像から算出処理装置が管の中空部の数を算出するので、この算出した中空部の数が管束における管の本数となる。したがって、管束における管の本数を容易かつ確実に計数することができる。
また、従来と異なり、撮影装置が移動せず固定であるので、管束端面画像を速やかに取得でき、極短時間に管束中の管の本数の計数することができるとともに、管束の端面の撮影中に、管端が撮影装置に衝突する虞も殆ど無い。

また、本発明の前記構成において、前記算出処理装置は、前記二値化画像における中空部の外縁を形成する円形図形を抽出することによって、前記管の中空部の数を算出してもよい。

このような構成によれば、二値化画像における中空部の外縁を形成する円形図形を抽出することによって、管の中空部の数を算出するので、管束における管の本数を、より確実に計数することができる。

また、本発明の前記構成において、前記算出処理装置は、前記円形図形の一部が欠損している場合、当該円形図形の円弧を円形図形に補正したうえで、前記円形図形を抽出してもよい。

このような構成によれば、管束における管端が不揃いの場合や、段付き管（管の内面に凸部、外面に凹部を形成した管）である場合であっても管の本数を確実に計数することができる。
すなわち、上述したような場合、管束端面画像を二値化処理しても影部である中空部が円形図形とならず、管の本数をうまく計数できない場合がある。このような場合に、二値化処理した二値化画像から円弧を抽出し円形図形に補正したうえで、円形図形を抽出することによって、管の本数を確実に計数することができる。

また、本発明の前記構成において、前記照明装置は複数の発光部を備え、複数の前記発光部は、前記撮影装置を取り囲むように配置されていてもよい。

このような構成によれば、複数の発光部は撮影装置を取り囲むように配置されているので、管束の端面を撮影装置が撮影する際に、複数の発光部からの光によって管束の端面を均一に照らすことができるので、より鮮明な管束端面画像を得ることができる。

本発明によれば、管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管束における前記管の本数を容易かつ確実に計数することができる。

本実施の形態に係る管本数計数装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る管本数計数装置の撮影装置によって撮影される管束を示すもので、軸方向から視た図である。 本実施の形態に係る管本数計数装置の撮影装置によって撮影した管束端面画像を二値化処理してなる二値化画像を示す図である。 本実施の形態に係る管本数計数装置の算出処理装置によって抽出された二値化画像における中空部の外縁を形成する円形図形を示す図である。 本実施の形態に係る管本数計数装置の算出処理装置によって、欠損している円形図形の円弧を円形図形に補正した状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る管本数計数装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態の管本数計数装置の概略構成を示す図である。
管本数計数装置は、複数の管３を積み重ねてなる管束Ｋにおける管３の本数を計数する装置であり、照明装置１１と、撮影装置１２と、画像処理装置１３と、表示装置１４とを備えている。

管３は例えば円筒状の鋼管であり、図２に示すように、当該管３は結束機に備えられた支持枠５に収容されるようになっている。
支持枠５は、底板５ａと、この底板５ａの両側部に設けられた側板５ｂ，５ｂとを備えており、側板５ｂ，５ｂは上方に向かうほど開くように水平面に対して傾斜している。また、底板５ａおよび側板５ｂ，５ｂの長さ（図２において紙面と直交する方向の長さ）は管３の軸方向の長さとほぼ等しくなっている。また、底板５ａは基板４に設置されており、側板５ｂ，５ｂは基板４に固定された補強部材６，６によって背面側から補強されている。
そして、このような支持枠５には、複数の管３がクレーンによって搬送され、当該管３は同じ方向に揃えられる、つまり管軸が平行になるようにして揃えられ、さらに、複数の管３の管端面３ａがほぼ面一になるように揃えられる。複数の管３は例えば断面視において外形が正六角形状に積み重ねられたうえで、結束バンド７（図１参照）によって結束されて、管束Ｋとなる。

図１に示すように、照明装置１１は、矩形枠状の枠体１１ａと、この枠体１１ａに複数設けられた発光部１１ｂとを備えている。
枠体１１ａは、当該枠体１１ａの管束Ｋの軸方向視における中心が、管束Ｋの中央線Ｌ上に位置するように配置されるとともに、管束Ｋの端面から所定距離離間して配置されている。このような枠体１１ａは図示しないフレーム等に固定されている。
発光部１１ｂとしては、例えばＬＥＤが使用される。複数の発光部１１ｂは、枠体１１ａの４つの辺部の管束Ｋの端面側に向く面にそれぞれ所定間隔で複数配置されるとともに、撮影装置１２を管束Ｋに軸方向視において取り囲むように配置されている。
なお、発光部１１ｂは、ＬＥＤ以外のものであってもよい。例えば、ＬＥＤと同様にして配置された電球であってもよいし、枠体１１ａの４つの辺部に沿って延在する蛍光灯であってもよい。

また、照明装置１１は撮影装置１２のレンズよりも後方（管束Ｋと反対側）に配置されている。具体的には、照明装置１１の複数の発光部１１ｂは全て撮影装置１２のレンズよりも後方（管束Ｋと反対側）に配置されている。このように撮影装置１２のレンズの後方に照明装置１１の発光部１１ｂを配置することによって、撮影装置１２に発光部１１ｂからの照明が直接入光することを防止できる。また、照明装置１１を撮影装置１２のレンズよりも後方に配置すると、撮影装置１２が突出した配置となるので、撮影装置１２の破損防止のために別途防護枠を設けてもよい。

また、照明装置１１により管束Ｋの複数の管３の管端面を照らしても管端面の状態、すなわち、めっきの有無などに起因する反射率の相違により撮影される画像の輝度が変化する。このため、照明装置１１には照度変更機能があることが好ましい。
また、照明装置１１により照らす管端面と反対側の管端面からの外光が管内に入光すると撮影される画像の輝度に影響し、検出精度が落ちる。このため、照明装置１１により光を照射する管端面と反対側の管端面には入光を回避する暗幕などの遮光器具（図示略）を設けることが好ましい。

撮影装置１２は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを搭載したイメージセンサカメラが使用され、この撮影装置１２のレンズの光軸と管束Ｋの中央線Ｌ上とが位置するように、照明装置１１の中央部（枠体１１ａの中心部）に配置されている。つまり撮影装置１２は、照明装置１１の複数の発光部１１ｂに取り囲まれるようにして配置されている。さらに、撮影装置１２は、管束Ｋの端面、つまり複数の管３の管端面を全て撮影可能となるように、画角や焦点距離が設定されている。

撮影装置１２は画像処理装置１３に接続されている。撮影装置１２は照明装置１１によって照明された管束Ｋの端面を撮影し、その画像を管束端面画像としてデジタルデータで出力し、この出力データが画像処理装置１３に入力される。
画像処理装置１３は、例えばパソコン（パーソナルコンピュータ）によって構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク装置等を備えている。また、画像処理装置１３は、二値化画像取得装置１５と算出処理装置１６とを備えている。

二値化画像取得装置１５は、撮影装置１２によって撮影した管束端面画像を二値化処理して、図３に示すような二値化画像を取得する。
すなわち、管束Ｋを管軸方向から見た場合（端面を見た場合）、管束Ｋの複数の管３の中空部３ｂおよび隣り合う管３，３どうしの隙間は影により暗く、管端面３ａは丸いリング状で明るい状態となる。ここに、上述した照明装置１１によって常に均一な状態にて光を管束Ｋの全ての管３の端面側に照射することでコントラストをつけ、当該管３の管端面３ａと中空部３ｂの差異を明確にする。具体的には、撮影装置１２の後方から管束Ｋの端面に向けて、照明を当てることにより撮影を行う。そうすると撮影した管束端面画像では、複数の管３の全てにおいて、管端面３ａと中空部３ｂとで濃淡が生じるため、この濃淡を有する管束端面画像を二値化画像取得装置１５に取り込んで二値化処理し、二値化画像を取得する。なお、管束Ｋの背景も影により暗くなる。この背景はハッチングで示している。

そして、この二値化画像取得装置１５によって取得した二値化画像から管３の中空部３ｂの数を算出処理装置１６によって算出する。
すなわち、算出処理装置１６は、図４に示すように、二値化画像における中空部３ｂの外縁を形成する円形図形３ｃを抽出することによって、管３の中空部３ｂの数を算出する。二値化画像においては、閾値を適宜設定することによって、管３の中空部３ｂと管端面３ａとの境界を円形図形３ｃとして抽出できるので、この円形図形３ｃの数を算出することによって、管束Ｋ中の管３の数を算出する。

管端面が揃っていない場合には、二値化画像が管端面３ａに相当する円形図形３ｃを示さない場合があるが、このような場合には管端面３ａを揃えて再度計数を行ってもよいし、以下のような処理を行ってもよい。
すなわち、管端面３ａが揃っていない場合や、管３に段が形成された段付き管である場合、二値化画像が管端面３ａに相当する円形図形３ｃを示さないことが多い。つまり管束端面画像を二値化処理しても影部である中空部３ｂが円形図形３ｃとならず、管３の本数をうまく計数できない場合がある。このような場合には、計数上、管３が不足していると判断され得る。

管３が不足していると判断される場合には、算出処理装置１６は、円形図形３ｃの一部が欠損しているので、図５に示すように、欠損している円形図形３ｃの円弧３ｄを円形図形に補正したうえで、つまり、円弧３ｄを延長して補正円弧３ｅを付加することによって、円形図形３ｃに補正したうえで、当該円形図形３ｃを抽出する。
そして、算出処理装置１６が、抽出された正規の円形図形３ｃと補正した円形図形３ｃとの数を合計することによって、正確な管本数を算出する。
これでも合計の管本数と結束予定本数が不一致の場合には、管本数に過不足があるとして、別途管本数の調整作業を行う。

また、算出処理装置１６が抽出した管３の中空部３ｂの外縁を形成する円形図形３ｃおよび欠損している円形図形の円弧３ｄを補正した円形図形３ｃには、図１に示すように、表示装置１４に画像として表示されるとともに、画像上、管３の中空部３ｂに相当する部位に算出処理装置１６が円形図形の色印を付与する。これにより、オペレータが目視でも確認でき、画像上の管全数が撮像されているか確認できる。なお、図１では、前記円形図形３ｃの色印は円形図形３ｃ中にハッチングを施したものとして図示している。

以上のように、本実施の形態によれば、照明装置１１によって照明された管束Ｋの端面を撮影装置１２が撮影し、この撮影した管束端面画像を、二値化画像取得装置１５が二値化処理して、二値化画像を取得し、この取得した二値化画像から算出処理装置１６が管３の中空部３ｂの数を算出するので、この算出した中空部３ｂの数が管束Ｋにおける管３の本数となる。したがって、管束Ｋにおける管３の本数を容易かつ確実に計数することができる。
また、従来と異なり、撮影装置１２が移動せず固定であるので、管束端面画像を速やかに取得でき、極短時間に管束中の管の本数の計数することができるとともに、管束の端面の撮影中に、管端が撮影装置１２に衝突する虞も殆ど無い。

また、算出処理装置１６は、二値化画像における中空部３ｂの外縁を形成する円形図形３ｃを抽出することによって、管３の中空部３ｂの数を算出するので、管束Ｋにおける管３の本数を、より確実に計数することができる。
さらに、算出処理装置１６は、円形図形３ｃの一部が欠損している場合、当該円形図形３ｃの円弧３ｄを円形図形３ｃに補正したうえで、円形図形３ｃを抽出するので、管束Ｋにおける管端が不揃いの場合や、段付き管である場合であっても管３の本数を確実に計数することができる。

また、照明装置１１は複数の発光部１１ｂを備え、複数の発光部１１ｂは、撮影装置１２を取り囲むように配置されているので、管束Ｋの端面を撮影装置１２が撮影する際に、複数の発光部１１ｂからの光によって管束Ｋの端面を均一に照らすことができる。したがって、より鮮明な管束端面画像を得ることができる。
加えて、撮影装置１２のレンズの後方に照明装置１１の発光部１１ｂを配置したので、撮影装置１２に発光部１１ｂからの照明が直接入光することを防止でき、この点においても、より鮮明な管束端面画像を得ることができる。
このように、鮮明な管束端面画像を得ることができるので、管束Ｋ中の管３の本数を確実に計数することができる。

３ 管
３ａ 管端面
３ｂ 中空部
３ｃ 円形図形
１１ 照明装置
１２ 撮影装置
１２ｂ 発光部
１５ 二値化画像取得装置
１６ 算出処理装置

Claims (4)

1. 管軸を平行にして複数の管を積み重ねてなる管束における前記管の本数を計数する管本数計数装置であって、
   前記管束の端面を照明する照明装置と、
   この照明装置によって照明された前記管束の端面を撮影する撮影装置と、
   この撮影装置によって撮影した管束端面画像を二値化処理して、二値化画像を取得する二値化画像取得装置と、
   この二値化画像取得装置によって取得した前記二値化画像から前記管の中空部の数を算出する算出処理装置と、
   を備えていることを特徴とする管本数計数装置。
2. 前記算出処理装置は、前記二値化画像における中空部の外縁を形成する円形図形を抽出することによって、前記管の中空部の数を算出することを特徴とする請求項１に記載の管本数計数装置。
3. 前記算出処理装置は、前記円形図形の一部が欠損している場合、当該円形図形の円弧を円形図形に補正したうえで、前記円形図形を抽出することを特徴とする請求項２に記載の管本数計数装置。
4. 前記照明装置は複数の発光部を備え、
   複数の前記発光部は、前記撮影装置を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管本数計数装置。

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