JP2022063582A - Round rod body length measurement device and method - Google Patents

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Abstract

To provide a round rod body length measurement device and round rod body length measurement method which can measure the length between two points along the longitudinal direction of a round rod body in a non-contact manner.SOLUTION: A round rod body length measurement device D according to the present invention for measuring the length between prescribed first and second points along the longitudinal direction in a round rod body being a measurement object in a non-contact manner comprises: an imaging unit 1 which images the round rod body from a first direction orthogonal to the axis of the round rod body; a distance measurement unit 2 which measures a distance to the round rod body surface from the imaging unit 1 from a second direction in parallel to the first direction on the plane including the axial direction along the axis of the round rod body and the first direction; a radius calculation unit 42 which calculates a radius of the round rod body on the basis of the image captured by the imaging unit 1; and a length calculation unit 43 which calculates the length between the first and second points on the basis of the image captured by the imaging unit 1, the distance measured by the distance measurement unit 2 and the radius obtained by the radius calculation unit 42.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、丸棒体、好ましくは熱間鍛造中の段付き丸棒体の長さを非接触で測定する丸棒体長さ測定装置および丸棒体長さ測定方法に関する。 The present invention relates to a round bar length measuring device and a round bar length measuring method for measuring the length of a round bar, preferably a stepped round bar during hot forging, in a non-contact manner.

従来、高温(約1000℃)に加熱したインゴット(鋳塊)にハンマ等による打撃によってプレス加工を施す鍛造工程を経ることにより、該インゴットからクランクシャフト等の丸棒状の鍛造品が形成されている。上記鍛造工程において、寸法精度の高い鍛造品を形成するために、鍛造工程中に1または複数回、鍛造加工中の鍛造材(鍛造ワーク)の直径が計測される。特に大型船舶のクランクシャフトや発電設備のタービンロータ等の大型鍛造品(鋼塊重量が概ね15ton以上であって直径が300~1000mmであって長さが数1000mm程度であるもの)にかかる鍛造材では、作業者が高温の鍛造材に接近し、パス等を該鍛造材の表面に接触させて直径が計測される。このような計測方法は、高温に加熱された鍛造材から高い輻射熱が多量に放射されるため、作業者にとって酷暑作業となる。さらに、上述の計測方法は、人為的な作業によって計測するものであるから、計測値がばらつく可能性がある。そこで、カメラ等の撮像手段を用いることにより、鍛造材に非接触で、かつ、機械的な計測を可能とする計測技術が、例えば特許文献1および特許文献2に開示されている。 Conventionally, a round bar-shaped forged product such as a crankshaft is formed from the ingot by undergoing a forging process in which an ingot (ingot) heated to a high temperature (about 1000 ° C.) is pressed by hitting with a hammer or the like. .. In the forging process, the diameter of the forged material (forged work) being forged is measured once or a plurality of times during the forging process in order to form a forged product with high dimensional accuracy. In particular, forged materials for large forged products such as crankshafts of large ships and turbine rotors for power generation equipment (steel ingots with a weight of approximately 15 tons or more, a diameter of 300 to 1000 mm, and a length of several thousand mm). Then, the worker approaches the high-temperature forging material and brings the path or the like into contact with the surface of the forging material to measure the diameter. Such a measurement method is an extremely hot work for the operator because a large amount of high radiant heat is radiated from the forged material heated to a high temperature. Further, since the above-mentioned measurement method measures by artificial work, the measured values may vary. Therefore, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose measurement techniques that enable mechanical measurement without contacting the forged material by using an image pickup means such as a camera.

この特許文献1に開示された直径計測装置は、丸棒状の被計測体を背景と共に撮像可能であって、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像手段と、該撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測手段とを備える携帯可能な計測ヘッド部と、前記撮像手段によって得られた画像及び前記計測手段によって得られた計測値に基づいて前記被計測体の直径を演算する演算手段を備える信号処理部と、前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させるための光軸直交手段と、を備える。 The diameter measuring device disclosed in Patent Document 1 can take an image of a round bar-shaped object to be measured together with a background, and on the image obtained by the imaging, the diameter direction is passed through the axis of the object to be measured. Obtained by the image pickup means, a portable measuring head unit including an image pickup means for accommodating a pair of boundaries facing the image pickup means, and a measurement means for measuring the distance from the lens center of the image pickup means to the surface of the object to be measured. The optical axis of the image pickup means is orthogonal to the axis of the object to be measured and the signal processing unit provided with the calculation means for calculating the diameter of the object to be measured based on the image and the measurement value obtained by the measurement means. The optical axis orthogonal means for the purpose is provided.

前記特許文献2に開示された丸棒直径測定装置は、熱間鍛造されている丸棒体の側面を示す丸棒体領域を含む画像を取得する第1取得部と、前記画像を撮像した撮像部と前記丸棒体との距離を取得する第2取得部と、前記丸棒体の上側と前記丸棒体との境界を示す上エッジ、および、前記丸棒体の下側と前記丸棒体との境界を示す下エッジを、前記画像から検出する検出部と、前記距離、前記上エッジの位置、および、前記下エッジの位置を基にして、前記丸棒体の直径を算出する第1算出部と、前記上エッジおよび前記下エッジと交差する方向において、前記画像の中央と前記丸棒体領域の中央とのズレ量を算出する第2算出部と、前記ズレ量が小さくなるように、前記撮像部の光軸を調整するアクチュエータを制御する制御部と、を備える。 The round bar diameter measuring device disclosed in Patent Document 2 includes a first acquisition unit for acquiring an image including a round bar region showing a side surface of a hot forged round bar, and an image pickup obtained by capturing the image. The second acquisition portion for acquiring the distance between the portion and the round bar, the upper edge indicating the boundary between the upper side of the round bar and the round bar, and the lower side of the round bar and the round bar. The diameter of the round bar is calculated based on the detection unit that detects the lower edge indicating the boundary with the body from the image, the distance, the position of the upper edge, and the position of the lower edge. 1 The calculation unit, the second calculation unit that calculates the deviation amount between the center of the image and the center of the round bar region in the direction intersecting the upper edge and the lower edge, and the deviation amount so as to be small. Also includes a control unit that controls an actuator that adjusts the optical axis of the image pickup unit.

特開2007-155357号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-155357 特開2018-205256号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-205256

ところで、寸法精度の向上には、丸棒体における直径の計測だけでなく、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さの計測も必要となる場合がある。しかしながら、前記特許文献1および特許文献2は、前記直径を計測する技術を開示するが、前記長さを計測する技術を開示していない。 By the way, in order to improve the dimensional accuracy, it may be necessary not only to measure the diameter of the round bar but also to measure the length between two points along the long direction of the round bar. However, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a technique for measuring the diameter, but do not disclose a technique for measuring the length.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる丸棒体長さ測定装置および丸棒体長さ測定方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a round bar length measuring device and a round bar length measuring device capable of measuring the length between two points along the long direction of a round bar body in a non-contact manner. It is to provide a method of measuring a rod length.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる丸棒体長さ測定装置は、測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する装置であって、前記丸棒体の軸に直交する第1方向から、前記丸棒体を撮像する撮像部と、前記丸棒体の軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、前記撮像部から前記丸棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記丸棒体の半径を求める半径演算部と、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算部とを備える。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記丸棒体は、熱間鍛造中である。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記丸棒体は、前記長尺方向に沿って、互いに半径の異なる複数の領域を備える段付き丸棒体である。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記距離測定部における前記軸方向の位置は、測定中、固定されている。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記撮像部は、所定の波長範囲の赤外線のみを透過する赤外線透過型バンドパスフィルタを備える。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object can be achieved by the following invention. That is, the round bar length measuring device according to one aspect of the present invention is a device that non-contactly measures the length between a predetermined first and second points along a long direction in a round bar body to be measured. In a plane including the image pickup unit that images the round bar body, the axial direction along the axis of the round bar body, and the first direction from the first direction orthogonal to the axis of the round bar body. A distance measuring unit that measures the distance from the image pickup unit to the surface of the round bar from the second direction parallel to the first direction, and the round bar body based on the image captured by the image pickup unit. Between the first and second points based on the image captured by the image pickup unit, the distance measured by the distance measurement unit, and the radius obtained by the radius calculation unit. It is provided with a length calculation unit for obtaining a length. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the round bar body is being hot forged. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the round bar is a stepped round bar having a plurality of regions having different radii from each other along the long direction. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the axial position of the distance measuring unit is fixed during the measurement. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the imaging unit includes an infrared transmission type bandpass filter that transmits only infrared rays in a predetermined wavelength range.

このような丸棒体長さ測定装置は、撮像部で撮像された画像、距離測定部で測定した距離、および、半径演算部で求めた半径に基づいて第1および第2点の間の長さを求めるので、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 Such a round bar length measuring device is a length between the first and second points based on the image captured by the imaging unit, the distance measured by the distance measuring unit, and the radius obtained by the radius calculation unit. Therefore, the length between two points along the long direction of the round bar can be measured in a non-contact manner.

他の一態様では、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記撮像部の撮像方向を前記第1方向に一致するように、かつ、前記距離測定部の測定方向を前記第2方向に一致するように調整する調整部をさらに備える。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記調整部は、前記撮像部の撮像方向および前記距離測定部の測定方向を動かす移動機構と、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記画像中での前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを抽出するエッジ抽出処理部と、前記エッジ抽出処理部で抽出した上側エッジと下側エッジとの間のエッジ中央線が前記撮像部で撮像された画像における上端と下端との間の画像中央線と一致するように前記移動機構を制御する移動制御部とを備える。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記エッジ抽出処理部は、前記撮像部で撮像された画像に所定のエッジフィルタ(例えばソーベルフィルタ等の微分フィルタ)を作用させることによって前記画像中での前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを抽出する。好ましくは、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記撮像部で撮像された画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された前記画像に対し、前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを入力する入力部とをさらに備え、前記エッジ抽出処理部は、前記入力部から入力された上側エッジおよび下側エッジによって、前記画像中での前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを抽出する。 In another aspect, in the above-mentioned round bar length measuring device, the imaging direction of the imaging unit coincides with the first direction, and the measuring direction of the distance measuring unit coincides with the second direction. It is further provided with an adjustment unit for adjusting the method. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the adjusting unit is based on a moving mechanism that moves the image pickup direction of the image pickup unit and the measurement direction of the distance measurement unit, and an image captured by the image pickup unit. The edge center line between the edge extraction processing unit that extracts the upper edge and the lower edge of the round bar body in the image and the upper edge and the lower edge extracted by the edge extraction processing unit is the image pickup unit. It is provided with a movement control unit that controls the movement mechanism so as to coincide with the image center line between the upper end and the lower end in the captured image. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the edge extraction processing unit causes the image captured by the imaging unit to act on a predetermined edge filter (for example, a differential filter such as a Sobel filter). The upper edge and the lower edge of the round bar body are extracted. Preferably, in the above-mentioned round bar length measuring device, the display unit that displays the image captured by the image pickup unit and the upper edge and the lower side of the round bar body with respect to the image displayed on the display unit. Further including an input unit for inputting an edge, the edge extraction processing unit further comprises an upper edge and a lower edge in the round bar body in the image by means of the upper edge and the lower edge input from the input unit. Extract.

このような丸棒体長さ測定装置は、調整部を備えるので、撮像部の撮像方向を第1方向に一致させ、かつ、距離測定部の測定方向を第2方向に一致させ得る。 Since such a round bar length measuring device includes an adjusting unit, the imaging direction of the imaging unit can be matched with the first direction, and the measuring direction of the distance measuring unit can be matched with the second direction.

他の一態様では、上述の丸棒体長さ測定装置において、前記丸棒体は、前記長尺方向に沿って、互いに半径の異なる複数の領域を備える段付き丸棒体であり、前記半径演算部は、前記複数の領域における、前記距離測定部で前記距離を測定した基準領域、ならびに、前記第1および第2点それぞれに対応する第1および第2領域それぞれでの前記段付き丸棒体の基準半径ならびに第1および第2半径を求め、前記長さ演算部は、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた基準半径および第1半径に基づいて、前記丸棒体の軸と前記撮像部の撮像方向との交点の位置から前記第1点までの第1長さを求め、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた基準半径および第2半径に基づいて、前記丸棒体の軸と前記撮像部の撮像方向との交点の位置から前記第2点までの第2長さを求め、前記第1長さと前記第2長さとの和を前記第1および第2点の間の長さとして求める。 In another aspect, in the above-mentioned round bar length measuring device, the round bar is a stepped round bar having a plurality of regions having different radii from each other along the long direction, and the radius calculation. The unit is a reference region in which the distance is measured by the distance measuring unit in the plurality of regions, and the stepped round bar body in each of the first and second regions corresponding to the first and second points, respectively. The reference radius and the first and second radius of the Based on the first radius, the first length from the position of the intersection of the axis of the round bar body and the imaging direction of the imaging unit to the first point is obtained, and the image captured by the imaging unit, the distance. From the position of the intersection of the axis of the round bar and the imaging direction of the imaging unit to the second point based on the distance measured by the measuring unit and the reference radius and the second radius obtained by the radius calculation unit. The second length of the above is obtained, and the sum of the first length and the second length is obtained as the length between the first and second points.

このような丸棒体長さ測定装置は、丸棒体が段付き丸棒体である場合でも、前記長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 Such a round bar length measuring device can measure the length between two points along the long direction in a non-contact manner even when the round bar is a stepped round bar.

他の一態様では、これら上述の丸棒体長さ測定装置において、前記第1および第2点それぞれを入力する入力部をさらに備える。 In another aspect, these above-mentioned round bar length measuring devices further include an input unit for inputting each of the first and second points.

このような丸棒体長さ測定装置は、入力部を備えるので、所望の2点間の長さを測定できる。 Since such a round bar length measuring device includes an input unit, it is possible to measure the length between two desired points.

本発明の他の一態様にかかる丸棒体長さ測定方法は、測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する方法であって、前記丸棒体の軸に直交する第1方向から、撮像部で前記丸棒体を撮像する撮像工程と、前記丸棒体の軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、距離測定部で前記撮像部から前記丸棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記丸棒体の半径を求める半径演算工程と、前記撮像工程で撮像された画像、前記距離測定工程で測定した距離、および、前記半径演算工程で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算工程とを備える。 The method for measuring the length of a round bar according to another aspect of the present invention is a method of measuring the length between predetermined first and second points along a long direction in a round bar to be measured in a non-contact manner. The image pickup step of imaging the round bar body by the imaging unit from the first direction orthogonal to the axis of the round bar body, the axial direction along the axis of the round bar body, and the first direction are included. A distance measurement step of measuring the distance from the image pickup unit to the surface of the round bar from the second direction on a plane and parallel to the first direction, and an image captured by the image pickup unit. Based on the radius calculation step of obtaining the radius of the round bar body, the image captured in the imaging step, the distance measured in the distance measurement step, and the radius obtained in the radius calculation step, the first And a length calculation step for obtaining the length between the second points.

このような丸棒体長さ測定方法は、撮像工程で撮像された画像、距離測定工程で測定した距離、および、半径演算工程で求めた半径に基づいて第1および第2点の間の長さを求めるので、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 Such a round bar length measuring method is a length between the first and second points based on the image captured in the imaging step, the distance measured in the distance measuring step, and the radius obtained in the radius calculation step. Therefore, the length between two points along the long direction of the round bar can be measured in a non-contact manner.

本発明にかかる丸棒体長さ測定装置および丸棒体長さ測定方法は、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 The round bar length measuring device and the round bar length measuring method according to the present invention can measure the length between two points along the long direction of the round bar body in a non-contact manner.

実施形態における丸棒体長さ測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the round bar body length measuring apparatus in an embodiment. 前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体を測定する様子を説明するための模式的な上面図である。It is a schematic top view for demonstrating the state of measuring a stepped round bar body using the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体を測定する様子を説明するための模式的な側面図である。It is a schematic side view for demonstrating the state of measuring a stepped round bar body using the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置における方向調整を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating the direction adjustment in the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における第4領域(中央領域)の半径の求め方を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating how to obtain the radius of the 4th region (central region) in a stepped round bar body using the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における第3領域(第1点に対応する領域)の半径の求め方を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating how to obtain the radius of the 3rd region (the region corresponding to the 1st point) in a stepped round bar body using the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における2点間の長さの求め方を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating how to obtain the length between two points in a stepped round bar body using the round bar body length measuring apparatus. 一例として、前記丸棒体長さ測定装置に表示される2点入力結果表示画面を示す模式的な図である。As an example, it is a schematic diagram which shows the two-point input result display screen displayed on the round bar body length measuring apparatus. 前記丸棒体長さ測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the round bar body length measuring apparatus. 非段付き丸棒体(同径丸棒体)における2点間の求め方を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method of finding the distance between two points in a non-stepped round bar body (round bar body of the same diameter). 前記丸棒体長さ測定装置における調整部の変形形態を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating the deformation form of the adjustment part in the round bar body length measuring apparatus. 変形形態を説明するための模式的な図である。It is a schematic diagram for demonstrating the deformation form.

以下、図面を参照して、本発明の1または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 Hereinafter, one or more embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments. It should be noted that the configurations with the same reference numerals in the respective drawings indicate the same configurations, and the description thereof will be omitted as appropriate. In the present specification, when they are generically referred to, they are indicated by reference numerals without subscripts, and when they refer to individual configurations, they are indicated by reference numerals with subscripts.

実施形態における丸棒体長さ測定装置は、測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する装置である。この丸棒体長さ測定装置は、前記丸棒体の軸に直交する第1方向から、前記丸棒体を撮像する撮像部と、前記丸棒体の軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、前記撮像部から前記丸棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記丸棒体の半径を求める半径演算部と、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算部とを備える。以下、このような丸棒体長さ測定装置について、より具体的に説明する。 The round bar length measuring device according to the embodiment is a device that non-contactly measures the length between a predetermined first and second points along a long direction in a round bar body to be measured. This round bar length measuring device includes an image pickup unit that images the round bar from a first direction orthogonal to the axis of the round bar, an axial direction along the axis of the round bar, and the first direction. Based on the distance measuring unit that measures the distance from the image pickup unit to the surface of the round bar from the second direction parallel to the first direction, and the image captured by the image pickup unit. The first and first are based on the radius calculation unit for obtaining the radius of the round bar, the image captured by the image pickup unit, the distance measured by the distance measurement unit, and the radius obtained by the radius calculation unit. It is provided with a length calculation unit for obtaining the length between two points. Hereinafter, such a round bar length measuring device will be described more specifically.

図1は、実施形態における丸棒体長さ測定装置の構成を示すブロック図である。図2は、前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体を測定する様子を説明するための模式的な上面図である。図3は、前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体を測定する様子を説明するための模式的な側面図である。図4は、前記丸棒体長さ測定装置における方向調整を説明するための模式的な図である。図4Aは、一例として、方向調整前の画像IM1を模式的に示し、図4Bは、方向調整後の画像IM2を模式的に示す。図5は、前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における第4領域(中央領域)の半径の求め方を説明するための模式的な図である。図5Aは、一例として、方向調整後の画像を模式的に示し、図5Bは、第4領域PT4において、段付き丸棒体Obの半径Rと、撮像部1から段付き丸棒体Obの表面までの距離Lと、撮像部の焦点距離fと、撮像部1における段付き丸棒体の像(イメージセンサ上における段付き丸棒体の像)におけるy方向(垂直方向、上下方向)の長さ△Yとの間における関係を示す。図6は、前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における第3領域(第1点に対応する領域)の半径の求め方を説明するための模式的な図である。図6Aは、一例として、方向調整後の画像IM2を模式的に示し、図6Bは、第3領域PT3での段付き丸棒体Obの半径Rと、第4領域PT4での撮像部1から段付き丸棒体Obの表面までの距離Lと、撮像部の焦点距離fと、第3領域PT3での、撮像部1における段付き丸棒体Obの像におけるy方向の長さ△Yとの間における関係を示す。図7は、前記丸棒体長さ測定装置を用いて段付き丸棒体における2点間の長さの求め方を説明するための模式的な図である。図7Aは、一例として、方向調整後の画像IM2を模式的に示し、図7Bは、段付き丸棒体Obにおける長尺方向に沿う2点間の長さ△Xと、第3、第4および第6領域PT3、PT4、PT6での撮像部1から段付き丸棒体Obの表面までの各距離L、L、L、撮像部の焦点距離fと、撮像部1における段付き丸棒体Obの像におけるx方向(水平方向、左右方向)の長さとの間における関係を示す。図8は、一例として、前記丸棒体長さ測定装置に表示される2点入力結果表示画面を示す模式的な図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a round bar body length measuring device according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic top view for explaining how the stepped round bar body is measured by using the round bar body length measuring device. FIG. 3 is a schematic side view for explaining how the stepped round bar body is measured by using the round bar body length measuring device. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the direction adjustment in the round bar body length measuring device. FIG. 4A schematically shows the image IM1 before the direction adjustment, and FIG. 4B schematically shows the image IM2 after the direction adjustment. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining how to obtain the radius of the fourth region (central region) in the stepped round bar using the round bar length measuring device. FIG. 5A schematically shows the image after the direction adjustment as an example, and FIG. 5B shows the radius R0 of the stepped round bar Ob and the stepped round bar Ob from the imaging unit 1 in the fourth region PT4. The distance L 0 to the surface of the image, the focal length f of the image pickup unit, and the y direction (vertical direction, vertical direction) in the image of the stepped round bar body in the image pickup unit 1 (the image of the stepped round bar body on the image sensor). ) Is shown to be related to the length ΔY 0 . FIG. 6 is a schematic diagram for explaining how to obtain the radius of the third region (region corresponding to the first point) in the stepped round bar using the round bar length measuring device. FIG. 6A schematically shows the image IM2 after the direction adjustment as an example, and FIG. 6B shows the radius R1 of the stepped round bar Ob in the third region PT3 and the imaging unit 1 in the fourth region PT4. The distance L 0 from to the surface of the stepped round bar Ob, the focal length f of the image pickup unit, and the length in the y direction in the image of the stepped round bar Ob in the image pickup unit 1 in the third region PT3 Δ. The relationship with Y 1 is shown. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining how to obtain the length between two points in the stepped round bar using the round bar length measuring device. FIG. 7A schematically shows the image IM2 after the direction adjustment as an example, and FIG. 7B shows the length ΔX between two points along the long direction in the stepped round bar Ob, and the third and fourth images. The distances L 1 , L 0 , L 2 from the image pickup unit 1 in the sixth region PT3, PT4, and PT6 to the surface of the stepped round bar Ob, the focal length f of the image pickup unit, and the stepped step in the image pickup unit 1. The relationship with the length in the x direction (horizontal direction, left-right direction) in the image of the round bar Ob is shown. FIG. 8 is a schematic view showing a two-point input result display screen displayed on the round bar body length measuring device as an example.

実施形態における丸棒体長さ測定装置Dは、測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する装置である。 The round bar length measuring device D in the embodiment is a device that non-contactly measures the length between a predetermined first and second points along a long direction in a round bar body to be measured.

前記丸棒体は、中実な円柱状あるいは中空の円筒状の部材であり、長尺方向に沿って同径な段の無い非段付き丸棒体(同径丸棒体)であってよいが、好適には、図2に示すように、長尺方向に沿って、互いに半径の異なる複数の領域PTを備える段付き丸棒体Obである。したがって、段付き丸棒体Obにおける各領域PTの軸は、同軸上に並ぶ。図2に示す例では、段付き丸棒体Obは、長尺方向に沿って7個の領域PT1~PT7を備えている。なお、段付き丸棒体Obにおける領域PTの個数は、任意である。そして、前記丸棒体は、好適には、図2に示すように、中実な円柱状である熱間鍛造中の鍛造材(鍛造ワーク)である。より具体的には、段付き丸棒体Obは、中実な円柱状であり、その温度が熱間鍛造の可能な約600~1000℃の高温であり、その一方端がマニプレータMPによって把持されて支持され、プレス機PMによって叩かれ、その半径が調整される。マニプレータMPは、段付き丸棒体Obを回転させたり、段付き丸棒体Obを前記長尺方向に沿って移動させたりできる。これによってプレス機PMで叩かれる箇所を変えられる。オペレータは、マニプレータMPおよびプレス機PMを操作することによって熱間鍛造中の鍛造材に対する叩く箇所を変え、前記鍛造材を所望の径および長さに加工し、段付き丸棒体Obを製造する。以下、前記丸棒体として、このような段付き丸棒体Obを例に説明する。 The round bar is a solid cylindrical or hollow cylindrical member, and may be a non-stepped round bar (same diameter round bar) having no steps having the same diameter along the long direction. However, preferably, as shown in FIG. 2, it is a stepped round bar Ob having a plurality of region PTs having different radii from each other along the longitudinal direction. Therefore, the axes of the regions PT in the stepped round bar Ob are aligned coaxially. In the example shown in FIG. 2, the stepped round bar Ob has seven regions PT1 to PT7 along the longitudinal direction. The number of region PTs in the stepped round bar Ob is arbitrary. The round bar is preferably a forged material (forged work) during hot forging, which is a solid columnar shape, as shown in FIG. 2. More specifically, the stepped round bar Ob is a solid columnar body having a high temperature of about 600 to 1000 ° C. at which hot forging is possible, and one end thereof is gripped by the manipulator MP. Is supported and beaten by the press PM to adjust its radius. The manipulator MP can rotate the stepped round bar body Ob and move the stepped round bar body Ob along the elongated direction. As a result, the part hit by the press machine PM can be changed. By operating the manipulator MP and the press machine PM, the operator changes the hitting point on the forged material during hot forging, processes the forged material to a desired diameter and length, and manufactures a stepped round bar body Ob. .. Hereinafter, as the round bar body, such a stepped round bar body Ob will be described as an example.

このように好適には熱間鍛造中の段付き丸棒体Obにおける長さの測定に用いられる丸棒体長さ測定装置Dは、例えば、図1ないし図3に示すように、撮像部1と、距離測定部2と、調整部3と、制御処理部4と、入力部5と、表示部6と、インターフェース部(IF部)7と、記憶部8とを備える。 As described above, the round bar length measuring device D preferably used for measuring the length of the stepped round bar Ob during hot forging is, for example, with the imaging unit 1 as shown in FIGS. 1 to 3. A distance measuring unit 2, an adjusting unit 3, a control processing unit 4, an input unit 5, a display unit 6, an interface unit (IF unit) 7, and a storage unit 8 are provided.

撮像部1は、制御処理部4に有線または無線で接続され、制御処理部4の制御に従って、段付き丸棒体Obの軸(軸方向)に直交する第1方向から、段付き丸棒体Obを撮像する装置である。撮像部1は、例えば、可視光の画像を生成するデジタルカメラであってよいが、本実施形態では、赤外光の画像を生成するデジタル赤外線カメラである。このような撮像部1は、例えば、撮像対象における赤外の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象における赤外の光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ、および、イメージセンサの出力を画像処理することで前記撮像対象における赤外の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタル赤外線カメラである。撮像部1は、自動的に焦点を被写体に合わせるオードフォーカス機能(自動焦点機能)を備えることが好ましいが、マニュアル(手動)で合焦されてもよく、固定焦点式であってもよい。熱間鍛造中の段付き丸棒体Obは、赤熱しているため、好ましくは、撮像部1は、所定の波長範囲の赤外線のみを透過する赤外線透過型バンドパスフィルタを備える。これによって段付き丸棒体Obを写し込んだ画像は、段付き丸棒体Obの画像部分が明るくなる一方、その背景の画像部分が暗くなるため、前記画像から、後述のように、段付き丸棒体Obのエッジが抽出され易くなる。撮像部1は、段付き丸棒体Obを撮像することによって生成した画像(画像データ)を制御処理部4へ出力する。 The image pickup unit 1 is connected to the control processing unit 4 by wire or wirelessly, and according to the control of the control processing unit 4, the stepped round bar body is formed from a first direction orthogonal to the axis (axial direction) of the stepped round bar body Ob. It is a device that captures an image of Ob. The image pickup unit 1 may be, for example, a digital camera that generates an image of visible light, but in the present embodiment, it is a digital infrared camera that generates an image of infrared light. Such an image pickup unit 1 is, for example, an imaging optical system that forms an infrared optical image of an image pickup target on a predetermined image formation surface, and the light receiving surface is arranged so as to coincide with the image formation surface, and the image pickup is performed. An image sensor that converts an infrared optical image of an object into an electrical signal, and an image process that generates image data that represents an infrared image of the imaged object by image processing the output of the image sensor. It is a digital infrared camera equipped with a part and the like. The image pickup unit 1 is preferably provided with an autofocus function (automatic focus function) that automatically focuses on the subject, but may be manually focused or may be a fixed focus type. Since the stepped round bar Ob during hot forging is glowing red, the image pickup unit 1 preferably includes an infrared transmission type bandpass filter that transmits only infrared rays in a predetermined wavelength range. As a result, in the image in which the stepped round bar Ob is imprinted, the image portion of the stepped round bar Ob becomes bright, while the image portion of the background becomes dark. The edge of the round bar Ob is easily extracted. The image pickup unit 1 outputs an image (image data) generated by imaging the stepped round bar Ob to the control processing unit 4.

距離測定部2は、制御処理部4に有線または無線で接続され、制御処理部4の制御に従って、段付き丸棒体Obの軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、撮像部1から段付き丸棒体Obの表面までの距離を測定する装置である。より具体的には、距離測定部2は、撮像部1における結像光学系の主点から、段付き丸棒体Obの表面までの距離を測定する。距離測定部2は、例えば、レーザ距離計等を備えて構成される。距離測定部2は、測定結果である、撮像部1から段付き丸棒体Obの表面までの距離を制御処理部4へ出力する。 The distance measuring unit 2 is connected to the control processing unit 4 by wire or wirelessly, and is on a plane including an axial direction along the axis of the stepped round bar Ob and the first direction according to the control of the control processing unit 4. This is a device for measuring the distance from the image pickup unit 1 to the surface of the stepped round bar Ob from the second direction parallel to the first direction. More specifically, the distance measuring unit 2 measures the distance from the principal point of the imaging optical system in the imaging unit 1 to the surface of the stepped round bar Ob. The distance measuring unit 2 is configured to include, for example, a laser range finder or the like. The distance measuring unit 2 outputs the measurement result, the distance from the imaging unit 1 to the surface of the stepped round bar Ob, to the control processing unit 4.

調整部3は、撮像部1の撮像方向(前記結像光学系の光軸)を前記第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向を前記第2方向に一致するように調整する装置である。より具体的には、調整部3は、制御処理部4に有線または無線で接続され、制御処理部4の制御に従って、撮像部1の撮像方向および距離測定部2の測定方向を動かす移動機構31と、撮像部1で撮像された画像に基づいて画像中での段付き丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを抽出するエッジ抽出処理部32(44)と、エッジ抽出処理部32(44)で抽出した上側エッジと下側エッジとの間のエッジ中央線が撮像部1で撮像された画像における上端と下端との間の画像中央線と一致するように移動機構31を制御する移動制御部33(45)とを備える。 The adjusting unit 3 so that the imaging direction of the imaging unit 1 (the optical axis of the imaging optical system) coincides with the first direction, and the measuring direction of the distance measuring unit 2 coincides with the second direction. It is a device that adjusts to. More specifically, the adjusting unit 3 is connected to the control processing unit 4 by wire or wirelessly, and the moving mechanism 31 moves the image pickup direction of the image pickup unit 1 and the measurement direction of the distance measurement unit 2 under the control of the control processing unit 4. The edge extraction processing unit 32 (44) that extracts the upper edge and the lower edge of the stepped round bar in the image based on the image captured by the imaging unit 1 and the edge extraction processing unit 32 (44). A movement control unit that controls the movement mechanism 31 so that the edge center line between the upper edge and the lower edge extracted in step 1 coincides with the image center line between the upper end and the lower end of the image captured by the image pickup unit 1. 33 (45) is provided.

移動機構31は、例えば、図2および図3に示すように、ガイド部材311と、配設部材312と、移動部313とを備える。ガイド部材311は、前記軸方向と前記第1方向とを含む前記平面の法線方向(前記軸方向および前記第1方向(前記第2方向)それぞれに直交する第3方向)に沿うように立設される棒状(ロッド状)の部材である。配設部材312は、撮像部1の撮像方向と距離測定部2の測定方向とが同一平面内(同一高さ)で互いに平行となるように、撮像部1および距離測定部2を配設する板状の部材である。撮像部1の撮像方向に当たる段付き丸棒体Obの領域PTにおける表面までの距離を測定できるように、撮像部1と距離測定部2とは、近接して配設される。移動部313は、配設部材312の一方端部に取り付けられるとともに、撮像部1の撮像方向と距離測定部2の測定方向とを含む前記同一平面が、前記軸方向と前記第1方向とを含む前記平面と平行となるように、ガイド部材311に移動可能に取り付けられる。移動部313は、ガイド部材311に案内されて配設部材312を前記法線方向に沿って前記平行を維持しながら移動させる。例えば、ガイド部材311に前記法線方向に沿って形成されたラックと、前記駆動部に取り付けられたピニオンとを備える、いわゆるラックアンドピニオンで、移動部313は、ガイド部材311に案内されて配設部材312を移動させる。 The moving mechanism 31 includes, for example, a guide member 311, an arrangement member 312, and a moving portion 313, as shown in FIGS. 2 and 3. The guide member 311 stands along the normal direction of the plane including the axial direction and the first direction (the third direction orthogonal to the axial direction and the first direction (second direction), respectively). It is a rod-shaped (rod-shaped) member to be installed. The disposing member 312 arranges the image pickup unit 1 and the distance measurement unit 2 so that the image pickup direction of the image pickup unit 1 and the measurement direction of the distance measurement unit 2 are parallel to each other in the same plane (same height). It is a plate-shaped member. The image pickup unit 1 and the distance measurement unit 2 are arranged close to each other so that the distance to the surface of the stepped round bar Ob in the region PT corresponding to the image pickup direction of the image pickup unit 1 can be measured. The moving portion 313 is attached to one end of the disposing member 312, and the same plane including the imaging direction of the imaging unit 1 and the measuring direction of the distance measuring unit 2 has the axial direction and the first direction. It is movably attached to the guide member 311 so as to be parallel to the plane including the above. The moving portion 313 is guided by the guide member 311 to move the disposing member 312 along the normal direction while maintaining the parallelism. For example, it is a so-called rack and pinion including a rack formed on the guide member 311 along the normal direction and a pinion attached to the drive portion, and the moving portion 313 is guided and arranged by the guide member 311. The setting member 312 is moved.

エッジ抽出処理部32(44)および移動制御部33(45)は、制御処理部4に機能的に構成され、これらについては、後述する。 The edge extraction processing unit 32 (44) and the movement control unit 33 (45) are functionally configured in the control processing unit 4, and these will be described later.

入力部5は、制御処理部4に接続され、例えば、長さの測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、測定対象の段付き丸棒体Obの名称(ロット番号等)や、前記長さを求める第1および第2点等の、丸棒体長さ測定装置Dを動作させる上で必要な各種データを丸棒体長さ測定装置Dに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチやキーボードやマウス等である。表示部6は、制御処理部4に接続され、制御処理部4の制御に従って、入力部5から入力されたコマンドやデータ、測定結果である前記第1および第2点間の長さ等を出力する機器であり、例えばCRTディスプレイ、液晶ディスプレイおよび有機ELディスプレイ等の表示装置等である。 The input unit 5 is connected to the control processing unit 4, and is connected to, for example, various commands such as a command for instructing the start of length measurement, the name (lot number, etc.) of the stepped round bar Ob to be measured, and the above. It is a device that inputs various data necessary for operating the round bar body length measuring device D, such as the first and second points for obtaining the length, to the round bar body length measuring device D, for example, a predetermined function. Multiple input switches, keyboards, mice, etc. assigned. The display unit 6 is connected to the control processing unit 4, and outputs commands and data input from the input unit 5, the length between the first and second points which are measurement results, and the like according to the control of the control processing unit 4. Such as a display device such as a CRT display, a liquid crystal display, and an organic EL display.

IF部7は、制御処理部4に接続され、制御処理部4の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるRS-232Cのインターフェース回路、Bluetooth(登録商標)規格を用いたインターフェース回路、IrDA(Infrared Data Asscoiation)規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、USB(Universal Serial Bus)規格を用いたインターフェース回路等である。また、IF部7は、外部機器との間で通信を行う回路であり、例えば、データ通信カードや、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路等であってもよい。 The IF unit 7 is a circuit that is connected to the control processing unit 4 and inputs / outputs data to / from an external device according to the control of the control processing unit 4, for example, an interface circuit of RS-232C which is a serial communication method. , An interface circuit using the Bluetooth (registered trademark) standard, an interface circuit for performing infrared communication such as the IrDA (Infrared Data Association) standard, and an interface circuit using the USB (Universal Serial Bus) standard. Further, the IF unit 7 is a circuit that communicates with an external device, and may be, for example, a data communication card, a communication interface circuit according to the IEEE802.11 standard, or the like.

記憶部8は、制御処理部4に接続され、制御処理部4の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、制御処理プログラムが含まれ、前記制御処理プログラムには、丸棒体長さ測定装置Dの各部1~3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、撮像部1で撮像された画像に基づいて段付き丸棒体Obの半径を求める半径演算プログラムや、撮像部1で撮像された画像、距離測定部2で測定した距離、および、前記半径演算プログラムで求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算プログラムや、撮像部1で撮像された画像に基づいて前記画像中での段付き丸棒体Obにおける上側エッジおよび下側エッジを抽出するエッジ抽出処理プログラムや、前記エッジ抽出処理プログラムで抽出した上側エッジと下側エッジとの間のエッジ中央線が撮像部1で撮像された前記画像における上端と下端との間の画像中央線と一致するように移動機構31を制御する移動制御プログラム等が含まれる。前記各種の所定のデータには、例えば、入力部5から入力された第1および第2点の第1および第2位置、撮像部1で生成した画像(画像データ)、距離測定部2で測定した距離、ならびに、撮像部1の焦点距離等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部8は、例えば不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。そして、記憶部8は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部4のワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等を含む。なお、記憶部8は、大容量を記憶可能なハードディスク装置を備えてもよい。 The storage unit 8 is a circuit connected to the control processing unit 4 and stores various predetermined programs and various predetermined data according to the control of the control processing unit 4. The various predetermined programs include, for example, a control processing program, and the control processing program includes parts 1 to 3, 5 to 8 of the round bar length measuring device D according to the functions of the parts, respectively. A control program to control, a radius calculation program for obtaining the radius of the stepped round bar Ob based on the image captured by the imaging unit 1, an image captured by the imaging unit 1, and a distance measured by the distance measuring unit 2. Further, a length calculation program for obtaining the length between the first and second points based on the radius obtained by the radius calculation program, and a step in the image based on the image captured by the image pickup unit 1. The edge extraction processing program for extracting the upper edge and the lower edge of the round bar Ob, and the edge center line between the upper edge and the lower edge extracted by the edge extraction processing program were imaged by the image pickup unit 1. A movement control program or the like that controls the movement mechanism 31 so as to coincide with the image center line between the upper end and the lower end in the image is included. The various predetermined data include, for example, the first and second positions of the first and second points input from the input unit 5, the image (image data) generated by the image pickup unit 1, and the distance measurement unit 2. It includes data necessary for executing each of these programs, such as the distance measured and the focal length of the image pickup unit 1. Such a storage unit 8 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) which is a non-volatile storage element, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) which is a rewritable non-volatile storage element, and the like. The storage unit 8 includes a RAM (Random Access Memory) or the like that serves as a working memory of the so-called control processing unit 4 that stores data or the like generated during the execution of the predetermined program. The storage unit 8 may be provided with a hard disk device capable of storing a large capacity.

制御処理部4は、丸棒体長さ測定装置Dの各部1~3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、段付き丸棒体Obにおける長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定するための回路である。制御処理部4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部4には、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部41、半径演算部42、長さ演算部43、エッジ抽出処理部44(32)および移動制御部45(33)が機能的に構成される。これらエッジ抽出処理部44(32)および移動制御部45(33)は、上述の移動機構31とともに、調整部3を構成する。 The control processing unit 4 controls each part 1 to 3, 5 to 8 of the round bar body length measuring device D according to the function of each part, and is a predetermined first unit along the long direction in the stepped round bar body Ob. It is a circuit for measuring the length between the second point and the second point in a non-contact manner. The control processing unit 4 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits. By executing the control processing program, the control processing unit 4 has a control unit 41, a radius calculation unit 42, a length calculation unit 43, an edge extraction processing unit 44 (32), and a movement control unit 45 (33). Functionally configured. The edge extraction processing unit 44 (32) and the movement control unit 45 (33) together with the above-mentioned movement mechanism 31 constitute an adjustment unit 3.

制御部41は、丸棒体長さ測定装置Dの各部1~3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、丸棒体長さ測定装置D全体の制御を司るものである。 The control unit 41 controls each part 1 to 3, 5 to 8 of the round bar body length measuring device D according to the function of each part, and controls the entire round bar body length measuring device D.

エッジ抽出処理部44(32)は、撮像部1で撮像された画像に基づいて画像中での段付き丸棒体Obにおける上側エッジおよび下側エッジを抽出するものである。より具体的には、エッジ抽出処理部44は、撮像部1で撮像された画像に、所定のエッジフィルタ(例えばソーベルフィルタ等の微分フィルタ)を作用させることによって段付き丸棒体Obにおける上側エッジおよび下側エッジを抽出する。例えば、撮像部1で段付き丸棒体Obを撮像することによって、図4Aに示す、段付き丸棒体Obを写し込んだ画像IM1が生成され、この画像IM1にソーベルフィルタを作用させることによって、段付き丸棒体Obの画像IMOにおける上側エッジUE4および下側エッジDE4が抽出される。図4Aに示すように、図4Aの紙面において、左上における画像IM1の頂点を座標原点とし、画像IM1の上端をx軸とし、画像IM1の左端をy軸とするxy直交座標系を画像IM1に設定した場合に、図4Aに示す例では、上側エッジUP4は、y=yと求められ、下側エッジDEは、y=yと求められる。ここでは、段付き丸棒体Obの第4領域PT4で上側エッジUE4および下側エッジDE4が抽出されたが、移動制御部45(33)で用いられる場合では、他の領域PT1~PT3、PT5~PT7で上側エッジUEおよび下側エッジDEが抽出されてもよい。より精度良く、撮像部1の撮像方向を前記第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向を前記第2方向に一致するように調整するために、上側エッジUEと下側エッジDEとの間隔が広い領域PTで上側エッジUEおよび下側エッジDEが抽出されることが好ましい。より詳しくは、画像IM1にソーベルフィルタを作用させることによって、段付き丸棒体Obの画像IMOにおける各領域PT1~PT7での各上側エッジUE1~UE7および各下側エッジDE1~DE7が求められ、これらの中で最も間隔の広い上側エッジUEおよび下側エッジDEが抽出される。また、移動制御部45(33)で位置調整する際に、各領域PTで別々にエッジの中央線を求め、その平均値を中点として利用することで精度を上げることもできる。図4Aに示す画像IM1において、点●LPは、距離測定部2がレーザ距離計である場合において、前記レーザ距離計から段付き丸棒体Obに照射されたレーザ光の画像LPである。図4B、図5A、図6A、図7Aおよび図10Aでも同様である。 The edge extraction processing unit 44 (32) extracts the upper edge and the lower edge of the stepped round bar Ob in the image based on the image captured by the image pickup unit 1. More specifically, the edge extraction processing unit 44 applies a predetermined edge filter (for example, a differential filter such as a Sobel filter) to the image captured by the image pickup unit 1 to act on the upper side of the stepped round bar Ob. Extract edges and lower edges. For example, by imaging the stepped round bar Ob in the imaging unit 1, an image IM1 in which the stepped round bar Ob shown in FIG. 4A is imprinted is generated, and a sobel filter is applied to this image IM1. Extracts the upper edge UE4 and the lower edge DE4 in the image IMO of the stepped round bar Ob. As shown in FIG. 4A, on the paper of FIG. 4A, the xy orthogonal coordinate system in which the apex of the image IM1 in the upper left is the coordinate origin, the upper end of the image IM1 is the x-axis, and the left end of the image IM1 is the y-axis is the image IM1. When set, in the example shown in FIG. 4A, the upper edge UP4 is determined to be y = y 1 , and the lower edge DE is determined to be y = y 2 . Here, the upper edge UE4 and the lower edge DE4 were extracted in the fourth region PT4 of the stepped round bar body Ob, but when used in the movement control unit 45 (33), the other regions PT1 to PT3 and PT5 The upper edge UE and the lower edge DE may be extracted by PT7. In order to more accurately adjust the imaging direction of the imaging unit 1 to match the first direction and to adjust the measuring direction of the distance measuring unit 2 to match the second direction, the upper edge UE and the lower side It is preferable that the upper edge UE and the lower edge DE are extracted in the region PT having a wide distance from the side edge DE. More specifically, by applying a sobel filter to the image IM1, the upper edges UE1 to UE7 and the lower edges DE1 to DE7 in each region PT1 to PT7 in the image IMO of the stepped round bar Ob are obtained. , The upper edge UE and the lower edge DE with the widest spacing among them are extracted. Further, when the position is adjusted by the movement control unit 45 (33), the center line of the edge can be obtained separately in each region PT, and the average value thereof can be used as the midpoint to improve the accuracy. In the image IM1 shown in FIG. 4A, the point ● LP is an image LP of the laser light emitted from the laser rangefinder to the stepped round bar Ob when the distance measuring unit 2 is a laser rangefinder. The same applies to FIGS. 4B, 5A, 6A, 7A and 10A.

なお、上述では、上側エッジUEおよび下側エッジDEは、所定のエッジフィルタを用いて抽出されたが、前記所定のエッジフィルタを用いた後に、いわゆる直線のハフ変換を用いて抽出されてもよい。 In the above description, the upper edge UE and the lower edge DE are extracted by using a predetermined edge filter, but may be extracted by using a so-called linear Hough transform after using the predetermined edge filter. ..

移動制御部45(33)は、エッジ抽出処理部44(32)で抽出した上側エッジと下側エッジとの間のエッジ中央線が撮像部1で撮像された画像における上端と下端との間の画像中央線と一致するように移動機構31を制御するものである。例えば、図4Aに示すように、エッジ抽出処理部44(32)で抽出した上側エッジUE4(y=y)と下側エッジDE4(y=y)との間のエッジ中央線AX(y=(y+y)/2)が撮像部1で撮像された画像における上端と下端との間の画像中央線CL2(y=y)と一致するように移動機構31が制御され、この状態において撮像部1で撮像された画像は、図4Bに示す画像IM2となる。ここで、エッジ中央線AXは、段付き丸棒体Obの軸AXに相当し、画像中央線CL2は、撮像部1の視野における垂直方向(上下方向)の中央に位置し、撮像部1における視野の水平方向(左右方向)に沿う直線である第2視野中心線CL2に相当する。第1視野中心線CL1(x=x)は、撮像部1の視野における水平方向の中央に位置し、撮像部1における視野の垂直方向に沿う直線である。この移動制御部45(33)の制御によって、図4Aに示すエッジ中央線AXと画像中央線CL2とのずれ量△Aが図4Bに示すように0となり(△A=0)、図2および図3に示すように、配設部材312に配設された撮像部1および距離測定部2は、撮像部1の撮像方向が前記第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向が前記第2方向に一致するように一体で調整される。 In the movement control unit 45 (33), the edge center line between the upper edge and the lower edge extracted by the edge extraction processing unit 44 (32) is between the upper end and the lower end of the image captured by the image pickup unit 1. The movement mechanism 31 is controlled so as to coincide with the image center line. For example, as shown in FIG. 4A, the edge center line AX (y) between the upper edge UE 4 (y = y 1 ) and the lower edge DE 4 (y = y 2 ) extracted by the edge extraction processing unit 44 (32). The movement mechanism 31 is controlled so that = (y 1 + y 2 ) / 2) coincides with the image center line CL2 (y = y 0 ) between the upper end and the lower end in the image captured by the imaging unit 1. The image captured by the image pickup unit 1 in the state is the image IM2 shown in FIG. 4B. Here, the edge center line AX corresponds to the axis AX of the stepped round bar Ob, and the image center line CL2 is located at the center of the vertical direction (vertical direction) in the field of view of the image pickup unit 1 and is located in the image pickup unit 1. It corresponds to the second field center line CL2, which is a straight line along the horizontal direction (horizontal direction) of the field. The first visual field center line CL1 (x = x 0 ) is located at the center in the horizontal direction in the visual field of the image pickup unit 1 and is a straight line along the vertical direction of the visual field in the image pickup unit 1. By the control of the movement control unit 45 (33), the deviation amount ΔA between the edge center line AX and the image center line CL2 shown in FIG. 4A becomes 0 as shown in FIG. 4B (ΔA = 0), and FIGS. 2 and 2 and As shown in FIG. 3, the image pickup unit 1 and the distance measurement unit 2 arranged on the arrangement member 312 are such that the image pickup direction of the image pickup unit 1 coincides with the first direction and the distance measurement unit 2 is used. The measurement direction is integrally adjusted so as to coincide with the second direction.

上記制御部41は、入力部5を介して、長さの測定を所望する第1および第2点の第1および第2位置を取得し、記憶部8に記憶する。より具体的には、まず、制御部41は、撮像部1の撮像方向および距離測定部2の測定方向を移動制御部45(33)で調整した後に、撮像部1に撮像させて得られた画像を撮像部1から取得し、距離測定部2に測定させて得られた距離を距離測定部2から取得し、この取得した画像を表示部6に表示する。例えば、制御部41は、段付き丸棒体Obを写し込んだ画像を表示し、長さの測定を所望する第1および第2点の第1および第2位置を入力し、そして、測定された第1および第2点間の長さを表示するための2点入力結果表示画面を用いて、前記取得した画像を表示部6に表示する。 The control unit 41 acquires the first and second positions of the first and second points whose lengths are desired to be measured via the input unit 5, and stores them in the storage unit 8. More specifically, first, the control unit 41 was obtained by adjusting the image pickup direction of the image pickup unit 1 and the measurement direction of the distance measurement unit 2 by the movement control unit 45 (33) and then causing the image pickup unit 1 to take an image. An image is acquired from the image pickup unit 1, the distance is measured by the distance measurement unit 2, the distance is acquired from the distance measurement unit 2, and the acquired image is displayed on the display unit 6. For example, the control unit 41 displays an image of the stepped round bar Ob, inputs the first and second positions of the first and second points for which the length is desired to be measured, and is measured. The acquired image is displayed on the display unit 6 by using the two-point input result display screen for displaying the length between the first and second points.

この2点入力結果表示画面61は、例えば図8に示すように、撮像部1で撮像して得られた画像IMを表示するための領域である画像表示領域62と、基準半径を表示するための領域である基準半径表示領域63と、第1半径を表示するための領域である第1半径表示領域64と、第2半径を表示するための領域である第2半径表示領域65と、第1および第2点の間の長さを表示するための2点間長さ表示領域66とを備える。画像表示領域62には、当該画像表示領域62に表示されている画像IMに重畳するように、第1および第2カーソルCS-1、CS-2が垂直方向に延びる実線の直線で表示され、第3および第4カーソルCS-3、CS-4が垂直方向に延びる破線の直線で表示され、第1視野中心線CL1が垂直方向に延びる一点鎖線の直線で表示され、第2視野中心線CL2が水平方向に延びる一点鎖線の直線で表示される。第1カーソルCS-1は、第1点P1の入力位置を表すマークであり、直線の第1カーソルCS-1と第2視野中心線CL2との交点が、入力部5から入力される第1点P1の入力位置である。第2カーソルCS-2は、第2点P2の入力位置を表すマークであり、直線の第2カーソルCS-2と第2視野中心線CL2との交点が、入力部5から入力される第2点P2の入力位置である。第1および第2カーソルCS-1、CS-2は、それぞれ、例えば、入力部5の一例であるマウスによって画像表示領域62を左右に移動され、前記マウスの左クリックの入力操作によって直線の第1および第2カーソルCS-1、SC-2と第2視野中心線CL2との各交点が第1および第2点P1、P2の第1および第2位置として丸棒体長さ測定装置Dに入力される。第3カーソルCS-3は、第1点P1に対応する第1半径測定領域の入力位置を表すマークであり、直線の第3カーソルCS-3と重なる段付き丸棒体Obの領域PTが第1半径測定領域である。第4カーソルCS-4は、第2点P2に対応する第2半径測定領域の入力位置を表すマークであり、直線の第4カーソルCS-4と重なる段付き丸棒体Obの領域PTが第2半径測定領域である。第1および第2半径測定領域それぞれの第1および第2半径が後述のように半径演算部42によって求められる。 As shown in FIG. 8, for example, the two-point input result display screen 61 displays an image display area 62, which is an area for displaying an image IM obtained by imaging with the image pickup unit 1, and a reference radius. The reference radius display area 63, which is an area of the above, the first radius display area 64, which is an area for displaying the first radius, the second radius display area 65, which is an area for displaying the second radius, and the second. A two-point length display area 66 for displaying the length between the first and second points is provided. In the image display area 62, the first and second cursors CS-1 and CS-2 are displayed as straight lines extending in the vertical direction so as to be superimposed on the image IM displayed in the image display area 62. The third and fourth cursors CS-3 and CS-4 are displayed by a straight line of a broken line extending in the vertical direction, the first field center line CL1 is displayed by a straight line of a one-point chain line extending in the vertical direction, and the second field center line CL2 is displayed. Is displayed as a straight line of a single point chain line extending in the horizontal direction. The first cursor CS-1 is a mark indicating the input position of the first point P1, and the intersection of the straight line first cursor CS-1 and the second visual field center line CL2 is input from the input unit 5. This is the input position of the point P1. The second cursor CS-2 is a mark indicating the input position of the second point P2, and the intersection of the straight second cursor CS-2 and the second visual field center line CL2 is input from the input unit 5. This is the input position of the point P2. The first and second cursors CS-1 and CS-2 are moved left and right in the image display area 62 by a mouse, which is an example of the input unit 5, respectively, and the first and second cursors CS-1 and CS-2 are linear first by the left-click input operation of the mouse. The intersections of the 1st and 2nd cursors CS-1, SC-2 and the 2nd field center line CL2 are input to the round bar length measuring device D as the 1st and 2nd positions of the 1st and 2nd points P1 and P2. Will be done. The third cursor CS-3 is a mark indicating an input position of the first radius measurement region corresponding to the first point P1, and the region PT of the stepped round bar body Ob overlapping with the straight third cursor CS-3 is the third. 1 Radius measurement area. The fourth cursor CS-4 is a mark indicating the input position of the second radius measurement region corresponding to the second point P2, and the region PT of the stepped round bar body Ob that overlaps with the straight fourth cursor CS-4 is the first. 2 Radius measurement area. The first and second radii of the first and second radius measurement regions, respectively, are obtained by the radius calculation unit 42 as described later.

なお、上述では、第1および第2半径測定領域それぞれが第3および第4カーソルCS-3、CS-4によって指定され、入力されたが、画像IMにおいて、第1点P1を含む領域、または、第1点P1に段付き丸棒体Obの中央位置寄りで隣接する、領域が、第1半径測定領域として制御部41によって自動的に求められ、前記画像IMにおいて、第2点P2を含む領域、または、第2点P2に段付き丸棒体Obの中央位置寄りで隣接する、領域が、第2半径測定領域として制御部41によって自動的に求められてもよい。 In the above, the first and second radius measurement areas are designated and input by the third and fourth cursors CS-3 and CS-4, respectively, but in the image IM, the area including the first point P1 or the area including the first point P1 or A region adjacent to the first point P1 near the center position of the stepped round bar Ob is automatically obtained by the control unit 41 as the first radius measurement region, and includes the second point P2 in the image IM. A region or a region adjacent to the second point P2 near the center position of the stepped round bar Ob may be automatically obtained by the control unit 41 as the second radius measurement region.

半径演算部42は、撮像部1で撮像された画像に基づいて段付き丸棒体Obの半径を求めるものである。より具体的には、本実施形態では、半径演算部42は、前記複数の領域PTにおける、距離測定部2で前記距離を測定した基準領域、ならびに、前記第1および第2点P1、P2それぞれに対応する第1および第2半径測定領域それぞれでの前記段付き丸棒体Obの基準半径ならびに第1および第2半径を求める。ここで、半径演算部42は、距離測定部2で前記距離を測定した基準領域を、距離測定部2がレーザ距離計である場合、画像IM2に写り込んでいるレーザスポットPLを検出することで、特定してよく、あるいは、半径演算部42は距離測定部2が、撮像部1の撮像方向に当たる段付き丸棒体Obの領域PTにおける表面までの距離を測定できるように、配設部材312に配設されている場合、調整後の画像IM2における中央位置に写り込んでいる領域を、距離測定部2で前記距離を測定した基準領域としてよい。 The radius calculation unit 42 obtains the radius of the stepped round bar Ob based on the image captured by the image pickup unit 1. More specifically, in the present embodiment, the radius calculation unit 42 includes the reference region in which the distance is measured by the distance measurement unit 2 in the plurality of regions PT, and the first and second points P1 and P2, respectively. The reference radius and the first and second radii of the stepped round bar Ob in each of the first and second radius measurement regions corresponding to the above are obtained. Here, the radius calculation unit 42 detects the reference region in which the distance is measured by the distance measurement unit 2, and the laser spot PL reflected in the image IM2 when the distance measurement unit 2 is a laser distance meter. Alternatively, the radius calculation unit 42 may specify, or the radius calculation unit 42 may measure the distance to the surface of the stepped round bar Ob in the region PT of the stepped round bar body Ob corresponding to the image pickup direction of the image pickup unit 1 so that the distance measurement unit 2 can measure the distance to the surface. When arranged in, the region reflected in the center position of the adjusted image IM2 may be used as a reference region for which the distance is measured by the distance measuring unit 2.

例えば、図5および図8に示す例では、前記基準領域は、距離測定部2で前記距離Lが測定されている第4領域PTであり、前記第1半径測定領域は、画像IM2において、第1点P1に段付き丸棒体Obの中央位置寄りで隣接する、第3領域PT3であり、前記第2半径測定領域は、前記画像IM2において、第2点P2に段付き丸棒体Obの中央位置寄りで隣接する、第6領域PT6である。 For example, in the examples shown in FIGS. 5 and 8, the reference region is the fourth region PT in which the distance L0 is measured by the distance measuring unit 2, and the first radius measuring region is the image IM2. The third region PT3 is adjacent to the first point P1 near the center position of the stepped round bar Ob, and the second radius measurement region is the stepped round bar Ob at the second point P2 in the image IM2. It is the sixth region PT6 adjacent to the center position of.

半径演算部42は、まず、基準領域の第4領域PT4における上側エッジUE4および下側エッジDE4、距離測定部2で測定した前記距離L、撮像部1の焦点距離f、ならびに、撮像部1のイメージセンサにおけるy方向に当たる方向(垂直方向、上下方向)での1画素の大きさ(サイズ)Kvに基づいて、前記基準領域の第4領域PT4での段付き丸棒体Obの半径Rを基準半径Rとして求める。より詳しくは、半径演算部42は、合焦されて撮像された画像IM2から、前記基準領域の第4領域PT4における上側エッジUE4および下側エッジDE4を求め、この求めた上側エッジUE4と下側エッジDE4との間の画素数△yを、撮像部1のイメージセンサに前記第4領域PT4の像が映り込んだ画素の個数△yとして求め、この求めた画素数△yに、前記1画素の大きさKv[mm]を乗算することによって、撮像部1のイメージセンサに写り込んだ前記第4領域PT4の像におけるy方向に当たる方向での実長△Yを求める。そして、半径演算部42は、図5Bに示すように、三角形の相似から理解される次式1および式2を用いて前記第4領域PT4での段付き丸棒体Obの半径R[mm]を基準半径Rとして求める。
式1;R=(L×sinθ)/(1-sinθ
式2;tanθ=△Y/(2×f)
First, the radius calculation unit 42 includes the upper edge UE 4 and the lower edge DE 4 in the fourth region PT4 of the reference region, the distance L 0 measured by the distance measurement unit 2, the focal distance f of the image pickup unit 1, and the image pickup unit 1. Based on the size (size) Kv of one pixel in the direction corresponding to the y direction (vertical direction, vertical direction) in the image sensor of the above, the radius R 0 of the stepped round bar Ob in the fourth region PT4 of the reference region. Is calculated as the reference radius R 0 . More specifically, the radius calculation unit 42 obtains the upper edge UE4 and the lower edge DE4 in the fourth region PT4 of the reference region from the image IM2 that is focused and captured, and the obtained upper edge UE4 and the lower side. The number of pixels Δy0 between the edge DE4 and the edge DE4 is determined as the number of pixels Δy0 in which the image of the fourth region PT4 is reflected on the image sensor of the image pickup unit 1 , and the determined number of pixels Δy0 is determined. By multiplying the size Kv [mm] of the one pixel, the actual length ΔY 0 in the direction corresponding to the y direction in the image of the fourth region PT4 reflected on the image sensor of the image pickup unit 1 is obtained. Then, as shown in FIG. 5B, the radius calculation unit 42 uses the following equations 1 and 2 understood from the similarity of the triangles, and the radius R 0 [mm] of the stepped round bar body Ob in the fourth region PT4. ] As the reference radius R 0 .
Equation 1; R 0 = (L 0 × sinθ 0 ) / (1-sinθ 0 )
Equation 2; tan θ 0 = ΔY 0 / (2 × f)

ここで、距離測定部2が、撮像部1における結像光学系の主点から、段付き丸棒体Obの表面までの距離を測定するように、配設部材312に配設されている場合には、上述のように、段付き丸棒体Obの半径を求めることができるが、距離測定部2が、撮像部1における結像光学系の主点に対しずれた位置から、段付き丸棒体Obの表面までの距離を測定するように、配設部材312に配設されている場合には、この位置ずれの位置ずれ量(前記主点の位置と前記主点の位置に対する距離測定部2の配設位置とのずれ量)が前記各種データの1つとして記憶部8に予め記憶され、半径演算部42は、距離測定部2で測定された前記距離L0を前記位置ずれ量で補正して段付き丸棒体Obの半径Rを求める。 Here, when the distance measuring unit 2 is arranged on the disposing member 312 so as to measure the distance from the main point of the imaging optical system in the imaging unit 1 to the surface of the stepped round bar Ob. As described above, the radius of the stepped round bar Ob can be obtained, but the stepped circle is obtained from the position where the distance measuring unit 2 is deviated from the main point of the imaging optical system in the imaging unit 1. When the rod is arranged on the arrangement member 312 so as to measure the distance to the surface of the rod Ob, the amount of the positional deviation (distance measurement with respect to the position of the main point and the position of the main point). The amount of deviation from the arrangement position of the unit 2) is stored in advance in the storage unit 8 as one of the various data, and the radius calculation unit 42 uses the distance L0 measured by the distance measurement unit 2 as the displacement amount. The radius R of the stepped round bar Ob is obtained by correction.

次に、半径演算部42は、第1半径測定領域の第3領域PT3における上側エッジUE3および下側エッジDE3、距離測定部2で測定した前記距離L、撮像部1の焦点距離f、ならびに、撮像部1のイメージセンサにおけるy方向に当たる方向(垂直方向、上下方向)での1画素の大きさ(サイズ)Kvに基づいて、前記第1半径測定領域の第3領域PT3での段付き丸棒体Obの半径Rを第1半径Rとして求める。より詳しくは、半径演算部42は、例えば図6Aに示すように、前記画像IM2から、前記第1半径測定領域の第3領域PT3における上側エッジUE3および下側エッジDE3を求め、この求めた上側エッジUE3と下側エッジDE3との間の画素数△yを、撮像部1のイメージセンサに前記第3領域PT3の像が映り込んだ画素の個数△yとして求め、この求めた画素数△yに、前記1画素の大きさKv[mm]を乗算することによって、撮像部1のイメージセンサに写り込んだ前記第3領域PT3の像におけるy方向に当たる方向での実長△Yを求める。そして、半径演算部42は、図6Bに示すように、三角形の相似から理解される次式3および式4を用いて前記第3領域PT3での段付き丸棒体Obの半径R[mm]を第1半径Rとして求める。
式3;R=(L+R)×sinθ
式4;tanθ=△Y/(2×f)
Next, the radius calculation unit 42 includes the upper edge UE 3 and the lower edge DE 3 in the third region PT3 of the first radius measurement region, the distance L 0 measured by the distance measurement unit 2, the focal distance f of the image pickup unit 1, and the focal distance f. Based on the size (size) Kv of one pixel in the direction (vertical direction, vertical direction) corresponding to the y direction in the image sensor of the image pickup unit 1, the stepped circle in the third region PT3 of the first radius measurement region. The radius R 1 of the rod body Ob is obtained as the first radius R 1 . More specifically, as shown in FIG. 6A, for example, the radius calculation unit 42 obtains the upper edge UE3 and the lower edge DE3 in the third region PT3 of the first radius measurement region from the image IM2, and obtains the upper side. The number of pixels Δy1 between the edge UE 3 and the lower edge DE3 is determined as the number of pixels Δy1 in which the image of the third region PT3 is reflected on the image sensor of the image pickup unit 1 , and the determined number of pixels is obtained. By multiplying Δy 1 by the size Kv [mm] of the 1 pixel, the actual length ΔY 1 in the direction corresponding to the y direction in the image of the third region PT3 reflected in the image sensor of the imaging unit 1 . Ask for. Then, as shown in FIG. 6B, the radius calculation unit 42 uses the following equations 3 and 4 understood from the similarity of the triangles, and the radius R 1 [mm of the stepped round bar body Ob in the third region PT3. ] Is obtained as the first radius R1.
Equation 3; R 1 = (L 0 + R 0 ) × sin θ 1
Equation 4; tan θ 1 = ΔY 1 / (2 × f)

同様に、半径演算部42は、第2半径測定領域の第6領域PT6における上側エッジUE6および下側エッジDE6、距離測定部2で測定した前記距離L0、撮像部1の焦点距離f、ならびに、撮像部1のイメージセンサにおけるy方向に当たる方向(垂直方向、上下方向)での1画素の大きさ(サイズ)Kvに基づいて、前記第2半径測定領域の第6領域PT6での段付き丸棒体Obの半径Rを第2半径Rとして求める。より詳しくは、半径演算部42は、次式5および式6を用いて前記第2半径測定領域の第6領域PT6での段付き丸棒体Obの半径R[mm]を第2半径Rとして求める。△Yは、撮像部1のイメージセンサに写り込んだ前記第6領域PT6の像におけるy方向に当たる方向での実長である。
式5;R=(L+R)×sinθ
式6;tanθ=△Y/(2×f)
Similarly, the radius calculation unit 42 includes the upper edge UE 6 and the lower edge DE6 in the sixth region PT6 of the second radius measurement region, the distance L0 measured by the distance measurement unit 2, the focal distance f of the image pickup unit 1, and the radius calculation unit 42. A stepped round bar in the sixth region PT6 of the second radius measurement region based on the size (size) Kv of one pixel in the direction corresponding to the y direction (vertical direction, vertical direction) in the image sensor of the image pickup unit 1. The radius R 2 of the body Ob is obtained as the second radius R 2 . More specifically, the radius calculation unit 42 uses the following equations 5 and 6 to set the radius R 2 [mm] of the stepped round bar Ob in the sixth region PT6 of the second radius measurement region to the second radius R. Obtained as 2 . ΔY 2 is the actual length in the direction corresponding to the y direction in the image of the sixth region PT6 reflected in the image sensor of the image pickup unit 1.
Equation 5; R 2 = (L 0 + R 0 ) × sin θ 2
Equation 6; tan θ 2 = ΔY 2 / (2 × f)

長さ演算部43は、撮像部1で撮像された画像、距離測定部2で測定した距離、および、半径演算部42で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求めるものである。より具体的には、本実施形態では、長さ演算部43は、撮像部1で撮像された画像、距離測定部2で測定した距離、および、半径演算部43で求めた基準半径および第1半径に基づいて、前記丸棒体の軸と前記撮像部の撮像方向との交点の位置から前記第1点までの第1長さを求め、撮像部1で撮像された画像、距離測定部2で測定した距離、および、半径演算部43で求めた基準半径および第2半径に基づいて、段付き丸棒体Obの軸と撮像部1の撮像方向との交点の位置から前記第2点までの第2長さを求め、前記第1長さと前記第2長さとの和を前記第1および第2点の間の長さとして求める。 The length calculation unit 43 is a length between the first and second points based on the image captured by the image pickup unit 1, the distance measured by the distance measurement unit 2, and the radius obtained by the radius calculation unit 42. Is what you want. More specifically, in the present embodiment, the length calculation unit 43 includes the image captured by the image pickup unit 1, the distance measured by the distance measurement unit 2, the reference radius obtained by the radius calculation unit 43, and the first. Based on the radius, the first length from the position of the intersection of the axis of the round bar body and the imaging direction of the imaging unit to the first point is obtained, and the image captured by the imaging unit 1 and the distance measuring unit 2 From the position of the intersection of the axis of the stepped round bar Ob and the image pickup direction of the image pickup unit 1 to the second point based on the distance measured in 1 and the reference radius and the second radius obtained by the radius calculation unit 43. The second length of the above is obtained, and the sum of the first length and the second length is obtained as the length between the first and second points.

より詳しくは、長さ演算部43は、まず、第1点、段付き丸棒体Obの軸と撮像部1の撮像方向との交点、距離測定部2で測定した前記距離、撮像部1の焦点距離f、ならびに、撮像部1のイメージセンサにおけるx方向に当たる方向(水平方向、左右方向)での1画素の大きさ(サイズ)Khに基づいて、前記第1点から前記交点までの第1長さを求める。例えば、図7Bに示すように、長さ演算部43は、合焦されて撮像された画像IM2から、段付き丸棒体Obの軸と撮像部1の撮像方向との交点P3を求める。上述のように、撮像部1の撮像方向が調整されているので、この交点P3は、画像IM2の中央位置であるから、長さ演算部43は、画像IM2の中央位置を交点P3として求める。次に、長さ演算部43は、前記画像IM2から、第1点P1と交点P3との間の画素数△x、撮像部1のイメージセンサに段付き丸棒体Obにおける第1点P1から交点P3までの部分(第1部分)の像が映り込んだ画素の個数△xとして求め、この求めた画素数△xに、前記1画素の大きさKh[mm]を乗算することによって、撮像部1のイメージセンサに写り込んだ前記第1部分の像におけるx方向に当たる方向での実長Kh×△xを求める。そして、長さ演算部43は、図7Bに示すように、三角形の相似から理解される次式7および式8を用いて前記第1点P1と前記交点P3との間の長さ△X[mm]を求める。
式7;△X=Kh×△x×(L/f)
式8;L=L+R-R
More specifically, the length calculation unit 43 first has a first point, an intersection of the axis of the stepped round bar Ob and the image pickup direction of the image pickup unit 1, the distance measured by the distance measurement unit 2, and the image pickup unit 1. The first from the first point to the intersection based on the focal distance f and the size (size) Kh of one pixel in the direction (horizontal direction, left-right direction) corresponding to the x direction in the image sensor of the image pickup unit 1. Find the length. For example, as shown in FIG. 7B, the length calculation unit 43 obtains an intersection P3 between the axis of the stepped round bar Ob and the image pickup direction of the image pickup unit 1 from the image IM2 that is focused and imaged. As described above, since the imaging direction of the image pickup unit 1 is adjusted, the intersection point P3 is the center position of the image IM2. Therefore, the length calculation unit 43 obtains the center position of the image IM2 as the intersection point P3. Next, the length calculation unit 43 has a pixel number Δx1 between the first point P1 and the intersection P3 from the image IM2, and the first point P1 in the stepped round bar Ob in the image sensor of the image pickup unit 1. The number of pixels in which the image of the portion (first portion) from the intersection to the intersection P3 is reflected is Δx1, and the calculated number of pixels Δx1 is multiplied by the size Kh [mm] of the 1 pixel. The actual length Kh × Δx1 in the direction corresponding to the x direction in the image of the first portion reflected on the image sensor of the image pickup unit 1 is obtained. Then, as shown in FIG. 7B, the length calculation unit 43 uses the following equations 7 and 8 understood from the similarity of the triangles, and the length ΔX 1 between the first point P1 and the intersection P3. Find [mm].
Equation 7; ΔX 1 = Kh × Δx1 × (L 1 / f)
Equation 8; L 1 = L 0 + R 0 -R 1

次に、同様に、長さ演算部43は、第2点、段付き丸棒体Obの軸と撮像部1の撮像方向との交点、距離測定部2で測定した前記距離、撮像部1の焦点距離f、ならびに、撮像部1のイメージセンサにおけるx方向に当たる方向(水平方向、左右方向)での1画素の大きさ(サイズ)Khに基づいて、前記第2点から前記交点までの第2長さを求める。長さ演算部43は、式9および式10を用いて第2点P2と交点P3との間の長さ△X[mm]を求める。△xは、第2点P2と交点P3との間の画素数である。
式9;△X=Kh×△x×(L/f)
式10;L=L+R-R
Next, similarly, the length calculation unit 43 has a second point, an intersection of the axis of the stepped round bar Ob and the image pickup direction of the image pickup unit 1, the distance measured by the distance measurement unit 2, and the image pickup unit 1. The second from the second point to the intersection based on the focal distance f and the size (size) Kh of one pixel in the x-direction direction (horizontal direction, left-right direction) of the image sensor of the imaging unit 1. Find the length. The length calculation unit 43 obtains the length ΔX 2 [mm] between the second point P2 and the intersection P3 using the equations 9 and 10. Δx2 is the number of pixels between the second point P2 and the intersection P3.
Equation 9; ΔX 2 = Kh × Δx 2 × (L 2 / f)
Equation 10; L 2 = L 0 + R 0 -R 2

そして、長さ演算部43は、これら第1および第2長さ△X、△Xの和を第1および第2点P1、P2の間の長さ△Xとして求める(△X=△X+△X)。 Then, the length calculation unit 43 obtains the sum of the first and second lengths ΔX1 and ΔX2 as the length ΔX between the first and second points P1 and P2 (ΔX = Δ). X 1 + △ X 2 ).

これら制御処理部4、入力部5、表示部6、IF部7および記憶部8は、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。これら各部4~8構成するコンピュータは、例えば、オペレーションルームに配置され、コンソールに組み込まれてよく(コンソールと兼用されてよく)、あるいは、コンソールと別体であってもよい。あるいは、丸棒体長さ測定装置Dは、各部1~8を一体に構成されてもよい。 The control processing unit 4, the input unit 5, the display unit 6, the IF unit 7, and the storage unit 8 can be configured by, for example, a computer such as a desktop type or a notebook type. The computers constituting each of these parts 4 to 8 may be arranged in an operation room and incorporated into a console (may also be used as a console), or may be separate from the console. Alternatively, the round bar body length measuring device D may be integrally configured with each part 1 to 8.

なお、段付き丸棒体Obや丸棒体長さ測定装置Dが配置される3次元空間において、調整部3から段付き丸棒体Obを見て、前記軸方向は、水平方向(左右方向)と、前記第1方向(前記第2方向)は、奥行き方向(前後方向)と、前記法線方向(前記第3方向)は、垂直方向(上下方向)と呼称することもできる。 In the three-dimensional space where the stepped round bar Ob and the round bar length measuring device D are arranged, the stepped round bar Ob is viewed from the adjusting unit 3, and the axial direction is the horizontal direction (left-right direction). The first direction (the second direction) may be referred to as a depth direction (front-back direction), and the normal direction (the third direction) may be referred to as a vertical direction (vertical direction).

次に、本実施形態の動作について説明する。図9は、前記丸棒体長さ測定装置の動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the round bar length measuring device.

このような構成の丸棒体長さ測定装置Dは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部4には、その制御処理プログラムの実行によって、制御部41、半径演算部42、長さ演算部43、エッジ抽出処理部44(32)および移動制御部45(33)が機能的に構成される。 When the power of the round bar length measuring device D having such a configuration is turned on, the necessary initialization of each part is executed and the operation of the round bar length measuring device D is started. By executing the control processing program, the control processing unit 4 functionally includes a control unit 41, a radius calculation unit 42, a length calculation unit 43, an edge extraction processing unit 44 (32), and a movement control unit 45 (33). It is composed.

まず、オペレータ(ユーザ)は、撮像部1の撮像方向および距離測定部2の測定方向が段付き丸棒体の軸方向に直交するように、調整部3の移動機構31を設置することで、撮像部1および距離測定部2それぞれを配置する。移動機構31は、例えば床等の配置面に対し相対的に移動する機構を備えないので、これによって、距離測定部2における前記軸方向の位置は、測定中、固定される。そして、オペレータは、入力部5から測定開始のコマンドを入力する。 First, the operator (user) installs the moving mechanism 31 of the adjusting unit 3 so that the imaging direction of the imaging unit 1 and the measuring direction of the distance measuring unit 2 are orthogonal to the axial direction of the stepped round bar. The image pickup unit 1 and the distance measurement unit 2 are arranged respectively. Since the moving mechanism 31 does not have a mechanism that moves relative to an arrangement surface such as a floor, the axial position of the distance measuring unit 2 is fixed during the measurement. Then, the operator inputs a measurement start command from the input unit 5.

測定開始のコマンドの入力を受け付けると、図3において、まず、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の制御部41によって、撮像部1に撮像させ、撮像部1から画像IMを、例えば図4Aに示すような調整前の画像IM1として取得する(S1)。 Upon receiving the input of the measurement start command, in FIG. 3, first, the round bar length measuring device D causes the image pickup unit 1 to take an image by the control unit 41 of the control processing unit 4, and the image IM is taken from the image pickup unit 1. For example, it is acquired as an image IM1 before adjustment as shown in FIG. 4A (S1).

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、調整部3によって、撮像部1の撮像方向を第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向を第2方向に一致するように調整する(S2)。より具体的には、調整部3のエッジ抽出処理部44(32)は、処理S1で取得した画像IMに基づいて画像中での段付き丸棒体Obにおける上側エッジUEおよび下側エッジDEを抽出する。例えば、エッジ抽出処理部44は、段付き丸棒体Obの第4領域PT4における上側エッジUE4および下側エッジDE4を抽出する。続いて、移動制御部45(33)は、エッジ抽出処理部44によって抽出した上側エッジUEと下側エッジDEとの間のエッジ中央線AXが撮像部1で撮像された画像における上端と下端との間の画像中央線CL2と一致するように移動機構31を制御する。 Next, the round bar length measuring device D uses the adjusting unit 3 so that the imaging direction of the imaging unit 1 coincides with the first direction and the measuring direction of the distance measuring unit 2 coincides with the second direction. (S2). More specifically, the edge extraction processing unit 44 (32) of the adjustment unit 3 determines the upper edge UE and the lower edge DE in the stepped round bar Ob in the image based on the image IM acquired in the processing S1. Extract. For example, the edge extraction processing unit 44 extracts the upper edge UE 4 and the lower edge DE 4 in the fourth region PT4 of the stepped round bar body Ob. Subsequently, in the movement control unit 45 (33), the edge center line AX between the upper edge UE and the lower edge DE extracted by the edge extraction processing unit 44 is the upper end and the lower end of the image captured by the image pickup unit 1. The movement mechanism 31 is controlled so as to coincide with the image center line CL2 between.

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の制御部41によって、撮像部1に撮像させて得られた画像IMを、例えば図4Bに示すような調整後の画像IM2として撮像部1から取得し、距離測定部2に測定させて得られた距離Lを距離測定部2から取得する(S3)。 Next, the round bar body length measuring device D takes an image IM obtained by having the image pickup unit 1 take an image by the control unit 41 of the control processing unit 4, as an adjusted image IM 2 as shown in FIG. 4B, for example. The distance L 0 obtained by acquiring from the unit 1 and having the distance measuring unit 2 measure is acquired from the distance measuring unit 2 (S3).

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の制御部41によって、処理S3で取得した画像IM2を、2点入力結果表示画面61を用いて表示部6に表示する(S4)。 Next, the round bar length measuring device D displays the image IM2 acquired in the process S3 on the display unit 6 by the control unit 41 of the control processing unit 4 using the two-point input result display screen 61 (S4). ..

2点入力結果表示画面61に画像IM2が表示されると、オペレータは、第1ないし第4カーソルCS-1~CS-4を、入力部5を介して入力操作し、第1および第2点P1、P2ならびに第1および第2半径測定領域(図4ないし図8に示す例では第3および第6領域PT3、PT6)を、入力部5を介して丸棒体長さ測定装置Dに入力する。 When the image IM2 is displayed on the two-point input result display screen 61, the operator inputs the first to fourth cursors CS-1 to CS-4 via the input unit 5, and the first and second points are input. P1, P2 and the first and second radius measuring regions (third and sixth regions PT3, PT6 in the example shown in FIGS. 4 to 8) are input to the round bar length measuring device D via the input unit 5. ..

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の制御部41によって、第1および第2点P1、P2ならびに第1および第2半径測定領域(例えば第3および第6領域PT3、PT6)の入力を入力部5で受け付ける(S5)。 Next, the round bar length measuring device D is subjected to the first and second points P1, P2 and the first and second radius measuring regions (for example, the third and sixth regions PT3, by the control unit 41 of the control processing unit 4). The input of PT6) is received by the input unit 5 (S5).

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の半径演算部42によって、前記複数の領域PTにおける、距離測定部2で前記距離L0を測定した基準領域(図4ないし図8に示す例では第4領域PT4)、ならびに、前記第1および第2点P1、P2それぞれに対応する第1および第2半径測定領域それぞれでの前記段付き丸棒体Obの基準半径Rならびに第1および第2半径R、Rを求める(S6)。 Next, the round bar length measuring device D is a reference region (FIGS. 4 to 8) in which the distance L0 is measured by the distance measuring unit 2 in the plurality of regions PT by the radius calculation unit 42 of the control processing unit 4. In the example shown, the reference radius R0 and the second of the stepped round bar Ob in the fourth region PT4) and the first and second radius measurement regions corresponding to the first and second points P1 and P2, respectively. 1 and the second radii R 1 and R 2 are obtained (S6).

次に、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の長さ演算部43によって、撮像部1で撮像された画像IM2、距離測定部2で測定した距離L、および、半径演算部43で求めた基準半径Rおよび第1半径Rに基づいて、段付き丸棒体Obの軸と撮像部の撮像方向との交点P3の位置から第1点P1までの第1長さ△Xを求め、撮像部1で撮像された画像IM2、距離測定部2で測定した距離L、および、半径演算部43で求めた基準半径Rおよび第2半径Rに基づいて、前記交点P3の位置から第2点P2までの第2長さ△Xを求め、これら第1長さ△Xと第2長さ△Xとの和△X+△Xを前記第1および第2点P1、P2の間の長さ△X(=△X+△X)として求める(S7)。 Next, in the round bar length measuring device D, the length calculation unit 43 of the control processing unit 4 captures the image IM2 captured by the imaging unit 1, the distance L 0 measured by the distance measuring unit 2, and the radius calculation unit. Based on the reference radius R 0 and the first radius R 1 obtained in 43, the first length from the position of the intersection P3 between the axis of the stepped round bar Ob and the imaging direction of the imaging unit to the first point P1 Δ The above is based on the image IM2 captured by the imaging unit 1 , the distance L 0 measured by the distance measuring unit 2, and the reference radius R 0 and the second radius R 2 obtained by the radius calculation unit 43. The second length ΔX 2 from the position of the intersection P3 to the second point P2 is obtained, and the sum of these first length ΔX 1 and the second length ΔX 2 ΔX 1 + ΔX 2 is the first. It is obtained as a length ΔX (= ΔX 1 + ΔX 2 ) between 1 and the second points P1 and P2 (S7).

そして、丸棒体長さ測定装置Dは、制御処理部4の制御部41によって、これら結果を表示部6に表示し(S8)、本処理を終了する。例えば、制御部41は、2点入力結果表示画面61における基準半径表示領域63、第1半径表示領域64、第2半径表示領域65および2点間長さ表示領域66それぞれに、基準半径R[mm]、第1半径R[mm]、第2半径R[mm]および2点間の長さ△X[mm]を表示する。なお、必要に応じて、制御部41は、各結果をIF部7から外部の機器へ出力してもよい。 Then, the round bar length measuring device D displays these results on the display unit 6 by the control unit 41 of the control processing unit 4 (S8), and ends this processing. For example, the control unit 41 has a reference radius R 0 in each of the reference radius display area 63, the first radius display area 64, the second radius display area 65, and the two-point length display area 66 on the two-point input result display screen 61. [Mm], the first radius R 1 [mm], the second radius R 2 [mm], and the length ΔX [mm] between the two points are displayed. If necessary, the control unit 41 may output each result from the IF unit 7 to an external device.

以上説明したように、実施形態における丸棒体長さ測定装置Dおよびこれに実装された丸棒体長さ測定方法は、撮像部1で撮像された画像、距離測定部2で測定した距離、および、半径演算部42で求めた半径に基づいて第1および第2点の間の長さを求めるので、丸棒体の長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 As described above, the round bar length measuring device D and the round bar length measuring method mounted therein have the image captured by the imaging unit 1, the distance measured by the distance measuring unit 2, and the distance measured by the distance measuring unit 2. Since the length between the first and second points is obtained based on the radius obtained by the radius calculation unit 42, the length between the two points along the long direction of the round bar can be measured in a non-contact manner.

本実施形態では、距離測定部2における前記軸方向の位置は、測定中、固定されている。すなわち、実施形態における丸棒体長さ測定装置Dは、撮像部1から丸棒体表面までの距離を、1点だけ、測定することで、上述のように、前記第1および第2点の間の長さを求めている。特に、前記丸棒体が互いに半径の異なる複数の領域を備える段付き丸棒体である場合であって、前記第1および第2点の間に、このような複数の領域を含む場合、各領域ごとに、前記撮像部1から前記丸棒体表面までの各距離を測定して各領域ごとの各長さを求め、これら求めた各領域の各長さを総計することで、容易に、前記第1および第2点の間の長さを求めることができるが、実施形態における丸棒体長さ測定装置は、前記丸棒体が段付き丸棒であっても、前記撮像部1から前記丸棒体表面までの距離を、1点だけ、測定することで、上述のように、前記第1および第2点の間の長さを求めることができる。 In the present embodiment, the axial position of the distance measuring unit 2 is fixed during the measurement. That is, the round bar length measuring device D in the embodiment measures the distance from the image pickup unit 1 to the surface of the round bar at only one point, and as described above, between the first and second points. Seeking the length of. In particular, when the round bar is a stepped round bar having a plurality of regions having different radii from each other and includes such a plurality of regions between the first and second points, each By measuring each distance from the imaging unit 1 to the surface of the round bar for each region, each length of each region is obtained, and the lengths of each of the obtained regions are summed up easily. The length between the first and second points can be obtained, but in the round bar length measuring device according to the embodiment, even if the round bar is a stepped round bar, the image pickup unit 1 may determine the length. By measuring the distance to the surface of the round bar body at only one point, the length between the first and second points can be obtained as described above.

上記丸棒体長さ測定装置Dおよび丸棒体長さ測定方法は、調整部3を備えるので、撮像部1の撮像方向を第1方向に一致させ、かつ、距離測定部2の測定方向を第2方向に一致させ得る。 Since the round bar length measuring device D and the round bar length measuring method include the adjusting unit 3, the imaging direction of the imaging unit 1 is matched with the first direction, and the measuring direction of the distance measuring unit 2 is the second. Can match direction.

上記丸棒体長さ測定装置Dおよび丸棒体長さ測定方法は、丸棒体が段付き丸棒体である場合でも、前記長尺方向に沿う2点間の長さを非接触で測定できる。 The round bar length measuring device D and the round bar length measuring method can measure the length between two points along the long direction in a non-contact manner even when the round bar body is a stepped round bar body.

上記丸棒体長さ測定装置Dおよび丸棒体長さ測定方法は、入力部5を備えるので、所望の2点間の長さを測定できる。 Since the round bar body length measuring device D and the round bar body length measuring method include the input unit 5, the length between two desired points can be measured.

なお、上述では、丸棒体長さ測定装置Dは、自動的に丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを求めたが、マニュアル(手動)で丸棒体における上側エッジおよび下側エッジが入力されてもよい。このような丸棒体長さ測定装置Dは、撮像部1で撮像された画像を表示部6に表示し、表示部6に表示された前記画像に対し、前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを入力部5から入力し、エッジ抽出処理部44(32)や半径演算部42は、入力部5から入力された上側エッジおよび下側エッジによって、前記画像中での前記丸棒体における上側エッジおよび下側エッジを抽出する。 In the above description, the round bar length measuring device D automatically obtains the upper edge and the lower edge of the round bar, but the upper edge and the lower edge of the round bar are manually input. You may. Such a round bar length measuring device D displays the image captured by the image pickup unit 1 on the display unit 6, and the upper edge and the lower side of the round bar body with respect to the image displayed on the display unit 6. An edge is input from the input unit 5, and the edge extraction processing unit 44 (32) and the radius calculation unit 42 use the upper edge and the lower edge input from the input unit 5 to increase the upper side of the round bar in the image. Extract edges and lower edges.

また、上述では、丸棒体長さ測定装置Dは、移動機構31を自動的に動かして、撮像部1の撮像方向を前記第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向を前記第2方向に一致するように調整したが、撮像部1で撮像され表示部6に表示された画像を見ながらマニュアル(手動)で、撮像部1の撮像方向を前記第1方向に一致するように、かつ、距離測定部2の測定方向を前記第2方向に一致するように、移動機構31を動かしてもよい。この場合では、エッジ抽出処理部32(44)および移動制御部33(45)が省略できる。 Further, in the above description, the round bar length measuring device D automatically moves the moving mechanism 31 so that the imaging direction of the imaging unit 1 coincides with the first direction, and the measuring direction of the distance measuring unit 2. Was adjusted to match the second direction, but the imaging direction of the imaging unit 1 coincided with the first direction manually (manually) while viewing the image captured by the imaging unit 1 and displayed on the display unit 6. The moving mechanism 31 may be moved so that the measurement direction of the distance measuring unit 2 coincides with the second direction. In this case, the edge extraction processing unit 32 (44) and the movement control unit 33 (45) can be omitted.

また、上述では、丸棒体が段付き丸棒体である場合において、第1および第2点の間の距離が求められたが、丸棒体が、長尺方向に沿って同径な段の無い非段付き丸棒体(同径丸棒体)である場合では、次のように、第1および第2点の間の長さを求めることもできる。 Further, in the above, when the round bar body is a stepped round bar body, the distance between the first and second points is obtained, but the round bar body has the same diameter step along the long direction. In the case of a non-stepped round bar (same diameter round bar) without a step, the length between the first and second points can be obtained as follows.

図10は、非段付き丸棒体(同径丸棒体)における2点間の求め方を説明するための模式的な図である。図10Aは、一例として、方向調整後の画像IM3を模式的に示し、図10Bは、撮像部1から非段付き丸棒体Obaの表面までの距離L0と、撮像部1の焦点距離fと、撮像部1における非段付き丸棒体Obaの像(イメージセンサ上における非段付き丸棒体の像)におけるx方向(水平方向、左右方向)の長さKh×△xとの間における関係を示す。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining how to obtain a distance between two points in a non-stepped round bar (round bar having the same diameter). FIG. 10A schematically shows the image IM3 after the direction adjustment as an example, and FIG. 10B shows the distance L0 from the image pickup unit 1 to the surface of the non-stepped round bar Oba and the focal length f of the image pickup unit 1. , Relationship between the length Kh × Δx in the x direction (horizontal direction, left-right direction) in the image of the non-stepped round bar Oba in the image pickup unit 1 (the image of the non-stepped round bar on the image sensor). Is shown.

非段付き丸棒体Obaでは、長尺方向に沿った各位置で、撮像部1から非段付き丸棒体Obaの表面までの距離L0は、一定であるので、図10Bに示すように、三角形の相似から理解される次式11を用いて第1および第2点の間の長さ△X[mm]が求められる。△xは、第1および第2点の間の画素数である。
式11;△X=(L/f)×Kh×△x
In the non-stepped round bar Oba, the distance L0 from the image pickup unit 1 to the surface of the non-stepped round bar Oba is constant at each position along the long direction. The length ΔX [mm] between the first and second points is obtained by using the following equation 11 understood from the similarity of triangles. Δx is the number of pixels between the first and second points.
Equation 11; ΔX = (L 0 / f) × Kh × Δx

もちろん、このような非段付き丸棒体の場合でも、段付き丸棒体と同様に式1ないし式10を用いて第1および第2点の間の長さを求めることができる。 Of course, even in the case of such a non-stepped round bar, the length between the first and second points can be obtained by using the formulas 1 to 10 as in the stepped round bar.

また、上述では、調整部3は、ガイド部材311に案内されて配設部材312を前記法線方向に沿って前記平行を維持しながら移動させる移動機構31を備えて構成されたが、配設部材を、丸棒体の軸に平行な回転軸周りに回転させる移動機構を備えて構成されてもよい。 Further, in the above description, the adjusting unit 3 is configured to include a moving mechanism 31 that is guided by the guide member 311 to move the disposing member 312 along the normal direction while maintaining the parallelism. The member may be configured to include a moving mechanism that rotates the member around a rotation axis parallel to the axis of the round bar.

図11は、前記丸棒体長さ測定装置における調整部の変形形態を説明するための模式的な図である。このような移動機構31aは、例えば、図11に示すように、ガイド部材311aと、配設部材312aと、支持台313aと、回転移動部314aとを備える。ガイド部材311aは、ガイド部材311と同様に、丸棒体の軸に沿う前記軸方向と前記第1方向とを含む前記平面の法線方向(前記第3方向)に沿うように立設される棒状(ロッド状)の部材である。配設部材312aは、配設部材312と同様に、撮像部1の撮像方向と距離測定部2の測定方向とが同一平面内(同一高さ)で互いに平行となるように、撮像部1および距離測定部2を配設する板状の部材である。支持台313aは、一方端がガイド部材311に前記法線方向(上下方向)に移動可能に取り付けられ、回転移動部314aを支持する板状の部材である。回転移動部314aは、例えばステッピングモータ等の駆動部を備え、配設部材312aを、丸棒体の軸に平行な回転軸周りに回転させる機構である。例えば、配設部材312aに取り付けられた軸体と、前記軸体を回転可能に支持して支持台313aに取り付ける取付け具と、前記軸体に取り付けられた第1歯車と、前記駆動部によって駆動され、前記第1歯車に歯合する第2歯車(減速機)とを備える。前記駆動部によって第2歯車が回転駆動すると、前記第1歯車が回転駆動して前記軸体が回転駆動し、配設部材312aが前記軸体を軸に回転される。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a modified form of the adjusting portion in the round bar body length measuring device. As shown in FIG. 11, such a moving mechanism 31a includes, for example, a guide member 311a, an arrangement member 312a, a support base 313a, and a rotational moving portion 314a. Like the guide member 311, the guide member 311a is erected along the normal direction (the third direction) of the plane including the axial direction along the axis of the round bar and the first direction. It is a rod-shaped (rod-shaped) member. Similar to the arrangement member 312, the arrangement member 312a has the image pickup unit 1 and the image pickup unit 1 and the arrangement member 312a so that the image pickup direction of the image pickup unit 1 and the measurement direction of the distance measurement unit 2 are parallel to each other in the same plane (same height). It is a plate-shaped member for arranging the distance measuring unit 2. The support base 313a is a plate-shaped member having one end movably attached to the guide member 311 in the normal direction (vertical direction) to support the rotational movement portion 314a. The rotational movement unit 314a is provided with a drive unit such as a stepping motor, and is a mechanism for rotating the arrangement member 312a around a rotation axis parallel to the axis of the round bar body. For example, it is driven by a shaft body attached to the arrangement member 312a, a mounting tool that rotatably supports the shaft body and attaches it to the support base 313a, a first gear attached to the shaft body, and a drive unit. A second gear (reducer) that meshes with the first gear is provided. When the second gear is rotationally driven by the drive unit, the first gear is rotationally driven to drive the shaft body to rotate, and the arrangement member 312a is rotated around the shaft body.

また、上述の実施形態において、図8に示すように、長さを測る際には第1および第2カーソルCS-1、CS-2を測りたい部位に合わせる必要があるが、段付き丸棒体Obの色や形状によっては、左右の縦方向のエッジが不明確な場合がある。このような場合には、次のように合わせる。 Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 8, when measuring the length, it is necessary to align the first and second cursors CS-1 and CS-2 with the part to be measured, but the stepped round bar. Depending on the color and shape of the body Ob, the left and right vertical edges may be unclear. In such a case, adjust as follows.

図12は、変形形態を説明するための模式的な図である。図11Aは、一例として、方向調整後の画像IM2を模式的に示し、図11Bは、段付き丸棒体Obにおける各部の関係を示す。 FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the modified form. FIG. 11A schematically shows the image IM2 after the direction adjustment as an example, and FIG. 11B shows the relationship between each part in the stepped round bar Ob.

図12Aに示すようにエッジ中央線AX上での縦方向のエッジが不明確な場合には、背景とのコントラストの取れやすい上側エッジUE7の端点または下側エッジDE7の端点に第1および第2カーソルCS-1、CS-2を合わせる。ここで、第1および第2カーソルCS-1、CS-2の位置変更に伴い、図12Bに示すように、前記結像光学系の主点からの距離が変わるため、L1’=L0+R0-R1×sinθ1’として計算される。L0は、距離測定部2(例えばレーザ変位計)の値、R0、R1、θ1は、半径演算部42で求めた値である。そして、長さ△X1は、△X1=Kh×△x1’×(L1’/f)で求めることができる。 As shown in FIG. 12A, when the vertical edge on the edge center line AX is unclear, the first and second ends are at the end points of the upper edge UE7 or the lower edge DE7 where the contrast with the background is easily obtained. Place the cursors CS-1 and CS-2. Here, as the positions of the first and second cursors CS-1 and CS-2 are changed, as shown in FIG. 12B, the distance from the principal point of the imaging optical system changes, so that L1'= L0 + R0-R1 Calculated as × sin θ1'. L0 is a value of the distance measuring unit 2 (for example, a laser displacement meter), and R0, R1 and θ1 are values obtained by the radius calculation unit 42. Then, the length ΔX1 can be obtained by ΔX1 = Kh × Δx1 ′ × (L1 ′ / f).

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been appropriately and sufficiently described through the embodiments with reference to the drawings described above, but those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that it is possible. Therefore, unless the modified or improved form implemented by a person skilled in the art is at a level that deviates from the scope of rights of the claims stated in the claims, the modified form or the improved form is the scope of rights of the claims. It is interpreted to be included in.

D 丸棒体長さ測定装置
1 撮像部
2 距離測定部
3 調整部
4 制御処理部
5 入力部
6 表示部
7 インターフェース部(IF部)
8 記憶部
31、31a 移動機構
32(44) エッジ抽出処理部
33(45) 移動制御部
41 制御部
42 半径演算部
43 長さ演算部
61 2点入力結果表示画面
D Round bar length measuring device 1 Imaging unit 2 Distance measuring unit 3 Adjustment unit 4 Control processing unit 5 Input unit 6 Display unit 7 Interface unit (IF unit)
8 Storage unit 31, 31a Movement mechanism 32 (44) Edge extraction processing unit 33 (45) Movement control unit 41 Control unit 42 Radius calculation unit 43 Length calculation unit 61 Two-point input result display screen

Claims (5)

測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する丸棒体長さ測定装置であって、
前記丸棒体の軸に直交する第1方向から、前記丸棒体を撮像する撮像部と、
前記丸棒体の軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、前記撮像部から前記丸棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記丸棒体の半径を求める半径演算部と、
前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算部とを備える、
丸棒体長さ測定装置。
A round bar length measuring device that non-contactly measures the length between predetermined first and second points along a long direction in a round bar to be measured.
An imaging unit that captures an image of the round bar from a first direction orthogonal to the axis of the round bar.
The distance from the image pickup unit to the surface of the round bar is measured from the second direction parallel to the first direction on a plane including the axial direction along the axis of the round bar and the first direction. Distance measurement unit and
A radius calculation unit that obtains the radius of the round bar body based on the image captured by the image pickup unit, and
With the length calculation unit that obtains the length between the first and second points based on the image captured by the image pickup unit, the distance measured by the distance measurement unit, and the radius obtained by the radius calculation unit. Equipped with
Round bar length measuring device.
前記撮像部の撮像方向を前記第1方向に一致するように、かつ、前記距離測定部の測定方向を前記第2方向に一致するように調整する調整部をさらに備える、
請求項1に記載の丸棒体長さ測定装置。
Further, an adjusting unit for adjusting the imaging direction of the imaging unit so as to coincide with the first direction and the measurement direction of the distance measuring unit to coincide with the second direction is further provided.
The round bar body length measuring device according to claim 1.
前記丸棒体は、前記長尺方向に沿って、互いに半径の異なる複数の領域を備える段付き丸棒体であり、
前記半径演算部は、前記複数の領域における、前記距離測定部で前記距離を測定した基準領域、ならびに、前記第1および第2点それぞれに対応する第1および第2領域それぞれでの前記段付き丸棒体の基準半径ならびに第1および第2半径を求め、
前記長さ演算部は、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた基準半径および第1半径に基づいて、前記丸棒体の軸と前記撮像部の撮像方向との交点の位置から前記第1点までの第1長さを求め、前記撮像部で撮像された画像、前記距離測定部で測定した距離、および、前記半径演算部で求めた基準半径および第2半径に基づいて、前記丸棒体の軸と前記撮像部の撮像方向との交点の位置から前記第2点までの第2長さを求め、前記第1長さと前記第2長さとの和を前記第1および第2点の間の長さとして求める、
請求項2に記載の丸棒体長さ測定装置。
The round bar is a stepped round bar having a plurality of regions having different radii from each other along the long direction.
The radius calculation unit is a reference region in which the distance is measured by the distance measurement unit in the plurality of regions, and the step in each of the first and second regions corresponding to the first and second points, respectively. Find the reference radius of the round bar and the first and second radii,
The length calculation unit is the axis of the round bar body based on the image captured by the image pickup unit, the distance measured by the distance measurement unit, and the reference radius and the first radius obtained by the radius calculation unit. The first length from the position of the intersection of the image pickup unit with the image pickup direction to the first point is obtained, and the image captured by the image pickup unit, the distance measured by the distance measurement unit, and the radius calculation unit. Based on the reference radius and the second radius obtained in the above, the second length from the position of the intersection of the axis of the round bar body and the image pickup direction of the imaging unit to the second point is obtained, and the first length is obtained. The sum with the second length is obtained as the length between the first and second points.
The round bar body length measuring device according to claim 2.
前記第1および第2点それぞれを入力する入力部をさらに備える、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の丸棒体長さ測定装置。
An input unit for inputting each of the first and second points is further provided.
The round bar length measuring device according to any one of claims 1 to 3.
測定対象である丸棒体における長尺方向に沿う所定の第1および第2点の間の長さを非接触で測定する丸棒体長さ測定方法であって、
前記丸棒体の軸に直交する第1方向から、撮像部で前記丸棒体を撮像する撮像工程と、
前記丸棒体の軸に沿う軸方向と前記第1方向とを含む平面上であって、前記第1方向に平行な第2方向から、距離測定部で前記撮像部から前記丸棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記丸棒体の半径を求める半径演算工程と、
前記撮像工程で撮像された画像、前記距離測定工程で測定した距離、および、前記半径演算工程で求めた半径に基づいて前記第1および第2点の間の長さを求める長さ演算工程とを備える、
丸棒体長さ測定方法。
It is a round bar length measuring method for measuring the length between predetermined first and second points along a long direction in a round bar body to be measured in a non-contact manner.
An imaging step of imaging the round bar with an imaging unit from a first direction orthogonal to the axis of the round bar.
From the second direction parallel to the first direction on the plane including the axial direction along the axis of the round bar and the first direction, from the image pickup section to the surface of the round bar in the distance measuring section. Distance measurement process to measure the distance of
A radius calculation step for obtaining the radius of the round bar body based on the image captured by the image pickup unit, and
With the length calculation step of obtaining the length between the first and second points based on the image captured in the imaging step, the distance measured in the distance measuring step, and the radius obtained in the radius calculation step. Equipped with
Round bar length measurement method.
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