JP2023020300A

JP2023020300A - Long object shape measurement system and shape measurement method

Info

Publication number: JP2023020300A
Application number: JP2021125583A
Authority: JP
Inventors: 敦史谷口; Atsushi Taniguchi; 憲英眞柳; Norihide Mayanagi
Original assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-02-09

Abstract

To provide a long object shape measurement system and shape measurement method which can facilitate the prior calibration of the relative position and correctly measure the shape of a long object.SOLUTION: A shape measurement system 1 comprises: an irradiation unit 10 which has a plurality of multi-line light sources 10A; an imaging unit 20 which images the object surface of a long object including a line marker drawn by the irradiation unit 10 in the oblique direction from the end side in the longitudinal direction of the long object; and a processing unit 100 which acquires a distance from the irradiation unit 10 to the object surface of the long object and calculates a curve indicating the shape of the edge or contour of the long object on the basis of the position of each line marker in the image captured by the imaging unit 20 and the acquired distance from the irradiation unit 10 to the object surface of the long object.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、長尺物の形状測定システム及び形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring system and a shape measuring method for an elongated object.

製鉄所から出荷される鋼材の品質を確保するため、圧延後に鋼材の形状測定が行われている。鋼材の形状測定は、製造ライン上に設置された形状測定装置により自動的に行われている。例えば、特許文献１には、鋼板にレーザ光線を照射する４台以上のレーザ光源と、各レーザ光源によるレーザ光線の照射範囲を撮影するカメラと、カメラにより撮影された画像から鋼板の側端部における複数のエッジを抽出し、抽出されたエッジに基づいて鋼板の曲がり量を算出するコンピュータと、を備える形状測定装置が開示されている。 In order to ensure the quality of steel materials shipped from steelworks, the shape of steel materials is measured after rolling. Shape measurement of steel materials is automatically performed by a shape measuring device installed on the production line. For example, Patent Document 1 describes four or more laser light sources for irradiating a steel plate with a laser beam, a camera for capturing the irradiation range of the laser beam by each laser light source, and the side edge of the steel plate from the image captured by the camera. and a computer that extracts a plurality of edges at the edge and calculates the bending amount of the steel sheet based on the extracted edges.

特開２０１８－２７５６０号公報JP 2018-27560 A

特許文献１の形状測定装置では、各レーザ光線を鋼材の対象面に対して垂直に照射するレーザ光源が４台以上必要である。このため、カメラに対する各レーザ光源の相対位置の較正に多くの時間や労力を要するという問題がある。そして、このような問題は、鋼材の形状を測定する場合に限られず、他の長尺物の形状を測定する場合にも存在している。 The shape measuring apparatus of Patent Document 1 requires four or more laser light sources for irradiating each laser beam perpendicularly to the target surface of the steel material. Therefore, there is a problem that it takes a lot of time and labor to calibrate the relative position of each laser light source with respect to the camera. And such a problem exists not only when measuring the shape of steel materials but also when measuring the shape of other elongated objects.

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、事前の相対位置の較正が容易であると共に、長尺物の形状を正確に測定可能な長尺物の形状測定システム及び形状測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a background, and provides a long object shape measuring system and shape measurement that facilitates prior relative position calibration and can accurately measure the shape of a long object. The purpose is to provide a method.

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る形状測定システムは、
複数のマルチライン光源を備える照射ユニットであって、前記マルチライン光源は、互いに離れる方向に複数のライン状のビームを放射することにより、長尺物の長手方向に並べて配置され、長尺物の長手方向に延びるエッジ又は輪郭と交差する複数のラインマーカーを長尺物の対象面上に描画する照射ユニットと、
前記照射ユニットにより描画されたラインマーカーを含む長尺物の対象面を、長尺物の長手方向の端部側から斜め方向に撮影する撮影ユニットと、
前記照射ユニットから長尺物の対象面までの距離を取得し、前記撮影ユニットにより撮影された画像における各ラインマーカーの位置と、取得された前記照射ユニットから長尺物の対象面までの距離とに基づいて、長尺物のエッジ又は輪郭の形状を示す曲線を算出する処理ユニットと、
を備える。 In order to achieve the above object, the shape measuring system according to the first aspect of the present invention comprises:
An irradiation unit comprising a plurality of multi-line light sources, wherein the multi-line light sources are arranged side by side in the longitudinal direction of the long object by emitting a plurality of linear beams in directions away from each other. an illumination unit that draws a plurality of line markers intersecting longitudinally extending edges or contours on the target surface of the elongated object;
a photographing unit that obliquely photographs a target surface of a long object including the line markers drawn by the irradiation unit from a longitudinal end of the long object;
obtaining the distance from the irradiation unit to the target surface of the long object, the position of each line marker in the image captured by the imaging unit, and the obtained distance from the irradiation unit to the target surface of the long object; a processing unit for calculating a curve indicating the shape of the edge or contour of the elongated object based on
Prepare.

前記処理ユニットは、前記撮影ユニットにより撮影された画像における同一のマルチライン光源により描画されたラインマーカーの間隔に基づいて、前記照射ユニットから長尺物の対象面までの距離を算出してもよい。 The processing unit may calculate the distance from the irradiation unit to the target surface of the elongated object based on the interval between line markers drawn by the same multi-line light source in the image captured by the imaging unit. .

前記処理ユニットは、
前記撮影ユニットにより撮影された画像において各ラインマーカーと長尺物のエッジとの交点を抽出する交点抽出部と、
前記撮影ユニットにより撮影された画像が長尺物の対象面を上方から垂直に撮影した画像となるように、前記交点抽出部により抽出された各交点の座標を変換する座標変換部と、
前記座標変換部により座標が変換された交点からなる点群に基づいて、長尺物のエッジ形状を示す曲線を算出する形状算出部と、を備えてもよい。 The processing unit is
an intersection extraction unit for extracting an intersection between each line marker and an edge of a long object in the image captured by the imaging unit;
a coordinate transformation unit for transforming coordinates of each intersection point extracted by the intersection point extraction unit so that the image photographed by the photographing unit is an image obtained by vertically photographing the target surface of the elongated object from above;
A shape calculation unit for calculating a curve representing an edge shape of the long object based on a point group consisting of intersection points whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit.

前記座標変換部は、
前記照射ユニットと長尺物の対象面との間の距離に基づいて、記憶部に記憶された当該距離に対応する変換テーブルを選択し、
選択された変換テーブルを参照して、前記撮影ユニットにより撮影された画像が長尺物の対象面を上方から垂直に撮影した画像となるように、前記交点抽出部により抽出された各交点の座標を変換してもよい。 The coordinate transformation unit
selecting a conversion table corresponding to the distance stored in a storage unit based on the distance between the irradiation unit and the target surface of the elongated object;
Coordinates of each intersection point extracted by the intersection point extracting unit with reference to the selected conversion table so that the image photographed by the photographing unit is an image obtained by vertically photographing the target surface of the elongated object from above. may be converted.

前記処理ユニットは、
前記撮影ユニットにより撮影された画像において各ラインマーカーを構成する複数の点を抽出するラインマーカー抽出部と、
前記撮影ユニットにより撮影された画像が長尺物の対象面を上方から垂直に撮影した画像となるように、前記ラインマーカー抽出部により抽出された各点の座標を変換する座標変換部と、
前記座標変換部により座標が変換された点からなる点群に基づいて、長尺物の輪郭形状を示す曲線を算出する形状算出部と、を備えてもよい。 The processing unit is
a line marker extraction unit for extracting a plurality of points forming each line marker in an image captured by the imaging unit;
a coordinate transformation unit for transforming the coordinates of each point extracted by the line marker extraction unit so that the image captured by the imaging unit is an image obtained by vertically capturing the target surface of the elongated object from above;
A shape calculation unit that calculates a curve representing a contour shape of the elongated object based on a point group of points whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit.

前記座標変換部は、前記マルチライン光源が配置された第１の点、前記撮影ユニットが配置された第２の点、及び前記マルチライン光源により描画されたラインマーカー上の第３の点に対して三角測量法を適用することにより、前記ラインマーカー抽出部により抽出されたラインマーカーの各点の座標を変換してもよい。 The coordinate transformation unit performs a coordinate conversion on a first point where the multi-line light source is arranged, a second point where the photographing unit is arranged, and a third point on the line marker drawn by the multi-line light source. The coordinates of each point of the line marker extracted by the line marker extraction unit may be converted by applying a triangulation method.

前記形状測定システムは、前記照射ユニットを長尺物の幅方向に移動可能に支持する移動機構をさらに備えてもよい。 The shape measurement system may further include a movement mechanism that supports the irradiation unit so as to be movable in the width direction of the elongated object.

前記照射ユニットは、前記マルチライン光源に対応付けて設けられ、前記マルチライン光源に対する相対位置が較正され、長尺物の異なる箇所を撮影する較正用カメラをさらに備えてもよい。 The illumination unit may further include a calibration camera that is provided in association with the multi-line light source, calibrated relative to the multi-line light source, and captures images of different locations on the elongated object.

前記照射ユニットは、前記較正用カメラを少なくとも３つ以上備え、
前記処理ユニットは、各較正用カメラにより同時に撮影された長尺物の異なる箇所を示す少なくとも３つの画像に基づいて、長尺物のエッジ形状を示す曲線を算出してもよい。 The irradiation unit includes at least three or more of the calibration cameras,
The processing unit may calculate a curve representing the shape of the edge of the elongated object based on at least three images showing different parts of the elongated object taken simultaneously by each calibration camera.

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る形状測定方法は、
形状測定システムが実行する形状測定方法であって、
照射ユニットのマルチライン光源が、互いに離れる方向に複数のライン状のビームを放射することにより、長尺物の長手方向に並べて配置され、長尺物の長手方向に延びるエッジ又は輪郭と交差する複数のラインマーカーを長尺物の対象面上に描画する工程と、
撮影ユニットが、前記マルチライン光源により描画されたラインマーカーを含む長尺物の対象面を、長尺物の長手方向の端部側から斜め方向に撮影する工程と、
処理ユニットが、前記照射ユニットから長尺物の対象面までの距離を取得し、前記撮影ユニットにより撮影された画像における各ラインマーカーの位置と、取得された前記照射ユニットから長尺物の対象面までの距離とに基づいて、長尺物のエッジ又は輪郭の形状を示す曲線を算出する工程と、
を含む。 In order to achieve the above object, a shape measuring method according to a second aspect of the present invention comprises:
A shape measurement method performed by a shape measurement system, comprising:
The multi-line light source of the irradiation unit radiates a plurality of linear beams in directions away from each other, thereby arranging a plurality of linear beams arranged side by side in the longitudinal direction of the elongated object and intersecting edges or contours extending in the longitudinal direction of the elongated object. A step of drawing a line marker of on the target surface of the elongated object;
a step in which a photographing unit obliquely photographs a target surface of a long object including the line markers drawn by the multi-line light source from the longitudinal end side of the long object;
A processing unit acquires the distance from the irradiation unit to the target surface of the long object, the position of each line marker in the image captured by the imaging unit, and the acquired target surface of the long object from the irradiation unit. calculating a curve representing the shape of the edge or contour of the elongated object based on the distance to
including.

本発明によれば、事前の相対位置の較正が容易であると共に、長尺物の形状を正確に測定可能な長尺物の形状測定システム及び形状測定方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shape measurement system and shape measurement method of a long object which can calibrate a relative position in advance and can measure the shape of a long object accurately can be provided.

本発明の実施の形態１に係る形状測定システムの構成を示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view which shows the structure of the shape measuring system which concerns on Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態１に係るマルチライン光源により放射されるレーザ光線の軌跡を示す正面図、平面図である。2(a) and 2(b) are a front view and a plan view, respectively, showing loci of laser beams emitted by a multi-line light source according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態１に係る処理ユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the hardware configuration of a processing unit according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. （ａ）は、本発明の実施の形態１に係る画像データ記憶部に記憶されたデータテーブルの一例を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る変換テーブル記憶部に記憶されたデータテーブルの一例を示す図である。(a) is a diagram showing an example of a data table stored in an image data storage unit according to Embodiment 1 of the present invention; (b) is a diagram showing a conversion table storage unit according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 4 is a diagram showing an example of a data table stored in . （ａ）～（ｄ）は、いずれも本発明の実施の形態１に係る処理ユニットによるエッジ形状を示す近似曲線を算出する手順を示す図である。4(a) to 4(d) are diagrams each showing a procedure for calculating an approximated curve representing an edge shape by the processing unit according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態１に係る処理ユニットによる真直度を算出する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which calculates the straightness by the processing unit which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る形状測定処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the flow of shape measurement processing according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施の形態１に係る座標変換処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of coordinate transformation processing according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態２に係る形状測定システムの構成を示す正面図である。FIG. 10 is a front view showing the configuration of a shape measuring system according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施の形態２に係る処理ユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of the processing unit which concerns on Embodiment 2 of this invention. （ａ）～（ｄ）は、いずれも本発明の実施の形態２に係る処理ユニットによる所望箇所の輪郭形状を示す近似曲線を算出する手順を示す図である。8(a) to 9(d) are diagrams each showing a procedure for calculating an approximation curve indicating a contour shape of a desired portion by a processing unit according to Embodiment 2 of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態２に係る処理ユニットによる三角測量の手順を説明するための正面図である。FIG. 10 is a front view for explaining a triangulation procedure by a processing unit according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施の形態２に係る形状測定処理の流れを示すフローチャートである。9 is a flow chart showing the flow of shape measurement processing according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態２に係る座標変換処理の流れを示すフローチャートである。9 is a flow chart showing the flow of coordinate transformation processing according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の変形例に係る処理ユニットによるエッジ形状を示す近似曲線に基づく演算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arithmetic processing based on the approximated curve which shows edge shape by the processing unit which concerns on the modification of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係る形状測定システム及び形状測定方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。各実施の形態では、長尺物として鋼材の形状を測定する場合を例にして説明するが、長尺物は鋼材に限られず、一定方向に延びるあらゆる形状の部材を含むものとする。 A shape measuring system and a shape measuring method according to embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same or equivalent part. In each embodiment, the case of measuring the shape of a steel material as an elongated object will be described as an example, but the elongated object is not limited to the steel material, and includes members of any shape extending in a certain direction.

（実施の形態１）
図１～図８を参照して、実施の形態１に係る形状測定システム及び形状測定方法を説明する。図１は、実施の形態１に係る形状測定システム１の構成を示す正面図である。実施の形態１に係る形状測定システム１は、鋼材の対象面を鋼材の長手方向の端部側から斜め方向に撮影した画像に基づいて、鋼材の長手方向に延びるエッジの形状を測定するシステムである。鋼材の対象面は、レーザ光線が照射される面であり、エッジは、鋼材の対象面と他の１つの面とが交わる縁である。 (Embodiment 1)
A shape measuring system and a shape measuring method according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. FIG. 1 is a front view showing the configuration of a shape measuring system 1 according to Embodiment 1. FIG. A shape measuring system 1 according to Embodiment 1 is a system for measuring the shape of an edge extending in the longitudinal direction of a steel material based on an image of a target surface of the steel material that is obliquely photographed from the longitudinal end side of the steel material. be. The target surface of the steel material is the surface irradiated with the laser beam, and the edge is the edge where the target surface of the steel material and another surface meet.

形状測定システム１は、複数のレーザ光線を鋼材の対象面に照射することにより、対象面上にエッジと交差する複数のラインマーカーを描画する照射ユニット１０と、照射ユニット１０により複数のラインマーカーが描画された対象面を撮影する撮影ユニット２０と、撮影ユニット２０により撮影された画像に基づいて鋼材のエッジ形状を示す曲線を算出する処理ユニット１００と、を備える。ラインマーカーは、レーザ光線の照射中に鋼材の対象面に描画され、レーザ光線の照射を停止すると消滅する。以下、照射ユニット１０及び撮影ユニット２０が並べて配置される方向をＹ軸方向、水平面上に延び、Ｙ軸に垂直な方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して直交する方向（上下方向）をＺ軸方向とする直交座標系（ワールド座標系）を用いる。また、鋼材の撮影ユニット２０側を基端側、その反対側を先端側と称する。 The shape measurement system 1 includes an irradiation unit 10 that draws a plurality of line markers that intersect edges on the target surface by irradiating a plurality of laser beams onto the target surface of the steel material, and the irradiation unit 10 draws a plurality of line markers. A photographing unit 20 for photographing the drawn target surface and a processing unit 100 for calculating a curve representing the edge shape of the steel material based on the image photographed by the photographing unit 20 are provided. The line marker is drawn on the target surface of the steel material during irradiation of the laser beam, and disappears when the irradiation of the laser beam is stopped. Hereinafter, the direction in which the irradiation unit 10 and the imaging unit 20 are arranged side by side is the Y-axis direction, the direction extending on the horizontal plane is the X-axis direction, and the direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction ( An orthogonal coordinate system (world coordinate system) is used in which the vertical direction) is the Z-axis direction. In addition, the side of the steel member facing the photographing unit 20 is referred to as the proximal side, and the opposite side thereof is referred to as the distal side.

照射ユニット１０は、鋼材の上方に設置され、鋼材の対象面に向けてレーザ光線を走査することにより、鋼材の長手方向に並べて互いに平行に配置されるライン状のマーカーを鋼材の対象面上に描く。照射ユニット１０は、例えば、照射ユニット１０をＸ軸方向（鋼材の幅方向）に移動可能な移動機構（図示せず）に支持される。移動機構により撮影ユニット２０の撮像範囲をＸ軸方向に調整できるため、鋼材のエッジを撮影画像の中央に配置できる。 The irradiation unit 10 is installed above the steel material, and scans the target surface of the steel material with a laser beam to form linear markers arranged in parallel to each other in the longitudinal direction of the steel material on the target surface of the steel material. draw. The irradiation unit 10 is supported, for example, by a moving mechanism (not shown) capable of moving the irradiation unit 10 in the X-axis direction (the width direction of the steel material). Since the imaging range of the imaging unit 20 can be adjusted in the X-axis direction by the moving mechanism, the edge of the steel material can be placed in the center of the captured image.

照射ユニット１０は、複数のマルチライン光源１０Ａと、各マルチライン光源１０Ａを内部に収容した状態で支持する筐体１０Ｂと、を備える。マルチライン光源１０Ａは、レーザ光線をＸ軸方向に繰り返し走査するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光線を２つに分割するビーム分割素子と、を備える。レーザ光源としては、レーザスペックルに起因するエッジ形状の測定誤差を抑制するため、高周波重畳レーザ光源を用いると共に、レーザ光線の走査方向において平滑化を行うことが好ましい。 The irradiation unit 10 includes a plurality of multi-line light sources 10A and a housing 10B that supports the multi-line light sources 10A while accommodating them therein. The multi-line light source 10A includes a laser light source that repeatedly scans a laser beam in the X-axis direction, and a beam splitting element that splits the laser beam from the laser light source into two. As the laser light source, it is preferable to use a high-frequency superimposed laser light source and perform smoothing in the scanning direction of the laser beam in order to suppress edge shape measurement errors caused by laser speckles.

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ実施の形態１に係るマルチライン光源１０Ａが放射するレーザ光線の軌跡を示す正面図、平面図である。マルチライン光源１０Ａのビーム分割素子は、２つのレーザ光線が鋼材の対象面に垂直に延びる垂直面に対して対称となるように、言い換えると垂直面を基準にして同じ傾斜角θとなるようにレーザ光源からのレーザ光線を分割する。マルチライン光源１０Ａは、互いに離れる方向に２つのレーザ光線を放射することにより、２つのラインマーカーを鋼材の対象面上に描画する。なお、各マルチライン光源１０Ａは、それぞれ撮影ユニット２０との相対位置が予め較正されている。 2(a) and 2(b) are a front view and a plan view respectively showing the trajectory of the laser beam emitted by the multi-line light source 10A according to the first embodiment. The beam splitting element of the multi-line light source 10A is arranged so that the two laser beams are symmetrical with respect to a vertical plane extending perpendicular to the target surface of the steel material, in other words, so that they have the same inclination angle θ with respect to the vertical plane. A laser beam from a laser source is split. The multi-line light source 10A draws two line markers on the target surface of the steel material by emitting two laser beams in directions away from each other. In addition, each multi-line light source 10A has its relative position with respect to the photographing unit 20 calibrated in advance.

図１に戻り、撮影ユニット２０は、測定位置に配置された鋼材の長手方向の端部側に設置され、図１のカメラ視野で示すように、鋼材の長手方向の端部から鋼材の対象面全体を撮影し、得られた画像データを処理ユニット１００に送信する。撮影ユニット２０は、例えば、カメラ２１と、カメラ２１の先端側に配置され、対象面の像をカメラ２１に入射させるレンズ２２と、を備える。撮影ユニット２０では、被写界深度を深くし、鋼材の対象面全体にピントを合わせるため、カメラ２１の撮像素子の感光面に対してレンズ２２の光軸を傾斜させるあおり撮影を行ってもよい。 Returning to FIG. 1, the photographing unit 20 is installed on the longitudinal end side of the steel material placed at the measurement position, and as shown in the camera field of view in FIG. The whole is photographed and the obtained image data is transmitted to the processing unit 100 . The photographing unit 20 includes, for example, a camera 21 and a lens 22 that is arranged on the tip side of the camera 21 and makes the image of the object plane enter the camera 21 . In the photographing unit 20, in order to deepen the depth of field and focus on the entire object surface of the steel material, tilting photographing may be performed by tilting the optical axis of the lens 22 with respect to the photosensitive surface of the imaging device of the camera 21. .

処理ユニット１００は、撮影ユニット２０により撮影された画像における同一のマルチライン光源１０Ａにより描画されたラインマーカーの間隔に基づいて照射ユニット１０と長尺物の対象面との間の距離を算出し、撮影ユニット２０により撮影された画像における各ラインマーカーの位置と、算出された照射ユニット１０から長尺物の対象面までの距離とに基づいて、長尺物のエッジ形状を示す曲線を算出する。 The processing unit 100 calculates the distance between the irradiation unit 10 and the target surface of the elongated object based on the interval between the line markers drawn by the same multi-line light source 10A in the image captured by the imaging unit 20, A curve indicating the edge shape of the long object is calculated based on the position of each line marker in the image captured by the imaging unit 20 and the calculated distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the long object.

処理ユニット１００は、例えば、汎用コンピュータである。処理ユニット１００は、それぞれ照射ユニット１０及び撮影ユニット２０に対して通信可能に接続されている。処理ユニット１００は、照射ユニット１０及び撮影ユニット２０に制御信号を供給すると共に、撮影ユニット２０から画像データを取得する。 Processing unit 100 is, for example, a general-purpose computer. The processing unit 100 is communicably connected to the irradiation unit 10 and the imaging unit 20, respectively. The processing unit 100 supplies control signals to the irradiation unit 10 and the imaging unit 20 and acquires image data from the imaging unit 20 .

図３は、実施の形態に係る処理ユニット１００のハードウェア構成を示すブロック図である。処理ユニット１００は、操作部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０と、を備える。処理ユニット１００の各部は、内部バス（図示せず）を介して互いに通信可能に接続されている。 FIG. 3 is a block diagram showing the hardware configuration of the processing unit 100 according to the embodiment. The processing unit 100 includes an operation section 110 , a display section 120 , a communication section 130 , a storage section 140 and a control section 150 . Each part of the processing unit 100 is communicably connected to each other via an internal bus (not shown).

操作部１１０は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部１５０に供給する。操作部１１０は、例えば、キーボード、マウスを備える。操作部１１０は、例えば、鋼材のエッジ形状の測定開始に関するユーザの指示を受け付ける。 The operation unit 110 receives user instructions and supplies an operation signal corresponding to the received operation to the control unit 150 . The operating unit 110 includes, for example, a keyboard and a mouse. The operation unit 110 receives, for example, a user's instruction regarding start of measurement of the edge shape of the steel material.

表示部１２０は、制御部１５０から供給される画像データに基づいて、処理ユニット１００を操作するユーザに向けて各種の画像を表示する。表示部１２０は、例えば、撮影ユニット２０による撮影画像や鋼材のエッジ形状を示す画像を表示する。 The display unit 120 displays various images for the user operating the processing unit 100 based on the image data supplied from the control unit 150 . The display unit 120 displays, for example, an image captured by the imaging unit 20 and an image showing the edge shape of the steel material.

通信部１３０は、例えば、インターネット回線のような通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。 The communication unit 130 is, for example, an interface that can be connected to a communication network such as the Internet line.

記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブを備える。記憶部１４０は、制御部１５０に実行されるプログラムや各種のデータを記憶すると共に、制御部１５０が処理を実行するためのワークメモリとして機能する。また、記憶部１４０は、画像データ記憶部１４１と、変換テーブル記憶部１４２と、を備える。 The storage unit 140 includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, and hard disk drive. The storage unit 140 stores programs to be executed by the control unit 150 and various data, and also functions as a work memory for the control unit 150 to execute processing. The storage unit 140 also includes an image data storage unit 141 and a conversion table storage unit 142 .

図４（ａ）は、実施の形態に係る画像データ記憶部１４１に記憶されたデータテーブルの一例を示す。画像データ記憶部１４１は、撮影ユニット２０により得られた画像データを、測定対象の鋼材毎に個別に割り振られた管理ＩＤ（Identification）に対応付けて記憶する。 FIG. 4A shows an example of a data table stored in the image data storage unit 141 according to the embodiment. The image data storage unit 141 stores the image data obtained by the imaging unit 20 in association with a management ID (Identification) individually assigned to each steel material to be measured.

図４（ｂ）は、実施の形態に係る変換テーブル記憶部１４２に記憶された変換テーブルの一例を示す。変換テーブル記憶部１４２は、鋼材の対象面を鋼材の基端部側から斜め方向に撮影した画像のＸ’Ｙ’座標（ローカル座標）と、鋼材の対象面を上方から垂直に撮影した画像のＸＹ座標（ワールド座標）との対応関係を示す変換テーブルを記憶する。ローカル座標は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、鋼材の対象面を鋼材の基端部側から斜め方向に撮影した画像の左右方向をＸ’軸方向、当該画像の上下方向をＹ’軸方向とする直交座標系である。変換テーブルは、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離毎に作成されている。これは、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離により鋼材の対象面におけるラインマーカーの位置が変化するためである。 FIG. 4(b) shows an example of a conversion table stored in the conversion table storage unit 142 according to the embodiment. The conversion table storage unit 142 stores the X'Y' coordinates (local coordinates) of an image of the target surface of the steel material photographed obliquely from the base end side of the steel material, and the image of the target surface of the steel material vertically photographed from above. Stores a conversion table showing correspondence with XY coordinates (world coordinates). As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the local coordinates are defined such that the horizontal direction of an image obtained by obliquely photographing the target surface of the steel material from the base end side of the steel material is the X′-axis direction, and the vertical direction of the image. is an orthogonal coordinate system in the Y'-axis direction. A conversion table is created for each distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material. This is because the position of the line marker on the target surface of the steel material changes depending on the distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material.

図３に戻り、制御部１５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、処理ユニット１００の各部の制御を行う。制御部１５０は、記憶部１４０に記憶されているプログラムを実行することにより、図７の形状測定処理及び図８の座標変換処理を実行する。制御部１５０は、機能的には、取得部１５１と、交点抽出部１５２と、座標変換部１５３と、形状算出部１５４と、真直度算出部１５５と、出力部１５６と、を備える。 Returning to FIG. 3 , the control section 150 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and controls each section of the processing unit 100 . The control unit 150 executes the shape measurement process of FIG. 7 and the coordinate transformation process of FIG. 8 by executing the programs stored in the storage unit 140 . The control unit 150 functionally includes an acquisition unit 151 , an intersection extraction unit 152 , a coordinate conversion unit 153 , a shape calculation unit 154 , a straightness calculation unit 155 and an output unit 156 .

取得部１５１は、撮影ユニット２０により撮影された画像データを取得し、管理ＩＤに対応付けて画像データ記憶部１４１に記憶させる。取得部１５１により取得される画像は、図５（ａ）に示すように、鋼材の対象面を鋼材の基端部側であって対象面の斜め上方から撮影した画像である。 The acquisition unit 151 acquires image data captured by the imaging unit 20, and stores the image data in the image data storage unit 141 in association with the management ID. As shown in FIG. 5A, the image acquired by the acquiring unit 151 is an image obtained by photographing the target surface of the steel material from the base end side of the steel material and obliquely above the target surface.

交点抽出部１５２は、図５（ｂ）に示すように、撮影ユニット２０により撮影された画像において各ラインマーカーとエッジとの交点をそれぞれ抽出する。 The intersection extraction unit 152 extracts intersections between each line marker and an edge in the image captured by the imaging unit 20, as shown in FIG. 5(b).

座標変換部１５３は、交点抽出部１５２により抽出され、ローカル座標系にある各ラインマーカーとエッジとの交点のＸ’Ｙ’座標を、ワールド座標系のＸＹ座標に変換する。座標変換では、図５（ｂ）に示す鋼材の対象面を斜め上方から撮影した画像の座標が、図５（ｃ）に示すように鋼材の対象面を上方から垂直に撮影した画像の座標となるように射影変換を実施すればよい。 The coordinate transformation unit 153 transforms the X'Y' coordinates of the intersection of each line marker and edge in the local coordinate system extracted by the intersection extraction unit 152 into XY coordinates in the world coordinate system. In the coordinate transformation, the coordinates of the image of the target surface of the steel shown in FIG. Projective transformation should be performed so that

具体的には、まず、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離を算出する。照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離は、同一のマルチライン光源１０Ａ、例えば、最も基端側にあるマルチライン光源１０Ａにより描画された２つのラインマーカーの間隔と、マルチライン光源１０Ａから放射される各レーザ光線の傾斜角とに基づいて算出すればよい。マルチライン光源１０Ａにより描画された２つのラインマーカーの間隔は、撮影ユニット２０により撮影された画像から読み取ることができる。例えば、撮影画像における２つのラインマーカーの間隔と、実際の２つのラインマーカーの間隔との対応関係を示すデータテーブルを記憶部１４０に予め記憶させておき、当該データテーブルを参照して撮影画像から読み取った２つのラインマーカーの間隔を実際の２つのラインマーカーの間隔に変換すればよい。次に、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離に基づいて、図４（ｂ）の変換テーブル記憶部１４２に記憶された変換テーブルを選択し、選択された変換テーブルに基づいて交点抽出部１５２により抽出された各ラインマーカーとエッジとの交点の座標を変換する。 Specifically, first, the distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material is calculated. The distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material is determined by the distance between two line markers drawn by the same multi-line light source 10A, for example, the most proximal multi-line light source 10A, and the distance emitted from the multi-line light source 10A. can be calculated based on the tilt angle of each laser beam. The interval between the two line markers drawn by the multi-line light source 10A can be read from the image captured by the imaging unit 20. FIG. For example, a data table indicating the correspondence relationship between the interval between two line markers in the captured image and the actual interval between the two line markers is stored in the storage unit 140 in advance, and the data table is referred to from the captured image. It suffices to convert the read interval between the two line markers into the actual interval between the two line markers. Next, based on the distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material, the conversion table stored in the conversion table storage unit 142 in FIG. 4B is selected, and the intersection extraction unit Transform the coordinates of the intersection of each line marker extracted by 152 and the edge.

形状算出部１５４は、座標変換部１５３により座標が変換された各ラインマーカーとエッジとの交点からなる点群に基づいて、鋼材のエッジ形状を示す曲線を算出する。エッジ形状は、例えば、図５（ｄ）に示すように、各ラインマーカーとエッジとの全ての交点に基づいて生成される近似曲線、例えば、近似二次曲線により表現される。なお、図５（ｄ）では、理解を容易にするため、図５（ｃ）よりもＸ軸方向のスケールを誇張して図示している。 The shape calculation unit 154 calculates a curve representing the edge shape of the steel material based on the point group consisting of the intersections of the line markers whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit 153 and the edges. The edge shape is represented by an approximated curve, for example, an approximated quadratic curve, which is generated based on all the intersections of each line marker and the edge, as shown in FIG. 5(d), for example. In addition, in FIG.5(d), the scale of the X-axis direction is exaggerated rather than FIG.5(c), and it is illustrating in order to understand easily.

真直度算出部１５５は、形状算出部１５４により算出された鋼材のエッジ形状を示す曲線に基づいて、鋼材のエッジにおける真直度を算出する。真直度は、直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさを示す指標である。真直度算出部１５５は、例えば、図６に示すように、鋼材のエッジ形状におけるＸ座標値の最大値と最小値との差分ｄを真直度として算出すればよい。 The straightness calculation unit 155 calculates the straightness of the edge of the steel material based on the curve representing the edge shape of the steel material calculated by the shape calculation unit 154 . Straightness is an index that indicates the degree of deviation from a geometrically correct straight line of a straight body. For example, as shown in FIG. 6, the straightness calculation unit 155 may calculate the difference d between the maximum value and the minimum value of the X-coordinate values in the edge shape of the steel material as the straightness.

出力部１５６は、形状算出部１５４により算出されたエッジ形状に関するデータと、真直度算出部１５５により算出された真直度に関するデータとを出力する。出力部１５６は、例えば、算出されたエッジ形状及び真直度に基づいて表示画像を作成し、表示部１２０に表示させる。また、出力部１５６は、操作部１１０が受け付けたユーザの指示に基づいて、照射ユニット１０及び撮影ユニット２０の動作を制御する制御信号を照射ユニット１０及び撮影ユニット２０のそれぞれに供給する。
以上が、実施の形態１に係る処理ユニット１００の構成である。 The output unit 156 outputs the data regarding the edge shape calculated by the shape calculation unit 154 and the data regarding the straightness calculated by the straightness calculation unit 155 . For example, the output unit 156 creates a display image based on the calculated edge shape and straightness, and causes the display unit 120 to display it. The output unit 156 also supplies control signals for controlling the operations of the irradiation unit 10 and the imaging unit 20 to the irradiation unit 10 and the imaging unit 20 based on the user's instructions received by the operation unit 110 .
The above is the configuration of the processing unit 100 according to the first embodiment.

（形状測定処理）
次に、図７のフローチャートを参照して、実施の形態に係る処理ユニット１００が実行する形状測定処理を説明する。形状測定処理は、鋼材の対象面を鋼材の長手方向の端部側から斜め方向に撮影した画像に基づいて、鋼材の長手方向に延びるエッジの形状を測定する処理である。形状測定処理は、処理ユニット１００の操作部１１０がユーザによる指示を受け付けると開始される。以下、既に照射ユニット１０により鋼材の対象面上に複数のラインマーカーが描画されているものとする。 (Shape measurement process)
Next, shape measurement processing executed by the processing unit 100 according to the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The shape measurement process is a process of measuring the shape of the edge extending in the longitudinal direction of the steel material based on an image of the target surface of the steel material photographed obliquely from the longitudinal end side of the steel material. The shape measurement process is started when the operation unit 110 of the processing unit 100 receives an instruction from the user. Below, it is assumed that the irradiation unit 10 has already drawn a plurality of line markers on the target surface of the steel material.

まず、取得部１５１は、撮影ユニット２０により撮影された画像データを取得し、管理ＩＤに対応付けて図４（ａ）の画像データ記憶部１４１に記憶させる（ステップＳ１）。具体的には、処理ユニット１００の制御部１５０が撮影ユニット２０に制御信号を送信してラインマーカーを含む鋼材の対象面全体を撮影させ、撮影ユニット２０の撮影により得られた画像データを取得する。すると、図５（ａ）に示すような撮影画像が得られる。 First, the acquisition unit 151 acquires image data captured by the imaging unit 20, associates it with the management ID, and stores it in the image data storage unit 141 shown in FIG. 4A (step S1). Specifically, the control section 150 of the processing unit 100 transmits a control signal to the photographing unit 20 to photograph the entire target surface of the steel material including the line markers, and acquires the image data obtained by photographing by the photographing unit 20. . Then, a photographed image as shown in FIG. 5(a) is obtained.

次に、交点抽出部１５２は、ステップＳ１の処理により取得された鋼材の撮影画像において、図５（ｂ）に示すように各ラインマーカーとエッジとの交点を抽出し、各交点の座標を取得する（ステップＳ２）。 Next, the intersection point extraction unit 152 extracts the intersection points between each line marker and the edge as shown in FIG. (step S2).

次に、座標変換部１５３は、ステップＳ２の処理で抽出された各交点の座標を変換する座標変換処理を実行する（ステップＳ３）。以下、図８のフローチャートを参照して、実施の形態１に係る処理ユニット１００が実行する座標変換処理の流れを説明する。 Next, the coordinate transformation unit 153 executes coordinate transformation processing for transforming the coordinates of each intersection point extracted in the processing of step S2 (step S3). Hereinafter, the flow of coordinate transformation processing executed by the processing unit 100 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

（座標変換処理）
まず、座標変換部１５３は、ステップＳ１の処理により取得された鋼材の撮影画像から、最も基端側にあるマルチライン光源１０Ａにより描画された２つのラインマーカーの間隔を取得し、取得された２つのラインマーカーの間隔と、マルチライン光源１０Ａから放射される各レーザ光線の傾斜角とに基づいて、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離を算出する（ステップＳ３１）。最も基端側にあるマルチライン光源１０Ａにより描画された２つのラインマーカーの間隔は、撮影画像から読み取られた２つのラインマーカーの間隔を、記憶部１４０に記憶された変換テーブルを用いて実際の２つのラインマーカーの間隔に変換することで得られる。 (Coordinate transformation processing)
First, the coordinate transformation unit 153 acquires the interval between two line markers drawn by the multi-line light source 10A located closest to the base end from the photographed image of the steel material acquired by the processing in step S1, and The distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material is calculated based on the interval between the two line markers and the inclination angle of each laser beam emitted from the multi-line light source 10A (step S31). The distance between the two line markers drawn by the multi-line light source 10A on the most proximal side is the actual distance between the two line markers read from the captured image using the conversion table stored in the storage unit 140. It is obtained by converting to the interval between two line markers.

次に、座標変換部１５３は、ステップＳ３１の処理で算出された照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離に基づいて、図４（ｂ）の変換テーブル記憶部１４２に記憶された複数の変換テーブルから当該距離に対応する変換テーブルを選択する（ステップＳ３２）。 Next, the coordinate transformation unit 153 converts a plurality of transformations stored in the transformation table storage unit 142 in FIG. A conversion table corresponding to the distance is selected from the table (step S32).

次に、座標変換部１５３は、ステップＳ３２の処理で選択された変換テーブルを用いてステップＳ２の処理で抽出された各交点の座標に対して射影変換を実施し（ステップＳ３３）、処理をリターンする。ステップＳ３３の処理により、図５（ｂ）に示すように鋼材の対象面を斜めから撮影した画像における各交点の座標を、図５（ｃ）に示すように鋼材の対象面を真上から撮影した画像における各交点の座標に変換できる。
以上が、実施の形態１に係る座標変換処理の流れである。 Next, the coordinate transformation unit 153 uses the transformation table selected in the process of step S32 to perform projective transformation on the coordinates of each intersection point extracted in the process of step S2 (step S33), and returns the process. do. By the processing in step S33, the coordinates of each intersection in the image of the target surface of the steel material photographed obliquely as shown in FIG. can be converted to the coordinates of each intersection point in the image.
The above is the flow of the coordinate conversion process according to the first embodiment.

図７に戻り、形状算出部１５４は、座標変換部１５３により座標が変換された各ラインマーカーとエッジとの交点からなる点群に基づいて、鋼材のエッジ形状を示す曲線を算出する（ステップＳ４）。 Returning to FIG. 7, the shape calculation unit 154 calculates a curve representing the edge shape of the steel material based on the point group consisting of the intersections of the edge and each line marker whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit 153 (step S4 ).

次に、真直度算出部１５５は、形状算出部１５４により算出されたエッジ形状を示す曲線に基づいて、測定対象の鋼材の真直度を算出する（ステップＳ５）。 Next, the straightness calculator 155 calculates the straightness of the steel material to be measured based on the curve representing the edge shape calculated by the shape calculator 154 (step S5).

次に、出力部１５６は、ステップＳ４の処理で算出されたエッジ形状を示す曲線と、ステップＳ５の処理で算出された真直度とを含む画像を生成し、当該画像を表示部１２０に表示させ（ステップＳ６）、処理を終了する。
以上が、実施の形態１に係る形状測定処理の流れである。 Next, the output unit 156 generates an image including the curve representing the edge shape calculated in the process of step S4 and the straightness calculated in the process of step S5, and causes the display unit 120 to display the image. (Step S6), the process ends.
The above is the flow of the shape measurement process according to the first embodiment.

以上説明したように、実施の形態１に係る形状測定システム１は、複数のマルチライン光源１０Ａを備える照射ユニット１０と、照射ユニット１０により描画されたラインマーカーを含む長尺物の対象面を、長尺物の長手方向の端部側から斜め方向に撮影する撮影ユニット２０と、照射ユニット１０から長尺物の対象面までの距離を取得し、撮影ユニット２０により撮影された画像における各ラインマーカーの位置と、取得された照射ユニット１０から長尺物の対象面までの距離とに基づいて、長尺物のエッジ形状を示す曲線を算出する処理ユニット１００と、を備える。レーザ光源としてマルチライン光源１０Ａを用いているため、単一のレーザ光線を出射するレーザ光源と比較してレーザ光源の個数を減らすことができ、その結果、レーザ光源の相対位置の較正に要する時間や労力を低減できる。 As described above, the shape measurement system 1 according to Embodiment 1 includes the irradiation unit 10 including the plurality of multi-line light sources 10A, and the target surface of the elongated object including the line markers drawn by the irradiation unit 10. A photographing unit 20 for photographing obliquely from the longitudinal end of a long object, and each line marker in the image photographed by the photographing unit 20 by acquiring the distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the long object. and a processing unit 100 that calculates a curve representing the edge shape of the elongated object based on the acquired distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the elongated object. Since the multi-line light source 10A is used as the laser light source, the number of laser light sources can be reduced compared to a laser light source that emits a single laser beam, and as a result, the time required to calibrate the relative positions of the laser light sources and labor can be reduced.

また、実施の形態１に係る形状測定システム１は、撮影ユニット２０により撮影された画像において各ラインマーカーと鋼材のエッジとの交点を抽出し、抽出された複数の交点からなる点群に基づいて鋼材のエッジ形状を示す曲線を算出する。このため、鋼材の長手方向に延びるエッジ形状を正確に測定できる。 Further, the shape measurement system 1 according to Embodiment 1 extracts the intersection points between each line marker and the edge of the steel material in the image captured by the imaging unit 20, and based on the point group consisting of the extracted plurality of intersection points, A curve representing the edge shape of the steel material is calculated. Therefore, the edge shape extending in the longitudinal direction of the steel material can be accurately measured.

（実施の形態２）
図９～図１４を参照して、実施の形態２に係る形状測定システム１及び形状測定方法を説明する。実施の形態１では、鋼材のエッジ形状を示す曲線を算出していたのに対し、実施の形態２では、鋼材の長手方向に延びる輪郭形状を示す曲線を算出する。輪郭形状は、対象物の縁に限られず、曲面や凹凸で形成された輪郭を含むものとする。以下、両者の間で相違する点を中心に説明する。 (Embodiment 2)
A shape measuring system 1 and a shape measuring method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 14. FIG. In Embodiment 1, a curve representing the edge shape of the steel material is calculated, whereas in Embodiment 2, a curve representing the contour shape extending in the longitudinal direction of the steel material is calculated. The contour shape is not limited to the edge of the object, and includes contours formed by curved surfaces and irregularities. In the following, the points of difference between the two will be mainly described.

図９は、実施の形態２に係る形状測定システム１の構成を示す正面図である。照射ユニット１０は、筐体１０Ｂに支持され、各マルチライン光源１０Ａの一部に対応付けて設けられた較正用カメラ１０Ｃをさらに備える。較正用カメラ１０Ｃは、公知の手法によりマルチライン光源１０Ａに対する相対位置が予め較正されている。また、較正用カメラ１０Ｃは、撮影ユニット２０に対する相対位置が較正されている。具体的には、測定対象である鋼材付近に既知物体を置き、撮影ユニット２０及び較正用カメラ１０Ｃにより同一の既知物体を撮像し、ＰＮＰ（Perspective-n-Point）問題を解くことにより、撮影ユニット２０に対する較正用カメラ１０Ｃの相対位置が較正される。照射ユニット１０に複数の較正用カメラ１０Ｃが設置されている場合には、上記の較正作業を較正用カメラ１０Ｃ毎に順次繰り返す。これにより、撮影ユニット２０の座標系と各マルチライン光源１０Ａの座標系とを一致させる。ここで、撮影ユニット２０及び較正用カメラ１０Ｃの内部パラメータ、例えば、レンズ焦点距離、光学中心、剪断係数は、事前較正されているものとする。 FIG. 9 is a front view showing the configuration of the shape measuring system 1 according to Embodiment 2. FIG. The irradiation unit 10 further includes a calibration camera 10C supported by the housing 10B and provided in association with a portion of each multiline light source 10A. The calibration camera 10C is calibrated in advance in relative position to the multi-line light source 10A by a known method. Further, the calibration camera 10C is calibrated in relative position with respect to the photographing unit 20 . Specifically, a known object is placed near the steel material to be measured, the same known object is imaged by the imaging unit 20 and the calibration camera 10C, and a PNP (Perspective-n-Point) problem is solved to obtain the The relative position of calibration camera 10C with respect to 20 is calibrated. When a plurality of calibration cameras 10C are installed in the irradiation unit 10, the above calibration work is sequentially repeated for each calibration camera 10C. Thereby, the coordinate system of the photographing unit 20 and the coordinate system of each multiline light source 10A are matched. Here, it is assumed that the internal parameters of the imaging unit 20 and calibration camera 10C, such as lens focal length, optical center, and shear coefficient, have been calibrated in advance.

図１０は、実施の形態２に係る処理ユニット１００のハードウェア構成を示す図である。処理ユニット１００の制御部１５０は、機能的には、取得部１５１と、ラインマーカー抽出部１５２Ａと、座標変換部１５３と、形状算出部１５４と、真直度算出部１５５と、出力部１５６とを備える。 FIG. 10 is a diagram showing the hardware configuration of the processing unit 100 according to the second embodiment. The control unit 150 of the processing unit 100 functionally includes an acquisition unit 151, a line marker extraction unit 152A, a coordinate conversion unit 153, a shape calculation unit 154, a straightness calculation unit 155, and an output unit 156. Prepare.

ラインマーカー抽出部１５２Ａは、取得部１５１により取得された画像において、照射ユニット１０により鋼材の対象面に描画された各ラインマーカーの画像を抽出する。取得部１５１により取得された画像は、例えば、図１１（ａ）に示すように、鋼材の対象面を斜め上方から撮影した画像であり、この画像から図１１（ｂ）に示すように各ラインマーカーの画像を抽出する。各ラインマーカーを構成する点は、例えば、画像のピクセル値が閾値以上であるピクセルを抽出したものである。なお、図１１（ｂ）では、理解を容易にするために、ラインマーカーを連続する線で表現しているが、実際には画像の複数のピクセルにより表現される。 152 A of line marker extraction parts extract the image of each line marker drawn by the irradiation unit 10 on the object surface of steel materials in the image acquired by the acquisition part 151. FIG. The image acquired by the acquisition unit 151 is, for example, an image obtained by photographing the target surface of the steel material obliquely from above, as shown in FIG. 11(a). Extract the image of the marker. The points forming each line marker are, for example, extracted pixels whose pixel values in the image are greater than or equal to a threshold. In FIG. 11(b), the line markers are represented by continuous lines for easy understanding, but they are actually represented by a plurality of pixels of the image.

座標変換部１５３は、ラインマーカー抽出部１５２Ａにより抽出され、ローカル座標系にある各ラインマーカーを構成する複数の点の座標を、ワールド座標系の座標に変換する。座標変換部１５３は、図１１（ｂ）に示す鋼材の対象面を斜め上方から撮影した画像の座標が、図１１（ｃ）に示すように鋼材の対象面を上方から垂直に撮影した画像の座標となるように三角測量を実施する。図１１（ｃ）では、理解を容易にするため、鋼材の図示を省略している。 The coordinate transformation unit 153 transforms the coordinates of a plurality of points that are extracted by the line marker extraction unit 152A and constitute each line marker in the local coordinate system into coordinates in the world coordinate system. The coordinate transformation unit 153 converts the coordinates of the image of the target surface of the steel shown in FIG. Perform triangulation to find the coordinates. In FIG. 11(c), illustration of steel materials is omitted for easy understanding.

図１２に示すように、座標変換部１５３は、マルチライン光源１０Ａが配置された第１の点（点Ａ）、レンズ２２が配置された第２の点（点Ｂ）、及びラインマーカー上の第３の点（点Ｃ）に対して三角測量法を適用する。三角測量では、２つの点Ａ、Ｂを結んだＡＢ線を基線とする。以下、三角測量法を用いて点Ｃの座標値を算出する手順は以下のとおりである。まず、カメラ２１で取得した鋼材の対象面の撮影画像に基づいて、内角Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ算出する。次に、基線長及び内角Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて、点Ａから鋼材の対象面までの距離を算出する。次に、点Ａの座標値及び点Ａから鋼材の対象面までの距離に基づいて、点Ｃの座標値を算出する。なお、ＡＢ線の長さである基線長は、事前較正の際に点Ａ、Ｂの座標値から算出されているものとする。 As shown in FIG. 12, the coordinate transformation unit 153 converts a first point (point A) where the multi-line light source 10A is arranged, a second point (point B) where the lens 22 is arranged, and Apply triangulation to the third point (point C). In triangulation, a line AB connecting two points A and B is used as a base line. The procedure for calculating the coordinate values of point C using the triangulation method is as follows. First, the interior angles A, B, and C are calculated based on the captured image of the target surface of the steel material acquired by the camera 21 . Next, based on the baseline length and interior angles A, B, and C, the distance from point A to the target surface of the steel material is calculated. Next, the coordinate value of point C is calculated based on the coordinate value of point A and the distance from point A to the target surface of the steel material. It is assumed that the baseline length, which is the length of the AB line, is calculated from the coordinate values of the points A and B at the time of pre-calibration.

形状算出部１５４は、座標変換部１５３により座標を変換された各ラインマーカーを構成する複数の点からなる点群に基づいて、図１１（ｄ）に示すように、鋼材の所望箇所の輪郭形状を示す曲線を算出する。具体的には、各ラインマーカーを構成する複数の点からなる点群に基づいて近似曲線を設定し、近似曲線の曲率が一定範囲内である複数の点を抽出し、抽出された複数の点に基づいて近似曲線を設定することにより、鋼材の所望箇所の輪郭形状を示す曲線を算出する。 The shape calculator 154 calculates the contour shape of the desired portion of the steel material as shown in FIG. Calculate a curve showing Specifically, an approximate curve is set based on a point group consisting of multiple points that make up each line marker, multiple points whose curvature of the approximate curve is within a certain range are extracted, and the extracted multiple points By setting an approximation curve based on, a curve indicating the contour shape of a desired portion of the steel material is calculated.

真直度算出部１５５は、形状算出部１５４により算出された鋼材の所望箇所の輪郭形状を示す曲線に基づいて、鋼材の所望箇所における真直度を算出する。
以上が、実施の形態２に係る処理ユニット１００の構成である。 The straightness calculator 155 calculates the straightness of the desired portion of the steel material based on the curve representing the contour shape of the desired portion of the steel material calculated by the shape calculator 154 .
The above is the configuration of the processing unit 100 according to the second embodiment.

（形状測定処理）
図１３のフローチャートを参照して、実施の形態２に係る処理ユニット１００が実行する形状測定処理の流れを説明する。取得部１５１によるステップＳ１の画像取得処理の実行後、ラインマーカー抽出部１５２Ａは、取得部１５１により取得された画像から、照射ユニット１０により鋼材の対象面に描画された各ラインマーカーを構成する複数の点からなる点群を抽出する（ステップＳ２Ａ）。 (Shape measurement process)
The flow of shape measurement processing executed by the processing unit 100 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 13 . After the acquisition unit 151 executes the image acquisition process of step S1, the line marker extraction unit 152A extracts a plurality of line markers forming each line marker drawn on the target surface of the steel material by the irradiation unit 10 from the image acquired by the acquisition unit 151. is extracted (step S2A).

次に、座標変換部１５３は、鋼材の対象面を斜め上方から撮影した画像が鋼材の対象面を上方から垂直に撮影した画像となるように、ラインマーカー抽出部１５２Ａにより抽出されたラインマーカーを構成する各点の座標を変換する座標変換処理を実行する（ステップＳ３）。以下、図１４のフローチャートを参照して、実施の形態２に係る処理ユニット１００が実行する座標変換処理の流れを説明する。 Next, the coordinate transformation unit 153 converts the line markers extracted by the line marker extraction unit 152A so that the image of the target surface of the steel material photographed from obliquely above becomes the image of the target surface of the steel material photographed vertically from above. A coordinate transformation process is executed to transform the coordinates of each point constituting the image (step S3). Hereinafter, the flow of coordinate transformation processing executed by the processing unit 100 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 14 .

（座標変換処理）
まず、座標変換部１５３は、カメラ２１で取得した鋼材の対象面の撮影画像に基づいて、図１２に示す内角Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ算出する（ステップＳ３１Ａ）。 (Coordinate transformation processing)
First, the coordinate transformation unit 153 calculates interior angles A, B, and C shown in FIG. 12 based on the photographed image of the target surface of the steel material acquired by the camera 21 (step S31A).

次に、座標変換部１５３は、基線長（ＡＢ線の長さ）及びステップＳ３１Ａの処理で算出された内角Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて、点Ａから鋼材の対象面までの距離を算出する（ステップＳ３２Ａ）。 Next, the coordinate conversion unit 153 calculates the distance from the point A to the target surface of the steel material based on the base line length (the length of the AB line) and the interior angles A, B, and C calculated in the process of step S31A. (Step S32A).

次に、座標変換部１５３は、点Ａの座標値及びステップＳ３２Ａの処理で算出された点Ａから鋼材の対象面までの距離に基づいて、ラインマーカー抽出部１５２Ａにより抽出されたラインマーカーを構成する各点の座標を算出し（ステップＳ３３Ａ）、処理をリターンする。ステップＳ３３Ａの処理により、図１１（ｂ）に示すように鋼材の対象面を斜めから撮影した画像における各点の座標を、図１１（ｃ）に示すように鋼材の対象面を真上から撮影した画像における各点の座標に変換できる。
以上が、実施の形態２に係る座標変換処理の流れである。 Next, the coordinate conversion unit 153 configures the line markers extracted by the line marker extraction unit 152A based on the coordinate values of the point A and the distance from the point A to the target surface of the steel material calculated in the process of step S32A. The coordinates of each point are calculated (step S33A), and the process is returned. Through the processing in step S33A, the coordinates of each point in the image of the target surface of the steel material photographed obliquely as shown in FIG. can be transformed into the coordinates of each point in the image.
The above is the flow of the coordinate conversion process according to the second embodiment.

図１３に戻り、形状算出部１５４は、座標変換部１５３により座標が変換された各ラインマーカーを構成する複数の点からなる点群に基づいて、図１１（ｄ）に示すように、鋼材の所望箇所の輪郭形状を示す曲線を算出する（ステップＳ４Ａ）。次に、真直度算出部１５５及び出力部１５６は、それぞれステップＳ５及びステップＳ６の処理を順次実行し、処理を終了する。
以上が、実施の形態２に係る形状測定処置の流れである。 Returning to FIG. 13, the shape calculation unit 154 calculates the shape of the steel material as shown in FIG. A curve representing the contour shape of the desired portion is calculated (step S4A). Next, the straightness calculation unit 155 and the output unit 156 sequentially execute the processing of steps S5 and S6, respectively, and terminate the processing.
The above is the flow of the shape measurement procedure according to the second embodiment.

以上説明したように、実施の形態２に係る形状測定システム１は、鋼材の対象面に描画された各ラインマーカーの形状を抽出し、各ラインマーカーを構成する点群に基づいて鋼材の所望箇所の輪郭形状を示す曲線を算出する。このため、鋭利なエッジを有していない鋼材であっても、鋼材の形状を正確に測定できる。 As described above, the shape measurement system 1 according to Embodiment 2 extracts the shape of each line marker drawn on the target surface of the steel material, and calculates the desired position of the steel material based on the point group that constitutes each line marker. A curve showing the contour shape of is calculated. Therefore, even if the steel material does not have a sharp edge, the shape of the steel material can be accurately measured.

本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications described below are possible.

（変形例）
上記実施の形態では、マルチライン光源１０Ａがレーザ光線を放射していたが、本発明はこれに限られない。撮影ユニット２０によりラインマーカーを撮影可能であれば、マルチライン光源１０Ａから放射されるビームはレーザ光線以外であってもよい。 (Modification)
Although the multi-line light source 10A emits a laser beam in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The beam emitted from the multi-line light source 10A may be other than the laser beam as long as the imaging unit 20 can photograph the line marker.

上記実施の形態では、マルチライン光源１０Ａは、互いに離れる方向に２つのライン状のレーザ光線を放射することにより、２つのラインマーカーを鋼材の対象面上に描画していたが、本発明はこれに限られない。例えば、マルチライン光源１０Ａは、互いに離れる方向に３つ以上のレーザ光線を放射してもよい。この場合でも隣接するレーザ光線のなす角は一定であることが好ましい。また、マルチライン光源１０Ａが奇数個のビームを放射する場合、真ん中に位置するレーザ光線は、鋼材の対象面に垂直であることが好ましい。 In the above-described embodiment, the multi-line light source 10A emits two linear laser beams in directions away from each other to draw two line markers on the target surface of the steel material. is not limited to For example, the multiline light source 10A may emit three or more laser beams in directions away from each other. Even in this case, it is preferable that the angle formed by adjacent laser beams is constant. Also, if the multi-line light source 10A emits an odd number of beams, the central laser beam is preferably perpendicular to the object plane of the steel.

上記実施の形態では、一対のラインマーカーの間隔をカメラの撮影画像から取得し、一対のラインマーカーの間隔に基づいてマルチライン光源１０Ａと鋼材の対象面との距離を算出することにより、照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離を取得していたが、本発明はこれに限られない。例えば、長尺物の長さによってはマルチライン光源１０Ａの位置ずれが無視できる場合には、マルチライン光源１０Ａの座標値を設計値とすればよい。マルチライン光源１０Ａの座標値に基づいて算出した照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離を記憶部１４０に記憶させ、形状測定処理を実行する時点で記憶部１４０から照射ユニット１０から鋼材の対象面までの距離を取得すればよい。 In the above embodiment, the distance between the pair of line markers is obtained from the captured image of the camera, and the distance between the multi-line light source 10A and the target surface of the steel material is calculated based on the distance between the pair of line markers. Although the distance from 10 to the target surface of the steel material was acquired, the present invention is not limited to this. For example, if the positional deviation of the multi-line light source 10A can be ignored depending on the length of the long object, the coordinate values of the multi-line light source 10A may be used as the design values. The distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material calculated based on the coordinate values of the multi-line light source 10A is stored in the storage unit 140, and when the shape measurement process is executed, the distance from the irradiation unit 10 to the target surface of the steel material Get the distance to the surface.

上記実施の形態では、各ラインマーカーとエッジとの全ての交点に基づいて生成した近似曲線を、エッジ形状を示す曲線としていたが、本発明はこれに限られない。例えば、エッジ形状を示す曲線は、隣接する交点を滑らかな曲線で結ぶことにより生成してもよい。 In the above embodiment, the approximate curve generated based on all the intersections of each line marker and the edge is the curve representing the shape of the edge, but the present invention is not limited to this. For example, a curve representing an edge shape may be generated by connecting adjacent intersections with a smooth curve.

上記実施の形態２では、較正用カメラ１０Ｃがマルチライン光源１０Ａの一部に対応付けて設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、較正用カメラ１０Ｃが全てのマルチライン光源１０Ａに一対一で対応付けて設けられていてもよい。 Although the calibration camera 10C is provided in association with a part of the multi-line light source 10A in the second embodiment, the present invention is not limited to this. For example, calibration cameras 10C may be provided in one-to-one correspondence with all multi-line light sources 10A.

上記実施の形態２では、較正用カメラ１０Ｃをマルチライン光源１０Ａと撮影ユニット２０との相対位置の較正に用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、較正用カメラ１０Ｃを用いて光切断法により鋼材の対象面の形状を測定してもよい。具体的には、マルチライン光源１０Ａからのライン状のレーザ光線を鋼材の対象面に照射し、その反射光を較正用カメラ１０Ｃで受光して、処理ユニット１００において鋼材の対象面のプロファイルを生成してもよい。 In the second embodiment, the calibration camera 10C is used for calibrating the relative position between the multi-line light source 10A and the imaging unit 20, but the present invention is not limited to this. For example, the calibration camera 10C may be used to measure the shape of the target surface of the steel material by the light section method. Specifically, the target surface of the steel material is irradiated with a linear laser beam from the multi-line light source 10A, the reflected light is received by the calibration camera 10C, and the profile of the target surface of the steel material is generated in the processing unit 100. You may

また、照射ユニット１０に較正用カメラ１０Ｃが３台以上設けられている場合には、遂次３点法により搬送中の鋼材のエッジ形状を測定してもよい。遂次３点法では、隣接する較正用カメラ１０Ｃの間の距離が既知であり、各較正用カメラ１０Ｃの撮影画像から、鋼材の搬送方向に延びるように設定された測定基準線と鋼材のエッジとの間のＸ軸方向の距離を算出し、各較正用カメラ１０Ｃの間の距離と測定基準線と鋼材のエッジとの間のＸ軸方向の距離とに基づいて、鋼材のエッジの真直度を算出する処理を実行すればよい。処理ユニット１００の制御部１５０は、各較正用カメラ１０Ｃに対して撮影のタイミングを指示する制御信号を送信し、各較正用カメラ１０Ｃにより同時に撮影された画像を受信した後、上記の処理を実行すればよい。以下、撮影ユニット２０の撮影画像による鋼材のエッジ形状の測定を静的測定法、較正用カメラ１０Ｃの撮影画像による鋼材のエッジ形状の測定を動的測定法と称する。 Further, when three or more calibration cameras 10C are provided in the irradiation unit 10, the edge shape of the steel material being conveyed may be measured by the sequential three-point method. In the sequential three-point method, the distance between adjacent calibration cameras 10C is known, and from the captured images of each calibration camera 10C, the measurement reference line set to extend in the conveying direction of the steel material and the edge of the steel material. and the straightness of the edge of the steel material based on the distance between each calibration camera 10C and the distance in the X axis direction between the measurement reference line and the edge of the steel material It suffices to execute a process of calculating The control unit 150 of the processing unit 100 transmits a control signal instructing the timing of photographing to each calibration camera 10C, receives images simultaneously photographed by each calibration camera 10C, and then executes the above process. do it. Hereinafter, the measurement of the edge shape of the steel material using the image captured by the imaging unit 20 is referred to as a static measurement method, and the measurement of the edge shape of the steel material using the image captured by the calibration camera 10C is referred to as a dynamic measurement method.

上記変形例に関連して、処理ユニット１００の制御部１５０は、撮影ユニット２０の撮影画像を用いた鋼材のエッジ形状の静的な測定と、各較正用カメラ１０Ｃの撮影画像を用いた逐次３点法による当該鋼材のエッジ形状の動的な測定とを同時に実施してもよい。一般に測定対象の鋼材は、負荷される応力に応じて変形するため、載置姿勢や搬送状態に依存して変形する。このため、撮影ユニット２０の撮影画像を用いたエッジ形状の静的な測定結果Ａと、各較正用カメラ１０Ｃの撮影画像を用いた逐次３点法によるエッジ形状の動的な測定結果Ｂとは互いに相違する。そこで、処理ユニット１００の制御部１５０が、図１５に示すように、測定結果Ａ、Ｂの差分を算出してもよく、測定結果Ａ、Ｂの平均を算出してもよい。測定結果Ａ、Ｂは、例えば、エッジ形状を示す近似曲線であってもよく、真直度であってもよい。ユーザは、測定結果Ａ、Ｂの差分に基づいて、測定対象の鋼材に掛かる応力の状態や応力緩和の過程を推定できる。また、測定結果Ａ、Ｂの平均に基づいて、鋼材の応力状態や応力緩和の過程が計測対象の個体毎に異なる場合であっても、鋼材のエッジ形状を安定して測定できる。 In relation to the above modification, the control unit 150 of the processing unit 100 statically measures the edge shape of the steel material using the image captured by the image capturing unit 20, and sequentially performs three measurements using the image captured by each calibration camera 10C. A dynamic measurement of the edge shape of the steel material by the point method may be carried out at the same time. In general, the steel material to be measured deforms according to the applied stress, so it deforms depending on the placement posture and the transport state. Therefore, the edge shape static measurement result A using the photographed image of the photographing unit 20 and the edge shape dynamic measurement result B by the sequential three-point method using the photographed image of each calibration camera 10C are different. differ from each other. Therefore, the control section 150 of the processing unit 100 may calculate the difference between the measurement results A and B, or may calculate the average of the measurement results A and B, as shown in FIG. The measurement results A and B may be, for example, approximated curves representing edge shapes or straightness. Based on the difference between the measurement results A and B, the user can estimate the state of stress applied to the steel material to be measured and the process of stress relaxation. Further, based on the average of the measurement results A and B, the edge shape of the steel material can be stably measured even if the stress state and stress relaxation process of the steel material differ for each individual to be measured.

上記実施の形態では、処理ユニット１００の記憶部１４０に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネットワークを介して外部のサーバやコンピュータに記憶されていてもよい。 In the above embodiment, various data are stored in the storage unit 140 of the processing unit 100, but the present invention is not limited to this. For example, all or part of various data may be stored in an external server or computer via a communication network.

上記実施の形態では、処理ユニット１００は、それぞれ記憶部１４０に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。 In the above embodiment, each processing unit 100 operates based on the programs stored in the storage unit 140, but the present invention is not limited to this. For example, a functional configuration implemented by a program may be implemented by hardware.

上記実施の形態では、処理ユニット１００は汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、処理ユニット１００は、クラウド上に設けられたコンピュータで実現してもよい。 Although the processing unit 100 is a general-purpose computer in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the processing unit 100 may be realized by a computer provided on the cloud.

上記実施の形態では、処理ユニット１００が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部１４０に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。 In the above embodiment, the processing executed by the processing unit 100 was realized by executing the program stored in the storage unit 140 by the device having the physical configuration described above. Alternatively, it may be implemented as a storage medium in which the program is recorded.

また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical Disk）のようなコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。 In addition, the program for executing the above processing operations can be read by a computer such as a flexible disk, CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), DVD (Digital Versatile Disk), MO (Magneto-Optical Disk). By storing the program in a non-temporary recording medium, distributing the program, and installing the program in a computer, a device that executes the above-described processing operations may be constructed.

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above embodiments are examples, and the present invention is not limited to these, and various embodiments are possible without departing from the scope of the invention described in the claims. The components described in each embodiment and modifications can be freely combined. In addition, inventions equivalent to the inventions described in the claims are also included in the present invention.

１形状測定システム
１０照射ユニット
１０Ａマルチライン光源
１０Ｂ筐体
１０Ｃ較正用カメラ
２０撮影ユニット
２１カメラ
２２レンズ
１００処理ユニット
１１０操作部
１２０表示部
１３０通信部
１４０記憶部
１４１画像データ記憶部
１４２変換テーブル記憶部
１５０制御部
１５１取得部
１５２交点抽出部
１５２Ａラインマーカー抽出部
１５３座標変換部
１５４形状算出部
１５５真直度算出部
１５６出力部

1 shape measurement system 10 irradiation unit 10A multi-line light source 10B housing 10C calibration camera 20 imaging unit 21 camera 22 lens 100 processing unit 110 operation unit 120 display unit 130 communication unit 140 storage unit 141 image data storage unit 142 conversion table storage unit 150 control unit 151 acquisition unit 152 intersection extraction unit 152A line marker extraction unit 153 coordinate conversion unit 154 shape calculation unit 155 straightness calculation unit 156 output unit

Claims

An irradiation unit comprising a plurality of multi-line light sources, wherein the multi-line light sources are arranged side by side in the longitudinal direction of the long object by emitting a plurality of linear beams in directions away from each other. an illumination unit that draws a plurality of line markers intersecting longitudinally extending edges or contours on the target surface of the elongated object;
a photographing unit that obliquely photographs a target surface of a long object including the line markers drawn by the irradiation unit from a longitudinal end of the long object;
obtaining the distance from the irradiation unit to the target surface of the long object, the position of each line marker in the image captured by the imaging unit, and the obtained distance from the irradiation unit to the target surface of the long object; a processing unit for calculating a curve indicating the shape of the edge or contour of the elongated object based on
A shape measuring system comprising:

The processing unit calculates the distance from the irradiation unit to the target surface of the elongated object based on the interval between line markers drawn by the same multi-line light source in the image captured by the imaging unit.
The shape measuring system according to claim 1.

The processing unit is
an intersection extraction unit for extracting an intersection between each line marker and an edge of a long object in the image captured by the imaging unit;
a coordinate transformation unit for transforming coordinates of each intersection point extracted by the intersection point extraction unit so that the image photographed by the photographing unit is an image obtained by vertically photographing the target surface of the elongated object from above;
a shape calculation unit that calculates a curve representing an edge shape of a long object based on a point group consisting of intersection points whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit;
The shape measuring system according to claim 1 or 2.

The coordinate transformation unit
selecting a conversion table corresponding to the distance stored in a storage unit based on the distance between the irradiation unit and the target surface of the elongated object;
Coordinates of each intersection point extracted by the intersection point extracting unit with reference to the selected conversion table so that the image photographed by the photographing unit is an image obtained by vertically photographing the target surface of the elongated object from above. to convert the
The shape measuring system according to claim 3.

The processing unit is
a line marker extraction unit for extracting a plurality of points forming each line marker in an image captured by the imaging unit;
a coordinate transformation unit for transforming the coordinates of each point extracted by the line marker extraction unit so that the image captured by the imaging unit is an image obtained by vertically capturing the target surface of the elongated object from above;
a shape calculation unit that calculates a curve representing a contour shape of an elongated object based on a point group of points whose coordinates have been converted by the coordinate conversion unit;
The shape measuring system according to claim 1 or 2.

The coordinate transformation unit performs a coordinate conversion on a first point where the multi-line light source is arranged, a second point where the photographing unit is arranged, and a third point on the line marker drawn by the multi-line light source. Transform the coordinates of each point of the line marker extracted by the line marker extraction unit by applying a triangulation method,
The shape measuring system according to claim 5.

The shape measurement system further includes a movement mechanism that supports the irradiation unit so as to be movable in the width direction of the elongated object.
A shape measuring system according to any one of claims 1 to 6.

The irradiation unit further comprises a calibration camera that is provided in association with the multi-line light source, has a calibrated position relative to the multi-line light source, and captures images of different parts of the elongated object.
The shape measuring system according to any one of claims 1 to 7.

The irradiation unit includes at least three or more of the calibration cameras,
The processing unit calculates a curve representing an edge shape of the elongated object based on at least three images showing different parts of the elongated object taken simultaneously by each calibration camera.
The shape measuring system according to claim 8.

A shape measurement method performed by a shape measurement system, comprising:
The multi-line light source of the irradiation unit radiates a plurality of linear beams in directions away from each other, thereby arranging a plurality of linear beams arranged side by side in the longitudinal direction of the elongated object and intersecting edges or contours extending in the longitudinal direction of the elongated object. A step of drawing a line marker of on the target surface of the elongated object;
a step in which a photographing unit obliquely photographs a target surface of a long object including the line markers drawn by the multi-line light source from the longitudinal end side of the long object;
A processing unit acquires the distance from the irradiation unit to the target surface of the long object, the position of each line marker in the image captured by the imaging unit, and the acquired target surface of the long object from the irradiation unit. calculating a curve representing the shape of the edge or contour of the elongated object based on the distance to
Shape measurement method including.