JP5769875B2 - ワイヤロープ検査装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献2のような方式でワイヤロープの径を計測した場合、計測精度が低下する場合がある。即ち、例えばワイヤロープの表面が油などで汚れている場合や、ワイヤロープの素線で金属光沢が存在する場合には、ワイヤロープからの反射光に明暗のむらや、ばらつきが発生する。その結果、撮像した映像の中から、ロープが写っている部分のみを精度良く抽出することが困難となるという問題がある。
即ち、本発明の一態様におけるワイヤロープ検査装置は、走行するワイヤロープを映像として連続撮影するカメラと、前記ワイヤロープを間に挟んで前記カメラに対向して配置され、ワイヤロープ及びカメラに向けて光を照射する面光源と、前記カメラにて撮像されたワイヤロープの映像からワイヤロープの状態の解析を行う状態解析装置と、前記状態解析装置で解析された解析結果を表示する解析結果表示装置と、を備えたことを特徴とする。
図1は、実施の形態1によるワイヤロープ検査装置101の構成を示している。ワイヤロープ検査装置101は、基本的構成部分として、カメラ120と、面光源130と、状態解析装置150と、解析結果表示装置160と、を備える。図1に示す構成では、これらの構成に加えてさらに、映像記録装置140、拡散板135、及びルーバー170を備えている。これらの構成部分について、以下に説明を行う。尚、図2は、ワイヤロープ検査装置101に備わるワイヤロープ1、カメラ120、及び面光源130の位置関係を示した図である。
検査対象であるワイヤロープ1を間に挟んで、カメラ120と面光源130とがそれぞれ対向する位置に設けられており、面光源130は、ワイヤロープ1及びカメラ120に向かって光を照射する。よって、カメラ120側から見ると面光源130は、ワイヤロープ1の背面側に位置する。このような配置にて、ワイヤロープ1を走行させながら、カメラ120は、その映像を撮影する。カメラ120により撮影されたワイヤロープ1の映像データは、映像記録装置140に保存される。状態解析装置150は、映像記録装置140に記録された映像データを読み出してワイヤロープ1の撮影映像を解析し、その結果であるワイヤロープ1の品質を含むワイヤロープ1の状態を解析結果表示装置160に表示する。ここでワイヤロープ1の状態とは、例えば、ワイヤロープ1の外径、ワイヤロープ1の表面の錆の有無、ワイヤロープ1の素線切れの有無などを指す。状態解析装置150が解析する状態は、これらの物理量や物理現象に限定されるものではなく、ワイヤロープの強度や経年劣化に関係する物理量や物理現象全般を含む。
これらの構成部分について、さらに詳しく以下に説明する。
また、ワイヤロープ1と拡散板135との間にルーバー170を更に配置し、面光源130から発せられた光がルーバー170を通って、ワイヤロープ1及びカメラ120へ照射されるようにしてもよい。ここで、ルーバー170は、光の進行方向をコントロールするためのフィルタであり、カメラ120の光軸と直交するように配置される。拡散板135及びルーバー170は、同時に使用することが好ましいが、どちらか一方のみを備えた構成であってもよい。
尚、図3は、カメラ120としてエリアカメラを使用した場合の概念図であるが、ワイヤロープ検査装置101は、エリアカメラに限らず、ラインカメラであってもよい。
ここで状態解析装置150は、後述する各実施の形態における動作も含めてその機能上、図16に示すように、ロープ領域抽出部151、ディスプレイ領域抽出部152、走行距離情報認識部153、走行距離情報出力部154、ロープ径取得部155、錆検出部156、及び素線切れ検出部157の各構成部分を有する。このような状態解析装置150は、上述のように実際にはコンピュータを用いて実現され、これらの151〜157で示される各構成部分は、それぞれの機能に対応するソフトウェア(プログラム)と、これを実行するためのCPUやメモリ等のハードウェアから構成されている。また、上記プログラムは、コンピュータによって直接実行可能なものだけでなく、例えば通信線を介して読み込まれハードディスク等にインストールすることによって実行可能となるものも含む。又、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含まれる。
状態解析装置150は、カメラ120で撮像され記録された撮像データを映像記録装置140から読み出し(ステップS11)、撮像データのフレーム毎に、順次、以下の処理を実行する。
まず、図3のような撮影画像について、状態解析装置150のロープ領域抽出部151は、図5に示すような、輝度のヒストグラムを作成する。作成されたヒストグラムでは、大きく2つのピークが生成される。図5において、輝度が暗い部分に現れるピークは、ワイヤロープ1の影により暗く写っている部分に対応し、明るい部分に現れるピークは、面光源130から照射される光によって明るく写っている部分にそれぞれ対応する。
尚、ここでは映像からヒストグラムを生成し、閾値を自動的に決める手順を例示したが、予め定めた固定値を閾値としてもよい。
解析処理を行う前に、ディスプレイ(解析結果表示装置160)における換算係数入力部163に、上述した、画素数と実寸法との上記換算係数を予め入力しておく。
実施の形態1のワイヤロープ検査装置101において、図1に示す面光源130は、単色光源としてもよい。特に、各実施の形態におけるワイヤロープ検査装置を使用する環境に外乱光が存在する場合では、単色光源が有用である。即ち、ワイヤロープ1の表面に外乱光が当たった状態でカメラ120がワイヤロープ1を撮影した場合、ワイヤロープ1の影の部分が明るく写り、影の部分と、背景部分つまり光源からの光部分との明暗差が小さくなる。その結果、状態解析装置150での処理において、ワイヤロープ1の領域1Aを抽出する精度が低下する可能性がある。
そこで、外乱光による反射光とは異なる光学的特性を有する単色光を、面光源130として使用することで、上述の精度低下可能性を抑えることができる。例えば、自然光が外乱光として存在する場合、ワイヤロープ1からの反射光が緑色光や青色光となることは通常ほとんどないことから、面光源130として、緑色光あるいは青色光の単色光を使用するのが有効となる。
この判定のための閾値は、実施の形態1で述べた手順と同様に、ヒストグラムから自動的に算出してもよいし、予め定めた固定値であってもよい。
図7には、実施の形態3におけるワイヤロープ検査装置103の構成図が示されている。このワイヤロープ検査装置103は、実施の形態1のワイヤロープ検査装置101において、ワイヤロープ1と面光源130との間にディスプレイ180を追加配置した構成を採る。ここで、ディスプレイ180は、カメラ120の撮影視野に入る位置に設置され、ワイヤロープ1の走行距離に関する情報を表示する。この情報は、例えば、ワイヤロープ1を駆動する電動機の回転数や、回転開始時からの経過時間などである。
尚、その他の構成は、ワイヤロープ検査装置101と同じであり、ここでの説明を省略する。
まず、状態解析装置150のディスプレイ領域抽出部152(図16)は、フレーム中からディスプレイ180が表示されている領域を抽出し(ステップS22)、状態解析装置150の走行距離情報認識部153(図16)は、ディスプレイ180に表示されている走行距離情報を認識する(ステップS23)。そして、状態解析装置150の走行距離情報出力部154(図16)は、認識した走行距離情報をデータとして出力する(ステップS24)。
図11は、本発明の実施の形態4によるワイヤロープ検査装置104の構成を図示している。実施の形態3におけるワイヤロープ検査装置103との相違点は、カメラ120の近傍に、カメラ120側からワイヤロープ1に対して光を照射するための光源190をさらに備えた点である。光源190の配置は、ワイヤロープ1の側面部分にも光が照射されるようにする。
尚、その他の構成は、ワイヤロープ検査装置103と同じであり、ここでの説明を省略する。
例えば、光源190から白色光をワイヤロープ1に照射し、その反射光をカメラ120で撮影する場合、ワイヤロープ1の錆の部分の反射光は、赤みがかった色となる。そこで、錆と判定する色の特徴量の範囲を錆検出部156に予め設定することで、その範囲と反射光の色とを比較することにより、錆検出部156は、ワイヤロープ領域1Aの中の錆の領域を抽出する。
図13は、素線切れが存在するワイヤロープ1の映像の例を示している。正常なワイヤロープ1では、規則正しい周期的なテクスチャが得られるのに対し、素線切れが生じている場合には、図13において1cで示すように不連続な点が生じる。これを利用して、素線切れ検出部157は、テクスチャの周期性を解析し、不規則な部分が見つかった部分を素線切れと判定する。
ワイヤロープ領域1Aの抽出処理(ステップS12)を行った後、錆検出部156は、その領域内の錆領域を抽出(ステップS33)し、錆位置の情報を出力する(ステップS34)。また、この錆検出の処理と並行して、素線切れ検出部157は、ワイヤロープ領域1A内の素線切れを検出し(ステップS43)、素線切れ位置の情報を出力する(ステップS44)。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
又、2012年3月28日に出願された、日本国特許出願No.特願2012−73532号の明細書、図面、特許請求の範囲、及び要約書の開示内容の全ては、参考として本明細書中に編入されるものである。
101、103、104 ワイヤロープ検査装置、
120 カメラ、130 面光源、135 拡散板、140 映像記録装置、
150 状態解析装置、151 ロープ領域抽出部、
152 ディスプレイ領域抽出部、153 走行距離情報認識部、
154 走行距離情報出力部、155 ロープ径取得部、156 錆検出部、
157 素線切れ検出部、160 解析結果表示装置、
161 記録映像表示部、165 ワイヤロープ径グラフ表示部、
170 ルーバー。
Claims (13)
- 走行するワイヤロープを映像として連続撮影するカメラと、
前記ワイヤロープを間に挟んで前記カメラに対向して配置され、ワイヤロープ及びカメラに向けて光を照射する面光源と、
前記カメラにて撮像されたワイヤロープの映像からワイヤロープ状態の解析を行う状態解析装置と、
前記状態解析装置で解析された解析結果を表示する解析結果表示装置と、
前記カメラの撮影視野内に配置され、ワイヤロープの走行位置に関する情報を表示するディスプレイと、
を備えたことを特徴とするワイヤロープ検査装置。 - 前記ディスプレイは、ワイヤロープの走行位置に関する情報を空間符号化して表示する、請求項1に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記カメラで撮像された映像を記録し、記録した映像を前記状態解析装置へ送出する映像記録装置をさらに備えた請求項1又は2に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記面光源は、拡散板を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記ワイヤロープと前記面光源との間に、前記カメラの光軸と直交する姿勢で配置されるルーバーをさらに備える、請求項1から4のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記面光源は、単色光源である、請求項1から5のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記カメラの近傍に配置され、カメラ側からワイヤロープへの照明を行う光源をさらに備えた、請求項1から6のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記光源は、白色光源である、請求項7に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部を有する、請求項1から8のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記状態解析装置は、抽出されたワイヤロープ領域における画素数からワイヤロープ径を求めるロープ径取得部をさらに有する、請求項9に記載のワイヤロープ検査装置。
- 前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部と、
抽出された前記ワイヤロープ領域において、前記光源によるワイヤロープでの反射光における色特徴量を元にワイヤロープ表面の錆を検出する錆検出部を有する、請求項7、8、10のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。 - 前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部と、
抽出された前記ワイヤロープ領域において、前記光源によるワイヤロープでの反射光を撮影した映像からテクスチャの周期性を元にワイヤロープの素線切れを検出する素線切れ検出部を有する、請求項7,8,10,11のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。 - 前記解析結果表示装置は、前記映像記録装置に記録されたワイヤロープの映像を再生表示する再生表示部と、前記状態解析装置によるワイヤロープの解析結果を再生映像に同期して表示する同期表示部と、を有する、請求項1から12のいずれか1項に記載のワイヤロープ検査装置。
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