JP6152353B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、混練機が混練物を混練する混練室の内壁を検査する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for inspecting an inner wall of a kneading chamber in which a kneader kneads a kneaded product.
ゴム等の混練物を混練する混練機は新品から数年でオーバーホールが必要となる。ユーザはオーバーホールをできるだけ先延ばししたい一方、生産に影響が出ると困るので、オーバーホール前に点検作業を行うことを望む。点検作業は、現地に据え付けられた混練機の混練室内に実際に作業員が入って行うのが望ましい。混練室内に作業員が入っている際、混練室内に設けられた羽根付きロータはもちろん停止状態にされているが、誤ってこの羽根付きロータが誤って回転する可能性もある。 A kneader for kneading a kneaded material such as rubber requires overhaul in a few years from a new product. While the user wants to postpone overhaul as much as possible, he wants to perform inspection work before overhaul because it will be a problem if production is affected. It is desirable that the inspection work be performed by an operator actually entering the kneading chamber of the kneader installed at the site. When an operator is in the kneading chamber, the rotor with blades provided in the kneading chamber is of course stopped. However, there is a possibility that the rotor with blades may rotate by mistake.
このように、混練機の点検作業は非常に危険であり、熟練が要求されるため、人手に代わる点検技術の提案が求められている。 As described above, the check operation of the kneader is very dangerous and requires skill, and therefore, a proposal of an inspection technique that replaces manual labor is required.
本発明に関連する先行技術文献として、特許文献1、2がある。特許文献1は、端末装置のブラウザ画面に表示された複数のVD(ビジュアル・ダイジェスト)インデックス画像のいずれかがマウスクリックによって選択されると、対応する動画像の表示が、その選択されたVDインデックス画像に対応する部分から開始される技術を開示する。
As prior art documents related to the present invention, there are
特許文献2は、注目画素が周囲の画素よりも明るくなるにつれて注目画素のゲインを上げて明るさを強調し、且つ、注目画素が周囲の画素よりも暗くなるにつれて注目画素のゲインを下げて暗さを強調する技術を開示する。
しかしながら、特許文献1は、ブラウザに関する技術であり、上記の混練機の点検作業時の課題は全く考慮されておらず、本願発明とは技術分野が異なる。また、特許文献2は、単に見た目のコントラストを改善する技術が開示されているにすぎず、特許文献1と同様、本願発明とは技術分野が異なる。
However,
本発明の目的は、作業員による混練室の内壁の点検作業を支援する技術を提供することである。 The objective of this invention is providing the technique which assists the check operation | work of the inner wall of the kneading | mixing chamber by an operator.
本発明の一態様による検査装置は、混練機が混練物を混練する混練室の内壁を検査する検査装置であって、前記混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、前記ロータの回転が開始されると、前記撮影装置に前記混練室の内壁を連続的に撮影させる撮影制御部と、前記撮影装置により撮影されたフレームに対して画像処理を行い、前記ロータが停止中に撮影された停止フレームと、前記ロータが回転中に撮影された移動フレームとを識別する識別部と、前記識別された前記移動フレームの中から、前記ロータが一定角度ずつ回転したときに、前記撮影装置により撮影された移動フレームを抽出し、前記抽出した移動フレームを時間軸上に一定間隔で配置する配置部と、前記配置された移動フレームを前記ロータの回転方向に対応する方向に繋ぎ合わせ、内壁画像を生成する合成部とを備える。 An inspection apparatus according to an aspect of the present invention is an inspection apparatus that inspects an inner wall of a kneading chamber in which a kneader kneads a kneaded product, and an imaging device that is detachably fixed to a rotor disposed in the kneading chamber; When rotation of the rotor is started, a photographing control unit that causes the photographing device to continuously photograph the inner wall of the kneading chamber, and image processing is performed on a frame photographed by the photographing device, and the rotor stops. An identification unit for identifying a stop frame photographed during the rotation of the rotor, and a moving frame photographed while the rotor is rotating; A moving frame photographed by the photographing device is extracted, an arrangement unit that arranges the extracted moving frame on a time axis at regular intervals, and the arranged moving frame is rotated by the rotor. It joined in a direction corresponding to the direction, and a combining unit for generating an inner wall picture.
混練機の混練室の内部を点検する際、ロータは作業員により手動で回転される。これは、ロータを自動回転させると、誤って作業員が混練室に入った場合、作業員に重大な被害を与える虞があるからである。加えて、点検に適した超低速でロータを回転させることができる自動回転モードが用意されていない混練機も多いためである。ロータを手動で回転させると、ロータは一定速度で回転できないため、速度ムラが発生する。一方、ロータに取り付けられた撮影装置は一定のフレームレートで内壁を撮影するため、撮影装置が撮影した前後フレーム同士の被写体のずれ量は一定にならない。そのため、フレームをロータの回転方向に対応する方向に一定距離ずつずらしても1周分の内壁画像をうまく生成することができない。 When checking the inside of the kneading chamber of the kneader, the rotor is manually rotated by an operator. This is because if the rotor is automatically rotated, if the worker accidentally enters the kneading chamber, the worker may be seriously damaged. In addition, many kneaders do not have an automatic rotation mode that can rotate the rotor at an ultra-low speed suitable for inspection. When the rotor is manually rotated, the rotor cannot be rotated at a constant speed, so that speed unevenness occurs. On the other hand, since the photographing device attached to the rotor photographs the inner wall at a constant frame rate, the amount of deviation of the subject between the front and rear frames photographed by the photographing device is not constant. Therefore, even if the frame is shifted by a certain distance in the direction corresponding to the rotation direction of the rotor, the inner wall image for one round cannot be generated well.
そこで、本態様では、撮影装置を撮影したフレームを移動フレームと停止フレームとに分類し、移動フレームの中から、ロータが一定角度ずつ回転したときに撮影された移動フレームを抽出し、抽出した移動フレームを時間軸上一定間隔で配置する。そのため、速度ムラが除去されたフレーム群が得られる。そして、これらのフレーム群をロータの回転方向に相当する方向に一定距離ずつずらして並べて繋ぎ合わせることで、内壁全体を表す内壁画像が得られる。その結果、撮影したフレームを1コマずつ手作業で並べる作業を作業員に課すことなく、自動的に内壁画像が生成される。よって、作業員による混練室の内壁の検査の手間が大幅に軽減され、点検作業を支援できる。 Therefore, in this aspect, the frames taken by the photographing apparatus are classified into moving frames and stop frames, and the moving frames taken when the rotor rotates by a certain angle are extracted from the moving frames, and the extracted movements are extracted. Frames are arranged at regular intervals on the time axis. Therefore, a frame group from which speed unevenness has been removed is obtained. Then, an inner wall image representing the entire inner wall can be obtained by aligning these frame groups by shifting them by a certain distance in a direction corresponding to the rotational direction of the rotor. As a result, the inner wall image is automatically generated without imposing the work of manually arranging the shot frames one frame at a time. Therefore, the labor for the inspection of the inner wall of the kneading chamber by the worker is greatly reduced, and the inspection work can be supported.
また、上記態様において、前記識別部は、時系列的に前後するフレーム同士の差分画像を求め、前記差分画像において、輝度値が一定の値以上変化した画素数をカウントし、前記カウントした画素数が閾値以上の場合、後フレームを移動フレームとして識別してもよい。 Further, in the above aspect, the identification unit obtains a difference image between frames that move back and forth in time series, counts the number of pixels in which the luminance value has changed by a certain value or more in the difference image, and counts the number of pixels counted May be identified as a moving frame.
ロータの回転中に撮影された時間的に前後するフレーム同士は、被写体が大きくずれているため、両フレームの差分画像を求めることで、移動フレームと停止フレームとを正確に識別できる。 Since the subject is greatly deviated between the frames taken in time while the rotor is rotating, the moving frame and the stop frame can be accurately identified by obtaining the difference image of both frames.
また、上記態様において、前記識別部は、時系列的に前後するフレーム同士において、一方のフレームの全体又は一部をテンプレートとし、他方のフレーム上で、前記テンプレートを前記ロータの回転方向に対応する方向にシフトさせ、前記両フレームのずれ量を求め、前記ずれ量が閾値以上の場合、後フレームを移動フレームとして識別してもよい。 Further, in the above aspect, the identification unit corresponds to the rotation direction of the rotor on the other frame, using the whole or a part of one frame as a template among frames moving back and forth in time series. The shift amount may be shifted in the direction to determine the shift amount between the two frames.
ロータの回転中に撮影された時間的に前後するフレームは、被写体が大きくずれているため、両フレームのずれ量を算出することで、移動フレームと停止フレームとを正確に識別できる。 Since the subject is greatly deviated in the frames that are taken in time while the rotor is rotating, the moving frame and the stop frame can be accurately identified by calculating the deviation amount of both frames.
また、上記態様において、複数の撮影条件をサイクリックに切り替えて前記撮影装置に撮影を行わせる切替部を更に備え、前記識別部は、前記複数の撮影条件で撮影されたフレームの中からコントラストが最も高いフレームをサイクル毎に抽出し、前記抽出したフレームに対して前記画像処理を行ってもよい。 Further, in the above aspect, the image processing apparatus further includes a switching unit that switches a plurality of shooting conditions cyclically and causes the shooting apparatus to perform shooting, and the identification unit has a contrast among frames shot under the plurality of shooting conditions. The highest frame may be extracted for each cycle, and the image processing may be performed on the extracted frame.
この場合、コントラストが最も高いフレームが画像処理対象のフレームとして抽出されるため、画像処理の精度を高めることができる。 In this case, since the frame with the highest contrast is extracted as the image processing target frame, the accuracy of the image processing can be improved.
また、上記態様において、複数方向から前記撮影装置の撮影スポットに光を照射する複数の光源を備え、前記切替部は、前記複数の光源をサイクリックに点灯させ、前記点灯と前記撮影装置による撮影とを同期させて、前記撮影条件を切り替えてもよい。 Further, in the above aspect, the apparatus includes a plurality of light sources that irradiate light to a photographing spot of the photographing apparatus from a plurality of directions, and the switching unit turns on the plurality of light sources cyclically, and the lighting and photographing by the photographing apparatus are performed. The imaging conditions may be switched in synchronization with each other.
この場合、撮影装置の撮影スポットへの光の照射方向が変えられながら、撮影装置による撮影が行われるため、多様なコントラストのフレームを撮影装置に撮影させることができる。 In this case, since the photographing by the photographing device is performed while changing the irradiation direction of the light to the photographing spot of the photographing device, frames with various contrasts can be photographed by the photographing device.
また、上記態様において、前記切替部は、前記撮影装置の露光時間をサイクリックに変更させて前記撮影条件を切り替えてもよい。 In the above aspect, the switching unit may switch the imaging condition by cyclically changing an exposure time of the imaging device.
この場合、露光時間を変更しながら撮影装置による撮影が行われるため、多様なコントラストのフレームを撮影装置に撮影させることができる。 In this case, since the photographing with the photographing device is performed while changing the exposure time, it is possible to cause the photographing device to photograph frames with various contrasts.
また、上記態様において、前記撮影装置により撮影されたフレームを記憶するフレーム記憶部と、前記内壁画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された内壁画像内の任意の位置を指定する第1指示であって、動画表示を指示するための第1指示を受け付ける第1受付部と、前記第1指示により指定された位置を撮影したフレームと、当該フレームの撮影タイミングを含む一定の期間に前記撮影装置で撮影された複数のフレームとを前記フレーム記憶部から読み出して、前記表示部に動画表示させる再生部とを更に備えてもよい。 Further, in the above aspect, a frame storage unit that stores a frame photographed by the photographing device, a display unit that displays the inner wall image, and an arbitrary position in the inner wall image displayed on the display unit are designated. A first reception unit that receives a first instruction for instructing display of a moving image, a frame in which a position specified by the first instruction is captured, and a shooting period of the frame. A playback unit that reads a plurality of frames shot by the shooting device from the frame storage unit and displays a moving image on the display unit may be further provided.
この場合、作業員は内壁画像中、指定した位置の周囲のフレームが表示部に動画表示されるため、作業員は、傷等がある位置の状態を微細に観察できる。 In this case, since the worker displays a frame around the designated position on the display unit as a moving image in the inner wall image, the worker can finely observe the state of the position where there is a scratch or the like.
また、上記態様において、前記合成部は、前記内壁画像に対して微分処理を行い、微分値が一定の値以上の画素の周囲にマークが付された前記内壁画像を前記表示部に表示させてもよい。 In the above aspect, the synthesis unit performs a differentiation process on the inner wall image, and causes the display unit to display the inner wall image in which a mark is attached around a pixel having a differential value equal to or greater than a certain value. Also good.
この場合、内壁画像において、傷等の位置の周囲にマークが付されるため、作業員は傷の位置を速やかに特定できる。 In this case, in the inner wall image, since a mark is added around the position of the scratch or the like, the worker can quickly specify the position of the scratch.
また、上記態様において、前記表示部に表示された内壁画像内の任意の位置にコメント入力画面を表示させる第2指示を受け付ける第2受付部と、前記第2指示により指定された位置の近傍にコメント入力画面を表示させ、前記コメント入力画面にユーザにより入力されたコメントを表示させると共に、ユーザにより入力されたコメントが表示された前記コメント入力画面が前記内壁画像に重畳表示されたレポート画像を生成するコメント管理部とを更に備えてもよい。 Moreover, in the said aspect, the 2nd reception part which receives the 2nd instruction | indication which displays a comment input screen in the arbitrary positions in the inner wall image displayed on the said display part, and the vicinity of the position designated by the said 2nd instruction | indication Display a comment input screen, display a comment input by the user on the comment input screen, and generate a report image in which the comment input screen on which the comment input by the user is displayed is superimposed on the inner wall image And a comment management unit.
この場合、作業員は内壁画像内の所望の位置に、傷等に関するコメントを入力することができ、検査レポートを作成する際の作業員の手間を大幅に省くことができる。 In this case, the worker can input a comment about a scratch or the like at a desired position in the inner wall image, and the labor of the worker when creating the inspection report can be greatly saved.
本発明によれば、混練室の内壁の点検作業を行う際の作業員の手間を大幅に削減し、作業員による点検作業を支援できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the labor of an operator at the time of performing the inspection work of the inner wall of a kneading | mixing chamber can be reduced significantly, and the inspection work by an operator can be supported.
以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態を詳細に説明する。図1は、混練機100の一例の断面概略図である。混練機100は、二軸のバッチ式ミキサであり、例えば、ゴム原料及び各種材料(補強剤、可塑材及び老化防止剤等)を混練した混練物の生成に用いられる。本実施形態では、ゴム製品となる混練物を生成する混練機100を例にして説明するが、本発明は、これに限定されず、プラスチック製品となる混練物を生成する混練機に適用することもできる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a
混練機100は、材料供給筒11、フローティングウェイト13、空気圧シリンダ15、ケーシング17、2つの混練室19a,19b、2つのロータ21a,21b、及び、ドロップドア23を備える。
The
材料供給筒11は、ケーシング17の上方において、上下方向に延びている。材料供給筒11の上端には、空気圧シリンダ15が設けられている。空気圧シリンダ15の内部から材料供給筒11の内部に亘ってピストンロッド29が配置されている。空気圧シリンダ15の内部には、ピストンロッド29の上端に固定されたピストン31が配置されている。
The
材料供給筒11の内部には、フローティングウェイト13が配置されている。フローティングウェイト13は、ピストンロッド29の下端に固定されており、ピストンロッド29と共に、上下に移動できる。
A floating
材料供給筒11の下端は、ケーシング17に形成された材料供給口25を通して、2つの混練室19a,19bと連通している。
The lower end of the
材料供給筒11の側面には、ホッパー27が設けられている。ホッパー27から材料(ゴム原料及び各種材料)が、材料供給筒11に投入される。
A
空気圧シリンダ15の作用でフローティングウェイト13が下降すると、材料供給筒11に投入された上記材料が、2つの混練室19a,19bに供給される。
When the floating
2つの混練室19a,19bは、ケーシング17の内部に形成されている。2つの混練室19a,19bは、それぞれ、図1の紙面に対して垂直方向に延びる略円筒形状を有する。
The two kneading
混練室19a内には、ロータ21aが配置され、混練室19b内には、ロータ21bが配置されている。ロータ21a,21bは、図1の紙面に対して垂直方向に延びており、図示しないモータから動力を与えられて、ロータ21aが矢印A方向に回転し、ロータ21bが矢印A方向と逆の矢印B方向に回転する。
A
ケーシング17の下部には、混練物を排出するための混練物排出口33が設けられている。
A kneaded
ドロップドア23は、混練物排出口33を塞ぐ蓋として機能する。ドロップドア23は、上下に移動できるように配置されている。ドロップドア23が下降することにより、混練物排出口33が開放される。ドロップドア23が上昇することにより、混練物排出口33が塞がれる。
The
図2は、図1に示す混練室19a,19b及びロータ21a,21bの拡大図である。ロータ21aは、胴体部41aと、胴体部41aに設けられた翼部43aと、を含む。ロータ21bは、ロータ21aと同様に、胴体部41bと、胴体部41bに設けられた翼部43bと、を含む。
FIG. 2 is an enlarged view of the kneading
胴体部41a,41bの径は、比較的大きい。これは、ロータ21a,21bの回転により、混練時、すなわち、ゴム原料を剪断して、ゴム原料と各種材料とを混ぜ合わせる時に、ロータ21a,21bに大きな力が作用し、この力によりロータ21a,21bが破壊するのを防止するためである。また、混練により発生する熱を吸収するために、胴体部41a,41bに冷却管が通されているからである。
The diameters of the
翼部43aの先端と混練室19aの内壁45aとの隙間、及び、翼部43bの先端と混練室19bの内壁45bとの隙間は、ゴム原料のせん断やゴム原料中への各種材料の分散の効率を高めるために、小さくされている。
The gap between the tip of the
このように、上記隙間が小さく、かつ、胴体部41a,41bの径が比較的大きくされている。よって、混練物排出口33から混練室19a,19b、例えば、混練室19aの内壁45aを見た場合、死角θ1が不可避的に生じるので、内壁45aのうち、目視できない領域が存在する。
Thus, the said clearance gap is small and the diameter of the trunk | drum 41a, 41b is made comparatively large. Therefore, when the kneading
そこで、本実施形態では、ロータ21aに撮影装置を固定して、ロータ21aを回転させた状態で、撮影装置により内壁45aを撮影し、また、ロータ21bに撮影装置を固定して、ロータ21bを回転させた状態で、撮影装置により内壁45bを撮影する。以下、ロータ21aに固定された撮影装置を用いて、内壁45aを撮影する場合を例にして説明するが、この例と同様にして、ロータ21bに固定された撮影装置を用いて、内壁45bを撮影する。
Therefore, in this embodiment, the imaging device is fixed to the
図3は、図2に示すロータ21a及び混練室19aにおいて、ロータ21aに固定された撮影装置3を用いて、内壁45aを撮影している状態を示す模式図である。撮影装置3は、ロータ21aの胴体部41aに取り外し可能に固定されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the
内壁45aの撮影は、図1に示す混練機100で混練物を生成していないときに実行される。混練機100で混練物を生成しているときは、撮影装置3が邪魔になるので、胴体部41aから撮影装置3を取り外す。胴体部41aは、磁石が吸着する材料で構成されているので、撮影装置3に取り付けた磁石により、撮影装置3を胴体部41aに固定する。胴体部41aが磁石を吸着しない場合、撮影装置3に取り付けた吸盤により、撮影装置3を胴体部41aに固定する。
The
撮影装置3は、ベース51、カメラ53、光源55及び通信部57を備える。ベース51の裏面に磁石(不図示)が取り付けられている。ベース51の表面には、カメラ53、光源55及び通信部57が取り付けられている。
The photographing
カメラ53は、内壁45aのうち、視野角θ2の範囲にある領域(撮影スポット)を撮影する。光源55は、カメラ53による内壁45aの撮影時に、カメラ53の視野角θ2の範囲を照明する。混練機100の外部において、ロータ21aの回転軸47を人が回すことにより、ロータ21aを矢印A方向に回転させた状態で、カメラ53により内壁45aを撮影する。
The
通信部57は、混練機100の外部にあるパソコン5と通信する。通信部57を通して、パソコン5により、カメラ53及び光源55が遠隔制御される。
The
パソコン5と撮影装置3との通信は、有線でもよいし、無線でもよい。カメラ53により撮影された画像を、パソコン5に送る方法として2つある。1つは、カメラ53により撮影された画像を、通信部57を経由して、パソコン5に送信する。もう1つは、カメラ53により撮影された画像を、カメラ53内のメモリに蓄積させる。撮影終了後に、撮影装置3をロータ21aの胴体部41aから取り外し、パソコン5とカメラ53とを接続し、カメラ53内のメモリに蓄積された画像をパソコン5に取り込む。
Communication between the
カメラ53の電源、光源55の電源、及び、通信部57の電源は、それぞれ電池である。
The power source of the
図4は、混練室19aの上方からロータ21aを見た状態を示す平面図である。4台の撮影装置3が、ロータ21aの胴体部41aに取り外し可能に固定されている。以下、4台の撮影装置を区別する必要がなければ、撮影装置3と記載し、4台の撮影装置を区別する場合、撮影装置3−1,3−2,3−3,3−4と記載する。
FIG. 4 is a plan view showing a state in which the
上述したように、胴体部41aの径が比較的大きいので、胴体部41aと内壁45aとの距離が短い。このため、1台の撮影装置3では、内壁45aの全体を撮影できないので、複数台の撮影装置3に、撮影する領域を分担させている。すなわち、撮影装置3−1,3−2,3−3,3−4が胴体部41aに固定される位置を、ロータ21aの回転軸47の方向である回転軸方向D1の座標を異ならせて、内壁45aを撮影する。本実施形態では、撮影装置3が4台であるが、胴体部41aと内壁45aとの距離や、回転軸方向D1の内壁45aの寸法に応じて、撮影に用いる撮影装置3の台数が決まる。
As described above, since the diameter of the
このように、複数台の撮影装置3を用意して、内壁45aを撮影すれば、1回の撮影で終了することができる。
In this way, if a plurality of photographing
なお、撮影装置3は、胴体部41aに取り外し可能に固定されている。そこで、1台の撮影装置3を用意し、撮影装置3が胴体部41aに固定される位置を、回転軸方向D1の座標を異ならせて、内壁45aを撮影することもできる。すなわち、最初、撮影装置3を、撮影装置3−1の位置に固定して内壁45aを撮影し、次に、撮影装置3を、撮影装置3−2の位置に固定して内壁45aを撮影し、次に、撮影装置3を、撮影装置3−3の位置に固定して内壁45aを撮影し、最後に、撮影装置3を、撮影装置3−4の位置に固定して内壁45aを撮影する。これによれば、撮影を複数回しなければならないが、撮影装置3の数は一つで済む。
In addition, the
胴体部41aには、回転軸方向D1に捩れた形状を有する複数の翼部43aが形成されているので、胴体部41aの表面には、複雑な形状の傾斜面49が生じている。このため、回転軸方向D1に沿って、胴体部41aに4台の撮影装置3を配置できない。本実施形態では、4台の撮影装置3が、回転軸方向D1に対して斜め方向に、胴体部41aの傾斜面49に固定されている。
Since a plurality of
位置表示部材61は、混練室19a内において、回転軸方向D1に沿った位置を示す目印を有する部材である。本実施形態では、図5に示すように、スケールを位置表示部材61として用いている。位置表示部材61に含まれる目盛り63や数字65が、上記目印となる。
The
図3及び図4を参照して、混練物排出口33を画定する辺部のうち、混練室19a側であって回転軸方向D1に沿った辺部に、位置表示部材61が取り外し可能に取り付けられている。混練機100で混練物を生成するとき、位置表示部材61は取り外される。
Referring to FIGS. 3 and 4,
図6は、本実施形態における検査装置の構成の一例を示すブロック図である。検査装置は、撮影装置3及びパソコン5を備える。撮影装置3は、図4に示すようにロータ21aに対して取り外し可能に固定されている。パソコン5は、通信部601、撮影制御部602、識別部603、配置部604、合成部605、コメント管理部607、コメント記憶部608、フレーム記憶部609、表示部610、操作部611、及び切替部612を備える。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the inspection apparatus according to the present embodiment. The inspection device includes a photographing
通信部601は、撮影装置3の通信部57とプリンタ600と通信するための通信装置であり、例えば、IEEE802.1シリーズの無線LANやBluetooth(登録商標)等の通信プロトコルに対応する通信装置である。本実施形態では、通信部601は、特に、撮影装置3により撮影された画像を受信したり、撮影装置3を制御するための制御コマンドを撮影装置3に送信したりする。
The
撮影制御部602は、撮影装置3に通信部601を介して制御コマンドを送信し、撮影装置3を制御する。この制御の一例としては、例えば、撮影装置3に撮影動作を開始させる制御、撮影装置3の露光時間を設定する制御、撮影装置3が備える光源55の点灯タイミング及び消灯タイミングの制御、及び撮影装置3のフレームレートを設定する制御等が含まれる。
The
識別部603は、撮影装置3により撮影されたフレームに対して画像処理を行い、ロータ21aが停止中に撮影された停止フレームと、ロータ21aが回転中に撮影された移動フレームとを識別する。ここで、フレームとは、撮影装置3が撮影した動画像を構成する1コマの画像を表す。この画像は、例えば、複数の画素データが所定行×所定列でマトリックス状に配置されたデータ構成を持つ。画素データは、例えば、所定ビット(例えば、8ビット)の階調値で表されるデジタルデータである。よって、フレームはデジタル画像である。なお、フレームはカラーであってもよいし、モノクロであってもよい。カラーの場合、1つのフレームは、例えば、R,G,Bの3つの色成分のフレームから構成される。なお、識別部603が行う画像処理については後述する。
The
そして、識別部603は、停止フレーム及び移動フレームとを区別するために、両フレームのいずれか一方(例えば移動フレーム)に移動フラグを付与すると共に、停止フレーム及び移動フレームにタイムレコード(例えば、撮影時刻)を付与し、時系列にフレーム記憶部609に記憶させる。
Then, in order to distinguish between the stop frame and the moving frame, the
なお、識別部603は、切替部612が複数の撮像条件をサイクリックに切り替えて、撮影装置3に撮影させる態様が採用された場合、複数の撮影条件で撮影されたフレームの中からコントラストが最も高いフレームをサイクル毎に抽出し、抽出したフレームに対して画像処理を行を行えばよい。
In addition, when the
配置部604は、識別部603により識別された移動フレームの中から、ロータ21aが一定角度ずつ回転したときに、撮影装置3により撮影された移動フレームを抽出し、抽出した移動フレームを時間軸上に一定間隔で配置する。
The
本実施形態では、ロータ21aを回転させることで、撮影装置3に内壁45aの全体の画像を撮影させているが、ロータ21aは作業員によって回されている。これは、以下の理由による。本実施形態では、混練室19aに作業員を入れての点検作業は行わないことが前提になっているが、点検作業中に何らかのきっかけて作業員が混練室19a、19bに入ることも否めない。この場合、ロータ21aが自動的に回転されていると、速やかにロータ21aの回転を停止させることができず、作業員に重大な被害を与えてしまう。そこで、本実施形態では、ロータ21aは作業員が手動で回している。
In the present embodiment, by rotating the
ここで、問題となるのが、ロータ21aの回転速度を一定にできないということである。つまり、ロータ21aを手動で回転させると、ロータ21aの重さのバランスの関係上、作業員が弱い力で回せる箇所と、強い力で回す必要がある箇所とがあり、回転速度に速度ムラが発生してしまう。一方、撮影装置3は、この回転速度を考慮して、フレームレートは変更できず、一定のフレームレートで内壁45aを撮像する。
Here, the problem is that the rotational speed of the
したがって、図12の上図に示すような速度ムラが発生する。図12は、配置部604による処理を説明する図である。図12の上図において、1本の太線及び1本の点線はそれぞれ1つのフレームを表し、太線はロータ21aが一定角度回転したときのフレームFを表し、点線はそれ以外のフレームを表す。また、図12の上図において、横軸は経過時間を示している。ロータ21aが停止中の場合、撮影装置3は同じ箇所を撮影するため、停止中を挟む2本の太線で示すフレームの間隔は広くなる。また、ロータ21aが加速しているときは、太線で示すフレームの間隔は徐々に狭くなる。また、ロータ21aが一定速度で回転しているときは、太線で示すフレームの間隔は一定になる。また、ロータ21aが減速しているときは、太線で示すフレームの間隔は徐々に広くなる。このように、ロータ21aの回転速度が一定でなければ、撮影装置3が時系列に撮影したフレームをロータ21aの回転方向に相当する方向(例えば、垂直方向)に一定間隔ずつずらして順番に並べただけでは、内壁45a一周分の内壁画像を生成することはできない。また、このようにして撮影されたフレームの各々を作業員が目視により並べて内壁画像を生成することも可能だが、非常に手間がかかる。特に、1日に数カ所も点検を行う作業員に対してこのような作業を行わせるのは酷である。
Therefore, speed unevenness as shown in the upper diagram of FIG. 12 occurs. FIG. 12 is a diagram for explaining processing by the
そこで、本実施の形態では、配置部604は、図12の上図に示すフレームの中から太線で示すフレームを抽出し、図12の下図に示すように、抽出したフレームを時間軸上、一定の間隔で配置することで、速度ムラを防止している。
Therefore, in the present embodiment, the
図6に戻り、合成部605は、配置部604により時間軸上に一定の間隔で配置された移動フレームをロータ21aの回転方向に対応する方向に繋ぎ合わせ、内壁45aの1周分の内壁画像を生成する。なお、本実施形態では、4台の撮影装置3が設けられているため、合成部605は、これら4台の撮影装置3で撮影された画像も繋ぎ合わせ、内壁45aの全体の内壁画像を生成する。この処理については後述する。そして、合成部605は、生成した内壁画像を表示部610に表示する。
Returning to FIG. 6, the combining
再生部606は、操作部611が受け付けた第1指示により指定された位置を撮影したフレームと、当該フレームの撮影タイミングを含む一定の期間に撮影装置で撮影された複数のフレームとをフレーム記憶部609から読み出して、表示部610に動画表示させる。ここで、第1指示は、表示部610に表示された内壁画像内の任意の位置を指定し、その位置とその位置を含む周囲の位置のフレームとを時系列で動画表示させる指示である。
The
再生部606は、配置部604が抽出したフレームのみならず、その前後に撮影されたフレームもフレーム記憶部609から読み出して表示部610に動画表示させればよい。そのため、作業員は第1指示で指定した位置付近の動画時を高い分解能で見ることができる。
The
コメント管理部607は、操作部611が受け付けた第2指示により指定された位置の近傍にコメント入力画面を表示させ、コメント入力画面に、作業員(ユーザ)が操作部611を用いて入力したコメントを表示させる。また、コメント管理部607は、作業員により入力されたコメントが表示されたコメント入力画面が内壁画像に重畳表示されたレポート画像を生成する。そして、コメント管理部607は、生成したレポート画像を生成した日付と対応付けて、コメント記憶部608に記憶させる。また、コメント管理部607は、操作部611が印刷指示を受け付けた場合、レポート画像を通信部601を介してプリンタ600に送信し、レポート画像を印刷させる。
The
なお、第2指示は、表示部610に表示された内壁画像内の任意の位置にコメント入力画面を表示させる指示である。
The second instruction is an instruction to display the comment input screen at an arbitrary position in the inner wall image displayed on the
フレーム記憶部609は、撮影装置3が撮影したフレームを記憶する。コメント記憶部608は、コメント管理部607により生成されたレポート画像を記憶する。操作部611は、例えば、キーボードやマウス等により構成され、作業員からの指示を受け付ける。表示部610は、例えば、液晶ディスプレイにより構成され、内壁画像等を表示する。
The
切替部612は、複数の撮影条件をサイクリックに切り替えて撮影装置3に撮影を行わせる。ここで、切替部612は、複数の光源をサイクリックに点灯させ、点灯と撮影装置3による撮影とを同期させて、撮影条件を切り替えればよい。或いは、切替部612は、撮影装置3の露光時間をサイクリックに変更させて撮影条件を切り替えてもよい。或いは、切替部612は、点灯する光源と露光時間との組み合わせからなる複数のパターンの露光条件をサイクリックに切り替えることで露光条件を切り替えてもよい。
The
なお、図6において、撮影制御部602、識別部603、配置部604、合成部605、再生部606、コメント管理部607、及び切替部612は、例えば、パソコン5のプロセッサがプログラムを実行することで実現される。或いは、パソコン5に代えて、専用の処理装置を採用してもよい。この場合、撮影制御部602、識別部603、配置部604、合成部605、再生部606、及びコメント管理部607を、例えば、専用のハードウェア回路により構成すればよい。また、コメント記憶部608及びフレーム記憶部609は、例えば、書き換え可能な不揮発性の記憶装置で構成すればよい。
In FIG. 6, the
図7は、本実施形態における検査装置の処理の一例を示すフローチャートである。まず、主に識別部603により輝度ムラ補正処理が行われる(S701)。ここで、輝度ムラ補正処理は、複数の撮影条件をサイクリックに切り替えて撮影されたフレームの中から1サイクル毎にコントラストが最も高いフレームを、画像処理の対象として決定する処理である。次に、主に識別部603による識別処理が行われる(S702)。ここで、識別処理は、輝度ムラ補正処理により決定されたフレームから、ロータ21aが回転中に撮影された移動フレームと、ロータ21aが停止中に撮影された停止フレームとを識別する処理である。次に、主に配置部604及び合成部605による配置合成処理が行われる(S703)。ここで、配置合成処理は、識別処理により識別された移動フレームのうち、ロータ21aが一定角度ずつ回転したときに撮影された移動フレームを抽出し、抽出した移動フレームを合成する処理である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing of the inspection apparatus according to the present embodiment. First, luminance unevenness correction processing is mainly performed by the identification unit 603 (S701). Here, the luminance unevenness correction process is a process of determining a frame having the highest contrast for each cycle as a target of image processing from frames photographed by cyclically switching a plurality of shooting conditions. Next, identification processing is mainly performed by the identification unit 603 (S702). Here, the identification process is a process of identifying, from the frame determined by the luminance unevenness correction process, a moving frame captured while the
なお、図7に示す処理は、例えば、作業員によりロータ21aの回転が開始されたときに開始される。具体的には、例えば、作業員が操作部611に点検作業の開始指示を入力したときに開始される。
Note that the processing shown in FIG. 7 is started, for example, when the rotation of the
図8は、輝度ムラ補正処理の一例を示すフローチャートである。まず、切替部612は、撮影条件を設定する(S801)。図15は、撮影装置3を正面から見た図である。なお、図15において、矢印Aの方向上はロータ21aの回転方向を示している。撮影装置3には、4つの光源551〜554、カメラ53、及び通信部57が配置されている。また、光源551〜554を区別しない場合、光源55と記述する。図15の例では、光源551、554はカメラ53の回転方向の前方から後方に向けて光源554、551の順で配置されている。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of luminance unevenness correction processing. First, the
光源552及び光源553は光源551を中心に左右対称に配置されている。このように複数の光源55を配置し、複数の光源55を順番に点灯させることで、内壁45aの撮影スポットに照射される光の方向を変えることができる。光源55を1つとした場合、撮影装置3の回転位置によっては、撮影装置3は内壁45aを低いコントラストでしか撮影できない可能性がある。一方、複数の光源55を設ければ、いずれかの光源55の光により撮影装置3は内壁45aを高いコントラストで撮影できる。そこで、本実施形態では、光源551〜554を順番に点灯させている。ここでは、例えば、光源551、552、553、554の順番で光源55を点灯させ、この点灯がサイクリックに繰り返される。
The
なお、図15における光源551〜554の配置パターンは一例にすぎず、別の配置パターンが採用されてもよい。カメラ53としては、CMOS又はCCD等の2次元のイメージセンサが採用できる。
Note that the arrangement pattern of the
また、本実施形態では、露光時間を変化させて露光条件の切り替えも行われる。図16は、露光条件の切り替えシーケンスの一例を示す図である。図16の例では、1サイクルにおいて、露光時間TE1、TE2、TE3の順で露光時間が設定されている。露光時間TE1は、3つの露光時間の中で最短の露光時間である。露光時間TE3は、3つの露光時間の中で最長の露光時間である。露光時間TE2は、露光時間TE1と露光時間TE3との中間の露光時間である。 In the present embodiment, the exposure conditions are also switched by changing the exposure time. FIG. 16 is a diagram showing an example of an exposure condition switching sequence. In the example of FIG. 16, in one cycle, exposure times are set in the order of exposure times TE1, TE2, and TE3. The exposure time TE1 is the shortest exposure time among the three exposure times. The exposure time TE3 is the longest exposure time among the three exposure times. The exposure time TE2 is an intermediate exposure time between the exposure time TE1 and the exposure time TE3.
そして、本実施形態では、3つの露光時間TE1〜T3と4つの光源551〜554の点灯とを任意に組み合わせた3×4=12パターンの露光条件が採用される。そして、これら、12パターンの1サイクルの露光条件とされ、露光条件がサイクリックに変化される。
In this embodiment, 3 × 4 = 12 patterns of exposure conditions are used in which the three exposure times TE1 to T3 and the lighting of the four
図8に戻り、S802において、識別部603は、S801で設定された露光条件において撮影装置3で撮影されたフレームを取得する(S802)。次に、識別部603は、取得したフレームをフレーム記憶部609に保存する(S803)。そして、露光条件の1サイクルが終了していなければ(S804でNO)、処理がS801に戻され、切替部612により次の露光条件が設定され(S801)、S802〜804の処理が繰り返される。一方、1サイクルが終了すれば(S804でYES)、処理がS805に進められる。S801〜S804の処理を12ループ繰り返すことにより、12パターンの露光条件の各々で撮影された12枚のフレームが取得される。
Returning to FIG. 8, in S802, the
S805において、識別部603は、1サイクルで得られた12枚のフレームの中からコントラストが最も高い1枚のフレームを決定する(S805)。ここで、識別部603は、各フレームにおいて、最小輝度Lmin、及び最大輝度Lmaxを求める。そして、識別部603は、例えば、(Lmax−Lmin)/(Lmax+Lmin)により各フレームのコントラストを求める。そして、識別部603は、12枚のフレームのうち、この値が最大のフレームを、コントラストが最も高いフレームとして決定すればよい。
In S805, the
次に、識別部603は、決定したフレームに、画像処理の対象であることを示す処理対象フラグを付与する(S806)。次に、計測が終了されなければ(S807でNO)、処理がS801に戻され、一方、計測が終了されるのであれば(S807でYES)、輝度ムラ補正処理が終了される。ここで、計測が終了される条件としては、例えば、ロータ21aが1回転し、撮影装置3により内壁45a一周分のフレームが得られた場合が採用できる。なお、ロータ21aが1周したか否かは、例えば、ロータ21aにロータリーエンコーダを設け、撮影制御部602が、ロータリーエンコーダのカウント数が1周に相当する規定値に到達したか否かにより判定すればよい。
Next, the
続いて、識別処理について説明する。本実施形態では、2つの識別処理があり、いずれか一方の識別処理が採用できる。図9は、第1例の識別処理を示すフローチャートである。第1例の識別処理は、前後フレームの差分画像を求めることで、移動フレームと停止フレームとを識別する処理である。 Subsequently, the identification process will be described. In this embodiment, there are two identification processes, and any one of the identification processes can be adopted. FIG. 9 is a flowchart showing the identification processing of the first example. The identification process of the first example is a process for identifying a moving frame and a stop frame by obtaining a difference image between previous and subsequent frames.
まず、識別部603は、処理対象フラグが付されたフレームのうち、時系列順に2つのフレームをフレーム記憶部609から取得する(S901)。ここで、2つのフレームのうち時系列的に前のフレームを前フレーム、後のフレームを後フレームとする。
First, the
次に、識別部603は、後フレームから前フレームを減じて差分画像を生成する(S902)。図13は、第1例の識別処理の説明図である。図13に示すように後フレームF(t)から前フレームF(t−1)が減じられ、差分画像S(t)が生成される。
Next, the
次に、識別部603は、差分画像S(t)において、画素値が一定の値以上の画素数をカウントする(S903)。ここで、一定の値としては、例えば、ノイズを表す画素値の取りうる値の最大値に多少のマージンを加えた値が採用できる。
Next, the
次に、識別部603は、カウントした画素数が閾値以上であれば(S904でYES)、後フレームを移動フレームとして識別し(S905)、カウントした画素数が閾値未満であれば(S904でNO)、後フレームを停止フレームとして識別する(S906)。
Next, if the counted number of pixels is equal to or greater than the threshold (YES in S904), the
図13に示すように、ロータ21aが回転していれば、前フレームF(t−1)と後フレームF(t)とのそれぞれに表れる被写体はずれているため、差分画像S(t)には画素値が一定の値以上の画素が多く存在する。一方、ロータ21aが停止していれば、前フレームF(t−1)と後フレームF(t−1)とは同じ画像となるため、差分画像S(t)には、画素値が一定の値よりも小さな画素が多く存在する。よって、差分画像S(t)において、画素値が一定の値以上の画素数をカウントすることで、停止フレーム及び移動フレームを識別できる。
As shown in FIG. 13, if the
S907において、処理対象フラグが付された全フレームに対する処理が終了していなければ(S907でNO)、処理がS901に戻され、処理対象フラグが付されたフレームから次の前後フレームが取得され、S902以降の処理が行われる。一方、処理対象フラグが付された全フレームに対する処理が終了していれば(S907でYES)、識別処理が終了される。 In S907, if the processing for all the frames with the processing target flag is not completed (NO in S907), the process returns to S901, and the next frame before and after is acquired from the frame with the processing target flag. The processing after S902 is performed. On the other hand, if the processing for all the frames to which the processing target flag is attached has been completed (YES in S907), the identification processing is terminated.
図10は、第2例の識別処理を示すフローチャートである。S1001において、識別部603は、S901と同様、前後フレームを取得する。次に、識別部603は、前フレームからテンプレートを生成する。図14は、第2例の識別処理の説明図である。図14の例では、前フレームF(t−1)において、中心を含む垂直方向に長尺の短冊状の領域がテンプレートTPとして生成されている。ここで、垂直方向はロータ21aの回転方向に対応する方向である。なお、図14の例では、テンプレートTPは、垂直方向の全域に設定されているが、処理コストの削減のために垂直方向の一部の領域に設定されてもよい。テンプレートTPにおいて、水平方向の幅が短く設定されているのは、前フレームF(t−1)及び後フレームF(t)間の被写体のずれは、主にロータ21aの回転方向に表れるからである。
FIG. 10 is a flowchart showing identification processing of the second example. In step S1001, the
次に、識別部603は、前フレームと後フレームとのずれ量を算出する(S1003)。ここで、識別部603は、後フレームF(t)上にテンプレートTPを垂直方向にずらしながら、類似度を求め、類似度がピークを示したときのテンプレートTPのずらした量を、前フレームF(t−1)と後フレームF(t)とのずれ量として算出すればよい。
Next, the
なお、類似度の算出手法としては、例えば正規化相互相関が採用でできる。下記1行目の式(1)、2行目の式(2)は、正規化相互相関の演算式を示している。 As a method for calculating the similarity, for example, normalized cross-correlation can be adopted. The following formula (1) on the first line and formula (2) on the second line indicate the calculation expression of the normalized cross-correlation.
ここで、Rは類似度を示し、I(i,j)は後フレームを示し、T(i,j)はテンプレートを示す。また、iは水平方向の座標を示し、jは垂直方向の座標を示し、Mは水平方向の画素数を示し、Nは垂直方向の画素数を示す。式(2)は式(1)を展開した式である。式(2)に示すように、類似度Rは、M×N次元のIのベクトルとTのベクトルの内積で表されている。類似度Rは、I(i,j)とT(i,j)とが一致したとき1となる。 Here, R indicates similarity, I (i, j) indicates a subsequent frame, and T (i, j) indicates a template. Further, i represents the horizontal coordinate, j represents the vertical coordinate, M represents the number of pixels in the horizontal direction, and N represents the number of pixels in the vertical direction. Expression (2) is an expression obtained by developing Expression (1). As shown in the equation (2), the similarity R is represented by an inner product of an M × N-dimensional I vector and a T vector. The similarity R is 1 when I (i, j) and T (i, j) match.
ここでは、正規化相互相関を用いてずれ量は算出したが、これは一例であり、位相限定相関法やSAD(Sum of Absolute Difference)やSSD(Sum of Squared Difference)等の手法を用いてずれ量が算出されてもよい。また、上記の説明では、前フレームからテンプレートを生成したが、後フレームからテンプレートを生成し、このテンプレートを前フレーム上でずらしてもよい。また、上記の説明では前フレームの一部をテンプレートとしたが、前フレームの全域をテンプレートとしてもよい。この場合、処理コストは嵩むが、ずれ量を精度良く求めることができる。 Here, the amount of deviation was calculated using normalized cross-correlation, but this is only an example, and deviation using a phase-only correlation method, SAD (Sum of Absolute Difference), or SSD (Sum of Squared Difference) is used. An amount may be calculated. In the above description, the template is generated from the previous frame. However, the template may be generated from the subsequent frame, and the template may be shifted on the previous frame. In the above description, a part of the previous frame is a template, but the entire area of the previous frame may be a template. In this case, the processing cost increases, but the amount of deviation can be obtained with high accuracy.
S1004において、識別部603は、前後フレームのずれ量が閾値以上であれば(S1004でYES)、後フレームを移動フレームとして識別し(S1005)、前後フレームのずれ量が閾値未満であれば(S1004でNO)、後フレームを停止フレームとして識別する(S1006)。ここで、閾値としては、例えば、ロータ21aが明らかに回転していることを示す数値であって、撮影装置3のがたつきに起因するずれ量を除去できる数値が採用できる。また、識別部603は、例えば、移動フレームと識別したフレームに対して移動フレームであることを示す移動フラグを付せばよい。
In S1004, the
S1007において、処理対象フラグが付された全フレームに対する処理が終了していなければ(S1007でNO)、処理がS1001に戻され、次の前後フレームに対してS1001以降の処理が行われる。一方、処理対象フラグが付された全フレームに対する処理が終了していれば(S1007でYES)、識別処理が終了される。 In S1007, if the processing for all the frames to which the processing target flag is attached has not been completed (NO in S1007), the processing returns to S1001, and the processing after S1001 is performed on the next preceding and succeeding frames. On the other hand, if the processing for all the frames to which the processing target flag is attached has been completed (YES in S1007), the identification processing is terminated.
図11は、配置合成処理の一例を示すフローチャートである。まず、配置部604は、1のフレーム記憶部609に記憶された移動フレームの中から、時系列順に1の移動フレームを基準フレームとして決定する(S1101)。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the layout synthesis process. First, the
次に、配置部604は、基準フレームの撮影タイミングからロータ21aが一定角度回転したときに撮影された移動フレームをフレーム記憶部609に記憶された移動フレームの中から抽出する。第2例の識別処理が採用された場合、移動フレーム同士のずれ量が分かる。そこで、配置部604は、基準フレームを起点として時系列順に各移動フレームのずれ量を加算していき、加算値が、ロータ21aが一定角度回転したときの回転量に相当する値を示す移動フレームを抽出対象の移動フレームとして決定すればよい。
Next, the
一方、第1例の識別処理が採用された場合、移動フレーム同士のずれ量が分からないため、基準フレームに対してロータ21aが一定角度回転したときの移動フレームを正確に決定できない。この場合、配置部604は、例えば、以下のようにして移動フレームを抽出すればよい。まず、作業員が手動でロータ21aを回転させたときの平均的な回転速度でロータ21aが回転していると仮定したときに、ロータ21aが一定角度回転する期間内に撮影される移動フレームの枚数を予め配置部604に保持させてておく。そして、配置部604は、基準フレームを起点としてこの枚数分、後に撮影された移動フレームを抽出対象の移動フレームとして決定すればよい。
On the other hand, when the identification process of the first example is adopted, the amount of shift between the moving frames is not known, and therefore the moving frame when the
以上を実現するためには、ロータ21aが一定角度回転する期間内に多数の移動フレームが撮影される必要がある。そこで、撮影装置3のフレームレートは通常のフレームレートよりも高い値に設定されている。例えば、通常の撮影装置3のフレームレートが30Hzであるとすると、100Hz程度に設定される。
In order to realize the above, it is necessary to photograph a large number of moving frames within a period in which the
次に、配置部604は、抽出した移動フレームに対して、他の移動フレームと区別するための抽出フラグを付与する(S1103)。次に、識別部603は、全移動フレームに対する処理が終了していなければ(S1104でNO)、S1103で抽出した移動フレームを基準フレームとし(S1101)、S1102以降の処理を実行する。
Next, the
一方、全移動フレームに対する処理が終了すれば(S1104でYES)、抽出フラグを付与した移動フレームを時間軸上で一定間隔で配置する(S1105)。この場合、配置部604は、抽出フラグを付与した移動フレームを、例えば、撮影装置3の通常のフレームレート(上記の例では、30Hz)で配置すればよい。
On the other hand, if the processing for all the moving frames is completed (YES in S1104), the moving frames with the extraction flag are arranged at regular intervals on the time axis (S1105). In this case, the
具体的には、配置部604は、配置部604は、抽出フラグを付与した移動フレームに描画タイミングを規定する情報を付与すればよい。
Specifically, the
次に、合成部605は、抽出フラグを付与した移動フレームを垂直方向に向けて所定のずれ量だけずらして繋ぎ合わせることで、1周分の内壁画像を生成する(S1106)。ここでは、撮影装置3は4台であるため、1周分の内壁画像が4つ生成される。
Next, the synthesizing
次に、合成部605は、1周分の内壁画像を水平方向に繋げ併せて内壁45a全体の内壁画像を生成する。
Next, the
図17は、撮影装置3−2で撮影されたフレームを用いて、1周分の内壁画像101を生成する工程を示す工程図である。
FIG. 17 is a process diagram illustrating a process of generating the
ステップ1を参照して、まず、合成部605は単位画像103を用意する。単位画像103とは、ロータ21aの一定角度ずつ回転したときに撮影された移動フレームである。ここでは、隣り合う単位画像103が一部重複するように、一定角度が設定されているとする。なお、図17の例では、説明を簡略化するために一定角度として60度が採用されている。そのため、図17の例では、ロータ21aの回転角が、0°、60°、120°、180°、240°のときに撮影された画像が単位画像103とされている。但し、一定角度はこの例に限定されず、より小さい角度が採用されてもよし、より大きい角度が採用されてもよい。
With reference to step 1, first, the
ここで、ロータ21aの回転角が0°のときの単位画像103を単位画像103−1とし、ロータ21aの回転角が60°のときの単位画像103を単位画像103−2とし、ロータ21aの回転角が120°のときの単位画像103を単位画像103−3とし、ロータ21aの回転角が180°のときの単位画像103を単位画像103−4とし、ロータ21aの回転角が240°のときの単位画像103を単位画像103−5とする。
Here, the
これらの5枚の単位画像を区別する必要がなければ、単位画像103と記載し、区別する必要があれば、単位画像103−1,103−2,103−3,103−4,103−5と記載する。
If it is not necessary to distinguish these five unit images, they are described as a
回転角0°に対応する単位画像103−1には、図5に示す位置表示部材61の像を切断した切断像105が含まれる。切断像105の長手方向が回転軸方向D1に対して傾いている。これは、上述したように、胴体部41aの表面が、複雑な形状を有する傾斜面49(図4)なので、撮影装置3を水平にセットできないからである。
The unit image 103-1 corresponding to the
ステップ2を参照して、合成部605は、単位画像103の傾きを演算する。ロータ21aの傾斜面49のうち、撮影装置3が固定される箇所の角度に応じて、単位画像103の縦横比が異なるので、撮影装置3が固定される箇所が傾いていないと仮定したときの単位画像103の縦横比と比較して、単位画像103の傾きを求めることができる。また、切断像105の長手方向の傾きが単位画像103の傾きとなるので、切断像105の長手方向の傾きを演算することにより、単位画像103の傾きを求めてもよい。合成部605は、演算した傾きの値に単位画像103−1〜103−5の傾ける補正をする。
Referring to step 2, the
次に、合成部605は、切断像105に含まれる目盛りの間隔107が予め定められた値か否かを判定し、予め定められた値でなければ、その間隔が予め定められた値となるように、単位画像103−1の倍率を補正する。合成部605は、残りの単位画像103−2〜103−5についても、単位画像103−1と同じ倍率に補正する。目盛りの間隔107は、図5に示す位置表示部材61の目印(目盛り63)の像の大きさの一例である。
Next, the synthesizing
ステップ3を参照して、合成部605は、隣り合う単位画像103において、画像の中心Cの距離dが、単位画像103の撮影角度の差(ここでは、60°)と対応する値にする。
Referring to step 3, the
隣り合う単位画像103において、重複部分の一方は不要である。そこで、合成部605は、隣り合う単位の重複部分の一方を除去する。
In the
このようにして、撮影装置3−2で撮影された単位画像103を用いた内壁画像101−2が生成される。
Thus, the inner wall image 101-2 using the
合成部605は、同様にして、図18に示すように、撮影装置3−1で撮影された単位画像103を用いた内壁画像101−1、撮影装置3−3で撮影された単位画像103を用いた内壁画像101−3、及び、撮影装置3−4で撮影された単位画像103を用いた内壁画像101−4を生成する。
Similarly, as illustrated in FIG. 18, the
なお、内壁画像を区別する必要がなければ、内壁画像101と記載し、区別する必要があれば、内壁画像101−1,101−2,101−3,101−4と記載する。
If it is not necessary to distinguish the inner wall images, they are described as
以上説明したように、合成部605は、内壁画像101のそれぞれについて、切断像105の長手方向が回転軸方向D1と一致し、かつ、目印の像の大きさ(目盛りの間隔107)が予め定められた値となるようにしている。目印の像の大きさを予め定められた値にすることにより、内壁画像101のそれぞれの目印の像の大きさが互いに同じとなる。
As described above, the synthesizing
合成部605は、図18及び図19に示すように、回転軸方向D1の位置及び回転軸方向D1と直交する方向D2の位置を、内壁画像101のそれぞれについて、目印(図5の目盛り63や数字65)の像を基にして補正して内壁45a全体の内壁画像109を生成する。
As shown in FIGS. 18 and 19, the combining
詳しく説明すると、内壁画像101−1の切断像105(図18)に含まれる3の数字と、内壁画像101−2の切断像105(図17)に含まれる3の数字とを重ならせ、内壁画像101−2の切断像105(図17)に含まれる6の数字と、内壁画像101−3の切断像105(図18)に含まれる6の数字とを重ならせ、内壁画像101−3の切断像105(図18)に含まれる9の数字と、内壁画像101−4の切断像105(図18)に含まれる9の数字とを重ならせて、そして、重複部分の一方を除去することにより、図10に示す内壁画像109を生成する。
More specifically, the
このように、合成部605は、同じ位置を示す目印の像を重ならせて、内壁画像101のそれぞれをつなげて内壁画像109を生成する。
As described above, the
そして、合成部605は、内壁45aを規定する範囲を示す線111を、内壁画像109に合成する。回転軸方向D1の内壁45aの範囲は、位置表示部材61により特定できる。回転軸方向D1と直交する方向D2の内壁45aの範囲は、ロータ21aの回転範囲0°〜240°と対応するので、回転軸方向D1と直交する方向D2の内壁45aの範囲は、位置表示部材61を基準とした、ロータ21aの回転範囲0°〜240°により特定できる。
Then, the synthesizing
合成部605は、図19に示す内壁画像109を表示部610に表示させる。符号113は、内壁45aの傷やメッキ剥がれ等を示している。
The
ここで、合成部605は、内壁画像109に対して微分処理を行い、微分値が一定の値以上の画素の周囲にマークを付した内壁画像109を生成して、表示部610に表示させてもよい。
Here, the synthesizing
図20は、マーク2001が付された内壁画像109の一例を示す図である。微分処理を行うと、画素値が急峻に変化する部分が抽出できる。内壁45aの表面に立体的又は平面的な模様が意図的に形成されていないとすると、傷やメッキ剥がれが生じている箇所は画素値が急峻に変化している。そのため、微分処理を行うことで傷やメッキ剥がれが生じている箇所を抽出できる。なお、内壁45aに立体的又は平面的な模様が意図的に形成されていることもある。この場合、合成部605は、意図的に形成された内壁画像109であって、無傷の内壁画像109の微分画像を予め記憶しておき、計測の結果得られた内壁画像109の微分画像から、予め記憶しておいた内壁画像109の微分画像を差し引くことで、模様の情報を除去すればよい。そして、合成部605は、模様の情報が除去された内壁画像109の微分画像を用いて傷等を抽出すればよい。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the
図20の例では、マーク2001としては、傷等を円形に取り囲む図形が採用されているが、これは一例にすぎず、楕円、三角形、四角形等の図形が採用されてもよい。また、マーク2001の色としては、内壁画像109の色に対して、色相、彩度、及び明度の少なくともいずれか1つが異なる色を採用すればよい。具体的には、マーク2001としては赤丸が挙げられる。これにより、作業員に傷の箇所を即座に認識させることができる。
In the example of FIG. 20, as the
図20において、作業員が操作部611を用いて内壁画像109上のある位置Pを選択し、第1指示を入力したとする。ここで、第1指示の入力手法としては、例えば、マウスポインタを位置Pに位置決めした後、マウスをクリックする操作が採用できる。この場合、コメント管理部607は、位置Pの近傍にコメント入力画面2002を、内壁画像109にオーバラップ表示させる。ここでは、コメント入力画面2002としては、例えば、位置Pに先端が位置決めされた吹き出しマークが採用されている。そして、作業員が操作部611を用いてコメントを入力したとすると、コメント管理部607は、入力されたコメントをコメント入力画面2002内の表示させる。ここでは、「メッキ剥がれ、サイズ*mm」とのコメントが入力されている。
In FIG. 20, it is assumed that the worker selects a certain position P on the
そして、作業員により例えば保存ボタン(図略)が選択されると、コメント管理部607は、コメントを含むコメント入力画面2002がオーバラップ表示された内壁画像109をレポート画像としてコメント管理部607に記憶させる。これにより、作業員は、後で入力したコメントを確認できる。
For example, when a save button (not shown) is selected by the worker, the
また、作業員により例えば印刷ボタン(図略)が選択されると、コメント管理部607は、レポート画像をプリンタ600に印刷させる。
For example, when a print button (not shown) is selected by the worker, the
これにより、作業員は点検レポートを容易に生成できる。従来では、作業員は、例えば、カメラで撮影した内壁画像を1コマずつ繋ぎ合わせて内壁画像109を生成し、この内壁画像109において、筆記用具等を用いてコメントを付して点検レポートを作成していた。この作業は、作業員に大きな負担を与えていた。
Thereby, the operator can generate | occur | produce an inspection report easily. Conventionally, for example, an operator creates an
本実施形態では、内壁画像109は自動的に作成され、且つ、内壁画像109上の任意の位置にコメントを付すことができるので、点検レポートを作成する際の作業員の手間を大幅に軽減できる。
In this embodiment, since the
また、作業員が操作部611を用いて位置Pを選択し、第2指示を入力したとする。ここで、第2指示の入力手法としては、例えば、マウスポインタを位置Pに位置決めした後、マウスをダブルクリックする手法が採用できる。この場合、再生部606は、位置Pのフレームの撮影タイミングを中心として前後一定の期間に撮影されたフレームをフレーム記憶部609から読み出し、読み出したフレームを表示部610に動画表示させる(図20の右図)。
Further, it is assumed that the worker selects the position P using the
ここで、前後一定の期間としては、例えば、位置Pを中心として垂直方向に一定の範囲の内壁画像109が表示される期間が採用できる。これにより、表示部610には、位置Pを中心とする一定の範囲内をカメラが下方から上方に向けて移動しながら撮影したような画像が表示される。
Here, as the fixed period before and after, for example, a period in which the
ここで、再生部606は、第2指示が入力されると、位置Pの座標から位置Pを撮影したフレームF(P)を特定し、フレームF(P)の撮影タイミングを基準に、前後一定の期間に撮影されたフレームを、各フレームに付与されたタイムレコードを用いて、フレーム記憶部609から読み出して、時系列順に表示部610に表示させればよい。ここで、再生部606が読み出すフレームには、内壁画像109の生成に使用されたフレームのみならず、これらのフレームの中間に撮影されたフレームも採用される。
Here, when the second instruction is input, the
また、再生部606は、操作部611により撮影条件別に動画像を表示する指示が行われた場合、処理対象フラグが付されなかったフレームであって、指示された撮像条件で撮影されたフレームをフレーム記憶部609から読み出して、表示部610に動画表示させてもよい。本実施形態では、12パターンの撮影条件があるため、12パターンのうちいずれか1の撮影条件を作業員に選択させればよい。
In addition, when the
これにより、作業員は、傷等が付された位置P付近の内壁45aの状態を微細に観察でき、内壁45aの検査をスムーズに進めることができる。
As a result, the worker can finely observe the state of the
602 撮影制御部
603 識別部
604 配置部
605 合成部
606 再生部
607 コメント管理部
608 コメント記憶部
609 フレーム記憶部
610 表示部
611 操作部
612 切替部
2001 マーク
2002 コメント入力画面
602
Claims (9)
前記混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、
前記ロータの回転が開始されると、前記撮影装置に前記混練室の内壁を連続的に撮影させる撮影制御部と、
前記撮影装置により撮影されたフレームに対して画像処理を行い、前記ロータが停止中に撮影された停止フレームと、前記ロータが回転中に撮影された移動フレームとを識別する識別部と、
前記識別された前記移動フレームの中から、前記ロータが一定角度ずつ回転したときに、前記撮影装置により撮影された移動フレームを抽出し、前記抽出した移動フレームを時間軸上に一定間隔で配置する配置部と、
前記配置された移動フレームを前記ロータの回転方向に対応する方向に繋ぎ合わせ、内壁画像を生成する合成部とを備える検査装置。 An inspection device for inspecting an inner wall of a kneading chamber in which a kneader kneads a kneaded product,
An imaging device removably fixed to a rotor disposed in the kneading chamber;
When the rotation of the rotor is started, a photographing control unit that causes the photographing device to continuously photograph the inner wall of the kneading chamber;
An identification unit that performs image processing on a frame photographed by the photographing device and identifies a stop frame photographed while the rotor is stationary and a moving frame photographed while the rotor is rotating;
When the rotor rotates by a certain angle from the identified moving frames, the moving frames photographed by the photographing device are extracted, and the extracted moving frames are arranged on the time axis at regular intervals. A placement section;
An inspection apparatus comprising: a combining unit that joins the arranged moving frames in a direction corresponding to a rotation direction of the rotor to generate an inner wall image.
前記識別部は、前記複数の撮影条件で撮影されたフレームの中からコントラストが最も高いフレームをサイクル毎に抽出し、前記抽出したフレームに対して前記画像処理を行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の検査装置。 A switching unit that switches a plurality of shooting conditions cyclically and causes the shooting device to perform shooting;
The said identification part extracts the flame | frame with the highest contrast from the flame | frame image | photographed on these imaging | photography conditions for every cycle, and performs the said image process with respect to the said extracted flame | frame. The inspection apparatus according to one item.
前記切替部は、前記複数の光源をサイクリックに点灯させ、前記点灯と前記撮影装置による撮影とを同期させて、前記撮影条件を切り替える請求項4記載の検査装置。 The photographing apparatus includes a plurality of light sources that irradiate light to a photographing spot of the photographing apparatus from a plurality of directions.
The inspection apparatus according to claim 4, wherein the switching unit switches on the imaging conditions by causing the plurality of light sources to light cyclically and synchronizing the lighting with imaging by the imaging apparatus.
前記内壁画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された内壁画像内の任意の位置を指定する第1指示であって、動画表示を指示するための第1指示を受け付ける第1受付部と、
前記第1指示により指定された位置を撮影したフレームと、当該フレームの撮影タイミングを含む一定の期間に前記撮影装置で撮影された複数のフレームとを前記フレーム記憶部から読み出して、前記表示部に動画表示させる再生部とを更に備える請求項1〜6のいずれか一項に記載の検査装置。 A frame storage unit for storing frames photographed by the photographing device;
A display unit for displaying the inner wall image;
A first instruction for specifying an arbitrary position in the inner wall image displayed on the display unit, the first receiving unit receiving a first instruction for instructing a moving image display;
A frame obtained by photographing the position designated by the first instruction and a plurality of frames photographed by the photographing apparatus during a certain period including the photographing timing of the frame are read from the frame storage unit, and are displayed on the display unit. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a reproduction unit that displays a moving image.
前記第2指示により指定された位置の近傍にコメント入力画面を表示させ、前記コメント入力画面にユーザにより入力されたコメントを表示させると共に、ユーザにより入力されたコメントが表示された前記コメント入力画面が前記内壁画像に重畳表示されたレポート画像を生成するコメント管理部とを更に備える請求項7又は8記載の検査装置。 A second accepting unit for accepting a second instruction for displaying a comment input screen at an arbitrary position in the inner wall image displayed on the display unit;
A comment input screen is displayed near the position designated by the second instruction, the comment input by the user is displayed on the comment input screen, and the comment input screen on which the comment input by the user is displayed The inspection apparatus according to claim 7, further comprising a comment management unit that generates a report image superimposed and displayed on the inner wall image.
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