JP7348156B2 - 角棒体寸法測定装置および該方法 - Google Patents

Description

本発明は、角棒体、好ましくは熱間鍛造中の角棒体の寸法を非接触で測定する角棒体寸法測定装置および角棒体寸法測定方法に関する。

従来、高温（約１０００℃）に加熱したインゴット（鋳塊）にハンマ等による打撃によってプレス加工を施す鍛造工程を経ることにより、該インゴットから丸棒状や角棒状の鍛造品が形成されている。上記鍛造工程において、寸法精度の高い鍛造品を形成するために、鍛造工程中に１または複数回、鍛造加工中の鍛造材（鍛造ワーク）の寸法が計測される。このような鍛造材の計測方法は、高温に加熱された鍛造材から高い輻射熱が多量に放射されるため、作業者にとって酷暑作業となる。さらに、上述の計測方法は、人為的な作業によって計測するものであるから、計測値がばらつく可能性がある。そこで、カメラ等の撮像手段を用いることにより、鍛造材に非接触で、かつ、機械的な計測を可能とする計測技術が、例えば特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示された直径計測装置は、丸棒状の被計測体を背景と共に撮像可能であって、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像手段と、該撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測手段とを備える携帯可能な計測ヘッド部と、前記撮像手段によって得られた画像及び前記計測手段によって得られた計測値に基づいて前記被計測体の直径を演算する演算手段を備える信号処理部と、前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させるための光軸直交手段と、を備える。

特開２００７－１５５３５７号公報

ところで、角棒体の寸法を測定する場合、角棒体における、設置位置の変動、サイズの変動、カメラの高さや仰角の変動によって、画像に角棒体の上面が写り込んだり、下面が写り込んだりする。このため、上面や下面が画像に写り込むと正しく幅や厚み（奥行）を測定することが難しい。

そして、鍛造の作業が長引き、鍛造材が冷える場合、丸棒体は、均等に冷える。そのため画像中の丸棒体の輝度は、ほぼ均等に下がるため、カメラの露光時間を下げる、あるいはエッジ抽出の閾値を下げることで、対応は、可能である。しかしながら、角棒体は、稜から冷えるので、角棒体表面の輝度分布は、不均一になってしまう。そのため、輝度の解析が難しく、安定してエッジを検出することが難しい。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる角棒体寸法測定装置および角棒体寸法測定方を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる角棒体寸法測定装置は、測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像する撮像部と、前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、前記一方エッジに交差するとともに前記他方エッジに交差するように前記角棒体にスリット状のスリット光を照射する光源部と、前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御部と、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成部と、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成部と、前記距離測定部で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成部で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算部とを備え、前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記露光時間制御部は、前記光源部に前記スリット光を照射させ、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記撮像部で撮像した画像における前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて前記第１および第２輝度プロファイルを生成する。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記撮像部の前に配置され、赤色波長以上または近赤外波長以上の波長の光（電磁波）を透過する第１フィルタ部をさらに備える。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記スリット光は、緑色光であり、前記撮像部の前に配置され、前記緑色光を透過する第２フィルタ部をさらに備える。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記スリット光は、緑色光であり、前記撮像部の前に配置され、位置の切り替え可能に、赤色波長以上または近赤外波長以上の波長の光（電磁波）を透過する第１フィルタ部および前記緑色光を透過する第２フィルタ部を備えるフィルタユニットにさらに備え、前記露光制御部は、前記撮像部の前に第１フィルタ部が位置するように前記フィルタユニットを制御し、前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記撮像部の前に第２フィルタ部が位置するように前記フィルタユニットをさらに制御する。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記各位置において、前記軸心方向に沿う各画素の各輝度値の平均値を当該位置の輝度値として求める。

画像に角棒体の上面あるいは下面が写り込んだ場合には、上面あるいは下面と側面との稜付近で輝度が相対的に暗くなる。このため、一方エッジは、第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって中央位置に最も近い第１ピーク位置として第１輝度プロファイルに現れ、他方エッジは、第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって中央位置に最も近い第２ピーク位置として第２輝度プロファイルに現れる。上記角棒体寸法測定装置は、前記第１ピーク位置および前記第２ピーク位置に基づいて、角棒体の直交方向に沿う長さを求めるので、画像に角棒体の上面あるいは下面が写り込む場合でも、一方エッジおよび他方エッジを検出でき、角棒体の直交方向に沿う長さ（幅や厚み）をより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置は、所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように撮像部の露光時間を制御するので、鍛造の作業に伴って鍛造材が冷える場合でも、適切な露光時間で画像を生成できるから、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置は、撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、光源部にスリット光を照射させ、撮像部で撮像した画像におけるスリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて第１および第２輝度プロファイルを生成するので、鍛造材がさらに冷える場合でも、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。したがって、上記角棒体寸法測定装置は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

本発明の他の一態様にかかる角棒体寸法測定装置は、測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像する撮像部と、前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御部と、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成部と、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成部と、前記距離測定部で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成部で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算部と、前記角棒体の第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２幅用ウィンドウを記憶し、前記第１側面に隣接する第２側面における前記直交方向に沿う長さを厚みとして前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２厚み用ウィンドウを記憶するウィンドウ記憶部とを備え、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記幅を求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２幅用ウィンドウを用い、前記厚みを求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２厚み用ウィンドウを用いる。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、前記第１および第２幅用ウィンドウと前記第１および第２厚み用ウィンドウとを、複数回、交互に用いる。好ましくは、上述の角棒体寸法測定装置において、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記各位置において、前記軸心方向に沿う各画素の各輝度値の平均値を当該位置の輝度値として求める。

このような角棒体寸法測定装置は、第１ピーク位置および第２ピーク位置に基づいて、角棒体の直交方向に沿う長さを求めるので、画像に角棒体の上面あるいは下面が写り込む場合でも、一方エッジおよび他方エッジを検出でき、角棒体の直交方向に沿う長さ（幅や厚み）をより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置は、所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように撮像部の露光時間を制御するので、鍛造の作業に伴って鍛造材が冷える場合でも、適切な露光時間で画像を生成できるから、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。角棒体の鍛造では、幅と厚みとを交互に鍛造しながら調整する。上記角棒体寸法測定装置は、第１および第２幅用ウィンドウと第１および第２厚み用ウィンドウとを備えるので、幅と厚みとが異なる場合でも、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。したがって、上記角棒体寸法測定装置は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

本発明の他の一態様にかかる角棒体寸法測定方法は、測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像部で撮像する撮像工程と、前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、前記一方エッジに交差するとともに前記他方エッジに交差するように前記角棒体にスリット状のスリット光を照射する照射工程と、前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御工程と、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成工程と、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成工程と、前記距離測定工程で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成工程で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成工程で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算工程とを備え、前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記露光時間制御工程は、前記照射工程を実行し、前記第１および第２輝度プロファイル生成工程は、それぞれ、前記撮像部で撮像した画像における前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて前記第１および第２輝度プロファイルを生成する。

このような角棒体寸法測定方法は、第１ピーク位置および第２ピーク位置に基づいて、角棒体の直交方向に沿う長さを求めるので、画像に角棒体の上面あるいは下面が写り込む場合でも、一方エッジおよび他方エッジを検出でき、角棒体の直交方向に沿う長さ（幅や厚み）をより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定方法は、所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように撮像部の露光時間を制御するので、鍛造の作業に伴って鍛造材が冷える場合でも、適切な露光時間で画像を生成できるから、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定方法は、撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、光源部にスリット光を照射させ、撮像部で撮像した画像におけるスリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて第１および第２輝度プロファイルを生成するので、鍛造材がさらに冷える場合でも、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。したがって、上記角棒体寸法測定方法は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

本発明の他の一態様にかかる角棒体寸法測定方法は、測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像部で撮像する撮像工程と、前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御工程と、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成工程と、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成工程と、前記距離測定工程で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成工程で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成工程で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算工程と、前記第１および第２輝度プロファイル生成工程は、それぞれ、前記角棒体の第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として前記長さ演算工程で求める場合には、前記第１および第２プロファイル生成工程それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２幅用ウィンドウを用い、前記第１側面に隣接する第２側面にける前記直交方向に沿う長さを厚みとして前記長さ演算工程で求める場合には、前記第１および第２プロファイル生成工程それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２厚み用ウィンドウを用いる。

このような角棒体寸法測定方法は、第１ピーク位置および第２ピーク位置に基づいて、角棒体の直交方向に沿う長さを求めるので、画像に角棒体の上面あるいは下面が写り込む場合でも、一方エッジおよび他方エッジを検出でき、角棒体の直交方向に沿う長さ（幅や厚み）をより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定方法は、所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように撮像部の露光時間を制御するので、鍛造の作業に伴って鍛造材が冷える場合でも、適切な露光時間で画像を生成できるから、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定方法は、第１および第２幅用ウィンドウと第１および第２厚み用ウィンドウとを備えるので、幅と厚みとが異なる場合でも、第１および第２輝度プロファイルを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。したがって、上記角棒体寸法測定方法は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

本発明にかかる角棒体寸法測定装置および角棒体寸法測定方法は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

角棒体の熱間鍛造を説明するための模式図である。 実施形態における角棒体寸法測定装置の構成を示すブロック図である。 前記角棒体寸法測定装置を用いて角棒体を測定する様子を説明するための模式図である。 角棒体とプレス台との間の距離の違いによる角棒体の画像を説明するための模式図である。 一方エッジ（上エッジ）の位置を検出する検出手法を説明するための模式図である。 他方エッジ（下エッジ）の位置を検出する検出手法を説明するための模式図である。 長さ（幅、厚み）の演算手法を説明するための図である。 露光時間とスリット光の照射との関係を説明するための模式図である。 スリット光を用いたエッジの位置を検出する検出手法を説明するための模式図である。 前記角棒体寸法測定装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

実施形態における角棒体寸法測定装置は、測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像する撮像部と、前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御部と、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成部と、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成部と、前記距離測定部で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成部で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算部とを備える。

本実施形態では、角棒体寸法測定装置は、前記一方エッジに交差するとともに前記他方エッジに交差するように前記角棒体にスリット状のスリット光を照射する光源部をさらに備え、前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記露光制御部は、前記光源部に前記スリット光を照射させ、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記撮像部で撮像した画像における前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて前記第１および第２輝度プロファイルを生成する。

そして、本実施形態における角棒体寸法測定装置は、前記角棒体の第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２幅用ウィンドウを記憶し、前記第１側面に隣接する第２側面における前記直交方向に沿う長さを厚みとして前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２厚み用ウィンドウを記憶するウィンドウ記憶部をさらに備え、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記幅を求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２幅用ウィンドウを用い、前記厚みを求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２厚み用ウィンドウを用い、前記第１および第２幅用ウィンドウと前記第１および第２厚み用ウィンドウとを、複数回、交互に用いる。以下、このような角棒体寸法測定装置について、より具体的に説明する。

図１は、角棒体の熱間鍛造を説明するための模式図である。図１Ａは、角棒体の幅を熱間鍛造により調整する様子を示し、図１Ｂは、角棒体の厚みを熱間鍛造により調整する様子を示す。図２は、実施形態における角棒体寸法測定装置の構成を示すブロック図である。図３は、前記角棒体寸法測定装置を用いて角棒体を測定する様子を説明するための模式図である。図３Ａは、模式的な側面図を示し、図３Ｂは、模式的な上面図を示す。図４は、角棒体とプレス台との間の距離の違いによる角棒体の画像を説明するための模式図である。図４Ａは、画像に角棒体における下面および側面が写り込む場合を示し、図４Ｂは、画像に角棒体における側面のみが写り込む場合を示す。図５は、一方エッジ（上エッジ）の位置を検出する検出手法を説明するための図である。図６は、他方エッジ（下エッジ）の位置を検出する検出手法を説明するための図である。図５Ａおよび図６Ａは、それぞれ、画像を示し、図５Ｂおよび図６Ｂは、それぞれ、輝度プロファイルを示し、図５Ｃおよび図６Ｃは、それぞれ、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化を示す。図５Ｂ、図６Ｂ、図５Ｃおよび図６Ｃにおける上段は、一方エッジ（上エッジ）の場合を示し、図５Ｂ、図６Ｂ、図５Ｃおよび図６Ｃにおける下段は、他方エッジ（下エッジ）の場合を示す。図７は、長さ（幅、厚み）の演算手法を説明するための図である。図８は、露光時間とスリット光の照射との関係を説明するための図である。図８の横軸は、露光時間であり、その縦軸は、角棒体の温度である。図９は、スリット光を用いたエッジの位置を検出する検出手法を説明するための図である。図９Ａは、画像を示し、図９Ｂは、輝度プロファイルを示し、図９Ｃは、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化を示す。図９Ｂおよび図９Ｃにおける上段は、一方エッジ（上エッジ）の場合を示し、図９Ｂおよび図９Ｃにおける下段は、他方エッジ（下エッジ）の場合を示す。

角棒体の熱間鍛造では、図１に示すように、角棒体Ｏｂは、中実な角柱状であり、その温度が熱間鍛造の可能な約６００～１０００℃の高温であり、その一方端がマニプレータＭＰによって把持されて支持され、プレス台ＴＢ上に載せられてプレス機ＰＭによって叩かれ、その寸法（幅および厚み（奥行））が調整される。マニプレータＭＰは、角棒体Ｏｂを回転させたり、角棒体Ｏｂを長尺方向に沿って移動させたりできる。これによってプレス機ＰＭで叩かれる面および箇所を変えられる。オペレータは、マニプレータＭＰおよびプレス機ＰＭを操作することによって熱間鍛造中の鍛造材に対する叩く面および箇所を変え、前記鍛造材を所望の幅、厚みおよび長尺方向の長さに加工し、例えば平角材等の角棒体Ｏｂを製造する。この際に、オペレータは、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、マニプレータＭＰおよびプレス機ＰＭを操作することによって、幅の調整および厚みの調整を、叩く面を交互に変えることによって、交互に実施する。

上記鍛造工程において、寸法精度の高い鍛造品を形成するために、鍛造工程中に複数回、鍛造加工中の鍛造材（鍛造ワーク）の寸法が次の角棒体寸法測定装置Ｄによって計測される。

この実施形態における角棒体寸法測定装置Ｄは、例えば、図２および図３に示すように、撮像部１と、距離測定部２と、光源部３と、制御処理部４と、入力部５と、表示部６と、インターフェース部（ＩＦ部）７と、記憶部８とを備える。

撮像部１は、制御処理部４に有線または無線で接続され、制御処理部４の制御に従って、測定対象の角棒体Ｏｂにおける、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角θで前記角棒体Ｏｂを撮像する装置である。撮像部１は、例えば、可視光の画像を生成するデジタルカメラであってよいが、本実施形態では、赤外光の画像を生成するデジタル赤外線カメラである。このような撮像部１は、例えば、撮像対象における赤外の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象における赤外の光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ、および、イメージセンサの出力を画像処理することで前記撮像対象における赤外の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタル赤外線カメラである。撮像部１は、自動的に焦点を被写体に合わせるオードフォーカス機能（自動焦点機能）を備えることが好ましいが、マニュアル（手動）で合焦されてもよく、固定焦点式であってもよい。熱間鍛造中の角棒体Ｏｂは、赤熱しているため、好ましくは、撮像部１は、前記撮像部１の前に配置され、赤色波長以上または近赤外波長以上の波長の光（電磁波）を透過する第１フィルタ部をさらに備える。これによって角棒体Ｏｂを写し込んだ画像は、角棒体Ｏｂの画像部分が明るくなる一方、その背景の画像部分が暗くなるため、前記画像から、後述のように、角棒体Ｏｂのエッジが抽出され易くなる。本実施形態では、後述するように、所定の条件を満たす場合に、緑光のスリット光を角棒体Ｏｂに照射するため、撮像部１は、前記撮像部１の前に配置され、位置の切り替え可能に、赤色波長以上または近赤外波長以上の波長の光を透過する第１フィルタ部および前記緑色光を透過する第２フィルタ部を備えるフィルタユニットＡＴに備えている。より具体的には、撮像部１は、前記結合光学系の前玉側にフィルタユニットＡＴが装着されている。このフィルタユニットＡＴは、例えば、前記第１フィルタ部が嵌め込まれた第１開口部および前記第２フィルタ部が嵌め込まれた第２開口部を備える板状のフィルタ板と、前記フィルタ板を前記結合光学系の前玉側に装着するための装着機構と、制御処理部４に有線または無線で接続され制御処理部４の制御に従って、前記第１および第２開口部の一方（前記第1および第２フィルタ部の一方）を前記結合光学系の前に位置するように前記フィルタ板を移動させる駆動部とを備える。なお、前記第１フィルタ部に加えて、前記撮像部１の前に配置され、前記緑色光を透過する第２フィルタ部が別体でさらに用意され、マニュアル（手動）で、第１および第２フィルタ部の一方が前記結合光学系の前玉側に必要に応じて装着されてもよい。

撮像部１は、角棒体Ｏｂを撮像することによって生成した画像（画像データ）を制御処理部４へ出力する。

距離測定部２は、制御処理部４に有線または無線で接続され、制御処理部４の制御に従って、撮像部１の光軸から角棒体Ｏｂの軸心方向にずれて前記撮像部１の光軸と平行な測定方向で、前記撮像部１から前記角棒体表面までの距離を測定する装置である。より具体的には、距離測定部２は、撮像部１における結像光学系のレンズ中心から、角棒体Ｏｂの表面までの距離を測定する。距離測定部２は、例えば、レーザ距離計等を備えて構成される。距離測定部２は、測定結果である、撮像部１から角棒体Ｏｂの表面までの距離を制御処理部４へ出力する。

光源部３は、制御処理部４に有線または無線で接続され、制御処理部４の制御に従って、角棒体Ｏｂの一方エッジに交差するとともに前記角棒体Ｏｂの他方エッジに交差するように前記角棒体Ｏｂにスリット状のスリット光を照射する装置である。本実施形態では、例えば、光源部３は、前記一方エッジに直交するとともに前記他方エッジに直交するように、すなわち、前記直交方向に沿うように、前記角棒体Ｏｂにスリット光を照射する。光源部３は、例えば、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光源から放射されたレーザ光を、スリット光状に形成するためのスリット状の開口部を持つスリット板とを備える。

これら撮像部１、距離測定部２および光源部３は、図３に示すように、スタンドＳＴに配設される。このスタンドＳＴは、図３Ａに示すように、水平面から所定の仰角θで角棒体Ｏｂを撮像するように撮像部１を配設するための、前記仰角θと同角度θで水平面（床面）に対して傾斜する傾斜面を有する断面台形状であって板状の部材である配設台ＳＴａと、前記プレス台ＴＢを配設した床面に立設され、配設台ＳＴａを前記床面から高さｈで支持する柱状の部材である支持体ＳＴｂとを備える。光源部３、撮像部１および距離測定部２は、図３Ｂに示すように、この順で、配設台ＳＴａの傾斜面上に一方端から他方端へ順次に配設される。距離測定部２は、上述のように、その測定方向（測定方向を表す直線）ＳＤが撮像部１の光軸ＡＸから角棒体Ｏｂにおける軸心ＣＬに沿う軸心方向にずれて前記撮像部１の光軸ＡＸと平行になるように前記配設台の傾斜面上に配設される。すなわち、撮像部１と距離測定部２とは、前記撮像部１の光軸ＡＸと前記距離測定部２の測定方向（測定方向を表す直線）ＳＤとが同じ高さで平行になるように配設台ＳＴａの傾斜面上に配設される。

入力部５は、制御処理部４に接続され、例えば、寸法の測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、測定対象の角棒体Ｏｂの名称（ロット番号等）や角棒体Ｏｂの寸法の種類（幅、厚み）等の、角棒体寸法測定装置Ｄを動作させる上で必要な各種データを角棒体寸法測定装置Ｄに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチやキーボードやマウス等である。表示部６は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、入力部５から入力されたコマンドやデータ、測定結果である角棒体Ｏｂの寸法（幅、厚み）等を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等の表示装置等である。

ＩＦ部７は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ－２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部７は、外部機器との間で通信を行う回路であり、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等であってもよい。

記憶部８は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、制御処理プログラムが含まれ、前記制御処理プログラムには、角棒体寸法測定装置Ｄの各部１～３、５～８を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、角棒体Ｏｂにおける直交方向の中央位置を含むように角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように撮像部１の露光時間を制御する露光時間制御プログラムや、前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成プログラムや、前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成プログラムや、距離測定部２で測定した距離、前記仰角θ、前記第１輝度プロファイル生成プログラムで生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成プログラムで生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算プログラム等が含まれる。前記各種の所定のデータには、例えば、角棒体Ｏｂの寸法の種類（幅、厚み）や輝度プロファイルを生成する画像領域を表すウィンドウＦＲ等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部８は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部８は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部４のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。なお、記憶部８は、大容量を記憶可能なハードディスク装置を備えてもよい。

記憶部８は、前記ウィンドウＦＲを記憶するウィンドウ記憶部８１を機能的に備える。このウィンドウＦＲは、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗ、ならびに、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓを含む。第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗは、角棒体Ｏｂの第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として後述の長さ演算部４４で求める場合に後述の第１および第２プロファイル生成部４２、４３それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための画像領域である。第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓは、前記第１側面に隣接する第２側面における前記直交方向に沿う長さを厚みとして長さ演算部４４で求める場合に第１および第２プロファイル生成部４２、４３それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための画像領域である。ウィンドウＦＲは、例えば図５Ａ、図６Ａおよび図９Ａに示すように、前記直交方向に沿う長さを有する所定のサイズの矩形形状である。ウィンドウ記憶部８１は、例えば、ウィンドウＦＲの中心位置（例えば対角線の交点の位置）を記憶することで、ウィンドウＦＲを記憶する。

制御処理部４は、角棒体寸法測定装置Ｄの各部１～３、５～８を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、角棒体Ｏｂにおける、軸心方向に直交する直交方向に沿う長さを非接触で測定するための回路である。制御処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部４には、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部４１、第１輝度プロファイル生成部４２、第２輝度プロファイル生成部４３、長さ演算部４４およびウィンドウ処理部４５が機能的に構成される。

制御部４１は、角棒体寸法測定装置Ｄの各部１～３、５～８を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、角棒体寸法測定装置Ｄ全体の制御を司るものである。そして、本実施形態では、制御部４１は、例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、角棒体Ｏｂにおける直交方向の中央位置ＣＰを含むように前記角棒体表面に仮想的に設定された所定の領域（露光時間設定領域）ＥＰの平均輝度（露光時間設定領域ＥＰ内における各画素の各輝度値の平均値）が所定の輝度値（露光時間設定輝度値）となるように撮像部１の露光時間を制御する。制御部４１は、例えば、第１および第２輝度プロファイルを生成するための画像を撮像部１で撮像して生成する前に、露光時間を制御するための画像（露光時間設定用画像）を撮像部１で撮像して生成し、この露光時間設定用画像から、露光時間設定領域ＥＰの平均輝度を求め、この求めた露光時間設定領域ＥＰの平均輝度が露光時間設定輝度値となるように撮像部１の露光時間を設定する。そして、制御部４１は、角棒体Ｏｂを撮像する際に、この設定した露光時間で撮像するように、撮像部１を制御する。露光時間設定領域ＥＰの形状およびそのサイズ（面積）は、例えば複数のサンプルから予め適宜に設定される。図５Ａおよび図５Ｂに示す例では、露光時間設定領域ＥＰは、軸心方向に長尺な矩形形状である。露光時間設定輝度値は、例えば複数のサンプルから、画像上で、角棒体Ｏｂの画像と背景とが識別できる程度（エッジの位置が判定できる程度）に、予め適宜に設定される。

ここで、鍛造中に角棒体Ｏｂを撮像部１で撮像した画像（角棒体画像）ＰＣについて説明する。鍛造中では、通常、上述したように、角棒体Ｏｂは、プレス台ＴＢ上に載せられてプレス機ＰＭによって叩かれるが、鍛圧状況を確認するために、オペレータ（ユーザ）は、マニプレータＭＰを操作することによって角棒体Ｏｂをプレス台ＴＢから距離Ｄだけ浮かせる場合がある。浮かせた角棒体Ｏｂとプレス台ＴＢとの距離Ｄは、様々であるので、その距離Ｄ１、Ｄ２によっては、図４Ａに示すように、撮像部１の視野に角棒体Ｏｂの側面だけでなく底面も入り込む結果、角棒体画像ＰＣａには、角棒体Ｏｂにおける側面および底面が写り込む場合や、図４Ｂに示す角棒体画像ＰＣｂのように、角棒体Ｏｂの側面のみが写り込む場合がある。図４Ｂに示す角棒体画像ＰＣｂの場合では、角棒体画像ＰＣｂに、エッジを抽出するエッジフィルタを作用させる画像処理によって、背景が写り込んだ画像の領域（背景の画像領域）ＡＲｂ１と側面が写り込んだ画像の領域（側面の画像領域）ＡＲｂ２との境界および背景の画像領域ＡＲｂ３と側面の画像領域ＡＲｂ２との境界のみを抽出できるから、側面の一方エッジ（上エッジ）は、背景の画像領域ＡＲｂ１と側面の画像領域ＡＲｂ２との境界として検出でき、側面の他方エッジ（下エッジ）は、背景の画像領域ＡＲｂ３と側面の画像領域ＡＲｂ２との境界として検出できる。しかしながら、図４Ａに示す角棒体画像ＰＣａのように、側面および底面が写り込むと、エッジフィルタの画像処理では、背景の画像領域ＡＲａ１と側面の画像領域ＡＲａ２との境界および底面が写り込んだ画像の領域（底面の画像領域）ＡＲｂ３と背景の画像領域ＡＲｂ４との境界が検出されるため、側面の他方エッジの検出が難しい。エッジフィルタの画像処理によって、側面の画像領域ＡＲａ２と底面の画像領域ＡＲａ３との境界が検出できたとしても、エッジフィルタの画像処理だけでは、角棒体寸法測定装置が角棒体画像ＰＣａに側面および底面が写っているか、側面のみが写っているか、を判別できないので、側面の画像領域ＡＲａ２と底面の画像領域ＡＲａ３との境界を抽出することが難しい。このため、本実施形態では、以下のように、角棒体画像ＰＣから輝度プロファイルが生成され、この輝度プロファイルに基づいて一方エッジおよび他方エッジが検出されている。

第１輝度プロファイル生成部４２は、撮像部１で撮像して生成された角棒体画像ＰＣに基づいて第１輝度プロファイルαを生成するものである。より具体的には、図５Ａおよび図５Ｂならびに図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１輝度プロファイル生成部４２は、一方エッジから前記直交方向の中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った角棒体画像ＰＣｃ、ＰＣｄ上での各位置Ｙを表す第１位置軸Ｙ１と、輝度値Ｂを表す第１輝度軸Ｂ１とから成る第１座標系Ｙ１Ｂ１において、位置Ｙと当該位置Ｙの輝度値Ｂとの関係を表す第１輝度プロファイルαｃ、αｄを生成する。

ここで、本実施形態では、第１輝度プロファイル生成部４２は、角棒体画像ＰＣにおける、ウィンドウ記憶部８１に記憶されているウィンドウＦＲ内の画像領域で第１輝度プロファイルαを生成する。より具体的には、図５Ａおよび図６Ａに示すように、第１輝度プロファイル生成部４２は、幅を求める場合にはウィンドウ記憶部８１に記憶された第１幅用ウィンドウＦＲｕｗを用い、第１幅用ウィンドウＦＲｕｗ内の画像領域で第１輝度プロファイルαｃ、αｄを生成し、厚みを求める場合にはウィンドウ記憶部８１に記憶された第１厚み用ウィンドウＦＲｕｓを用い、第１厚み用ウィンドウＦＲｕｓ内の画像領域で第１輝度プロファイルαｃ、αｄを生成する。

第２輝度プロファイル生成部４３は、撮像部１で撮像して生成された角棒体画像ＰＣに基づいて第２輝度プロファイルαを生成するものである。より具体的には、図５Ａおよび図５Ｂならびに図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２輝度プロファイル生成部４３は、他方エッジから前記直交方向の中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った角棒体画像ＰＣｃ、ＰＣｄ上での各位置Ｙを表す第２位置軸Ｙ２と、輝度値Ｂを表す第２輝度軸Ｂ２とから成る第２座標系Ｙ２Ｂ２において、位置Ｙと当該位置Ｙの輝度値Ｂとの関係を表す第２輝度プロファイルβｃ、βｄを生成する。

ここで、本実施形態では、第２輝度プロファイル生成部４３は、角棒体画像ＰＣにおける、ウィンドウ記憶部８１に記憶されているウィンドウＦＲ内の画像領域で第２輝度プロファイルβを生成する。より具体的には、図５Ａおよび図６Ａに示すように、第２輝度プロファイル生成部４３は、幅を求める場合にはウィンドウ記憶部８１に記憶された第２幅用ウィンドウＦＲｄｗを用い、第２幅用ウィンドウＦＲｄｗ内の画像領域で第２輝度プロファイルβｃ、βｄを生成し、厚みを求める場合にはウィンドウ記憶部８１に記憶された第２厚み用ウィンドウＦＲｄｓを用い、第２厚み用ウィンドウＦＲｄｓ内の画像領域で第２輝度プロファイルβｃ、βｄを生成する。

なお、第１および第２輝度プロファイル生成部４２、４３は、それぞれ、前記各位置Ｙにおいて、前記軸心方向に沿う各画素の各輝度値Ｂの平均値を当該位置の輝度値として求めてもよい。

長さ演算部４４は、距離測定部２で測定した距離（撮像部１から角棒体表面までの距離）、仰角θ、第１輝度プロファイル生成部４２で生成した第１輝度プロファイルαにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、第２輝度プロファイル生成部４３で生成した第２輝度プロファイルβにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さを求めるものである。

ここで、図５Ａに示すように、角棒体画像ＰＣｃに角棒体Ｏｂにおける側面および上面が写り込んでいる場合では、第２輝度プロファイルβｃは、図５Ｂの下段に示すように、角棒体画素ＰＣｃでの位置Ｙが角棒体画像ＰＣｃの下方部分から前記中央位置に向うに従って、輝度値Ｂが背景の画像領域ＡＲｃ４の輝度値により略一定値で推移し、背景の画像領域ＡＲｃ４と側面の画像領域ＡＲｃ３との境界から、側面の画像領域ＡＲｃ３の輝度値により徐々に増加するプロファイルとなる。これに対し、第１輝度プロファイルαｃは、図５Ｂの上段に示すように、角棒体画素ＰＣｃでの位置Ｙが角棒体画像ＰＣｃの上方部分から前記中央位置に向うに従って、輝度値Ｂが背景の画像領域ＡＲｃ１の輝度値により略一定値で推移し、背景の画像領域ＡＲｃ１と上面の画像領域ＡＲｃ２との境界で増加し、上面の画像領域ＡＲｃ２の輝度値により略一定値で推移し、上面の画像領域ＡＲｃ２と側面の画像領域ＡＲｃ３との境界で減少してから、側面の画像領域ＡＲｃ３の輝度値により徐々に増加するプロファイルとなる。

したがって、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化、すなわち、位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ）は、第２輝度プロファイルβｃでは、図５Ｃの下段に示すように、背景の画像領域ＡＲｃ４と側面の画像領域ＡＲｃ３との境界の位置、すなわち、他方エッジＤＥｃの位置Ｙｄで１個のピークＰＫｃ３が現れる単峰のプロファイルとなる。一方、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化（位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ））は、第１輝度プロファイルαｃでは、図５Ｃの上段に示すように、背景の画像領域ＡＲｃ１と上面の画像領域ＡＲｃ２との境界の位置、および、上面の画像領域ＡＲｃ２と側面の画像領域ＡＲｃ３との境界の位置（すなわち、一方エッジＵＥｃの位置）Ｙｕそれぞれで複数、ここでは２個のピークＰＫｃ１、ＰＫｃ２が現れる複峰のプロファイルとなる。輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫは、第１および第２輝度プロファイルα、βのいずれの場合でも、前記中央位置に最も近いピークＰＫがエッジを表している。図５に示す例では、第１輝度プロファイルαｃにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫｃ１、ＰＫｃ２であって前記中央位置に最も近い第１ピークＰＫｃ２は、一方エッジ（上エッジ）ＵＥｃを表し、第２輝度プロファイルβｃにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫｃ３であって前記中央位置に最も近い第２ピークＰＫｃ３は、他方エッジ（下エッジ）ＤＥｃを表す。第１ピークＰＫｃ２の位置（第１ピーク位置）は、一方エッジＵＥｃの位置Ｙｕｃとなり、第２ピークＰＫｃ３の位置（第２ピーク位置）は、他方エッジＤＥｃの位置Ｙｄｃとなる。

なお、ピークを求める際に、エッジを表すピークＰＫか否かを判定するための所定の閾値（ピーク判定閾値）が用いられてもよい。より具体的には、長さ演算部４４は、輝度プロファイルα、βにおける、位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ）のピークが正の場合、前記ピーク（前記ピークの微分値）が第１ピーク判定閾値Ｔｈｖ１より大きいか否かを判定し、大きい場合には、前記ピークがエッジを表すピークＰＫであると判定し、大きくない場合には、前記ピークがエッジを表すピークＰＫではないと判定する。長さ演算部４４は、輝度プロファイルα、βにおける、位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ）のピークが負の場合、前記ピークが第２ピーク判定閾値Ｔｈｖ２より小さいか否かを判定し、小さい場合には、前記ピークがエッジを表すピークＰＫであると判定し、小さくない場合には、前記ピークがエッジを表すピークＰＫではないと判定する。第１および第２ピーク判定閾値Ｔｈｖ１、Ｔｈｖ２は、例えば複数のサンプルから予め適宜に設定される。これによりノイズのピークが除去され、より正しく、エッジを表すピークＰＫが検出できる。

図６Ａに示すように、角棒体画像ＰＣｃに角棒体Ｏｂにおける側面および下面が写り込んでいる場合では、第１輝度プロファイルαｄは、図６Ｂの上段に示すように、角棒体画素ＰＣｄでの位置Ｙが角棒体画像ＰＣｄの上方部分から前記中央位置に向うに従って、輝度値Ｂが背景の画像領域ＡＲｄ１の輝度値により略一定値で推移し、背景の画像領域ＡＲｄ１と側面の画像領域ＡＲｄ２との境界から、側面の画像領域ＡＲｄ２の輝度値により徐々に増加するプロファイルとなる。これに対し、第２輝度プロファイルβｄは、図６Ｂの下段に示すように、角棒体画素ＰＣｄでの位置Ｙが角棒体画像ＰＣｄの下方部分から前記中央位置に向うに従って、輝度値Ｂが背景の画像領域ＡＲｄ４の輝度値により略一定値で推移し、背景の画像領域ＡＲｄ４と下面の画像領域ＡＲｄ３との境界で増加し、下面の画像領域ＡＲｄ３の輝度値により略一定値で推移し、下面の画像領域ＡＲｄ３と側面の画像領域ＡＲｄ２との境界で減少してから、側面の画像領域ＡＲｄ２の輝度値により徐々に増加するプロファイルとなる。

したがって、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化（位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ））は、第１輝度プロファイルαｄでは、図６Ｃの上段に示すように、背景の画像領域ＡＲｄ１と側面の画像領域ＡＲｄ２との境界の位置、すなわち、一方エッジＵＥｄの位置Ｙｕで１個のピークＰＫｄ１が現れる単峰のプロファイルとなる。一方、輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化（位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値（ｄＢ／ｄＹ））は、第２輝度プロファイルβｄでは、図６Ｃの下段に示すように、背景の画像領域ＡＲｄ４と下面の画像領域ＡＲｄ３との境界の位置、および、下面の画像領域ＡＲｄ３と側面の画像領域ＡＲｄ２との境界の位置（すなわち、他方エッジＤＥｄの位置）Ｙｕそれぞれで複数、ここでは２個のピークＰＫｄ２、ＰＫｄ３が現れる複峰のプロファイルとなる。輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫは、第１および第２輝度プロファイルα、βのいずれの場合でも、前記中央位置に最も近いピークがエッジを表している。図６に示す例では、第１輝度プロファイルαｄにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫｄ１であって前記中央位置に最も近い第１ピークＰＫｄ１は、一方エッジ（上エッジ）ＵＥｄを表し、第２輝度プロファイルβｄにおける位置変化に対する輝度変化のピークＰＫｄ２、ＰＫｄ３であって前記中央位置に最も近い第２ピークＰＫｄ３は、他方エッジ（下エッジ）ＤＥｄを表す。第１ピークＰＫｄ１の位置（第１ピーク位置）は、一方エッジＵＥｄの位置Ｙｕｄとなり、第２ピークＰＫｄ３の位置（第２ピーク位置）は、他方エッジＤＥｄの位置Ｙｄｄとなる。

このため、第１ピーク位置と第２ピーク位置との間の長さに基づいて角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さが求められる。

より具体的には、図７に示すように、角棒体Ｏｂの一方エッジ（上エッジ）ＵＥは、撮像部１の前記結像光学系ＯＰＳを介して撮像部１の前記イメージセンサの撮像面ＩＳにおける点ｂに結像し、この点ｂの位置は、第１輝度プロファイルαに基づいて上述のように第１ピークＰＫの位置Ｙｕとして求められる。角棒体Ｏｂの他方エッジ（下エッジ）ＤＥは、撮像部１の前記結像光学系ＯＰＳを介して撮像部１の前記イメージセンサの撮像面ＩＳにおける点ａに結像し、この点ａの位置は、第２輝度プロファイルβに基づいて上述のように第２ピークＰＫの位置Ｙｄとして求められる。図７に示すように、撮像部１の前記結像光学系の光軸ＡＸをＺ軸とし、撮像部１の前記結像光学系ＯＰＳのレンズ中心を通り前記Ｚ軸に直交する垂直方向（上下方向）の直線をＹ軸とする座標系ＹＺにおいて、角棒体Ｏｂの他方エッジ（下エッジ）ＤＥと点ａとを通る直線ＬＮ１をＰ_１Ｙ＋Ｑ_１Ｚ＋Ｒ_１＝０とし、角棒体Ｏｂの一方エッジ（上エッジ）ＵＥと点ｂとを通る直線ＬＮ２をＰ_２Ｙ＋Ｑ_２Ｚ＋Ｒ_２＝０とし、角棒体Ｏｂの側面における前記直交方向に伸びる直線ＮＬ３をＰ_３Ｙ＋Ｑ_３Ｚ＋Ｒ_３＝０（角棒体Ｏｂの側面は平面であって床面に垂直であるとの前提）とすると、角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さＨは、直線ＬＮ１と直線ＬＮ３との交点および直線ＬＮ１と直線ＬＮ２との交点の間の長さとなることから、距離測定部１で測定した、撮像部１から角棒体表面までの距離をＬとし、仰角をθとし、撮像部１における前記結像光学系の焦点距離をｆとすると、次のように求めることができる。

まず、直線ＬＮ１は、座標系ＹＺにおいて、点ａ（－ｆ、－ａ）および原点（０、０）の２点を通る直線であるから、係数Ｐ_１、Ｑ_１、Ｒ_１は、焦点距離ｆおよび第１輝度プロファイルαに基づいて上述のように求められる測定値ａの関数として求められる。

次に、直線ＬＮ２は、座標系ＹＺにおいて、点ｂ（－ｆ、－ｂ）および原点（０、０）の２点を通る直線であるから、係数Ｐ_２、Ｑ_２、Ｒ_２は、焦点距離ｆおよび第２輝度プロファイルβに基づいて上述のように求められる測定値ｂの関数として求められる。

次に、直線ＬＮ３は、角棒体Ｏｂの側面が平面であって床面に垂直であるとすると、直線Ｚ＝Ｌを、点（０、Ｌ）を中心に角度θだけ回転した直線であるから、係数Ｐ_３、Ｑ_３、Ｒ_３は、仰角θおよび上述のように距離測定部１で測定した測定値Ｌの関数として求められる。

次に、上エッジＵＥの座標値は、直線ＬＮ２と直線ＬＮ３との交点として求められ、下エッジＤＥの座標値は、直線ＬＮ１と直線ＬＮ３との交点として求められる。

そして、角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さＨは、上エッジＵＥの座標値と下エッジＤＥの座標値とから、ユークリッド距離として求められる。

よって、長さ演算部４４は、第１輝度プロファイルαについて、位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値を求めることで第１ピーク位置Ｙｕを求め、第２輝度プロファイルβについて、位置Ｙに対する輝度値Ｂの微分値を求めることで第２ピーク位置Ｙｄを求め、上述のアルゴリズムで角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さＨを求める。

ウィンドウ処理部４５は、ウィンドウ記憶部８１に記憶されているウィンドウＦＲ（第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗ、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓ）を調整し、更新するものである。角棒体Ｏｂの鍛造では、上述したように、叩く面を交互に変えることによって、幅の調整および厚みの調整が交互に実施される。このため、前回の幅と今回の幅とが異なる場合があるので、ウィンドウ処理部４５は、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各位置を調整し、ウィンドウ記憶部８１の記憶内容を更新する。例えば、ウィンドウ処理部４５は、前回の一方エッジ（上エッジ）の位置から今回のその位置を減算した減算結果だけ、第１幅用ウィンドウＦＲｕｗの位置をずらすとともに前回の他方エッジ（下エッジ）の位置から今回のその位置を減算した減算結果だけ、第２幅用ウィンドウＦＲｄｗの位置をずらすことによって、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各位置を調整する。あるいは例えば、ウィンドウ処理部４５は、前回の幅から今回の幅を減算した減算結果の半分だけ、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各位置をずらすことによって、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各位置を調整する。同様に、前回の厚みと今回の厚みとが異なる場合があるので、ウィンドウ処理部４５は、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各位置を調整し、ウィンドウ記憶部８１の記憶内容を更新する。例えば、ウィンドウ処理部４５は、前回の一方エッジ（上エッジ）の位置から今回のその位置を減算した減算結果だけ、第１厚み用ウィンドウＦＲｕｓの位置をずらすとともに前回の他方エッジ（下エッジ）の位置から今回のその位置を減算した減算結果だけ、第２厚み用ウィンドウＦＲｄｓの位置をずらすことによって、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各位置を調整する。あるいは例えば、ウィンドウ処理部４５は、前回の厚みから今回の厚みを減算した減算結果の半分だけ、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各位置をずらすことによって、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各位置を調整する。なお、各ウィンドウＦＲの各位置における各初期値は、測定前に入力部５から入力されてよく、鍛造前の鍛造材（鍛造ワーク）における寸法（幅、厚み）、仰角θおよび撮像部１（距離測定部２）の高さｈに基づいて推定できるので、デフォルト値として予め適宜に設定され記憶されてもよい。また、上述では、ウィンドウ処理部４５は、ウィンドウＦＲの位置を調整したが、そのサイズを鍛造の進捗に従って小さくなるように調整してもよい。

鍛造中、時間経過に従って角棒体Ｏｂが冷えてその温度が下がる。このため、上述したように、制御部４１は、露光時間設定領域ＥＰの平均輝度が露光時間設定輝度値となるように撮像部１の露光時間を制御する。これにより、図８に示すように、角棒体Ｏｂの温度の低下に従って露光時間が長くなる。ここで、角棒体Ｏｂでは、特に稜から冷えるので、角棒体画像ＰＣにおけるエッジが写り込んだ画像の領域（エッジ画像領域）が暗くなる（輝度が低下する）。このため、このような露光時間の制御だけでは、エッジの検出が難しくなってしまう。このため、本実施形態では、撮像部１の露光時間が所定の露光閾値Ｔｈ以上または越えた場合に、制御部４１は、光源部３に前記スリット光を照射させ、前記第２フィルタ部を撮像部１の前記結合光学系の前に位置するようにフィルタユニットＡＴを制御し、第１および第２輝度プロファイル生成部４２、４３は、それぞれ、撮像部１で撮像した角棒体画像ＰＣにおける前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて第１および第２輝度プロファイルα、βを生成する。スリット光が照射された角棒体Ｏｂを撮像した角棒体画像ＰＣｅは、例えば、図９Ａに示すように、スリット光が明瞭に写り込むため、第１および第２輝度プロファイル生成部４２、４３は、角棒体画像ＰＣｅにおける、前記スリット光が写り込んだ画像の領域（スリット光画像領域）ＳＰＣで、上述と同様に、例えば図９Ｂに示す第１および第２輝度プロファイルαｅ、βｅを生成し、長さ演算部４４は、例えば図９Ｃに示すように、これら第１および第２輝度プロファイルαｅ、βｅにおける位置Ｙに対する輝度値の微分値を求めることで、第１および第２ピークＰＫｅ１、ＰＫｅ２の第１および第２ピーク位置Ｙｕｅ、Ｙｄｅを検出できる。スリット光画像領域は、周辺より優位に明るいので、各位置Ｙで、角棒体画像ＰＣにおける水平方向に沿う各画素の最大輝度値を選出することで、抽出できる。

なお、本実施形態では、スリット光によっていわゆる光切断法による３次元計測を行うわけではないので、光切断法でのように角棒体Ｏｂに厳密にスリット光を照射する必要は無く、上述のように、ウィンドウＦＲで一方エッジＵＥよび他方エッジＤＥが検出できる程度に、角棒体Ｏｂにおける一方エッジＵＥおよび他方エッジＤＥに相当する部分にスリット光がかかるように照射されればよい。

これら制御処理部４、入力部５、表示部６、ＩＦ部７および記憶部８は、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。これら各部４～８構成するコンピュータは、例えば、オペレーションルームに配置され、コンソールに組み込まれてよく（コンソールと兼用されてよく）、あるいは、コンソールと別体であってもよい。あるいは、各棒体寸法測定装置Ｄは、各部１～８を一体に構成されてもよい。

次に、本実施形態の動作について説明する。図１０は、前記角棒体寸法測定装置の動作を示すフローチャートである。

このような構成の角棒体寸法測定装置Ｄは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部４には、その制御処理プログラムの実行によって、制御部４１、第１輝度プロファイル生成部４２、第２輝度プロファイル生成部４３、長さ演算部４４およびウィンドウ処理部４５が機能的に構成される。制御部４１は、前記第１フィルタ部を撮像部１の前記結合光学系の前に位置するようにフィルタユニットＡＴを制御する。

まず、オペレータ（ユーザ）は、例えば図３Ｂに示すように、撮像部１の光軸ＡＸ（撮像方向）および距離測定部２の測定方向ＳＤが角棒体Ｏｂの軸心ＣＬに直交するように、スタンドＳＴを設置することで、測定対象の角棒体Ｏｂに対し、撮像部１、距離測定部２および光源部３それぞれを配置する。オペレータは、必要に応じて、各ウィンドウＦＲの各位置における各初期値を入力部５から入力する。そして、オペレータは、入力部５から測定開始のコマンドを入力する。測定開始のコマンドの入力を受け付けると、角棒体寸法測定装置Ｄは、寸法の種類（幅、厚み）の入力を待ち受ける。

鍛造中に寸法を測る際に、鍛造を中断し、オペレータは、寸法の種類（幅、厚み）を入力部５に入力する。図１０において、まず、角棒体寸法測定装置Ｄは、入力部５から寸法の種類の入力を受け付けると（Ｓ１）、制御処理部４によって、寸法の種類を判定する（Ｓ２）。この判定の結果、寸法の種類が幅である場合（幅）には、制御処理部４は、ウィンドウ記憶部８１に記憶されている第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗをウィンドウ記憶部８１から読み込み（Ｓ３）、次に、処理Ｓ５を実行する。一方、判定の結果、寸法の種類が厚みである場合（厚み）には、制御処理部４は、ウィンドウ記憶部８１に記憶されている第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓをウィンドウ記憶部８１から読み込み（Ｓ４）、次に、処理Ｓ５を実行する。

この処理Ｓ５では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、露光時間設定領域ＥＰの平均輝度が露光時間設定輝度値となるように撮像部１の露光時間を設定する。

次に、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、この露光時間が露光閾値Ｔｈ以上（または越えた）か否かを判定する（Ｓ６）。この判定の結果、前記露光時間が露光閾値Ｔｈ以上である（または越えている）場合（Ｙｅｓ）には、角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ７および処理Ｓ８の各処理を順次に実行した後に、処理Ｓ１２を実行する。一方、前記判定の結果、前記露光時間が露光閾値Ｔｈ以上ではない（または越えていない）場合（Ｎｏ）には、角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ９、処理Ｓ１０および処理Ｓ１１の各処理を順次に実行した後に、処理Ｓ１２を実行する。

この処理Ｓ７では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、距離測定部２に距離を測定させ、処理Ｓ５で設定した露光時間で撮像部１に角棒体Ｏｂを撮像して角棒体画像ＰＣを生成させる。距離測定部２は、この測定した距離を制御処理部４へ出力し、撮像部１は、この生成した角棒体画像ＰＣを制御処理部４へ出力する。

前記処理Ｓ７に続く処理Ｓ８では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の第１および第２輝度プロファイル生成部４２、４３によって、寸法の種類が幅である場合には、角棒体画像ＰＣにおける、処理Ｓ３で読み込んだ第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各画像領域で第１および第２輝度プロファイルα、βを生成し、一方、寸法の種類が厚みである場合には、角棒体画像ＰＣにおける、処理Ｓ４で読み込んだ第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各画像領域で第１および第２輝度プロファイルα、βを生成し、次に、処理Ｓ１２を実行する。

一方、前記処理Ｓ９では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、前記第２フィルタ部を撮像部１の前記結合光学系の前に位置するようにフィルタユニットＡＴを制御し、光源部３にスリット光を照射させる。

前記処理Ｓ９に続く処理Ｓ１０では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、距離測定部２に距離を測定させ、スリット光の照射の際に用いられる予め適宜に設定された所定の露光時間で撮像部１に角棒体Ｏｂを撮像して角棒体画像ＰＣを生成させる。距離測定部２は、この測定した距離を制御処理部４へ出力し、撮像部１は、この生成した角棒体画像ＰＣを制御処理部４へ出力する。

前記処理Ｓ１０に続く処理Ｓ１１では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の第１および第２輝度プロファイル生成部４２、４３によって、寸法の種類が幅である場合には、角棒体画像ＰＣにおける、処理Ｓ３で読み込んだ第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗの各画像領域で第１および第２輝度プロファイルα、βを生成し、一方、寸法の種類が厚みである場合には、角棒体画像ＰＣにおける、処理Ｓ４で読み込んだ第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓの各画像領域で第１および第２輝度プロファイルα、βを生成し、次に、処理Ｓ１２を実行する。これら第１および第２輝度プロファイルα、βは、撮像部１で撮像した角棒体画像ＰＣにおける前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて生成される。

前記処理Ｓ１２では、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の長さ演算部４４によって、距離測定部２で測定した距離、仰角θ、第１輝度プロファイルαに基づいて求めた第１ピーク位置Ｙｕ、および、第２輝度プロファイルβに基づいて求めた第２ピーク位置Ｙｄに基づいて、角棒体Ｏｂの前記直交方向に沿う長さを、寸法の種類が幅である場合には幅として、一方、寸法の種類が厚みである場合には厚みとして、求める。

次に、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４の制御部４１によって、この求めた長さを表示部６に出力し、表示する（Ｓ１３）。なお、必要に応じて、制御部４１は、この求めた長さをＩＦ部７から外部の機器へ出力してもよい。

次に、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４のウィンドウ処理部４５によって、ウィンドウ記憶部８１に記憶されているウィンドウＦＲを調整し、更新する（Ｓ１４）。より具体的には、寸法の種類が幅である場合には、処理Ｓ３で読み込まれた第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗが調整され、調整後の第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗがウィンドウ記憶部８１に記憶されて更新される。一方、寸法の種類が厚みである場合には、処理Ｓ４で読み込まれた第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓが調整され、調整後の第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓがウィンドウ記憶部８１に記憶されて更新される。

次に、角棒体寸法測定装置Ｄは、制御処理部４によって、測定の終了か否かを判定する（Ｓ１５）。この判定の結果、測定の終了である場合（Ｙｅｓ）には、角棒体寸法測定装置Ｄは、本処理を終了し、一方、前記判定の結果、測定の終了ではない場合（Ｎｏ）には、角棒体寸法測定装置Ｄは、処理を処理Ｓ１に戻す。

例えば、オペレータは、マニプレータＭＰを操作して角棒体Ｏｂの幅を調整するように角棒体Ｏｂの姿勢を調整し、プレス機ＰＭによってその姿勢での角棒体Ｏｂの上面を叩き、角棒体Ｏｂの幅を変える。幅を測定するために、オペレータは、鍛造を中断し、寸法の種類として幅を入力部５に入力する。角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ１ないし処理Ｓ３、処理Ｓ５ないし処理Ｓ８、および、処理Ｓ１２ないし処理Ｓ１５の各処理を順次に実行する。これによって表示部６に幅として長さが表示され、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗが更新される。続いて、オペレータは、マニプレータＭＰを操作して９０度回転させて角棒体Ｏｂの厚みを調整するように角棒体Ｏｂの姿勢を調整し、プレス機ＰＭによってその姿勢での角棒体Ｏｂの上面を叩き、角棒体Ｏｂの厚みを変える。厚みを測定するために、オペレータは、鍛造を中断し、寸法の種類として厚みを入力部５に入力する。角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ１、処理Ｓ２、処理Ｓ４、処理Ｓ５ないし処理Ｓ８、および、処理Ｓ１２ないし処理Ｓ１５の各処理を順次に実行する。これによって表示部６に厚みとして長さが表示され、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓが更新される。続いて、オペレータは、マニプレータＭＰを操作して９０度回転させて角棒体Ｏｂの幅を調整するように角棒体Ｏｂの姿勢を調整し、プレス機ＰＭによってその姿勢での角棒体Ｏｂの上面を叩き、角棒体Ｏｂの幅を変える。幅を測定するために、オペレータは、鍛造を中断し、寸法の種類として幅を入力部５に入力する。角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ１ないし処理Ｓ３、処理Ｓ５ないし処理Ｓ８、および、処理Ｓ１２ないし処理Ｓ１５の各処理を順次に実行する。これによって表示部６に幅として長さが表示され、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗが更新される。続いて、オペレータは、マニプレータＭＰを操作して９０度回転させて角棒体Ｏｂの厚みを調整するように角棒体Ｏｂの姿勢を調整し、プレス機ＰＭによってその姿勢での角棒体Ｏｂの上面を叩き、角棒体Ｏｂの厚みを変える。厚みを測定するために、オペレータは、鍛造を中断し、寸法の種類として厚みを入力部５に入力する。角棒体寸法測定装置Ｄは、処理Ｓ１、処理Ｓ２、処理Ｓ４、処理Ｓ５ないし処理Ｓ８、および、処理Ｓ１２ないし処理Ｓ１５の各処理を順次に実行する。これによって表示部６に厚みとして長さが表示され、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓが更新される。以下、同様に、角棒体Ｏｂが製品となるまで、繰り返されるが、角棒体Ｏｂが冷えて露光時間が露光閾値Ｔｈ以上になると（または越えると）、上述の処理Ｓ５および処理Ｓ８の各処理の実行に代え、処理Ｓ５、処理Ｓ６、および、処理Ｓ９ないし処理Ｓ１１の各処理が実行される。このように角棒体Ｏｂの鍛造では、幅の調整および厚みの調整が、叩く面を交互に変えることによって、交互に実施され、これに伴い幅および厚みが交互に測定され、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗ、ならびに、第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｄｓが交互に更新される。

以上説明したように、実施形態における角棒体寸法測定装置Ｄおよびこれに実装された角棒体寸法測定方法は、第１ピーク位置Ｙｕおよび第２ピーク位置Ｙｄに基づいて、角棒体Ｏｂの直交方向に沿う長さを求めるので、角棒体画像ＰＣに角棒体Ｏｂの上面あるいは下面が写り込む場合でも、一方エッジ（上エッジ）ＵＥおよび他方エッジ（下エッジ）ＤＥを検出でき、角棒体Ｏｂの直交方向に沿う長さ（幅や厚み）を非接触でより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置Ｄおよび角棒体寸法測定方法は、露光時間設定領域ＥＰの平均輝度が露光時間設定輝度値となるように撮像部１の露光時間を制御するので、鍛造の作業に伴って角棒体Ｏｂ（鍛造材）が冷える場合でも、適切な露光時間で角棒体画像ＰＣを生成できるから、第１および第２輝度プロファイルα、βを適切に生成でき、角棒体Ｏｂの直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置Ｄおよび角棒体寸法測定方法は、撮像部１の露光時間が露光閾値以上または越えた場合に、光源部３にスリット光を照射させ、撮像部１で撮像した角棒体画像ＰＣにおけるスリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて第１および第２輝度プロファイルα、βを生成するので、角棒体Ｏｂがさらに冷える場合でも、第１および第２輝度プロファイルα、βを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。上記角棒体寸法測定装置Ｄおよび角棒体寸法測定方法は、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗと第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｓとを備えるので、幅と厚みとが異なる場合でも、第１および第２輝度プロファイルα、βを適切に生成でき、角棒体の直交方向に沿う長さをより精度よく求めることができる。鍛造によって幅の調整と厚みの調整とを交互に複数回実施する場合でも、その都度、第１および第２幅用ウィンドウＦＲｕｗ、ＦＲｄｗと第１および第２厚み用ウィンドウＦＲｕｓ、ＦＲｓとを設定変更する必要が無く、上記角棒体寸法測定装置Ｄおよび角棒体寸法測定方法は、各ウィンドウＦＲを自動的に設定できる。したがって、上記角棒体寸法測定装置Ｄおよび角棒体寸法測定方法は、より精度よく、角棒体の寸法を測定できる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

Ｄ 角棒体寸法測定装置
Ｏｂ 角棒体
ＰＣ（ＰＣａ～ＰＣｅ） 角棒体画像
ＦＲｕｗ 第１幅用ウィンドウ
ＦＲｄｗ 第２幅用ウィンドウ
ＦＲｕｓ 第１厚み用ウィンドウ
ＦＲｄｓ 第２厚み用ウィンドウ
α（αａ～αｅ） 第１輝度プロファイル
β（βａ～βｅ） 第２輝度プロファイル
ＰＫ（ＰＫｃ１～ＰＫｃ３、ＰＫｄ１～ＰＫｄ３、ＰＫｅ１、ＰＫｅ２） ピーク
１ 撮像部
２ 距離測定部
３ 光源部
４ 制御処理部
８ 記憶部
４１ 制御部
４２ 第１輝度プロファイル生成部
４３ 第２輝度プロファイル生成部
４４ 長さ演算部
４５ ウィンドウ処理部

Claims (4)

1. 測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、
   前記一方エッジに交差するとともに前記他方エッジに交差するように前記角棒体にスリット状のスリット光を照射する光源部と、
   前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御部と、
   前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成部と、
   前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成部と、
   前記距離測定部で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成部で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算部とを備え、
   前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記露光時間制御部は、前記光源部に前記スリット光を照射させ、前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記撮像部で撮像した画像における前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて前記第１および第２輝度プロファイルを生成する、
   角棒体寸法測定装置。
2. 測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定部と、
   前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御部と、
   前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成部と、
   前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成部と、
   前記距離測定部で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成部で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成部で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算部と、
   前記角棒体の第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２幅用ウィンドウを記憶し、前記第１側面に隣接する第２側面における前記直交方向に沿う長さを厚みとして前記長さ演算部で求める場合に前記第１および第２プロファイル生成部それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２厚み用ウィンドウを記憶するウィンドウ記憶部とを備え、
   前記第１および第２輝度プロファイル生成部は、それぞれ、前記幅を求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２幅用ウィンドウを用い、前記厚みを求める場合には前記ウィンドウ記憶部に記憶された第１および第２厚み用ウィンドウを用いる、
   角棒体寸法測定装置。
3. 測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像部で撮像する撮像工程と、
   前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、
   前記一方エッジに交差するとともに前記他方エッジに交差するように前記角棒体にスリット状のスリット光を照射する照射工程と、
   前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御工程と、
   前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成工程と、
   前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成工程と、
   前記距離測定工程で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成工程で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成工程で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算工程とを備え、
   前記撮像部の露光時間が所定の露光閾値以上または越えた場合に、前記露光時間制御工程は、前記照射工程を実行し、前記第１および第２輝度プロファイル生成工程は、それぞれ、前記撮像部で撮像した画像における前記スリット光を写し込んだ画素の輝度値に基づいて前記第１および第２輝度プロファイルを生成する、
   角棒体寸法測定方法。
4. 測定対象の角棒体における、軸心方向に直交する直交方向の一方エッジおよび他方エッジが写り込むように、所定の仰角で前記角棒体を撮像部で撮像する撮像工程と、
   前記撮像部の光軸から前記軸心方向にずれて前記撮像部の光軸と平行な測定方向で前記撮像部から前記角棒体表面までの距離を測定する距離測定工程と、
   前記直交方向の中央位置を含むように前記角棒体表面に設定された所定の領域の平均輝度が所定の輝度値となるように前記撮像部の露光時間を制御する露光時間制御工程と、
   前記一方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第１位置軸と、輝度値を表す第１輝度軸とから成る第１座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第１輝度プロファイルを生成する第１輝度プロファイル生成工程と、
   前記他方エッジから前記中央位置へ向かう方向に、前記直交方向に沿った画像上での各位置を表す第２位置軸と、輝度値を表す第２輝度軸とから成る第２座標系において、位置と当該位置の輝度値との関係を表す第２輝度プロファイルを生成する第２輝度プロファイル生成工程と、
   前記距離測定工程で測定した距離、前記仰角、前記第１輝度プロファイル生成工程で生成した第１輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第１ピーク位置、および、前記第２輝度プロファイル生成工程で生成した第２輝度プロファイルにおける位置変化に対する輝度変化のピークであって前記中央位置に最も近い第２ピーク位置に基づいて、前記角棒体の前記直交方向に沿う長さを求める長さ演算工程と、
   前記第１および第２輝度プロファイル生成工程は、それぞれ、前記角棒体の第１側面における前記直交方向に沿う長さを幅として前記長さ演算工程で求める場合には、前記第１および第２プロファイル生成工程それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２幅用ウィンドウを用い、前記第１側面に隣接する第２側面にける前記直交方向に沿う長さを厚みとして前記長さ演算工程で求める場合には、前記第１および第２プロファイル生成工程それぞれで第１および第２輝度プロファイルを生成するための第１および第２厚み用ウィンドウを用いる、
   角棒体寸法測定方法。
   

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