JP7509338B1 - 計測方法、計測装置、物体の製造方法、物体の品質管理方法、物体の製造設備、演算部、撮像端末、撮像システム、及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る計測方法は、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に撮影された物体の画像を、画像中のパターンの画像を用いて、所定の分解能を有する正対画像に変換する第１ステップと、正対画像から物体のエッジを検出する第２ステップと、検出されたエッジに基づいて所定の物理量を算出する第３ステップと、を含み、第２ステップは、正対画像を入力データ、正対画像中のエッジを出力データとする機械学習モデルを、検出するエッジの種類に応じて選択するステップと、第１ステップによって得られた正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより、正対画像中のエッジを検出するステップと、検出されたエッジの連結性に基づいて、エッジの過検出を除去する及び／又はエッジの未検出を補間するステップと、を含む。

Description

本発明は、計測方法、計測装置、物体の製造方法、物体の品質管理方法、物体の製造設備、演算部、撮像端末、撮像システム、及び情報処理装置に関する。

近年、鋼管の規格であるＡＰＩ５Ｌ規格（非特許文献１参照）が改定され、鋼管の形状検査方法の記載が明確化された。これを踏まえ、今後一層、鋼管の形状検査の管理が厳格化されることが予想される。一方、鋼管の形状検査の項目は多岐にわたり、複雑な手順を含むものもある。例えばオフセット（溶接部の開先ずれ）は、鋼管の外面の複数の位置にダイヤルゲージを当て、ダイヤルゲージの計測値に基づいて算出しなければならない。また、鋼管の曲がりは、鋼管の長さ方向に水糸を張る等して計測された鋼管の浮きに基づいて算出しなければならない。

AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE，API SPECIFICATION 5L FORTY-SIXTH EDITION，APRIL 2018. Xavier Soria，Edgar Riba，and Angel Sappa."Dense Extreme Inception Network：Towards a Robust CNN Model for Edge Detection."，The IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision. 2020，Vol.1，p.1912-1921.

このように、鋼管の形状検査の項目や手順は多岐にわたることから、形状検査は工場のオペレータの手作業によるところが大きい。加えて、形状検査は、鋼管の外面、内面、端面、及び長さ方向等、鋼管の複数の面や方向で行う。このため、形状検査には多くの時間を要し、また形状検査を精度よく行うことは難しい。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、物体の所定の位置における所定の物理量を短時間で、且つ、精度よく計測可能な計測方法、計測装置、演算部、撮像端末、及び撮像システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、物体の製造歩留まりを向上可能な物体の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、高品質な物体を提供可能な物体の品質管理方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、物体の製造歩留まりを向上可能な物体の製造設備を提供することにある。また、本発明の他の目的は、物体の製造歩留まりを向上させる及び／又は高品質な物体を提供可能な情報処理装置を提供することにある。

［１］本発明に係る計測方法は、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測方法であって、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に撮影された前記物体の画像を、前記画像中の前記パターンの画像を用いて、所定の分解能を有する正対画像に変換する第１ステップと、前記正対画像から前記物体のエッジを検出する第２ステップと、検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する第３ステップと、を含み、前記第２ステップは、前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択するステップと、前記第１ステップによって得られた前記正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出するステップと、検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間するエッジ識別ステップと、を含む。

［２］本発明に係る計測方法は、上記発明［１］において、前記第１ステップの前に、前記マーカープレートと共に前記物体の画像を撮像する撮像ステップを含む。

［３］本発明に係る計測方法は、上記発明［１］又は上記発明［２］において、前記エッジ識別ステップは、前記エッジの画像を二値化するステップと、二値化された前記エッジの画像を複数の処理単位に分割して複数の分割二値画像を生成するステップと、隣接する分割二値画像中における前記エッジを考慮して各分割二値画像中における前記エッジの有効又は無効を判定するステップと、有効と判定された前記エッジに基づいて無効と判定された前記エッジを補間するステップと、を含む。

［４］本発明に係る計測装置は、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測装置であって、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと、前記マーカープレートと共に、前記物体の画像を撮影する撮像部と、撮影された前記画像中の前記パターンの画像を用いて、前記画像を所定の分解能を有する正対画像に変換する処理と、前記正対画像から前記物体のエッジを検出する処理と、検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する処理と、を実行する演算部と、を備え、前記演算部は、前記エッジを検出する処理において、前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択する処理と、前記正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出する処理と、検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間する処理と、を実行する。

［５］本発明に係る物体の製造方法は、物体の製造ステップと、上記発明［１］～［３］のいずれか１つを用いて、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測ステップと、を含む。

［６］本発明に係る物体の品質管理方法は、上記発明［１］～［３］のいずれか１つを用いて、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測ステップと、前記計測ステップによって得られた所定の物理量の計測結果から、前記物体の品質管理を行う品質管理ステップと、を含む。

［７］本発明に係る物体の製造設備は、物体を製造するための製造設備と、前記製造設備により製造された前記物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための、上記発明［４］の計測装置と、を備える。

［８］本発明に係る演算部は、物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための演算部であって、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に撮影された前記物体の画像より算出された正対画像から、前記物体のエッジを検出する処理と、検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する処理と、を実行すると共に、前記エッジを検出する処理において、前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択する処理と、前記正対画像を選択された前記機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出する処理と、検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間する処理と、を実行する。

［９］本発明に係る演算部は、上記発明［８］において、前記物体の画像より前記正対画像を算出するために、前記画像中の前記パターンを用いて、前記画像を所定の分解能を有する正対画像に変換する処理を実行する。

［１０］本発明に係る撮像端末は、物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための撮像端末であって、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に、前記物体の画像を撮影する撮像部と、撮影された前記画像に対して処理を実行する第２演算部と、を備え、前記第２演算部は、撮影された前記画像を上記発明［８］又は上記発明［９］の演算部である外部の第１演算部へ出力する処理を実行する、及び／又は、上記発明［８］又は上記発明［９］の演算部である。

［１１］本発明に係る撮像システムは、物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための撮像システムであって、測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと、前記マーカープレートが設置された前記物体を撮影する、上記発明［１０］の撮像端末と、を備える。

［１２］本発明に係る情報処理装置は、上記発明［８］又は上記発明［９］の演算部である外部の第１又は第２演算部により算出された、物体の所定の位置における所定の物理量と、前記物理量が算出された前記物体に関する複数の情報と、から、前記物体の製造条件を変更する処理と、前記物体の品質の程度を判定する処理のうちの１つ以上を実行する第３演算部を備える。

［１３］本発明に係る物体の製造設備は、物体を製造するための製造設備と、前記製造設備により製造された前記物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための、上記発明［１０］の撮像端末と、を備える。

本発明に係る計測方法、計測装置、演算部、撮像端末、及び撮像システムによれば、物体の所定の位置における所定の物理量を短時間で、且つ、精度よく計測することができる。また、本発明に係る物体の製造方法によれば、物体の製造歩留まりを向上させることができる。また、本発明に係る物体の品質管理方法によれば、高品質な物体を提供することができる。また、本発明に係る物体の製造設備によれば、物体の製造歩留まりを向上させることができる。また、本発明に係る情報処理装置によれば、物体の製造歩留まりを向上させる及び／又は高品質な物体を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態である計測装置の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の第１の実施形態である物理量計測処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、図２に示す撮像処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、図２に示す射影変換処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、撮像処理により撮影された溶接部及びマーカープレートの画像の一例を示す模式図である。 図６は、図５に示したマーカープレートの寸法の一例を示す図である。 図７は、図２に示す検出処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、ステップＳ３２の処理によって得られたエッジ画像の一例を示す模式図である。 図９は、図７に示すエッジ識別処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、図９に示すステップＳ３３４の処理の具体例を説明するための図である。 図１１は、図９に示すステップＳ３３５の処理の具体例を説明するための図である。 図１２は、図９に示すステップＳ３３６の処理の具体例を説明するための図である。 図１３は、図９に示すステップＳ３３６の処理の具体例を説明するための図である。 図１４は、図９に示すステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理結の結果得られたエッジ画像の一例を示す図である。 図１５は、ステップＳ３３９の処理の結果得られたエッジ画像の一例を示す図である。 図１６は、管厚、オフセット、ビード高さ、内面ピーキング、外面ピーキング、及びビード立ち上がり角を説明するための図である。 図１７は、管厚を計測する際の計測処理の流れを示すフローチャートである。 図１８は、オフセット及びビード高さを計測する際の計測処理の流れを示すフローチャートである。 図１９－１は、内面ピーキングを計測する際の計測処理の流れを示すフローチャートである。 図１９－２は、外面ピーキングを計測する際の計測処理の流れを示すフローチャートである。 図１９－３は、外面ピーキングの計測処理を説明するための図である。 図２０は、ビード立ち上がり角を計測する際の計測処理の流れを示すフローチャートである。 図２１は、本発明の第２の実施形態である計測装置の構成を示す模式図である。 図２２は、図２１に示す計測装置の要部構成を示すブロック図である。 図２３は、図２１に示す計測装置の変形例の要部構成を示すブロック図である。 図２４は、図２１に示す計測装置で実施される撮像端末と情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図２５は、本発明の第３の実施形態である計測装置の要部構成を示すブロック図である。 図２６は、図２５に示す計測装置で実施される撮像端末と情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図２７は、本発明の第４の実施形態である計測装置の要部構成を示すブロック図である。 図２８は、図２７に示す計測装置で実施される撮像端末と情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図２９は、本発明の第５の実施形態である計測装置の要部構成を示すブロック図である。 図３０は、図２９に示す計測装置で実施される撮像端末、第１情報処理装置、及び第２情報処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図３１は、撮影画像に管厚を計測した位置を重ね合わせた様子を示す模式図である。 図３２は、実施例における管厚の計測結果と誤差範囲を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の第１～第５の実施形態である計測装置及びその計測方法について説明する。本実施形態では、計測装置は、溶接鋼管の溶接部の断面形状に関する物理量を計測するが、本発明は、本実施形態に限定されることはなく、エッジがでやすい物体の所定位置における物理量を計測する処理全般に適用することができる。詳しくは後述するが、溶接鋼管の溶接部の断面形状に関する物理量としては、管厚、オフセット、ビード高さ、内面ピーキング、外面ピーキング、ビード立ち上がり角等を例示できる。

〔第１の実施形態〕
［構成］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態である計測装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である計測装置の構成を示す模式図である。本実施形態では、計測対象を溶接鋼管１の溶接部１ｃの断面として説明する。図１に示すように、本発明の第１の実施形態である計測装置２０は、溶接鋼管１の溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を計測する装置であり、撮像部２、演算部３、表示部４、記憶部５、及びマーカープレート１０を備えている。

撮像部２は、溶接鋼管１の断面の画像を撮影する撮像手段であり、モノクロカメラやカラーカメラによって構成されている。撮像部２としては、カラーカメラを用いることが好ましい。撮像部２は、溶接鋼管１の断面を撮影した時に所定の分解能を確保できるよう設計されていることが好ましい。撮像部２の設置位置が所定範囲内で変更可能な場合、その所定範囲内の全ての位置において、所定の分解能を確保できるよう設計されていることが好ましい。また、所定の物理量を計測するための所定の位置が含まれるように、撮像部２により溶接鋼管１の断面の画像は撮影される。

演算部３は、撮像部２が撮影した溶接鋼管１の断面の画像データに対して射影変換等の画像処理を施し、溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を算出する演算手段である。演算部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を搭載したコンピュータ等によって構成されている。

表示部４は、演算部３によって算出された溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を含む情報を表示する表示手段である。表示部４は、液晶ディスプレイ等によって構成されている。表示部４は、演算部３によって算出された物理量に加えて、撮像部２が撮影した溶接鋼管１の断面の画像データや、演算部３で画像処理した結果の画像データ等を同時に表示してもよい。

記憶部５は、演算部３によって算出された溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を含む情報を保存する記憶手段である。記憶部５は、ハードディスクドライブ等によって構成されている。記憶部５は、撮像部２が撮影した溶接鋼管１の断面の画像データや、演算部３で画像処理した結果の画像データ等を保存してもよい。

撮像部２によって溶接鋼管１の断面の画像を撮影する際には、マーカープレート１０を溶接鋼管１の断面に設置する。マーカープレート１０は、溶接鋼管１の断面における測長を実現するためのものであり、その表面には測長用の長さ基準となる長さが既知のパターン１０ａが描画されている。パターン１０ａとしては、一つ又は複数の一辺の長さが既知の正方形のパターンや、一つ又は複数の３次元測量用のマーカーであるＡＲマーカー（例えばＡｒｕｃｏ）等を用いることが好ましい。

マーカープレート１０は、溶接鋼管１の断面や表面に簡単に着脱可能なように磁石等で取り付けることが好ましい。後述する射影変換の精度を向上するために、パターン１０ａの数はできるだけ多い方が好ましい。溶接部１ｃとパターン１０ａとは可能な限り同一平面上となるように配置することが好ましい。通常の運用方法の下では、撮像部２が設置されている場所から溶接鋼管１の断面の画像を撮影した際、マーカープレート１０の全体が撮影できるように、マーカープレート１０を小さな構造にすることが好ましい。

簡便な物理量計測を実現するために、後述する第２の実施形態等で説明するように、撮像部２、演算部３、及び表示部４をそれらと同等の機能を有する撮像端末６に置き換えてもよい。

［物理量計測処理］
次に、図２～図２０を参照して、上記計測装置２０を用いた本発明の第１の実施形態である物理量計測処理の流れについて説明する。図２は、本発明の第１の実施形態である物理量計測処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、計測装置２０に対して物理量計測処理の実行命令が入力されたタイミングで開始となり、物理量計測処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、オペレータが、撮像部２を操作することにより、マーカープレート１０が設置された溶接鋼管１のビード部１ａを含む溶接部１ｃの画像を撮影する（撮影ステップ）。撮像部２は、撮影された溶接部１ｃ及びマーカープレート１０の画像を含む画像データを演算部３に入力する（撮像処理）。この撮像処理の詳細については、図３を参照して後述する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、物理量計測処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、演算部３が、撮像部２から入力された画像データを所定の分解能を有する正対画像データに射影変換する（射影変換処理）。この射影変換処理の詳細については、図４～図６を参照して後述する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、物理量計測処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、演算部３が、ステップＳ２の処理によって得られた正対画像データから溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出する（検出処理）。この検出処理の詳細については、図７～図１５を参照して後述する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、物理量計測処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、演算部３が、ステップＳ３の処理によって検出されたエッジ位置に基づいて溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を算出する（計測処理）。この計測処理の詳細については、図１６～図２０を参照して後述する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、物理量計測処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、表示部４が、ステップＳ４の処理において算出された溶接部１ｃの断面形状に関する物理量を含む情報を表示する。オペレータは、表示部４に表示された情報に基づいて溶接部１ｃの画像の撮影条件等を変更することができる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の物理量計測処理は終了する。

＜撮像処理＞
次に、図３を参照して、上記ステップＳ１の撮像処理の流れについて説明する。図３は、図２に示す撮像処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、計測装置２０に対して物理量計測処理の実行命令が入力されたタイミングで開始となり、撮像処理はステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ１１の処理では、オペレータが、溶接鋼管１のビード部１ａを含む溶接部１ｃ付近にマーカープレート１０を設置する。この際、オペレータは、溶接部１ｃとマーカープレート１０のパターン１０ａとが可能な限り同一平面上に位置するようにマーカープレート１０を設置することが好ましい。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、撮像処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、オペレータが、撮像部２を操作することにより、マーカープレート１０が設置された溶接鋼管１のビード部１ａを含む溶接部１ｃの画像を撮影する。この際、画像内に所定の物理量を計測するための所定の位置が含まれるように、溶接部１ｃの画像を撮影する。所定の物理量は、この後の計測処理（ステップＳ４）で計測される物理量である。さらに、溶接部１ｃとマーカープレート１０に描画された全てのパターン１０ａとが一度に撮影されることが好ましい。撮像部２は、撮影された溶接部１ｃ及びマーカープレート１０の画像を含む画像データを演算部３に入力する。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、一連の撮像処理は終了する。

＜射影変換処理＞
次に、図４～図６を参照して、上記ステップＳ２の射影変換処理の流れについて説明する。図４は、図２に示す射影変換処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、撮像処理が終了したタイミングで開始となり、射影変換処理はステップＳ２１の処理に進む。

ステップＳ２１では、演算部３が、撮像部２から入力された画像データ内からマーカープレート１０のパターン１０ａの位置を検出し、画像上のパターン１０ａの座標（以下、画像座標と表記）を検出する。ここでは、演算部３は、画像データ内から可能な限り多くのパターン１０ａの位置を検出し、検出に成功したパターン１０ａの位置（中心位置又は頂点）の画像座標を列挙する。

図５は、撮像処理により撮影された溶接部１ｃ及びマーカープレート１０の画像の一例を示す模式図である。図５に示す例では、マーカープレート１０は、中央に矩形形状の開口部１０ｂを有する矩形形状の平板によって構成されている。複数のパターン１０ａは、マーカープレート１０の四隅付近にそれぞれ配置されている。マーカープレート１０の形状及びパターン１０ａの位置は、図５に示す形状及び位置に限定されない。

パターン１０ａの画像座標は、画像左上の頂点を原点とし、画像右方向をｘ軸の正方向、画像下方向をｙ軸の正方向とし、各軸方向に沿った画素のピクセル数で表現される。例えば図５中の左上のパターン１０ａの左上頂点Ｐ１１の検出に成功した場合、その画像座標は次のように決定される。すなわち、画像の左上の原点から出発してｘ軸方向に沿ってｘ１１ピクセル進み、ｙ軸方向に沿ってｙ１１ピクセル進むと、左上頂点Ｐ１１に到達することから、演算部３は、左上頂点Ｐ１１の画像座標を（ｘ１１，ｙ１１）とする。同様に、演算部３は、検出に成功した全てのパターンｋ＝１，２，・・・，Ｋのそれぞれに対して、検出に成功した全ての中心位置又は頂点Ｐｋｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎｋ）の画像座標（ｘｋｎ，ｙｋｎ）を列挙する。

少ないパターン１０ａから多くの画像座標を取得したい場合には、パターン１０ａの形状としては、長方形等の頂点を有する形状が好ましい。一方、パターン１０ａの検出処理と画像座標取得処理の容易さを追求する場合、パターン１０ａの形状は円等の点対称形状とし、その中心位置の画像座標を検出することが好ましい。パターン１０ａとして、検出手法や画像座標取得手法が既に確立されているものを使用してもよい。これにより、ステップＳ２１の処理は完了し、射影変換処理はステップＳ２２の処理に進む。

図４に戻る。ステップＳ２２の処理では、演算部３が、ステップＳ２１の処理において検出された頂点Ｐｋｎの個数をカウントし、射影変換が可能か否かを判定する。一般に、射影変換のためには、４点以上で画像座標と実際の三次元空間内の座標との対応が取れている必要がある。このため、検出された頂点Ｐｋｎの個数が４点未満である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、演算部３は、射影変換ができないと判断し、画像変換が失敗したことを示すフラグを立てた後に一連の射影変換処理を終了する。射影変換処理において射影変換ができなかった場合、物理量計測処理は検出処理をスキップして計測処理に進む。一方、検出された頂点Ｐｋｎの個数が４点以上である場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、演算部３は、射影変換が可能であると判断し、射影変換処理をステップＳ２３の処理に進める。

ステップＳ２３の処理では、演算部３が、ステップＳ２１の処理において検出された頂点Ｐｋｎの画像座標を用いて、撮影した画像データの射影変換のパラメータを推定して画像データに対して射影変換を行う。具体的に、まず、演算部３は、射影変換のパラメータを推定する前に、射影変換後の画像データの分解能ｒをパラメータとして設定する。また、射影変換の際には、演算部３は、パターン１０ａの頂点Ｐｋｎの実際の座標（以下、「物体座標」と表記）を予め設定する。図６は、図５に示したマーカープレート１０の寸法の一例を示す図である。マーカープレート１０の形状及びパターン１０ａの位置は、図６に示す形状及び位置に限定されるものではない。

図６に示すように、パターン１０ａの物体座標は、マーカープレート１０の左上を原点とし、マーカープレート１０の右方向をＸ軸の正方向、マーカープレート１０の下方向をＹ軸の正方向とし、各軸方向に沿った長さ（単位は例えば［ｍｍ］）で表現される。例えば図６中の左上のパターン１０ａにおける左上頂点Ｐ１１の物体座標は、次のように決定される。すなわち、マーカープレート１０の左上の原点から出発して、Ｘ軸方向に沿ってＸ１１［ｍｍ］進み、Ｙ軸方向に沿ってＹ１１［ｍｍ］進むと、左上頂点Ｐ１１に到達することから、演算部３は、左上頂点Ｐ１１の物体座標を（Ｘ１１，Ｙ１１）とする。同様に、演算部３は、検出に成功した全てのパターンｋ＝１，２，・・・，Ｋのそれぞれに対して、検出に成功した全ての中心位置又は頂点Ｐｋｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎｋ）の物体座標（Ｘｋｎ，Ｙｋｎ）を列挙する。

以上により、検出に成功した全ての頂点Ｐｋｎに関して、物体座標（Ｘｋｎ，Ｙｋｎ）と画像座標（ｘｋｎ，ｙｋｎ）との対応関係が明確になった。そこで、次に、演算部３は、これらの対応関係から射影変換のパラメータを算出する。射影変換は画像変形処理の一つである。射影変換は、以下に示す数式（１）及び数式（２）によって画像座標（ｘ，ｙ）を別の画像座標（ｘ’，ｙ’）に移動させることで画像データを変形する。数式（１）及び数式（２）中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは射影変換のパラメータである。

撮影した画像データに対して適切なパラメータによる射影変換を施すと、射影変換後の画像データの１ピクセルと実際の長さとの対応関係、すなわち、射影変換後の画像データの分解能ｒを任意に決めることができる。これを利用すれば、溶接鋼管１の溶接部１ｃを撮影した画像データに射影変換を施すことにより、溶接部の断面形状に関する物理量の計測を画像上で行うことができる。

射影変換のパラメータを算出するには、同一平面上に配置された少なくとも４点以上の「点」を撮影し、それらの物体座標（Ｘ，Ｙ）と画像座標（ｘ，ｙ）との対応関係を取得する。本実施形態では、パターン１０ａの中心位置や頂点を予め取り決めた配置にしておくことによって、物体座標と画像座標との対応関係を取得する。従って、図１に示した撮像部２や後述する図２１に示した撮像端末６等を使用してマーカープレート１０を撮影する際には、溶接部１ｃだけではなく、パターン１０ａの中心位置又は頂点Ｐｋｎが４つ以上画像データに入るように撮影するのが好ましい。

射影変換のパラメータは以下のようにして算出する。まず、演算部３は、全ての頂点Ｐｋｎの物体座標（Ｘｋｎ，Ｙｋｎ）について、適切な係数ａ及び定数ｂ，ｃを用いて座標を一次変換し、射影変換後の画像データにおいて頂点Ｐｋｎがあるべき座標（ｘｋｎ’，ｙｋｎ’）（単位は例えば［ｐｉｘ］）を決定する。一次変換は、以下に示す数式（３）及び数式（４）によって行われる。

係数ａは、射影変換後の画像データの分解能ｒの逆数にあたる。従って、射影変換後の画像データの分解能ｒを予め決定した上で係数ａの値をｒの逆数に設定することが好ましい。定数ｂ，ｃはそれぞれ、射影変換後の画像データにおける物体座標系の原点のｘ座標及びｙ座標である。従って、射影変換後の画像データにおいて、物体座標の原点のとるべき座標（ｘ０，ｙ０）を予め決定した上で定数ｂ，ｃの値をそれぞれｂ＝ｘ０、ｃ＝ｙ０と設定することが好ましい。

例えば射影変換後の画像データの分解能ｒを０．５［ｍｍ／ｐｉｘ］とし、射影変換後の画像データにおける物体座標の原点の位置が（０［ｐｉｘ］，１００［ｐｉｘ］）となるようにする場合について考える。この場合には、係数ａを、ａ＝１／ｒ＝１／０．５［ｍｍ／ｐｉｘ］＝２［ｐｉｘ／ｍｍ］とし、定数ｂ，ｃを、それぞれ、０［ｐｉｘ］、１００［ｐｉｘ］とすればよい。

続いて、演算部３は、数式（１）及び数式（２）のパラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの値を算出する。演算部３は、撮影された画像データにおける頂点Ｐｋｎの画像座標（ｘｋｎ，ｙｋｎ）が、数式（１）及び数式（２）によって、射影変換後の画像データにおいて頂点Ｐｋｎがあるべき座標（ｘｋｎ’，ｙｋｎ’）と変換されるように各パラメータの値を決定する。

各パラメータの具体的な算出方法としては幾つかある。例えば頂点Ｐｋｎの個数がちょうど４個である場合、数式（１）及び数式（２）に前述の座標の値を代入すれば、数式の数と未知数の数が一致するため、連立方程式としてパラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈについて解けばよい。また、頂点Ｐｋｎの個数が４個よりも多い場合には、最小二乗法等の公知の数学的手法を用いてパラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの値を決定するとよい。射影変換の具体的方法は、ここで示した方法に限定されるものではない。これにより、ステップＳ２３の処理は完了し、射影変換処理はステップＳ２４の処理に進む。

図４に戻る。ステップＳ２４の処理では、演算部３が、ステップＳ２３の処理において推定された射影変換のパラメータを用いて撮像処理で撮影された画像データを射影変換する。射影変換のパラメータとは、ステップＳ２３の処理で決定したパラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの組み合わせのことである。射影変換後の画像データは、変換前の画像データにおける輝度値又はＲＧＢ値はそのままで、変換前の画像データにおける座標（ｘ，ｙ）を数式（１）及び上記数式（２）を用いて算出された座標（ｘ’，ｙ’）に置き換えることによって生成される。これにより、ステップＳ２４の処理は完了し、一連の射影変換処理は終了する。

本発明では、計測対象である溶接鋼管１の溶接部１ｃとマーカープレート１０とが同一平面上にあることを仮定している。計測対象が平面、若しくは、平面にみなせる程度の曲面である場合には、この仮定が満足される。具体的には、曲面はマーカープレート１０の表面に平行な平面に対して２ｍｍ程度以内の変動に収まることが好ましい。通常、画像平面（図５に示すｘｙ平面）に垂直な方向（図５に示すｚ方向）に対して平行な方向の変動は２次元の画像から計測することはできない。このため、計測対象の３次元的な計測を行う場合には、複数方向から計測対象を撮影し、複数枚の画像を取得することが好ましい。一方で、本発明は、計測対象が平面とみなせるという仮定の下、画像平面に対して垂直な方向の計測を省略する。これにより、射影変換による画像補正及び２次元の画像からのシンプルな計測が可能となる。計測対象によっては、１枚の２次元の画像からのよりシンプルな計測が可能となる。

＜検出処理＞
次に、図７～図１５を参照して、上記ステップＳ３の検出処理の流れについて説明する。図７は、図２に示す検出処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、上記ステップＳ２４の画像変換処理が終了した後、検出する境界線（エッジ）の種別に関する情報が入力されたタイミングで開始となり、検出処理はステップＳ３１の処理に進む。本実施形態では、検出する境界線は、以後の計測処理において算出する物理量に応じて、溶接鋼管１の断面と外面の境界線、溶接鋼管１の断面と内面の境界線、及び溶接鋼管１の断面内における面取り加工部の境界線の中から指定される。

ステップＳ３１の処理では、演算部３が、以後の計測処理において算出する物理量に合わせて、以下の（１）～（３）に示す学習済みのエッジ検出モデルの中から以後の処理において用いるエッジ検出モデルを一つ選択する。エッジ検出モデルは、射影変換処理によって生成された射影変換後の画像データを入力データ、射影変換後の画像データ中における溶接鋼管１のエッジ部分が強調されたエッジ画像の画像データを出力データとする機械学習モデルである。エッジ画像とは、例えば非エッジ部が白色、エッジと推定された部分が黒色となるような二値画像である。あるいは、エッジ画像とは、例えば入力画像の各画素がエッジである確率又は信頼度等の値を０～２５５の範囲で規格化し、入力画像の各画素の画素値をその確率又は信頼度等の値で置き換えた２５６階調を有するモノクロ画像である。

（１）溶接鋼管１の断面と外面の境界線を検出するモデル
（２）溶接鋼管１の断面と内面の境界線を検出するモデル
（３）溶接鋼管１の断面内における面取り加工部の境界線（加工面と非加工面の境界を示す線）を検出するモデル

エッジ検出モデルは、射影変換後の画像データとその画像データから抽出されたエッジ画像の画像データとの組からなる複数の教師用データを用いた機械学習によって生成される。エッジ検出モデルは、画像処理やディープラーニング等を用いたエッジ検出手法及びエッジ検出処理に関するパラメータ情報（例えば学習の結果得られる重み情報）であって、溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出するのに特化したものであることが好ましい。特にディープラーニングを用いる場合には、エッジ検出に特化したネットワーク構造（例えば非特許文献２参照）を有するものを利用するのが好ましい。

以後の計測処理で算出する物理量によっては検出する必要がないエッジも存在するため、演算部３は、上記エッジ検出モデルの一部のみを用いて所定の最小限のエッジを検出するとよい。例えば計測処理において管厚を算出する場合には、上記（１）～（３）の全てのエッジ検出モデルを用いる。これに対して、計測処理においてオフセット、ビード高さ、外面ピーキング等を算出する場合には、上記（１）のエッジ検出モデルのみ用いれば十分である。また、内面ピーキングを算出する場合には、上記（２）のエッジ検出モデルのみ用いれば十分である。どのエッジ検出モデルを用いるかは、検出処理の開始時に入力されたエッジの種別に関する情報に応じて決められる。これにより、ステップＳ３１の処理は完了し、検出処理はステップＳ３２の処理に進む。

ステップＳ３２の処理では、演算部３が、上記ステップＳ２４の画像変換処理によって得られた射影変換後の画像データをステップＳ３１の処理において選択したエッジ検出モデルに入力することにより、射影変換後の画像データ中におけるエッジ画像を抽出する。上記ステップＳ３１及びステップＳ３２の処理は、検出すべき境界線の種類の数だけ繰り返し実行される。これにより、ステップＳ３２の処理は完了し、検出処理はステップＳ３３の処理に進む。

ステップＳ３３の処理では、演算部３が、ステップＳ３２の処理において抽出されたエッジ画像からエッジ位置を抽出する（エッジ識別処理）。このエッジ識別処理の詳細については、図８～図１５を参照して後述する。これにより、ステップＳ３３の処理は完了し、検出処理はステップＳ３４の処理に進む。

ステップＳ３４の処理では、演算部３が、予め指定されたエッジを全て検出したか否かを判別する。判別の結果、予め指定されたエッジを全て検出した場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、演算部３は一連の検出処理を終了する。一方、予め指定されたエッジを全て検出していない場合には（ステップＳ３４：Ｎｏ）、演算部３は検出処理をステップＳ３１の処理に戻す。

（エッジ識別処理）
次に、図８～図１５を参照して、上記ステップＳ３３のエッジ識別処理について詳しく説明する。図８にステップＳ３２の処理によって得られたエッジ画像の一例を示す。図８中、破線１００は実際のエッジ位置を示し、線１０１はステップＳ３２の処理においてエッジとして検出された箇所を示す。ステップＳ３２の処理では、溶接鋼管１の外面の性状や背景の状態によってエッジの過検出及び未検出が発生する可能性がある。そこで、エッジ識別処理では、演算部３が、検出されたエッジの連結性に基づいてエッジの過検出を除去すると共にエッジの未検出を補間する。以下の説明では、ステップＳ２４の処理においてエッジがｘ軸方向に画像を横断するように射影変換することを前提とするが、エッジがｙ軸方向に画像を横断するように射影変換してもよい。エッジがｙ軸方向に画像を横断するように射影変換した場合は、以下の説明においてｘ軸とｙ軸を入れ替えることでエッジ位置を抽出することができる。

図９は、図７に示すエッジ識別処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、ステップＳ３２の処理が終了したタイミングで開始となり、エッジ識別処理はステップＳ３３１の処理に進む。

ステップＳ３３１の処理では、演算部３が、ステップＳ３２の処理によって生成されたエッジ画像を二値化する。エッジ画像が二値画像である場合、この処理は不要である。エッジ画像が階調を有するモノクロ画像である場合には、演算部３は、適切な階調の閾値によってエッジ画像を二値化する。この処理で得られる二値化画像は、例えば非エッジ部が白色、エッジと推定された部分が黒色となるような画像である。これにより、ステップＳ３３１の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３２の処理に進む。

ステップＳ３３２の処理では、演算部３が、エッジの有効又は無効を示すフラグ配列を初期化する。詳しくは、ステップＳ２４の処理において生成された射影変換後の画像では、画像のｘ軸方向を横断するようにエッジが撮影されている。このため、演算部３は、各ｘ座標に対して、エッジのｙ座標を保存する配列とエッジの有効又は無効を示すフラグの配列を準備し初期化する。エッジのｙ座標を保存する配列は、画像幅と同数の数値を格納する配列であり、各ｘ座標に対して、後述する処理で計算されたエッジのｙ座標を記録する。エッジのｙ座標を保存する配列は欠損値で初期化する。また、エッジの有効又は無効を示すフラグ配列とは、画像幅と同数の真偽値を格納する配列であり、各ｘ座標に対するエッジのｙ座標の値が正しいか否かを示す。計算されたエッジのｙ座標の値が正しいと判断できる場合はフラグを有効（真）とし、正しいと判断できない場合はフラグを無効（偽）とする。エッジの有効・無効を示すフラグ配列は無効を示す値（偽）で初期化する。これにより、ステップＳ３３２の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３３の処理に進む。

ステップＳ３３３の処理では、演算部３が、ステップＳ３３１の処理によって得られた二値画像（幅Ｗ、高さｈ）を幅１、高さｈの短冊状の画像に分割した複数の分割二値画像を生成する。これにより、ステップＳ３３３の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３４の処理に進む。

以下では、演算部３は、ステップＳ３３３の処理によって生成された分割二値画像のｘ座標の小さいものから順に、ステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理を実行する。一つの分割二値画像に対してステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理の実行が完了したら、演算部３は、処理が完了した分割二値画像のｘ座標を１増数させたｘ座標位置から分割二値画像を抽出し、再びステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理の実行を繰り返す。画像座標系のｘ軸の取り方から、この処理は、短冊状の分割二値画像の生成を元の二値画像の左端から開始して右端に到達するまで繰り返すことを意味する。

ステップＳ３３４の処理では、演算部３が、分割二値画像からエッジとなりうる画素を抽出し、抽出された画素に基づいて分割二値画像中にエッジ候補が単数又は複数であるかを判定する。具体的には、まず、演算部３は、分割二値画像の内部に含まれるエッジと判定された画素のｙ座標を列挙し、エッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝（ｎ＝１、２、・・・、Ｎｘ）を生成する。Ｎｘはあるｘ座標から取り出した分割二値画像におけるエッジと判断された画素の個数である。そして、演算部３は、エッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝の最大値と最小値の差Δｙを算出し、予め設定した閾値ＴΔｙと比較する。この処理によれば、エッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝全体が一つのエッジを構成しているか否かを簡易的に判断できる。

ステップＳ３３４の処理の具体例を図１０（ａ），（ｂ）に示す。図１０（ａ），（ｂ）に示す例では、ｘ＝ｘ１の位置から抽出された分割二値画像では黒色のエッジ候補が１つだけ存在する（エッジ候補Ｅ１）。この場合、エッジと判断された画素のｙ座標は互いに近い値をとる可能性が高い。一方、ｘ＝ｘ２の位置から抽出された分割二値画像では、エッジ候補が２つある（エッジ候補Ｅ２，Ｅ３）。この場合、エッジと判断された画素のｙ座標は広い範囲に散在する可能性が高い。従って、閾値ＴΔｙとして、分割二値画像中でのエッジ一つ分のｙ座標幅の上限を設定すれば、分割二値画像中にエッジ候補が一つ又は複数存在するかを判定することができる。これにより、ステップＳ３３４の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３５の処理に進む。

図９に戻る。ステップＳ３３５の処理では、演算部３が、ステップＳ３３４の処理によって得られたエッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝に基づき、分割二値画像内におけるエッジのｙ座標を算出する。エッジのｙ座標は、元の二値画像のあるｘ座標におけるエッジのｙ座標を表すため、以下これをｙｘ（ｘ＝１、２、・・・、Ｗ）と表記する。このステップＳ３３５の処理では、分割二値画像中に存在するエッジ候補が単数又は複数かで場合分けして処理を行う。分割二値画像中に存在するエッジ候補が単数である場合、演算部３は、エッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝の平均値ｙｎｍを分割二値画像内におけるエッジのｙ座標ｙｘとする。一方、分割二値画像中に存在するエッジ候補が複数ある場合には、演算部３は、エッジ候補点ｙ座標配列｛ｙｎ｝のうち、左隣の分割二値画像、すなわち直前に処理された分割二値画像内におけるエッジのｙ座標ｙ（ｘ－１）に最も近いものをエッジのｙ座標ｙｘとする。左隣の分割二値画像内におけるエッジのｙ座標ｙ（ｘ－１）が欠損値だった場合、演算部３は処理対象の分割二値画像内におけるエッジのｙ座標ｙｎも欠損値とする。

分割二値画像中に存在するエッジ候補が複数ある場合の処理の具体例を図１１（ａ），（ｂ）に示す。図１１（ａ），（ｂ）に示す例では、ｘ＝ｘ３の位置から抽出した分割二値画像内には複数のエッジ候補点Ｐ１～Ｐ３が存在するが、このうち左隣であるｘ＝ｘ３－１のｘ座標位置から得られたエッジのｙ座標に近いエッジ候補点Ｐ２が真のエッジと判定され、そのｙ座標がエッジのｙ座標ｙｎとして保存される。他方、エッジ候補点Ｐ１，Ｐ３は真のエッジではないと判定される。図中のエッジ候補点Ｐ１，Ｐ３に対応する画素内に×で示している。この処理によって、分割二値画像内に単数のエッジ候補が存在する場合はそのエッジの位置を、複数のエッジが存在する場合はその左隣に最も近く連結していると考えられるエッジの位置を選択することができる。これにより、ステップＳ３３５の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３６の処理に進む。

図９に戻る。ステップＳ３３６の処理では、演算部３は、ステップＳ３３５の処理において算出されたエッジのｙ座標ｙｘがもっともらしいか否かを判定する。ステップＳ３３６の処理は、ステップＳ３３５の処理と同様、分割二値画像中に存在するエッジ候補が単数又は複数かで場合分けして処理を行う。分割二値画像中に存在するエッジ候補が単数である場合、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘと隣接する左隣のエッジのｙ座標ｙ（ｘ－１）との差Δｙｓ（＝｜ｙｘ―ｙ（ｘ－１）｜）と予め設定した閾値ＴΔｙｓとを比較する。そして、Δｙｓ＜ＴΔｙｓである場合、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘを有効と判定する。一方、Δｙｓ＜ＴΔｙｓでない場合には、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘを無効と判定する。具体的には、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ｘ＝ｘ４の位置とｘ＝ｘ５の位置から抽出されたエッジ候補はいずれも単数であるが、左隣のエッジとのｙ座標の差ΔｙｓがＴΔｙｓより小さいｘ＝ｘ４の位置では、そのエッジは連結しており有効であると判断される。一方で、左隣のエッジとのｙ座標の差ΔｙｓがＴΔｙｓ以上であるｘ＝ｘ５の位置では、そのエッジは連結しておらず無効であると判断される。無効な画素は図中に斜線で示している。

一方、分割二値画像中に存在するエッジ候補が複数ある場合には、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘに隣接する左隣のエッジのｙ座標ｙ（ｘ－１）との差Δｙｍ（＝｜ｙｘ―ｙ（ｘ－１）｜）と予め設定した閾値ＴΔｙｍとを比較する。そして、Δｙｍ＜ＴΔｙｍ、且つ、左隣のエッジのｙ座標ｙ（ｘ－１）が有効である場合、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘを有効と判定する。一方、そうでない場合には、演算部３は、現在のｘ座標位置におけるエッジのｙ座標ｙｘを無効と判定する。具体的には、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ｘ＝ｘ６の位置とｘ＝ｘ７の位置から抽出した分割二値化画像中にはエッジ候補が複数あるが、左隣のエッジとのｙ座標の差ΔｙｓがＴΔｙｓより小さいｘ＝ｘ６での位置では、エッジは連結しており有効であると判断される。一方、左隣とのｙ座標の差ΔｙｓがＴΔｙｓ以上であるｘ＝ｘ７の位置では、そのエッジは連結しておらず無効であると判断される。無効な画素は図中に斜線で示している。さらに、ｘ＝ｘ７の右隣りのｘ＝ｘ７＋１に関しては、左隣の得エッジとのｙ座標の差ΔｙｓがＴΔｙｓより小さいものの、ｘ＝ｘ７におけるエッジが無効と判断されたことから無効と判定される。

図９に戻る。ステップＳ３３６の処理は、処理の過程で急にエッジのｙ座標が変化したことを検知し、それをステップＳ３２の処理における誤検出によるものと推定して排除する効果がある。従って、閾値ＴΔｙｓ及び閾値ＴΔｙｍはいずれも連結したエッジに許容されるｙ座標の最大変動量を設定すればよい。エッジ候補が単数である場合に左隣のエッジが有効であるか否か判定をしない理由は、あるｘ座標の分割二値画像でエッジが検出されず、その右隣りの分割二値画像で単数のエッジが出現した場合、前者のエッジは必ず無効であるためである。逆に、エッジ候補が複数ある場合に左隣のエッジが有効であるか否か判定する理由は、あるｘ座標の分割二値画像でエッジが検出されず、その右隣りの分割二値画像で複数のエッジが出現した場合、どのエッジを選択すべきかを決定できないことから、次に単数のエッジ候補が出現するまで判定を保留するためである。この処理は、ステップＳ３２の処理で検出されたエッジが誤検出を含みつつも、ある程度高い確率で分割二値画像内に正しいエッジ候補が単数で出現することを期待しているものである。これにより、ステップＳ３３６の処理は完了し、エッジ識別処理はステップＳ３３７の処理に進む。

以上のステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理を全ての分割二値画像に対して完了すると、エッジｙ座標配列と有効・無効判定を示すフラグ配列の両方に処理結果が格納される。図１４に処理結果の概念図を示す。まず、有効・無効判定を示すフラグ配列から、画像を有効区間と無効区間に分割する。このうち有効区間に含まれるエッジｙ座標配列の値をプロットすると、同図中のエッジ１０１ａのようになる。エッジ１０１ａはステップＳ３２の処理によって検出されたエッジのうち、正しく検出できていると判定されたエッジとなる。一方で、無効区間は、ステップＳ３２の処理でエッジが検出されなかったか、検出はされたが正しいエッジが決定できなかった区間となる。

図９に戻る。ステップＳ３３７の処理では、演算部３が、全ての分割二値画像に対してステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理が完了したか否かを判別する。判別の結果、全ての分割二値画像に対してステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理が完了した場合（ステップＳ３３７：Ｙｅｓ）、演算部３はエッジ識別処理をステップＳ３３９の処理に進める。一方、全ての分割二値画像に対してステップＳ３３４～ステップＳ３３６の処理が完了していない場合には（ステップＳ３３７：Ｎｏ）、演算部３は、ステップＳ３３８の処理として処理対象の分割二値画像のｘ座標を１増数した後、エッジ識別処理をステップＳ３３３の処理に戻す。

ステップＳ３３９の処理では、演算部３が、各無効区間に対してそれに隣接する有効区間のエッジｙ座標配列｛ｙｘｎ｝及びそれらに対応するｘ座標配列｛ｘｎ｝に基づいて、無効区間のエッジを補間する。ｎは、補間処理に使用する有効区間内のエッジの座標の個数である。具体的な補間方法としては、例えば無効区間内のエッジ形状が以下の数式（５）に示す二次関数式でモデル化できると仮定し、｛ｘｎ｝及び｛ｙｘｎ｝に対し公知のフィッティング手法（最小二乗法等）を適用すればよい。

補間処理の結果、無効区間とそれと隣接する有効区間との間にエッジの不連続が生じる場合、演算部３は、さらに線形変換によってエッジの不連続がなくなるようにエッジのｙ座標を変換してもよい。具体的には、ｘＬ≦ｘ≦ｘＲの範囲を持つ無効区間に対して数式（５）による補間処理の結果、無効区間の左端の座標が（ｘＬ、ｙＬ）、右端の座標が（ｘＲ，ｙＲ）であるとする。この時、左に隣接する有効区間の右端の座標が（ｘＬ―１、ｙＬ’）、右に隣接する有効区間の左端の座標が（ｘＲ＋１、ｙＲ’）であり、さらに、ｙＬ≠ｙＬ’又はｙＲ≠ｙＲ’であるとする。このとき、演算部３は、以下に示す数式（６）を用いて無効区間のｙ座標を線形変換することにより、無効区間と有効区間との間のエッジの不連続を解消することができる。これは、数式（５）によって計算された無効区間のｙ座標がなすエッジ形状から、その無効区間の両側に隣接する有効区間の端点同士を結んだ直線を差し引くことに相当する。

補間処理の前に極めて短い有効区間を無効区間に変更する、又は、極めて短い無効区間を有効区間に変更してそのｙ座標を適切な値に変更する（例えば近傍の有効区間のエッジｙ座標の平均値で置き換える等）等の前処理を行ってもよい。図１５にステップＳ３３９の処理の結果得られたエッジ画像の一例を示す。補間されたエッジ１０１ｂとそれまでの処理で得られたエッジ１０１ａを組み合わせることで、誤検出（過検出及び未検出）を排除し正しくエッジを検出することができている。これにより、ステップＳ３３９の処理は完了し、一連のエッジ識別処理は終了する。

＜計測処理＞
次に、図１６～図２０を参照して、上記ステップＳ４の計測処理の流れについて詳しく説明する。計測処理では、演算部３が、画像処理によって計測対象の物理量を算出するする。上述の通り、溶接鋼管１のビード部１ａを含む溶接部１ｃを撮影した画像データには射影変換が施されているので、演算部３は、溶接部の断面形状に関する物理量を画像から算出することができる。以下、管厚、オフセット、ビード高さ、内面ピーキング、外面ピーキング、及びビード立ち上がり角を計測する際の演算部３の動作について説明する。

図１６（ａ）に示すように、管厚とは、ビード部１ａの中心位置から周方向に所定距離離れた位置における溶接鋼管の母材１ｂの厚みを示す。図１６（ｂ）に示すように、オフセットとは、ビード部１ａの周方向の一方の端部の高さ位置とビード部１ａの周方向の他方の端部の高さ位置との差（開先の高さのずれ）を示す。図１６（ｃ）に示すように、ビード高さとは、ビード部１ａの周方向の端部の高さ位置とビード部１ａの中心部の高さ位置との差（溶接部の高さ）を示す。図１６（ｄ），（ｅ）に示すように、ピーキングとは、突合せ部の尖り具合の指標である。図１６（ｄ）に示すように、内面ピーキングは、溶接鋼管の内面に接触させた型紙Ｋと溶接鋼管の内面との間の隙間の大きさを示す。図１６（ｅ）に示すように、外面ピーキングは、溶接鋼管の外面に沿った仮想円（点線部分）に対する実際の外面の凹凸量を示す。図１６（ｆ）に示すように、ビード立ち上がり角とは、溶接鋼管の母材１ｂの表面に対するビード部１ａの周方向端部の立ち上がり角（溶接余盛の端の角度）を示す。

図１６（ａ）に示す管厚を計測する際は、図１７に示すように、まず、管厚を計測する溶接鋼管の周方向位置を決定する（ステップＳ４１１）。次に、演算部３が、ステップＳ４１１において決定した位置における溶接鋼管の厚み方向を画像上で特定して管厚を算出する（ステップＳ４１２）。そして、演算部３は、算出された管厚に対して補正をかける（ステップＳ４１３）。これにより、管厚を計測することができる。

図１６（ｂ），（ｃ）に示すオフセット及びビード高さを計測する際は、図１８に示すように、まず、オフセット及びビード高さを計測する溶接鋼管の周方向位置を決定する（ステップＳ４２１）。次に、演算部３が、ステップＳ４２１の処理により決定された位置において画像上でオフセット及びビード高さを算出する（ステップＳ４２２）。そして、演算部３は、算出されたオフセット及びビード高さに対して補正をかける（ステップＳ４２３）。これにより、オフセット及びビード高さを計測することができる。

図１６（ｄ）に示す内面ピーキングを計測する際は、図１９－１に示すように、まず、演算部３が、内面ピーキングの計測に使用する型紙Ｋの形状を画像内に再現する（ステップＳ４３１）。この時、演算部３は、画像の撮影方向を考慮した型紙Ｋの断面傾き補正を加えるとよい。次に、演算部３が、検出処理によって検出された溶接鋼管の内面のエッジに対して型紙Ｋをあてがった時の型紙Ｋの位置を算出する（ステップＳ４３２）。そして、演算部３は、溶接鋼管の内面のエッジと型紙Ｋとの隙間を画像上で算出して内面ピーキング値を算出する（ステップＳ４３３）。これにより、内面ピーキングを計測することができる。

図１６（ｅ）に示す外面ピーキングを計測する際は、図１９－２に示すように、まず、演算部３が、外面ピーキングを計測する溶接鋼管の周方向位置（計測位置）を決定する（ステップＳ４３１－２）。このとき、図１９－３に示すように、計測位置１９Ｃはビード部１ａを避けるように決定する。すなわち、計測位置１９Ｃがビード部１ａ上に位置しないように計測位置１９Ｃを決定する。次に、図１９－２に示すように、演算部３が、画像内に仮想円を配置する（ステップＳ４３２－２）。仮想円とは、鋼管が真円だと仮定した時の外面エッジ位置に相当する円である。図１９－３に示すように、仮想円Ｌは、点１９Ａ，１９Ｂを通るように配置される。この点１９Ａ，１９Ｂは、計測位置１９Ｃを通る鋼管の径方向の直線Ｌｃから所定距離ｄだけ離れた点であり、且つ、検出処理によって検出された溶接鋼管の外面のエッジ上の点である。この時、演算部３は、画像の撮影方向を考慮した仮想円Ｌの断面傾き補正を加えるとよい。次に、演算部３が、検出処理によって検出された溶接鋼管の外面のエッジに対して、仮想円Ｌと計測位置１９Ｃとの間の距離ｐ、すなわち、外面ピーキングを計測する（ステップＳ４３３－２）。例えば鋼管が真円である場合は、検出処理によって検出された溶接鋼管の外面エッジがビード部を除いて仮想円に一致するため、外面ピーキングはゼロとなる。これにより、外面ピーキングを計測することができる。

図１６（ｆ）に示すビード立ち上がり角を計測する際は、図２０に示すように、まず、オペレータが、ビード立ち上がり角を計測する溶接鋼管の周方向位置を決定する（ステップＳ４４１）。次に、演算部３が、ビード立ち上がり角を計測する位置を起点とし、溶接鋼管の外面及びビード部のエッジに接する接線を探索する（ステップＳ４４２）。そして、演算部３は、探索された接線同士のなす角を画像上で算出する（ステップＳ４４３）。これにより、ビード立ち上がり角を計測することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態である計測装置２０では、演算部３が、マーカープレート１０を含む溶接鋼管１の断面の画像を撮影し、マーカープレート１０の画像を用いて断面の画像を所定の分解能を有する正対画像に変換し、正対画像から断面のエッジを検出し、検出されたエッジに基づいて所定の物理量を算出する。また、演算部３は、検出するエッジの種類に対応する、正対画像を入力データ、正対画像中の断面のエッジを出力データとする機械学習モデルを選択し、正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより正対画像中の断面のエッジを検出し、検出されたエッジの連結性に基づいてエッジの過検出を除去すると共にエッジの未検出を補間する。これにより、溶接鋼管１の断面における所定の物理量を短時間で、且つ、精度よく計測することができる。

〔第２の実施形態〕
図２１は、本発明の第２の実施形態である計測装置の構成を示す模式図である。図２２は、図２１に示す計測装置の要部構成を示すブロック図である。図２１に示すように、本発明の第２の実施形態である計測装置２０は、撮像端末６、情報処理装置７、及びマーカープレート１０を備えている。本実施形態では、撮像端末６は、撮像部６１、第２表示部６２、第２入力部６３、第２演算部６４、第２通信部６５、及び第２記憶部６６を備えるコンピュータにより構成されている。

具体的に、撮像端末６は、スマートフォン、タブレット端末、及び通信機能付きのデジタルカメラ等により構成されている。本実施形態では、スマートフォンを撮像端末６とした場合で説明する。撮像部６１は、スマートフォンに内蔵されたカメラ等によって構成されている。第２表示部６２は、スマートフォンに内蔵されたディスプレイ等によって構成されている。第２入力部６３は、スマートフォンに内蔵されたタッチパネル等によって構成されている。第２演算部６４は、スマートフォンに内蔵されたＣＰＵやＧＰＵ等によって構成されている。第２通信部６５は、第２演算部６４に設けられており、スマートフォンに内蔵された通信用インターフェイス等によって構成されている。第２記憶部６６は、スマートフォンに内蔵されたメモリ等によって構成されている。

撮像端末６が備える、撮像部６１、第２表示部６２、第２演算部６４、及び第２記憶部６６は、第１の実施形態の計測装置２０が備える、撮像部２、演算部３、表示部４、及び記憶部５と同等の機能を有する。撮像端末６は、撮像部６１を備えているため、ネットワーク上の仮想装置(クラウド等)は設定不可である。撮像端末６は、マーカープレート１０と共に溶接部１ｃの物理量を計測する計測装置を構成している。

情報処理装置７は、コンピュータにより構成されている。コンピュータとしては、第１表示部７１、第１入力部７２、第１演算部７３、第１通信部７４、及び第１記憶部７５を備える一体型のパーソナルコンピュータを例示できる。

第１表示部７１は、モニター等によって構成されている。第１入力部７２は、キーボード、マウス、及びマイク等によって構成されている。第１演算部７３は、ＣＰＵやＧＰＵ等によって構成されており、第１通信部７４も有している。第１通信部７４は、第１演算部７３に設けられており、通信用インターフェイス等によって構成されている。第１記憶部７５は、ハードディスクやソリッドステイとドライブ等によって構成されている。情報処理装置７として、ネットワーク上の仮想装置(クラウド等)を用いてもよい。

撮像端末６と情報処理装置７とは、それぞれが備える第２通信部６５と第１通信部７４とにより、ネットワーク８を介して互いに通信が可能となっている。ネットワーク８としては、公知のネットワーク技術が利用可能である。例えばインターネット、ローカルエリアネットワーク、又は、インターネットとローカルエリアネットワークを組み合わせたもの等を含む。通信方法は、有線、無線、又は、有線と無線を組み合わせた方法が使用できる。また、撮像端末６と情報処理装置７とは、ネットワーク８を介さずに直接、第２通信部６５と第１通信部７４とにより通信が可能に構成されていてもよい。この場合も、有線、無線、又は、有線と無線を組み合わせた方法が使用できる。この際のより具体的な通信方法としては、有線通信の例として、通信部同士を接続する信号線を介した所定の通信用信号や、ユニバーサル・シリアル・バス（Universal Serial Bus、以降は略してＵＳＢと呼ぶ。）等が使用できる。一方、無線通信の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が使用できる。

本実施形態の計測装置２０では、溶接部１ｃの物理量を計測する際、撮像端末６と情報処理装置７とが同じ施設内にあることに限定されるものではない。例えば撮像端末６と情報処理装置７とがそれぞれ自社の異なる施設内にあってもよい。撮像端末６が自社の施設内にあり、情報処理装置７が他社の施設内にあってもよい。撮像端末６が他社の施設内にあり、情報処理装置７が自社の施設内にあってもよい。すなわち、撮像端末６と情報処理装置７とが、互いに通信を行うことができれば、溶接部１ｃの物理量を計測する際におけるそれぞれの位置は、特に限定されるものではない。

本実施形態の計測装置２０では、撮像部６１によって撮影した画像データ及び計測された物理量に関する情報等を、撮像端末６の第２記憶部６６だけではなく、情報処理装置７の第１記憶部７５に記憶させてもよい。すなわち、撮像端末６は、第２通信部６５から情報処理装置７の第１通信部７４に、計測された物理量を含む情報等の情報を送信し、第２記憶部６６よりも大容量の記憶領域を有する第１記憶部７５に記録させてもよい。

撮像端末６から情報処理装置７に送信される情報は、計測目的等にそって予め定められた所定の情報である。所定の情報の例としては、撮像部６１によって撮影した画像データが含まれる。所定の情報としては、撮像端末６における処理時のパラメータが含まれる。このパラメータには、例えば、マーカープレート１０上に配置されたパターン１０ａに関する情報である、種類、位置、角度、大きさ、及び識別子が含まれる。さらに、パラメータには、上述した、射影変換処理における分解能等が含まれる。これら処理のパラメータは、オペレータが撮像端末６の第２入力部６３を操作することによって指定できることが好ましい。

所定の情報には、撮像端末６における処理結果が含まれる。この処理結果には、射影変換のパラメータに関するテキストデータが含まれる。所定の情報には、撮影した日時、場所、撮影者、撮像端末６に関する情報、及び溶接鋼管１に関する情報等の基本情報が含まれる。撮像端末６に関する情報には、例えば、撮像端末６の識別子及びＩＰアドレス等の情報が含まれる。溶接鋼管１に関する情報には、物体番号、物体名、ロット番号、及び規格等の溶接鋼管１を識別できる情報や、溶接鋼管１を特徴づける情報等が含まれる。溶接鋼管１に関する情報は、例えば、撮像端末６の第２入力部６３を用いてオペレータが入力する。

本実施形態の計測装置２０は、図２３に示すように、撮像端末６及び情報処理装置７とは別に、大規模データベースを利用したデータ記録手段である外部記憶装置９を備えてもよい。外部記憶装置９は、撮像端末６と情報処理装置７とは異なる施設内に設けられている。本実施形態の計測装置２０では、外部記憶装置９に所定の情報等を記録しておいてもよい。外部記憶装置９としては、ネットワーク上の仮想装置(クラウド等)を用いてもよい。

図２４は、図２１に示す計測装置２０で実施される撮像端末６と情報処理装置７の処理の流れを示すフローチャートである。図２１に示す撮像処理Ｓ１０１、射影変換処理Ｓ１０２、検出処理Ｓ１０３、計測処理Ｓ１０４、及び表示処理Ｓ１０５は、図２に示す撮像処理Ｓ１、射影変換処理Ｓ２、検出処理Ｓ３、計測処理Ｓ４、及び表示処理Ｓ５と同様である。

本実施形態の計測装置２０では、まず、撮像端末６の撮像部６１が、所定の位置においてビード部１ａを含む溶接部１ｃとマーカープレート１０の画像を撮影する（撮像処理Ｓ１０１）。次に、撮像端末６の第２演算部６４が、撮影した画像データに対して射影変換を実行する（射影変換処理Ｓ１０２）。次に、撮像端末６の第２演算部６４が、射影変換後の画像データを用いて溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出する（検出処理Ｓ１０３）。次に、撮像端末６の第２演算部６４が、検出されたエッジ位置に基づいて溶接部１ｃの断面形状に関する所定の物理量を計測する（計測処理Ｓ１０４）。次に、撮像端末６の第２表示部６２が、計測された所定の物理量の情報等を表示する（表示処理Ｓ１０５）。その後、撮像端末６の第２通信部６５が、計測された物理量に関する情報等の所定の情報を情報処理装置７の第１通信部７４に送信する（送信処理Ｓ１０６）。

次に、情報処理装置７の第１通信部７４が、所定の情報を撮像端末６の第２通信部６５から受信する（受信処理Ｓ２０１）。その後、情報処理装置７は、第１記憶部７５によって、所定の情報を記録する（記録処理Ｓ２０２）。

本実施形態の計測装置２０では、撮像端末６を使用することによって、単純な計測システムにとどまらず、現場でのオペレータの計測支援システムとしての運用も可能となる。例えば撮像端末６の可搬性の高さとマーカープレート１０を用いた画像変換処理とを導入した結果、オペレータが自由な位置から溶接部１ｃの所定の物理量の計測を実施することが可能となる。この場合、ユーザーインターフェースを簡素化することによって、物理量計測のための特別な訓練をオペレータに実施することなく物理量を計測することが可能となる。また、撮像端末６では、処理結果等を第２表示部６２にリアルタイムで表示することによって、溶接鋼管１の断面の撮影に適した撮像部６１の向きをオペレータが探索して、最適な条件から撮像部６１による撮影が可能となり、より好ましい状態となる。

本実施形態の計測装置２０では、撮像端末６による物理量計測を行う場合に、オペレータが表示された物理量を含む情報に基づいて、マーカープレート１０が設けられた溶接部１ｃがマーカープレート１０と共に撮影された画像データの撮像条件を変更し、最適な撮像位置を探索する手掛かりとすることができる。そのため、現場オペレータの計測支援システムとして有用である。中でも特に、第２表示部６２を備えた撮像端末６を用いた場合は、上記有用性がより高くなる。この際、上述の撮像処理Ｓ１０１が実行される場合は、当該撮像処理Ｓ１０１での撮像条件を変更することができる。

〔第３の実施形態〕
図２５は、本発明の第３の実施形態である計測装置２０の要部構成を示すブロック図である。図２５に示すように、本実施形態の計測装置２０は、撮像端末６、情報処理装置７、及びマーカープレート１０を備えている。撮像端末６は、撮像部６１、第２表示部６２、第２入力部６３、第２演算部６４、第２通信部６５、及び第２記憶部６６を備えるコンピュータにより構成されている。本実施形態では、スマートフォンを撮像端末６とした場合で説明する。撮像端末６は、マーカープレート１０と共に溶接部１ｃの物理量を計測するための計測装置を構成している。情報処理装置７は、第１演算部７３、第１通信部７４、及び第１記憶部７５を少なくとも備えたコンピュータにより構成されている。撮像端末６と情報処理装置７とは、それぞれが備える第２通信部６５と第１通信部７４とにより、ネットワーク８を介して互いに通信が可能となっている。ネットワーク８は、先に説明した第２の実施形態のネットワーク８と同じ技術を使用できる。また、撮像端末６と情報処理装置７とは、ネットワーク８を介さずに、直接、第２通信部６５と第１通信部７４とにより通信が可能に構成されていてもよい。この場合も、先に説明した第２の実施形態で直接通信を行う場合と同じ技術を使用できる。

本実施形態の計測装置２０では、物理量計測を行う際、撮像端末６と情報処理装置７とが同じ施設内にあることに限定されるものではない。例えば撮像端末６と情報処理装置７とが、それぞれ自社の異なる施設内にあってもよい。撮像端末６が自社の施設内にあり、情報処理装置７が他社の施設内にあってもよい。撮像端末６が他社の施設内にあり、情報処理装置７が自社の施設内にあってもよい。すなわち、撮像端末６と情報処理装置７とが互いに通信を行うことができれば、物理量計測の際におけるそれぞれの位置は特に限定されるものではない。

図２６は、図２４に示す計測装置で実施される撮像端末６と情報処理装置７の処理の流れを示すフローチャートである。図２６に示す撮像処理Ｓ１１１、射影変換処理Ｓ２１２、検出処理Ｓ２１３、計測処理Ｓ２１４、及び表示処理Ｓ１１４は、図３に示す撮像処理Ｓ１、射影変換処理Ｓ２、検出処理Ｓ３、計測処理Ｓ４、及び表示処理Ｓ５と同様である。

本実施形態の計測装置２０では、まず、撮像端末６の撮像部６１が、所定の位置において溶接部１ｃとマーカープレート１０の画像を撮影する（撮像処理Ｓ１１１）。次に、撮像端末６の第２通信部６５が、情報処理装置７の第１通信部７４に画像データの射影変換や物理量計測のための情報を送信する（送信処理Ｓ１１２）。

撮像端末６から情報処理装置７に送信される情報は、情報処理装置７で行う処理等にそって予め定められた所定の情報である。画像データの射影変換や物理量計測のための所定の情報としては、撮像部６１によって撮影した画像データが含まれる。所定の情報には、情報処理装置７における処理時のパラメータが含まれる。このパラメータには、マーカープレート１０上に配置されたパターン１０ａに関する情報である、種類、位置、角度、大きさ、及び識別子が含まれる。パラメータには、射影変換処理Ｓ２１２における分解能等が含まれる。これら処理のパラメータは、オペレータが撮像端末６の第２入力部６３を操作することによって指定できることが好ましい。

所定の情報には、撮影した日時、場所、撮影者、撮影に使用した機器に関する情報、及び溶接鋼管１に関する情報等の基本情報が含まれる。撮影に使用した機器に関する情報には、例えば機器の識別子及びＩＰアドレス等の情報が含まれる。溶接鋼管１に関する情報には、例えば物体番号、物体名、ロット番号、及び、規格等の溶接鋼管１を識別できる情報や、溶接鋼管１を特徴付ける情報が含まれる。

次に、情報処理装置７は、第１通信部７４によって所定の情報を撮像端末６の第２通信部６５から受信する。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、撮影した画像データに対して射影変換を実施する（射影変換処理Ｓ２１２）。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、射影変換後の画像データを用いて溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出する（検出処理Ｓ２１３）。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、検出されたエッジ位置に基づいて溶接部１ｃの断面形状に関する所定の物理量を計測する（計測処理Ｓ２１４）。次に、情報処理装置７の第１通信部７４が、計測された所定の物理量に関する情報を撮像端末６の第２通信部６５に送信する（送信処理Ｓ２１５）。その後、情報処理装置７は、撮像端末６から受信した情報及び情報処理装置７が算出した情報を第１記憶部７５に記録する（記録処理Ｓ２１６）。

次に、撮像端末６の第２通信部６５が、計測された物理量に関する情報を情報処理装置７の第１通信部７４から受信する（受信処理Ｓ１１３）。次に、撮像端末６の第２演算部６４が、受信したその後、撮像端末６の第２表示部６２が、計測された物理量に関する情報を第２表示部６２に表示する（表示処理Ｓ１１４）。

情報処理装置７から撮像端末６に送信される計測された物理量に関する情報には、以下のものが含まれる。例えば計測された物理量に関する情報には、処理結果画像データが含まれる。この処理結果画像データとは、撮像端末６の撮像部６１によって撮影された画像データ又は画像データを射影変換した画像データに対して物理量の値等が含まれる。この場合、撮像端末６は、受信した画像データをそのまま第２表示部６２に表示することができる。さらに、計測された物理量に関する情報には、射影変換のパラメータに関するテキストデータが含まれる。この場合、撮像端末６は、受信したテキストデータを解析した情報を第２表示部６２に表示することができる。さらに、撮像端末６は、先に情報処理装置７に送信した画像データを加工して計測された物理量の値を追記した画像データを作成し、第２表示部６２に表示することが好ましい。

〔第４の実施形態〕
図２７は、本発明の第４の実施形態である計測装置２０の要部構成を示すブロック図である。図２７に示すように、本実施形態の計測装置２０は、撮像端末６、情報処理装置７、及びマーカープレート１０を備えている。撮像端末６は、撮像部６１、第２演算部６４、第２通信部６５、及び第２記憶部６６を備えるコンピュータによって構成されている。本実施形態では、通信機能を搭載したデジタルカメラを撮像端末６とした場合で説明する。撮像端末６は、マーカープレート１０と共に溶接部１ｃの物理量を計測するための撮像装置を構成している。情報処理装置７は、第１表示部７１、第１演算部７３、第１通信部７４、及び第１記憶部７５を少なくとも備えるコンピュータによって構成されている。撮像端末６と情報処理装置７とは、それぞれが備える第２通信部６５と第１通信部７４とにより、ネットワーク８を介して互いに通信が可能となっている。ネットワーク８は、先に説明した第２の実施形態のネットワーク８と同じ技術を使用できる。また、撮像端末６と情報処理装置７とは、ネットワーク８を介さずに、直接、第２通信部６５と第１通信部７４とにより通信が可能に構成されていてもよい。この場合も、先に説明した第２の実施形態で直接通信を行う場合と同じ技術を使用できる。

本実施形態の計測装置２０は、所定の物理量の計測を行う際、撮像端末６と情報処理装置７とが同じ施設内にあることに限定されるものではない。例えば撮像端末６と情報処理装置７とがそれぞれ自社の異なる施設内にあってもよい。撮像端末６が自社の施設内にあり、情報処理装置７が他社の施設内にあってもよい。また、撮像端末６が他社の施設内にあり、情報処理装置７が自社の施設内にあってもよい。すなわち、撮像端末６と情報処理装置７とが互いに通信を行うことができれば、物理量計測の際におけるそれぞれの位置は特に限定されるものではない。

図２８は、図２７に示す計測装置２０で実施される撮像端末６と情報処理装置７の処理の流れを示すフローチャートである。図２８に示す撮像処理Ｓ１２１、射影変換処理Ｓ２２２、検出処理Ｓ２２３、計測処理Ｓ２２４、及び表示処理Ｓ２２５は、図３に示す撮像処理Ｓ１、射影変換処理Ｓ２、検出処理Ｓ３、計測処理Ｓ４、及び表示処理Ｓ５と同様である。

本実施形態の計測装置２０では、まず、撮像端末６の撮像部６１が、所定の位置においてビード部１ａを含む溶接部１ｃとマーカープレート１０の画像を撮影する（撮像処理Ｓ１２１）。次に、撮像端末６の第２通信部６５が、情報処理装置７の第１通信部７４に情報を送信する（送信処理Ｓ１２２）。撮像端末６から情報処理装置７に送信される情報には、撮像部６１によって撮影した画像データが含まれる。

次に、情報処理装置７の第１通信部７４が、撮像端末６の第２通信部６５から画像データを含む情報を受信する（受信処理Ｓ２２１）。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、受信した画像データに対して射影変換を実行する（射影変換処理Ｓ２２２）。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、射影変換後の画像データから溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出する（検出処理Ｓ２２３）。次に、情報処理装置７の第１演算部７３が、検出されたエッジ位置に基づいて溶接部１ｃの断面形状に関する所定の物理量を計測する（計測処理Ｓ２２４）。次に、情報処理装置７の第１表示部７１が、計測された所定の物理量に関する情報を表示する（表示処理Ｓ２２５）。その後、情報処理装置７は、撮像端末６から受信した情報及び第１演算部７３によって算出した情報を第１記憶部７５に記録する（記録処理Ｓ２２６）。

情報処理装置７における処理時のパラメータは、予め設定しておくことが好ましい。具体的には、当該パラメータを、予め一つに決定しておく、複数の選択肢の中から選択する、又は、所定の値を処理毎に設定する、のいずれかが選択できる。パラメータには、マーカープレート１０上に配置されたパターン１０ａに関する情報である、種類、位置、角度、大きさ、及び識別子が含まれる。また、パラメータには、射影変換処理Ｓ２２２における分解能等が含まれる。

情報処理装置７には、撮像端末６によって各画像を撮影したときの基本情報を入力する。基本情報には、撮影した日時、場所、撮影者、撮像端末６に関する情報、溶接鋼管１に関する情報等の基本情報が含まれる。撮像端末６に関する情報は、撮像端末６の識別子及びＩＰアドレス等の情報が含まれる。撮像端末６に関する情報は、例えば、撮像端末６の第２記憶部６６に記憶されており、撮像部６１によって撮影した画像データと共に、第２通信部６５から情報処理装置７の第１通信部７４に送信する。溶接鋼管１に関する情報は、物体番号、物体名、ロット番号、及び規格等の溶接鋼管１を識別できる情報や、溶接鋼管１を特徴づける情報が含まれる。溶接鋼管１に関する情報は、外部装置から通信によって情報処理装置７に送信する。

〔第５の実施形態〕
図２９は、本発明の第５の実施形態である計測装置の要部構成を示すブロック図である。本実施形態の計測装置２０は、撮像端末６、第１情報処理装置１０７、第２情報処理装置２０７、及びマーカープレート１０を備えている。以下では、第２情報処理装置２０７が行う物体の品質の程度を判定する処理として、溶接鋼管１の合否判定を一例に挙げて説明する。

撮像端末６は、撮像部６１、第２表示部６２、第２入力部６３、第２演算部６４、第２通信部６５、及び第２記憶部６６を備えるコンピュータによって構成されている。本実施形態では、スマートフォンを撮像端末６とした場合で説明する。撮像端末６は、マーカープレート１０と共に溶接部１ｃの物理量を計測するための計測装置を構成している。

第１情報処理装置１０７は、第１表示部１７１、第１入力部１７２、第１演算部１７３、第１通信部１７４、及び第１記憶部１７５を少なくとも備えるコンピュータによって構成されている。第１情報処理装置１０７は、第２の実施形態の計測装置２０が備える情報処理装置７に相当するものである。

第２情報処理装置２０７は、第３表示部２７１、第３入力部２７２、第３演算部２７３、第３通信部２７４、及び第３記憶部２７５を少なくとも備えるコンピュータによって構成されている。第３表示部２７１、第３入力部２７２、第３演算部２７３、第３通信部２７４、及び第３記憶部２７５は、第１表示部７１、第１入力部１７２、第１演算部１７３、第１通信部１７４、及び第１記憶部１７５と同等の機能を有する。

撮像端末６と第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とは、それぞれが備える第２通信部６５と第１通信部１７４と第３通信部２７４とにより、ネットワーク８を介して互いに通信が可能となっている。ネットワーク８は、先に説明した第２の実施形態のネットワーク８と同じ技術を使用できる。また、撮像端末６と第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とは、ネットワーク８を介さずに、直接、第２通信部６５と第１通信部１７４と第３通信部２７４とにより通信が可能に構成されていてもよい。この場合も、先に説明した第２の実施形態で直接通信を行う場合と同じ技術を使用できる。

本実施形態の計測装置２０は、物理量計測を行う際、撮像端末６と第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とが、同じ施設内にあることに限定されるものではない。例えば撮像端末６と第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とが、それぞれ自社の異なる施設内にあってもよい。撮像端末６と第１情報処理装置１０７とが自社の異なる施設内にあり、第２情報処理装置２０７が他社の施設内にあってもよい。撮像端末６と第２情報処理装置２０７とが自社の施設内にあり、第１情報処理装置１０７が他社の施設内にあってもよい。撮像端末６と第１情報処理装置１０７とが他社の施設内にあり、第２情報処理装置２０７が自社の施設内にあってもよい。撮像端末６と第２情報処理装置２０７とが他社の施設内にあり、第１情報処理装置１０７が自社の施設内にあってもよい。撮像端末６が他社の施設内にあり、第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とが自社の施設内にあってもよい。すなわち、撮像端末６と第１情報処理装置１０７と第２情報処理装置２０７とが、互いに通信を行うことができれば、物理量計測の際におけるそれぞれの位置は、特に限定されるものではない。

図３０は、図２９に示す計測装置２０で実施される撮像端末６、第１情報処理装置１０７、及び第２情報処理装置２０７の処理の一例を示すフローチャートである。図３０に示す撮像処理Ｓ１３１、射影変換処理Ｓ２３２、検出処理Ｓ２３３、計測処理Ｓ２３４、及び、表示処理Ｓ１３４は、図３に示す撮像処理Ｓ１、射影変換処理Ｓ２、検出処理Ｓ３、計測処理Ｓ４、及び表示処理Ｓ５と同様である。

本実施形態の計測装置２０では、まず、撮像端末６の撮像部６１が、所定の位置においてビード部１ａを含む溶接部１ｃとマーカープレート１０の画像を撮影する（撮像処理Ｓ１３１）。次に、撮像端末６の第２通信部６５が、第１情報処理装置１０７の第１通信部１７４と、第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４とにそれぞれ情報を送信する（送信処理Ｓ１３２）。第１情報処理装置１０７の第１通信部１７４は、情報を撮像端末６の第２通信部６５から受信する（受信処理Ｓ２３１）。第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４は、情報を撮像端末６の第２通信部６５から受信する（受信処理Ｓ３３１）。

撮像端末６から第１情報処理装置１０７に送信される情報には、撮像部６１によって撮影した画像データが含まれる。撮像端末６から第１情報処理装置１０７に送信される情報としては、撮像端末６における処理時のパラメータが含まれる。このパラメータには、マーカープレート１０上に配置されたパターン１０ａに関する情報である、種類、位置、角度、大きさ、及び識別子が含まれる。パラメータには、射影変換処理Ｓ２３２における分解能等が含まれる。これら処理のパラメータは、オペレータが撮像端末６の第２入力部６３を操作することによって指定できることが好ましい。

撮像端末６から第２情報処理装置２０７に送信される情報には、撮像端末６によって各画像を撮影したときの基本情報が含まれる。基本情報には、撮影した日時、場所、撮影者、撮像端末６に関する情報、溶接鋼管１に関する情報等の基本情報が含まれる。撮像端末６に関する情報には、第２記憶部６６に記憶された撮像端末６の識別子及びＩＰアドレス等の情報が含まれる。溶接鋼管１に関する情報には、物体番号、物体名、ロット番号、及び規格等の溶接鋼管１を識別できる情報や、溶接鋼管１を特徴づける情報が含まれる。溶接鋼管１に関する情報は、例えば、撮像端末６の第２入力部６３を用いてオペレータが入力する。撮像端末６から第２情報処理装置２０７に送信される情報には、例えば、撮像端末６によって撮影された画像データのＩＤが含まれる。

次に、第１情報処理装置１０７の第１演算部１７３が、受信した画像データに対して射影変換を実施する（射影変換処理Ｓ２３２）。次に、第１情報処理装置１０７の第１演算部１７３が、射影変換後の画像データから溶接鋼管１の断面のエッジ位置を検出する（検出処理Ｓ２３３）。次に、第１情報処理装置１０７の第１演算部１７３が、検出されたエッジ位置に基づいて溶接部１ｃの断面形状に関する所定の物理量を計測する（計測処理Ｓ２３４）。第１情報処理装置１０７の第１通信部１７４が、計測された所定の物理量に関する情報を、第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４に送信する（送信処理Ｓ２３５）。その後、第１情報処理装置１０７は、計測した物理量に関する情報を第１記憶部１７５に記録する（記録処理Ｓ２３６）。計測された物理量に関する情報には、射影変換のパラメータに関するテキストデータが含まれる。

次に、第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４が、計測された物理量に関する情報を第１情報処理装置１０７の第１通信部１７４から受信する（受信処理Ｓ３３２）。次に、第２情報処理装置２０７の第３演算部２７３が、計測された物理量に関する情報等と、溶接鋼管１に関する複数の情報に基づいて、撮像端末６によって撮影された溶接部１ｃを有する溶接鋼管１の品質の程度を判定する処理や製造条件の変更処理を行う（判定処理Ｓ３３３）。溶接鋼管１に関する複数の情報とは、第２情報処理装置２０７が予め有している、溶接鋼管１の設計図面や製造後の形状に係る情報、製造条件の変更が計測された物理量に対して及ぼす影響に関する情報、製造設備の操作手順の操作量の決定方法に関する情報、及びこれらの組合せである。また、後述の判定基準もこの複数の情報に含まれる。これら溶接鋼管１に関する複数の情報は、第２情報処理装置２０７が備える第３記憶部２７５に格納されていることが好ましい。

溶接鋼管１の品質の程度を判定する処理としては、計測された物理量に関する情報等を判定基準と比較し、溶接鋼管１の合否を判定する処理を例示できる。この処理の結果、溶接鋼管１の品質の程度に関する情報が得られる。より具体的には、溶接鋼管１の合否判定に関する情報が得られる。また、製造条件の変更処理としては、計測された物理量に関する情報等に基づいて、溶接鋼管１を製造する製造設備の製造条件の変更の要否の決定と、具体的な条件変更方法や操作量の算出処理を例示できる。さらに、製造条件の変更処理としては、在庫となっている溶接鋼管１に対する出荷、移動、廃棄、その他の操作に係る命令を決定する処理を例示できる。これらの処理の結果、物体（溶接鋼管１）の製造条件の変更に関する情報が得られる。

次に、第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４が、溶接鋼管１の合否判定に関する情報と上記製造条件の変更に関する情報のうち１つ以上を含む、計測された物理量を元にした溶接鋼管１の管理情報を撮像端末６の第２通信部６５及び図示しない製造設備の制御部に送信する（送信処理Ｓ３３４）。その後、第２情報処理装置２０７は、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を第３記憶部２７５に記録する（記録処理Ｓ３３５）。

図示しない製造設備の制御部は、第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４から、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を含む、計測された物理量を元にした溶接鋼管１の管理情報を受信する。さらに、図示しない製造設備の制御部は、受信した溶接鋼管１の管理情報に基づき、製造設備の変更や、在庫となっている溶接鋼管１に対する出荷、移動、廃棄、その他の操作に係る命令を実行する。

計測された物理量を元にした溶接鋼管１の管理情報には、溶接鋼管１の製造条件の変更に関する情報として、在庫している溶接鋼管１に対する処理に関する情報等が含まれる。在庫している溶接鋼管１に対する処理に関する情報には、溶接鋼管１に対する番号、名称、ロット番号、保管されている倉庫、位置、出荷予定日、及び出荷予定先等に関する情報が含まれる。さらに、在庫している溶接鋼管１に対する処理に関する情報には、倉庫の仕様、倉庫に格納されている溶接鋼管１のそれぞれに対する等級、出荷予定日、保管位置等に関する情報が含まれる。及び／又は、計測された物理量を元にした溶接鋼管１の管理情報には、溶接鋼管１の製造条件の変更に関する情報として、物体の製造条件を変更する情報等が含まれる。物体の製造条件を変更する情報には、製造プロセスとその条件、各プロセスの実施日、製造中の他の計測結果、製造した溶接鋼管１の番号、名称、ロット番号等の情報が含まれる。さらに、物体の製造条件を変更する情報には、所定の物理量や溶接鋼管１を特徴づける情報を含めた情報や、各プロセス条件の変更のための判断基準等に関する情報が含まれる。

在庫管理と製造条件の変更の事例を用いて管理情報の利用方法について説明する。まず、第３演算部２７３が、溶接鋼管１に関する情報の一部又は全部をキーにして、第３記憶部２７５から管理情報を抽出する。次に、第３演算部２７３は、抽出された管理情報を、計測処理Ｓ２３４において計測された所定の物理量及び溶接鋼管１を特徴づける情報と比較する。比較の結果、判定基準を満たしていれば、第３演算部２７３は、在庫の移動や製造設備の条件変更等の操作を行わないことを決定する。一方で、判定基準から外れていた場合には、第３演算部２７３は、溶接鋼管１に対して何らかの操作を行うことを決定する。例えば在庫管理であれば、第３演算部２７３は、溶接鋼管１を特徴づける情報から得られる所定のルールに沿って、溶接鋼管１の位置を移動させることを決定する。具体的な移動方法としては、適切な等級を示す箇所へ移動する、廃棄予定箇所に移動する等が含まれる。さらに、例えば製造設備の制御であれば、第３演算部２７３は、溶接鋼管１を特徴づける情報から所定の物理量に影響のある製造設備の条件を抽出し、製造設備の操作手順と操作量を決定する。

次に、溶接鋼管１の合否判定に関する情報が溶接鋼管１の管理情報に含まれている場合は、撮像端末６の第２通信部６５が、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を第２情報処理装置２０７の第３通信部２７４から受信する（受信処理Ｓ１３３）。その後、撮像端末６の第２表示部６２は、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を表示する（表示処理Ｓ１３４）。本実施形態の計測装置２０は、第２情報処理装置２０７によって判定された溶接鋼管１の合否判定に関する情報を、合否判定した後にリアルタイムで撮像端末６に送信することに限定されるものではない。オペレータが撮像端末６の第２入力部を操作して、合否判定の結果を知りたい溶接鋼管１に対応する画像データのＩＤ等の情報を第２情報処理装置２０７に送信し、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を要求する。そして、第２情報処理装置２０７は、受信した画像データのＩＤ等の情報に基づいて、第３記憶部２７５に記録した画像データのＩＤに対応する、溶接鋼管１の合否判定に関する情報を撮像端末６に送信する。これにより、オペレータが撮像端末６を用いて溶接鋼管１の物理量計測を行った後、溶接鋼管１を物体として出荷するまでの間の任意のタイミングにて、溶接鋼管１の合否判定等の検品、在庫管理、製造条件変更を実施し、品質や製造の管理を行うことができる。

また、本発明は、物体の製造方法に含まれる計測ステップとして適用することができ、公知又は既存の製造ステップにおいて、物体の断面形状に関する物理量を計測するようにしてもよい。このような物体の製造方法によれば、物体の製造歩留まりを向上させることができる。

さらに、本発明は、物体の品質管理方法に適用することができ、物体の断面形状に関する物理量を計測することにより、物体の品質管理を行うようにしてもよい。具体的には、本発明で物体の断面形状に関する物理量を計測し、計測結果から物体の品質管理を行うことができる。品質管理ステップでは、計測結果に基づき、物理量が予め指定された管理基準を満たしているか否かを判定し、物体の品質を管理する。このような物体の品質管理方法によれば、高品質の溶接鋼管を提供することができる。

［実施例］
最後に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、物理量の計測対象として、溶接鋼管の溶接部の断面を選定した。マーカープレート１０として、ＡＲマーカーを４つ配置したものを使用した。撮像端末６としてスマートフォンを、情報処理装置７としてグラフィックボードを搭載したノートＰＣを使用した。撮像端末６と情報処理装置７との間の通信はＵＳＢポートを介したハードディスクによるデータ授受により実現した。物理量計測処理では、溶接鋼管の異なる１０個の断面を撮影して管厚を計測した。計測は、溶接余盛を中心に左右それぞれ１箇所ずつ行った。図３１は撮影した画像に管厚を計測した位置を重ね合わせた様子を示す模式図である。図３１の１１は溶接鋼管の外面、１２は溶接鋼管の内面、１３は溶接鋼管の断面、１４は溶接余盛を示す。破線１５Ｌ，１５Ｒは本発明に係る計測方法を用いて計測した結果、得られた管厚を示す線であり、管厚方向と一致している。図３２に管厚の計測結果と誤差範囲を示す。手計測された管厚の計測値に対する本発明の計測値の誤差を評価するため、誤差の絶対値平均をとったところ０．５ｍｍであった。これにより、本発明によれば、管厚等の物理量を精度よく計測できることが確認された。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

本発明によれば、物体の所定の位置における所定の物理量を短時間で、且つ、精度よく計測可能な計測方法、計測装置、演算部、撮像端末、及び撮像システムを提供することができる。また、本発明によれば、物体の製造歩留まりを向上可能な物体の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高品質な物体を提供可能な物体の品質管理方法を提供することができる。また、本発明によれば、物体の製造歩留まりを向上可能な物体の製造設備を提供することができる。また、本発明によれば、物体の製造歩留まりを向上させる及び／又は高品質な物体を提供可能な情報処理装置を提供することができる。

１ 溶接鋼管
１ａ ビード部
１ｂ 母材
１ｃ 溶接部
２ 撮像部
３ 演算部
４ 表示部
５ 記憶部
６ 撮像端末
７ 情報処理装置
８ ネットワーク
９ 外部記憶装置
１０ マーカープレート
１０ａ パターン
１０ｂ 開口部
１１ 外面
１２ 内面
１３ 断面
１４ 溶接余盛
１９Ｃ 計測位置
２０ 計測装置
６１ 撮像部
６２ 第２表示部
６３ 第２入力部
６４ 第２演算部
６５ 第２通信部
６６ 第２記憶部
７１ 第１表示部
７２ 第１入力部
７３ 第１演算部
７４ 第１通信部
７５ 第１記憶部
１０１ａ エッジ
１０７ 第１情報処理装置
１７１ 第１表示部
１７２ 第１入力部
１７３ 第１演算部
１７４ 第１通信部
１７５ 第１記憶部
２０７ 第２情報処理装置
２７１ 第３表示部
２７２ 第３入力部
２７３ 第３演算部
２７４ 第３通信部
２７５ 第３記憶部
Ｌ 仮想円

Claims (13)

1. 物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測方法であって、
   測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に撮影された前記物体の画像を、前記画像中の前記パターンの画像を用いて、所定の分解能を有する正対画像に変換する第１ステップと、
   前記正対画像から前記物体のエッジを検出する第２ステップと、
   検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する第３ステップと、
   を含み、
   前記第２ステップは、
   前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択するステップと、
   前記第１ステップによって得られた前記正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出するステップと、
   検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間するエッジ識別ステップと、
   を含む、計測方法。
2. 前記第１ステップの前に、前記マーカープレートと共に前記物体の画像を撮像する撮像ステップを含む、請求項１に記載の計測方法。
3. 前記エッジ識別ステップは、
   前記エッジの画像を二値化するステップと、
   二値化された前記エッジの画像を複数の処理単位に分割して複数の分割二値画像を生成するステップと、
   隣接する分割二値画像中における前記エッジを考慮して各分割二値画像中における前記エッジの有効又は無効を判定するステップと、
   有効と判定された前記エッジに基づいて無効と判定された前記エッジを補間するステップと、
   を含む、請求項１に記載の計測方法。
4. 物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測装置であって、
   測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと、
   前記マーカープレートと共に、前記物体の画像を撮影する撮像部と、
   撮影された前記画像中の前記パターンの画像を用いて、前記画像を所定の分解能を有する正対画像に変換する処理と、前記正対画像から前記物体のエッジを検出する処理と、検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する処理と、を実行する演算部と、
   を備え、
   前記演算部は、前記エッジを検出する処理において、前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択する処理と、前記正対画像を選択された機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出する処理と、検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間する処理と、を実行する、
   計測装置。
5. 物体の製造ステップと、
   請求項１～３のうち、いずれか１項に記載の計測方法を用いて、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測ステップと、
   を含む、物体の製造方法。
6. 請求項１～３のうち、いずれか１項に記載の計測方法を用いて、物体の所定の位置における所定の物理量を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップによって得られた所定の物理量の計測結果から、前記物体の品質管理を行う品質管理ステップと、
   を含む、物体の品質管理方法。
7. 物体を製造するための製造設備と、
   前記製造設備により製造された前記物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための、請求項４に記載の計測装置と、
   を備える、物体の製造設備。
8. 物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための演算部であって、
   測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に撮影された前記物体の画像より算出された正対画像から、前記物体のエッジを検出する処理と、
   検出された前記エッジに基づいて前記所定の物理量を算出する処理と、
   を実行すると共に、
   前記エッジを検出する処理において、
   前記正対画像を入力データ、前記正対画像中の前記エッジを出力データとする機械学習モデルを、検出する前記エッジの種類に応じて選択する処理と、
   前記正対画像を選択された前記機械学習モデルに入力することにより、前記正対画像中の前記エッジを検出する処理と、
   検出された前記エッジの連結性に基づいて、前記エッジの過検出を除去する及び／又は前記エッジの未検出を補間する処理と、
   を実行する、演算部。
9. 前記物体の画像より前記正対画像を算出するために、前記画像中の前記パターンを用いて、前記画像を所定の分解能を有する正対画像に変換する処理を実行する、請求項８に記載の演算部。
10. 物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための撮像端末であって、
    測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと共に、前記物体の画像を撮影する撮像部と、
    撮影された前記画像に対して処理を実行する第２演算部と、
    を備え、
    前記第２演算部は、
    撮影された前記画像を、請求項８又は９に記載の演算部である外部の第１演算部へ出力する処理を実行する、
    及び／又は、請求項８又は９に記載の演算部である、
    撮像端末。
11. 物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための撮像システムであって、
    測長用の長さ基準となるパターンが描画されたマーカープレートと、
    前記マーカープレートが設置された前記物体を撮影する、請求項１０に記載の撮像端末と、
    を備える、撮像システム。
12. 請求項８又は９に記載の演算部である外部の第１又は第２演算部により算出された、物体の所定の位置における所定の物理量と、前記物理量が算出された前記物体に関する複数の情報と、から、前記物体の製造条件を変更する処理と、前記物体の品質の程度を判定する処理のうちの１つ以上を実行する第３演算部を備える、情報処理装置。
13. 物体を製造するための製造設備と、
    前記製造設備により製造された前記物体の所定の位置における所定の物理量を計測するための、請求項１０に記載の撮像端末と、
    を備える、物体の製造設備。

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