JPH0341306A - 断面積および体積計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は搬送される被計測物体たとえば土砂その他の粉
体の断面積および体積計測装置にかかわるもので、とく
に搬送中にこれらの被計測物体の断面積および体積を簡
単な構成で計測可能な断面積および体積計測装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 一般にある被計測物体（以下「ワーク」という）の断面
積を計測する場合のひとつの手法について、第１０図な
いし第１４図にもとづき説明する。

第１０図に示すように、ワーク１の表面に、ある平面を
満たすように面状に絞ることにより幅狭な照射光２を照
射することによってその表面に線状に輪郭３を浮き出さ
せ、この輪郭３をビデオカメラ４により画像処理装置５
内に取り込んで画像処理するものである。つまり、この
画像処理装置５内において輪郭３部分を抽出して画面上
のアドレスと対応させることによりこのワーク１の形状
を数値化することができる。

しかして第１１図に示すように、ワーク１および照射光
２その他の諸条件により、取り込んだ輪郭３にデータ抜
は部分６がある場合には前処理として画像の各種補正処
理を行なう必要があり、ワークｌがベルトコンベア等の
搬送手段により搬送されている場合にはリアルタイムで
これを実行するためには大型のコンピューターを必要と
し、ワーク１が搬送されている工事現場等での対応が困
難であるという問題がある。

しかも、」二記輪郭３に相当する抽出しようとする画像
（この場合には照射光２がワーク１に当たって作られる
明部）と背景とのコントラストがワーク１の性状により
低い場合には、さらに多重の演算を行なう必要がある。

なおまた、こうして検出ないし抽出した画面上の輪郭３
の座標を実際の座標に変換するに際しては、通常は結像
面上にはビデオカメラ４のレンズの焦点距離に比例した
比例定数を全データにかけるだけで実際の座標に変換可
能である。

しかしながら、こうした計算をリアルタイムで処理しよ
うとする場合には、一般に大容量かつ高速のコンピュー
タを必要とし、いわゆるパソコンレベルでは処理が困難
である。たとえば上記多重の演算としてコントラスト補
強の演算を実行しようとすると、この計算量が非常に多
いので、パソコンレベルのＣＰＵ側で実行すると時間が
かかりすぎ、リアルタイムでの処理が困難となる。

しかして現実の装置では、ビデオカメラ４の設置上の制
約から別の問題が発生する。以下説明する。第１２図に
示すように、上記照射光２をＸ軸に沿ってワーク１の上
方から照射する。ワーク１の輪郭３のＸ軸方向の成分３
Ｘは長さＨｌを有し、ビデオカメラ４のレンズ７により
その受光面８上に結んだ結像９は長さＨｌを有するもの
とする。なおこの第１２図に図示の状態では、ビデオカ
メラ４を水平に配置してあり、そのレンズ７の中心を通
る光路をワーク１の斜線部分ｌＡがさえぎっている。

ここで、レンズ７を通る光線がすべてさえぎられれば、
輪郭３のＸ軸方向の成分３ｘは受光面８上には結像しな
い。またさえぎられる量が部分的であっても光学系の性
能を低下させるものである。

さらに、照射光２がワーク１と交わる部分の接線と水平
線とが作る角度ＡＩ、およびこの接線とｌ／ンズ７を通
る光線とが作る角度Ａ２が小さい場合には、レンズ７は
照射光２による明部を充分に捕らえることができないも
のである。

いずれにしても第１２図に示すような配置では、輪郭３
のＸ軸方向の成分３Ｘとレンズ７との間の間隔をＦｌ、
レンズ７と結像９との間の間隔をＦ２とすれば、 ＨＬ＝Ｈ２・Ｆｌ／Ｆ２．、、、式（１）という単純な
関係が成立する反面、角度Ａ１が大きく、かつ斜線部分
ＩＡのような部分がないワーク１の計測しか実行するこ
とができないので、現実には大部分のワークｌに対して
不適当なものとなってしまうこととなる。

しかして第１３図に示すように、ビデオカメラ４の光軸
つまりレンズ７の光軸を傾ければ、こうした問題の多く
を解決することができる。つまり、この方式によればレ
ンズ７の光軸に与える傾きの角度θにより、陰となる部
分を減らし、角度Ａ２を大きく取ることができる。

ところがこの方式では、輪郭３のＸ軸方向の成分３ｘの
高さないし長さＨｌに応じてレンズ７との間の間隔Ｆ１
が変化する。たとえば、その頂点３Ｔとレンズ７との間
の間隔りは間隔Ｆ１より小さくなるため、以下のような
問題が発生する。

すなわち、上記間隔Ｆｌが変化することにより、輪郭３
のＸ軸方向の成分３Ｘがその全部にわたって受光面８上
に鮮明な結像を結ばなくなり、いわゆるピントがずれた
状態となる。

こうした状態を第１４図に示す。第１４図は第１３図の
結像９の上下を反転して正立状態での結像９を示してい
るもので、図中実線は受光面８のＸ方向およびＹ方向の
座標を示し、点線は結像する座標を示している。図示の
ように、輪郭３のＸ軸方向の成分３ｘの頂点３Ｔの部分
が下方の部分より大きく拡大された状態で受光面８に結
像することとなる。したがって、この受光面８内で結像
９の面積を求めようとするときには、こうした画像のゆ
がみを補正する必要がある。

また第１２図に示した場合とは異なり、長さＨｌと長さ
Ｈｌとの関係が以下の式のように複雑となる。すなわち
、Ｆｌ／Ｆ２＝Ｂとすれば、　Ｏ Ｈ１＝Ｈ２ｍＢ　　　（ｃｏｓ　θ ＋（Ｆ１＊ｓｉｎθ−Ｈ２＊Ｂｅｃｏｓθ）／（Ｆ１ａ
ｃｏｓθ＋Ｈ２ｍＢａｓｉｎθ））００１００６式（２
） したがって、ソークｌの断面積を求めるときにこの誤差
は無視することができないものとなるが、リアルタイム
でこの補正処理を行なうには大型のコンピュータを必要
とすることが常識であった。なお、こうした画像のゆが
みは上記式（１）および（２）のような直線的なゆがみ
の場合以外に、魚眼レンズ等による球面的なゆがみ、さ
らには左右でその程度が異なるゆがみ等各種のレンズ系
に依存するものである。

こうした問題に対し実際の装置では二通りの対策が考え
られる。

第一の対策は、間隔Ｆ１と傾きの角度θとの適当な選択
により変化量を減少させることによって第１２図に図示
の状態に近づけ、上記式（１）を使用しても間隔Ｆｌの
変化によって生じる誤差が実用上許容することができる
範囲内に押えるよ１ うにする考えである。この方法では、角度θを小さくす
るか、間隔Ｆｌを大きくするかすることにより誤差を減
少させることはできる。ところが、傾きの角度θの最小
値はワークｌの形状で決定されてしまうので、間隔Ｆｌ
を大きくすることにより誤差を減少させることができる
反面、間隔Ｆ１を大きくすると装置全体の大型化につな
がる。

第二の対策は、照射光２の光源をより明るくするなどし
て対応し、長さＨｌの演算に関しては間隔Ｆｌの変化に
対応した式を実行する方法がある。この方法においては
、間隔Ｆｌの変化を考慮して式（２）程度の式を実行す
るとすれば、これをパソコンレベルのＣＰＵ側によって
はリアルタイムで実行することができなくなってしまう
という問題がある。

したがって、搬送中の各種のワークたとえば工事現場の
土砂、あるいは工場の粉体などの断面積を計測したり、
あるいはこの断面積にもとづきその体積を計測する場合
に、大型のコンピュータを使用しなければリアルタイム
で計測を行なうこ２ とができず、それぞれの現場において簡単に計測を行な
うことができないという不都合があり、実際上の応用場
面がないとう問題がある。

゛［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので
、搬送中のワークの断面積ないしは体積をパソコンレベ
ルのＣＰＵによってリアルタイムで計測可能な断面積お
よび体積計測装置を提供することをその課題とする。

［課題を解決するための手段］ すなわち本願による第一の発明は、搬送手段上を搬送さ
れる被計測物体（ワーク）の表面に面状の光線を照射す
る照明手段と、この被計測物体の斜め上方に設置すると
ともに上記面状の光線により浮き出された被計測物体の
輪郭を撮像するビデオカメラとを有するとともに、この
ビデオカメラからの映像信号にもとづいて上記搬送手段
上の被計測物体の断面積を計測する断面積計測装置で３ あって、上記ビデオカメラからの映像信号にもとづいて
把握される上記被計測物体の輪郭を含む画面内の該輪郭
を垂直方向に、つまりワークが搬送されるベルトコンベ
ア等の搬送装置の上下方向に向って走査する走査手段と
、この走査手段により把握した上記輪郭と上記搬送手段
との間の断面積を計算する断面積計算手段と、この断面
積計算手段および前記走査手段を制御する制御手段とを
有することを特徴とする断面積の計測装置である。

また第二の発明は、同じく搬送手段上の被計測物体の断
面積を計測する断面積計測装置であって、上記ビデオカ
メラからの映像信号にもとづいて把握される上記被計測
物体の輪郭を含む画面を所定数の画素に分割するととも
に、これらそれぞれの画素に対応してあらかじめ計算し
ておいた補正面積値を記憶したメモリ手段と、上記画面
内の上記被計測物体の輪郭を垂直方向に走査する走査手
段と、この走査手段により把握した上記輪郭の画素と上
記搬送手段の画素との間のそれぞれの画素に対応した上
記補正面積値を加算する加算手段４ と、上記メモリ手段、走査手段、および加算手段を制御
する制御手段とを有することを特徴とする断面積の計測
装置である。

第三の発明は、上記第一の断面積計測装置によって計測
された断面積から被計測物体の体積を計測する体積計測
装置であって、上記ビデオカメラからの映像信号にもと
づいて把握される上記被計測物体の輪郭を含む画面内の
該輪郭を垂直方向に走査する走査手段と、この走査手段
により把握した上記輪郭と上記搬送手段との間の断面積
を計算する断面積計算手段と、この計算された断面積と
上記搬送手段の搬送速度とからこの被計測物体の体積を
計算する体積計算手段と、この体積計算手段、上記走査
手段および断面積計算手段を制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする体積の計測装置である。

第四の発明は、上記第二の断面積計測装置によって計測
された断面積から被計測物体の体積を計測する断面積計
測装置であって、上記ビデオカメラからの映像信号にも
とづいて把握される上記５ 被計測物体の輪郭を含む画面を所定数の画素に分割する
とともに、これらそれぞれの画素に対応した補正面積値
を記憶したメモリ手段と、上記画面内の」二記被計測物
体の輪郭を垂直方向に走査する走査手段と、この走査手
段により把握した上記輪郭の画素と上記搬送手段の画素
との間のそれぞれの画素に対応した上記補正面積値を加
算する加算手段と、この加算された補正面積値と上記搬
送手段の搬送速度とからこの被計測物体の体積を計算す
る体積計算手段と、この体積計算手段、上記メモリ手段
、走査手段、および加算手段を制御する制御手段とを有
することを特徴とする体積の計測装置である。

上記各発明を要約すれば、第一および第三の発明は、ビ
デオカメラで取り込んだ映像信号によるワークの輪郭を
垂直方向に走査することとした断面積および体積計測装
置である。

また第二および第四の発明は、ワークの長さはある結像
の受光データ長さに対して一義的な値しか持たないので
、ワークの長さの値をあらかじ　６ め決定しておくことができるという点に着目し、前記式
（２）を各データ毎にリアルタイムで実行することなく
、長さに対する長さの補正値を画面全体について決定し
ておけば各データ入力毎にリアルタイムでワークの長さ
およびこの長さにもとづく面積を決定可能との観点に立
ち、あらかじめ演算した補正面積値を加算するようにし
た断面積および体積計測装置である。なお、上記補正面
積値は各種のレンズ系に応じてこれを準備するものとす
る。

［作用］ 本発明による断面積および体積計測装置においては、照
射光をワークに照射してその輪郭を判断するにあたり、
ビデオカメラにより取り込んだ画像情報を縦方向に、つ
まりワークが搬送されるベルトコンベア等の搬送装置の
上下方向に向って走査することとしたので、一義的に輪
郭のアドレスの検出を行なうことができるとともに、デ
ータ抜は等があっても、補正処理が容易である。

７ さらに、ビデオカメラをワークに対して傾斜して設定し
たことによる受光面上の画像のゆがみを補正する手段と
して、あらかじめ補正計算をしたデータ内容を補正面積
値のテーブルとして記憶しておき、受光面の輪郭を検出
するたびにそれぞれの画素に対応するアドレス部分の補
正面積を加算することにより全体の断面積を計測するこ
とができる。

また、こうして求めた断面積にベルトコンベア等の搬送
手段の搬送速度による移動距離をかけることにより所定
時間内の搬送される体積も求めることができる。

なお同様にして、各画素に対応するワークの面積および
モーメント等をあらかじめ決定しておけば、ワークの面
積モーメント等も計測可能である。

［実施例］ 以下本発明の一実施例による断面積および体積計測装置
について第１図ないし第７図にもとづ８ き説明する。ただし、以下の説明では第１Ｏ図ないし第
１４図と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこ
れを省略する。

第１図は上記断面積および体積計測装置１０の外観を示
す概略斜視図であって、この断面積および体積計測装置
ｌＯは画像取込み機構ｉｔと計測制御機構１２とを有す
る。この画像取込み機構１１は、第１図および第２図に
示すように、保護ケース１３内のハウジング１４に照明
手段としてのランプ１５および前記ビデオカメラ４を設
けである。このランプ１５は、搬送手段たとえばベルト
コンベア１６上を搬送される土砂等のワークｌに前記照
射光２を照射し、その輪郭３をビデオカメラ４により取
り込むものとする。

上記計測制御機構１２はビデオカメラ４からの画像信号
を受信して計測制御を行なうもので、ベルトコンベア１
６に設けたパルスジェネレータ１７にこれを接続しであ
る。

第３図はこの計測制御機構１２の具体的な回路の構成を
示すブロック図であって、ＣＰＵとし９ てのマイクロコンピュータ２０に図示のように各画像処
理用回路を接続しである。すなわち、ビデオカメラ４か
らの複合映像信号から映像分離回路２１により映像信号
のみを分離可能とし、輪郭レベル判定回路２２により輪
郭３を判定する。また輪郭レベル判定回路２２にＤ／Ａ
コンバータ２３を接続しである。

また、上記複合映像信号は同期分離回路２４からエラー
処理回路２５およびタイミングおよび制御信号発生回路
２６に入力され、このタイミングおよび制御信号発生回
路２６には輪郭レベル判定回路２２、Ｙカウンタ２７、
Ｘカウンタ２８、バッファ２９、および加算器３０を接
続し、バッファ２９には面積ＲＯＭ３１を接続しである
。この面積ＲＯＭ３１は、補正面積値を記憶したテーブ
ル（たとえば第７図および第８図にもとづいて後述する
補正面積値衣４１．４２）を記憶したメモリ手段である
。

なおマイクロコンピュータ２０には、ベルトコンベア１
６に設けたパルスジェネレータ１７か０ らのコンベア走間パルス３２をタイミング発生回路３３
を介して入力する。さらに、マイクロコンピュータ２０
にはデイスプレィ・走査スイッチ等回路３４を接続する
とともに、計測結果を外部信号として出力可能としであ
る。

第４図および第５図に示すように、ビデオカメラ４の受
光面８のウィンドウ４０はｘ−Ｙ平面内にこれを規定し
、輪郭３の断面の走査をウィンドウ４０の平面内におい
て行なうものとする。図示のように、第４図中縦方向な
Ｘ方向としｘ釧ｎからＸｍａｘまで、横方向をＹ方向と
しＹｍｉｎからＹ　ｆｆ１ａｘまでのウィンドウ４０を
設定しである。したがって、Ｘｍ１ｎとＹｍｉｎとの交
点を（０、０）とし、Ｘｍａｘ　とＹｍａｘとの交点を
（Ｎ　、　Ｎ）またはウィンドウ４０に応じて（Ｎ、Ｍ
）と設定しである（Ｎ、Ｍはそれぞれ正の整数）。

第４図のウィンドウ４０を受光面８内でｘＹ力方向画素
単位にわけた例を第５図に示す。この例ではＮ、Ｍ＝Ｏ
〜７としてウィンドウ４０を縦横にへ分割し、このウィ
ンドウ４０内での走査に１ よりそれぞれの画素の座標（ｘ、ｙ）がワーク１の輪郭
３（図中斜線部分）に相当したときにＹカウンタ２７お
よびＸカウンタ２９からのアドレス信号が面積ＲＯＭ３
１に出力され、この画素より下方でベルトコンベア１６
の画素より上方の画素領域の補正面積値を加算器３０が
加算してゆくものとする。

こうした計測制御工程について、第６図のフローチャー
ト図にもとづき説明する。

このフローチャート図はＹ方向１ライン分の処理で、こ
のフローチャート図においてはひとつのラインの走査が
完了し、ある画素の（ｘ、ｙ）座標が確定するたびにこ
のフローを実行するものである。すなわち、第６図のス
テップＳｌにおいてＹカウンタ２７、Ｘカウンタ２８か
らのデータを読み込む。つぎのステップＳ２においてＹ
の座標がＹ　ｌ１ｌａｘをこえているか、あるいはＹ　
ｌ１ｉｎに満たないかを判断し、ｒＹＥｓＪであれば対
象となるワークｌはウィンドウ４０の範囲を逸脱してい
るとして（ステップＳ３）、このフローから出て２ エラー処理あるいはウィンドウ４０拡大処理等を行なう
（詳述は省略）。

上記ステー７ブＳ２においてｒＮＯＪであればつぎのス
テップＳ４においてＹの座標がＹｍａｘか否かを判断す
る。ｒＹＥｓＪであればこのウィンドウ４０内の走査を
終了するステップへ進む（ステップＳ１５以降）が、ｒ
ＮＯＪであれば、ざらにつぎのステップＳ５においてＹ
がＹ　ｍｉｎであるかを判断する。ｒＹＥｓＪであれば
、Ｘの座標がベルトコンベア１６の底面より小さいかを
判断する（ステップＳ６）。ｒＹＥＳＪであれば、ワー
クｌの輪郭３が第４図においてＸ＋＊ｉｎより上方に位
置しデータが有ることになり、−Ｙエリアオーバーのフ
ラグをセットする（ステップＳ７）。こうしたフラグセ
ットにより後処理としてウィンドウ４０の拡大その他の
補正処理を行なうものとする。

ステップＳ６においてｒＮＯＪであれば、前回のサイク
ルにおいて入力したＸの座標データをベルトコンベア１
６の底面データとして入力する３ （ステップＳ８）。ついでステップＳ９においてＸの座
標がＸｍ１ｎより小さいかを判断する。「ＹＥＳＪであ
れば、Ｘエリアオーバーとしてカウンタを「＋１」だけ
カウントアツプする（ステップＳ　１０）。とのカウン
ト値も上記−Ｙエリアオーバーのフラグと同様に所定回
数カウントがある場合にエラー処理あるいはウィンドウ
４０の拡大処理等を行なうためのものである。

ステップＳ９においてｒＮＯＪであればっぎのステップ
ＳｌｌにおいてＸの座標がベルトコンベア１６の底面の
座標より大きいかを判断する。

ｒＹＥｓＪの場合には、データ抜けとしてカウンタを「
＋１」だけカウントアツプする（ステップ５１２）。ス
テップＳｌｌにおいてｒＮＯＪであれば、たとえば第７
図ないし第８図に示すような補正面積値表４１．４２（
後述）から（ｘ、ｙ）の座標に該当する補正面積値△Ｓ
を加算し、ΔＳを更新する（ステップ５１３）。そして
ステップＳ１４においてＳ＝Ｓ＋ΔＳの式により面積を
計算する。なお、上記ステップＳ９においてｒＹＥ４ Ｓ」と判断しデータ抜けとしたときには、前回の日補正
面積値ΔＳを用いてＳ＝Ｓ十ΔＳの計算を行なうものと
する。

なお、前記ステップＳ４においてｒＹＥｓＪであれば、
このウィンドウ４０内での一回の処理を終了するために
、ステップＳ１５においてＸの座標がベルトコンベア１
６の底面の座標と等しいか否かを判断する。ｒＮＯＪで
あれば、前回のＸデータが底面データであるかを判断し
くステップ５１６）、「ＮＯ」であれば、前述したーＹ
エリアオーバーのフラグセットと同様に、ステップＳ１
７において＋Ｙエリアオーバーとしてフラグをセットす
る。

上記ステップＳ１５およびステップＳ１６においてｒＹ
ＥＳＪであればステップＳ１８において断面積＝Ｓ−ベ
ルトコンベア１６の面積を計算することができる。

つぎのステップＳ１９においてこの斬新面積およびフラ
グさらにはカウンタ値を登録し、次回の断面積、フラグ
、カウントのためにこれらをり５ リアする（ステップ３２０）。さらに、ステップＳ２１
において断面の番号を「＋ｌ」だけカウントアツプし、
つぎのサイクルの走査による輪郭３の座標（ｘ　、　ｙ
）の確定を待つことになる。

さらに、必要であれば、かくして計測した断面積にベル
トコンベア１６の移動距離を乗算するとともに、それぞ
れの断面についてこれを積分することによりワークｌの
体積をリアルタイムで求めることができるものである。

つぎに、上記ステップＳ１３、Ｓ１４において行なう計
算に用いる補正面積値の表について説明する。なお、図
解を簡単にするために画面なＸＹを縦横へ分割、計６４
個の画素としである。

第７図に示した補正面積値表４１は、あらかじめ補正計
算した各画素自体の補正面積値ΔＳをそれぞれの画素に
振り当てであるもので、たとえば太い実線で示した輪郭
３以下の部分にワーク１があるとすれば、まず最初の走
査においてＹ座標−〇のライン上にある画素（４、０）
が輪郭３の端部と判断され、この補正面積値Δ５ｒ１９
９」６ を得る。

さらにこの下方に位置する画素（５、０）の補正面積値
Δ５ｒ２１５Ｊ、画素（６、０）の補正面積値ΔＳ　ｒ
２３４Ｊおよび画素（７、Ｏ）の補正面積値ΔＳ　ｒ２
５５Ｊを加算することにより加算値ｒ９０３Ｊとする。

つぎのＹ座標＝１のラインの走査では画素（３、１）以
下の画素の補正面積値Δ５ｒ１８１」、ｒ１９６Ｊ、ｒ
２１２Ｊｒ２３１」および「２５１」を上記Ｙ座標＝０
の加算値ｒ９０３．＋に加算する。以下同様にして輪郭
３以下の画素の補正面積値ΔＳを加算してその総和ｒ７
８９５Ｊを得る。ついで、ベルトコンベア１６より下方
に位置している画素の補正面積値ΔＳの総計つまり画素
（６、Ｏ）のｒ２３４Ｊ、画素（７、Ｏ）のｒ２５５Ｊ
、画素（６、１）のｒ２３１Ｊ、画素（７、１）のｒ２
５１Ｊ、。

画素（７、７）のｒ２２９Ｊの総計ｒ２４００Ｊを上記
総和ｒ７８９５Ｊから差し引くことによりｒ５４９５Ｊ
の面積値を得ることができる。

つぎに第８図の補正面積値衣４２は、各画素７ の位置にそれより下方に位置する画素の補正面積値ΔＳ
の和を振り当て、輪郭３に相当する画素から下方を面積
ストライプとして処理しているものである。第６図のフ
ローチャート図はこの補正面積値衣４２を用いている。

たとえば、最初の走査においてＹ座標−〇のライン上に
ある上述の画素（４、０）の補正面積値△Ｓは、第７図
における上記各画素（４、０）（５、Ｏ）、（６、０）
および（７、０）の補正面積値ΔＳの和ｒ９０３Ｊに相
当している。

したがって、この補正面積装４２を用いる場合には、す
べての画素の補正面積値ΔＳを加算することなく、輪郭
３に相当する画素の部分の補正面積値ΔＳｔ−総和する
とともに、ベルトコンベア１６に沿ったその下方の画素
の補正面積値△Ｓの総計を差し引けばよいこととなり、
計算速度を短縮することができる。

具体的に述べると、まず画素（４、０）の補正面積値△
５ｒ９０３Ｊ、画素（３、１）の補正面積［△ｓ　ｒ　
ｌ　Ｏ７１Ｊ　画素（２、２）　０）補正面８ 積値Δｓ　ｒｌ　２２０Ｊ　、、、画素（５，７）（７
）補正面積値ΔＳ　ｒ６３５Ｊの総計ｒ７８９５Ｊを得
る。ついで、ベルトコンベア１６に沿ったその下方の画
素の補正面積値ΔＳつまり画素（６、０）の補正面積値
△Ｓ　ｒ４８９Ｊ　、画素（６，１）の補正面積値ΔＳ
　ｒ４８２」、画素（７、２）の補正面積値△Ｓ　ｒ２
４７Ｊ　、、、画素（７、７）の補正面積値Δ５ｒ２２
９Ｊの総計ｒ２４００」を上記総計ｒ７８９５Ｊから差
し引くことにより、上述の第７図の補正面積値衣４１を
用いた場合と同じ面積値ｒ５４９５Ｊを得ることとなる
。

なお、第９図は本発明の計測制御機構１２の他の構成例
を示すもので、前記面積ＲＯＭ３１を直接マイクロコン
ピュータ２０に接続しであるものである。

なおまた、本発明においては上述のような断面積および
体積以外にも、同様な手法により面積モーメントを計測
することも可能である。

［発明の効果］ ９ 上述のように、本発明による断面積および体積計測装置
においては、被計測物体（ワーク）の輪郭に対して縦方
向に走査を行なうことにより搬送中のワークの輪郭を簡
単に捕らえることができるとともに、ビデオカメラの設
置位置による画像のゆがみを補正した補正面積値を各画
素に重みを付した補正面積値の表として記憶し、これを
用いて計算することにより、通常は大型のコンピュータ
を必要とする断面積ないしは体積の計測をパソコンレベ
ルの小容量のコンピュータを用いてリアルタイムで工事
現場あるいは工場等において簡単に計測することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による断面積および体積計測
装置１０の外観を示す概略斜視図、第２図は同、断面積
および体積計測装置１０の概略構成図、 第３図は計測制御機構１２の具体的な回路の構成を示す
ブロック図、 ０ 第４図は同、ウィンドウ４０の説明図、第５図は同、ウ
ィンドウ４０の走査用グラフの説明図、 第６図は同、走査および計測のフローチャート図、 第７図は同、補正面積値表４１の説明図、第８図は本発
明の他の構成における補正面積値表４２の説明図、 第９図は本発明の計測制御機構１２の他の構成のブロッ
ク図、 第１０図は従来からの照射光２による輪郭３の検出の原
理図、 第１１図は同、ビデオカメラ４により取り込んだ輪郭３
の説明図、 第１２図はワーク１に対して水平に設置したビデオカメ
ラ４のレンズ７との相対位置関係を示す説明図、 第１３図はワーク１に対して傾斜して設置したビデオカ
メラ４のレンズ７との相対位置関係を示す説明図、 １ 第１４図は第１３図の場合の画像のゆがみを示す説明図
である。 １　、　。 ＩＡ。 ２　、　。 ３　、　。 ３Ｘ。 ３Ｔ。 ４　、　。 ５　、　。 ６　。 ７　、　。 ８　、　。 ９　。 １０、　　。 ｌ　１　、　。 １２　、　。 １３　、　。 １４　、　。 、ワーク（被計測物体） 、ワーク１の斜線部分 、照射光 、輪郭 、輪郭３のＸ軸方向の成分 、Ｘ軸方向の成分３Ｘの頂点 、ビデオカメラ 、画像処理装置 、データ抜は部分 、レンズ 、受光面 、結像 、断面積および体積計測装置 、画像取込み機構 、計測制御１機構 、保護ケース 、ハウジング ２ １５、、、、、ランプ（照明手段） １６、、、、、ベルトコンベア １７、、、、、パルスジェネレータ ２０、、、、、マイクロコンピュータ ２１、、、、、映像分離回路 ２２、、、、、輪郭レベル判定回路 ２３、、、、、Ｄ／Ａコンバータ ２４、、、、、同期分離回路 ２５、、、、、エラー処理回路 ２６、、、タイミングおよび制御信号発生回路２７、、
、、、Ｙカウンタ ２８、、、、、Ｘカウンタ ２９・・・・・／＜ツファ ３０、、、、、加算器（加算手段） ３１、、、、、面積ＲＯＭ（メモリ手段）３２、、、、
、コンベア走間パルス ３３、、、、、タイミング発生回路 ３４、、、デイスプレィ・走査スイッチ等回路４０、、
、、、ウィンドウ ４１．４２６．補正面積値表 ３ Ａ１．、、、照射光２がワーク１と交わる部分の接線と
水平線とが作る角度 Ａ２．、、、照射光２がワーク１と交わる部分の接線と
レンズ７を通る光線とが作る角度り、、、、、頂点３Ｔ
とレンズ７との間の間隔Ｆ１．．．．．輪郭３１７１Ｘ
軸方向の成分３ｘとレンズ７との間の間隔 Ｆ２．、、、レンズ７と結像９との間の間隔Ｈ１，，，
輪郭３のＸ軸方向の成分３Ｘの長さＨ２，、、、、結像
９の長さ θ９４１．レンズ７の光軸に与える傾きの角度Ｓ、、、
、、、面積 ΔＳ、、、、、補正面積値 ８１〜Ｓ２１．ステップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬送手段上を搬送される被計測物体の表面に面状
   の光線を照射する照明手段と、 この被計測物体の斜め上方に設置するとともに、前記面
   状の光線により浮き出された被計測物体の輪郭を撮像す
   るビデオカメラとを有するとともに、 このビデオカメラからの映像信号にもとづいて前記搬送
   手段上の被計測物体の断面積を計測する断面積計測装置
   であって、 前記ビデオカメラからの映像信号にもとづいて把握され
   る前記被計測物体の輪郭を含む画面内の該輪郭を垂直方
   向に走査する走査手段と、この走査手段により把握した
   前記輪郭と前記搬送手段との間の断面積を計算する断面
   積計算手段と、 この断面積計算手段および前記走査手段を制御する制御
   手段とを有することを特徴とする断面積の計測装置。
2. （２）搬送手段上を搬送される被計測物体の表面に面状
   の光線を照射する照明手段と、 この被計測物体の斜め上方に設置するとともに、前記面
   状の光線により浮き出された被計測物体の輪郭を撮像す
   るビデオカメラとを有するとともに、 このビデオカメラからの映像信号にもとづいて前記搬送
   手段上の被計測物体の断面積を計測する断面積計測装置
   であって、 前記ビデオカメラからの映像信号にもとづいて把握され
   る前記被計測物体の輪郭を含む画面を所定数の画素に分
   割するとともに、 これらそれぞれの画素に対応した補正面積値を記憶した
   メモリ手段と、 前記画面内の前記被計測物体の輪郭を垂直方向に走査す
   る走査手段と、 この走査手段により把握した前記輪郭の画素と前記搬送
   手段の画素との間のそれぞれの画素に対応した前記補正
   面積値を加算する加算手段と、前記メモリ手段、走査手
   段、および加算手段を制御する制御手段とを有すること
   を特徴とする断面積の計測装置。
3. （３）搬送手段上を搬送される被計測物体の表面に面状
   の光線を照射する照明手段と、 この被計測物体の斜め上方に設置するとともに、前記面
   状の光線により浮き出された被計測物体の輪郭を撮像す
   るビデオカメラとを有するとともに、 このビデオカメラからの映像信号にもとづいて前記搬送
   手段上の被計測物体の体積を計測する体積計測装置であ
   つて、 前記ビデオカメラからの映像信号にもとづいて把握され
   る前記被計測物体の輪郭を含む画面内の該輪郭を垂直方
   向に走査する走査手段と、この走査手段により把握した
   前記輪郭と前記搬送手段との間の断面積を計算する断面
   積計算手段と、 この計算された断面積と前記搬送手段の搬送速度とから
   この被計測物体の体積を計算する体積計算手段と、 この体積計算手段、前記走査手段および断面積計算手段
   を制御する制御手段とを有することを特徴とする体積の
   計測装置。
4. （４）搬送手段上を搬送される被計測物体の表面に面状
   の光線を照射する照明手段と、 この被計測物体の斜め上方に設置するとともに、前記面
   状の光線により浮き出された被計測物体の輪郭を撮像す
   るビデオカメラとを有するとともに、 このビデオカメラからの映像信号にもとづいて前記搬送
   手段上の被計測物体の体積を計測する体積計測装置であ
   って、 前記ビデオカメラからの映像信号にもとづいて把握され
   る前記被計測物体の輪郭を含む画面を所定数の画素に分
   割するとともに、 これらそれぞれの画素に対応した補正面積値を記憶した
   メモリ手段と、 前記画面内の前記被計測物体の輪郭を垂直方向に走査す
   る走査手段と、 この走査手段により把握した前記輪郭の画素と前記搬送
   手段の画素との間のそれぞれの画素に対応した前記補正
   面積値を加算する加算手段と、この加算された補正面積
   値と前記搬送手段の搬送速度とからこの被計測物体の体
   積を計算する体積計算手段と、 この体積計算手段、前記メモリ手段、走査手段、および
   加算手段を制御する制御手段とを有することを特徴とす
   る体積の計測装置。