JPH05123874A - 電縫溶接における溶接点検出方法 - Google Patents
電縫溶接における溶接点検出方法Info
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- JPH05123874A JPH05123874A JP3288552A JP28855291A JPH05123874A JP H05123874 A JPH05123874 A JP H05123874A JP 3288552 A JP3288552 A JP 3288552A JP 28855291 A JP28855291 A JP 28855291A JP H05123874 A JPH05123874 A JP H05123874A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電縫鋼管製造ラインにおける溶接状況を管理
する上で重要な溶接点位置を高精度で自動計測するこ
と。 【構成】 溶接点上方にカメラを設置し、溶接点周辺の
静止画像を撮影し、この画像をデジタル画像として電子
計算機システムに取り込み画像処理を行うことにより溶
接点位置を求める。画像処理の方法として、一定濃度レ
ベルより暗い部分を変換し画像のノイズを除去し、次に
フィルタリング処理を行うことにより水平線を検出し、
次に濃淡強調処理を行い、次に２値化処理を行い２値画
像を得ることにより、溶接点位置を求める。
する上で重要な溶接点位置を高精度で自動計測するこ
と。 【構成】 溶接点上方にカメラを設置し、溶接点周辺の
静止画像を撮影し、この画像をデジタル画像として電子
計算機システムに取り込み画像処理を行うことにより溶
接点位置を求める。画像処理の方法として、一定濃度レ
ベルより暗い部分を変換し画像のノイズを除去し、次に
フィルタリング処理を行うことにより水平線を検出し、
次に濃淡強調処理を行い、次に２値化処理を行い２値画
像を得ることにより、溶接点位置を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電縫鋼管製造ラインに
おける溶接点位置の自動計測方法に関するものである。
おける溶接点位置の自動計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般の電縫鋼管の製造は、素材のストリ
ップを成形ロールによってその両側エッジが、相対向す
るように順次丸型形状に成形し、これを誘導コイルに通
すことによって、あるいは相対向させたコンタクトチッ
プをストリップ両側エッジ部（以下、単に両エッジ部と
称す）に接触することによって、高周波電流を通電す
る。通電された高周波電流は表皮効果及び近接効果によ
って両側のエッジ部に集中し、この部分がジュール熱に
よって加熱溶融された後、スクイズロールに通されて、
衝合溶接することにより製造される。
ップを成形ロールによってその両側エッジが、相対向す
るように順次丸型形状に成形し、これを誘導コイルに通
すことによって、あるいは相対向させたコンタクトチッ
プをストリップ両側エッジ部（以下、単に両エッジ部と
称す）に接触することによって、高周波電流を通電す
る。通電された高周波電流は表皮効果及び近接効果によ
って両側のエッジ部に集中し、この部分がジュール熱に
よって加熱溶融された後、スクイズロールに通されて、
衝合溶接することにより製造される。
【０００３】この時、両側エッジ部の衝合点位置（以下
溶接点位置と称す）は溶接状況を管理する上で重要な指
標である。従来この溶接点位置の計測は特開昭６１−１
４０３８４号公報のように、溶接点上方に高速シャッタ
ー機能を備えた２次元イメージセンサカメラを設置し
て、該カメラから得られる映像信号をデジタル信号に変
換して電子計算機システムのメモリーにデジタル画像と
して取込み、該デジタル画像を２値化演算処理して得ら
れる２値画像より求める方法がある。
溶接点位置と称す）は溶接状況を管理する上で重要な指
標である。従来この溶接点位置の計測は特開昭６１−１
４０３８４号公報のように、溶接点上方に高速シャッタ
ー機能を備えた２次元イメージセンサカメラを設置し
て、該カメラから得られる映像信号をデジタル信号に変
換して電子計算機システムのメモリーにデジタル画像と
して取込み、該デジタル画像を２値化演算処理して得ら
れる２値画像より求める方法がある。
【０００４】しかし、従来の方法では溶接点直前で相対
向する両エッジの間隙がきわめて狭くなって輝度レベル
の低下がすくないため、単に２値化演算処理するだけで
は、この周辺が全て白レベルとなり、その先にある溶接
点があたかも前方に移動したような２値画像となり、精
度良く溶接点位置を求めることができなかった。
向する両エッジの間隙がきわめて狭くなって輝度レベル
の低下がすくないため、単に２値化演算処理するだけで
は、この周辺が全て白レベルとなり、その先にある溶接
点があたかも前方に移動したような２値画像となり、精
度良く溶接点位置を求めることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来技術の問題点を解消し、電縫鋼管製造ライン
における溶接状況を管理する上で重要な指標である溶接
点位置を、高精度で自動計測する方法を提供するもので
ある。
ような従来技術の問題点を解消し、電縫鋼管製造ライン
における溶接状況を管理する上で重要な指標である溶接
点位置を、高精度で自動計測する方法を提供するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段・作用】本発明の特徴は、
電縫鋼管の製造ラインにおいて、溶接点上方に高速シャ
ッター機能を備えた２次元イメージセンサカメラを設置
して、溶接点周辺の静止画像を撮影し、該２次元イメー
ジセンサカメラから得られる映像信号をデジタル信号に
変換して電子計算機システムのメモリにデジタル画像と
して取込み、該デジタル画像の一定濃度レベルより暗い
部分を完全な黒レベルに変換し、次に事前に指定された
水平線検出用の例えば３×３の荷重係数用テーブルに従
って、フィルタリング処理を行なうことにより水平線を
検出し、次に濃淡強調処理を行ない、次に２値化処理す
ることにより得られる２値画像から溶接点位置を求める
方法である。
電縫鋼管の製造ラインにおいて、溶接点上方に高速シャ
ッター機能を備えた２次元イメージセンサカメラを設置
して、溶接点周辺の静止画像を撮影し、該２次元イメー
ジセンサカメラから得られる映像信号をデジタル信号に
変換して電子計算機システムのメモリにデジタル画像と
して取込み、該デジタル画像の一定濃度レベルより暗い
部分を完全な黒レベルに変換し、次に事前に指定された
水平線検出用の例えば３×３の荷重係数用テーブルに従
って、フィルタリング処理を行なうことにより水平線を
検出し、次に濃淡強調処理を行ない、次に２値化処理す
ることにより得られる２値画像から溶接点位置を求める
方法である。
【０００７】すなわち、本発明では従来の方法である、
２次元イメージセンサカメラから取込まれたデジタル画
像を単に２値化演算処理して溶接点位置を求める方法の
問題点であった、相対向する両エッジの間隙の狭い部分
が白レベルで埋まってしまい、その先にある溶接点があ
たかも前方に移動したような２値画像が得られることに
より、溶接点位置の計測精度が低下するということに対
し、２次元イメージセンサカメラから取込まれたデジタ
ル画像を２値化演算処理する前に、ある一定濃度レベル
より暗い部分を完全な黒レベルに変換することにより、
デジタル画像内に含まれている低レベルのノイズを除去
し、そのあと、事前に指定された例えば３×３の荷重係
数用テーブルに従って、フィルタリング処理して水平線
を検出することにより、相対向する両エッジの間隙が溶
接点まで細く延びている線を抽出し、この線が完全に周
囲のバックグランドから分離されやすくするために、濃
淡強調処理を行なって２値化演算処理することにより正
確な溶接点位置を求めることを可能にするものである。
２次元イメージセンサカメラから取込まれたデジタル画
像を単に２値化演算処理して溶接点位置を求める方法の
問題点であった、相対向する両エッジの間隙の狭い部分
が白レベルで埋まってしまい、その先にある溶接点があ
たかも前方に移動したような２値画像が得られることに
より、溶接点位置の計測精度が低下するということに対
し、２次元イメージセンサカメラから取込まれたデジタ
ル画像を２値化演算処理する前に、ある一定濃度レベル
より暗い部分を完全な黒レベルに変換することにより、
デジタル画像内に含まれている低レベルのノイズを除去
し、そのあと、事前に指定された例えば３×３の荷重係
数用テーブルに従って、フィルタリング処理して水平線
を検出することにより、相対向する両エッジの間隙が溶
接点まで細く延びている線を抽出し、この線が完全に周
囲のバックグランドから分離されやすくするために、濃
淡強調処理を行なって２値化演算処理することにより正
確な溶接点位置を求めることを可能にするものである。
【０００８】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。図１は高速シャッターを備え
た２次元イメージセンサカメラ（以下単に高速シャッタ
ーカメラと称す）１と電子計算機システム２からなる溶
接点監視装置の構成を示すもので、高速シャッターカメ
ラ１は図示していない架台により溶接点Ｐのほぼ上方に
取付けられている。３はＣＣＤなどの固体撮像素子、４
は撮影に不必要な波長域の光をカットする光学フィルタ
ー、５は固体撮像素子３に実像を結像するためのレン
ズ、６は高速シャッターである。
基づいて詳細に説明する。図１は高速シャッターを備え
た２次元イメージセンサカメラ（以下単に高速シャッタ
ーカメラと称す）１と電子計算機システム２からなる溶
接点監視装置の構成を示すもので、高速シャッターカメ
ラ１は図示していない架台により溶接点Ｐのほぼ上方に
取付けられている。３はＣＣＤなどの固体撮像素子、４
は撮影に不必要な波長域の光をカットする光学フィルタ
ー、５は固体撮像素子３に実像を結像するためのレン
ズ、６は高速シャッターである。
【０００９】高速シャッター６のシャッター速度は対象
物の移動速度、つまり造管速度を考慮して決定する必要
があり、一般の造管速度（４５m/分以下程度）なら1/20
00秒以下のシャッター速度とする。こうすることによ
り、高速シャッター６が開いた瞬間に固体撮像素子３の
面上に図２に示すような溶接点周辺の実像が投影され
る。このため固体撮像素子３の各素子には投影された光
の強さに対応した電荷が蓄積されるので逐時各素子を走
査することにより、映像信号を得ることができる。
物の移動速度、つまり造管速度を考慮して決定する必要
があり、一般の造管速度（４５m/分以下程度）なら1/20
00秒以下のシャッター速度とする。こうすることによ
り、高速シャッター６が開いた瞬間に固体撮像素子３の
面上に図２に示すような溶接点周辺の実像が投影され
る。このため固体撮像素子３の各素子には投影された光
の強さに対応した電荷が蓄積されるので逐時各素子を走
査することにより、映像信号を得ることができる。
【００１０】このとき、高速シャッター６の開閉タイミ
ングと走査の関係は、図３に示すように高速シャッター
が1/2000秒以下の短い間だけ開いたあとで一枚の画像を
構成する映像信号が得られるようにする。例えば一枚の
画像が２５６本の走査線で構成される場合は、高速シャ
ッターが開いたあとで図３（ｂ）に示すような２５６種
の映像信号が得られる。こうして得られた一つ一つの映
像信号を図３（ｃ）に拡大して示しているように、例え
ば２５６分割する周期でサンプリング計測し、逐時デジ
タル信号に変換する。こうすることにより、固体撮像素
子３の面上に投影された静止画像は、横方向２５６、縦
方向２５６の画素に分割され各一つ一つの画素はデジタ
ル信号に変換する場合の分解能によって複数の階調に分
割される。例えばデジタル信号に変換するときの各素子
の信号レベルを２５６分割したとすると固体撮像素子３
の面上に投影された静止画像の濃度レベル、つまり明る
いレベル（白レベル）から暗いレベル（黒レベル）の間
が２５６階調に分割されることになる。このようにして
得られたデジタル信号を電子計算機システム２内のメモ
リにデジタル画像として記憶する。
ングと走査の関係は、図３に示すように高速シャッター
が1/2000秒以下の短い間だけ開いたあとで一枚の画像を
構成する映像信号が得られるようにする。例えば一枚の
画像が２５６本の走査線で構成される場合は、高速シャ
ッターが開いたあとで図３（ｂ）に示すような２５６種
の映像信号が得られる。こうして得られた一つ一つの映
像信号を図３（ｃ）に拡大して示しているように、例え
ば２５６分割する周期でサンプリング計測し、逐時デジ
タル信号に変換する。こうすることにより、固体撮像素
子３の面上に投影された静止画像は、横方向２５６、縦
方向２５６の画素に分割され各一つ一つの画素はデジタ
ル信号に変換する場合の分解能によって複数の階調に分
割される。例えばデジタル信号に変換するときの各素子
の信号レベルを２５６分割したとすると固体撮像素子３
の面上に投影された静止画像の濃度レベル、つまり明る
いレベル（白レベル）から暗いレベル（黒レベル）の間
が２５６階調に分割されることになる。このようにして
得られたデジタル信号を電子計算機システム２内のメモ
リにデジタル画像として記憶する。
【００１１】図４に示すように電子計算機システム内の
メモリに記憶されたデジタル画像は、横方向が２５６、
縦方向が２５６の画素に分割された配列にデータとして
記憶される（但しメモリ上で構成されている２５６×２
５６画素のデジタル画像データは元の画像と同じ位置関
係でハードウェア上にあるわけではない）ため、画像
上、左上隅の画素を（１，１）番目の画素と考え、この
画素から数えて横方向にＩ画素、縦方向にＪ画素進んだ
位置にある画素を（Ｉ，Ｊ）番目の画素というように表
わすこととし、画素内のデータをｆ（Ｉ，Ｊ）と表わす
ことにする。
メモリに記憶されたデジタル画像は、横方向が２５６、
縦方向が２５６の画素に分割された配列にデータとして
記憶される（但しメモリ上で構成されている２５６×２
５６画素のデジタル画像データは元の画像と同じ位置関
係でハードウェア上にあるわけではない）ため、画像
上、左上隅の画素を（１，１）番目の画素と考え、この
画素から数えて横方向にＩ画素、縦方向にＪ画素進んだ
位置にある画素を（Ｉ，Ｊ）番目の画素というように表
わすこととし、画素内のデータをｆ（Ｉ，Ｊ）と表わす
ことにする。
【００１２】デジタル画像として電子計算機システムに
取込まれた溶接点周辺の画像は図７に示されるように、
エッジ部が加熱溶融され、溶鋼として排出された部分８
は輝度が高く、それ以外の部分９は暗くなっている。し
かしこの暗い部分は完全な黒レベルではなく、ノズルの
ため黒に近い灰色レベルであり、その濃度にもバラツキ
がある。
取込まれた溶接点周辺の画像は図７に示されるように、
エッジ部が加熱溶融され、溶鋼として排出された部分８
は輝度が高く、それ以外の部分９は暗くなっている。し
かしこの暗い部分は完全な黒レベルではなく、ノズルの
ため黒に近い灰色レベルであり、その濃度にもバラツキ
がある。
【００１３】このため、相対向する両エッジの間隙１０
の先にある溶接点１１を求めるために必要な水平線検出
を実施すると、溶鋼排出部以外の部分９がノイズとな
り、その後の処理が不可能となるため、溶鋼排出部以外
の部分９のノイズを除去する必要がある。
の先にある溶接点１１を求めるために必要な水平線検出
を実施すると、溶鋼排出部以外の部分９がノイズとな
り、その後の処理が不可能となるため、溶鋼排出部以外
の部分９のノイズを除去する必要がある。
【００１４】このノイズ除去方法としてある一定濃度レ
ベルより暗い部分を完全な黒レベルに変換する方法が有
効である。つまり、ある一定濃度レベルとして、例えば
図５に示すようにデジタル画像の濃度値のヒストグラム
を求め、このヒストグラムの谷のところの濃度ｔをしき
い値とすることにより、溶鋼排出部８の濃度レベルとそ
れ以外の部分９の濃度レベルを分離することができる。
ベルより暗い部分を完全な黒レベルに変換する方法が有
効である。つまり、ある一定濃度レベルとして、例えば
図５に示すようにデジタル画像の濃度値のヒストグラム
を求め、このヒストグラムの谷のところの濃度ｔをしき
い値とすることにより、溶鋼排出部８の濃度レベルとそ
れ以外の部分９の濃度レベルを分離することができる。
【００１５】このようにして求めた濃度ｔをしきい値と
して、この濃度ｔとデジタル画像の全画素内データｆ
（１，１）からｆ（２５６，２５６）までとを比較し、
これらがｔより小さい場合は画素内データの数値を０に
変換し、ｔより大きい場合は画素内データの数値をその
ままにしておく。
して、この濃度ｔとデジタル画像の全画素内データｆ
（１，１）からｆ（２５６，２５６）までとを比較し、
これらがｔより小さい場合は画素内データの数値を０に
変換し、ｔより大きい場合は画素内データの数値をその
ままにしておく。
【００１６】こうすることにより、溶鋼排出部８以外の
部分９のノイズが除去される一方、相対向する両エッジ
の間隙１０の部分は輝度レベルの低下が少いため、濃度
ｔよりも高いレベルにあり、上記の処理を実施したあと
もそのままの濃淡データが残っている。次にこのように
してノイズを除去された画像に対し、図６に示す３×３
の荷重係数用テーブルを事前に用意しておき、フィルタ
リング処理を行なうことにより、水平線を検出する。
部分９のノイズが除去される一方、相対向する両エッジ
の間隙１０の部分は輝度レベルの低下が少いため、濃度
ｔよりも高いレベルにあり、上記の処理を実施したあと
もそのままの濃淡データが残っている。次にこのように
してノイズを除去された画像に対し、図６に示す３×３
の荷重係数用テーブルを事前に用意しておき、フィルタ
リング処理を行なうことにより、水平線を検出する。
【００１７】なお水平線検出の目的は相対向する両エッ
ジの間隙１０を抽出し、溶接点Ｐの位置を求めるためで
あり、両エッジの間隙１０は水平方向に延びていること
が前提であり、仮に高速シャッターカメラ１が９０°回
転して取付られている場合などは、両エッジの間隙１０
は垂直方向に延びることになるため、垂直線検出処理を
施すことにするのは言うまでもない。
ジの間隙１０を抽出し、溶接点Ｐの位置を求めるためで
あり、両エッジの間隙１０は水平方向に延びていること
が前提であり、仮に高速シャッターカメラ１が９０°回
転して取付られている場合などは、両エッジの間隙１０
は垂直方向に延びることになるため、垂直線検出処理を
施すことにするのは言うまでもない。
【００１８】このような水平線又は垂直線検出のための
フィルタリング処理は一般にデジタル画像処理の中で広
く使われているものを適用すればよい。つまり、図６に
示す３×３の荷重係数用テーブルの左上隅のマス目を
（１，１）番目と考え、このマス目から数えて横方向に
ｘマス，縦方向にｙマス進んだ位置にあるマス目を
（ｘ，ｙ）番目のマス目というように表わすこととし、
マス目内のデータをｈ（ｘ，ｙ）と表わすことにする。
これにより荷重係数用テーブルは（１，１）から（３，
３）の合計９コ（一般に３×３と表わす）のマス目から
構成され、水平線検出に必要な荷重係数として、 ｈ（１，１）＝１，ｈ（１，２）＝１，ｈ（１，３）＝１， ｈ（２，１）＝０，ｈ（２，２）＝０，ｈ（２，３）＝０， ｈ（３，１）＝−１，ｈ（３，２）＝−１，ｈ（３，３）＝−１ の数値を事前にセットしておく。
フィルタリング処理は一般にデジタル画像処理の中で広
く使われているものを適用すればよい。つまり、図６に
示す３×３の荷重係数用テーブルの左上隅のマス目を
（１，１）番目と考え、このマス目から数えて横方向に
ｘマス，縦方向にｙマス進んだ位置にあるマス目を
（ｘ，ｙ）番目のマス目というように表わすこととし、
マス目内のデータをｈ（ｘ，ｙ）と表わすことにする。
これにより荷重係数用テーブルは（１，１）から（３，
３）の合計９コ（一般に３×３と表わす）のマス目から
構成され、水平線検出に必要な荷重係数として、 ｈ（１，１）＝１，ｈ（１，２）＝１，ｈ（１，３）＝１， ｈ（２，１）＝０，ｈ（２，２）＝０，ｈ（２，３）＝０， ｈ（３，１）＝−１，ｈ（３，２）＝−１，ｈ（３，３）＝−１ の数値を事前にセットしておく。
【００１９】そして、フィルタリング処理を実施したい
デジタル画像ｆ（１，１）からｆ（２５６，２５６）に
対し、 ｇ（Ｉ，Ｊ）＝ｆ（Ｉ−１，Ｊ−１）×ｈ（１，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ−１） ×ｈ（１，２）＋ｆ（Ｉ＋１，Ｊ−１）×ｈ（１，３）＋ｆ （Ｉ−１，Ｊ）×ｈ（２，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ）×ｈ（２，２） ＋ｆ（Ｉ＋１，Ｊ）×ｈ（２，３）＋ｆ（Ｉ−１，Ｊ＋１） ×ｈ（３，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ＋１）×ｈ（３，２）＋ｆ（Ｉ ＋１，Ｊ＋１）×ｈ（３，３） 式の演算、いわゆる積和演算を実施し、ｇ（１，１）
からｇ（２５６，２５６）のデジタル画像を得る。この
場合、元のデジタル画像の濃度レベルによって積和演算
処理後の値が大きくなり、デジタル画像の濃度階調であ
る２５６を超えてしまうため、一率にバイアス補正を行
ない、２５６の階調の中に納まるようにする演算処理も
必要である。
デジタル画像ｆ（１，１）からｆ（２５６，２５６）に
対し、 ｇ（Ｉ，Ｊ）＝ｆ（Ｉ−１，Ｊ−１）×ｈ（１，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ−１） ×ｈ（１，２）＋ｆ（Ｉ＋１，Ｊ−１）×ｈ（１，３）＋ｆ （Ｉ−１，Ｊ）×ｈ（２，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ）×ｈ（２，２） ＋ｆ（Ｉ＋１，Ｊ）×ｈ（２，３）＋ｆ（Ｉ−１，Ｊ＋１） ×ｈ（３，１）＋ｆ（Ｉ，Ｊ＋１）×ｈ（３，２）＋ｆ（Ｉ ＋１，Ｊ＋１）×ｈ（３，３） 式の演算、いわゆる積和演算を実施し、ｇ（１，１）
からｇ（２５６，２５６）のデジタル画像を得る。この
場合、元のデジタル画像の濃度レベルによって積和演算
処理後の値が大きくなり、デジタル画像の濃度階調であ
る２５６を超えてしまうため、一率にバイアス補正を行
ない、２５６の階調の中に納まるようにする演算処理も
必要である。
【００２０】こうして水平線つまり、相対向するエッジ
部の片端の濃度が強調されたデジタル画像を得ることが
できるが、この画像の濃度レベル差が小さいため、あと
で実施する２値化処理のしきい値を求めることが困難な
ため、２値化処理の前に濃淡強調処理を実施する。
部の片端の濃度が強調されたデジタル画像を得ることが
できるが、この画像の濃度レベル差が小さいため、あと
で実施する２値化処理のしきい値を求めることが困難な
ため、２値化処理の前に濃淡強調処理を実施する。
【００２１】濃淡強調処理は水平線検出のためのフィル
タリング処理を実施したあとのデジタル画像ｇ（１，
１）からｇ（２５６，２５６）の各画素について式に
より実施する。 ｋ（Ｉ，Ｊ）＝ｇ（Ｉ，Ｊ）×Ｎ 式のＮは濃淡強調のための係数でＮ＝１０程度が適当
である。また式による演算を行ったあとは演算値が大
きくなり、デジタル画像の濃度階調である２５６を超え
てしまうため、一率にバイアス補正を行ないバックグラ
ンドのレベルが、２５６階調の中央になるようにする演
算処理も必要である。
タリング処理を実施したあとのデジタル画像ｇ（１，
１）からｇ（２５６，２５６）の各画素について式に
より実施する。 ｋ（Ｉ，Ｊ）＝ｇ（Ｉ，Ｊ）×Ｎ 式のＮは濃淡強調のための係数でＮ＝１０程度が適当
である。また式による演算を行ったあとは演算値が大
きくなり、デジタル画像の濃度階調である２５６を超え
てしまうため、一率にバイアス補正を行ないバックグラ
ンドのレベルが、２５６階調の中央になるようにする演
算処理も必要である。
【００２２】このような濃淡強調処理のあと、２値化処
理を実施する。この場合のしきい値は濃淡強調処理を実
施した結果、デジタル画像の各画素の値ｋ（Ｉ，Ｊ）
は、黒レベルと白レベルの傾向に大きく分離しているた
め、固定値を用いてもよいが、自動化の信頼性を上げる
ためデジタル画像の濃度値のヒストグラムを求め、この
ヒストグラムの谷のところの濃度ｔを用いる方法で処理
した方が良い。
理を実施する。この場合のしきい値は濃淡強調処理を実
施した結果、デジタル画像の各画素の値ｋ（Ｉ，Ｊ）
は、黒レベルと白レベルの傾向に大きく分離しているた
め、固定値を用いてもよいが、自動化の信頼性を上げる
ためデジタル画像の濃度値のヒストグラムを求め、この
ヒストグラムの谷のところの濃度ｔを用いる方法で処理
した方が良い。
【００２３】こうして求めた２値画像Ｐ（１，１）から
Ｐ（２５６，２５６）は図８に示すように図７の元画像
に対し、画像中の濃度が比較的黒いレベルから比較的白
いレベルに急変する水平線部が黒レベルつまり０として
求まるため、相対向するエッジのうち下側のエッジが抽
出される。このとき上側に表われる黒レベル部は、上側
のエッジに排出された溶鋼の境界のうち水平なところが
得られたものである。
Ｐ（２５６，２５６）は図８に示すように図７の元画像
に対し、画像中の濃度が比較的黒いレベルから比較的白
いレベルに急変する水平線部が黒レベルつまり０として
求まるため、相対向するエッジのうち下側のエッジが抽
出される。このとき上側に表われる黒レベル部は、上側
のエッジに排出された溶鋼の境界のうち水平なところが
得られたものである。
【００２４】溶接点位置はこのようにして求められた下
側エッジの右端にあたる。この右端を検出するために
は、まず図８のＱ点のように溶接点Ｐが存在すると考え
られる位置より充分前方（画像では左側）でかつ画像の
下端の位置から画像の上方向に走査し０レベルの位置を
さがす。
側エッジの右端にあたる。この右端を検出するために
は、まず図８のＱ点のように溶接点Ｐが存在すると考え
られる位置より充分前方（画像では左側）でかつ画像の
下端の位置から画像の上方向に走査し０レベルの位置を
さがす。
【００２５】つまり、Ｑ点の位置を（ｍ，ｎ）とすると
Ｐ（ｍ，ｎ），Ｐ（ｍ，ｎ−１），Ｐ（ｍ，ｎ−２），
Ｐ（ｍ，ｎ−３）・・・とｎを減算し、画素内データの
数倍が０のところまで継続し、Ｑａ点を求め、その位置
を（ｍ，ｎ−ａ）とすることにより、下側エッジを求め
る。
Ｐ（ｍ，ｎ），Ｐ（ｍ，ｎ−１），Ｐ（ｍ，ｎ−２），
Ｐ（ｍ，ｎ−３）・・・とｎを減算し、画素内データの
数倍が０のところまで継続し、Ｑａ点を求め、その位置
を（ｍ，ｎ−ａ）とすることにより、下側エッジを求め
る。
【００２６】次に下側エッジの黒レベル部を右にたどっ
てゆき、その右端を溶接点として求める。つまり、Ｑａ
点（ｍ，ｎ−ａ）から、Ｐ（ｍ＋１，ｎ−ａ），Ｐ（ｍ
＋２，ｎ−ａ），Ｐ（ｍ＋３，ｎ−ａ）・・・とｍを加
算し、画素内データの数値が２５５となる画素の一画素
手前の位置Ｑｂ点を求め、その位置を（ｍ＋ｂ，ｎ−
ａ）とし、さらに上または右上へのつながりの有無を確
認するために、Ｐ（ｍ＋ｂ，ｎ−ａ−１）とＰ（ｍ＋ｂ
＋１，ｎ−ａ−１）の画素内データの数値を確認し、ど
ちらかの値が０であれば、そこから再度黒レベルを右に
たどってゆき、これをくり返す。どちらの値とも２５５
であれば（ｍ＋ｂ，ｎ−ａ）の位置を溶接点とする。
てゆき、その右端を溶接点として求める。つまり、Ｑａ
点（ｍ，ｎ−ａ）から、Ｐ（ｍ＋１，ｎ−ａ），Ｐ（ｍ
＋２，ｎ−ａ），Ｐ（ｍ＋３，ｎ−ａ）・・・とｍを加
算し、画素内データの数値が２５５となる画素の一画素
手前の位置Ｑｂ点を求め、その位置を（ｍ＋ｂ，ｎ−
ａ）とし、さらに上または右上へのつながりの有無を確
認するために、Ｐ（ｍ＋ｂ，ｎ−ａ−１）とＰ（ｍ＋ｂ
＋１，ｎ−ａ−１）の画素内データの数値を確認し、ど
ちらかの値が０であれば、そこから再度黒レベルを右に
たどってゆき、これをくり返す。どちらの値とも２５５
であれば（ｍ＋ｂ，ｎ−ａ）の位置を溶接点とする。
【００２７】このようなデジタル画像の一連の処理を実
施することにより、相対向する両エッジによってできる
せまい間隙の先にある溶接点の位置を精度よく求めるこ
とができる。
施することにより、相対向する両エッジによってできる
せまい間隙の先にある溶接点の位置を精度よく求めるこ
とができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、電縫溶接時の溶接状況を
管理する上で重要な指標である溶接点位置を正確に求め
ることができる。このため、例えば溶接のための入熱制
御用の検出端として使用することにより、入熱の自動制
御化を高精度で行なうことができるため溶接品質の向上
に寄与する。
管理する上で重要な指標である溶接点位置を正確に求め
ることができる。このため、例えば溶接のための入熱制
御用の検出端として使用することにより、入熱の自動制
御化を高精度で行なうことができるため溶接品質の向上
に寄与する。
【図１】本発明を実施するための装置例を示す図であ
る。
る。
【図２】固体撮像素子の面上に投影された溶接点の周辺
の実像を示す図である。
の実像を示す図である。
【図３】シャッターの開閉タイミングと走査の関係を示
す図である。
す図である。
【図４】電子計算機システムに取り込まれたデジタル画
像の配列を示す図である。
像の配列を示す図である。
【図５】デジタル画像の濃度値のヒストグラムを示す図
である。
である。
【図６】水平線検出用のフィルタリング処理に用いる３
×３の荷重係数用テーブルを示す図である。
×３の荷重係数用テーブルを示す図である。
【図７】溶接点周辺の画像を示す図である。
【図８】本発明による処理を実施した２値画像を示す図
である。
である。
１ ２次元イメージセンサカメラ ２ 電子計算機システム ３ 固体撮像素子 ４ 光学フィルター ５ レンズ ６ 高速シャッター ７ 画像表示モニター ８ エッジ部が加熱溶融され、溶鋼として排出された
部分 ９ 溶鋼以外の部分 １０ 相対向する両エッジの間隙 １１ 溶接点
部分 ９ 溶鋼以外の部分 １０ 相対向する両エッジの間隙 １１ 溶接点
Claims (1)
- 【請求項１】 電縫鋼管の製造ラインにおいて、溶接点
上方に高速シャッター機能を備えた２次元イメージセン
サカメラを設置して、溶接点周辺の静止画像を撮影し、
該２次元イメージセンサカメラから得られる映像信号を
デジタル信号に変換して電子計算機システムのメモリに
デジタル画像として取込み、該デジタル画像の一定濃度
レベルより暗い部分を完全な黒レベルに変換し、次に水
平線検出用の荷重係数用テーブルに従ってフィルタリン
グ処理を行うことにより、水平線を検出し、次に濃淡強
調処理を行ない、次に２値化処理することにより２値画
像を得、該２値画像から溶接点位置を求めることを特徴
とする電縫溶接における溶接点検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288552A JPH05123874A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電縫溶接における溶接点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288552A JPH05123874A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電縫溶接における溶接点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123874A true JPH05123874A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17731726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3288552A Withdrawn JPH05123874A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電縫溶接における溶接点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05123874A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057830A1 (ja) | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Nippon Steel Corporation | 溶接状態監視装置及び方法 |
| JP2009233678A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | 溶接品質に優れた電縫溶接管の製造方法。 |
| CN109689237A (zh) * | 2016-11-08 | 2019-04-26 | 新日铁住金株式会社 | 焊接监视装置和焊接监视方法 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP3288552A patent/JPH05123874A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057830A1 (ja) | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Nippon Steel Corporation | 溶接状態監視装置及び方法 |
| US8406504B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-03-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | System and method for monitoring of welding state |
| JP2009233678A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | 溶接品質に優れた電縫溶接管の製造方法。 |
| CN109689237A (zh) * | 2016-11-08 | 2019-04-26 | 新日铁住金株式会社 | 焊接监视装置和焊接监视方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |