JPH0726913B2 - 光学的輪郭測定装置 - Google Patents
光学的輪郭測定装置Info
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- JPH0726913B2 JPH0726913B2 JP62176087A JP17608787A JPH0726913B2 JP H0726913 B2 JPH0726913 B2 JP H0726913B2 JP 62176087 A JP62176087 A JP 62176087A JP 17608787 A JP17608787 A JP 17608787A JP H0726913 B2 JPH0726913 B2 JP H0726913B2
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- tubular object
- video camera
- image
- feeler
- camera
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/102—Video camera
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、管状物体を光学的に検査する装置に関し、特
に、圧力を閉じ込めている熱伝達管の周期的な非破壊検
査に適用される。
に、圧力を閉じ込めている熱伝達管の周期的な非破壊検
査に適用される。
従来技術の説明 内部圧力が加わる管状製品の満足の行く信頼性のある性
能を保証するためには、往々にして、管の状態を監視
し、究極的には合理的な保守及び修理戦略の基準を与え
るように、周期的な非破壊検査が要求される。電力発生
業界においては、非常に広範な多様な用途で用いられて
いる管状製品の状態を評価するために多数の検査技術が
採用されている。また、実質的に総ての試験にはそれぞ
れ固有の利点及び限界があることから、互いに補い合う
ような仕方で多数の技術もしくは方式が用いられてい
る。例えば、熱交換管の検査においては、高速度ではあ
るが定量的検査性能においては稍劣る渦電流方式を補う
ために、低速度ではあるが比較的に実際に即した結果を
もたらす超音波試験方式が用いられている。光学的検査
は良好な信用性を与える重要な試験である。しかし、光
学的検査は、極端な環境の場合を除いて実用に供される
ことは希である。詳細な視覚的検査は非常に時間を費や
す作業であり、そして画像の評価は、最も進歩した設備
を用いた場合でさえも供用状態下で行うのは困難である
場合が有る。
能を保証するためには、往々にして、管の状態を監視
し、究極的には合理的な保守及び修理戦略の基準を与え
るように、周期的な非破壊検査が要求される。電力発生
業界においては、非常に広範な多様な用途で用いられて
いる管状製品の状態を評価するために多数の検査技術が
採用されている。また、実質的に総ての試験にはそれぞ
れ固有の利点及び限界があることから、互いに補い合う
ような仕方で多数の技術もしくは方式が用いられてい
る。例えば、熱交換管の検査においては、高速度ではあ
るが定量的検査性能においては稍劣る渦電流方式を補う
ために、低速度ではあるが比較的に実際に即した結果を
もたらす超音波試験方式が用いられている。光学的検査
は良好な信用性を与える重要な試験である。しかし、光
学的検査は、極端な環境の場合を除いて実用に供される
ことは希である。詳細な視覚的検査は非常に時間を費や
す作業であり、そして画像の評価は、最も進歩した設備
を用いた場合でさえも供用状態下で行うのは困難である
場合が有る。
画像処理コンピュータ能力と組み合わせた超高分解能の
電荷結合デバイス（CCD）ビデオ・プローブカメラは、
管状製品の迅速且つ自動的な視覚検査の将来性のある有
望な手段である。しかし、実際には、単一の管の観察走
査中にも特徴及び画像品質の範囲に大きな典型的な変動
があるために、供用中の管検査データの画像処理は非常
に困難である。多くの用途においては、数Kmの長さにも
亙り管を検査しなければならない。
電荷結合デバイス（CCD）ビデオ・プローブカメラは、
管状製品の迅速且つ自動的な視覚検査の将来性のある有
望な手段である。しかし、実際には、単一の管の観察走
査中にも特徴及び画像品質の範囲に大きな典型的な変動
があるために、供用中の管検査データの画像処理は非常
に困難である。多くの用途においては、数Kmの長さにも
亙り管を検査しなければならない。
しかし、本発明に至るまで、迅速でしかも自動的な可視
もしくは視覚検査という期待は実現されていなかった。
もしくは視覚検査という期待は実現されていなかった。
従って、本発明の目的は、現存の検査方式を補足する技
術を用いて可視情報を収集して、詳細な情報を得ると共
に、管状物体の比較的迅速な検査を可能とする光学的輪
郭測定装置を提供することである。
術を用いて可視情報を収集して、詳細な情報を得ると共
に、管状物体の比較的迅速な検査を可能とする光学的輪
郭測定装置を提供することである。
発明の概要 上述の目的を達成するため、管状物体の内面を視覚的に
検査し且つ同時に画像分析データを収集して、前記管状
物体の前記内面の最適な検査を実現するためにデータの
直接比較を可能にする光学的輪郭測定装置は、本発明に
よると、（ａ）前記管状物体内で軸方向に運動可能であ
る光学的検知手段を有するビデオ・カメラと、（ｂ）該
ビデオ・カメラを前記管状物体の軸方向に移動するため
の移動手段と、（ｃ）前記ビデオ・カメラから所定距離
離間した関係で該ビデオ・カメラの光学的視野内に配設
されて前記管状物体の前記内面と係合する表面係合フィ
ーラ手段であって、前記管状物体内の特定の軸方向位置
において前記内面及び前記表面係合フィーラ手段のコン
トラスト画像を発生するための前記表面係合フィーラ手
段と、（ｄ）前記表面係合フィーラ手段の位置に応答し
て前記管状物体内における該表面係合フィーラ手段の軸
方向位置を表す出力を発生する位置応答手段と、（ｅ）
前記ビデオ・カメラ及び前記位置応答手段の出力に応答
して、前記管状物体に沿う各選択された軸方向位置で前
記コントラスト画像であるデータ像を創成するための画
像処理手段と、（ｆ）前記ビデオ・カメラの出力側に結
合されて実時間で前記コントラスト画像を観察するため
のモニタ手段とを備えている。
検査し且つ同時に画像分析データを収集して、前記管状
物体の前記内面の最適な検査を実現するためにデータの
直接比較を可能にする光学的輪郭測定装置は、本発明に
よると、（ａ）前記管状物体内で軸方向に運動可能であ
る光学的検知手段を有するビデオ・カメラと、（ｂ）該
ビデオ・カメラを前記管状物体の軸方向に移動するため
の移動手段と、（ｃ）前記ビデオ・カメラから所定距離
離間した関係で該ビデオ・カメラの光学的視野内に配設
されて前記管状物体の前記内面と係合する表面係合フィ
ーラ手段であって、前記管状物体内の特定の軸方向位置
において前記内面及び前記表面係合フィーラ手段のコン
トラスト画像を発生するための前記表面係合フィーラ手
段と、（ｄ）前記表面係合フィーラ手段の位置に応答し
て前記管状物体内における該表面係合フィーラ手段の軸
方向位置を表す出力を発生する位置応答手段と、（ｅ）
前記ビデオ・カメラ及び前記位置応答手段の出力に応答
して、前記管状物体に沿う各選択された軸方向位置で前
記コントラスト画像であるデータ像を創成するための画
像処理手段と、（ｆ）前記ビデオ・カメラの出力側に結
合されて実時間で前記コントラスト画像を観察するため
のモニタ手段とを備えている。
好適な実施例においては、管状物体の軸方向にビデオ・
カメラを移動するための軸方向位置付け手段が設けられ
ている。ビデオ・カメラの位置に応答する軸方向符合化
器により、画像処理手段に対し軸方向相関データが与え
られる。プリンタ、プロッタ及びビデオ・カセット・レ
コーダ（VCR）を含めデータ端末及び各種データ記憶手
段を画像処理手段と組み合わせて使用することができ
る。
カメラを移動するための軸方向位置付け手段が設けられ
ている。ビデオ・カメラの位置に応答する軸方向符合化
器により、画像処理手段に対し軸方向相関データが与え
られる。プリンタ、プロッタ及びビデオ・カセット・レ
コーダ（VCR）を含めデータ端末及び各種データ記憶手
段を画像処理手段と組み合わせて使用することができ
る。
本発明とその利点及び用途とは、添付図面を参照しての
例示的実施例に関する以下の詳細な説明を考察すること
により容易に理解されるであろう。
例示的実施例に関する以下の詳細な説明を考察すること
により容易に理解されるであろう。
好適な実施例の説明 本発明の全体的構成は、第１図に最も良く示してある。
本発明は、ビデオ・カメラ14と、該カメラから離間して
設けられている表面係合手段もしくはフィーラ（表面係
合フィーラ手段）16とを備えているプローブ12を含む光
学的輪郭測定装置10に向けられている。画像処理コンピ
ュータ（画像処理手段）18は、カメラの出力に応答し、
そして表示モニタ即ちディスプレイ（モニタ手段）20も
カメラの出力に応答して撮像画像の視覚検査を可能にす
る。カメラ14及びフィーラ16は、円筒状の内面11を有す
る例えば管（管状物体）Ｔのような中空の工作物内で軸
方向に運動可能に取り付けられている。第１図に示した
実施例においては、接続棒22がカメラ14及びフイーラ16
を結合してそれ等を離間関係に維持している。フィーラ
16の表面係合部分24は管Ｔ内にぴったりと嵌合してその
内面11に係合するような寸法に形成されている。表面係
合部分24と内面11との間の境界面Ｉは、カメラ14の視覚
範囲即ち光学的視野Ｑ内に位置しており、該カメラ14は
対比画像もしくはコントラスト像CIを発生する（第２図
には、追って説明するコントラスト画像CI1及びCI2が略
示してある）。
本発明は、ビデオ・カメラ14と、該カメラから離間して
設けられている表面係合手段もしくはフィーラ（表面係
合フィーラ手段）16とを備えているプローブ12を含む光
学的輪郭測定装置10に向けられている。画像処理コンピ
ュータ（画像処理手段）18は、カメラの出力に応答し、
そして表示モニタ即ちディスプレイ（モニタ手段）20も
カメラの出力に応答して撮像画像の視覚検査を可能にす
る。カメラ14及びフィーラ16は、円筒状の内面11を有す
る例えば管（管状物体）Ｔのような中空の工作物内で軸
方向に運動可能に取り付けられている。第１図に示した
実施例においては、接続棒22がカメラ14及びフイーラ16
を結合してそれ等を離間関係に維持している。フィーラ
16の表面係合部分24は管Ｔ内にぴったりと嵌合してその
内面11に係合するような寸法に形成されている。表面係
合部分24と内面11との間の境界面Ｉは、カメラ14の視覚
範囲即ち光学的視野Ｑ内に位置しており、該カメラ14は
対比画像もしくはコントラスト像CIを発生する（第２図
には、追って説明するコントラスト画像CI1及びCI2が略
示してある）。
カメラ14は、細長い相互接続ケーブル28と協働するプロ
ーブ・プッシャ（移動手段）26により管Ｔ内を軸方向に
移動せしめられる。プローブ・プッシャ26はカメラ14及
びそれに接続されているフィーラ16を、矢印Ａの方向で
管Ｔの軸方向に移動する。尚、反対の方向にプローブ12
を引き出す場合にはプローブ・プッシャ26を反転駆動し
得る。ケーブル28は、カメラの出力を画像処理コンピュ
ータ18に接続するための内部導体（図示せず）を具備す
ることができる。
ーブ・プッシャ（移動手段）26により管Ｔ内を軸方向に
移動せしめられる。プローブ・プッシャ26はカメラ14及
びそれに接続されているフィーラ16を、矢印Ａの方向で
管Ｔの軸方向に移動する。尚、反対の方向にプローブ12
を引き出す場合にはプローブ・プッシャ26を反転駆動し
得る。ケーブル28は、カメラの出力を画像処理コンピュ
ータ18に接続するための内部導体（図示せず）を具備す
ることができる。
ケーブル28、従ってプローブ12即ちフィーラ16の位置は
軸方向位置符合化器（位置応答手段）30によって検出さ
れる。プローブ12の位置を表す情報は、ディジタル技術
により、画像処理コンピュータ18に送り、それにより、
プローブ12の位置と発生される対応のコントラスト画像
とを相関することができる。このようにして、管Ｔ及び
フィーラ16の境界面Ｉの逐次的なコントラスト画像を画
像処理コンピュータ18内に記憶し相関することができ
る。軸方向位置符合化器30はまた、画像処理コンピュー
タ18に応答してプローブ・プッシャ26を制御し、それに
より、所望ならば特定の位置にプローブ12を位置付ける
手段をも備えることができる。
軸方向位置符合化器（位置応答手段）30によって検出さ
れる。プローブ12の位置を表す情報は、ディジタル技術
により、画像処理コンピュータ18に送り、それにより、
プローブ12の位置と発生される対応のコントラスト画像
とを相関することができる。このようにして、管Ｔ及び
フィーラ16の境界面Ｉの逐次的なコントラスト画像を画
像処理コンピュータ18内に記憶し相関することができ
る。軸方向位置符合化器30はまた、画像処理コンピュー
タ18に応答してプローブ・プッシャ26を制御し、それに
より、所望ならば特定の位置にプローブ12を位置付ける
手段をも備えることができる。
カメラ14のコントラスト画像CIはまた、表示モニタ20に
伝送され、一方、後者は、ビデオ・カセツト・レコーダ
（VCR）32のようなビデオ記憶装置に接続することがで
きる。
伝送され、一方、後者は、ビデオ・カセツト・レコーダ
（VCR）32のようなビデオ記憶装置に接続することがで
きる。
オペレータに対しコンピュータ及び種々の制御部とのイ
ンターフェースを与えるために、キーボード（図示せ
ず）を備えているコンピュータ等と共に使用される典型
的な端末38を画像処理コンピュータ18に接続することが
できる。また、輪郭測定データのハード・コピーを得る
ために、画像処理コンピュータ18の出力に応答するプリ
ンタ34及びプロッタ36を本発明の一部分として設けるこ
とも可能である。また、画像処理コンピュータ18は、デ
ータをディジタル形態で記憶するための内部メモリ（図
示せず）、例えば大規模なランダム・アクセス・メモリ
（RAM）又はハード・ディスク或はフロッピ・ディスク
（図示せず）のような他の適当な記憶装置を備えること
ができる。
ンターフェースを与えるために、キーボード（図示せ
ず）を備えているコンピュータ等と共に使用される典型
的な端末38を画像処理コンピュータ18に接続することが
できる。また、輪郭測定データのハード・コピーを得る
ために、画像処理コンピュータ18の出力に応答するプリ
ンタ34及びプロッタ36を本発明の一部分として設けるこ
とも可能である。また、画像処理コンピュータ18は、デ
ータをディジタル形態で記憶するための内部メモリ（図
示せず）、例えば大規模なランダム・アクセス・メモリ
（RAM）又はハード・ディスク或はフロッピ・ディスク
（図示せず）のような他の適当な記憶装置を備えること
ができる。
第２図には、本発明によって発生されるコントラスト画
像の例が模式的に略示してある。説明の便宜上、カメラ
14及びフィーラ16は、接続棒22により機械的に結合され
ていて、管Ｔの軸方向Ａ−Ａ′に沿って一緒に運動する
ものと仮定する。カメラ14及びフィーラ16が管Ｔ内で運
動する間、フィーラ16と管Ｔの内面11との境界面Ｉは、
カメラ14によって観察され、それにより境界面のコント
ラスト画像が発生される。第２図において、コントラス
ト画像CI1は管Ｔの軸方向位置P1で発生された画像であ
る。第２図に示した実施例においては、管Ｔは位置P1に
おいて円形である。従って、この位置で発生されるコン
トラスト画像CI1は、歪みを殆ど全く有していない正則
円であって、使用者によって設定することができる公差
限界内に在る損傷していない管を表す。
像の例が模式的に略示してある。説明の便宜上、カメラ
14及びフィーラ16は、接続棒22により機械的に結合され
ていて、管Ｔの軸方向Ａ−Ａ′に沿って一緒に運動する
ものと仮定する。カメラ14及びフィーラ16が管Ｔ内で運
動する間、フィーラ16と管Ｔの内面11との境界面Ｉは、
カメラ14によって観察され、それにより境界面のコント
ラスト画像が発生される。第２図において、コントラス
ト画像CI1は管Ｔの軸方向位置P1で発生された画像であ
る。第２図に示した実施例においては、管Ｔは位置P1に
おいて円形である。従って、この位置で発生されるコン
トラスト画像CI1は、歪みを殆ど全く有していない正則
円であって、使用者によって設定することができる公差
限界内に在る損傷していない管を表す。
カメラ14と共にフィーラ16を軸方向位置P2に移動する
と、別の異なったコントラスト画像CI2が発生される。
第２図に示してあるこの画像は、比較的顕著な窪みＤを
有しており、これは、管Ｔ内における窪みもしくは管の
歪みDTに対応する。
と、別の異なったコントラスト画像CI2が発生される。
第２図に示してあるこの画像は、比較的顕著な窪みＤを
有しており、これは、管Ｔ内における窪みもしくは管の
歪みDTに対応する。
コントラスト画像CI1及びCI2によって表わされる情報は
手動操作で或は自動的に評価することができる。手動操
作による分析の場合には、画像特徴（例えば最大及び最
小直径）の正確な測定を行い、然る後に、測定結果に基
づいて計算を行って、往々、窪み率及び楕円率と称され
る管の歪みを求めることが要求される。
手動操作で或は自動的に評価することができる。手動操
作による分析の場合には、画像特徴（例えば最大及び最
小直径）の正確な測定を行い、然る後に、測定結果に基
づいて計算を行って、往々、窪み率及び楕円率と称され
る管の歪みを求めることが要求される。
窪み率もしくは楕円率とは、次式で示すように管Ｔの正
常又は歪んでいない内径（ID）と比較した局部歪みの大
きさであると定義することができよう。
常又は歪んでいない内径（ID）と比較した局部歪みの大
きさであると定義することができよう。
また、楕円率とは、次式に従い正常のID（内径）と比較
した局部歪みの平均大きさであると定義される。
した局部歪みの平均大きさであると定義される。
マンドレルのがたつき（クラッタ）で次のように定義さ
れるID（内径）の変動が生ずる。
れるID（内径）の変動が生ずる。
マンドレルのがたつき＝1/2（最小ID＋最大ID） また、管のID（内径部）の窪みもしくは侵食は次のよう
に定義される。
に定義される。
侵食＝（最大ID−正規ID）／正規ID 上記の総ての式において、 正規ID＝正常又は歪みの無い又は特定のID（内径）、 最大ID＝公称中心Ｃを横切る最大ID、 最小ID＝公称中心Ｃを横切る最小ID、 を表す。
第3A図の第3E図には、フィーラ16の種々の実施例が示し
てある。第3A図に示したフィーラ16aは、管Taの内面11
と係合して該内面と共に境界面Iaを形成する半径方向に
延びる剛毛40を有する円形の刷子からなる。第3A図に示
した刷子構造は、しばしば腐蝕したり窪みが発生するボ
イラ管の評価において特に有用である。
てある。第3A図に示したフィーラ16aは、管Taの内面11
と係合して該内面と共に境界面Iaを形成する半径方向に
延びる剛毛40を有する円形の刷子からなる。第3A図に示
した刷子構造は、しばしば腐蝕したり窪みが発生するボ
イラ管の評価において特に有用である。
第3B図には、管Taの内面11と境界面Ibを形成するパンケ
ーキ又はトーラスの形態にある膨張可能な又は弾性の袋
体からなるフィーラ16bが示してある。
ーキ又はトーラスの形態にある膨張可能な又は弾性の袋
体からなるフィーラ16bが示してある。
第3C図の例においては、フィーラ16cは、液体の液位Ｌ
をカメラ14の上向きの運動と同じ速度で軸方向Ａに運動
せしめるのに充分な速度で管Tcの下端部からポンプ供給
される供給水又は供給液の形態をとる。このようにし
て、フィーラ16cの液位Ｌと管内面11との間に形成され
る境界面Icはカメラ14により観察されてそれによりコン
トラスト画像を発生することができる。フィーラ16cは
また、管の内面11とフィーラ16cとの間のコントラスト
を高めるために、それ自身発光する化学的ルミネセンス
油とすることもできる。
をカメラ14の上向きの運動と同じ速度で軸方向Ａに運動
せしめるのに充分な速度で管Tcの下端部からポンプ供給
される供給水又は供給液の形態をとる。このようにし
て、フィーラ16cの液位Ｌと管内面11との間に形成され
る境界面Icはカメラ14により観察されてそれによりコン
トラスト画像を発生することができる。フィーラ16cは
また、管の内面11とフィーラ16cとの間のコントラスト
を高めるために、それ自身発光する化学的ルミネセンス
油とすることもできる。
第3D図の例も第3C図の例に類似しており、液体がフィー
ラ16dの一部を形成している。しかし、液位Ｌが、又は
液位Ｌを中心に浮いている粒状物42が、管の内面11と境
界面Idを形成している。尚、該粒状物42は、管Tdの環境
内で良好なコントラストを与える軽量のスチロフォーム
（styrofoam）・ビーズとすることができる。
ラ16dの一部を形成している。しかし、液位Ｌが、又は
液位Ｌを中心に浮いている粒状物42が、管の内面11と境
界面Idを形成している。尚、該粒状物42は、管Tdの環境
内で良好なコントラストを与える軽量のスチロフォーム
（styrofoam）・ビーズとすることができる。
第3C図及び第3D図に示した実施例においては、液位Ｌを
調整し、液位Ｌ及びカメラ14の軸方向位置を考慮するよ
うに第１図の制御装置を変更する必要がある。コンピュ
ータ18によって制御されるポンプ26′（第１図）を用い
て、液位Ｌを調整することができる。同様にして、軸方
向符合化器30はディジタル液位データを発生することが
できる。カメラ14は、プローブ・プッシャ26により独立
に制御することもできるし、或はまた、別法として、カ
メラ14が非常に軽量であるので、小さいフロート及び接
続棒（図示せず）により液位Ｌ上に支持することもでき
よう。
調整し、液位Ｌ及びカメラ14の軸方向位置を考慮するよ
うに第１図の制御装置を変更する必要がある。コンピュ
ータ18によって制御されるポンプ26′（第１図）を用い
て、液位Ｌを調整することができる。同様にして、軸方
向符合化器30はディジタル液位データを発生することが
できる。カメラ14は、プローブ・プッシャ26により独立
に制御することもできるし、或はまた、別法として、カ
メラ14が非常に軽量であるので、小さいフロート及び接
続棒（図示せず）により液位Ｌ上に支持することもでき
よう。
第3E図には、内面11に緻密に合致するフォーム（発泡
材）円板から形成されたフィーラ16eが示してある。
材）円板から形成されたフィーラ16eが示してある。
第3F図は、カメラ14及びフィーラ16fを備えているプロ
ーブ12fを示す図である。フィーラ16fは、先細の端部46
と比較的広い開端部48とを有する円錐形の弾性部材44か
ら構成されている。開端部48は、管Tfの内面11と合致す
る。接続棒22は、先細の端部46に取り付けられた末端部
50を有する。カメラ14は、段部54を越えた個所で接続棒
22に固着されているホルダ56に取り付けられている。カ
メラ14はそれ自身の光源（図示せず）と、外部装備に結
合される接続ワイヤ58とを有する（第１図）。第3F図に
示した実施例による構造を用いて、後述する良好なコン
トラスト画像を発生することができた。カメラ14は、フ
ィーラ16fの開端部48から離間しており、それにより、
フィーラ16fと管Tfとの間の境界面Ifは、カメラ14の視
角範囲即ち視野Ｑ内に位置する。
ーブ12fを示す図である。フィーラ16fは、先細の端部46
と比較的広い開端部48とを有する円錐形の弾性部材44か
ら構成されている。開端部48は、管Tfの内面11と合致す
る。接続棒22は、先細の端部46に取り付けられた末端部
50を有する。カメラ14は、段部54を越えた個所で接続棒
22に固着されているホルダ56に取り付けられている。カ
メラ14はそれ自身の光源（図示せず）と、外部装備に結
合される接続ワイヤ58とを有する（第１図）。第3F図に
示した実施例による構造を用いて、後述する良好なコン
トラスト画像を発生することができた。カメラ14は、フ
ィーラ16fの開端部48から離間しており、それにより、
フィーラ16fと管Tfとの間の境界面Ifは、カメラ14の視
角範囲即ち視野Ｑ内に位置する。
参考写真Ｉ〜IVは、視覚的に検査したり或はデイジタル
又はビデオ記憶手段に格納することができる情報を有す
るカメラにより発生された実際のコントラスト画像の複
写を示すもので、種々のフイーラの実施例のうちの幾つ
かのフィーラによるコントラスト画像が例示してある。
参考写真Ｉに示してあるコントラスト画像CIaは、刷子
構造のフィーラ16aをカメラ14により観察することによ
り発生した像である。参考写真Ｉに示した画像は、５％
の窪み率及び6.5％の楕円率を有する0.53in（1.3462c
m）のID（内径）を有する管を示している。参考写真II
には、第3F図に示した円錐形のフィーラ16fにより発生
した像が示してある。結果は参考写真Ｉに類似してい
る。
又はビデオ記憶手段に格納することができる情報を有す
るカメラにより発生された実際のコントラスト画像の複
写を示すもので、種々のフイーラの実施例のうちの幾つ
かのフィーラによるコントラスト画像が例示してある。
参考写真Ｉに示してあるコントラスト画像CIaは、刷子
構造のフィーラ16aをカメラ14により観察することによ
り発生した像である。参考写真Ｉに示した画像は、５％
の窪み率及び6.5％の楕円率を有する0.53in（1.3462c
m）のID（内径）を有する管を示している。参考写真II
には、第3F図に示した円錐形のフィーラ16fにより発生
した像が示してある。結果は参考写真Ｉに類似してい
る。
参考写真IIIには、第3C図に示した上昇液位方式により
発生されたコントラスト画像CIcが示してある。結果は
参考写真Ｉの場合に類似している。
発生されたコントラスト画像CIcが示してある。結果は
参考写真Ｉの場合に類似している。
参考写真IVには、第3C図の上昇液位方式により発生され
たコントラスト画像CIdが示してあり、0.53in（1.35c
m）のIDの管Ｔの内面11の一部分に0.013×0.060in（0.0
330×0.1524cm）の大きさ（校正後）の切欠きが存在す
ることが判る。
たコントラスト画像CIdが示してあり、0.53in（1.35c
m）のIDの管Ｔの内面11の一部分に0.013×0.060in（0.0
330×0.1524cm）の大きさ（校正後）の切欠きが存在す
ることが判る。
上記のように再現された画像の検査から明らかなよう
に、種々の軸方向位置における管Ｔの状態を定量的に分
析するために極めて正確な結果を得ることができる。管
Ｔは、視覚的に検査することができるが、更に重要なこ
とは、該視覚検査を自動的に且つ比較的高い速度で実施
できる点である。結果は、現在の定量結果を表示モニタ
20上に表示するか或はプリンタ34又はプロッタ36で発生
しながら実時間で観察し分析することができる。別法と
して、特定の管に対し１つの検査を行って、その結果を
後に分析することも可能である。この場合、警報が発生
した時には、カメラを実時間検査の目的で関心のある特
定の軸方向位置に戻すことにより上記特定の管を直ちに
検査することができる。欠陥がある場合には、管を修理
したり、交換したり或は栓塞することができ、同時に管
及び装置の総合的性能を決定するためにデータを累積し
ておくことができる。
に、種々の軸方向位置における管Ｔの状態を定量的に分
析するために極めて正確な結果を得ることができる。管
Ｔは、視覚的に検査することができるが、更に重要なこ
とは、該視覚検査を自動的に且つ比較的高い速度で実施
できる点である。結果は、現在の定量結果を表示モニタ
20上に表示するか或はプリンタ34又はプロッタ36で発生
しながら実時間で観察し分析することができる。別法と
して、特定の管に対し１つの検査を行って、その結果を
後に分析することも可能である。この場合、警報が発生
した時には、カメラを実時間検査の目的で関心のある特
定の軸方向位置に戻すことにより上記特定の管を直ちに
検査することができる。欠陥がある場合には、管を修理
したり、交換したり或は栓塞することができ、同時に管
及び装置の総合的性能を決定するためにデータを累積し
ておくことができる。
発生されるデータは、システムの壊滅的故障を阻止した
り、回避したり或は最小限度に抑圧するのに充分に早期
に、管或はシステムの故障の兆候状態を検出することを
可能にするように充分に包括的である。本発明を用いる
結果として発生されるデータによれば、管状物体の状態
を迅速に且つ正確に評価することができる。また、得ら
れたデータを用いて、現在の性能を正確に且つ効果的に
分析したり、場合により試験中の設備の将来の性能を予
測することも可能である。
り、回避したり或は最小限度に抑圧するのに充分に早期
に、管或はシステムの故障の兆候状態を検出することを
可能にするように充分に包括的である。本発明を用いる
結果として発生されるデータによれば、管状物体の状態
を迅速に且つ正確に評価することができる。また、得ら
れたデータを用いて、現在の性能を正確に且つ効果的に
分析したり、場合により試験中の設備の将来の性能を予
測することも可能である。
参考写真Ｉ〜IVに示してあるような画像を近実時間条件
で、極めて正確な輪郭測定データに容易に変換すことが
できる画像処理コンピュータ及びプログラムは多数存在
し且つ市販品として入手可能である。システムの制御を
行うために第１図と関連して述べた種々の要素は、当該
技術分野の専門家には知られているところであるので、
本明細書での詳述は省略した。
で、極めて正確な輪郭測定データに容易に変換すことが
できる画像処理コンピュータ及びプログラムは多数存在
し且つ市販品として入手可能である。システムの制御を
行うために第１図と関連して述べた種々の要素は、当該
技術分野の専門家には知られているところであるので、
本明細書での詳述は省略した。
第１図は、本発明を実施するための光学的輪郭測定装置
の概略図であって、管状物体の内面と係合し該内面を観
察するためのプローブと画像処理コンピュータ及びモニ
タを含む光学的輪郭測定装置を示す図、第２図は、それ
ぞれ損傷した内面及び損傷していない内面を有する管状
物体内に位置するプローブの概略図であって、内面場所
の検査から得られる合成コントラスト画像を理想的な形
態で図解する図、第3A図乃至第3F図は、本発明の範囲内
で種々の表面係合フィーラ手段を有するプローブの各種
実施例を示す断面図である。 10……光学的輪郭測定装置、Ｔ……管状物体（管） P1、P2……管状物体内の特定の軸方向位置 CI、CI1、CI2……コントラスト画像 Ｑ……ビデオ・カメラの光学的視野 11……管状物体の内面 14……ビデオ・カメラ（カメラ） 16……表面係合フィーラ手段（フィーラ） 18……画像処理手段（画像処理コンピュータ） 20……モニタ手段（表示モニタ） 26……ビデオ・カメラの移動手段（プローブ・プッシ
ャ） 30……表面係合フィーラ手段の位置に応答する位置応答
手段（符合化器）
の概略図であって、管状物体の内面と係合し該内面を観
察するためのプローブと画像処理コンピュータ及びモニ
タを含む光学的輪郭測定装置を示す図、第２図は、それ
ぞれ損傷した内面及び損傷していない内面を有する管状
物体内に位置するプローブの概略図であって、内面場所
の検査から得られる合成コントラスト画像を理想的な形
態で図解する図、第3A図乃至第3F図は、本発明の範囲内
で種々の表面係合フィーラ手段を有するプローブの各種
実施例を示す断面図である。 10……光学的輪郭測定装置、Ｔ……管状物体（管） P1、P2……管状物体内の特定の軸方向位置 CI、CI1、CI2……コントラスト画像 Ｑ……ビデオ・カメラの光学的視野 11……管状物体の内面 14……ビデオ・カメラ（カメラ） 16……表面係合フィーラ手段（フィーラ） 18……画像処理手段（画像処理コンピュータ） 20……モニタ手段（表示モニタ） 26……ビデオ・カメラの移動手段（プローブ・プッシ
ャ） 30……表面係合フィーラ手段の位置に応答する位置応答
手段（符合化器）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス・ゼイビア・グラディッチ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、エリ ザベス、リンカーン・ホール・ロード 322 (56)参考文献 特開 昭60−10141（ＪＰ，Ａ) 実公 平３−7808（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】管状物体の内面を視覚的に検査し且つ同時
に画像分析データを収集して、前記管状物体の前記内面
の最適な検査を実現するためにデータの直接比較を可能
にする光学的輪郭測定装置であって、 （ａ）前記管状物体内で軸方向に運動可能である光学的
検知手段を有するビデオ・カメラと、 （ｂ）該ビデオ・カメラを前記管状物体の軸方向に移動
するための移動手段と、 （ｃ）前記ビデオ・カメラから所定距離離間した関係で
該ビデオ・カメラの光学的視野内に配設されて前記管状
物体の前記内面と係合する表面係合フィーラ手段であっ
て、前記管状物体内の特定の軸方向位置において前記内
面及び前記表面係合フィーラ手段のコントラスト画像を
発生するための前記表面係合フィーラ手段と、 （ｄ）前記表面係合フィーラ手段の位置に応答して前記
管状物体内における該表面係合フィーラ手段の軸方向位
置を表す出力を発生する位置応答手段と、 （ｅ）前記ビデオ・カメラ及び前記位置応答手段の出力
に応答して、前記管状物体に沿う各選択された軸方向位
置で前記コントラスト画像であるデータ像を創成するた
めの画像処理手段と、 （ｆ）前記ビデオ・カメラの出力側に結合されて実時間
で前記コントラスト画像を観察するためのモニタ手段
と、 を備えている光学的輪郭測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/886,844 US4725883A (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Optical profilometry system for tubular products |
| US886844 | 1986-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6330747A JPS6330747A (ja) | 1988-02-09 |
| JPH0726913B2 true JPH0726913B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=25389903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62176087A Expired - Lifetime JPH0726913B2 (ja) | 1986-07-18 | 1987-07-16 | 光学的輪郭測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4725883A (ja) |
| JP (1) | JPH0726913B2 (ja) |
| FR (1) | FR2601779B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9128220B2 (en) | 2010-11-29 | 2015-09-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light guide body with continuously variable refractive index, and devices using such body |
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| CN112298903B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-06-21 | 无锡商业职业技术学院 | 一种方管外形检测结构系统 |
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-
1986
- 1986-07-18 US US06/886,844 patent/US4725883A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-07-16 JP JP62176087A patent/JPH0726913B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-17 FR FR878710150A patent/FR2601779B1/fr not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPS6330747A (ja) | 1988-02-09 |
| FR2601779A1 (fr) | 1988-01-22 |
| US4725883A (en) | 1988-02-16 |
| FR2601779B1 (fr) | 1990-08-31 |
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