JPH08136464A - 円筒内面検視方法および円筒内面検視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒内面を人手によって短時間で検査す
る。 【構成】 検視方法では、撮影装置を連続的に周回転
させながら円筒内面を撮影し、所定周回転量毎に円筒内
面の静止部分画像データを画像メモリに格納し、メモリ
から読み出した静止画像データで検視用表示装置に静止
画像を１以上表示する。検視装置は、内面円筒２０に向
けた撮影装置１と、これを周回転させる回転駆動装置３
と、回転量を認知する回転量認知手段４と、所定量回転
毎に撮影装置１から部分画像データを取得する画像処理
手段と、複数の部分画像データを記録する画像メモリ
と、部分画像を表示する表示装置とを有する。 【効果】 疲労感を感じさせることなく短時間で円筒
内面の検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パイプの内面や材料
の穴加工の内面などの内面円筒を検視する円筒内面検視
方法および同装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パイプの内面や材料の穴加工の内面など
の内面円筒は、外面だけでなく、内面側についても傷な
どの欠陥の有無について検査する必要があり、従来か
ら、テレビカメラを内面円筒内に配置して、撮影した内
面画像を検査員がテレビ画面で観察したり、内面画像を
デジタル化してコンピュータで自動的に解析する方法等
が行われている。

【０００３】上記したテレビカメラによる撮影方法とし
ては、テレビカメラの先端に、魚眼レンズや曲面を持っ
たプリズムを組み合わせたものを取り付けることによっ
て円筒内面の全周を同時に撮影する方法がある。但し、
この方法では、欠陥像がゆがむことと、欠陥像を大きく
とらえる事ができない等の問題があるため、一般にはテ
レビカメラの前にプリズムを置いて内面を部分的に撮影
できるようにし、上記カメラとプリズムを回転させなが
ら全周を撮影する方法が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビカメ
ラとプリズムを回転させて撮影し、これを検査員が検査
する方法（例えば特開平５−３３２９９５号）では、所
定の範囲を検査する毎にテレビカメラを停止させて検視
を行うと時間がかかるため、テレビカメラを連続して回
転させ、ディスプレイ上で流れる画面を見ながら検査す
る方法が行われる。しかし、テレビ画面上で流れる画像
を検査員が見て、小さな傷などを正確に発見するために
はカメラを低速度でゆっくり回すことが必要であり、依
然として検視するのに時間がかかるという問題があり、
また検査員も流れる画面を見続けるので、目が疲れるな
どして作業上の負担が大きいという問題がある。

【０００５】また、コンピュータで自動的に解析する装
置（例えば特開平５−２０９７２６号）では、テレビカ
メラを停止させた状態で被測定物の内面を撮影し、これ
を解析して、欠陥がないことを確認した後に、テレビカ
メラを所定角度回転させ、再度、テレビカメラの停止、
撮影、解析を行い、これを繰り返すことによって内面全
周の検査を行っており、上記と同様に検査に時間がかか
るという問題がある。また、小さな傷を自動解析によっ
て判別するためには解析度を上げなければならないが、
解析度を上げると解析時間が大幅に増えてしまうという
問題もある。

【０００６】検視に時間がかかりすぎるという問題を解
決する方法の一つとして、テレビカメラの停止後の回転
を高速で行うことも考えられるが、回転駆動装置への負
担が大きく、装置も複雑になる等の理由でコストが嵩む
問題があり、しかもコストアップの割には検査時間の短
縮効果が小さいため実用的な方法とはいえない。この発
明は、上記事情を背景としてなされたものであり、装置
の複雑化を招くことなく、検査に要する時間を短縮する
ことができる円筒内面の検視方法および同装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち第１の発明の円筒内面検視方法は、撮
影装置（１）の少なくとも先端側の光軸を連続的に周回
転させながら円筒内面を撮影し、所定の周回転量毎に、
部分的に撮影された円筒内面の静止画像データを画像メ
モリ（１４）に格納し、この画像メモリ（１４）から読
み出された静止画像データに基づいて検視用の表示装置
（１７）に円筒内面の部分的な静止画像を１以上表示す
ることを特徴とする。

【０００８】また、第２の発明の円筒内面検視装置は、
少なくとも先端側の光軸を、検視すべき内面円筒の軸方
向と交差させて円筒内面に向けた撮影装置（１）と、上
記光軸を周回転させる回転駆動装置（３）と、光軸の該
回転量を認知する回転量認知手段と、光軸が所定量回転
する毎に撮影装置（１）から静止部分画像データを取得
する画像処理手段（１１）と、画像処理手段（１１）か
ら送出された複数の静止部分画像データを記録する画像
メモリ（１４）と、画像処理手段（１１）によって画像
メモリ（１４）から読み出された静止部分画像データに
基づいて静止部分画像を表示する表示装置（１７）とを
有することを特徴とする。

【０００９】第３の発明は、第２の発明において、表示
装置（１７）は、複数の静止部分画像を同時に表示でき
ることを特徴とする。第４の発明は、第２または第３の
発明において、撮影装置（１）を軸方向に移動させる軸
方向移動装置（５ａ）、（７）、（８）を有することを
特徴とする。

【００１０】本発明が適用される円筒内面としては、パ
イプ状のものや穴加工がなされたものが広く対象とな
り、円筒内面であれば、それ以外の形状や大きさなどが
限定されるものではない。

【００１１】また、本発明における光軸は、少なくとも
先端側が円筒内面に向いていればよく、例えば、円筒内
面の軸方向に沿って配置されるテレビカメラなどの先端
に三角プリズムやミラーを取り付けて光軸を偏向させる
ことによって内面に向かせることができるが、その手段
は特に限定されるものではない。また、小型の撮影装置
では偏向手段を使用しないで直接内面に向けることも可
能である。上記光軸を含む撮影装置としては、上記した
テレビカメラが例示されるが、これに限定されるもので
はなく、例えばＣＣＤ等を用いることもできる。要は、
内面の画像情報を入手できるものであればよい。撮影装
置は、光軸の回転とともに連続して円筒内面を撮影する
ものであってもよく、また、光軸の回転量が所定量にな
ったときにのみ間欠的に撮影するものであってもよく、
要は、画像処理手段で必要な部分画像データが得られる
ように撮影するものであればよい。

【００１２】先端側光軸は、円筒内面の中心軸と交差す
るように円筒の内面に向けられるが、一般には、円筒内
面の径方向に沿って、またはこれに近い角度で光軸を内
面に向ける。この光軸は、通常は、円筒内面の中心軸を
回転軸として、周回転させる。周回転させる回転駆動装
置としては、ステップモータなどを適宜使用することが
できる。この周回転では、少なくとも先端側の光軸が回
転するものであればよいので、撮影装置本体は回転させ
ないで、先端側光軸又はこれを含む撮影装置の一部のみ
を回転させるものであってもよく、また、当然に、撮影
装置全体を回転させるものであってもよい。

【００１３】上記した光軸の回転量を知るための回転量
認知手段としては、回転駆動装置への制御信号を利用し
て、この信号に基づく予測回転量によって回転量を把握
してもよく、また、前記光軸の回転量を検知する装置を
設けて実際の光軸の回転量を検出することによって回転
量を知るものであってもよい。要は、結果的に光軸の回
転量を知ることができれば、その手段は問わないもので
ある。

【００１４】画像処理装置は、撮影装置から受けた部分
画像データをデジタル化して画像メモリに送出するもの
であり、パソコンなどのＣＰＵで構成することができ
る。画像メモリは、複数のエリアに割り当てておき、各
エリア毎に画像データを保持することによって同時に複
数の画像データを記録することができる。表示装置は、
ＣＲＴ（ブラウン管）やＬＣＤ（液晶表示装置）等で構
成することができ、画像処理装置から画像データを受け
て部分画像を表示する。部分画像は複数であってもよ
く、これを同時に表示するのが望ましい。また、撮影装
置を軸方向に移動させる軸方向移動装置は、適当な駆動
装置や駆動力伝達装置などで構成される。この軸方向移
動装置は、前記光軸の回転と連動させて作動させること
も可能であり、これにより円筒内面を螺旋軌道状に撮影
することができる。 なお、検査すべき円筒内面が大型
である場合には、検視装置自体を自走させることによっ
て撮影装置を軸方向に移動させるものであってもよい。

【００１５】

【作用】すなわち本発明の検視装置によれば、回転駆動
装置によって撮影装置の少なくとも先端側光軸が周回転
しており、この光軸の回転量は回転量認知手段で監視さ
れる。そして光軸の回転量が所定量に達したときに、撮
影装置で撮影された円筒内面の画像から静止部分画像デ
ータが画像処理手段によって取得される。画像処理手段
は、このデータを画像メモリの一部に格納する。上記し
た光軸の所定回転量は、撮影装置の視野を勘案して、円
筒内面の全周が漏れなく画像データとして取得できるよ
うに設定する。例えば、撮影装置の視野が３０度であれ
ば、上記回転量は、３０度を超えないようにする。この
場合、視野の周縁にある傷などを正確に画像データとし
て捕捉できるように、回転角度は、視野よりも小さくす
るのが望ましい。

【００１６】画像処理手段では、画像メモリに格納した
画像データを適宜取り出し、これを表示装置に対応して
画像処理することによって表示装置に表示させる。この
際に、表示装置には複数の静止部分画像を表示すること
も可能であり、内面円筒の全周に亘る複数の静止部分画
像を表示することにより一度に円筒内面の全周を検査す
ることができる。表示装置に表示される画像は、画像処
理装置によって、一部抽出（複数画像表示の場合）した
り、拡大、縮小、変形等の画像処理を行うことができる
のが望ましい。また、画像処理手段には、所望によりプ
リンタを接続してもよく、また、画像メモリとは別に、
ＦＤＤ、ＨＤＤ等の記録装置を接続してもよい。特に画
像メモリが揮発性の場合には、上記記録装置を併設する
のが望ましい。

【００１７】そして、本発明の検視方法によれば、撮影
装置（少なくとも先端側光軸）を連続して回転させなが
ら静止部分画像データが得られるので、撮影装置を停止
させる必要がなく効率的に作業が行われる。しかも、表
示装置には、１以上の静止画像が表示されるので、検査
員は画面を迅速に検査することができ、傷も正確に発見
することができる。また、画面は流れる画面と異なり静
止画であるので目の疲労感が大幅に少なくなる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。撮影装置であるテレビカメラ１は、その
先端に三角プリズム２が取り付けられており、テレビカ
メラ１の光軸は、三角プリズム２によって９０度偏向さ
れている。上記テレビカメラ１は、回転駆動手段である
回転用モータ３に連結されており、その連結部には、回
転量認知手段として回転位置検出装置４が取り付けられ
ている。なお、回転用モータ３は、長尺ロッド５に固定
されており、この長尺ロッド５の基端側は、検視装置固
定部６にスライド可能に取り付けられている。

【００１９】この長尺ロッド５の基端部側面には平歯車
５ａが形成されており、この平歯車５ａにピニオンギヤ
７が噛合している。このピニオンギヤ７は、検視装置固
定部６内に固定された軸方向移動用モータ８に取り付け
られており、上記平歯車５ａ、ピニオンギヤ７、モータ
８で軸方向移動装置が構成されており、モータ８の作動
によって長尺ロッド５が水平方向にスライドする。な
お、検視装置固定部６内には、上記軸方向移動用モータ
８および回転用モータ３を制御する制御部９が設けられ
ている。

【００２０】上記したテレビカメラ１および回転位置検
出装置４の出力は出力ケーブル１０を介して、ＣＰＵ１
２を主とする画像処理装置１１に入力されており、テレ
ビカメラ１の出力はＡ／Ｄ変換器１３を介してＣＰＵ１
２に入力され、回転位置検出装置４の出力は、直接ＣＰ
Ｕ１２に入力されている。また、ＣＰＵ１２には、画像
メモリ１４および記録装置として固定磁気ディスク１５
が接続されている。さらにＣＰＵ１２には、表示制御部
１６を介して表示装置であるＣＲＴ１７が接続されてい
る。

【００２１】次に、この装置による検視方法について説
明する。検視すべきパイプ２０（内面円筒）の内部に、
テレビカメラ１を先端側として長尺ロッド５をパイプ２
０の中心に沿って挿入し、所望の位置にテレビカメラ１
を配置する。次いで、回転位置検出装置４を作動させた
状態で、制御部９によって回転用モータ３を作動させて
テレビカメラ１を回転させる。テレビカメラ１では、三
角プリズム２を介してパイプ１の内面が撮影されてお
り、その画像では３５度の視野が得られている。この画
像は、出力ケーブル１０を介して画像処理装置１１のＡ
／Ｄ変換器１３に入力されている。

【００２２】画像処理装置１１では、回転位置検出装置
４の出力を受け、テレビカメラ１が３０度回転するとＡ
／Ｄ変換器１３を介して、テレビカメラ１で撮影された
画像から静止画状のデジタル化された部分画像データを
取得する。画像処理装置１１のＣＰＵ１２では、この画
像データを画像メモリ１４の所定のアドレスに格納す
る。これらの一連の処理の間にもテレビカメラ１は、回
転、撮影が続行されており、上記の画像データの取得時
からさらにテレビカメラ１が３０度回転すると、前記と
同様にして画像処理部１１にて静止画状の部分画像デー
タを取得し、この画像データを画像メモリ１４の前記と
は別のアドレスに格納する。これを繰り返すことによっ
て、テレビカメラ１がパイプの内面に対して１周する
と、画像メモリ１４には、合計で１２の画像データが格
納される。

【００２３】ＣＰＵ１２は、この画像データを逐次、画
像メモリ１４から読み出し、表示制御部１６に送出す
る。表示制御部１６では、このデータを基にしてＣＲＴ
１７の画面１７ａに順々に静止部分画像２１を表示し、
そしてテレビカメラ１が１周することにより１２個の静
止部分画像２１（Ａ、Ｂ…Ｌ）を並列に表示する（図
３）。検査員は、この静止部分画像２１を見て、欠陥が
ないかどうかを判定する。そして、静止部分画像２１の
中で、何らかの欠陥があるかと思われる場合には、所望
により特定の静止部分画像２１を抽出して、図４に示す
ように、これを拡大表示することができ、検査員はこの
拡大画像２１ａを見て傷２２の有無の判定を正確に行う
ことができる。そして、この間には軸方向移動用モータ
８を作動させてテレビカメラ１を所定量だけ軸方向に移
動させ、モータ８を停止させた後、引き続き回転用モー
タ４を作動させてテレビカメラ１を回転させる。テレビ
カメラ１では上記と同様にして、パイプ２０内の内面が
撮影され、所定角度毎に部分画像データが取得されて画
像メモリ１４に格納される。 上記した操作を繰り返す
ことによりパイプ２０の内面が検査員によって速やかに
検視される。

【００２４】上記した検査方法によりパイプ内面を検査
したところ、１周当たりの検査時間は平均で３〜５秒で
あった。これに対し、流れる画面を観察する従来法で
は、１周を検査するのに２０〜３０秒を要しており、本
発明の装置によれば検査時間は大幅に短縮されているこ
とが明らかである。また、検査員は、静止画像を観察す
ればよいので、目の疲労感も大幅に軽減された。

【００２５】なお、上記実施例では、画像データが取得
される毎に、逐次、部分画像を表示して、順々に部分画
像を並べて表示させる方法を採用したが、例えば、テレ
ビカメラが１周する毎に画像メモリから画像データを呼
び出し、これによる複数の部分画像をＣＲＴに一度に並
列して表示することも可能である。但し、より効率よく
検視を行うためには、本実施例のように、逐次、部分画
像を表示するのが望ましい。

【００２６】また、上記実施例では、テレビカメラが１
周した後、テレビカメラの回転を止めた状態で、軸方向
にテレビカメラを移動させたが、軸方向移動手段と回転
駆動手段とを連動させて、テレビカメラが回転する間に
徐々に軸方向にも移動させ、テレビカメラを螺旋軌道状
に回転移動させることも可能である。これによれば、テ
レビカメラを軸方向に移動させる間の無駄な時間をなく
すことができ、より効率的な検視が可能になる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の検視方法
および装置によれば、検視すべき内面円筒を連続して検
査することができ、また、検査は、表示装置に表示され
る静止画像に基づいて行うので、検査員による人手で円
筒内面を短時間で正確に検視することができる。また、
検査員の作業負担も大幅に軽減され、疲労感を感じるこ
となく作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の検視装置の設置状態を示す一部正面
断面図である。

【図２】 同じく検視装置の画像処理手段のブロック図
である。

【図３】 同じくＣＲＴの表示画面を示す模式図であ
る。

【図４】 同じくＣＲＴの拡大表示画面を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１ テレビカメラ ２ 三角プリズ
ム ３ 回転用モータ ４ 回転位置検
出装置 ５ａ 平歯車 ７ ピニオンギ
ヤ ８ 軸方向移動用モータ １１ 画像処理装
置 １２ ＣＰＵ １３ Ａ／Ｄ変
換器 １４ 画像メモリ １６ 表示制御
部 １７ ＣＲＴ １７ａ 画面 ２０ パイプ ２１ 静止部分
画像 ２２ 傷

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影装置（１）の少なくとも先端側の光
   軸を連続的に周回転させながら円筒内面を撮影し、所定
   の周回転量毎に、部分的に撮影された円筒内面の静止画
   像データを画像メモリ（１４）に格納し、この画像メモ
   リ（１４）から読み出された静止画像データに基づいて
   検視用の表示装置（１７）に円筒内面の部分的な静止画
   像を１以上表示することを特徴とする円筒内面検視方法
2. 【請求項２】 少なくとも先端側の光軸を、検視すべき
   内面円筒の軸方向と交差させて円筒内面に向けた撮影装
   置（１）と、上記光軸を周回転させる回転駆動装置
   （３）と、光軸の該回転量を認知する回転量認知手段
   と、光軸が所定量回転する毎に撮影装置（１）から静止
   部分画像データを取得する画像処理手段（１１）と、画
   像処理手段（１１）から送出された複数の静止部分画像
   データを記録する画像メモリ（１４）と、画像処理手段
   （１１）によって画像メモリ（１４）から読み出された
   静止部分画像データに基づいて静止部分画像を表示する
   表示装置（１７）とを有することを特徴とする円筒内面
   検視装置
3. 【請求項３】 表示装置（１７）は、複数の静止部分画
   像を同時に表示できることを特徴とする請求項２記載の
   円筒内面検視装置
4. 【請求項４】 撮影装置（１）を軸方向に移動させる軸
   方向移動装置（５ａ）、（７）、（８）を有することを
   特徴とする請求項２または３記載の円筒内面検視装置