JPS60186355A - 白線位置検出装置 - Google Patents
白線位置検出装置Info
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- JPS60186355A JPS60186355A JP4255184A JP4255184A JPS60186355A JP S60186355 A JPS60186355 A JP S60186355A JP 4255184 A JP4255184 A JP 4255184A JP 4255184 A JP4255184 A JP 4255184A JP S60186355 A JPS60186355 A JP S60186355A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
- B23Q35/128—Sensing by using optical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
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。
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、倣い装置の基準となる白線を検出する装置に
関し、特に、プラズマ切断装置のトーチ位置の倣い指標
である白線を検出する装置に関する。
関し、特に、プラズマ切断装置のトーチ位置の倣い指標
である白線を検出する装置に関する。
この白線位置検出装置は、たとえば、鋼管矢板の製造の
ために、鋼管に、管軸に沿うスリット状の切欠を形成す
るプラズマ切断で使用される。
ために、鋼管に、管軸に沿うスリット状の切欠を形成す
るプラズマ切断で使用される。
１−
［従来技術］
たとえば鋼板矢板の製造で、プラズマ切断装置によって
、鋼管を管軸に平行に切断する為に鋼管の表面に白線を
引き、この白線に対してプラズマの１−−チを倣わせる
必要がある場合がある。この為の白線位置の検出装置と
して、従来は例えば第６図に示す如きものがある。
、鋼管を管軸に平行に切断する為に鋼管の表面に白線を
引き、この白線に対してプラズマの１−−チを倣わせる
必要がある場合がある。この為の白線位置の検出装置と
して、従来は例えば第６図に示す如きものがある。
これは、長方形の光導電セルを対角線で領域２１と２２
に２等分したものであり、光学系により白線２０を含む
対象の明暗の像をこの上に作り、領域２１と２２に流れ
る電流の差が、セルの中心線（領域２１と２２を同じ長
さで横切る線）からの、白線の中心の変位ｙに比例する
事を利用するものである。
に２等分したものであり、光学系により白線２０を含む
対象の明暗の像をこの上に作り、領域２１と２２に流れ
る電流の差が、セルの中心線（領域２１と２２を同じ長
さで横切る線）からの、白線の中心の変位ｙに比例する
事を利用するものである。
この従来技術では、対象表面（鋼管表面）の反射光量の
変化をアナログ的に検出している為に、白線以外に反射
率の変化を生ずるものがあった場合には光学的ノイズと
なり、白線位置を安定に検出することが困難である。
変化をアナログ的に検出している為に、白線以外に反射
率の変化を生ずるものがあった場合には光学的ノイズと
なり、白線位置を安定に検出することが困難である。
プラズマ切断装置の切断位置の基準となる白線２−
を引く方法として、墨っぽに白い塗料を入れて白線を引
く場合、白線の近傍に塗料が飛散することが多い。又、
鋼管の表面には製品管理のために文字数字記号等を塗料
を用いて表示しである。さらに、さび等の為に鋼管自身
の表面反射率が不規則に分布する。
く場合、白線の近傍に塗料が飛散することが多い。又、
鋼管の表面には製品管理のために文字数字記号等を塗料
を用いて表示しである。さらに、さび等の為に鋼管自身
の表面反射率が不規則に分布する。
従って、上述の光導電セルによる位置検出器では、安定
に白線位置を検出する事は極めて困難である。正確かつ
安定に検出しようとすれば、鋼管の表面を製品として不
必要な程に、光学特性に関して均一化しなければならな
い。
に白線位置を検出する事は極めて困難である。正確かつ
安定に検出しようとすれば、鋼管の表面を製品として不
必要な程に、光学特性に関して均一化しなければならな
い。
［発明の目的］
本発明は、確実に白線を認識して、その位置の変位信号
を倣い装置のサーボ増巾器に送りサーボモーターを駆動
しプラズマトーチを白線位置に合致するように倣い制御
し得る位置検出装置を提供することを目的とする。
を倣い装置のサーボ増巾器に送りサーボモーターを駆動
しプラズマトーチを白線位置に合致するように倣い制御
し得る位置検出装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］
上述の目的を達成するために本発明においては、プラズ
マ切断装置の切断位置の基準となる白線を３− 含む画像を電気信号に変換する撮像装置と、この電気信
号を２値化して得られた画像データを続開的に処理して
白線の位置を認識する為のマイクロコンピュータを塔載
した信号処理装置を、プラズマ切断装置のプラズマトー
チ位置の倣い制御用白線位置検出装置として備える。
マ切断装置の切断位置の基準となる白線を３− 含む画像を電気信号に変換する撮像装置と、この電気信
号を２値化して得られた画像データを続開的に処理して
白線の位置を認識する為のマイクロコンピュータを塔載
した信号処理装置を、プラズマ切断装置のプラズマトー
チ位置の倣い制御用白線位置検出装置として備える。
以下、本発明装置を図面に示す実施例にもとづいてより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図に本発明の一実施例の外観を示す。これにおいて
、鋼管ｌの表面には切断線の基準を示す白線２が引かれ
ている。プラズマ切断装置は、この白線に沿ってプラズ
マトーチのＸ方向（図示）の位置を制御しなからＸ方向
（図示）へ進行する。
、鋼管ｌの表面には切断線の基準を示す白線２が引かれ
ている。プラズマ切断装置は、この白線に沿ってプラズ
マトーチのＸ方向（図示）の位置を制御しなからＸ方向
（図示）へ進行する。
撮像装置３は白線近傍の鋼管表面の画像をビデオ信号に
変換するものであり、工業用テレビジョンカメラや２次
元のイメージセンサカメラである。
変換するものであり、工業用テレビジョンカメラや２次
元のイメージセンサカメラである。
照明用光源４は撮像装置の視野にある検出対象面の照明
用である。ビデオ信号は信号処理装置５に送られる。該
装置５内ではビデオ信号を解析して白線を認識し、白線
のＸ方向の変位を検出して変４− 位置データをＤ／Ａ変換し、アナログ信号をサーボ増ｒ
ｌＪ器へ送る。
用である。ビデオ信号は信号処理装置５に送られる。該
装置５内ではビデオ信号を解析して白線を認識し、白線
のＸ方向の変位を検出して変４− 位置データをＤ／Ａ変換し、アナログ信号をサーボ増ｒ
ｌＪ器へ送る。
ビデオモニタ６は、鋼管表面の画像と共にプラズマトー
チの位置に相当する基準カーソル７、及び、認識された
白線中心位置を示す白線カーソル８をＣＲＴ （陰極線
管）上に表示する。
チの位置に相当する基準カーソル７、及び、認識された
白線中心位置を示す白線カーソル８をＣＲＴ （陰極線
管）上に表示する。
第２図に、ＣＲＴ上に表示された画像を示す。
周知の如くテレビジョン画像は、多数の走査線によって
構成されている。
構成されている。
この走査線に上から順番に番号Ｎを付ける。例えば、有
効走査線数２２４本の撮像装置では一番上の走査線はＮ
＝１、一番下はＮ＝２２４である。
効走査線数２２４本の撮像装置では一番上の走査線はＮ
＝１、一番下はＮ＝２２４である。
各走査線上の白画素の数をＰとする。例えば１画素数３
２０ＨＸライン数２２４ｖの撮像装置を使用すればＰの
最大値は３２０である。
２０ＨＸライン数２２４ｖの撮像装置を使用すればＰの
最大値は３２０である。
第３図は、走査線Ｎのビデオ信号波形とクロックパルス
を示す。ビデオ信号をスレッショールド電圧ＶＴによっ
て２値化し、これをゲート信号としてクロックパルス（
画素同期パルス）を計数すれば各走査線Ｎそれぞれの白
画素数Ｐを得る。
を示す。ビデオ信号をスレッショールド電圧ＶＴによっ
て２値化し、これをゲート信号としてクロックパルス（
画素同期パルス）を計数すれば各走査線Ｎそれぞれの白
画素数Ｐを得る。
５−
この発明では、撮像装置のビデオ信号を処理して走査線
Ｎそれぞれの白画素数Ｐをデジタルデータとしてマイク
ロコンピュータに取り込み、これに統計的処理を施して
白線を認識する。
Ｎそれぞれの白画素数Ｐをデジタルデータとしてマイク
ロコンピュータに取り込み、これに統計的処理を施して
白線を認識する。
第１図に示す装置の電気要素部の構成および動作を第４
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
撮像装ｗ３から送られてきたビデオ信号は、２値化回路
９で２値化される。計数回路１０が各ラインの白画素数
Ｐを計数する。これは、ライン同期信号等を基準として
、各ラインの先端から、２値化信号の白を示すの数を、
たとえば２値化信号が白であるときにカウンタで画素同
期パルスをカウントアツプするなどで、カウントし、ラ
インの終りでカウントデータをマイクロコンピュータ１
１に読込んで、またラインの先端から白画素数をカウン
トする。
９で２値化される。計数回路１０が各ラインの白画素数
Ｐを計数する。これは、ライン同期信号等を基準として
、各ラインの先端から、２値化信号の白を示すの数を、
たとえば２値化信号が白であるときにカウンタで画素同
期パルスをカウントアツプするなどで、カウントし、ラ
インの終りでカウントデータをマイクロコンピュータ１
１に読込んで、またラインの先端から白画素数をカウン
トする。
このようにしてマイクロコンピュータ１１は、走査線番
号Ｎと対応付けて白画素数Ｐをデジタルデータとして取
り込み、１画面（フレーム）分の各ラインの白画素数Ｐ
を取り込むと、ソフトウェア６一 によって統計処理を施して白線の位置を認識する。
号Ｎと対応付けて白画素数Ｐをデジタルデータとして取
り込み、１画面（フレーム）分の各ラインの白画素数Ｐ
を取り込むと、ソフトウェア６一 によって統計処理を施して白線の位置を認識する。
スター１−信号発生器１５は、例えばリレー接点信号に
より切断装置の自動倣い装置がスタートするタイミング
を与えるものである。スタート位置における白線とプラ
ズマトーチとの位置合わせは、人間が手動操作により行
うものとする。
より切断装置の自動倣い装置がスタートするタイミング
を与えるものである。スタート位置における白線とプラ
ズマトーチとの位置合わせは、人間が手動操作により行
うものとする。
マイクロコンピュータ１１は、スタート時の白線の位置
をプラズマトーチの位置として記憶する。
をプラズマトーチの位置として記憶する。
スタート後は、時々刻々と変化するビデオ信号を」二連
のように処理して白線の位置を認識し、白線に対するプ
ラズマ１〜−チの位置偏差ΔＮを計算し此のデータをＤ
／Ａ変換器１２を経由して、アナログ信号としてサーボ
増巾器Ｉ３に供給する。倣い装置はサーボ増巾器１３に
よりサーボモータを駆動して、プラズマ１〜−チの位置
が白線の位置に合致するように倣い制御する。ビデオ信
号合成回路１４は、画像信号とカーソル信号を合成して
モニタ６へ送る。
のように処理して白線の位置を認識し、白線に対するプ
ラズマ１〜−チの位置偏差ΔＮを計算し此のデータをＤ
／Ａ変換器１２を経由して、アナログ信号としてサーボ
増巾器Ｉ３に供給する。倣い装置はサーボ増巾器１３に
よりサーボモータを駆動して、プラズマ１〜−チの位置
が白線の位置に合致するように倣い制御する。ビデオ信
号合成回路１４は、画像信号とカーソル信号を合成して
モニタ６へ送る。
以下第５図を用いて、マイクロコンピュータ１１の白線
認識アルゴリズムを説明する。基本的な７− 考え方として、白線上の走査に対応する白画素数は適当
に設定された値Ｍより大きいはずである。
認識アルゴリズムを説明する。基本的な７− 考え方として、白線上の走査に対応する白画素数は適当
に設定された値Ｍより大きいはずである。
例えば、走査線が完全に白線の領域上を走査すれば、白
画素数Ｐは撮像装置の横画素数Ｈ（例えば３２０）に等
しい。実際には白線が画面の水平方向より若干傾いてい
たり、白線が部分的にとぎれていたりするので、Ｍの値
は例えばＨの６０％位に設定する。
画素数Ｐは撮像装置の横画素数Ｈ（例えば３２０）に等
しい。実際には白線が画面の水平方向より若干傾いてい
たり、白線が部分的にとぎれていたりするので、Ｍの値
は例えばＨの６０％位に設定する。
（１）まず白画素数（Ｐ）の−画像中の最大値Ｐ ｍａ
ｘをめる。Ｐｍａｘ＜Ｍの時は画像中に白線が存在しな
いものと判断して警報信号を発生する。
ｘをめる。Ｐｍａｘ＜Ｍの時は画像中に白線が存在しな
いものと判断して警報信号を発生する。
第５ａ図は此の場合を示す。
（２）白線の幅は設定値Ａより小さいと考える。この為
に、現在処理中の画像の直前の画像処理によって確定し
た白線の中心の走査線Ｎ。を中心として幅Ａの領域を設
定する。第５ｂ図に示す如く、領域Ａの境界における白
画素数ＰＢが設定値Ｔより大きい時は、白線は存在しな
いものと判断する。
に、現在処理中の画像の直前の画像処理によって確定し
た白線の中心の走査線Ｎ。を中心として幅Ａの領域を設
定する。第５ｂ図に示す如く、領域Ａの境界における白
画素数ＰＢが設定値Ｔより大きい時は、白線は存在しな
いものと判断する。
（３）画像中に白線は一本しかないはずである。第５ｃ
図に示す如く、領域Ａの中に白画素数Ｐの極８− 大値が２個以」二あれば、白線は存在しないものと判断
する。具体的には極大値を示す走査線番号の中間に、Ｐ
＜Ｔの白画素数Ｐが存在する場合である。
図に示す如く、領域Ａの中に白画素数Ｐの極８− 大値が２個以」二あれば、白線は存在しないものと判断
する。具体的には極大値を示す走査線番号の中間に、Ｐ
＜Ｔの白画素数Ｐが存在する場合である。
（４）第５ｄ図は、上述の（１）、（２）および（３）
のいずれにも該当しない場合であり、白線の中心位置Ｎ
Ｃは次の式で算出する。
のいずれにも該当しない場合であり、白線の中心位置Ｎ
Ｃは次の式で算出する。
Ｎｃ ＝ （Ｎ １十Ｎ２ ） ／ ２即ち最大値Ｐ
ｍａｘから設定値りだけ小さいＰの値に対応するＮの値
Ｎ１とＮ２をめ、此の算術平均を以て白線中心の走査線
番号とする。
ｍａｘから設定値りだけ小さいＰの値に対応するＮの値
Ｎ１とＮ２をめ、此の算術平均を以て白線中心の走査線
番号とする。
［実施例］
鋼管の外表面管軸方向に墨っぽによってけがいて引いた
１〜３ｍｍ幅の白線を本装置で倣わせた結果、検出能力
（白線全長に対する本装置で白線が認識できた長さの百
分率）は、９９．８％と向上しかつ倣い速度３ｍ／ｍｉ
ｎでの倣い精度は±１１ｗ１以内であった。
１〜３ｍｍ幅の白線を本装置で倣わせた結果、検出能力
（白線全長に対する本装置で白線が認識できた長さの百
分率）は、９９．８％と向上しかつ倣い速度３ｍ／ｍｉ
ｎでの倣い精度は±１１ｗ１以内であった。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明は倣い装置の基準９−
となる白線の位置を検出する為に、撮像装置により対象
画像のビデオ信号を作りビデオ信号中に含まれる光学的
なノイズ、例えば飛散した塗料、鋼管表面のさび、又は
鋼管表面に塗料等により表示された文字記号等によって
生ずる白画素信号を除去して、確実に白線の中心位置を
認識するものであり、白線検出の信頼性が著しく向上し
作業性。
画像のビデオ信号を作りビデオ信号中に含まれる光学的
なノイズ、例えば飛散した塗料、鋼管表面のさび、又は
鋼管表面に塗料等により表示された文字記号等によって
生ずる白画素信号を除去して、確実に白線の中心位置を
認識するものであり、白線検出の信頼性が著しく向上し
作業性。
歩留が向上し多大の効果がある。
第１図は本発明の一実施例の外観概要を示す斜視図、第
２図は第１図に示す撮像装置３で撮影した画像を示す平
面図、第３図はビデオ信号波形と画素同期クロックパル
スの関係を示す波形図、第４図は本発明装置の基本的な
構成を示すブロック図、第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図
および第５ｄ図は白線認識のアルゴリズムを説明する図
である。 第６図は従来の、白線検出に用いるセンサの受光面を拡
大して示す平面図である。 ２：白線 ３：撮像装置 ５：信号処理装置 ６：ビデオモニタ １０− ９：２値化回路 １０：計数回路 １にマイクロコンピュータ ３７６−
２図は第１図に示す撮像装置３で撮影した画像を示す平
面図、第３図はビデオ信号波形と画素同期クロックパル
スの関係を示す波形図、第４図は本発明装置の基本的な
構成を示すブロック図、第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図
および第５ｄ図は白線認識のアルゴリズムを説明する図
である。 第６図は従来の、白線検出に用いるセンサの受光面を拡
大して示す平面図である。 ２：白線 ３：撮像装置 ５：信号処理装置 ６：ビデオモニタ １０− ９：２値化回路 １０：計数回路 １にマイクロコンピュータ ３７６−
Claims (1)
- プラズマ切断装置の切断位置の基準となる白線を含む画
像を電気信号に変換する撮像装置と、この電気信号を２
値化して得られた画像データを統計的に処理して白線の
位置を認識するマイクロコンピュータを塔載した信号処
理装置から成るプラズマ切断装置のプラズマトーチ位置
の倣い制御用の白線位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255184A JPS60186355A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 白線位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255184A JPS60186355A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 白線位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186355A true JPS60186355A (ja) | 1985-09-21 |
Family
ID=12639188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4255184A Pending JPS60186355A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 白線位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60186355A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376141A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Kubota Ltd | Welding method and spiral steel pipe production device |
| JPS58209481A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-06 | Hitachi Zosen Corp | 倣い制御方法 |
-
1984
- 1984-03-06 JP JP4255184A patent/JPS60186355A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376141A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Kubota Ltd | Welding method and spiral steel pipe production device |
| JPS58209481A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-06 | Hitachi Zosen Corp | 倣い制御方法 |
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