JPS6310764B2 - - Google Patents
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- JPS6310764B2 JPS6310764B2 JP56117248A JP11724881A JPS6310764B2 JP S6310764 B2 JPS6310764 B2 JP S6310764B2 JP 56117248 A JP56117248 A JP 56117248A JP 11724881 A JP11724881 A JP 11724881A JP S6310764 B2 JPS6310764 B2 JP S6310764B2
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Classifications
-
- 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
- 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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、散乱体雰囲気中での被測定面の形状
測定方法に係り、特に、高炉々頂内部のように、
ダストおよびミスト等の散乱体が浮遊する雰囲気
中において光切断法を適用した、散乱体雰囲気中
での被測定面の形状測定方法に関する。
測定方法に係り、特に、高炉々頂内部のように、
ダストおよびミスト等の散乱体が浮遊する雰囲気
中において光切断法を適用した、散乱体雰囲気中
での被測定面の形状測定方法に関する。
従来より、被測定物の位置、形状、寸法および
変位等を測定する方法として、光切断法が知られ
ている。この光切断法を用いて被測定面の形状を
測定する場合には、第１図に示すように、投光装
置２および撮像装置４を用い、投光装置２により
被測定面６上に想定された被測定線８に光を照射
し、撮像装置４で被測定線８を撮像し、撮像され
た画像に基いて被測定面の形状を求めるものであ
る。すなわち、まず、投光装置２のａ点から一定
面（光切断面）abc内に光ビームを走査するかま
たは帯状光線を照射して被測定線８を照らし、一
定面abc外に配置された撮像装置４を用いて被測
定線８を撮像する。光ビームを走査する場合に
は、被測定線８は光軌跡の像として撮像され、帯
状光線を照射する場合には、被測定線８は被測定
線に沿う輝度線像として撮像される。続いて、撮
像された画面上での被測定線像の各点の２次元位
置座標を求め、得られた２次元位置座標と、一定
面abcと撮像装置との幾何学的配置とから、座標
変換により被測定面上の被測定線の各点における
３次元位置座標を求める。そして、被測定面６上
に複数本の被測定線を想定して、一定面abcの方
位角を変化させることにより各被測定線に光を照
射し、前述と同様にして各被測定線の各点におけ
る３次元位置座標を求めて、この３次元位置座標
から包絡面を求めれば被測定面の形状を求めるこ
とができる。
変位等を測定する方法として、光切断法が知られ
ている。この光切断法を用いて被測定面の形状を
測定する場合には、第１図に示すように、投光装
置２および撮像装置４を用い、投光装置２により
被測定面６上に想定された被測定線８に光を照射
し、撮像装置４で被測定線８を撮像し、撮像され
た画像に基いて被測定面の形状を求めるものであ
る。すなわち、まず、投光装置２のａ点から一定
面（光切断面）abc内に光ビームを走査するかま
たは帯状光線を照射して被測定線８を照らし、一
定面abc外に配置された撮像装置４を用いて被測
定線８を撮像する。光ビームを走査する場合に
は、被測定線８は光軌跡の像として撮像され、帯
状光線を照射する場合には、被測定線８は被測定
線に沿う輝度線像として撮像される。続いて、撮
像された画面上での被測定線像の各点の２次元位
置座標を求め、得られた２次元位置座標と、一定
面abcと撮像装置との幾何学的配置とから、座標
変換により被測定面上の被測定線の各点における
３次元位置座標を求める。そして、被測定面６上
に複数本の被測定線を想定して、一定面abcの方
位角を変化させることにより各被測定線に光を照
射し、前述と同様にして各被測定線の各点におけ
る３次元位置座標を求めて、この３次元位置座標
から包絡面を求めれば被測定面の形状を求めるこ
とができる。
しかし、かかる光切断法は、光を用いているた
めに、測定環境が散乱体雰囲気中である場合に
は、被測定面に投射した光の一部が、浮遊する散
乱体によつて散乱され、被測定線を撮像すると、
被測定線像の他に背景画像（散乱光の像）が撮像
される。この背景画像は、散乱体の空間的および
時間的濃度分布の変化に応じてその輝度分布を変
え、かかる背景画像が生じることにより、被測定
線像のSN比が劣化し、検出が極めて困難になつ
たり、背景画像を被測定線像として誤検出する場
合が生じる、という問題点がある。
めに、測定環境が散乱体雰囲気中である場合に
は、被測定面に投射した光の一部が、浮遊する散
乱体によつて散乱され、被測定線を撮像すると、
被測定線像の他に背景画像（散乱光の像）が撮像
される。この背景画像は、散乱体の空間的および
時間的濃度分布の変化に応じてその輝度分布を変
え、かかる背景画像が生じることにより、被測定
線像のSN比が劣化し、検出が極めて困難になつ
たり、背景画像を被測定線像として誤検出する場
合が生じる、という問題点がある。
また、高炉々頂装入物のストツク面のプロフイ
ルを測定する場合には、炉芯部からの発光が多々
生じ、この発光が不動像として撮像されて、前述
の背景画像と同様に作用し、前述と同様の問題点
が生ずる。
ルを測定する場合には、炉芯部からの発光が多々
生じ、この発光が不動像として撮像されて、前述
の背景画像と同様に作用し、前述と同様の問題点
が生ずる。
本発明は、上記問題点を解消すべく成されたも
ので、散乱体による影響を除去してSN比を向上
させることができる散乱体雰囲気中での被測定面
の形状測定方法を提供することを目的とする。
ので、散乱体による影響を除去してSN比を向上
させることができる散乱体雰囲気中での被測定面
の形状測定方法を提供することを目的とする。
本発明は、散乱体雰囲気中の被測定面上に想定
された第１の被測定線を所定走査速度の光ビーム
で走査した後、この第１の被測定線から所定距離
離れた位置に想定された第２の被測定線を前記所
定走査速度以上の走査速度の光ビームで走査し、
前記第１の被測定線を撮像したときの第１の画像
信号から前記第２の被測定線を撮像したときの第
２の画像信号を減算して新たな画像信号を求め、
この新たな画像信号に基いて画面上における第１
の被測定線像の２次元位置座標を演算し、前記２
次元位置座標を座標変換して前記被測定面上にお
ける前記第１の被測定線の３次元位置座標を求め
ることにより、上記目的を達成したものである。
された第１の被測定線を所定走査速度の光ビーム
で走査した後、この第１の被測定線から所定距離
離れた位置に想定された第２の被測定線を前記所
定走査速度以上の走査速度の光ビームで走査し、
前記第１の被測定線を撮像したときの第１の画像
信号から前記第２の被測定線を撮像したときの第
２の画像信号を減算して新たな画像信号を求め、
この新たな画像信号に基いて画面上における第１
の被測定線像の２次元位置座標を演算し、前記２
次元位置座標を座標変換して前記被測定面上にお
ける前記第１の被測定線の３次元位置座標を求め
ることにより、上記目的を達成したものである。
なお、前記第１の被測定線を走査する光ビーム
の走査速度は、当該被測定線上の輝点に対応する
画面上の輝点像の速度が、当該画面上の輝点像の
径と画面走査周期との比以下となる条件を満たす
大きさとし、前記第２の被測定線を走査する光ビ
ームの走査速度は、前記画面上を通過する輝点像
の通過時間が前記画面走査周期以下となる条件を
満たす大きさとしたものである。
の走査速度は、当該被測定線上の輝点に対応する
画面上の輝点像の速度が、当該画面上の輝点像の
径と画面走査周期との比以下となる条件を満たす
大きさとし、前記第２の被測定線を走査する光ビ
ームの走査速度は、前記画面上を通過する輝点像
の通過時間が前記画面走査周期以下となる条件を
満たす大きさとしたものである。
次に、本発明の原理を第２図から第７図を参照
して説明する。なお、以下では散乱体による背景
画像を除去した例について説明する。第２図に示
すように、投光装置２および撮像装置４を従来の
光切断法の配置と同様に配置する。そして、投光
装置２の点ａから一定面abc内に光ビームを所定
走査速度で走査して、被測定面６上に想定された
第１の被測定線１０を照射する。すると、第１の
被測定線１０上に、連続して輝点が表われ、この
輝点を画面走査周期Ｔ秒の撮像装置４を用いて、
輝点が撮像装置４の視野内を通過する間の一連の
画像を撮像すると、第３図a1からaoに示す、一連
の画像A1，A2……Aoが得られる。各画像には、
光ビーム輝点像１０1′……１０′oおよび散乱体１
４による背景画像１４1′……１４′oが撮像され
る。
して説明する。なお、以下では散乱体による背景
画像を除去した例について説明する。第２図に示
すように、投光装置２および撮像装置４を従来の
光切断法の配置と同様に配置する。そして、投光
装置２の点ａから一定面abc内に光ビームを所定
走査速度で走査して、被測定面６上に想定された
第１の被測定線１０を照射する。すると、第１の
被測定線１０上に、連続して輝点が表われ、この
輝点を画面走査周期Ｔ秒の撮像装置４を用いて、
輝点が撮像装置４の視野内を通過する間の一連の
画像を撮像すると、第３図a1からaoに示す、一連
の画像A1，A2……Aoが得られる。各画像には、
光ビーム輝点像１０1′……１０′oおよび散乱体１
４による背景画像１４1′……１４′oが撮像され
る。
ここで、被測定面上の光ビーム輝点の輝度は、
一般に小さいため、第１の被測定線１０を走査す
る光ビームの走査速度は、撮像装置に入射する入
射光量を最大とする様に設定することが好まし
い。ここで、光ビーム輝点像の画面上での移動速
度をｖmm／秒、撮像装置４の画面走査周期をＴ
秒、画面上における光ビーム輝点像の径をＲmmと
し、画像の分解能は輝点像の径Ｒより充分小さい
ものとすると、第８図に示す画面１１上の任意の
点Ａを光ビーム輝点像１３が通過するに要にする
時間はＲ／ｖ秒となる。また、撮像装置４は、画
面上の任意の点に入射する光を電位（または電
荷）として最大Ｔ秒蓄積保持するものであり、上
記任意の点に一定強度の光を入射し続けた場合の
電位変化は、第９図に示すようになる。従つて、
第１０図に示すように、以下の(1)式を満足させる
ように光ビームを走査すれば、入射光量を最大と
して撮像することができる。
一般に小さいため、第１の被測定線１０を走査す
る光ビームの走査速度は、撮像装置に入射する入
射光量を最大とする様に設定することが好まし
い。ここで、光ビーム輝点像の画面上での移動速
度をｖmm／秒、撮像装置４の画面走査周期をＴ
秒、画面上における光ビーム輝点像の径をＲmmと
し、画像の分解能は輝点像の径Ｒより充分小さい
ものとすると、第８図に示す画面１１上の任意の
点Ａを光ビーム輝点像１３が通過するに要にする
時間はＲ／ｖ秒となる。また、撮像装置４は、画
面上の任意の点に入射する光を電位（または電
荷）として最大Ｔ秒蓄積保持するものであり、上
記任意の点に一定強度の光を入射し続けた場合の
電位変化は、第９図に示すようになる。従つて、
第１０図に示すように、以下の(1)式を満足させる
ように光ビームを走査すれば、入射光量を最大と
して撮像することができる。
vT≦Ｒ ……(1)
一連の画像A1，A2……Aoは、第７図に示す高
周波除去、微分処理およびゲイン調整を行う第１
の信号処理回路１６で信号処理された後、画像蓄
積装置１８に重複して蓄積される。画像蓄積装置
１８により得られた画像Ａを第７図に示す。画像
Ａには、第１の被測定線像１０′および背景画像
１４′が撮像されている。
周波除去、微分処理およびゲイン調整を行う第１
の信号処理回路１６で信号処理された後、画像蓄
積装置１８に重複して蓄積される。画像蓄積装置
１８により得られた画像Ａを第７図に示す。画像
Ａには、第１の被測定線像１０′および背景画像
１４′が撮像されている。
次に、投光装置２を水平面内で所定角度回転さ
せ、光ビームを投光する光切断面を面abcから面
ab′c′に変更し、第１の被測定線１０から所定距
離ｌ離れた位置に想定された第２の被測定線１２
を光ビームで走査し、前述と同様の画面走査周期
Ｔ秒の撮像装置４を用いて一連の画像B1，B2…
…Boを撮像し、第２の信号処理回路２０での信
号処理後、画像蓄積装置１８に蓄積されている画
像Ａから、各画像B1，B2……Boを減算する。こ
こで、一連の画像B1，B2……Boを重複させた画
像Ｂは、第５図に示すようになり、第２の被測定
線像１２′および背景画像１４″が撮像されてい
る。また画像Ａから一連の画像B1，B2……Boを
減算した画像Ｃ（結果的には、画像Ａから画像Ｂ
を減算した画像）は、第６図に示すような画像Ｃ
になり、背景画像が除去されてSN比の高い良質
な画像となつている。
せ、光ビームを投光する光切断面を面abcから面
ab′c′に変更し、第１の被測定線１０から所定距
離ｌ離れた位置に想定された第２の被測定線１２
を光ビームで走査し、前述と同様の画面走査周期
Ｔ秒の撮像装置４を用いて一連の画像B1，B2…
…Boを撮像し、第２の信号処理回路２０での信
号処理後、画像蓄積装置１８に蓄積されている画
像Ａから、各画像B1，B2……Boを減算する。こ
こで、一連の画像B1，B2……Boを重複させた画
像Ｂは、第５図に示すようになり、第２の被測定
線像１２′および背景画像１４″が撮像されてい
る。また画像Ａから一連の画像B1，B2……Boを
減算した画像Ｃ（結果的には、画像Ａから画像Ｂ
を減算した画像）は、第６図に示すような画像Ｃ
になり、背景画像が除去されてSN比の高い良質
な画像となつている。
上記の第１の被測定線１０と第２の被測定線１
２との間の所定距離ｌは、第１の被測定線像１
０′と第２の被測定線像１２′との間隔が、各像の
幅の数倍が適当である。
２との間の所定距離ｌは、第１の被測定線像１
０′と第２の被測定線像１２′との間隔が、各像の
幅の数倍が適当である。
また、第２の被測定線１２を撮像した画像Ｂ
は、画像Ａの背景画像１４′および不動点像を除
去することを目的としており、第２の被測定線像
を撮像することを目的としていないので、一画面
中に全体像が撮像されていればよい。従つて、画
面上を通過する輝点像の通過時間ｔが画面走査周
期Ｔ以下となるように走査して撮像し、得られた
画像をｎ倍に増幅して、すなわち、画像Ａの背景
画像および不動点像と同一レベルにして減算を行
うようにすれば、走査時間を短縮することができ
る。
は、画像Ａの背景画像１４′および不動点像を除
去することを目的としており、第２の被測定線像
を撮像することを目的としていないので、一画面
中に全体像が撮像されていればよい。従つて、画
面上を通過する輝点像の通過時間ｔが画面走査周
期Ｔ以下となるように走査して撮像し、得られた
画像をｎ倍に増幅して、すなわち、画像Ａの背景
画像および不動点像と同一レベルにして減算を行
うようにすれば、走査時間を短縮することができ
る。
以上のようにして得られた画像Ｃ上の第１の被
測定線像の２次元位置座標を求め、座標変換すれ
ば第１の被測定線の３次元位置座標を求めること
ができる。
測定線像の２次元位置座標を求め、座標変換すれ
ば第１の被測定線の３次元位置座標を求めること
ができる。
次に、高炉々頂装入物のプロフイル測定に本発
明を適用した実施例について、図面を参照して説
明する。本実施例は、第１１図に示すように、レ
ーザ光源２２と、レーザ光源２２からのレーザビ
ームを90゜反射させる反射鏡２４と、炉頂装入物
面３０上にレーザビームを走査させるビームスキ
ヤナ２６と、撮像装置としてのテレビカメラ２８
とを含んで構成されている。テレビカメラ２８に
は、第１の信号処理回路１６および第１の信号処
理回路１６に並列接続された第２の信号処理回路
２０が接続され、各信号処理回路１６，２０は、
画像蓄積装置としてのスキヤンコンバータ３２に
接続されている。スキヤンコンバータ３２は、信
号位置検出回路３４を介してマイクロコンピユー
タ３６に接続されている。なお、マイクロコンピ
ユータ３６には、ビームスキヤナ２６の方位角θ
が入力されるようにされている。
明を適用した実施例について、図面を参照して説
明する。本実施例は、第１１図に示すように、レ
ーザ光源２２と、レーザ光源２２からのレーザビ
ームを90゜反射させる反射鏡２４と、炉頂装入物
面３０上にレーザビームを走査させるビームスキ
ヤナ２６と、撮像装置としてのテレビカメラ２８
とを含んで構成されている。テレビカメラ２８に
は、第１の信号処理回路１６および第１の信号処
理回路１６に並列接続された第２の信号処理回路
２０が接続され、各信号処理回路１６，２０は、
画像蓄積装置としてのスキヤンコンバータ３２に
接続されている。スキヤンコンバータ３２は、信
号位置検出回路３４を介してマイクロコンピユー
タ３６に接続されている。なお、マイクロコンピ
ユータ３６には、ビームスキヤナ２６の方位角θ
が入力されるようにされている。
スキヤンコンバータ３２としては、スキヤンコ
ンバータシステムMODEL639S〔商品名、米国ヒ
ユーズ（HUGHES）社製〕を用いた。このスキ
ヤンコンバータは、蓄積管を用いており、画像を
蓄積ターゲツトに荷電像として記憶している。従
つて、この蓄積ターゲツト上の各点に対して放
電、充電を制御することにより画像の加減算を行
うことができる。
ンバータシステムMODEL639S〔商品名、米国ヒ
ユーズ（HUGHES）社製〕を用いた。このスキ
ヤンコンバータは、蓄積管を用いており、画像を
蓄積ターゲツトに荷電像として記憶している。従
つて、この蓄積ターゲツト上の各点に対して放
電、充電を制御することにより画像の加減算を行
うことができる。
また、ビームスキヤナ２６は、８個の反射面を
持つ略８角柱状の反射体で構成され、軸を中心に
回転させることにより、反射面の角度が変化する
ように構成されている。従つて、ビームスキヤナ
２６を回転させることにより、炉頂装入物面３０
上の被測定線に沿つてレーザビームを走査させる
ことができる。また、ビームスキヤナ３２には、
ビームスキヤナ３２の回転数を制御する回転数コ
ントローラ３３が接続されている。
持つ略８角柱状の反射体で構成され、軸を中心に
回転させることにより、反射面の角度が変化する
ように構成されている。従つて、ビームスキヤナ
２６を回転させることにより、炉頂装入物面３０
上の被測定線に沿つてレーザビームを走査させる
ことができる。また、ビームスキヤナ３２には、
ビームスキヤナ３２の回転数を制御する回転数コ
ントローラ３３が接続されている。
なお、テレビカメラ２８は、通常の配置に対し
て90゜回転させて用いている。従つて、ビデオ走
査線は、画面の縦方向に表われる。
て90゜回転させて用いている。従つて、ビデオ走
査線は、画面の縦方向に表われる。
また、ビームスキヤナ２６およびテレビカメラ
２８は、第１２図および第１３図に示すように、
同一水平面内で略90゜離れた位置に配置されてい
る。なお、ビームスキヤナ２６およびテレビカメ
ラ２８の高さは、炉内装入物面３０の最も高い位
置から略3000mmの位置である。
２８は、第１２図および第１３図に示すように、
同一水平面内で略90゜離れた位置に配置されてい
る。なお、ビームスキヤナ２６およびテレビカメ
ラ２８の高さは、炉内装入物面３０の最も高い位
置から略3000mmの位置である。
以下図面を参照して本実施例の動作を説明す
る。まず、レーザ光源２２よりレーザビームを照
射し、反射鏡２４により90゜反射させて、ビーム
スキヤナ２６の反射面に照射する。ここで、ビー
ムスキヤナ２６の水平方位角をθに設定すると共
に、回転数コントローラ３３によりビームスキヤ
ナ２６の回転数を制御して、入射光量が最大とと
なる走査速度で第１の被測定線１０に沿つてレー
ザビームを走査して、テレビカメラ２８を用いて
第１の被測定線１０を撮像する。本実施例では、
画面の一端から他端に輝点像が移動する時間が約
６秒となるように走査し、画面走査時間Ｔが１／
30秒のテレビカメラを用いて撮像した。従つて、
第１の被測定線１０が１走査される間に撮像した
画面数は、約200枚である。この画面数約200枚か
ら成る一連の画像を、第１の信号処理装置１６で
処理した後、スキヤンコンバータ３４に重複して
画像蓄積したところ、第４図と同様の画像が得ら
れた。
る。まず、レーザ光源２２よりレーザビームを照
射し、反射鏡２４により90゜反射させて、ビーム
スキヤナ２６の反射面に照射する。ここで、ビー
ムスキヤナ２６の水平方位角をθに設定すると共
に、回転数コントローラ３３によりビームスキヤ
ナ２６の回転数を制御して、入射光量が最大とと
なる走査速度で第１の被測定線１０に沿つてレー
ザビームを走査して、テレビカメラ２８を用いて
第１の被測定線１０を撮像する。本実施例では、
画面の一端から他端に輝点像が移動する時間が約
６秒となるように走査し、画面走査時間Ｔが１／
30秒のテレビカメラを用いて撮像した。従つて、
第１の被測定線１０が１走査される間に撮像した
画面数は、約200枚である。この画面数約200枚か
ら成る一連の画像を、第１の信号処理装置１６で
処理した後、スキヤンコンバータ３４に重複して
画像蓄積したところ、第４図と同様の画像が得ら
れた。
次に、ビームスキヤナ２６の水平方位角をθ−
αに設定して、第１の被測定線１０より所定距離
離れた位置に想定された第２の被測定線１２に沿
つてレーザビームを走査する。ここで、角度αの
大きさは、画面上におけるレーザビームの輝点像
の径の大きさに依在するが、通常5゜程度が最適で
あり、第２の被測定線１２の走査速度は、第１の
被測定線１０の走査速度より大きくしてある。
αに設定して、第１の被測定線１０より所定距離
離れた位置に想定された第２の被測定線１２に沿
つてレーザビームを走査する。ここで、角度αの
大きさは、画面上におけるレーザビームの輝点像
の径の大きさに依在するが、通常5゜程度が最適で
あり、第２の被測定線１２の走査速度は、第１の
被測定線１０の走査速度より大きくしてある。
而して、テレビカメラ２８を用いて第２の被測
定線１２を撮像して、所定のゲイン定数を有する
信号処理回路２０を用いて信号処理した後、スキ
ヤンコンバータ３２に蓄積されている画像から、
第２の信号処理回路２０出力の画像を減算する。
得られた画像は、第６図に示す画像と同様に、背
景画像および発光部像が除去されてており、この
画像から第１の被測定線像の各点における２次元
位置座標Ｈ，Ｖが求められる。
定線１２を撮像して、所定のゲイン定数を有する
信号処理回路２０を用いて信号処理した後、スキ
ヤンコンバータ３２に蓄積されている画像から、
第２の信号処理回路２０出力の画像を減算する。
得られた画像は、第６図に示す画像と同様に、背
景画像および発光部像が除去されてており、この
画像から第１の被測定線像の各点における２次元
位置座標Ｈ，Ｖが求められる。
上記のようにして得られた２次元位置座標Ｈ，
Ｖは、マイクロコンピユータ３６で、ビームスキ
ヤナ２６の水平方位角θ、テレビカメラ２８の方
位角およびビームスキヤナ２６とテレビカメラ２
８の取付位置に関する幾何学的定数を用いて、座
標変換により、炉内装入物面３０上の第１の被測
定線１０上の各点の３次元位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚに
変換される。そして、上記第１の被測定線および
第２の被測定線を１組の被測定線とし、この１組
の被測定線を炉内装入物面の全体にわたつて想定
し、各第１の被測定線の各点について３次元位置
座標を求め、これらの３次元位置座標から包絡面
を求めれば、炉内装入物面３０の形状を求めるこ
とができる。
Ｖは、マイクロコンピユータ３６で、ビームスキ
ヤナ２６の水平方位角θ、テレビカメラ２８の方
位角およびビームスキヤナ２６とテレビカメラ２
８の取付位置に関する幾何学的定数を用いて、座
標変換により、炉内装入物面３０上の第１の被測
定線１０上の各点の３次元位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚに
変換される。そして、上記第１の被測定線および
第２の被測定線を１組の被測定線とし、この１組
の被測定線を炉内装入物面の全体にわたつて想定
し、各第１の被測定線の各点について３次元位置
座標を求め、これらの３次元位置座標から包絡面
を求めれば、炉内装入物面３０の形状を求めるこ
とができる。
なお、上記では、スキヤンコンバータを用いて
画像信号を減算する例について述べたが、デイジ
タルメモリと、マイクロコンピユータを用いて次
のように減算処理するようにしてもよい。すなわ
ち、前処理された画像信号を各々別個にデイジタ
ルメモリに記憶し、同一ビデオ走査線に相当する
アドレスのデータを両デイジタルメモリから読込
んで、減算を行う方法である。なお、デイジタル
メモリとしては、ビデオフレームメモリVMF−
１（東光(株)製、商品名）がある。
画像信号を減算する例について述べたが、デイジ
タルメモリと、マイクロコンピユータを用いて次
のように減算処理するようにしてもよい。すなわ
ち、前処理された画像信号を各々別個にデイジタ
ルメモリに記憶し、同一ビデオ走査線に相当する
アドレスのデータを両デイジタルメモリから読込
んで、減算を行う方法である。なお、デイジタル
メモリとしては、ビデオフレームメモリVMF−
１（東光(株)製、商品名）がある。
困に、従来の光切断法においては、全画像デー
タに対して検出不能および誤検出であつた画像デ
ータの割合が60％であつたが、本実施例では約20
％に改善された。
タに対して検出不能および誤検出であつた画像デ
ータの割合が60％であつたが、本実施例では約20
％に改善された。
以上説明したように、本発明によれば、散乱体
による影響を除去してSN比を向上することがで
きるから、散乱体雰囲気中においても良好に被測
定面の形状を測定することができると共に、短時
間で測定できる、という優れた効果が得られる。
による影響を除去してSN比を向上することがで
きるから、散乱体雰囲気中においても良好に被測
定面の形状を測定することができると共に、短時
間で測定できる、という優れた効果が得られる。
第１図は、従来の光切断法を説明するための説
明図、第２図は、本発明の原理を説明するための
説明図、第３図乃至第６図は、各々前記原理にお
ける画像を示す線図、第７図は、前記原理におい
て、画像Ａおよび画像Ｂから画像Ｃを求めるため
の回路のブロツク線図、第８図は、レーザ輝点像
の径と画面上を通過するレーザビームの速度との
関係を説明するための線図、第９図は、画面走査
周期Ｔと電位との関係を示す線図、第１０図は、
Ｒ／ｖ＜Ｔの場合における任意の点Ａの電位変化
を示す線図、第１１図は、本発明を炉内装入物面
測定に適用した場合の実施例を示すブロツク線
図、第１２図および第１３図は、上記実施例にお
けるビームスキヤナとテレビカメラの配置を示
す、正面図および立面図である。 ２……投光装置、４……撮像装置、１０……第
１の被測定線、１２……第２の被測定線、１４…
…散乱体、１６，２０……信号処理回路、１８…
…記憶演算回路、２２……レーザ光源、２６……
ビームスキヤナ、２８……テレビカメラ、３０…
…炉内装入物面、３２……スキヤンコンバータ。
明図、第２図は、本発明の原理を説明するための
説明図、第３図乃至第６図は、各々前記原理にお
ける画像を示す線図、第７図は、前記原理におい
て、画像Ａおよび画像Ｂから画像Ｃを求めるため
の回路のブロツク線図、第８図は、レーザ輝点像
の径と画面上を通過するレーザビームの速度との
関係を説明するための線図、第９図は、画面走査
周期Ｔと電位との関係を示す線図、第１０図は、
Ｒ／ｖ＜Ｔの場合における任意の点Ａの電位変化
を示す線図、第１１図は、本発明を炉内装入物面
測定に適用した場合の実施例を示すブロツク線
図、第１２図および第１３図は、上記実施例にお
けるビームスキヤナとテレビカメラの配置を示
す、正面図および立面図である。 ２……投光装置、４……撮像装置、１０……第
１の被測定線、１２……第２の被測定線、１４…
…散乱体、１６，２０……信号処理回路、１８…
…記憶演算回路、２２……レーザ光源、２６……
ビームスキヤナ、２８……テレビカメラ、３０…
…炉内装入物面、３２……スキヤンコンバータ。
Claims (1)
- １ 散乱体雰囲気中の被測定面上に想定された第
１の被測定線を所定走査速度の光ビームで走査し
た後、この第１の被測定線から所定距離離れた位
置に想定された第２の被測定線を前記所定走査速
度以上の走査速度の光ビームで走査し、前記第１
の被測定線を撮像したときの第１の画像信号から
前記第２の被測定線を撮像したときの第２の画像
信号を減算して新たな画像信号を求め、この新た
な画像信号に基いて画面上における第１の被測定
線像の２次元位置座標を演算し、前記２次元位置
座標を座標変換して前記被測定面上における前記
第１の被測定線の３次元位置座標を求めるものと
し、前記第１の被測定線を走査する光ビームの走
査速度は、当該被測定線上の輝点に対応する画面
上の輝点像の速度が、当該画面上の輝点像の径と
画面走査周期との比以下となる条件を満たす大き
さとし、前記第２の被測定線を走査する光ビーム
の走査速度は、前記画面上を通過する輝点像の通
過時間が前記画面走査周期以下となる条件を満た
す大きさとした散乱体雰囲気中での被測定面の形
状測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117248A JPS5818103A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 散乱体雰囲気中での被測定面の形状測定方法 |
| US06/399,844 US4480919A (en) | 1981-07-27 | 1982-07-19 | Method and system for determining shape in plane to be determined in atmosphere of scattering materials |
| DE8282303888T DE3279733D1 (en) | 1981-07-27 | 1982-07-22 | Method and system for determining shape in plane to be determined in atmosphere of scattering materials |
| DE1982303888 DE71426T1 (de) | 1981-07-27 | 1982-07-22 | Verfahren und anordnung zum bestimmen eines umrisses in einer ebene, der in einer atmosphaere zerstaeubenden materials bestimmt werden soll. |
| EP19820303888 EP0071426B1 (en) | 1981-07-27 | 1982-07-22 | Method and system for determining shape in plane to be determined in atmosphere of scattering materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117248A JPS5818103A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 散乱体雰囲気中での被測定面の形状測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818103A JPS5818103A (ja) | 1983-02-02 |
| JPS6310764B2 true JPS6310764B2 (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=14707052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56117248A Granted JPS5818103A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 散乱体雰囲気中での被測定面の形状測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4480919A (ja) |
| JP (1) | JPS5818103A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5297222A (en) * | 1982-05-04 | 1994-03-22 | Hitachi, Ltd. | Image processing apparatus |
| USRE32984E (en) * | 1985-12-24 | 1989-07-11 | General Electric Company | Optical pattern generation technique |
| US4668984A (en) * | 1985-12-24 | 1987-05-26 | Rca Corporation | Optical pattern generation technique |
| US4757379A (en) * | 1986-04-14 | 1988-07-12 | Contour Dynamics | Apparatus and method for acquisition of 3D images |
| US5025285A (en) * | 1989-05-10 | 1991-06-18 | Grumman Aerospace Corporation | Apparatus and method for shadow moire mapping |
| US4981360A (en) * | 1989-05-10 | 1991-01-01 | Grumman Aerospace Corporation | Apparatus and method for projection moire mapping |
| US5739912A (en) * | 1991-04-26 | 1998-04-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Object profile measuring method and apparatus |
| JP2710879B2 (ja) * | 1991-08-07 | 1998-02-10 | 尚武 毛利 | レーザ測定方法及び装置 |
| JP2733416B2 (ja) * | 1992-07-24 | 1998-03-30 | 新日本製鐵株式会社 | 亜鉛メッキ鋼板の合金化度計測方法 |
| CN102853820A (zh) * | 2011-07-01 | 2013-01-02 | 中国钢铁股份有限公司 | 高炉的落料轨迹的量测方法 |
| CN102382918B (zh) * | 2011-10-11 | 2014-08-27 | 高征铠 | 一种在线测量高炉料面的系统和方法 |
| CN109631754B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-12-25 | 深圳先进技术研究院 | 一种测量装置坐标系标定的方法及相关装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5664605A (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for sensing distribution of height of stored material |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3546377A (en) * | 1968-06-12 | 1970-12-08 | Ovitron Corp | Video comparator using vidicons with delayed scanning |
| US3909602A (en) * | 1973-09-27 | 1975-09-30 | California Inst Of Techn | Automatic visual inspection system for microelectronics |
| US4171917A (en) * | 1974-07-02 | 1979-10-23 | Centre De Recherches Metallurgiques-Centrum Voor Research In De Metallurgie | Determining the profile of a surface of an object |
| GB2025037A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-16 | Agfa Gevaert Nv | Photoelectric detection of flaws in sheets |
| FR2447967A1 (fr) * | 1979-01-31 | 1980-08-29 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et dispositif de determination en continu du profil des charges dans un haut fourneau |
| US4323973A (en) * | 1979-12-20 | 1982-04-06 | Greenfield George B | Apparatus and method for enhancing radiographs |
-
1981
- 1981-07-27 JP JP56117248A patent/JPS5818103A/ja active Granted
-
1982
- 1982-07-19 US US06/399,844 patent/US4480919A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5664605A (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for sensing distribution of height of stored material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4480919A (en) | 1984-11-06 |
| JPS5818103A (ja) | 1983-02-02 |
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