KR20100020671A - Equipment to measure thickness and distinguish shape of steel materials using vision camera, and method to measure thickness and distinguish shape of steel materials using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법에 관한 것으로, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하는 레이저발광부(100); 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하는 카메라수광부(200); 및 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 두께를 도출하거나 강재의 형상을 판별하는 분석처리부;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 강재위에 이물질이 묻어있거나, 뒤틀어져 수직방향으로 변형이 있을 경우에도 두께를 정확하게 측정할 수 있으며, 강재의 형상 또한 구분가능하도록 하는 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thickness measurement and shape discrimination apparatus for steel materials using a vision camera, and to a thickness measurement method and a shape discrimination method for steel materials using the same, comprising: a laser beam having a line-shaped laser beam having an extension length in the vertical direction (1) A laser light emitting unit (100) irradiated to the side of the; A camera receiver 200 for acquiring a laser beam reflected from the side of the steel 1 as an image; And an analysis processing unit for deriving the thickness of the steel or determining the shape of the steel by analyzing the image acquired by the camera light receiving unit 200, in which the foreign substance is buried or twisted on the steel in the vertical direction. This invention relates to a thickness measurement and shape discrimination apparatus of a steel using a vision camera that can accurately measure the thickness even in the case of deformation and to distinguish the shape of the steel, and to a thickness measuring method and a shape discrimination method of the steel using the same. .
Description
본 발명은 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라인레이저 발광장치와 카메라를 이용하여 강재의 두께를 측정하고 형상을 판별하는장치와 이를 이용하여 강재의 두께를 측정하거나 형상을 판별하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel thickness measurement and shape discrimination apparatus using a vision camera, and to a steel thickness measurement method and a shape discrimination method using the same, and more particularly, to measure the thickness of the steel using a line laser light emitting device and a camera The present invention relates to a device for determining a shape and a method for measuring the thickness of a steel material or determining the shape using the same.
일반적으로 선박을 제조함에 있어서는 다양한 형태와 사이즈, 두께를 갖는 강재가 필요한데, 종래에 이러한 강재의 두께를 측정함에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어(2)의 상측과 하측에 변위센서(3)를 서로 대향되게 설치한 상태에서 상기 한쌍의 변위센서(3)로 부터 상기 강재(1)까지의 거리를 측정한 값을 계산하여 두께를 측정하게 된다.In general, in the manufacture of ships, steel having various shapes, sizes, and thicknesses is required. In the conventional measurement of the thickness of such steels, as illustrated in FIG. 1, the displacement sensor 3 is disposed above and below the conveyor 2. ) Is installed to face each other, and the thickness is measured by calculating a value measured from the pair of displacement sensors 3 to the
이러한 종래기술로써 한국공개특허 제2008-60589호의 평판 강재 측정용 레이 저 비전 계측 시스템이 있으며, 상기 종래기술의 부재 두께 검출 장치(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 센서(310) 4개가 좌, 우측에 상하로 배치되어 부재(20) 2개의 두께를 동시에 측정하고, 측정된 두 개의 거리값과 센서 사이의 거리값의 차이를 부재(20)의 두께로 도출하는 구성을 가진다.As such a conventional technology, there is a laser vision measuring system for measuring flat steel materials of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-60589. The member thickness detecting apparatus 300 of the prior art, as shown in FIG. The dog is arranged up and down on the left and right sides to measure the thickness of the two
이러한 강재의 두께측정방법에서는 상기 변위센서(3)가 상기 강재(1)의 전체 너비 중 상기 변위센서(3)의 설치가 이루어진 특정 지점에서만 상기 강재(1)의 두께를 측정하기 때문에 강재위에 이물질이 묻어있거나, 뒤틀어져 수직방향으로 변형이 있을 경우 두께를 정확하게 측정하기 어려우며, 강재가 단순한 판재 형상이 아닌 L형, T형일 경우에는 두께 측정은 물론 강재의 형상마저도 구분할 수 없다는 문제점이 있었다.In the method of measuring the thickness of the steel, the displacement sensor 3 measures the thickness of the
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 강재위에 이물질이 묻어있거나, 뒤틀어져 수직방향으로 변형이 있을 경우에도 두께를 정확하게 측정할 수 있으며, 강재의 형상 또한 구분가능하도록 하는 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention devised to solve the problems as described above, the vision camera to accurately measure the thickness, even in the presence of foreign matter on the steel, or twisted in the vertical direction, the vision camera to distinguish the shape of the steel An object of the present invention is to provide a thickness measurement and shape discrimination apparatus for steel materials using the same, and a thickness measurement method and shape discrimination methods for steel materials using the same.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하는 레이저발광부(100); 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하는 카메라수광부(200); 및 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 두께를 도출하거나 강재의 형상을 판별하는 분석처리부(미도시);를 포함하여 구성되는 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치를 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the object as described above, the laser
여기서, 상기 레이저발광부(100)는, 레이저 빔을 상기 강재(1)의 측면부에 대해 수평방향으로 비스듬하게 조사하며, 상기 카메라수광부(200)는, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔의 진행 경로상에 설치되는 것이 바람직하다.The laser
또한, 상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)는, 강재(1)를 전방으로 이송시키는 컨베이어(2)의 좌, 우 양측에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the laser
그리고, 상기 분석처리부는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득되는 영상이 수직방향으로 연속되는 직선인 경우, 판재형상으로 판별하고, 해당 수직길이를 강재의 두께로 도출하는 것이 바람직하다.In addition, when the image acquired by the camera
또한, 상기 분석처리부는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득되는 영상이 굴절부가 있는 사선인 경우, L형강으로 판별하고, 상기 굴절부를 기준으로 상, 하부 중 상대적으로 짧은 부분의 연장길이를 강재의 두께로 도출하는 것이 바람직하다.In addition, the analysis processing unit, if the image obtained by the
그리고, 상기 분석처리부는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득되는 영상이 수직길이를 가지는 다수의 직선이 상호 이격된 형상인 경우, T형강으로 판별하고, 이격부를 기준으로 상, 하부 중 상대적으로 짧은 부분의 연장길이를 강재의 두께로 도출하는 것이 바람직하다.In addition, when the image acquired by the
또한, 본 발명은, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하면서, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하는 영상획득단계; 및 상기 영상획득단계에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 두께를 도출하는 두께분석단계;를 포함하여 구성되는 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정방법을 다른 기술적 요지로 한다.In addition, the present invention, the image acquisition step of obtaining a laser beam reflected from the side portion of the steel (1) as an image while irradiating a line-shaped laser beam having an extension length in the vertical direction to the side of the steel (1) ; And a thickness analysis step of deriving the thickness of the steel by analyzing the image acquired in the image acquisition step.
여기서, 상기 두께분석단계는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 좌표계로 인식하여 디지털 데이터를 생성시킨 후, 데이터 수치의 연속성이 단락되거나 가감상태가 전환되는 지점간의 차이에 해당되는 값을 두께로 도출하는 것이 바람직하다.Here, the thickness analysis step, after generating the digital data by recognizing each point in the coordinate system for the image obtained by the camera
또한, 상기 두께분석단계는, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 y축방향으로만 연속되는 경우, 단락이 이루어지는 두 지점간의 차이에 해당되는 값을 강재의 두께로 도출하는 것이 바람직하다.In addition, in the thickness analysis step, when the data value is continuous only in the y-axis direction on the two-dimensional coordinate system, it is preferable to derive a value corresponding to the difference between the two points where the short circuit occurs as the thickness of the steel.
그리고, 상기 두께분석단계는, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 x축방향에 대해 가감 전환되는 경우, 가감상태가 전환되는 지점과 단락이 이루어지는 지점간의 최단거리에 해당되는 값을 강재의 두께로 도출하는 것이 바람직하다.And, the thickness analysis step, when the data value is added or subtracted in the x-axis direction on the two-dimensional coordinate system, deriving the value corresponding to the shortest distance between the point where the change state is switched and the short circuit is made as the thickness of the steel It is preferable.
또한, 본 발명은, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하면서, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하는 영상획득단계; 및 상기 영상획득단계에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 형상을 판별하는 형상분석단계;를 포함하여 구성되는 비젼 카메라를 이용한 강재의 형상판별방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.In addition, the present invention, the image acquisition step of obtaining a laser beam reflected from the side portion of the steel (1) as an image while irradiating a line-shaped laser beam having an extension length in the vertical direction to the side of the steel (1) ; And a shape analysis step of determining the shape of the steel by analyzing the image acquired in the image acquisition step. Another aspect of the present invention provides a method for determining a shape of steel using a vision camera.
여기서, 상기 형상분석단계는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 좌표계로 인식하여 디지털 데이터를 생성시킨 후, 데이터 수치의 연속성이 단락되는 횟수, 가감 전환 여부에 따라 판재, T형, L형 중 어느 형상에 해당되는지를 판별하는 것이 바람직하다.Here, the shape analysis step, after generating the digital data by recognizing each point in the coordinate system for the image obtained by the
그리고, 상기 형상분석단계는, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 y축방향으로만 연속되고 2개의 단락지점을 가지는 경우, 판재형상으로 판별하는 것이 바람직하다.In the shape analysis step, when the data value is continuous only in the y-axis direction on the two-dimensional coordinate system and has two short-circuit points, it is preferable to determine the shape of the plate.
또한, 상기 형상분석단계는, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 x축방향에 대해 가감 전환되는 지점을 가지는 경우, L형강으로 판별하는 것이 바람직하다.In the shape analysis step, it is preferable to determine the L-shaped steel when the data value has a point where the numerical value is changed in the x-axis direction on the two-dimensional coordinate system.
그리고, 상기 형상분석단계는, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 y축방향으로만 연속되고 3개 이상의 단락지점을 가지는 경우, T형강으로 판별하는 것이 바람 직하다.In the shape analysis step, when the data value is continuous only in the y-axis direction on the two-dimensional coordinate system and has three or more short-circuit points, it is preferable to discriminate the T-shaped steel.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명은, 라인형태의 레이저 빔을 강재의 측면부에 조사하면서 강재의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하고, 획득된 영상의 형태와 길이를 분석함으로써, 강재의 두께를 정밀하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 강재의 형상 또한 판별가능하다는 효과가 있다.The present invention according to the above configuration, while irradiating a laser beam in the form of a line on the side of the steel obtained by the image of the laser beam reflected from the side of the steel as an image, by analyzing the shape and length of the obtained image, the thickness of the steel Not only can accurately measure the shape of the steel, but also has the effect that can be determined.
또한, 강재의 측면부를 따라 레이저 빔을 조사하면서 두께를 도출함으로써, 강재의 상면에 이물질이 묻어있거나, 뒤틀어져 수직방향으로 변형이 있을 경우에도 두께를 정확하게 측정할 수 있다는 다른 효과가 있다.In addition, by deriving the thickness while irradiating a laser beam along the side surface of the steel, there is another effect that the thickness can be accurately measured even if there is a foreign matter on the upper surface of the steel, or if there is a distortion in the vertical direction.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법을 다음의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera according to the present invention having the configuration as described above, and the thickness measurement method and shape discrimination method of the steel using the same will be described in more detail with reference to the following drawings.
도 3은 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치의 제1실시예를 도시한 평면도이고, 도 4, 5는 각각 도 3의 측면도, 정면도이며, 도 6, 7, 8은 각각 판재형상의 강재, L형강, T형강에 대해 두께측정과 형상판별을 수행하는 제1실시예를 도시한 사시도이고, 도 9는 강재의 형상에 따른 레이저 빔 영상의 다양한 형태를 도시한 도면이다.Figure 3 is a plan view showing a first embodiment of the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using a vision camera according to the present invention, Figures 4 and 5 are a side view, a front view of Figure 3, respectively, Figures 6, 7, 8 Is a perspective view showing a first embodiment in which thickness measurement and shape discrimination are performed for sheet steel, L steel, and T steel, respectively, and FIG. 9 is a view showing various forms of a laser beam image according to the shape of the steel. to be.
먼저, 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장 치에 대해 설명하기로 한다.First, the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치는, 크게 레이저발광부(100), 카메라수광부(200), 분석처리부(미도시)로 이루어지며, 상기 레이저발광부(100)는 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하고, 상기 카메라수광부(200)는 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하며, 상기 분석처리부에서는 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 두께를 도출하거나 강재의 형상을 판별하는 구성을 가진다.The thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera according to the present invention comprises a laser
본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치의 제1실시예에서, 상기 레이저발광부(100)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 상기 강재(1)의 측면부에 대해 수평방향으로 비스듬하게 조사하도록 설치되며, 상기 카메라수광부(200)는 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔의 진행 경로상에 설치된다.In the first embodiment of the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using a vision camera according to the present invention, the laser
상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)는, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되어 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상이 상기 강재(1)의 두께와 측면형상과 가장 유사하도록, 예를 들어 상기 강재(1)가 판재형상일 경우 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상이 상기 강재(1)의 판재 두께에 대응되는 길이를 가지는 선형의 형태를 가지도록, 동일한 수직위치에 설치하는 것이 바람직하다.The laser
이에 따라, 상기 카메라수광부(200)가 상기 레이저발광부(100)와 동일한 수직위치상에서 상기 레이저발광부(100)로부터 이격되는 방향으로 진행되는 레이저 빔의 각도를 마주하도록 설치하면, 레이저 빔의 선명도를 최대한 확보하면서 명확하고 정밀하게 레이저 빔의 영상을 획득할 수 있다.Accordingly, when the camera
상기 강재(1)를 컨베이어(2)를 따라 전방으로 이송시키면서 그 두께와 형상을 분석함에 있어서는, 상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)를 상기 컨베이어(2)의 좌측이나 우측 중 일측에 설치하여도 무방하나, 상기 컨베이어(2)의 좌,우 양측에 설치하는 것이 바람직하다.In analyzing the thickness and shape of the
상기 강재(1)의 뒤틀림 정도나 이송각도에 따라 상기 강재(1)의 좌측부와 우측부에서 획득된 영상이 달라지는데, 상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)를 상기 컨베이어(2)의 좌,우 양측에 설치하면, 상기 강재(1)의 좌측부와 우측부에 대한 정보를 함께 이용하여 보다 명확하고 용이하게 분석할 수 있으며, 좌, 우측 중 일측에 설치된 장치에 이상이 발생했을 때 그 이상여부를 신속하게 진단할 수 있고, 수리나 청소가 이루어지는 중에도 수리나 청소의 대상이 아닌 타측을 이용하여 작업을 중단시킬 필요없이 임시로 작업을 지속할 수 있다.The images obtained from the left and right portions of the
일반적으로 상기 강재(1)가 판재형상인 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 측면부가 진행방향에 대해 수직된 방향으로의 두께를 가지는 상태로 이송하고, 상기 강재(1)가 L형강인 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 좌, 우 양측면부가 경사진 형태로 이송하며, 상기 강재(1)가 T형강인 경우, 일반적으로 도 9에 도시된 바와 같이 평판부가 하부에 위치되고 수직돌출부가 상부에 위치된 상태로 이송하게 된다.In general, when the steel (1) is a plate shape, as shown in Figure 6 when the side portion is transferred in a state having a thickness in the direction perpendicular to the traveling direction, and the steel (1) is L-shaped steel, As shown in FIG. 7, the left and right side portions are transferred in an inclined form, and when the
상기와 같은 상태로 이송이 이루어지는 상기 강재(1)를 상기 분석처리부에서 분석함에 있어서는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득되는 영상이, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 수직방향으로 연속되는 직선인 경우, 판재형상으로 판별하고, 해당 수직길이를 강재의 두께로 도출한다.In analyzing the
또한, 상기 카메라수광부(200)에서 획득되는 영상이 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 굴절부가 있는 사선인 경우, L형강으로 판별하고, 상기 굴절부를 기준으로 상, 하부 중 상대적으로 짧은 부분의 연장길이를 강재의 두께로 도출하며, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 수직길이를 가지는 다수의 직선이 상호 이격된 형상인 경우, T형강으로 판별하고, 이격부를 기준으로 상, 하부 중 상대적으로 짧은 부분의 연장길이를 강재의 두께로 도출한다.In addition, when the image obtained by the camera
상기 카메라수광부(200)를 CCD 카메라(charge-coupled device camera, CCD camera)로 구성하면, CCD 카메라의 전하 결합 소자(CCD)를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환가능함에 따라, 상기 카메라수광부(200)에서 획득한 영상을 디지털 데이터로 변환하여 상기 분석처리부에서 레이져 프로파일(profile)의 각 지점을 좌표계로 인식하여 분석할 수 있으며, 분석화면을 수치나 좌표값으로 디스플레이하거나 관련 정보를 기억 매체에 저장, 관리할 수 있다.When the
다음으로, 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정방법에 대해 설명하기로 한다.Next, the thickness measurement method of the steel using the vision camera according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정방법은 상기 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치를 이용하여 강재의 두께를 측정하는 방법에 관한 것으로, 크게 영상획득단계와 두께분석단계로 이루어진다.Method for measuring the thickness of steel using a vision camera according to the present invention relates to a method for measuring the thickness of steel using the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera, as the image acquisition step and thickness analysis step Is done.
상기 영상획득단계에서는, 상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)를 이용해 상기 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하면서, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하며, 상기 두께분석단계에서는 상기 분석처리부를 이용해 상기 영상획득단계에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 두께를 도출한다.In the image acquisition step, while irradiating a line-shaped laser beam having an extension length in the vertical direction using the laser
상기 영상획득단계의 구성과 작용에 대해서는 상기 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치에 대한 설명에서 상세히 설명하고 있는 바 그 중복설명을 생략하기로 한다.The configuration and operation of the image acquisition step are described in detail in the description of the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera, and the duplicate description thereof will be omitted.
상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 좌표계로 인식하여 분석하는 실시예를 상기 두께분석단계에 적용함에 있어서는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 x-y좌표계상의 좌표값으로 인식하여 디지털 데이터를 생성시킨 후, 데이터 수치의 연속성이 단락되거나 가감상태가 전환되는 지점간의 차이에 해당되는 값을 두께로 도출한다.In applying the embodiment of recognizing and analyzing each point with respect to the image acquired by the
상기 강재(1)가 판재형상이거나 T형강일 경우, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 x축방향으로의 연속적인 변화없이 y축방향으로만 연속적인 변화를 가지도록 나타나게 되며, 이와 같이 y축방향으로만 연속적인 변화를 가지는 경우, 단락이 이루어지는 두 지점간의 차이에 해당되는 값을 강재의 두께로 도출하게 되며, 다수의 값이 도출되는 경우(T형강의 경우) 상대적으로 가장 작은 값을 강재의 두께로 도출하게 된다.When the
상기 강재(1)가 L형강일 경우, 데이터 수치가 2차원 좌표계상에서 일정한 기 울기로 x축방향에 대해 일정하게 증가하던 변화가 감소하는 방향으로 전환되거나, x축방향에 대해 일정하게 감소하던 변화가 증가되는 방향으로 전환되는 지점이 나타나게 되며, 이와 같이 가감상태가 전환되는 지점이 있는 경우, 가감상태가 전환되는 지점과 단락이 이루어지는 지점간의 최단거리에 해당되는 값을 강재의 두께로 도출하게 된다.When the
다음으로, 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 형상판별방법에 대해 설명하기로 한다.Next, the shape discrimination method of the steel using the vision camera according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 형상판별방법은 상기 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치를 이용하여 강재의 형상을 판별하는 방법에 관한 것으로, 크게 영상획득단계와 형상분석단계로 이루어진다.The shape discrimination method of the steel using the vision camera according to the present invention relates to a method of determining the shape of the steel using the thickness measurement and the shape discriminating device of the steel using the vision camera, largely into the image acquisition step and the shape analysis step Is done.
상기 영상획득단계에서는, 상기 레이저발광부(100)와 카메라수광부(200)를 이용해 수직방향으로의 연장길이를 가지는 라인형태의 레이저 빔을 강재(1)의 측면부에 조사하면서, 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하며, 상기 형상분석단계에서는 상기 분석처리부를 이용해 상기 영상획득단계에서 획득된 영상을 분석하여 강재의 형상을 판별한다.In the image acquisition step, while irradiating a line-shaped laser beam having an extension length in the vertical direction using the laser
상기 영상획득단계의 구성과 작용에 대해서는 상기 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치에 대한 설명에서 상세히 설명하고 있는 바 그 중복설명을 생략하기로 한다.The configuration and operation of the image acquisition step are described in detail in the description of the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera, and the duplicate description thereof will be omitted.
상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 좌표계로 인 식하여 분석하는 실시예를 상기 형상분석단계에 적용함에 있어서는, 상기 카메라수광부(200)에서 획득된 영상에 대해 각각의 지점을 x-y좌표계상의 좌표값으로 인식하여 디지털 데이터를 생성시킨 후, 데이터 수치의 연속성이 단락되는 횟수, 가감 전환 여부에 따라 판재, T형, L형 중 어느 형상에 해당되는지를 판별하게 된다.In applying the embodiment of recognizing and analyzing each point with respect to the image acquired by the
상기 강재(1)가 판재형상일 경우, 2차원 좌표계상에서 x축방향으로의 연속적인 변화없이 y축방향으로만 연속적인 변화를 가지고 2개의 단락지점을 가지는 데이터 수치가 나타나게 되는데, 이와 같이 y축방향으로만 연속적인 변화를 가지는 경우, 상기 형상분석단계에서는 판재형상으로 판별하게 된다.When the
상기 강재(1)가 L형강일 경우, 2차원 좌표계상에서 일정한 기울기로 x축방향에 대해 일정하게 증가하던 변화가 감소하는 방향으로 전환되거나, x축방향에 대해 일정하게 감소하던 변화가 증가되는 방향으로 전환되는 데이터 수치가 나타나게 되며, 이와 같이 x좌표값의 가감상태가 전환되는 지점이 있는 경우, 상기 형상분석단계에서는 L형강으로 판별하게 된다.When the
상기 강재(1)가 T형강일 경우, 2차원 좌표계상에서 x축방향으로의 연속적인 변화없이 y축방향으로만 연속적인 변화를 가지고 3개 또는 4개의 단락지점을 가지는 데이터 수치가 나타나게 되는데, 이와 같이 3개 이상의 단락지점을 가지는 경우, 상기 형상분석단계에서는 T형강으로 판별하게 된다.In the case where the
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치와,이를 이용한 강재의 두께측정방법 및 형상판별방법에 의하면, 라인형태의 레이저 빔을 상기 강재(1)의 측면부에 조사하면서 상기 강재(1)의 측면부에서 반사되는 레이저 빔을 영상으로 획득하고, 획득된 영상의 형태와 길이를 분석함으로써, 강재의 두께를 정밀하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 강재의 형상 또한 판별가능하다.According to the thickness measurement and shape discrimination apparatus of the steel using the vision camera according to the present invention having the configuration as described above, and the thickness measurement method and shape discrimination method of the steel using the same, a line-shaped laser beam of the steel (1) By obtaining the laser beam reflected from the side of the steel (1) while irradiating the side portion as an image, and analyzing the shape and length of the obtained image, not only can accurately measure the thickness of the steel, but also the shape of the steel It can be discriminated.
또한, 상기 강재(1)의 좌, 우 측면부를 따라 레이저 빔을 조사하면서 두께를 연속적으로 도출, 비교함으로써, 또는 획득된 영상의 기본 형태를 기준으로 하여 이물질의 두께로 해당가능한 오차범위를 설정함으로써 상기 강재(1)의 상면에 이물질이 묻어있는 경우에도 두께를 정확하게 측정할 수 있으며, 상기 강재(1)가 뒤틀어져 수직방향으로 변형이 있을 경우에도 두께를 정확하게 측정할 수 있다.Further, by continuously deriving and comparing thicknesses while irradiating a laser beam along the left and right side portions of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.The present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and the claims and detailed description of the present invention together with the embodiments in which the above embodiments are simply combined with existing known technologies. In the present invention, it can be seen that the technology that can be modified and used by those skilled in the art are naturally included in the technical scope of the present invention.
도 1 - 일반적인 평판 강재 두께측정장치를 도시한 개략도1-Schematic diagram showing a typical flat plate thickness measuring apparatus
도 2 - 종래기술에 따른 평판 강재 측정용 레이저 비전 계측 시스템의 제1실시예를 도시한 정면도Figure 2-Front view showing a first embodiment of a laser vision measurement system for measuring flat steel according to the prior art
도 3 - 본 발명에 따른 비젼 카메라를 이용한 강재의 두께측정 및 형상판별장치의 제1실시예를 도시한 평면도3-a plan view showing a first embodiment of a thickness measuring and shape discriminating device of steel using a vision camera according to the present invention
도 4 - 도 3의 측면도4-side view of FIG.
도 5 - 도 3의 정면도5-Front view of FIG.
도 6 - 판재형상의 강재에 대해 두께측정과 형상판별을 수행하는 제1실시예를 도시한 사시도FIG. 6 is a perspective view showing a first embodiment in which thickness measurement and shape discrimination are performed on a sheet steel
도 7 - L형강에 대해 두께측정과 형상판별을 수행하는 제1실시예를 도시한 사시도7 is a perspective view showing a first embodiment for performing thickness measurement and shape discrimination on L-shaped steel
도 8 - T형강에 대해 두께측정과 형상판별을 수행하는 제1실시예를 도시한 사시도8-a perspective view showing a first embodiment for performing thickness measurement and shape discrimination on T-beams
도 9 - 강재의 형상에 따른 레이저 빔 영상의 다양한 형태를 도시한 도면9 is a view showing various forms of the laser beam image according to the shape of the steel
<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols Used in Drawings>
1 : 강재 2: 컨베이어 1: steel 2: conveyor
100 : 레이저발광부 200 : 카메라수광부100: laser light emitting unit 200: camera light receiving unit
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106946036A (en) * | 2017-03-30 | 2017-07-14 | 上海发那科机器人有限公司 | A kind of double sheet detecting system |
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2008
- 2008-08-13 KR KR1020080079365A patent/KR20100020671A/en not_active Ceased
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