KR20120139350A - 캘리브레이션 기능을 가지는 핀홀 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핀홀 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 핀홀 검출 장치는 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라; 캘리브레이션을 위해 획득한 핀홀 크기 기준 데이터 테이블을 저장하는 캘리브레이션부; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀 영상의 위치값 및 크기와 상기 핀홀 크기 기준 테이블을 이용하여, 핀홀 크기를 추정하는 핀홀 검출부를 포함하고, 상기 핀홀 크기 기준 테이블은 핀홀 크기 각각에 대응하는 핀홀 영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

캘리브레이션 기능을 가지는 핀홀 검출 장치 및 방법{APPARATUS FOR DETECTING PIN HOLE HAVING CALIBRATION FUNCTION}
본 발명은 핀홀 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 캘리브레이션 기능을 통해 강판 핀홀의 검출 동작이 보다 신뢰성 있고 안정적으로 수행될 수 있도록 하는 캘리브레이션 기능을 가지는 핀홀 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
강판(특히, 냉연 강판)에서의 핀홀은 소재 불량으로 인해 압연 중 작은 홀을 유발하는 치명적인 결함으로 제품 검사 시에 필수적으로 검사되어야 한다.
이에 강판 하부측에 설치되어 광을 조사하는 광 조사부와, 강판 상부측에 설치되어 강판 영상을 획득하는 카메라, 그리고 강판 영상에 포함된 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부 등으로 구성되어, 핀홀을 온라인으로 검출하기 위한 핀홀 검출 장치가 제안되었다.
다만, 핀홀 검출 장치가 보다 정확한 핀홀 검출 동작을 수행하기 위해서는 카메라가 가장 크고 선명한 영상을 촬영 및 제공할 수 있어야 하는데, 종래에는 카메라의 촬영 각도 및 렌즈 초점을 자동 캘리브레이션 해주지 못했다.
그리고 카메라 렌즈 곡률 및 작업 환경의 변화 등과 같은 요인에 따라 핀홀 검출 결과에 위치 및 크기 측정값에 오차가 포함될 수 있으나, 종래에는 이러한 오차를 전혀 제거해주지 못했다.
즉, 종래의 핀홀 검출 장치를 통해 신뢰성 있고 안정적인 핀홀 검출 동작을 수행하기가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서는 캘리브레이션 과정을 통해 카메라의 촬영 각도 및 렌즈 초점뿐만 아니라 핀홀 검출 동작의 정확성을 높여주기 위한 정보를 사전에 획득 및 제공할 수 있도록 함으로써, 강판 핀홀의 검출 동작이 보다 신뢰성 있고 안정적으로 수행될 수 있도록 하는 캘리브레이션 기능을 가지는 핀홀 검출 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따른 핀홀 검출 장치는, 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라; 캘리브레이션을 위해 획득한 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 저장하는 캘리브레이션부; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와 상기 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여, 핀홀크기를 추정하는 핀홀 검출부를 포함하고, 상기 핀홀크기 기준 테이블은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션부는 다수의 핀홀영상을 가지는 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 카메라 캘리브레이션부를 더 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 캘리브레이션부는 캘리브레이션을 위해 획득한 구간별 위치보상계수 데이터를 저장하는 위치보상계수 획득부를 더 포함하며, 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터는 강판의 구간별 핀홀간 실제 간격과 측정 간격의 비에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 측면에 따른 핀홀 검출 장치는, 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라; 캘리브레이션을 위해 획득한 구간별 위치보상계수 데이터를 저장하는 캘리브레이션부; 및 상기 강판의 영상으로부터 상기 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부를 포함하며, 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터는 강판의 구간별 핀홀간 실제 간격과 측정 간격의 비에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션부는 다수의 핀홀영상을 가지는 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 카메라 캘리브레이션부를 더 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 캘리브레이션부는 캘리브레이션을 위해 획득한 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 저장하는 크기 기준 획득부를 더 포함하며, 상기 핀홀크기 기준 테이블은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 측면에 따른 핀홀 검출 장치는, 다수의 시편 핀홀 또는 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라; 상기 시편 핀홀의 영상을 가지는 강판 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 캘리브레이션부; 및 상기 강판의 영상으로부터 상기 핀홀이 존재 유무를 검출하는 핀홀 검출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 캘리브레이션부는 상기 시편 핀홀의 영상을 에지 검출하여 다수의 핀홀에 대응되는 다수의 에지쌍을 획득하는 에지 검출부; 및 상기 다수의 에지쌍 넓이의 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 촬영 각도를 조정하는 동작과, 상기 다수의 에지쌍 넓이의 높이 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 렌즈 초점을 조정하는 동작 중 하나 이상을 수행하는 카메라 조정부를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 캘리브레이션부는 상기 시편 핀홀의 영상을 에지 검출하여 다수의 핀홀에 대응되는 다수의 에지쌍을 획득하는 에지 검출부; 및 상기 다수의 에지쌍 넓이의 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 촬영 각도를 조정과, 상기 다수의 에지쌍 넓이의 높이 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 렌즈 초점을 조정 중 하나 이상을 수행하는 카메라 조정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 측면에 따른 핀홀 검출 방법은, 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 획득하여, 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 생성하는 단계; 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와, 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여 상기 핀홀의 크기를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 핀홀 검출 방법은 다수의 시편 핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 상기 시편 핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및 상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 측면에 따른 핀홀 검출 방법은, 강판 구간별 핀홀 실제 간격과 측정 간격의 비를 획득하여 구간별 위치보상계수 데이터를 획득하는 단계; 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 핀홀 검출 방법은 다수의 시편 핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 상기 시편 핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및 상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 측면에 따른 핀홀 검출 방법은, 다수의 시편 핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 상기 시편 핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및 상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 핀홀 검출 방법은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 획득하여, 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 생성하는 단계; 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와, 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여 상기 핀홀의 크기를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 핀홀 검출 방법은 강판 구간별 핀홀 실제 간격과 측정 간격의 비를 획득하여 구간별 위치보상계수 데이터를 획득하는 단계; 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및 상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 캘리브레이션 기능을 가지는 핀홀 검출 장치 및 방법에 따르면, 캘리브레이션 과정을 통해 카메라의 촬영 각도 및 렌즈 초점을 최적화시킴으로써, 카메라가 강판 영상을 가장 크고 선명하게 촬영할 수 있도록 한다. 또한, 핀홀 검출 동작의 정확성을 높여주기 위한 현재의 작업 환경에 최적화된 핀홀크기 기준 테이블과 구간별 위치보상계수를 획득 및 제공함으로써, 핀홀 검출 장치가 현재의 작업 환경에 최적화된 핀홀 검출 동작을 수행할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출 장치를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편을 도시한 도면이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편핀홀의 영상 및 에지 검출 영상을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구간별 위치보상계수 산출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 크기 기준 테이블을 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀의 크기 및 위치별로 변화되는 핀홀의 픽셀값을 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 장치의 동작방법을 설명하기 위한 도면이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출 장치의 핀홀 검출 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출 장치를 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 핀홀 검출 장치는 다수의 핀홀(P1~Pn)을 가지는 시편 핀홀(100), 시편핀홀(100)의 하부측에 위치되는 광 조사부(110), 시편핀홀(100)의 상부측에 위치되는 하나 이상의 카메라(121~123), 캘리브레이션부(130), 및 핀홀 검출부(200) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는 다수의 핀홀(P1~Pn)은 도2에 도시된 바와 같이, 시편핀홀(100)의 폭 방향으로 일렬 형성되며, 원 형상을 가지도록 한다. 이는 강판에 실제 생성되는 핀홀 대부분이 원 형상을 가짐을 감안하여, 캘리브레이션 수행 환경이 실제 핀홀 검출 환경과 최대한 유사해지도록 하기 위함이다. 물론, 다수의 핀홀(P1~Pn)은 필요에 따라 원형 이외에 다양한 형상을 가질 수 있음은 당연하다.
이하, 각 구성 요소의 기능을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
광 조사부(110)는 형광등, 레이저 다이오드, 및 LED 등으로 구현되며, 자신의 상부측에 위치하는 시편핀홀(100) 쪽으로 광을 조사한다.
카메라(121~123)는 캘리브레이션시에는 다수의 핀홀(P1~Pn)을 가지는 시편핀홀(100)을 촬영하고, 핀홀 검출 동작시에는 이송중인 강판을 촬영한다. 이러한 카메라(121~123)는 촬영 각도 및 렌즈 초점은 개별적으로 또는 일괄적으로 조정될 수 있으며, 최적의 영상을 획득하기 위해 시편핀홀 또는 강판의 폭 방향으로 일렬 배치될 수 있다.
캘리브레이션부(130)는 카메라 촬영 각도 및 렌즈 초점의 최적화 동작을 수행하기 위한 에지 검출부(131), 카메라 각도 조정부(132) 및 카메라 초점 조정부(133)와, 핀홀 검출 장치(200)에 제공될 구간별 위치보상계수 및 핀홀크기 기준 테이블을 획득하기 위한 위치보상계수 산출부(134) 및 크기 기준 획득부(135)를 포함하여 구성될 수 있다.
에지 검출부(131)는 카메라(121~123)에 의해 획득된 시편핀홀의 영상(즉, 다수의 핀홀영상을 가지는 영상)에 대한 에지 검출을 수행하여, 다수의 핀홀영상에 대응되는 다수의 에지쌍을 획득한다. 참고로, 에지 검출 동작은 시편핀홀의 영상을 그레이(grey) 영상으로 변환한 후, 미분함으로써 수행될 수 있다.
도3을 참고하면, 핀홀영상을 가지는 시편핀홀의 영상에 대한 에지 검출을 수행하는 경우, 에지 검출 영상에는 에지쌍(즉, 인접 영역에서 쌍으로 발생되는 포지티브 에지(positive edge)와 네거티브 에지(negative edge))이 생성되는 특징을 가진다.
이때, 포지티브 에지와 네거티브 에지간 거리(이하, 에지쌍 넓이(EW))와 포지티브 에지와 네거티브 에지간 신호값 차이(이하, 에지쌍 높이(EH))는 카메라 촬영 각도와 렌즈 초점이 최적화되었을 때 가장 큰 값을 가지게 된다.
이에 본 발명의 카메라 각도 조정부(132)와 카메라 초점 조정부(133)는 다음과 같이 에지쌍 넓이(EW)와 에지쌍 높이(EH)을 이용하여 카메라 촬영 각도와 렌즈 초점을 최적화시켜 준다.
카메라 각도 조정부(132)는 카메라 촬영 각도를 가변시키면서 에지쌍 넓이 총합을 반복 계산한 후, 반복 계산 결과를 비교 분석하여 에지쌍 넓이 총합이 최대가 되는 촬영 각도를 파악하고, 카메라의 촬영 각도를 해당 각도값으로 고정시킨다. 그러면, 카메라(121~123)는 핀홀영상이 가장 크게 보일 때, 즉 시편 핀홀이 가장 잘 보일 때의 시편핀홀의 영상을 획득할 수 있게 된다.
카메라 초점 조정부(133)는 카메라(121~123)의 렌즈 초점을 조정하면서 에지쌍 높이 총합을 반복 계산한 후, 반복 계산 결과를 비교 분석하여 에지쌍 높이 총합이 최대가 되는 초점값을 파악하고, 해당 초점값으로 카메라(121~123)의 렌즈 초점을 고정시킨다. 그러면, 카메라(121~123)는 다수의 핀홀영상이 선명하게 보일 때, 즉 시편핀홀이 가장 선명하게 보일 때의 영상을 획득할 수 있게 된다.
위치보상계수 산출부(134)는 시편구간별로 핀홀영상의 위치값과 핀홀의 실제위치값을 계산 및 비교하여, 구간별 위치보상계수를 산출하고 핀홀 검출부(200)에 제공한다.
계속하여 도4을 참조하면, 다수의 핀홀(P1~Pn)이 등간격을 가진다 하더라도, 이를 촬영한 다수의 핀홀영상은 서로 상이한 간격을 가질 수 있다. 이는 카메라(121~123)의 렌즈 곡률로 인해 시편핀홀의 구간별로 핀홀영상의 위치값에 오차가 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 위치보상계수 산출부(134)는 다음과 같은 방법으로 핀홀 검출동작 이전에, 구간별 위치보상계수를 획득하고 핀홀 검출부(200)에 제공함으로써, 핀홀 검출부(200)가 차후 카메라(121~123)의 렌즈 곡률로 인해 발생할 수 있는 위치오차를 제거할 수 있도록 해준다.
예를 들어, 특정(예를 들어, A-B구간)의 위치보상계수를 산출하기 위해, 위치보상계수 산출부(134)는 도4에서와 같이 실제 시편핀홀(100)을 이용하여 두개의 인접 핀홀(A, B)을 선택한 후 이들의 실제 간격(B-A)를 측정하고, 시편핀홀의 영상을 이용하여 이에 대응되는 두개의 인접 핀홀영상을 획득한 후 이들의 간격(B'-A')를 측정한다. 그리고 인접 핀홀의 실제 간격(B-A)를 이에 대응되는 인접 핀홀영상의 측정 간격(B'-A')로 나눔으로써, A-B구간의 위치보상계수를 산출할 수 있다(A-B구간의 위치보상계수=(B-A)/(B'-A')).
이후, 핀홀 검출부(200)가 핀홀 검출 동작을 통해 A-B구간에 위치되는 핀홀영상(C)을 검출하면, A-B구간의 위치보상계수를 이용하여 핀홀영상(C)의 위치값을 보정함으로써, 핀홀영상(C)의 최종 위치값(Ccal)을 획득하게 된다(Ccal = A + A-B구간의 위치보상계수*(C-A))
크기 기준 획득부(135)는 도5의 (a)에서와 같이 핀홀의 크기 및 위치별로 핀홀영상의 크기를 반복 측정하여 도5의 (b)에서와 같이 핀홀크기 기준 테이블을 작성한다. 이때의 핀홀크기 기준 테이블은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성될 수 있다.
도6을 참조하면, 핀홀영상의 크기는 핀홀의 생성 위치 및 크기에 따라 상이해짐을 알 수 있다. 이에 본 발명에서는 핀홀의 크기 및 위치별로 시편핀홀의 영상내 핀홀영상의 크기를 측정하여 핀홀크기 기준 테이블을 작성하고, 핀홀 검출부(200)가 차후에 이를 이용하여 핀홀영상의 위치값 및 크기에 상응하는 실제 픽셀 크기를 산출하도록 함으로써, 핀홀크기를 추정 또는 검출하는 동작의 신뢰성이 극대화되도록 한다.
마지막으로, 핀홀 검출부(200)는 실제 핀홀 검출 환경하에 동작 활성화되며, 강판 표면에 존재하는 핀홀의 검출 동작을 수행한다. 만약, 핀홀 검출 동작에 의해 핀홀영상의 위치값 및 크기가 획득되면, 핀홀크기 기준 테이블에 따라 핀홀영상의 크기에 대응되는 핀홀크기를 산출하고, 구간별 위치보상계수에 따라 핀홀영상의 위치값을 보정하여 최종 핀홀 위치값을 계산한다.
즉, 본 발명의 핀홀 검출부(200)는 핀홀 검출 동작 이후에 크기 선택 및 위치 보정 동작을 추가로 수행하여, 보다 정확한 픽셀 정보를 생성 및 출력할 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 장치의 동작방법을 설명하기 위한 도면으로, 이는 실제 강판이 이송되기 전에 수행된다.
먼저, 광 조사부(110)와 카메라(121~123) 사이에 다수의 핀홀을 가지는 시편핀홀(100)을 위치시킨다(s11).
카메라(121~123)를 통해 시편핀홀의 영상(즉, 다수의 핀홀영상을 가지는 영상)을 획득한 후, 시편핀홀의 영상에 대한 에지 검출을 수행하고(s12), 에지 검출 영상에 포함된 에지쌍들의 넓이를 모두 합산하여 에지쌍 넓이 총합을 획득한다(s13). 그리고 나서, 카메라(121~123)의 촬영 각도를 기설정된 값만큼 조정한 후, 다시 단계s12로 진입한다. 즉, 카메라(121~123)의 촬영 각도를 조금씩 이동시키면서 단계s12 및 단계 s13를 반복 수행한다.
만약, 카메라(121~123)의 각도 조정 동작이 완료되었으면(s14), 단계s13의 반복 수행 결과를 분석하여, 에지쌍 넓이 총합이 최대가 되는 촬영 각도를 파악하고, 해당 각도값으로 카메라 촬영 각도를 고정시킨다(s16).
즉, 본 발명에서는 카메라(121~123)의 촬영 각도를 조금씩 이동시키면서, 시편핀홀의 영상을 가장 크게 획득할 수 있는 카메라 촬영 각도가 어디인지 파악하고, 해당 각도값으로 카메라의 촬영 각도를 고정시켜 준다.
이어서, 에지 검출 영상을 기준으로 에지쌍 높이 총합을 계산한다(s17). 이후 카메라(121~123)의 초점을 조정하고(s19), 다시 시편핀홀의 영상을 획득 및 에지 검출한 후 단계 s17를 반복 수행한다(s20). 즉, 카메라(121~123)의 렌즈 초점을 조금씩 조정하면서 단계s17 및 단계 s20을 반복 수행한다.
만약, 카메라(121~123)의 초점 조정 동작이 완료되었으면(s18), 단계 s20의 반복 수행 결과를 분석하여, 에지쌍 높이 총합이 최대가 되는 초점값을 파악하고, 해당 초점값으로 카메라 초점을 고정시킨다(s21).
즉, 본 발명에서는 카메라(121~123)의 렌즈 초점을 조금씩 조정하면서 시편핀홀의 영상을 가장 선명하게 획득할 수 있는 초점값을 파악하고, 해당 초점값으로 카메라 초점을 고정시켜준다.
이와 같이, 카메라의 하드웨어적 특성, 즉 카메라 촬영 각도 및 렌즈 초점의 캘리브레이션이 완료되었으면, 캘리브레이션 장치는 핀홀 검출 동작에 필요한 정보를 추가적으로 획득하도록 한다. 즉, 영상 처리 동작을 위한 캘리브레이션 동작을 추가적으로 수행한다.
이에 인접픽홀의 측정간격과 실제간격을 강판의 구간별로 계산 및 비교하여, 각 구간에서의 위치 오차를 보상하기 위한 구간별 위치보상계수를 산출하여 핀홀 검출부(200)에 제공한다(s22).
마지막으로, 핀홀의 크기 및 위치별로 시편핀홀의 영상내 핀홀영상의 크기를 반복 측정하여 핀홀크기 기준 테이블을 획득하고, 이를 핀홀 검출부(200)에 제공한 후(s23), 캘리브레이션 동작을 완료한다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀홀 검출 장치의 핀홀 검출 동작 방법을 설명하기 위한 도면으로, 이는 실제 강판이 이송되는 동안 수행된다.
만약, 강판 이송이 시작되면(s31), 카메라(121~123)는 도7의 카메라 촬영 각도 보정 과정(단계 S12~s16)과 카메라 초점 보정 과정(단계 s17~s21)에 의해 설정된 각도값과 초점값으로 강판 영상을 획득한다(s32).
그리고 강판 영상을 분석하여, 사전에 설정된 검출 기준치보다 큰 픽셀값을 가지는 핀홀영상이 있는지 확인한다(s33).
확인 결과, 핀홀영상이 검출되면, 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여 핀홀영상의 위치값 및 크기에 대응되는 핀홀의 실제 크기를 추정한다(s34).
그리고 핀홀영상의 위치값을 획득한 후(s35), 핀홀영상의 생성 구간에 대응되는 보상계수를 이용하여, 획득된 위치값을 보정하여 최종 핀홀 위치값을 획득한다(s36).
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
P1~Pn: 핀홀 100: 시편
110: 광 조사부 121~123: 카메라
130: 캘리브레이션부 131: 에지 검출부
132: 카메라 각도 조정부 133: 카메라 초점 조정부
200: 핀홀 검출부

Claims (16)

  1. 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라;
    캘리브레이션을 위해 획득한 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 저장하는 캘리브레이션부; 및
    상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와 상기 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여, 핀홀크기를 추정하는 핀홀 검출부를 포함하고,
    상기 핀홀크기 기준 테이블은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    다수의 핀홀영상을 가지는 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 카메라 캘리브레이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    캘리브레이션을 위해 획득한 구간별 위치보상계수 데이터를 저장하는 위치보상계수 획득부를 더 포함하며,
    상기 구간별 위치 보상 계수 데이터는 강판의 구간별 핀홀간 실제 간격과 측정 간격의 비에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  4. 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라;
    캘리브레이션을 위해 획득한 구간별 위치보상계수 데이터를 저장하는 캘리브레이션부; 및
    상기 강판의 영상으로부터 상기 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 핀홀 검출부를 포함하며,
    상기 구간별 위치 보상 계수 데이터는 강판의 구간별 핀홀간 실제 간격과 측정 간격의 비에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    다수의 핀홀영상을 가지는 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 카메라 캘리브레이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    캘리브레이션을 위해 획득한 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 저장하는 크기 기준 획득부를 더 포함하며,
    상기 핀홀크기 기준 테이블은 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  7. 다수의 시편핀홀 또는 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 제공하는 하나 이상의 카메라;
    상기 시편핀홀의 영상을 가지는 강판 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 캘리브레이션부; 및
    상기 강판의 영상으로부터 상기 핀홀이 존재 유무를 검출하는 핀홀 검출부를 포함하는 핀홀 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    상기 시편핀홀의 영상을 에지 검출하여 다수의 핀홀에 대응되는 다수의 에지쌍을 획득하는 에지 검출부; 및
    상기 다수의 에지쌍 넓이의 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 촬영 각도를 조정하는 동작과, 상기 다수의 에지쌍 넓이의 높이 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 렌즈 초점을 조정하는 동작 중 하나 이상을 수행하는 카메라 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 캘리브레이션부는
    상기 시편핀홀의 영상을 에지 검출하여 다수의 핀홀에 대응되는 다수의 에지쌍을 획득하는 에지 검출부; 및
    상기 다수의 에지쌍 넓이의 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 촬영 각도를 조정과, 상기 다수의 에지쌍 넓이의 높이 총합이 최대가 되도록 상기 카메라의 렌즈 초점을 조정 중 하나 이상을 수행하는 카메라 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 장치.
  10. 핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 획득하여, 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 생성하는 단계;
    강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와, 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여 상기 핀홀의 크기를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    다수의 시편핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계;
    상기 시편핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및
    상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 방법.
  12. 강판 구간별 핀홀 실제 간격과 측정 간격의 비를 획득하여 구간별 위치보상계수 데이터를 획득하는 단계;
    강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 단계를 포함하는 핀홀 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    다수의 시편핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계;
    상기 시편핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및
    상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 방법.
  14. 다수의 시편핀홀을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계;
    상기 시편핀홀의 영상을 에지 검출하고, 에지 검출 결과에 따라 상기 카메라의 촬영 각도와 렌즈 초점 중 하나 이상을 캘리브레이션하는 단계; 및
    상기 캘리브레이션된 카메라로부터 강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하고, 상기 강판의 핀홀이 존재 유무를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    핀홀크기 각각에 대응하는 핀홀영상의 위치값 및 크기를 획득하여, 핀홀크기 기준 데이터 테이블을 생성하는 단계;
    강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값 및 크기와, 핀홀크기 기준 테이블을 이용하여 상기 핀홀의 크기를 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀홀 검출 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    강판 구간별 핀홀 실제 간격과 측정 간격의 비를 획득하여 구간별 위치보상계수 데이터를 획득하는 단계;
    강판을 통과한 광의 세기를 검출한 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 강판의 영상으로부터 획득한 핀홀영상의 위치값과 상기 구간별 위치 보상 계수 데이터를 이용하여 상기 핀홀을 검출하는 단계를 더 포함하는 핀홀 검출 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017096700A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 日新製鋼株式会社 微小貫通穴検査装置の合焦外れ検知方法および合焦外れ検知装置
CN108759676A (zh) * 2018-07-12 2018-11-06 浙江大学 基于棋盘格的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置与方法
EP3396361A4 (en) * 2015-12-24 2019-01-30 Posco PINHOLE OR HOLE DETECTING DEVICE AND METHOD
KR20200064472A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 주식회사 포스코 측정 시스템 및 측정 방법
KR102204434B1 (ko) * 2020-01-10 2021-01-18 (주)세동콘트롤 표면 결함 검사 장치 및 검사 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101498898B1 (ko) * 2013-09-26 2015-03-05 현대제철 주식회사 스트립 감지기용 검사장치
KR101874510B1 (ko) * 2016-12-14 2018-08-02 주식회사 포스코 핀홀 검출기용 검증 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100573561B1 (ko) * 2001-12-24 2006-04-25 주식회사 포스코 에지필터를 이용한 핀홀 검출기
JP3674784B2 (ja) 2002-07-30 2005-07-20 ニッカ電測株式会社 ピンホール検査装置
KR100950963B1 (ko) * 2002-12-26 2010-04-02 주식회사 포스코 강판 에지부 핀홀 검출 장치
JP2004257792A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Nippon Steel Corp 板エッジの検出装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017096700A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 日新製鋼株式会社 微小貫通穴検査装置の合焦外れ検知方法および合焦外れ検知装置
EP3396361A4 (en) * 2015-12-24 2019-01-30 Posco PINHOLE OR HOLE DETECTING DEVICE AND METHOD
CN108759676A (zh) * 2018-07-12 2018-11-06 浙江大学 基于棋盘格的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置与方法
CN108759676B (zh) * 2018-07-12 2023-11-03 浙江大学 基于棋盘格的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置与方法
KR20200064472A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 주식회사 포스코 측정 시스템 및 측정 방법
KR102204434B1 (ko) * 2020-01-10 2021-01-18 (주)세동콘트롤 표면 결함 검사 장치 및 검사 방법

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