KR20140123593A - 와이어 로프 검사 장치 - Google Patents

와이어 로프 검사 장치 Download PDF

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KR20140123593A
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기요타카 와타나베
게이타 모치즈키
다카히데 히라이
마키토 세키
마사히로 시카이
다카시 히라이
겐지 세리자와
데츠아키 후쿠요
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미쓰비시 덴키 빌딩 테크노 서비스 가부시키 가이샤
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Abstract

주행하는 와이어 로프(1)를 영상으로서 연속 촬영하는 카메라(120)와, 와이어 로프를 사이에 두고 카메라에 대향해서 배치되어 와이어 로프 및 카메라를 향해서 광을 조사하는 면광원(130)과, 카메라로 촬상된 와이어 로프의 영상으로부터 와이어 로프 상태의 해석을 행하는 상태 해석 장치(150)와, 상태 해석 장치로 해석된 해석 결과를 표시하는 해석 결과 표시 장치(160)를 구비했다.

Description

와이어 로프 검사 장치{WIRE ROPE INSPECTION DEVICE}
본 발명은 와이어 로프의 검사 장치에 관한 것이다.
종래의 와이어 로프 검사 장치로서, 와이어 로프를 사이에 두고 대향하는 위치에, 레이저광을 조사하는 투광부와, 와이어 로프를 통과한 광을 수광하는 수광부를 각각 배치하고, 와이어 로프를 주행시켜서 와이어 로프 전장의 직경을 측정하는 검사 장치가 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1).
또한, 카메라를 사용한 와이어 로프 검사 장치로서, 와이어 로프에 대해 조사한 광의 와이어 로프에서의 반사광을 카메라로 촬상함으로써 와이어 로프의 검사를 행하는 장치가 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 2).
일본 특허 공개 평 11-325844 호 공보 일본 특허 공개 제 2011-132010 호 공보
상기 특허문헌 1과 같이, 레이저광을 이용한 방식의 로프 검사 장치에서는, 계측 결과로서 얻어지는 것은 단지, 와이어 로프 전장에 걸친 와이어 로프 직경의 데이터이다. 따라서, 예컨대 와이어 로프 직경이 매우 가늘게 되었다고 하는 계측 데이터가 확인된 경우에는, 그 상황이나 원인의 세부 사항을 탐색하기 위해서는, 그 이상(異常)이라고 생각되는 위치까지 로프를 실제로 주행시켜서, 그 부분을 작업자가 육안으로 확인해야 한다는 문제가 있다.
한편, 상기 특허문헌 2와 같이, 와이어 로프에 광을 조사하고, 그 반사광을 카메라로 촬상하는 방식에 의한 검사 장치에서는, 촬상에 의해 기록된 영상을 작업자가 확인할 수 있다는 점에서, 특허문헌 1에서의 문제는 해결된다.
그러나 특허문헌 2와 같은 방식으로 와이어 로프의 직경을 계측한 경우, 계측 정밀도가 저하되는 경우가 있다. 즉, 예컨대 와이어 로프의 표면이 기름 등으로 더러워져 있는 경우나, 와이어 로프의 소선(素線)에서 금속 광택이 존재하는 경우에는, 와이어 로프로부터의 반사광에 명암의 얼룩이나, 편차가 발생한다. 그 결과, 촬상한 영상 중에서, 로프가 촬영되고 있는 부분만을 정밀도 좋게 추출하기 어렵된다는 문제가 있다.
나아가, 와이어 로프가 원주형의 형상을 하고 있는 것이나, 와이어 로프를 구성하는 스트랜드나 소선에 의해 그림자가 생기는 것도, 와이어 로프 윤곽의 추출을 어렵게 하는 요인이 된다. 나아가 또한, 와이어 로프를 사이에 두고 카메라와 대향하는 위치에 물체가 존재하는 경우나, 측정 환경에 외광이 존재하는 경우에는, 와이어 로프의 윤곽의 추출 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 종래에 비해서 고정밀도로 와이어 로프의 검사를 실행 가능한 와이어 로프 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하와 같이 구성한다.
즉, 본 발명의 일 측면에 있어서의 와이어 로프 검사 장치는, 주행하는 와이어 로프를 영상으로서 연속 촬영하는 카메라와, 상기 와이어 로프를 사이에 두고 상기 카메라에 대향해서 배치되며, 와이어 로프 및 카메라를 향해서 광을 조사하는 면광원과, 상기 카메라로 촬상된 와이어 로프의 영상으로부터 와이어 로프의 상태의 해석을 행하는 상태 해석 장치와, 상기 상태 해석 장치로 해석된 해석 결과를 표시하는 해석 결과 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 있어서의 와이어 로프 검사 장치에 의하면, 카메라는 면광원으로부터 조사된 광이 와이어 로프에 의해서 가려져서 생기는 그림자를 촬영함으로써, 와이어 로프의 표면에 예컨대, 기름 오염이나 소선의 금속 반사 등이 있는 경우에도, 와이어 로프의 영상으로부터 안정되게 와이어 로프의 영역을 추출할 수 있다. 따라서, 종래에 비해서 고정밀도로 와이어 로프의 해석을 실행하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 와이어 로프 검사 장치의 구성도,
도 2는, 도 1에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 와이어 로프, 카메라 및 면광원의 위치 관계를 나타내는 와이어 로프 검사 장치의 사시도,
도 3은, 도 1에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 카메라에 의해서 촬영되는 영상의 일례를 나타낸 모식도,
도 4는, 도 1에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치가 실행하는 처리 동작을 나타내는 흐름도,
도 5는, 도 1에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치가 작성하는 히스토그램의 예를 나타낸 모식도,
도 6은, 도 1에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치 및 해석 결과 표시 장치를 범용 컴퓨터로 구성하며, 해당 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램에 의해 해석 결과를 표시시킨 일례를 나타내는 모식도,
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 와이어 로프 검사 장치의 구성도,
도 8은, 도 7에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 카메라에 의해서 촬영되는 영상의 일례를 나타낸 모식도,
도 9는, 도 7에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치가 실행하는 처리 동작을 나타내는 흐름도,
도 10은, 도 7에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치 및 해석 결과 표시 장치를 범용 컴퓨터로 구성하며, 상기 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램에 의해 해석 결과를 표시시킨 일례를 나타내는 모식도,
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 와이어 로프 검사 장치의 구성도,
도 12는, 도 11에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 카메라에 의해서 촬영되는 영상의 일례를 나타낸 모식도,
도 13은, 도 11에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 카메라로, 소선 끊김이 존재하는 와이어 로프를 촬영한 영상의 일례를 나타낸 모식도,
도 14는, 도 11에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치가 실행하는 처리 동작을 나타내는 흐름도,
도 15는, 도 15에 나타내는 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치 및 해석 결과 표시 장치를 범용 컴퓨터로 구성하며, 해당 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램에 의해 해석 결과를 표시시킨 일례를 나타내는 모식도,
도 16은, 본 발명의 실시예 1~4에 있어서의 와이어 로프 검사 장치에 구비되는 상태 해석 장치의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 실시예인 와이어 로프 검사 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서, 동일 또는 같은 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 있다. 또한, 이하의 각 실시예의 와이어 로프 검사 장치에서는, 와이어 로프의 일례로서 엘레베이터에서의 와이어 로프를 예로 하지만, 이것으로 한정하는 것은 물론 아니다.
(실시예 1)
도 1은 실시예 1에 따른 와이어 로프 검사 장치(101)의 구성을 나타내고 있다. 와이어 로프 검사 장치(101)는, 기본적 구성 부분으로서, 카메라(120)와, 면광원(130)과, 상태 해석 장치(150)와, 해석 결과 표시 장치(160)를 구비한다. 도 1에 나타내는 구성에서는, 이들 구성에 더해서, 영상 기록 장치(140), 확산판(135) 및 루버(170)(louver)를 더 구비하고 있다. 이들 구성 부분에 대해서, 이하에 설명한다. 한편, 도 2는 와이어 로프 검사 장치(101)에 구비되는 와이어 로프(1), 카메라(120) 및 면광원(130)의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
먼저, 와이어 로프 검사 장치(101)의 전체 구성에 대해서 설명한다.
검사 대상인 와이어 로프(1)를 사이에 두고, 카메라(120)와 면광원(130)이 각각 대향하는 위치에 마련되어 있고, 면광원(130)은 와이어 로프(1) 및 카메라(120)를 향해서 광을 조사한다. 따라서, 카메라(120)측에서 보면 면광원(130)은 와이어 로프(1)의 배면측에 위치한다. 이와 같은 배치로, 와이어 로프(1)를 주행시키면서, 카메라(120)는 그 영상을 촬영한다. 카메라(120)에 의해 촬영된 와이어 로프(1)의 영상 데이터는 영상 기록 장치(140)에 보존된다. 상태 해석 장치(150)는, 영상 기록 장치(140)에 기록된 영상 데이터를 판독해서 와이어 로프(1)의 촬영 영상을 해석하고, 그 결과인 와이어 로프(1)의 품질을 포함하는 와이어 로프(1)의 상태를 해석 결과 표시 장치(160)에 표시한다. 여기서 와이어 로프(1)의 상태란, 예컨대 와이어 로프(1)의 외경, 와이어 로프(1)의 표면의 녹의 유무, 와이어 로프(1)의 소선 끊김의 유무 등을 가리킨다. 상태 해석 장치(150)가 해석하는 상태는, 이들 물리량이나 물리 현상으로 한정되는 것이 아니라, 와이어 로프의 강도나 경년 열화에 관계된 물리량이나 물리 현상 전반을 포함한다.
이들 구성 부분에 대해서 더 자세하게 이하에 설명한다.
카메라(120)는, 촬상 소자에 있어서의 수평 라인이 와이어 로프(1)의 길이 방향과 직각이 되는 자세로, 또한 와이어 로프(1), 및 그 배후에 마련된 면광원(130)을 시야에 포함하는 화각으로 배치된다. 이와 같이 배치함으로써 카메라(120)는, 면광원(130)으로부터 조사되는 광이 와이어 로프(1)에 의해서 가려져서 생기는 그림자와, 면광원(130)으로부터 직접, 카메라(120)에 입사하는 광을 동시에 촬상하게 된다.
한편, 와이어 로프(1)와 면광원(130) 사이에 확산판(135)을 더 배치하고, 면광원(130)으로부터 조사되는 광이 확산판(135)을 거쳐서, 와이어 로프(1) 및 카메라(120)에 조사되도록 해도 된다.
또한, 와이어 로프(1)와 확산판(135) 사이에 루버(170)를 더 배치하고, 면광원(130)으로부터 발생한 광이 루버(170)를 거쳐서, 와이어 로프(1) 및 카메라(120)에 조사되도록 해도 된다. 여기서, 루버(170)는 광의 진행 방향을 컨트롤하기 위한 필터로, 카메라(120)의 광축과 직교하도록 배치된다. 확산판(135) 및 루버(170)는, 동시에 사용하는 것이 바람직하지만, 어느 하나만을 구비한 구성이어도 된다.
도 3은 카메라(120)에 의해 촬상된 영상의 일례를 나타내는 모식도이다. 면광원(130)으로부터 와이어 로프(1) 및 카메라(120)를 향해서 광이 조사되는 것으로부터, 와이어 로프(1)에 의해서 가려져서 그림자가 되는 영역(1A)은, 도 3의 중앙 부분에 나타낸 바와 같이 어둡게 촬영된다. 한편, 면광원(130)으로부터의 광이 직접 카메라(120)에 입사하는 부분(130A)은 도 3의 좌우 부분과 같이 밝게 촬영된다.
또한, 도 3은 카메라(120)로서 에어리어 카메라를 사용한 경우의 개념도이지만, 와이어 로프 검사 장치(101)는 에어리어 카메라로 한정하지 않고, 라인 카메라여도 된다.
또한, 도 3은 1대의 카메라(120)가 1개의 와이어 로프(1)를 촬상한 경우의 도면이지만, 와이어 로프 검사 장치(101)에 있어서, 복수의 와이어 로프(1)가 하나의 시야 내에 들어가도록 카메라(120)를 배치하고, 이들 복수의 와이어 로프(1)에 대해 상태 해석 장치(150)로 동시에 해석하여, 그 결과를 해석 결과 표시 장치(160)로 동시에 표시하도록 해도 된다.
영상 기록 장치(140)는, 카메라(120)에 의해 촬영되는, 주행하는 와이어 로프(1)의 영상 데이터를 기록하는 장치이다. 이와 같은 영상 기록 장치(140)는, 카메라(120) 또는 상태 해석 장치(150) 중 어느 하나에 내장되는 형태여도 되고, 카메라(120) 및 상태 해석 장치(150)에 대해 끼웠다 뺐다 하는 것이 가능한 형태이어도 된다. 또한, 카메라(120) 및 상태 해석 장치(150)와 케이블로 접속되는 형태이어도 된다. 영상 기록 장치(140)로서, 구체적으로는, 하드디스크나 비휘발성 메모리, 광 디스크, 비디오 테이프 등의 기록 매체를 이용할 수 있다.
상태 해석 장치(150)는, 본 실시예에서는, 영상 기록 장치(140)에 기록된 와이어 로프(1)의 촬영 영상 데이터를 프레임마다 순차적으로 판독해서, 와이어 로프(1)의 상태의 해석 처리를 행한다. 해석 처리한 결과는, 해석 결과 표시 장치(160)에 표시된다.
상태 해석 장치(150)에 대해서는, 실제로는 컴퓨터를 이용해서 실현되며, 이하의, 와이어 로프(1)의 상태 해석 동작 기술 부분에서도 상세하게 설명하지만, 각 해석 기능에 대응하는 소프트웨어(프로그램)와, 이것을 실행하기 위한 CPU(중앙 연산 처리 장치)나 메모리 등의 하드웨어로 구성되어 있다. 한편, 상기 컴퓨터는 와이어 로프 검사 장치(101)에 구비된 마이크로컴퓨터에 상당하는 것이 바람직하지만, 스탠드 얼론(stand-alone)형의 퍼스널 컴퓨터를 이용할 수도 있다.
해석 결과 표시 장치(160)는, 예컨대 상태 해석 장치(150)와 같은 컴퓨터로 구성되고, 이 컴퓨터의 디스플레이를 사용할 수 있다. 물론, 별도로 마련한 디스플레이를 이용해도 된다.
한편, 카메라(120)로부터의 영상을 기록하거나, 이후에 기록 영상을 재생할 필요가 없는 경우에는, 도 1에 나타내는 구성에서 영상 기록 장치(140)를 생략해도 된다. 이 경우, 카메라(120)는, 상태 해석 장치(150)에 직접 접속되고, 상태 해석 장치(150)는, 카메라(120)로부터 전송되는 영상 신호를 순차적으로 리얼타임으로 해석한다.
다음으로 상태 해석 장치(150)가 실행하는 해석 처리의 내용에 대해서 설명한다.
여기서, 상태 해석 장치(150)는, 후술하는 각 실시예에 있어서의 동작도 포함해서, 그 기능상, 도 16에 나타낸 바와 같이, 로프 영역 추출부(151), 디스플레이 영역 추출부(152), 주행 거리 정보 인식부(153), 주행 거리 정보 출력부(154), 로프 직경 취득부(155), 녹 검출부(156) 및 소선 끊김 검출부(157)의 각 구성 부분을 갖는다. 이와 같은 상태 해석 장치(150)는, 상술한 바와 같이 실제로는 컴퓨터를 이용해서 실현되고, 이들 151~157로 표시되는 각 구성 부분은 각각의 기능에 대응하는 소프트웨어(프로그램)과, 이것을 실행하기 위한 CPU나 메모리 등의 하드웨어로 구성되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터에 의해서 직접 실행 가능한 것뿐만 아니라, 예컨대 통신선을 통해서 판독되어서 하드디스크 등에 인스톨함으로써 실행 가능하게 되는 것도 포함한다. 또한, 압축되거나, 암호화된 것도 포함된다.
이와 같은 기능 부분을 포함하는 상태 해석 장치(150)에 있어서의 해석 처리의 흐름에 대해서, 도 4를 참조해서 이하에 설명한다.
상태 해석 장치(150)는, 카메라(120)로 촬상되어 기록된 촬상 데이터를 영상 기록 장치(140)로부터 판독해서(스텝 S11), 촬상 데이터의 프레임마다, 차례로 이하의 처리를 실행한다.
먼저, 상태 해석 장치(150)는, 로프 영역 추출부(151)에서, 1 프레임의 촬상 데이터에 대해서, 면광원(130)의 광학적 특성에 기초해서, 면광원(130)이 촬상되고 있는 부분(130A)(도 3)과, 와이어 로프(1)의 그림자가 촬상되고 있는 영역(1A)(도 3)으로 분리하여, 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 추출한다(스텝 S12). 여기서, 상기 광학적 특성이란, 예컨대 면광원(130)의 출사광의 색(파장 특성)이나, 그 강도(휘도) 등의 특성값을 가리킨다.
스텝 S12에서의 와이어 로프(1)의 영역(1A)의 추출 동작에 대해서, 보다 상세하게 설명한다. 여기서는, 광의 강도(휘도)에 기초해서, 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 추출하는 처리의 예를 나타낸다.
우선, 도 3과 같은 촬영 화상에 대해서, 상태 해석 장치(150)의 로프 영역 추출부(151)는, 도 5에 나타내는 바와 같은 휘도의 히스토그램을 작성한다. 작성된 히스토그램에서는 크게 2개의 피크가 생성된다. 도 5에 있어서, 휘도가 어두운 부분에 나타나는 피크는 와이어 로프(1)의 그림자에 의해 어둡게 촬상되고 있는 부분에 대응하고, 밝은 부분에 나타나는 피크는 면광원(130)으로부터 조사되는 광에 의해서 밝게 촬상되고 있는 부분에 각각 대응한다.
다음으로, 로프 영역 추출부(151)는 이 히스토그램을 이용해서, 와이어 로프(1)의 영역(1A)과, 면광원(130)의 영역(130A)으로 식별하기 위한 임계값을 계산한다. 임계값의 계산 방법으로서는, 예컨대 판별 분석법이나 모드법 등을 이용할 수 있다. 그리고, 구한 임계값보다 휘도가 큰 화소는 면광원(130)의 영역(130A), 작은 화소는 와이어 로프(1)의 영역(1A)으로 식별한다.
한편, 여기서는 영상으로부터 히스토그램을 생성하고, 임계값을 자동적으로 결정하는 순서를 예시했지만, 미리 결정한 고정값을 임계값으로 해도 된다.
다음으로 상태 해석 장치(150)는, 로프 직경 취득부(155)에서 추출된 와이어 로프(1)의 영역(1A)의 폭을 계측한다(스텝 S13). 화상 상에서 영역(1A)의 폭을 구하는 경우의 단위는 화소수이다. 여기서 화소수와, 로프(1)의 실치수의 환산 계수(1 화소당 실치수)를 로프 직경 취득부(155)에 설정해 둔다. 그리고, 로프 직경 취득부(155)는, 추출한 와이어 로프(1)의 영역(1A)의 폭의 화소수로부터, 상기 환산 계수를 이용해서 와이어 로프(1)의 직경의 실치수를 산출한다. 이로써, 촬영한 와이어 로프(1)의 실치수를 알 수 있다. 한편, 화소수로부터 와이어 로프(1)의 실치수를 구하는 방법은 상술한 환산 계수를 이용하는 방법으로 한정되는 것이 아니라, 예컨대 테이블을 이용하는 등, 물론, 다른 공지된 수법을 채택할 수 있다.
실치수 취득후, 취득한 와이어 로프(1)의 직경의 실치수를 데이터로서 출력한다(스텝 S14). 이 출력 형태로서는, 화면에의 표시나, 파일 형식에서의 보존, 프린터에의 인쇄 등이 가능하다.
상술한 수순을, 촬상한 영상의 각 프레임에 대해서 실행함으로써, 와이어 로프(1)의 전장에 걸쳐서 그 직경을 측정하여, 그 결과를 얻을 수 있다.
다음으로, 해석 결과 표시 장치(160)는, 상술한 바와 같이 실제로는 컴퓨터를 이용해서 실현되고, 이하의 각 기능에 대응하는 소프트웨어(프로그램)와, 이것을 실행하기 위한 CPU(중앙 연산 처리 장치)나 메모리 등의 하드웨어로 구성되어 있다. 여기서 해석 결과 표시 장치(160)의 기능으로서는, 기록 영상 표시부(161), 영상 파일 지정부(162), 환산 계수 입력부(163), 와이어 로프 직경 측정 결과 표시부(164), 와이어 로프 직경 그래프 표시부(165), 조작부(166), 주행 거리 표시부(167)(실시예 4), 및 녹 비율 표시부(168)(실시예 4)가 구비된다.
도 6은 상태 해석 장치(150) 및 해석 결과 표시 장치(160) 양쪽의 기능을, 하나의 범용 컴퓨터로 구성하고, 이 컴퓨터 상의 소프트웨어 프로그램에 의해서 와이어 로프(1)를 해석하여, 그 결과 등을 표시시킨 일례를 나타내고 있다.
해석 처리를 행하기 전에, 디스플레이(해석 결과 표시 장치(160))에 있어서의 환산 계수 입력부(163)에, 상술한, 화소수와 실치수의 상기 환산 계수를 미리 입력해 둔다.
우선, 영상 기록 장치(140)에 기록되어 있는 영상 파일 중에서 해석 처리하고자 하는 것을 영상 파일 지정부(162)에서 지정한다. 이 지정에 의해, 영상 파일 지정부(162)는, 실제로는 프로그램은 지정된 영상 파일을 영상 기록 장치(140)로부터 판독한다. 판독한 영상 파일의 영상은 기록 영상 표시부(161)에 의해서 재생 표시된다. 또한, 판독한 영상 파일로부터, 상술한 수순에 따라서 와이어 로프 직경의 측정이 실행된다. 그 측정 결과는, 와이어 로프 직경 그래프 표시부(165)에 의해서 꺾은선 그래프로 표시된다. 또한, 작업자가 조작부(166)를 조작함으로써 기록 영상 표시부(161)에 표시되어 있는 영상을 재생하거나, 일시 정지나 빨리감기, 되감기를 행할 수 있다. 나아가 또한, 기록 영상 표시부(161)의 표시에 동기해서, 와이어 로프 직경 그래프 표시부(165) 중 현재 위치 표시(165d)가 좌우로 이동한다. 이와 같이 와이어 로프 직경 그래프 표시부(165)는, 동기 표시부로서의 기능도 함께 갖는다. 또한, 대응하는 와이어 로프 직경의 측정 결과가, 와이어 로프 직경 측정 결과 표시부(164)에 의해서 동기 표시된다.
이와 같이, 본 실시예의 와이어 로프 검사 장치(101)에 의하면, 카메라(120)는 면광원(130)으로부터 조사된 광이 와이어 로프(1)에 의해 가려져서 생기는 그림자를 촬영하는 것으로부터, 와이어 로프 검사 장치(101)는 가령 와이어 로프(1)의 표면에 예컨대, 기름 오염이나 소선의 금속 반사 등이 있는 경우에도, 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 영상 중에서 안정되게 추출할 수 있다. 따라서, 와이어 로프 검사 장치(101)에 의하면, 종래에 비해서 고정밀도로 와이어 로프의 해석을 실행하는 것이 가능하다.
또한, 면광원(130)에 확산판(135)을 구비한 경우에는, 면광원(130)은 밝기의 분포에 얼룩이 없는 면광원이 된다. 따라서, 촬영 화상의 휘도의 히스토그램에 있어서, 와이어 로프 영역(1A)과 배경 영역(면광원이 촬상되고 있는 부분)(130A) 각각의 휘도 분포가 명확하게 분리된다. 따라서, 확산판(135)을 구비함으로써 와이어 로프 영역(1A)의 추출 처리의 안정성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 와이어 로프(1)와 면광원(130) 사이에, 루버(170)를 구비한 경우에는, 면광원(130)으로부터 카메라(120)를 향해서 조사되는 광은 평행광이 된다. 따라서, 와이어 로프(1)의 그림자와 배경의 경계 부근에서 발생하는 광이 돌아들어가는 것이 억제된다. 따라서, 와이어 로프(1)의 그림자와 배경의 명암차가 강조된 영상을 촬영할 수 있기 때문에, 확산판(135)을 구비하는 구성의 효과와 마찬가지로, 루버(170)를 구비함으로써 와이어 로프 영역(1A)의 추출 처리의 안정성을 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
실시예 1의 와이어 로프 검사 장치(101)에서, 도 1에 나타내는 면광원(130)은 단색 광원으로 해도 된다. 특히, 각 실시예에 있어서의 와이어 로프 검사 장치를 사용하는 환경에 외란광이 존재하는 경우에는 단색 광원이 유용하다. 즉, 와이어 로프(1)의 표면에 외란광이 도달한 상태에서 카메라(120)가 와이어 로프(1)를 촬영한 경우, 와이어 로프(1)의 그림자의 부분이 밝게 찍혀서, 그림자의 부분과 배경 부분 즉, 광원으로부터의 광 부분의 명암차가 작아진다. 그 결과, 상태 해석 장치(150)에서의 처리에 있어서, 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 추출하는 정밀도가 저하될 가능성이 있다.
그래서, 외란광에 의한 반사광과는 다른 광학적 특성을 갖는 단색광을, 면광원(130)으로서 사용함으로써, 상술한 정밀도 저하 가능성을 억제할 수 있다. 예컨대, 자연광이 외란광으로서 존재하는 경우, 와이어 로프(1)로부터의 반사광이 녹색광이나 청색광이 되는 것은 통상 거의 없다는 점에서, 면광원(130)으로서, 녹색광 또는 청색광의 단색광을 사용하는 것이 유효하게 된다.
면광원(130)으로서 녹색광을 이용하는 경우, 상태 해석 장치(150)는 다음 수순으로 와이어 로프(1)의 영역(1A)의 추출 동작(도 4의 스텝 S12)을 실행하면 된다. 즉, 상태 해석 장치(150)는, 촬상 화상의 프레임에 있어서의 각 화소에 대해서, 녹색광의 강도가 충분히 크고, 또한 적색광 및 청색광의 강도가 녹색광의 강도에 비해서 충분히 작으면, 그 화소는 배경 부분이라고 판정하고, 한편, 그렇지 않으면 와이어 로프(1)의 영역(1A)이라고 판정한다.
이 판정을 위한 임계값은, 실시예 1에서 설명한 순서와 마찬가지로, 히스토그램으로부터 자동적으로 산출해도 되고, 미리 결정된 고정값이어도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 외란광이 존재하는 환경에서도, 상태 해석 장치(150)는, 와이어 로프(1)의 영역(1A)과, 면광원(130)의 영역(130A)을 쉽게 식별하게 되어서, 와이어 로프 영역(1A)을 추출하는 정밀도가 향상된다.
한편, 카메라(120)의 촬상 소자가 Bayer 패턴의 단판형인 경우, 녹색광의 수광 화소가 적색광 및 청색광의 수광 화소보다 2배 크게 배치되어 있기 때문에, 녹색광에 관한 감도가 높다. 따라서, 이 경우에는, 면광원(130)으로서 녹색의 단색 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 그 결과, 고감도이고 또한 고분해능으로 면광원(130)의 광과 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 촬영할 수 있어, 상태 해석 장치(150)에 있어서의 해석 처리의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(실시예 3)
도 7에는, 실시예 3에 있어서의 와이어 로프 검사 장치(103)의 구성도가 도시되어 있다. 이 와이어 로프 검사 장치(103)는, 실시예 1의 와이어 로프 검사 장치(101)에서, 와이어 로프(1)와 면광원(130) 사이에 디스플레이(180)를 추가 배치한 구성을 채택한다. 여기서, 디스플레이(180)는, 카메라(120)의 촬영 시야에 들어가는 위치에 설치되고, 와이어 로프(1)의 주행 거리에 관한 정보를 표시한다. 이 정보는, 예컨대 와이어 로프(1)를 구동하는 전동기의 회전수나, 회전 개시시로부터의 경과 시간 등이다.
한편, 그 외의 구성은 와이어 로프 검사 장치(101)와 같으며, 여기서의 설명을 생략한다.
도 8은 디스플레이(180)를 배치한 상태에서, 카메라(120)에 의해 촬영되는 영상의 일례를 나타낸 모식도이다. 도 8에서는, 디스플레이(180)는, 와이어 로프(1)의 주행 거리 정보를 숫자로 표시한 경우를 도시하고 있지만, 바코드 등의 공간 부호에 의해서 주행 거리의 정보를 표시해도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 디스플레이(180)에 표시되어 있는 정보와 와이어 로프(1)를, 와이어 로프 검사 장치(103)가 동시에 촬영해서 기록할 수 있다는 점에서, 와이어 로프(1)의 해석 결과와, 이 해석 결과에 대응하는, 와이어 로프(1)에 있어서의 위치를 계속해서 대응시키면서 확인할 수 있다.
또한, 디스플레이(180)에 표시된 정보를 상태 해석 장치(150)가 자동적으로 인식하도록 해도 된다. 이 경우, 상태 해석 장치(150)에서의 인식 처리를 용이하게 하기 위해서, 디스플레이(180)에는 문자를 표시하는 것이 아니고, 바코드 등의 공간 부호를 이용하는 것이 바람직하다.
도 9는 상술한 스텝 S12~스텝 S14에 있어서의 와이어 로프(1)의 직경을 측정하는 처리에 병행해서, 상태 해석 장치(150)가 영상 내의 디스플레이(180)에 표시된 주행 거리 정보의 인식을 행하는 경우의, 상태 해석 장치(150)의 처리의 흐름을 나타내고 있다.
우선, 상태 해석 장치(150)의 디스플레이 영역 추출부(152)(도 16)는, 프레임 중에서 디스플레이(180)가 표시되고 있는 영역을 추출하며(스텝 S22), 상태 해석 장치(150)의 주행 거리 정보 인식부(153)(도 16)는, 디스플레이(180)에 표시되고 있는 주행 거리 정보를 인식한다(스텝 S23). 그리고, 상태 해석 장치(150)의 주행 거리 정보 출력부(154)(도 16)는, 인식한 주행 거리 정보를 데이터로서 출력한다(스텝 S24).
도 10은 본 실시예 3에 있어서의 와이어 로프 검사 장치(103)에 있어서, 해석 결과 표시 장치(160)에 의한 일 표시예를 도시하고 있다. 기록 영상 표시부(161)에 의해서, 이미 설명한 바와 같이 영상 파일의 영상이 표시되고, 본 실시예에서는 디스플레이(180)에 있어서의 표시 정보도 표시되고 있다. 이와 같이 도 10에서는, 본 실시예에서의 해석 결과 표시 장치(160)에 있어서, 와이어 로프(1)의 주행 거리의 인식 결과를 와이어 로프(1)의 영상에 동기해서 표시하는 경우의 화면의 일례를 나타내고 있다. 또한, 도시하는 바와 같이 해석 결과 표시 장치(160)에서는, 디스플레이(180)에 있어서의 표시 정보의 표시부(167)가 마련되고, 표시부(167)는, 본 예에서는 와이어 로프(1)의 주행 거리 정보를 기록 영상 표시부(161)의 표시에 동기해서 표시를 변화시킨다.
이상 설명한 구성을 채택함으로써, 본 실시예 3에 있어서의 와이어 로프 검사 장치(103)는, 와이어 로프(1)의 폭의 정보와 주행 거리 정보를, 와이어 로프(1)의 영상의 각 프레임과 조합된 형식으로 전자 데이터로서 출력할 수 있다. 따라서, 이상한 측정 결과가 획득된 경우의 확인 작업을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.
(실시예 4)
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 와이어 로프 검사 장치(104)의 구성을 도시하고 있다. 실시예 3에 있어서의 와이어 로프 검사 장치(103)와의 상위점은 카메라(120) 근방에, 카메라(120) 측으로부터 와이어 로프(1)에 대해 광을 조사하기 위한 광원(190)을 더 구비했다는 점이다. 광원(190)의 배치는, 와이어 로프(1)의 측면 부분에도 광이 조사되도록 한다.
한편, 그 외의 구성은 와이어 로프 검사 장치(103)와 같으며, 여기서의 설명을 생략한다.
도 12는, 본 발명의 실시예 4의 구성에 있어서, 카메라(120)에 의해서 촬영되는 영상의 일례를 나타낸 모식도이다. 광원(190)을 마련함으로써, 카메라(120)로부터 봐서 와이어 로프(1)의 정면에도 광이 조사되기 때문에, 와이어 로프(1)의 표면의 모양을 카메라(120)로 촬영 가능하게 된다.
본 실시예 4의 와이어 로프 검사 장치(104)에서는, 예컨대 광원(190)은 백색광을, 면광원(130)은 녹색광을 각각 조사한다. 또한, 와이어 로프 검사 장치(104)의 상태 해석 장치(150)는, 실시예 2에서 설명한 순서와 같은 순서로, 영상 중에서 배경, 즉 면광원(130)의 녹색광을 분리해서 와이어 로프(1)의 영역(1A)을 추출한다.
본 실시예 4의 와이어 로프 검사 장치(104)는, 상술한 바와 같이 와이어 로프(1)의 표면 상태도 해석 가능하다는 점에서, 와이어 로프 검사 장치(104)의 상태 해석 장치(150)는, 와이어 로프(1)의 표면의 녹 영역을 검출하는 녹 검출부(156)를 가질 수 있다.
예컨대, 광원(190)으로부터 백색광을 와이어 로프(1)에 조사해서, 그 반사광을 카메라(120)로 촬영하는 경우, 와이어 로프(1)의 녹 부분의 반사광은 적색을 띄는 색이 된다. 그래서, 녹이라고 판정하는 색의 특징량의 범위를 녹 검출부(156)에 미리 설정함으로써, 그 범위와 반사광의 색을 비교함으로써 녹 검출부(156)는 와이어 로프 영역(1A) 중 녹의 영역을 추출한다.
나아가 또한, 와이어 로프 검사 장치(104)의 상태 해석 장치(150)는, 와이어 로프(1)의 소선 끊김을 검출하는 소선 끊김 검출부(157)를 가질 수 있다.
도 13은 소선 끊김이 존재하는 와이어 로프(1)의 영상의 예를 나타내고 있다. 정상인 와이어 로프(1)에서는, 규칙적인 주기적인 텍스쳐가 얻어지는 데 반해서, 소선 끊김이 발생하고 있는 경우에는, 도 13에서 1c로 나타낸 바와 같은 불연속한 점이 발생한다. 이것을 이용해서, 소선 끊김 검출부(157)는, 텍스쳐의 주기성을 해석하여, 불규칙한 부분이 발견된 부분을 소선 끊김이라고 판정한다.
도 14는, 본 실시예 4의 와이어 로프 검사 장치(104)에 있어서의 상태 해석 장치(150)의 처리의 흐름을 나타내고 있다.
와이어 로프 영역(1A)의 추출 처리(스텝 S12)를 행한 후, 녹 검출부(156)는 그 영역 내의 녹 영역을 추출(스텝 S33)하고 녹 위치의 정보를 출력한다(스텝 S34). 또한, 이 녹 검출의 처리와 병행해서, 소선 끊김 검출부(157)는 와이어 로프 영역(1A) 내의 소선 끊김을 검출하고(스텝 S43), 소선 끊김 위치의 정보를 출력한다(스텝 S44).
도 15는 와이어 로프 검사 장치(104)에 구비되는 상태 해석 장치(150) 및 해석 결과 표시 장치(160)를 범용 컴퓨터로 구성하고, 상기 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램에 의해 해석 결과를 표시시킨 일례를 나타내는 도면으로, 이미 설명한 실시예 1 및 실시예 3에 있어서의 형태에, 녹 검지 결과 및 소선 끊김 검지 결과를 더 표시하는 예를 도시하고 있다.
기록 영상 표시부(161)에서는, 녹이 검지된 위치는, 11b로 나타낸 바와 같이 색이 채워진 원이고, 소선 끊김이 검출된 위치는, 11c과 같이 색이 채워지지 않은 원으로 강조 표시한다. 또한, 와이어 로프 직경 그래프 표시부(165)에서, 와이어 로프 영역(1A) 전체에 차지하는 녹 검지 영역의 비율을 꺾은 선 그래프(165b)에서, 소선 끊김 검지 위치를 165c와 같이 원으로 표시하고 있다. 녹 검지 영역의 비율은 영상의 재생에 동기해서 녹 비율 표시부(168)에 수치로 표시된다. 여기서 녹의 비율이란, 프레임 중 와이어 로프 영역(1A)의 크기(화소수)에 대한, 녹 검지 영역의 크기(화소수)의 비율이다.
이와 같이 본 실시예 4의 와이어 로프 검사 장치(104)에 의하면, 기록된 와이어 로프(1)의 영상을 계속해서 재생해서, 와이어 로프(1)의 표면의 상태를 육안으로 확인할 수 있다. 또한, 와이어 로프(1)의 녹이나 소선 끊김의 발생 상황을, 영상 해석에 의해서 용이하게 조사할 수 있게 된다.
이상 설명한 각 실시예를 적절하게 조합한 구성을 채택하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 조합한 실시예가 발휘하는 각각의 효과가 조합된 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 다양한 실시예 중 임의의 실시예를 적절하게 조합함으로써, 각각이 갖는 효과를 발휘하도록 할 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하면서, 바람직한 실시예에 관련해서 충분히 기재되어 있지만, 이 기술의 숙련된 사람들에게 있어서는 여러가지 변형이나 수정은 명백하다. 이와 같은 변형이나 수정은 첨부한 청구의 범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 그 안에 포함된다고 이해되어야 한다.
또한, 2012년 3월 28일에 출원된, 일본 특허 출원 제 2012-73532 호의 명세서, 도면, 특허 청구의 범위 및 요약서의 개시 내용은 모두, 참고로서 본 명세서 내에 편입되는 것이다.
1 : 와이어 로프
101, 103, 104 : 와이어 로프 검사 장치
120 : 카메라 130 : 면광원
135 : 확산판 140 : 영상 기록 장치
150 : 상태 해석 장치 151 : 로프 영역 추출부
152 : 디스플레이 영역 추출부 153 : 주행 거리 정보 인식부
154 : 주행 거리 정보 출력부 155 : 로프 직경 취득부
156 : 녹 검출부 157 : 소선 끊김 검출부
160 : 해석 결과 표시 장치 161 : 기록 영상 표시부
165 : 와이어 로프 직경 그래프 표시부
170 : 루버

Claims (14)

  1. 주행하는 와이어 로프를 영상으로서 연속 촬영하는 카메라와,
    상기 와이어 로프를 사이에 두고 상기 카메라에 대향해서 배치되며 와이어 로프 및 카메라를 향해서 광을 조사하는 면광원과,
    상기 카메라로 촬상된 와이어 로프의 영상으로부터 와이어 로프 상태의 해석을 행하는 상태 해석 장치와,
    상기 상태 해석 장치로 해석된 해석 결과를 표시하는 해석 결과 표시 장치
    를 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 로프 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라로 촬상된 영상을 기록하고, 기록한 영상을 상기 상태 해석 장치에 송출하는 영상 기록 장치를 더 구비한 와이어 로프 검사 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 면광원은 확산판을 갖는 와이어 로프 검사 장치.

  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이어 로프와 상기 면광원 사이에, 상기 카메라의 광축과 직교하는 자세로 배치되는 루버(louver)를 더 구비하는 와이어 로프 검사 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면광원은 단색 광원인 와이어 로프 검사 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라의 촬영 시야 내에 배치되며 와이어 로프의 주행 위치에 관한 정보를 표시하는 디스플레이를 더 구비한 와이어 로프 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이는, 와이어 로프의 주행 위치에 관한 정보를 공간 부호화하여 표시하는 와이어 로프 검사 장치.

  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라 근방에 배치되고, 카메라측으로부터 와이어 로프에의 조명을 행하는 광원을 더 구비한 와이어 로프 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광원은 백색 광원인 와이어 로프 검사 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상태 해석 장치는, 상기 카메라로부터 얻어지는 영상의 프레임마다 와이어 로프 영역을 추출하는 추출부를 갖는 와이어 로프 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상태 해석 장치는, 추출된 와이어 로프 영역에서의 화소수로부터 와이어 로프 직경을 구하는 로프 직경 취득부를 더 갖는 와이어 로프 검사 장치.

  12. 제 8 항, 제 9 항, 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상태 해석 장치는, 상기 카메라로부터 얻어지는 영상의 프레임마다 와이어 로프 영역을 추출하는 추출부와,
    추출된 상기 와이어 로프 영역에서, 상기 광원에 의한 와이어 로프에서의 반사광에 있어서의 색 특징량을 바탕으로 와이어 로프 표면의 녹을 검출하는 녹 검출부
    를 갖는 와이어 로프 검사 장치.
  13. 제 8 항, 제 9 항, 제 11 항, 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상태 해석 장치는, 상기 카메라로부터 얻어지는 영상의 프레임마다 와이어 로프 영역을 추출하는 추출부와,
    추출된 상기 와이어 로프 영역에서, 상기 광원에 의한 와이어 로프에서의 반사광을 촬영한 영상으로부터 텍스쳐의 주기성을 바탕으로 와이어 로프의 소선 끊김을 검출하는 소선 끊김 검출부
    를 갖는 와이어 로프 검사 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해석 결과 표시 장치는, 상기 영상 기록 장치에 기록된 와이어 로프의 영상을 재생 표시하는 재생 표시부와, 상기 상태 해석 장치에 따른 와이어 로프의 해석 결과를 재생 영상에 동기해서 표시하는 동기 표시부를 갖는 와이어 로프 검사 장치.
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