KR20240089778A - 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 미스얼라인먼트 측정 시스템은, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트와, 상기 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와, 상기 촬상부에서 촬영된 화상 데이터로부터 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 연산 장치를 구비한다.

Description

미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법

본 발명은, 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법에 관한 것이다.

용접 강관은 강판을 파이프상으로 성형하고, 용접함으로써 제조되는 강관 제품이다. 그 중에서도 UOE 강관은 프레스로 U 형, O 형으로 성형한 후, 내외면으로부터 서브 머지드 아크 용접법에 의해 심 용접함으로써 제조된다. UOE 강관의 제조 공정의 개요로는, 1) 에지의 개선 가공과 크림핑 프레스, 2) U 프레스, 3) O 프레스, 4) 용접 (임시 부착, 강관 내면으로부터의 용접 및 강관 외면으로부터의 용접), 5) 메커니컬 확관, 6) 단면 마무리 7) 검사가 된다. UOE 강관은 가스·오일 수송 용도나, 수도 용도, 보일러·압력 용기 용도에 사용되므로, 강관의, 특히 용접부의 강도 부족이나 누설의 발생은 용인되지 않고, 수압 시험 등의 강도 검사, 자기, 초음파, X 선을 사용한 탐상 검사가 실시된다. 최근, 강관의 규격인 API5L 이 개정되어, 미스얼라인먼트, 즉, 용접 강관에 있어서의 내면으로부터의 용접과 외면으로부터의 용접에 의해 형성되는 용접 비드의 어긋남에 대해 규정되었다. 이것을 근거로 하여, 향후 한층 미스얼라인먼트의 관리가 엄격화될 것이 예상된다. 규격 요구로서 관단 단면에 있어서의 용접 비드에 대한 미스얼라인먼트 측정이 요구되는 경우가 있다. 이 경우의 미스얼라인먼트 측정에는 번잡한 수동 계측이 포함되어 있기 때문에, 측정은 공장 오퍼레이터의 수작업에 의한 부분이 크고, 그 결과, 계측에 부하가 걸려 측정에 많은 시간을 필요로 한다. 그래서, 향후 미스얼라인먼트 측정의 자동화 내지 반자동화가 요구된다고 생각된다. 특허문헌 1 에서는, 내면으로부터의 용접과 외면으로부터의 용접에 의해 형성되는 각각의 용접 비드의 지단선 (止端線) 의 위치를 방사선 투과 화상으로부터 추출하여, 미스얼라인먼트 (오프 심이라고도 불린다) 를 계측하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허공보 제2877776호

특허문헌 1 에 개시된 계측 방법은, 상기 API5L 의 개정 전의 것으로, 현재의 API5L 규정에 준거하는 미스얼라인먼트의 계측 방법과는 상이하다. 그 때문에, 용접 강관의 용접부의 단면에 있어서의 비드부와 모재의 경계선의 형상에 기초하여, 미스얼라인먼트를 자동 계측할 수는 없다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 용접부의 단면에 있어서의 비드부와 모재의 경계선의 형상에 기초하여 미스얼라인먼트를 자동 계측할 수 있는 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법을 제공하는 것이다.

상기 서술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서,

[1] 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템은, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트와, 상기 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와, 상기 촬상부에서 촬영된 상기 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 연산 장치를 구비하는 것이다.

[2] 또, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템은, 상기의 발명 [1] 에 있어서, 상기 촬상부와 상기 연산 장치를 구비한 촬상 단말을 갖는 것이다.

[3] 또, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템은, 상기의 발명 [1] 또는 [2] 에 있어서, 상기 마커 플레이트에는 상기 패턴으로서, 3 차원 측량용의 마커가 묘화되어 있는 것이다.

[4] 또, 본 발명에 관련된 용접 강관의 제조 설비는, 용접 강관을 제조하기 위한 제조 설비와, 상기 제조 설비에 의해 제조된 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는, 상기의 발명 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 미스얼라인먼트 측정 시스템을 구비하는 것이다.

[5] 또, 본 발명에 관련된 촬상 단말은, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와, 촬영된 상기 화상 데이터를, 그 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하는 외부의 제 1 연산부에 출력하는 처리, 및/또는 촬상된 상기 화상 데이터로부터, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하는 제 2 연산부를 구비하는 것이다.

[6] 또, 본 발명에 관련된 촬상 시스템은, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트와, 상기 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를 촬영하는 촬상 단말을 구비한, 상기 비드부의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템으로서, 상기 촬상 단말은, 상기 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와, 상기 촬영된 상기 화상 데이터를, 그 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하는 외부의 제 1 연산부에 출력하는, 처리를 실행하는 제 2 연산부를 구비하는 것이다.

[7] 또, 본 발명에 관련된 정보 처리 장치는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하고, 상기 산출한 미스얼라인먼트량을, 미리 설정된 대상에 출력하는 처리를 실행하는, 제 1 연산부를 구비하는 것이다.

[8] 또, 본 발명에 관련된 정보 처리 장치는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량과, 상기 미스얼라인먼트량이 산출된 상기 비드부의 상기 용접부를 구비한 제품에 관한 복수의 정보로부터, 상기 제품의 제조 조건을 변경하는 처리와, 상기 제품의 품질의 정도를 판정하는 처리 중의 1 개 이상을 실행하는 제 3 연산부를 구비하는 것이다.

[9] 또, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법은, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터를, 사영 변환하는 사영 변환 스텝과, 상기 사영 변환 후의 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 미스얼라인먼트량 산출 스텝을 포함하는 것이다.

[10] 또, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법은, 상기의 발명 [9] 에 있어서, 상기 사영 변환 스텝 전에, 상기 비드부를 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상 스텝을 포함하는 것이다.

[11] 또, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법은, 상기의 발명 [10] 에 있어서, 적어도 상기 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보에 기초하여, 상기 촬상 스텝에서의 촬상 조건을 변경하는 것이다.

[12] 또, 본 발명에 관련된 용접 강관의 제조 방법은, 용접 강관의 제조 스텝과, 상기의 발명 [9] 내지 [11] 중 어느 한 항의 미스얼라인먼트 측정 방법에 의해, 상기 제조 스텝에 있어서 제조된 상기 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는 측정 스텝을 포함하는 것이다.

[13] 또, 본 발명에 관련된 용접 강관의 제조 방법은, 용접 강관의 제조 스텝과, 상기 용접 강관의 용접부의 단면에 있어서의 비드부가 외부의 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 포함하는 복수의 정보로부터, 상기 제조 스텝의 제조 조건을 제어하는 제어 스텝을 포함하고, 상기 마커 플레이트는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화되어 있고, 상기 용접부의 단면에는, 상기 외부의 마커 플레이트가 형성되어 있는 것이다.

[14] 또, 본 발명에 관련된 용접 강관의 품질 관리 방법은, 상기 [9] 내지 [11] 중 어느 한 항의 미스얼라인먼트 측정 방법에 의해, 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는 측정 스텝과, 상기 측정 스텝에 의해 얻어진 상기 용접부의 미스얼라인먼트의 측정 결과로부터, 상기 용접 강관의 품질 관리를 실시하는 품질 관리 스텝을 포함하는 것이다.

[15] 또, 본 발명에 관련된 용접 강관의 품질 관리 방법은, 용접 강관의 용접부의 단면에 있어서의 비드부가 외부의 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 포함하는 복수의 정보로부터, 상기 용접 강관의 품질 관리를 실시하는 품질 관리 스텝을 포함하고, 상기 마커 플레이트는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화되어 있고, 상기 용접부의 단면에는, 상기 외부의 마커 플레이트가 형성되어 있는 것이다.

본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법은, 용접부의 단면에 있어서의 비드부와 모재의 경계선의 형상에 기초하여 미스얼라인먼트를 자동 계측할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1 은, 실시형태에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2(a) 는, 용접 강관의 단면을 나타낸 확대도이다. 도 2(b) 는, 미스얼라인먼트량의 산출 방법의 설명을 나타낸 도면이다.
도 3 은, 실시형태에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 의한 측정 순서를 나타낸 플로 차트이다.
도 4 는, 촬상 스텝의 상세를 나타낸 플로 차트이다.
도 5 는, 사영 변환 스텝의 상세를 나타낸 플로 차트이다.
도 6 은, 촬상 스텝에서 촬영된, 마킹된 경계선 및 마커 플레이트의 화상 데이터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7 은, 도 6 에 나타낸 마커 플레이트의 치수의 예를 나타낸 도면이다.
도 8 은, 산출 스텝의 상세를 나타낸 플로 차트이다.
도 9 는, 기울기 보정 스텝에서 실시하는 처리의 설명을 나타낸 도면이다.
도 10(a) 는, 마킹 영역의 좌측의 가장자리의 검출 방법을 나타낸 도면이다. 도 10(b) 는, 마킹 영역의 우측의 가장자리의 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 11 은, 교점 검출 스텝의 상세를 나타낸 플로 차트이다.
도 12 는, 발견된 후보점이 좌측 교점인지 여부의 판정 방법의 설명을 나타낸 도면이다.
도 13 은, 발견된 후보점이 우측 교점인지 여부의 판정 방법의 설명을 나타낸 도면이다.
도 14(a) 는, 좌측 교점에 대한 처리의 설명을 나타낸 도면이다. 도 14(b) 는, 우측 교점에 대한 처리의 설명을 나타낸 도면이다.
도 15 는, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.
도 16 은, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 17 은, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 18 은, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템에서 실시되는, 촬상 단말의 처리와 정보 처리 장치의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다.
도 19 는, 실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 20 은, 실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템에서 실시되는, 촬상 단말의 처리와 정보 처리 장치의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다.
도 21 은, 실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 22 는, 실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템에서 실시되는, 촬상 단말의 처리와 정보 처리 장치의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다.
도 23 은, 실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 24 는, 실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템에서 실시되는, 촬상 단말의 처리와 제 1 정보 처리 장치의 처리와 제 2 정보 처리 장치의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다.
도 25 는, 본 발명예의 시험 구성을 나타내는 도면이다.
도 26(a) 는, 촬상 단말에 의해 촬영한 샘플의 단면의 화상 데이터를 나타낸 도면이다. 도 26(b) 는, 샘플의 용접부와 모재의 경계선을 나타낸 도면이다. 도 26(c) 는, 좌측 경계선 및 우측 경계선과 각 교점을 나타낸 도면이다.
도 27 은, 수동 계측으로 계측된 미스얼라인먼트량과, 본 발명예에 의해 산출된 미스얼라인먼트량의 관계를 나타낸 도면이다.

(실시형태 1)

이하에, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법의 실시형태 1 에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한 여기서, 미스얼라인먼트란, 용접 대상이 되는 금속재에 있어서 일방의 면으로부터의 용접과 당해 면과는 반대측의 타면으로부터의 용접에 의해 형성되는 용접 비드의 어긋남을 가리킨다. 따라서, 본 실시형태와 같이 측정 대상으로서 용접 강관을 선택한 경우에는, 용접 강관에 있어서의 내면으로부터의 용접과 외면으로부터의 용접에 의해 형성되는 용접 비드의 어긋남을 가리킨다. 또, 특별히 언급이 없는 한, 비드란 용접에 의해 형성되는 용접 비드를 가리킨다.

도 1 은, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 일례를 나타낸 도면이다.

실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 은, 촬상부 (2) 와 연산 장치 (3) 와 표시 장치 (4) 와 기억 장치 (5) 와 마커 플레이트 (10) 를 구비하고 있다.

촬상부 (2) 는, 측정 대상이 되는 용접 강관 (1) 등을 화상 데이터로서 촬영하는 촬상 수단으로서, 예를 들어, 모노크롬 카메라 또는 컬러 카메라이다. 또한, 촬상부 (2) 로는, 컬러 카메라를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 촬상부 (2) 로는, 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면을 촬영했을 때, 소정의 분해능을 확보할 수 있도록 설계되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 촬상부 (2) 의 설치 위치가 소정의 범위 내에서 변경 가능한 경우에는, 그 소정의 범위 내의 모든 위치에 있어서, 소정의 분해능을 확보할 수 있도록 설계되어 있는 것이 바람직하다.

연산 장치 (3) 는, 촬상부 (2) 가 촬영한 화상 데이터에 대해 후술하는 사영 변환 등의 화상 처리를 실시하여, 용접 강관 (1) 의 미스얼라인먼트량을 산출하는 연산 수단이다. 연산 장치 (3) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 를 탑재한 컴퓨터 등이다.

표시 장치 (4) 는, 연산 장치 (3) 에 의해 산출된 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보를 표시하는 표시 수단이다. 표시 장치 (4) 는, 예를 들어, 액정 디스플레이 등이다. 또한, 표시 장치 (4) 에는, 연산 장치 (3) 에 의해 산출된 미스얼라인먼트량에 더하여, 촬상부 (2) 에서 촬영한 화상 데이터나, 상기 화상 데이터를 연산 장치 (3) 에서 사영 변환 및 화상 처리한 결과의 화상 데이터 등을, 동시에 표시해도 된다.

기억 장치 (5) 는, 연산 장치 (3) 에 의해 산출된 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보를 보존하는 기억 수단이다. 기억 장치 (5) 는, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브 등이다. 또, 기억 장치 (5) 에는, 촬상부 (2) 에서 촬영한 화상 데이터나, 상기 화상 데이터를 연산 장치 (3) 에서 사영 변환 및 화상 처리한 결과의 화상 데이터 등도 보존해도 된다.

촬상부 (2) 에 의해 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면을 촬영할 때에는, 마커 플레이트 (10) 를 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 단면에 장착한다. 마커 플레이트 (10) 는, 용접 강관 (1) 의 단면에 있어서의 측장을 실현하기 위한 것이고, 그 표면에는 길이가 기지 (旣知) 인 패턴 (10a) 이 묘화되어 있다. 길이가 기지인 패턴 (10a) 으로는, 하나 또는 복수의 한 변의 길이가 기지인 정방형의 패턴이나, 하나 또는 복수의 3 차원 측량용의 마커인 AR 마커 (예를 들어, Aruco) 등이 바람직하다. 마커 플레이트 (10) 는, 용접 강관 (1) 의 단면, 또는 용접 강관 (1) 의 표면에 대해, 간단하게 착탈 가능하도록, 자석 등으로 장착하는 것이 바람직하다. 또, 후술하는 사영 변환의 정밀도를 향상시키기 위해, 마커 플레이트 (10) 에 묘화되는 패턴 (10a) 의 수는 가능한 한 많은 편이 바람직하다. 나아가서는, 용접 강관 (1) 의 용접부에 있어서의 단면의 비드부 (1a) 와 패턴 (10a) 은, 가능한 한 동일 평면 상이 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 통상적인 운용 방법하에서는, 촬상부 (2) 가 배치되어 있는 장소에서 촬영한 경우에, 마커 플레이트 (10) 의 전체를 촬영할 수 있도록, 마커 플레이트 (10) 를 작은 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한, 간편한 측정을 실현하기 위해서, 후술하는 실시형태 2 등에서 설명하는 바와 같이, 촬상부 (2), 연산 장치 (3), 및 표시 장치 (4) 를, 그것들과 동등한 기능을 갖는 촬상 단말 (6) 로 치환해도 된다.

다음으로, 미스얼라인먼트량의 계측 방법에 대해 설명한다.

도 2(a) 는, 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면을 나타낸 확대도이다. 용접 강관 (1) 에 있어서는, 내면으로부터의 용접과 외면으로부터의 용접이 있다. 그 때문에, 내면 (도 2(a) 의 하측) 으로부터 외면측 (도 2(a) 의 상측) 을 향하여 신장하는 비드와, 외면 (도 2(a) 의 상측) 으로부터 내면측 (도 2(a) 의 하측) 을 향하여 신장하는 비드가, 하나로 합쳐진 형태 (도 2(a) 중의 해칭 부분) 의 비드부 (1a) 가 형성된다. 도 2 중, 부호 1b 는, 용접 강관 (1) 의 모재이다. 또, 도 2 중, 부호 1c (도 2(a) 중의 점선) 는, 비드부 (1a) 와 모재부 (1b) 의 경계선이다. 또, 도 2 중, 부호 1d (도 2(a) 중의 일점 쇄선) 는, 외면 (도 2(a) 의 상측) 으로부터 내면측 (도 2(a) 의 하측) 을 향하여 신장하는 비드의 외주선이다.

도 2(b) 는, 미스얼라인먼트량의 산출 방법의 설명을 나타낸 도면이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c) 중, 도 2(b) 중, 좌측에 나타나는 것을 경계선 (1c-LL) 으로 하고, 도 2(b) 중, 우측에 나타나는 것을 경계선 (1c-LR) 으로 한다. 또, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c) 중, 도 2(b) 중, 좌측에 나타나는 것을 경계선 (1c-UL) 으로 하고, 도 2(b) 중, 우측에 나타나는 것을 경계선 (1c-UR) 으로 한다.

먼저, 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-LL) 및 경계선 (1c-LR) 과, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-U) 의 교점의 위치를, 도 2(b) 중의 좌우 각각에서 특정한다. 각 교점은, 도 2(b) 중에 흑색 동그라미로 나타나 있다. 예를 들어, 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-LL) 과, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-UL) 의 교점은, 도 2(b) 에 나타낸 좌측 교점 (CP1) 이다. 동일하게, 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-LR) 과, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 으로부터의 용접에 의해 발생한 경계선 (1c-UR) 의 교점은, 도 2(b) 가 나타낸 우측 교점 (CP2) 이다.

다음으로, 좌측 교점 (CP1) 및 우측 교점 (CP2) 을 각각 지나는 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 직선과, 경계선 (1c) 의 다른 교점을 각각 구한다. 또한, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 직선은, 예를 들어, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같은 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 경계선 (1c-UL, 1c-UR) 의 교점 (CP3, CP4) 을 연결하는 직선 (LP1) 과 평행한 직선으로 할 수 있다.

각 교점은, 도 2(b) 중에 흑색 사각으로 나타나 있다. 그리고, 좌측 교점 (CP1) 을 지나 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 직선을 긋고, 그 직선이 좌측 교점 (CP1) 이외에서 경계선 (1c) 과 교차하는 교점 (CP1') 을 구한다. 동일하게, 우측 교점 (CP2) 을 지나 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 직선을 긋고, 그 직선이 우측 교점 (CP2) 이외에서 경계선 (1c) 과 교차하는 교점 (CP2') 을 구한다.

계속해서, 좌측 교점 (CP1) 및 우측 교점 (CP2) 과, 각각에 대응하는 교점 (CP1') 및 교점 (CP2') 의 중점을 각각 구한다. 각 중점은, 도 2(b) 중에 백색 동그라미로 나타나 있다. 그리고, 좌측 교점 (CP1) 과 교점 (CP1') 의 중점은, 중점 (M1) 으로 한다. 동일하게, 우측 교점 (CP2) 과 교점 (CP2') 의 중점은, 중점 (M2) 으로 한다.

마지막으로, 도 2(b) 중에 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 중점 (M1) 과 중점 (M2) 을 지나, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 수직인 직선을 긋는다. 예를 들어, 중점 (M1) 을 지나는 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 수직인 직선 (L1), 및 중점 (M2) 을 지나는 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 수직인 직선 (L2) 을 그을 수 있다.

이상의 수속으로 얻어진 직선 (L1) 과 직선 (L2) 의 간격을, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 방향에서 측정한 길이가 미스얼라인먼트량 (d) 이다. 이와 같이, 실시형태 1 에 관련된 용접 강관 (1) 의 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) (용접부) 와 모재부 (1b) 의 경계선 (1c) 의 형상에 기초하여 미스얼라인먼트를 자동 계측할 수 있다.

이상이, 미스얼라인먼트의 계측 방법의 설명이다.

다음으로, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3 은, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 의한 측정 순서를 나타낸 플로 차트이다.

실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 의한 측정 순서는, 촬상 스텝 S1 과 사영 변환 스텝 S2 와 산출 스텝 S3 과 표시 스텝 S4 를 포함하고 있다. 촬상 스텝 S1 은, 마커 플레이트 (10) 가 첩부 (貼付) 된 용접 강관 (1) 의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 를 촬상하는 스텝이다. 사영 변환 스텝 S2 는, 촬영된 마커 플레이트 (10) 로부터, 화상 데이터를 소정의 분해능을 갖는 정대 (正對) 화상 데이터로 사영 변환하는 스텝이다. 산출 스텝 S3 은, 상기 사영 변환 후의 화상 데이터로부터 미스얼라인먼트량을 산출하는 스텝이다. 표시 스텝 S4 는, 산출된 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보를 제시하는 스텝이다.

도 4 는, 촬상 스텝 S1 의 상세를 나타낸 플로 차트이다.

촬상 스텝 S1 은, 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 과, 마커 플레이트 설치 스텝 S12 와, 화상 취득 스텝 S13 에 의해 구성되어 있다.

촬상 스텝 S1 이 개시되면, 먼저, 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 이 실시된다. 이 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 에서는, 펜 등의 필기구를 사용하여 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 을 본떠서 마킹한다. 사용하는 필기구로는, 측정 대상의 강관에 대해, 흠집이나 부식을 남기는 일이 없고, 측정 후 등에 강관으로부터 제거가 용이하다는 것이 바람직하다. 또, 정확한 측정을 위해, 필기구의 선의 굵기는, 측정에서 요구되는 미스얼라인먼트량의 오차 정도 이하, 예를 들어, 0.5 [㎜] 이하로 하는 것이 바람직하다.

필기구의 필적의 광학 특성에 대해서는, 후술하는 화상 처리에 있어서 화상 데이터 내로부터의 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 검출이 용이해지도록, 강관에 발생하는 녹이나 강관 단면에 비치는 물체 등과 용이하게 변별할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 촬상부 (2) 로서 컬러 카메라를 사용하는 경우에는, 일반적으로 강관의 녹과 혼동되기 어려운 청색 또는 녹색을 사용하는 것이 바람직하다. 한편으로, 촬상부 (2) 로서 모노크롬 카메라를 사용하는 경우에는, 용접 강관 (1) 의 단면과 분명하게 휘도값이 상이한 필적을 남기는 필기구가 바람직하고, 필적 부분이 광을 일절 투과 및 반사되지 않는 소재의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 용접 강관 (1) 의 단면에 확산광을 조사함으로써, 필적 부분만이 어둡게 촬영되어, 필적을 용이하게 추출할 수 있다.

다음으로, 상기한 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 의 처리가 끝나면, 촬상 스텝 S1 에서는, 마커 플레이트 설치 스텝 S12 가 실시된다. 이 마커 플레이트 설치 스텝 S12 에서는, 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 부근에 마커 플레이트 (10) 를 배치한다. 이 때, 마커 플레이트 (10) 는, 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 에서 본떠진 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 마킹을 가리지 않게 배치한다. 또, 비드부 (1a) 와, 마커 플레이트 (10) 의 패턴이, 가능한 한 동일 평면 상에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기한 마커 플레이트 설치 스텝 S12 의 처리가 끝나면, 촬상 스텝 S1 에서는, 화상 취득 스텝 S13 이 실시된다. 화상 취득 스텝 S13 에서는, 마킹된 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 그리고 마커 플레이트 (10) 를 촬영한다. 또한, 이 때, 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 에서 본떠진 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 마킹의 전체와, 마커 플레이트 (10) 에 묘화된 모든 패턴이, 한 번에 촬영되는 것이 바람직하다.

그리고, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 있어서는, 상기한 화상 취득 스텝 S13 의 처리를 실시한 후, 촬상 스텝 S1 을 종료하고, 후속의 사영 변환 스텝 S2 로 진행된다.

도 5 는, 사영 변환 스텝 S2 의 상세를 나타낸 플로 차트이다.

사영 변환 스텝 S2 는, 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 과, 처리 계속 판정 스텝 S22 와, 파라미터 추정 스텝 S23 과, 화상 변환 스텝 S24 에 의해 구성되어 있다.

사영 변환 스텝 S2 가 개시되면, 먼저, 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 이 실시된다. 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 에서는, 화상 데이터 내로부터 마커 플레이트 (10) 상의 패턴의 위치를 검출하고, 패턴의 화상 데이터 상의 좌표 (이하, 「화상 좌표」 라고 한다) 를 취득한다. 또한, 여기서는, 화상 데이터 내로부터 가능한 한 많은 패턴을 검출하고, 검출에 성공한 패턴의 위치 (중심 또는 정점) 의 화상 좌표를 열거한다.

도 6 은, 촬상 스텝 S1 에서 촬영된, 마킹된 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 그리고 마커 플레이트 (10) 의 화상 데이터의 일례를 나타낸 도면이다. 여기서는, 마커 플레이트 (10) 는 장방형 평판의 중앙에 장방형의 개구부 (10b) 를 뚫은 것으로 한다. 또, 패턴 (10a) 은, 마커 플레이트 (10) 의 네 모퉁이 부근에 각각 배치되어 있는 것으로 한다. 또한, 마커 플레이트 (10) 의 형상 및 패턴 (10a) 의 위치는, 도 6 에 나타내는 형상 및 위치에 한정되는 것은 아니다.

패턴 (10a) 의 화상 좌표는, 화상 데이터 좌상 (左上) 을 원점으로 하고, 화상 데이터 우방향을 x 축의 정 (正) 의 방향, 화상 데이터 하방향을 y 축의 정의 방향으로 하고, 각 축 방향을 따른 화소의 픽셀수로 표현된다. 예를 들어, 도 6 중의 좌상의 패턴 (10a) 에 있어서의 좌상 정점 (P11) 의 검출에 성공한 경우, 그 화상 좌표는, 다음과 같이 결정된다. 즉, 화상 데이터의 좌상의 원점으로부터 출발하여, x 축 방향을 따라 x11 픽셀 진행되고, y 축 방향을 따라 y11 픽셀 진행되면, 좌상 정점 (P11) 에 도달하므로, 좌상 정점 (P11) 의 화상 좌표는 (x11, y11) 이 된다. 동일하게 하여, 검출에 성공한 모든 패턴 k = 1, 2, ···, K 의 각각에 대해, 검출에 성공한 모든 중심 또는 정점 Pkn (n = 1, 2, ···, Nk) 의 화상 좌표 (xkn, ykn) 를 열거한다.

또, 적은 패턴 (10a) 으로부터 많은 화상 좌표를 취득하고자 하는 경우, 패턴 (10a) 의 형상으로는, 장방형 등의 정점을 갖는 형상이 바람직하다. 한편, 검출 처리와 화상 좌표 취득 처리의 용이함을 추구하는 경우, 패턴 (10a) 의 형상으로는, 원 등의 점대칭 형상으로 하고, 그 중심 위치의 화상 좌표를 검출하는 것이 바람직하다. 또, 패턴 (10a) 으로서, 이미 검출 수법이나 화상 좌표 취득 수법이 확립되어 있는 것을 사용해도 된다.

다음으로, 상기한 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 의 처리를 끝내면, 사영 변환 스텝 S2 에서는, 처리 계속 판정 스텝 S22 가 실시된다. 처리 계속 판정 스텝 S22 에서는, 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 에서 검출된 정점 Pkn 의 개수를 카운트하여, 사영 변환이 가능한지의 여부를 판정한다. 일반적으로, 사영 변환을 위해서는, 4 점 이상에서 화상 좌표와 실제의 삼차원 공간 내의 좌표의 대응이 취해져 있을 필요가 있다. 그 때문에, 검출된 정점 Pkn 의 개수가 4 점 미만인 경우 (처리 계속 판정 스텝 S22 에서 NO 인 경우) 에는, 이후에 계속되는 파라미터 추정 스텝 S23 및 화상 변환 스텝 S24 를 스킵하고, 화상 변환이 실패한 것을 나타내는 플래그를 세우고, 사영 변환 스텝 S2 를 종료한다.

한편, 검출된 정점 Pkn 의 개수가 4 점 이상인 경우 (처리 계속 판정 스텝 S22 에서 Yes 인 경우) 에는, 파라미터 추정 스텝 S23 을 실시한다. 파라미터 추정 스텝 S23 에서는, 패턴 위치 좌표 검출 스텝 S21 에서 검출된 정점 Pkn 의 화상 좌표를 사용하여, 촬영한 화상 데이터의 사영 변환의 파라미터를 추정하여 변환을 실시한다.

먼저, 사영 변환의 파라미터를 추정하기 전에, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 분해능 r 을 파라미터로서 설정한다. 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 분해능 r 은 원화상 데이터의 분해능보다 거칠고, 미스얼라인먼트량의 허용 오차보다 작은 것이 바람직하고, 예를 들어, 0.2 [㎜] 등으로 설정하는 것이 바람직하다. 사영 변환시에는, 패턴 (10a) 의 정점 Pkn 의 실제의 좌표 (이하, 「물체 좌표」 라고 한다) 를 미리 설정한다. 도 7 은, 도 6 에 나타낸 마커 플레이트 (10) 의 치수의 예를 나타낸 도면이다. 또한, 마커 플레이트 (10) 의 형상 및 패턴 (10a) 의 위치는, 도 7 에서 나타내는 형상 및 위치에 한정되는 것은 아니다.

패턴 (10a) 의 물체 좌표는, 마커 플레이트 (10) 의 좌상을 원점으로 하고, 마커 플레이트 (10) 의 우방향을 X 축의 정의 방향, 마커 플레이트 (10) 의 하방향을 Y 축의 정의 방향으로 하고, 각 축 방향을 따른 길이 (단위는 예를 들어 [㎜]) 로 표현된다. 예를 들어, 도 7 중의 좌상의 패턴 (10a) 에 있어서의 좌상 정점 (P11) 의 물체 좌표는, 다음과 같이 결정된다. 즉, 마커 플레이트 (10) 의 좌상의 원점으로부터 출발하여, X 축 방향을 따라 X11 [㎜] 진행되고, Y 축 방향을 따라 Y11 [㎜] 진행되면, 좌상 정점 (P11) 에 도달하므로, 좌상 정점 (P11) 의 물체 좌표는 (X11, Y11) 이 된다. 동일하게 하여, 검출에 성공한 모든 패턴 k = 1, 2, ···, K 의 각각에 대해, 검출에 성공한 모든 중심 또는 정점 Pkn (n = 1, 2, ···, Nk) 의 물체 좌표 (Xkn, Ykn) 를 열거한다.

이상에 의해, 검출에 성공한 모든 정점 Pkn 에 관해서, 물체 좌표 (Xkn, Ykn) 와 화상 좌표 (xkn, ykn) 의 대응 관계가 명확하게 되었다. 이들 대응 관계로부터, 사영 변환의 파라미터를 산출한다.

사영 변환은 화상 변형 처리의 하나이다. 사영 변환은, 화상 좌표 (x, y) 를 하기의 수학식 (1) 및 수학식 (2) 에 의해 다른 화상 좌표 (x', y') 로 이동시킴으로써 화상 데이터를 변형한다.

여기서, 상기의 수학식 (1) 및 수학식 (2) 중, A, B, C, D, E, F, G, H 는 사영 변환의 파라미터이다.

촬영한 화상 데이터에 대해, 적절한 파라미터에 의한 사영 변환을 실시하면, 사영 변환 후의 화상 데이터의 1 픽셀과 실제의 길이의 대응 관계, 즉, 사영 변환 후의 화상 데이터의 분해능 r 을, 임의로 결정할 수 있다. 이것을 이용하면, 용접 강관 (1) 의 비드부 (1a) 를 촬영한 화상 데이터에 사영 변환을 실시함으로써, 비드부 (1a) 의 측장을 화상 데이터 상에서 실시하는 것이 가능해진다.

사영 변환의 파라미터를 산출하기 위해서는, 동일 평면 상에 배치된 적어도 4 점 이상의 「점」 을 촬영하고, 그들의 물체 좌표 (X, Y) 와 화상 좌표 (x, y) 의 대응 관계를 취득할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 패턴 (10a) 의 중심이나 정점을, 미리 결정한 배치로 해 둠으로써, 물체 좌표와 화상 좌표의 대응 관계를 취득한다. 따라서, 도 1 에 나타낸 촬상부 (2) 나, 후술하는 도 15 에 나타낸 촬상 단말 (6) 등을 사용하여 마커 플레이트 (10) 를 촬영할 때에는, 비드부 (1a) 뿐만 아니라, 패턴 (10a) 의 중심 또는 정점 Pkn 이, 4 개 이상 화상 데이터에 들어가도록 촬영할 필요가 있다.

사영 변환의 파라미터 산출 방법은, 다음과 같이 실시한다. 먼저, 모든 정점 Pkn 의 물체 좌표 (Xkn, Ykn) 에 대해, 적절한 계수 a 및 정수 b, c 를 사용하여 좌표를 일차 변환하고, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서 정점 Pkn 이 있어야 할 좌표 (xkn', ykn') (단위는 [pix]) 를 결정한다. 일차 변환은, 하기의 수학식 (3) 및 수학식 (4) 에 의해 실시된다.

여기서, 계수 a 는, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 분해능 r 의 역수에 해당한다. 따라서, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 분해능 r 을 미리 결정한 후에, 계수 a 의 값을 r 의 역수로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 정수 b, c 는, 각각 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의, 물체 좌표계의 원점의 x 좌표 및 y 좌표이다. 따라서, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서, 물체 좌표의 원점이 취해야 할 좌표 (x0, y0) 를 미리 결정한 후에, 정수 b, c 의 값을, 각각, b = x0, c = y0 으로 설정하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 분해능 r 을 0.5 [㎜/pix] 로 하고, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서의 물체 좌표의 원점의 위치가 (0 [pix], 100 [pix]) 가 되도록 하는 경우에 대해 생각한다. 이 경우에는, 계수 a 를, a = 1/r = 1/0.5 [㎜/pix] = 2 [pix/㎜] 로 하고, 정수 b, c 를, 각각, 0 [pix], 100 [pix] 로 하면 된다.

계속해서, 상기의 수학식 (1) 및 수학식 (2) 의 파라미터 A, B, C, D, E, F, G, H 의 값을 산출한다. 각 파라미터의 값은, 촬영된 화상 데이터에 있어서의 정점 Pkn 의 화상 좌표 (xkn, ykn) 가, 상기의 수학식 (1) 및 수학식 (2) 에 의해, 사영 변환 후의 화상 데이터에 있어서 정점 Pkn 이 있어야 할 좌표 (xkn', ykn') 로 변환되도록 결정한다.

각 파라미터의 구체적인 산출 방법으로는, 몇 가지인가 있다. 예를 들어, 정점 Pkn 의 개수가 정확히 4 개인 경우에는, 상기의 수학식 (1) 및 수학식 (2) 에 전술한 좌표의 값을 대입하면, 식의 수와 미지수의 수가 일치하기 때문에, 연립 방정식으로서 파라미터 A, B, C, D, E, F, G, H 에 대해 풀면 된다. 또, 정점 Pkn 의 개수가 4 개보다 많은 경우에는, 최소 이승법 등의 공지된 수학적 수법을 사용하여, 파라미터 A, B, C, D, E, F, G, H 의 값을 결정한다.

또한, 사영 변환의 구체적 방법은, 여기서 나타낸 방법에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 화상 변환 스텝 S24 에서는, 추정된 사영 변환의 파라미터 M 을 사용하여 촬상 스텝 S1 에서 촬영된 화상 데이터를 사영 변환한다. 추정된 사영 변환의 파라미터 M 을 사용하여 촬상 스텝 S1 에서 촬영된 화상 데이터를 사영 변환한다. 여기서, 사영 변환의 파라미터 M 이란, 파라미터 추정 스텝 S23 에서 결정한 파라미터 A, B, C, D, E, F, G, H 의 조합을 말한다. 또, 사영 변환 후의 화상 데이터는, 변환 전의 화상 데이터에 있어서의 휘도값 또는 RGB 값은 그대로이고, 변환 전의 화상 데이터에 있어서의 좌표 (x, y) 를, 상기 수학식 (1) 및 상기 수학식 (2) 를 사용하여 산출된 좌표 (x', y') 로 치환함으로써 생성된다.

그리고, 상기한 화상 변환 스텝 S24 의 처리를 실시한 후, 사영 변환 스텝 S2 를 종료하고, 후속의 산출 스텝 S3 으로 진행된다.

또한, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에서는, 사영 변환 스텝 S2 에 있어서 화상 데이터의 사영 변환을 할 수 없었던 경우, 산출 스텝 S3 을 스킵하고 표시 스텝 S4 로 진행된다.

도 8 은, 산출 스텝 S3 의 상세를 나타낸 플로 차트이다.

산출 스텝 S3 은, 마킹 검출 스텝 S31 과, 기울기 보정 스텝 S32 와, 경계 외측 검출 스텝 S33 과, 교점 검출 스텝 S34 와, 미스얼라인먼트 산출 스텝 S35 에 의해 구성되어 있다. 그리고, 산출 스텝 S3 에서는, 사영 변환 스텝 S2 에서 얻어진 사영 변환 후의 화상 데이터를 사용하여, 이하의 각 스텝의 처리를 실시한다.

산출 스텝 S3 이 개시되면, 먼저, 마킹 검출 스텝 S31 이 실시된다. 마킹 검출 스텝 S31 에서는, 촬상 스텝 S1 의 비드·모재 경계선 마킹 스텝 S11 에서 본떠진 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 마킹을 추출한다. 마킹 검출에서는, 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 을 본뜬 필기구의 특성에 맞추어, 적절한 방법을 선택할 필요가 있다. 예를 들어, 촬상부 (2) 로서 컬러 카메라를 사용하는 경우로서, 또한, 청색의 필기구를 사용한 경우 (필적 부분이 청색인 경우) 에 대해 생각한다. 이 경우에는, 화상 데이터의 청색 채널과, 그 보색인 적색 채널의 차를 취하고, 그 차가 소정의 임계값보다 커진 지점을 마킹으로서 추출하는 것이 바람직하다. 한편, 촬상부 (2) 로서 모노크롬 카메라를 사용하는 경우로서, 또한, 필적 부분이 광을 일절 투과 및 반사되지 않는 필기구를 사용한 경우에는, 화상 데이터 내의 비드부 (1a) 의 주변으로부터, 일정한 휘도값 이하의 영역을, 마킹으로서 추출하는 것이 바람직하다.

또, 어느 경우에도, 2 치화에 의한 영역 추출을 실시한 후, 모르폴로지 처리를 실시하거나, 라벨링 처리 후에 일정 면적 이하의 영역을 제외하거나 함으로써, 노이즈를 제거하여, 마킹 영역을 보다 정확하게 추출하는 것이 가능해진다.

다음으로, 상기한 마킹 검출 스텝 S31 의 처리를 끝내면, 산출 스텝 S3 에서는, 기울기 보정 스텝 S32 가 실시된다. 기울기 보정 스텝 S32 에서는, 화상 데이터의 x 축 방향이 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 평행이 되도록 화상 데이터를 회전시켜 기울기를 보정하는 처리를 실시한다. 이것은, 비드부 (1a) 와 마커 플레이트 (10) 가, 약간 회전하여 설치된 경우에, 회전 오차를 제거하기 위한 처리이다.

도 9 는, 기울기 보정 스텝 S32 에서 실시하는 처리의 설명을 나타낸 도면이다. 또한, 도 9(a) 는, 촬상부 (2) 에 의해 촬영한 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면의 화상 데이터를 나타낸 도면이다. 또, 도 9(b) 는, 마킹 검출 스텝 S31 의 처리의 결과, 얻어진 화상 데이터 (100) 를 나타낸 도면이다. 또한, 도 9(b) 중, 부호 102 는, 추출된 마킹 영역 (101) 중, y 좌표가 국소 최소가 되는 점이다. 또, 도 9(b) 중, 부호 103 은 추출된 마킹 영역 (101) 중, y 좌표가 국소 최대가 되는 점이다. 또, 도 9(b) 중, 파선 (HL1) 은, 점 (102) 을 연결한 직선이다. 또, 도 9(b) 중, 일점 쇄선 (HL2) 은, 점 (103) 을 연결한 직선이다. 또, 도 9(c) 는, 기울기 보정 스텝 S32 의 처리의 결과, 얻어지는 회전 보정 후의 보정 화상 데이터를 나타낸 도면이다. 또한, 도 9(c) 중, 부호 101 은, 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 을 따라 그어진 마킹으로서 추출된 마킹 영역 (101) 이다.

마킹 영역 (101) 이 올바르게 추출된 경우, 점 (102) 은 마킹 영역 (101) 과 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 의 교점이 되므로, 파선 (HL1) 은 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 에 평행한 직선이라고 간주할 수 있다. 따라서, 파선 (HL1) 이 화상 데이터의 x 축 방향과 평행이 되도록 화상 데이터 전체를 회전시킴으로써, 화상 데이터의 x 축 방향을 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 평행하게 할 수 있다.

한편으로, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 이 거의 평행하고, 그 차이를 무시할 수 있는 경우에는, 화상 데이터의 x 축 방향이 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 과 평행이 되도록 화상 데이터를 회전시켜도 된다. 또한, 용접 강관 (1) 의 외면 (11) 과 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 이 거의 평행이란, 예를 들어, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같은 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 과 경계선 (1c-LL, 1c-LR) 의 교점 (CP5, CP6) 을 연결하는 직선 (LP2) 과 평행한 직선으로 할 수 있다.

그리고, 화상 데이터의 x 축 방향이 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 과 평행이 되도록 화상 데이터를 회전시켰을 때, 마킹 영역 (101) 이 올바르게 추출된 경우, 점 (103) 은 마킹 영역 (101) 과 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 의 교점이 된다. 이 점에서, 일점 쇄선 (HL2) 은, 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 에 평행한 직선이라고 간주할 수 있다. 따라서, 일점 쇄선 (HL2) 이 화상 데이터의 x 축 방향과 평행이 되도록 화상 데이터 전체를 회전시킴으로써, 화상 데이터의 x 축 방향을 용접 강관 (1) 의 내면 (12) 과 평행하게 할 수 있다.

다음으로, 상기한 기울기 보정 스텝 S32 의 처리를 끝내면, 산출 스텝 S3 에서는, 경계 외측 검출 스텝 S33 이 실시된다. 경계 외측 검출 스텝 S33 에서는, 마킹 검출 스텝 S31 에서 추출된 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 마킹으로부터, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 및 우측의 가장자리를 각각 추출한다. 이것은, 경계선 (1c) 및 외주선 (1d) 의 교점 (CP1, CP2) 을 검출하기 위해서 필요한 처리이다.

도 10 은, 경계 외측 검출 스텝 S33 에서 실시하는 처리의 설명을 나타낸 도면이다. 또한, 도 10 중, 부호 111 은, 경계 외측 검출 스텝 S33 에 의해 검출된 마킹 영역의 좌측의 가장자리이다. 또, 도 10 중, 부호 112 는, 경계 외측 검출 스텝 S33 에 의해 검출된 마킹 영역의 우측의 가장자리이다.

경계 외측 검출 스텝 S33 에서는, 기울기 보정 스텝 S32 에서 얻어진 보정 화상 데이터 (110) 에 대해, y 좌표마다, 화상 데이터를 x 축 방향을 따라 주사하고, 처음으로 마킹 영역 (101) 과 교차한 위치의 좌표를 검출한다. 이로써, 경계 외측 검출 스텝 S33 에서는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111), 및 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 가 각각 검출된다.

도 10(a) 는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 의 검출 방법을 나타낸 도면이다. 화상 좌표에서 취할 수 있는 모든 y 좌표의 값 y 에 대해, 화상 데이터 좌단으로부터 우단을 향하여 x 축 방향으로 주사하고, 처음으로 마킹 영역 (101) 과 교차하는 점의 좌표 (xL_y, y) 를 결정한다. 여기서, x 축 방향의 주사 중에, 한번도 마킹 영역 (101) 과 교차하지 않고 화상 데이터의 우단에 도달한 경우에는, 당해 y 좌표에 마킹 영역의 좌측의 가장자리 (111) 가 없다고 판정되므로, xL_y 에 가장자리 없음을 의미하는 특수한 값 (예를 들어, -1) 을 설정한다. 이상의 수속에 의해 얻어진 좌표의 열 (xL_y, y) (y = 1, ···, Y) 이, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군의 좌표이다.

도 10(b) 는, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 의 검출 방법을 나타낸 도면이다. 화상 좌표에서 취할 수 있는 모든 y 좌표의 값 y 에 대해, 화상 데이터 우단으로부터 좌단을 향하여 x 축 방향으로 주사하고, 처음으로 마킹 영역 (101) 과 교차하는 점의 좌표 (xR_y, y) 를 결정한다. 여기서, x 축 방향의 주사 중에, 한번도 마킹 영역 (101) 과 교차하지 않고 화상 데이터의 좌단에 도달한 경우에는, 당해 y 좌표에 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 가 없다고 판정되므로, xR_y 에 가장자리 없음을 의미하는 특수한 값 (예를 들어, -1) 을 설정한다. 이상의 수속에 의해 얻어진 좌표의 열 (xR_y, y) (y = 1, ···, Y) 이, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군의 좌표이다.

또한, 이상의 방법에서는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 상의 점으로서 검출된 점이, 실제는 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 에 포함되는 점이라는 오검출이 발생할 수 있다. 반대로, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 상의 점으로서 검출된 점이, 실제는 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 에 포함되는 점이라는 오검출이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 10(a) 중에 나타낸 점 (Pe1) 은, 마킹 영역의 좌측의 가장자리 (111) 상의 점으로서 검출되어 있지만, 실제는 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 에 포함된다.

후술하는 교점 검출 스텝 S34 에서는, 예를 들어, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 상의 점 중, 가장 우측에 있는 점을 교점 후보로서 처리하기 때문에, 이와 같은 분명한 오검출은 배제하는 것이 바람직하다. 오검출 배제의 방법으로는, 복수 생각된다. 예를 들어, 이와 같은 오검출이 마킹 영역 (101) 의 상단 혹은 하단에서 발생하는 것에 주목하여, 상단 근방 및 하단 근방의 점군 좌표의 x 좌표인 xR_y 및 xL_y 를 강제적으로 특수한 값 (예를 들어, -1) 으로 하여, 검출되지 않은 것으로 하는 방법이 생각된다.

예를 들어, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군의 좌표 (xL_y, y) (y = 1, ···, Y) 가 얻어졌을 때, y 를 1 부터 Y 까지 오름차순으로 변화시키고, 처음으로 xL_y 가 -1 이 아닌 값을 취하는 y 좌표는 y0 으로 한다. 이 때, y = y0, y0 + 1, ···, y0 + dy (dy 는 소정의 정수) 에 대한 xL_y 의 값은, 강제적으로 -1 로 한다. 이 처리에 의해, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군 (xL_y, y) 중, 마킹 영역 (101) 의 상단 부근에서 검출된 것을 배제하고, 오검출을 배제할 수 있다.

동일하게, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군의 좌표 (xL_y, y) (y = 1, ···, Y) 가 얻어졌을 때, y 를 Y 부터 1 까지 내림차순으로 변화시키고, 처음으로 xL_y 가 -1 이 아닌 값을 취하는 y 좌표는 y1 로 한다. 이 때, y = y1, y1 - 1, ···, y1 - dy (dy 는 소정의 정수) 에 대한 xL_y 의 값은, 강제적으로 -1 로 한다. 이 처리에 의해, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군 (xL_y, y) 중, 마킹 영역 (101) 의 하단 부근에서 검출된 것을 배제하고, 오검출을 배제할 수 있다.

또한, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군의 좌표 (xR_y, y) (y = 1, ···, Y) 에 대해서도, 동일한 처리를 실시한다. 이로써, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군 (xR_y, y) 중, 마킹 영역 (101) 의 상단 부근 및 하단 부근에서 검출된 것을 배제하고, 오검출을 배제할 수 있다.

당연히 오검출 검출의 방법은, 상기에서 설명한 것에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 상기한 기울기 보정 스텝 S32 의 처리를 끝내면, 산출 스텝 S3 에서는, 교점 검출 스텝 S34 가 실시된다. 교점 검출 스텝 S34 에서는, 경계선 (1c) 의 교점 (CP1, CP2) 을 검출한다. 도 11 은, 교점 검출 스텝 S34 의 상세를 나타낸 플로 차트이다.

교점 검출 스텝 S34 는, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 과, 좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 와, 좌측 교점 판정 스텝 S343 과, 좌측 교점 후보점 한정 스텝 S344 와, 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 와, 우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 과, 우측 교점 판정 스텝 S347 과, 우측 교점 후보점 한정 스텝 S348 에 의해 구성되어 있다.

그리고, 교점 검출 스텝 S34 가 개시되면, 먼저, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 이 실시된다. 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 에서는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 에서 교점의 후보점을 탐색한다. 여기서는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군 (xL_y, y) 중, x 좌표인 xL_y 가 -1 은 아닌 것 중에서 가장 값이 큰 점, 즉, 가장 우측에 위치하는 점을 선택하고, 좌측 교점 (CP1) 의 후보점으로 한다. 만약, 점군 (xL_y, y) 의 x 좌표가 모두 -1 이면, 후보점 없음으로 한다.

다음으로, 교점 검출 스텝 S34 에서는, 좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 가 실시된다. 좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 에서는, 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이 발견되었는지의 여부를 판정한다. 즉, 좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 에서는, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 에 있어서 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이 발견된 경우에, 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이 있음으로 판정하고 (좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 에서 Yes), 다음의 좌측 교점 판정 스텝 S343 으로 진행된다. 한편, 좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 에서는, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 에 있어서 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이 발견되지 않은 경우에, 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이 없음으로 판정하고 (좌측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S342 에서 No), 에러로서 교점 검출 스텝 S34 의 처리를 종료한다.

좌측 교점 판정 스텝 S343 에서는, 발견된 후보점이 좌측 교점 (CP1) 인지의 여부를 판정한다. 도 12 는, 발견된 후보점이 좌측 교점 (CP1) 인지 여부의 판정 방법의 설명을 나타낸 도면이다. 또한, 도 12(a) 중, 부호 121 은 좌측 교점 (CP1) 의 후보점이다. 또, 도 12(b) 및 도 12(c) 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 후보점 (121) 을 중심으로 하여 소정의 사이즈를 갖는 직사각형 (201, 202) 에 주목하여, 직사각형 (201, 202) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (131, 132) (도 12(b) 및 도 12(c) 중, 백색 마름모꼴로 나타낸 점) 의 개수를 카운트한다.

도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 후보점 (121) 이 좌측 교점 (CP1) 인 경우에는, 직사각형 (201) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (131) 은 3 개가 된다. 이 경우에는, 현시점의 후보점 (121) 이 좌측 교점 (CP1) 인 것으로 판정하고 (좌측 교점 판정 스텝 S343 에서 Yes), 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 로 진행된다.

한편으로, 도 12(c) 에 나타내는 바와 같이, 후보점 (121) 이 교점이 아닌 경우, 직사각형 (202) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (132) 은 2 개가 된다. 이 경우에는, 현시점의 후보점 (121) 은 좌측 교점 (CP1) 은 아니라고 판정하고 (좌측 교점 판정 스텝 S343 에서 No), 좌측 교점 후보점 한정 스텝 S344 로 진행된다.

좌측 교점 후보점 한정 스텝 S344 에서는, 후보점 (121) 이 좌측 교점 (CP1) 이 아니라고 판정된 경우에, 새로운 후보점 (121) 을 탐색하기 위한 전처리를 실시한다. 이 스텝에 도달한 단계에서는, 좌측 교점 (CP1) 의 후보점 (121) 으로서 선택된 점은, 실제로는 좌측 교점 (CP1) 이 아닌 것이 확인되어 있기 때문에, 재탐색시에는 제외하고 탐색할 필요가 있다.

그래서, 좌측 교점 후보점 한정 스텝 S344 에서는, 현시점의 후보점 (121), 및 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군 (xL_y, y) 중, 현시점의 후보점 (121) 의 근방의 점의 x 좌표 xL_y 를 -1 로 덮어쓰고, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 로 되돌아간다. 그리고, 좌측 교점 후보점 탐색 스텝 S341 에서는, x 좌표 xL_y 가 -1 은 아닌 것 중에서 가장 값이 큰 점을 후보점 (121) 으로 하기 때문에, 이상의 처리에서, 한 번, 좌측 교점 (CP1) 이 아니라고 판정된 점은, 그 후, 후보점 (121) 으로서 선택되는 일은 없다.

우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 에서는, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 로부터 교점의 후보점을 탐색한다. 여기서는, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군 (xR_y, y) 중, x 좌표 xR_y 가 -1 이 아닌 것 중에서 가장 값이 작은 점, 즉, 가장 우측에 위치하는 점을 선택하고, 우측 교점 (CP2) 의 후보점으로 한다. 만약, 점군 (xR_y, y) 의 x 좌표가 모두 -1 이면, 후보점 없음으로 한다.

다음으로, 상기한 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 의 처리가 끝난 후, 우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 에서는, 우측 교점 (CP2) 의 후보점이 발견되었는지의 여부를 판정한다. 즉, 우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 에서는, 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 에 있어서 우측 교점 (CP2) 의 후보점이 발견된 경우에, 우측 교점 (CP2) 의 후보점이 있음으로 판정하고 (우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 에서 Yes), 다음의 우측 교점 판정 스텝 S347 로 진행된다. 한편, 우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 에서는, 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 에 있어서 우측 교점 (CP2) 의 후보점이 발견되지 않은 경우에, 우측 교점 (CP2) 의 후보점이 없음으로 판정하고 (우측 교점 후보점 유무 확인 스텝 S346 에서 No), 에러로서 교점 검출 스텝 S34 의 처리를 종료한다.

다음으로, 우측 교점 판정 스텝 S347 에서는, 발견된 후보점이 우측 교점 (CP2) 인지의 여부를 판정한다. 도 13 은, 발견된 후보점이 우측 교점 (CP2) 인지 여부의 판정 방법의 설명을 나타낸 도면이다. 또한, 도 13(a) 중, 부호 122 는 우측 교점 (CP2) 의 후보점이다. 또, 도 13(b) 및 도 13(c) 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 후보점 (122) 을 중심으로 하여 소정의 사이즈를 갖는 직사각형 (203, 204) 에 주목하여, 직사각형 (203, 204) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (133, 134) (도 13(b) 및 도 13(c) 중, 백색 마름모꼴로 나타내는 점) 의 개수를 카운트한다.

도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 후보점 (122) 이 우측 교점 (CP2) 인 경우에는, 직사각형 (203) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (133) 은 3 개가 된다. 이 경우에는, 현시점의 후보점 (122) 이 우측 교점 (CP2) 인 것으로 판정하고 (우측 교점 판정 스텝 S347 에서 Yes), 교점 검출 스텝 S34 의 처리를 종료한다.

한편으로, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 후보점 (122) 이 교점이 아닌 경우, 직사각형 (204) 과 마킹 영역 (101) 이 교차하는 점 (134) 은 2 개가 된다. 이 경우에는, 현시점의 후보점 (122) 은 우측 교점 (CP2) 은 아니라고 판정하고 (우측 교점 판정 스텝 S347 에서 No), 우측 교점 후보점 한정 스텝 S348 로 진행된다.

우측 교점 후보점 한정 스텝 S348 에서는, 후보점 (122) 이 우측 교점 (CP2) 이 아니라고 판정된 경우에, 새로운 후보점 (122) 을 탐색하기 위한 전처리를 실시한다. 이 스텝에 도달한 단계에서는, 우측 교점 (CP2) 의 후보점 (122) 으로서 선택된 점은, 실제로는 우측 교점 (CP2) 이 아닌 것이 확인되고 있기 때문에, 재탐색시에는 제외하고 탐색할 필요가 있다.

그래서, 우측 교점 후보점 한정 스텝 S348 에서는, 현시점의 후보점 (122), 및 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군 (xR_y, y) 중, 현시점의 후보점 (122) 의 근방의 점의 x 좌표 xR_y 를 -1 로 덮어쓰고, 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 로 되돌아간다. 우측 교점 후보점 탐색 스텝 S345 에서는, x 좌표 xR_y 가 -1 이 아닌 것 중에서 가장 값이 작은 점을 후보점으로 하기 때문에, 이상의 처리에서, 한 번, 우측 교점 (CP2) 이 아니라고 판정된 점은, 그 후, 후보점 (122) 으로서 선택되는 일은 없어진다.

다음으로, 상기한 교점 검출 스텝 S34 의 처리를 실시한 후, 산출 스텝 S3 에서는, 미스얼라인먼트 산출 스텝 S35 가 실시된다. 미스얼라인먼트 산출 스텝 S35 에서는, 검출된 좌측 교점 (CP1) 및 우측 교점 (CP2) 으로부터, 미스얼라인먼트량을 산출한다. 도 14 는, 미스얼라인먼트 산출 스텝 S35 의 처리의 설명을 나타낸 도면이다.

도 14(a) 는, 좌측 교점 (CP1) 에 대한 처리의 설명을 나타낸 도면이다. 도 14(a) 에 나타낸 바와 같이, 검출된 좌측 교점 (CP1) 을 기점으로 하여, 화상 데이터의 x 축 방향을 따라 우방향으로 주사하고, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 와의 교점을 교점 (CP1') 으로 한다. 이 처리는, 마킹 영역 (101) 의 우측의 가장자리 (112) 를 따른 점군 (xR_y, y) 중, 좌측 교점 (CP1) 과 동일한 y 좌표를 갖는 점의 x 좌표 xR_y 를 선택함으로써 실현한다. 다음으로, 좌측 교점 (CP1) 과, 대응하는 교점 (CP1') 의 중점 (M1) 의 화상 데이터의 x 좌표를 산출한다. 구체적으로, 좌측 교점 (CP1) 의 화상 데이터의 x 좌표 xCP1 과, 교점 (CP1') 의 화상 데이터의 x 좌표 xCP1' 의 중점 (M1) 의 x 좌표 xM1 은, 하기의 수학식 (5) 에 의해 산출한다.

도 14(b) 는, 우측 교점 (CP2) 에 대한 처리의 설명을 나타낸 도면이다. 도 14(b) 에 나타낸 바와 같이, 검출된 우측 교점 (CP2) 을 기점으로 하여, 화상 데이터의 x 축 방향을 따라 좌방향으로 주사하고, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 와의 교점을 교점 (CP2') 으로 한다. 이 처리는, 마킹 영역 (101) 의 좌측의 가장자리 (111) 를 따른 점군 (xL_y, y) 중, 우측 교점 (CP2) 과 동일한 y 좌표를 갖는 점의 x 좌표 xL_y 를 선택함으로써 실현한다. 다음으로, 우측 교점 (CP2) 과, 대응하는 교점 (CP2') 의 중점 (M2) 의 화상 데이터의 x 좌표를 산출한다. 구체적으로, 우측 교점 (CP2) 의 화상 데이터의 x 좌표 xCP2 와, 교점 (CP2') 의 화상 데이터의 x 좌표 xCP2' 의 중점 (M2) 의 x 좌표 xM2 는, 하기의 수학식 (6) 에 의해 산출한다.

마지막으로, 미스얼라인먼트량 (d) 을 하기의 수학식 (7) 에 의해 산출한다. 또한, 하기의 수학식 (7) 중, r 은, 화상 데이터의 분해능 (단위 [㎜/pix]) 이다.

다음으로, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법에 있어서는, 상기한 미스얼라인먼트 산출 스텝 S35 의 처리를 실시한 후, 산출 스텝 S3 을 종료하고, 후속의 표시 스텝 S4 로 진행된다. 표시 스텝 S4 에서는, 산출된 미스얼라인먼트량 (d) 을 포함하는 정보를 표시 장치 (4) 등에 표시한다. 여기서 표시되는 정보로는, 미스얼라인먼트량 (d) 의 정보, 미스얼라인먼트량 (d) 의 산출의 근거가 되는 정보, 사영 변환 전의 화상 데이터, 사영 변환 후의 화상 데이터, 처리의 과정에서 생성된 중간 화상 데이터, 미스얼라인먼트량 (d) 의 산출 결과가 중첩된 화상 데이터, 및 미스얼라인먼트량 (d) 의 산출의 근거가 되는 정보가 중첩된 화상 데이터 등을 들 수 있다. 특히, 미스얼라인먼트량 (d) 의 산출 결과나 산출의 근거가 되는 정보가 보조선 등으로 중첩된 화상 데이터를 표시함으로써, 오퍼레이터가 미스얼라인먼트량 (d) 의 산출 근거를 직감적으로 해석할 수 있다.

또, 얻어진 미스얼라인먼트량 (d) 을 포함하는 정보에 기초하여, 마커 플레이트 (10) 와, 당해 마커 플레이트 (10) 가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 가 촬영된 화상 데이터의 촬상 조건을, 오퍼레이터가 변경해도 된다. 특히, 상기 서술한 촬상 스텝 S1 이 실행된 경우에는, 당해 촬상 스텝 S1 에서의 촬상 조건을 변경할 수 있다.

(실시형태 2)

이하에, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법의 실시형태 2 에 대해 설명한다. 또한, 실시형태 2 에 있어서, 실시형태 1 과 동일한 설명은 적절히 생략한다.

도 15 는, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 일례를 나타낸 도면이다. 도 16 은, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 은, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 와 중계기 (8) 와 마커 플레이트 (10) 를 구비하고 있다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서, 촬상 단말 (6) 은, 예를 들어, 촬상부 (61), 제 2 표시부 (62), 제 2 입력부 (63), 제 2 연산부 (64), 제 2 통신부 (65), 및 제 2 기억부 (66) 를 구비한 컴퓨터이다.

구체적으로, 촬상 단말 (6) 은, 스마트폰, 태블릿 단말, 및 통신 기능이 형성된 디지털 카메라 등이다. 본 실시형태에서는, 스마트폰을 촬상 단말 (6) 로 한 경우로 설명한다. 여기서, 촬상부 (61) 는, 스마트폰에 내장된 카메라 등에 의해 구성되어 있다. 제 2 표시부 (62) 는, 스마트폰에 내장된 디스플레이 등에 의해 구성되어 있다. 제 2 입력부 (63) 는, 스마트폰에 내장된 터치 패널 등에 의해 구성되어 있다. 제 2 연산부 (64) 는, 스마트폰에 내장된 CPU 나 GPU 등에 의해 구성되어 있다. 제 2 통신부 (65) 는, 제 2 연산부 (64) 에 형성되어 있고, 스마트폰에 내장된 통신용 인터페이스 등에 의해 구성되어 있다. 제 2 기억부 (66) 는, 스마트폰에 내장된 메모리 등에 의해 구성되어 있다.

촬상 단말 (6) 이 구비하는, 촬상부 (61), 제 2 표시부 (62), 제 2 연산부 (64), 및 제 2 기억부 (66) 는, 실시형태 1 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 이 구비하는, 촬상부 (2), 연산 장치 (3), 표시 장치 (4), 및 기억 장치 (5) 와, 동등한 기능을 갖는다. 또한, 촬상 단말 (6) 은, 촬상부 (61) 를 구비하고 있기 때문에, 네트워크상의 가상 장치 (클라우드 등) 는 설정 불가이다. 또, 촬상 단말 (6) 은, 마커 플레이트 (10) 와 함께, 용접 강관 (1) 의 용접부에 있어서의 단면의 비드부 (1a) 의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템을 구성하고 있다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서, 정보 처리 장치 (7) 는, 예를 들어, 컴퓨터이다. 이 컴퓨터로는, 예를 들어, 제 1 표시부 (71), 제 1 입력부 (72), 제 1 연산부 (73), 제 1 통신부 (74), 및 제 1 기억부 (75) 를 구비한, 일체형의 퍼스널 컴퓨터이다.

제 1 표시부 (71) 는, 모니터 등에 의해 구성되어 있다. 제 1 입력부 (72) 는, 키보드, 마우스, 및 마이크 등에 의해 구성되어 있다. 제 1 연산부 (73) 는, CPU GPU 등에 의해 구성되어 있고, 제 1 통신부 (74) 도 가지고 있다. 제 1 통신부 (74) 는, 제 1 연산부 (73) 에 형성되어 있고, 통신용 인터페이스 등에 의해 구성되어 있다. 제 1 기억부 (75) 는, 하드 디스크나 솔리드 스테이와 드라이브 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 정보 처리 장치 (7) 로는, 네트워크상의 가상 장치 (클라우드 등) 를 사용해도 된다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 각각이 구비하는 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해, 무선 통신 기능을 갖는 통신 장치인 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신이 가능하게 되어 있다. 또한, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 중계기 (8) 를 통하지 않고, 예를 들어, Bluetooth (등록상표) 등의 근거리 무선 통신에 의해 직접, 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해 통신이 가능하게 구성되어 있어도 된다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 미스얼라인먼트 측정을 실시할 때, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 동일한 시설 내에 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 각각 자사의 상이한 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 자사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 타사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 타사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 즉, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신을 실시할 수 있으면, 미스얼라인먼트 측정시에 있어서의 각각의 위치는, 특별히 한정되는 것은 아니다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터, 및 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보 등을, 촬상 단말 (6) 의 제 2 기억부 (66) 뿐만 아니라, 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 기억부 (75) 에 기억시켜도 된다. 즉, 촬상 단말 (6) 은, 중계기 (8) 를 통하여 제 2 통신부 (65) 로부터 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 에, 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보 등의 기록해야 할 정보를 송신하고, 제 2 기억부 (66) 보다 대용량의 기억 영역을 갖는 제 1 기억부 (75) 에 기록시켜도 된다.

또한, 촬상 단말 (6) 로부터 정보 처리 장치 (7) 에 송신되는, 상기 기록해야 할 정보로는, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터가 포함된다. 또, 상기 기록해야 할 정보로는, 촬상 단말 (6) 에 있어서의 처리시의 파라미터가 포함된다. 이 파라미터에는, 예를 들어, 마커 플레이트 (10) 상에 배치된 패턴 (10a) 에 관한 정보인, 종류, 위치, 각도, 크기, 및 식별자가 포함된다. 또한, 상기 파라미터에는, 상기 서술한, 비드·모재 경계선 마킹 스텝에서 사용하는 필기구의 색과 굵기, 사영 변환 스텝에 있어서의 분해능, 산출 스텝에 있어서의 필적 추출의 임계값, 및 그 밖의 처리상에서 필요한 초기값 등이 포함된다. 이들 처리의 파라미터는, 오퍼레이터가 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부 (63) 를 조작함으로써 지정할 수 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 기록해야 할 정보에는, 촬상 단말 (6) 에 있어서의 처리 결과가 포함된다. 이 처리 결과에는, 예를 들어, 촬상부 (61) 에 의해 촬영된 화상 데이터, 또는 상기 화상 데이터를 사영 변환한 화상 데이터에 대해, 미스얼라인먼트량의 값, 및 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선을 추기 (追記) 한 화상 데이터가 포함된다. 또한, 기록해야 할 정보에는, 예를 들어, 미스얼라인먼트량의 값의 텍스트 데이터, 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선의 좌표 정보의 텍스트 데이터, 및 사영 변환의 파라미터에 관한 텍스트 데이터가 포함된다.

또, 상기 기록해야 할 정보에는, 촬영한 일시, 장소, 촬영자, 촬상 단말 (6) 에 관한 정보, 및 용접 강관 (1) 에 관한 정보 등의, 기본 정보가 포함된다. 촬상 단말 (6) 에 관한 정보에는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 식별자, 및 IP 어드레스 등의 정보가 포함된다. 용접 강관 (1) 에 관한 정보에는, 예를 들어, 제품 번호, 제품명, 로트 번호, 및 규격 등, 용접 강관 (1) 을 식별할 수 있는 정보나, 용접 강관 (1) 을 특징 짓는 정보 등이 포함된다. 또한, 용접 강관 (1) 에 관한 정보는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부 (63) 를 사용하여 오퍼레이터가 입력한다.

또, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 은, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 촬상 단말 (6) 및 정보 처리 장치 (7) 와는 별도로, 대규모 데이터베이스를 이용한 데이터 기록 수단인 외부 기억 장치 (9) 를 구비해도 된다. 외부 기억 장치 (9) 는, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는 상이한 시설 내에 형성되어 있다. 그리고, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 예를 들어, 외부 기억 장치 (9) 에 상기 기록해야 할 정보 등을 기록해 두어도 된다. 또한, 외부 기억 장치 (9) 로는, 네트워크상의 가상 장치 (클라우드 등) 를 사용해도 된다.

도 18 은, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서 실시되는, 촬상 단말 (6) 의 처리와 정보 처리 장치 (7) 의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다. 또한, 도 18 에 나타낸, 촬상 스텝 S101, 사영 변환 스텝 S102, 산출 스텝 S103, 및 표시 스텝 S104 는, 도 3 에 나타낸, 촬상 스텝 S1, 사영 변환 스텝 S2, 산출 스텝 S3, 및 표시 스텝 S4 와 동일하다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 먼저, 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 와 마커 플레이트 (10) 를, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영한다 (촬상 스텝 S101). 다음으로, 촬상 단말 (6) 에서는, 제 2 연산부 (64) 에 의해, 촬영한 화상 데이터에 대해, 화상 데이터의 사영 변환을 실시한다 (사영 변환 스텝 S102). 다음으로, 촬상 단말 (6) 에서는, 제 2 연산부 (64) 에 의해, 사영 변환 후의 화상 데이터를 사용하여, 미스얼라인먼트량의 산출을 위한 화상 처리를 실시하고, 미스얼라인먼트량을 산출한다 (산출 스텝 S103). 다음으로, 촬상 단말 (6) 에서는, 산출한 미스얼라인먼트량의 정보 등을 제 2 표시부 (62) 에 표시시킨다 (표시 스텝 S104). 그 후, 촬상 단말 (6) 은, 제 2 통신부 (65) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 산출한 미스얼라인먼트량에 관한 정보 등의 기록해야 할 정보를 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 에 송신한다 (스텝 S105).

다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 통신부 (74) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여 상기 기록해야 할 정보를, 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 로부터 수신한다. 그 후, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 기억부 (75) 에 의해, 상기 기록해야 할 정보를 기록한다 (기록 스텝 S202).

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 촬상 단말 (6) 을 사용함으로써, 단순한 측정 시스템에 그치지 않고, 현장에서의 오퍼레이터의 측정 지원 시스템으로서의 운용도 가능해진다. 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 가반성의 높이와, 마커 플레이트 (10) 를 사용한 화상 변환 처리를 도입한 결과, 오퍼레이터가 자유로운 위치에서 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 용접부에 대해 미스얼라인먼트 측정을 실시하는 것이 가능해진다. 또, 최근의 스마트폰이나 태블릿 단말 등의 보급에 입각하면, 사용자 인터페이스를 간소화함으로써, 미스얼라인먼트 측정을 위한 특별한 훈련을 오퍼레이터에게 실시하지 않고, 미스얼라인먼트량을 자동 측정하는 것이 가능해진다. 또, 촬상 단말 (6) 에서는, 처리 결과 등을 제 2 표시부 (62) 에 실시간으로 표시함으로써, 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면의 촬영에 적합한 촬상부 (61) 의 방향을 오퍼레이터가 탐색하여, 최적인 조건에서 촬상부 (61) 에 의한 촬영이 가능해져, 보다 바람직한 상태가 된다.

실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 촬상 단말 (6) 에 의한 미스얼라인먼트 측정을 실시하는 경우에, 오퍼레이터가 표시된 미스얼라인먼트량 (d) 을 포함하는 정보에 기초하여, 마커 플레이트 (10) 가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 가, 당해 마커 플레이트 (10) 와 함께 촬영된 화상 데이터의 촬상 조건을 변경하여, 최적인 촬상 위치를 탐색하는 단서로 할 수 있다. 그 때문에, 현장 오퍼레이터의 측정 지원 시스템으로서 유용하다. 그 중에서도 특히, 제 2 표시부 (62) 를 구비한 촬상 단말 (6) 을 사용한 경우에는, 상기 유용성이 보다 높아진다. 이 때, 상기 서술한 촬상 스텝 S101 이 실행되는 경우에는, 당해 촬상 스텝 S101 에서의 촬상 조건을 변경할 수 있다.

(실시형태 3)

이하에, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법의 실시형태 3 에 대해 설명한다. 또한, 실시형태 3 에 있어서, 실시형태 2 와 동일한 설명은 적절히 생략한다.

도 19 는, 실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.

실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템은, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 와 중계기 (8) 와 마커 플레이트 (10) 를 구비하고 있다. 촬상 단말 (6) 은, 예를 들어, 촬상부 (61), 제 2 표시부 (62), 제 2 입력부 (63), 제 2 연산부 (64), 제 2 통신부 (65), 및 제 2 기억부 (66) 를 구비한 컴퓨터이다. 본 실시형태에서는, 스마트폰을 촬상 단말 (6) 로 한 경우로 설명한다. 또, 촬상 단말 (6) 은, 마커 플레이트 (10) 와 함께, 용접 강관 (1) 의 용접부에 있어서의 단면의 비드부 (1a) 의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템을 구성하고 있다. 정보 처리 장치 (7) 는, 예를 들어, 제 1 연산부 (73), 제 1 통신부 (74), 및 제 1 기억부 (75) 를 적어도 구비한 컴퓨터이다. 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 각각이 구비하는 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신이 가능하게 되어 있다. 또한, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 중계기 (8) 를 통하지 않고, 근거리 무선 통신에 의해 직접, 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해 통신이 가능하게 구성되어 있어도 된다.

실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 미스얼라인먼트 측정을 실시할 때, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 동일한 시설 내에 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 각각 자사의 상이한 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 자사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 타사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 타사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 즉, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신을 실시할 수 있으면, 미스얼라인먼트 측정시에 있어서의 각각의 위치는, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 20 은, 실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서 실시되는, 촬상 단말 (6) 의 처리와 정보 처리 장치 (7) 의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다. 또한, 도 20 에 나타낸, 촬상 스텝 S111, 사영 변환 스텝 S212, 산출 스텝 S213, 및 표시 스텝 S114 는, 도 3 에 나타낸, 촬상 스텝 S1, 사영 변환 스텝 S2, 산출 스텝 S3, 및 표시 스텝 S4 와 동일하다.

실시형태 3 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 먼저, 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면 빠진 비드부 (1a) 와 마커 플레이트 (10) 를, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영한다 (촬상 스텝 S111). 다음으로, 촬상 단말 (6) 은, 제 2 통신부 (65) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 에, 화상 데이터의 사영 변환이나 미스얼라인먼트량의 산출을 위해서 필요한 정보를 송신한다 (송신 스텝 S112).

또한, 촬상 단말 (6) 로부터 정보 처리 장치 (7) 에 송신되는, 화상 데이터의 사영 변환이나 미스얼라인먼트량의 산출을 위해서 필요한 정보로는, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터가 포함된다. 또, 상기 필요한 정보에는, 정보 처리 장치 (7) 에 있어서의 처리시의 파라미터가 포함된다. 이 파라미터에는, 예를 들어, 마커 플레이트 (10) 상에 배치된 패턴 (10a) 에 관한 정보인, 종류, 위치, 각도, 크기, 및 식별자가 포함된다. 또한, 상기 파라미터에는, 상기 서술한 비드·모재 경계선 마킹 스텝에서 사용하는 필기구의 색과 굵기, 사영 변환 스텝 S212 에 있어서의 분해능, 산출 스텝 S213 에 있어서의 필적 추출의 임계값, 및 그 밖의 처리상에서 필요한 초기값 등이 포함된다. 이들 처리의 파라미터는, 오퍼레이터가 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부 (63) 를 조작함으로써 지정할 수 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 필요한 정보에는, 촬영한 일시, 장소, 촬영자, 촬영에 사용한 기기에 관한 정보, 및 용접 강관 (1) 에 관한 정보 등의, 기본 정보가 포함된다. 촬영에 사용한 기기에 관한 정보에는, 예를 들어, 기기의 식별자 및 IP 어드레스 등의 정보가 포함된다. 용접 강관 (1) 에 관한 정보에는, 예를 들어, 제품 번호, 제품명, 로트 번호, 및 규격 등, 용접 강관 (1) 을 식별할 수 있는 정보나, 용접 강관 (1) 을 특징 짓는 정보가 포함된다.

다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 통신부 (74) 에 의해 중계기 (8) 를 통하여 상기 필요한 정보를, 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 로부터 수신한다. 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 연산부 (73) 에 의해, 촬영한 화상 데이터에 대해, 화상 데이터의 사영 변환을 실시한다 (사영 변환 스텝 S212). 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 연산부 (73) 에 의해, 사영 변환 후의 화상 데이터를 사용하여 미스얼라인먼트량의 산출을 위한 화상 처리를 실시하여 미스얼라인먼트량을 산출한다 (산출 스텝 S213). 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 통신부 (74) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를, 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 에 송신한다 (송신 스텝 S214). 그 후, 정보 처리 장치 (7) 는, 촬상 단말 (6) 로부터 수신한 정보, 및 정보 처리 장치 (7) 가 산출한 정보를, 제 1 기억부 (75) 에 기록한다 (기록 스텝 S215).

다음으로, 촬상 단말 (6) 은, 제 2 통신부 (65) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를, 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 로부터 수신한다 (수신 스텝 S113). 그 후, 촬상 단말 (6) 은, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를 제 2 표시부 (62) 에 표시한다 (표시 스텝 S114).

또한, 정보 처리 장치 (7) 로부터 촬상 단말 (6) 에 송신되는, 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 이하의 것이 포함된다. 예를 들어, 상기 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 처리 결과 화상 데이터가 포함된다. 이 처리 결과 화상 데이터란, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영된 화상 데이터, 또는 당해 화상 데이터를 사영 변환한 화상 데이터에 대해, 미스얼라인먼트량의 값, 및 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선을 추기한 화상 데이터 등이 포함된다. 이 경우, 촬상 단말 (6) 은, 수신한 화상 데이터를, 그대로 제 2 표시부 (62) 에 표시할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 처리 결과 텍스트 데이터가 포함된다. 처리 결과 텍스트 데이터란, 미스얼라인먼트량의 값의 텍스트 데이터, 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선의 좌표 정보의 텍스트 데이터, 및 사영 변환의 파라미터에 관한 텍스트 데이터가 포함된다. 이 경우, 촬상 단말 (6) 은, 수신한 텍스트 데이터를 해석한 정보를 제 2 표시부 (62) 에 표시할 수 있다. 또한, 촬상 단말 (6) 은, 먼저 정보 처리 장치 (7) 에 송신한 화상 데이터를 가공하여, 미스얼라인먼트량의 값, 및 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선을 추기한 화상 데이터를 작성하고, 제 2 표시부 (62) 에 표시하는 것이 바람직하다.

(실시형태 4)

이하에, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법의 실시형태 4 에 대해 설명한다. 또한, 실시형태 4 에 있어서, 실시형태 2 와 동일한 설명은 적절히 생략한다.

도 21 은, 실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.

실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 은, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 와 중계기 (8) 와 마커 플레이트 (10) 를 구비하고 있다. 촬상 단말 (6) 은, 예를 들어, 촬상부 (61), 제 2 연산부 (64), 제 2 통신부 (65), 및 제 2 기억부 (66) 를 구비한 컴퓨터이다. 본 실시형태에서는, 무선 통신 기능을 탑재한 디지털 카메라를 촬상 단말 (6) 로 한 경우로 설명한다. 또, 촬상 단말 (6) 은, 마커 플레이트 (10) 와 함께, 용접 강관 (1) 의 용접부에 있어서의 단면의 비드부 (1a) 의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템을 구성하고 있다. 정보 처리 장치 (7) 는, 예를 들어, 제 1 표시부 (71), 제 1 연산부 (73), 제 1 통신부 (74), 및 제 1 기억부 (75) 를 적어도 구비한 컴퓨터이다. 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 각각이 구비하는 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신이 가능하게 되어 있다. 또한, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 는, 중계기 (8) 를 통하지 않고, 근거리 무선 통신에 의해 직접, 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (74) 에 의해 통신이 가능하게 구성되어 있어도 된다.

실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 미스얼라인먼트 측정을 실시할 때, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 동일한 시설 내에 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 각각 자사의 상이한 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 자사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 타사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 타사의 시설 내에 있고, 정보 처리 장치 (7) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 즉, 촬상 단말 (6) 과 정보 처리 장치 (7) 가, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신을 실시할 수 있으면, 미스얼라인먼트 측정시에 있어서의 각각의 위치는, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 22 는, 실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서 실시되는, 촬상 단말 (6) 의 처리와 정보 처리 장치 (7) 의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다. 또한, 도 22 에 나타낸, 촬상 스텝 S121, 사영 변환 스텝 S222, 산출 스텝 S223, 및 표시 스텝 S224 는, 도 3 에 나타낸, 촬상 스텝 S1, 사영 변환 스텝 S2, 산출 스텝 S3, 및 표시 스텝 S4 와 동일하다.

실시형태 4 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 먼저, 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 와 마커 플레이트 (10) 를, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영한다 (촬상 스텝 S121). 다음으로, 촬상 단말 (6) 은, 제 2 통신부 (65) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 에 정보를 송신한다 (송신 스텝 S122). 또한, 촬상 단말 (6) 로부터 정보 처리 장치 (7) 에 송신되는 정보에는, 예를 들어, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터가 포함된다.

다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 통신부 (74) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 로부터 화상 데이터를 포함하는 상기 정보를 수신한다 (수신 스텝 S221). 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 연산부 (73) 에 의해, 수신한 화상 데이터에 대해, 화상 데이터의 사영 변환을 실시한다 (사영 변환 스텝 S222). 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 제 1 연산부 (73) 에 의해, 사영 변환 후의 화상 데이터를 사용하여 미스얼라인먼트량의 산출을 위한 화상 처리를 실시하여 미스얼라인먼트량을 산출한다 (산출 스텝 S223). 다음으로, 정보 처리 장치 (7) 는, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를 제 1 표시부 (71) 에 표시시킨다 (표시 스텝 S224). 그 후, 정보 처리 장치 (7) 는, 촬상 단말 (6) 로부터 수신한 정보, 및 제 1 연산부 (73) 에 의해 산출한 정보를, 제 1 기억부 (75) 에 기록한다.

또한, 정보 처리 장치 (7) 에 있어서의 처리시의 파라미터는, 미리 하나로 결정해 두는, 복수의 선택지 중에서 선택하거나, 또는 소정의 값을 처리마다 설정할 필요가 있다. 상기 파라미터에는, 예를 들어, 마커 플레이트 (10) 상에 배치된 패턴 (10a) 에 관한 정보인, 종류, 위치, 각도, 크기, 및 식별자가 포함된다. 또한, 상기 파라미터에는, 상기 서술한 비드·모재 경계선 마킹 스텝에서 사용하는 필기구의 색과 굵기, 사영 변환 스텝 S222 에 있어서의 분해능, 산출 스텝 S223 에 있어서의 필적 추출의 임계값, 및 그 밖의 처리상에서 필요한 초기값 등이 포함된다.

또, 정보 처리 장치 (7) 에는, 촬상 단말 (6) 에 의해 각 화상을 촬영했을 때의 기본 정보를 입력할 필요가 있다. 상기 기본 정보에는, 촬영한 일시, 장소, 촬영자, 촬상 단말 (6) 에 관한 정보, 용접 강관 (1) 에 관한 정보 등의, 기본 정보가 포함된다. 촬상 단말 (6) 에 관한 정보는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 식별자 및 IP 어드레스 등의 정보가 포함된다. 또, 촬상 단말 (6) 에 관한 정보는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 제 2 기억부 (66) 에 기억되어 있고, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터와 함께, 제 2 통신부 (65) 로부터 정보 처리 장치 (7) 의 제 1 통신부 (74) 에 송신한다. 용접 강관 (1) 에 관한 정보는, 예를 들어, 제품 번호, 제품명, 로트 번호, 및 규격 등, 용접 강관 (1) 을 식별할 수 있는 정보나, 용접 강관 (1) 을 특징 짓는 정보가 포함된다. 용접 강관 (1) 에 관한 정보는, 예를 들어, 중계기 (8) 를 통하여 외부 장치로부터 무선 통신에 의해 정보 처리 장치 (7) 에 송신한다.

(실시형태 5)

이하에, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법의 실시형태 5 에 대해 설명한다. 또한, 실시형태 5 에 있어서, 실시형태 2 와 동일한 설명은 적절히 생략한다.

도 23 은, 실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.

실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 은, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 와 중계기 (8) 와 마커 플레이트 (10) 를 구비하고 있다.

촬상 단말 (6) 은, 예를 들어, 촬상부 (61), 제 2 표시부 (62), 제 2 입력부 (63), 제 2 연산부 (64), 제 2 통신부 (65), 및 제 2 기억부 (66) 를 구비한 컴퓨터이다. 본 실시형태에서는, 스마트폰을 촬상 단말 (6) 로 한 경우로 설명한다. 또한, 촬상 단말 (6) 은, 마커 플레이트 (10) 와 함께, 용접 강관 (1) 의 용접부에 있어서의 단면의 비드부 (1a) 의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템을 구성하고 있다.

제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 예를 들어, 제 1 표시부 (171), 제 1 입력부 (172), 제 1 연산부 (173), 제 1 통신부 (174), 및 제 1 기억부 (175) 를 적어도 구비한 컴퓨터이다. 또한, 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 실시형태 2 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 이 구비하는 정보 처리 장치 (7) 에 상당하는 것이다.

제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 예를 들어, 제 3 표시부 (271), 제 3 입력부 (272), 제 3 연산부 (273), 제 3 통신부 (274), 및 제 3 기억부 (275) 를 적어도 구비한 컴퓨터이다. 또한, 제 3 표시부 (271), 제 3 입력부 (272), 제 3 연산부 (273), 제 3 통신부 (274), 및 제 3 기억부 (275) 는, 제 1 표시부 (71), 제 1 입력부 (172), 제 1 연산부 (173), 제 1 통신부 (174), 및 제 1 기억부 (175) 와 동등한 기능을 갖는다.

촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 각각이 구비하는 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (174) 와 제 3 통신부 (274) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신이 가능하게 되어 있다. 또한, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 중계기 (8) 를 통하지 않고, 근거리 무선 통신에 의해 직접, 제 2 통신부 (65) 와 제 1 통신부 (174) 와 제 3 통신부 (274) 에 의해 통신이 가능하게 구성되어 있어도 된다.

실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 미스얼라인먼트 측정을 실시할 때, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 가, 동일한 시설 내에 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 가, 각각 자사의 상이한 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6)과 제 1 정보 처리 장치 (107) 가 자사의 상이한 시설 내에 있고, 제 2 정보 처리 장치 (207) 가 타사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 과 제 2 정보 처리 장치 (207) 가 자사의 시설 내에 있고, 제 1 정보 처리 장치 (107) 가 타사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 가 타사의 시설 내에 있고, 제 2 정보 처리 장치 (207) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 과 제 2 정보 처리 장치 (207) 가 타사의 시설 내에 있고, 제 1 정보 처리 장치 (107) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 또, 촬상 단말 (6) 이 타사의 시설 내에 있고, 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 가 자사의 시설 내에 있어도 된다. 즉, 촬상 단말 (6) 과 제 1 정보 처리 장치 (107) 와 제 2 정보 처리 장치 (207) 가, 중계기 (8) 를 통하여 서로 무선 통신을 실시할 수 있으면, 미스얼라인먼트 측정시에 있어서의 각각의 위치는, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 24 는, 실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서 실시되는, 촬상 단말 (6) 의 처리와 제 1 정보 처리 장치 (107) 의 처리와 제 2 정보 처리 장치 (207) 의 처리의 일례를 나타낸 플로 차트이다. 또한, 도 24 에 나타낸, 촬상 스텝 S131, 사영 변환 스텝 S232, 산출 스텝 S233, 및 표시 스텝 S134 는, 도 3 에 나타낸, 촬상 스텝 S1, 사영 변환 스텝 S2, 산출 스텝 S3, 및 표시 스텝 S4 와 동일하다.

실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에서는, 먼저, 측정 대상의 용접 강관 (1) 의 용접부의 단면에 있어서의 비드부 (1a) 와 마커 플레이트 (10) 를, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영한다 (촬상 스텝 S131). 다음으로, 촬상 단말 (6) 은, 제 2 통신부 (65) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 제 1 정보 처리 장치 (107) 의 제 1 통신부 (174) 와, 제 2 정보 처리 장치 (207) 의 제 3 통신부 (274) 에 각각 정보를 송신한다 (송신 스텝 S132). 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 중계기 (8) 를 통하여 제 1 통신부 (174) 에 의해, 상기 정보를 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 로부터 수신한다 (수신 스텝 S231). 또, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 중계기 (8) 를 통하여 제 3 통신부 (274) 에 의해, 상기 정보를 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 로부터 수신한다 (수신 스텝 S331).

또한, 촬상 단말 (6) 로부터 제 1 정보 처리 장치 (107) 에 송신되는 정보에는, 예를 들어, 촬상부 (61) 에 의해 촬영한 화상 데이터가 포함된다. 또, 촬상 단말 (6) 로부터 제 1 정보 처리 장치 (107) 에 송신되는 정보로는, 촬상 단말 (6) 에 있어서의 처리시의 파라미터가 포함된다. 이 파라미터에는, 예를 들어, 마커 플레이트 (10) 상에 배치된 패턴 (10a) 에 관한 정보인, 종류, 위치, 각도, 크기, 및 식별자가 포함된다. 또한, 상기 파라미터에는, 상기 서술한 비드·모재 경계선 마킹 스텝에서 사용하는 필기구의 색과 굵기, 사영 변환 스텝 S232 에 있어서의 분해능, 산출 스텝 S233 에 있어서의 필적 추출의 임계값, 및 그 밖의 처리상에서 필요한 초기값 등이 포함된다. 이들 처리의 파라미터는, 오퍼레이터가 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부 (63) 를 조작함으로써 지정할 수 있는 것이 바람직하다.

또, 촬상 단말 (6) 로부터 제 2 정보 처리 장치 (207) 에 송신되는 정보에는, 촬상 단말 (6) 에 의해 각 화상을 촬영했을 때의 기본 정보가 포함된다. 상기 기본 정보에는, 촬영한 일시, 장소, 촬영자, 촬상 단말 (6) 에 관한 정보, 용접 강관 (1) 에 관한 정보 등의 기본 정보가 포함된다. 촬상 단말 (6) 에 관한 정보는, 예를 들어, 제 2 기억부 (66) 에 기억된, 촬상 단말 (6) 의 식별자 및 IP 어드레스 등의 정보가 포함된다. 용접 강관 (1) 에 관한 정보는, 예를 들어, 제품 번호, 제품명, 로트 번호, 및 규격 등, 용접 강관 (1) 을 식별할 수 있는 정보나, 용접 강관 (1) 을 특징 짓는 정보가 포함된다. 또한, 용접 강관 (1) 에 관한 정보는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부 (63) 를 사용하여 오퍼레이터가 입력한다. 또, 촬상 단말 (6) 로부터 제 2 정보 처리 장치 (207) 에 송신되는 정보에는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영된 화상 데이터의 ID 가 포함된다.

다음으로, 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 제 1 연산부 (173) 에 의해, 수신한 화상 데이터에 대해, 화상 데이터의 사영 변환을 실시한다 (사영 변환 스텝 S232). 다음으로, 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 제 1 연산부 (173) 에 의해, 사영 변환 후의 화상 데이터를 사용하여 미스얼라인먼트량의 산출을 위한 화상 처리를 실시하여 미스얼라인먼트량을 산출한다 (산출 스텝 S233). 다음으로, 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 제 1 통신부 (174) 에 의해, 중계기 (8) 를 통하여, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를, 제 2 정보 처리 장치 (207) 의 제 3 통신부 (274) 에 송신한다 (송신 스텝 S234). 그 후, 제 1 정보 처리 장치 (107) 는, 산출한 미스얼라인먼트량에 관한 정보를 제 1 기억부 (175) 에 기록한다 (기록 스텝 S235).

또한, 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 이하의 것이 포함된다. 즉, 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 예를 들어, 처리 결과 화상 데이터가 포함된다. 이 처리 결과 화상 데이터란, 촬상 단말 (6) 의 촬상부 (61) 에 의해 촬영된 화상 데이터, 또는 당해 화상 데이터를 사영 변환한 화상 데이터에 대해, 미스얼라인먼트량의 값, 및 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선을 추기한 화상 데이터 등이 포함된다. 또, 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 예를 들어, 처리 결과 텍스트 데이터가 포함된다. 처리 결과 텍스트 데이터란, 미스얼라인먼트량의 값의 텍스트 데이터, 미스얼라인먼트량의 계산 근거가 된 보조선의 좌표 정보의 텍스트 데이터, 및 사영 변환의 파라미터에 관한 텍스트 데이터가 포함된다. 또한, 산출된 미스얼라인먼트에 관한 정보에는, 예를 들어, 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영된 화상 데이터의 ID 가 포함된다.

다음으로, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 중계기 (8) 를 통하여 제 3 통신부 (274) 에 의해, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보를 제 1 정보 처리 장치 (107) 의 제 1 통신부 (174) 로부터 수신한다 (수신 스텝 S332). 다음으로, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 제 3 연산부 (273) 에 의해, 예를 들어, 산출된 미스얼라인먼트량에 관한 정보 등에 기초하여, 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영된 비드부 (1a) 를 갖는 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정을 실시한다 (판정 스텝 S333). 다음으로, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 중계기 (8) 를 통하여 제 3 통신부 (274) 에 의해, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 포함하는, 산출된 미스얼라인먼트량을 기초로 한 용접 강관 (1) 의 관리 정보를 촬상 단말 (6) 의 제 2 통신부 (65) 에 송신한다 (송신 스텝 S334). 그 후, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 제 3 기억부 (275) 에 기록한다 (기록 스텝 S335).

또한, 산출된 미스얼라인먼트량을 기초로 한 용접 강관 (1) 의 관리 정보에는, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보 외에, 재고되어 있는 용접 강관 (1) 에 대한 처리에 관한 정보 등이 포함된다. 또, 산출된 미스얼라인먼트량을 기초로 한 용접 강관 (1) 의 관리 정보는, 예를 들어, 용접 강관 (1) 의 제조 설비에 형성된 컴퓨터 등에 제 2 정보 처리 장치 (207) 로부터 송신하여, 용접 강관 (1) 의 제조 조건의 변경에 사용해도 된다.

다음으로, 촬상 단말 (6) 은, 중계기 (8) 를 통하여 제 2 통신부 (65) 에 의해, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 제 2 정보 처리 장치 (207) 의 제 3 통신부 (274) 로부터 수신한다 (수신 스텝 S133). 그 후, 촬상 단말 (6) 은, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 제 2 표시부 (62) 에 표시한다 (표시 스텝 S134).

또한, 실시형태 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 에 있어서는, 제 2 정보 처리 장치 (207) 에 의해 판정된 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를, 합격 여부 판정한 후에 실시간으로 촬상 단말 (6) 에 송신하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 오퍼레이터가 촬상 단말 (6) 의 제 2 입력부를 조작하여, 합격 여부 판정의 결과를 알고자 하는 용접 강관 (1) 에 대응하는 화상 데이터의 ID 등의 정보를 제 2 정보 처리 장치 (207) 에 송신하고, 당해 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 구한다. 그리고, 제 2 정보 처리 장치 (207) 는, 수신한 화상 데이터의 ID 등의 정보에 기초하여, 제 3 기억부 (275) 에 기록한 당해 화상 데이터의 ID 에 대응하는, 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정에 관한 정보를 촬상 단말 (6) 에 송신한다. 이로써, 오퍼레이터가 촬상 단말 (6) 을 사용하여 용접 강관 (1) 의 미스얼라인먼트 측정을 실시한 후, 당해 용접 강관 (1) 을 제품으로서 출하할 때까지 동안의 임의의 타이밍에, 당해 용접 강관 (1) 의 합격 여부 판정 등의 검품을 실시하여, 품질 관리를 실시할 수 있다.

실시형태 1 ∼ 5 에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법은, 용접 강관의 제조 프로세스에 도입함으로써, 효율적인 미스얼라인먼트 측정을 실현하는 것이 가능하다. 일반적으로, 미스얼라인먼트 측정은 수동 계측으로 실시되어 있고, 번잡한 작업으로부터 측정에 시간이 걸린다. 도 1 이나 도 15 등에 나타낸 용접 강관 (1) 의 미스얼라인먼트 측정 시스템 (20) 을 용접 강관 (1) 의 제조 프로세스의 측정 공정에 도입하고, 전술한 순서에 따라서 용접 강관 (1) 의 미스얼라인먼트 측정을 실시함으로써, 미스얼라인먼트량 (d) 의 측정 시간을 삭감할 수 있다.

실시예

도 25 는, 본 발명의 미스얼라인먼트 측정 방법을 적용한 실시예에 관련된 시험 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 25 중, 부호 500 은 시험에 사용한 용접 강관의 단면의 비드부의 잘라냄 샘플이다. 시험에서는, 마커 플레이트 (10) 로서, 패턴 (10a) 이 4 개 장착된 것을 사용하였다. 4 개의 패턴 (10a) 은, 한 변이 130 [㎜] 인 정방형의 각 정점에 내접하도록 배치되고, 한 변의 길이는 20 [㎜] 이다. 마커 플레이트 (10) 의 중앙 부분은, 한 변 80 [㎜] 의 정방형상으로 잘라내어져 개구부 (10b) 가 형성되어 있고, 샘플 (500) 의 용접부와 모재의 경계선은, 미리 소정의 색의 펜으로 본뜬 후에, 마커 플레이트 (10) 의 개구부 (10b) 내에 배치하였다. 그리고, 샘플 (500) 및 마커 플레이트 (10) 를 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영하고, 상기 서술한 실시형태에 관련된 미스얼라인먼트 측정 방법의 순서에 따라서 미스얼라인먼트량을 계측하였다.

도 26(a) 는, 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영한 샘플 (500) 의 용접부의 단면의 화상 데이터를 나타낸 도면이다. 도 26(b) 는, 샘플 (500) 의 용접부와 모재의 경계선을 나타낸 도면이다. 도 26(c) 는, 좌측 경계선 및 우측 경계선과 각 교점 (CP1, CP1', CP2, CP2') 을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 있어서는, 도 26(a) 에 나타낸 촬상 단말 (6) 에 의해 촬영한 샘플 (500) 의 용접부의 단면의 화상 데이터에 대해, 도 26(b) 에 나타낸 바와 같이 샘플 (500) 의 용접부와 모재의 경계선의 형상을 취득할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또, 도 26(c) 에 나타내는 바와 같이 좌측 경계선 및 우측 경계선이 검출되어 있는 것과, 각 교점 (CP1, CP1', CP2, CP2') 이 검출되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

도 27 은, 미스얼라인먼트량의 실시예의 산출 결과와 수동 계측에서의 계측 결과의 관계를 나타낸 도면이다. 또한, 도 27 중, 점선으로 기재한 그래프는, 미스얼라인먼트량의 수동 계측으로의 계측 결과와, 미스얼라인먼트량의 실시예의 산출 결과가, 동일한 값이 되는 경우를 나타낸 그래프이다.

샘플 (500) 의 수동 계측으로 계측된 미스얼라인먼트량의 실측값이 2.0 [㎜] 인 데에 반해, 미스얼라인먼트량의 실시예의 산출 결과는 1.9 [㎜] 였다. 또, 미스얼라인먼트량의 실시예의 산출 결과와, 수동 계측으로 계측된 미스얼라인먼트량은, 강한 정의 상관을 나타내고, R2 = 92 였다. 또, 미스얼라인먼트량의 실시예의 산출 결과와, 수동 계측으로 계측된 미스얼라인먼트량의 오차는, 평균으로 0.55 [㎜] 이고, 최대로 1 [㎜] 였다.

여기서, 본 발명은, 용접 강관의 제조 설비를 구성하는 미스얼라인먼트 측정 시스템으로서 적용할 수 있고, 본 발명에 관련된 미스얼라인먼트 측정 시스템에 의해, 공지 또는 기존의 제조 설비에 의해 제조된 용접 강관의 미스얼라인먼트를 측정하도록 해도 된다.

또, 본 발명은, 용접 강관의 제조 방법에 포함되는 미스얼라인먼트 측정 스텝으로서 적용할 수 있고, 공지 또는 기존의 제조 스텝에 있어서, 용접 강관의 미스얼라인먼트를 측정하도록 해도 된다.

또한, 본 발명은, 용접 강관의 품질 관리 방법에 적용할 수 있고, 용접 강관의 미스얼라인먼트를 측정함으로써, 용접 강관의 품질 관리를 실시하도록 해도 된다. 구체적으로는, 본 발명에서 용접 강관의 미스얼라인먼트를 미스얼라인먼트 측정 스텝에서 측정하고, 미스얼라인먼트 측정 스텝에서 얻어진 측정 결과로부터, 용접 강대의 품질 관리를 실시할 수 있다. 다음으로 계속되는 품질 관리 스텝에서는, 미스얼라인먼트 측정 스텝에서 얻어진 측정 결과에 기초하여, 미스얼라인먼트량이 미리 지정된 관리 기준을 만족하고 있는지의 여부를 판정하고, 용접 강관의 품질을 관리한다. 이와 같은 용접 강관의 품질 관리 방법에 의하면, 고품질의 용접 강관을 제공할 수 있다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 발명은, 용접부의 단면에 있어서의 비드부와 모재의 경계선의 형상에 기초하여 미스얼라인먼트를 자동 계측할 수 있는 미스얼라인먼트 측정 시스템, 용접 강관의 제조 설비, 촬상 단말, 촬상 시스템, 정보 처리 장치, 미스얼라인먼트 측정 방법, 용접 강관의 제조 방법, 및 용접 강관의 품질 관리 방법을 제공할 수 있다.

1 : 용접 강관
1a : 비드부
1b : 모재부
1c, 1c-LL, 1c-LR, 1c-UL, 1c-UR : 경계선
2 : 촬상부
3 : 연산 장치
4 : 표시 장치
5 : 기억 장치
6 : 촬상 단말
7 : 정보 처리 장치
8 : 중계기
9 : 외부 기억 장치
10 : 마커 플레이트
10a : 패턴
10b : 개구부
11 : 외면
12 : 내면
20 : 미스얼라인먼트 측정 시스템
61 : 촬상부
62 : 제 2 표시부
63 : 제 2 입력부
64 : 제 2 연산부
65 : 제 2 통신부
66 : 제 2 기억부
71, 171 : 제 1 표시부
72, 172 : 제 1 입력부
73, 173 : 제 1 연산부
74, 174 : 제 1 통신부
75, 175 : 제 1 기억부
101 : 마킹 영역
102, 103 : 점
107 : 제 1 정보 처리 장치
111 : 좌측의 가장자리
112 : 우측의 가장자리
121, 122 : 후보점
207 : 제 2 정보 처리 장치
271 : 제 3 표시부
272 : 제 3 입력부
273 : 제 3 연산부
274 : 제 3 통신부
275 : 제 3 기억부
500 : 샘플

Claims (15)

1. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트와,
   상기 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와,
   상기 촬상부에서 촬영된 상기 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 연산 장치를 구비하는, 미스얼라인먼트 측정 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬상부와 상기 연산 장치를 구비한 촬상 단말을 갖는, 미스얼라인먼트 측정 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 마커 플레이트에는 상기 패턴으로서, 3 차원 측량용의 마커가 묘화되어 있는, 미스얼라인먼트 측정 시스템.
4. 용접 강관을 제조하기 위한 제조 설비와,
   상기 제조 설비에 의해 제조된 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 미스얼라인먼트 측정 시스템을 구비하는, 용접 강관의 제조 설비.
5. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와,
   촬영된 상기 화상 데이터를, 그 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하는 외부의 제 1 연산부에 출력하는 처리, 및/또는,
   촬상된 상기 화상 데이터로부터, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리
   를 실행하는 제 2 연산부를 구비하는, 촬상 단말.
6. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트와,
   상기 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부를 촬영하는 촬상 단말을 구비한, 상기 비드부의 미스얼라인먼트를 측정하기 위한 촬상 시스템으로서,
   상기 촬상 단말은,
   상기 비드부를, 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상부와,
   상기 촬영된 상기 화상 데이터를, 그 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하는 외부의 제 1 연산부에 출력하는, 처리를 실행하는 제 2 연산부를 구비하는, 촬상 시스템.
7. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 처리를 실행하고, 상기 산출한 미스얼라인먼트량을, 미리 설정된 대상에 출력하는 처리를 실행하는, 제 1 연산부를 구비하는, 정보 처리 장치.
8. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 외부의 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량과,
   상기 미스얼라인먼트량이 산출된 상기 비드부의 상기 용접부를 구비한 제품에 관한 복수의 정보로부터,
   상기 제품의 제조 조건을 변경하는 처리와, 상기 제품의 품질의 정도를 판정하는 처리 중의 1 개 이상을 실행하는 제 3 연산부를 구비하는, 정보 처리 장치.
9. 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화된 마커 플레이트가 형성된 용접부의 단면에 있어서의 비드부가, 상기 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터를, 사영 변환하는 사영 변환 스텝과,
   상기 사영 변환 후의 화상 데이터로부터 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 산출하는 미스얼라인먼트량 산출 스텝을 포함하는, 미스얼라인먼트 측정 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 사영 변환 스텝 전에, 상기 비드부를 상기 마커 플레이트와 함께 화상 데이터로서 촬영하는 촬상 스텝을 포함하는, 미스얼라인먼트 측정 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    적어도 상기 미스얼라인먼트량을 포함하는 정보에 기초하여, 상기 촬상 스텝에서의 촬상 조건을 변경하는 것을 특징으로 하는 미스얼라인먼트 측정 방법.
12. 용접 강관의 제조 스텝과,
    제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 미스얼라인먼트 측정 방법에 의해, 상기 제조 스텝에 있어서 제조된 상기 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는 측정 스텝을 포함하는, 용접 강관의 제조 방법.
13. 용접 강관의 제조 스텝과,
    상기 용접 강관의 용접부의 단면에 있어서의 비드부가 외부의 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 포함하는 복수의 정보로부터, 상기 제조 스텝의 제조 조건을 제어하는 제어 스텝을 포함하고,
    상기 마커 플레이트는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화되어 있고,
    상기 용접부의 단면에는, 상기 외부의 마커 플레이트가 형성되어 있는, 용접 강관의 제조 방법.
14. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 미스얼라인먼트 측정 방법에 의해, 용접 강관의 용접부에 대해 미스얼라인먼트를 측정하는 측정 스텝과,
    상기 측정 스텝에 의해 얻어진 상기 용접부의 미스얼라인먼트의 측정 결과로부터, 상기 용접 강관의 품질 관리를 실시하는 품질 관리 스텝을 포함하는, 용접 강관의 품질 관리 방법.
15. 용접 강관의 용접부의 단면에 있어서의 비드부가 외부의 마커 플레이트와 함께 촬영된 화상 데이터로부터 산출된, 상기 비드부의 미스얼라인먼트량을 포함하는 복수의 정보로부터, 상기 용접 강관의 품질 관리를 실시하는 품질 관리 스텝을 포함하고,
    상기 마커 플레이트는, 측장용의 길이 기준이 되는 패턴이 묘화되어 있고,
    상기 용접부의 단면에는, 상기 외부의 마커 플레이트가 형성되어 있는, 용접 강관의 품질 관리 방법.