(57)【要約】【課題】搬送に伴って検査対象物の位置が上下方向に変動する場合であっても、画像を用いて検査対象物を精度よく検査する。【解決手段】検査装置１は、鋼材１０を搬送ローラ１２−１、１２−２の間隙に挟み込みながら、鋼材１０を長手方向に搬送する複数の搬送装置１２と、複数の搬送装置１２の間に搬送された鋼材１０の表面を撮像する撮像装置１４と、を備え、撮像装置１４で撮像された画像２０から得られる鋼材１０の幅と、鋼材１０の実際の幅との比率を算出し、算出した比率を用いて、画像２０における鋼材１０の幅が鋼材１０の実際の幅となるように画像２０を補正すると共に、輝度テーブルを用いて、画像２０における鋼材１０の輝度が、比率が１の場合の輝度に近づくように画像２０を補正する。【選択図】図８
2018146454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、
前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、予め対応付けられた、前記比率と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、
を備えた検査装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、前記画像における前記検査対象物の幅方向の長さが前記予め定めた長さとなるように前記画像を補正する
請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、
前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出し、前記比率に基づいて、前記撮像手段から前記検査対象物までの撮像距離を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された前記撮像距離に基づいて、予め対応付けられた、前記撮像距離と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、
を備えた検査装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記算出手段で算出された前記比率又は前記撮像距離に基づいて、前記画像における前記検査対象物の幅方向の長さが前記予め定めた長さとなるように前記画像を補正する
請求項３記載の検査装置。
【請求項５】
前記算出手段は、算出した前記比率と前記撮像手段の焦点距離とを用いて、前記撮像距離を算出する
請求項３または請求項４記載の検査装置。
【請求項６】
前記算出手段は、隣り合う前記搬送手段の各々における回転体対の間隙で前記検査対象物が挟み込まれて搬送されている場合の前記検査対象物の搬送方向に対する前記検査対象物の傾きを算出し、
前記補正手段は、前記検査対象物の傾き毎に予め対応付けられた前記対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記検査対象物の搬送方向に沿った、前記搬送手段における回転体対の回転中心から前記検査対象物の撮像領域までの距離と、隣り合う前記搬送手段の各々における回転体対の間隙で前記検査対象物が挟み込まれて搬送されている場合の前記撮像手段から前記検査対象物までの距離及び前記撮像手段での撮像時における前記撮像手段から前記検査対象物までの距離の差分と、を用いて前記検査対象物の傾きを算出する
請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
前記撮像手段の撮像面と相対する前記検査対象物の面における、前記検査対象物の搬送方向と交差する方向の幅を、前記検査対象物の幅方向の長さとする
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査手段は、前記補正手段で補正された前記画像の輝度に基づいて、前記検査対象物の表面に形成された疵を検出する
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記撮像手段が、前記検査対象物の幅方向に沿って前記検査対象物を撮像するラインセンサである
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記検査対象物を加熱する加熱手段を更に備え、
前記撮像手段が赤外線カメラである
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項１２】
前記撮像手段による前記検査対象物の撮像領域に光を照射する照射手段を更に備え、
前記撮像手段が可視カメラである
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項１３】
コンピュータを、
板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、
前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、予め対応付けられた、前記比率と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、
を備えた検査装置の前記算出手段、補正手段及び検査手段として機能させるための検査プログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、
板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、
前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出し、前記比率に基づいて、前記撮像手段から前記検査対象物までの撮像距離を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された前記撮像距離に基づいて、予め対応付けられた、前記撮像距離と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、
を備えた検査装置の前記算出手段、補正手段及び検査手段として機能させるための検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査プログラムに係り、特に、検査対象物の表面疵の有無を検査する検査装置および検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象物をカメラで撮像し、検査対象物の表面についた疵を検出する検査方法が提案されており、例えば、鋼材の製造工程において、鋼材の疵を検出する検査方法が提案されている（例えば特許文献１ないし特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０００４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６６４３０号公報
【特許文献３】特開２００９−１３９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１および特許文献２に記載の検査方法は、回転する複数の搬送ローラの上で搬送される板状の鋼材を撮像装置で撮像し、撮像した画像上での鋼材の明るさの変化から鋼材の疵を検出する。
【０００５】
鋼材が搬送ローラの上に配置される場合、搬送ローラ間の距離を短くしないと、支えのない搬送ローラ間では自重によって鋼材が下方に撓むことがある。したがって、特許文献１および特許文献２に係る撮像装置のように、撮像装置の撮像範囲が搬送ローラ間に設定されている場合、下方に撓んだ鋼材を撮像することになる。また、特許文献１および特許文献２に係る鋼材の搬送構成の場合、搬送ローラによって搬送される鋼材を上方から押し付ける補助ローラがないため、鋼材の搬送速度が速くなるにつれて、鋼材が搬送ローラの上方に跳ね上がりながら搬送される場合がある。
【０００６】
特許文献３に記載の検査方法は、搬送ローラ上を通過する鋼材をラインセンサで撮像し、撮像した画像上での鋼材の明るさの変化から鋼材の疵を検出する。
【０００７】
特許文献３では、ラインセンサの撮像領域が搬送ローラ上に設定されているため、下方に撓んだ鋼材の画像をラインセンサで撮像することはないが、鋼材を上方から押し付ける補助ローラがないため、鋼材の搬送速度が速くなるにつれて、鋼材が搬送ローラの上方に跳ね上がりながら搬送される場合がある。
【０００８】
このように特許文献１ないし特許文献３に記載の検査方法では、鋼材から撮像装置までの距離および鋼材から撮像装置の撮像領域に光を照射する光源までの距離が変化し、本来は予め定めた値を示す画像上での鋼材の幅および明るさが鋼材の位置によって変化する。したがって、鋼材の疵が正しく検出できない場合が発生する。
【０００９】
一方、図１７は、回転体対を有する搬送装置１２Ａ、１２Ｂによって搬送される板状の鋼材１０を撮像装置１４で撮像し、撮像した画像上での鋼材１０の明るさの変化から鋼材１０の疵を検出する従来の検査装置１００の構成例を示す図である。
【００１０】
図１７に示すように、検査装置１００では、撮像装置１４の撮像領域が、鋼材１０の搬送方向Ｇに沿って隣り合う搬送装置１２Ａおよび搬送装置１２Ｂの略中央に設定される。撮像装置１４の撮像領域は、例えば複数の照明装置１６Ａ、１６Ｂによって規定の明るさとなるように照らされる。検査装置１００では、撮像装置１４の撮像領域内における鋼材１０の明るさができるだけ均一となるように、複数の照明装置を用いて複数の方向から光を照射しているが、使用する照明装置の数に制限はない。
【００１１】
搬送装置１２Ａは、例えば鋼材１０の上方に配置される搬送ローラ１２−１Ａと、鋼材１０の下方に配置される搬送ローラ１２−２Ａとによって形成される間隙に鋼材１０を挟み込み、鋼材１０が搬送方向Ｇに沿って搬送されるように、搬送ローラ１２−１Ａ、１２−２Ａを回転することで、鋼材１０を搬送する。
【００１２】
搬送装置１２Ｂも搬送装置１２Ａと同様に、例えば鋼材１０の上方に配置される搬送ローラ１２−１Ｂと、鋼材１０の下方に配置される搬送ローラ１２−２Ｂとによって形成される間隙に鋼材１０を挟み込み、鋼材１０が搬送方向Ｇに沿って搬送されるように、搬送ローラ１２−１Ｂ、１２−２Ｂを回転することで、鋼材１０を搬送する。
【００１３】
鋼材１０が、搬送装置１２Ａの間隙および搬送装置１２Ｂの間隙によって挟み込まれて搬送されている場合、搬送に伴って鋼材１０が跳ね上がるような状況は起こりにくくなる。しかし、鋼材１０の搬送方向Ｇに沿った長さは有限長であることから、鋼材１０が搬送装置１２Ａ、１２Ｂの何れか一方の間隙に挟み込まれた、いわゆる片持ち状態で搬送される状況が発生する（図１８および図１９参照）。
【００１４】
この場合、例えば、搬送ローラ１２−１Ａ、１２−２Ａの間の回転速度差および当該回転速度差に起因する鋼材１０の押圧力差、若しくは、搬送ローラ１２−１Ｂ、１２−２Ｂの間の回転速度差および当該回転速度差に起因する鋼材１０の押圧力差によって、鋼材１０の搬送方向下流側の端部（以降、「鋼材１０の先端」という）、または鋼材１０の搬送方向上流側の端部（以降、「鋼材１０の末端」という）が上下方向に揺れ、鋼材１０から撮像装置１４までの距離および鋼材１０から照明装置１６Ａ、１６Ｂまでの距離が変化することになる。
【００１５】
特に、図２０（Ａ）に示すように、鋼材１０の末端が搬送装置１２Ａを通過した場合、それまで鋼材１０を挟み込んでいた搬送装置１２Ａ、１２Ｂの間の回転速度差によって生じた鋼材１０の歪みが解放される場合がある。したがって、鋼材１０が搬送装置１２Ａだけで搬送されている図１８に示す状態と比較して、矢印Ｚで示した上下方向の揺れが大きくなる傾向がある。
【００１６】
鋼材１０が上方向に揺れると、鋼材１０から撮像装置１４までの距離および鋼材１０から照明装置１６Ａ、１６Ｂまでの距離が近くなる。したがって、撮像した画像上では、鋼材１０の搬送方向Ｇと直交する方向に沿った鋼材１０の長さ（以降、「鋼材１０の幅」という）が実際の鋼材１０の幅よりも長くなり、鋼材１０の明るさも規定の明るさより明るくなる。
【００１７】
反対に、鋼材１０が下方向に揺れると、鋼材１０から撮像装置１４までの距離および鋼材１０から照明装置１６Ａ、１６Ｂまでの距離が遠くなる。したがって、撮像した画像上では鋼材１０の幅が実際の鋼材１０の幅よりも短くなり、鋼材１０の明るさも規定の明るさより暗くなる。
【００１８】
図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）で示したように、鋼材１０の末端が上方向に揺れた際に撮像装置１４で撮像された画像２０の一例である。画像２０は、画像２０の上部から下部に進むほど、すなわち、鋼材１０の末端に近づくほど鋼材１０の幅が長くなり、かつ、鋼材１０の明るさが明るくなっている様子を示している。
【００１９】
図２１は、鋼材１０が片持ち状態となった場合に撮像装置１４で撮像された画像２０と、画像２０における鋼材１０に設定した直線２３の各位置における輝度を表すグラフ２５の一例を示す図である。撮像装置１４には、鋼材１０の幅方向に１ラインずつ撮像するラインセンサを用いた。なお、直線２３に沿った各位置は、各位置に対応する画像２０の画素番号によって表され、各画素の輝度は、画素値から得られる。
【００２０】
図２１の例では、搬送方向Ｇに沿った鋼材１０の位置によって鋼材１０の幅が変動し、直線２３上における各画素の平均輝度に対して約±１０％程度変動している。このことからも、鋼材１０を間隙に挟み込んで搬送する回転体対を備えた搬送装置１２Ａ、１２Ｂを用いたとしても、鋼材１０が片持ち状態となった場合には、画像２０における鋼材１０の幅および明るさが変動する場合があることがわかる。
【００２１】
画像２０において、鋼材１０の疵は他の部分と比較して明るく映る。したがって、図２２に示すような鋼材１０の幅および明るさが変動しない画像２０に対して、予め定めた明るさを閾値として２値化処理をした場合、２値化処理後の２値化画像２２から鋼材１０の疵１８の位置および範囲が正しく検出できる。
【００２２】
しかし、図２１のように鋼材１０の幅および明るさが変動する画像２０に対して２値化処理を実施しても、疵１８の大きさが変動したり、疵１８の明るさが閾値未満となる箇所が出現したり、疵１８でない箇所の明るさが閾値以上となったりすることで、検査装置１００が鋼材１０の疵１８を正しく検出できない場合が生じる。
【００２３】
図２３は、鋼材１０の幅および明るさが変動する画像２０に対する２値化画像２２から、鋼材１０の疵１８を検出した例を示す図である。２値化画像２２では、実際には疵１８がない箇所に疵１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが検出される過検出が行われている。また、疵１８がある位置には、実際の疵１８の形状とは異なる疵１８Ａが検出されている。
【００２４】
なお、２値化処理を行う前に、鋼材１０の表面状態によって生じる鋼材１０における表面固有の明るさの変動を背景ノイズとして除去する画像処理を行う場合もあるが、搬送に伴う鋼材１０の揺れによって生じる鋼材１０の明るさの変動と、鋼材１０における表面固有の明るさの変動とは明るさの変動傾向が異なるため、背景ノイズを除去する画像処理で鋼材１０の揺れによって生じる鋼材１０の明るさの変動を補正することはできない。
【００２５】
本発明は、上記に示した問題点を鑑みてなされたものであり、搬送に伴って検査対象物の位置が上下方向に変動する場合であっても、画像を用いて検査対象物を精度よく検査する検査装置および検査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の検査装置は、板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、予め対応付けられた、前記比率と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、を備える。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記補正手段が、前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、前記画像における前記検査対象物の幅方向の長さが前記予め定めた長さとなるように前記画像を補正する。
【００２８】
請求項３に記載の検査装置は、板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出し、前記比率に基づいて、前記撮像手段から前記検査対象物までの撮像距離を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された前記撮像距離に基づいて、予め対応付けられた、前記撮像距離と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、を備える。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、前記補正手段が、前記算出手段で算出された前記比率又は前記撮像距離に基づいて、前記画像における前記検査対象物の幅方向の長さが前記予め定めた長さとなるように前記画像を補正する。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、前記算出手段が、算出した前記比率と前記撮像手段の焦点距離とを用いて、前記撮像距離を算出する。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、前記算出手段が、隣り合う前記搬送手段の各々における回転体対の間隙で前記検査対象物が挟み込まれて搬送されている場合の前記検査対象物の搬送方向に対する前記検査対象物の傾きを算出し、前記補正手段は、前記検査対象物の傾き毎に予め対応付けられた前記対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する。
【００３２】
請求項７に記載の発明は、前記算出手段が、前記検査対象物の搬送方向に沿った、前記搬送手段における回転体対の回転中心から前記検査対象物の撮像領域までの距離と、隣り合う前記搬送手段の各々における回転体対の間隙で前記検査対象物が挟み込まれて搬送されている場合の前記撮像手段から前記検査対象物までの距離及び前記撮像手段での撮像時における前記撮像手段から前記検査対象物までの距離の差分と、を用いて前記検査対象物の傾きを算出する。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、前記撮像手段の撮像面と相対する前記検査対象物の面における、前記検査対象物の搬送方向と交差する方向の幅を、前記検査対象物の幅方向の長さとする。
【００３４】
請求項９に記載の発明は、前記検査手段が、前記補正手段で補正された前記画像の輝度に基づいて、前記検査対象物の表面に形成された疵を検出する。
【００３５】
請求項１０に記載の発明は、前記撮像手段が、前記検査対象物の幅方向に沿って前記検査対象物を撮像するラインセンサである。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、前記検査対象物を加熱する加熱手段を更に備え、前記撮像手段が赤外線カメラである。
【００３７】
請求項１２に記載の発明は、前記撮像手段による前記検査対象物の撮像領域に光を照射する照射手段を更に備え、前記撮像手段が可視カメラである。
【００３８】
請求項１３に記載の検査プログラムは、コンピュータを、板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された前記比率に基づいて、予め対応付けられた、前記比率と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、を備えた検査装置の前記算出手段、補正手段及び検査手段として機能させる。
【００３９】
請求項１４に記載の検査プログラムは、コンピュータを、板状の検査対象物を回転体対の間隙に挟み込みながら、前記検査対象物を前記検査対象物の長手方向に搬送する、前記長手方向に沿って配置された複数の搬送手段と、前記搬送手段の間において前記検査対象物の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像から得られる前記検査対象物の前記長手方向と交差する幅方向の長さと、前記検査対象物の幅方向の長さとして予め定めた長さとの比率を算出し、前記比率に基づいて、前記撮像手段から前記検査対象物までの撮像距離を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された前記撮像距離に基づいて、予め対応付けられた、前記撮像距離と前記画像の輝度の補正量との対応関係を用いて、前記画像の輝度を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された画像に基づいて、前記検査対象物の検査を行う検査手段と、を備えた検査装置の前記算出手段、補正手段及び検査手段として機能させる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、搬送に伴って検査対象物の位置が上下方向に変動する場合であっても、画像を用いて検査対象物を精度よく検査することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】検査装置の構成例を示す図である。
【図２】画像処理装置の機能構成例を示す図である。
【図３】画像の一例を示す図である。
【図４】ピンホールモデルを用いた撮像モデルの一例を示す図である。
【図５】鋼材の傾きの説明に供する模式図である。
【図６】輝度テーブルの一例を示す図である。
【図７】画像処理装置の電気系統の要部構成例を示す図である。
【図８】検査プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】画像の一例を示す図である。
【図１０】左右端位置算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】画像から算出された鋼材の左端部の位置および右端部の位置の一例を示す図である。
【図１２】輝度補正テーブルの一例を示す図である。
【図１３】幅および輝度が補正された鋼材の補正画像の一例を示す図である。
【図１４】画像から鋼材の疵を検出する流れの一例を示す図である。
【図１５】鋼材までの距離を有限長とした撮像モデルの一例を示す図である。
【図１６】鋼材の断面形状例を示す図である。
【図１７】従来の検査装置の構成例を示す図である。
【図１８】先端が片持ち状態で搬送される鋼材の例を示す図である。
【図１９】末端が片持ち状態で搬送される鋼材の例を示す図である。
【図２０】上下方向に変動した鋼材の画像の一例を示す図である。
【図２１】鋼材が片持ち状態となった場合の画像における輝度の変動例を示す図である。
【図２２】上下方向に変動せずに搬送された鋼材における疵の検出例を示す図である。
【図２３】上下方向に変動しながら搬送された鋼材における疵の検出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明に係る検査装置１の構成の一例を示す図である。検査装置１は、撮像装置１４と接続され、撮像装置１４で撮像された画像２０に対して鋼材１０の幅および明るさを補正する画像処理を実行する画像処理装置２４が追加された点を除き、図１７に示した検査装置１００と同じ構成を有する。
【００４４】
撮像装置１４は、搬送方向Ｇに長い板状の鋼材１０の表面を撮像する撮像手段の一例であり、例えばラインセンサが用いられるが、鋼材１０の搬送方向Ｇおよび幅方向に撮像素子が配置され、１度の撮像で２次元画像が取得できるエリアカメラを用いてもよい。
【００４５】
以降、照明装置１６Ａ、１６Ｂを区別して説明する必要がない場合には、「照明装置１６」と総称する場合がある。照明装置１６は照射手段の一例である。
【００４６】
また、搬送装置１２Ａ、１２Ｂを区別して説明する必要がない場合には、「搬送装置１２」と総称する場合がある。搬送装置１２は搬送手段の一例である。
【００４７】
更に、搬送ローラ１２−１Ａおよび搬送ローラ１２−２Ａ、並びに搬送ローラ１２−１Ｂおよび搬送ローラ１２−２Ｂはそれぞれ回転体対の一例であり、搬送装置１２Ａの搬送ローラ１２−１Ａ、１２−２Ａおよび搬送装置１２Ｂの搬送ローラ１２−１Ｂ、１２−２Ｂを区別して説明する必要がない場合には、「搬送ローラ１２−１、１２−２」と総称する場合がある。
【００４８】
図２は、画像処理装置２４の機能構成例を示す図である。画像処理装置２４は、取得部３０、算出部３２、補正部３４、検出部３６、出力部３８および記憶部４０を有する。
【００４９】
取得部３０は、鋼材１０の幅方向に沿った１ラインの画像を予め定めたライン数だけ撮像装置１４から取得して、搬送される鋼材１０を含む２次元の画像２０を取得する。
【００５０】
図３は、取得部３０で取得した画像２０の一例を示す図である。画像２０は、鋼材１０の幅方向にｗｅ個の画素を有すると共に、鋼材１０の搬送方向にｈｅ個の画素を有する。ここで、画像２０の鋼材１０の幅方向における画素の位置をｉ（ｉ＝１〜ｗｅ：ｗｅは正の整数）、画像２０の鋼材１０の搬送方向Ｇにおけるラインの位置をｊ（ｊ＝１〜ｈｅ：ｈｅは正の整数）とする。
【００５１】
算出部３２は、取得部３０で取得した画像２０から、鋼材１０の幅方向に沿った端部（以降、「鋼材１０の端部」という）をラインｊ毎に算出し、ラインｊにおける鋼材１０の幅を算出する。
【００５２】
鋼材１０の撮像領域には照明装置１６から光が照射されているため、図３に示したように、画像２０で鋼材１０に相当する領域は、他の領域に比べて明るくなっている。したがって、算出部３２は、ラインｊにおいて画素１から画素ｗｅに向かって走査し、輝度が最初に規定輝度値を超えた画素の位置を、鋼材１０の一方の端部（図３の例では、搬送方向Ｇに向かって搬送される鋼材１０の左端部）xljとする。更に、算出部３２は、輝度が規定輝度値を超えた後、輝度が最初に規定輝度値未満となる画素の位置を、鋼材１０の他方の端部（図３の例では、搬送方向Ｇに向かって搬送される鋼材１０の右端部）xrjとする。ラインｊにおける鋼材１０の幅xsjは（１）式で算出される。
【００５３】
【数１】
2018146454.tif 000003
【００５４】
ここで、規定輝度値とは、当該値を超える輝度の場合は鋼材１０が撮像された画素であり、当該値未満の記載の場合は鋼材１０以外が撮像された画素であると分類するための閾値である。規定輝度値は、例えば検査装置１の実機による実験や検査装置１の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め設定される閾値である。
【００５５】
なお、本実施の形態に係る検査装置１では、明るさを示す指標の一例として輝度を用いて説明するが、明度など明るさを示す他の指標を用いてもよい。
【００５６】
更に、算出部３２は、鋼材１０の位置および鋼材１０の傾きを画像２０から算出する。
【００５７】
図４は、画像２０のうち、ラインｊの撮像時における撮像装置１４と鋼材１０の位置関係の一例を示す図である。ここでは、ピンホールを通して入ってくる光を撮像するピンホールモデルを用いて、鋼材１０の位置および鋼材１０の傾きを算出する例について説明する。
【００５８】
鋼材１０および撮像装置１４が配置された空間上に、鋼材１０の幅方向をＸ軸、撮像装置１４のレンズ１４２の中心に対する法線方向をＹ軸とする（x、y）座標系を設定する。
【００５９】
今、実際の鋼材１０の右端の座標を（Xrj,Hj）、実際の鋼材１０の左端の座標を（Xlj,Hj）とし、撮像素子群１４１に投射された画像上の鋼材１０における右端の画素位置を（xrj,-f）、左端の画素位置を（xlj,-f）とする。ここで、"Hj"はラインｊの撮像時におけるレンズ１４２の中心から実際の鋼材１０までの撮像距離、すなわち「鋼材１０の位置」を表し、"xc"は撮像素子群１４１の中央位置、すなわち、画像２０における中央の画素の位置を表す。また、"Ws"は実際の鋼材１０の幅を表し、"f"はレンズ１４２の焦点距離を表す。
【００６０】
この場合、pを撮像装置１４における撮像素子の画素間隔とすれば、実際の鋼材１０の位置と、画像２０における鋼材１０の位置との関係から得られる（２）式を用いて、ラインｊ毎の鋼材１０の位置Hjが得られる。
【００６１】
【数２】
2018146454.tif 000004
【００６２】
鋼材１０の位置Hjは、撮像装置１４のレンズ１４２の中心から実際の鋼材１０までの距離であり、撮像装置１４が予め定めた位置に固定されているとすれば、鋼材１０の位置Hjが小さくなるほど、実際の鋼材１０が予め定めた搬送位置よりも高い場所にあることを示している。なお、予め定めた搬送位置とは、鋼材１０が搬送装置１２Ａおよび搬送装置１２Ｂの各々の搬送ローラ１２−１、１２−２によって挟み込まれた状態で搬送される場合における、鋼材１０の図４に示したＹ軸方向の位置をいう。
【００６３】
画像２０における鋼材１０の幅xsjを用いて（２）式を変形すると、（３）式が得られる。
【００６４】
【数３】
2018146454.tif 000005
【００６５】
（３）式から、撮像装置１４におけるレンズ１４２の焦点距離ｆが分かれば、画像２０における鋼材１０の幅xsjと、実際の鋼材１０の幅Wsとの比率から、ラインｊにおける鋼材１０の位置Hjが得られることになる。
【００６６】
鋼材１０の先端または末端が予め定めた搬送位置からＹ軸方向にずれると、鋼材１０の搬送方向に対して傾きが生じる。この場合、鋼材１０から照明装置１６までの距離だけでなく、鋼材１０を照射する光の入射角も変動するため、画像２０における鋼材１０の輝度が変化する。
【００６７】
図５は、予め定めた搬送位置からＹ軸方向に向かって下がって搬送される鋼材１０の末端を、撮像装置１４で撮像している状況を示す図である。撮像装置１４のレンズ１４２の中心から鋼材１０の予め定めた搬送位置までの距離を"H0"、搬送ローラ１２−１Ｂ、１２−２Ｂの回転中心から撮像装置１４のレンズ１４２の中心までの距離を"L"、距離H0と鋼材１０の位置Hjの差分を高さ変化量δHjとすれば、ラインｊの画像２０撮像時における鋼材１０の傾きθjは（４）式で表される。
【００６８】
【数４】
2018146454.tif 000006
【００６９】
なお、距離H0は、鋼材１０が予め定めた搬送位置を搬送している状況で実際に計測した値を用いてもよいが、撮像装置１４で予め定めた搬送位置を搬送する鋼材１０の画像２０を撮像し、鋼材１０の位置Hjと同様に、撮像した画像２０から鋼材１０の右側の端部xr0と左側の端部xl0から得られる幅xs0を用いて（２）式から求めてもよい。ここで、端部xr0および端部xl0とは、それぞれ予め定めた搬送位置を搬送する鋼材１０を撮像した画像２０における鋼材１０の右側端部の位置および左側端部の位置であり、鋼材１０の幅xs0は、予め定めた搬送位置を搬送する鋼材１０を撮像した画像２０における鋼材１０の幅である。
【００７０】
補正部３４は、算出部３２でラインｊ毎に算出された鋼材１０の幅xsjが、実際の鋼材１０の幅Wsとなるように、鋼材１０の幅xsjを補正する。
【００７１】
また、補正部３４は、鋼材１０の傾きθ毎に用意された、鋼材１０の位置と輝度とを対応付けた輝度テーブルを参照し、算出部３２でラインｊ毎に算出された鋼材１０の位置および鋼材１０の傾きθjを用いて、画像２０における鋼材１０の輝度を、鋼材１０が予め定めた搬送位置を搬送している場合に得られる輝度に補正する。
【００７２】
なお、補正部３４における鋼材１０の幅xsjおよび鋼材１０の輝度の補正の詳細については後述する。
【００７３】
記憶部４０は、鋼材１０の傾きθ毎の輝度テーブルを記憶する。
【００７４】
図６は、鋼材１０の特定の傾きθにおける輝度テーブルの一例を示す図である。輝度テーブルの横軸は鋼材１０の位置H、縦軸は当該鋼材１０の位置Hにおける鋼材１０の輝度を表す。
【００７５】
輝度テーブルは、例えば検査装置１の実機による実験や検査装置１の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等を予め行い、鋼材の位置Hを変化させながら、撮像装置１４で撮像した画像２０における鋼材１０の輝度を記録することで得られたテーブルである。
【００７６】
鋼材１０の位置Hの値が小さくなるほど、撮像装置１４のレンズ１４２の中心から実際の鋼材１０までの撮像距離、および照明装置１６から鋼材１０の撮像領域までの距離が共に近くなるため、鋼材１０の輝度が高くなる。鋼材１０の位置H0は、鋼材１０が予め定めた搬送位置を搬送されている場合の位置であり、以降、「基準搬送位置H0」という。また、基準搬送位置H0における鋼材１０の輝度を「基準輝度値Vc」という。
【００７７】
検出部３６は、補正部３４で鋼材１０の幅および輝度が補正された補正画像２１に対して公知の２値化処理を実行し、補正画像２１から鋼材１０の疵１８を検出する。
【００７８】
出力部３８は、検出部３６で検出した検出結果を出力装置６２に出力して、鋼材１０の疵１８の有無を通知する。鋼材１０に疵１８がある場合には、出力部３８は、疵１８の位置および形状を示す情報を出力する。
【００７９】
次に、検査装置１の作用について説明する。上述した検査装置１の画像処理装置２４は、コンピュータ５０を用いて構成することができる。
【００８０】
図７は、画像処理装置２４の電気系統の要部構成例を示す図である。
【００８１】
画像処理装置２４は、検査処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)５１を備える。また、画像処理装置２４は、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ(Read Only Memory)５２、およびＣＰＵ５１によるプログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)５３を備える。更に、画像処理装置２４は、コンピュータ５０の電源をオフにしてもデータが保持される不揮発性メモリ５４、および外部装置を接続する入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）５５を備える。なお、ＣＰＵ５１は算出手段、補正手段および検査手段の一例である。
【００８２】
ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、不揮発性メモリ５４およびＩ／Ｏ５５は互いに内部バス５６で接続され、Ｉ／Ｏ５５には、例えば入力装置６０、出力装置６２および通信装置６４が接続される。
【００８３】
入力装置６０は、画像処理装置２４の操作者の指示を電気信号に変換してＣＰＵ５１に通知する装置であり、例えばマウス、キーボード、マイクおよびタッチパネルが含まれる。
【００８４】
出力装置６２は、画像処理装置２４で処理されたデータを受け付ける装置であり、例えばコンピュータ等の情報処理装置、ハードディスク等の記憶装置、プリンタ等の画像形成装置およびディスプレイ等の表示装置が含まれる。
【００８５】
通信装置６４は、図示しない通信回線に接続された図示しない電子機器とデータを送受信するための装置である。
【００８６】
なお、Ｉ／Ｏ５５に接続される装置は一例であり、入力装置６０、出力装置６２および通信装置６４に限定されない。
【００８７】
図８は、画像処理装置２４で実行される検査処理を規定する検査プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００８８】
検査プログラムは、画像処理装置２４のＲＯＭ５２に記憶されている。検査プログラムは、取得部３０が、例えば図９に示すような画像２０を撮像装置１４から取得した場合に、ＣＰＵ５１によってＲＯＭ５２から読み出されて実行される。
【００８９】
図９に示す画像２０は、図３に示した画像２０と同様に、鋼材１０の幅方向にｗｅ個の画素を有すると共に、鋼材１０の搬送方向にｈｅ個の画素を有する。画像２０の鋼材１０の幅方向における画素の位置（以降、単に「画素の位置」という）をｉ、画像２０の鋼材１０の搬送方向におけるラインの位置をｊとする。
【００９０】
まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ５１は、ラインｊ毎に鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjを算出する左右端位置算出処理を実行する。
【００９１】
図１０は、左右端位置算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
ステップＳ２００において、ＣＰＵ５１は、ラインｊを“１”に設定して、鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjを算出する対象のラインｊを画像２０の先頭ラインに設定する。
【００９３】
ステップＳ２１０において、ＣＰＵ５１は、位置ｉを“１”に設定して、注目する画素の位置ｉを画像２０の左端の画素に設定する。また、ＣＰＵ５１は、ラインｊにおいて鋼材１０の左端部xljを検出したか否かを示す左端部検出Flagを“０”に設定する。左端部検出Flagが“０”の場合は、対象となるラインｊにおいて鋼材１０の左端部xljが検出されていないことを示し、“１”の場合は、対象となるラインｊにおいて鋼材１０の左端部xljが検出されていることを示す。
【００９４】
ステップＳ２２０において、ＣＰＵ５１は、ラインｊにおける位置ｉの画素の輝度Vijが規定輝度値Bthを超え、かつ、左端部検出Flagが“０”か否かを判定する。ステップＳ２２０の判定処理が否定判定の場合には、ステップＳ２６０に移行する。
【００９５】
ステップＳ２６０において、ＣＰＵ５１は、ラインｊにおける位置ｉの画素の輝度Vijが、規定輝度値Bth未満で、かつ、左端部検出Flagが“１”か否かを判定する。鋼材１０の左端部xljが検出されていない場合は左端部検出Flagが“０”であることから、ステップＳ２６０の判定処理は否定判定となり、ステップＳ２４０に移行する。
【００９６】
ステップＳ２４０において、ＣＰＵ５１は、位置ｉが画像２０の幅方向の画素ｗｅに等しいか否か、すなわち、位置ｉが画像２０の右端部であるか否かを判定する。ステップＳ２４０の判定処理が否定判定の場合には、ステップＳ２８０に移行し、ステップＳ２８０において、ＣＰＵ５１は位置ｉに“１”を加算して、ラインｊにおける鋼材１０の端部の検出対象位置を画像２０の右方向に１画素進めて、再度ステップＳ２２０の判定処理を実行する。
【００９７】
ＣＰＵ５１は、ステップＳ２２０の判定処理が肯定判定となるまで、ステップＳ２２０→ステップＳ２６０→ステップＳ２４０→ステップＳ２８０→ステップＳ２２０の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２２０の判定処理が肯定判定となった場合、ステップＳ２３０に移行する。
【００９８】
この場合、位置ｉにおいて鋼材１０の左端部xljが検出されたことになるため、ステップＳ２３０において、ＣＰＵ５１は、鋼材１０の左端部xljを“ｉ”に設定すると共に、左端部検出Flagを“１”に設定する。
【００９９】
そして、ステップＳ２４０の判定処理が否定判定の場合には、ステップＳ２８０でラインｊにおける鋼材１０の端部の検出対象位置を更に画像２０の右方向に１画素進めて、ステップＳ２２０に移行する。
【０１００】
この場合、ステップＳ２３０で、既に左端部検出Flagが“１”に設定されていることから、ステップＳ２２０の判定処理は否定判定となりステップＳ２６０に移行する。
【０１０１】
この状況において、ステップＳ２６０の判定処理が否定判定の場合、すなわち、位置ｉにおける画素の輝度Vijが規定輝度値Bth以上である場合、位置ｉにおける画素は、鋼材１０が撮像されている画素であると判定することができるため、ステップＳ２４０に移行し、ステップＳ２４０の判定処理が肯定判定になるまで、ステップＳ２８０で鋼材１０の端部の検出対象位置を更に画像２０の右方向に１画素進めて、ステップＳ２２０に移行する。しかし、既に左端部検出Flagが“１”に設定されていることからステップＳ２６０に移行する。
【０１０２】
ＣＰＵ５１は、ステップＳ２６０の判定処理が肯定判定となるまで、ステップＳ２２０→ステップＳ２６０→ステップＳ２４０→ステップＳ２８０→ステップＳ２２０の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２６０の判定処理が肯定判定となった場合、ステップＳ２７０に移行する。
【０１０３】
この場合、位置ｉにおいて鋼材１０の右端部xrjが検出されたことになるため、ステップＳ２７０において、ＣＰＵ５１は、鋼材１０の右端部xrjを“ｉ”に設定すると共に、両端検出変数Line(ｊ)を“１”に設定する。両端検出変数Line(ｊ)は、ラインｊにおいて鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjが検出されたか否かを示す変数であり、Line(ｊ)が“０”の場合には、鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjが検出されなかったことを示し、Line(ｊ)が“１”の場合には、鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjが検出されたことを示す。
【０１０４】
ステップＳ２９０において、ＣＰＵ５１は、ラインｊが画像２０における鋼材１０の搬送方向の画素ｈｅを含むラインであるか否か、すなわち、ラインｊが画像２０の最終ラインであるか否かを判定する。ステップＳ２９０の判定処理が否定判定の場合には、ステップＳ３００に移行する。
【０１０５】
ステップＳ３００において、ＣＰＵ５１はラインｊに“１”を加算して、鋼材１０の端部の検出対象ラインを鋼材１０の搬送方向に１ライン進めて、ステップＳ２１０を再度実行する。すなわち、新たなラインｊで、上述した処理を行い、画像２０における鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjの位置を検出する。
【０１０６】
以上により、各ラインｊにおける鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjの位置が算出される。
【０１０７】
なお、ステップＳ２４０の判定処理が肯定判定の場合、すなわち、ラインｊにおいて画素の位置ｉを“１”から“ｗｅ”まで移動させたが、鋼材１０の左端部xljが検出できない場合、または鋼材１０の左端部xljは検出できたが右端部xrjが検出できない場合はステップＳ２５０に移行する。
【０１０８】
この場合、ラインｊにおいて鋼材１０の左端部xljあるいは右端部xrjが検出されなかったことから、ステップＳ２５０において、ＣＰＵ５１は、両端検出変数Line(j)を“０”に設定する。そして、ステップＳ２９０に移行して、ラインｊが画像２０の最終ラインでない場合、引き続き次のライン（ｊ＋１）において、鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjを検出する処理を行う。
【０１０９】
以上が、ステップＳ１０で実行される左右端位置算出処理の処理である。
【０１１０】
図１１は、図１０に示した左右端位置算出処理によって、例えば図９に示した画像２０から算出された鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjの一例を示す図である。図１１（Ａ）は、鋼材１０の各ラインｊにおける右端部xrjの位置を表し、図１１（Ｂ）は、鋼材１０の各ラインｊにおける左端部xljの位置を表す。
【０１１１】
図１１（Ａ）の横軸は、画像２０の右端を基準にして、画像２０の右端から鋼材１０の右端部xrjまでの距離を負値で表しており、負値の大きさが大きいほど、鋼材１０の右端部xrjが画像２０の右端から離れていることを表している。図１１（Ａ）の縦軸は、鋼材１０の位置Hjを表している。
【０１１２】
図１１（Ｂ）の横軸は、画像２０の左端を基準にして、画像２０の左端から鋼材１０の左端部xljまでの距離を正値で表しており、正値の大きさが大きいほど、鋼材１０の左端部xljが画像２０の左端から離れていることを表している。図１１（Ｂ）の縦軸は、鋼材１０の位置Hjを表している。
【０１１３】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）が示すように、鋼材１０は、鋼材１０の幅方向にずれながら搬送されることがわかる。
【０１１４】
なお、左右端位置算出処理では、画素の輝度Vijと規定輝度値Bthを比較して鋼材１０の端部を検出したが、他の方法を用いて鋼材１０の端部を検出するようにしてもよい。
【０１１５】
画像２０における鋼材１０の輝度は、鋼材１０以外の領域における輝度より明るいため、鋼材１０の端部では他の位置に比べて明暗差がつきやすくなる。したがって、例えば輝度の変化量が閾値を超えた位置を鋼材１０の端部として検出してもよい。具体的には、画像２０のラインｊにおいて、画素（ｉ−１）における輝度V(i-1)jと画素ｉにおける輝度Vijの差分が予め定めた閾値を越えた場合、閾値を超えた位置の画素ｉを鋼材１０の端部として検出すればよい。
【０１１６】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１０で算出したラインｊ毎の鋼材１０の左端部xljおよび右端部xrjを用いて、（１）式から“Line(ｊ)＝１”となる各ラインｊにおける鋼材１０の幅xsjを算出する。なお、撮像装置１４における撮像素子の画素間隔ｐは、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶しておけばよい。
【０１１７】
ステップＳ３０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０で算出した画像２０における鋼材１０の幅xsjと、実際の鋼材１０の幅Wsとの比率Ｒj（＝Ws/xsj）をラインｊ毎に算出する。実際の鋼材１０の幅Wsは、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶しておけばよい。
【０１１８】
ステップＳ４０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ３０で算出したラインｊ毎の比率Ｒjを用いて、（３）式から各ラインｊにおける鋼材１０の位置Hjを算出する。撮像装置１４のレンズ１４２の焦点距離fは、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶しておけばよい。
【０１１９】
そして、ＣＰＵ５１は、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶している、撮像装置１４のレンズ１４２の中心から鋼材１０の予め定めた搬送位置までの距離H0を用いて、高さ変化量δHjをラインｊ毎に算出する。
【０１２０】
更に、ＣＰＵ５１は、算出した高さ変化量δHjを用いて、（４）式から各ラインｊにおける鋼材１０の傾きθjを算出する。なお、間隙に鋼材１０を挟み込み、鋼材１０を搬送している搬送ローラ１２−１、１２−２の回転中心から撮像装置１４のレンズ１４２の中心までの距離Lは、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶しておけばよい。
【０１２１】
ステップＳ５０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０で算出した各ラインｊにおける鋼材１０の幅xsjが、実際の鋼材１０の幅Wsとなるように鋼材１０の幅xsjを伸縮し、画像２０における鋼材１０の端部が鋼材１０の搬送方向に沿って直線となるように補正する。具体的には、鋼材１０の幅xsjに比率Ｒjを乗算して鋼材１０の幅xsjを補正する。
【０１２２】
なお、（３）式に示したように、鋼材１０の位置Hjとレンズ１４２の焦点距離ｆの比は、比率Ｒjを示すことから、鋼材１０の位置Hjを用いて鋼材１０の幅xsjを補正することも可能である。
【０１２３】
また、ＣＰＵ５１は、鋼材１０の幅xsjの補正に伴って、ラインｊにおける各画素の輝度を補正する。例えば、比率Ｒjに従って画素の輝度を線形補間してもよいし、撮像装置１４では、光路長の差から画像２０の右端または左端から中央部に進むほど、実際の撮像物の幅より狭く撮像される特性があることを考慮して、画素の輝度を非線形補間してもよい。
【０１２４】
ステップＳ６０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ４０で算出した鋼材１０の位置Hjおよび鋼材の傾きθjを用いて、ステップＳ５０で鋼材１０の幅xsjを補正した画像２０の輝度を補正する。
【０１２５】
具体的には、鋼材１０の傾きθ毎の輝度テーブルを、例えば不揮発性メモリ５４に予め記憶しておき、ＣＰＵ５１は、鋼材１０の幅xsjを補正した画像２０のラインｊ毎に、鋼材の傾きθjに対応した輝度テーブルを不揮発性メモリ５４から取得する。
【０１２６】
そして、ＣＰＵ５１は、ラインｊ毎に、輝度テーブルにおける鋼材１０の各々の位置Hに対して、乗算すると基準輝度値Vcとなるような補正係数αを対応付けた輝度補正テーブルを算出する。
【０１２７】
図１２は、鋼材１０の特定の傾きθにおける輝度補正テーブルの一例を示す図である。図１２に示すように、鋼材１０の位置Hが基準搬送位置H0にある場合には鋼材１０に対応する画素の輝度は基準輝度値Vcになっていると推定される。したがって、画素の輝度を補正する必要はないため、基準搬送位置H0における補正係数αは“１”となる。
【０１２８】
鋼材１０の位置Hの値が基準搬送位置H0の値より小さい、すなわち、撮像距離が基準搬送位置H0より近くなると、基準輝度値Vcより画素の輝度が高くなることから、鋼材１０の位置Hの値が基準搬送位置H0の値より小さい範囲では、補正係数αは１未満となる。そして、当該範囲では、鋼材１０の位置Hの値が小さくなるにつれて補正係数αが小さくなる。
【０１２９】
逆に、鋼材１０の位置Hの値が基準搬送位置H0の値より大きい、すなわち、撮像距離が基準搬送位置H0より遠くなると、基準輝度値Vcより画素の輝度が低くなることから、鋼材１０の位置Hの値が基準搬送位置H0の値より大きい範囲では、補正係数αは１より大きい値となる。そして、当該範囲では、鋼材１０の位置Hの値が大きくなるにつれて補正係数αが大きくなる。
【０１３０】
ＣＰＵ５１は、ラインｊ毎に、ラインｊに対応した輝度補正テーブルから、ステップＳ４０で算出した鋼材１０の位置Hjに対する補正係数αjを取得し、ラインｊにおける各画素の輝度Vij（ｉ＝１〜ｗｅ）に対してそれぞれ補正係数αjを乗じる。これにより、鋼材１０の位置Hjおよび鋼材の傾きθjの変動によって生じる鋼材１０の輝度の変動を補正し、鋼材１０の幅xsjを補正した画像２０における鋼材１０の輝度を、基準輝度値Vcに近づけることができる。
【０１３１】
なお、ステップＳ６０では輝度テーブルから輝度補正テーブルを算出するようにしたが、鋼材１０の傾きθ毎に規定した輝度補正テーブルを予め作成しておき、例えば不揮発性メモリ５４に記憶しておいてもよい。この場合、輝度補正テーブルの算出処理が不要となるため、図８に示す検査処理の処理時間が短縮される。
【０１３２】
また、鋼材１０の傾きθjに対応した輝度テーブルがない場合、補正係数αを取得したい鋼材１０の傾きθjの次に傾きθが大きい輝度テーブルと、補正係数αを取得したい鋼材１０の傾きθjの次に傾きθが小さい輝度テーブルとを用いて補間することで、鋼材１０の傾きθjに対応した輝度テーブルを算出すればよい。鋼材１０の傾きθjの次に傾きθが大きい輝度テーブルと、鋼材１０の傾きθjの次に傾きθが小さい輝度テーブルは、鋼材１０の傾きθjに隣接する輝度テーブルの一例である。
【０１３３】
図１３は、鋼材１０の幅xsjおよび鋼材１０の輝度Vijが補正された補正画像２１の一例を示す図である。
【０１３４】
図１３に示すように、補正画像２１における鋼材１０の幅は実際の鋼材１０の幅Wsに補正されると共に、鋼材１０の端部が鋼材１０の搬送方向に沿って直線に配置される。また、補正画像２１における鋼材１０の各位置の輝度は基準輝度値Vcに近づくため、鋼材１０の輝度の変動も抑制される。
【０１３５】
ステップＳ７０において、ＣＰＵ５１は、鋼材１０における表面固有の明るさの変動を背景ノイズとして除去する公知のフィルタ処理を用いて、補正画像２１の背景ノイズを除去する。
【０１３６】
ステップＳ８０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ７０で背景ノイズを除去した補正画像２１に対して、公知の２値化処理を実行し、例えば鋼材１０の疵１８と推定される画素の画素値を“１”、そうでない箇所における画素の画素値を“０”に設定した２値化画像２２を生成する（図１４参照）。
【０１３７】
ステップＳ９０において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ８０で生成した２値化画像２２から画素値が“１”の領域を抽出し、鋼材１０の疵１８の位置および形状を検出する。
【０１３８】
ステップＳ１００において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ９０での検出結果に基づいて、例えば出力装置６２に鋼材１０の疵１８の有無を出力する。鋼材１０に疵１８がある場合には、ＣＰＵ５１は、鋼材１０の疵１８の位置および形状を出力装置６２に出力する。この際、ＣＰＵ５１は、通信装置６４を介して、図示しない通信回線に接続された図示しない電子機器に、鋼材１０の疵１８の有無、並びに鋼材１０の疵１８の位置および形状を通知してもよい。
【０１３９】
以上により、図８に示した検査処理を終了する。
【０１４０】
なお、図８に示した検査処理では、画像２０における鋼材１０の幅xsjと、実際の鋼材１０の幅Wsとの比率Ｒjから鋼材１０の位置Hjを算出すると共に、鋼材１０の位置Hjを用いて鋼材１０の傾きθjを算出し、算出した鋼材１０の位置Hjおよび鋼材１０の傾きθjを用いて画像２０の輝度を補正した。
【０１４１】
しかし、例えば比率Ｒjと、基準搬送位置H0と鋼材１０の位置Hjの差分である高さ変化量δHjとの対応関係、および比率Ｒjと鋼材１０の位置Hjとの対応関係は、検査装置１の実機による実験や検査装置１の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等で予め求めておくことができる。
【０１４２】
したがって、比率Ｒjと高さ変化量δHjとの対応関係、および比率Ｒjと鋼材１０の位置Hjとの対応関係を予め定めて、これらの対応関係を例えば不揮発性メモリ５４に記憶しておけば、比率Ｒjから鋼材１０の位置Hjおよび鋼材の傾きθjを取得することができる。すなわち、比率Ｒjは鋼材１０の位置Hjを表す値として用いることができるため、比率Ｒjと輝度とを対応づけた輝度テーブルを用いれば、比率Ｒjから画像２０の輝度を補正することも可能である。
【０１４３】
なお、これまで検査装置１の検査対象物を鋼材１０として説明したが、検査装置１の検査対象物は鋼材１０に限られない。検査装置１の検査対象物は搬送装置１２によって搬送される板状の物体であればよく、例えば樹脂板であってもよい。
【０１４４】
このように、本発明の実施の形態に係る検査装置１によれば、撮像装置１４で撮像した画像２０における鋼材１０の幅xsjと、実際の鋼材１０の幅Wsとの比率Ｒjを用いて、鋼材１０の幅xsjを幅Wsに補正すると共に、鋼材１０の輝度を、鋼材１０が基準搬送位置H0で搬送されている場合に得られる輝度に補正する。
【０１４５】
すなわち、検査装置１は、搬送に伴って鋼材１０の位置が上下方向に変動する場合であっても、鋼材１０の幅および鋼材１０の輝度を精度よく補正することができる。したがって、検査装置１は、搬送装置１２で搬送される鋼材１０の疵１８を精度よく検査することができる。
【０１４６】
以上では、ピンホールモデルに従う撮像装置１４を用いて、搬送される鋼材１０の幅および輝度を補正する例について説明した。
【０１４７】
しかし、ピンホールモデルは、鋼材１０が無限遠点にある場合のモデルである。したがって、実際には撮像装置１４から有限長の距離にある鋼材１０を撮像装置１４で撮像した場合、図１５に示すように、鋼材１０の像は、レンズ１４２の像側焦点F'より距離a'だけ離れて配置された撮像素子１４１に結像される。
【０１４８】
なお、図１５において、“K'”は像側主点、“F"は物側焦点、“K”は物側主点、“a”は物側焦点Fと鋼材１０との距離を表す。
【０１４９】
この場合、実際の鋼材１０の位置と、画像２０における鋼材１０の位置との関係は、（２）式に代わって（５）式で表される。
【０１５０】
【数５】
2018146454.tif 000007
【０１５１】
（５）式には（２）式と異なり鋼材１０の位置Hjが含まれない。しかしながら、検査装置１の実機による実験や検査装置１の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等で、鋼材１０の位置Hを変化させながら、各々の鋼材１０の位置Hでの画像２０における鋼材１０の幅xsjと、鋼材１０の位置Hとの対応関係を予め求めておくことで、鋼材１０の幅xsjから鋼材１０の位置Hjを取得することができる。
【０１５２】
したがって、（４）式から鋼材１０の傾きθjも算出できるため、画像２０における鋼材１０の輝度を基準輝度値Vcに近づける補正が可能となる。
【０１５３】
図１６は、検査装置１の搬送装置１２で搬送される鋼材１０を、鋼材１０の幅方向に切断した場合の断面形状の例を示す図である。
【０１５４】
図１６（Ａ）に示すように、断面形状が矩形の鋼材１０は「角コバ平」と呼ばれる。図１６（Ｂ）に示すように、角コバ平の各頂点を上下面と交差する面で切断した断面形状を有する鋼材１０は「塁形平」と呼ばれる。図１６（Ｃ）に示すように、角コバ平の各頂点に丸みを持たせた断面形状を有する鋼材１０は「丸コバ平」と呼ばれる。
【０１５５】
鋼材１０の幅Wsを、撮像装置１４の撮像面と相対する鋼材１０の面の幅とすれば、角コバ平、塁形平および丸コバ平の各々の幅Wsは、図１６に示すように、各鋼材１０の上面の幅で表される。
【０１５６】
したがって、塁形平および丸コバ平のように、断面形状が矩形でない鋼材１０に対して、鋼材１０の上面の幅を鋼材１０の幅Wsとすれば、角コバ平だけでなく、塁形平および丸コバ平の疵１８も検査装置１で検査することができる。
【０１５７】
ここで、撮像装置１４の撮像面とは、撮像装置１４のレンズ１４２の光軸と直交する面であり、例えばレンズ１４２の取り付け面をいう。
【０１５８】
本実施の形態に係る検査装置１の撮像装置１４は、鋼材１０で反射した可視光を撮像する可視カメラに限られない。例えば赤外線ラインセンサのように、鋼材１０等の検査対象物の温度分布を撮像する赤外線カメラを用いてもよい。この場合、検査装置１は、ヒーター、加熱炉等の図示しない加熱装置を含み、加熱装置により加熱された鋼材１０の表面から疵１８を検出することができる。なお、撮像装置１４として赤外線カメラを用いる場合、検査装置１は照明装置１６を必須としない。
【０１５９】
また、本実施の形態に係る検査装置１では撮像装置１４を鋼材１０の上面側に配置したが、鋼材１０の下面側に配置してもよい。また、撮像装置１４を鋼材１０の上面側および下面側の各々に配置してもよく、鋼材１０の右側面側および左側面側の少なくとも一方に撮像装置１４を配置してもよい。更に、鋼材１０の各面と相対する位置に撮像装置１４を各々配置してもよい。
【０１６０】
複数の撮像装置１４を用いた場合、鋼材１０の複数の面における疵１８の有無を同時に検査することができる。
【０１６１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、発明の要旨を逸脱しない範囲で、図８に示した検査処理の順序および図１０に示した左右端位置算出処理の順序を変更してもよい。
【０１６２】
本実施の形態に係る検査装置１では、図８に示した検査処理および図１０に示した左右端位置算出処理をソフトウエアによって実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、検査処理および左右端位置算出処理を、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)等を用いたハードウエア構成により実現するようにしてもよい。この場合、ソフトウエアを用いた場合と比較して、処理を高速化することができる。
【０１６３】
また、本実施の形態に係る検査装置１では、検査プログラムがＲＯＭ５２にインストールされている形態について説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る検査プログラムを、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。例えば、本発明に係る検査プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、及びＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態、又はＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカード等の可搬型記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る検査プログラムを、図示しない通信回線に接続された図示しない電子機器から取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１・・・検査装置、１０・・・鋼材、１２・・・搬送装置、１４・・・撮像装置、１６・・・照明装置、１８・・・疵、２０・・・画像、２１・・・補正画像、２２・・・２値化画像、２４・・・画像処理装置、３０・・・取得部、３２・・・算出部、３４・・・補正部、３６・・・検出部、３８・・・出力部、４０・・・記憶部、５０・・・コンピュータ、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・ＲＯＭ、５３・・・ＲＡＭ、５４・・・不揮発性メモリ、５５・・・Ｉ／Ｏ、６０・・・入力装置、６２・・・出力装置、６４・・・通信装置、１００・・・従来の検査装置、１４１・・・撮像素子、１４２・・・レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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