(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼板等の測定対象物の寸法を測定する際に適切な撮像画像を得る測定器具を提供する。【解決手段】撮像画像中の対象物の寸法の測定に用いる測定用器具１は、本体部２と、前記本体部に設けられ、少なくとも１つの発光色の光を放出する光源部３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画像中の対象物の寸法の測定に用いる測定用器具であって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、少なくとも１つの発光色の光を放出する光源部と
を備える測定用器具。
【請求項２】
請求項１に記載の測定用器具であって、
前記光源部は、異なる複数の発光色の光を放出可能であり、前記複数の発光色のうち選択された発光色に対応する光を放出する
測定用器具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の測定用器具であって、
それぞれ離間した位置に複数の前記光源部
を備える測定用器具。
【請求項４】
請求項２に記載の測定用器具であって、
それぞれ離間した位置に第１の光源部及び第２の光源部を備え、
前記第１の光源部は、第１の発光色の光源と、第２の発光色の光源とを備え、
前記第２の光源部は、前記第１の発光色の光源と、前記第２の発光色の光源とを備え、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部に属する１対の前記第１の発光色の光源と、前記第１の光源部及び前記第２の光源部に属する１対の前記第２の発光色の光源とは、同色の光源間の距離が等しくなるように配置される
測定用器具。
【請求項５】
請求項４に記載の測定用器具であって、
前記第１の光源部の複数の光源は、第１の方向に沿って１列に配置され、
前記第２の光源部の複数の光源は、前記第１の光源部の前記複数の光源と同じ色の順序で、前記第１の方向に沿って１列に配置される
測定用器具。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の測定用器具であって、
前記本体部には、前記各光源に対応する貫通孔が形成され、
前記各光源は、対応する前記貫通孔に収容され、前記貫通孔の内壁に囲まれる
測定用器具。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の測定用器具であって、
前記複数の光源の少なくとも一つは、近赤外線領域の発光色を有する
測定用器具。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の測定用器具であって、
前記各光源は、ＬＥＤで構成される
測定用器具。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の測定用器具であって、
前記本体部は、炭素繊維を含む複合材料で形成される
測定用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板等の測定対象物の寸法の測定に用いる器具（校正板、校正具などとも呼ばれる）に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の製造ラインにおいては、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いて鋼板を撮像し、撮像画像に基づいて、鋼板の端を検出し、鋼板の長さや幅を測定することが行われる。その際、校正板と鋼板を撮像し、撮像画像中の鋼板の寸法と校正板の寸法の相対比を求め、この相対比と、既知の実際の校正板の寸法とに基づいて、実際の鋼板の寸法を算出することができる。
【０００３】
特許文献１には、複数の穴が開けられた校正板が記載されている。これらの穴の両端がエッジ基準、及び幅基準として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−３１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製造工程で不均一に熱せられた鋼板は、場所によって温度が不均一となるため、それらの場所から放出される光の色も異なる。ここで、撮像装置の撮像素子に不具合があったり、環境温度が高かったりするなどの状況によっては、特定の色の光を放出する場所（鋼板の一部）が正確に写らないという問題がある。この場合、撮像画像に対する画像処理によって鋼板の寸法を測定しようとすると、誤った寸法が測定されたりエラーが発生したりする。
【０００６】
本発明の目的は、鋼板等の測定対象物の寸法を測定する際に適切な撮像画像を得るために用いる測定用器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決する本発明の一態様は、撮像画像中の対象物の寸法の測定に用いる測定用器具であって、本体部と、前記本体部に設けられ、少なくとも１つの発光色の光を放出する光源部とを備える。
【０００８】
上記の測定用器具において、前記光源部は、異なる複数の発光色の光を放出可能であり、前記複数の発光色のうち選択された発光色に対応する光を放出してもよい。
【０００９】
上記のいずれかの測定用器具は、それぞれ離間した位置に複数の前記光源部を備えてもよい。
【００１０】
上記のいずれかの測定用器具は、それぞれ離間した位置に第１の光源部及び第２の光源部を備え、前記第１の光源部は、第１の発光色の光源と、第２の発光色の光源とを備え、前記第２の光源部は、前記第１の発光色の光源と、前記第２の発光色の光源とを備え、前記第１の光源部及び前記第２の光源部に属する１対の前記第１の発光色の光源と、前記第１の光源部及び前記第２の光源部に属する１対の前記第２の発光色の光源とは、同色の光源間の距離が等しくなるように配置されてもよい。
【００１１】
上記のいずれかの測定用器具において、前記第１の光源部の複数の光源は、第１の方向に沿って１列に配置され、前記第２の光源部の複数の光源は、前記第１の光源部の前記複数の光源と同じ色の順序で、前記第１の方向に沿って１列に配置されてもよい。
【００１２】
上記のいずれかの測定用器具において、前記本体部には、前記各光源に対応する貫通孔が形成され、前記各光源は、対応する前記貫通孔に収容され、前記貫通孔の内壁に囲まれてもよい。
【００１３】
上記のいずれかの測定用器具において、前記複数の光源の少なくとも一つは、近赤外線領域の発光色を有してもよい。
【００１４】
上記のいずれかの測定用器具において、前記各光源は、ＬＥＤで構成されてもよい。
【００１５】
上記のいずれかの測定用器具において、前記本体部は、炭素繊維を含む複合材料で形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る測定用器具の構成例を示す図である。
【図２】本体部及び光源部の詳細な構成例を説明する図である。
【図３】複数の光源の配置及び基準寸法を説明する図である。
【図４】測定用器具を用いた撮像画像の検査工程の一例を示すフローチャートである。
【図５】測定用器具の設置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、測定対象物として鋼板を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る測定用器具１の構成例を示す図であり、（Ａ）上面図、（Ｂ）下面図、（Ｃ）正面図、（Ｄ）右側面図を示す。背面は、正面と同様であるため省略している。左側面は、右側面と同様であるため省略している。
【００１９】
測定用器具１は、鋼板の寸法を測定する際に、基準寸法を決定するために使用される。すなわち、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いて測定用器具１と鋼板を個別に撮像し、これらの撮像画像中の鋼板の寸法と測定用器具１の寸法の相対比を求め、この相対比と、既知の実際の測定用器具１の寸法とに基づいて、実際の鋼板の寸法を算出することができる。また、測定用器具１は、撮像画像の異常を検査するために使用される。測定用器具１の使い方については後に詳述する。
【００２０】
測定用器具１は、本体部２と、４つの光源部３と、電源部４と、５つの脚部５と、２つのハンドル部６とを備える。
【００２１】
本体部２は、平板状に形成されており、図１の例では、長さ方向（図中の左右方向）及び幅方向（図中の上下方向）がほぼ等しくなるように形成されている。具体例としては、本体部２は、長さ１ｍ×幅１ｍの長方形とすることができる。本体部２の材料は、例えば、鉄、ステンレス、ガラスなどを採用することができるが、好ましくは、寸法安定性が良い（熱伸縮性が優れている）炭素繊維を、合成樹脂や金属と組み合わせた複合材料を採用することができる。
【００２２】
４つの光源部３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、それぞれ対応する本体部２の４つの角部に設けられる。光源部３は、例えば、電子回路基板であり、発光色の異なる３つの光源３１を備える。また、光源部３は、電源部４から電源供給を受け、各光源３１を個別に点灯／消灯する。光源部３については後に詳述する。
【００２３】
電源部４は、４つの光源部３に対して接続され、それらに電源を供給する。電源部４は、例えば、乾電池等のバッテリー（図示せず）と、スイッチ（図示せず）とを備える電子回路基板である。当該スイッチは、各光源部３の３つの光源３１の点灯／消灯を個別にスイッチングすることができる。例えば、第１のスイッチがオン（オフ）に設定された場合、各光源部３の第１の光源３１が点灯（消灯）し、第２のスイッチがオン（オフ）に設定された場合、各光源部３の第２の光源３１が点灯（消灯）し、第３のスイッチがオン（オフ）に設定された場合、各光源部３の第３の光源３１が点灯（消灯）する。
【００２４】
５つの脚部５は、それぞれ、本体部２の下面の中央部と４つの角部に設けられる。各脚部５は、鋼板等の設置面に測定用器具１が置かれた際に、設置面に当接し、本体部２を支持する。もちろん、脚部５の形状、数及び配置は、図示した例に限られない。脚部５は、測定用器具１に設けられていなくてもよい。
【００２５】
２つのハンドル部６は、それぞれ、本体部２の上面の左右端部に設けられる。各ハンドル部６は、測定用器具１を移動する際に作業者により把持される。もちろん、ハンドル部６の形状、数及び配置は、図示した例に限られない。ハンドル部６は、測定用器具１に設けられていなくてもよい。
【００２６】
図２は、本体部２及び光源部３の詳細な構成例を説明する図であり、（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図を示す。図２は、図１の測定用器具１の左下の角部を拡大して示している。
【００２７】
光源部３ｂは、本体部２の下側に配置され、例えばネジなどの固定手段により本体部２に固定される。発光色の異なる３つの光源３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）は、例えば、砲弾型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、上方に延びるように光源部３ｂの上面に設けられる。また、本体部２には、光源３１ａ〜３１ｃのそれぞれに対応して、本体部２の上面と下面を接続する３つの貫通孔２１ａ〜２１ｃが設けられる。光源３１ａ〜３１ｃは、それぞれに対応する貫通孔２１ａ〜２１ｃ内に収容される。図２（Ｂ）の例では、光源３１の上端部（ＬＥＤの頭部の上端部）が一部突出しているが、突出しないように貫通孔内に収められてもよい。
【００２８】
光源３１を本体部２に形成された貫通孔２１に収容することで、光源３１の外周が貫通孔２１の内壁によって囲まれる。これにより、光源３１の外周から放出される光の拡散が抑えられるので、本体部２の上方から撮像した場合に、撮像画像に光源３１をより明瞭に写すことができる。また、撮像画像に対する画像処理によって光源３１の位置をより正確に特定することができる。
【００２９】
３つの光源３１の少なくとも１つは、例えば、近赤外線領域の発光色とすることができる。３つの光源３１の少なくとも１つは、例えば、可視光線領域の発光色としてもよい。具体例としては、３つの光源３１は、７５０ｎｍの波長の光（可視光線）を放出するＬＥＤ、８５０ｎｍの波長の光（近赤外線）を放出するＬＥＤ、及び９４０ｎｍの波長の光（近赤外線）を放出するＬＥＤとすることができる。
【００３０】
熱せられた鋼板は、近赤外線を放出する。この場合、可視光線領域のみを撮像可能な撮像装置を使うと、撮像画像に写らない箇所が含まれるようになる。従って、可視光線領域だけでなく近赤外線領域も撮像可能な撮像装置を使うのが望ましい。詳細は後述するが、近赤外線の光源３１を点灯した測定用器具１を撮像装置で撮像し、撮像画像を検査することで、撮像装置の撮像素子が近赤外線を正確に撮像できるかどうかを判定することができる。また、可視光線の光源３１を点灯した測定用器具１を撮像装置で撮像し、撮像画像を検査することで、撮像装置の撮像素子が可視光線を正確に撮像できるかどうかを判定することができる。
【００３１】
他の光源部３ａ、３ｃ、３ｄも、光源部３ｂと同様に本体部２の下側に配置される。また、他の光源部３ａ、３ｃ、３ｄの各光源３１ａ〜３１ｃも、光源部３ｂの各光源３１ａ〜３１ｃと同様に、本体部２に形成された対応する貫通孔２１ａ〜２１ｃ内に収容される。
【００３２】
図３は、複数の光源３１の配置及び基準寸法を説明する図である。図１３では、左右方向が長さ方向であり、上下方向が幅方向である。
【００３３】
４つの光源部３ａ〜３ｄは、それぞれ、異なる３つの発光色の光源３１ａ〜３１ｃを有する。各光源部３の光源３１ａ〜３１ｃは、長さ方向に左から光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃの順に、１列に配置される。光源部３ａの光源３１ａ〜３１ｃと光源部３ｂの光源３１ａ〜３１ｃとは、同じ発光色の光源どうしの距離が基準幅Ｗとなるように配置される。また、光源部３ａの光源３１ａ〜３１ｃと光源部３ｃの光源３１ａ〜３１ｃとは、同じ発光色の光源どうしの距離が基準長さＬとなるように配置される。また、光源部３ｄの光源３１ａ〜３１ｃと光源部３ｃの光源３１ａ〜３１ｃとは、同じ発光色の光源どうしの距離が基準幅Ｗとなるように配置される。また、光源部３ｄの光源３１ａ〜３１ｃと光源部３ｂの光源３１ａ〜３１ｃとは、同じ発光色の光源どうしの距離が基準長さＬとなるように配置される。
【００３４】
このような光源３１の配置により、ある発光色の光源３１間の距離（長さ方向及び幅方向の距離）と、他の発光色の光源３１間の距離（長さ方向及び幅方向の距離）とは、基準長さＬ及び基準幅Ｗとして等しく設定される。
【００３５】
図４は、測定用器具１を用いた撮像画像の検査工程の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、鋼板を撮像してその寸法を測定する工程の前の準備工程として実行される。
【００３６】
まず、測定用器具１を設置する（ステップＳ１）。例えば、図５（測定用器具の設置例を示す図）に示すように、作業者は、測定対象の鋼板を搬送するためのコンベアＡの上面に、平板７を置き、その上面に測定用器具１を置く。その際、天井Ｂに取り付けられた１台以上の撮像装置８の撮像範囲に含まれるように、測定用器具１を配置する。もちろん、撮像装置８の数、配置等は、図５に示した例に限られない。
【００３７】
それから、第１色の光源を点灯する（ステップＳ１１）。例えば、作業者は、電源部４のスイッチを操作して、各光源部３の光源３１ａを点灯する。
【００３８】
それから、測定用器具１を撮像する（ステップＳ１２）。例えば、作業者は、各撮像装置８と通信可能に接続された測定装置（図示せず）を操作する。測定装置は、各撮像装置８を制御して測定用器具１を撮像する。測定装置は、撮像画像を各撮像装置８から受信する。測定装置は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等のコンピューターデバイスであり、撮像画像を画像処理により解析して測定対象の鋼板の寸法を測定する機能を有するソフトウェアがインストールされている。
【００３９】
それから、撮像画像を検査する（ステップＳ１３）。例えば、測定装置は、受信した撮像画像を表示装置に表示する。作業者は、表示された撮像画像を見て、全ての光源３１ａが明瞭に写っているか否かを検査する。なお、光源３１ａが明瞭に写っているか否かの検査処理は、測定装置により実行されてもよい。
【００４０】
それから、撮像画像に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。例えば、作業者は、ステップＳ１３の検査結果に基づいて、１つ以上の光源３１ａが明瞭に写っていない場合に、少なくとも光源３１ａの発光色の撮像について異常があると判定することができる。このような場合、撮像装置８の撮像素子に不具合が発生していたり、環境温度が高温だったりする可能性がある。なお、撮像画像に異常があるか否かの判定処理は、測定装置により実行されてもよい。
【００４１】
撮像画像に異常があると判定した場合（ステップＳ１４でＹ）、図４に示すフローチャートを終了する。この場合、例えば、作業者は、撮像装置８の不具合の修理や撮像環境の改善などの対策を行い、再び本フローチャートの工程を開始すればよい。
【００４２】
撮像画像に異常がないと判定した場合（ステップＳ１４でＮ）、第２色の光源を点灯する（ステップＳ２１）。例えば、作業者は、電源部４のスイッチを操作して、各光源部３の光源３１ａを消灯し、各光源部３の光源３１ｂを点灯する。
【００４３】
それから、測定用器具１を撮像する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２は、ステップＳ１２と同様である。
【００４４】
それから、撮像画像を検査する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は、光源３１ｂを対象として実行される点を除いて、ステップＳ１３と同様である。
【００４５】
それから、撮像画像に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４は、光源３１ｂを対象として実行される点を除いて、ステップＳ１４と同様である。
【００４６】
撮像画像に異常があると判定した場合（ステップＳ２４でＹ）、図４に示すフローチャートを終了する。この場合、例えば、作業者は、撮像装置８の不具合の修理や撮像環境の改善などの対策を行い、再び本フローチャートの工程を開始すればよい。
【００４７】
撮像画像に異常がないと判定した場合（ステップＳ２４でＮ）、第３色の光源を点灯する（ステップＳ３１）。例えば、作業者は、電源部４のスイッチを操作して、各光源部３の光源３１ｂを消灯し、各光源部３の光源３１ｃを点灯する。
【００４８】
それから、測定用器具１を撮像する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２は、ステップＳ１２と同様である。
【００４９】
それから、撮像画像を検査する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３は、光源３１ｃを対象として実行される点を除いて、ステップＳ１３と同様である。
【００５０】
それから、撮像画像に異常があるか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４は、光源３１ｃを対象として実行される点を除いて、ステップＳ１４と同様である。
【００５１】
撮像画像に異常があると判定した場合（ステップＳ３４でＹ）、図４に示すフローチャートを終了する。この場合、例えば、作業者は、撮像装置８の不具合の修理や撮像環境の改善などの対策を行い、再び本フローチャートの工程を開始すればよい。
【００５２】
撮像画像に異常がないと判定した場合（ステップＳ３４でＮ）、測定用器具１を取り除く（ステップＳ４１）。例えば、作業者は、各光源部３の光源３１ｃを消灯し、コンベアＡから測定用器具１及び平板７を取り除けばよい。
【００５３】
このようにして、図４に示すフローチャートは終了する。測定装置は、例えば、ステップＳ１２、Ｓ２２、及びＳ３２のいずれかで受信した撮像画像を解析して、発光している光源３１の位置を特定し、特定した位置間の距離を基準寸法（基準長さ、及び基準幅）として、記録すればよい。その後、測定装置は、例えば、コンベアＡ上の鋼板を撮像し、撮像画像中の鋼板の寸法と測定用器具１の基準寸法の相対比を求め、この相対比と、予め設定された実際の測定用器具１の寸法とに基づいて、実際の鋼板の寸法を算出すればよい。
【００５４】
もちろん、検査工程は、図４の示すフローチャートの例に限られない。例えば、いずれか１つ又は２つの発光色の光源３１に関してのみ検査を行ってもよい。また例えば、ある発光色の撮像画像に異常があると判定された場合も、次の発光色の撮像に進んでもよい。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態の測定用器具１を用いることで、鋼板等の測定対象物の寸法を測定する際に適切な撮像画像を得ることができる。
【００５６】
例えば、測定用器具１は、光源３１を備え、これを点灯することができる。これにより、撮像画像内の光源の３１の写り方に基づいて、異常を判定することができる。また例えば、測定用器具１は、複数の発光色の光源３１を備え、選択した発光色の光源３１を点灯することができる。これにより、撮像画像内の各色の光源の３１の写り方に基づいて、より詳細に異常を判定することができる。また例えば、点灯された光源３１は、撮像画像内に明瞭に写るため、作業者あるいは測定装置は基準寸法を容易に特定することができる。また例えば、測定用器具１を、炭素繊維を含む複合材料で作成することで、環境温度による影響を減らして、基準寸法を安定して測定することができる。
【００５７】
上記の本発明の実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。例えば、測定用器具の各部の配置、寸法、形状等の構成は、本発明の目的を達成できれば、図示した例に限られない。また例えば、「平板」などの言葉を用いているが、言葉どおりの厳密な意味に限られず、その意味と実質的に同一な場合（すなわち、本発明の効果を発揮できる場合）も含む。本発明は、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。もちろん、ある実施形態の一部の構成を、他の実施形態に加えたり、他の実施形態の一部の構成と置換したりしてもよい。
【００５８】
例えば、本体部２は、円板状や環状に形成されてもよい。また例えば、各光源部３の光源３１の数は、３つに限られず、１つ、２つ、又は４つ以上であってもよい。また例えば、複数の光源３１の波長は、全て可視光線領域であってもよいし、全て近赤外線領域であってもよい。また例えば、発光色ごとに個別の光源３１を設ける代わりに、複数の発光色を選択的に発光可能な光源３１を設けるようにしてもよい。また例えば、光源部３の配置は、本体部２の下側に限られず、本体部２の上側であってもよい（この場合、貫通孔２１は設けなくてよい）。また例えば、光源部３の数は、幅寸法と長さ寸法を特定するためには、４つに限られず、３つでもよい。また例えば、光源部３の数は、幅寸法と長さ寸法のいずれか一方を特定するためには、幅方向又は長さ方向に沿って配置された２つでもよい。また例えば、光源部３の数は、撮像画像の異常を判定するためには、１つでもよい。また例えば、電源部４は、通信部を備え、撮像装置や測定装置等の外部装置から指示を受信し、当該指示に従って各色の光源のスイッチングを制御してもよい。
【００５９】
上述の実施形態では、光源部３は電子回路基板と対応しているが、光源部３の実現方法はこのような構成に限られない。例えば、２つ以上の光源部３を１つの電子回路基板で実現してもよい。すなわち、本発明では、各光源部は、物理的に分離される必要はない。各光源部は、それぞれ１つ以上の光源を有するグループとして区別され、それぞれ離間した場所に配置されればよい。
【００６０】
本発明は、鋼板だけでなく、建造物や機械等の他の測定対象物にも利用することができる。また、本発明は、測定用器具だけでなく、当該測定用器具を用いた測定方法や検査方法、当該測定用器具と測定装置を含む測定システムなどの態様でも提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…測定用器具、２…本体部、３…光源部、４…電源部、５…脚部、６…ハンドル部、７…平板、８…撮像装置、２１…貫通孔、３１…光源、Ａ…コンベア、Ｂ…天井
【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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