(57)【要約】【課題】計測手順を簡略化して被計測体の直径計測を短時間に且つ手軽に行うことを可能とする【解決手段】先ず、携帯可能な計測ヘッド部１１に配備された撮像装置１０によって丸棒状の被計測体Ｗを撮像し、該撮像によって得られた画像上に被計測体Ｗの軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める。次に、該画像に基づいて撮像装置１０の位置を調整して被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させる。そして、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させた状態で撮像装置１０のレンズ中心から被計測体の表面までの距離をレーザ距離測定器１６距離によって計測する。その後、該計測によって得られた計測値Ｌと、該計測値Ｌを得たときの画像に示される前記一対の境界の位置とに基づいて被計測体Ｗの直径Ｄを演算する。【選択図】図１
2007155357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯可能な撮像手段によって丸棒状の被計測体を背景と共に撮像し、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像工程と、
該画像に基づいて撮像手段の位置を調整し、前記被計測体の軸心に撮像手段の光軸を直交させる光軸直交工程と、
前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させた状態で前記撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測工程と、
該計測によって得られた計測値と、該計測値を得たときの画像に示される前記一対の境界の位置とに基づいて被計測体の直径を演算する演算工程と、
を有することを特徴とする直径計測方法。
【請求項２】
前記撮像工程によって得られた画像は、被計測体領域の上下に背景領域を有するものであって、
前記光軸直交工程は、
前記画像の中心を通り且つ前記画像の水平方向を向く基準ラインを前記画像上に設定し、
前記被計測体領域と背景領域との間に存在する上下一対の境界の１又は複数箇所にエッジ抽出を施し、
該エッジ抽出によって得られた各上下一対のエッジを構成する上エッジから前記基準ラインまでの距離と、下エッジから前記基準ラインまでの距離とが等しいとみなせるまで、前記撮像手段の位置を調整する工程、
を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の直径計測方法。
【請求項３】
前記撮像工程によって得られた画像は、被計測体領域の左右に背景領域を有するものであって、
前記光軸直交工程は、
前記画像の中心を通り且つ前記画像の垂直方向を向く基準ラインを前記画像上に設定し、
前記被計測体領域と背景領域との間に存在する左右一対の境界の１又は複数箇所にエッジ抽出を施し、
該エッジ抽出によって得られた各左右一対のエッジを構成する左エッジから前記基準ラインまでの距離と、右エッジから前記基準ラインまでの距離とが等しいとみなせるまで、前記撮像手段の位置を調整する工程、
を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の直径計測方法。
【請求項４】
前記光軸直交工程は、
モニタ画面に前記撮像工程によって得られた画像をモニタ画像としてリアルタイムに表示し、
該モニタ画面の中心から等距離となる位置に予め平行な一対のエッジ参照ラインをモニタ画面上に設け、
前記モニタ画面上にて、該一対のエッジ参照ラインに前記一対の境界が重なり合うまで、撮像手段の位置及び／又は一対のエッジ参照ラインの間隔を調整する工程、
を有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の直径計測方法。
【請求項５】
前記被計測体は、大型熱間鍛造ワークであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の直径計測方法。
【請求項６】
丸棒状の被計測体を背景と共に撮像可能であって、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像手段と、該撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測手段とを備える携帯可能な計測ヘッド部と、
前記撮像手段によって得られた画像及び前記計測手段によって得られた計測値に基づいて前記被計測体の直径を演算する演算手段を備える信号処理部と、
前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させるための光軸直交手段と、
を備えていることを特徴とする直径計測装置。
【請求項７】
前記光軸直交手段は、信号処理部内に設けられており、
前記画像の中心を通り、且つ、前記画像の水平方向又は垂直方向に伸びる基準ラインを前記画像上に設定するライン設定手段と、
前記一対の境界にエッジ抽出を施すエッジ抽出手段と、
該エッジ抽出によって得られた一対のエッジを構成する一方のエッジから前記基準ラインまでの距離と、他方のエッジから前記基準ラインまでの距離とを計測する距離計測手段と、
前記一方エッジから前記基準ラインまでの距離と、前記他方のエッジから前記基準ラインまでの距離が等しいか否かを判断する距離判断手段と、
を備えていることを特徴とする請求項６に記載の直径計測装置。
【請求項８】
前記光軸直交手段は、前記計測ヘッド部に配備され且つ前記撮像手段の光軸と平行なスポット光を前記被計測体の撮像位置に向けて照射するスポットレーザ投光器を備えていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直径計測装置。
【請求項９】
前記光軸直交手段は、前記計測ヘッド部に配備され且つ前記撮像手段の光軸と同一平面上に伸びるスリット光を前記被計測体の撮像位置に向けて照射するスリットレーザ投光器を備えていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直径計測装置。
【請求項１０】
前記光軸直交手段は、前記撮像手段によって得られた画像をモニタ画像としてリアルタイムに表示可能なモニタ装置と、前記信号処理部に設けられて前記モニタ装置のモニタ画面に一対のエッジ参照ラインを表示する参照ライン表示手段とを備えており、
該一対のエッジ参照ラインは、前記モニタ画面の中心から等距離となる位置に平行に伸びると共に、前記モニタ画面に示される前記一対の境界に重ね合せ可能とされていることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の直径計測装置。
【請求項１１】
前記一対のエッジ参照ラインは、前記参照ライン表示手段によって前記モニタ画面の中心からの距離を可変とされていることを特徴とする請求項１０に記載の直径計測装置。
【請求項１２】
前記被計測体は、大型熱間鍛造ワークであることを特徴とする請求項６乃至請求項１１の何れかに記載の直径計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフト等、丸棒状に形成された被計測体の直径を計測する直径計測方法又は直径計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温（約１０００℃）に加熱したインゴット（鋳塊）にハンマ等による打撃によってプレス加工を施す鍛造工程を経ることにより、該インゴットからクランクシャフト等の丸棒状の鍛造品が形成される。
上記鍛造工程においては、寸法精度の高い鍛造品の形成を目的として、該鍛造工程中に１〜複数回に亘って鍛造加工中の鍛造材（鍛造ワーク）の直径を計測する。特に大型船舶のクランクシャフトや発電設備のタービンロータ等の大型鍛造（鋼塊重量が概ね１５ｔｏｎ以上、直径が３００〜１０００ｍｍ、長さが数１０００ｍｍ程度のもの）に係る鍛造ワークにおいては、作業者が高温の鍛造ワークに接近し、パス等を該鍛造ワークの表面に接触させて直径の計測を行う方法がこれまで行われてきた。
【０００３】
ところが、高温に加熱された鍛造ワークからの輻射熱は極めて大きいため、上記従来の計測方法は作業者に酷暑作業を強いることとなる。また、上記従来の計測方法は人為的な作業によって計測するものであり、計測値にばらつきが生じる可能性を排除し得ない。
そこで、カメラ等の撮像手段を用いることにより、鍛造ワークに接近や接触等することなく且つ機械的な計測を可能とする直径計測方法が提案されている。
例えば特許文献１には、光軸を平行とした一対のカメラを用いて丸棒状の鍛造ワーク（被計測体）の直径を計測する計測方法が開示されている。
【０００４】
該計測方法においては、光軸間隔ｌ1とした一対のカメラを有する撮像手段によって被計測体をその軸心に垂直となる方向から撮像する。このとき、一方のカメラによって被計測体の外周面の一端縁及び背景を撮像し、該一方のカメラによって得られた画像をテレビジョン受像器の画面上に再生する。そして、前記外周面と背景の間に存在する境界を示す走査線を検出する。そして、該走査線と、前記一方のカメラの光軸を示す走査線との間に存在する走査線数に基づいて前記境界と光軸間の距離を算出し、該距離を実寸へ倍率変換する。これにより、前記一方のカメラの光軸と前記一端縁間の距離ｌ2が計測される。
【０００５】
そして、同様の工程から他方のカメラの光軸と前記被計測体と他方の端縁間の距離ｌ3を計測する。最後に、距離ｌ1、ｌ2、ｌ3を全て足し合わせることにより、被計測体の直径が算出される。
また、テレセントリックレンズを備えたカメラ装置を用いた直径計測方法が知られている。該直径計測方法においては、上記カメラ装置によって被計測体と背景の間の一対の境界を同時に撮像し、該撮像によって得られた画像に基づいて直径を計測する。
【特許文献１】特開昭５４−９１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の如き鍛造ワークにおいては、複数位置の直径計測を複数回に亘って行う必要がある。このため、各直径計測を短時間に且つ手軽に行いたいとの現場からの要請がある。
しかしながら、上記特許文献１の計測方法を１０００ｍｍ程度の直径を有する鍛造ワークの直径計測に採用する場合、一対のカメラの光軸間隔を１０００ｍｍ程度設ける必要があり、これら一対のカメラを有する撮像手段の持ち運びは困難である。加えて、各計測位置に撮像手段を設定して計測するまでの手順が煩雑なものとなる。
【０００７】
また、テレセントリックレンズを備えたカメラ装置による計測方法においては、計測対象となる鍛造ワークの直径よりも大きなレンズ径を有するカメラ装置が必要となる。このため、カメラ装置の重量が重いものとなり、携帯性が極めて悪く、直径計測を手軽に行い難い問題がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、計測手順を簡略化して被計測体の直径計測を短時間に且つ手軽に行うことを可能とする直径計測方法を提供するようにしたものである。
また、本発明は、上記問題に鑑み、被計測体を撮像する装置の携帯性を向上させると共に、該装置の計測位置への設定を容易なものとして該被計測体の直径計測を短時間に且つ手軽に行うことを可能とする直径計測装置を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、直径計測方法において、
携帯可能な撮像手段によって丸棒状の被計測体を背景と共に撮像し、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像工程と、
該画像に基づいて撮像手段の位置を調整し、前記被計測体の軸心に撮像手段の光軸を直交させる光軸直交工程と、
前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させた状態で前記撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測工程と、
該計測によって得られた計測値と、該計測値を得たときの画像に示される前記一対の境界の位置とに基づいて被計測体の直径を演算する演算工程と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、携帯可能な撮像手段とは、被計測体の撮像に当たって姿勢、位置、向きを作業者が単身で自由に調整することが可能な大きさを有する撮像手段のことを示し、例えばハンディタイプのものが挙げられる。
これによれば、先ず、撮像手段によって丸棒状の被計測体を該被計測体の軸心と交叉する方向から撮像する。このとき、撮像によって得られる画像上に、被計測体領域と背景領域との間に存在し、且つ、被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を少なくとも収める様に撮像を行う。
【００１０】
次に、該撮像によって得られた画像に基づいて撮像手段の位置を調整し、被計測体の軸心に撮像手段の光軸を直交させる。ここで、被計測体の軸心に撮像手段の光軸を直交させるとは、被計測体の軸心に撮像手段の光軸が略直交しており、これらが互いに直交しているとみなすことができる場合も含む。
そして、この状態で、被計測体の表面と撮像手段のレンズ中心までの距離を計測し、該計測による計測値に基づいて被計測体の直径を演算するのである。
したがって、本発明に係る直径計測方法によれば、被計測体に対する撮像手段の位置を調整して撮像手段の光軸を被計測体の軸心に直交させる単純な操作により、該被計測体の直径が正確に測定される。また、これによって計測手順の簡略化が図られる。
【００１１】
また、撮像手段が携帯可能であるため、撮像手段の光軸を被計測体の軸心に直交させる作業者の作業量は、持運び容易な撮像手段の位置を調整するのみの軽微なものとなり、これによって作業者の負担が減じられることとなる。
また、被計測体の軸心が水平方向に伸びている場合、前記撮像工程によって得られた画像は、被計測体領域の上下に背景領域を有するものであって、
前記光軸直交工程は、
前記画像の中心を通り且つ前記画像の水平方向を向く基準ラインを前記画像上に設定し、
前記被計測体領域と背景領域との間に存在する上下一対の境界の１又は複数箇所にエッジ抽出を施し、
該エッジ抽出によって得られた各上下一対のエッジを構成する上エッジから前記基準ラインまでの距離と、下エッジから前記基準ラインまでの距離とが等しいとみなせるまで、前記撮像手段の位置を調整する工程、
を有するものであることが好ましい。
【００１２】
これによれば、前記画像上に前記上下一対の境界が示されており、該上下一対の境界の１又は複数箇所にエッジ抽出が施される。これにより、前記基準ラインに対して垂直となる方向にて互いに対向する１又は複数の一対のエッジが抽出される。そして、各一対のエッジの一方のエッジと前記基準ライン間の距離を計測する。同様に、他方のエッジと前記基準ライン間の距離を計測する。
そして、１又は全ての一対のエッジにおいて上記２つの距離が等しいとみなせるまで撮像手段の位置を調整する。これにより、前記一対の境界が基準ラインと平行となると共に該基準ラインから等しい距離に位置することとなり、撮像手段の光軸が被計測体の軸心と同一水平面上にて該軸心に直交してるとみなすことができるのである。つまり、本発明によれば、画像処理を介して撮像手段の光軸を被計測体の軸心に直交させるため、かかる作業を短時間に行うことができる。加えて、作業者の個人差に起因する計測結果の人為的なばらつきを大幅に低減することができる。
【００１３】
また、被計測体の軸心が垂直方向に伸びている場合、前記撮像工程によって得られた画像は、被計測体領域の左右に背景領域を有するものであって、
前記光軸直交工程は、
前記画像の中心を通り且つ前記画像の垂直方向を向く基準ラインを前記画像上に設定し、
前記被計測体領域と背景領域との間に存在する左右一対の境界の１又は複数箇所にエッジ抽出を施し、
該エッジ抽出によって得られた各左右一対のエッジを構成する左エッジから前記基準ラインまでの距離と、右エッジから前記基準ラインまでの距離とが等しいとみなせるまで、前記撮像手段の位置を調整する工程、
を有するものとなる。
【００１４】
あるいは、前記光軸直交工程は、
モニタ画面に前記撮像工程によって得られた画像をモニタ画像としてリアルタイムに表示し、
該モニタ画面の中心から等距離となる位置に予め平行な一対のエッジ参照ラインをモニタ画面上に設け、
前記モニタ画面上にて、該一対のエッジ参照ラインに前記一対の境界が重なり合うまで、撮像手段の位置及び／又は一対のエッジ参照ラインの間隔を調整する工程、
を有するものであることが好ましい。
【００１５】
これによれば、先ず、モニタ画面に撮像手段による画像をリアルタイムで表示する。
そして、モニタを視認しつつ撮像手段の位置を調整し、モニタの画面に設けられた前記一対のエッジ参照ラインに前記モニタ画面に示される一対の境界を重ね合わせるのである。このとき、一対のエッジ参照ラインの間隔を拡縮させて該一対のエッジ参照ラインに前記一対の境界を重ね合わせることも可能である。何れの場合においても、一対のエッジ参照ラインは画面中心（画像中心）から等距離となる位置に設けられている。このため、該一対のエッジ参照ラインに前記一対の境界を重ね合わせることにより、撮像手段の光軸が被計測体の軸心に直交することとなるのである。
【００１６】
本発明によれば、作業者はモニタの画面を視認しながら一対のエッジ参照ラインに前記一対の境界を重ね合わせる操作を行うことができ、前記撮像手段の光軸を被計測体の軸心に直交させる作業を容易に行うことができるのである。
また、上述の如き直径計測方法は、前記被計測体を大型熱間鍛造ワークとした場合に特に有効なものとなる。
また、本発明における課題解決のための他の技術的手段は、直径計測装置において、
丸棒状の被計測体を背景と共に撮像可能であって、該撮像によって得られた画像上に、前記被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の境界を収める撮像手段と、該撮像手段のレンズ中心から前記被計測体の表面までの距離を計測する計測手段とを備える携帯可能な計測ヘッド部と、
前記撮像手段によって得られた画像及び前記計測手段によって得られた計測値に基づいて前記被計測体の直径を演算する演算手段を備える信号処理部と、
前記被計測体の軸心に前記撮像手段の光軸を直交させるための光軸直交手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、作業者は、計測ヘッド部を携帯（持運び）することができるので、該計測ヘッド部の撮像手段を計測位置に設定する操作を容易且つ手軽に行うことができる。また、少なくとも計測ヘッド部は、撮像手段と計測装置を備えていればよい。このため、その構成は単純なものとなる。これにより、計測ヘッド部を携帯可能な程度の大きさに構成することができ、計測ヘッド部を持ち運ぶ作業者の負担を軽減することができる。
なお、本発明に係る直径計測装置においては、撮像手段によって得られた画像に示される前記一対の境界に基づき、光軸直交手段にあっては撮像手段の光軸を被計測体の軸心に直交させ、信号処理部の演算手段にあっては被計測体の直径を演算する。このため、上記撮像手段による被計測体の撮像においては、被計測体の外周面の内、被計測体の軸心を介して径方向に対向する一対の端縁部を少なくとも撮像するものとする。
【００１８】
また、前記光軸直交手段は、信号処理部内に設けられており、
前記画像の中心を通り、且つ、前記画像の水平方向又は垂直方向に伸びる基準ラインを前記画像上に設定するライン設定手段と、
前記一対の境界にエッジ抽出を施すエッジ抽出手段と、
該エッジ抽出によって得られた一対のエッジを構成する一方のエッジから前記基準ラインまでの距離と、他方のエッジから前記基準ラインまでの距離とを計測する距離計測手段と、
前記一方エッジから前記基準ラインまでの距離と、前記他方のエッジから前記基準ラインまでの距離が等しいか否かを判断する距離判断手段と、
を備えていることが好ましい。
【００１９】
これによれば、画像上の１又は複数箇所にて抽出された一対のエッジにおいて上記２つの距離が一致しているとみなせる位置まで、作業者は撮像手段を容易に移動させることができる。この結果、かかる作業を高精度に且つ短時間に行うことができる。
また、前記光軸直交手段は、前記計測ヘッド部に配備され且つ前記撮像手段の光軸と平行なスポット光を前記被計測体の撮像位置に向けて照射するスポットレーザ投光器を備えていることが好ましい。
これによれば、スポット光は撮像手段の光軸と平行に照射されるため、作業者は、該スポット光の光跡を介して被計測体の軸心に対する撮像手段の光軸の位置ずれや角度のずれを視認することができる。同時に、該スポット光の光跡を視認しながらこれらのずれを修正することができる。
【００２０】
あるいは、前記光軸直交手段は、前記計測ヘッド部に配備され且つ前記撮像手段の光軸と同一平面上に伸びるスリット光を前記被計測体の撮像位置に向けて照射するスリットレーザ投光器を備えていることが好ましい。
これによれば、スリットレーザ投光器によって被計測体の表面には、所定長さを有するスリット光が照射される。該スリット光は、撮像手段の光軸と同一平面上又は該平面に平行な平面上に伸びている。このため、撮像手段が被計測体に対して回転している（傾いている）場合には、被計測体に照射されたスリット光の光跡が直線状とならず湾曲状となる。また、撮像手段の光軸が被計測体の軸心に対し上記平面上にて角度を有している場合には、スリット光の光跡は、その強度（明るさ若しくは太さ）が一端から他端に亘って漸次的に変化している状態となる。したがって、作業者は、これらスリット光の光跡の形状や明るさを手がかりとして、撮像手段の光軸と被計測体の軸心とのずれを修正することができ、計測ヘッド部の位置調整をより容易に行うことができる。
【００２１】
また、前記光軸直交手段は、前記撮像手段によって得られた画像をモニタ画像としてリアルタイムに表示可能なモニタ装置と、
前記信号処理部に設けられて前記モニタ装置のモニタ画面に一対のエッジ参照ラインを表示する参照ライン表示手段とを備えており、
該一対のエッジ参照ラインは、前記モニタ画面の中心から等距離となる位置に平行に伸びると共に、前記モニタ画面に示される前記一対の境界に重ね合せ可能とされていることが好ましい。
【００２２】
これによれば、作業者はモニタ画面を視認しながら一対のエッジラインに画像上の一対の境界を重ね合わせる操作を行うことができる。したがって、かかる操作を容易に行うことができる。そして、これらのラインを互いに重ね合わせる位置に計測ヘッド部を設定することにより、撮像手段の光軸が被計測体の軸心に直交しているとみなすことができるのである。
さらに、前記一対のエッジ参照ラインは、前記参照ライン表示手段によって前記モニタ画面の中心からの距離を可変とされていることが好ましい。
【００２３】
これによれば、画面上にて被計測体の一対の境界が画面中心に対し一対のエッジラインよりも内側や外側に位置することとなった場合にも、該一対のエッジラインの間隔を調整することにより一対の被計測体に一致させることができ、作業者が計測ヘッド部の撮像姿勢を維持した状態で該計測ヘッド部を被計測体に対して前後させる必要はない。
また、上述の如き直径計測装置は、前記被計測体を大型熱間鍛造ワークとした場合に特に有効なものとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の直径計測方法によれば、計測手順を簡略化して被計測体の直径計測を短時間に且つ手軽に行うことが可能となる。
また、本発明の直径計測装置によれば、被計測体を撮像する装置の携帯性を向上させると共に、該装置の計測位置への設定を容易なものとして該被計測体の直径計測を短時間に且つ手軽に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施した形態につき、図１〜図２２に沿って具体的に説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態の直径計測装置１は、図１及び図２に示す如く、丸棒状の被計測体Ｗを撮像し、該撮像によって得られた画像を介して前記被計測体Ｗの直径Ｄを計測するものである。
なお、本実施の形態においては、大型船舶のエンジンを構成するクランクスロー等、鋼塊重量が１５ｔｏｎ、直径Ｄが３００〜１０００ｍｍ、軸方向の長さが数１０００ｍｍ程度の大きさを有する鍛造ワークを被計測体Ｗとして選択している。また、鍛造ワークは高温に熱せられた状態で鍛造プレス装置２に収容されている。
【００２６】
鍛造プレス装置２は、ベッド３と、該ベッド３の上方に配備されたプレスピストン４とを備えている。そして、高温に熱せられた鍛造ワークは、その軸心を水平方向に向けた状態でベッド３上に載置されている。そして、鍛造ワークに向けてプレスピストン４を降下させることにより、該鍛造ワークにプレス加工が施される。
直径計測装置１は、鍛造プレス装置２に対向する位置に設けられ、撮像装置（撮像手段）１０を備え且つ作業者が持運び可能な計測ヘッド部１１と、該計測ヘッド部１１からの信号を処理する信号処理部１２と、鍛造ワーク（以下、被計測体Ｗという）の軸心に前記撮像装置１０の光軸を直交させるための光軸直交手段１３とを備えている。
【００２７】
計測ヘッド部１１は、携帯可能なベース１５上に、撮像装置１０とレーザ距離計測器（距離計測手段）１６とを可及的近接させた位置に配備して持ち運び容易に構成されている。
図３に示す如く、撮像装置１０は、レンズ１０ａと、該レンズ１０ａと同じ光軸上であって該レンズ１０ａの後方に位置する画像素子１０ｂとを備えたハンディタイプのＣＣＤカメラが採用されている。
なお、該撮像装置１０による被計測体Ｗの撮像にあっては、上記被計測体Ｗの上下に背景を捕らえた状態で撮像するものとする。これにより、撮像によって得られる画像上に被計測体領域と、該被計測体領域の上下に背景領域が形成される。これによって、図４に示す如く、被計測体領域と背景領域との間の存在する一対の境界が画像上に示されることとなる。
【００２８】
また、図１及び図２に示す如く、レーザ距離計測器１６は、レーザスポット光を用いた小型（携帯型）のレーザ距離計が採用されている。該レーザ距離計は、先端の測定基準面１６ａに設けられた射光部からパルス波であるレーザスポット光を計測対象面に向けて照射し、該計測対象面からの反射光を測定基準面１６ａに設けられた受光部に入射する。そして、該受光部に入射したレーザスポット光と、前記射光部から照射したレーザスポット光の位相差が測定部によって測定されると共に、該位相差に基づいて測定基準面１６ａと計測対象面間の距離が計測される。
【００２９】
また、レーザスポット光のレーザ光軸は、撮像装置１０の上下方向を被計測体Ｗの軸心に垂直な方向と一致させた場合に、該撮像装置１０の光軸と同じ高さ位置となる。これにより、レーザ距離計測器１６によって撮像装置１０のレンズ中心と計測対象面との間の距離が計測される。
なお、本実施の形態においては、被計測体Ｗに対して計測ヘッド部１１を構えると、レーザ距離計測器１６の測定基準面１６ａが撮像装置１０のレンズ中心よりも後方に位置する。この場合、レーザ距離計測器１６によって計測された計測値に測定基準面１６ａとレンズ中心間の間隔（オフセット量）を減じる。これにより、該計測値はレンズ中心と計測対象面間の距離として補正される。
【００３０】
図３に示す如く、これら撮像装置１０及びレーザ距離計測器１６が接続される信号処理部１２は、鍛造プレス装置２から適当な間隔を設けた位置に配備されている。該信号処理部１２は、パソコンやワークステーション等のコンピュータや専用の画像処理装置によって構成されている。
信号処理部１２は、撮像装置１０から得られる画像情報（以下、画像という）を格納するフレームメモリ２１と、レーザ距離計測器１６によって得られた計測値等を格納するメモリ２２と、前記画像及び計測値に基づいて被計測体Ｗの直径を演算する演算手段２３と、前記光軸直交手段１３と、これらを統括的に制御するメイン制御手段２４とを備えている。
【００３１】
光軸直交手段１３は、撮像装置１０の撮像によって得られた画像上に基準ラインＡを設定するライン設定手段３１と、画像にエッジ抽出を施すエッジ抽出手段３２と、該エッジ抽出によって得られたエッジから基準ラインＡまでの距離を計測する距離計測手段３３と、前記エッジが２つある場合に一方のエッジから基準ラインＡまでの距離の大きさと他方のエッジから基準ラインＡまでの距離の大きさを判断する距離判断手段３４とを備えた画像処理部として構成されている。
ライン設定手段３１は、画像の中心を通る直線を基準ラインＡとしてフレームメモリ２１に格納された画像上に設定する。
【００３２】
ここで、上述の如く被計測体Ｗを撮像することにより、撮像によって得られた画像には図４に示す如く被計測体領域の上下に背景領域が示されている。このため、これら２領域の間に存在する一対の境界は画像の水平方向（左右方向）に伸びている。したがって、本実施の形態においては、基準ラインＡを該画像の中心を通り且つ水平方向に伸びる直線として設定する。より詳しくは、撮像装置１０の有効画素を６４０×４８０とすると、該基準ラインＡは（０，２４０）から（６４０，２４０）まで伸びる直線となる。
図３に示す如く、エッジ抽出手段３２は、上エッジ抽出部３６と、下エッジ抽出部３７とを備えている。
【００３３】
上エッジ抽出部３６は、撮像装置１０によって得られた図４に示す画像に示される一対の境界の内、上側の境界にエッジ抽出を施す。また、該上エッジ抽出部３６は、該上側の境界の一部を取り囲むエッジ抽出ウインドｗを形成するためのウインド形成手段（図示省略）と、該エッジ抽出ウインドｗ内の上側の境界を強調するエッジ強調手段（図示省略）とを有している。
図４に示す如く、フレームメモリ２１に格納された画像には、該画像の垂直方向となるＹ方向（エッジ検出方向）及び水平方向となるＸ方向に所定の幅を有する長方形状のエッジ抽出ウインドｗを形成するマスク処理がウインド形成手段によって施される。これによって、該エッジ抽出ウインドｗによって取り囲まれた境界の一部が対象形状として選択される。
【００３４】
本実施の形態において、上側の境界のエッジを抽出するエッジ抽出ウインドｗは、画像中心に対して直上となる位置に形成されているが、上側の境界を取り囲む位置に形成されるのであれば画像上の何れの位置に形成されていても構わない。
エッジ強調手段は、エッジ抽出ウインドｗ内に微分処理を施し、境界を構成する要素を強調させる。
上記上エッジ抽出部３６によって被計測体Ｗの上側の境界から上エッジを抽出する方法について、図５〜図７を用いて説明する。
【００３５】
図５（ａ）は、図４に示す上側のエッジ抽出ウインドｗ内にてエッジ検出方向に伸びる任意のエッジ抽出ラインＸiの明るさに関する分布（輝度波形）を示している。図５（ａ）によって示される明るさの分布は、エッジ要素付近を境界として輝度が小さい（暗い）領域と大きい（明るい）領域とに分かれる。これは、被計測体Ｗである鍛造ワークが熱間鍛造中のものであるため、丸棒が背景よりも明るいものとなることに起因している。
そして、エッジ強調手段によってエッジ抽出ウインドｗ内に微分処理が施されることにより、図５（ｂ）に示す分布（微分波形）が得られる。該微分波形においては、エッジとなり得る濃淡変化の大きい箇所の微分値が大きなものとなる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、上記エッジ強調手段による処理として図７に示すソーベルフィルタが用いられるが、他の微分フィルタを採用することももちろん可能である。
そして、図６（ａ）に示す如く、エッジ抽出ウインドｗ内の一側から他側に亘って並ぶ各ピクセルラインＸS…Ｘi…ＸEの微分波形を全て加算することにより、図６（ｂ）に示す波形が得られ、該波形にて最大の微分値を示す位置を検出し、該位置を上エッジの位置として抽出する。
また、下エッジ抽出部３７は、上エッジ抽出部３６と同様の構成を有しているが、下エッジ抽出部３７のエッジ抽出ウインドｗは、基準ラインＡを対称軸として上エッジ抽出部３６のエッジ抽出ウインドｗと線対称となる位置に形成される。また、下エッジを抽出する場合の微分フィルタには、図８に示すソーベルフィルタが用いられる。
【００３７】
なお、これら上下エッジ抽出部３６、３７によるエッジ抽出は、各処理工程にてエッジの抽出が必要とされる度に用いられる。
また、距離計測手段３３は、図４に示す画像に設けられた基準ラインＡと上記エッジ抽出手段３２によって得られたエッジとの距離を計測する。該距離計測手段３３によって得られた上エッジと基準ラインＡ間の距離Ｙｕ及び下エッジと基準ラインＡ間の距離Ｙｄの値は、メモリ２２に格納される。
また、距離判断手段３４は、上エッジと基準ラインＡ間の距離Ｙｕの大きさと、下エッジと基準ラインＡ間の距離Ｙｄの大きさとの一致度を判断し、判断結果をチェッカーやセンサ音を介して作業者に通知するものであって、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜≦しきい値であれば、ＹｕとＹｄの大きさは等しいものと判断される。ここで、しきい値とは、上エッジから基準ラインＡまでの距離Ｙｕと下エッジから基準ラインＡまでの距離Ｙｄとの一致度を示す値であり、要求直径精度によって適切な値を設定する。例えば、要求直径精度が高いときは、しきい値も小さなものとなる。また、作業者への判断結果の通知は、ＬＥＤランプやセンサ音等、公知の通知手段によって行われる。
【００３８】
本発明に係る直径計測装置１は以上の構成を有する。次に、該直径計測装置１によって被計測体Ｗの直径Ｄを計測する工程について図９及び図１０を用いて説明する。
先ず、図９に示すステップＳ１にて、図１及び図２に示す如く、作業者は計測ヘッド部１１を被計測体Ｗに対して構え、該計測ヘッド部１１の撮像装置１０によって被計測体Ｗを撮像する。このとき、撮像装置１０の光軸を被計測体Ｗの軸心に交叉させるように該撮像装置１０を被計測体Ｗに向け、該被計測体Ｗの側面を撮像する（撮像工程）。ここで、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交する位置に計測ヘッド部１１を設定することが好ましい。しかし、作業者の目視のみによってかかる位置に計測ヘッド部１１を設定することは極めて困難である。このため、該ステップＳ１の段階では、これら２軸が互いに直交していると作業者がみなせる程度の位置に計測ヘッド部１１を構えるのみでよい。
【００３９】
また、該撮像によって得られた画像は、フレームメモリ２１に格納される。
次に、ステップＳ２に移行し、該画像に基づいて計測ヘッド部１１の位置を調整し、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させる（光軸直交工程）。ここで、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させるとは、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸が略直交しており、これらが互いに直交しているとみなすことができる場合も含む。
図１０に示す如く、光軸直交工程は、先ず、ステップＳ２１にて、フレームメモリ２１に格納された画像上にライン設定手段３１によって基準ラインＡを設定する。
【００４０】
次に、ステップＳ２２に移行し、エッジ抽出手段３２の上エッジ検出部３６によって上エッジを抽出する。そして、ステップＳ２３に移行し、距離計測手段３３によって該上エッジと基準ラインＡの間の距離Ｙｕを計測し、該距離Ｙｕをメモリ２２に格納する。
次に、ステップＳ２４に移行し、エッジ抽出手段３２の下エッジ検出部３７によって下エッジを抽出する。そして、ステップＳ２５に移行し、距離計測手段３３によって該下エッジと基準ラインＡ間の距離Ｙｄを計測し、該距離Ｙｄをメモリ２２に格納する。
そして、ステップＳ２６に移行し、距離判断手段３４によって、これら２つの距離の大きさの差｜Ｙｕ−Ｙｄ｜がしきい値よりも小さいか否かが判断され、判断結果が作業者に通知される。ここで、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜≦しきい値であれば、基準ラインＡから２つのエッジの距離は等しいと判断する。また、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜＞しきい値であれば、これら２つのエッジから基準ラインＡまでの距離は等しくないと判断する。メモリ２２に記憶された距離Ｙｕと距離Ｙｄとが等しいものとならず、ステップ２６にてノーと判断されたときは、ステップＳ２７に移行する。そして、ステップＳ２７にて計測ヘッド部１１を移動させて撮像装置１０の位置を調整し、再びステップＳ２２に戻る。かかる工程を、上記２つの距離Ｙｕ、Ｙｄが等しいものとみなせる位置に撮像装置１０を設定することができるまで撮像装置１０の位置を調整する。
【００４１】
一方、ステップＳ２６にてイエスと判断されたときは、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２６にてイエスと判断されることは、一対の境界から抽出された一対のエッジの中心線として基準ラインＡが存在し、画像の中心がこれら一対の境界に対し丁度真ん中に位置していることを意味する。これによって、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸が交叉（直交）しているとみなすことができる。
そして、ステップＳ２８にてこのときの距離Ｙｕ（若しくはＹｄ）をメモリ２２に格納した後、光軸直交工程を終了する。
【００４２】
図９に示す如く、ステップＳ２にて光軸直交工程を経た後、ステップＳ３に移行し、撮像装置１０のレンズ中心から被計測体Ｗの表面までの距離をレーザ距離計測器１６によって計測し、該計測による計測値Ｌをメモリ２２に格納する（計測工程）。
そして、ステップＳ４に移行し、演算手段２３によって、メモリ２２に格納した距離Ｙｕ及び計測値Ｌから被計測体Ｗの直径を演算し（演算工程）、その後、手続きを終了する。該演算は、先ず、該距離Ｙｕに画像素子１０ｂ上での１画素の実寸を乗じることにより、図３に示す距離Ｙｕの画像素子１０ｂの画像投影面（画像撮像面）１０ｃ上での実際の距離ｙを得る。そして、図３の如く側面視される被計測体Ｗ、撮像装置１０のレンズ中心及び画像素子１０ｂの画像投影面１０ｃの間に形成される三角形の相似等に基づき、以下の式（１）による演算を施す。これにより、被計測体Ｗの直径Ｄを得る。
【００４３】
【数１】
2007155357.tif 000003
【００４４】
上記本実施の形態によれば、被計測体Ｗに対し計測ヘッド部１１を移動させて撮像装置１０の位置を調整し、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交しているとみなせる位置に該撮像装置１０を設定する単純な操作により、該被計測体Ｗの正確な直径が演算を介して得られる。このため、作業者の作業量は、撮像装置１０の位置を調整するのみとなって計測手順の簡略化が図られることとなる。また、計測ヘッド部１１は、ハンディタイプの撮像装置１０及び小型のレーザ距離計測器１６を備えた持運び容易なものとして形成されている。このため、作業者は、上記光軸直交工程を行うに際し、大きな負担を強いられることなく撮像装置１０の位置調整を手軽且つ短時間に行うことができる。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、画像処理を介して撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交しているとみなせる位置まで計測ヘッド部１１を容易に移動させることができるため、かかる作業を短時間且つ高精度に行うことができる。これにより、作業者の個人差に起因する計測結果の人為的なばらつきが大幅に低減される。
［第２の実施の形態］
図１１及び図１２は、本発明に係る第２の実施の形態を示している。本実施の形態においては、計測ヘッド部１１に光軸直交手段１３としてのスポットレーザ投光器４１を備えている。
【００４６】
該スポットレーザ投光器４１は、撮像装置１０の近傍に配備されており、該撮像装置１０の光軸に平行なスポットレーザ光（以下、スポット光という）４２を被計測体Ｗに向けて照射する。作業者は、該スポットレーザ投光器４１により被計測体Ｗに照射されるスポット光４２の光跡によって、被計測体Ｗの軸心に対する撮像装置１０の光軸の位置ずれや角度のずれを視認することができる。そして、該スポット光４２の光跡を介してこれら位置ずれや角度のずれを修正することができる。
図１３は、本実施の形態による光軸直交工程のフローを示している。
【００４７】
先ず、ステップＳ２０にて被計測体Ｗの表面にスポット光４２を照射する。そして、該スポット光４２の光跡を視認しながら計測ヘッド部１１のおおよその位置や姿勢を簡単に調整する。
引き続き、第１の実施の形態と同様のステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理を順に行う。そして、ステップＳ２６にてノーと判断されたときは、ステップＳ２７’に移行し、被計測体Ｗに照射されたスポット光の光跡を手がかりに計測ヘッド部１１を移動させ、撮像装置１０の位置を微調整する。その後、ステップＳ２２に戻る。かかる工程を、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜≦しきい値となるまで繰り返す。
【００４８】
また、ステップＳ２６にてイエスと判断されたときは、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ２７に移行した後に手続きを終了する。
本実施の形態においては、スポット光の光跡を視認しながら撮像装置１０の位置調整を行うことができる。このため、撮像装置１０の光軸を被計測体Ｗの軸心に直交させる作業の作業性が上記第１の実施の形態に比べて各段に向上する。
［第３の実施の形態］
本実施の形態においては、図１４及び図１５に示す如く、上記スポットレーザ投光器４１に代えて、スリットレーザ光（以下、スリット光という）４３を照射するスリットレーザ投光器４４を採用している。該スリットレーザ投光器４４は、撮像装置１０の上下方向を被計測体Ｗの軸心に垂直な方向と一致させた場合に、該撮像装置１０の光軸と同じ高さ位置にて撮像装置１０の光軸の径方向に伸びるスリット光４３を照射する。
【００４９】
これによれば、計測ヘッド部１１を被計測体Ｗに対して構えると、被計測体Ｗの表面に所定長さを有するスリット光４３の光跡が照射される。このため、作業者は、被計測体Ｗに照射されたスリット光４３の光跡を視認しながら撮像装置１０の位置を調整することができる。このとき、側面視にて撮像装置１０が被計測体Ｗに対して角度を有している状態となっている場合には、図１６（ａ）に示す如く、スリット光４３の光跡が被計測体Ｗの表面に湾曲又は屈曲した状態で照射される。また、平面視にて撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に対して角度を有している場合、スリット光４３の光跡は、その強度（明るさ若しくは太さ）が一方の端部から他方の端部に亘って漸次的に変化している。
【００５０】
作業者は、これらスリット光４３の照射状態を視認しつつ、該スリット光４３の光跡が１６（ｂ）の如く直線となるように調整する。
図１７は、本実施の形態による光軸直交工程のフローを示している。
先ず、ステップＳ２０１にて被計測体Ｗの表面にレーザスポット光４２を照射する。そして、該スリット光４３の光跡を視認しながら計測ヘッド部１１のおおよその位置や姿勢を簡単に調整する。
そして、ステップＳ２０２に移行し、上述の如き操作によって被計測体Ｗの軸心に対する撮像装置１０の角度を調整し、スリット光４３の光跡を被計測体Ｗの軸心に平行な直線状にする。その後、引き続き、第１の実施の形態と同様のステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理を順に行う。そして、ステップＳ２６にてノーと判断されたときは、ステップＳ２７１に移行し、撮像装置１０の上下位置のみを調整する。その後、ステップＳ２２に戻る。かかる工程を、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜≦しきい値となるまで繰り返す。その後の工程は、上記第２の実施の形態と同様である。
【００５１】
本実施の形態においては、被計測体Ｗに対する撮像装置１０の角度がスリット光４３によって修正された状態でステップ２２〜ステップ２７１の反復工程が処理される。このため、該反復工程にて被計測体Ｗに対する撮像装置１０の角度を調整する必要はなく、該反復工程では撮像装置１０の上下位置を調整するのみでよい。このため、該反復工程の処理速度及び処理精度が上記第２の実施の形態に比べて大幅に向上することとなる。
［第４の実施の形態］
図１８及び図１９は、本発明に係る第４の実施の形態を示している。本実施の形態においては、計測ヘッド部１１に光軸直交手段１３としてモニタ装置５１が配備されると共に、信号処理部１２に参照ライン形成手段５２を配備している。
【００５２】
モニタ装置５１は、フレームメモリ２１を介してメイン制御手段２４に接続されたＣＲＴや液晶のモニタであって、フレームメモリ２１に格納された画像をリアルタイムで表示する。
また、参照ライン形成手段５２は、前記モニタ装置５１の画面（以下、モニタ画面という）５４に該モニタ画面５４の中心から等距離となる位置に一対のエッジ参照ラインＢを表示する。該一対のエッジ参照ラインＢは、互いに平行な状態で画面の水平方向に伸びている。
【００５３】
これによれば、作業者は、モニタ装置５１の画面を介して撮像装置１０による撮像状態をリアルタイムに視認することができる。
ここで、モニタ画面５４上に画像上の一対の境界が表示されることとなるが、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に示す如く、該モニタ画面５４上にて一対の境界と一対のエッジ参照ラインＢとがずれている場合がある。
図２０（ａ）に示すモニタ画面５４上には、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心よりも下側に位置している状態が表示されている。また、図２０（ｂ）に示すモニタ画面５４上には、平面視にて撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に対し直交せずに角度を有している状態が表示されている。また、図２０（ｃ）に示すモニタ画面５４上には、撮像装置１０が被計測体Ｗに対し回転している（傾いている）状態が表示されている。
【００５４】
これらの状態のとき、作業者は、撮像装置１０の位置及び向きを調整することにより、図２０（ｄ）に示す如くモニタ画面５４上にて一対の境界と一対のエッジ参照ラインＢとを一致させる。これにより、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交することとなるのである。
また、作業者は、外部入力手段（図示省略）等によって参照ライン形成手段５２に信号を発信することにより、図２１（ａ）に示す如く、一対のエッジ参照ラインＢの間隔を適宜変化させることができる。これにより、図２１（ｂ）に示す如く一対の境界と一対のエッジ参照ラインＢとが互いに位置ずれしている場合にも、計測ヘッド部１１を前後に移動させることなく、図２１（ｃ）に示す如くモニタ画面５４上にて一対の境界と一対のエッジ参照ラインＢとが一致させることができる。
【００５５】
図２２は、本実施の形態による光軸直交工程のフローを示している。
先ず、ステップＳ２００１にてモニタ画面５４上に撮像装置１０によって得られた画像を同時的に再生する。このとき、画像上の被計測体領域の上下に背景領域が再生され、これによってこれら被計測体領域と背景領域の間に存在する一対の境界がモニタ画面５４上に表示される。
そして、ステップＳ２００２に移行し、参照ライン形成手段５２によってモニタ画面５４上に一致のエッジ参照ラインＢを設定する。そして、ステップＳ２００３にて、作業者がモニタ画面５４を視認し、モニタ画面５４上にて一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界が重なり合っているか否かを判断する。
【００５６】
ここで、ノーと判断されたときは、ステップＳ２００４に移行し、作業者はモニタ画面５４を視認しながら撮像装置１０の位置及び姿勢を調整し、一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界を重ね合わせる。または、ステップＳ２００３からステップＳ２００５に移行し、参照ライン形成手段５２を介して一対のエッジラインの間隔を調整し、これによって一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界を重ね合わせる。または、ステップＳ２００４及びステップＳ２００５を経由して、一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界を重ね合わせることとしても構わない。
【００５７】
そして、これらステップＳ２００４又はステップＳ２００５からステップＳ２００３に戻り、該ステップＳ２００３にて再びモニタ画面５４上にて一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界が重なり合っているか否かを判断する。かかる工程をステップＳ２００３にてイエスと判断されるまで繰り返す。
一方、ステップＳ２００３にてイエスと判断されたときは、ステップＳ２１に移行し、上記第１の実施の形態と同様のステップＳ２１〜ステップＳ２８までの工程を処理した後、光軸直交工程の手続きを終了し、ステップＳ３に移行する。ここで、ステップＳ２６にてノーと判断された場合、ステップＳ２７を経由してステップＳ２２に戻ることとしているが、上述の如く一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界を重ね合わせている状態で、｜Ｙｕ−Ｙｄ｜＞しきい値となる（ステップＳ２６にてノーと判断される）状況は極めて稀であり、かかるルートは補足的なものである。
【００５８】
本実施の形態によれば、作業者がモニタ画面５４を視認しながら一対のエッジ参照ラインＢに一対の境界を重ね合わせる極めて容易な操作を行うことにより、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交するのである。したがって、撮像装置１０の光軸が被計測体Ｗの軸心に直交しているとみなせる位置まで計測ヘッド部１１を移動させる工程が極めて容易なものとなる。
また、本実施の形態によれば、被計測体Ｗの軸心と撮像装置１０の光軸の角度を逐次計測することなく被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させることができる。このため、かかる操作に要する時間を大幅に短縮することができる。また、画像上にて上記ラインを重ね合わせるため、被計測体Ｗの軸心に撮像装置１０の光軸を直交させる処理の処理精度も大幅に向上する。
【００５９】
以上、本発明に係る実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、被計測体Ｗの軸芯が上下方向に設定されていると、撮像装置１０による撮像によって得られた画像には、被計測体領域の左右に背景領域が位置し、これによって左右一対の境界が画像上に存在することとなる。これに対し、基準ラインＡや一対のエッジ参照ラインＢの伸長方向等を画像の上下方向に設定することにより、上述の如き直径計測方法及び直径計測装置によって被計測体Ｗの直径を計測することができる。
また、エッジ抽出手段３２によって上下一対の境界の一部を含むエッジ抽出ウインドｗを画像上に設けることにより、上下一対のエッジを同時に抽出する構成とすることも可能である。
【００６０】
また、各フローにおいては上エッジを抽出した後に下エッジを抽出することとしているが、下エッジを抽出した後に上エッジを抽出することとしても構わない。
また、エッジ抽出手段３２によって上側の境界の複数位置及び下側の境界の複数位置にエッジ抽出を施し、互いに対向する一対のエッジを複数抽出することも可能である。この場合、それぞれの一対のエッジに対して、距離計測手段３３によって一対のエッジと基準ラインＡ間の距離が計測され、距離判断手段３４によって２つの距離の一致度が判断される。
【００６１】
また、信号処理部１２を小型化して計測ヘッド部１１に組み込む構成とすることも可能である。
また、上記第４の実施の形態のモニタ装置５１は、信号処理部１２上部や鍛造プレス機近傍等、計測ヘッド部１１を持ち運んでいる作業者が視認可能な位置に配備することも可能である。
また、上記画像処理部、スポットレーザ投光器４１、スリットレーザ投光器４４、モニタ装置５１及び参照ライン形成手段５２の内の何れか複数及び全てを組み込んだものを光軸直交手段１３として構成することももちろん可能である。
【００６２】
また、上述のエッジ抽出手段３２、ライン設定手段３１、距離計測手段３３、距離判断手段３４及び演算手段２３等は、コンピュータのプログロラムとして実現されていてもよく、ＤＳＰ等を用いてハード的に実現されているものであっても構わない。
また、距離判断手段３４による判断結果の作業者への通知は、モニタ装置５１のモニタ画面５４にＯ×を表示することによって行うこととも可能である。
また、被計測体Ｗは熱間鍛造中の鍛造材に限定されることはなく、冷間鍛造中の鍛造ワークを被計測体Ｗとして採用することも可能である。また、丸棒状であれば、鍛造ワーク以外のものを被計測体Ｗとして採用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している側面図である。
【図２】第１の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している平面図である。
【図３】第１の実施の形態の撮像状態及び信号処理部の構成を示す側面図である。
【図４】撮像された画像にエッジ抽出を施す図である。
【図５】画像処理前後の画像の明るさに関する波形を示す図である。
【図６】各ピクセルラインの微分波形及びエッジ抽出ウインド全体の微分波形を示す図である。
【図７】上エッジの抽出に用いるソーベルフィルタを示す図である。
【図８】下エッジの抽出に用いるソーベルフィルタを示す図である。
【図９】直径を計測する工程を示すフローチャート図である。
【図１０】第１の実施の形態の光軸直交工程を示すフローチャート図である。
【図１１】第２の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している側面図である。
【図１２】第２の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している平面図である。
【図１３】第２の実施の形態の光軸直交工程を示すフローチャート図である。
【図１４】第３の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している平面図である。
【図１５】第２の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している側面図である。
【図１６】スリット光の光跡を示す正面図である。
【図１７】第３の実施の形態の光軸直交工程を示すフローチャート図である。
【図１８】第４の実施の形態の直径計測装置により被計測体の直径を計測している側面図である。
【図１９】第４の実施の形態の撮像状態及び信号処理部等の構成を示す側面図である。
【図２０】モニタ画面に示された画像を示す図である。
【図２１】モニタ画面に示された一対のエッジ参照ラインを上下動させる図である。
【図２２】第４の実施の形態の光軸直交工程を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６４】
１      直径計測装置
２      鍛造プレス装置
１０    撮像装置
１１    計測ヘッド部
１２    信号処理部
１３    光軸直交手段
１６    レーザ距離計測器
２３    演算手段
３１    ライン設定手段
３２    エッジ抽出手段
３３    距離計測手段
３４    距離判断手段
４１    スポットレーザ投光器
４４    スリットレーザ投光器
５１    モニタ装置
５２    参照ライン形成手段
【図１】
2007155357.tif 000004
【図２】
2007155357.tif 000005
【図３】
2007155357.tif 000006
【図４】
2007155357.tif 000007
【図５】
2007155357.tif 000008
【図６】
2007155357.tif 000009
【図７】
2007155357.tif 000010
【図８】
2007155357.tif 000011
【図９】
2007155357.tif 000012
【図１０】
2007155357.tif 000013
【図１１】
2007155357.tif 000014
【図１２】
2007155357.tif 000015
【図１３】
2007155357.tif 000016
【図１４】
2007155357.tif 000017
【図１５】
2007155357.tif 000018
【図１６】
2007155357.tif 000019
【図１７】
2007155357.tif 000020
【図１８】
2007155357.tif 000021
【図１９】
2007155357.tif 000022
【図２０】
2007155357.tif 000023
【図２１】
2007155357.tif 000024
【図２２】
2007155357.tif 000025