(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本画像を作成する管体の外形を工業用テレビカメラで撮影し、撮影した画像を二値化してなる二値画像において、管体の受口端面の輪郭上にＸ軸方向の基準として端部基準を設定するとともに、管体の直胴部の輪郭上にＹ軸方向の基準として直部基準を設定して計測結果画像を形成し、
この計測結果画像と既に記憶した管種の異なる管体の計測結果画像とを、Ｘ軸方向において端部基準から設定距離だけ離れた位置までの比較区間において比較し、標本作成を行なう管体の計測結果画像に付随データとして、双方の計測結果画像においてＹ軸方向における直部基準から輪郭までの距離に差が存在する区間に重み係数を設定し、この操作を全ての管種の異なる管体の計測結果画像との比較において行ない、標本画像を作成する管体の計測結果画像に全ての重み係数を多重に設定することにより標本画像を作成し、
識別判断に際し、識別対象の管体の計測結果画像と標本画像とを比較区間において比較し、双方の画像における直部基準から輪郭までの距離の差と当該部位における重み係数とを乗算した値を、比較区画の全区間において積算して判別値を求め、この判別値が最小となる標本画像の管種を識別対象の管体の管種として決定することを特徴とする管体の形状識別方法。
【請求項２】
管体外形を撮影する工業用テレビカメラと、撮影した画像を画像処理する標本作成機能回路と識別処理機能回路とを有する画像処理装置とを備え、
画像処理装置の標本作成機能回路は、標本画像を作成する管体の画像を二値化し、二値画像において管体の受口端面の輪郭上にＸ軸方向の基準として端部基準を設定するとともに、管体の直胴部の輪郭上にＹ軸方向の基準として直部基準を設定して計測結果画像を形成し、この計測結果画像と既に記憶した管種の異なる管体の計測結果画像とを、Ｘ軸方向において端部基準から設定距離だけ離れた位置までの比較区間において比較し、標本作成を行なう管体の計測結果画像に付随データとして、双方の計測結果画像においてＹ軸方向における直部基準から輪郭までの距離に差が存在する区間に重み係数を設定し、全ての管種の計測結果画像との比較において算出する重み係数を、標本画像を作成する管体の計測結果画像に全ての重み係数を多重に設定して標本画像を作成し、
識別処理機能回路は、識別対象の管体の計測結果画像と標本画像とを比較区間において比較し、双方の画像における直部基準から輪郭までの距離の差と当該部位における重み係数とを乗算した値を、比較区画の全区間において積算して判別値を求め、この判別値が最小となる標本画像の管種を識別対象の管体の管種として算出することを特徴とする管体の形状識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳鉄管等の管体の製造工程において管体の形状を識別する技術に係り、管体の形状識別方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋳鉄管等の管体の製造工程においては、多品種の管製品を混合生産しており、製造ラインの途中において個々の管製品の種別を識別している。この識別に用いている技術としては、管体の特徴的部位、例えば受口外形状をレーザ変位計により計測したり、管体の特徴的部位における輪郭の形状を輪郭線の傾きとして認識するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の構成においては、局所的な部位における形状変化を部分的に計測するものであるために、ノイズの発生による誤判別が生じる。このノイズの影響を回避して誤判別を防止するために、管体の種別のみならず、各管種における全ての口径ごとに標本となる基準データを収集しており、実際の判別時に実データと比較する基準データの数が多大なものとなり、判断処理の時間が遅延する問題があった。
【０００４】
また、新しい管種ができると基準データの収集に手間取る問題があり、しかも精密な測定を必要とするために、管の位置決めを正確に行なう必要があり、口径ごとにパラメータを変更するなど手数が係る問題があった。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、口径ごとに基準データを設定する必要がなく、厳密な計測を伴うことなく管種を正確に識別することができる管体の形状識別方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の管体の形状識別方法は、標本画像を作成する管体の外形を工業用テレビカメラで撮影し、撮影した画像を二値化してなる二値画像において、管体の受口端面の輪郭上にＸ軸方向の基準として端部基準を設定するとともに、管体の直胴部の輪郭上にＹ軸方向の基準として直部基準を設定して計測結果画像を形成し、
この計測結果画像と既に記憶した管種の異なる管体の計測結果画像とを、Ｘ軸方向において端部基準から設定距離だけ離れた位置までの比較区間において比較し、標本作成を行なう管体の計測結果画像に付随データとして、双方の計測結果画像においてＹ軸方向における直部基準から輪郭までの距離に差が存在する区間に重み係数を設定し、この操作を全ての管種の異なる管体の計測結果画像との比較において行ない、標本画像を作成する管体の計測結果画像に全ての重み係数を多重に設定することにより標本画像を作成し、
識別判断に際し、識別対象の管体の計測結果画像と標本画像とを比較区間において比較し、双方の画像における直部基準から輪郭までの距離の差と当該部位における重み係数とを乗算した値を、比較区画の全区間において積算して判別値を求め、この判別値が最小となる標本画像の管種を識別対象の管体の管種として決定する構成としたものである。
【０００７】
本発明の管体の形状識別装置は、管体外形を撮影する工業用テレビカメラと、撮影した画像を画像処理する標本作成機能回路と識別処理機能回路とを有する画像処理装置とを備え、
画像処理装置の標本作成機能回路は、標本画像を作成する管体の画像を二値化し、二値画像において管体の受口端面の輪郭上にＸ軸方向の基準として端部基準を設定するとともに、管体の直胴部の輪郭上にＹ軸方向の基準として直部基準を設定して計測結果画像を形成し、この計測結果画像と既に記憶した管種の異なる管体の計測結果画像とを、Ｘ軸方向において端部基準から設定距離だけ離れた位置までの比較区間において比較し、標本作成を行なう管体の計測結果画像に付随データとして、双方の計測結果画像においてＹ軸方向における直部基準から輪郭までの距離に差が存在する区間に重み係数を設定し、全ての管種の計測結果画像との比較において算出する重み係数を、標本画像を作成する管体の計測結果画像に全ての重み係数を多重に設定して標本画像を作成し、
識別処理機能回路は、識別対象の管体の計測結果画像と標本画像とを比較区間において比較し、双方の画像における直部基準から輪郭までの距離の差と当該部位における重み係数とを乗算した値を、比較区画の全区間において積算して判別値を求め、この判別値が最小となる標本画像の管種を識別対象の管体の管種として算出するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施の形態における管体の識別装置は、識別対象の管体１を撮影する工業用テレビカメラ（ＩＴＶ）２と、工業用テレビカメラ２で撮影した画像を画像処理する画像処理装置３とを有し、画像処理装置３は標本作成機能回路と識別処理機能回路とを有している。管体１としては、例えば図１２〜図１５に示すように、各種の管体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがある。
【０００９】
画像処理装置３の標本作成機能回路が担う処理操作は、以下に述べるものである。例として管体Ａの標本画像作成の手順を、図２に基づいて説明する。始めに、管体Ａの外形状を工業用テレビカメラ２で撮影し、画像処理装置３において、撮影した画像を二値化して二値画像を算出する。
【００１０】
次に、図２および図３に示すように、管体Ａの二値画像４において、座標設定用のＸ−Ｙ既定画素を投影し、受口におけるツバ（フランジ）５の端部のＹ軸方向の位置Ｌ０を計測する。この位置Ｌ０から所定距離Ｍ１を離れた位置に、受口端面を計測するための平行な補助線Ｈ１をＸ軸方向に沿って設定し、補助線Ｈ１により設定する計測範囲Ｓ１においてＸ軸方向における受口端面の位置を計測し、その平均の位置において管体Ａの受口端面の輪郭上にＸ軸方向の基準として端部基準Ｌ１を設定する。
【００１１】
端部基準Ｌ１からＸ軸方向に所定距離Ｍ２を離れた位置に、管体Ａの直胴部を計測するための平行な補助線Ｈ２をＹ軸方向に沿って設定し、補助線Ｈ２により設定する計測範囲Ｓ２においてＹ軸方向における直胴部の位置を計測し、その平均の位置において管体Ａの直胴部の輪郭上にＹ軸方向の基準として直部基準Ｌ２を設定する。
【００１２】
端部基準Ｌ１からＸ軸方向に所定距離Ｍ３を離れた位置に、補助線Ｈ３をＹ軸方向に沿って設定し、補助線Ｈ３上における管体Ａの輪郭の位置Ｌ３を計測して計測結果画像を形成する。この位置Ｌ３が位置Ｌ０から直部基準Ｌ２までの距離Ｗの１／２より高い位置にある場合には、ツバ５の広がりが小さいと判断し、その他の場合には、ツバ５の広がりが大きいと判断し、その結果によって各管体におけるツバの有無を識別する。
【００１３】
上述した手順と同様の操作によって、管種の異なる他の管体Ｂ，Ｃ，Ｄの計測結果画像を形成し、そのデータを予め記憶しておき、管体Ａの計測結果画像とそれぞれの管体Ｂ，Ｃ，Ｄの計測結果画像とを比較する。
【００１４】
図４に示すように、管体Ａの計測結果画像と既に記憶した管体Ｂの計測結果画像とを、端部基準Ｌ１および直部基準Ｌ２を基準として互いの位置を補正して後に比較する。図５に示すように、比較は、Ｘ軸方向において端部基準Ｌ１から設定距離（予め任意に設定する値）だけ離れた位置までの規定領域を比較区間Ｃ０として行ない、双方の計測結果画像の間において、Ｙ軸方向における直部基準Ｌ２から輪郭までの距離に差が存在する区間Ｃ１に重み係数（予め２以上の任意の値を設定しておく）ｗ１を設定する。この重み係数ｗ１は標本画像の作成を行なう管体Ａの計測結果画像に付随データとして記憶する。
【００１５】
次に、図６に示すように、管体Ａの計測結果画像と既に記憶した管体Ｃの計測結果画像とを、先の手順と同様の操作により比較する。図７に示すように、双方の計測結果画像の間において、Ｙ軸方向における直部基準Ｌ２から輪郭までの距離に差が存在する区間Ｃ２に重み係数ｗ２を設定する。この重み係数ｗ２は、標本画像の作成を行なう管体Ａの計測結果画像に付随データとして設定し、先の重み係数ｗ１に多重に積み重ねて記憶する。
【００１６】
次に、図８に示すように、管体Ａの計測結果画像と既に記憶した管体Ｄの計測結果画像とを、先の手順と同様の操作により比較する。図９に示すように、双方の計測結果画像の間において、Ｙ軸方向における直部基準Ｌ２から輪郭までの距離に差が存在する区間Ｃ３に重み係数ｗ３を設定する。この重み係数ｗ３は、標本画像の作成を行なう管体Ａの計測結果画像に付随データとして設定し、先の重み係数ｗ１およびｗ２に多重に積み重ねて記憶する。
【００１７】
以上のようにして、全ての管種の管体との比較を行ない、標本画像を作成する管体の計測結果画像に全ての重み係数を多重に設定して、図１０に示すように、標本画像を作成する。
【００１８】
画像処理装置３の識別処理機能回路が担う処理操作は、以下に述べるものである。ここでは、管体Ｄを管種が不明な識別対象の管体とし、管体Ａの標本画像と比較する手順を説明する。
【００１９】
識別判断に際しては、識別対象の管体Ｄを工業用テレビカメラ２で撮影し、画像処理装置３において先に述べた手順により計測結果画像を求め、図１１に示すように、管体Ｄの計測結果画像と管体Ａの標本画像とを比較区間Ｃ０において比較する。比較演算は、下記の比較式において行なう。
【００２０】
【数１】
0003859327.tif 000002
【００２１】
つまり、双方の画像における直部基準Ｌ２から輪郭までの距離の差とＸ軸方向における当該部位（ｉ）における重み係数ｗＴ（ｉ）（重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３の合計値）とを乗算した値を、比較区画の全区間において積算し、この積算値を全区間の重み係数ｗＴ（ｉ）の積算値で除算した値を判別値として求める。尚、判別値としては、全区間の重み係数ｗＴ（ｉ）の積算値で除算する前の値を採用することもできる。
【００２２】
この比較演算を全ての管体の標本画像に対して行ない、判別値が最小となる標本画像の管種を識別対象の管体Ｄの管種として決定する。
図１１に示すように、双方の画像における輪郭の相違するずれ量（差）に、重み係数ｗＴ（ｉ）を乗算することによって、ずれ量を実際の値以上に強調することができる。このため、管種が同じで口径の異なる管体間においては、その形状に多少の相違が存在しても判別値は小さくなるので、同種のものと識別することができ、管種が異なる管体間においては、ずれ量が拡大されて判別値が大きくなるので、異なる管種であることを確実に判断することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、標本画像に他の管種の異なる管体との間において相違する部位に重み係数を設定することにより、形状の相違する部位を拡大して管種の識別を確実に行なうことができ、口径ごとに基準データを設定する必要がなく、登録時間の短縮化および登録する必要のあるデータ数の最少化を図ることができる。しかも、画像処理において端部基準および直部基準を設定するので、計測に際して管体を正確に位置決めする必要がなく、計測操作を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における管体の形状識別装置を示す摸式図である。
【図２】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図３】同実施形態における画像処理操作の手順を示すフローチャート図である。
【図４】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図５】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図６】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図７】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図８】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図９】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図１０】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図１１】同実施形態における画像処理操作の手順を示す摸式図である。
【図１２】同実施形態における管体Ａの形状を示す摸式図である。
【図１３】同実施形態における管体Ｂの形状を示す摸式図である。
【図１４】同実施形態における管体Ｃの形状を示す摸式図である。
【図１５】同実施形態における管体Ｄの形状を示す摸式図である。
【符号の説明】
１  管体
２  工業用テレビカメラ
３  画像処理装置
５  ツバ
Ｌ１  端部基準
Ｌ２  直部基準
ｗＴ，ｗ１，２，３  重み係数
【図１】
0003859327.tif 000003
【図２】
0003859327.tif 000004
【図３】
0003859327.tif 000005
【図４】
0003859327.tif 000006
【図５】
0003859327.tif 000007
【図６】
0003859327.tif 000008
【図７】
0003859327.tif 000009
【図８】
0003859327.tif 000010
【図９】
0003859327.tif 000011
【図１０】
0003859327.tif 000012
【図１１】
0003859327.tif 000013
【図１２】
0003859327.tif 000014
【図１３】
0003859327.tif 000015
【図１４】
0003859327.tif 000016
【図１５】
0003859327.tif 000017