JP2014044674A - パイプ本数計数方法、パイプ本数計数装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 スタックに鋼パイプが段積みされている場合でも、鋼パイプの本数を自動的に計数できるようにする。
【解決手段】 スタック１０に山積みされている全てのパイプ２０を、その端面の方向から撮像して得られたパイプ画像３１０に対して、２値化処理、ラベリング処理（ブロブ処理）を行って、パイプ候補となるブロブ３２１を導出する。そして、そのブロブ３２１に対して外接する矩形を３つ導出する。そして、これらの矩形の２つの辺の長さａ、ｂに基づいて、パイプ候補となるブロブ３２１がパイプ判定条件式を満足するか否かを判定し、パイプ判定条件式を満足するパイプ候補の数をパイプ２０の本数として導出する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、パイプ本数計数方法、パイプ本数計数装置、及びコンピュータプログラムに関し、特に、スタックに保管されている鋼パイプを計数するために用いて好適なものである。

従来から、出荷ロットの荷揃え等のために、製造された鋼パイプ（以下の説明では「鋼パイプ」を、必要に応じて「パイプ」と略称する）を、同一の仕様のパイプ毎に、スタックと呼ばれる保管場所に保管することが行われている。そして、出荷するパイプの本数の確認等のために、出荷前にスタックに保管されているパイプの数を計数することが必要になる。そこで、従来は、スタックに保管されているパイプを作業員が目視で計数するようにしていた。１つのロットに含められるパイプの数が多くなると、多数のパイプが１つのスタックに段積みされることになるので、このように作業員が目視でパイプを計数すると、ヒューマンエラーが発生し、出荷すべき本数のパイプを出荷できなくなる虞がある。そこで、このようなパイプの計数を人手によらずに自動的に計数する技術が望まれていた。この種の技術として、特許文献１に記載の技術がある。

特許文献１に記載の技術では、まず、棒鋼材をその端面の方向から撮像した端面画像と、棒鋼材をその側面から撮像した側面画像とを取得し、端面画像に基づいて、棒鋼材が積み重なっているか否かを判定する。そして、棒鋼材が積み重なっている場合には、端面画像に基づく棒鋼材の計数値と、側面画像に基づく計数値とのうち、大きい方を棒鋼材の本数とする。

特開２００３−９９７５５号公報

前述したように、１つのロットに含められるパイプの数が多くなると、多数のパイプが１つのスタックに段積みされることになる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、棒鋼材が段積みされている場合には、棒鋼材を正確に計数することができないという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スタックに鋼パイプが段積みされている場合でも、鋼パイプの本数を自動的に且つ正確に計数できるようにすることを目的とする。

本発明のパイプ本数計数方法は、スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数するパイプ本数計数方法であって、前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像する撮像工程と、前記撮像工程により撮像された画像を２値化する２値化工程と、前記２値化工程により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理工程と、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定工程と、前記パイプ判定工程により、パイプ判定条件を満た
すと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出工程と、前記パイプ本数導出工程で導出された本数を含む情報を出力する出力工程と、を有することを特徴とする。

本発明のパイプ本数計数装置は、スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数するパイプ本数計数装置であって、前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像した画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得された画像を２値化する２値化手段と、前記２値化手段により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理手段と、前記ブロブ処理手段により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理手段により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定手段と、前記パイプ判定手段により、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出手段と、前記パイプ本数導出手段で導出された本数を含む情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とする。

本発明のコンピュータプログラムは、スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像した画像を取得する画像取得工程と、前記撮像工程により撮像された画像を２値化する２値化工程と、前記２値化工程により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理工程と、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定工程と、前記パイプ判定工程により、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出工程と、前記パイプ本数導出工程で導出された本数を含む情報を出力する出力工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明では、鋼パイプの端面の２値化された画像からブロブを導出する。次に、導出したブロブの径を導出し、導出した径に基づいて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、導出したブロブのそれぞれについて行う。次に、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出する。したがって、スタックに鋼パイプが段積みされている場合でも、鋼パイプの本数を自動的に計数することができる。

本発明の実施形態を示し、スタックに保管されている複数のパイプと、当該複数のパイプの画像を撮像するための撮像装置と、当該複数のパイプの端面を照明するための照明装置との一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ本数計数装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ画像が処理される様子の一例を概念的に示す図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ候補がパイプであるか否かを判定するための第１の処理の一例を概念的に説明する図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ候補がパイプであるか否かを判定するための第２、第３の処理の一例を概念的に説明する図である。 本発明の実施形態を示し、他のパイプ候補と形状及び大きさが異なるブロブに対して外接する複数の矩形の一例を概念的に示す図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ本数導出部により導出されたパイプ２０の本数と、管理本数とが一致しない場合に表示される画像の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、パイプ本数計数装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態を示し、図８に続くフローチャートを説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、スタック１０に保管されている複数のパイプ２０ａ〜２０ｏと、当該複数のパイプ２０ａ〜２０ｏの画像を撮像するための撮像装置３０と、当該複数のパイプ２０ａ〜２０ｏを照明するための照明装置４１、４２との一例を示す図である。図１（ａ）は、スタック１０をその上方から見た図であり、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）に示すＡ方向（パイプ２０の端面方向）、Ｂ方向（スタック１０の側面方向）から見た図である。

図１に示す例では、パイプ２０ａ〜２０ｍ、２０ｏは、同一の仕様のパイプであり、本来、スタック１０に保管されるべきものであるとする。一方、パイプ２０ｎは、パイプ２０ａ〜２０ｍと異なる特殊な形状のパイプであるとする。また、パイプ２０ｊは、その他のパイプ２０ａ〜２０ｉ、２０ｋ〜２０ｏよりも後退した位置にあるものとする。このことを示すために、図１及び後述する図３（ａ）では、パイプ２０ｊを破線で示している。
本実施形態では、撮像装置３０は、デジタルスチルカメラであり、スタック１０に段積みで保管されている全てのパイプ２０の静止画像（複数のパイプ２０ａ〜２０ｍの端面の画像）を、その端面の方向から撮像することができる位置に配置されている。尚、以下の説明では、この「静止画像」を、必要に応じて「パイプ画像」と称する。また、本実施形態では、白黒のパイプ画像が撮像装置３０により撮像される場合を例に挙げて説明するが、パイプ画像はカラー画像であってもよいことは勿論である。

照明装置４１、４２は、それぞれ撮像装置３０の左、右から、スタック１０に保管されている全てのパイプ２０を可及的に一様に照明できる位置に配置されている。
尚、図１では、複数のパイプ２０ａ〜２０ｏがピラミッド状に三段積みされている場合を例に挙げて説明したが、パイプ２０の数・形状・配置は、図１に示したものに限定されるものではない。

図２は、パイプ本数計数装置１００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
パイプ本数計数装置１００は、照明装置４１、４２により照明された複数のパイプ２０ａ〜２０ｍを、それらの端面方向から撮像装置３０によって撮像されたパイプ画像に基づいて画像処理して、複数のパイプ２０ａ〜２０ｍを自動的に計数するものである。
図２に示すパイプ本数計数装置１００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータ（例えばＰＣ）を用いることにより実現することができる。

パイプ情報取得部１０１は、スタック１０に保管されるべきパイプ２０の管理本数と、当該パイプ２０のパイプ径（ここでは、パイプ径がパイプ２０の内径であるとする）とを含むパイプ情報を、上位コンピュータ２００に要求し、上位コンピュータ２００から取得する。
パイプ情報取得部１０１は、例えば、ＣＰＵが、ユーザによるユーザインターフェースの操作に基づいて入力されたスタック１０の情報を含む要求情報を生成し、通信インター
フェースが、当該要求情報を上位コンピュータ２００に送信し、当該要求情報に対する返信情報としてのパイプ情報を通信インターフェースが受信し、ＣＰＵが、当該パイプ情報をＲＡＭ又はＨＤＤに記憶することにより実現できる。
尚、パイプ情報取得部１０１は、上位コンピュータ２００が自発的に送信したパイプ情報を取得してもよい。このようにした場合、パイプ情報には、スタック１０を識別する情報が更に含まれるようにする。そして、パイプ情報取得部１０１は、取得したパイプ情報をＨＤＤに記憶しておき、ユーザによるユーザインターフェースの操作に基づいて入力されたスタックの情報に合致したパイプ情報を読み出す。

パイプ画像取得部１０２は、撮像装置３０で撮像されたパイプ画像を取得する。そして、パイプ画像取得部１０２は、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報（スタック１０）に対応するパイプ画像を、ユーザによるユーザインターフェースの操作に基づいて読み出す。
パイプ画像取得部１０２は、例えば、パイプ本数計数装置１００と撮像装置３０とがＵＳＢケーブル等により、相互に通信可能に接続されると、通信インターフェースが、撮像装置３０から送信されたパイプ画像を受信し、ＣＰＵが、当該パイプ画像をＨＤＤ等に記憶し、その後、ユーザによるユーザインターフェースの操作に基づいて、ＣＰＵが、パイプ情報に対応するパイプ画像をＨＤＤ等から読み出すことにより実現できる。

尚、図２では、撮像装置３０からパイプ画像がパイプ本数計数装置１００に直接入力されるようにしているが、必ずしもこのようにする必要はない。撮像装置３０に撮像されたパイプ画像をリムーバル記憶メディアに記憶しておき、パイプ画像取得部１０２が、スタック１０に対応するパイプ画像を、リムーバル記憶メディアから読み出すようにしてもよい。

図３は、パイプ画像が処理される様子の一例を概念的に示す図である。以下に、パイプ画像取得部１０２により取得されたパイプ画像の処理の一例を説明する。
シェーディング補正部１０３は、パイプ画像取得部１０２により読み出されたパイプ画像に対してシェーディング補正を行い、パイプ画像の濃度レベルのむらを補正し、高精細なパイプ画像を得るためのものである。図３（ａ）は、シェーディング補正された後のパイプ画像３１０の一例を示す（ただし、図３（ａ）では、画像の濃淡を示していない）。尚、シェーディング補正は、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
シェーディング補正部１０３は、例えば、ＣＰＵが、シェーディング補正を行うためのプログラムを実行することにより実現できる。

２値化部１０４は、シェーディング補正部１０３でシェーディング補正が行われたパイプ画像に対して２値化処理を行い、当該パイプ画像を２値化する。例えば、２値化部１０４は、パイプ画像において、諧調が閾値以上である画素には論理「１」を、当該閾値未満である画素には論理「０」を割り当てる。パイプ２０ａ〜２０ｏは、鋼材で形成されているため、パイプ２０ａ〜２０ｏからの反射光は、その周囲からの反射光よりも高い輝度を有する。したがって、閾値を適切に設定することによって、パイプ画像において、パイプ２０ａ〜２０ｏの領域については論理「１」が、その他の領域については論理「０」が、それぞれ割り当てられることになる。尚、以下の説明では、２値化されたパイプ画像を、必要に応じて、２値化パイプ画像と称する。図３（ｂ）は、２値化パイプ画像３２０の一例を示す図である。図３（ｂ）において、黒で塗り潰されている領域が、論理「０」が割り当てられた領域であることを示し、白抜きの領域が、論理「１」が割り当てられた領域であることを示している。尚、このような２値化処理は、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
２値化部１０４は、例えば、ＣＰＵが、２値化処理を行うためのプログラムを実行する
ことにより実現できる。

ブロブ処理部１０５は、２値化パイプ画像３２０において、諧調が前記閾値未満の「連続する複数の画素」（すなわち、論理「０」が割り当てられている「連続する複数の画素」）で構成される閉領域（ブロブ）を導出し、各ブロブに対してラベリング処理（番号の割り振り）を行う。ブロブ処理部１０５は、例えば、隣接する画素に割り当てられた論理が共に「０」である場合、当該画素は、同じブロブに含まれるものとしてブロブを導出する。このとき、ブロブ処理部１０５は、ブロブの中に含まれる「論理「１」が割り当てられた画素」の数が閾値以下の場合、当該画素の論理を「１」から「０」に変更するようにするようにしてもよい。尚、ブロブ処理は、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
図３（ｂ）に示す例では、パイプ２０ａ〜２０ｏの中空部分に対応するブロブ３２１ａ〜３２１ｏと、パイプ２０ａ〜２０ｏの隙間部分に対応するブロブ３２２ａ〜３２２ｌと、背景部分に対応するブロブ３２３が導出される。
ブロブ処理部１０５は、例えば、ＣＰＵが、ブロブ処理を行うためのプログラムを実行することにより実現できる。

パイプ候補抽出部１０６は、ブロブ処理部１０５で導出された各ブロブ３２１、３２２、３２３から、パイプ２０の中空部分のブロブとは異なるブロブを排除し、パイプ２０の中空部分の候補となるブロブをパイプ候補として抽出する。このようにするための具体例を示すと、パイプ候補抽出部１０６は、まず、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報に含まれているパイプ径を直径とする円の面積を導出し、導出した面積に所定の２つの倍率Ｋ１、Ｋ２（Ｋ１＜１、Ｋ２＞１）を乗算した値を第１、第２の閾値として導出する。また、パイプ候補抽出部１０６は、ブロブ処理部１０５で導出された各ブロブ３２１、３２２、３２３の面積を導出する。そして、パイプ候補抽出部１０６は、面積が、第１の閾値以上、第２の閾値以下のブロブをパイプ候補として設定する。

図３（ｃ）に示す例では、パイプ２０ａ〜２０ｏの中空部分に対応するブロブ３２１ａ〜３２１ｏがパイプ候補として抽出された様子を示している。
前述したように、パイプ２０ｎは、その他のパイプ２０ａ〜２０ｍ、２０ｏと異なる特殊な形状のパイプである。よって、図３（ｃ）に示す例では、ブロブ３２１ｎの形状及び大きさが、その他のブロブ３２１ａ〜３２１ｍ、３２１ｏのものと異なることを示している。
また、パイプ２０ｊは、スタック１０に保管されるべきものであり、その大きさ及び形状は、パイプ２０ａ〜２０ｉ、２０ｋ〜２０ｍ、２０ｏと同じであるので、本来、ブロブ３２１ｊの大きさ及び形状は、ブロブ３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏと同じになるはずである。しかしながら、前述したように、パイプ２０ｊは、その他のパイプ２０ａ〜２０ｉ、２０ｋ〜２０ｏよりも後退した位置にある。このため、図３（ｃ）に示す例では、ブロブ３２１ｊの大きさ及び形状が、ブロブ３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏのものと異なることを示している。

尚、ブロブ３２１ｊは、本実施形態の説明のために仮想したものであり、他のパイプより後退した位置にあるパイプが、必ずしも図３に示したようになるものではない。例えば、他のパイプより後退した位置にあるパイプには、諧調が前記閾値以上になる領域が存在しないこともある。
パイプ候補抽出部１０６は、例えば、ＣＰＵが、ＨＤＤ等からパイプ情報を読み出して、前述した演算処理を行い、その結果（パイプ候補として抽出したブロブの情報）をＲＡＭ又はＨＤＤに記憶することにより実現することができる。

パイプ判定部１０７は、パイプ候補抽出部１０６で設定されたパイプ候補（ブロブ３２
１ａ〜３２１ｏ）が、パイプ２０であるか否かを判定する。具体的に本実施形態では、パイプ候補のそれぞれについて、以下の処理を行うようにしている。
図４は、パイプ候補がパイプ２０であるか否かを判定するための第１の処理の一例を概念的に説明する図である。図４では、パイプ候補としてブロブ３２１ａを例に挙げて説明する。
まず、パイプ判定部１０７は、所定の２次元直交座標系（本実施形態では、地面に対して水平な方向の軸をＸ軸とし、地面に対して垂直な方向（高さ方向）の軸をＹ軸とする）を設定する。次に、パイプ判定部１０７は、パイプ候補のブロブ３２１ａの中心Ｏを、２次元直交座標系の所定の座標（例えば原点）に配置する。次に、パイプ判定部１０７は、ブロブ３２１ａの中心Ｏを通り、且つ、Ｘ軸に平行な直線４０１を設定する（図４（ａ）を参照）。

次に、パイプ判定部１０７は、論理「０」が割り当てられている画素が、直線４０１上に存在しているか否かを判定する。この判定の結果、論理「０」が割り当てられている画素が、直線４０１上に存在している場合、パイプ判定部１０７は、直線４０１を、Ｙ軸の正の方向に１画素分移動する。次に、パイプ判定部１０７は、移動した直線４０１に、論理「０」が割り当てられている画素が存在しているか否かを判定する。このような直線４０１の移動と判定とを繰り返し行う（図４（ｂ）を参照）。そして、パイプ判定部１０７は、論理「０」が割り当てられている画素が、直線４０１に存在しなくなったところで直線４０１を固定する（図４（ｃ）を参照）。

パイプ判定部１０７は、以上と同様の処理を、Ｙ軸の負の方向についても行い、直線４０２を設定する。そして、論理「０」が割り当てられている画素が存在しなくなったところで直線４０２を固定する（図４（ｄ）を参照）。
次に、パイプ判定部１０７は、ブロブａの中心Ｏを通り、且つ、Ｙ軸に平行な直線を設定し、以上の処理と同様の処理を行う。この処理は、前述した処理の説明において、例えば、「Ｙ軸」を「Ｘ軸」に置き換えることで実現できるので、この処理の詳細な説明を省略する。
以上の処理により、図４（ｄ）に示すように、ブロブ３２１ａに対して４つの接線（直線４０１〜４０４）が得られる。そして、パイプ判定部１０７は、図４（ｅ）に示すように、これら４つ接線で囲まれる矩形を、ブロブ３２１ａに対して外接する矩形４１０として導出し、この矩形４１０のＸ軸方向（横）の長さａ１とＹ軸方向（縦）の長さｂ１とを導出する。

図５は、パイプ候補がパイプ２０であるか否かを判定するための第２、第３の処理の一例を概念的に説明する図である。図５でも、図４と同様に、パイプ候補としてブロブ３２１ａを例に挙げて説明する。パイプ判定部１０７は、第１の処理が終わった後に、第２の処理、第３の処理を行う。
第１の処理（図４を参照）では、ブロブ３２１ａに対する４つの接線（直線４０１〜４０４）として、所定の２次元直交座標系のＸ軸及びＹ軸に平行な方向の接線を導出するようにした。これに対し、第２の処理では、図５（ａ）に示すように、パイプ判定部１０７は、所定の２次元直交座標系のＸ軸及びＹ軸に平行な直線のそれぞれを、所定の方向（図５では時計回りの方向）に２２［°］傾けた直線５０１又は５０２に平行な４つの直線を、ブロブ３２１ａに対する４つの接線として導出する。そして、パイプ判定部１０７は、これら４つ接線で囲まれる矩形を、ブロブ３２１ａに対して外接する矩形５１０として導出し、この矩形５１０について、Ｘ軸方向に対して所定の方向に２２［°］傾いた辺（横）の長さａ２と、Ｙ軸方向に対して所定の方向に２２°傾いた辺（横）の長さｂ２とを導出する。

また、第３の処理では、図５（ｂ）に示すように、パイプ判定部１０７は、所定の２次
元直交座標系のＸ軸及びＹ軸に平行な直線のそれぞれを、所定の方向（図５では時計回りの方向）に４４［°］傾けた直線５０３又は５０４に平行な４つの直線を、ブロブ３２１ａに対する４つの接線として導出する。そして、パイプ判定部１０７は、これら４つ接線で囲まれる矩形を、ブロブ３２１ａに対して外接する矩形５２０として導出し、この矩形５２０について、Ｘ軸方向に対して所定の方向に４４［°］傾いた辺（横）の長さａ３と、Ｙ軸方向に対して所定の方向に４４［°］傾いた辺（横）の長さｂ３とを導出する。
以上のような第２、第３の処理は、それぞれ、パイプ候補のブロブ３２１ａの中心Ｏを、前述した２次元直交座標系の所定の座標（例えば原点）に配置した後、前述した第１の処理の説明において、例えば、「Ｘ軸の方向」を「Ｘ軸方向に対して時計回りの方向に２２［°］、４４［°］傾いた方向」とし、「Ｙ軸の方向」を「Ｙ軸方向に対して時計回りの方向に２２［°］、４４［°］傾いた方向」とすることで実現できるので、これら第２、第３の処理の詳細な説明を省略する。
以上のようにして、パイプ候補となるブロブ３２１ａに対して外接する複数の矩形４１０、５１０、５２０を導出することができる。尚、以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸に対する角度を、必要に応じて、傾き角度と称する。

図６は、他のパイプ候補と形状及び大きさが異なるブロブ３２１ｊに対して、第１〜第３の処理を行い、ブロブ３２１ｊに対して外接する複数の矩形６１０、６２０、６３０を導出した結果の一例を概念的に示す図である。
パイプ候補となるブロブ３２１が真円に近ければ、図４（ｅ）、図５に示すように、当該ブロブ３２１に対して外接する複数の矩形の各辺の長さは、それ程変わらない。一方、パイプ候補となるブロブ３２１が真円からずれるようになると、図６に示すように、当該ブロブ３２１に対して外接する複数の矩形の各辺の長さは、矩形毎に異なることになる。

パイプ判定部１０７は、以上のようにして得られた複数の矩形（例えば、矩形４１０、５１０、５２０）の２辺（横・縦）の長さａ１、ａ２、ａ３・ｂ１、ｂ２、ｂ３が、以下のパイプ判定条件式（（１）式〜（８）式）を満たす場合に、当該複数の矩形の元となるブロブ３２１がパイプ２０であると判定し、そのブロブ３２１の情報を記憶する。尚、本実施形態では、パイプ判定条件式は、予め設定されているものとする。
ａ１×０．８＜ｂ１＜ａ１×１．２ ・・・（１）
ｂ１×０．８＜ａ１＜ｂ１×１．２ ・・・（２）
ａ２×０．８＜ｂ２＜ａ２×１．２ ・・・（３）
ｂ２×０．８＜ａ２＜ｂ２×１．２ ・・・（４）
ａ３×０．８＜ｂ３＜ａ３×１．２ ・・・（５）
ｂ３×０．８＜ａ３＜ｂ３×１．２ ・・・（６）
｛（ａ１＋ｂ１）／２]²×π×０．８＜｛（ａ２＋ｂ２）／２]²×π＜｛（ａ１＋ｂ１）／２]²×π×１．２ ・・・（７）
｛（ａ１＋ｂ１）／２]²×π×０．８＜｛（ａ３＋ｂ３）／２]²×π＜｛（ａ１＋ｂ１）／２]²×π×１．２ ・・・（８）
尚、図３に示す例では、ブロブ３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏについては、パイプ判定条件式を満たし、その他のブロブ３２１ｊ、３２１ｎについては、パイプ判定条件式を満たさないものとする（図４〜図６を参照）。

パイプ判定部１０７は、例えば、ＣＰＵが、パイプ候補となるブロブ３２１を特定するための情報を、ＲＡＭ又はＨＤＤから読み出して前述した演算処理を行い、パイプ候補抽出部１０６で抽出された各パイプ候補（各ブロブ３２１ａ〜３２１ｏ）が、パイプ２０であるか否かを判定し、その判定結果をＲＡＭ又はＨＤＤに記憶することにより実現することができる。

パイプ本数導出部１０８は、パイプ判定部１０７による判定結果に基づいて、パイプ２
０であると判定したパイプ候補（ここでは、ブロブ３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏ）の総数を、スタック１０に保管されているパイプ２０の本数として導出する。
パイプ本数導出部１０８は、例えば、ＣＰＵが、パイプ判定部１０７による判定結果に基づいて前述した演算処理を行い、その結果（パイプ２０の本数）をＲＡＭ又はＨＤＤに記憶することにより実現することができる。

出力部１０９は、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報に含まれる「パイプ２０の管理本数」とが一致するか否かを判定する。この判定の結果、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報に含まれる「パイプ２０の管理本数」とが一致する場合、出力部１０９は、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、その本数が管理本数に一致することを示す情報を表示装置（コンピュータディスプレイ）に表示する。
一方、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報に含まれる「パイプ２０の管理本数」とが一致しない場合、出力部１０９は、パイプ判定部１０７でパイプ２０と判定されたブロブ３２１の位置を特定する。そして、出力部１０９は、パイプ本数計数装置１００で計数された本数のパイプ２０の位置と、その本数と、管理本数と、その本数が管理本数に一致しないことを示す情報を表示装置に表示する。

図７は、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報に含まれる「パイプ２０の管理本数」とが一致しない場合に表示される画像の一例を示す図である。図７に示すように、パイプ本数計数装置１００で計数された本数のパイプ２０の位置の情報７０１を表示するようにすれば、ユーザ（作業員）は、多数のパイプ２０が保管されているスタック１０のどの位置を点検すればよいのかを容易に把握することができる。
出力部１０９は、例えば、ＣＰＵが、パイプ本数導出部１０８により導出されたパイプ２０の本数と、パイプ情報取得部１０１で取得されたパイプ情報とをＲＡＭ又はＨＤＤから読み出して、前述した演算を行い、その結果に基づく画像データを生成し、表示装置が、その画像データを表示することにより実現できる。

次に、図８のフローチャートを参照しながら、パイプ本数計数装置１００の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、パイプ情報取得部１０１は、ステップＳ１で撮像されたパイプ画像に対応するスタックパイプ情報を上位コンピュータ２００から取得する。前述したように、このパイプ情報には、スタック１０に保管されるべきパイプ２０の管理本数と、当該パイプ２０のパイプ径とが含まれる。

次に、ステップＳ２において、パイプ画像取得部１０２は、撮像装置３０で撮像されたパイプ画像のうち、ステップＳ１で取得されたパイプ情報（スタック１０）に対応するパイプ情報を読み出す。
次に、ステップＳ３において、シェーディング補正部１０３は、ステップＳ２で読み出されたパイプ画像に対してシェーディング補正を行う。
次に、ステップＳ４において、２値化部１０４は、ステップＳ３でシェーディング補正が行われたパイプ画像に対して２値化処理を行い、当該パイプ画像を２値化する（２値化パイプ画像３２０を生成する）。

次に、ステップＳ５において、ブロブ処理部１０５は、２値化パイプ画像３２０において、諧調が、２値化を行った際の閾値未満の複数の画素（論理「０」が割り当てられてい
る複数の画素）で構成される閉領域（ブロブ３２１、３２２、３２３）を導出し、各ブロブに対してラベリング処理を行う。
次に、ステップＳ６において、パイプ候補抽出部１０６は、ステップＳ５で導出された各ブロブ３２１、３２２、３２３の１つを選択する。
次に、ステップＳ７において、パイプ候補抽出部１０６は、ステップＳ６で選択したブロブが、パイプ候補であるか否かを判定する。この判定は、例えば、前述したように、ステップＳ６で選択したブロブの面積が、ステップＳ１で取得したパイプ情報に含まれているパイプ径を直径とする円の面積に基づく所定の範囲に入るか否かによって行うことができる。

この判定の結果、ステップＳ６で選択したブロブが、パイプ候補である場合には、ステップＳ８に進み、パイプ候補抽出部１０６は、選択したブロブをパイプ候補として設定する。そして、ステップＳ９に進む。一方、ステップＳ６で選択したブロブが、パイプ候補でない場合には、ステップＳ８を省略してステップＳ９に進む。
ステップＳ９に進むと、パイプ候補抽出部１０６は、ステップＳ５で導出されたブロブ３２１、３２２、３２３の全てを選択したか否かを判定する。この判定の結果、ステップＳ５で導出されたブロブ３２１、３２２、３２３の全てを選択していない場合には、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０に進むと、パイプ候補抽出部１０６は、未だ選択していないブロブ３２１、３２２、３２３を１つ選択する。そして、ステップＳ７に進む。
以上のようにしてテップＳ５で導出されたブロブ３２１、３２２、３２３から、パイプ候補（ブロブ３２１）が抽出されると、図９のステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１に進むと、パイプ判定部１０７は、図８のステップＳ８で設定されたパイプ候補（ブロブ３２１）の１つを選択する。
次に、ステップＳ１２において、パイプ判定部１０７は、所定の２次元直交座標系を設定する。前述したように、本実施形態では、地面に対して水平な方向の軸をＸ軸とし、地面に対して垂直な方向（高さ方向）の軸をＹ軸とする２次元直交座標系を設定する。
次に、ステップＳ１３において、パイプ判定部１０７は、ステップＳ１１で選択したパイプ候補（ブロブ３２１）の４つの接線であって、Ｘ軸又はＹ軸に平行な４つの接線により囲まれる矩形（外接矩形）の２辺ａ、ｂの長さを導出する。

次に、ステップＳ１４において、パイプ判定部１０７は、予め設定されている傾き角度の矩形を導出したか否かを判定する。前述したように、本実施形態では、この傾き角度は、２２［°］、４４［°］である。この判定の結果、予め設定されている傾き角度の矩形を導出していない場合には、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５に進むと、パイプ判定部１０７は、未だ選択していない傾き角度を選択する。そして、ステップＳ１３に進み、パイプ判定部１０７は、ステップＳ１１で選択したパイプ候補（ブロブ３２１）の４つの接線であって、Ｘ軸に対して時計回りに傾き角度だけ傾いた直線、又はＹ軸に対して時計回りに傾き角度だけ傾いた直線に平行な４つの接線により囲まれる矩形（外接矩形）の２辺の長さａ、ｂを導出する。
以上のようにして、予め設定されている傾き角度の矩形が導出されると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６に進むと、パイプ判定部１０７は、選択されたパイプ候補（ブロブ３２１）について、ステップＳ１３で導出された辺の長さａ、ｂを、パイプ判定条件式（（１）式〜（８）式）に代入して、選択されたパイプ候補（ブロブ３２１）がパイプ２０であるか否かを判定する。この判定の結果、選択されたパイプ候補（ブロブ３２１）がパイプ２０である場合には、ステップＳ１７に進み、パイプ判定部１０７は、パイプ候補（ブロブ３２１）をパイプ２０として設定する。そして、ステップＳ１８に進む。
一方、選択されたパイプ候補（ブロブ３２１）がパイプ２０でない場合には、ステップＳ１７を省略してステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８に進むと、パイプ判定部１０７は、図８のステップＳ８で設定されたパイプ候補（ブロブ３２１）の全てを選択したか否かを判定する。この判定の結果、パイプ候補（ブロブ３２１）の全てを選択していない場合には、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９に進むと、パイプ判定部１０７は、未だ選択していないパイプ候補（ブロブ３２１）を１つ選択する。そして、ステップＳ１２に進む。
以上のようにして、図８のステップＳ８で設定されたパイプ候補（ブロブ３２１）の全てについて、パイプ２０であるか否かが判定されると、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０に進むと、パイプ本数導出部１０８は、ステップＳ１７でパイプ２０として設定されたパイプ候補（ブロブ３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏ）の総数を、パイプ２０の本数として導出する。

次に、ステップＳ２１において、出力部１０９は、ステップＳ２０で導出されたパイプ２０の本数と、図８のステップＳ１で取得されたパイプ情報に含まれる「パイプ２０の管理本数」とが一致するか否かを判定する。この判定の結果、ステップＳ２０で導出されたパイプ２０の本数と、パイプ２０の管理本数とが一致する場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２に進むと、出力部１０９は、ステップＳ２０で導出されたパイプ２０の本数と、その本数が管理本数に一致することを示す情報を表示装置に表示する。そして、図９のフローチャートによる処理を終了する。
一方、ステップＳ２０で導出されたパイプ２０の本数と、パイプ２０の管理本数とが一致しない場合には、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３に進むと、出力部１０９は、ステップＳ２０で導出された本数のパイプ２０の位置と、その本数と、管理本数と、その本数が管理本数に一致しないことを示す情報を表示装置に表示する。そして、図９のフローチャートによる処理を終了する。

以上のように本実施形態では、スタック１０に山積みされている全てのパイプ２０を、その端面の方向から撮像することにより得られたパイプ画像３１０に対して、２値化処理、ラベリング処理（ブロブ処理）を行って、パイプ候補となるブロブ３２１を導出する。そして、そのブロブ３２１に対して外接する矩形を３つ導出する。すなわち、所定の２次元座標系のＸ軸又はＹ軸に平行な４つの接線により囲まれる矩形と、Ｘ軸又はＹ軸に対して２２［°］、４４［°］だけ所定の方向に傾けた直線に平行な４つの接線により囲まれる矩形とを導出する。そして、これらの矩形の２つの辺の長さａ、ｂに基づいて、パイプ候補となるブロブ３２１がパイプ判定条件式を満足するか否かを判定し、パイプ判定条件式を満足するパイプ候補の数をパイプ２０の本数として導出する。そして、導出したパイプ２０の本数と管理本数とを比較し、比較した結果に応じて、スタック１０で管理しているパイプ２０の本数の計数結果を表示する。

したがって、スタック１０にパイプ２０が段積みされている場合でも、パイプ２０の本数を自動的に計数することができる。そして、スタック１０で管理しているパイプ２０の本数の計数結果を表示することにより、ユーザ（作業員）によるスタック１０の管理を支援することができる。特に、パイプ本数計数装置１００で計数された本数のパイプ２０の位置の情報７０１を表示するようにすれば、ユーザ（作業員）は、多数のパイプ２０が保管されているスタック１０のどの位置を点検すればよいのかを容易に把握することができる。

また、本実施形態では、ブロブ３２１、３２２、３２３の中から、パイプ２０とは明らかに異なるものを排除してパイプ候補となるブロブ３２１を抽出し、そのパイプ候補となるブロブ３２１がパイプ判定条件式を満足するか否かを判定するようにした。したがって
、パイプ判定条件式を容易に設定することができる（例えば、（１）式〜（８）式の係数を、様々な条件を考慮して設定する必要がなくなる）。また、パイプ２０の誤検出を、より確実に防止することができる（例えば、パイプ２０には当てはまらない或る条件を考慮に入れずに（１）式〜（８）式の係数を設定した場合、当該条件に一致するパイプ候補をパイプ２０として誤判定してしまうことを防止することができる）。

尚、本実施形態では、地面に対して水平な直線又は地面に対して垂直な直線に平行な「ブロブ３２１の４つの接線」により囲まれる矩形と、当該直線を時計回りの方向に２２[
°]、４４［°］傾けた直線に平行な「ブロブ３２１の４つの接線」により囲まれる２つ
の矩形と、を求めるようにした。しかしながら、ブロブ３２１の４つの接線の決め方は、このようなものに限定されない。
例えば、求める矩形の数は、１つ以上であれば、幾つであってもよい。ただし、パイプ２０であることをより正確に判定するためには、２つ以上の異なる矩形を求めるのが好ましい（本実施形態のように３つの異なる矩形を求めるのがより好ましい）。このようにする場合、或る矩形の各辺と、当該矩形の各辺に対応する「その他の矩形の各辺」とのなす角度は、２２[°]、４４［°］に限定されない。ただし、この角度は、９０［°］の整数倍を除くようにするのが好ましい。この角度が、９０［°］の偶数倍である場合には、同じ矩形を導出することになり、９０［°］の奇数倍である場合には、縦・横の辺を入れ替えただけ（図４（ａ）に示す例では、長さがａ１の辺と長さがｂ１の辺とを入れ替えただけ）になるからである。尚、ブロブ３２１に対して外接する矩形を導出することができれば、その求め方は、前述した方法に限定されないことは勿論である。

また、パイプ判定条件式は、前述したもの（（１）式〜（８）式）に限定されない。（１）式〜（８）式の「０．８」や「１．２」の係数は、撮像装置３０で撮像されるパイプ画像３１０の水平方向の端部における画像の歪み等を考慮した値である。よって、撮像装置３０の能力や位置、パイプ２０の径、スタック１０の大きさ等に応じてこれらの係数を適宜決定することができるものである。また、これらを指標（撮像装置３０の能力や位置、パイプ２０の径、スタック１０の大きさ）に対応する係数を記憶したテーブルを予め用意し、ユーザによるユーザインターフェースの操作により、これらの指標の情報が入力すると、当該指標に応じた係数を自動的に設定するようにしてもよい。

さらに、ブロブ３２１を固定した状態で、ブロブ３２１の径を複数の箇所で求め、それらの径が、所定の範囲内に入るか否かを判定するようにしていれば、必ずしも、ブロブ３２１に対して外接する矩形を導出する必要はない。
また、本実施形態では、パイプ２０の本数の計数結果を、パイプ本数計数装置１００で表示するようにした。しかしながら、パイプ２０の本数の計数結果（図９のステップＳ２２、Ｓ２３で表示するのに必要な情報）を、パイプ本数計数装置１００（出力部１０９）から上位コンピュータ２００に送信し、上位コンピュータ２００で表示するようにしてもよい。
また、前述したように、ブロブ３２１、３２２、３２３の中から、パイプ２０とは明らかに異なるものを排除してパイプ候補となるブロブ３２１を抽出するのが好ましいが、必ずしもパイプ候補を導出する必要はない。

尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発
明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０ スタック
２０ パイプ
３０ 撮像装置
４１、４２ 照明装置
１００ パイプ本数計数装置
３１０ パイプ画像
３２０ ２値化パイプ画像
３２１ パイプ候補となるブロブ
３２１ａ〜３２１ｉ、３２１ｋ〜３２１ｍ、３２１ｏ パイプと判定されるパイプ候補
３２１ｊ、３２１ｎ パイプと判定されないパイプ候補
３２２、３２３ パイプ候補以外のブロブ

Claims (8)

1. スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数するパイプ本数計数方法であって、
   前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程により撮像された画像を２値化する２値化工程と、
   前記２値化工程により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理工程と、
   前記ブロブ処理工程により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定工程と、
   前記パイプ判定工程により、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出工程と、
   前記パイプ本数導出工程で導出された本数を含む情報を出力する出力工程と、を有することを特徴とするパイプ本数計数方法。
2. 前記パイプ判定工程は、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブの４つの接線により囲まれる矩形を、当該ブロブに対して外接する矩形として導出し、当該導出した矩形の辺の長さに基づいて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のパイプ本数計数方法。
3. 前記パイプ判定工程は、前記導出した矩形と異なる１つ又は複数の矩形であって、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブの４つの接線により囲まれる１つ又は複数の矩形を、当該ブロブに対して外接する矩形として更に導出し、導出した複数の矩形の辺の長さを用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のパイプ本数計数方法。
4. 前記複数の矩形の相互に対応する辺のなす角度が９０［°］及び１８０［°］と異なる角度であることを特徴とする請求項３に記載のパイプ本数計数方法。
5. 前記ブロブ処理工程により導出されたブロブの面積を用いて、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブのそれぞれから、パイプ候補となるブロブを抽出するパイプ候補抽出工程を有し、
   前記パイプ判定工程は、前記パイプ候補抽出工程により抽出されたブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のパイプ本数計数方法。
6. 前記パイプ本数導出工程で導出された本数と、前記スタックで管理されていると想定されている鋼パイプの本数とを比較する比較工程を有し、
   前記出力工程は、前記比較工程による比較の結果、前記パイプ本数導出工程で導出された本数と、前記スタックで管理されていると想定されている鋼パイプの本数とが一致しない場合には、そのことに係る情報を出力することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のパイプ本数計数方法。
7. スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数するパイプ本数計数装置であって、
   前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像した画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段により取得された画像を２値化する２値化手段と、
   前記２値化手段により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理手段と、
   前記ブロブ処理手段により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理手段により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定手段と、
   前記パイプ判定手段により、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出手段と、
   前記パイプ本数導出手段で導出された本数を含む情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とするパイプ本数計数装置。
8. スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数を、該複数の鋼パイプの撮像画像を画像処理して計数することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記複数の鋼パイプを、当該鋼パイプの端面の方向から撮像した画像を取得する画像取得工程と、
   前記画像取得工程により取得された画像を２値化する２値化工程と、
   前記２値化工程により２値化された画像から、連続する複数の同値の画素により形成される閉領域であるブロブを導出するブロブ処理工程と、
   前記ブロブ処理工程により導出されたブロブを固定した状態で、当該ブロブの複数の箇所における径を導出し、導出した径を用いて、当該ブロブが、パイプ判定条件を満たすか否かを判定することを、前記ブロブ処理工程により導出されたブロブのそれぞれについて行うパイプ判定工程と、
   前記パイプ判定工程により、パイプ判定条件を満たすと判定されたブロブの数を、前記スタックに段積みされている複数の鋼パイプの本数として導出するパイプ本数導出工程と、
   前記パイプ本数導出工程で導出された本数を含む情報を出力する出力工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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