JP2015137977A - Pipeline imaging device and image processor of image data obtained by the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管の端部における外周面または内周面を検査対象面として、検査対象面の画像データを取得する配管撮像装置に関する。また、本発明は、配管撮像装置により得た画像データの画像処理装置に関する。 The present invention relates to a pipe imaging apparatus that acquires image data of a surface to be inspected using an outer peripheral surface or an inner peripheral surface at an end of the pipe as a surface to be inspected. The present invention also relates to an image processing device for image data obtained by a pipe imaging device.
配管の端部同士を、溶接により接合するために、配管の端部を開先加工している。しかし、開先加工により、配管端部の外周面または内周面に、不適切な凹凸（特に、波打った形状）や傷が生じることがある。 In order to join the ends of the pipes together by welding, the ends of the pipes are grooved. However, due to the groove processing, inappropriate irregularities (particularly, a wavy shape) or scratches may occur on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the pipe end.
従来では、このような凹凸や傷の有無を検査するために、Ｘ線装置や超音波装置を用いている。これに関して、下記の特許文献１では、配管の外面に超音波探触子を配置し、この探触子を移動させながら、探触子からの出力信号に対するエコー信号を検出し、エコー信号を連続して検出したときに、欠陥が存在すると判定している。 Conventionally, in order to inspect the presence or absence of such irregularities and scratches, an X-ray device or an ultrasonic device is used. In this regard, in Patent Document 1 below, an ultrasonic probe is arranged on the outer surface of a pipe, and while moving the probe, an echo signal corresponding to an output signal from the probe is detected, and the echo signal is continuously transmitted. It is determined that there is a defect.
しかし、Ｘ線装置や超音波装置は、大型でかつ高価である。そこで、小型で、安価な装置が望まれる。また、この場合においても、配管端部の外周面または内周面における凹凸や傷の有無を適切に検出できるようにすることが望まれる。 However, X-ray devices and ultrasonic devices are large and expensive. Therefore, a small and inexpensive device is desired. Also in this case, it is desired to appropriately detect the presence or absence of irregularities and scratches on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the pipe end.
そこで、本発明の目的は、小型で安価な装置を用いて、配管の端部における外周面または内周面の凹凸や傷の有無を適切に検査できるようにすることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to enable appropriate inspection of irregularities and scratches on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface at the end of the pipe using a small and inexpensive device.
上述の目的を達成するため、本発明によると、配管の端部における外周面または内周面である検査対象面の画像データを取得する配管撮像装置であって、
前記検査対象面を照明する光を出す照明面を含み、この照明面からの光を前記検査対象面に当てる照明装置と、
前記検査対象面を撮像するカメラと、
前記照明装置と前記カメラが取り付けられた支持体と、
前記支持体を、予め設定した回転軸を中心に回転させる駆動装置と、を備え、
前記支持体の前記回転軸を前記配管の中心軸に一致させた同軸状態で、前記駆動装置が前記支持体を回転させると、前記検査対象面において前記カメラの撮像領域内となる撮像部分が、前記検査対象面に沿って配管の周方向に移動しつつ、この撮像部分への前記照明が維持されるように、前記検査対象面の寸法と形状に合わせて前記照明装置と前記カメラとの相対位置および相対姿勢が設定されている、ことを特徴とする配管撮像装置が提供される。
In order to achieve the above-described object, according to the present invention, a pipe imaging device that acquires image data of an inspection target surface that is an outer peripheral surface or an inner peripheral surface at an end of a pipe,
Including an illumination surface that emits light that illuminates the inspection target surface, and an illumination device that applies light from the illumination surface to the inspection target surface;
A camera for imaging the inspection target surface;
A support to which the lighting device and the camera are attached;
A drive device for rotating the support body around a preset rotation axis;
When the drive device rotates the support body in a coaxial state in which the rotation axis of the support body coincides with the central axis of the pipe, an imaging portion that is in the imaging area of the camera on the inspection target surface is While moving in the circumferential direction of the pipe along the surface to be inspected, the illumination device and the camera are relative to each other in accordance with the size and shape of the surface to be inspected so that the illumination on the imaging portion is maintained. There is provided a pipe imaging device characterized in that a position and a relative posture are set.
上述の配管撮像装置は、例えば、以下のように構成される。 The above-described piping imaging device is configured as follows, for example.
前記照明装置は、前記同軸状態において、前記駆動装置による前記支持体の回転量によらず、前記照明面は、前記検査対象面における前記撮像部分から前記カメラまでの空間領域を覆うように当該空間領域に沿って延びている。 In the coaxial state, the illuminating device does not depend on the amount of rotation of the support by the driving device, and the illuminating surface covers the space area from the imaging portion to the camera on the inspection target surface. It extends along the area.
このように、駆動装置による支持体の回転量によらず、照明装置の照明面は、検査対象面上の前記撮像領域からカメラまでの空間領域を覆うように当該空間領域に沿って延びているので、前記照明装置の照明以外の照明や外光の影響が少ない画像データを得ることが可能になる。したがって、この画像データに基づいて、検査対象面における凹凸や傷の有無を適切に検出できる。
これに対し、検査対象面上の前記撮像領域からカメラまでの空間領域を覆わない場合には、検査対象面に、前記照明装置の照明以外の照明や外光が進入しやすくなり、検査対象面における外光の反射光により、凹凸や傷の有無を判定できない画像データが生成される可能性がある。
Thus, the illumination surface of the illumination device extends along the spatial region so as to cover the spatial region from the imaging region to the camera on the inspection target surface, regardless of the amount of rotation of the support by the driving device. Therefore, it is possible to obtain image data that is less affected by illumination other than the illumination of the illumination device and external light. Therefore, it is possible to appropriately detect the presence or absence of irregularities and scratches on the inspection target surface based on the image data.
On the other hand, when the space region from the imaging region to the camera on the inspection target surface is not covered, illumination other than the illumination of the illumination device and external light easily enter the inspection target surface. There is a possibility that image data that cannot determine the presence or absence of irregularities or scratches may be generated by reflected light of external light.
前記照明装置は、前記照明面上の各位置によらず、前記照明面から均一な光を射出するように構成されている。 The illuminating device is configured to emit uniform light from the illuminating surface regardless of each position on the illuminating surface.
これにより、照明面からの照明が、前記検査対象面の撮像部分に均一に当たるようになる。したがって、撮像部分の特定位置のみに強く照明が当たって、この特定位置における凹凸や傷の有無を判定できなくなることを回避できる。 As a result, the illumination from the illumination surface uniformly strikes the imaging portion of the inspection target surface. Therefore, it can be avoided that only a specific position of the imaging portion is strongly illuminated and it becomes impossible to determine the presence or absence of irregularities or scratches at the specific position.
前記同軸状態において、前記駆動装置による前記支持体の回転量によらず、前記照明面からの光は、前記検査対象面における前記撮像部分に斜めに入射するようになっている。 In the coaxial state, regardless of the amount of rotation of the support by the driving device, light from the illumination surface is incident obliquely on the imaging portion on the inspection target surface.
これにより、撮像部分に凹凸や傷がある場合には、その影ができる。したがって、凹凸や傷を示す当該影を表わした画像データが得られる。 As a result, if there are irregularities or scratches in the imaging part, a shadow is formed. Therefore, image data representing the shadow indicating the unevenness and scratches is obtained.
また、本発明によると、上述の配管撮像装置により得られた画像データに基づいて、配管の検査対象面における凹凸または傷の有無を検出するための検出用画像データを生成する画像処理装置であって、
前記画像データに対して膨張収縮処理を行う膨張収縮処理部と、
膨張収縮処理が行われた前記画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより検出用画像データを生成するエッジ抽出処理部と、を備える、ことを特徴とする画像処理装置が提供される。
In addition, according to the present invention, there is provided an image processing device that generates detection image data for detecting the presence or absence of irregularities or scratches on a surface to be inspected on a pipe based on image data obtained by the pipe imaging device described above. And
An expansion / contraction processing unit for performing expansion / contraction processing on the image data;
There is provided an image processing apparatus comprising: an edge extraction processing unit that generates image data for detection by performing an edge extraction process on the image data subjected to the expansion / contraction process.
本発明によると、照明装置とカメラを取り付けた支持体を回転させると、検査対象面において前記カメラの撮像領域内となる撮像部分が、配管の周方向に移動しつつ、この撮像部分への前記照明が維持される。したがって、カメラは、検査対象面の一部（撮像部分）を撮像するものであればよいので、カメラの寸法は小さくてよい。また、カメラを小さくできるので、カメラを回転させる駆動装置も小さくてよい。よって、小型で安価な配管撮像装置を実現できる。 According to the present invention, when the support body to which the illumination device and the camera are attached is rotated, the imaging part that is in the imaging area of the camera on the inspection target surface moves in the circumferential direction of the pipe, and the imaging part is moved to the imaging part. Lighting is maintained. Therefore, since the camera should just image a part (imaging part) of a test object surface, the dimension of a camera may be small. In addition, since the camera can be made smaller, the drive device that rotates the camera may be smaller. Therefore, a small and inexpensive pipe imaging device can be realized.
また、撮像部分への前記照明を維持しつつ、外周面または内周面において前記カメラの撮像領域内となる撮像部分が、検査対象面に沿って配管の周方向に移動するので、照明された外周面または内周面の全体の画像データを得ることができる。したがって、このような画像データに基づいて、配管端部の外周面または内周面における凹凸や傷の有無を適切に検査できる。 In addition, while maintaining the illumination to the imaging portion, the imaging portion that is in the imaging area of the camera on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface moves in the circumferential direction of the pipe along the inspection target surface, so that the illumination is performed. Image data of the entire outer peripheral surface or inner peripheral surface can be obtained. Therefore, based on such image data, it is possible to appropriately inspect for irregularities and scratches on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the pipe end.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１（Ａ）と図２（Ａ）は、本発明の実施形態による配管撮像装置１０の構成を示す。配管撮像装置１０は、配管１の端部における検査対象面の画像データを取得する。図１は、検査対象面が、配管１の内周面１ａである場合を示す。図２は、検査対象面が、配管１の外周面１ｂである場合を示す。以下において、検査対象面が内周面１ａであるか、外周面１ｂであるかを区別せずに説明している場合には、その説明は、検査対象面が内周面１ａである場合と、検査対象面が外周面１ｂである場合との両方に当てはまる。 1A and 2A show the configuration of a pipe imaging device 10 according to an embodiment of the present invention. The pipe imaging device 10 acquires image data of the inspection target surface at the end of the pipe 1. FIG. 1 shows a case where the inspection target surface is the inner peripheral surface 1 a of the pipe 1. FIG. 2 shows a case where the inspection target surface is the outer peripheral surface 1 b of the pipe 1. In the following, when the inspection target surface is described without distinguishing whether the surface to be inspected is the inner peripheral surface 1a or the outer peripheral surface 1b, the description is that the inspection target surface is the inner peripheral surface 1a. This applies to both the case where the inspection target surface is the outer peripheral surface 1b.
図１と図２の例では、検査対象面は、それぞれ、開先加工された配管１端部の内周面１ａと外周面１ｂである。この場合、配管１は、例えば、ボイラに設けられるものである。図２において、検査対象面となる配管１端部の外周面１ｂは、配管１の中心軸Ｃ２に対して傾いた方向を向いている。なお、本発明によれば、配管１は、開先加工された配管に限定されない。 In the example of FIGS. 1 and 2, the inspection target surfaces are the inner peripheral surface 1a and the outer peripheral surface 1b of the end portion of the pipe 1 subjected to the groove processing, respectively. In this case, the piping 1 is provided in a boiler, for example. In FIG. 2, the outer peripheral surface 1 b at the end of the pipe 1 serving as the inspection target surface faces a direction inclined with respect to the central axis C <b> 2 of the pipe 1. In addition, according to this invention, the piping 1 is not limited to the piping by which groove processing was carried out.
配管撮像装置１０は、照明装置３と、カメラ５と、支持体７と、駆動装置９とを備える。照明装置３は、検査対象面１ａまたは１ｂに照明を当てる。カメラ５は、検査対象面１ａまたは１ｂを撮像する。支持体７には、照明装置３とカメラ５が取り付けられる。駆動装置９は、支持体７の回転軸Ｃ１を中心に支持体７を回転させる。 The pipe imaging device 10 includes a lighting device 3, a camera 5, a support 7, and a driving device 9. The illumination device 3 illuminates the inspection target surface 1a or 1b. The camera 5 images the inspection target surface 1a or 1b. The illumination device 3 and the camera 5 are attached to the support 7. The drive device 9 rotates the support 7 around the rotation axis C1 of the support 7.
本実施形態によると、支持体７の回転軸Ｃ１を配管１の中心軸Ｃ２に一致させた同軸状態で、駆動装置９が支持体７を回転させると、検査対象面１ａまたは１ｂにおいてカメラ５の撮像領域内となる撮像部分Ｒ（図１、２において破線で囲んだ範囲内の部分）が、検査対象面１ａまたは１ｂに沿って配管１の周方向に移動しつつ、この撮像部分Ｒへの上述の照明が維持されるように、検査対象面１ａまたは１ｂの寸法と形状に合わせて、照明装置３とカメラ５との相対位置および相対姿勢と、支持体７の回転軸Ｃ１が設定されている。なお、配管１の周方向とは、中心軸Ｃ２を回る方向である。本実施形態では、検査対象面となる内周面１ａまたは外周面１ｂの、配管１の周方向における各部分は、配管１の中心軸Ｃ２と平行な方向の位置が同じである。 According to the present embodiment, when the drive device 9 rotates the support body 7 in a coaxial state in which the rotation axis C1 of the support body 7 coincides with the central axis C2 of the pipe 1, the camera 5 on the inspection target surface 1a or 1b. An imaging portion R (portion enclosed by a broken line in FIGS. 1 and 2) within the imaging region moves to the imaging portion R while moving in the circumferential direction of the pipe 1 along the inspection target surface 1a or 1b. The relative position and relative attitude between the illumination device 3 and the camera 5 and the rotation axis C1 of the support 7 are set in accordance with the size and shape of the inspection target surface 1a or 1b so that the above-described illumination is maintained. Yes. Note that the circumferential direction of the pipe 1 is a direction around the central axis C2. In the present embodiment, each portion of the inner peripheral surface 1a or the outer peripheral surface 1b serving as the inspection target surface in the circumferential direction of the pipe 1 has the same position in the direction parallel to the central axis C2 of the pipe 1.
上述の同軸状態で、駆動装置９が支持体７を回転させる時に、駆動装置９（例えば、後述のモータ９ａ）は、図示しない構造体に固定されている。 When the driving device 9 rotates the support 7 in the coaxial state described above, the driving device 9 (for example, a motor 9a described later) is fixed to a structure not shown.
このような設定により、上述の同軸状態において、支持体７の回転により撮像部分Ｒが変わっても、撮像部分Ｒと照明装置３とカメラ５との相対位置および相対姿勢は維持される。すなわち、上述の同軸状態において、支持体７の回転により撮像部分Ｒが変わっても、この撮像部分Ｒからカメラ５までの距離と、この撮像部分Ｒから見たカメラ５の向きと、この撮像部分Ｒから照明装置３までの距離と、この撮像部分Ｒから見た照明装置３（後述の照明面３ａ）の向きとは、不変である。 With such a setting, even if the imaging portion R changes due to the rotation of the support body 7 in the above-described coaxial state, the relative position and relative orientation of the imaging portion R, the illumination device 3, and the camera 5 are maintained. That is, in the above-described coaxial state, even if the imaging portion R changes due to the rotation of the support body 7, the distance from the imaging portion R to the camera 5, the orientation of the camera 5 viewed from the imaging portion R, and the imaging portion The distance from R to the illuminating device 3 and the orientation of the illuminating device 3 (illumination surface 3a described later) viewed from the imaging portion R are unchanged.
照明装置３は、光を出す照明面３ａを含み、この照明面３ａからの光を検査対象面１ａまたは１ｂに当てる。図１に示すように、上述の同軸状態において、駆動装置９による支持体７の回転量によらず、照明面３ａは、検査対象面１ａまたは１ｂにおける撮像部分Ｒからカメラ５までの空間領域Ｘ（図１（Ａ）と図１（Ｂ）において、２点鎖線で囲んだ領域）を覆うように空間領域Ｘに沿って延びている。これについて、本実施形態によると、上述の同軸状態において、駆動装置９による支持体７の回転量によらず、照明面３ａは、カメラ５から、カメラ５の撮像方向Ｄに沿って、少なくとも撮像部分Ｒまで延びている。なお、撮像方向は、図において矢印Ｄの向きである。 The illumination device 3 includes an illumination surface 3a that emits light, and applies light from the illumination surface 3a to the inspection target surface 1a or 1b. As shown in FIG. 1, in the above-described coaxial state, the illumination surface 3 a is a spatial region X from the imaging portion R to the camera 5 on the inspection target surface 1 a or 1 b regardless of the amount of rotation of the support 7 by the driving device 9. It extends along the space region X so as to cover (a region surrounded by a two-dot chain line in FIGS. 1A and 1B). In this regard, according to the present embodiment, in the above-described coaxial state, the illumination surface 3 a is at least imaged from the camera 5 along the imaging direction D of the camera 5 regardless of the amount of rotation of the support 7 by the driving device 9. It extends to the part R. Note that the imaging direction is the direction of the arrow D in the figure.
好ましくは、図１または図２のように照明面３ａを設定する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図であり、照明面３ａ（すなわち、実線で囲んだ部分）と配管１のみを示している。同様に、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図であり、照明面３ａ（すなわち、実線で囲んだ部分）と配管１のみを示している。図１と図２のうち図１では、照明面３ａは、配管１の開口１ｃを、配管１の中心軸Ｃ２方向に覆っている。図１と図２では、照明面３ａは、平面である。また、図１と図２のうち図１では、照明面３ａは、配管１の中心軸Ｃ２に対する各半径方向に関して、配管１の中心軸Ｃ２から配管１の外周面１ｂよりも外側まで延びている。なお、図１と図２では、照明面３ａは、照明面３ａと垂直な方向から見た場合に、矩形であるが、円形や楕円形であってもよい。 Preferably, the illumination surface 3a is set as shown in FIG. FIG. 1B is a BB line arrow view of FIG. 1A, and shows only the illumination surface 3a (that is, a portion surrounded by a solid line) and the pipe 1. FIG. Similarly, FIG. 2B is a view taken along the line BB in FIG. 2A, and shows only the illumination surface 3a (that is, a portion surrounded by a solid line) and the pipe 1. 1 and 2, the illumination surface 3 a covers the opening 1 c of the pipe 1 in the direction of the central axis C <b> 2 of the pipe 1. In FIG. 1 and FIG. 2, the illumination surface 3a is a plane. Moreover, in FIG. 1 among FIG. 1 and FIG. 2, the illumination surface 3a is extended from the central axis C2 of the piping 1 to the outer side rather than the outer peripheral surface 1b of the piping 1 regarding each radial direction with respect to the central axis C2 of the piping 1. FIG. . In FIGS. 1 and 2, the illumination surface 3a is rectangular when viewed from a direction perpendicular to the illumination surface 3a, but may be circular or elliptical.
照明装置３は、好ましくは、照明面３ａ上の各位置によらず、照明面３ａから均一な光を射出するように構成されている。この場合、例えば、照明装置３は、図１と図２のように、内部空間（図において破線で囲まれた空間）に光源４（例えば、複数のＬＥＤ４）が配置されたケース６と、このケース６の壁面になるとともに半透明の材質（例えばプラスチック）で形成された照明面形成体６ａとを有する。照明面形成体６ａの外面が照明面３ａとなる。 The illumination device 3 is preferably configured to emit uniform light from the illumination surface 3a regardless of the position on the illumination surface 3a. In this case, for example, the illumination device 3 includes a case 6 in which a light source 4 (for example, a plurality of LEDs 4) is disposed in an internal space (a space surrounded by a broken line in the drawing) as shown in FIGS. It has the illumination surface forming body 6a which becomes the wall surface of the case 6 and is formed of a translucent material (for example, plastic). The outer surface of the illumination surface forming body 6a becomes the illumination surface 3a.
上述の同軸状態において、駆動装置９による支持体７の回転量によらず、照明面３ａからの少なくとも一部の光は、検査対象面１ａまたは１ｂにおける撮像部分Ｒに斜めに入射するようになっている。この場合、駆動装置９による支持体７の回転量によらず、照明面３ａが向く方向と、検査対象面１ａまたは１ｂにおける撮像部分Ｒの法線とがなす角度が一定に保たれる。また、カメラ５による撮像方向Ｄは、照明面３ａの向きと交差（図１と図２の例では、直交）する。 In the above-described coaxial state, regardless of the amount of rotation of the support 7 by the driving device 9, at least part of the light from the illumination surface 3a is incident obliquely on the imaging portion R on the inspection target surface 1a or 1b. ing. In this case, the angle formed by the direction in which the illumination surface 3a faces and the normal line of the imaging portion R on the inspection target surface 1a or 1b is kept constant regardless of the amount of rotation of the support 7 by the driving device 9. Further, the imaging direction D by the camera 5 intersects with the direction of the illumination surface 3a (orthogonal in the examples of FIGS. 1 and 2).
駆動装置９は、図１と図２の例では、モータ９ａと、モータ９ａへ電力を供給するモータドライバ９ｂとを有する。モータ９ａの出力シャフトは、支持体７の回転軸Ｃ１と同軸となるように支持体７に結合されている。 In the example of FIGS. 1 and 2, the driving device 9 includes a motor 9a and a motor driver 9b that supplies electric power to the motor 9a. The output shaft of the motor 9a is coupled to the support 7 so as to be coaxial with the rotation axis C1 of the support 7.
本実施形態では、配管撮像装置１０は、制御装置１１を備える。制御装置１１は、カメラ５と駆動装置９を制御する。上述の同軸状態において、制御装置１１は、次の処理（Ａ）と（Ｂ）を順に繰り返す。
（Ａ）制御装置１１は、カメラ５を制御することにより、検査対象面１ａまたは１ｂの撮像部分Ｒに対する撮像をカメラ５に行わせる。
（Ｂ）制御装置１１は、駆動装置９を制御することにより、この撮像部分Ｒに相当する量だけカメラ５（すなわち、支持体７）を回転させる。
In the present embodiment, the pipe imaging device 10 includes a control device 11. The control device 11 controls the camera 5 and the drive device 9. In the above coaxial state, the control device 11 repeats the following processes (A) and (B) in order.
(A) The control device 11 controls the camera 5 to cause the camera 5 to image the imaging portion R of the inspection target surface 1a or 1b.
(B) The control device 11 controls the drive device 9 to rotate the camera 5 (that is, the support body 7) by an amount corresponding to the imaging portion R.
上述の処理（Ａ）と（Ｂ）を繰り返すことにより、複数の撮像部分Ｒの画像データが得られる。これらの画像データは、好ましくは、互いに重複することなく、連続した検査対象面１ａまたは１ｂの全体の画像データを構成する。 By repeating the above processes (A) and (B), image data of a plurality of imaging portions R is obtained. These image data preferably constitute the entire image data of the continuous inspection target surface 1a or 1b without overlapping each other.
図３は、上述した配管撮像装置１０により得られた画像データを処理する画像処理装置２０のブロック図である。この画像処理装置２０は、上述した配管撮像装置１０により得られた画像データに基づいて、配管１の検査対象面１ａまたは１ｂにおける凹凸または傷の有無を検出するための検出用画像データを生成する。画像処理装置２０は、膨張収縮処理部１３とエッジ抽出処理部１５と出力装置１７を有する。 FIG. 3 is a block diagram of the image processing device 20 that processes the image data obtained by the pipe imaging device 10 described above. The image processing device 20 generates detection image data for detecting the presence or absence of irregularities or scratches on the inspection target surface 1a or 1b of the pipe 1 based on the image data obtained by the pipe imaging device 10 described above. . The image processing device 20 includes an expansion / contraction processing unit 13, an edge extraction processing unit 15, and an output device 17.
膨張収縮処理部１３は、上述した配管撮像装置１０により得られた画像データに対して膨張収縮処理を行う。膨張収縮処理とは、膨張処理と収縮処理を繰り返すことを意味する。 The expansion / contraction processing unit 13 performs expansion / contraction processing on the image data obtained by the pipe imaging device 10 described above. The expansion / contraction process means repeating the expansion process and the contraction process.
膨張処理では、膨張収縮処理部１３は、多数の画素からなる画像データにおいて、１つの局所領域（例えば、９個の画素からなる正方形の領域）を選択し、この局所領域の中心に位置する画素を対象画素として特定する。次いで、膨張収縮処理部１３は、選択した局所領域において最大輝度値の画素を特定し、対象画素の輝度値を、この最大輝度値に置き換える。膨張収縮処理部１３は、このような処理を、画像データにおけるすべての局所領域について行うことにより、１回の膨張処理を行う。これらの局所領域は、上下方向または左右方向に、互いに１画素ずつずれている。 In the expansion process, the expansion / contraction processing unit 13 selects one local area (for example, a square area including 9 pixels) in the image data including a large number of pixels, and a pixel located at the center of the local area Is identified as the target pixel. Next, the expansion / contraction processing unit 13 specifies a pixel having the maximum luminance value in the selected local region, and replaces the luminance value of the target pixel with the maximum luminance value. The expansion / contraction processing unit 13 performs such expansion processing once for all local regions in the image data. These local regions are shifted from each other by one pixel in the vertical direction or the horizontal direction.
収縮処理では、膨張収縮処理部１３は、多数の画素からなる画像データにおいて、１つの局所領域（例えば、９個の画素からなる正方形の領域）を選択し、この局所領域の中心に位置する画素を対象画素として特定する。次いで、膨張収縮処理部１３は、選択した局所領域において最小輝度値の画素を特定し、対象画素の輝度値を、この最小輝度値に置き換える。膨張収縮処理部１３は、このような処理を、画像データにおけるすべての局所領域について行うことにより、１回の収縮処理を行う。これらの局所領域は、上下方向または左右方向に、互いに１画素ずつずれている。 In the contraction processing, the expansion / contraction processing unit 13 selects one local region (for example, a square region including nine pixels) in the image data including a large number of pixels, and a pixel located at the center of the local region Is identified as the target pixel. Next, the expansion / contraction processing unit 13 specifies a pixel having the minimum luminance value in the selected local region, and replaces the luminance value of the target pixel with the minimum luminance value. The expansion / contraction processing unit 13 performs such contraction processing once by performing such processing for all local regions in the image data. These local regions are shifted from each other by one pixel in the vertical direction or the horizontal direction.
膨張収縮処理部１３は、膨張処理を１回だけ行ったら、画像データに収縮処理を１回だけ行い、その後、再び、この画像データに膨張処理を１回だけ行う。このようにして、膨張収縮処理部１３は、同じ画像データに対して膨張処理と収縮処理を繰り返す。膨張収縮処理により、検出が不要な微細な凹凸や傷の影響を、画像データから取り除く。 When the expansion / contraction processing unit 13 performs the expansion processing only once, the expansion / contraction processing unit 13 performs the contraction processing only once on the image data, and then performs the expansion processing only once on the image data again. In this way, the expansion / contraction processing unit 13 repeats expansion processing and contraction processing on the same image data. By the expansion / contraction process, the influence of minute unevenness and scratches that do not need to be detected are removed from the image data.
エッジ抽出処理部１５は、膨張収縮処理部１３により膨張収縮処理が行われた画像データに対して、エッジ抽出処理を行う。エッジ抽出処理は、例えば、微分処理または２値化処理である。微分処理では、画像データ全体にわたって、設定方向において画素の輝度値について微分を行う。２値化処理では、画像データの各画素について、この画素の輝度値が、しきい値以上であれば、この画素を白（すなわち、その輝度値を１）にし、この画素の輝度値が、しきい値より小さければ、この画素を黒（すなわち、その輝度値を０）にする。 The edge extraction processing unit 15 performs edge extraction processing on the image data that has been subjected to the expansion / contraction processing by the expansion / contraction processing unit 13. The edge extraction processing is, for example, differentiation processing or binarization processing. In the differentiation process, the luminance value of the pixel is differentiated in the setting direction over the entire image data. In the binarization process, for each pixel of the image data, if the luminance value of this pixel is equal to or greater than the threshold value, this pixel is set to white (that is, its luminance value is 1), and the luminance value of this pixel is If it is smaller than the threshold value, this pixel is made black (that is, its luminance value is 0).
エッジ抽出処理部１５は、上述のエッジ抽出処理を行うことにより、検出すべき大きさの凹凸や傷が明確にされた検出用画像データを、出力装置１７に出力する。 The edge extraction processing unit 15 outputs the image data for detection in which the irregularities and scratches of the size to be detected are clarified to the output device 17 by performing the above-described edge extraction processing.
出力装置１７がディスプレイである場合には、ディスプレイは、検出用画像データを表示する。出力装置１７がプリンタである場合には、プリンタは、検出用画像データを用紙に印刷する。 When the output device 17 is a display, the display displays detection image data. When the output device 17 is a printer, the printer prints the detection image data on paper.
図４は、出力装置１７としてのディスプレイにより表示された検出用画像データの一例を示す。図４では、白い破線で囲んだ範囲において、膨張収縮処理部１３による膨張収縮処理と、エッジ抽出処理部１５によるエッジ抽出処理（この例では、微分処理）とが行われている。図４の検出用画像データは、配管１端部における内周面１ａを示す。白い破線で囲んだ範囲において、明るい部分ほど、輝度値の差分がより大きいことを示す。すなわち、明るい部分は、内周面１ａの凹凸（波打った形状）を示している。一方、白い破線で囲んだ範囲において、黒い部分は、凹凸が存在しないことを示す。図４から、内周面１ａにおいて凹凸が存在することを認識できる。 FIG. 4 shows an example of image data for detection displayed on the display as the output device 17. In FIG. 4, the expansion / contraction processing by the expansion / contraction processing unit 13 and the edge extraction processing (in this example, differentiation processing) by the edge extraction processing unit 15 are performed within a range surrounded by a white broken line. The image data for detection in FIG. 4 shows the inner peripheral surface 1a at the end of the pipe 1. In a range surrounded by a white broken line, a brighter portion indicates a larger difference in luminance value. That is, the bright part shows the unevenness | corrugation (waved shape) of the internal peripheral surface 1a. On the other hand, in a range surrounded by a white broken line, a black portion indicates that there is no unevenness. It can be recognized from FIG. 4 that there are irregularities on the inner peripheral surface 1a.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
１ 配管、１ａ 内周面（検査対象面）、１ｂ 外周面（検査対象面）、１ｃ 開口、３ 照明装置、３ａ 照明面、４ 光源（ＬＥＤ）、５ カメラ、６ ケース、６ａ 照明面形成体、７ 支持体、９ 駆動装置、９ａ モータ、９ｂ モータドライバ、１０ 配管撮像装置、１１ 制御装置、１３ 膨張収縮処理部、１５ エッジ抽出処理部、１７ 出力装置、２０ 画像処理装置、Ｃ１ 回転軸、Ｃ２ 中心軸、Ｒ 撮像部分、Ｘ 領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pipe, 1a Inner peripheral surface (inspection target surface), 1b Outer peripheral surface (inspection target surface), 1c Opening, 3 Illumination device, 3a Illumination surface, 4 Light source (LED), 5 Camera, 6 Case, 6a Illumination surface formation body 7 support body, 9 drive device, 9a motor, 9b motor driver, 10 pipe imaging device, 11 control device, 13 expansion / contraction processing unit, 15 edge extraction processing unit, 17 output device, 20 image processing device, C1 rotating shaft, C2 Center axis, R imaging part, X region
Claims (5)
前記検査対象面を照明する光を出す照明面を含み、この照明面からの光を前記検査対象面に当てる照明装置と、
前記検査対象面を撮像するカメラと、
前記照明装置と前記カメラが取り付けられた支持体と、
前記支持体を、予め設定した回転軸を中心に回転させる駆動装置と、を備え、
前記支持体の前記回転軸を前記配管の中心軸に一致させた同軸状態で、前記駆動装置が前記支持体を回転させると、前記検査対象面において前記カメラの撮像領域内となる撮像部分が、前記検査対象面に沿って配管の周方向に移動しつつ、この撮像部分への前記照明が維持されるように、前記検査対象面の寸法と形状に合わせて前記照明装置と前記カメラとの相対位置および相対姿勢が設定されている、ことを特徴とする配管撮像装置。 A pipe imaging device that acquires image data of an inspection target surface that is an outer peripheral surface or an inner peripheral surface at an end of a pipe,
Including an illumination surface that emits light that illuminates the inspection target surface, and an illumination device that applies light from the illumination surface to the inspection target surface;
A camera for imaging the inspection target surface;
A support to which the lighting device and the camera are attached;
A drive device for rotating the support body around a preset rotation axis;
When the drive device rotates the support body in a coaxial state in which the rotation axis of the support body coincides with the central axis of the pipe, an imaging portion that is in the imaging area of the camera on the inspection target surface is While moving in the circumferential direction of the pipe along the surface to be inspected, the illumination device and the camera are relative to each other in accordance with the size and shape of the surface to be inspected so that the illumination on the imaging portion is maintained. A pipe imaging apparatus, characterized in that a position and a relative attitude are set.
前記画像データに対して膨張収縮処理を行う膨張収縮処理部と、
膨張収縮処理が行われた前記画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより検出用画像データを生成するエッジ抽出処理部と、を備える、ことを特徴とする画像処理装置。 The image which produces | generates the image data for a detection for detecting the presence or absence of the unevenness | corrugation in the inspection object surface of piping, or the damage | wound based on the image data obtained by the piping imaging device as described in any one of Claims 1-4 A processing device comprising:
An expansion / contraction processing unit for performing expansion / contraction processing on the image data;
An image processing apparatus comprising: an edge extraction processing unit that generates image data for detection by performing edge extraction processing on the image data that has been subjected to expansion and contraction processing.
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| KR101802207B1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-29 | 삼성중공업 주식회사 | Line recognition and position detection system for pipe inside testing device |
| KR101974541B1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-09-05 | 윤헌플러스(주) | Inspection apparatus for lens |
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