JP3934873B2

JP3934873B2 - カメラ調整用パターンシート、カメラ調整方法

Info

Publication number: JP3934873B2
Application number: JP2000370561A
Authority: JP
Inventors: 尊道小林; 英夫香取; 昇長谷川; 学國永; 修治内藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: JP2002174849A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ調整用パターンシート、カメラ調整方法に関し、特に、薄鋼板の表面を撮影して生成した信号に基づいて、上記薄鋼板の表面疵を検出するために用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄鋼板の表面疵を検出するために、上記薄鋼板の表面に光を照射し、その反射光を撮影して画像信号を生成し、上記画像信号に基づいて上記薄鋼板の表面に発生している疵を検出するようにしている。
【０００３】
上記薄鋼鈑を撮影するカメラの光学系を調整するためには、カメラ視点の調整、焦点の調整、カメラ視野の調整等を行う必要がある。また、複数台のカメラを使用する場合には、上記した各調整をカメラ毎に行った後で、隣り合うカメラの段差調整を更に行う必要がある。これらの調整は、薄鋼鈑の疵検査の精度を向上させる上で、基本的かつ重要な要素であり、正確に行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記カメラ調整は、試行錯誤により行う部分が多いので、非常に多くの時間を必要としていた。また、ある程度の熟練者でないとカメラ調整を高精度に行うことができないため、急にトラブルが発生した場合には迅速に対応できない場合がある等の問題が生じていた。
【０００５】
本発明は上述の問題点にかんがみ、熟練調整員でなくても短時間に、かつ正確にカメラ調整を行うことができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラ調整用パターンシートは、薄鋼板を被検査材として該被検査材の表面に発生する疵を検出するための、被検査材の幅方向に配設されたラインセンサから成る複数のカメラを、調整するために用いられるカメラ調整用パターンシートであって、上記複数のカメラの視点を調整するために、上記パターンシート中心の横方向に沿って標記された横線と、上記複数のカメラの各視野に対応する複数の撮影領域における両端部において、隣接するカメラの撮影領域をオーバーラップさせて標記された複数本の縦線と、上記各カメラの撮影領域の境界に、上記横線に対して所定の角度で標記された斜め線とを有し、上記横線、複数本の縦線、及び斜め線の太さが、上記カメラの横方向又は縦方向の分解能に基づいて設定されていることを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記斜め線は、上記横線に対して１５度〜４５度の角度で標記されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明のカメラの調整方法は、上記に記載のカメラ調整用パターンシートを、校正用ロールに貼り付けて、該校正用ロールを回転させて撮影しながら行うカメラ調整方法であって、カメラ視線を縦方向に振って上記横線を撮影してカメラ視点の調整を行う第１のステップと、上記カメラの焦点調整機構を操作して、上記複数本の縦線がクリアに見えるようにカメラの焦点を調整する第２のステップと、上記複数本の縦線が視野の両端に位置するようにしてカメラ視野の調整を行う第３のステップと、上記各カメラの撮影領域毎に、上記横線に対して所定の角度で標記された斜め線を複数のカメラで撮影し、隣り合うカメラで撮影した斜め線が一直線になるようにカメラ視線を縦方向に振って調整を行う第４のステップとを有し、カメラ分解能に見合う高精度に調整可能としたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明のカメラ調整用パターンシート、カメラ調整方法の実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態のカメラ調整用パターンシートの構成を示す平面図である。図１において、１０はカメラ調整用パターンシートを示している。図１に示したように、カメラ調整用パターンシート１０の中心の横方向に沿って横線１２が標記されている。
【０００９】
本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０は、３台のカメラ１〜３で撮影し、各カメラから出力される信号によりカメラ視点、焦点、カメラ視野及び隣り合うカメラの段差を調整可能としている。
【００１０】
上述した各調整を行うために、本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０には、各カメラの視野おける両端部の縦方向に沿って３本の縦線１１が標記されている。本実施の形態においては、１列の輝度を平均して出力するラインセンサカメラを用いている。
【００１１】
上記３本の縦線１１は、隣り合うカメラの撮影領域においてオーバーラップして標記されている。具体的には、第１のカメラ１の視野Ａにおける右端に標記されている３本の縦線１１は、第２のカメラ２の視野Ｂにおける左端に標記されている３本の縦線１１とがオーバーラップしている。換言すると、第１のカメラ１の視野Ａにおける右端と、第２のカメラ２の視野Ｂにおける左端とがオーバーラップしており、上記オーバーラップしている部分に３本の縦線１１が標記されている。
【００１２】
また、第２のカメラ２の視野Ｂにおける右端に標記されている３本の縦線１１と、第３のカメラ３の視野Ｃにおける左端に標記されている３本の縦線１１とがオーバーラップしている。
【００１３】
また、本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０においては、上記各カメラの撮影領域の境界毎に、上記横線１２に対して所定の角度で標記された斜め線１３が標記されている。上記斜め線１３は、上記横線１２に対して所定の角度θで標記されている。上記角度θは１５度〜４５度が望ましく、本実施の形態においては３０度にしている。
【００１４】
上述のように構成された本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０は、３つの特徴を有している。
すなわち、第１の特徴は、カメラの視点を合わせるのに用いられる中央の横線１２の太さを縦方向のカメラ分解能程度としていることである。上記横線１２の太さをカメラの縦分解能程度としたのは、実現可能性度限界（カメラ縦方向分解能程度の精度）で調整を実現するためである。
【００１５】
第２の特徴は、カメラの視野及び焦点を合わせるのに用いられる縦方向の３本の縦線１１の太さ、及び斜め線１３を、横方向のカメラ分解能程度としていることである。上記３本の縦線１１の太さをカメラの横方向分解能程度としたのは、実現可能性度限界（カメラ横方向分解能程度の精度）で調整を実現するためである。
【００１６】
第３の特徴は、隣り合うカメラの段差を合わせるのに用いられる斜め線１３の傾きを３０度（１５度〜４５度）としたことである。上記斜め線１３の角度は、急であればあるほど段差のずれを検出しやすい。しかし、上記角度θが小さすぎると、ロールを回転したときにすぐ画像が変わってしまって合わせ難い。そのため、本実施の形態においては上記斜め線１３の角度θを１５度〜４５度、好ましくは３０度にしている。
【００１７】
上述したように、図１に示したカメラ調整用パターンシート１０を使用して調整を行うことで、熟練調整員でなくても、短時間でカメラ据付調整が行うことが可能となる。以下、本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０を用いてカメラの据付調整を行う場合の実施の形態を説明する。
【００１８】
図２は、本実施の形態のカメラ調整用パターンシート１０をロール２０の表面に貼り付け、それを３台のカメラ１〜３で撮影している様子を示す図である。図２に示したように、第１のカメラ１により第１の撮影領域Ａを撮影し、第２のカメラ２により第２の撮影領域Ｂを撮影し、第３のカメラ３により第３の撮影領域Ｃを撮影する。
【００１９】
上記のようにロール２０の表面に貼り付けたカメラ調整用パターンシート１０を撮影する場合には、図３に示すように、照明３０により上記カメラ調整用パターンシート１０の表面を照射し、上記カメラ調整用パターンシート１０からの反射光を撮影するようにしている。
【００２０】
図４は、カメラ１（２，３）の移動方向を模式的に示した図である。ここで、４０はカメラのレンズであり、この部分に焦点を合わせるボリュームがついている。
図４（a）は、カメラを縦方向に移動させる様子を示し、図４（b）はカメラを回転移動させる様子を示し、図４（ｃ）はカメラを横方向に移動させる様子を示している。図５は、カメラの視点を合わせる場合のオシロスコープに表示される波形を模式的に示した図である。また、図６は焦点を合わせる場合の３本線の見え方を拡大して模式的に示した図であり、図７はカメラの調整手順を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
次に、図５を参照しながらカメラ視点の調整(図７のステップＳ７１)について説明する。
図５（a）は、カメラ視点が完全にずれている状態であり、通常はこの状態から視点調整を開始する。
【００２２】
第１の操作は、カメラを縦方向に振ると（図４（a）参照）、カメラ視野に横線１２が入るところを見つけ、カメラ視野に横線１２が辛うじて入ると、図５(ｂ)に示すように、オシロスコープ上の方形波に抉られた部分が表われる。
【００２３】
そこで、カメラを右ないし左に回して（図４(ｂ)参照）、図５（ｃ）に示すように、上記抉られた部分が大きくなる方向を見出し、少しずつ当該方向（以下、「回転方向」と称す）にカメラを回す。これにより、図（ｄ）、図５(ｅ)、図５(ｆ)のように抉られた部分が広がっていく。
【００２４】
そして、図５(ｇ)のように、方形波部分が全て無くなり、黒レベルになったらカメラ視点の調整が完了である。そこで、今度はカメラを上あるいは下に振ると、図５(ｈ)のように、信号レベルが少し上がることが確認できれば、今までの調整に間違いはないことを確認することができる。そこで、カメラを再度上方向あるいは下方向に振って、図５(ｉ)に戻れば確認作業が完了である。
【００２５】
次に、焦点の調整作業(図７のステップＳ７２)を説明する。
図６は、焦点を合わせる場合の３本線の見え方を拡大して模式的に示した図である。図１のカメラ調整用パターンシート１０上に標記された３本線をオシロスコープで観察しながら、カメラの焦点調整部分を回し、３本線が一番クリアに見えるようにする。
【００２６】
例えば、図６に示すように、カメラの焦点調整部分を回して行くと、図６（ａ）、図６(ｂ)、図６(ｃ)の順に鮮明、かつ鋭く、かつ長く見えるようになる。図６(ｃ)のように、鋭く、長く見えれば、焦点は合ったことになり、焦点調整が完了する。
【００２７】
次に、カメラ視野の調整(図７のステップＳ７３)について説明する。このカメラ視野の調整は、カメラ信号ではなく、画像を見て合わせるようにする。本実施の形態の場合は、第１のカメラ１、第２のカメラ２、第３のカメラ３毎に３本線１１を図１のように合わせればカメラ視野の調整が完了する。
【００２８】
次に、隣り合うカメラの段差調整(図７のステップＳ７４)を説明する。
隣り合うカメラの画像をみて、斜め線１３が切れて観察できる場合は、隣接するカメラ間において段差が調整できていない。この場合、カメラを微妙に上下に振って斜め線１３が切れて見える個所がないようにすることにより、隣接するカメラ間における段差調整を完了することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態においては、３台分のカメラの視野に対応するカメラ調整用パターンシート１０を構成し、３台のカメラを用いて薄鋼板の疵検査を行う場合について説明したが、本発明は１台のカメラを調整する場合にも良好に利用することができる。
【００３０】
上記のようにカメラが１台の場合には、図１における斜め線１３が不要であり、また、ステップＳ７４の隣接するカメラの段差調整が不要となり、視点調整、焦点調整及び視野調整のみを行えば良くなる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述したように、本発明によれば、被検査材の表面に発生する疵を検出するためのカメラを調整するために用いられるカメラ調整用パターンシートの中心に横線を標記して、カメラの視点を容易に調整できるようにするとともに、上記カメラの視野における両端部の縦方向に沿って複数本の縦線を標記して焦点調整及び視野調整を行うことを容易化したので、熟練調整員でなくても短時間に、かつ正確にカメラ調整を行うことができる。
また、本発明の他の特徴によれば、カメラの撮影領域の境界に、上記横線に対して所定の角度で標記された斜め線を標記したので、複数のカメラを使用して被検査材の表面に発生する疵を検出する場合に必要な調整を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカメラ調整用パターンシートの実施の形態を説明する図である。
【図２】実施の形態のカメラ調整用パターンシートをロールに貼り付けて、複数のカメラで撮影している様子を示す図である。
【図３】ロール上に貼り付けたカメラ調整用パターンシートを照明し、反射光をカメラで撮影している様子を示す図である。
【図４】カメラと校正用のロールとの配置状態を示す図及びカメラの移動方向を模式的に示した図である。
【図５】カメラの視点を合わせる場合のオシロスコープに表示される波形を模式的に示した図である。
【図６】焦点を合わせる場合の３本線の見え方を拡大して模式的に示した図である。
【図７】カメラの調整手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１第１のカメラ
２第２のカメラ
３第３のカメラ
１０カメラ調整用パターンシート
１１３本の縦線
１２横線
２０校正用ロール
３０照明
４０カメラの部分にある焦点合わせ
１３斜め線
Ａ第１のカメラの視野
Ｂ第２のカメラの視野
Ｃ第３のカメラの視野

Claims

薄鋼板を被検査材として該被検査材の表面に発生する疵を検出するために被検査材の幅方向に配設された、ラインセンサから成る複数のカメラを調整するために用いられるカメラ調整用パターンシートであって、
上記複数のカメラの視点を調整するために、上記パターンシート中心の横方向に沿って標記された横線と、
上記複数のカメラの各視野に対応する複数の撮影領域における両端部において、隣接するカメラの撮影領域をオーバーラップさせて標記された複数本の縦線と、
上記各カメラの撮影領域の境界に、上記横線に対して所定の角度で標記された斜め線とを有し、
上記横線、複数本の縦線、及び斜め線の太さが、上記カメラの横方向又は縦方向の分解能に基づいて設定されていることを特徴とするカメラ調整用パターンシート。
上記斜め線は、上記横線に対して１５度〜４５度の角度で標記されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ調整用パターンシート。
請求項１又は２に記載のカメラ調整用パターンシートを、校正用ロールに貼り付けて、該校正用ロールを回転させて撮影しながら行うカメラ調整方法であって、
カメラ視線を縦方向に振って上記横線を撮影してカメラ視点の調整を行う第１のステップと、
上記カメラの焦点調整機構を操作して、上記複数本の縦線がクリアに見えるようにカメラの焦点を調整する第２のステップと、
上記複数本の縦線が視野の両端に位置するようにしてカメラ視野の調整を行う第３のステップと、
上記各カメラの撮影領域毎に、上記横線に対して所定の角度で標記された斜め線を複数のカメラで撮影し、隣り合うカメラで撮影した斜め線が一直線になるようにカメラ視線を縦方向に振って調整を行う第４のステップとを有し、
カメラ分解能に見合う高精度に調整可能としたことを特徴とするカメラ調整方法。