JPS63149505A - 継目検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、継手の継目部分にスリット光を投光してそ
のスリット光像を撮像装置で撮像し、撮像装置から画像
信号を信号処理して上記継目部分の位置を検出する継目
検出方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置としては、従来、例えば、特開昭５９−２
０２００６号公報に記載されたものがあり、その基本的
構成を第７図に示す。同図は溶接母材１ａの平面上に溶
接母材１ｂを丁字形に溶接する開先のない水平すみ肉溶
接を行う場合を示している。３はレーザ投光器の如きス
リット光投光器であって、継目部（溶接線）２にスリッ
ト光３ａを該溶接線２と交叉する向きに投射し、溶接母
材１ａ、ｌｂ上に溶接ｖＡ２を切断する向きのスリット
光像（光切断線像）３ｂを作成する。４は撮像装置であ
って、上記スリット光像３ｂを撮像してそのスリット光
画像（第１０図に、１例をＡ−Ｂ−Ｃで示す）を含む画
像信号（ビデオ信号）を第８図に示す信号処理部１０に
送出する。この信号処理部１０は信号前処理部１１と演
算処理部１２からなる。なお、第１０図のスリット光画
像は開先のない継目部に対するスリット光画像であって
、屈曲点Ｂが溶接線２の位置に対応する。

第８図に示した信号前処理部１１の水平同期信号発生回
路１３と垂直同期信号光学回路１４は撮像装置４と信号
処理部１０との同期を取るためのものであり、ビデオ信
号は低域ろか回路１５を通して高周波ノイズ等を除去し
たのちピークホールド回路１６に供給される。ピークホ
ールド回路１６は一水平走査問におけるホールド値から
最輝度レベルを検出し、この最輝度レベルを示す信号を
Ａ／Ｄ変換回路１７およびＸ座標カウンタ１８へ送出す
る。１９は比較回路であって、Ａ／Ｄ変換回路１７が出
力するデジタルビデオ信号に基づいて、前記最輝度レベ
ルが予め設定された、スリット光画像における輝度レベ
ルとなるしきい値を越えた場合にＸ座標カウンタ１８ヘ
トリガ信号を出力して該Ｘ座標カウンタ１８の計数動作
を停止させる。このＸ座標カウンタ１８は一水平走査問
に所定数のパルスを発生するパルス発生回路２０のパル
スを計数する。Ｘ座標カウンタ１８は上記停止時の計数
値を最輝度レベル点のＸ座標アドレスとして演算処理部
１２に人力する他、ピークホールド回路１６からの最輝
度レベル信号をデジタル信号に変換して演算処理部１２
に人力する。Ｘ座標カウンタ２１は水平同期信号のパル
ス数を計数し、この計数値を演算処理部１２に出力する
。

なお、Ｘ座標カウンタ１８は水平同期信号によってクリ
アされ、Ｘ座標カウンタ２１は垂直同期信号によってク
リアされる。演算処理部１２はＸ座標カウンタ１８およ
びＸ座標カウンタ２１からの計数値に基づいて溶接線２
の形状に関するパラメータを抽出するもので、第９図に
示すように、Ｘ座標アドレスを記憶する記憶回路１２ａ
、上記Ｘ座標アドレスと隣り合うアドレス間の差分を演
算する差分回路１２ｂおよび比較回路１２Ｃを有してい
る。比較回路１２Ｃは差分値が基準値を越えた場合に、
前記屈曲点Ｂのアドレス信号を送出する。第７図の２２
はトーチ７の位置を制御するための駆動装置である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の継目検出は、撮像装置４が送出するビ
デオ信号から第１０図に示す如きスリット光画像Ａ−Ｂ
−Ｃを抽出し、抽出したスリット光画像Ａ−Ｂ−Ｃの屈
曲点Ｂの位置を継目位置として検出するものであるため
、スリット光画像に屈曲点がない場合、例えば、第１図
に示すように、溶接母材１ａ、１ｂを同面にルートギヤ
ツブ零に突き合わせて溶接するような場合には、これに
照射したスリット光像３０ａのスリット光画像３０ｂに
は撮像画像Ｆの一フレーム分を示す第３図に見られるよ
うに屈曲点がなく、継目部２ａを検出することができな
いという問題があった。

この発明は上記した問題を解消するためになされたもの
で、スリット光画像に屈曲点が形成されない継手の継目
を該スリット光画像がら信号処理により容易に精度良く
検出することができる継目検出方法および装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題を解決するため手段〕

この発明は上記目的を達成するため、画像信号が含むス
リット光画像をしきい値を用いて抽出してその抽出タイ
ミングからｘ、ｙ座標位置を特定することにより上記ス
リット光画像の位置情報を作成すると同時に上記ｘ、ｙ
座標位置における明度の大きさを検出して上記スリッ光
像の長手方向の明度分布を作成し、上記継目位置を、上
記明度分布の最暗部位置として検出する構成としたもの
である。

〔作用〕

この発明では、上記したように、スリット光画像の長手
方向の明度分布中の最暗部の位置が継目部位置として検
出されるから、スリット光画像に前記した屈曲を生ぜし
めることができず、従来法では検出不能であったルート
ギヤツブ零の継手の継目部位置を検出することができる
。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明するが、そ
の前に、この発明の基本的な技術思想を開示する。

上記第１図に示したルートギヤツブ零の突き合せ継手で
は、そのスリット光画像には前記したように形状変化が
生じないが、該スリット光画像の長手方向の明度分布を
見ると、第４図に示すように、継目部に対応する部分に
最暗部Ｐが生じている。これは継目部において、母材切
断部の微少変形による反射強度の低下に起因する。この
発明は、画像信号を処理し、継目部２ａとしてこの最暗
部Ｐの位置を検出するものである。

第２図において、スリット投光器３は、ルートギヤツブ
零に突き合わせた第１図の継手の継目部（溶接線）２ａ
にスリット光３ａを投光してスリット光像３０ａを作る
。撮像装置４はこのスリット光像を撮像して画像信号（
ビデオ信号）を送出する。第３図に撮像画像Ｆの一フレ
ーム分を示す。３０ｂはスリット光像３０ａの画像であ
る。

１００は信号処理部であり、該信号処理部１００と撮像
装置４との間の同期を取るために水平同期信号発生回路
１３、垂直同期信号発生回路１４を有している。２０ａ
は前記したパルス発生回路と同様のパルス発生回路であ
って、そのパルスは後述するＸ座標カウンタ３２に送出
される。３１は比較回路であって、撮像装置４が送出す
るビデオ信号１ｖを取り込んで、−水平走査線毎に、そ
の信号レベルを、予め設定されたスリット光画像抽出用
しきい値ＩＯと比較し、ｌｖ＞ｉｏである間、Ｈレヘル
の信号Ｖｗを送出する。この比較回路３１の出力信号Ｖ
ｗはＸ座標カウンタ３２、Ｘ座標カウンタ３３およびス
リット光画像３０ｂの巾方向明度を加算平均する加算平
均回路３４に導入される。Ｘ座標カウンタ３２およびＸ
座標カウンタ３３は比較回路３１からの出力信号Ｖｗを
受けると、その立上りで、それまでの計数値Ｘおよびｙ
をそれぞれＸ座標アドレスおよびＸ座標アドレスとして
記ｔ１２回路３５に入力する。加算平均回路３４は、（
石像装置４が送出するビデオ信号１ｖを取り込み、−走
査線毎に、上記出力信号Ｖｗが到来している間、入力で
あるビデオ信号１ｖの信号レベル（明度の大きさ）を加
算平均して、即ち、スリット光画像３０ｂの巾方向の明
度加算平均値を演算して記憶回路３５に送出する。加算
平均するのは、母材表面性状やスペックルパターンによ
る高周波ノイズを除去するためである。この結果、記憶
回路３５は、撮像画像Ｆの一フレームにおけるスリット
光画像の位置情報（Ｘ座標アドレス、Ｘ座標アドレス）
と各Ｘ座標アドレスにおける明度、即ち、スリット光画
像３０ｂの長手方向の明度分布（第４図）を格納するこ
とになる。この記ｔα回路３５に格納された上記明度分
布は、信号として平滑化回路３６と減算回路３７に読み
出される。減算回路３７は明度分布信号と平滑化回路３
６で平滑化された平滑化明度分布信号との差を演算して
スリット投光器３の照度分布に起因する低周波ノイズを
除去し、ノイズ除去後のスリット光画像３０ｂの明度分
布信号を最暗部検出回路３８に送出される。最暗部検出
回路３８は入力された明度分布信号の最少レベル位置（
前記した最暗部Ｐの位置）を検出し、該最少レベル位置
を継目部２ａの位置情報として出力する。

第５図はこの発明の他の実施例を示したものであって、
撮像装置４が送出するビデオ信号１ｖをＡ／Ｄ変換回路
４０を通してデジタルビデオ信号（濃淡画像情報）に変
換し、画像メモリ４１に格納させる。この画像メモリ４
１に格納された上記濃淡画像情報をマイクロプロセッサ
４２に読み出させて該マイクロプロセッサ４２により、
第６図に示す継目検出フローを実行させる構成としたも
のである。

上記した実施例の装置では、スリット光画像３０ｂの座
標位置を取り出す動作と、明度を取り出す動作を有して
いるので、例えば、第５図のマイクロブセッサを用いる
装置では、第６図の検出フローの他に、この座標位置を
用いて前記した屈曲点Ｂを検出するための検出フローを
用意して直けば、同じ装置で、第８図に示すＴ字継手や
、また、重ね継手の継目位置をも検出することが可能と
なる。

（発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、スリット光画像の長手方
向の明度分布を取り出し、該明度分布における最暗部の
座標位置を継目位置として検出するものであるから、ス
リット光画像に屈曲点が生じないルートギヤツブ零の突
き合せ継手の継目位置を容易に精度良く検出することが
できる上、スリット光画像の明度を取り出すに際してｘ
、ｙ座標位置も取り出すので、上記最暗部を検出する検
出アルゴリズムの他に、このスリット光画像の位置情報
を利用して上記屈曲点を検出するための検出アルゴリズ
ムを設けておけば、アルゴリズムを切り換えるだけで、
Ｔ字継手や重ね継手の継目位置をも検出することが可能
となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明するためのルートギヤツ
ブ零の突き合せ継手を示す図、第２図はこの発明の実施
例を示すブロック図、第３図は上記実施例における撮像
画像の一フレームを示す図、第４図は上記実施例におけ
るスリット光画像の明度分布を示す図、第５図はこの発
明の他の実施例を示す図、第６図は上記他の実施例にお
ける継目検出フローを示す図、第７図は従来の継目検出
装置を示すブロック図、第８図は上記従来装置における
信号処理部のブロック図、第９図は上記信号処理部にお
ける演算処理部のブロック図、第１０図は上記従来例に
おける撮像画像の一フレームを示す図である。 １ａ、１ｂ−・母材、２ａ−継目部（溶接線）、４−・
−撮像装置、１３−水平同期信号発生回路、１４−垂直
間′Ｍ信号発生回路、２０ａ−パルス発生回路、３０ｂ
−・−スリット光画像、３１−・・比較回路、３２−　
ｘ座標カウンタ、３３．−ｙ座標カウンタ、３４−・・
加算平均回路、３５−・・記憶回路、３６・−・平滑化
回路、３７−減算回路、　３８−・最暗部検出回路、４
０−・Ａ／Ｄ変換回路、４１−・・−画像メモリ、４２
・−マイクロプロセッサ、Ｐ　−最暗部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）継手の継目位置部分に向けてスリット光を投射す
   るスリット光投光器と、投射された上記スリット光像を
   撮像する撮像装置と、該撮像装置が送出する画像信号を
   信号処理部で信号処理して所要の位置情報を作成する継
   目検出方法において、上記画像信号が含むスリット光画
   像をしきい値を用いて抽出してその抽出タイミングから
   ｘ、ｙ座標位置を特定することにより上記スリット光画
   像の位置情報を作成すると同時に上記ｘ、ｙ座標位置に
   おける明度の大きさを検出して上記スリット光画像の長
   手方向の明度分布を作成し、上記継目位置を、上記明度
   分布の最暗部位置として検出することを特徴とする継目
   検出方法。
2. （２）継手の継目位置部分に向けてスリット光を投射す
   るスリット光投光器と、投射された上記スリット光像を
   撮像する撮像装置と、撮像装置が送出する画像信号を取
   り込みしきい値と比較して比較信号を送出する比較回路
   、一水平走査間に所定数のパルスを発生するパルス発生
   回路のパルスを計数し上記比較信号の到来により該到来
   タイミングにおける計数値を記憶回路に送出するｘ座標
   カウンタ、上記画像信号の水平同期信号を垂直同期信号
   の発生間毎に計数し上記比較信号の到来により計数値を
   上記記憶回路に送出するｙ座標カウンタ、撮像装置が送
   出する画像信号を取り込み上記比較信号の入力期間に亘
   つて上記画像信号の明度を加算平均しその加算平均値を
   上記記憶回路に送出する加算平均回路、上記記憶回路に
   格納された上記スリット光画像の長手方向明度分布を該
   スリット光画像の上記位置情報とともに取り込んでその
   最暗部を検出し、該最暗部の位置情報を上記継目の位置
   情報として送出することを特徴とする継目検出装置。