| 【発明の名称】 |
鋼構造物のボルト孔位置の計測方法およびその計測装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】境 禎明
【氏名】松本 徹
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| 【要約】 |
【課題】ボルト孔位置の部材端部からの寸法を精度良く測定する鋼構造物のボルト孔位置の計測方法およびその計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザスリット光ＳＰを十字線状に照射し、その照射された部分を撮影した画像１５を処理する。ここで、レーザー光は画面上で明瞭なコントラストとして把握できるため、容易に２値化処理が可能となる。この十字線状のレーザー光が屈折あるいは切断された画像上の点の位置から、ボルト孔位置の部材端部からの寸法が精度良く測定できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 部材のボルト孔にレーザースリット光を十字線状に照射し、その状況を撮影した画像を処理することにより、ボルト孔位置の部材端部からの寸法を測定する鋼構造物のボルト孔位置の計測方法。
【請求項２】 撮像装置とレーザースリット光を十字線状に照射する照射装置と、これら双方を走査させる走査装置と、前記撮像装置で撮影した画像を取り込み処理する画像処理装置と、取り込んだ画像からボルト孔位置の寸法を算出する寸法算出手段とを備えた鋼構造物のボルト孔位置の計測装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁、鉄骨などの鋼構造物の部材どうしを接続するために設けられたボルト孔位置を精度良く測定する、鋼構造物のボルト孔位置の計測方法およびその計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボルトによって接合される鋼構造物部材はそれぞれの部材の端部にボルト孔があけられる。部材どうしを接合する際は、添接板と呼ばれる補助の部材を介して接合を行うのが一般的である。そのため、このボルト孔の位置を正確に把握することは、部材どうしを接合するための添接板製作のために非常に重要である。
【０００３】このボルト孔の位置を測定する従来方法として、いくつかの方法が知られている。図５に示す例では、部材端３からボルト孔６のエッヂまでの寸法、及びフランジ端４からボルト孔６のエッヂまでの寸法、また、図６に示す例では、部材端３からボルト孔７のエッジまでの寸法、及びウエブ端５からボルト孔７のエッヂまでの寸法をそれぞれノギスで計測し、ボルト孔直径を考慮して、手計算によりそれぞれのボルト孔中心の端部からの位置８、９、１０、１１を求めていた。
【０００４】また、別の方法として、図７に示すようにボルト孔周辺をＣＣＤカメラ１３で撮影し、撮影された画像１５を画像処理することにより、ボルト孔中心の位置８、９を求める方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のノギスを使う方法では、人手によるため精度が悪く、時間がかかるという問題点があり、また計測結果の記録を人手で行わなければならず記録性にも問題があった。
【０００６】また画像処理による方法においては、第７図のようなフランジ面１での計測のときは部材端３、及びフランジ端４が容易に識別できるため問題なくボルト孔の位置が計測できるが、第８図に示すようなウエブ面２の場合は、場合によっては端部に溶接ビード１２があるため、その場合ウエブ端５が明確に検出できず計測が正確に行えないという問題があった。
【０００７】本発明は、これらの問題を解決し、ボルト孔位置の部材端部からの寸法を精度良く測定する鋼構造物のボルト孔位置の計測方法およびその計測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明により解決される。第１の発明は、部材のボルト孔にレーザースリット光を十字線状に照射し、その状況を撮影した画像を処理することにより、ボルト孔位置の部材端部からの寸法を測定する鋼構造物のボルト孔位置の計測方法である。
【０００９】この発明は、レーザースリット光を十字線状に照射し、その照射された部分を撮影した画像を処理する。ここで、レーザー光は画面上で明瞭なコントラストとして把握できるため、容易に２値化処理が可能である。この十字線状のレーザー光が屈折あるいは切断された画像上の点の位置から、部材上のボルト孔の位置を決定できる。従って、ボルト孔位置の部材端部からの寸法を精度良く測定することができる。
【００１０】第２の発明は、撮像装置とレーザースリット光を十字線状に照射する照射装置と、これら双方を走査させる走査装置と、前記撮像装置で撮影した画像を取り込み処理する画像処理装置と、取り込んだ画像からボルト孔位置の寸法を算出する寸法算出手段とを備えた鋼構造物のボルト孔位置の計測装置である。
【００１１】本発明は、この走査装置にＣＣＤカメラとレーザースリット光を十字線状に照射する照射装置の双方が取り付けられている。また、画像処理装置では、ＣＣＤカメラで撮影した画像を取り込み処理し、寸法算出手段では、取り込んだ画像からボルト孔位置の寸法を算出することにより、前述のようにボルト孔位置の寸法を高精度で算出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】照射装置については、レーザースリット光を十字線状に照射できるレーザー照射装置、或いは２台のレーザースリット光照射装置を組み合わせて十字線状にレーザー光を照射できる装置を用いる。この照射装置によって、十字線状のレーザー光を、鋼構造物部材端部におけるフランジ面のボルト孔またはウエブ面のボルト孔に斜めから照射する。
【００１３】ＣＣＤカメラで十字線状のレーザー光がボルト孔端、部材端およびフランジ端または溶接ビードを有するウエブ端で屈折、切断される現象を撮影し、撮影した画像を画像処理装置に取り込む。
【００１４】画像処理装置に取り込んだ画像の２値化処理を行い、十字線状のレーザー光が屈折あるいは切断された画像を抽出する。画像上でボルト孔によってレーザー光が不連続となっている点を検出する。検出された不連続点の位置からボルト孔の中心位置を算出する。
【００１５】図１に本発明によるボルト孔位置の計測方法を示す。ＣＣＤカメラによりボルト孔及び、計測の基準となる部材端部Ａ，Ｂを同時に撮影する。また、ボルト孔には十字線状のレーザースリット光ＳＰを斜めから照射する。ここで、照射するレーザースリット光は、十字線状に交差する２つの直線の方向が、基準となる部材端部Ａ，Ｂに対しそれぞれ平行となるようにあらかじめ調整しておく。
【００１６】なおレーザースリット光ＳＰは、基準となる部材端部Ａ，Ｂに平行であれば、必ずしもボルト孔の中心をとおる必要はない。但し、レーザースリット光ＳＰの十字線の交点がボルト孔の内部に入るように、レーザースリット光ＳＰを照射する。
【００１７】このときボルト孔の中心位置の部材端Ａ，Ｂからの位置Ｌｘ，Ｌｙは、図１に示す座標軸を仮定した場合、Ｌｘ＝（Ｘｂ−Ｘａ）／２＋（Ｘａ−Ｘｏ）
Ｌｙ＝（Ｙｂ−Ｙａ）／２＋（Ｙａ−Ｙｏ）
となる。ただしここでＬｘ：ボルト孔の中心位置の部材端ＡからのＸ方向の位置Ｌｙ：ボルト孔の中心位置の部材端ＢからのＹ方向の位置Ｘａ：スリット光によるボルト孔エッヂ１８ａのＸ方向座標Ｘｂ：スリット光によるボルト孔エッヂ１８ｂのＸ方向座標Ｘｏ：基準となる部材端ＡのＸ座標Ｙａ：スリット光によるボルト孔エッヂ１９ａのＹ方向座標Ｙｂ：スリット光によるボルト孔エッヂ１９ｂのＹ方向座標Ｙｏ：基準となる部材端ＢのＹ方向座標を表す。
【００１８】図２および図３に、本発明の実施例に係るボルト孔位置の計測方法を示す。図２は、フランジ面でのボルト孔位置の計測方法を、図３は、ウェブ面でのボルト孔位置の計測方法をそれぞれ示す。
【００１９】測定に当たってはいずれの場合（図２，３）も、次のようにする。まず、レーザー照射装置１４から、部材端３およびフランジ端４またはウエブ端５に平行となるようあらかじめ調整された十字線状のレーザー光ＳＰを照射する。
【００２０】レーザー光は、ボルト孔６、７および部材端３、フランジ端４で切断され、またウエブ端５の溶接ビード１２により屈折する。レーザー光が切断または屈折する現象をＣＣＤカメラ１３で撮影し、画像１５を画像処理装置（図示されない）に取り込む。その後、取り込んだ画像の２値化処理を行い、図１で示した方法によりボルト孔位置の計測をおこなう。
【００２１】以上の処理手順をまとめて、図４のフロー図に示す。まず、走査装置によりカメラおよびレーザー照射装置を測定するボルト孔のある部材端部に移動させる。移動後、十字線状のレーザー光をボルト孔に照射する。カメラで撮影した画像を画像処理装置に取り込み、取り込んだ画像の２値化処理を行う。十字線状のレーザー光の照射部がボルト孔及び部材端で屈折あるいは切断された画像を抽出する。最後に、これらレーザー光の照射部における屈折あるいは切断の位置、即ち、不連続点の位置からボルト孔の中心位置を算出する。
【００２２】
【発明の効果】本発明では、鋼構造物の部材端部ボルト孔の位置を計測する方法として、レーザー光を十字線状に照射して使用するため、ボルト孔端部、部材端、フランジ端、ウエブ端の検出を容易かつ正確に行うことができる。また、レーザー光は画面上で明瞭なコントラストとして把握できるため、容易に２値化処理が可能である。このため、精度良くボルト孔位置の計測がおこなえるようになり、自動化した場合でも安定した計測が可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１２３
【氏名又は名称】日本鋼管株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２８日（１９９９．６．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７２７２
【弁理士】
【氏名又は名称】高野 茂
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２９０７（Ｐ２００１−１２９０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１９日（２００１．１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１８１６３５ |
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