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JP6040930B2 - Surface defect detection method and surface defect detection apparatus - Google Patents

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JP6040930B2 JP2013270881A JP2013270881A JP6040930B2 JP 6040930 B2 JP6040930 B2 JP 6040930B2 JP 2013270881 A JP2013270881 A JP 2013270881A JP 2013270881 A JP2013270881 A JP 2013270881A JP 6040930 B2 JP6040930 B2 JP 6040930B2
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Description

本発明は、鋼材の表面欠陥を光学的に検出する表面欠陥検出方法及び表面欠陥検出装置に関する。   The present invention relates to a surface defect detection method and a surface defect detection device for optically detecting a surface defect of a steel material.

近年、鉄鋼製品の製造工程では、大量不適合防止による歩留まり向上の観点から、熱間又は冷間で鋼材の表面欠陥を検出することが求められている。ここで述べる鋼材とは、継目無鋼管、溶接鋼管、熱延鋼板、冷延鋼板、厚板等の鋼板や形鋼をはじめとする鉄鋼製品、及びこれら鉄鋼製品が製造される過程で生成されるスラブ等の半製品のことを意味する。このため、鋼材の表面欠陥を検出する方法として、継目無鋼管の製造工程におけるビレットに光を照射して反射光を受光し、反射光の光量によって表面欠陥の有無を判別する方法が提案されている(特許文献1参照)。また、熱間鋼材から放射される自発光と相互に影響を及ぼさず、互いに影響を及ぼしあうことのない複数の波長域の可視光を、熱間鋼材表面の法線に対し互いに対称な斜め方向から照射し、合成反射光による像及び個々の反射光による像を熱間鋼材表面の法線方向で得て、これらの像の組み合わせから熱間鋼材の表面欠陥を検出する方法も提案されている(特許文献2参照)。   In recent years, in the manufacturing process of steel products, it has been required to detect surface defects of steel materials hot or cold from the viewpoint of improving yield by preventing mass nonconformity. The steel materials described here are steel products such as seamless steel pipes, welded steel pipes, hot-rolled steel sheets, cold-rolled steel sheets, thick steel plates, and other steel products, and are produced in the process of manufacturing these steel products. It means semi-finished products such as slabs. For this reason, as a method for detecting surface defects in steel materials, a method has been proposed in which a billet in the manufacturing process of a seamless steel pipe is irradiated with light to receive reflected light, and the presence or absence of surface defects is determined by the amount of reflected light. (See Patent Document 1). In addition, visible light in multiple wavelength ranges that do not affect each other and do not affect each other with the self-emission emitted from the hot steel material are obliquely symmetric with respect to the normal line of the hot steel surface. A method is also proposed in which an image by synthetic reflected light and an image by individual reflected light are obtained in the normal direction of the surface of the hot steel material, and surface defects of the hot steel material are detected from a combination of these images. (See Patent Document 2).

特開平11−37949号公報JP 11-37949 A 特開昭59−52735号公報JP 59-52735 A

特許文献1記載の方法によれば、無害模様やスケールの反射率が地鉄部分の反射率とは異なることから、健全な無害模様やスケールを表面欠陥と誤検出してしまう可能性がある。このため、特許文献1記載の方法では、ビレットの形状が直線状であることを利用してビレットとスケールとを弁別している。しかしながら、鋼材の表面欠陥は直線状だけでなく円形状等の様々な形状を有している。このため、特許文献1記載の方法を鋼材の表面欠陥の検出処理に適用することは難しい。一方、特許文献2記載の方法では、欠陥、スケール、無害模様等の種類が膨大にあることから、単純に像を組み合わせるだけではスケールや無害模様と表面欠陥とを弁別することは困難である。また、膨大な像の組み合わせに対応した検出ロジックを構築することは現実的には困難である。   According to the method described in Patent Document 1, since the harmless pattern and the reflectance of the scale are different from the reflectance of the ground iron part, there is a possibility that a healthy harmless pattern or scale is erroneously detected as a surface defect. For this reason, in the method of patent document 1, a billet and a scale are discriminated using the fact that the shape of a billet is linear. However, the surface defects of the steel material have various shapes such as a circular shape as well as a straight shape. For this reason, it is difficult to apply the method of patent document 1 to the detection process of the surface defect of steel materials. On the other hand, in the method described in Patent Document 2, since there are a large number of types of defects, scales, harmless patterns, and the like, it is difficult to discriminate scales and harmless patterns from surface defects simply by combining images. Moreover, it is practically difficult to construct a detection logic corresponding to a large number of image combinations.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スケールや無害模様と表面欠陥とを精度よく弁別可能な表面欠陥検出方法及び表面欠陥検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface defect detection method and a surface defect detection apparatus capable of accurately distinguishing scales and harmless patterns from surface defects.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、鋼材の表面欠陥を光学的に検出する表面欠陥検出方法であって、2つ以上の弁別可能な光源を利用して同一の検査対象部位に異なる方向から照明光を照射する照射ステップと、各照明光の反射光による画像を取得し、取得した画像間で差分処理を行うことによって前記検査対象部位における表面欠陥を検出する検出ステップと、を含むことを特徴とする。ここで述べる差分処理とは、単純な画像間の差分だけでなく、画像間を比較し差異もしくは差異の程度を抽出する処理を指す。   The surface defect detection method according to the present invention is a surface defect detection method for optically detecting a surface defect of a steel material, and illuminates the same inspection target site from different directions using two or more distinguishable light sources. An irradiation step of irradiating light, and a detection step of acquiring a surface defect in the inspection target site by acquiring an image of reflected light of each illumination light and performing a difference process between the acquired images And The difference process described here refers to a process of comparing not only a simple difference between images but also comparing images and extracting a difference or a degree of difference.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記検出ステップは、前記差分処理を行うことによって前記検査対象部位におけるスケール及び無害模様の画像信号を除去することにより、検査対象部位における凹凸性の表面欠陥を検出するステップを含むことを特徴とする。   The surface defect detection method according to the present invention is the surface defect detection method according to the invention described above, wherein the detection step removes the scale and harmless pattern image signals in the inspection target portion by performing the difference processing. And detecting a surface defect.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記照射ステップは、2つ以上のフラッシュ光源を互いの発光タイミングが重ならないよう繰り返し発光させることによって照明光を照射するステップを含むことを特徴とする。   In the surface defect detection method according to the present invention as set forth in the invention described above, the irradiating step includes a step of irradiating illumination light by causing two or more flash light sources to emit light repeatedly so that their light emission timings do not overlap each other. And

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記照射ステップは、2つ以上の互いに波長領域が重ならない光源の照明光を同時に照射するステップを含み、前記検出ステップは、混ざり合った各照明光の反射光を照明光の波長と同じ波長を有する光を透過するフィルターを用いて分離することによって各照明光の反射光による画像を取得するステップを含むことを特徴とする。   In the surface defect detection method according to the present invention, in the above invention, the irradiation step includes a step of simultaneously irradiating two or more light sources of light sources whose wavelength regions do not overlap each other, and the detection step includes each of the mixed steps. The method includes a step of acquiring an image of the reflected light of each illumination light by separating the reflected light of the illumination light using a filter that transmits light having the same wavelength as the wavelength of the illumination light.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記照射ステップは、互いに直交する直線偏光特性を有する2つの光源の照明光を同時に照射するステップを含み、前記検出ステップは、混ざり合った各照明光の反射光を互いに直交する直線偏光特性を有する2つの偏光板を用いて分離することによって各照明光の反射光による画像を取得するステップを含むことを特徴とする。   In the surface defect detection method according to the present invention, in the above invention, the irradiation step includes a step of simultaneously irradiating illumination lights of two light sources having linear polarization characteristics orthogonal to each other, and the detection step includes each of the mixed steps. The method includes a step of acquiring an image of the reflected light of each illumination light by separating the reflected light of the illumination light using two polarizing plates having linear polarization characteristics orthogonal to each other.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記検査対象部位に対する各光源の照明光の入射角が25°以上55°以下の範囲内にあることを特徴とする。   The surface defect detection method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, an incident angle of illumination light of each light source with respect to the inspection target site is in a range of 25 ° to 55 °.

本発明に係る表面欠陥検出方法は、上記発明において、前記検出ステップは、ハーフミラー、ビームスプリッター、及びプリズムのうちのいずれかを用いて、各照明光の反射光による画像を取得する複数の撮像装置の光軸が同軸となるように調整するステップを含むことを特徴とする。   The surface defect detection method according to the present invention is the surface defect detection method according to the above invention, wherein the detection step uses a half mirror, a beam splitter, or a prism to obtain an image by reflected light of each illumination light. Adjusting the optical axis of the device to be coaxial.

本発明に係る表面欠陥検出装置は、鋼材の表面欠陥を光学的に検出する表面欠陥検出装置であって、2つ以上の弁別可能な光源を利用して同一の検査対象部位に異なる方向から照明光を照射する照射手段と、各照明光の反射光による画像を取得し、取得した画像間で差分処理を行うことによって前記検査対象部位における表面欠陥を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。   The surface defect detection apparatus according to the present invention is a surface defect detection apparatus that optically detects a surface defect of a steel material, and illuminates the same inspection target site from different directions using two or more distinguishable light sources. Irradiating means for irradiating light, and detecting means for acquiring an image of reflected light of each illumination light and detecting a surface defect in the inspection target part by performing a difference process between the acquired images And

本発明に係る表面欠陥検出方法及び表面欠陥検出装置によれば、スケールや無害模様と表面欠陥とを精度よく弁別することができる。   According to the surface defect detection method and the surface defect detection apparatus according to the present invention, it is possible to accurately discriminate between scales, harmless patterns, and surface defects.

図1は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a surface defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すエリアセンサの変形例の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the area sensor shown in FIG. 図3は、図1に示す光源とエリアセンサとの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing drive timings of the light source and the area sensor shown in FIG. 図4は、表面欠陥とスケール及び無害模様とを撮影した2つの2次元画像及びその差分画像の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of two two-dimensional images obtained by photographing a surface defect, a scale, and a harmless pattern, and a difference image thereof. 図5は、照明光の入射角と健全部(地鉄部分)の反射率との関係を調査する実験に用いた装置の構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an apparatus used in an experiment for investigating the relationship between the incident angle of illumination light and the reflectance of a healthy part (ground iron part). 図6は、レーザーの入射角とパワーメーターの受光量との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the incident angle of the laser and the amount of light received by the power meter. 図7は、本発明の第2の実施形態である表面欠陥検出処理を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the surface defect detection process according to the second embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第3の実施形態である表面欠陥検出処理を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the surface defect detection process according to the third embodiment of the present invention. 図9は、実施例で利用した装置の構成を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the configuration of the apparatus used in the example. 図10は、実施例の表面欠陥検出処理結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the surface defect detection processing result of the example. 図11は、スケールが発生した部分に対する表面欠陥検出処理結果を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a result of the surface defect detection process for the portion where the scale is generated. 図12は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の変形例の構成を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the surface defect detection device according to the embodiment of the present invention. 図13は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の他の変形例の構成を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the surface defect detection device according to the embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の構成及びその動作について説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of a surface defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔表面欠陥検出装置の構成〕
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の構成について説明する。
[Configuration of surface defect detection device]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the surface defect detection apparatus which is one Embodiment of this invention is demonstrated.

図1は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置1は、図示矢印方向に搬送される円筒形状の鋼管Pの表面欠陥を検出する装置であり、光源2a,2b、ファンクションジェネレータ3、エリアセンサ4a,4b、画像処理装置5、及びモニター6を主な構成要素として備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a surface defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a surface defect detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is an apparatus that detects a surface defect of a cylindrical steel pipe P that is conveyed in the direction of an arrow in the figure, and includes light sources 2a and 2b, functions A generator 3, area sensors 4a and 4b, an image processing device 5, and a monitor 6 are provided as main components.

光源2a,2bは、ファンクションジェネレータ3からのトリガー信号に従って鋼管Pの表面上の同一の検査対象部位に弁別可能な照明光Lを照射する。光源2a,2bは、検査対象部位に対して対称に配置されることが望ましい。従って、光源2a,2bは、鋼管P表面の法線ベクトルに対して同一の角度だけずらし、照明光Lの照射方向ベクトルと鋼管P表面の法線ベクトルとが同一平面状となるように配置されている。ここで述べる入射角の同一性とは、異なる方向の光源を弁別したときに光学条件をできるだけ等しくし、スケールや無害模様を含む健全部の信号を差分処理によって大きく低減することを目的とする。また、健全部の信号は対象の表面性状に大きく依存し、同一性を一概に一定角度で保証することは困難である。従って、25〜55°の範囲内であれば、多少角度が異なっていても健全部の信号を差分処理によって低減できている限り同一角と表現する。なお、本実施形態では、光源の数を2つとしたが、弁別可能であれば光源の数を3つ以上にしてもよい。ここで述べる弁別可能な光源とは、対象から得られる反射光についてそれぞれの光源別に反射光量を求めることが可能となる光源を示す。   The light sources 2a and 2b irradiate the illumination light L that can be discriminated to the same inspection target part on the surface of the steel pipe P in accordance with a trigger signal from the function generator 3. It is desirable that the light sources 2a and 2b be arranged symmetrically with respect to the inspection target part. Therefore, the light sources 2a and 2b are shifted by the same angle with respect to the normal vector of the surface of the steel pipe P, and are arranged so that the irradiation direction vector of the illumination light L and the normal vector of the surface of the steel pipe P are in the same plane. ing. The identity of the incident angle described here aims to make the optical conditions as equal as possible when discriminating light sources in different directions, and to greatly reduce the signal of a healthy part including a scale and a harmless pattern by differential processing. Further, the signal of the healthy part greatly depends on the surface property of the object, and it is difficult to guarantee the identity at a constant angle. Therefore, within the range of 25 to 55 °, even if the angles are somewhat different, the same angle is expressed as long as the signal of the healthy portion can be reduced by the difference processing. In the present embodiment, the number of light sources is two, but the number of light sources may be three or more as long as discrimination is possible. The discriminable light source described here refers to a light source capable of obtaining the amount of reflected light for each light source with respect to the reflected light obtained from the object.

エリアセンサ4a,4bは、ファンクションジェネレータ3からのトリガー信号に従って光源2a,2bから照射された照明光Lの反射光による2次元画像を撮影する。エリアセンサ4a,4bは、撮影した2次元画像のデータを画像処理装置5に入力する。エリアセンサ4a,4bは、それぞれの撮像視野を確保した状態で可能な限り検査対象部位の法線ベクトル上に設置することが望ましい。   The area sensors 4 a and 4 b capture a two-dimensional image of the reflected light of the illumination light L emitted from the light sources 2 a and 2 b according to the trigger signal from the function generator 3. The area sensors 4 a and 4 b input captured two-dimensional image data to the image processing device 5. It is desirable that the area sensors 4a and 4b be installed on the normal vector of the region to be inspected as much as possible while ensuring the respective imaging fields of view.

なお、位置合わせの問題を解決するため、エリアセンサ4a,4bをできる限り近づけ、それぞれの光軸をできる限り互いに平行にすることが望ましい。また、図2に示すように、ハーフミラー、ビームスプリッター、及びプリズムのうちのいずれかを用いてエリアセンサ4a,4bの光軸が同軸になるように調整してもよい。これにより、後述する差分画像を精度よく取得することができる。   In order to solve the alignment problem, it is desirable that the area sensors 4a and 4b be as close as possible and the respective optical axes be as parallel as possible. Further, as shown in FIG. 2, adjustment may be made so that the optical axes of the area sensors 4a and 4b are coaxial using any of a half mirror, a beam splitter, and a prism. Thereby, the difference image mentioned later can be acquired accurately.

画像処理装置5は、エリアセンサ4a,4bから入力された2つの2次元画像間で後述する差分処理を行うことによって検査対象部位における表面欠陥を検出する装置である。画像処理装置5は、エリアセンサ4a,4bから入力された2次元画像や表面欠陥の検出結果に関する情報をモニター6に出力する。   The image processing device 5 is a device that detects a surface defect in a region to be inspected by performing difference processing described later between two two-dimensional images input from the area sensors 4a and 4b. The image processing device 5 outputs to the monitor 6 information related to the two-dimensional images and surface defect detection results input from the area sensors 4a and 4b.

このような構成を有する表面欠陥検出装置1は、以下に示す表面欠陥検出処理を実行することによって、検査対象部位におけるスケールや無害模様と表面欠陥とを弁別する。ここで述べる表面欠陥とは凹凸性の欠陥とする。また、スケールや無害模様とは、厚さ数〜数十μm程度の地鉄部分とは光学特性の異なる表面皮膜や表面性状を有する部分のことを意味し、表面欠陥検出処理においてノイズ要因となる部分である。以下、本発明の第1から第3の実施形態である表面欠陥検出処理について説明する。   The surface defect detection apparatus 1 having such a configuration discriminates the scale and harmless pattern from the surface defect in the inspection target part by executing the following surface defect detection process. The surface defects described here are irregular defects. In addition, the scale and harmless pattern mean a surface film or a surface property having a different optical characteristic from a base metal portion having a thickness of several to several tens of μm, which becomes a noise factor in the surface defect detection processing. Part. Hereinafter, surface defect detection processing according to the first to third embodiments of the present invention will be described.

〔第1の実施形態〕
始めに、図3から図6を参照して、本発明の第1の実施形態である表面欠陥検出処理について説明する。
[First Embodiment]
First, the surface defect detection process according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図3は、光源2a,2bとエリアセンサ4a,4bとの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。図中、dは光源2a,2bの発光時間、Tはエリアセンサ4a,4bによる2次元画像の撮影周期を表す。本発明の第1の実施形態である表面欠陥検出処理では、光源2a,2bをフラッシュ光源として、フラッシュ光源を互いの発光タイミングが重ならないように繰り返し発光させることによって光源2a,2bを弁別する。   FIG. 3 is a timing chart showing drive timings of the light sources 2a and 2b and the area sensors 4a and 4b. In the figure, d represents the light emission time of the light sources 2a and 2b, and T represents the imaging period of the two-dimensional image by the area sensors 4a and 4b. In the surface defect detection processing according to the first embodiment of the present invention, the light sources 2a and 2b are discriminated by using the light sources 2a and 2b as flash light sources and repeatedly emitting light so that the flash light sources do not overlap with each other.

すなわち、図3に示すように、本実施形態では、始めに、ファンクションジェネレータ3が光源2a及びエリアセンサ4aにトリガー信号を送信し、光源2aが照明光Lを照射し、時間d以内にエリアセンサ4aが2次元画像の撮影を完了する。そして、エリアセンサ4aによる2次元画像の撮影完了後にファンクションジェネレータ3が光源2bとエリアセンサ4bとにトリガー信号を送信し、同様に2次元画像を撮影する。本実施形態によれば、時間差dで光量低下を発生することなく各光源から照射された照明光Lに対する個々の反射光による2次元画像を撮影することができる。   That is, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, first, the function generator 3 transmits a trigger signal to the light source 2a and the area sensor 4a, the light source 2a emits the illumination light L, and the area sensor within time d. 4a completes the photographing of the two-dimensional image. Then, after the two-dimensional image is captured by the area sensor 4a, the function generator 3 transmits a trigger signal to the light source 2b and the area sensor 4b, and similarly captures the two-dimensional image. According to the present embodiment, it is possible to take a two-dimensional image of individual reflected light with respect to the illumination light L emitted from each light source without causing a decrease in the amount of light at the time difference d.

なお、鋼管Pの搬送速度が速い場合には、フラッシュ光源は発光時間dが短いものであることが望ましい。これは、発光時間dが短ければ短いほど、エリアセンサ4a,4bによって得られる2つの2次元画像間のシャッター遅延が小さくなり、シャッター遅延による2次元画像の位置ズレを小さくできるためである。また、個々の反射光による2次元画像の差分画像を用いて表面欠陥を検出することを目的とした時、フラッシュ光源の発光時間dは以下の数式(1)に示す条件を満足する必要がある。   In addition, when the conveyance speed of the steel pipe P is fast, it is desirable that the flash light source has a short light emission time d. This is because the shorter the light emission time d, the smaller the shutter delay between the two two-dimensional images obtained by the area sensors 4a and 4b, and the smaller the positional deviation of the two-dimensional image due to the shutter delay. Further, when it is intended to detect a surface defect using a difference image of a two-dimensional image by individual reflected light, the light emission time d of the flash light source needs to satisfy the condition shown in the following formula (1). .

検出目標の表面欠陥の大きさを例えば20mmとすると、経験上、表面欠陥を検出するためには最小5角画素の信号が必要になるので、4mm/画素の分解能があればよい。また、この場合、許容される照明光Lの照射タイミングによる位置ずれは、経験上、0.2画素以内とする必要があるので、鋼管Pの搬送速度が1、3、5m/sである場合、光源2a,2bの発光時間はそれぞれ、800、270、160μsec以下でなくてはならない。なお、鋼管Pの搬送速度や搬送方向が一定である場合には、この位置ずれは2次元画像の撮影後に補正できる。   Assuming that the size of the surface defect of the detection target is 20 mm, for example, it is necessary to have a resolution of 4 mm / pixel because a minimum five-pixel signal is required to detect the surface defect. Further, in this case, since the positional deviation due to the irradiation timing of the allowable illumination light L needs to be within 0.2 pixels from experience, the conveyance speed of the steel pipe P is 1, 3, 5 m / s. The light emission times of the light sources 2a and 2b must be 800, 270 and 160 μsec or less, respectively. In addition, when the conveyance speed and conveyance direction of the steel pipe P are constant, this positional deviation can be corrected after photographing a two-dimensional image.

本実施形態では、画像処理装置5は、エリアセンサ4a,4bから入力された2次元画像に対して予め導出しておいたカメラパラメータを用いてキャリブレーション、シェーディング補正やノイズ除去等の画像処理を施した後、2次元画像間で差分処理を行うことによって検査対象部位における表面欠陥を検出する。   In the present embodiment, the image processing apparatus 5 performs image processing such as calibration, shading correction, and noise removal using camera parameters derived in advance for the two-dimensional images input from the area sensors 4a and 4b. After the application, a surface defect in the inspection target part is detected by performing a difference process between the two-dimensional images.

具体的には、光源2aから照明光Lを照射した時の2次元画像Iaを構成する各画素の輝度値をIa(x,y)(但し、画素数X×Yとし、x座標を1≦x≦X、y座標を1≦y≦Yとする)、光源2bから照明光Lを照射した時の2次元画像Ibを構成する各画素の輝度値をIb(x,y)とした時、その差分画像I_diffの各画素の輝度値I_diff(x,y)は以下に示す数式(2)で表される。   Specifically, the luminance value of each pixel constituting the two-dimensional image Ia when the illumination light L is irradiated from the light source 2a is Ia (x, y) (where the number of pixels is X × Y and the x coordinate is 1 ≦ x ≦ X, y coordinate is 1 ≦ y ≦ Y), and when the luminance value of each pixel constituting the two-dimensional image Ib when the illumination light L is irradiated from the light source 2b is Ib (x, y), The luminance value I_diff (x, y) of each pixel of the difference image I_diff is expressed by the following formula (2).

ここで、表面欠陥と欠陥で無いスケール及び無害模様を撮像した2次元画像Ia、Ib及びその差分画像I_diffの例をそれぞれ図4(a),(b),(c)に示す。図4(a),(b),(c)に示すように、健全部では、スケールや無害模様に関わらず法線ベクトルと光源2aの成す角と法線ベクトルと光源2bの成す角とが等しいため、輝度値Ia(x,y)=輝度値Ib(x,y)、すなわち輝度値I_diff(x,y)=0となる。しかしながら、表面欠陥部分では、表面が凹凸形状を有するため、法線ベクトルと光源2aの成す角と法線ベクトルと光源2bの成す角とが等しくない箇所が必ず存在し、輝度値Ia(x,y)≠輝度値Ib(x,y)、すなわち輝度値I_diff(x,y)≠0となる。   Here, FIGS. 4A, 4B, and 4C show examples of the two-dimensional images Ia and Ib and the difference image I_diff obtained by imaging the surface defect, the scale that is not a defect, and a harmless pattern, respectively. As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, in the healthy portion, the normal vector and the angle formed by the light source 2a and the normal vector and the angle formed by the light source 2b are independent of the scale and the harmless pattern. Therefore, the luminance value Ia (x, y) = the luminance value Ib (x, y), that is, the luminance value I_diff (x, y) = 0. However, since the surface has an uneven shape in the surface defect portion, there is always a portion where the normal vector and the angle formed by the light source 2a are not equal to the angle formed by the normal vector and the light source 2b, and the luminance value Ia (x, y) ≠ luminance value Ib (x, y), that is, luminance value I_diff (x, y) ≠ 0.

従って、差分器11によって2つの2次元画像の差分画像を生成することによって欠陥で無いスケールや無害模様が除去され、表面欠陥のみを検出することができる。そして、このようにして表面欠陥のみを検出し、様々な特徴量により表面欠陥が有害かどうか最終的な評価を行い、モニター6に評価結果を表示する。   Therefore, by generating a difference image of two two-dimensional images by the differentiator 11, scales and harmless patterns that are not defects can be removed, and only surface defects can be detected. Then, only the surface defect is detected in this way, and final evaluation is performed on whether or not the surface defect is harmful by various feature amounts, and the evaluation result is displayed on the monitor 6.

なお、2つの2次元画像間に位置ズレがあり、差分画像に影響を与える場合には、2次元ローパスフィルタをかけ、2次元画像間の位置ズレの影響を軽減させることが望ましい。この場合、2次元ローパスフィルタをHとすると、差分画像の輝度値I’_diff(x,y)は以下に示す数式(3)で表される。   When there is a positional shift between two two-dimensional images and affects the difference image, it is desirable to apply a two-dimensional low-pass filter to reduce the influence of the positional shift between the two-dimensional images. In this case, assuming that the two-dimensional low-pass filter is H, the luminance value I′_diff (x, y) of the difference image is expressed by the following formula (3).

また、光源2a,2bは同一のものを用いて、各光源はなるべく均一な平行光となるように照射し、検査対象部位は平面に近い方がよい。しかしながら、表面が多少均一でない場合や鋼管Pのようななだらかな曲面に対する適用においても、一般的なシェーディング補正により表面欠陥を検出することができる。   The light sources 2a and 2b should be the same, and each light source should be irradiated so as to be as uniform parallel light as possible. However, surface defects can be detected by general shading correction even when the surface is somewhat uneven or when applied to a gently curved surface such as a steel pipe P.

また、照明光Lの入射角に関しては健全部の反射光に鏡面反射成分が入らず、且つ、十分な光量を確保できる範囲にすることが望ましい。本発明の発明者らは、照明光Lの入射角と健全部(地鉄部分)の反射率との関係を調査する実験を行った。実験に用いた装置の構成を図5に示す。図5に示すように、本実験では、パワーメーター12を鋳片サンプル14の真上の位置に固定し、レーザー13の入射角θを0°から90°まで変化させた時のパワーメーター12の受光量を計測した。実験結果を図6に示す。図6に示すように、入射角θが0°から20°の範囲内では、鏡面反射成分が含まれているためにパワーメーター12の受光量は大きいが、入射角θが60°以上になるとパワーメーター12の受光量は大きく低下する。従って、照明光Lの入射角は検査対象部位の法線ベクトルに対して25°から55°の範囲内にすることが望ましい。   Further, it is desirable that the incident angle of the illumination light L be within a range in which a specular reflection component does not enter the reflected light of the healthy part and a sufficient amount of light can be secured. The inventors of the present invention conducted an experiment for investigating the relationship between the incident angle of the illumination light L and the reflectance of the healthy part (ground iron part). The configuration of the apparatus used for the experiment is shown in FIG. As shown in FIG. 5, in this experiment, the power meter 12 was fixed at a position directly above the slab sample 14, and the power meter 12 when the incident angle θ of the laser 13 was changed from 0 ° to 90 °. The amount of light received was measured. The experimental results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, when the incident angle θ is in the range of 0 ° to 20 °, the amount of light received by the power meter 12 is large because the specular reflection component is included, but when the incident angle θ is 60 ° or more. The amount of light received by the power meter 12 is greatly reduced. Therefore, it is desirable that the incident angle of the illumination light L be in the range of 25 ° to 55 ° with respect to the normal vector of the inspection target part.

検査対象部位の深さ方向の分解能は、欠陥の傾斜角及びエリアセンサ4a,4bの分解能に依存する。ここで、欠陥の傾斜角とは、「欠陥部の法線ベクトル」を「検査対象部位の健全部表面の法線ベクトルと光源方向ベクトルとが成す平面」に正射影し、正射影されたベクトルと健全部表面の法線ベクトルとの成す角を取ったものである。検査対象部位の表面性状にも依存するが、例えば入射角45°で入射光を照射したとき、欠陥の傾斜角が光源方向に対して約10°以上であれば、差分処理によって欠陥信号を検出できることが確認されている。従って、1画素の分解能を0.5mmと仮定すると、理論上0.5×tan10°=0.09mm程度の深さ方向の分解能を持つことになる。   The resolution in the depth direction of the inspection target part depends on the inclination angle of the defect and the resolution of the area sensors 4a and 4b. Here, the inclination angle of the defect means that the “normal vector of the defect part” is orthogonally projected onto the “plane formed by the normal vector of the surface of the healthy part of the inspection target site and the light source direction vector”, and the orthogonally projected vector And the normal vector of the surface of the healthy part. Depending on the surface properties of the part to be inspected, for example, when incident light is irradiated at an incident angle of 45 °, the defect signal is detected by differential processing if the inclination angle of the defect is about 10 ° or more relative to the light source direction. It has been confirmed that it can be done. Therefore, assuming that the resolution of one pixel is 0.5 mm, the resolution in the depth direction is theoretically about 0.5 × tan 10 ° = 0.09 mm.

〔第2の実施形態〕
次に、図7を参照して、本発明の第2の実施形態である表面欠陥検出処理について説明する。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 7, the surface defect detection process which is the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第2の実施形態である表面欠陥検出処理では、光源2a,2bを互いに波長領域が重ならない光源とすることによって光源2a,2bを弁別する。具体的には、図7に示すように、光源2a,2bに波長領域が重ならない2種類の波長選択フィルター20a,20bを設置し、照明光Lの波長領域を選択する。また、同一の波長選択特性を有する波長選択フィルター21a,21bをエリアセンサ4a,4bに設置する。   In the surface defect detection processing according to the second embodiment of the present invention, the light sources 2a and 2b are discriminated by using the light sources 2a and 2b as light sources whose wavelength regions do not overlap each other. Specifically, as shown in FIG. 7, two types of wavelength selection filters 20a and 20b whose wavelength regions do not overlap with the light sources 2a and 2b are installed, and the wavelength region of the illumination light L is selected. In addition, wavelength selection filters 21a and 21b having the same wavelength selection characteristics are installed in the area sensors 4a and 4b.

このような構成によれば、光源2aからの照明光Lの反射光は波長選択フィルター20a,21aによってエリアセンサ4aのみで受光され、光源2bからの照明光Lの反射光は20b,21bによってエリアセンサ4bのみで受光される。従って、エリアセンサ4a,4bの撮影タイミングを一致させることにより、位置ずれなく光源2a,2bからの照明光Lの反射光による2次元画像を撮影することができる。2次元画像を撮影した後の処理は第1の実施形態と同様である。   According to such a configuration, the reflected light of the illumination light L from the light source 2a is received only by the area sensor 4a by the wavelength selection filters 20a and 21a, and the reflected light of the illumination light L from the light source 2b is aread by 20b and 21b. Light is received only by the sensor 4b. Therefore, by matching the photographing timings of the area sensors 4a and 4b, it is possible to photograph a two-dimensional image by the reflected light of the illumination light L from the light sources 2a and 2b without misalignment. The processing after taking a two-dimensional image is the same as in the first embodiment.

なお、検査対象部位の移動速度が大きい場合には、検査対象部位の移動による位置ずれを防止するために光源2a,2bをフラッシュ光源とし、光源2a,2bの照射タイミングを変化させずに2次元画像の撮影時間を短縮させてもよい。また、波長選択フィルター20aを青色透過フィルター、波長選択フィルター20bを緑色透過フィルターとし、1台のカラーカメラを用いて2次元画像を撮影することにより、青チャンネルには光源2aからの照明光Lの反射光のみが受光され、緑チャンネルには光源2bからの照明光Lの反射光のみが受光されるといったように構成してもよい。   When the movement speed of the examination target part is high, the light sources 2a and 2b are used as flash light sources in order to prevent displacement due to the movement of the examination target part, and the two-dimensional operation is performed without changing the irradiation timing of the light sources 2a and 2b. You may shorten the imaging time of an image. In addition, when the wavelength selection filter 20a is a blue transmission filter and the wavelength selection filter 20b is a green transmission filter, a two-dimensional image is taken using a single color camera, so that the illumination light L from the light source 2a is captured in the blue channel. Only the reflected light may be received, and only the reflected light of the illumination light L from the light source 2b may be received by the green channel.

〔第3の実施形態〕
次に、図8を参照して、本発明の第3の実施形態である表面欠陥検出処理について説明する。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, the surface defect detection process which is the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第3の実施形態である表面欠陥検出処理では、光源2a,2bを互いに直交する直線偏光特性を有する光源とすることによって光源2a,2bを弁別する。具体的には、図8に示すように、光源2a,2bに直線偏光板30a,30bをα°及び(α+90)°(αは任意の角度)で設置し、それぞれ互いに直交する偏光成分の光のみ透過させる。ここで、直線偏光板とは、入射光に対して一定方向の直線偏光成分のみ透過させるフィルターのことを意味する。また、直線偏光板30a,30bと同一の直線偏光特性を有する直線偏光板31a,31bをα°及び(α+90)°でエリアセンサ4a,4bに設置する。   In the surface defect detection processing according to the third embodiment of the present invention, the light sources 2a and 2b are discriminated by using the light sources 2a and 2b as light sources having linear polarization characteristics orthogonal to each other. Specifically, as shown in FIG. 8, linearly polarizing plates 30a and 30b are installed in light sources 2a and 2b at α ° and (α + 90) ° (α is an arbitrary angle), and light components of polarization components orthogonal to each other. Permeate only. Here, the linear polarizing plate means a filter that transmits only a linearly polarized light component in a certain direction with respect to incident light. Further, linear polarizing plates 31a and 31b having the same linear polarization characteristics as the linear polarizing plates 30a and 30b are installed in the area sensors 4a and 4b at α ° and (α + 90) °.

このような構成によれば、光源2aからの照明光Lの反射光はエリアセンサ4aのみで受光され、光源2bからの照明光Lの反射光はエリアセンサ4bのみで受光される。従って、エリアセンサ4a,4bの撮影タイミングを一致させることにより、位置ずれなく各光源からの照明光の反射光による2次元画像を撮影することができる。   According to such a configuration, the reflected light of the illumination light L from the light source 2a is received only by the area sensor 4a, and the reflected light of the illumination light L from the light source 2b is received only by the area sensor 4b. Therefore, by matching the photographing timings of the area sensors 4a and 4b, it is possible to photograph a two-dimensional image by the reflected light of the illumination light from each light source without misalignment.

なお、計測対象部位の移動速度が大きい場合には、光源2a,2bをフラッシュ光源とし、光源2a,2bの照射タイミングを変化させずに2次元画像の撮影時間を短縮させてもよい。以下、位置合わせ及び2次元画像撮影後の処理は第1及び第2の実施形態と同様である。   If the moving speed of the measurement target region is high, the light sources 2a and 2b may be flash light sources, and the imaging time of the two-dimensional image may be shortened without changing the irradiation timing of the light sources 2a and 2b. Hereinafter, the processing after alignment and two-dimensional image capturing is the same as in the first and second embodiments.

〔実施例〕
本実施例では、図9に示すように、光源2a,2bとしてフラッシュ光源を用い、光源2a,2bの発光タイミングを変化させる方法を用いて鋼管Pの表面欠陥を検出した。エリアセンサ4a,4bは並列させて2次元画像を撮影し、画像処理により位置合わせを行った。図10に表面欠陥の検出結果を示す。図10(a)が光源2aから照明光を照射した時の2次元画像、図10(b)が光源2bから照明光Lを照射した時の2次元画像、図10(c)が図10(a)に示す2次元画像と図10(b)に示す2次元画像との差分画像である。図10(a)〜(c)に示す画像のS/N比は順に3.5、3.5、6.0であり、単に一方向から照明光を照射した場合よりも差分画像のSN比が向上した。
〔Example〕
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a flash light source is used as the light sources 2a and 2b, and a surface defect of the steel pipe P is detected by using a method of changing the light emission timing of the light sources 2a and 2b. The area sensors 4a and 4b were juxtaposed to take a two-dimensional image and aligned by image processing. FIG. 10 shows the detection result of the surface defect. 10A is a two-dimensional image when the illumination light is irradiated from the light source 2a, FIG. 10B is a two-dimensional image when the illumination light L is irradiated from the light source 2b, and FIG. It is a difference image between the two-dimensional image shown in a) and the two-dimensional image shown in FIG. The S / N ratios of the images shown in FIGS. 10A to 10C are 3.5, 3.5, and 6.0 in this order, and the SN ratio of the difference image is more than that when the illumination light is simply irradiated from one direction. Improved.

図11は、スケールが発生した鋼管部分に対する表面欠陥検出処理結果を示す図である。図11(a)が光源2aから照明光を照射した時の2次元画像、図11(b)が光源2bから照明光Lを照射した時の2次元画像、図11(c)が図11(a)に示す2次元画像と図11(b)に示す2次元画像との差分画像である。図11(a),(b)に示す2次元画像全体に広がっている黒斑点がノイズとなるスケールである。スケールの形状は平らであるので、差分画像を取得することによってスケールの画像は除去された。また、差分画像では、単に一方向から照明光を照射した場合と比較して、ノイズとなるスケールの信号が1/4程度に低減された。   FIG. 11 is a diagram illustrating a surface defect detection processing result for a steel pipe portion where a scale has occurred. FIG. 11A is a two-dimensional image when the illumination light is irradiated from the light source 2a, FIG. 11B is a two-dimensional image when the illumination light L is irradiated from the light source 2b, and FIG. It is a difference image between the two-dimensional image shown in a) and the two-dimensional image shown in FIG. A black spot spreading over the entire two-dimensional image shown in FIGS. 11A and 11B is a scale that causes noise. Since the scale shape was flat, the scale image was removed by acquiring the difference image. Further, in the difference image, the signal of the scale that becomes noise is reduced to about ¼ as compared with the case where the illumination light is simply irradiated from one direction.

〔変形例1〕
図12は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の変形例の構成を示す模式図である。図12に示すように、本変形例は、1つの光源2aから照射した照明光を複数のミラー40a,40b,40c,40dにより分割し、最終的に2方向から鋼管P1の検査対象部位に照明光を照射する。この場合、照明光の各光路に波長選択フィルター20a,20bや直線偏光板30a,30bを設置することにより、第2及び第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例は照明光を2方向から照射するものであるが、3方向以上から照明光を照射する場合も同様である。
[Modification 1]
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the surface defect detection device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, in this modification, the illumination light irradiated from one light source 2a is divided by a plurality of mirrors 40a, 40b, 40c, and 40d, and finally the inspection target site of the steel pipe P1 is illuminated from two directions. Irradiate light. In this case, the same effects as those of the second and third embodiments can be obtained by installing the wavelength selection filters 20a and 20b and the linear polarizing plates 30a and 30b in the optical paths of the illumination light. In addition, although this modification irradiates illumination light from two directions, it is the same when irradiating illumination light from three or more directions.

〔変形例2〕
図13は、本発明の一実施形態である表面欠陥検出装置の他の変形例の構成を示す模式図である。図13に示すように、本変形例は、本発明の第2の実施形態である表面欠陥検出装置であって、波長選択フィルター20a,20bによって光源の波長を限定するのではなく、パルスレーザー51a,51bと拡散板50a,50bとを用いて光源の波長を限定するものである。本変形例では、互いに波長領域が異なる2つのパルスレーザー51a,51bからのレーザー光を検査対象部位の左右方向から照射して光源を弁別する。このとき、パルスレーザー51a,51bから照射されたレーザー光を検査対象部位全域に照射するためにレーザー光の光路に拡散板50a,50bを挿入する。なお、本変形例は2方向から照明光を照射するものであるが、3方向以上から照明光を照射する場合も同様である。
[Modification 2]
FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the surface defect detection device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, this modification is a surface defect detection device according to the second embodiment of the present invention, and does not limit the wavelength of the light source by the wavelength selection filters 20a and 20b, but a pulse laser 51a. , 51b and diffuser plates 50a, 50b are used to limit the wavelength of the light source. In this modification, the light sources are discriminated by irradiating laser light from two pulse lasers 51a and 51b having different wavelength regions from the left and right directions of the inspection target part. At this time, in order to irradiate the entire region to be inspected with the laser light emitted from the pulse lasers 51a and 51b, the diffusion plates 50a and 50b are inserted into the optical path of the laser light. In addition, although this modification irradiates illumination light from two directions, it is the same when irradiating illumination light from three or more directions.

〔変形例3〕
本変形例は、図7に示す本発明の第2の実施形態である表面欠陥検出装置であって、エリアセンサ4a,4bに設置する波長選択フィルター21a,21bの代わりにダイクロックミラーを用いるものである。ダイクロックミラーとは、特定の波長成分の光を反射し、その他の波長成分の光を透過するミラーのことである。ダイクロックミラーを用いることによって波長選択フィルターが不要となる。なお、本変形例は2方向から照明光を照射するものであるが、3方向以上から照明光を照射する場合も同様である。
[Modification 3]
This modification is a surface defect detection apparatus according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7, and uses a dichroic mirror instead of the wavelength selection filters 21a and 21b installed in the area sensors 4a and 4b. It is. The dichroic mirror is a mirror that reflects light of a specific wavelength component and transmits light of other wavelength components. Using a dichroic mirror eliminates the need for a wavelength selection filter. In addition, although this modification irradiates illumination light from two directions, it is the same when irradiating illumination light from three or more directions.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。   The embodiment to which the invention made by the present inventors is applied has been described above, but the present invention is not limited by the description and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.

1 表面欠陥検出装置
2a,2b 光源
3 ファンクションジェネレータ
4a,4b エリアセンサ
5 画像処理装置
6 モニター
L 照明光
P 鋼管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface defect detection apparatus 2a, 2b Light source 3 Function generator 4a, 4b Area sensor 5 Image processing apparatus 6 Monitor L Illumination light P Steel pipe

Claims (8)

移動中の鋼材の表面欠陥を光学的に検出する表面欠陥検出方法であって、
少なくとも許容される画像の位置ずれ量に基づいて発光時間が設定された2つ以上の弁別可能な光源を互いの発光タイミングが重ならないよう繰り返し発光させることによって、同一の検査対象部位に異なる方向から照明光を照射する照射ステップと、
各照明光の反射光による画像を取得し、取得した画像間で差分処理を行うことによって前記検査対象部位における表面欠陥を検出する検出ステップと、
を含むことを特徴とする表面欠陥検出方法。
A surface defect detection method for optically detecting surface defects of a moving steel material,
By causing two or more distinguishable light sources, whose light emission times are set based on at least an allowable amount of image misalignment, to repeatedly emit light so that the light emission timings do not overlap each other, the same site to be inspected from different directions An irradiation step of irradiating illumination light;
A detection step of acquiring an image by reflected light of each illumination light and detecting a surface defect in the inspection target part by performing a difference process between the acquired images;
A method for detecting surface defects, comprising:
前記発光時間が、許容される画像の位置ずれ量に加えて、画像の最小分解能及び前記鋼材の移動速度に基づいて設定されていることを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検出方法。2. The surface defect detection method according to claim 1, wherein the light emission time is set based on a minimum image resolution and a moving speed of the steel material in addition to an allowable amount of image displacement. 前記発光時間、前記許容される画像の位置ずれ量、画像の最小分解能、及び鋼材の移動速度の関係が、次に示す数式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検出方法。2. The surface according to claim 1, wherein a relationship among the light emission time, the allowable amount of positional deviation of the image, the minimum resolution of the image, and the moving speed of the steel material satisfies the following formula (1). Defect detection method.
前記各照明光の反射光による画像は、光軸が同軸となるように調整された複数の撮像装置を利用して取得されることを特徴とする、請求項1〜3のうち、いずれか1項に記載の表面欠陥検出方法。The image by the reflected light of each said illumination light is acquired using the some imaging device adjusted so that an optical axis might be coaxial, Any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The surface defect detection method according to item. 前記検出ステップは、ハーフミラー、ビームスプリッター、及びプリズムのうちのいずれかを用いて、前記複数の撮像装置の光軸が同軸となるように調整するステップを含むことを特徴とする請求項に記載の表面欠陥検出方法。 The detection step, a half mirror, beam splitter, and using any of the prisms, in claim 4, wherein the optical axes of the plurality of imaging devices, characterized in that it comprises adjusting so as to be coaxial The surface defect detection method as described. 前記検出ステップは、前記差分処理を行うことによって前記検査対象部位におけるスケール及び無害模様の画像信号を除去することにより、検査対象部位における凹凸性の表面欠陥を検出するステップを含むことを特徴とする請求項1〜5のうち、いずれか1項に記載の表面欠陥検出方法。 The detecting step includes a step of detecting uneven surface defects in the inspection target portion by removing the scale and harmless pattern image signals in the inspection target portion by performing the difference processing. The surface defect detection method according to any one of claims 1 to 5 . 前記検査対象部位に対する各光源の照明光の入射角が25°以上55°以下の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか1項に記載の表面欠陥検出方法。 The surface defect detection method according to any one of claims 1 to 6 , wherein an incident angle of illumination light of each light source with respect to the inspection target site is in a range of 25 ° or more and 55 ° or less. 移動中の鋼材の表面欠陥を光学的に検出する表面欠陥検出装置であって、
少なくとも許容される画像の位置ずれ量に基づいて発光時間が設定された2つ以上の弁別可能な光源を互いの発光タイミングが重ならないよう繰り返し発光させることによって、同一の検査対象部位に異なる方向から照明光を照射する照射手段と、
各照明光の反射光による画像を取得し、取得した画像間で差分処理を行うことによって前記検査対象部位における表面欠陥を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする表面欠陥検出装置。
A surface defect detection device for optically detecting a surface defect of a moving steel material,
By causing two or more distinguishable light sources, whose light emission times are set based on at least an allowable amount of image misalignment, to repeatedly emit light so that the light emission timings do not overlap each other, the same site to be inspected from different directions Irradiating means for irradiating illumination light;
Detection means for detecting a surface defect in the inspection target part by acquiring an image by reflected light of each illumination light and performing difference processing between the acquired images;
A surface defect detection apparatus comprising:
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KR1020167016851A KR101832081B1 (en) 2013-12-27 2014-12-24 Surface defect detection method and surface defect detection device
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CA3013438A CA3013438C (en) 2013-12-27 2014-12-24 Surface defect detecting method and surface defect detecting apparatus
RU2016129424A RU2637723C1 (en) 2013-12-27 2014-12-24 Method of detecting surface defects and device for detecting surface defects
ES14873854T ES2942266T3 (en) 2013-12-27 2014-12-24 Surface Defect Detection Method and Surface Defect Detection Device
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890441B2 (en) 2017-11-27 2021-01-12 Nippon Steel Corporation Shape inspection apparatus and shape inspection method
US11199504B2 (en) 2017-12-08 2021-12-14 Nippon Steel Corporation Shape inspection apparatus and shape inspection method

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6580390B2 (en) * 2015-06-25 2019-09-25 リコーエレメックス株式会社 Image inspection system
KR101726057B1 (en) * 2015-07-20 2017-04-12 주식회사 포스코 Surface defect measuring apparatus and surface defect measuring system
CN108351310B (en) * 2015-10-28 2021-05-18 日本碍子株式会社 End face inspection method and end face inspection device for honeycomb structure
JP2017090146A (en) * 2015-11-06 2017-05-25 株式会社プロドローン Surface inspection device and surface inspection method using the same
CN105388842A (en) * 2015-12-10 2016-03-09 华中科技大学 Part surface machining defect positioning method
JP6690519B2 (en) * 2016-12-22 2020-04-28 Jfeスチール株式会社 Device and method for inspecting metal band surface defects
JP2019135460A (en) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社Screenホールディングス Image acquisition device, image acquisition method, and inspection device
JP7113627B2 (en) 2018-02-05 2022-08-05 株式会社Screenホールディングス Image Acquisition Device, Image Acquisition Method and Inspection Device
CN113196040A (en) 2018-11-30 2021-07-30 杰富意钢铁株式会社 Surface defect detection method, surface defect detection device, steel product manufacturing method, steel product quality management method, steel product manufacturing facility, surface defect determination model generation method, and surface defect determination model
CN110288584B (en) * 2019-06-27 2023-06-23 常州固高智能装备技术研究院有限公司 Ceramic hot dip aluminizing surface defect detection method and device based on machine vision
JP7173319B2 (en) 2020-01-20 2022-11-16 Jfeスチール株式会社 Surface inspection device, surface inspection method, steel manufacturing method, steel quality control method, and steel manufacturing equipment
CN113532327B (en) * 2021-07-15 2023-09-12 合肥图迅电子科技有限公司 Method for detecting chip morphology in tray based on stripe projection 3D imaging
JP7299388B2 (en) * 2021-11-18 2023-06-27 株式会社クボタ Defect judgment device for the outer surface of iron pipes
CN115656197A (en) * 2022-12-14 2023-01-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 Optical detection device, detection method and device, electronic device and storage medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952735A (en) * 1982-09-20 1984-03-27 Kawasaki Steel Corp Surface flaw detecting method of hot billet
JP2010223621A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Inner surface inspection method of tubular article
JP5342987B2 (en) * 2009-12-02 2013-11-13 三井住友建設株式会社 Concrete surface inspection equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890441B2 (en) 2017-11-27 2021-01-12 Nippon Steel Corporation Shape inspection apparatus and shape inspection method
US11199504B2 (en) 2017-12-08 2021-12-14 Nippon Steel Corporation Shape inspection apparatus and shape inspection method

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