钢材的材质判断装置和钢材的材质判断方法制造方法及图纸

能够稳定且高精度地辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高强度钢构成的钢材还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材。钢材的材质判断装置(1)根据摩擦钢材(18)时产生的火花(19)的彩色摄像图像(2)检测火花像素，并且根据该火花像素检测辨别用颜色成分的浓度低的像素作为低浓度像素，该辨别用颜色成分是从RGB各颜色成分中选择的某一个颜色成分，在低浓度像素的总数相对于火花像素的总数的比例为辨别用阈值以上的情况下，判断为钢材是由上述高强度钢构成的钢材，在该比例小于辨别用阈值的情况下，判断为钢材是由上述普通钢构成的钢材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材的。
技术介绍
作为判断钢材的含碳量、辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高强度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材的方法，已知由检查员通过目视来观察在用研磨机等摩擦钢材时产生的火花并由检查员根据观察到的火花的状态来进行上述判断、辨别的方法。作为用于提高钢的強度的添加剤，存在通过提高淬透性、固溶效果等来提高钢的強度的添加剤。作为这样的添加剂的具体例子，能够列举V、Cr、Mo、Nb、Cu、Ni。但是，上述的判断、辨别的方法由于判断结果、辨别结果取决于检查员的技能，因此有以下的问题，即判断、辨别的精度不稳定，另外需要熟练的检查员。提出了以稳定且高精度地进行上述判断为目的的钢材检查装置(例如參照日本专利第3482265号公报)。但是，日本专利第3482265号的钢材检查装置并不是以稳定且高精度地进行上述辨别为目的的装置，因此依然希望开发ー种能够稳定且高精度地进行上述辨别的装置和方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种，能够稳定且高精度地辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材。本专利技术提供一种钢材的材质判断装置，其特征在于，具备摄像单元，其连续多次拍摄摩擦钢材时产生的火花，生成多个彩色摄像图像；检测单元，其从由上述摄像单元生成的各彩色摄像图像中检测与火花对应的火花像素，并且从检测出的该火花像素中检测辨别用颜色成分的浓度低于第一浓度阈值的像素来作为低浓度像素，该辨别用顔色成分是从RGB的各顔色成分中选择的某一个颜色成分；计算单元，其针对全部彩色摄像图像将由上述检测単元检测出的各彩色摄像图像中的火花像素的个数进行相加来算出火花像素的总数，针对全部彩色摄像图像将由上述检测单元检测出的各彩色摄像图像中的低浓度像素的个数进行相加来算出低浓度像素的总数，并算出上述低浓度像素的总数相对于上述火花像素的总数的比例；以及辨别单元，在上述比例为辨别用阈值以上的情况下，该辨别単元判断为上述钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材，在上述比例低于上述辨别用阈值的情况下，判断为上述钢材是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢 材。在此，RGB是指红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue) 3 种颜色。辨别用顔色成分是指为了辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材而选择的RGB各顔色成分中的ー个成分。第一浓度阈值是指用于从火花像素中检测出低浓度像素的阈值。辨别用阈值是指用于辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材的阈值。如上所述，根据本专利技术所涉及的材质判断装置，根据低浓度像素的总数相对于火花像素的总数的比例(以下适当地称为“低浓度像素占有率”)与辨别用阈值之间的大小关系，自动地辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材。因此，根据本专利技术所涉及的材质判断装置，上 述辨别结果不取决于进行辨别的检查员的技能，能够稳定地进行该辨别。此外，作为用于提高钢的强度的添加剤，如上所述，能够列举通过提高淬透性、固溶效果等来提高钢的強度的添加剤，作为这样的添加剂的具体例子，能够列举V、Cr、Mo、Nb、Cu、Ni。在分别摩擦由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材时产生的火花中，存在从RGB各颜色成分中选择的某ー个特定顔色成分的浓度低的低浓度部分。在对摩擦由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材时产生的火花和摩擦由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材时产生的火花进行比较时,该摩擦由高强度钢构成的钢材时产生的火花的低浓度部分相对于整体火花所占的比例大。换句话说，在对摩擦由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高强度钢构成的钢材时产生的火花和摩擦由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材时产生的火花进行比较时，该摩擦由高強度钢构成的钢材时产生的火花的低浓度像素占有率大。预先调查摩擦由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材时产生的火花和摩擦由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材时产生的火花各自的低浓度像素占有率，对低浓度像素占有率设定用于辨别高强度钢和普通钢的辨别用阈值。由此，本专利技术所涉及的材质判断装置能够高精度地辨别钢材是由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材、还是由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材。在分别摩擦由添加了用于提高钢的强度的添加剂的高強度钢构成的钢材和由没有添加上述添加剂的普通钢构成的钢材时产生的火花的彩色摄像图像中，除了与各个火花对应的火花区域以外，还存在位于火花区域周围的周围区域和显示火花的背景图像的区域即背景区域。火花区域的彩色浓度基本上比周围区域和背景区域高。因此，作为从彩色摄像图像中检测在计算上述低浓度像素占有率时使用的火花像素的方法，能够考虑火花像素和其它像素的ニ值化。但是，火花的亮度对于每个火花都不同，因此，在一幅彩色摄像图像中存在与多个火花对应的多个火花区域的情况下，在火花区域之间彩色浓度不同。另外，具有以下的倾向，即火花区域的彩色浓度越高，则位于该火花区域周围的周围区域的彩色浓度越高。彩色浓度高的周围区域的彩色浓度有时比彩色浓度低的火花区域的彩色浓度高。因此，在将上述ニ值化用阈值设定为比彩色浓度低的火花区域的彩色浓度还低的彩色浓度时，有可能将构成彩色浓度高的周围区域的像素检测为火花像素。另ー方面，在将上述ニ值化用阈值设定为比彩色浓度高的周围区域的彩色浓度还高的彩色浓度时，有可能无法将构成彩色浓度低的火花区域的火花像素检测为火花像素。从高精度地检测火花像素的观点出发，优选上述检测单元进行以下处理 第一处理，从构成上述各彩色摄像图像的各像素行中检测火花候选像素群，该火花候选像素群由沿着上述各像素行相互连续并且检测用顔色成分的浓度为第二浓度阈值以上的像素构成，该检测用顔色成分是从RGB各顔色成分中选择的某一个颜色成分；以及第二处理，检测构成各上述火花候选像素群的像素的上述检测用顔色成分的最高浓度，从构成各上述火花候选像素群的像素中检测上述检测用顔色成分的浓度为第三浓度阈值以上的像素来作为火花像素，该第三浓度阈值低于上述最高浓度并且大于上述第二浓度阈值。在此，像素行是指在摄像图像的横方向或纵方向上从摄像图像的一端侧到另一端侧连接为直线状的像素的列，列的宽度方向的像素数是I个。检测用顔色成分是指为了从摄像图像中检测出火花候选像素群而选择的RGB各颜色成分中的ー个成分。第二浓度阈值是指为了从摄像图像中检测出火花候选像素群而设定的像素的浓度的阈值。火花候选像素群是指有可能是火花区域的像素的群。第三浓度阈值是指为了从构成火花候选像素群的像素中检测出构成火花像素群的像素而设定的像素的浓度的阈值。第一处理是以下的处理，即从各彩色摄像图像的各像素行中，检测由沿着构成各彩色摄像图像的像素行相互连续并且检测用顔色成分的浓度为第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田武男，池田正美，阪本诚，藤原健二，内田和宏，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：