JP2018141707A - 鋼板のキャンバー量測定方法、鋼板のキャンバー量測定装置、及び鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画像の合成精度を高めることにより、鋼板のキャンバー量を正確に測定することのできる鋼板のキャンバー量測定方法、鋼板のキャンバー量測定装置、及び鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法を提供すること。【解決手段】鋼板の上面を搬送方向に分けて複数回撮影し、得られた撮影画像を組み合わせて合成画像を取得し、該合成画像から鋼板のキャンバー量を算出する鋼板のキャンバー量測定方法であって、鋼板を撮影する際に、Ｎ回目の撮影画像（但し、Ｎは正の整数とする。）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像とにおいて重複範囲があるように撮影を行い、Ｎ回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線とを重ね合わせることにより、合成画像を取得する鋼板のキャンバー量測定方法。【選択図】図３

Description

本発明は、鋼板の搬送ラインにおいて、鋼板のキャンバー量を精度よく測定することのできる鋼板のキャンバー量測定方法、鋼板のキャンバー量測定装置、及び該鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法に関する。

製鉄所において、スラブ、厚板等の鋼板は、テーブルロール上を搬送されながら圧延等の処理を受ける。この際、圧延不良等によって、鋼板が略円弧状に湾曲する曲がり（キャンバー）が生じることがある。鋼板の曲げ量（キャンバー量）が特に大きいと、搬送される鋼板と搬送ラインの外側に位置するガイド部材等とが干渉する通板異常が発生し、搬送ラインの運転を停止せざるを得ないこともある。そこで、搬送ラインの上方からカメラを用いて鋼板の上面を撮影し、鋼板のキャンバー量を測定して、通板異常を未然に防ぐことが行われている。

カメラによる撮影画像を用いて鋼板のキャンバー量を測定する技術を開示した文献として特許文献１が挙げられる。特許文献１では、カメラの撮影により得られた撮影画像中における鋼板部とそれ以外の部分との輝度の差から、鋼板の板幅方向両端の側辺を認識し、２つの側辺の中心線と本来あるべき板幅方向中心線とのずれ量をもとにオフセンター量を求める方法が開示されている（明細書［００１６］、図２）。しかし特許文献１の技術は、スラブ等に代表される板長方向長さの小さい鋼板を撮影対象とし、１フレームで鋼板全体を撮影することを前提としており、複数の撮影画像から合成画像を取得することについては記載されていない。

鋼板をカメラにて撮影する際、鋼板の板長方向の全長をカメラの１フレームの視野内に入れることができれば、確実に鋼板の上面形状を把握することができる。しかし、鋼板の板長方向長さが大きい場合、１フレーム内に鋼板の上面全体を撮影することは現実には難しい。そこで、鋼板が搬送される際に複数回に分けて撮影を行い、得られた撮影画像を板長方向に繋ぎ合わせた合成画像を作成することで、鋼板の上面形状を把握することが行われる。次いで、得られた合成画像を用いて、鋼板のキャンバー量が算出される。尚、個々の撮影画像から合成画像を作成する際、及び合成画像において鋼板のキャンバー量を算出する際には、種々の演算処理が行われる。

特許文献では開示されていないものの、従来、複数の撮影画像を組み合わせて合成画像を取得するには、後述する図３（ａ）のようにＮ回目の撮影画像の重複範囲と、（Ｎ＋１）回目の重複範囲とを単に重ね合わせることが行われている。

特開２０１６−０９７４３１号公報

本発明者らは、従来行われている複数の撮影画像の重複範囲を単に重ね合わせる方法では、鋼板の上面形状を正確に把握できないことがあることを見出した。詳細については後述するが、特に鋼板が回転又は蛇行した場合に、合成画像で観察される鋼板の上面形状と実際の鋼板の上面形状との間の誤差が大きいという問題がある。合成画像において鋼板の上面形状を正確に把握できないと、鋼板のキャンバー量の測定値についても誤差が大きくなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、撮影画像の合成精度を高めることにより、鋼板のキャンバー量を正確に測定することのできる鋼板のキャンバー量測定方法、キャンバー量測定装置、及び該鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法を提供することを課題とする。

本発明の手段は、次の通りである。
［１］鋼板の上面を搬送方向に分けて複数回撮影し、得られた撮影画像を組み合わせて合成画像を取得し、該合成画像から鋼板のキャンバー量を算出する鋼板のキャンバー量測定方法であって、鋼板を撮影する際に、Ｎ回目の撮影画像（但し、Ｎは正の整数とする。）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像とにおいて重複範囲があるように撮影を行い、Ｎ回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線とを重ね合わせることにより、合成画像を取得する鋼板のキャンバー量測定方法。
［２］合成画像を取得する際に、一方の基準線の傾きと他方の基準線の傾きとが一致するようにＮ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を回転させるとともに、２つの基準線の搬送方向位置及び板幅方向位置が一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を平行移動させる［１］に記載の鋼板のキャンバー量測定方法。
［３］合成画像中における鋼板の搬送方向と平行な基準平行線と、合成画像の鋼板部における板長方向に沿った板長平行線との板幅方向のずれ量を測定することによって、鋼板のキャンバー量を算出する［１］又は［２］に記載の鋼板のキャンバー量測定方法。
［４］鋼板の上面を搬送方向に分けて複数回撮影するカメラと、該カメラから撮影画像を受信し、複数の撮影画像を組み合わせて合成画像を取得し、該合成画像から鋼板のキャンバー量を算出する演算装置と、を備えた鋼板のキャンバー量測定装置であって、前記カメラは、鋼板を撮影する際に、Ｎ回目の撮影画像（但し、Ｎは正の整数とする。）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像とにおいて重複範囲があるように撮影を行い、前記演算装置は、Ｎ回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線とを重ね合わせることにより、合成画像を取得する鋼板のキャンバー量測定装置。
［５］前記演算装置は、合成画像を取得する際に、一方の基準線の傾きと他方の基準線の傾きとが一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を回転させるとともに、２つの基準線の搬送方向位置及び板幅方向位置が一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を平行移動させる［４］に記載の鋼板のキャンバー量測定装置。
［６］前記演算装置は、合成画像中において鋼板の搬送方向と平行な基準平行線と、合成画像の鋼板部における板長方向に沿った板長平行線との板幅方向のずれ量を測定することによって、鋼板のキャンバー量を算出する［４］又は［５］に記載の鋼板のキャンバー量測定装置。
［７］［４］から［６］までのいずれか一つに記載の鋼板のキャンバー量測定装置において、カメラに由来する測定誤差を校正する鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法であって、前記カメラによって通板中の鋼板を撮影し、撮影画像における鋼板の前端部の板幅の相対値に基づいて、鋼板の板幅の算出値Ｗ１を求め、撮影画像における鋼板の後端部の板幅の相対値に基づいて、鋼板の板幅の算出値Ｗ２を求め、鋼板の板幅の真値、前記Ｗ１、及び前記Ｗ２に基づいて、カメラに由来する測定誤差を校正する鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法。
［８］前記Ｗ１と前記Ｗ２との差の絶対値が閾値を超える場合には、カメラの設置角度を校正し、次いで、前記Ｗ１及びＷ２の少なくともいずれか一方と鋼板の板幅の真値との差の絶対値が閾値を超える場合には、カメラの高さを校正する［７］に記載の鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法。

本発明によると、板長方向長さの大きい鋼板を測定対象とする場合であっても、鋼板の上面形状を正確に把握することができ、鋼板のキャンバー量の測定精度を高めることができる。

図１は、本発明に係る鋼板のキャンバー量測定方法が適用される搬送ラインのフロー図である。 図２は、搬送途中の鋼板の形状又は位置に関する異常の具体例を示す説明図であり、（ａ）は鋼板の回転を示し、（ｂ）は鋼板の蛇行を示し、（ｃ）は鋼板のキャンバーを示す。 図３は、複数の撮影画像を合成する方法を示す説明図であり、（ａ）は従来例であり、（ｂ）は本発明例である。 図４は、複数の撮影画像を合成する方法を示すフロー図である。 図５は、合成画像からキャンバー量を測定する方法を説明する説明図であり、（ａ）は合成画像の一例を示し、（ｂ）は（ａ）を用いて計算される鋼板の板幅方向のずれ量を示すグラフである。 図６は、本発明例及び比較例における２枚の撮影画像である。 図７は、本発明例及び比較例において合成画像から計算される鋼板の板幅方向のずれ量を示すグラフである。 図８は、カメラ７と鋼板１との位置関係を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 図９は、カメラを用いて鋼板の上面を撮影した際の撮影画像である。 図１０は、横軸に板長方向の位置を設定し、縦軸に板幅の算出値を設定したグラフのイメージ図である。

まず、図１を用いて、本発明が適用される搬送ラインの概要を説明する。図１では、熱間圧延設備の一部を示す。

スラブ等の鋼板１は、粗ミル３及び仕上げミル４によって所定の形状、大きさまで圧延された後に、シートバーとしてコイル状に巻き取られる。鋼板１の搬送は、鋼板の搬送方向に複数配列されたテーブルロール５によって行われる。尚、図示は省略しているが、粗ミル３及び仕上げミル４は、それぞれ必要に応じて複数基設けることができる。図１の例では、粗ミル３の入側から最後段の仕上げミル４の出側までの間を鋼板の搬送ラインとする。

搬送ラインの一部には、鋼板１の上面を撮影可能なカメラ７が設けられる。図１の例でカメラ７は、仕上げミル４の前段に設けられている。カメラ７は、図１に示される以外の位置、例えば粗ミル３の前段や、仕上げミル４の後段に設けることもできる。

カメラ７は、その視野範囲内に赤熱状態の鋼板１が写り込むと、撮影を開始する。具体的にカメラ７は、視野内に閾値以上の輝度が測定された場合に、鋼板１が写り込んだと判定し、撮影を開始する。カメラ７は、視野内に閾値以上の輝度が測定されなくなるまで、つまり鋼板１が視野内から消えたと判定されるまで、所定の間隔で断続的に撮影を行い複数の撮影画像データを取得する。個々の撮影画像には、鋼板１の板長方向における一部が写りこむ。この際、予め求めておいた鋼板１の通板速度をもとに、Ｎ回目（Ｎは任意の正の整数とする。）の撮影画像と（Ｎ＋１）回目の撮影画像とのそれぞれ少なくとも一部において、互いに同じ範囲（重複範囲）を撮影するように、カメラ７による撮影間隔を調整する。カメラ７から送られた複数の撮影画像データは、演算装置８にて受信される。

演算装置８は、複数の撮影画像について演算処理（詳細については後述する。）を行うことで、鋼板１の上面全体を写した合成画像を取得し、次いで該合成画像を元にスラブのキャンバー量を測定する。さらに演算装置８は、スラブのキャンバー量が過大である場合、通板異常と判断して各種の操業条件を調節することもできる。具体的には、搬送ラインを一次停止させる、或いは粗ミル３や仕上げミル４の圧延条件を変更することができる。

搬送ラインにおいて、鋼板１の形状や位置等については種々の異常が生じうる。具体例を、図２（ａ）〜（ｃ）における鋼板１の上面図を用いて説明する。図２（ａ）では通板の途中で鋼板１がその角度を変える回転の例を示し、図２（ｂ）では鋼板１が角度を変えずに幅方向位置を変える蛇行の例を示し、図２（ｃ）では鋼板が湾曲するように変形する曲がり（キャンバー）の例を示す。（ａ）の回転及び（ｂ）の蛇行では、鋼板１の形状に異常が生じているわけではないものの、その位置に異常が生じている。（ｃ）のキャンバーでは、鋼板１の形状に異常が生じている。

上述のように、搬送ラインにおいて鋼板を複数回撮影する間に図２（ａ）〜（ｃ）で示すような異常が生じうる。合成画像における鋼板の上面形状と実際の鋼板の上面形状との誤差を小さくするためには、合成画像を作成するための演算処理を行う際に、これらの異常をそれぞれ区別することが望まれる。特に、鋼板自体に変形が生じているキャンバーと、鋼板自体に変形が生じているわけではない回転及び蛇行とを、それぞれ区別して合成画像に反映させることが好ましい。本発明では、合成画像における回転及び蛇行の影響を排し、キャンバー量のみを精度よく測定することができる。

具体的には、図３を用いて複数の撮影画像の合成方法について説明する。まずは、図３（ａ）を用いて従来の合成方法の問題点について説明する。

図３（ａ）では、鋼板が図面の左側から右側に向かって通板される。通板の途中で、鋼板の先端側（図の右側）から順にＮ回目、次いで（Ｎ＋１）回目の撮影が行われる。カメラの視野範囲、つまり撮影画像として得られる範囲は、Ｎ回目の撮影では点線四角で示される範囲、（Ｎ＋１）回目の撮影では実線四角で示される範囲である。図の例では、Ｎ回目における撮影と、（Ｎ＋１）回目における撮影との間で、鋼板の回転が生じている。

Ｎ回目と（Ｎ＋１）回目とでは、その撮影画像中の少なくとも一部に重複範囲が設けられる。具体的には、Ｎ回目の撮影画像における通板方向の後端側（図の左側）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像における通板方向の先端側（図の右側）とで、同一の範囲を撮影しているようにする。図３（ａ）では、この重複範囲にハッチングを付す。

図３（ａ）に示す従来の演算処理では、前述した２つの重複範囲をそのまま重ね合わせて、Ｎ回目の撮影画像と（Ｎ＋１）回目の撮影画像とを合成する。図３（ａ）の最下段において合成画像を示す。この例では、実際の鋼板は変形（キャンバー）ではなく回転をしているにも関わらず、得られた合成画像では、重複範囲を境に鋼板に変形が生じていることになってしまう。このように、連続する撮影画像の重複範囲を単に重ね合わせる処理を行う従来の方法では、鋼板に回転（又は蛇行）が生じた場合にも、鋼板にキャンバー等の変形が生じたものと誤判定してしまう。よって、鋼板のキャンバー量を正確に測定することが難しい。

次に、図３（ｂ）を用いて、本発明で用いられる撮影画像の合成方法について説明する。

まず、従来例と同様に、それぞれの画像中に重複範囲が含まれるように、Ｎ回目の撮影画像と（Ｎ＋１）回目の撮影画像とを取得する。さらに、撮影画像中において輝度が閾値を越える部分を鋼板として認識する。図面中では、鋼板として認識される部分の着色を変えて表示している。

次いで、それぞれの撮影画像の重複範囲における鋼板部分から基準線を抽出する。基準線は、Ｎ回目の画像と（Ｎ＋１）回目の画像とで、前述した重複範囲における鋼板の同一の位置を示す点（同一点）を結んだ線とする。図３（ａ）及び（ｂ）の例では、鋼板の板幅方向の中心線（幅中心線）を基準線とする。その他にも、鋼板の板幅方向両端の側辺（エッジ辺）のいずれか一方を基準線とすることもできる。

さらに、Ｎ回目の撮影画像の重複範囲に位置する基準線（１）に、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲に位置する基準線（２）を重ね合わせる。つまり、基準線（１）と基準線（２）とを重ね合わせるように、Ｎ回目の撮影画像と（Ｎ＋１）回目の撮影画像とを合成することで、鋼板の撮影画像が板長方向に繋ぎ合わされる。

より具体的に、基準線（１）と基準線（２）とを重ね合わせる際には、基準線の傾きと位置とに注目して画像処理を行うことができる。

まず、基準線（１）の傾きと基準線（２）の傾きとが一致するように、２枚の撮影画像の少なくともいずれか一方を回転させる。尚、基準線の傾きを算出する際には、撮影画像の視野を形成する矩形のいずれか一方の方向（例えば図３では搬送方向）の直線をＸ軸とし、他方の方向（例えば図３では板幅方向）の直線をＹ軸として計算を行えばよい。また、基準線が完全に直線とならない場合には、線形近似を行えばよい。

さらに、基準線の搬送方向及び板幅方向の位置が一致するように、２枚の撮影画像のいずれかを平行移動させる。この平行移動の際には、撮影画像を回転させることなく、搬送方向及び板幅方向に沿って画像を移動させる処理を行う。尚、基準線同士の位置を合わせるには、全ての同一点の位置を完全に一致させる必要はなく、基準線に含まれる少なくとも一点（いずれかの同一点）の搬送方向位置及び板幅方向位置を同一とすればよい。

図３（ｂ）の例では、鋼板の回転が発生しているので、（Ｎ＋１）回目の撮影画像における基準線（２）の傾きと基準線（１）の傾きが同一となるように、（Ｎ＋１）回目の撮影画像を回転させる。さらに、基準線（１）と、基準線（２）の搬送方向位置及び板幅方向位置が同一となるように、（Ｎ＋１）回目の撮影画像を平行移動させる。

図３（ｂ）の最下段で示すように、本発明例で得られる合成画像では、基準線の傾き及び位置のずれを補正することにより、撮影と撮影との間に鋼板が回転及び蛇行した場合であっても、回転及び蛇行の前後で鋼板に曲がりが生じていると誤判定することがない。これにより、鋼板の回転量や蛇行量の影響を排して、鋼板の変形量（曲げ量）のみを正確に測定することができる。

尚、搬送ラインの上に設置されたカメラは、鉛直方向に対して斜め向きに設けられることがある。この場合には、鋼板の上面が台形状に歪んだ撮影画像が得られる。このように鋼板の上面形状が歪んだ撮影画像が得られる場合には、鉛直方向と平行にカメラを設置した場合に得られる撮影画像と同等の画像となるように、撮影画像に射影変換を施せばよい。

次に、図４のフロー図を用いて、演算装置において行われる撮影画像の合成方法について説明する。

まず、ステップ１のように、鋼板の搬送速度及びカメラの撮影間隔等から計算して、２つの撮影画像における重複範囲を抽出する。次に、ステップ２において、撮影画像から閾値を越える輝度を示す領域を鋼板と認識し、前記重複範囲に位置する鋼板の一部から基準線を抽出する。ステップ３では、２つの撮影画像の基準線の傾きが等しいか否かを判定し、等しくないと判定された場合には、ステップ４において基準線の傾きが等しくなるまでいずれか一方の撮影画像を回転する。次いで、ステップ５では、２つの基準線の搬送方向位置及び板幅方向位置が同一か否かを判定し、同一ではないと判定された場合には、ステップ６においていずれかの撮影画像の平行移動が行われる。ステップ５において基準線の位置が同一であると判定された場合には、２枚の撮影画像の合成を完了する。鋼板の搬送方向に沿って３枚以上の撮影画像を取得した場合には、図３に示される合成ステップを複数回行うことで合成画像が取得される。

合成画像を取得すると、演算装置において鋼板のキャンバー量の測定が行われる。以下で、図５を用いて合成画像における鋼板のキャンバー量の測定方法について説明する。

図５（ａ）では、合成画像として、板長方向の全長に亘る鋼板の上面形状が示されている。図５（ａ）の例では搬送方向に沿って鋼板にキャンバーが生じている。尚、合成画像中で、理想状態において鋼板が搬送される方向を搬送方向とし、該搬送方向と直角の関係にある方向を板幅方向とする。また、鋼板の上面形状の長手方向に沿った方向を板長方向とする。図５（ａ）のように鋼板に曲げが生じている場合には、この曲げに沿った方向を板長方向とする。前述した搬送方向は、理想状態における方向であるので鋼板の異常によっても変わらないが、板長方向は鋼板の変形（例えば曲げ）によって変わりうる。

合成画像では、搬送方向に平行な基準平行線と、板長方向に平行な板長平行線とが抽出される。そして、基準平行線に対する板長平行線の、板幅方向におけるずれ量が算出される。鋼板の板長方向全長に亘って、基準平行線に対する板長平行線のずれ量の変化量によって鋼板のキャンバー量を評価することができる。図５（ａ）の例では、合成画像中の板幅方向中央部を通る直線（画像中心線）を基準平行線として抽出し、鋼板部の板幅方向中央部を通る曲線（幅中心線）を板長平行線として抽出している。

図５（ｂ）には、図５（ａ）で示した鋼板の搬送方向位置（横軸）と、画像中心線に対する幅中心線の板幅方向におけるずれ量（縦軸）とをプロットしたグラフを示す。グラフ中におけるずれ量の最大値と最小値との差（キャンバー量）が大きいほど鋼板の変形の程度が大きく、該キャンバー量が小さいほど鋼板の変形の程度が小さいと判定される。

尚、基準平行線として、前述した画像中心線の代わりに、合成画像中において鋼板の搬送方向と平行な任意の直線を用いることができる。また、板長平行線として、前述した幅中心線の代わりに、鋼板の側辺のいずれか一方を用いることもできる。但し、測定誤差を抑えるという観点からは、板長平行線として幅中心線を用いることが好ましい。

上述では、鋼板の上面を撮影し合成画像を取得する方法について説明してきたが、鋼板の下面についても同様の技術を適用することが可能である。

次に、本発明に係る鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法について説明する。

具体的には、図８を用いて説明する。図８（ａ）はカメラ７と鋼板１とを上面から見た平面図、図８（ｂ）は側面図である。図８（ａ）に示すように、カメラ７は水平方向に画角φｘの視野を確保する。

また、図８（ｂ）に示すように、カメラ７は高さｈの位置に、カメラの設置角度θの大きさ分だけ傾けられた状態で設けられる。カメラの設置角度は、カメラの中心軸線と水平線との間でなす角度をいう。カメラ７は、鉛直方向にφｙ（±φｙ／２）の画角（視野角度）を備える。鋼板１のうち、カメラ７の視野内に写り込む最も搬送方向の前方側の限界位置を前端部１１、カメラ７の視野内に写り込む最も搬送方向の後方側の限界位置を後端部１２とする。図８（ａ）のように鋼板１の前端部１１において、少なくとも板幅方向の全長が撮影できるように、φｘやカメラの撮影条件等は設定される。尚、詳細については後述するが、図８で示す符号Ｗは、鋼板の板幅の真値である。

図８に示すカメラ７を用いて、鋼板１の上面を撮影した際の（斜影変換前の）撮影画像を図９に示す。図９のように撮影画像中において、鋼板１の前端部１１の板幅ｗ１は、鋼板１の後端部１２の板幅ｗ２よりも大きい。前記板幅ｗ１及び前記ｗ２はそれぞれ相対値によって示すことができ、より具体的には撮影画像全体の幅ｗと前記ｗ１又は前記ｗ２との比、（ｗ１／ｗ）又は（ｗ２／ｗ）を相対値として採用することができる。これらの比は、撮影画像の画素数等を利用することによって算出することができ、単位は無次元とする。

上述した板幅ｗ１及びｗ２の相対値に基づき、以下の式（１）及び式（２）によって鋼板１の板幅の算出値Ｗ１（ｍｍ）、Ｗ２（ｍｍ）を求めることができる。より具体的には、ｗ１及びｗ２の相対値の他、鋼板１のプロフィール（板厚）、カメラの設置状態（カメラの高さ及び設置角度）、並びにカメラの視野設定（水平方向の画角及び鉛直方向の画角）を用いて、鋼板１の板幅を算出する。

但し、ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）、ｈ：カメラの高さ（ｍｍ）、φｘ：カメラの水平方向の画角（ｒａｄ）、φｙ：カメラの鉛直方向の角度（ｒａｄ）、θ：カメラの設置角度（ｒａｄ）とする。尚、板幅Ｗ１及びＷ２を算出するには、射影変換前の撮影画像を用いてもよいし、射影変換後の撮影画像を用いてもよい。

実際には、撮影画像から得られた板幅の相対値（ｗ１／ｗ）及び（ｗ２／ｗ）、既知の値であるｔ、φｘ，φｙ、並びにｈの値を式（１）及び式（２）に代入することで、板幅の算出値Ｗ１及びＷ２を求めることができる。一方で、通板中の鋼板１の板幅の真値Ｗも既知の値である。本発明では、鋼板１を通板中に図９のような撮影画像を断続的に取得し、式（１）及び式（２）を用いてＷ１及びＷ２を算出する。板幅の真値（Ｗ）と算出値（Ｗ１やＷ２）との間の誤差が大きい場合、カメラの撮影画像を用いて鋼板の板幅方向の長さを正確に測ることができていないと考えられる。このような場合、撮影画像から得られるキャンバー量の測定結果の誤差も大きくなってしまう。板幅の真値と算出値との間の誤差が小さい場合には、キャンバー量が正確に測定されていると判断して通板を継続すればよい。一方で、誤差が大きい場合には、誤差の原因を解消することが望ましい。

本発明者らの検討によると、板幅の真値と算出値との間の誤差は、主にカメラ７の高さｈのずれ及び／又はカメラ７の設置角度θのずれによって生じることが見出された。カメラ７の高さｈや設置角度θは、設備の振動等によって、初期値（理想値）から徐々にずれが生じうる。そこで、板幅の真値と算出値との間の誤差が大きい場合には、カメラの高さ及び設置角度を校正して初期値に戻すことが望ましい。

より具体的には、まず前端部の算出値Ｗ１と後端部の算出値Ｗ２とを比較する。これらの誤差が大きい場合、具体的にはＷ１とＷ２との差の絶対値が閾値を超える場合には、カメラ７の設置角度θに誤差があると判定される。このような場合、カメラ７の設置角度が初期値（理想値）となるように角度の校正を行えばよい。尚、上記閾値の一例としては３ｍｍを挙げることができる。

具体的には、図１０（ａ）を用いて説明する。図１０（ａ）及び（ｂ）は、横軸に１枚の撮影画像中における板長方向（長手方向）の位置を設定し、縦軸に板幅の算出値を設定したグラフのイメージ図である。尚、縦軸と横軸とが交わる高さが、鋼板の真値を示すものとする。図１０（ａ）のように、カメラ７の設置角度θのずれが大きいと、鋼板の板長方向位置によって板幅の算出値にばらつきが生じる。

一方で、Ｗ１とＷ２との間の誤差は小さいものの、Ｗ１及びＷ２の少なくとも一方と真値Ｗとの間の誤差が大きい（Ｗ１及びＷ２の少なくともいずれか一方と真値Ｗとの差の絶対値が閾値を超える）場合には、カメラ７の高さｈに誤差が生じていると判定される。このような場合、カメラ７の高さが初期値（理想値）となるように高さの校正を行えばよい。具体的に、図１０（ｂ）のように、カメラ７の高さｈのずれが大きいと、長手方向の位置に関わらず、板幅の算出値と真値との間に一定の誤差が生じる。尚、上記閾値の一例としては３ｍｍを挙げることができる。

カメラ７の校正を行う場合には、まず傾きの校正を完了し、次いで高さの校正を行うことにより、確実にカメラに由来した板幅方向長さの測定誤差を解消することができる。尚、カメラの傾きに誤差がない場合には、傾きの校正を行わず、高さの校正のみを行うこともできる。このように、カメラに由来した板幅方向長さの測定誤差を解消することにより、操業中のカメラのズレによってキャンバー量を正確に測定できなくなることを防止することができる。

尚、カメラの水平方向の設置角度の誤差（図８（ａ）に示す画角φｘ方向のずれ）によっても、板幅の真値と算出値との誤差が生じうる。しかし、水平方向の角度の誤差によるキャンバー量測定結果への影響は小さいので、定修時等に水平方向の設置角度の誤差を校正することで、操業上の問題は生じない。

本発明に係る鋼板のキャンバー量測定装置では、カメラは板幅方向に１台設けられることが好ましい。カメラを１台とすると、板幅方向に複数台のカメラを設置する場合に比べて、カメラの設置スペースや、カメラの設置コスト及び維持コスト等が少なくてすむ。また、スラブの２つのエッジ辺をそれぞれ１台ずつのカメラで検出するように、板幅方向に２台のカメラを設置する場合、通板するスラブの板幅が変わると、スラブの板幅に追従してカメラを移動させる必要がある。一方で、１台のカメラを用いて、視野内にスラブの板幅方向の全体が入るようにすると、通板するスラブの板幅が変わっても視野の広さを変化させるだけでよく、板幅の追従性が向上する。

一方で、１台のカメラを用いる場合には、カメラの高さや角度等のずれにより、キャンバー量の測定誤差が生じやすくなるという欠点もある。そこで、１台のカメラを用いてキャンバー量を測定する場合には、カメラの高さや角度等の誤差を頻繁に検出し、校正することが求められる。

しかし、従来知られている方法では、ラインの操業中に頻繁にカメラの高さや角度等の誤差を検出、校正することは難しい。具体的に、従来のカメラ７の校正方法は、スラブとは異なる校正板を別途通板、撮影し、校正板の撮影画像に基づいてカメラ７の校正を行っている。しかしこの方法では、輝度の著しく高い鋼板を撮影する場合と、輝度の低い校正板を撮影する場合とでは、カメラの撮影条件（例えば絞り条件等）が異なる。そこで校正板を行う方法では、校正を行う度にカメラの撮影条件等を調節する必要がある。しかし実際には、カメラが設置されている場所はラインの稼動中は容易に立ち入れないことが多く、従来の方法では操業中にはカメラの誤差を検出するタイミングが限られてしまう。

一方で、本発明では、ラインの操業中であっても鋼板の撮影画像を用いていつでもカメラの高さや角度の誤差を検知することができる。よって、操業中にカメラの高さや角度にズレが起こったことに気づかないまま操業を継続し、誤差の生じたキャンバー量の測定を続けることを防止することができる。

尚、上述のように、ラインの操業中であっても頻繁にカメラの高さや角度の誤差を検出、校正することができるという効果は、特に板幅方向に１台のカメラが設置された例で大きいものではあるが、板幅方向に２台以上のカメラが設置された例であっても同様の効果を奏する。

図６の写真で示すように、鋼板の先端から後端にかけてキャンバーが生じている鋼板について、２枚の撮影画像から合成画像を取得し、板長平行線の基準平行線からのずれ量を求めた。具体的に、図３（ｂ）にて説明した演算処理を行った例を本発明例とし、図３（ａ）にて説明した演算処理を行った例を比較例とした。尚、１枚目（上側）の撮影画像と２枚目（下側）の撮影画像との間では、鋼板に回転が生じていた。

結果を図７のグラフで示す。グラフの縦軸における「板中心位置」が、画像中心線（基準平行線）に対する幅中心線（板長平行線）の板幅方向におけるずれ量を示し、グラフの横軸における「測定点数」が鋼板の搬送方向における位置を示す。本発明例では、グラフの曲線の形状と、鋼板の上面における側辺の形状とが対応しており、正確に鋼板のキャンバー量を測定できることが示された。一方比較例では、回転が生じた後の鋼板尾端側において、実際の側辺の形状とグラフの曲線の形状との間の乖離が大きく、正確に鋼板のキャンバー量を測定することはできなかった。

１ 鋼板
２ 加熱炉
３ 粗ミル
４ 仕上げミル
５ テーブルロール
７ カメラ
８ 演算装置
１１ 前端部
１２ 後端部
φｘ 水平方向の画角
φｙ 鉛直方向の画角
θ カメラの設置角度
ｈ カメラの高さ
ｔ 鋼板の板厚
Ｗ 鋼板の板幅の真値
Ｗ１ 前端部の板幅の算出値
Ｗ２ 後端部の板幅の算出値
ｗ 撮影画像全体の幅
ｗ１ 撮影画像における前端部の板幅
ｗ２ 撮影画像における前端部の板幅

Claims (8)

1. 鋼板の上面を搬送方向に分けて複数回撮影し、得られた撮影画像を組み合わせて合成画像を取得し、該合成画像から鋼板のキャンバー量を算出する鋼板のキャンバー量測定方法であって、
   鋼板を撮影する際に、Ｎ回目の撮影画像（但し、Ｎは正の整数とする。）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像とにおいて重複範囲があるように撮影を行い、
   Ｎ回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線とを重ね合わせることにより、合成画像を取得する鋼板のキャンバー量測定方法。
2. 合成画像を取得する際に、
   一方の基準線の傾きと他方の基準線の傾きとが一致するようにＮ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を回転させるとともに、
   ２つの基準線の搬送方向位置及び板幅方向位置が一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を平行移動させる請求項１に記載の鋼板のキャンバー量測定方法。
3. 合成画像中における鋼板の搬送方向と平行な基準平行線と、合成画像の鋼板部における板長方向に沿った板長平行線との板幅方向のずれ量を測定することによって、鋼板のキャンバー量を算出する請求項１又は２に記載の鋼板のキャンバー量測定方法。
4. 鋼板の上面を搬送方向に分けて複数回撮影するカメラと、該カメラから撮影画像を受信し、複数の撮影画像を組み合わせて合成画像を取得し、該合成画像から鋼板のキャンバー量を算出する演算装置と、を備えた鋼板のキャンバー量測定装置であって、
   前記カメラは、鋼板を撮影する際に、Ｎ回目の撮影画像（但し、Ｎは正の整数とする。）と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像とにおいて重複範囲があるように撮影を行い、
   前記演算装置は、Ｎ回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線と、（Ｎ＋１）回目の撮影画像の重複範囲における鋼板の基準線とを重ね合わせることにより、合成画像を取得する鋼板のキャンバー量測定装置。
5. 前記演算装置は、合成画像を取得する際に、一方の基準線の傾きと他方の基準線の傾きとが一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を回転させるとともに、
   ２つの基準線の搬送方向位置及び板幅方向位置が一致するように、Ｎ回目の撮影画像及び（Ｎ＋１）回目の撮影画像の少なくとも一方を平行移動させる請求項４に記載の鋼板のキャンバー量測定装置。
6. 前記演算装置は、合成画像中において鋼板の搬送方向と平行な基準平行線と、合成画像の鋼板部における板長方向に沿った板長平行線との板幅方向のずれ量を測定することによって、鋼板のキャンバー量を算出する請求項４又は５に記載の鋼板のキャンバー量測定装置。
7. 請求項４から６までのいずれか一項に記載の鋼板のキャンバー量測定装置において、カメラに由来する測定誤差を校正する鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法であって、
   前記カメラによって通板中の鋼板を撮影し、
   撮影画像における鋼板の前端部の板幅の相対値に基づいて、鋼板の板幅の算出値Ｗ１を求め、
   撮影画像における鋼板の後端部の板幅の相対値に基づいて、鋼板の板幅の算出値Ｗ２を求め、
   鋼板の板幅の真値、前記Ｗ１、及び前記Ｗ２に基づいて、カメラに由来する測定誤差を校正する鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法。
8. 前記Ｗ１と前記Ｗ２との差の絶対値が閾値を超える場合には、カメラの設置角度を校正し、次いで、前記Ｗ１及びＷ２の少なくともいずれか一方と鋼板の板幅の真値との差の絶対値が閾値を超える場合には、カメラの高さを校正する請求項７に記載の鋼板のキャンバー量測定装置の校正方法。