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JP2966681B2 - テレビカメラによる板材の位置検出方法 - Google Patents

テレビカメラによる板材の位置検出方法

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JP2966681B2
JP2966681B2 JP5046393A JP4639393A JP2966681B2 JP 2966681 B2 JP2966681 B2 JP 2966681B2 JP 5046393 A JP5046393 A JP 5046393A JP 4639393 A JP4639393 A JP 4639393A JP 2966681 B2 JP2966681 B2 JP 2966681B2
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JP
Japan
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television camera
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camera
detecting
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澄晴 田崎
博文 吉川
宏 関根
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Kokan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、走行する帯状
圧延材等の板材の幅方向位置及び幅寸法をテレビカメラ
によって検出する板材の位置検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱間圧延設備の列設された仕上
圧延機間を走行する帯材の幅方向位置及び幅寸法をテレ
ビカメラによる位置検出装置によって検出する場合に、
このテレビカメラを所定の基準位置に設定する必要があ
る。図6には従来の仕上圧延機間に設けられた走行する
帯材の位置検出装置の平面視、図7にその位置検出装置
の正面視を示してある。
【0003】図6及び図7に示すように、従来の帯材の
位置検出装置において、帯材11が走行するパスライン
Pの両側には一対のサイドガイド21,22が立設され
ており、この一対のサイドガイド21,22はビーム2
3によって連結されている。そして、各サイドガイド2
1,22の上端部にはブラケット24,25によってテ
レビカメラ26,27が設置されている。このテレビカ
メラ26,27には映像信号を送信する位置演算器28
が接続され、更に、この位置演算器28は圧延機制御装
置29に接続されている。
【0004】このような位置検出装置を用いて帯材11
の幅方向位置及び幅寸法を検出するには、テレビカメラ
26,27の焦点位置であるAのパスラインPからの予
め設定された所定の高さy及び一対のサイドガイド2
1,22の各内側面からの所定の距離xと、テレビカメ
ラ26,27の傾斜角αとを位置演算器28に入力す
る。一方、このテレビカメラ26,27の焦点位置Aの
高さY及びサイドガイド21,22の各内側面からの距
離X、テレビカメラ26,27の傾斜角αとの各実測値
を測定器具に用いて手作業によって計測しながら、テレ
ビカメラ26,27を各サイドガイド21,22の上端
部に設置する。なお、テレビカメラ26,27の傾斜角
αはこのテレビカメラ26,27によってサイドガイド
21,22の内側面及びパスラインPの板幅中央部が視
野に入る視野角度θ0 の中心線Cとサイドガイド21,
22の内側面に平行な基準線Sとの角度である。
【0005】そして、パスラインPを走行する帯材11
の両エッジ部12,13を左右のサイドガイド21,2
2に設置された各テレビカメラ26,27によって検出
し、その映像信号を位置検出器28に送信する。位置検
出器28はこの映像信号を圧延機制御装置29から受信
した帯材11の所定幅寸法によるサイドガイド21,2
2の位置を基準として、その幅方向位置及び幅寸法を演
算する。このとき、帯材11の幅方向位置に異常があれ
ば、圧延機制御装置29に送信して圧延機の駆動側の作
業側のロール圧下量を調整させ、前記異常を修正する。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】上述した従来の帯材
の位置検出装置にあっては、テレビカメラ26,27を
手作業によって各サイドガイド21,22の上端部に設
置しているため、テレビカメラ26,27の焦点位置A
を正確に把握することが困難であり、その位置を正確に
設定することができない。そのため、予め、位置演算器
28に入力されたテレビカメラ26,27の焦点位置A
のパスラインPからの所定の高さy及びサイドガイド2
1,22の各内側面からの所定の距離x、テレビカメラ
26,27の傾斜角αと測定器具によるテレビカメラ2
6,27の焦点位置Aの高さY及びサイドガイド21,
22からの距離X、傾斜角αの各実測値との間に誤差が
発生する。すると、帯材11の両エッジ部12,13の
位置検出誤差の主な要因となってしまうという問題があ
った。
【0007】また、各サイドガイド21,22などの設
置場所が圧延機の複雑な形状の位置にあり、テレビカメ
ラ26,27を設置する際に、その焦点位置Aの高さy
及び距離x、テレビカメラ26,27の傾斜角αを正確
に設定することが容易でなく、その設定に長時間を要し
てしまう。その結果として、帯材11の幅方向位置及び
幅寸法を正確に検出することが困難であった。
【0008】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、テレビカメラの設定位置に誤差があってもその
誤差を補正して板材の幅方向位置及び幅寸法を高精度に
検出することのできるテレビカメラによる板材の位置検
出方法を提供することを目的とする。
【0009】
【問題点を解決するための手段】上述の目的を達成する
ための本発明のテレビカメラによる板材の位置検出方法
は、板材の幅方向位置及び幅寸法を検出するテレビカメ
ラを所定の検出位置に設定し、前記板材の長さ方向と平
行な縞模様を描いたゲージプレートを所定の位置に設置
して各濃淡境界部位置を予め実測する一方、このゲージ
プレートを高さが異なる複数の基準位置に順次設置して
このゲージプレートのそれぞれの高さでの前記基準位置
における各濃淡境界部位置を前記テレビカメラによって
それぞれ検出し、このそれぞれの検出位置と予め実測し
た前記各濃淡境界部位置とをそれぞれ比較し、前記テレ
ビカメラの板幅方向位置及び高さ、傾斜角の設定誤差を
算出してそのテレビカメラの設定位置を補正し、前記板
材の幅方向位置及び幅寸法を検出することを特徴とする
ものである。
【0010】
【作用】ゲージプレートにおける各濃淡境界部位置の実
測値とテレビカメラによる高さが異なる複数の基準位置
でのゲージプレートにおける各濃淡境界部位置の検出値
とをそれぞれ比較演算してテレビカメラの板幅方向位置
及び高さ、傾斜角の設定誤差補正してから板材の幅方向
位置及び幅寸法を検出することで、各検出値の誤差を許
容値以下として板材の幅方向位置及び幅寸法を高精度検
出できる。
【0011】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0012】図1に本発明の一実施例に係るテレビカメ
ラによる板材の位置検出方法の概念を表す説明、図2に
本実施例のテレビカメラによる板材の位置検出方法を実
施するための板材の位置検出装置のブロック構成、図3
にその板材の位置検出装置の平面視、図4に板材の位置
検出装置の正面視、図5にテレビカメラによる板材の位
置検出方法のフローチャートを示す。なお、従来と同様
の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説
明は省略する。
【0013】図3及び図4に示すように、本実施例のテ
レビカメラによる板材の位置検出装置において、帯材1
1のパスラインPの両側には一対のサイドガイド21,
22が立設され、ビーム23によって連結されており、
この各サイドガイド21,22の上端部にはテレビカメ
ラ26,27が設置されている。そして、このテレビカ
メラ26,27には位置演算器31、並びに圧延機制御
装置29が接続されている。
【0014】また、帯材11のパスラインP上にはゲー
ジプレート41が把持治具42にて設置可能であり、こ
のゲージプレート41は把持治具42によってその保持
高さを調整することができるようになっている。そし
て、このゲージプレート41の上面には帯材11の長さ
方向と平行な濃淡差の大きい白色部43と黒色部44と
からなる縞模様が描かれている。
【0015】本実施例のテレビカメラによる板材の位置
検出装置の制御ブロック構成において、図2に示すよう
に、位置位置演算器31は、テレビカメラ26,27の
検出した映像信号が入力される映像信号処理部32、演
算処理部33、並びに圧延機制御装置29に対して入出
力するデジタル入出力部34及びアナログ出力部35、
モニタ装置36から構成されている。
【0016】ここで、上述した本実施例の板材の位置検
出装置を用いた帯材11の幅方向位置及び幅寸法を検出
する具体的な方法について図5に示すフローチャートに
基づいて説明する。図1及び図5に示すように、ステッ
プS1において、テレビカメラ26,27を各サイドガ
イド21,22の上端部の所定の位置にそれぞれ設置す
る。そして、ステップS2において、ゲージプレート4
1を一方のテレビカメラ26の視野角θ0 内でその上面
がパスラインPと一致する(y1 =0となる)高さにな
るように治具42によってビーム23上に設置する。そ
して、そのゲージプレート41の白色部43と黒色部4
4との各縞模様濃淡境界部の座標、即ち、各サイドガイ
ド21の内側面からの距離x1 〜x8 を計測器具によっ
て精密に測定し、位置演算器31に入力する。
【0017】ステップS3において、一方のテレビカメ
ラ26によって各サイドガイド21の内側面からの距離
1 〜x8 、即ち、ゲージプレート41をパスラインP
上の高さy1 で白色部43と黒色部44との各境界部の
ドット位置di を検出し、その映像信号を映像信号処理
部32に入力する。また、ステップS4において、ゲー
ジプレート41を治具42によってパスラインPからの
高さy2 ,y3 に順次設置し、一方のテレビカメラ26
により各高さy2 ,y3 での距離x1 〜x8 、即ち、各
縞模様濃淡境界部のドット位置di を検出し、その映像
信号を映像信号処理部32に入力する。
【0018】ステップS5において、映像信号処理部3
2はテレビカメラ26が検出した映像信号、即ち、ゲー
ジプレート41のそれぞれの高さy1 ,y2 ,y3 での
距離x1 〜x8 (各境界部のドット位置di )を演算処
理(後述する数式2)によって視野角変換して測定視野
角θi を算出する。そして、ステップS6において、テ
レビカメラ26の高さYを所定の高さから±10mmの範
囲でmmごとにニュートンラプソン法(後述する数式1)
によって距離X及び傾斜角αを求める。
【0019】ステップS7では、ニュートンラプソン法
によって求められたX,Y,αからゲージプレート41
におけるそれぞれの縞模様濃淡境界部座標(xi
i )を逆算して予め実測されたそれぞれの境界部座標
とを比較演算(後述する数式3〜9)し、設定誤差を算
出記憶する。そして、ステップS8にて、この設定誤差
が最小となるように、パラメータ(X,Y,α)を正式
なテレビカメラ26の取付位置として設定する。
【0020】従って、ステップS9において、設定され
たテレビカメラ26の取付位置を基準とし、圧延機制御
装置29からのデータを受信してその検出値を補正しな
がら帯板11の正確な幅方向位置及び幅寸法を算出し、
圧延機制御装置29に送信する。
【0021】なお、上述の説明にあっては、一方のテレ
ビカメラ26による検出方法を説明したが、他方のテレ
ビカメラ27でも同様の検出を行うものである。
【0022】以下に上述した各演算処理の具体的な計算
方法を示す。
【0023】前述した設定誤差の算出原理は以下の数式
によるものである。
【0024】評価関数
【数1】
【数2】
【0025】但し、N :視野角測定データ数 xi :縞模様濃淡境界部のx座標(サイドガイド21,
22の内側面からの距離) yi :縞模様濃淡境界部のy座標(パスラインPからの
高さ) θi :測定視野角(i=1,2,3・・・N9) θ0 :テレビカメラ26,27の全視野角 di :縞模様濃淡境界部のテレビカメラ26,27の全
画面ドット数dにおけるドット位置
【0026】そして、数式2によってそれぞれの縞模様
濃淡境界部座標(xi ,yi )のテレビカメラ26,2
7の画面上でのドット位置から視野角に変換してθi
算出する。なお、高さYは未知パラメータとするが、所
定の高さから大幅にずれることはないので、所定の高さ
を基準として±10mmの範囲で高さYを変動させ、ニュ
ートンラプソン法により求まったテレビカメラ26,2
7の設定位置からの縞模様濃淡境界部位置を逆算して既
BR>設定位置との誤差を求め、この誤差が最小となる値
を正式なテレビカメラ26,27の設定位置とする。
【0027】定式化 X0 ,α0 が評価関数Fを最小とするX,αであるとす
ると、
【数3】
【数4】 の条件を満足する。
【0028】従って、
【数5】
【数6】
【0029】そして、数式6に数式5を代入する。
【数7】
【0030】即ち、数式7を0とするα0 をニュートン
ラプソン法を用いて求める。また、このα0 を数式5に
代入してX0 を求める。
【0031】また、前述した検出値の補正手順は次の通
りである。 (1)テレビカメラ26,27の取付位置初期値(X,
Y,α)を設定する。 (2)ゲージプレーと41のそれぞれの高さを入力し、
各高さでのそれぞれの縞模様濃淡境界部位置を検出す
る。 (3)テレビカメラ26,27の高さYを所定の高さか
ら±10mmの範囲で0.1mmごとにニュートンラプソン
法によって距離X及び傾斜角αを求める。 評価関数
【数8】
【0032】(4)それぞれの高さyi ごとに求められ
たX,Y,αからそれぞれの縞模様濃淡境界部座標(x
i ,yi )を逆算し、予め実測したそれぞれの縞模様濃
淡境界部座標との誤差を求める。
【0033】
【数9】
【0034】そして、この設定誤差が最小となるよう
に、パラメータ(X,Y,α)を正式なテレビカメラ2
6の取付位置として設定する。
【0035】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のテレビカメラによる板材の位置検出方法に
よれば、板材の長さ方向と平行な縞模様を描いたゲージ
プレートを所定の位置に設置して各濃淡境界部位置を予
め実測する一方、このゲージプレートを高さが異なる複
数の基準位置に順次設置してこのゲージプレートのそれ
ぞれの高さでの基準位置における各濃淡境界部位置をテ
レビカメラによってそれぞれ検出し、各検出位置と実測
位置とをそれぞれ比較してテレビカメラの板幅方向位置
及び高さ、傾斜角の設定誤差を算出してテレビカメラの
設定位置を補正し、板材の幅方向位置及び幅寸法を検出
するようにしたので、テレビカメラの設定位置に誤差が
あって基準位置からずれていてもその誤差を補正して板
材の幅方向位置及び幅寸法を正確に検出することで、テ
レビカメラによる板材の位置検出精度の向上を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るテレビカメラによる板
材の位置検出方法の概念を表す説明図である。
【図2】本実施例のテレビカメラによる板材の位置検出
方法を実施するための板材の位置検出装置のブロック構
成図である。
【図3】本実施例の板材の位置検出装置の平面図であ
る。
【図4】本実施例の板材の位置検出装置の正面図であ
る。
【図5】テレビカメラによる板材の位置検出方法のフロ
ーチャートである。
【図6】従来の仕上圧延機間に設けられた走行する帯材
の位置検出装置の平面図である。
【図7】従来の位置検出装置の正面図である。
【符号の説明】
11 帯板 12,13 エッジ部 21,22 サイドガイド 23 ビーム 26,27 テレビカメラ 29 圧延機制御装置 31 位置検出器 32 映像信号処理部 33 演算処理部 34 デジタル入出力部 35 アナログ出力部 36 モニタ装置 41 ゲージプレート 42 把持治具 43 白色部 44 黒色部 A 焦点位置 P パスライン C 視野角度の中心線 S サイドガイドの内側面に平行な基準線 x サイドガイドの内側面から焦点位置までの距離の検
出値 y パスラインからの予め設定された焦点位置の高さの
検出値 X サイドガイドの内側面から焦点位置までの距離の実
測値 Y パスラインからの焦点位置の高さの実測値 α テレビカメラの傾斜角 θ0 テレビカメラの全視野角度 θi 測定視野角 di 縞模様濃淡境界部のドット位置 N 視野角測定データ数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 宏 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−109202(JP,A) 特開 昭49−46764(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板材の幅方向位置及び幅寸法を検出する
    テレビカメラを所定の検出位置に設定し、前記板材の長
    さ方向と平行な縞模様を描いたゲージプレートを所定の
    位置に設置して各濃淡境界部位置を予め実測する一方、
    このゲージプレートを高さが異なる複数の基準位置に順
    次設置してこのゲージプレートのそれぞれの高さでの前
    記基準位置における各濃淡境界部位置を前記テレビカメ
    ラによってそれぞれ検出し、このそれぞれの検出位置と
    予め実測した前記各濃淡境界部位置とをそれぞれ比較
    し、前記テレビカメラの板幅方向位置及び高さ、傾斜角
    の設定誤差を算出してそのテレビカメラの設定位置を補
    正し、前記板材の幅方向位置及び幅寸法を検出すること
    を特徴とするテレビカメラによる板材の位置検出方法。
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KR20000074247A (ko) * 1999-05-19 2000-12-15 이구택 씨씨디 카메라의 기울임을 이용한 피측정체의 폭 측정방법
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