BR112020023311B1 - INDUSTRIAL INSTALLATION MONITORING CONTROL SYSTEM - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE CONTROLE DE MONITORAMENTO DE INSTALAÇÃO INDUSTRIAL . A presente invenção se refere a um dispositivo de análise de imagem de instalação industrial e um sistema de controle de monitoramento de instalação industrial inclui a configuração a seguir. A unidade de coleta de dados de imagem móvel (21) coleta, em tempo real, dados de imagem móvel que são obtidos por fotografar um aparelho que constitui uma instalação industrial e um material que é processado pelo aparelho. Uma unidade de processamento de imagem (22) extrai uma imagem a partir dos dados de imagem móvel em intervalos periódicos regulares e binariza a imagem por converter a cor especificada em uma primeira cor e outros exceto a cor especificada em uma segunda cor. Uma unidade de quantificação de imagem (23) quantifica a imagem binarizada com base no número de pixels para os quais conversão para a primeira cor foi realizado. A unidade de emissão de valor numérico (24) emite dados quantificadosINDUSTRIAL INSTALLATION MONITORING CONTROL SYSTEM. The present invention relates to an industrial installation image analysis device and an industrial installation monitoring control system includes the following configuration. The mobile image data collection unit (21) collects, in real time, mobile image data that is obtained by photographing an apparatus constituting an industrial installation and a material that is processed by the apparatus. An image processing unit (22) extracts an image from the moving image data at regular periodic intervals and binarizes the image by converting the specified color to a first color and other than the specified color to a second color. An image quantification unit (23) quantifies the binarized image based on the number of pixels for which conversion to the first color was performed. The numeric value output unit (24) outputs quantified data
Description
[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de análise de imagem de instalação industrial e um sistema de controle de monitoramento de instalação industrial.[001] The present invention relates to an industrial installation image analysis device and an industrial installation monitoring control system.
[002] Há instalações industriais conhecidas (instalação de indústria siderúrgica, instalação de geração de energia, instalação de petróleo, instalação química, e semelhante) que produzem materiais e recursos necessários para atividades industriais. Um sistema de controle de monitoramento de instalação para uma instalação industrial inclui uma configuração na qual um dispositivo de entrada/saída (I/O) ao qual uma pluralidade de aparelhos de campo (incluindo um acionador e um sensor) que constituem a instalação são conectados e um controlador de lógica programável (daqui em diante, descrito como PLC) que controla a pluralidade de aparelhos de campo são interconectados por meio de uma rede de controle.[002] There are known industrial facilities (steel industry facility, power generation facility, petroleum facility, chemical facility, and the like) that produce materials and resources necessary for industrial activities. An installation monitoring control system for an industrial installation includes a configuration in which an input/output (I/O) device to which a plurality of field devices (including a driver and a sensor) constituting the installation are connected. and a programmable logic controller (hereinafter described as PLC) that controls the plurality of field devices are interconnected via a control network.
[003] Adicionalmente, dados de processo que são sinais de en- trada/saída do PLC e o dispositivo de entrada/saída são coletados por um dispositivo de coleta de dados tendo uma função de coleta de dados e uma função de reprodução de dados. O dispositivo de coleta de dados exibe os dados coletados de processo, que é usado para um operador para pegar o estado de uma instalação industrial.[003] Additionally, process data that are input/output signals from the PLC and the input/output device are collected by a data collection device having a data collection function and a data playback function. The data collection device displays the collected process data, which is used for an operator to pick up the status of an industrial facility.
[004] Como um exemplo de um sensor que emite os dados de processo, um detector de metal quente (HMD) que é arranjado em uma instalação de indústria siderúrgica é descrito em PTL 1. Esse I-IMD é instalado em uma posição de uma predeterminada altura imediatamente acima de um rolo de mesa à jusante de um rolo de laminação, e uma direção de detecção é ajustada para uma direção de visualização do rolo de laminação em uma direção substancialmente ortogonal e direção horizontal. O HMD é um sensor a laser tendo um campo visual estreito e quando detectar uma massa quente dentro do campo visual, emite um sinal LIGADO e quando não detectar, um sinal DESLIGADO[004] As an example of a sensor that outputs process data, a hot metal detector (HMD) that is arranged in a steel industry facility is described in PTL 1. This I-IMD is installed in a position of a predetermined height immediately above a table roller downstream of a lamination roll, and a detection direction is set to a viewing direction of the lamination roll in a substantially orthogonal direction and horizontal direction. The HMD is a laser sensor having a narrow visual field and when it detects a hot mass within the visual field, it emits an ON signal and when it does not, an OFF signal.
[005] PTL 1 JP 2016-87652A[005] PTL 1 JP 2016-87652A
[006] PTL 2 WO 2014/002176[006] PTL 2 WO 2014/002176
[007] Por arranjar um sensor como em PTL 1, uma curvatura para cima de uma massa quente (material a ser laminado) pode ser detectada. No entanto, o sensor é antieconômico e também, o seu local de instalação é limitado. Adicionalmente, o sensor emite apenas um sinal LIGADO ou um sinal DESLIGADO e o estado (formato, posição e semelhante) do material a ser laminado não pode ser compreendido em detalhes.[007] By arranging a sensor as in PTL 1, an upward curvature of a hot mass (material to be rolled) can be detected. However, the sensor is uneconomical and also, its installation location is limited. Additionally, the sensor only outputs an ON signal or an OFF signal and the state (shape, position and the like) of the material to be laminated cannot be understood in detail.
[008] De modo a resolver tais desvantagens, o inventor do presente pedido estudou intensamente; e como resultado, decidiu usar, como um sensor, dados de imagem em movimento de um objeto fotográfico fotografado com uma câmera geral. Ao usar a câmera, tais vantagens podem ser obtidas no sentido de que o custo é reduzido, uma faixa de fotografia é mais ampla e um local de instalação é mais flexível em comparação com o sensor descrito acima, e a quantidade de infor-mações é maior do que a emissão do sensor.[008] In order to resolve such disadvantages, the inventor of the present application studied intensively; and as a result, decided to use, as a sensor, moving image data from a photographic object photographed with a general camera. When using the camera, such advantages can be obtained in the sense that the cost is reduced, a photography range is wider and an installation location is more flexible compared to the sensor described above, and the amount of information is greater than the sensor emission.
[009] Por outro lado, ao verificar o estado do objeto fotográfico fotografado com a câmera, mesmo que uma verificação visual simples dos dados da imagem em movimento seja realizada, uma determinação é feita por medição visual e a precisão da verificação é baixa. Portanto, um processamento que aumente a precisão da verificação é desejado.[009] On the other hand, when checking the state of the photographic object photographed with the camera, even if a simple visual check of the moving image data is performed, a determination is made by visual measurement and the accuracy of the check is low. Therefore, processing that increases verification accuracy is desired.
[0010] A presente invenção foi implementada para resolver os problemas acima descritos, e é um objetivo da presente invenção proporcionar um dispositivo de análise de imagem de instalação industrial que seja capaz de suportar um operador que quantitativamente analise o estado de um objeto fotográfico em tempo real por usar dados de imagem móvel e checar o estado operacional de uma instalação industrial.[0010] The present invention was implemented to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an industrial installation image analysis device that is capable of supporting an operator who quantitatively analyzes the state of a photographic object in time real by using mobile image data and checking the operational status of an industrial facility.
[0011] Ademais, é outro objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de controle de monitoramento de instalação industrial que seja capaz de realizar controle apropriado de acordo com o estado de um objeto fotográfico por usar dados quantificados pelo dispositivo de análise de imagem de instalação industrial.[0011] Furthermore, it is another object of the present invention to provide an industrial installation monitoring control system that is capable of carrying out appropriate control according to the state of a photographic object by using data quantified by the industrial installation image analysis device. .
[0012] De modo a alcançar os objetivos acima, um dispositivo de análise de imagem de instalação industrial de acordo com uma modalidade é configurado como a seguir. O dispositivo de análise de imagem de instalação industrial inclui uma unidade de coleta de dados de imagem móvel, uma unidade de processamento de imagem, uma unidade de quantificação de imagem, e uma unidade de emissão de valor numérico.[0012] In order to achieve the above objectives, an industrial installation image analysis device according to one embodiment is configured as follows. The industrial installation image analysis device includes a mobile image data collection unit, an image processing unit, an image quantification unit, and a numerical value output unit.
[0013] A unidade de coleta de dados de imagem móvel coleta, em tempo real, dados de imagem móvel que são obtidos por fotografar um aparelho que constitui uma instalação industrial e um material que é processado pelo aparelho. O tempo real não necessariamente se refere a um momento quando a fotografia é realizada; mas tem um significado que cobre coleta de dados com um retardo em virtude de uma via de comunicação ou processamento de dados, e coleta de dados em intervalos periódicos regulares.[0013] The mobile image data collection unit collects, in real time, mobile image data that is obtained by photographing an apparatus constituting an industrial installation and a material that is processed by the apparatus. Real time does not necessarily refer to a moment when the photograph is taken; but has a meaning that covers data collection with a delay due to a communication or data processing path, and data collection at regular periodic intervals.
[0014] A unidade de processamento de imagem extrai uma imagem a partir dos dados de imagem móvel para cada período regular, e bina- riza a imagem por converter uma cor especificada em uma primeira cor e outros exceto a cor especificada em uma segunda cor. O período regular é preferível ser um período o mais curto possível e tempo real é preferível. A imagem se refere a uma imagem de chama que é extraída a partir dos dados de imagem móvel. A cor especificada tem um significado que cobre não só uma única cor, mas também uma gama de cor especificada.[0014] The image processing unit extracts an image from the moving image data for each regular period, and binaries the image by converting a specified color into a first color and others except the specified color into a second color. The regular period is preferable to be as short a period as possible and real time is preferable. The image refers to a flame image that is extracted from the mobile image data. The specified color has a meaning that covers not only a single color but also a specified color range.
[0015] A unidade de quantificação de imagem quantifica a imagem binarizada com base no número de pixels para os quais a conversão para a primeira cor foi realizada. Em um aspecto, a unidade de quantificação de imagem calcula a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de banda dentro das quais a imagem binarizada é dividida em paralelo com uma direção de transporte do material. Em outro aspecto, a unidade de quantificação de imagem calcula a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de célula de grade dentro das quais a imagem binarizada é dividida em um padrão de grade.[0015] The image quantification unit quantifies the binarized image based on the number of pixels for which the conversion to the first color was performed. In one aspect, the image quantification unit calculates the occupancy ratio of the first color in each of the band regions into which the binarized image is divided in parallel with a material transport direction. In another aspect, the image quantification unit calculates the occupancy ratio of the first color in each of the grid cell regions within which the binarized image is divided into a grid pattern.
[0016] A unidade de emissão de valor numérico emite dados quantificados.[0016] The numerical value emission unit outputs quantified data.
[0017] Adicionalmente, de modo a alcançar os objetivos acima, um sistema de controle de monitoramento de instalação industrial de acordo com uma modalidade é configurado como a seguir. O sistema de controle de monitoramento de instalação industrial inclui o dispositivo de análise de imagem de instalação industrial descrito acima e um controlador de lógica programável que controla o aparelho.[0017] Additionally, in order to achieve the above objectives, an industrial installation monitoring control system according to one embodiment is configured as follows. The industrial facility monitoring control system includes the industrial facility image analysis device described above and a programmable logic controller that controls the apparatus.
[0018] O aparelho inclui um par de rolos de laminação para laminar um material a ser laminado que é o material. A unidade de processamento de imagem binariza a imagem obtida por ver o material a ser laminado a partir da direção da largura.[0018] The apparatus includes a pair of laminating rolls for laminating a material to be laminated which is the material. The image processing unit binarizes the image obtained by viewing the material to be laminated from the width direction.
[0019] Em um aspecto, a unidade de quantificação de imagem e o controlador de lógica programável são configurados como a seguir.[0019] In one aspect, the image quantification unit and the programmable logic controller are configured as follows.
[0020] A unidade de quantificação de imagem divide a imagem bi- narizada em paralelo com a direção de transporte do material a ser laminado em pelo menos uma primeira região e uma segunda região adjacente acima da primeira região; e calcula a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões.[0020] The image quantification unit divides the bi-nosed image in parallel with the transport direction of the material to be laminated into at least a first region and a second region adjacent above the first region; and calculates the occupancy ratio of the first color in each of the regions.
[0021] O controlador de lógica programável emite, quando uma diferença entre a quantidade de aumento na relação de ocupação da primeira cor na segunda região e a quantidade de redução na relação de ocupação da primeira cor na primeira região é maior do que um valor limiar, pelo menos um ou outro de um sinal de alarme e um sinal de controle que muda a velocidade de rotação do par de rolos de laminação de modo a reduzir uma curvatura para cima do material a ser laminado. Por exemplo, o sinal de controle é um sinal que interrompe o par de rolos de laminação ou um sinal que torna a velocidade de rotação de um rolo de laminação inferior que é inferior à velocidade de rotação de um rolo de laminação superior.[0021] The programmable logic controller outputs, when a difference between the amount of increase in the occupancy ratio of the first color in the second region and the amount of reduction in the occupancy ratio of the first color in the first region is greater than a threshold value , at least one or the other of an alarm signal and a control signal that changes the rotational speed of the pair of rolling rolls so as to reduce an upward curvature of the material to be rolled. For example, the control signal is a signal that stops the pair of rolling rolls or a signal that makes the rotation speed of a lower rolling roll which is lower than the rotation speed of an upper rolling roll.
[0022] Em outro aspecto, a unidade de quantificação de imagem e o controlador de lógica programável são configurados como a seguir.[0022] In another aspect, the image quantification unit and the programmable logic controller are configured as follows.
[0023] A unidade de quantificação de imagem divide a imagem bi- narizada em um padrão de grade em pelo menos uma primeira região, uma segunda região lateralmente adjacente à primeira região, uma terceira região adjacente acima da primeira região, e uma quarta região adjacente acima da segunda região e lateralmente adjacente à terceira região; e calcula a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões.[0023] The image quantification unit divides the bi-nosed image in a grid pattern into at least a first region, a second region laterally adjacent to the first region, a third adjacent region above the first region, and a fourth adjacent region above the second region and laterally adjacent to the third region; and calculates the occupancy ratio of the first color in each of the regions.
[0024] O controlador de lógica programável emite, quando a relação de ocupação da primeira cor aumenta na ordem da primeira região e da segunda região, e quando a relação de ocupação da primeira cor na quarta região aumenta de acordo com redução na relação de ocupação da primeira cor na terceira região, pelo menos um ou outro de um sinal de alarme e um sinal de controle que muda a velocidade de rotação do par de rolos de laminação de modo a reduzir uma curvatura para cima do material a ser laminado. Por exemplo, o sinal de controle é um sinal que para o par de rolos de laminação ou um sinal que torna a velocidade de rotação do rolo de laminação inferior mais baixa do que a velocidade de rotação do rolo de laminação superior.[0024] The programmable logic controller outputs, when the occupancy ratio of the first color increases in the order of the first region and the second region, and when the occupancy ratio of the first color in the fourth region increases in accordance with reduction in the occupancy ratio of the first color in the third region, at least one or the other of an alarm signal and a control signal that changes the rotational speed of the pair of laminating rolls so as to reduce an upward curvature of the material to be laminated. For example, the control signal is a signal that stops the pair of rolling rolls or a signal that makes the rotation speed of the lower rolling roll slower than the rotation speed of the upper rolling roll.
[0025] De acordo com o dispositivo de análise de imagem de instalação industrial da presente invenção, é possível se suportar um operador que quantitativamente analisa o estado de um objeto fotográfico em tempo real por usar dados de imagem móvel e checar o estado operacional de uma instalação industrial. Adicionalmente, de acordo com o sistema de controle de monitoramento de instalação industrial da presente invenção, é possível se realizar o controle apropriado por usar dados quantificados pelo dispositivo de análise de imagem de instalação industrial.[0025] According to the industrial installation image analysis device of the present invention, it is possible to support an operator who quantitatively analyzes the state of a photographic object in real time by using mobile image data and checking the operational status of a industrial installation. Additionally, according to the industrial installation monitoring control system of the present invention, it is possible to carry out appropriate control by using data quantified by the industrial installation image analysis device.
[0026] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração de um sistema de controle de monitoramento de instalação de uma instalação industrial de acordo com uma primeira modalidade.[0026] Figure 1 is a schematic diagram showing a configuration of an installation monitoring control system of an industrial installation according to a first embodiment.
[0027] A Figura 2 é um diagrama de bloco de um dispositivo de análise de imagem de acordo com a primeira modalidade.[0027] Figure 2 is a block diagram of an image analysis device according to the first embodiment.
[0028] A Figura 3 é um exemplo de tela de exibição de um dispositivo de análise de imagem de acordo com a primeira modalidade.[0028] Figure 3 is an example of a display screen of an image analysis device according to the first embodiment.
[0029] A Figura 4 é um diagrama de bloco que mostra um exemplo de configuração de hardware de um circuito de processamento incluído em um dispositivo de análise de imagem.[0029] Figure 4 is a block diagram showing an example hardware configuration of a processing circuit included in an image analysis device.
[0030] A Figura 5 é um diagrama de bloco de um dispositivo de análise de imagem de acordo com uma segunda modalidade.[0030] Figure 5 is a block diagram of an image analysis device according to a second embodiment.
[0031] A Figura 6 é um exemplo de análise de um dispositivo de análise de imagem de acordo com a segunda modalidade.[0031] Figure 6 is an example of analysis of an image analysis device according to the second modality.
[0032] A Figura 7 é um diagrama de bloco de um dispositivo de análise de imagem de acordo com uma terceira modalidade.[0032] Figure 7 is a block diagram of an image analysis device according to a third embodiment.
[0033] A Figura 8 é um exemplo de análise de um dispositivo de análise de imagem de acordo com a terceira modalidade.[0033] Figure 8 is an example of analysis of an image analysis device according to the third modality.
[0034] Daqui em diante, modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes com referência aos desenhos. Deve ser observado que elementos comuns nos desenhos são denotados pelos menos sinais de referência para omitir explicações redundantes.[0034] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that common elements in the drawings are denoted by least reference signs to omit redundant explanations.
[0035] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração de um sistema de controle de monitoramento de instalação de uma instalação industrial de acordo com uma primeira modalidade.[0035] Figure 1 is a schematic diagram showing a configuration of an installation monitoring control system of an industrial installation according to a first embodiment.
[0036] Uma das instalações industriais que produzem materiais e recursos necessário para atividades industriais é uma instalação de indústria siderúrgica. Na laminação a quente, uma placa de alta temperatura (material a ser laminado) que foi aquecido em um forno de aquecimento é transportada por um rolo de transporte, laminado a uma espessura desejada e simultaneamente processado a uma largura desejada por uma máquina de laminação bruta e uma máquina de laminação de acabamento, e é finalmente enrolado por uma bobina.[0036] One of the industrial facilities that produce materials and resources necessary for industrial activities is a steel industry facility. In hot rolling, a high-temperature plate (material to be rolled) that has been heated in a heating furnace is transported by a conveying roller, rolled to a desired thickness, and simultaneously processed to a desired width by a rough rolling machine. and a finishing laminating machine, and it is finally wound by a bobbin.
[0037] O sistema de controle de monitoramento de instalação é configurado por conectar um dispositivo de análise de imagem 1, uma primeira câmera de monitoramento 2, uma segunda câmera de monitoramento 3, um dispositivo de coleta de dados 7, um HMI 8, um PLC 9, um aparelho (não ilustrado) que constitui a instalação industrial, e semelhante.[0037] The installation monitoring control system is configured by connecting an image analysis device 1, a first monitoring camera 2, a second monitoring camera 3, a data collection device 7, an HMI 8, a PLC 9, a device (not illustrated) that constitutes the industrial installation, and the like.
[0038] A primeira câmera de monitoramento 2 e a segunda câmera de monitoramento 3 são arranjadas de modo que o aparelho que constitui a instalação industrial e um material que é processado pelo aparelho são incluídos em uma faixa de fotografia. A primeira câmera de monitoramento 2 é conectada a um conversor de dados de imagem 4 por meio de uma linha de sinal de imagem 5. Uma saída de vídeo da primeira câmera de monitoramento 2 é convertida em um sinal de rede comunicável pelo conversor de dados de imagem 4 e é transmitida a um dispositivo de análise de imagem 1 por meio de uma rede de imagem móvel 6. A segunda câmera de monitoramento 3 é uma câmera de rede e dados de imagem móvel obtida por fotografar é transmitida a um dispositivo de análise de imagem 1 por meio da rede de imagem móvel 6.[0038] The first monitoring camera 2 and the second monitoring camera 3 are arranged so that the apparatus constituting the industrial installation and a material that is processed by the apparatus are included in a photography strip. The first monitoring camera 2 is connected to an image data converter 4 via an image signal line 5. A video output from the first monitoring camera 2 is converted into a network signal communicable by the image data converter. image 4 and is transmitted to an image analysis device 1 via a mobile image network 6. The second monitoring camera 3 is a network camera and mobile image data obtained by photographing is transmitted to a image analysis device image 1 via mobile image network 6.
[0039] Um dispositivo de análise de imagem 1 é conectado por meio de uma rede de controle 10 com: o controlador de lógica programável (PLC) 9 que controla o aparelho (incluindo um acionador e um sensor) que constituem a instalação industrial; a interface homem máquina (HMI) 8 que é um dispositivo de controle de monitoramento que um operador usa para a operação e monitoramento contínuos da instalação industrial; e o dispositivo de coleta de dados 7. Deve ser observado que um dispositivo de análise de imagem 1 pode ser incorporado no dispositivo de coleta de dados 7.[0039] An image analysis device 1 is connected via a control network 10 with: the programmable logic controller (PLC) 9 that controls the apparatus (including a driver and a sensor) that constitute the industrial installation; the human machine interface (HMI) 8 which is a monitoring control device that an operator uses for continuous operation and monitoring of the industrial installation; and the data collection device 7. It should be noted that an image analysis device 1 may be incorporated into the data collection device 7.
[0040] A rede de controle 10 inclui uma pluralidade de nós tendo uma memória comum e por transmissão de difusão periódica entre a pluralidade de nós, dados na memória comum são sincronizados. Assim, um espaço de memória idêntico é virtualmente compartilhado entre um dispositivo de análise de imagem l, o PLC 9, e a HMI 8. Na memória comum, uma região de armazenamento (endereço) de cada item de dados é atribuída. Um dispositivo conectado a cada um dos nós pode transmitir e receber dados por escrever em e ler a partir da memória comum.[0040] The control network 10 includes a plurality of nodes having a common memory and by periodic broadcast transmission between the plurality of nodes, data in the common memory is synchronized. Thus, an identical memory space is virtually shared between an image analysis device 1, the PLC 9, and the HMI 8. In common memory, a storage region (address) of each data item is assigned. A device connected to each of the nodes can transmit and receive data by writing to and reading from common memory.
[0041] Um dispositivo de análise de imagem 1 inclui uma unidade de coleta de dados de imagem móvel 21, uma unidade de processamento de imagem 22, uma unidade de quantificação de imagem 23, e uma unidade de emissão de valor numérico 24.[0041] An image analysis device 1 includes a mobile image data collection unit 21, an image processing unit 22, an image quantification unit 23, and a numerical value output unit 24.
[0042] A unidade de coleta de dados de imagem móvel 21 coleta, em tempo real, dados de imagem móvel que são obtidos por fotografar o aparelho que constituem a instalação industrial e o material que é processado pelo aparelho. O tempo real não necessariamente se referem a um momento quando a fotografia é realizada; mas tem um significado que cobre coleta de dados com um retardo em virtude de uma via de comunicação ou processamento de dados, e coleta de dados em intervalos periódicos regulares. Especificamente, a unidade de coleta de dados de imagem móvel 21 coleta, em intervalos periódicos regulares, dados de imagem móvel a partir da primeira câmera de monitoramento 2 e da segunda câmera de monitoramento 3 por meio da rede de imagem móvel 6. A unidade de coleta de dados de imagem móvel 21 emite os dados de imagem móvel para a unidade de processamento de imagem 22. A unidade de coleta de dados de imagem móvel 21 armazena os dados de imagem móvel coletados em uma unidade de armazenamento de dados 113b de um armazenamento 113.[0042] The mobile image data collection unit 21 collects, in real time, mobile image data that is obtained by photographing the apparatus constituting the industrial installation and the material that is processed by the apparatus. Real time does not necessarily refer to a moment when the photograph is taken; but has a meaning that covers data collection with a delay due to a communication or data processing path, and data collection at regular periodic intervals. Specifically, the mobile image data collection unit 21 collects, at regular periodic intervals, mobile image data from the first monitoring camera 2 and the second monitoring camera 3 via the mobile imaging network 6. mobile image data collection 21 outputs the mobile image data to the image processing unit 22. The mobile image data collection unit 21 stores the collected mobile image data in a data storage unit 113b of a storage 113.
[0043] A unidade de processamento de imagem 22 extrai uma imagem a partir dos dados de imagem móvel para cada período regular, e binariza a imagem por converter a cor especificada em uma primeira cor e outros exceto a cor especificada em uma segunda cor. O período regular é preferível ser um período o mais curto possível e tempo real é preferível. A imagem se refere a uma imagem de chama que é extraída a partir dos dados de imagem móvel. A cor especificada tem um significado que cobre não só uma única cor, mas também a gama de cor especificada.[0043] The image processing unit 22 extracts an image from the moving image data for each regular period, and binarizes the image by converting the specified color into a first color and other than the specified color into a second color. The regular period is preferable to be as short a period as possible and real time is preferable. The image refers to a flame image that is extracted from the mobile image data. The specified color has a meaning that covers not only a single color but also the specified color range.
[0044] Especificamente, a unidade de processamento de imagem 22 processa a imagem por usar uma unidade de filtro de cor 41, uma unidade de binarização 42, e uma unidade de processamento de mapeamento 43 que são mostrados na Figura 2; e emite a imagem processada para a unidade de quantificação de imagem 23.[0044] Specifically, the image processing unit 22 processes the image by using a color filter unit 41, a binarization unit 42, and a mapping processing unit 43 which are shown in Figure 2; and outputs the processed image to the image quantification unit 23.
[0045] A unidade de filtro de cor 41 extrai a cor especificada relacionada a um aparelho ou um material na imagem. Como a cor especificada, por exemplo, uma cor de um material em brasa ou uma cor indicando uma anormalidade de temperatura do aparelho ou o material é predeterminado.[0045] The color filter unit 41 extracts the specified color related to an apparatus or a material in the image. As the specified color, for example, a color of a red-hot material or a color indicating a temperature abnormality of the apparatus or material is predetermined.
[0046] A unidade de binarização 42 binariza a imagem por converter a cor especificada em uma primeira cor (por exemplo, branco) e as outras em uma segunda cor (por exemplo, preto). De acordo com isso, a quantidade de dados pode ser reduzida, de modo que as cargas aritméticas no processamento de imagem e no processamento de quantificação são reduzidas e a propriedade em tempo real pode ser garantida.[0046] The binarization unit 42 binarizes the image by converting the specified color to a first color (e.g., white) and the others to a second color (e.g., black). Accordingly, the amount of data can be reduced, so that the arithmetic burdens on image processing and quantification processing are reduced and the real-time property can be guaranteed.
[0047] A unidade de processamento de mapeamento 43 realiza conversão de mapeamento quando a primeira câmera de monitoramento 2 ou a segunda câmera de monitoramento 3 obliquamente fotografa um objeto fotográfico; e desse modo, realizar a conversão em uma imagem de vídeo que é vista a partir diretamente de lado ou diretamente acima. De acordo com isso, flexibilidade em arranjo de câmera é alta e, portanto, não só um caso onde a câmera não pode ser arranjada diretamente acima ou diretamente ao lado de um objeto fotográfico mas também um ambiente na qual um sensor é difícil de ser arranjado na vizinhança do objeto fotográfico pode ser acomodado. Deve ser observado que quando a câmera pode ser arranjada diretamente acima ou diretamente ao lado de um objeto fotográfico, o processamento pela unidade de processamento de mapeamento 43 não necessariamente precisa ser executado.[0047] The mapping processing unit 43 performs mapping conversion when the first monitoring camera 2 or the second monitoring camera 3 obliquely photographs a photographic object; and thereby perform the conversion into a video image that is viewed from directly to the side or directly above. Accordingly, flexibility in camera arrangement is high and therefore not only a case where the camera cannot be arranged directly above or directly next to a photographic object but also an environment in which a sensor is difficult to be arranged. in the vicinity of the photographic object can be accommodated. It should be noted that when the camera can be arranged directly above or directly next to a photographic object, processing by the mapping processing unit 43 does not necessarily need to be performed.
[0048] A unidade de quantificação de imagem 23 quantifica a imagem binarizada com base no número de pixels para os quais a conversão para a primeira cor foi realizada. Por exemplo, a relação de ocupação da primeira cor na imagem é calculada com base no número de pixels para os quais a conversão para a primeira cor (por exemplo, branco) foi realizada pela unidade de processamento de imagem 22. A unidade de quantificação de imagem 23 emite dados quantificados para a unidade de emissão de valor numérico 24.[0048] The image quantification unit 23 quantifies the binarized image based on the number of pixels for which the conversion to the first color was performed. For example, the occupancy ratio of the first color in the image is calculated based on the number of pixels for which conversion to the first color (e.g., white) was performed by the image processing unit 22. The color quantification unit image 23 outputs quantified data to the numeric value output unit 24.
[0049] A unidade de emissão de valor numérico 24 emite os dados quantificados para o dispositivo de coleta de dados 7, a HMI 8, e o PLC 9 por meio da rede de controle 10.[0049] The numerical value output unit 24 outputs the quantified data to the data collection device 7, the HMI 8, and the PLC 9 via the control network 10.
[0050] A Figura 3 é uma vista que mostra um exemplo de tela realizado por um dispositivo de análise de imagem 1 em um monitor 117 (Figura 4). Um dispositivo de análise de imagem 1 exibe em tempo real os dados de imagem móvel coletados em uma janela esquerda 31. No exemplo na Figura 3, uma tal situação é mostrada na qual um par de rolos de laminação 312 (máquina de laminação bruta ou máquina de laminação de acabamento) para laminar um material a ser laminado 311 que é o material e um rolo de transporte 313 são incluídos em uma faixa de fotografia e o material a ser laminado 311 é laminado pelo par de rolos de laminação 312 ao mesmo tempo em que é transportada a partir da esquerda para a direita. Adicionalmente, um dispositivo de análise de imagem 1 exibe em uma janela central 32, uma imagem obtida por binarizar uma imagem sendo exibida na janela esquerda 31. A parte 321 que indica o material a ser laminado é exibida em branco e outra parte 322 é exibida em preto. Adicionalmente, um dispositivo de análise de imagem 1 exibe em uma janela direita 33 um gráfico que representa mudanças temporais na relação de ocupação de branco na imagem bi- narizada. Em um exemplo da Figura 6, um gráfico que representa mudanças temporais na relação de ocupação de branco em cada uma das regiões horizontalmente divididas é exibido.[0050] Figure 3 is a view showing an example screen performed by an image analysis device 1 on a monitor 117 (Figure 4). An image analysis device 1 displays in real time the collected moving image data in a left window 31. In the example in Figure 3, such a situation is shown in which a pair of rolling rollers 312 (rough rolling machine or finishing lamination) to laminate a material to be laminated 311 which is the material and a transport roller 313 are included in a photo strip and the material to be laminated 311 is laminated by the pair of laminating rollers 312 at the same time in which is transported from left to right. Additionally, an image analysis device 1 displays in a central window 32, an image obtained by binarizing an image being displayed in the left window 31. The part 321 indicating the material to be laminated is displayed in white and another part 322 is displayed in black. Additionally, an image analysis device 1 displays in a right window 33 a graph representing temporal changes in the white occupancy ratio in the bi-nosed image. In an example in Figure 6, a graph representing temporal changes in the white occupancy ratio in each of the horizontally divided regions is displayed.
[0051] O dispositivo de coleta de dados 7 coleta dados de processo a partir do PLC 9 e o I-IMI 8. Os dados de processo incluem vários tipos de dados relacionados ao aparelho que constituem a instalação industrial e o material que é processado pelo aparelho. Por exemplo, valores de controle de um acionador, valores de detecção de um sensor, especificações do material, e semelhante são incluídos. Em uma instalação de grande escala tal como uma instalação de indústria siderúrgica, há milhares de ou dezenas de milhares de pontos de entrada/saída e vários tipos de dados de processo existem. Os dados de processo são coletados pelo dispositivo de coleta de dados 7 que tem a função de coleta de dados e a função de reprodução de dados, e é usada para a análise de dados em testar, ajuste, operação e falha.[0051] The data collection device 7 collects process data from the PLC 9 and the I-IMI 8. The process data includes various types of data related to the apparatus that constitute the industrial installation and the material that is processed by the device. For example, control values of a driver, detection values of a sensor, material specifications, and the like are included. In a large-scale facility such as a steel industry facility, there are thousands of or tens of thousands of entry/exit points and various types of process data exist. The process data is collected by the data collection device 7 which has the data collection function and the data playback function, and is used for data analysis in testing, adjustment, operation and failure.
[0052] Adicionalmente, o dispositivo de coleta de dados 7 recebe os dados quantificados a partir de um dispositivo de análise de imagem 1 e coleta e armazena em sincronização com dados de processo. Deve ser observado que o dispositivo de coleta de dados 7 pode também realizar a mesma exibição que na Figura 3 por receber os dados necessários a partir de um dispositivo de análise de imagem 1.[0052] Additionally, the data collection device 7 receives quantified data from an image analysis device 1 and collects and stores it in synchronization with process data. It should be noted that the data collection device 7 can also perform the same display as in Figure 3 by receiving the necessary data from an image analysis device 1.
[0053] A I-IMI 8 exibe os dados de processo recebidos a partir do PLC 9, com valores numéricos, caracteres, lâmpadas ou semelhante. Adicionalmente, a HMI 8 inclui um botão de operação para transmitir um sinal de entrada de botão e um sinal de entrada de valor numérico; e emite um sinal para controlar o PLC 9 em resposta a pressão do botão de operação. Adicionalmente, a HMI 8 pode também receber os dados quantificados a partir de um dispositivo de análise de imagem 1, exibe o seu valor numérico, e quando o valor numérico excede um predeterminado valor limiar, emitir um alarme.[0053] I-IMI 8 displays process data received from PLC 9, with numeric values, characters, lamps or similar. Additionally, the HMI 8 includes an operation button for transmitting a button input signal and a numeric value input signal; and outputs a signal to control the PLC 9 in response to pressing the operation button. Additionally, the HMI 8 may also receive the quantified data from an image analysis device 1, display its numerical value, and when the numerical value exceeds a predetermined threshold value, issue an alarm.
[0054] O PLC 9 controla a instalação industrial por realizar aritmética com base em, por exemplo, uma entrada a partir de um sensor de uma instalação industrial e emitir um sinal a acionadores de uma válvula, um motor, e semelhante. Adicionalmente, o mesmo controla a instalação industrial por receber dados emitidos a partir de um dispositivo de análise de imagem 1 em uma maneira similar àquela em uma entrada a partir do sensor, realizar aritmética, e emitir um sinal para os acionadores da válvula, o motor, e semelhante. Adicionalmente, quando um resultado da aritmética excede um valor limiar, ele emite um alarme.[0054] The PLC 9 controls the industrial installation by performing arithmetic based on, for example, an input from a sensor of an industrial installation and outputting a signal to drivers of a valve, a motor, and the like. Additionally, it controls the industrial installation by receiving data output from an image analysis device 1 in a manner similar to that at an input from the sensor, performing arithmetic, and outputting a signal to the valve actuators, the motor , It is similar. Additionally, when an arithmetic result exceeds a threshold value, it issues an alarm.
[0055] Como descrito acima, em um dispositivo de análise de imagem 1 de acordo com a primeira modalidade, os dados de imagem móvel coletados em tempo real a partir da câmera de monitoramento são quantificados e desse modo, quanto do objeto fotográfico é na faixa de fotografia pode ser capturado. Assim, um dispositivo de análise de imagem 1 quantitativamente analisa em tempo real as posições e formatos do aparelho e o material e desse modo pode suportar uma operação de checagem de um estado de operação pelo operador. Adicionalmente, uma vez que um sensor especial não é usado, o custo é baixo. Por exemplo, é possível se reduzir o custo de instalação do sensor ao realizar a detecção de uma curvatura da placa em uma tira quente ou em uma placa espessa. Além disso, como o alcance da fotografia é mais amplo e o local de instalação é mais flexível em comparação com um sensor, o estado de um objeto fotográfico pode ser compreendido em vários ambientes.[0055] As described above, in an image analysis device 1 according to the first embodiment, the moving image data collected in real time from the monitoring camera is quantified and in this way, how much of the photographic object is in the range photo can be captured. Thus, an image analysis device 1 quantitatively analyzes in real time the positions and shapes of the apparatus and the material and thus can support a checking operation of an operating state by the operator. Additionally, since a special sensor is not used, the cost is low. For example, it is possible to reduce the sensor installation cost by detecting a plate curvature on a hot strip or thick plate. Furthermore, because the photography range is wider and the installation location is more flexible compared with a sensor, the state of a photographic object can be understood in various environments.
[0056] Na primeira modalidade descrita acima, o número de pixels para os quais a conversão na primeira cor foi realizada é contado para a imagem inteira; no entanto, não se limita a isso. Pode ser possível especificar uma região parcial da imagem e contar o número de pixels para os quais a conversão para a primeira cor foi executada. Ao predeterminar uma região de interesse na imagem, os ruídos podem ser reduzidos e uma precisão de detecção pode ser aumentada.[0056] In the first embodiment described above, the number of pixels for which the conversion to the first color was performed is counted for the entire image; however, it is not limited to that. It may be possible to specify a partial region of the image and count the number of pixels for which conversion to the first color was performed. By predetermining a region of interest in the image, noise can be reduced and detection accuracy can be increased.
[0057] Além disso, usando o dispositivo de análise de imagem 1 e o dispositivo de coleta de dados 7 da primeira modalidade descrita acima, é possível exibir dados de imagem em movimento em tempo real no dispositivo de coleta de dados 7 e também é possível reproduzir dados de imagem em movimento, que são armazenados no dispositivo de coleta de dados 7, no dispositivo de coleta de dados 7 a partir de qualquer momento especificado. Facilita a apreensão de uma posição e tamanho para um evento passado, de modo que a precisão da verificação da posição e tamanho pode ser aumentada. Além disso, também é possível parar, avançar e retroceder rapidamente uma imagem em movimento. Observa-se que esses pontos são os mesmos nas modalidades abaixo.[0057] Furthermore, using the image analysis device 1 and the data collection device 7 of the first embodiment described above, it is possible to display real-time moving image data on the data collection device 7 and it is also possible playing back moving image data, which is stored in the data collection device 7, in the data collection device 7 from any specified time. It makes it easier to grasp a position and size for a past event, so that the accuracy of position and size verification can be increased. In addition, you can also stop, fast forward and rewind a moving image. Note that these points are the same in the modalities below.
[0058] Além disso, em um dispositivo de análise de imagem 1 da primeira modalidade descrita acima, o monitor 117, um teclado 118, e um mouse 119 que são mostrados na Figura 4 descritos posteriormente não são incluídos; no entanto os mesmos podem ser incluídos em um dispositivo de análise de imagem 1. Observa-se que esse ponto é o mesmo em modalidades abaixo.[0058] Furthermore, in an image analysis device 1 of the first embodiment described above, the monitor 117, a keyboard 118, and a mouse 119 that are shown in Figure 4 described later are not included; however, they can be included in an image analysis device 1. It is observed that this point is the same in embodiments below.
[0059] Além disso, na primeira modalidade descrita acima, a descrição foi realizada por usar um exemplo de uma instalação de indústria siderúrgica como um sistema industrial; no entanto, não é limitado ao mesmo. O sistema industrial também inclui uma instalação de geração de energia, uma instalação de petróleo, a instalação química e semelhante.[0059] Furthermore, in the first embodiment described above, the description was carried out by using an example of a steel industry installation as an industrial system; however, it is not limited to the same. The industrial system also includes a power generation facility, a petroleum facility, a chemical facility and the like.
[0060] Uma configuração de hardware de um dispositivo de análise de imagem 1 será descrito com referência à Figura 4. A Figura 4 é um diagrama de bloco que mostra um exemplo de configuração de hardware de um circuito de processamento incluído em um dispositivo de análise de imagem 1. Cada unidade de um dispositivo de análise de imagem 1 mostrado na Figura 2 indica uma parte das funções incluídas em um dispositivo de análise de imagem 1 e cada uma das funções é implementada pelo circuito de processamento. Por exemplo, o circuito de processamento é configurado por conectar a CPU 111, a memória 112, o armazenamento 113 de um HDD, uma memória de grande capacidade, e semelhante, uma unidade de interface de aparelho externo (I/F) 114, uma unidade de rede de controle I/F 115a, e uma unidade de rede de imagem móvel I/F 115b por meio de um barramento interno 116. Deve ser observado que o dispositivo de coleta de dados 7 é também configurado de modo similar.[0060] A hardware configuration of an image analysis device 1 will be described with reference to Figure 4. Figure 4 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a processing circuit included in an analysis device of image 1. Each unit of an image analysis device 1 shown in Figure 2 indicates a part of the functions included in an image analysis device 1 and each of the functions is implemented by the processing circuit. For example, the processing circuit is configured by connecting the CPU 111, the memory 112, the storage 113 of an HDD, a large capacity memory, and the like, an external device interface (I/F) unit 114, a control network unit I/F 115a, and a mobile image network unit I/F 115b via an internal bus 116. It should be noted that the data collection device 7 is also configured in a similar way.
[0061] A CPU 111 executa vários programas armazenados em uma unidade de armazenamento de programa 113a do armazenamento 113 e desse modo implementa funções das unidades de um dispositivo de análise de imagem 1.[0061] The CPU 111 executes various programs stored in a program storage unit 113a of the storage 113 and thereby implements functions of the units of an image analysis device 1.
[0062] A memória 112 é usada como uma parte de área de aritmética que temporariamente armazena e desenvolve dados quando a CPU 111 executa os vários programas.[0062] Memory 112 is used as a part of the arithmetic area that temporarily stores and develops data when the CPU 111 executes the various programs.
[0063] O armazenamento 113 inclui a unidade de armazenamento de programa 113a e as unidade de armazenamento de dados 113b. A unidade de armazenamento de programa 113a armazena um sistema operacional (OS) e os vários programas. Adicionalmente, as unidade de armazenamento de dados 113b armazenam dados de processo em cada ponto no tempo e dados de imagem móvel que foram coletados.[0063] Storage 113 includes program storage unit 113a and data storage units 113b. The program storage unit 113a stores an operating system (OS) and the various programs. Additionally, data storage units 113b store process data at each point in time and moving image data that has been collected.
[0064] Deve ser observado que em um exemplo mostrado na Figura 4, a unidade de armazenamento de programa 113a e a unidade de armazenamento de dados 113b são proporcionadas em um armazenamento 113, no entanto, a unidade de armazenamento de programa 113a e a unidade de armazenamento de dados 113b podem ser separadamente arranjadas em uma pluralidade de armazenamentos.[0064] It should be noted that in an example shown in Figure 4, the program storage unit 113a and the data storage unit 113b are provided in a storage 113, however, the program storage unit 113a and the data storage unit 113a data storage 113b can be separately arranged into a plurality of stores.
[0065] A unidade de aparelho externo I/F 114 é uma interface para conectar dispositivos externos tais como o monitor 117, o teclado 118, o mouse 119, e semelhante com um dispositivo de análise de imagem 1.[0065] The I/F external device unit 114 is an interface for connecting external devices such as monitor 117, keyboard 118, mouse 119, and the like with an image analysis device 1.
[0066] A unidade de rede de controle I/F 115a é uma interface para conectar à rede de controle 10 com um dispositivo de análise de imagem 1. Adicionalmente, a unidade de rede de imagem móvel I/F 115b é uma interface para conectar a rede de imagem móvel 6 com um dispositivo de análise de imagem 1.[0066] The I/F control network unit 115a is an interface for connecting to the control network 10 with an image analysis device 1. Additionally, the I/F mobile image network unit 115b is an interface for connecting the mobile image network 6 with an image analysis device 1.
[0067] Em seguida, uma segunda modalidade será descrita com referência à Figura 5 e à Figura 6. Na primeira modalidade descrita acima, a relação de ocupação da primeira cor em toda a imagem é calculada. Por outro lado, na segunda modalidade, a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de banda dentro das quais a imagem é dividida em uma forma de banda é calculada; comparação de mudanças na relação de ocupação da primeira cor nas regiões de banda é realizada; e o estado de um objeto fotográfico é analisado em mais detalhes.[0067] Next, a second embodiment will be described with reference to Figure 5 and Figure 6. In the first embodiment described above, the occupancy ratio of the first color in the entire image is calculated. On the other hand, in the second embodiment, the occupancy ratio of the first color in each of the band regions within which the image is divided into a band shape is calculated; comparison of changes in the occupancy ratio of the first color in the band regions is performed; and the condition of a photographic object is analyzed in more detail.
[0068] A Figura 5 é um diagrama de bloco de um dispositivo de análise de imagem 1 de acordo com a segunda modalidade. Uma configuração mostrada na Figura 5 é a mesma que aquela na Figura 2 exceto em que a unidade de quantificação de imagem 23 inclui uma unidade de processamento de quantificação de banda 50; e portanto, descrições de configuração comum serão omitidas ou simplificadas.[0068] Figure 5 is a block diagram of an image analysis device 1 according to the second embodiment. A configuration shown in Figure 5 is the same as that in Figure 2 except that the image quantitation unit 23 includes a band quantitation processing unit 50; and therefore, common configuration descriptions will be omitted or simplified.
[0069] A unidade de processamento de imagem 22 binariza uma imagem obtida por ver um material a partir da direção da largura.[0069] The image processing unit 22 binarizes an image obtained by viewing a material from the width direction.
[0070] A unidade de processamento de quantificação de banda 50 calcula a relação de ocupação da primeira cor (por exemplo, branco) em cada uma das regiões de banda dentro das quais a imagem binarizada pela unidade de processamento de imagem 22 é dividida em paralelo com a direção de transporte do material. Em um exemplo na Figura 5, a imagem binarizada é dividida em quatro partes em uma direção horizontal. As quatro regiões divididas são referidas, a partir de baixo, as uma região de banda A51, uma região de banda B52, uma região de banda C53, e uma região de banda 1) 54. A unidade de processamento de quantificação de banda 50 calcula uma proporção do número de pixels brancos em cada uma das regiões de banda.[0070] The band quantizing processing unit 50 calculates the occupancy ratio of the first color (e.g., white) in each of the band regions into which the image binarized by the image processing unit 22 is divided in parallel with the material transport direction. In an example in Figure 5, the binarized image is divided into four parts in a horizontal direction. The four divided regions are referred to, from below, as an A51 band region, a B52 band region, a C53 band region, and a 1) band region 54. The band quantification processing unit 50 calculates a proportion of the number of white pixels in each of the band regions.
[0071] A relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de banda dentro das quais a imagem é dividida em uma forma de camada (daqui em diante, também referida como a primeira relação de cor) é calculada em tempo real e mudanças na primeira relação de cor são checadas; e desse modo, mudanças na posição e formato de um objeto fotográfico podem ser quantitativamente capturadas.[0071] The occupancy ratio of the first color in each of the band regions within which the image is divided into a layer shape (hereinafter also referred to as the first color ratio) is calculated in real time and changes in the first color relationship they are checked; and in this way, changes in the position and shape of a photographic object can be quantitatively captured.
[0072] Por exemplo, há um caso no qual o material a ser laminado 311 (Figura 3) que é o material salta no rolo de transporte 313 (Figura 3) da instalação de indústria siderúrgica. Nesse caso, um objeto fotográfico (material a ser laminado) se move paralelamente a partir da região de banda A51 para a região de banda B52. Portanto, por checar que a quantidade de aumento na primeira relação de cor na região de banda B52 e a quantidade de redução na primeira relação de cor na região de banda A51 são as mesmas, pode ser confirmado que o objeto fotográfico se moveu paralelamente.[0072] For example, there is a case in which the material to be rolled 311 (Figure 3) which is the material jumps on the transport roller 313 (Figure 3) of the steel industry installation. In this case, a photographic object (material to be laminated) moves parallel from band region A51 to band region B52. Therefore, by checking that the amount of increase in the first color ratio in the B52 band region and the amount of reduction in the first color ratio in the A51 band region are the same, it can be confirmed that the photographic object moved parallel.
[0073] Por outro lado, há outro caso na qual o formato do objeto fotográfico é deformado. Por exemplo, no outro caso, uma curvatura para cima ocorre no material a ser laminado 311 (Figura 3) por laminar em uma linha de laminação a quente ou linha de placa de uma instalação de indústria siderúrgica. Com referência à Figura 6, um exemplo de análise de imagem será descrito. O t1 é o formato do material a ser laminado em um período anterior, e t2 é o formato do material a ser laminado em um período atual. A unidade de processamento de quantificação de banda 50 divide a imagem binarizada em paralelo com a direção de transporte do material a ser laminado em pelo menos a região de banda A51 e a região de banda B52 adjacente acima da região de banda A51; e calcula uma primeira relação de cor em cada uma das regiões. Um limite entre a região de banda A51 e a região de banda B52 é ajustada entre uma superfície superior e uma superfície inferior do material a ser laminado.[0073] On the other hand, there is another case in which the shape of the photographic object is deformed. For example, in the other case, an upward curvature occurs in the material to be rolled 311 (Figure 3) by rolling in a hot rolling line or plate line of a steel industry facility. With reference to Figure 6, an example of image analysis will be described. t1 is the shape of the material to be rolled in a previous period, and t2 is the shape of the material to be rolled in a current period. The band quantification processing unit 50 divides the binarized image in parallel with the transport direction of the material to be laminated into at least the band region A51 and the band region B52 adjacent above the band region A51; and calculates a first color relationship in each of the regions. A boundary between the band region A51 and the band region B52 is adjusted between an upper surface and a lower surface of the material to be laminated.
[0074] O operador checa uma mudança na primeira relação de cor em cada uma das regiões de banda de acordo com uma mudança a partir de t1 a O. Por checar a magnitude da diferença entre a quantidade de aumento na primeira relação de cor na região de banda B52 e a quantidade de redução na primeira relação de cor na região de banda A51, uma curvatura para cima do material a ser laminado pode ser quantitativamente capturada.[0074] The operator checks a change in the first color ratio in each of the band regions according to a change from t1 to O. By checking the magnitude of the difference between the amount of increase in the first color ratio in the region of band B52 and the amount of reduction in the first color ratio in band region A51, an upward curvature of the material to be laminated can be quantitatively captured.
[0075] Um dispositivo de análise de imagem 1 exibe um gráfico que representa mudanças temporais na primeira relação de cor nas regiões de banda como ilustrado na janela direita 33 na Figura 3 e desse modo pode suportar a operação de checagem pelo operador.[0075] An image analysis device 1 displays a graph representing temporal changes in the first color ratio in the band regions as illustrated in the right window 33 in Figure 3 and thus can support the checking operation by the operator.
[0076] O PLC 9 recebe dados (primeira relação de cor em cada uma das regiões de banda) que é emitida a partir da unidade de emissão de valor numérico 24. O PLC 9 pode realizar, com base na primeira relação de cor em cada uma das regiões de banda, o controle de acordo com a posição do objeto fotográfico, o controle de acordo com a quantidade de um movimento de mudança do objeto fotográfico, e o controle de acordo com o formato do objeto fotográfico (por exemplo, o controle de acordo com a quantidade de uma curvatura para cima).[0076] The PLC 9 receives data (first color ratio in each of the band regions) that is output from the numeric value emission unit 24. The PLC 9 can perform, based on the first color ratio in each one of the band regions, control according to the position of the photographic object, control according to the amount of a change movement of the photographic object, and control according to the shape of the photographic object (for example, control according to the amount of an upward bend).
[0077] Com referência à Figura 6 descrita acima, o controle de acordo com a quantidade de uma curvatura para cima será descrito. O PLC 9 emite, quando a diferença entre a quantidade de aumento na primeira relação de cor na região de banda B52 e a quantidade de redução na primeira relação de cor na região de banda A51 é maior do que um valor limiar, pelo menos um ou outro de um sinal de alarme e um sinal de controle que muda a velocidade de rotação do par de rolos de laminação 312 de modo a reduzir uma curvatura para cima do material a ser laminado. Por exemplo, o sinal de controle é um sinal que para o par de rolos de laminação 312 ou um sinal que torna a velocidade de rotação do rolo de laminação inferior mais baixa do que a velocidade de rotação do rolo de laminação superior.[0077] With reference to Figure 6 described above, control according to the amount of an upward curvature will be described. The PLC 9 outputs, when the difference between the amount of increase in the first color ratio in band region B52 and the amount of reduction in the first color ratio in band region A51 is greater than a threshold value, at least one or another of an alarm signal and a control signal that changes the rotational speed of the pair of laminating rolls 312 so as to reduce an upward curvature of the material to be laminated. For example, the control signal is a signal that stops the pair of rolling rolls 312 or a signal that makes the rotational speed of the lower rolling roll slower than the rotational speed of the upper rolling roll.
[0078] Em vez disso, o PLC 9 pode emitir, quando a diferença entre a quantidade de aumento na primeira relação de cor na região de banda B52 e a quantidade de redução na primeira relação de cor na região de banda A51 é maior do que um primeiro valor limiar, um sinal que torna a velocidade de rotação do rolo de laminação inferior mais lenta do que a velocidade de rotação do rolo de laminação superior; e pode emitir, quando a diferença é maior do que um segundo valor limiar (maior do que o primeiro valor limiar), um sinal que para o par de rolos de lamina- ção 312.[0078] Instead, the PLC 9 may output, when the difference between the amount of increase in the first color ratio in band region B52 and the amount of reduction in the first color ratio in band region A51 is greater than a first threshold value, a signal that makes the rotational speed of the lower laminating roll slower than the rotational speed of the upper laminating roll; and may emit, when the difference is greater than a second threshold value (greater than the first threshold value), a signal that stops the pair of rolling rolls 312.
[0079] Adicionalmente, o PLC 9 pode emitir um sinal de alarme com maior emergência na medida em que a diferença é maior.[0079] Additionally, the PLC 9 can emit an alarm signal with greater emergency as the difference is greater.
[0080] Como descrito acima, de acordo com o sistema da presente modalidade que inclui a unidade de processamento de quantificação de banda 50, a operação de checagem pelo operador para a posição e tamanho de um aparelho e material pode ser mais precisamente suportada em comparação com a primeira modalidade. Adicionalmente, por usar dados quantificados pela unidade de processamento de quantificação de banda 50, o PLC 9 pode realizar o controle apropriado de acordo com o estado de um objeto fotográfico. Por exemplo, um valor de controle pode ser mudado de modo a permitir que um aparelho que é um objeto fotográfico se mova para uma posição apropriada, e um valor de controle pode ser mudado de modo a evitar que um material a ser laminado que é um objeto fotográfico colida com um sensor ou um aparelho.[0080] As described above, according to the system of the present embodiment that includes the band quantification processing unit 50, the operation of checking by the operator for the position and size of an apparatus and material can be more accurately supported in comparison with the first modality. Additionally, by using data quantified by the band quantification processing unit 50, the PLC 9 can perform appropriate control according to the state of a photographic object. For example, a control value may be changed so as to allow an apparatus which is a photographic object to move to an appropriate position, and a control value may be changed so as to prevent a material to be laminated which is a photographic object collides with a sensor or device.
[0081] Adicionalmente, o sistema da segunda modalidade descrita acima pode ser combinado com o sistema da primeira modalidade. Observar que esse ponto é o mesmo em modalidades abaixo.[0081] Additionally, the system of the second modality described above can be combined with the system of the first modality. Note that this point is the same in the modalities below.
[0082] Adicionalmente, na unidade de processamento de quantificação de banda 50 da segunda modalidade descrita acima, regiões de banda são ajustadas em uma direção horizontal; no entanto, regiões de banda podem ser ajustadas em uma direção vertical ou em uma direção obliqua.[0082] Additionally, in the band quantification processing unit 50 of the second embodiment described above, band regions are adjusted in a horizontal direction; however, band regions can be adjusted in a vertical direction or in an oblique direction.
[0083] Adicionalmente, a unidade de processamento de quantificação de banda 50 da segunda modalidade descrita acima divide a tela em quatro partes; no entanto, pode dividir em duas, três, ou cinco ou mais partes.[0083] Additionally, the band quantification processing unit 50 of the second embodiment described above divides the screen into four parts; however, it may divide into two, three, or five or more parts.
[0084] Em seguida, uma terceira modalidade será descrita com referência à Figura 7 e à Figura 8. Na primeira modalidade descrita acima, a relação de ocupação da primeira cor em toda a imagem é calculada. Por outro lado, na terceira modalidade, a relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de célula de grade dentro das quais a imagem é dividida em um padrão de grade é calculada; comparação de mudanças na relação de ocupação da primeira cor nas regiões de célula de grade é realizada; e o estado de um objeto fotográfico é analisado em mais detalhes.[0084] Next, a third embodiment will be described with reference to Figure 7 and Figure 8. In the first embodiment described above, the occupancy ratio of the first color in the entire image is calculated. On the other hand, in the third embodiment, the occupancy ratio of the first color in each of the grid cell regions within which the image is divided into a grid pattern is calculated; comparison of changes in the occupancy ratio of the first color in the grid cell regions is performed; and the condition of a photographic object is analyzed in more detail.
[0085] A Figura 7 é um diagrama de bloco de um dispositivo de análise de imagem 1 de acordo com a terceira modalidade. Uma configuração mostrada na Figura 7 é a mesma que aquela da Figura 2 ou da Figura 5, exceto em que a unidade de quantificação de imagem 23 inclui uma unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60; e portanto, descrições de configuração comum serão omitidas ou simplificadas.[0085] Figure 7 is a block diagram of an image analysis device 1 according to the third embodiment. A configuration shown in Figure 7 is the same as that of Figure 2 or Figure 5, except that the image quantification unit 23 includes a grid cell quantification processing unit 60; and therefore, common configuration descriptions will be omitted or simplified.
[0086] A unidade de processamento de imagem 22 binariza uma imagem obtida por ver um material a partir da direção da largura.[0086] The image processing unit 22 binarizes an image obtained by viewing a material from the width direction.
[0087] A unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60 calcula a relação de ocupação da primeira cor (por exemplo, branco) em cada uma das regiões de célula de grade dentro das quais a imagem binarizada pela unidade de processamento de imagem 22 é dividida em um padrão de grade. Em um exemplo na Figura 7, a imagem binarizada é dividida em quatro partes na direção horizontal e em três partes na direção vertical; sendo dividida em 12 regiões no total. As re-giões divididas são referidas como uma região de célula de grade A61, uma região de célula de grade B62, uma região de célula de grade C63, uma região de célula de grade D64, uma região de célula de grade E65, uma região de célula de grade F66, uma região de célula de grade G67, uma região de célula de grade H68, uma região de célula de grade 169, uma região de célula de grade J70, uma região de célula de grade K71, e uma região de célula de grade 1472. A unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60 calcula uma proporção do número de pixels brancos em cada uma das regiões de célula de grade.[0087] The grid cell quantification processing unit 60 calculates the occupancy ratio of the first color (e.g., white) in each of the grid cell regions within which the image is binarized by the image processing unit 22 is divided into a grid pattern. In an example in Figure 7, the binarized image is divided into four parts in the horizontal direction and three parts in the vertical direction; being divided into 12 regions in total. The divided regions are referred to as an A61 grid cell region, a B62 grid cell region, a C63 grid cell region, a D64 grid cell region, an E65 grid cell region, a of F66 grid cell, a G67 grid cell region, an H68 grid cell region, a 169 grid cell region, a J70 grid cell region, a K71 grid cell region, and a grid cell 1472. The grid cell quantification processing unit 60 calculates a proportion of the number of white pixels in each of the grid cell regions.
[0088] A relação de ocupação da primeira cor em cada uma das regiões de célula de grade dentro das quais a imagem é dividida em um padrão de grade (daqui em diante, também referida como a primeira relação de cor) é calculada em tempo real e mudanças na primeira relação de cor são checadas; e desse modo, mudanças na posição e formato de um objeto fotográfico podem ser quantitativamente capturadas.[0088] The occupancy ratio of the first color in each of the grid cell regions within which the image is divided into a grid pattern (hereinafter also referred to as the first color ratio) is calculated in real time and changes in the first color ratio are checked; and in this way, changes in the position and shape of a photographic object can be quantitatively captured.
[0089] Por exemplo, há um caso na qual o material a ser laminado 311 (Figura 3) que é o material salta no rolo de transporte 313 (Figura 3) da instalação de indústria siderúrgica. Nesse caso, o objeto fotográfico (material a ser laminado) se move paralelamente a partir da região de célula de grade A61 para a região de célula de grade B62. Portanto, por checar para ver que a quantidade de aumento na primeira relação de cor na região de célula de grade A61 e a quantidade de redução na primeira relação de cor na região de célula de grade B62 são as mesmas, pode ser confirmado que o objeto fotográfico se moveu paralelamente.[0089] For example, there is a case in which the material to be rolled 311 (Figure 3) which is the material jumps on the transport roller 313 (Figure 3) of the steel industry installation. In this case, the photographic object (material to be laminated) moves parallel from the A61 grid cell region to the B62 grid cell region. Therefore, by checking to see that the amount of increase in the first color ratio in the A61 grid cell region and the amount of reduction in the first color ratio in the B62 grid cell region are the same, it can be confirmed that the object photography moved in parallel.
[0090] Adicionalmente, quando o objeto fotográfico se alonga a partir da região de célula de grade A61 para a região de célula de grade F66 por obliquamente alongar, a primeira relação de cor na região de célula de grade A61 é saturada e a primeira relação de cor na região de célula de grade F66 aumenta. Com base na quantidade de aumento/re- dução da primeira relação de cor na região de célula de grade adjacente B62 e a quantidade de aumento/redução da primeira relação de cor na região de célula de grade E65, pode ser confirmado se o objeto fotográfico se alongou sem deslocamento lateral.[0090] Additionally, when the photographic object stretches from the A61 grid cell region to the F66 grid cell region by obliquely stretching, the first color ratio in the A61 grid cell region is saturated and the first color ratio color in the F66 grid cell region increases. Based on the amount of increase/decrease of the first color ratio in the adjacent grid cell region B62 and the amount of increase/decrease of the first color ratio in the grid cell region E65, it can be confirmed whether the photographic object lengthened without lateral displacement.
[0091] Além disso, há outro caso na qual o formato do objeto fotográfico é deformado. Por exemplo, no outro caso, uma curvatura para cima ocorre no material a ser laminado 311 (Figura 3) por laminar na linha de laminação a quente ou linha de placa da instalação de indústria siderúrgica. Com referência à Figura 8, um exemplo de análise de imagem será descrito. O t3 é o formato do material a ser laminado em um período anterior, e t4 é o formato do material a ser laminado em um período atual. A unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60 divide a imagem binarizada em um padrão de grade em pelo menos a região de célula de grade F66, a região de célula de grade J70 lateralmente adjacente para a região de célula de grade F66, a região de célula de grade G67 adjacente acima da região de célula de grade F66, e a região de célula de grade K71 adjacente acima da região de célula de grade J70 e lateralmente adjacente para a região de célula de grade G67; e calcula uma primeira relação de cor em cada uma das regiões. Um limite entre a região de célula de grade F66 e a região de célula de grade G67 é ajustada acima do material a ser laminado.[0091] Furthermore, there is another case in which the shape of the photographic object is deformed. For example, in the other case, an upward curvature occurs in the material to be rolled 311 (Figure 3) by rolling in the hot rolling line or plate line of the steel industry facility. With reference to Figure 8, an example of image analysis will be described. t3 is the format of the material to be rolled in a previous period, and t4 is the format of the material to be rolled in a current period. The grid cell quantification processing unit 60 divides the binarized image into a grid pattern into at least the F66 grid cell region, the J70 grid cell region laterally adjacent to the F66 grid cell region, the G67 grid cell region adjacent above the F66 grid cell region, and the K71 grid cell region adjacent above the J70 grid cell region and laterally adjacent to the G67 grid cell region; and calculates a first color relationship in each of the regions. A boundary between the F66 grid cell region and the G67 grid cell region is set above the material to be rolled.
[0092] O operador checa uma mudança na primeira relação de cor em cada uma das regiões de célula de grade de acordo com uma mudança a partir de t3 para t4. Por checar para ver que a primeira relação de cor aumenta na ordem da região de célula de grade F66 e a região de célula de grade J70 e a primeira relação de cor na região de célula de grade K71 aumenta de acordo com redução na primeira relação de cor na região de célula de grade G67, uma curvatura para cima do material a ser laminado pode ser quantitativamente capturada.[0092] The operator checks for a change in the first color ratio in each of the grid cell regions according to a change from t3 to t4. By checking to see that the first color ratio increases in the order of the F66 grid cell region and the J70 grid cell region, and the first color ratio in the K71 grid cell region increases in accordance with the reduction in the first color ratio. color in the G67 grid cell region, an upward curvature of the material to be rolled can be quantitatively captured.
[0093] O PLC 9 recebe dados (primeira relação de cor em cada uma das regiões de célula de grade) que é emitida a partir da unidade de emissão de valor numérico 24. O PLC 9 pode realizar, com base na primeira relação de cor em cada uma das regiões de célula de grade, o controle de acordo com a posição do objeto fotográfico, o controle de acordo com a quantidade de um movimento de mudança do objeto fotográfico, e o controle de acordo com o formato do objeto fotográfico (por exemplo, o controle de acordo com a quantidade de uma curvatura para cima).[0093] The PLC 9 receives data (first color ratio in each of the grid cell regions) that is output from the numeric value output unit 24. The PLC 9 can perform, based on the first color ratio in each of the grid cell regions, control according to the position of the photographic object, control according to the amount of a change movement of the photographic object, and control according to the shape of the photographic object (e.g. example, control according to the amount of upward curvature).
[0094] Com referência à Figura 8 descrita acima, o controle de acordo com a quantidade de uma curvatura para cima será descrito. O PLC 9 emite, quando a primeira relação de cor aumenta na ordem da região de célula de grade F66 e a região de célula de grade J70 e quando a primeira relação de cor na região de célula de grade K71 aumenta de acordo com redução na primeira relação de cor na região de célula de grade G67, pelo menos um ou outro de um sinal de alarme e um sinal de controle que muda a velocidade de rotação do par de rolos de laminação 312 de modo a reduzir uma curvatura para cima do material a ser laminado. Por exemplo, o sinal de controle é um sinal que para o par de rolos de laminação 312 ou um sinal que torna a velocidade de rotação do rolo de laminação inferior mais baixa do que a velocidade de rotação do rolo de laminação superior.[0094] With reference to Figure 8 described above, control according to the amount of an upward curvature will be described. The PLC 9 outputs, when the first color ratio increases in the order of the F66 grid cell region and the J70 grid cell region and when the first color ratio in the K71 grid cell region increases in accordance with the reduction in the first color ratio in the G67 grid cell region, at least one or the other of an alarm signal and a control signal that changes the rotational speed of the pair of rolling rolls 312 so as to reduce an upward curvature of the material to be be laminated. For example, the control signal is a signal that stops the pair of rolling rolls 312 or a signal that makes the rotational speed of the lower rolling roll slower than the rotational speed of the upper rolling roll.
[0095] Como descrito acima, de acordo com o sistema da presente modalidade que inclui a unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60, a operação de checagem pelo operador para a posição e tamanho de um aparelho e material pode ser mais precisamente suportada em comparação com a primeira modalidade. Adicionalmente, por usar dados quantificados pela unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60, o PLC 9 pode realizar o controle apropriado de acordo com o estado de um objeto fotográfico.[0095] As described above, according to the system of the present embodiment that includes the grid cell quantification processing unit 60, the operation of checking by the operator for the position and size of an apparatus and material can be more accurately supported compared to the first modality. Additionally, by using data quantified by the grid cell quantification processing unit 60, the PLC 9 can perform appropriate control according to the state of a photographic object.
[0096] Adicionalmente, o sistema da terceira modalidade descrita acima pode ser combinada com o sistema da primeira modalidade e o sistema da segunda modalidade.[0096] Additionally, the system of the third modality described above can be combined with the system of the first modality and the system of the second modality.
[0097] Adicionalmente, na unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60 da terceira modalidade descrita acima, as regiões são definidas em um padrão de grade na direção horizontal e a direção vertical; no entanto, regiões de célula de grade podem ser ajustadas em uma direção obliqua.[0097] Additionally, in the grid cell quantification processing unit 60 of the third embodiment described above, the regions are defined in a grid pattern in the horizontal direction and the vertical direction; however, grid cell regions can be adjusted in an oblique direction.
[0098] Adicionalmente, a unidade de processamento de quantificação de célula de grade 60 da terceira modalidade descrita acima divide a imagem em 12 partes; no entanto, desde que seja divisão igual, o número de divisões não importa. Especialmente, quando um objeto fotográfico é fotografado de um ângulo oblíquo, o processamento em uma imagem diretamente ao lado ou diretamente acima é realizado por conversão de mapeamento. Nesse momento, há um caso em que a quantidade de movimento e a quantidade de deformação do objeto fotográfico se tornam pequenos. Neste caso, aumentando o número de divisões em um padrão de grade, a quantidade de movimento e a quantidade de deformação que se tornaram menores podem ser detectadas. [0099] As modalidades de acordo com a presente invenção foram descritas acima; no entanto, a presente invenção não é limitada às modalidades acima e várias modificações podem ser realizadas sem se desviar a partir do escopo da presente invenção. Lista de sinais de referência 1 dispositivo de análise de imagem 2 Primeira câmera de monitoramento 3 Segunda câmera de monitoramento 4 Conversor de dados de imagem 5 linha de sinal de imagem 6 Rede de imagem móvel 7 Dispositivo de coleta de dados 8 1-IMI 9 PLC 10 Rede de controle 21 Unidade de coleta de dados de imagem móvel 22 Unidade de processamento de imagem 23 Unidade de quantificação de imagem 24 Unidade de emissão de valor numérico 31 Janela esquerda 32 Janela central 33 Janela direita 311 Material a ser laminado 312 Par de rolos de laminação 313 Rolo de transporte 41 Unidade de filtro de cor 42 Unidade de binarização 43 Unidade de processamento de mapeamento 50 Unidade de processamento de quantificação de banda 60 Unidade de processamento de quantificação de célula de grade 51-54 Band region A to band region D 61-72 Região de célula de grade A para região de célula de grade L 111 CPU 112 Memória 113, 113a, 113b armazenamento, unidade de armazenamento de programa, unidade de armazenamento de dados 114 Unidade de aparelho externo I/F 115a, 115b Unidade de Rede de controle I/F, Unidade de rede de imagem móvel I/F 116 Barramento interno 117 Monitor 118 Teclado 119 Mouse[0098] Additionally, the grid cell quantification processing unit 60 of the third embodiment described above divides the image into 12 parts; however, as long as it is equal division, the number of divisions does not matter. Especially, when a photographic object is photographed from an oblique angle, processing into an image directly beside or directly above is performed by mapping conversion. At this time, there is a case where the amount of movement and the amount of deformation of the photographic object become small. In this case, by increasing the number of divisions in a grid pattern, the amount of movement and the amount of deformation that have become smaller can be detected. [0099] The modalities according to the present invention were described above; however, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without deviating from the scope of the present invention. List of reference signals 1 image analysis device 2 First monitoring camera 3 Second monitoring camera 4 Image data converter 5 image signal line 6 Mobile image network 7 Data collection device 8 1-IMI 9 PLC 10 Control network 21 Mobile image data collection unit 22 Image processing unit 23 Image quantification unit 24 Numerical value output unit 31 Left window 32 Center window 33 Right window 311 Material to be laminated 312 Pair of rollers laminating unit 313 Transport roller 41 Color filter unit 42 Binarization unit 43 Mapping processing unit 50 Band quantitation processing unit 60 Grid cell quantitation processing unit 51-54 Band region A to band region D 61-72 Grid cell region A to grid cell region L 111 CPU 112 Memory 113, 113a, 113b storage, program storage unit, data storage unit 114 External device unit I/F 115a, 115b Unit of Control Network I/F, Mobile Imaging Network Unit I/F 116 Internal Bus 117 Monitor 118 Keyboard 119 Mouse
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