JP2001012913A - Coil position detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の位置・高さ
等の3次元形状(位置)を非接触で計測する装置であっ
て、特に製鉄所のコイルヤードで無人化運転される天井
クレーンに備えられ、コイルの中心位置等を検出するコ
イル位置検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for non-contact measurement of a three-dimensional shape (position) such as the position and height of an object, and more particularly to an overhead crane which is operated unmanned in a coil yard of a steelworks. And a coil position detecting device for detecting a center position of the coil and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】物体の位置・高さ等の3次元情報を簡便
に計測する方法として、従来から光切断法がよく知られ
ている。この光切断法においては、被測定物にレーザス
リット光を照射し、被測定物表面に写し出されるレーザ
スリット光の形状パターン(光切断線)を、レーザスリ
ット光の照射方向とは別の方向からテレビカメラで撮像
する。このとき、被測定物に凹凸があれば、光切断線は
撮像した画像上で被測定物の凹凸に応じて変形する。そ
こで、テレビカメラで撮像したときの光切断線の位置
(変形量)と、レーザスリット光の投光角度から、三角
測量の原理に基づいて被測定物の形状を演算する。この
被測定物をコイルとし、コイルヤードにあるコイルの
幅、径中心位置等の測定に応用したのがコイル位置測定
装置である。2. Description of the Related Art As a method for easily measuring three-dimensional information such as the position and height of an object, a light cutting method has been well known. In this light cutting method, the object to be measured is irradiated with laser slit light, and the shape pattern (light cutting line) of the laser slit light projected on the surface of the object to be measured is changed from a direction different from the irradiation direction of the laser slit light. Take an image with a TV camera. At this time, if the measured object has irregularities, the light cutting line is deformed on the captured image according to the irregularities of the measured object. Therefore, the shape of the object to be measured is calculated based on the principle of triangulation from the position of the light cutting line (deformation amount) when the image is taken by the television camera and the projection angle of the laser slit light. A coil position measuring apparatus is applied to the measurement of the width, the center of the diameter, and the like of the coil in the coil yard using the object to be measured as a coil.
【0003】次に、この方法をコイル位置測定装置に適
用した場合について説明する。テレビカメラで撮像し、
処理した画像においては、通常、光切断線の部分が明る
い(つまり、輝度が高い)。そこで、2値化処理により
高輝度部分と低輝度部分とに分け、高輝度部分だけを抽
出する。そして抽出した部分とレーザスリット光の投光
角度から三角測量の原理に基づいてコイルの3次元形状
を演算する。Next, a case where this method is applied to a coil position measuring device will be described. Take an image with a TV camera,
In the processed image, the portion of the light section line is usually bright (that is, the brightness is high). Therefore, a high-luminance portion and a low-luminance portion are divided by a binarization process, and only the high-luminance portion is extracted. Then, the three-dimensional shape of the coil is calculated based on the principle of triangulation from the extracted portion and the projection angle of the laser slit light.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように、コイル位
置検出装置は、スリット状のレーザ光をコイル表面に照
射し、そのコイル表面に現れる光切断線を撮像して3次
元の形状データを作成し、その形状データに基づいてコ
イルの中心位置等を演算する。そして、その演算結果を
利用してクレーンを制御し、コイル運搬等を行う。ここ
で、検出対象であるコイルの表面性状が照射光を拡散反
射する拡散性状であれば、コイル表面に照射したレーザ
光は、広い角度にわたって拡散反射する。そのため、コ
イルの形状に関わらず、テレビカメラに入力する光の強
さは常に安定する。As described above, the coil position detecting device irradiates a slit-shaped laser beam onto the coil surface and images a light cutting line appearing on the coil surface to create three-dimensional shape data. Then, the center position and the like of the coil are calculated based on the shape data. Then, the crane is controlled using the calculation result to carry the coil or the like. Here, if the surface property of the coil to be detected is a diffuse property of diffusely reflecting the irradiation light, the laser light irradiated on the coil surface is diffusely reflected over a wide angle. Therefore, regardless of the shape of the coil, the intensity of light input to the television camera is always stable.
【0005】しかし、レーザ光照射対象のコイル表面の
性状が鏡面状に近い場合には、照射したレーザ光は拡散
反射せずに正反射(=鏡面反射)する。したがって、レ
ーザ光を照射するコイル表面位置によって、テレビカメ
ラに入力する光の強さは大きく変化する。However, when the properties of the coil surface to be irradiated with laser light are close to mirror-like, the irradiated laser light is not diffusely reflected but specularly reflected (= specularly reflected). Therefore, the intensity of light input to the television camera greatly changes depending on the position of the coil surface on which the laser light is irradiated.
【0006】図11は、レーザ光を照射するコイルの位
置とテレビカメラとの位置関係とを表した図である。例
えば、コイル表面の性状により、照射したレーザ光が拡
散する場合は、レーザ光をA点に照射してもB点に照射
してもテレビカメラに入力する光の強さはほぼ一定であ
る。一方、コイル表面の性状により、照射したレーザ光
が正反射する場合には、A点に照射した時には、正反射
した光はテレビカメラに入力しないので、テレビカメラ
に入力される光は強くない。しかし、B点に照射した時
には、正反射した光がテレビカメラに入り込むため、こ
のときの光は非常に強くなる。ここで、通常、コイルの
形状は円筒形であることから、このようにテレビカメラ
に正反射光が入力する時のレーザ光照射位置は、レーザ
光源とテレビカメラの配置とコイル表面の傾きとによっ
て決まり、その位置はコイル表面の特定部分に限定され
る。FIG. 11 is a diagram showing a positional relationship between a coil for irradiating a laser beam and a television camera. For example, when the irradiated laser light is diffused due to the properties of the coil surface, the intensity of the light input to the television camera is substantially constant regardless of whether the laser light is applied to point A or B. On the other hand, when the irradiated laser light is regularly reflected due to the properties of the coil surface, the light that is regularly reflected is not input to the TV camera when the laser light is applied to the point A, so that the light input to the TV camera is not strong. However, when the light is applied to the point B, the light that is regularly reflected enters the television camera, so that the light at this time is very strong. Here, since the shape of the coil is usually cylindrical, the irradiation position of the laser beam when the specularly reflected light is input to the TV camera in this way depends on the arrangement of the laser light source and the TV camera and the inclination of the coil surface. Determined, and its location is limited to a specific portion of the coil surface.
【0007】図12は撮像処理した画面を表した図であ
る。正反射を起こすような表面性状のコイルでの位置検
出を従来通りの方法で行うと、上述のようにレーザ光
源、コイルの形状及びテレビカメラの位置関係によって
は、テレビカメラに正反射光が入力される場合がある。
テレビカメラに正反射光のような非常に強い光が入る
と、テレビカメラのレンズ及び撮像面(例えば、CC
D)で構成される光学系内部では、入力した光が反射、
散乱等を起こす。そのため、撮像面において結像された
その光は、実際のレーザ光より広がりをもつ。また、場
合によっては、レンズと撮像面との間で生じるゴースト
画像が映り込む等の現象を生じることがある。そのた
め、画面上では、実際得られるべき照射部分以外の部分
でも輝度が高い部分が生じることとなり、レーザ光の照
射による光切断線を正確に検出することができない。FIG. 12 is a diagram showing a screen subjected to an image pickup process. If position detection is performed by a conventional method using a coil having a surface texture that causes specular reflection, regular reflection light is input to the television camera depending on the laser light source, the shape of the coil, and the positional relationship between the television camera as described above. May be done.
When extremely strong light such as specular reflection light enters the television camera, the lens and imaging surface of the television camera (for example, CC)
In the optical system composed of D), the input light is reflected,
Causes scattering and the like. Therefore, the light focused on the imaging surface has a wider range than the actual laser light. In some cases, a phenomenon such as a ghost image generated between the lens and the imaging surface may be reflected. For this reason, on the screen, a portion having a high luminance is generated even in a portion other than the irradiation portion to be actually obtained, and it is not possible to accurately detect a light cutting line due to laser light irradiation.
【0008】したがって、テレビカメラがその反射光を
受ける位置によっては、正反射により生じた光の広がり
が、真のコイルエッジより外側にまで達してしまう場合
がある。そのため、コイルが実在しない部分について
も、あたかもコイルが存在するかのように検出されてし
まう。従来の位置検出装置でコイル幅、中心位置を演算
した場合、光が広がった分だけ、コイル幅を広く検出し
てしまうために、正確なコイル幅等が求められないとい
う問題点があった。Therefore, depending on the position where the television camera receives the reflected light, the spread of the light generated by the regular reflection may reach outside the true coil edge. Therefore, even a portion where the coil does not actually exist is detected as if the coil exists. When the coil width and the center position are calculated by the conventional position detecting device, there is a problem that an accurate coil width or the like cannot be obtained because the coil width is detected as wide as the light is spread.
【0009】本発明は上記のような問題を解決するため
のものであり、コイル表面の性状が鏡面状であっても、
コイルの位置を正確に演算できるようなコイル位置検出
装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem. Even if the surface of the coil is mirror-like,
It is an object of the present invention to obtain a coil position detecting device that can accurately calculate the position of a coil.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るコイル位置
検出装置は、コイルの運搬を行う天井クレーンに取り付
けられ、コイルに複数の直線状レーザスリット光を照射
するレーザ光投光手段と、天井クレーンに取り付けら
れ、コイルを被写体とした画像を撮像する撮像手段と、
撮像手段が撮像した画像を処理して、各レーザスリット
光の照射により明るさが変化した部分を判断して抽出す
る画像処理手段と、撮像手段が撮像した画像に、レーザ
スリット光により正反射した光が入力したかどうかを判
断し、正反射した光が入力したものと判断すると、レー
ザ光投光手段に直線状レーザスリット光の照射位置を変
更させて照射させるように指示する正反射検出手段と、
処理画像に基づいて、明るさが変化した部分の3次元形
状データを算出する形状演算手段と、形状演算手段が算
出した3次元形状データのうち、コイル部分と判断した
3次元形状データを抽出し、抽出した3次元形状データ
をコイルの径方向に投影して、少なくともコイルの幅及
び幅の中心位置を算出し、また、抽出した3次元形状デ
ータをコイルの幅方向に投影して、少なくともコイルの
径及び径の中心位置を算出するコイル演算手段とを備え
ている。本発明においては、レーザ光投光手段は、コイ
ルの運搬を行う天井クレーンに取り付けられ、複数の直
線状レーザスリット光を、コイルを切断するように照射
する。撮像手段が撮像した画像を画像処理手段が処理
し、各レーザスリット光の照射により明るさが変化した
部分を判断して抽出し、処理画像を作成する。正反射光
検出手段が、撮像手段が撮像した画像に、レーザスリッ
ト光により正反射した光が入力したかどうかを判断し、
正反射した光が入力したものと判断すると、レーザ光投
光手段に直線状レーザスリット光の照射位置を変更させ
て照射させるように指示し、正反射した光が入力した場
合にはその画像での位置検出は行わない。形状演算手段
は、処理画像に基づいて3次元形状データを作成する。
コイル演算手段は、形状演算手段が算出した3次元形状
データのうち、コイル部分の3次元形状データを判断し
て抽出し、抽出した3次元形状データをコイルの径方向
に投影してコイルの幅及び幅の中心位置を算出する。ま
た、抽出した3次元形状データをコイルの幅方向に投影
してコイルの径及び径の中心位置を算出する。A coil position detecting device according to the present invention is mounted on an overhead crane for transporting a coil, and irradiates a plurality of linear laser slit beams to the coil with a laser beam projecting means. Imaging means attached to the crane, for imaging an image with the coil as a subject,
An image processing unit that processes an image captured by the imaging unit to determine and extract a portion whose brightness has changed due to the irradiation of each laser slit light; and that the image captured by the imaging unit is regularly reflected by the laser slit light. It is determined whether or not light has been input, and when it is determined that the specularly reflected light has been input, specular reflection detecting means for instructing the laser light projecting means to change the irradiation position of the linear laser slit light and irradiate the light. When,
Based on the processed image, shape calculation means for calculating three-dimensional shape data of a portion where the brightness has changed, and, among the three-dimensional shape data calculated by the shape calculation means, extract three-dimensional shape data determined to be a coil portion. Projecting the extracted three-dimensional shape data in the radial direction of the coil to calculate at least the width of the coil and the center position of the width, and projecting the extracted three-dimensional shape data in the coil width direction to obtain at least the coil And a coil calculating means for calculating the diameter and the center position of the diameter. In the present invention, the laser light projecting means is attached to an overhead crane that carries the coil, and irradiates a plurality of linear laser slit lights so as to cut the coil. The image processing unit processes the image captured by the imaging unit, and determines and extracts a portion whose brightness has been changed by the irradiation of each laser slit light to create a processed image. The regular reflection light detection unit determines whether or not light that is regularly reflected by the laser slit light is input to the image captured by the imaging unit,
When it is determined that the specularly reflected light has been input, the laser light projecting unit is instructed to change the irradiation position of the linear laser slit light so that the light is irradiated. Is not detected. The shape calculation means creates three-dimensional shape data based on the processed image.
The coil calculating means determines and extracts the three-dimensional shape data of the coil portion from the three-dimensional shape data calculated by the shape calculating means, projects the extracted three-dimensional shape data in the radial direction of the coil, and outputs the width of the coil. And the center position of the width. Also, the extracted three-dimensional shape data is projected in the width direction of the coil to calculate the diameter of the coil and the center position of the diameter.
【0011】また、本発明に係るコイル位置検出装置に
おいて、各レーザスリット光の投光角度を表す投光角度
信号を出力し、正反射検出手段は、処理画像及び投光角
度信号に基づいて、抽出した部分の画素をレーザスリッ
ト光毎に計数し、レーザスリット光毎の画素数に基づい
て、撮像手段が撮像した画像に正反射した光が入力した
かどうかを判断するものである。本発明においては、レ
ーザ光投光手段は、レーザスリット光の照射により得ら
れる情報である投光角度信号をさらに出力する。正反射
検出手段は、処理画像及び投光角度信号に基づいて、レ
ーザスリット光毎に、抽出した部分の画素を計数し、レ
ーザスリット光毎の画素数に基づいて、異常に画素数の
多いものは正反射した光が入力したものと判断する。Further, in the coil position detecting device according to the present invention, a light projecting angle signal representing the light projecting angle of each laser slit light is output, and the specular reflection detecting means outputs the signal based on the processed image and the light projecting angle signal. The pixels in the extracted portion are counted for each laser slit light, and it is determined whether or not light that has been specularly reflected on the image captured by the imaging unit has been input based on the number of pixels for each laser slit light. In the present invention, the laser beam projecting means further outputs a beam projecting angle signal which is information obtained by irradiating the laser slit light. The regular reflection detecting means counts the pixels of the extracted portion for each laser slit light based on the processed image and the light projection angle signal, and abnormally has a large number of pixels based on the number of pixels for each laser slit light. Judge that specularly reflected light has been input.
【0012】また、本発明に係るコイル位置検出装置に
おいて、レーザ光投光手段は、レーザスポットを2次元
的に走査して複数のレーザスリット光を照射するもので
ある。本発明においては、レーザ光投光手段は、複数の
レーザスリット光を照射する際、レーザ光の点であるレ
ーザスポットを2次元的に走査して照射する。Further, in the coil position detecting device according to the present invention, the laser beam projecting means irradiates a plurality of laser slit beams by scanning the laser spot two-dimensionally. In the present invention, when irradiating a plurality of laser slit lights, the laser light projecting means two-dimensionally scans and irradiates a laser spot which is a point of the laser light.
【0013】また、本発明に係るコイル位置検出装置に
おいて、レーザ光投光手段は、正反射検出手段から直線
状レーザスリット光の照射位置の変更を指示されると、
直線状レーザスリット光の間隔の半周期ずらせて照射す
るものである。本発明においては、レーザ光投光手段
が、正反射検出手段から直線状レーザスリット光の照射
位置を変更を指示されると、レーザスリット光の間隔の
半周期分照射位置を変更させて、反射光が生じないよう
な位置で再度照射する。Further, in the coil position detecting device according to the present invention, when the laser light projecting means is instructed by the regular reflection detecting means to change the irradiation position of the linear laser slit light,
Irradiation is performed by shifting the interval of the linear laser slit light by a half cycle. In the present invention, when the laser light projecting unit is instructed to change the irradiation position of the linear laser slit light from the regular reflection detection unit, the laser light projecting unit changes the irradiation position for a half cycle of the interval of the laser slit light to reflect the light. Irradiate again at a position where no light is generated.
【0014】また、本発明に係るコイル位置検出装置に
おいては、コイル演算手段は、3次元形状データをコイ
ルの径方向に投影する際、コイルの径を垂線とし、かつ
天井クレーンに鉛直な線分と平行な面に投影する。本発
明においては、コイル演算手段は、3次元形状データを
コイルの径方向に投影する際、コイルの径を垂線とし、
かつ天井クレーンに鉛直な線分と平行な面に投影し、必
ずコイルの最も高い部分が含まれるようにする。Further, in the coil position detecting device according to the present invention, when projecting the three-dimensional shape data in the radial direction of the coil, the coil calculating means sets the diameter of the coil to a perpendicular line and a line segment perpendicular to the overhead crane. Projected onto a plane parallel to. In the present invention, when projecting the three-dimensional shape data in the radial direction of the coil, the coil calculating means sets the diameter of the coil as a perpendicular,
Also, project onto a plane parallel to the vertical line segment on the overhead crane so that the highest part of the coil is always included.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】実施形態1.図1は本発明のコイ
ル計測装置の計測原理を説明するための構成図である。
図では、基準面(床面)1上にコイル3が置かれてい
る。撮像手段となるテレビカメラ10は、基準面1にそ
の中心軸が直交するように配置され、撮像画像を映像信
号に変換して送信する。レーザ光投光手段となるスリッ
ト光走査装置12は、テレビカメラ10とは異なった位
置に配置されている。スリット光走査装置12は、レー
ザスポット光からレーザスリット光12aを生成させる
とともにそれを走査し、コイル3を切断させるように照
射する。また、その走査に基づいた投光角度θを表す投
光角度信号を送信する。画像合成手段となる画像合成装
置14は、テレビカメラ10から送信された映像信号及
びスリット光走査装置12から送信された投光角度信号
に基づいて、2値処理画像信号及び投光角度画像信号を
生成処理する。形状演算手段となる形状演算装置16
は、画像合成装置14が生成処理した2値処理画像信号
及び投光角度画像信号に基づいて3次元の断面形状デー
タを演算する。正反射検出手段となる正反射光ノイズ除
去装置17は、正反射光が入力した場合に、撮像画像で
はレーザ光が広がることを利用して、レーザ光の広がり
が生じているかどうかを判断し、生じているものと判断
するとレーザ光照射位置を変更させる。コイル演算手段
となるコイル演算装置18は形状演算装置16が求めた
3次元の断面形状データに基づいて、コイル3の径、幅
等を求める。その際に、正反射に基づくレーザスポット
光の広がりにより生じる成分を除去する。コイル位置検
出装置の構成は以上であるが、図1のコイル位置検出装
置の全体動作を説明する前に、測定方法、画像合成方
法、レーザスリット光の位置と投光角度θとの関係及び
形状演算原理の観点から、それぞれ関連する装置の動作
について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the measurement principle of the coil measurement device of the present invention.
In the figure, a coil 3 is placed on a reference plane (floor surface) 1. A television camera 10 serving as an imaging unit is arranged so that its center axis is orthogonal to the reference plane 1, converts a captured image into a video signal, and transmits the video signal. The slit light scanning device 12 serving as a laser light projecting unit is arranged at a position different from the television camera 10. The slit light scanning device 12 generates the laser slit light 12 a from the laser spot light, scans the laser slit light 12 a, and irradiates the laser so as to cut the coil 3. Further, a light projection angle signal representing the light projection angle θ based on the scanning is transmitted. The image synthesizing device 14 serving as an image synthesizing unit converts the binary processed image signal and the light projection angle image signal based on the video signal transmitted from the television camera 10 and the light projection angle signal transmitted from the slit light scanning device 12. Generate processing. Shape calculation device 16 serving as shape calculation means
Calculates three-dimensional cross-sectional shape data based on the binary processed image signal and the projection angle image signal generated and processed by the image synthesis device 14. The specular reflection light noise elimination device 17 serving as the specular reflection detection unit determines whether or not the spread of the laser light has occurred by using the spread of the laser light in the captured image when the specular reflection light is input, If it is determined that a laser beam has occurred, the laser beam irradiation position is changed. A coil operation device 18 serving as a coil operation means obtains a diameter, a width, and the like of the coil 3 based on the three-dimensional cross-sectional shape data obtained by the shape operation device 16. At this time, components generated by the spread of the laser spot light based on the regular reflection are removed. The configuration of the coil position detecting device is as described above. Before describing the overall operation of the coil position detecting device of FIG. 1, the measuring method, the image synthesizing method, the relationship and the shape between the position of the laser slit light and the projection angle θ are described. The operation of each related device will be described from the viewpoint of the operation principle.
【0016】(A)測定方法 図2はスリット光走査装置12の構成を示した図であ
る。図2に基づいて本実施の形態の測定方法について説
明する。測定方法は、一般的に光切断法と呼ばれる方法
を用いる。図において、半導体レーザ20は、レーザス
ポット光を発する。駆動モータ22aは、第1の走査ミ
ラー22の回転を制御する。第1の走査ミラー22は、
回転しながら半導体レーザ20が発するレーザスポット
光を反射する。これにより、レーザスポット光が走査
し、レーザスリット光が生成される。ここで、駆動モー
タ22aは、生成されたレーザスリット光の向きが図1
のy軸方向となるように第1の走査ミラー22の回転を
制御する。また、駆動モータ24aは、第2の走査ミラ
ー24の回転を制御し、生成されたレーザスリット光の
照射位置を、図1のx軸方向に対して制御する。これに
より、生成されたレーザスリット光がx軸方向に走査さ
れ、複数のレーザスリット光が照射される。そして、同
時に第2の走査ミラー24により定められる投光角度θ
を、投光角度信号として画像合成装置14に送信する。
テレビカメラ10は、撮像した画像を映像信号として画
像合成装置14に出力する。(A) Measuring Method FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the slit light scanning device 12. The measurement method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As a measuring method, a method generally called a light section method is used. In the figure, a semiconductor laser 20 emits a laser spot light. The drive motor 22a controls the rotation of the first scanning mirror 22. The first scanning mirror 22 is
The laser spot light emitted from the semiconductor laser 20 is reflected while rotating. Thereby, the laser spot light scans, and laser slit light is generated. Here, the direction of the generated laser slit light is controlled by the drive motor 22a as shown in FIG.
The rotation of the first scanning mirror 22 is controlled so as to be in the y-axis direction. Further, the drive motor 24a controls the rotation of the second scanning mirror 24, and controls the irradiation position of the generated laser slit light in the x-axis direction in FIG. Thereby, the generated laser slit light is scanned in the x-axis direction, and a plurality of laser slit lights are irradiated. At the same time, the projection angle θ determined by the second scanning mirror 24
Is transmitted to the image synthesizing device 14 as a projection angle signal.
The television camera 10 outputs the captured image to the image synthesizing device 14 as a video signal.
【0017】そして、第2の走査ミラー24をθからΔ
θだけ回転させて再度実行する。このような動作を適当
回繰り返す。ここで、コイル位置等の計測のためには投
光角度θの値が必要であり、コイル上にレーザスリット
光を適当数照射でき、θの値が確定できれば、回転させ
るΔθの値はその都度同じでなくてもかまわない。Then, the second scanning mirror 24 is moved from θ to Δ
Rotate by θ and execute again. Such an operation is repeated an appropriate number of times. Here, in order to measure the coil position and the like, the value of the projection angle θ is necessary. If a proper number of laser slit lights can be irradiated on the coil, and the value of θ can be determined, the value of Δθ to be rotated is changed each time. It does not matter if they are not the same.
【0018】画像合成装置14は、テレビカメラ10の
映像信号を、各々の光切断線による映像信号を合成しな
がら処理する。そして、映像信号と投光角度信号とから
2値処理画像信号及び投光角度画像信号を生成する。形
状演算装置16は、画像合成装置14が画像処理した2
値処理画像信号及び投光角度画像信号を用いて、3次元
の断面形状データを複数演算する。これらの演算結果に
基づいて、コイル3の全体形状を得る。The image synthesizing device 14 processes the video signal of the television camera 10 while synthesizing the video signal by each light cutting line. Then, a binary processed image signal and a projection angle image signal are generated from the video signal and the projection angle signal. The shape calculation device 16 performs the image processing by the image synthesis device 14.
A plurality of three-dimensional cross-sectional shape data is calculated using the value-processed image signal and the projection angle image signal. Based on these calculation results, the overall shape of the coil 3 is obtained.
【0019】ここで、測定精度を上げるため、光切断線
(投射角θのレーザスリット光)と光切断線(投射角θ
+Δθのレーザスリット光)との間に不要にレーザ光を
照射しないようにする必要がある。そこで、図2のスリ
ット光走査装置12には、遮蔽板26を設けている。こ
れを駆動モータ24aと同期させて制御し、レーザスリ
ット光の投光角度θがθ+Δθに変化するまでの間は、
レーザスリット光がコイル3に照射されないようにす
る。これは、レーザスリット光の投光角度θがθ+Δθ
に変化するまでの間、半導体レーザ20にレーザスポッ
ト光を発生させないようにしても実現できる。なお、第
2の走査ミラー24の回転ピッチΔθを細かくするほど
コイル3の形状分解能は向上する。しかし、その一方で
演算処理が多くなり、測定時間は長くなる。Here, in order to improve the measurement accuracy, a light cutting line (laser slit light having a projection angle θ) and a light cutting line (projection angle θ) are used.
It is necessary not to irradiate the laser light unnecessarily with the laser slit light of + Δθ. Therefore, the slit light scanning device 12 shown in FIG. This is controlled in synchronization with the drive motor 24a, and until the projection angle θ of the laser slit light changes to θ + Δθ,
The laser slit light is not irradiated on the coil 3. This is because the projection angle θ of the laser slit light is θ + Δθ
The laser spot light may not be generated in the semiconductor laser 20 until it changes to. The smaller the rotation pitch Δθ of the second scanning mirror 24 is, the more the shape resolution of the coil 3 is improved. However, on the other hand, the arithmetic processing increases, and the measurement time increases.
【0020】コイル演算装置18は、それぞれの形状デ
ータ及び投光角度θに基づいてコイルの中心位置、幅等
を算出する。The coil calculating device 18 calculates the center position, the width and the like of the coil based on the respective shape data and the projection angle θ.
【0021】(B)画像合成方法 図3は画像合成装置14の構成を示すブロック図であ
る。テレビカメラ10から送信される映像信号は、A/
D変換器30によりデジタル信号に変換され、最大輝度
画像演算部31に入力される。最大輝度画像演算部31
は、コンパレータ31a、セレクタ31b及び最大輝度
画像メモリ32で構成されている。この最大輝度画像演
算部31は、コンパレータ31a及びセレクタ31bに
より各画素領域の最大輝度レベルの映像信号を求め、最
大輝度画像メモリ32内の該当する画素領域に格納す
る。(B) Image Synthesizing Method FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the image synthesizing device 14. The video signal transmitted from the television camera 10 is A /
The signal is converted into a digital signal by the D converter 30 and input to the maximum luminance image calculation unit 31. Maximum brightness image calculation unit 31
Is composed of a comparator 31a, a selector 31b and a maximum luminance image memory 32. The maximum luminance image calculation unit 31 obtains the video signal of the maximum luminance level of each pixel area by the comparator 31a and the selector 31b, and stores the video signal in the corresponding pixel area in the maximum luminance image memory 32.
【0022】この最大輝度画像演算部31が最大輝度画
像信号を格納するまでの処理手順を詳細に説明する。A
/D変換器30を介してある画素領域の映像信号ac が
入力されると、コンパレータ31aは、最大輝度画像メ
モリ32から、映像信号acに対応する画素領域の信号
am を読み出す。そして、その映像信号ac の輝度レベ
ルと最大輝度画像メモリ32の信号am の輝度レベルと
を比較する。ここで、ac >am の場合には、セレクタ
31b及びコード化画像演算部34のセレクタ34aに
セレクタ信号を送信する。セレクタ31bはセレクタ信
号が入力されると、最大輝度画像メモリ32の信号am
をその映像信号ac に書き換える(つまり、ac =a
m )。また、ac ≦am の場合は、書き換えない(つま
り、am =am )。このような処理を、テレビカメラ1
0から入力されてくる映像信号acについて順次行う。
したがって、最大輝度画像メモリ32には、各画素領域
の最大輝度画像レベルが最大輝度画像信号として格納さ
れる。The processing procedure until the maximum luminance image calculation section 31 stores the maximum luminance image signal will be described in detail. A
If / D converter 30 the video signal a c of the pixel region that is through is input, the comparator 31a from the maximum brightness image memory 32, reads the signal a m of the pixel area corresponding to the video signal a c. Then, comparing the luminance level of the signal a m brightness level and a maximum brightness image memory 32 of the video signal a c. Here, in the case of a c> a m transmits the selector signal to the selector 34a of the selector 31b and the coded image calculation unit 34. When the selector 31b selector signal is input, the signal a m of the maximum brightness image memory 32
To the video signal a c (that is, a c = a
m ). In the case of a c ≦ a m, not rewrite (i.e., a m = a m). Such processing is performed by the TV camera 1
Sequentially performed for the video signal a c inputted from 0.
Therefore, the maximum brightness image level of each pixel region is stored in the maximum brightness image memory 32 as a maximum brightness image signal.
【0023】また、スリット光走査装置12から送信さ
れるレーザスリット光の投光角度信号は、A/D変換器
33によりデジタル信号に変換され、コード化画像演算
部34に入力される。コード化画像演算部34は、セレ
クタ34a及び投光角度画像メモリ35で構成されてい
る。このコード化画像演算部34では、各画素領域につ
いて、最大輝度画像レベルが得られたときの投光角度信
号を、最大輝度画像メモリ32に対応する投光角度画像
メモリ35の画素領域に投光角度θを表す投光角度画像
信号としてコード化し、格納する。The projection angle signal of the laser slit light transmitted from the slit light scanning device 12 is converted into a digital signal by the A / D converter 33 and input to the coded image calculation unit 34. The coded image calculation unit 34 includes a selector 34a and a projection angle image memory 35. In the coded image calculation unit 34, the projection angle signal at the time when the maximum luminance image level is obtained for each pixel area is projected to the pixel area of the projection angle image memory 35 corresponding to the maximum luminance image memory 32. It is coded and stored as a projection angle image signal representing the angle θ.
【0024】このコード化画像演算部34が投光角度信
号を格納する処理手順を詳細に説明する。最大輝度画像
演算部31のコンパレータ31aは、映像信号ac の輝
度レベルと最大輝度画像メモリ32の信号am の輝度レ
ベルとを比較し、ac >amを満たすものと判断する
と、セレクタ信号を出力する。セレクタ33aがそのセ
レクタ信号を受け取ると、輝度レベルの比較対象となっ
た画素領域に対応する投光角度画像メモリ34の信号b
m を、その時に送信される投光角度信号が表す投光角度
θをコード化した投光角度画像信号bc に書き換える。
このような処理を、テレビカメラ10から入力されてく
る映像信号ac 及びスリット光走査装置12から入力さ
れてくる投光角度信号bc に基づいて順次行う。したが
って、角度信号画像メモリ35には、各画素領域におい
て最大輝度画像レベルとなった時の投光角度θが投光角
度画像信号bm として格納される。The processing procedure in which the coded image calculation section 34 stores the light projection angle signal will be described in detail. Comparator 31a of the maximum brightness image calculation unit 31 compares the luminance level of the signal a m brightness level and a maximum brightness image memory 32 of the video signal a c, when it is determined that satisfies the a c> a m, a selector signal Is output. When the selector 33a receives the selector signal, the signal b of the projection angle image memory 34 corresponding to the pixel area whose luminance level is compared
The m, rewrites the projection angle image signals b c obtained by coding the projection angle θ represented by the projection angle signal transmitted at that time.
Such processing is sequentially performed based on the video signal a c input from the television camera 10 and the light projection angle signal b c input from the slit light scanning device 12. Therefore, the angle signal image memory 35, projection angle θ when the maximum brightness image level in each pixel area is stored as the projection angle image signal b m.
【0025】更に、テレビカメラ10から送信される映
像信号は、A/D変換器36によりデジタル信号に変換
され、最小輝度画像演算部37に入力される。最小輝度
画像演算部37は、コンパレータ37a、セレクタ37
b及び最小輝度画像メモリ38で構成されている。この
最小輝度画像演算部37は、コンパレータ37a及びセ
レクタ37bにより、各画素領域の最小輝度レベルの映
像信号を求め、最小輝度画像メモリ38内の該当する画
素領域に格納する。Further, the video signal transmitted from the television camera 10 is converted into a digital signal by the A / D converter 36 and input to the minimum luminance image calculation unit 37. The minimum brightness image calculation unit 37 includes a comparator 37a, a selector 37
b and a minimum brightness image memory 38. The minimum luminance image calculation unit 37 obtains the video signal of the minimum luminance level of each pixel region by the comparator 37a and the selector 37b, and stores the video signal in the corresponding pixel region in the minimum luminance image memory 38.
【0026】この最小輝度画像演算部37が最小輝度画
像信号を格納するまでの処理手順を詳細に説明する。コ
ンパレータ37aは、A/D変換器36を介してある画
素領域の映像信号ac が入力されると、最小輝度画像メ
モリ38から、その映像信号ac に対応する画素領域の
信号amiを読み出す。そして、その映像信号ac の輝度
レベルと最小輝度画像メモリ38の信号amiの輝度レベ
ルとを比較する。ここで、ac <amiの場合には、セレ
クタ31b及びコード化画像演算部34のセレクタ34
aにセレクタ信号を送信する。セレクタ31bはセレク
タ信号が入力されると、最小輝度画像メモリ38の信号
amiをその映像信号ac に書き換える(つまり、ac =
ami)。ac ≧amiの場合は、書き換えない(つまり、
ami=a mi)。このような処理を、テレビカメラ10か
ら入力されてくる映像信号ac について順次行う。した
がって、最小輝度画像メモリ38には、画素領域の最小
輝度画像レベルが最小輝度画像信号として格納される。The minimum luminance image calculation section 37 outputs the minimum luminance image
The processing procedure up to storing the image signal will be described in detail. Ko
The comparator 37a is connected to an image via the A / D converter 36.
Video signal a of the elementary areac Is input, the minimum brightness image
From the moly 38, the video signal ac Of the pixel area corresponding to
Signal amiIs read. Then, the video signal ac Brightness
Level and signal a of minimum brightness image memory 38miBrightness level
Compare with Where ac <AmiIn the case of
And the selector 34 of the coded image calculation unit 34
Transmit the selector signal to a. Selector 31b is select
When the data signal is input, the signal of the minimum brightness image memory 38 is output.
amiIs the video signal ac (That is, ac =
ami). ac ≧ amiIs not rewritten (that is,
ami= A mi). Such processing is performed by the TV camera 10
Video signal a input fromc Are performed sequentially. did
Therefore, the minimum brightness image memory 38 stores the minimum pixel area.
The luminance image level is stored as the minimum luminance image signal.
【0027】図4は画像合成装置14の演算処理を概念
的に示した説明図である。図4(a)は、A−A’間の
最大輝度画像レベルを表した図である。図4(b)は、
B−B’間の最小輝度画像レベルを表した図である。図
4(c)は、C−C’(A−A’)間において、最大輝
度画像レベルを得たときの投光角度θを表した図であ
る。図4(b)では、レーザスポット光以外の光の反射
光(背景光)に影響を受けたために、コイル部分の最小
輝度画像レベルが基準面の輝度よりも高くなっている。
画像合成装置14は、上述のように、テレビカメラ10
で撮像した映像信号をリアルタイム処理し、各画素領域
の最大輝度画像レベル及び最小輝度画像レベルを検出し
て各々最大輝度画像メモリ32、最小輝度画像メモリ3
8に保持する。また、最大輝度画像レベルとなったタイ
ミング(通常、レーザスポット光が照射される位置で
は、視野内の対応する点に当たった時)での投光角度信
号を投光角度画像メモリ35の、最大輝度画像メモリ3
2に対応する画素領域に記録する。したがって、複数の
レーザスリット光が合成された最大又は最小輝度画像信
号と投光角度画像信号とを同時に得ることができる。FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing the arithmetic processing of the image synthesizing device 14. FIG. 4A is a diagram illustrating the maximum luminance image level between AA ′. FIG. 4 (b)
It is a figure showing the minimum luminance image level between BB '. FIG. 4C is a diagram showing the light projection angle θ when the maximum luminance image level is obtained between CC ′ (AA ′). In FIG. 4B, the minimum luminance image level of the coil portion is higher than the luminance of the reference plane because the reflected light (background light) of the light other than the laser spot light is affected.
The image synthesizing device 14 is, as described above, the TV camera 10
Real-time processing of the video signal imaged at the step (a), the maximum luminance image level and the minimum luminance image level of each pixel area are detected, and the maximum luminance image memory 32 and the minimum luminance image memory 3
8 is maintained. Further, the projection angle signal at the timing when the image reaches the maximum luminance image level (normally, at the position irradiated with the laser spot light, when a corresponding point in the visual field is hit) is stored in the projection angle image memory 35 at the maximum. Brightness image memory 3
2 is recorded in the pixel area corresponding to 2. Therefore, it is possible to simultaneously obtain a maximum or minimum luminance image signal obtained by combining a plurality of laser slit lights and a projection angle image signal.
【0028】(C)レーザスリット光の位置と投光角度
情報の抽出 上述の最大輝度画像信号、最小輝度画像信号及び投光角
度画像信号から、光切断線を抽出するために、次式
(1)に示す画像演算を行い、背景光(レーザ光以外の
影響により生ずる光)の影響による輝度レベルを差し引
く。 輝度画像レベル=最大輝度画像レベル−最小輝度画像レベル …(1) (1)式の画像演算により背景光の影響を差し引いた輝
度画像レベルを算出し、更に比較部39において、予め
設定した閾値レベルで2値化処理し、閾値レベル以上の
高輝度の部分(通常、光切断線)だけを2値化処理画像
信号として抽出する。なお、本実施の形態においては、
上述のように、最小輝度画像演算を同時に行い、最大輝
度レベルと最小輝度レベルとの差を算出してから比較部
39で2値化処理することにしているが、最大輝度画像
のみに基づいて、比較部39で2値化処理を行い、高輝
度部分を抽出するようにしても良い。(C) Extraction of position and projection angle information of laser slit light In order to extract a light cutting line from the above-described maximum luminance image signal, minimum luminance image signal and projection angle image signal, the following equation (1) is used. ) Is performed, and the luminance level due to the influence of the background light (light generated by an influence other than the laser light) is subtracted. Luminance image level = maximum luminance image level−minimum luminance image level (1) A luminance image level from which the influence of the background light has been subtracted by the image calculation of equation (1) is calculated. To extract only a high-brightness portion (usually a light cutting line) above a threshold level as a binarized image signal. In the present embodiment,
As described above, the minimum luminance image calculation is performed at the same time, the difference between the maximum luminance level and the minimum luminance level is calculated, and then the binarization processing is performed by the comparing unit 39. Alternatively, the comparison unit 39 may perform a binarization process to extract a high luminance portion.
【0029】画像合成装置14では、輝度画像メモリ3
9aに記憶させた2値化処理画像信号を送信する。ま
た、投光角度画像メモリ35から投光角度画像信号を送
信する。In the image synthesizing device 14, the luminance image memory 3
The binarized image signal stored in 9a is transmitted. In addition, the projection angle image signal is transmitted from the projection angle image memory 35.
【0030】(D)形状演算原理 次に2値化処理画像信号及び投光角度画像信号による、
三角測量法に基づいた3次元の断面形状データ演算につ
いて説明する。形状演算装置16では、スリット光走査
装置12により生成される複数のレーザスリット光につ
いて、その光切断線のそれぞれの3次元座標を演算する
ことによりコイル3の全体形状を求める。この形状演算
は三角測量の方式に基づいたものである。スリット光走
査装置12からコイル3上にレーザスリット光12aを
投光角度θで投光する。その状態を撮像した画像から抽
出したレーザ光が当たった点(x′,y′)の高さz
(x′,y′)は、撮像画像のパースペクティブ効果を
考慮すると、次式(2)のような関係で表される。 z(x′,y′)=Z0 −{X0 −(1−z(x′,y′)/a)x} ×tan θ(x′,y′) …(2) x′ :テレビカメラで撮像された画像の基準面上での
位置(x軸方向) y′ :テレビカメラで撮像された画像の基準面上での
位置(y軸方向) X0 :レーザ光走査回転軸のx座標 Z0 :レーザ光走査回転軸のz座標 a :テレビカメラ−基準面間の距離 θ :レーザスリット光投光角度 上記の(2)式を変形すればレーザスリット光が当たっ
た点の高さz(x′,y′)は次式(3)で求まる。(D) Principle of Shape Calculation Next, a binarized image signal and a projection angle image signal are used.
The calculation of three-dimensional cross-sectional shape data based on triangulation will be described. The shape calculation device 16 obtains the entire shape of the coil 3 by calculating the three-dimensional coordinates of each of the light cutting lines for the plurality of laser slit lights generated by the slit light scanning device 12. This shape calculation is based on a triangulation method. The slit light scanning device 12 emits the laser slit light 12 a onto the coil 3 at an emission angle θ. The height z of the point (x ', y') where the laser light extracted from the image obtained by capturing the state is applied
(X ', y') is expressed by the following equation (2) in consideration of the perspective effect of the captured image. z (x ′, y ′) = Z 0 − {X 0 − (1−z (x ′, y ′) / a) x} × tan θ (x ′, y ′) (2) x ′: Television The position of the image picked up by the camera on the reference plane (x-axis direction) y ': The position of the image picked up by the TV camera on the reference plane (y-axis direction) X 0 : x of the laser light scanning rotation axis Coordinate Z 0 : z coordinate of laser light scanning rotation axis a: distance between television camera and reference plane θ: laser slit light projection angle If the above equation (2) is modified, the height of the point hit by the laser slit light z (x ', y') is obtained by the following equation (3).
【0031】[0031]
【数1】 (Equation 1)
【0032】また、画像上でレーザ光が抽出された点
(x’,y’)の3次元座標上での座標(x,y)は次
式(4)及び(5)で与えられる。 x={1−z(x′,y′)/a}x′ …(4) y={1−z(x′,y′)/a}y′ …(5)The coordinates (x, y) on the three-dimensional coordinates of the point (x ', y') where the laser light is extracted on the image are given by the following equations (4) and (5). x = {1−z (x ′, y ′) / a} x ′ (4) y = {1−z (x ′, y ′) / a} y ′ (5)
【0033】以上の説明から明らかなように、レーザス
リット光が投光角度θでテレビカメラ10の画像上の座
標(x′,y′)に検出された点の3次元座標(x,
y,z)は上記の(3)、(4)、(5)式で求まる。
ここで、上記の(4)、(5)式は、コイル3とテレビ
カメラ10との間の距離が有限であるためにテレビカメ
ラ10に近いものほど大きく見えるというパースペクテ
ィブ効果に対する補正を施したものである。撮像した画
像を単に処理だけの2次元画像だけでは正確な形状検出
ができず、補正をすることが必要なことが分かる。As is clear from the above description, the three-dimensional coordinates (x, y) of the point where the laser slit light is detected at the projection angle θ at the coordinates (x ′, y ′) on the image of the television camera 10.
y, z) is obtained by the above equations (3), (4), and (5).
Here, the above equations (4) and (5) have been corrected for the perspective effect that the closer to the TV camera 10 the larger the closer to the TV camera 10 because the distance between the coil 3 and the TV camera 10 is finite. It is. It can be seen that accurate shape detection cannot be performed with a two-dimensional image obtained by simply processing a captured image, and it is necessary to perform correction.
【0034】図5(A)、(B)及び(C)は、図1の
光学系(テレビカメラ10、スリット光走査装置12)
を天井クレーンに配置した場合における平配置図、正面
図及びテレビカメラ10の視野内の映像をそれぞれ示し
た図である。同図(A)に示されるように、テレビカメ
ラ10は、トロリ30の横行方向に対して時計回りに4
5°回転させた方向に、且つその光軸が鉛直方向下向き
に位置するように配置される。また、スリット光走査装
置12は、トロリ30上で、かつテレビカメラ10のx
軸上に設置される。そして、生成するレーザスリット光
の向きがテレビカメラ10のy軸方向に平行となるよう
に調整される。また、測定対象となるコイル3は、天井
クレーンの横行方向又は走行方向に平行に置かれてい
る。通常、ヤード内においては、コイル3は天井クレー
ンの横行方向又は走行方向の何れかに配置され、その配
置方向はヤードを管理しているシステムコンピュータに
おいて把握されているものなので、このようにコイル3
を配置することは可能である。したがって、本実施の形
態では、テレビカメラ10によって撮像されるコイル3
の姿勢は、視野内で45°傾いた(回転した)状態とな
っているものとする。FIGS. 5A, 5B and 5C show the optical system of FIG. 1 (TV camera 10, slit light scanning device 12).
FIG. 2 is a plan view, a front view, and an image in the field of view of the television camera 10 when the camera is placed on an overhead crane. As shown in FIG. 1A, the television camera 10 is moved clockwise in a direction
It is arranged in a direction rotated by 5 ° and its optical axis is positioned vertically downward. Further, the slit light scanning device 12 is located on the trolley 30 and the x of the television camera 10.
Installed on axis. Then, the direction of the generated laser slit light is adjusted so as to be parallel to the y-axis direction of the television camera 10. The coil 3 to be measured is placed parallel to the traversing direction or traveling direction of the overhead crane. Usually, in the yard, the coil 3 is arranged in either the traversing direction or the traveling direction of the overhead crane, and the arrangement direction is known by the system computer managing the yard.
It is possible to arrange. Therefore, in the present embodiment, the coil 3 captured by the television camera 10
Is inclined (rotated) by 45 ° in the visual field.
【0035】スリット光走査装置12は、レーザスポッ
ト光からレーザスリット光を生成し、コイル3を切断す
るように、テレビカメラ10の視野内でそのレーザスリ
ット光を走査する。テレビカメラ10はその状態を撮像
する。撮像した画像は、コイル3に対して斜め45度方
向にレーザスリット光が照射された画像となる。画像合
成装置14は上述の方法により合成画像を生成する。形
状演算装置16は、その合成画像に基づいてレーザスリ
ット光が当たった部分(光切断線)の形状を上述の演算
式に基づいて演算する。各光切断線について演算を行う
ことにより、コイル・台車、床面等、テレビカメラ10
の測定視野内の物体の複数の断面形状を得ることができ
る。The slit light scanning device 12 generates laser slit light from the laser spot light, and scans the laser slit light in the field of view of the television camera 10 so as to cut the coil 3. The television camera 10 captures the state. The captured image is an image obtained by irradiating the coil 3 with the laser slit light at an angle of 45 degrees. The image synthesizing device 14 generates a synthesized image by the method described above. The shape calculation device 16 calculates the shape of the portion (light cutting line) hit by the laser slit light based on the composite image based on the above calculation formula. By performing calculations for each light cutting line, the TV camera 10
A plurality of cross-sectional shapes of the object within the measurement field of view can be obtained.
【0036】正反射光ノイズ除去装置17は、画像合成
装置14から送信される2値化処理画像及び投光角度画
像に基づいてテレビカメラ10への正反射光の入力が生
じているかどうかを判断する。The specular reflected light noise elimination device 17 determines whether or not regular reflected light is input to the television camera 10 based on the binarized image and the projected angle image transmitted from the image synthesizing device 14. I do.
【0037】図6は、正反射光入力が生じていない2値
化処理画像及び各投光角度における画素の数を表すヒス
トグラムを示す図である。正反射光がテレビカメラ10
に入力しなければ、各投光角度となる画素の数はほぼ均
一なものとなる。これは、撮像されるレーザスポット光
の大きさが各投光角度により差がないためである。FIG. 6 is a diagram showing a binarized image in which no regular reflection light input has occurred, and a histogram showing the number of pixels at each projection angle. TV camera 10 with specular reflection
, The number of pixels at each light projection angle becomes substantially uniform. This is because the size of the laser spot light to be imaged does not differ depending on each projection angle.
【0038】図7は、正反射光入力が生じている2値化
処理画像及び各投光角度における画素の数を表すヒスト
グラムを示す図である。正反射光のような強い光がテレ
ビカメラ10に入力されると、その光は大きく撮像され
る。そのため、その時の投光角度だけが画素数が増える
(つまり、正反射光入力が生じた投光角度の画素数が最
も多くなる)。FIG. 7 is a diagram showing a binarized image in which regular reflection light input has occurred and a histogram representing the number of pixels at each light projection angle. When strong light such as specularly reflected light is input to the television camera 10, the light is largely imaged. Therefore, only the projection angle at that time increases the number of pixels (that is, the number of pixels at the projection angle at which the regular reflection light input occurs becomes the largest).
【0039】そこで、正反射光ノイズ除去装置17には
閾値を設ける。そして、正反射光ノイズ除去手段17
は、閾値以上の画素数となる投光角度が存在すれば正反
射光が生じているものと判断する。正反射光が生じてい
るものと判断すると、正反射光ノイズ除去手段17は、
スリット光走査装置12に対し、例えば、レーザスリッ
ト光の間隔を半分(半周期)程度ずらして再度照射する
ように指示を出す。Therefore, the specular reflection light noise elimination device 17 is provided with a threshold value. Then, the regular reflection light noise removing means 17
It is determined that specularly reflected light is generated if there is a light projection angle with the number of pixels equal to or larger than the threshold value. When it is determined that the regular reflection light is generated, the regular reflection light noise removing unit 17
For example, it instructs the slit light scanning device 12 to re-irradiate the laser light after shifting the interval of the laser slit light by about half (half cycle).
【0040】図8はレーザスリット光の間隔をずらす前
後を示す図である。テレビカメラ10へ正反射光が入力
する場合、クレーン上に取り付けてあるカメラとレーザ
投光位置とコイルの表面形状との位置関係で決まり、そ
の位置は限られる。したがって、再度、その位置にレー
ザ光を照射しなければ、テレビカメラ10への正反射光
の入力をなくすことができ、テレビカメラ10へは正反
射光が入力されなくなる。FIG. 8 is a diagram showing before and after shifting the interval of the laser slit light. When the specularly reflected light is input to the television camera 10, the position is limited by the positional relationship between the camera mounted on the crane, the laser projection position, and the surface shape of the coil. Therefore, if the position is not irradiated with the laser light again, the input of the specularly reflected light to the television camera 10 can be eliminated, and the specularly reflected light is not input to the television camera 10.
【0041】次に、コイル演算装置18はその断面形状
データを用いて、コイルの方が床面や台車より高いこと
から、コイルと周辺部(床面及び台車)とを高さの違い
から識別し、コイルと判断される部分の形状データのみ
を抽出する。更に、抽出されたコイルの断面形状のデー
タから、コイルの位置を検出するために、コイルの径方
向及び幅方向の投影形状のデータを求める。ここで、コ
イルの径方向へは、基準面1と垂直な面に投影するもの
とする。Next, the coil calculating device 18 uses the cross-sectional shape data to identify the coil and the peripheral portion (the floor and the truck) from the difference in height because the coil is higher than the floor and the truck. Then, only the shape data of the portion determined to be a coil is extracted. Further, from the extracted data on the cross-sectional shape of the coil, data on the projected shape in the radial and width directions of the coil is obtained in order to detect the position of the coil. Here, it is assumed that the projection is made on a plane perpendicular to the reference plane 1 in the radial direction of the coil.
【0042】図9はコイルの径方向投影及び幅方向投影
の投影形状のデータを求める際の説明図である。図9で
は、説明を簡単にするために、レーザスリット光の数及
びスリット光走査装置12の投光方向を、図5とは別に
している。ここでは、検出ヘッドであるテレビカメラ1
0の設置角度(45°)分回転させた方向、すなわちト
ロリ30の横行方向及び走行方向にそれぞれコイル3の
形状を投影する。コイル幅方向への投影では、各断面形
状のコイル幅方向に対する形状データの平均値を求め、
その値を幅方向の投影形状のデータとする。また、コイ
ル径方向への投影では、各断面形状のコイル径方向に対
する形状データの最大値を径方向の投影形状のデータと
する。FIG. 9 is an explanatory diagram for obtaining data on the projected shape of the radial projection and the width projection of the coil. In FIG. 9, the number of laser slit lights and the light projection direction of the slit light scanning device 12 are different from those in FIG. 5 for simplicity of description. Here, the TV camera 1 which is a detection head
The shape of the coil 3 is projected in a direction rotated by an installation angle of 0 (45 °), that is, in a traversing direction and a traveling direction of the trolley 30. In the projection in the coil width direction, the average value of shape data in the coil width direction of each cross-sectional shape is obtained,
The value is used as data of the projection shape in the width direction. In the projection in the coil radial direction, the maximum value of the shape data in the coil radial direction of each cross-sectional shape is used as data of the radially projected shape.
【0043】図10はコイル幅の投影形状と幅判別用の
閾値レベルとの関係を表す図である。コイル演算装置1
8は、断面形状をコイル幅方向及び径方向に投影したそ
れぞれの投影形状データから、コイルの幅方向位置、コ
イル幅、コイル径方向中心位置及びコイル径を求める。
コイルの径方向については、ある閾値を設定し、図9に
示されるように、投影した径方向の投影形状データか
ら、閾値以上の部分の左右両端の点を検出し、その点を
コイルの右エッジ及び左エッジとして認識する。コイル
幅及び幅中心位置は、それぞれ次式(5)及び(6)に
より求められる。 コイルの幅中心位置 =(右エッジ+左エッジ)/2 …(5) コイル幅 =|右エッジ−左エッジ| …(6)FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the projected shape of the coil width and the threshold level for width determination. Coil arithmetic unit 1
8 obtains a coil width direction position, a coil width, a coil radial direction center position, and a coil diameter from respective projection shape data obtained by projecting the cross-sectional shape in the coil width direction and the radial direction.
As for the radial direction of the coil, a certain threshold is set, and as shown in FIG. 9, from the projected shape data in the radial direction, points at the left and right ends of the portion equal to or larger than the threshold are detected, and the point is set to the right of the coil. Recognize as an edge and a left edge. The coil width and the width center position are obtained by the following equations (5) and (6), respectively. Coil width center position = (right edge + left edge) / 2 (5) Coil width = | right edge−left edge | (6)
【0044】次に幅方向の投影形状のデータ算出につい
て説明する。図9のレーザスリット光41、42、43
において、例えば図示の点における平均値を求め、その
平均値をコイル幅方向の投影形状における点の座標値と
する。同様にして、レーザスリット光41、42、4
3、44の他の点についてもその平均値を求め、コイル
幅方向の全体の投影形状45を求める。理論的には、得
られる幅方向への投影形状は半円となる。Next, calculation of data of the projection shape in the width direction will be described. The laser slit light 41, 42, 43 of FIG.
In, for example, an average value at the illustrated point is obtained, and the average value is used as the coordinate value of the point in the projected shape in the coil width direction. Similarly, laser slit light 41, 42, 4
The average value of the other points 3 and 44 is also obtained, and the entire projected shape 45 in the coil width direction is obtained. Theoretically, the obtained projected shape in the width direction is a semicircle.
【0045】コイル幅方向については、投影されたコイ
ル形状が半円状になることから、円の方程式に形状デー
タを代入することで、コイルの中心位置及び径を求める
ことができる。 (x−cx )2 +(z−zx )2 =r2 …(7) x,z :投影によって得られたコイルの半円状の
形状データ cx ,zx :コイル径方向中心位置 r :コイル半径In the coil width direction, since the projected coil shape becomes a semicircle, the center position and the diameter of the coil can be obtained by substituting the shape data into the equation of the circle. (X−c x ) 2 + (z−z x ) 2 = r 2 ... (7) x, z: semicircular shape data c x of the coil obtained by the projection, z x: coil radially central position r: radius of the coil
【0046】具体的にはコイルの幅方向の3点以上の投
影形状データがあれば、上記の(7)式を解き、中心位
置等を得ることができる。ここでは、コイルの幅方向の
投影形状データを有効に使い、位置検出の信頼性を向上
させるために、コイル幅方向の投影形状データに対して
3点の組み合わせを複数通り設定する。各々の演算で得
られた複数の中心位置から規定を満たさない数値を除去
し、その後統計処理を行うことにより精度及び信頼性の
高いコイル径及び径中心位置を求める。Specifically, if there is projection shape data at three or more points in the width direction of the coil, the above equation (7) can be solved to obtain the center position and the like. Here, in order to effectively use the projection shape data in the coil width direction and improve the reliability of position detection, a plurality of combinations of three points are set for the projection shape data in the coil width direction. Numerical values that do not satisfy the rules are removed from the plurality of center positions obtained by the respective calculations, and then statistical processing is performed to obtain highly accurate and reliable coil diameters and diameter center positions.
【0047】この規定の設定及び除去の方法として、測
定値の分布を求め、多数決の理論により予め設定した範
囲より離れた点を除去する方法や、点演算によって求め
られた全ての中心位置の平均値から距離の離れている順
に予め設定した点数のデータを削除する方法等がある。
なお、このような処理は当然コイル径方向の断面形状を
求める段階及び求めた断面形状から異常な形状データを
除去するためにも用いられる。As a method for setting and removing the prescribed values, a method of obtaining a distribution of measured values and removing points separated from a predetermined range by majority rule, or an average of all center positions obtained by point calculation There is a method of deleting data of points set in advance in order of increasing distance from the value.
Such a process is naturally used also at the stage of obtaining the cross-sectional shape in the coil radial direction and for removing abnormal shape data from the obtained cross-sectional shape.
【0048】また、演算した多数のコイル中心位置から
真の中心位置を求める方法には、多数点の平均値を求め
る方法や、多数点の分布をメッシュ状に分割しその分布
の最大値をとる位置を求める方法等がある。The method of finding the true center position from the calculated many coil center positions is a method of finding the average value of many points, or dividing the distribution of many points into a mesh and taking the maximum value of the distribution. There is a method of obtaining the position, and the like.
【0049】なお、上記の説明はコイル3の配置方向が
予め分かっている場合についての例であるが、コイル3
の方向が予め分かっていない場合においても同様にして
処理することができる。その場合、コイル3の方向を仮
に決めておいてから、コイル幅方向及び径方向の投影形
状のデータを求める。求めた形状データからコイル3の
配置方向を決定することができるので、仮に決めたコイ
ルの配置方向と比較し、方向が異なっていた場合には、
決定した配置方向について上記のコイル径方向形状のデ
ータを求める。The above description is an example in which the arrangement direction of the coil 3 is known in advance.
Can be processed in the same manner even when the direction of is not known in advance. In that case, the direction of the coil 3 is temporarily determined, and then data on the projected shape in the coil width direction and the radial direction is obtained. Since the arrangement direction of the coil 3 can be determined from the obtained shape data, it is compared with the provisionally determined arrangement direction of the coil.
Data on the above-described coil radial direction shape is obtained for the determined arrangement direction.
【0050】このコイル位置検出装置により求めたコイ
ル幅及び中心位置等に基づいて天井クレーンを制御し、
コイルの運搬等を行う。The overhead crane is controlled based on the coil width and the center position obtained by the coil position detecting device,
Carry the coil.
【0051】本実施の形態は、以上の説明からも明らか
なように、スリット光走査装置12が、レーザスポット
光を2次元走査させてレーザスリット光をコイル3上に
照射する。照射された光切断線をテレビカメラ10で撮
像して、画像合成装置14が各レーザスリット光の照射
による輝度画像レベル及びその時の投光角度を合成し
て、2値化処理画像信号及び投光角度画像信号を生成
し、正反射光ノイズ除去装置17が、投光角度毎に画素
数を計数し、閾値以上の画素数が、あるレーザスリット
光に存在すれば、正反射光が入力したものと判断して、
例えば、投光角度θをずらして照射位置の間隔を約1/
2ずらし、再度計測を行う。正反射光ノイズ除去装置1
7が、正反射光が入力したものと判断しなければ、形状
演算装置16が2値化処理画像信号及び投光角度画像信
号光に基づいて3次元の断面形状データを演算する。こ
の断面形状データが光切断線の位置座標を表す。コイル
演算装置18が、断面形状を径方向に投影し、コイル幅
及び幅の中心位置を算出する。その際、コイル径方向の
投影において、同じ投光角度で作成された形状のみ部分
を除去してからコイル幅及び幅の中心位置を算出する。
また、断面形状データをコイル幅方向に投影し、径の中
心位置及び径の大きさを算出する。したがって、コイル
3の表面性状が鏡面状であっても、正反射光の影響を除
くことができ、コイル幅を正確に算出できるので、精度
の高いコイル位置検出装置を得ることができる。また、
スリット光走査装置12が、レーザスリット光の照射に
基づいて同時に得られる、各レーザスリット光の投光角
度θを表す投光角度信号を出力し、正反射光ノイズ除去
装置17が、投光角度θに基づいて行うようにしたの
で、より簡便に精度を高めることができる。スリット光
走査装置12が、複数のレーザスリット光を照射する
際、レーザ光の点であるレーザスポット光を2次元的に
走査して照射するようにしたので、コイル3の大きさに
応じたレーザスリット光を照射することもできる。ま
た、本発明によれば、コイル演算手段18が、3次元の
断面形状データをコイルの径方向に投影する際、基準面
1と垂直な面に投影するようにしたので、コイルの径を
垂線とし、かつ天井クレーンに鉛直な線分と平行な面に
投影し、必ずコイル3のz軸方向が最も大きい部分(最
も高さがある部分)が含まれ、コイルの幅及び幅方向中
心位置の算出の精度を高めることができる。In the present embodiment, as is apparent from the above description, the slit light scanning device 12 irradiates the coil 3 with the laser slit light by scanning the laser spot light two-dimensionally. The illuminated light cutting line is imaged by the television camera 10, and the image synthesizing device 14 synthesizes the luminance image level and the projection angle at that time by irradiating each laser slit light, and binarizes the image signal and the projection. An angle image signal is generated, and the specular reflected light noise elimination device 17 counts the number of pixels for each projection angle, and if the number of pixels equal to or larger than the threshold value exists in a certain laser slit light, the specular reflected light is input. Judge
For example, by shifting the projection angle θ, the interval between the irradiation positions is reduced to about 1 /
Shift by 2 and measure again. Regular reflection light noise elimination device 1
If 7 does not determine that specularly reflected light has been input, the shape calculation device 16 calculates three-dimensional cross-sectional shape data based on the binarized image signal and the projection angle image signal light. This cross-sectional shape data represents the position coordinates of the light section line. The coil calculating device 18 projects the cross-sectional shape in the radial direction, and calculates the coil width and the center position of the width. At this time, in the projection in the coil radial direction, only the shape created at the same light projection angle is removed, and then the coil width and the center position of the width are calculated.
Further, the sectional shape data is projected in the coil width direction, and the center position of the diameter and the size of the diameter are calculated. Therefore, even if the surface property of the coil 3 is mirror-like, the influence of the specular reflection light can be eliminated, and the coil width can be calculated accurately, so that a highly accurate coil position detecting device can be obtained. Also,
The slit light scanning device 12 outputs a projection angle signal representing the projection angle θ of each laser slit light, which is simultaneously obtained based on the irradiation of the laser slit light, and the regular reflection light noise elimination device 17 outputs Since the calculation is performed based on θ, the accuracy can be more easily improved. When the slit light scanning device 12 irradiates a plurality of laser slit lights, the laser spot light, which is a point of the laser light, is two-dimensionally scanned and irradiated. Irradiation with slit light can also be performed. Further, according to the present invention, when projecting the three-dimensional cross-sectional shape data in the radial direction of the coil, the coil calculation means 18 projects the data on the surface perpendicular to the reference plane 1, so that the coil diameter is perpendicular to the reference plane. And projecting onto a plane parallel to a vertical line segment to the overhead crane, always including the part where the z-axis direction of the coil 3 is the largest (the part with the highest height). The accuracy of the calculation can be improved.
【0052】実施形態2.上述の実施の形態では、コイ
ル位置検出装置に限定して説明したが、本発明はそれに
限定されるものではなく、コイル以外の被測定物であっ
ても適用できる。Embodiment 2 FIG. In the above-described embodiment, the description is limited to the coil position detecting device. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an object to be measured other than the coil.
【0053】実施形態3.上述の実施の形態では、合成
した処理画像のレーザスリット光の画素数に基づいて正
反射の入力を判断するようにしたが、例えば、合成画像
ではなく、各レーザスリット光照射の際に撮像されてい
る全ての撮像画面について処理を行い、全ての撮像画面
に基づいて、正反射の入力を判断してもよい。また、あ
る閾値を定めておき、テレビカメラ10に入力される光
の強さを常に測定して、閾値に基づいて正反射光の入力
を判断するようにしてもよい。Embodiment 3 FIG. In the above-described embodiment, the input of the regular reflection is determined based on the number of pixels of the laser slit light of the combined processed image. The processing may be performed on all of the captured image screens, and the input of specular reflection may be determined based on all of the captured images. Alternatively, a certain threshold may be determined, the intensity of light input to the television camera 10 may be constantly measured, and the input of specular reflection light may be determined based on the threshold.
【0054】実施形態4.上述の実施の形態では、画像
合成装置14において撮像した画像を一度合成した後
で、形状演算等の処理をするようにしたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、レーザ照射、処理画像作
成と並行させて、形状演算等の処理を行うようにしても
よい。Embodiment 4 FIG. In the above-described embodiment, processing such as shape calculation is performed after the images captured by the image synthesis apparatus 14 are once synthesized. However, the present invention is not limited to this. Processing such as shape calculation may be performed in parallel with image creation.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、正反射光
検出手段が、正反射したレーザスリット光が撮像手段が
撮像した画像に入力したかどうかを判断し、入力したも
のと判断すると、レーザ光投光手段に複数の直線状レー
ザスリット光の照射位置を変更させて再度照射させるよ
うに指示するようにしたので、正反射光が入力した場合
には、その画像に基づく位置検出は行わず、正反射光が
入力しない撮像した画像により行うことにより、コイル
幅を正確に算出でき、精度の高いコイル位置検出装置を
得ることができる。As described above, according to the present invention, the regular reflection light detecting means determines whether or not the regularly reflected laser slit light has been input to the image captured by the imaging means, and determines that the laser slit light has been input. Since the laser light projecting means is instructed to change the irradiation position of the plurality of linear laser slit lights and irradiate the laser light again, when the regular reflection light is input, the position detection based on the image is not performed. By performing the calculation based on a captured image in which regular reflection light is not input without performing the calculation, the coil width can be accurately calculated, and a highly accurate coil position detection device can be obtained.
【0056】また、本発明によれば、レーザ光投光手段
が、レーザスリット光の照射により得られる投光角度信
号を出力し、正反射検出手段は、処理画像及び投光角度
信号に基づいて、抽出した部分の画素をレーザスリット
光毎に計数し、異常に画素数の多いものはレーザスリッ
ト光が正反射したものと判断するようにしたので、より
簡便に精度が高いコイル位置検出装置を得ることができ
る。Further, according to the present invention, the laser light projecting means outputs a light projecting angle signal obtained by irradiating the laser slit light, and the specular reflection detecting means outputs the signal based on the processed image and the light projecting angle signal. The pixels in the extracted portion are counted for each laser slit light, and an abnormally large number of pixels is determined to be a regular reflection of the laser slit light. Obtainable.
【0057】また、本発明によれば、レーザ光投光手段
は、複数のレーザスリット光を照射する際、レーザ光の
点であるレーザスポットを2次元的に走査して照射する
ようにしたので、コイルの大きさに応じたレーザスリッ
ト光を照射することも可能となる。Further, according to the present invention, when irradiating a plurality of laser slit lights, the laser light projecting means is configured to two-dimensionally scan and irradiate a laser spot which is a point of the laser light. It is also possible to irradiate laser slit light according to the size of the coil.
【0058】また、本発明によれば、レーザ光投光手段
は、正反射検出手段から照射位置の変更指示により、レ
ーザスリット光の間隔の半周期分照射位置を変更し、再
度照射するようにしたので、正反射光の入力はある一定
条件の下でしか生じないことを利用し、確実に正反射光
が入力されないコイル位置検出装置を得ることができ
る。Further, according to the present invention, the laser beam projecting means changes the irradiation position by a half cycle of the interval of the laser slit light in response to the irradiation position change instruction from the regular reflection detection means, and irradiates the laser beam again. Therefore, utilizing the fact that the input of the specularly reflected light occurs only under certain conditions, it is possible to reliably obtain a coil position detecting device to which the specularly reflected light is not input.
【0059】また、本発明によれば、コイル演算手段
が、3次元形状データをコイルの径方向に投影する際、
コイルの径を垂線とし、かつ天井クレーンに鉛直な線分
と平行な面に投影し、必ずコイルの最も高い部分が含ま
れるようにしたので、コイルの幅及び幅方向中心位置の
算出の精度を高めることができる。According to the present invention, when the coil calculating means projects the three-dimensional shape data in the radial direction of the coil,
Since the diameter of the coil is perpendicular and projected onto a plane parallel to the vertical line segment on the overhead crane, the highest part of the coil is always included, so the accuracy of calculating the width of the coil and the center position in the width direction is improved. Can be enhanced.
【図1】本発明のコイル計測装置の計測原理を説明する
ための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a measurement principle of a coil measurement device of the present invention.
【図2】スリット光走査装置12の構成を示した図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a slit light scanning device 12.
【図3】画像合成装置14の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image composition device 14.
【図4】画像合成装置14の演算処理を概念的に示した
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing a calculation process of the image synthesizing device 14.
【図5】図1の光学系を天井クレーンに配置した場合に
おける平配置図、正面図及びテレビカメラ10の視野内
の映像をそれぞれ示した図である。FIG. 5 is a plan view, a front view, and a view showing an image in the field of view of the television camera 10 when the optical system of FIG. 1 is arranged on an overhead crane.
【図6】正反射光入力が生じていない2値化処理画像及
び各投光角度における画素の数のヒストグラムをヒスト
グラムを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a histogram of a binarized image in which no regular reflection light input occurs and a histogram of the number of pixels at each light projection angle.
【図7】正反射光入力が生じている2値化処理画像及び
各投光角度における画素の数のヒストグラムをヒストグ
ラムを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a histogram of a binarized image in which regular reflection light input occurs and a histogram of the number of pixels at each projection angle.
【図8】レーザスリット光の間隔をずらす前後を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing before and after shifting the interval of laser slit light.
【図9】コイルの径方向投影及び幅方向投影の投影形状
のデータを求める際の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for obtaining projection shape data of a radial projection and a width projection of a coil.
【図10】コイル幅の投影形状と幅判別用の閾値レベル
との関係を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a projected shape of a coil width and a threshold level for width determination.
【図11】レーザスポット光を照射するコイルの位置と
テレビカメラとの位置関係とを表した図である。FIG. 11 is a diagram showing a positional relationship between a coil for irradiating a laser spot light and a television camera.
【図12】撮像処理した画面を表した図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a screen on which an imaging process has been performed.
10 テレビカメラ 12 スリット光走査装置 14 画像合成装置 16 形状演算装置 17 正反射光ノイズ除去装置 18 コイル演算装置 Reference Signs List 10 TV camera 12 Slit light scanning device 14 Image synthesizing device 16 Shape calculation device 17 Specular reflection light noise elimination device 18 Coil calculation device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 満昭 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 Fターム(参考) 2F065 AA04 AA12 AA17 AA26 AA52 AA53 BB08 CC00 DD12 EE00 FF01 FF02 FF09 FF42 FF65 GG04 HH04 HH05 HH12 HH14 HH16 HH18 JJ03 JJ09 JJ26 MM26 NN02 NN17 PP01 PP05 QQ02 QQ03 QQ05 QQ23 QQ24 QQ25 QQ29 QQ34 QQ41 QQ42 QQ43 QQ45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuaki Uesugi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nihon Kokan Co., Ltd. (reference) 2F065 AA04 AA12 AA17 AA26 AA52 AA53 BB08 CC00 DD12 EE00 FF01 FF02 FF09 FF42 FF65 GG04 HH04 HH05 HH12 HH14 HH16 HH18 JJ03 JJ09 JJ26 MM26 NN02 NN17 PP01 PP05 QQ02 QQ03 QQ05 QQ23 QQ24 QQ25 QQ29 QQ34 QQ41 QQ42 QQ43 QQ45
Claims (5)
付けられ、前記コイルに複数の直線状レーザスリット光
を照射するレーザ光投光手段と、 前記天井クレーンに取り付けられ、前記コイルを被写体
とした画像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段が撮像した画像を処理して、前記各レーザス
リット光の照射により明るさが変化した部分を判断して
抽出する画像処理手段と、 前記撮像手段が撮像した画像に、前記レーザスリット光
により正反射した光が入力したかどうかを判断し、前記
正反射した光が入力したものと判断すると、前記レーザ
光投光手段に直線状レーザスリット光の照射位置を変更
させて照射させるように指示する正反射検出手段と、 前記処理画像に基づいて、前記明るさが変化した部分の
3次元形状データを算出する形状演算手段と、 前記形状演算手段が算出した前記3次元形状データのう
ち、前記コイル部分と判断した3次元形状データを抽出
し、前記抽出した3次元形状データを前記コイルの径方
向に投影して、少なくとも前記コイルの幅及び幅の中心
位置を算出し、また、前記抽出した3次元形状データを
前記コイルの幅方向に投影して、少なくとも前記コイル
の径及び径の中心位置を算出するコイル演算手段とを備
えたことを特徴とするコイル位置検出装置。1. A laser beam projecting means attached to an overhead crane for transporting a coil and irradiating the coil with a plurality of linear laser slit lights; and an image attached to the overhead crane and having the coil as a subject. An image processing unit that processes an image captured by the imaging unit, determines and extracts a portion whose brightness has been changed by the irradiation of the laser slit light, and an image captured by the imaging unit. It is determined whether or not light specularly reflected by the laser slit light is input to the image, and when it is determined that the specularly reflected light is input, the irradiation position of the linear laser slit light is determined by the laser light projecting means. A specular reflection detecting means for instructing to change and irradiate, and a shape for calculating three-dimensional shape data of the portion where the brightness has changed based on the processed image Calculating means, extracting the three-dimensional shape data determined as the coil portion from the three-dimensional shape data calculated by the shape calculating means, and projecting the extracted three-dimensional shape data in a radial direction of the coil. A coil calculation for calculating at least a width of the coil and a center position of the width, projecting the extracted three-dimensional shape data in a width direction of the coil, and calculating at least a diameter of the coil and a center position of the diameter. Means for detecting a coil position.
スリット光の投光角度を表す投光角度信号を出力し、前
記正反射検出手段は、前記処理画像及び前記投光角度信
号に基づいて、抽出した部分の画素を前記レーザスリッ
ト光毎に計数し、前記レーザスリット光毎の画素数に基
づいて、前記撮像手段が撮像した画像に前記正反射した
光が入力したかどうかを判断することを特徴とする請求
項1記載のコイル位置検出装置。2. The laser beam projecting unit outputs a beam projecting angle signal representing a beam projecting angle of each of the laser slit lights, and the specular reflection detecting unit outputs based on the processed image and the projecting angle signal. Then, the pixels of the extracted portion are counted for each laser slit light, and it is determined whether or not the specularly reflected light has been input to the image captured by the imaging unit based on the number of pixels for each laser slit light. The coil position detecting device according to claim 1, wherein:
ト光を2次元的に走査して前記複数のレーザスリット光
を照射することを特徴とする請求項1又は2記載のコイ
ル位置検出装置。3. The coil position detecting device according to claim 1, wherein the laser beam projecting unit irradiates the plurality of laser slit beams by two-dimensionally scanning a laser spot beam.
出手段から直線状レーザスリット光の照射位置の変更を
指示されると、前記直線状レーザスリット光の間隔の半
周期ずらせて照射することを特徴とする請求項1、2又
は3記載のコイル位置検出装置。4. The laser beam projecting means, when instructed to change the irradiation position of the linear laser slit light by the regular reflection detecting means, irradiates the laser beam with a half cycle of the interval of the linear laser slit light. The coil position detecting device according to claim 1, 2 or 3, wherein:
データを前記コイルの径方向に投影する際、前記コイル
の径を垂線とし、かつ前記天井クレーンに鉛直な線分と
平行な面に投影することを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載のコイル位置検出装置。5. The coil calculating means, when projecting the three-dimensional shape data in a radial direction of the coil, sets the diameter of the coil to a perpendicular line and projects the surface on a plane parallel to a line perpendicular to the overhead crane. The coil position detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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- 1999-06-30 JP JP18604199A patent/JP2001012913A/en not_active Withdrawn
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