JP2001317920A - 搬送材料の長さ測定方法及び装置 - Google Patents

搬送材料の長さ測定方法及び装置

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JP2001317920A
JP2001317920A JP2000136899A JP2000136899A JP2001317920A JP 2001317920 A JP2001317920 A JP 2001317920A JP 2000136899 A JP2000136899 A JP 2000136899A JP 2000136899 A JP2000136899 A JP 2000136899A JP 2001317920 A JP2001317920 A JP 2001317920A
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JP
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photoelectric sensor
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camera
ccd camera
speed
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JP2000136899A
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Osamu Takehisa
修 竹久
Jiro Katayama
二郎 片山
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CCDカメラの走査周期が遅い場合でも、光
電センサとCCDカメラの応答速度の違いに拘らず、高
精度の長さ測定を可能とする。 【解決手段】 光電センサ20の検出タイミングの前後
で、CCDカメラ22を複数回走査し、得られた画像と
その走査周期から、搬送材料12の搬送速度を演算し、
該搬送速度を用いて、前記光電センサ検出信号が発生さ
れてから、前記CCDカメラによる他端位置検出が行わ
れるまでの時間遅れを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、搬送材料の長さ測
定方法及び装置に係り、特に、材料の温度により自発光
量が大幅に変動する熱間鋼材の長さを、光電センサとC
CDカメラの組合せにより測定する際に用いるのに好適
な、搬送材料の一端の位置を光電センサで検出し、該光
電センサの検出タイミングでの搬送材料の他端の位置を
カメラで撮像して、搬送材料の長さを測定する搬送材料
の長さ測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間鋼材のように高速で搬送されている
搬送材料の長さを測定する装置として、従来より、
(1)特開平11−237214に記載されているよう
に、材料搬送方向に多数の光電センサを設けて、搬送材
料の先端及び後端によってオン・オフされる光電センサ
の位置に基づいて搬送材料の長さを測定する方法、
(2)特開昭55−12478に記載されているよう
に、搬送材料の上流側に複数の光電センサ、下流側にC
CDカメラを設けて、光電センサの検出信号出力のタイ
ミングでのCCDカメラ情報から、搬送材料の長さを測
定する方法、(3)特公平3−16602に記載されて
いるように、同じテレビカメラにより搬送材料の先端位
置が検出されてから後端位置が検出されるまでの移動距
離を、別体の速度計で検出した移動速度を積分すること
によって求めて、搬送材料の長さを測定する方法等が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、複数の熱間鋼材を搬送するラインにおいては、例え
ば熱間鋼材の搬送速度は0〜7m/秒で、測定精度は材
料長さ±1mmを保証できる長さ測定装置が要求されて
いる。
【0004】このようなラインにおいて、前記(1)の
多数の光電センサの組合せにより長さ測定をした場合、
生産される材料全ての長さを測定するためには、多数の
センサが必要であり、実生産ラインにおいては、設置場
所の制約を受けるため、設置間隔が粗くなり、精度良く
測定することが困難である。
【0005】このような問題を解決するため、前記
(2)のように、搬送材料の下流側にCCDカメラを設
けて先端検出をする方法がある。このとき、CCDカメ
ラを用いて材料を検出するために、搬送テーブル上方に
CCDカメラを設け、搬送テーブル下方の相対する位置
に光源を設ける透過方式が知られているが、例えば圧延
ミル近傍に設置しようとした場合、搬送ロールに遮光さ
れる等の設備制約で、適用できないことが多い。又、設
置できたとしても、下部光源の投光量が少なくなると、
測定精度に影響が出るため、メンテナンスを高頻度で行
わなければならない。更に、メンテナンスを行うにして
も、環境が悪く、作業負荷の高いものとなってしまう。
【0006】このため、高温の材料の熱による発光を利
用した自発光方式により材料を検出する方法が知られて
いる。しかしながら、材料の温度で自発光量が大幅に変
動するため、CCDカメラへの受光量が大きく変化し、
イメージセンサ素子を用いるCCDカメラの最適高精度
検出には、CCDカメラの走査周期、露光時間、絞り機
構の設定を変える必要がある。例えば900℃の高温材
では1ミリ秒の高速走査が要求されるのに対して、60
0℃の低温材では、5ミリ秒の低速走査とすることで、
受光時間を増やし、必要受光量を得る必要があり、この
ため、上流の光電センサの早い応答周期に対して、CC
Dカメラの検出周期に大幅なズレが発生し、大きな測定
誤差になるという問題があった。
【0007】例えば図1に示すように、低温材でのCC
Dカメラの走査周期を5ミリ秒とすれば、(ii)の走査
時間中に光電センサの検出信号が入って来た場合、(ii
i)のCCDカメラの画像情報を用いると、光電センサ
の検出タイミングとの間に4ミリ秒の測定タイミングの
誤差が発生する。搬送材料の搬送速度が例えば7m/秒
であれば、材料長さの測定誤差は4×7=28mmとな
り、これに光電センサやCCDカメラの応答遅れを加え
ると約56mmとなり、要求精度を満足できないという
問題点を有していた。
【0008】一方、特公平3−16602に記載された
前記(3)のテレビカメラと速度計を用いる方法では、
別体の速度計が必要であり、構成が複雑となるだけでな
く、速度の測定誤差がそのまま長さ測定誤差につながる
という問題点を有していた。
【0009】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、カメラの走査周期が遅い場合でも、
高精度の長さ測定を可能とすることを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、搬送材料の一
端の位置を光電センサで検出し、該光電センサの検出タ
イミングでの搬送材料の他端の位置をカメラで撮像し
て、搬送材料の長さを測定する搬送材料の長さ測定方法
において、少なくとも前記光電センサ検出タイミングの
前後で、前記カメラを複数回走査し、得られた画像とそ
の走査周期から、搬送材料の搬送速度を演算して、前記
長さ測定に用いるようにして、前記課題を解決したもの
である。
【0011】又、前記演算された搬送速度を用いて、前
記光電センサ検出信号が発生されてから、前記カメラに
よる他端位置検出が行われるまでの時間遅れを補正する
ようにしたものである。
【0012】本発明は、又、搬送材料の長さ測定装置に
おいて、搬送材料の一端の位置を検出する光電センサ
と、少なくとも該光電センサの検出タイミングの前後
で、搬送材料の他端の位置を複数回走査して撮像するカ
メラと、該カメラによって得られた画像とその走査周期
から、搬送材料の搬送速度を演算する速度演算手段と、
該速度演算手段によって演算された搬送速度を用いて、
前記光電センサ検出信号が発生されてから、前記カメラ
による他端位置検出が行われるまでの時間遅れを補正す
る補正手段と、該補正手段によって補正された端部位置
データを用いて、搬送材料の長さを演算する長さ演算手
段と備えることにより、同じく前記課題を解決したもの
である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0014】本実施形態は、図2に示す如く、搬送テー
ブル10によって矢印Aの方向に搬送されている搬送材
料10の一端(ここでは後端12b)の位置を、上流側
で検出する光電センサ20と、下流側で、少なくとも該
光電センサ20の検出タイミングの前後で、前記搬送材
料12の自発光により、その他端(ここでは先端12
a)の位置を複数回走査して撮像するCCDカメラ22
と、前記光電センサ20の検出信号とCCDカメラ22
の走査タイミング毎の画像データから、搬送材料12の
長さを計算するデータ解析装置30とを備えている。
【0015】該データ解析装置30は、例えば、前記C
CDカメラ22によって得られた画像とその走査周期か
ら、搬送材料12の搬送速度を演算する速度演算部32
と、該速度演算部32によって演算された搬送速度を用
いて、前記光電センサ検出信号が発生されてから、前記
CCDカメラ22による先端位置検出が行われるまでの
時間遅れを補正する補正部34と、該補正部34によっ
て補正された端部位置データを用いて、搬送材料12の
長さを演算する長さ演算部36を含んでいる。
【0016】以下、本実施形態の作用を説明する。今、
図3に示す(ii)の走査時間内に光電センサ20の検出
信号が送信されたとすると、このとき連続で測定してい
る画像データ(i)〜(iii)より搬送材料12の移動距
離が分かり、走査周期で割ることによって、搬送速度が
算出できる。
【0017】従って、この搬送速度から、既知の光電セ
ンサ20の応答遅れ及びCCDカメラ22の処理遅れに
よる誤差を補正し、光電センサ20の検出タイミングと
CCDカメラ22の検出タイミングを同期させることに
よって、(ii)の走査時間内での光電センサ20の正確
な検出タイミングが分かる。このデータと材料の速度デ
ータより、光電センサ検出時の正確な材料先端位置を知
ることができ、光電センサ20とCCDカメラ22の位
置の関係、及び、先端検出情報から、材料の長さを測定
することができる。
【0018】
【実施例】CCDカメラ22の走査周期は、材料温度が
900℃程度の高温の場合は、0.5ミリ秒でよいが、
600℃程度の低温になると、5ミリ秒程度ないと明瞭
な画像が得られない。そこで、CCDカメラ22の走査
周期を5ミリ秒とした場合、走査周期(i)〜(iii)の
材料の移動距離が図3中に示したように105mmであ
れば、搬送速度は7m/秒となる。このとき、光電セン
サ20の応答遅れを1ミリ秒、CCDカメラ22の処理
遅れを1ミリ秒とすると、それぞれ7mmの測定遅れが
あることが分かる。
【0019】従って、(ii)の走査時間内(例えば走査
開始より3ミリ秒後)に光電センサ20の検出信号が入
ってきた場合、そのときの先端位置は、走査周期(ii)
の検出位置(図3の実線B)に対して、7×3=21m
m下流に進んだ位置となることが分かる。
【0020】よって、光電センサ20及びCCDカメラ
22の応答遅れ量と、搬送速度による光電センサ検出タ
イミングでのCCDカメラ検出位置補正により、実際の
先端位置(図3破線C)が分かる。従って、この補正後
の先端検出位置Cと既知の光電センサ20及びCCDカ
メラ22の位置関係から、搬送材料12の長さを測定す
ることができる。
【0021】なお、前記説明においては、光電センサ2
0により搬送材料12の後端12bを検出し、CCDカ
メラ22により搬送材料12の先端12aを検出するよ
うにされていたが、光電センサとCCDカメラの配置を
逆にして、光電センサ20により搬送材料12の先端1
2aが検出されたときの、CCDカメラ22により検出
される搬送材料12の後端12bの位置から長さ測定を
する場合にも、本発明が同様に適用できることは明らか
である。
【0022】又、本発明は、自発光量の少ない低温材料
をCCDカメラで検出する際に好適なものであるが、本
発明の適用対象はこれに限定されず、CCDカメラ以外
のカメラを用いて、一般の搬送材料を測定する場合にも
同様に適用できることは明らかである。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、カメラの走査周期が遅
い場合でも、光電センサとカメラの応答速度の違いによ
り発生する検出時間のズレの影響を解消して、搬送材料
の長さを精度良く測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の問題点を説明するための、光電センサの
検出信号、CCDカメラの走査タイミング及び画像情報
の関係の例を示す線図
【図2】本発明の実施形態の全体構成を示す図
【図3】本発明の実施形態の作用を説明するための、光
電センサの検出信号、CCDカメラの走査タイミング及
び画像情報の関係の例を示す線図
【符号の説明】
10…搬送テーブル 12…搬送材料 12a…先端 12b…後端 20…光電センサ 22…CCDカメラ 30…データ解析装置 32…速度演算回路 34…補正回路 36…長さ演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA07 AA12 AA22 BB13 CC06 DD03 EE00 EE03 FF04 FF26 FF32 FF34 JJ01 JJ03 JJ18 JJ26 MM03 MM22 MM28 PP01 PP16 QQ13 UU02 UU05 4K034 AA19 BA08 CA01 DA04 DB04 EA12 EB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】搬送材料の一端の位置を光電センサで検出
    し、該光電センサの検出タイミングでの搬送材料の他端
    の位置をカメラで撮像して、搬送材料の長さを測定する
    搬送材料の長さ測定方法において、 少なくとも前記光電センサ検出タイミングの前後で、前
    記カメラを複数回走査し、 得られた画像とその走査周期から、搬送材料の搬送速度
    を演算して、前記長さ測定に用いることを特徴とする搬
    送材料の長さ測定方法。
  2. 【請求項2】前記演算された搬送速度を用いて、前記光
    電センサ検出信号が発生されてから、前記カメラによる
    他端位置検出が行われるまでの時間遅れを補正すること
    を特徴とする請求項1に記載の搬送材料の長さ測定方
    法。
  3. 【請求項3】搬送材料の一端の位置を検出する光電セン
    サと、 少なくとも該光電センサの検出タイミングの前後で、搬
    送材料の他端の位置を複数回走査して撮像するカメラ
    と、 該カメラによって得られた画像とその走査周期から、搬
    送材料の搬送速度を演算する速度演算手段と、 該速度演算手段によって演算された搬送速度を用いて、
    前記光電センサ検出信号が発生されてから、前記カメラ
    による他端位置検出が行われるまでの時間遅れを補正す
    る補正手段と、 該補正手段によって補正された端部位置データを用い
    て、搬送材料の長さを演算する長さ演算手段と、 備えたことを特徴とする搬送材料の長さ測定装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020379A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Topy Ind Ltd 無限軌道帯用履板の計測システムおよび計測方法
CN103134454A (zh) * 2013-02-01 2013-06-05 中联重科股份有限公司 垃圾压缩机及其推头的位置检测方法、装置和系统
WO2022162796A1 (ja) * 2021-01-27 2022-08-04 株式会社日立ハイテク 光学式異物検査装置およびコンピュータシステム

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