JP2003185419A

JP2003185419A - 反り形状計測方法及び装置

Info

Publication number: JP2003185419A
Application number: JP2001387519A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nakada; 武男中田; Koichi Yokoyama; 廣一横山; Yasumasa Ichiyanagi; 安正一柳; Takeo Yazawa; 武男矢澤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP3724720B2

Abstract

(57)【要約】【課題】板状物体の先端部に発生する反り形状を、ク
ロップなど当該先端部の形状の影響を軽減して精度良く
計測し得る方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明に係る反り形状計測装置１は、移
動中の板状物体Ｓの先端部に発生する反り形状を計測す
る装置であって、板状物体Ｓの側面方向から板状物体Ｓ
の先端部を撮像する第１撮像手段１１と、板状物体Ｓの
移動方向から板状物体Ｓの先端部を撮像する第２撮像手
段１２と、信号処理手段１３とを備え、信号処理手段１
３は、第１撮像手段１１で撮像した画像に基づき、板状
物体Ｓの先端部のエッジ形状を抽出すると共に、第２撮
像手段１２で撮像した画像に基づき、板状物体Ｓの先端
部のエッジ形状を抽出し、第２撮像手段１２で撮像した
画像から抽出したエッジ形状に基づき、第１撮像手段１
１で撮像した画像から抽出したエッジ形状を補正するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リバース圧延にお
ける厚板圧延やホットストリップの粗圧延で鋼板の先端
に発生する反りを検出する等、板状物体の先端部に発生
する反り形状を計測する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】厚板圧延やホットストリップ粗圧延にお
けるリバース圧延で発生する鋼板先端部の上下反り（以
下、鋼板反りと記す）は、ストッパガイドの破損等の設
備トラブル、下反りの発生により生じる鋼板の腰折れ等
の表面疵、制御圧延材などでの冷却ムラの発生による品
質劣化等、様々な弊害をもたらすものである。

【０００３】そこで、斯かる弊害を未然に防止するべ
く、鋼板反り量を計測し、その計測値から例えば上下圧
延ロール等の圧延条件を修正するような対策がなされて
いる場合がある。

【０００４】ここで、上記鋼板反り量の計測手法として
は、鋼板先端部の反り発生箇所を撮影し、撮像画を画像
処理することによって反り形状や反り曲率を計測する手
法が取り入れられている。

【０００５】より具体的には、例えば、特開平２−１９
４３０７号公報に開示されているように、板状物体の先
端部を側面方向から撮影し、移動方向に複数箇所の上表
面若しくは下表面の位置情報、すなわち、鋼板エッジの
データを抽出することによって、鋼板の反り形状を計測
する手法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平２
−１９４３０７号公報に開示されている従来技術では、
鋼板を側面方向から、且つ、水平面に対して上方（又は
下方）から撮影することにより、或いは、完全に水平方
向から撮影したとしても、鋼板のバタツキや幅方向の湾
曲等の影響によリ、鋼板先端部の撮像画には鋼板先端部
に発生し得る所謂クロップの形状も含まれることにな
り、正確な反り形状を計測することができないという問
題がある。

【０００７】より具体的には、鋼板先端部にクロップと
称される丸みを有する部位、特に、タングと称される先
端が半円状になっているクロップが発生した場合におい
て、鋼板を側面方向から、且つ、水平面に対して上方か
ら撮影等すれば、鋼板反りの無い平坦な鋼板であったと
しても下反りと同様のエッジ形状となってしまう。ま
た、上反りが生じ、更にタングが発生している場合に
は、半円状のタング形状の影響により上反りと下反りが
共に生じているようなエッジ形状となってしまう。この
ようにして、誤認識したエッジ形状に基づき鋼板反り量
を算出し、算出した結果に基づき上下圧延ロール等の圧
延条件を制御するとすれば、操業上大きな問題が生じる
ことになる。

【０００８】本発明は、斯かる従来技術の問題を解決す
るべくなされたものであり、板状物体の先端部に発生す
る反り形状を、クロップなど当該先端部の形状の影響を
軽減して精度良く計測し得る方法及び装置を提供するこ
とを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するべ
く、本発明は、移動中の板状物体の先端部に発生する反
り形状を計測する方法であって、前記板状物体の側面方
向から前記板状物体の先端部を撮像する第１ステップ
と、前記板状物体の移動方向から前記板状物体の先端部
を撮像する第２ステップと、前記第１ステップで撮像し
た画像に基づき、前記板状物体の先端部のエッジ形状を
抽出する第３ステップと、前記第２ステップで撮像した
画像に基づき、前記板状物体の先端部のエッジ形状を抽
出する第４ステップと、前記第４ステップで抽出したエ
ッジ形状に基づき、前記第３ステップで抽出したエッジ
形状を補正する第５ステップとを備えることを特徴とす
る反り形状計測方法を提供するものである。

【００１０】斯かる発明によれば、板状物体の移動方向
から板状物体の先端部を撮像することにより、例えば、
厚板圧延やホットストリップの粗圧延で鋼板の先端に発
生するクロップのエッジ形状を精度良く計測することが
でき、当該エッジ形状に基づき、側面方向から撮像した
板状物体先端部のエッジ形状を補正するように構成して
いるため、精度良く反り形状を計測することが可能であ
る。

【００１１】また、本発明は、移動中の板状物体の先端
部に発生する反り形状を計測する装置であって、前記板
状物体の側面方向から前記板状物体の先端部を撮像する
第１撮像手段と、前記板状物体の移動方向から前記板状
物体の先端部を撮像する第２撮像手段と、信号処理手段
とを備え、前記信号処理手段は、前記第１撮像手段で撮
像した画像に基づき、前記板状物体の先端部のエッジ形
状を抽出すると共に、前記第２撮像手段で撮像した画像
に基づき、前記板状物体の先端部のエッジ形状を抽出
し、前記第２撮像手段で撮像した画像から抽出したエッ
ジ形状に基づき、前記第１撮像手段で撮像した画像から
抽出したエッジ形状を補正することを特徴とする反り形
状計測装置としても提供され得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施形態について説明する。図１は、厚板圧延や
ホットスリップの粗圧延等、熱間圧延に供される鋼板を
計測対象とした、本発明の第１の実施形態に係る反り形
状計測装置の概要を示す構成図である。図１に示すよう
に、本実施形態に係る反り形状計測装置１は、圧延、搬
送中の鋼板Ｓの側面方向から鋼板Ｓの先端部を撮像する
反り形状計測用の第１撮像手段１１と、鋼板Ｓの移動方
向（搬送方向）から鋼板Ｓの先端部を撮像するクロップ
形状計測用の第２撮像手段１２と、信号処理手段１３と
を備えている。なお、本実施形態に係る第１撮像手段１
１及び第２撮像手段１２としては、一般的なモノクロＣ
ＣＤカメラ（６４０×４８０pixel）を適用し、水蒸気
や付帯設備の影響等を低減し、高温の鋼板Ｓのみを撮像
することを目的として赤外線透過フィルタを装着してい
る。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、
分解能を高めるべく高分解能型ＣＣＤカメラ（１２８０
×９６０pixel、２０００×２０００pixel等）（この場
合にも赤外線透過フィルタを装着するのが望ましい）
や、赤外線カメラ等も適用することが可能である。

【００１３】第１撮像手段１１は、鋼板Ｓの側面方向
（すなわち、鋼板Ｓの中心軸線ｌ２に直交する直線ｌ１
の方向）で、且つ、水平面に対して（直線ｌ１に対し
て）上方にθ１（本実施形態では、θ１＝約４°）だけ
傾けた位置に、中心軸線ｌ２上にある点Ｓｃを視野中心
として、分解能５mm/pixelになるように設置されてい
る。第２撮像手段１２は、鋼板Ｓの搬送方向（すなわ
ち、鋼板Ｓの中心軸線ｌ２の方向）で、且つ、水平面に
対して（中心軸線ｌ２に対して）上方にθ２（本実施形
態では、θ２＝約５０°）だけ傾けた位置に、第１の撮
像手段１１と同じく点Ｓｃを視野中心として、分解能７
mm/pixelになるように設置されている。なお、第１撮像
手段１１の視野中心と、第２撮像手段１２の視野中心と
は、本実施形態のように必ずしも同じである必要はな
く、両撮像手段１１、１２が共に鋼板Ｓの先端部を撮像
できるように配置されていればよい。

【００１４】信号処理手段１３には、所定のタイミング
で撮像した第１撮像手段１１の撮像画像及び第２撮像手
段１２の撮像画像が入力される。信号処理手段１３は、
第１撮像手段１１で撮像した画像に基づき、鋼板Ｓの先
端部のエッジ形状を抽出すると共に、第２撮像手段１２
で撮像した画像に基づき、鋼板Ｓの先端部のエッジ形状
を抽出する。さらに、信号処理手段１３は、第２撮像手
段１２で撮像した画像から抽出したエッジ形状に基づ
き、第１撮像手段１１で撮像した画像から抽出したエッ
ジ形状を補正するように構成されている。なお、信号処
理手段１３は、前記補正したエッジ形状に基づき、鋼板
反り量や反り曲率等の数値データを必要に応じて算出
し、上位のプロセスコンピュータ等に出力できるように
構成されている。以下、本実施形態に係る信号処理手段
１３で実施されるエッジ形状の抽出方法及びエッジ形状
の補正方法について順次説明する。

【００１５】（１）エッジ形状の抽出方法鋼板Ｓの先端部エッジ形状の抽出方法としては、種々の
画像処理方法を適用することができるが、本実施形態で
用いた画像処理方法について、図２〜図７を参照しつつ
説明する。第１撮像手段１１及び第２撮像手段１２で撮
像された画像は、鋼板Ｓの搬送中であるため、蒸気等の
影響により、濃淡ムラが生じる場合がある。従って、図
２に示すように、鋼板Ｓのエッジを強調させる処理とし
て、撮像画像を構成する各画素（図中、ハッチングを施
した画素）に隣接するｎ画素分（図２では、ｎ＝３）の
各行（図２（ａ））又は各列（図２（ｂ））について、
それぞれ画素値の合計値（Ｌ１及びＬ２）を算出した
後、これらの差の平均を算出し、当該算出した結果を前
記各画素の画素値Ｘとすることにより、エッジ強調画像
を作成することにした。なお、図２（ａ）の処理によ
り、撮像画中の横方向に延びるエッジが強調され、図２
（ｂ）の処理により、撮像画中の縦方向に延びるエッジ
が強調されることになる。次に、図２（ａ）の処理で作
成したエッジ強調画像と、図２（ｂ）の処理で作成した
エッジ強調画像との間で、座標が同一の画素同士を比較
し、画素値が大きい方を選択して両者を合成したエッジ
強調画像の画素値とする。さらに、前記合成されたエッ
ジ強調画像を所定のしきい値で２値化（エッジが白点に
なる）し、所定面積以下の画素を除去する等のノイズ除
去処理を行った後、エッジ形状が抽出される（以下、エ
ッジ形状を抽出した画像を、エッジ抽出画像と称す
る）。

【００１６】なお、前記エッジ強調処理の方向は、図２
では、縦方向及び横方向に延びるエッジを強調する場合
を例に挙げて説明したが、斜め方向に延びるエッジを強
調し得る公知の手法をも適用することにより、さらに精
度良く鋼板Ｓのエッジを強調することが可能である。ま
た、本実施形態では、各画素に隣接する３画素の画素値
を使用する強調処理を例に挙げて説明したが、当該画素
数ｎを適宜変更し、最適化することにより、種々の先端
部形状に対して、鮮明なエッジ強調画像を得ることが可
能である。

【００１７】ここで、鋼板Ｓからの放射光が、例えば、
搬送ロール等の設備に照射され、当該設備からの反射光
が撮像画像中に結像した場合、正確な鋼板Ｓのエッジ形
状を抽出することが困難となる場合がある。つまり、第
２撮像手段１２には、前述のように赤外線透過フィルタ
が装着されているため、高温の鋼板Ｓのみを結像するの
が通常であるが、鋼板Ｓの温度等によっては設備からの
反射光も赤外線透過フィルタを透過して結像される場合
がある。そこで、本実施形態に係る信号処理手段１３
は、例えば、図３（ａ）に示すように、第２撮像手段１
２で撮像した画像に対するエッジ抽出画像において、複
数のエッジ（設備エッジＭＥ及び鋼板エッジＳＥ）が存
在する場合であって、且つそれらが互いに離間している
場合（前記エッジ抽出画像に対して、所謂ラベリング手
法を適用することにより、複数の画素群が存在している
と認識された場合がこれに相当する。つまり、鋼板エッ
ジＳＥのみの場合や、後述するように鋼板エッジＳＥと
設備エッジＭＥとが近接している場合には、１つの画素
群しか存在しないと認識されることを前提としてい
る）、各エッジＭＥ、ＳＥを構成する画素の座標を算出
し、原画像において、前記算出した座標近傍（原画像に
おいて、前記算出した座標に位置する画素に隣接する領
域、例えば、当該画素±２画素の範囲内の領域）の画素
値を計算するように構成されている（図３（ｂ））。鋼
板エッジＳＥ近傍で無い箇所の画素値は、一般に、鋼板
エッジＳＥ近傍に比較して小さな画素値（濃淡値）とな
り易いため、原画像において算出した前記画素値の平均
値（各画素群に隣接する領域毎の平均値）が所定のしき
い値以下であれば、鋼板エッジＳＥで無いと判断し、エ
ッジ抽出画像から除去する（図３（ｃ））。

【００１８】さらに、本実施形態では、前記画素値のし
きい値処理で設備エッジＭＥを除去することができない
場合に対処するべく、形状に関するパラメータに基づき
設備エッジＭＥを除去し得る方法を採用している。すな
わち、設備エッジＭＥは、設備（搬送ロール等）の軸方
向（鋼板Ｓの幅方向）に延びる細線状になる場合が多い
ため、ラベリングにより認識された複数の画素群のそれ
ぞれについて、縦方向及び横方向の長さ等の形状に関す
るパラメータを算出し、当該パラメータが所定のしきい
値以上であれば（或いは、しきい値以下であれば）、鋼
板エッジＳＥで無いと判断し、エッジ抽出画像から除去
している。

【００１９】一方、第２撮像手段１２で撮像した画像に
対するエッジ抽出画像において、複数のエッジ（設備エ
ッジＭＥ及び鋼板エッジＳＥ）が存在する場合であっ
て、且つそれらが互いに近接している場合（図４
（ａ））（ラベリングにより、１つの画素群が存在する
と認識された場合）には、信号処理手段１３は、図５に
示すようなフローに従い、各エッジＭＥ、ＳＥを構成す
る画素の個数を横方向に加算する処理を実施する（図４
（ｂ））ように構成されている。次に、上記加算処理に
より得られたプロファイルＰ（縦軸をエッジ抽出画像に
おける縦方向の座標とし、横軸を上記加算値としてプロ
ットした曲線）に対して、縦方向ｍ（例えば、ｍ＝５）
画素分の加算値を平均化する移動平均処理を実施する。
これにより、エッジ抽出画像に残存する場合があり得る
蒸気等の微小エッジ（鋼板エッジＳＥに近接して幅方向
に延びるひげ状のエッジ）の影響（当該微小エッジが残
存したままでは、後述する微分処理によって、当該微小
エッジの微分値も大きくなり、誤差要因となる）を低減
することが可能である。

【００２０】さらに、信号処理手段１３は、上記平均し
た結果をピッチｎ（例えばｎ＝５）で縦方向に微分処理
する（ｎ画素分離間した加算値との差分をとる）。鋼板
エッジＳＥと設備エッジＭＥが近接する箇所では、一般
的に、微分値が急変することになる（図４（ｃ））。従
って、所定のしきい値Ｔｈを超える急変点より上部を設
備エッジＭＥとし、斯かる設備エッジＭＥをエッジ抽出
画像から除去する処理を行うことにより、図３（ｃ）に
示す場合と同様に、鋼板エッジＳＥのみを抽出すること
が可能とされている。なお、エッジ抽出画像に鋼板エッ
ジＳＥしか存在しない場合にも、図４及び図５に示す処
理が施されることになるが、この場合には、前記しきい
値Ｔｈを超える急変点が存在しないため、設備エッジＭ
Ｅを除去する処理は施されないことになる。

【００２１】以上に説明したエッジ抽出処理が信号処理
手段１３によって実施されることにより、第１撮像手段
１１及び第２撮像手段１２によって撮像された画像か
ら、それぞれ図６の（ｃ）及び図７の（ｃ）に示すよう
な２種のエッジ抽出画像が得られる。ここで、本実施形
態における配置では、第１撮像手段１１による撮像画像
には、搬送ロール等の設備からの反射光の影響が殆ど生
じないため、前述した図３〜図５に示すような設備エッ
ジＭＥを除去するための処理はなされない。従って、第
１撮像手段１１に関しては、図６（ａ）に示す撮像画像
に対し、前述した図２に示すようなエッジ強調処理を施
し、図６（ｂ）に示すエッジ強調画像を得た後、当該エ
ッジ強調画像を所定のしきい値で２値化し、２値化後の
画像に対しノイズ除去処理（所定面積以下の画素を除去
する等の処理）が施される。さらに、反り形状を計測す
る対象となるエッジ（本実施形態では、第１撮像手段１
１の撮像方向に沿って奥側、つまり画像中の上側エッ
ジ）のみを抽出するべく、前記ノイズ除去処理を施した
エッジ強調画像に対し、上から下に走査して最初に検出
された白点のみを残す処理を、走査位置を横方向に順次
ずらして繰り返す。このようにして、図６の（ｃ）に示
すエッジ抽出画像が得られる。ここで、鋼板Ｓの先端部
（クロップ部）が半円状のタング（フィッシュテールも
含む）形状である場合には、図６（ｃ）に示すように、
第１撮像手段１１によるエッジ抽出画像は、下反りと誤
認識する可能性のあるエッジ形状（つまり、エッジ先端
が上側に凸の形状）となり得る。

【００２２】（２）エッジ形状（反りエッジ形状）の補
正方法前述した誤認識を抑制し、反り形状を精度良く計測する
べく、前述のように、本実施形態に係る信号処理手段１
３は、第２撮像手段１２で撮像した画像から抽出したエ
ッジ形状（クロップ形状）に基づき、第１撮像手段１１
で撮像した画像から抽出したエッジ形状（反りエッジ形
状）を補正するように構成されている。以下、斯かるエ
ッジ形状の補正方法について説明する。

【００２３】図８は、第１撮像手段１１で抽出した反り
エッジ形状に対し、第２撮像手段１２で抽出したクロッ
プ形状を考慮した補正を行う方法を説明する説明図であ
る。図８に示すように、本実施形態では、第２撮像手段
１２の視野Ａ内に存在する基準となる被写体（本実施形
態では、所定の設備エッジＷＥ）が、第１撮像手段１１
の視野内にも位置するように、両撮像手段１１、１２の
位置や視野が設定されており、当該設備エッジＷＥから
鋼板Ｓのクロップ部末端までの距離Ｌ１を第２撮像手段
１２のエッジ抽出画像から算出し、当該距離Ｌ１を用い
て第１撮像手段１１のエッジ抽出画像を補正する。以
下、第２撮像手段１２における前記距離Ｌ１の算出方法
について、より具体的に説明する。まず、第２撮像手段
１２のエッジ抽出画像において、前記距離Ｌ１を算出す
るための基準となる設備エッジＷＥの位置（設備エッジ
ＷＥが存在する座標）が、予めパラメータとして設定さ
れる。より詳細には、鋼板Ｓの搬送前（つまり、反り形
状計測前）に、赤外線透過フィルタを取り外した第１撮
像手段１１及び第２撮像手段１２によってそれぞれ撮像
した撮像画中に共通に存在する所定の設備エッジＷＥの
位置が、予めパラメータとして設定されている（一度設
定した設備エッジＷＥの位置は、第１撮像手段１１や第
２撮像手段１２の設置位置の変更等に伴いパラメータを
変更させない限り一定である点で、前述した反り形状計
測時に結像する可能性のある設備エッジＭＥとは異な
る）。次に、クロップ部末端Ｓ１の位置を、エッジ抽出
画像におけるエッジの座標変化（横方向の座標変化）か
ら検出する。つまり、設備エッジＷＥを始点として、エ
ッジの横方向の座標変化が無くなる（或いは、乏しくな
る）点、つまりエッジが直線状になり始める点をクロッ
プ部末端Ｓ１として検出する。このようにして、設備エ
ッジＷＥから鋼板Ｓのクロップ部末端Ｓ１までの距離Ｌ
１が算出される。

【００２４】このように第１撮像手段１１及び第２撮像
手段１２共通の被写体である設備エッジＷＥ等を利用す
る方法によれば、図９（ａ）に示すように、搬送中の鋼
板Ｓの輝度ムラ等に起因して、第２撮像手段１２で鋼板
Ｓの先端を抽出できないようなケースであっても、クロ
ップ部末端Ｓ１までの距離Ｌ１を精度良く算出すること
が可能である。

【００２５】なお、鋼板Ｓの先端を鮮明に抽出し得る場
合には、図９（ｂ）に示すように、第２撮像手段１２の
エッジ抽出画像に基づき、クロップ部の先端から末端Ｓ
１までの距離Ｌ２を算出し、当該距離Ｌ２を用いて、第
１撮像手段１１のエッジ抽出画像を補正することも可能
である。

【００２６】図１０は、クロップ部の末端位置特定方法
を説明する説明図である。図１０（ａ）に示すように、
前述のようにして第２撮像手段１２のエッジ抽出画像か
ら算出した設備エッジＷＥから鋼板Ｓのクロップ部末端
Ｓ１までの距離Ｌ１（場合によっては距離Ｌ２）を、図
１０（ｂ）に示す第１撮像手段１１のエッジ抽出画像に
対し、両エッジ抽出画像の分解能の差異を考慮（分解能
の差異に応じて換算）し、反映させる。なお、前述した
第２撮像手段１２の場合と同様に、第１撮像手段１１の
エッジ抽出画像に対して距離Ｌ１を反映するための基準
となる設備エッジＷＥの位置は、予めパラメータとして
設定される。また、この際、前述したように、第２撮像
手段１２は、水平面に対して上方にθ２だけ傾けた位置
に設置されているため、距離Ｌ１を第１撮像手段１１の
エッジ抽出画像に精度良く反映するには、当該第２撮像
手段１２の角度θ２を考慮しなければならない（厳密に
は、第１撮像手段１１の角度θ１も考慮する必要がある
が、ここでは、θ１が小さい値であるとして、その影響
を無視して考える）。図１０（ｂ）に示すように、鋼板
エッジＳＥの平坦部分に沿った直線ｌ３上にあり、且
つ、設備エッジＷＥから距離Ｌ１（場合によっては、鋼
板エッジＳＥの先端から距離Ｌ２）の位置にある点Ｓ０
を通り、直線ｌ３に対して角度θ２をなす直線ｌｎは、
第２撮像手段１２の方向に概ね相当すると考えることが
できる。従って、直線ｌｎと、鋼板エッジＳＥとの交点
Ｓ１が、第１撮像手段１１におけるクロップ部の末端を
意味すると考えることができる。以上のようにして、第
１撮像手段１１のエッジ抽出画像におけるクロップ部の
末端位置Ｓ１が特定される。

【００２７】前述のようにして特定されたクロップ部の
末端位置Ｓ１に基づき、反りエッジ形状を補正する方法
としては、圧延条件を制御する上でクロップ部のデータ
を使用しなくても特に問題が生じない場合には、図１１
（ａ）に示すように、クロップ部末端位置Ｓ１より先端
側（図１１（ａ）の紙面右側）を鋼板エッジＳＥから削
除する方法を適用することができる。斯かる方法によれ
ば、処理が単純であるため、処理速度を高めることがで
き、ひいては、本装置１で得られた結果に基づく高速な
圧延制御が可能になる。

【００２８】また、クロップ部も含んだ全鋼板長（全鋼
板エッジＳＥ）を圧延条件の制御用データとして用いる
必要がある場合には、図１１（ｂ）に示すように、クロ
ップ部の影響によって誤認識されるエッジ形状を第２撮
像手段の角度θ２等を考慮した上で補正する必要があ
る。

【００２９】以下、図１１（ｂ）に示す反りエッジ形状
の補正方法について、より詳細に説明する。斯かる補正
方法においては、まず、図１２（ａ）に示すように、第
２撮像手段１２のエッジ抽出画像において、第２撮像手
段１２の設置位置や視野等に基づいて予めパラメータ設
定された鋼板Ｓの中心軸線（パスラインの中心軸線）ｌ
２からの板幅Ｌ（クロップの無い箇所での板幅の１／２
に相当する値）と、中心軸線ｌ２からの板幅Ｌｎ（クロ
ップ部における各縦方向の座標毎の板幅の１／２に相当
する値）とを算出する。ここで、クロップ部の無い箇所
での板幅Ｌは、上位のプロセスコンピュータ等から信号
処理手段１３に送信された値を用いて算出することがで
きる他、エッジ抽出画像自体から算出することも可能で
ある。また、クロップ部における各縦方向の座標毎の板
幅Ｌｎは、クロップ部における鋼板エッジＳＥと、中心
軸線ｌ２との距離から算出される。次に、クロップ部末
端Ｓ１を始点又は終点とし、クロップ部最先端を終点又
は始点として、上記板幅Ｌと板幅Ｌｎの差Ｌｎ’をクロ
ップ部における各縦方向の座標毎に順次算出する。さら
に、このようにして算出したＬｎ’を、図１２（ｂ）に
示す第１撮像手段１１のエッジ抽出画像に対し、両エッ
ジ抽出画像の分解能の差異を考慮（分解能の差異に応じ
て換算する）し、反映させる。つまり、第１撮像手段１
１のエッジ抽出画像に対し、クロップ部末端Ｓ１を始点
又は終点とし、クロップ部最先端を終点又は始点とし
て、上記算出したＬｎ’（分解能の差異を考慮した後の
Ｌｎ’）分だけ上方に鋼板エッジＳＥの座標を補正する
（クロップ部における補正後の鋼板エッジＳＥを図中に
破線で示す）。換言すれば、鋼板Ｓの先端にクロップが
無い場合、つまり板幅が鋼板Ｓの全長に亘って一定（板
幅Ｌ）の場合には、図１２（ｂ）の破線で示すような鋼
板エッジＳＥが検出されるはずであるが、先端にクロッ
プが生じている場合には、板幅が小さくなるため、図１
２（ｂ）に実線で示すように、クロップ部の縦方向の座
標が下方にずれたエッジ抽出画像となることを利用した
補正を行うものである。なお、図１２（ａ）のエッジ抽
出画像に示すＬｎ’を、図１２（ｂ）に示すエッジ抽出
画像に対して厳密に反映させるには、両エッジ抽出画像
の分解能の差異のみならず、第１撮像手段１１の角度θ
１等も考慮する必要があるが、本実施形態では、処理を
簡素化するべく、分解能の差異を考慮した後のＬｎ’を
そのまま補正値として適用する構成を採用している。以
上のように、図１１（ｂ）及び図１２に示す補正方法に
よれば、クロップ部も含んだ全鋼板エッジＳＥを反りデ
ータとして用いることが可能である。

【００３０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図１３は、本発明の第２の実施形態に係る反り
形状計測装置の概要を示す構成図である。図１３に示す
ように、本実施形態に係る反り形状計測装置１は、図１
に示す第１の実施形態と同様に、反り形状計測用の第１
撮像手段１１と、鋼板Ｓの移動方向（搬送方向）から鋼
板Ｓの先端部を撮像するクロップ形状計測用の第２撮像
手段１２と、信号処理手段１３とを備えている。しかし
ながら、本実施形態に係る反り形状計測装置１は、第１
撮像手段１１が第２撮像手段の後段に設置されており、
第２撮像手段１２と視野が異なる点で、第１の実施形態
と相違する（図１３に示すように、撮像手段１２及び撮
像手段１１は、それぞれ異なる視野Ａ及び視野Ｂを有す
る）。

【００３１】また、図１３に示すように、本実施形態に
係る反り形状計測装置１には、第１撮像手段１１により
鋼板Ｓの先端部を撮像した時刻と、第２撮像手段１２に
より鋼板Ｓの先端部を撮像した時刻との間に、鋼板Ｓが
移動した距離（図１３のＬｐに相当する）を算出するた
めのパルスジェネレータ（ＰＬＧ）１４が設置されてい
る。なお、本実施形態では、前記距離を算出するために
パルスジェネレータ１４を適用したが、本発明は、これ
に限るものではなく、レーザドップラー速度計等、移動
距離を算出し得る限りにおいて種々の計測器を適用する
ことができる。

【００３２】次に、上記構成を有する本実施形態の反り
形状計測装置１において、第１撮像手段１１の撮像画像
（エッジ抽出画像）における鋼板Ｓのクロップ部末端Ｓ
１位置の特定方法について説明する。

【００３３】まず、信号処理手段１３は、両撮像手段１
１、１２の撮像時刻と、ＰＬＧ１４の出力値とに基づ
き、両撮像時刻間に鋼板Ｓが移動した距離Ｌｐを算出す
る。次に、第２撮像手段１２の視野Ａ内に位置する設備
エッジＷＥ１（予めパラメータで位置設定）と、クロッ
プ部末端Ｓ１との距離Ｘを、第２撮像手段１２のエッジ
抽出画像に基づき、第１の実施形態と同様の方法で算出
する。ここで、視野Ａ内に位置する設備エッジＷＥ１
と、第１撮像手段１１の視野Ｂ内に位置する設備エッジ
ＷＥ２との実距離Ｙは、各設備の実設置位置から予め算
出しておくことが可能である。従って、第１撮像手段１
１の視野Ｂ内に位置する設備エッジＷＥ２（予めパラメ
ータで位置設定）と、クロップ部末端Ｓ１との距離Ｚ
は、上記Ｌｐ、Ｘ及びＹに基づき、第１撮像手段１１の
エッジ抽出画像に対して、以下の式（１）によって算出
することが可能である。すなわち、Ｚ＝Ｌｐ−（Ｘ＋Ｙ）・・・（１）である。

【００３４】以上のようにして、第１撮像手段１１のエ
ッジ抽出画像におけるクロップ部末端Ｓ１の位置が特定
されれば（つまり、距離Ｚを算出することに相当す
る）、第１の実施形態と同様の方法により、反り形状を
補正することが可能である。なお、第１撮像手段１１及
び第２の撮像手段１２の撮像画像から、それぞれエッジ
強調画像を得て、さらにエッジ抽出画像を得る方法は、
第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。ま
た、鋼板Ｓの先端を鮮明に抽出し得る場合には、第１の
実施形態（図９（ｂ））と同様に、第２撮像手段１２の
エッジ抽出画像に基づき、クロップ部の先端から末端Ｓ
１までの距離を算出し、当該距離を用いて、第１撮像手
段１１のエッジ抽出画像におけるクロップ部末端Ｓ１の
位置を特定することも可能であり、この場合には、ＰＬ
Ｇ１４を用いた移動距離Ｌｐの算出は不要である。

【００３５】以上に説明したように、本実施形態に係る
反り形状計測装置１によれば、第１の撮像手段１１と、
第２の撮像手段１２とを、鋼板Ｓの搬送方向に対して互
いに離間して設置することが可能であり、設置環境に対
する自由度の高い装置が提供される。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を説明することにより、本発明
の特徴をより一層明らかにする。第１の実施形態と同様
の装置構成により、第１の撮像手段１１及び第２の撮像
手段１１で鋼板Ｓの先端部を撮像し、当該撮像画像に対
し、第１の実施形態と同様の画像処理方法を適用するこ
とにより、第１の撮像手段１１のエッジ抽出画像におけ
るクロップ部の末端位置Ｓ１を自動で検出した。一方、
第１の撮像手段１１の撮像画像（原画）において、第２
の撮像手段１２の撮像画像（原画）を適宜参照しつつ、
目視でクロップ部の末端位置Ｓ１を特定した。以上に述
べた、自動で検出した末端位置Ｓ１と、目視による末端
位置Ｓ１とが一致している場合には、クロップ部を自動
検出することに成功した（ひいては、自動検出したクロ
ップ部にに対し、図１１（ａ）又は（ｂ）に示す補正を
行うことにより、第１の撮像手段１１で抽出した反りエ
ッジ形状を圧延条件の制御用データとして使用可能であ
る）ものとして、その検出率（成功率）を評価した。斯
かる実験結果を表１に示す。

【表１】

【００３７】表１に示すように、第１の撮像手段１１及
び第２の撮像手段１２で各々撮像した、クロップを有す
る約６５００枚の鋼板先端部の撮像画像に対し、９９．
７％の検出率を得ることが可能であった。換言すれば、
クロップの影響により、従来は圧延条件の制御用データ
として使用することができなかった反り形状データのう
ち、９９．７％を使用することが可能になったと言え
る。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る反
り形状計測方法及び装置によれば、板状物体の移動方向
から板状物体の先端部を撮像することにより、例えば、
厚板圧延やホットストリップの粗圧延で鋼板の先端に発
生するクロップのエッジ形状を精度良く計測することが
でき、当該エッジ形状に基づき、側面方向から撮像した
板状物体先端部のエッジ形状を補正するように構成して
いるため、精度良く反り形状を計測することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る反り
形状計測装置の概要を示す構成図である。

【図２】図２は、本発明におけるエッジ強調処理を説
明する説明図である。

【図３】図３は、本発明における互いに離間した設備
エッジと鋼板エッジとの識別方法を説明する説明図であ
る。

【図４】図４は、本発明における互いに近接した設備
エッジと鋼板エッジとの識別方法を説明する説明図であ
る。

【図５】図５は、本発明における互いに近接した設備
エッジと鋼板エッジとの識別方法を説明するフロー図で
ある。

【図６】図６は、本発明に係る第１撮像手段の撮像画
に対するエッジ抽出過程を説明する説明図である。

【図７】図７は、本発明に係る第２撮像手段の撮像画
に対するエッジ抽出過程を説明する説明図である。

【図８】図８は、本発明に係る第１撮像手段で抽出し
た反りエッジ形状に対し、第２撮像手段で抽出したクロ
ップ形状を考慮した補正を行う方法を説明する説明図で
ある。

【図９】図９は、本発明に係る第１撮像手段で抽出し
た反りエッジ形状に対し、第２撮像手段で抽出したクロ
ップ形状を考慮した補正を行う方法をより詳細に説明す
る説明図である。

【図１０】図１０は、本発明におけるクロップ部の末
端位置特定方法を説明する説明図である。

【図１１】図１１は、本発明に係る第１撮像手段で抽
出した反りエッジ形状に対する補正方法の例を説明する
説明図である。

【図１２】図１２は、本発明に係る第１撮像手段で抽
出した反りエッジ形状に対する補正方法の例をより詳細
に説明する説明図である。

【図１３】図１３は、本発明の第２の実施形態に係る
反り形状計測装置の概要を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・・反り形状計測装置１１・・・第１撮像手段１２・・・第２撮像手段１３・・・信号処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者一柳安正茨城県鹿嶋市大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者矢澤武男大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA09 AA12 AA46 AA51 BB13 BB15 CC06 DD12 DD13 EE00 FF04 FF32 FF67 GG09 JJ03 JJ05 JJ08 JJ26 NN20 QQ00 QQ05 QQ21 QQ25 QQ27 QQ28 QQ32 QQ42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動中の板状物体の先端部に発生する反
り形状を計測する方法であって、前記板状物体の側面方向から前記板状物体の先端部を撮
像する第１ステップと、前記板状物体の移動方向から前記板状物体の先端部を撮
像する第２ステップと、前記第１ステップで撮像した画像に基づき、前記板状物
体の先端部のエッジ形状を抽出する第３ステップと、前記第２ステップで撮像した画像に基づき、前記板状物
体の先端部のエッジ形状を抽出する第４ステップと、前記第４ステップで抽出したエッジ形状に基づき、前記
第３ステップで抽出したエッジ形状を補正する第５ステ
ップとを備えることを特徴とする反り形状計測方法。
【請求項２】移動中の板状物体の先端部に発生する反
り形状を計測する装置であって、前記板状物体の側面方向から前記板状物体の先端部を撮
像する第１撮像手段と、前記板状物体の移動方向から前記板状物体の先端部を撮
像する第２撮像手段と、信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記第１撮像手段で撮像した画像
に基づき、前記板状物体の先端部のエッジ形状を抽出す
ると共に、前記第２撮像手段で撮像した画像に基づき、
前記板状物体の先端部のエッジ形状を抽出し、前記第２
撮像手段で撮像した画像から抽出したエッジ形状に基づ
き、前記第１撮像手段で撮像した画像から抽出したエッ
ジ形状を補正することを特徴とする反り形状計測装置。