JP2017032545A - 板位置測定装置、板ずれ制御装置及び板ずれ計算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、板位置測定装置、板ずれ制御装置及び板ずれ計算方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施例による板位置測定装置は、板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する映像計測部と、映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出するエッジ検出部と、を含み、エッジ検出部は、前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出することにより、板位置測定の正確度が改善されることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、板位置測定装置、板ずれ制御装置及び板ずれ計算方法に関する。

一般に、板（ｓｔｒｉｐ）に対する工程環境は劣悪であるため、板の位置が肉眼で識別されることが困難である可能性がある。また、板に対する工程で板の位置が既定の位置を外れる場合、板ずれが発生する可能性がある。

例えば、熱間圧延ラインで板の位置が肉眼で識別されることが困難であり、仕上げ圧延機の最終スタンドで板ずれが発生する場合は、通板安定性と製品の形状が急激に悪くなる可能性がある。

したがって、熱間圧延ラインで板位置測定及び板ずれ制御は生産性と直結されるが、従来は、主に操業者の手動介入、即ち、操業者が肉眼で板の位置を識別し、圧延機のロールギャップのレベルを手動で変化させることにより、板ずれを制御した。よって、板位置測定の正確度及び板ずれ制御には限界があった。

韓国公開特許第１０−２０１３−０１１０４９２号公報

前述の問題点を解決するために、本発明は、板位置測定装置、板ずれ制御装置及び板ずれ計算方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施例による板位置測定装置は、板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する映像計測部と、映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出するエッジ検出部と、を含み、エッジ検出部は、前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出することができる。

例えば、上記エッジ検出部は、ソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタを利用して上記映像計測部で獲得された映像情報に対して前処理過程を行い、上記加重値が付与された映像に対して閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）方式又は微分方式を利用して上記板のエッジを検出することができる。

本発明の一実施例による板ずれ制御装置は、熱間仕上げ圧延最終スタンドの入口側に備えられ、上記熱間仕上げ圧延最終スタンドに進入する板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する映像計測部と、上記映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出するエッジ検出部と、上記板のエッジに基づいて上記熱間仕上げ圧延最終スタンドを制御する制御部と、を含み、上記エッジ検出部は、前処理された映像情報を幅方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出することができる。

例えば、上記板ずれ制御装置は、上記板の温度及び／又は上記板の周囲に分布する流体を感知する感知部をさらに含むことができる。

本発明の一実施例による板ずれ計算方法は、板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する段階と、上記映像情報に対して前処理過程を行う段階と、前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与する段階と、上記加重値が付与された映像を利用して板のエッジを検出し板ずれを計算する段階と、を含むことができる。

本発明によれば、板のエッジ部位に外乱が発生する場合にも正確にエッジ値が得られる。このように検出されたエッジ情報によって正確な鋼板の板ずれ値が計算されることができる。

本発明の一実施例による板位置測定装置を示した図である。 本発明の一実施例による板ずれ制御装置を示した図である。 本発明の一実施例による板ずれ計算方法を示したフローチャートである。 ソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタによって前処理された映像を示した図である。 前処理された映像において加重値が付与された映像を示した図である。 本明細書に開示された一つ以上の実施例が具現されることができる例示的なコンピューティング環境を示す図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施例による板位置測定装置を示した図である。

図１を参照すると、上記板位置測定装置１００は、映像計測部１１０及びエッジ検出部１２０を含み、感知部１３０をさらに含むことができる。

映像計測部１１０は、板（ｓｔｒｉｐ）１０に対する映像情報を獲得することができる。例えば、上記映像計測部１１０は、熱間圧延ラインにおける最終スタンド２０に進入した板１０に対して板１０の板ずれ値を測定するために最終スタンド２０に設置されることができる。ここで、板１０はコイル（ｃｏｉｌ）、鋼板（ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ）などであり得る。

例えば、上記映像計測部１１０は、４個のＣＣＤカメラを介して最終スタンド２０の入口側に一定距離離隔し、板１０を既定の時間単位で連続撮影することができる。ここで、測定された板１０の位置と最終スタンド２０の位置は一致しなくてもよい。これは、追加のモデル予測制御技法などにより補償されることができる。

エッジ検出部１２０は、映像計測部１１０によって獲得された映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板１０のエッジ（ｅｄｇｅ）を検出することができる。ここで、前処理過程は、映像の特定部分を選択的に抽出する映像フィルタリングにより具現されることができる。ここで、映像フィルタリングは、映像の雑音を除去し、関心のある視覚特徴を抽出し、映像再サンプリングを行う過程を意味する。

例えば、獲得された映像情報は２次元情報であるため、映像において垂直方向の変化に対応する垂直周波数コンポーネントと水平方向の変化に対応する水平周波数コンポーネントを含むことができる。獲得された映像情報において映像の高周波コンポーネント及び／又は低周波コンポーネントはフィルタリングにより除去されることができる。また、獲得された映像情報において特定周波数帯域を増幅することもできる。

例えば、上記エッジ検出部１２０は、ソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタを利用して前処理を行うことができる。ソーベルフィルタによって映像のエッジ領域が容易に識別されることができる。但し、前処理過程を行うにあたり、ソーベルフィルタのみが利用されるものではなく、例えば、キャニー検出アルゴリズム又はエッジ情報を検出することができる常用エッジ検出フィルタなどが利用されてもよい。

一方、上記エッジ検出部１２０は、前処理された映像情報を幅方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与して原本映像と結合することにより板１０のエッジを検出することができる。より具体的には、上記エッジ検出部１２０は、ｘｙ平面の映像に対してｘ軸方向にコンポーネントをまとめ、エッジ領域で集中する特定周波数帯域のコンポーネントに対して増幅し、エッジ領域を強調することができる。ここで、エッジ領域が強調された映像は原本映像と結合されることができる。

一般に、板１０のエッジ部位温度は中心部位温度に比べて低い。映像において温度の低い領域は温度の高い領域に比べて明るさが相対的に暗くなり得る。即ち、板１０の温度によってエッジ検出部１２０のエッジ検出の正確度が減少し得る。また、板１０の種類によって板１０の表面温度分布が変わり得る。これにより、エッジ検出部１２０のエッジ検出の正確度はさらに減少し得る。

したがって、上記エッジ検出部１２０は、１次的に板１０のエッジ領域を検出し、検出されたエッジ領域に対して加重値を付与した後、２次的に板１０のエッジ領域を検出することができる。例えば、上記エッジ検出部１２０は、加重値が付与された映像に対して閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）方式又は微分方式を利用して上記板のエッジを検出することができる。

これにより、板のエッジ部位に外乱が発生する場合にも正確にエッジ値が得られる。このように検出されたエッジ情報によって正確な鋼板の板ずれ値が計算されることができる。ここで、板ずれは、スラブ、バー、ストリップなどの素材が移動時に左右の幅方向に移動する現象を意味し、これは、圧延工程の通板不安定性を拡大させ、また、仕上げ圧延中にねじれを誘発し得る。

感知部１３０は、板１０の中心及び／又はエッジに対して温度を感知することができる。板１０の種類によって板１０の表面温度分布が変わり得るため、上記感知部１３０によって感知された温度はエッジ検出部１２０の加重値の設定に反映されることができる。これにより、エッジ検出部１２０のエッジ検出の正確度はさらに改善されることができる。

また、上記感知部１３０は、板１０の周囲に分布する流体を感知することができる。板１０に対する工程環境で板１０の周囲には水蒸気や冷却水などが分布し得る。このような水蒸気や冷却水などは光を散乱させる特性を有するため、エッジ検出部１２０のエッジ検出に歪曲を誘発し得る。上記感知部１３０によって感知された流体に関する情報は、エッジ検出部１２０の加重値の設定に反映されることができる。例えば、板１０の周囲に水蒸気や冷却水などが多く分布する場合、エッジ検出部１２０が付与する加重値は大きくなり得る。これにより、水蒸気や冷却水によって板１０のエッジ部位に外乱が発生する場合にもエッジ値のハンチングがない正確なエッジ値が計算されることができる。

以下では、本発明の一実施例による板ずれ制御装置を説明する。上記板ずれ制御装置２００が含む構成要素のうち、図１を参照して上述した板位置測定装置１００が含む構成要素と共通し、または、それに相応する内容については重複して説明しない。

図２は、本発明の一実施例による板ずれ制御装置を示した図である。

図２を参照すると、上記板ずれ制御装置２００は、映像計測部２１０、エッジ検出部２２０及び制御部２４０を含み、感知部２３０をさらに含むことができる。

映像計測部２１０は、熱間仕上げ圧延最終スタンド２０の入口側に備えられ、前のスタンド３０を通って熱間仕上げ圧延最終スタンド２０に進入する板１０に対する映像情報を獲得することができる。上記映像計測部２１０によって板１０の幅方向の動きが測定されることもできる。

エッジ検出部２２０は、獲得された映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出することができる。上記エッジ検出部２２０の具体的なコンピューティング方法は図６を参照して後述する。例えば、入力デバイスは、映像計測部２１０の計測値の入力を受けることができ、メモリは、エッジ検出のための前処理アルゴリズム、加重値、映像結合アルゴリズムなどを保存することができ、プロセッシングユニットは、メモリに保存されたアルゴリズムに入力値を適用してエッジを検出することができ、出力デバイスは、演算結果に基づいて板ずれ制御のための信号を出力することができる。

制御部２４０は、板のエッジに基づいて熱間仕上げ圧延最終スタンド３０を制御することができる。例えば、上記制御部２４０は、板のエッジによって板ずれを計算し、最終スタンド３０に対する制御アルゴリズムを算出し、最終スタンド３０のロールレベルを制御することができる。

一方、上記制御部２４０は、最終スタンド３０を制御した後にも持続的に板のエッジ情報を受けることができる。もし、最終スタンド３０を制御した後にも板ずれが持続される場合、上記制御部２４０は、最終スタンド３０に対する追加の制御を行うことができる。即ち、上記制御部２４０が従う制御アルゴリズムはループで構成され、板のエッジ情報を受けなくなるまで繰り返し行われる構造を有することができる。

感知部２３０は、板１０の温度及び／又は板１０の周囲に分布する流体を感知することができる。感知された温度及び／又は流体情報は、エッジ検出部２２０の加重値の設定に反映させることができる。

以下では、本発明の一実施例による板ずれ計算方法を説明する。上記板ずれ計算方法は、図１を参照して上述した板位置測定装置１００及び／又は図２を参照して上述した板ずれ制御装置２００で行われることができるため、上述の説明と同じである内容、または、それに相応する内容については重複して説明しない。

図３は、本発明の一実施例による板ずれ計算方法を示したフローチャートである。

図３を参照すると、上記板ずれ計算方法は、板に対する映像情報を獲得する段階Ｓ１０、板のエッジ領域を検出する段階Ｓ２０、エッジ領域にソーベルフィルタを適用する段階Ｓ３０、前処理された映像に加重値を付与する段階Ｓ４０、加重値付与映像と原本映像を結合する段階Ｓ５０、エッジ候補領域を検出する段階Ｓ６０、エッジ候補領域内のエッジを検出する段階Ｓ７０、及びエッジ値を利用して板ずれを計算する段階Ｓ８０を含むことができる。

また、上記板ずれを計算する段階Ｓ８０を行った後には映像情報を獲得する段階Ｓ１０が繰り返し行われることができる。即ち、上記板ずれ計算方法は、ループで構成され、板のエッジ情報を受けなくなるまで繰り返し行われる構造を有することができる。

一方、上記板ずれ計算方法に対するコンピューティング環境は図６を参照して具現されることができる。

図４は、ソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタによって前処理された映像を示した図である。

図４を参照すると、鋼板のエッジ候補領域にソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタを適用した映像が確認できる。ここで、四角形の（黄色）線は鋼板のエッジ候補領域であり、（黄色）線の内側の映像部分はソーベルフィルタを適用した後の映像である。そして、下端の（緑色）曲線は幅方向に対してまとめて算出された１次元プロファイル値である。

図４から、鋼板のエッジ候補にフィルタを適用した後にはエッジ領域の映像のみが示されることが確認できる。

図５は、前処理された映像において加重値が付与された映像を示した図である。

図５を参照すると、四角形の（黄色）線は鋼板のエッジ候補領域であり、（黄色）線の内側の映像部分はソーベルフィルタを適用した後の映像である。そして、下端の（緑色）曲線は一方向に対してまとめて算出された１次元プロファイル値であり、中央の縦（青色）直線はエッジ検出結果である。

図５は、加重値付与映像と原本映像を結合した後にエッジ検出を行った結果値を示す図である。原本映像ではエッジ部が明らかではないが、測定結果からは正確なエッジを見つけたことが確認できる。これにより、エッジがより正確に検出され、板ずれの制御及び計算の信頼度を向上することができる。

図６は、本明細書に開示された一つ以上の実施例が具現されることができる例示的なコンピューティング環境を示す図であり、上述の一つ以上の実施例を具現するように構成されたコンピューティングデバイス１１００を含むシステム１０００の例示を示す。例えば、本明細書に開示されたエッジ検出部、制御部などは、図６を参照して説明されるコンピューティング環境によって具現されることができる。

例えば、コンピューティングデバイス１１００は、個人用コンピュータ、サーバーコンピュータ、ハンドヘルド又はラップトップデバイス、モバイルデバイス（携帯電話、ＰＤＡ、メディアプレーヤーなど）、マルチプロセッサシステム、消費者用電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、任意の前述のシステム又はデバイスを含む分散コンピューティング環境などを含むが、これに限定されるものではない。

コンピューティングデバイス１１００は、少なくとも一つのプロセッシングユニット１１１０及びメモリ１１２０を含むことができる。ここで、プロセッシングユニット１１１０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ（ＦＰＧＡ）などを含み、複数のコアを有することができる。メモリ１１２０は、揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はこれらの組み合わせであり得る。

また、コンピューティングデバイス１１００は追加のストレージ１１３０を含むことができる。ストレージ１１３０は、磁気ストレージ、光学ストレージなどを含むが、これに限定されない。ストレージ１１３０には、本明細書に開示された一つ以上の実施例を具現するためのコンピュータ読み取り可能な命令が保存されることができ、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラムなどを具現するための他のコンピュータ読み取り可能な命令も保存されることができる。ストレージ１１３０に保存されたコンピュータ読み取り可能な命令は、プロセッシングユニット１１１０によって行われるためにメモリ１１２０にローディングされることができる。

また、コンピューティングデバイス１１００は入力デバイス１１４０及び出力デバイス１１５０を含むことができる。ここで、入力デバイス１１４０は、例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイス、赤外線カメラ、ビデオ入力デバイス又は任意の他の入力デバイスなどを含むことができる。また、出力デバイス１１５０は、例えば、一つ以上のディスプレイ、スピーカー、プリンター又は任意の他の出力デバイスなどを含むことができる。また、コンピューティングデバイス１１００は、他のコンピューティングデバイスに備えられた入力デバイス又は出力デバイスを入力デバイス１１４０又は出力デバイス１１５０として用いることもできる。

また、コンピューティングデバイス１１００は、ネットワーク１２００を介して他のデバイス（例えば、コンピューティングデバイス１３００）と通信することができるようにする通信接続１１６０を含むことができる。ここで、通信接続１１６０は、モデム、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、統合ネットワークインターフェース、無線周波数送信機／受信機、赤外線ポート、ＵＳＢ接続又はコンピューティングデバイス１１００を他のコンピューティングデバイスに接続させるための他のインターフェースを含むことができる。また、通信接続１１６０は有線接続又は無線接続を含むことができる。

上述のコンピューティングデバイス１１００の各構成要素は、バスなどの多様な相互接続（例えば、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）、ＵＳＢ、ファームウェア（ＩＥＥＥ １３９４）、光学的バス構造など）によって接続されることもでき、ネットワークによって相互接続されることもできる。

本明細書で用いられる「構成要素」、「モジュール」、「システム」、「インターフェース」などのような用語は、一般に、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアであるコンピュータ関連エンティティを指すものである。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、客体、実行可能物（ｅｘｅｃｕｔａｂｌｅ）、実行スレッド、プログラム及び／又はコンピュータであり得るが、これに限定されるものではない。例えば、コントローラ上で駆動中のアプリケーション及びコントローラの全てが構成要素であり得る。一つ以上の構成要素はプロセス及び／又は実行スレッド内に存在することができ、構成要素は一つのコンピュータ上でローカル化することができ、二つ以上のコンピュータの間で分散されることもできる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１０ 板
２０ 前のスタンド
３０ 最終スタンド
１００ 板位置測定装置
１１０ 映像計測部
１２０ エッジ検出部
１３０ 感知部
２００ 板ずれ制御装置
２１０ 映像計測部
２２０ エッジ検出部
２３０ 感知部
２４０ 制御部

Claims (11)

1. 板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する映像計測部と、
   前記映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出するエッジ検出部と、
   を含み、
   前記エッジ検出部は、前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出する、板位置測定装置。
2. 前記エッジ検出部は、前記加重値が付与された映像情報を前記映像計測部で獲得された映像情報と結合し、結合された映像に対して閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）方式又は微分方式を利用して前記板のエッジを検出する、請求項１に記載の板位置測定装置。
3. 前記エッジ検出部は、キャニー検出アルゴリズム又はソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタを利用して前記映像計測部で獲得された映像情報に対して前処理する、請求項１に記載の板位置測定装置。
4. 前記板の中心及び／又はエッジに対して温度を感知する感知部をさらに含み、
   前記エッジ検出部は前記感知部の感知結果に基づいて前記加重値を設定する、請求項１に記載の板位置測定装置。
5. 前記感知部は前記板の周囲に分布する流体を感知する、請求項４に記載の板位置測定装置。
6. 熱間仕上げ圧延最終スタンドの入口側に備えられ、前記熱間仕上げ圧延最終スタンドに進入する板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する映像計測部と、
   前記映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行って板のエッジを検出するエッジ検出部と、
   前記板のエッジに基づいて前記熱間仕上げ圧延最終スタンドを制御する制御部と、
   を含み、
   前記エッジ検出部は、前処理された映像情報を幅方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出する、板ずれ制御装置。
7. 前記板の温度及び／又は前記板の周囲に分布する流体を感知する感知部をさらに含み、
   前記エッジ検出部は前記感知部の感知結果に基づいて前記加重値を設定する、請求項６に記載の板ずれ制御装置。
8. 板（ｓｔｒｉｐ）に対する映像情報を獲得する段階と、
   前記映像情報に対して前処理（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）過程を行う段階と、
   前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与する段階と、
   前記加重値が付与された映像情報を利用して板のエッジを検出し板ずれを計算する段階と、
   を含む、板ずれ計算方法。
9. 前記前処理する段階は、鋼板のエッジ領域を検出し、前記エッジ領域にソーベル（ｓｏｂｅｌ）フィルタを適用して前処理する、請求項８に記載の板ずれ計算方法。
10. 前記計算する段階は、加重値が付与された映像と原本映像を結合してエッジ候補領域を検出し、前記エッジ候補領域から前記板のエッジを検出する、請求項８に記載の板ずれ計算方法。
11. 前記板の温度及び／又は前記板の周囲に分布する流体を感知する段階をさらに含み、
    前記加重値を付与する段階は前記感知する段階の感知結果に基づいて前記加重値を設定する、請求項８に記載の板ずれ計算方法。