JP2634311B2 - Coil position detection device - Google Patents

Coil position detection device

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JP2634311B2
JP2634311B2 JP24371590A JP24371590A JP2634311B2 JP 2634311 B2 JP2634311 B2 JP 2634311B2 JP 24371590 A JP24371590 A JP 24371590A JP 24371590 A JP24371590 A JP 24371590A JP 2634311 B2 JP2634311 B2 JP 2634311B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製鉄所のコイル倉庫において、天井クレー
ンの自動(無人)運転化に適用されるコイル位置検出装
置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coil position detecting device applied to automatic (unmanned) operation of an overhead crane in a coil warehouse of a steel mill.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

薄板鋼板をロール状に巻取ったコイルは、各製鉄工程
や出荷時の待ち時間に、倉庫に貯蔵されることになる。
The coil formed by winding a thin steel plate into a roll is stored in a warehouse during each iron-making process and waiting time at the time of shipping.

最近このコイル倉庫にて作業の自動化のため、天井ク
レーンの自動(無人)運転化が進められており、従来困
難であった作業の管理を容易とし、生産性の向上や均質
化を図り、さらに、悪環境下での作業や危険作業、単純
作業から人間を解放できるという大きな効果を企画して
いる。
Recently, automatic (unmanned) operation of overhead cranes has been promoted in this coil warehouse for automation of work, which made it easier to manage work that was difficult in the past, improved productivity and homogenized. We plan to have a great effect of freeing people from working in bad environments, dangerous work and simple work.

この場合、この天井クレーンの自動化にあたって問題
となるのは、従来運転手がクレーン機上に搭乗して行な
っているコイルのハンドリング作業である。
In this case, what is problematic in automation of the overhead crane is the coil handling operation conventionally performed by a driver on a crane machine.

すなわち、パンドリング作業にあって、目標コイルの
正確な置場と、置場内でのコイル位置とクレーン間の相
対的な位置関係などを明確にしないと、ミスハンドリン
グや荷振れを引き起こし、事故の発生にも結びつくこと
が問題である。また、カイルの倉庫への入庫方法として
トレーラによる場合には、トレーラの停車位置が変動す
るためコイル位置の管理精度が悪くなることも問題とな
る。
In other words, if the exact location of the target coil and the relative positional relationship between the coil position and the crane in the location are not clarified during the pandling operation, mishandling or load swing may occur, resulting in an accident. Is also a problem. Further, in the case of using a trailer as a method for entering Kyle into the warehouse, there is a problem that the control position of the coil position is deteriorated because the stop position of the trailer fluctuates.

以上のような状況から、クレーンに対し所定コイルの
位置を正確に与えるセンサが要求されており、このよう
なコイル位置検出装置として、特願平01−301829号発明
が提案されている。
Under the circumstances described above, a sensor that accurately gives the position of a predetermined coil to a crane is required, and as such a coil position detecting device, Japanese Patent Application No. 01-301829 has been proposed.

この装置は、コイルの有する円筒形状を利用したもの
で、2台のTVカメラと光源の配置を工夫することによ
り、三角測量方式で、コイルの径方向と幅方向の高さ分
布を測定して、コイルの中心位置と半径及び幅を計算す
るものである。
This device uses the cylindrical shape of the coil. By devising the arrangement of the two TV cameras and the light source, the height distribution in the radial and width directions of the coil is measured by triangulation. , The center position, radius and width of the coil.

先づ、天井クレーンを事前に設定されたトレーラ停止
位置に粗位置決めした後、本装置によってコイル位置を
検出し正確な位置決めを行なうことを目的としている。
First, after the overhead crane is roughly positioned at a preset trailer stop position, the present apparatus detects the coil position and performs accurate positioning.

以下、第3図乃至第5図により、本装置のコイルの中
心位置と半径及び幅の検出原理を説明する。
The principle of detecting the center position, radius and width of the coil of the present apparatus will be described below with reference to FIGS.

第3図は、三角測量方式による高さ検出の配置図であ
る。コイルの高さ分布は、天井クレーンのトロリー5に
TVカメラ1、2とレーザー光源(含む走査ミラー)3を
搭載し、三角測量の原理で測定する。
FIG. 3 is a layout diagram of height detection by a triangulation method. Coil height distribution can be applied to overhead crane trolley 5
TV cameras 1 and 2 and a laser light source (including a scanning mirror) 3 are mounted, and measurement is performed based on the principle of triangulation.

第4図に三角測量方式による高さ検出の原理図(径方
向)を示す。同図より、レーザー光が当たっているコイ
ル上の点(x,y,z)は、それに対応するTVカメラの画面
上のレーザー光の位置を(i,j)とすると次式で与えら
れる。
FIG. 4 shows a principle diagram (radial direction) of height detection by the triangulation method. As shown in the figure, the point (x, y, z) on the coil to which the laser light is applied is given by the following equation, where the position of the laser light on the screen of the TV camera is (i, j).

ここで、 ho:TVカメラと地上間の距離 C:TVカメラとレーザー光源(走査ミラー)間の距離 θ:TVカメラの取付角度 h:検出距離 α:hに対するレーザー光の入射角度 β:TVカメラの垂直(J)方向の視野角度 r:TVカメラの水平(I)方向の視野角度 g:TVカメラの撮影面の分解能(ドツト数) である。 Where h o : distance between the TV camera and the ground C: distance between the TV camera and the laser light source (scanning mirror) θ: mounting angle of the TV camera h: detection distance α: incident angle of laser light to h β: TV The viewing angle of the camera in the vertical (J) direction r: the viewing angle of the TV camera in the horizontal (I) direction g: the resolution (dot number) of the shooting surface of the TV camera.

従って、走査ミラーをスキヤニングしてZ軸方向に平
行なレーザー(スリツト)光をコイル上に照射すれば、
上記の式よりコイルの径方向の高さ分布が得られる。
Therefore, by scanning the scanning mirror and irradiating the coil with laser (slit) light parallel to the Z-axis direction,
From the above equation, the radial height distribution of the coil is obtained.

具体的には、レーザー光源をオフ(消灯)の状態にし
てTVカメラでコイルを撮影し、基準画像メモリに記憶し
ておく。次に、レーザー光源を点灯し、走査ミラーをス
キヤニングして、TVカメラでコイルを撮影する。撮影し
た画像データと、基準画像メモリの画像データとの差を
演算すれば、レーザースポツト像のみが抽出できる。こ
れを繰り返し行ない積分すると、レーザースポツト像が
つながりレーザースリツト像が合成できる。そこで、レ
ーザースリツト像上の各点を上記の式で処理すれば、コ
イルの径方向の高さ分布が得られる。同様に、TVカメラ
2をz軸上に設置し、走査ミラーをスキヤニングしてx
軸方向に平行なレーザー(スリツト)光をコイル上に照
射すれば、コイルの幅方向の高さ分布が得られる。
Specifically, the coil is photographed by a TV camera with the laser light source turned off (turned off) and stored in the reference image memory. Next, the laser light source is turned on, the scanning mirror is scanned, and the coil is photographed by the TV camera. By calculating the difference between the photographed image data and the image data in the reference image memory, only the laser spot image can be extracted. By repeating this and integrating, laser spot images are connected and a laser slit image can be synthesized. Therefore, if each point on the laser slit image is processed by the above equation, a radial height distribution of the coil can be obtained. Similarly, the TV camera 2 is set on the z-axis, the scanning mirror is scanned, and x
By irradiating the coil with laser (slit) light parallel to the axial direction, a height distribution in the width direction of the coil can be obtained.

第5図に、コイル位置の検出原理図を示す。ここで、
説明の都合上、トロリー上のレーザー光源(走査ミラ
ー)の直下の地上を原点0とし、天井クレーンの横行軌
道と平行にx軸、高さ方向と平行にy軸、走行軌道と平
行にz軸を定めたxyz座標系を設定する。またコイルは
第5図に示すように、中心軸(幅方向)がx軸と平行
に、径方向がz軸と平行な向きに配置されているものと
する。
FIG. 5 shows a principle of detecting the coil position. here,
For convenience of explanation, the ground immediately below the laser light source (scanning mirror) on the trolley is defined as the origin 0, the x-axis is parallel to the trajectory of the overhead crane, the y-axis is parallel to the height direction, and the z-axis is parallel to the running trajectory. Set the xyz coordinate system that defines. As shown in FIG. 5, the coils are arranged so that the central axis (width direction) is parallel to the x-axis and the radial direction is parallel to the z-axis.

第5図(a)は、xy平面におけるレーザー光の投射位
置を示している。また、第5図(b)(c)は、x軸及
びz軸に平行なコイル上の高さ分布を測定した結果の一
例である。
FIG. 5 (a) shows the projection position of the laser beam on the xy plane. FIGS. 5 (b) and 5 (c) show examples of the results of measuring the height distribution on the coil parallel to the x-axis and the z-axis.

第5図(c)より、コイルの幅D及び幅の中心位置B
は次式で与えられる。
From FIG. 5 (c), the width D of the coil and the center position B of the width are shown.
Is given by the following equation.

また第5図(b)の径方向の高さデータは、コイル
(円筒)上のデータなどで次の円の方程式を満足する。
The height data in the radial direction in FIG. 5B satisfies the following circle equation with data on a coil (cylinder).

(yi−ya+(zi−za=r2 (8) ここで、yiとziは、コイル(円)上の径方向の高さデ
ータ、yaとzaは円の中心座標、rは、コイルの半径であ
る。従って、円の中心位置A(ya,za)と半径rは
(8)式より f=(yi−ya+(zi−za=r2 (9) を定義すると、次式に示す評価関数Fを最小化するya,z
a,rを決めれば、それらが求めるya,za,rとなる。
(Y i -y a) 2 + (z i -z a) 2 = r 2 (8) wherein, y i and z i is the height data of the radial direction on the coil (yen), y a and z a is the center coordinate of the circle, and r is the radius of the coil. Accordingly, the center position A (y a, z a) of the circle and the radius r define (8) f = from the equation (y i -y a) 2 + (z i -z a) 2 = r 2 (9) Then, y a , z that minimizes the evaluation function F shown in the following equation
a, be determined to r, y a which they seek, z a, a r.

(10)式は、3点以上の円周上の位置座標(yi,zi
を与えれば、例えばニユートン・ラフソン方で解くこと
ができる。
Expression (10) is the position coordinates (y i , z i ) on the circumference of three or more points.
, It can be solved by Newton-Raphson method, for example.

以上より、コイルの中心位置G(xg,yg,zg)と半径r
及び幅Dは次式で与えられる。
From the above, the center position G (x g , y g , z g ) of the coil and the radius r
And the width D are given by the following equation.

従って、クレーンのハントリング中心と上記座標系の
原点0を対応させれば上記の各値をクレーン制御量とし
て用いることができる。
Therefore, if the hunt ring center of the crane is associated with the origin 0 of the coordinate system, the above values can be used as crane control amounts.

第6図に上記従来装置の構成図を示す。 FIG. 6 shows a configuration diagram of the conventional device.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前述の従来技術には、次のような問題点がある。 The above-mentioned prior art has the following problems.

コイル上の径方向と幅方向の高さ分布を測定するため
に、2台の走査ミラーを制御してレーザー光をコイル上
の径方向と幅方向に平行に移動させ、それを第6図に示
すようにTVカメラで撮影し、二値化装置において、積分
処理後、二値化処理して、レーザースリツト像を合成・
抽出している。
In order to measure the height distribution in the radial and width directions on the coil, two scanning mirrors are controlled to move the laser beam parallel to the radial and width directions on the coil, which is shown in FIG. As shown in the figure, the image was taken with a TV camera, integrated by a binarizing device, binarized, and a laser slit image was synthesized.
Has been extracted.

上記において、積分処理前の1フレームの画像データ
上のレーザー像の輝度(シグナル)をa、背景の輝度
(ノイズ)をbとすると、(a>b)積分処理前の1フ
レームの画像データのS/N Pは、 で与えられ、また、nフレーム積分処理後の画像データ
のS/N Qは、 で与えられる。ただし、nは、レーザー像が画像データ
上の左端から右端を1回通過するのに要する時間に相当
するフレーム数とする。
In the above description, assuming that the luminance (signal) of the laser image on the image data of one frame before the integration processing is a and the luminance (noise) of the background is b, (a> b) S / NP is And the S / NQ of the image data after the n-frame integration process is Given by Here, n is the number of frames corresponding to the time required for the laser image to pass once from the left end to the right end on the image data.

すると、積分処理前後の画像データのS/Nを比較する
と、 となり、積分処理をすることにより、画像データのS/N
が低下することがわかる。さらに(2)式より、nが大
きくなるほどS/Nが低下することもわかる。
Then, comparing the S / N of the image data before and after the integration process, , And the S / N of the image data
It can be seen that is decreased. Further, from the equation (2), it is also understood that the S / N decreases as n increases.

従って、従来のコイル位置検出装置の二値化装置は、
積分処理をすることにより、画像データのS/Nが低下す
るため、レーザースリツト像を精度よく抽出するうえで
問題があった。
Therefore, the binarization device of the conventional coil position detection device is
Since the integration processing reduces the S / N of the image data, there is a problem in accurately extracting a laser slit image.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

レーザー光源と、前記レーザー光源のスポツト光を1
次元のスリツト光に変換する2台の走査ミラーと、コイ
ルに照射したスリツト光を撮影する2台のTVカメラとを
コイルヤードのクレーンに設置する。上記TVカメラの映
像信号をデジタル化するA−D変換器と、デジタル化し
た画像データよりレーザースリツト像を抽出する二値化
装置と、画像データ上のレーザースリツト像の位置デー
タを実際空間の三次元位置座標に変換する座標変換装置
と、コイルの径方向の三次元位置座標データに対してニ
ユートン・ラフソン法で円の方程式を解きコイルの中心
位置と半径を計算する演算装置と、コイルの幅方向の三
次元位置座標データに対してコイル上のレーザースリツ
ト像の両端の位置を検出し、コイルの幅を計算する端点
検出装置とを設ける。測定開始前にあらかじめレーザー
光源を消灯してTVカメラで撮影した画像データを基準画
像メモリに記憶しておき、レーザー光源を点灯し、走査
ミラーをスキヤニングしてTVカメラで撮影した画像デー
タと基準画像メモリとの差を演算後、二値化した画像デ
ータを論理OR演算を実施し重ね合せることにより、1次
元のレーザースリツト像(画像データ)を合成する。
A laser light source and a spot light of the laser light source;
Two scanning mirrors for converting into two-dimensional slit light and two TV cameras for photographing the slit light irradiated on the coil are installed on a crane in a coil yard. An A / D converter for digitizing the video signal of the TV camera, a binarizing device for extracting a laser slit image from the digitized image data, and a real space position data of the laser slit image on the image data. A coordinate conversion device for converting the three-dimensional position coordinates of the coil, a calculating device for solving the circular equation by the Newton-Raphson method for the three-dimensional position coordinate data in the radial direction of the coil, and calculating a center position and a radius of the coil, and a coil. And an end point detecting device for detecting the positions of both ends of the laser slit image on the coil with respect to the three-dimensional position coordinate data in the width direction and calculating the width of the coil. Before starting the measurement, turn off the laser light source and store the image data captured by the TV camera in the reference image memory, turn on the laser light source, scan the scanning mirror, and capture the image data and the reference image captured by the TV camera. After calculating the difference with the memory, the binarized image data is subjected to a logical OR operation and superimposed to synthesize a one-dimensional laser slit image (image data).

〔作用〕[Action]

第1図を基に本発明の作用を説明する。 The operation of the present invention will be described with reference to FIG.

従来の二値化装置の構成図である第6図と本発明の二
値化装置の構成図である第2図とを比較するとわかるよ
うに、本発明の二値化装置は従来装置と比較して、積分
処理と二値化処理の順序を入れ替えている。
As can be seen by comparing FIG. 6 which is a configuration diagram of the conventional binarization device and FIG. 2 which is a configuration diagram of the binarization device of the present invention, the binarization device of the present invention is compared with the conventional device. Then, the order of the integration process and the binarization process is switched.

これにより、TVカメラで撮影した画像データと基準画
像メモリの画像データの差を演算後二値化してレーザー
像を抽出し、それをnフレーム分積分して、レーザース
リツト像を合成する手順となる。
Thereby, a procedure is performed in which the difference between the image data captured by the TV camera and the image data in the reference image memory is calculated and then binarized to extract a laser image, which is integrated for n frames to synthesize a laser slit image. Become.

上記により、二値化処理前の画像データのS/Nは、
(1)式と一致し、従来装置のS/N((2)式)と比較
して、高くなる。((3)式) 従って、従来装置と比較して二値化処理をする画像デ
ータのS/Nが高いため、レーザースリツト像の抽出精度
の信頼性の向上が期待できる。
From the above, the S / N of the image data before binarization processing is
This is consistent with the equation (1), and is higher than the S / N of the conventional device (equation (2)). (Equation (3)) Accordingly, since the S / N of the image data subjected to the binarization processing is higher than that of the conventional apparatus, it is expected that the reliability of the laser slit image extraction accuracy is improved.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を第1図、第2図及び第3図を基に説
明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG.

コイル位置検出に当ってはコイルヤードにおいて地上
の任意の位置を原点0として、横行方向と平行な方向を
x軸、走行方向と平行な方向をz軸、巻上げ方向と平行
な方向をy軸とするxyz直交座標系を設定しておく。
In detecting the coil position, an arbitrary position on the ground in the coil yard is set as the origin 0, the direction parallel to the traverse direction is the x axis, the direction parallel to the running direction is the z axis, and the direction parallel to the winding direction is the y axis. Xyz rectangular coordinate system to be set.

第1図、第2図において、1、2はTVカメラ、3はレ
ーザー光源、6は走査ミラーである。この2台の走査ミ
ラー6とレーザー光源3によって、レーザー光をx軸ま
たはz軸に平行に往復移動させる。x軸及びz軸の選択
は13のコントローラによって行なう。説明の都合上、TV
カメラ1はコイル4の径方向の高さ分布を測定するため
の映像を撮影し、TVカメラ2はコイル4の幅方向の高さ
分布を測定するための映像を撮影するものとする。7は
TVカメラの映像信号をA−D変換するA−D変換器、8
はレーザー光を照射しないで撮影したコイル4の映像信
号を保存しておく基準画像メモリである。9は二値化装
置で第2図に示す構成になっている。10は画像データ上
の1点の位置(i,j)により実際空間のxyz座標系の位置
(x,y,z)を計算する座標変換装置、11はコイルの径方
向の3点以上の三次元位置座標データより、ニユートン
・ラフソン法で円の方程式を解き、コイルの径方向の中
心位置と半径を計算する演算装置、12はコイルの幅方向
のレーザースリツト像より、コイルの両端の位置を検出
する端点検出装置である。13はコントローラでTVカメラ
レーザー光源及び走査ミラーの動作を制御し、端点提供
装置及び演算装置の計算結果(コイルの重心位置G
(xg,yg,zg)と幅D及び半径r)を受けとり、クレーン
の動作を制御する制御信号を出力する機能を持つ。
1 and 2, reference numerals 1 and 2 denote TV cameras, 3 denotes a laser light source, and 6 denotes a scanning mirror. The laser light is reciprocated in parallel with the x-axis or the z-axis by the two scanning mirrors 6 and the laser light source 3. Selection of the x-axis and the z-axis is performed by 13 controllers. For convenience of explanation, TV
The camera 1 captures an image for measuring the height distribution of the coil 4 in the radial direction, and the TV camera 2 captures an image for measuring the height distribution of the coil 4 in the width direction. 7 is
An A / D converter for A / D converting a video signal of a TV camera, 8
Reference numeral denotes a reference image memory for storing a video signal of the coil 4 photographed without irradiating a laser beam. Reference numeral 9 denotes a binarizing device having the configuration shown in FIG. 10 is a coordinate conversion device for calculating the position (x, y, z) of the xyz coordinate system in the real space from the position (i, j) of one point on the image data, and 11 is a tertiary of three or more points in the radial direction of the coil. An arithmetic unit that solves the equation of a circle by the Newton-Raphson method from the original position coordinate data and calculates the radial center position and radius of the coil. 12 is the position of both ends of the coil from the laser slit image in the coil width direction. Is an end point detection device for detecting the end point. Reference numeral 13 denotes a controller which controls the operations of the TV camera laser light source and the scanning mirror, and calculates the calculation results (the center of gravity G of the coil G
(X g , y g , z g ), width D and radius r), and has a function of outputting a control signal for controlling the operation of the crane.

レーザー光源3と2台の走査ミラー6及びTVカメラ
1、2は天井のトロリー5または、クレーンとは独立に
横行移動が可能な横行装置上にセツトする。第3図にセ
ツトの概略図を示す。
The laser light source 3, the two scanning mirrors 6, and the TV cameras 1 and 2 are set on a trolley 5 on the ceiling or a traversing device that can traverse independently of the crane. FIG. 3 shows a schematic view of the set.

いま、トロリー5が、事前に設定されたハンドリング
対象のコイルの上空に粗位置決めされているものとし
て、本装置の作用を説明する。
Now, the operation of the present device will be described assuming that the trolley 5 is roughly positioned above the coil to be handled which is set in advance.

まず、レーザー光を照射しない状態においてTVカメラ
1及び2で径方向及び幅方向のコイルを撮影し、A−D
変換器7でA−D変換後、基準画像メモリ8に記録す
る。
First, the coils in the radial direction and the width direction are photographed by the TV cameras 1 and 2 in a state where the laser light is not irradiated.
After the A / D conversion by the converter 7, it is recorded in the reference image memory 8.

次に、2台の走査ミラー6を制御してレーザー光をコ
イルの径方向と平行に往復移動するようにコイル上に照
射する。これをTVカメラ1で撮影し、その映像信号をA
−D変換器7でA−D変換後、二値化装置9において、
基準画像メモリ8との差を演算後、固定しきい値で二値
化し、これをnフレーム分積分(実際には論理和を演
算)すると径方向のレーザースリツト像が合成・抽出で
きる(第3図、画像データ)。これを座標変換装置10
でxyz座標系の位置データに変換後、演算装置11でコイ
ル上のデータを円の方程式に代入して、コイル4の径方
向の中心位置(yo,zo)と半径rをコントローラ13に送
る。コントローラ13は上記データを受信後、2台の走査
ミラー6を制御して、レーザー光をコイルの幅方向と平
行に往復移動するようにコイル4上に照射する。これを
TVカメラ2で撮影し、その映像信号をA−D変換器7で
A−D変換後、二値化装置9において、基準画像メモリ
8との差を演算後、固定しきい値で二値化し、これをn
フレーム分積分(実際には論理和を演算)すると幅方向
のレーザースリツト像が合成・抽出できる(第3図、画
像データ)。これを端点検出装置12においてコイル上
の両端の位置を検出し、座標変換装置10でxyz座標系の
位置データに変換し、コイル4の幅D及びコイル4の幅
方向の中心位置xoを演算し、コントローラ13に送る。コ
ントローラ13は前記情報を受信後、クレーンの制御信号
を出力する。
Next, the two scanning mirrors 6 are controlled to irradiate the laser beam on the coil so as to reciprocate in parallel with the radial direction of the coil. This is photographed by TV camera 1, and the video signal is
After the A / D conversion by the -D converter 7, in the binarization device 9,
After calculating the difference from the reference image memory 8, binarization is performed using a fixed threshold value, and integration for n frames (actually, a logical sum is calculated) allows synthesis and extraction of a radial laser slit image (No. (Figure 3, image data). This is a coordinate transformation device 10
After conversion into position data in the xyz coordinate system, the arithmetic unit 11 substitutes the data on the coil for the equation of the circle, and sends the radial center position ( yo , zo ) and radius r of the coil 4 to the controller 13. send. After receiving the data, the controller 13 controls the two scanning mirrors 6 to irradiate the laser beam onto the coil 4 so as to reciprocate in parallel with the width direction of the coil. this
The video signal is photographed by the TV camera 2, the video signal is A / D converted by the A / D converter 7, the difference from the reference image memory 8 is calculated in the binarization device 9, and then binarized by a fixed threshold , This is n
By performing frame integration (actually calculating a logical sum), a laser slit image in the width direction can be synthesized and extracted (FIG. 3, image data). The end point detector 12 detects the positions of both ends on the coil, and the coordinate converter 10 converts the data into position data in the xyz coordinate system, and calculates the width D of the coil 4 and the center position xo of the coil 4 in the width direction. And sends it to the controller 13. After receiving the information, the controller 13 outputs a crane control signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、レーザー光源と、前記レーザー光源のスポ
ット光を1次元のスリツト光に変換する2台の走査ミラ
ーと、コイルに照射したスリツト光を撮影する2台のTV
カメラとをコイルヤードのクレーンに設置し、上記TVカ
メラの映像信号をデジタル化するA−D変換器と、デジ
タル化した画像によりレーザースリツト像を抽出する二
値化装置と、画像データ上のレーザースリツト像の位置
データを実際空間の三次元位置座標に変換する座標変換
装置と、コイルの径方向の三次元位置座標データに対し
てコイルの中心位置と半径を計算する演算装置と、コイ
ルの幅方向の三次元位置座標データに対してコイル上の
レーザースリツト像の両端の位置を検出し、コイルの幅
を計算する端点検出装置とを具えたコイル位置提供装置
において、測定開始前にあらかじめレーザー光源を消灯
してTVカメラで撮影した画像データを基準画像メモリに
記憶しておき、レーザー光源を点灯し、走査ミラーをス
キヤニングしてTVカメラで撮影した画像データと基準画
像メモリとの差を演算後、二値化した画像データを論理
OR演算を実施し重ね合せることにより、1次元のレーザ
ースリツト像(画像データ)を合成する二値化装置を具
えたことにより、次の効果を有する。
The present invention provides a laser light source, two scanning mirrors for converting spot light of the laser light source into one-dimensional slit light, and two TVs for photographing the slit light irradiated on the coil.
A camera is installed on a crane in a coil yard, an A / D converter for digitizing the video signal of the TV camera, a binarizing device for extracting a laser slit image from the digitized image, and A coordinate conversion device for converting the position data of the laser slit image into three-dimensional position coordinates in a real space; an arithmetic device for calculating the center position and radius of the coil with respect to the three-dimensional position coordinate data in the radial direction of the coil; In the coil position providing device, which detects the position of both ends of the laser slit image on the coil with respect to the three-dimensional position coordinate data in the width direction of the coil and calculates the width of the coil, Turn off the laser light source in advance and store the image data taken by the TV camera in the reference image memory, turn on the laser light source, scan the scanning mirror, and scan the TV camera. After calculating a difference between the image data and the reference image memory taken by La, the logic of the image data binarized
By providing a binarizing device for synthesizing a one-dimensional laser slit image (image data) by performing an OR operation and superimposing, the following effects are obtained.

(1)二値化処理を実施する画像データのS/Nが向上す
るため、レーザースリツト像の合成・抽出における処理
の信頼性が向上する。
(1) Since the S / N of the image data to be subjected to the binarization process is improved, the reliability of the process for synthesizing and extracting the laser slit image is improved.

(2)積分処理の前に二値化しっりを実施することによ
り、積分処理に必要なメモリを大幅に低減でき、処理の
高速化とコスト低減に寄与できる。
(2) By performing the binarization before the integration processing, the memory required for the integration processing can be significantly reduced, which can contribute to a higher processing speed and a lower cost.

例えば、画像データの大きさを512×512×8ビツトと
すると、従来装置では、積分処理を実施するために512
×512×16ビツト(積分回数は最大256回)の容量のメモ
リを必要としたのに対し、本発明装置では、512×512×
1ビツト(積分回数(実際には論理和演算回数)は無限
大)となり積分処理に必要なメモリの容量は1/16とな
る。
For example, assuming that the size of image data is 512 × 512 × 8 bits, the conventional apparatus requires 512 bits to perform the integration process.
X 512 x 16 bits (up to 256 times of integration), the memory of the present invention requires 512 x 512 x 16 bits.
One bit (the number of integrations (actually, the number of logical sum operations) is infinite) is obtained, and the memory capacity required for the integration processing is 1/16.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明コイル位置検出装置の実施例の構成図、
第2図は同上の二値化装置の構成図、第3図はTVカメ
ラ、レーザー光源及び走査ミラーの相対関係図、第4図
はコイル位置計算の原理を説明する図面で、(a)は正
面図、(b)は側面図、(c)はTVカメラの撮影面を示
す。第5図は取得データの概略図で、(a)はxz平面に
おけるレーザー光の投射位置、(b)は径方向の高さ分
布、(c)は幅方向の高さ分布を示す。第6図は従来の
二値化装置の構成図である。 1,2……TVカメラ、3……レーザー光源、 6……走査ミラー、7……A/D変換器、 8……基準画像メモリ、9……二値化装置、 10……座標変換装置、11……演算装置、 13……コントローラ
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a coil position detecting device of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the binarizing device, FIG. 3 is a diagram showing the relative relationship between a TV camera, a laser light source and a scanning mirror, and FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of coil position calculation. FIG. 3B is a front view, FIG. 3B is a side view, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of the acquired data, in which (a) shows the projection position of the laser beam on the xz plane, (b) shows the height distribution in the radial direction, and (c) shows the height distribution in the width direction. FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional binarization device. 1,2 TV camera, 3 Laser light source, 6 Scanning mirror, 7 A / D converter, 8 Reference image memory, 9 Binarization device, 10 Coordinate conversion device , 11 ... Calculator, 13 ... Controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡井 隆 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 村田 五雄 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 堀本 孝治 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−230994(JP,A) 特開 平2−157603(JP,A) 特開 平3−162395(JP,A) 実開 平2−20105(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Okai 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Inside the Hiroshima Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Goo Murata 4-chome Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture No. 6-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Laboratory (72) Inventor Koji Horimoto 4-6-22 Kanon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Works (56) References JP-A-59-230994 JP, A) JP-A-2-157603 (JP, A) JP-A-3-162395 (JP, A) JP-A-2-20105 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザー光源と、前記レーザー光源のスポ
ツト光を1次元のスリツト光に変換する2台の走査ミラ
ーと、コイルに照射したスリット光を撮影する2台のTV
カメラとをコイルヤードのクレーンに設置し、上記TVカ
メラの映像信号をデジタル化するA−D変換器と、デジ
タル化した画像データよりレーザースリツト像を抽出す
る二値化装置と、画像データ上のレーザースリツト像の
位置データを実際空間の三次元位置座標に変換する座標
変換装置と、コイルの径方向の三次元位置座標データに
対してコイルの中心位置と半径を計算する演算装置と、
コイルの幅方向の三次元位置座標データに対してコイル
上のレーザースリツト像の両端の位置を検出し、コイル
の幅を計算する端点検出装置とを具えたコイル位置検出
装置において、測定開始前にあらかじめレーザー光源を
消灯してTVカメラで撮影した画像データを基準画像メモ
リに記憶しておき、レーザー光源を点灯し、走査ミラー
をスキヤニングしてTVカメラで撮影した画像データと基
準画像メモリとの差を演算後、二値化した画像データを
論理OR演算を実施し重ね合せることにより、1次元のレ
ーザースリツト像(画像データ)を合成する二値化装置
を具えたことを特徴とするコイル位置検出装置。
1. A laser light source, two scanning mirrors for converting spot light of the laser light source into one-dimensional slit light, and two TVs for photographing slit light applied to a coil.
An A / D converter for digitizing the video signal of the TV camera, a binarizing device for extracting a laser slit image from the digitized image data, A coordinate conversion device that converts the position data of the laser slit image into three-dimensional position coordinates in real space, and a calculation device that calculates the center position and radius of the coil with respect to the three-dimensional position coordinate data in the radial direction of the coil,
Before starting measurement in a coil position detecting device including an end point detecting device that detects the positions of both ends of the laser slit image on the coil with respect to the three-dimensional position coordinate data in the coil width direction and calculates the coil width The laser light source is turned off in advance and the image data captured by the TV camera is stored in the reference image memory, the laser light source is turned on, the scanning mirror is scanned, and the image data captured by the TV camera is compared with the reference image memory. A coil comprising a binarizing device for synthesizing a one-dimensional laser slit image (image data) by performing a logical OR operation and superimposing the binarized image data after calculating the difference. Position detection device.
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