JP3150589B2

JP3150589B2 - コイル位置・形状認識装置

Info

Publication number: JP3150589B2
Application number: JP30866495A
Authority: JP
Inventors: 五雄村田; 智国光; 博文吉川; 博光星名; 一二三佃; 孝博山崎; 幸央高林; 泰洋堤; 晴一石本; 弘次藤原; 英也田辺; 宏関根
Original assignee: JFE Steel Corp; Kobe Steel Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; JFE Engineering Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Kobe Steel Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; JFE Engineering Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: JPH09145315A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所のコイル倉
庫やコイルを扱うヤードの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・形状認識装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄板鋼板をロール状に巻き取ったコイル
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。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。この場合、天井クレーンの自動化に
あたって問題になるのは、従来運転手がクレーン機上に
搭乗して行っているコイルのハンドリング作業である。

【０００３】即ち、ハンドリング作業にあって、目標コ
イルの正確な置き場と置き場内でのコイル位置とクレー
ン間の相対的な位置関係等を明確にしないと、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、コイルの倉庫への入庫方法
としてトレーラを利用している場合は、トレーラの停止
位置が変動するため、コイル位置の管理制度が悪くなる
ことも問題となる。

【０００４】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、例えば、特開平3-162395号で「コイル位置検出装
置」が提案されている。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ＣＣＤカメラと光源の
配置を工夫することにより、光投影法（三角測量の原
理）を応用して、コイル上の径方向と幅方向の高さ分布
を測定して、円筒形状を考慮して、コイルの中心位置と
半径及び幅を計算するものである。そして、天井クレー
ンを事前に設定されたトレーラの停止位置に粗位置決め
した後、前記装置により、コイル位置を検出して正確な
位置決めを行うことを目的としている。

【０００５】図５に、従来のコイル位置検出装置のブロ
ック図を示す。従来のコイル位置検出装置は、レーザ光
源３と、レーザ光源３の光をコイルの径方向と幅方向に
平行なスリット状の光に変換する２台の走査ミラー４，
５と、コイル上に照射したスリット状の光の反射光を撮
影する２台のＣＣＤカメラ１，２とをコイル搬送用天井
クレーンのトロリ上に設置し、２台のＣＣＤカメラ１，
２でコイルに照射したスリット状の光の反射光を撮影し
た映像信号に基づいて、画像処理によりレーザスリット
像を合成するレーザスリット像合成装置２１，２２と、
コイルの径方向のレーザスリット像から任意の点数のコ
イルの外周データの３次元位置を検出する外周データ検
出装置２３と、任意の点数のコイルの外周データの３次
元位置を基に、コイルの径方向の中心位置と半径を演算
する第１演算装置と、コイルの幅方向のレーザスリット
像からコイルの幅方向の両端部の３次元位置を検出する
両端データ検出装置２４と、コイルの幅方向の両端部の
３次元位置を基にコイルの幅方向の中心位置とコイルの
幅を演算する第２演算装置２と、第１演算装置及び第２
演算装置の出力信号であるコイルの中心位置及び半径及
び幅を上位計算機に送ると共に、レーザ光源３や走査ミ
ラー４，５の作動を制御するコントローラ１２とを備え
たものである。

【０００６】そしてレーザスリット像合成装置２１，２
２はＣＣＤカメラ１，２の映像信号をＡ／Ｄ変換後、ｎ
フレーム前の画像データとの差を演算し、その結果を２
値化後フレーム積分して２値画像よりなるレーザスリッ
ト像を合成する。２値画像よりなるコイルの径方向のレ
ーザスリット像よりコイルの外周データの３次元位置が
外周データ検出装置２３で検出され、２値画像よりなる
コイルの幅方向のレーザスリット像からコイルの幅方向
の両端部の３次元位置が両端データ検出装置２４で検出
され、２値画像よりなるレーザスリット像を合成・処理
可能となっている。

【０００７】図６にレーザスリット像合成装置の詳細ブ
ロック図を示す。ＣＣＤカメラ１，２の映像信号をＡ／
Ｄ変換処理（１３）後、ｎフレーム前の画像データ（１
５）との絶対値を演算（１４）後、固定しきい値で２値
化（１７）してフレーム積分処理（１６）をし、レーザ
スリット像を合成する。これにより、画像データのＳ／
Ｎ比の向上や画像メモリの節約を実現していた。

【０００８】また、２値画像よりなるレーザスリット像
は、図７に示すように、細線化処理を実施して、画像デ
ータにおけるコイル外周上の座標（ｉ，ｊ）を決めてい
る。この時、具体的な細線化処理方法としては、画像デ
ータの水平座標ｉを決め（ａ）、水平座標ｉを持つ垂直
座標１ラインの中で、２値化して検出された領域の最大
値ｊ１と最小値ｊ２を検出し、その中間値（ｊ１＋ｊ
２）／２を垂直成分ｊとしている（ｂ）。この結果、垂
直座標の最小分解能は、従来０．５画素である。

【０００９】以下、検出したレーザスリット像の座標デ
ータ（ｉ，ｊ）より、コイルの中心位置と半径及び幅の
計算状況を、図８〜図１０を参照して説明する。

【００１０】図８は三角測量方式における高さ検出の配
置図である。図に示すように、天井クレーンのトロリ１
８に、２台のＣＣＤカメラ１，２とレーザ光源３（走査
ミラー４，５を含む）を搭載し、三角測量の原理でコイ
ル１９の外形の高さ分布を測定する。

【００１１】図９（ａ）（ｂ）は、三角測量方式による
三次元位置検出の原理図（径方向）である。図に示すよ
うに、レーザ光が当たっているコイル１９上の点（ｘ，
ｙ，ｚ）は、それに対応するＣＣＤカメラ１，２の画像
上のレーザ光の座標を（ｉ，ｊ）とすると、次式で与え
られる。ｘ＝レーザ光源の位置のｘ成分（０）（１）ｙ＝ｈ₀−ｈ（２）ｚ＝ cosα・√（c²＋h²)・(g/2−ｉ)/（g/2)・tan(γ/2) （３）ｈ＝ｃ・tan （θ−α）（４） α＝ tan^-1｛tan(β/2)・(g/2−j)/(g/2)｝（５）但し、ｈ₀はＣＣＤカメラ１（２）と地上間の距離、ｃ
はＣＣＤカメラ１（２）とレーザ光源３（走査ミラー
４，５）間の距離、θはＣＣＤカメラ１（２）の取付角
度、ｈは検出距離、αはＣＣＤカメラ１（２）の光軸に
対するレーザ光の入射角度、βはＣＣＤカメラ１（２）
の垂直方向Ｊの視野角度、γはＣＣＤカメラ１（２）の
水平方向Ｉの視野角度、ｇは画像データの水平または垂
直方向の画素数である。

【００１２】従って、走査ミラー４，５を回転させて、
ｚ軸に平行にレーザスポット光を移動しながらコイル１
９の表面に照射すれば、（１）〜（５）式より、コイル
１９の径方向の高さ分布（三次元位置）が得られる。具
体的には、ＣＣＤカメラ１（２）で撮影した画像データ
（ｋフレーム目）とそのｎフレーム前の画像データ（ｋ
−ｎフレーム目）に対してフレーム間で絶対値を演算す
れば、走査ミラー４，５の回転によりレーザスポット光
は常に移動しているので、画像データ上のレーザスポッ
ト光のみを抽出できる。これを繰り返し、フレーム間で
重ね合わせると、レーザスポット光がつながり、レーザ
スリット像が合成できる。

【００１３】そこで、レーザスリット像上の各点を上記
（１）〜（５）式に代入し座標変換すれば、コイル１９
の表面の径方向の高さ分布（三次元位置）が得られる。
同様に、ＣＣＤカメラ１（２）をｚ軸上に配置し、走査
ミラー４，５を回転してｘ軸に平行にレーザスポット光
を移動しながら、コイル１９の表面を照射すれば、コイ
ル１９の幅方向の高さ分布（三次元位置）が得られる。

【００１４】図１０は、コイル１９の位置の検出原理を
示す図である。ここで、説明の都合上トロリ１８上のレ
ーザ光源３（走査ミラー４，５）の直下の地上の位置を
原点Ｏとし、天井クレーンの横行軌道と平行にｘ軸を、
走行軌道と平行にｚ軸を取るｘｙｚ座標系を設定する。
また、コイル１９は、図１０に示すように、中心軸（軸
方向）がｘ軸と、また径方向がｚ軸とほぼ平行な向きに
配置されているものとする。

【００１５】図１０（ａ）は、ｚｘ平面におけるレーザ
光の照射位置を示し、図１０（ｂ），（ｃ）は、ｘ軸及
びｚ軸に平行なコイル表面の高さ分布を測定した結果の
一例を示す。図１０（ｃ）より、コイル１９の幅Ｄと幅
の中心位置Ｂは次式で与えられる。Ｄ＝Ｌ（６）Ｂ＝Ｂ（ｘ_b，ｙ_b，ｚ_b）（７）

【００１６】また、図１０（ｂ）の径方向の高さデータ
は、コイル１９の外周上のデータであるので、次の円の
方程式を満足する。（ｙ_i−ｙ_a)²＋（ｚ_i−ｚ_a)²＝ｒ² （８）但し、ｙ_i，ｚ_iはコイル１９表面の径方向の高さデー
タ、ｙ_a，ｚ_aは円の中心位置、ｒはコイル１９の半径
である。従って、円の中心位置（ｙ_a，ｚ_a）は、
（９）式で定義し、（１０）式で示す評価関数Ｆを最小
化するｙ_a，ｚ_a，ｒを決めれば、それらが求める（ｙ
_a，ｚ_a，ｒ）となる。ｆ＝（ｙ_i−ｙ_a)²＋（ｚ_i−ｚ_a)²−ｒ² （９）

【数１】上記（１０）式は、３点以上の円周上の位置データ（ｙ
_i，ｚ_i）を与えれば、例えばニュートン・ラフソン法
で解くことができる。

【００１７】以上より、コイル１９の中心位置Ｇ
（ｘ_g，ｙ_g，ｚ_g）、半径ｒ及び幅Ｄは次式で与えら
れる。ｘ_g＝ｘ_b ｙ_g＝ｙ_a （11）ｚ_g＝ｚ_a ｒ＝ｒ（12）Ｄ＝Ｌ（13）従って、クレーンのハンドリング中心と上記制御系の原
点Ｏ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。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコイル
位置検出装置は、コイルハンドリング用天井クレーンを
自動化する上で必要なコイルの位置情報を、非接触でか
つ正確に検出できるので大変有効な装置である。しか
し、近年コイルの位置情報の検出は益々高精度が要求さ
れてきている。

【００１９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、コイルの中心位置及び半径の検出精度を更に向
上させたコイル位置・形状認識装置を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、コイル搬送用天井クレーンのトロリに設置
されるレーザ光源と、前記トロリに設置され前記レーザ
光源に光をコイルの径方向と幅方向に平行なスリット状
の光に変換する２台の走査ミラーと、前記トロリに設置
されコイル上に照射された光の反射光を撮影する２台の
ＣＣＤカメラと、前記２台のＣＣＤカメラで撮影された
スリット状の光の反射光の映像信号に基づいて画像処理
によりレーザスリット像を合成するレーザスリット像合
成装置と、コイルの径方向のレーザスリット像から任意
の点数のコイルの外周データの３次元位置を検出する外
周データ検出装置と、前記外周データ検出装置で検出さ
れた３次元位置に基づいてコイルの半径及び径方向の中
心位置を演算する第１演算装置と、コイルの幅方向のレ
ーザスリット像からコイルの幅方向両端部の３次元位置
を検出する両端データ検出装置と、前記両端データ検出
装置で検出された３次元位置に基づいてコイルの幅方向
の中心位置及び幅を演算する第２演算装置と、前記第１
演算装置及び前記第２演算装置の出力信号であるコイル
の中心位置及び半径及び幅を管理して上位演算装置に送
ると共に前記レーザ光源及び前記走査ミラーの作動を制
御するコントローラとを備えたコイル位置・形状認識装
置において、前記レーザスリット像合成装置には、前記
ＣＣＤカメラの映像信号をＡ／Ｄ変換した後ｎフレーム
前の画像データとの差を演算しこの演算結果をフレーム
積分して濃淡画像よりなるレーザスリット像を合成する
機能が備えられ、前記外周データ検出装置には、前記濃
淡画像よりなるコイルの径方向のレーザスリット像を合
成処理してコイルの外周データの３次元位置を検出する
機能が備えられ、前記両端データ検出装置には、前記濃
淡画像よりなるコイルの幅方向のレーザスリット像を合
成処理してコイルの幅方向両端部の３次元位置を検出す
る機能が備えられていることを特徴とする。

【００２１】本発明装置では、ＣＣＤカメラの映像信号
をＡ／Ｄ変換後、ｎフレーム前の画像データとの差を演
算し、その結果をフレーム積分して濃淡画像よりなるレ
ーザスリット像を合成する。特に、コイルの径方向の濃
淡画像よりなるレーザスリット像は、外周データ検出装
置で、細線化処理を実施後、コイルの外周データの３次
元位置データに変換する。この時、濃淡画像よりなるレ
ーザスリット像を細線化処理する場合、画像データにお
けるコイル外周上の座標（ｉ，ｊ）は、水平座標ｉを決
め、水平座標ｉを持つ垂直座標１ラインの中で、垂直座
標を決めると言う方法においては、垂直座標１ラインの
輝度分布を考慮する事により、垂直座標の最小分解能
は、従来の２値画像より得られる０．５画素より高い
（小さい）分解能を実現することが可能である。従っ
て、垂直座標の最小分解能がより高い本発明装置で得ら
れたコイルの外周データを使って最小２乗法で計算すれ
ば、従来法と比較して、より高い精度でコイルの径方向
の中心位置や半径を求めることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施例に係る
コイル位置・形状認識装置の構成を表すブロック図、図
２にはレーザスリット像合成装置の構成を表すブロック
図を示してある。尚、全体装置の構成は図８を参照し、
また、図５に示した従来装置と同じ部材には同一符号を
付して重複する詳細な説明は省略してある。

【００２３】コイル位置検出に当たっては、コイルヤー
ドにおいて地上の任意の位置を原点Ｏ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、巻き
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。図１において、１，２はＣＣＤカメラ、
３はレーザ光源、４，５は走査ミラーである。この２台
の走査ミラー４，５とレーザ光源３によってレーザ光を
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、コントローラ１２によって行なう。説明の都
合上、ＣＣＤカメラ１は、コイルの径方向の高さ分布を
測定するための映像を撮影し、ＣＣＤカメラ２は、コイ
ル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。

【００２４】６と７はレーザスリット像合成装置で、図
２に示す構成となっている。即ち、レーザスリット像合
成装置は、Ａ／Ｄ変換処理器３１よりＡ／Ｄ変換された
画像データとｎフレーム前の画像データ３５との差を演
算する差演算器３２、さらにその出力画像をフレーム積
分処理器３４で処理して、濃淡画像よりなるレーザスリ
ット像を合成する装置である。

【００２５】外周データ検出装置８は、濃淡画像よりな
るレーザスリット像を細線化処理して、画像データ上の
レーザ像の座標（ｉ，ｊ）を特定し、座標変換処理によ
り、コイルの径方向の外周データの３次元位置（ｘ，
ｙ，ｚ）を計算する。１０は、第１演算装置で、複数の
コイル１９の径方向の外周データの３次元位置（ｘ，
ｙ，ｚ）より、最小２乗法を使って、コイルの径方向の
中心位置と半径ｒを計算する装置である。

【００２６】また、９は両端データ検出装置で、コイル
１９の幅方向の外周データより、コイル１９上の両端部
座標（ｉ１，ｊ１）、（ｉ２，ｊ２）を検出し、座標変
換により、各々３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。
更に、１１は第２演算装置で、コイル１９上の両端部位
置よりコイル１９の幅Ｄとコイル１９の幅方向の中心位
置を計算する装置である。１２はコントローラで、ＣＣ
Ｄカメラ１，２とレーザ光源３及び走査ミラー４，５の
動作を制御し、第１演算装置１０と第２演算装置１１の
計算結果（コイル１９の重心位置Ｇ（ｘ_g，ｙ_g，
ｚ_g）と幅Ｄ及び半径ｒ）を受け取り、クレーン動作を
制御する制御信号を出力する機能を有する。

【００２７】レーザ光源３と２台の走査ミラー４，５と
ＣＣＤカメラ１，２は、図８に示すようにクレーンのト
ロリ１８または、クレーンとは独立に横行移動可能な横
行装置上にセットする。いま、トロリ１８が事前に設定
されたハンドリング対象のコイル１９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。

【００２８】まず、レーザ光が、コイル１９上をコイル
１９の径方向と平行に、往復移動するように２台の走査
ミラー４，５を制御する。これをＣＣＤカメラ１で撮影
する。次に、６のレーザスリット像合成装置で、濃淡画
像よりなるレーザスリット像を合成する。これは、図２
に示すように、ＣＣＤカメラ１で撮影した映像信号をＡ
／Ｄ変換処理器３１でＡ／Ｄ変換後、現在の画像データ
とｎフレーム前の画像データ３５との差を差演算器３２
で計算し、フレーム積分処理器３４でｍ回繰り返えす
と、コイル１９の径方向の濃淡画像よりなるレーザスリ
ット像が合成できる。

【００２９】次に、外周データ検出装置８は、前記濃淡
画像よりなるレーザスリット像を細線化処理後、座標変
換してコイル１９の径方向の外周データの３次元位置を
求める。濃淡画像よりなるレーザスリット像の細線化処
理方法の一例を図３に基づいて説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、レーザスリット像上の水平座標ｉ
を決める。次に、図３（ｂ）に示すように、この水平座
標ｉを持つ垂直座標１ラインの中で、ピーク輝度ｐを検
出する。そして、ピーク輝度ｐの半分以上を持つ垂直座
標の領域を探索し、その両端の垂直座標をｊ１とｊ２と
する。すると、細線化処理によるレーザスリット像の水
平座標ｉに対する垂直座標ｊを次式で求めることができ
る。これは、輝度を考慮した重心座標の検出式に対応し
ている。

【数２】

【００３０】以上示したように、例えば重心座標の検出
式を利用して、濃淡画像のスリット像に対して細線化処
理が実現できる。このときの垂直座標ｊの分解能は、通
常０．５画素未満で、０．３画素程度は期待できる。こ
のようにして求めたレーザスリット像を細線化した座標
（ｉ，ｊ）を座標変換することにより、高分解能なコイ
ルの径方向の外周の３次元位置データが得られる。

【００３１】そこで、第１演算装置１０で、この３次元
位置データを円の方程式に代入し、最小２乗法で解く
と、コイル１９の中心位置やコイル１９の半径が計算で
きる。これらをコントローラ１２に送る。コントローラ
１２は、上記データを受信後、レーザ光がコイル１９上
をコイル１９の幅方向と平行に往復移動するように２台
の走査ミラー４，５を制御する。これをＣＣＤカメラ２
で撮影し、レーザスリット像合成装置７で、前述と同様
に濃淡画像よりなるレーザスリット像を合成する。両端
データ検出装置９では、レーザスリット像を固定しきい
値で２値化し、コイル１９上の幅方向のレーザスリット
像を検出する。そして、探索処理により、検出した領域
で水平座標の両端座標ｉ１とｉ２を求める。さらに、こ
の座標データは、座標変換処理により、３次元位置座標
に変換する。すると、第２演算装置１１で、コイル１９
の幅方向の中心位置とコイル１９の幅Ｄが計算される。
そして、これらをコントローラ１２に送る。コントロー
ラ１２は、上記データの受信後、クレーンの制御信号を
出力する。

【００３２】以上のように、この実施例では、コイル１
９の径方向のデータに対して、レーザスリット像合成装
置６，７で、濃淡画像よりなるレーザスリット像を合成
し、さらに外周データ検出装置８で濃淡画像よりなるレ
ーザスリット像の細線化処理を実施する。すると、より
高分解能のコイルの外周の３次元位置データが得られ
る。結果として、第１演算装置１０で、コイル１９の径
方向の中心位置や半径ｒを計算すると、高精度なコイル
位置を検出することができる。

【００３３】次に、濃淡画像よりなるレーザスリット像
の細線化処理方法の他の例を図４に基づいて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、レーザスリット像上の
水平座標ｉを求める。次に図４（ｂ）に示すように、こ
の水平座標ｉを持つ垂直座標１ラインの中で、ピーク輝
度ｐを検出する。そして、ピーク輝度ｐの、１以下のあ
る一定値ζ倍以上を持つ垂直座標の領域を探索し、その
両端の垂直座標をｊ１とｊ２とする。ｊ１とｊ２の間の
各ｉに対して次式によりｆ（ｊ）をスムージングして
ｆ′（ｊ）を求める。

【数３】ｆ′（ｊ）の中に最大ピーク値を示す垂直座標をｊ_pと
した時、次式によってεを求める。 ε＝｛ａ・f(ｊ_p−1)＋ｂ・f(ｊ_p）＋ｃ・f(ｊ_p＋
1)｝／f(ｊ_p）上記のｊ_pとεを用いて最終的位置座標ｊ_p ^*を次式に
よって求める。ｊ_p ^*＝ｊ_p＋ε

【００３４】この時の垂直座標ｊの分解能は、通常０．
５画素未満で、０．３画素程度は期待できる。このよう
にして求めたレーザスリット像を細線化した座標（ｉ，
ｊ）を座標変換することにより、高分解能なコイル１９
の径方向の外周の３次元位置データが得られる。そこ
で、演算装置１０で、この３次元位置データを円の方程
式に代入し、最小２乗法で解くと、コイル１９の中心位
置やコイル半径が計算できる。これらをコントローラ１
２に送る。以下前述同様に、コイルの径方向のデータに
対して、レーザスリット像合成装置６，７で、濃淡画像
よりなるレーザスリット像を合成し、さらに外周データ
検出装置８で濃淡画像よりなるレーザスリット像の細線
化処理を実施し、より高分解能のコイル１９の外周の３
次元位置データを得る。このため、演算装置１０で、コ
イル１９の径方向の中心位置や半径ｒを計算すると、前
述同様に高精度なコイル位置を検出することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のコイル位置・形状認識装置によ
れば、レーザスリット像を濃淡画像として合成するの
で、高分解能な細線化処理が実現可能になる。その結
果、コイルの径方向の外周の３次元位置データも高分解
能になり、円の方程式に代入して最小２乗法でコイル位
置を計算した場合、その誤差はより小さくなり、コイル
位置検出精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るコイル位置・形状認識
装置の構成ブロック図。

【図２】レーザスリット像合成装置の構成ブロック図。

【図３】線細分化処理方法の一例の説明図。

【図４】線細分化処理方法の他例の説明図。

【図５】従来のコイル位置検出装置の構成ブロック図。

【図６】従来のレーザスリット像合成装置の構成ブロッ
ク図。

【図７】線細分化処理方法の説明図。

【図８】ＣＣＤカメラ及びレーザ光源及び走査ミラーの
相対関係図。

【図９】三角測量法による３次元位置検出の原理図。

【図１０】取扱データの説明図。

【符号の説明】

１，２ＣＣＤカメラ３レーザ光源４，５走査ミラー６，７レーザスリット像合成装置８外周データ検出装置９両端データ検出装置１０第１演算装置１１第２演算装置１２コントローラ１８トロリ１９コイル３１Ａ／Ｄ変換処理器３２差演算器３３ｎフレーム前の画像データ３４フレーム積分処理器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000002118 住友金属工業株式会社大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 (73)特許権者 000004123 日本鋼管株式会社東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者村田五雄広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者国光智広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者吉川博文広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者星名博光広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者佃一二三岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者山崎孝博千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄社千葉製鉄所内 (72)発明者高林幸央兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18 号株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者堤泰洋兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18 号株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者石本晴一和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者藤原弘次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 (72)発明者田辺英也東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者関根宏東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平３−162395（ＪＰ，Ａ) 実開平４−126107（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 B66C 13/00 B66C 13/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コイル搬送用天井クレーンのトロリに設
置されるレーザ光源と、前記トロリに設置され前記レー
ザ光源に光をコイルの径方向と幅方向に平行なスリット
状の光に変換する２台の走査ミラーと、前記トロリに設
置されコイル上に照射された光の反射光を撮影する２台
のＣＣＤカメラと、前記２台のＣＣＤカメラで撮影され
たスリット状の光の反射光の映像信号に基づいて画像処
理によりレーザスリット像を合成するレーザスリット像
合成装置と、コイルの径方向のレーザスリット像から任
意の点数のコイルの外周データの３次元位置を検出する
外周データ検出装置と、前記外周データ検出装置で検出
された３次元位置に基づいてコイルの半径及び径方向の
中心位置を演算する第１演算装置と、コイルの幅方向の
レーザスリット像からコイルの幅方向両端部の３次元位
置を検出する両端データ検出装置と、前記両端データ検
出装置で検出された３次元位置に基づいてコイルの幅方
向の中心位置及び幅を演算する第２演算装置と、前記第
１演算装置及び前記第２演算装置の出力信号であるコイ
ルの中心位置及び半径及び幅を管理して上位演算装置に
送ると共に前記レーザ光源及び前記走査ミラーの作動を
制御するコントローラとを備えたコイル位置・形状認識
装置において、前記レーザスリット像合成装置には、前記ＣＣＤカメラ
の映像信号をＡ／Ｄ変換した後ｎフレーム前の画像デー
タとの差を演算しこの演算結果をフレーム積分して濃淡
画像よりなるレーザスリット像を合成する機能が備えら
れ、前記外周データ検出装置には、前記濃淡画像よりなるコ
イルの径方向のレーザスリット像を合成処理してコイル
の外周データの３次元位置を検出する機能が備えられ、前記両端データ検出装置には、前記濃淡画像よりなるコ
イルの幅方向のレーザスリット像を合成処理してコイル
の幅方向両端部の３次元位置を検出する機能が備えられ
ていることを特徴とするコイル位置・形状認識装置。