JP3414231B2 - Coil position detection device - Google Patents
Coil position detection deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所のコイルヤ
ードの天井クレーンの無人化運転に適用されるコイル位
置検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coil position detecting device applied to an unmanned operation of an overhead crane in a coil yard of an iron mill.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、製鉄所のコイルヤードの天井クレ
ーンの無人化運転に適用されるコイル位置検出装置とし
ては、例えば特開平６−６６５２２号公報に開示されて
いるものがある（以下、従来例１という）。同公報にお
いて、コイルの径方向中心位置及びコイル径の検出に際
しては次のような演算処理が行われている。図１７はそ
の説明図である。図示のように、円周上の任意の２点を
結び、その垂直二等分線の交点を円の中心として求め、
その垂直二等分線が一番多く交わった点をコイルの径方
向中心位置としている。また、求められた中心位置
（ａ，ｂ）を円の方程式に代入して、円の半径ｒを求め
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a coil position detecting device applied to an unmanned operation of an overhead crane in a coil yard of an iron mill, there is one disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-66522. Example 1). In the publication, the following arithmetic processing is performed when detecting the radial center position of the coil and the coil diameter. FIG. 17 is an explanatory diagram thereof. As shown in the figure, connect any two points on the circumference and find the intersection of the perpendicular bisectors as the center of the circle,
The point where the most perpendicular bisectors intersect each other is the radial center position of the coil. Further, the radius r of the circle is obtained by substituting the obtained center position (a, b) into the equation of the circle.
【０００３】また、コイルの径方向中心位置及びコイル
径を求めるのに、コイル径データを使用してニュートン
・ラプソン法によって求める方法もある（以下、従来例
２という）。この演算処理においては、コイル径データ
を円の方程式に代入して誤差を計算し、誤差が閾値以上
の時にはノイズと判断してコイル径データから外し、そ
して、残ったコイル径データを使って再度ニュートン・
ラプソン法によりコイルの径方向中心位置及びコイル径
を求める。There is also a method of obtaining the radial center position of the coil and the coil diameter by the Newton-Raphson method using the coil diameter data (hereinafter referred to as conventional example 2). In this calculation process, the coil diameter data is substituted into the circle equation to calculate the error, and when the error is greater than the threshold value, it is judged as noise and removed from the coil diameter data, and the remaining coil diameter data is used again. Newton
The radial center position of the coil and the coil diameter are obtained by the Rapson method.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例１におい
ては、コイルの径方向中心位置又はコイル径を求めると
きに、垂直二等分線が一番多く交わった点（ａ，ｂ）を
中心位置とすることにより、ノイズの影響を減らしてい
るものの、コイルの径方向中心位置を求める時の円周上
の２点の取り方によって値が変化し、２点の取り方を決
定するのが難しい。また、全てのコイル径データを有効
に使っておらず、このため検出精度が良くない、という
問題点があった。In the above-mentioned conventional example 1, when the radial center position of the coil or the coil diameter is determined, the point (a, b) at which the most perpendicular bisectors intersect is centered. Although the influence of noise is reduced by setting the position, the value changes depending on how to take two points on the circumference when determining the radial center position of the coil, and how to take two points is determined. difficult. Further, there is a problem that the detection accuracy is not good because all the coil diameter data are not used effectively.
【０００５】また、上記の従来例２においては、誤差が
閾値以上の時にはノイズと判断してコイル径データから
外すことによりノイズの影響をカットしているが、適切
な閾値の設定が必要であり、その適切な閾値の設定が難
しい、という問題点があった。Further, in the above-mentioned conventional example 2, when the error is equal to or larger than the threshold value, the influence of the noise is cut by judging it as noise and removing it from the coil diameter data, but it is necessary to set an appropriate threshold value. However, there is a problem that it is difficult to set the appropriate threshold value.
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、高速・高精度にコイル位置
を検出することを可能にしたコイル位置検出装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a coil position detecting device capable of detecting a coil position at high speed and with high accuracy. To do.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るコイル位置
検出装置は、コイルの外形形状を光学的に計測する形状
計測手段と、形状計測手段で計測したコイル形状データ
のコイルの下端高さと、形状計測手段で計測したコイル
形状データをコイルの幅方向に投影して得た形状データ
とから、コイルの下端高さを考慮した円の方程式のハフ
（Hough ）変換を用いて前記形状データの各点について
２次曲線を描き、その交わる点に基づいてコイル径方向
の中心位置とコイル径を求めるコイル演算手段とを備え
たものである。また、このコイルの下端高さは、下端位
置を検出手段を設けてそれによって検出しても良いし、
或いは、コイルは通常の台車（又はパレット）上に乗っ
て搬送されるので、下端位置検出手段に代えて、コイル
を載置してる搬送する台車又はパレットの機種に応じて
コイルの下端の高さを予め求めておいても良い。A coil position detecting device according to the present invention comprises a shape measuring means for optically measuring an outer shape of a coil, a lower end height of the coil of coil shape data measured by the shape measuring means, and From the shape data obtained by projecting the coil shape data measured by the shape measuring means in the width direction of the coil, the Hough of the circle equation considering the lower end height of the coil
For each point of the shape data using the (Hough) transformation
A quadratic curve is drawn, and a coil calculation means for obtaining the center position in the coil radial direction and the coil diameter based on the intersecting points is provided. Further, the lower end height of this coil may be detected by providing a lower end position with a detecting means,
Alternatively, since the coil is carried on an ordinary carriage (or pallet) and conveyed, instead of the lower end position detecting means, the height of the lower end of the coil depends on the model of the carriage or pallet on which the coil is to be conveyed. May be obtained in advance.
【０００８】本発明においては形状計測手段によってコ
イルの外形形状を光学的に計測しており、その計測方法
としては、例えばクレーンのトロリに取り付けたレーザ
距離計をコイルの径方向に走査する方式や、レーザスポ
ット光又はレーザスリット光を投光してＴＶカメラ等の
撮像手段によって撮像して、三角測量の原理で求める方
式等があるが、本発明はそれらの方法に限定されるもの
ではない。コイル演算手段は、測定されたコイルの３次
元形状データをコイルの幅方向に投影し、そして、その
投影された形状データ及びコイルの下端の高さに基づい
てコイルの径方向中心位置とコイル径を求めるととも
に、複数のスリット光についてのスリット光照射部の３
次元形状データを基準面と平行なコイルの径方向に投影
して、コイルの幅方向中心位置とコイル幅を求める。In the present invention, the outer shape of the coil is optically measured by the shape measuring means. As the measuring method, for example, a method of scanning a laser rangefinder attached to the trolley of a crane in the radial direction of the coil or There is a method of projecting a laser spot light or a laser slit light, capturing an image with an image capturing means such as a TV camera, and obtaining the principle of triangulation, but the present invention is not limited to these methods. The coil calculation means projects the measured three-dimensional shape data of the coil in the width direction of the coil, and based on the projected shape data and the height of the lower end of the coil, the radial center position of the coil and the coil diameter. Of the slit light irradiator for a plurality of slit lights.
The dimensional shape data is projected in the radial direction of the coil parallel to the reference plane to obtain the center position in the width direction of the coil and the coil width.
【０００９】本発明においては、上述のように、コイル
の３次元形状を計測しており、コイルとそれ以外（床
面、台車等）の領域との識別を、高さ及び形状から判断
することが可能であり、ロバストな計測が実現されてい
る。また、２次元データではパースペクティブ効果によ
る形状の歪みがあるが、３次元データを用いているので
そのような形状の歪みを除去することができる。In the present invention, as described above, the three-dimensional shape of the coil is measured, and the discrimination between the coil and the other area (floor surface, trolley, etc.) is judged from the height and the shape. Is possible and robust measurement is realized. Further, although the two-dimensional data has a shape distortion due to the perspective effect, since the three-dimensional data is used, such a shape distortion can be removed.
【００１０】そして、本発明は、コイルの径方向中心位
置とコイル径を求める際には、測定した形状データの径
方向への投影データとコイルの下端の高さとからハフ
（Hough ）変換を使って求めており、このため、全ての
形状データを有効に使うことができ、そして、その演算
に際しては従来のように閾値の設定を必要としない。し
かも、コイルの下端の高さを検出してそれを演算に組み
込んだことにより演算量を少なくし、且つ演算処理の高
速化を実現している。以下、このハフ（Hough ）変換を
本発明に導入した理由を説明する。Further, according to the present invention, when obtaining the center position of the coil in the radial direction and the coil diameter, the Hough transform is used from the projection data of the measured shape data in the radial direction and the height of the lower end of the coil. Therefore, all the shape data can be effectively used, and the calculation does not require the threshold value setting as in the conventional case. Moreover, by detecting the height of the lower end of the coil and incorporating it into the calculation, the amount of calculation is reduced, and the speed of calculation processing is increased. The reason why the Hough transform is introduced into the present invention will be described below.
【００１１】（ハフ（Hough ）変換の導入について：）
図１８に示されるような円の方程式は次の（１）式によ
り表される。
（ｘ−ａ）2 ＋（ｙ−ｂ）2 ＝ｒ2 …（１）
円の中心：（ａ，ｂ）
半径 ：ｒ(Introduction of Hough Transform :)
The equation of the circle as shown in FIG. 18 is expressed by the following equation (1). (X−a) 2 + (y−b) 2 = r 2 (1) Circle center: (a, b) Radius: r
【００１２】図１９に示されるように、コイルの下端位
置が既知（ｂ＝ｒ）の場合には円の方程式は次の（２）
式で表される。
（ｘ−ａ）2 ＋（ｙ−ｒ）2 ＝ｒ2 …（２）
この（２）式をハフ（Hough ）変換すると次の（２ａ）
式のように表される。
（ａ−ｘ）2 ＋（ｒ−ｙ）2 ＝ｒ2 …（２ａ）
この（２ａ）式を変形すると、次の（２ｂ）式となる。
２ｒ＝ｙ＋（ａ−ｘ）2 ／ｙ …（２ｂ）As shown in FIG. 19, when the lower end position of the coil is known (b = r), the equation of the circle is as follows (2)
It is represented by a formula. (X-a) 2 + (y-r) 2 = r 2 (2) When this equation (2) is Hough transformed, the following (2a) is obtained.
It is expressed as an expression. (Ax) 2 + (ry) 2 = r 2 (2a) When this equation (2a) is modified, the following equation (2b) is obtained. 2r = y + (ax) 2 / y (2b)
【００１３】測定した径の形状情報（ｘi ，ｙi ）を
（２ｂ）式に代入して２次曲線を描くと、図２０に示さ
れるように２次曲線が一点で交わる点ができる。この点
の座標はコイルの径方向中心位置ａと、コイル直径２ｒ
を示すことになる。従って、ａ，２ｒの２次元平面内の
各座標で２次曲線が描かれた位置を計数し、その計数値
が一番多い座標を求めることにより、コイルの径方向中
心位置ａとコイル直径２ｒを求めることができる。この
演算においては、径の形状情報（ｘi ，ｙi ）の各点を
１回ずつ計算するだけでコイルの径方向中心位置及びコ
イル径が分かり、通常のハフ（Hough ）変換のように、
半径の大きさｒを変化させて演算を行う必要がないの
で、演算処理の高速化が図られる。When the quadratic curve is drawn by substituting the measured diameter shape information (x i , y i ) into the equation (2b), a point where the quadratic curves intersect at one point is formed as shown in FIG. The coordinates of this point are the radial center position a of the coil and the coil diameter 2r.
Will be shown. Therefore, by counting the position where the quadratic curve is drawn at each coordinate in the two-dimensional plane of a and 2r and obtaining the coordinate with the largest count value, the radial center position a of the coil and the coil diameter 2r are calculated. Can be asked. In this calculation, the radial center position of the coil and the coil diameter can be known by only calculating each point of the diameter shape information (x i , y i ) once, and like the normal Hough transform,
Since it is not necessary to perform the calculation by changing the radius size r, it is possible to speed up the calculation process.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】（実施形態１．）図１は本発明の
実施形態に係るコイル位置検出装置の測定原理を説明す
るための構成図である。図においては、基準面１上に被
測定物２が置かれており、この基準面１に撮影の際の中
心軸が直交するようにテレビカメラ１０が配置され、そ
して、このテレビカメラ１０とは異なった位置にスリッ
ト光走査装置１２が配置される。スリット光走査装置１
２はスリット光１２ａを発生するとともにそれを走査す
る。テレビカメラ１０はその状態を撮像し、その撮影信
号は画像処理装置１４により画像処理されて、その画像
信号はスリット光走査装置１２からの投光角θとともに
形状演算装置１６に入力し、形状演算装置１６において
被測定物２の３次元形状が計測される。また、下端位置
検出器１９が配置されており、これは被測定物２の下端
位置を検出するものであり、光学的に或いは機械的に被
測定物２の下端の高さを検出する。なお、コイル２は通
常の台車（又はパレット）上に乗って搬送されるので、
その場合のコイル２の下端の高さは台車等の載置面の高
さを検出すれば良く、また、台車等が同じ機種であれば
１回検出すれば良い。コイル演算装置１８においては、
形状演算装置１６により計測された３次元形状と、下端
位置検出器１９により検出された被測定物２の下端位置
とに基づいて、被測定物２であるコイルの径方向中心位
置、コイル径、コイル幅等を求める。そして、このコイ
ルの径方向中心位置及びコイル半径を求める際には、上
述のようにハフ（Hough ）変換を使う。なお、図１のコ
イル位置検出装置の構成は後述する実施形態においても
同様にして適用されるものする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the measurement principle of a coil position detecting device according to an embodiment of the present invention. In the figure, an object to be measured 2 is placed on a reference plane 1, and a television camera 10 is arranged on the reference plane 1 so that the central axes at the time of photographing are orthogonal to each other. The slit light scanning device 12 is arranged at different positions. Slit light scanning device 1
2 generates slit light 12a and scans it. The television camera 10 picks up an image of the state, the picked-up signal is image-processed by the image processing device 14, and the image signal is input to the shape calculation device 16 together with the projection angle θ from the slit light scanning device 12 to calculate the shape. The three-dimensional shape of the DUT 2 is measured by the device 16. Further, a lower end position detector 19 is provided, which detects the lower end position of the object to be measured 2, and optically or mechanically detects the height of the lower end of the object to be measured 2. In addition, since the coil 2 is carried on an ordinary trolley (or pallet),
In that case, the height of the lower end of the coil 2 may be detected by detecting the height of the mounting surface of the dolly or the like, or once if the dolly or the like is the same model. In the coil computing device 18,
Based on the three-dimensional shape measured by the shape calculation device 16 and the lower end position of the DUT 2 detected by the lower end position detector 19, the radial center position of the coil that is the DUT 2, the coil diameter, Find the coil width, etc. Then, when obtaining the radial center position and the coil radius of this coil, the Hough transform is used as described above. The configuration of the coil position detecting device in FIG. 1 is similarly applied to the embodiments described later.
【００１５】次に、図１のコイル位置検出装置を測定方
式、形状演算原理、スリット光の方向、マルチスリット
化及びスリット光の生成の観点からそれぞれ説明する。
（Ａ）測定方式
光学系は一般的に光切断法と呼ばれる光学系を用いてい
る。図２はスリット光走査装置１２の構成を示した図で
ある。スリット光走査装置１２は、まず、半導体レーザ
２０からのレーザスポット光を、駆動モータ２２ａによ
り回転制御される第１の走査ミラー２２によって走査す
ることによりスリット光を生成する。このとき レーザ
スリット光の向きは図１のｙ軸方向となるようにし、そ
して、駆動モータ２４ａにより回転制御される第２の走
査ミラー２４によって図１のｘ軸方向にレーザスリット
光の投光位置を制御する。また、同時にこのときの走査
ミラー２４の投光角度θは角度信号として形状演算装置
１６に出力される。そして、レーザスリット光１２ａの
照射パターンをテレビカメラ１０で撮像し、画像処理装
置１４に入力する。画像処理装置１４は、テレビカメラ
１４の撮像信号を画像処理し、その画像信号からレーザ
スリット光に対応した画像信号を抽出する。形状演算装
置１６は、その抽出された画像信号のレーザスリット光
の位置と、そのときのレーザ投光角度θとから後述の三
角測量の原理に基づいて、レーザスリット光の３次元座
標を演算する。Next, the coil position detecting device of FIG. 1 will be described from the viewpoints of measuring method, shape calculation principle, slit light direction, multi-slitting and slit light generation. (A) Measurement method The optical system generally uses an optical system called a light-section method. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the slit light scanning device 12. The slit light scanning device 12 first generates slit light by scanning the laser spot light from the semiconductor laser 20 with the first scanning mirror 22 whose rotation is controlled by the drive motor 22a. At this time, the direction of the laser slit light is set in the y-axis direction of FIG. 1, and the projection position of the laser slit light is set in the x-axis direction of FIG. 1 by the second scanning mirror 24 whose rotation is controlled by the drive motor 24a. To control. At the same time, the projection angle θ of the scanning mirror 24 at this time is output to the shape calculation device 16 as an angle signal. Then, the irradiation pattern of the laser slit light 12 a is captured by the television camera 10 and input to the image processing device 14. The image processing device 14 performs image processing on the image pickup signal of the television camera 14 and extracts an image signal corresponding to the laser slit light from the image signal. The shape calculation device 16 calculates the three-dimensional coordinates of the laser slit light from the position of the laser slit light of the extracted image signal and the laser projection angle θ at that time based on the principle of triangulation described later. .
【００１６】（Ｂ）形状演算原理
形状演算装置１６は、スリット光走査装置１２により生
成されるマルチスリット光についてそのレーザスリット
光の３次元座標を演算することにより被測定物２の全体
形状を求める。この形状演算は三角測量の方式に基づい
ている。スリット光走査装置１２から被測定対象（：コ
イル）２上にレーザスリット光１２ａを投光角度θで投
光し、その状態をテレビカメラ１０で撮像する。そのテ
レビカメラ１０で撮像した画像から抽出したレーザ光が
当たった点（ｘ′，ｙ′）の高さｚ（ｘ′，ｙ′）は、
テレビカメラ１０のパースペクティブ効果を考慮する
と、次式の関係が成り立つ。
ｚ（ｘ′，ｙ′）＝Ｚ0 −｛Ｘ0 −（１−ｚ（ｘ′，ｙ′）／ａ）ｘ｝
tan θ（ｘ′，ｙ′） …（３）
ｘ′ ：テレビカメラで撮像された画像の基準面上での
位置
ｙ′ ：テレビカメラで撮像された画像の基準面上での
位置
Ｘ0 ：レーザ光走査回転軸のｘ座標
Ｚ0 ：レーザ光走査回転軸のｚ座標
ａ ：テレビカメラ−基準面間の距離
θ ：レーザスリット光投光角度
上記の（１）式を変形すればレーザスリット光が当たっ
た点の高さｚ（ｘ′，ｙ′）は次式で求まる。(B) Principle of Shape Calculation The shape calculation device 16 calculates the three-dimensional coordinates of the laser slit light of the multi-slit light generated by the slit light scanning device 12 to obtain the overall shape of the DUT 2. . This shape calculation is based on the triangulation method. Laser slit light 12a is projected from the slit light scanning device 12 onto the object to be measured (: coil) 2 at a projection angle θ, and the state is imaged by the television camera 10. The height z (x ', y') of the point (x ', y') hit by the laser beam extracted from the image captured by the television camera 10 is
Considering the perspective effect of the TV camera 10, the following equation holds. z (x ′, y ′) = Z 0 − {X 0 − (1-z (x ′, y ′) / a) x} tan θ (x ′, y ′) (3) x ′: TV camera Y ′ on the reference plane of the image picked up by the: position on the reference plane of the image picked up by the television camera X 0 : x coordinate of the laser light scanning rotation axis Z 0 : z of the laser light scanning rotation axis Coordinate a: Distance between television camera and reference plane θ: Laser slit light projection angle If the formula (1) is modified, the height z (x ′, y ′) of the point where the laser slit light strikes is given by the following formula. Can be obtained with.
【００１７】[0017]
【数１】 [Equation 1]
【００１８】また、画像上でレーザ光が抽出された点
（ｘ，ｙ）の３次元座標上での座標（ｘ，ｙ）は次式で
与えられる。
ｘ＝｛１−ｚ（ｘ′，ｙ′）／ａ｝ｘ′ …（５）
ｙ＝｛１−ｚ（ｘ′，ｙ′）／ａ｝ｙ′ …（６）
以上の説明から明らかなように、レーザスリット光が投
光角度θでテレビカメラ１０の画像上の座標ｘ′，ｙ′
に検出された点の３次元座標ｘ，ｙ，ｚは上記の
（４），（５），（６）式で求まることが分かる。ま
た、上記の（５），（６）式は、被測定物２とテレビカ
メラ１０との間の距離が有限であるためにテレビカメラ
１０に近いものほど大きく見えるというパースペクティ
ブ効果に対する補正を施したものであり、２次元画像だ
けでは正確な形状検出ができないことが分かる。The coordinates (x, y) on the three-dimensional coordinates of the point (x, y) from which the laser light is extracted on the image are given by the following equation. x = {1-z (x ', y') / a} x '(5) y = {1-z (x', y ') / a} y' (6) It is clear from the above description. As described above, the laser slit light has the projection angle θ and the coordinates x ′, y ′ on the image of the television camera 10.
It can be seen that the three-dimensional coordinates x, y, z of the point detected at are obtained by the above equations (4), (5) and (6). Further, the above equations (5) and (6) are corrected for the perspective effect that the closer to the TV camera 10 the larger the object looks because the distance between the DUT 2 and the TV camera 10 is finite. Therefore, it can be seen that accurate shape detection cannot be performed only with a two-dimensional image.
【００１９】（Ｃ）スリット光の方向
上記の三角測量方式において、レーザスリット光が基準
面１上にてｙ軸方向に平行になるように構成されていれ
ば、同一スリット光上の形状については全て同一の投光
角度θとして演算することが出来る。従って、テレビカ
メラ１０の画像上のレーザスリット光の各点の位置
（ｘ′，ｙ′）を求めることによりスリット光が当たっ
た部分の３次元座標（位置・高さ）データを前出の式に
より求めることができる。(C) Direction of Slit Light In the above triangulation method, if the laser slit light is configured to be parallel to the y-axis direction on the reference plane 1, the shape on the same slit light will be All can be calculated as the same projection angle θ. Therefore, by obtaining the position (x ', y') of each point of the laser slit light on the image of the television camera 10, the three-dimensional coordinate (position / height) data of the portion hit by the slit light can be obtained by the above equation. Can be obtained by
【００２０】（Ｄ）マルチスリット化
１本のレーザスリット光の情報では被測定物の１断面情
報しか得られない。そこで、まず、第２の走査ミラー２
４が投光角θの状態で、第１の走査ミラー２２を走査し
てｙ軸方向にレーザスリット光を投影する。このスリッ
ト光をテレビカメラ１０で撮像し、そのスリット光画像
から前記の演算方式で１断面上の形状を演算する。次
に、第２の走査ミラー２４を投光角をθから微小角Δθ
だけ回転させて、再度、第１の走査ミラー２２によりｙ
軸方向にレーザスリット光を投影する。このようにし
て、レーザスリット光の投光角度θを変えながら次々と
複数断面の形状を計測し、各々の断面形状を合成する事
により被測定物２の全体形状を再構築することができ
る。なお、第２の走査ミラー２４の回転ピッチΔθを細
かくするほど被測定物の形状分解能が向上する。但し、
その一方で測定時間は長くなる。(D) Multi-slitting Information of one laser slit light can obtain only one section information of the object to be measured. Therefore, first, the second scanning mirror 2
In the state where the projection angle 4 is θ, the first scanning mirror 22 is scanned to project the laser slit light in the y-axis direction. The slit light is imaged by the television camera 10, and the shape on one cross section is calculated from the slit light image by the above-described calculation method. Next, the projection angle of the second scanning mirror 24 is changed from θ to a small angle Δθ.
Rotation, and again by the first scanning mirror 22 y
The laser slit light is projected in the axial direction. In this way, the overall shape of the DUT 2 can be reconstructed by measuring the shapes of a plurality of cross sections one after another while changing the projection angle θ of the laser slit light and synthesizing each cross section. The finer the rotation pitch Δθ of the second scanning mirror 24 is, the more the shape resolution of the measured object is improved. However,
On the other hand, the measurement time becomes long.
【００２１】（Ｅ）スリット光の生成
上記においては、レーザスポット光を走査することによ
りレーザスリット光を生成する例について説明したが、
十分な光量が得られるならばレーザスポット光の光路に
ロッドレンズ又はシリンドリカルレンズを置いてレーザ
スリット光を生成して、これを投光しても同様の計測が
可能である。(E) Generation of Slit Light In the above, an example of generating laser slit light by scanning a laser spot light has been described.
If a sufficient amount of light is obtained, a rod lens or a cylindrical lens is placed in the optical path of the laser spot light to generate laser slit light, and the same measurement can be performed by projecting this.
【００２２】本実施形態における測定原理が上記の説明
により明らかになったところで、次に、図１の光学系を
天井クレーンに配置した例について説明する。図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ
１０、スリット光走査装置１２）を天井クレーンに配置
した構成例における平配置図、正面図及びテレビカメラ
１０の視野内の映像を示した図である。同図（Ａ）に示
されるように、テレビカメラ１０は、トロリー３０にそ
の横行方向に対して４５°回転させた方向に、且つその
光軸が鉛直方向下向き位置するように配置される。スリ
ット光走査装置１２はテレビカメラ１０のｘ軸上に設置
され、スリット光の向きがテレビカメラ１０のｙ軸方向
に平行となるように調整する。測定対象となるコイル３
はクレーンの横行方向又は走行方向に平行に置かれてお
り、従って、テレビカメラ１０によって撮像されるコイ
ル３の姿勢は視野内で４５°傾いた（回転した）状態と
なる。なお、コイル３は、ヤード内においてはクレーン
の横行方向又は走行方向の何れかに配置されるものであ
り、そして、その配置方向はヤードを管理しているシス
テムコンピュータにおいて把握されている。Now that the measurement principle of this embodiment has been clarified by the above description, an example in which the optical system of FIG. 1 is arranged in an overhead crane will be described next. Figure 3
(A), (B), and (C) are a plan layout view, a front view, and a field of view of the TV camera 10 in a configuration example in which the optical system (TV camera 10, slit light scanning device 12) of FIG. It is the figure which showed the image of. As shown in FIG. 1A, the television camera 10 is arranged in the trolley 30 in a direction rotated by 45 ° with respect to the transverse direction thereof, and its optical axis is positioned vertically downward. The slit light scanning device 12 is installed on the x-axis of the television camera 10 and adjusts the direction of the slit light to be parallel to the y-axis direction of the television camera 10. Coil 3 to be measured
Is placed parallel to the traverse direction or traveling direction of the crane, and therefore, the posture of the coil 3 imaged by the television camera 10 is inclined (rotated) by 45 ° in the visual field. The coil 3 is arranged in either the traverse direction or the traveling direction of the crane in the yard, and the arrangement direction is known by the system computer managing the yard.
【００２３】この状態でスリット光走査装置１２がレー
ザスリット光を走査しながらコイル３上面に照射して、
コイル３に対して斜め４５度方向のスリット光画像をテ
レビカメラ１０により得て、さらに、画像処理装置１４
によりレーザスリット光に対応した画像信号を抽出し、
そして、形状演算装置１６によりレーザ光の投光角度θ
とレーザ光の位置とからレーザ光が当たった点の高さを
上述の演算式に基づいて演算する。この操作を逐次複数
ラインについて行うことにより、コイル・台車及び床面
等測定視野内の物体の複数断面形状を得ることができ
る。In this state, the slit light scanning device 12 irradiates the upper surface of the coil 3 while scanning the laser slit light,
A television camera 10 obtains a slit light image in the direction of an angle of 45 degrees with respect to the coil 3, and further, the image processing device 14
The image signal corresponding to the laser slit light is extracted by
Then, the shape calculation device 16 causes the projection angle θ of the laser beam to be emitted.
The height of the point where the laser light hits is calculated from the position of the laser light and the position of the laser light based on the above-described calculation formula. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor.
【００２４】次に、コイル演算装置１８はその形状デー
タを用いて、コイルの方が床面や台車より高いことか
ら、コイルと周辺部（床面及び台車）とを高さの違いか
ら識別してコイルの形状のみを抽出する。更に、抽出さ
れたコイルの複数断面形状から、コイルの位置を検出す
るために、コイルの径方向及び幅方向の断面形状を求め
る。Next, the coil computing device 18 uses the shape data to identify the coil and the peripheral portion (floor surface and dolly) from the difference in height because the coil is higher than the floor surface and dolly. To extract only the coil shape. Further, in order to detect the position of the coil, the cross-sectional shapes in the radial direction and the width direction of the coil are obtained from the extracted plural cross-sectional shapes of the coil.
【００２５】図４はコイルの径方向及び幅方向の断面形
状を求める際の説明図である。ここでは、コイル３の形
状データを検出ヘッドであるテレビカメラ１０の設置角
度（４５°）分回転させた方向、すなわちトロリー３０
の横行方向及び走行方向にそれぞれ形状データを投影す
る。投影の方法としては、コイル幅方向には、コイル幅
方向形状データの平均値を求める。図示の例では、スリ
ット光４１，４２，４３の例えば図示の点における平均
値を求め、その平均値をコイル幅方向の投影形状におけ
る点の値とし、同様にして、スリット光４１，４２，４
４，４３，４４の他の点についてもその平均値を求める
ことで、コイル幅方向の投影形状（形状データ）４５を
求める。また、コイル径方向にはコイル径方向の形状デ
ータの最大値をとることにより正確な形状データが得ら
れる。図示の例では、スリット光４１，４２，４３，４
４をコイル径方向に投影させたデータ４１ａ，４２ａ，
４３ａ，４４ａの最大値をとることにより、コイル径方
向の投影形状（形状データ）４６を求める。FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining the cross-sectional shapes of the coil in the radial direction and the width direction. Here, the shape data of the coil 3 is rotated by the installation angle (45 °) of the television camera 10 as the detection head, that is, the trolley 30.
Shape data is projected in each of the transverse direction and the traveling direction of. As a projection method, an average value of the coil width direction shape data is obtained in the coil width direction. In the illustrated example, an average value of the slit lights 41, 42, 43 at, for example, the illustrated points is obtained, and the average value is set as a value of a point in the projected shape in the coil width direction.
The projected shape (shape data) 45 in the coil width direction is obtained by obtaining the average value of the other points of 4, 43, and 44. In addition, accurate shape data can be obtained by taking the maximum value of the shape data in the coil radial direction in the coil radial direction. In the illustrated example, the slit lights 41, 42, 43, 4
Data 41a, 42a obtained by projecting 4 in the coil radial direction,
The projection shape (shape data) 46 in the coil radial direction is obtained by taking the maximum value of 43a and 44a.
【００２６】なお、上記の説明はコイル３の配置方向が
予め分かっている場合についての例であるが、その方向
が予め分かっていない場合においても同様にして処理す
ることができる。その場合には、取りあえずその方向を
仮に決めてからコイル幅方向及び径方向の投影形状（形
状データ）を求め、その形状データからその配置方向を
判断することができるから、仮に決めたコイルの配置方
向が誤っていた場合には、その判断された配置方向につ
いて上記のコイル径方向の投影形状（形状データ）を求
める。Although the above description is an example of the case where the arrangement direction of the coil 3 is known in advance, the same processing can be performed when the direction is unknown. In that case, it is possible to temporarily determine the direction and then determine the projected shape (shape data) in the coil width direction and the radial direction, and determine the placement direction from the shape data. If the direction is wrong, the projected shape (shape data) in the coil radial direction is calculated for the determined arrangement direction.
【００２７】次に、コイル幅方向及び径方向に投影され
た形状データから、コイルの幅方向位置、コイル幅、コ
イル径方向中心位置及びコイル径を求める方法を説明す
る。コイルの幅方向については、図５に示されるよう
に、投影された幅方向の形状データから別途設定した高
さデータを越す左右両端の点を検出することにより、そ
の点をコイルの右及び左エッジとして認識する。従っ
て、コイル幅方向の中心位置及び幅はそれぞれ次式によ
り求められる。
コイルの中心位置 ＝ （右エッジ＋左エッジ）／２ …（７）
コイル幅 ＝ ｜右エッジ−左エッジ｜ …（８）Next, a method for obtaining the coil width direction position, the coil width, the coil radial direction center position and the coil diameter from the shape data projected in the coil width direction and the radial direction will be described. Regarding the width direction of the coil, as shown in FIG. 5, by detecting the points at the left and right ends that exceed height data set separately from the projected shape data in the width direction, the points are detected on the right and left sides of the coil. Recognize as an edge. Therefore, the center position and the width in the coil width direction are respectively calculated by the following equations. Coil center position = (right edge + left edge) / 2 (7) Coil width = | right edge-left edge | (8)
【００２８】コイル径方向については、投影されたコイ
ル形状が半円状になることから、円の方程式をハフ（Ho
ugh ）変換して、それにコイル幅方向に投影された形状
データ、及び下端位置検出器１９により検出されたコイ
ルの下端の高さを代入し、２次曲線を描いて、描かれた
位置を計数して、その計数値が１番多い座標を求めるこ
とで、コイルの径方向中心位置及びコイル径を求めるこ
とができる。なお、この計算方法の詳細は上述のとおり
である。
（ｃx −ｘ ）2 ＋（ｒ−ｚ）2 ＝ｒ2
２ｒ＝ｚ＋（ｃx −ｘ）2 ／ｚ …（９）
ｘ，ｚ：投影によって得られたコイルの半円状の形状デ
ータ
ｃx ，ｒ（＝ｃz ）：コイルの径方向中心位置
ｒ：コイル半径In the coil radial direction, since the projected coil shape is a semicircle, the equation of the circle is Hough (Ho
ugh) is converted, the shape data projected in the coil width direction and the height of the lower end of the coil detected by the lower end position detector 19 are substituted, a quadratic curve is drawn, and the drawn position is counted. Then, the center position in the radial direction of the coil and the coil diameter can be obtained by obtaining the coordinate with the largest count value. The details of this calculation method are as described above. (C x −x ) 2 + (r−z) 2 = r 2 2r = z + (c x −x) 2 / z (9) x, z: semicircular shape data c x , r (of the coil obtained by projection. = C z ): radial center position of coil r: coil radius
【００２９】本実施形態においては上述のようしてコイ
ル位置を検出するので、次のような効果が得られてい
る。
（１）ハフ（Hough ）変換を用いてコイル径方向の中心
位置とコイル径を求めており、従って、円周上の複数点
の形状データから円の中心を多数決方式で求めているた
めに、本来取るべき値から大きくずれた外乱データが混
在しても、外乱データは円の中心位置演算データから削
除される。このため、最小自乗法等の全データから円の
中心を求める方式に比べて、本実施形態は外乱の影響を
受けにくく、精度良くコイル中心位置を求めることがで
きる。
（２）また、下端位置検出器１９が配置され、コイルパ
レット又はヤードの高さが求まることから、コイル径が
容易に求まる。従って、本実施形態においてはコイル径
既知での条件下においてハフ変換の演算を行うことでコ
イル径方向のコイル中心位置が求まることから、ハフ
（Hough ）変換の演算量を大幅に削減でき、短時間でコ
イル中心位置を検出することが可能になっている。
（３）複数のコイル断面形状からコイルの幅方向中心位
置・幅、コイルの径方向中心位置・コイル径を求めてい
るので、コイルの一部分の反射率の違い等により一部の
レーザスリット光が検出できなくなるような事態があっ
ても、他の検出できている部分の断面形状から欠落して
いる部分の形状を求めることができるので、外乱に対し
てロバストな計測が実現できる。
（４）コイルに対してレーザスリット光を斜め走査し、
複数の断面形状を求め、これをコイルの径方向及び幅方
向に投影することにより、コイルの幅方向中心位置・
幅、コイルの径方向中心位置・コイル径を求めており、
測定対象となっているコイルの向きがクレーンの横行方
向又は走行方向に対してどちらを向いているかさえ分か
れば、径方向と幅方向とが入れ替わっても検出ヘッドの
向きを変える等の操作が不要であり、１個のテレビカメ
ラ・１個のスリット光走査装置（レーザ光源）でコイル
位置が検出可能になっている。
（５）１個のテレビカメラ・１個のスリット光走査装置
（レーザ光源）で検出ヘッドを構成することができるの
で、コンパクトな検出ヘッドの構築が可能であり、検出
ヘッドの据え付け調整も容易にできるようになった。
（６）複数本のスリット光による３次元形状データをコ
イルの幅方向に投影してコイルの径方向中心位置とコイ
ル径を求めるとともに、複数のスリット光の３次元形状
データを基準面と平行なコイルの径方向に投影してコイ
ルの幅方向中心位置とコイル幅を求めるようにしている
ので、天井クレーンの自動運転において、トレーラ等コ
イル台車の停止位置が多少ずれていたり、或いは、台車
に積んであるコイルの位置が所定の位置からずれていて
も、コイルの位置を正確に検出することができ、従来専
任のオペレータが行っていた天井クレーンの自動運転を
実現することが可能になっている。Since the coil position is detected as described above in this embodiment, the following effects are obtained. (1) Since the center position in the coil radial direction and the coil diameter are obtained using the Hough transform, and therefore the center of the circle is obtained from the shape data of a plurality of points on the circumference by the majority voting method, Even if disturbance data that largely deviates from the original value is mixed, the disturbance data is deleted from the circle center position calculation data. Therefore, the present embodiment is less susceptible to the influence of disturbance, and the coil center position can be obtained more accurately than the method of obtaining the center of the circle from all data such as the least square method. (2) Further, since the lower end position detector 19 is arranged and the height of the coil pallet or the yard is obtained, the coil diameter can be easily obtained. Therefore, in the present embodiment, the Hough transform calculation is performed under the condition that the coil diameter is known, and the coil center position in the coil radial direction is obtained. It is possible to detect the coil center position in time. (3) Since the center position / width of the coil, the center position / direction of the coil in the radial direction, and the coil diameter are obtained from a plurality of coil cross-sectional shapes, part of the laser slit light may be different due to the difference in reflectance of part of the coil. Even if there is a situation in which it cannot be detected, the shape of the missing portion can be obtained from the cross-sectional shape of the other detected portion, so that robust measurement against disturbance can be realized. (4) The laser slit light is obliquely scanned with respect to the coil,
By obtaining multiple cross-sectional shapes and projecting them in the radial and width directions of the coil, the center position in the width direction of the coil
The width, the center position of the coil in the radial direction, and the coil diameter are calculated.
No need to change the direction of the detection head even if the radial direction and width direction are interchanged, as long as it is known whether the direction of the coil to be measured is the direction of the crane's traverse direction or traveling direction. Therefore, the coil position can be detected by one TV camera and one slit light scanning device (laser light source). (5) Since the detection head can be configured with one TV camera and one slit light scanning device (laser light source), it is possible to construct a compact detection head and easily install and adjust the detection head. I can do it now. (6) The three-dimensional shape data of a plurality of slit lights is projected in the width direction of the coil to obtain the radial center position of the coil and the coil diameter, and the three-dimensional shape data of the plurality of slit lights are parallel to the reference plane. Since the center position of the coil width direction and the coil width are obtained by projecting in the radial direction of the coil, the stop position of the coil truck, such as the trailer, may be slightly misaligned or it may not be loaded on the truck during automatic operation of the overhead crane. Even if the position of the coil is deviated from the predetermined position, the position of the coil can be accurately detected, and it is possible to realize the automatic operation of the overhead crane, which was conventionally performed by a dedicated operator. .
【００３０】（実施形態２．）図６（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は、図１の光学系（テレビカメラ１０、スリット
光走査装置１２）を天井クレーンに配置した他の構成例
における平配置図、正面図及びテレビカメラ１０の視野
内の映像を示した図である。同図（Ａ）に示されるよう
に、テレビカメラ１０はトロリー３０にその横行方向が
テレビカメラのラスタ方向となるように、且つその光軸
が鉛直方向下向き位置するように配置される。スリット
光走査装置１２はテレビカメラ１０のｘ軸上に設置さ
れ、スリット光の向きがテレビカメラ１０のｙ軸方向に
平行となるように調整する。測定対象となるコイル３は
そのコイル幅方向がクレーン３０の走行方向となるよう
に置かれている。なお、コイル３の配置方向はヤードを
管理しているシステムコンピュータにおいて把握されて
いる。(Embodiment 2) FIGS. 6 (A), (B),
1C shows a flat layout view, a front view, and an image in the field of view of the TV camera 10 in another configuration example in which the optical system (TV camera 10, slit light scanning device 12) of FIG. It is a figure. As shown in FIG. 3A, the television camera 10 is arranged on the trolley 30 so that its transverse direction is the raster direction of the television camera and its optical axis is vertically downward. The slit light scanning device 12 is installed on the x-axis of the television camera 10 and adjusts the direction of the slit light to be parallel to the y-axis direction of the television camera 10. The coil 3 to be measured is placed such that the coil width direction is the traveling direction of the crane 30. The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００３１】この状態でスリット光走査装置１２がレー
ザスリット光をほぼ等間隔でコイル幅方向と平行にコイ
ル径方向に走査しながらコイル３上面に照射する。そし
て、スリット光画像をテレビカメラ１０により得て、さ
らに、画像処理装置１４によりレーザスリット光に対応
した画像信号を抽出し、そして、形状演算装置１６によ
りレーザ光の投光角度θとレーザ光の位置とからレーザ
光が当たった点の高さを上述の演算式に基づいて演算す
る。この操作を逐次複数ラインについて行うことによ
り、コイル・台車及び床面等測定視野内の物体の複数断
面形状を得ることができる。In this state, the slit light scanning device 12 irradiates the upper surface of the coil 3 with the laser slit light at substantially equal intervals while scanning in the coil radial direction parallel to the coil width direction. Then, the slit light image is obtained by the television camera 10, the image signal corresponding to the laser slit light is further extracted by the image processing device 14, and the projection angle θ of the laser light and the laser light are extracted by the shape calculation device 16. The height of the point where the laser light hits from the position is calculated based on the above calculation formula. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor.
【００３２】次に、コイル演算装置１８はその形状デー
タを用いて、コイルの方が床面や台車より高いことか
ら、コイルと周辺部（床面及び台車）とを高さの違いか
ら識別してコイルの形状のみを抽出する。更に、抽出さ
れたコイルの複数断面形状から、コイルの位置を検出す
るために、コイルの径方向及び幅方向の断面形状を求め
る。この断面形状は、コイルの形状データをコイル径方
向及び幅方向に投影することにより求める。投影の方法
としては、コイル幅方向には、コイル幅方向形状データ
の平均値を求める。また、コイル径方向にはコイル径方
向の形状データの最大値をとることにより正確な形状デ
ータが得られる。Next, the coil computing device 18 uses the shape data to identify the coil and the peripheral portion (floor surface and dolly) from the difference in height because the coil is higher than the floor surface and dolly. To extract only the coil shape. Further, in order to detect the position of the coil, the cross-sectional shapes in the radial direction and the width direction of the coil are obtained from the extracted plural cross-sectional shapes of the coil. The cross-sectional shape is obtained by projecting the coil shape data in the coil radial direction and width direction. As a projection method, an average value of the coil width direction shape data is obtained in the coil width direction. In addition, accurate shape data can be obtained by taking the maximum value of the shape data in the coil radial direction in the coil radial direction.
【００３３】次に、コイル幅方向及び径方向に投影され
た形状データから、コイルの幅方向位置、コイル幅、コ
イル径方向中心位置及びコイル径を求める方法を説明す
る。コイルの幅方向については、図７示されるように、
投影された幅方向の形状データから別途設定した高さデ
ータを越す左右両端の点を検出することにより、その点
をコイルの右及び左エッジとして認識する。従って、コ
イル幅方向の中心位置及び幅はそれぞれ次式により求め
られる。
コイルの中心位置 ＝ （右エッジ＋左エッジ）／２ …（１０）
コイル幅 ＝ ｜右エッジ−左エッジ｜ …（１１）Next, a method for obtaining the coil width direction position, the coil width, the coil radial direction center position and the coil diameter from the shape data projected in the coil width direction and the radial direction will be described. Regarding the width direction of the coil, as shown in FIG.
From the projected shape data in the width direction, by detecting the left and right end points that exceed the height data set separately, the points are recognized as the right and left edges of the coil. Therefore, the center position and the width in the coil width direction are respectively calculated by the following equations. Coil center position = (right edge + left edge) / 2 (10) Coil width = | right edge-left edge | (11)
【００３４】コイル径方向についての測定例を図８及び
図９に基づいて説明する。図８はコイルがクレーン横行
方向に平行に置かれている場合の投影形状を示した図で
あり、図９はコイルがクレーン横行方向に対して多少傾
いて置かれた場合の投影形状を示した図である。なお、
図８及び図９において高さデータは紙面手前側がｚ軸と
なる。A measurement example in the coil radial direction will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a diagram showing a projected shape when the coil is placed in parallel with the transverse direction of the crane, and FIG. 9 shows a projected shape when the coil is placed slightly inclined with respect to the transverse direction of the crane. It is a figure. In addition,
In FIGS. 8 and 9, the height data has the z axis on the front side of the paper surface.
【００３５】コイル幅の測定は、まずコイル断面データ
の左側エッジＬ１〜Ｌｎ、右側エッジＲ１〜Ｒｎを用い
て各々最小２乗法等により、コイルの左側端面及び右側
端面位置が求まり、これら左右のコイル端面位置データ
からコイルの傾きφと、コイルの幅が求まる。コイルの
径方向中心位置は、コイルの傾き角φ方向の軸と平行な
投影面にコイル幅方向の形状データを投影し、その投影
されたコイル形状が半円状になることから、上述の実施
形態と同様に、円の方程式をハフ（Hough ）変換して、
それにコイル幅方向に投影された形状データ及びコイル
の下端の高さを代入し、２次曲線を描いて、描かれた位
置を計数して、その計数値が１番多い座標を求めること
で、コイルの径方向中心位置及びコイル径を求めること
ができる。
（ｃx −ｘ ）2 ＋（ｒ−ｚ ）2 ＝ｒ2
２ｒ＝ｚ＋（ｃx −ｘ）2 ／ｚ …（１２）
ｘ，ｚ：投影によって得られたコイルの半円状の形状デ
ータ
ｃx ，ｒ（＝ｃz ）：コイルの径方向中心位置
ｒ：コイル半径To measure the coil width, first, the left end face and the right end face position of the coil are obtained by the least-squares method using the left edges L1 to Ln and the right edges R1 to Rn of the coil cross-section data. The inclination φ of the coil and the width of the coil can be obtained from the end surface position data. For the radial center position of the coil, the shape data in the coil width direction is projected on the projection plane parallel to the axis of the coil tilt angle φ direction, and the projected coil shape becomes a semicircle, so Similar to the form, Hough transform of the circle equation,
By substituting the shape data projected in the coil width direction and the height of the lower end of the coil into it, drawing a quadratic curve, counting the drawn positions, and obtaining the coordinate with the largest count value, It is possible to obtain the radial center position of the coil and the coil diameter. (C x −x ) 2 + (r-z ) 2 = r 2 2r = z + (c x −x) 2 / z (12) x, z: semicircular shape data c x , r (= c z ) of the coil obtained by projection. Radial center position r: Coil radius
【００３６】本実施形態においては上述のようしてコイ
ル位置を検出するので、上述の実施形態１．の効果に加
えて次のような効果が得られている。即ち、本実施形態
においては、上記の（１２）式に基づいてコイルの径方
向中心位置が求まれば、コイルの幅方向中心位置は、コ
イルの径方向中心位置（ｙ′軸）上に位置し、且つ、左
右コイル端面位置の中央部（ｘ′軸上）に位置するの
で、コイルの径方向中心位置（ｙ′軸）上との交点
（ｘ′，ｙ′）として容易に演算できる。従って、本実
施形態によれば、コイル設置位置においてコイルの向き
が多少傾いていても、複数断面の形状を測定しているの
で、各断面データのエッジ位置からその傾き角度φとコ
イル中心位置の両方が計測可能であり、リフターをコイ
ルの傾き角度φだけ回転させることにより正確にコイル
を吊り上げることが可能となる。In the present embodiment, the coil position is detected as described above, so that the first embodiment described above. In addition to the effects of, the following effects are obtained. That is, in the present embodiment, if the radial center position of the coil is obtained based on the above equation (12), the widthwise center position of the coil is located on the radial center position (y ′ axis) of the coil. In addition, since it is located at the center of the left and right coil end face positions (on the x'axis), it can be easily calculated as the intersection (x ', y') with the radial center position of the coil (y 'axis). Therefore, according to the present embodiment, even if the orientation of the coil is slightly inclined at the coil installation position, the shape of a plurality of cross sections is measured, so that the inclination angle φ and the coil center position from the edge position of each cross section data are measured. Both can be measured, and the coil can be accurately lifted by rotating the lifter by the inclination angle φ of the coil.
【００３７】（実施形態３．）図１０（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ１０、スリット光
走査装置１２）を天井クレーンに配置した他の構成例に
おける平配置図、正面図及びテレビカメラ１０の視野内
の映像を示した図である。同図（Ａ）に示されるよう
に、テレビカメラ１０はトロリー３０にその横行方向が
テレビカメラのラスタ方向となるように、且つその光軸
が鉛直方向下向き位置するように配置される。スリット
光走査装置１２はテレビカメラ１０のｘ軸上に設置さ
れ、スリット光の向きがテレビカメラ１０のｙ軸方向に
平行となるように調整する。測定対象となるコイル３は
そのコイル幅方向がクレーン３０の横行方向となるよう
に置かれている。なお、コイル３の配置方向はヤードを
管理しているシステムコンピュータにおいて把握されて
いる。(Embodiment 3) FIGS. 10 (A), 10 (B),
1C is a flat layout view, a front view, and a view showing an image within the field of view of the TV camera 10 in another configuration example in which the optical system (TV camera 10, slit light scanning device 12) of FIG. Is. As shown in FIG. 3A, the television camera 10 is arranged on the trolley 30 so that its transverse direction is the raster direction of the television camera and its optical axis is vertically downward. The slit light scanning device 12 is installed on the x-axis of the television camera 10 and adjusts the direction of the slit light to be parallel to the y-axis direction of the television camera 10. The coil 3 to be measured is placed so that the coil width direction is the transverse direction of the crane 30. The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００３８】この状態でスリット光走査装置１２がレー
ザスリット光をほぼ等間隔でコイル径方向と平行にコイ
ル幅方向に走査しながらコイル３上面を照射し、そのス
リット光画像をテレビカメラ１０により得て、さらに、
画像処理装置１４によりレーザスリット光に対応した画
像信号を抽出し、そして、形状演算装置１６によりレー
ザ光の投光角度θとレーザ光の位置とからレーザ光が当
たった点の高さを上述の演算式に基づいて演算する。こ
の操作を逐次複数ラインについて行うことにより、コイ
ル・台車及び床面等測定視野内の物体の複数断面形状を
得ることができる。In this state, the slit light scanning device 12 irradiates the upper surface of the coil 3 while scanning the laser slit light at substantially equal intervals in the coil width direction parallel to the coil radial direction, and the slit light image is obtained by the television camera 10. In addition,
The image processing device 14 extracts the image signal corresponding to the laser slit light, and the shape calculation device 16 determines the height of the point where the laser light hits from the projection angle θ of the laser light and the position of the laser light. Calculate based on the formula. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor.
【００３９】次に、コイル演算装置１８はその形状デー
タを用いて、コイルの方が床面や台車より高いことか
ら、コイルと周辺部（床面及び台車）とを高さの違いか
ら識別してコイルの形状のみを抽出する。更に、抽出さ
れたコイルの複数断面形状から、コイルの位置を検出す
るために、コイルの径方向及び幅方向の断面形状を求め
る。この断面形状は、コイルの形状データをコイル径方
向及び幅方向に投影することにより求める。Next, the coil computing device 18 uses the shape data to identify the coil and the peripheral portion (floor surface and dolly) from the difference in height because the coil is higher than the floor surface and dolly. To extract only the coil shape. Further, in order to detect the position of the coil, the cross-sectional shapes in the radial direction and the width direction of the coil are obtained from the extracted plural cross-sectional shapes of the coil. The cross-sectional shape is obtained by projecting the coil shape data in the coil radial direction and width direction.
【００４０】図１１はコイルの径方向及び幅方向の断面
形状を求める際の説明図である。ここでは、コイル３の
形状データをトロリー３０の横行方向及び走行方向にそ
れぞれ形状データを投影する。投影の方法としては、コ
イル幅方向には、コイル幅方向の形状データの平均値を
求める。図示の例では、スリット光４１，４２，４３，
４４の例えば図示の点における平均値を求め、その平均
値をコイル幅方向の投影形状における点の値とし、同様
にして、スリット光４１〜４５の他の点についてもその
平均値を求めることで、コイル幅方向の投影形状（形状
データ）４６を求める。また、コイル径方向にはコイル
径方向の形状データの最大値をとることにより正確な形
状データが得られる。図示の例では、スリット光４１，
４２，４３，４４，４５をコイル径方向に投影させたデ
ータ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａの最大値
をとることにより、コイル径方向の投影形状（形状デー
タ）４７を求める。FIG. 11 is an explanatory diagram for obtaining the cross-sectional shapes of the coil in the radial direction and the width direction. Here, the shape data of the coil 3 is projected in the transverse direction and the traveling direction of the trolley 30, respectively. As a projection method, an average value of shape data in the coil width direction is obtained in the coil width direction. In the illustrated example, the slit lights 41, 42, 43,
For example, the average value of the points 44 in the figure is calculated, and the average value is set as the value of the point in the projected shape in the coil width direction. Similarly, the average values of the other points of the slit light beams 41 to 45 are calculated. , A projected shape (shape data) 46 in the coil width direction is obtained. In addition, accurate shape data can be obtained by taking the maximum value of the shape data in the coil radial direction in the coil radial direction. In the illustrated example, the slit light 41,
The projection shape (shape data) 47 in the coil radial direction is obtained by taking the maximum value of the data 41a, 42a, 43a, 44a, 45a obtained by projecting 42, 43, 44, 45 in the coil radial direction.
【００４１】次に、コイル幅方向及び径方向に投影され
た形状データから、コイルの幅方向位置、コイル幅、コ
イル径方向中心位置及びコイル径を求める方法を説明す
る。コイルの幅方向については、図１２に示されるよう
に、投影された幅方向の形状データから別途設定した高
さデータを越す左右両端の点を検出することにより、そ
の点をコイルの右及び左エッジとして認識する。従っ
て、コイル幅方向の中心位置及び幅はそれぞれ次式によ
り求められる。
コイルの中心位置 ＝ （右エッジ＋左エッジ）／２ …（１３）
コイル幅 ＝ ｜右エッジ−左エッジ｜ …（１４）Next, a method of obtaining the coil width direction position, the coil width, the coil radial direction center position, and the coil diameter from the shape data projected in the coil width direction and the radial direction will be described. Regarding the width direction of the coil, as shown in FIG. 12, by detecting the points at the left and right ends beyond the height data set separately from the projected shape data in the width direction, the points are detected on the right and left sides of the coil. Recognize as an edge. Therefore, the center position and the width in the coil width direction are respectively calculated by the following equations. Coil center position = (right edge + left edge) / 2 (13) Coil width = | right edge-left edge | (14)
【００４２】コイルの径方向中心位置については、投影
されたコイル形状が半円状になることから、円の方程式
をハフ（Hough ）変換して、それにコイル幅方向に投影
された形状データ及びコイルの下端の高さを代入し、２
次曲線を描いて、描かれた位置を計数して、その計数値
が１番多い座標を求めることで、コイルの径方向中心位
置及びコイル径を求めることができる。
（ｃx −ｘ）2 ＋（ｒ−ｚ）2 ＝ｒ2
２ｒ＝ｚ＋（ｃx −ｘ）2 ／ｚ …（１５）
ｘ，ｚ：投影によって得られたコイルの半円状の形状デ
ータ
ｃx ，ｒ（＝ｃz ）：コイルの径方向中心位置
ｒ：コイル半径Regarding the center position in the radial direction of the coil, since the projected coil shape is semicircular, the equation of the circle is Hough transformed, and the shape data and the coil projected in the coil width direction are obtained. Substituting the height of the bottom of 2
By drawing the next curve, counting the drawn positions, and finding the coordinates with the largest count value, the radial center position of the coil and the coil diameter can be found. (C x -x) 2 + ( r-z) 2 = r 2 2r = z + (c x -x) 2 / z ... (15) x, z: semicircular shape data of a coil obtained by the projection c x , r (= c z ): radial center position of coil r: coil radius
【００４３】本実施形態においては、上述のようにし
て、コイルの径方向中心位置及びコイル径、コイルの幅
方向中心位置及びコイル幅を検出することから、実施形
態２と同様な効果が得られている。In this embodiment, the center position in the radial direction of the coil, the coil diameter, the center position in the width direction of the coil, and the coil width are detected as described above, so that the same effect as in the second embodiment can be obtained. ing.
【００４４】（実施形態４．）図１３（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ、スリット光走査
装置）を天井クレーンに配置した他の構成例における平
配置図、正面図及びテレビカメラ１０の視野内の映像を
示した図である。同図（Ａ）に示されるように、テレビ
カメラ１０はトロリ３０にその横行方向がテレビカメラ
のラスタ方向となるように、且つその光軸が鉛直方向下
向き位置するように配置される。２台のスリット光走査
装置１２，１３の内、一方のスリット光走査装置１２は
テレビカメラ１０のｘ軸上に設置され、スリット光の向
きがテレビカメラ１０のｙ軸方向に平行となるように調
整する。そして、他方のスリット光走査装置１３はテレ
ビカメラ１０のｙ軸上に設置され、スリット光の向きが
テレビカメラ１０のｘ軸方向に平行となるように調整す
る。測定対象となるコイル３はそのコイル幅方向がクレ
ーン３０の走行方向となるか、又は横行方向となるよう
に置かれている。なお、コイル３の配置方向はヤードを
管理しているシステムコンピュータにおいて把握されて
いる。(Embodiment 4) FIGS. 13 (A), 13 (B),
(C) is a plan view showing another configuration example in which the optical system (TV camera, slit light scanning device) of FIG. 1 is arranged in an overhead crane, a front view, and a view showing an image in the field of view of the TV camera 10. . As shown in FIG. 3A, the television camera 10 is arranged on the trolley 30 such that its transverse direction is the raster direction of the television camera and its optical axis is vertically downward. Of the two slit light scanning devices 12 and 13, one slit light scanning device 12 is installed on the x-axis of the television camera 10 so that the direction of the slit light is parallel to the y-axis direction of the television camera 10. adjust. The other slit light scanning device 13 is installed on the y-axis of the television camera 10 and adjusts the slit light so that the direction of the slit light is parallel to the x-axis direction of the television camera 10. The coil 3 to be measured is placed such that the coil width direction is the traveling direction of the crane 30 or the transverse direction. The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００４５】この状態でスリット光走査装置１２（又は
１３）がコイル幅方向に平行なレーザスリット光を生成
して、そのレーザスリット光をコイル径方向にほぼ等間
隔で走査しながらコイル３上面に照射する。そのスリッ
ト光画像をテレビカメラ１０により得て、さらに、画像
処理装置１４によりレーザスリット光に対応した画像信
号を抽出し、そして、形状演算装置１６によりレーザ光
の投光角度θとレーザ光の位置からレーザ光が当たった
点の高さを演算する。この操作を逐次複数ラインについ
て行うことにより、コイル・台車及び床面等測定視野内
の物体の複数断面形状を得ることができる。ここで、２
台のスリット光走査装置１２，１３の内のどちらを使用
するかは、計測前にコイルの向きを調べてスリット光の
向きがコイル幅方向となるものを使用する。図示の例に
おいてはスリット光走査装置１２が選択されて使用され
ているものとする。In this state, the slit light scanning device 12 (or 13) produces laser slit light parallel to the coil width direction, and scans the laser slit light on the upper surface of the coil 3 at substantially equal intervals in the coil radial direction. Irradiate. The slit light image is obtained by the television camera 10, the image signal corresponding to the laser slit light is further extracted by the image processing device 14, and the projection angle θ of the laser light and the position of the laser light are calculated by the shape calculation device 16. Calculates the height of the point where the laser beam hits. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor. Where 2
Which of the slit light scanning devices 12 and 13 of the table is to be used is one in which the orientation of the coil is checked before the measurement and the orientation of the slit light is the coil width direction. In the illustrated example, it is assumed that the slit light scanning device 12 is selected and used.
【００４６】次に、コイル演算装置１８はその形状デー
タを用いて、上述の実施形態２と同様な演算処理を行っ
て、コイルの径方向中心位置及びコイル径、コイルの幅
方向中心位置及びコイル幅をそれぞれ求める。Next, the coil arithmetic unit 18 uses the shape data to perform the same arithmetic processing as that of the above-described second embodiment, so as to perform the radial center position and coil diameter of the coil, the widthwise center position of the coil, and the coil. Find the width of each.
【００４７】本実施形態においては、上述のように、ス
リット光走査装置１２，１３がテレビカメラ１０の位置
に対して、クレーンの横行方向と走行方向とに設けられ
ているので、コイルの設置方向がクレーンの横行方向及
び走行方向の何れであっても、それに対応したスリット
光走査装置（スリット光がコイル幅方向に平行なもの）
を選択して使用することにより、同一の検出方式での測
定可能である。In the present embodiment, as described above, since the slit light scanning devices 12 and 13 are provided in the traverse direction and the traveling direction of the crane with respect to the position of the television camera 10, the coil installation direction is set. Slit light scanning device (slit light is parallel to the coil width direction) regardless of whether the crane is in the traverse direction or traveling direction
By selecting and using, it is possible to measure with the same detection method.
【００４８】（実施の形態５．）図１４（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ、スリッ
ト光走査装置）を天井クレーンに配置した他の構成例に
おける平配置図、正面図及びテレビカメラ１０の視野の
映像を示した図である。同図（Ａ）に示されるように、
テレビカメラ１０はトロリ３０にその横行方向がテレビ
カメラのラスタ方向（ｘ軸方向）となるように、且つそ
の光軸が鉛直方向下向き位置するように配置される。２
台のスリット光走査装置１２，１３の内、一方のスリッ
ト光走査装置１２はテレビカメラ１０のｘ軸上に設置さ
れ、スリット光の向きがテレビカメラ１０のｙ軸方向に
平行となるように調整する。他方のスリット光走査装置
１３はテレビカメラ１０のｙ軸上に設置され、スリット
光の向きがテレビカメラ１０のｘ軸方向に平行となるよ
うに調整する。この場合も、測定対象となるコイル３は
そのコイル幅方向がクレーンの走行方向となるか、或い
は、横行方向となるように置かれている。なお、コイル
３の配置方向はヤードを管理しているシステムコンピュ
ータにおいて把握されている。(Embodiment 5) FIG. 14 (A),
(B) and (C) show a flat layout view, a front view, and an image of the field of view of the TV camera 10 in another configuration example in which the optical system (TV camera, slit light scanning device) of FIG. It is a figure. As shown in FIG.
The television camera 10 is arranged on the trolley 30 so that its transverse direction is the raster direction (x-axis direction) of the television camera and its optical axis is located vertically downward. Two
Of the slit light scanning devices 12 and 13, one slit light scanning device 12 is installed on the x-axis of the television camera 10 and the direction of the slit light is adjusted to be parallel to the y-axis direction of the television camera 10. To do. The other slit light scanning device 13 is installed on the y-axis of the television camera 10 and adjusts the direction of the slit light to be parallel to the x-axis direction of the television camera 10. Also in this case, the coil 3 to be measured is placed so that the coil width direction is the traveling direction of the crane or the transverse direction. The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００４９】この状態でスリット光走査装置１３（又は
１２）がコイル径方向に平行なレーザスリット光を生成
して、そのレーザスリット光をコイル幅方向にほぼ等間
隔で走査しながらコイル３上面に照射する。そのスリッ
ト光画像をテレビカメラ１０により得て、さらに、画像
処理装置１４によりレーザスリット光に対応した画像信
号を抽出し、そして、形状演算装置１６によりレーザ光
の投光角度θとレーザ光の位置からレーザ光が当たった
点の高さを演算する。この操作を逐次複数ラインについ
て行うことにより、コイル・台車及び床面等測定視野内
の物体の複数断面形状を得ることができる。この実施の
形態においても、２台のスリット光走査装置１２，１３
の内のどちらを使用するかは、計測前にコイルの向きを
調べてスリット光の向きがコイル径方向となるものを選
択して使用する。図示の例においてはスリット光走査装
置１３が選択されて使用されているものとする。In this state, the slit light scanning device 13 (or 12) produces laser slit light parallel to the coil radial direction, and scans the laser slit light on the upper surface of the coil 3 at substantially equal intervals in the coil width direction. Irradiate. The slit light image is obtained by the television camera 10, the image signal corresponding to the laser slit light is further extracted by the image processing device 14, and the projection angle θ of the laser light and the position of the laser light are calculated by the shape calculation device 16. Calculates the height of the point where the laser beam hits. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor. Also in this embodiment, two slit light scanning devices 12, 13 are used.
Which of the two is to be used is determined by checking the direction of the coil before measurement and selecting the one in which the direction of slit light is in the coil radial direction. In the illustrated example, the slit light scanning device 13 is selected and used.
【００５０】次に、コイル演算装置１８はその形状デー
タを用いて、上述の実施形態３と同様な演算処理を行っ
て、コイルの径方向中心位置及びコイル径、コイルの幅
方向中心位置及びコイル幅をそれぞれ求める。Next, the coil arithmetic unit 18 uses the shape data to perform the same arithmetic processing as that of the above-described third embodiment, and to perform the coil radial center position and the coil diameter, the coil width center position, and the coil center position. Find the width of each.
【００５１】本実施形態においても、上述のように、ス
リット走査装置がテレビカメラ位置に対して、クレーン
の横行方向と走行方向に設けられているので、コイルの
設置向きがクレーンの横行方向でも走行方向でも、コイ
ルの向きにあわせて対応するスリット走査装置を用いる
ことにより同一の検出方式で測定可能である。Also in this embodiment, as described above, since the slit scanning device is provided in the traverse direction and the traveling direction of the crane with respect to the position of the television camera, the coils are installed even in the traverse direction of the crane. Even in the direction, it is possible to measure with the same detection method by using the slit scanning device corresponding to the direction of the coil.
【００５２】（実施形態６．）図１５（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ、スリット光走査
装置）を天井クレーンに配置した他の構成例における平
配置図、正面図及びテレビカメラ１０，１１の視野内の
映像を示した図である。同図（Ａ）に示されるように、
天井トロリ３０上に２台のテレビカメラ１０，１１を設
け、その内の１台１０はリフタ３１より横行側に取り付
け、他の１台１１はリフタ３１の走行側に取り付け、そ
して、いずれもその光軸がリフタ３１の下部のコイル３
が撮像できるように設置する。更に、２台のレーザ光走
査装置１２，１３は、各々のテレビカメラ１０，１１の
ｘ軸上に設置し、スリット光の向きはテレビカメラ１
０，１１のｙ軸方向に平行となるように調整する。測定
対象となるコイル３は、コイル幅方向がクレーンの走行
方向となるか、又は、横行方向となるように置かれる。
なお、コイル３の配置方向はヤードを管理しているシス
テムコンピュータにおいて把握されている。(Embodiment 6) FIGS. 15 (A), 15 (B),
(C) is a plan view of another configuration example in which the optical system (television camera, slit light scanning device) of FIG. 1 is disposed in an overhead crane, a front view, and a diagram showing an image in the visual field of the television cameras 10 and 11. Is. As shown in FIG.
Two TV cameras 10 and 11 are provided on the ceiling trolley 30, one of them is installed on the traverse side of the lifter 31, and the other one is installed on the traveling side of the lifter 31. Coil 3 with optical axis below lifter 31
It is installed so that it can be imaged. Further, the two laser beam scanning devices 12 and 13 are installed on the x-axis of the respective TV cameras 10 and 11, and the direction of the slit light is set to the TV camera 1.
Adjust so that it is parallel to the 0 and 11 y-axis directions. The coil 3 to be measured is placed such that the coil width direction is the traveling direction of the crane or the transverse direction.
The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００５３】この状態でスリット光走査装置１２（又は
１３）によりコイル幅方向のレーザスリット光を生成し
て、そのスリット光をほぼ等間隔にコイル幅方向に平行
にコイル径方向に走査しながらコイル３上面に照射し、
そのスリット光画像をテレビカメラ１０（又は１１）に
より得て、更に、画像処理装置１４によりレーザスリッ
ト光に対応した画像信号を抽出し、そして、形状演算装
置１６によりレーザ光の投光角度θとレーザ光の位置か
らレーザ光が当たった点の高さを上述の演算式に基づい
て演算する。この操作を逐次複数ラインについて行うこ
とにより、コイル・台車及び床面等測定視野内の物体の
複数断面形状を得ることができる。ここで、テレビカメ
ラ１０とスリット光走査装置１２との組、又はテレビカ
メラ１１とスリット光走査装置１３との組のどちらを使
用するかは、計測前にコイル３の向きを調べておいてス
リット光の向きがコイル幅方向となるものを選択して使
用する。図示の例においてはテレビカメラ１０とスリッ
ト光走査装置１２との組が選択されて使用されている。In this state, the slit light scanning device 12 (or 13) generates laser slit light in the coil width direction, and the slit light is scanned at substantially equal intervals parallel to the coil width direction in the coil radial direction. 3 illuminate the upper surface,
The slit light image is obtained by the TV camera 10 (or 11), the image signal corresponding to the laser slit light is further extracted by the image processing device 14, and the projection angle θ of the laser light is calculated by the shape calculation device 16. The height of the point where the laser light hits from the position of the laser light is calculated based on the above-mentioned calculation formula. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor. Here, the direction of the coil 3 is checked before the measurement to determine which of the set of the TV camera 10 and the slit light scanning device 12 or the set of the TV camera 11 and the slit light scanning device 13 is used. Select and use the one in which the direction of light is in the coil width direction. In the illustrated example, a set of the television camera 10 and the slit light scanning device 12 is selected and used.
【００５４】次に、コイル演算装置１８は、その形状デ
ータを用いて、上述の実施形態２と同様な演算処理を行
って、コイルの径方向中心位置及びコイル径、コイルの
幅方向中心位置及びコイル幅をそれぞれ求める。Next, the coil arithmetic unit 18 uses the shape data to perform the same arithmetic processing as that of the above-described second embodiment, so that the coil radial center position and the coil diameter, the coil width center position, and Find the coil width.
【００５５】このようにして、カメラ１０，１１を基準
として求めたコイル中心位置等は、テレビカメラの位置
（リフタ−テレビカメラ間距離、テレビカメラの光軸の
鉛直方向からの傾斜角、テレビカメラの床面からの高
さ、テレビカメラ−テレビカメラ基準面間距離）を予め
測定しておくことにより、リフタ３１の位置を基準とし
たコイル中心位置に変換できる。
ｕ＝Ｌ1 −（ａ−ｚ）ｓｉｎφ＋ｘｃｏｓφ …（１６）
ｖ＝Ｌ2 −（ａ−ｚ）ｃｏｓφ＋ｘ …（１７）
ここで
ｕ，ｖ ：リフタ基準での座標系
ｘ，ｙ：カメラ基準での座標系
ｚ ：求めたコイル中心位置（高さ）
Ｌ1 ：リフタ−カメラ間距離
Ｌ2 ：カメラ高さ
ａ ：カメラ−カメラ基準面間距離
φ ：カメラ光軸の鉛直軸からの傾き角In this way, the coil center position and the like obtained with the cameras 10 and 11 as a reference are the position of the television camera (distance between the lifter and the television camera, the inclination angle of the optical axis of the television camera from the vertical direction, the television camera). By measuring in advance the height from the floor surface and the distance between the TV camera and the TV camera reference surface), the coil center position can be converted based on the position of the lifter 31. u = L 1 − (a−z) sin φ + x cos φ (16) v = L 2 − (a−z) cos φ + x (17) where u, v: Coordinate system with lifter reference x, y: with camera reference Coordinate system z: Obtained coil center position (height) L 1 : Distance between lifter and camera L 2 : Camera height a: Distance between camera and camera reference plane φ: Angle of tilt of camera optical axis from vertical axis
【００５６】本実施形態においては、テレビカメラ１
０，１１とスリット光走査装置１２，１３との組が、ク
レーンの横行方向と走行方向とにそれぞれ設けられてい
るので、コイルの設置方向がクレーンの横行方向でも走
行方向でも、コイルの向きに合わせて対応するテレビカ
メラとスリット光走査装置との組を選択して使用するこ
とにより、同一の検出方式での測定可能である。In this embodiment, the television camera 1
0, 11 and the slit light scanning devices 12, 13 are provided in the traverse direction of the crane and the traveling direction, respectively, so that the coil can be installed in the traversing direction of the crane or in the traveling direction. In addition, by selecting and using a set of a corresponding TV camera and slit light scanning device, it is possible to perform measurement with the same detection method.
【００５７】（実施形態７．）図１６（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は図１の光学系（テレビカメラ、スリット光走査
装置）を天井クレーンに配置した他の構成例における平
配置図、正面図及びテレビカメラ１０，１１の視野内の
映像を示した図である。同図（Ａ）に示されるように、
天井トロリ３０上に２台のテレビカメラ１０，１１を設
け、その内の１台１０はリフタ３１より横行側に取り付
け、他の１台１１はリフタ３１の走行側に取り付け、且
つ、それらの光軸がリフタ３１の下部のコイル３が撮像
できるように設置する。更に、２台のレーザ光走査装置
１２，１３は、各々のテレビカメラ１０，１２のｘ軸上
に設置し、スリット光の向きはテレビカメラ１０，１１
のｙ軸方向に平行となるように調整する。測定対象とな
るコイル３は、コイル幅方向がクレーンの走行方向とな
るか、或いは横行方向となるように置かれる。なお、コ
イル３の配置方向はヤードを管理しているシステムコン
ピュータにおいて把握されている。(Embodiment 7) FIGS. 16 (A), 16 (B),
(C) is a plan view of another configuration example in which the optical system (television camera, slit light scanning device) of FIG. 1 is disposed in an overhead crane, a front view, and a diagram showing an image in the visual field of the television cameras 10 and 11. Is. As shown in FIG.
Two TV cameras 10 and 11 are provided on the ceiling trolley 30, one of which is installed on the traverse side of the lifter 31, and the other one of which is installed on the traveling side of the lifter 31 and which are installed on the ceiling trolley 30. The shaft is installed so that the coil 3 below the lifter 31 can capture an image. Further, the two laser beam scanning devices 12 and 13 are installed on the x-axis of the respective TV cameras 10 and 12, and the direction of the slit light is set to the TV cameras 10 and 11.
Adjust so that it is parallel to the y-axis direction. The coil 3 to be measured is placed such that the coil width direction is the traveling direction of the crane or the transverse direction. The arrangement direction of the coil 3 is known by the system computer that manages the yard.
【００５８】このような状態において、スリット光走査
装置１２（又は１３）によりコイル径方向のレーザスリ
ット光を生成して、そのスリット光をほぼ等間隔にコイ
ル径方向に平行にコイル幅方向に走査しながらコイル３
の上面に照射する。そのスリット光画像をテレビカメラ
１０（又は１１）により得て、更に、画像処理装置１４
によりレーザスリット光に対応した画像信号を抽出し、
そして、形状演算装置１６によりレーザ光の投光角度θ
とレーザ光の位置からレーザ光が当たった点の高さを演
算する。この操作を逐次複数ラインについて行うことに
より、コイル・台車及び床面等測定視野内の物体の複数
断面形状を得ることができる。ここで、テレビカメラ１
０とスリット光走査装置１２との組、又はテレビカメラ
１１とスリット光走査装置１３との組のどちらを使用す
るかは、計測前にコイル３の向きを調べておいてスリッ
ト光の向きがコイル幅方向となるものを選択して使用す
る。図示の例においては、テレビカメラ１０とスリット
光走査装置１２との組が選択されて使用されている。In such a state, the slit light scanning device 12 (or 13) produces laser slit light in the coil radial direction, and scans the slit light in the coil width direction at substantially equal intervals in parallel to the coil radial direction. While coil 3
Irradiate the upper surface of. The slit light image is obtained by the television camera 10 (or 11), and further the image processing device 14
The image signal corresponding to the laser slit light is extracted by
Then, the shape calculation device 16 causes the projection angle θ of the laser beam to be emitted.
And the height of the point where the laser light hits is calculated from the position of the laser light. By successively performing this operation for a plurality of lines, it is possible to obtain a plurality of cross-sectional shapes of the object in the measurement field of view such as the coil, the carriage, and the floor. Here, TV camera 1
0 and the slit light scanning device 12 or the combination of the television camera 11 and the slit light scanning device 13 is used. Select and use the one in the width direction. In the illustrated example, a set of the television camera 10 and the slit light scanning device 12 is selected and used.
【００５９】次に、コイル演算装置１８は、その形状デ
ータを用いて、上述の実施形態３と上述の実施形態２と
同様な演算処理を行って、コイルの径方向中心位置及び
コイル径、コイルの幅方向中心位置及びコイル幅をそれ
ぞれ求める。Next, the coil arithmetic unit 18 uses the shape data to perform the same arithmetic processing as that of the above-described third and second embodiments, to thereby determine the radial center position of the coil, the coil diameter, and the coil. The widthwise center position and the coil width are obtained.
【００６０】そして、このようにして、カメラ１０，１
１を基準として求めたコイル中心位置等は、テレビカメ
ラの位置（リフタ−テレビカメラ間距離、テレビカメラ
の光軸の鉛直方向からの傾斜角、テレビカメラの床面か
らの高さ、テレビカメラ−テレビカメラ基準面間距離）
を予め測定しておくことにより、リフタ３１の位置を基
準としたコイル中心位置に変換できる。それは、上述の
実施形態６における（１６）式及び（１７）式により求
められる。Then, in this way, the cameras 10, 1
The position of the coil center determined based on 1 is the position of the TV camera (distance between the lifter and the TV camera, the angle of inclination of the optical axis of the TV camera from the vertical direction, the height of the TV camera from the floor, the TV camera- TV camera reference plane distance)
By measuring in advance, the position of the lifter 31 can be converted to the center position of the coil. It is obtained by the equations (16) and (17) in the above-described sixth embodiment.
【００６１】本実施形態においても、テレビカメラ１
０，１１とスリット光走査装置１２，１３との組が、ク
レーンの横行方向と走行方向とにそれぞれ設けられてい
るので、コイルの設置方向がクレーンの横行方向或いは
走行方向のいずれであっても、コイルの向きに合わせて
対応するテレビカメラとスリット光走査装置との組を選
択して使用することにより、同一の検出方式での測定可
能である。Also in this embodiment, the television camera 1
0, 11 and slit light scanning devices 12, 13 are provided in the traverse direction and the traveling direction of the crane, respectively, so that the coil installation direction is either the traverse direction or the traveling direction of the crane. It is possible to perform measurement with the same detection method by selecting and using a set of a TV camera and a slit light scanning device corresponding to the direction of the coil.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、コイルの外形形状を光学的に計測し、その計測
されたコイル形状データをコイルの幅方向に投影して得
た形状データと、コイルの下端高さとから、ハフ（Houg
h ）変換を用いてコイル径方向の中心位置とコイル径を
求めるようにしたことから、コイル径に関する情報を有
効に利用することができるので検出精度が良い。更に、
その演算に際して閾値を必要としないことから閾値の設
定が不要になっており、また、ノイズの影響をいわゆる
多数決で除いており検出精度が高くなっている。更に、
１つのロジックでコイルの径方向中心位置とコイル径と
が求められるという利点がある。また、コイルの下端の
高さを求めてそれを既知として扱うことから、通常のハ
フ（Hough）変換のように半径を変えてデータを判断す
る必要がなく、演算の処理の数が少なくて済み、高速演
算が可能になっている。As is apparent from the above description, according to the present invention, the shape data obtained by optically measuring the outer shape of the coil and projecting the measured coil shape data in the width direction of the coil. From the bottom height of the coil,
h) Since the center position and the coil diameter in the coil diameter direction are obtained by using the conversion, the information about the coil diameter can be effectively used, so that the detection accuracy is good. Furthermore,
Since the threshold value is not required for the calculation, it is not necessary to set the threshold value, and the influence of noise is removed by a so-called majority decision, which improves the detection accuracy. Furthermore,
There is an advantage that the center position in the radial direction of the coil and the coil diameter can be obtained by one logic. Also, since the height of the lower end of the coil is obtained and treated as a known value, it is not necessary to change the radius to judge the data as in the normal Hough transform, and the number of calculation processes can be small. , High speed calculation is possible.
【図１】本発明の実施形態に係るコイル位置検出装置の
測定原理を説明するための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a measurement principle of a coil position detection device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のスリット光走査装置の構成を示した図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the slit light scanning device of FIG.
【図３】図１の光学系を天井クレーンに配置した構成例
（実施形態１）における説明図であり、（Ａ）は平配置
図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視野の映
像を示した図である。3A and 3B are explanatory views of a configuration example (Embodiment 1) in which the optical system of FIG. 1 is arranged in an overhead crane, (A) is a flat layout view, (B) is a front view, and (C) is a television camera. It is the figure which showed the image of a visual field.
【図４】実施形態１においてコイルの径方向及び幅方向
の断面形状を求める際の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining a cross-sectional shape in a radial direction and a width direction of a coil in the first embodiment.
【図５】実施形態１においてコイルの径方向に投影され
た幅方向の形状データからコイル幅等を求める際の説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for obtaining the coil width and the like from the shape data in the width direction projected in the radial direction of the coil in the first embodiment.
【図６】図１の光学系を天井クレーンに配置した他の構
成例（実施形態２）における説明図であり、（Ａ）は平
配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視野
の映像を示した図である。6A and 6B are explanatory views of another configuration example (Embodiment 2) in which the optical system of FIG. 1 is arranged in an overhead crane, (A) is a flat layout, (B) is a front view, and (C) is a TV. It is the figure which showed the image | video of the visual field of a camera.
【図７】実施形態２においてコイルの幅方向の断面形状
を求める際の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for obtaining the cross-sectional shape of the coil in the width direction in the second embodiment.
【図８】実施形態２においてコイルがクレーン横行方向
に平行に置かれている場合の投影形状を示した図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing a projected shape when a coil is placed parallel to the transverse direction of the crane in the second embodiment.
【図９】実施形態２においてコイルがクレーン横行方向
に対して多少傾いて置かれた場合の投影形状を示した図
である。FIG. 9 is a diagram showing a projected shape when a coil is placed with a slight inclination with respect to the transverse direction of the crane in the second embodiment.
【図１０】図１の光学系を天井クレーンに配置した他の
構成例（実施形態３）における説明図であり、（Ａ）は
平配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視
野の映像を示した図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of another configuration example (Embodiment 3) in which the optical system of FIG. 1 is disposed in an overhead crane, (A) is a flat layout view, (B) is a front view, and (C) is a television. It is the figure which showed the image | video of the visual field of a camera.
【図１１】実施形態３においてコイルの径方向及び幅方
向の断面形状を求める際の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for obtaining a cross-sectional shape in a radial direction and a width direction of a coil in the third embodiment.
【図１２】実施形態３においてコイルの幅方向の断面形
状を求める際の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for obtaining the cross-sectional shape of the coil in the width direction in the third embodiment.
【図１３】図１の光学系を天井クレーンに配置した他の
構成例（実施形態４）における説明図であり、（Ａ）は
平配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視
野の映像を示した図である。13A and 13B are explanatory views of another configuration example (Embodiment 4) in which the optical system of FIG. 1 is arranged in an overhead crane, (A) is a flat layout, (B) is a front view, and (C) is a TV. It is the figure which showed the image | video of the visual field of a camera.
【図１４】図１の光学系天井クレーンに配置した他の構
成例（実施形態５）における説明図であり、（Ａ）は平
配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視野
の映像を示した図である。14A and 14B are explanatory views of another configuration example (embodiment 5) arranged in the optical system overhead crane of FIG. 1, in which (A) is a flat layout, (B) is a front view, and (C) is a television camera. It is the figure which showed the image of the visual field.
【図１５】図１の光学系を天井クレーンに配置した他の
構成例（実施形態６）における説明図であり、（Ａ）は
平配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視
野の映像を示した図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of another configuration example (Embodiment 6) in which the optical system of FIG. 1 is disposed in an overhead crane, (A) is a flat layout view, (B) is a front view, and (C) is a television. It is the figure which showed the image | video of the visual field of a camera.
【図１６】図１の光学系を天井クレーンに配置した他の
構成例（実施形態７）における説明図であり、（Ａ）は
平配置図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はテレビカメラの視
野の映像を示した図である。16 is an explanatory diagram of another configuration example (Embodiment 7) in which the optical system of FIG. 1 is arranged in an overhead crane, (A) is a flat layout view, (B) is a front view, and (C) is a television. It is the figure which showed the image | video of the visual field of a camera.
【図１７】従来のコイルの径方向中心位置及びコイル径
の求め方についての説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a conventional method of obtaining a radial center position of a coil and a coil diameter.
【図１８】本発明においてハフ（Hough ）変換を導入し
た理由についての説明図（その１）である。FIG. 18 is an explanatory diagram (part 1) of the reason for introducing the Hough transform in the present invention.
【図１９】本発明においてハフ（Hough ）変換を導入し
た理由についての説明図（その２）である。FIG. 19 is an explanatory diagram (part 2) of the reason for introducing the Hough transform in the present invention.
【図２０】本発明においてハフ（Hough ）変換を導入し
た理由についての説明図（その３）である。FIG. 20 is an explanatory diagram (part 3) of the reason why the Hough transform is introduced in the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−66522（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264242（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-66522 (JP, A) JP-A-5-264242 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30
Claims (3)
状計測手段と、前記形状計測手段で計測したコイル形状
データのコイルの下端高さと、前記形状計測手段で計測
したコイル形状データをコイルの幅方向に投影して得た
形状データとから、コイルの下端高さを考慮した円の方
程式のハフ変換を用いて前記形状データの各点について
２次曲線を描き、その交わる点に基づいてコイル径方向
の中心位置とコイル径を求めるコイル演算手段とを備え
たことを特徴とするコイル位置検出装置。1. A shape measuring means for optically measuring an outer shape of a coil, a lower end height of the coil of coil shape data measured by the shape measuring means, and coil shape data measured by the shape measuring means of the coil. From the shape data obtained by projecting in the width direction, the circle that considers the lower end height of the coil
For each point of the shape data using the Hough transform of the equation
A coil position detecting device , comprising: a quadratic curve; and a coil calculation means for obtaining the center position in the coil radial direction and the coil diameter based on the intersecting points .
状計測手段と、前記形状計測手段で計測したコイル形状
データのコイルの下端高さと、前記形状計測手段で計測
したコイル形状データをコイルの幅方向に投影して得た
形状データとから、コイルの下端高さを考慮した円の方
程式のハフ変換を用いて前記形状データの各点について
２次曲線を描き、その交わる点に基づいてコイル径方向
の中心位置とコイル径を求めるコイル演算手段とを備え
たことを特徴とするコイル位置検出装置。2. A shape measuring means for optically measuring the outer shape of the coil, a lower end height of the coil of the coil shape data measured by the shape measuring means, and coil shape data measured by the shape measuring means of the coil. From the shape data obtained by projecting in the width direction, the circle that considers the lower end height of the coil
For each point of the shape data using the Hough transform of the equation
A coil position detecting device , comprising: a quadratic curve; and a coil calculation means for obtaining the center position in the coil radial direction and the coil diameter based on the intersecting points .
を載置して搬送する台車又はパレットの機種に応じてコ
イルの下端の高さを予め求めておくことを特徴とする請
求項２記載のコイル位置検出装置。3. The height of the lower end of the coil is previously obtained according to the model of a truck or pallet on which the coil is placed and conveyed, instead of the lower end position detecting means. Coil position detector.
Priority Applications (1)
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| JP34251897A JP3414231B2 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Coil position detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP34251897A JP3414231B2 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Coil position detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11173824A JPH11173824A (en) | 1999-07-02 |
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