JPH01318990A - トラッキングセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば高温棒状材料の圧延ラインの様に、
長尺材を連続送り機構により送る設備における長尺材に
対するトラッキングセンサに関する。

（従来の技術） 従来、高温棒状材料の圧延ラインのような長尺材連続送
り機構における長尺材のトラッキングセンサとしては、
ホットメタルディテクタを圧延機と圧延機との間の材料
の通る圧延ラインの近傍に設置し、その設置測定点を材
料が追加する時に材料の高温度を検出し、材料通過を認
識させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のホットメタルディテク
タを用いたトラッキングセンサでは、材料の検出確率を
高めるためには圧延ラインの極めて近傍にホットメタル
ディテクタを設置する必要があるが、圧延ラインの近傍
の環境は冷却水が高温の棒状材料に吹き付けられ熱気が
充満しており、また圧延機による振動も大きなものであ
り、ノイズや振動が極めて高い悪環境にあり、ホットメ
タルディテクタの検出信号に頻繁にチャタリンクが発生
し、適確な材料検出が難かしい問題点があった。

更に従来のトラッキングセンサは、ホットメタルディテ
クタにより材料がその前を通過したことを検出するだけ
であり、材料の進行方向を認識することができず、圧延
ラインのより厳密な制御を行うために必要な情報が充分
に得られない問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、撮、Ｓ手段を用いることにより圧延ライ
ンのような長尺材の通過ラインから離れた位置において
長尺材の位置及び進行方向の認識を行うことができ、ノ
イズによるチャタリングの発生の少ないトラキツングセ
ンサを提供することを目的する。

［発明の構成］ （１２題を解決するための手段） こめ発明のトラッキングセンサは、長尺材の連続送り機
構の出口側又は入口側に設置され、送られる長尺材を撮
像する撮像手段と、前記長尺材の連続送り機構の回転と
同期してパルス信号を発生するパルス発生手段と、前記
パルス発生手段からのパルス信号をトリガとして前記撮
像手段からの画像信号をその視野の範囲内を前記長・尺
材が通過する所要時間の半分以下のサンプリングタイミ
ングで取込み、取込んだ画像信号の数値化により濃淡パ
ターンを作り出す画像処理手段と、この画像処理手段の
処理結果を記憶する画像パターンメモリと、前画像処理
手段の得た今回画像パターンと前記画像パターンメモリ
に記憶されている前回画像パターンとを比較し、長尺材
の位置と進行方向とを認識する判断処理手段と、この処
理結果の出力手段とを備えたものである。

（作用） この発明のトラッキングセンサでは、長尺材の連続送り
機構の出口側又は入口側に１ｉｆｒｊ１シた撮像手段に
より長尺材の送給ラインを一定の視野で撮像し、その視
野を通過する長尺材を撮像し、画像処理手段に入力する
。

画像処理手段では長尺材の連続送り機構に同期して入力
されるパルス発生手段からのパルス信号をトリガとし、
長尺材が視野範囲内を通過するのに必要な時間の半分以
下のサンプリングタイミングで順次画像信号を取込み、
取込んだ画像信号を数値化することにより濃淡パターン
を作り出す。

そして、画像処理手段により作り出された濃淡パターン
は順次画像パターンメモリに記憶されていく。この画像
処理パターンメモリへの記憶と同時に、判断処理手段に
おいては、画像処理手段の得た今回画像パターンと画像
パターンメモリに記憶されている前回画像パターンとを
順次比較して行き、長尺材が認識された場合にはその長
尺材の位置と進行方向とを判断し、出力手段を通してそ
の処理結果を出力する。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例であり、長尺材連続送り機
構として棒状高温材料の圧延設備におけるトラキツング
センサの回路構成を示している。

このトラッキングセンサは、圧延ライン１上を圧延機２
．２により圧延されて順次送給される高温棒状材料３の
トラッキングセンシングを行うものであり、圧延機２の
回転数を測定する速度計４と、この速度計４により測定
した速度より圧延機２と同期したパルス信号を出力する
パルス発生部５と、パルス発生部５より出力されるパル
ス信号をトリガとして圧延ライン１に向けられたカメラ
６より画像信号を取込み、その画像信号の濃淡パターン
を作成して数値化する画像処理部７とを備えている。

さらに、画像処理部７により画像処理され数値化された
濃淡パターンを記憶する画像パターンメモリ８と、画像
処理部７により画像処理されて得られる今回画像パター
ンを画像パターンメモリ８に記憶されている前回画像パ
ターンと比較し、高温棒状材料３の有無、位置、進行方
向を判断する判断処理部９により処理結果を上位コンピ
ュータに出力する判断結果出力部１０をも備えている。

上記の構成のトラッキングセンサの動作について、次に
説明する。

第１図に示すように圧延ライン１上を送給される高温棒
状材料３を撮像するカメラ６は、その視野をＷ（ｍ）と
するとき、圧延ライン１の視野のうち画像処理の対象と
なる距離はＬ（ｍ）とし、この距離りの範囲内を棒状材
料３が通過する間に少なくとも２回画像処理することが
できるサンプリングタイミングで、画像処理部７はカメ
ラ６からの画像信号を処理することになる。

つまり、圧延！１！２が始動してからその回転数をω（
ｒｐｍ）とすると、材料速度Ｖ　（ＩＩ　／Ｓｅｅ　）
はｖ＝ｒωπ／３０・・・（１） ｒ　；圧延機のロール系（ｍ　） π：円周率 となる。

またカメラ６がカバーする圧延ラインの距離、つまり視
野Ｗ（ｍ＞のうち画像処理の対象となる距離Ｌ　（ｎ　
＞との関係は、 ｔ　−Ｌ　／ｖ　　（ｓｅｃ　）　・（２）但し、Ｌ〈
材料長さかつ、しく材料間隔長さとなり、ｔｓｅｃだけ
かかってカメラ視野Ｗ内のａｌからａｌまでの距離Ｌ　
（１）移動する。

そこで、パルス発生部５によるパルス発生間隔Δｔを次
のように調整する。

Δｔ！βｔ・・・（３） 但し、β：　　安全係数（０＜β＜１／２）このように
パルス信号の発生間隔Δｔを定めると、少なく°とも材
料３上の右の点がカメラ６の視野内のａｌからａｌまで
移動する間にパルス発生部５から２回のパルス信号が画
像処理部７に与えられることになる。

このパルス発生部５からのパルス信号をトリガとして画
像処理部７はカメラ６からの画像信号を逐一取込み、入
力画像の濃淡パターンを作成し、数値化する。

この画像処理の際、カメラ６からみて圧延ライン１の背
景を黒く設定することにより、高温に赤熱化されている
高温棒状材料３と他のものとの濃淡差が大きくなり、材
料３の誤認識をより一層確実に防ぐことができるように
なる。

このようにして画像処理部７により得られる濃淡パター
ンは第２図及び第５図に示すような画像パターンとなり
、カメラ６にょる撮像視野内を縦横にｎ１Ｉｌづつの画
素に分割し、それぞれの区画ごとの濃淡を例えば１から
１０までの数値で数値化する。つまり、背景となる圧延
ライン〕の部分は黒（１）とし、明度が増す毎により大
きな数字を与え、高温棒状材料３が存在しておりその明
度が高い部分の画素については大きな数値、例えば８゜
９に数値化する。

なお、ここで濃淡パターンを何段階に分割して数値化す
るかはトラッキングセンシングの対象毎に設定すべきで
あり、材料３が極めて高温であって圧延ライン１の背景
との濃淡差が大きい場合には数値段階を粗く取ることが
でき、材料３の温度が比較的低くて圧延ライン１の背景
との濃淡差が小さい場合には濃淡段階を細分化して数値
化する。

このようにして画像処理部７により得られる数値化され
た濃淡パターン１１は、判断処理部９へ送られる。

判断処理部９では、上記画像パターン１１における×２
桁のＹｌからＹｎまでの上下のレベルを比較し、レベル
差が予め設定された値、例えばこの実施例の場合には５
以上のものが存在すれば、ｘ２桁には材料３が存在する
ものと判断し、１をセットし、レベル差が予め設定され
た値以上のものが見いだされない場合にはＯをセットす
る。

同様にして、×３〜Ｘｍまでの各桁において上下のレベ
ルを比較し、同じ処理を繰返すことにより、第４図（ａ
）に示すような画像パターン１２を得、これを逐一画像
パターンメモリ８に記憶していく。

判断処理部９はこのような画像パターン１２の作成と画
像パターンメモリ８への記憶と共に、得られる画像パタ
ーンから材料３の位置の認識をも行う。第４図（ａ　）
に示す画像パターン１２の場合には、境界値がｘ５であ
り、材料３の先端がＸ５のところに存在すると認識する
のである。

判断処理部９は更に今回得られたこのような画像パター
ン１２と、画像パターンメモリ８に記憶されている前回
画像パターンを取出してきて比較し、材料の進行方向の
認識演算をも行う。

つまり、前回画像パターン１３が第４図（ｂ）に示すも
のである場合、材料３は×３桁にその先端が位置するも
のと認識され、境界値が×３桁から×５へ増加している
ことが認識され、進行方向が正転であると判断され、材
料３はゾーン１からゾーン２に進入したことを認識し、
これらの処理結果を判断結果出力部１０から上位コンピ
ュータに出力する。

同時にこの判断処理部９は、判断処理終了後、今回濃淡
パターンと位置情報と境界値情報とを画像パターンメモ
リ８へ送り込み、新たな前回画像パターン情報として記
憶させ、次回の画像パターン比較のために備えられる。

次に、第５図（ａ　）に示すように前回パターン１３が
境界値Ｘ６桁に材料３の先端があり、今回パターン１２
では同図（ｂ）に示すように境界値×４に材料３の先端
が位置すると判断される場合、前回画像パターン１３に
比べ今回画像パターン１２では材料位置が×６から×４
桁へ減少しているため、進行方向が逆転であり、ゾーン
２からゾーン１へ材料３が後退したと認識する。

このようにして、カメラ６により一定の視野Ｗ（ｍ＞内
における有効距離Ｌ　（ｍ　）を材料３が通過するのに
必要な時間内おいて少なくとも２回のサンプリングタイ
ミングで画像処理を行い、前回の画像パターンと今回の
画像パターンとの比較によって材料３の位置と共に材料
の進行方向をも認識し、その判断結果を上位コンピュー
タに出力することができるのである。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、長尺材を連続的に送る機構において送られる長尺材
と送給ラインとの明暗のコントラストあるいは温度の高
低の差が比較的大きな場合にその長尺材の位置検出及び
進行方向検出を行うのに広く利用することができる。

しかしながら、特に１０００”Ｃ前後の高温棒状圧延材
料のトラッキングセンシングを行う場合のように冷却水
による熱気が充満し、モータ騒音や振動の激しい悪環境
のもとて材料のトラッキングセンシングを行わなければ
ならない場合には、そのような悪環境から比較的大きな
距離離れた位置において圧延ライン１上の材料３の送給
を映像信号として取込み、画像処理することによりトラ
ラングセンシングを行なうことができるため、ノイズや
振動による誤認識を防ぐことができ、有効なものとなる
。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、撮像手段を用いて長尺
材の連続送り機構の送給ラインより離れた位置におて一
定の視野をとって送給うインを撮像し、パルス発生手段
から与えられる長尺材の送り速度に同期したパルス信号
をトリがとして撮像手段からの画像信号のディジタル画
像処理を行い、送給うイン上の長尺材の位置認識を行う
と共に、画像バ・ターンメモリに記憶されている前回画
像パターンと画像処理手段から得られる今回画像パター
ンとの比較により長尺材の進行方向をも認識することが
でき、長尺材のより詳しいトラッキングセンシングが行
える。

しかも、撮像手段により送給うインから離れた位置にお
いて送給ライン上の長尺材を撮像するようにしているた
め、特に圧延設備におけ、る高温材料のトラッキングセ
ンシングの場合でも悪環境の下で材料センシングを行う
必要がなく、センシングの精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
は上記実施例における画像処理部の画像分割パターンを
示す説明図、第３図は上記実施例の画像処理部よる画像
処理データの説明図、第４図（ａ　）は上記実施例にお
ける判断処理部の今回画像パターンの一例を示す説明図
、第４図（ｂ）は前回画像パターンの一例を示す説明図
、第５図＜ａ　＞は前回画像パターンの他の一例を示す
説明図、第５図（ｂ　）は今回画像パターンの他の一例
を示す説明図である。 １・・・圧延ライン　　　２・・・圧延機３・・・高温
棒状材料　　４・・・速度計５・・・パルス発生部　　
６・・・カメラ７・・・画像処理部　　　８・・・画像
パターンメモリ９・・・判断処理部　　　１ｏ判断結果
出力部代理人　弁理士　　則　近　　憲　佑 代理人　弁理士　　山　下　　　− 第１図 第２図 １］ 第３図 第４図（ａ） ］３ 第４図（ｂ） 第５図（ａ） 第５図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 長尺材の連続送り機構の出口側又は入口側に設置され、
   送られる長尺材を撮影する撮影手段と、前記長尺材の連
   続送り機構の回転と同期してパルス信号を発生するパル
   ス発生手段と、前記パルス発生手段からのパルス信号を
   トリガとして前記撮影手段からの画像信号をその視野の
   範囲内を前記長尺材が通過する所要時間の半分以下のサ
   ンプリングタイミングで取込み、取込んだ画像信号の数
   値化により濃淡パターンを作り出す画像処理手段と、こ
   の画像処理手段の処理結果を記憶する画像パターンメモ
   リと、前記画像処理手段の得た今回画像パターンと前記
   画像パターンメモリに記憶されている前回画像パターン
   とを比較し、長尺材の位置と進行方向とを認識する判断
   処理手段と、この処理結果の出力手段とを備えて成るト
   ラッキングセンサ。