JPH06180215A

JPH06180215A - 円柱状物体の位置測定方法

Info

Publication number: JPH06180215A
Application number: JP35403992A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nishibe; 邦彦西部
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】天井クレーンを用いて台車に載置したコイル
を吊り上げるに際し、コイルの位置を簡単な装置で確実
に測定する新規な方法を提供する。【構成】レーザ距離計40は投光部Ｐと受光部Ｍを１組
とする複数組が所定間隔Ｄをもってコイル10の軸心と直
交する方向に配設されるとともに、投光部Ｐより投光さ
れるレーザ光Ｓがコイルの内部に位置する投光点Ｏに集
中して照射するように投光部Ｐの投光角度が定められて
いる。そして前記レーザ光Ｓが連続して静止中のコイル
10を横切るようにし、この間のレーザ距離計40のデータ
に基づいてコイル10の位置座標を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は離れた場所に置かれた円
柱状物体の位置をレーザ光を利用して測定する物体の位
置測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の物体の位置測定方法の一例とし
て、製鋼工場で生産されるコイルについて説明する。コ
イルヤードに搬入されたコイルを天井クレーンにより自
動で吊り下げる場合、その天井クレーンをコイル上に正
確に誘導する必要がある。そのために、従来はＣＣＤカ
メラを用いた画像処理によりコイルの位置測定が行われ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像処
理によるコイル位置測定方法では、測定装置の構造が複
雑で高価となる。またコイルの表面が光るような場合に
は、コイルを明瞭に区別できず測定不能となる等の難点
があった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑み創案されたもの
で、離れた場所に置かれた物体の位置を簡単な装置で確
実に測定できるようにした物体の位置測定方法の提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、円柱状物
体に向けて複数本のレーザ光を照射し、その円柱状物体
から反射する反射光を受光して各反射点までの距離を測
定するレーザ距離計を用いた円柱状物体の位置測定方法
であって、前記レーザ距離計は投光部と受光部を１組と
する複数組が円柱状物体の軸心と直交する方向に所定の
距離間隔をもって配設されるとともに、各投光部は投光
したそれぞれのレーザ光が円柱状物体内の適宜に定めた
位置を集中して照射するようにそれぞれ投光角度が定め
られており、かつ前記レーザ光が静止中の円柱状物体を
連続して横切るようにレーザ距離計を移動せしめ、この
間のレーザ距離計による複数個の距離データに基づいて
円柱状物体の位置座標を演算するようにしたことを特徴
としている。

【０００６】第２の発明は、円柱状物体に向けて複数本
のレーザ光を照射し、その円柱状物体から反射する反射
光を受光して各反射点までの距離を測定するレーザ距離
計を用いた円柱状物体の位置測定方法であって、前記レ
ーザ距離計は投光部と受光部を１組とする複数組が円柱
状物体の軸心と直交する方向に所定の距離間隔をもって
配設されるとともに、各投光部は投光したそれぞれのレ
ーザ光が円柱状物体内の適宜に定めた位置を集中して照
射するようにそれぞれ投光角度が定められており、かつ
前記円柱状物体が前記レーザ光を連続して横切るように
円柱状物体を移動せしめ、この間のレーザ距離計による
複数個の距離データに基づいて円柱状物体の位置座標を
演算するようにしたことを特徴としている。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して第１の発明に係る実施
例を説明する。図１は第１の発明に使用する測定系の正
面図、図２は同側面図、図３はレーザ距離計で測定され
た受光部の受光信号波形の例示図である。

【０００８】以下の説明では円柱状物体として製鋼工場
で生産されるコイルを例にとって説明する。図１、図２
に示すように複数個（図示例では３個）のコイル11、1
2、13(コイルを総称する場合にはコイル10とする）は、
台車20に載置されてコイルヤード21に搬入れ、天井クレ
ーン30によって自動的に台車20から吊り下げられ、倉庫
等に保管される。

【０００９】天井クレーン30の走行方向をＸ方向、横行
方向をＹ方向、巻上方向をＺ方向とする。台車20はＹ方
向に搬入される。台車20上のコイル10は中心軸を略Ｙ方
向に向けた状態でＹ方向にコイル11、12、13と並置さ
れ、それぞれスキッド14によりＹ方向に位置決めされて
いる。

【００１０】前記コイル10は大きさが必ずしも一様で
なく、Ｙ方向の幅Ａが異なっており、隣接するコイル10
との距離間隔Ｂも異なっていたりすることがある。

【００１１】天井クレーン30のクラブ31には、レーザ距
離計40が設けられている。

【００１２】一般にレーザ距離計は、被測定物に向けて
レーザ光を照射する投光部と、被測定物により反射する
反射光を受光する受光部と、受光部の出力に基づいて被
測定物との距離を演算する演算部とを有している。

【００１３】本実施例のレーザ距離計40は投光部Ｐと受
光部Ｍを一組とする複数組の投光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・
・・（投光部を総称する場合、符号Ｐとする）及び同数
の受光部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・（受光部を総称する場
合、符号Ｍとする）からなっており、Ｘ方向、即ち、台
車20の進入方向と直交する方向に所定の距離間隔Ｃをも
って配設されている。そして投光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・
・・より下方に向けて投光されたレーザ光Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３・・・（レーザ光を総称する場合、符号Ｓとする）
が、台車20より上方の適宜定めた投光点Ｏ、換言すれ
ば、台車20に載置したコイル10内の適宜に定めた仮想の
位置Ｏに集中して投光するように各投光部Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３・・・の投光角度α１、α２、α３・・・が定めら
れている。即ち、レーザ光Ｓは投光点Ｏに対して逆三角
状を有するビーム列に形成されている。

【００１４】次に、第１の発明の動作について説明す
る。本測定はコイルヤード21に進入した台車20が停止し
た後で行われる。

【００１５】まず台車20をレーザ距離計40の測定エリア
内に入れる。レーザ光Ｓがコイル10を横切るようにクラ
ブ31を定速ＶでＹ方向に移動させる。

【００１６】投光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・より投光点
Ｏに向けて投光したレーザ光Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・は
コイル10の表面を連続して照射する。そして反射された
反射光は受光部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で受光され、受信信号
が出力される。この受信信号は図３に示すように台車上
面とレーザ距離計40との距離、即ち、コイル11の高さ4
1、コイル12の高さ42、コイル13の高さ43、台車20面の
高さ44、コイル10の幅Ｗ／Ｖ、隣接するコイル11との距
離間隔Ｄ／Ｖを台車20の進行時間に従ってそれぞれ示し
ている。これによってコイル10の幅Ｗ、距離間隔Ｄ及び
台車20が停止したときのコイル10の置かれている位置が
演算される。

【００１７】同時にレーザ光Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によって
コイル10のそれぞれの反射点の位置座標が演算され、コ
イル10の中心位置の直径が算出される。

【００１８】前記したようにレーザ光Ｓは略三角形状を
有するビーム列に形成されてコイル10を照射しているの
で、コイル10によって反射される反射光はほぼ正反射と
なる。従って、レーザ光Ｓの強度をあまり上げなくても
受光部Ｍで十分に受光することができる。

【００１９】なお、図２においコイル10と台車20の境界
部分201 が死角により測定できないが、この点について
は、測定データをその他の死角を生じない台車部分202
の測定データと等しいものとし、また床面203 の測定デ
ータも台車部分202 の測定データと等しいものとすれ
ば、測定データがそのまま適用できる。

【００２０】第１の発明方法がコイル10を静止してレー
ザ距離計40を移動するようにしたのに対して、第２の発
明方法は、レーザ距離計40を静止してコイル10を移動す
るようにしている。即ち、台車20の移動中に測定が行わ
れる。その動作は第１の発明に準ずるのでその説明は省
略する。

【００２１】なお、本実施例においては、三角測量方式
のレーザ距離計を例として示したが、投受光部を一体化
し投受光の時間差又は位相差によって距離を求める方式
のものであってもよい。また本実施例では受光部Ｍを複
数個用いた例を示したが、１個の受光部でその視野を広
くとり、全てのレーザ光Ｓの反射光を受光して距離分布
を求めるようにしても良い。

【００２２】更に、本実施例に示すように物体がコイル
等の円柱状物体の場合には、レーザ距離計40は３組あれ
ばよく、レーザ距離計40の組数を増加させることによっ
て例えば箱状等の物体の位置を測定し得ることはいうま
でもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る円
柱状物体の位置測定方法は、投光部と受光部とを１組と
する複数組が円柱状物体の並置方向に直交する方向に所
定間隔をもって配設されたレーザ距離計を用いてレーザ
光を略逆三角形状のビーム列に成形し、このレーザ光が
静止中の円柱状物体を連続して横切るようにレーザ距離
計を移動させて円柱状物体の位置を演算するようにして
いる。また第２の発明においては前記レーザ距離計を用
いて円柱状物体が静止中のレーザ光を連続して横切るよ
うに円柱状物体を移動するようにしている。

【００２４】従って、本発明方法は画像処理等の複雑な
処理系を必要とせず、装置が簡単で経済的である。また
レーザ光を用いているので、円柱状物体が光っている場
合でも確実に測定することができるので、外乱光の影響
の少ない安定した位置測定が可能となり、ひいては天井
クレーン等による安全かつ確実にな自動吊り下げができ
ることになる。さらにレーザ光は円柱状物体に対して逆
三角形状を有するビーム列に形成されているので、レー
ザ光の出力は小さくても良く、レーザ距離計の寿命を長
く保つことができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に使用する測定系の正面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】レーザ距離計で測定された受光部の受光信号波
形の例示図である。

【符号の説明】

10 コイル 20 台車 30 天井クレーン 31 クラブ 40 レーザ距離計Ｐ投光部Ｓレーザ光Ｍ受光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱状物体に向けて複数本のレーザ光を
照射し、その円柱状物体から反射する反射光を受光して
各反射点までの距離を測定するレーザ距離計を用いた円
柱状物体の位置測定方法であって、前記レーザ距離計は
投光部と受光部を１組とする複数組が円柱状物体の軸心
と直交する方向に所定の距離間隔をもって配設されると
ともに、各投光部は投光したそれぞれのレーザ光が円柱
状物体内の適宜に定めた位置を集中して照射するように
それぞれ投光角度が定められており、かつ前記レーザ光
が静止中の円柱状物体を連続して横切るようにレーザ距
離計を移動せしめ、この間のレーザ距離計による複数個
の距離データに基づいて円柱状物体の位置座標を演算す
るようにしたことを特徴とする円柱状物体の位置測定方
法。
【請求項２】円柱状物体に向けて複数本のレーザ光を
照射し、その円柱状物体から反射する反射光を受光して
各反射点までの距離を測定するレーザ距離計を用いた円
柱状物体の位置測定方法であって、前記レーザ距離計は
投光部と受光部を１組とする複数組が円柱状物体の軸心
と直交する方向に所定の距離間隔をもって配設されると
ともに、各投光部は投光したそれぞれのレーザ光が円柱
状物体内の適宜に定めた位置を集中して照射するように
それぞれ投光角度が定められており、かつ前記円柱状物
体が前記レーザ光を連続して横切るように円柱状物体を
移動せしめ、この間のレーザ距離計による複数個の距離
データに基づいて円柱状物体の位置座標を演算するよう
にしたことを特徴とする円柱状物体の位置測定方法。
【請求項３】前記レーザ光は円柱状物体に対して略逆
三角形状を有するビーム列である請求請１又は２記載の
円柱状物体の位置測定方法。