JPH06313705A - 鋼片の形状検出装置および方法 - Google Patents

鋼片の形状検出装置および方法

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JPH06313705A
JPH06313705A JP5125497A JP12549793A JPH06313705A JP H06313705 A JPH06313705 A JP H06313705A JP 5125497 A JP5125497 A JP 5125497A JP 12549793 A JP12549793 A JP 12549793A JP H06313705 A JPH06313705 A JP H06313705A
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JP
Japan
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billet
image data
slit light
image
coordinate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5125497A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Yoshida
三男 吉田
Junichi Fujisawa
淳一 藤沢
Akio Sakurai
昭夫 桜井
Noritoshi Sato
文紀 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Nittetsu Hokkaido Control Systems Co Ltd filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH06313705A publication Critical patent/JPH06313705A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビレットの上下位置変動があっても、ビレッ
トの幅寸法と表面凹凸の両者を同時に精度良く測定でき
るようにすることを目的とする。 【構成】 スリット光投光器1を用いて鋼片10の長手
方向斜め上方より鋼片の幅方向にスリット光SBを投射
するとともに、上記スリット光SBが上記鋼片10で反
射した光を撮像装置2により撮像して画像データを得、
上記画像データを用いて鋼片の形状を検出する際に、撮
像距離と画像データの画素分解能との関係を予め求め、
撮像距離毎に画素分解能を補正することにより、上記鋼
片10の上下位置がずれても高精度に測定できるように
し、上記鋼片10の品質判定、および品質情報のフィー
ドバックよる生産工程の改善を有効に行うことができる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼片の形状検出装置お
よび方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼片の中間素材である鋼片(以下、ビレ
ットという)の幅、厚み寸法や表面凹凸の値は、製造工
程中の重要な品質管理項目であり、これらの値が許容値
からはずれていると、最終の製品圧延工程で品質に問題
が発生するため、その管理の重要性は益々増大してい
る。
【0003】上記ビレットの寸法測定装置としては、従
来、例えば、特開平2−222803号公報に開示され
る装置がある。これは、投光部と受光部とから構成され
る2台の外径測定器を、測定する直径が互いに直交する
ように一体に設けて揺動し、測定された極小値と極大値
とから、信号処理解析手段により、鋼片の寸法を測定す
るものである。
【0004】上記寸法測定装置は、投受光方式のため、
搬送によるパスラインずれがあっても寸法の測定精度に
大きな影響を与えることなく測定ができるが、原理的に
鋼片の表面凹凸は測定できない問題がある。
【0005】一方、表面凹凸の測定方法に関しては、特
開平4−157308号公報に開示されている方法があ
る。これは、光切断方法により鋼帯の反りを検出するも
ので、画像データの相対座標を用いて画像処理すること
によって鋼帯の上下変動による影響を抑制して反り量を
検出するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法は、鋼帯の上下変動による撮像エリアの変化、すなわ
ち、画像データの分解能変化に対する補正を行ておら
ず、したがって、鋼帯の反り量および幅寸法を精度良く
検出できない問題があった。
【0007】本発明は、このような問題を解決したもの
で、ビレットの上下位置変動があっても、ビレットの幅
寸法と表面凹凸の両者を同時に精度良く測定可能な形状
検出装置および方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼片の形状検出
装置は、鋼片の上方に取り付けられていて、上記鋼片の
長手方向の斜め上方より上記鋼片の幅方向にスリット光
を投射する投光器と、上記スリット光が上記鋼片で反射
した光を画像データとして検出する撮像装置と、上記撮
像装置から入力される画像データを用いて鋼片の形状を
検出する画像処理装置とを具備している。
【0009】また、本発明の鋼片の形状検出方法は、鋼
片の長手方向斜め上方より上記鋼片の幅方向にスリット
光を投射するとともに、上記スリット光が上記鋼片で反
射した光を画像データとして撮像する方法において、撮
像距離と画像データの画素分解能との関係を予め求めて
おき、撮像距離毎に画素分解能を補正するようにしてい
る。
【0010】
【作用】本発明によれば、光切断法によりビレットの幅
寸法と表面凹凸の両者を同時に測定することが可能とな
る。しかも、撮像距離と画像データとの分解能の変化を
予め求めて、撮像距離毎に画像データの分解能を補正す
る処理を行うので、上記ビレットの上下変動による撮像
エリアの変化、すなわち、画像データの分解能の変化が
あっても、撮像距離による画像データの分解能変化の影
響を受けない精度の良いビレットの幅寸法方法表面凹凸
の測定を行うことができるようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の鋼片の形状検出の測定原理と
装置構成の一実施例を、図面を参照して説明する。図1
は、本発明の装置構成を示している。図1において、1
はスリット光投光器であり、対象物であるビレット10
の上部に取り付けられていて、ビレット10の長手方向
斜め上方より投射角θsでビレット10の幅方向にスリ
ット光SBを投射するために設けられている。
【0012】2は撮像装置であり、スリット光SBがビ
レット10に当たることにより、上記ビレット10上に
形成される輝線SLの反射光を、受光角θrで画像デー
タとして取り込むためのものである。
【0013】3は画像処理装置であり、撮像装置2から
入力される輝線SLの反射光の画像SFから、ビレット
10の幅寸法の測定処理と表面凹凸の測定処理とを行
う。ここで、ビレット10が上下変動すると、画像SF
はY座標方向に変化するので、撮像装置2の撮像範囲
は、ビレット10の幅全体とするとともに、上下変動に
も対応できる広さにしておく。
【0014】次に、画像処理装置3における画像処理の
方法について説明する。ビレット10の幅wと表面凹凸
B は、画像SFの幅Wと表面凹凸Hとから次式の通り
計算される。 幅 :w =W …(1式) 表面凹凸:hB =Hcosθs /sin(θs +θr ) …(2式)
【0015】ここで、ビレット10に上下変動があると
撮像距離が変化するため、輝線SLの画像SFは、Y座
標位置が変化して検出される。この場合、ビレット10
が上方向に変動すると輝線SLの画像はSF′となり、
下方向に変動すると輝線SLの画像はSF″となる。こ
のとき、画像から得られる幅寸法は、各々W,W′,
W″(W″>W>W′)のように変化し、表面凹凸も
H,H′,H″(H″>H>H′)のように変化する。
【0016】したがって、上記(1式)および(2式)
からは、ビレット10の幅寸法wと表面凹凸hB を精度
良く求められない。このため、画像処理装置3では、撮
像距離と画像SFのY座標位置変化、および撮像エリア
の関係から予め求めた画像データのX座標とY座標の分
解能(画素当たりの撮像エリア:mm/画素)をY座標値
毎に記憶しておき、この記憶しておいたX座標とY座標
の分解能で補正して、画像SFの幅Wと表面凹凸を求め
るようにする。
【0017】図2に、画像データのX座標方向およびY
座標方向の分解能を、Y座標位置毎に求める方法を示
す。図1におけるスリット光の投射角と受光角を各々4
5°に設定し、撮像距離が1,300mmで撮像エリアの
X方向XY方向が240mm×225mmとしたとき、この
基準値から撮像距離を±10mmまで変化させたときの撮
像距離と撮像エリアの関係を、図2(a)に示し、撮像
距離と画像SFのY座標値の関係を、図2(b)に示
す。
【0018】図2(a)から、撮像距離と撮像エリアと
はリニアな関係を示し、撮像距離が+10mm変化したと
きに撮像エリアはX方向に1.010倍変化する。ま
た、Y方向には1.013倍変化し、−10mm変化した
ときにはこの逆になる。
【0019】また、図2(b)から、撮像距離と画像S
FのY座標との関係もリニアであり、撮像距離が±10
mm変化したときに輝線SFのY座標値は±20画素変化
することがわかる。
【0020】図2(c)は、上記図2(a),(b)の
関係から求めた画像SFのY座標値と、画像データのー
方向およびY方向の分解能との関係を示す図であり、画
像SFのY座標値が±20画素変化したときに、分解能
はX方向に3μm,Y方向に4.2μm変化することが
わかる。
【0021】図3および図4は、各々、図2(c)で求
めた関係により補正を加えて、精度の良いビレットの幅
寸法と表面凹凸とを測定する方法を示すフローチャート
である。図3は、ビレットの幅寸法を測定する方法を示
している。先ず、ステップP1において、撮像装置によ
り画像データ(例えば512×480の画素データ)を
得る。次に、ステップP2において、Y座標方向にデー
タスキャンして最大輝度値を検出する。
【0022】次に、ステップP3に進み、所定のしきい
値を越える画素のX,Y座標値を求めるとともに、ステ
ップP4にてY座標値に対応するX座標方向の分解能を
求め、得られた各々の分解能値を加算(ステップP5)
する。次に、ステップP6にてX座標方向に全てデータ
スキャンしたか否かを検出し、上記演算をX座標方向の
全範囲について繰り返し、ビレットの幅寸法Wを検出す
る(ステップP7)。
【0023】図4は、ビレット10の表面凹凸の測定方
法を示している。この場合、ステップP1〜ステップP
3までの処理は、図3に示した方法と同じであるが、ス
テップP4において、所定のX座標方向にデータスキャ
ンを行う。そして、ステップP5において、求めた画素
に対して所定のエリア毎にY座標値の最大値と最小値、
および最大頻度値を検出する。
【0024】次に、ステップP6において、エリア内の
最大頻度のY軸座標値を演算して、Y座標の最大値と最
大頻度値との差をY座標の絶対値と対応して求め、各Y
座標毎にY座標方向の分解能で補正することにより、表
面凹Hを求める。同様に、ステップP7にてY座標の最
小値と最大頻度値との差をY座標の絶対値と対応して求
め、各Y座標毎にY座標方向の分解能で補正することに
より表面凸Hを求める。
【0025】そして、ステップP8にてX座標方向に全
てデータスキャンしたか否かを検出し、上記演算をX座
標方向の全範囲について繰り返し行うことにより、画像
SFの幅寸法Wと表面凹凸Hを求める(ステップP
9)。このように、図3および図4の方法により画像S
Fの幅寸法Wと表面凹凸Hを求められれば、上記の(1
式)および(2式)により、実際のビレットの幅寸法w
と表面凹凸hB とが求められる。
【0026】図5は、ビレットの幅寸法をインラインで
測定した一例を示す特性図である。この場合の測定条件
は、撮像距離が1300mm,レーザによるスリット光投
射角とCCDカメラによる撮像装置の受光角が各々45
°であり、30m /min の速度で移動している幅162
mm,長さ12m のビレットを長手方向に10ヶ所測定し
た。
【0027】図5に示すように、従来の測定方法では、
正規のビレット寸法162mmに対して、162±0.2
5mmで測定されているが、撮像距離が±10mm変化した
ときには、さらに±1.6mmのビレット幅寸法変動とし
て測定されており、大きな誤差になっている。一方、本
発明による測定では、撮像距離の変化があっても、16
2±0.25mmの測定値であり、ほぼ正規のビレット寸
法に近い値が測定されている。
【0028】
【発明の効果】本発明は上述したように、本発明によれ
ば、鋼片にスリット光を投射してその反射光情報を画像
データとして撮像するとともに画像処理を行うようにし
たので、上記鋼片が上下方向に位置ずれしてもその位置
ずれに対して無関係に精度のよい形状測定を行うことが
できるようになり、産業上極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成を示す図である。
【図2】撮像距離変化に伴う画像データの分解能の補正
方法を示す図である。
【図3】幅寸法の測定方法を示すフローチャートであ
る。
【図4】表面凹凸の測定方法を示すフローチャートであ
る。
【図5】ビレットの幅寸法測定において本発明の効果を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 スリット光投光器 2 撮像装置 3 画像処理装置 10 ビレット SB スリット光 SL 輝線 SF 反射光の画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 昭夫 北海道室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道 制御システム株式会社内 (72)発明者 佐藤 文紀 北海道室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道 制御システム株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼片の上方に取り付けられていて、上記
    鋼片の長手方向の斜め上方より上記鋼片の幅方向にスリ
    ット光を投射する投光器と、 上記スリット光が上記鋼片で反射した光を画像データと
    して検出する撮像装置と、 上記撮像装置から入力される画像データを用いて鋼片の
    形状を検出する画像処理装置とから構成されることを特
    徴とする鋼片の形状検出装置。
  2. 【請求項2】 鋼片の長手方向斜め上方より上記鋼片の
    幅方向にスリット光を投射するとともに、上記スリット
    光が上記鋼片で反射した光を画像データとして撮像する
    方法において、 撮像距離と画像データの画素分解能との関係を予め求
    め、撮像距離毎に画素分解能を補正するようにしたこと
    を特徴とする鋼片の形状検出方法。
JP5125497A 1993-04-28 1993-04-28 鋼片の形状検出装置および方法 Withdrawn JPH06313705A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0892264A2 (en) * 1997-07-15 1999-01-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for the determination of the quality of a bonded area in a boxmaking blank
CN104215179A (zh) * 2013-06-05 2014-12-17 新兴铸管新疆有限公司 使用激光位移传感器动态测量钢坯宽度的方法
JP2015078957A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 リコーエレメックス株式会社 外観検査装置および外観検査方法
CN112710238A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 上海宝信软件股份有限公司 连铸坯长度摄像定尺装置及方法

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