JPH10185518A

JPH10185518A - コイル位置検出装置

Info

Publication number: JPH10185518A
Application number: JP34920896A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Inomata; 雅一猪股; Hiroyuki Sugiura; 寛幸杉浦; Mitsuaki Uesugi; 満昭上杉; Takashi Hirokawa; 剛史広川; Yasutoshi Fujikawa; 安敏藤川; Kiyoshi Muta; 潔牟田; Yasuhiro Akagi; 康弘赤木
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性が高く、構成が簡単であり、更にリフ
タの直下にあるコイルの検出を可能にした測定を可能に
したコイル位置検出装置を提供する。【解決手段】スリット光走査装置１２がコイル幅方向
に平行な複数本のスリット光を、コイル径方向に走査し
ながらコイル３の上面に照射する。そして、テレビカメ
ラ１０がその状態を撮像する。このとき、スリット光走
査装置１２及びテレビカメラ１０は、天井クレーン３０
のリフタ３１から離れた位置に配置されており、そし
て、テレビカメラ１０は更にその光軸が鉛直方向に対し
て斜めになるように配置されているので、リフタ３１の
直下にあるコイル３にスリット光を照射し、その状態を
撮像することができる。そして、テレビカメラ１０の映
像信号に基づいてそのスリット光照射部の３次元形状デ
ータを求め、更に、そのデータに基づいてコイルの径方
向中心位置、コイル径、コイルの幅方向中心位置及びコ
イル幅を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所のコイルヤ
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。

【０００２】

【従来の技術】従来のこ種のコイル位置検出装置として
次の（１）〜（３）に挙げるものがある。（１）２次元（輝度）画像による検出方式：この方式は
例えば特願昭６３−３１１２１５号、「自動倉庫クレー
ン用熱延製品（コイル）位置検出装置の開発（第７回産
業における画像センシング技術シンポジュウム）」等に
おいて提案されている。この検出方式は、投光器により
コイルを照射してその反射光を例えばＣＣＤカメラによ
り撮像して、その反射光の輝度分布からコイル位置を検
出している。（２）スリット光を採用した方式：この方式は例えば特
開平３−１６２３９５号公報等において提案されてい
る。ここで提案されている方式は、コイルの径方向及び
幅方向に各々１本のスリット光を照射して、それを２台
のテレビカメラで撮影し、テレビカメラの映像信号を演
算処理してコイルの中心位置や幅を求めている。（３）複数台の距離計の平行移動方式：この方式は例え
ば特開平７−３０６０３２号公報において提案されてい
る。この方式は、クレーンの吊り具の中心を通る鉛直線
と物体の交点近傍に光又は超音波が照射するように、光
波距離計をクレーンに搭載し、その光波距離計の測定結
果に基づいてコイルまでの距離、吊り上げるべきコイル
の上部空間及び降ろし場所の先入物の有無を演算して判
断している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のコイル位
置検出装置には次のような問題点がそれぞれ指摘され
る。（１）２次元（輝度）画像による検出方式：ａ）耐環境性：輝度画像ではコイルの表面輝度レベルと
周辺部の輝度レベルとの差を安定して維持することが次
の理由により困難である。・外乱光（昼夜での工場内の明るさの違い、室内照明の
コイルへの映り込み、太陽光の視野内への映り込み）に
よる輝度レベルの変動が大きい。・コイル表面性状（反射率／錆鍍金、色、梱包材）の違
いによるコイルの輝度レベルのバラツキが大きい。・コイルと床面（床面上のマーク、白線等有り）との識
別が困難である。ｂ）位置計測：パースペクティブ効果（２次元画像では
遠近効果による形状の歪みがある）により正確な位置計
測が困難である。

【０００４】（２）スリット光を採用した方式：ａ）データの信頼性：コイルの幅方向及び径方向の形状
データを各々１本のスリット光（光切断線）で測定して
おり、このため、データの信頼性が低い。コイル幅の検
出においては、コイル幅方向の１本の光切断線の形状か
ら、左右１点の端点位置をコイルのエッジ位置としてと
らえており、コイル梱包材、コイル表面の錆による反射
率のバラツキ等により、光切断線の欠落が生じた場合に
は端部位置が正確に計測できない。また、コイル径方向
の形状も同様に１本の光切断線のみで計測しているため
に、前述のコイル梱包材、コイル表面の反射率の違い等
により光切断線の欠落が生じた場合には、コイル径方向
のデータが正確に得られない。ｂ）リフタ直下のコイル位置の検出不可：この検出方式
は検出ヘッドが測定対象とするコイルの真上に置くこと
を前提としている。従って、リフタの下部にあるコイル
位置を計測することが出来ない。この為、測定装置はク
レーンのトロリとは別の移動機構に取り付けて位置を測
定し、しかる後にトロリ（リフタ）をコイルの真上まで
移動させて荷吊りをするか、又は、トロリに検出ヘッド
を取り付けた場合には、コイルの真上に一旦検出ヘッド
を移動させて計測し、位置を検出した後に、検出したコ
イルの真上にリフタを移動させるという作業が必要であ
り効率が悪かった。

【０００５】（３）複数台の距離計平行移動方式：この
方式はリフタ直下のコイルを検出することができるが、
次の問題点を有する。ａ）大掛かりな装置構成：この方式においては、複数台
の光波距離計を平行移動させてコイル表面の高さデータ
を測定しており、測定領域分の移動範囲をトロリー上に
確保する必要があるために、必然的に大掛かりな装置構
成になる。ｂ）移動時間大：大きな装置を平行移動させるために測
定時間が長くなる。ｃ）測定ピッチ大（粗）：設置する光波距離計の数で測
定ピッチが決まるが、一般的に光波距離計が高価である
ことから、コスト的にみて少数構成にせざるを得ず、自
ずと測定ピッチは粗くなる。ｄ）測定ピッチ固定：光波距離計の設置位置が固定され
ているために、測定対象となるコイルの径に応じた最適
な幅を選択することか出来ない。ｅ）高価（距離計の複数設置）：移動機構等の装置のコ
ストは測定ピッチに反比例し、光波距離計の設定台数が
増えると高額になる。

【０００６】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたものであり、信頼性が高く、更にリフタ
の直下にあるコイルの検出を可能にし、或いはそれに加
えてコイルの向きが横行方向及び走行方向の何れであっ
ても測定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。

【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（請求項１）は、コイルを搬送する天井クレー
ンに搭載され、コイル幅方向に平行な複数本のスリット
光を、コイル径方向に走査しながらコイル上面に照射す
る投光手段と、天井クレーンに搭載され、スリット光が
照射されるコイル上面を撮像する撮像手段と、撮像手段
の撮像信号を画像処理して、その画像信号からスリット
光に対応した画像信号を抽出する画像処理手段と、その
抽出されたスリット光に対応した画像信号に基づいて、
そのスリット光照射部の３次元形状データを、複数のス
リット光のそれぞれについて求める形状演算手段と、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、前記複数のスリ
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コイル演算手段とを
有し、そして、投光手段及び撮像手段は、天井クレーン
のリフタから離れた位置に配置され、且つ、撮像手段は
更にその光軸が鉛直方向に対して斜めになるように配置
される。

【０００８】本発明においては、投光手段がコイル幅方
向に平行な複数本のスリット光を、コイル径方向に走査
しながらコイル上面に照射する。そして、天井クレーン
に搭載された撮像手段がその状態を撮像する。このと
き、投光手段及び撮像手段は、天井クレーンのリフタか
ら離れた位置に配置されており、そして、撮像手段は更
にその光軸が鉛直方向に対して斜めになるように配置さ
れているので、天井クレーンのリフタの直下にあるコイ
ルにスリット光を照射し、且つその状態を撮像すること
ができる。画像処理手段は、撮像手段の映像信号を画像
処理して、その画像信号からスリット光に対応した画像
信号を抽出する。形状演算手段は、そのスリット光照射
部の３次元形状データを、複数のスリット光のそれぞれ
について求める。コイル演算手段は、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。

【０００９】本発明に係るコイル位置検出装置（請求項
２）は、上記のコイル位置検出装置において、投光手段
と撮像手段との組を少なくとも２組以上設け、投光手段
と撮像手段との組を予め決められたコイルの設置方向に
合わせて設置し、コイルの設置方向に対応した組（スリ
ット光がコイル幅方向となる組）が選択されて使用され
る。

【００１０】本発明においては、コイルの配置方向が例
えば横行方向及び走行方向の双方に対応できるように投
光手段と撮像手段との組を設けておく。そして、リフト
の直下にあるコイルの配置方向が把握されると、その方
向に対応した投光手段と撮像手段との組が選択され、そ
の選択された投光手段が、コイル幅方向に平行な複数本
のスリット光を、コイル径方向に走査しながらコイル上
面に照射する。そして、天井クレーンに搭載された撮像
手段がその状態を撮像する。その後の画像処理手段、形
状演算手段及びコイル演算手段の各手段は上述の場合と
同様な処理を行い、コイルの径方向中心位置、コイル
径、コイルの幅方向中心位置及びコイル幅を求める。

【００１１】本発明（請求項１，２）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。また、本発明においては複数本のスリット光を
用いたマルチスリット光によりコイルの全体形状を計測
しており、このため、外乱に対しロバストな計測が実現
されており、信頼性の向上が図られている。また、マル
チスリット光による複数のデータを用いることでＳ／Ｎ
も良くなり、性能の面でも向上したコイルの位置検出が
可能になっている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２は発明の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１２はスリット光１２ａを発生すると
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
投射角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。コイル演算装置１８においてはその計測された３次
元形状に基づいて被測定物２であるコイルの位置、幅等
を求める。

【００１３】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３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２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２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。

【００１４】（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′） …（１）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。

【００１５】

【数１】

【００１６】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′ …（３）ｙ＝｛１−ｚ（ｘ′，ｙ′）／ａ｝ｙ′ …（４）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
（２），（３），（４）式で求まることが分かる。ま
た、上記の（３），（４）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。

【００１７】（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。

【００１８】（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。

【００１９】（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。

【００２０】（実施の形態１．）本発明における形状測
定の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２の光学系を天井クレーンに配置した場合につ
いて説明する。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図２の光
学系（テレビカメラ、スリット光走査装置）を天井クレ
ーンに配置した場合における平配置図、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１０，１２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、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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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４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 …（５）コイル幅＝｜右エッジ−左エッジ｜ …（６）

【００２４】コイル径方向についても、コイル径方向中
心位置は、図４に示されるように、コイル幅方向の形状
データを投影し、投影された形状データから、コイルが
円形であることに基づいて、円の方程式に形状データを
代入することで、コイル中心位置及びコイル径を求め
る。（ｘ−ｃ_x）²＋（ｚ−ｃ_z）²＝ｒ² …（７）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ｃ_x，ｃ_z：コイル径方向中心位置ｒ：コイル半径

【００２５】具体的には、径方向の３点以上のデータが
あれば前記式を解くことができるが、径方向の測定デー
タを有効に使い、測定の信頼性を向上させるために、径
方向の測定データに対して３点の組み合わせを複数通り
設定し、各々の演算で得られた複数の中心位置からノイ
ズを除去し、その後続計処理を行うことにより精度及び
信頼性の高いコイル中心位置を求めることができる。

【００２６】ノイズ除去の方式としては、ノイズが真値
に対して異常値（真値よりも異常に大きいかまたは小さ
い値）をとることから、測定値の分布を求め、多数決の
理論により予め設定した範囲より離れた点を除去する方
法、及び、３点演算によって求められた全ての中心位置
の平均値から距離の離れている順に予め設定した点数の
データを削除する方法がある。このような処理は当然コ
イル径方向の断面形状を求める段階及び求めた断面形状
から異常な形状データを除去するためにも用いられてい
る。

【００２７】また、多数のコイル中心位置から真の中心
位置を求める方式としては、多数点の平均値を求める方
法や、多数点の分布をメッシュ状に分割しその分布の最
大値をとる位置を求める方法等がある。

【００２８】以上のように、多数点のデータ（複数本の
スリット光）を用いることで異常点（ノイズ）の除去が
容易に実現でき、且つ、統計処理によりノイズの影響を
受けにくいタフな計測が実現できる。

【００２９】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 …（８）ｖ＝Ｌ₂−（ａ−ｚ）ｃｏｓφ＋ｘ …（９）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

【００３０】このように、本実施形態においては、複数
のコイル断面形状からコイルの幅方向中心位置・幅、径
方向中心位置・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
きなくとも、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。

【００３１】更に、本実施形態においては、テレビカメ
ラ１０，１１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。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば次の効果が得られている。（１）投光手段により複数本の平行なスリット光をコイ
ルの上面に走査してそれを撮像手段により撮像し、その
撮像信号に基づいてコイルの位置データ等を求めてお
り、コイルが傾いて配置されていてもその影響を排除す
ることが可能であり、また、複数のスリット光によるデ
ータの統計的処理により位置データ等を求めることがで
きるので、信頼性の高い測定が可能になっている。（２）複数のスリット光の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。（３）投光手段及び撮像手段を天井クレーンのリフタか
ら離れた位置に配置し、そして、撮像手段を更にその光
軸が鉛直方向に対して斜めになるように配置したので、
リフタ直下のコイル位置を正確に測定できることができ
る。従来のように、コイル位置検出装置でコイル位置を
一旦測定し、その後リフタの位置（トロリ）を移動させ
るという２段階を経る必要がなくなり、直接リフタ直下
のコイル位置を測定できるので、運用上サイクルタイム
が短くなり、荷役作業の効率が向上する。（４）投光手段と撮像手段との組みを少なくとも２組以
上設け、投光手段と撮像手段との組を予め決められたコ
イルの設置方向に合わせて設置し、コイルの設置方向に
対応した組が選択されて使用されるようにしたので、コ
イルの向きがクレーンの横行方向又は走行方向の何れに
も対応可能な位置検出ができ、コイルの配置方向による
制約を受けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の光学系を天井クレーンに配置した場合に
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。

【図２】本発明の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３】図１のスリット光走査装置の構成を示した図で
ある。

【図４】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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者広川剛史東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者藤川安敏東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者牟田潔東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者赤木康弘東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを搬送する天井クレーンに搭載さ
れ、コイル幅方向に平行な複数本のスリット光を、コイ
ル径方向に走査しながらコイル上面に照射する投光手段
と、前記天井クレーンに搭載され、前記スリット光が照射さ
れるコイル上面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像信号を画像処理して、その画像信号
からスリット光に対応した画像信号を抽出する画像処理
手段と、前記抽出されたスリット光に対応した画像信号に基づい
て、そのスリット光照射部の３次元形状データを、複数
のスリット光のそれぞれについて求める形状演算手段
と、前記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、前記複数
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コイル演算手
段とを有し、そして、前記投光手段及び撮像手段は、前記天井クレーンのリフ
タから離れた位置に配置され、且つ、前記撮像手段は更
にその光軸が鉛直方向に対して斜めになるように配置さ
れることを特徴とするコイル位置検出装置。
【請求項２】前記投光手段と前記撮像手段との組みを
少なくとも２組以上設け、前記投光手段と前記撮像手段
との組を予め決められたコイルの設置方向に合わせて設
置し、コイルの設置方向に対応した組が選択されて使用
されることを特徴とする請求項１記載のコイル位置検出
装置。