JPS61213613A - 形状測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は形状測定装置に関し、更に詳述すれば、テレビ
カメラ等の撮像装置によりたとえば熱間圧延される厚板
の自家発光赤外線像を撮像し、その画像信号を解析する
ことにより厚板の平面形状を測定する装置等のような形
状測定装置に関する。

〔従来技術〕

本願出願人は、先に複数の撮像装置による合成画像を基
に形状測定対象物体の形状を測定するための「板形状測
定装置」　（特願昭５８−１４７２４８号）を提案して
いる。

この発明は、具体的には３×３のマトリックス状に配置
された９台のテレビカメラにより熱間圧延される厚板の
自家発光赤外線像を撮像して１個の合成画像とし、この
赤外線像を画像処理して厚板の各縁辺位置を検出し、こ
れにより最終的には厚板の形状（平面形状、より具体的
には外形寸法及び直線性）を測定するものであり、形状
測定対象の板材をそれぞれ部分的に撮像するように配設
された複数の２次元撮像装置と、該撮像装置により得ら
れた画像信号、該画像信号のレベルを変更し、また遅延
させた信号に基づき画像信号の立上り、立下り時点を示
す信号を作成するスライサと、該スライサの出力信号に
基づき前記立上り、立下り時点を撮像画像の位置に対応
づけるエツジ位置検出回路と、該エツジ位置検出回路に
より得られた位置情報を各２次元撮像装置の撮像視野に
関連づけて合成する演算装置とを備えたことを特徴とす
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述の「板形状測定装置」の発明においても、
また従来のテレビカメラ等の撮像装置の露出制御、具体
的には絞りの制御方法は撮像された画像信号のピークレ
ベルを一定に維持するように適宜絞りを開閉制御する構
成が一般的である。

このため従来はたとえば以下の如き不都合が生じていた
。

今、仮に形状測定対象物体である熱間圧延中の厚鋼板の
画像信号が第４図（ａｌに実線にて示す如きであるとす
る。この画像信号をスライスレベルＳＬにて２値化する
と同図中）に示す如き２値信号が得られる。しかし、撮
像対象の被撮像面内の温度差が大である場合には、最高
温度に相当する部分の信号レベルがピークレベルＶｐに
維持されるため、温度が低い縁辺部分の画像信号は相当
程度低レベルとなり、第４図（ａ）に一点破線にて示す
如き画像信号が得られる。この一点破線にて示された画
像信号の立上がり、立下がりは実線にて示された画像信
号に比してかなり緩やかであるため、これをスライスレ
ベルＳＬにて２値化した場合には、第４図（Ｃ）に示す
如く、本来の熱間圧延厚鋼板の縁辺位置とは異なった位
置が熱間圧延厚鋼板の縁辺位置として検出され、測定精
度を低下させる原因となっていた。

〔問題点解決のための手段〕

本発明は以上の如き事情に鑑みてなされたものであり、
撮像装置と形状！！！織装置との間に非線形増幅器を介
装し、撮像された形状測定対象物体の自家発光像の画像
信号の縁辺部分に相当するレベルの信号を高増幅率にて
増幅し、形状認識装置に与えることにより、形状測定対
象物体の縁辺部分をより的確に検出し、より正確な形状
測定を行い得る形状測定装置の提供を目的とする。

本発明は、自家発光する形状測定対象物体を撮像する撮
像装置と、該撮像装置の画像信号を基に前記形状測定対
象物体の平面形状を認識する形状ｉ！！識装置とを備え
た形状測定装置において、前記撮像装置と前記形状認識
装置との間に非線形増幅器を介装し、該非線形増幅器に
より前記撮像装置の画像信号のうち、前記形状測定対象
物体の撮像画像の縁辺部分を表すべき部分を高増幅率に
て増幅して前記形状認識装置に与えるべくなしたことを
特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第１図は、本発明装置が設備される圧延ラインの概略の
構成を示すための模式図と共に示す本発明に係る形状測
定装置のブロック図である。なお、本実施例では、熱間
圧延厚鋼板の自家発光による赤外線像をテレビカメラに
て撮像し、これを形状認識装置により解析して熱間圧延
厚鋼板の形状測定を行うものとする。

多数のロールＲ，Ｒ・・・を並設した圧延ラインには可
逆圧延機Ｍが設置されている。この可逆圧延機Ｍにより
、ロールＲ，Ｒ・・・上を白抜矢符両方向に移動される
熱間圧延厚鋼板Ｓの圧延が行われる。

可逆圧延機Ｍの一側上方の位置にはテレビカメラｌが備
えられている。

テレビカメラ１は、レンズ系１１、カメラヘッド１２等
からなり、レンズ系１１には図示しない絞りが内蔵され
ている。この絞りは後述する如く、露出制御装置１０に
より開閉制御され、これによりテレビカメラｌの露出制
御が行われる。そして、レンズ系１１により結像された
熱間圧延厚綱板Ｓの自家発光による近赤外線像は、カメ
ラヘッド１２により画像信号に変換され、カメラ走査器
２に与えられる。

カメラ走査器２に与えられた画像信号は、ノイズ等が除
去されてＯクランプされた後、非線形増幅器３に与えら
れる。

非線形増幅器３は、入力された信号の低レベル部分を高
増幅率で、ハイレベル部分を低増幅率で増幅して出力す
る増幅器であり、その入力信号のレベルと出力信号のレ
ベルの間の関係は第３図に示すように設定されている。

非線形増幅５３からの出力信号は、ピークホールド回路
４．加算器７．受光レベル制御回路５等からなる露出制
御装置１０、及び形状認識装置６に与えられる。

露出制御装置ｌＯは、テレビカメラｌのレンズ系１１に
内蔵されている絞りの開閉制御を司る装置であり、撮像
された画像信号のピークレベルが一定に維持されるよう
に絞りを開閉する。即ち、非線形増幅器３から与えられ
た画像信号の、たとえば１画面におけるピークレベルが
ピークホールド回路４により保持され、加算器７に負の
値として与えられる。一方、加算器７には基準値Ｖｒｅ
ｆが正の値として与えられており、加算器７にて両者が
加算され、その結果が受光レベル制御回路５に与えられ
る。受光レベル制御回路５は、加算器７から与えられる
入力信号が正（又は、負）の値である場合にはテレビカ
メラ１の絞りを開く　（又は、絞る）ことにより、自身
に加算器７から入力される信号値を０に一致させる方向
に、換言すれば加算器７に入力されるピークホールド回
路４の出力信号の値と基準値Ｖｒｅｆとが一致するよう
に制御するものである。

形状認識装置６はテレビカメラ１が撮像した画像信号を
適宜の閾値（スライスレベル）にて２値化し、この２値
信号の立上がり位置、立下がり位置等を基にテレビカメ
ラ１の視野Ｆ内における熱間圧延厚鋼板Ｓの縁辺位置を
検出して熱間圧延厚鋼板Ｓの形状を測定するものである
。

このようにして測定された熱間圧延厚鋼板Ｓの平面形状
は、その特徴要素が制御装置８に与えられる。

圧延機制御装置８は形状認識装置６から与えられた熱間
圧延厚鋼板Ｓの平面形状の特徴要素を基に可逆圧延機Ｍ
、ロールＲ，Ｒ・・・の駆動装置（図示せず）等を制御
し、これにより熱間圧延厚鋼板Ｓの形状を指定された形
状に圧延成形するものである。

なお、テレビカメラｌの視野Ｆの縁辺と熱間圧延厚鋼板
Ｓの縁辺とは平行ではなく、若干の角度で交叉するよう
に視野Ｆが設定されている。これはテレビカメラ１の走
査線の方向と熱間圧延厚鋼板Ｓの縁辺の方向とが一致し
た場合にはその検出がやや回能となるからである。

以上の如く構成された本発明装置の動作について以下に
説明する。

第２図（８１は、カメラヘッド１２によりピークレベル
Ｖｐにて撮像された熱間圧延厚鋼板Ｓの自家発光赤外線
像の画像信号を示しており、左側には形状測定対象物体
である熱間圧延厚鋼板Ｓの表面の温度変動が比較的小で
ある場合、右側には同じく大である場合をそれぞれ模式
的に示している。なお、信号レベルがハイレベルである
部分は温度が高いことを示しており、従って熱間圧延厚
鋼板Ｓの表面の温度変動が大である場合は、通常は中心
部分が最も高温であり、周辺に向かうに従って次第に低
温となる。

この画像信号がカメラ走査器２に入力され、これにより
０クランプされた信号を第２図中）に示しである。

ところで、従来技術の項で説明した如く、このカメラ走
査器２から出力された画像信号を直ちに形状認識装置６
に与えてスライスレベルＳＬにて２値化すると、第２図
の左側に示されている熱間圧延厚鋼板の表面の温度変動
が比較的小である場合の両縁辺検出位置は、Ｐ及びＰ′
であり、範囲Ａが熱間圧延厚鋼板Ｓの像となる。

一方、右側に示されている表面内の温度変動が比較的大
である場合の両縁辺検出位置は、ｐ及びｐ′であり、範
囲Ｂが熱間圧延厚鋼板Ｓの像となる。これを破線にて併
せて示しである表面温度変動が小である場合と比較する
と、両縁辺検出位置ｐ、ｐ’はｐ、ｐ’より内側に寄っ
ている。従って両者の差、即ちＰとｐ、ｐ’とｐ′の間
の距離Ｅ及びＥ′が＃１４差となる。

しかし、本発明装置においては、カメラ走査器２の出力
は直接形状認識装置６に与えられるのではなく、一旦非
線形増幅器３に与えられる。この非線形増幅器３は前述
の如く、第３図に示すような入力信号のレベルと出力信
号のレベルの関係、具体的にはＯレベルからスライスレ
ベルＳＬよりやや高い増幅率変更レベルＣＬまでの間を
比較的高増幅率にて増幅し、レベルＣＬ以上ピークレベ
ルＶ＠ｅまでの間を比較的低増幅率にて増幅するように
設定されている。

従って、非線形増幅器３から出力されて形状認識装置６
に入力される画像信号は第２図（Ｃ）に示す如く、カメ
ラ走査器２から出力された時点の画像信号に比して熱間
圧延厚鋼板Ｓの表面温度変化が小である場合も大である
場合も立下がり及び立上がりが急峻になる。

第２図（Ｃ）の右側に示されている熱間圧延厚鋼板Ｓの
表面温度変化が大である場合、同じ場合のカメラ走査器
２から出力された画像信号と比較すると、信号の立上が
り及び立下がりがより急峻になり、このため縁辺検出位
置ｐ、ｐ’は画像信号の立上がり開始位置または立下が
り終了位置により近くなり、範囲Ｃが熱間圧延厚鋼板Ｓ
の像となる。

これにより、縁辺検出位置の誤差が減少し、より的確、
正確に縁辺の検出が行えることは明らかである。

なお、第２図（Ｃ）の左側に示されている熱間圧延厚鋼
板Ｓの表面温度変動が小の場合にも、それが大の場合程
ではないが、縁辺検出位置Ｐ、Ｐ’が画像信号の立上が
り開始位置または立下がり終了位置に近付くため、誤差
が減少する。

〔効果〕

以上の如く、本発明装置においては、撮像装置により撮
像された形状測定対象物体の自家発光赤外線像の画像信
号を一旦非線形増幅器に与え、縁辺部分に対応するレベ
ル、即ち２値化のためのスライスレベル以下のレベルの
信号を高増幅率にて増幅して形状認識装置に与える構成
としている。

このため、撮像装置の形状測定対象物体の表面からの受
光レベルの変動が大である場合にも、比較的緩やかな画
像信号の立上がり、立下がりがより急峻に変換されて形
状認識装置に与えられる。従って、形状測定対象物体の
縁辺部分の的確な検出が可能であり、これにより形状測
定対象物体の形状の正確な測定が可能となる。

また、本発明装置は形状測定対象物体の画像信号を得る
ための撮像装置と、これにより得られた画像信号を基に
形状測定対象物体の縁辺を検出して形状測定を行う形状
認識装置との間に、非線形項ｌ１ｌｌ器を介装し、その
増幅率の変更レベルを適宜に設定するのみにて十分の効
果が発揮されるものであるため、その構成は極めて簡単
であり、また経済的な負担もほとんど不必要である等、
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は本発
明に係る形状測定装置の構成を示すブロック図、第２図
はその各部分の画像信号の状態を示す模式図、第３図は
非線形増幅器の増幅率を示すグラフ、第４図は従来の形
状測定装置において検出された形状測定対象物体の縁辺
位置を示す模式図である。 ｌ・・・テレビカメラ　　２・・・カメラ走査器３・・
・非線形増幅器　　４・・・ピークホールド回路５・・
・受光レベル制御回路　　６・・・形状認識装置Ｓ・・
・熱間圧延厚鋼板 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫第２図 入カレ■ル 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自家発光する形状測定対象物体を撮像する撮像装置
   と、該撮像装置の画像信号を基に前記形状測定対象物体
   の平面形状を認識する形状認識装置とを備えた形状測定
   装置において、前記撮像装置と前記形状認識装置との間
   に 非線形増幅器を介装し、 該非線形増幅器により前記撮像装置の画像 信号のうち、前記形状測定対象物体の撮像画像の縁辺部
   分を表すべき部分を高増幅率にて増幅して前記形状認識
   装置に与えるべくなしたことを特徴とする形状測定装置
   。