(57)【要約】【課題】鋼板の曲がり形状を精度良く計測する。【解決手段】鋼板１の側端部がレーザ光の照射範囲に含まれるように鋼板１の搬送方向と直角にレーザ光を照射するレーザユニット１０ａ〜１０ｇを、鋼板の搬送方向に沿って４台以上配置する。また、レーザユニット１０ａ〜１０ｇによるレーザ光の照射範囲を視野に収めるカメラユニット１１を、鋼板の搬送方向においてレーザユニット１０ａ〜１０ｇより下流または上流に配置する。そして、コンピュータ２０をカメラユニット１１に接続し、カメラユニット１１が撮影した画像をコンピュータ２０に取り込む。コンピュータ２０は、カメラユニット１１から取り込んだ画像を処理することによって鋼板１の側端部に対応する複数のエッジを抽出し、抽出したエッジごとに、そのアドレスから鋼板１の側端部の幅方向位置を計算し、計算された鋼板１の側端部の複数箇所の幅方向位置に基づいて鋼板１の側端部の曲がり形状を復元する。【選択図】図１
2018027560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の搬送方向に沿って配置された、前記鋼板の側端部がレーザ光の照射範囲に含まれるように前記鋼板の搬送方向と直角にレーザ光を照射する４台以上の複数のレーザユニットと、
前記鋼板の搬送方向において前記複数のレーザユニットより下流または上流に配置された、前記複数のレーザユニットによるレーザ光の照射範囲を視野に収めるカメラユニットと、
前記カメラユニットに接続され、前記カメラユニットが撮影した画像を取り込むコンピュータと、を備え、
前記コンピュータは、
前記カメラユニットから取り込んだ画像を処理することによって前記鋼板の側端部に対応する複数のエッジを抽出し、抽出したエッジごとに、そのアドレスから前記鋼板の側端部の幅方向位置を計算するように構成されたエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部により計算された前記鋼板の側端部の複数箇所の幅方向位置に基づいて前記鋼板の側端部の曲がり形状を復元するように構成された曲がり復元部と、
を備えたことを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
前記エッジ抽出部で抽出されるエッジのアドレスは、画像平面上での座標で表され、
前記エッジ抽出部は、抽出したエッジごとに、画像平面上での座標を変換テーブル或いは変換式を用いて前記鋼板の側端部の高さ方向位置と幅方向位置とに変換するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。
【請求項３】
前記コンピュータは、
曲がり形状を復元する基準長さを取得し、前記基準長さに応じて前記複数のレーザユニットの中から少なくとも３つのレーザユニットを選択するように構成された対象レーザ選定部、をさらに備え、
前記エッジ抽出部は、前記対象レーザ選定部で選択されたレーザユニットが生じさせるレーザ反射光のエッジを抽出するように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の形状測定装置。
【請求項４】
前記コンピュータは、
曲がり形状を復元する基準長さを取得し、前記基準長さが前記複数のレーザユニットのうちの両端のレーザユニット間の距離である最長レーザ間隔よりも長い場合、前記鋼板が前記最長レーザ間隔より短い所定距離搬送された後の画像を前記カメラユニットから取り込み、取り込んだ複数の画像を結合することにより前記基準長さ分の画像を得るように構成された画像結合部、をさらに備え、
前記エッジ抽出部は、前記基準長さが前記最長レーザ間隔よりも長い場合、前記画像結合部で得られた画像からエッジを抽出するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項５】
前記コンピュータは、
曲がり形状を復元する基準長さを取得し、前記基準長さが前記複数のレーザユニットのうちの両端のレーザユニット間の距離である最長レーザ間隔よりも長い場合、前記鋼板が前記最長レーザ間隔より短い所定距離搬送された後の画像を前記カメラユニットから取り込み、取り込んだ複数の画像のそれぞれからエッジを抽出し、各画像から抽出したエッジのグループ間において対応する複数点の横方向位置が重なるように、各画像から抽出したエッジのグループを一つに結合するエッジ結合部、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項６】
前記形状測定装置は、前記複数のレーザユニットと前記カメラユニットとを含んで構成される複数の撮影システムを備え、
前記複数の撮影システムは、隣接する撮影システム間で前記カメラユニットの撮影領域が一部重なるように前記鋼板の搬送方向に沿って配置され、
前記コンピュータは、
前記複数の撮影システムで同時に撮影された画像を結合して一つの画像を得るように構成された画像結合部、をさらに備え、
前記エッジ抽出部は、前記画像結合部で得られた画像からエッジを抽出するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項７】
前記形状測定装置は、前記複数のレーザユニットと前記カメラユニットとを含んで構成される複数の撮影システムを備え、
前記複数の撮影システムは、隣接する撮影システム間で前記カメラユニットの撮影領域が一部重なるように前記鋼板の搬送方向に沿って配置され、
前記コンピュータは、
前記複数の撮影システムで同時に撮影された複数の画像のそれぞれからエッジを抽出し、各画像から抽出したエッジのグループ間において対応する複数点の横方向位置が重なるように、各画像から抽出したエッジのグループを一つに結合するエッジ結合部、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項８】
前記形状測定装置は、
前記鋼板の搬送方向に沿って配置された、前記鋼板の側端部を撮影する３台のラインセンサカメラ、をさらに備え、
前記コンピュータは、
前記３台のラインセンサカメラから取り込んだ画像を処理することによって前記鋼板の側端部に対応する３つのエッジを抽出するように構成された第２エッジ抽出部と、
前記第２エッジ抽出部で抽出された少なくとも３つのエッジのアドレスから前記鋼板の側端部の狭域での曲がり形状である狭域曲がり形状を計算するように構成された狭域曲がり形状計算部と、
前記曲がり復元部で復元された曲がり形状を、前記狭域曲がり形状計算部で計算された狭域曲がり形状で補正するように構成された曲がり形状補正部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項９】
前記コンピュータは、
前記曲がり復元部で復元された曲がり形状に基づいて前記鋼板の曲がり量を計算するように構成された曲がり量計算部、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の形状測定装置。
【請求項１０】
鋼板を圧延する圧延装置と、
前記圧延装置で圧延された鋼板の曲がり量を計算するように構成された、請求項９に記載の形状測定装置と、
前記形状測定装置で計算された曲がり量に基づいて前記圧延装置の圧下量を制御する圧下量制御装置と、
を備えたことを特徴とする圧延システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼製造設備において、搬送される帯状鋼板の曲がり（キャンバ）形状を計測する形状測定装置と、その測定結果を利用した圧延システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製造設備において、搬送される帯状鋼板の曲がり形状を計測する形状測定装置が知られている。従来の形状測定装置は、鋼板の搬送方向に並んで配置された３台のラインセンサカメラでエッジを検出し、検出した３点のエッジから曲がり量を計算し、その３点の曲がり量を鋼板の長さ方向に積分することによって、鋼板の曲がり形状を計測するように構成されている。
【０００３】
図１５、図１６及び図１７は、従来の形状測定装置におけるラインセンサカメラの配置例を示す図である。図１５は、形状測定装置が適用された鋼板の搬送ラインを上方から見た上面図である。図１６は、形状測定装置が適用された鋼板の搬送ラインを側方から見た側面図である。そして、図１７は、形状測定装置が適用された鋼板の搬送ラインを搬送方向の上流から見た正面図である。これらの図に示すように、従来の形状測定装置では、搬送ロール２上を流れていく鋼板１の搬送方向に沿って、３台のラインセンサカメラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃと３台のレーザユニット９３ａ，９３ｂ，９３ｃが配置されている。レーザユニット９３ａ，９３ｂ，９３ｃは、鋼板１の側端部がレーザ光ＳＢの照射範囲に含まれるように、鋼板１の搬送方向と直角にレーザ光ＳＢを照射する。このレーザ光ＳＢが照射される鋼板１上の照射ポイント９５ａ，９５ｂ，９５ｃの鉛直方向真上に、ラインセンサカメラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃが配置されている。ラインセンサカメラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃは、レーザユニット９３ａ，９３ｂ，９３ｃによるレーザ光ＳＢの照射範囲、特に、鋼板１の側端部をカメラ視野ＣＶに収めるようにレンズ及び光軸を調整されている。３台のレーザユニット９３ａ，９３ｂ，９３ｃはレーザ光ＳＢを同時に照射し、３台のラインセンサカメラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃはレーザ反射光ＬＲの撮影を同時に行う。
【０００４】
図１８は、従来の形状測定装置の構成を示す機能ブロック図である。従来の形状測定装置は、エッジ検出器９６、曲がり量演算器９７、及び形状演算器９８を備える。３台のラインセンサカメラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃによって同時に撮影された一次元画像は、エッジ検出器９６に取り込まれる。エッジ検出器９６は、取り込まれたそれぞれの一次元画像からエッジを検出し、エッジのアドレスから鋼板の側端部の幅方向位置を計算するように構成されている。曲がり量演算器９７は、エッジ検出器９６で得られた鋼板の側端部の３点の幅方向位置に基づいて鋼板の曲がり量を計算するように構成されている。そして、形状演算器９８は、曲がり量演算器９７で計算された曲がり量を鋼板の搬送速度に応じた周期で取り込み、それを積分していくことによって、鋼板の全長に渡る曲がり形状を計測するように構成されている。
【０００５】
なお、従来の形状測定装置の詳細については、特開平６−３４３３８号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、鉄鋼製造設備において鋼板に曲がりが生じる原因は、鋼板を圧延する圧延装置にある。詳しくは、鋼板を圧延する圧延ロールの左右の圧下量のバランスの崩れによって、鋼板の左右の側端部の圧延量に違いが生じ、その結果として鋼板に曲がりが生じるようになる。鋼板の曲がりを修正するためには、その曲がり具合に応じて圧延装置の圧下量を調整する必要がある。形状測定装置による測定結果を、オンラインで圧延装置の圧下量の制御にフィードバックすることができれば、鋼板の曲がりを即座に修正して鋼板の製品品質を高めることができると考えられる。
【０００８】
しかしながら、上述の従来の形状測定装置では、３点のエッジから計算した曲がり量に誤差が含まれる場合、全長に渡って曲がり量を積分する過程において誤差も蓄積されていくこととなる。このため、最終的な測定結果には大きな誤差が含まれるおそれがある。このような大きな誤差を含むおそれのある測定結果を圧下量の制御にフィードバックしたとしても、圧延ロールの左右の圧下量をバランスさせて鋼板の曲がりを修正することができるとは限らない。なお、鋼板の搬送方向に沿ってより多くのラインセンサカメラを並べたならば、曲がり形状の計測誤差を少なくすることはできる。しかし、その場合には、多大なコストが掛かることになる。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、多大なコストを掛けずとも鋼板の側端部の曲がり形状を少ない誤差で計測することができる形状測定装置と、その測定結果を利用することで鋼板の曲がりを速やかに修正することができる圧延システムとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る形状測定装置は、４台以上の複数のレーザユニットからなるレーザユニット群と、カメラユニットと、コンピュータとを備えて構成される。レーザユニット群は、鋼板の搬送方向に沿って配置され、鋼板の側端部がレーザ光の照射範囲に含まれるように鋼板の搬送方向と直角にレーザ光を照射する。カメラユニットは、鋼板の搬送方向においてレーザユニット群より下流または上流に配置され、レーザユニット群によるレーザ光の照射範囲を視野に収めている。カメラユニットが撮影した画像はコンピュータが取り込む。コンピュータは、エッジ抽出部と、曲がり復元部とを備える。エッジ抽出部は、カメラユニットから取り込んだ画像を処理することによって鋼板の側端部に対応する複数のエッジを抽出し、抽出したエッジごとに、そのアドレスから鋼板の側端部の幅方向位置を計算するように構成されている。曲がり復元部は、エッジ抽出部により計算された鋼板の側端部の複数箇所の幅方向位置に基づいて鋼板の側端部の曲がり形状を復元するように構成されている。
【００１１】
エッジ抽出部で抽出されるエッジのアドレスは、画像平面上での座標で表されてもよい。その場合、エッジ抽出部は、抽出したエッジごとに、画像平面上での座標を変換テーブル或いは変換式を用いて鋼板の側端部の高さ方向位置と幅方向位置とに変換するように構成されてもよい。
【００１２】
コンピュータは、曲がり形状を復元する基準長さを取得し、基準長さに応じてレーザユニット群の中から少なくとも３つのレーザユニットを選択するように構成された対象レーザ選定部をさらに備えてもよい。その場合、エッジ抽出部は、対象レーザ選定部で選択されたレーザユニットが生じさせるレーザ反射光のエッジを抽出するように構成されてもよい。
【００１３】
コンピュータは、曲がり形状を復元する基準長さを取得し、基準長さがレーザユニット群のうちの両端のレーザユニット間の距離である最長レーザ間隔よりも長い場合、鋼板が最長レーザ間隔より短い所定距離搬送された後の画像をカメラユニットから取り込み、取り込んだ複数の画像を結合することにより基準長さ分の画像を得るように構成された画像結合部をさらに備えてもよい。その場合、エッジ抽出部は、基準長さが最長レーザ間隔よりも長い場合、画像結合部で得られた画像からエッジを抽出するように構成されてもよい。また、複数の画像のそれぞれからエッジを抽出し、各画像から抽出したエッジのグループ間において対応する複数点の横方向位置が重なるように、各画像から抽出したエッジのグループを結合するエッジ結合部を備えてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る形状測定装置は、レーザユニット群とカメラユニットとを含んで構成される複数の撮影システムを備えてもよい。その撮影システムは、隣接する撮影システム間でカメラユニットの撮影領域が一部重なるように鋼板の搬送方向に沿って配置される。その場合、コンピュータは、複数の撮影システムで同時に撮影された画像を結合して一つの画像を得るように構成された画像結合部をさらに備えてもよい。エッジ抽出部は、画像結合部で得られた画像からエッジを抽出するように構成されてもよい。また、複数の画像のそれぞれからエッジを抽出し、各画像から抽出したエッジのグループ間において対応する複数点の横方向位置が重なるように、各画像から抽出したエッジのグループを結合するエッジ結合部を備えてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る形状測定装置は、３台のラインセンサカメラからなるラインセンサカメラ群をさらに備えてもよい。ラインセンサカメラ群は、鋼板の搬送方向に沿って配置されて鋼板の側端部を撮影する。その場合、コンピュータは、第２エッジ抽出部と、狭域曲がり形状計算部と、曲がり形状補正部とをさらに備えてもよい。第２エッジ抽出部は、３台のラインセンサカメラから取り込んだ画像を処理することによって鋼板の側端部に対応する３つのエッジを抽出するように構成される。狭域曲がり形状計算部は、第２エッジ抽出部で抽出された３つのエッジのアドレスから鋼板の側端部の狭域での曲がり形状である狭域曲がり形状を計算するように構成される。そして、曲がり形状補正部は、曲がり復元部で復元された曲がり形状を、狭域曲がり形状計算部で計算された狭域曲がり形状で補正するように構成される。
【００１６】
コンピュータは、曲がり復元部で復元された曲がり形状に基づいて鋼板の曲がり量を計算するように構成された曲がり量計算部をさらに備えてもよい。
【００１７】
本発明に係る圧延システムは、上記のごとく構成された形状測定装置による測定結果を利用するように構成される。詳しくは、本発明に係る圧延システムは、鋼板を圧延する圧延装置と、圧延装置で圧延された鋼板の曲がり量を計算するように構成された形状測定装置と、形状測定装置で計算された曲がり量に基づいて圧延装置の圧下量を制御する圧下量制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る形状測定装置によれば、使用する撮影装置が１台のカメラユニットであることにより、複数台のラインセンサカメラを用いる従来の形状測定装置に比較してコストの増大を抑えることができる。さらに、４点以上のエッジに基づいて鋼板の側端部の曲がり形状を復元するので、３点のエッジから計算した曲がり量を積算する従来の形状測定装置に比較して積算での累積誤差を低減することができる。つまり、本発明に係る形状測定装置によれば、多大なコストを掛けずとも鋼板の側端部の曲がり形状を少ない誤差で計測することができる。また、本発明に係る圧延システムによれば、本発明に係る形状測定装置の測定結果を利用することで鋼板の曲がりをより正確に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１の形状測定装置が適用された圧延システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の形状測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】カメラユニットにより撮影された画像のイメージを示す図である。
【図４】鋼板の側端部の幅方向の位置の定義について説明する図である。
【図５】鋼板の側端部の高さ方向の位置の定義について説明する図である。
【図６】エッジのアドレスを鋼板の側端部の高さ方向位置と幅方向位置とに変換するための校正テーブルのイメージを示す図である。
【図７】曲がり形状の復元方法と、鋼板の曲がり量の定義とについて説明する図である。
【図８】曲がり量に基づいた圧延装置の圧下量の制御方法について説明する図である。
【図９】カメラユニットにより撮影された２つの画像を結合して一つの画像を得る方法について説明する図である。
【図１０】カメラユニットにより撮影された２つの画像から抽出された２組のエッジのグループを結合する方法について説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の形状測定装置の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の形状測定装置の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の形状測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の形状測定装置による曲がり形状の復元方法について説明する図である。
【図１５】従来の形状測定装置におけるラインセンサカメラの配置例を示す鋼板搬送ラインの上面図である。
【図１６】従来の形状測定装置におけるラインセンサカメラの配置例を示す鋼板搬送ラインの側面図である。
【図１７】従来の形状測定装置におけるラインセンサカメラの配置例を示す鋼板搬送ラインの正面図である。
【図１８】従来の形状測定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の形状測定装置が適用された圧延システムの構成例を示す図である。圧延システムは、圧延装置３と圧下量制御装置４とを備える。圧延装置３は、鋼板１を挟んで上下にワークロール５３，５４とバックアップロール５１，５２とを備える（圧延装置３の詳細な構造については図８を参照）。バックアップロール５１，５２の左右の支持軸に加える荷重、すなわち、圧下量によって、鋼板１に作用させる圧延荷重を制御することができる。圧下量の制御は、圧下量制御装置４によって行われる。圧下量制御装置４は、左右の圧下量、すなわち、駆動側（ＤＳ）圧下量と作業側（ＷＳ）圧下量を独立して制御することができる。圧延装置３によって圧延された鋼板１は、搬送ロール２によって下流のプロセスへと搬送されていく。実施の形態の形状測定装置５は、鋼板１の搬送ラインにおいて圧延装置３よりも下流に設けられている。図１において白い矢印は鋼板１の搬送方向を示している。なお、図１では、圧延装置３のすぐ後ろに形状測定装置５が設けられているが、これはあくまでも一例に過ぎない。圧延装置３との間に他のプロセスを挟んで形状測定装置５が設けられていてもよい。なお、圧延装置３は粗圧延装置でもよいし、仕上げ圧延装置でもよい。
【００２２】
形状測定装置５は、４台以上の複数台（図１では７台）のレーザユニット１０ａ〜１０ｇを備える。レーザユニット１０ａ〜１０ｇは、鋼板１の搬送ラインの上方に、鋼板１の搬送方向に沿って鋼板１の作業側（ＷＳ）に並べられている。各レーザユニット１０ａ〜１０ｇは、上面視において隣接する搬送ロール２，２の隙間に位置し、複数のレーザユニットが１つの隙間に入らないように配置されている。両端のレーザユニット１０ａ，１０ｇの間隔（これを最長レーザ間隔という）は例えば１０ｍである。また、各レーザユニット１０ａ〜１０ｇは、鋼板１の作業側（ＷＳ）の側端部がレーザ光ＳＢの照射範囲に含まれるように、鋼板１の搬送方向と直角にレーザ光ＳＢを照射する。
【００２３】
形状測定装置５は、１台のカメラユニット１１を備える。カメラユニット１１は、鋼板１の搬送ラインの上方、例えば、鋼板１の表面から例えば２ｍの高さの位置に配置されている。その配置位置は、鋼板１の搬送方向においてレーザユニット１０ａ〜１０ｇより上流である。ただし、鋼板１の搬送方向においてレーザユニット１０ａ〜１０ｇより下流にカメラユニット１１が配置されていてもよい。カメラユニット１１は、レーザユニット１０ａ〜１０ｇによりレーザ光ＳＢを照射される鋼板１上の照射範囲の全てが視野ＣＶに収まるように、レンズ及び光軸を調整されている。また、カメラユニット１１は、レーザユニット１０ａ〜１０ｇから照射されたレーザ光の反射光を全て撮影できるように、そのシャッタースピード及び絞りが調整されている。
【００２４】
形状測定装置５は、さらに、演算処理のためのコンピュータ２０を備える。カメラユニットはコンピュータ２０に接続され、カメラユニット１１で撮影された画像はコンピュータ２０に取り込まれて処理される。ここで、図２は、本実施の形態の形状測定装置５の構成を示す機能ブロック図である。コンピュータ２０が備える機能は、この機能ブロック図に示される。以下、コンピュータ２０が備える機能について、図２を参照して説明する。
【００２５】
コンピュータ２０は、プロセッサと、形状測定用のプログラムを記憶したメモリとを備える。形状測定用のプログラムがメモリから読みだされてプロセッサで実行されることにより、コンピュータ２０は、対象レーザ選定部２１、エッジ抽出部２２、曲がり復元部２３、及び曲がり量計算部２４として機能する。
【００２６】
対象レーザ選定部２１は、レーザユニット１０ａ〜１０ｇの中からエッジ抽出の対象とする少なくとも３つのレーザユニットを選択する。その選択は、鋼板１の基準長さに基づいて行われる。基準長さは、例えば、帯状の鋼板１を切断して最終製品を製造する場合の最終製品の長さとすることができる。例えば基準長さが１０ｍである場合、最長レーザ間隔が１０ｍであるので、両端のレーザユニット１０ａ，１０ｇと、残りのレーザユニット１０ｂ〜１０ｆのうちの少なくとも１つが選択される。基準長さが５ｍほどであれば、例えば、レーザユニット１０ａ，１０ｅと、それらの間にあるレーザユニット１０ｂ〜１０ｄのうちの少なくとも１つが選択される。基準長さは、例えば、長さ情報２５として外部よりオンラインで取得されるか、或いは入力装置を介してオペレータにより手入力される。
【００２７】
エッジ抽出部２２は、カメラユニット１１から取り込んだ画像を処理することによって鋼板１の側端部に対応する複数のエッジを抽出するように構成されている。より詳しくは、対象レーザ選定部２１で選択されたレーザユニットが生じさせるレーザ反射光のエッジを抽出するように構成されている。ここで、図３は、カメラユニット１１により撮影された画像３０のイメージを示す図である。画像３０には、レーザユニット１０ａ〜１０ｇの台数分のレーザ反射光３１ａ〜３１ｇが映っている。レーザ反射光３１ａ〜３１ｇは、両端のある真っ直ぐな線分になって映っている。カメラユニット１１は、鋼板１の表面を斜め上方から撮影しているので、画像３０の上側にいくほど、画像３０に映るレーザ反射光の長さ（画像３０の幅方向の長さ）は短くなっている。
【００２８】
画像３０上において、レーザ反射光３１ａ〜３１ｇの両端において輝度は大きく変化している。エッジ抽出部２２は、画像３０において左側の輝度の変化点をエッジ３２ａ〜３２ｇとして抽出する。エッジ３２ａ〜３２ｇは、画像３０において鋼板１の側端部の境界線３３の上に並んでいる。エッジ３２ａ〜３２ｇの抽出は、公知の画像処理技術を用いて行われる。ただし、全てのエッジ３２ａ〜３２ｇが抽出されるのは、全てのレーザユニット１０ａ〜１０ｇが対象レーザ選定部２１で選択された場合である。例えば、対象レーザ選定部２１でレーザユニット１０ａ，１０ｃ，１０ｅが選択された場合、エッジ抽出部２２では、レーザユニット１０ａ，１０ｃ，１０ｅが生じさせるレーザ反射光３１ａ，３１ｃ，３１ｅのエッジ３２ａ，３２ｃ，３２ｅのみが抽出される。
【００２９】
エッジ抽出部２２は、さらに、抽出したエッジ３２ａ〜３２ｇのアドレスから、鋼板１の側端部の実空間上でのアドレスを計算するように構成されている。エッジ３２ａ〜３２ｇのアドレスとは、画像平面上での座標である。図３に示すように、画像３０の横方向にＸ軸がとられ、縦方向にＹ軸がとられる。各エッジ３２ａ〜３２ｇのアドレスは、鋼板１の曲がりによって変化し、さらに、鋼板１の反りによっても変化する。つまり、鋼板１に反りが生じた場合、各エッジ３２ａ〜３２ｇのアドレスはＸ軸方向だけでなくＹ軸方向にも変化する。また、鋼板１の板厚のばらつきも各エッジ３２ａ〜３２ｇのアドレスに影響する。
【００３０】
鋼板１の側端部の実空間上でのアドレスとは、高さ方向位置、幅方向位置、及び長さ方向位置である。ただし、長さ方向位置はレーザユニットの配置位置で決まる固定値である。ここで、図４は、鋼板１の側端部の幅方向の位置の定義について説明する図である。また、図５は、鋼板１の側端部の高さ方向の位置の定義について説明する図である。ここでは、鋼板１の側端部上の測定点４１ａに着目する。図３に示すエッジ３２ａにこの測定点４１ａが対応しているとすると、測定点４１ａはレーザユニット１０ａによるレーザ光線の照射ライン上にあり、その長さ方向位置は、レーザユニット１０ａの配置位置に対応する。測定点４１ａの幅方向位置は、図４において一点鎖線で示される搬送方向に平行な基準線からの水平距離ｄとして定義される。測定点４１ａの高さ方向位置は、図５において一点鎖線で示される搬送ロール２の搬送面からの垂直距離ｈとして定義される。
【００３１】
エッジ抽出部２２は、抽出したエッジのアドレスを、校正テーブル２６を用いて、鋼板１の側端部の高さ方向位置と幅方向位置とに変換するように構成されている。図６は、校正テーブル２６のイメージを示す図である。鋼板１の側端部の高さ方向位置ｈはエッジの座標（Ｘ，Ｙ）から一義的に決まり、鋼板１の側端部の幅方向位置ｄもエッジの座標（Ｘ，Ｙ）から一義的に決まる。校正テーブル２６には、この一義的な関係が記述されている。なお、本実施の形態では変換のための手段として校正テーブル２６を用いているが、前記の一義的な関係を数式で記述した変換式を用いることもできる。
【００３２】
曲がり復元部２３は、エッジ抽出部２２により計算された鋼板１の側端部の複数箇所の幅方向位置に基づいて、鋼板１の側端部の曲がり形状を復元するように構成されている。
図７は、曲がり形状の復元方法について説明する図である。ここでは、図３に示すエッジ３２ａ〜３２ｇに鋼板１の側端部上の測定点４１ａ〜４１ｇが対応しているとする。各測定点４１ａ〜４１ｇの長さ方向位置はレーザユニット１０ａ〜１０ｇの配置位置から既知であるので、幅方向位置がエッジ抽出部２２で計算されることにより、搬送面上での座標が特定される。曲がり復元部２３は、図７に示すように、搬送面を模した平面上に各測定点４１ａ〜４１ｇの座標をプロットし、それらの座標に基づいて２次近似曲線４２を描く。この２次近似曲線４２が、鋼板１の作業側（ＷＳ）の側端部の曲がり形状、より詳しくは、レーザユニット１０ａからレーザユニット１０ｇまでの区間における曲がり形状を表している。なお、２次近似曲線に代えて、各測定点４１ａ〜４１ｇの座標を折れ線で結線することで鋼板１の側端部の曲がり形状を近似してもよい。
【００３３】
曲がり量計算部２４は、曲がり復元部２３で復元された鋼板１の側端部の曲がり形状に基づいて鋼板１の曲がり量を計算するように構成されている。曲がり量の定義は、図７に示されている。すなわち、鋼板１の側端部の曲がり形状を示す２次近似曲線４２（或いは折れ線）の上に、基準長さの線分の両端を置いたときの、その線分から２次近似曲線４２までの最大距離が、鋼板１の「曲がり量」として定義される。曲がり量には正の値と負の値とがある。ここでは、鋼板１の作業側（ＷＳ）の側端部が作業側（ＷＳ）に凸に曲がっているときの曲がり量を正の値とし、駆動側（ＤＳ）に凸に曲がっているときの曲がり量を負の値とする。
【００３４】
曲がり量計算部２４で計算された曲がり量は、圧下量制御装置４にフィードバック情報として与えられる。圧下量制御装置４は、曲がり量計算部２４から与えられた曲がり量に基づいて圧延装置３の圧下量を制御する。図８は、曲がり量に基づいた圧延装置の圧下量の制御方法について説明する図である。ここでは、曲がり量計算部２４で計算された曲がり量が正の値であったとする。鋼板１が作業側（ＷＳ）に凸に曲がる原因は、圧延装置３の作業側（ＷＳ）圧下量が駆動側（ＤＳ）圧下量よりも相対的に大きいために、鋼板１の作業側が駆動側よりも伸びたことによる。ゆえに、この場合、圧下量制御装置４は、駆動側圧下量を増大させるか、作業側圧下量を減少させるか、或いは、その両方の制御を実行する。また、曲がり量の大きさが大きいほど、駆動側圧下量の作業側圧下量に対する増大量を大きくする。曲がり量が負の値の場合には、これとは逆の制御が行われる。
【００３５】
なお、本実施の形態では曲がり量そのものをフィードバック量として圧延装置３の圧下量を制御しているが、基準長さに対する曲がり量の比をフィードバック量としてもよい。前述の定義によれば曲がり量は基準長さに依存することになるが、両者の比をとるならば基準長さに依存しないフィードバック量を得ることができる。
【００３６】
ところで、鋼板１の基準長さは最長レーザ間隔よりも長い場合がある。その場合、コンピュータ２０は、鋼板１が最長レーザ間隔より短い所定距離搬送された後の画像をカメラユニット１１から取り込み、取り込んだ複数の画像を結合することにより基準長さ分の画像を得る。図９には、カメラユニット１１により撮影された２つの画像３０Ａ，３０Ｂを結合して一つの画像３０Ｃを得る方法が示されている。コンピュータ２０は、まず、カメラユニット１１から画像３０Ａを取り込む。そして、鋼板１が所定距離搬送されたタイミングで、具体的には、画像３０Ａの撮影時にレーザユニット１０ａの直下にあった部位がレーザユニット１０ｆの直下まで搬送されたタイミングで、カメラユニット１１による撮像を再び行い、それにより得られた画像３０Ｂを取り込む。
【００３７】
コンピュータ２０は、次に、先に得られた画像３０Ａを鋼板１の搬送距離に応じて縮小し、２つの画像３０Ａ，３０Ｂの中の対応する部位同士が重なるように、画像３０Ａと画像Ｂとを結合する。詳しくは、画像３０Ａの中の少なくとも２本のレーザ反射光のラインと、それに対応する画像３０Ｂの中の少なくとも２本のレーザ反射光のラインとが重なるように、２つの画像３０Ａ，３０Ｂを結合する。これにより、最長レーザ間隔よりも長い距離の鋼板１が写った画像３０Ｃを得ることができる。
【００３８】
このように、コンピュータ２０は、基準長さが最長レーザ間隔よりも長い場合に複数の画像を結合する画像結合部としての機能を有する。エッジ抽出部２２は、コンピュータ２０により画像３０Ａ，３０Ｂの結合が行われた場合、結合後の画像３０Ｃからエッジを抽出するように構成されている。
【００３９】
なお、コンピュータ２０は、エッジ抽出部２２により画像３０Ａ，３０Ｂの各々からエッジを抽出し、図１０に示すように、画像３０Ａから抽出したエッジ３２Ａａ〜３２Ａｇのグループと、画像３０Ｂから抽出したエッジ３２Ｂａ〜３２Ｂｇのグループとの間において対応する部位２点の横方向位置が重なるように、これら２組のエッジのグループを結合してもよい。図１０に示す例では、画像３０Ａから抽出したエッジ３２Ａｆ，３２Ａｇと、画像３０Ｂから抽出したエッジ３２Ｂａ，３２Ｂｃとが重ねるように結合されている。
【００４０】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２の形状測定装置の構成例を示す図である。本実施の形態の形状測定装置６は、複数（図１１では２つ）の撮影システム６１ａ，６１ｂを備える。第１の撮影システム６１ａは、１台のカメラユニット１１ａと複数台のレーザユニットとを含んで構成される。第２の撮影システム６１ｂは、１台のカメラユニット１１ｂと複数台のレーザユニットとを含んで構成され、第１の撮影システム６１ａよりも鋼板１の搬送方向の下流に配置されている。図１１では、各レーザユニットに対応する測定点６０ａ〜６０ｈが示されている。測定点６０ａ〜６０ｅはカメラユニット１１ａの視野に入り、測定点６０ｄ〜６０ｈはカメラユニット１１ｂの視野に入っている。つまり、２つの撮影システム６１ａ，６１ｂは、カメラユニット１１ａ，１１ｂの撮影領域が一部重なるように配置されている。
【００４１】
各カメラユニット１１ａ，１１ｂで撮影された画像はコンピュータ２０に取り込まれる。本実施の形態では、コンピュータ２０は、２つの撮影システム６１ａ，６１ｂで同時に撮影された画像を結合して一つの画像を得る画像結合部としての機能を有する。このような構成によれば、１つの撮影システムの撮影範囲内に鋼板１の基準長さが収まらない場合でも、複数の撮影システムで撮影した画像が結合されることによって、基準長さ分の画像を得ることができる。本実施の形態では、エッジの抽出は画像結合部で得られた画像に対して行われる。また、複数の画像のそれぞれからエッジを抽出し、各画像から抽出したエッジのグループ間において対応する複数点の横方向位置が重なるように、各画像から抽出したエッジのグループを結合して１つのグループとしてもよい。
【００４２】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３の形状測定装置の構成例を示す図である。本実施の形態の形状測定装置７は、１台のカメラユニット１１と複数台のレーザユニット１０ａ〜１０ｇとに加えて、鋼板１の搬送方向に並んで配置された３台のラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃを備える。これらラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃは、従来の形状測定装置が備えるそれと同じであり、図示しないレーザユニット或いは下部光源と組み合わせてもよい。
【００４３】
ラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃは、鋼板１の側端部を撮影し、撮影した画像をコンピュータ２０に送信する。コンピュータ２０は、カメラユニット１１で撮影された画像と、ラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃで撮影された画像とをそれぞれ取り込んで処理する。なお、カメラユニット１１による１回の撮影に対し、ラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃによる撮影は所定の間隔で複数回行われる。これは、カメラユニット１１により撮影された区間と同じ区間をラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃで撮影するためである。図１３は、本実施の形態の形状測定装置７の構成を示す機能ブロック図である。コンピュータ２０が備える機能は、この機能ブロック図に示される。以下、コンピュータ２０が備える機能について、図１３を参照して説明する。
【００４４】
本実施の形態では、形状測定用のプログラムがメモリから読みだされてプロセッサで実行されることにより、コンピュータ２０は、対象レーザ選定部２１、エッジ抽出部２２、曲がり復元部２３、及び曲がり量計算部２４として機能するとともに、さらに、第２エッジ抽出部２７、狭域曲がり形状計算部２８、及び曲がり形状補正部２９としても機能する。対象レーザ選定部２１、エッジ抽出部２２、曲がり復元部２３、及び曲がり量計算部２４として機能については既に述べたとおりであるので、それらについての重複する説明は行わない。
【００４５】
第２エッジ抽出部２７は、３台のラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃから取り込んだ画像を処理することによって鋼板１の側端部に対応する３つのエッジを抽出するように構成される。エッジの抽出は、公知の画像処理技術を用いて行われる。
【００４６】
狭域曲がり形状計算部２８は、第２エッジ抽出部２７で抽出された３つのエッジのアドレスから鋼板の側端部の狭域での曲がり形状である狭域曲がり形状を計算するように構成される。ここでいう狭域とは、３台のラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃが設置されている領域、より詳しくは、両端のラインセンサカメラ７１ａ，７１ｃで挟まれた領域を意味する。ラインセンサカメラ７１ａ〜７１ｃが撮影した画像から抽出される３つのエッジのアドレスは、公知の画像処理技術を用いて計算される。狭域曲がり形状は、例えば、３つのエッジのアドレスに基づいて２次近似曲線を引くことで求めることができる。
【００４７】
曲がり形状補正部２９は、曲がり復元部２３で復元された曲がり形状を、狭域曲がり形状計算部２８で計算された狭域曲がり形状で補正するように構成される。曲がり復元部２３で復元された曲がり形状は、広い視点でとらえた形状であるのに対し、狭域曲がり形状計算部２８で計算された狭域曲がり形状は、狭い視点でとらえた形状である。ゆえに、狭域曲がり形状を単に繋ぎあわせただけでは大きな誤差が生じるおそれがあるが、曲がり復元部２３で復元された曲がり形状をベースにして、その上に狭域曲がり形状を重ねあわせていくことで、曲がり形状をより正確に復元することが可能となる。図１４においては、破線で示す曲線が曲がり復元部２３で復元された曲がり形状を示し、実線で示す曲線が曲がり形状補正部２９で補正された曲がり形状を示している。本実施の形態では、曲がり量計算部２４は、曲がり形状補正部２９で補正された曲がり形状に基づいて曲がり量を計算するように構成される。
【００４８】
その他実施の形態．
上記の実施の形態では鋼板１の片側の側端部のアドレスをもとめているが、両側の側端部のアドレスをもとめてもよい。或いは、両側の側端部のアドレスから鋼板１の中央のアドレスをもとめてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・鋼板
２・・・搬送ロール
３・・・圧延装置
４・・・圧下量制御装置
５−７・・・形状測定装置
１０ａ-１０ｇ・・・レーザユニット
１１，１１ａ，１１ｂ・・・カメラユニット
２０・・・コンピュータ
２１・・・対象レーザ選定部
２２・・・エッジ抽出部
２３・・・曲がり復元部
２４・・・曲がり量計算部
２５・・・長さ情報
２６・・・校正テーブル
２７・・・第２エッジ抽出部
２８・・・狭域曲がり形状計算部
２９・・・曲がり形状補正部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ・・・画像
３１ａ-３１ｇ・・・レーザ反射光
３２ａ-３２ｇ，３２Ａａ-３２Ａｇ，３２Ｂａ-３２Ｂｇ，・・・エッジ
３３・・・境界線
４１ａ-４１ｇ，６０ａ-６０ｈ・・・測定点
４２・・・２次近似曲線
７１ａ-７１ｃ・・・ラインセンサカメラ
５１，５２・・・バックアップロール
５３，５４・・・ワークロール
６１ａ，６１ｂ        撮影システム
ＣＶ・・・カメラ視野
ＬＲ・・・レーザ反射光
ＳＢ・・・レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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