(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状体の搬送時における蛇行量を測定する蛇行量測定方法であって、
帯状体の一側方に、撮像手段をその光軸が帯状体のパスライン平面に対して傾いた状態で配置し、
帯状体の他側方に、前記撮像手段から見て帯状体の背後から帯状体に光を照射する照明を配置し、
前記撮像手段により帯状体の両エッジを含むように帯状体の斜め側方から撮像し、
前記撮像手段で撮像された画像を用いて帯状体のエッジを検出するとともに、検出した帯状体のエッジ位置情報に基づき帯状体の基準位置からの蛇行量を算出することを特徴とする蛇行量測定方法。
【請求項２】
前記照明は、帯状体を挟んで、前記撮像手段の光軸上に配置され、
前記照明の光軸を前記撮像手段の光軸に対して帯状体の搬送方向上流側または下流側へずらすことを特徴とする請求項１に記載の蛇行量測定方法。
【請求項３】
帯状体の蛇行量を前記検出した帯状体のエッジ位置情報から回帰的に求めることを特徴とする、請求項１または２に記載の蛇行量測定方法。
【請求項４】
帯状体の搬送時における蛇行量を測定する蛇行量測定装置であって、
帯状体の一側方に配置されるとともにその光軸が帯状体のパスライン平面に対して傾けられ、帯状体の両エッジを含むように帯状体を斜め側方から撮像する撮像手段と、
帯状体の他側方に配置され、前記撮像手段から見て帯状体の背後から帯状体に光を照射する照明と、
前記撮像手段で撮像された画像を処理して帯状体のエッジを検出するとともに、検出した帯状体のエッジ位置情報に基づき帯状体の基準位置からの蛇行量を算出する画像処理装置と、を備えることを特徴とする蛇行量測定装置。
【請求項５】
前記照明は、帯状体を挟んで、前記撮像手段の光軸上に配置され、
前記照明の光軸は前記撮像手段の光軸に対して帯状体の搬送方向上流側または下流側へずらされていることを特徴とする請求項４に記載の蛇行量測定装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、帯状体の蛇行量を前記検出した帯状体のエッジ位置情報から回帰的に求めるよう構成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の蛇行量測定装置。
【請求項７】
請求項１から３までの何れか一項に記載の蛇行量測定方法で測定した蛇行量が所定の異常判定値を超えた場合に蛇行異常と判定することを特徴とする蛇行異常検出方法。
【請求項８】
請求項４から６までの何れか一項に記載の蛇行量測定装置を備え、
前記画像処理装置は、測定した蛇行量が所定の異常判定値を超えた場合に蛇行異常と判定するよう構成されていることを特徴とする蛇行異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯状体の搬送時における蛇行量を測定する方法および装置に関し、更には、その測定結果に基づき帯状体の蛇行異常を検出する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状体の１つである鋼板の製造においては、鋼板が長距離に亘って搬送される場合がある。例えば、圧延等が行われた鋼板を焼鈍する連続焼鈍設備では、鋼板を焼鈍するための炉が設けられており、この炉内には鋼板の搬送方向上流側から加熱帯、均熱帯、冷却帯等が順に設けられている。ところで、鋼板を上下に折り返しながら焼鈍を行う縦型炉の場合には、デフレクタロールやステアリングロール等によって、走行する鋼板の中心位置を修正することができるが、鋼板を折り返すことなく真直ぐ搬送しながら焼鈍を行う図１に示すような水平型の炉の場合には、デフレクタロールやステアリングロールがないため、その分鋼板は蛇行し易くなる。そして、蛇行が過大となると、蛇行した鋼板がライン近傍の架台や柱などの設備に接触して板破断等の重大なトラブルに進展する虞があるため、これを未然に防止すべく鋼板の異常蛇行を検出することが重要となる。【０００３】
従来、走行する鋼板の蛇行を検出する方法として、鋼板をＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて撮像し、撮像された画像を画像処理して鋼板のエッジ位置を自動検出し、このエッジ位置の、基準位置からのずれを蛇行量として求める方法がある。【０００４】
この種の技術として、下記特許文献１では、鋼板の両エッジの上方にＣＣＤカメラをそれぞれ配置するとともに、各ＣＣＤカメラに対応して鋼板の背後に光源をそれぞれ配置し、光源からＣＣＤカメラに向かって光を照射することで鋼板のエッジ検出を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２２５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、ＣＣＤカメラを鋼板の真上に設置するとともに、光源を鋼板の真下に設置する構成であるため、鋼板の搬送に伴って飛散する金属粉などの粉塵がＣＣＤカメラのレンズや光源に付着し易く、動作不良や誤検出などの原因となる。これを回避するためには、ＣＣＤカメラ等をライン外に引き出し可能な台車上に設置して、ＣＣＤカメラ等に付着した粉塵を操業中においても定期的に除去できるようにすることが考えられるが、このような対策は、台車や台車をガイドするレールの敷設、台車を設置するための既設床面の確保、梁の改造、場合によっては既設パスラインの変更を要し、投資費用が過大となる難点があった。加えて、ＣＣＤカメラおよび光源は、鋼板からの熱の影響を受け易い場所に設置されているため、鋼板からの熱で加熱されて早期に故障する虞があり、あるいはＣＣＤカメラ等を冷却して保護するための水冷設備を別途設ける必要がある。【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、撮像手段や照明への粉塵の付着を抑制することにより動作不良や誤検出の事態を低減することが可能で、かつ、撮像手段や照明への熱負荷を低減してコスト上昇を抑えることが可能な帯状体の蛇行量測定方法および装置並びに帯状体の蛇行異常検出方法および装置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】
【０００８】
上記課題を解決するこの発明の蛇行量測定方法は、帯状体の搬送時における蛇行量を測定する蛇行量測定方法であって、帯状体の一側方に、撮像手段をその光軸が帯状体のパスライン平面に対して傾いた状態で配置し、帯状体の他側方に、撮像手段から見て帯状体の背後から帯状体に光を照射する照明を配置し、撮像手段により帯状体の両エッジを含むように帯状体の斜め側方から撮像し、撮像手段で撮像された画像を用いて帯状体のエッジを検出するとともに、検出した帯状体のエッジ位置情報に基づき帯状体の基準位置からの蛇行量を算出するものである。【０００９】
なお、この発明の蛇行量測定方法にあっては、照明と撮像手段とを、帯状体の搬送方向における同一位置に配置し、照明の光軸を撮像手段の光軸に対して帯状体の搬送方向上流側または下流側へずらすことが好ましい。【００１０】
また、この発明の蛇行量測定方法にあっては、帯状体の蛇行量を前記検出した帯状体のエッジ位置情報から回帰的に求めることが好ましい。【００１１】
上記課題を解決するこの発明の蛇行量測定装置は、帯状体の搬送時における蛇行量を測定する蛇行量測定装置であって、帯状体の一側方に配置されるとともにその光軸が帯状体のパスライン平面に対して傾けられ、帯状体の両エッジを含むように帯状体を斜め側方から撮像する撮像手段と、帯状体の他側方に配置され、撮像手段から見て帯状体の背後から帯状体に光を照射する照明と、撮像手段で撮像された画像を処理して帯状体のエッジを検出するとともに、検出した帯状体のエッジ位置情報に基づき帯状体の基準位置からの蛇行量を算出する画像処理装置と、を備えるものである。【００１２】
なお、この発明の蛇行量測定装置にあっては、照明と撮像手段とは、帯状体の搬送方向における同一位置に配置され、照明の光軸は撮像手段の光軸に対して帯状体の搬送方向上流側または下流側へずらされていることが好ましい。【００１３】
また、この発明の蛇行量測定装置にあっては、前記画像処理装置は、帯状体の蛇行量を前記検出した帯状体のエッジ位置情報から回帰的に求めるよう構成されていることが好ましい。【００１４】
上記課題を解決するこの発明の蛇行異常検出方法は、上記いずれかに記載の蛇行量測定方法で測定した蛇行量が所定の異常判定値を超えた場合に蛇行異常と判定するものである。【００１５】
上記課題を解決するこの発明の蛇行異常検出装置は、上記いずれかに記載の蛇行量測定装置を備え、画像処理装置が、測定した蛇行量が所定の異常判定値を超えた場合に蛇行異常と判定するよう構成されているものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の蛇行量測定方法および装置にあっては、照明が帯状体のエッジから光を透過させるように光を照射し、撮像手段が帯状体をそのエッジを含むように撮像し、画像処理装置がこの画像に基づきエッジを検出するとともに、検出したエッジ位置情報に基づき帯状体の蛇行量を測定する。そして、この発明の蛇行異常検出方法および装置にあっては、測定した蛇行量を所定の異常判定値と比較して蛇行異常か否かを判定する。【００１７】
ここで、この発明の蛇行量測定方法および装置並びに蛇行異常検出方法および装置では、撮像手段が帯状体の一側方に配置されるとともに照明が帯状体の他側方に配置されるので、つまり、撮像手段および照明が帯状体の真上および真下に位置しないので、鋼板の搬送に伴って飛散する粉塵等が撮像手段のレンズや照明に付着して動作不良となる事態を低減することができる。このため、撮像手段や照明をライン外に引き出すための台車やレール、およびそれに伴う既存設備の改造を不要とすることができ、装置導入に要する費用を低く抑えることができる。さらに、帯状体が高温な場合でも、撮像手段および照明が設置される帯状体の側方は、帯状体の真上または真下に比べて温度が低いため、撮像手段や照明用の水冷設備を不要とすることができる。また、撮像手段および照明をライン外に配置することで、撮像手段や照明の修理や調整を操業停止まで待たず操業中に行うことができるので、容易にメンテナンスを行うことができるという利点もある。【００１８】
したがってこの発明によれば、上記従来技術の問題を解消し、撮像手段や照明への粉塵の付着を抑制することにより動作不良や誤検出の事態を低減することが可能で、かつ、撮像手段や照明への熱負荷を低減してコスト上昇を抑えることが可能な帯状体の蛇行量測定方法および装置並びに帯状体の蛇行異常検出方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明の一実施形態の蛇行量測定装置および蛇行異常検出装置を適用する連続焼鈍設備の水平型の炉体部を模式的に示した図である。
【図２】図２は、この発明の一実施形態の蛇行量測定装置を備えるこの発明の一実施形態の蛇行異常検出装置の構成図である。
【図３】図３は、図２の蛇行異常検出装置が設置された搬送ラインを示し、（ａ）は搬送方向の正対面を示す図であり、（ｂ）は平面図である。
【図４】図４は、この発明の一実施形態の蛇行異常検出方法における各手順および処理を示したフロー図である。
【図５】図５は、実際の帯状体のエッジ位置と撮像手段における撮像素子上の帯状体のエッジ位置の画素数との対応関係を示した図である。
【図６】図６は、この発明の一実施形態の蛇行異常検出装置におけるモニタ上に、撮像手段により撮像した画像とともに、自動検出したエッジ位置を通る検出線を表示した画面例である。
【図７】図７は、この発明の他の実施形態の蛇行量測定方法および装置ならびに蛇行異常検出方法および装置に従い、撮像手段で検出した帯状体のエッジ位置の画素数（画素位置）から蛇行量を回帰的に求める際に使用する回帰式を、実験結果に基づき構築する方法を説明する図である。
【図８】図８は、回帰式を得るための実験結果の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、この発明の一実施形態の蛇行異常検出装置により検出した蛇行量の経時的な変化を示すトレンドグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここで、図１は、この発明の一実施形態の蛇行量測定装置および蛇行異常検出装置を適用する連続焼鈍設備の水平型の炉体部を模式的に示した図である。
【００２１】
連続焼鈍設備は、ペイオフリール等を有する図示しない入側設備と、巻取リール等を有する図示しない出側設備との間に、図１に示すような炉体部１を備えており、図示例の炉体部は鋼板を真直ぐ搬送しながら焼鈍を行う水平型であり、デフレクタロールやステアリングロールがないため蛇行が生じ易い。そこで、この実施形態では、鋼板を炉体部１に搬入する前に鋼板の蛇行量を測定するとともに異常な蛇行を検出するため、炉体部１の手前に蛇行異常検出装置１０を設けている。
【００２２】
この実施形態の蛇行異常検出装置１０は、蛇行量測定装置１２としての機能をも有し、搬送ロール上を走行する帯状体の一例としての鋼板の蛇行量を測定し、測定した蛇行量に基づき蛇行異常を検出するものであり、その構成例を図２に示すように、主として、撮像手段としての、鋼板を連続的に撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等のデジタル式のカメラ１４と、照明１６と、画像処理装置１８と、電源２０と、モニタ２２とからなる。
【００２３】
カメラ１４は、鋼板の一側方（例えばドライブ側）に、その光軸１４ｃが鋼板のパスライン平面ＰＬに対して傾いた状態で配置されており、具体的には、図３の配置例に示すように、搬送方向に隣り合う搬送ロール２４,２４間に位置する、架台の鉛直部分にクランプ等を介して固定することができる。ここで、上記パスライン平面ＰＬとは、搬送方向に隣り合う２つの搬送ロール２４,２４の共通する接平面のうち、上側、つまり搬送される帯状体（ここでは鋼板）の下面が通過する接平面を意味している。
【００２４】
パスライン平面ＰＬに対するカメラ１４の光軸１４ｃの傾斜角度θは１０度以上６０度以下とすることが好ましい。その理由は、傾斜角度θが１０度を下回るとカメラ１４の撮像面内での鋼板の両エッジ同士の間隔が狭くなり過ぎる結果、画像処理時に鋼板のエッジを正確に検出できない虞があるからであり、一方、傾斜角度θが６０度を超えるとカメラ１４の設置位置が高くなり、それに伴い鋼板までの距離が増大するので、エッジの検出精度が低下する虞があるとともに、カメラ１４を高い位置に設置するために架台等の改造が必要となる場合があり、コスト高につながるからである。図３では一例としてカメラ１４の光軸１４ｃをパスライン平面ＰＬに対して約２０度傾斜させた場合を示している。
【００２５】
照明１６は、例えば複数個のＬＥＤが一列に整列されたバータイプのＬＥＤライトであり、鋼板の他側方（カメラが設けられている側の反対側であり、この例ではオペレーション側）に配置されて、カメラ１４からみて鋼板の背後から鋼板に光を照射するものである。照明１６にはＬＥＤライトに限定されず、バータイプの蛍光ランプ等を用いてもよい。照明１６は、搬送方向に隣り合う搬送ロール２４,２４間に位置する柱等にクランプ等を介して固定することができ、図３（ａ）に示す正面視においてカメラ１４に相対するようパスライン平面ＰＬに対して傾斜させて設置することが好ましい。照明１６は、鋼板の幅よりも大きな照射範囲を有して照射した光の一部が鋼板のエッジの外側を透過するよう構成されている。しかし、照明１６の長さが大きすぎる場合には、照明１６の上部がパスライン平面ＰＬより上方へ突出し、この突出部分から照射された光が鋼板の上面に反射して正確なエッジ検出を行い得なくなる虞があるため、照明１６の当該突出部分にカバー２６を被せて光を遮断しておくことが好ましい。
【００２６】
図３（ｂ）に搬送ラインの平面図を示すように、照明１６とカメラ１４は、鋼板の搬送方向における同一位置に配置されている。そのため、図３（ａ）に仮想太線で示すように、何等かの原因で鋼板が搬送中に浮き上がったり傾斜したりすると、照明１６からの光が鋼板の上面に反射し、その反射光がカメラ１４に入射して鋼板のエッジ位置において透過してきた光と一直線につながるため、鋼板のエッジを検出できないあるいは誤検出の原因となる場合がある。そこでこの実施形態では、照明１６の光軸１６ｃを平面視でカメラ１４の光軸１４ｃに対して搬送方向上流側または下流側（図示例では上流側）へ角度αだけずらすようにしている。このように照明１６の光軸１６ｃをカメラ１４の光軸１４ｃに対してずらすことで、鋼板が搬送中に浮き上がったり傾斜したりし、照明１６からの光が鋼板の上面に反射したとしてもその反射光をカメラに入射させないあるいは入射させ難くすることができるため、鋼板のエッジ検出のＳ／Ｎを向上することができる。なお、この角度αは、１〜１０度とすることが好ましく、図示例では５度としている。その理由は、角度αが１度未満であると鋼板の上面からの反射光がカメラ１４に入射するのを抑制する効果が十分得られない虞があり、一方、角度αが１０度を超えると照明１６から照射され鋼板のエッジを透過する光の輝度が不足し、エッジの検出精度が低下する虞があるからである。
【００２７】
画像処理装置１８は、各種プログラム等が格納されたメモリやこれらのプログラムを実行するＣＰＵ等からなるコンピュータで構成され、カメラ１４で撮像された画像を処理することによりエッジを自動検出する機能と、検出したエッジから鋼板の蛇行量を測定する機能と、その結果をモニタ等に出力する機能を有する。したがって、画像処理装置１８は、カメラ１４および照明１６と協働してこの発明の一実施形態の蛇行量測定装置１２を構成するものである。画像処理装置１８はさらに、測定した蛇行量に基づき蛇行が異常か否かを判定する機能と、異常と判定した場合にはライン制御装置へライン減速信号などを出力する機能を有する。したがって、画像処理装置１８は、カメラ１４および照明１６と協働してこの発明の一実施形態の蛇行異常検出装置１０を構成するものでもある。
【００２８】
モニタ２２には、カメラ１４で撮像した画像を表示させるのに加えて、その画像上に検出したエッジ位置を通り搬送方向に沿って延びる検出線を重ねて表示させることができる（図６参照）。また、モニタ２２には、あらかじめ任意に設定することができる蛇行量「大」に対応した判定線を例えば黄色点線で表示させたり、あらかじめ任意に設定することができる蛇行量「異常」に対応した判定線を例えば赤色点線で表示させたりすることができる。さらに、検出線が上記黄色点線や赤色点線の判定線を超えた場合に検出線の色を黄色や赤色等に変化させオペレータに蛇行量「大」や「異常」を視覚的に知覚させるようにしてもよい。また、モニタ２２には、蛇行量の測定にあたり設定した各種定数の設定表（下記表１参照）や蛇行量の経時的な変化を示すトレンドグラフ（図９参照）等を常時あるいは選択的に表示させることもできる。
【００２９】
図４は、画像処理装置１８を用いて行うこの発明の一実施形態の蛇行量測定方法および蛇行異常検出方法の各手順および処理を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ１では、カメラ１４により鋼板の両エッジを含むように鋼板を斜め側方から連続的に撮影し、画像を取得する。
【００３１】
ステップＳ２では、ステップＳ１で取得した画像を処理して鋼板の両エッジを検出する。
【００３２】
ステップＳ３では、ステップＳ２で検出された鋼板の両エッジの位置および鋼板の中央位置を算出する。鋼板の両エッジ位置および中央位置は、パスライン平面ＰＬに対するカメラ１４の光軸１４ｃの傾斜を勘案して次のように求めることができる。図５は、カメラ１４の撮像素子においてエッジ位置を示す画素数Ｐとパスライン平面上の実際のエッジ位置との関係を模式的に説明する図である。
【００３３】
まず、カメラ１４の光軸１４ｃがパスライン平面ＰＬと交わる点を原点Ｏとする。この実施形態では、原点Ｏは、鋼板の許容される最大蛇行時に鋼板の、カメラ１４からみて手前側のエッジ（以下、単に手前側エッジともいう。）が位置する点でもある。なお、原点Ｏの位置はこれに限定されず、例えば帯状体のパスラインの幅方向中央位置としてもよい。
【００３４】
そして、カメラ１４の撮像素子の上下方向の画素数（撮像素子の縦方向のサイズ）をＰｖとし、焦点距離をｆとし、ワーキングディスタンスをＷＤとし、撮像素子上のエッジ位置の画素数をＰとし、カメラ１４の光軸１４ｃとパスライン平面ＰＬとがなす角度をθとすると、原点Ｏからパスライン平面ＰＬに沿った鋼板幅方向上のエッジ位置までの距離Ｙｐ,Ｙｄはそれぞれ、次式により求めることができる。Ｙｐは、原点Ｏから手前側エッジまでのパスライン平面に沿った距離であり、Ｙｄは、原点Ｏから奥側のエッジ（以下、単に奥側エッジともいう。）までのパスライン平面に沿った距離である。
【００３５】
【数１】
0006677344.tif 000002
【００３６】
また、原点Ｏから鋼板の幅方向中央位置までの距離Ｙｃは、Ｙｃ＝（Ｙｐ＋Ｙｄ）/２により求めることができる。
【００３７】
したがって、手前側エッジの位置情報から求めることができる鋼板の蛇行量Ｓｐは、原点Ｏから手前側エッジの基準位置までの距離をＹｐｂとすると、Ｓｐ＝Ｙｐ−Ｙｐｂとなる。同様に、奥側エッジの位置情報から求めることができる鋼板の蛇行量Ｓｄは、原点Ｏから奥側エッジの基準位置までの距離をＹｄｂとすると、Ｓｄ＝Ｙｄ−Ｙｄｂとなる。鋼板の幅方向中央位置の情報から求めることができる鋼板の蛇行量Ｓｃは、原点Ｏから鋼板の幅方向中央の基準位置までの距離をＹｃｂとすると、Ｓｃ＝Ｙｃ−Ｙｃｂとなる。
【００３８】
検出したエッジ位置（検出点）を通り搬送方向に延びる検出線は、図６に示すようにモニタ２２内に例えば緑色破線で表示させることができる。検出線は、図６（ａ）に示すように鋼板のエッジに沿うように撮像された画像の横方向に対して傾けて表示させることができ、あるいは同図（ｂ）に示すように画像の横方向に平行に表示させることができる。また、検出線の長さを短くし、各検出線の中心が検出点に一致するよう表示させることもできる。また、測定した蛇行量についてもモニタ内に表示させることができる。
【００３９】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ３で測定した蛇行量のうち少なくとも１つに基づき蛇行異常の判定を行う。具体的には、測定した蛇行量とあらかじめ設定することができる所定の判定値とを比較し、測定した蛇行量が所定の判定値を超えた場合に蛇行「大」あるいは「異常」と判定する。蛇行異常と判定される（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）場合には、ステップＳ５において警報ランプを作動させる等のアラーム発信を行うとともに、ライン制御装置へライン減速信号やライン停止信号などの蛇行異常回避のための制御信号を出力する。また、蛇行異常を検出した場合には、モニタ２２において各エッジ位置を示す緑色の検出線を黄色や赤色に変化させることもできる。
【００４０】
ステップＳ４において、蛇行量が所定の判定値以下であり、許容範囲内であると判定される（ステップＳ４で「ＮＯ」）場合にはステップＳ１に戻り、上記処理を継続する。
【００４１】
以上のような処理によって、鋼板の蛇行量を測定するとともに蛇行異常を検出することができる。
【００４２】
また、この実施形態の蛇行異常検出方法および装置によれば、カメラ１４および照明１６をライン外（鋼板の側方）に配置する構成としたので、鋼板の搬送に伴って飛散する粉塵等がカメラ１４のレンズや照明１６に付着して動作不良となる事態を低減することができる。このため、カメラ１４や照明１６をライン外に引き出すための台車やレール、またそれに伴う既存設備の改造を不要とすることができ、装置導入に要する費用を低く抑えることができる。さらに、鋼板が高温である場合においても、カメラ１４および照明１６が設置された鋼板の側方は鋼板の真上または真下に比べて温度が低いため、カメラ１４や照明１６用の水冷設備を不要とすることができる。また、カメラ１４および照明１６をライン外に配置することで、カメラ１４や照明１６の修理や調整を操業停止まで待たず操業中に行うことができるので、メンテナンスを容易に行うことができるという利点もある。
【００４３】
図７は、この発明の他の実施形態の蛇行量測定方法および装置ならびに蛇行異常検出方法および装置に従い、カメラ１４で検出した鋼板のエッジ位置の画素数（画素位置）から蛇行量を回帰的に求める際に使用する回帰式を、実験結果に基づき構築する方法を説明する図であり、図８は、その実験結果を例示す図である。なお、先の実施形態と同様の部材または要素には同じ符号を用い、説明は省略する。
【００４４】
先の実施形態では、ステップＳ３において、鋼板の蛇行量を、パスライン平面ＰＬに対するカメラ１４の光軸１４ｃの傾きθを勘案して、上記数１により幾何学的に求めたが、本実施形態の蛇行量測定方法および装置１２ならびに蛇行異常検出方法および装置１０では、鋼板のカメラ１４で検出した鋼板のエッジ位置の画素数（画素位置）を回帰式に当てはめて蛇行量を求める。この回帰式は、例えば、図７に示すように、実際の設備において搬送ロール２４上に鋼板（サンプル片でもよい）をその幅方向中央位置が基準位置と一致するように載置し、蛇行量測定に用いる実際のカメラ１４で鋼板を撮像して鋼板のエッジ検出位置の画素数（画素位置）を取得し、次いで、鋼板を左右に少しずつ（例えば５０ｍｍずつ）ずらし、ずらす毎に鋼板のエッジ検出位置の画素数を取得することで求めることができる。図８は、一例として、幅８２５ｍｍの鋼板のサンプル片を用い、該サンプル片を搬送ロール２４上で左右に５０ｍｍずつ、左右各側で最大２５０ｍｍまでずらしてエッジ検出位置の画素数を測定した結果を示すグラフである。このグラフ中、縦軸は、サンプル片のずらし量（蛇行量）であって、マイナスはサンプル片をカメラ１４からみて手前側へずらした場合を示し、プラスはサンプル片をカメラ１４からみて奥側へずらした場合を示している。横軸はエッジ検出位置の画素数を示している。この実験結果では、回帰式として、y=-0.0092x2+30.108x-24094を得たが、回帰式の各係数は、同一設備を用いたとしても鋼板の幅寸法等によって異なるため、搬送する鋼板の種類毎に実験的に回帰式を求めておき、画像処理装置１８のメモリに記憶させておくことが好ましい。
【００４５】
本実施形態の蛇行量測定方法および装置１２ならびに蛇行異常検出方法および装置１０では、画像処理装置１８は、図４のステップＳ２で鋼板のエッジ検出位置の画素数を求め、ステップＳ３において、この画素数を回帰式のｘに代入することで蛇行量を算出するよう構成されている。したがって、本実施形態の蛇行量測定方法および装置１２ならびに蛇行異常検出方法および装置１０によれば、設備によっては計測が困難なワーキングディスタンス（ＷＤ）やカメラ１４の傾きθ（図５参照）等の計測を省略して、より簡便に蛇行量を求めることができる。なお、本実施形態において、ステップＳ３以外は、先の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【００４６】
なお、鋼板の蛇行量を鋼板のエッジ検出位置の画素数から回帰的に求める場合には、鋼板の両側部のエッジ検出位置の画素数を用いてもよいが、片方の側部のエッジ検出位置の画素数を用いてもよく、この場合、カメラ１４に近い側（カメラ１４からみて手前側）のエッジ検出位置の画素数を用いる方が、誤差が小さく好ましい。
【実施例】
【００４７】
この発明の実施例として、図２に示す機器構成からなる蛇行量測定装置１２を用い、板幅１０００ｍｍ、板厚０．５ｍｍ、表面温度１５０℃の鋼板の蛇行量を測定したので以下説明する。【００４８】
ここでは、撮像手段として上下方向（縦方向）の画素数が４０９６画素、水平方向（横方向）の画素数が５１０４画素のＣＣＤカメラ（エリアカメラ）１４を用いた。また、鋼板のパスライン平面ＰＬに対するＣＣＤカメラ１４の光軸１４ｃの傾きθは２０度とした。また、照明１６には、長さ２０００ｍｍのバータイプのＬＥＤライトを用い、ＣＣＤカメラ１４と相対するようにパスライン平面ＰＬに対して２０度傾けるとともに、照明１６の光軸１６ｃが搬送方向上流側へ５度ずれるように設置した。【００４９】
鋼板の手前側エッジの基準位置Ｙｐｂは原点Ｏから４１７ｍｍの位置とし、鋼板の中央基準位置Ｙｃｂは原点Ｏから９１７ｍｍの位置とし、鋼板の奥側エッジの基準位置Ｙｄｂは原点Ｏから１４１７ｍｍの位置とした。【００５０】
また、この実施例において、蛇行量測定および蛇行異常検出にあたり設定した各種定数は表１に示す定数設定表のとおりとした。なお、表中の各判定値は原点Ｏから距離である。【００５１】
【表１】
0006677344.tif 000003
【００５２】
上記構成および設定の蛇行異常検出装置１０を用いて蛇行量の測定および蛇行異常の検出を行ったところ、手前側（ドライブ側）エッジ位置の検出精度約１．２５ｍｍ（画素分解能約１．２５ｍｍ）、奥側（オペレーション側）エッジ位置の検出精度約５ｍｍ（画素分解能約５ｍｍ）でエッジをそれぞれ自動検出することができた。また、図９のトレンドグラフに示すように、鋼板の各エッジ位置および中央位置において蛇行量の経時的な変化を確認することができた。【００５３】
したがって、各々１台のＣＣＤカメラ１４および照明１６を用いる簡便な装置構成で鋼板の蛇行を検出することができた。また、ＣＣＤカメラ１４および照明１６は、比較的温度の低い鋼板の側方に配置されているため、ＣＣＤカメラ１４および照明１６の水冷は不要であった。さらに、ＣＣＤカメラ１４のレンズおよび照明１６への粉塵等の付着はほとんど確認されなかった。さらに、照明１６の光軸１６ｃを搬送方向上流側へ５度ずらしたことから、照明１６の反射光の、ＣＣＤカメラ１４への入光を防止することができ、エッジ検出を良好に行うことができた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明によれば、帯状体の蛇行を検出するための撮像手段と照明をライン外（帯状体の側方）に配置するとともに、撮像手段をパスライン平面に対して傾けた状態で帯状体を撮影するようにしたことから、撮像手段や照明への粉塵の付着を抑制することにより動作不良や誤検出の事態を低減することが可能で、かつ、撮像手段や照明への熱負荷を低減してコスト上昇を抑えることが可能となった。
【符号の説明】
【００５５】
１０  蛇行異常検出装置
１２  蛇行量測定装置
１４  カメラ
１６  照明
１８  画像処理装置
２０  電源
２２  モニタ
２４  搬送ロール
２６  カバー
【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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