JPH045123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板成物体の形状測定装置に関し、更に
詳述すれば熱間圧延工程における鋼板の平面形状
をより正確にかつ短時間で測定可能とした板形状
測定装置に関する。

熱間圧延工程における鋼板の形状測定は製品々
質の管理上重要であるが、従来は一例として第１
図に示すような装置により行なわれていた。

即ち、白抜き矢符方向（ｘ軸方向）に移動する
熱間鋼板Ｓ自らが発する熱赤外線は鋼板Ｓの表面
と平行なｙ軸方向（ｘ軸と直交する方向）の回動
軸５５回りに揺動可能な反射鏡５０により鋼板Ｓ
の表面と直交する回動軸を有する回転多面鏡５１
の周囲と反射面方向に反射され、回転多面鏡５１
により凹面鏡５２方向に反射されてプリズム５３
により収束されて光電変換素子５４に入射される
構成としてある。

このような構成では回転多面鏡５１の回転によ
り第１図上のｙ軸方向に主走査が行われ、また反
射鏡５０を矢符方向に揺動させることにより回転
多面鏡５１によるｙ軸方向の主走査が順次ｘ軸方
向へ移動する副走査が行われ、光電変換素子５４
の視野が鋼板Ｓの表面をｙ軸方向に反復移動する
ことになるため、鋼板のＳのｘ軸方向全長に亘つ
てｙ軸方向の長さ寸法の測定が可能となる。そし
て第１図には図示していないが、これと全く同じ
構成の装置を他に一組用いて、ｘ軸方向の主走査
が、ｙ軸方向に副走査が行われるようにして鋼板
Ｓのｘ軸、ｙ軸両方向の長さ寸法、即ち外形寸法
の測定を行うものである。

しかし、このような従来の装置では以下に述べ
るような問題点があつた。

まず、回転多面鏡５１及び反射鏡５０を機械的
に動作させるため、比較的長時間鋼板Ｓを圧延工
程中で静止させる必要があつた。また光電変換素
子５４によるスポツト状走査のため分解能が低
く、このため鋼板Ｓの隅部等の微妙な形状の把握
が困難であり、またスポツト状走査であることは
データ数が少ないことともなり解析の手数は少な
くて済むが解析の自由度及び高度な解析手法への
発展性は乏しく、高精度を期待することは困難で
ある。

従つて、鋼板Ｓをその圧延工程において事実上
静止させる必要がなく、より高分解能でしかもデ
ータ解析状の自由度及び発展性の高い測定装置が
要望されていた。

本発明は以上の如き事情に鑑みてなされたもの
であり、形状測定対象の板材を、夫々が部分的に
撮像するように配設され、水平、垂直走査機能を
有する複数、２次元撮像装置と、該２次元撮像装
置の水平走査より得られた画像信号を遅延した信
号を基準ビデオ信号とし、前記画像信号に加算処
理を施した信号を立下り検出用スライスレベル信
号とし、又前記基準ビデオ信号に更に遅延及び加
算処理を施した信号を立上り検出用スライスレベ
ル信号として前記基準ビデオ信号の２値化処理を
行う主スライサと、前記基準ビデオ信号を一定の
閾値を用いて２値化処理を行う副スライサと、主
スライサ及び副スライサの２値化信号を合成し、
最も早く出現する立上りエツジ位置と、最も遅く
出現する立下りエツジ位置を夫々水平走査時間に
同期したクロツク信号により求めるエツジ位置検
出回路及び前記エツジ位置検出回路にて得た立上
り、立下りエツジ位置を垂直走査に同期させて順
次記憶するエツジ位置メモリ、並びにこのエツジ
位置メモリにおける各部分視野に対応したエツジ
位置を合成処理する演算装置とを備えたことを特
徴とする板形状測定装置の提供を目的とするもの
である。

以下、本発明をその実施例を示す図面に従つて
詳述する。

第２図は本発明に係る板形状測定装置の全体の
構成を示すブロツク図である。

カメラボツクス１内にはレンズ系１２を装備し
た２次元撮像装置たるシリコンビジコンカメラ
（以下単にカメラという）１１及びこのカメラ１
１からのアナログ電気信号を光信号に変換するた
めのフアイバーリンク１３が各９組設けられてい
る。

カメラ１１はシリコンビジコンカメラを用いて
おり、これは可視光域の他近赤外域（700〜
1000nｍ）にも良好な感度特性を有しており、可
視光域をカツトするために近赤外域に透過率特性
を有する赤外フイルタを併用することにより熱間
鋼板Ｓの自家発光近赤外線像を撮像するものであ
る。

また９台のカメラ１１１〜１１９の各視野１１
１′〜１１９′は第３図に示す如く３×３のマトリ
ツクス状に配列されて全体としてほぼ5000×5000
mmの合成視野を形成する。各カメラ１１１〜１１
９の撮像視野１１１′〜１１９′の縦横比（アスペ
クト比）は１対１とし、また各カメラ１１１〜１
１９の視野１１１′〜１１９′は本実施例ではそれ
ぞれほぼ1800×1800mmとして、相隣するカメラ視
野相互間に若干のオーバーラツプを設定してあ
る。

また合成視野の座標（基準座標）系ｘ−ｙは白
抜矢符で示す圧延工程のライン方向とは反時計回
りに若干回転させた状態に設定する。これは第４
図に鋼板Ｓの縁辺の方向と走査線の方向との関
係、そのビデオ信号及びそれを所定閾値にて明暗
２種のレベルに２値化した２値信号を示すよう
に、カメラ１１の走査線の方向と撮像対象である
鋼板Ｓの縁辺とが一致した場合には、これを撮像
したビデオ信号は対象物と背景との境界を的確に
捉えることが出来ず、従つてこのビデオ信号を２
値化した場合にはビデオ信号の微妙な強度変化に
より明レベルの信号が多数発生する状態となる
が、対象物とカメラの走査線の方向を回転させて
非平行状態とした場合には第５図に示すように走
査線が対象物の縁辺と交叉するためビデオ信号は
対象物と背景との赤外線輻射量の差を明瞭に捉え
るので、これを２値信号とした場合には、走査線
が対象物の縁辺と交叉する点でのみ、明・暗両レ
ベル間の転換が行われることとなるからである。

９台のカメラ１１１〜１１９は３×３のマトリ
ツクス状に配設されているが、９台のカメラ１１
１〜１１９全体としての視野（合成視野）より狭
い範囲（第３図に斜線を付して示す範囲）に集合
配置されて設置スペースの節減を図つている。こ
のような集合配置を可能とするため、中央のカメ
ラ１１５を除く８台のカメラ１１１〜１１４及び
１１６〜１１９はあおり視野の撮像を行うべく構
成されている。

第６図はあおり視野の説明図である。

通常はカメラ１１のレンズ系１２の光軸CLを
カメラ１１の撮像部たる撮像管１１ａの中心軸
CCと一致させてレンズ系１２の光軸CLを中心と
する撮像視野FNを得ているが、レンズ系１２の
中心軸CLを第６図に示す如く撮像管１１ａの光
軸CCとずらせてあおりをかけた位置CL′とした場
合には、レンズ系１２の諸元、レンズ系１２の光
軸CLと撮像管１１ａの中心軸CCとの離隔距離、
レンズ系１２と撮像対象との距離等により定まる
距離だけ当初のレンズ系１２の光軸CLから離隔
した視野FDをあおり視野として撮像することが
可能となる。

従つて、本発明装置では３×３のマトリツクス
状に配置された９台のカメラ１１１〜１１９の各
個別視野を一個の合成視野に合成して使用する
が、９台のカメラ１１１，１１９を各カメラ１１
１〜１１９の視野１１１′〜１１９′の中心直上に
分散配置するのではなく、中心に配設されたカメ
ラ１１５以外の８台のカメラ１１１〜１１４及び
１１６〜１１９をあおり視野の撮像を可能とし
て、中心に配設されたカメラ１１５の周囲に集合
配置して設置スペースの節減を図つているのであ
る。

フアイバーリング１３は各カメラ１１１〜１１
９と後述するカメラ制御ユニツト２との間の信号
伝送中における圧延機周囲等からの電磁波等によ
る雑音発生を防止するために電気信号と光信号を
相互に変換して光フアイバを媒体として伝送信号
の受け渡しを行うためのものである。

カメラ制御ユニツト２は９台のカメラ１１１〜
１１９及びそのレンズ系１２，１２，……に対し
て各１ユニツトずつ配設されており、その制御を
個別に司るものであり、前記同様のフアイバーリ
ンク１４に光フアイバを介して各カメラ１１１〜
１１９のフアイバーリンク１３と接続されてお
り、同期駆動回路２１、画像歪補正回路２２、ビ
デオプロセツサ２３及び受光レベル制御回路２４
等により構成されている。

同期駆動回路２１は各カメラ１１１〜１１９の
垂直及び水平同期を行わせるものであり、その信
号は各カメラ１１１〜１１９に与えられて各カメ
ラ１１１〜１１９の垂直・水平同期を行う。

画像歪補正回路２２は鋸歯状波に重畳させる補
正信号を発生する回路であり、各カメラ１１１〜
１１９の撮像部の局部的な出力ムラを補正する機
能を有している。

ビデオプロセツサ２３は増幅及びバンドパスフ
イルタによる雑音成分の除去を行つた後のビデオ
信号を受光レベル制御回路２４、デイスプレイセ
レクタ４３及びビデオセレクタ３１に与える。

受光レベル制御回路２４は第７図に示すよう
に、ビデオ信号が予め定められた設定値となるよ
うに、実際にカメラ１１により得られたビデオ信
号のピーク値PLと設定値TLとを比較してレンズ
系１２の絞り値を補正制御する信号FCをレンズ
系１２の絞り開閉量を操作するモータ１２０に与
えてピーク値PLと設定値TLとが一致するように
制御するものである。そしてこの設定レベルTL
は後述する副スライサ３３にもビデオ信号の２値
化のための閾値として与えられる。各ビデオプロ
セツサ２３からの信号は前記受光レベル制御回路
２４に与えられる他、エツジ演算回路３に与えら
れる。エツジ演算回路３はビデオセレクタ３１、
主スライサ３４、副スライサ３３、エツジ位置検
出回路３５、エツジ位置メモリ３６及びCPU３
８、インタフエイス等から構成され、９台のカメ
ラ１１１〜１１９の信号を基に鋼板Ｓの縁辺（エ
ツジ）位置の算出を行う。

９台のカメラ１１１〜１１９により得られる各
ビデオプロセツサ２３により予備処理されたアナ
ログビデオ信号はまずビデオセレクタ３１に与え
られるが、このビデオセレクタ３１は９入力１出
力のマルチプレクサであつて、９台のカメラ１１
１〜１１９からの信号の内１つの信号を選択的に
Ａ／Ｄ変換器３２へ出力するが、この切換の指令
は第１のCPU３８により行われる。

Ａ／Ｄ変換器３２によりデジタル信号に変換さ
れたビデオ信号は、このデジタルビデオ信号を２
値化処理するための主スライサ３４及び副スライ
サ３３に与えられて、ビデオ信号の立上り、立下
り時点、即ち走査線が鋼板Ｓの像のエツジ部を通
過する時点を示す２値信号に変換され、この信号
はエツジ位置検出回路３５に与えられて鋼板Ｓの
縁辺を正しく示す信号に加工される。

第８図はこの主スライサ３４、副スライサ３３
及びエツジ位置検出回路３５からなるスライス回
路のブロツク図、第９図は第８図は○数字を付し
た各部分の信号の状態を示す説明図である。

ビデオプロセツサ２３が出力するアナログのビ
デオ信号はＡ／Ｄ変換器３２により第９図イ及び
ロに破線で示す如きデジタルビデオ信号VDに変
換された後、主スライサ３４、副スライサ３３に
入力されて次に説明するような信号処理が行われ
る。この信号処理はデジタル的に行われるが、第
９図では説明の便宜上アナログ的に示している。

Ａ／Ｄ変換器３２は入力されたアナログ信号を
デジタルのビデオ信号VDに加工変形して主スラ
イサ３４の加算器３４１、シフトレジスタ３４２
及び副スライサ３３の比較器３３１に与える。

加算器３４１に与えられたデジタルビデオ信号
VDは第９図ロに示す如くそのレベルを所定量高
めるためのレベルアツプ信号LUを加算されてそ
の分上方へレベルアツプされたリアエツジ検出用
スライスレベルの信号とされて比較器３４６に
与えられる。シフトレジスタ３４２に与えられた
デジタルビデオ信号VDは第９図ロに示す如く所
定時間遅延させるためのシフトケロツクSCによ
り所定時間遅延された第９図ロに示す基準ビデオ
信号としてシフトレジスタ３４３及び比較器３
４５，３４６に与えられる。シフトレジスタ３４
３に与えられた基準ビデオ信号は更に所定時間
遅延させるためのシフトロツクSCにより所定時
間遅延された後、更に加算器３４４に与えられ、
レベルアツプ信号LUを加算されて第９図ロに示
すフロントエツジ検出用スライスレベル信号と
して比較器３４５に与えられる。

従つて第９図ロに示す如く比較器３４６にはデ
ジタル化されたビデオ信号VDを所定時間遅延さ
せた基準ビデオ信号とデジタルビデオ信号VD
をレベルアツプしたリアエツジ検出用スライスレ
ベル信号とが与えられ、また比較器３４５には
前記基準ビデオ信号とこの基準ビデオ信号を
所定時間遅延しかつ所定値レベルアツプしたフロ
ントエツジ検出用スライスレベル信号とが与え
られる。

第１０図は第９図ロにおけるデジタルビデオ信
号VDとこれをシフトロツクSCだけ遅延させて得
た基準ビデオ信号、またレベルアツプ信号LU
だけレベルアツプして得たリアエツジ検出用スラ
イスレベル信号、更にシフトクロツクSCだけ
遅延させ、且つレベルアツプ信号LUだけレベル
アツプして得たフロントエツジ検出用スライスレ
ベル信号の関係を示す模式図である。

即ち、基準ビデオ信号、リアエツジ検出用ス
ライスレベル信号及びフロントエツジ検出用ス
ライスレベル信号は上述の如く、原信号である
デジタルビデオ信号VDを加工して得、これに基
づいて測定対象物のエツジ検出を行うことなり、
シエーデイングの影響を受けることなく、正確な
エツジ検出が可能となる。

比較器３４６に与えられたリアエツジ検出用ス
ライスレベル信号と基準レベル信号は比較さ
れて、リアエツジ検出用スライスレベル信号の
レベルが基準ビデオ信号のレベルよりハイレベ
ルとなつた時点でデジタルビデオ信号VDのハイ
レベル部の立下り、即ちリアエツジ（画像では明
部から暗部、つまり鋼板Ｓから背景に移る位置）
を示す第９図ニに示す如きパルス信号が得ら
れ、この信号はフリツプフロツプ３４８のＲ
（リセツト）端子に与えられる。

また比較器３４５に与えられたフロントエツジ
検出用スライスレベル信号と基準ビデオ信号
は比較されて、基準ビデオ信号のレベルがフロ
ントエツジ検出用スライスレベル信号のレベル
よりハイレベルとなつた時点でデジタルビデオ信
号VDのハイレベル部の立上り、即ちフロントエ
ツジ（画像では暗部から明部、つまり背景から鋼
板Ｓに移る位置）を示す第９図ハに示す如きパル
ス信号が得られ、この信号はフリツプフロツ
プ３４８のＳ（セツト）端子に与えられる。

フリツプフロツプ３４８はフロントエツジを示
す信号がＳ端子に入力されるとセツト状態とな
つて第９図ホに示す如くそのＱ出力端子からハイ
レベルの信号を出力し、リアエツジを示すパル
ス信号がＲ端子に入力されるとリセツト状態と
なつてそのＱ出力端子からのハイレベルの信号
の出力を停止する。このためフリツプフロツプ３
４８のＱ出力端子から発せられた信号のハイレ
ベル部分はデジタルビデオ信号VDのハイレベル
部分、即ち鋼板Ｓの像の明レベル部分に対応する
こととなる。そしてこのＱ出力端子からの信号は
エツジ位置検出回路３５のORゲート３５１の一
方の入力端子に与えられている。

副スライサ３３の比較器３３１に与えられたデ
ジタルビデオ信号VDは、第９図イに示すように
前述した受光レベル制御回路２４内に与えられる
各カメラ１１１〜１１９の受光レベルの設定レベ
ルTLの1/2の値とした副スライスレベルSLと比
較され、第９図ヘに破線で示す如く副スライスレ
ベルSLよりハイレベルの部分とローレベルの部
分とに２値化され、更に第９図ヘに実線で示すよ
うにシフトレジスタ３３２に与えられて所定時間
遅延させるためのシフトクロツクSCより所定時
間遅延されて基準ビデオ信号の時間軸と一致さ
れた信号とされてエツジ位置検出回路３５の
ORゲート３５１のもう一方の入力端子に与えら
れる。

副スライサ３３の出力信号は、デジタルビデ
オ信号VDを所定閾値SL（各カメラ１１１〜１１
９の受光レベルTLの1/2の値）にて２値化された
信号を基準ビデオ信号の時間軸と一致させたも
のであるから、デジタルビデオ信号VDがハイレ
ベルであるかローレベルであるかの判断が主スラ
イサ３４によるフロント又はリアエツジの検出の
如何に拘わらず可能となる。これは主スライサ３
４では、各カメラ１１１〜１１９の撮像視野に鋼
板Ｓの縁辺が含まれない場合、即ちカメラ１１５
の視野１１５′の如く撮像視野全体が鋼板Ｓの像
のみで占められるような場合には、第９図ロに示
す各信号，，のレベルがそれぞれ一定とな
つてフロントエツジ及びリアエツジの検出が行な
われなくなるため、このような場合には副スライ
サ３３によりカメラ１１１〜１１９の撮像視野が
鋼板Ｓを捉えているか、あるいは背景を捉えてい
るかの判断を複雑なソフトウエア的処理によらず
に行うためであり、このため主スライサ３４によ
るエツジ検出が不可能な場合にも副スライサ３３
により２値化信号が得られることとなる。

エツジ位置検出回路３５のORゲート３５１に
与えられた主スライサ３４のフリツプフロツプ３
４８からの出力信号と副スライサ３５のシフト
レジスタ３２２からの出力信号は、フロントエ
ツジとリアエツジとの間をハイレベルとする２値
信号又はフロント、リアエツジが検出されない場
合には鋼板Ｓの在否を示す２値化信号である第９
図トに示す如きOR（論理和）信号としてORゲ
ート３５１からノイズカツトフイルタ３５２を介
してフリツプフロツプ３５３のＳ端子及びインバ
ータ３５７に与えられる。

フリツプフロツプ３５３のＲ端子には第９図チ
に示す如き水平同期信号が与えられており、こ
の水平同期信号のハイレベルのパルスがＲ端子
に与えられるとフリツプフロツプ３５３はリセツ
ト状態となつて第９図リに示す如くそのＱ出力端
子からの出力信号はローレベルとなり、また
ORゲート３５１からのOR信号がハイレベル
となつてＳ端子に与えられるとフリツプフロツプ
３５３はセツト状態となつてそのＱ出力端子から
の出力信号はハイレベルとなり、この信号は
ワンシヨツトマルチ３５４に与えられる。従つて
走査線１ラインにつきOR信号のハイレベル部
の立上りが複数存在しても、信号のハイレベル
部の立上りは１個となるので、鋼板Ｓの表面に低
温部が存在する場合、あるいはスラグ等が付着し
ている場合等にも走査線上における背景から鋼板
Ｓへの変換を正確に検出することが可能である。

ワンシヨツトマルチ３５４はその入力信号が
ハイレベルとなる立上りに同期して第９図ヌに示
す如くハイレベルのラツチバツフア書換パルス
をフロントエツジラツチ回路３５５に与えるもの
である。

またインバータ３５７に与えられたORゲート
３５１からのOR信号は第９図ルに示すように
そのレベルを反転された信号となつてワンシヨ
ツトマルチ３５８に与えられる。このワンシヨツ
トマルチ３５８は信号がハイレベルとなる立上
りに同期して第９図オに示すラツチバツフア書換
パルスを出力してこれをリアエツジラツチ回路
３５９に与える。

従つてフロントエツジラツチ回路３５５に与え
られる信号に含まれるラツチバツフア書換パル
スは１走査線につき１個、リアエツジラツチ回路
３５９に与えられる信号に含まれるラツチバツ
フア書換パルスは１走査線につきアナログビデオ
信号VDのハイレベル部の数（又は立下り位置の
数）と同数となる。

カウンタ３６１にはクリア信号CLRとして水
平同期信号が与えられ、また計数対象としてク
ロツク信号CLKが与えられている。そして、ク
リア信号CLRがカウンタ３６１に与えられる都
度、即ち各カメラ１１１〜１１９による走査が新
しい走査線に移る都度カウンタ３６１はリセツト
され、クリア信号CLRが与えられてリセツトさ
れた時点からの経過時間を示す情報をフロントエ
ツジラツチ回路３５５及びリアエツジラツチ回路
３５９に与える。

また水平同期信号はインバータ３６２により
そのレベルを逆転されてクリア信号CLRとして
フロントエツジラツチ回路３５５及びリアエツジ
ラツチ回路３５９にも与えられており、このクリ
ア信号CLRが両ラツチ回路に与えられる都度、
即ち新たな走査線の走査が開始される都度両ラツ
チ回路３５５，３５９はリセツトされる。そして
両ラツチ回路３５５及び３５９は信号，の各
ラツチバツフア書換パルスが与えられることによ
りその都度カウンタ３６１から与えられている計
時値、即ち各走査線上のエツジの位置をラツチす
る。

両エツジ検出器３５６及び３６０にはそれぞれ
水平同期信号がロード信号LDとして与えられ
ており、このロード信号LDのハイレベルのパル
スが入力されると各エツジ検出器３５６，３６０
はその時点で各ラツチ回路３５５及び３５９にラ
ツチされている経時時間を示す情報をフロントエ
ツジ、リアエツジの各走査線上の位置として読み
出し、エツジ位置メモリ３６に出力する。

従つてフロントエツジラツチ回路３５５には第
９図ヌに示す如く１走査線につき１つのラツチバ
ツフア書換パルスしか与えられないので、これが
フロントエツジラツチ回路３５５に与えられた時
点の計数値がフロントエツジ検出器３５６により
読み出されフロントエツジの位置として検出され
る。またリアエツジラツチ回路３６０には第９図
オに示す如く複数のラツチバツフア書換パルスが
与えられる場合もあるが、水平同期信号がロー
ド信号LDとして与えられ時点でラツチされてい
る計数値、即ち走査線１ライン上における最後の
ラツチバツフア書換パルスによりラツチされた計
数値がリアエツジ検出値３６０により読み出され
リアエツジの位置として検出されるので、前述し
た如く鋼板Ｓの表面に低温部あるいはスラグ等の
付着物が存在する場合にも鋼板Ｓの縁辺位置が正
確に検出される。

このようにしてエツジ位置検出回路３５により
検出された各走査線上のエツジの位置を示すデー
タ（エツジ位置）は順次エツジ位置メモリ３６に
与えられる。エツジ位置メモリ３６は２画面分の
容量を有し、１画面分のデータ、即ちエツジ位置
の書込みを行う間にそれに先行して取得された１
画面分のデータをダイレクトメモリアクセスＩ／
Ｏポート３９を介してミニコンピユータを利用し
た演算装置４へ転送する構成となつており、これ
らの処理はCPU３８により制御される。

演算装置４は個々のカメラ１１１〜１１９によ
り得られた１画面分のデータを合成視野に合成す
るための線形変換を行つて全体の複合図形情報を
作成し、この複合図形の特徴要素を圧延機の制御
系（図示せず）に制御情報として与える。

個々のカメラ１１の各視野を合成画面に合成す
るための線形変換は次のようにして行われる。各
個別視野内の１走査線上のエツジ、即ち立上り、
立下りの位置のその個別視野の座標系Ｘ−Ｙ上で
（Xi、Y₁i）、（Xi、Y₂i）とし、この点の合成視野
の座標系ｘ−ｙ上の位置を（x₁i、y₁i）、（x₂i、
y₂i）とするとその関係は下式のようになる。

x₁i＝X₀j−axj・Xi・cosθj −ayi・Y₁i・sinθj y₁i＝Y₀j−axj・Xi・sinθj −ayi・Y₁i・cosθj x₂i＝X₀j−axj・Xi・cosθj −ayi・Y₂i・sinθj y₂i＝Y₀j−axj・Xi・sinθj −ayi・Y₂i・cosθj ただし、 X₀j、Y₀j：合成視野の座標ｘ−ｙに対する個別
視野Ｘ−Ｙの平行移動距離（画素単位） axj、ayj：標準視野に対する個別視野の拡大率 θj：合成座標ｘ−ｙに対する個別座標Ｘ−Ｙの回
転角 またエツジ位置演算回路３はタイミングＩ／Ｏ
ポート３９を介してプロセス制御コンピユータ９
と接続されており、プロセス制御コンピユータ９
からCPU３８に対して測定に必要な情報を与え
る。

エツジ位置メモリ３６に蓄積されたデータはま
たCPU４２に読出されCRTモニタ６の画面に対
応づけたデイスプレイラム４１に合成画像情報と
して書込まれ、これに基づきCRTモニタ６にこ
の合成画面が表示される。また本実施例では各カ
メラ１１１〜１１９には1024ラインの走査線を有
するカメラを用いているので、512ラインの走査
線を有するCRTモニタ６の縦方向に画面を圧縮
合成するためにエツジ位置メモリ３６からの走査
線６ラインの内の１ラインを抽出する構成となつ
ている。

キーボード５からはキーボードインタフエース
４０を介して本発明装置全体に対する各種の走査
及び制御指令、あるいは測定、データ処理等に必
要な各種の数値等の設定を行うよう構成してあ
り、これらはCPU４２により処理される。

ビデオプロセツサ２３から出力されるビデオ信
号は９入力１出力の手動切換型のデイスプレイセ
レクタ４３により選択されてCRTモニタ８に各
個別のカメラ１１１〜１１９の撮像画面を表示す
る。

以上のように構成された本発明装置の動作につ
いて以下に説明する。

熱間圧延工程中の鋼板Ｓがカメラカメラ１１１
〜１１９の視野１１１′〜１１９′により構成され
る合成視野内の所定の位置に静止されると、各カ
メラ１１１〜１１９はそれぞれ撮像を開始する。
鋼板Ｓから輻射される熱赤外線フイルタによつて
可視光域以下（〜700nｍ）の光線がカツトされ
て近赤外域のみが選択的に透過され、レンズ系１
２を介して各カメラ１１１〜１１９の撮像管１１
ａ，１１ａ……に熱赤外線像として捉えられる。
この撮像管１１ａに捉えられた像のアナログ電気
信号はフアイバリンク１３により光信号に変換さ
れて光フアイバを介することにより雑音の発生な
くフアイバリンク１４へ送られて再びアナログの
電気信号に変換され、カメラコントロールユニツ
ト２に与えられる。

カメラコントロールユニツト２に与えられた信
号はそのビデオプロセツサ２３から受光レベル制
御回路２４に与えられて、そのピークレベルPL
と受光レベル制御回路２４に与えられている設定
レベルTLとの比較により、ピークレベルPLが設
定レベルTLと等しくなるようにレンズ系１２の
絞り値を制御する信号FCがモータ１２０に与え
られて各カメラ１１１〜１１９への入射光量の制
御を行う。これにより、各カメラ１１１〜１１９
の受光レベルは一定となるのでその動作は安定
し、また主スライサ３４、副スライサ３３による
各エツジ検出の精度も向上することになる。

ビデオプロセツサ２３からの信号はエツジ位置
演算回路３にも与えられて、まずそのビデオセレ
クタ３１に入力される。

９入力１出力のビデオセレクタ３１は、９台の
カメラ１１１〜１１９が捉えた像を予備処理した
各ビデオプロセツサ２３からの信号をCPU３８
の指令により順次選択してＡ／Ｄ変換器３２へ出
力する。このＡ／Ｄ変換器３２によりデジタル信
号に変換された信号は副スライサ３３及び主スラ
イサ３４に与えられ、更にエツジ位置検出回路３
５により各走査線上のエツジ、換言すれば走査線
が鋼板Ｓの像の縁辺と交叉する位置を検出する。

エツジ位置検出回路３により検出された各走査
線上のエツジ位置は順次エツジ位置メモリ３６の
１画面分の格納エリアに入力格納される。

このようにして１画面分のエツジ検出及びその
データ（エツジ位置）の格納が終了すると、
CPU３８はビデオセレクタ３１及びエツジ位置
メモリ３６に指令を与えてビデオセレクタ３１に
は画像の切換を行わせ、またエツジ位置メモリ３
６にはすでに取得された１画面分のエツジ位置の
データをダイレクトメモリアクセスＩ／Ｏポート
３７を介して演算装置４へ出力させ、同時にもう
１画面分のエリアにエツジ位置検出回路３５から
送られてくる次の画像のエツジ位置の格納を行わ
せる。

演算装置４はエツジ位置メモリ３６から送られ
る各個別視野のエツジ位置を、前記変換式に従つ
て合成画像の基準座標ｘ−ｙに変換し、９画面分
の個別視野を合成視野に合成し、この合成視野上
における鋼板Ｓの平面形状の特徴要素を圧延機の
制御装置等に出力する。

以上のように本発明に係る板形状測定装置は、
複数の２次元撮像装置を使用しているため、形状
の大なる測定対象であつても高分解能、高精度に
て測定が可能であり、また２次元撮像装置として
テレビカメラを使用しているため走査時間は極め
て短時間となつている。これらの点について前述
した従来例と比較してみると、解像度では従来例
は100×100程度が限度であるが、本実施例では
2500×500程度となつており、また走査時間では
従来例は４〜５秒程度必要としたものが本実施例
では約9/15秒程度となり、事実上測定対象を静止
させる必要なしに高解像度の走査が可能となる。

また、主スライサにより撮像された測定対象の
縁辺の位置、即ちエツジ位置を、前記撮像装置に
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いて検出するこ
とにより画像信号の２値化を行つているので、エ
ツジ位置の検出は極めて正確に行われる。そして
画像信号を所定閾値にて２値化する単純な構成の
副スライサを付加することにより、前記主スライ
サによるエツジ位置検出が不可能な場合の補償を
行つているので、複雑なソフトウエア的処理を不
要としている。

更に本発明装置では得られるデータ数も従来の
ものより多数となり、このため従来は行い得なか
つたより高度な各種の解析を行うことも可能とな
る。

更に本実施例ではあおり視野の撮像を可能とし
たテレビカメラを用いることにより、複数のテレ
ビカメラをそれぞれの視野中心直上に分散配置す
るのではなく、一個所に集合配置して設置スペー
スの節減を可能としている。

尚、本実施例では２次元撮像装置として近赤外
域に良好な感度特性を有するシリコンビジコンカ
メラを用いて熱間鋼板の熱赤外像を撮像する構成
として照明設備を不要としているが、補助照明を
用いることとすれば鋼板の温度に拘わらず測定が
可能となる。

また本実施例における主スライサは、画像信号
をレベルアツプした信号と、遅延させた信号と、
更にこの信号をレベルアツプした信号とにより画
像信号のフロント・リア両エツジを示す信号を得
る構成としたが、他の処理方法によることも可能
である。

以上説明した如く本発明に係る板形状測定装置
は、形状測定対象の板材を、夫々が部分的に撮像
するように配設され、水平、垂直走査機能を有す
る複数の２次元撮像装置と、該２次元撮像装置の
水平走査により得られた画像信号を遅延した信号
を基準ビデオ信号とし、前記画像信号に加算処理
を施した信号を立下り検出用スライスレベル信号
とし、又前記基準ビデオ信号に更に遅延及び加算
処理を施した信号を立上り検出用スライスレベル
信号として前記基準ビデオ信号の２値化処理を行
う主スライサと、前記基準ビデオ信号を一定の閾
値を用いて２値化処理を行う副スライサと、主ス
ライサ及び副スライサの２値化信号を合成し、最
も早く出現する立上りエツジ位置と、最も遅く出
現する立下りエツジ位置を夫々水平走査時間に同
期したクロツク信号により求めるエツジ位置検出
回路及び前記エツジ位置検出回路にて得た立上
り、立下りエツジ位置を垂直走査に同期させて順
次記憶するエツジ位置メモリ、並びにこのエツジ
位置メモリにおける各部分視野に対応したエツジ
位置を合成処理する演算装置とを具備するから、
走査速度が速く、移動している測定対象に対して
も静止させることなく高解像度の走査が出来、ま
た主スライサにより画像信号を遅延、加算処理等
の加工を施した信号を組合わせて２値化処理し、
エツジ位置を検出するからエツジ位置の検出精度
が高く、しかも副スライサを備えるから主スライ
サがエツジ位置を検出出来なかつた場合にも補償
が出来て複雑なソフトウエア的処理を要さず、更
にデータ量も多く高度な各種の解析を行うことも
可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱間鋼板の形状測定装置の一例
の構成を示す略示図、第２図は本発明に係る板形
状測定装置の構成の概略を示すブロツク図、第３
図は同じくテレビカメラの配置状態及びその視野
並びにそれにより構成される合成画面と鋼板の位
置関係を示す説明図、第４，５図はテレビカメラ
の走査線の方向と鋼板の縁辺方向の関係及びその
ビデオ信号と２値信号の関係を示す説明図、第６
図はあおり視野の説明図、第７図はテレビカメラ
の受光レベルの制御方法の説明図、第８図は本発
明装置の主スライサ、副スライサ及びエツジ位置
検出回路のブロツク図、第９図はその各信号の状
態を示す説明図、第１０図は第９図ロの要部を示
す模式図である。 ２……カメラ制御部、３……エツジ演算回路、
４……演算装置、１１，１１１〜１１９……シリ
コンビジコンカメラ、１１ａ……撮像管、１２…
…レンズ系、２２……画像歪補正回路、２３……
ビデオプロセツサ、３３……副スライサ、３４…
…主スライサ、３５……エツジ位置検出回路、３
６……エツジ位置メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形状測定対象の板材を、夫々が部分的に撮像
   するように配設され、水平、垂直走査機能を有す
   る複数の２次元撮像装置と、 該２次元撮像装置の水平走査より得られた画像
   信号を遅延した信号を基準ビデオ信号とし、前記
   画像信号に加算処理を施した信号を立下り検出用
   スライスレベル信号とし、又前記基準ビデオ信号
   に更に遅延及び加算処理を施した信号を立上り検
   出用スライスレベル信号として前記基準ビデオ信
   号の２値化処理を行う主スライサと、 前記基準ビデオ信号を一定の閾値を用いて２値
   化処理を行う副スライサと、 主スライサ及び副スライサの２値化信号を合成
   し、最も早く出現する立上りエツジ位置と、最も
   遅く出現する立下りエツジ位置を夫々水平走査時
   間に同期したクロツク信号により求めるエツジ位
   置検出回路 及び前記エツジ位置検出回路にて得た立上り、
   立下りエツジ位置を垂直走査に同期させて順次記
   憶するエツジ位置メモリ、 並びにこのエツジ位置メモリにおける各部分視
   野に対応したエツジ位置を合成処理する演算装置
   とを備えたことを特徴とする板形状測定装置。 ２ 前記２次元撮像装置はレンズ系の光軸と撮像
   部の中心軸とをずらせてあおり視野の撮像を可能
   としてある特許請求の範囲第１項記載の板形状測
   定装置。