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JP-2026077108-A - 鋼板の中心の位置座標特定方法および位置座標特定システム、並びに、クレーン

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Abstract

【課題】鋼板の中心の位置座標をより確実に精度よく特定できる鋼板の中心の位置座標特定方法および位置座標特定システム、並びに、クレーンを提供する。 【解決手段】鋼板の中心の位置座標特定方法は、準備工程Ｓ１００と特定工程Ｓ２００とを有し、準備工程Ｓ１００では、識別情報Ｎが占める領域Ｒの範囲内に存在する所定点Ｐから鋼板ＳＰの短辺Ｓｓまでの垂直距離ｂと、所定点Ｐから長辺Ｌｓまでの垂直距離ａとを予め把握しておき、特定工程Ｓ２００では、撮影装置２により画像データＤ１を取得し、画像データＤ１を演算装置３によりデータ処理することにより、識別情報Ｎに基づいて鋼板ＳＰの幅寸法Ｗと長さ寸法Ｈとを特定するとともに、鋼板座標系Ｃｓでの所定点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ）を特定し、幅寸法Ｗと長さ寸法Ｈと所定点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ）と垂直距離ａ、ｂとに基づいて中心Ｃの位置座標（ｘｃ、ｙｃ）を特定する。 【選択図】図３

Inventors

  • 星島 一輝

Assignees

  • 株式会社三井E&S

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (7)

  1. 識別情報が存在している鋼板の上面の画像データを撮影装置により取得して、取得した前記画像データを用いて演算装置により前記鋼板の中心の位置座標を特定する鋼板の中心の位置座標特定方法において、 前記中心の位置座標を特定する特定工程とこの特定工程よりも前の準備工程とを有し、 前記準備工程では、前記識別情報が占める領域の範囲内に存在する所定点から前記鋼板の短辺までの垂直距離と、前記所定点から前記鋼板の長辺までの垂直距離とを予め把握しておき、 前記特定工程では、前記撮影装置により前記画像データを取得し、前記画像データを前記演算装置によりデータ処理することにより、前記識別情報に基づいて前記鋼板の幅寸法と長さ寸法とを特定するとともに、前記短辺と前記長辺のそれぞれの延在方向に向いた座標軸を有する鋼板座標系での前記所定点の位置座標を特定し、前記幅寸法と前記長さ寸法と前記所定点の位置座標と予め把握しておいたそれぞれの前記垂直距離とに基づいて前記鋼板座標系での前記中心の位置座標を特定する、鋼板の中心の位置座標特定方法。
  2. 前記準備工程では、前記領域の形状を前記短辺と前記長辺とのそれぞれの辺に略平行な辺を有する矩形として扱い、前記矩形の中心または四つの角のいずれかを前記所定点として選択する、請求項１に記載の鋼板の中心の位置座標特定方法。
  3. 前記特定工程では、前記画像データをデータ処理することにより前記識別情報を読み取り、前記識別情報ごとの前記幅寸法と前記長さ寸法とが集積した管理データと読み取った前記識別情報とに基づいて前記幅寸法と前記長さ寸法とを特定する、請求項１に記載の鋼板の中心の位置座標特定方法。
  4. 前記特定工程では、前記中心の位置座標を（ｘｃ、ｙｃ）とし、前記所定点の位置座標を（ｘ、ｙ）とし、前記幅寸法をＷとし、前記長さ寸法をＨとし、前記所定点から前記短辺までの垂直距離をｂとし、前記所定点から前記長辺までの垂直距離をａとした、下記の数式（１）を用いて前記中心の位置座標を特定する、請求項１に記載の鋼板の中心の位置座標特定方法。 ・・・・・・（１）
  5. 前記鋼板座標系から前記鋼板を荷役するクレーンが前記鋼板の荷役の際に用いるクレーン座標系への座標変換を用いて前記演算装置により前記クレーン座標系での前記中心の位置座標を特定する、請求項１に記載の鋼板の中心の位置座標特定方法。
  6. 識別情報が存在している鋼板の上面の画像データを取得する撮影装置と、取得した前記画像データに基づいて前記鋼板の中心の位置座標を特定する演算装置とを備える鋼板の中心の位置座標特定システムにおいて、 前記識別情報が占める領域の範囲内の所定点から前記鋼板の短辺までの垂直距離と、前記所定点から前記鋼板の長辺までの垂直距離とが予め記憶された記憶部を有していて、 前記演算装置は、前記画像データに基づいて、前記鋼板の長さ寸法および幅寸法を特定するとともに、互いに直交する座標軸が前記短辺と前記長辺のそれぞれの延在方向に向いた鋼板座標系での前記所定点の位置座標とを特定するデータ処理と、前記長さ寸法と前記幅寸法と前記所定点の位置座標と前記記憶部に記憶されたそれぞれの前記垂直距離とに基づいて前記鋼板座標系での前記中心の位置座標を特定するデータ処理とを実行する構成にした、鋼板の中心の位置座標特定システム。
  7. 請求項６に記載の鋼板の中心の位置座標特定システムを備えるクレーン。

Description

本発明は、鋼板の中心の位置座標特定方法および位置座標特定システム、並びに、クレーンに関し、より詳しくは、鋼板の中心の位置座標をより確実に精度よく特定できる鋼板の中心の位置座標特定方法および位置座標特定システム、並びに、クレーンに関する。 製鉄所や鋼材倉庫でのクレーンによる鋼板の荷役の自動化には、鋼板の中心の位置座標を特定することが必須になっている。鋼板ではなく、鋼板の材料となる鋼板スラブの中心点や重心位置をカメラによって撮像した画像を用いて検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１で提案されている方法は、鋼板スラブの平面と側面との明暗の差を利用してカメラによって撮像した画像を画像処理することにより、平面画像（板面のエッジが特定された画像）と側面画像とを抽出して、鋼板スラブの中心点や重心位置を求めている。 製鉄所や鋼材倉庫では、パレットなどに積み重ねられた複数の鋼板がクレーンにより荷役されている。鋼板には薄板（厚さ３ｍｍ未満）、中板（厚さ３ｍｍ以上、６ｍｍ未満）、厚板（厚さ６ｍｍ以上、１５０ｍｍ未満）、極厚板（厚さ１５０ｍｍ以上）などの種類があるが、総じて鋼板スラブの厚さに比して鋼板の厚さは非常に小さい。また、積み重ねられた鋼板どうしは概ね同系色を呈している。したがって、上面視の画像では鋼板どうしの境界（縁）が分かり難くなっていることに加えて、側面視の画像でも鋼板どうしの境界が分かり難くなっている。それ故、特許文献１で提案されている方法を単純に鋼板に適用しても、各鋼板のエッジを精度よく特定することが難しく、鋼板の中心の位置座標を特定することができない。それ故、鋼板の中心の位置座標をより確実に精度よく特定するには改善の余地がある。 特開平７－３３０２８７号公報 鋼板の中心の位置座標特定システムとクレーンの実施形態を例示する説明図である。画像データを例示する説明図である。鋼板の中心の位置座標特定方法の実施形態の手順を例示するフロー図である。鋼板座標系での鋼板の上面を例示する説明図である。管理データを例示する説明図である。クレーン座標系での鋼板の上面を例示する説明図である。 以下、本発明の鋼板の中心の位置座標特定方法および位置座標特定システム、並びに、クレーンを、図に示す実施形態に基づいて説明する。 図１に例示する特定システム１は、撮影装置２と演算装置３とを備えている。この特定システム１は、本発明の鋼板の中心の位置座標特定システムの実施形態であり、この特定システム１を備えるクレーン１０は、本発明のクレーンの実施形態である。この特定システム１を用いて、図３に例示する鋼板の中心の位置座標特定方法が実施される。この特定方法は、クレーン１０が鋼板ＳＰを荷役する際に実施され、鋼板ＳＰの中心Ｃの位置座標（Ｘｃ、Ｙｃ）を特定するために用いられる。 この特定方法の概要を説明する。この特定方法は、後述する図４に例示するように、鋼板ＳＰの上面に存在している固有の識別情報Ｎを利用する方法である。この特定方法の手順では、準備工程Ｓ１００で、識別情報Ｎが占める領域Ｒの所定点Ｐから鋼板ＳＰの長辺Ｌｓおよび短辺Ｓｓのそれぞれの辺までの垂直距離ａ、ｂが把握される。次いで、特定工程Ｓ２００では、撮影装置２により画像データＤ１が取得される（Ｓ２１０）。次いで、演算装置３により画像データＤ１をデータ処理することにより、識別情報Ｎに基づいた鋼板ＳＰの長さ寸法Ｈおよび幅寸法Ｗが特定されるとともに鋼板座標系Ｃｓでの所定点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ）が特定される。次いで、長さ寸法Ｈ、幅寸法Ｗ、所定点Ｐの位置座標（ｘ、ｙ）、垂直距離ａ、ｂに基づいて鋼板座標系Ｃｓでの鋼板ＳＰの中心Ｃの位置座標（ｘｃ、ｘｃ）が特定される（Ｓ２３０、Ｓ２４０）。最終的に、クレーン座標系Ｃｃでの鋼板ＳＰの中心Ｃの位置座標（Ｘｃ、Ｙｃ）が特定される（Ｓ２５０）。なお、鋼板座標系Ｃｓとクレーン座標系Ｃｃとが同一であってもよい。 まず、クレーン１０と特定システム１の詳細について説明する。 図１に例示するクレーン１０は、製鉄所や鋼材倉庫で鋼板ＳＰの荷役を行っている。クレーン１０は、公知の種々のクレーンを用いることができる。クレーン１０は、例えば、製鉄所から出荷される鋼板ＳＰを船舶Ｓに荷役するガントリークレーンである。クレーン１０は、構造物１１、トロリ１２、吊具１３、および、特定システム１を備えている。 構造物１１は、走行装置１４と一方向（陸側から海側に向かう方向）に張り出した桁（ガーダ、ブームなど）１５と下端部に走行装置１４が取り付けられていて互いに水平材（シルビーム、タイビームなど）１６により連結された複数本の脚１７とを有している。トロリ１２は、桁１５に沿って横行している。吊具１３は、トロリ１２から索状体（ワイヤロープ）を介して吊り下げられている。 クレーン１０は、上記の構成に限定されるものではない。クレーン１０は、例えば、鋼板ＳＰを一時的に保管する蔵置レーンを跨いで鋼板ＳＰを荷役するトランスファークレーン（門型クレーン）や天井クレーンでもよい。 撮影装置２は、クレーン１０のトロリ１２、吊具１３、水平材１６、および、脚１７のいずれかに設置されていて、鋼板ＳＰの上面の画像データＤ１を取得している。この撮影装置２には、公知の種々のカメラを用いることができる。撮影装置２は、レンズの光軸が鋼板ＳＰの上面に対して垂直であることが望ましいが、上面の垂線から傾いていてもよい。撮影装置２は、取得した画像データＤ１に鋼板ＳＰの全体が存在している必要がなく、鋼板ＳＰの上面に存在している識別情報Ｎの全体が存在していればよい。ただし、積み重ねられた複数の鋼板ＳＰでの識別情報Ｎの位置が揃えられていない場合、撮影装置２は、積み重ねられた複数の鋼板ＳＰの全体が存在しているとよい。撮影装置２が取得した画像データＤ１は、演算装置３の補助記憶部６に記憶される。 演算装置３は、種々のデータが入力、記憶され、これらのデータを用いてデータ処理を行う。演算装置３は、公知の種々のコンピュータを用いることができる。演算装置３は、中央演算処理部（ＣＰＵ）４、主記憶部（メモリ）５、補助記憶部（例えば、ＨＤＤ）６を有している。補助記憶部６は、本発明の記憶部に相当する。この補助記憶部６には、画像データＤ１と、後述する図４に例示する垂直距離ａ、ｂとが記憶される。 図２に例示する画像データＤ１は、レンズの光軸が鋼板ＳＰの上面に対して垂直な撮影装置２により取得されていて、補助記憶部６に記憶されている。画像データＤ１には、パレットＰＬに積み重ねられた複数の鋼板ＳＰが存在している。具体的には、画像データＤ１にパレットＰＬに積み重ねられた寸法が異なる四枚の鋼板ＳＰが存在している。また、画像データＤ１には、上から一枚目、二枚目、四枚目の鋼板ＳＰの識別情報Ｎ（ＸＸＸＸＸ、ＹＹＹＹＹ、ＺＺＺＺＺ）が存在している。 鋼板ＳＰは、製鉄所や鋼材倉庫で生成、管理されており、製造業者や加工業者などのクライアントに向けて出荷されて、製品として加工される。鋼板ＳＰは、鉄鋼の塊（スラブ）から板状に加工された鋼材である。鋼板ＳＰは、厚さに応じて薄板（厚さ３ｍｍ未満）、中板（厚さ３ｍｍ以上、６ｍｍ未満）、厚板（厚さ６ｍｍ以上、１５０ｍｍ未満）、極厚板（厚さ１５０ｍｍ以上）の四種類に分類される。鋼板ＳＰには、表面処理加工を施した亜鉛めっき鋼板、錫めっき鋼板、ティンフリー鋼板、塩化ビニル被覆鋼板、銅めっき鋼板、塗装鋼板などの表面処理鋼板も含まれる。 パレットＰＬに積み重ねられた複数の鋼板ＳＰのそれぞれは、各鋼板ＳＰの短辺方向や長辺方向などの向きがパレットＰＬの短辺方向や長辺方向に合わせて概ね揃えられている。また、積み重ねられた複数の鋼板ＳＰのそれぞれは、各鋼板ＳＰの中心も概ね揃えられていて、それぞれの中心がパレットＰＬの中心に概ね揃えられている。したがって、画像データＤ１に複数の識別情報Ｎが存在する場合、パレットＰＬの中心に最も近い識別情報Ｎが上から一枚目の鋼板ＳＰの識別情報Ｎとなっている。 鋼板ＳＰの上面には、固有の識別情報Ｎが付与されており、この識別情報Ｎに従って管理されている。識別情報Ｎは、必須情報として鋼板ＳＰごとに異なる固有の管理番号を有していて、他の情報として、例えば、鋼板ＳＰの各寸法（厚さ寸法、幅寸法、長さ寸法）、原材料名、搬入先（クライアント名）、製造元などを有していてもよい。実施形態の識別情報Ｎは、管理番号（ＸＸＸＸＸ、ＹＹＹＹＹ、ＺＺＺＺＺなど）を有している。識別情報Ｎには、例えば、前述したそれぞれの情報を表す文字列、一次元バーコードや二次元バーコードなどが用いられている。識別情報Ｎは、例えば、型板（ステンシルシート）を用いたステンシルによる塗布で鋼板ＳＰの上面に直に記されたり、上面に貼り付けられたラベルに表示されたりしている。 識別情報Ｎは、鋼板ＳＰの上面の所定位置に存在している。この所定位置は上面の中心Ｃを除いて任意に設定できる。仮に、識別情報Ｎが上面の中心Ｃに存在する場合、識別情報Ｎを目印として中心Ｃの位置座標を概ね特定できるため、本実施形態を用いる必要はない。 識別情報Ｎは、目視でも確認し易いように鋼板ＳＰの上面とのコントラストが大きくなっている。したがって、画像データＤ１における複数の鋼板ＳＰどうしの境界が不鮮明で、画像処理を施したとしても鋼板ＳＰのエッジ（鋼板ＳＰの外周）を特定できない場合でも、識別情報Ｎは鮮明であり、画像データＤ１での位置を確実に特定できる。即ち、本実施形態では、鋼板ＳＰのエッジに比してより鮮明な識別情報Ｎを手掛かりとして利用することにより、鋼板ＳＰの中心Ｃの位置座標が特定される。 図３に例示する鋼板の中心の位置座標特定方法の手順では、準備工程Ｓ１００と特定工程Ｓ２００とが順に実施される。以下に準備工程Ｓ１００と特定工程Ｓ２００の各ステップＳ２１０～Ｓ２４０の詳細について説明する。 準備工程Ｓ１００では、所定点Ｐから鋼板ＳＰの長辺Ｌｓまでの垂直距離ａと、所定点Ｐから短辺Ｓｓまでの垂直距離ｂとが把握される。それぞれの垂直距離ａ、ｂは、実際の鋼板ＳＰを用いて実測してもよく、鋼板ＳＰの製造工程で用いられる設定値を用いてもよい。把握されたそれぞれの垂直距離ａ、ｂは、演算装置３の補助記憶部６に記憶される。 図４は、鋼板座標系Ｃｓでの鋼板ＳＰの上面を表している。図４中のＸ軸、Ｙ軸は鋼板座標系Ｃｓの座標軸であり、Ｘ軸は鋼板ＳＰの長辺Ｌｓの延在方向に向いていて、Ｙ軸は鋼板ＳＰの短辺Ｓｓの延在方向に向いていて、互いに直交している。図４中の破線の矩形は領域Ｒを表していて、白丸は中心Ｃと所定点Ｐと基準点Ｑとを表している。 鋼板座標系Ｃｓは、鋼板ＳＰの長辺Ｌｓ、短辺Ｓｓのそれぞれの延在方向に向いた互いに直交する座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を有する直交座標系である。鋼板座標系Ｃｓの原点は画像データＤ１の範囲内であれば任意に設定できるが、画像データＤ１の中心に設定するとよい。撮影装置２が画像データＤ１を撮影する際に、画像データＤ１での横方向、縦方向が鋼板ＳＰの長辺Ｌｓ、短辺Ｓｓのそれぞれの延在方向に合わせてある場合、鋼板座標系Ｃｓには、画像データＤ１の座標系を用いることができる。鋼板座標系Ｃｓと画像データＤ１の座標系とが異なる場合、画像データＤ１の座標系を鋼板座標系Ｃｓに変換すればよい。この座標変換の手法には、公知の種々の座標変換手法を用いることができる。例えば、画像データＤ１におけるパレットＰＬの外周は鮮明であるため、パレットＰＬの長辺、短辺のそれぞれの延在方向と、画像データＤ１の横方向、縦方向とが一致する座標変換を求めておき、その座標変換を用いて画像データＤ１の座標系を鋼板座標系Ｃｓに変換できる。また、撮影装置２のレンズの光軸と鋼板ＳＰの上面との傾き具合を予め把握しておき、その傾き具合に応じた座標変換を求めておき、その座標変換を用いて画像データＤ１の座標系を鋼板