特開 2024-118346 測定方法、測定装置、及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118346

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】測定方法、測定装置、及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 15/00 20060101AFI20240823BHJP

【ＦＩ】

G01B15/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024711

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(74)【代理人】

【識別番号】100202326

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 大佑

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 暁斗

(72)【発明者】

【氏名】黒川 瑛宣

【テーマコード（参考）】

2F067

【Ｆターム（参考）】

2F067AA02

2F067AA16

2F067BB01

2F067CC05

2F067EE04

2F067HH02

2F067JJ02

2F067KK08

2F067PP04

2F067PP16

2F067RR12

2F067RR41

(57)【要約】

【課題】帯状体の幅方向における端部の位置をより精度良く測定することが可能な測定方法を提供する。
【解決手段】帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を測定する測定方法は、帯状体Ｓの端部に向けて電磁波を照射するステップと、帯状体Ｓの端部で反射した電磁波を検出するステップと、電磁波を検出するステップにおいて得られた検出信号に対する複数の閾値に基づいて、検出信号に含まれる端部での反射信号を判別するステップと、反射信号が検出された時間に基づいて端部の位置を算出するステップと、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状体の幅方向における端部の位置を測定する測定方法であって、
前記帯状体の前記端部に向けて電磁波を照射するステップと、
前記帯状体の前記端部で反射した前記電磁波を検出するステップと、
前記電磁波を検出するステップにおいて得られた検出信号に対する複数の閾値に基づいて、前記検出信号に含まれる前記端部での反射信号を判別するステップと、
前記反射信号が検出された時間に基づいて前記端部の位置を算出するステップと、
を含む、
測定方法。

【請求項2】

請求項１に記載の測定方法であって、
前記複数の閾値は、検出強度に対する第１閾値と、検出時間に対する第２閾値と、を含む、
測定方法。

【請求項3】

請求項２に記載の測定方法であって、
前記反射信号を判別するステップは、前記検出信号における前記検出強度が前記第１閾値よりも高く、かつ前記検出時間が前記第２閾値よりも長い信号波形のうち最初のものを前記反射信号として判別することを含む、
測定方法。

【請求項4】

帯状体の幅方向における端部の位置を測定する測定装置であって、
前記帯状体の前記端部に向けて電磁波を照射する照射部と、
前記帯状体の前記端部で反射した前記電磁波を検出する検出部と、
前記検出部から出力される検出信号に対する複数の閾値に基づいて、前記検出信号に含まれる前記端部での反射信号を判別し、前記反射信号が検出された時間に基づいて前記端部の位置を算出する制御部と、
を備える、
測定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の測定装置であって、
前記複数の閾値は、検出強度に対する第１閾値と、検出時間に対する第２閾値と、を含む、
測定装置。

【請求項6】

請求項５に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記検出信号における前記検出強度が前記第１閾値よりも高く、かつ前記検出時間が前記第２閾値よりも長い信号波形のうち最初のものを前記反射信号として判別する、
測定装置。

【請求項7】

請求項１乃至３に記載の測定方法及び請求項４乃至６に記載の測定装置のいずれかを用いながら前記帯状体を製造する製造方法であって、
測定された前記帯状体の幅方向における前記端部の位置に基づき、プロセスラインにおける前記帯状体の蛇行を制御するステップを含む、
製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測定方法、測定装置、及び製造方法に関する。例えば、本開示は、プロセスラインにおける鋼板などの帯状体の蛇行を制御するために帯状体のエッジ位置を測定する測定方法及び測定装置に関する。例えば、本開示は、測定方法及び測定装置のいずれかを用いながら帯状体を製造する製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生産ライン及び加工ラインなどのプロセスラインにおいて、鋼板などの帯状体の幅方向における端部の位置を測定するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、ノイズ及び雰囲気の影響を受けにくく、かつ、設置が容易で、帯状体との機械的な干渉が少ない帯状体の幅方向端部位置測定方法が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の技術のように、従来のＣＰＣ（Center Position Control）装置におけるマイクロ波方式での鋼板のエッジ位置検出方法が一般的に知られている。当該方法では、鋼板のエッジに向けてマイクロ波が照射され、受信アンテナに戻るマイクロ波のうち反射強度が最も高いもののピーク時間が鋼板のエッジ位置として検出されていた。従来のＣＰＣ装置は、検出されたエッジ位置に基づいて鋼板の中心位置を算出し、算出された中心位置をプロセスラインの中心に合わせるように蛇行制御を実行していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】再公表特許ＷＯ２００６／０４８９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のエッジ位置検出方法では、鋼板以外で反射したマイクロ波の強度が最大となった場合、その最大となったピーク時間が鋼板のエッジ位置として誤検出されてしまうという問題があった。

【0006】

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、帯状体の幅方向における端部の位置をより精度良く測定することが可能な測定方法、測定装置、及び製造方法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】

【0007】

本開示は、
（１）
帯状体の幅方向における端部の位置を測定する測定方法であって、
前記帯状体の前記端部に向けて電磁波を照射するステップと、
前記帯状体の前記端部で反射した前記電磁波を検出するステップと、
前記電磁波を検出するステップにおいて得られた検出信号に対する複数の閾値に基づいて、前記検出信号に含まれる前記端部での反射信号を判別するステップと、
前記反射信号が検出された時間に基づいて前記端部の位置を算出するステップと、
を含む、
測定方法、
である。

【0008】

（２）
上記（１）に記載の測定方法では、
前記複数の閾値は、検出強度に対する第１閾値と、検出時間に対する第２閾値と、を含んでもよい。

【0009】

（３）
上記（２）に記載の測定方法では、
前記反射信号を判別するステップは、前記検出信号における前記検出強度が前記第１閾値よりも高く、かつ前記検出時間が前記第２閾値よりも長い前記信号波形のうち最初のものを前記反射信号として判別することを含んでもよい。

【0010】

本開示は、
（４）
帯状体の幅方向における端部の位置を測定する測定装置であって、
前記帯状体の前記端部に向けて電磁波を照射する照射部と、
前記帯状体の前記端部で反射した前記電磁波を検出する検出部と、
前記検出部から出力される検出信号に対する複数の閾値に基づいて、前記検出信号に含まれる前記端部での反射信号を判別し、前記反射信号が検出された時間に基づいて前記端部の位置を算出する制御部と、
を備える、
測定装置、
である。

【0011】

（５）
上記（４）に記載の測定装置では、
前記複数の閾値は、検出強度に対する第１閾値と、検出時間に対する第２閾値と、を含んでもよい。

【0012】

（６）
上記（５）に記載の測定装置では、
前記制御部は、前記検出信号における前記検出強度が前記第１閾値よりも高く、かつ前記検出時間が前記第２閾値よりも長い前記信号波形のうち最初のものを前記反射信号として判別してもよい。

【0013】

本開示は、
（７）
上記（１）乃至（３）に記載の測定方法及び上記（４）乃至（６）に記載の測定装置のいずれかを用いながら前記帯状体を製造する製造方法であって、
測定された前記帯状体の幅方向における前記端部の位置に基づき、プロセスラインにおける前記帯状体の蛇行を制御するステップを含む、
製造方法、
である。

【発明の効果】

【0014】

本開示の一実施形態に係る測定方法、測定装置、及び製造方法によれば、帯状体の幅方向における端部の位置をより精度良く測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の一実施形態に係る測定装置を有する制御システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】図１の測定装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図１の測定装置が実行する処理の第１例を示すフローチャートである。

【図4】図１の測定装置が実行する処理の第２例を示すフローチャートである。

【図5】図１の測定装置が実行する処理の第３例を示すフローチャートである。

【図6】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第１図である。

【図7】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第２図である。

【図8】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第３図である。

【図9】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第４図である。

【図10】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第５図である。

【図11】図１の測定装置が実行する処理の内容を説明するための第６図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態に係る測定装置１０の構成及び動作について主に説明する。

【0017】

図１は、本開示の一実施形態に係る測定装置１０を有する制御システム１の概略構成を示す模式図である。図１を参照しながら、一実施形態に係る測定装置１０を有する制御システム１の構成の一例について主に説明する。

【0018】

制御システム１は、プロセスラインＬを用いた帯状体Ｓの製造にあたり、プロセスラインＬにおける帯状体Ｓの蛇行を制御する。本開示において、「プロセスラインＬ」は、例えば、生産ライン及び加工ラインなどを含む。「帯状体Ｓ」は、例えば、鋼板などを含む。「蛇行」は、例えば、プロセスラインＬ上を上流から下流に向けて移動する帯状体Ｓがその搬送方向Ｄ１に沿ったプロセスラインＬの中心Ｃに対し搬送方向Ｄ１と直交する帯状体Ｓの幅方向Ｄ２に位置を変動させることを含む。一例として、制御システム１は、鋼板を生産するための生産ライン上を上流から下流に向けて移動する鋼板の蛇行を制御する。

【0019】

制御システム１は、測定装置１０と、油圧装置２０と、シリンダー３０と、検出装置４０と、を有する。制御システム１は、ステアリングロールＲから送り出される帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を、搬送方向Ｄ１に沿ったプロセスラインＬの中心Ｃに合わせるように蛇行制御を実行する。制御システム１によって実行される蛇行制御は、プロセスラインＬ上に配置されているステアリングロールＲの位置をＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御に基づいて制御することを含む。

【0020】

測定装置１０は、制御システム１により実行される蛇行制御に必要な、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を算出するために、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を測定する。本開示において、「端部」は、例えば、帯状体Ｓにおいて幅方向Ｄ２の両端に位置するエッジＥ１、Ｅ２の少なくとも一方を含む。図１に示されるように、測定装置１０は、一例として、エッジＥ１、Ｅ２の両方の位置を測定する。測定装置１０は、測定された端部の位置に基づいて、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を算出する。例えば、測定装置１０は、エッジＥ１の位置とエッジＥ２の位置との間の中間位置を、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置として算出する。

【0021】

測定装置１０は、算出された帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を、搬送方向Ｄ１に沿ったプロセスラインＬの中心Ｃに合わせるＰＩＤ制御に基づいて油圧装置２０を制御する。測定装置１０は、制御システム１による蛇行制御に寄与するＣＰＣ装置としても機能する。測定装置１０は、検出装置４０により検出されたステアリングロールＲの位置を、検出情報として検出装置４０から取得する。これにより、測定装置１０は、ステアリングロールＲの現在の位置を識別する。測定装置１０は、算出された帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置が中心Ｃからずれていると判定すると、ずれを解消するように、油圧装置２０及びシリンダー３０を介してステアリングロールＲの現在の位置を適切な位置に変更させる。

【0022】

測定装置１０は、帯状体Ｓに対して幅方向Ｄ２の両側にそれぞれ配置される第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂを有する。第１アンテナ１０ａは、帯状体ＳのエッジＥ１に向けて電磁波を照射し、エッジＥ１で反射した電磁波を検出する。第２アンテナ１０ｂは、帯状体ＳのエッジＥ２に向けて電磁波を照射し、エッジＥ２で反射した電磁波を検出する。本開示において、「電磁波」は、例えば、マイクロ波などを含む。

【0023】

測定装置１０は、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂに接続されているコントローラ１０ｃを有する。コントローラ１０ｃは、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂの各々における、電磁波の照射及び検出に関する動作を制御する。例えば、コントローラ１０ｃは、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂの各々を制御して、帯状体Ｓの端部に向けて電磁波を照射させる。例えば、コントローラ１０ｃは、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂの各々で検出された電磁波の検出信号を各々から取得する。

【0024】

測定装置１０は、コントローラ１０ｃにさらに接続されている制御盤１０ｄを有する。制御盤１０ｄは、測定処理、演算処理、及び制御処理などの各種処理を実行する。測定処理は、例えば、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂ、並びにコントローラ１０ｃを用いて帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を測定する処理などを含む。演算処理は、例えば、測定された端部の位置に基づいて、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を算出する処理などを含む。制御処理は、例えば、算出された帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を中心Ｃに合わせるＰＩＤ制御などの処理を含む。

【0025】

油圧装置２０は、測定装置１０から受けた制御信号に基づいてシリンダー３０を駆動する、油圧を利用した任意の装置を含む。油圧装置２０は、測定装置１０から受けた制御信号に基づいてシリンダー３０を駆動し、ステアリングロールＲの現在の位置を適切な位置に変更させる。

【0026】

シリンダー３０は、油圧装置２０からの油圧によって動作する任意の動作機構を含む。シリンダー３０は、ステアリングロールＲと機械的に接続され、ステアリングロールＲの位置を変化させる。シリンダー３０は、測定装置１０から受けた制御信号に基づく油圧装置２０からの駆動力に基づいて動作し、ステアリングロールＲの現在の位置を適切な位置に変更する。

【0027】

検出装置４０は、ステアリングロールＲの位置を検出可能な任意の装置を含む。検出装置４０は、検出されたステアリングロールＲの位置を検出情報として測定装置１０に出力する。

【0028】

図２は、図１の測定装置１０の概略構成を示す機能ブロック図である。測定装置１０は、照射部１１と、検出部１２と、記憶部１３と、制御部１４と、を有する。

【0029】

照射部１１は、帯状体Ｓの端部に向けて電磁波を照射する任意の照射源を含む。照射部１１は、例えば、パルス状の電磁波を照射する。照射部１１は、図１に示される第１アンテナ１０ａにおいて電磁波を照射する構成部に対応する第１照射部１１ａを有する。照射部１１は、図１に示される第２アンテナ１０ｂにおいて電磁波を照射する構成部に対応する第２照射部１１ｂを有する。

【0030】

検出部１２は、帯状体Ｓの端部で反射した電磁波を検出する任意の検出モジュールを含む。検出部１２は、図１に示される第１アンテナ１０ａにおいて電磁波を検出する構成部に対応する第１検出部１２ａを有する。検出部１２は、図１に示される第２アンテナ１０ｂにおいて電磁波を検出する構成部に対応する第２検出部１２ｂを有する。

【0031】

記憶部１３は、例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリ、又はこれらの任意の組み合わせを含む。記憶部１３は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部１３は、測定装置１０の動作に用いられる情報と、測定装置１０の動作によって得られた情報と、を記憶する。例えば、記憶部１３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び通信などの任意の手段で取得される各種データなどを記憶する。

【0032】

制御部１４は、マイクロコントローラ、プロセッサ、プログラマブル回路、専用回路、又はこれらの任意の組合せを含む。プロセッサは、ＣＰＵ若しくはＧＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。「ＣＰＵ」は、Central Processing Unitの略語である。「ＧＰＵ」は、Graphics Processing Unitの略語である。プログラマブル回路は、例えば、ＦＰＧＡである。「ＦＰＧＡ」は、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。専用回路は、例えば、ＡＳＩＣである。「ＡＳＩＣ」は、Application Specific Integrated Circuitの略語である。制御部１４は、測定装置１０を構成する各構成部と通信可能に接続され、各構成部を制御しながら、測定装置１０の動作に関わる各種処理を実行する。図１において、コントローラ１０ｃ及び制御盤１０ｄが制御部１４に対応する。

【0033】

図３は、図１の測定装置１０が実行する処理の第１例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、制御システム１による蛇行制御に寄与する測定装置１０の処理の全体的な流れを示す。

【0034】

ステップＳ１００では、測定装置１０の制御部１４は、第１アンテナ１０ａ及び第２アンテナ１０ｂ、並びにコントローラ１０ｃを用いて帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を測定する。ステップＳ１００は、上述の測定処理に対応する。

【0035】

ステップＳ１０１では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ１００において測定された端部の位置に基づいて、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を算出する。ステップＳ１０１は、上述の演算処理に対応する。

【0036】

ステップＳ１０２では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ１０１において算出された帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における中心位置を、搬送方向Ｄ１に沿ったプロセスラインＬの中心Ｃに合わせるＰＩＤ制御を実行する。ステップＳ１０２は、上述の制御処理に対応する。

【0037】

図４は、図１の測定装置１０が実行する処理の第２例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、図４のステップＳ１００における測定処理をより具体的に表したものである。図４に示すフローチャートは、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を測定する測定方法に対応する。

【0038】

ステップＳ２００では、測定装置１０の制御部１４は、照射部１１を用いて、帯状体Ｓの端部に向けて電磁波を照射する。

【0039】

ステップＳ２０１では、測定装置１０の制御部１４は、検出部１２を用いて、帯状体Ｓの端部で反射した電磁波を検出する。

【0040】

ステップＳ２０２では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ２０１において検出部１２から出力される検出信号に対する複数の閾値に基づいて、当該検出信号に含まれる、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部での反射信号を判別する。本開示において、「複数の閾値」は、検出強度に対する第１閾値と、検出時間に対する第２閾値と、を含む。本開示において、「検出時間」は、例えば、検出信号の検出強度が第１閾値を超えている時間を含む。

【0041】

ステップＳ２０３では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ２０２において判別された反射信号が検出部１２で検出された時間に基づいて、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置を算出する。

【0042】

図５は、図１の測定装置１０が実行する処理の第３例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、図４のステップＳ２０２における、反射信号を判別する処理をより具体的に表したものである。

【0043】

ステップＳ３００では、測定装置１０の制御部１４は、図４のステップＳ２０１において得られた検出信号に、検出強度が第１閾値よりも高い信号波形が含まれるか否かを判定する。制御部１４は、検出強度が第１閾値よりも高い信号波形が含まれると判定すると、ステップＳ３０１の処理を実行する。制御部１４は、検出強度が第１閾値以下である信号波形のみが含まれると判定すると、ステップＳ３０３の処理を実行する。

【0044】

ステップＳ３０１では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ３００において抽出された、検出強度が第１閾値よりも高い信号波形の中に、検出時間が第２閾値よりも長い信号波形がさらに含まれるか否かを判定する。制御部１４は、検出時間が第２閾値よりも長い信号波形がさらに含まれると判定すると、ステップＳ３０２の処理を実行する。制御部１４は、検出時間が第２閾値以下である信号波形のみが含まれると判定すると、ステップＳ３０３の処理を実行する。

【0045】

ステップＳ３０２では、測定装置１０の制御部１４は、ステップＳ３００及びステップＳ３０１の判定処理に基づいて抽出された、検出信号における検出強度が第１閾値よりも高く、かつ検出時間が第２閾値よりも長い信号波形のうち、最初のものを反射信号として判別する。

【0046】

ステップＳ３０３では、測定装置１０の制御部１４は、検出強度が第１閾値以下である信号波形のみが含まれることと、検出時間が第２閾値以下である信号波形のみが含まれることと、の少なくとも一方が条件として満たされる場合、信号波形をノイズとして判別する。

【0047】

以下では、図６乃至図１１を主に参照しながら、測定装置１０が実行する処理の内容についてより具体的に説明する。図６は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第１図である。

【0048】

測定装置１０の制御部１４は、図６に示される第１アンテナ１０ａの第１照射部１１ａから帯状体ＳのエッジＥ１に向けて電磁波を照射し、エッジＥ１で反射した電磁波が第１検出部１２ａまで戻ってくるまでの時間を位置に変換することで、帯状体Ｓの端部の位置を算出する。光速をｃ、電磁波を照射してから戻ってくるまでの時間をｔとすると、帯状体Ｓの端部の位置ｘは、以下の式（１）で表される。

【0049】

ｘ＝ｃ（ｔ／２） （１）
時間ｔは、第１アンテナ１０ａとエッジＥ１との間を電磁波が一往復するときの時間である。したがって、第１アンテナ１０ａに対するエッジＥ１の位置ｘを電磁波の往路分の距離として算出するために、時間ｔに１／２を乗算している。時間ｔは、図４のステップＳ２０２において判別された反射信号が検出部１２で検出された時間に対応する。

【0050】

同様に、制御部１４は、第２アンテナ１０ｂ側の第２照射部１１ｂ及び第２検出部１２ｂを用いて、第２アンテナ１０ｂに対するエッジＥ２の位置を算出することも可能である。以下では、簡便な説明を目的として、第１アンテナ１０ａ側の第１照射部１１ａ及び第１検出部１２ａを用いて第１アンテナ１０ａに対するエッジＥ１の位置を算出するときの処理に主に着目して説明する。以下と同様の説明が、第２アンテナ１０ｂ側の第２照射部１１ｂ及び第２検出部１２ｂを用いて第２アンテナ１０ｂに対するエッジＥ２の位置を算出するときの処理に対しても当てはまる。

【0051】

例えば、図６の（ｂ）に示されるように、帯状体Ｓの幅が狭い場合、第１アンテナ１０ａの第１照射部１１ａから照射された電磁波の一部は、経路Ｐ１に従って、エッジＥ１で反射し第１検出部１２ａまで戻る。一方で、第１アンテナ１０ａの第１照射部１１ａから照射された電磁波の他の一部は、経路Ｐ１以外にも、例えば、経路Ｐ２のように、帯状体ＳのエッジＥ１で散乱して第２アンテナ１０ｂに向けて伝搬する場合もある。このように、帯状体Ｓに対する電磁波の入射角が大きい場合、経路Ｐ２に従って伝搬する電磁波の他の一部は、第１アンテナ１０ａの第１検出部１２ａに入射せず検出されない。

【0052】

一方で、図６の（ａ）に示されるように、帯状体Ｓの幅が広い場合、第１アンテナ１０ａの第１照射部１１ａから照射された電磁波の一部は、経路Ｐ１に従って、同様にエッジＥ１で反射し第１検出部１２ａまで戻る。加えて、第１アンテナ１０ａの第１照射部１１ａから照射された電磁波の他の一部も、例えば、経路Ｐ２に従って第１検出部１２ａまで戻る場合もある。経路Ｐ２では、電磁波は、帯状体ＳのエッジＥ１で散乱し、帯状体Ｓの周囲を囲む枠Ｆなどの障害物でさらに反射して第１検出部１２ａに向けて伝搬する。このように、帯状体Ｓに対する電磁波の入射角が小さい場合、経路Ｐ２に従って伝搬する電磁波の他の一部も、第１アンテナ１０ａの第１検出部１２ａに入射し検出される。

【0053】

図７は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第２図である。図７は、図６の（ａ）に示されるようなケースで第１検出部１２ａにより出力される検出信号の一例を示す。図７の横軸は、第１アンテナ１０ａからの幅方向Ｄ２に沿った位置を示す。当該位置は、第１照射部１１ａで電磁波を照射してから第１検出部１２ａで電磁波が検出されるまでの時間を、式（１）と同様の式を用いて変換したものである。図７の縦軸は、検出信号における検出強度を示す。

【0054】

図６の（ａ）に示されるようなケースでは、第１検出部１２ａにより出力される検出信号は、一例として、経路Ｐ１に従った第１反射信号Ｓ１及び経路Ｐ２に従った第２反射信号Ｓ２の２つの反射信号を含む。このとき、仮に従来技術のように、反射強度が最大となるピークを有する信号波形がエッジＥ１での反射信号であると判別するような処理が実行されると、第２反射信号Ｓ２は、誤検出の原因となり得る。

【0055】

例えば、第１反射信号Ｓ１のピークの強度と第２反射信号Ｓ２のピークの強度との間の大小関係は、帯状体Ｓの幅寸法及び幾何配置などによって変化する。仮に、第２反射信号Ｓ２のピークの強度が第１反射信号Ｓ１のピークの強度よりも高くなると、帯状体ＳのエッジＥ１の実際の位置と異なる第２反射信号Ｓ２における位置が、エッジＥ１として誤検出されてしまう。このとき、誤検出した値に基づいて上記の蛇行制御が実行されるため、蛇行が収束せずに、逆に大きくなる可能性もある。

【0056】

水環境下又は粉塵環境下では、第１検出部１２ａにより出力される検出信号は、一例として、第１反射信号Ｓ１及び第２反射信号Ｓ２に加えてノイズ信号Ｓ３も含む。ノイズ信号Ｓ３は、水環境下又は粉塵環境下において水又は粉塵により電磁波が散乱又は反射することで得られる。ノイズ信号Ｓ３は、通常時はノイズレベルが低い一方で、検出強度が高い瞬時ノイズとして発生する場合もある。ノイズ信号Ｓ３は、本来の測定対象となるエッジＥ１とは異なる位置で電磁波が反射して得られる場合もある。例えば、図６に示される例では、ノイズ信号Ｓ３は、帯状体ＳのエッジＥ１からの第１反射信号Ｓ１よりも早いタイミングで検出信号に現れる。

【0057】

以上のように、第２反射信号Ｓ２及びノイズ信号Ｓ３について、検出強度が第１反射信号Ｓ１よりも高くなると、帯状体ＳのエッジＥ１の実際の位置と異なる第２反射信号Ｓ２又はノイズ信号Ｓ３における位置が、エッジＥ１として誤検出されてしまう。電磁波の乱反射又は散乱により帯状体ＳのエッジＥ１の実際の位置と異なる位置からの電磁波の強度が最大ピーク値となると、帯状体ＳのエッジＥ１が当該異なる位置として誤検出されてしまう。

【0058】

制御部１４は、第１検出部１２ａにより出力される検出信号において、監視範囲Ｒ１及びマスク範囲Ｒ２を設定する。監視範囲Ｒ１は、例えば、帯状体ＳのエッジＥ１の位置を算出する通常の測定処理を実行するためにデータとして採用される検出信号の位置範囲又は時間範囲を含む。マスク範囲Ｒ２は、例えば、帯状体ＳのエッジＥ１の位置から明確にずれており、通常の測定処理においてデータとして採用する必要がない検出信号の位置範囲又は時間範囲を含む。

【0059】

例えば、図７に示される検出信号の例では、マスク範囲Ｒ２において最も大きな反射信号が得られているが、これは、図６の（ａ）に示される第１アンテナ１０ａと反対側に位置する第２アンテナ１０ｂ側の枠Ｆの壁面で反射した電磁波に起因するものである。マスク範囲Ｒ２については、原理上、帯状体ＳのエッジＥ１の位置に関する情報は含まれないので、制御部１４は、このような反射信号が得られていたとしてもマスク範囲Ｒ２におけるデータを採用しない。

【0060】

上述した誤検出は、監視範囲Ｒ１において問題となる。したがって、制御部１４は、第１反射信号Ｓ１に加え第２反射信号Ｓ２及びノイズ信号Ｓ３などの他の検出信号が監視範囲Ｒ１において得られたときに、これらの他の検出信号と第１反射信号Ｓ１とを正しく区別して、第１反射信号Ｓ１のみを検出信号から正確に特定する必要がある。

【0061】

そこで、制御部１４は、第１検出部１２ａから出力される検出信号に対する複数の閾値に基づいて、検出信号に含まれるエッジＥ１での第１反射信号Ｓ１を判別する。制御部１４は、複数の閾値に基づいて、ノイズとなる他の検出信号と第１反射信号Ｓ１とを区別して、対象となるエッジＥ１の位置を測定する。

【0062】

図８は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第３図である。図８は、２つの波形Ｗ１及び波形Ｗ２を示す。図８の（ａ）に示す波形Ｗ１は、例えば、図７に示される検出信号において第１反射信号Ｓ１のみを抽出し、第１反射信号Ｓ１の検出強度の時間変化を追ったときの波形を示す。図８の（ｂ）に示す波形Ｗ２は、例えば、図７に示される検出信号においてノイズ信号Ｓ３のみを抽出し、ノイズ信号Ｓ３の検出強度の時間変化を追ったときの波形を示す。図８の横軸は、時間を示す。図８の縦軸は、検出強度を示す。

【0063】

帯状体ＳのエッジＥ１の位置は、幅方向Ｄ２に沿って連続的に変化する。帯状体ＳのエッジＥ１の位置が幅方向Ｄ２に沿って変化すると、第１アンテナ１０ａからエッジＥ１までの距離も変化する。したがって、エッジＥ１で反射して第１検出部１２ａに戻ってくる電磁波の強度も変化し、第１反射信号Ｓ１の検出強度が連続的に変化する。結果として、図８の（ａ）に示されるように、第１反射信号Ｓ１に基づく波形Ｗ１は、連続的に変化する。

【0064】

一方で、水環境下又は粉塵環境下でエッジＥ１以外の位置で反射する電磁波は、連続的に生じるわけではなく、その時々で生じる。したがって、ノイズ信号Ｓ３もその時々で生じることになる。結果として、図８の（ｂ）に示されるように、ノイズ信号Ｓ３に基づく波形Ｗ２は、離散的で、かつスパイク状になる。

【0065】

水及び粉塵などによるノイズ信号Ｓ３の検出強度は、第１反射信号Ｓ１の検出強度に比べて低いのが通常である。したがって、制御部１４は、検出強度に対する第１閾値Ｔｈ１を設定する。制御部１４は、第１閾値Ｔｈ１によって、検出強度の低いノイズ信号Ｓ３と第１反射信号Ｓ１とを区別することができる。

【0066】

図９は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第４図である。図９は、図８の２つの波形Ｗ１及び波形Ｗ２のうち、波形Ｗ２のみを示す。

【0067】

水及び粉塵などによるノイズ信号Ｓ３の検出強度は、場合によっては、瞬時的に高くなることも想定される。このような場合、ノイズ信号Ｓ３も第１反射信号Ｓ１と同様に検出強度が第１閾値Ｔｈ１を超えてしまい、第１閾値Ｔｈ１を設定しただけでは、ノイズ信号Ｓ３と第１反射信号Ｓ１との区別が困難となる。これにより、ノイズ信号Ｓ３に基づく誤検出が発生してしまう。

【0068】

したがって、制御部１４は、検出強度に対する第１閾値Ｔｈ１に加えて、検出時間に対する第２閾値Ｔｈ２も設定する。制御部１４は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２によって、検出強度が高くなった場合のノイズ信号Ｓ３と第１反射信号Ｓ１とを区別することができる。制御部１４は、検出信号の検出強度が第１閾値Ｔｈ１を超えている時間である検出時間が第２閾値Ｔｈ２を超える場合にのみ、第１反射信号Ｓ１を決定する。以上により、制御部１４は、ノイズ信号Ｓ３と第１反射信号Ｓ１とを明確に区別することができる。結果として、制御部１４は、外乱による誤検出も抑制可能となる。

【0069】

制御部１４は、検出信号における検出強度が第１閾値Ｔｈ１よりも高く、かつ検出時間が第２閾値Ｔｈ２よりも長い信号波形のうち最初のものを第１反射信号Ｓ１として判別する。このように、制御部１４は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２に基づく条件を満たすもののうち最速で戻ってきた電磁波のピークの時間で第１反射信号Ｓ１を特定する。これにより、上述した散乱及び乱反射に基づく第２反射信号Ｓ２の影響も無視することが可能となる。

【0070】

図１０は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第５図である。図１０の横軸は、図７と同様に、第１アンテナ１０ａからの幅方向Ｄ２に沿った位置を示す。図１０の縦軸は、図７と同様に、検出信号における検出強度を示す。図１０の（ａ）は、第１検出部１２ａにより出力される検出信号に対して、仮に従来技術のように、反射強度が最大となるピークを有する信号波形がエッジＥ１での反射信号であると判別するような処理が行われたときの比較例を示す。図１０の（ｂ）は、一実施形態に係る測定装置１０の制御部１４による上記の測定処理が行われたときの実施例を示す。

【0071】

図１０に示されるように、検出信号において２つのピークが現れる場合を考える。例えば、図１０に示される２つのピークのうち、左側のピークは、帯状体ＳのエッジＥ１で反射した電磁波に基づくピークであり、図７の第１反射信号Ｓ１に対応する。右側のピークは、散乱及び乱反射した電磁波に基づくピークであり、図７の第２反射信号Ｓ２に対応する。図７と同様に、監視範囲Ｒ１において２つの反射信号が得られている。

【0072】

図１０の（ａ）に示されるように、このような検出信号に対して上記の従来技術が用いられる場合を考える。このとき、右側のピークの強度が左側のピークの強度よりも高いと、右側のピークに対して第１反射信号Ｓ１が決定され、エッジＥ１の位置が誤検出される。

【0073】

一方で、図１０の（ｂ）に示されるように、このような検出信号に対して一実施形態に係る測定装置１０の制御部１４による上記の測定処理が用いられる場合を考える。このとき、制御部１４は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２に基づく条件を満たすもののうち最速で戻ってきた電磁波のピークの時間で第１反射信号Ｓ１を特定する。したがって、制御部１４は、右側のピークの強度が左側のピークの強度よりも高くても、左側のピークを第１反射信号Ｓ１として正確に決定する。制御部１４は、帯状体ＳのエッジＥ１で反射した電磁波の第１反射信号Ｓ１を左側のピークで正しく検出しており、良好な結果が得られた。

【0074】

図１１は、図１の測定装置１０が実行する処理の内容を説明するための第６図である。図１１の横軸は、図７と同様に、第１アンテナ１０ａからの幅方向Ｄ２に沿った位置を示す。図１１の縦軸は、図７と同様に、検出信号における検出強度を示す。図１１の（ａ）は、第１検出部１２ａにより出力される検出信号に対して、一実施形態に係る測定装置１０の制御部１４による上記の測定処理が行われたときの実施例を示す。図１１の（ｂ）は、仮に第１閾値Ｔｈ１に基づく処理を実行せずに、単純に最速で戻ってきた電磁波の検出信号に基づいてエッジＥ１の位置を算出する処理が行われたときの比較例を示す。

【0075】

図１１に示されるように、検出信号において２つのピークが現れる場合を考える。例えば、図１１に示される２つのピークのうち、右側のピークは、帯状体ＳのエッジＥ１で反射した電磁波に基づくピークであり、図７の第１反射信号Ｓ１に対応する。左側のピークは、散乱又は乱反射した電磁波に基づくピークであり、図７のノイズ信号Ｓ３に対応する。図７と同様に、監視範囲Ｒ１において２つの反射信号が得られている。

【0076】

図１１の（ｂ）に示されるように、このような検出信号に対して上記の比較例での処理が用いられる場合を考える。このとき、最速で戻ってきた電磁波の検出信号に基づいてエッジＥ１の位置が算出されるので、左側のピークに対して第１反射信号Ｓ１が決定され、エッジＥ１の位置が誤検出される。

【0077】

一方で、図１１の（ａ）に示されるように、このような検出信号に対して一実施形態に係る測定装置１０の制御部１４による上記の測定処理が用いられる場合を考える。このとき、制御部１４は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２に基づく処理を実行する。したがって、制御部１４は、検出強度が第１閾値Ｔｈ１以下となる左側のピークではなく、右側のピークを第１反射信号Ｓ１として正確に決定する。制御部１４は、帯状体ＳのエッジＥ１で反射した電磁波の第１反射信号Ｓ１を右側のピークで正しく検出しており、良好な結果が得られた。このように、水及び粉塵などの外乱による影響を排除することが可能となった。

【0078】

以上のような一実施形態に係る測定方法及び測定装置１０によれば、帯状体Ｓの幅方向Ｄ２における端部の位置をより精度良く測定することが可能である。測定装置１０は、検出部１２から出力される検出信号に対する複数の閾値に基づいて、検出信号に含まれる端部での第１反射信号Ｓ１を判別する。これにより、測定装置１０は、第１閾値Ｔｈ１に基づいて、検出強度の低いノイズ信号Ｓ３を第１反射信号Ｓ１と区別して端部の位置の算出処理から除外することが可能となる。測定装置１０は、第２閾値Ｔｈ２に基づいて、検出強度の高いノイズ信号Ｓ３を第１反射信号Ｓ１と区別して端部の位置の算出処理から除外することが可能となる。以上により、測定装置１０は、帯状体Ｓの端部ではない位置から戻ってくる電磁波による当該端部の位置の誤検出を抑制可能である。

【0079】

加えて、測定装置１０は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２に関する条件を満たす信号波形のうち最初のものを第１反射信号Ｓ１として判別する。これにより、測定装置１０は、本来の対象とは異なる反射波に基づく第２反射信号Ｓ２を第１反射信号Ｓ１と区別して端部の位置の算出処理から除外することが可能となる。測定装置１０は、本来の対象となる帯状体Ｓの端部での反射波が最短経路で戻ってくることを前提に、当該反射波を時間の早さで他の反射波と区別することが可能となる。したがって、測定装置１０は、電磁波の経路長が最短となる位置にある帯状体Ｓの端部を正確に検出することが可能である。

【0080】

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び改変を行うことが可能であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【0081】

例えば、上述した各構成部の形状、大きさ、パターン、配置、向き、種類、及び個数などは、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、大きさ、パターン、配置、向き、種類、及び個数などは、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。

【0082】

例えば、スマートフォン又はコンピュータなどの汎用の電子機器を、上述した実施形態に係る測定装置１０として機能させる構成も可能である。具体的には、実施形態に係る測定装置１０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、電子機器のメモリに格納し、電子機器のプロセッサにより当該プログラムを読み出して実行させる。したがって、本開示は、プロセッサが実行可能なプログラムとしても実現可能である。

【0083】

又は、本開示は、一実施形態に係る測定装置１０などに各機能を実行させるために１つ又は複数のプロセッサにより実行可能なプログラムを記憶した非一時的なコンピュータ読取可能な媒体としても実現し得る。本開示の範囲には、これらも包含されると理解されたい。

【0084】

上記実施形態では、複数の閾値は、検出強度に対する第１閾値Ｔｈ１及び検出時間に対する第２閾値Ｔｈ２を含むと説明したが、これに限定されない。複数の閾値の数及び種類は、測定装置１０による上記の測定処理が実行可能であれば、任意に構成されてもよい。例えば、複数の閾値は、３つ以上の閾値を含んでもよい。

【0085】

上記実施形態では、測定装置１０は、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２に関する条件を満たす信号波形のうち最初のものを第１反射信号Ｓ１として判別すると説明したが、これに限定されない。測定装置１０は、例えば、照射部１１と検出部１２との間で本来の対象となる帯状体Ｓの端部での反射波が最短経路で戻ってこないことが明確に把握されるのであれば、当該端部での反射波の経路長の順番に対応する番号のものを第１反射信号Ｓ１として判別してもよい。

【0086】

上記実施形態では、測定装置１０は、エッジＥ１、Ｅ２の両方の位置を測定すると説明したがこれに限定されない。測定装置１０は、エッジＥ１、Ｅ２のいずれか一方の位置のみを測定してもよい。

【0087】

上記実施形態では、電磁波は、マイクロ波などを含むと説明したが、これに限定されない。電磁波は、帯状体Ｓの端部の位置を測定可能な任意の他の波長のものを含んでもよい。

【0088】

上記実施形態では、測定装置１０は、制御システム１による蛇行制御に寄与するＣＰＣ装置としても機能すると説明したが、これに限定されない。測定装置１０は、ＣＰＣ装置に代えて、ＴＯＦ（Time Of Flight）法に基づく位置検出器にも応用可能である。

【0089】

上記実施形態では、帯状体Ｓは、鋼板などを含むと説明したが、これに限定されない。帯状体Ｓは、鋼板以外の他の帯状又はシート状の対象を含んでもよい。

【0090】

上記実施形態では、測定装置１０は、プロセスラインＬにおける帯状体Ｓの蛇行を制御するために、プロセスラインＬ上を上流から下流に向けて移動する帯状体Ｓに対して端部の位置を測定しているが、これに限定されない。測定装置１０は、例えば、試験的な目的に応じて、所定の方向に移動せずに停止している帯状体Ｓに対しても同様に端部の位置を測定してもよい。

【符号の説明】

【0091】

１ 制御システム
１０ 測定装置
１０ａ 第１アンテナ
１０ｂ 第２アンテナ
１０ｃ コントローラ
１０ｄ 制御盤
１１ 照射部
１１ａ 第１照射部
１１ｂ 第２照射部
１２ 検出部
１２ａ 第１検出部
１２ｂ 第２検出部
１３ 記憶部
１４ 制御部
２０ 油圧装置
３０ シリンダー
４０ 検出装置
Ｃ 中心
Ｄ１ 搬送方向
Ｄ２ 幅方向
Ｅ１ エッジ
Ｅ２ エッジ
Ｆ 枠
Ｌ プロセスライン
Ｐ１ 経路
Ｐ２ 経路
Ｒ ステアリングロール
Ｒ１ 監視範囲
Ｒ２ マスク範囲
Ｓ 帯状体
Ｓ１ 第１反射信号
Ｓ２ 第２反射信号
Ｓ３ ノイズ信号
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｗ１ 波形
Ｗ２ 波形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】