自動コード読取装置
【課題】 正確にコードを読み取ることができ、鋼片との衝突の恐れもなく、短時間でコードの読み取りが終了し、しかも、コンパクトであり、製造コストを抑えられる自動コード読取装置を提供する。
【解決手段】 搬送台１４上を順次搬送される鋼片１２の端面１２ａに貼り付けられたラベル１６を撮像して、そのラベル１６に記された二次元コードを自動的に読み取る自動コード読取装置において、ラベル１６を撮像するためのエリアセンサカメラ２８の焦点を決定するために鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定する装置としてレーザ距離計２６を用い、それらレーザ距離計２６とエリアセンサカメラ２８を搬送台１４の側面に平行な平面内でのみ移動可能とする。
【解決手段】 搬送台１４上を順次搬送される鋼片１２の端面１２ａに貼り付けられたラベル１６を撮像して、そのラベル１６に記された二次元コードを自動的に読み取る自動コード読取装置において、ラベル１６を撮像するためのエリアセンサカメラ２８の焦点を決定するために鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定する装置としてレーザ距離計２６を用い、それらレーザ距離計２６とエリアセンサカメラ２８を搬送台１４の側面に平行な平面内でのみ移動可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片の端面に貼り付けられたラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼片の検査工程では、搬送テーブル上を順次搬送されてくる鋼片の端面に貼り付けられたラベルに記されたコードを読み取ることにより、鋼片を認識するようになっている。この検査工程は、鋼片を搬送テーブルに設けられたストッパに突き当たるまで移動させて、その位置でコード読取装置によりラベルに記されたコードを読み取るものであるが、鋼片の長さは一定ではなく、たとえば、５ｍ〜１２ｍ程度範囲のものが混在しており、また、ストッパに突き当たったときの鋼片の位置自体もばらついている。従って、鋼片の端面とコード読取装置との間の距離は、鋼片毎にばらついている。そのため、コード読取装置には、鋼片の端面との距離を測定する距離測定手段が必要となる。
【０００３】
上記コード読取装置として、距離測定手段としての超音波センサと、鋼片の端面の画像を撮影して、その端面におけるバーコードラベルの貼付位置および貼付方向を認識するためのエリアセンサとを備え、それら超音波センサおよびエリアセンサカメラが３つの移動テーブルによりＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３方向に移動可能とされた装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置では、超音波センサにより目的の鋼片の端面までの距離を検出した後、移動テーブルによりエリアセンサカメラをＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させて、エリアセンサカメラと目的の鋼片の端面との距離を合わせ、次いで、エリアセンサカメラの焦点を端面に合わせた後に、鋼片の端面の画像を撮像している。そして、撮像した画像を処理することにより、バーコードラベルの貼付位置および貼付方向を決定し、次いで、バーコードリーダを走査してバーコードラベルの内容を読み取っている。
【特許文献１】特開平７−２３４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の技術では、まず、超音波センサで目的の鋼片の端面までの距離を計測しているが、超音波センサでは、隣接する鋼片の端面が目的の鋼片の端面よりも超音波センサに近い場合に、その隣接する鋼片の端面までの距離を、目的の端面までの距離として誤って計測してしまう場合があり、目的の端面までの距離の計測を誤ると、正確なコードの読み取りが困難になる。また、目的の鋼片の端面までの距離を計測した後、エリアセンサカメラをＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させているので、その移動に時間がかかり、従って、コードの読み取りに要する時間が比較的長いという問題もある。また、３方向に移動させる装置は、比較的大きく、複雑であり、且つコストも大きい。さらに、鋼片の端面に接近する方向にもエリアセンサカメラを移動させるので、隣接する鋼片の端面が目的の鋼片の端面よりもエリアセンサカメラ側に突き出ている場合、エリアセンサカメラがその隣接する鋼片と衝突して破損する恐れもある。この衝突を避けるためには、他の鋼片よりも著しく読取装置側に突き出している鋼片を、その端面が他の鋼片の端面と揃う程度にその鋼片の位置を矯正することが考えられるが、矯正をするための装置は高価であり、コードの読み取りのためにそのような高価な装置を導入することは現実的ではない。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、正確にコードを読み取ることができ、鋼片との衝突の恐れもなく、短時間でコードの読み取りが終了し、しかも、コンパクトであり、製造コストを抑えられる自動コード読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明は、(a)搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、そのラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、(b)前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、(c)前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、(d)そのレーザ距離計を、前記鋼片の端面に平行に二次元的に移動させる移動装置と、(e)その移動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において移動させつつそのレーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、(f)前記撮像装置の焦点をその端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、その撮像装置によりその鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明は、(a)搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、そのラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、(b)前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、(c)前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、(d)そのレーザ距離計を回動させる回動装置と、(e)その回動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において回動させつつそのレーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、(f)前記撮像装置の焦点をその端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、その撮像装置によりその鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明は、第１発明の自動コード読取装置において、前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記移動装置により移動可能とされており、前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、その端面におけるコードの位置を決定し、前記移動装置により前記撮像装置の光軸をその決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することによりそのコード付近を拡大して、前記ラベルのそのコード付近を撮像させるものであることを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明は、第２発明の自動コード読取装置において、前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記回動装置により回動可能とされており、前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、その端面におけるコードの位置を決定し、前記回動装置により前記撮像装置の光軸をその決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することによりそのコード付近を拡大して、前記ラベルのそのコード付近を撮像させるものであることを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記ラベルに記されているコードが二次元コードであることを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記鋼片は、前記搬送台に設けられたストッパに当接して位置決めされるものであり、前記端面距離決定手段は、そのストッパに当接した前記鋼片の端面位置のばらつきに拘わらずその端面が含まれる予め設定された範囲内において前記レーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記撮像装置により撮像された画像と、予め記憶されたコードの特徴部分の形状との比較に基づいて、前記ラベルに記されたコードを認識するコード認識手段をさらに含み、前記撮像制御手段は、そのコード認識手段により認識されたコードの所定部位の輝度が予め設定された所定範囲外である場合には、その部位の輝度がその所定範囲に入るように露光時間を補正した後、再度、前記撮像装置により前記鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、指向性の鋭いレーザ光を用いるレーザ距離計により鋼片の端面までの距離が決定されるので、隣接する鋼片に影響されることなく正確に目的の鋼片の端面までの距離が決定できる。従って、正確なコードの読み取りが可能となる。また、レーザ距離計は、移動装置により鋼片の端面に平行に二次元的に移動させられるのみであり、撮像装置も、搬送台方向へ移動不能とされているので、レーザ距離計や撮像装置が鋼片に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計は、二次元的に移動させられるのみであるので、三次元的に移動させられる場合に比較して、自動コード読取装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、距離測定のための移動が短時間で終了し、ひいては、コードの読み取りが短時間で終了する。
【００１５】
第２発明は、第１発明の場合と同様に、鋼片の端面までの距離の検出にレーザ距離計を用いているため、正確なコードの読み取りが可能となり、また、移動装置に代えてレーザ距離計を回動させる回動装置を用いている点において第１発明と異なるが、回動装置もレーザ距離計を搬送台方向へ移動するものではないので、鋼片に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計が三次元的に移動させられる場合に比較して、装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、撮像のための移動が短時間で終了し、ひいては、コードの読み取りが短時間で終了する。
【００１６】
また、第３発明では、移動装置およびズーム機構によりコード付近が拡大して撮像され、また、第４発明では、回動装置およびズーム機構によりコード付近が拡大して撮像されるので、いずれの発明においても、コードの読み取り精度がさらに向上する。
【００１７】
また、第５発明では、ラベルに記されているコードとして、一部分が汚れにより判別不能であっても必要な情報を全て読み出すことが可能であるという特徴を有する公知の二次元コードを用いているので、コードの読み取りが不可能となる場合が少なくなる。
【００１８】
また、第６発明のようにレーザ光の走査範囲が予め設定されていると、目的の鋼片の端面までの距離の測定精度が一層向上する。従って、撮像装置の焦点をより精度良く目的の鋼片の端面に合わせることができるので、ラベルに記載されたコードの読み取り精度が一層向上する。
【００１９】
また、第７発明では、撮像された画像において、コードの所定部分の輝度が予め設定された所定範囲の外にある場合には、露光時間が補正された後に、再度、鋼片の端面に貼り付けられたラベルが撮像されることから、適切な輝度の画像に基づいてコードの読み取りを行うことができるので、コードの読み取り精度がより一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明が適用された自動コード読取装置１０の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
自動コード読取装置１０は、鋼片１２が順次搬送されてくる搬送台１４に近接する位置に設けられている。鋼片１２は、矢印Ａで示す方向に搬送台１４上を搬送され、自動コード読取装置１０により、その端面１２ａに貼り付けられているラベル１６の内容が読み取られた後、図示しない搬送装置により搬送されて、以後の工程に送られる。
【００２２】
上記自動コード読取装置１０は、搬送台１４の側面に平行な方向、すなわち、鋼片１２の長手方向に略垂直且つ鋼片１２の搬送方向に平行な水平方向（この方向をＸ方向とする）に配置されたＸ方向移動テーブル１８上に、基台２０、およびＸ方向に垂直且つ鋼片１２の長手方向に垂直（この方向をＹ方向とする）に配置されたＹ方向移動テーブル２２が載置されており、基台２０およびＹ方向移動テーブル２２は、Ｘ方向移動テーブル１８により、一体的に、Ｘ方向に移動可能となっている。
【００２３】
Ｙ方向移動テーブル２２には収容ケース２４が取り付けられており、この収容ケース２４は、Ｙ方向移動テーブル２２により、基台２０上方においてＹ方向に移動可能となっている。この収容ケース２４内には、レーザ距離計２６、撮像装置として機能するエリアセンサカメラ２８、および照明３０などが収容されており、レーザ距離計２６は鋼片１２の端面１２ａに対して垂直にレーザ光を射出可能なように配置されている。なお、エリアセンサカメラ２８は、光学フォーカス機構５０および光学ズーム機構５２（図２参照）を備えたものである。
【００２４】
このように構成されているので、収容ケース２４に収容されたレーザ距離計２６は、Ｘ方向移動テーブル１８、Ｙ方向移動テーブル２２、およびそれらのテーブル１８、２２を駆動する図示しないＸ方向駆動モータ、Ｙ方向駆動モータにより、鋼片１２の端面１２ａに平行に二次元的に移動可能となっている。従って、Ｘ方向移動テーブル１８、Ｙ方向移動テーブル２２、Ｘ方向駆動モータ、およびＹ方向駆動モータにより移動装置３２（図２参照）が構成される。
【００２５】
上記レーザ距離計２６は、所定の波長のレーザ光を射出する出力部と、反射レーザ光を受光する受光部とを備えており、上記出力部から鋼片１２の端面１２ａに向けてレーザ光を射出し、この射出光と、受光部にて受光され、鋼片１２の端面１２ａにて反射された反射光との位相差に基づいて、鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定する。
【００２６】
図２は、自動コード読取装置１０のシステム構成を示すブロック図である。画像処理装置３４は、エリアセンサカメラ２８により撮像された画像を処理して、ラベル１６に記された二次元コード情報を認識するものであり、認識結果を演算装置３６へ出力する。
【００２７】
また、演算装置３６には、レーザ距離計２６における計測結果も供給され、また、演算装置３６は、プロセスコンピュータ３８および制御シーケンサ４０と双方向の信号授受が可能に接続されている。そして、演算装置３６は、画像処理装置３４から供給された認識結果をプロセスコンピュータ３８に供給する。その認識結果が供給されたプロセスコンピュータ３８は、その認識結果を予め記憶されているデータとを比較することで、鋼片１２の搬送、停止を判断し、鋼片１２の搬送、停止を指示する信号を演算装置３６へ出力する。この鋼片の搬送、停止を示す信号は、演算装置３６から制御シーケンサ４０に出力される。制御シーケンサ４０は、演算装置３６からの信号に基づいて、移動コントローラ４２、フォーカス制御コントローラ４４、ズーム制御コントローラ４６、および搬送制御コントローラ４８に、それぞれ制御信号を出力する。
【００２８】
移動コントローラ４２は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて移動装置３２を制御して、レーザ距離計２６およびエリアセンサカメラ２８を移動させる。フォーカス制御コントローラ４４は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学フォーカス機構５０を制御して、エリアセンサカメラ２８の焦点を鋼片１２の端面１２ａに合わせる。ズーム制御コントローラ４６は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８のズーム倍率を変更する。搬送制御コントローラ４８は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて搬送制御機構５４を制御して、鋼片１２を、順次、検査位置方向へ搬送させる。
【００２９】
図３は、演算装置３６および制御シーケンサ４０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図３において、まず、ステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）では、搬送制御コントローラ４８に制御信号を出力することにより、鋼片１２を搬送台１４の所定の検査位置まで搬送させる。この検査位置とは、図４に示すように、鋼片１２が搬送台１４の長手方向の端部に設けられたストッパ５６に当接させられる位置である。
【００３０】
続くＳＡ２では、レーザ距離計２６から出力されるレーザ光を所定の走査範囲で走査させて、目的の鋼片１２の端面１２ａを検出する。すなわち、移動コントローラ４２に制御信号を出力することで移動装置３２によりレーザ距離計２６を移動させつつ、レーザ距離計２６により鋼片１２の端面１２ａまでの距離を逐次測定させ、走査範囲内において最短距離が検出された位置を鋼片１２の端面１２ａの位置とする。上記走査範囲は、熱間ソー切断による端面曲がりやストッパ位置への搬送異常などによるばらつきを考慮して、検査対象の鋼片１２の端面１２ａが必ず検出できる比較的狭い範囲として予め決定されている。具体的には、本実施例では、図４に示すＳが走査範囲であり、この走査範囲Ｓの４隅において、鋼片１２の端面１２ａまでの距離が測定される（なお、走査範囲Ｓの４隅以外の点においても、距離が測定されてもよい）。
【００３１】
図４において２点差線で示す４つの端面１２ａは、それぞれ、正常位置に対して右上、右下、左上、左下に最もばらついた場合であり、走査範囲Ｓは、その４つの端面１２ａのいずれとも重なっているので、端面１２ａの位置のばらつきによらず、目的の端面１２ａにレーザ光が照射される。また、走査範囲Ｓ内において測定された距離のうちの最短距離が検出された位置を鋼片１２の端面１２ａの位置とするので、鋼片１２が曲がっているために、走査範囲Ｓの一部において鋼片１２の側面までの距離が測定されたとしても、端面１２ａの位置を誤って検出してしまうことが少なくなる。
【００３２】
続くＳＡ３では、前記ＳＡ２で決定された鋼片１２の端面１２ａの位置に基づいて、目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離を決定する。このようにして目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離を決定するので、ＳＡ２乃至ＳＡ３が端面距離決定手段に相当する。
【００３３】
続くＳＡ４では、フォーカス制御コントローラ４４に制御信号を出力することで、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学レンズのフォーカスを、上記ＳＡ３で決定した距離に制御する。そして、続くＳＡ５では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、図５に例示するように、ストッパ５６に当接させられている鋼片１２の端面１２ａを十分に含むように予め定められた比較的広い視野に調整する。
【００３４】
続くＳＡ６では、画像の取り込み感度（露光時間）を、前記ＳＡ３で決定した距離に基づいて調整（決定）し、続くＳＡ７では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＡ５において調整した視野ｆをＳＡ６において決定した感度で撮像させ、その撮像した画像を取り込む。
【００３５】
続くＳＡ８はコード認識手段に相当し、上記ＳＡ７で読み込んだ画像から、パターンマッチングによりラベル１６に記されている二次元コード５８の切り出しシンボル６０（図６参照）を認識する。図６は、鋼片１２の端面１２ａの拡大図であり、上記切り出しシンボル６０とは、正方形状の二次元コード５８において、４隅のうちの３つの隅付近に記されている四角形状の図形であり、上記パターンマッチングとは、取り込んだ画像から予め登録（記憶）した切り出しシンボル６０の図形を探し出すことである。なお、図５に示す例では、視野ｆ内に、鋼片１２の端面１２ａが２つ入っているので、２つの二次元コード５８からそれぞれ切り出しシンボル６０が認識可能であるが、このように、２つ（または、それ以上）の二次元コード５８からそれぞれ切り出しシンボル６０が認識できる場合には、ストッパ５６に最も近い一群の切り出しシンボル６０の位置を認識する。
【００３６】
そして、続くＳＡ９では、切り出しシンボル６０があると認識したか否かを判断する。この判断が否定された場合には、後述するバックアップ処理ルーチン（図７）を実行する。なお、たとえば、前記ＳＡ２において検出した鋼片１２の端面１２ａが、実際には、鋼片１２の側面であった場合や、外乱によって鋼片１２の端面１２ａまでの距離を誤って測定してしまった場合には、前記ＳＡ４においてピントを鋼片１２の端面１２ａに適切に合わせることができないので、このＳＡ９の判断が否定される。
【００３７】
一方、ＳＡ９の判断が肯定された場合には、続くＳＡ１０において、前記ＳＡ８で認識した切り出しシンボル６０の部分を抽出し、抽出したエリア内の最大輝度Ｂが所定の範囲内か否かを判断する。ここで、抽出したエリア内において最大輝度Ｂとなる部分は、切り出しシンボル６０の外枠と中心との間にある白色部分であり、この部分の輝度Ｂが高すぎる場合には、二次元コード５８全体が白くなってしまう。一方、この部分の輝度Ｂが低すぎる場合には、二次元コード５８全体が黒くなってしまい、いずれの場合にも正確にコードの情報を読み取ることが困難となる。従って、このＳＡ１０の判断が否定された場合には、ＳＡ１１において、上記最大輝度Ｂが所定範囲内になるように、取り込み感度、すなわち露光時間を変更した後、再度、ＳＡ７以降を実行して、画像の再取り込みを行う。
【００３８】
一方、上記ＳＡ１０の判断が肯定された場合には、続くＳＡ１２において、エリアセンサカメラ２８の位置を、読み取るべき二次元コード５８の重心に位置させる。すなわち、ＳＡ１２では、前記ＳＡ８で認識した切り出しシンボル６０の位置に基づいて、読み取るべき二次元コード５８の重心を算出し、移動コントローラ４２に制御信号を出力して、エリアセンサカメラ２８をその位置に移動させる。
【００３９】
続くＳＡ１３では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、図６に例示するように、上記ＳＡ１２で決定した二次元コード５８の重心を中心とする狭い範囲とする。そして、続くＳＡ１４では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＡ１３において調整した視野ｆをＳＡ１１において調整した感度（ＳＡ１１を実行していない場合にはＳＡ６で調整した感度）で撮像させる。なお、図３においては、ＳＡ４乃至ＳＡ７およびＳＡ９乃至ＳＡ１４が撮像制御手段に相当する。
【００４０】
続くＳＡ１５では、その撮像させた画像に基づいて画像処理装置３４により識別された二次元コード５８の情報を読み取り、続くＳＡ１６では、その読み取った情報をプロセスコンピュータ３８へ出力する。プロセスコンピュータ３８は、その情報と予め記憶されているデータとを比較することで、鋼片１２の搬送、停止を判断し、鋼片１２の搬送、停止を指示する信号を演算装置３６へ出力する。
【００４１】
次に、前記ＳＡ９の判断が否定された場合に実行する、図７に示すバックアップ処理ルーチンを説明する。
【００４２】
まず、ＳＢ１において、画像取り込み感度を最大に設定し、続くＳＢ２において、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを最大（すなわちズーム最小）に調整する。
【００４３】
続くＳＢ３では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＢ２において調整した視野ｆをＳＢ１において設定した最大感度で撮像させ、その撮像した画像を取り込む。そして、続くＳＢ４では、ＳＢ３において取り込んだ画像を二値化処理する。図８は、このＳＢ４において二値化処理した画像の一例を示す図である。
【００４４】
続くＳＢ５では、上記ＳＢ４において二値化処理された画像において白色部分を特徴部分として抽出する。そして、続くＳＢ６では、上記ＳＢ５において抽出ができたかどうかを判断する。この判断が否定された場合には、ＳＢ７において、材料（鋼片１２）がないことを示す異常信号が制御シーケンサ４０に出力され、制御シーケンサ４０は、搬送制御コントローラ４６に搬送機構５４を停止させる信号を出力して、本ルーチンを終了する。
【００４５】
一方、上記ＳＢ６の判断が肯定された場合には、続くＳＢ８において、ＳＢ５で抽出した特徴部分、すなわち、白色部分の重心位置を求める重心演算処理を実行する。この演算処理により求められる重心位置は、ラベル１６の重心位置を示している。なお、前記ＳＢ２においてズーム最小とされているので、ＳＢ３において取り込んだ画像には、複数のラベル１６が入っている。そのため、ＳＢ５においても、複数のラベル１６の白色部分が特徴部分として抽出されるが、このＳＢ８では、図３のＳＡ８と同様に、その複数抽出された特徴部分のうち、最もストッパ５６に近い特徴部分の重心位置を算出する。
【００４６】
続くＳＢ９では、上記ＳＢ８で算出した重心位置にレーザ距離計２６からのレーザ光が照射されるように、移動コントローラ４２に制御信号を出力して移動装置３２によりレーザ距離計２６を移動させる。そして、続くＳＢ１０では、レーザ距離計２６により、鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定させる。
【００４７】
続くＳＢ１１では、フォーカス制御コントローラ４４に制御信号を出力することで、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学レンズのフォーカスを、上記ＳＢ１０で測定した距離に制御する。そして、続くＳＢ１２では、移動コントローラ４２に制御信号を出力して、エリアセンサカメラ２８を前記ＳＢ８で求めたラベル１６の重心位置に移動させる。
【００４８】
続くＳＢ１３では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、前記ＳＢ５で抽出した複数の特徴部分のうちで最もストッパ５６に近い特徴部分（すなわち、最もストッパ５６に近いラベル１６）が収まる範囲で最も狭くなるように制御する。
【００４９】
そして、続くＳＢ１４乃至ＳＢ１６では、図３のＳＡ１４乃至ＳＡ１６と同様の処理を実行することにより、二次元コード５８の情報を読み取り、そして、その読み取った情報をプロセスコンピュータ３８へ出力する。
【００５０】
以上、説明したように、本実施例によれば、指向性の鋭いレーザ光を用いるレーザ距離計２６により鋼片１２の端面１２ａまでの距離が決定されるので、隣接する鋼片１２に影響されることなく正確に目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離が決定できる。従って、正確な二次元コード５８の読み取りが可能となる。また、レーザ距離計２６およびエリアセンサカメラ２８は、移動装置３２により鋼片１２の端面１２ａに平行に二次元的に移動させられるのみであり、搬送台１４方向へ移動不能とされているので、レーザ距離計２６やエリアセンサカメラ２８が鋼片１２に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計２６は、二次元的に移動させられるのみであるので、三次元的に移動させられる場合に比較して、自動コード読取装置１０がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、距離測定のための移動が短時間で終了し、ひいては、二次元コード５８の読み取りが短時間で終了する。
【００５１】
また、本実施例では、ＳＡ８において認識された切り出しシンボル６０の位置に基づいて、移動装置３２および光学ズーム機構５２により二次元コード５８付近が拡大して撮像されるので、二次元コード５８の読み取り精度がさらに向上する。
【００５２】
また、本実施例では、ラベルに記されているコードとして、一部分が汚れにより判別不能であっても必要な情報を全て読み出すことが可能であるという特徴を有する公知の二次元コード５８を用いているので、コードの読み取りが不可能となる場合が少なくなる。
【００５３】
また、本実施例では、レーザ光の走査範囲Ｓが、検査対象の鋼片１２の端面１２ａが必ず検出できる範囲に設定されていることから、その鋼片１２の端面１２ａまでの距離の測定精度が一層向上する。従って、エリアセンサカメラ２８の焦点をより精度よくその鋼片１２の端面１２ａに合わせることができる。このことによっても、二次元コード５８の読み取り精度が向上する。
【００５４】
また、本実施例は、ＳＡ７で取り込んだ画像において、二次元コード５８の切り出しシンボル６０の白色部分の輝度が所定範囲外にある場合には、ＳＡ１１において露光時間が補正された後に、再度、鋼片１２の端面１２ａに貼り付けられたラベル１６が撮像されることから、適切な輝度の画像に基づいて二次元コード５８の読み取りを行うことができる。このことによっても、二次元コード５８の読み取り精度が向上する。
【００５５】
次に、本発明の第２実施例を説明する。図９は、図１とは別の自動コード読取装置７０の概略構成を示す斜視図である。図９の自動コード読取装置７０は、前述の実施例の移動装置３２に代えて、水平回動機構７２と垂直回動機構７４からなる回動装置７６が備えられている点において、前述の実施例と相違する。以下、その相違点について説明する。
【００５６】
図９に示す自動コード読取装置７０は、下ケース７８を備えており、その下ケース７２内に前記水平回動機構７２が収容されている。この水平回動機構７２は、大ギヤ８０、その大ギヤ８０と噛み合う小ギヤ８２、および、小ギヤ８２を回転させる図示しないモータからなる。その大ギヤ７４の中心に一端が固定された垂直軸８４の他端には、外ケース８６が固定されている。そのため、外ケース８６は、水平回動機構７２により水平面内（ＸＺ平面内）で回動させられる。この外ケース８０内には、Ｘ方向に平行な軸心Ｃ回りに外ケース８６に対して相対回転可能に内ケース８８が収容されている。この内ケース８８は、水平回動機構７８と同様な機構である前記垂直回動機構７４により軸心Ｃ回りに駆動させられる。
【００５７】
図９には図示しないが、この内ケース８８には、第１実施例の収容ケース２４と同様に、照明３０、レーザ距離計２６、エリアセンサカメラ２８等が収容されている。
【００５８】
この第２実施例も、第１実施例の場合と同様に、鋼片１２の端面１２ａまでの距離の検出にレーザ距離計２６を用いているため、正確なコードの読み取りが可能となり、また、移動装置３２に代えてレーザ距離計２６を回動させる回動装置７６を用いている点において第１実施例の自動コード読取装置１０と異なるが、回動装置７６もレーザ距離計２６を搬送台方向１４へ移動するものではないので、鋼片１２に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計２６が三次元的に移動させられる場合に比較して、装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、撮像のための移動が短時間で終了し、ひいては、二次元コード５８の読み取りが短時間で終了する。
【００５９】
以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００６０】
たとえば、前述の実施例では、コードとして二次元コード５８を用いている例を説明したが、コードとしてバーコードを用いてもよい。
【００６１】
また、前述の実施例では、エリアセンサカメラ２８はズーム機構を備えていたが、ズームをしなくても（すなわちコード部分を大きく撮像しなくても）コードの読み取り精度が十分な場合には、ズーム機構は備えていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用された自動コード読取装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の自動コード読取装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】演算装置および制御シーケンサの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図４】レーザ距離計の走査範囲Ｓを説明する図である。
【図５】エリアセンサカメラの視野ｆを説明する図である。
【図６】鋼片の端面の拡大図である。
【図７】図３のＳＡ９が否定された場合に実行するバックアップ処理ルーチンを説明する図である。
【図８】図７のＳＢ４において二値化処理した画像の一例を示す図である。
【図９】図１とは別の自動コード読取装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０：自動コード読取装置、 １２：鋼片、 １４：搬送台、 １６：ラベル、 １８：Ｘ方向移動テーブル、 ２２：Ｙ方向移動テーブル、 ２６：レーザ距離計、 ２８：エリアセンサカメラ（撮像装置）、 ３２：移動装置、 ５８：二次元コード、 ７０：自動コード読取装置、 ７６：回動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片の端面に貼り付けられたラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼片の検査工程では、搬送テーブル上を順次搬送されてくる鋼片の端面に貼り付けられたラベルに記されたコードを読み取ることにより、鋼片を認識するようになっている。この検査工程は、鋼片を搬送テーブルに設けられたストッパに突き当たるまで移動させて、その位置でコード読取装置によりラベルに記されたコードを読み取るものであるが、鋼片の長さは一定ではなく、たとえば、５ｍ〜１２ｍ程度範囲のものが混在しており、また、ストッパに突き当たったときの鋼片の位置自体もばらついている。従って、鋼片の端面とコード読取装置との間の距離は、鋼片毎にばらついている。そのため、コード読取装置には、鋼片の端面との距離を測定する距離測定手段が必要となる。
【０００３】
上記コード読取装置として、距離測定手段としての超音波センサと、鋼片の端面の画像を撮影して、その端面におけるバーコードラベルの貼付位置および貼付方向を認識するためのエリアセンサとを備え、それら超音波センサおよびエリアセンサカメラが３つの移動テーブルによりＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３方向に移動可能とされた装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置では、超音波センサにより目的の鋼片の端面までの距離を検出した後、移動テーブルによりエリアセンサカメラをＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させて、エリアセンサカメラと目的の鋼片の端面との距離を合わせ、次いで、エリアセンサカメラの焦点を端面に合わせた後に、鋼片の端面の画像を撮像している。そして、撮像した画像を処理することにより、バーコードラベルの貼付位置および貼付方向を決定し、次いで、バーコードリーダを走査してバーコードラベルの内容を読み取っている。
【特許文献１】特開平７−２３４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の技術では、まず、超音波センサで目的の鋼片の端面までの距離を計測しているが、超音波センサでは、隣接する鋼片の端面が目的の鋼片の端面よりも超音波センサに近い場合に、その隣接する鋼片の端面までの距離を、目的の端面までの距離として誤って計測してしまう場合があり、目的の端面までの距離の計測を誤ると、正確なコードの読み取りが困難になる。また、目的の鋼片の端面までの距離を計測した後、エリアセンサカメラをＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させているので、その移動に時間がかかり、従って、コードの読み取りに要する時間が比較的長いという問題もある。また、３方向に移動させる装置は、比較的大きく、複雑であり、且つコストも大きい。さらに、鋼片の端面に接近する方向にもエリアセンサカメラを移動させるので、隣接する鋼片の端面が目的の鋼片の端面よりもエリアセンサカメラ側に突き出ている場合、エリアセンサカメラがその隣接する鋼片と衝突して破損する恐れもある。この衝突を避けるためには、他の鋼片よりも著しく読取装置側に突き出している鋼片を、その端面が他の鋼片の端面と揃う程度にその鋼片の位置を矯正することが考えられるが、矯正をするための装置は高価であり、コードの読み取りのためにそのような高価な装置を導入することは現実的ではない。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、正確にコードを読み取ることができ、鋼片との衝突の恐れもなく、短時間でコードの読み取りが終了し、しかも、コンパクトであり、製造コストを抑えられる自動コード読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明は、(a)搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、そのラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、(b)前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、(c)前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、(d)そのレーザ距離計を、前記鋼片の端面に平行に二次元的に移動させる移動装置と、(e)その移動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において移動させつつそのレーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、(f)前記撮像装置の焦点をその端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、その撮像装置によりその鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明は、(a)搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、そのラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、(b)前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、(c)前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、(d)そのレーザ距離計を回動させる回動装置と、(e)その回動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において回動させつつそのレーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、(f)前記撮像装置の焦点をその端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、その撮像装置によりその鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段とを、含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明は、第１発明の自動コード読取装置において、前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記移動装置により移動可能とされており、前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、その端面におけるコードの位置を決定し、前記移動装置により前記撮像装置の光軸をその決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することによりそのコード付近を拡大して、前記ラベルのそのコード付近を撮像させるものであることを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明は、第２発明の自動コード読取装置において、前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記回動装置により回動可能とされており、前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、その端面におけるコードの位置を決定し、前記回動装置により前記撮像装置の光軸をその決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することによりそのコード付近を拡大して、前記ラベルのそのコード付近を撮像させるものであることを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記ラベルに記されているコードが二次元コードであることを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記鋼片は、前記搬送台に設けられたストッパに当接して位置決めされるものであり、前記端面距離決定手段は、そのストッパに当接した前記鋼片の端面位置のばらつきに拘わらずその端面が含まれる予め設定された範囲内において前記レーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの自動コード読取装置において、前記撮像装置により撮像された画像と、予め記憶されたコードの特徴部分の形状との比較に基づいて、前記ラベルに記されたコードを認識するコード認識手段をさらに含み、前記撮像制御手段は、そのコード認識手段により認識されたコードの所定部位の輝度が予め設定された所定範囲外である場合には、その部位の輝度がその所定範囲に入るように露光時間を補正した後、再度、前記撮像装置により前記鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、指向性の鋭いレーザ光を用いるレーザ距離計により鋼片の端面までの距離が決定されるので、隣接する鋼片に影響されることなく正確に目的の鋼片の端面までの距離が決定できる。従って、正確なコードの読み取りが可能となる。また、レーザ距離計は、移動装置により鋼片の端面に平行に二次元的に移動させられるのみであり、撮像装置も、搬送台方向へ移動不能とされているので、レーザ距離計や撮像装置が鋼片に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計は、二次元的に移動させられるのみであるので、三次元的に移動させられる場合に比較して、自動コード読取装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、距離測定のための移動が短時間で終了し、ひいては、コードの読み取りが短時間で終了する。
【００１５】
第２発明は、第１発明の場合と同様に、鋼片の端面までの距離の検出にレーザ距離計を用いているため、正確なコードの読み取りが可能となり、また、移動装置に代えてレーザ距離計を回動させる回動装置を用いている点において第１発明と異なるが、回動装置もレーザ距離計を搬送台方向へ移動するものではないので、鋼片に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計が三次元的に移動させられる場合に比較して、装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、撮像のための移動が短時間で終了し、ひいては、コードの読み取りが短時間で終了する。
【００１６】
また、第３発明では、移動装置およびズーム機構によりコード付近が拡大して撮像され、また、第４発明では、回動装置およびズーム機構によりコード付近が拡大して撮像されるので、いずれの発明においても、コードの読み取り精度がさらに向上する。
【００１７】
また、第５発明では、ラベルに記されているコードとして、一部分が汚れにより判別不能であっても必要な情報を全て読み出すことが可能であるという特徴を有する公知の二次元コードを用いているので、コードの読み取りが不可能となる場合が少なくなる。
【００１８】
また、第６発明のようにレーザ光の走査範囲が予め設定されていると、目的の鋼片の端面までの距離の測定精度が一層向上する。従って、撮像装置の焦点をより精度良く目的の鋼片の端面に合わせることができるので、ラベルに記載されたコードの読み取り精度が一層向上する。
【００１９】
また、第７発明では、撮像された画像において、コードの所定部分の輝度が予め設定された所定範囲の外にある場合には、露光時間が補正された後に、再度、鋼片の端面に貼り付けられたラベルが撮像されることから、適切な輝度の画像に基づいてコードの読み取りを行うことができるので、コードの読み取り精度がより一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明が適用された自動コード読取装置１０の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
自動コード読取装置１０は、鋼片１２が順次搬送されてくる搬送台１４に近接する位置に設けられている。鋼片１２は、矢印Ａで示す方向に搬送台１４上を搬送され、自動コード読取装置１０により、その端面１２ａに貼り付けられているラベル１６の内容が読み取られた後、図示しない搬送装置により搬送されて、以後の工程に送られる。
【００２２】
上記自動コード読取装置１０は、搬送台１４の側面に平行な方向、すなわち、鋼片１２の長手方向に略垂直且つ鋼片１２の搬送方向に平行な水平方向（この方向をＸ方向とする）に配置されたＸ方向移動テーブル１８上に、基台２０、およびＸ方向に垂直且つ鋼片１２の長手方向に垂直（この方向をＹ方向とする）に配置されたＹ方向移動テーブル２２が載置されており、基台２０およびＹ方向移動テーブル２２は、Ｘ方向移動テーブル１８により、一体的に、Ｘ方向に移動可能となっている。
【００２３】
Ｙ方向移動テーブル２２には収容ケース２４が取り付けられており、この収容ケース２４は、Ｙ方向移動テーブル２２により、基台２０上方においてＹ方向に移動可能となっている。この収容ケース２４内には、レーザ距離計２６、撮像装置として機能するエリアセンサカメラ２８、および照明３０などが収容されており、レーザ距離計２６は鋼片１２の端面１２ａに対して垂直にレーザ光を射出可能なように配置されている。なお、エリアセンサカメラ２８は、光学フォーカス機構５０および光学ズーム機構５２（図２参照）を備えたものである。
【００２４】
このように構成されているので、収容ケース２４に収容されたレーザ距離計２６は、Ｘ方向移動テーブル１８、Ｙ方向移動テーブル２２、およびそれらのテーブル１８、２２を駆動する図示しないＸ方向駆動モータ、Ｙ方向駆動モータにより、鋼片１２の端面１２ａに平行に二次元的に移動可能となっている。従って、Ｘ方向移動テーブル１８、Ｙ方向移動テーブル２２、Ｘ方向駆動モータ、およびＹ方向駆動モータにより移動装置３２（図２参照）が構成される。
【００２５】
上記レーザ距離計２６は、所定の波長のレーザ光を射出する出力部と、反射レーザ光を受光する受光部とを備えており、上記出力部から鋼片１２の端面１２ａに向けてレーザ光を射出し、この射出光と、受光部にて受光され、鋼片１２の端面１２ａにて反射された反射光との位相差に基づいて、鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定する。
【００２６】
図２は、自動コード読取装置１０のシステム構成を示すブロック図である。画像処理装置３４は、エリアセンサカメラ２８により撮像された画像を処理して、ラベル１６に記された二次元コード情報を認識するものであり、認識結果を演算装置３６へ出力する。
【００２７】
また、演算装置３６には、レーザ距離計２６における計測結果も供給され、また、演算装置３６は、プロセスコンピュータ３８および制御シーケンサ４０と双方向の信号授受が可能に接続されている。そして、演算装置３６は、画像処理装置３４から供給された認識結果をプロセスコンピュータ３８に供給する。その認識結果が供給されたプロセスコンピュータ３８は、その認識結果を予め記憶されているデータとを比較することで、鋼片１２の搬送、停止を判断し、鋼片１２の搬送、停止を指示する信号を演算装置３６へ出力する。この鋼片の搬送、停止を示す信号は、演算装置３６から制御シーケンサ４０に出力される。制御シーケンサ４０は、演算装置３６からの信号に基づいて、移動コントローラ４２、フォーカス制御コントローラ４４、ズーム制御コントローラ４６、および搬送制御コントローラ４８に、それぞれ制御信号を出力する。
【００２８】
移動コントローラ４２は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて移動装置３２を制御して、レーザ距離計２６およびエリアセンサカメラ２８を移動させる。フォーカス制御コントローラ４４は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学フォーカス機構５０を制御して、エリアセンサカメラ２８の焦点を鋼片１２の端面１２ａに合わせる。ズーム制御コントローラ４６は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８のズーム倍率を変更する。搬送制御コントローラ４８は、制御シーケンサ４０からの制御信号に基づいて搬送制御機構５４を制御して、鋼片１２を、順次、検査位置方向へ搬送させる。
【００２９】
図３は、演算装置３６および制御シーケンサ４０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図３において、まず、ステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）では、搬送制御コントローラ４８に制御信号を出力することにより、鋼片１２を搬送台１４の所定の検査位置まで搬送させる。この検査位置とは、図４に示すように、鋼片１２が搬送台１４の長手方向の端部に設けられたストッパ５６に当接させられる位置である。
【００３０】
続くＳＡ２では、レーザ距離計２６から出力されるレーザ光を所定の走査範囲で走査させて、目的の鋼片１２の端面１２ａを検出する。すなわち、移動コントローラ４２に制御信号を出力することで移動装置３２によりレーザ距離計２６を移動させつつ、レーザ距離計２６により鋼片１２の端面１２ａまでの距離を逐次測定させ、走査範囲内において最短距離が検出された位置を鋼片１２の端面１２ａの位置とする。上記走査範囲は、熱間ソー切断による端面曲がりやストッパ位置への搬送異常などによるばらつきを考慮して、検査対象の鋼片１２の端面１２ａが必ず検出できる比較的狭い範囲として予め決定されている。具体的には、本実施例では、図４に示すＳが走査範囲であり、この走査範囲Ｓの４隅において、鋼片１２の端面１２ａまでの距離が測定される（なお、走査範囲Ｓの４隅以外の点においても、距離が測定されてもよい）。
【００３１】
図４において２点差線で示す４つの端面１２ａは、それぞれ、正常位置に対して右上、右下、左上、左下に最もばらついた場合であり、走査範囲Ｓは、その４つの端面１２ａのいずれとも重なっているので、端面１２ａの位置のばらつきによらず、目的の端面１２ａにレーザ光が照射される。また、走査範囲Ｓ内において測定された距離のうちの最短距離が検出された位置を鋼片１２の端面１２ａの位置とするので、鋼片１２が曲がっているために、走査範囲Ｓの一部において鋼片１２の側面までの距離が測定されたとしても、端面１２ａの位置を誤って検出してしまうことが少なくなる。
【００３２】
続くＳＡ３では、前記ＳＡ２で決定された鋼片１２の端面１２ａの位置に基づいて、目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離を決定する。このようにして目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離を決定するので、ＳＡ２乃至ＳＡ３が端面距離決定手段に相当する。
【００３３】
続くＳＡ４では、フォーカス制御コントローラ４４に制御信号を出力することで、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学レンズのフォーカスを、上記ＳＡ３で決定した距離に制御する。そして、続くＳＡ５では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、図５に例示するように、ストッパ５６に当接させられている鋼片１２の端面１２ａを十分に含むように予め定められた比較的広い視野に調整する。
【００３４】
続くＳＡ６では、画像の取り込み感度（露光時間）を、前記ＳＡ３で決定した距離に基づいて調整（決定）し、続くＳＡ７では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＡ５において調整した視野ｆをＳＡ６において決定した感度で撮像させ、その撮像した画像を取り込む。
【００３５】
続くＳＡ８はコード認識手段に相当し、上記ＳＡ７で読み込んだ画像から、パターンマッチングによりラベル１６に記されている二次元コード５８の切り出しシンボル６０（図６参照）を認識する。図６は、鋼片１２の端面１２ａの拡大図であり、上記切り出しシンボル６０とは、正方形状の二次元コード５８において、４隅のうちの３つの隅付近に記されている四角形状の図形であり、上記パターンマッチングとは、取り込んだ画像から予め登録（記憶）した切り出しシンボル６０の図形を探し出すことである。なお、図５に示す例では、視野ｆ内に、鋼片１２の端面１２ａが２つ入っているので、２つの二次元コード５８からそれぞれ切り出しシンボル６０が認識可能であるが、このように、２つ（または、それ以上）の二次元コード５８からそれぞれ切り出しシンボル６０が認識できる場合には、ストッパ５６に最も近い一群の切り出しシンボル６０の位置を認識する。
【００３６】
そして、続くＳＡ９では、切り出しシンボル６０があると認識したか否かを判断する。この判断が否定された場合には、後述するバックアップ処理ルーチン（図７）を実行する。なお、たとえば、前記ＳＡ２において検出した鋼片１２の端面１２ａが、実際には、鋼片１２の側面であった場合や、外乱によって鋼片１２の端面１２ａまでの距離を誤って測定してしまった場合には、前記ＳＡ４においてピントを鋼片１２の端面１２ａに適切に合わせることができないので、このＳＡ９の判断が否定される。
【００３７】
一方、ＳＡ９の判断が肯定された場合には、続くＳＡ１０において、前記ＳＡ８で認識した切り出しシンボル６０の部分を抽出し、抽出したエリア内の最大輝度Ｂが所定の範囲内か否かを判断する。ここで、抽出したエリア内において最大輝度Ｂとなる部分は、切り出しシンボル６０の外枠と中心との間にある白色部分であり、この部分の輝度Ｂが高すぎる場合には、二次元コード５８全体が白くなってしまう。一方、この部分の輝度Ｂが低すぎる場合には、二次元コード５８全体が黒くなってしまい、いずれの場合にも正確にコードの情報を読み取ることが困難となる。従って、このＳＡ１０の判断が否定された場合には、ＳＡ１１において、上記最大輝度Ｂが所定範囲内になるように、取り込み感度、すなわち露光時間を変更した後、再度、ＳＡ７以降を実行して、画像の再取り込みを行う。
【００３８】
一方、上記ＳＡ１０の判断が肯定された場合には、続くＳＡ１２において、エリアセンサカメラ２８の位置を、読み取るべき二次元コード５８の重心に位置させる。すなわち、ＳＡ１２では、前記ＳＡ８で認識した切り出しシンボル６０の位置に基づいて、読み取るべき二次元コード５８の重心を算出し、移動コントローラ４２に制御信号を出力して、エリアセンサカメラ２８をその位置に移動させる。
【００３９】
続くＳＡ１３では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、図６に例示するように、上記ＳＡ１２で決定した二次元コード５８の重心を中心とする狭い範囲とする。そして、続くＳＡ１４では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＡ１３において調整した視野ｆをＳＡ１１において調整した感度（ＳＡ１１を実行していない場合にはＳＡ６で調整した感度）で撮像させる。なお、図３においては、ＳＡ４乃至ＳＡ７およびＳＡ９乃至ＳＡ１４が撮像制御手段に相当する。
【００４０】
続くＳＡ１５では、その撮像させた画像に基づいて画像処理装置３４により識別された二次元コード５８の情報を読み取り、続くＳＡ１６では、その読み取った情報をプロセスコンピュータ３８へ出力する。プロセスコンピュータ３８は、その情報と予め記憶されているデータとを比較することで、鋼片１２の搬送、停止を判断し、鋼片１２の搬送、停止を指示する信号を演算装置３６へ出力する。
【００４１】
次に、前記ＳＡ９の判断が否定された場合に実行する、図７に示すバックアップ処理ルーチンを説明する。
【００４２】
まず、ＳＢ１において、画像取り込み感度を最大に設定し、続くＳＢ２において、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを最大（すなわちズーム最小）に調整する。
【００４３】
続くＳＢ３では、エリアセンサカメラ２８により、ＳＢ２において調整した視野ｆをＳＢ１において設定した最大感度で撮像させ、その撮像した画像を取り込む。そして、続くＳＢ４では、ＳＢ３において取り込んだ画像を二値化処理する。図８は、このＳＢ４において二値化処理した画像の一例を示す図である。
【００４４】
続くＳＢ５では、上記ＳＢ４において二値化処理された画像において白色部分を特徴部分として抽出する。そして、続くＳＢ６では、上記ＳＢ５において抽出ができたかどうかを判断する。この判断が否定された場合には、ＳＢ７において、材料（鋼片１２）がないことを示す異常信号が制御シーケンサ４０に出力され、制御シーケンサ４０は、搬送制御コントローラ４６に搬送機構５４を停止させる信号を出力して、本ルーチンを終了する。
【００４５】
一方、上記ＳＢ６の判断が肯定された場合には、続くＳＢ８において、ＳＢ５で抽出した特徴部分、すなわち、白色部分の重心位置を求める重心演算処理を実行する。この演算処理により求められる重心位置は、ラベル１６の重心位置を示している。なお、前記ＳＢ２においてズーム最小とされているので、ＳＢ３において取り込んだ画像には、複数のラベル１６が入っている。そのため、ＳＢ５においても、複数のラベル１６の白色部分が特徴部分として抽出されるが、このＳＢ８では、図３のＳＡ８と同様に、その複数抽出された特徴部分のうち、最もストッパ５６に近い特徴部分の重心位置を算出する。
【００４６】
続くＳＢ９では、上記ＳＢ８で算出した重心位置にレーザ距離計２６からのレーザ光が照射されるように、移動コントローラ４２に制御信号を出力して移動装置３２によりレーザ距離計２６を移動させる。そして、続くＳＢ１０では、レーザ距離計２６により、鋼片１２の端面１２ａまでの距離を測定させる。
【００４７】
続くＳＢ１１では、フォーカス制御コントローラ４４に制御信号を出力することで、エリアセンサカメラ２８に備えられている光学レンズのフォーカスを、上記ＳＢ１０で測定した距離に制御する。そして、続くＳＢ１２では、移動コントローラ４２に制御信号を出力して、エリアセンサカメラ２８を前記ＳＢ８で求めたラベル１６の重心位置に移動させる。
【００４８】
続くＳＢ１３では、ズーム制御コントローラ４６に制御信号を出力することにより光学ズーム機構５２を制御して、エリアセンサカメラ２８の光学レンズの視野ｆを、前記ＳＢ５で抽出した複数の特徴部分のうちで最もストッパ５６に近い特徴部分（すなわち、最もストッパ５６に近いラベル１６）が収まる範囲で最も狭くなるように制御する。
【００４９】
そして、続くＳＢ１４乃至ＳＢ１６では、図３のＳＡ１４乃至ＳＡ１６と同様の処理を実行することにより、二次元コード５８の情報を読み取り、そして、その読み取った情報をプロセスコンピュータ３８へ出力する。
【００５０】
以上、説明したように、本実施例によれば、指向性の鋭いレーザ光を用いるレーザ距離計２６により鋼片１２の端面１２ａまでの距離が決定されるので、隣接する鋼片１２に影響されることなく正確に目的の鋼片１２の端面１２ａまでの距離が決定できる。従って、正確な二次元コード５８の読み取りが可能となる。また、レーザ距離計２６およびエリアセンサカメラ２８は、移動装置３２により鋼片１２の端面１２ａに平行に二次元的に移動させられるのみであり、搬送台１４方向へ移動不能とされているので、レーザ距離計２６やエリアセンサカメラ２８が鋼片１２に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計２６は、二次元的に移動させられるのみであるので、三次元的に移動させられる場合に比較して、自動コード読取装置１０がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、距離測定のための移動が短時間で終了し、ひいては、二次元コード５８の読み取りが短時間で終了する。
【００５１】
また、本実施例では、ＳＡ８において認識された切り出しシンボル６０の位置に基づいて、移動装置３２および光学ズーム機構５２により二次元コード５８付近が拡大して撮像されるので、二次元コード５８の読み取り精度がさらに向上する。
【００５２】
また、本実施例では、ラベルに記されているコードとして、一部分が汚れにより判別不能であっても必要な情報を全て読み出すことが可能であるという特徴を有する公知の二次元コード５８を用いているので、コードの読み取りが不可能となる場合が少なくなる。
【００５３】
また、本実施例では、レーザ光の走査範囲Ｓが、検査対象の鋼片１２の端面１２ａが必ず検出できる範囲に設定されていることから、その鋼片１２の端面１２ａまでの距離の測定精度が一層向上する。従って、エリアセンサカメラ２８の焦点をより精度よくその鋼片１２の端面１２ａに合わせることができる。このことによっても、二次元コード５８の読み取り精度が向上する。
【００５４】
また、本実施例は、ＳＡ７で取り込んだ画像において、二次元コード５８の切り出しシンボル６０の白色部分の輝度が所定範囲外にある場合には、ＳＡ１１において露光時間が補正された後に、再度、鋼片１２の端面１２ａに貼り付けられたラベル１６が撮像されることから、適切な輝度の画像に基づいて二次元コード５８の読み取りを行うことができる。このことによっても、二次元コード５８の読み取り精度が向上する。
【００５５】
次に、本発明の第２実施例を説明する。図９は、図１とは別の自動コード読取装置７０の概略構成を示す斜視図である。図９の自動コード読取装置７０は、前述の実施例の移動装置３２に代えて、水平回動機構７２と垂直回動機構７４からなる回動装置７６が備えられている点において、前述の実施例と相違する。以下、その相違点について説明する。
【００５６】
図９に示す自動コード読取装置７０は、下ケース７８を備えており、その下ケース７２内に前記水平回動機構７２が収容されている。この水平回動機構７２は、大ギヤ８０、その大ギヤ８０と噛み合う小ギヤ８２、および、小ギヤ８２を回転させる図示しないモータからなる。その大ギヤ７４の中心に一端が固定された垂直軸８４の他端には、外ケース８６が固定されている。そのため、外ケース８６は、水平回動機構７２により水平面内（ＸＺ平面内）で回動させられる。この外ケース８０内には、Ｘ方向に平行な軸心Ｃ回りに外ケース８６に対して相対回転可能に内ケース８８が収容されている。この内ケース８８は、水平回動機構７８と同様な機構である前記垂直回動機構７４により軸心Ｃ回りに駆動させられる。
【００５７】
図９には図示しないが、この内ケース８８には、第１実施例の収容ケース２４と同様に、照明３０、レーザ距離計２６、エリアセンサカメラ２８等が収容されている。
【００５８】
この第２実施例も、第１実施例の場合と同様に、鋼片１２の端面１２ａまでの距離の検出にレーザ距離計２６を用いているため、正確なコードの読み取りが可能となり、また、移動装置３２に代えてレーザ距離計２６を回動させる回動装置７６を用いている点において第１実施例の自動コード読取装置１０と異なるが、回動装置７６もレーザ距離計２６を搬送台方向１４へ移動するものではないので、鋼片１２に衝突する恐れがない。また、レーザ距離計２６が三次元的に移動させられる場合に比較して、装置がコンパクトになり、製造コストも抑えられ、しかも、撮像のための移動が短時間で終了し、ひいては、二次元コード５８の読み取りが短時間で終了する。
【００５９】
以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００６０】
たとえば、前述の実施例では、コードとして二次元コード５８を用いている例を説明したが、コードとしてバーコードを用いてもよい。
【００６１】
また、前述の実施例では、エリアセンサカメラ２８はズーム機構を備えていたが、ズームをしなくても（すなわちコード部分を大きく撮像しなくても）コードの読み取り精度が十分な場合には、ズーム機構は備えていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用された自動コード読取装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の自動コード読取装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】演算装置および制御シーケンサの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図４】レーザ距離計の走査範囲Ｓを説明する図である。
【図５】エリアセンサカメラの視野ｆを説明する図である。
【図６】鋼片の端面の拡大図である。
【図７】図３のＳＡ９が否定された場合に実行するバックアップ処理ルーチンを説明する図である。
【図８】図７のＳＢ４において二値化処理した画像の一例を示す図である。
【図９】図１とは別の自動コード読取装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０：自動コード読取装置、 １２：鋼片、 １４：搬送台、 １６：ラベル、 １８：Ｘ方向移動テーブル、 ２２：Ｙ方向移動テーブル、 ２６：レーザ距離計、 ２８：エリアセンサカメラ（撮像装置）、 ３２：移動装置、 ５８：二次元コード、 ７０：自動コード読取装置、 ７６：回動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、該ラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、
前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、
前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、
該レーザ距離計を、前記鋼片の端面に平行に二次元的に移動させる移動装置と、
該移動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において移動させつつ該レーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、
前記撮像装置の焦点を該端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、該撮像装置により該鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする自動コード読取装置。
【請求項２】
搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、該ラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、
前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、
前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、
該レーザ距離計を回動させる回動装置と、
該回動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において回動させつつ該レーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、
前記撮像装置の焦点を該端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、該撮像装置により該鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする自動コード読取装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記移動装置により移動可能とされており、
前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、該端面におけるコードの位置を決定し、前記移動装置により前記撮像装置の光軸を該決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することにより該コード付近を拡大して、前記ラベルの該コード付近を撮像させるものであることを特徴とする請求項１の自動コード読取装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記回動装置により回動可能とされており、
前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、該端面におけるコードの位置を決定し、前記回動装置により前記撮像装置の光軸を該決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することにより該コード付近を拡大して、前記ラベルの該コード付近を撮像させるものであることを特徴とする請求項２の自動コード読取装置。
【請求項５】
前記ラベルに記されているコードが二次元コードであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの自動コード読取装置。
【請求項６】
前記鋼片は、前記搬送台に設けられたストッパに当接して位置決めされるものであり、
前記端面距離決定手段は、該ストッパに当接した前記鋼片の端面位置のばらつきに拘わらず該端面が含まれる予め設定された範囲内において前記レーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの自動コード読取装置。
【請求項７】
前記撮像装置により撮像された画像と、予め記憶されたコードの特徴部分の形状との比較に基づいて、前記ラベルに記されたコードを認識するコード認識手段をさらに含み、
前記撮像制御手段は、該コード認識手段により認識されたコードの所定部位の輝度が予め設定された所定範囲外である場合には、該部位の輝度が該所定範囲に入るように露光時間を補正した後、再度、前記撮像装置により前記鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかの自動コード読取装置。
【請求項１】
搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、該ラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、
前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、
前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、
該レーザ距離計を、前記鋼片の端面に平行に二次元的に移動させる移動装置と、
該移動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において移動させつつ該レーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、
前記撮像装置の焦点を該端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、該撮像装置により該鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする自動コード読取装置。
【請求項２】
搬送台上を順次搬送される鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像して、該ラベルに記されたコードを自動的に読み取る自動コード読取装置であって、
前記搬送台方向へ移動不能とされた、前記ラベルを撮像するための撮像装置と、
前記鋼片の端面までの距離を計測するためのレーザ距離計と、
該レーザ距離計を回動させる回動装置と、
該回動装置により前記レーザ距離計を所定の範囲内において回動させつつ該レーザ距離計から出力されるレーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定する端面距離決定手段と、
前記撮像装置の焦点を該端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせ、該撮像装置により該鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させる撮像制御手段と
を、含むことを特徴とする自動コード読取装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記移動装置により移動可能とされており、
前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、該端面におけるコードの位置を決定し、前記移動装置により前記撮像装置の光軸を該決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することにより該コード付近を拡大して、前記ラベルの該コード付近を撮像させるものであることを特徴とする請求項１の自動コード読取装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、ズーム機構を備えるとともに、前記回動装置により回動可能とされており、
前記撮像制御手段は、前記撮像装置の焦点を前記端面距離決定手段により決定された鋼片の端面までの距離に合わせた後、該端面におけるコードの位置を決定し、前記回動装置により前記撮像装置の光軸を該決定したコード付近に合わせるとともに前記ズーム機構を制御することにより該コード付近を拡大して、前記ラベルの該コード付近を撮像させるものであることを特徴とする請求項２の自動コード読取装置。
【請求項５】
前記ラベルに記されているコードが二次元コードであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの自動コード読取装置。
【請求項６】
前記鋼片は、前記搬送台に設けられたストッパに当接して位置決めされるものであり、
前記端面距離決定手段は、該ストッパに当接した前記鋼片の端面位置のばらつきに拘わらず該端面が含まれる予め設定された範囲内において前記レーザ光を走査して、前記鋼片の端面までの距離を決定するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの自動コード読取装置。
【請求項７】
前記撮像装置により撮像された画像と、予め記憶されたコードの特徴部分の形状との比較に基づいて、前記ラベルに記されたコードを認識するコード認識手段をさらに含み、
前記撮像制御手段は、該コード認識手段により認識されたコードの所定部位の輝度が予め設定された所定範囲外である場合には、該部位の輝度が該所定範囲に入るように露光時間を補正した後、再度、前記撮像装置により前記鋼片の端面に貼り付けられたラベルを撮像させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかの自動コード読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−９２２６３（Ｐ２００６−９２２６３Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７６８１６（Ｐ２００４−２７６８１６）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（５０４３６０１０７）オーメックス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（５０４３６０１０７）オーメックス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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