BRPI0720784A2

BRPI0720784A2 - Sensor de manta em posição longitudinal

Info

Publication number: BRPI0720784A2
Application number: BRPI0720784-0A
Authority: BR
Inventors: Daniel H Carlson; John T Strand; Daniel S Wertz; Levent Biyikli; Brian K Nelson
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2014-01-28
Also published as: JP2010515638A; KR101442290B1; CN101578560A; CN101578560B; JP5161238B2; EP2115543A1; EP2115543B1; WO2008088650A1; US9440812B2; US20100097462A1; KR20090101484A

Description

"SENSOR DE MANTA EM POSIÇÃO LONGITUDINAL" Campo da Técnica

A presente descrição está relacionada a métodos e sistemas para determinar a posição longitudinal de uma manta alongada.

Antecedentes

A fabricação de diversos artigos, incluindo componentes eletrônicos ou ópticos flexíveis, envolve registros entre camadas de material dispostas ou formadas em um substrato ou manta alongada. A formação das camadas de material na manta pode ocorrer em um processo contínuo ou em uma etapa de um processo em repetição que compreende múltiplas etapas. Por exemplo, padrões de material podem ser depositados em camadas em uma manta alongada, através de múltiplas etapas de deposição para formar dispositivos eletrônicos ou ópticos em camadas. Outros artigos necessitam de registros precisos das características que são aplicadas em um ou ambos os lados da manta.

Para se alcançar um registro exato entre as camadas, um posicionamento lateral transversal à manta e um posicionamento longitudinal vertical à manta deve ser mantido, conforme a manta se move através de múltiplas etapas de manufatura. Manter um registro entre as camadas formadas na manta se torna mais complexo quando a manta é flexível ou extensível. Alguns artigos terão múltiplas passagens (ou estágios) de aplicação de material ou processos aplicados à manta que necessitam de um registro preciso da posição entre as etapas do processo.

Sumário

As modalidades da presente descrição envolvem métodos e sistemas para determinar a posição longitudinal de uma manta alongada. Uma modalidade é direcionada a um método para determinar a posição da manta. Uma ou mais marcas fiduciais substancialmente contínuas, dispostas longitudinalmente na manta, são percebidas. A posição longitudinal da manta é determinada com base nas marcas fiduciais. O método pode incluir, também, uma compensação para um movimento lateral da manta, para melhorar a precisão da determinação da posição longitudinal.

Em algumas implementações, as marcas fiduciais compreendem uma ou mais marcas periódicas substancialmente contínuas dispostas longitudinalmente na manta. Por exemplo, uma única marca sinusoidal pode ser usada ou uma marca senoidal e uma marca cosseno podem ser usadas juntas.

Em algumas implementações, as marcas fiduciais podem compreender uma ou mais marcas particionadas contínuas. Por exemplo, as marcas fiduciais incluem, genericamente, regiões que têm um coeficiente angular finito, diferente de zero, em relação ao eixo longitudinal da manta.

Em uma abordagem envolvendo o uso de uma ou mais marcas fiduciais periódicas, a posição longitudinal da manta pode ser baseada em características das marcas fiduciais periódicas que ocorrem regularmente. Por exemplo, uma posição longitudinal grossa da manta pode ser determinada através da detecção e da contagem de características que ocorrem regularmente. Uma posição longitudinal fina pode ser determinada com base em porções substancialmente contínuas das marcas fiduciais, entre as características que ocorrem regularmente. Se as marcas seno e/ou cosseno são usadas, as características que ocorrem regularmente podem ser passagens por zero ou picos das marcas seno ou cosseno.

Em algumas configurações, uma posição lateral da manta pode ser determinada com base nas marcas fiduciais longitudinais ou com base na referência de posição lateral. A referência de posição lateral pode ser uma marca na manta, a borda da manta, ou outra referência de posicionamento lateral.

A detecção de marcas fiduciais envolve a detecção de marcas fiduciais na manta e a produção de sinais de sensor correspondentes às marcas fiduciais. Os sinais de sensor podem ser processados por técnicas que incluem deslocamento de nível, filtração, ajuste de ângulo, e/ou outras técnicas de processamento, para otimizar a razão entre sinal e ruído antes do uso na determinação da posição. Em uma abordagem envolvendo o uso de marcas fiduciais seno e cosseno, os sinais de sensor são gerados correspondentes às marcas seno e cosseno. A função arco tangente 2 dos valores seno e cosseno é calculada produzindo-se um ângulo que está relacionado à posição longitudinal da manta, e preservando-se as informações do quadrante. A posição longitudinal é determinada com base no ângulo e na informação de quadrante obtidos a partir do cálculo do arco tangente 2.

De acordo com uma implementação, o movimento longitudinal da manta é controlado com base na posição longitudinal determinada através do uso das marcas fiduciais substancialmente contínuas. Uma outra modalidade da descrição é direcionada a um aparelho usado para

determinar uma posição de uma manta alongada. O aparelho inclui um ou mais sensores configurados para detectar uma ou mais marcas fiduciais substancialmente contínuas dispostas em uma direção longitudinal na manta. Os sensores são configurados para gerar sinais associados às marcas fiduciais. Um detector de posição recebe os sinais e determina uma posição longitudinal da manta com o uso dos sinais do sensor. O detector de posição pode compensar o movimento lateral da manta para melhorar a determinação da posição longitudinal.

Em algumas implementações, a manta é flexível ou extensível. A manta pode compreender um papel, fibra, ou material tecido ou não-tecido. Em algumas modalidades, a manta compreende uma manta polimérica de poliéster, PET, ou policarbonato. As marcas fiduciais podem ser produzidas por impressão, gravação, ablação à laser, através de corte da manta, através da formação de espaços vazios na manta, gofragem, fundição, revestimento, ou por qualquer outro método que produz uma marca detectável na manta. Os sensores podem compreender sensores ópticos, eletromagnéticos, de contato, e/ou de outros tipos. Em uma abordagem, uma câmera é usada para detectar as marcas fiduciais. Os sinais gerados pelo sensor podem passar por um processamento antes do uso na determinação da posição. Por exemplo, os sinais do sensor podem ser processados com o uso de um filtro recursivo como um filtro Kalman.

O aparelho podem incluir, também, uma unidade de controle configurada para controlar o movimento longitudinal da manta, com base na posição longitudinal determinada pelo detector de posição. Em determinadas configurações, o detector de posição é adicionalmente configurado para determinar a posição lateral da manta. A posição lateral da manta pode ser determinada com base nas marcas fiduciais longitudinais ou numa referência de posição lateral, como uma marca fiducial lateral na manta, ou uma borda da manta. A detecção da marca fiducial lateral ou da borda da manta pode ser feita com o uso de um sensor de posição lateral, por exemplo, se a posição lateral é determinada, a unidade de controle pode controlar o movimento lateral da manta com base na posição lateral.

O sumário acima da presente descrição não se destina a descrever cada modalidade de cada implementação da presente descrição. Vantagens e capacidades, em conjunto com um entendimento mais completo da descrição, se tornarão evidentes e serão apreciadas referindo-se às descrições detalhadas à seguir, e às reivindicações tomadas em combinação com os desenhos anexos. Descrição dos Desenhos

As FIGURAS 1A a 1F mostram várias configurações de marcas fiduciais substancialmente contínuas dispostas longitudinalmente em uma manta alongada, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 2A é um diagrama de blocos de um detector de posição da manta, configurado para determinar a posição longitudinal e lateral de uma manta, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 2B ilustra um exemplo de uma imagem de um sensor de área, que pode ser usado para detectar marcas fiduciais, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 2C ilustra um exemplo de uma imagem de um sensor de varredura de linha que pode ser usado para detectar marcas fiduciais, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 2D mostra a imagem de um sensor de varredura progressiva que pode ser usado para detectar marcas fiduciais, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 3 é um diagrama ilustrando um método para determinação da posição longitudinal da manta, de acordo com modalidades da descrição,

A FIGURA 4 é um diagrama ilustrando um método para determinar a posição grossa e fina de uma manta, com o uso de marcações fiduciais seno e cosseno, de acordo com modalidades da descrição, A FIGURA 5 é uma fotografia de marcas fiduciais que foram impressas por jato de tinta em uma manta de poliéster, de acordo com modalidades da descrição, e

A FIGURA 6 ilustra a posição longitudinal estimada de uma manta, com base nos dados de ruído obtidos antes e depois da filtração Kalman, de acordo com modalidades da descrição.

Ao mesmo tempo que a descrição é sensível à várias modificações e formas alternativas, específicos da mesma foram mostrados a título de exemplo nos desenhos, e serão descrito em detalhes. É de entendimento geral que, no entanto, a intenção não é limitar a descrição às modalidades específicas descritas. Em oposição, a intenção é proteger todas as modificações, equivalências e alternativas contidas no escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações em anexo.

Descrição Detalhada

Na seguinte descrição das modalidades ilustradas, referência é feita aos desenhos em anexo que formam uma parte do documento, e nos quais é mostrado pelo meio de ilustração, diversas modalidades em que a descrição pode ser aplicada. Deve-se compreender que as modalidades podem ser utilizadas e alterações estruturais pode ser feitas, sem se desviar do escopo da presente descrição.

Existe uma necessidade por métodos e sistemas intensificados que determinam a posição de uma manta alongada, usada como um substrato em um processo de fabricação. A presente descrição preenche esta e outras necessidades, e oferece outras vantagens sobre a técnica anterior.

Modalidades da presente descrição ilustram métodos e sistemas para determinar a posição longitudinal de uma manta baseada em marcações fiduciais contínuas, dispostas longitudinalmente na manta, a determinação da posição de uma manta alongada permite o alinhamento da manta durante etapas de processamento sucessivas. Por exemplo, as modalidades da descrição podem ser usadas para facilitar o alinhamento entre múltiplas camadas de material depositadas em uma manta, durante um processo de fabricação de cilindro a cilindro. Os processos aqui descritos são particularmente úteis para alinhar camadas de dispositivos eletrônicos de multicamada, formados em uma manta. Abordagens que usam marcas fiduciais distintas dispostas sobre a manta para determinar a posição longitudinal da manta apenas fornecem detecções de posição periódicas, e não fornecem informações de posição durante os intervalos entre as marcas distintas. As marcas fiduciais ilustradas pelas diversas modalidades aqui discutidas podem ser usadas para fornecer atualizações contínuas da posição longitudinal, e um posicionamento de manta mais preciso.

As abordagens da presente descrição compensam, automaticamente, as alterações no alongamento da manta, que comumente ocorrem em aplicações de processamento de mantas. Conforme o alongamento da manta é aumentado (isto é, a manta é ainda mais estendida) as marcas fiduciais da manta longitudinal são estendidas ao mesmo tempo, com elementos correspondentes ou características formadas na manta. Isto permite que as marcas fiduciais da manta sejam usadas para rastrear com precisão a posição dos elementos depositados na manta. Por exemplo, as marcas fiduciais podem ser depositadas na manta de maneira substancialmente simultânea com uma camada de elementos da manta. Conforme as marcas fiduciais e os elementos da manta são depositados, os elementos depositados na manta e as marcas fiduciais passam pela mesma quantidade de alongamento da manta. As marcas fiduciais podem ser usadas para rastrear com precisão a posição dos elementos da manta, independente da quantidade de alongamento da manta em processos subseqüentes. Com o uso das abordagens aqui descritas, um registro exato dos elementos da manta pode ser alcançado, mesmo quando a manta é estendida.

As FIGURAS 1A a 1F ilustram marcas fiduciais de várias configurações, de acordo com modalidades da descrição. As marcas fiduciais são substancialmente contínuas ou contínuas particionadas, e estão dispostas ao longo do eixo longitudinal da manta, como ao longo da borda da manta. As marcas fiduciais têm, genericamente, regiões onde um coeficiente angular das marcas é finito e diferente de zero, em relação ao eixo longitudinal da manta.

As marcas fiduciais podem ser funções não-periódicas ou periódicas, em relação ao eixo longitudinal da manta, por exemplo. Conforme descrito com mais detalhes, a seguir, marcas fiduciais periódicas podem ser usadas para determinar ambas posições grossa e fina da manta. A combinação das informações das posições grossa e fina fornece uma medição de posição de alta definição, sobre uma distância longa.

Em algumas modalidades, uma única marca fiducial substancialmente contínua pode ser usada para determinar a posição longitudinal. Uma única marca fiducial substancialmente contínua é ilustrada como uma marca sinusoidal 101 disposta ao longo do eixo longitudinal 102 da manta 100 na FIGURA 1A. Em outras modalidades, duas marcas sinusoidais são usadas, conforme ilustrado pelas marcas senoidal 101 e cosseno 103 da FIGURA 1B. O uso de duas marcas fiduciais substancialmente contínuas como as marcas seno 101 e cosseno 103 fornece informações redundantes que possuem uma imunidade a ruídos, uma precisão, e uma resolução substancialmente mais altas que a marca única.

Em algumas modalidades, as marcas fiduciais podem compreender marcas contínuas particionadas, conforme ilustrado na FIGURA 1C. As marcas contínuas particionadas são particularmente úteis para métodos de marcação fiduciais que produzem espaços vazios na manta, onde marcas contínuas cortariam fora uma porção da manta. As marcas fiduciais ilustradas na FIGURA 1C compreendem uma série de linhas diagonais 104 que têm um coeficiente angular finito, diferente de zero, em relação ao eixo longitudinal 102 da manta. Padrões contínuos não-lineares particionados também são possíveis, conforme ilustrado pelas marcas fiduciais contínuas não-lineares particionadas 105 da FIGURA 1D.

Marcas fiduciais substancialmente contínuas como aquelas ilustradas nas FIGURAS de 1A a 1D podem ser usadas para rastrear a posição longitudinal da manta em sistemas onde deslocamentos laterais na posição da manta são desprezíveis e/ou a posição lateral da manta é mantida sobre a distância longitudinal rastreada. Em sistemas onde a posição lateral da manta não é desprezível, o movimento lateral da manta pode ser controlado para determinar a distância longitudinal com maior precisão. Em algumas modalidades, o movimento lateral da manta pode ser detectado e levado em consideração durante a definição da distância longitudinal.

Em algumas implementações, o movimento lateral da manta é determinado com o uso da borda da manta ou das marcas fiduciais dispostas sobre a manta. Por exemplo, uma borda da manta ou uma linha horizontal disposta sobre a manta pode proporcionar uma informação de posição lateral. A referência de posição lateral pode ser usada em adição a uma ou mais marcas fiduciais contínuas, que fornecem uma informação de posição longitudinal. A FIGURA 1E ilustra uma linha horizontal 106 disposta sobre a manta 100, que pode ser usada para detectar a posição lateral em adição às marcas seno 101 e cosseno 103, usadas para detectar a posição longitudinal, de acordo com uma modalidade. A FIGURA 1F ilustra uma série linhas horizontais 107 para detectar a posição lateral e uma série de linhas diagonais 104 para detectar a posição longitudinal, de acordo com uma modalidade. A configuração ilustrada na FIGURA 1F é particularmente útil para métodos de marcação fiduciais que produzem espaços vazios na manta, como corte da manta ou ablação à laser da manta.

As marcas fiduciais compreendem padrões produzidos na manta ou aplicados à manta. Em configurações ópticas, as marcas fiduciais modulam ou a luz transmitida ou a refletida. As marcas podem ser feitas ou aplicadas à manta através de impressão por contato direto, impressão por jato de tinta, impressão à laser, marcação à laser, ablação, microreprodução, gravação, gofragem, fundição, revestimento e/ou outros métodos.

A FIGURA 2A é um diagrama de blocos de um detector de posição de manta configurado para determinar a posição longitudinal e lateral de uma manta, de acordo com modalidades da descrição. Nesta modalidade, um único sensor 212 é usado para detectar ambas marcas fiduciais longitudinal e lateral de 204 a 206. Em outras configurações, um primeiro sensor é usado para detectar uma marca fiducial lateral e um segundo sensor é usado para detectar uma marca fiducial longitudinal. Conforme ilustrado na FIGURA 2A, a manta 202 inclui marcas fiduciais longitudinais

que compreendem as marcas seno e cosseno 204 e 205. A manta 202 tem, também, uma marca fiducial lateral que compreende uma marca horizontal 206. Conforme a manta 202 passa entre os cilindros 208 e 210, o sensor 212 detecta ambas as marcas fiduciais longitudinais 204 e 205 e a marca fiducial lateral 206. O sensor 212 pode ser uma câmera ou outro tipo de sensor óptico, um sensor eletromagnético, um sensor de densidade, um sensor de contato, ou qualquer outro tipo de sensor capaz de detectar uma marca fiducial. Na modalidade ilustrada na FIGURA 2A, o sensor compreende uma câmera CCD.

O resultado da câmera 212 é encaminhado para um circuito de captura de dados de imagem 214, que obtém e digitaliza a imagem das marcas fiduciais de 204 a 206, a partir da câmera 212. A imagem digital das marcas fiduciais, gerada a partir do circuito de captura de dados de imagem 214, é encaminhado para um sistema para processamento de imagem digital 216. O sistema para processamento de imagem digital 216 analiza a imagem para gerar sinais correspondentes às marcas fiduciais detectadas. Os sinais gerados pelo sistema para processamento de imagem digital 216 podem sair para um detector de posição longitudinal 218 e, opcionalmente, para um detector de posição lateral 220. A informação do detector de posição lateral da lateral 220 pode ser usado pelo detector de posição longitudinal da manta 218 para melhorar a interpolação da posição longitudinal da manta. As posições longitudinal e lateral determinadas pelo detector de posição longitudinal da manta 218 e pelo detector de posição lateral da manta 220, respectivamente, podem sair para um sistema de controle de movimento configurado para controlar as posições longitudinal e lateral da manta. Com o uso de marcas fiduciais substancialmente contínuas para o posicionamento longitudinal da manta, a posição da manta pode ser determinada a uma precisão melhor que 1 mícron. A precisão e resolução são determinadas por diversos fatores. Um fator é o nível de contraste nas marcas fiduciais produzidas pelo processo de marcação, e disponível ao sensor. Quanto mais alto o contraste, uma maior resolução será possível. Outro fator que afeta a precisão e a resolução é o quão pequeno o ciclo repetitivo (período) pode ser. Ainda um outro fator que afeta a precisão e a resolução é a resolução do sensor. Por exemplo, com uma marca fiducial sinusóide que tem um período de 1 mm e uma resolução de sensor de 12 bits, uma resolução de cerca de 0,25 mícrons ou mesmo de cerca de 0,1 mícron é possível.

As FIGURAS 2B a 2D ilustram exemplos do campo de imagem de diversos tipos de sensores. A FIGURA 2B mostra marcas fiduciais 204, 205 e 206 dentro do campo de imagem 270 de um sensor de área. O sensor de área produz um conjunto de valores de Xi por Yjt que representa a intensidade de luz de cada localização de pixel. Um sensor de área fornece uma grande quantidade de dados para o processamento de sinais. Este grande número de dados permite a comparação entre a vista presente com a última vista, e uma filtração mais sofisticada dos dados que levam a possíveis vantagens na precisão da posição, por exemplo. Os sensores de área fornecem uma taxa de atualização de posição mais lenta, quando comparados a alguns outros tipos de sensores, devido ao tempo que se leva para adquirir e processar o conjunto de dados relativamente maior. A FIGURA 2C mostra marcas fiduciais 204, 205 e 206 dentro de um campo de imagem 280 de um sensor de varredura por linha. O sensor de varredura por linha gera um vetor de 1 por Yn de intensidade de pixel. O sensor de varredura por linha fornece atualizações de posição rápidas, quando comparado ao sensor de área, mas um armazenamento de dados do histórico de posição é necessário.

Na FIGURA 2D, as marcas fiduciais 204, 205 e 206 são mostradas dentro do campo de imagem 290 de um sensor de varredura progressiva. Genericamente, sensores de varredura de área permitem que o usuário selecione o número de linhas a serem varridas, por exemplo, Xn = 4 ou outro número. O sensor de varredura progressiva fornece mais dados para o processamento de sinais que a varredura por linhas, mas é mais lento.

As marcas seno e cosseno 204 e 205 podem ser alteradas em escala para se alcançar um resolução máxima. Por exemplo, as amplitudes das marcas podem ser feitas da maior forma possível, para maximizar as marcas 204 e 205 dentro das imagens 270, 280 e 290 do sensor, com alguma margem para permitir erros de posição lateral. A alteração de escala longitudinal pode ser selecionada com base na velocidade de operação esperada. Usando-se um intervalo mais agudo entre as marcas seno e cosseno 204 e 205 (com uma freqüência mais alta e uma distância menor de pico a pico) se fornece coeficientes angulares mais íngremes, e uma maior resolução na direção longitudinal. Um intervalo excessivamente alto pode reduzir a razão entre sinal e ruído, e também pode aumentar a taxa de amostragem necessária. A taxa de amostragem mínima exige que não mais que V* ciclo passe entre as amostras. Entretanto, a operação é intensificada quando uma taxa de amostragem pelo menos 3 a 4 vezes maior que a taxa de amostragem mínima é usada. A taxa de amostragem que pode ser obtida varia com o tipo de sensor usado, mas taxas acima de 1 kHz são possíveis com sensores de câmera.

O diagrama da FIGURA 3 ilustra um método para determinação da posição longitudinal da manta, de acordo com modalidades da descrição. O método envolve a detecção 310 de uma ou mais marcas fiduciais substancialmente contínuas, dispostas longitudinalmente na manta. Os sinais de sensor correspondentes às marcas fiduciais detectadas são gerados 320. A posição longitudinal da manta é determinada 330 com o uso dos sinais do sensor.

Marcas fiduciais periódicas, como as marcas seno e/ou cosseno, contém

informações que podem ser usadas para determinar a posição grossa e fina da manta. A posição grossa pode ser determinada a partir de características das marcas fiduciais periódicas que ocorrem regularmente. No caso de marcas fiduciais seno ou cosseno, as características que ocorrem regularmente, usadas para determinar a posição longitudinal grossa da manta, podem incluir picos ou passagens por zero, por exemplo.

Em uma modalidade que usa marcas fiduciais seno e cosseno, as passagens por zero de cada ciclo são contadas para determinar a posição grossa. Tomando-se a função arco tangente 2, com um manuseio apropriado dos sinais seno e cosseno, a posição fina dentro de qualquer ciclo pode ser determinada. O diagrama da FIGURA 4 ilustra um método para determinação da posição longitudinal da manta, com o uso do posicionamento grosso e fino, disponível junto às marcas fiduciais seno e cosseno. Marcas seno e cosseno dispostas sobre a manta são detectadas, e os sinais de sensor são gerados 410, 420, correspondentes às marcas seno e cosseno. O método inclui algum processo para compensar 430 o movimento lateral da manta. Por exemplo, o movimento lateral da manta pode ser rastreado com o uso de uma referência fiducial lateral, como uma marca fiducial ou a borda da manta. Através do uso de uma referência lateral, a manta pode ser posicionada com precisão dentro da janela do sensor. Alternativamente, um detector de mínimo-máximo sendo executado com uma duração de cerca de 3 ciclos pode ser usado. Devido ao fato de que a amplitude de pico a pico dos sinais seno e cosseno é fixa, o movimento lateral da manta pode ser determinado percebendo-se as alterações nos valores de pico máximo e mínimo de cada valor seno e cosseno. Uma mudança tanto no pico máximo como no pico mínimo numa relação fixa a cada um indica um deslocamento na posição lateral da manta. A detecção direta de uma marca fiducial lateral é preferencial, uma vez que ela reduz tanto a complexidade do processamento de sinais, bem como reduz o tempo de retardo da medição. Uma borda da manta também pode ser usada para determinar o movimento lateral.

Os sinais seno e cosseno são digitalizados e podem ser filtrados ou, de outro modo, processados. O sistema busca 440 por uma passagem por zero da marca seno. Quando a passagem por zero é localizada, a passagem por zero é contada e a posição grossa da manta é determinada 450. A função arco tangente 2 dos valores de sinal seno e cosseno é calculada 460. O ângulo e o quadrante determinados a partir do cálculo do arco tangente 2 fornece 460 a posição fina da manta, marcada a partir da passagem por zero mais próxima. A fotografia da FIGURA 5 mostra marcas fiduciais que foram impressas através de um

jato de tinta em uma manta de poliéster. Como pode ser visto na FIGURA 5, o processo de impressão por jato de tinta produz alguma distorção nas marcas. Pontos individuais do processo de impressão podem ser vistos, e um erro cíclico de curta duração do mecanismo de demarcação também é visível. Imperfeições nas marcas fiduciais podem ser compensadas através de várias técnicas de processamento de sinais. Por exemplo, os sinais de sensor gerados em resposta às marcas podem ter um deslocamento de nível, podem ser filtrados, e/ou ajustados em ângulo, para otimizar a razão entre sinal e ruído.

Em algumas modalidades, melhorias no sinal de sensor podem ser alcançadas por filtração linear ou não-linear. Por exemplo, se uma velocidade da manta atual é conhecida ou estimada, limites podem ser aplicados à próxima atualização de posição estimada. Qualquer valor fora destes limites pode ser considerado como ruído. Em particular, filtração recursiva, como através do uso de um filtro Kalman, pode ser usada para otimizar a posição estimada de manta. Um filtro Kalman usa duas ou mais fontes de informação e as combina para formar o melhor valor estimado, com base no conhecimento das estatísticas dos sinais. As estatísticas podem ser geradas em tempo real, ou, para processos estacionários, podem ser geradas fora de linha, para reduzir a carga computacional. A FIGURA 6 mostra gráficos que ilustram uma posição estimada, com base nos dados de ruído de jato de tinta antes 610 e depois 620 da filtração Kalman. Como pode ser visto na FIGURA 6, há um grande erro cíclico no sinal não- filtrado 610, que é substancialmente reduzido após a aplicação 620 da filtração Kalman.

As modalidades aqui descritas envolvendo marcas fiduciais contínuas fornecem um rastreamento contínuo da posição longitudinal de uma manta móvel. Abordagens simples podem ser usadas para aplicar as marcas fiduciais à mantas de propósito geral, como mantas produzidas a partir de papel, fibra, ou material tecido ou não-tecido. As mantas podem compreender poliéster, policarbonato, PET1 ou outras mantas poliméricas. A redundância disponível através do uso de marcas seno e cosseno fornece alta imunidade a ruído, e permite um posicionamento exato da manta. As abordagens são particularmente úteis quando usadas em conjunto com mantas flexíveis.

A descrição anteriormente mencionada das diversas modalidades da invenção foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Elas não tem a intenção de serem completas ou até limitar a descrição a forma precisa apresentada. Muitas modificações e variações são possíveis à luz da instrução acima. Entende-se que o escopo da invenção não seja limitado por essa descrição detalhada, mas sim pelas reivindicações aqui anexadas.

Claims

1. Método para determinar a posição de uma manta alongada, CARACTERIZADO por compreender: detectar uma ou mais marcas fiduciais substancialmente contínuas dispostas longitudinalmente na manta, e determinar uma posição longitudinal da manta, com base nas marcas fiduciais.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender, ainda, compensação para um movimento lateral da manta.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a detecção de uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma ou mais marcas fiduciais periódicas substancialmente contínuas, dispostas longitudinalmente na manta.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a detecção de uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma ou mais marcas fiduciais sinusoidais, dispostas longitudinalmente na manta.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a detecção de uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma marca fiducial que tem uma região com um coeficiente angular finito, diferente de zero.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a detecção de uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma marca fiducial seno e uma marca fiducial cosseno, dispostas longitudinalmente na manta.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a detecção de uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma ou mais marcas fiduciais contínuas particionadas, dispostas longitudinalmente na manta.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: detectar uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma ou mais marcas fiduciais periódicas, e determinar a posição longitudinal da manta compreende determinar a posição longitudinal, com base nas características de uma ou mais marcas fiduciais periódicas que ocorrem regularmente.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: detectar uma ou mais marcas fiduciais compreende a detecção de uma ou mais marcas fiduciais periódicas, e determinar a posição longitudinal da manta compreende: determinar uma posição longitudinal grossa, com base nas características de uma ou mais marcas fiduciais periódicas que ocorrem regularmente, e determinar uma posição longitudinal fina, com base nas porções de uma ou mais marcas fiduciais entre as características que ocorrem regularmente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que: uma ou mais marcas fiduciais periódicas compreendem marcas fiduciais seno e cosseno,e as características que ocorrem regularmente compreendem passagens por zero das marcas fiduciais seno ou cosseno.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que: uma ou mais marcas fiduciais periódicas compreendem marcas fiduciais seno e cosseno,e as características que ocorrem regularmente compreendem picos das marcas fiduciais seno ou cosseno.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender, ainda, determinar uma posição lateral da manta, com base nas marcas fiduciais longitudinais ou em uma referência de posição lateral.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a referência de posição lateral compreende uma marca fiducial lateral disposta sobre a manta.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a referência de posição lateral compreende uma borda da manta.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: detectar uma ou mais marcas fiduciais compreende: produzir sinais correspondentes às marcas fiduciais, e filtrar os sinais, e determinar a posição longitudinal da manta com base nas marcas fiduciais compreende determinar a posição longitudinal da manta com o uso dos sinais filtrados.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: detectar uma ou mais marcas fiduciais compreende: detectar uma marca fiducial seno e de uma marca fiducial cosseno, e produzir sinais correspondentes à marca fiducial seno e à marca fiducial cosseno, e determinar a posição longitudinal da manta compreende o cálculo de uma função arco tangente 2 dos sinais seno e cosseno.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender, ainda, controle do movimento longitudinal da manta, com base na posição longitudinal.

18. Aparelho para determinar uma posição de uma manta alongada, CARACTERIZADO por compreender: um ou mais sensores configurados para detectar uma ou mais marcas fiduciais substancialmente contínuas dispostas em uma direção longitudinal na manta, com um ou mais sensores configurados para gerar sinais correspondentes às marcas fiduciais, e um detector de posição configurado para receber os sinais de sensor, e para determinar uma posição longitudinal da manta com o uso dos sinais de sensor.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende uma manta flexível.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende uma manta polimérica.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a manta compreende um papel, fibra, ou material tecido ou não-tecido.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais marcas fiduciais compreendem uma ou mais marcas fiduciais sinusoidais.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais marcas fiduciais compreendem uma ou mais marcas fiduciais depositadas junto com uma camada de elementos na manta.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que um ou mais sensores compreendem um ou mais sensores ópticos.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que um ou mais sensores compreendem uma ou mais câmeras.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que: as marcas fiduciais compreendem marcas fiduciais periódicas, e o detector de posição é configurado para determinar uma posição longitudinal grossa da manta, com base nas características das marcas fiduciais periódicas que ocorrem regularmente, e para determinar uma posição longitudinal fina da manta com base nas porções das marcas fiduciais entre as características que ocorrem regularmente.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO por compreender, ainda, um filtro configurado para filtrar os sinais do sensor.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro compreende um filtro recursivo.

29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro compreende um filtro Kalman.

30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO por compreender, ainda, uma unidade de controle configurada para controlar o movimento longitudinal da manta, com base na posição longitudinal.

31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO por compreender, ainda, uma unidade de controle configurada para controlar o movimento longitudinal da manta, com base na posição longitudinal.

32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o detector de posição é adicionalmente configurado para compensar deslocamentos na posição lateral da manta ao determinar a posição longitudinal.

33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO por compreender, ainda: um sensor de posição lateral configurado para detectar uma referência de posição lateral, e um detector de posição lateral configurado para determinar uma posição lateral da manta, com base na referência de posição lateral

34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, CARACTERIZADO por compreender, ainda, uma unidade de controle configurada para controlar os movimentos lateral e longitudinal da manta, com base na posição lateral e na posição longitudinal da manta, respectivamente.

35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que as marcas fiduciais compreendem marcas impressas na manta.

36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que as marcas fiduciais compreendem marcas removidas a laser na manta.

37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que as marcas fiduciais compreendem cortes ou espaços vazios na manta.

38. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que as marcas fiduciais são estampadas, fundidas ou revestidas na manta.