JP2000017565A - 信号異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に特徴を有する測定対象における異常部を
高い精度で検出する。 【解決手段】織布Ｗからの反射光を受光する空間フィル
タ１３からの出力信号は、波形整形回路２３を介して乗
算器２４に入力される。乗算器２４は波形整形回路２３
で波形整形された信号を複数回乗算し、この乗算信号が
マイクロコンピュータＣＰＵに送られる。マイクロコン
ピュータＣＰＵは、予め設定された閾値と前記乗算信号
値との大小比較を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に特徴を有す
る測定対象の前記特徴を表す信号を前記測定対象から抽
出して測定対象の異常部を検出する装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】前記測定対象としては例えば織布があ
り、この場合の異常部は織布上の織り傷である。織り傷
を検出する方式は種々ある。１つの検出方式としては、
織布面に光を走査し、この光走査による織布からの反射
光あるいは透過光の光量変化から織り傷を検出する方式
がある。別の検出方式としては、カメラを用いた画像処
理によって織り傷を検出する方式がある。さらに別の検
出方式としては、織布面に光を照射し、この光照射によ
る織布からの反射光あるいは透過光を空間フィルタで受
光して織り傷を検出する方式がある。

【０００３】織布は、経糸と緯糸とを規則的に組み合わ
せてできており、前記した検出方式のいずれにおいても
織布における経糸と緯糸との規則性を利用した織り傷検
出が行われる。即ち、織布面の状態を検出した後、この
検出結果から前記規則性を利用して正常部と異常部とを
分離するという処理手順が遂行される。

【０００４】特開平６−１０２４４号公報、特開平６−
１０２１９８号公報に開示される検反装置では、空間フ
ィルタを用いて織布面の状態を検出し、この織布面の状
態を表す検出信号をフィルタ処理して織り傷の特定を行
なっている。

【０００５】図１４の曲線Ｄは、空間フィルタを一定速
度で移動させながら織布面上に照射した光の反射光量の
変化を計測して得られる信号の一例である。反射光量は
経糸と緯糸との交差状況によって変化するため、曲線Ｄ
で示す空間フィルタの出力信号は高い周期性を持ち、こ
の出力信号の周期は糸の配列ピッチに対応する。織布上
の織り傷における経糸と緯糸との交差状況は正常部の場
合と異なり、織り傷部分における反射特性が正常部にお
ける反射特性とは異なる。そのため、織り傷に対応する
空間フィルタからの出力信号における周期性は、正常部
に対応する空間フィルタからの出力信号における周期性
に比して僅かに損なわれる。例えば、筬羽間への経糸の
通し違いによって生じる経筋は、図１４の曲線部分Ｄ１
で示すような信号をもたらし、信号の周期と共に信号の
レベルも変化する。

【０００６】特開平６−１０２４４号公報、特開平６−
１０２１９８号公報に開示されている検反装置では、空
間フィルタからの出力信号を全波整流回路やローパスフ
ィルタ等を用いて信号処理し、この処理された信号の大
きさの変化から織り傷の有無の判定が行われる。この場
合、処理された信号の大きさが予め設定された閾値を越
えた場合に織り傷有りという判定が行われる。空間フィ
ルタを用いた検出方式では、織布面の状態の検出と同時
に正常部と異常部との分離が行われるという特徴があ
り、この特徴のために信号処理系を簡素化できると共
に、信号処理の高速化が可能である。

【０００７】全波整流回路やローパスフィルタ等を用い
た信号処理は、織り傷検出を行なう際に雑音となる信号
成分を取り除くことを目的として行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】空間フィルタから出力
された出力信号をフィルタ処理して織り傷を特定しよう
とした場合、織り傷が大きい場合には正常部の信号と織
り傷部の信号とのＳ／Ｎ比が大きくなり、織り傷部の特
定が容易である。特開平６−１０２４４号公報、特開平
６−１０２１９８号公報の開示例では、経糸の数本〜数
十本に及ぶ大きな織り傷が対象となっており、特開平６
−１０２４４号公報、特開平６−１０２１９８号公報の
織り傷有無の判定によっても誤検出は生じない。しか
し、織り傷には多くの種類があり、その大部分は糸１本
の位置ずれに関連する小さな織り傷である。このように
織り傷が小さい場合には正常部の信号と織り傷部の信号
とのＳ／Ｎ比が小さくなり、織り傷部の特定が困難であ
る。

【０００９】正常部の信号と織り傷部の信号とのＳ／Ｎ
比は、織り傷の大きさ以外にも織り傷の種類や織布の製
織条件、さらには同一の製織条件においても糸むら、織
布の織り密度によっても変化する。例えば、織布の織り
密度が高いほど前記Ｓ／Ｎ比は小さくなる。そのため、
織り傷の有無を判定する際に設定する閾値を織り傷の種
類や製織条件等に応じて変更することは、織り傷を高精
度で検出する上で必要である。しかし、Ｓ／Ｎ比が小さ
い条件下での閾値の設定は容易ではなく、閾値の僅かな
違いが誤検出をもたらす。図１４の直線Ｋは設定された
閾値を表すが、正常部である曲線部Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，
Ｄ５（これらは例えば糸むら、織り密度むらによって生
じる）によってもたらされる信号の大きさが閾値とほぼ
同じとなる場合がある。このような閾値の設定は誤検出
をもたらす。又、織り傷の種類や製織条件に応じて閾値
に応じて設定することは、装置の操作性を悪くする。

【００１０】空間フィルタから出力される信号を詳細に
調査してみると、織り傷の信号には正常部の信号と異な
る周波数成分が含まれていることがわかる。しかし、抽
出すべき周波数帯域の信号成分は微小である。そのた
め、フーリエ変換等を利用した周波数分析を行なったと
してもＳ／Ｎ比が小さく、織り傷の特定は困難である。

【００１１】本発明は、表面に特徴を有する測定対象に
おける異常部を高い精度で検出することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発
明では、表面に特徴を有する測定対象の前記特徴を表す
信号を前記測定対象から抽出する特徴抽出手段と、前記
特徴抽出手段により抽出された抽出信号を入力すると共
に、この入力された抽出信号に応じた変換信号を出力
し、前記入力された抽出信号の値が増大するにつれて前
記変換信号の出力値を増大するように、かつ前記出力値
の増大割合を非線型的に上げてゆくように前記抽出信号
を前記変換信号に変換する変換手段と、前記変換手段か
ら出力された前記変換信号の出力値に基づいて異常有無
を判定する異常有無判定手段とを備えた信号異常検出装
置を構成した。

【００１３】特徴抽出手段によって抽出された抽出信号
の値が小さい範囲では変換信号の値の変化が小さく、抽
出信号の値が大きい範囲では変換信号の値の変化が大き
い。抽出信号は、変換手段によって抽出信号の波形の頂
部を強調するように変換される。このような強調効果が
測定対象の異常部の特定の精度を高める。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１において、
前記入力される信号の値をＸ、前記変換信号の出力値を
Ｚ、ｃを定数、ｎを１より大きい数とした場合、Ｚ＝ｃ
Ｘⁿの関係に基づいて前記出力値Ｚを演算する前記変換
手段を構成した。

【００１５】関係式Ｚ＝ｃＸⁿ は、抽出信号を変換信号
に変換するための演算式として好適である。請求項３の
発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項におい
て、前記測定対象へ光を投射する投光手段と、前記投光
手段から投射した光の前記測定対象からの反射光を受光
して前記測定対象の特徴を表す空間周波数成分を含んだ
信号として出力する受光手段とを備えた前記特徴抽出手
段を構成した。

【００１６】測定対象の表面の特徴が空間周波数成分信
号のレベル変化を小さくするものである場合、正常部と
異常部との信号レベルの差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が小
さくなる。異常部における空間周波数成分信号には微小
ながら異常部特有の特徴が含まれているが、これらの特
徴を個々に用いて異常部の特定を行なうのは困難であ
る。しかし、抽出信号の波形の頂部を強調するように変
換された変換信号に基づく判定は、正常部と異常部との
信号レベルの変化が小さい場合にも高精度の検出を保障
する。

【００１７】請求項４の発明では、請求項１乃至請求項
３のいずれか１項において、前記測定対象を織布とし
た。請求項１乃至請求項３の発明は織布の検反への適用
に好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を検反装置に具体化
した第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明す
る。

【００１９】図１に示すように、経糸Ｔ及び緯糸Ｙによ
って織機上で製織されている織布Ｗの上方にはガイドレ
ール１１が織布Ｗの織り幅方向（緯糸Ｙの長手方向）に
配設されており、ガイドレール１１にはセンサヘッド１
２が往復動可能に支持されている。センサヘッド１２
は、集光レンズ１０と空間フィルタ１３と鏡１４とを備
えている。織布Ｗの一方の布端の外側方には正逆転可能
なモータ１５が配設されており、他方の布端の外側方に
はガイドプーリ１６が配設されている。モータ１５の出
力軸には駆動プーリ１５１が止着されており、駆動プー
リ１５１とガイドプーリ１６とには無端状のベルト１７
が掛け渡されている。モータ１５の正逆転によりベルト
１７が往復周回する。ベルト１７にはセンサヘッド１２
が止着されており、ベルト１７の往復周回に伴ってセン
サヘッド１２が織布Ｗの両布端の間を往復動する。

【００２０】モータ１５はモータ制御装置１８の制御を
受ける。モータ１５には回転検出器１５２が取り付けら
れており、モータ制御装置１８は回転検出器１５２から
モータ１５の回転角情報を得る。モータ制御装置１８は
回転検出器１５２から得られる回転角情報に基づいてモ
ータ１５の回転角をフィードバック制御する。

【００２１】モータ１５の近くにはレーザ投光器１９が
配設されている。図２に示すように、レーザ投光器１９
の投射経路は、センサヘッド１２の往復動に伴う鏡１４
の移動経路上にあり、レーザ投光器１９からの投射光は
鏡１４によって織布Ｗの上面に向けて反射される。織布
Ｗの上面で反射した光の一部は集光レンズ１０を介して
空間フィルタ１３によって受光される。図３に示すよう
に、空間フィルタ１３は、受け取った光をその受光量に
応じた電流信号に変換して信号処理装置２２に出力す
る。

【００２２】図３に示すように、信号処理装置２２は、
増幅回路２０と電流−電圧変換回路２１と波形整形回路
２３と乗算器２４とからなる。増幅回路２０は変換電流
信号を増幅して電流−電圧変換回路２１に出力し、電流
−電圧変換回路２１は増幅電流信号を電圧信号に変換し
て波形整形回路２３に出力する。信号処理装置２２には
判定器２５が信号接続されている。判定器２５は、マイ
クロコンピュータＣＰＵ、プログラムメモリＲＯＭ及び
データメモリＲＡＭからなる。プログラムメモリＲＯＭ
は、マイクロコンピュータＣＰＵが行なう一連の処理の
プログラムを記憶している。

【００２３】マイクロコンピュータＣＰＵは、織機制御
装置２６、モータ制御装置１８、波形整形回路２３及び
レーザ投光器１９に信号接続されている。織機の起動ス
イッチ２７をＯＮすると、織機制御装置２６は製織を行
なうための一連の処理を行なうと共に、経糸密度、織り
組織、織機回転数等の製織条件、空間フィルタ１３と織
布Ｗとの相対移動速度をマイクロコンピュータＣＰＵに
送信する。マイクロコンピュータＣＰＵは受信した製織
条件、空間フィルタ１３と織布Ｗとの相対移動速度に基
づいて波形整形回路２３の処理特性を演算する。この演
算結果は波形整形回路２３に送られる。又、織機制御装
置２６は製織条件の送信後にマイクロコンピュータＣＰ
Ｕに対して検反開始信号を出力する。

【００２４】波形整形回路２３における処理特性は、例
えば図５に曲線Ｇで示すようなものである。本実施の形
態における空間フィルタ１３の出力信号の中心周波数は
２．６ＫＨｚであり、通過周波数帯域は中心周波数２．
６ＫＨｚに対して±０．５ＫＨｚに設定されている。こ
のような通過周波数帯域の設定は織布Ｗ上の異常部の検
出に必要な信号成分を得るためである。

【００２５】前記演算結果の送信後、マイクロコンピュ
ータＣＰＵは、前記検反開始信号の入力に応答してモー
タ制御装置１８にトラバース開始信号を送信すると共
に、レーザ投光器１９を点灯する。モータ制御装置１８
はトラバース開始信号の受信に基づいてモータ１５を回
転制御し、センサヘッド１２が織布Ｗの織り幅方向に移
動する。モータ制御装置１８は、モータ１５の単位時間
当たりの回転角、即ち回転速度が予め設定された規定値
に達するとマイクロコンピュータＣＰＵに対して検査有
効信号を送信する。

【００２６】織布Ｗの表面からの反射光を受光した空間
フィルタ１３は、経糸Ｔの密度に応じた空間周波数成分
からなる電気信号を信号処理装置２２に送信する。この
電気信号の送信は、レーザ投光器１９の点灯時点から行
われる。波形整形回路２３は空間フィルタ１３から得ら
れた出力信号を乗算器２４に出力する。波形整形回路２
３から出力された波形整形信号の値をＸ、乗算器２４か
らの出力値をＺ、ｃを定数、ｎを１より大きい整数とし
た場合、乗算器２４は、Ｚ＝ｃＸⁿ の関係に基づいて波
形整形回路２３から得られる出力信号を規定の回数ｎだ
け乗算する。

【００２７】マイクロコンピュータＣＰＵは、乗算器２
４からの出力電圧をデジタル値に変換すると共に、この
変換されたデジタル値と予め設定された閾値Ｅmax との
大小比較を行なう。デジタル値が閾値Ｅmax を越える場
合には、マイクロコンピュータＣＰＵはモータ制御装置
１８に対してモータ１５の回転角をマイクロコンピュー
タＣＰＵに送信するように要求する。モータ制御装置１
８はこの送信要求に応答して前記回転角をマイクロコン
ピュータＣＰＵに送信し、マイクロコンピュータＣＰＵ
は送信された回転角をセンサヘッド１２の位置情報に変
換して織り傷発生位置を演算する。マイクロコンピュー
タＣＰＵはこの演算して得られた織り傷発生位置情報を
織機制御装置２６に送信し、織機制御装置２６は送信さ
れた織り傷発生位置情報を表示装置２８に表示する。

【００２８】図４の波形信号Ｄは空間フィルタ１３によ
って計測して得られた抽出信号を表す。図４の波形信号
Ｄは図１４の波形信号Ｄと同じものである。織布Ｗの面
からの反射光の光量は、緯糸Ｙと経糸Ｔとの交差状況に
より変化し、空間フィルタ１３からの出力信号は交差状
況に応じた周波数の信号になる。特開平６−１０２４４
号公報、特開平６−１０２１９８号公報に開示されるよ
うに、空間フィルタ１３の受光部は短冊形状であり、短
冊形状の長手方向が経糸Ｔの長手方向と一致させてあ
る。そのため、空間フィルタ１３からの出力信号の周期
は経糸Ｔの配列ピッチに対応する。即ち、空間フィルタ
１３は、測定対象である織布Ｗの表面の特徴を表す空間
周波数成分を含んだ信号を抽出する特徴抽出手段を構成
する。

【００２９】織布Ｗに織り傷があると、経糸Ｔと緯糸Ｙ
との交差状況が変化するため、織り傷に対応する信号
は、正常部に対応する信号に比べて規則性が損なわれ
る。図４の波形信号Ｄのうちの異常信号部Ｄｋは織り傷
に対応する。

【００３０】図４の波形信号Ｅｏは波形整形回路２３か
ら出力された波形整形信号を表す。波形信号Ｅ３は波形
信号Ｅｏの値を３回乗算して得られた乗算信号を表し、
波形信号Ｅ４は波形信号Ｅｏの値を４回乗算して得られ
た乗算信号を表す。波形信号Ｅ５は波形信号Ｅｏの値を
５回乗算して得られた乗算信号を表し、波形信号Ｅ６は
波形信号Ｅｏの値を６回乗算して得られた乗算信号を表
す。波形信号Ｅ７は波形信号Ｅｏの値を７回乗算して得
られた乗算信号を表し、波形信号Ｅ８は波形信号Ｅｏの
値を８回乗算して得られた乗算信号を表す。波形信号Ｅ
８は乗算器２４から出力される変換信号となる。各波形
信号Ｅｏ，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８のうち
の異常信号部Ｅｏｋ，Ｅ３ｋ，Ｅ４ｋ，Ｅ５ｋ，Ｅ６
ｋ，Ｅ７ｋ，Ｅ８ｋは織り傷に対応する。

【００３１】閾値Ｅmax は、波形信号Ｅ８の正常部のピ
ーク値と異常信号部Ｅ８ｋのピーク値とを識別し得るよ
うに設定されている。図示のように異常信号部Ｅ８ｋの
ピーク値が閾値Ｅmax を上回ると、判定器２５は織り傷
発生位置情報を出力する。判定器２５は、変換手段であ
る乗算器２４の演算結果に基づいて異常有無を判定する
異常有無判定手段を構成する。

【００３２】図４の波形曲線Ｄあるいは図１４の波形曲
線Ｄで示すように、空間フィルタ１３から出力される信
号は、経糸Ｔの配列ピッチに対応した高い周期性を持
つ。空間フィルタ１３からの出力信号Ｘが周期関数 sin
ωｔ＝ sin２πｆｔ（ｔは時間、ωは角速度、ｆは周波
数を表す）で表されるものとすると、出力信号Ｘに出力
信号Ｘを１回乗算した結果sin²ωｔは次式（１）で表さ
れる。

【００３３】 sin²ωｔ＝（１− cos２ωｔ）／２ ＝（１− cos４πｆｔ）／２ ・・・（１） 又、sin⁴ωｔは次式（２）で表される。

【００３４】 sin⁴ωｔ＝（ cos４ωｔ−４ cos２ωｔ＋３）／８ ＝（ cos８πｆｔ−４ cos４πｆｔ＋３）／８ ・・・（２） このような乗算を繰り返すと基本周波数ｆの周波数成分
が減少し、高周波数成分が強調される。

【００３５】図６の曲線Ｓ１は sinωｔの曲線を表し、
曲線Ｓ２はsin²ωｔの曲線を表す。曲線Ｓ４はsin⁴ωｔ
の曲線を表し、曲線Ｓ６はsin⁶ωｔの曲線を表す。曲線
Ｓはsin⁸ωｔの曲線を表す。図６のグラフからわかるよ
うに、周期関数 sinωｔの乗算を繰り返すほど波形が歪
み、波形の頂点部が強調されてゆく。図４に曲線Ｄで示
す空間フィルタ１３からの出力信号の波形頂点部は経糸
Ｔの中心軸に対応しており、波形整形回路２３で波形整
形された信号Ｅｏの波形頂点部は経糸Ｔの中心軸に対応
している。そのため、このような頂点部が強調される信
号処理は異常有無の判別を行なう上で好都合である。
又、基本となる信号周波数ｆの信号レベルは周期関数 s
inωｔの乗算を繰り返すほど低下する。（１）式の場合
には基本となる信号周波数ｆの信号レベルは１／２に低
下する。（２）式の場合には基本となる信号周波数ｆの
信号レベルは３／８に低下する。図４に曲線Ｄで示す空
間フィルタ１３からの出力信号の基本となる周波数ｆ
は、経糸Ｔの配列ピッチに対応しているため、経糸Ｔの
配列ピッチに対応した周波数ｆの周波数成分は乗算処理
によって低下する。従って、織布Ｗ上の異常部に対応す
る信号変化が相対的に強調されることになる。

【００３６】図４の波形曲線Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，
Ｅ７，Ｅ８は、実際の空間フィルタ１３からの出力信号
Ｄを波形整形回路２３で波形整形した波形整形信号Ｅｏ
を乗算して乗算処理による波形頂点部の強調効果と異常
部の強調効果とを確認したものである。乗算回数が増す
毎に経糸配列ピッチに起因する周波数成分が小さくなっ
てゆき、Ｄｋ，Ｅｏｋ，Ｅ３ｋ，Ｅ４ｋ，Ｅ５ｋ，Ｅ６
ｋ，Ｅ７ｋ，Ｅ８ｋで示す異常部が強調されている。正
常部と異常部との信号レベルの比は、８回ほどの乗算に
よって原信号Ｅｏの信号レベルの比に比べて２倍以上に
改善されている。

【００３７】乗算の繰り返しは異常部の強調化を可能と
するが、乗算処理が全体の信号レベルの低下をもたらす
場合がある。又、乗算回数が増えれば信号処理時間の遅
れが生じる。そのため、乗算回数を決める場合には前記
のような問題を考慮する必要がある。図７は、出力信号
Ｄの正常部におけるばらつきの大きさと、異常部におけ
る信号変化の大きさとの比を評価指標として、乗算回数
に対する評価指数の変化を表したグラフである。評価指
標は乗算回数の増加に従って大きくなる傾向にあり、６
回以上の乗算を行えば十分な大きさのＳ／Ｎ比の信号が
得られることがわかる。これは、図４の実波形に対する
信号処理結果とも一致した傾向である。

【００３８】第１の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 （１-1）投光手段であるレーザ投光器１９及び受光手段
である空間フィルタ１３は特徴抽出手段を構成し、空間
フィルタ１３は測定対象である織布Ｗの表面の特徴を表
す空間周波数成分を含んだ信号を抽出信号として出力す
る。織布Ｗの表面の特徴が空間周波数成分信号のレベル
変化を小さくするものである場合、正常部と異常部との
信号レベルの差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が小さくなる。
異常部における空間周波数成分信号には微小ながら異常
部特有の特徴が含まれているが、フーリエ変換等を利用
した周波数分析を行なったとしても異常部の特定が困難
である。

【００３９】変換手段を構成する乗算器２４は、入力さ
れた抽出信号の値が増大するにつれて変換信号の出力値
を増大するように、かつ前記出力値の増大割合を非線型
的に上げてゆくように前記抽出信号を前記変換信号に変
換する。特徴抽出手段を構成する空間フィルタ１３によ
って抽出された抽出信号の値が小さい範囲では変換信号
の値の変化が小さく、抽出信号の値が大きい範囲では変
換信号の値の変化が大きい。抽出信号は、変換手段によ
って抽出信号の波形の頂部を強調するように変換され
る。即ち、異常部で固有に見られる信号変化の特徴は、
空間フィルタ１３からの出力信号の乗算という信号処理
によって高精度で抽出され、正常部と異常部との信号の
比（Ｓ／Ｎ比）を大きくすることができる。従って、異
常部の有無の判定に用いられる閾値Ｅmax の設定が容易
となり、Ｓ／Ｎ比が小さいために異常部の特定が困難で
あった織布に対しても異常部の特定が可能となる。 （１-2）Ｓ／Ｎ比を大きくすることができるため、異常
有無判別に対する外乱や製織条件の影響を小さくするこ
とができる。 （１-3）信号処理装置２２を構成する増幅回路２０、電
流−電圧変換回路２１、波形整形回路２３及び乗算器２
４はアナログ回路で構成されているため、信号処理の高
速化、装置の低価格化がもたらされる。 （１-4）関係式Ｚ＝ｃＸⁿ は、抽出信号である波形整形
信号Ｅｏを変換信号に変換するための演算式として、乗
算処理の容易性の観点から好適である。

【００４０】関係式Ｚ＝ｃＸⁿ のｎは１より大きい数な
らば整数に限らなくてもよい。即ち、抽出信号Ｘと変換
信号Ｚとが図８の曲線Ｆ１で示す関係となるような任意
の関数を採用することができる。抽出信号Ｘの入力範囲
において抽出信号Ｘと変換信号Ｚとを関係付ける曲線Ｆ
１で示す関数は、下向きの凸関数である。このような凸
関数は、抽出信号Ｘの値が小さい範囲では変換信号Ｚの
値の変化を小さくし、抽出信号Ｘの値が大きい範囲では
変換信号Ｚの値の変化を大きくする。

【００４１】なお、変換に用いる関数は固定である必要
はなく、例えば抽出信号Ｘの大きさに合わせて関数を変
更するといったように、複数の関数を組み合わせて用い
てもよい。

【００４２】あるいは図９の曲線Ｆ２で示すように、曲
線Ｆ１で示すような下向きに凸な関数に近似した関数を
複数の関数を用いて作成して使用してもよい。次に、図
１０の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態
と同じ構成部には同じ符号が付してある。

【００４３】この実施の形態における信号処理装置２９
を構成する波形整形回路２３から出力された波形整形信
号は、判定器３０を構成するマイクロコンピュータ３０
１に入力される。アナログ信号である波形整形信号は、
図示しないアナログ−デジタル変換器を介してマイクロ
コンピュータ３０１に入力される。マイクロコンピュー
タ３０１に入力された信号はデジタル値であり、マイク
ロコンピュータ３０１はこのデジタル値を複数回乗算す
る。マイクロコンピュータ３０１には乗算演算専用のレ
ジスタが内蔵されており、前記乗算が高速で行われる。
乗算回数は製織条件に基づいて予め設定しておく。所定
の回数だけ乗算を行なった演算結果が閾値Ｅmax を越え
た場合には、マイクロコンピュータ３０１はモータ制御
装置１８モータ制御装置１８に対してモータ１５の回転
角をマイクロコンピュータ３０１に送信するように要求
する。モータ制御装置１８はこの送信要求に応答して前
記回転角をマイクロコンピュータ３０１に送信し、マイ
クロコンピュータ３０１は送信された回転角をセンサヘ
ッド１２の位置情報に変換して織り傷発生位置を演算す
る。マイクロコンピュータ３０１はこの演算して得られ
た織り傷発生位置情報を織機制御装置２６に送信し、織
機制御装置２６は送信された織り傷発生位置情報を表示
装置２８に表示する。

【００４４】第２の実施の形態では、乗算処理がソフト
ウェアで行われるため、装置コストが低くなると共に、
装置が小型になるという効果がある。又、装置全体の信
号線の長さが短くなるため、信号処理が電気ノイズ等の
外乱の影響を受け難くなり、装置の信頼性が向上する。

【００４５】特徴抽出手段としては、固定光源とＣＣＤ
とを用いる手段、走査光と光電変換素子とを用いる手段
もある。これらを用いた特徴抽出手段は、処理速度が遅
くなったり、処理系が複雑になるなどの問題があるが採
用可能である。

【００４６】固定光源とＣＣＤとを用いた第３の実施の
形態を図１１及び図１２に基づいて説明する。第１の実
施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。図１
１に示すように、固定光源３１，３２及びＣＣＤ３３が
センサヘッド３４に組み込んであり、センサヘッド３４
は織布Ｗに対して相対移動する。固定光源３１，３２は
織布Ｗ面におけるＣＣＤ３３の検出領域３５に光を照射
する。照射された光の織布Ｗ面における反射光の強度は
糸の交差状況に応じて変化すると考えられる。よって、
集光レンズ５５を介してＣＣＤ３３により反射光を変換
することにより、織布Ｗ面における糸の交差状況に応じ
た電気信号を得ることができる。得られた電気信号は織
布Ｗ面における空間周波数分布を表すことから、欠点検
出を行なうには前記電気信号から特定の空間周波数成分
のみを抽出する。

【００４７】特定の空間周波数成分のみを抽出するに
は、ＣＣＤ３３の画素データに対して一定のパターンの
荷重関数を乗算する方法がある。図１２は乗算に用いる
荷重関数ｈ（ｘ）の一例を示す。ＣＣＤ３３は画素デー
タを読み出すためにマイクロコンピュータ３６に接続さ
れている。マイクロコンピュータ３６は、画素データを
読み出す際に荷重関数ｈ（ｘ）を乗算し、内部の記憶装
置に乗算結果を保存する。検出領域３５内の画素データ
の読み込みが完了すると、マイクロコンピュータ３６は
経糸あるいは緯糸の長手方向に対応した画素方向に積分
処理を行なう。この結果、空間フィルタの場合と同様の
特定の空間周波数成分からなる信号を抽出することがで
きる。抽出する空間周波数成分は荷重関数ｈ（ｘ）の形
により変更することができる。なお、抽出した特定の空
間周波数成分からなるデータに対する処理は本願発明に
示す通りである。

【００４８】なお、ＣＣＤによって光電変換する光は、
織布Ｗ面における反射光及び透過光の少なくとも一方で
よい。次に、走査光と光電変換素子とを用いて特徴抽出
手段を具体化した第４の実施の形態を図１３に基づいて
説明する。

【００４９】前述の空間フィルタやＣＣＤを用いた例
は、空間フィルタと光源、及びＣＣＤと光源とが一体と
なって織布面に対して相対移動した。これに対して、走
査光を用いる方法は、揺動あるいは回転する反射板３７
に光源３８から光を当ててその反射光を織布Ｗ面上で走
査させ、織布Ｗ面における反射光を光電変換素子３９に
より計測するものである。４０は集光レンズである。織
布Ｗ面における反射光の強度は、織布Ｗ面の糸の交差状
況により変化することから、その強度変化を光電変換素
子３９で光電変換することにより織布Ｗ面の空間周波数
分布に応じた電気信号を得ることができる。織布Ｗ面の
空間周波数分布に応じた電気信号から特定の周波数成分
からなる電気信号を抽出するためにはフィルタ処理を用
いることができる。例えば、光電変換素子３９から出力
される電気信号をマイクロコンピュータ４１を用いて処
理する場合には電気信号をアナログ−デジタル変換し、
変換結果をマイクロコンピュータ４１内の記憶装置に保
存する。保存する際にデジタルフィルタ処理を行なうこ
とにより特定の周波数成分のみを抽出することが可能で
ある。抽出する周波数は、用いるデジタルフィルタの特
性により変更できる。記憶装置に保存したデータから欠
点検出を行なう処理の詳細は前述の実施の形態に示す通
りである。

【００５０】なお、光電変換素子３９によって光電変換
する光は、織布Ｗ面における反射光及び透過光の少なく
とも一方でよい。又、本発明は、織布以外の表面に特徴
を有する測定対象にも適用できる。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、特徴抽
出手段により抽出された抽出信号値が増大するにつれて
変換信号の出力値を増大するように、かつ前記出力値の
増大割合を非線型的に上げてゆくように前記抽出信号を
前記変換信号に変換し、前記変換信号の出力値に基づい
て異常有無を判定するようにしたので、表面に特徴を有
する測定対象における異常部を高い精度で検出し得ると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す斜視図。

【図２】センサヘッドを示す正断面図。

【図３】波形整形回路、乗算器及び判定器の回路図。

【図４】抽出信号の乗算処理を説明するグラフ。

【図５】波形整形特性を示すグラフ。

【図６】周期関数 sinωｔの乗算結果を示すグラフ。

【図７】評価指標を示すグラフ。

【図８】変換関数の別例を示すグラフ。

【図９】変換関数の別例を示すグラフ。

【図１０】第２の実施の形態を示す回路図。

【図１１】第３の実施の形態を示す正断面図。

【図１２】ＣＣＤの画素データに乗算する荷重関数を示
すグラフ。

【図１３】第４の実施の形態を示す斜視図。

【図１４】従来の異常有無判定方法を説明するグラフ。

【符号の説明】

１３…特徴抽出手段を構成する空間フィルタ、１９…投
光手段となるレーザ投光器、２４…変換手段となる乗算
器、２５，３０…異常有無判定手段を構成する判定器、
３０１…変換手段を構成するマイクロコンピュータ、３
３…特徴抽出手段を構成するＣＣＤ、３９…特徴抽出手
段を構成する光電変換素子、Ｗ…測定対象となる織布。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 岩野 義美 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 戸田 昌司 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 2G051 AA40 AB20 BA10 CA03 CA04 CB01 CB02 DA06 EA09 EA12 EA14 EA25 EB01 EB02 ED07 ED14 FA10 3B154 AB20 BA53 BB18 BC03 BC16 BC42 BC47 BF29 CA13 CA16 CA22 CA23 CA27 CA29 4L043 BC05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に特徴を有する測定対象の前記特徴を
   表す信号を前記測定対象から抽出する特徴抽出手段と、 前記特徴抽出手段により抽出された抽出信号を入力する
   と共に、この入力された抽出信号に応じた変換信号を出
   力し、前記入力された抽出信号の値が増大するにつれて
   前記変換信号の出力値を増大するように、かつ前記出力
   値の増大割合を非線型的に上げてゆくように前記抽出信
   号を前記変換信号に変換する変換手段と、 前記変換手段から出力された前記変換信号の出力値に基
   づいて異常有無を判定する異常有無判定手段とを備えた
   信号異常検出装置。
2. 【請求項２】前記入力される信号の値をＸ、前記変換信
   号の出力値をＺ、ｃを定数、ｎを１より大きい正数とし
   た場合、前記変換手段はＺ＝ｃＸⁿ の関係に基づいて前
   記出力値Ｚを演算する請求項１に記載の信号異常検出装
   置。
3. 【請求項３】前記特徴抽出手段は、前記測定対象へ光を
   投射する投光手段と、前記投光手段から投射した光の前
   記測定対象からの反射光を受光して前記測定対象の特徴
   を表す空間周波数成分を含んだ信号として出力する受光
   手段とを備えている請求項１及び請求項２のいずれか１
   項に記載の信号異常検出装置。
4. 【請求項４】前記測定対象は織布である請求項１乃至請
   求項３のいずれか１項に記載の信号異常検出装置。