JP2019035630A - 挟み込み検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)信号生成部24から音波入力部22に電気信号(スイープ信号)を入力する。
(2)音波入力部22が電気信号を音波に変換して導波路21の内部に入力する。
(3)信号取得部23が入力波と反射波の干渉波を受信し応答信号を取得する。
(4)A/D変換部25が応答信号をデジタル化し、データ取り込み部26がデジタル信号をメモリに記憶する。
信号処理部27が次の(5)〜(9)の処理を行う。
(5)デジタル化された応答信号に、時間で分割し変換範囲をオーバーラップさせた高速フーリエ変換(以下、「オーバーラップフーリエ変換」という。また、単に「フーリエ変換」という場合、高速フーリエ変換を意味する。)を施し周波数特性を算出する(1次フーリエ変換)。
(6)周波数特性に無負荷時の信号との差分処理を行い差分波形を生成する(この処理を「粗いトレンド除去」という)。粗いトレンド除去に先立って、平滑化処理を行っても良い。
(7)差分波形からトレンド成分を多項式で近似して除去する(この処理を「精密なトレンド除去」という)。
(8)トレンドが除去されたリプルに高速フーリエ変換を施して位置応答を生成する(2次フーリエ変換)。
(9)位置応答のピーク信号の情報(たとえば振幅値)に基づいて挟み込みの有無を判定する。判定結果に基づいて、挟み込み検出装置1が取り付けられる部材に応じた所定の制御を行う。
次に、CH1、CH2とも動作させないインターバル時間を設け、この間にデータ取り込み部26によりデジタルデータの取り込みを行う(ST2)。このインターバル時間の長さは、データ取り込み部26の性能に応じて取り込みのために十分な時間とすれば良いが、二つのチャンネルの音波が干渉し合わない時間とする必要がある。
次に、CH2を所定の時間動作させ応答信号を取得する(ST3)。
次に、CH1、CH2とも動作させないインターバル時間を設け、データ取り込み部26によりデジタルデータの取り込みを行う。インターバル時間の長さについてはST2と同様である。
以上のST1〜ST4を繰り返す。
まず、測定に先立って、戸先ゴム41bと戸先ゴム42bの間に異物が挟まっておらず正常に閉じた状態の波形(図9の曲線36)を取得しておく(S1)。この波形は、後述のS38の差分処理に用いるリファレンス波形である。
2 挟み込み検出装置、22a、22b 音波入力部、23a、23b 信号取得部、28a、28b 増幅器、
41、42 ドア、41b、42b 戸先ゴム
71 ドアフレーム、72 ウィンドウガラス
Claims (8)
- 第1部材と第2部材の間への物体の挟み込みを検出する装置において、
前記第1部材と前記第2部材の一方または両方に設けられ前記物体が挟み込まれたときに弾性変形する導波路と、
前記導波路の一端側に設けられ前記導波路に音波を入力する第1音波入力部と、
前記導波路の前記一端側に設けられ前記導波路を伝搬する音波を電気信号に変換して応答信号を生成する第1信号取得部と、
前記応答信号にトレンド除去処理とフーリエ変換を施して位置応答を生成し、前記位置応答にピークが認められる場合に前記物体の挟み込みがあると判定する信号処理部とを備えることを特徴とする挟み込み検出装置。 - 前記トレンド除去処理は、無負荷時の応答信号と測定した応答信号との差分処理を行う粗いトレンド除去処理と、トレンド成分を多項式で近似して行う精密なトレンド除去処理を含むことを特徴とする請求項1に記載の挟み込み検出装置。
- 前記フーリエ変換は、応答信号の周波数特性を得るための1次フーリエ変換と、トレンドを除去した波形から位置応答を得るための2次フーリエ変換とを含み、前記1次フーリエ変換は、変換する範囲をオーバーラップさせながら移動して行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の挟み込み検出装置。
- 前記信号処理部はオーバラップ量を変化させて2段階の解析処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の挟み込み検出装置。
- 前記信号処理部は、FPGAであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の挟み込み検出装置。
- 前記信号処理部は、前記応答信号に平滑化処理を施すことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1稿に記載の挟み込み検出装置。
- 前記導波路の他端側に設けられ前記導波路に音波を入力する第2音波入力部と、
前記導波路の前記他端側に設けられ前記導波路を伝搬する音波を電気信号に変換して前記応答信号を生成する第2信号取得部とを備え、
前記第1音波入力部と前記第1信号取得部の組及び前記第2音波入力部と前記第2信号取得部の組をインターバル時間を挟んで交互に動作させ、
前記信号処理部は、前記第1信号取得部から入力された前記応答信号の前記位置応答と前記第2信号取得部から入力された前記応答信号の前記位置応答の少なくとも一方に前記ピークが認められる場合に前記物体の挟み込みがあると判定することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の挟み込み検出装置。 - 前記第1部材は鉄道車両に設けられた第1ドアであり、
前記第2部材は前記第1ドアと対になり両開きドアを構成する第2ドアであり、
前記導波路は前記第1ドアに設けられた戸先ゴムまたは前記第2ドアに設けられた戸先ゴムであることを特徴とする請求項7に記載の挟み込み検出装置。
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小野順貴: "短時間フーリエ変換の基礎と応用", 日本音響学会誌, vol. 72巻12号, JPN6021032471, December 2016 (2016-12-01), JP, pages 764 - 769, ISSN: 0004575865 * |
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