JP2019133457A - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象信号と比較条件とに時間軸方向のずれが生じていた場合であっても、より高い精度で比較を行うこと。【解決手段】機器から出力される時系列の信号を取得する取得部と、予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、前記取得部によって取得された前記信号のうち、値の変化が安定していることを示す所定の条件を満たす領域である対象領域を決定する領域決定部と、前記領域決定部によって決定された前記対象領域の信号を用いて、前記比較条件との比較を行う比較部と、を備える制御装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関する。

センサやモータ等の機器から出力される信号を用いることによって種々の処理を行う装置が提案されている。例えば、特許文献１には、所定の入射波を被測定基板に印加して、得られた反射波形と標準波形とを比較した結果に基づき被測定基板の良否を判定する技術が開示されている。

特開２００９−２８７９４３号公報

このような処理を行う場合、センサやモータ等の機器から出力される時系列の信号の中から、実際の判定処理に用いられる時間区間の信号（以下「対象信号」という。）を取得する必要がある。しかしながら、取得される対象信号（例えば上記反射波形）と、比較対象となる信号（例えば上記標準波形）とに時間方向のずれが生じる場合がある。このような場合、実際には良と判定されるべき対象信号が、時間方向のずれにより否と判定されてしまうおそれがある。逆に、実際には否と判定されるべき対象信号が良と判定されてしまうおそれもある。このような問題は、対象信号を他の信号と比較する場合に限定された問題ではなく、時間に応じて変化する条件（以下「比較条件」という。）と対象信号とを比較する場合全般に生じうる問題である。このように、対象信号と比較条件との時間軸方向のずれにより、比較処理の精度が変わってしまう場合があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、対象信号と比較条件とに時間軸方向のずれが生じていた場合であっても、より高い精度で比較を行うことができる制御装置及び制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、機器から出力される時系列の信号を取得する取得部と、予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、前記取得部によって取得された前記信号のうち、値の変化が安定していることを示す所定の条件を満たす領域である対象領域を決定する領域決定部と、前記領域決定部によって決定された前記対象領域の信号を用いて、前記比較条件との比較を行う比較部と、を備える制御装置である。

本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記領域決定部は、前記信号の先頭から予め定められた第１の時間が経過した時点と、前記信号の先頭から予め定められた第２の時間が経過した時点との間の領域を対象領域として決定する。

本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記領域決定部は、前記信号の値の変化が安定していることを示す条件が所定の時間にわたって満たされた時点から、所定の時間が経過するまでの間の領域を対象領域として決定する。

本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記領域決定部は、前記信号の値の変化が安定していることを示す条件が所定の時間にわたって満たされた時点から、前記条件が満たされなくなるまでの間の領域を対象領域として決定する。

本発明の一態様は、予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部を備える装置が、機器から出力される時系列の信号を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された前記信号のうち、値の変化が安定していることを示す所定の条件を満たす領域である対象領域を決定する領域決定ステップと、前記領域決定ステップにおいて決定された前記対象領域の信号を用いて、前記比較条件との比較を行う比較ステップと、を実行する制御方法である。

本発明によれば、対象信号と比較条件とに時間軸方向のずれが生じていた場合であっても、より高い精度で比較を行うことができる。

制御システム１００の構成の具体例を示す図である。 制御装置３の機能構成の第１実施形態の具体例を示すブロック図である。 第１実施形態における制御装置３の動作例を示すフローチャートである。 領域条件の第１具体例を示す図である。 領域条件の第２具体例を示す図である。 領域条件の第３具体例を示す図である。 制御システム１００の変形例の構成を示す図である。 制御装置３の機能構成の第２実施形態の具体例を示すブロック図である。 第２実施形態における制御装置３の動作例を示すフローチャートである。 比較パターンの具体例を示す図である。 対象信号の具体例を示す図である。 比較パターンと、シフトされていない対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。 比較パターンと、シフトされた対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。

図１は、制御システム１００の構成の具体例を示す図である。制御システム１００は、第１機器１１、第２機器１２、ＡＤ変換装置２、制御装置３及び端末装置４を備える。

第１機器１１は、温度センサや圧力センサ等の入力機器、又は、サーボモーター等の出力機器である。第１機器１１は、入力機器である場合には、センシングを行った結果として得られる値を出力する。第１機器１１は、出力機器である場合には、動作の内容や動作後の状態等を示す値を出力する。第１機器１１は、ＡＤ変換装置２に対して接続される。第１機器１１は、アナログ値を示す電気信号をＡＤ変換装置２に対して出力する。

第２機器１２は、温度センサや圧力センサ等の入力機器、又は、サーボモーター等の出力機器である。第２機器１２は、第１機器１１とは異なる装置として構成される。例えば、第１機器１１が測定対象の物体（以下「対象物体」という。）の表面形状を計測するために用いられる距離センサである場合には、第２機器１２は搬送される対象物体の位置を検知する検知装置であってもよい。例えば、第１機器１１が測定対象の空間（以下「対象空間」という。）の温度を計測するために用いられる温度センサである場合には、第２機器１２は対象空間の照度を測定する装置であってもよいし、対象空間に存在する人を検知する装置であってもよい。例えば、第１機器１１が搬送対象の物体（以下「搬送体」という。）を搬送するコンベアの駆動装置である場合には、第２機器１２は搬送体の位置を検知する検知装置であってもよい。このように、第２機器１２は、第１機器１１がセンシング又は作用する対象と同一の対象又は関連する対象に対してセンシング又は作用する機器である。

ＡＤ変換装置２は、第１機器１１に接続され、第１機器１１から出力される時系列のアナログ信号を自装置に入力する。ＡＤ変換装置２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を制御装置３に出力する。

制御装置３は、情報処理装置を用いて構成される。制御装置３は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。制御装置３は、ＡＤ変換装置２に接続され、ＡＤ変換装置２から順次出力される時系列のデジタル信号を自装置に入力する。制御装置３は、所定の条件（記録開始条件）が満たされた場合に、ＡＤ変換装置２から出力されたデジタル信号の記録動作を開始する。制御装置３は、所定の条件（記録終了条件）が満たされた場合に、ＡＤ変換装置２から出力されたデジタル信号の記録動作を終了する。制御装置３は、記録動作を開始してから終了するまでに入力されたデジタル信号を示す情報を対象信号の情報として内部メモリに記録する。制御装置３は、内部メモリに記録された対象信号と、予め設定されている比較条件とを比較する。制御装置３は、比較結果に応じて対象信号について判定を行う。制御装置３は、判定結果を内部メモリに記録してもよいし、他の装置に出力してもよい。

端末装置４は、ＰＣ（Personal Computer）やワークステーション、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末などの情報処理装置である。端末装置４は、制御装置３と通信可能に構成される。端末装置４は、制御システム１００のユーザが制御装置３に対する各種操作を入力するために用いられる。

次に、ＡＤ変換装置２及び制御装置３の構成について詳細に説明する。まず、図１を参照して、各装置のハードウェア構成を説明する。

まず、ＡＤ変換装置２のハードウェア構成を説明する。ＡＤ変換装置２は、アナログ入力インタフェース２１、ＡＤ変換器２２、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）２３、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４、プロセッサ２５及び通信モジュール２６を備える。

アナログ入力インタフェース２１は、アナログ信号の入力インタフェースである。アナログ入力インタフェース２１は、第１機器１１とＡＤ変換装置２とを接続し、第１機器１１から出力される時系列のアナログ信号をＡＤ変換装置２に入力する。

ＡＤ変換器２２は、アナログ入力インタフェース２１を介して入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。具体的には、ＡＤ変換器２２は、数マイクロ秒程度のサンプリング周期でアナログ信号をサンプリングし、サンプリングしたアナログ信号を所定の量子化レベルで量子化することによってデジタル信号に変換する。

ＦＰＧＡ２３は、ＡＤ変換器２２によって変換されたデジタル信号に対して演算処理を施す回路である。演算処理の具体例として、デジタルフィルタ処理やオフセット／スパン設定処理等がある。デジタルフィルタ処理の具体例としては、ローパスフィルタや移動平均を用いた平滑化の処理がある。演算処理が施されたデジタル信号は通信モジュール２６を介して制御装置３に送信される。

具体的には、ＡＤ変換装置２は、演算処理を行う回路としてＦＰＧＡ２３を構成するためのコンフィギュレーションデータを予めＲＯＭ２４に記憶している。ＦＰＧＡ２３は、ＡＤ変換装置２の起動時にＲＯＭ２４から読み出されたコンフィギュレーションデータをプロセッサ２５から取得し、取得したコンフィギュレーションデータに基づく論理回路の構成処理（一般にコンフィギュレーションと呼ばれる）を行うことにより、自身を演算処理を行う回路として構成する。

通信モジュール２６は、ＡＤ変換装置２が制御装置３と通信するための通信インタフェースである。通信モジュール２６は、制御装置３の第１通信モジュール３１に接続され、ＦＰＧＡ２３によって演算処理が施されたデジタル信号を制御装置３に送信する。

続いて、制御装置３のハードウェア構成を説明する。制御装置３は、内部バス３０によって接続された第１通信モジュール３１、第２通信モジュール３２、第３通信モジュール３３、補助記憶装置３４、バッファメモリ３５、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６及びプロセッサ３７を備える。

第１通信モジュール３１は、制御装置３がＡＤ変換装置２と通信するための通信インタフェースである。第１通信モジュール３１は、ＡＤ変換装置２の通信モジュール２６に接続され、ＡＤ変換装置２から送信されるデジタル信号を受信する。第１通信モジュール３１によって受信されたデジタル信号は、バッファメモリ３５に格納される。

第２通信モジュール３２は、制御装置３が端末装置４と通信するための通信インタフェースである。第２通信モジュール３２は、端末装置４が備える通信インタフェースに接続され、端末装置４との間で各種情報の送受信を行う。

第３通信モジュール３３は、制御装置３が第２機器１２と通信するための通信インタフェースである。第３通信モジュール３３は、第２機器１２が備える通信インタフェースに接続され、第２機器１２から送信される信号を受信する。第３通信モジュール３３が受信する信号は、第２機器１２又は不図示のＡＤ変換装置によってデジタル信号に変換された信号である。第３通信モジュール３３は、例えばEtherCAT（登録商標）等のネットワークのインタフェースであってもよい。

補助記憶装置３４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置３４は、制御装置３の動作に必要な各種の設定情報や、制御装置３において取得又は生成される各種の情報を記憶する。

バッファメモリ３５は、第１通信モジュール３１によってＡＤ変換装置２から受信されたデジタル信号の値を記憶する。バッファメモリ３５は、デジタル信号値の記憶と消去とを所定の動作周期ごとに繰り返し実行する。プロセッサ３７は、この動作周期に同期してバッファメモリ３５にアクセスすることで、バッファメモリ３５に記憶されているデジタル信号値を読み出しＲＡＭ３６に記録することができる。

ＲＡＭ３６及びプロセッサ３７は、制御装置３の動作を実現する各種処理を実行する。具体的には、プロセッサ３７は、補助記憶装置３４に記憶されたプログラムをＲＡＭ３６に読み込んで実行する。このプログラムの実行により、制御装置３は、図２又は図８に示す機能構成を有する装置として機能し、図２又は図８に示す各機能部の動作によってデジタル信号値の記録動作や比較動作等の処理を行う。

［第１実施形態］
図２は、制御装置３の機能構成の第１実施形態の具体例を示すブロック図である。第１実施形態における制御装置３は、プロセッサ３７が上記プログラムを実行することにより、記録部３７１、設定部３７２、決定部３７３、領域決定部３７４及び比較部３７５を備える装置として機能する。なお、制御装置３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

記録部３７１は、バッファメモリ３５に記憶されているデジタル信号値を取得し、取得したデジタル信号値をＲＡＭ３６（信号情報記録部の具体例）に記憶させる。以下、記録部３７１がバッファメモリ３５から取得したデジタル信号値をＲＡＭ３６に記憶させる動作を記録動作という。記録部３７１は、決定部３７３によって決定されたタイミングで記録動作を開始する。記録部３７１は、決定部３７３によって決定されたタイミングで記録動作を終了する。記録部３７１の記録動作によって、対象信号がＲＡＭ３６に記録される。

設定部３７２は、制御装置３の動作に関する各種設定の登録を行う。具体的には、設定部３７２は、第２通信モジュール３２を介して端末装置４と通信し、端末装置４から各種設定の登録に必要な情報を取得する。設定部３７２は、端末装置４から取得した情報に基づいて設定情報を生成し、生成した設定情報を補助記憶装置３４に記憶させることで、制御装置３に対する各種設定の登録を行う。なお、補助記憶装置３４に予め設定情報が登録されている場合には、設定部３７２は、端末装置４から取得した情報に基づいて設定情報を更新してもよい。

例えば、設定部３７２は、記録部３７１が記録動作を開始する際の条件（以下「記録開始条件」という。）を示す情報を端末装置４から受信し、設定情報として補助記憶装置３４に記録する。例えば、設定部３７２は、記録部３７１が記録動作を終了する際の条件（以下「記録終了条件」という。）を示す情報を端末装置４から受信し、設定情報として補助記憶装置３４に記録する。設定部３７２において設定可能な記録開始条件及び記録終了条件にはそれぞれ複数のパターンがある。ユーザは、このような複数のパターンの中から、制御システム１００に応じた所望のパターンを設定条件として選択することが可能である。以下の説明において、このように複数のパターンの中からユーザが所望のパターンを記録開始条件及び記録終了条件として選択可能な構成のことを、“インテリトリガ”という。

記録開始条件は、例えば第１通信モジュール３１によって受信されるデジタル値（以下「第１信号値」という。）が所定の閾値を超えたタイミングとして設定されてもよい。この場合、記録終了条件は、例えば第１信号値が所定の閾値を下回ったタイミングとして設定されてもよい。記録開始条件で用いられる閾値と、記録終了条件で用いられる閾値とは、同じ値であってもよいし異なる値であってもよい。このようなパターンが、インテリトリガとして選択可能な条件の一つのパターンである。

記録開始条件は、例えば第３通信モジュール３３によって受信されるデジタル値（以下「第２信号値」という。）が所定の条件を満たしたタイミングとして設定されてもよい。記録終了条件は、例えば第２信号値が所定の条件を満たしたタイミングとして設定されてもよい。より具体的には、例えば第２信号値が、オンを示す値となったタイミングとして記録開始条件が設定されてもよい。この場合、記録終了条件は、第２信号値がオフを示す値となったタイミングとして設定されてもよい。このようなパターンが、インテリトリガとして選択可能な条件の一つのパターンである。なお、上述した記録開始条件及び記録終了条件は一例にすぎない。制御装置３において設定情報として登録される記録開始条件及び記録終了条件はどのような条件として定義されてもよい。

決定部３７３は、設定部３７２によって設定された設定情報に基づいて、記録部３７１が記録動作を開始するタイミングと終了するタイミングとを決定する。

領域決定部３７４は、対象信号の波形のうち、比較部３７５による比較処理に用いられる領域（以下「対象領域」という。）を決定する。領域決定部３７４は、補助記憶装置３４に予め設定されている設定情報に含まれる領域条件を満たす部分の領域を、対象領域として決定する。領域条件は、対象信号の値の変化が安定していることを示す条件である。このように、領域決定部３７４は、対象信号のうち、値の変化が安定している領域を対象領域として決定する。領域決定部３７４の具体的な動作については後述する。

比較部３７５は、対象領域の信号と、比較条件とを比較する。比較条件は、補助記憶装置３４（比較条件記憶部の具体例）に予め設定されている設定情報に含まれる情報である。比較条件は、対象信号に関して時間と信号値との組み合わせとして表される。比較条件は、例えば対象信号の所定時間区間の閾値として表されてもよい。比較条件は、例えば対象信号に関して時間に応じて変化する閾値として表されてもよい。比較部３７５は、領域決定部３７４によって決定された対象領域の時間区間に相当する比較条件を取得し、対象領域と比較条件とを比較する。例えば、対象領域が、記録開始条件が満たされた時刻を起点として時刻ｔｍから時刻ｔｎまでの時間として決定された場合、比較部３７５は、時刻ｔｍから時刻ｔｎまでの時間に相当する比較条件を用いて比較を行う。

比較条件は、対象信号に関して制御装置３が行う判定処理に応じた条件として設定される。例えば、対象信号に関する良否判定が制御装置３によって行われる場合、“良”又は“否”のいずれか一方又は双方を示す条件が比較条件として予め設定されてもよい。例えば、対象信号に応じて他の処理の開始タイミングを判定する処理が制御装置３によって行われる場合、開始タイミングであることを示す条件が比較条件として予め設定されてもよい。

図３は、第１実施形態における制御装置３の動作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、制御装置３が比較処理を行う際の処理の流れを示す。まず、補助記憶装置３４に記憶されている記録開始条件及び記録終了条件に応じて記録部３７１が記録動作を実行する（ステップＳ１０１）。記録動作の実行によって対象信号がＲＡＭ３６に記録される。領域決定部３７４は、補助記憶装置３４に記憶されている領域条件に応じて、対象信号のうち対象領域を決定する（ステップＳ１０２）。比較部３７５は、決定された対象領域と、補助記憶装置３４に記憶されている比較条件とを比較する（ステップＳ１０３）。比較部３７５は、比較結果に応じて判定処理を行う。比較部３７５は、判定結果を出力する（ステップＳ１０４）。

（第１具体例）
図４は、領域条件の第１具体例を示す図である。図４に示される波形は、対象信号の値（信号値）の時系列の変化を示す信号波形の具体例である。図４において、信号開始タイミングから信号終了タイミングまでの信号波形が対象信号の波形である。信号開始タイミングは、記録開始条件が満たされたタイミングを示す。信号終了タイミングは、記録終了条件が満たされたタイミングを示す。

領域条件は、対象領域の開始タイミング（以下「領域開始タイミング」という。）を示す開始条件と、対象領域の終了タイミング（以下「領域終了タイミング」という。）を示す終了条件と、を有する。第１具体例では、開始条件は信号開始タイミングから所定時間ｔ１が経過したタイミングを示す。第１具体例では、終了条件は信号開始タイミングから所定時間ｔ２が経過したタイミングを示す。この場合、領域決定部３７４は、対象信号の信号開始タイミング（信号の先頭）から所定時間ｔ１が経過したタイミングと、対象信号の信号開始タイミングから所定時間ｔ２が経過したタイミングと、の間の領域を対象領域として決定する。この場合、比較部３７５は、領域開始タイミングから領域終了タイミングまでの信号値と、領域開始タイミングから領域終了タイミングまでの比較条件（例えば上限値及び下限値の間に信号値が入っていること）とを比較する。図４の例では、対象領域の信号値が下限値以上上限値未満であるため、比較条件は満たされていると判断される。

第１具体例では、領域条件である所定時間ｔ１及び所定時間ｔ２の値は、予め対象信号を解析することによって得られてもよい。例えば、比較条件を満たす対象信号（以下「教師信号」という。）を取得し、教師信号の先頭部分から、値の変化が安定している領域（領域条件を満たす領域）の先頭部分及び末尾部分までの時間を測定し、測定結果をそれぞれ所定時間ｔ１及び所定時間ｔ２として定義してもよい。所定時間ｔ１及び所定時間ｔ２は、複数の教師信号に基づいて得られてもよい。例えば、複数の教師信号において得られる測定結果の統計値に基づいて所定時間ｔ１及び所定時間ｔ２が定義されてもよい。

（第２具体例）
図５は、領域条件の第２具体例を示す図である。図５に示される波形は、図４に示される波形と同じである。

第２具体例では、開始条件は、信号開始タイミング以降において、所定時間ｔ３の間対象信号の値の変化が安定していることを条件とする。対象信号の値の変化が安定していることを示す条件は、例えば信号値の最大値及び最小値の差が所定の値以下であることであってもよいし、信号値の分散が所定の値以下であることであってもよいし、他の条件によって示されてもよい。所定時間ｔ３の間対象信号の値の変化が安定していた場合、領域決定部３７４は、所定時間ｔ３が経過したタイミングを、領域開始タイミングとして決定する。

第２具体例では、終了条件は、領域開始タイミングから所定時間ｔ４が経過したタイミングを示す。この場合、領域決定部３７４は、上述した処理によって決定された領域開始タイミングと、領域開始タイミングから所定時間ｔ４が経過したタイミングと、の間の領域を対象領域として決定する。

第２具体例では、領域条件である所定時間ｔ３及び所定時間ｔ４の値は、予め対象信号を解析することによって得られてもよい。例えば、教師信号を取得し、領域条件を満たす領域と領域条件を満たさない領域とに基づいて、信号値がどの程度の時間にわたって安定していたら領域条件を満たす領域となり得るか測定し、測定結果に基づいて所定時間ｔ３を定義してもよい。さらに、領域開始タイミングからどの程度の時間にわたって領域条件が満たされるかを測定し、測定結果に基づいて所定時間ｔ４を定義してもよい。所定時間ｔ３及び所定時間ｔ４は、複数の教師信号に基づいて得られてもよい。例えば、複数の教師信号において得られる測定結果の統計値に基づいて所定時間ｔ３及び所定時間ｔ４が定義されてもよい。

なお、図５の具体例では、所定時間ｔ３の間対象信号の値の変化が安定していた場合、所定時間ｔ３が経過したタイミングが領域開始タイミングとして定義されているが、所定時間ｔ３の開始タイミング（図５のＡが示すタイミング）が領域開始タイミングとして定義されてもよい。

（第３具体例）
図６は、領域条件の第３具体例を示す図である。図６に示される波形は、図５に示される波形と同じである。

第３具体例における開始条件は、第２具体例における開始条件と同じである。一方、第３具体例における終了条件は、第２具体例における終了条件と異なる。以下、第３具体例における終了条件について説明する。

第３具体例における終了条件は、領域開始タイミング以降において、はじめて所定時間ｔ５において対象信号の値の変化が安定しなくなったことを条件とする。対象信号の値の変化が安定しなくなったことを示す条件は、例えば信号値の最大値及び最小値の差が所定の値以上であることであってもよいし、信号値の分散が所定の値以上であることであってもよいし、他の条件によって示されてもよい。所定時間ｔ５の間において、対象信号の値の変化が安定しなくなった場合、領域決定部３７４は、所定時間ｔ５の開始タイミングを、領域終了タイミングとして決定する。

第３具体例では、領域条件である所定時間ｔ５の値は、予め対象信号を解析することによって得られてもよい。例えば、教師信号を取得し、領域条件を満たす領域と領域条件を満たさない領域とに基づいて、信号値がどの程度の時間にわたって安定していたら領域条件を満たす領域となり得るか測定し、測定結果に基づいて所定時間ｔ５を定義してもよい。所定時間ｔ５は、複数の教師信号に基づいて得られてもよい。例えば、複数の教師信号において得られる測定結果の統計値に基づいて所定時間ｔ５が定義されてもよい。

このように構成された第１実施形態における制御装置３では、対象信号の値の変化が安定していることを示す条件である領域条件を満たす波形が、比較部３７５における比較処理に用いられる波形として決定される。そのため、対象信号と比較条件とが時間軸方向にずれていたとしても、波形の変化が小さい部分で比較が行われるため、時間軸方向のずれの影響を小さくすることができる。そのため、より高い精度で比較を行うことが可能となる。

図７は、制御システム１００の変形例の構成を示す図である。図７に示されるように、制御システム１００において、タイミング入力機器１３がＡＤ変換装置２に接続されてもよい。タイミング入力機器１３は、例えばタイミングセンサやメカスイッチである。タイミング入力機器１３は、所定の領域において対象物体の存在を検知する。タイミング入力機器１３は、検知結果を示すデジタル信号（オン信号又はオフ信号）をＡＤ変換装置２に対して出力する。ＡＤ変換装置２は、タイミング入力機器１３から出力されたデジタル信号を制御装置３に出力する。タイミング入力機器１３が出力するデジタル信号は、制御装置３において、対象物体に関するデジタル信号の記録動作開始のタイミングを判定するために使用されてもよい。すなわち、制御装置３の決定部３７３は、タイミング入力機器１３から出力されるデジタル信号に基づいて、記録動作を開始するタイミングや終了するタイミングを決定してもよい。

［第２実施形態］
図８は、制御装置３の機能構成の第２実施形態の具体例を示すブロック図である。第２実施形態における制御装置３は、プロセッサ３７がプログラムを実行することにより、記録部３７１、設定部３７２、決定部３７３、比較部３７５ａ及びシフト部３７６を備える装置として機能する。なお、制御装置３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

第２実施形態における記録部３７１、設定部３７２及び決定部３７３は、第１実施形態における同名の機能部と同じである。そのため、記録部３７１、設定部３７２及び決定部３７３についての説明を省略する。

シフト部３７６は、対象信号の波形を時間軸方向にシフトすることによって、比較部３７５ａによって比較処理に用いられる信号波形を取得する。シフト部３７６は、補助記憶装置３４に予め設定されている設定情報に含まれるシフト条件に応じて、対象信号を時間軸方向にシフトする。シフト条件は、対象信号の波形と、比較部３７５ａにおいて対象信号と比較されるパターン（以下「比較パターン」という。）との時間軸方向のずれを補正するための条件である。シフト条件は、例えば対象信号の波形の特徴部分の時刻と、比較パターンの特徴部分の時刻とを一致させるための条件である。特徴部分は、対象信号において１つ又は少数（例えば２つ又は３つ）しか生じ得ない特徴的な部分である。特徴部分の具体例として、極大値、極小値、ゼロクロス点がある。特徴部分は、例えば信号開始タイミング又は信号終了タイミングを基準として所定の時間間隔の間に位置する極大値、極小値又はゼロクロス点として定義されてもよい。特徴部分は、例えば信号開始タイミング以降においてｎ番目に表れた極大値、極小値又はゼロクロス点として定義されてもよい。なお、ｎは１以上の整数である。シフト部３７６は、対象信号の波形の特徴部分の時刻と、比較パターンにおいて特徴部分に相当する部分の時刻と、を一致させるように対象信号の波形を時間軸方向にシフトする。

比較部３７５ａは、シフト部３７６によってシフトされた対象信号と、補助記憶装置３４に予め登録されている比較パターンと、を比較する。比較パターンは、対象信号の波形の各時刻における閾値を示す。比較パターンの具体例については後述する。

図９は、第２実施形態における制御装置３の動作例を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、制御装置３が比較処理を行う際の処理の流れを示す。

まず、補助記憶装置３４に記憶されている記録開始条件及び記録終了条件に応じて記録部３７１が記録動作を実行する（ステップＳ２０１）。記録動作の実行によって対象信号がＲＡＭ３６に記録される。シフト部３７６は、補助記憶装置３４に記憶されているシフト条件に応じて、対象信号における特徴部分を検出する（ステップＳ２０２）。シフト部３７６は、検出された特徴部分に基づいて、対象信号をシフトする（ステップＳ２０３）。比較部３７５は、シフトされた対象信号と、補助記憶装置３４に記憶されている比較条件に応じた比較パターンとを比較する（ステップＳ２０４）。比較部３７５は、比較結果に応じて判定処理を行う。比較部３７５は、判定結果を出力する（ステップＳ２０５）。

図１０は、比較パターンの具体例を示す図である。比較パターンは、対象信号の判定結果に係る閾値の領域を示す。例えば、図１０に示される比較パターンは、対象信号の各時刻における上限値を示す波形である上限波形８１と、対象信号の各時刻における下限値を示す波形である下限波形８２と、を含む。比較パターンにおいて、少なくとも一つの特徴部分に応じた時刻が特徴時刻として予め定義される。図１０の例では、極大値に応じた時刻が特徴時刻として予め定義される。

図１１は、対象信号の具体例を示す図である。図１１において、波形８３が対象信号の波形を示す。
図１２は、比較パターンと、シフト部３７６によってシフトされていない対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。図１２に示される比較パターンは、図１０に示されている比較パターンである。図１２に示される対象信号は、図１１に示されている対象信号である。図１２に示されるように、対象信号において特徴部分が現れる時刻Ｔ１と、比較パターンにおいて特徴部分が現れる時刻Ｔ２と、には時間のずれが生じている。このずれにより、比較パターンと比較される対象信号の値が、理想的な値ではなくなっている。例えば、比較パターンにおける時刻Ｔ２と比較される対象信号の値（時刻Ｔ２における信号の値）は、下限波形８２よりも低い。そのため、図１２の例では対象信号の値は、上限波形８１と下限波形８２との間に位置しておらず、条件を満たしていないと判定されてしまう。

図１３は、比較パターンと、シフト部３７６によってシフトされた対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。シフト部３７６は、対象信号の波形において、予め定義された条件を満たす特徴部分を検出する。そして、シフト部３７６は、検出された特徴部分に応じた時刻を特徴時刻として検出し、対象信号をシフトする。図１３では、対象信号の特徴時刻と比較パターンの特徴時刻とが一致するように、対象信号が時間軸方向にシフトされている。比較部３７５ａは、このようにシフトされた後の対象信号と比較パターンとを比較する。例えば、図１３の例では、比較部３７５ａは、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置しているか否か比較する。比較部３７５ａは、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置している場合に、対象信号が正しい対象信号であると判定してもよい。例えば、対象信号が得られた物体が良品であると判定されてもよい。

このように構成された第２実施形態における制御装置３では、対象信号と比較条件との特徴部分の出現時刻が一致するように、対象信号がシフトされる。そのため、対象信号と比較条件との時間軸方向のずれを小さくすることができる。そのため、より高い精度で比較を行うことが可能となる。特に対象信号や比較条件が時間軸方向で急峻に変化する場合には、時間軸方向のわずかなずれによって比較結果が大きく変わってしまうおそれがある。しかしながら、第２実施形態における制御装置３では、上述したように時間軸方向のずれを小さくすることができるため、たとえ対象信号や比較条件が時間軸方向で急峻に変化する場合であっても、より高い精度で比較を行うことが可能となる。

（変形例）
第１実施形態の第１具体例から第３具体例において、比較条件は例えば信号値の上限値及び下限値として与えられてもよい。この場合、比較部３７５は、対象領域における対象信号の値と、上限値及び下限値とを比較する。比較部３７５は、上限値以下且つ下限値以上であるか否かに応じた判定結果を出力する。例えば、比較部３７５は、対象領域における対象信号の値が上限値以下且つ下限値以上である場合に、判定条件を満たしたことを出力してもよい。

第１実施形態の制御装置３において、対象信号は記録部３７１によって記録されることによって取得される。しかし、制御装置３が対象信号を取得する方法は、記録部３７１による記録に限定される必要はない。例えば、制御装置３が第１通信モジュール３１、第２通信モジュール３２又は第３通信モジュール３３のいずれかを介して他の装置から対象信号のデータを受信してもよい。例えば、ＡＤ変換装置２が対象信号を記録する機能を有している場合、制御装置３は第１通信モジュール３１を介してＡＤ変換装置２から対象信号のデータを受信することによって対象信号を取得してもよい。

第２実施形態において、対象信号がシフトされるのではなく、比較条件（例えば比較パターン）が時間軸方向にシフトされてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１００…制御システム、 １１…第１機器、 １２…第２機器、 １３…タイミング入力機器、 ２…ＡＤ（Analog to Digital）変換装置、 ２０…内部バス、 ２１…アナログ入力インタフェース、 ２２…変換器、 ２３…ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、 ２４…ＲＯＭ（Read Only Memory）、 ２５…プロセッサ、 ２６…通信モジュール、 ３…制御装置、 ３０…内部バス、 ３１…第１通信モジュール、 ３２…第２通信モジュール、 ３３…第３通信モジュール、 ３４…補助記憶装置、 ３５…バッファメモリ、 ３６…ＲＡＭ（Random Access Memory）、 ３７…プロセッサ、 ３７１…記録部、 ３７２…設定部、 ３７３…決定部、 ３７４…領域決定部、 ３７５，３７５ａ…比較部、 ３７６…シフト部、 ４…端末装置

Claims (5)

1. 機器から出力される時系列の信号を取得する取得部と、
   予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、
   前記取得部によって取得された前記信号のうち、値の変化が安定していることを示す所定の条件を満たす領域である対象領域を決定する領域決定部と、
   前記領域決定部によって決定された前記対象領域の信号を用いて、前記比較条件との比較を行う比較部と、
   を備える制御装置。
2. 前記領域決定部は、前記信号の先頭から予め定められた第１の時間が経過した時点と、前記信号の先頭から予め定められた第２の時間が経過した時点との間の領域を対象領域として決定する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記領域決定部は、前記信号の値の変化が安定していることを示す条件が所定の時間にわたって満たされた時点から、所定の時間が経過するまでの間の領域を対象領域として決定する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記領域決定部は、前記信号の値の変化が安定していることを示す条件が所定の時間にわたって満たされた時点から、前記条件が満たされなくなるまでの間の領域を対象領域として決定する、請求項１に記載の制御装置。
5. 予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部を備える装置が、
   機器から出力される時系列の信号を取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにおいて取得された前記信号のうち、値の変化が安定していることを示す所定の条件を満たす領域である対象領域を決定する領域決定ステップと、
   前記領域決定ステップにおいて決定された前記対象領域の信号を用いて、前記比較条件との比較を行う比較ステップと、
   を実行する制御方法。

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