JP2019215304A - Photoelectronic sensor - Google Patents
Photoelectronic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019215304A JP2019215304A JP2018113756A JP2018113756A JP2019215304A JP 2019215304 A JP2019215304 A JP 2019215304A JP 2018113756 A JP2018113756 A JP 2018113756A JP 2018113756 A JP2018113756 A JP 2018113756A JP 2019215304 A JP2019215304 A JP 2019215304A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- noise
- value
- signal obtained
- photoelectric sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
この発明は、光の投受光を行う光電センサに関する。 The present invention relates to a photoelectric sensor that emits and receives light.
従来から、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う光電センサが知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a photoelectric sensor that emits and receives light via a detection area and performs various processes such as determination of the presence or absence of an object in the detection area based on a result of the light reception is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来の光電センサでは、信号にノイズが重畳した場合に、検出値に影響を与えて誤動作が生じる。特にノイズの周波数が信号の周波数に近い場合に、回路によるフィルタでは防ぎきれない。また、アナログフィルタで影響を抑える場合、電子部品が増えることによるコストの増加及び製品サイズの拡大が避けられない。 However, in the conventional photoelectric sensor, when noise is superimposed on the signal, the detection value is affected and a malfunction occurs. In particular, when the frequency of the noise is close to the frequency of the signal, it cannot be prevented by a filter using a circuit. Further, when the effect is suppressed by the analog filter, an increase in cost and an increase in product size due to an increase in electronic components are inevitable.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来に対してコストの増加及び製品サイズの拡大を抑制しつつ、信号に重畳するノイズによる影響を回避可能な光電センサを提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a photoelectric sensor capable of avoiding the influence of noise superimposed on a signal while suppressing an increase in cost and an increase in product size compared to the related art. It is intended to provide.
この発明に係る光電センサは、受光した光に応じた信号を得る計測部と、計測部により得られた信号に基づいて、ノイズの有無を判別する判別部と、判別部によりノイズが有ると判別された場合に、計測部により得られた過去の信号に基づいて、前向き線形予測法を用いて予測値を算出する算出部と、算出部により予測値が算出された場合に、計測部により得られた信号が示す実測値を当該予測値と比較してノイズに関するパラメータを抽出する抽出部とを備えたことを特徴とする。 A photoelectric sensor according to the present invention includes a measuring unit that obtains a signal corresponding to received light, a determining unit that determines the presence or absence of noise based on a signal obtained by the measuring unit, and a determining unit that determines that there is noise. A calculation unit that calculates a predicted value using a forward linear prediction method based on a past signal obtained by the measurement unit when the prediction value is calculated by the measurement unit; An extraction unit that compares a measured value indicated by the obtained signal with the predicted value and extracts a parameter related to noise.
この発明によれば、上記のように構成したので、従来に対してコストの増加及び製品サイズの拡大を抑制しつつ、信号に重畳するノイズによる影響を回避可能となる。 According to the present invention, since the configuration is as described above, it is possible to avoid the influence of noise superimposed on a signal while suppressing an increase in cost and an increase in product size as compared with the related art.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
光電センサは、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う。以下では、光電センサが有する構成のうちの受光側の構成のみを示す。この光電センサは、図1に示すように、受光部101、増幅部102、検出部103、判別部104、算出部105、処理部106、入出力部107、通信部108、表示部109及び操作部110を備えている。なお、光電センサの種別は特に限定されず、透過型、反射型及びリフレクタ型の何れでもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
The photoelectric sensor emits and receives light via the detection area, and performs various processes such as determining the presence or absence of an object in the detection area based on the light reception result. Hereinafter, only the configuration on the light receiving side of the configuration of the photoelectric sensor will be described. As shown in FIG. 1, the photoelectric sensor includes a
なお、受光部101、増幅部102及び検出部103は、計測部111を構成する。また、判別部104及び算出部105は、演算部112を構成する。また、入出力部107、通信部108、表示部109及び操作部110は、インタフェース部113を構成する。
In addition, the
受光部101は、検出領域から到来した光を受光して光電変換を行う。
増幅部102は、受光部101により得られた信号(光電変換後の信号)を増幅する。
検出部103は、増幅部102による増幅後の信号を検出する。
The light receiving
The amplifying
The
判別部104は、検出部103により得られた信号(検出後の信号)に基づいて、ノイズの有無を判別する。
算出部105は、判別部104によりノイズが有ると判別された場合に、検出部103により得られた過去の信号に基づいて、前向き線形予測法(LPC)を用いて予測値を算出する。
The
When the determining
なお、演算部112は、システムLSI(Large Scale Integration)等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等により実現される。
The
処理部106は、検出部103により得られた信号に基づいて、物体の有無判定等の各種処理を行うMPU(Micro Processing Unit)である。また、処理部106は、算出部105により予測値が算出された場合に、検出部103により得られた信号が示す実測値を当該予測値と比較してノイズに関するパラメータを抽出する機能(抽出部)を有している。なお、ノイズに関するパラメータとしては、例えば、ノイズの周波数、波形又は種別等が挙げられる。この処理部106による処理結果を示す情報はインタフェース部113に出力される。また、処理部106は、抽出したノイズに関するパラメータを示す情報を自身が保持する記録部に記録してもよい。
The
入出力部107は、光電センサに対する各種設定の入力を行い、また、処理部106から入力された情報の出力を行う。この際、入出力部107は、例えば、アナログ出力を行ってもよいし、閾値判定を行って閾値を超えた場合にオン出力を行ってもよい。
The input / output unit 107 inputs various settings to the photoelectric sensor and outputs information input from the
通信部108は、イーサネット(登録商標)等のネットワークを介して外部装置と通信を行い、例えば処理部106から入力された情報を外部装置に送信する。
表示部109は、各種の動作表示を行う。また、表示部109は、処理部106から入力された情報を表示する。
操作部110は、ユーザ操作を受付け、例えば、表示部109の表示切替え又は光電センサに対する各種設定等を行う。
The communication unit 108 communicates with an external device via a network such as Ethernet (registered trademark), and transmits, for example, information input from the
The display unit 109 displays various operations. The display unit 109 displays the information input from the
The
なお、入出力部107、通信部108及び表示部109は、判別部104による判別結果及び抽出部による抽出結果をユーザに通知する通知部を構成する。
Note that the input / output unit 107, the communication unit 108, and the display unit 109 constitute a notification unit that notifies the user of the determination result by the
次に、実施の形態1における演算部112及び処理部106によるノイズ検出の動作例について、図2を参照しながら説明する。なお、計測部111は、受光した光に応じた信号を得ている。具体的には、受光部101が検出領域から到来した光を受光して光電変換を行い、増幅部102が光電変換後の信号を増幅し、検出部103が増幅後の信号を検出している。
実施の形態1における演算部112及び処理部106によるノイズ検出の動作例では、図2に示すように、まず、判別部104は、計測部111により得られた信号に基づいて、当該信号にノイズが重畳しているか(ノイズが有るか)を判別する(ステップST1)。
この際、判別部104は、例えば、計測部111(検出部103)の電源電圧範囲を閾値として用いることで、ノイズの有無を判別できる。この場合、判別部104は、計測部111により得られた信号が電源電圧範囲外である場合には、ノイズが有ると判別する。一方、判別部104は、上記信号が電源電圧範囲内である場合には、ノイズが無いと判別する。
また、例えば、光電センサのティーチングの際に受光レベルの最大値及び最小値が設定されている場合、判別部104は、この受光レベルの最大値及び最小値を閾値として用いることで、ノイズの有無を判別できる。この場合、判別部104は、計測部111により得られた信号が受光レベルの最小値未満又は最大値より大きい場合には、ノイズが有ると判別する。一方、判別部104は、上記信号が受光レベルの最小値以上且つ最大値以下である場合には、ノイズが無いと判別する。
Next, an example of an operation of noise detection by the
In the operation example of noise detection performed by the
At this time, the
Further, for example, when the maximum value and the minimum value of the light receiving level are set at the time of teaching of the photoelectric sensor, the
このステップST1において、判別部104が上記信号にノイズが重畳していない(ノイズが無い)と判別した場合には、シーケンスは終了する。
In step ST1, when the
一方、ステップST1において、判別部104が上記信号にノイズが重畳していると判別した場合には、算出部105は、計測部111により得られた過去の信号に基づいて、前向き線形予測法を用いて予測値を算出する(ステップST2)。この際、算出部105は、下式(1)のように、計測部111により過去に得られたM個の信号が示す実測値に対してhM(k)という係数で重み付けをし、その重み付けにより得られた値の和を予測値として算出する。式(1)において、s(ハット)(n)は、n番目の信号が示す実測値に対する予測値を表し、Mは過去の信号の数を表し、s(n−k)は(n−k)番目の信号が示す実測値を表している。Mの数は、投光信号の周期又はオーバーサンプリングの周期に応じて適宜変更が可能であり、精度の高い予測を行うのに十分な数とする。
On the other hand, if the
なお、算出部105では、検出部103により得られた過去の信号が示す実測値と当該実測値に対する予測値との2乗誤差の和が最小となる値を数値解析により得ることで、hM(k)を算出している。下式(2)で示されるEは誤差関数である。
In the calculating
図3は算出部105による予測値の算出結果の一例を示す図である。図3において、前半(図3における破線より左側)の3個のパルスは実測値であり、後半(図3における破線より右側)の3個のパルスは、算出部105が、前半の実測値から256次の係数を決定して予測を行った予測値である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the prediction value by the
次いで、処理部106(抽出部)は、計測部111により得られた信号が示す実測値を当該予測値と比較することで、ノイズに関するパラメータを抽出する(ステップST3)。すなわち、抽出部は、例えば実測値と当該実測値に対する予測値との差分をとることでノイズ成分のみを抽出でき、ノイズ成分からノイズに関するパラメータを抽出できる。その後、処理部106は、抽出結果を示す信号をインタフェース部113に出力する。
Next, the processing unit 106 (extracting unit) extracts a parameter related to noise by comparing the measured value indicated by the signal obtained by the measuring
このように、実施の形態1に係る光電センサでは、判別部104が、計測部111により得られた信号が特定の条件に該当するかを判別することで、ノイズの有無を判別している。これにより、実施の形態1に係る光電センサは、従来に対してコストの増加及び製品サイズの拡大を抑制しつつ、信号に重畳するノイズによる影響を回避可能となる。
また、実施の形態1に係る光電センサでは、計測部111により得られた信号をオーバーサンプリングし、判別部104によりノイズが有ると判別された場合に線形予測演算フィルタを動作させる。そして、線形予測演算フィルタでは、算出部105がノイズが無い場合での値を予測し、抽出部が実測値を予測値と比較することでどのようなノイズが重畳したのかを示す情報を抽出する。これにより、実施の形態1に係る光電センサでは、ユーザが、上記の抽出結果をノイズが現れた要因等を探る際の参考として用いることが可能となり、光電センサがどのようなノイズ雰囲気下にさらされているかを判断可能となる。
As described above, in the photoelectric sensor according to the first embodiment, the
In the photoelectric sensor according to the first embodiment, the signal obtained by the
なお、実施の形態1に係る光電センサは、信号にノイズが重畳している期間が短い場合には、ノイズが重畳した期間の実測値を予測値で補完して、本来あるべき波形に近い値としてもよい。この場合、処理部106は、算出部105により予測値が算出された場合に、計測部111により得られた信号が示す実測値を当該予測値に置換える機能(置換部)も有する。これにより、実施の形態1に係る光電センサは、誤動作の発生を抑えられ、また、アナログフィルタの回路設計が簡易になる。
When the period in which noise is superimposed on a signal is short, the photoelectric sensor according to Embodiment 1 complements an actual measurement value in a period in which noise is superimposed with a predicted value to obtain a value close to a waveform which should be originally expected. It may be. In this case, the
また上記では、判別部104が、閾値を用いて、ノイズの有無を判別する場合を示した。一方、計測部111により得られた信号が閾値の範囲外である期間(判別部104によりノイズが有ると判別される期間)が長い場合には、ノイズの影響ではない可能性が高い。そこで、このような場合には、光電センサは、上記信号が閾値の範囲外であることのみを外部に通知してもよい。
In the above description, the case where the
以上のように、この実施の形態1によれば、光電センサは、受光した光に応じた信号を得る計測部111と、計測部111により得られた信号に基づいて、ノイズの有無を判別する判別部104と、判別部104によりノイズが有ると判別された場合に、計測部111により得られた過去の信号に基づいて、前向き線形予測法を用いて予測値を算出する算出部105と、算出部105により予測値が算出された場合に、計測部111により得られた信号が示す実測値を当該予測値と比較してノイズに関するパラメータを抽出する抽出部とを備えた。これにより、実施の形態1に係る光電センサは、従来に対してコストの増加及び製品サイズの拡大を抑制しつつ、信号に重畳するノイズによる影響を回避可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the photoelectric sensor determines the presence or absence of noise based on the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Note that, in the present invention, within the scope of the invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted.
101 受光部
102 増幅部
103 検出部
104 判別部
105 算出部
106 処理部
107 入出力部
108 通信部
109 表示部
110 操作部
111 計測部
112 演算部
113 インタフェース部
101
Claims (7)
前記計測部により得られた信号に基づいて、ノイズの有無を判別する判別部と、
前記判別部によりノイズが有ると判別された場合に、前記計測部により得られた過去の信号に基づいて、前向き線形予測法を用いて予測値を算出する算出部と、
前記算出部により予測値が算出された場合に、前記計測部により得られた信号が示す実測値を当該予測値と比較してノイズに関するパラメータを抽出する抽出部と
を備えた光電センサ。 A measuring unit for obtaining a signal corresponding to the received light,
Based on the signal obtained by the measurement unit, a determination unit that determines the presence or absence of noise,
A calculating unit that calculates a predicted value using a forward linear prediction method based on a past signal obtained by the measuring unit when it is determined that there is noise by the determining unit;
An extraction unit that, when the predicted value is calculated by the calculation unit, extracts a parameter related to noise by comparing an actually measured value indicated by the signal obtained by the measurement unit with the predicted value.
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。 The photoelectric sensor according to claim 1, further comprising a notification unit configured to notify a determination result by the determination unit and an extraction result by the extraction unit.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の光電センサ。 3. The apparatus according to claim 1, further comprising: a replacement unit configured to replace an actual measurement value indicated by a signal obtained by the measurement unit with the prediction value when the prediction value is calculated by the calculation unit. 4. Photoelectric sensor.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちの何れか1項記載の光電センサ。 The calculation unit weights an actual measurement value indicated by a past signal obtained by the measurement unit with a coefficient, and calculates a sum of values obtained by the weighting as the prediction value. The photoelectric sensor according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項4記載の光電センサ。 The calculation unit calculates, as the coefficient, a value that minimizes a sum of square errors between an actual measurement value indicated by a past signal obtained by the measurement unit and a predicted value with respect to the actual measurement value. Item 6. The photoelectric sensor according to Item 4.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちの何れか1項記載の光電センサ。 The determination unit determines that there is noise when the signal obtained by the measurement unit is outside the power supply voltage range of the measurement unit, and determines that there is no noise when the signal is within the power supply voltage range of the measurement unit. The photoelectric sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein:
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちの何れか1項記載の光電センサ。 The determination unit determines that there is noise when the signal obtained by the measurement unit is less than the minimum value or greater than the maximum value of the light reception level, and the signal is equal to or more than the minimum value and equal to or less than the maximum value of the light reception level. The photoelectric sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein it is determined that there is no noise in the case.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018113756A JP2019215304A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Photoelectronic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018113756A JP2019215304A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Photoelectronic sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019215304A true JP2019215304A (en) | 2019-12-19 |
Family
ID=68919729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018113756A Pending JP2019215304A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Photoelectronic sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019215304A (en) |
-
2018
- 2018-06-14 JP JP2018113756A patent/JP2019215304A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8510068B2 (en) | Photoelectric smoke sensor | |
US20170285154A1 (en) | Detection distance calibration method, apparatus, and device | |
US10129132B2 (en) | Control system, control method, control program, and recording medium | |
US10228994B2 (en) | Information processing system, information processing method, and program | |
JP2009229127A (en) | Pulse processor for radiation measurement | |
KR101716481B1 (en) | Method for controlling operation of moving average filter | |
JP2008166644A (en) | Integrated circuit device abnormality detection apparatus, method and program | |
CN101626275B (en) | Method and device for detecting system fault | |
JP2007003524A (en) | Method for processing output signal from measuring converter, and force measuring device | |
US20190129033A1 (en) | Displacement sensor | |
CN105242104A (en) | Current detection method, current detection device, and current detector | |
US20200096363A1 (en) | Providing compensation parameters for sensor integrated circuits | |
US10394640B2 (en) | Requirement runtime monitor using temporal logic or a regular expression | |
KR20190037401A (en) | Ultra wide band radar system of detecting to object and method for detecting to object of ultra wide band radar system | |
JP2009289106A (en) | Semiconductor integrated circuit, its controlling method, and information-processing device | |
JP2019215304A (en) | Photoelectronic sensor | |
US11789001B2 (en) | Information processing apparatus, sensor operation optimization method, and program | |
US9285286B2 (en) | Slew rate detection circuit | |
US9341713B2 (en) | Sensing circuit for recognizing movement and movement recognizing method thereof | |
KR101615346B1 (en) | Method and apparatus for detecting fault in the semiconductor menufacturing process and recording medium thereof | |
JP5294138B2 (en) | Pulse output device | |
KR101531841B1 (en) | Effective method and module for measuring noise level in capacitive touch sensor | |
TW201214989A (en) | Energy detection method and circuit usnig thereof | |
JP2017075869A (en) | Passive sensor pulse detector and passive sensor pulse detection method | |
US8767900B2 (en) | Signal transition detection circuit and method of the same |