JP2021071464A - Detection device and detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出装置、及び、検出方法に関する。 The present invention relates to a detection device and a detection method.
対象物を撮影することにより画像を出力する撮像部を備え、出力された画像に基づいて対象物の振動を検出する検出装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の検出装置は、対象物を互いに異なる複数の時点にて撮影することによりそれぞれ出力された複数の画像に基づいて対象物の振動を検出する。 A detection device is known that includes an imaging unit that outputs an image by photographing an object and detects vibration of the object based on the output image. For example, the detection device described in Patent Document 1 detects the vibration of an object based on a plurality of images output by photographing the object at a plurality of different time points.
撮像部が用いる撮影方式として、グローバルシャッター方式と、ローリングシャッター方式と、が知られている。グローバルシャッター方式において、画像に含まれるすべての画素は、同一の処理期間にて入射する光の量を表す。一方、ローリングシャッター方式において、画像に含まれるとともに、列方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群は、互いに異なる複数の処理期間にてそれぞれ入射する光の量を表す。各行画素群は、行方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の画素を含む。 As a photographing method used by the imaging unit, a global shutter method and a rolling shutter method are known. In the global shutter method, all the pixels included in the image represent the amount of light incident in the same processing period. On the other hand, in the rolling shutter method, a plurality of row pixel groups included in the image and having a plurality of positions different from each other in the column direction represent the amount of light incident on each of the plurality of processing periods different from each other. Each row pixel group includes a plurality of pixels each having a plurality of positions different from each other in the row direction.
グローバルシャッター方式を用いる撮像部においては、連続して撮影可能な2つの時点の間隔である撮影間隔を十分に短くすることができれば、比較的短い周期を有する振動を検出できる。しかしながら、グローバルシャッター方式において、撮影間隔を短縮することは困難であることが多い。そこで、ローリングシャッター方式を用いることが考えられる。しかしながら、撮影間隔は、ローリングシャッター方式の方がグローバルシャッター方式よりも長くなりやすい。従って、上記検出装置において、ローリングシャッター方式を用いた場合、比較的短い周期を有する振動を検出することができない、という課題があった。なお、この種の課題は、ローリングシャッター方式と異なる方式を用いる場合にも同様に生じ得る。 In the imaging unit using the global shutter method, if the imaging interval, which is the interval between two time points capable of continuous imaging, can be sufficiently shortened, vibration having a relatively short period can be detected. However, in the global shutter method, it is often difficult to shorten the shooting interval. Therefore, it is conceivable to use the rolling shutter method. However, the shooting interval tends to be longer in the rolling shutter method than in the global shutter method. Therefore, when the rolling shutter method is used in the above detection device, there is a problem that vibration having a relatively short period cannot be detected. It should be noted that this kind of problem can occur similarly when a method different from the rolling shutter method is used.
本発明の目的の一つは、比較的短い周期を有する振動を検出することである。 One of the objects of the present invention is to detect vibration having a relatively short period.
一つの側面では、検出装置は、
対象物を撮影することにより画像を出力し、上記画像が、第1方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群を含み、上記複数の行画素群に互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられ、且つ、上記複数の行画素群のそれぞれが、上記第1方向に直交する第2方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するとともに当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す複数の画素を含む撮像部と、
上記出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、上記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、上記取得された複数の境界位置に基づいて上記対象物の振動を検出する検出部と、
を備える。
On one side, the detector
An image is output by photographing an object, and the image includes a plurality of row pixel groups having a plurality of positions different from each other in the first direction, and a plurality of processing periods different from each other in the plurality of row pixel groups. Are allotted, and each of the plurality of row pixel groups has a plurality of positions different from each other in the second direction orthogonal to the first direction, and in the processing period assigned to the row pixel group. An image pickup unit containing a plurality of pixels representing the amount of incident light,
In the output image, the amount of light represented by the pixels included in the image is different from each other, and the boundary position, which is the position of the boundary of a plurality of regions adjacent to each other, is acquired for each of the plurality of row pixel groups. Then, the detection unit that detects the vibration of the object based on the acquired plurality of boundary positions, and the detection unit.
To be equipped.
他の一つの側面では、検出方法は、
対象物を撮影することにより画像を出力し、上記画像が、第1方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群を含み、上記複数の行画素群に互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられ、且つ、上記複数の行画素群のそれぞれが、上記第1方向に直交する第2方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するとともに当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す複数の画素を含み、
上記出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、上記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、上記取得された複数の境界位置に基づいて上記対象物の振動を検出する、
ことを含む。
In one other aspect, the detection method
An image is output by photographing an object, and the image includes a plurality of row pixel groups having a plurality of positions different from each other in the first direction, and a plurality of processing periods different from each other in the plurality of row pixel groups. Are allotted, and each of the plurality of row pixel groups has a plurality of positions different from each other in the second direction orthogonal to the first direction, and in the processing period assigned to the row pixel group. Contains multiple pixels representing the amount of incident light
In the output image, the amount of light represented by the pixels included in the image is different from each other, and the boundary position, which is the position of the boundary of a plurality of regions adjacent to each other, is acquired for each of the plurality of row pixel groups. Then, the vibration of the object is detected based on the obtained plurality of boundary positions.
Including that.
比較的短い周期を有する振動を検出することができる。 Vibrations with a relatively short period can be detected.
例えば、ローリングシャッター方式においては、画像の全体が1つの処理期間にて入射する光の量を表すのではなく、行画素群毎に異なる処理期間にて入射する光の量を表す。従って、高速に移動する対象物を撮影した場合、行画素群毎に対象の移動量が異なるため、画像における対象物が歪む。 For example, in the rolling shutter method, the entire image does not represent the amount of light incident in one processing period, but represents the amount of light incident in different processing periods for each row pixel group. Therefore, when an object moving at high speed is photographed, the amount of movement of the object differs for each row pixel group, so that the object in the image is distorted.
一方、グローバルシャッター方式においては、画像の全体が1つの処理期間にて入射する光の量を表す。従って、高速に移動する対象を撮影した場合であっても、画像における対象物が歪まない。このため、高速に移動する対象物を撮影する場合、グローバルシャッター方式を用いる撮像部が用いられることが多かった。 On the other hand, in the global shutter method, the entire image represents the amount of light incident in one processing period. Therefore, even when an object moving at high speed is photographed, the object in the image is not distorted. For this reason, when photographing an object moving at high speed, an imaging unit using a global shutter method is often used.
しかしながら、グローバルシャッター方式においては、撮影間隔に対して十分に速く移動する対象物を撮影した場合、対象物の移動を検出できない。ところで、撮影間隔が短くなるほど、撮像部の製造コストが高くなりやすい。従って、グローバルシャッター方式においては、製造コストを抑制しながら、対象物の振動を高い精度にて検出することが困難であった。 However, in the global shutter method, when an object moving sufficiently fast with respect to the shooting interval is photographed, the movement of the object cannot be detected. By the way, the shorter the shooting interval, the higher the manufacturing cost of the imaging unit tends to be. Therefore, in the global shutter method, it is difficult to detect the vibration of the object with high accuracy while suppressing the manufacturing cost.
ところで、ローリングシャッター方式において用いられる、行画素群毎の処理期間の間隔は、比較的短い。そこで、発明者らは、鋭意検討した結果、行画素群毎に異なる処理期間にて入射する光の量を表す画像に基づいて、対象物の振動を検出する検出装置を想到した。 By the way, the interval of the processing period for each row pixel group used in the rolling shutter method is relatively short. Therefore, as a result of diligent studies, the inventors have come up with a detection device that detects the vibration of an object based on an image showing the amount of light incident on each row pixel group in a different processing period.
以下、本発明の、検出装置、及び、検出方法に関する各実施形態について図1乃至図22を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention relating to the detection device and the detection method will be described with reference to FIGS. 1 to 22.
<第1実施形態>
(概要)
第1実施形態の検出装置は、撮像部と、検出部と、を備える。
撮像部は、対象物を撮影することにより画像を出力する。
画像は、第1方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群を含む。複数の行画素群には、互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられる。複数の行画素群のそれぞれは、第1方向に直交する第2方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するとともに当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す複数の画素を含む。
<First Embodiment>
(Overview)
The detection device of the first embodiment includes an imaging unit and a detection unit.
The image pickup unit outputs an image by photographing the object.
The image includes a plurality of row pixel groups each having a plurality of positions different from each other in the first direction. A plurality of processing periods different from each other are assigned to the plurality of row pixel groups. Each of the plurality of row pixel groups has a plurality of positions different from each other in the second direction orthogonal to the first direction, and a plurality of light rays incident on the row pixel group during the processing period assigned to the row pixel group. Includes pixels.
検出部は、出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、取得された複数の境界位置に基づいて対象物の振動を検出する。 In the output image, the detection unit sets the boundary position, which is the position of the boundary of a plurality of regions adjacent to each other while the amount of light represented by the pixels contained in the image is different from each other, with respect to each of the plurality of row pixel groups. And detect the vibration of the object based on the acquired multiple boundary positions.
これによれば、画像に含まれる複数の行画素群は、互いに異なる複数の処理期間にてそれぞれ入射する光の量を表す。ところで、連続する2つの処理期間の間隔は、撮影間隔よりも短い。従って、複数の行画素群に対してそれぞれ取得される複数の境界位置は、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を反映できる。この結果、上記検出装置によれば、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を検出できる。
次に、第1実施形態の検出装置について、より詳細に説明する。
According to this, the plurality of row pixel groups included in the image represent the amount of light incident on each of the plurality of processing periods different from each other. By the way, the interval between two consecutive processing periods is shorter than the imaging interval. Therefore, the plurality of boundary positions acquired for each of the plurality of row pixel groups can reflect the vibration having a sufficiently short period with respect to the shooting interval. As a result, according to the detection device, it is possible to detect vibration having a period sufficiently short with respect to the shooting interval.
Next, the detection device of the first embodiment will be described in more detail.
(構成)
図1に表されるように、x軸、y軸及びz軸を有する右手系の直交座標系を用いて、第1実施形態の検出装置1を説明する。以下、他の図においても、図1と同じ直交座標系が用いられる。
検出装置1は、マーカ部11と、光源部12と、撮像部13と、検出部14と、を備える。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the detection device 1 of the first embodiment will be described using a right-handed Cartesian coordinate system having an x-axis, a y-axis, and a z-axis. Hereinafter, the same Cartesian coordinate system as in FIG. 1 is used in other figures.
The detection device 1 includes a
マーカ部11は、シート状、又は、平板状である。本例では、マーカ部11は、z軸方向に直交する平面(換言すると、xy平面)を形成する。
マーカ部11は、対象物TGに固定される。例えば、対象物TGは、機械、器具、機器、又は、装置等である。例えば、対象物TGは、動力を用いて駆動される機械である。
本例では、マーカ部11は、接着剤を用いて固定される。なお、マーカ部11は、取り外し可能に固定されてもよい。また、マーカ部11は、螺子、釘、又は、ボルト及びナット等の固定具を用いて固定されていてもよい。本例では、マーカ部11は、1つの構成体により構成される。なお、マーカ部11は、複数の構成体により構成されていてもよい。この場合、複数の構成体は、互いに異なる複数の位置にそれぞれ固定されてよい。
The
The
In this example, the
図2に表されるように、マーカ部11は、正方形状である。なお、マーカ部11は、正方形状と異なる形状(例えば、長方形状、円形状、楕円形状、又は、多角形状等)であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
マーカ部11は、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成する。本例では、マーカ部11は、第1領域111と、第1領域111に囲まれるように第1領域111に隣接する第2領域112と、を有する。第1領域111は、第2領域112よりも反射される光の量が大きい。
The
本例では、第1領域111は、再帰性反射材からなる。本例では、第2領域112は、再帰性反射材と異なる材料(例えば、紙、布、樹脂、金属、又は、セラミクス等)からなる。本例では、第2領域112は、黒色を有する。なお、第2領域112は、黒色と異なる色を有していてもよい。
また、第1領域111は、再帰性反射材からなっていなくてもよい。この場合、例えば、第1領域111は、白色を有するとともに、第2領域112は、白色と異なる色(例えば、黒色)を有していてもよい。
また、第1領域111、及び、第2領域112のうちの少なくとも1つは、対象物TGの表面であってもよい。例えば、第2領域112は、対象物TGの表面であってもよい。
In this example, the
Further, the
Further, at least one of the
第2領域112は、所定の幅を有する線状である。本例では、第2領域112は、N字状である。第2領域112は、第1直線部1121と、第2直線部1122と、第3直線部1123と、を含む。
The
第1直線部1121は、マーカ部11のうちの、x軸の負方向における端部において、y軸方向にて延びる。従って、第2領域112の第1直線部1121と第1領域111との境界は、y軸方向にて延びる直線を形成する。
The first
第2直線部1122は、マーカ部11のうちの、x軸の正方向における端部において、y軸方向にて延びる。従って、第2領域112の第2直線部1122と第1領域111との境界は、y軸方向にて延びる直線を形成する。
The second
このように、第2領域112の第1直線部1121と第1領域111との境界、及び、第2領域112の第2直線部1122と第1領域111との境界は、x軸方向と異なる方向(本例では、y軸方向)にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
As described above, the boundary between the first
第3直線部1123は、y軸方向に対して傾斜する方向にて延びる。従って、第2領域112の第3直線部1123と第1領域111との境界は、y軸方向に対して傾斜する直線である傾斜直線を形成する。本例では、第3直線部1123は、第1直線部1121のうちの、y軸の正方向における端部と、第2直線部1122のうちの、y軸の負方向における端部と、を連結するように延びる。
The third
光源部12は、マーカ部11を照射する光を生成する。本例では、光源部12は、LED(Light Emitting Diode)を備える。なお、光源部12は、LEDと異なる光源を備えていてもよい。本例では、光源部12は、撮像部13の近傍に位置する。なお、検出装置1が備える光源部12の数は、2つ以上であってもよい。また、光源部12は、マーカ部11の近傍に位置していてもよい。また、マーカ部11は、光源部12を備えていてもよい。この場合、マーカ部11の第1領域111は、光を透過するように構成されていてもよい。
The
撮像部13は、マーカ部11を含む対象物TGの少なくとも一部を撮影することにより画像を出力する。本例では、撮像部13は、CMOS(Complementary Metal−Oxide−Semiconductor)を用いた固体撮像素子(換言すると、CMOSイメージセンサ)を含む。
The
撮像部13により出力される画像は、y軸方向にて互いに異なるM個の位置をそれぞれ有するM個の行画素群を含む。本例では、M個の行画素群は、y軸方向において等間隔にて位置する。Mは、2以上の整数(本例では、2048)を表す。
M個の行画素群のそれぞれは、y軸方向に直交するx軸方向にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するN個の画素を含む。Nは、2以上の整数(本例では、2048)を表す。本例では、各行画素群に含まれるN個の画素は、x軸方向において等間隔にて位置する。
The image output by the
Each of the M row pixel groups includes N pixels having a plurality of positions different from each other in the x-axis direction orthogonal to the y-axis direction. N represents an integer of 2 or more (2048 in this example). In this example, the N pixels included in each row pixel group are located at equal intervals in the x-axis direction.
従って、本例では、撮像部13により出力される画像の画素数は、略4メガピクセルである。例えば、撮像部13により出力される画像の画素数は、数メガピクセルであってよい。
Therefore, in this example, the number of pixels of the image output by the
M個の行画素群には、互いに異なるM個の処理期間がそれぞれ割り当てられる。本例では、M個の行画素群には、M個の行画素群がy軸の正方向へ向かって並ぶ順序にて、処理期間が開始する時点が、所定の遅延時間ずつ遅くなるように、M個の処理期間がそれぞれ割り当てられる。 Each of the M row pixel groups is assigned M different processing periods. In this example, in the M row pixel group, the time point at which the processing period starts is delayed by a predetermined delay time in the order in which the M row pixel groups are arranged in the positive direction of the y-axis. , M processing periods are assigned respectively.
なお、M個の行画素群には、M個の行画素群がy軸の負方向へ向かって並ぶ順序にて、処理期間が開始する時点が、所定の遅延時間ずつ遅くなるように、M個の処理期間がそれぞれ割り当てられてもよい。また、M個の行画素群には、M個の行画素群がy軸方向にて並ぶ順序と異なる順序にて、処理期間が開始する時点が、所定の遅延時間ずつ遅くなるように、M個の処理期間がそれぞれ割り当てられてもよい。 In addition, in the M row pixel group, the time point at which the processing period starts is delayed by a predetermined delay time in the order in which the M row pixel group is arranged in the negative direction of the y-axis. Each processing period may be assigned. Further, in the M row pixel group, the time point at which the processing period starts is delayed by a predetermined delay time in an order different from the order in which the M row pixel groups are arranged in the y-axis direction. Each processing period may be assigned.
M個の行画素群のそれぞれに含まれるN個の画素は、当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す。本例では、各画素は、輝度を表す値を有する。なお、各画素は、明度を表す値を有してもよい。また、各画素は、赤色、青色、及び、緑色の少なくとも1つの強度を表す値を有してもよい。
本例では、撮像部13が画像を出力するために用いる方式は、ローリングシャッター方式と表されてもよい。
The N pixels included in each of the M row pixel groups represent the amount of light incident on the row pixel group during the processing period assigned to the row pixel group. In this example, each pixel has a value representing the brightness. In addition, each pixel may have a value representing lightness. Further, each pixel may have a value representing at least one intensity of red, blue, and green.
In this example, the method used by the
本例では、撮像部13が、連続して撮影可能な2つの時点の間隔である撮影間隔は、略33ミリ秒である。換言すると、撮像部13のフレームレートは、30フレーム/秒である。例えば、撮像部13のフレームレートは、数十フレーム/秒であってよい。
In this example, the imaging interval, which is the interval between two time points during which the
検出部14は、撮像部13により出力された画像において、M個の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して境界位置を取得する。境界位置は、画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である。検出部14は、取得された複数の境界位置に基づいて対象物TGの振動を検出する。検出部14の機能の詳細は、後述される。
The
図3に表されるように、検出部14は、バスBUを介して互いに接続された、処理装置141、記憶装置142、及び、出力装置143を備える。
As shown in FIG. 3, the
処理装置141は、記憶装置142に記憶されているプログラムを実行することにより、記憶装置142、及び、出力装置143を制御する。これにより、処理装置141は、後述の機能を実現する。
The
本例では、処理装置141は、CPU(Central Processing Unit)である。なお、処理装置141は、CPUに代えて、又は、CPUに加えて、MPU(Micro Processing Unit)、又は、DSP(Digital Signal Processor)を含んでもよい。
In this example, the
本例では、記憶装置142は、揮発性メモリと不揮発性メモリとを含む。例えば、記憶装置142は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、半導体メモリ、有機メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、及び、SSD(Solid State Drive)の少なくとも1つを含む。
In this example, the
出力装置143は、検出装置1の外部に情報を出力する。本例では、出力装置143は、ディスプレイを備える。なお、出力装置143は、スピーカを備えてもよい。
The
(機能)
図4に表されるように、検出部14の機能は、y方向直線境界位置取得部1401と、y方向直線基準値取得部1402と、x方向変動量取得部1403と、スペクトル解析部1404と、振動検出部1405と、傾斜直線境界位置取得部1406と、傾斜直線基準値取得部1407と、y方向変動量取得部1408と、平行直線境界位置取得部1409と、距離基準値取得部1410と、z方向変動量取得部1411と、を含む。
(function)
As shown in FIG. 4, the functions of the
本例では、検出部14は、撮像部13により出力された画像に対して、規格化処理、及び、二値化処理を行う。本例では、検出部14は、規格化処理、及び、二値化処理が行われた後の画像(換言すると、補正後の画像)に対して、図4に表される各部1401〜1411の機能を実行する。
In this example, the
規格化処理は、画像に含まれるM・N個の画素のそれぞれに対して、当該画素が表す値を規格化する処理である。本例では、検出部14は、M・N個の画素がそれぞれ表す、M・N個の値のうちの最大値を取得し、M・N個の画素がそれぞれ表す、M・N個の値のそれぞれを、当該取得した最大値により除した値に所定の係数(本例では、0よりも大きい値、例えば、255)を乗じることにより、当該値を規格化する。規格化は、正規化と表されてもよい。
The standardization process is a process of standardizing the value represented by each of the MN pixels included in the image. In this example, the
二値化処理において、検出部14は、画像に含まれるM・N個の画素のそれぞれに対して、当該画素が表し且つ規格化された値が、所定の補正閾値以上である場合、当該値を第1値に補正し、一方、当該画素が表し且つ規格化された値が、当該補正閾値よりも小さい場合、当該値を第2値に補正する。本例では、第1値は、第2値よりも大きい。第1値及び第2値は、予め定められる。
In the binarization process, the
なお、検出部14は、二値化処理に代えて、画像に含まれる所定の領域毎に補正閾値を決定する適応二値化処理を行ってもよい。また、検出部14は、規格化処理、及び、二値化処理の少なくとも一方を行わなくてもよい。
In addition, instead of the binarization process, the
y方向直線境界位置取得部1401は、M個の行画素群から、マーカ部11のうちの、y軸方向における両端部(本例では、第1直線部1121のy軸方向における両端部を含む部分)を除いた部分に対応する、P個の行画素群を抽出する。Pは、Mよりも小さい整数を表す。
The y-direction linear boundary
y方向直線境界位置取得部1401は、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、y方向直線境界位置を取得する。本例では、y方向直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応する。
The y-direction linear boundary
なお、y方向直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応してもよい。また、y方向直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、第1直線部1121のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。また、y方向直線境界位置取得部1401は、第1直線部1121に代えて、又は、第1直線部1121に加えて、第2直線部1122を用いてもよい。
The straight line boundary position in the y direction may correspond to the position of the boundary between the end side of the first
本例では、y方向直線境界位置取得部1401は、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第2値が連続する第2値領域と、当該第2値領域に、当該第2値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第1値が連続する第1値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって1番目の境界の位置をy方向直線境界位置として取得する。
In this example, the y-direction linear boundary
y方向直線基準値取得部1402は、y方向直線境界位置取得部1401により取得されたP個のy方向直線境界位置に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するy方向直線基準値を取得する。
The y-direction straight line reference
本例では、y方向直線基準値取得部1402は、y軸方向にて延びるとともに、y方向直線境界位置取得部1401により取得されたP個のy方向直線境界位置に対する距離の総和が最小である直線を基準直線として取得する。なお、y方向直線基準値取得部1402は、y軸方向にて延びるとともに、y方向直線境界位置取得部1401により取得されたP個のy方向直線境界位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を基準直線として取得してもよい。
In this example, the y-direction linear reference
y方向直線基準値取得部1402は、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、取得された基準直線と交差する画素の位置を、y方向直線基準値として取得する。
The y-direction straight line reference
x方向変動量取得部1403は、y方向直線境界位置取得部1401により取得されたP個のy方向直線境界位置と、y方向直線基準値取得部1402により取得されたP個のy方向直線基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する。本例では、x方向変動量は、y方向直線境界位置とy方向直線基準値との、x軸方向における位置の差である。
The x-direction fluctuation
スペクトル解析部1404は、x方向変動量取得部1403により取得されたP個のx方向変動量に対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、x方向変動量の、y軸方向における変化は、x方向変動量の時間に対する変化に対応する。
The
例えば、図5に表されるように、対象物TGがx軸方向にて振動している場合を想定する。この場合、例えば、y方向直線境界位置は、曲線L11により表されるように、x軸方向にて変動する波線上に位置する。従って、直線L10により表される基準直線上のy方向直線基準値と、y方向直線境界位置と、のx軸方向における位置の差であるx方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのx軸方向における振動を高い精度にて反映する。 For example, as shown in FIG. 5, it is assumed that the object TG vibrates in the x-axis direction. In this case, for example, the linear boundary position in the y direction is located on a wavy line that fluctuates in the x-axis direction as represented by the curve L11. Therefore, the change in the y-axis direction of the x-direction fluctuation amount, which is the difference between the y-direction straight line reference value on the reference straight line represented by the straight line L10 and the y-direction straight line boundary position in the x-axis direction, is a target. Reflects the vibration of the object TG in the x-axis direction with high accuracy.
また、対象物TGがy軸方向にて振動している場合であっても、基準直線がy軸方向にて延びているので、y軸方向における振動は、x方向変動量に反映されにくい。従って、x方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのx軸方向における振動を高い精度にて反映できる。 Further, even when the object TG vibrates in the y-axis direction, the reference straight line extends in the y-axis direction, so that the vibration in the y-axis direction is not easily reflected in the amount of fluctuation in the x-direction. Therefore, the change in the amount of fluctuation in the x-direction in the y-axis direction can reflect the vibration of the object TG in the x-axis direction with high accuracy.
本例では、スペクトル解析部1404は、P個のx方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことにより、x方向変動量の時間に対する変化の周波数成分であるx方向変動周波数成分を取得する。
In this example, the
振動検出部1405は、スペクトル解析部1404により取得されたx方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのx軸方向における振動を検出する。例えば、振動検出部1405は、所定の周波数成分の強度が、所定の閾値強度以上である場合、対象物TGがx軸方向において振動していると検出してよい。
The
振動検出部1405は、対象物TGがx軸方向において振動していると検出された場合、対象物TGがx軸方向において振動していることを表す情報を出力する。なお、振動検出部1405は、当該情報の出力に加えて、又は、当該情報の出力に代えて、スペクトル解析部1404により取得されたx方向変動周波数成分を出力してもよい。
When it is detected that the object TG is vibrating in the x-axis direction, the
傾斜直線境界位置取得部1406は、M個の行画素群から、マーカ部11のうちの、y軸方向における両端部(本例では、第1直線部1121のy軸方向における両端部を含む部分)を除いた部分に対応する、Q個の行画素群を抽出する。Qは、Mよりも小さい整数を表す。本例では、Qが表す整数は、Pが表す整数と等しい。なお、Qが表す整数は、Pが表す整数と異なっていてもよい。
The inclined straight line boundary
傾斜直線境界位置取得部1406は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、傾斜直線境界位置を取得する。本例では、傾斜直線境界位置は、第3直線部1123のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応する。
The inclined straight line boundary
なお、傾斜直線境界位置は、第3直線部1123のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応してもよい。また、傾斜直線境界位置は、第3直線部1123のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、第3直線部1123のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。
The inclined straight line boundary position may correspond to the position of the boundary between the end side of the third
本例では、傾斜直線境界位置取得部1406は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第2値が連続する第2値領域と、当該第2値領域に、当該第2値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第1値が連続する第1値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって2番目の境界の位置を傾斜直線境界位置として取得する。
In this example, the inclined straight line boundary
傾斜直線境界位置取得部1406は、取得されたQ個の傾斜直線境界位置を、x方向変動量取得部1403により取得されたx方向変動量に基づいて補正する。本例では、傾斜直線境界位置取得部1406は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、取得された傾斜直線境界位置を、x方向変動量取得部1403により取得されたx方向変動量が表す方向と逆の方向へ、当該x方向変動量が表す大きさだけ移動させるように、当該傾斜直線境界位置を補正する。換言すると、傾斜直線境界位置取得部1406は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、x方向変動量を打ち消すように傾斜直線境界位置を補正する。
The inclined straight line boundary
傾斜直線基準値取得部1407は、傾斜直線境界位置取得部1406により補正されたQ個の傾斜直線境界位置に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対する傾斜直線基準値を取得する。
The inclined straight line reference
本例では、傾斜直線基準値取得部1407は、所定の傾斜方向にて延びるとともに、傾斜直線境界位置取得部1406により補正されたQ個の傾斜直線境界位置に対する距離の総和が最小である直線を基準直線として取得する。傾斜方向は、y軸方向に対して傾斜する方向である。本例では、傾斜方向は、y軸方向に対して45度だけ傾斜する方向である。なお、傾斜直線基準値取得部1407は、傾斜方向にて延びるとともに、傾斜直線境界位置取得部1406により補正されたQ個の傾斜直線境界位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を基準直線として取得してもよい。
In this example, the tilt straight line reference
傾斜直線基準値取得部1407は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、取得された基準直線と交差する画素の位置を、傾斜直線基準値として取得する。
The tilt straight line reference
y方向変動量取得部1408は、傾斜直線境界位置取得部1406により補正されたQ個の傾斜直線境界位置と、傾斜直線基準値取得部1407により取得されたQ個の傾斜直線基準値と、に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対するy方向変動量を取得する。
The y-direction fluctuation
本例では、y方向変動量は、傾斜直線境界位置と傾斜直線基準値との、x軸方向における位置の差に、取得された基準直線とx軸方向とにより形成される角度の正接を乗じた値である。換言すると、y方向変動量は、傾斜直線境界位置取得部1406により補正されたQ個の傾斜直線境界位置のx軸方向における変動量に対応する。
In this example, the amount of fluctuation in the y direction is obtained by multiplying the difference in position between the inclined straight line boundary position and the inclined straight line reference value in the x-axis direction by the tangent of the angle formed by the acquired reference straight line and the x-axis direction. Value. In other words, the amount of fluctuation in the y direction corresponds to the amount of fluctuation in the x-axis direction of the Q inclined straight line boundary positions corrected by the inclined straight line boundary
スペクトル解析部1404は、y方向変動量取得部1408により取得されたQ個のy方向変動量に対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、y方向変動量の、y軸方向における変化は、y方向変動量の時間に対する変化に対応する。
The
例えば、図6に表されるように、対象物TGがy軸方向にて振動している場合を想定する。この場合、例えば、傾斜直線境界位置は、曲線L21により表されるように、x軸方向にて変動する波線上に位置する。従って、直線L20により表される基準直線上の傾斜直線基準値と、傾斜直線境界位置と、のx軸方向における位置の差を表すy方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのy軸方向における振動を高い精度にて反映する。 For example, as shown in FIG. 6, it is assumed that the object TG vibrates in the y-axis direction. In this case, for example, the inclined straight line boundary position is located on a wavy line that fluctuates in the x-axis direction as represented by the curve L21. Therefore, the change in the y-axis direction of the y-direction fluctuation amount representing the difference in position between the inclined straight line reference value on the reference straight line represented by the straight line L20 and the inclined straight line boundary position in the x-axis direction is the object TG. Reflects the vibration in the y-axis direction with high accuracy.
本例では、スペクトル解析部1404は、Q個のy方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことにより、y方向変動量の時間に対する変化の周波数成分であるy方向変動周波数成分を取得する。
In this example, the
振動検出部1405は、スペクトル解析部1404により取得されたy方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのy軸方向における振動を検出する。例えば、振動検出部1405は、所定の周波数成分の強度が、所定の閾値強度以上である場合、対象物TGがy軸方向において振動していると検出してよい。
The
振動検出部1405は、対象物TGがy軸方向において振動していると検出された場合、対象物TGがy軸方向において振動していることを表す情報を出力する。なお、振動検出部1405は、当該情報の出力に加えて、又は、当該情報の出力に代えて、スペクトル解析部1404により取得されたy方向変動周波数成分を出力してもよい。
When it is detected that the object TG is vibrating in the y-axis direction, the
平行直線境界位置取得部1409は、M個の行画素群から、マーカ部11のうちの、y軸方向における両端部(本例では、第1直線部1121のy軸方向における両端部を含む部分)を除いた部分に対応する、R個の行画素群を抽出する。Rは、Mよりも小さい整数を表す。本例では、Rが表す整数は、Pが表す整数と等しい。なお、Rが表す整数は、Pが表す整数と異なっていてもよい。
The parallel straight line boundary
平行直線境界位置取得部1409は、R個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、一対の平行直線境界位置を取得する。本例では、一対の平行直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置、及び、第2直線部1122のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応する。
The parallel straight line boundary
なお、一対の平行直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置、及び、第2直線部1122のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置に対応してもよい。
The pair of parallel straight line boundary positions is the position of the boundary between the end side of the first
また、一対の平行直線境界位置は、第1直線部1121のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、第1直線部1121のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、の中点の位置、及び、第2直線部1122のうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、第2直線部1122のうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112と、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。
Further, the pair of parallel straight line boundary positions are the positions of the boundaries between the end side of the first
本例では、平行直線境界位置取得部1409は、R個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第2値が連続する第2値領域と、当該第2値領域に、当該第2値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第1値が連続する第1値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって、1番目の境界の位置、及び、3番目の境界の位置を一対の平行直線境界位置として取得する。
In this example, the parallel straight line boundary
平行直線境界位置取得部1409は、取得されたR組の一対の平行直線境界位置を、x方向変動量取得部1403により取得されたx方向変動量と、y方向変動量取得部1408により取得されたy方向変動量と、に基づいて補正する。
The parallel straight line boundary
本例では、平行直線境界位置取得部1409は、R個の行画素群のそれぞれに対して、取得された一対の平行直線境界位置を、x方向変動量取得部1403により取得されたx方向変動量が表す方向と逆の方向へ、当該x方向変動量が表す大きさだけ移動させるとともに、当該一対の平行直線境界位置を、y方向変動量取得部1408により取得されたy方向変動量に、y方向変動量取得部1408により取得された基準直線とx軸方向とにより形成される角度の余接を乗じた値が表す方向と逆の方向へ、当該値が表す大きさだけ移動させるように、当該一対の平行直線境界位置を補正する。換言すると、本例では、平行直線境界位置取得部1409は、R個の行画素群のそれぞれに対して、x方向変動量、及び、y方向変動量が取得される基となった傾斜直線境界位置のx軸方向における変動量を打ち消すように一対の平行直線境界位置を補正する。
In this example, the parallel straight line boundary
距離基準値取得部1410は、平行直線境界位置取得部1409により補正されたR組の一対の平行直線境界位置に基づいて、R個の行画素群のそれぞれに対する距離基準値を取得する。
The distance reference
本例では、距離基準値取得部1410は、平行直線境界位置取得部1409により補正されたR組の一対の平行直線境界位置のそれぞれに対して、当該一対の平行直線境界位置の間の距離を取得する。距離基準値取得部1410は、取得されたR個の距離の平均値を、R個の行画素群のそれぞれに対する距離基準値として取得する。
In this example, the distance reference
z方向変動量取得部1411は、平行直線境界位置取得部1409により補正されたR組の一対の平行直線境界位置のそれぞれに対して、当該一対の平行直線境界位置の間の距離を取得する。z方向変動量取得部1411は、取得されたR個の距離と、距離基準値取得部1410により取得された距離基準値と、に基づいて、R個の行画素群のそれぞれに対するz方向変動量を取得する。
The z-direction fluctuation
図7に表されるように、マーカ部11のz軸方向における位置が基準位置P0から変動位置P1へ変動した場合を想定する。本例では、変動位置P1と撮像部13との間の距離h1は、基準位置P0と撮像部13との間の距離h0よりも長い。従って、マーカ部11のうちの所定の領域VAの画像における大きさは、マーカ部11の位置が基準位置P0から変動位置P1へ変動することにより、縮小する。
As shown in FIG. 7, it is assumed that the position of the
マーカ部11の位置が変動位置P1である場合において取得される、一対の平行直線境界位置の間の距離d1は、数式1により表される。ここで、d0は、マーカ部11の位置が基準位置P0である場合において取得される、一対の平行直線境界位置の間の距離を表す。
z方向変動量Δzは、基準位置P0と撮像部13との間の距離h0と、変動位置P1と撮像部13との間の距離h1と、の差である。従って、z方向変動量Δzは、数式1を用いて、数式2により表される。
本例では、z方向変動量取得部1411は、R個の行画素群のそれぞれに対して、対象物TGが振動していない状態において測定されたマーカ部11と撮像部13との間の距離h0と、距離基準値取得部1410により取得された距離基準値d0と、当該行画素群に対して取得された、一対の平行直線境界位置の間の距離d1と、数式2と、に基づいて、z方向変動量Δzを取得する。
In this example, the z-direction fluctuation
スペクトル解析部1404は、z方向変動量取得部1411により取得されたR個のz方向変動量Δzに対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、z方向変動量Δzの、y軸方向における変化は、z方向変動量Δzの時間に対する変化に対応する。
The
例えば、図8に表されるように、対象物TGがz軸方向にて振動している場合を想定する。この場合、例えば、一対の平行直線境界位置は、一対の曲線L31により表されるように、x軸方向における当該一対の平行直線境界位置の間の距離d1が変動する一対の波線上にそれぞれ位置する。従って、距離基準値d0と、一対の平行直線境界位置の間の距離d1と、数式2と、に基づいて取得されるz方向変動量Δzの、y軸方向における変化は、対象物TGのz軸方向における振動を高い精度にて反映する。 For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that the object TG vibrates in the z-axis direction. In this case, for example, the pair of parallel straight line boundary positions are on a pair of wavy lines in which the distance d 1 between the pair of parallel straight line boundary positions in the x-axis direction varies, as represented by the pair of curves L31. To position. Therefore, the change in the z-direction fluctuation amount Δz obtained based on the distance reference value d 0 , the distance d 1 between the pair of parallel straight line boundary positions, and the mathematical formula 2 in the y-axis direction is the object TG. Reflects the vibration in the z-axis direction with high accuracy.
本例では、スペクトル解析部1404は、R個のz方向変動量Δzに対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことにより、z方向変動量Δzの時間に対する変化の周波数成分であるz方向変動周波数成分を取得する。
In this example, the
振動検出部1405は、スペクトル解析部1404により取得されたz方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのz軸方向における振動を検出する。例えば、振動検出部1405は、所定の周波数成分の強度が、所定の閾値強度以上である場合、対象物TGがz軸方向において振動していると検出してよい。
The
振動検出部1405は、対象物TGがz軸方向において振動していると検出された場合、対象物TGがz軸方向において振動していることを表す情報を出力する。なお、振動検出部1405は、当該情報の出力に加えて、又は、当該情報の出力に代えて、スペクトル解析部1404により取得されたz方向変動周波数成分を出力してもよい。
When it is detected that the object TG is vibrating in the z-axis direction, the
本例では、y方向直線境界位置、傾斜直線境界位置、及び、一対の平行直線境界位置のそれぞれは、境界位置に対応する。本例では、y方向直線基準値、傾斜直線基準値、及び、距離基準値のそれぞれは、基準値に対応する。 In this example, the y-direction straight line boundary position, the inclined straight line boundary position, and the pair of parallel straight line boundary positions each correspond to the boundary position. In this example, the y-direction straight line reference value, the inclined straight line reference value, and the distance reference value each correspond to the reference value.
(動作)
次に、検出装置1の動作について、図9乃至図11を参照しながら説明する。
光源部12は、光を生成する。光源部12により生成された光は、マーカ部11を照射する。次いで、撮像部13は、マーカ部11を含む対象物TGの少なくとも一部を撮影することにより画像を出力する。次いで、検出部14は、撮像部13により出力された画像に対して、規格化処理、及び、二値化処理を行う。
(motion)
Next, the operation of the detection device 1 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
The
次いで、検出部14は、図9にフローチャートにより表される処理を実行する。以下、図9の処理について説明を加える。
検出部14は、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、y方向直線境界位置を取得する(図9のステップS101)。
Next, the
The
次いで、検出部14は、ステップS101にて取得されたP個のy方向直線境界位置に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するy方向直線基準値を取得する(図9のステップS102)。
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS101にて取得されたP個のy方向直線境界位置と、ステップS102にて取得されたP個のy方向直線基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する(図9のステップS103)。
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS103にて取得されたP個のx方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりx方向変動周波数成分を取得する(図9のステップS104)。
次いで、検出部14は、ステップS104にて取得されたx方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのx軸方向における振動を検出する(図9のステップS105)。
このようにして、検出部14は、図9の処理を実行する。
Next, the
Next, the
In this way, the
次いで、検出部14は、図10にフローチャートにより表される処理を実行する。以下、図10の処理について説明を加える。
検出部14は、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、傾斜直線境界位置を取得する(図10のステップS201)。
Next, the
The
次いで、検出部14は、ステップS201にて取得されたQ個の傾斜直線境界位置を、図9のステップS103にて取得されたx方向変動量に基づいて補正する(図10のステップS202)。
次いで、検出部14は、ステップS202にて補正されたQ個の傾斜直線境界位置に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対する傾斜直線基準値を取得する(図10のステップS203)。
Next, the
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS202にて補正されたQ個の傾斜直線境界位置と、ステップS203にて取得されたQ個の傾斜直線基準値と、に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対するy方向変動量を取得する(図10のステップS204)。
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS204にて取得されたQ個のy方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりy方向変動周波数成分を取得する(図10のステップS205)。
次いで、検出部14は、ステップS205にて取得されたy方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのy軸方向における振動を検出する(図10のステップS206)。
このようにして、検出部14は、図10の処理を実行する。
Next, the
Next, the
In this way, the
次いで、検出部14は、図11にフローチャートにより表される処理を実行する。以下、図11の処理について説明を加える。
検出部14は、R個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、一対の平行直線境界位置を取得する(図11のステップS301)。
Next, the
The
次いで、検出部14は、ステップS301にて取得されたR組の一対の平行直線境界位置を、図9のステップS103にて取得されたx方向変動量と、図10のステップS202にて取得されたy方向変動量と、に基づいて補正する(図11のステップS302)。
次いで、検出部14は、ステップS302にて補正されたR組の一対の平行直線境界位置に基づいて、R個の行画素群のそれぞれに対する距離基準値を取得する(図11のステップS303)。
Next, the
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS302にて補正されたR組の一対の平行直線境界位置と、ステップS303にて取得されたR個の距離基準値と、に基づいて、R個の行画素群のそれぞれに対するz方向変動量を取得する(図11のステップS304)。
Next, the
次いで、検出部14は、ステップS304にて取得されたR個のz方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりz方向変動周波数成分を取得する(図11のステップS305)。
次いで、検出部14は、ステップS305にて取得されたz方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのz軸方向における振動を検出する(図11のステップS306)。
このようにして、検出部14は、図11の処理を実行する。
Next, the
Next, the
In this way, the
次いで、検出部14は、対象物TGが、x軸方向、y軸方向、及び、z軸方向の少なくとも1つの方向において振動していると検出された場合、対象物TGが当該方向において振動していることを表す情報を出力する。
Next, when the
以上、説明したように、第1実施形態の検出装置1は、撮像部13と、検出部14と、を備える。撮像部13は、対象物TGを撮影することにより画像を出力する。画像は、第1方向(本例では、y軸方向)にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群を含む。複数の行画素群には、互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられる。複数の行画素群のそれぞれは、第1方向に直交する第2方向(本例では、x軸方向)にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するとともに当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す複数の画素を含む。
As described above, the detection device 1 of the first embodiment includes an
検出部14は、撮像部13により出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、上記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、取得された複数の境界位置に基づいて対象物TGの振動を検出する。
In the image output by the
これによれば、画像に含まれる複数の行画素群は、互いに異なる複数の処理期間にてそれぞれ入射する光の量を表す。ところで、連続する2つの処理期間の間隔は、撮影間隔よりも短い。従って、複数の行画素群に対してそれぞれ取得される複数の境界位置は、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を反映できる。この結果、検出装置1によれば、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を検出できる。 According to this, the plurality of row pixel groups included in the image represent the amount of light incident on each of the plurality of processing periods different from each other. By the way, the interval between two consecutive processing periods is shorter than the imaging interval. Therefore, the plurality of boundary positions acquired for each of the plurality of row pixel groups can reflect the vibration having a sufficiently short period with respect to the shooting interval. As a result, according to the detection device 1, vibration having a period sufficiently short with respect to the photographing interval can be detected.
ところで、グローバルシャッター方式を用いる撮像部において振動を検出するためには、撮影間隔は、ナイキスト周波数の制約に従って、当該振動の周期の1/2倍以下である必要があることが知られている。従って、例えば、数kHzの周波数を有する振動を検出するためには、1万フレーム毎秒に近いフレームレートを有する撮像部が必要とされる。このような撮像部を製造することは困難であることが多いため、高価であることが多い。 By the way, in order to detect vibration in an imaging unit using the global shutter method, it is known that the shooting interval needs to be 1/2 times or less of the period of the vibration according to the restriction of the Nyquist frequency. Therefore, for example, in order to detect vibration having a frequency of several kHz, an imaging unit having a frame rate close to 10,000 frames per second is required. Since it is often difficult to manufacture such an imaging unit, it is often expensive.
これに対し、検出装置1によれば、例えば、安価であり、且つ、一般に流通する工業用カメラを用いることにより、対象物TGの振動を検出できる。また、検出装置1によれば、例えば、数Hz乃至数kHzの周波数を有する振動を検出できる。また、検出装置1によれば、例えば、数十μm乃至数mmの振幅を有する振動を検出できる。 On the other hand, according to the detection device 1, for example, the vibration of the object TG can be detected by using an inexpensive and generally distributed industrial camera. Further, according to the detection device 1, for example, vibration having a frequency of several Hz to several kHz can be detected. Further, according to the detection device 1, for example, vibration having an amplitude of several tens of μm to several mm can be detected.
また、例えば、検出装置1によれば、対象物TGに配線を行うことなく、対象物TGの振動を検出できる。 Further, for example, according to the detection device 1, the vibration of the object TG can be detected without wiring the object TG.
更に、第1実施形態の検出装置1において、検出部14は、取得された複数の境界位置の少なくとも一部に基づいて、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して基準値を取得し、取得された基準値と、取得された複数の境界位置と、に基づいて対象物TGの振動を検出する。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, the
例えば、対象物TGに対する撮像部13の位置を特定できない場合、対象物TGが振動していない状態における境界位置を特定できない。このため、対象物TGの振動を高い精度にて検出できない虞があった。
これに対し、検出装置1によれば、取得された複数の境界位置に基づいて、対象物TGが振動していない状態における行画素群毎の基準値を取得できる。従って、対象物TGに対する撮像部13の位置を特定できない場合であっても、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
なお、第1実施形態の変形例の検出装置1において、検出部14は、取得された複数の境界位置に基づいて基準値を取得することなく、予め定められた基準値を用いてもよい。
For example, when the position of the
On the other hand, according to the detection device 1, it is possible to acquire a reference value for each row pixel group in a state where the object TG is not vibrating, based on the acquired plurality of boundary positions. Therefore, even when the position of the
In the detection device 1 of the modified example of the first embodiment, the
更に、第1実施形態の検出装置1は、対象物TGに固定され、且つ、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成するマーカ部11を備える。撮像部13は、マーカ部11を撮影することにより画像を出力する。検出部14は、対象物TGの振動を検出する。
Further, the detection device 1 of the first embodiment includes a
対象物TGの表面において互いに隣接する複数の領域にて反射される光の量が、略同じであることがある。この場合、境界位置を高い精度にて取得できない虞があった。
これに対し、検出装置1によれば、反射される光の量が互いに異なる複数の領域を形成するマーカ部11が対象物TGに固定される。従って、マーカ部11が撮影されることにより出力された画像を用いることにより、境界位置を高い精度にて取得できる。この結果、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
The amount of light reflected by a plurality of regions adjacent to each other on the surface of the object TG may be substantially the same. In this case, there is a risk that the boundary position cannot be obtained with high accuracy.
On the other hand, according to the detection device 1, the
更に、第1実施形態の検出装置1において、マーカ部11は、複数の領域のうちの少なくとも1つが再帰性反射材からなる。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, at least one of the plurality of regions of the
これによれば、再帰性反射材からなる領域にて反射される光の量を大きくすることができる。この結果、境界位置を高い精度にて取得できるので、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 According to this, the amount of light reflected in the region made of the retroreflective material can be increased. As a result, since the boundary position can be acquired with high accuracy, the vibration of the object TG can be detected with high accuracy.
更に、第1実施形態の検出装置1において、マーカ部11は、複数の領域の境界の少なくとも一部が、第1方向(本例では、y軸方向)にて延びる直線を形成する。検出部14は、取得された複数の境界位置の少なくとも一部の第2方向(本例では、x軸方向)における変動量の、第1方向における変化に基づいて、第2方向における対象物TGの振動を検出する。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, the
第1方向にて延びる直線を形成する境界の境界位置の第2方向における変動量は、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、検出装置1によれば、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 The amount of fluctuation in the second direction of the boundary position of the boundary forming the straight line extending in the first direction reflects the vibration of the object TG in the second direction with high accuracy. Therefore, according to the detection device 1, the vibration of the object TG in the second direction can be detected with high accuracy.
更に、第1実施形態の検出装置1において、マーカ部11は、複数の領域の境界の少なくとも一部が、第1方向に対して傾斜する直線である傾斜直線を形成する。検出部14は、取得された複数の境界位置の少なくとも一部の第2方向における変動量の、第1方向における変化に基づいて、第1方向における対象物TGの振動を検出する。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, the
傾斜直線を形成する境界の境界位置の第2方向における変動量は、第1方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、検出装置1によれば、第1方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 The amount of fluctuation in the second direction of the boundary position of the boundary forming the inclined straight line reflects the vibration of the object TG in the first direction with high accuracy. Therefore, according to the detection device 1, the vibration of the object TG in the first direction can be detected with high accuracy.
更に、第1実施形態の検出装置1において、マーカ部11は、複数の領域の境界の少なくとも一部が、第2方向と異なる方向(本例では、第1方向)にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。検出部14は、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、取得された2つの境界位置の間の距離を取得し、取得された複数の距離の、第1方向における変化に基づいて、第1方向及び第2方向に直交する第3方向(本例では、z軸方向)における対象物TGの振動を検出する。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, in the
互いに平行である一対の直線を形成する境界の境界位置の間の第2方向における距離は、第3方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、検出装置1によれば、第3方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 The distance in the second direction between the boundary positions of the boundaries forming a pair of straight lines parallel to each other reflects the vibration of the object TG in the third direction with high accuracy. Therefore, according to the detection device 1, the vibration of the object TG in the third direction can be detected with high accuracy.
更に、第1実施形態の検出装置1において、検出部14は、取得された複数の境界位置の少なくとも一部を、第2方向における変動量に基づいて補正し、補正された境界位置に基づいて、第1方向又は第3方向における対象物TGの振動を検出する。
Further, in the detection device 1 of the first embodiment, the
これによれば、第1方向又は第3方向における対象物TGの振動をより一層高い精度にて検出できる。 According to this, the vibration of the object TG in the first direction or the third direction can be detected with higher accuracy.
なお、第1実施形態の変形例の検出装置1は、光源部12を備えなくてもよい。
また、第1実施形態の変形例の検出装置1は、マーカ部11を備えなくてもよい。この場合、検出装置1は、マーカ部11に代えて、対象物TGの一部(例えば、ボルト、ナット、タグ、プレート、又は、意匠等)を用いて、対象物TGの振動を検出してもよい。
The detection device 1 of the modified example of the first embodiment does not have to include the
Further, the detection device 1 of the modified example of the first embodiment does not have to include the
また、第1実施形態の変形例の検出装置1は、x軸方向、y軸方向、及び、z軸方向のうちの少なくとも1つにおける対象物TGの振動を検出するとともに、他の方向における対象物TGの振動を検出しなくてもよい。 Further, the detection device 1 of the modified example of the first embodiment detects the vibration of the object TG in at least one of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, and also detects the vibration of the object TG in the other direction. It is not necessary to detect the vibration of the object TG.
また、第1実施形態の変形例の検出装置1は、複数の対象物TGにそれぞれ固定された複数のマーカ部11を備えるとともに、撮像部13が複数のマーカ部11を撮影することにより画像を出力し、検出部14が複数の対象物TGのそれぞれの振動を検出してもよい。この場合、複数の対象物TGは、互いに異なる複数の装置をそれぞれ構成してもよい。また、複数の対象物TGは、1つの装置を構成する複数の構成部材をそれぞれ構成してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the first embodiment includes a plurality of
また、第1実施形態の変形例の検出装置1は、複数の撮像部13を備えるとともに、複数の撮像部13のそれぞれがマーカ部11を撮影することにより画像を出力し、検出部14が複数の画像に基づいて、マーカ部11が固定された対象物TGの振動を検出してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the first embodiment includes a plurality of
また、第1実施形態の変形例の検出装置1は、撮像部13により出力される画像に含まれる複数の画素の一部に基づいて、対象物TGの振動を検出してもよい。例えば、画像が、複数の行画素群からなるブロックを複数含むとともに、複数のブロックに、互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられる場合、検出部14は、各ブロックを代表する行画素群に基づいて対象物TGの振動を検出してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the first embodiment may detect the vibration of the object TG based on a part of a plurality of pixels included in the image output by the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の検出装置について説明する。第2実施形態の検出装置は、第1実施形態の検出装置に対して、マーカ部の領域の形状が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
<Second Embodiment>
Next, the detection device of the second embodiment will be described. The detection device of the second embodiment has a different shape of the area of the marker portion from the detection device of the first embodiment. Hereinafter, the differences will be mainly described. In the description of the second embodiment, those having the same reference numerals as those used in the first embodiment are the same or substantially the same.
(構成)
図12に表されるように、第2実施形態のマーカ部11Aは、正方形状である。なお、マーカ部11Aは、正方形状と異なる形状(例えば、長方形状、円形状、楕円形状、又は、多角形状等)であってもよい。
本例では、マーカ部11Aは、x軸方向における両端辺が、y軸方向に対して、45度よりも小さい角度だけ傾斜する方向にて延びる。なお、マーカ部11Aは、x軸方向における両端辺がy軸方向にて延びていてもよい。
本例では、マーカ部11Aは、1つの構成体により構成される。なお、マーカ部11Aは、複数の構成体により構成されていてもよい。この場合、複数の構成体は、互いに異なる複数の位置にそれぞれ固定されてよい。
(Constitution)
As shown in FIG. 12, the
In this example, the
In this example, the
マーカ部11Aは、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成する。本例では、マーカ部11Aは、第1領域111Aと、第1領域111Aに囲まれるように第1領域111Aに隣接する第2領域112Aと、第2領域112Aに囲まれるように第2領域112Aに隣接する第3領域113Aと、第3領域113Aに囲まれるように第3領域113Aに隣接する第4領域114Aと、を有する。
The
本例では、第1領域111Aは、反射される光の量が第3領域113Aと等しい。第2領域112Aは、反射される光の量が第4領域114Aと等しい。第1領域111A、及び、第3領域113Aは、反射される光の量が、第2領域112A、及び、第4領域114Aよりも小さい。
In this example, the amount of reflected light in the
本例では、第2領域112A、及び、第4領域114Aは、再帰性反射材からなる。本例では、第1領域111A、及び、第3領域113Aは、再帰性反射材と異なる材料(例えば、紙、布、樹脂、金属、又は、セラミクス等)からなる。本例では、第1領域111A、及び、第3領域113Aは、黒色を有する。なお、第1領域111A、及び、第3領域113Aは、黒色と異なる色を有していてもよい。
In this example, the
また、第2領域112A、及び、第4領域114Aは、再帰性反射材からなっていなくてもよい。この場合、例えば、第2領域112A、及び、第4領域114Aは、白色を有するとともに、第1領域111A、及び、第3領域113Aは、白色と異なる色(例えば、黒色)を有していてもよい。
また、第1領域111A、第2領域112A、第3領域113A、及び、第4領域114Aのうちの少なくとも1つは、対象物TGの表面であってもよい。例えば、第1領域111A、及び、第3領域113Aは、対象物TGの表面であってもよい。
Further, the
Further, at least one of the
第2領域112Aは、マーカ部11Aのうちの中央部に中心を有する円形状である。従って、第2領域112Aと第1領域111Aとの境界は、円を形成する。
The
第3領域113Aは、所定の幅を有する帯状である。第3領域113Aは、第2領域112Aの内部に位置する長方形に沿って延びる。本例では、第3領域113Aの4つの端辺は、マーカ部11Aの4つの端辺とそれぞれ平行である。
The
第3領域113Aは、第3領域113Aのうちの、y軸方向における両端辺をそれぞれ形成する一対の辺部1131Aと、第3領域113Aのうちの、x軸方向における両端辺をそれぞれ形成する一対の辺部1132Aと、を有する。
The
本例では、一対の辺部1131A、及び、一対の辺部1132Aのそれぞれは、y軸方向に対して傾斜する方向にて延びる。従って、第3領域113Aと、第2領域112A又は第4領域114Aと、の境界は、y軸方向に対して傾斜する直線である傾斜直線を形成する。
In this example, each of the pair of
また、本例では、一対の辺部1131Aは、互いに平行に延びる。従って、一対の辺部1131Aと、第2領域112A又は第4領域114Aと、の境界は、x軸方向と異なる方向にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
Further, in this example, the pair of
同様に、一対の辺部1132Aは、互いに平行に延びる。従って、一対の辺部1132Aと、第2領域112A又は第4領域114Aと、の境界は、x軸方向と異なる方向にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
Similarly, the pair of
本例では、一対の辺部1131Aのそれぞれの幅は、一対の辺部1132Aのそれぞれの幅よりも僅かに大きい。なお、一対の辺部1131Aのそれぞれの幅は、一対の辺部1132Aのそれぞれの幅以下であってもよい。
In this example, the width of each of the pair of
第3領域113Aは、長方形の一対の隅部にて、当該一対の隅部と第1領域とをそれぞれ連結する一対の連結部1133Aを有する。一対の連結部1133Aのそれぞれは、所定の幅を有する帯状である。
The
第4領域114Aは、第3領域113Aの内部に位置する長方形状である。本例では、第4領域114Aの4つの端辺は、マーカ部11Aの4つの端辺とそれぞれ平行である。
The
(機能)
図13に表されるように、第2実施形態の検出部14Aの機能は、第1実施形態の検出部14の機能のうちの、y方向直線境界位置取得部1401、y方向直線基準値取得部1402、及び、x方向変動量取得部1403に代えて、円境界位置取得部1412A、中心直線基準値取得部1413A、及び、x方向変動量取得部1414Aを備える点を除いて、第1実施形態の検出部14の機能と同じである。
(function)
As shown in FIG. 13, the functions of the detection unit 14A of the second embodiment include the y-direction straight line boundary
円境界位置取得部1412Aは、M個の行画素群から、マーカ部11のうちの、y軸方向における両端部(本例では、マーカ部11Aのうちの、第1領域111Aのみが存在する部分)を除いた部分に対応する、P個の行画素群を抽出する。Pは、Mよりも小さい整数を表す。
The circular boundary
円境界位置取得部1412Aは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、一対の円境界位置を取得する。本例では、一対の円境界位置は、第2領域112Aと、第1領域111Aと、の境界の位置に対応する。
The circular boundary
本例では、円境界位置取得部1412Aは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第1値が連続する第1値領域と、当該第1値領域に、当該第1値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第2値が連続する第2値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって1番目の境界の位置と、第1値が連続する第1値領域と、当該第1値領域に、当該第1値領域よりもx軸の負方向の位置にて隣接し且つ第2値が連続する第2値領域と、の境界の中で、x軸の正方向における端からx軸の負方向へ向かって1番目の境界の位置と、を一対の円境界位置として取得する。
In this example, the circular boundary
中心直線基準値取得部1413Aは、円境界位置取得部1412Aにより取得されたP組の一対の円境界位置に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対する中心直線基準値を取得する。
The center line reference
本例では、中心直線基準値取得部1413Aは、P個の行画素群のそれぞれに対して、円境界位置取得部1412Aにより取得された一対の円境界位置の中点である中点位置を取得する。中心直線基準値取得部1413Aは、y軸方向にて延びるとともに、取得されたP個の中点位置に対する距離の総和が最小である直線を基準直線として取得する。なお、中心直線基準値取得部1413Aは、y軸方向にて延びるとともに、取得されたP個の中点位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を基準直線として取得してもよい。
In this example, the central straight line reference
中心直線基準値取得部1413Aは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、取得された基準直線と交差する画素の位置を、中心直線基準値として取得する。
The center straight line reference
x方向変動量取得部1414Aは、円境界位置取得部1412Aにより取得されたP組の一対の円境界位置と、中心直線基準値取得部1413Aにより取得されたP個の中心直線基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する。本例では、x方向変動量は、一対の円境界位置の中点である中点位置と、中心直線基準値と、のx軸方向における位置の差である。
The x-direction fluctuation
スペクトル解析部1404は、x方向変動量取得部1414Aにより取得されたP個のx方向変動量に対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、x方向変動量の、y軸方向における変化は、x方向変動量の時間に対する変化に対応する。
The
例えば、図5に表されるように、対象物TGがx軸方向にて振動している場合を想定する。この場合、例えば、中点位置は、曲線L11により表されるように、x軸方向にて変動する波線上に位置する。従って、直線L10により表される基準直線上の中心直線基準値と、中点位置と、のx軸方向における位置の差であるx方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのx軸方向における振動を高い精度にて反映する。 For example, as shown in FIG. 5, it is assumed that the object TG vibrates in the x-axis direction. In this case, for example, the midpoint position is located on a wavy line that fluctuates in the x-axis direction, as represented by the curve L11. Therefore, the change in the x-direction fluctuation amount, which is the difference between the center straight line reference value on the reference straight line represented by the straight line L10 and the midpoint position in the x-axis direction, is the change in the y-axis direction of the object TG. Reflects vibration in the x-axis direction with high accuracy.
また、対象物TGがy軸方向にて振動している場合であっても、基準直線がy軸方向にて延びているので、y軸方向における振動は、x方向変動量に反映されにくい。更に、対象物TGがz軸方向にて振動している場合であっても、当該振動に伴って基準直線が移動しにくいので、z軸方向における振動は、x方向変動量に反映されにくい。従って、x方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのx軸方向における振動を高い精度にて反映できる。 Further, even when the object TG vibrates in the y-axis direction, the reference straight line extends in the y-axis direction, so that the vibration in the y-axis direction is not easily reflected in the amount of fluctuation in the x-direction. Further, even when the object TG vibrates in the z-axis direction, the reference straight line does not easily move with the vibration, so that the vibration in the z-axis direction is not easily reflected in the amount of fluctuation in the x-direction. Therefore, the change in the amount of fluctuation in the x-direction in the y-axis direction can reflect the vibration of the object TG in the x-axis direction with high accuracy.
本例では、円境界位置は、境界位置に対応する。本例では、中心直線基準値は、基準値に対応する。 In this example, the circle boundary position corresponds to the boundary position. In this example, the central straight line reference value corresponds to the reference value.
(動作)
次に、第2実施形態の検出装置1の動作について、図14を参照しながら説明する。
第2実施形態の検出装置1は、図9の処理に代えて、図14の処理を実行する点を除いて、第1実施形態の検出装置1と同様に動作する。
(motion)
Next, the operation of the detection device 1 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
The detection device 1 of the second embodiment operates in the same manner as the detection device 1 of the first embodiment except that the process of FIG. 14 is executed instead of the process of FIG.
以下、図14の処理について説明を加える。
検出部14Aは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、一対の円境界位置を取得する(図14のステップS101A)。
Hereinafter, the processing of FIG. 14 will be described.
The detection unit 14A acquires a pair of circular boundary positions for each of the P row pixel groups based on the N pixels included in the row pixel group (step S101A in FIG. 14).
次いで、検出部14Aは、ステップS101Aにて取得されたP組の一対の円境界位置に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対する中心直線基準値を取得する(図14のステップS102A)。 Next, the detection unit 14A acquires the center straight line reference value for each of the P row pixel groups based on the pair of circular boundary positions of the P set acquired in step S101A (step S102A in FIG. 14).
次いで、検出部14Aは、ステップS101Aにて取得されたP組の一対の円境界位置と、ステップS102Aにて取得されたP個の中心直線基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する(図14のステップS103A)。 Next, the detection unit 14A has P row pixel groups based on the pair of circle boundary positions of the P set acquired in step S101A and the P center straight line reference values acquired in step S102A. The amount of variation in the x-direction for each of the above is acquired (step S103A in FIG. 14).
次いで、検出部14Aは、ステップS103Aにて取得されたP個のx方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりx方向変動周波数成分を取得する(図14のステップS104A)。
次いで、検出部14Aは、ステップS104Aにて取得されたx方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのx軸方向における振動を検出する(図14のステップS105A)。
このようにして、検出部14Aは、図14の処理を実行する。
Next, the detection unit 14A acquires the x-direction fluctuation frequency component by performing Fourier transform processing, wavelet transform processing, or the like on the P x-direction fluctuation amounts acquired in step S103A (step S104A in FIG. 14). ).
Next, the detection unit 14A detects the vibration of the object TG in the x-axis direction based on the x-direction fluctuation frequency component acquired in step S104A (step S105A in FIG. 14).
In this way, the detection unit 14A executes the process shown in FIG.
以上、説明したように、第2実施形態の検出装置1によれば、第1実施形態の検出装置1と同様の作用及び効果が奏される。
更に、第2実施形態の検出装置1において、マーカ部11Aは、複数の領域の境界の少なくとも一部が、円の少なくとも一部を形成する。検出部14Aは、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、取得された2つの境界位置の中点である中点位置を取得し、取得された複数の中点位置の第2方向(本例では、x軸方向)における変動量の、第1方向(本例では、y軸方向)における変化に基づいて、第2方向における対象物TGの振動を検出する。
As described above, according to the detection device 1 of the second embodiment, the same operations and effects as those of the detection device 1 of the first embodiment are exhibited.
Further, in the detection device 1 of the second embodiment, in the
例えば、複数の領域の境界が直線を形成し、この直線を形成する境界の境界位置を取得する場合、この直線が第2方向に平行である状態に近づくにつれて、境界位置を取得可能な行画素群の数が少なくなる。このため、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できないことがある。 For example, when the boundary of a plurality of regions forms a straight line and the boundary position of the boundary forming the straight line is acquired, the row pixel whose boundary position can be acquired as the straight line approaches the state of being parallel to the second direction. The number of groups is reduced. Therefore, the vibration of the object TG in the second direction may not be detected with high accuracy.
これに対し、検出装置1によれば、対象物TGに対するマーカ部11Aの回転角度に関わらず、複数の行画素群のそれぞれに対して中点位置を取得できる。これにより、例えば、マーカ部11の固定、又は、撮像部13の設置に伴って生じ得る、マーカ部11と撮像部13との位置関係の相違が、対象物TGの振動の検出に対する精度に及ぼす影響を抑制できる。更に、複数の行画素群に対してそれぞれ取得された複数の中点位置の第2方向における変動量は、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
On the other hand, according to the detection device 1, the midpoint position can be acquired for each of the plurality of row pixel groups regardless of the rotation angle of the
<第2実施形態の第1変形例>
次に、第2実施形態の第1変形例の検出装置について説明する。第2実施形態の第1変形例の検出装置は、第2実施形態の検出装置に対して、マーカ部の領域の形状が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第2実施形態の第1変形例の説明において、第2実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
<First modification of the second embodiment>
Next, the detection device of the first modification of the second embodiment will be described. The detection device of the first modification of the second embodiment has a different shape of the area of the marker portion from the detection device of the second embodiment. Hereinafter, the differences will be mainly described. In the description of the first modification of the second embodiment, those having the same reference numerals as those used in the second embodiment are the same or substantially the same.
(構成)
図15に表されるように、第2実施形態の第1変形例のマーカ部11Bは、円形状である。
本例では、マーカ部11Bは、1つの構成体により構成される。なお、マーカ部11Bは、複数の構成体により構成されていてもよい。この場合、複数の構成体は、互いに異なる複数の位置にそれぞれ固定されてよい。
マーカ部11Bは、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成する。本例では、マーカ部11Bは、第1領域111Bと、第1領域111Bに囲まれるように第1領域111Bに隣接する、一対の第2領域112Bと、を有する。
(Constitution)
As shown in FIG. 15, the
In this example, the
The
更に、マーカ部11Bは、対象物TGに固定されることにより、マーカ部11Bの外部の領域を形成する。従って、本例では、第1領域111Bと、マーカ部11Bの外部の領域と、の境界は、円を形成する。
Further, the
本例では、第1領域111Bは、反射される光の量が、第2領域112Bよりも小さい。更に、本例では、第1領域111Bは、反射される光の量が、マーカ部11Bの外部の領域よりも小さい。
In this example, the amount of reflected light in the
本例では、一対の第2領域112Bは、再帰性反射材からなる。本例では、第1領域111Bは、再帰性反射材と異なる材料(例えば、紙、布、樹脂、金属、又は、セラミクス等)からなる。本例では、第1領域111Bは、黒色を有する。なお、第1領域111Bは、黒色と異なる色を有していてもよい。
In this example, the pair of
また、一対の第2領域112Bは、再帰性反射材からなっていなくてもよい。この場合、例えば、一対の第2領域112Bは、白色を有するとともに、第1領域111Bは、白色と異なる色(例えば、黒色)を有していてもよい。本例では、マーカ部11Bの外部の領域は、光沢を有する金属からなる。本例では、マーカ部11Bの外部の領域は、対象物TGの表面である。
なお、一対の第2領域112Bのうちの少なくとも1つは、対象物TGの表面であってもよい。
Further, the pair of
At least one of the pair of
一対の第2領域112Bのそれぞれは、所定の幅を有する帯状である。一対の第2領域112Bのそれぞれは、L字状である。一対の第2領域112Bは、第1領域111Bの内部に位置する長方形に沿って延びる。一対の第2領域112Bは、x軸方向における両端辺が、y軸方向に対して、45度よりも小さい角度だけ傾斜する方向にて延びる。
Each of the pair of
一対の第2領域112Bは、一対の第2領域112Bのうちの、y軸方向における両端辺をそれぞれ形成する一対の辺部1121Bと、一対の第2領域112Bのうちの、x軸方向における両端辺をそれぞれ形成する一対の辺部1122Bと、を有する。
The pair of
本例では、一対の辺部1121B、及び、一対の辺部1122Bのそれぞれは、y軸方向に対して傾斜する方向にて延びる。従って、一対の辺部1121B、及び、一対の辺部1122Bのそれぞれと、第1領域111Bと、の境界は、y軸方向に対して傾斜する直線である傾斜直線を形成する。
In this example, each of the pair of
また、本例では、一対の辺部1121Bは、互いに平行に延びる。従って、一対の辺部1121Bと、第1領域111Bと、の境界は、x軸方向と異なる方向にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
Further, in this example, the pair of
同様に、一対の辺部1122Bは、互いに平行に延びる。従って、一対の辺部1122Bと、第1領域111Bと、の境界は、x軸方向と異なる方向にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
Similarly, the pair of
本例では、一対の辺部1121Bのそれぞれの幅は、一対の辺部1122Bのそれぞれの幅よりも僅かに大きい。なお、一対の辺部1121Bのそれぞれの幅は、一対の辺部1122Bのそれぞれの幅以下であってもよい。
In this example, the width of each of the pair of
以上、説明したように、第2実施形態の第1変形例の検出装置1によれば、第2実施形態の検出装置1と同様の作用及び効果が奏される。 As described above, according to the detection device 1 of the first modification of the second embodiment, the same operations and effects as those of the detection device 1 of the second embodiment are exhibited.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の検出装置について説明する。第3実施形態の検出装置は、第1実施形態の検出装置に対して、マーカ部の領域の形状が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第3実施形態の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
<Third Embodiment>
Next, the detection device of the third embodiment will be described. The detection device of the third embodiment has a different shape of the area of the marker portion from the detection device of the first embodiment. Hereinafter, the differences will be mainly described. In the description of the third embodiment, those having the same reference numerals as those used in the first embodiment are the same or substantially the same.
(構成)
図16に表されるように、第3実施形態のマーカ部11Cは、長方形状である。なお、マーカ部11Cは、長方形状と異なる形状(例えば、正方形状、円形状、楕円形状、又は、多角形状等)であってもよい。
本例では、マーカ部11Cは、1つの構成体により構成される。なお、マーカ部11Cは、複数の構成体により構成されていてもよい。この場合、複数の構成体は、互いに異なる複数の位置にそれぞれ固定されてよい。
本例では、マーカ部11Cは、x軸方向における両端辺が、y軸方向に対して、45度よりも小さい角度だけ傾斜する方向にて延びる。なお、マーカ部11Cは、x軸方向における両端辺がy軸方向にて延びていてもよい。
(Constitution)
As shown in FIG. 16, the marker portion 11C of the third embodiment has a rectangular shape. The marker portion 11C may have a shape different from the rectangular shape (for example, a square shape, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or the like).
In this example, the marker unit 11C is composed of one component. The marker unit 11C may be composed of a plurality of components. In this case, the plurality of components may be fixed at a plurality of positions different from each other.
In this example, the marker portion 11C extends in a direction in which both ends in the x-axis direction are inclined by an angle smaller than 45 degrees with respect to the y-axis direction. In the marker portion 11C, both ends in the x-axis direction may extend in the y-axis direction.
マーカ部11Cは、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成する。本例では、マーカ部11Cは、第1領域111Cと、第1領域111Cに囲まれるように第1領域111Cに隣接する第2領域112Cと、を有する。第1領域111Cは、第2領域112Cよりも反射される光の量が大きい。
The marker unit 11C forms a plurality of regions adjacent to each other while the amount of reflected light is different from each other. In this example, the marker portion 11C has a
本例では、第1領域111Cは、再帰性反射材からなる。本例では、第2領域112Cは、再帰性反射材と異なる材料(例えば、紙、布、樹脂、金属、又は、セラミクス等)からなる。本例では、第2領域112Cは、黒色を有する。なお、第2領域112Cは、黒色と異なる色を有していてもよい。
また、第1領域111Cは、再帰性反射材からなっていなくてもよい。この場合、例えば、第1領域111Cは、白色を有するとともに、第2領域112Cは、白色と異なる色(例えば、黒色)を有していてもよい。
また、第1領域111C、及び、第2領域112Cのうちの少なくとも1つは、対象物TGの表面であってもよい。例えば、第2領域112Cは、対象物TGの表面であってもよい。
In this example, the
Further, the
Further, at least one of the
第2領域112Cは、所定の幅を有する線状である。本例では、第2領域112Cは、N字状である。第2領域112Cは、第1直線部1121Cと、第2直線部1122Cと、第3直線部1123Cと、を含む。
The
第1直線部1121Cは、マーカ部11Cのうちの、x軸の負方向における端部において、マーカ部11Cのうちの、x軸の負方向における端辺との間の距離が、y軸の正方向へ向かって長くなるように、当該端辺に対して傾斜する方向にて延びる。従って、第2領域112Cの第1直線部1121Cと第1領域111Cとの境界は、x軸方向と異なる方向にて延びる第1直線を形成する。
In the first
第2直線部1122Cは、マーカ部11Cのうちの、x軸方向における中央部において、マーカ部11Cのうちの、x軸の負方向における端辺との間の距離が、y軸の負方向へ向かって長くなるように、当該端辺に対して傾斜する方向にて延びる。従って、第2領域112Cの第2直線部1122Cと第1領域111Cとの境界は、x軸方向と異なる方向にて延びるとともに第1直線と異なる方向にて延びる第2直線を形成する。
In the second
本例では、第2直線部1122Cは、第1直線部1121Cのうちの、y軸の正方向における端部と、第3直線部1123Cのうちの、y軸の負方向における端部と、を連結するように延びる。
In this example, the second
第3直線部1123Cは、マーカ部11Cのうちの、x軸の正方向における端部において、マーカ部11Cのうちの、x軸の負方向における端辺との間の距離が、y軸の正方向へ向かって長くなるように、当該端辺に対して傾斜する方向にて延びる。従って、第2領域112Cの第3直線部1123Cと第1領域111Cとの境界は、x軸方向と異なる方向にて延びる第3直線を形成する。
In the third
本例では、第3直線部1123Cは、第1直線部1121Cと平行である。従って、第3直線は、第1直線と平行である。
このように、第1直線部1121Cと第1領域111Cとの境界、及び、第3直線部1123Cと第1領域111Cとの境界は、x軸方向と異なる方向(本例では、y軸方向に対して僅かに傾斜する方向)にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成する。
In this example, the third
As described above, the boundary between the first
(機能)
図17に表されるように、第3実施形態の検出部14Cの機能は、第1実施形態の検出部14の機能のうちの、y方向直線境界位置取得部1401、y方向直線基準値取得部1402、x方向変動量取得部1403、傾斜直線境界位置取得部1406、傾斜直線基準値取得部1407、及び、y方向変動量取得部1408に代えて、直線境界位置群取得部1421C、距離比基準値取得部1422C、y方向変動量取得部1423C、直線境界位置取得部1424C、直線基準値取得部1425C、及び、x方向変動量取得部1426Cを備える点を除いて、第1実施形態の検出部14の機能と同じである。
(function)
As shown in FIG. 17, the functions of the detection unit 14C of the third embodiment include the y-direction straight line boundary
直線境界位置群取得部1421Cは、M個の行画素群から、マーカ部11Cのうちの、y軸方向における両端部を除いた部分(本例では、マーカ部11Cのうちの、第1直線部1121C、第2直線部1122C、及び、第3直線部1123Cのすべてが存在する部分)に対応する、P個の行画素群を抽出する。Pは、Mよりも小さい整数を表す。
The straight line boundary position
直線境界位置群取得部1421Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、直線境界位置群を取得する。本例では、直線境界位置群は、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置を含む。
The linear boundary position
本例では、第1直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応する。第2直線境界位置は、第2直線部1122Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応する。第3直線境界位置は、第3直線部1123Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応する。
In this example, the first straight line boundary position corresponds to the position of the boundary between the end side of the first
なお、第1直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応してもよい。第2直線境界位置は、第2直線部1122Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応してもよい。第3直線境界位置は、第3直線部1123Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置に対応してもよい。
The first straight line boundary position may correspond to the position of the boundary between the end side of the first
また、第1直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、第1直線部1121Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。第2直線境界位置は、第2直線部1122Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、第2直線部1122Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。第3直線境界位置は、第3直線部1123Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、第3直線部1123Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第1領域111Cと、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。
Further, the first straight line boundary position is the position of the boundary between the end side of the first
本例では、直線境界位置群取得部1421Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第2値が連続する第2値領域と、当該第2値領域に、当該第2値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第1値が連続する第1値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって、1番目乃至3番目の境界の位置を、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置としてそれぞれ取得する。
In this example, the linear boundary position
距離比基準値取得部1422Cは、直線境界位置群取得部1421Cにより取得されたP個の直線境界位置群に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対する距離比基準値を取得する。
The distance ratio reference
本例では、距離比基準値取得部1422Cは、直線境界位置群取得部1421Cにより取得されたP個の第1直線境界位置に対する距離の総和が最小である直線を第1基準直線として取得する。なお、距離比基準値取得部1422Cは、直線境界位置群取得部1421Cにより取得されたP個の第1直線境界位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を第1基準直線として取得してもよい。
In this example, the distance ratio reference
距離比基準値取得部1422Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、取得された第1基準直線と交差する画素の位置を、第1直線基準値として取得する。
The distance ratio reference
距離比基準値取得部1422Cは、第1直線境界位置に基づいて第1直線基準値を取得する方法と同様の方法を用いて、第2直線境界位置に基づいて第2直線基準値を取得するとともに、第3直線境界位置に基づいて第3直線基準値を取得する。
The distance ratio reference
距離比基準値取得部1422Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、取得された、第1直線基準値、第2直線基準値、及び、第3直線基準値に基づいて、距離比基準値を取得する。
The distance ratio reference
距離比基準値は、第1直線基準値、第2直線基準値、及び、第3直線基準値のうちの、2個の直線基準値からなる第1位置ペアの間の第1距離と、第1直線基準値、第2直線基準値、及び、第3直線基準値のうちの、第1位置ペアと異なる2個の直線基準値からなる第2位置ペアの間の第2距離と、の比である。 The distance ratio reference value is the first distance between the first position pair consisting of two straight line reference values among the first straight line reference value, the second straight line reference value, and the third straight line reference value, and the first. The ratio of the 1st straight line reference value, the 2nd straight line reference value, and the 3rd straight line reference value to the 2nd distance between the 2nd position pair consisting of 2 straight line reference values different from the 1st position pair. Is.
本例では、距離比基準値は、第1直線基準値、及び、第2直線基準値からなる第1位置ペアの間の第1距離の、第2直線基準値、及び、第3直線基準値からなる第2位置ペアの間の第2距離に対する比である。なお、第1位置ペアが、第1直線基準値、及び、第2直線基準値からなるとともに、第2位置ペアが、第1直線基準値、及び、第3直線基準値からなっていてもよい。また、第1位置ペアが、第1直線基準値、及び、第3直線基準値からなるとともに、第2位置ペアが、第2直線基準値、及び、第3直線基準値からなっていてもよい。 In this example, the distance ratio reference value is the second straight line reference value and the third straight line reference value of the first distance between the first straight line reference value and the first position pair consisting of the second straight line reference value. A ratio to a second distance between a second position pair consisting of. The first position pair may consist of the first straight line reference value and the second straight line reference value, and the second position pair may consist of the first straight line reference value and the third straight line reference value. .. Further, the first position pair may be composed of the first straight line reference value and the third straight line reference value, and the second position pair may be composed of the second straight line reference value and the third straight line reference value. ..
y方向変動量取得部1423Cは、直線境界位置群取得部1421Cにより取得されたP個の直線境界位置群と、距離比基準値取得部1422Cにより取得されたP個の距離比基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するy方向変動量を取得する。本例では、y方向変動量取得部1423Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、直線境界位置群取得部1421Cにより取得された、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置に基づいて、距離比を取得する。
The y-direction fluctuation
本例では、距離比は、第1直線基準値、第2直線基準値、及び、第3直線基準値に代えて、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置を用いる点を除いて、距離比基準値と同じ方法を用いて取得される。従って、本例では、距離比は、第1直線境界位置、及び、第2直線境界位置からなる第1位置ペアの間の第1距離の、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置からなる第2位置ペアの間の第2距離に対する比である。 In this example, the distance ratio is the first straight line boundary position, the second straight line boundary position, and the third straight line boundary position instead of the first straight line reference value, the second straight line reference value, and the third straight line reference value. Is obtained using the same method as the distance ratio reference value, except that. Therefore, in this example, the distance ratio is the second straight line boundary position and the third straight line boundary position of the first distance between the first straight line boundary position and the first position pair consisting of the second straight line boundary position. The ratio to the second distance between the second position pairs consisting of.
y方向変動量取得部1423Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群と、当該行画素群に対して取得された距離比と最も近い値を有する距離比基準値が取得された行画素群と、のy軸方向における位置の差を、y方向変動量として取得する。
The y-direction fluctuation
スペクトル解析部1404は、y方向変動量取得部1423Cにより取得されたP個のy方向変動量に対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、y方向変動量の、y軸方向における変化は、y方向変動量の時間に対する変化に対応する。
The
例えば、図18に表されるように、対象物TGがy軸方向にて振動している場合を想定する。この場合、例えば、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置のそれぞれは、曲線L41により表されるように、x軸方向にて変動する波線上に位置する。また、第1直線基準値、第2直線基準値、及び、第3直線基準値のそれぞれは、直線L40により表されるように、3本の基準直線上に位置する。 For example, as shown in FIG. 18, it is assumed that the object TG vibrates in the y-axis direction. In this case, for example, each of the first straight line boundary position, the second straight line boundary position, and the third straight line boundary position is located on a wavy line that fluctuates in the x-axis direction as represented by the curve L41. Further, each of the first straight line reference value, the second straight line reference value, and the third straight line reference value is located on three reference straight lines as represented by the straight line L40.
従って、ある行画素群と、当該行画素群に対する、第1直線境界位置、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置に基づく距離比と最も近い値を有する距離比基準値が取得された行画素群と、のy軸方向における位置の差を表すy方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのy軸方向における振動を高い精度にて反映する。 Therefore, a distance ratio reference value having a value closest to a certain row pixel group and the distance ratio based on the first straight line boundary position, the second straight line boundary position, and the third straight line boundary position with respect to the row pixel group is acquired. The change in the y-axis direction of the y-direction fluctuation amount representing the difference in position between the row pixel group and the y-axis direction reflects the vibration of the object TG in the y-axis direction with high accuracy.
本例では、距離比γは、数式3により表される。ここで、s1は、第1直線境界位置、及び、第2直線境界位置からなる第1位置ペアの間の第1距離を表す。s2は、第2直線境界位置、及び、第3直線境界位置からなる第2位置ペアの間の第2距離を表す。
また、対象物TGがx軸方向にて振動している場合であっても、当該振動に伴って距離比が変化しにくいので、x軸方向における振動は、y方向変動量に反映されにくい。更に、対象物TGがz軸方向にて振動している場合であっても、当該振動に伴って距離比が変化しにくいので、z軸方向における振動は、y方向変動量に反映されにくい。従って、y方向変動量の、y軸方向における変化は、対象物TGのy軸方向における振動を高い精度にて反映できる。 Further, even when the object TG vibrates in the x-axis direction, the distance ratio does not easily change with the vibration, so that the vibration in the x-axis direction is not easily reflected in the amount of fluctuation in the y-direction. Further, even when the object TG vibrates in the z-axis direction, the distance ratio does not easily change with the vibration, so that the vibration in the z-axis direction is not easily reflected in the amount of fluctuation in the y-direction. Therefore, the change in the y-direction fluctuation amount in the y-axis direction can reflect the vibration of the object TG in the y-axis direction with high accuracy.
直線境界位置取得部1424Cは、M個の行画素群から、マーカ部11Cのうちの、y軸方向における両端部(本例では、第1直線部1121Cのy軸方向における両端部を含む部分)を除いた部分に対応する、Q個の行画素群を抽出する。Qは、Mよりも小さい整数を表す。本例では、Qが表す整数は、Pが表す整数と等しい。なお、Qが表す整数は、Pが表す整数と異なっていてもよい。
The linear boundary
直線境界位置取得部1424Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、直線境界位置を取得する。本例では、直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112Cと、の境界の位置に対応する。
The linear boundary
なお、直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112Cと、の境界の位置に対応してもよい。また、直線境界位置は、第1直線部1121Cのうちの、x軸の負方向における端辺と、第2領域112Cと、の境界の位置と、第1直線部1121Cのうちの、x軸の正方向における端辺と、第2領域112Cと、の境界の位置と、の中点の位置に対応してもよい。
The straight line boundary position may correspond to the position of the boundary between the end side of the first
なお、検出部14Cは、第1直線部1121Cに代えて、第2直線部1122C、又は、第3直線部1123Cを用いて、x方向変動量を取得してもよい。また、検出部14Cは、第1直線部1121C、第2直線部1122C、及び、第3直線部1123Cの少なくとも2つを用いて、x方向変動量を取得してもよい。この場合、例えば、検出部14Cは、第1直線部1121C、第2直線部1122C、及び、第3直線部1123Cの少なくとも2つのそれぞれに対して境界の位置を取得し、取得された複数の位置の平均値を直線境界位置として取得してもよい。
The detection unit 14C may acquire the amount of fluctuation in the x direction by using the second
本例では、直線境界位置取得部1424Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、第2値が連続する第2値領域と、当該第2値領域に、当該第2値領域よりもx軸の正方向の位置にて隣接し且つ第1値が連続する第1値領域と、の境界の中で、x軸の負方向における端からx軸の正方向へ向かって1番目の境界の位置を直線境界位置として取得する。
In this example, the linear boundary
直線境界位置取得部1424Cは、取得されたQ個の直線境界位置を、y方向変動量取得部1423Cにより取得されたy方向変動量に基づいて補正する。
The linear boundary
本例では、直線境界位置取得部1424Cは、取得されたQ個の直線境界位置に基づいて、仮基準直線を取得する。本例では、直線境界位置取得部1424Cは、取得されたQ個の直線境界位置に対する距離の総和が最小である直線を仮基準直線として取得する。なお、直線境界位置取得部1424Cは、取得されたQ個の直線境界位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を仮基準直線として取得してもよい。
In this example, the straight line boundary
更に、本例では、直線境界位置取得部1424Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、取得された直線境界位置を、y方向変動量取得部1423Cにより取得されたy方向変動量に、取得された仮基準直線とx軸方向とにより形成される角度の余接を乗じた値が表す方向と逆の方向へ、当該値が表す大きさだけ移動させるように、当該直線境界位置を補正する。換言すると、本例では、直線境界位置取得部1424Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、y方向変動量を打ち消すように直線境界位置を補正する。
Further, in this example, the linear boundary
直線基準値取得部1425Cは、直線境界位置取得部1424Cにより補正されたQ個の直線境界位置に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対する直線基準値を取得する。
The linear reference
本例では、直線基準値取得部1425Cは、直線境界位置取得部1424Cにより補正されたQ個の直線境界位置に対する距離の総和が最小である直線を基準直線として取得する。なお、直線基準値取得部1425Cは、直線境界位置取得部1424Cにより補正されたQ個の直線境界位置に対する距離の二乗の総和が最小である直線を基準直線として取得してもよい。
In this example, the straight line reference
直線基準値取得部1425Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素のうちの、取得された基準直線と交差する画素の位置を、直線基準値として取得する。
The linear reference
x方向変動量取得部1426Cは、直線境界位置取得部1424Cにより補正されたQ個の直線境界位置と、直線基準値取得部1425Cにより取得されたQ個の直線基準値と、に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する。
The x-direction fluctuation
本例では、x方向変動量は、直線境界位置と直線基準値との、x軸方向における位置の差である。換言すると、x方向変動量は、直線境界位置取得部1424Cにより補正されたQ個の直線境界位置のx軸方向における変動量に対応する。
In this example, the amount of fluctuation in the x direction is the difference in position between the straight line boundary position and the straight line reference value in the x-axis direction. In other words, the amount of fluctuation in the x-direction corresponds to the amount of fluctuation in the x-axis direction of the Q linear boundary positions corrected by the linear boundary
スペクトル解析部1404は、x方向変動量取得部1426Cにより取得されたQ個のx方向変動量に対してスペクトル解析を行う。本例では、各画素のy軸方向における位置は、当該画素が表す値の基となった光が撮像部13に入射する時間に対応する。従って、本例では、x方向変動量の、y軸方向における変化は、x方向変動量の時間に対する変化に対応する。
The
本例では、第1直線境界位置、第2直線境界位置、第3直線境界位置、及び、直線境界位置のそれぞれは、境界位置に対応する。本例では、距離比基準値、及び、直線基準値のそれぞれは、基準値に対応する。 In this example, each of the first straight line boundary position, the second straight line boundary position, the third straight line boundary position, and the straight line boundary position corresponds to the boundary position. In this example, each of the distance ratio reference value and the linear reference value corresponds to the reference value.
(動作)
次に、第3実施形態の検出装置1の動作について、図19及び図20を参照しながら説明する。
第3実施形態の検出装置1は、図9の処理、及び、図10の処理に代えて、図19の処理、及び、図20の処理を実行する点を除いて、第1実施形態の検出装置1と同様に動作する。
(motion)
Next, the operation of the detection device 1 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
The detection device 1 of the third embodiment detects the first embodiment except that the process of FIG. 19 and the process of FIG. 20 are executed instead of the process of FIG. 9 and the process of FIG. It operates in the same manner as the device 1.
以下、図19の処理について説明を加える。
検出部14Cは、P個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、直線境界位置群を取得する(図19のステップS401)。
Hereinafter, the processing of FIG. 19 will be described.
The detection unit 14C acquires a linear boundary position group for each of the P row pixel groups based on the N pixels included in the row pixel group (step S401 in FIG. 19).
次いで、検出部14Cは、ステップS401にて取得されたP個の直線境界位置群に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対する距離比基準値を取得する(図19のステップS402)。 Next, the detection unit 14C acquires a distance ratio reference value for each of the P row pixel groups based on the P linear boundary position group acquired in step S401 (step S402 in FIG. 19).
次いで、検出部14Cは、ステップS401にて取得されたP個の直線境界位置群と、ステップS402にて取得されたP個の距離比基準値と、に基づいて、P個の行画素群のそれぞれに対するy方向変動量を取得する(図19のステップS403)。 Next, the detection unit 14C sets the P row pixel group based on the P linear boundary position group acquired in step S401 and the P distance ratio reference value acquired in step S402. The amount of fluctuation in the y direction for each is acquired (step S403 in FIG. 19).
次いで、検出部14Cは、ステップS403にて取得されたP個のy方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりy方向変動周波数成分を取得する(図19のステップS404)。
次いで、検出部14Cは、ステップS404にて取得されたy方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのy軸方向における振動を検出する(図19のステップS405)。
このようにして、検出部14Cは、図19の処理を実行する。
Next, the detection unit 14C acquires the y-direction fluctuation frequency component by performing Fourier transform processing, wavelet transform processing, or the like on the P y-direction fluctuation amounts acquired in step S403 (step S404 in FIG. 19). ).
Next, the detection unit 14C detects the vibration of the object TG in the y-axis direction based on the y-direction fluctuation frequency component acquired in step S404 (step S405 in FIG. 19).
In this way, the detection unit 14C executes the process shown in FIG.
次に、図20の処理について説明を加える。
検出部14Cは、Q個の行画素群のそれぞれに対して、当該行画素群に含まれるN個の画素に基づいて、直線境界位置を取得する(図20のステップS501)。
Next, the process of FIG. 20 will be described.
The detection unit 14C acquires a linear boundary position for each of the Q row pixel groups based on the N pixels included in the row pixel group (step S501 in FIG. 20).
次いで、検出部14Cは、ステップS501にて取得されたQ個の直線境界位置を、図19のステップS403にて取得されたy方向変動量に基づいて補正する(図20のステップS502)。
次いで、検出部14Cは、ステップS502にて補正されたQ個の直線境界位置に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対する直線基準値を取得する(図20のステップS503)。
Next, the detection unit 14C corrects the Q linear boundary positions acquired in step S501 based on the y-direction fluctuation amount acquired in step S403 of FIG. 19 (step S502 of FIG. 20).
Next, the detection unit 14C acquires a linear reference value for each of the Q row pixel groups based on the Q linear boundary positions corrected in step S502 (step S503 in FIG. 20).
次いで、検出部14Cは、ステップS502にて補正されたQ個の直線境界位置と、ステップS503にて取得されたQ個の直線基準値と、に基づいて、Q個の行画素群のそれぞれに対するx方向変動量を取得する(図20のステップS504)。 Next, the detection unit 14C with respect to each of the Q row pixel groups based on the Q linear boundary positions corrected in step S502 and the Q linear reference values acquired in step S503. The amount of fluctuation in the x direction is acquired (step S504 in FIG. 20).
次いで、検出部14Cは、ステップS504にて取得されたQ個のx方向変動量に対してフーリエ変換処理又はウェーブレット変換処理等を行うことによりx方向変動周波数成分を取得する(図20のステップS505)。
次いで、検出部14Cは、ステップS505にて取得されたx方向変動周波数成分に基づいて、対象物TGのx軸方向における振動を検出する(図20のステップS506)。
このようにして、検出部14Cは、図20の処理を実行する。
Next, the detection unit 14C acquires the x-direction fluctuation frequency component by performing Fourier transform processing, wavelet transform processing, or the like on the Q x-direction fluctuation amounts acquired in step S504 (step S505 in FIG. 20). ).
Next, the detection unit 14C detects the vibration of the object TG in the x-axis direction based on the x-direction fluctuation frequency component acquired in step S505 (step S506 in FIG. 20).
In this way, the detection unit 14C executes the process of FIG. 20.
以上、説明したように、第3実施形態の検出装置1は、撮像部13と、検出部14Cと、を備える。撮像部13は、対象物TGを撮影することにより画像を出力する。画像は、第1方向(本例では、y軸方向)にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有する複数の行画素群を含む。複数の行画素群には、互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられる。複数の行画素群のそれぞれは、第1方向に直交する第2方向(本例では、x軸方向)にて互いに異なる複数の位置をそれぞれ有するとともに当該行画素群に割り当てられた処理期間にて入射する光の量を表す複数の画素を含む。
As described above, the detection device 1 of the third embodiment includes an
検出部14Cは、撮像部13により出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、上記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、取得された複数の境界位置に基づいて対象物TGの振動を検出する。
In the image output by the
これによれば、画像に含まれる複数の行画素群は、互いに異なる複数の処理期間にてそれぞれ入射する光の量を表す。ところで、連続する2つの処理期間の間隔は、撮影間隔よりも短い。従って、複数の行画素群に対してそれぞれ取得される複数の境界位置は、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を反映できる。この結果、検出装置1によれば、撮影間隔に対して十分に短い周期を有する振動を検出できる。 According to this, the plurality of row pixel groups included in the image represent the amount of light incident on each of the plurality of processing periods different from each other. By the way, the interval between two consecutive processing periods is shorter than the imaging interval. Therefore, the plurality of boundary positions acquired for each of the plurality of row pixel groups can reflect the vibration having a sufficiently short period with respect to the shooting interval. As a result, according to the detection device 1, vibration having a period sufficiently short with respect to the photographing interval can be detected.
更に、第3実施形態の検出装置1において、検出部14Cは、取得された複数の境界位置の少なくとも一部に基づいて、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して基準値を取得し、取得された基準値と、取得された複数の境界位置と、に基づいて対象物TGの振動を検出する。 Further, in the detection device 1 of the third embodiment, the detection unit 14C acquires a reference value for at least a part of each of the plurality of row pixel groups based on at least a part of the acquired plurality of boundary positions. Then, the vibration of the object TG is detected based on the acquired reference value and the acquired plurality of boundary positions.
例えば、対象物TGに対する撮像部13の位置を特定できない場合、対象物TGが振動していない状態における境界位置を特定できない。このため、対象物TGの振動を高い精度にて検出できない虞があった。
これに対し、検出装置1によれば、取得された複数の境界位置に基づいて、対象物TGが振動していない状態における行画素群毎の基準値を取得できる。従って、対象物TGに対する撮像部13の位置を特定できない場合であっても、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
なお、第3実施形態の変形例の検出装置1において、検出部14Cは、取得された複数の境界位置に基づいて基準値を取得することなく、予め定められた基準値を用いてもよい。
For example, when the position of the
On the other hand, according to the detection device 1, it is possible to acquire a reference value for each row pixel group in a state where the object TG is not vibrating, based on the acquired plurality of boundary positions. Therefore, even when the position of the
In the detection device 1 of the modified example of the third embodiment, the detection unit 14C may use a predetermined reference value without acquiring the reference value based on the acquired plurality of boundary positions.
更に、第3実施形態の検出装置1は、対象物TGに固定され、且つ、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成するマーカ部11Cを備える。撮像部13は、マーカ部11Cを撮影することにより画像を出力する。検出部14Cは、対象物TGの振動を検出する。
Further, the detection device 1 of the third embodiment includes a marker unit 11C which is fixed to the object TG, has different amounts of reflected light, and forms a plurality of regions adjacent to each other. The
対象物TGの表面において互いに隣接する複数の領域にて反射される光の量が、略同じであることがある。この場合、境界位置を高い精度にて取得できない虞があった。
これに対し、検出装置1によれば、反射される光の量が互いに異なる複数の領域を形成するマーカ部11Cが対象物TGに固定される。従って、マーカ部11Cが撮影されることにより出力された画像を用いることにより、境界位置を高い精度にて取得できる。この結果、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
The amount of light reflected by a plurality of regions adjacent to each other on the surface of the object TG may be substantially the same. In this case, there is a risk that the boundary position cannot be obtained with high accuracy.
On the other hand, according to the detection device 1, the marker portion 11C forming a plurality of regions in which the amount of reflected light is different from each other is fixed to the object TG. Therefore, the boundary position can be acquired with high accuracy by using the image output by photographing the marker unit 11C. As a result, the vibration of the object TG can be detected with high accuracy.
更に、第3実施形態の検出装置1において、マーカ部11Cは、複数の領域のうちの少なくとも1つが再帰性反射材からなる。 Further, in the detection device 1 of the third embodiment, at least one of the plurality of regions of the marker unit 11C is made of a retroreflective material.
これによれば、再帰性反射材からなる領域にて反射される光の量を大きくすることができる。この結果、境界位置を高い精度にて取得できるので、対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 According to this, the amount of light reflected in the region made of the retroreflective material can be increased. As a result, since the boundary position can be acquired with high accuracy, the vibration of the object TG can be detected with high accuracy.
更に、第3実施形態の検出装置1において、マーカ部11Cは、複数の領域の境界の少なくとも一部が、第2方向(本例では、x軸方向)と異なる方向にて延びる第1直線と、第2方向と異なる方向にて延びるとともに第1直線と異なる方向にて延びる第2直線と、第2方向と異なる方向にて延びる第3直線と、を形成する。 Further, in the detection device 1 of the third embodiment, the marker unit 11C has a first straight line in which at least a part of the boundary between the plurality of regions extends in a direction different from the second direction (x-axis direction in this example). , A second straight line extending in a direction different from the second direction and extending in a direction different from the first straight line, and a third straight line extending in a direction different from the second direction are formed.
検出部14Cは、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、3つの境界位置を取得し、取得された3つの境界位置のうちの2つの境界位置からなる第1位置ペアの間の第1距離と、取得された3つの境界位置のうちの、第1位置ペアと異なる2つの境界位置からなる第2位置ペアの間の第2距離と、の比である距離比を取得し、取得された複数の距離比の、第1方向(本例では、y軸方向)における変化に基づいて、第1方向における対象物TGの振動を検出する。 The detection unit 14C acquires three boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, and is between a first position pair consisting of two boundary positions among the acquired three boundary positions. The distance ratio, which is the ratio between the first distance of the above and the second distance between the second position pair consisting of two boundary positions different from the first position pair among the acquired three boundary positions, is acquired. , The vibration of the object TG in the first direction is detected based on the change in the acquired plurality of distance ratios in the first direction (in this example, the y-axis direction).
3本の直線を形成する境界の境界位置の間の第2方向における距離の比である距離比は、第1方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、検出装置1によれば、第1方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 The distance ratio, which is the ratio of the distances in the second direction between the boundary positions of the boundaries forming the three straight lines, reflects the vibration of the object TG in the first direction with high accuracy. Therefore, according to the detection device 1, the vibration of the object TG in the first direction can be detected with high accuracy.
更に、第3実施形態の検出装置1のマーカ部11Cにおいて、第3直線は、第1直線と平行である。検出部14Cは、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、取得された3つの境界位置のうちの、第1直線及び第3直線にそれぞれ対応する2つの境界位置の間の距離を取得し、取得された複数の距離の、第1方向における変化に基づいて、第1方向及び第2方向に直交する第3方向(本例では、z軸方向)における対象物TGの振動を検出する。 Further, in the marker portion 11C of the detection device 1 of the third embodiment, the third straight line is parallel to the first straight line. The detection unit 14C is the distance between the two boundary positions corresponding to the first straight line and the third straight line of the three acquired boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups. Is acquired, and based on the changes in the acquired distances in the first direction, the vibration of the object TG in the third direction (in this example, the z-axis direction) orthogonal to the first direction and the second direction is performed. To detect.
互いに平行である一対の直線を形成する境界の境界位置の間の第2方向における距離は、第3方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、検出装置1によれば、第3方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。 The distance in the second direction between the boundary positions of the boundaries forming a pair of straight lines parallel to each other reflects the vibration of the object TG in the third direction with high accuracy. Therefore, according to the detection device 1, the vibration of the object TG in the third direction can be detected with high accuracy.
更に、第3実施形態の検出装置1において、検出部14Cは、取得された複数の境界位置の少なくとも一部を、取得された複数の距離比に基づいて補正し、補正された境界位置に基づいて、第2方向又は第3方向における対象物TGの振動を検出する。 Further, in the detection device 1 of the third embodiment, the detection unit 14C corrects at least a part of the acquired plurality of boundary positions based on the acquired plurality of distance ratios, and is based on the corrected boundary positions. The vibration of the object TG in the second direction or the third direction is detected.
これによれば、第2方向又は第3方向における対象物TGの振動をより一層高い精度にて検出できる。 According to this, the vibration of the object TG in the second direction or the third direction can be detected with higher accuracy.
なお、第3実施形態の変形例の検出装置1は、光源部12を備えなくてもよい。
また、第3実施形態の変形例の検出装置1は、マーカ部11Cを備えなくてもよい。この場合、検出装置1は、マーカ部11Cに代えて、対象物TGの一部(例えば、ボルト、ナット、タグ、プレート、又は、意匠等)を用いて、対象物TGの振動を検出してもよい。
The detection device 1 of the modified example of the third embodiment does not have to include the
Further, the detection device 1 of the modified example of the third embodiment does not have to include the marker unit 11C. In this case, the detection device 1 detects the vibration of the object TG by using a part of the object TG (for example, a bolt, a nut, a tag, a plate, a design, etc.) instead of the marker portion 11C. May be good.
また、第3実施形態の変形例の検出装置1は、x軸方向、y軸方向、及び、z軸方向のうちの少なくとも1つにおける対象物TGの振動を検出するとともに、他の方向における対象物TGの振動を検出しなくてもよい。 Further, the detection device 1 of the modified example of the third embodiment detects the vibration of the object TG in at least one of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, and also detects the vibration of the object TG in the other direction. It is not necessary to detect the vibration of the object TG.
また、第3実施形態の変形例の検出装置1は、複数の対象物TGにそれぞれ固定された複数のマーカ部11Cを備えるとともに、撮像部13が複数のマーカ部11Cを撮影することにより画像を出力し、検出部14Cが複数の対象物TGのそれぞれの振動を検出してもよい。この場合、複数の対象物TGは、互いに異なる複数の装置をそれぞれ構成してもよい。また、複数の対象物TGは、1つの装置を構成する複数の構成部材をそれぞれ構成してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the third embodiment includes a plurality of marker units 11C fixed to each of the plurality of object TGs, and the
また、第3実施形態の変形例の検出装置1は、複数の撮像部13を備えるとともに、複数の撮像部13のそれぞれがマーカ部11Cを撮影することにより画像を出力し、検出部14Cが複数の画像に基づいて、マーカ部11Cが固定された対象物TGの振動を検出してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the third embodiment includes a plurality of
また、第3実施形態の変形例の検出装置1は、撮像部13により出力される画像に含まれる複数の画素の一部に基づいて、対象物TGの振動を検出してもよい。例えば、画像が、複数の行画素群からなるブロックを複数含むとともに、複数のブロックに、互いに異なる複数の処理期間がそれぞれ割り当てられる場合、検出部14Cは、各ブロックを代表する行画素群に基づいて対象物TGの振動を検出してもよい。
Further, the detection device 1 of the modified example of the third embodiment may detect the vibration of the object TG based on a part of a plurality of pixels included in the image output by the
<第3実施形態の第1変形例>
次に、第3実施形態の第1変形例の検出装置について説明する。第3実施形態の第1変形例の検出装置は、第3実施形態の検出装置に対して、マーカ部の領域の形状が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第3実施形態の第1変形例の説明において、第3実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
<First modification of the third embodiment>
Next, the detection device of the first modification of the third embodiment will be described. The detection device of the first modification of the third embodiment has a different shape of the area of the marker portion from the detection device of the third embodiment. Hereinafter, the differences will be mainly described. In the description of the first modification of the third embodiment, those having the same reference numerals as those used in the third embodiment are the same or substantially the same.
(構成)
図21に表されるように、第3実施形態の第1変形例のマーカ部11Dは、円形状である。
本例では、マーカ部11Dは、1つの構成体により構成される。なお、マーカ部11Dは、複数の構成体により構成されていてもよい。この場合、複数の構成体は、互いに異なる複数の位置にそれぞれ固定されてよい。
マーカ部11Dは、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成する。本例では、マーカ部11Dは、第1領域111Dと、第1領域111Dに囲まれるように第1領域111Dに隣接する第2領域112Dと、を有する。
(Constitution)
As shown in FIG. 21, the
In this example, the
The
更に、マーカ部11Dは、対象物TGに固定されることにより、マーカ部11Dの外部の領域を形成する。従って、本例では、第1領域111Dと、マーカ部11Dの外部の領域と、の境界は、円を形成する。
Further, the
本例では、第1領域111Dは、反射される光の量が、第2領域112Dよりも小さい。更に、本例では、第1領域111Dは、反射される光の量が、マーカ部11Dの外部の領域よりも小さい。
In this example, the amount of reflected light in the
本例では、第2領域112Dは、再帰性反射材からなる。本例では、第1領域111Dは、再帰性反射材と異なる材料(例えば、紙、布、樹脂、金属、又は、セラミクス等)からなる。本例では、第1領域111Dは、黒色を有する。なお、第1領域111Dは、黒色と異なる色を有していてもよい。
In this example, the
また、第2領域112Dは、再帰性反射材からなっていなくてもよい。この場合、例えば、第2領域112Dは、白色を有するとともに、第1領域111Dは、白色と異なる色(例えば、黒色)を有していてもよい。本例では、マーカ部11Dの外部の領域は、光沢を有する金属からなる。本例では、マーカ部11Dの外部の領域は、対象物TGの表面である。
なお、第2領域112Dは、対象物TGの表面であってもよい。
Further, the
The
第2領域112Dは、所定の幅を有する線状である。本例では、第2領域112Dは、N字状である。本例では、第2領域112Dは、第3実施形態の第2領域112Cと同じ形状を有する。第2領域112Dは、第3実施形態の第2領域112Cと同様に、第1直線部1121Dと、第2直線部1122Dと、第3直線部1123Dと、を含む。
The
(機能)
図22に表されるように、第3実施形態の第1変形例の検出部14Dの機能は、第2実施形態の検出部14Aの機能のうちの、傾斜直線境界位置取得部1406、傾斜直線基準値取得部1407、及び、y方向変動量取得部1408に代えて、第3実施形態の検出部14Cのうちの、直線境界位置群取得部1421C、距離比基準値取得部1422C、及び、y方向変動量取得部1423Cを備える点を除いて、第2実施形態の検出部14Aの機能と同じである。
(function)
As shown in FIG. 22, the functions of the
以上、説明したように、第3実施形態の第1変形例の検出装置1によれば、第3実施形態の検出装置1と同様の作用及び効果が奏される。
更に、第3実施形態の第1変形例の検出装置1において、マーカ部11Dは、複数の領域の境界の少なくとも一部が、円の少なくとも一部を形成する。検出部14Dは、複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、取得された2つの境界位置の中点である中点位置を取得し、取得された複数の中点位置の第2方向(本例では、x軸方向)における変動量の、第1方向(本例では、y軸方向)における変化に基づいて、第2方向における対象物TGの振動を検出する。
As described above, according to the detection device 1 of the first modification of the third embodiment, the same operations and effects as those of the detection device 1 of the third embodiment are exhibited.
Further, in the detection device 1 of the first modification of the third embodiment, in the
これによれば、対象物TGに対するマーカ部11Dの回転角度に関わらず、複数の行画素群のそれぞれに対して中点位置を取得できる。更に、複数の行画素群に対してそれぞれ取得された複数の中点位置の第2方向における変動量は、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて反映する。従って、第2方向における対象物TGの振動を高い精度にて検出できる。
According to this, the midpoint position can be acquired for each of the plurality of row pixel groups regardless of the rotation angle of the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, various modifications that can be understood by those skilled in the art may be made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention.
1 検出装置
11,11A〜11D マーカ部
111,111A〜111D 第1領域
112,112A〜112D 第2領域
1121,1121C,1121D 第1直線部
1121B 辺部
1122,1122C,1122D 第2直線部
1122B 辺部
1123,1123C,1123D 第3直線部
1131A,1132A 辺部
1133A 連結部
113A 第3領域
114A 第4領域
12 光源部
13 撮像部
14,14A,14C,14D 検出部
141 処理装置
142 記憶装置
143 出力装置
1401 y方向直線境界位置取得部
1402 y方向直線基準値取得部
1403 x方向変動量取得部
1404 スペクトル解析部
1405 振動検出部
1406 傾斜直線境界位置取得部
1407 傾斜直線基準値取得部
1408 y方向変動量取得部
1409 平行直線境界位置取得部
1410 距離基準値取得部
1411 z方向変動量取得部
1412A 円境界位置取得部
1413A 中心直線基準値取得部
1414A x方向変動量取得部
1421C 直線境界位置群取得部
1422C 距離比基準値取得部
1423C y方向変動量取得部
1424C 直線境界位置取得部
1425C 直線基準値取得部
1426C x方向変動量取得部
BU バス
P0 基準位置
P1 変動位置
TG 対象物
1
Claims (14)
前記出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、前記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、前記取得された複数の境界位置に基づいて前記対象物の振動を検出する検出部と、
を備える、検出装置。 An image is output by photographing an object, and the image includes a plurality of row pixel groups having a plurality of positions different from each other in the first direction, and a plurality of processing periods different from each other in the plurality of row pixel groups. Are allotted, and each of the plurality of row pixel groups has a plurality of positions different from each other in the second direction orthogonal to the first direction, and in the processing period assigned to the row pixel group. An image pickup unit containing a plurality of pixels representing the amount of incident light,
In the output image, the amount of light represented by the pixels included in the image is different from each other, and the boundary position, which is the position of the boundary of a plurality of regions adjacent to each other, is acquired for each of the plurality of row pixel groups. Then, the detection unit that detects the vibration of the object based on the acquired plurality of boundary positions, and the detection unit.
A detection device.
前記検出部は、前記取得された複数の境界位置の少なくとも一部に基づいて、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して基準値を取得し、前記取得された基準値と、前記取得された複数の境界位置と、に基づいて前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 1.
The detection unit acquires a reference value for each of at least a part of the plurality of row pixel groups based on at least a part of the acquired plurality of boundary positions, and obtains the acquired reference value and the acquired reference value. A detection device that detects the vibration based on the acquired plurality of boundary positions.
対象物に固定され、且つ、反射される光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域を形成するマーカ部を備え、
前記撮像部は、前記マーカ部を撮影することにより前記画像を出力し、
前記検出部は、前記対象物の振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 1 or 2.
It is provided with a marker portion which is fixed to an object and has different amounts of reflected light and forms a plurality of regions adjacent to each other.
The imaging unit outputs the image by photographing the marker unit.
The detection unit is a detection device that detects the vibration of the object.
前記マーカ部は、前記複数の領域のうちの少なくとも1つが再帰性反射材からなる、検出装置。 The detection device according to claim 3.
The marker unit is a detection device in which at least one of the plurality of regions is made of a retroreflective material.
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、前記第1方向にて延びる直線を形成し、
前記検出部は、前記取得された複数の境界位置の少なくとも一部の前記第2方向における変動量の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第2方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 3 or 4.
In the marker portion, at least a part of the boundary of the plurality of regions forms a straight line extending in the first direction.
The detection unit detects the vibration in the second direction based on the change in the first direction of the fluctuation amount in the second direction of at least a part of the acquired plurality of boundary positions. ..
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、円の少なくとも一部を形成し、
前記検出部は、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、前記取得された2つの境界位置の中点である中点位置を取得し、前記取得された複数の中点位置の前記第2方向における変動量の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第2方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 3 or 4.
In the marker portion, at least a part of the boundary of the plurality of regions forms at least a part of a circle.
The detection unit acquires two boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, acquires the midpoint position which is the midpoint of the acquired two boundary positions, and obtains the midpoint position. A detection device that detects the vibration in the second direction based on the change in the acquired fluctuation amount of the plurality of midpoint positions in the second direction in the first direction.
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、前記第1方向に対して傾斜する直線である傾斜直線を形成し、
前記検出部は、前記取得された複数の境界位置の少なくとも一部の前記第2方向における変動量の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第1方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 3 to 6.
The marker portion forms an inclined straight line in which at least a part of the boundary of the plurality of regions is a straight line inclined with respect to the first direction.
The detection unit detects the vibration in the first direction based on the change in the first direction of the fluctuation amount in the second direction of at least a part of the acquired plurality of boundary positions. ..
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、前記第2方向と異なる方向にて延びるとともに互いに平行である一対の直線を形成し、
前記検出部は、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、前記取得された2つの境界位置の間の距離を取得し、前記取得された複数の距離の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 3 to 7.
The marker portion forms a pair of straight lines in which at least a part of the boundary of the plurality of regions extends in a direction different from the second direction and is parallel to each other.
The detection unit acquires two boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, acquires the distance between the acquired two boundary positions, and obtains the acquired plurality of boundary positions. A detection device that detects the vibration in the first direction and the third direction orthogonal to the second direction based on the change in the distance in the first direction.
前記検出部は、前記取得された複数の境界位置の少なくとも一部を、前記第2方向における変動量に基づいて補正し、前記補正された境界位置に基づいて、前記第1方向又は前記第3方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 5 to 8.
The detection unit corrects at least a part of the acquired plurality of boundary positions based on the amount of fluctuation in the second direction, and based on the corrected boundary position, the first direction or the third direction. A detection device that detects the vibration in a direction.
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、前記第2方向と異なる方向にて延びる第1直線と、前記第2方向と異なる方向にて延びるとともに前記第1直線と異なる方向にて延びる第2直線と、前記第2方向と異なる方向にて延びる第3直線と、を形成し、
前記検出部は、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、3つの境界位置を取得し、前記取得された3つの境界位置のうちの2つの境界位置からなる第1位置ペアの間の第1距離と、前記取得された3つの境界位置のうちの、前記第1位置ペアと異なる2つの境界位置からなる第2位置ペアの間の第2距離と、の比である距離比を取得し、前記取得された複数の距離比の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第1方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 3 or 4.
In the marker portion, at least a part of the boundary of the plurality of regions extends in a direction different from the second direction and a direction different from the first straight line. A second straight line extending in and a third straight line extending in a direction different from the second direction are formed.
The detection unit acquires three boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, and is a first position pair consisting of two boundary positions out of the acquired three boundary positions. Distance between the first distance between and the second distance between the second position pair consisting of two boundary positions different from the first position pair among the three acquired boundary positions. A detection device that acquires a ratio and detects the vibration in the first direction based on a change in the acquired distance ratio in the first direction.
前記第3直線は、前記第1直線と平行であり、
前記検出部は、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、前記取得された3つの境界位置のうちの、前記第1直線及び前記第3直線にそれぞれ対応する2つの境界位置の間の距離を取得し、前記取得された複数の距離の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 10.
The third straight line is parallel to the first straight line and is parallel to the first straight line.
The detection unit has, for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, two boundary positions corresponding to the first straight line and the third straight line among the three acquired boundary positions. The detection, which acquires the distance between the two, and detects the vibration in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction based on the change in the acquired plurality of distances in the first direction. apparatus.
前記マーカ部は、前記複数の領域の境界の少なくとも一部が、円の少なくとも一部を形成し、
前記検出部は、前記複数の行画素群の少なくとも一部のそれぞれに対して、2つの境界位置を取得し、前記取得された2つの境界位置の中点である中点位置を取得し、前記取得された複数の中点位置の前記第2方向における変動量の、前記第1方向における変化に基づいて、前記第2方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to claim 10 or 11.
In the marker portion, at least a part of the boundary of the plurality of regions forms at least a part of a circle.
The detection unit acquires two boundary positions for each of at least a part of the plurality of row pixel groups, acquires the midpoint position which is the midpoint of the acquired two boundary positions, and obtains the midpoint position. A detection device that detects the vibration in the second direction based on the change in the acquired fluctuation amount of the plurality of midpoint positions in the second direction in the first direction.
前記検出部は、前記取得された複数の境界位置の少なくとも一部を、前記取得された複数の距離比に基づいて補正し、前記補正された境界位置に基づいて、前記第2方向又は前記第3方向における前記振動を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 10 to 12.
The detection unit corrects at least a part of the acquired plurality of boundary positions based on the acquired plurality of distance ratios, and based on the corrected boundary position, the second direction or the first. A detection device that detects the vibration in three directions.
前記出力された画像において、当該画像に含まれる画素が表す光の量が互いに異なるとともに互いに隣接する複数の領域の境界の位置である境界位置を、前記複数の行画素群のそれぞれに対して取得し、前記取得された複数の境界位置に基づいて前記対象物の振動を検出する、
ことを含む、検出方法。 An image is output by photographing an object, and the image includes a plurality of row pixel groups having a plurality of positions different from each other in the first direction, and a plurality of processing periods different from each other in the plurality of row pixel groups. Are allotted, and each of the plurality of row pixel groups has a plurality of positions different from each other in the second direction orthogonal to the first direction, and in the processing period assigned to the row pixel group. Contains multiple pixels representing the amount of incident light
In the output image, the amount of light represented by the pixels included in the image is different from each other, and the boundary position, which is the position of the boundary of a plurality of regions adjacent to each other, is acquired for each of the plurality of row pixel groups. Then, the vibration of the object is detected based on the acquired plurality of boundary positions.
Detection methods, including that.
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