JP6054917B2 - 物体の光電子工学的検知、及び位置特定のための方法、及びシステム - Google Patents
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Description
本発明は、物体を検知し、物体を表す情報、特に、物体の位置を表す情報を生成するオプトエレクトロニクスセンサに関する。
・正規化相関パターン検出方法、及びプロセスを使用する種々の実施形態を含む、一次元画像において生成された測定値に基いて、所望の物体を他の条件から区別する先進の能力
・マン・マシン・インタフェースを使用した基準点の電気的設定、及び調節
・待ち時間が無いこと、又は、物体が基準点を横切る時刻の予測に基いて、マン・マシン・インタフェースを使用して任意選択で調節可能な負の待ち時間
・非常に速い画像撮影速度、及び画像分析速度に基づく非常に高い再現性、並びに物体位置を判断する正確な方法
・コストが比較的小さいこと
・セットアップ、及び試験が比較的容易であること
・本明細書に記載する、又は当業者にとって明らかであろう他の利点
例示的実施形態に関する下記の詳細な説明では、本明細書の一部を構成する添付の図面が参照される。図面には、本発明を実施することが可能な特定の幾つかの実施形態が、例示の目的で示されている。本発明の範囲から外れることなく、他の実施形態を使用し、又は構造的変更を施すことも、可能であるものと考えるべきである。
本明細書において、「リニアディテクタ」とは、本明細書において「物体情報」とも呼ばれることがある物体を表す情報を生成するために使用される、本発明の一実施形態によるオプトエレクトロニクスシステムを意味する。同様に、「線形検出方法」とは、同じ目的を有する、本発明の一実施形態による方法を意味する。
図1は、物体を検知し、位置特定する本発明の例示的実施形態の一応用形態を示している。コンベヤ100は、ボックス110、112、114、116、及び118を運動方向102へ動かす。この例における各ボックスは、例えばラベル120のようなラベル、及び例えばマーク122のような装飾的マークを有する。プリンタ130は、各ラベルがプリンタを通過する際に、例えば文字132のような種々の文字をラベルに印刷する。図1の例において、検知、及び位置特定すべき物体は、ラベルである。
例示的装置
本明細書において、「運動プロセス」とは、物体と、光学センサの視野との間に、何らかの運動方向における相対運動を生成するプロセスである。相対運動が存在する限り、物体、センサ、及び/又は視野を動かすことができる。限定はしないが、運動プロセスの例としては、例えば、固定センサ、又は可動センサを通過させて物体を移動させるコンベヤ;固定の物体、又は可動物体を通過させてセンサを移動させるロボットアームに取り付けられたセンサ;例えば可動ミラーのような何らかの手段を使用して視野を動かす固定の物体、又は固定のセンサ;並びに固定のセンサ、又は可動のセンサを通過する落下中の物体などが挙げられる。
選択プロセスが、画像測定値を使用して、物体に応答するものと判断された物体測定値を選択できるようにするために、視野内の物体の存在に応答する画像測定値を生成することが、しばしば望ましい場合がある。具体的には、測定プロセスは、物体が存在する可能性、すなわち確実度を示す、本明細書において「スコア測定値」と呼ばれる値(又は、一組の値)を計算する場合がある。例えば、値が大きくなるほど可能性、すなわち確実度は増大する。所与の画像から得られる画像測定値は、何らかの基準に従って、物体が存在する確実度が十分に大きいと判断されたときに、選択することができる。ただし、画像測定値によっては、無条件で、又は何らかの他の基準に従って選択されるものもある。
図5、及び図6は、一実施形態により使用される測定プロセスにより生成されるような、物体の存在、及び物体の位置に応答する画像測定値を示している。測定プロセスは、周知の正規化相関処理に基く正規化相関プロセスを含む。正規化相関プロセスは、パターン検出プロセスの一例であり、視野内の物体の画像中のグレイ値の予想パターンに対応するモデルパターンを使用する。正規化相関プロセスは、撮影画像中の、モデルパターンに最も類似する位置を探し出し、その位置における類似度のような画像測定値を生成する。類似度は、スコア測定値の一例であり、位置そのものは、位置測定値の一例である。なお、十分に類似する位置が撮影画像中に存在しない場合、位置測定値は、無意味になる場合がある。正規化相関によれば、当該技術分野において周知の多数の利点が得られる。
基準時刻において基準点を横切るように移動する物体を考える。物体を検知、及び位置特定するようにセンサを設計する一つの一般的方法は、物体が基準点を横切る正確な時刻に、信号を、典型的はパルスを生成することである。パルスの存在は、物体が検知されたことを知らせる働きをし、パルスのタイミングは、物体が既知の基準点の位置にあった時刻を知らせることにより、その物体の位置を知らせる働きをする。信号を使用することにより、所望のオートメーション装置は、物体が既知の位置にあるときに、その物体に対して作業をすることができる。重要なことは、物体が存在するときに信号を生成し、それ以外の時にセンサの前で発生する何か他のものに応答して信号を生成しないことである。
例示的実施形態において、撮影プロセスは、先に説明されたものと同様にして画像を撮影し、さらに各画像について、露光時間の中間に対応する撮影時刻(t)を生成する。例えばARMv4Tプロセッサ310は、露光インターバルの中間、又は何らかの他の時点においてタイマー334を読み取り、その時点と、露光インターバルの中間との間の時間差を補正することによって、撮影時刻を求めることができる。
本発明によるリニアディテクタのための選択プロセス、及び判断プロセスを構成する方法には非常に様々なものがある。一部の実施形態では、2つのプロセスが独立して動作する。すなわち、選択プロセスは、種々の画像測定値の中から物体測定値を選択し、それらを、判断プロセスによって行われる何かに応答する形ではなく、画像測定値に応答する形で、判断プロセスに渡す。例示的実施形態において、図11に示され、このセクションで説明される選択プロセスは、判断プロセスと同時に動作し、物体測定値を選択し、それらを使用して、物体を検知、及び位置特定する。従って、2つのプロセスは、別々の図に描かれ、異なるセクションで説明されることになるが、説明を多少重複させる必要がある。また、上記のように、選択プロセスと判断プロセスは同等に、一つの複合プロセスとして結合される場合があるが、説明を分かりやすくするために、それぞれのプロセスついて個別に説明をする。
1.信号が、まだ発生していないこと
2.信号時刻1170が、現在時刻の1ms以内であること(現在時刻が信号時刻1170を過ぎている場合を含む)
3.物体速度1172が、下流への運動を示していること(ここでは、「交差」フラグ112は使用されない。なぜなら、物体は単に、何らかの将来の時点において基準点1154を横切るであろうことを予測されるに過ぎないからである。下流への運動を必要とすることは、適当な代替要件となる。)
4.グッドポイントカウンタ1174が、FIFO内の少なくとも3つの3連値がs≧0.75を有することを示していること。
図12は、図8、図9、図10、及び図11に関連して上で説明した例示的実施形態において使用される判断プロセス部分1280を示している。撮影プロセスが、画像1200を生成すると、正規化相関プロセス1210は、モデル1202を使用して、画像測定位置(x)1216、及びスコア(s)1218を生成する。撮影プロセスは、クロック1212を使用して、撮影時刻(t)1214を生成する。
t 新たな撮影時刻1214
x 新たな位置1216
t0 撮影時刻FIFO1220から得られる最も古い時刻
t1 撮影時刻FIFO1220から得られる2番目に古い時刻
x0 位置FIFO1222から得られる最も古い位置
T 現在のΣt
Q 現在のΣt2
X 現在のΣx
C 現在のΣtx
T’ 更新後のΣt
Q’ 更新後のΣt2
X’ 更新後のΣx
C’ 更新後のΣtx
N FIFO1226のサイズ(例示的実施形態では128)
tu t1−t0
tv t−t0
X’=X+x−x0
T’=T+tv−Ntu
Q’=Q+tu[(N−1)tu−2T]+(tv−tu)2
C’=C+tu(x0−X)+x(tv−tu)
上記では、図3のタイマー334、及び信号362;図8、図9、及び図10に関連する信号スケジューリング;図10のパルスエッジ1050;図11の第1の信号ステップ1134、及び第2の信号ステップ1128;並びに図12の信号処理1260に関連して、例示的実施形態の信号処理を説明した。
当業者には明らかなように、例示的な測定プロセス、選択プロセス、及び判断プロセスに関する上記の説明によれば、物体測定値を分析する判断プロセスにより、非常に様々な物体情報を生成することが可能である。限定はしないが、そうした物体情報としては、例えば、視野内の物体存在に応答する情報、及びもっと具体的に、存在する状態に応答する情報、又はそのような状態間の遷移を含むイベント、あるいはそれら両方が挙げられる。
・物体が、視野内にある状態
・物体が、視野内において基準点よりも上流にある状態
・物体が、視野内において基準点よりも下流にある状態
・物体が、特定速度以上の速度で視野内を移動中の状態
・物体が、視野内において2つの基準点の間にある状態
などが挙げられる。
・物体が、視野に入ること
・物体が、視野内を通過すること
・物体が、基準点を何れかの方向に横切ること
・物体が、基準点を特定方向に横切ること
・物体が、視野内において運動の頂点に達すること
・物体が、視野内で停止すること
などが挙げられる。
図13は、図1に示す応用形態において使用されるリニアディテクタの設定に使用されることがあるような、トレーニングプロセスのための、及び基準点を設定するための、HMI、及び例示的ボックスを示している。
1.物体を表す情報を生成するオプトエレクトロニクスシステムであって、
視野内において光測定を行う光学センサと、
物体が前記視野を通過するように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成する運動プロセスと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影する撮影プロセスであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応する、撮影プロセスと、
前記画像の少なくとも一部を分析し、前記物体を表す情報を生成するプロセスと
からなるオプトエレクトロニクスシステム。
2.前記物体を表す情報は、前記視野内の物体の存在に応答する情報を含む、1に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
3.前記運動プロセスは、前記物体が基準時刻において基準点を横切るようにし、
前記物体を表す情報は、前記基準時刻の推定値を含む、1に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
4.電気的なマン・マシン・インタフェースをさらに含み、前記基準点は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、3に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
5.前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記基準時刻の推定値を示す信号を生成する信号プロセスをさらに含む、3に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
6.電気的なマン・マシン・インタフェースをさらに含み、前記信号時刻は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、5に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
7.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、5に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
8.前記基準時刻の推定値は、前記基準時刻を予測することによって決定される、3に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
9.例示的物体と、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号と
をさらに含み、前記基準点は、前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して設定される、3に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
10.前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、9に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
11.前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置よりも上流にあるときに発生する、9に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
12.テスト物体と、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び
前記テスト物体が、検出されなかったこと
の中から選択された検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースと
をさらに含む、3に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
13.前記光学センサは、受光素子の一次元アレイを含むリニア光学センサからなる、1〜3のうちの何れか一項に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
14.物体を表す情報を生成するオプトエレクトロニクスシステムであって、
視野内において光測定を行う光学センサと、
物体が前記視野を通過するように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成する運動プロセスと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影する撮影プロセスであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応する撮影プロセスと、
前記画像の少なくとも一部を分析し、画像測定値を生成する測定プロセスと、
前記画像測定値の中から、前記物体に応答するものであると判断された画像測定値からなる物体測定値を選択する選択プロセスと、
前記物体測定値を分析し、前記物体を表す情報を生成する判断プロセスと
からなるオプトエレクトロニクスシステム。
15.前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の存在に応答し、
前記選択プロセスは、前記視野内における物体の存在に応答する前記画像測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記視野内における物体の存在に応答する情報を含む、14に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
16.前記運動プロセスは、前記物体が基準時刻において基準点を横切るようにし、
前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答し、
前記物体測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答する画像測定値の中から選択され、
前記判断プロセスは、前記視野内における物体の位置に応答する画像測定値の中から選択された前記物体測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記基準時刻の推定値を含む、14に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
17.前記撮影プロセスは、各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成し、前記判断プロセスは、前記撮影時刻の少なくとも1つに応答する、16に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
18.前記判断プロセスは、前記撮影時刻の少なくとも一部を含み、かつ前記視野内の物体の位置に応答する前記画像測定値の中から選択された物体測定値に対応する種々のポイントに対し、曲線をフィットさせることを含む、17に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
19.電気的なマン・マシン・インタフェースをさらに含み、前記基準点は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、16に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
20.前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記物体を表す情報を示す、16に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
21.電気的なマン・マシン・インタフェースをさらに含み、前記信号時刻は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、20に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
22.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、20に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
23.前記判断プロセスは、前記基準時刻を予測することによって前記基準時刻の推定値を決定する、16に記載のシステム。
24.例示的物体と、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号と
をさらに含み、前記基準点は、前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して設定される、16に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
25.前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、24に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
26.前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置よりも上流にあるときに発生する、24に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
27.テスト物体と、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び
前記テスト物体が、検出されなかったこと
の中から選択された検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースと
をさらに含む、16に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
28.前記測定プロセスは、パターン検出プロセスを含む、14〜16のうちの何れか一項に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
29.例示的物体と、
前記例示的物体に応答するモデルパターンを得るためのトレーニングプロセスと
をさらに含み、
前記パターン検出プロセスは、前記モデルパターンに応答する、28に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
30.前記パターン検出プロセスは、正規化相関プロセスを含む、28に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
31.前記光学センサは、受光素子の一次元アレイを含むリニア光学センサからなる、14〜16のうちの何れか一項に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
32.物体を検知し、位置特定するためのオプトエレクトロニクスシステムであって、
視野内において光測定を行う受光素子のリニアアレイを含むリニア光学センサと、
物体が前記視野を通過し、基準時刻に基準点を横切るように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成する運動プロセスと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影し、各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成する撮影プロセスであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応する、撮影プロセスと、
前記複数の画像の少なくとも一部を分析し、位置測定値、及びスコア測定値を生成する測定プロセスと、
前記撮影時刻、前記位置測定値、及び前記スコア測定値を使用して、前記基準時刻の推定値を生成する判断プロセスと、
前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記基準時刻を示す信号を生成する信号プロセスと
からなるオプトエレクトロニクスシステム。
33.前記判断プロセスは、前記基準時刻を予測することにより、前記基準時刻を推定する、32に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
34.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、32に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
35.物体を表す情報を生成するための光電子光学的方法であって、
光学センサを使用して、視野内における光測定を行うステップと、
物体が前記視野を通過するように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成するステップと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影するステップであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応することを含む、前記視野の複数の一次元画像を撮影するステップと、
前記画像の少なくとも一部を分析し、前記物体を表す情報を生成するステップと
からなる光電子工学的方法。
36.前記物体を表す情報は、前記視野内の物体の存在に応答する情報を含む、35に記載の光電子工学的方法。
37.前記相対運動は、前記物体が基準時刻において基準点を横切るような運動であり、
前記物体を表す情報は、前記基準時刻の推定値を含む、35に記載の光電子工学的方法。
38.電気的なマン・マシン・インタフェースを使用して、前記基準点を調節するステップをさらに含む、37に記載の光電子工学的方法。
39.前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記基準時刻の推定値を示す信号を生成するステップをさらに含む、37に記載の光電子工学的方法。
40.電気的なマン・マシン・インタフェースを使用して、前記信号時刻を調節するステップをさらに含む、39に記載の光電子工学的方法。
41.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、39に記載の光電子工学的方法。
42.前記分析するステップは、前記基準時刻を予測することを含む、37に記載の光電子工学的方法。
43.例示的物体を用意するステップと、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号を生成するステップと、
前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して前記基準点を設定するステップと
をさらに含む、37に記載の光電子工学的方法。
44.前記物体を表す情報に応答する信号を生成するステップをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、43に記載の光電子工学的方法。
45.前記物体を表す情報に応答する信号を生成するステップをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置よりも上流にあるときに発生する、43に記載の光電子工学的方法。
46.テスト物体を用意するステップと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び
前記テスト物体が、検出されなかったこと
の中から選択された検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースを使用するステップと
をさらに含む、37に記載の光電子工学的方法。
47.前記光学センサは、受光素子の一次元アレイを含むリニア光学センサからなる、35〜37のうちの何れか一項に記載の光電子工学的方法。
48.物体を表す情報を生成する光電子工学的方法であって、
視野内において光測定を行う光学センサを使用するステップと、
物体が前記視野を通過するように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成するステップと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影するステップであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応することを含む、前記視野の複数の一次元画像を撮影するプロセスと、
前記複数の画像の少なくとも一部を分析し、画像測定値を生成するステップと、
前記画像測定値の中から、前記物体に応答するものであると判断された画像測定値からなる物体測定値を選択するステップと、
前記物体測定値を分析し、前記物体を表す情報を生成するステップと
からなる光電子工学的方法。
49.前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の存在に応答し、
前記選択するステップは、前記視野内における物体の存在に応答する前記画像測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記視野内における物体の存在に応答する情報を含む、48に記載の光電子工学的方法。
50.前記相対運動は、前記物体が基準時刻において基準点を横切るような運動であり、
前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答し、
前記物体測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答する画像測定値の中から選択され、
前記物体測定値を分析するステップは、前記視野内における物体の位置に応答する画像測定値の中から選択された前記物体測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記基準時刻の推定値を含む、48に記載の光電子工学的方法。
51.各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成するステップをさらに含み、前記物体測定値を分析するステップはさらに、前記撮影時刻の少なくとも1つにも応答する、50に記載の光電子工学的方法。
52.前記物体測定値を分析するステップは、前記撮影時刻の少なくとも一部を含み、かつ前記視野内の物体の位置に応答する前記画像測定値の中から選択された物体測定値に対応する種々のポイントに対し、曲線をフィットさせることを含む、51に記載の光電子工学的方法。
53.電気的なマン・マシン・インタフェースを使用して、前記基準点を調節するステップをさらに含む、50に記載の光電子工学的方法。
54.前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記基準時刻の推定値を示す信号を生成するステップをさらに含む、50に記載の光電子工学的方法。
55.電気的なマン・マシン・インタフェースを使用して、前記信号時刻を前記基準時刻の推定値に対して相対的に調節することを含む、54に記載の光電子工学的方法。
56.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、54に記載の光電子工学的方法。
57.前記基準時刻の推定値は、前記基準時刻を予測することにより決定される、50に記載の光電子工学的方法。
58.例示的物体を用意するステップと、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号を生成するステップと
前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して前記基準点を設定するステップと
をさらに含む、50に記載の光電子光学的方法。
59.前記基準時刻の推定値に応答する信号を生成するステップをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、58に記載の光電子工学的方法。
60.前記基準時刻の推定値に応答する信号を生成するステップをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置よりも上流にあるときに発生する、58に記載の光電子工学的方法。
61.テスト物体を用意するステップと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び
前記テスト物体が、検出されなかったこと
の中から選択された検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースを使用するステップと
をさらに含む、50に記載の光電子工学的方法。
62.前記複数の画像の少なくとも一部を分析するステップは、パターン検出を実施するステップを含む、48〜50のうちの何れか一項に記載の光電子工学的方法。
63.例示的物体を用意するステップと、
前記例示的物体に応答するモデルパターンを得るステップと
をさらに含み、
前記パターン検出は、前記モデルパターンに応答する、62に記載の光電子工学的方法。
64.前記パターン検出を実施するステップは、正規化相関を実施することを含む、62に記載の光電子工学的方法。
65.前記光学センサは、受光素子の一次元アレイを含むリニア光学センサからなる、48〜50のうちの何れか一項に記載の光電子工学的方法。
66.物体を検知し、位置特定するための光電子工学的方法であって、
リニア光学センサを使用して、視野内における光測定を行うステップと、
物体が前記視野を通過し、基準時刻に基準点を横切るように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成するステップと、
前記視野の複数の一次元画像を撮影するステップであって、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記画像の少なくとも一部が、前記視野に対する相対的な前記物体の複数の位置に対応することを含む、前記視野の複数の一次元画像を撮影するステップと、
各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成するステップと、
前記複数の画像の少なくとも一部を分析し、位置測定値、及びスコア測定値を生成するステップと、
前記撮影時刻、前記位置測定値、及び前記スコア測定値を使用して、前記基準時刻の推定値を生成するステップと、
前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記基準時刻を示す信号を生成するステップと
からなる光電子工学的方法。
67.前記影時刻、前記位置測定値、及び前記スコア測定値を使用して、前記基準時刻の推定値を生成するステップは、前記基準時刻を予測することを含む、66に記載の光電子工学的方法。
68.前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、66に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
Claims (38)
- 物体が一次元視野の中を通過するように前記一次元視野に対して運動している前記物体を表す情報を光学的に提供する装置を制御するためのデータ処理装置のための命令を含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが、非一時的コンピュータ読取可能媒体において明白に実現され、前記命令が、前記データ処理装置に、
運動方向に対してほぼ平行な向きの前記一次元視野の複数の画像を表すデータを受信させ、
前記画像が、運動方向に対してほぼ平行な向きの一次元の着目領域を有し、
前記複数の画像が、前記視野に対する複数の視点から得られ、及び
前記画像の少なくとも一部に基づいて前記物体を表す情報を計算させる働きをする、コンピュータプログラム。 - 前記物体を表す前記情報は、前記視野内における物体の存在に応答する情報を含む、請求項1に記載のコンピュータプログラム。
- 前記物体は、基準時刻において基準点を横切り、
前記物体を表す前記情報は、前記基準時刻の推定値を含む、請求項1に記載のコンピュータプログラム。 - 前記基準時刻の推定値は、前記基準時刻を予測することにより決定される、請求項3に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、前記基準時刻の推定値を示す信号を提供させる命令をさらに含む、請求項3に記載のコンピュータプログラム。
- 請求項3に記載のコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサを含むシステムであって、前記コンピュータプログラムが、前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより前記基準時刻の推定値を示す信号を生成する信号プロセスをさらに含む、システム。
- 電気的なマン・マシン・インタフェースをさらに含み、前記信号時刻は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、請求項6に記載のシステム。
- 前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、請求項6に記載のシステム。
- 請求項3に記載のコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサを含むシステムであって、
例示的物体と、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号と
をさらに含み、前記基準点は、前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して設定される、システム。 - 前記コンピュータプログラムは、前記物体を表す前記情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、請求項9に記載のシステム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記物体を表す前記情報に応答する信号を生成する信号プロセスをさらに含み、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置よりも上流にあるときに発生する、請求項9に記載のシステム。
- 請求項3に記載のコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサを含むシステムであって、
テスト物体と、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び前記テスト物体が、検出されなかったことのうちの少なくとも1つを含む検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースと
をさらに含む、システム。 - 請求項3に記載のコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサを含むシステムであって、前記視野内における光測定を行う受光素子の一次元アレイを有するリニア光学センサをさらに含む、システム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、
前記画像の少なくとも一部に基づいて画像測定値を計算させ、
前記物体に応答して計算された前記画像測定値の幾つかを物体測定値として選択させ、
前記物体測定値に基づいて、前記物体を表す前記情報を計算させることをさらに含む、前記物体を表す前記情報の計算をさせるための命令をさらに含む、請求項3に記載のコンピュータプログラム。 - 前記画像測定値の少なくとも1つは、前記視野内における物体の存在に応答し、前記物体を表す前記情報は、前記視野内における物体の存在に応答する情報を含む、請求項14に記載のコンピュータプログラム。
- 前記物体は、基準時刻において基準点を横切り、
前記画像測定値の少なくとも一部は、前記視野内における物体の位置に応答し、
前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、
物体の位置に応答する前記画像測定値の幾つかを、前記物体測定値として選択させ、
前記物体を表す前記情報として、物体の位置に基づいて前記基準時刻の推定値を計算させるための命令をさらに含む、請求項14に記載のコンピュータプログラム。 - 前記コンピュータプログラムは、
前記データ処理装置に、複数の撮影時刻を生成させるための命令であって、各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成させるための命令と、
前記データ処理装置に、前記撮影時刻の少なくとも1つに応答させるための命令と
をさらに含む、請求項16に記載のコンピュータプログラム。 - 前記データ処理装置に、前記撮影時刻の少なくとも1つに応答させるための命令は、前記データ処理装置に、複数の前記撮影時刻、及び前記視野内の物体の位置に応答する前記画像測定値の中から選択された対応する物体測定値を含む種々のポイントに対し、曲線をフィットさせるための命令を含む、請求項17に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、電気的なマン・マシン・インタフェースを提供させるための命令をさらに含み、前記基準点は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、請求項16に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、前記物体を表す前記情報に応答する信号を生成させるための命令をさらに含み、前記信号は、前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより前記物体を表す前記情報を示す、請求項16に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータプログラムは、前記データ処理装置に、電気的なマン・マシン・インタフェースを提供させるための命令をさらに含み、前記信号時刻は、前記マン・マシン・インタフェースに応答して調節される、請求項20に記載のコンピュータプログラム。
- 前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、請求項20に記載のコンピュータプログラム。
- 前記データ処理装置に、前記撮影時刻の少なくとも1つに応答させるための命令は、前記データ処理装置に、前記基準時刻を予測することによって前記基準時刻の推定値を決定させる、請求項17に記載のコンピュータプログラム。
- 物体を表す情報を生成するオプトエレクトロニクスシステムであって、
視野内において複数の光測定を行う光学センサと、
物体が前記視野を通過するように、運動方向において前記物体と前記視野との間の相対運動を生成する運動プロセス、
撮像領域上の照明された前記視野の複数の一次元画像を撮影する撮影プロセスであって、前記複数の画像の前記撮影を前記光学センサを使用して実施するように構成され、
前記複数の画像のそれぞれが、個々の光測定値に応答し、
前記複数の画像が、前記運動方向に対してほぼ平行な向きであり、
前記複数の画像が、前記視野に対する複数の視点から得られる、撮影プロセス、
前記複数の画像の少なくとも1つを分析し、複数の画像測定値を生成する測定プロセス、
前記複数の画像測定値の中から、前記物体に応答するものであると判断された前記複数の画像測定値の少なくとも一部からなる複数の物体測定値を選択する選択プロセス、及び
前記複数の物体測定値を分析し、前記物体を表す情報を生成する判断プロセス
を実行するように構成されたプロセッサと
からなるオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の存在に応答し、
前記選択プロセスは、前記視野内における物体の存在に応答する前記画像測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記視野内における物体の存在に応答する情報を含む、請求項24に記載のオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記運動プロセスは、前記物体が基準時刻において基準点を横切るようにし、
前記画像測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答し、
前記物体測定値の少なくとも一部が、前記視野内における物体の位置に応答する画像測定値の中から選択され、
前記判断プロセスは、前記視野内における物体の位置に応答する前記複数の画像測定値の中から選択された前記複数の物体測定値の少なくとも一部に応答し、
前記物体を表す情報は、前記基準時刻の推定値を含む、請求項24に記載のオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記撮影プロセスは、各撮影時刻が、対応する画像が撮影された時刻に応答する、複数の撮影時刻を生成し、前記判断プロセスは、前記複数の撮影時刻の少なくとも1つに応答する、請求項26に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 前記判断プロセスは、前記複数の撮影時刻の少なくとも一部、及び前記視野内の物体の位置に応答する前記複数の画像測定値の中から選択された対応する物体測定値を含む種々のポイントに対し、曲線をフィットさせることを含む、請求項27に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 前記プロセッサは、前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスを実行するようにさらに構成され、前記信号は、前記基準時刻の推定値に応答する信号時刻に発生することにより、前記物体を表す情報を示す、請求項26に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 前記基準時刻と前記信号時刻との間に、待ち時間は無い、請求項29に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 前記判断プロセスは、前記基準時刻を予測することによって前記基準時刻の推定値を決定する、請求項26に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 例示的物体と、
前記例示的物体が、前記視野内のセットアップ位置にあることを示すセットアップ信号と
をさらに含み、前記基準点は、前記例示的物体、前記セットアップ信号、及び前記セットアップ位置に応答して設定される、請求項26に記載のオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記プロセッサは、前記物体を表す情報に応答する信号を生成する信号プロセスを実行するようにさらに構成され、前記信号は、前記物体が、前記セットアップ位置を横切ったときに発生する、請求項32に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- テスト物体と、
前記テスト物体が、前記基準点よりも上流で検出されたこと、
前記テスト物体が、前記基準点よりも下流で検出されたこと、及び
前記テスト物体が、検出されなかったこと
の中から選択された検出状態を示すインジケータを含むマン・マシン・インタフェースと
をさらに含む、請求項26に記載のオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記測定プロセスは、パターン検出プロセスを含む、請求項24〜26のうちの何れか一項に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 例示的物体をさらに含み、
前記プロセッサは、前記例示的物体に応答するモデルパターンを得るためのトレーニングプロセスを実行するようにさらに構成され、
前記パターン検出プロセスは、前記モデルパターンに応答する、請求項35に記載のオプトエレクトロニクスシステム。 - 前記パターン検出プロセスは、正規化相関プロセスを含む、請求項35に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
- 前記光学センサは、受光素子の一次元アレイを含むリニア光学センサからなる、請求項24〜26のうちの何れか一項に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
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