JP6435694B2 - 移動情報計測装置、装置及び走行体 - Google Patents
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Description
図3には、フレームレートを760.803(fps)、露光時間を86.8(μsec)、光源101の発光パワーを17(mW)とし、リニアステージの移動速度を120(mm/sec)〜130(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、サブピクセル移動量が画素ピッチの1/2の整数倍のときに0となる1位相周期の正弦関数特性を示している。
図4には、フレームレートを876.578(fps)、露光時間を86.8(μsec)、光源101の発光パワーを17(mW)とし、リニアステージの移動速度を130(mm/sec)〜140(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、1位相周期の正弦関数特性を示している。ここでの微小量は0.1mm/sec程度の量である。
図5には、フレームレートを445.553(fps)、露光時間を124.0(μsec)、光源101の発光パワーを11.42(mW)とし、リニアステージの移動速度を68(mm/sec)〜72(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、1位相周期の正弦関数特性を示している。ここでの微小量は0.1mm/sec程度の量である。
図6には、フレームレートを320.02(fps)、露光時間を173.6(μsec)、光源101の発光パワーを7.85(mW)とし、リニアステージの移動速度を48.1(mm/sec)〜51.0(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、サブピクセル誤差の変動特性は、1位相周期の正弦関数特性を示している。ここでの微小量は0.1mm/sec程度の量である。
図7には、フレームレートを320.02(fps)、露光時間を86.8(μsec)、光源101の発光パワーを16.8(mW)とし、リニアステージの移動速度を120(mm/sec)〜130(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、正弦関数特性を示していない。
図8には、フレームレートを321.295(fps)、露光時間を86.8(μsec)、光源101の発光パワーを16.8(mW)とし、リニアステージの移動速度を120(mm/sec)〜130(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、正弦関数特性を示していない。
図9には、フレームレートを191.556(fps)、露光時間を285.2(μsec)、光源101の発光パワーを4.85(mW)とし、リニアステージの移動速度を28.1(mm/sec)〜30.5(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、計測誤差の変動は、1位相周期の正弦関数特性を示している。
図10には、フレームレートを91.4344(fps)、露光時間を86.8(μsec)、光源101の発光パワーを16.8(mmW)とし、リニアステージの移動速度を28.1(mm/sec)〜30.5(mm/sec)の範囲内で微小量ずつ変更しながら計測誤差を求めたときの、該計測誤差とサブピクセル移動量との関係が示されている。このとき、サブピクセル誤差の変動は、正弦関数特性が崩れるともに、位相が反転している。
最適フレームレート=6.3973×対象物の移動速度 ……(1)
最適露光時間=9010.6×対象物の移動速度の逆数 ……(2)
最適発光パワー=0.1529×対象物の移動速度 ……(3)
Claims (10)
- 対象物の移動情報を計測する移動情報計測装置であって、
前記対象物に向けて光を射出する光源と、
前記光源から射出され前記対象物で反射された光によって生じたスペックルパターンを撮像する撮像素子と、
前記スペックルパターンの移動量に基づいて前記対象物の移動情報を求めるとともに、前記対象物の移動速度に基づいて、前記撮像素子でのフレームレート及び露光時間、並びに前記光源の発光パワーを調整する処理装置と、を備える移動情報計測装置。 - 前記処理装置は、2つのスペックルパターン間の相関強度を演算し、前記撮像素子の1画素以下の分解能で前記相関強度のピーク位置の移動量を求めることを特徴とする請求項1に記載の移動情報計測装置。
- 前記ピーク位置の移動量と前記対象物の移動量の計測誤差との関係に規則性があることを特徴とする請求項2に記載の移動情報計測装置。
- 前記処理装置は、ピーク位置の移動量を画素単位の値としたときの小数値をサブピクセル移動量とし、該サブピクセル移動量と前記対象物の移動量の計測誤差との関係を表す正弦関数を参照して前記対象物の移動量の計測誤差を求め、ピーク位置の移動量を補正することを特徴とする請求項2又は3に記載の移動情報計測装置。
- 前記調整された前記フレームレートは、前記フレームレートF、前記対象物の移動速度V、係数k1を用いて、F=k1×Vの関係が満たされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の移動情報計測装置。
報計測装置。 - 前記調整された前記露光時間は、前記露光時間T、前記対象物の移動速度V、係数k2を用いて、V×T=k2の関係が満たされていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の移動情報計測装置。
- 前記調整された前記発光パワーは、前記発光パワーP、前記対象物の移動速度V、係数k3を用いて、P=k3×Vの関係が満たされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の移動情報計測装置。
- 前記処理装置は、フレーム番号n(nは2以上の整数)とフレーム番号n+1の間での前記対象物の移動速度V(n)を計測するのに先だって、フレーム番号nより前のフレームによって得られた前記対象物の移動速度を用いて前記V(n)を推定し、推定したV(n)に基づいて、前記フレームレート、前記露光時間、及び前記発光パワーを調整することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の移動情報計測装置。
- 物体を搬送する搬送機構を有する装置において、
前記物体及び前記搬送機構の少なくとも一方を対象物とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の移動情報計測装置と、
前記移動情報計測装置からの移動情報に基づいて、前記搬送機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする装置。 - 走行機構を有する走行体において、
移動情報を計測する請求項1〜8のいずれか一項に記載の移動情報計測装置と、
前記移動情報計測装置からの移動情報に基づいて、前記走行機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする走行体。
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