JP7453883B2 - 計測装置及び計測システム - Google Patents

Description

本発明は、計測装置及び計測システムに関し、エレベーターかご等の移動体の移動に係る情報を算出する計測装置及び計測システムに適用して好適なものである。

従来、移動体として乗りかご（以下、「エレベーターかご」、あるいは「かご」と記す）を備えるエレベーターでは、エレベーターかごの位置やエレベーターかごの移動速度等を監視するための安全装置としてガバナロープが使われてきた。

そして近年、ガバナロープの代わりとなる、非接触式でエレベーターかごの位置及び移動速度を計測するセンサ（以下、「位置移動速度センサ」と記す）が知られている。例えば特許文献１には、エレベーターかご上に設置したイメージセンサにより昇降路内に存在する構造物を撮影し、エレベーターかごの位置及び移動速度を計測する光学式の位置移動速度センサが開示されている。非接触式の位置移動速度センサでは、ガバナロープのような長尺な構造物が不要となるので、据付性及び保全性が向上するという効果があり、さらに、滑りによる測定誤差が発生しないという効果もある。

国際公開第２０１９／２３９５３６号

ところで、エレベーターかごの運行に際して、エレベーターかごの位置及び移動速度を検出する計測装置は、かごが昇降路内のドアゾーンに安全に着床したことを検知し、ドアゾーン外では戸の開閉装置が作動しないように制御する必要がある。しかしながら、上述した従来の光学式の位置移動速度センサは、イメージセンサにより撮像した構造物の画像の時間差分に基づいて、移動距離を相対的に計測するものであり、独立した別の構成と組み合わせることでしか基準位置を検出することができなかった。そのため、昇降路内に設けられた基準位置の絶対的な位置を、高速移動するエレベーターかご上から高速かつ高精度に計測することが難しいという課題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、移動体の移動行路における絶対的な位置を高速かつ高精度に計測することが可能な計測装置及び計測システムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するための手段として、本発明においては以下が提供される。

かかる課題を解決するため本発明においては、移動路を移動する移動体に設置されて、前記移動体の位置を計測する計測装置であって、所定周期で発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、前記ゲート信号で規定される露光時間に亘って、前記撮像面に結像された前記散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換する撮像部と、前記ゲート信号を前記所定周期で生成するとともに、前記撮像部で変換された前記電気信号に画像処理を施して撮像画像を生成し、前記撮像画像に基づいて、前記移動体の絶対的な位置に係る情報を算出する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記撮像画像に前記静止構造物に設置されたマーカの画像が含まれる場合に、当該撮像画像における前記第１の方向に垂直な第２の方向の明暗の輝度変化を利用して、前記マーカの絶対的な位置の基準を示す基準線を特定するマーカ認識処理と、前記マーカ認識処理で特定された前記基準線からの前記移動体の移動量を算出する移動量算出処理と、を実行する計測装置が提供される。

また、かかる課題を解決するため本発明においては、移動路を移動する移動体の位置を計測する計測システムであって、前記移動体に設置される計測装置と、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物に、前記第１の方向に沿って所定間隔ごとに少なくとも１つずつ設置されたマーカと、を備える計測システムが提供される。この計測システムにおいて、前記計測装置は、所定周期で発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、前記ゲート信号で規定される露光時間に亘って、前記撮像面に結像された前記散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換する撮像部と、前記ゲート信号を前記所定周期で生成するとともに、前記撮像部で変換された前記電気信号に画像処理を施して撮像画像を生成し、前記撮像画像に基づいて、前記移動体の絶対的な位置に係る情報を算出する画像処理部と、を有し、前記画像処理部は、前記撮像画像に何れかの前記マーカの画像が含まれる場合に、当該撮像画像における前記第１の方向に垂直な第２の方向の明暗の輝度変化を利用して、前記マーカの絶対的な位置の基準を示す基準線を特定するマーカ認識処理と、前記マーカ認識処理で特定された前記基準線からの前記移動体の移動量を算出する移動量算出処理と、を実行する。

本発明によれば、移動体の移動行路における絶対的な位置を高速かつ高精度に計測することができる。

本発明の第１の実施形態によるエレベーターシステム１０の構成例を示す図である。 計測システム１００の構成例を示す図である。 画像処理部２４０の内部構成例を示す図である。 画像処理部２４０による計測処理の処理手順例を示すフローチャートである。 かご１２０の移動時の撮像画像の変化を説明するための図である。 制御部３１０が撮像部２３０に送信するゲート信号のタイミングチャートの一例を示す図である。 露光時間中の撮像画像の輝度分布の例を示す図である。 輝度マーカ１５０の具体例を示す図である。 輝度マーカ１５１の撮像画像の輝度分布の一例を示す図である。 輝度マーカ１５０と計測装置１１０の撮像領域とのサイズ関係を説明するための図である。 エレベーターかご１２０の復帰運行制御の工程を説明するための概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る計測装置１２００について、結像部１２２０の内部構成例を中心に示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る計測装置１３００について、結像部１３２０の内部構成例を中心に示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る計測装置１４００について、結像部１４２０の内部構成例を中心に示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る計測システム１５００の構成例を示す図である。 計測装置１１０を車両に適用した車両位置決めシステム１６００の構成例を示す図である。 計測装置１１０をクレーンに適用したクレーン位置決めシステム１７００の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。以下に詳述する本発明の各実施形態では、移動体に設置された計測装置と、移動体を案内する行路（移動行路）に配置された輝度マーカと、を備えて構成される計測システムを用いて、行路に設けられた基準位置を認識し、基準位置により定められる移動体の絶対的な位置を、高速かつ高精度に計測する装置、システム、及び方法について説明する。但し、本発明は、以下に説明する各実施形態に限定されるものではない。

各実施形態に示す計測装置は、移動体上部に載置され、移動体の移動に係る情報（具体的には、移動体の絶対的な位置、移動体の移動速度、移動体の加速度、移動体の振動等）を計測する。例えば、計測装置は、制御部で発生したゲート信号に応答して、移動体から被写体である静止構造物の表面に向けて、光送信部から光を照射（送信）する。そして、計測装置は、静止構造物の表面で跳ね返された光（正反射光及び拡散反射光を含み得る光であり、以下では、「散乱光」と記す）を、結像部を介して撮像部の撮像面に入射し、撮像部において光信号を電気信号に光電変換する。そして、計測装置は、変換した電気信号から生成した画像を基に、マーカ認識部において、基準位置に係る情報（具体的には、基準となる輝度マーカの有無、輝度マーカに具備される基準位置、輝度マーカごとに割り当てられた基準位置を区別するＩＤ等）を計測する。また、計測装置は、変換した電気信号から生成した画像を基に、画像処理部において、移動体の移動に係る情報（具体的には、移動体の基準位置からの移動距離、移動体の移動速度、移動体の振動等）を計測する。そして、計測装置は、基準位置に係る情報と移動体の移動に係る情報とに基づいて、移動行路における移動体の絶対的な位置の情報を算出し、算出した情報を、移動体の運行制御あるいは安全装置の制御を行う移動体制御部に送信する。そして移動体制御部は、計測装置で算出された移動体の絶対的な位置の情報に基づいて、移動体の運行制御や安全装置の制御を行う。

また、いくつかの実施形態では、本発明に係る計測装置が設置される移動体として、エレベーターかごを例に挙げて説明するが、本発明を適用可能な移動体はエレベーターかごに限定されない。各実施形態で示す技術は、人工的な研磨の傷があるような静止構造物（例えば、ガイドレール、線路、道路等）に沿って移動する移動体（例えば、自動ドア、列車、車、クレーン等）にも適用できる。なお、本明細書において「光」とは電磁波を指し、具体的には、可視光の他、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、紫外線、Ｘ線等であってもよい。同様に、本発明を適用可能な計測システムも、エレベーターシステムに組み込まれる計測システムに限定されるものではなく、例えば、自動運転が制御される車両の位置決めシステムや、クレーンの位置決めシステム等にも適用可能である。

また、以下の説明では、同種の要素を区別せずに説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合には、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、撮像領域を特に区別せずに説明する場合には「輝度マーカ１５０」と記載するのに対して、個々の計測部（撮像領域）を区別して説明する場合には「輝度マーカ１５０－１」や「輝度マーカ１５０－２」のように記載することがある。

（１）第１の実施形態
（１－１）エレベーターシステム１０の構成
図１は、本発明の第１の実施形態によるエレベーターシステム１０の構成例を示す図である。

図１に示すように、エレベーターシステム１０は、計測システム１００を含んで構成され、計測システム１００は、建屋（図示は省略）の昇降路（移動体の移動行路）内を昇降するエレベーターかご１２０の上部に載置された計測装置１１０と、昇降路内の基準位置を示すために設置された複数の輝度マーカ１５０（個別には例えば、輝度マーカ１５０－１，１５０－２）と、を備えて構成される。また、図１に示したように、エレベーターシステム１０には、エレベーターかご１２０、エレベーター制御部１３０、またはガイドレール１４０が含まれるが、これらの構成要素の少なくとも何れかは、計測システム１００に含まれるとしてもよい。

計測装置１１０は、エレベーターかご１２０の運行制御を行うために有用な信号情報（例えば、エレベーターかご１２０の位置、移動速度、加速度等に関する信号情報）を、エレベーター制御部１３０に出力する。エレベーター制御部１３０は、エレベーターかご１２０の運行の制御及び安全装置の制御等を行う。なお、計測装置１１０は、エレベーターかご１２０の上部に配置場所を限定されるものではなく、上部以外、例えば側面部や下部等に配置されてもよい。

ガイドレール１４０は、昇降路内に配置された静止構造物の一例であって、昇降路内に移動体の移動方向（図１ではｙ軸方向）に沿って配置され、エレベーターかご１２０のガイドローラ（図示は省略）に接触して、移動体（エレベーターかご１２０）の移動を支持する。そして輝度マーカ１５０は、ガイドレール１４０のある１面（例えば、ガイドローラと接触する摺動面）の頂部若しくは側部、ガイドレール１４０のボルトで壁面に締結されるフランジ面、または、上記摺動面と上記フランジ面との境界に位置する首部等に、所定の間隔で配置される。

なお、輝度マーカ１５０は、例えば、シールのような形態で貼付されるとするが、経年劣化による汚れや錆などの外乱に強い機械的な刻印やレーザーマーカーにより、ガイドレール１４０に加工を施して実現されてもよい。あるいは、輝度マーカ１５０には、輝度が高く高いＳ／Ｎ比で認識できる、ガイドレール１４０に事前に埋め込んだＬＥＤのようなインジケーターを用いてもよい。

図２は、計測システム１００の構成例を示す図である。図２に示すように、計測装置１１０は、光送信部２１０、結像部２２０、撮像部２３０、及び画像処理部２４０を含んで構成される。なお、図２では、光路を矢印付きの破線で示し、電気信号の経路を矢印付きの実線で示している。

光送信部２１０は、光源（図示は省略）を備え、被写体であるガイドレール１４０と、ガイドレール１４０に具備される輝度マーカ１５０に向けて光を照射するように配置される。光送信部２１０の光源には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やハロゲンランプのような時間的かつ空間的にインコヒーレントな光源を用いてもよいし、レーザー光源のような時間的かつ空間的にコヒーレントな光源を用いてもよい。

結像部２２０は、光送信部２１０からガイドレール１４０の表面またはガイドレール１４０に具備される輝度マーカ１５０に向けて照射された光である出射光線（出射光）がガイドレール１４０の表面または輝度マーカ１５０で散乱された散乱光を、撮像部２３０の撮像面に結像させる光学系として構成されている。

撮像部２３０は、結像部２２０からの光信号（ガイドレール１４０の表面または輝度マーカ１５０の表面における散乱輝度分布を示す光信号）であって、複数の画素（ピクセル）を含む撮像面に結像された光信号を、画素の輝度に応じた電気信号に変換し、変換した電気信号を、暗視野画像を示す画像信号として画像処理部２４０に送信する。なお、本実施形態において撮像部２３０が画像処理部２４０に送信する画像信号は、暗視野画像を示すものに限定されるものではなく、例えば明視野画像等を示すものであってもよい。撮像部２３０には、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。また、撮像部２３０は、二次元のエリアセンサであってもよいし、かご１２０の昇降方向に空間分解の機能を有する一次元のラインセンサであってもよい。

なお、計測システム１００は、光送信部２１０からの出射光及びその散乱光の経路中に、結像部２２０以外にバンドパスフィルタ等の波長選択式フィルタを設けて、所望の波長以外の外光を除去するようにしてもよい。また、計測システム１００は、砂塵や埃等が計測装置１１０に入らないように、計測装置１１０を防護する目的で、上記入射光及び散乱光の経路中に窓材等を設けるようにしてもよい。

画像処理部２４０は、撮像部２３０から受信した画像信号（撮像面に結像された光信号が変換された電気信号）に対して所定の画像処理を実行し、当該画像処理によって生成される撮像画像に基づいて、エレベーターかご１２０の移動に係る情報（かご移動関連情報）、及び輝度マーカ１５０に具備された基準位置に係る情報（基準位置関連情報）を算出し、これらの情報をエレベーター制御部１３０に送信する。画像処理部２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはマイクロコントローラのような情報処理記憶媒体によって構成されてもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のような論理回路素子等によって構成されてもよい。

（１－２）画像処理部２４０の構成、及び画像処理部２４０による計測処理
以下に、画像処理部２４０の内部構成、及び画像処理部２４０で実施される処理について詳しく説明する。

図３は、画像処理部２４０の内部構成例を示す図である。図３に示したように、画像処理部２４０は、制御部３１０、移動量算出部３２０、輝度マーカ認識部３３０、及び通信部３４０を含んで構成される。

制御部３１０は、複数のゲート信号（ゲートパルス信号）を生成し、生成した複数のゲート信号のうち一方のゲート信号を光送信部２１０に送信し、他方のゲート信号を撮像部２３０に送信する。光送信部２１０に送信されるゲート信号は、光送信部２１０における光源の駆動時間を規定するタイミング信号として用いられる。撮像部２３０に送信されるゲート信号は、撮像部２３０における露光時間を規定するタイミング信号として用いられる。そして制御部３１０は、撮像部２３０からの電気信号に対して所定の画像処理を実施し、画像処理後の画像を移動量算出部３２０及び輝度マーカ認識部３３０に送信する。なお、制御部３１０による画像処理は、具体的には例えば、撮像部２３０からの電気信号（例えば暗視野画像を示す画像信号）を、ガイドレール１４０の表面の散乱輝度分布に応じた画像に空間分解する処理である。

移動量算出部３２０は、制御部３１０から受信した画像処理の結果に基づいて、エレベーターかご１２０の移動に係る情報（かご移動関連情報）を算出し、算出した信号情報を通信部３４０に送信する。かご移動関連情報には、具体的には例えば、かご１２０の位置や移動速度等を示す情報が含まれる。

輝度マーカ認識部３３０は、制御部３１０から受信した画像処理後の画像に対して、輝度マーカ１５０を認識する画像認識処理を行い、輝度マーカ１５０に具備された基準位置に係る情報（基準位置関連情報）を算出し、算出した信号情報を通信部３４０に送信する。基準位置関連情報には、具体的には例えば、基準となる輝度マーカ１５０の有無、輝度マーカ１５０に具備される基準位置（輝度マーカ１５０ごとに割り当てられた基準位置）を識別するためのＩＤ（詳細は「ＩＤパターン」として後述する）等を示す情報が含まれる。

通信部３４０は、移動量算出部３２０から受信したかご移動関連情報と輝度マーカ認識部３３０から受信した基準位置関連情報とを、エレベーター制御部１３０が受信可能な通信プロトコル（例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信等のプロトコル）に従って変換し、変換後の信号情報をエレベーター制御部１３０に出力する。

図４は、画像処理部２４０による計測処理の処理手順例を示すフローチャートである。

図４によれば、画像処理部２４０は、制御部３１０によって生成されるゲート信号に基づいて測定を開始し、制御部３１０が、フレームｉごとに撮像部２３０から電気信号で送信される画像Ｉ（ｉ）を取得する（ステップＳ１０１）。フレームｉは、後述するフレーム周期Δｔの整数倍の時間であることが好ましい。また、前述したように、画像Ｉ（ｉ）は、例えば暗視野画像である。そして、ステップＳ１０１において制御部３１０は、取得した画像Ｉ（ｉ）を、制御部３１０内の記憶素子（メモリ）に格納する。なお、画像Ｉ（ｉ）が格納される記憶素子は、画像処理部２４０が有するレジスタ等の揮発性メモリを用いるとしてもよいし、外部に配置された不揮発性メモリを用いるとしてもよい。

ステップＳ１０１の処理後は、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の処理と、ステップＳ１０５の処理とが並列に実行される。なお、後述するように、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０５の処理結果が利用される。

ステップＳ１０２～Ｓ１０４では、移動量算出部３２０が、かご移動関連情報として、例えば、かご１２０の位置（輝度マーカ１５０の基準位置からのかご１２０の総移動量）、及びかご１２０の移動速度Ｖを算出する。以下に詳しく説明する。

まず、移動量算出部３２０は、ステップＳ１０１で記憶素子に格納された第ｉフレームの画像Ｉ（ｉ）を記憶素子から読み出すとともに、第ｉフレームよりもｋフレーム前（ｋは１以上の整数）に記憶素子に格納された第ｉ－ｋフレームの画像Ｉ（ｉ－ｋ）を記憶素子から読み出し、画像Ｉ（ｉ）と画像Ｉ（ｉ－ｋ）との差分に基づいて、第ｉ－ｋフレームから第ｉフレームまでのかご１２０の移動量Δｙを計算する（ステップＳ１０２）。

なお、ステップＳ１０２におけるかご１２０の移動量Δｙの計算について、後述する図５では、撮像画像の例を示すことにより、より具体的なイメージを補足する。

また、ステップＳ１０２において、最新の画像Ｉ（ｉ）との差分をとる画像Ｉ（ｉ－ｋ）の選択方法は、ｉフレーム前の画像を選択するようにしてもよいし（ｋ＝１）、複数フレーム前の画像を選択するようにしてもよい（ｋ＝２以上の整数）。また、かご１２０の移動量Δｙの算出方法は、例えば、画像Ｉ（ｉ）と画像Ｉ（ｉ－ｋ）との類似度の指標である相互相関関数を計算し、その相互相関関数のピーク座標位置のｙ成分（かご１２０の昇降方向と同方向の成分）を、かご１２０の移動量Δｙとして推定する。なお、ピーク座標位置のｙ成分から移動量Δｙを推定する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、最大位置のピーク座標から推定してもよいし、最大位置近傍の数点を用いて最小二乗フィッティングを行って推定する等してもよい。

次に、移動量算出部３２０は、画像Ｉ（ｉ－ｋ）から画像Ｉ（ｉ）までの経過時間ｋ×Δｔを算出し、移動量Δｙと時間ｋ×Δｔの比をとることにより、かご１２０の移動速度Ｖを計算する（移動速度Ｖ＝Δｙ／（ｋ×Δｔ））（ステップＳ１０３）。

そしてさらに、移動量算出部３２０は、ステップＳ１０５で輝度マーカ認識部３３０によって移動量算出の基準として認識された輝度マーカ１５０の基準位置に、かご１２０の移動量Δｙを逐次累積加算することにより、上記基準位置からのかご１２０の総移動量を計算する（ステップＳ１０４）。

一方、ステップＳ１０５では、輝度マーカ認識部３３０が、第ｉフレームの画像Ｉ（ｉ）に含まれる輝度マーカ１５０を移動量算出の基準として、基準位置関連情報を算出する。

より詳細には、輝度マーカ認識部３３０は、第ｉフレームの画像Ｉ（ｉ）を記憶素子から読み出し、画像Ｉ（ｉ）に対する画像認識処理を行うことによって、画像Ｉ（ｉ）における輝度マーカ１５０の有無を判断する。画像Ｉ（ｉ）に輝度マーカ１５０が存在した場合、輝度マーカ認識部３３０は、当該輝度マーカ１５０を移動量算出の新たな基準として、基準位置関連情報を算出し直す。具体的には、輝度マーカ認識部３３０は、新たに移動量算出の基準とされる上記輝度マーカ１５０に具備されている基準位置、及び、上記輝度マーカ１５０に割り当てられたＩＤ（図８のＩＤパターン８２０）等を算出する。一方、画像Ｉ（ｉ）に輝度マーカ１５０が存在しなかった場合には、輝度マーカ認識部３３０は、移動量算出の基準を更新せず、直近の計測処理で算出した基準位置関連情報が継続して使用される。

このようにステップＳ１０５の処理が行われることにより、輝度マーカ認識部３３０は、かご１２０の移動によって変化する画像Ｉ（ｉ）に含まれる最新の輝度マーカ１５０を移動量算出の基準として、基準位置関連情報を算出することができる。図１を参照して具体的に説明すると、例えば、かご１２０（計測装置１１０）がｙ軸方向に上昇するとき、輝度マーカ１５０－１を超えて輝度マーカ１５０－２に到達するまでは、輝度マーカ１５０－１が移動量算出の基準となり、輝度マーカ１５０－１を基準とする基準位置関連情報が算出される。また、かご１２０（計測装置１１０）が輝度マーカ１５０－２に到達した後は、次の輝度マーカ１５０に到達するまでの間、輝度マーカ１５０－２が移動量算出の基準となり、輝度マーカ１５０－２を基準とする基準位置関連情報が算出される。

そして、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５が終了すると、制御部３１０（または通信部３４０）が、ステップＳ１０２～Ｓ１０４で算出されたかご移動関連情報と、ステップＳ１０５で算出された基準位置関連情報とを、通信部３４０を介してエレベーター制御部１３０に送信する（ステップＳ１０６）。そして、制御部３１０は、フレーム番号「ｉ」の値を１加算する（ステップＳ１０７）。

次いで、制御部３１０は、計測装置１１０に電源が供給されている状態であるか否かを確認する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において画像処理部２４０は、電源が供給されている限りは（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、ステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理を繰り返し、電源供給が遮断された場合は（ステップＳ１０８のＮＯ）、計測処理を終了する。

なお、図４に示した計測処理では、上述したように、輝度マーカ認識部３３０による画像認識処理によって存在が認識された輝度マーカ１５０（より厳密には、当該輝度マーカ１５０に具備される基準位置）を基準位置とし、当該基準位置からのかご１２０の移動量を累積して、かご１２０の基準位置の間における絶対的な位置を認識する。そのため、かご運行時は、次の輝度マーカ１５０の基準位置に到達するまでの間に誤差が累積する可能性がある。この場合、かご１２０が基準位置のない区間を往復走行すると、常に誤差が累積し続けるおそれがあり、絶対的な位置の計測精度の点で好ましくない。このような誤差の累積を解消するため、本実施形態では、階床間に少なくとも１つの輝度マーカ１５０を設置する。具体的には例えば、階床の間隔が４メートルである場合には、輝度マーカ１５０の設置間隔を４メートル以下とする。

上述したように、エレベーターシステム１０では、計測システム１００（計測装置１１０）の画像処理部２４０による計測処理が実行されることにより、エレベーターかご１２０の移動時に、基準とする輝度マーカ１５０の基準位置からの相対的な移動量Δｙを累積加算することによって、エレベーターかご１２０の絶対的な位置を算出することができる。

以下では、上述した計測処理に関する補足として、図５を参照しながら、移動量算出部３２０によるかご１２０の移動量Δｙの算出イメージを説明する。また、計測処理の対象となる撮像画像（画像（ｉ））に関連する補足説明として、図６，図７を参照しながら、撮像画像における被写体ぶれの発生を防止するための撮像部２３０による露光時間の工夫について説明する。

図５は、かご１２０の移動時の撮像画像の変化を説明するための図である。なお厳密には、前述したように、撮像部２３０は撮像面に結像された光信号を取り込んで電気信号に変換するものであり、画像処理部２４０（制御部３１０）がこの電気信号に画像処理を実施して撮像画像を生成するものである。しかし、簡便のため、以降の説明では、撮像部２３０の撮像で変換された電気信号を、制御部３１０で画像処理化された「撮像画像」に置き換えて扱うことがある。なお、図５では、撮像画像に輝度マーカ１５０の像が含まれない場合を例示するが、撮像画像には輝度マーカ１５０の像が含まれていてもよい。

移動速度Ｖで移動するかご１２０から、被写体であるガイドレール１４０を撮影した場合、図５に示したように、時間ｔの時点と時間（ｔ＋ｋ×Δｔ）の時点とでは、被写体表面（ガイドレール１４０の表面）における散乱輝度分布５１０の２つの撮像画像５２０－１と撮像画像５２０－２との間に、移動方向（ｙ軸方向）にずれが生じる。なお、Δｔはフレーム周期を表し、ｋは整数値であって、所定のタイミングを起点（ｋ＝０）としたときの単位フレームの経過数を表す。このとき、ずれの変位量を表すΔｙが、かご１２０の移動量Δｙに相当する。そこで、移動量算出部３２０は、図４のステップＳ１０２～Ｓ１０４で説明したように、異なるフレーム間の撮像画像を比較処理することによって、かご１２０の移動量を算出することができる。

図６は、制御部３１０が撮像部２３０に送信するゲート信号のタイミングチャートの一例を示す図である。

図６に示したように、画像処理部２４０の制御部３１０は、撮像部２３０に対して、フレーム周期Δｔごとに、ゲート信号６１０を送信する（図６のゲート信号６１０－１，６１０－２）。そして撮像部２３０は、制御部３１０から送信されたゲート信号６１０のパルスに応答して、パルス幅Ｔの時間だけ露光を行って（露光時間Ｔ）、撮像面に結像された光信号を撮像する。なお、本実施形態に係る計測装置１１０では、制御部３１０から撮像部２３０へのゲート信号６１０の送信と並行して、制御部３１０から光送信部２１０にもゲート信号６１０を送信し、ゲート信号６１０を受信した光送信部２１０が、露光時間Ｔの間だけ光源を点灯するようにしてもよい。このような点灯制御を行うことにより、光送信部２１０の単位時間あたりの平均出力パワーを下げることができるため、駆動に必要なパワー及び放熱を抑制する効果が得られる。

図７は、露光時間中の撮像画像の輝度分布の例を示す図である。詳しくは、図７には、ガイドレール１４０に設けられた輝度マーカ１５０から出射した散乱光が１回の露光時間Ｔの期間内で撮像部２３０に結像されるときの、撮像画像の輝度分布の一例が示されている。

図７では、露光時間をＴとするため、露光時間内の開始時刻をｔとすれば、露光時間内の終了時刻はｔ＋Ｔで表される。そして、散乱光輝度分布７１０－１は、露光時間Ｔ内の開始時刻ｔにおける結像面での散乱光の輝度分布であり、散乱光輝度分布７１０－２は、露光時間Ｔ内の終了時刻ｔ＋Ｔにおける結像面での散乱光の輝度分布である。図７の散乱光輝度分布７１０－１，７１０－２を比較すると分かるように、制御部３１０から撮像部２３０に送信されるゲート信号６１０の期間内に、撮像部２３０の受光面（撮像面）に結像される散乱光の輝度分布は、かご１２０の移動方向（ｙ軸方向）に移動する。その結果、当該期間（露光時間Ｔ）における撮像画像７２０では、ｙ軸方向への被写体ぶれが発生する。

上記の被写体ぶれは、露光時間Ｔ内の開始時刻ｔにおける散乱光輝度分布７１０－１から、露光時間Ｔ内の終了時刻ｔ＋Ｔにおける散乱光輝度分布７１０－２にかけて、時々刻々と連続的に変化する散乱光輝度分布の画像が積算されることによって、露光後の撮像画像７２０の移動方向（ｙ軸方向）に発生する「ぼけ」である。すなわち、撮像画像７２０では、撮像部２３０における露光時間Ｔに比例して、より厳密には、かご１２０の移動速度Ｖと露光時間Ｔの積であるＶ×Ｔの幅だけ、ぼけが発生する。そして撮像画像７２０に上記の被写体ぶれ（ぼけ）が発生した状態で画像処理を行うと、かご１２０の移動速度や位置を正確に算出できないという問題が想定される。

上記問題について、かご１２０の移動方向（ｙ軸方向）に被写体ぶれが発生することを抑制するためには、かご１２０の移動速度Ｖを考慮して、露光時間Ｔを十分に小さく（短く）する必要がある。そこで、本実施形態では、撮像部２３０の画素の空間分解能δ_ｘとかご１２０の最大移動速度Ｖ_ｍａｘとの比から得られる時間よりも短い（小さい）時間を、撮像部２３０の露光時間Ｔとする。すなわち、露光時間Ｔは、要求される空間分解能δ_ｘと、かご１２０の最大移動速度Ｖ_ｍａｘとを用いて、「Ｔ＜δ_ｘ／Ｖ_ｍａｘ」の関係を満足するように定める。具体的には例えば、毎分３００ｍの最大移動速度が要求されるエレベーターかご１２０に対して、０．５ｍｍの空間分解能が要求される場合には、露光時間を１００μｓ以下に抑えるように要求すればよい。

（１－３）輝度マーカ１５０の特徴
以下に、本実施形態に係る計測システム１００で利用可能な輝度マーカ１５０の特徴について詳しく説明する。

まず、輝度マーカ１５０の形象について説明する。

図８は、輝度マーカ１５０の具体例を示す図である。図８では、異なる形象による輝度マーカ１５０の具体例として、図８（Ａ）に輝度マーカ１５１、図８（Ｂ）に輝度マーカ１５２、図８（Ｃ）に輝度マーカ１５３が例示されている。個々の輝度マーカ１５１～１５３の特徴は後述するとして、まずは輝度マーカ１５０に共通する構成を説明する。

図８の各図に示すように、輝度マーカ１５０は、絶対位置の基準となる基準線８１０と、明暗の輝度の配置の組み合わせにより基準位置を区別するＩＤパターン８２０と、を具備している。ＩＤパターン８２０はパターンごとに異なる識別信号を有するものとする。また、輝度マーカ１５０の印字領域の外部には、所定量以上の余白を設ける。この余白を設けることにより、走行時のかご１２０において移動方向（ｙ軸方向）と直行する垂直方向（ｘ軸方向）に揺れが生じても、印字領域が撮像領域外に外れることなく、撮像部２３０が輝度マーカ１５０を認識することが可能となる。すなわち、走行時のかご１２０にｘ軸方向の揺れが生じたとしても撮像部２３０が輝度マーカ１５０の印字領域を撮像領域内に確実に収めるためには、輝度マーカ１５０のｘ軸方向における辺の長さが、撮像領域のｘ軸方向の辺の長さから、かご１２０に発生し得るｘ軸方向の最大の揺れの変位量を差し引いた長さ以下であればよい。具体的には例えば、ｘ軸方向に５ｍｍのかご揺れが発生し得るかご１２０に対して、撮像領域が１３ｍｍの計測装置１１０を用いる場合、輝度マーカ１５０におけるｘ軸方向の辺の長さは、少なくとも８ｍｍ以下であることが要求される。

なお、本実施形態に係る輝度マーカ１５０（輝度マーカ１５１～１５３）は、少なくともｘ軸方向に特徴的な輝度変化を有するものとする。この輝度変化を利用することで、計測装置１１０は、かご１２０がｙ軸方向に高速移動する際も、被写体ぶれの影響を最小限に抑えて、検出精度を高めることが可能となる。図９には、この検出精度の向上効果を説明するための具体例が示されている。

図９は、輝度マーカ１５１の撮像画像の輝度分布の一例を示す図である。輝度マーカ１５０を対象とした図７と同様に、図９では、図８（Ａ）に例示した輝度マーカ１５１を対象として、１回の露光時間Ｔの期間における撮像画像の輝度分布の一例が示されている。図７でも前述したように、かご１２０が高速移動するとき、撮像画像では、移動方向（ｙ軸方向）への被写体ぶれが発生するおそれがある。具体的には図９では、露光時間Ｔ内の開始時刻ｔにおける散乱光輝度分布９１０－１から露光時間Ｔ内の終了時刻ｔ＋Ｔにおける散乱光輝度分布９１０－２にかけて、時々刻々と連続的に変化する散乱光輝度分布の画像が積算されることによって、露光後の撮像画像９２０の移動方向（ｙ軸方向）に被写体ぶれが発生する。しかし、本実施形態に係る輝度マーカ１５０（例えば輝度マーカ１５１）は、ｘ軸方向に特徴的な輝度変化を有することにより、撮像画像９２０においてかご１２０の移動方向（ｙ軸方向）に被写体ぶれが発生しても、ｘ軸方向の輝度変化（エッジの明暗）のパターンは影響を受けない（図９の撮像画像９２０参照）。すなわち、計測装置１１０（画像処理部２４０）は、撮像画像９２０においてｙ軸方向に被写体ぶれが発生しても、被写体ぶれが発生しないｘ軸方向に設けられた明暗のエッジを検出することができるため、ＩＤパターン８２０の検出精度を向上することが可能となる。

また、本実施形態に係る輝度マーカ１５０（輝度マーカ１５１～１５３）において、ＩＤパターン８２０の明暗の輝度変化の間隔は、撮像部２３０の画素で決まる空間分解能δ_ｘよりも大きいとする。仮に、ＩＤパターン８２０の明暗の輝度変化の間隔が、撮像部２３０の画素で決まる空間分解能δ_ｘより小さい（細かい）場合には、撮像部２３０はその輝度変化を区別することができないからである。したがって、具体的には例えば、撮像部２３０の空間分解能δ_ｘが０．５ｍｍである場合、ＩＤパターン８２０の明暗の輝度変化の周期は、少なくとも０．５ｍｍより大きいとする。

さらに、本実施形態に係る輝度マーカ１５０（輝度マーカ１５１～１５３）において、ＩＤパターン８２０の組み合わせは、同一の昇降路内において基準位置情報を区別するのに十分な組み合わせ数を有する。具体的には例えば、全高１００ｍの昇降路内において、４ｍおきに輝度マーカ１５０を設置する場合、少なくとも２５個の輝度マーカ１５０が設置されることから、ＩＤパターン８２０は少なくとも２５パターン以上の組み合わせ数を必要とする。

また、本実施形態に係る輝度マーカ１５０（輝度マーカ１５１～１５３）において、ＩＤパターン８２０は、移動方向（ｙ軸方向）に対して周期性を有しないとする。これは、輝度マーカ１５０が設置された場所に対しても、前述した移動量算出部３２０による画像処理（移動量算出処理）は実施されることから、仮に輝度マーカ１５０のＩＤパターン８２０がかご１２０の移動方向（ｙ軸方向）に周期性を有するとした場合、移動量算出処理においてその周期性が反映されてしまうことで、算出されるかご１２０の移動量Δｙ（及び総移動量）に周期分の不定性が現れてしまい、移動量を一意的に推定することができないおそれがあるためである。

次に、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示した個々の輝度マーカ１５１～１５３の特徴について説明する。これらの輝度マーカ１５１～１５３は何れも、上述した本実施形態に係る輝度マーカ１５０の特徴を備える。

図８（Ａ）に示した輝度マーカ１５１は、基準線８１０とＩＤパターン８２０とが分離した形態の輝度マーカ１５０の一例であり、輝度マーカ１５１のＩＤパターン８２０－１は、ｘ軸方向に明暗が異なる１次元のバーコードによって構成されている。輝度マーカ１５１の場合、ＩＤパターン８２０－１における明暗のエッジの位置を検出することにおり、基準位置を区別するＩＤの情報を認識することが可能となる。この明暗のエッジは、明暗輝度差を指標として、輝度差が所定の閾値以上となる位置を検出することにより識別できる。同様に、基準線８１０－１の位置についても、ｙ軸方向で急激に輝度が変化する座標（ｙ座標）を検出することによって識別可能である。

本実施形態では、上記のような輝度マーカ１５１を利用することにより、上述した本実施形態に係る輝度マーカ１５０の特徴を備えながらも、より簡易な構成の輝度マーカを実現することができる。

図８（Ｂ）に示した輝度マーカ１５２は、基準線８１０とＩＤパターン８２０とが一体化された輝度マーカ１５０の一例である。輝度マーカ１５２のＩＤパターン８２０－２は、ｘｙ軸方向の２次元の明暗モザイク型のパターンによって構成され、基準線８１０－２は、上記明暗モザイク型のパターンの一辺として構成されている。ＩＤパターン８２０－２のような明暗モザイク型のパターンは、図８（Ａ）に示した明暗を有する１次元のバーコードによるＩＤパターン８２０－１と同様に、輝度差検出によって明暗を検出することができ、その結果、パターンの組み合わせを識別することが可能となる。また、基準線８１０－２は、輝度マーカ１５２の矩形のコーナー位置を検出することによって、その位置を特定することができる。

本実施形態では、上記のような輝度マーカ１５２を利用する場合、明暗モザイク型の２次元のＩＤパターン８２０－２は、ｘ軸方向の１次元バーコードから構成されるＩＤパターン８２０－１と比べて、ｙ軸方向にもパターン組み合わせ数を増やすことができるため、書き込み可能な情報量（例えば階高情報など）を増加することができる。また、パターンに付着した汚れやパターンの部分的な剥がれ、外光による画素値の飽和などによる、一部のパターン欠損に対しても、パターン組み合わせ数を多くすることによって、パターンの冗長化構成を取り易くなるため、よりロバストな輝度マーカを実現することができる。

図８（Ｃ）に示した輝度マーカ１５３は、基準線８１０とＩＤパターン８２０とが一体化された輝度マーカ１５０の一例である。輝度マーカ１５３のＩＤパターン８２０－３は、数字や文字によって構成される。輝度マーカ１５３を用いる場合には、かご１２０の位置計測が行われるより前に、例えば画像処理部２４０が、機械学習等の処理によって各ＩＤパターン８２０－３を学習し、学習によって得られた各ＩＤパターン８２０－３の特徴点に位置情報を割り付けて記憶しておくことにより、かご１２０の位置計測時に、画像処理部２４０は、撮像画像内のＩＤパターン８２０－３が含む情報（数字や文字）を読み取ることができる。また、基準線８１０－３は、基準線８１０－２と同様に、輝度マーカ１５３の矩形の一辺として構成されることから、輝度マーカ１５３の矩形のコーナー位置の検出によってその位置を特定することができる。

本実施形態では、上記のような輝度マーカ１５３を利用する場合、撮像部２３０による輝度マーカ１５３の撮像画像から、人がＩＤパターン８２０－３に含まれる情報を容易に識別できるため、輝度マーカ１５３を計測装置１１０の読み取り処理の対象以外の用途にも使用することができる。例えば、ガイドレール１４０の据付・施工時や点検時に、ガイドレール１４０等の部材の本数や位置を区別する用途に、輝度マーカ１５３を用いることができる。

なお、本実施形態に係る計測システム１００では、輝度マーカ１５０の認識精度を高める目的で、人工的に具備するテープや刻印によるＩＤパターン８２０に加えて、自然にガイドレール１４０に付着した汚れや傷を、ＩＤパターン８２０とすることも可能である。この場合、汚れや傷を予め計測装置１１０、あるいはエレベーター制御部１３０に記憶し、その位置情報と紐付けることによって利用すればよい。

次に、輝度マーカ１５０のサイズについて説明する。

本実施形態では、輝度マーカ１５０のｙ軸方向における辺の長さＬ_ｍａｒｋが、撮像部２３０の撮像領域のｙ軸方向の辺の長さＬ_ｏｂｓから移動体（かご１２０）の最大移動速度Ｖ_ｍａｘにゲート信号６１０の発生周期に相当するフレーム時間Δｔ（図６参照）を乗じた大きさを差し引いた長さ以下となるよう構成する。すなわち、「Ｌ_ｍａｒｋ≦Ｌ_ｏｂｓ－Ｖ_ｍａｘ×Δｔ」の関係が成立するように構成されるとする（上記不等式の等号は除外してもよい）。このような構成とすることにより、画像処理部２４０は、連続する２フレーム間の少なくとも何れか一方のフレームにおいて、完全な輝度マーカ１５０の撮像画像を取得することができる。輝度マーカ１５０のサイズが上記関係式を満足することの必要性について、図１０を参照しながら説明する。

図１０は、輝度マーカ１５０と計測装置１１０の撮像領域とのサイズ関係を説明するための図である。図１０では、輝度マーカ１５０のｙ軸方向における辺の長さＬ_ｍａｒｋについて、前段に示した関係式「Ｌ_ｍａｒｋ≦Ｌ_ｏｂｓ－Ｖ_ｍａｘ×Δｔ」を満足しない構成とされる場合に、連続する２フレームの間の少なくとも一方のフレームにおいて、完全な輝度マーカ１５０の撮像画像を取得することができない、という事例が示されている。なお、画像処理部２４０（制御部３１０）が撮像部２３０から撮像画像の電気信号を取得するフレーム周期をΔｔとする。

図１０に示すように、連続する２フレーム（第１フレーム、第２フレーム）が経過する際、計測装置１１０（撮像部２３０）の撮像領域１０１０は、かご１２０の移動方向であるｙ軸方向に移動する。具体的には図１０において、第１フレーム開始時刻ｔにおける撮像領域１０１０－１から、第２フレーム開始時刻ｔ＋Δｔにおける撮像領域１０１０－２に移動する。

ここで、フレーム間の最大移動距離Ｌ_ｍａｘは、かご１２０の最大移動速度Ｖ_ｍａｘとフレーム周期Δｔの積で表すことができる（Ｌ_ｍａｘ＝Ｖ_ｍａｘ×Δｔ）。また、撮像領域１０１０の移動方向（ｙ軸方向）の辺の長さをＬ_ｏｂｓとするとき、連続する２つのフレームにおける撮像領域１０１０が重複する領域のｙ軸方向の辺の長さは、「Ｌ_ｏｂｓ－Ｌ_ｍａｘ」で与えられる。

図１０では、この重複領域の移動方向（ｙ軸方向）の辺の長さ「Ｌ_ｏｂｓ－Ｌ_ｍａｘ」が、輝度マーカ１５０の大きさ（移動方向の辺の長さ）Ｌ_ｍａｒｋよりも小さく構成される場合、すなわち「Ｌ_ｍａｒｋ＞Ｌ_ｏｂｓ－Ｖ_ｍａｘ×Δｔ」の関係が成立する場合が例示されており、このとき、図１０に示すように、第１フレーム（時刻ｔ）及び第２フレーム（時刻ｔ＋Δｔ）の何れにおいても、撮像領域１０１０内に完全に輝度マーカ１５０が収まらず、輝度マーカ１５０の一部が掛けた画像しか撮像されない場合があり、その結果、画像処理部２４０は、撮像画像からの輝度マーカ１５０の読み取りに失敗してしまう。

以上、図１０の失敗例を反証として、本実施形態では、連続する２フレーム（時刻ｔ、時刻ｔ＋Δｔ）の少なくとも何れかの撮像画像において輝度マーカ１５０の全体を完全に撮像するためには、輝度マーカの大きさＬ_ｍａｒｋが「Ｌ_ｏｂｓ－Ｖ_ｍａｘ×Δｔ」以下であることが要求される。具体例を挙げると、要求される最大移動速度（Ｖ_ｍａｘ）が毎分３００ｍのかご１２０に対して、フレーム周期（Δｔ）が１ｍｍ秒、撮像領域１０１０の移動方向（ｙ軸方向）の辺の長さ（Ｌ_ｏｂｓ）が１３ｍｍである計測装置１１０を用いて、輝度マーカ１５０を認識する場合には、輝度マーカ１５０における移動方向（ｙ軸方向）の辺の長さ（Ｌ_ｍａｒｋ）は、少なくとも８ｍｍ以下であることが要求される。

なお、本実施形態では、冗長化を目的として、同じＩＤパターン８２０を表す輝度マーカ１５０を複数配列することも可能である。この場合、配列される複数の輝度マーカ１５０全体での大きさについて、上述した要求条件「Ｌ_ｍａｒｋ≦Ｌ_ｏｂｓ－Ｖ_ｍａｘ×Δｔ」を満足する必要はないが、同じＩＤパターン８２０を表す複数の輝度マーカ１５０のうちの少なくとも１以上の輝度マーカ１５０においては、上記要求条件を満足することが求められる。また、設置の容易さを考慮して、例えばシール等で輝度マーカ１５０をガイドレール１４０に貼付する場合、当該シールの内部に印字された輝度マーカ１５０のみが上記要求条件を満足すればよく、当該シールのサイズは、このような輝度マーカ１５０より十分に大きなサイズであればよい。

以上に説明したように、本実施形態に係る計測システム１００によれば、移動体（エレベーターかご１２０）が移動する際、移動体に搭載された計測装置１１０が、図８～図１０等を参照しながら説明した特徴を有する輝度マーカ１５０の撮像画像に対して、図４に示した計測処理を行うことにより、移動行路における移動体の絶対的な位置情報を、高速かつ高精度に算出することができる。すなわち、本実施形態に係る計測システム１００によれば、昇降路内に設けられた基準位置を、高速移動する移動体上から高精度に認識し、基準位置からの移動体の移動距離を逐次的に累積することにより、昇降路内における移動体の絶対的な位置を高速かつ高精度に計測することができる。そして、計測装置１１０が算出した移動体の絶対的な位置情報に基づいて、所定の制御部（エレベーター制御部１３０）が移動体の運行制御や安全装置の制御を行うことができる。

（１－４）復電時における移動体の復帰運行制御
また、本実施形態に係る計測システム１００を利用することにより、エレベーターシステム１０は、停電等の電源遮断が発生した後の復電時に、移動体を所定の復帰位置に移動させる運行制御（具体的には、電源遮断によって停止したエレベーターかご１２０を最寄りの階床に復帰させる復帰運行制御）を実現することができる。

図１１は、エレベーターかご１２０の復帰運行制御の工程を説明するための概念図である。図１１を参照しながら、電源遮断によって停止位置１１１１で停止したエレベーターかご１２０を、復電時に最寄りの階床１１２０に復帰させる工程を説明する。

まず、エレベーターシステム１０の据付時に、輝度マーカ１５０が設置された基準位置１１１２と各階の階床位置１１１３とを対応付けた階高テーブルが予め用意され、例えばエレベーター制御部１３０が、この階高テーブルを格納しておく。なお、基準位置１１１２は、それぞれの輝度マーカ１５０に具備される基準線８１０に対応する高度であり、階床位置１１１３は、かご１２０が対応する階床（例えば階床１１２０）に停止しているときの計測装置１１０の高度である。

ところで、エレベーターシステム１０では、停電等の電源遮断が発生した場合にかご１２０等の動作が停止するが、このとき、電源遮断前に計測装置１１０によって計測されたかご１２０の位置情報が電源遮断によって喪失する可能性がある。そのため、復電時に、エレベーター制御部１３０がかご１２０を最寄りの階床１１２０に復帰させてからかご制御を再開しようとする際、電源遮断前に測定した位置情報に基づいてかご１２０を最寄りの階床１１２０まで復帰させると、誤差が大きく発生するおそれがあった。

上記の問題を解消するために、本実施形態に係るエレベーターシステム１０では、電源遮断からの復帰時に、エレベーター制御部１３０は、まず、かご１２０を復電時の位置（電源遮断による停止位置１１１１）から上昇または下降させて、最短距離にある輝度マーカ１５０を探索する。すなわち、図１１で矢印１１３１に示すように、かご１２０を、停止位置１１１１から輝度マーカ１５０が設置された基準位置１１１２に移動させる。

次に、計測装置１１０が、基準位置１１１２を具備する輝度マーカ１５０の撮像画像から、明暗の輝度変化の組み合わせを利用したＩＤパターン８２０を読み取り、基準位置１１１２（換言すれば、当該輝度マーカ１５０の基準線８１０）に関する位置情報を取得してエレベーター制御部１３０に送信する。

そして、エレベーター制御部１３０は、計測装置１１０が取得した基準位置１１１２の位置情報と、予め格納している階高テーブルとに基づいて、最寄りの階床１１２０までかご１２０を移動させたときの計測装置１１０の階床位置１１１３までの移動距離を算出する。かくして、エレベーター制御部１３０は、算出した移動距離の分だけかご１２０を移動させることにより、図１１で矢印１１３２に示すように、かご１２０を最寄りの階床１１２０に正確に復帰させることができる。

（２）第２の実施形態
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る計測装置１２００について、結像部１２２０の内部構成例を中心に示す図である。第２の実施形態に係る計測装置１２００は、かご１２０のｚ軸方向（図１参照）のゆれに対して、撮像部２３０における結像倍率を不変に保つことができる、ロバストな結像部１２２０を備える点を特徴とするが、その他の構成については、第１の実施形態の計測装置１１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図１２では、ガイドレール１４０及び輝度マーカ１５０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている（例えば散乱光線１２１１～１２１３）。図１２に示すように、結像部１２２０は、ガイドレール１４０及び輝度マーカ１５０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、結像部１２２０は、対物レンズ１２２１（第１のレンズ）と、絞り１２２２と、集光レンズ１２２３（第２のレンズ）とを備えて構成される。対物レンズ１２２１は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を集光する。絞り１２２２は、対物レンズ１２２１で集光された散乱光（散乱光線１２１１～１２１３）の光量を制限する。集光レンズ１２２３は、絞り１２２２と撮像部２３０との間に配置され、絞り１２２２で光量が制限された散乱光を集光し、集光した散乱光を撮像部２３０の撮像面に向けて送出する。

本実施形態に係る結像部１２２０は、被写体（検出対象）となるガイドレール１４０が、かご１２０に対して、相対的にｚ軸方向にぶれたときの倍率の変化の影響をなくすために、少なくとも物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置にするとともに、撮像部２３０で生じる幾何収差を抑えるために、２枚以上のレンズにより撮像部２３０に結像する。またさらに、結像部１２２０は、像側（撮像部２３０側）もテレセントリックな光学配置にしてもよく、この場合、撮像部２３０の取付時におけるｚ軸方向の寸法公差（ｚ軸方向の取付公差）を広げる役割を果たす。

すなわち、本実施形態に係る計測装置１２００では、撮像部２３０の撮像面の中心、集光レンズ１２２３の光軸、絞り１２２２の中心、及び対物レンズ１２２１の光軸が、同一直線上に位置するように配置され、かつ、絞り１２２２は、対物レンズ１２２１の撮像部２３０側の焦点位置に配置されるとともに、集光レンズ１２２３の対物レンズ１２２１側の焦点位置に配置される。

また、図１２に示したように、本実施形態においてガイドレール１４０からの散乱光は、対物レンズ１２２１を透過した後、集光レンズ１２２３を介して撮像部２３０の撮像面に結像されるが、これらの散乱光のうち散乱光線１２１１～１２１３は、本結像光学系の主光線である。すなわち、散乱光線１２１１～１２１３は絞り１２２２の中心を通り、散乱光線１２１１～１２１３が、常に対物レンズ１２２１の光軸と平行をなしてガイドレール１４０の散乱面から出射するとともに、常に集光レンズ１２２３の光軸と平行をなして撮像部２３０に入射するように、対物レンズ１２２１、絞り１２２２、及び集光レンズ１２２３が配置される。

以上に説明したように、本実施形態に係る計測装置１２００によれば、ガイドレール１４０の画像が光軸方向（ｚ軸方向）にぶれても撮像部２３０の撮像面で結像する像の倍率を不変にすることができ、さらに撮像部２３０のｚ軸方向の取付位置のずれに対しても、撮像部２３０の撮像面で結像する像の倍率を不変にすることができる。結果として、結像部２２２０及び撮像部２３０の取り付け時の寸法公差を大きく取ることができ、よりロバストな光学系を構成することができる。また、結像部２２２０に、対物レンズ２２２１及び集光レンズ２２２３を含む２つのレンズを用いることにより、撮像部２３０で生じる結像部２２２０の幾何収差の影響を小さくすることにも期待できる。

また、本実施形態では、結像部２２０において、対物レンズ２２２１を、両側が球面、あるいは片側が球面でもう一方の側を平面とし、かつ、ガラスレンズとして構成することもできる。また、集光レンズ２２２３についても、光線が通過する面の形状を、両側が球面、あるいは片側が球面でもう一方の側を平面とし、かつ、ガラスレンズとして構成することができる。このような構成とすることにより、本実施形態に係る計測装置１２００では、より安価で高い耐久性を有する結像部２２２０を構成することができる。

（３）第３の実施形態
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る計測装置１３００について、結像部１３２０の内部構成例を中心に示す図である。第３の実施形態に係る計測装置１３００は、結像部１３２０の内部構成の一部が異なる以外は、第２の実施形態に係る計測装置１２００と同様の構成となっており、第２の実施形態と共通する点については詳細な説明を省略する。

図１３では、ガイドレール１４０及び輝度マーカ１５０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている（例えば散乱光線１３１１～１３１３）。図１３に示すように、結像部１３２０は、ガイドレール１４０及び輝度マーカ１５０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、結像部１３２０は、図１２に示した第２の実施形態の結像部１２２０と同様に、対物レンズ１３２１（第１のレンズ）、絞り１３２２、及び集光レンズ１３２３（第２のレンズ）を備えて構成され、さらに、本実施形態固有の構成として、鏡１３２４を備える。

ここで、対物レンズ１３２１、絞り１３２２、及び集光レンズ１３２３の構成及び役割は、図１２に示した対物レンズ１２２１、絞り１２２２、及び集光レンズ１２２３の構成及び役割とそれぞれ同様であり、物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置にするとともに、像側（撮像部２３０側）もテレセントリックな光学配置にされる。そして、鏡１３２４は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を対物レンズ１３２１の方に向けて正反射する。

本実施形態に係る計測装置１３００は、上述した構成を備えることにより、第２の実施形態に係る計測装置１２００と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態に係る計測装置１３００は、鏡１３２４を用いることにより、よりコンパクトな構造を実現することができる。すなわち、図１３を図１２と比較すると明らかなように、計測装置１３００では、結像部１３２０、撮像部２３０、及び画像処理部２４０（不図示）を、かご１２０の上方に近づけて配置できるため、かご１２０の上部に特別な治具を用いることなしに計測装置１３００を載置することができる。

（４）第４の実施形態
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る計測装置１４００について、結像部１４２０の内部構成例を中心に示す図である。第４の実施形態に係る計測装置１４００は、結像部１４２０を明視野光学配置で配置する点で、結像部１２２０を暗視野光学配置で配置する第２の実施形態に係る計測装置１２００と異なるが、それ以外はほぼ第２の実施形態と同様の構成となっており、第２の実施形態と共通する点については詳細な説明を省略する。

図１４では、ガイドレール１４０及び輝度マーカ１５０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている（例えば散乱光線１４１１～１４１３）。図１４に示すように、結像部１４２０は明視野光学配置で配置され、光送信部２１０からの照明光の散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、結像部１４２０は、対物レンズ１４２１（第１のレンズ）、絞り１４２２、及び集光レンズ１４２３（第２のレンズ）を備えて構成される。対物レンズ１４２１は、ガイドレール１４０における撮像部２３０に対する光送信部２１０からの出射光が正反射する方向に配置され、ガイドレール１４０における散乱光を集光する。なお、対物レンズ１４２１、絞り１４２２、及び集光レンズ１４２３の構成及び役割は、図１２に示した対物レンズ１２２１、絞り１２２２、及び集光レンズ１２２３の構成及び役割とそれぞれ同様であり、物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置にするとともに、像側（撮像部２３０側）もテレセントリックな光学配置にされる。

本実施形態に係る計測装置１４００は、上述した構成を備えることにより、第２の実施形態に係る計測装置１２００と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態に係る計測装置１４００は、結像部１４２０を明視野光学配置で配置することにより、撮像部２３０に入射する散乱光の光量を高めることができるため、画像処理部２４０によって実行される移動量算出処理及び輝度マーカ認識処理の処理精度を向上させる効果が得られる。

（５）第５の実施形態
本実施形態では、第１の実施形態に係る計測システム１００における計測装置１１０の内部構成（光送信部２１０、結像部２２０、撮像部２３０、画像処理部２４０）及び輝度マーカ１５０を、それぞれ冗長化した構成を備える計測システム１５００について説明する。

図１５は、本発明の第５の実施形態に係る計測システム１５００の構成例を示す図である。図１５に示すように、計測システム１５００は、２以上の計測部１５１１（個別には計測部１５１１－Ａ，１５１１－Ｂ）を有する計測装置１５１０と、計測装置１５１０とエレベーター制御部１３０との間に配置される１つの判定部１５２０と、ガイドレール１４０の少なくとも２箇所以上に貼付された２以上の輝度マーカ１５０（個別には輝度マーカ１５０－Ａ，１５０－Ｂ）と、を備えて構成される。なお、図１５に示した計測システム１５００は二重化構成で冗長化された構成であるが、本実施形態において計測システム１５００の冗長構成は二重化構成に限定されるものではなく、三重化以上の冗長構成であってもよい。

計測装置１５１０において、計測部１５１１－Ａ，１５１１－Ｂはそれぞれ、計測装置１１０と同様の内部構成を有する。具体的には、計測部１５１１－Ａは、光送信部２１０－Ａ、結像部２２０－Ａ、撮像部２３０－Ａ、及び画像処理部２４０－Ａを備え、計測部１５１１－Ｂは、光送信部２１０－Ｂ、結像部２２０－Ｂ、撮像部２３０－Ｂ、及び画像処理部２４０－Ｂを備える。

上記のように構成された計測装置１５１０において、計測部１５１１－Ａ，１５１１－Ｂはそれぞれ、ガイドレール１４０の少なくとも２か所以上に貼付された２以上の輝度マーカ１５０のうち、各計測部１５１１の撮像対象とされた輝度マーカ１５０（計測部１５１１－Ａの場合は輝度マーカ１５０－Ａ、計測部１５１１－Ｂの場合は輝度マーカ１５０－Ｂ）に対して、独立して、計測装置１１０と同様の計測処理を行う。すなわち、撮像対象とされた輝度マーカ１５０に対して、光送信部２１０が、出射光を照射し、結像部２２０が、輝度マーカ１５０による散乱光を撮像部２３０の撮像面に結像し、撮像部２３０が、撮像面に結合された光信号を画素の輝度に応じた電気信号に変換し、画像処理部２４０が、電気信号に画像処理を実施して生成した撮像画像に基づいて、かご１２０の移動に係る情報（かご移動関連情報）と撮像対象の輝度マーカ１５０に具備された基準位置に係る情報（基準位置関連情報）とを算出する。但し、計測装置１１０とは異なる点として、各計測部１５１１－Ａ，１５１１－Ｂは、それぞれの画像処理部２４０による算出結果を、エレベーター制御部１３０ではなく、判定部１５２０に送信する。

そして、判定部１５２０は、計測装置１５１０の複数の計測部１５１１（詳細には画像処理部２４０）からそれぞれ送信された信号情報（かご移動関連情報及び基準位置関連情報）に対して、次段に述べる比較処理を行うことにより、複数の計測部１５１１及び輝度マーカ１５０に関する異常を判定する。

上記比較処理として、判定部１５２０は、計測装置１５１０から受信した少なくとも２以上の信号情報が同一であるか否かを判定する。当該判定によって上記２以上の信号情報が同一であると判定した場合、判定部１５２０は、計測装置１５１０及び輝度マーカ１５０が正常に動作していると判定することができる。一方、当該判定によって何れかの信号情報が他の信号情報と同一ではないと判定した場合、判定部１５２０は、計測装置１５１０または輝度マーカ１５０の少なくとも何れかに異常があると判定することができる。

なお、本実施形態における「信号情報が同一」とは、比較対象の信号情報の内容が完全に一致することを意味するとしてもよいが、ほぼ一致（略一致）することを意味するとしてもよい。完全に一致するケースとしては例えば、画像処理部２４０－Ａから送信されたかご１２０－Ａの位置と、画像処理部２４０－Ｂから送信されたかご１２０－Ｂの位置とが同じ値であること、が挙げられる。また、略一致するケースとしては例えば、画像処理部２４０－Ａから送信されたかご１２０－Ａの位置と、画像処理部２４０－Ｂから送信されたかご１２０－Ｂの位置との差異が、予め定められた範囲（例えば許容誤差の範囲）内であること、が挙げられる。

また、計測装置１５１０が備える計測部１５１１が３以上である場合には、判定部１５２０による比較処理において、例えば、全てのペアについて信号情報が同一であるか否かを判定し、全てのペアで信号情報が同一であると判定した場合に、正常に動作していると判定し、１以上のペアで信号情報が同一ではないと判定した場合に、計測装置１５１０または輝度マーカ１５０の少なくとも何れかに異常があると判定すればよい。

以上のように比較処理を行った結果、計測装置１５１０及び輝度マーカ１５０が正常に動作していると判定した場合、判定部１５２０は、計測部１５１１から受信した信号情報（同一の信号情報のうちの１つでよい）と、計測部１５１１が正常に動作しているという判定結果を示す信号情報（正常判定を示す情報）と、をエレベーター制御部１３０に送信する。

一方、比較処理を行った結果、計測装置１５１０または輝度マーカ１５０の少なくとも何れかに異常があると判定した場合、判定部１５２０は、計測部１５１１が異常動作しているという判定結果を示す信号情報（異常判定を示す情報）をエレベーター制御部１３０に送信する。さらに、判定部１５２０は、上述した異常の有無の判定に加えて、それぞれの計測部１５１１が取得した撮像画像に係る情報、かご１２０の移動に係る情報（かご移動関連情報）、及び輝度マーカ１５０の基準位置に係る情報（基準位置関連情報）等を分析することにより、異常の種類を同定するようにしてもよい。分析の手法は、既知の分析手法を適宜利用可能であるため、詳細な説明は省略するが、異常の種類を同定することで、具体的には例えば、計測装置１５１０の部品の破損、取付治具の緩みや破損による異常振動、取付位置ずれ、傾斜、ガイドレール１４０における腐食、汚染、異物の固着、輝度マーカ１５０の欠損等を検出することができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る計測システム１５００によれば、冗長化構成を採用することにより、計測装置１５１０（計測部１５１１）や輝度マーカ１５０において、故障や汚れ、欠損等の異常が発生した場合でも、エレベーターかご１２０の運行に支障をきたすことなく安全に、異常の発生を検出することができる。また、異常の発生を検出した際には、計測装置１５１０から取得した情報の分析を行うことにより、異常の種類を同定することができるため、適切な復旧作業を速やかに実施することが可能となる。

（６）他の実施形態
上述した第１～第５の各実施形態では、本発明をエレベーターシステムにおけるエレベーターかご１２０の計測装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々のシステム、装置、方法、及びプログラムに広く適用することができる。

例えば、第１の実施形態に係る計測装置１１０（他の実施形態に係る計測装置でもよい）は、エレベーターの運行だけではなく、自動車や列車等の高速走行する車両において、位置や速度を高精度に検出する用途にも適用することが可能である。例えば、自動運転車においては、高速道路における位置監視・速度監視の目的、あるいは、駐車場、ガソリンスタンド、または充電スタンド等における高精度な位置決定の目的で、計測装置１１０を適用することが可能である。

図１６は、計測装置１１０を車両に適用した車両位置決めシステム１６００の構成例を示す図である。図１６（Ａ）は、輝度マーカ１５０が路面１６２０に貼付される例を示しており、図１６（Ｂ）は、輝度マーカ１５０が高速道路の壁面１６３０に貼付される例を示している。

図１６に示すように、車両位置決めシステム１６００において、計測装置１１０は、路面１６２０内を走行する車両１６１０（例えば、自動車や列車）の側部、あるいは上部に配置されている。計測装置１１０は、車両１６１０の運行制御を行うのに有用な信号情報を、車両制御部（不図示）に出力する。車両制御部は、例えば自動運転をする車両１６１０を安全に動作・停止させるために設けられている。

また、車両１６１０の近傍に存在する所定の静止構造物（図１６（Ａ）では路面１６２０、図１６（Ｂ）では壁面１６３０）には、道路内の基準位置を示す輝度マーカ１５０が貼付される。図１６には１つの輝度マーカ１５０しか表示されていないが、実際には、静止構造物上に移動体の移動方向に沿って複数の輝度マーカ１５０が配置されてよく、それぞれの輝度マーカ１５０は、対応する基準線８１０及びＩＤパターン８２０を具備する。具体的には例えば、輝度マーカ１５０は、車両１６１０を安全に停止させる必要がある信号機の手前の壁面１６３０や、あるいは駐車場やガソリンスタンドのように高精度に位置を決めて停止させる必要がある路面１６２０に貼付される。なお、例えば計測装置１１０の適用先が列車である場合は、列車が走行するレールに沿って輝度マーカ１５０を配置すればよい。

以上のように計測装置１１０を自動運転車（車両１６１０）に適用することにより、図１６（Ａ）の車両位置決めシステム１６００は、路面１６２０に配置された輝度マーカ１５０を利用して車両１６１０の位置を高精度に測定することができるため、車両１６１０を所定の目的地（駐車場、ガソリンスタンド、充電スタンド等）に高精度に停止させる制御に役立てることができる。また同様に、図１６（Ｂ）の車両位置決めシステム１６００は、壁面１６３０に配置された輝度マーカ１５０を利用して車両１６１０の位置を高精度に測定することができるため、車両１６１０を所定の地点（信号機の手前等）で安全に停止させる制御に役立てることができる。

また例えば、第１の実施形態に係る計測装置１１０（他の実施形態に係る計測装置でもよい）は、クレーンの運行制御にも適用することが可能である。

図１７は、計測装置１１０をクレーンに適用したクレーン位置決めシステム１７００の構成例を示す図である。図１７に示すクレーン位置決めシステム１７００において、計測装置１１０は、レール１７２０に沿って１軸方向に運行するクレーン１７１０の側部あるいは上部に配置されている。なお、図１７の場合、レール１７２０が、輝度マーカ１５０が配置される静止構造物に相当し、輝度マーカ１５０はクレーン１７１０の移動方向に沿って配置される。

クレーン位置決めシステム１７００において、計測装置１１０は、レール１７２０の壁面を撮像し、クレーン１７１０の移動量及び速度（クレーン１７１０の移動に係る情報）を計測するとともに、レール１７２０に貼付された輝度マーカ１５０を読み取ることにより、輝度マーカ１５０の基準位置に係る情報を取得する。そして、クレーン１７１０のクレーン制御部（不図示）が、クレーン１７１０の運行制御を行うために有用なこれらの情報（すなわち、クレーン１７１０の移動に係る情報及び輝度マーカ１５０の基準位置に係る情報）に基づいて、クレーン１７１０の動作を監視し、位置異常や速度異常を検出する。

以上のように計測装置１１０をクレーン１７１０に適用することにより、クレーン位置決めシステム１７００は、クレーン１７１０の運行制御においてその安全性を高めることができる。
なお、以上に述べた各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、図面において制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実施には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０ エレベーターシステム
１００ 計測システム
１１０ 計測装置
１２０ エレベーターかご（かご）
１３０ エレベーター制御部
１４０ ガイドレール
１５０（１５１～１５３） 輝度マーカ
２１０ 光送信部
２２０ 結像部
２３０ 撮像部
２４０ 画像処理部
３１０ 制御部
３２０ 移動量算出部
３３０ 輝度マーカ認識部
３４０ 通信部
５１０ 散乱輝度分布
５２０ 撮像画像
６１０ ゲート信号
７１０，９１０ 散乱光輝度分布
７２０，９２０ 撮像画像
８１０ 基準線
８２０ ＩＤパターン
１０１０ 撮像領域
１１１１ 停止位置
１１１２ 基準位置
１１１３ 階床位置
１１２０ 最寄りの階床
１２００，１３００，１４００ 計測装置
１２１１～１２１３，１３１１～１３１３，１４１１～１４１３ 散乱光線
１２２０，１３２０，１４２０ 結像部
１２２１，１３２１，１４２１ 対物レンズ
１２２２，１３２２，１４２２ 絞り
１２２３，１３２３，１４２３ 集光レンズ
１３２４ 鏡
１５００ 計測システム
１５１０ 計測装置
１５１１ 計測部
１５２０ 判定部
１６００ 車両位置決めシステム
１６１０ 車両
１６２０ 路面
１６３０ 壁面
１７００ クレーン位置決めシステム
１７１０ クレーン
１７２０ レール

Claims (14)

1. 移動路を移動する移動体に設置されて、前記移動体の位置を計測する計測装置であって、
   所定周期で発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、
   前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、
   前記ゲート信号で規定される露光時間に亘って、前記撮像面に結像された前記散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換する撮像部と、
   前記ゲート信号を前記所定周期で生成するとともに、前記撮像部で変換された前記電気信号に画像処理を施して撮像画像を生成し、前記撮像画像に基づいて、前記移動体の絶対的な位置に係る情報を算出する画像処理部と、
   を備え、
   前記画像処理部は、
   前記撮像画像に前記静止構造物に設置されたマーカの画像が含まれる場合に、当該撮像画像における前記第１の方向に垂直な第２の方向の明暗の輝度変化を利用して、前記マーカの絶対的な位置の基準を示す基準線を特定するマーカ認識処理と、
   前記マーカ認識処理で特定された前記基準線からの前記移動体の移動量を算出する移動量算出処理と、を実行する
   ことを特徴とする計測装置。
2. 前記露光時間は、
   前記撮像面に結像した画像の空間分解能と前記移動体の最大移動速度との比から算出される時間よりも、小さい値に設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記移動量算出処理において前記画像処理部は、
   前記ゲート信号の発生周期に相当するフレーム周期で、前記撮像部で変換された前記電気信号から各フレームの前記撮像画像を生成し、
   前記生成した複数フレームの撮像画像のうち、先行する第１フレームの撮像画像に含まれる第１の計測対象画像と、前記第１フレームよりも後の第２フレームの撮像画像に含まれる第２の計測対象画像との間に生じた画像上のずれを算出することによって、前記第１フレームから前記第２フレームまでの間の前記移動体の移動距離を算出し、
   前記算出した移動距離と、前記第１フレーム及び前記第２フレームの時間差との比から、前記移動体の移動速度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
4. 前記結像部は、
   前記静止構造物からの散乱光を集光する第１のレンズと、
   前記第１のレンズによって集光された前記散乱光の光量を制限する絞りと、前記絞りと前記撮像面との間に配置され、前記絞りによって光量が制限された前記散乱光を集光する第２のレンズと、を有し、
   少なくとも、前記静止構造物側に配置される前記第１のレンズが、テレセントリックな光学配置とされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
5. 移動路を移動する移動体の位置を計測する計測システムであって、
   前記移動体に設置される計測装置と、
   前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物に、前記第１の方向に沿って所定間隔ごとに少なくとも１つずつ設置されたマーカと、
   を備え、
   前記計測装置は、
   所定周期で発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、
   前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、
   前記ゲート信号で規定される露光時間に亘って、前記撮像面に結像された前記散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換する撮像部と、
   前記ゲート信号を前記所定周期で生成するとともに、前記撮像部で変換された前記電気信号に画像処理を施して撮像画像を生成し、前記撮像画像に基づいて、前記移動体の絶対的な位置に係る情報を算出する画像処理部と、
   を有し、
   前記画像処理部は、
   前記撮像画像に何れかの前記マーカの画像が含まれる場合に、当該撮像画像における前記第１の方向に垂直な第２の方向の明暗の輝度変化を利用して、前記マーカの絶対的な位置の基準を示す基準線を特定するマーカ認識処理と、
   前記マーカ認識処理で特定された前記基準線からの前記移動体の移動量を算出する移動量算出処理と、を実行する
   ことを特徴とする計測システム。
6. 前記移動体は、エレベーターシステムにおいて昇降路内を移動するエレベーターかごであり、
   前記マーカが、前記昇降路内に配置された前記静止構造物に、前記第１の方向に沿って各階床間に少なくとも１つが設置される
   ことを特徴とする請求項５に記載の計測システム。
7. 前記マーカの前記第１の方向における辺の長さは、
   前記撮像部による撮像領域の前記第１の方向の辺の長さから、前記移動体の最大移動速度に前記ゲート信号の発生周期に相当するフレーム時間を乗じた大きさを差し引いた長さ以下とされる
   ことを特徴とする請求項５に記載の計測システム。
8. 前記マーカの前記第１の方向における辺の長さは、８ミリメートル以下とされる
   ことを特徴とする請求項５に記載の計測システム。
9. 前記マーカの前記第１の方向に垂直な第２の方向における辺の長さは、
   前記撮像部による撮像領域の前記第２の方向の辺の長さから、前記移動体に発生し得る前記第２の方向の最大の揺れの変位量を差し引いた長さ以下とされる
   ことを特徴とする請求項５に記載の計測システム。
10. 前記移動路において前記第１の方向の異なる位置に設置された前記マーカはそれぞれ、当該マーカの絶対的な位置の基準とされる前記基準線と、前記マーカごとに異なる明暗の輝度変化の組み合わせを利用して当該基準線の絶対的な位置情報を表すＩＤパターンと、を有し、
    前記マーカ認識処理において前記画像処理部は、
    前記撮像画像に含まれる前記マーカの画像に対して、当該マーカに付与された前記ＩＤパターンを認識し、前記認識したＩＤパターンから当該ＩＤパターンが表す前記絶対的な位置情報を取得する復号処理を行う
    ことを特徴とする請求項５に記載の計測システム。
11. 前記マーカは、
    前記ＩＤパターンにおける明暗の輝度変化の最小周期が、前記撮像面に結像した画像の空間分解能よりも大きく、かつ、前記ＩＤパターンにおける明暗の輝度変化の組み合わせの数が、前記移動路において前記第１の方向の異なる位置に設置された前記マーカの総数以上である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の計測システム。
12. 前記マーカに付与される前記ＩＤパターンは、前記第１の方向に１次元配列状に並んだ明暗の輝度変化の組み合わせによって構成され、
    前記マーカ認識処理において前記画像処理部は、
    前記マーカにおける前記第１の方向の前記明暗の輝度変化を指標として、前記ＩＤパターンの復号処理を行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載の計測システム。
13. 前記マーカに付与される前記ＩＤパターンは、前記第１の方向と前記第１の方向に垂直な第２の方向とに２次元配列状に並んだ明暗の輝度変化の組み合わせによって構成され、
    前記マーカ認識処理において前記画像処理部は、
    前記マーカにおける前記第１の方向及び前記第２の方向の前記明暗の輝度変化を指標として、前記ＩＤパターンの復号処理を行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載の計測システム。
14. 前記画像処理部は、
    前記復号処理を行うより前に、前記マーカに付与された前記ＩＤパターンを学習し、学習によって得られた各ＩＤパターンの特徴点に、対応する前記マーカの絶対的な位置情報を割り付けて記憶し、
    前記マーカ認識処理において、前記撮像画像に対して前記特徴点の認識処理を行い、当該認識処理で認識された前記特徴点を指標として、前記ＩＤパターンの復号処理を行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載の計測システム。

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