JPH02249914A - Position detecting device - Google Patents

Position detecting device

Info

Publication number
JPH02249914A
JPH02249914A JP7278189A JP7278189A JPH02249914A JP H02249914 A JPH02249914 A JP H02249914A JP 7278189 A JP7278189 A JP 7278189A JP 7278189 A JP7278189 A JP 7278189A JP H02249914 A JPH02249914 A JP H02249914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
length
circuit
signal
moving object
origin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7278189A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2749622B2 (en
Inventor
Toshihiro Mori
利宏 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokuyo Automatic Co Ltd
Original Assignee
Hokuyo Automatic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokuyo Automatic Co Ltd filed Critical Hokuyo Automatic Co Ltd
Priority to JP7278189A priority Critical patent/JP2749622B2/en
Publication of JPH02249914A publication Critical patent/JPH02249914A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2749622B2 publication Critical patent/JP2749622B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To detect the present position of a moving object with high accuracy by correcting the deflection length calculated by a deflection arithmetic circuit from the reference length stored in a storage circuit by a correcting circuit. CONSTITUTION:On a metallic scale plate 10 placed along a running path of a moving object 1, a slit 11 is pierced at a prescribed pitch. In this state, when the object 1 moves, a CCD sensor 14 photodetects parallel rays from a light source 13 through the slit 11, and by a binarizing circuit 15, four kinds of limited patterns C are outputted. In this state, the present position of the object 1 is detected by these four kinds of patterns. In this case, the present position of the object 1 can be detected as a position shifted in the advance direction from a '0' point of the scale plate 10 by a value obtained by adding or subtracting the deflection length calculated by a deflection arithmetic circuit 16 from the reference length stored in a storage circuit 17 by a correcting circuit 19.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行路を移動する物体の移動量を非接触に測
定し、当該物体を所望距離だけ移動させる位置検出装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detection device that non-contactly measures the amount of movement of an object moving on a travel path and moves the object a desired distance.

〔従来の技術とその課題〕[Conventional technology and its issues]

無人立体倉庫等においては、第5図に示すようなスタン
カークレーン等の移動物体(1)が走行路を自動的に移
動させられる。移動物体(1)の下側にはレール(2)
が配置され、上側にはレール(2)と平行に電源ライン
(3)が架設される。また、移動物体(1)の外側には
、移動物体(1)の走行距離を測定する位置検出装置が
装備される。
In an unmanned multi-storey warehouse or the like, a moving object (1) such as a stanker crane as shown in FIG. 5 is automatically moved along a travel path. There is a rail (2) below the moving object (1).
is arranged, and a power supply line (3) is installed on the upper side in parallel with the rail (2). Furthermore, a position detection device for measuring the travel distance of the moving object (1) is installed on the outside of the moving object (1).

位置検出装置には、ロータリーエンコーダを利用したも
のや、マグネスケールを利用したもの、さらに、光学的
に走行距離を測定して位置を検出するもの等がある。
Position detection devices include those that use a rotary encoder, those that use a Magnescale, and those that optically measure travel distance to detect a position.

ロータリーエンコーダを利用した位置検出装置には、移
動物体(1)にロータリーエンコーダを装備し、このロ
ータリーエンコーダの回転軸に、床上を転勤するローラ
を固着したものや、床上に移動物体(1)の走行路に沿
ってランクを配置し、このラックと噛合するピニオンを
ロータリーエンコーダの回転軸に固着したものがある。
Position detection devices using rotary encoders include those in which the moving object (1) is equipped with a rotary encoder, and a roller that moves on the floor is fixed to the rotary shaft of this rotary encoder, and the moving object (1) is mounted on the floor. There is one in which a rank is arranged along the running path, and a pinion that meshes with the rack is fixed to the rotating shaft of a rotary encoder.

上記ローラやピニオンの回転数が、ロータリーエンコー
ダによって、直線距離に変換されて、移動物体(1)の
走行距離が測定され、移動物体(1)の位置が検出され
る。
The rotational speed of the roller and pinion is converted into a linear distance by a rotary encoder, the travel distance of the moving object (1) is measured, and the position of the moving object (1) is detected.

しかし、ローラが床上をスリップすると、誤差が生じ、
しかも、スリップが続くと、誤差が積算され、ロータリ
ーエンコーダによって判断される距離と実際の走行距離
とが、大きく異なるという不具合が生ずる。また、ラン
ク、ピニオンを用いた場合は、急停止したときに、飛び
が生じ、同様に実際の走行距離を測定することができな
いという不具合が生ずる。
However, if the roller slips on the floor, errors will occur and
Moreover, if the slip continues, errors will be accumulated, resulting in a problem that the distance determined by the rotary encoder and the actual distance traveled will be significantly different. Furthermore, when a rank and pinion are used, there is a problem in that the vehicle jumps when the vehicle suddenly stops, making it impossible to measure the actual distance traveled.

マグネスケールを利用した位置検出装置は、硬質で長尺
なスケールに磁気記録面を形成し、このスケールと微小
な間隔を保って走行させる磁気センサを移動物体(1)
に固着したものである。
A position detection device using Magnescale has a magnetic recording surface formed on a hard, long scale, and a magnetic sensor that runs while maintaining a small distance from the scale when moving an object (1).
It is fixed to.

磁気記録を正確に読みとるため、スケールを硬質にしで
あるが、硬質であると折れ易いという欠点がある。また
磁気センサは、スケールと微小な間隔を保って走行させ
なければ成らないが、移動物体(1)は横揺れするため
、実際上の使用は困難である。
In order to read magnetic records accurately, the scale is made hard, but a hard scale has the disadvantage of being easily broken. Furthermore, the magnetic sensor must be moved while maintaining a small distance from the scale, but since the moving object (1) oscillates laterally, it is difficult to use it in practice.

そこで、上記二種類の接触型の位置検出装置の欠点を克
服するため、非接触の光学式位置検出装置が開発されて
いる。
Therefore, in order to overcome the drawbacks of the above two types of contact-type position detection devices, a non-contact optical position detection device has been developed.

光学式位置検出装置は、例えば、長尺なガラス板に、ス
リット状の金属細線を長さ方向に多数本蒸着し、移動物
体に取付けた光センサで、前記金属細線の数をカウント
し、このカウント値によって移動物体の現在位置を検出
するものである。
An optical position detection device, for example, consists of depositing a large number of slit-like thin metal wires in the length direction on a long glass plate, and counting the number of the thin metal wires with an optical sensor attached to a moving object. The current position of a moving object is detected based on the count value.

この光学式位置検出装置の精度を上げるには、金属細線
の幅を細(して、かつ、金属細線の数を増せばよいが、
金属細線は蒸着により形成するため、幅を細くするには
限界があり、また、金属細線の幅を細く形成できたとし
ても、塵芥が付着したときに測定誤差が生じる使用上の
不具合も生じる。
In order to increase the accuracy of this optical position detection device, the width of the thin metal wires can be made thinner and the number of thin metal wires can be increased.
Since thin metal wires are formed by vapor deposition, there is a limit to how thin the width can be, and even if the width of thin metal wires can be made thin, there may be problems in use such as measurement errors when dust adheres to them.

そこで、本発明は、製作容易、耐塵性良好、さらに移動
物体の現在位置を高精度に検出することができる位置検
出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a position detection device that is easy to manufacture, has good dust resistance, and can detect the current position of a moving object with high precision.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記目的を達成するため、移動物体の走行路に
沿って配置され、スリットを定ピッチに穿設することに
より、スリット部の中心及び非スリット部の中心が交互
に基準点として一定ピッチで現れ、かつ、一端を0点と
して設定したスケール板と、移動物体に固定され、一端
を原点とし、原点から少なくとも2箇所以上の基準点を
認識することができる長さのCCDセンサと、上記スリ
ットを通して、前記CCDセンサに平行光を投光する光
源と、上記CCDセンサの出力を二値化して、スリット
部と非スリット部を“H″信号は“L”信号として区別
する二値化回路と原点から最初の“H”信号と“L”信
号の反転部分と次の反転部分との中間位置を検出ライン
として識別し、この検出ラインから原点までの距離を偏
位長さとして算出する偏位演算回路と、スケールの0点
から現在検出ラインとして検出されている基準点までの
距離を基準長さとして記憶する記憶回路と、CCDセン
サの出力信号の原点が“H”信号か“L”信号か及び反
転部分の数によって現在の検出パターンを認識し、前回
認識したパターンと比較して、現在認識している基準点
が進行方向又は後退方向にずれたか否かを判別し、ずれ
たと判断した場合に、前回の基準長さに基準点の1ピッ
チ分の長さを加算又は減算し、新たな基準長さとして、
前記記憶回路に記憶させるパターン認識回路と、上記偏
位演算回路によって算出された偏位長さによって、基準
長さを補正して、移動物体の現在位置として出力する補
正回路とを具備したものである。
In order to achieve the above object, the present invention is arranged along the traveling path of a moving object, and by drilling slits at a constant pitch, the center of the slit part and the center of the non-slit part are alternately set as a reference point at a constant pitch. a scale plate that appears at , and has one end set as the 0 point; a CCD sensor that is fixed to a moving object, has one end as the origin, and has a length capable of recognizing at least two or more reference points from the origin; A light source that emits parallel light to the CCD sensor through a slit, and a binarization circuit that binarizes the output of the CCD sensor and distinguishes a slit part and a non-slit part from an "H" signal as an "L" signal. The deviation is determined by identifying the intermediate position from the origin to the inverted part of the first "H" signal and "L" signal and the next inverted part as the detection line, and calculating the distance from this detection line to the origin as the deviation length. A storage circuit that stores the distance from the 0 point of the scale to the reference point currently detected as the detection line as a reference length, and a storage circuit that stores whether the origin of the output signal of the CCD sensor is an "H" signal or an "L" signal. Recognizes the current detection pattern based on the number of signals and inverted parts, and compares it with the previously recognized pattern to determine whether the currently recognized reference point has shifted in the forward or backward direction, and determines that it has shifted. In this case, add or subtract the length of 1 pitch of the reference point from the previous reference length to create a new reference length.
The apparatus includes a pattern recognition circuit that is stored in the storage circuit, and a correction circuit that corrects the reference length based on the deviation length calculated by the deviation calculation circuit and outputs the result as the current position of the moving object. be.

〔作用〕[Effect]

移動物体の現在位置は、スケール板の0点から、CCD
センサの原点までの距離として算出する。この現在位置
は、記憶回路に記憶されている基準長さから偏位演算回
路で算出される偏位長さを、補正回路によって減算又は
加算することによって検出することができる。
The current position of the moving object is determined from the 0 point on the scale plate by the CCD.
Calculated as the distance to the origin of the sensor. This current position can be detected by the correction circuit subtracting or adding the deviation length calculated by the deviation calculation circuit from the reference length stored in the storage circuit.

〔実施例〕〔Example〕

本考案に係る一実施例を第1図乃至第4図を参照して説
明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

同図において、(10)は、移動物体(1)の走行路に
沿って配置された金属製のスケール板で、例えば、1.
5  (tm)幅のスリット(11)を3.0  (n
)の定ピッチに穿設し、第2図及び第3図に示すように
、スリット部の中心及び非スリット部の中心に基準点(
A)を想定する。また、第3図に示すように、スケール
板(1o)の左端を0点(0)とし、右方向にスリット
部、非スリット部と順に、第1の基準点(Aり、第2の
基準点(A2)というように基準点(A)が1.5  
(w)の一定ピッチに現れるようにする。
In the figure, (10) is a metal scale plate arranged along the traveling path of the moving object (1), for example, 1.
5 (tm) wide slit (11) with a width of 3.0 (n
) at a constant pitch, and as shown in Figures 2 and 3, a reference point (
Assume A). In addition, as shown in Fig. 3, the left end of the scale plate (1o) is set as 0 point (0), and the first reference point (A) and the second reference point (A, The reference point (A) is 1.5, such as point (A2).
(w) so that it appears at a constant pitch.

基準点(A)が一定ピッチに現れれば、スリ。If the reference points (A) appear at a constant pitch, you are pickpocketed.

ト(11)の幅は一致していなくともよい。(12)は
、前記スケール板(10)を跨ぐようにして移動物体(
1)に装着する取付部材で、取付部材内に、スリット(
11)を挟んで、光源(13)とCCDセンサ(14)
とを対向させて埋設する。
The widths of the gates (11) do not have to match. (12) is a moving object (
1), with a slit (
11), the light source (13) and the CCD sensor (14)
Bury it facing each other.

光源(13)からは、CCDセンサ(14)に向けて、
平行光(L)を投光する。CCDセンサ(14)は、第
3図に示すように、例えば、左端を原点(14a)とし
、この原点(14a)から少な(とも2箇所以上の基準
点(A)を認識することができる4〔鶴〕の長さとし、
内部には例えば、128個のセル〔図示せず〕が32〔
μm〕のピッチで封入されている。(15)は、前記C
CDセンサ(14)からの出力を二値化して、第3図に
示すように、例えば、スリット部をH”信号として、非
スリット部を“L″信号してそれぞれ出力する二値化回
路である。
From the light source (13), towards the CCD sensor (14),
Emits parallel light (L). As shown in FIG. 3, the CCD sensor (14) has, for example, the left end as the origin (14a), and can recognize at least two reference points (A) from this origin (14a). The length of [crane]
For example, there are 128 cells (not shown) inside and 32 cells (not shown).
They are encapsulated at a pitch of [μm]. (15) is the above C
The output from the CD sensor (14) is binarized, and as shown in Fig. 3, for example, a binarization circuit outputs a slit part as an "H" signal and a non-slit part as an "L" signal. be.

(16)は、前記二値化回路(15)によって二値化さ
れた信号を入力する偏位演算回路で、第3図に示すよう
に、原点(14a)から最初の′H”信号と1L”信号
の反転部分と次の反転部分との中間位置を検出ライン(
B)として識別し、この検出ライン(B)から原点(1
4a)までの距離を偏位長さ(x)として算出する。光
は回折するため、“H”信号と“L”信号との反転部が
スリット(11)のエッヂに一致していないことがある
が、光はエッヂ部で同様に回折するから、検出ライン(
B)は正確に特定することができ、偏位長さ(X)は正
確に算出される。
(16) is a deviation calculation circuit which inputs the signal binarized by the binarization circuit (15), and as shown in FIG. ”The detection line (
B) and from this detection line (B) to the origin (1
4a) is calculated as the deviation length (x). Since light is diffracted, the inverted part of the "H" signal and "L" signal may not coincide with the edge of the slit (11), but since the light is similarly diffracted at the edge part, the detection line (
B) can be accurately specified and the deflection length (X) can be accurately calculated.

(17)は、スケール板(10)の0点(0)から現在
検出されている検出ライン(B)までの距離を基準長さ
(y)として記憶する記憶回路である。(18)は、上
記二値化回路(15)の出力信号を入力し、移動物体(
1)が移動すると、第3図<a>乃至(d)に示すよう
なパターン(C)を認識し、基準長さ(y)を前記記憶
回路(17)に出力するパターン認識回路で、前回認識
したパターン(C)と現在認識しているパターン(C)
とを比較して、現在認識している基準点(A)が進行方
向又は後退方向にずれたかを判別し、ずれたと判断した
場合に、前回の基準長さ(y)に基準点(A)の1ピッ
チ分の長さ(a)を加算又は減算し、新たな基準長さ(
y)として、上記記憶回路(17)に記憶する、  (
19)は、移動物体(1)の現在位置(z)を算出する
補正回路で、この補正回路(19)が、前記記憶回路(
17)に記憶されている基準長さ(y)から、上記偏位
演算回路(16)によって算出される偏位長さ(X)を
減算又は加算して現在位置(z)を算出する。
(17) is a storage circuit that stores the distance from the zero point (0) of the scale plate (10) to the currently detected detection line (B) as a reference length (y). (18) inputs the output signal of the binarization circuit (15) and receives the moving object (
1), the pattern recognition circuit recognizes the pattern (C) shown in FIG. 3 <a> to (d) and outputs the reference length (y) to the memory circuit (17). Recognized pattern (C) and currently recognized pattern (C)
It is determined whether the currently recognized reference point (A) has shifted in the forward or backward direction, and if it is determined that it has shifted, the reference point (A) is set to the previous reference length (y). Add or subtract the length (a) of 1 pitch to create a new standard length (
y), stored in the storage circuit (17) as (
19) is a correction circuit that calculates the current position (z) of the moving object (1), and this correction circuit (19) is connected to the memory circuit (
The current position (z) is calculated by subtracting or adding the deviation length (X) calculated by the deviation calculation circuit (16) from the reference length (y) stored in 17).

本考案に係る位置検出装置は以上のように構成され、次
に、現在位置(2)、即ち、スケール板(10)(7)
0点(0)からCCD−t’:/す(14)原点(14
a)までの距離の測定手段について説明する。
The position detection device according to the present invention is configured as described above, and next, the current position (2), that is, the scale plate (10), (7)
From 0 point (0) to CCD-t':/su (14) origin (14
The means for measuring the distance to a) will be explained.

移動物体(1)が移動すると、CODセンサ(14)は
、スリット(11)を通して、光源(13)から平行光
(L)を受光して、二値化回路(15)によって、第3
図(a)乃至(d)に示すような4種類のみの限定され
たパターン(C)を出力する。第3図(a)に示す第1
のパターン(C1)は、原点(14a)が“L”信号で
、2箇所の反転部分を有する。第2図(b)に示す第2
のパターン(C2)は、原点(14a)が“L″信号、
3個所の反転部分を有する。第2図(c)に示す第3の
パターン(C8)は、原点(14a)が“H”信号で、
2箇所の反転部分を有する。第2図(d)に示す第4の
パターン(C4)は、原点(14B)が”H″信号、3
箇所の反転部分を有する。第2図(e)に示すパターン
(C)は、第2図(a)に示す第1のパターン(Cりと
同じである。
When the moving object (1) moves, the COD sensor (14) receives parallel light (L) from the light source (13) through the slit (11), and the binarization circuit (15) converts it into a third parallel light.
Only four kinds of limited patterns (C) as shown in FIGS. (a) to (d) are output. The first one shown in Figure 3(a)
The pattern (C1) has an "L" signal at the origin (14a) and has two inverted parts. The second one shown in Figure 2(b)
In the pattern (C2), the origin (14a) is the "L" signal,
It has three inverted parts. In the third pattern (C8) shown in FIG. 2(c), the origin (14a) is an "H" signal,
It has two inverted parts. In the fourth pattern (C4) shown in FIG. 2(d), the origin (14B) is the "H" signal, 3
It has an inverted part. The pattern (C) shown in FIG. 2(e) is the same as the first pattern (C) shown in FIG. 2(a).

移動物体(1)の現在位置(Z)は、この4種類の限定
されたパターン(C)によって、次のようにして検出す
る。移動物体(1)が進行方向〔図面において右方向〕
に移動して、CODセンサ(14)の原点(14a)が
スケール板(10)の0点(0)に一致した状態から、
第3図(a)に示すように、第1のパターン(C1)の
検出ライン(B1)が第1の基準点(A1)を検出する
まで移動したとする。このときの移動物体(1)の現在
位置(zl)は、記憶回路(17)に記憶されている基
準長さ(yl)から、偏位演算回路(16)で算出され
た偏位長さ(×りを減算した値だけ、スケール板(10
)の0点(0)から進行方向にずれた位置として認識で
きる。
The current position (Z) of the moving object (1) is detected as follows using these four types of limited patterns (C). The moving object (1) is traveling in the direction [rightward in the drawing]
From the state where the origin (14a) of the COD sensor (14) coincides with the zero point (0) of the scale plate (10),
As shown in FIG. 3(a), it is assumed that the detection line (B1) of the first pattern (C1) moves until it detects the first reference point (A1). The current position (zl) of the moving object (1) at this time is determined by the deviation length ( The scale board (10
) can be recognized as a position shifted from the 0 point (0) in the direction of travel.

移動物体(1)が進行方向にさらに移動すると、第2図
(b)に示すように、偏位長さ(x2)が短くなった第
2のパターン(C2)が出力される。第2のパターン(
C2)の検出ライン(B2)は、第1のパターン(C1
)の検出ライン(B1)と同じく、第1の基準点(八り
を検出している。従って、現在位置(z2)は、上記と
同様に、基準長さ(yl)から偏位長さ(xl)を減算
した値とから検出することができる。移動物体(1)が
さらに進行方向に移動すると第2図(c)に示すような
第3の出カバターン(C8)が出力される。第3の出カ
バターン(Cs )の検出ライン(B3)は第2の基準
点(A2)を検出し、パターン認識回路(18)は、前
記第2の出カバターン(C2)の検出した第1の基準点
(A1)から進行方向にずれたことを判別して、前記基
準長さ(yl)に1ピッチ分の長さ(a)を加算した新
たな基準長さ(ya)を記憶回路(19)に記憶させる
、従って、現在位置(z3)は、新たな基準長さ(ya
 )から新たな偏位長さ(xl)を減算した値から検出
することができる。このようにして、パターン認識回路
(18)がパターン(C)を認識して、基準長さ(y)
に1ピッチ分の長さ(a)を加減したり、しなかったり
することによって、現在位置(Z)を検出することがで
きる。
When the moving object (1) moves further in the advancing direction, a second pattern (C2) with a shorter deflection length (x2) is output, as shown in FIG. 2(b). The second pattern (
The detection line (B2) of the first pattern (C2)
), the first reference point (8) is detected. Therefore, the current position (z2) is the same as the deviation length (yl) from the reference length (yl). When the moving object (1) moves further in the direction of movement, a third output pattern (C8) as shown in FIG. 2(c) is output. The detection line (B3) of the third output pattern (Cs) detects the second reference point (A2), and the pattern recognition circuit (18) detects the first reference point detected by the second output pattern (C2). A storage circuit (19) determines that the deviation has occurred from the point (A1) in the traveling direction and stores a new reference length (ya) obtained by adding the length (a) of one pitch to the reference length (yl). Therefore, the current position (z3) is stored at the new reference length (ya
) by subtracting the new deviation length (xl). In this way, the pattern recognition circuit (18) recognizes the pattern (C) and determines the reference length (y).
The current position (Z) can be detected by adding or subtracting the length (a) of one pitch to or from the current position (Z).

基準長さ(y)に1ピッチ分の長さ(a)を加減するか
、しないかを第4図を参照して説明する。第1のパター
ン(Cりから第2のパターン(C2)に変化したとき、
及び、第3のパターン(Ca )から第4のパターン(
C4)に変化したとき、及び、それらの逆のときは、記
憶回路(17)に記憶されている基準長さ(y)を変更
しない、第2のパターン(C2)から第3のパターン(
C3)に変化したとき、及び、第4のパターン(C4)
から第1のパターン(C1)に変化したときは、変化後
の基準長さ(yn)は、変化前の基準長さ(ynt)に
1ピッチ分の長さ(a)を加算した値とする。
Whether to add or subtract the length (a) by one pitch to the reference length (y) will be explained with reference to FIG. 4. When changing from the first pattern (C) to the second pattern (C2),
And the third pattern (Ca) to the fourth pattern (
C4) and vice versa, the reference length (y) stored in the storage circuit (17) is changed from the second pattern (C2) to the third pattern (
C3) and the fourth pattern (C4)
When changing from to the first pattern (C1), the reference length after the change (yn) is the value obtained by adding the length of one pitch (a) to the reference length before the change (ynt). .

逆に、第1のパターン(CI )から第4のパターン(
C4)に変化したとき、及び、第3のパターン(Ca 
)から第2のパターン(C2)に変化したときは、移動
物体(1)が後退しており、検出パターン(B)が検出
する基準点(A)は、スケール板(10)00点に近い
方にずれたと判別し、変化後の基準長さ(y n)は変
化前の基準長さ(ynt)から1ピッチ分の長さくa>
を減算した値ととる。
Conversely, from the first pattern (CI) to the fourth pattern (
C4) and the third pattern (Ca
) to the second pattern (C2), the moving object (1) has retreated, and the reference point (A) detected by the detection pattern (B) is close to the 00 point on the scale plate (10). The reference length (y n) after the change is the length of one pitch from the reference length (ynt) before the change.
Take the value obtained by subtracting .

ところで、CCDセンサ(14)は、例えば、4〔鶴〕
の幅内に128個のセル〔図示せず〕が32〔μ請〕の
ピッチで封入されているから、例えば、偏位長さ(xl
)が1.93 (鶴〕で、基準長さ(yl)が2.25
 (n)というように判断することができ、このとき、
現在位置(zl)は(zt ) = ()’1 ) −
(xt )より、スケール板(10)の0点から0.3
2 (鶴〕進行方向〔図面において右方向〕にずれた位
置であることが判る。従って、スリン) (11)の幅
及び基準点(A)の間隔が1.5  (m)であっても
、現在位置(2)は0.01 (m)のオーダで検出す
ることができる。
By the way, the CCD sensor (14) is, for example, 4 [Tsuru]
Since 128 cells (not shown) are enclosed at a pitch of 32 μm within the width of
) is 1.93 (Tsuru) and the standard length (yl) is 2.25
(n), and in this case,
The current position (zl) is (zt) = ()'1) -
(xt), 0.3 from the 0 point of the scale plate (10)
2 (Tsuru) It can be seen that the position is shifted in the traveling direction [to the right in the drawing]. Therefore, even if the width of (11) and the distance between the reference points (A) are 1.5 (m) , the current position (2) can be detected on the order of 0.01 (m).

このようにして移動物体(1)の現在位置(z)を0.
01 (tm)のオーダで検出し、移動物体(1)が所
望の距離だけ走行したと判断すると、移動物体(1)の
駆動源〔図示せず〕を停止させる信号を出力する。
In this way, the current position (z) of the moving object (1) is set to 0.
01 (tm), and when it is determined that the moving object (1) has traveled a desired distance, it outputs a signal to stop the drive source (not shown) of the moving object (1).

尚、スケール板(10)の0点(0)は、例えば、2.
5  (tm)幅のスリット〔以下、基準スリットとい
う〕を1.8  (m)ごとに穿設し、この基準スリッ
トの左側エッヂに設定することができる。移動物体(1
)が何10 (m)も走行するときに、0点(0)が1
.8  (m)ごとに更新されるため、移動物体(1)
が急激に移動して、スリット(11)を検出し損う等の
誤差が生じても、この誤差が積算されることはない、基
準スリットを穿設するときは、通過した基準スリットの
数を記憶し、この数と基準スリットの間隔を掛けた値に
基準長さ(y)加算し、ここから偏位長さ(x )を減
算することにより、現在位置(Z)を検出することがで
きる。
Note that the 0 point (0) on the scale plate (10) is, for example, 2.
5 (tm) width slits (hereinafter referred to as reference slits) can be bored every 1.8 (m) and set at the left edge of this reference slit. Moving object (1
) travels 10 (m), 0 point (0) becomes 1
.. Since it is updated every 8 (m), the moving object (1)
Even if an error occurs such as failing to detect the slit (11) due to sudden movement of the reference slit, this error will not be accumulated. The current position (Z) can be detected by memorizing this number and adding the reference length (y) to the value multiplied by the distance between the reference slits, and subtracting the deviation length (x) from this. .

以上は本発明に係る一実施例を説明したもので、本発明
はこの実施例に限定することなく本発明の要旨内におい
て設計変更することができ、例えば、CCDセンサの原
点をCCDセンサの反対側の端部に設定するときは、補
正回路は減算ではなく加算する。
The above describes one embodiment according to the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment, and the design can be changed within the gist of the present invention. For example, the origin of the CCD sensor can be set opposite to the CCD sensor. When setting at the side end, the correction circuit adds rather than subtracts.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、スリットの幅を比較的大きく穿設する
ため、スケール板の製作が容易で製作費の低廉化を図る
ことができる。また、スリットの幅が大きいと塵芥がス
リット内に詰まることがなくなり、誤測定を解消するこ
とができる。また非接触に測定するため、振動の影響を
受けることなく、正確に位置を検出することができる。
According to the present invention, since the width of the slit is relatively large, the scale plate can be manufactured easily and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, if the width of the slit is large, the slit will not be clogged with dust, and erroneous measurements can be eliminated. Furthermore, since the measurement is performed without contact, the position can be accurately detected without being affected by vibration.

さらにCCDセンサで測定するため、0.01 (m)
オーダの高精度な位置を検出することが可能になる。
Furthermore, since it is measured with a CCD sensor, 0.01 (m)
It becomes possible to detect the highly accurate position of the order.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る位置検出装置の一部概略斜視図を
含む回路構成図、第2図は検出部の部分断面図、第3図
はスケール板とCCDセンサとの位置関係によって変化
するCCDセンサの出カバターン図、第4図は第3図の
パターン間の変動と基準長さの変化との関係を示した図
である。 第5図は位置検出装置を適用する一例としての移動物体
の概略斜視図である。 (1”) −・移動物体、   (10)・−スケール
板、(11)・−・ス゛リット、    (13)  
−・光源、(14) ・−=CCDセンサ、(14a 
) ・−原点、(15)・−・二値化回路、  (16
)−・−偏位演算回路、(17) −記憶回路、 (B) (L) (X) ・−・−パターン認識回路、 ・−・・補正回路、   (A) −・−検出ライン、  (C) ・−・平行光、    (0) ・−・偏位長さ、   (y) −・−・現在位置。 ・−・基準点1 、−パターン、 −・0点、 −・基準長さ、 特許 出 願人 北陽電機株式会社
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a circuit configuration diagram including a partial schematic perspective view of the position detection device according to the present invention, Fig. 2 is a partial sectional view of the detection section, and Fig. 3 is a scale plate and CCD sensor. FIG. 4 is a diagram showing the output pattern of the CCD sensor that changes depending on the positional relationship between the pattern and the reference length. FIG. 5 is a schematic perspective view of a moving object as an example to which the position detection device is applied. (1”)--Moving object, (10)--Scale plate, (11)--Slit, (13)
-・Light source, (14) ・-=CCD sensor, (14a
) - Origin, (15) - Binarization circuit, (16
)--Deflection calculation circuit, (17)--Storage circuit, (B) (L) (X) ---Pattern recognition circuit, ---Correction circuit, (A) ---Detection line, ( C) --- Parallel light, (0) --- Deflection length, (y) ---- Current position. -Reference point 1, -pattern, -0 point, -reference length, patent applicant Hokuyo Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)移動物体の走行路に沿って配置され、スリットを
定ピッチに穿設することにより、スリット部の中心及び
非スリット部の中心が交互に基準点として一定ピッチで
現れ、かつ、一端を0点として設定したスケール板と、 移動物体に固定され、一端を原点とし、原点から少なく
とも2箇所以上の基準点を認識することができる長さの
CCDセンサと、 上記スリットを通して、前記CCDセンサに平行光を投
光する光源と、 上記CCDセンサの出力を二値化して、スリット部と非
スリット部を“H”信号又は“L”信号として区別する
二値化回路と 原点から最初の“H”信号と“L”信号の反転部分と次
の反転部分との中間位置を検出ラインとして識別し、こ
の検出ラインから原点までの距離を偏位長さとして算出
する偏位演算回路と、 スケールの0点から現在検出ラインとして検出されてい
る基準点までの距離を基準長さとして記憶する記憶回路
と、 CCDセンサの出力信号の原点が“H”信号か“L”信
号か及び反転部分の数によって現在のパターンを認識し
、前回認識したパターンと比較して、現在認識している
基準点が進行方向又は後退方向にずれたか否かを判別し
、ずれたと判断した場合に、前回の基準長さに基準点の
1ピッチ分の長さを加算又は減算し、新たな基準長さと
して、前記記憶回路に記憶させるパターン認識回路と、 上記偏位演算回路によって算出された偏位長さによって
、基準長さを補正して、移動物体の現在位置として出力
する補正回路とを具備したことを特徴とする位置検出装
置。
(1) By placing slits along the travel path of a moving object and drilling them at a constant pitch, the center of the slit part and the center of the non-slit part appear alternately at a constant pitch as a reference point, and one end A scale plate set as the 0 point, a CCD sensor fixed to a moving object, with one end as the origin, and long enough to recognize at least two reference points from the origin; A light source that emits parallel light, a binarization circuit that binarizes the output of the CCD sensor and distinguishes the slit part and non-slit part as an "H" signal or an "L" signal, and the first "H" signal from the origin. A deviation calculation circuit that identifies the intermediate position between the inverted part of the "L" signal and the next inverted part as a detection line, and calculates the distance from this detection line to the origin as the deviation length; A memory circuit that stores the distance from the 0 point to the reference point currently detected as the detection line as the reference length, and whether the origin of the CCD sensor output signal is an "H" signal or "L" signal and the number of inverted parts. Recognizes the current pattern and compares it with the previously recognized pattern to determine whether the currently recognized reference point has shifted in the forward or backward direction.If it is determined that the reference point has shifted, the previous reference length is A pattern recognition circuit which adds or subtracts the length of one pitch of the reference point from the reference point and stores it in the storage circuit as a new reference length, and the deviation length calculated by the deviation calculation circuit, A position detection device comprising: a correction circuit that corrects a reference length and outputs the corrected reference length as the current position of a moving object.
JP7278189A 1989-03-24 1989-03-24 Position detection device Expired - Fee Related JP2749622B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7278189A JP2749622B2 (en) 1989-03-24 1989-03-24 Position detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7278189A JP2749622B2 (en) 1989-03-24 1989-03-24 Position detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02249914A true JPH02249914A (en) 1990-10-05
JP2749622B2 JP2749622B2 (en) 1998-05-13

Family

ID=13499274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7278189A Expired - Fee Related JP2749622B2 (en) 1989-03-24 1989-03-24 Position detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2749622B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247346A (en) * 2011-05-30 2012-12-13 Jfe Steel Corp Length measuring method and apparatus for long material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247346A (en) * 2011-05-30 2012-12-13 Jfe Steel Corp Length measuring method and apparatus for long material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2749622B2 (en) 1998-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5959295A (en) Timing device and method for positioning non-linear machine parts
US7825368B2 (en) Absolute position length-measurement type encoder
JP2809545B2 (en) Absolute position detecting device and method combining light and capacitance, and scale thereof
CN1940472B (en) Absolute liner encoder
JP6727721B2 (en) Absolute encoder with redundant spatial phase signals
US8598509B2 (en) Optical encoder
JPH07324948A (en) Position measuring device
EP0150408A2 (en) Dimension measuring apparatus
WO1988006717A1 (en) Scales for position determining apparatus
JP4538240B2 (en) Apparatus and method for detecting the relative movement of two mechanical parts that can move relative to each other
JP2012247346A (en) Length measuring method and apparatus for long material
JPH02249914A (en) Position detecting device
US20060059702A1 (en) Measuring device for the incremental measurement of positions, actuating displacements or actuating angles and industrial truck equipped with such a measuring device
JPH0353114A (en) Position detector
JP2732488B2 (en) Length measuring or angle measuring device
CN105783740A (en) Alternative increment type micro-displacement measurement sensor and measurement method
JP3126101B2 (en) Contact type measuring instrument
JPH0237524B2 (en)
JP2736924B2 (en) Position detection device
WO2003079555A2 (en) Encoder with reference marks
JP4504553B2 (en) Encoder for detecting relative position
JP6438233B2 (en) Displacement detector
CN109974596B (en) Linear displacement measuring device
JP2933954B2 (en) Moving object speed detector
JP4629458B2 (en) Linear encoder device

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees