JPH08145623A - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
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- JPH08145623A JPH08145623A JP31553594A JP31553594A JPH08145623A JP H08145623 A JPH08145623 A JP H08145623A JP 31553594 A JP31553594 A JP 31553594A JP 31553594 A JP31553594 A JP 31553594A JP H08145623 A JPH08145623 A JP H08145623A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 三角測量法を用いた変位測定装置において、
検出物体の種類に応じて補正状態を変化させて距離を測
定すること。 【構成】 投光素子２１より光ビーム４を検知物体５に
向けて照射する。この受光位置に応じた受光信号を位置
検出素子７で受光して、第１の信号処理手段３０で距離
信号Ｌｄを得る。又第２の受光素子２１を設け、割算回
路２３により位置検出素子７で受光される受光量との比
Ｃを算出する。そして距離信号Ｌｄと光量比Ｃに基づい
てあらかじめ記憶してある補正値を選択する。こうすれ
ば物体の表面状態にかかわらず、真の距離信号を得るこ
とができる。
検出物体の種類に応じて補正状態を変化させて距離を測
定すること。 【構成】 投光素子２１より光ビーム４を検知物体５に
向けて照射する。この受光位置に応じた受光信号を位置
検出素子７で受光して、第１の信号処理手段３０で距離
信号Ｌｄを得る。又第２の受光素子２１を設け、割算回
路２３により位置検出素子７で受光される受光量との比
Ｃを算出する。そして距離信号Ｌｄと光量比Ｃに基づい
てあらかじめ記憶してある補正値を選択する。こうすれ
ば物体の表面状態にかかわらず、真の距離信号を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三角測量法を用いて物体
の変位を測定する変位測定装置に関するものである。
の変位を測定する変位測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来三角測量法を用いた変位測定装置と
しては、特開平３−120412号等の変位測定装置が提案さ
れている。これは図９に示すように、一定周期毎に生じ
る投光パルスに基づいて駆動回路１を介して投光素子２
を駆動し、投光レンズ３により平行な光ビーム４を物体
検知領域に照射している。そして検知物体５からの反射
光を受光レンズ６を介して位置検出素子であるポジショ
ンセンシティブディバイス（ＰＳＤ）７で受光してい
る。位置検出素子７は受光位置に応じてその両端の電流
の出力比が変化する素子であって、その両端の出力はＩ
／Ｖ変換器８及び９によって電圧信号に変換される。Ｉ
／Ｖ変換器８及び９の出力は夫々加算器１０，減算器１
１に与えられ、加算及び減算されて割算回路１２に入力
される。割算回路１２は減算値を加算値で割算すること
によって検知物体５の位置信号を出力するものであり、
その出力は補正回路１３を介して距離に対応した直線的
な電圧信号として出力するようにしている。この補正回
路１３は、位置検出素子７の不均一性や受光レンズ６に
よる誤差が生じるため、装置から測定対象物までの距離
と割算回路の出力である電圧値が直線性を有するように
補正するものである。
しては、特開平３−120412号等の変位測定装置が提案さ
れている。これは図９に示すように、一定周期毎に生じ
る投光パルスに基づいて駆動回路１を介して投光素子２
を駆動し、投光レンズ３により平行な光ビーム４を物体
検知領域に照射している。そして検知物体５からの反射
光を受光レンズ６を介して位置検出素子であるポジショ
ンセンシティブディバイス（ＰＳＤ）７で受光してい
る。位置検出素子７は受光位置に応じてその両端の電流
の出力比が変化する素子であって、その両端の出力はＩ
／Ｖ変換器８及び９によって電圧信号に変換される。Ｉ
／Ｖ変換器８及び９の出力は夫々加算器１０，減算器１
１に与えられ、加算及び減算されて割算回路１２に入力
される。割算回路１２は減算値を加算値で割算すること
によって検知物体５の位置信号を出力するものであり、
その出力は補正回路１３を介して距離に対応した直線的
な電圧信号として出力するようにしている。この補正回
路１３は、位置検出素子７の不均一性や受光レンズ６に
よる誤差が生じるため、装置から測定対象物までの距離
と割算回路の出力である電圧値が直線性を有するように
補正するものである。
【０００３】このような従来の変位測定装置にあって
は、図１０（ａ）に示すように検知物体５から反射した
拡散光を位置検出素子７で受光している。そして投光レ
ンズ３による集光が理想的であれば光ビーム４は検知物
体５で一点に集光することとなるが、実際には図１０
（ｂ）に示すように検知物体５までの位置や投光レンズ
３の影響によってわずかに拡散し迷光が発生する。その
ため白色紙のように光を拡散させる検知物体５の位置を
測定する場合には、拡散光が位置検出素子７に受光され
るが、鋼板等のように正反射性の強い光沢性の物質では
正反射光が強く拡散光が弱いため、正反射光が受光され
ることとなる。従来の変位測定装置では補正回路１３で
出力値の補正を行っているが、１つの測定対象物に対し
ての補正であるため、対象物の材質によって精度が異な
るという欠点があった。
は、図１０（ａ）に示すように検知物体５から反射した
拡散光を位置検出素子７で受光している。そして投光レ
ンズ３による集光が理想的であれば光ビーム４は検知物
体５で一点に集光することとなるが、実際には図１０
（ｂ）に示すように検知物体５までの位置や投光レンズ
３の影響によってわずかに拡散し迷光が発生する。その
ため白色紙のように光を拡散させる検知物体５の位置を
測定する場合には、拡散光が位置検出素子７に受光され
るが、鋼板等のように正反射性の強い光沢性の物質では
正反射光が強く拡散光が弱いため、正反射光が受光され
ることとなる。従来の変位測定装置では補正回路１３で
出力値の補正を行っているが、１つの測定対象物に対し
ての補正であるため、対象物の材質によって精度が異な
るという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題点に着目してなされたものであって、三角測量
法を用いた変位測定装置において、反射光の種類によっ
て補正を変化させることによって正確な距離を測定でき
るようにすることを目的とする。
来の問題点に着目してなされたものであって、三角測量
法を用いた変位測定装置において、反射光の種類によっ
て補正を変化させることによって正確な距離を測定でき
るようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、光を物体検知領域に照射する投光素子を有する投光
部と、検知物体からの反射光を受光し、その受光位置に
応じた位置検知信号を出力する位置検出素子と、位置検
出素子に得られる受光位置に基づいて物体までの距離を
検出する第１の信号処理手段と、位置検出素子と異なっ
た位置に配置され、検知物体からの反射光を受光する受
光素子と、受光素子の出力と位置検出素子に得られる受
光信号との比を算出する第２の信号処理手段と、あらか
じめ第１の信号処理手段の出力と真の距離信号との差
を、第１，第２の信号処理手段の出力に応じて記憶する
記憶手段と、第１，第２の信号処理手段の出力に基づい
て記憶手段の補正値を読出すことにより、第１の信号処
理手段の出力を補正する距離補正手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
は、光を物体検知領域に照射する投光素子を有する投光
部と、検知物体からの反射光を受光し、その受光位置に
応じた位置検知信号を出力する位置検出素子と、位置検
出素子に得られる受光位置に基づいて物体までの距離を
検出する第１の信号処理手段と、位置検出素子と異なっ
た位置に配置され、検知物体からの反射光を受光する受
光素子と、受光素子の出力と位置検出素子に得られる受
光信号との比を算出する第２の信号処理手段と、あらか
じめ第１の信号処理手段の出力と真の距離信号との差
を、第１，第２の信号処理手段の出力に応じて記憶する
記憶手段と、第１，第２の信号処理手段の出力に基づい
て記憶手段の補正値を読出すことにより、第１の信号処
理手段の出力を補正する距離補正手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
【０００６】本願の請求項２の発明は、光を物体検知領
域に照射する投光素子を有する投光部と、検知物体から
の反射光を受光し、その受光位置に応じた位置検知信号
を出力する位置検出素子と、位置検出素子に得られる受
光位置に基づいて物体までの距離を検出する第１の信号
処理手段と、位置検出素子と異なった位置に配置され、
検知物体からの反射光を受光する受光素子と、位置検出
素子に得られる受光信号に対する受光素子の出力の比を
算出する第２の信号処理手段と、第１の信号処理手段の
出力が小さければ補正値を大きく、第２の信号処理手段
の出力が小さい正反射物体であれば補正値を大きくなる
ようにファジー演算処理を行い補正値を算出すると共
に、第１の信号処理手段の出力より補正値を減じて距離
信号を出力する補正手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
域に照射する投光素子を有する投光部と、検知物体から
の反射光を受光し、その受光位置に応じた位置検知信号
を出力する位置検出素子と、位置検出素子に得られる受
光位置に基づいて物体までの距離を検出する第１の信号
処理手段と、位置検出素子と異なった位置に配置され、
検知物体からの反射光を受光する受光素子と、位置検出
素子に得られる受光信号に対する受光素子の出力の比を
算出する第２の信号処理手段と、第１の信号処理手段の
出力が小さければ補正値を大きく、第２の信号処理手段
の出力が小さい正反射物体であれば補正値を大きくなる
ようにファジー演算処理を行い補正値を算出すると共
に、第１の信号処理手段の出力より補正値を減じて距離
信号を出力する補正手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
【０００７】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、投光部より物体検知領域に光を照射し、位置
検出素子及び受光素子でその反射光を受光している。そ
して第１の信号処理手段によってその受光位置に基づい
て物体までの距離を検出する。又第２の信号処理手段で
位置検出素子と受光素子の受光信号の比を算出してい
る。そしてこの第１，第２の信号処理手段より得られる
距離信号と光量比とに対応する検出物体までの真の距離
との誤差をあらかじめ記憶手段に記憶しておき、その出
力を距離補正手段によって読出して補正することによっ
て正しい距離信号を出力するようにしている。又本願の
請求項２の発明では、第１，第２の信号処理手段の出力
を用いてファジー演算を行うことによって補正値を算出
し、第１の信号処理手段の出力から補正値を減じて距離
信号を出力するようにしたものである。
によれば、投光部より物体検知領域に光を照射し、位置
検出素子及び受光素子でその反射光を受光している。そ
して第１の信号処理手段によってその受光位置に基づい
て物体までの距離を検出する。又第２の信号処理手段で
位置検出素子と受光素子の受光信号の比を算出してい
る。そしてこの第１，第２の信号処理手段より得られる
距離信号と光量比とに対応する検出物体までの真の距離
との誤差をあらかじめ記憶手段に記憶しておき、その出
力を距離補正手段によって読出して補正することによっ
て正しい距離信号を出力するようにしている。又本願の
請求項２の発明では、第１，第２の信号処理手段の出力
を用いてファジー演算を行うことによって補正値を算出
し、第１の信号処理手段の出力から補正値を減じて距離
信号を出力するようにしたものである。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例による変位測定装置
の全体構成を示すブロック図である。本図において前述
した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を
省略する。本実施例においても駆動回路１より投光素子
２が駆動され、投光レンズ３を介して光ビーム４が物体
検知領域に照射される。そして検知物体５からの反射光
が受光レンズ６を介して位置検出素子７に入力される。
位置検出素子７の両端にはＩ／Ｖ変換器８，９が接続さ
れ、更に加算器１０，減算器１１及び割算器１２が従来
例と同様に接続されており、これらを第１の信号処理手
段３０とする。さて本実施例では、測定対象となる検知
物体５からの反射光を集光する受光レンズ２０及び受光
された光を電気信号に変換する受光素子２１を有してい
る。この受光レンズ２０，受光素子２１は位置検出素子
７とは異なった位置に、例えば投光ビーム４と位置検出
素子７が受光する反射光との間に、図示のように配置し
ておくものとする。さて受光素子２１の出力は増幅器２
２を介して割算回路２３に入力される。割算回路２３は
受光素子２１からの出力を加算器１０の出力で割算する
ことによって位置検出素子７と受光素子２１との受光の
光量比Ｃを算出するものである。割算回路１２及び２３
の出力はＣＰＵ２４に入力される。ＣＰＵ２４はこれら
の割算回路の出力に基づいて、メモリ２５から補正値を
読出して物体までの距離を算出する距離補正手段であ
る。メモリ２５はこれらの割算回路からの出力に基づい
て、正確な距離を測定するための補正用のテーブルを保
持しておく記憶手段である。
の全体構成を示すブロック図である。本図において前述
した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を
省略する。本実施例においても駆動回路１より投光素子
２が駆動され、投光レンズ３を介して光ビーム４が物体
検知領域に照射される。そして検知物体５からの反射光
が受光レンズ６を介して位置検出素子７に入力される。
位置検出素子７の両端にはＩ／Ｖ変換器８，９が接続さ
れ、更に加算器１０，減算器１１及び割算器１２が従来
例と同様に接続されており、これらを第１の信号処理手
段３０とする。さて本実施例では、測定対象となる検知
物体５からの反射光を集光する受光レンズ２０及び受光
された光を電気信号に変換する受光素子２１を有してい
る。この受光レンズ２０，受光素子２１は位置検出素子
７とは異なった位置に、例えば投光ビーム４と位置検出
素子７が受光する反射光との間に、図示のように配置し
ておくものとする。さて受光素子２１の出力は増幅器２
２を介して割算回路２３に入力される。割算回路２３は
受光素子２１からの出力を加算器１０の出力で割算する
ことによって位置検出素子７と受光素子２１との受光の
光量比Ｃを算出するものである。割算回路１２及び２３
の出力はＣＰＵ２４に入力される。ＣＰＵ２４はこれら
の割算回路の出力に基づいて、メモリ２５から補正値を
読出して物体までの距離を算出する距離補正手段であ
る。メモリ２５はこれらの割算回路からの出力に基づい
て、正確な距離を測定するための補正用のテーブルを保
持しておく記憶手段である。
【０００９】次にこの補正テーブルの構成について説明
する。図２（ａ）は鋼板等の検知物体５Ａに対する反射
パターンを示す図であり、図２（ｂ）は白い紙等の拡散
反射する検知物体５Ｃの反射パターンを示す図である。
正反射の率が高い検知物体５Ａでは投光方向に大部分の
光が反射され、拡散反射する検知物体５Ｃの反射はいわ
ゆるランバートパターンとなる。このように夫々の材質
によって反射パターンが異なるため、位置検出素子７と
受光素子２１との光量比Ｃが異なる。図２（ａ）では光
量比Ｃは大きく、図２（ｂ）ではその値が小さくなる。
そのため各材質において物体までの距離を変化させたと
きに、位置検出素子７と受光素子２１との光量比が異な
るため、その平均値を算出する。そして光量比のばらつ
きによって光量比のレベルの範囲を決定する。検知物体
５の表面状態に応じて例えば光量比Ｃが１．２〜２．０
の範囲で変化するものとすれば、同一物体について距離
を変化させて光量比Ｃを算出し、その平均値を求める。
そして光量比Ｃの範囲を例えば２又は３に分割して拡散
反射する物体、正反射する物体、拡散反射と正反射との
中間の物体のように分類する。
する。図２（ａ）は鋼板等の検知物体５Ａに対する反射
パターンを示す図であり、図２（ｂ）は白い紙等の拡散
反射する検知物体５Ｃの反射パターンを示す図である。
正反射の率が高い検知物体５Ａでは投光方向に大部分の
光が反射され、拡散反射する検知物体５Ｃの反射はいわ
ゆるランバートパターンとなる。このように夫々の材質
によって反射パターンが異なるため、位置検出素子７と
受光素子２１との光量比Ｃが異なる。図２（ａ）では光
量比Ｃは大きく、図２（ｂ）ではその値が小さくなる。
そのため各材質において物体までの距離を変化させたと
きに、位置検出素子７と受光素子２１との光量比が異な
るため、その平均値を算出する。そして光量比のばらつ
きによって光量比のレベルの範囲を決定する。検知物体
５の表面状態に応じて例えば光量比Ｃが１．２〜２．０
の範囲で変化するものとすれば、同一物体について距離
を変化させて光量比Ｃを算出し、その平均値を求める。
そして光量比Ｃの範囲を例えば２又は３に分割して拡散
反射する物体、正反射する物体、拡散反射と正反射との
中間の物体のように分類する。
【００１０】次に分割した各分類の中心的な光量比を有
する物体について、所定の検出位置にその物体を配置し
たときに、割算回路１２によって出力される距離信号を
検出する。例えば正反射する検知物体５Ａを所定の距離
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に配置したときに、信号処理手段３０
の割算回路１２からの距離出力Ｌｄを図３（ａ）に示す
ようにプロットする。そしてその間を通る直線を引く。
そうすれば真の距離を示す直線Ｒとの差が、検知物体５
Ａの光量比を有する物体に対する各距離に対応した誤差
であり、これを補正値ｅとして検出できることとなる。
同様にして拡散反射と正反射の中間の検知物体５Ｂを図
３（ｂ）に示すように、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に配置し
たときに、信号処理手段３０の割算回路１２からの距離
出力Ｌｄをプロットして直線Ｂを引く。そうすれば真の
直線Ｒとの差が補正値ｅとなる。拡散反射する検知物体
５Ｃについても同様にして、所定の距離Ｌ１〜Ｌ３に検
出物体を配置したときの割算回路１２から得られる距離
出力Ｌｄを直線Ｃを引いてプロットし、出力特性を求
め、各距離についての補正値ｅを算出する。こうすれば
各検知物体５Ａ〜５Ｃの特性を有する光量比の物体につ
いては全ての距離Ｌｄでの補正値ｅが得られる。更にこ
うして得られた補正値ｅをメモリ２５に記憶させておく
が、各距離について測定した光量比Ｃの物体の間の光量
比についてもそれらの間を比例配分することによって、
詳細な補正値を算出して記憶させておくようにしてもよ
い。
する物体について、所定の検出位置にその物体を配置し
たときに、割算回路１２によって出力される距離信号を
検出する。例えば正反射する検知物体５Ａを所定の距離
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に配置したときに、信号処理手段３０
の割算回路１２からの距離出力Ｌｄを図３（ａ）に示す
ようにプロットする。そしてその間を通る直線を引く。
そうすれば真の距離を示す直線Ｒとの差が、検知物体５
Ａの光量比を有する物体に対する各距離に対応した誤差
であり、これを補正値ｅとして検出できることとなる。
同様にして拡散反射と正反射の中間の検知物体５Ｂを図
３（ｂ）に示すように、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に配置し
たときに、信号処理手段３０の割算回路１２からの距離
出力Ｌｄをプロットして直線Ｂを引く。そうすれば真の
直線Ｒとの差が補正値ｅとなる。拡散反射する検知物体
５Ｃについても同様にして、所定の距離Ｌ１〜Ｌ３に検
出物体を配置したときの割算回路１２から得られる距離
出力Ｌｄを直線Ｃを引いてプロットし、出力特性を求
め、各距離についての補正値ｅを算出する。こうすれば
各検知物体５Ａ〜５Ｃの特性を有する光量比の物体につ
いては全ての距離Ｌｄでの補正値ｅが得られる。更にこ
うして得られた補正値ｅをメモリ２５に記憶させておく
が、各距離について測定した光量比Ｃの物体の間の光量
比についてもそれらの間を比例配分することによって、
詳細な補正値を算出して記憶させておくようにしてもよ
い。
【００１１】この補正値ｅは、正反射物体では拡散反射
物体よりも大きくなり、又物体までの距離が近いほど大
きくなる。従って各物体について補正値ｅを算出するこ
とによって図５に示すようなテーブルが得られる。図５
は光量比をＣ1 〜Ｃn にｎ分割、距離出力ＬｄをＬ1 〜
Ｌm にｍ分割すると、夫々の位置での補正値ｅijをあら
かじめ算出しておいてメモリ２５に記憶させたものであ
る。そのためＣＰＵ２４は割算回路２３から得られる光
量比Ｃと距離信号Ｌｄから補正値ｅを算出し、割算回路
１２の距離出力Ｌｄから補正値ｅを減算することによっ
て、物体までの距離Ｌc を算出することができる。
物体よりも大きくなり、又物体までの距離が近いほど大
きくなる。従って各物体について補正値ｅを算出するこ
とによって図５に示すようなテーブルが得られる。図５
は光量比をＣ1 〜Ｃn にｎ分割、距離出力ＬｄをＬ1 〜
Ｌm にｍ分割すると、夫々の位置での補正値ｅijをあら
かじめ算出しておいてメモリ２５に記憶させたものであ
る。そのためＣＰＵ２４は割算回路２３から得られる光
量比Ｃと距離信号Ｌｄから補正値ｅを算出し、割算回路
１２の距離出力Ｌｄから補正値ｅを減算することによっ
て、物体までの距離Ｌc を算出することができる。
【００１２】次に本実施例による距離測定装置の動作に
ついて説明する。従来例と同様に駆動回路１より投光素
子２を駆動して物体検知領域に光を照射する。そして物
体からの反射光に基づいて位置検出素子７及び受光素子
２１に反射光が受光されるため、加算器１０，減算器１
１及び割算回路１２から成る第１の信号処理手段３０に
よって位置検出素子７の受光位置に基づいた位置信号Ｌ
i が出力される。又割算回路２３によって位置検出素子
７に受光される光量と受光素子２１の光量との比が算出
される。この値をＣj とする。これらの割算値Ｌi ，Ｃ
j がＣＰＵ２４に入力されると、ＣＰＵ２４は図４に示
すテーブルからｅijを読出す。そしてＬi −ｅijの値に
基づいて物体までの距離信号Ｌc を出力する。こうすれ
ば物体の表面条件や物体までの距離にかかわらず、正確
な距離信号を出力することができる。
ついて説明する。従来例と同様に駆動回路１より投光素
子２を駆動して物体検知領域に光を照射する。そして物
体からの反射光に基づいて位置検出素子７及び受光素子
２１に反射光が受光されるため、加算器１０，減算器１
１及び割算回路１２から成る第１の信号処理手段３０に
よって位置検出素子７の受光位置に基づいた位置信号Ｌ
i が出力される。又割算回路２３によって位置検出素子
７に受光される光量と受光素子２１の光量との比が算出
される。この値をＣj とする。これらの割算値Ｌi ，Ｃ
j がＣＰＵ２４に入力されると、ＣＰＵ２４は図４に示
すテーブルからｅijを読出す。そしてＬi −ｅijの値に
基づいて物体までの距離信号Ｌc を出力する。こうすれ
ば物体の表面条件や物体までの距離にかかわらず、正確
な距離信号を出力することができる。
【００１３】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図６は第２実施例による変位測定装置の全体構成を
示すブロック図である。本実施例において前述した第１
実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略
する。本実施例においてもＩ／Ｖ変換器８，９から割算
回路１２までの第１の信号処理手段３０及びＩ／Ｖ変換
器２２から割算回路２３までの第２の信号処理手段３１
の構成は第１実施例と同様である。これらの出力はマイ
クロコンピュータ３３内のファジー演算部３４と減算部
３６に出力される。ファジー演算部３４は後述するよう
にルール記憶部３５に保持されているルールに基づいて
ファジー演算を行い、補正値ｅを算出するものである。
この補正値はマイクロコンピュータ３３内の減算部３６
に入力される。減算部３６は信号処理手段３０の距離出
力Ｌｄから補正値ｅを減算することによって、補正後の
距離信号Ｌc を出力するものである。
る。図６は第２実施例による変位測定装置の全体構成を
示すブロック図である。本実施例において前述した第１
実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略
する。本実施例においてもＩ／Ｖ変換器８，９から割算
回路１２までの第１の信号処理手段３０及びＩ／Ｖ変換
器２２から割算回路２３までの第２の信号処理手段３１
の構成は第１実施例と同様である。これらの出力はマイ
クロコンピュータ３３内のファジー演算部３４と減算部
３６に出力される。ファジー演算部３４は後述するよう
にルール記憶部３５に保持されているルールに基づいて
ファジー演算を行い、補正値ｅを算出するものである。
この補正値はマイクロコンピュータ３３内の減算部３６
に入力される。減算部３６は信号処理手段３０の距離出
力Ｌｄから補正値ｅを減算することによって、補正後の
距離信号Ｌc を出力するものである。
【００１４】次にこのファジールールについて詳細な説
明する。図７（ａ）は光量比Ｃに対するメンバーシップ
関数を示す図であり、図７（ｂ）は第１の信号処理部３
０から得られる距離出力Ｌｄに対するメンバーシップ関
数を示す図である。又図７（ｃ）は補正値ｅを示すメン
バーシップ関数である。ファジールール保持部３５はこ
のメンバーシップ関数を保持している。更にこのメンバ
ーシップ関数と共に以下のルールを作成する。ルール例
を以下に示す。ルール１．もし光量比ＣがＶＬで距離出
力ＬがＶＬであれば補正値ｅをＭとせよ。このルールは
以下のように簡略化して表現される。 Ｃ＝ＶＬ and Ｌｄ＝ＶＬ then Ｍ このルールは受光量の比Ｃが大きくなれば補正値ｅを大
きく、又距離出力Ｌｄが小さくなれば距離補正値ｅを大
きくするように定める。このルールを図８に示す。この
ようなルールマップはファジールール保持部３５に保持
しておく。
明する。図７（ａ）は光量比Ｃに対するメンバーシップ
関数を示す図であり、図７（ｂ）は第１の信号処理部３
０から得られる距離出力Ｌｄに対するメンバーシップ関
数を示す図である。又図７（ｃ）は補正値ｅを示すメン
バーシップ関数である。ファジールール保持部３５はこ
のメンバーシップ関数を保持している。更にこのメンバ
ーシップ関数と共に以下のルールを作成する。ルール例
を以下に示す。ルール１．もし光量比ＣがＶＬで距離出
力ＬがＶＬであれば補正値ｅをＭとせよ。このルールは
以下のように簡略化して表現される。 Ｃ＝ＶＬ and Ｌｄ＝ＶＬ then Ｍ このルールは受光量の比Ｃが大きくなれば補正値ｅを大
きく、又距離出力Ｌｄが小さくなれば距離補正値ｅを大
きくするように定める。このルールを図８に示す。この
ようなルールマップはファジールール保持部３５に保持
しておく。
【００１５】このファジールールを用いて、例えば特開
平３-25595号に示すようにＭＩＮ−ＭＡＸ演算規則に基
づくファジー推論によって、補正値ｅを算出することが
できる。こうして得られた推論結果ｅの値を距離出力Ｌ
から減算することによって補正後の距離信号が出力され
る。このようにファジー推論を用いることによって第１
実施例と同様の効果が得られる。
平３-25595号に示すようにＭＩＮ−ＭＡＸ演算規則に基
づくファジー推論によって、補正値ｅを算出することが
できる。こうして得られた推論結果ｅの値を距離出力Ｌ
から減算することによって補正後の距離信号が出力され
る。このようにファジー推論を用いることによって第１
実施例と同様の効果が得られる。
【００１６】更に第１実施例では光量比や距離出力比を
あらかじめマトリックス上に分割した補正値をメモリに
保持するようにしているが、第２実施例のようにファジ
ー推論を用いることによって、これらの間を連続的に補
正することができる。そして第１実施例では光量比と距
離出力の分割数を大きくすれば補正データのメモリが大
容量となるが、ファジー推論を用いた場合にはルールマ
ップのメモリの大きさは一定とすることができる。
あらかじめマトリックス上に分割した補正値をメモリに
保持するようにしているが、第２実施例のようにファジ
ー推論を用いることによって、これらの間を連続的に補
正することができる。そして第１実施例では光量比と距
離出力の分割数を大きくすれば補正データのメモリが大
容量となるが、ファジー推論を用いた場合にはルールマ
ップのメモリの大きさは一定とすることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１及び２の発明によれば、検知物体の表面の反射程度に
依存することなく正確な距離が測定できる。又請求項２
の発明では、ファジー推論処理を用いることによって受
光量の比及び距離出力値に対して連続的に補正すること
ができる。更にファジールールのメモリの大きさはファ
ジー推論を用いた場合変化することがなく、メモリのデ
ータ量を一定として補正した距離出力値を得ることがで
きる。
１及び２の発明によれば、検知物体の表面の反射程度に
依存することなく正確な距離が測定できる。又請求項２
の発明では、ファジー推論処理を用いることによって受
光量の比及び距離出力値に対して連続的に補正すること
ができる。更にファジールールのメモリの大きさはファ
ジー推論を用いた場合変化することがなく、メモリのデ
ータ量を一定として補正した距離出力値を得ることがで
きる。
【図１】本発明の第１実施例による変位測定装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】検知物体の表面状態によって異なる反射パター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は補正テーブルを有するメモリ
を作成するために用いられる距離出力値と実際の距離と
の関係を示す図（その１）である。
を作成するために用いられる距離出力値と実際の距離と
の関係を示す図（その１）である。
【図４】補正テーブルを有するメモリを作成するために
用いられる距離出力値と実際の距離との関係を示す図
（その２）である。
用いられる距離出力値と実際の距離との関係を示す図
（その２）である。
【図５】第１実施例に用いられる補正テーブルの一例を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明の第２実施例による変位測定装置の全体
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）は光量比、（ｂ）は距離出力値、（ｃ）
は補正値に対するメンバーシップ関数を示す図である。
は補正値に対するメンバーシップ関数を示す図である。
【図８】第２実施例によるファジールールを示す図であ
る。
る。
【図９】従来の変位測定装置の全体構成を示すブロック
図である。
図である。
【図１０】従来の変位測定装置に照射される投光ビーム
と反射光を示す概略図である。
と反射光を示す概略図である。
１ 駆動回路 ２ 投光素子 ４ 投光ビーム ５，５Ａ〜５Ｃ 検知物体 ７ 位置検出素子 ８，９，２２ Ｉ／Ｖ変換器 １０ 加算器 １１ 減算器 １２，２３ 割算回路 ２１ 受光素子 ２４ ＣＰＵ ２５ メモリ ３０ 第１の信号処理手段 ３１ 第２の信号処理手段 ３３ マイクロコンピュータ ３４ ファジー演算部 ３５ ファジールール保持部 ３６ 減算部
Claims (2)
- 【請求項１】 光を物体検知領域に照射する投光素子を
有する投光部と、 検知物体からの反射光を受光し、その受光位置に応じた
位置検知信号を出力する位置検出素子と、 前記位置検出素子に得られる受光位置に基づいて物体ま
での距離を検出する第１の信号処理手段と、 前記位置検出素子と異なった位置に配置され、検知物体
からの反射光を受光する受光素子と、 前記受光素子の出力と前記位置検出素子に得られる受光
信号との比を算出する第２の信号処理手段と、 あらかじめ前記第１の信号処理手段の出力と真の距離信
号との差を、前記第１，第２の信号処理手段の出力に応
じて記憶する記憶手段と、 前記第１，第２の信号処理手段の出力に基づいて前記記
憶手段の補正値を読出すことにより、前記第１の信号処
理手段の出力を補正する距離補正手段と、を具備するこ
とを特徴とする変位測定装置。 - 【請求項２】 光を物体検知領域に照射する投光素子を
有する投光部と、 検知物体からの反射光を受光し、その受光位置に応じた
位置検知信号を出力する位置検出素子と、 前記位置検出素子に得られる受光位置に基づいて物体ま
での距離を検出する第１の信号処理手段と、 前記位置検出素子と異なった位置に配置され、検知物体
からの反射光を受光する受光素子と、 前記位置検出素子に得られる受光信号に対する前記受光
素子の出力の比を算出する第２の信号処理手段と、 前記第１の信号処理手段の出力が小さければ補正値を大
きく、第２の信号処理手段の出力が小さい正反射物体で
あれば補正値を大きくなるようにファジー演算処理を行
い補正値を算出すると共に、第１の信号処理手段の出力
より補正値を減じて距離信号を出力する補正手段と、を
具備するものであることを特徴とする変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31553594A JPH08145623A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31553594A JPH08145623A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 変位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145623A true JPH08145623A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18066511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31553594A Pending JPH08145623A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145623A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322177A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ光照射測定装置 |
| JP2013197120A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-30 | Omron Corp | 受光用集積回路およびこの集積回路を用いた光電センサ |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP31553594A patent/JPH08145623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322177A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ光照射測定装置 |
| JP2013197120A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-30 | Omron Corp | 受光用集積回路およびこの集積回路を用いた光電センサ |
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