JPH11118944A - 光電子センサを作動させる方法 - Google Patents
光電子センサを作動させる方法Info
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- JPH11118944A JPH11118944A JP19519098A JP19519098A JPH11118944A JP H11118944 A JPH11118944 A JP H11118944A JP 19519098 A JP19519098 A JP 19519098A JP 19519098 A JP19519098 A JP 19519098A JP H11118944 A JPH11118944 A JP H11118944A
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- switching threshold
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- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
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- G—PHYSICS
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- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
- G01S7/4873—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection by deriving and controlling a threshold value
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01S7/486—Receivers
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】光信号が光送信器によってモニタ領域に送ら
れ、送信、反射された光信号を受けるように設計された
光受信器が受信信号を伝送し、その受信信号の振幅が、
モニタ領域中の物体の存在を求めて調査され、認識しき
い値を超える、または下回るならば、物体検出信号が送
信される光電子センサ、特に光バリヤを作動させる方法
を提供する。 【解決手段】複数の切り換えしきい値を事前に設定し、
受信信号がそれらの切り換えしきい値を超える、または
下回ると、切り換え信号が起動され、切り換えしきい値
ごとに発生する切り換え信号の数を見いだし、見いだし
た数に依存して認識しきい値および切り換えしきい値を
設定または調節することを特徴とする。
れ、送信、反射された光信号を受けるように設計された
光受信器が受信信号を伝送し、その受信信号の振幅が、
モニタ領域中の物体の存在を求めて調査され、認識しき
い値を超える、または下回るならば、物体検出信号が送
信される光電子センサ、特に光バリヤを作動させる方法
を提供する。 【解決手段】複数の切り換えしきい値を事前に設定し、
受信信号がそれらの切り換えしきい値を超える、または
下回ると、切り換え信号が起動され、切り換えしきい値
ごとに発生する切り換え信号の数を見いだし、見いだし
た数に依存して認識しきい値および切り換えしきい値を
設定または調節することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号が光送信器
によってモニタ領域に送られ、送信、反射された光信号
を受けるように設計された光受信器が受信信号を伝送
し、その受信信号の振幅が、モニタ領域中の物体の存在
を求めて調査され、認識しきい値を超える、または下回
るならば、物体検出信号が送信される光電子センサ、特
に光バリヤを作動させる方法に関する。
によってモニタ領域に送られ、送信、反射された光信号
を受けるように設計された光受信器が受信信号を伝送
し、その受信信号の振幅が、モニタ領域中の物体の存在
を求めて調査され、認識しきい値を超える、または下回
るならば、物体検出信号が送信される光電子センサ、特
に光バリヤを作動させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような方法の満足な機能のために
は、前記の認識しきい値を正しく設定することが重要で
ある。理由は、認識しきい値の設定が不適切であると、
モニタ領域中に物体が存在しないのに光学認識信号が送
信されたり、モニタ領域中に物体が存在するのに物体認
識信号が送信されないという事態を防ぐことができな
い。
は、前記の認識しきい値を正しく設定することが重要で
ある。理由は、認識しきい値の設定が不適切であると、
モニタ領域中に物体が存在しないのに光学認識信号が送
信されたり、モニタ領域中に物体が存在するのに物体認
識信号が送信されないという事態を防ぐことができな
い。
【０００３】認識しきい値を設定するためには、ユーザ
が、たとえば電位差計により、認識しきい値を適当な値
に調節できるようにすることが公知である。しかし、当
然、この種の手作業の方法は誤差を生じやすい。さらに
は、少なくとも出願人自身の従来技術によると、物体を
光電子センサのモニタ領域に導入し、光電子センサが、
それによって受信された信号の振幅を係数でレーティン
グし、それを記憶し、その記憶した値をさらなる認識し
きい値として使用する学習的方法を使用することが公知
である。
が、たとえば電位差計により、認識しきい値を適当な値
に調節できるようにすることが公知である。しかし、当
然、この種の手作業の方法は誤差を生じやすい。さらに
は、少なくとも出願人自身の従来技術によると、物体を
光電子センサのモニタ領域に導入し、光電子センサが、
それによって受信された信号の振幅を係数でレーティン
グし、それを記憶し、その記憶した値をさらなる認識し
きい値として使用する学習的方法を使用することが公知
である。
【０００４】最後に記した方法は、物体をモニタ領域に
導入する作業を実施しなければならず、認識しきい値を
設定するための学習的方法に関しては、導入される物体
の異なる特性、特にその物体の異なる反射能、センサま
での異なる間隔および異なる幾何学的形状の結果とし
て、決定的なケースを常に見つけられるということを保
証できないという欠点を抱えている。
導入する作業を実施しなければならず、認識しきい値を
設定するための学習的方法に関しては、導入される物体
の異なる特性、特にその物体の異なる反射能、センサま
での異なる間隔および異なる幾何学的形状の結果とし
て、決定的なケースを常に見つけられるということを保
証できないという欠点を抱えている。
【０００５】さらには、認識しきい値は、ひとたび設定
されると、センサの作動期間中に一定のままであり、し
たがって、作動によってもたらされる、たとえば光送信
器の汚染または老朽化によってもたらされる光出力の変
動を斟酌することができず、それにより、モニタ領域中
で誤認が生じかねないという欠点もある。
されると、センサの作動期間中に一定のままであり、し
たがって、作動によってもたらされる、たとえば光送信
器の汚染または老朽化によってもたらされる光出力の変
動を斟酌することができず、それにより、モニタ領域中
で誤認が生じかねないという欠点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、作動
の開始時に、実際に優勢な作動条件を斟酌する可能な限
り最も正確な認識しきい値の決定が可能であるような方
法および／またはセンサの作動中に起こる光出力または
システム感度の変動を適当な方法で補正することができ
るような方法で、最初に記した種の方法を改善すること
である。
の開始時に、実際に優勢な作動条件を斟酌する可能な限
り最も正確な認識しきい値の決定が可能であるような方
法および／またはセンサの作動中に起こる光出力または
システム感度の変動を適当な方法で補正することができ
るような方法で、最初に記した種の方法を改善すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を満足させ
るため、本発明にしたがって、複数の切り換えしきい値
を事前に設定し、受信信号がそのような切り換えしきい
値を超える、または下回ると、切り換え信号が起動さ
れ、切り換えしきい値ごとに発生する切り換え信号の数
を見いだし、見いだした数に依存して認識しきい値およ
び切り換えしきい値を設定または調節するということが
提案される。
るため、本発明にしたがって、複数の切り換えしきい値
を事前に設定し、受信信号がそのような切り換えしきい
値を超える、または下回ると、切り換え信号が起動さ
れ、切り換えしきい値ごとに発生する切り換え信号の数
を見いだし、見いだした数に依存して認識しきい値およ
び切り換えしきい値を設定または調節するということが
提案される。
【０００８】本発明は、モニタ領域中に物体が存在する
場合およびモニタ領域中に物体が存在しない場合のいず
れでも、受信信号の振幅が特定範囲で常に変動するとい
う認識を利用する。本発明にしたがって提供される切り
換えしきい値がこれらの範囲および／またはこれらの範
囲のいくらか上方もしくは下方に配されると、受信信号
がそれぞれの作動状況で予想範囲の中で変動するかどう
かをチェックすることが可能である。このチェックは、
本発明にしたがって、受信信号がどれくらい頻繁に所定
の切り換えしきい値を超える、または下回るごとにカウ
ントをとることで実施する。この方法で、たとえば、本
発明のセンサの正しい動作により、決して超える、また
は下回ることのない切り換えしきい値を定義することが
可能である。さらには、本発明のセンサが正しく機能し
ているときには、基本的には常に一緒にしか超える、ま
たは下回ることのないような二つの切り換えしきい値を
定義することが可能である。たとえば、本発明のセンサ
の作動中、最初に記した切り換えしきい値を超えたか、
下回ったか、あるいは、最後に記した二つの切り換えし
きい値の一方だけを超えたか、下回ったとき、切り換え
しきい値を再調節しなければならないと判断することが
できる。
場合およびモニタ領域中に物体が存在しない場合のいず
れでも、受信信号の振幅が特定範囲で常に変動するとい
う認識を利用する。本発明にしたがって提供される切り
換えしきい値がこれらの範囲および／またはこれらの範
囲のいくらか上方もしくは下方に配されると、受信信号
がそれぞれの作動状況で予想範囲の中で変動するかどう
かをチェックすることが可能である。このチェックは、
本発明にしたがって、受信信号がどれくらい頻繁に所定
の切り換えしきい値を超える、または下回るごとにカウ
ントをとることで実施する。この方法で、たとえば、本
発明のセンサの正しい動作により、決して超える、また
は下回ることのない切り換えしきい値を定義することが
可能である。さらには、本発明のセンサが正しく機能し
ているときには、基本的には常に一緒にしか超える、ま
たは下回ることのないような二つの切り換えしきい値を
定義することが可能である。たとえば、本発明のセンサ
の作動中、最初に記した切り換えしきい値を超えたか、
下回ったか、あるいは、最後に記した二つの切り換えし
きい値の一方だけを超えたか、下回ったとき、切り換え
しきい値を再調節しなければならないと判断することが
できる。
【０００９】また、物体検出信号の送信を担う認識しき
い値を、新たな切り換えしきい値の決定とともに指定
し、この決定を、新たに設定された切り換えしきい値に
依存して実施することが必要である。この目的のため、
認識しきい値は、たとえば、切り換えしきい値を所定の
係数で乗じた値と常に同じになるように常に定義するこ
とができる。ちょうど同じ方法で、切り換えしきい値の
一方を認識しきい値として直接定義することが可能であ
る。モニタ領域中に物体が存在しないとき、一方の切り
換えしきい値が受信信号の振幅に対応することが好まし
い。本発明の方法を反射光バリヤとともに使用するなら
ば、この切り換えしきい値は、提供されるすべての切り
換えしきい値の最も高い振幅を有することができる。こ
の設計では、この切り換えしきい値はまた、モニタ領域
中に物体が存在しないとき、受信信号の振幅をいくらか
超える値に対応する。
い値を、新たな切り換えしきい値の決定とともに指定
し、この決定を、新たに設定された切り換えしきい値に
依存して実施することが必要である。この目的のため、
認識しきい値は、たとえば、切り換えしきい値を所定の
係数で乗じた値と常に同じになるように常に定義するこ
とができる。ちょうど同じ方法で、切り換えしきい値の
一方を認識しきい値として直接定義することが可能であ
る。モニタ領域中に物体が存在しないとき、一方の切り
換えしきい値が受信信号の振幅に対応することが好まし
い。本発明の方法を反射光バリヤとともに使用するなら
ば、この切り換えしきい値は、提供されるすべての切り
換えしきい値の最も高い振幅を有することができる。こ
の設計では、この切り換えしきい値はまた、モニタ領域
中に物体が存在しないとき、受信信号の振幅をいくらか
超える値に対応する。
【００１０】モニタ領域中に物体が存在しないとき、こ
れらの切り換えしきい値すべてが受信信号の振幅に対応
せず、それぞれのしきい値が、前記切り換えしきい値の
所定の百分率比に対応することが有利である。反射光バ
リヤの場合、これらの百分率比は１００％未満である。
したがって、すべての切り換えしきい値は、瞬間的に正
しい設定から独立して、互いに一定の関係を有する。
れらの切り換えしきい値すべてが受信信号の振幅に対応
せず、それぞれのしきい値が、前記切り換えしきい値の
所定の百分率比に対応することが有利である。反射光バ
リヤの場合、これらの百分率比は１００％未満である。
したがって、すべての切り換えしきい値は、瞬間的に正
しい設定から独立して、互いに一定の関係を有する。
【００１１】センサを作動させる前に、初期化工程に関
連して、モニタ領域中に物体が存在しない状態で、受信
信号に対応する振幅を有する切り換えしきい値を見いだ
し、モニタ領域中に物体が存在しない状態で、前記切り
換えしきい値に依存して他の切り換えしきい値を計算
し、それにより、すべての切り換えしきい値を初期化工
程中に存在する作動条件に適合させることが特に有利で
ある。認識しきい値は、すでに説明したように、切り換
えしきい値、好ましくはピーク切り換えしきい値に依存
して決定されるため、前記方法では、初期化工程の直後
に認識しきい値を優勢な作動条件に理想的に適合させ、
それにより、誤認の危険性を実質的に減らすことを保証
することができる。そのうえ、本発明にしたがって、物
体をモニタ領域に導入する必要なしに初期化工程を実施
することが可能である。
連して、モニタ領域中に物体が存在しない状態で、受信
信号に対応する振幅を有する切り換えしきい値を見いだ
し、モニタ領域中に物体が存在しない状態で、前記切り
換えしきい値に依存して他の切り換えしきい値を計算
し、それにより、すべての切り換えしきい値を初期化工
程中に存在する作動条件に適合させることが特に有利で
ある。認識しきい値は、すでに説明したように、切り換
えしきい値、好ましくはピーク切り換えしきい値に依存
して決定されるため、前記方法では、初期化工程の直後
に認識しきい値を優勢な作動条件に理想的に適合させ、
それにより、誤認の危険性を実質的に減らすことを保証
することができる。そのうえ、本発明にしたがって、物
体をモニタ領域に導入する必要なしに初期化工程を実施
することが可能である。
【００１２】本発明によると、センサの作動中、切り換
えしきい値にそれぞれ関連する、見いだされた切り換え
信号の数を互いまたは所定の値に関連させ、それぞれ有
効な実際の関係を望む所定の関係に比較して、実際の関
係が所望の関係を逸脱した場合にのみ、切り換えしきい
値および認識しきい値の再調節を実施することが有利で
ある。この場合、本発明にしたがって作動するセンサ
は、その作動中に、たとえば温度または汚染の影響によ
ってもたらされうる作動条件の変化に自動的に適合す
る。
えしきい値にそれぞれ関連する、見いだされた切り換え
信号の数を互いまたは所定の値に関連させ、それぞれ有
効な実際の関係を望む所定の関係に比較して、実際の関
係が所望の関係を逸脱した場合にのみ、切り換えしきい
値および認識しきい値の再調節を実施することが有利で
ある。この場合、本発明にしたがって作動するセンサ
は、その作動中に、たとえば温度または汚染の影響によ
ってもたらされうる作動条件の変化に自動的に適合す
る。
【００１３】切り換えしきい値は、再調節手順に関連し
て、切り換えしきい値の互いに対する比率が常に一定で
あるように調節される。これは、再調節手順の際、たと
えば調整アルゴリズムによって最も高い切り換えしきい
値の新たな値が計算されて、それから、すべての他の切
り換えしきい値および認識しきい値が、前記新たに調節
された切り換えしきい値の所定の百分率比にそれぞれ対
応する新たな値に設定されることを意味する。
て、切り換えしきい値の互いに対する比率が常に一定で
あるように調節される。これは、再調節手順の際、たと
えば調整アルゴリズムによって最も高い切り換えしきい
値の新たな値が計算されて、それから、すべての他の切
り換えしきい値および認識しきい値が、前記新たに調節
された切り換えしきい値の所定の百分率比にそれぞれ対
応する新たな値に設定されることを意味する。
【００１４】切り換えしきい値に関連する数は、いずれ
の場合にも、所定の作動期間中に見いだすことができ、
必要ならばその期間の最後に再調節を実施する。再調節
は、センサの作動中、一定の時間パターンで繰り返すこ
とができる。全部で三つまたは四つの異なる切り換えし
きい値を事前に設定し、これらの切り換えしきい値の一
つをたとえば認識しきい値として定義することが好まし
い。
の場合にも、所定の作動期間中に見いだすことができ、
必要ならばその期間の最後に再調節を実施する。再調節
は、センサの作動中、一定の時間パターンで繰り返すこ
とができる。全部で三つまたは四つの異なる切り換えし
きい値を事前に設定し、これらの切り換えしきい値の一
つをたとえば認識しきい値として定義することが好まし
い。
【００１５】本発明にしたがって作動するセンサの光送
信器は、パルス光で作動させることが有利である。本発
明は、モニタ領域中に物体が存在しないとき、送信され
る光信号が、モニタ領域の、センサとは反対側の端部に
配置された反射体から光受信器に反射される反射光バリ
ヤとともに使用することができる。しかし、同様に、一
方向の光バリヤを作動するときに本発明を使用すること
も可能である。
信器は、パルス光で作動させることが有利である。本発
明は、モニタ領域中に物体が存在しないとき、送信され
る光信号が、モニタ領域の、センサとは反対側の端部に
配置された反射体から光受信器に反射される反射光バリ
ヤとともに使用することができる。しかし、同様に、一
方向の光バリヤを作動するときに本発明を使用すること
も可能である。
【００１６】本発明の方法は、好ましくは、明澄なガラ
スの認識に使用することができる。これを、以下の図面
に関連させながらさらに詳細に説明する。本発明のさら
なる好ましい実施態様は従属項に記載される。
スの認識に使用することができる。これを、以下の図面
に関連させながらさらに詳細に説明する。本発明のさら
なる好ましい実施態様は従属項に記載される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、実施態様および図面を参照
しながら本発明を説明する。図１ないし４は、本発明に
したがって作動する、パルス光を反射体の方向に送信
し、反射したパルス光をフォトダイオードで受け、その
振幅をデジタル化するセンサの受信信号のプロットを示
す。これらのデジタル化振幅の対時間プロットを図１な
いし４に示す。
しながら本発明を説明する。図１ないし４は、本発明に
したがって作動する、パルス光を反射体の方向に送信
し、反射したパルス光をフォトダイオードで受け、その
振幅をデジタル化するセンサの受信信号のプロットを示
す。これらのデジタル化振幅の対時間プロットを図１な
いし４に示す。
【００１８】図１ないし４によると、センサは、センサ
のモニタ領域に通されるガラスビンの認識に使用され
る。半透明なガラスビン、特に明澄なガラスビンの特徴
は、ビンを通過する光が、ビンの縁と縁との間に位置す
る領域よりも縁の領域でより強く減衰されるという特徴
である。理由は、ビンの縁の領域における光の減衰は、
吸収、反射および／または屈折により、ビンの縁と縁と
の間に位置する区域におけるよりも大きいからである。
したがって、この種のガラスビンを、反射光バリヤとし
て形成される光学センサに通すとき、はじめに、モニタ
領域に入るビンの縁により、センサによって送信される
光信号の比較的顕著な減衰が起こり、それから、ビンの
縁と縁との間の領域がモニタ領域に入ると、比較的低い
減衰が起こる。最後に、運ばれる方向における後端に位
置するビンの第二の縁がモニタ領域に入ると、再び、セ
ンサによって送信される光信号の顕著な減衰が起こる。
したがって、ビンがモニタ領域を通過するたび、連続３
個のビンの場合で、たとえば図１に示すような略Ｗ字形
の受信信号のプロットが得られる。
のモニタ領域に通されるガラスビンの認識に使用され
る。半透明なガラスビン、特に明澄なガラスビンの特徴
は、ビンを通過する光が、ビンの縁と縁との間に位置す
る領域よりも縁の領域でより強く減衰されるという特徴
である。理由は、ビンの縁の領域における光の減衰は、
吸収、反射および／または屈折により、ビンの縁と縁と
の間に位置する区域におけるよりも大きいからである。
したがって、この種のガラスビンを、反射光バリヤとし
て形成される光学センサに通すとき、はじめに、モニタ
領域に入るビンの縁により、センサによって送信される
光信号の比較的顕著な減衰が起こり、それから、ビンの
縁と縁との間の領域がモニタ領域に入ると、比較的低い
減衰が起こる。最後に、運ばれる方向における後端に位
置するビンの第二の縁がモニタ領域に入ると、再び、セ
ンサによって送信される光信号の顕著な減衰が起こる。
したがって、ビンがモニタ領域を通過するたび、連続３
個のビンの場合で、たとえば図１に示すような略Ｗ字形
の受信信号のプロットが得られる。
【００１９】時間ｔ1で、第一のビンの第一の縁が、図
１に示す受信信号の減少を生じさせ、それから、時間ｔ
2で、ビンの縁と縁との間に位置する領域が受信信号の
増大を生じさせる。そして、時間ｔ3で、第二のビン
縁、すなわち第一のビンを運ぶ方向における後縁が、再
び、受信信号の減少を生じさせる。第一のビンに続いて
センサのモニタ領域に運び込まれる第二および第三のビ
ンに関して、同じことが時点ｔ5、ｔ6およびｔ7ならび
にｔ9、ｔ10およびｔ11で当てはまる。
１に示す受信信号の減少を生じさせ、それから、時間ｔ
2で、ビンの縁と縁との間に位置する領域が受信信号の
増大を生じさせる。そして、時間ｔ3で、第二のビン
縁、すなわち第一のビンを運ぶ方向における後縁が、再
び、受信信号の減少を生じさせる。第一のビンに続いて
センサのモニタ領域に運び込まれる第二および第三のビ
ンに関して、同じことが時点ｔ5、ｔ6およびｔ7ならび
にｔ9、ｔ10およびｔ11で当てはまる。
【００２０】時間ｔ4およびｔ8で受信信号の顕著な増大
が見られる。理由は、これらの時点では、センサが、第
一のビンと第二のビンとの間および第二のビンと第三の
ビンとの間それぞれに存在する空間を見透すことができ
るからである。これら中間の空間がモニタ領域中に位置
するとき、センサによって伝送される光線は、モニタ領
域中のビンによって減衰されることなく直接反射体に到
達し、反射体からセンサに戻ることができる。
が見られる。理由は、これらの時点では、センサが、第
一のビンと第二のビンとの間および第二のビンと第三の
ビンとの間それぞれに存在する空間を見透すことができ
るからである。これら中間の空間がモニタ領域中に位置
するとき、センサによって伝送される光線は、モニタ領
域中のビンによって減衰されることなく直接反射体に到
達し、反射体からセンサに戻ることができる。
【００２１】図１には、図２ないし４と同様、全部で四
つの異なる切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2およびＳ3が
描かれている。最も高い切り換えしきい値は、モニタ領
域で光の減衰が起こらない時間ｔ4およびｔ8で受信信号
が有する振幅をわずかに超える振幅Ｓ3に対応する。切
り換えしきい値Ｓ2の振幅は切り換えしきい値Ｓ3の振幅
の９２．５％に及ぶ。切り換えしきい値Ｓ1の振幅はＳ3
の８５％に及び、切り換えしきい値Ｓ0の振幅は切り換
えしきい値Ｓ3の振幅の５０％に及ぶ。これらの百分率
比の関係は、本発明の切り換えしきい値のリセット手順
の前後いずれでも当てはまり、それにより、たとえば、
調整アルゴリズムにより、リセット切り換えしきい値Ｓ
3だけを計算することも可能であり、前記百分率比にし
たがって切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1およびＳ2を計算す
ることも可能である。
つの異なる切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2およびＳ3が
描かれている。最も高い切り換えしきい値は、モニタ領
域で光の減衰が起こらない時間ｔ4およびｔ8で受信信号
が有する振幅をわずかに超える振幅Ｓ3に対応する。切
り換えしきい値Ｓ2の振幅は切り換えしきい値Ｓ3の振幅
の９２．５％に及ぶ。切り換えしきい値Ｓ1の振幅はＳ3
の８５％に及び、切り換えしきい値Ｓ0の振幅は切り換
えしきい値Ｓ3の振幅の５０％に及ぶ。これらの百分率
比の関係は、本発明の切り換えしきい値のリセット手順
の前後いずれでも当てはまり、それにより、たとえば、
調整アルゴリズムにより、リセット切り換えしきい値Ｓ
3だけを計算することも可能であり、前記百分率比にし
たがって切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1およびＳ2を計算す
ることも可能である。
【００２２】本発明にしたがって作動するセンサでは、
各場合に、切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2およびＳ3ご
とにカウンタｎ0、ｎ1、ｎ2およびｎ3が設けられ、受信
信号が対応するしきい値を超えると常にこのカウンタが
１づつカウントアップされる。図１に示す例では、切り
換えしきい値Ｓ0、Ｓ1およびＳ2は、各場合で4回超えら
れるが、切り換えしきい値Ｓ3は決して超えられない。
したがって、図１のように信号を受信したのち、以下の
カウントが当てはまる。
各場合に、切り換えしきい値Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2およびＳ3ご
とにカウンタｎ0、ｎ1、ｎ2およびｎ3が設けられ、受信
信号が対応するしきい値を超えると常にこのカウンタが
１づつカウントアップされる。図１に示す例では、切り
換えしきい値Ｓ0、Ｓ1およびＳ2は、各場合で4回超えら
れるが、切り換えしきい値Ｓ3は決して超えられない。
したがって、図１のように信号を受信したのち、以下の
カウントが当てはまる。
【００２３】ｎ0＝４、ｎ1＝４、ｎ2＝４、ｎ3＝０ 図示する実施態様では、以下の関係が当てはまるとき、
切り換えしきい値と、Ｓ1に等しい認識しきい値とが正
しく設定される。 ｎ3＝０かつｎ1＝ｎ2 上記条件は、図１によると、時点ｔ1とｔ11との間で経
過する時間間隔をモニタして、図１に示す受信信号プロ
ットにより、切り換えしきい値または認識しきい値の再
調節が必要でないようなときに満たされる。したがっ
て、図１により、認識しきい値Ｓ1を受信信号が超える
たび、センサのモニタ領域中にビンが存在しない、すな
わち、そのような時点ではセンサは２個の連続するビン
とビンとの間の空間を見ているものと仮定することがで
きる。
切り換えしきい値と、Ｓ1に等しい認識しきい値とが正
しく設定される。 ｎ3＝０かつｎ1＝ｎ2 上記条件は、図１によると、時点ｔ1とｔ11との間で経
過する時間間隔をモニタして、図１に示す受信信号プロ
ットにより、切り換えしきい値または認識しきい値の再
調節が必要でないようなときに満たされる。したがっ
て、図１により、認識しきい値Ｓ1を受信信号が超える
たび、センサのモニタ領域中にビンが存在しない、すな
わち、そのような時点ではセンサは２個の連続するビン
とビンとの間の空間を見ているものと仮定することがで
きる。
【００２４】図２の信号プロットは、中間の空間を認識
したとき、切り換えしきい値Ｓ3をも超えるという点
で、図１の信号プロットから区別される。したがって、
図２の信号のカウントは次のとおりである。 ｎ0＝４、ｎ1＝４、ｎ2＝４、ｎ3＝４ したがって、図１に関連して述べた所望の関係ｎ3＝０
が図２では満たされず、これは、切り換えしきい値を上
げなければならないことを意味する。切り換えしきい値
を上げるための決定要因である反復誤差ｅは、たとえ
ば、次のようにして計算することができる。
したとき、切り換えしきい値Ｓ3をも超えるという点
で、図１の信号プロットから区別される。したがって、
図２の信号のカウントは次のとおりである。 ｎ0＝４、ｎ1＝４、ｎ2＝４、ｎ3＝４ したがって、図１に関連して述べた所望の関係ｎ3＝０
が図２では満たされず、これは、切り換えしきい値を上
げなければならないことを意味する。切り換えしきい値
を上げるための決定要因である反復誤差ｅは、たとえ
ば、次のようにして計算することができる。
【００２５】ｅ＝（Ｓ3−Ｓ2）×ｎ3／ｎ2 そして、以下のようにして、新たなしきい値Ｓ3(new)を
計算することができる。 Ｓ3(new)＝Ｓ3(old)ｅＫ （ただし、Ｋは一定の増幅係数である） そして、すでに記した百分率比にしたがって、新たに設
定されたしきい値Ｓ3( new)を基準パラメータとして使用
しながら、他の切り換えしきい値または認識しきい値を
設定することができる。
計算することができる。 Ｓ3(new)＝Ｓ3(old)ｅＫ （ただし、Ｋは一定の増幅係数である） そして、すでに記した百分率比にしたがって、新たに設
定されたしきい値Ｓ3( new)を基準パラメータとして使用
しながら、他の切り換えしきい値または認識しきい値を
設定することができる。
【００２６】図２の作動条件における切り換えしきい値
の前記上昇は、所定の作動時間間隔中にカウントｎ3＞
０が生じたことを見いだすたびに起こる。図３の信号プ
ロットを用いると、以下のカウントが得られる。 ｎ0＝４、ｎ1＝４、ｎ2＝０、ｎ3＝０ この場合、ｎ2＜ｎ1であるため、条件ｎ1＝ｎ2はもはや
満たされない。この場合、切り換えしきい値または認識
しきい値を下げなければならない。
の前記上昇は、所定の作動時間間隔中にカウントｎ3＞
０が生じたことを見いだすたびに起こる。図３の信号プ
ロットを用いると、以下のカウントが得られる。 ｎ0＝４、ｎ1＝４、ｎ2＝０、ｎ3＝０ この場合、ｎ2＜ｎ1であるため、条件ｎ1＝ｎ2はもはや
満たされない。この場合、切り換えしきい値または認識
しきい値を下げなければならない。
【００２７】この場合、下げるための反復誤差ｅは、次
のように計算することができる。 ｅ＝−（Ｓ2−Ｓ1）×（ｎ1−ｎ2）／ｎ1 新たな切り換えしきい値Ｓ3(new)、他の新たな切り換え
しきい値および認識しきい値の計算は、図２の場合と同
様に実施する。より小さな増幅係数Ｋを設定するか、反
復誤差ｅをフィルタにかけるか、中間の調整器を使用す
るならば、外乱に関して切り換えしきい値および認識し
きい値の増減を担う調整回路の感度を落とすことができ
る。
のように計算することができる。 ｅ＝−（Ｓ2−Ｓ1）×（ｎ1−ｎ2）／ｎ1 新たな切り換えしきい値Ｓ3(new)、他の新たな切り換え
しきい値および認識しきい値の計算は、図２の場合と同
様に実施する。より小さな増幅係数Ｋを設定するか、反
復誤差ｅをフィルタにかけるか、中間の調整器を使用す
るならば、外乱に関して切り換えしきい値および認識し
きい値の増減を担う調整回路の感度を落とすことができ
る。
【００２８】以下、図４に関連して、図２および３の切
り換えしきい値を増減するための決定要因ではない切り
換えしきい値Ｓ0の重要性を説明する。図４に示す実施
態様では、切り換えしきい値Ｓ0は、切り換えしきい値
Ｓ3の５０％に及ぶ。切り換えしきい値Ｓ0は、本発明に
したがって作動するセンサによって伝送される物体検出
信号に関して高品質の増強を発生させるために使用され
る。図４に示す場合では、以下のカウントが得られる。
り換えしきい値を増減するための決定要因ではない切り
換えしきい値Ｓ0の重要性を説明する。図４に示す実施
態様では、切り換えしきい値Ｓ0は、切り換えしきい値
Ｓ3の５０％に及ぶ。切り換えしきい値Ｓ0は、本発明に
したがって作動するセンサによって伝送される物体検出
信号に関して高品質の増強を発生させるために使用され
る。図４に示す場合では、以下のカウントが得られる。
【００２９】ｎ0＝１２、ｎ1＝４、ｎ2＝４、ｎ3＝０ 図４に当てはまるように、所定の時間間隔でカウントｎ
0がカウントｎ1と異なるたび、センサを通過するビンが
送信される光を十分に減衰せず、そのため、確実な物体
認識信号を発生させることができないと仮定することが
できる。図４に示す場合には、ビンの縁と縁との間に位
置する領域は、送信される光を十分には減衰させない。
この場合、条件ｎ0＝ｎ1が満たされないならば、警告信
号を送信することができる。
0がカウントｎ1と異なるたび、センサを通過するビンが
送信される光を十分に減衰せず、そのため、確実な物体
認識信号を発生させることができないと仮定することが
できる。図４に示す場合には、ビンの縁と縁との間に位
置する領域は、送信される光を十分には減衰させない。
この場合、条件ｎ0＝ｎ1が満たされないならば、警告信
号を送信することができる。
【００３０】本発明のセンサの作動中、特定の状況の結
果として、たとえば汚染による信号の段階的減少の場合
に自動再調節が機能することができないならば、初期設
定工程を手動で開始することができ、それに基づいて、
センサのさらなる問題のない作動を実施することができ
る。本発明の方法は、明澄なガラスの認識だけに有用で
あるわけではなく、それどころか、送信された光だけを
減衰し、センサの側で光受信を完全には防止しない物体
を認識する場合に常に使用することができる。したがっ
て、たとえば反射光バリヤの反射体を部分的に不明瞭に
するだけの物体をも認識することができる。
果として、たとえば汚染による信号の段階的減少の場合
に自動再調節が機能することができないならば、初期設
定工程を手動で開始することができ、それに基づいて、
センサのさらなる問題のない作動を実施することができ
る。本発明の方法は、明澄なガラスの認識だけに有用で
あるわけではなく、それどころか、送信された光だけを
減衰し、センサの側で光受信を完全には防止しない物体
を認識する場合に常に使用することができる。したがっ
て、たとえば反射光バリヤの反射体を部分的に不明瞭に
するだけの物体をも認識することができる。
【図１】切り換えしきい値が正しく調節され、認識しき
い値が正しく設定されているときの受信信号のプロット
である。
い値が正しく設定されているときの受信信号のプロット
である。
【図２】切り換えしきい値の設定が低すぎ、認識しきい
値の設定もまた低すぎるときの受信信号のプロットであ
る。
値の設定もまた低すぎるときの受信信号のプロットであ
る。
【図３】切り換えしきい値の設定が高すぎ、認識しきい
値の設定もまた高すぎるときの受信信号のプロットであ
る。
値の設定もまた高すぎるときの受信信号のプロットであ
る。
【図４】物体検出信号を確実に発生することができない
場合の作動における受信信号のプロットである。
場合の作動における受信信号のプロットである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カイ ヴァルソウスキ ドイツ連邦共和国 デー−79312 エメン ディンゲン アドルフ−コルピング−シュ トラーセ ２
Claims (19)
- 【請求項１】 光信号が光送信器によってモニタ領域に
送られ、送信、反射された光信号を受けるように設計さ
れた光受信器が受信信号を伝送し、その受信信号の振幅
が、モニタ領域中の物体の存在を求めて調査され、認識
しきい値（Ｓ 1）を超える、または下回るならば、物体
検出信号が送信される光電子センサ、特に光バリヤを作
動させる方法であって、 複数の切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）を事前に設定し、
受信信号がそのような切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）を
超える、または下回ると、切り換え信号が起動され、切
り換えしきい値ごとに発生する切り換え信号の数（ｎ0
〜ｎ3）を見いだし、見いだした数（ｎ0〜ｎ3）に依存
して認識しきい値（Ｓ1）および切り換えしきい値（Ｓ0
〜Ｓ3）を設定または調節することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 モニタ領域中に物体が存在しないとき、
一つの切り換えしきい値（Ｓ3）が受信信号の振幅に対
応することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 他のすべての切り換えしきい値（Ｓ0〜
Ｓ2）が、前記一つの切り換えしきい値（Ｓ3）の事前に
設定した百分率比に対応することを特徴とする請求項１
または２記載の方法。 - 【請求項４】 センサを作動させる前に、初期化工程に
関連して、モニタ領域中に物体が存在しないとき、請求
項２記載の切り換えしきい値（Ｓ3）を見いだし、この
切り換えしきい値（Ｓ3）に依存して他の切り換えしき
い値（Ｓ0〜Ｓ 1）を計算し、それにより、すべての切り
換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）を初期化工程中に与えられる
作動条件に適合させることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）にそれぞ
れ関連する見いだされた数（ｎ0〜ｎ3）を互いに関連さ
せ、それぞれ有効な実際の関係を望む所定の関係に比較
して、実際の関係が所望の関係を逸脱した場合にのみ、
再調節を実施することを特徴とする請求項１ないし４の
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）の互いに
対する比率が一定である、すなわち再調節工程によって
変化しないことを特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）に関連す
る数（ｎ0〜ｎ3）を所定の作動期間中に見いだし、必要
ならばその期間の最後に再調節を実施することを特徴と
する請求項５または６記載の方法。 - 【請求項８】 センサの作動中、一定の時間パターンで
再調節を繰り返すことを特徴とする請求項７記載の方
法。 - 【請求項９】 全部で三つまたは四つの異なる切り換え
しきい値（Ｓ0〜Ｓ3）を事前に設定することを特徴とす
る請求項１ないし８のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 三つの切り換えしきい値（Ｓ1〜Ｓ3）
を用意し、関係Ｓ3＞Ｓ2＞Ｓ1が当てはまり、ｎ3、ｎ2
およびｎ1が、作動時間間隔の範囲で切り換えしきい値
（Ｓ1〜Ｓ3）ごとに発生する切り換え信号の数を特徴づ
けることを特徴とする請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 望む所定の関係がｎ3＝０かつｎ1＝ｎ
2であることを特徴とする請求項９または１０記載の方
法。 - 【請求項１２】 ｎ3＞０が当てはまるとき、切り換え
しきい値（Ｓ0〜Ｓ3）および認識しきい値（Ｓ1）を上
げることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１３】 ｎ2＜ｎ1が当てはまるとき、切り換え
しきい値（Ｓ0〜Ｓ3）および認識しきい値（Ｓ1）を下
げることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１４】 Ｓ1＞Ｓ0が当てはまる第四の切り換え
しきい値Ｓ0を事前に設定することを特徴とする請求項
１０ないし１３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１５】 ｎ0がｎ1を逸脱すると、警告信号を発
生させることを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 切り換えしきい値（Ｓ0〜Ｓ3）の一
つ、特に切り換えしきい値（Ｓ1）を認識しきい値とし
て定義することを特徴とする請求項１ないし１５のいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項１７】 光送信器をパルス光で作動させること
を特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項１８】 反射光バリヤの作動において、送信さ
れた光信号が、モニタ領域中に物体が存在しないとき、
モニタ領域の、センサとは反対側の端部に配置された反
射体から光受信器に反射されることを特徴とする請求項
１ないし１７のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１９】 明澄なガラスの認識のための、請求項
１ないし１８のいずれか１項記載の方法の用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19729638A DE19729638A1 (de) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors |
| DE197296386 | 1997-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118944A true JPH11118944A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=7835329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19519098A Pending JPH11118944A (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-10 | 光電子センサを作動させる方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6121605A (ja) |
| EP (1) | EP0891044B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11118944A (ja) |
| DE (2) | DE19729638A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139495A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Keyence Corp | 光電センサ |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19954156A1 (de) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Idm Gmbh Infrarot Sensoren | Lichtschranke |
| DE10159932B4 (de) * | 2001-12-06 | 2017-01-26 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren zur Störlichtkorrektur bei einer optischen Sensoranordnung |
| DE102005019909A1 (de) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Betrieb eines Optosensors |
| DE102008026603B4 (de) | 2008-05-16 | 2011-06-01 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Erfassungsbereich |
| EP2226655B1 (de) * | 2009-03-02 | 2012-05-16 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor |
| DE102010036883A1 (de) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor |
| DE102011000931A1 (de) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Sick Ag | Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitslichtgitters und Sicherheitslichtgitter |
| DE102011050119A1 (de) | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Objektfeststellung |
| ITSA20130008A1 (it) * | 2013-07-10 | 2015-01-11 | Gaetano Giordano | "sensore di livello di luce, a luce non modulata, con soglie di riferimento con autocalibrazione dinamica e valori delle isteresi programmabili" |
| EP3062130B1 (de) | 2015-02-26 | 2022-03-30 | Wincor Nixdorf International GmbH | Verfahren zur steuerung mindestens einer lichtschranke, steuerungsschaltung und damit ausgestattetes selbstbedienungsterminal |
| DE102017121891A1 (de) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von transparenten Objekten |
| EP3499267B1 (de) | 2017-12-13 | 2020-02-19 | Sick Ag | Triangulationslichttaster |
| DE202021105507U1 (de) | 2021-10-12 | 2023-01-18 | Leuze Electronic Gmbh + Co. Kg | Optoelektronischer Sensor |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3028942A1 (de) * | 1980-07-30 | 1982-02-18 | Krones Ag Hermann Kronseder Maschinenfabrik, 8402 Neutraubling | Verfahren und inspektionsgeraet zum inspizieren eines gegenstandes, insbesondere einer flasche |
| US4672837A (en) * | 1986-08-01 | 1987-06-16 | Cottrell Jr Walker C | Test system for walk-through metal detector |
| DE3934933A1 (de) * | 1989-10-20 | 1991-04-25 | Pfaff Ag G M | Anordnung und verfahren zum detektieren einer werkstueckkante |
| DE9010998U1 (ja) * | 1990-03-01 | 1990-10-25 | Sartorius Ag, 3400 Goettingen, De | |
| DE4036407C2 (de) * | 1990-11-15 | 1994-06-01 | Telefunken Microelectron | Sensorsystem |
| DE4125288C2 (de) * | 1991-07-31 | 1995-08-24 | Hansa Metallwerke Ag | Schaltungsanordnung zur berührungslosen Steuerung einer Sanitärarmatur sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen |
| DE4207772C3 (de) * | 1992-03-11 | 1999-01-21 | Cherry Mikroschalter Gmbh | Sensorschalter mit Größenerkennung |
| DE4228112C1 (en) * | 1992-08-25 | 1993-07-01 | Leuze Electronic Gmbh + Co, 7311 Owen, De | Object detection arrangement - contains light source and receiver, comparator with comparison voltages controlled by micro-controller |
| US5496996A (en) * | 1995-01-24 | 1996-03-05 | Honeywell Inc. | Photoelectric device with capability to change threshold levels in response to changing light intensities |
| DE19525057C1 (de) * | 1995-07-10 | 1997-02-13 | Futronic Gmbh | Lichtschrankenvorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung eines Lichtsensor-Ausgangssignals |
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-
1997
- 1997-07-10 DE DE19729638A patent/DE19729638A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-07-01 DE DE59800572T patent/DE59800572D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-01 EP EP98112187A patent/EP0891044B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-08 US US09/111,176 patent/US6121605A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-10 JP JP19519098A patent/JPH11118944A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139495A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Keyence Corp | 光電センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19729638A1 (de) | 1999-01-14 |
| DE59800572D1 (de) | 2001-05-03 |
| EP0891044A1 (de) | 1999-01-13 |
| EP0891044B1 (de) | 2001-03-28 |
| US6121605A (en) | 2000-09-19 |
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