JPS60241177A - Form recognizer - Google Patents

Form recognizer

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JPS60241177A
JPS60241177A JP59098287A JP9828784A JPS60241177A JP S60241177 A JPS60241177 A JP S60241177A JP 59098287 A JP59098287 A JP 59098287A JP 9828784 A JP9828784 A JP 9828784A JP S60241177 A JPS60241177 A JP S60241177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
chirp
target object
ultrasonic transducer
shape recognition
Prior art date
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Pending
Application number
JP59098287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiro Sanemori
実森 彰郎
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS60241177A publication Critical patent/JPS60241177A/en
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Abstract

PURPOSE:To recognize the 3-dimensional form of a subject at a high speed and in simple constitution by detecting an echo arrived from the subject of a chirp ultrasonic wave, and amplifying and processing the echo. CONSTITUTION:When a chirp signal is produced, a chirp ultrasonic wave is radiated to a subject 4 and a table 3 from an ultrasonic wave transducer 2. Then the echos arrived from the subject 4 and the table 3 are detected by the transducer 2. These echos are amplified at the peak value by an AGC amplifier 51. The amplifier 51 detects the peak value between the start of the echo and the time T of the chirp signal. Then the gain of the amplifier 51 is increased if the detected peak value is smaller than a prescribed level and then reduced when the peak value exceeds the prescribed level respectively. Then the echo peak value is set at the prescribed level since the AGC action is repeated. Then the standardized echos are obtained and the wave is detected through a detector 6 to be supplied to a signal processing circuit 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、超音波を用いて対象物体の三次元形状を認
識する様にした形状認識装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a shape recognition device that recognizes the three-dimensional shape of a target object using ultrasonic waves.

〔従来技術〕[Prior art]

従来よシ各種のロボット等に用いる視覚センサとして、
TVカメラを用いて像を取多込み、これよシ得られる情
報を処理するtとによシ、対象物体の形状を認識する様
にした方式のものが開発されている。しかるに、上記T
Vカメラて得られる情報扛、対象物体の形状を示す二次
元情報でしかなく、このため、対象物体の三次元形状を
認識するには、特殊力照明を行ったり、2台のTVカメ
ラを設けて各々よシ得られる像の相互関係を調べる様に
しておシ、この結果、使用条件が限定されたシ、装置自
体が複雑になると共に、対象物体の形状の認識のための
処理時間が長くなるなどの実用上の欠点があった。
As a conventional visual sensor used in various robots, etc.
In addition to capturing multiple images using a TV camera and processing the information obtained, a system has been developed that recognizes the shape of a target object. However, the above T
The information obtained by the V-camera is only two-dimensional information that shows the shape of the target object, so in order to recognize the three-dimensional shape of the target object, it is necessary to use special power illumination or install two TV cameras. As a result, the conditions of use are limited, the device itself becomes complex, and the processing time required to recognize the shape of the target object is long. There were some practical drawbacks, such as:

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改善する目
的でなされたもので、対象物体の形状を示す情報を得る
手段としてチャープ超音波を用い、このチャーブ超音波
の対象物体からのエコーを検出し、増幅、処理すること
により、簡単な構成で、かつ高速に対象物体の三次元形
状を認識することができる様にした形状認識装置を提供
するものである。
This invention was made with the aim of improving the drawbacks of the conventional ones as described above, and uses chirp ultrasound as a means of obtaining information indicating the shape of a target object, and uses echoes of the chirp ultrasound from the target object. The object of the present invention is to provide a shape recognition device that can recognize the three-dimensional shape of a target object with a simple configuration and at high speed by detecting, amplifying, and processing the shape.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例である形状認識装置を示す
ブロック構成図である。図において、1祉定周期ごとに
チャープ信号を発生するチャープ信号発生器、2はチャ
ープ信号で駆動され、対象物体4の方向rc超音波を発
射すると共に、対象物体4刀)らのエコーを検出する超
音波トランスジューサ、3はテーブル、4扛テーブル3
上Kitかれた対象物体、5は超音波トランスジューサ
2が検出したエコー信号を増幅する増幅器、6は増幅器
5の出力に対して検波(AM検波)する検波器、7は、
検波された信号を処理し、対象物体4の形状を判定する
信号処理装置でるる。
FIG. 1 is a block diagram showing a shape recognition device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a chirp signal generator 2 that generates a chirp signal every fixed period is driven by the chirp signal, emits RC ultrasonic waves in the direction of the target object 4, and detects the echoes of the target object 4). Ultrasonic transducer, 3 is table, 4 is table 3
5 is an amplifier that amplifies the echo signal detected by the ultrasonic transducer 2; 6 is a detector that detects (AM detection) the output of the amplifier 5; 7 is a
A signal processing device processes the detected signal and determines the shape of the target object 4.

@21Wは、第1図の形状認識装置で用いるチャープ信
号についての説明図である。
@21W is an explanatory diagram of a chirp signal used in the shape recognition device of FIG. 1.

次に、上記第1図に示すこの発明の一実施例である形状
認識装置の動作について説明する。まず、チャープ信号
発生器1では、所定の繰シ返し周期でチャープ信号が発
生される。このチャープ信号とは、第2図(a)に示す
様に、所定の時間Tの間、周波数がflからf2へ直線
的に掃引されたFM波であり、例えば第2図(b)に示
す様な波形の信号である。この信号は、レーダにおける
パルス圧縮にも用いられる周知の信号で6J、次式で表
わされる。
Next, the operation of the shape recognition device shown in FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, will be described. First, the chirp signal generator 1 generates a chirp signal at a predetermined repetition period. This chirp signal is an FM wave whose frequency is linearly swept from fl to f2 for a predetermined time T, as shown in FIG. 2(a), and for example, as shown in FIG. 2(b). It is a signal with various waveforms. This signal is a well-known signal that is also used for pulse compression in radar, and is expressed by the following equation.

ここで、’91rl=2gr、 l w、==2zf2
 a &=定数(係数)である。上記信号は、超音波ト
ランスジューサ2へ与えられ、この超音波トランスジュ
ーサ2から超音波が発射される。チャープ信号発生器1
と超音波トランスジューサ2との間に杜、必要に応じて
図示されないパワー・アンプを挿入する。・超音波トラ
ンスジューサ2#:t、これよ多発射される超音波がテ
ーブル3上に置かれた対象物体4の真上から当る様な配
置になっている。超音波は、テーブル3.対象物体40
表面で反射され、超音波トランスジューサ2にもどって
来る。今、対象物体4は、第1図に示す様に超音波を反
射する面が一つであシ、テーブル3からの高さがXであ
る場合には、テーブル3及び対象物体4の上面からの反
射波は、それぞれ次式で表わされる。
Here, '91rl=2gr, l w, ==2zf2
a &=constant (coefficient). The above signal is given to the ultrasonic transducer 2, and the ultrasonic transducer 2 emits ultrasonic waves. Chirp signal generator 1
If necessary, a power amplifier (not shown) is inserted between the ultrasonic transducer 2 and the ultrasonic transducer 2.・Ultrasonic transducer 2#: t is arranged so that multiple ultrasonic waves are emitted from directly above the target object 4 placed on the table 3. Ultrasonic waves are shown in Table 3. Target object 40
It is reflected from the surface and returns to the ultrasonic transducer 2. Now, the target object 4 has one surface that reflects ultrasonic waves as shown in FIG. 1, and if the height from the table 3 is The reflected waves of are respectively expressed by the following equations.

eo == a。、、jl ・(t−−−)+ wl 
)・t・・・(2)T e eH=aH−t”−・(t−”” 十”) +Wl )
・tT CC ・・・(3) ここで、Cは音速、hは超音波トランスジューサ2のテ
ーブル3からの高さである。また、’DIILIは、そ
れぞれテーブル3及び対象物体4の超音波の反射程度を
表わす反射面の定数(係数)である。
eo == a. ,,jl ・(t---)+wl
)・t...(2)T eH=aH-t"-・(t-""10") +Wl)
-tT CC (3) Here, C is the speed of sound, and h is the height of the ultrasonic transducer 2 from the table 3. Further, 'DIILI is a constant (coefficient) of a reflecting surface representing the degree of reflection of ultrasonic waves from the table 3 and the target object 4, respectively.

上記両反射波は互いに干渉して超音波トランスジューサ
2に達し、次の信号が検出される。
Both reflected waves interfere with each other and reach the ultrasonic transducer 2, where the next signal is detected.

e ”” eo + J W、 −w。e””eo+J W, -w.

×出((T t+w1)を十ψ) ・−(4)この信号
は、増幅器5で増幅された後、検波器6で検波される。
x output ((T t + w1) is 1 ψ) - (4) This signal is amplified by the amplifier 5 and then detected by the detector 6.

すると、上記(4)式より、次の信号が抽出される。Then, the following signal is extracted from the above equation (4).

上記(5)式は、使用するチャープ信号の特性(wl。The above equation (5) expresses the characteristics (wl) of the chirp signal to be used.

町、T)を決めれは、各反射面の定数&(1、&、と対
象物体4の高さXによって定まる時間の関数である。一
般に、第3図に示す様に対象物体40反射面がn4mあ
る場合は、次式による信号が抽出される。
Determine T) is a function of time determined by the constant &(1, &) of each reflecting surface and the height X of the target object 4. Generally, as shown in Fig. If n4m exists, a signal according to the following equation is extracted.

W、 −W、 * ×画((−t +w、 ) t−ψ) ・・・(6)l
0=0である。
W, -W, * × stroke ((-t + w, ) t-ψ) ... (6) l
0=0.

この場合も、各反射面の定数aOr al + ’t 
+・・・an及びテーブル3と対象物体4の各反射面と
の距離xI。
In this case as well, the constant aOr al + 't of each reflective surface
+...an and the distance xI between the table 3 and each reflective surface of the target object 4.

”t w・・・xnによって定まる時間の関数となる。``tw... is a function of time determined by xn.

したがって、対象物体4の形状に対応した波形の信号が
検波器6の出力として得られる。第4図(a)〜(i)
は、上記波形の信号の実例を示している。第4図(a)
〜(i)に示す波形の信号は、第5図(a)〜(i)に
示す様な形状を有する対象物体4に対応するものでおシ
、これらの対象物体4はいずれも円柱から構成されてお
り、上面から目視しただけでは容易に区別することが難
しいものである。上記した各信号は、信号処理装置7に
よシ処理され、各々の対象物体4の形状が認識される。
Therefore, a signal with a waveform corresponding to the shape of the target object 4 is obtained as the output of the detector 6. Figure 4(a)-(i)
shows an example of a signal with the above waveform. Figure 4(a)
The waveform signals shown in ~(i) correspond to the target objects 4 having shapes as shown in FIGS. 5(a) to (i), and all of these target objects 4 are composed of cylinders. It is difficult to easily distinguish them just by looking at them from above. Each of the above-mentioned signals is processed by the signal processing device 7, and the shape of each target object 4 is recognized.

第6図は、第1図の形状認識装置における信号処理装置
を詳細に示すブロック構成図である。図において、71
はADO(アナログ−ディジタル変換器)、72はディ
ジタル化された信号を一時的に保持するバッファメモリ
、73はバックアメモリ72の内容を最大値で正規化す
るための正規化演算器、74は対象物体4の形状に対応
する波形のパターンを記録しておくためのパターン記録
用メモリ、75は、パターン記録用メモリ74のパター
ンと、正規化演算器73の出力信号とを比較する比較器
、76は、比較器75の結果によシ、対象物体4の形状
を判定する判定器である。さて、第6図に示す様な信号
処理装置において、検波器6の出力はADC71によシ
所定のサンプリング周期でディジタル値に変換されたデ
ータとなシ、このデータはバッファメモリ72に記憶さ
れる。
FIG. 6 is a block diagram showing in detail the signal processing device in the shape recognition device of FIG. 1. In the figure, 71
is an ADO (analog-to-digital converter), 72 is a buffer memory that temporarily holds the digitized signal, 73 is a normalization calculator for normalizing the contents of the backup memory 72 to the maximum value, and 74 is a target a pattern recording memory 75 for recording a waveform pattern corresponding to the shape of the object 4; a comparator 76 for comparing the pattern in the pattern recording memory 74 with the output signal of the normalization calculator 73; is a determiner that determines the shape of the target object 4 based on the result of the comparator 75. Now, in the signal processing device as shown in FIG. .

上記データは、正規化演算器73で最大値がサーチされ
、これによシ正規化される。この結果、形状認識装置の
動作モードによって、パターン記録用メモリ74か比較
器75かに送られる。パターン記録用メモリ74へ送ら
れるのは、教示モードの場合であって、形状認識を行わ
せるに先立って、対象物体4の形状と検出パターンとの
対応付けを、オペレータの判断を介して行わせる。すな
わち、オペレータは、対象物体4をテーブル3上に置き
、図示しないコントローラの教示ボタンを押下する。
The above data is searched for the maximum value by the normalization calculator 73 and normalized accordingly. The result is sent to either the pattern recording memory 74 or the comparator 75, depending on the operating mode of the shape recognition device. The data is sent to the pattern recording memory 74 in the teaching mode, and prior to shape recognition, the shape of the target object 4 and the detected pattern are correlated through the operator's judgment. . That is, the operator places the target object 4 on the table 3 and presses a teach button on a controller (not shown).

このタイミングで正規化演算器73の出力が、パターン
記録用メモリ74に入力されて記録される。
At this timing, the output of the normalization calculator 73 is input to the pattern recording memory 74 and recorded.

一方、正規化演算器73の出力が比較器75に送られる
のは認識動作モードの場合であって、あらかじめ教示モ
ードで、パターン記録用メモリ74に記録した内容と比
較し、対象物体4がどの物体形状に相当するかを判定す
る。すなわち、対象物体4がテーブル3上に置かれると
、このタイミング(この発明とは直接関係しない何らか
の方法で図示されないコントローラに与えられる)で、
正規化演算器73の結果が比較器75に送られると共に
、パターン記録用メモリ74に記録されているパターン
が、次々と比較器75に与えられて両者は比較される。
On the other hand, the output of the normalization calculator 73 is sent to the comparator 75 in the recognition operation mode, and is compared with the content previously recorded in the pattern recording memory 74 in the teaching mode. Determine whether it corresponds to the object shape. That is, when the target object 4 is placed on the table 3, at this timing (given to a controller not shown by some method not directly related to this invention),
The result of the normalization calculator 73 is sent to the comparator 75, and the patterns recorded in the pattern recording memory 74 are given one after another to the comparator 75 and the two are compared.

この比較結果は、判定器76に与えられ、一致したもの
があればそれに対応する形状の信号を出力する。
The comparison result is given to the determiner 76, and if there is a match, it outputs a signal with a shape corresponding to the match.

上記実施例では、信号処理装置7において、ADC71
の直後にバッファメモリ72と正規化演算器73を設け
た構成としたが、増幅器5をピーク値によるAGC(自
動利得)増幅器(第7図の51を参照)となし、この増
幅器に正規化演算機能を持たせることもできる。この様
な構成とすると、バッファメモリ72社必ずしも必要で
はなくなる。
In the above embodiment, in the signal processing device 7, the ADC 71
The buffer memory 72 and the normalization calculation unit 73 are provided immediately after the amplifier 5, and the amplifier 5 is an AGC (automatic gain) amplifier (see 51 in Fig. 7) based on the peak value, and the normalization calculation is performed on this amplifier. It can also have functions. With such a configuration, 72 buffer memories are not necessarily required.

第7図はこの発明の他の実施例である形状認識装置を示
すブロック構成図である。纂7図に示される構成のもの
では、教示モードの場合の時のみ信号をAD変換してデ
ィジタル・データとして記録し、認識動作モードの場合
には、信号をアナログ波形で比較2判定して高速動作を
行う様にすると共に、装置自体を簡素化できる。図につ
いてその動作を説明する。まず、コントローラ8よシチ
ャープ信号発生器IK指令が与えられてチャープ信号が
発生される七、超音波トランスジューサ2よシ対象物体
4.テーブル3に向けてチャープ超音波が発射され、こ
れら対象物体4.テーブル3かものエコーが超音波トラ
ンスジューサ2で検出される。このエコー線、ピーク値
によるAGC増幅器51で増幅されるが、このAC,C
増幅器51では、エコーの始まシからチャープ信号の時
間Tの間のピーク値が検出され、これが所定の値に満た
なければAGC増幅器51のゲインが上げられ、所定の
値を超えればゲインが下げられる。コントローラ8から
は一定時間間隔ごとにチャープ信号発生器lに指令を与
えているので、上記した庇動作が繰9返えされ、このた
め、エコーのピーク値は所定の値になり正規化されたエ
コーが得られる。このエコーは検波器6で検波されて信
号処理回路7に入力される。信号処理装置7では、教示
モードにおいては、入力信号はADC71によルデイジ
タル・データに変換され、パターン記録用メモリ74に
記憶される。認識動作モードにおいては、検波器6から
送られて来る入力信号は比較器75に入力される。一方
、パターン記録用メモリ74の内容は、入力信号と同じ
タイミングで読み出され、DAC(ディジタル−アナロ
グ変換器)77でアナログ・データに変換されて比較器
75に入力される。比較器75では、上記両者を比較し
てその結果を判定器76に送り、この判定器76は対応
する形状であるか否かを判定する。パターン記録用メモ
リ74からの読み出しは、各形状に対応するデータを超
音波の送受信動作に合わせ、逐次に更新して行き、逐次
に比較を行うことにより、アらかじめ記録した対象物体
4の形状すべてにわたって処理できる。またこれは、ノ
(ターン記録用メモリ74.DAC77、比較器75を
、あらかじめ記録した対象物体4の形状すべてについて
並列に動作する様に構成することもできる。比較器75
杜減算回路と積分回路とにより簡単に構成できる。
FIG. 7 is a block diagram showing a shape recognition device according to another embodiment of the present invention. In the configuration shown in Figure 7, the signal is AD converted and recorded as digital data only in the teaching mode, and in the recognition operation mode, the signal is compared with an analog waveform for high-speed processing. The device itself can be simplified. The operation will be explained with reference to the figure. First, a chirp signal generator IK command is given to the controller 8 and a chirp signal is generated. 7. The ultrasonic transducer 2 receives a target object 4. A chirp ultrasonic wave is emitted toward the table 3, and these target objects 4. Echoes from the table 3 are detected by the ultrasound transducer 2. This echo line is amplified by the AGC amplifier 51 based on the peak value, but the AC, C
The amplifier 51 detects the peak value between the time T of the chirp signal from the start of the echo, and if this value is less than a predetermined value, the gain of the AGC amplifier 51 is increased, and if it exceeds a predetermined value, the gain is decreased. . Since the controller 8 gives commands to the chirp signal generator l at regular time intervals, the above-mentioned eaves operation is repeated nine times, so that the peak value of the echo becomes a predetermined value and is normalized. I get an echo. This echo is detected by a wave detector 6 and input to a signal processing circuit 7. In the signal processing device 7, in the teaching mode, the input signal is converted into digital data by the ADC 71 and stored in the pattern recording memory 74. In the recognition operation mode, the input signal sent from the detector 6 is input to the comparator 75. On the other hand, the contents of the pattern recording memory 74 are read out at the same timing as the input signal, converted to analog data by a DAC (digital-to-analog converter) 77, and input to the comparator 75. The comparator 75 compares the two and sends the result to the determiner 76, which determines whether or not they have corresponding shapes. Reading from the pattern recording memory 74 is performed by sequentially updating the data corresponding to each shape in accordance with the ultrasonic transmission/reception operation, and by sequentially comparing the data, the data corresponding to the target object 4 recorded in advance is read out. Can process all shapes. In addition, the turn recording memory 74, DAC 77, and comparator 75 can be configured to operate in parallel for all shapes of the target object 4 recorded in advance.Comparator 75
It can be easily constructed using a Mori subtraction circuit and an integration circuit.

また、信号処理装置7は、ADC71と図示されないマ
イクロコンピュータとで構成することができ、これによ
シ、処理速度は少々下るが、融通性に富んだ装置を得る
と七ができる。
Further, the signal processing device 7 can be composed of an ADC 71 and a microcomputer (not shown), and although the processing speed is slightly lowered by this, it is possible to obtain a highly flexible device.

また、上記実論例では、超音波トランスジューサ2を送
信用と受信用とに兼用した場合について説明したが、そ
れぞれ別個の2個の超音波トランスジューサを用いて、
送、受信を分離して行っても良いことは云うまでもない
In addition, in the above practical example, the case where the ultrasonic transducer 2 is used for both transmission and reception was explained, but two separate ultrasonic transducers are used for each purpose.
It goes without saying that transmission and reception may be performed separately.

ところで、上記(6)式を見て分かる様に、受信された
エコーの波形は対象物体4の形状に関する情報を含んで
いるが、一対一の対応がついているわけで紘無い。実用
的には、対象物体4の形状が限定されていれば問題がな
い。すなわち、対象物体4とエコーの波形との間には一
対一の対応がつく。
By the way, as can be seen from equation (6) above, the waveform of the received echo includes information regarding the shape of the target object 4, but there is no one-to-one correspondence. Practically speaking, there is no problem as long as the shape of the target object 4 is limited. That is, there is a one-to-one correspondence between the target object 4 and the echo waveform.

しかし、対象物体4の形状の種類が多くなると、この条
件が成立しなくなる場合がある。この場合に社、第8図
に示す様に、2方向以上のエコーを得て、これらを処理
することによって判定ができる。第8図に示す様に、2
1.22は超音波トランスジューサであシ、各々がチャ
ーブ超音波を対象物体4に向けて発射すると共に、対象
物体4からのエコーを検出する。この検出した信号は、
各々独立した増幅器52.53で増幅され、それぞれ検
波器61.62で検波された後に信号処理装置7で処理
される。
However, if the number of types of shapes of the target object 4 increases, this condition may no longer hold true. In this case, as shown in FIG. 8, the determination can be made by obtaining echoes from two or more directions and processing them. As shown in Figure 8, 2
Reference numeral 1.22 denotes ultrasonic transducers, each of which emits Chirbian ultrasonic waves toward the target object 4 and detects echoes from the target object 4. This detected signal is
The signals are amplified by independent amplifiers 52 and 53, respectively detected by detectors 61 and 62, and then processed by the signal processing device 7.

また、チャープ信号発生器lから発生されるチャープ信
号の定数でちる一1町、Tを定めると、これによシ、対
象物体4の形状情報の得られる対象物体4の寸法に範囲
ができるので、信号処理装置7での処理結果によシ、チ
ャープ信号発生器lの周波数掃引範囲を制御し、上記各
定数を変更して対象物体4の形状の範囲を広げることも
可能である。
Furthermore, if T is determined by the constant of the chirp signal generated from the chirp signal generator l, then there is a range in the dimensions of the target object 4 from which shape information of the target object 4 can be obtained. It is also possible to expand the range of the shape of the target object 4 by controlling the frequency sweep range of the chirp signal generator 1 and changing each of the above constants according to the processing results of the signal processing device 7.

また、上記実施例では、空気中に置かれた対象物体4の
形状の認識を行う場合について説明したが、これ以外に
、超音波探傷装置において、被探傷物体の欠陥の形状を
認識する場合にも十分に適用ができる。
In addition, in the above embodiment, the case where the shape of the target object 4 placed in the air is recognized, but in addition to this, when the ultrasonic flaw detection device recognizes the shape of a defect in the object to be tested, can also be fully applied.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明した様に、形状認識装置において、
対象物体の形状を示す情報を得る手段としてチャーブ超
音波を用い、このチャープ超音波の対象物体からのエコ
ーを検出し、増幅、処理する様に構成したので、極めて
簡単な構成で、かつ高速に対象物体の三次元形状を認識
することができ、特に、対象物体の奥行き方向の形状の
認識に対して、高い感度と信頼性を有する形状認識装置
が得られるという優れた効果を奏するものである。
As explained above, the present invention provides a shape recognition device that
Chirped ultrasound is used as a means of obtaining information indicating the shape of the target object, and the configuration is configured to detect, amplify, and process the echoes of the chirp ultrasound from the target object, making it extremely simple and fast. The present invention has the excellent effect of providing a shape recognition device that can recognize the three-dimensional shape of a target object, and has high sensitivity and reliability, especially for recognizing the shape of a target object in the depth direction. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例である形状認識装置金示す
ブロック構成図、第2図は、第1図の形状認識装置で用
いるチャーブ信号についての説明図、第3図は、第1図
の形状認識装置の動作原理を説明するための図、第4図
(→〜(i)は、第1図の形状認識装置における検波器
の各出力波形図、第5図(嚇〜(i)は、第4図の検波
器の各出力波形を得るだめの各種の対象物体の実例を示
す図、第6図は、第1図の形状認識装置1tKおける信
号処理装置を詳細に示すブロック構成図、第7図及び第
8図は、それぞれこの発明の他の実施例である形状認識
装置を示すブロック構成図である。 図において、l・・・チャープ信号発生器、2.21゜
22・・ffl音波トランスジューサ、3・・・テーブ
ル、4−・・対象物体、5.52.53・・・増幅器、
6,61゜62・・・検波器、7・・・信号処理装置、
8・・コントローラ、51・・AGC増幅器、71・・
ADC(アナログ−ディジタル変換器)、72・・バッ
ファメモリ、73 ・正規化演算器、74・・パターン
記録用メモリ、75・・比較器、76・・・判定器、7
7・・・DAC(ディジタル−アナログ変換器)である
。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第 2因 第3図 一日コ〜2 = ; : = 第4図 第4図 第 6因 手続補正書(自発) 21発明の名称 形状認識装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号三菱電機
株式会社内 5、 補正の対象 明i、@書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書第10貞第4行目の「この結果、」を「こ
の結果は、」と補正する。 (2)同書第12頁第20行目の「回路7」を「装置7
」と補正する。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a shape recognition device which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a chirp signal used in the shape recognition device of FIG. 1, and FIG. Figure 4 (→~(i) is a diagram for explaining the operating principle of the shape recognition apparatus in Figure 1. Figure 5 (intimidation~(i) 6 is a block diagram showing in detail the signal processing device in the shape recognition device 1tK of FIG. , FIG. 7, and FIG. 8 are block diagrams respectively showing shape recognition devices according to other embodiments of the present invention. In the figures, l...chirp signal generator, 2.21°22... ffl sound wave transducer, 3... table, 4-... target object, 5.52.53... amplifier,
6,61°62...Detector, 7...Signal processing device,
8... Controller, 51... AGC amplifier, 71...
ADC (analog-digital converter), 72... Buffer memory, 73 - Normalization calculator, 74... Memory for pattern recording, 75... Comparator, 76... Determiner, 7
7... DAC (digital-to-analog converter). In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Agent Masuo Oiwa Figure 1 Figure 2 Cause Figure 3 Day 2 =; Representative: Hitoshi Katayama, Department 4, Agent address: 5, Mitsubishi Electric Corporation, 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan. Subject of amendment: ``Detailed description of the invention'' column 6 of the @ letter. Contents of amendment (1) "This result," in the 4th line of page 10 of the specification is amended to "this result is," (2) "Circuit 7" on page 12, line 20 of the same book is replaced with "device 7".
” he corrected.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) チャープ信号を発生するチャープ信号発生器と
、このチャープ信号発生器よ多発生されたチャープ信号
で駆動され、対象物体に向けてチャープ超音波を発生す
る送信用超音波トランスジューサと、この送信用超音波
トランスジューサよ多発生されたチャープ超音波の対象
物からのエコーを検出する受信用超音波トランスジュー
サと、この受信用超音波トランスジューサにより検出さ
れた信号を増幅する増幅器と、この増幅器によシ増幅さ
れた信号を検波する検波器と、この検波器によシ検波さ
れた信号を処理し、前記対象物体の形状を認識する信号
処理装置とから構、成されることを特徴とする形状認識
装置。
(1) A chirp signal generator that generates a chirp signal; a transmitting ultrasonic transducer that is driven by the chirp signals generated by the chirp signal generator and generates chirp ultrasonic waves toward a target object; A reliable ultrasonic transducer includes a receiving ultrasonic transducer that detects the echoes of the generated chirp ultrasonic waves from the target object, an amplifier that amplifies the signal detected by the receiving ultrasonic transducer, and a digital signal that is connected to the amplifier. Shape recognition comprising: a detector that detects an amplified signal; and a signal processing device that processes the signal detected by the detector and recognizes the shape of the target object. Device.
(2)前記送信用超音波トランスジューサと前記受信用
超音波トランスジューサとは、一つの超音波トランスジ
ューサで構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の形状認識装置。
(2) The shape recognition device according to claim 1, wherein the transmitting ultrasonic transducer and the receiving ultrasonic transducer are constituted by one ultrasonic transducer.
(3) 前記信号処理装置は、AD変換器、バッファメ
モリ、正規化演算器、パターン記録用メモリ、比較器及
び判定器よ多構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の形状認識装置。
(3) The signal processing device according to claim 1 is characterized in that the signal processing device is composed of an AD converter, a buffer memory, a normalization calculator, a pattern recording memory, a comparator, and a determiner. Shape recognition device.
(4) 前記増幅器は、前記対象物体からのエコーの最
大値を一定値に保つ様なAGC機能を持つ構成としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の形状認識装
置。
(4) The shape recognition device according to claim 1, wherein the amplifier is configured to have an AGC function that maintains a maximum value of echoes from the target object at a constant value.
(5)前記信号処理装置は、AD変換器、バッファメモ
リ、パターン記録用メモリ、比較器及び判定器よ多構成
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の形
状認識装置。
(5) The shape recognition device according to claim 1, wherein the signal processing device includes multiple components including an AD converter, a buffer memory, a pattern recording memory, a comparator, and a determiner.
(6) 前記信号処理装置は、AD変換器とマイクロコ
ンピュータによ多構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の形状認識装置。
(6) The shape recognition device according to claim 1, wherein the signal processing device includes an AD converter and a microcomputer.
(7) 前記チャープ信号発生器扛、その周波数掃引範
囲が、前記信号処理装置の指令にょ9、変更できる様に
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の形状認識装置。
(7) The shape recognition device according to claim 1, characterized in that the frequency sweep range of the chirp signal generator can be changed according to a command of the signal processing device. .
(8) 前記超音波トランスジューサ、前記増幅器及び
前記検波器は、2組以上備えた構成としたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の形状認識装置。
(8) The shape recognition device according to claim 1, characterized in that two or more sets of the ultrasonic transducer, the amplifier, and the detector are provided.
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