JPS61189462A - Detecting device for moving time - Google Patents
Detecting device for moving timeInfo
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- JPS61189462A JPS61189462A JP3125285A JP3125285A JPS61189462A JP S61189462 A JPS61189462 A JP S61189462A JP 3125285 A JP3125285 A JP 3125285A JP 3125285 A JP3125285 A JP 3125285A JP S61189462 A JPS61189462 A JP S61189462A
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- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は物の移動時間もしくは移動速度を測定するた
めの装置に係り、特にリアルタイムで作動する相関器を
用いることによシ、パターンマツチング法を採用して被
測定物の位置を検出することとしたから、形が特定でき
る場合はもとより、粉粒や煙などのように形が変更し、
そのために形の規準をとらえにくい物の移動の測定に適
した技術を提供することに特徴を有している。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for measuring the moving time or moving speed of an object, and in particular, it relates to a device for measuring the moving time or moving speed of an object, and in particular, it is capable of pattern matching by using a correlator that operates in real time. Since we decided to use the method to detect the position of the object to be measured, we can detect not only cases where the shape can be specified, but also cases where the shape changes, such as powder particles or smoke.
For this reason, it is characterized by providing a technique suitable for measuring the movement of objects whose shape is difficult to determine.
この発明は同一出願人の出願になる相関装置(特願昭5
8−191691号)(発明者:宮城幸一部は共通)f
t用いて実験中忙発見した事実に基いて完成されたもの
である。This invention is a correlation device (patent application filed in 1973) filed by the same applicant.
No. 8-191691) (Inventor: Yuki Miyagi, some parts are common) f
It was completed based on the fact that was discovered during experiments using T.
この発明はたとえば煙突から排出される煙や水蒸気の流
速を計測する場合のように、あるいは、流れている粉粒
体の速度を計測するといった場合のように、被測定物の
形状が変更するために特定されない、いわば不整形物体
とか不定形物体のような場合にも、合理的な移動時間も
しくは速度の計測を可能とするものである。This invention is useful when the shape of the object to be measured changes, such as when measuring the flow velocity of smoke or water vapor discharged from a chimney, or when measuring the velocity of flowing powder or granular material. This makes it possible to reasonably measure the travel time or speed even in the case of irregularly shaped objects or irregularly shaped objects that are not specified by the object.
不変的な特徴点をもたないこの種の物体は、信号の移動
時間や速度は測定基準点を決めることが難しいために検
出が困難とされてきた。この発明はこの難問を解決する
ものである。This type of object, which does not have fixed feature points, has been considered difficult to detect because it is difficult to determine the reference point for measuring the travel time and speed of the signal. This invention solves this difficult problem.
また、この発明の応用の変形として、被測定物のパター
ンが時々変更し、所定時間経過後に再ひもとのパターン
が出現するような被測定物について、変更し再出現する
までの所要時間を検出することも可能とする。In addition, as a variation of the application of this invention, the time required for the pattern of the measured object to change and reappear after the change is detected for a measured object whose pattern changes from time to time and a re-string pattern appears after a predetermined period of time has elapsed. It is also possible to
この発明の装置によれば移動する被測定物の形状を全体
パターンとして把握し、このパターンの移動を検出して
被測定物の移動群速度を検出する。According to the apparatus of the present invention, the shape of the moving object to be measured is grasped as an overall pattern, and the movement of this pattern is detected to detect the moving group velocity of the object to be measured.
すなわち、パターン全体がどの程度移動したかをパター
ンマツチング法によって検出するもので、移動中の物体
のパターンマツチングには高速度で相関演算処理をする
必要がちシ、この発明ではリアルタイムで作動する相関
器をコンボルバ−として用いる。That is, the method detects how much the entire pattern has moved using a pattern matching method. Pattern matching of a moving object often requires high-speed correlation calculation processing, and this invention operates in real time. A correlator is used as a convolver.
この発明ではパターンの移動を検出するので、測定の基
準となるべき点(例えば、画像であればその緑、電気信
号であればパルスの頂点とか立ち上シ点など)を決める
必要がなく、パターン全体が消滅してしまう前に測定を
実行しさえすればよいし、また、パターン内にわずかな
変形による速度の部分的なゆらぎがあっても、パターン
全体の(群としての性質を代表する)移動速度(群速度
)を検出するために、平均化された速度(あるいは移動
時間)を得ることができる。Since this invention detects the movement of the pattern, there is no need to determine the reference point for measurement (for example, the green of an image, the apex of a pulse or the rising edge of an electrical signal, etc.), and It is only necessary to perform the measurement before the entire pattern disappears, and even if there is a partial fluctuation in velocity due to slight deformation within the pattern, the To detect the moving speed (group speed), an averaged speed (or moving time) can be obtained.
この発明の構成を、第1図に示した実施例について説明
する。第1図は形状の定まらな1移動物る場合の移動時
間(もしくは移動速度)の測定装置を示したものである
。この実施例では、測定対象となる移動物体1は信号入
力器3によってパターン状の信号として取り込まれる。The configuration of this invention will be explained with reference to the embodiment shown in FIG. FIG. 1 shows an apparatus for measuring the moving time (or moving speed) of a single moving object with an irregular shape. In this embodiment, a moving object 1 to be measured is input by a signal input device 3 as a patterned signal.
この信号入力器3については後に第2図、第3図によっ
て詳述するが、移動物体の2個所からパターン情報を得
て、これら2つの信号A、倍信号 (4,5) t I
Jアルタイムで作動する相関器6に送る。リアルタイム
で作動する相関器6の代表的な例が、前掲の特願昭58
−191691号に係る相関器、換言すれば音響光学的
相関器である。この相関器によって、前記2信号A、B
のコンポリニージョン演算が即時実行され、2信号間の
相似度が出力される。通常、この相似度の検出には相互
相関演算が使用されるところであるが、コンボリューシ
ョン演算の方がより高速に実行できるため、入力信号の
片方の時間軸を反転して、コンポリニージョン演算を行
ない、結果的に相互相関演算をリアルタイムで実行した
のと同じ効果を得るようKするものである。This signal input device 3 will be explained in detail later with reference to FIGS. 2 and 3, but it obtains pattern information from two locations on the moving object and inputs these two signals A and the double signal (4, 5) t I
It is sent to the correlator 6 which operates in J real time. A typical example of the correlator 6 that operates in real time is the above-mentioned patent application published in 1983.
The correlator according to No.-191691, in other words, is an acousto-optic correlator. By this correlator, the two signals A, B
The complication calculation is executed immediately, and the degree of similarity between the two signals is output. Normally, a cross-correlation operation is used to detect this degree of similarity, but since a convolution operation can be executed faster, the time axis of one of the input signals is reversed and a convergence operation is performed. The result is to obtain the same effect as if the cross-correlation calculation were executed in real time.
この間の様子を後に第4図によって説明する。前記相似
度の検出はコンポリューシアン演算出力のピーク値を検
出するピーク値検出器7によって行なう。そして最初の
パターン信号の入力から該ピーク値が検出されるまでの
経過時間差の演算を位相差検出器8によって行なう。こ
の際、同期信号発生器9の発する同期パルスを利用する
ことができる。この同期パルスの数によって、パターン
マツチングが行なわれるまでの経過時間、すなわち不整
もしくは不定形の移動物体の移動時間が計測され、それ
が時間として、あるいは移動速度として表示器10に表
示される。The situation during this time will be explained later with reference to FIG. The degree of similarity is detected by a peak value detector 7 that detects the peak value of the composure cyan calculation output. Then, the phase difference detector 8 calculates the elapsed time difference from the input of the first pattern signal until the peak value is detected. At this time, the synchronization pulse generated by the synchronization signal generator 9 can be used. The number of synchronization pulses measures the elapsed time until pattern matching is performed, that is, the moving time of the irregular or irregularly shaped moving object, and this is displayed on the display 10 as time or moving speed.
第2図は信号入力器3にパターン信号が入力される方法
の詳mを示す図である。相関演算を定義するだめの区間
に相当する所定の幅dを定めておく。また移動する被測
定物体1を幅dにわたって走査することによって、幅方
向の線状パターンを検出する第1のセンサとしてCCD
ラインセンサのような光検出素子アレイ31を置く。さ
らにこの第1のセンサと平行に前記被測定物体の移動方
向に所定の間隔tだけ離れた位置に第2のセンサ(光検
出素子アレイ)32を置く。この第2のセンサ32も第
1のセyす31と同種のものであるが、第1のセンサ3
1の走査方向33(像の位置では33′)と、第2のセ
/す32の走査方向34(像の位置では34つとは逆方
向になっている。第1および第2のセンサ31.32で
得られる信号がそれぞれ信号A′(4つ。FIG. 2 is a diagram showing details of the method by which the pattern signal is input to the signal input device 3. A predetermined width d corresponding to the interval for defining the correlation calculation is determined in advance. In addition, a CCD is used as a first sensor that detects a linear pattern in the width direction by scanning the moving measured object 1 over the width d.
A photodetecting element array 31 such as a line sensor is placed. Further, a second sensor (photodetecting element array) 32 is placed parallel to the first sensor and spaced apart by a predetermined distance t in the moving direction of the object to be measured. This second sensor 32 is also of the same type as the first sensor 31, but is similar to the first sensor 32.
1 scanning direction 33 (33' at the image position) and a scanning direction 34 (34 at the image position) of the second sensor 32 (which is opposite to the scanning direction 34 at the image position). The signals obtained in step 32 are each signal A' (four).
信号B(5)である。この実施例ではセンサとしてCC
Dラインセンサを挙げたが、この他のセンサ、たとえば
テレビカメラを用いてもよい。This is signal B(5). In this embodiment, CC is used as a sensor.
Although a D-line sensor is mentioned, other sensors such as a television camera may also be used.
第3図は信号入力器3の一実施例の内部構造を示す。光
検出素子アレイ31で得られた入力パターン信号A′は
循環記憶回路35で記憶される。循環記憶回路35は、
たとえばテレビジョンの1水平走査時間遅延素子のよう
なもので、クリアリセット信号36によシ内容を消去し
、同期信号39により一走査分部の入力パターン信号A
′を読み込み、かつ、循環記憶して信号Xの繰返し信号
である信号A(4)を出力する。光検出素子アレイ32
で得られた入力パターン信号Bは5として出力される。FIG. 3 shows the internal structure of one embodiment of the signal input device 3. The input pattern signal A' obtained by the photodetector array 31 is stored in a circular storage circuit 35. The circulation memory circuit 35 is
For example, in a device such as one horizontal scanning time delay element of a television, the content is erased by the clear reset signal 36, and the input pattern signal A of one scanning portion is erased by the synchronization signal 39.
' is read and stored in a circular manner, and a signal A(4) which is a repeating signal of the signal X is output. Photodetector array 32
The input pattern signal B obtained is output as 5.
第4図は各部の信号を模式的に示しだ波形図である。横
軸は右へ時間が進行する時間軸である。FIG. 4 is a waveform diagram schematically showing signals at each part. The horizontal axis is a time axis in which time progresses to the right.
Iは第1のセンサでとらえた入力パターン信号A′を示
す。横軸に沿った目盛は一走査分の区分を示す。最左上
のパターン信号と同一もしくはその反転信号については
図会体にわたシ、陰影を付して区別した。■の信号A′
は不整もしくは不定形の走査毎に入力パターンが変化す
る模様全示す。■は入力パターン信号A′の一走査を繰
返した信号である。■は入力パターン信号Bであシ、パ
ターン信号A/ ヲ生じさせた被測定移動物体が、距離
tだけ進行しく時間Td経過後)に第2のセンサ位置に
到達して得られた入力パターン信号である。この場合、
■の信号A′が各走査毎に方向が逆転したパターン信号
となっている。■は信号Aと信号B (IIと■)とを
相関器に加えたときのコンボリューション演算出力であ
る。二つの入力信号のパターンがほぼ一致したとき、す
なわちパターンマツチングが得られたときに、中央に大
きなピークをもつ波形が得られてお9、この性質は相関
演算の特徴であって、本発明の利用するところである。I indicates the input pattern signal A' captured by the first sensor. The scale along the horizontal axis indicates divisions for one scan. Signals that are the same as the upper left pattern signal or that are inverted are distinguished by shading and shading on the diagram. ■ Signal A'
shows how the input pattern changes with each irregular or amorphous scan. 2 is a signal obtained by repeating one scan of the input pattern signal A'. (2) is input pattern signal B, and pattern signal A/ (2) is an input pattern signal obtained when the moving object to be measured that has generated (2) advances by distance t and reaches the second sensor position after time Td has elapsed. It is. in this case,
The signal A' of (2) is a pattern signal whose direction is reversed for each scan. (2) is the convolution calculation output when signal A and signal B (II and (2)) are added to the correlator. When the patterns of two input signals almost match, that is, when pattern matching is obtained, a waveform with a large peak in the center is obtained.9 This property is a feature of correlation calculation, and is a characteristic of the present invention. This is where it is used.
閾値を適当に設定してピーク値を検出するのである。The peak value is detected by appropriately setting a threshold value.
これがVに示されている。入力パターン信号Xからこの
ピーク値を検出するピーク値検出器の出力信号が出力さ
れたときまでの時間差Td (位相差)が位相差検出器
から出力される。これを示したのが■である。This is shown in V. A time difference Td (phase difference) from the input pattern signal X to when the output signal of the peak value detector that detects this peak value is output is output from the phase difference detector. This is shown in ■.
第1図の実施例では第1のセンサと第2のセンサを所定
距離tだけ離して、はは同一のパターンが出現するのを
相関演算を用いたパターンマツチングでとらえた。In the embodiment shown in FIG. 1, the first sensor and the second sensor are separated by a predetermined distance t, and the appearance of identical patterns is detected by pattern matching using correlation calculation.
かυに、被測定物1のパターンが時々刻々変形し、所定
時間後に再ひもとのパターンが出現するような対象であ
った場合には、第1のセンサと第2のセンサの照準を同
じ位置(1=0)としておくとよい(この場合コンベア
は停止しているものとする)。そうすれば変更する被測
定物のパターンを表わす入力パターン信号が変更後順次
、入力器に入力される。Alternatively, if the pattern of the object to be measured 1 changes from moment to moment and a re-string pattern appears after a predetermined period of time, the aim of the first sensor and the second sensor should be the same. It is preferable to set the conveyor to the position (1=0) (in this case, it is assumed that the conveyor is stopped). Then, the input pattern signals representing the pattern of the object to be changed are sequentially input to the input device after the change.
このように本発明は目的、用途に応じて適宜構成を変更
して実施できる。As described above, the present invention can be implemented by changing the configuration as appropriate depending on the purpose and use.
以上説明したように、この発明では二つの入力パターン
信号の走査方向を逆転させておき、二つの入力パターン
信号のコンボリューション演算をリアルタイムで実現で
きる相関器を用いたから、パターンマツチングによυ形
が特定できる移動体はもとよシ、形が時間とともに変形
する不整もしくは不定形の移動物体の移動時間もしくは
移動群速度を測定することができるという、従来にない
測定技術を実現することができた。As explained above, in this invention, the scanning directions of the two input pattern signals are reversed and a correlator is used that can realize the convolution operation of the two input pattern signals in real time. It is possible to realize an unprecedented measurement technology that can measure the travel time or moving group velocity of not only moving objects that can be identified, but also irregular or irregularly shaped moving objects whose shapes change over time. Ta.
光学的な信号入力器を備えれば、遠隔測定(リモートセ
ンシング)が可能であるほか、投影像や反射光のパター
ンなども測定の対象とすることができる。If equipped with an optical signal input device, remote sensing is possible, and projected images and reflected light patterns can also be measured.
煙や雲のように移動中に形がわずか変形するものについ
ても、平均的な群速度が測定できる。The average group velocity can be measured even for objects whose shape changes slightly during movement, such as smoke or clouds.
このように各種の特徴ある用途があって、産業上の利用
価値が高い。As described above, it has various unique uses and has high industrial value.
第1図はこの発明の装置すなわち、コンベアで運ばれる
不整もしくは不定形物体の移動時間検出装置の実施例の
構成図を示す。
第211i¥、lは第1図の構成に用いた信号入力器の
動作を説明するだめのパターン信号入力方法を示す図で
あり、第3図は信号入力器の一笑施例の構成を示す図で
ある。
第4図は本発明の詳細な説明するだめの信号の波形を示
す模式図である。
図中、3は信号入力器、6は相関器(望ましい実施例と
して音響光学的相関器)、7はピーク値検出器、8は時
間差を演算する手段(例えば位相差検出器)を示す。
特許出願人 安立電気株式会社
代理人 弁理士 小 池 龍太部
箪/回FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the apparatus of the present invention, that is, a moving time detection apparatus for an irregular or irregularly shaped object conveyed by a conveyor. 211i\,l are diagrams showing a pattern signal input method for explaining the operation of the signal input device used in the configuration of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a simple embodiment of the signal input device. It is. FIG. 4 is a schematic diagram showing the waveform of a signal which does not provide a detailed explanation of the present invention. In the figure, 3 is a signal input device, 6 is a correlator (an acousto-optic correlator in a preferred embodiment), 7 is a peak value detector, and 8 is a means for calculating a time difference (for example, a phase difference detector). Patent applicant: Anritsu Electric Co., Ltd. Agent: Patent attorney: Koike Ryutabe Kan/times
Claims (1)
ーン信号を移動又は変更後順次受領し、前記入力パター
ン信号が所定の周期で繰り返し配列された第1の出力パ
ターン信号と該第1の出力パターン信号より遅延し、か
つ、前記所定の周期内で前記入力パターン信号を逆配列
して得られた第2の出力パターン信号とを発生する信号
入力器(3)と;該信号入力器(3)から出力された前
記第1の出力パターン信号と前記第2の出力パターン信
号とのコンボリューション演算を行い、コンボリューシ
ョン信号を出力する相関器(6)と;前記第1・第2の
出力パターン信号がほぼ合致した時に出力される相関信
号のピーク値を検出するためのピーク値検出器(7)と
;前記入力パターン信号が入力されたときから前記ピー
ク値検出器(7)の出力信号が出力されたときまでの時
間差を演算する演算手段(8)とを備えたことを特徴と
する移動時間検出装置。A first output pattern signal that sequentially receives input pattern signals representing a pattern of a measured object to be moved or changed after being moved or changed, and in which the input pattern signals are repeatedly arranged at a predetermined period; a signal input device (3) that generates a second output pattern signal that is delayed by a second period and is obtained by inversely arranging the input pattern signal within the predetermined period; a correlator (6) that performs a convolution operation on the output first output pattern signal and the second output pattern signal and outputs a convolution signal; a peak value detector (7) for detecting a peak value of a correlation signal output when the input pattern signal almost matches; an output signal of the peak value detector (7) is output from the time the input pattern signal is input; 1. A travel time detection device comprising: calculation means (8) for calculating a time difference between the two times.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125285A JPS61189462A (en) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Detecting device for moving time |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125285A JPS61189462A (en) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Detecting device for moving time |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61189462A true JPS61189462A (en) | 1986-08-23 |
Family
ID=12326167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3125285A Pending JPS61189462A (en) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Detecting device for moving time |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61189462A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5730481A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-18 | Anritsu Corp | Picture correlator |
JPS57197472A (en) * | 1981-05-18 | 1982-12-03 | Siderurgie Fse Inst Rech | Measuring device for speed of product during travelling through correlation method |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP3125285A patent/JPS61189462A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5730481A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-18 | Anritsu Corp | Picture correlator |
JPS57197472A (en) * | 1981-05-18 | 1982-12-03 | Siderurgie Fse Inst Rech | Measuring device for speed of product during travelling through correlation method |
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