KR101936009B1 - 검출 장치 - Google Patents

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히로시 사사이
게이타 모치즈키
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류헤이 오시마
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

검출 장치는 센서 헤드(2), 기억부(7), 데이터 처리부(8), 유사도 산출부(9) 및 위상 산출부(10)를 구비한다. 센서 헤드(2)는 장척체의 표면 데이터를 취득한다. 기억부(7)는 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억한다. 데이터 처리부(8)는 표면 데이터로부터 처리 데이터를 생성한다. 유사도 산출부(9)는 제1 유사도 및 제2 유사도를 산출한다. 위상 산출부(10)는 제1 유사도 및 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 위상을 산출한다.

Description

검출 장치
본 발명은 장척체(長尺體)를 검출 대상으로 하는 검출 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에, 로프를 검사하는 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 장치는, 광원과 수광 소자를 구비한다. 광원과 수광 소자의 사이에 로프가 배치된다. 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 수광 소자가 받은 광량에 기초하여 로프의 직경이 산출된다. 산출한 직경의 피크치의 간격을 스트랜드(strand)의 간격에 일치시킴으로써, 로프의 위치를 산출한다.
일본 특허 제5436659호 공보
특허문헌 1에 기재된 장치는, 노이즈의 영향을 받기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 예를 들면, 스트랜드 사이의 홈에 작은 티끌이 부착되어 있으면, 그 티끌의 위치에서 직경의 피크치가 산출되어 버린다.
본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 장척체의 위치 등을 검출할 때에 노이즈의 영향을 저감할 수 있는 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 위상을 산출하는 위상 산출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 위상을 산출하는 위상 산출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈(norm)에 기초하여, 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈에 기초하여, 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과, 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도에 기초하여, 장척체의 위치 또는 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과, 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터를 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 데이터로 처리하는 데이터 처리 수단과, 데이터 처리 수단에 의해서 처리된 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도에 기초하여, 장척체의 위치 또는 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 검출 수단을 구비한다.
본 발명에 의하면, 노이즈의 영향을 저감할 수 있는 검출 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 화살표 A의 방향에서 장척체를 본 도면이다.
도 3은 센서 헤드에 의해서 취득된 표면 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 센서 헤드에 의해서 취득된 표면 데이터를 색의 농담으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 일부를 확대한 도면이다.
도 6은 제어장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7은 제어장치의 데이터 처리 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제어장치의 데이터 처리 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 레퍼런스 데이터의 선정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 기억부에 기억된 2개의 레퍼런스 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 제어장치의 위상 산출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제어장치의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 나타내는 구간 1에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 12에 나타내는 구간 2에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 15는 레퍼런스 데이터를 선정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 레퍼런스 데이터를 선정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제어장치의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 17에 나타내는 구간 1에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 17에 나타내는 구간 2에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 20은 제어장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 21은 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 제어장치의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 29는 도 28의 D-D 단면을 나타내는 도면이다.
도 30은 제어장치의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 제어장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 설명한다. 중복되는 설명은 적당히 간략화 혹은 생략한다. 각 도면에 있어서, 동일한 부호는 동일한 부분 또는 상당하는 부분을 나타낸다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에 나타내는 화살표 A의 방향에서 장척체를 본 도면이다. 실시 형태 1에서는, 검출 장치가 장척체의 위치를 검출하는 예에 대해 설명한다. 장척체에는, 예를 들면 로프(1)가 포함된다. 검출 장치는 길이 방향으로 이동하는 장척체의 위치를 검출한다. 예를 들면, 로프(1)는 화살표 B의 방향으로 이동한다. 화살표 B는 로프(1)의 길이 방향과 일치한다. 이와 같은 이동을 행하는 로프(1)의 예로서, 엘리베이터에서 사용되는 와이어 로프를 들 수 있다. 로프(1)가 이동하는 방향은 일방향이어도 된다. 또한, 장척체는 로프(1)에 한정되지 않는다.
로프(1)는 복수의 스트랜드를 구비한다. 로프(1)는 복수의 스트랜드가 서로 꼬여짐으로써 형성된다. 이 때문에, 로프(1)는 표면에 주기적인 모양을 가진다. 본 검출 장치의 검출 대상은, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체이다. 「모양」에는, 예를 들면 형상, 도형, 색 및 색의 농담이 포함된다. 예를 들면, 로프(1)의 표면에는, 복수의 스트랜드가 서로 꼬여짐으로써 형성되는 요철(凹凸)이 규칙적으로 늘어서 있다. 로프(1)의 단면 형상은 꼬임 피치를 스트랜드의 수로 나눈 거리마다 거의 동일하게 된다. 상기 단면은 로프(1)의 길이 방향과 직교하는 방향의 단면이다.
검출 장치는 예를 들면 센서 헤드(2)와 제어장치(3)를 구비한다.
센서 헤드(2)는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 수단의 일례이다. 「표면 데이터」는, 장척체의 표면의 모양에 관한 데이터이다. 예를 들면, 센서 헤드(2)는, 로프(1)의 표면에 형성된 요철을 나타내는 데이터를 표면 데이터로서 취득한다. 도 1은 센서 헤드(2)가 광학식의 프로파일 측정기인 예를 나타낸다. 센서 헤드(2)는 예를 들면 광원(4) 및 수광 소자(5)를 구비한다.
광원(4)은 로프(1)의 표면에 광을 조사한다. 도 1 및 도 2는 광원(4)이 로프(1)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 레이저광을 조사하는 예를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 나타내는 예에서는, 광원(4)으로부터 조사된 광은, 로프(1)를 횡단하도록 로프(1)의 일측 단으로부터 타측 단에 걸쳐서 직선 모양으로 조사된다.
수광 소자(5)는 광원(4)으로부터 조사된 광 중 로프(1)의 표면에서 반사한 광(반사광)을 수광한다. 수광 소자(5)는 광원(4)이 광을 조사하는 방향에 대해서 비스듬하게 배치된다. 수광 소자(5)는 상기 반사광 중 로프(1)의 길이 방향에 대해서 일정한 각도로 비스듬하게 반사한 광을 수광한다.
도 1 및 도 2에 나타내는 광 a는, 광원(4)으로부터 로프(1)를 향해서 조사된 광이다. 광 b 및 광 c는 로프(1)의 표면에서 반사한 광 중, 수광 소자(5)에 의해서 수광되는 각도로 반사한 광이다. 광 b는 스트랜드의 가장 외측으로 볼록한 부분에서 반사한 광이다. 광 c는 서로 이웃하는 스트랜드에 의해서 형성된 홈의 부분에서 반사한 광이다. 수광 소자(5)가 광 b 및 광 c 등을 수광함으로써, 센서 헤드(2)는 광원(4)으로부터의 광이 조사되었던 부분의 단면 형상을 나타내는 표면 데이터를 취득한다.
도 3은 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터의 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 S1은 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터의 일례이다. 도 3의 가로축은 표면 데이터(S1)가 로프(1)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 150개의 데이터를 포함하는 것을 나타낸다. 또한, 표면 데이터가 포함하는 데이터의 개수는 임의로 결정된다.
도 4는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터를 색의 농담으로 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 일부를 확대한 도면이다. 도 4 및 도 5는 출원인이 광학식의 프로파일 측정기를 이용하여 실제로 취득한 다수의 표면 데이터를 서로 연결시켜서 작성한 것을 나타낸다.
센서 헤드(2)는 광학식의 프로파일 측정기로 한정되지 않는다. 예를 들면, 센서 헤드(2)는 카메라를 구비해도 된다. 센서 헤드(2)는 카메라에 의해서 로프(1)의 표면을 촬영한 데이터를 표면 데이터로서 취득해도 된다. 이러한 경우, 표면 데이터에는 높이에 관한 정보가 포함되지 않는다. 센서 헤드(2)는 로프(1)의 표면에 부여된 색 및 색의 농담을 나타내는 데이터를 표면 데이터로서 취득한다.
제어장치(3)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터에 기초하여, 장척체의 위치를 검출한다. 즉, 제어장치(3)는 장척체가 길이 방향으로 이동한 거리를 검출한다. 도 1은 제어장치(3)가 신호선(6)에 의해서 센서 헤드(2)에 접속되는 예를 나타낸다. 센서 헤드(2)와 제어장치(3)를 같은 하우징 내에 배치해도 된다. 제어장치(3)가 가지는 기능의 일부를 센서 헤드(2)가 구비해도 된다.
도 6은 제어장치(3)의 구성예를 나타내는 도면이다. 제어장치(3)는 예를 들면 기억부(7), 데이터 처리부(8), 유사도 산출부(9), 위상 산출부(10) 및 위치 검출부(11)를 구비한다.
기억부(7)에 레퍼런스 데이터가 기억된다. 본 실시 형태에서는, 기억부(7)에 2개의 레퍼런스 데이터가 기억되는 예에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 기억부(7)에 기억된 한쪽의 레퍼런스 데이터를 제1 레퍼런스 데이터로 표기한다. 기억부(7)에 기억된 다른 한쪽의 레퍼런스 데이터를 제2 레퍼런스 데이터로 표기한다.
데이터 처리부(8)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 처리 데이터를 생성한다. 처리 데이터는 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 데이터이다. 로프(1)의 위치 등을 검출하는 데에는, 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 바이어스 성분 혹은 고조파 성분을 제거하는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 로프(1)가 표면에 가지는 주기적인 모양의 성분을 강조할 수 있다.
도 7 및 도 8은 제어장치(3)의 데이터 처리 기능을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에서는, 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 바이어스 성분을 제거하는 예에 대해 설명한다. 즉, 데이터 처리부(8)는 표면 데이터에 대해서 바이어스 제거 처리를 행함으로써 처리 데이터를 생성한다. 도 7에 나타내는 S2는 바이어스 성분이다. 바이어스 성분(S2)은 로프(1)의 표면에 요철이 없는 경우에 센서 헤드(2)가 취득하는 표면 데이터에 상당한다. 도 8에 나타내는 P는 처리 데이터이다. 처리 데이터(P)는 표면 데이터(S1)와 바이어스 성분(S2)의 차이에 상당한다. 데이터 처리부(8)는, 예를 들면, 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터(S1)로부터 로프(1)의 지름의 영향을 제거함으로써, 처리 데이터(P)를 생성한다.
표면 데이터(S1)가 복수 개의 데이터를 포함하는 경우, 처리 데이터(P)는 표면 데이터(S1)와 마찬가지로 하기와 같이 n행 1열의 행렬로 표기할 수 있다. n은 예를 들면 2 이상의 정수이다. 도 8에 나타내는 예에서는 n=150이다.
Figure 112017078874927-pct00001
도 9는 레퍼런스 데이터의 선정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 로프(1)는 표면에 주기적인 모양을 가진다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 직선 c1으로 로프(1)를 절단한 단면 형상과 직선 c4로 로프(1)를 절단한 단면 형상은 거의 동일하게 된다. 즉, 직선 c1과 직선 c4의 거리 L1은, 위상차가 2π가 되는 거리이다. 마찬가지로, 직선 c1과 직선 c3의 거리 L2는, 위상차가 π가 되는 거리이다. 직선 c1과 직선 c2의 거리 L3은, 위상차가 π/2가 되는 거리이다.
제1 레퍼런스 데이터와 제2 레퍼런스 데이터는, 서로 직교하는 데이터 혹은 거의 직교하는 데이터인 것이 바람직하다. 예를 들면, 직선 c1의 부분에 광을 조사했을 때에 얻어지는 처리 데이터에 상당하는 데이터를 제1 레퍼런스 데이터로 설정한다. 이러한 경우, 직선 c2의 부분에 광을 조사했을 때에 얻어지는 처리 데이터에 상당하는 데이터를 제2 레퍼런스 데이터로 설정하는 것이 바람직하다. 도 10은 기억부(7)에 기억된 2개의 레퍼런스 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 10에 나타내는 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)는, 예를 들면 하기와 같이 n행 1열의 행렬로 표기할 수 있다. n은 예를 들면 2이상의 정수이다. 도 10에 나타내는 예에서는 n=150이다.
Figure 112017078874927-pct00002
본 실시 형태에서는, 처리 데이터(P), 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)가 다차원의 벡터 데이터(요소 수 n의 벡터)인 예에 대해 설명한다. 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)의 내적(內積)은, 0 혹은 0에 가까운 값인 것이 바람직하다.
제어장치(3)는 데이터 설정부(12)를 구비해도 된다. 데이터 설정부(12)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터에 기초하여, 레퍼런스 데이터를 설정한다. 예를 들면, 데이터 설정부(12)는 로프(1)의 어느 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때에 얻어진 처리 데이터를 제1 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억시킨다. 또한, 데이터 설정부(12)는 상기 부분으로부터 위상차가 π/2가 되는 부분에 광을 조사했을 때에 얻어진 처리 데이터를 제2 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억시킨다. 데이터 설정부(12)의 기능은 레퍼런스 데이터를 미리 알고 있지 않은 경우에 유효하다.
유사도 산출부(9)는 처리 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도를 산출한다. 유사도는 2개의 처리 데이터가 유사한 정도를 나타내는 지표이다. 본 실시 형태에 나타내는 예에서는, 기억부(7)에 2개의 레퍼런스 데이터가 기억된다. 이러한 경우, 유사도 산출부(9)는 제1 유사도와 제2 유사도를 산출하는 기능을 가진다. 제1 유사도는 처리 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 유사도이다. 제2 유사도는 처리 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 유사도이다.
예를 들면, 유사도 산출부(9)는 처리 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 상관계수 ρ1을 제1 유사도로서 산출한다. 유사도 산출부(9)는 처리 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 상관계수 ρ2를 제2 유사도로서 산출한다.
도 11은 제어장치(3)의 위상 산출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 위상 산출부(10)는 유사도 벡터의 위상 θ를 산출한다. 유사도 벡터는 유사도 산출부(9)에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도를 요소로 하는 벡터이다. 본 실시 형태에 나타내는 예에서는, 유사도 벡터는 (ρ1, ρ2)로 표기된다. 위상 θ는 예를 들면 유사도 벡터와 (ρ1, 0)으로 나타내지는 벡터가 이루는 각으로 나타내진다.
위치 검출부(11)는 장척체의 위치를 검출한다. 즉, 위치 검출부(11)는 장척체가 길이 방향으로 얼마만큼 이동했는지를 검출한다. 위치 검출부(11)는 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상에 기초하여 상기 검출을 행한다.
예를 들면, 도 9에 나타내는 직선 c1의 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때에 얻어지는 유사도 벡터가 (ρ1, 0)으로 나타내지는 이상적인 예를 고려한다. 로프(1)가 하방으로 이동하여 직선 c2의 부분에 광원(4)으로부터의 광이 조사되면, 얻어지는 유사도 벡터는 (0, ρ2)로 나타내진다. 이때의 위상 θ는 π/2(rad)가 된다(도 11 참조). 로프(1)가 하방으로 더 이동하여 직선 c3의 부분에 광이 조사되면, 얻어지는 유사도 벡터는 (-ρ1, 0)으로 나타내진다. 이때의 위상 θ는 π(rad)가 된다. 로프(1)가 하방으로 더 이동하여 직선 c4의 부분에 광이 조사되면, 얻어지는 유사도 벡터는 (ρ1, 0)으로 나타내진다. 이때의 위상 θ는 2π(rad)가 된다. 이와 같이, 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상 θ에 기초하여 로프(1)의 위치를 검출할 수 있다.
도 12는 제어장치(3)의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 (a)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터를 색의 농담으로 나타낸 도면이다. 도 12의 (a)에 나타내는 도면은, 3500개의 표면 데이터를 연결한 것을 나타낸다. 표면 데이터는 예를 들면 일정한 주기로 취득된다. 도 12에 나타내는 구간 1은 로프(1)가 거의 정지하고 있는 상태를 나타낸다. 도 12에 나타내는 구간 2는 로프(1)의 주행이 개시된 후의 상태를 나타낸다. 도 12의 (b)는 상관계수 ρ1 및 ρ2의 변화를 나타낸다. 도 12의 (c)는 위상 θ의 변화를 나타낸다.
도 13은 도 12에 나타내는 구간 1에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 14는 도 12에 나타내는 구간 2에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 로프(1)가 길이 방향으로 이동하면, 유사도 벡터의 궤적은 점(0, 0)의 주위를 회전하도록 그려진다.
상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 유사도 벡터의 위상에 기초하여 장척체의 위치를 검출할 수 있다. 유사도 벡터의 요소인 제1 유사도 및 제2 유사도는, 장척체의 표면의 모양에 관한 표면 데이터를 이용하여 산출된다. 이 때문에, 노이즈의 영향을 저감할 수 있다. 본 실시 형태에 나타내는 예에서는, n=150의 다차원의 벡터 데이터를 이용하여 상관계수 ρ1 및 ρ2가 산출된다. 다수의 데이터로부터 상관계수 ρ1 및 ρ2를 산출하기 때문에, 필연적으로 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
실루엣(silhouette)으로부터 스트랜드의 정점을 찾아내는 종래의 방법에서는, 필터 처리에 필요한 필터 계수를 로프의 형상 및 주행 속도에 맞추어 조정해야 한다. 상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 이와 같은 조정을 행할 필요가 없다.
또한, 도 14에서는 유사도 벡터의 궤적이 찌그러진 원으로 그려져 있다. 이것은, 제1 레퍼런스 데이터와 제2 레퍼런스 데이터가 완전하게 직교하는 것은 아니기 때문에 생긴 결과이다. 그러나, 바꿔 말하면, 제1 레퍼런스 데이터와 제2 레퍼런스 데이터가 완전하게 직교하는 것은 아니라도 상기 효과를 달성할 수 있다.
이하에, 제어장치(3)가 구비하는 것이 가능한 다른 기능에 대해 설명한다.
제어장치(3)는 방향 검출부(13)를 구비해도 된다. 방향 검출부(13)는 장척체의 이동 방향을 검출한다. 방향 검출부(13)는 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상에 기초하여 상기 검출을 행한다. 예를 들면, 방향 검출부(13)는 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상의 변화 속도 dθ/dt를 산출한다. 방향 검출부(13)는 산출한 변화 속도 dθ/dt의 부호로부터 장척체의 이동 방향을 판정한다.
도 6은 제어장치(3)가 위치 검출부(11) 및 방향 검출부(13) 양방을 구비하는 예를 나타낸다. 제어장치(3)는 위치 검출부(11)를 구비하지 않고, 방향 검출부(13)를 구비해도 된다. 이러한 경우, 검출 장치는 장척체의 이동 방향을 검출하는 장치가 된다.
제어장치(3)는 주기 검출부(14)를 구비해도 된다. 주기 검출부(14)는 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출한다. 주기 검출부(14)는 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상에 기초하여 상기 검출을 행한다. 예를 들면, 주기 검출부(14)는 위상 산출부(10)에 의해서 산출된 위상의 변화 속도 dθ/dt를 산출한다. 장척체의 이동 속도가 일정하면, 산출한 변화 속도 dθ/dt로부터 모양의 주기를 판정할 수 있다.
실시 형태 2.
실시 형태 1에서는, 레퍼런스 데이터가 n행 1열의 행렬로 표기할 수 있는 예에 대해 설명했다. 본 실시 형태에서는, n행 m열의 행렬로 표기할 수 있는 데이터가 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억되는 예에 대해 설명한다. m은 예를 들면 2 이상의 정수이다. m=n이어도 된다.
도 15는 레퍼런스 데이터를 선정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 범위 C1에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때에 얻어지는 처리 데이터에 상당하는 데이터를 제1 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억한다. 직선 c1이 1개분의 측정 라인에 상당하고, 범위 C1은 m개분의 측정 라인에 상당한다. 또한, 범위 C2에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때에 얻어지는 처리 데이터에 상당하는 데이터를 제2 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억한다. 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)는, 하기와 같이 표기할 수 있다. 제1 레퍼런스 데이터(Ref1)와 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)의 내적은, 0 혹은 0에 가까운 값인 것이 바람직하다.
Figure 112017078874927-pct00003
n행 m열의 행렬로 표기할 수 있는 데이터가 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억되어 있는 경우, 데이터 처리부(8)는 n행 m열의 행렬로 표기할 수 있는 데이터를 처리 데이터(P)로서 생성한다. 또한, 표면 데이터(S1)도 n행 m열의 행렬로 표기할 수 있다.
Figure 112017078874927-pct00004
상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 노이즈의 영향을 더 저감할 수 있다. 본 실시 형태에서 설명하지 않은 구성에 대해서는, 실시 형태 1에서 개시한 구성과 같다.
실시 형태 3.
실시 형태 1에서는, 센서 헤드(2)에 의해서 취득되는 표면 데이터로부터 얻어지는 데이터 혹은 그것에 상당하는 데이터가 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억되는 예에 대해 설명했다. 본 실시 형태에서는, 설계 정보로부터 얻어지는 데이터가 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억되는 예에 대해 설명한다.
도 16은 레퍼런스 데이터를 선정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기와 같은 주기를 가지는 정현파를 제1 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억한다. 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기와 같은 주기를 가지는 여현파(余弦波)를 제2 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억한다. 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)는, 상기 수학식 2에서 나타내는 바와 같이 n행 1열의 행렬로 표기할 수 있다.
상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)의 내적을 완전하게 0으로 할 수 있다. 즉, 서로 직교하는 데이터를 제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터로서 채용할 수 있다.
도 17은 제어장치(3)의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 17의 (a)에서 (c)는, 도 12의 (a)에서 (c)에 대응한다. 도 17의 (b)에 나타내는 도면은, 도 16에 나타내는 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)를 이용하여 작성되었다. 도 18은 도 17에 나타내는 구간 1에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 19는 도 17에 나타내는 구간 2에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 서로 직교하는 2개의 레퍼런스 데이터를 이용한 경우는, 유사도 벡터의 궤적이 진원(眞圓)에 가까운 원이 된다.
본 실시 형태에 나타내는 예에 있어서, n행 m열의 행렬로 표기할 수 있는 데이터를 레퍼런스 데이터로서 채용해도 된다. 이러한 경우, 제1 레퍼런스 데이터(Ref1) 및 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)는, 상기 수학식 3에서 나타내는 바와 같은 행렬로 표기할 수 있다. 제1 레퍼런스 데이터(Ref1)와 제2 레퍼런스 데이터(Ref2)의 내적을 0으로 설정하면 된다.
본 실시 형태에서 설명하지 않은 구성에 대해서는, 실시 형태 1 혹은 2에서 개시한 구성과 같다.
실시 형태 4.
실시 형태 1 내지 3에서는, 검출 장치가 장척체의 위치를 검출하는 예에 대해 설명했다. 본 실시 형태에서는, 검출 장치가 장척체의 이상을 검출하는 예에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 검출 장치의 전체 구성은, 도 1에 나타내는 구성과 같다.
도 20은 제어장치(3)의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서의 제어장치(3)는, 예를 들면 기억부(7), 데이터 처리부(8), 유사도 산출부(9) 및 이상 검출부(15)를 구비한다. 기억부(7), 데이터 처리부(8) 및 유사도 산출부(9)의 각 기능은, 실시 형태 1에서 개시한 각 기능과 같다. 또한, 본 실시 형태에서 설명하지 않은 구성에 대해서는, 실시 형태 1 내지 3에서 개시한 어느 구성과 같다.
이상 검출부(15)는 장척체의 이상을 검출한다. 예를 들면, 이상 검출부(15)는 유사도 산출부(9)에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터에 기초하여 상기 검출을 행한다.
도 21에서 도 23은 제어장치(3)의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 21에서 도 23에서는, 로프(1)의 정상적인 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때의 데이터를 (a)에 나타낸다. 로프(1)의 이상이 있는 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때의 데이터를 (b)에 나타낸다. 도 21의 상단에, 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터를 색의 농담으로 나타낸 도면을 나타낸다. 도 21의 하단에, 상관계수 ρ1 및 ρ2의 변화를 나타낸다.
도 22는 도 21의 하단에 나타내는 상관계수 ρ1 및 ρ2가 산출되었을 때에 얻어지는 유사도 벡터의 궤적을 나타낸다. 도 22의 (a)에서는, 유사도 벡터의 궤적이 진원에 가까운 원이 된다. 한편, 도 22의 (b)에서는, 유사도 벡터의 궤적이 깨끗한 형태가 되지 않는다. 도 22의 (b)에서는, 유사도 벡터의 궤적이 점(0, 0)에 가까운 위치에도 존재한다. 이 때문에, 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 궤적에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출할 수 있다. 예를 들면, 도 22의 (a)에 나타내는 궤적의 내측 범위에, 이상을 검출하기 위한 이상 범위가 설정된다. 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 궤적이 이상 범위에 들어가면, 로프(1)의 이상을 검출한다. 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 궤적이 이상 범위에 들어가는 빈도에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출해도 된다. 이상 검출부(15)는 다른 기준에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출해도 된다.
도 23은 도 21의 하단에 나타내는 상관계수 ρ1 및 ρ2가 산출되었을 때에 얻어지는 유사도 벡터의 놈(norm)을 나타낸다. 도 23의 (a)에서는, 유사도 벡터의 놈은 1에 가까운 범위에서 거의 일정하게 된다. 한편, 도 23의 (b)에서는, 유사도 벡터의 놈이 넓은 범위에 걸쳐 존재한다. 도 23의 (b)에서는, 유사도 벡터의 놈이 0에 가까운 값으로도 된다. 이 때문에, 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 놈에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출할 수 있다. 예를 들면, 도 23의 (a)에 나타내는 놈보다 하방의 위치에, 임계치가 설정된다. 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 놈이 임계치를 하회하면, 로프(1)의 이상을 검출한다. 이상 검출부(15)는 유사도 벡터의 놈이 임계치를 하회하는 빈도에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출해도 된다. 이상 검출부(15)는 다른 기준에 기초하여 로프(1)의 이상을 검출해도 된다.
상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 제1 유사도와 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터에 기초하여 장척체의 이상을 검출할 수 있다. 이 때문에, 노이즈의 영향을 받기 어려운 이상 검출 장치를 제공할 수 있다. 상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 종래와 같이 필터 계수의 조정 등을 행할 필요도 없다.
제어장치(3)는 도 6에 나타내는 구성에 더하여 이상 검출부(15)를 구비해도 된다.
실시 형태 5.
본 실시 형태에서는, 실시 형태 4와 마찬가지로, 검출 장치가 장척체의 이상을 검출하는 예에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 검출 장치의 전체 구성은, 도 1에 나타내는 구성과 같다. 제어장치(3)의 구성은, 도 20에 나타내는 구성과 같다. 본 실시 형태에서 설명하지 않은 구성에 대해서는, 실시 형태 1 내지 4에서 개시한 어느 구성과 같다. 또한, 제어장치(3)는 도 6에 나타내는 구성에 더하여 이상 검출부(15)를 구비해도 된다.
도 24에서 도 27은, 제어장치(3)의 이상 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 24는 유사도 벡터의 놈을 나타낸다. 도 24에 나타내는 구간 3은, 로프(1)의 정상적인 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때의 데이터를 나타낸다. 구간 3에는 예를 들면 100개의 데이터가 포함된다. 도 24에 나타내는 구간 4는, 로프(1)의 이상이 있는 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때의 데이터를 나타낸다. 구간 4에는 예를 들면 100개의 데이터가 포함된다. 도 25는 구간 3의 데이터 및 구간 4의 데이터를 확대한 도면이다.
도 26은 도 24에 나타내는 구간 3에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 26의 (a)는 전반 50개분의 데이터에 의해서 작성된 궤적을 나타낸다. 도 26의 (b)는 후반 50개분의 데이터에 의해서 작성된 궤적을 나타낸다. 도 26의 (a)에 나타내는 궤적과 (b)에 나타내는 궤적은, 양방 모두 진원에 가까운 원으로 그려진다. 도 26의 (a)에 나타내는 궤적은, 도 26의 (b)에 나타내는 궤적과 거의 일치한다.
도 27은 도 24에 나타내는 구간 4에서의 유사도 벡터의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 27의 (a)는 전반 50개분의 데이터에 의해서 작성된 궤적을 나타낸다. 도 27의 (b)는 후반 50개분의 데이터에 의해서 작성된 궤적을 나타낸다. 도 27의 (a)에 나타내는 궤적과 (b)에 나타내는 궤적은, 양방 모두 깨끗한 형태로 되지 않는다. 도 27의 (a)에 나타내는 궤적은, 도 27의 (b)에 나타내는 궤적에 일치하지 않는다. 이 때문에, 이상 검출부(15)는 어느 구간의 전반의 데이터로부터 얻어진 유사도 벡터의 궤적과 후반의 데이터로부터 얻어진 유사도 벡터의 궤적을 비교함으로써, 로프(1)의 이상을 검출할 수 있다.
실시 형태 6.
실시 형태 1 내지 5에서는, 검출 장치가 로프(1)의 위치 및 이상을 검출하는 예에 대해 설명했다. 본 실시 형태에서는, 검출 장치가 다른 장척체의 위치 및 이상을 검출하는 예에 대해 설명한다.
도 28은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 29는 도 28의 D-D 단면을 나타내는 도면이다. 검출 장치의 검출 대상이 되는 장척체에는, 에스컬레이터 등에서 사용되는 이동 난간(16)이 포함된다. 이동 난간(16)은 화살표 B의 방향으로 이동한다. 화살표 B는 이동 난간(16)의 길이 방향과 일치한다. 이동 난간(16)이 이동하는 방향은 일방향이어도 된다. 이동 난간(16)은 범포(帆布)(17)를 구비한다. 범포(17)는 이동 난간(16)의 주행 저항을 저감시키기 위해서 구비된다. 범포(17)는 이동 난간(16)의 내측 표면을 형성한다. 범포(17)는 예를 들면 복수의 실을 이용하여 짜낸 직물이다. 이 때문에, 범포(17)는 표면에 주기적인 모양을 가진다.
검출 장치의 구성은, 실시 형태 1 내지 5에서 개시한 어느 구성과 같다. 상기 구성의 검출 장치를 사용함으로써, 이동 난간(16)의 위치 및 이상을 검출할 수 있다.
도 30은 제어장치(3)의 위치 검출 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 30의 (a)에서 (c)는, 도 12의 (a)에서 (c)에 대응한다. 도 30의 (a)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터를 색의 농담으로 나타낸 도면이다. 도 30의 (a)에 나타내는 도면은, 200개의 표면 데이터를 연결한 것을 나타낸다. 도 12의 (b)는 상관계수 ρ1 및 ρ2의 변화를 나타낸다. 도 12의 (c)는 위상 θ의 변화를 나타낸다. 도 30에 나타내는 바와 같이, 상기 구성을 가지는 검출 장치이면, 이동 난간(16)의 위치 및 이상을 검출할 수 있다. 예를 들면, 검출 장치에 의해서 이동 난간(16)의 형상 이상을 검출할 수 있다. 검출 장치에 의해서 이동 난간(16)의 슬립(slip)을 검출해도 된다.
각 실시 형태에 있어서, 부호 7 ~ 15에 나타내는 각 부는, 제어장치(3)가 가지는 기능을 나타낸다. 도 31은 제어장치(3)의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 제어장치(3)는 하드웨어 자원으로서, 예를 들면 프로세서(18)와 메모리(19)를 포함하는 회로를 구비한다. 제어장치(3)는 메모리(19)에 기억된 프로그램을 프로세서(18)에 의해서 실행함으로써, 각 부(7 ~ 15)가 가지는 각 기능을 실현한다. 제어장치(3)는 복수의 프로세서(18)를 구비해도 된다. 제어장치(3)는 복수의 메모리(19)를 구비해도 된다. 즉, 복수의 프로세서(18)와 복수의 메모리(19)가 연계하여 각 부(7 ~ 15)가 가지는 각 기능을 실현해도 된다. 각 부(7 ~ 15)가 가지는 각 기능의 일부 또는 전부를 하드웨어에 의해서 실현해도 된다.
각 실시 형태에서는, 유사도 산출부(9)가 처리 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도를 산출하는 예에 대해 설명했다. 각 실시 형태에서 설명한 검출 장치의 기능은, 제어장치(3)에 데이터 처리부(8)가 구비되어 있지 않아도 실현할 수 있다.
이러한 경우, 예를 들면, 센서 헤드(2)에 의해서 취득되는 표면 데이터와 비교 가능한 레퍼런스 데이터가 기억부(7)에 기억된다. 제어장치(3)가 데이터 설정부(12)를 구비하는 경우, 데이터 설정부(12)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터를 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억시킨다. 예를 들면, 데이터 설정부(12)는 로프(1)의 어느 부분에 광원(4)으로부터의 광을 조사했을 때에 얻어진 표면 데이터를 제1 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억시킨다. 또한, 데이터 설정부(12)는 상기 부분으로부터 위상차가 π/2가 되는 부분에 광을 조사했을 때에 얻어진 표면 데이터를 제2 레퍼런스 데이터로서 기억부(7)에 기억시킨다.
또한, 유사도 산출부(9)는 센서 헤드(2)에 의해서 취득된 표면 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도를 산출한다. 예를 들면, 유사도 산출부(9)는 표면 데이터와 제1 레퍼런스 데이터의 상관계수 ρ1을 제1 유사도로서 산출한다. 유사도 산출부(9)는 표면 데이터와 제2 레퍼런스 데이터의 상관계수 ρ2를 제2 유사도로서 산출한다.
상기 구성을 가지는 검출 장치여도, 장척체의 위치 검출 및 이상 검출 등을 행할 수 있다.
각 실시 형태에서는, 기억부(7)에 복수의 레퍼런스 데이터가 기억되는 예에 대해 설명했다. 기억부(7)에 1개의 레퍼런스 데이터밖에 기억되어 있지 않아도, 검출 장치가 장척체의 위치를 비연속적으로 검출하는 것 자체는 가능하다. 이러한 경우, 예를 들면, 유사도 산출부(9)에 의해서 도 12의 (b)에 나타내는 Ref1에 상당하는 유사도(상관계수)가 산출된다. 유사도 산출부(9)는 표면 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도를 산출해도 된다. 위치 검출부(11)는 유사도 산출부(9)에 의해서 산출된 유사도에 기초하여 장척체의 위치를 검출한다. 예를 들면, 기준치가 미리 설정된다. 위치 검출부(11)는 유사도가 기준치에 일치하는 횟수를 카운트하여, 장척체의 위치를 검출한다. 복수의 기준치를 설정해도 된다. 또한, 일정 기간 중에 기준치에 일치하는 횟수를 카운트함으로써, 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 것도 가능하다.
각 실시 형태에서는, 장척체의 위치 혹은 이상을 검출하는 장치에 대해 설명했다. 본 발명을 위치 혹은 이상을 검출하기 전의 단계까지의 기능을 가지는 검사 장치로서 활용해도 된다. 이러한 경우, 검사 장치는 예를 들면 기억부(7), 데이터 처리부(8) 및 유사도 산출부(9)를 구비한다. 기억부(7), 데이터 처리부(8) 및 유사도 산출부(9)는 어느 실시 형태에서 개시된 기능을 구비한다. 또한, 검사 장치는 유사도 산출부(9)에 의해서 산출된 제1 유사도와 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터를 산출하는 기능을 가진다. 유사도 산출부(9)는 표면 데이터와 레퍼런스 데이터의 유사도를 산출해도 된다. 검사 장치는 산출한 유사도 벡터를 사용자를 나중에 활용할 수 있도록 보존해 둔다. 검사 장치는 산출한 유사도 벡터를 표시기(도시하지 않음)에 표시시키는 기능을 구비해도 된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 따른 검출 장치는, 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체를 검출의 대상으로 하는 장치에 적용할 수 있다.
1 로프
2 센서 헤드
3 제어장치
4 광원
5 수광 소자
6 신호선
7 기억부
8 데이터 처리부
9 유사도 산출부
10 위상 산출부
11 위치 검출부
12 데이터 설정부
13 방향 검출부
14 주기 검출부
15 이상 검출부
16 이동 난간
17 범포
18 프로세서
19 메모리

Claims (26)

  1. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체(長尺體)의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 위상을 산출하는 위상 산출 수단을 구비한 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상에 기초하여, 상기 장척체의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상의 변화 속도에 기초하여, 상기 장척체의 이동 방향을 검출하는 방향 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상의 변화 속도에 기초하여, 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 주기 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈(norm)에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  7. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 위상을 산출하는 위상 산출 수단을 구비한 검출 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상에 기초하여, 상기 장척체의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상의 변화 속도에 기초하여, 상기 장척체의 이동 방향을 검출하는 방향 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 위상 산출 수단에 의해서 산출된 위상의 변화 속도에 기초하여, 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 주기 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  12. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 더 구비한 검출 장치.
  13. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한 검출 장치.
  14. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터의 놈에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한 검출 장치.
  15. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한 검출 장치.
  16. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    제1 레퍼런스 데이터 및 제2 레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 처리 데이터를 생성하는 데이터 처리 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제1 레퍼런스 데이터의 제1 유사도를 산출하는 제1 유사도 산출 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 생성된 처리 데이터와 상기 제2 레퍼런스 데이터의 제2 유사도를 산출하는 제2 유사도 산출 수단과,
    상기 제1 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제1 유사도와 상기 제2 유사도 산출 수단에 의해서 산출된 제2 유사도를 요소로 하는 유사도 벡터가 그리는 궤적에 기초하여, 상기 장척체의 이상을 검출하는 이상 검출 수단을 구비한 검출 장치.
  17. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 7 내지 청구항 10 및 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터는, 서로 직교하는 다차원의 벡터 데이터인 검출 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 레퍼런스 데이터는 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기와 같은 주기를 가지는 정현파를 포함하는 검출 장치.
  19. 청구항 1, 청구항 13 또는 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터를 상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터로서 상기 기억 수단에 기억시키는 데이터 설정 수단을 더 구비한 검출 장치.
  20. 청구항 7, 청구항 14 또는 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터로부터 얻어진 데이터를 상기 제1 레퍼런스 데이터 및 상기 제2 레퍼런스 데이터로서 상기 기억 수단에 기억시키는 데이터 설정 수단을 더 구비한 검출 장치.
  21. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터와 상기 레퍼런스 데이터의 유사도에 기초하여, 상기 장척체의 위치 또는 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 검출 수단을 구비하고,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득되는 표면 데이터에는, 상기 장척체의 길이 방향과 직교하는 방향으로 복수 개의 데이터가 포함되고,
    상기 레퍼런스 데이터에는 복수 개의 데이터가 포함되는 검출 장치.
  22. 표면에 주기적인 모양을 가지는 장척체의 표면 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    레퍼런스 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득된 표면 데이터를 상기 레퍼런스 데이터와 비교하기 위한 데이터로 처리하는 데이터 처리 수단과,
    상기 데이터 처리 수단에 의해서 처리된 데이터와 상기 레퍼런스 데이터의 유사도에 기초하여, 상기 장척체의 위치 또는 상기 장척체가 표면에 가지는 모양의 주기를 검출하는 검출 수단을 구비하고,
    상기 데이터 취득 수단에 의해서 취득되는 표면 데이터에는, 상기 장척체의 길이 방향과 직교하는 방향으로 복수 개의 데이터가 포함되고,
    상기 레퍼런스 데이터에는 복수 개의 데이터가 포함되는 검출 장치.
  23. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 7 내지 청구항 10, 청구항 13 내지 청구항 16, 청구항 21 및 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 복수행 1열의 행렬로 표기 가능한 데이터를 표면 데이터로서 취득하는 검출 장치.
  24. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 7 내지 청구항 10, 청구항 13 내지 청구항 16, 청구항 21 및 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 복수행 복수열의 행렬로 표기 가능한 데이터를 표면 데이터로서 취득하는 검출 장치.
  25. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 7 내지 청구항 10, 청구항 13 내지 청구항 16, 청구항 21 및 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은,
    상기 장척체의 표면에 광을 조사하는 광원과,
    상기 장척체의 표면에서 반사한 상기 광원으로부터의 광 중, 상기 장척체의 길이 방향에 대해서 일정한 각도로 비스듬하게 반사한 광을 수광하는 수광 소자를 구비한 검출 장치.
  26. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 7 내지 청구항 10, 청구항 13 내지 청구항 16, 청구항 21 및 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 상기 장척체의 표면을 촬영하는 카메라를 구비한 검출 장치.
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