WO2025210967A1 - 検知装置および検知方法 - Google Patents

検知装置および検知方法

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WO2025210967A1
WO2025210967A1 PCT/JP2024/044509 JP2024044509W WO2025210967A1 WO 2025210967 A1 WO2025210967 A1 WO 2025210967A1 JP 2024044509 W JP2024044509 W JP 2024044509W WO 2025210967 A1 WO2025210967 A1 WO 2025210967A1
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WO
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unit
signal
measurement
twist angle
detection
Prior art date
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Application number
PCT/JP2024/044509
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English (en)
French (fr)
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伊澤真人
業天祐治
西田奏太
山下真直
奥村宗一郎
松永大輔
木下仙士
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Dyden Corp
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Dyden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Dyden Corp filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of WO2025210967A1 publication Critical patent/WO2025210967A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors

Definitions

  • the present disclosure relates to a sensing device and a sensing method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2024-61375, filed April 5, 2024, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety by reference.
  • Patent Document 1 JP 2023-87978 A discloses the following conductor strain evaluation method. Specifically, the conductor strain evaluation method evaluates the strain imparted to a cable having a conductor made of a stranded conductor formed by twisting multiple strands together when the conductor is subjected to bending and/or twisting. The resistance value of the conductor, which changes over time when the cable is subjected to the above-mentioned movements, is measured, and the strain is evaluated based on the fluctuation range of the measured time-series changing resistance value of the conductor.
  • the detection device disclosed herein includes a signal output unit that outputs a measurement signal having a frequency component to a target wire, a measurement unit that receives a response signal based on the measurement signal and measures at least one of the amplitude and phase of the received response signal, a calculation unit that calculates an evaluation value based on the measurement results from the measurement unit, and a detection unit that detects the twist angle of the target wire based on the evaluation value calculated by the calculation unit.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a detection device equipped with such characteristic processing units, but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing steps. Furthermore, one aspect of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit that implements part or all of the detection device, or as a system that includes the detection device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a transmission line used in the communication system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a reflection coefficient calculated by a processing unit in the communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a detection result of the twist angle ⁇ by the processing unit in the communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a transmission line used in the communication system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure when a communication device according to an embodiment of the present disclosure performs a detection process.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a transmission line used in a communication system according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a reflection coefficient calculated by a processing unit in a communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a detection result of the twist angle ⁇ by the processing unit in the communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • Patent Document 1 does not disclose a method for detecting the twist angle of the cable.
  • This disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a detection device and detection method that can detect the twist angle of a target wire with greater accuracy.
  • the twist angle of a target wire can be detected with higher accuracy.
  • a detection device includes a signal output unit that outputs a measurement signal having a frequency component to a target wire, a measurement unit that receives a response signal based on the measurement signal and measures at least one of the amplitude and phase of the received response signal, a calculation unit that calculates an evaluation value based on the measurement result by the measurement unit, and a detection unit that detects the twist angle of the target wire based on the evaluation value calculated by the calculation unit.
  • the twist angle can be detected based on an evaluation value that indicates the electrical characteristics of the target wire, focusing on the fact that twisting changes the electrical characteristics of the target wire. Therefore, the twist angle of the target wire can be detected with greater accuracy.
  • the signal output unit may output the measurement signal to the target wire that constitutes the twisted wire, and the detection unit may further detect the twist direction of the target wire.
  • This configuration makes it possible to distinguish and detect twist angles in different twist directions.
  • the detection unit may detect the twisting angle using a learning model created by machine learning the relationship between the twisting angle and the evaluation value.
  • This configuration makes it possible to easily and accurately detect the twist angle of the target wire.
  • the detection unit may create time-series data of the twisting angle and calculate the rotation speed of the target line during the twisting operation based on the time-series data.
  • This configuration makes it possible to detect the twisting state of the target wire in more detail.
  • the signal output unit may output the measurement signal to a plurality of target wires that constitute a twisted wire and that have different twist directions; the measurement unit may receive a plurality of response signals corresponding to the plurality of target wires and measure at least one of the amplitude and phase of each of the received response signals; the calculation unit may calculate a plurality of evaluation values corresponding to the plurality of target wires based on the measurement results by the measurement unit; and the detection unit may detect the twist angle based on the plurality of evaluation values calculated by the calculation unit.
  • This configuration makes it possible to detect twist angles over a wider range of angles with high sensitivity based on evaluation values corresponding to multiple target wires with different twist directions.
  • a detection method is a detection method for a detection device, and includes the steps of outputting a measurement signal having a frequency component to a target wire, receiving a response signal based on the measurement signal and measuring at least one of the amplitude and phase of the received response signal, calculating an evaluation value based on the measurement results of at least one of the amplitude and the phase, and detecting the twist angle of the target wire based on the calculated evaluation value.
  • This method focuses on the fact that twisting changes the electrical characteristics of the target wire, and makes it possible to detect the twist angle based on an evaluation value that indicates the electrical characteristics of the target wire. Therefore, the twist angle of the target wire can be detected with greater accuracy.
  • First Embodiment [Configuration and basic operation] 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • a communication system 301 includes communication devices 101 and 111.
  • the communication system 301 may include a plurality of communication devices 111.
  • Transmission line 10 includes a cable portion and connector portions provided at the first and second ends of the cable portion.
  • the connector portion provided at the first end of the cable portion is connected to communication device 101.
  • the connector portion provided at the second end of the cable portion is connected to communication device 111.
  • Transmission line 10 is, for example, an Ethernet (registered trademark) cable.
  • Communication system 301 is used, for example, in factory automation. More specifically, communication devices 101 and 111 are mounted on the robot arm of an industrial robot. Communication device 101 transmits a communication signal to communication device 111. Communication device 111 operates an actuator (not shown) or the like in accordance with the communication signal received from communication device 101. Note that communication system 301 may also be used, for example, in a home network.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a transmission line used in a communication system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the transmission line 10 when the transmission line 10 is cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the transmission line 10.
  • the transmission line 10 includes multiple core wires 1 and a sheath 2.
  • the core wires 1 are covered with a covering layer (not shown) and are insulated from the other core wires 1.
  • the conductor portion of the core wire 1 may be a single core, or may be multiple bundled thin wires.
  • the multiple core wires 1 are bundled together by the sheath 2.
  • the space between the core wires 1 and the sheath 2 may be filled with an insulator.
  • transmission line 10 includes core wire 1 that forms a twisted wire. More specifically, transmission line 10 includes core wires 1A and 1B that are twisted together to form a twisted pair wire.
  • Core wire 1A is an example of a symmetrical wire.
  • core wires 1A and 1B are core wires 1 used to transmit communication signals between communication unit 11 and communication device 111.
  • the twist direction At1 of core wires 1A and 1B is counterclockwise. In other words, the twist direction At1 of core wires 1A and 1B is a left twist, or Z twist. Note that the twist direction At1 of core wires 1A and 1B may also be a right twist, or S twist.
  • the core wires 1 other than core wires 1A and 1B in transmission line 10 may be core wires 1 twisted together with other core wires 1 to form a twisted pair wire, or they may be untwisted parallel wires.
  • core wires 1 other than core wires 1A and 1B form a twisted pair wire
  • the core wires 1 that form the twisted pair wire may be left-twisted like core wires 1A and 1B, or right-twisted.
  • the transmission line 10 may be configured to include a spiral restraining material instead of the sheath 2 as a member for bundling the multiple core wires 1, or may be configured to include multiple binding bands spaced apart along the length of the transmission line 10.
  • the transmission line 10 and core wire 1 are twisted around the longitudinal axis of the transmission line 10 as the robot arm carrying the communication devices 101 and 111 moves.
  • the transmission line 10 is twisted in the direction opposite to the twisting direction At, the twisting of the core wires 1A and 1B in the twisted pair is loosened.
  • the transmission line 10 is twisted in the same direction as the twisting direction At1, the twisting of the core wires 1A and 1B in the twisted pair is tightened.
  • the communication device 101 functions as a detection device and performs detection processing to detect the twist angle ⁇ of the core wire 1A, i.e., the twist angle ⁇ of the transmission line 10.
  • the twist angle ⁇ when the transmission line 10 is twisted in the clockwise twist direction will be taken as a positive value.
  • the twist angle ⁇ when the transmission line 10 is twisted in the counterclockwise twist direction will be taken as a negative value.
  • Patent Document 1 the conventional technology described in Patent Document 1 is unable to detect the twist angle ⁇ .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the communication device 101 includes a communication unit 11, a detection processing unit 20, and a communication port 30.
  • the detection processing unit 20 includes a signal output unit 12, a measurement unit 13, a processing unit 14, and a storage unit 15.
  • the processing unit 14 is an example of a calculation unit and an example of a detection unit. Some or all of the communication unit 11, the signal output unit 12, the measurement unit 13, and the processing unit 14 are implemented by, for example, a processing circuit including one or more processors.
  • the storage unit 15 is, for example, a non-volatile memory included in the processing circuit.
  • the communication port 30 is, for example, a connector or a terminal. A connector portion of the transmission line 10 is connected to the communication port 30.
  • the signal output unit 12 outputs a measurement signal to the core wire 1A via the communication port 30 during the detection period T1, which is the period during which the communication device 101 is powered on.
  • the memory unit 15 stores a digital signal D1 with N samples obtained by digitally converting one cycle of a sine wave, where N is an integer greater than or equal to 2.
  • the measuring unit 13 receives a response signal based on the measurement signal. For example, the measuring unit 13 receives a response signal including a signal obtained by reflecting the measurement signal from the core wire 1A. More specifically, the measuring unit 13 receives a response signal including the measurement signal output by the signal output unit 12 and a reflected signal obtained by reflecting the measurement signal from the core wire 1A via the communication port 30. The measuring unit 13 then measures the amplitude and phase of the received response signal.
  • the measurement unit 13 receives a response signal from the core wire 1A via the communication port 30.
  • the measurement unit 13 performs preprocessing using a low-pass filter or the like to remove noise contained in the response signal.
  • the processing unit 14 calculates a value VA by dividing the amplitude data D3aA received from the measurement unit 13 by the amplitude data D1a, for example, for each period of the measurement signal, i.e., for each N sample. More specifically, the processing unit 14 calculates a value VA by dividing the average value of the N sample values of the amplitude data D3aA by the average value of the N sample values of the amplitude data D1a. The processing unit 14 calculates a reflection coefficient rcA based on the calculated value VA.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a reflection coefficient calculated by a processing unit in a communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time [seconds]
  • the vertical axis represents the reflection coefficient.
  • FIG. 4 shows time-series data DrcA of the reflection coefficient rcA calculated by the processing unit 14 when a twisting test BT is performed in which a twisting operation is performed in which the transmission line 10 is twisted at a constant twisting speed until the twist angle ⁇ becomes +180°, and a twisting operation is performed in which the transmission line 10 is twisted at a constant twisting speed until the twist angle ⁇ becomes -180° are alternately repeated.
  • the processing unit 14 calculates the reflection coefficient rcA at a calculation timing according to a predetermined calculation period Cm.
  • the calculation period Cm is set to a value shorter than the expected bending period in the transmission line 10, for example, a value corresponding to the period of the measurement signal.
  • the memory unit 15 stores a learning model Md1.
  • the learning model Md1 is created in advance by machine learning the relationship between the twist angle ⁇ and the reflection coefficient rcA using a machine learning method such as linear regression and deep learning.
  • the learning model Md1 may be created by the processing unit 14 or by a device external to the communication device 101.
  • the processing unit 14 detects the twist angle ⁇ using the learning model Md1 in the memory unit 15. More specifically, each time the processing unit 14 extracts a reflection coefficient rcA, it provides the extracted reflection coefficient rcA to the learning model Md1 to obtain the twist angle ⁇ .
  • the processing unit 14 creates time-series data Dt1 of the twist angle ⁇ . More specifically, each time the processing unit 14 acquires the twist angle ⁇ , the processing unit 14 updates the time-series data Dt1 by saving the acquired twist angle ⁇ in the memory unit 15.
  • the detection result of the twist angle ⁇ by the processing unit 14 is highly correlated with the actual twist angle ⁇ of the transmission line 10, and can distinguish between a twist angle ⁇ in the same direction as the twist direction At1 of the core wire 1A and a twist angle ⁇ in the opposite direction to the twist direction At1 of the core wire 1A. However, the detection result of the twist angle ⁇ by the processing unit 14 is less correlated with the actual twist angle ⁇ of the transmission line 10 when the twist angle ⁇ is in the angle range of -50° or less.
  • the processing unit 14 performs processing to display the calculation results of the reflection coefficient rcA and the detection results of the twist angle ⁇ . More specifically, the processing unit 14 performs processing to display the time series data DrcA of the reflection coefficient rcA and the time series data Dt1 of the twist angle ⁇ on a display device (not shown).
  • the processing unit 14 calculates the rotational speed Bv during the twisting operation of the core wire 1A based on the time series data Dt1. More specifically, the processing unit 14 calculates the rotational speed Bv by differentiating the time series data Dt1.
  • the processing unit 14 detects the number of twists of the core wire 1A based on the detection result of the twist angle ⁇ . More specifically, if the twist angle ⁇ transitions from a value equal to or less than the threshold value Th2 to a value equal to or greater than the threshold value Th1, and then transitions from a value equal to or greater than the threshold value Th1 to a value equal to or less than the threshold value Th2, the processing unit 14 determines that the twist angle ⁇ of the transmission line 10 has made one round trip between the predetermined value Pv2 and the predetermined value Pv1, and counts up the count value Cv of the number of twists.
  • the threshold value Th1 is greater than the threshold value Th2.
  • the processing unit 14 performs notification processing to notify the user of a predetermined warning.
  • the upper limit value ⁇ max and the lower limit value ⁇ min may be values preset by the user, or may be values determined by machine learning the detection results of the twist angle ⁇ .
  • the communication device 101 waits for the timing to calculate the reflection coefficient rcA (NO in step S12), and when the calculation timing arrives (YES in step S12), it calculates the reflection coefficient rcA based on the amplitude data D1a, which is time-series data on the amplitude of the measurement signal, and the amplitude data D3aA (step S13).
  • the communication device 101 obtains the twist angle ⁇ by applying the reflection coefficient rcA to the learning model Md1, and stores the obtained twist angle ⁇ in the memory unit 15 (step S14).
  • the signal output unit 12 is configured to output to the core wire 1A a measurement signal in a frequency band different from the frequency band of the communication signal transmitted by the communication unit 11 via the transmission line 10 during the detection period T1, which is the period during which the communication device 101 is powered on.
  • the signal output unit 12 may also be configured to output to the core wire 1A a measurement signal in a frequency band that includes part or all of the frequency band of the communication signal during the period during which the communication device 101 is powered on and the communication unit 11 is not transmitting a communication signal.
  • the twist pitch of the core wires 1A and 1B may be the same as or different from the twist pitch of the core wires 1 that make up the twisted pair wire used to transmit communication signals.
  • the communication device 101 is configured to detect the twist angle ⁇ of the core wire 1A constituting the twisted pair line, this is not limited to this.
  • the communication device 101 may also be configured to detect the twist angle ⁇ of the core wires 1, which are parallel lines.
  • the transmission line 10 includes the core wire 1, which is a parallel line and is positioned off-center in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the transmission line 10.
  • the signal output unit 12 outputs a measurement signal to the core wire 1.
  • the measurement unit 13 receives a response signal from the core wire 1 and measures the amplitude and phase of the received response signal.
  • the processing unit 14 calculates an evaluation value based on the measurement result by the measurement unit 13 and detects the twist angle ⁇ of the core wire 1 based on the calculated evaluation value.
  • the twist angle ⁇ detected by the processing unit 14 is, for example, a value greater than or equal to zero degrees. While the processing unit 14 detects the twist angle ⁇ , it does not detect the twist direction.
  • the processing unit 14 determines that the twist angle ⁇ of the transmission line 10 has made one round trip between zero degrees and the predetermined value Pv1, and increments the count value Cv of the number of twists.
  • the communication device 101 is configured to detect the twist angle ⁇ of the core wire 1A that constitutes a twisted pair wire, this is not limited to this.
  • the communication device 101 may also be configured to detect the twist angle ⁇ of the core wire 1 in a twisted wire composed of three or more core wires 1.
  • the transmission line 10 includes, for example, three core wires 1 that are twisted together to form the twisted wire.
  • the signal output unit 12 outputs a measurement signal to one of the three core wires 1.
  • the measurement unit 13 receives a response signal from the core wire 1 and measures the amplitude and phase of the received response signal.
  • the processing unit 14 calculates an evaluation value based on the measurement result by the measurement unit 13, and detects the twist angle ⁇ of the core wire 1 based on the calculated evaluation value.
  • the processing unit 14 determines that the twist angle ⁇ of the transmission line 10 has made one round trip between the predetermined value Pv2 and the predetermined value Pv1, and increments the count value Cv of the number of twists.
  • the processing unit 14 may also be configured to increment the count value Cv using a value obtained by differentiating the moving average of the twist angle ⁇ instead of the twist angle ⁇ .
  • the processing unit 14 is configured to detect the number of twists of the core wire 1A, but this is not limited to this.
  • the processing unit 14 may also be configured not to detect the number of twists of the core wire 1A.
  • the processing unit 14 is configured to detect the twist angle ⁇ using the learning model Md1, but this is not limited to this.
  • the processing unit 14 may also be configured not to use the learning model Md1.
  • the processing unit 14 detects the twist angle ⁇ using the calculated reflection coefficient rcA and a table showing the correspondence between the reflection coefficient rcA and the twist angle ⁇ .
  • the processing unit 14 is configured to calculate the reflection coefficient rcA as the evaluation value EvA, but this is not limited to this.
  • the processing unit 14 may be configured to calculate the impedance ZA of the core wire 1A, the reactance XA of the core wire 1A, the resistance RA of the core wire 1A, or the phase difference pdA between the measurement signal and the reflected signal in the core wire 1A, instead of the reflection coefficient rcA, as the evaluation value EvA.
  • the processing unit 14 may be configured to calculate the capacitance CA of the core wire 1A as the evaluation value EvA.
  • the processing unit 14 may be configured to calculate the inductance LA of the core wire 1A as the evaluation value EvA.
  • the communication system 301 may be configured to include a switching device that switches the state of the end of the transmission line 10 on the communication device 111 side between a first open state, a second state connected to a ground node, and a third state connected to a termination circuit.
  • the processing unit 14 calculates multiple types of evaluation values EvA by transmitting a control signal to the switching device and switching the state of the end of the transmission line 10 on the communication device 111 side.
  • this embodiment relates to a communication device 102 that outputs measurement signals to a plurality of core wires 1.
  • the details other than those described below are the same as those of the communication device 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a transmission line used in a communication system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the transmission line 40 when the transmission line 40 is cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the transmission line 40.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a communication device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • communication device 102 includes a signal output unit 22 instead of signal output unit 12, a measurement unit 23 instead of measurement unit 13, a processing unit 24 instead of processing unit 14, and a memory unit 25 instead of memory unit 15.
  • Processing unit 24 is an example of a calculation unit and an example of a detection unit.
  • the signal output unit 22 outputs a measurement signal having frequency components to multiple core wires 1 having different twist directions. More specifically, during the detection period T1, the signal output unit 22 outputs the measurement signal to core wires 1A and 1C via the communication port 30.
  • the measurement unit 23 receives two response signals corresponding to the core wires 1A and 1C, respectively.
  • the measurement unit 23 receives response signals from the core wires 1A and 1C, each of which includes a signal that is a reflection of the measurement signal, and measures the amplitude and phase of each received response signal.
  • measurement unit 23 receives response signals from core wires 1A and 1C via communication port 30. Similar to measurement unit 13, measurement unit 23 generates amplitude data D3aA and phase data D3pA, and outputs the generated amplitude data D3aA and phase data D3pA to processing unit 24.
  • the measurement unit 23 also generates a digital signal D2B, which is time-series data consisting of multiple sample values, by using an AD conversion unit to sample the response signal received from core wire 1C and which has undergone preprocessing.
  • the measurement unit 23 subtracts digital signal D1 for each sample from the generated digital signal D2B to generate a digital signal D3B, which is time-series data indicating the reflected signal.
  • the measurement unit 23 Based on the generated digital signal D3B, the measurement unit 23 generates amplitude data D3aB, which is time-series data on the amplitude of the reflected signal, and phase data D3pB, which is time-series data on the phase of the reflected signal, and outputs the generated amplitude data D3aB and phase data D3pB to the processing unit 24.
  • amplitude data D3aB which is time-series data on the amplitude of the reflected signal
  • phase data D3pB which is time-series data on the phase of the reflected signal
  • the processing unit 24 calculates evaluation values EvA and EvB corresponding to the core wires 1A and 1C, respectively, based on the measurement results from the measurement unit 23.
  • the processing unit 24 detects the twist angle ⁇ based on the calculated evaluation values EvA and EvB.
  • the processing unit 24 calculates the reflection coefficient rcA in the same manner as the processing unit 14.
  • the processing unit 24 also calculates the reflection coefficient rcB, which is the ratio of the amplitude of the measurement signal output to the core wire 1C to the amplitude of the reflected signal at the core wire 1C, as the evaluation value EvB.
  • the processing unit 24 calculates a value VB by dividing the amplitude data D3aB received from the measurement unit 23 by the amplitude data D1a, for example, for each period of the measurement signal, i.e., for each N samples. Specifically, the processing unit 24 calculates a value VB by dividing the average value of the N sample values of the amplitude data D3aB by the average value of the N sample values of the amplitude data D1a. The processing unit 24 calculates a reflection coefficient rcB based on the calculated value VB. The processing unit 24 then calculates a difference DrcAB by subtracting the reflection coefficient rcB from the reflection coefficient rcA.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of reflection coefficients calculated by a processing unit in a communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time [seconds]
  • the vertical axis represents the reflection coefficient.
  • FIG. 10 shows time-series data DrcA and DrcB of the reflection coefficients rcA and rcB calculated by the processing unit 24 when the above-described twisting test BT is performed.
  • the reflection coefficient rcA reaches its maximum value at times t1, t3, and t5 when the twist angle ⁇ reaches +180° in the twist test BT.
  • the reflection coefficient rcB reaches its maximum value at times t2 and t4 when the twist angle ⁇ reaches -180° in the twist test BT. This is because the twist directions At1 and At2 of the core wires 1A and 1C are different from each other.
  • the memory unit 25 stores a learning model Md2.
  • the learning model Md2 is created in advance by machine learning the relationship between the twisting angle ⁇ and the difference DrcAB using machine learning techniques such as linear regression and deep learning.
  • the learning model Md2 may be created by the processing unit 24, or by a device external to the communication device 102.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the detection results of the twist angle ⁇ by the processing unit in the communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time [seconds]
  • the vertical axis represents the twist angle ⁇ [degrees].
  • the solid line in FIG. 11 represents the time series data Dt2 of the twist angle ⁇ detected by the processing unit 24 when the above-mentioned twist test BT was performed.
  • the measurement unit 23 is configured to receive a response signal, including a signal resulting from reflection of the measurement signal, from each of the core wires 1A and 1C used to transmit the communication signals.
  • the core wires 1C and 1D may be core wires 1 for detection processing that are not used to transmit communication signals in the communication devices 101 and 111, and the end on the communication device 111 side may be terminated.
  • the measurement unit 23 may be configured to receive a return signal of the measurement signal from the core wire 1D as the response signal.
  • the twist pitch of the core wires 1C and 1D may be the same as or different from the twist pitch of the core wires 1 that make up the twisted pair wire used to transmit communication signals.
  • Each process (each function) in the above-described embodiments is realized by a processing circuit (circuitry) including one or more processors.
  • the processing circuit may be composed of an integrated circuit or the like that combines one or more memories, various analog circuits, and various digital circuits in addition to the one or more processors.
  • the one or more memories store programs (instructions) that cause the one or more processors to execute each of the above processes.
  • the one or more processors may execute each of the above processes in accordance with the program read from the one or more memories, or may execute each of the above processes in accordance with a logic circuit designed in advance to execute each of the above processes.
  • the processor may be any of various processors suitable for computer control, such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the physically separated processors may cooperate with each other to execute the above processes.
  • the processors installed in each of the physically separated computers may cooperate with each other via a network such as a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), or the Internet to execute the above processes.
  • the program may be installed into the memory from an external server device or the like via the network, or may be distributed stored on a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), or semiconductor memory, and then installed into the memory from the recording medium.
  • a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), or semiconductor memory, and then installed into the memory from the recording medium.
  • a detection device comprising: a processing circuit; The processing circuitry outputting a measurement signal having a frequency component to the target line; receiving a response signal including a signal resulting from reflection of the measurement signal from the target line, and measuring at least one of an amplitude and a phase of the received response signal; calculating an evaluation value based on a measurement result of at least one of the amplitude and the phase; A detection device that detects the twist angle of the target line based on the calculated evaluation value.

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Abstract

検知装置は、周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力する信号出力部と、前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて、評価値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知する検知部とを備える。

Description

検知装置および検知方法
　本開示は、検知装置および検知方法に関する。
　この出願は、２０２４年４月５日に出願された日本出願特願２０２４－６１３７５号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
　特許文献１（特開２０２３－８７９７８号公報）には、以下のような導体ひずみ評価方法が開示されている。すなわち、導体ひずみ評価方法は、複数の素線を撚り合わせた撚線導体からなる導体を有するケーブルに屈曲又は／及び捻回の動作を加えた際に前記導体に付与されるひずみを評価する方法であって、前記ケーブルに前記動作を周期的に加えた際に時系列的に変化する前記導体の抵抗値を測定し、測定した前記時系列的に変化する前記導体の抵抗値の変動幅を基に、前記ひずみを評価する。
特開２０２３－８７９７８号公報
　本開示の検知装置は、周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力する信号出力部と、前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて、評価値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知する検知部とを備える。
　本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える検知装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、検知装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、検知装置を含むシステムとして実現され得る。
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。 図２は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムにおいて用いられる伝送線の一例を示す図である。 図３は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。 図４は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置における処理部により算出される反射係数の一例を示す図である。 図５は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置における処理部による捻回角度θの検知結果の一例を示す図である。 図６は、本開示の実施の形態に係る通信装置が検知処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図７は、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。 図８は、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムにおいて用いられる伝送線の一例を示す図である。 図９は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。 図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置における処理部により算出される反射係数の一例を示す図である。 図１１は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置における処理部による捻回角度θの検知結果の一例を示す図である。
　従来、ケーブルの寿命を予測する技術が提案されている。
　［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１には、ケーブルの捻回角度を検知する方法については開示されていない。
　本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象線の捻回角度をより高い精度で検知することが可能な検知装置および検知方法を提供することである。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、対象線の捻回角度をより高い精度で検知することができる。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）本開示の実施の形態に係る検知装置は、周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力する信号出力部と、前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて、評価値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知する検知部とを備える。
　このような構成により、捻回により対象線の電気的特性が変化することに着目し、対象線の電気的特性を示す評価値に基づいて、捻回角度を検知することができる。したがって、対象線の捻回角度をより高い精度で検知することができる。
　（２）上記（１）において、前記検知部は、前記捻回角度の検知結果に基づいて、前記対象線の捻回の回数を検知してもよい。
　このような構成により、たとえば、捻回の回数の検知結果に基づいて、対象線の劣化の進行度合いを推定することができる。
　（３）上記（１）または（２）において、前記信号出力部は、前記計測信号を、ツイスト線を構成する前記対象線へ出力してもよく、前記検知部は、前記対象線の捻回方向をさらに検知してもよい。
　このような構成により、異なる捻回方向の捻回角度を区別して検知することができる。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記検知部は、前記捻回角度と前記評価値との関係性を機械学習することにより作成された学習モデルを用いて、前記捻回角度を検知してもよい。
　このような構成により、対象線の捻回角度を簡易かつ正確に検知することができる。
　（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記検知部は、前記捻回角度の時系列データを作成し、前記時系列データに基づいて、前記対象線の捻回動作における回転速度を算出してもよい。
　このような構成により、対象線のより詳しい捻回状態を検知することができる。
　（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記信号出力部は、前記計測信号を、ツイスト線を構成する前記対象線であって、撚り方向が互いに異なる複数の前記対象線へ出力してもよく、前記計測部は、前記複数の対象線にそれぞれ対応する複数の前記応答信号を受信し、受信した前記各応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測してもよく、前記算出部は、前記計測部による計測結果に基づいて、前記複数の対象線にそれぞれ対応する複数の前記評価値を算出してもよく、前記検知部は、前記算出部により算出された前記複数の評価値に基づいて、前記捻回角度を検知してもよい。
　このような構成により、撚り方向が互いに異なる複数の対象線にそれぞれ対応する評価値に基づいて、より広い角度範囲における捻回角度を高感度で検知することができる。
　（７）本開示の実施の形態に係る検知方法は、検知装置における検知方法であって、周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力するステップと、前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測するステップと、前記振幅および前記位相の少なくともいずれか一方の計測結果に基づいて、評価値を算出するステップと、算出した前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知するステップとを含む。
　このような方法により、捻回により対象線の電気的特性が変化することに着目し、対象線の電気的特性を示す評価値に基づいて、捻回角度を検知することができる。したがって、対象線の捻回角度をより高い精度で検知することができる。
　以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　＜第１の実施の形態＞
　［構成および基本動作］
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。図１を参照して、通信システム３０１は、通信装置１０１，１１１を備える。なお、通信システム３０１は、複数の通信装置１１１を備える構成であってもよい。
　通信装置１０１，１１１は、通信用の伝送線１０を介して互いに接続されている。より詳細には、伝送線１０は、ケーブル部と、ケーブル部の第１端および第２端にそれぞれ設けられたコネクタ部とを含む。ケーブル部の第１端に設けられたコネクタ部は、通信装置１０１に接続される。ケーブル部の第２端に設けられたコネクタ部は、通信装置１１１に接続される。伝送線１０は、たとえば、イーサネット（登録商標）ケーブルである。
　通信システム３０１は、たとえばファクトリーオートメーションに用いられる。より詳細には、通信装置１０１，１１１は、産業用ロボットのロボットアームに搭載される。通信装置１０１は、通信装置１１１へ通信信号を送信する。通信装置１１１は、通信装置１０１から受信した通信信号に従って、図示しないアクチュエータ等を動作させる。なお、通信システム３０１は、たとえばホームネットワークに用いられてもよい。
　図２は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムにおいて用いられる伝送線の一例を示す図である。図２は、伝送線１０の長さ方向に直交する面で伝送線１０を切断したときの伝送線１０の断面図を示している。
　図２を参照して、伝送線１０は、複数の芯線１と、シース２とを含む。芯線１は、図示しない被覆層により被覆されており、他の芯線１とは絶縁されている。芯線１の導体部分は、単芯であってもよいし、束ねられた複数の細線であってもよい。複数の芯線１は、シース２により束ねられている。芯線１とシース２との間は、絶縁体により充填されてもよい。
　たとえば、伝送線１０は、ツイスト線を構成する芯線１を含む。より詳細には、伝送線１０は、互いに撚り合わされてツイストペア線を構成する芯線１である芯線１Ａ，１Ｂを含む。芯線１Ａは、対象線の一例である。たとえば、芯線１Ａ，１Ｂは、通信部１１と通信装置１１１との間における通信信号の伝送に用いられる芯線１である。たとえば、芯線１Ａ，１Ｂの撚り方向Ａｔ１は、反時計回りである。言い換えると、芯線１Ａ，１Ｂの撚り方向Ａｔ１は、左撚りすなわちＺ撚りである。なお、芯線１Ａ，１Ｂの撚り方向Ａｔ１は、右撚りすなわちＳ撚りであってもよい。
　伝送線１０における芯線１Ａ，１Ｂ以外の芯線１は、他の芯線１と撚り合わされてツイストペア線を構成する芯線１であってもよいし、撚り合わされていない平行線であってもよい。芯線１Ａ，１Ｂ以外の芯線１がツイストペア線を構成する場合、当該ツイストペア線を構成する芯線１は、芯線１Ａ，１Ｂと同じ左撚りであってもよいし、右撚りであってもよい。
　なお、伝送線１０は、複数の芯線１を束ねる部材として、シース２の代わりに、スパイラル状の拘束材を含む構成であってもよいし、伝送線１０の長さ方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の結束バンドを含む構成であってもよい。
　伝送線１０および芯線１は、通信装置１０１，１１１が搭載されたロボットアームの動作に伴い、伝送線１０の長さ方向を軸として捻回される。伝送線１０を撚り方向Ａｔとは反対の方向に捻回した場合、ツイストペアにおける芯線１Ａ，１Ｂの撚り合わせは緩められる。一方、伝送線１０を撚り方向Ａｔ１と同じ方向に捻回した場合、ツイストペアにおける芯線１Ａ，１Ｂの撚り合わせは締められる。
　通信装置１０１は、検知装置として機能し、芯線１Ａの捻回角度θすなわち伝送線１０の捻回角度θを検知する検知処理を行う。以下、伝送線１０を右撚り方向に捻回したときの捻回角度θを正の値とする。また、伝送線１０を左撚り方向に捻回したときの捻回角度θを負の値とする。
　［課題］
　伝送線１０の捻回角度θをより高い精度で検知することが可能な技術が望まれる。より詳細には、伝送線１０は、捻回角度θおよび捻回の回数に応じて疲労劣化が進行し、断線する場合がある。また、伝送線１０は、伝送線１０の耐捻回性を超える捻回角度θで捻回されたり、不正な目的で捻回されたりする場合がある。伝送線１０の疲労劣化の進行度合いを正確に見積もったり、伝送線１０が正常かつ安全に使用されていない状況においてユーザに警告を上げる等の適切な対処を行ったりするために、伝送線１０の状態を確認することが可能な技術が望まれる。
　しかしながら、特許文献１に記載されている従来の技術では、捻回角度θを検知することができない。
　そこで、本開示の実施の形態に係る通信装置１０１は、以下のような構成により、上記の課題を解決する。
　（通信装置）
　図３は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。図３を参照して、通信装置１０１は、通信部１１と、検知処理部２０と、通信ポート３０とを備える。検知処理部２０は、信号出力部１２と、計測部１３と、処理部１４と、記憶部１５とを含む。処理部１４は、算出部の一例であり、かつ検知部の一例である。通信部１１、信号出力部１２、計測部１３および処理部１４の一部または全部は、たとえば、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。記憶部１５は、たとえば上記処理回路に含まれる不揮発性メモリである。通信ポート３０は、たとえばコネクタまたは端子である。通信ポート３０には、伝送線１０のコネクタ部が接続される。
　たとえば、伝送線１０における通信装置１１１側の端部は、インピーダンス整合されている。より詳細には、伝送線１０における通信装置１１１側の端部は、図示しない終端回路に接続されている。当該終端回路は、伝送線１０の終端を整合させるための、伝送線１０の特性インピーダンスに等しい５０Ωの抵抗器である。なお、当該終端回路は、５０Ωの抵抗器以外の負荷であってもよいし、伝送線１０の終端を正確に整合させるものでなくてもよい。すなわち、伝送線１０の当該端部は、正確にインピーダンス整合されている必要はない。
　（通信部）
　通信部１１は、定期的または不定期に、通信装置１１１宛の通信信号を生成し、生成した通信信号を通信ポート３０および伝送線１０経由で通信装置１１１へ送信する。また、通信部１１は、伝送線１０および通信ポート３０経由で通信装置１１１から通信信号を受信する。
　（信号出力部）
　信号出力部１２は、周波数成分を有する計測信号を芯線１Ａへ出力する。たとえば、信号出力部１２は、計測信号として、交流信号、パルス信号または周波数掃引信号を芯線１Ａへ出力する。
　信号出力部１２は、通信部１１により伝送線１０を介して送信される通信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の計測信号を、通信ポート３０経由で芯線１Ａへ出力する。すなわち、通信装置１０１は、通信信号と計測信号とを周波数分割多重する。
　より詳細には、信号出力部１２は、たとえば通信装置１０１の電源がオンされている期間である検知期間Ｔ１において、通信ポート３０経由で芯線１Ａへ計測信号を出力する。
　たとえば、記憶部１５は、１周期分の正弦波をデジタル変換することにより得られる、サンプル数がＮであるデジタル信号Ｄ１を記憶している。Ｎは、２以上の整数である。
　信号出力部１２は、検知期間Ｔ１において、記憶部１５における１周期分の正弦波に対応するＮ個のデジタル信号Ｄ１を繰り返し用いて、継続的に芯線１Ａへ計測信号を出力する。より詳細には、信号出力部１２は、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ）変換部を含む。信号出力部１２は、当該ＤＡ変換部の動作クロックの周期Ｃ１に従う出力タイミングにおいて、記憶部１５からデジタル信号Ｄ１を取得し、ＤＡ変換部を用いて当該デジタル信号Ｄ１をアナログ変換することにより生成される計測信号を、通信ポート３０経由で芯線１Ａへ出力する。また、信号出力部１２は、当該出力タイミングにおいて記憶部１５から取得したデジタル信号Ｄ１を計測部１３および処理部１４へ出力する。
　なお、信号出力部１２は、たとえばＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）等の信号発生部を含み、当該信号発生部により生成される信号を通信ポート３０経由で芯線１Ａへ出力する構成であってもよい。
　（計測部）
　計測部１３は、計測信号に基づく応答信号を受信する。たとえば、計測部１３は、計測信号が反射された信号を含む応答信号を芯線１Ａから受信する。より詳細には、計測部１３は、信号出力部１２により出力された計測信号と、当該計測信号が反射された信号である反射信号とを含む応答信号を、通信ポート３０経由で芯線１Ａから受信する。そして、計測部１３は、受信した応答信号の振幅および位相を計測する。
　より詳細には、計測部１３は、検知期間Ｔ１において、通信ポート３０経由で芯線１Ａから応答信号を受信する。たとえば、計測部１３は、ローパスフィルタ等を用いて、応答信号に含まれるノイズを除去する前処理を行う。
　計測部１３は、周期Ｃ１に従うサンプリングタイミングにおいて応答信号をサンプリングするＡＤ（Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部を含む。計測部１３は、芯線１Ａから受信し、かつ前処理を行った応答信号を、ＡＤ変換部を用いてサンプリングすることにより、複数のサンプル値からなる時系列データであるデジタル信号Ｄ２Ａを生成する。
　たとえば、計測部１３は、生成したデジタル信号Ｄ２Ａから、信号出力部１２から受けたデジタル信号Ｄ１をサンプルごとに差し引くことにより、反射信号を示す時系列データであるデジタル信号Ｄ３Ａを生成する。計測部１３は、生成したデジタル信号Ｄ３Ａに基づいて、反射信号の振幅の時系列データである振幅データＤ３ａＡ、および反射信号の位相の時系列データである位相データＤ３ｐＡを生成し、生成した振幅データＤ３ａＡおよび位相データＤ３ｐＡを処理部１４へ出力する。
　（処理部）
　処理部１４は、計測部１３による計測結果に基づいて評価値ＥｖＡを算出する。処理部１４は、算出した評価値ＥｖＡに基づいて、芯線１Ａの捻回角度θを検知する。
　たとえば、処理部１４は、評価値ＥｖＡに基づいて、芯線１Ａの捻回方向をさらに検知する。より詳細には、処理部１４は、伝送線１０の捻回方向が、撚り方向Ａｔ１と同じ方向および撚り方向Ａｔ１とは反対の方向のいずれの方向であるかを検知する。すなわち、処理部１４は、マイナス方向の捻回角度θおよびプラス方向の捻回角度θを検知する。
　（１）評価値ＥｖＡの算出
　たとえば、処理部１４は、評価値ＥｖＡとして、芯線１Ａへ出力した計測信号と、芯線１Ａにおける反射信号との振幅の比である反射係数ｒｃＡを算出する。
　より詳細には、処理部１４は、信号出力部１２から受けたデジタル信号Ｄ１に基づいて、計測信号の振幅の時系列データである振幅データＤ１ａを生成する。
　処理部１４は、計測部１３から受けた振幅データＤ３ａＡを振幅データＤ１ａで除した値ＶＡを、たとえば計測信号の１周期ごとすなわちＮ個のサンプルごとに算出する。より詳細には、処理部１４は、振幅データＤ３ａＡのＮ個のサンプル値の平均値を、振幅データＤ１ａのＮ個のサンプル値の平均値で除した値ＶＡを算出する。処理部１４は、算出した値ＶＡに基づいて反射係数ｒｃＡを算出する。
　図４は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置における処理部により算出される反射係数の一例を示す図である。図４において、横軸は時間［秒］であり、縦軸は反射係数である。図４は、捻回角度θが＋１８０°となるまで伝送線１０を一定の捻回速度で捻回させる捻回動作と、捻回角度θが－１８０°となるまで伝送線１０を一定の捻回速度で捻回させる捻回動作とを交互に繰り返し行う捻回試験ＢＴを行ったときに、処理部１４により算出される反射係数ｒｃＡの時系列データＤｒｃＡを示している。
　図４を参照して、処理部１４は、所定の算出周期Ｃｍに従う算出タイミングにおいて、反射係数ｒｃＡを算出する。算出周期Ｃｍは、伝送線１０において想定される屈曲の周期よりも短い値に設定され、たとえば計測信号の周期に相当する値に設定される。
　（２）捻回角度θの検知
　たとえば、記憶部１５は、学習モデルＭｄ１を記憶している。学習モデルＭｄ１は、捻回角度θと反射係数ｒｃＡとの関係性を、線形回帰および深層学習等の機械学習手法を用いて機械学習することにより予め作成される。学習モデルＭｄ１は、処理部１４により作成されてもよいし、通信装置１０１の外部における装置により作成されてもよい。
　処理部１４は、記憶部１５における学習モデルＭｄ１を用いて、捻回角度θを検知する。より詳細には、処理部１４は、反射係数ｒｃＡを抽出するたびに、抽出した反射係数ｒｃＡを学習モデルＭｄ１に与えることにより、捻回角度θを取得する。
　図５は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置における処理部による捻回角度θの検知結果の一例を示す図である。図５において、横軸は時間［秒］であり、縦軸は捻回角度θ［ｄｅｇｒｅｅ］である。図５における実線は、上述した捻回試験ＢＴを行ったときに処理部１４により検知された捻回角度θの時系列データＤｔ１を示している。図５における破線は、捻回試験ＢＴにおける実際の捻回角度θを示している。
　図５を参照して、処理部１４は、捻回角度θの時系列データＤｔ１を作成する。より詳細には、処理部１４は、捻回角度θを取得するたびに、取得した捻回角度θを記憶部１５に保存することにより時系列データＤｔ１を更新する。処理部１４による捻回角度θの検知結果は、伝送線１０の実際の捻回角度θとの相関が高く、かつ芯線１Ａの撚り方向Ａｔ１と同じ方向の捻回角度θと、芯線１Ａの撚り方向Ａｔ１とは反対の方向の捻回角度θとを区別することができる。ただし、処理部１４による捻回角度θの検知結果は、捻回角度θが－５０°以下の角度範囲において、伝送線１０の実際の捻回角度θとの相関が低い。
　たとえば、処理部１４は、反射係数ｒｃＡの算出結果および捻回角度θの検知結果を表示する処理を行う。より詳細には、処理部１４は、反射係数ｒｃＡの時系列データＤｒｃＡおよび捻回角度θの時系列データＤｔ１を図示しない表示装置に表示する処理を行う。
　また、たとえば、処理部１４は、時系列データＤｔ１に基づいて、芯線１Ａの捻回動作における回転速度Ｂｖを算出する。より詳細には、処理部１４は、時系列データＤｔ１を微分することにより、回転速度Ｂｖを算出する。
　また、たとえば、処理部１４は、捻回角度θの検知結果に基づいて、芯線１Ａの捻回の回数を検知する。より詳細には、処理部１４は、捻回角度θが閾値Ｔｈ２以下の値から閾値Ｔｈ１以上の値へ遷移した後、捻回角度θが閾値Ｔｈ１以上の値から閾値Ｔｈ２以下の値へ遷移した場合、伝送線１０の捻回角度θが所定値Ｐｖ２と所定値Ｐｖ１との間で１往復したと判断し、捻回回数のカウント値Ｃｖをカウントアップする。ここで、閾値Ｔｈ１は、閾値Ｔｈ２よりも大きい。たとえば、所定値Ｐｖ２は負の値であり、所定値Ｐｖ１は正の値である。たとえば、処理部１４は、カウント値Ｃｖが所定値を超えた場合、たとえば所定の警告をユーザへ通知する通知処理を行う。
　また、たとえば、処理部１４は、捻回角度θが所定の上限値θｍａｘよりも大きい値となるか、または捻回角度θが所定の下限値θｍｉｎ未満となった場合、所定の警告をユーザへ通知する通知処理を行う。上限値θｍａｘおよび下限値θｍｉｎは、ユーザにより予め設定された値であってもよいし、捻回角度θの検知結果を機械学習することにより決定された値であってもよい。
　［動作の流れ］
　図６は、本開示の実施の形態に係る通信装置が検知処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
　図６を参照して、まず、通信装置１０１は、たとえば通信装置１０１の電源がオンされると、芯線１Ａへの計測信号の出力、および芯線１Ａからの応答信号の受信を開始する（ステップＳ１１）。
　次に、通信装置１０１は、反射係数ｒｃＡの算出タイミングを待ち受け（ステップＳ１２でＮＯ）、算出タイミングが到来すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、計測信号の振幅の時系列データである振幅データＤ１ａ、および振幅データＤ３ａＡに基づいて、反射係数ｒｃＡを算出する（ステップＳ１３）。
　次に、通信装置１０１は、反射係数ｒｃＡを学習モデルＭｄ１に与えることにより捻回角度θを取得し、取得した捻回角度θを記憶部１５に保存する（ステップＳ１４）。
　次に、通信装置１０１は、捻回角度θが閾値Ｔｈ１以上の値から閾値Ｔｈ２以下の値へ遷移した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、捻回回数のカウント値Ｃｖをカウントアップし（ステップＳ１６）、反射係数ｒｃＡの新たな算出タイミングを待ち受ける（ステップＳ１２でＮＯ）。
　一方、通信装置１０１は、捻回角度θが閾値Ｔｈ１以上の値から閾値Ｔｈ２以下の値へ遷移しなかった場合（ステップＳ１５でＮＯ）、カウント値Ｃｖのカウントアップを行うことなく、反射係数ｒｃＡの新たな算出タイミングを待ち受ける（ステップＳ１２でＮＯ）。
　なお、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、信号出力部１２は、通信装置１０１の電源がオンされている期間である検知期間Ｔ１において、通信部１１により伝送線１０を介して送信される通信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の計測信号を芯線１Ａへ出力する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号出力部１２は、通信装置１０１の電源がオンされている期間のうちの、通信部１１による通信信号の送信が行われない期間において、通信信号の周波数帯域の一部または全部を包含する周波数帯域の計測信号を芯線１Ａへ出力する構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、信号出力部１２は、計測信号を芯線１Ａへ出力する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号出力部１２は、芯線１Ａの代わりに、芯線１Ｂへ計測信号を出力する構成であってもよい。この場合、計測部１３は、芯線１Ｂから応答信号を受信し、受信した応答信号の振幅および位相を計測する。処理部１４は、計測部１３による計測結果に基づいて評価値を算出し、算出した評価値に基づいて、芯線１Ｂの捻回角度θを検知する。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、計測部１３は、信号出力部１２により出力された計測信号と、当該計測信号が反射された信号である反射信号とを含む応答信号を芯線１Ａから受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。計測部１３は、計測信号を含まない応答信号を受信する構成であってもよい。すなわち、計測部１３は、反射信号を応答信号として受信する構成であってもよい。より詳細には、たとえば、信号出力部１２は、方向性結合器および通信ポート３０を介して計測信号を芯線１Ａへ出力する。計測部１３は、当該通信ポート３０および当該方向性結合器を介して、計測信号を含まない応答信号を芯線１Ａから受信する。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、計測部１３は、デジタル信号Ｄ２Ａからデジタル信号Ｄ１を差し引くことにより、反射信号を示すデジタル信号Ｄ３Ａを生成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。計測部１３は、信号出力部１２から計測信号を受けて、受信した応答信号から計測信号を差し引くことにより、反射信号を示すアナログ信号を生成し、生成したアナログ信号をデジタル変換することによりデジタル信号Ｄ３Ａを生成する構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、計測部１３は、計測信号が反射された信号を含む応答信号を、通信信号の伝送に用いられる芯線１Ａから受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。芯線１Ａ，１Ｂは、通信装置１０１，１１１における通信信号の伝送に用いられない検知処理用の芯線１であり、かつ通信装置１１１側の端部が終端処理されてもよい。この場合、計測部１３は、応答信号として、計測信号のリターン信号を芯線１Ｂから受信してもよい。また、芯線１Ａ，１Ｂは、検知処理用の芯線１である場合、捻回され得る区間である捻回区間において撚り合わされていればよく、捻回区間以外の区間において撚り合わされていなくてもよい。また、芯線１Ａ，１Ｂの撚りのピッチは、芯線１Ａ，１Ｂが検知処理用の芯線１である場合、通信信号の伝送に用いられるツイストペア線を構成する芯線１の撚りのピッチと同じであってもよいし、異なってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１は、ツイストペア線を構成する芯線１Ａの捻回角度θを検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信装置１０１は、平行線である芯線１の捻回角度θを検知する構成であってもよい。より詳細には、伝送線１０は、伝送線１０の長さ方向に直交する断面における中心から外れた位置に配置される平行線である芯線１を含む。信号出力部１２は、計測信号を当該芯線１へ出力する。計測部１３は、当該芯線１から応答信号を受信し、受信した応答信号の振幅および位相を計測する。処理部１４は、計測部１３による計測結果に基づいて評価値を算出し、算出した評価値に基づいて、当該芯線１の捻回角度θを検知する。この場合、処理部１４により検知される捻回角度θは、たとえばゼロ°以上の値となる。処理部１４は、捻回角度θの検知を行う一方で、捻回方向の検知を行わない。たとえば、処理部１４は、捻回角度θがゼロ°から閾値Ｔｈ１以上の値へ遷移した後、捻回角度θが閾値Ｔｈ１以上の値からゼロ°へ遷移した場合、伝送線１０の捻回角度θがゼロ°と所定値Ｐｖ１との間で１往復したと判断し、捻回回数のカウント値Ｃｖをカウントアップする。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１は、ツイストペア線を構成する芯線１Ａの捻回角度θを検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信装置１０１は、３本以上の芯線１により構成されるツイスト線における芯線１の捻回角度θを検知する構成であってもよい。より詳細には、伝送線１０は、たとえば互いに撚り合わされてツイスト線を構成する３本の芯線１を含む。信号出力部１２は、当該３本の芯線１のうちのいずれか１つの芯線１に計測信号を出力する。計測部１３は、当該芯線１から応答信号を受信し、受信した応答信号の振幅および位相を計測する。処理部１４は、計測部１３による計測結果に基づいて評価値を算出し、算出した評価値に基づいて、当該芯線１の捻回角度θを検知する。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、処理部１４は、捻回角度θが閾値Ｔｈ２以下の値から閾値Ｔｈ１以上の値へ遷移した後、捻回角度θが閾値Ｔｈ１以上の値から閾値Ｔｈ２以下の値へ遷移した場合、伝送線１０の捻回角度θが所定値Ｐｖ２と所定値Ｐｖ１との間で１往復したと判断し、捻回回数のカウント値Ｃｖをカウントアップする構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１４は、捻回角度θの代わりに、捻回角度θの移動平均を微分した値を用いてカウント値Ｃｖをカウントアップする構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、処理部１４は、芯線１Ａの捻回の回数を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１４は、芯線１Ａの捻回の回数の検知を行わない構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、処理部１４は、学習モデルＭｄ１を用いて捻回角度θを検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１４は、学習モデルＭｄ１を用いない構成であってもよい。この場合、たとえば、処理部１４は、算出した反射係数ｒｃＡ、および反射係数ｒｃＡと捻回角度θとの対応関係を示すテーブルを用いて、捻回角度θを検知する。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、処理部１４は、回転速度Ｂｖの算出を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１４は、回転速度Ｂｖの算出を行わない構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置１０１では、処理部１４は、評価値ＥｖＡとして、反射係数ｒｃＡを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部１４は、評価値ＥｖＡとして、反射係数ｒｃＡの代わりに、芯線１ＡのインピーダンスＺＡを算出する構成であってもよいし、芯線１ＡのリアクタンスＸＡを算出する構成であってもよいし、芯線１ＡのレジスタンスＲＡを算出する構成であってもよいし、芯線１Ａにおける計測信号と反射信号との位相差ｐｄＡを算出する構成であってもよい。
　また、処理部１４は、伝送線１０における通信装置１１１側の端部が開放されている場合、評価値ＥｖＡとして、芯線１ＡのキャパシタンスＣＡを算出する構成であってもよい。
　また、処理部１４は、伝送線１０における通信装置１１１側の端部がグランドノードに接続されている場合、評価値ＥｖＡとして、芯線１ＡのインダクタンスＬＡを算出する構成であってもよい。
　また、本開示の第１の実施の形態に係る通信システム３０１は、伝送線１０における通信装置１１１側の端部の状態を、開放された第１状態、グランドノードに接続された第２状態および終端回路に接続された第３状態との間で切り替える切替装置を備える構成であってもよい。この場合、処理部１４は、制御信号を当該切替装置へ送信し、伝送線１０における通信装置１１１側の端部の状態を切り替えることにより、複数種類の評価値ＥｖＡを算出する。
　次に、本開示の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　＜第２の実施の形態＞
　本実施の形態は、第１の実施の形態に係る通信装置１０１と比べて、複数の芯線１へ計測信号を出力する通信装置１０２に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る通信装置１０１と同様である。
　図７は、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。図１を参照して、通信システム３０２は、通信システム３０１と比べて、通信装置１０１の代わりに通信装置１０２を備える。通信装置１０２，１１１は、通信用の伝送線４０を介して互いに接続されている。伝送線４０は、たとえば、イーサネットケーブルである。
　図８は、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムにおいて用いられる伝送線の一例を示す図である。図８は、伝送線４０の長さ方向に直交する面で伝送線４０を切断したときの伝送線４０の断面図を示している。
　図８を参照して、伝送線４０は、伝送線１０と比べて、芯線１Ａ，１Ｂに加えて、互いに撚り合わされてツイストペア線を構成する芯線１である芯線１である芯線１Ｃ，１Ｄを含む。芯線１Ｃは、対象線の一例である。芯線１Ａ，１Ｂと芯線１Ｃ，１Ｄとは、互いに異なるツイストペアを構成する。芯線１Ａ，１Ｂの撚り方向Ａｔ１および芯線１Ｃ，１Ｄの撚り方向Ａｔ２は、互いに異なる。より詳細には、芯線１Ｃ，１Ｄの撚り方向Ａｔ２は、時計回りである。言い換えると、芯線１Ｃ，１Ｄの撚り方向Ａｔ２は、右撚りすなわちＳ撚りである。
　伝送線４０における芯線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ以外の芯線１は、他の芯線１と撚り合わされてツイストペア線を構成する芯線１であってもよいし、撚り合わされていない平行線であってもよい。芯線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ以外の芯線１がツイストペア線を構成する場合、当該ツイストペア線を構成する芯線１は、芯線１Ａ，１Ｂと同じ左撚りであってもよいし、芯線１Ｃ，１Ｄと同じ右撚りであってもよい。
　図９は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。図９を参照して、通信装置１０２は、通信装置１０１と比べて、信号出力部１２の代わりに信号出力部２２を備え、計測部１３の代わりに計測部２３を備え、処理部１４の代わりに処理部２４を備え、記憶部１５の代わりに記憶部２５を備える。処理部２４は、算出部の一例であり、かつ検知部の一例である。
　信号出力部２２は、周波数成分を有する計測信号を、撚り方向が互いに異なる複数の芯線１へ出力する。より詳細には、信号出力部２２は、検知期間Ｔ１において、通信ポート３０経由で芯線１である芯線１Ａ，１Ｃへ計測信号を出力する。
　計測部２３は、芯線１Ａ，１Ｃにそれぞれ対応する２つの応答信号を受信する。たとえば、計測部２３は、計測信号が反射された信号を含む応答信号を芯線１Ａ，１Ｃからそれぞれ受信し、受信した各応答信号の振幅および位相を計測する。
　より詳細には、計測部２３は、検知期間Ｔ１において、通信ポート３０経由で芯線１Ａ，１Ｃから応答信号を受信する。計測部２３は、計測部１３と同様にして、振幅データＤ３ａＡおよび位相データＤ３ｐＡを生成し、生成した振幅データＤ３ａＡおよび位相データＤ３ｐＡを処理部２４へ出力する。
　また、計測部２３は、芯線１Ｃから受信し、かつ前処理を行った応答信号を、ＡＤ変換部を用いてサンプリングすることにより、複数のサンプル値からなる時系列データであるデジタル信号Ｄ２Ｂを生成する。計測部２３は、生成したデジタル信号Ｄ２Ｂから、デジタル信号Ｄ１をサンプルごとに差し引くことにより、反射信号を示す時系列データであるデジタル信号Ｄ３Ｂを生成する。計測部２３は、生成したデジタル信号Ｄ３Ｂに基づいて、反射信号の振幅の時系列データである振幅データＤ３ａＢ、および反射信号の位相の時系列データである位相データＤ３ｐＢを生成し、生成した振幅データＤ３ａＢおよび位相データＤ３ｐＢを処理部２４へ出力する。
　処理部２４は、計測部２３による計測結果に基づいて、芯線１Ａ，１Ｃにそれぞれ対応する評価値ＥｖＡ，ＥｖＢを算出する。処理部２４は、算出した評価値ＥｖＡ，ＥｖＢに基づいて、捻回角度θを検知する。
　処理部２４は、処理部１４と同様にして、反射係数ｒｃＡを算出する。また、処理部２４は、評価値ＥｖＢとして、芯線１Ｃへ出力した計測信号と、芯線１Ｃにおける反射信号との振幅の比である反射係数ｒｃＢを算出する。
　より詳細には、処理部２４は、計測部２３から受けた振幅データＤ３ａＢを振幅データＤ１ａで除した値ＶＢを、たとえば計測信号の１周期ごとすなわちＮ個のサンプルごとに算出する。具体的には、処理部２４は、振幅データＤ３ａＢのＮ個のサンプル値の平均値を、振幅データＤ１ａのＮ個のサンプル値の平均値で除した値ＶＢを算出する。処理部２４は、算出した値ＶＢに基づいて反射係数ｒｃＢを算出する。そして、処理部２４は、反射係数ｒｃＡから反射係数ｒｃＢを差し引いた差分ＤｒｃＡＢを算出する。
　図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置における処理部により算出される反射係数の一例を示す図である。図１０において、横軸は時間［秒］であり、縦軸は反射係数である。図１０は、上述した捻回試験ＢＴを行ったときに、処理部２４により算出される反射係数ｒｃＡ，ｒｃＢの時系列データＤｒｃＡ，ＤｒｃＢを示している。
　図１０を参照して、反射係数ｒｃＡは、捻回試験ＢＴにおいて捻回角度θが＋１８０°となるタイミングｔ１，ｔ３，ｔ５において極大値となる。一方、反射係数ｒｃＢは、捻回試験ＢＴにおいて捻回角度θが－１８０°となるタイミングｔ２，ｔ４において極大値となる。これは、芯線１Ａ，１Ｃの撚り方向Ａｔ１，Ａｔ２が互いに異なるからである。
　たとえば、記憶部２５は、学習モデルＭｄ２を記憶している。学習モデルＭｄ２は、捻回角度θと差分ＤｒｃＡＢとの関係性を、線形回帰および深層学習等の機械学習手法を用いて機械学習することにより予め作成される。学習モデルＭｄ２は、処理部２４により作成されてもよいし、通信装置１０２の外部における装置により作成されてもよい。
　処理部２４は、差分ＤｒｃＡＢを算出するたびに、算出した差分ＤｒｃＡＢを学習モデルＭｄ２に与えることにより、捻回角度θを取得する。
　図１１は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置における処理部による捻回角度θの検知結果の一例を示す図である。図１１において、横軸は時間［秒］であり、縦軸は捻回角度θ［ｄｅｇｒｅｅ］である。図１１における実線は、上述した捻回試験ＢＴを行ったときに処理部２４により検知された捻回角度θの時系列データＤｔ２を示している。
　図１１を参照して、処理部２４は、捻回角度θの時系列データＤｔ２を作成する。より詳細には、処理部２４は、捻回角度θを取得するたびに、取得した捻回角度θを記憶部２５に保存することにより時系列データＤｔ２を更新する。処理部２４による捻回角度θの検知結果は、＋１８０°から－１８０°までの角度範囲において、伝送線１０の実際の捻回角度θとの相関が高い。したがって、処理部２４は、捻回角度θが－５０°以下の角度範囲を含む広い角度範囲において、捻回角度θを高感度で検知することができる。
　なお、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置１０２では、記憶部２５は、学習モデルＭｄ２を記憶している構成であるとしたが、これに限定するものではない。記憶部２５は、学習モデルＭｄ２の代わりに、捻回角度θと反射係数ｒｃＡ，ｒｃＢとの関係性を機械学習することにより作成された学習モデルＭｄ３を記憶している構成であってもよい。この場合、処理部２４は、反射係数ｒｃＡ，ｒｃＢを当該学習モデルＭｄ３に与えることにより、捻回角度θを取得する。
　また、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置１０２では、計測部２３は、計測信号が反射された信号を含む応答信号を、通信信号の伝送に用いられる芯線１Ａ，１Ｃからそれぞれ受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。芯線１Ｃ，１Ｄは、通信装置１０１，１１１における通信信号の伝送に用いられない検知処理用の芯線１であり、かつ通信装置１１１側の端部が終端処理されてもよい。この場合、計測部２３は、応答信号として、計測信号のリターン信号を芯線１Ｄから受信する構成であってもよい。また、芯線１Ｃ，１Ｄは、検知処理用の芯線１である場合、捻回区間において撚り合わされていればよく、捻回区間以外の区間において撚り合わされていなくてもよい。また、芯線１Ｃ，１Ｄの撚りのピッチは、芯線１Ｃ，１Ｄが検知処理用の芯線１である場合、通信信号の伝送に用いられるツイストペア線を構成する芯線１の撚りのピッチと同じであってもよいし、異なってもよい。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　上述の実施形態の各処理（各機能）は、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。上記処理回路は、上記１または複数のプロセッサに加え、１または複数のメモリ、各種アナログ回路、各種デジタル回路が組み合わされた集積回路等で構成されてもよい。上記１または複数のメモリは、上記各処理を上記１または複数のプロセッサに実行させるプログラム（命令）を格納する。上記１または複数のプロセッサは、上記１または複数のメモリから読み出した上記プログラムに従い上記各処理を実行してもよいし、予め上記各処理を実行するように設計された論理回路に従って上記各処理を実行してもよい。上記プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等、コンピュータの制御に適合する種々のプロセッサであってよい。なお、物理的に分離した上記複数のプロセッサが互いに協働して上記各処理を実行してもよい。たとえば、物理的に分離した複数のコンピュータのそれぞれに搭載された上記プロセッサがＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ　（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、およびインターネット等のネットワークを介して互いに協働して上記各処理を実行してもよい。上記プログラムは、外部のサーバ装置等から上記ネットワークを介して上記メモリにインストールされても構わないし、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、および半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通し、上記記録媒体から上記メモリにインストールされても構わない。
　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
　［付記１］
　検知装置であって、
　処理回路を備え、
　前記処理回路は、
　周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力し、
　前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記対象線から受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測し、
　前記振幅および前記位相の少なくともいずれか一方の計測結果に基づいて、評価値を算出し、
　算出した前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知する、検知装置。
　１　芯線
　１Ａ，１Ｃ　芯線（対象線）
　１Ｂ，１Ｄ　芯線
　２　シース
　１０，４０　伝送線
　１１　通信部
　１２，２２　信号出力部
　１３，２３　計測部
　１４，２４　処理部（算出部、検知部）
　１５，２５　記憶部
　２０　検知処理部
　３０　通信ポート
　１０１，１０２　通信装置（検知装置）
　１１１　通信装置
　３０１，３０２　通信システム
　ＤｒｃＡ，ＤｒｃＢ，Ｄｔ１，Ｄｔ２　時系列データ

Claims (7)

  1. 　周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力する信号出力部と、
    　前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測する計測部と、
    　前記計測部による計測結果に基づいて、評価値を算出する算出部と、
    　前記算出部により算出された前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知する検知部とを備える、検知装置。
  2. 　前記検知部は、前記捻回角度の検知結果に基づいて、前記対象線の捻回の回数を検知する、請求項１に記載の検知装置。
  3. 　前記信号出力部は、前記計測信号を、ツイスト線を構成する前記対象線へ出力し、
    　前記検知部は、前記対象線の捻回方向をさらに検知する、請求項１または請求項２に記載の検知装置。
  4. 　前記検知部は、前記捻回角度と前記評価値との関係性を機械学習することにより作成された学習モデルを用いて、前記捻回角度を検知する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検知装置。
  5. 　前記検知部は、前記捻回角度の時系列データを作成し、前記時系列データに基づいて、前記対象線の捻回動作における回転速度を算出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検知装置。
  6. 　前記信号出力部は、前記計測信号を、ツイスト線を構成する前記対象線であって、撚り方向が互いに異なる複数の前記対象線へ出力し、
    　前記計測部は、前記複数の対象線にそれぞれ対応する複数の前記応答信号を受信し、受信した前記各応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測し、
    　前記算出部は、前記計測部による計測結果に基づいて、前記複数の対象線にそれぞれ対応する複数の前記評価値を算出し、
    　前記検知部は、前記算出部により算出された前記複数の評価値に基づいて、前記捻回角度を検知する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検知装置。
  7. 　検知装置における検知方法であって、
    　周波数成分を有する計測信号を対象線へ出力するステップと、
    　前記計測信号に基づく応答信号を受信し、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれか一方を計測するステップと、
    　前記振幅および前記位相の少なくともいずれか一方の計測結果に基づいて、評価値を算出するステップと、
    　算出した前記評価値に基づいて、前記対象線の捻回角度を検知するステップとを含む、検知方法。
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