JP3618160B2

JP3618160B2 - Filter order determination method and apparatus

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Publication number: JP3618160B2
Application number: JP04546296A
Authority: JP
Inventors: 建新孫
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2016-02-06
Also published as: JPH09210758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計重装置が発生する計重信号に含まれるノイズ成分を除去するフィルタに、最適な次数を決定する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、計重装置としては、ストレインゲージ式ロードセルやフォースバランス等が知られている。これら計重装置の計重信号には、物品を計重装置に載荷したときの衝撃や、計重装置の主振動等の影響を受けて、物品の真の重量を表す成分の他に、不要な振動成分も含まれている。
【０００３】
このような成分を除去するために、例えば特公平６−２１８１４号公報に開示されているように、多重の移動平均フィルタを使用することがある。即ち、縦続接続された複数の移動平均フィルタに、計重信号を通過させることによって、複数の振動成分を除去する。１段の移動平均フィルタは、数１に示すように次数ｎを定めると、ノッチ周波数ｆ（または、その整数倍）を有している。
【０００４】
【数１】

【０００５】
但し、Ｔ_ｓは、移動平均フィルタをディジタル形式によって形成する際に行うＡ／Ｄのサンプリング時間である。また、この場合のフィルタの出力の応答遅れの時間、即ち遅延時間Ｔは、数２によって示される。
【０００６】
【数２】

【０００７】
理想的には、例えば計重信号にｎ個の振動成分が含まれている場合、移動平均フィルタの段数をｎ段とし、各移動平均フィルタのノッチ周波数を、それぞれｎ個の振動成分の周波数に設定する。この場合、総合遅延時間は、各移動平均フィルタにおいて生じる遅延時間の和である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、計重の高速化が要求されているので、できるだけ短い時間で計重を完了することが望まれる。従って、複数の振動成分に対して、各振動成分と同数の移動平均フィルタによって計重信号を濾波する場合、必ずしも許容される遅延時間が充分にあるとは限らない。
【０００９】
例えば、ロードセルを用いた重量選別機の場合、計重信号には、重量を表す直流成分の他に、ロードセルの上下振動、ロードセルの縦、横揺れ振動が含まれる。さらに、ロードセルが、コンベヤに接続された計重コンベヤの場合には、上記の振動の他に、コンベヤの駆動モータによる振動、プーリの動的アンバランスによる振動等の様々な振動成分が含まれる。これらの振動成分の周波数にそれぞれノッチ周波数を一致させた複数の移動平均フィルタによって、これら振動成分を除去していては、その総合遅延時間がかなり大きくなり、計重の高速化の要求を満たすことができない。
【００１０】
本発明は、一定の遅延時間、一定数のフィルタ段数によって、いかに減衰効果の高い多重移動平均フィルタを構成するかを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、上記計重信号の周波数分析を行い、ノイズ成分のノイズ周波数ｆ_ｊ（ｊ＝１、２・・・ｍ）とそのピークレベルＨ_ｊ（ｊ＝１、２・・・ｍ）とをそれぞれ決定する。予め定めた複数段の各フィルタの次数が種々に変更される。この変更ごとに、上記各ノイズ周波数と上記ピークレベルとそのときの次数とに基づいて、上記各ノイズ周波数における上記縦続接続された複数のフィルタの最終出力の総和を求める。例えば最終出力の総和Ｊは、数３によって表される。
【００１２】
【数３】

【００１３】
但し、Ｇ_１ｊ、Ｇ_２ｊ・・・Ｇ_ｐｊは、ｊ段目のフィルタのピークレベルＨ_ｊに対応する減衰率である。これら減衰率は、例えばＧ_１ｊの場合、各フィルタが移動平均フィルタであるとすると、数４によって表される。但し、ｎ_１は、１番目のフィルタの次数である。他のフィルタの減衰率も、次数ｎ_１を各フィルタに応じた次数に変更することによって表される。
【００１４】
【数４】

【００１５】
例えば、図４（ａ）に示すようにｍ＝３、即ち３つのピークレベルを持つ計重信号が、ｐ＝２、即ち２段に縦続接続された移動平均フィルタに入力され、１段目のフィルタが、或るときの次数ｎ_１によって同図（ｂ）に示すような伝達関数となり、２段目のフィルタがそのときの次数ｎ_２によって同図（ｃ）に示すような伝達関数となった場合を考えると、Ｊは、数５によって表される。
【００１６】
【数５】

【００１７】
また、上記各フィルタの次数を種々に変更するごとに、上記各フィルタにおける遅延時間の総和を求める。例えば、上記の例で１段目のフィルタの遅延時間Ｔ_１は、例えば数６で、２段目のフィルタの遅延時間Ｔ_２は、例えば数７で、３段目の遅延時間は、数８で求められ、遅延時間の総和Ｔは、数９で示される。なお、Ｔ_ｓは、各フィルタへの入力するために行われたＡ／Ｄ変換のサンプリング時間である。
【００１８】
【数６】

【数７】

【数８】

【数９】

【００１９】
このように最終出力の総和Ｊと総合遅延時間Ｔとが、次数を変更するごとに求められる。そして、上記最終出力の総和Ｊのうち最小に近く、かつ対応する上記遅延時間の総和Ｔが予め定めた目標遅延時間Ｔ_ｔに近い次数を決定する。
【００２０】
請求項２記載の発明では、周波数分析手段が、計重信号の上記各ノイズ成分のノイズ周波数、例えばｆ_１乃至ｆ_３とそのノイズ周波数におけるピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３とをそれぞれ決定する。次数指定手段が、上記各フィルタの次数を種々に指定する。上記次数指定手段によって指定された次数における上記各フィルタの上記ノイズ周波数での減衰率、例えばＧ_１１乃至Ｇ_２３と、上記ノイズ周波数におけるピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３との乗算値それぞれの総和である総和フィルタ出力特性Ｊを、総和フィルタ出力特性算出手段が求める。上記次数指定手段によって指定された次数における上記各フィルタの遅延時間の総和Ｔを遅延時間演算手段が求める。上記各総和フィルタ出力特性が最小に近く、かつ上記遅延時間の総和が予め定めた目標遅延時間に近い次数を、次数決定手段が決定する。
【００２１】
請求項３記載の発明では、計重信号の周波数分析を行い、ノイズ成分のノイズ周波数、例えばｆ_１乃至ｆ_３とピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３とをそれぞれ決定する。上記各フィルタの次数を種々に変更するごとに、上記各ノイズ周波数ｆ_１乃至ｆ_３と、上記ピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３と、そのときの次数、例えばｎ_１乃至ｎ_２とに基づいて、上記各ノイズ周波数における上記各フィルタの出力のうち最大値Ｊ_ｍａｘを、例えば数１０のように求める。
【００２２】
【数１０】

【００２３】
上記各フィルタの次数を種々に変更するごとに、上記各フィルタにおける遅延時間の総和Ｔを求める。これは、数９と同様にして求められる。上記各最大値Ｊ_ｍａｘのうち最小に近く、かつ対応する上記遅延時間の総和Ｔが予め定めた目標遅延時間Ｔ_ｔに近い次数を決定する。
【００２４】
請求項４記載の発明では、計重信号の各ノイズ成分のノイズ周波数、例えばｆ_１乃至ｆ_３とそのノイズ周波数におけるピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３とを周波数分析手段が決定する。上記各フィルタの次数を次数指定手段が、種々に指定する。上記次数指定手段によって指定された次数における上記各フィルタの上記ノイズ周波数での減衰率Ｇ_１１乃至Ｇ_２３と、このノイズ周波数におけるピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３との乗算値である上記各フィルタの出力のうち最大値Ｊ_ｍａｘを、最大値検出手段が求める。上記次数指定手段によって指定された次数における上記各フィルタの遅延時間の総和Ｔを、遅延時間演算手段が求める。上記各最大値のうち最小に近く、かつ上記遅延時間の総和Ｔが予め定めた目標遅延時間Ｔ_ｔに近い次数を、次数決定手段が決定する。
【００２５】
請求項５記載の発明は、例えば計重装置としてロードセルを使用した場合、ロードセルに載荷される物品の重量によって、例えば図７（ａ）に示すように、ロードセルの固有振動数に対応するノイズ成分のノイズ周波数が例えばｆ_３、ｆ_３′と、ピークレベルが、Ｈ_３ａ、Ｈ_３ｂと変化する場合でも、同一のフィルタによって対処しようとするものである。この発明でも、計重信号の周波数分析が行われる。各フィルタの次数を種々に変更するごとに、ノイズ周波数の周波数変動範囲、例えばｆ′_ｍｉｎ乃至ｆ′_ｍａｘと、この変動範囲における各ノイズレベルと、そのときの次数とに基づいて、上記周波数変動範囲における上記各フィルタの最終出力Ｊを、例えば数１１によって求める。
【００２６】
【数１１】

【００２７】
但し、Ｈ（ｆ′）は、固有振動周波数ｆ′に対応する振動成分のレベル、例えば図（ａ）のｆ′_ｍｉｎ乃至ｆ′_ｍａｘの範囲の各レベル、Ｇ_１（ｆ′）乃至Ｇ_ｐは、或る時点で各フィルタに割り当てられた次数ｎ_１乃至ｎ_ｐの例えば移動平均フィルタの固有振動周波数ｆ′における減衰率である。
【００２８】
また、上記各フィルタの次数を種々に変更するごとに、上記各フィルタにおける遅延時間の総和Ｔを求める。上記各最終出力Ｊのうち最小値に近く、かつ対応する上記遅延時間の総和Ｔが予め定めた目標遅延時間Ｔ_ｔに近い次数を決定する。
【００２９】
請求項６記載の発明も、請求項５記載の発明と同様に、ノイズ成分の周波数とピークレベルが変動する場合のものである。請求項６記載の発明では、計重信号の周波数分析を、周波数分析手段が行う。上記各フィルタの次数を、次数指定手段が種々に指定する。上記次数指定手段によって指定された次数において、上記ノイズ周波数の周波数変動範囲ｆ′_ｍｉｎ乃至ｆ′_ｍａｘと、この変動範囲における各ノイズレベルとに基づいて、上記周波数変動範囲における上記各フィルタの最終出力Ｊを、最終出力算出手段が求める。上記次数指定手段によって指定された次数における上記各フィルタにおける遅延時間の総和Ｔを、総和遅延時間算出手段が求める。上記各最終出力のうち最小値に近く、かつ対応する上記遅延時間の総和Ｔが予め定めた目標遅延時間に近い次数を、次数決定手段が決定する。
【００３０】
請求項７記載の発明では、計重信号の周波数分析を行い、ｎ（ｎは２以上の正の整数）個のノイズ成分のノイズ周波数、例えばｆ_１乃至ｆ_３とピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３とをそれぞれ決定する。ｍ（ｍは２以上の正の整数で、ｎよりも小さい）段、例えば２段のフィルタのうち、１段から（ｍ−１）段のフィルタ、例えば１段目のフィルタに対して、最大のものから順に（ｍ−１）個、例えば最大値の上記ピークレベルに対応するノイズ周波数Ｈ_２を遮断する次数ｎ_１を決定する。上記決定された（ｍ−１）個の次数ｎ_１における遅延時間Ｔ_１を決定する。上記決定された（ｍ−１）個の遅延時間の和Ｔ_１が目標遅延時間Ｔ_ｔより小さいとき、上記目標遅延時間Ｔ_ｔと上記決定された（ｍ−１）個の遅延時間の和との差により、ｍ番目のフィルタの次数ｎ_２を決定する。
【００３１】
請求項８記載の発明では、計重信号に含まれるｎ（ｎは２以上の正の整数）個のノイズ成分の上記ノイズ周波数、例えばｆ_１乃至ｆ_３とピークレベルＨ_１乃至Ｈ_３とを、周波数分析手段が分析する。上記各ピークレベルに対して最大のものから順に（ｍ−１）個のピークレベル、例えば最大値Ｈ_２を検索すると共に、これら検索されたピークレベルに対応する（ｍ−１）個の上記ノイズ周波数、例えばｆ_２を、検索手段が検索する。上記検索された（ｍ−１）個のノイズ周波数ｆ_２を、（ｍ−１）個のフィルタによってそれぞれ遮断させる次数ｎ_１を、次数決定手段が決定する。上記決定された（ｍ−１）個の次数ｎ_１における遅延時間Ｔ_１を算出し、その和Ｔ_１を、遅延時間算出手段が、求める。上記算出された遅延時間の和Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔ_ｔよりも小さいとき、上記算出された遅延時間の和Ｔ_１と上記目標遅延時間Ｔ_ｔとの差に基づいて、ｍ番目のフィルタの次数を、次数決定手段が決定する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４に第１の実施の形態を示す。第１の実施の形態は、請求項１、２に記載の発明に対応するものである。この実施の形態では、図３に示すように、例えば計重コンベヤ２に設けられている計重手段、例えばロードセル４からの計重信号が、Ａ／Ｄ変換器６によってディジタル計重信号に変換され、ＣＰＵ８に入力される。ＣＰＵ８には、メモリ１０、キーボード１２及び表示装置１４が付属している。ＣＰＵ８が、ディジタル計重信号を濾波するディジタルフィルタ、例えば多重移動平均フィルタとして機能する。また、ＣＰＵ８は、この多重移動平均フィルタの各次数を、予め定められた段数ｐと、予め定められた目標遅延時間Ｔ_ｔとを前提として、最適に決定する装置としても機能する。
【００３３】
図３に示すように、ＣＰＵ８には、キーボード１２の操作によって、目標遅延時間Ｔ_ｔ、移動平均フィルタの段数ｐ、Ａ／Ｄ変換器６におけるサンプリング時間Ｔ_ｓ、サンプリングデータ数Ｎが入力される（ステップＳ２）。サンプリングデータ数Ｎは、次数を決定するためにＣＰＵ８に入力されるディジタル計重信号のサンプリングデータ数を表している。
【００３４】
そして、適当な物品を計重コンベヤ２に載荷してときに得られる連続するディジタル計重信号をＮ個、ＣＰＵ８に入力する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、これらＮ個のディジタル計重信号を周波数分析、例えばＦＦＴを行い、これら計重信号のノイズ周波数と、そのレベル（振幅）を検出し、例えば図４（ａ）に示すような結果を得る。図４（ａ）において、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３は、ディジタル計重信号に含まれているノイズ成分、例えば振動成分のノイズ周波数を表し、Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３は、各ノイズ周波数におけるノイズ成分のピークレベルを表している。
【００３６】
そして、組合せ最適化手法によって次数を配分する（ステップＳ８）。即ち、２段のフィルタの次数を順に変更しながら、ステップＳ６において求めたノイズ周波数とピークレベルとを用いて、上記各ノイズ周波数における２段のフィルタの最終出力における和を評価関数として求め、それが最小値となり、かつ総合遅延時間が目標遅延時間Ｔ_ｔに近い次数を求める。
【００３７】
より詳細には、図１に示すように、上記評価関数の最適解を記憶する領域Ｊ_ｍｉｎの値を、初期値として、最小値では生じえない値、例えば１００００とし、さらに初段のフィルタの最適な次数を記憶する次数最適解領域ｎ_１ｍｉｎと、後段のフィルタの最適な次数を記憶する次数最適解領域ｎ_２ｍｉｎの値を、初期値としてそれぞれ０とする（ステップＳ１０）。
【００３８】
次に、初段のフィルタの次数を指定する次数指定手段として機能するカウンタｎ_１をｎ_０・Ｔ_ｓを０．００１秒とした場合、例えば１０とする（ステップＳ１２）。このカウンタｎ_１の初期値は、１としてもよいが、ｎ_０以下の値では振動成分に対する減衰効果が小さく、計算しても意味がないと考えられるので、最適化を行うの要する時間を短縮するため、ｎ_０としてある。
【００３９】
そして、次数ｎ_１における遅延時間Ｔ_１を、ｎ_１・Ｔ_ｓによって求める（ステップＳ１４）。次に、遅延時間Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔ_ｔの１／２よりも大きいか判断する（ステップＳ１６）。この判断がノーの場合、後段のフィルタの次数を指定するカウンタｎ_２の初期値をｎ_０とする（ステップＳ１８）。ここで、カウンタｎ_２の初期値をｎ_０としているのも、カウンタｎ_１の初期値をｎ_０としたのと同様な理由である。なお、カウンタｎ_１、ｎ_２の初期値は、同一の値とすることもできるし、異なる値とすることもできる。
【００４０】
そして、後段のフィルタにおける遅延時間Ｔ_２を、ｎ_２・Ｔ_ｓによって求める（ステップＳ２０）。遅延時間Ｔ_１とＴ_２との和である総合遅延時間が、目標遅延時間Ｔ_ｔよりも大きいか判断する（ステップＳ２２）。この判断がイエスであると、カウンタｎ_１の値を１だけ増加させ（ステップＳ２４）、ステップＳ１４に戻る。
【００４１】
ステップＳ２２の判断がノーであると、ノイズ周波数ｆ_１における前段のフィルタの減衰率Ｇ_１１、ノイズ周波数ｆ_２における前段のフィルタの減衰率Ｇ_１２、ノイズ周波数ｆ_３における前段のフィルタの減衰率Ｇ_１３、ノイズ周波数ｆ_１における後段のフィルタの減衰率Ｇ_２１、ノイズ周波数ｆ_２における後段のフィルタの減衰率Ｇ_２２、ノイズ周波数ｆ_３における後段のフィルタの減衰率Ｇ_２３を求める（ステップＳ２６）。
【００４２】
これら減衰率Ｇ_１１乃至Ｇ_１３は、数４における添字ｊを１乃至３に変更することによって求められ、減衰率Ｇ_２１乃至Ｇ_２３は、数４における添字１ｊを２ｊとし、次数ｎ_１を次数ｎ_２に変更し、添字ｊを１乃至３に変更することによって求められる。これらＧ_１１乃至Ｇ_２３の一例を図４（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００４３】
次に、評価関数Ｊを求める（ステップＳ２８）。この評価関数Ｊは、数５によって求められる。これは、次数ｎ_１、ｎ_２の２段のフィルタに、サンプルとなるディジタル計重信号を入力したときに、ノイズ周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３において２段のフィルタからそれぞれ得られる出力を加算したものである。この評価関数Ｊが、評価関数の最適解Ｊ_ｍｉｎよりも小さいか判断する（ステップＳ３０）。
【００４４】
この判断がイエスであると、評価関数の最適解Ｊ_ｍｉｎを評価関数Ｊとし（ステップＳ３２）、そのときの次数ｎ_１、ｎ_２を、次数最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎとして記憶する（ステップＳ３４）。
【００４５】
そして、カウンタｎ_２の値を１だけ進め（ステップＳ３６）、ステップＳ２０を実行する。以下、同様にしてステップＳ２２の判断がイエスになるまで（Ｔ_１＋Ｔ_２がＴ_ｔより大きくなるまで）、ステップＳ２０乃至Ｓ３６のループを繰り返す。ステップＳ２２の判断がイエスになると、Ｓ２４、Ｓ１４を実行して、新たな次数ｎ_１での遅延時間を求める。
【００４６】
この新たな遅延時間Ｔ_１が目標遅延時間Ｔ_ｔの１／２よりも大きいと、次数最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎを出力する（ステップＳ３８）。なお、遅延時間Ｔ_１が目標遅延時間Ｔ_ｔの１／２よりも大きくなると、最適化を終了するのは、フィルタ数を２としたからである。即ち、１つの最適解がｎ_１ｍｉｎ＝Ａ、ｎ_２ｍｉｎ＝Ｂとすると、ｎ_１ｍｉｎ＝Ｂ、ｎ_２ｍｉｎ＝Ａも同じく最適解となるはずであるので、Ａ、Ｂに必要な時間Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂのどちらか半分が必ず、目標遅延時間Ｔ_ｔの半分以下である。従って、Ｔ_１が目標遅延時間Ｔ_ｔの半分より大きくなるまで計算すれば充分である。
【００４７】
ステップＳ３８で出力された次数最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎに基づいて、図２に示すように２段の多重平均フィルタを構成する（ステップＳ４０）。
【００４８】
このように第１の実施の形態では、初段のフィルタの次数を或る次数として、後段のフィルタの次数を順次変更する。変更するごとに、評価関数Ｊを求め、それが今までの評価関数最適値Ｊ_ｍｉｎよりも小さくなると、これを新たな評価関数最適値Ｊ_ｍｉｎとして記憶し、そのときの次数ｎ_１、ｎ_２を、新たな次数の最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎとして記憶させる。さらにその時の後段のフィルタの次数ｎ_２を１つ進めた段階での遅延時間Ｔ_２と初段のフィルタの次数ｎ_１による遅延時間Ｔ_１との和である総合遅延時間Ｔが、目標遅延時間Ｔ_ｔを超えないなら、再度評価関数を求めて、上述したのと同様な処理を行う。総合遅延時間Ｔが目標遅延時間を超えるなら、初段のフィルタの次数ｎ_１を１つ進めて、新たな遅延時間Ｔ_１を求め、これが目標遅延時間Ｔ_ｔの１／２よりも大きければ、次数最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎを出力する。新たな遅延時間Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔ_ｔの１／２よりも小さければ、後段の次数ｎ_２を初期値ｎ_０として、上述したのと同様な処理を行う。
【００４９】
このように、各ノイズ周波数におけるフィルタの出力信号を加算した値である評価関数Ｊが最小であって、総合遅延時間Ｔが、目標遅延時間Ｔ_ｔよりも始めて大きくなったときのｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎを最適化された次数として出力している。
【００５０】
なお、数５において、各振幅Ｈ_１乃至Ｈ_３に対して適当な重みＷ_１乃至Ｗ_３をそれぞれ乗算することによって、個別のノイズ成分に対して或る程度の減衰率の余裕を与えることもできる。
【００５１】
第２の実施の形態を図５に示す。第２の実施の形態は、請求項３、４に対応するものである。この実施の形態では、評価関数が第１の実施の形態と異なる以外、第１の実施の形態と同様に構成されている。従って、図５に示すようにステップＳ１０からＳ２６までは、第１の実施の形態と同じ処理が行われる。
【００５２】
第２の実施の形態では、評価関数として、数１０に示したように、或る次数ｎ_１、ｎ_２における、例えばノイズ周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３での各フィルタの出力のうち最大値を用いている。即ち、最も減衰の効果が現れていない周波数でのフィルタの出力を評価関数としている。この最大値が今までの評価関数最適値Ｊ_ｍｉｎよりも小さければ、このときの次数ｎ_１、ｎ_２を新たな次数最適解ｎ_１ｍｉｎ、ｎ_２ｍｉｎとするものである。
【００５３】
そのため、ステップＳ２６に続いて、ノイズ周波数ｆ_１における２段のフィルタの出力Ｊ_１が、Ｇ_１１・Ｇ_２１・Ｈ_１として計算され、ノイズ周波数ｆ_２における２段のフィルタの出力Ｊ_２が、Ｇ_１２・Ｇ_２２・Ｈ_２として計算され、ノイズ周波数ｆ_３における２段のフィルタの出力Ｊ_３が、Ｇ_１３・Ｇ_２３・Ｈ_３として計算される（ステップＳ４１）。
【００５４】
次に、ステップＳ４２乃至Ｓ５４によって、Ｊ_１乃至Ｊ_３のうち最大値を求めている。まず評価関数Ｊの初期値を０とし（ステップＳ４２）、Ｊ_１が評価関数Ｊより大きいか判断し（ステップＳ４４）、大きければ、Ｊ_１を評価関数Ｊとする（ステップＳ４６）。Ｊ_１が評価関数Ｊより小さい場合、或いはステップＳ４６に続いて、Ｊ_２が評価関数Ｊより大きいか判断し（ステップＳ４８）、大きければ、Ｊ_２を評価関数Ｊとする（ステップＳ５０）。Ｊ_２が評価関数Ｊより小さい場合、或いはステップＳ５０に続いて、Ｊ_３が評価関数Ｊより大きいか判断し（ステップＳ５２）、大きければ、Ｊ_３を評価関数Ｊとする（ステップＳ５４）。これによって、評価関数Ｊは、Ｊ_１、Ｊ_２、Ｊ_３のうち最大値のものとなる。
【００５５】
ステップＳ５２において、Ｊ_３が評価関数Ｊより小さいと判断されるか、ステップＳ５４に続いて、ステップＳ３０乃至Ｓ３６が実行され、ステップＳ２０が実行される。
【００５６】
第３の実施の形態を図６及び図７を参照して説明する。第３の実施の形態は、請求項５、６に対応するものである。上述したように、例えばロードセルを用いた計重装置では、ロードセルの固有振動周波数に対応する振動成分の周波数と振幅は、計重装置に載荷される物品の重量によって変動する。例えば図７に示すように、或る物品が載荷されたとき、固有振動の周波数はｆ_３で、その振幅がＨ_３ａであったのに、異なる重量の物品が載荷されたとき、固有振動の周波数はｆ_３′に、その振幅はＨ_３ｂに変動する。但し、コンベヤ駆動モータやプーリ等の動的アンバランスによる振動成分の周波数、例えばｆ_１、ｆ_２及びその振幅Ｈ_１、Ｈ_２は、載荷される物品が変化しても、ほとんど変動しない。
【００５７】
そこで、計重装置の計重範囲全域にわたって全ての計重信号を同一のフィルタで処理しようとする場合、その計重範囲に対応する振動周波数範囲にわたっての減衰率を考慮した上で、多重移動平均フィルタの次数を配分することが望ましい。このような場合の評価関数は、数１１を参照して、数１２のようになる
【００５８】
【数１２】

【００５９】
数１２における第２項は数１１と同一である。第１項におけるＧ_１ｊ乃至Ｇ_ｐｊは、ｐ段のフィルタにおける各ノイズ周波数ｆ_ｊにおける減衰率、Ｈ_ｊは、各ノイズ周波数におけるノイズ成分のレベルである。この実施例の場合、ｐ＝２、ｊは１からｍ、但しｍ＝２である。
【００６０】
数１２における第１項は、計重装置の固有振動以外の振動成分についての各フィルタの出力の和を表したもので、図７（ｂ）の符号Ａの部分がこれに対応する。第２項は、計重装置の固有振動による振動成分に関する各フィルタの出力の和を表したもので、符号Ｂの部分がこれに対応する。第２項が設けられているので、特定のノイズ周波数における減衰のみを考慮するのではなく、固有振動周波数範囲全域にわたっての減衰の影響を考慮している。なお、第２項におけるｆ′_ｍｉｎ及びｆ′_ｍａｘは、ステップＳ６によって行った周波数分析に基づいて求められる。
【００６１】
そのため、図６に示すように、第１の実施の形態におけるステップＳ２６とＳ２８とが、ステップＳ５６、Ｓ５８に置換されている。ステップＳ５６では、ノイズ周波数ｆ_１、ｆ_２における各フィルタの減衰率Ｇ_１１、Ｇ_１２、Ｇ_２１、Ｇ_２２を計算する他に、固有振動周波数の変動範囲ｆ′_ｍｉｎからｆ′_ｍａｘにおける各フィルタの減衰率Ｇ′_１，１、・・・・Ｇ′_１，１０、Ｇ′_２，１、・・・・Ｇ′_２，１０を計算する。なお、この場合、固有振動周波数の変動幅が１０Ｈｚで、１Ｈｚごとに減衰率を求めている。また、ステップＳ５８では、評価関数Ｊとして数１３を算出している。但し、Ｈ′_１乃至Ｈ′_１０は、固有振動周波数の下限周波数ｆ′_ｍｉｎから上限周波数ｆ′_ｍａｘまでの１Ｈｚごとの振幅である。以下は、第１の実施の形態と同様に処理が行われる。
【００６２】
【数１３】

【００６３】
第４の実施の形態を図８に示す。この実施の形態は請求項７、８に対応するものである。この実施の形態は、各ノイズ成分の振幅の大きいものから順に多重移動平均フィルタの次数を配分するものである。そのため、図２におけるステップＳ８に代えて、図８に示すような処理が行われる。なお、この場合、周波数分析の結果、図４（ａ）に示すようにノイズ周波数ｆ_１乃至ｆ_３において、振幅Ｈ_１乃至Ｈ_３が検出されたとする。また、フィルタの段数は２段とする。
【００６４】
まず、ステップＳ６０乃至Ｓ７２において、各ノイズ成分のうち、振幅が最も大きいものと、その周波数とを検索する。即ち、最大振幅Ｈとして初期値０を記憶し（ステップＳ６０）、振幅Ｈ_１が最大振幅Ｈよりも大きいか判断する（ステップＳ６２）。大きければ、最大振幅Ｈとして振幅Ｈ_１を記憶させ、かつその振幅Ｈ_１に対応するノイズ周波数ｆ_１を最大振幅周波数ｆとして記憶させる（ステップＳ６４）。
【００６５】
ステップＳ６２において振幅Ｈ_１が最大振幅Ｈよりも小さいと判断されると、振幅Ｈ_２が最大振幅Ｈよりも大きいか判断する（ステップＳ６６）。大きければ、最大振幅Ｈとして振幅Ｈ_２を記憶させ、かつその振幅Ｈ_２に対応するノイズ周波数ｆ_２を最大振幅周波数ｆとして記憶させる（ステップＳ６８）。
【００６６】
ステップＳ６６において振幅Ｈ_２が最大振幅Ｈよりも小さいと判断されると、振幅Ｈ_３が最大振幅Ｈよりも大きいか判断する（ステップＳ７０）。大きければ、最大振幅Ｈとして振幅Ｈ_３を記憶させ、かつその振幅Ｈ_３に対応するノイズ周波数ｆ_３を最大振幅周波数ｆとして記憶させる（ステップＳ７２）。これによって、各ノイズ成分のうち最大振幅を持つものの、振幅と周波数とが検索される。
【００６７】
ステップＳ７０で振幅Ｈ_３が最大振幅Ｈよりも小さいと判断された場合、またはステップＳ７２に続いて、最大振幅周波数ｆがノッチ周波数となるように、初段のフィルタの次数ｎ_１を１／ｆ（Ｔ_ｓ）によって求める（ステップＳ７４）。次に、この次数ｎ_１における遅延時間Ｔ_１をｎ_１・Ｔ_ｓによって求める（ステップＳ７６）。
【００６８】
次に、この遅延時間Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔよりも大きいか判断する（ステップＳ７８）。遅延時間Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔよりも小さいと、後段のフィルタの次数ｎ_２を、（Ｔ−Ｔ_１）／Ｔ_ｓで求める（ステップＳ８０）。そして、次数ｎ_１、ｎ_２を出力する（ステップＳ８２）。ステップＳ７８において、遅延時間Ｔ_１が、目標遅延時間Ｔよりも大きいと判断されると、処理時間不足というメッセージを表示装置１４に表示して（ステップＳ８４）、終了する。
【００６９】
なお、この実施の形態では、フィルタの段数を２段としたので、最大振幅の周波数ｆを検索すると、直ちに、このｆをノッチ周波数とした場合の遅延時間Ｔ_１が目標遅延時間Ｔ_ｔよりも大きいか判断しているが、例えば３段の場合、２番目に大きい振幅の周波数をノッチ周波数とした場合の遅延時間を求め、両遅延時間の和が目標遅延時間Ｔ_ｔよりも小さいか判断し、小さければ、目標遅延時間Ｔ_ｔから両遅延時間を減算した時間をサンプリング時間Ｔ_Ｓで除算して、最終段の次数を決定すればよい。フィルタの段数がさらに増加した場合も同様である。
【００７０】
上記の各実施の形態では、フィルタの段数をいずれも２段としたが、３段以上の段数とすることもできる。また、第１乃至第３の実施の形態では、最適の次数ｎ_１、ｎ_２を決定するのに、いわゆる全ての解を列挙する列挙的手法を使用したが、これ以外にも、最適解或いは近似解を生成するためのアルゴリズムまたはルールを利用してただ１つの解を求める発見的手法や、列挙的手法と発見的手法との中間に位置する、可能領域の部分領域内を探索することによって近似解を探し出す探索的手法を使用してもよい。
【００７１】
【実施例】
本発明の第１及び第４の実施の形態において、数値シミュレーションを行った結果を示す。計重信号ｘ（ｋ）には、数１４で示すような振動成分が含まれているとする。
【００７２】
【数１４】

【００７３】
但し、ｋはサンプリングデータ数で１乃至１０００、Ｔ_ｓは０．００１秒である。この計重信号ｘ（ｋ）を図９に示す。
【００７４】
もし充分な計重信号の処理時間（総合遅延時間）が許されるなら、各振動周波数１５、２８、４３に対応する６７、３６、２３の次数を持った移動平均フィルタ３段を用いることによって振動成分を完全に減衰できる。
【００７５】
このような三重の移動平均フィルタを使用するためには、０．１２３秒の総合遅延時間が必要である。目標遅延時間を０．１秒として、フィルタ数を２とする。第１の実施の形態では、上記の場合、２つの移動平均フィルタの次数は３３と６７とになった。
【００７６】
また、第４の実施の形態の場合、振動成分の一番大きい振幅は２８Ｈｚの１．５であるので、２８Ｈｚに対する初段の移動平均フィルタの次数を３６と決め、残った信号処理時間によって２つ目の移動平均フィルタの次数を６４と決定する。このように次数を決定した第１の実施の形態と、第４の実施の形態に、計重信号ｘ（ｋ）を通過させた結果を、第１０図に示す。実線が第１の実施の形態、点線が第４の実施の形態である。第１の実施の形態と第４の実施の形態とでは、それぞれ１／１９０と１／８０の減衰率が得られた。このようにして次数を決定した場合でも、総合遅延時間を短くした上に、充分な減衰率が得られた。特に、第１の実施の形態では、顕著な減衰率を示している。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１または２記載の発明によれば、各フィルタの次数を種々に変更するたびに、各ノイズ周波数における、縦続接続フィルタの最終出力の総和（各ノイズ周波数全体における減衰の状態）を求めると共に、各フィルタにおける遅延時間の総和を求め、各最終出力の総和のうち最小（各ノイズ周波数全体における減衰の状態が最も良好なもの）に近く、かつ遅延時間の総和が予め定めた目標遅延時間に近い次数を選択している。従って、目標遅延時間に近い遅延時間でありながら、各ノイズ成分を大きく減衰することができる。
【００７８】
請求項３または４記載の発明によれば、各フィルタの次数を種々に変更するたびに、各ノイズ周波数と、そのピークレベルと、そのときの次数とに基づいて、各ノイズ周波数それぞれにおける各フィルタの出力のうち最大値（各次数における最も減衰が少ないノイズ周波数における減衰の状態）を求め、かつ各フィルタにおける遅延時間の総和を求め、各最大値のうち最小（各次数における最も減衰が少ないノイズ周波数における減衰の状態のうち、最も減衰の状態が良好なもの）に近く、かつ対応する遅延時間の総和が予め定めた目標遅延時間に近い次数を選択している。従って、目標遅延時間に近い遅延時間でありながら、各ノイズ成分を大きく減衰することができる。
【００７９】
請求項５または６記載の発明によれば、各フィルタの次数を種々に変更するごとに、ノイズ周波数の周波数変動範囲における、縦続接続されたフィルタの最終出力を求め、かつ各フィルタにおける遅延時間の総和を求め、各最終出力のうち最小値に近く、かつ対応する遅延時間の総和が予め定めた目標遅延時間に近い次数を決定している。従って、ノイズ周波数が、例えば計重される物品の重量に応じて変動するような場合でも、ノイズ成分を大きく減衰することができる。
【００８０】
請求項７または８記載の発明によれば、各ノイズ成分のうち最もレベルの大きいものを減衰させられる次数を、各フィルタのうち最終段以外のものに順に割り当て、これら次数の割り当てられた各フィルタでの総合遅延時間が、目標遅延時間よりも小さい場合、総合遅延時間と目標遅延時間との差に基づいて、最終段のフィルタに割り当てる次数を決定している。従って、大きなレベルのノイズ成分から順に大きく減衰することができる上に、総合遅延時間を目標遅延時間とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の主要部のフローチャートである。
【図２】同第１の実施の形態の概略フローチャートである。
【図３】同第１の実施の形態のブロック図である。
【図４】同第１の実施の形態における計重信号と或る次数におけるフィルタの周波数特性図である。
【図５】同第２の実施形態の主要部のフローチャートである。
【図６】同第３の実施の形態の主要部のフローチャートである。
【図７】同第３の実施の形態における計重信号と或る次数におけるフィルタの周波数特性図である。
【図８】同第４の実施の形態における主要部のフローチャートである。
【図９】同第１及び第４の形態によって次数を決定したフィルタへの入力信号と出力信号とを示す図である。
【符号の説明】
４ロードセル
８ＣＰＵ
１０メモリ
１２キーボード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for determining an optimal order for a filter that removes a noise component contained in a weighing signal generated by a weighing device.
[0002]
[Prior art]
Generally, a strain gauge type load cell, a force balance, and the like are known as a weighing device. The weighing signal of these weighing devices is not necessary in addition to the component that represents the true weight of the article due to the impact when the article is loaded on the weighing apparatus, the main vibration of the weighing apparatus, etc. The vibration component is also included.
[0003]
In order to remove such components, a multiple moving average filter may be used as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-21814. That is, a plurality of vibration components are removed by passing a weight signal through a plurality of cascaded moving average filters. The single-stage moving average filter has a notch frequency f (or an integer multiple thereof) when the order n is determined as shown in Equation (1).
[0004]
[Expression 1]

[0005]
However, T _s Is an A / D sampling time when the moving average filter is formed in a digital format. Further, the response delay time of the output of the filter in this case, that is, the delay time T is expressed by Equation 2.
[0006]
[Expression 2]

[0007]
Ideally, for example, when the weight signal includes n vibration components, the number of moving average filter stages is n, and the notch frequency of each moving average filter is set to the frequency of each of the n vibration components. Set. In this case, the total delay time is the sum of delay times generated in each moving average filter.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, since speeding up of weighing has been required, it is desired to complete weighing in as short a time as possible. Therefore, when the weight signal is filtered with respect to a plurality of vibration components by the same number of moving average filters as each vibration component, the allowable delay time is not always sufficient.
[0009]
For example, in the case of a weight sorter using a load cell, the weight signal includes vertical vibration of the load cell, vertical and roll vibration of the load cell, in addition to the DC component representing the weight. Furthermore, when the load cell is a weighing conveyor connected to the conveyor, in addition to the above-described vibration, various vibration components such as vibration due to the drive motor of the conveyor and vibration due to dynamic unbalance of the pulley are included. If these vibration components are removed by a plurality of moving average filters that match the frequency of these vibration components, respectively, the total delay time will be considerably large and meet the demand for faster weighing. I can't.
[0010]
It is an object of the present invention to configure a multiple moving average filter having a high attenuation effect with a certain delay time and a certain number of filter stages.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, frequency analysis of the weighing signal is performed, and the noise frequency f of the noise component is determined. _j (J = 1, 2,... M) and its peak level H _j (J = 1, 2,... M) are determined respectively. The orders of the respective filters in a plurality of stages are changed in various ways. For each change, the sum of the final outputs of the plurality of cascade-connected filters at each noise frequency is obtained based on each noise frequency, the peak level, and the order at that time. For example, the total sum J of the final output is expressed by Equation 3.
[0012]
[Equation 3]

[0013]
However, G _1j , G _2j ... G _pj Is the peak level H of the j-th stage filter. _j Is an attenuation rate corresponding to. These attenuation factors are, for example, G _1j In this case, if each filter is a moving average filter, it is expressed by Equation 4. However, n ₁ Is the order of the first filter. The attenuation factor of other filters is also of order n ₁ Is changed to an order corresponding to each filter.
[0014]
[Expression 4]

[0015]
For example, as shown in FIG. 4A, m = 3, that is, a weight signal having three peak levels is input to a moving average filter connected in cascade with p = 2, that is, two stages. The order n when the filter is ₁ The transfer function shown in FIG. 5B is obtained, and the second-stage filter has the order n at that time. ₂ When the transfer function as shown in FIG. 5C is obtained, J is expressed by Equation 5.
[0016]
[Equation 5]

[0017]
Each time the order of each filter is changed variously, the sum of delay times in each filter is obtained. For example, in the above example, the delay time T of the first-stage filter ₁ Is the delay time T of the second stage filter, for example, ₂ Is, for example, Equation (7), and the delay time of the third stage is obtained by Equation (8), and the total delay time T is expressed by Equation (9). T _s Is a sampling time of A / D conversion performed for input to each filter.
[0018]
[Formula 6]

[Expression 7]

[Equation 8]

[Equation 9]

[0019]
Thus, the final output total J and the total delay time T are obtained every time the order is changed. Then, the sum total J of the final outputs is close to the minimum, and the corresponding total sum T of the delay times is a predetermined target delay time T. _t The order close to is determined.
[0020]
In the second aspect of the invention, the frequency analysis means is a noise frequency of each noise component of the weight signal, for example, f. ₁ Thru f ₃ And peak level H at its noise frequency ₁ Thru H ₃ And determine each. The order designation means designates the order of each filter in various ways. Attenuation rate at the noise frequency of each filter in the order specified by the order specifying means, for example, G ₁₁ Thru G ₂₃ And the peak level H at the noise frequency ₁ Thru H ₃ The sum filter output characteristic calculation means obtains a sum filter output characteristic J which is the sum of the multiplication values of. The delay time calculation means obtains the total delay time T of the filters in the order designated by the order designation means. The order determining means determines an order in which each sum filter output characteristic is close to a minimum and the sum of the delay times is close to a predetermined target delay time.
[0021]
In the invention according to claim 3, the frequency analysis of the weight signal is performed, and the noise frequency of the noise component, for example, f ₁ Thru f ₃ And peak level H ₁ Thru H ₃ And determine each. Each time the order of each filter is changed variously, each noise frequency f ₁ Thru f ₃ And the above peak level H ₁ Thru H ₃ And the order at that time, for example n ₁ Thru n ₂ Based on the above, the maximum value J of the outputs of the filters at the noise frequencies _max For example, as shown in Equation 10.
[0022]
[Expression 10]

[0023]
Each time the order of each filter is changed, the total delay time T in each filter is obtained. This is obtained in the same manner as Equation 9. Each of the above maximum values J _max A target delay time T that is close to the minimum and corresponding to the total delay time T is predetermined. _t The order close to is determined.
[0024]
In the invention according to claim 4, the noise frequency of each noise component of the weight signal, for example, f ₁ Thru f ₃ And peak level H at its noise frequency ₁ Thru H ₃ Is determined by the frequency analysis means. The order designation means variously designates the order of each filter. Attenuation rate G at the noise frequency of each filter in the order specified by the order specifying means ₁₁ Thru G ₂₃ And the peak level H at this noise frequency ₁ Thru H ₃ The maximum value J among the outputs of the above filters, which is a multiplication value of _max Is obtained by the maximum value detecting means. The delay time calculating means obtains the total delay time T of each filter in the order specified by the order specifying means. A target delay time T which is close to the minimum among the maximum values and whose delay time total T is predetermined. _t The order determining means determines an order close to.
[0025]
According to the fifth aspect of the present invention, for example, when a load cell is used as a weighing device, a noise component corresponding to the natural frequency of the load cell is obtained depending on the weight of an article loaded on the load cell, for example, as shown in FIG. For example, the noise frequency is f ₃ , F ₃ 'And the peak level is H _3a , H _3b Even if they change, the same filter is used to deal with them. Also in this invention, frequency analysis of the weighing signal is performed. Each time the order of each filter is changed variously, the frequency variation range of the noise frequency, for example, f ′ _min To f ' _max Based on each noise level in the fluctuation range and the order at that time, the final output J of each filter in the frequency fluctuation range is obtained by, for example, Expression 11.
[0026]
[Expression 11]

[0027]
However, H (f ′) is the level of the vibration component corresponding to the natural vibration frequency f ′, for example, f ′ in FIG. _min To f ' _max Each level in the range, G ₁ (F ') to G _p Is the order n assigned to each filter at some point ₁ Thru n _p For example, the damping rate at the natural vibration frequency f ′ of the moving average filter.
[0028]
Each time the order of each filter is changed, the total delay time T in each filter is obtained. Among the final outputs J, a target delay time T that is close to the minimum value and the corresponding total delay time T is a predetermined target delay time T. _t The order close to is determined.
[0029]
The invention described in claim 6 is also the case where the frequency and peak level of the noise component fluctuate, as in the invention described in claim 5. According to the sixth aspect of the invention, the frequency analysis means performs frequency analysis of the weight signal. The order designation means variously designates the order of each filter. In the order specified by the order specifying means, the frequency variation range f ′ of the noise frequency _min To f ' _max Based on the noise level in the fluctuation range, the final output calculating means obtains the final output J of each filter in the frequency fluctuation range. The total delay time calculating means obtains the total delay time T in the respective filters in the order specified by the order specifying means. The order determining means determines an order that is close to the minimum value among the final outputs, and whose corresponding total delay time T is close to a predetermined target delay time.
[0030]
In the invention according to claim 7, the frequency analysis of the weight signal is performed, and the noise frequency of n noise components (n is a positive integer of 2 or more), for example, f ₁ Thru f ₃ And peak level H ₁ Thru H ₃ And determine each. m (m is a positive integer greater than or equal to 2 and smaller than n), for example, among the two-stage filters, the maximum is 1 to (m−1) stages of filters, for example, the first-stage filter. Noise frequency H corresponding to the peak level of the maximum value, for example, (m−1) in order from ₂ The order n ₁ To decide. (M−1) orders n determined above ₁ Delay time T ₁ To decide. The sum T of the determined (m−1) delay times ₁ Is the target delay time T _t When smaller than the target delay time T _t And the above determined (m−1) delay time sum, the order n of the mth filter ₂ To decide.
[0031]
In the invention according to claim 8, the noise frequency of n noise components (n is a positive integer of 2 or more) included in the weight signal, for example, f ₁ Thru f ₃ And peak level H ₁ Thru H ₃ Are analyzed by the frequency analysis means. (M-1) peak levels in order from the maximum for each peak level, for example, the maximum value H ₂ And (m−1) noise frequencies, eg, f, corresponding to the searched peak levels. ₂ Is retrieved by the retrieval means. The (m-1) noise frequencies f searched above. ₂ Are blocked by (m−1) filters, respectively. ₁ Is determined by the order determining means. (M−1) orders n determined above ₁ Delay time T ₁ And the sum T ₁ Is obtained by the delay time calculating means. Sum T of the calculated delay times ₁ Is the target delay time T _t Is smaller than the sum T of the calculated delay times T ₁ And the target delay time T _t The order determining means determines the order of the m-th filter based on the difference between.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show a first embodiment. The first embodiment corresponds to the invention described in

claims

1 and 2. In this embodiment, as shown in FIG. 3, for example, a weighing signal provided from the weighing conveyor 2, for example, a weighing signal from the load cell 4 is converted into a digital weighing signal by the A / D converter 6. And input to the CPU 8. The CPU 8 is accompanied by a memory 10, a keyboard 12 and a display device 14. The CPU 8 functions as a digital filter for filtering the digital weighing signal, for example, a multiple moving average filter. Further, the CPU 8 determines each order of the multiple moving average filter by using a predetermined number of stages p and a predetermined target delay time T. _t As a premise, it also functions as an optimally determined device.
[0033]
As shown in FIG. 3, the CPU 8 causes the target delay time T by the operation of the keyboard 12. _t , Number p of moving average filter, sampling time T in A / D converter 6 _s The sampling data number N is input (step S2). The number N of sampling data represents the number of sampling data of the digital weight signal input to the CPU 8 in order to determine the order.
[0034]
Then, N continuous digital weighing signals obtained when an appropriate article is loaded on the weighing conveyor 2 are input to the CPU 8 (step S4).
[0035]
Next, frequency analysis, for example, FFT is performed on these N digital weight signals, and the noise frequency and the level (amplitude) of these weight signals are detected. For example, the result shown in FIG. obtain. In FIG. 4 (a), f ₁ , F ₂ , F ₃ Represents a noise component included in the digital weight signal, for example, a noise frequency of a vibration component, and H ₁ , H ₂ , H ₃ Represents the peak level of the noise component at each noise frequency.
[0036]
Then, the order is distributed by the combination optimization method (step S8). That is, while sequentially changing the order of the two-stage filter, using the noise frequency and the peak level obtained in step S6, the sum at the final output of the two-stage filter at each noise frequency is obtained as an evaluation function. Is the minimum value and the total delay time is the target delay time T _t Find the order close to.
[0037]
More specifically, as shown in FIG. 1, an area J for storing the optimum solution of the evaluation function is stored. _min The initial value is a value that cannot be generated at the minimum value, for example, 10000, and the optimum order solution region n for storing the optimum order of the first-stage filter. _{1 min} And the optimal order solution region n for storing the optimal order of the subsequent filter _2min Are set to 0 as initial values (step S10).
[0038]
Next, a counter n that functions as an order designating means for designating the order of the first-stage filter ₁ N ₀ ・ T _s Is set to 0.001 seconds, for example, 10 (step S12). This counter n ₁ The initial value of may be 1, but n ₀ In the following values, the damping effect on the vibration component is small, and it is considered meaningless to calculate, so in order to reduce the time required for optimization, n ₀ It is as.
[0039]
And the order n ₁ Delay time T ₁ N ₁ ・ T _s (Step S14). Next, the delay time T ₁ Is the target delay time T _t It is judged whether it is larger than 1/2 (step S16). If this determination is NO, a counter n that specifies the order of the subsequent filter ₂ The initial value of n ₀ (Step S18). Where counter n ₂ The initial value of n ₀ The counter n ₁ The initial value of n ₀ For the same reason as above. Counter n ₁ , N ₂ The initial values of can be the same value or different values.
[0040]
Then, the delay time T in the subsequent filter ₂ N ₂ ・ T _s (Step S20). Delay time T ₁ And T ₂ The total delay time that is the sum of and the target delay time T _t It is judged whether it is larger than (step S22). If this judgment is yes, the counter n ₁ Is increased by 1 (step S24), and the process returns to step S14.
[0041]
If the determination in step S22 is no, the noise frequency f ₁ Filter attenuation factor G ₁₁ , Noise frequency f ₂ Filter attenuation factor G ₁₂ , Noise frequency f ₃ Filter attenuation factor G ₁₃ , Noise frequency f ₁ Attenuation factor G of the latter stage filter at ₂₁ , Noise frequency f ₂ The filter attenuation G ₂₂ , Noise frequency f ₃ The filter attenuation G ₂₃ Is obtained (step S26).
[0042]
These attenuation factors G ₁₁ Thru G ₁₃ Is obtained by changing the subscript j in Equation 4 to 1 to 3, and the attenuation rate G ₂₁ Thru G ₂₃ Is subscript 1j in Equation 4 is 2j, and order n ₁ Is the order n ₂ And subscript j is changed to 1 to 3. These G ₁₁ Thru G ₂₃ An example is shown in FIGS. 4B and 4C.
[0043]
Next, an evaluation function J is obtained (step S28). This evaluation function J is obtained by Equation 5. This is the order n ₁ , N ₂ When a digital weight signal as a sample is input to the two-stage filter, the noise frequency f ₁ , F ₂ , F ₃ Are obtained by adding outputs respectively obtained from the two-stage filters. This evaluation function J is the optimal solution J of the evaluation function. _min It is judged whether it is smaller than (step S30).
[0044]
If this judgment is yes, the optimal solution J of the evaluation function _min Is an evaluation function J (step S32), and the order n at that time ₁ , N ₂ Is the optimal solution n _{1 min} , N _2min (Step S34).
[0045]
And counter n ₂ Is advanced by 1 (step S36), and step S20 is executed. Hereinafter, until the determination in step S22 is YES (T ₁ + T ₂ Is T _t The loop of steps S20 to S36 is repeated. If the determination in step S22 is yes, S24 and S14 are executed, and a new order n ₁ Find the delay time at.
[0046]
This new delay time T ₁ Is the target delay time T _t Greater than ½ of the order optimal solution n _{1 min} , N _2min Is output (step S38). The delay time T ₁ Is the target delay time T _t The reason why the optimization is terminated when the value is larger than ½ is that the number of filters is two. That is, one optimal solution is n _{1 min} = A, n _2min = B, n _{1 min} = B, n _2min = A should be an optimal solution as well, so the time T required for A and B _A , T _B Either half is always the target delay time T _t Less than half. Therefore, T ₁ Is the target delay time T _t It is sufficient to calculate until it becomes larger than half of the above.
[0047]
Order optimal solution n output in step S38 _{1 min} , N _2min Based on the above, a two-stage multiple average filter is constructed as shown in FIG. 2 (step S40).
[0048]
As described above, in the first embodiment, the order of the first-stage filter is set as a certain order, and the order of the subsequent-stage filter is sequentially changed. Each time the value is changed, the evaluation function J is obtained, which is the evaluation function optimum value J so far. _min Is smaller than the new evaluation function optimum value J _min And the order n at that time ₁ , N ₂ To the optimal solution n of the new order _{1 min} , N _2min Remember as. Further, the order n of the subsequent filter at that time ₂ Delay time T at the stage where one is advanced ₂ And the order n of the first stage filter ₁ Delay time T due to ₁ The total delay time T, which is the sum of and the target delay time T _t If it does not exceed, the evaluation function is obtained again and the same processing as described above is performed. If the total delay time T exceeds the target delay time, the order n of the first stage filter ₁ To advance a new delay time T ₁ This is the target delay time T _t Is greater than ½ of the order optimal solution n _{1 min} , N _2min Is output. New delay time T ₁ Is the target delay time T _t Less than half of the ₂ Is the initial value n ₀ As described above, the same processing as described above is performed.
[0049]
Thus, the evaluation function J, which is a value obtained by adding the output signals of the filters at the respective noise frequencies, is minimum, and the total delay time T is equal to the target delay time T. _t N when first getting bigger than _{1 min} , N _2min Is output as an optimized order.
[0050]
In Equation 5, each amplitude H ₁ Thru H ₃ Suitable weight W for ₁ Thru W ₃ By multiplying each of them, it is possible to give a certain degree of attenuation rate margin to the individual noise components.
[0051]
A second embodiment is shown in FIG. The second embodiment corresponds to claims 3 and 4. In this embodiment, the evaluation function is the same as that of the first embodiment except that the evaluation function is different from that of the first embodiment. Therefore, as shown in FIG. 5, the same processing as in the first embodiment is performed from step S10 to S26.
[0052]
In the second embodiment, as an evaluation function, as shown in Equation 10, a certain order n ₁ , N ₂ For example, the noise frequency f ₁ , F ₂ , F ₃ The maximum value is used among the outputs of each filter. That is, the output of the filter at the frequency where the attenuation effect does not appear the most is used as the evaluation function. This maximum value is the evaluation function optimum J _min If it is smaller than the order n at this time ₁ , N ₂ Is the new optimal solution n _{1 min} , N _2min It is what.
[0053]
Therefore, following step S26, the noise frequency f ₁ The output J of the two-stage filter at ₁ But G ₁₁ ・ G ₂₁ ・ H ₁ And the noise frequency f ₂ The output J of the two-stage filter at ₂ But G ₁₂ ・ G ₂₂ ・ H ₂ And the noise frequency f ₃ The output J of the two-stage filter at ₃ But G ₁₃ ・ G ₂₃ ・ H ₃ (Step S41).
[0054]
Next, in steps S42 to S54, J ₁ Thru J ₃ The maximum value is obtained. First, the initial value of the evaluation function J is set to 0 (step S42). ₁ Is greater than the evaluation function J (step S44). ₁ Is an evaluation function J (step S46). J ₁ Is smaller than the evaluation function J, or following step S46, J ₂ Is greater than the evaluation function J (step S48). ₂ Is an evaluation function J (step S50). J ₂ Is smaller than the evaluation function J, or following step S50, J ₃ Is greater than the evaluation function J (step S52). ₃ Is an evaluation function J (step S54). As a result, the evaluation function J becomes J ₁ , J ₂ , J ₃ Of the maximum value.
[0055]
In step S52, J ₃ Is determined to be smaller than the evaluation function J or, following step S54, steps S30 to S36 are executed, and step S20 is executed.
[0056]
A third embodiment will be described with reference to FIGS. The third embodiment corresponds to claims 5 and 6. As described above, for example, in a weighing device using a load cell, the frequency and amplitude of the vibration component corresponding to the natural vibration frequency of the load cell vary depending on the weight of the article loaded on the weighing device. For example, as shown in FIG. 7, when a certain article is loaded, the frequency of the natural vibration is f. ₃ And its amplitude is H _3a However, when an article with a different weight is loaded, the frequency of the natural vibration is f ₃ ', The amplitude is H _3b Fluctuates. However, the frequency of the vibration component due to dynamic unbalance of the conveyor drive motor, pulley, etc., for example, f ₁ , F ₂ And its amplitude H ₁ , H ₂ Does not fluctuate even when the loaded article changes.
[0057]
Therefore, when all weight signals are to be processed with the same filter over the entire weighing range of the weighing device, multiple moving averages are taken into account after considering the attenuation rate over the vibration frequency range corresponding to the weighing range. It is desirable to distribute the filter order. The evaluation function in such a case is as shown in Equation 12 with reference to Equation 11.
[0058]
[Expression 12]

[0059]
The second term in Equation 12 is the same as in Equation 11. G in the first term _1j Thru G _pj Is the noise frequency f in the p-stage filter. _j Attenuation rate at H, H _j Is the level of the noise component at each noise frequency. In this embodiment, p = 2, j is 1 to m, where m = 2.
[0060]
The first term in Equation 12 represents the sum of the outputs of the filters for the vibration components other than the natural vibration of the weigher, and the portion indicated by the symbol A in FIG. 7B corresponds to this. The second term represents the sum of the output of each filter related to the vibration component due to the natural vibration of the weighing device, and the part of the symbol B corresponds to this. Since the second term is provided, not only the attenuation at a specific noise frequency is considered, but the influence of the attenuation over the entire natural vibration frequency range is considered. Note that f ′ in the second term _min And f ′ _max Is obtained based on the frequency analysis performed in step S6.
[0061]
Therefore, as shown in FIG. 6, steps S26 and S28 in the first embodiment are replaced with steps S56 and S58. In step S56, the noise frequency f ₁ , F ₂ Attenuation factor G of each filter at ₁₁ , G ₁₂ , G ₂₁ , G ₂₂ In addition to calculating the fluctuation range f ′ of the natural vibration frequency. _min To f ' _max Attenuation factor G ′ of each filter _1,1 ... G ' _1,10 , G ' _2,1 ... G ' _2,10 Calculate In this case, the fluctuation range of the natural vibration frequency is 10 Hz, and the attenuation rate is obtained every 1 Hz. In step S58, Equation 13 is calculated as the evaluation function J. However, H ' ₁ To H ' ₁₀ Is the lower limit frequency f ′ of the natural vibration frequency. _min To the upper limit frequency f ′ _max It is an amplitude for every 1 Hz. In the following, processing is performed as in the first embodiment.
[0062]
[Formula 13]

[0063]
A fourth embodiment is shown in FIG. This embodiment corresponds to claims 7 and 8. In this embodiment, the order of the multiple moving average filter is distributed in descending order of the amplitude of each noise component. Therefore, processing shown in FIG. 8 is performed instead of step S8 in FIG. In this case, as a result of the frequency analysis, as shown in FIG. ₁ Thru f ₃ In the amplitude H ₁ Thru H ₃ Is detected. The number of filter stages is two.
[0064]
First, in steps S60 to S72, the noise component having the largest amplitude and its frequency are searched for. That is, the initial value 0 is stored as the maximum amplitude H (step S60), and the amplitude H ₁ Is greater than the maximum amplitude H (step S62). If it is larger, the amplitude H is set as the maximum amplitude H. ₁ And its amplitude H ₁ The noise frequency f corresponding to ₁ Is stored as the maximum amplitude frequency f (step S64).
[0065]
In step S62, the amplitude H ₁ Is determined to be smaller than the maximum amplitude H, the amplitude H ₂ Is greater than the maximum amplitude H (step S66). If it is larger, the amplitude H is set as the maximum amplitude H. ₂ And its amplitude H ₂ The noise frequency f corresponding to ₂ Is stored as the maximum amplitude frequency f (step S68).
[0066]
In step S66, the amplitude H ₂ Is determined to be smaller than the maximum amplitude H, the amplitude H ₃ Is larger than the maximum amplitude H (step S70). If it is larger, the amplitude H is set as the maximum amplitude H. ₃ And its amplitude H ₃ The noise frequency f corresponding to ₃ Is stored as the maximum amplitude frequency f (step S72). As a result, the amplitude and frequency of the noise component having the maximum amplitude are searched.
[0067]
In step S70, the amplitude H ₃ Is determined to be smaller than the maximum amplitude H, or following step S72, the order n of the first-stage filter is set so that the maximum amplitude frequency f becomes the notch frequency. ₁ 1 / f (T _s ) (Step S74). Next, this order n ₁ Delay time T ₁ N ₁ ・ T _s (Step S76).
[0068]
Next, this delay time T ₁ Is larger than the target delay time T (step S78). Delay time T ₁ Is smaller than the target delay time T, the order n of the subsequent filter ₂ (TT ₁ ) / T _s (Step S80). And the order n ₁ , N ₂ Is output (step S82). In step S78, the delay time T ₁ However, if it is determined that it is longer than the target delay time T, a message indicating that the processing time is insufficient is displayed on the display device 14 (step S84), and the process is terminated.
[0069]
In this embodiment, since the number of filter stages is two, when the frequency f having the maximum amplitude is searched, the delay time T when f is the notch frequency is immediately detected. ₁ Is the target delay time T _t For example, in the case of three stages, the delay time when the frequency having the second largest amplitude is the notch frequency is obtained, and the sum of both delay times is the target delay time T. _t If it is smaller, the target delay time T is determined. _t The time obtained by subtracting both delay times from the sampling time T _S Divide by to determine the order of the final stage. The same applies when the number of filter stages is further increased.
[0070]
In each of the above-described embodiments, the number of filter stages is two, but it may be three or more. In the first to third embodiments, the optimal order n ₁ , N ₂ The so-called enumerated method of enumerating all the solutions was used to determine the solution, but in addition to this, the discovery of finding a single solution using an algorithm or rule for generating an optimal solution or approximate solution An exploratory method for searching for an approximate solution by searching in a partial region of a possible region located between an enumerated method and a heuristic method may be used.
[0071]
【Example】
In the 1st and 4th embodiment of the present invention, the result of having performed numerical simulation is shown. It is assumed that the weight signal x (k) includes a vibration component as shown in Equation 14.
[0072]
[Expression 14]

[0073]
Where k is the number of sampling data 1 to 1000, T _s Is 0.001 seconds. This weight signal x (k) is shown in FIG.
[0074]
If sufficient weighing signal processing time (total delay time) is allowed, vibration is achieved by using three stages of moving average filters with orders of 67, 36, 23 corresponding to the respective vibration frequencies 15, 28, 43. The component can be completely attenuated.
[0075]
In order to use such a triple moving average filter, a total delay time of 0.123 seconds is required. The target delay time is 0.1 seconds and the number of filters is 2. In the first embodiment, the orders of the two moving average filters are 33 and 67 in the above case.
[0076]
In the case of the fourth embodiment, since the largest amplitude of the vibration component is 1.5 of 28 Hz, the order of the moving average filter of the first stage with respect to 28 Hz is determined to be 36, and two depending on the remaining signal processing time. The order of the moving average filter of the eyes is determined to be 64. FIG. 10 shows the result of passing the weighing signal x (k) in the first embodiment and the fourth embodiment in which the order is determined in this way. The solid line is the first embodiment, and the dotted line is the fourth embodiment. In the first embodiment and the fourth embodiment, 1/190 and 1/80 attenuation factors were obtained, respectively. Even when the order was determined in this way, a sufficient attenuation rate was obtained while shortening the total delay time. In particular, the first embodiment shows a significant attenuation rate.
[0077]
【The invention's effect】
According to the first or second aspect of the invention, each time the order of each filter is changed variously, the sum of the final outputs of the cascaded filters at each noise frequency (attenuation state at each noise frequency) is obtained. The sum of the delay times in each filter is obtained, the sum of the final outputs is close to the minimum (the one with the best attenuation state in each noise frequency), and the sum of the delay times is equal to the predetermined target delay time. A close order is selected. Accordingly, each noise component can be greatly attenuated while the delay time is close to the target delay time.
[0078]
According to the third or fourth aspect of the invention, each time the order of each filter is changed variously, each filter at each noise frequency is based on each noise frequency, its peak level, and the order at that time. The maximum value (state of attenuation at the noise frequency with the least attenuation in each order) is obtained, and the sum of the delay times in each filter is obtained, and the minimum (noise with the least attenuation in each order) of each maximum value is obtained. Among the attenuation states at the frequency, the order that is close to the one with the best attenuation state) and the sum of the corresponding delay times is close to a predetermined target delay time is selected. Accordingly, each noise component can be greatly attenuated while the delay time is close to the target delay time.
[0079]
According to the invention described in claim 5 or 6, each time the order of each filter is changed variously, the final output of the cascade-connected filter in the frequency variation range of the noise frequency is obtained, and the delay time in each filter is determined. The sum is obtained, and the order close to the minimum value among the final outputs and the sum of the corresponding delay times is close to a predetermined target delay time is determined. Therefore, the noise component can be greatly attenuated even when the noise frequency varies depending on, for example, the weight of the article to be weighed.
[0080]
According to the seventh or eighth aspect of the present invention, the order capable of attenuating the noise component having the highest level among the noise components is sequentially assigned to the filters other than the final stage, and the filters to which these orders are assigned are sequentially assigned. When the total delay time at is smaller than the target delay time, the order to be assigned to the final stage filter is determined based on the difference between the total delay time and the target delay time. Accordingly, it is possible to attenuate the noise components in order from a large level, and to set the total delay time as the target delay time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a main part of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic flowchart of the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of the first embodiment;
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of a weight signal and a filter at a certain order in the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of the main part of the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of the main part of the third embodiment.
FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of a weight signal and a filter at a certain order in the third embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of main parts in the fourth embodiment;
FIG. 9 is a diagram showing an input signal and an output signal to a filter whose order is determined according to the first and fourth embodiments.
[Explanation of symbols]
4 Load cell
8 CPU
10 memory
12 Keyboard

Claims

Each of a plurality of filters cascaded in a predetermined number of stages, which is a weighing signal from the weighing means and is supplied with the weighing signal including noise components having peaks at a plurality of noise frequencies. A method for determining the order,
Performing a frequency analysis of the weighing signal and determining the noise frequency and the peak level of the noise component,
Each time the order of each filter is changed variously, the sum of the final outputs of the plurality of cascaded filters at each noise frequency is calculated based on each noise frequency, the peak level, and the order at that time. Obtaining the total sum of the delay times in each of the filters, each time the order of each filter is determined and variously changed;
Determining an order that is close to the minimum of the total sum of the final outputs and in which the corresponding sum of the delay times is close to a predetermined target delay time;
A method for determining the order of a filter.

Each of a plurality of filters cascade-connected to a predetermined number of stages, which is a weighing signal from the weighing means and is supplied with the weighing signal including noise components having peaks at a plurality of noise frequencies. A device for determining the order,
A frequency analysis means for determining a noise frequency of each noise component of the weighing signal and a peak level at the noise frequency;
Order specifying means for variously specifying the order of each filter;
Means for obtaining a sum filter output characteristic that is a sum of respective multiplication values of the attenuation rate at the noise frequency of each filter in the order designated by the order designation means and a peak level at the noise frequency;
A delay time calculating means for obtaining a sum of delay times of the respective filters in the order specified by the order specifying means;
Order determining means for determining an order in which each sum filter output characteristic is close to a minimum and the sum of the delay times is close to a predetermined target delay time;
A filter order determining device.

Each of a plurality of filters cascade-connected to a predetermined number of stages, which is a weighing signal from the weighing means and is supplied with the weighing signal including noise components having peaks at a plurality of noise frequencies. A method for determining the order,
Performing a frequency analysis of the weighing signal and determining the noise frequency and the peak level of the noise component,
Each time the order of each filter is changed variously, a maximum value is obtained from the outputs of the filters at the noise frequencies based on the noise frequencies, the peak level, and the order at that time, and Each time the order of each filter is changed variously, the step of calculating the total delay time in each filter,
Determining an order that is close to the minimum of the maximum values and in which the sum of the corresponding delay times is close to a predetermined target delay time;
A method for determining the order of a filter.

Each of a plurality of filters cascaded in a predetermined number of stages, which is a weighing signal from the weighing means and is supplied with the weighing signal including noise components having peaks at a plurality of noise frequencies. A device for determining the order,
A frequency analysis means for determining a noise frequency of each noise component of the weighing signal and a peak level at the noise frequency;
Order specifying means for variously specifying the order of each filter;
Means for obtaining a maximum value among the outputs of the filters, which is a multiplication value of the attenuation rate at the noise frequency of each filter in the order specified by the order specifying means, and a peak level at the noise frequency;
A delay time calculating means for obtaining a sum of delay times of the respective filters in the order specified by the order specifying means;
Order determining means for determining an order that is close to the minimum of the maximum values and in which the sum of the delay times is close to a predetermined target delay time;
A filter order determining device.

A weighing signal from the weighing means, which has at least one noise component having a peak level at the noise frequency, and is cascaded in a predetermined number of stages to which the weighing signal whose noise frequency varies at least is supplied. A method for determining the order of each of a plurality of connected filters,
Performing a frequency analysis of the weighing signal;
Each time the order of each filter is changed variously, the cascade connection in the frequency fluctuation range is made based on the frequency fluctuation range of the noise frequency, each noise level in the fluctuation range, and the order at that time. Obtaining a final output of the filter, and obtaining a total sum of delay times in each filter each time the order of each filter is changed variously;
Determining an order that is close to a minimum value among the final outputs and in which the corresponding sum of the delay times is close to a predetermined target delay time;
A method for determining the order of a filter.

A weighing signal from the weighing means, which has at least one noise component having a peak level at the noise frequency and is cascaded in a predetermined number of stages to which the weighing signal at which the noise frequency varies at least is supplied. An apparatus for determining the order of each of a plurality of connected filters,
Means for performing frequency analysis of the weighing signal and determining a fluctuation range of the noise frequency;
Order specifying means for variously specifying the order of each filter;
Means for obtaining a final output of each filter in the frequency fluctuation range based on the frequency fluctuation range of the noise frequency and each noise level in the fluctuation range in the order specified by the order specifying means;
Means for calculating a sum of delay times in the respective filters in the order specified by the order specifying means;
Means for determining an order that is close to a minimum value among the final outputs and in which the sum of the corresponding delay times is close to a predetermined target delay time;
A filter order determining device.

A weighing signal from the weighing means, the weighing signal including a noise component having a peak at n (n is a positive integer of 2 or more) noise frequencies is supplied, m (m Is a positive integer greater than or equal to 2 and less than n) for determining the order of each of the cascaded filters.
Performing a frequency analysis of the weighing signal and determining the noise frequency and the peak level of the n noise components,
Determining the order of blocking noise frequencies corresponding to the (m−1) peak levels in order from the largest for each of the filters from 1 to (m−1) stages;
Determining a delay time in the determined (m−1) orders;
When the determined sum of the (m−1) delay times is smaller than the target delay time, the m th difference is determined by the difference between the target delay time and the determined (m−1) delay times. Determining the order of the filter,
A method for determining the order of a filter.

A weighing signal from the weighing means, the weighing signal including a noise component having a peak at n (n is a positive integer of 2 or more) noise frequencies is supplied, m (m Is a positive integer greater than or equal to 2 and less than n) and determines the order of each filter cascaded in stages,
Frequency analysis means for analyzing the noise frequency and the peak level of the n noise components included in the weighing signal, respectively.
Retrieval means for retrieving (m−1) peak levels in order from the maximum for each peak level and retrieving (m−1) noise frequencies corresponding to the retrieved peak levels. When,
Means for determining orders in which the searched (m−1) noise frequencies are blocked by (m−1) filters, respectively;
A delay time calculating means for calculating a delay time in the determined (m−1) orders and obtaining a sum thereof;
Means for determining the order of the mth filter based on the difference between the calculated delay time sum and the target delay time when the calculated delay time sum is smaller than the target delay time; A filter order determining device.