JP6512123B2 - 信号処理装置、信号処理装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、計量装置から受信した測定データをフィルタリングして制御装置に転送する信号処理装置等に関する。

計量装置等の産業機械に取り付けられたセンサが検出した物理量を当該センサから取得し、取得した検出信号に対し信号処理を施し、当該産業機械を制御する制御装置に転送する信号処理装置が知られている。このような信号処理装置では、センサから取得したアナログ信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して制御装置に転送している。また、信号処理装置は、デジタルフィルタによって、デジタル信号からノイズを除去して制御装置に送信している。

この信号処理装置を含む制御システムでは、計量装置が計量する計量対象物（一般に、ワークと呼ばれる）が様々であり、計量対象物に応じて生じるノイズにも違いが生じる。したがって、信号処理装置において除去すべきノイズは必ずしも一様ではなく、計量対象物に応じて、その都度、除去すべきノイズの周波数を設定する必要がある。

なお、例えば、特許文献１には、計量装置において、モータの回転数信号を基本周波数とし、これに倍率を乗算して求めた特定周波数の振幅を用いて、異常状態の発生を判定する技術が開示されている。この技術によれば、モータの回転数信号を用いて異常状態の判定を行うことができるので、計量対象物が変更されても容易に異常状態を判定できることになる。

特開２０１４−１５３２３４号公報（２０１４年８月２５日公開）

除去するノイズの周波数を決定するために信号を取得する場合、サンプリング周波数は高いものとなる可能性が高い。測定したい周波数の２倍以上の周波数でサンプリングしないと低周期の別の振動が発生し、これがさらなるノイズとなってしまうためである。

したがって、例えば、機械の振動のように高い周波数の振動をサンプリングするためには、サンプリング周波数を相当高くする必要がある。しかし、サンプリング周波数を高くしてサンプリングを行い、これを記録する場合、データ量が大きくなるため、必要なメモリを確保することが困難となる。

前述した従来技術では、サンプリング周波数を高く設定した場合におけるメモリの容量の問題については特に言及されておらず、前記の問題を解決することはできない。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、除去するノイズを決定するために必要なサンプリング周波数が高くなっても、必要とするメモリ容量を増大させずにサンプリングしてフィルタパラメータを決定することができる信号処理装置等を実現することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る信号処理装置は、センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置において、前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記時系列信号を周波数に応じてフィルタリングするフィルタ部と、前記フィルタ部がフィルタリングした前記時系列信号を前記制御装置に転送する転送部と、予め指定された区間である指定区間における前記時系列信号を周波数解析して前記フィルタ部のフィルタパラメータを決定するフィルタパラメータ決定部と、を備え、前記フィルタ部は、前記フィルタパラメータ決定部が決定した前記フィルタパラメータを用いて前記フィルタリングを実行することを特徴としている。

前記の構成によれば、指定区間におけるセンサからの時系列の信号を用いてフィルタパラメータを決定することができるので、ノイズ部分等を除いた適切な信号を用いてフィルタパラメータを決定することができる。

また、フィルタパラメータを適切に決定するためには、信号を取得する周期（サンプリング周波数）を高く設定する必要があるが、サンプリング周波数を高めるとデータ量が大きくなってしまう。前記の構成によれば、信号を取得する区間が指定されるので、区間を指定せずに時系列の信号を取得する場合と比較してデータ量を抑制することができ、処理負荷を軽減することができる。

本発明に係る信号処理装置は、前記指定区間の指定をユーザから受け付ける指定受付部を備える外部装置に対し、前記センサからの時系列の信号を示すセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、前記センサデータに基づいて指定された前記指定区間を前記外部装置から取得する指定区間取得部と、を備え、前記フィルタパラメータ決定部は、前記指定区間取得部が取得した指定区間における前記時系列信号を用いて前記フィルタパラメータを決定するものであってもよい。

前記の構成によれば、指定区間を指定することができるので、ユーザ所望の区間を指定区間とすることができる。よって、ノイズ部分等を適切に排除した区間を指定区間とすることができる。これにより、フィルタパラメータを適切に決定することができる。

本発明に係る信号処理装置では、前記フィルタパラメータ決定部は、前記制御装置によって指定された前記指定区間における前記時系列信号を用いて前記フィルタパラメータを決定するものであってもよい。

前記の構成によれば、制御装置によって指定区間を指定することができる。よって、ノイズ区間を除く区間を指定区間として、予め制御装置に格納しておけば、制御装置の指示により、適切な指定区間における時系列の信号を用いてフィルタパラメータを決定することができる。

本発明に係る信号処理装置は、前記フィルタパラメータ決定部が決定したフィルタパラメータを前記フィルタ部に適用するか否かを受け付けるものであってもよい。

前記の構成によれば、フィルタパラメータ決定部が決定したフィルタパラメータを実際にフィルタに適用するか否かをユーザが決定することができる。

本発明に係る信号処理装置では、前記フィルタパラメータは、フィルタの種類、および当該フィルタのフィルタリングに用いられる設定値の少なくとも何れかを示すものであってもよい。

前記の構成によれば、フィルタパラメータによって、用いるフィルタの種類、およびフィルタのフィルタリングに用いる設定値を決定することができる。

本発明に係る信号処理装置では、前記フィルタ部には、複数のフィルタが備えられており、前記複数のフィルタそれぞれについて、フィルタリングを実行するか否かを受け付けるものであってもよい。

前記の構成によれば、フィルタがフィルタリングを実行するか否かをフィルタ毎に、ユーザが決定することができる。これにより、ユーザが所望するフィルタのみフィルタリングを実行させることができる。

本発明に係る信号処理装置では、前記フィルタ部は、移動平均フィルタを備えるものであってもよい。

前記の構成によれば、移動平均フィルタを用いてフィルタリングを行うことができるので、所望の周波数のノイズに加え、該周波数の整数倍の周波数のノイズも抑制することができる。

本発明に係る信号処理装置では、前記フィルタパラメータ決定部は、前記データ取得部が前記信号を取得する周期を、前記データ取得部が取得した時系列の前記信号を周波数解析して得た周波数特性のピーク周波数で割った商を前記移動平均フィルタの加算回数として決定するものであってもよい。

前記の構成によれば、取得周期（サンプリング周期）を周波数特性のピーク周波数で割った商を移動平均フィルタの加算回数とするので、適切にノイズを抑制することができる。サンプリング周期を周波数特性のピーク周波数で割った商を移動平均フィルタの加算回数とすることにより、ノイズの周波数が相殺されるためである。

上記課題を解決するために、本発明に係る信号処理装置の制御方法は、センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置の制御方法であって、前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得ステップと、前記データ取得ステップで取得した時系列信号を周波数に応じてフィルタリングするフィルタステップと、前記フィルタステップでフィルタリングした前記時系列信号を前記制御装置に転送する転送ステップと、を含み、さらに、予め指定された区間である指定区間における前記時系列信号を周波数解析して前記フィルタステップにおけるフィルタリングに用いるフィルタパラメータを決定するフィルタパラメータ決定ステップ、を含み、前記フィルタステップでは、前記フィルタパラメータ決定ステップで決定した前記フィルタパラメータを用いて前記フィルタリングを実行することを特徴としている。

前記の構成によれば、前述した効果を同様の効果を奏することができる。

前記信号処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記信号処理装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記信号処理装置をコンピュータにて実現させる信号処理装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明によれば、指定区間におけるセンサからの時系列の信号を用いてフィルタパラメータを決定することができるので、ノイズ部分等を除いた適切な信号を用いてフィルタパラメータを決定することができるという効果を奏する。

また、フィルタパラメータを適切に決定するためには、信号を取得する周期（サンプリング周波数）を高く設定する必要があるが、サンプリング周波数を高めるとデータ量が大きくなってしまう。前記の構成によれば、信号を取得する区間が指定されるので、区間を指定せずに時系列の信号を取得する場合と比較してデータ量を抑制することができ、処理負荷を軽減することができるという効果を奏する。

ロードセルインタフェースユニット１の要部構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る計量システム１００の全体概要を示す図であり、（ａ）はフィルタパラメータの設定を、指定装置４を介してユーザが実行する場合を示す図であり、（ｂ）は、ロードセルインタフェースユニット１において自動的にフィルタパラメータが設定される場合を示す図である。 フィルタパラメータ指定装置４ｂの要部構成を示すブロック図である。 フィルタ指定装置４ｃの要部構成を示すブロック図である。 フィルタパラメータの設定処理の流れを示すフローチャートである。 フィルタパラメータの設定例を説明するための図である。 本実施形態におけるロードセルインタフェースユニット１’の要部構成を示すブロック図である。 、フィルタパラメータの設定処理の流れを示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
〔全体概要〕
まず、図２を参照して、本実施形態に係る計量システム１００について説明する。図２は、本実施形態に係る計量システム１００の全体概要を示す図であり、（ａ）はフィルタパラメータの設定を、指定装置（外部装置）４を介してユーザが実行する場合を示す図であり、（ｂ）は、ロードセルインタフェースユニット１において自動的にフィルタパラメータが設定される場合を示す図である。

図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る計量システム１００は、ロードセルインタフェースユニット（信号処理装置）１、コントローラー（制御装置）２、ロードセル（センサ）３、および指定装置４を含み、コントローラー２が、ロードセル３を用いてワーク（計量対象物）の負荷の重量（または圧力）を計測し、計測結果に基づいてワークを制御するものである。また、計量システム１００では、ロードセル３の出力信号のうち、指定区間の出力信号を用いてロードセルインタフェースユニット１におけるフィルタパラメータの設定を行う。

これにより、フィルタパラメータを設定するために、ロードセル３の出力信号全体をロギング（記録）する必要がなくなるので、サンプリング周波数が高い場合でも、膨大な容量のメモリを必要とせずに、出力信号をロギング（記録）することができる。

コントローラー２は、計量システム１００を制御する装置であり、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。コントローラー２は、ロードセルインタフェースユニット１を介して取得したロードセル３の出力信号から計量対象の負荷の重量（または圧力）を計測し、負荷を制御する。

ロードセルインタフェースユニット１は、ロードセル３から取得したロードセル３の出力信号を増幅し、ＡＤ変換（アナログデジタル変換）し、フィルタリングして、その結果をコントローラー２に送信する。また、ロードセルインタフェースユニット１は、ロードセル３から取得した出力信号をそのまま、または間引いて区間指定用出力信号として、指定装置４に送信する。なお、ロードセルインタフェースユニット１の詳細については後述する。

指定装置４は、ロードセルインタフェースユニット１のフィルタ部２１のフィルタパラメータを設定するための区間の指定を受け付け、受け付けた指定区間をロードセルインタフェースユニット１に送信する。

なお、指定装置は、後述する区間指定装置４ａ、フィルタパラメータ指定装置４ｂ、およびフィルタ指定装置４ｃを全て、または任意の２つの装置を兼ねるものであってもよい。この場合、区間指定装置４ａの機能、後述するフィルタパラメータ指定装置４ｂの機能、およびフィルタ指定装置４ｃの機能を実行することができる。

以上のように、計量システム１００では、コントローラー２の指示により、ロードセルインタフェースユニット１がロードセル３に入力電圧を供給する。次に、ロードセルインタフェースユニット１は、ロードセル３の出力信号を取得し（データ取得ステップ）、これを増幅し、ＡＤ変換（アナログデジタル変換）し、フィルタリングして（フィルタステップ）、コントローラー２へ送信する（転送ステップ）。ロードセルインタフェースユニット１からフィルタリング後の出力信号を取得したコントローラー２は、当該出力信号から計量対象物の計量値を算出し、必要な制御を行う。

また、ロードセルインタフェースユニット１は、フィルタリングを行うフィルタパラメータを指定区間における出力信号を用いて決定する（フィルタパラメータ決定ステップ）。

〔ロードセル〕
次に、本実施形態に用いるロードセル３の概要について説明する。ロードセル３は、一般的に、歪みゲージを用いたホイートストンブリッジ回路で構成されており、加わる負荷（重量や圧力）に応じて歪みゲージの抵抗値が変化し、これにより出力電圧が変化する。コントローラー２は、この出力電圧（出力信号）の変化から計測値を導出する。

ロードセル３の使用例としては、台はかりシステム、定量切出制御システム、圧入システム等が挙げられ、本実施形態は、これらの何れにも適用可能である。

台はかりシステムとは、秤台に計量物を載せ、計量物の重量を測定するシステムである。ロードセルは、秤台の下に複数個、取り付けられ、それぞれの出力信号は和算箱と呼ばれるロードセルの出力信号を合算するユニットに入力される。和算箱から出力された出力信号の合計（合計値）はロードセルインタフェースユニットを介し、コントローラーに送信され、コントローラーにて合計値から重量値を導出する。

定量切出制御システムとは、計量ホッパに投入される原料の重量を測定し、原料を容器に排出するシステムである。計量ホッパ内の原料の重量を測定しながら、投入バルブを、大投入→中投入→小投入の順序で制御する。

ロードセルは、計量ホッパの重量が測定可能な位置に複数個、取り付けられており、それぞれの出力信号は前述した和算箱に入力され、和算箱から出力された出力信号の合計（合計値）はロードセルインタフェースユニットを介し、コントローラーに送信され、コントローラーにて合計値から計量値を導出し、計量ホッパを制御する。

圧入システムとは、圧入によって２つの部品を接合した加工品を生産するシステムである。サーボドライバによって部品に荷重を加えて圧入を行う。ロードセルは、この荷重を測定可能な位置に取り付けられており、ロードセルによって測定された荷重が適切であるかどうかにより、加工品の良否を判定している。

〔ロードセルインタフェースユニット〕
次に、図１を参照してロードセルインタフェースユニット１の詳細について説明する。図１は、ロードセルインタフェースユニット１の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、ロードセルインタフェースユニット１は、データ取得部１０、ＡＤ変換部２０、転送部３０、指定区間取得部（指定受付部）４０、入力電圧供給部６０、および区間指定用データ送信部（センサデータ送信部）７０を含む構成である。また、ＡＤ変換部２０はフィルタ部２１を含む。

データ取得部１０は、ロードセル３から周期的に出力信号を取得し、ＡＤ変換部２０へ送信する。なお、データ取得部１０は、ロードセル３から周期的に出力信号を取得するので、結果的に、ロードセル３から時系列の出力信号（時系列信号）を取得していることになる。

ＡＤ変換部２０は、データ取得部１０から取得したロードセル３の出力信号をアナログデータからデジタルデータに変換するとともに、デジタルデータに対しフィルタ部２１によりデジタルフィルタリングを施す。そして、デジタルフィルタリングされたロードセル３の出力信号を転送部３０に送信する。なお、フィルタ部２１におけるフィルタの種類、および数に特に限定は無いが、例えば、フィルタの種類としては、ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、ノッチフィルタ等が挙げられる。

なお、ノッチフィルタは、除去周波数のみを除去するため、除去周波数の整数倍の周波数も除去したい場合、それぞれノッチフィルタを用意する必要があるが、移動平均フィルタは、除去周波数の整数倍の周波数も除去することができるため、移動平均フィルタのほうが望ましい。また、移動平均フィルタ、ノッチフィルタは、複数個備えていてもよい。複数個備えることにより、以下の利点がある。

一般的に、計量システムでは、計量における機械振動、電気的ノイズ等により、計量精度に誤差が発生する可能性がある。特に、計量システムの機械系における機械振動、計量対象物の固有振動によって計量値が安定しないことがある。よって、このような振動の影響を除去するためのデジタルフィルタが必要となる。そして、これらの外乱（機械系の機械振動、計量対象物の固有振動）は、重層することが考えられるため、それぞれの影響を除去するように複数のデジタルフィルタを直列に挿入することにより、適切に影響を除去することができる。

転送部３０は、ＡＤ変換部２０から送信されたデジタルフィルタリング後のロードセル３の出力信号をコントローラー２へ送信する。

指定区間取得部４０は、区間指定装置４ａによって指定された区間を取得し、当該区間をフィルタパラメータ決定部５０に通知する。

フィルタパラメータ決定部５０は、データ取得部１０から送信されたロードセル３の出力信号のうち、指定区間取得部４０から通知された指定区間の部分を用いてフィルタ部２１のフィルタパラメータを決定し、フィルタ部２１に設定する。

より詳細には、フィルタパラメータ決定部５０は、指定区間取得部４０から通知された指定区間におけるロードセル３の出力信号を周波数解析（例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換））して、除去すべき周波数を導出し、フィルタパラメータを決定する。そして、決定したフィルタパラメータをコントローラー２または指定装置４に通知し、コントローラー２または指定装置４にて、ユーザから当該フィルタパラメータを採用する旨の指示を受け付けると、フィルタパラメータ決定部５０は決定したフィルタパラメータをフィルタ部２１に設定する。

なお、フィルタパラメータの例としては、移動平均フィルタの加算回数が挙げられる。

入力電圧供給部６０は、コントローラー２の指示に従い、ロードセル３に入力電圧を供給する。

区間指定用データ送信部７０は、データ取得部１０から送信されたロードセル３の出力信号をそのまま、または間引きして区間指定用データ（センサデータ）として区間指定装置４ａに送信する。

〔区間指定装置〕
区間指定装置４ａは、フィルタ部２１のフィルタパラメータを設定するために用いる区間を指定するための装置であり、区間指定用データ取得部４０１、表示部４０２、および指定区間受付部４０３を含む構成である。

区間指定用データ取得部４０１は、区間指定用データ送信部７０から送信された区間指定用データを表示部４０２に表示させる。

表示部４０２には、データを表示する表示装置である。

指定区間受付部４０３は、ユーザから区間の指定を受け付け、受け付けた内容をロードセルインタフェースユニット１に通知する。より詳細には、ユーザは、表示部４０２に表示された区間指定用データ（波形）を見て、フィルタパラメータの設定の望ましい区間を決定する。そして指定区間受付部４０３は、ユーザが決定した当該区間の指定を受け付ける。

これにより、ユーザは、実際の計測データである区間指定用データの波形を見て、フィルタパラメータの設定に適切な区間を決定することができる。よって、フィルタパラメータの設定に不適切な区間を指定区間とすることがないので、ロードセルインタフェースユニット１において、フィルタパラメータの設定に不適切な区間をフィルタパラメータを設定するためにロギングさせてしまうことを防止することができ、ロードセルインタフェースユニット１における必要なメモリ量の増加を抑制することができる。

〔フィルタパラメータの採否〕
次に、図３を参照して、フィルタパラメータ決定部５０が算出したフィルタパラメータを採用するか否か、ユーザの指示を受け付ける構成について説明する。

図３は、フィルタパラメータ指定装置４ｂの要部構成を示すブロック図である。フィルタパラメータ指定装置４ｂは、フィルタパラメータ取得部４１１、表示部４１２、およびフィルタパラメータ指定受付部４１３を含み、フィルタパラメータ決定部５０で算出されたフィルタパラメータを表示部４１２に表示し、当該フィルタパラメータを採用するか否か、ユーザの指示を受け付け、その結果をロードセルインタフェースユニット１に通知する。これにより、ロードセルインタフェースユニット１で算出されたフィルタパラメータを採用するか否か、ユーザに判断させることができ、フィルタパラメータ決定部５０で算出されたフィルタパラメータが不適切な場合に、当該フィルタパラメータを採用しないことができる。

フィルタパラメータ取得部４１１は、フィルタパラメータ決定部５０が算出したフィルタパラメータを取得し、表示部４１２に表示させる。表示部４１２は、情報を表示する表示装置である。なお、後述するように、フィルタパラメータ指定装置４ｂと区間指定装置４ａとを同一の装置で実現する場合、表示部４１２と表示部４０２とは同一のものであってよい。

フィルタパラメータ指定受付部４１３は、フィルタパラメータ取得部４１１が取得した、フィルタパラメータ決定部５０で算出されたフィルタパラメータを採用するか否か、ユーザの指示を受け付け、その結果をロードセルインタフェースユニット１（フィルタパラメータ決定部５０）に通知する。前記フィルタパラメータを採用する旨の通知であった場合、フィルタパラメータ決定部５０は算出したフィルタパラメータをフィルタ部２１に設定する。また、採用しない旨の通知であった場合、フィルタパラメータ決定部５０は、再度、フィルタパラメータの算出処理を実行する。

なお、ここでは、フィルタパラメータ指定装置４ｂとして独立した装置を例に挙げて説明したが、フィルタパラメータ指定装置４ｂはこれに限られるものではなく、前述した区間指定装置４ａと同一の装置によって構成されていてもよい。

〔フィルタの指定〕
次に、図４を参照して、フィルタ部２１に複数のフィルタが含まれている場合に、それぞれのフィルタについて、フィルタリングを実行するか否か選択可能な構成について説明する。

図４は、フィルタ指定装置４ｃの要部構成を示すブロック図である。図４に示すように、フィルタ指定装置４ｃは、表示部４２１、およびフィルタ指定受付部４２２を含む。表示部４２１は、情報を表示する表示装置であり、例えば、フィルタ部２１に含まれている複数のフィルタそれぞれの状態等を表示する。なお、後述するように、フィルタ指定装置４ｃが、区間指定装置４ａ、フィルタパラメータ指定装置４ｂと同一の装置で実現される場合は、表示部４２１は、表示部４０２、表示部４１２と同一のものであってもよい。

フィルタ指定受付部４２２は、ユーザから、フィルタ部２１に含まれる複数のフィルタ（図４に示す例では、フィルタＡ２０１（例えば、ローパスフィルタ）、フィルタＢ２０２（例えば、移動平均フィルタ）、フィルタＣ２０３（例えば、移動平均フィルタ））それぞれについて、オンとオフ（フィルタリングを実行するか否か）の指定を受け付け、その指定に基づいて、フィルタ部２１に含まれるフィルタのオンとオフとを切り替えるものである。複数のフィルタが含まれる場合、計量対象物（ワーク）によってフィルタリングする周波数等が異なる可能性がある。本実施形態によれば、フィルタのオンとオフとを切り替えることができるので、必要なフィルタを必要なときにオン（すなわち、フィルタリングを実行）することができる。

なお、ここでは、フィルタ指定装置４ｃとして独立した装置を例に挙げて説明したが、フィルタパラメータ指定装置４ｂはこれに限られるものではなく、前述した区間指定装置４ａ、およびフィルタパラメータ指定装置４ｂと同一の装置によって構成されていてもよいし、区間指定装置４ａおよびフィルタパラメータ指定装置４ｂの何れかの装置と同一の装置によって構成されていてもよい。

〔フィルタパラメータ設定処理の流れ〕
次に、図５を参照して、フィルタパラメータを設定する処理の流れについて説明する。図５は、フィルタパラメータの設定処理の流れを示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、ロードセルインタフェースユニット１がロードセル３から計測データ（出力信号）を取得する（Ｓ１０１）。次に、区間指定装置４ａはロードセルインタフェースユニット１から計測データを取得する（Ｓ１０２）。区間指定装置４ａは、フィルタパラメータを設定するためのアプリケーション（いわゆる、ツールと呼ばれるもの）を備え、当該ツールを用いて、フィルタパラメータを設定するための区間指定を実行する。計測データを取得した区間指定装置４ａは、表示部４０２に計測データを表示する（Ｓ１０３）。そして、ユーザから、フィルタパラメータを設定するための区間の指定を受け付ける（Ｓ１０４）。その後、区間指定装置４ａは受け付けた区間（指定区間）をロードセルインタフェースユニット１に通知する（Ｓ１０５）。

区間指定装置４ａから指定区間を通知されたロードセルインタフェースユニット１は、フィルタパラメータ決定部５０において、当該指定区間に対応する計測データを用いて、フィルタパラメータを算出する（Ｓ１０６）。そして、算出したフィルタパラメータを区間指定装置４ａに送信する（Ｓ１０７）。区間指定装置４ａは、ロードセルインタフェースユニット１において算出されたフィルタパラメータを表示部４０２に表示して、当該フィルタパラメータを採用するか否かユーザの指定を受け付ける（Ｓ１０８）。そして、当該フィルタパラメータを採用するとの指定を受け付けた場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、その旨をロードセルインタフェースユニット１に通知し、ロードセルインタフェースユニット１は、当該フィルタパラメータをフィルタ部２１に設定する（Ｓ１０９）。

一方、ステップＳ１０８で、ロードセルインタフェースユニット１が算出したフィルタパラメータを採用しなかった場合（Ｓ１０８でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

以上が、フィルタパラメータの設定処理の流れである。

〔フィルタパラメータの設定例〕
次に、図６を参照してフィルタパラメータの設定例について説明する。図６は、フィルタパラメータの設定例を説明するための図である。図６の説明区分６０１は、ロードセル３からの出力信号、区間指定装置４ａによって指定された指定区間、光電センサ出力、および周波数解析完了フラグの状態を示している。
ロードセル３からの出力信号は、縦軸が重量値、横軸が時間のグラフによって示されている。また、区間指定装置４ａによって指定された指定区間は、「開始」から「終了」までのフィルタ解析用サンプリング期間として示されている。また、光電センサ出力は、計量対象物（ワーク）が計量位置に存在しているか否かを示している。また、周波数解析完了フラグは、周波数解析が完了したか否か、すなわちフィルタパラメータの算出が完了したか否かを示す。ここでは、周波数解析完了フラグが「１」となったときに周波数解析が完了したことを示している。

説明区分６０１に示す、フィルタ解析用サンプリング期間における計測データを周波数解析した結果を説明区分６０２に示す。説明区分６０２に示すように、周波数解析の結果、周波数ｆ_αおよび周波数ｆ_βにおいて、ゲインのピークが立っていることがわかる。

このピークに合わせて例えば、フィルタ例として、ローパスフィルタ、周波数ｆ_α用の移動平均フィルタａ、および周波数ｆ_β用の移動平均フィルタｂを設定することができる。また、ピークのゲイン値等に応じて移動平均フィルタａ、ｂの加算回数等のフィルタパラメータを設定することができる。

より具体的には、データ取得部１０が出力信号を取得する周期（サンプリング周波数）を、データ取得部１０が取得した時系列信号を周波数解析（ＦＦＴ）して得た周波数特性のピーク周波数（ｆ_αまたはｆ_β）で割った商を移動平均フィルタａ、ｂの加算回数として決定することができる。

〔小括〕
以上のように、本実施形態に係るロードセルインタフェースユニット１は、区間指定装置４ａに指示により、フィルタパラメータの設定に用いる区間、すなわち、振動などの外乱を除去したい区間を指定することができる。そして、指定された区間の出力信号（サンプリングデータ）をロギング（記録）して、周波数解析を実行して外乱の周波数を特定し、フィルタパラメータ（例えば、移動平均フィルタの加算回数）を決定することができる。

従来は、高速でサンプリングして、ロギングする場合、データ量が膨大になり、メモリ容量が不足する等の問題があった。そこで、サンプリング周波数が高速の場合は、ロギングしないか、あるいは、サンプリング周波数を低速にしてロギングを行うか、のどちらかとするしかなく、必ずしも適切にフィルタパラメータを設定できなかった。

しかし、前述した本実施形態によれば、ロギングする区間が指定されるので、前述の問題を解消することができ、適切にフィルタパラメータを設定することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図２、７、および８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態において、前述した実施形態１と異なるのは、フィルタパラメータを決定するための指定区間をユーザが指定するのではなく、コントローラー２において指定される点である。

図２（ｂ）を参照して、本実施形態の全体概要を説明する。図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係る計量システム１００’は、ロードセルインタフェースユニット１’、コントローラー２、およびロードセル３を含み、コントローラー２が、ロードセル３を用いてワーク（計量対象物）の負荷の重量（または圧力）を計測し、計測結果に基づいてワークを制御するものである。また、計量システム１００’では、コントローラー２によって指定された区間の出力信号を用いてロードセルインタフェースユニット１’におけるフィルタパラメータの設定を行う。

これにより、ロードセル３の出力信号全体をサンプリングする必要がなくなるので、サンプリング周波数が高い場合でも、膨大な容量のメモリを必要とせずに、出力信号を記録することができる。

〔ロードセルインタフェースユニット〕
図７を参照して、本実施形態におけるロードセルインタフェースユニット１’の要部構成について説明する。図７は、本実施形態におけるロードセルインタフェースユニット１’の要部構成を示すブロック図である。

図７に示すように、本実施形態に係るロードセルインタフェースユニット１’では、指定区間取得部４０がコントローラー２から指定区間を取得して、フィルタパラメータ決定部５０に通知する。ユーザの処理を介することなく、コントローラー２によって、指定区間が指定されることにより、より迅速にフィルタパラメータの設定を行うことができる。

なお、コントローラー２による指定区間の指定は、例えば、計量対象物（ワーク）の性質によって予め設定することができる。

〔フィルタパラメータ設定処理の流れ〕
次に、図８を参照して、本実施形態におけるフィルタパラメータを設定する処理の流れについて説明する。図８は、フィルタパラメータの設定処理の流れを示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、ロードセルインタフェースユニット１がロードセル３から計測データ（出力信号）を取得する（Ｓ２０１）。次に、コントローラー２は事前に設定された指定区間をロードセルインタフェースユニット１に通知する（Ｓ２０２）。

コントローラー２から指定区間を通知されたロードセルインタフェースユニット１は、フィルタパラメータ決定部５０において、当該指定区間に対応する計測データを用いて、フィルタパラメータを算出する（Ｓ２０３）。そして、ロードセルインタフェースユニット１は、算出したフィルタパラメータをフィルタ部２１に設定する（Ｓ２０４）。

以上が、フィルタパラメータの設定処理の流れである。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ロードセルインタフェースユニット１の制御ブロック（特にＡＤ変換部２０（フィルタ部２１）、およびフィルタパラメータ決定部５０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ロードセルインタフェースユニット１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、前記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ ロードセルインタフェースユニット（信号処理装置）
２ コントローラー（制御装置）
３ ロードセル（センサ）
４ 指定装置（外部装置）
４ａ 区間指定装置（外部装置）
４ｂ フィルタパラメータ指定装置（外部装置）
４ｃ フィルタ指定装置（外部装置）
１０ データ取得部
２０ ＡＤ変換部
２１ フィルタ部
３０ 転送部
４０ 指定区間取得部（指定受付部）
５０ フィルタパラメータ決定部
７０ 区間指定用データ送信部（センサデータ送信部）
４０１ 区間指定用データ取得部
４０２、４１２、４２１ 表示部
４０３ 指定区間受付部
４１１ フィルタパラメータ取得部
４１３ フィルタパラメータ指定受付部
４２２ フィルタ指定受付部

Claims (11)

1. センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置において、
   前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部が取得した前記時系列信号を周波数に応じてフィルタリングするフィルタ部と、
   前記フィルタ部がフィルタリングした前記時系列信号を前記制御装置に転送する転送部と、
   予め指定された区間である指定区間における前記時系列信号を周波数解析して前記フィルタ部のフィルタパラメータを決定するフィルタパラメータ決定部と、を備え、
   前記フィルタ部は、前記フィルタパラメータ決定部が決定した前記フィルタパラメータを用いて前記フィルタリングを実行し、
   前記フィルタパラメータ決定部が決定したフィルタパラメータを前記フィルタ部に適用するか否かを受け付けることを特徴とする信号処理装置。
2. 前記指定区間の指定をユーザから受け付ける指定受付部を備える外部装置に対し、前記センサからの時系列の信号を示すセンサデータを送信するセンサデータ送信部と、
   前記センサデータに基づいて指定された前記指定区間を前記外部装置から取得する指定区間取得部と、を備え、
   前記フィルタパラメータ決定部は、前記指定区間取得部が取得した指定区間における前記時系列信号を用いて前記フィルタパラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記フィルタパラメータ決定部は、前記制御装置によって指定された前記指定区間における前記時系列信号を用いて前記フィルタパラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記フィルタパラメータは、フィルタの種類、および当該フィルタのフィルタリングに用いられる設定値の少なくとも何れかを示すものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
5. 前記フィルタ部には、複数のフィルタが備えられており、
   前記複数のフィルタそれぞれについて、フィルタリングを実行するか否かを受け付けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
6. 前記フィルタ部は、移動平均フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の信号処理装置。
7. 前記フィルタパラメータ決定部は、前記データ取得部のサンプリング周波数を、前記データ取得部が取得した時系列の前記信号を周波数解析して得た周波数特性のピーク周波数で割った商を前記移動平均フィルタの加算回数として決定することを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
8. センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置において、
   前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部が取得した前記時系列信号を周波数に応じてフィルタリングするフィルタ部と、
   前記フィルタ部がフィルタリングした前記時系列信号を前記制御装置に転送する転送部と、
   予め指定された区間である指定区間における前記時系列信号を周波数解析して前記フィルタ部のフィルタパラメータを決定するフィルタパラメータ決定部と、を備え、
   前記フィルタ部は、前記フィルタパラメータ決定部が決定した前記フィルタパラメータを用いて前記フィルタリングを実行し、
   前記フィルタ部は、移動平均フィルタを備え、
   前記フィルタパラメータ決定部は、前記データ取得部のサンプリング周波数を、前記データ取得部が取得した時系列の前記信号を周波数解析して得た周波数特性のピーク周波数で割った商を前記移動平均フィルタの加算回数として決定することを特徴とする信号処理装置。
9. センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置の制御方法において、
   前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得ステップと、
   前記データ取得ステップで取得した時系列信号を周波数に応じてフィルタリングするフィルタステップと、
   前記フィルタステップでフィルタリングした前記時系列信号を前記制御装置に転送する転送ステップと、を含み、
   さらに、
   予め指定された区間である指定区間における前記時系列信号を周波数解析して前記フィルタステップにおけるフィルタリングに用いるフィルタパラメータを決定するフィルタパラメータ決定ステップ、を含み、
   前記フィルタステップでは、前記フィルタパラメータ決定ステップで決定した前記フィルタパラメータを用いて前記フィルタリングを実行し、
   前記フィルタパラメータ決定ステップで決定したフィルタパラメータを前記フィルタステップにおけるフィルタリングに適用するか否かを受け付けることを特徴とする信号処理装置の制御方法。
10. 請求項１に記載の信号処理装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記データ取得部、前記フィルタ部、前記転送部、および前記フィルタパラメータ決定部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
11. 請求項１０に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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