JP6958471B2 - Control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method.
センサやモータ等の機器から出力される信号を用いることによって種々の処理を行う装置が提案されている。例えば、特許文献1には、サンプリングによって得られた信号波形と参照波形とを比較した結果に基づき測定対象の物体の良否を判定する技術が開示されている。 Devices that perform various processes by using signals output from devices such as sensors and motors have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for determining the quality of an object to be measured based on the result of comparing a signal waveform obtained by sampling with a reference waveform.
このような処理を行う場合、センサやモータ等の機器から出力される時系列の信号の中から、実際の判定処理に用いられる時間区間の信号(以下「対象信号」という。)を取得する必要がある。しかしながら、取得される対象信号(例えば上記信号波形)と、比較対象となる信号(例えば上記参照波形)とに時間方向のずれが生じる場合がある。このような場合、実際には良と判定されるべき対象信号が、時間方向のずれにより否と判定されてしまうおそれがある。逆に、実際には否と判定されるべき対象信号が良と判定されてしまうおそれもある。また、このような判定結果は、時間方向のずれにより生じるだけでなく、測定対象の物体が正常に測定されていない場合に得られた信号値のずれにより生じる場合もある。このような問題は、対象信号を他の信号と比較する場合に限定された問題ではなく、時間又は信号値に応じて変化する条件(以下「比較条件」という。)と対象信号とを比較する場合全般に生じうる問題である。このように、対象信号と比較条件とのずれにより、比較処理の精度が変わってしまう場合があった。 When performing such processing, it is necessary to acquire a time interval signal (hereinafter referred to as "target signal") used for actual determination processing from time-series signals output from devices such as sensors and motors. There is. However, there may be a time lag between the acquired target signal (for example, the signal waveform) and the signal to be compared (for example, the reference waveform). In such a case, the target signal that should actually be determined to be good may be determined to be negative due to a deviation in the time direction. On the contrary, there is a possibility that the target signal that should actually be determined to be negative may be determined to be good. Further, such a determination result may be caused not only by the deviation in the time direction but also by the deviation of the signal value obtained when the object to be measured is not measured normally. Such a problem is not limited to the case of comparing the target signal with other signals, but compares the target signal with a condition that changes according to time or a signal value (hereinafter referred to as "comparison condition"). This is a problem that can occur in all cases. As described above, the accuracy of the comparison processing may change due to the deviation between the target signal and the comparison condition.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、対象信号と比較条件とにずれが生じていた場合であっても、より高い精度で比較を行うことができる制御装置及び制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a control device and a control method capable of performing comparison with higher accuracy even when there is a discrepancy between the target signal and the comparison conditions. The purpose is to do.
本発明の一態様は、機器から出力される時系列の信号の時間変化を示す情報を記録する信号情報記録部と、予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化と、前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化と、のいずれか一方又は双方を、時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる変更部と、前記変更部によって拡大又は縮小された後の時間変化を用いて前記信号と前記比較条件とを比較する比較部と、を備える制御装置である。 One aspect of the present invention is a signal information recording unit that records information indicating a time change of a time-series signal output from an apparatus, and a comparison condition storage unit that stores information indicating a time change of predetermined comparison conditions. And, one or both of the time change of the signal recorded in the signal information recording unit and the time change of the comparison condition stored in the comparison condition storage unit are deviated in the time axis direction. A control device including a changing unit that expands or contracts in the time axis direction so as to be smaller, and a comparison unit that compares the signal with the comparison condition using the time change after being expanded or contracted by the changing unit. Is.
本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記変更部は、前記比較条件において予め定められている複数の特徴部分に応じた各時刻と、前記信号の時間変化における複数の特徴部分に応じた各時刻と、が略一致するように拡大又は縮小を行う。 One aspect of the present invention is the control device, wherein the change unit has each time corresponding to a plurality of feature portions predetermined in the comparison condition, and a plurality of feature portions in a time change of the signal. Enlargement or reduction is performed so that each time according to the above is substantially the same.
本発明の一態様は、機器から出力される時系列の信号の時間変化を示す情報を記録する信号情報記録部と、予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、を備える装置が、前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化と、前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化と、のいずれか一方又は双方を、時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる変更ステップと、前記変更部によって拡大又は縮小された後の時間変化を用いて前記信号と前記比較条件とを比較する比較ステップと、を実行する制御方法である。 One aspect of the present invention is a signal information recording unit that records information indicating a time change of a time-series signal output from an apparatus, and a comparison condition storage unit that stores information indicating a time change of predetermined comparison conditions. A device comprising A change step of expanding or contracting in the time axis direction so that the deviation in the axial direction becomes small, and a comparison step of comparing the signal with the comparison condition using the time change after being expanded or contracted by the changing unit. , Is a control method to execute.
本発明によれば、対象信号と比較条件とにずれが生じていた場合であっても、より高い精度で比較を行うことができる。 According to the present invention, even if there is a discrepancy between the target signal and the comparison conditions, the comparison can be performed with higher accuracy.
図1は、制御システム100の構成の具体例を示す図である。制御システム100は、第1機器11、第2機器12、AD変換装置2、制御装置3及び端末装置4を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a specific example of the configuration of the
第1機器11は、温度センサや圧力センサ等の入力機器、又は、サーボモーター等の出力機器である。第1機器11は、入力機器である場合には、センシングを行った結果として得られる値を出力する。第1機器11は、出力機器である場合には、動作の内容や動作後の状態等を示す値を出力する。第1機器11は、AD変換装置2に対して接続される。第1機器11は、アナログ値を示す電気信号をAD変換装置2に対して出力する。
The
第2機器12は、温度センサや圧力センサ等の入力機器、又は、サーボモーター等の出力機器である。第2機器12は、第1機器11とは異なる装置として構成される。例えば、第1機器11が測定対象の物体(以下「対象物体」という。)の表面形状を計測するために用いられる距離センサである場合には、第2機器12は搬送される対象物体の位置を検知する検知装置であってもよい。例えば、第1機器11が測定対象の空間(以下「対象空間」という。)の温度を計測するために用いられる温度センサである場合には、第2機器12は対象空間の照度を測定する装置であってもよいし、対象空間に存在する人を検知する装置であってもよい。例えば、第1機器11が搬送対象の物体(以下「搬送体」という。)を搬送するコンベアの駆動装置である場合には、第2機器12は搬送体の位置を検知する検知装置であってもよい。このように、第2機器12は、第1機器11がセンシング又は作用する対象と同一の対象又は関連する対象に対してセンシング又は作用する機器である。
The
AD変換装置2は、第1機器11に接続され、第1機器11から出力される時系列のアナログ信号を自装置に入力する。AD変換装置2は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を制御装置3に出力する。
The
制御装置3は、情報処理装置を用いて構成される。制御装置3は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)である。制御装置3は、AD変換装置2に接続され、AD変換装置2から順次出力される時系列のデジタル信号を自装置に入力する。制御装置3は、所定の条件(記録開始条件)が満たされた場合に、AD変換装置2から出力されたデジタル信号の記録動作を開始する。制御装置3は、所定の条件(記録終了条件)が満たされた場合に、AD変換装置2から出力されたデジタル信号の記録動作を終了する。制御装置3は、記録動作を開始してから終了するまでに入力されたデジタル信号を示す情報を対象信号の情報として内部メモリに記録する。制御装置3は、内部メモリに記録された対象信号と、予め設定されている比較条件とを比較する。制御装置3は、比較結果に応じて対象信号について判定を行う。制御装置3は、判定結果を内部メモリに記録してもよいし、他の装置に出力してもよい。
The
端末装置4は、PC(Personal Computer)やワークステーション、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末などの情報処理装置である。端末装置4は、制御装置3と通信可能に構成される。端末装置4は、制御システム100のユーザが制御装置3に対する各種操作を入力するために用いられる。
The
次に、AD変換装置2及び制御装置3の構成について詳細に説明する。まず、図1を参照して、各装置のハードウェア構成を説明する。
Next, the configurations of the
まず、AD変換装置2のハードウェア構成を説明する。AD変換装置2は、アナログ入力インタフェース21、AD変換器22、FPGA(Field Programmable Gate Array)23、ROM(Read Only Memory)24、プロセッサ25及び通信モジュール26を備える。
First, the hardware configuration of the
アナログ入力インタフェース21は、アナログ信号の入力インタフェースである。アナログ入力インタフェース21は、第1機器11とAD変換装置2とを接続し、第1機器11から出力される時系列のアナログ信号をAD変換装置2に入力する。
The
AD変換器22は、アナログ入力インタフェース21を介して入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。具体的には、AD変換器22は、数マイクロ秒程度のサンプリング周期でアナログ信号をサンプリングし、サンプリングしたアナログ信号を所定の量子化レベルで量子化することによってデジタル信号に変換する。
The
FPGA23は、AD変換器22によって変換されたデジタル信号に対して演算処理を施す回路である。演算処理の具体例として、デジタルフィルタ処理やオフセット/スパン設定処理等がある。デジタルフィルタ処理の具体例としては、ローパスフィルタや移動平均を用いた平滑化の処理がある。演算処理が施されたデジタル信号は通信モジュール26を介して制御装置3に送信される。
The
具体的には、AD変換装置2は、演算処理を行う回路としてFPGA23を構成するためのコンフィギュレーションデータを予めROM24に記憶している。FPGA23は、AD変換装置2の起動時にROM24から読み出されたコンフィギュレーションデータをプロセッサ25から取得し、取得したコンフィギュレーションデータに基づく論理回路の構成処理(一般にコンフィギュレーションと呼ばれる)を行うことにより、自身を演算処理を行う回路として構成する。
Specifically, the
通信モジュール26は、AD変換装置2が制御装置3と通信するための通信インタフェースである。通信モジュール26は、制御装置3の第1通信モジュール31に接続され、FPGA23によって演算処理が施されたデジタル信号を制御装置3に送信する。
The
続いて、制御装置3のハードウェア構成を説明する。制御装置3は、内部バス30によって接続された第1通信モジュール31、第2通信モジュール32、第3通信モジュール33、補助記憶装置34(比較条件記憶部の具体例)、バッファメモリ35、RAM(Random Access Memory)36及びプロセッサ37を備える。
Subsequently, the hardware configuration of the
第1通信モジュール31は、制御装置3がAD変換装置2と通信するための通信インタフェースである。第1通信モジュール31は、AD変換装置2の通信モジュール26に接続され、AD変換装置2から送信されるデジタル信号を受信する。第1通信モジュール31によって受信されたデジタル信号は、バッファメモリ35に格納される。
The
第2通信モジュール32は、制御装置3が端末装置4と通信するための通信インタフェースである。第2通信モジュール32は、端末装置4が備える通信インタフェースに接続され、端末装置4との間で各種情報の送受信を行う。
The
第3通信モジュール33は、制御装置3が第2機器12と通信するための通信インタフェースである。第3通信モジュール33は、第2機器12が備える通信インタフェースに接続され、第2機器12から送信される信号を受信する。第3通信モジュール33が受信する信号は、第2機器12又は不図示のAD変換装置によってデジタル信号に変換された信号である。第3通信モジュール33は、例えばEtherCAT(登録商標)等のネットワークのインタフェースであってもよい。
The
補助記憶装置34は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置34は、制御装置3の動作に必要な各種の設定情報や、制御装置3において取得又は生成される各種の情報を記憶する。
The
バッファメモリ35は、第1通信モジュール31によってAD変換装置2から受信されたデジタル信号の値を記憶する。バッファメモリ35は、デジタル信号値の記憶と消去とを所定の動作周期ごとに繰り返し実行する。プロセッサ37は、この動作周期に同期してバッファメモリ35にアクセスすることで、バッファメモリ35に記憶されているデジタル信号値を読み出しRAM36(信号情報記録部の具体例)に記録することができる。
The
RAM36及びプロセッサ37は、制御装置3の動作を実現する各種処理を実行する。具体的には、プロセッサ37は、補助記憶装置34に記憶されたプログラムをRAM36に読み込んで実行する。このプログラムの実行により、制御装置3は、図2に示す機能構成を有する装置として機能し、図2に示す各機能部の動作によってデジタル信号値の記録動作や比較動作等の処理を行う。
The
図2は、制御装置3の機能構成の実施形態の具体例を示すブロック図である。実施形態における制御装置3は、プロセッサ37がプログラムを実行することにより、記録部371、設定部372、決定部373、比較部375及び変更部376を備える装置として機能する。なお、制御装置3の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the embodiment of the functional configuration of the
変更部376は、対象信号の波形を時間軸方向にシフトするという変更処理を実行することによって、比較部375によって比較処理に用いられる信号波形を取得する。変更部376は、対象信号の波形の信号値をシフトするという変更処理を実行することによって、比較部375によって比較処理に用いられる信号波形を取得する。変更部376は、複数の時刻について、対象信号の波形の特徴部分の各時刻と、比較パターンにおいて特徴部分に相当する部分の各時刻とを一致させるように対象信号の波形を時間軸方向に拡大又は縮小するという変更処理を実行することによって、比較部375によって比較処理に用いられる信号波形を取得する。
The
変更部376は、補助記憶装置34に予め設定されている設定情報に含まれる変更条件に応じて、変更処理を実行する。変更条件は、対象信号の波形と、比較部375において対象信号と比較されるパターン(以下「比較パターン」という。)との時間軸方向のずれを補正するための条件である。変更条件は、例えば対象信号の波形の特徴部分の時刻と、比較パターンの特徴部分の時刻とを一致させるための条件である。特徴部分は、対象信号において1つ又は少数(例えば2つ又は3つ)しか生じ得ない特徴的な部分である。特徴部分の具体例として、変曲点、極大値、極小値、ゼロクロス点がある。特徴部分は、例えば信号開始タイミング又は信号終了タイミングを基準として所定の時間間隔の間に位置する変曲点、極大値、極小値又はゼロクロス点として定義されてもよい。特徴部分は、例えば信号開始タイミング以降においてn番目に表れた変曲点、極大値、極小値又はゼロクロス点として定義されてもよい。なお、nは1以上の整数である。
The
変更376は、対象信号の波形の特徴部分の時刻と、比較パターンにおいて特徴部分に相当する部分の時刻と、を一致させるように対象信号の波形を時間軸方向にシフトする。 Change 376 shifts the waveform of the target signal in the time axis direction so as to match the time of the characteristic portion of the waveform of the target signal with the time of the portion corresponding to the feature portion in the comparison pattern.
変更376は、対象信号の波形の特徴部分の信号値(以下「対象信号特徴値」という。)を、比較パターンにおいて特徴部分に相当する第1部分の信号値(以下「第1比較特徴値」という。)から、比較パターンにおいて特徴部分に相当する第2部分の信号値(以下「第2比較特徴値」という。)までの範囲に含めるように、対象信号の波形の信号値をシフトする。特徴値の個数は複数でもよい。
In the
変更376は、対象信号の波形の複数の時刻について、対象信号の波形の特徴部分の各時刻と、比較パターンにおいて特徴部分に相当する部分の各時刻と、を一致させるように対象信号の波形を時間軸方向に拡大又は縮小する。対象信号の波形の第1時刻から第2時刻までの時間の拡大率又は縮小率と、対象信号の波形の第1時刻から第3時刻までの時間の拡大率又は縮小率とは、異なっていてもよい。対象信号の波形の第1時刻から第2時刻までの時間の拡大率又は縮小率と、対象信号の波形の第2時刻から第3時刻までの時間の拡大率又は縮小率とは、異なっていてもよい。 Change 376 changes the waveform of the target signal so that each time of the feature portion of the waveform of the target signal and each time of the portion corresponding to the feature portion in the comparison pattern match with respect to a plurality of times of the waveform of the target signal. Enlarge or reduce in the time axis direction. The enlargement or reduction rate of the time from the first time to the second time of the waveform of the target signal and the enlargement or reduction rate of the time from the first time to the third time of the waveform of the target signal are different. May be good. The enlargement or reduction rate of the time from the first time to the second time of the waveform of the target signal and the enlargement or reduction rate of the time from the second time to the third time of the waveform of the target signal are different. May be good.
変更376は、対象信号の波形を時間軸方向にシフトする変更処理と、対象信号の波形の信号値をシフトする変更処理と、対象信号の波形を時間軸方向に拡大又は縮小する変更処理とのうちの少なくとも二つを、互いに組み合わせてもよい。
The
比較部375は、変更部376によって変更処理が実行された対象信号と、補助記憶装置34に予め登録されている比較パターンと、を比較する。比較パターンは、対象信号の波形の各時刻における閾値を示す。比較パターンの具体例については後述する。
The
図3は、実施形態における制御装置3の動作例を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、制御装置3が比較処理を行う際の処理の流れを示す。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the
まず、補助記憶装置34に記憶されている記録開始条件及び記録終了条件に応じて記録部371が記録動作を実行する(ステップS201)。記録動作の実行によって対象信号がRAM36に記録される。変更部376は、補助記憶装置34に記憶されているシフト条件に応じて、対象信号における特徴部分を検出する(ステップS202)。変更ト部376は、検出された特徴部分に基づいて、対象信号をシフトする(ステップS203)。比較部375は、変更処理が実行された対象信号と、補助記憶装置34に記憶されている比較条件に応じた比較パターンとを比較する(ステップS204)。比較部375は、比較結果に応じて判定処理を行う。比較部375は、判定結果を出力する(ステップS205)。
First, the
図4は、比較パターンの具体例を示す図である。比較パターンは、対象信号の判定結果に係る閾値の領域を示す。例えば、図4に示される比較パターンは、対象信号の各時刻における上限値を示す波形である上限波形81と、対象信号の各時刻における下限値を示す波形である下限波形82と、を含む。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the comparison pattern. The comparison pattern indicates a threshold area related to the determination result of the target signal. For example, the comparison pattern shown in FIG. 4 includes an
比較パターンにおいて、少なくとも一つの特徴部分に応じた時刻が、特徴時刻として予め定義される。図4の例では、極大値に応じた時刻が、第1特徴時刻として予め定義される。各変曲点に応じた時刻が、各特徴時刻として予め定義される。 In the comparison pattern, the time corresponding to at least one feature portion is defined in advance as the feature time. In the example of FIG. 4, the time corresponding to the maximum value is defined in advance as the first feature time. The time corresponding to each inflection point is defined in advance as each feature time.
比較パターンにおいて、少なくとも一つの特徴部分に応じた値が、特徴値として予め定義される。図4の例では、上限波形81の極大値に応じた値が、第1上限波形特徴値として予め定義される。上限波形81の各変曲点に応じた値が、第1上限波形特徴値以外の各上限波形特徴値として予め定義される。下限波形82の極大値に応じた値が、第1下限波形特徴値として予め定義される。下限波形82の各変曲点に応じた値が、第2下限波形特徴値以外の各下限波形特徴値として予め定義される。
In the comparison pattern, a value corresponding to at least one feature portion is defined in advance as a feature value. In the example of FIG. 4, a value corresponding to the maximum value of the
図5は、対象信号の具体例を示す図である。図5において、波形83が対象信号の波形を示す。
図6は、比較パターンと、変更部376によってシフトされていない対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。図6に示される比較パターンは、図4に示されている比較パターンである。図6に示される対象信号は、図5に示されている対象信号である。図6に示されるように、対象信号において特徴部分が現れる時刻T1と、比較パターンにおいて特徴部分が現れる時刻T2と、には時間のずれが生じている。このずれにより、比較パターンと比較される対象信号の値が、理想的な値ではなくなっている。例えば、比較パターンにおける時刻T2と比較される対象信号の値(時刻T2における信号の値)は、下限波形82よりも低い。そのため、図6の例では対象信号の値は、上限波形81と下限波形82との間に位置しておらず、条件を満たしていないと判定されてしまう。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the target signal. In FIG. 5, the
FIG. 6 is a diagram showing the comparison pattern and the target signal not shifted by the
図7は、比較パターンと、変更部376によってシフトされた対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。変更部376は、対象信号の波形において、予め定義された条件を満たす特徴部分を検出する。そして、変更部376は、検出された特徴部分に応じた時刻を特徴時刻として検出し、対象信号をシフトする。図7では、対象信号の特徴時刻と比較パターンの特徴時刻とが一致するように、対象信号が時間軸方向にシフトされている。
FIG. 7 is a diagram showing the comparison pattern and the target signal shifted by the
変更部376は、所定の位置を搬送体が通過した時刻に応じて、対象信号の時間軸方向へのシフト量を変更してもよい。例えば、変更部376は、所定の位置を搬送体が通過した時刻が遅いほど、対象信号の時間軸方向へのシフト量を多くしてもよい。
The changing
比較部375は、このようにシフトされた後の対象信号と比較パターンとを比較する。例えば、図7の例では、比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置しているか否か比較する。比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置している場合に、対象信号が正しい対象信号であると判定してもよい。例えば、対象信号が得られた物体が良品であると判定されてもよい。
The
このように構成された実施形態における制御装置3では、対象信号と比較条件との特徴部分の出現時刻が一致するように、対象信号がシフトされる。そのため、対象信号と比較条件との時間軸方向のずれを小さくすることができる。そのため、より高い精度で比較を行うことが可能となる。特に対象信号や比較条件が時間軸方向で急峻に変化する場合には、時間軸方向のわずかなずれによって比較結果が大きく変わってしまうおそれがある。しかしながら、実施形態における制御装置3では、上述したように時間軸方向のずれを小さくすることができるため、たとえ対象信号や比較条件が時間軸方向で急峻に変化する場合であっても、より高い精度で比較を行うことが可能となる。
In the
図8は、対象信号の第2具体例を示す図である。図8において、波形83が対象信号の波形を示す。図8における対象信号は、図5における対象信号と比較して、信号値が大きくなる方向にシフトしている。
FIG. 8 is a diagram showing a second specific example of the target signal. In FIG. 8, the
図9は、比較パターンと、変更部376によって信号値がシフトされていない対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。図9に示される比較パターンは、図4に示されている比較パターンである。図9に示される対象信号は、図8に示されている対象信号である。図9に示されるように、対象信号において特徴部分が現れている第1特徴値は、比較パターンの上限波形81において特徴部分が現れている第1上限波形特徴値から、比較パターンの下限波形82において特徴部分が現れている第1下限波形特徴値までの範囲には含まれていない。このため、比較パターンと比較される対象信号の値が、理想的な値ではなくなっている。例えば、比較パターンの上限波形81における第1上限波形特徴値と比較される対象信号の第1特徴値は、上限波形81よりも大きい。そのため、図9の例では対象信号の第1特徴値は、上限波形81の第1上限波形特徴値と下限波形82の第1下限波形特徴値との間に位置しておらず、条件を満たしていないと判定されてしまう。
FIG. 9 is a diagram showing a comparison pattern and a target signal whose signal value has not been shifted by the
図10は、比較パターンと、変更部376によって信号値がシフトされた対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。変更部376は、対象信号の波形において、予め定義された条件を満たす特徴部分を検出する。そして、変更部376は、検出された特徴部分に応じた信号値を特徴値として検出し、対象信号の信号値をシフトする。図10では、対象信号の第1特徴値が、上限波形81の第1上限波形特徴値と下限波形82の第1下限波形特徴値との間に位置するように、対象信号の信号値がシフトされている。
FIG. 10 is a diagram showing a comparison pattern and a target signal whose signal value has been shifted by the
変更部376は、搬送体を成型するプレスの圧力に応じて、対象信号の値が変化する方向のシフト量を変更してもよい。例えば、変更部376は、搬送体を成型するプレスの圧力が大きいほど、対象信号の値が変化する方向のシフト量を多くしてもよい。
The changing
比較部375は、このようにシフトされた後の対象信号と比較パターンとを比較する。例えば、図10の例では、比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置しているか否か比較する。比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置している場合に、対象信号が正しい対象信号であると判定してもよい。例えば、対象信号が得られた物体が良品であると判定されてもよい。
The
このように構成された実施形態における制御装置3では、対象信号の特徴部分が、上限波形81の特徴部分と下限波形82の特徴部分との間に位置するように、対象信号の信号値がシフトされる。そのため、対象信号と比較条件との信号値のずれを小さくすることができる。そのため、より高い精度で比較を行うことが可能となる。特に対象信号や比較条件が時間軸方向で急峻に変化する場合には、信号値のわずかなずれによって比較結果が大きく変わってしまうおそれがある。しかしながら、実施形態における制御装置3では、上述したように信号値のずれを小さくすることができるため、たとえ対象信号や比較条件の信号値にオフセットがある場合であっても、より高い精度で比較を行うことが可能となる。
In the
図11は、対象信号の第3具体例を示す図である。図11において、波形83が対象信号の波形を示す。図11における対象信号は、図5における対象信号と比較して、時間軸方向に縮小している。
FIG. 11 is a diagram showing a third specific example of the target signal. In FIG. 11, the
図12は、比較パターンと、変更部376によって時間軸方向に拡大されていない対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。図12に示される比較パターンは、図4に示されている比較パターンである。図12に示される対象信号は、図11に示されている対象信号である。
FIG. 12 is a diagram showing the comparison pattern and the target signal not expanded in the time axis direction by the
図12に示されるように、対象信号において第1特徴部分が現れる第1特徴時刻と、比較パターンにおいて第1特徴部分が現れる第1特徴時刻とは一致している。図12に示されるように、対象信号において第2特徴部分が現れる時刻T3と、比較パターンにおいて第2特徴部分が現れる時刻T4との間には、時間のずれが生じている。対象信号において第3特徴部分が現れる時刻T5と、比較パターンにおいて第3特徴部分が現れる時刻T7との間には、時刻T3から時刻T4までの時間よりも長い時間のずれが生じてもよい。対象信号において第4特徴部分が現れる時刻T6と、比較パターンにおいて第4特徴部分が現れる時刻T8との間には、時刻T5から時刻T7までの時間よりも長い時間のずれが生じてもよい。対象信号において第5特徴部分が現れる時刻T9と、比較パターンにおいて第5特徴部分が現れる時刻T10との間には、時刻T6から時刻T8までの時間よりも長い時間のずれが生じてもよい。 As shown in FIG. 12, the first feature time when the first feature portion appears in the target signal and the first feature time when the first feature portion appears in the comparison pattern coincide with each other. As shown in FIG. 12, there is a time lag between the time T3 at which the second feature portion appears in the target signal and the time T4 at which the second feature portion appears in the comparison pattern. There may be a time lag longer than the time from time T3 to time T4 between the time T5 at which the third feature portion appears in the target signal and the time T7 at which the third feature portion appears in the comparison pattern. There may be a time lag longer than the time from time T5 to time T7 between the time T6 at which the fourth feature portion appears in the target signal and the time T8 at which the fourth feature portion appears in the comparison pattern. There may be a time lag longer than the time from time T6 to time T8 between the time T9 at which the fifth feature portion appears in the target signal and the time T10 at which the fifth feature portion appears in the comparison pattern.
これらのずれにより、比較パターンと比較される対象信号の値が、理想的な値ではなくなっている。例えば、比較パターンにおける時刻T6と比較される対象信号の値(時刻T6における信号値)は、下限波形82よりも低い。そのため、図12の例では対象信号の値は、上限波形81と下限波形82との間に位置しておらず、条件を満たしていないと判定されてしまう。
Due to these deviations, the value of the target signal to be compared with the comparison pattern is not an ideal value. For example, the value of the target signal to be compared with the time T6 in the comparison pattern (the signal value at the time T6) is lower than the
図13は、比較パターンと、変更部376によって時間軸方向に拡大された対象信号とを同じ時間軸に並べて示した図である。変更部376は、対象信号の波形において、予め定義された条件を満たす複数の特徴部分を検出する。そして、変更部376は、検出された複数の特徴部分に応じた各時刻を各特徴時刻として検出し、特徴時刻ごとに対象信号を時間軸方向にシフトする。すなわち、変更部376は、検出された複数の特徴部分に応じた各時刻を各特徴時刻として検出し、対象信号を時間軸方向に拡大又は縮小する。
FIG. 13 is a diagram showing the comparison pattern and the target signal enlarged in the time axis direction by the
変更部376は、例えば、第1の位置から第2の位置までの搬送体の搬送時間に応じて、対象信号を時間軸方向に拡大又は縮小する倍率を変更してもよい。例えば、変更部376は、第1の位置から第2の位置までの搬送体の搬送時間が長くなるほど、対象信号の時間変化が遅いため、対象信号の波形が時間軸方向にのびているので、対象信号を時間軸方向に縮小する倍率を大きくしてもよい。
For example, the changing
図13では、対象信号の特徴時刻と比較パターンの各特徴時刻とが一致するように、対象信号が時間軸方向にシフトされている。比較部375は、このようにシフトされた後の対象信号と比較パターンとを比較する。例えば、図7の例では、比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置しているか否か比較する。比較部375は、対象信号の信号値が各時刻において上限値及び下限値の間に位置している場合に、対象信号が正しい対象信号であると判定してもよい。例えば、対象信号が得られた物体が良品であると判定されてもよい。
In FIG. 13, the target signal is shifted in the time axis direction so that the feature time of the target signal and each feature time of the comparison pattern coincide with each other. The
このように構成された実施形態における制御装置3では、対象信号と比較条件との複数の特徴部分の各出現時刻が一致するように、対象信号が時間軸方向にシフトされる。そのため、対象信号と比較条件との時間軸方向のずれを小さくすることができる。そのため、より高い精度で比較を行うことが可能となる。特に対象信号や比較条件が時間軸方向に揺れ(ジッタ)を有する場合には、時間軸方向のわずかなずれによって比較結果が大きく変わってしまうおそれがある。しかしながら、実施形態における制御装置3では、上述したように時間軸方向のずれを小さくすることができるため、たとえ対象信号や比較条件が時間軸方向に揺れを有する場合であっても、より高い精度で比較を行うことが可能となる。制御装置3は、例えば、搬送体の搬送スピードの揺らぎを吸収することができるため判定のロバスト性が高いので、判定結果の精度を向上させることができる。
In the
図14は、制御システム100の変形例の構成を示す図である。図14に示されるように、制御システム100において、タイミング入力機器13がAD変換装置2に接続されてもよい。タイミング入力機器13は、例えばタイミングセンサやメカスイッチである。タイミング入力機器13は、所定の領域において対象物体の存在を検知する。タイミング入力機器13は、検知結果を示すデジタル信号(オン信号又はオフ信号)をAD変換装置2に対して出力する。AD変換装置2は、タイミング入力機器13から出力されたデジタル信号を制御装置3に出力する。タイミング入力機器13が出力するデジタル信号は、制御装置3において、対象物体に関するデジタル信号の記録動作開始のタイミングを判定するために使用されてもよい。すなわち、制御装置3の決定部373は、タイミング入力機器13から出力されるデジタル信号に基づいて、記録動作を開始するタイミングや終了するタイミングを決定してもよい。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a modified example of the
(変形例)
実施形態の制御装置3において、対象信号は記録部371によって記録されることによって取得される。しかし、制御装置3が対象信号を取得する方法は、記録部371による記録に限定される必要はない。例えば、制御装置3が第1通信モジュール31、第2通信モジュール32又は第3通信モジュール33のいずれかを介して他の装置から対象信号のデータを受信してもよい。例えば、AD変換装置2が対象信号を記録する機能を有している場合、制御装置3は第1通信モジュール31を介してAD変換装置2から対象信号のデータを受信することによって対象信号を取得してもよい。
(Modification example)
In the
実施形態において、対象信号に対して変更処理が実行されるのではなく、比較条件(例えば比較パターン)に対して変更処理が実行されてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
In the embodiment, the change process may be executed for the comparison condition (for example, the comparison pattern) instead of executing the change process for the target signal.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
100…制御システム、 11…第1機器、 12…第2機器、 13…タイミング入力機器、 2…AD(Analog to Digital)変換装置、 20…内部バス、 21…アナログ入力インタフェース、 22…変換器、 23…FPGA(Field Programmable Gate Array)、 24…ROM(Read Only Memory)、 25…プロセッサ、 26…通信モジュール、 3…制御装置、 30…内部バス、 31…第1通信モジュール、 32…第2通信モジュール、 33…第3通信モジュール、 34…補助記憶装置、 35…バッファメモリ、 36…RAM(Random Access Memory)、 37…プロセッサ、 371…記録部、 372…設定部、 373…決定部、 374…領域決定部、 375…比較部、 376…変更部、 4…端末装置 100 ... Control system, 11 ... 1st device, 12 ... 2nd device, 13 ... Timing input device, 2 ... AD (Analog to Digital) converter, 20 ... Internal bus, 21 ... Analog input interface, 22 ... Converter, 23 ... FPGA (Field Programmable Gate Array), 24 ... ROM (Read Only Memory), 25 ... Processor, 26 ... Communication module, 3 ... Control device, 30 ... Internal bus, 31 ... 1st communication module, 32 ... 2nd communication Module, 33 ... 3rd communication module, 34 ... Auxiliary storage device, 35 ... Buffer memory, 36 ... RAM (Random Access Memory), 37 ... Processor, 371 ... Recording unit, 372 ... Setting unit, 373 ... Determining unit, 374 ... Area determination unit, 375 ... Comparison unit, 376 ... Change unit, 4 ... Terminal device
Claims (3)
予め定められた比較条件の時間変化を示す情報を記憶する比較条件記憶部と、
前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化と、前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化と、のいずれか一方又は双方を、時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる変更部と、
前記変更部によって拡大又は縮小された後の時間変化を用いて前記信号と前記比較条件とを比較する比較部と、
を備え、
前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化は、極大値、極小値、およびゼロクロス点のいずれかである第1特徴部分を少なくとも1つ含み、
前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化は、極大値、極小値、およびゼロクロス点のいずれかである第2特徴部分を少なくとも1つ含み、
前記変更部は、前記第1特徴部分と前記第2特徴部分との時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる制御装置。 A signal information recording unit that records information indicating the time change of time-series signals output from the device,
A comparison condition storage unit that stores information indicating the time change of predetermined comparison conditions, and a comparison condition storage unit.
The time axis deviation of either or both of the time change of the signal recorded in the signal information recording unit and the time change of the comparison condition stored in the comparison condition storage unit becomes small. A change part that expands or contracts in the time axis direction,
A comparison unit that compares the signal with the comparison condition using the time change after being enlarged or reduced by the change unit.
Equipped with a,
The time change of the signal recorded in the signal information recording unit includes at least one first feature portion which is any of a maximum value, a minimum value, and a zero cross point.
The time change of the comparison condition stored in the comparison condition storage unit includes at least one second feature portion which is any of a maximum value, a minimum value, and a zero cross point.
The changing unit, the first characteristic portion and the second characteristic portion and in the time axis direction deviation Ru controller is enlarged or reduced as the time axis direction becomes small.
前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化と、前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化と、のいずれか一方又は双方を、時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる変更ステップと、
前記変更ステップにおいて拡大又は縮小された後の時間変化を用いて前記信号と前記比較条件とを比較する比較ステップと、
を実行し、
前記信号情報記録部に記録された前記信号の時間変化は、極大値、極小値、およびゼロクロス点のいずれかである第1特徴部分を少なくとも1つ含み、
前記比較条件記憶部に記憶されている前記比較条件の時間変化は、極大値、極小値、およびゼロクロス点のいずれかである第2特徴部分を少なくとも1つ含み、
前記変更ステップは、前記第1特徴部分と前記第2特徴部分との時間軸方向のずれが小さくなるように時間軸方向に拡大又は縮小させる制御方法。 A device including a signal information recording unit that records information indicating a time change of a time-series signal output from an apparatus and a comparison condition storage unit that stores information indicating a time change of a predetermined comparison condition.
The time axis deviation of either or both of the time change of the signal recorded in the signal information recording unit and the time change of the comparison condition stored in the comparison condition storage unit becomes small. With the change step of expanding or contracting in the time axis direction,
A comparison step of comparing the signal with the comparison condition using the time change after being enlarged or reduced in the change step.
The execution,
The time change of the signal recorded in the signal information recording unit includes at least one first feature portion which is any of a maximum value, a minimum value, and a zero cross point.
The time change of the comparison condition stored in the comparison condition storage unit includes at least one second feature portion which is any of a maximum value, a minimum value, and a zero cross point.
The changing step, the first characteristic portion and the second characteristic portion with enlarged or reduced so Ru control method in the time axis direction as shift in the time axis direction is small.
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