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JP7614076B2 - Measuring device, elevator system, and installation position confirmation method - Google Patents
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JP7614076B2 - Measuring device, elevator system, and installation position confirmation method - Google Patents

Measuring device, elevator system, and installation position confirmation method Download PDF

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JP7614076B2 JP2021193920A JP2021193920A JP7614076B2 JP 7614076 B2 JP7614076 B2 JP 7614076B2 JP 2021193920 A JP2021193920 A JP 2021193920A JP 2021193920 A JP2021193920 A JP 2021193920A JP 7614076 B2 JP7614076 B2 JP 7614076B2
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Description

本発明は、計測装置、エレベーターシステム、及び据付位置確認方法に関し、移動体の移動に係る情報を算出する計測装置、エレベーターシステム、及び据付位置確認方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a measuring device, an elevator system, and an installation position confirmation method, and is suitable for application to a measuring device, an elevator system, and an installation position confirmation method that calculates information related to the movement of a moving object.

従来、移動体として乗りかご(以下、「エレベーターかご」、あるいは「かご」と記す)を備えるエレベーターでは、エレベーターかごの位置や速度等を監視するための安全装置としてガバナロープが使われてきた。そして近年、ガバナロープの代わりとなる装置として、非接触式でエレベーターかごの位置及び速度を非接触で計測するセンサ(以下、「位置速度センサ」と記す)が知られている。 Conventionally, in elevators equipped with a car (hereinafter referred to as "elevator car" or "cage") as a moving object, a governor rope has been used as a safety device to monitor the position and speed of the elevator car. In recent years, a non-contact sensor (hereinafter referred to as "position and speed sensor") that measures the position and speed of the elevator car without contact has become known as an alternative to the governor rope.

例えば特許文献1には、エレベーターかご上に設置したイメージセンサにより昇降路内に存在する構造物を撮影し、エレベーターかごの位置及び速度を計測する光学式の位置速度センサが開示されている。この位置速度センサのような非接触式の計測装置の場合には、ガバナロープのような長尺な構造物が不要となるので、据付性及び保全性が向上するという効果があり、さらに、滑りによる測定誤差が発生しないという効果もある。 For example, Patent Document 1 discloses an optical position and speed sensor that uses an image sensor installed on the elevator car to photograph structures in the elevator shaft and measure the position and speed of the elevator car. A non-contact measuring device such as this position and speed sensor does not require a long structure such as a governor rope, which has the advantage of improving installation and maintainability, and also has the advantage of preventing measurement errors due to slippage.

国際公開第2019/239536号International Publication No. 2019/239536

ところで、特許文献1に開示された光学式の位置速度センサにおいて、かごの位置及び速度について十分な計測性能(精度)を得るためには、位置速度センサをかご上に据え付けるときに、ガイドレールに対する相対距離及び角度を計測して判定し、計測装置を高い据付精度で載置することが要求される。しかし従来は、上記のような十分な据付精度で位置速度センサを載置するためには、位置速度センサとは別に専用の計測工具が必要であった。さらに、専用の計測工具を使う場合でも、計測技術や光学調整技術に関する据付作業者の熟練度によって、据付精度が左右されるという課題があった。 In the optical position and speed sensor disclosed in Patent Document 1, in order to obtain sufficient measurement performance (precision) for the position and speed of the car, when installing the position and speed sensor on the car, it is required to measure and determine the relative distance and angle with respect to the guide rail, and to install the measuring device with high installation precision. However, in the past, in order to install the position and speed sensor with sufficient installation precision as described above, a dedicated measuring tool was required in addition to the position and speed sensor. Furthermore, even when a dedicated measuring tool was used, there was an issue that the installation precision was affected by the proficiency of the installation worker in terms of measurement technology and optical adjustment technology.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、移動体の移動に係る情報を計測する計測装置において、基準とする静止構造物に対する相対的な距離及び角度を高精度に計測し、計測装置が所定の据付位置に適切な精度で載置されているか判定し出力することが可能な計測装置、エレベーターシステム、及び据付位置確認方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to propose a measuring device, elevator system, and installation position confirmation method that can measure with high precision the relative distance and angle to a stationary structure that serves as a reference in a measuring device that measures information related to the movement of a moving object, and determine and output whether the measuring device is placed with appropriate precision in a specified installation position.

かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路を移動するエレベーターかごに据え付けられて、前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置であって、前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、を備え、前記静止構造物に対する前記計測装置の据付位置を確認する際、前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、前記画像処理部は、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する、計測装置が提供される。 In order to solve such problems, the present invention provides a measuring device that is installed on an elevator car moving in a hoistway and measures at least one of the moving distance or speed of the elevator car, and includes a light transmitting unit that transmits light that illuminates a stationary structure arranged in the hoistway along a first direction parallel to the moving direction of the elevator car, an imaging unit that forms an image on an imaging surface of scattered light from the stationary structure by the light, an imaging unit that takes in the optical signal of the scattered light imaged on the imaging surface, converts it into an electrical signal, and images it, and an image processing unit that calculates and transmits at least one of the moving distance or speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit, When checking the installation position of the measuring device relative to a stationary structure, the measurement device provides a measurement device in which, when one of two directions perpendicular to the first direction is a direction including an imaging plane captured by the imaging unit, the second direction is a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is a third direction, the image processing unit calculates, based on the electrical signal converted by the imaging unit, a translation error along the direction or a rotation error about the axis of the direction of the placement position of the measuring device relative to a specified installation design position for at least one of the first to third directions, and determines, based on the calculation result, whether the placement position is compatible with the installation design position and transmits installation location determination information related to the determination.

また、かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路を移動するエレベーターかごと、前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置されたガイドレールと、前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、前記エレベーターかごに据え付けられて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置と、を備え、前記計測装置は、前記昇降路において前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信部と、前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像部と、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、を有し、前記静止構造物に対する前記計測装置の据付位置を確認する際、前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、前記画像処理部は、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する、エレベーターシステムが提供される。 In order to solve such problems, the present invention comprises an elevator car moving in a hoistway, a guide rail arranged in the hoistway along a first direction parallel to the direction of movement of the elevator car, an elevator control unit that controls the operation of the elevator car, and a measuring device that is installed in the elevator car and measures at least one of the moving distance and speed of the elevator car, the measuring device comprising a light transmitting unit that transmits light that irradiates the guide rail in the hoistway, an imaging unit that forms an image of scattered light from the guide rail by the light on an imaging surface, an imaging unit that takes in the optical signal of the scattered light imaged on the imaging surface and converts it into an electrical signal to image it, and a measuring device that calculates the moving distance or speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit. and an image processing unit that calculates and transmits at least one of the speed and the distance, and when checking the installation position of the measuring device relative to the stationary structure, if a direction including the imaging plane captured by the imaging unit among two directions perpendicular to the first direction is defined as a second direction, and a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is defined as a third direction, the image processing unit calculates a translation error along the direction of the mounting position of the measuring device relative to a specified installation design position or a rotation error about the axis of the direction based on the electrical signal converted by the imaging unit, for at least one of the first to third directions, and determines whether the mounting position is compatible with the installation design position based on the calculation result, and transmits installation location determination information related to the determination.

また、かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路を移動するエレベーターかごに据え付けられて、前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置による据付位置確認方法であって、前記計測装置は、前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、を備え、前記静止構造物に対する前記計測装置の据付位置を確認する際、前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、前記画像処理部が、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する、据付位置確認方法が提供される。 In addition, in order to solve such problems, the present invention provides a method for confirming an installation position using a measuring device that is attached to an elevator car moving in a hoistway and measures at least one of the moving distance or speed of the elevator car, the measuring device comprising: a light transmitting unit that transmits light to irradiate a stationary structure disposed in the hoistway along a first direction parallel to the moving direction of the elevator car; an imaging unit that forms an image on an imaging surface of scattered light from the stationary structure by the light; an imaging unit that captures the optical signal of the scattered light formed on the imaging surface, converts it into an electrical signal, and images it; and an image processing unit that calculates and transmits at least one of the moving distance or speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit. and an image processing unit, in which, when confirming the installation position of the measuring device relative to the stationary structure, a direction including an imaging surface captured by the imaging unit among two directions perpendicular to the first direction is defined as a second direction, and a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is defined as a third direction, the image processing unit calculates a translation error along the direction or a rotation error about the axis of the direction of the placement position of the measuring device relative to a specified installation design position for at least one of the first to third directions based on the electrical signal converted by the imaging unit, and determines whether the placement position is compatible with the installation design position based on the calculation result, and transmits installation location determination information related to the determination.

本発明によれば、移動体の移動に係る情報を計測する計測装置において、基準とする静止構造物に対する相対的な距離及び角度を高精度に計測し、計測装置が所定の据付位置に適切な精度で載置されているか判定し出力することができる。 According to the present invention, a measuring device that measures information related to the movement of a moving object can measure the relative distance and angle with respect to a stationary structure that serves as a reference with high accuracy, and can determine and output whether the measuring device is placed with appropriate accuracy in a specified installation position.

本発明の第1の実施形態に係るエレベーターシステム10の構成例を示す図である。1 is a diagram showing a configuration example of an elevator system 10 according to a first embodiment of the present invention. 計測装置110及びエレベーター制御部130の第1の内部構成例を示す図である。1 is a diagram showing a first example of the internal configuration of a measurement device 110 and an elevator control unit 130. FIG. 計測装置110及びエレベーター制御部130の第2の内部構成例を示す図である。13 is a diagram showing a second example of the internal configuration of the measurement device 110 and the elevator control unit 130. FIG. 計測装置110及びエレベーター制御部130の第3の内部構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a third example of the internal configuration of the measurement device 110 and the elevator control unit 130. 指示部260の配置例を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating examples of arrangement of an indication unit 260. 指示部260の内部構成例(その1)を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example (part 1) of the internal configuration of an instruction unit 260. 指示部260の内部構成例(その2)を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration example (part 2) of the instruction unit 260. 指示部260の内部構成例(その3)を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an internal configuration example (part 3) of the instruction unit 260. 計測装置110の並進誤差または回転誤差を判定する画像処理部240の内部構成例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of an image processing unit 240 that determines a translation error or a rotation error of the measuring device 110. FIG. x方向の差分値に基づいてx軸方向に沿った計測装置110の並進誤差を判定する方法を説明するための概念図である。11 is a conceptual diagram for explaining a method for determining a translation error of the measuring device 110 along the x-axis based on a difference value in the x-direction. FIG. y方向の差分値に基づいてx軸周りの計測装置110の回転誤差(傾斜)を判定する方法を説明するための概念図である。11 is a conceptual diagram for explaining a method for determining a rotation error (tilt) of the measurement device 110 around the x-axis based on a difference value in the y-direction. FIG. ガイドレール140の散乱光の各散乱角方向の輝度の分布について説明するための概念図である。10 is a conceptual diagram for explaining the distribution of luminance in each scattering angle direction of scattered light from a guide rail 140. FIG. 光送信部210からの照明光とその散乱光及び正反射光との方向を説明するための概念図(その1)である。1 is a conceptual diagram (part 1) for explaining the directions of illumination light from an optical transmitter 210, its scattered light, and specularly reflected light. FIG. 光送信部210からの照明光とその散乱光及び正反射光との方向を説明するための概念図(その2)である。13 is a conceptual diagram (part 2) for explaining the directions of illumination light from the optical transmitter 210, its scattered light, and specularly reflected light. FIG. 光送信部210からの照明光とその散乱光及び正反射光との方向を説明するための概念図(その3)である。13 is a conceptual diagram (part 3) for explaining the directions of illumination light from the optical transmitter 210, its scattered light, and specularly reflected light. FIG. x方向の差分値に基づいてy軸周りの計測装置110の回転誤差(傾斜)を判定する方法を説明するための概念図である。11 is a conceptual diagram for explaining a method for determining a rotation error (tilt) of the measurement device 110 around the y axis based on a difference value in the x direction. FIG. 据付箇所判定処理においてx軸方向の並進誤差とy軸周りの回転誤差とを判別する、画像処理部240の内部構成例を示す図である。13 is a diagram showing an example of the internal configuration of an image processing unit 240 that distinguishes a translation error in the x-axis direction and a rotation error around the y-axis in the installation location determination process. FIG. 据付箇所判定処理においてz軸方向の並進誤差を判定する、画像処理部240の内部構成例を示す図である。13 is a diagram showing an example of the internal configuration of an image processing unit 240 that determines a translation error in the z-axis direction in the installation location determination process. FIG. 計測装置110の据付設計位置の具体例を示す図(その1)である。FIG. 1 is a diagram (part 1) showing a specific example of a design installation position of a measuring device 110. 計測装置110の据付設計位置の具体例を示す図(その2)である。FIG. 2 is a diagram (part 2) showing a specific example of a design installation position for the measuring device 110. 計測装置110の据付設計位置の具体例を示す図(その3)である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a design installation position for the measuring device 110. 計測装置110の据付設計位置の具体例を示す図(その4)である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a design installation position of the measuring device 110. 据付作業の作業手順例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of a procedure for installation work. 点検作業の作業手順例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of a procedure for inspection work. 誤差調整の作業手順例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of an error adjustment procedure. 据付位置調整治具1600の構成例を示す図である。16 is a diagram showing a configuration example of an installation position adjustment jig 1600. FIG. 据付位置調整治具1700の構成例を示す図である。17A and 17B are diagrams illustrating an example of the configuration of an installation position adjustment jig 1700. 本発明の第2の実施形態における計測装置110及びエレベーター制御部130の内部構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of a measurement device 110 and an elevator control unit 130 according to a second embodiment of the present invention. 計測装置110を車両に適用した車両移動情報検出システム1900の構成例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle movement information detection system 1900 in which the measurement device 110 is applied to a vehicle. 計測装置110をクレーンに適用したクレーン移動情報検出システム2000の構成例を示す図である。2 is a diagram showing an example of the configuration of a crane movement information detection system 2000 in which the measuring device 110 is applied to a crane. FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings.

以下に詳述する本発明の各実施形態では、計測部(光送信部、結像部、及び撮像部)を用いて移動体の移動に係る情報(位置や移動距離、速度、または加速度等)を高速かつ高精度に計測する計測装置、エレベーターシステム、及び据付位置確認方法等において、基準とする静止構造物に対する相対的な距離及び角度を高精度に計測し、計測装置が所定の据付位置に適切な精度で載置されているか(すなわち、計測装置の載置位置が所定の据付位置に適合するか)を判定し、その判定結果を据付作業者または点検作業者等に報知(例えば表示)する技術に関して説明する。但し、本発明は、以下に説明する各実施形態に限定されるものではない。 In each embodiment of the present invention described in detail below, a measurement device, elevator system, installation position confirmation method, etc. that uses a measurement unit (optical transmission unit, imaging unit, and image capture unit) to measure information related to the movement of a moving object (position, movement distance, speed, acceleration, etc.) at high speed and with high accuracy, measures the relative distance and angle with respect to a reference stationary structure with high accuracy, determines whether the measurement device is placed in a specified installation position with appropriate accuracy (i.e., whether the installation position of the measurement device matches the specified installation position), and notifies (e.g. displays) the determination result to an installation worker or inspection worker, etc., will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.

以下に詳述する本発明の各実施形態に示す計測装置は、移動体の所定の据付位置に載置され、移動体を案内する行路(移動行路)に沿った移動体の移動に係る情報(具体的には、移動体の位置(移動距離)、速度、加速度、または振動等の少なくとも何れか)を計測する。例えば、計測装置は、制御部で発生したゲート信号に応答して、移動体から被写体である静止構造物の表面に向けて、光送信部から光を照射(送信)する。そして、計測装置は、静止構造物の表面で跳ね返された光(正反射光及び拡散反射光を含み得る光であり、以下では、「散乱光」と記す)を、結像部を介して撮像部の撮像面に入射し、撮像部において光信号を電気信号に光電変換する。そして、計測装置は、変換した電気信号から生成した画像を基に、画像処理部において、移動体の移動に係る情報を計測する。そして、計測装置は、移動体の移動に係る情報に基づいて、移動体の運行制御あるいは安全装置を制御する移動体制御部に送信する。そして移動体制御部は、計測装置で算出された移動体の移動に係る情報に基づいて、移動体の運行や安全装置を制御する。 The measuring device shown in each embodiment of the present invention described in detail below is mounted on a predetermined installation position of a moving body and measures information related to the movement of the moving body along a course (moving course) that guides the moving body (specifically, at least one of the position (moving distance), speed, acceleration, and vibration of the moving body). For example, in response to a gate signal generated by the control unit, the measuring device irradiates (transmits) light from the optical transmitter from the moving body toward the surface of the stationary structure that is the subject of the measurement, and the measuring device causes the light (which may include specularly reflected light and diffusely reflected light, hereinafter referred to as "scattered light") reflected by the surface of the stationary structure to be incident on the imaging surface of the imaging unit via the imaging unit, and photoelectrically converts the optical signal into an electrical signal in the imaging unit. The measuring device then measures information related to the movement of the moving body in the image processing unit based on an image generated from the converted electrical signal. The measuring device then transmits the information related to the movement of the moving body to the moving body control unit that controls the operation control or safety device of the moving body based on the information related to the movement of the moving body. The mobile object control unit then controls the operation of the mobile object and safety devices based on the information related to the movement of the mobile object calculated by the measuring device.

また、いくつかの実施形態では、本発明に係る計測装置が設置される移動体として、エレベーターかごを例に挙げて説明するが、本発明を適用可能な移動体はエレベーターかごに限定されない。各実施形態で示す技術は、人工的な研磨の傷があるような静止構造物(例えば、ガイドレール、線路、道路等)に沿って移動する移動体(例えば、自動ドア、列車、車、クレーン等)にも適用できる。なお、本明細書において「光」とは電磁波を指し、具体的には、可視光の他、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、紫外線、X線等の何れであってもよい。同様に、本発明を適用可能な計測システムも、エレベーターシステムに組み込まれる計測システムに限定されるものではなく、例えば、自動運転が制御される車両の位置決めシステムや、クレーンの位置決めシステム等にも適用可能である。 In addition, in some embodiments, an elevator car is used as an example of a moving body on which the measuring device according to the present invention is installed, but the moving body to which the present invention can be applied is not limited to an elevator car. The technology shown in each embodiment can also be applied to moving bodies (e.g., automatic doors, trains, cars, cranes, etc.) that move along stationary structures (e.g., guide rails, railway tracks, roads, etc.) that have artificial polishing scratches. In this specification, "light" refers to electromagnetic waves, and specifically, in addition to visible light, it may be any of microwaves, terahertz waves, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, etc. Similarly, the measuring system to which the present invention can be applied is not limited to a measuring system incorporated into an elevator system, and can also be applied to, for example, a vehicle positioning system controlled by automatic driving, a crane positioning system, etc.

また、以下の説明では、同種の要素を区別せずに説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分(枝番を除く部分)を使用し、同種の要素を区別して説明する場合には、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、計測装置を特に区別せずに説明する場合には「計測装置110」と記載するのに対して、個々の計測装置110を区別して説明する場合には「計測装置110-A」、「計測装置110-B」のように記載することがある。 In the following description, when describing elements of the same type without distinction, the common portion (part excluding the branch number) of the reference sign including the branch number may be used, whereas when describing elements of the same type with distinction, the reference sign including the branch number may be used. For example, when describing a measuring device without distinction, it may be written as "measuring device 110", whereas when describing individual measuring devices 110 with distinction, it may be written as "measuring device 110-A", "measuring device 110-B", etc.

(1)第1の実施形態
(1-1)エレベーターシステム10の構成
図1は、本発明の第1の実施形態に係るエレベーターシステム10の構成例を示す図である。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Elevator System 10 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an elevator system 10 according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、エレベーターシステム10は、建屋(図示は省略)の昇降路(移動体の移動行路)内を昇降するエレベーターかご120の上部に載置された計測装置110(個別には110-A,110-B)を含んで構成される。また、図1に示すように、エレベーターシステム10には、エレベーターかご120、エレベーター制御部130、またはガイドレール140(個別には140-A,140-B)が含まれるが、これらの構成要素の少なくとも何れかは、計測装置110に含まれるとしてもよい。 As shown in FIG. 1, elevator system 10 includes measuring devices 110 (individually 110-A and 110-B) mounted on top of elevator car 120 that moves up and down in a hoistway (pathway for moving objects) in a building (not shown). Also, as shown in FIG. 1, elevator system 10 includes elevator car 120, elevator control unit 130, and guide rails 140 (individually 140-A and 140-B), and at least any of these components may be included in measuring device 110.

計測装置110は、エレベーターかご120の運行を制御するために有用な信号情報(例えば、エレベーターかご120の位置、速度、または加速度等に関する信号情報)を、エレベーター制御部130に出力する。エレベーター制御部130は、エレベーターかご120の運行の制御及び安全装置の制御等を行う。なお、計測装置110は、エレベーターかご120の上部に配置場所を限定されるものではなく、上部以外、例えば側面部や下部等に配置されてもよい(詳細は後述する)。なお、図1で示した計測装置110は、計測装置110-A及び計測装置110-Bで二重化することによって冗長化された構成であるが、本実施形態における計測装置110の冗長構成は二重化構成に限定されるものではなく、冗長化せず単一系の構成で使用してもよく、あるいは三重化以上の冗長構成であってもよい。 The measuring device 110 outputs signal information useful for controlling the operation of the elevator car 120 (e.g., signal information related to the position, speed, or acceleration of the elevator car 120) to the elevator control unit 130. The elevator control unit 130 controls the operation of the elevator car 120 and the safety devices. The measuring device 110 is not limited to being placed on the top of the elevator car 120, but may be placed on a part other than the top, such as the side or bottom (details will be described later). The measuring device 110 shown in FIG. 1 has a redundant configuration by duplication with the measuring device 110-A and the measuring device 110-B, but the redundant configuration of the measuring device 110 in this embodiment is not limited to a duplication configuration, and may be used in a single system configuration without redundancy, or may be a triple or more redundant configuration.

ガイドレール140は、計測装置110の相対的な距離及び角度を計測する際の基準となる静止構造物の一例であって、昇降路内に配置されている。ガイドレール140は、昇降路内に移動体の移動方向(図1ではy軸方向)に沿って配置され、エレベーターかご120のガイドローラに接触して、移動体(エレベーターかご120)の移動を支持する。 The guide rail 140 is an example of a stationary structure that serves as a reference when measuring the relative distance and angle of the measuring device 110, and is arranged in the elevator shaft. The guide rail 140 is arranged in the elevator shaft along the movement direction of the moving body (the y-axis direction in FIG. 1), and contacts the guide rollers of the elevator car 120 to support the movement of the moving body (elevator car 120).

以下の説明では、計測装置110の並進誤差方向及び回転誤差方向を示すために座標系を用いる。図1に示すように、移動体の移動方向をy軸方向、撮像面(図1ではガイドレール140の凸部の頂面)に垂直な方向をz軸方向、y軸とz軸のどちらにも垂直な方向をx軸方向として、座標系を定義する。なお、特段の記載がない限り、x方向、y方向、z方向という表記は、x軸方向、y軸方向、z軸方向と同義であると考えてよい。 In the following explanation, a coordinate system is used to indicate the translation error direction and rotation error direction of the measurement device 110. As shown in FIG. 1, the coordinate system is defined by defining the direction of movement of the moving body as the y-axis direction, the direction perpendicular to the imaging surface (in FIG. 1, the top surface of the convex portion of the guide rail 140) as the z-axis direction, and the direction perpendicular to both the y-axis and z-axis as the x-axis direction. Note that unless otherwise specified, the terms x-direction, y-direction, and z-direction can be considered to be synonymous with the x-axis, y-axis, and z-axis directions.

図2は、計測装置110及びエレベーター制御部130の第1の内部構成例を示す図である。図2に示すように、計測装置110は、光送信部210、結像部220、撮像部230、画像処理部240、かご移動関連情報出力部250、及び指示部260を有して構成される。なお、図2では、光路を矢印付きの破線で示し、電気信号の経路を矢印付きの実線で示している。 Figure 2 is a diagram showing a first example of the internal configuration of the measurement device 110 and the elevator control unit 130. As shown in Figure 2, the measurement device 110 is configured to have an optical transmission unit 210, an imaging unit 220, an image capture unit 230, an image processing unit 240, a car movement related information output unit 250, and an instruction unit 260. Note that in Figure 2, the optical path is indicated by a dashed line with an arrow, and the path of the electrical signal is indicated by a solid line with an arrow.

光送信部210は、光源(図示は省略)を備え、被写体であるガイドレール140に向けて光を照射するように配置される。光送信部210の光源には、LED(Light Emitting Diode)やハロゲンランプのような時間的かつ空間的にインコヒーレントな光源を用いてもよいし、レーザー光源のような時間的かつ空間的にコヒーレントな光源を用いてもよい。 The optical transmitter 210 includes a light source (not shown) and is positioned to irradiate light toward the subject, the guide rail 140. The light source of the optical transmitter 210 may be a temporally and spatially incoherent light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a halogen lamp, or a temporally and spatially coherent light source such as a laser light source.

結像部220は、光送信部210からガイドレール140の表面に向けて照射された光である出射光線(出射光)がガイドレール140の表面で散乱された散乱光を、撮像部230の撮像面に結像させる光学系として構成される。結像部220には、例えば、硝子や樹脂で構成される単一のレンズ、あるいは複数のレンズ組や、凹面鏡等を用いることができる。 The imaging unit 220 is configured as an optical system that forms an image of the scattered light, which is emitted from the optical transmitter 210 toward the surface of the guide rail 140 and scattered on the surface of the guide rail 140, on the imaging surface of the imaging unit 230. The imaging unit 220 can be, for example, a single lens made of glass or resin, or a set of multiple lenses, a concave mirror, etc.

撮像部230は、結像部220からの光信号(ガイドレール140の表面における散乱輝度分布を示す光信号)であって、複数の画素(ピクセル)を含む撮像面に結像された光信号を、画素の輝度に応じた電気信号に変換し、変換した電気信号を、画像処理部240から送信される撮像の開始時刻及び終了時刻を表すタイミング信号に同期して、画像信号として画像処理部240に送信する。撮像部230には、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等を用いることができる。また、撮像部230は、二次元のエリアセンサであってもよいし、かご120の昇降方向に空間分解の機能を有する一次元のラインセンサであってもよい。 The imaging unit 230 converts the optical signal (optical signal indicating the distribution of scattered luminance on the surface of the guide rail 140) from the imaging unit 220, which is imaged on an imaging surface including a plurality of pixels, into an electrical signal corresponding to the luminance of the pixel, and transmits the converted electrical signal to the image processing unit 240 as an image signal in synchronization with a timing signal indicating the start and end times of imaging transmitted from the image processing unit 240. The imaging unit 230 may be, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The imaging unit 230 may also be a two-dimensional area sensor, or a one-dimensional line sensor having a spatial resolution function in the ascending and descending direction of the car 120.

なお、計測装置110は、光送信部210からの出射光及びその散乱光の経路中に、結像部220以外にバンドパスフィルタ等の波長選択式フィルタを設けて、所望の波長以外の外光を除去するようにしてもよい。また、計測装置110は、砂塵や埃等が内部に入らないように、計測装置110を防護する目的で、上記入射光及び散乱光の経路中に窓材等を設けるようにしてもよい。 The measuring device 110 may be provided with a wavelength-selective filter such as a bandpass filter in addition to the imaging unit 220 in the path of the emitted light from the optical transmitter 210 and the scattered light, to remove external light other than that of the desired wavelength. The measuring device 110 may also be provided with a window material or the like in the path of the incident light and scattered light in order to protect the measuring device 110 from sand, dust, etc., so as to prevent the inside of the measuring device 110.

画像処理部240は、撮像部230から受信した画像信号(撮像面に結像された光信号が変換された電気信号)に対して画像処理を実行し、当該画像処理によって生成される撮像画像に基づいて、エレベーターかご120の移動に係る情報(具体的には、エレベーターかご120の移動距離(移動量)または速度の少なくとも何れかの計測結果であり、以後、かご移動関連情報と称する)を算出し、これらの情報をかご移動関連情報出力部250に送信する。 The image processing unit 240 performs image processing on the image signal (electrical signal converted from the optical signal focused on the imaging surface) received from the imaging unit 230, and calculates information related to the movement of the elevator car 120 (specifically, the measurement results of at least one of the movement distance (movement amount) or speed of the elevator car 120, hereafter referred to as car movement related information) based on the captured image generated by the image processing, and transmits this information to the car movement related information output unit 250.

かご移動関連情報の算出において、画像処理部240は、異なる複数のフレームで撮影したガイドレール140の画像を、フレーム間で比較処理して、移動量を計測する。例えば、移動中のエレベーターかご120から被写体であるガイドレール140を撮影すると、異なる時刻における被写体表面(ガイドレール140の表面)の2つの画像では、移動方向にエレベーターかご120の移動量と一致するずれが発生するため、画像処理部240は、画像間の移動方向のずれ量を算出することでエレベーターかご120の移動量を計測することができる。なお、2つの画像の比較処理の方法は、例えば、相関関数法により2つの画像間の相関関数を計算してもよいし、オプティカルフロー法により画像内の特徴点の変位ベクトルを計算してもよい。 In calculating the cage movement related information, the image processing unit 240 measures the amount of movement by comparing images of the guide rail 140 taken in different frames between the frames. For example, when the subject, the guide rail 140, is photographed from a moving elevator cage 120, a shift occurs in the direction of movement between two images of the subject surface (the surface of the guide rail 140) taken at different times, which corresponds to the amount of movement of the elevator cage 120. Therefore, the image processing unit 240 can measure the amount of movement of the elevator cage 120 by calculating the amount of shift in the direction of movement between the images. The method of comparing the two images may, for example, calculate the correlation function between the two images using the correlation function method, or calculate the displacement vector of a feature point in the image using the optical flow method.

また、画像処理部240は、撮像部230から受信した画像信号に対して所定の演算処理(詳細は後述する)を実行することによって、ガイドレール140を基準として定められる適切な据付位置(以下、据付設計位置)に計測装置110が適切な精度で載置されているか否かを判定し(据付箇所判定処理)、その判定に係る情報(据付箇所判定情報)を指示部260に送信する。据付箇所判定情報には、現在の計測装置110が据付設計位置に対して適切な精度を有する位置に載置されているか否かを示す判定結果情報だけでなく、現在の載置位置が据付設計位置からどの方向にどの程度離れているか(あるいは、計測装置110をどの方向にどの程度移動させれば据付設計位置に補正できるか)といった調整情報も含むことができる。 The image processing unit 240 also performs a predetermined calculation process (described in detail below) on the image signal received from the imaging unit 230 to determine whether the measuring device 110 is placed with appropriate accuracy in an appropriate installation position (hereinafter, the installation design position) that is determined based on the guide rail 140 (installation location determination process), and transmits information related to the determination (installation location determination information) to the instruction unit 260. The installation location determination information can include not only determination result information indicating whether the current measuring device 110 is placed in a position with appropriate accuracy relative to the installation design position, but also adjustment information such as in which direction and how far the current placement position is from the installation design position (or in which direction and how much the measuring device 110 needs to be moved to correct it to the installation design position).

上記した画像処理部240は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはマイクロコントローラのような情報処理記憶媒体によって構成されてもよいし、FPGA(Field-Programmable Gate Array)のような論理回路素子等によって構成されてもよい。画像処理部240は、据付箇所判定情報をエレベーター制御部130が受信可能な通信プロトコル(例えばCAN(Controller Area Network)通信、USB(Universal Serial Bus)通信等のプロトコル)に従って変換し、変換後の信号情報をかご移動関連情報出力部250に出力する。 Specifically, the image processing unit 240 may be configured with an information processing storage medium such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or a microcontroller, or may be configured with logic circuit elements such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The image processing unit 240 converts the installation location determination information according to a communication protocol that can be received by the elevator control unit 130 (e.g., a protocol such as CAN (Controller Area Network) communication or USB (Universal Serial Bus) communication), and outputs the converted signal information to the car movement related information output unit 250.

かご移動関連情報出力部250は、画像処理部240から受信したかご移動関連情報を計測装置110の外部に出力する。図2の場合、計測装置110は、かご移動関連情報出力部250を介してエレベーター制御部130と電気ケーブルで接続され、かご移動関連情報をエレベーター制御部130に送信する。なお、かご移動関連情報出力部250は電気ケーブルを接続するためのコネクタであってもよいし、無線通信のためのアンテナであってもよい。かご移動関連情報出力部250が出力するかご移動関連情報は、エレベーター制御部130やその他の不図示の制御装置が所定のエレベーター制御を実施するために用いられてもよいし、作業者270に報知されてもよい。また、かご移動関連情報出力部250は、作業者270に報知するために、かご移動関連情報の表示機能を有する指示部260に、かご移動関連情報を送信するようにしてもよい。 The car movement related information output unit 250 outputs the car movement related information received from the image processing unit 240 to the outside of the measuring device 110. In the case of FIG. 2, the measuring device 110 is connected to the elevator control unit 130 via the car movement related information output unit 250 by an electric cable, and transmits the car movement related information to the elevator control unit 130. The car movement related information output unit 250 may be a connector for connecting an electric cable, or an antenna for wireless communication. The car movement related information output by the car movement related information output unit 250 may be used by the elevator control unit 130 or other control devices (not shown) to perform a specific elevator control, or may be notified to the worker 270. In addition, the car movement related information output unit 250 may transmit the car movement related information to an instruction unit 260 having a display function for the car movement related information in order to notify the worker 270.

指示部260は、画像処理部240から受信した据付箇所判定情報を計測装置の外部に表示することにより、作業者270への報知を行う。作業者270が据付作業者である場合、作業者270は指示部260の表示に基づいて、計測装置110をエレベーターかご120の上部に載置し、据付設計位置に据付する。また、作業者270が点検作業者である場合、作業者270は指示部260の表示に基づいて、エレベーターかご120の上部に載置された計測装置110が据付設計位置に据付されているかを点検する。なお、理想的な据付設計位置は、ガイドレール140からの散乱光が撮像部230の撮像面全体にむらなく一様に、かつボケが小さく入射する位置とする(詳細は後述する)。 The instruction unit 260 notifies the worker 270 by displaying the installation location determination information received from the image processing unit 240 on the outside of the measuring device. If the worker 270 is an installation worker, the worker 270 places the measuring device 110 on the top of the elevator car 120 and installs it at the installation design position based on the display of the instruction unit 260. If the worker 270 is an inspection worker, the worker 270 inspects whether the measuring device 110 placed on the top of the elevator car 120 is installed at the installation design position based on the display of the instruction unit 260. The ideal installation design position is a position where the scattered light from the guide rail 140 is uniformly incident on the entire imaging surface of the imaging unit 230 with little blurring (details will be described later).

上記した指示部260は、具体的には、LEDや電球などの単光源を組み合わせによって構成されてもよいし、液晶ディスプレイを用いたデジタルインジケーターなどの、作業者270が視覚的に判定結果を認知できる素子によって構成されてもよい。あるいは、指示部260を構成する素子は、音声ガイダンスを送信するスピーカーやブザーなどの、作業者270が聴覚的に判定結果を認知できる素子であってもよい。 Specifically, the above-mentioned indicator 260 may be configured by combining single light sources such as LEDs and light bulbs, or may be configured by elements that allow the worker 270 to visually recognize the determination result, such as a digital indicator using a liquid crystal display. Alternatively, the elements that make up the indicator 260 may be elements that allow the worker 270 to audibly recognize the determination result, such as a speaker or buzzer that transmits audio guidance.

なお、本実施形態に係るエレベーターシステム10において、計測装置110及びエレベーター制御部130の内部構成は、図2に示した構成に限定されるものではなく、例えば図3または図4に示すような構成であってもよい。 In addition, in the elevator system 10 according to this embodiment, the internal configuration of the measurement device 110 and the elevator control unit 130 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and may be, for example, a configuration as shown in FIG. 3 or FIG. 4.

図3は、計測装置110及びエレベーター制御部130の第2の内部構成例を示す図である。図3に示す構成では、計測装置110は、図2に示した光送信部210、結像部220、撮像部230、画像処理部240、及びかご移動関連情報出力部250に加えて、据付箇所判定情報出力部280を有して構成される。図3に示す構成では、図2では計測装置110に内蔵されていた指示部260が、エレベーター制御部130側に備えられる。図3に示す構成において、光送信部210、結像部220、撮像部230、及び指示部260が有する機能は、図2で説明した各部の機能と同様であるため、説明を省略する。また図2と同様に、図3では、光路を矢印付きの破線で示し、電気信号の経路を矢印付きの実線で示している。 Figure 3 is a diagram showing a second internal configuration example of the measurement device 110 and the elevator control unit 130. In the configuration shown in Figure 3, the measurement device 110 is configured to have an installation location determination information output unit 280 in addition to the optical transmission unit 210, the imaging unit 220, the image capture unit 230, the image processing unit 240, and the car movement related information output unit 250 shown in Figure 2. In the configuration shown in Figure 3, the instruction unit 260 built into the measurement device 110 in Figure 2 is provided on the elevator control unit 130 side. In the configuration shown in Figure 3, the functions of the optical transmission unit 210, the imaging unit 220, the image capture unit 230, and the instruction unit 260 are the same as the functions of each unit described in Figure 2, so the description will be omitted. Also, as in Figure 2, in Figure 3, the optical path is indicated by a dashed line with an arrow, and the path of the electrical signal is indicated by a solid line with an arrow.

図3に示す構成では、画像処理部240は、据付箇所判定情報を指示部260ではなく据付箇所判定情報出力部280に送信する。 In the configuration shown in FIG. 3, the image processing unit 240 transmits the installation location determination information to the installation location determination information output unit 280, not to the instruction unit 260.

そして据付箇所判定情報出力部280は、画像処理部240から受信した据付箇所判定情報を計測装置110の外部(例えばエレベーター制御部130の指示部260)に出力する。図3の場合、計測装置110は、据付箇所判定情報出力部280を介してエレベーター制御部130と電気ケーブルで接続され、据付箇所判定情報をエレベーター制御部130に送信する。なお、据付箇所判定情報出力部280は、電気ケーブルを接続するためのコネクタであってもよいし、無線通信のためのアンテナであってもよい。 Then, the installation location determination information output unit 280 outputs the installation location determination information received from the image processing unit 240 to the outside of the measurement device 110 (for example, the instruction unit 260 of the elevator control unit 130). In the case of FIG. 3, the measurement device 110 is connected to the elevator control unit 130 by an electric cable via the installation location determination information output unit 280, and transmits the installation location determination information to the elevator control unit 130. Note that the installation location determination information output unit 280 may be a connector for connecting an electric cable, or an antenna for wireless communication.

図4は、計測装置110及びエレベーター制御部130の第3の内部構成例を示す図である。図4に示す構成では、計測装置110は、図3と同様の各部を有して構成される。但し、図3との相違点として、図4に示す構成では、据付箇所判定情報出力部280が、作業者270が保有する表示端末290に据付箇所判定情報を送信する。図2及び図3と同様に、図4では、光路を矢印付きの破線で示し、電気信号の経路を矢印付きの実線で示している。 Figure 4 is a diagram showing a third example of the internal configuration of the measurement device 110 and the elevator control unit 130. In the configuration shown in Figure 4, the measurement device 110 is configured to have the same components as those in Figure 3. However, the difference from Figure 3 is that in the configuration shown in Figure 4, the installation location determination information output unit 280 transmits installation location determination information to a display terminal 290 held by a worker 270. As in Figures 2 and 3, in Figure 4, the optical path is indicated by a dashed line with an arrow, and the path of the electrical signal is indicated by a solid line with an arrow.

表示端末290は、作業者270がエレベーターシステム10の設置される建屋において計測装置110の据付または点検を行う際に持ち運び可能な可搬式の端末であり、具体的には例えば、タブレット、スマートフォン、またはパーソナルコンピューターなどである。 The display terminal 290 is a portable terminal that can be carried by the worker 270 when installing or inspecting the measuring device 110 in the building in which the elevator system 10 is installed, and is, for example, a tablet, smartphone, or personal computer.

図4に示す構成において、画像処理部240は、据付箇所判定情報を表示端末290が受信可能な通信プロトコルに従って変換し、変換後の信号情報を据付箇所判定情報出力部280に出力する。そして、据付箇所判定情報出力部280は、画像処理部240から受信した据付箇所判定情報を表示端末290に送信し、表示端末290は受信した据付箇所判定情報を作業者270に表示する。表示端末290における情報の表示方法は特に限定されず、例えば指示部260と同様(図6~図8参照)であってもよいし、より詳細な情報を画面表示する等してもよい。作業者270は、表示端末290に表示された据付箇所判定情報を確認することにより、計測装置110の据付または点検を精度よく実施することができる。 In the configuration shown in FIG. 4, the image processing unit 240 converts the installation location determination information according to a communication protocol that can be received by the display terminal 290, and outputs the converted signal information to the installation location determination information output unit 280. The installation location determination information output unit 280 then transmits the installation location determination information received from the image processing unit 240 to the display terminal 290, and the display terminal 290 displays the received installation location determination information to the worker 270. The method of displaying information on the display terminal 290 is not particularly limited, and may be the same as that of the instruction unit 260 (see FIGS. 6 to 8), for example, or may display more detailed information on a screen. The worker 270 can accurately install or inspect the measuring device 110 by checking the installation location determination information displayed on the display terminal 290.

なお、本実施形態において、作業者270は、エレベーターシステム10の設置される建屋から離れた遠方の作業現場から、遠隔操作によって計測装置110の据付または点検を行ってもよい。この場合、図2や図3のように据付箇所判定情報が建屋内の指示部260に表示されても作業者270はこれを確認できない。そこで、図4の構成のように、例えばインターネットを介して表示端末290を計測装置110と通信可能に構成し、作業者270が保有する表示端末290に据付箇所判定情報が表示されるようにすることが効果的である。 In this embodiment, the worker 270 may install or inspect the measuring device 110 by remote operation from a work site far away from the building in which the elevator system 10 is installed. In this case, even if the installation location determination information is displayed on the instruction unit 260 in the building as shown in Figures 2 and 3, the worker 270 cannot confirm this. Therefore, as shown in the configuration of Figure 4, it is effective to configure the display terminal 290 to be able to communicate with the measuring device 110 via the Internet, for example, and to display the installation location determination information on the display terminal 290 held by the worker 270.

(1-2)指示部260の構成
以下に、指示部260について詳しく説明する。なお、図4で説明したように表示端末290も作業者270に報知する役割を有することから、指示部260による表示に関する以下の説明は、表示端末290にも適用可能である。
(1-2) Configuration of the instruction unit 260 The following describes in detail the instruction unit 260. Note that since the display terminal 290 also has a role of notifying the operator 270 as described in FIG. 4, the following description regarding the display by the instruction unit 260 is also applicable to the display terminal 290.

図5は、指示部260の配置例を示す図である。また、図6~図8は、指示部260の内部構成例(その1~その3)を示す図である。以下の説明では図2に示した計測装置110の構成例を用いるが、図3や図4に示した構成例にも適宜、適用することができる。 Figure 5 is a diagram showing an example of the arrangement of the indication unit 260. Also, Figures 6 to 8 are diagrams showing examples (parts 1 to 3) of the internal configuration of the indication unit 260. In the following explanation, the example configuration of the measurement device 110 shown in Figure 2 is used, but the example configurations shown in Figures 3 and 4 can also be applied as appropriate.

図5は、図2に示した構成における指示部260の配置例を示している。この指示部260は、図5に示したように、その表示内容を作業者270が視覚的に認知できるように、計測装置110の外部に具備される。 Figure 5 shows an example of the arrangement of the indicator 260 in the configuration shown in Figure 2. As shown in Figure 5, this indicator 260 is provided outside the measurement device 110 so that the display content can be visually recognized by the operator 270.

そして指示部260は、図6~図8に例示した各種の表示器を備えることにより、画像処理部240で生成された据付箇所判定情報に基づく情報を作業者270に対して表示する。この結果、作業者270は、このような指示部260の表示内容を確認することにより、計測装置110がガイドレール140を基準とする据付設計位置に適切な精度で載置されているかどうかという載置位置の判定結果を視覚的に認知することができ、さらに、載置位置が適切でない場合には、適切な精度で据付設計位置に載置するためにどのような補正を行えばよいかという補正情報を認知することができる。 The instruction unit 260 is equipped with various displays as exemplified in Figures 6 to 8, and displays information based on the installation location determination information generated by the image processing unit 240 to the worker 270. As a result, by checking the display contents of the instruction unit 260, the worker 270 can visually recognize the placement position determination result, that is, whether the measuring device 110 is placed with appropriate accuracy at the installation design position based on the guide rail 140, and further, if the placement position is not appropriate, can recognize correction information on what corrections should be made to place the measuring device 110 at the installation design position with appropriate accuracy.

図6に示した指示部260は、判定結果表示器310を含んで構成される。判定結果表示器310は、計測装置110が据付設計位置に適切な精度で載置されている(載置位置が適切である)か否かを出力するものであり、例えば、LEDや電球などの単光源によって構成される。判定結果表示器310は、例えば、載置位置が適切である場合には「点灯」し、載置位置が適切ではない場合には「点滅」する。 The indicator 260 shown in FIG. 6 is configured to include a judgment result display 310. The judgment result display 310 outputs whether or not the measuring device 110 is placed in the installation design position with appropriate accuracy (the placement position is appropriate), and is configured, for example, with a single light source such as an LED or a light bulb. The judgment result display 310 "lights up" if the placement position is appropriate, and "flashes" if the placement position is inappropriate.

なお、後述する他の表示器でも同様であるが、単光源による表示方法は、点灯及び点滅に限定されるものではなく、様々な点灯パターン(点灯、点滅、消灯)や点灯色を組み合わせることができる。また、指示部260は、視覚的な表示器以外に、聴覚的な出力機器(報知器)を用いてもよく、例えば計測装置110の内部にビープ音を発するブザーを具備してもよい。この場合例えば、計測装置110が据付設計位置に適切な精度で載置されていないときにブザーを鳴らす。 Note that, as with other indicators described below, the display method using a single light source is not limited to lighting and blinking, and various lighting patterns (lighting, blinking, off) and lighting colors can be combined. In addition to a visual indicator, the indicator 260 may also use an auditory output device (alarm), and for example, the measuring device 110 may be equipped with a buzzer that emits a beep sound inside. In this case, for example, the buzzer sounds when the measuring device 110 is not placed in the installation design position with appropriate accuracy.

図7に示した指示部260は、判定結果表示器310に加えて、補正方向指示器320を具備する。補正方向指示器320は、計測装置110の現在の載置位置が適切ではない場合に、据付設計位置に対する現在の載置位置の並進誤差または回転誤差(傾斜)の少なくとも何れかについて、その方向を表示することにより、据付設計位置に載置するための調整方法を作業者270に報知する。補正方向指示器320は、例えば、LEDや電球などの単光源の組み合わせによって構成され、図7に示したように十字状に配置した単光源の発光パターンにより、並進誤差または回転誤差の方向(誤差が発生している方向でもよいし、補正すべき方向でもよい)を作業者270に報知する。 The indicator 260 shown in FIG. 7 includes a correction direction indicator 320 in addition to the judgment result display 310. When the current placement position of the measuring device 110 is not appropriate, the correction direction indicator 320 displays the direction of at least one of the translation error or rotation error (tilt) of the current placement position relative to the installation design position, thereby notifying the operator 270 of the adjustment method for placing the device at the installation design position. The correction direction indicator 320 is composed of a combination of single light sources such as LEDs and light bulbs, and notifies the operator 270 of the direction of the translation error or rotation error (which may be the direction in which the error is occurring or the direction to be corrected) by the light emission pattern of the single light sources arranged in a cross shape as shown in FIG. 7.

図8に示した指示部260は、判定結果表示器310及び補正方向指示器320に加えて、補正量指示器330を具備する。補正量指示器330は、計測装置110の現在の載置位置が据付設計位置に適合しない場合に、据付設計位置に対する現在の載置位置の並進誤差または回転誤差(傾斜)の少なくとも何れかについて、その大きさを表示することにより、据付設計位置に載置するための調整方法を作業者270に報知する。補正量指示器330は、例えば、LEDや電球などの単光源の組み合わせによって構成され、図8に示したように複数並べて配置した単光源の発光パターンにより、並進誤差または回転誤差の大きさを作業者270に報知する。なお、補正量指示器330と同様の機能を有する聴覚的な表示器を設ける場合には、ビープ音の高低、または強弱のパターンによって調整方法を知らせてもよいし、音声ガイダンスをスピーカーから流すようにしてもよい。 The indicator 260 shown in FIG. 8 includes a correction amount indicator 330 in addition to the judgment result indicator 310 and the correction direction indicator 320. When the current placement position of the measuring device 110 does not match the installation design position, the correction amount indicator 330 notifies the operator 270 of the adjustment method for placing the measuring device 110 at the installation design position by displaying the magnitude of at least one of the translation error or rotation error (tilt) of the current placement position relative to the installation design position. The correction amount indicator 330 is composed of a combination of single light sources such as LEDs and light bulbs, and notifies the operator 270 of the magnitude of the translation error or rotation error by the light emission pattern of the single light sources arranged in a row as shown in FIG. 8. Note that, when an auditory indicator having the same function as the correction amount indicator 330 is provided, the adjustment method may be notified by a high-low or strong beep pattern, or audio guidance may be played from a speaker.

(1-3)据付箇所判定処理
以下では、画像処理部240が計測装置110が据付設計位置に適切な精度で載置されているか否かを判定する据付箇所判定処理について、詳しく説明する。
(1-3) Installation Location Determination Processing The installation location determination processing in which the image processing unit 240 determines whether or not the measuring device 110 is placed at the designed installation position with appropriate accuracy will be described in detail below.

据付箇所判定処理において画像処理部240は、据付設計位置に対する計測装置110の載置位置について、x軸方向とz軸方向に沿った変位を各軸方向に沿った並進誤差として判定し、x軸周りとy軸周りの傾斜を各軸周りの回転誤差として判定する。そして画像処理部240は、これらの誤差の量に基づいて、現在の計測装置110を適切な精度で据付設計位置に載置するために必要な補正量を算出することができる。 In the installation location determination process, the image processing unit 240 determines the displacement along the x-axis and z-axis directions as translation errors along each axis for the placement position of the measuring device 110 relative to the installation design position, and determines the tilt around the x-axis and y-axis as rotation errors around each axis. Based on the amount of these errors, the image processing unit 240 can then calculate the amount of correction required to place the current measuring device 110 at the installation design position with appropriate accuracy.

なお、上記した以外のy軸方向への変位とz軸周りの傾斜については、以下の理由から調整が不要である。y軸方向に沿った変位は移動体(エレベーターかご120)の移動方向であり、据付時におけるy軸方向のずれは、ガイドレール140に対するエレベーターかご120(計測装置110)の相対的な移動距離及び速度の計測値には影響を与えない。z軸周りの傾斜は、画像処理部240において撮像画像の傾斜を画像処理によって補正できるため、調整が不要である。すなわち、異なる時刻の2枚の画像の比較処理において、相関関数法により、フレーム間のy方向だけでなくx方向の変位も計算し、かごの傾斜角を計測することが可能である。 Note that adjustment is not required for the displacement in the y-axis direction and the tilt around the z-axis other than those mentioned above for the following reasons. Displacement along the y-axis direction is the direction of movement of the moving body (elevator car 120), and deviation in the y-axis direction during installation does not affect the measured values of the relative movement distance and speed of the elevator car 120 (measuring device 110) with respect to the guide rail 140. Adjustment is not required for the tilt around the z-axis because the tilt of the captured image can be corrected by image processing in the image processing unit 240. In other words, in the comparison process of two images taken at different times, the correlation function method can be used to calculate the displacement in not only the y direction but also the x direction between frames, and the tilt angle of the car can be measured.

図9は、計測装置110の並進誤差または回転誤差を判定する画像処理部240の内部構成例を示す図である。画像処理部240は、撮像部230から受信した画像信号に対して所定の演算処理を行うことにより、x軸方向に沿った計測装置110の並進誤差、あるいは、x軸周りまたはy軸周りの計測装置110の回転誤差を判定する。 Figure 9 is a diagram showing an example of the internal configuration of the image processing unit 240 that determines the translation error or rotation error of the measurement device 110. The image processing unit 240 performs a predetermined arithmetic process on the image signal received from the imaging unit 230 to determine the translation error of the measurement device 110 along the x-axis direction, or the rotation error of the measurement device 110 around the x-axis or y-axis.

画像処理部240は、ガイドレール140からの散乱光に係る画像信号を撮像部230から受信し、図9に示すように、撮像画像をx方向とy方向にそれぞれ2分割した計4象限(象限401,402,403,404)に分割する。画像処理部240は、各象限における画素値の合計値または平均値を算出し、当該算出した各象限の画素値からx,y方向それぞれの差分値を計算する。 The image processing unit 240 receives an image signal related to scattered light from the guide rail 140 from the imaging unit 230, and divides the captured image into two in the x direction and two in the y direction into a total of four quadrants (quadrants 401, 402, 403, and 404) as shown in FIG. 9. The image processing unit 240 calculates the sum or average value of the pixel values in each quadrant, and calculates the difference values in the x and y directions from the calculated pixel values of each quadrant.

ここで、撮像画像の象限401の画素値(当該象限における画素値の合計値または平均値に相当し、以下同様)をP401とし、同様に、象限402,403,404の画素値をP402,P403,P404とする。このとき、撮像画像のx軸正側の画素値「Px,+」は「Px,+=P402+P404」から算出され、x軸負側の画素値「Px,-」は「Px,-=P401+P403」から算出される。また、撮像画像のy軸正側の画素値「Py,+」は「Py,+=P401+P402」から算出され、y軸負側の画素値「Py,-」は「Py,-=P403+P404」から算出される。 Here, the pixel value of quadrant 401 of the captured image (corresponding to the sum or average value of the pixel values in that quadrant, the same applies below) is P401 , and similarly, the pixel values of quadrants 402 , 403, and 404 are P402, P403 , and P404 . In this case, the pixel value " Px,+ " on the positive side of the x-axis of the captured image is calculated from "Px ,+ = P402 + P404 ", and the pixel value " Px,- " on the negative side of the x-axis is calculated from "Px ,- = P401 + P403 ". Furthermore, the pixel value "P y,+ " on the positive y-axis side of the captured image is calculated from "P y,+ = P 401 + P 402 ", and the pixel value "P y,- " on the negative y-axis side is calculated from "P y,- = P 403 + P 404 ".

したがって、x方向の差分値は、例えばx軸正側の画素値「Px,+」からx軸負側の画素値「Px,-」を差し引いて、「Px,+-Px,-」と定義できる。同様に、y方向の差分値は、例えばy軸正側の画素値「Py,+」からy軸負側の画素値「Py,-」を差し引いて、「Py,+-Py,-」と定義できる。 Therefore, the difference value in the x direction can be defined as, for example, "P x , + -P x, - " by subtracting the pixel value "P x,- " on the negative side of the x axis from the pixel value "P x,+ " on the positive side of the x axis. Similarly, the difference value in the y direction can be defined as, for example, "P y, + -P y ,- " by subtracting the pixel value "P y, - " on the negative side of the y axis from the pixel value "P y ,+ " on the positive side of the y axis.

画像処理部240は、上記のように算出したx方向の差分値及びy方向の差分値から、判定回路405において、x軸方向に沿った計測装置110の並進誤差、あるいはx軸周りまたはy軸周りの計測装置110の回転誤差の有無を判定する。それぞれの判定方法については、以下に詳述する。そして画像処理部240は、判定回路405による判定結果を指示部260に送信する。 The image processing unit 240 uses the x-direction difference value and the y-direction difference value calculated as described above to determine in the determination circuit 405 whether or not there is a translation error of the measuring device 110 along the x-axis direction, or a rotation error of the measuring device 110 around the x-axis or the y-axis. Each determination method will be described in detail below. The image processing unit 240 then transmits the determination result by the determination circuit 405 to the instruction unit 260.

(1-3-1)x軸方向に沿った並進誤差の判定方法
図10は、x方向の差分値に基づいてx軸方向に沿った計測装置110の並進誤差を判定する方法を説明するための概念図である。図10では、(A)において、ガイドレール140に対してx軸方向に異なる位置にある計測装置110について、ガイドレール140と計測装置110(撮像部230による撮像領域501)との位置関係の例を示し、(B)において、上記の各位置関係における撮像画像502の概念図を示し、(C)において、計測装置110の据付設計位置に対するx方向の変位とx方向の差分値との関係の推移を示す概念図を示している。
(1-3-1) Method for determining translation error along the x-axis direction Fig. 10 is a conceptual diagram for explaining a method for determining a translation error of the measuring device 110 along the x-axis direction based on a difference value in the x-axis direction. In Fig. 10, (A) shows an example of the positional relationship between the guide rail 140 and the measuring device 110 (image capture area 501 captured by the image capture unit 230) for the measuring device 110 at different positions in the x-axis direction relative to the guide rail 140, (B) shows a conceptual diagram of an image 502 in each of the above positional relationships, and (C) shows a conceptual diagram showing the transition of the relationship between the displacement in the x-direction with respect to the installation design position of the measuring device 110 and the difference value in the x-direction.

計測装置110は、ガイドレール140の表面の所定の撮像領域501からの散乱光を撮像部230に結像し、画像信号として画像処理部240に送信する。画像処理部240で受信する画像信号を模式的に表したものが撮像画像502である。図10では、計測装置110が据付設計位置に載置されている場合の撮像領域501-Bにおける撮像画像を撮像画像502-Bとし、計測装置110が据付設計位置からx軸の負方向に並進誤差がある場合の撮像領域501-Aにおける撮像画像を撮像画像502-Aとし、計測装置110が据付設計位置からx軸の正方向に並進誤差がある場合の撮像領域501-Cにおける撮像画像を撮像画像502-Cとしている。 The measuring device 110 forms an image of scattered light from a predetermined imaging area 501 on the surface of the guide rail 140 on the imaging unit 230 and transmits it to the image processing unit 240 as an image signal. The captured image 502 is a schematic representation of the image signal received by the image processing unit 240. In FIG. 10, the captured image in the imaging area 501-B when the measuring device 110 is placed in the installation design position is taken as image 502-B, the captured image in the imaging area 501-A when the measuring device 110 has a translation error in the negative direction of the x-axis from the installation design position is taken as image 502-A, and the captured image in the imaging area 501-C when the measuring device 110 has a translation error in the positive direction of the x-axis from the installation design position is taken as image 502-C.

計測装置110が据付設計位置に載置されている場合、撮像部230の撮像面全体にガイドレール140からの散乱光が入射するため、撮像画像502-Bにおいて暗領域は生じない。しかし、計測装置110の載置位置が据付設計位置からx軸方向の何れかに並進し、ガイドレール140の一部が撮像領域501から外れた場合には、撮像面の一部にガイドレール140からの散乱光が入射しないため、撮像画像502-A,502-Cにおいて一部に暗領域503が生じる。 When the measuring device 110 is placed in the designed installation position, scattered light from the guide rail 140 is incident on the entire imaging surface of the imaging unit 230, so no dark areas are produced in the captured image 502-B. However, when the mounting position of the measuring device 110 translates from the designed installation position in either direction along the x-axis and part of the guide rail 140 moves out of the imaging area 501, scattered light from the guide rail 140 does not enter part of the imaging surface, so dark areas 503 are produced in parts of the captured images 502-A and 502-C.

以上を踏まえてx方向の差分値について説明する。計測装置110が据付設計位置に載置されている場合の撮像画像502-Bに基づいて算出したx方向の差分値は、x軸正側(象限402,404)の画素値の合計値とx軸負側(象限401,403)の画素値の合計値との間にほとんど差がなく、差分値はほぼ0に等しい。一方、計測装置110が据付設計位置に載置されていない場合の撮像画像502-A,502-Cに基づいて算出したx方向の差分値は、撮像画像に含まれる暗領域の面積と、ガイドレール140からの散乱光の画素値の大きさとに比例して増加することから、(C)に示す有限の差分値504が生じる。 The difference value in the x direction will now be described in light of the above. The difference value in the x direction calculated based on captured image 502-B when the measuring device 110 is placed in the installation design position has almost no difference between the sum of pixel values on the positive side of the x axis (quadrants 402, 404) and the sum of pixel values on the negative side of the x axis (quadrants 401, 403), and the difference value is approximately equal to 0. On the other hand, the difference value in the x direction calculated based on captured images 502-A and 502-C when the measuring device 110 is not placed in the installation design position increases in proportion to the area of the dark region included in the captured image and the magnitude of the pixel value of the scattered light from the guide rail 140, resulting in a finite difference value 504 as shown in (C).

そこで判定回路405は、x方向の差分値(絶対値)が所定の閾値T以下であるときに、「OK」(据付設計位置からのx方向の並進誤差がない)と判定し、x方向の差分値(絶対値)が所定の閾値Tを超える場合に、「NG」(据付設計位置からのx方向の並進誤差がある)と判定し、これらの判定結果を指示部260に出力する、据付箇所判定処理を実行する。 Then, the judgment circuit 405 executes an installation location judgment process in which, when the difference value (absolute value) in the x direction is equal to or less than a predetermined threshold value T, it judges it as "OK" (there is no translation error in the x direction from the installation design position), and when the difference value (absolute value) in the x direction exceeds the predetermined threshold value T, it judges it as "NG" (there is a translation error in the x direction from the installation design position), and outputs these judgment results to the instruction unit 260.

ここで、閾値Tについて、より定量的に説明する。撮像部230における全画素のうち、ガイドレール140からの散乱光が入射する画素を考える。これらの画素の画素値の平均値をI、標準偏差をσとし、画素値の分布が正規分布に従うと仮定する。また、撮像部230のx方向の画素数をN、y方向の画素数をNとする。 Here, the threshold value T will be described more quantitatively. Consider the pixels on which scattered light from the guide rail 140 is incident, among all the pixels in the imaging unit 230. Assume that the average pixel value of these pixels is I 0 , the standard deviation is σ I , and the distribution of the pixel values follows a normal distribution. In addition, the number of pixels in the x direction of the imaging unit 230 is N x , and the number of pixels in the y direction is N y .

撮像画像502-Bにおいて、x方向の差分値は、画素値のバラつきと同程度で、その大きさは、σ/(√(N×N))を標準偏差とした正規分布に従う。一方、計測装置110がx方向に並進誤差を持ち、x方向に暗領域503が生じた場合、暗領域503の面積に比例した差分値が生じる。例えば、暗領域503が画素1列分だけ発生した場合、差分値の大きさは、I×Nに略一致する。 In captured image 502-B, the difference value in the x direction is approximately the same as the variation in pixel values, and its magnitude follows a normal distribution with a standard deviation of σI /(√( Nx × Ny )). On the other hand, if the measuring device 110 has a translation error in the x direction and a dark region 503 occurs in the x direction, a difference value proportional to the area of the dark region 503 occurs. For example, if the dark region 503 occurs for only one row of pixels, the magnitude of the difference value approximately equals I0 × Ny .

そこで、本実施形態では、差分値における閾値Tを、画素値のバラつき(例えば標準偏差の5倍)よりも大きく、かつ、最小の暗領域による差分値よりも小さい値として定める。このような閾値Tは、例えば以下の式1の関係式で定められる。

Figure 0007614076000001
Therefore, in this embodiment, the threshold value T for the difference value is set to a value that is greater than the variation in pixel values (e.g., five times the standard deviation) and smaller than the difference value due to the smallest dark area. Such a threshold value T is determined, for example, by the following relational expression 1.
Figure 0007614076000001

上記の式1で定められる閾値Tを用いて上記の据付箇所判定処理を行うことにより、判定回路405は、x方向の差分値が画素値のバラつきの範囲内で「0(または略0)」に一致するときはOK判定とし、x方向の少なくとも1列に暗領域が生じたときにはNG判定を出力することができる。 By performing the above installation location determination process using the threshold value T defined by the above formula 1, the determination circuit 405 can output an OK determination when the difference value in the x direction matches "0 (or approximately 0)" within the range of pixel value variation, and can output an NG determination when a dark area occurs in at least one row in the x direction.

次に、計測装置110のx方向の据付要求精度について説明する。据付要求精度とは、計測装置110の据付または点検において、計測装置110が据付設計位置に載置されているかを判定する際の基準となる精度であって、十分に適切な精度が要求される。理想的なx方向の据付設計位置は、ガイドレール140のx方向の中心軸505と、計測装置110の撮像範囲のx方向の中心軸506とが一致するような配置である。ガイドレール140の中心軸505から撮像範囲の中心軸506が変位してもガイドレール140からの散乱光が撮像部230の撮像面全体に入射すれば、x方向の位置変動は許容される。したがって、計測装置110の撮像範囲のx方向の幅をWim、ガイドレール140のx方向の幅をWrailとすると、x方向の並進誤差の許容量(すなわちx方向の据付要求精度)は、以下の式2の値が要求される。

Figure 0007614076000002
具体的には例えば、計測装置110においてWim=13mm、ガイドレール140においてWrail=15mmの場合、x方向の変位の許容量(x方向の据付要求精度)は1mmとなる。 Next, the required installation accuracy in the x direction of the measuring device 110 will be described. The required installation accuracy is a standard accuracy for determining whether the measuring device 110 is placed at the installation design position during installation or inspection of the measuring device 110, and a sufficiently appropriate accuracy is required. The ideal installation design position in the x direction is an arrangement in which the central axis 505 of the guide rail 140 in the x direction and the central axis 506 of the imaging range of the measuring device 110 in the x direction coincide with each other. Even if the central axis 506 of the imaging range is displaced from the central axis 505 of the guide rail 140, the positional fluctuation in the x direction is allowed as long as the scattered light from the guide rail 140 is incident on the entire imaging surface of the imaging unit 230. Therefore, when the x-direction width of the imaging range of the measuring device 110 is W im and the x-direction width of the guide rail 140 is W rail , the allowable amount of translation error in the x direction (i.e., the required installation accuracy in the x direction) is required to be the value of the following formula 2.
Figure 0007614076000002
Specifically, for example, when W im =13 mm in the measuring device 110 and W rail =15 mm in the guide rail 140, the allowable displacement in the x direction (required installation accuracy in the x direction) is 1 mm.

次に、x方向に並進誤差がある場合に、画像処理部240が、x方向の差分値の大きさと正負符号に基づいて、並進誤差の大きさと方向を算出する方法について説明する。x方向の差分値の大きさは、暗領域のx方向の幅に比例するので、調整移動量をx方向の差分値の大きさから算出することが可能である。また、x方向の差分値の符号から、左右のどちらにずれているかを判定する。 Next, we will explain how the image processing unit 240 calculates the magnitude and direction of the translation error based on the magnitude and positive/negative sign of the difference value in the x direction when there is a translation error in the x direction. Since the magnitude of the difference value in the x direction is proportional to the width of the dark area in the x direction, it is possible to calculate the adjustment movement amount from the magnitude of the difference value in the x direction. In addition, it is determined whether the deviation is to the left or right based on the sign of the difference value in the x direction.

本例では、撮像画像をx方向とy方向にそれぞれ2分割した計4象限の分割の例を示したが、分割数は4分割に限らない。例えば、x方向とy方向にそれぞれ4分割した計16象限で撮像画像を処理する内部構成を採用することにより、画像処理部240は、計4象限の場合よりも高精度に調整移動量を推定することができる。 In this example, an example of dividing the captured image into two parts in each of the x and y directions into a total of four quadrants has been shown, but the number of divisions is not limited to four. For example, by adopting an internal configuration that processes the captured image in a total of 16 quadrants divided into four parts in each of the x and y directions, the image processing unit 240 can estimate the adjustment movement amount with higher accuracy than in the case of a total of four quadrants.

なお、x方向の差分量から並進誤差の大きさを算出する場合、計測装置110はすでに適切な精度(変位がWrail/2よりも小さい)で載置されている必要がある。例えば、撮像画像502-Aよりもさらに変位が大きく、象限401と象限403の画素すべてが暗領域503となり、象限402と象限404の一部にも暗領域503が生じているといったように、計測装置110の載置位置が据付設計位置から大幅にずれている場合には、撮像画像502において暗領域503以外の明領域の割合が少なくなりすぎて、上述の4分割の象限を用いた方法では並進誤差を正確に計算できない。この場合には、分割数を4分割よりも細かい画素に分割し、少ない明領域から調整移動量を推定することが必要となる。 In addition, when calculating the magnitude of the translation error from the difference amount in the x direction, the measurement device 110 needs to be placed with appropriate accuracy (displacement is smaller than W rail /2). For example, when the placement position of the measurement device 110 is significantly deviated from the installation design position, such as when the displacement is even larger than that of the captured image 502-A, all pixels in the quadrants 401 and 403 become dark areas 503, and dark areas 503 are also generated in parts of the quadrants 402 and 404, the ratio of bright areas other than the dark areas 503 in the captured image 502 becomes too small, and the translation error cannot be accurately calculated by the method using the quadrants divided into four as described above. In this case, it is necessary to divide the number of divisions into pixels finer than four and estimate the adjustment movement amount from the small number of bright areas.

(1-3-2)x軸周りの回転誤差の判定方法
図11は、y方向の差分値に基づいてx軸周りの計測装置110の回転誤差(傾斜)を判定する方法を説明するための概念図である。図11では、(A)において、ガイドレール140に対してx軸周りに異なる位置にある計測装置110について、ガイドレール140と計測装置110との位置関係の例を示し、(B)において、上記の各位置関係における撮像画像602の概念図を示し、(C)において、計測装置110の据付設計位置に対するx軸周りの傾斜角とy方向の差分値との関係の推移を示す概念図を示している。
(1-3-2) Method for determining rotation error around the x-axis Fig. 11 is a conceptual diagram for explaining a method for determining a rotation error (tilt) of the measuring device 110 around the x-axis based on a difference value in the y direction. In Fig. 11, (A) shows an example of the positional relationship between the guide rail 140 and the measuring device 110 for the measuring device 110 at different positions around the x-axis relative to the guide rail 140, (B) shows a conceptual diagram of a captured image 602 in each of the above positional relationships, and (C) shows a conceptual diagram showing the transition of the relationship between the tilt angle around the x-axis with respect to the installation design position of the measuring device 110 and the difference value in the y direction.

図11では、計測装置110が据付設計位置に載置されている場合の撮像画像を撮像画像602-Bとし、計測装置110が据付設計位置からx軸周りに傾斜して載置された場合の撮像画像を撮像画像602-A,602-Cとしている。 In FIG. 11, the captured image when the measuring device 110 is placed in the installation design position is designated as captured image 602-B, and the captured images when the measuring device 110 is placed at an angle around the x-axis from the installation design position are designated as captured images 602-A and 602-C.

計測装置110が据付設計位置からx軸周りに傾斜して載置されている場合、(B)に示す撮像画像602-A,602-Cのように、緩やかに画素値が低下する。これは、後述する通り、ガイドレール140からの散乱輝度が、散乱角が大きくなるにつれて低下するためである。計測装置110が据付設計位置に載置されている場合には、y方向の差分値はほぼ0に等しい。一方、計測装置110が据付設計位置からy軸周りに傾斜して載置されている場合、左右の象限に非対称性(画素値のむら603)が現れることから、(C)に示す有限の差分値604が生じる。そのため、画像処理部240(判定回路405)は、y方向の差分値からx軸周りの計測装置110の傾斜を判定することが可能である。 When the measuring device 110 is placed at an inclination around the x-axis from the installation design position, the pixel value gradually decreases, as shown in the captured images 602-A and 602-C shown in (B). This is because, as described later, the scattered brightness from the guide rail 140 decreases as the scattering angle increases. When the measuring device 110 is placed at the installation design position, the difference value in the y direction is almost equal to 0. On the other hand, when the measuring device 110 is placed at an inclination around the y-axis from the installation design position, asymmetry (unevenness in pixel values 603) appears in the left and right quadrants, resulting in a finite difference value 604 as shown in (C). Therefore, the image processing unit 240 (determination circuit 405) can determine the inclination of the measuring device 110 around the x-axis from the difference value in the y direction.

具体的には、判定回路405は、y方向の差分値(絶対値)が所定の閾値T以下であるときに、「OK」(据付設計位置からのx軸周りの傾斜(回転誤差)がない)と判定し、y方向の差分値(絶対値)が所定の閾値Tを超える場合に、「NG」(据付設計位置からのx軸周りの傾斜(回転誤差)がある)と判定、これらの判定結果を指示部260に出力する、据付箇所判定処理を実行する。なお、閾値Tは、図10を参照しながら説明したx軸方向に沿った並進誤差の判定で用いた閾値Tと同様の方法で定めることができ、同値としてもよい。 Specifically, the judgment circuit 405 executes an installation location judgment process in which, when the difference value (absolute value) in the y direction is equal to or less than a predetermined threshold value T, it judges it as "OK" (there is no tilt (rotation error) around the x axis from the installation design position), and when the difference value (absolute value) in the y direction exceeds the predetermined threshold value T, it judges it as "NG" (there is tilt (rotation error) around the x axis from the installation design position), and outputs these judgment results to the instruction unit 260. Note that the threshold value T can be determined in the same manner as the threshold value T used in judging the translation error along the x axis direction described with reference to FIG. 10, and may be the same value.

次に、計測装置110のx軸周りの傾斜の据付要求精度について説明する。理想的な据付設計位置は、計測装置110が傾斜していない配置、すなわち、計測装置110における結像部220の光軸がz軸方向と一致している配置である。一方、x軸周りの傾斜が発生すると、結像部220の光軸とガイドレール140の凸部の頂面とが直交せず、y方向の倍率が低下する。すなわち、据付設置時のx軸周りの傾斜角をθset,xとすると、y方向の倍率はcos(θset,x)に比例して低下する。その結果、実際の移動距離に比べて、計測装置110が計測する移動距離が、cos(θset,x)に比例して低下し、系統誤差が発生する。 Next, the installation required accuracy of the tilt around the x-axis of the measuring device 110 will be described. The ideal installation design position is an arrangement in which the measuring device 110 is not tilted, that is, an arrangement in which the optical axis of the imaging unit 220 in the measuring device 110 coincides with the z-axis direction. On the other hand, when tilt around the x-axis occurs, the optical axis of the imaging unit 220 and the top surface of the convex part of the guide rail 140 are not perpendicular to each other, and the magnification in the y direction decreases. That is, if the tilt angle around the x-axis during installation is θ set,x , the magnification in the y direction decreases in proportion to cos(θ set,x ). As a result, compared to the actual moving distance, the moving distance measured by the measuring device 110 decreases in proportion to cos(θ set,x ), and a systematic error occurs.

この系統誤差の相対許容量をδrとすると、据付設計位置におけるx軸周りの傾斜の許容量はacos(1-δr)となる。具体的には例えば、系統誤差を0.1%以内(δr≦0.001)に抑えたい場合は、2.5度以下の精度(すなわち、θset,x≦2.5°)での据付精度が要求される。 If the relative tolerance of this systematic error is δr, then the tolerance of the tilt around the x-axis at the installation design position is acos(1-δr). Specifically, for example, if it is desired to suppress the systematic error to within 0.1% (δr≦0.001), an installation accuracy of 2.5 degrees or less (i.e., θ set,x ≦2.5°) is required.

次に、上記の据付要求精度で計測装置110を据付または点検するときに、上述したガイドレール140からの散乱光が計測装置110の傾斜に伴って撮像部230の撮像面全体に生じる「画素値のむら」に着目して、本発明における光送信部210及び結像部220の構成について説明する。 Next, when installing or inspecting the measuring device 110 with the required installation accuracy, the configuration of the optical transmission unit 210 and the imaging unit 220 of the present invention will be described, focusing on the "unevenness of pixel values" that occurs across the entire imaging surface of the imaging unit 230 as the measuring device 110 is tilted due to scattered light from the guide rail 140 described above.

図12は、ガイドレール140の散乱光の各散乱角方向の輝度の分布について説明するための概念図である。詳しくは、図12では、光送信部210の光送信方向と、ガイドレール140の研磨方向と、ガイドレール140の散乱光の散乱角方向の輝度の分布(散乱角度分布)との関係を示し、挿入図701では、ガイドレール140の研磨方向による散乱光のバラつきのイメージを示している。 Figure 12 is a conceptual diagram for explaining the distribution of brightness in each scattering angle direction of the scattered light of the guide rail 140. In detail, Figure 12 shows the relationship between the light transmission direction of the optical transmitter 210, the polishing direction of the guide rail 140, and the distribution of brightness in the scattering angle direction of the scattered light of the guide rail 140 (scattering angle distribution), and the inset 701 shows an image of the variation in scattered light depending on the polishing direction of the guide rail 140.

ガイドレール140の研磨方向がy軸に沿った構成では、ガイドレール140の表面は研磨とは垂直なx軸方向にざらざらしている(挿入図701の(B)参照)。その結果、研磨方向(y方向)と垂直なxz面内では、研磨傷からの散乱光の方向が大きくバラつく。一方、研磨方向(y方向)に平行なyz面内では、研磨に沿ってガイドレール140の表面の傾斜は一様であるので、散乱光が発生しづらく(挿入図701の(C)参照)、正反射光の出射方向に集中して分布し、角度分布のバラつきは小さい。 In a configuration in which the polishing direction of the guide rail 140 is along the y-axis, the surface of the guide rail 140 is rough in the x-axis direction perpendicular to the polishing direction (see inset 701 (B)). As a result, in the xz plane perpendicular to the polishing direction (y direction), the direction of scattered light from the polishing scratches varies greatly. On the other hand, in the yz plane parallel to the polishing direction (y direction), the slope of the surface of the guide rail 140 is uniform along the polishing, so scattered light is less likely to occur (see inset 701 (C)), and the light is concentrated in the emission direction of the specularly reflected light, with little variation in the angular distribution.

したがって、ガイドレール140の研磨方向がy軸に沿った構成であるときは、図12に示したように、光送信部210における光送信方向がxz面内になるような構成とすれば、正反射光の出射方向もxz面内になる。その結果、散乱角度分布はxz面を中心に強く分布し(挿入図701の(A)参照)、結像部220へと高輝度な散乱光が入射する。 Therefore, when the polishing direction of the guide rail 140 is configured along the y-axis, as shown in FIG. 12, if the light transmission direction in the light transmitting unit 210 is configured to be within the xz plane, the emission direction of the specularly reflected light will also be within the xz plane. As a result, the scattering angle distribution is strongly centered on the xz plane (see inset 701 (A)), and high-brightness scattered light is incident on the imaging unit 220.

図13~図15は、光送信部210からの照明光とその散乱光及び正反射光との方向を説明するための概念図(その1~その3)である。 Figures 13 to 15 are conceptual diagrams (parts 1 to 3) for explaining the directions of the illumination light from the optical transmitter 210 and the scattered light and specularly reflected light.

図13は、計測装置110がx軸周りの傾斜において理想的な据付設計位置(結像部220の光軸とz軸が一致)に載置されたときの状態を示している。図13のような理想的な据付設計位置では、撮像範囲での正反射光がxz面内に位置する。光送信部210からの照明光の出射位置がy方向に撮像範囲の幅と同程度に長く分布するとき、撮像範囲内からの正反射光は一様に結像部220に入射する。 Figure 13 shows the state when the measurement device 110 is placed in an ideal installation design position (where the optical axis of the imaging unit 220 coincides with the z-axis) inclined about the x-axis. In the ideal installation design position as in Figure 13, the specularly reflected light in the imaging range is located within the xz plane. When the emission position of the illumination light from the optical transmitter 210 is distributed in the y direction over a length approximately equal to the width of the imaging range, the specularly reflected light from within the imaging range is uniformly incident on the imaging unit 220.

一方、図15では、計測装置110が理想的な据付設計位置に対してx軸周りに大きく傾斜しているときの状態を示している。図15のようにx軸周りの傾斜が大きく発生すると、撮像範囲で反射されて結像部220の主光線として入射するはずの正反射光を出射する位置に光源がなく、一部の撮像範囲からの正反射光が結像部220に入射しなくなる。その結果、撮像画像に緩やかな輝度低下が発生する。 On the other hand, Figure 15 shows a state where the measurement device 110 is significantly tilted around the x-axis with respect to the ideal installation design position. When a large tilt around the x-axis occurs as in Figure 15, there is no light source at the position that emits the specularly reflected light that should be reflected in the imaging range and enter the imaging unit 220 as the chief ray, and the specularly reflected light from a part of the imaging range does not enter the imaging unit 220. As a result, a gradual decrease in brightness occurs in the captured image.

図14は、撮像範囲からの正反射光が結像部220に入射しなくなる条件を説明するための概念図である。 Figure 14 is a conceptual diagram for explaining the conditions under which specularly reflected light from the imaging range is no longer incident on the imaging unit 220.

図14に示すように、光送信部210のy方向の高さをHLED、撮像領域の高さをHim、ガイドレール140に対する光送信部210の変位のz成分をLとする。このとき、緩やかな画素値の低下が発生し始める傾斜角は、「atan((HLED-Him)/(2×L))/2」である。したがって、撮像範囲からの正反射光が結像部220に入射するために、光送信部210の高さHLEDの上限境界を、例えば以下の式3によって定めることができる。

Figure 0007614076000003
上記式3のようにHLEDを構成すれば、x軸周りの傾斜の据付要求精度「θset,x」を上回ったときに、画像処理部240(判定回路405)は据付箇所判定処理において「NG」(据付設計位置からのx軸周りの傾斜あり)と判定することが可能となる。 14, the height of the optical transmitter 210 in the y direction is H LED , the height of the imaging area is H im , and the z-component of the displacement of the optical transmitter 210 relative to the guide rail 140 is L z . In this case, the inclination angle at which a gradual decrease in pixel value begins to occur is a tan((H LED -H im )/(2 x L z ))/2. Therefore, in order for specularly reflected light from the imaging range to enter the imaging unit 220, the upper limit boundary of the height H LED of the optical transmitter 210 can be determined, for example, by the following formula 3.
Figure 0007614076000003
If the H LED is configured as shown in the above formula 3, when the tilt around the x-axis exceeds the required installation accuracy “θ set,x ”, the image processing unit 240 (determination circuit 405) can determine “NG” (there is tilt around the x-axis from the installation design position) in the installation location determination process.

なお、上記式3をx軸周りの傾斜の据付要求精度「θset,x」について解くと、以下の式4のように表される。この式4の右辺は、x軸周りの回転誤差の計測可能な最小値を示している。

Figure 0007614076000004
When the above formula 3 is solved for the required installation accuracy of the tilt around the x-axis, "θ set,x ", it is expressed as the following formula 4. The right side of this formula 4 indicates the minimum measurable value of the rotation error around the x-axis.
Figure 0007614076000004

また、計測装置110は、かご揺れによって、走行中もx軸周りに傾斜することがある。このような傾斜の発生時にもむらなく一様な画像を得るためには、光送信部210の大きさを十分に広げ、傾斜に対する裕度を設けておく必要がある。そこで、かご揺れによる傾斜の大きさを「θvib,x」とすると、光送信部210の高さHLEDの下限境界を、例えば以下の式5のように定めることで、傾斜に対する十分な裕度を確保することができる。

Figure 0007614076000005
Furthermore, the measuring device 110 may tilt around the x-axis while traveling due to car sway. In order to obtain a uniform image even when such a tilt occurs, it is necessary to sufficiently increase the size of the optical transmitter 210 and provide a margin for tilt. If the magnitude of tilt due to car sway is "θ vib,x ", then a sufficient margin for tilt can be ensured by determining the lower limit boundary of the height H LED of the optical transmitter 210 as in, for example, the following formula 5.
Figure 0007614076000005

上記した式3及び式5を用いて、光送信部210のy方向の高さHLEDを具体的に計算する。例えば、計測装置110が、ガイドレール140に対する光送信部210までの変位のz成分が70mm、撮像領域の高さHimが12.8mmとなるように構成されているとする。このとき、かご揺れの大きさを1度とし、傾斜角2.5度以下の据付要求精度(倍率変動0.1%以内)で計測装置110を据え付けるためには、光送信部210のy方向の高さHLEDを撮像領域の高さHimに比べて大きくとり、その差を3.5mmよりも大きく8.9mmよりも小さく選定すれば、据付設計位置からの据付要求精度以上のx軸周りの傾斜を判定し、かつ、かご揺れが発生しても常にむらのない一様な画像を得ることが可能となる。 Using the above-mentioned formulas 3 and 5, the height H LED of the optical transmitter 210 in the y direction is specifically calculated. For example, the measurement device 110 is configured so that the z component of the displacement of the optical transmitter 210 relative to the guide rail 140 is 70 mm, and the height H im of the imaging area is 12.8 mm. In this case, in order to install the measurement device 110 with the magnitude of the car sway of 1 degree and the required installation accuracy of an inclination angle of 2.5 degrees or less (magnification fluctuation within 0.1%), the height H LED of the optical transmitter 210 in the y direction is made larger than the height H im of the imaging area, and the difference is selected to be greater than 3.5 mm and less than 8.9 mm, so that the inclination around the x axis from the installation design position that is greater than the required installation accuracy can be determined, and a uniform image without unevenness can be obtained even if the car sway occurs.

(1-3-3)y軸周りの回転誤差の判定方法
図16は、x方向の差分値に基づいてy軸周りの計測装置110の回転誤差(傾斜)を判定する方法を説明するための概念図である。図16では、(A)において、ガイドレール140に対してy軸周りに異なる位置にある計測装置110について、ガイドレール140と各計測装置110との位置関係の例を示し、(B)において、上記の各位置関係における撮像画像902の概念図を示し、(C)において、計測装置110の据付設計位置に対するy軸周りの傾斜角とx方向の差分値との関係の推移を示す概念図を示している。
(1-3-3) Method for determining rotation error around y axis Fig. 16 is a conceptual diagram for explaining a method for determining the rotation error (tilt) of the measuring device 110 around the y axis based on the difference value in the x direction. In Fig. 16, (A) shows an example of the positional relationship between the guide rail 140 and each measuring device 110 for measuring devices 110 at different positions around the y axis relative to the guide rail 140, (B) shows a conceptual diagram of a captured image 902 in each of the above positional relationships, and (C) shows a conceptual diagram showing the transition of the relationship between the tilt angle around the y axis with respect to the installation design position of the measuring device 110 and the difference value in the x direction.

図16では、計測装置110が据付設計位置に載置されている場合の撮像画像を撮像画像902-Bとし、計測装置110が据付設計位置からy軸周りに傾斜して載置された場合の撮像画像を撮像画像902-A,902-Cとしている。 In FIG. 16, the captured image when the measuring device 110 is placed in the installation design position is designated as captured image 902-B, and the captured images when the measuring device 110 is placed at an angle around the y-axis from the installation design position are designated as captured images 902-A and 902-C.

計測装置110が据付設計位置からy軸周りに傾斜して載置されている場合、(B)に示す撮像画像902-A,902-Cのように緩やかに画素値が低下する。これは、ガイドレール140からの散乱輝度が、散乱角が大きくなるにつれて低下するためである。したがって、前述したx方向の並進誤差及びx軸周り回転誤差と同様に、(C)に示したように、撮像画像902-A~902-Cに基づいて、x方向の差分値からy軸周りの計測装置110の傾斜を判定することが可能である。 When the measuring device 110 is placed at an inclination around the y-axis from the installation design position, the pixel values gradually decrease as shown in the captured images 902-A and 902-C shown in (B). This is because the scattering luminance from the guide rail 140 decreases as the scattering angle increases. Therefore, similar to the above-mentioned x-direction translation error and x-axis rotation error, as shown in (C), it is possible to determine the inclination of the measuring device 110 around the y-axis from the difference value in the x-direction based on the captured images 902-A to 902-C.

次に、本構成におけるy軸周りの傾斜に対する据付要求精度を説明する。図12を参照して前述したように、ガイドレール140の研磨傷は移動方向(y軸方向)に沿って平行についているため、研磨傷からの散乱光の角度分布はxz面内で大きくばらつく(図12の挿入図701の(A)参照)。その結果、y軸周りの傾斜が多少発生しても、散乱輝度の角度分布の広がりが大きいため、図16の(B)に示すような緩やかな画素値の低下は起こりにくく、常にむらのない一様な画像を得ることが可能である。すなわち、y軸周りの傾斜のほうがx軸周りの傾斜に比べて誤差感度が小さく、調整も容易である。 Next, the required installation accuracy for tilt around the y-axis in this configuration will be described. As described above with reference to Figure 12, the grinding scratches on the guide rail 140 are parallel to the direction of movement (y-axis direction), so the angular distribution of scattered light from the grinding scratches varies greatly in the xz plane (see (A) of inset 701 in Figure 12). As a result, even if some tilt around the y-axis occurs, the angular distribution of scattered luminance is broad, so a gradual drop in pixel value as shown in (B) of Figure 16 is unlikely to occur, and it is possible to always obtain a uniform image without unevenness. In other words, tilt around the y-axis has lower error sensitivity and is easier to adjust than tilt around the x-axis.

一方で、研磨傷による散乱光の角度分布のx方向の広がり角を「θscat,x」とするとき、θscat,xを大きく上回って計測装置110がy軸周りに傾斜すると、(B)に示したような緩やかな画素値の低下(画素値のむら903)が撮像画像902-A,902-Cに発生する。したがって、y軸周りの傾斜に対する据付要求精度は、研磨傷による散乱光の角度分布のx方向の広がり角「θscat,x」によって決まる。 On the other hand, when the spread angle in the x direction of the angular distribution of scattered light due to polishing scratches is "θ scat,x ", if the measurement device 110 is tilted around the y axis significantly exceeding θ scat,x, a gradual decrease in pixel value (unevenness in pixel value 903) as shown in (B) occurs in the captured images 902-A and 902-C. Therefore, the installation accuracy required for tilting around the y axis is determined by the spread angle in the x direction "θ scat,x " of the angular distribution of scattered light due to polishing scratches.

(1-3-4)x軸方向の並進誤差とy軸周りの回転誤差との判別
上述した(1-3-1)で説明した図10の撮像画像502-A~502-Cと、(1-3-3)で説明した図16の撮像画像902-A~902-Cとを比較すると、どちらの撮像画像においても、x方向に緩やかな画素値の低下が発生し得ることが分かる。これは、計測装置110がx軸方向の並進誤差を有する場合とy軸周りの回転誤差を有する場合とで、類似した撮像画像が得られることを意味しており、据付設計位置に対する計測装置110の載置位置を正確に判定するためには、これらの誤差の発生要因を判別できることが好ましい。
(1-3-4) Distinguishing Between Translation Error in the x-Axis Direction and Rotation Error Around the y-Axis When comparing the captured images 502-A to 502-C in Fig. 10 described in (1-3-1) above with the captured images 902-A to 902-C in Fig. 16 described in (1-3-3) above, it can be seen that a gradual drop in pixel value can occur in the x-direction in both captured images. This means that similar captured images can be obtained when the measuring device 110 has a translation error in the x-axis direction and when it has a rotation error around the y-axis. In order to accurately determine the placement position of the measuring device 110 relative to the installation design position, it is preferable to be able to distinguish the causes of these errors.

図17は、据付箇所判定処理においてx軸方向の並進誤差とy軸周りの回転誤差とを判別する、画像処理部240の内部構成例を示す図である。図17に示した画像処理部240は、集計回路1001及び判定回路1003を備えて構成される。 Figure 17 is a diagram showing an example of the internal configuration of the image processing unit 240 that distinguishes between a translation error in the x-axis direction and a rotation error around the y-axis in the installation location determination process. The image processing unit 240 shown in Figure 17 is configured with a counting circuit 1001 and a determination circuit 1003.

計測装置110におけるx方向の位置変動では、ガイドレール140が撮像範囲内からずれ、撮像範囲の一部に暗領域が生じることが精度低下の要因である。一方で、計測装置110におけるy軸周りの傾斜では、傾斜によるx方向に沿った緩やかな輝度分布の低下が精度低下の要因である。 When the measuring device 110 is moved in the x-direction, the guide rail 140 moves out of the imaging range, causing a dark area in part of the imaging range, which is a factor in reducing accuracy. On the other hand, when the measuring device 110 is tilted around the y-axis, the gradual decrease in brightness distribution along the x-direction due to the tilt is a factor in reducing accuracy.

図17に示した画像処理部240の内部構成では、撮像部230から受信した画像信号に対して、集計回路1001が、y軸方向の画素について総和を計算するとともに、x軸方向については隣接画素間の差分を計算することにより、差分プロファイル1002を生成する。このような差分プロファイル1002では、x方向の位置変動が発生した場合には、急峻かつ高いピークがガイドレール140の端において発生する(差分プロファイル1002-A)。一方、y軸周りの傾斜が発生した場合には、急峻なピークは現れず、緩やかかつ低いピークが発生する(差分プロファイル1002-B)。 In the internal configuration of the image processing unit 240 shown in FIG. 17, the summing circuit 1001 calculates the sum of the pixels in the y-axis direction for the image signal received from the imaging unit 230, and calculates the difference between adjacent pixels in the x-axis direction to generate a differential profile 1002. In such a differential profile 1002, when a positional change occurs in the x-axis direction, a steep and high peak occurs at the end of the guide rail 140 (differential profile 1002-A). On the other hand, when a tilt occurs around the y-axis, no steep peak appears, and a gradual and low peak occurs (differential profile 1002-B).

判定回路1003は、上記のような差分プロファイル1002-A,1002-Bの違いに注目し、差分プロファイル1002の高さと幅を計算し、高さ及び幅の大きさに基づいて、撮像画像における画素値の低下がx軸方向の位置変動(並進誤差)を要因とするものであるか、y軸周りの傾斜(回転誤差)を要因とするものであるか、またはその両方であるかを判別する。高さを用いた判別では、判定回路1003は、例えば画素値の平均値Iを基準にして、差分プロファイル1002における高さが平均値Iと同程度に大きい場合はx軸方向の位置変動と判別し、平均値Iよりもある程度小さい場合にはy軸周りの傾斜と判別する。このときy軸周りの傾斜の判別基準とする高さの閾値は、例えば、画素値の平均値Iの半分とする。また、幅を用いた判別では、判定回路1003は、例えば幅が画素1ピクセルと同程度に小さい場合はx軸方向の位置変動と判別し、幅が画素1ピクセルよりもある程度大きい場合にはy軸周りの傾斜と判別する。このときy軸周りの傾斜の判別基準とする幅の閾値は、例えば、数ピクセル(2~3ピクセル)とする。 The determination circuit 1003 pays attention to the difference between the difference profiles 1002-A and 1002-B as described above, calculates the height and width of the difference profile 1002, and determines whether the decrease in pixel value in the captured image is caused by a positional variation in the x-axis direction (translation error), a tilt around the y-axis (rotation error), or both, based on the magnitude of the height and width. In the determination using the height, the determination circuit 1003 determines that the height in the difference profile 1002 is a positional variation in the x-axis direction when it is as large as the average pixel value I 0 , and determines that the height is a tilt around the y-axis when it is somewhat smaller than the average pixel value I 0. At this time, the height threshold value used as the determination criterion for the tilt around the y-axis is, for example, half the average pixel value I 0. In addition, in the determination using the width, the determination circuit 1003 determines that the height is a positional variation in the x-axis direction when the width is as small as one pixel, and determines that the width is a tilt around the y-axis when the width is somewhat larger than one pixel. In this case, the width threshold value used as the discrimination criterion for the inclination around the y axis is set to, for example, several pixels (2 to 3 pixels).

そして、判定回路1003は、据付設計位置に対する誤差の要因の判別結果を踏まえて、各誤差を解消するために必要な調整情報(調整方向と調整移動量)を特定し、計測装置110が据付設計位置に載置されているか否かの判定結果(OK判定またはNG判定)と、NG判定の場合にはその調整情報(調整方向と調整移動量)とを、据付箇所判定情報に含めて指示部260等に出力する。 Then, the judgment circuit 1003, based on the results of determining the causes of errors relative to the installation design position, identifies the adjustment information (adjustment direction and adjustment movement amount) required to eliminate each error, and outputs the judgment result (OK judgment or NG judgment) of whether the measuring device 110 is placed at the installation design position or not, and in the case of an NG judgment, the adjustment information (adjustment direction and adjustment movement amount) to the instruction unit 260, etc., together with the installation location judgment information.

また、前述した通り、ガイドレール140からの散乱光は、ガイドレール140の表面のy軸方向の研磨傷によってx方向に大きく広がるため、y軸周りの傾斜はx軸周りの傾斜に比べて誤差感度が小さく調整も容易である。そこで、判定回路1003は、y軸周りの回転誤差を粗く調整した後に、x方向の差分値を参照してx方向の並進誤差を細かく調整するようにしてもよい。 As described above, the scattered light from the guide rail 140 spreads widely in the x direction due to polishing scratches in the y-axis direction on the surface of the guide rail 140, so the tilt around the y axis has a smaller error sensitivity and is easier to adjust than the tilt around the x axis. Therefore, the determination circuit 1003 may roughly adjust the rotation error around the y axis, and then finely adjust the translation error in the x direction by referring to the difference value in the x direction.

また、(1-3-2)で説明したx軸周りの回転誤差についても、図17に示した画像処理部240の内部構成がx軸とy軸を入れ替えた処理を同様に行うことによって、誤差の要因がx軸周りの傾斜(回転)であるかそれ以外(例えばy軸方向への変位)であるかを判別することができる。この場合、具体的には、集計回路1001が、x軸方向の画素について総和を計算するとともに、y軸方向について隣接画素間の差分を計算することにより、y軸方向に沿った差分プロファイル1002を作成する。そして判定回路1003が、差分プロファイル1002のピークの位置から、x軸周りの回転誤差の大きさ及び方向(またはその一方)を判定すればよい。 Furthermore, for the rotation error around the x-axis described in (1-3-2), the internal configuration of the image processing unit 240 shown in FIG. 17 can perform similar processing with the x-axis and y-axis swapped, making it possible to determine whether the cause of the error is tilt (rotation) around the x-axis or something else (for example, displacement in the y-axis direction). In this case, specifically, the summing circuit 1001 calculates the sum of the pixels in the x-axis direction, and calculates the difference between adjacent pixels in the y-axis direction to create a difference profile 1002 along the y-axis direction. Then, the judgment circuit 1003 judges the magnitude and direction (or either one) of the rotation error around the x-axis from the position of the peak of the difference profile 1002.

(1-3-5)z軸方向に沿った並進誤差の判定方法
図18は、据付箇所判定処理においてz軸方向の並進誤差を判定する、画像処理部240の内部構成例を示す図である。図18に示した画像処理部240は、フーリエ変換回路1101及び判定回路1102を備えて構成される。
(1-3-5) Method for determining translation error along the z-axis direction Fig. 18 is a diagram showing an example of the internal configuration of the image processing unit 240 that determines the translation error in the z-axis direction in the installation location determination process. The image processing unit 240 shown in Fig. 18 is configured to include a Fourier transform circuit 1101 and a determination circuit 1102.

図18に示した画像処理部240は、撮像部230からガイドレール140からの散乱光に係る画像信号を受信し、フーリエ変換回路1101において、x軸方向、y軸方向それぞれについて二次元のフーリエ変換を実行する。このとき、計測装置110が据付設計位置からz軸方向に変位し、撮像画像にぼやけが発生すると、図18中のグラフに示すように高い空間周波数の成分が低下する。そこで判定回路1102は、高周波成分のフーリエ強度の低下に基づき、z軸方向に沿った位置変動を判定する。例えば、ガイドレール140における撮像画像から想定される高周波成分のフーリエ強度を下回る場合には「NG」(据付設計位置からのz軸方向の並進誤差がある)と判定し、指示部260にNG信号を送信する。一方、フーリエ変換によって得られたフーリエ強度が上記想定される高周波成分のフーリエ強度以上である場合には、判定回路1102は「OK」(据付設計位置からのz軸方向の並進誤差がない)と判定し、指示部260にOK信号を送信する。なお、判定回路1102は、据付設計位置への誤差を解消するために必要な調整量(補正量)を、高周波成分のフーリエ強度の低下量から算出することができる。 The image processing unit 240 shown in FIG. 18 receives an image signal related to scattered light from the guide rail 140 from the imaging unit 230, and performs two-dimensional Fourier transform in the x-axis direction and the y-axis direction in the Fourier transform circuit 1101. At this time, if the measuring device 110 is displaced in the z-axis direction from the installation design position and blurring occurs in the captured image, the high spatial frequency components decrease as shown in the graph in FIG. 18. Therefore, the judgment circuit 1102 judges the positional fluctuation along the z-axis direction based on the decrease in the Fourier intensity of the high-frequency component. For example, if the Fourier intensity of the high-frequency component is lower than that expected from the captured image of the guide rail 140, it is judged as "NG" (there is a translation error in the z-axis direction from the installation design position) and sends an NG signal to the instruction unit 260. On the other hand, if the Fourier intensity obtained by the Fourier transform is equal to or higher than the Fourier intensity of the high-frequency component expected above, the judgment circuit 1102 judges as "OK" (there is no translation error in the z-axis direction from the installation design position) and sends an OK signal to the instruction unit 260. In addition, the judgment circuit 1102 can calculate the amount of adjustment (correction amount) required to eliminate the error in the installation design position from the amount of reduction in the Fourier intensity of the high-frequency component.

以上、(1-3-1)~(1-3-5)で説明したように、本実施形態に係る計測装置110は、画像処理部240が図9に示した内部構成を有するときに、x方向の差分値に基づいてx軸方向の並進誤差及びy軸周りの回転誤差を判定することができ、y方向の差分値に基づいてx軸周りの回転誤差を判定することができる。また、計測装置110は、画像処理部240が図18に示した内部構成を有するときに、x軸方向及びy軸方向の二次元のフーリエ変換によってz軸方向の並進誤差を判定することができる。また、計測装置110は、画像処理部240が図17に示した内部構成を有するときに、x軸方向の並進誤差とy軸周りの回転誤差の何れの誤差要因が存在するかを判別することができ、あるいは、x軸周りの回転誤差が要因であるかを判別することができる。 As described above in (1-3-1) to (1-3-5), the measuring device 110 according to this embodiment can determine the translation error in the x-axis direction and the rotation error around the y-axis based on the difference value in the x-axis when the image processing unit 240 has the internal configuration shown in FIG. 9, and can determine the rotation error around the x-axis based on the difference value in the y-axis. Furthermore, when the image processing unit 240 has the internal configuration shown in FIG. 18, the measuring device 110 can determine the translation error in the z-axis direction by two-dimensional Fourier transform in the x-axis and y-axis directions. Furthermore, when the image processing unit 240 has the internal configuration shown in FIG. 17, the measuring device 110 can determine whether the error factor is the translation error in the x-axis direction or the rotation error around the y-axis, or whether the rotation error around the x-axis is the factor.

そして、上述した図4、図17、及び図18に示した画像処理部240の内部構成は、何れも独立しても機能するが、適宜組み合わせてもよい。例えば、図4の内部構成と図18の内部構成とを組み合わせて画像処理部240を構成することにより、調整が不要とされるy軸方向の変位とz軸周りの傾斜を除く、すべての軸に関する変位(並進誤差)及び傾斜(回転誤差)を判定することができる。さらに図17の内部構成も追加することにより、誤差の要因を精度良く判別することができ、据付設計位置判定処理の精度を高めることができる。 The internal configurations of the image processing unit 240 shown in Figures 4, 17, and 18 described above can function independently, but may be combined as appropriate. For example, by combining the internal configuration of Figure 4 with the internal configuration of Figure 18 to configure the image processing unit 240, it is possible to determine the displacement (translation error) and tilt (rotation error) for all axes except for the displacement in the y-axis direction and the tilt around the z-axis, which do not require adjustment. Furthermore, by adding the internal configuration of Figure 17, the cause of the error can be accurately determined, and the accuracy of the installation design position determination process can be improved.

(1-4)計測装置110の据付設計位置
これまで、計測装置110の据付設計位置をエレベーターかご120の上部としてきたが、本実施形態に係る計測装置110の据付設計位置はこれに限定されるものではなく、以下に例示するように、エレベーターかご120を構成する面のうち水平(または略水平)な面に対して直接的または間接的に載置する様々な構成を採用することができる。
(1-4) Design installation position of measuring device 110 Up until now, the design installation position of measuring device 110 has been the top of elevator car 120, but the design installation position of measuring device 110 in this embodiment is not limited to this, and various configurations can be adopted in which the measuring device 110 is placed directly or indirectly on a horizontal (or approximately horizontal) surface among the surfaces that make up elevator car 120, as exemplified below.

図19~図22は、計測装置110の据付設計位置の具体例を示す図(その1~その4)である。図19~図22の具体例では、エレベーターかご120からガイドレール140がよく見える位置を、計測装置110の据付設計位置に選定している。 Figures 19 to 22 are diagrams (parts 1 to 4) showing specific examples of the design installation position of the measuring device 110. In the specific examples of Figures 19 to 22, a position where the guide rail 140 is clearly visible from the elevator car 120 is selected as the design installation position of the measuring device 110.

図19は、エレベーターかご120のガイドローラ1201の上部に位置する傘1202の上に、計測装置110を据付する例である。本構成は、現在のエレベーターかご120の構成を変更する必要がないという利点がある。また、現地の作業者が、かご上作業の際に、傘1202の上に計測装置110を載置し、固定するだけでよいことから、据付作業工数も少ない。 Figure 19 shows an example in which the measuring device 110 is installed on top of the umbrella 1202 located above the guide roller 1201 of the elevator car 120. This configuration has the advantage that there is no need to change the configuration of the current elevator car 120. In addition, the installation work requires little man-hours, since on-site workers only need to place and secure the measuring device 110 on top of the umbrella 1202 when working on the car.

図20は、エレベーターかご120のガイドローラ1201の下部に隙間を設け、その隙間に計測装置110を据付する例である。本構成は、面精度の高いエレベーターかご120の上面に設置することができるので、計測装置110の据付時の回転誤差が生じにくい。また、エレベーターかご120の設計段階で、計測装置110の据付設計位置にねじ穴やマークを用意することによって、並進誤差及び/または回転誤差を小さくし、より高い精度で計測装置110を据え付けることが可能である。 Figure 20 shows an example in which a gap is provided below the guide roller 1201 of the elevator car 120, and the measuring device 110 is installed in that gap. This configuration can be installed on the top surface of the elevator car 120, which has high surface precision, so rotational errors are unlikely to occur when the measuring device 110 is installed. In addition, by preparing screw holes or marks at the installation design position of the measuring device 110 during the design stage of the elevator car 120, it is possible to reduce translational and/or rotational errors and install the measuring device 110 with higher precision.

図21は、エレベーターかご120のガイドレール140の手前に開口を設け、この開口に計測装置110を設置する例である。本構成は、計測装置110の指示部260をエレベーターかご120の内側に設けることにより、作業者270がかご内作業のみで計測装置110を据付及び点検することが可能である。そのため、作業の簡易化及び作業時間の短縮に期待できる。 Figure 21 shows an example in which an opening is provided in front of the guide rail 140 of the elevator car 120, and the measuring device 110 is installed in this opening. In this configuration, the indicator 260 of the measuring device 110 is provided inside the elevator car 120, so that a worker 270 can install and inspect the measuring device 110 by working only inside the car. This is expected to simplify the work and reduce the work time.

図22は、エレベーターかご120の下部(床面または床下など)に計測装置110を据付する例である。本構成は、エレベーターかご120の上部にスペースが少ない場合に有効な構成である。例えば、昇降路内の高さに制約がある天井の低い建物では、本構成を選択することが効果的である。 Figure 22 shows an example in which the measuring device 110 is installed under the elevator car 120 (on the floor surface or under the floor, etc.). This configuration is effective when there is little space above the elevator car 120. For example, it is effective to select this configuration in a building with a low ceiling where the height inside the elevator shaft is restricted.

なお、本実施形態における計測装置110の据付設計位置は、上記例を組み合わせて構成してもよい。例えば、冗長化による信頼性向上の目的で、計測装置110を複数据え付ける必要があるときに、一方をかご上部(図19)、もう一方をかご下部(図22)に設置する等が可能である。 The design installation position of the measuring device 110 in this embodiment may be configured by combining the above examples. For example, when it is necessary to install multiple measuring devices 110 for the purpose of improving reliability through redundancy, it is possible to install one above the car (Figure 19) and the other below the car (Figure 22).

(1-5)計測装置110の据付作業及び点検作業
以下に、計測装置110を適切な据付位置(据付設計位置)に据え付ける据付作業、及び据付済みの計測装置110の位置を保守点検する点検作業について、それぞれの作業手順を詳しく説明する。なお、据付作業及び点検作業は作業者270によって実行される。また、計測装置110及びエレベーター制御部130の内部構成は、図2~図4に示した構成例の何れでもよいとする。
(1-5) Installation and Inspection Work of the Measuring Device 110 Below, the installation work of installing the measuring device 110 in an appropriate installation position (designed installation position) and the inspection work of maintaining and inspecting the position of the installed measuring device 110 will be described in detail. The installation work and inspection work are performed by a worker 270. Also, the internal configurations of the measuring device 110 and the elevator control unit 130 may be any of the configuration examples shown in Figures 2 to 4.

(1-5-1)据付作業
図23は、据付作業の作業手順例を示すフローチャートである。
(1-5-1) Installation Work FIG. 23 is a flowchart showing an example of the procedure for installation work.

図23によればまず、作業者270は、エレベーターかご120の据付設計位置をねらって計測装置110を載置する(ステップS101)。 As shown in FIG. 23, first, the worker 270 places the measuring device 110 at the installation design position of the elevator car 120 (step S101).

次に、作業者270は、指示部260(または表示端末290)に表示される据付箇所判定情報を認知し、計測装置110が据付設計位置に載置されているか否かを確認する(ステップS102)。具体的には、作業者270は、図6~図8に示した判定結果表示器310において、OK判定を意味する表示がなされているか否かを確認する。 Next, the worker 270 recognizes the installation location judgment information displayed on the instruction unit 260 (or the display terminal 290) and checks whether the measuring device 110 is placed at the installation design position (step S102). Specifically, the worker 270 checks whether the judgment result display 310 shown in Figures 6 to 8 displays a message indicating an OK judgment.

なお、計測装置110とエレベーター制御部130または表示端末290との接続や、計測装置110への通電といった作業は、図23に示す据付作業手順を開始する前に行っても良いし、少なくともステップS102の前までに実行していればよい。 Note that operations such as connecting the measuring device 110 to the elevator control unit 130 or the display terminal 290 and energizing the measuring device 110 may be performed before starting the installation work procedure shown in FIG. 23, or may be performed at least before step S102.

ステップS102の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されていなかった場合、すなわちNG判定が出力された場合(ステップS103のNO)、作業者270は、指示部260(または表示端末290)に表示される据付箇所判定情報に基づいて、計測装置110の載置位置を調整する(ステップS104)。具体的には、指示部260または表示端末290が図7や図8に示した補正方向指示器320を具備している場合、作業者270は、補正方向指示器320が示す変位や傾斜に応じて、計測装置110の載置位置を後述する据付位置調整治具を用いて調整する。なお、指示部260または表示端末290が補正方向指示器320を具備していない場合は、作業者270は、計測装置110を各方向に移動させて、自身で据付設計位置を探索する。 If the measurement device 110 is not placed at the installation design position in the confirmation of step S102, that is, if an NG judgment is output (NO in step S103), the worker 270 adjusts the placement position of the measurement device 110 based on the installation location judgment information displayed on the instruction unit 260 (or the display terminal 290) (step S104). Specifically, if the instruction unit 260 or the display terminal 290 is equipped with the correction direction indicator 320 shown in Figure 7 or Figure 8, the worker 270 adjusts the placement position of the measurement device 110 using an installation position adjustment tool described later according to the displacement or tilt indicated by the correction direction indicator 320. Note that if the instruction unit 260 or the display terminal 290 is not equipped with the correction direction indicator 320, the worker 270 moves the measurement device 110 in each direction to search for the installation design position by himself.

ステップS104の後は、ステップS102に戻り、作業者270は、指示部260または表示端末290に表示される据付箇所判定情報に基づいて、調整後の計測装置110が据付設計位置に載置されているか否かを確認する。作業者270は、ステップS103でYESと判定されるまで、これらステップS102~S104の処理を繰り返す。 After step S104, the process returns to step S102, where the worker 270 checks whether the adjusted measuring device 110 is placed at the installation design position based on the installation location determination information displayed on the instruction unit 260 or the display terminal 290. The worker 270 repeats the processes of steps S102 to S104 until the determination in step S103 is YES.

一方、ステップS102の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されていた場合、すなわちOK判定が出力された場合には(ステップS103のYES)、ステップS105に進む。 On the other hand, if the measurement device 110 is placed at the installation design position in the confirmation of step S102, i.e., if an OK judgment is output (YES in step S103), proceed to step S105.

そしてステップS105において、作業者270は、固定治具を用いて現在の載置位置に計測装置110を固定し、据付作業を終了する。 Then, in step S105, the worker 270 uses the fixing jig to fix the measuring device 110 in its current placement position, completing the installation work.

以上のように、図23の据付作業を行うことにより、作業者270は、特段の計測工具を使うことなく、また、自身の計測技術や光学調整技術の熟練度に依ることなく、計測装置110を据付設計位置に十分に適切な精度で簡便に載置し据え付けることができる。 As described above, by performing the installation work shown in FIG. 23, the worker 270 can easily place and install the measuring device 110 in the installation design position with sufficient appropriate precision without using any special measuring tools and without relying on his or her own level of proficiency in measuring techniques and optical adjustment techniques.

(1-5-2)点検作業
図24は、点検作業の作業手順例を示すフローチャートである。
(1-5-2) Inspection Work FIG. 24 is a flowchart showing an example of the procedure for inspection work.

図24によればまず、作業者270は、エレベーターかご120に据付されている計測装置110において、指示部260に表示される据付箇所判定情報を認知し、計測装置110が据付設計位置に載置されているか否かを確認する(ステップS201)。具体的には、作業者270は、図6~図8に示した判定結果表示器310において、OK判定を意味する表示がなされているか否かを確認する。なお、作業者270は指示部260の代わりに表示端末290を利用してもよく、これは以下の処理でも同様である。ステップS201の確認により、エレベーターかご120が長期間運行されている間に、例えば、エレベーターかご120の振動、衝撃、または治具の緩みによって、計測装置110が据付設計位置からずれていないかを知ることができる。 According to FIG. 24, first, the worker 270 recognizes the installation location judgment information displayed on the indicator 260 in the measuring device 110 installed in the elevator car 120, and checks whether the measuring device 110 is placed at the installation design position (step S201). Specifically, the worker 270 checks whether the judgment result display 310 shown in FIG. 6 to FIG. 8 displays an OK judgment. The worker 270 may use the display terminal 290 instead of the indicator 260, and this is also the case in the following processing. By checking in step S201, it is possible to know whether the measuring device 110 has shifted from the installation design position due to, for example, vibration, impact, or loosening of the jig of the elevator car 120 while the elevator car 120 is in operation for a long period of time.

ステップS201の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されている、すなわちOK判定が出力された場合(ステップS202のYES)、作業者270は、計測装置110の据付位置に関する点検作業を終了する。 If the confirmation in step S201 indicates that the measuring device 110 is placed in the installation design position, i.e., an OK judgment is output (YES in step S202), the worker 270 ends the inspection work regarding the installation position of the measuring device 110.

一方、ステップS201の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されていない、すなわちNG判定が出力された場合(ステップS202のNO)、作業者270は、計測装置110の固定治具を外す(ステップS203)。 On the other hand, if the check in step S201 indicates that the measuring device 110 is not placed at the installation design position, i.e., an NG judgment is output (NO in step S202), the worker 270 removes the fixing jig of the measuring device 110 (step S203).

次に、作業者270は、指示部260から表示される据付箇所判定情報に基づいて、計測装置110が据付設計位置に載置されているかどうかを確認する(ステップS204)。ステップS204の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されていなかった場合、すなわちNG判定が出力された場合は(ステップS205のNO)、ステップS206に進む。なお、ステップS203で固定治具を外した直後は、計測装置110は据付設計位置に載置されていない状態のままであるため、ステップS204,S205の処理をスキップしてステップS206に進んでもよい。 Next, the worker 270 checks whether the measuring device 110 is placed at the installation design position based on the installation location determination information displayed by the instruction unit 260 (step S204). If the measuring device 110 is not placed at the installation design position in the check in step S204, that is, if an NG determination is output (NO in step S205), the process proceeds to step S206. Note that immediately after removing the fixing jig in step S203, the measuring device 110 remains in a state where it is not placed at the installation design position, so the process of steps S204 and S205 may be skipped and the process may proceed to step S206.

ステップS206では、作業者270は、指示部260に表示される据付箇所判定情報に基づいて、計測装置110の載置位置を調整する。ステップS206における調整方法は、据付作業における調整方法(図23のステップS104)と同様であり、詳細な説明は省略する。 In step S206, the worker 270 adjusts the placement position of the measuring device 110 based on the installation location determination information displayed on the instruction unit 260. The adjustment method in step S206 is similar to the adjustment method in the installation work (step S104 in FIG. 23), and a detailed description will be omitted.

ステップS206の後は、ステップS204に戻り、作業者270は、指示部260に表示される据付箇所判定情報に基づいて、調整後の計測装置110が据付設計位置に載置されているか否かを確認する。作業者270は、ステップS205でYESと判定されるまで、これらステップS204~S206の処理を繰り返す。 After step S206, the process returns to step S204, where the worker 270 checks whether the adjusted measuring device 110 is placed at the installation design position based on the installation location determination information displayed on the instruction unit 260. The worker 270 repeats the processes of steps S204 to S206 until the determination in step S205 is YES.

一方、ステップS204の確認において計測装置110が据付設計位置に載置されていた場合、すなわちOK判定が出力された場合は(ステップS205のYES)、ステップS207に進む。 On the other hand, if the measurement device 110 is placed at the installation design position in the confirmation of step S204, i.e., if an OK judgment is output (YES in step S205), proceed to step S207.

そしてステップS207において、作業者270は、固定治具を用いて現在の載置位置に計測装置110を固定し、点検付作業を終了する。 Then, in step S207, the worker 270 uses the fixing jig to fix the measuring device 110 in its current placement position, and ends the inspection work.

以上のように、図24の点検作業を行うことにより、作業者270は、特段の計測工具を使うことなく、また、自身の計測技術や光学調整技術の熟練度に依ることなく、計測装置110が据付設計位置に適切な精度で載置されているかを簡便に点検することができ、載置位置がずれていた場合には簡便に据付設計位置に載置し直すことができる。 As described above, by performing the inspection work shown in FIG. 24, the worker 270 can easily check whether the measuring device 110 is placed in the installation design position with appropriate accuracy without using any special measuring tools and without relying on his/her own level of proficiency in measuring techniques and optical adjustment techniques, and if the placement position is misaligned, he/she can easily reset it to the installation design position.

なお、図24に示した点検作業の作業手順は、保守点検だけでなく、計測装置110の整備や修理のために、計測装置110をエレベーターかご120から一旦外し(固定を解除し)、再び据付する作業全般に対して適用することができる。 The inspection procedure shown in FIG. 24 can be applied not only to maintenance inspections, but also to any work in which the measuring device 110 is temporarily removed (released) from the elevator car 120 and then reinstalled for maintenance or repair of the measuring device 110.

(1-5-3)誤差調整
前述した図23のステップS104、及び図24のステップS206では、作業者270が据付箇所判定情報に基づいて、据付設計位置に対する計測装置110の誤差を調整する。このような誤差調整における作業の手順を説明する。
23 and step S206 in Fig. 24, the worker 270 adjusts the error of the measuring device 110 with respect to the installation design position based on the installation location determination information. The procedure of such error adjustment will be described.

図25は、誤差調整の作業手順例を示すフローチャートである。 Figure 25 is a flowchart showing an example of the error adjustment procedure.

図25によればまず、作業者270は、計測装置110のy軸周りの傾斜角度(回転誤差)を調整する(ステップS301)。誤差調整において最初に回転誤差を調整する理由は、回転軸の位置によっては、傾斜角度を変えたときに、傾斜角度だけでなく計測装置110の並進方向の位置も変動するためである。また、前述したように、y軸周りの回転誤差は、x軸周りの回転誤差に比べて計測装置110の撮像画像における誤差感度が小さいので、先にy軸周りの回転誤差を調整する。 According to FIG. 25, first, the operator 270 adjusts the tilt angle (rotation error) of the measuring device 110 around the y axis (step S301). The reason for adjusting the rotation error first in the error adjustment is that, depending on the position of the rotation axis, when the tilt angle is changed, not only the tilt angle but also the position in the translation direction of the measuring device 110 fluctuates. Also, as described above, the error sensitivity of the rotation error around the y axis in the captured image of the measuring device 110 is smaller than that of the rotation error around the x axis, so the rotation error around the y axis is adjusted first.

次に、作業者270は、計測装置110のx軸周りの傾斜角度(回転誤差)を調整する(ステップS302)。 Next, the operator 270 adjusts the tilt angle (rotation error) of the measuring device 110 around the x-axis (step S302).

次に、作業者270は、計測装置110をx軸に沿って並進移動させ、x方向の変位(並進誤差)を調整する(ステップS303)。 Next, the operator 270 translates the measuring device 110 along the x-axis to adjust the displacement in the x-direction (translation error) (step S303).

誤差調整ではx軸の並進誤差とz軸の並進誤差とが調整の対象となるが、x軸とz軸のうち、光学系性能(画像のぼけ)に強く影響するz軸方向の方が、計測性能に大きく影響を与える。そして、z軸の調整では画像のぼけの有無を検出するため、まず撮像範囲全体にガイドレール140が位置することを確認したうえで、画像全面をつかってぼけの大きさを計測するほうが、z軸並進誤差の計測精度があがる。そこで、まずはステップS303においてx方向の並進誤差を調整し、撮像部230の撮像範囲全体にガイドレール140が視認できることを確認する。 In the error adjustment, the x-axis translation error and the z-axis translation error are the subject of adjustment, but of the x-axis and z-axis, the z-axis direction, which has a stronger effect on the optical system performance (image blur), has a greater effect on the measurement performance. In addition, in the z-axis adjustment, the presence or absence of image blur is detected, so the measurement accuracy of the z-axis translation error is improved by first confirming that the guide rail 140 is positioned over the entire imaging range and then measuring the amount of blur using the entire image. Therefore, first, in step S303, the x-direction translation error is adjusted and it is confirmed that the guide rail 140 can be seen over the entire imaging range of the imaging unit 230.

そして、ステップS303の調整後、作業者270は、計測装置110をz軸に沿って並進移動させ、z方向の変位(並進誤差)を調整し(ステップS304)、誤差調整を終了する。 After the adjustment in step S303, the operator 270 translates the measurement device 110 along the z-axis to adjust the displacement in the z-direction (translation error) (step S304), and ends the error adjustment.

(1-6)据付位置調整治具
以下では、計測装置110をエレベーターかご120に据え付ける際に、据付位置(載置位置)を調整するために用いられる据付位置調整治具について、詳しく説明する。なお、以下に説明する据付位置調整治具1600,1700は、本実施形態に係る計測装置110の一構成と考えてもよい。
(1-6) Installation Position Adjustment Jig The following provides a detailed explanation of the installation position adjustment jig used to adjust the installation position (mounting position) when installing the measuring device 110 on the elevator car 120. Note that the installation position adjustment jigs 1600 and 1700 described below may be considered as one configuration of the measuring device 110 according to this embodiment.

図26は、据付位置調整治具1600の構成例を示す図である。据付位置調整治具1600は、本実施形態に係る計測装置110の位置調整に使用可能な据付位置調整治具の一例である。図26に示すように、据付位置調整治具1600は、z軸周り回転調整具1610、x軸周り回転調整具1620、x軸並進調整具1630、及びz軸並進調整具1640、を含んで構成される。 Figure 26 is a diagram showing an example of the configuration of an installation position adjustment jig 1600. The installation position adjustment jig 1600 is an example of an installation position adjustment jig that can be used to adjust the position of the measuring device 110 according to this embodiment. As shown in Figure 26, the installation position adjustment jig 1600 includes a z-axis rotation adjustment tool 1610, an x-axis rotation adjustment tool 1620, an x-axis translation adjustment tool 1630, and a z-axis translation adjustment tool 1640.

図25の誤差調整で説明したように、回転軸の位置によって計測装置110の並進位置が変動することから、据付位置調整治具1600は、まず回転誤差を調整し、次に並進誤差を調整できるよう構成される。具体的には、図26に示したように、エレベーターかご120に対して、まず回転調整具(z軸周り回転調整具1610、x軸周り回転調整具1620)を据え付け、次に回転調整具に並進調整具(x軸並進調整具1630、z軸並進調整具1640)を据え付け、最後に並進調整具(例えばx軸並進調整具1630の上面)に計測装置110を据え付ける。 As explained in the error adjustment in FIG. 25, since the translation position of the measuring device 110 varies depending on the position of the rotation axis, the installation position adjustment jig 1600 is configured to first adjust the rotation error, and then adjust the translation error. Specifically, as shown in FIG. 26, the rotation adjusters (z-axis rotation adjuster 1610, x-axis rotation adjuster 1620) are first installed on the elevator car 120, then the translation adjusters (x-axis translation adjuster 1630, z-axis translation adjuster 1640) are installed on the rotation adjusters, and finally the measuring device 110 is installed on the translation adjuster (e.g., on the top surface of the x-axis translation adjuster 1630).

z軸周り回転調整具1610は、少なくとも二層の治具を具備する。二層の治具のうち、下層の治具はエレベーターかご120に固定される。上層の治具は、固定した下層の治具とは独立してz軸周りにのみ回転可能であり、各軸方向の並進移動及びz軸以外の軸周りの回転移動が制限される。z軸周り回転調整具1610は、例えば、手動式の回転ステージである。 The z-axis rotation adjustment tool 1610 includes at least two layers of jigs. The lower layer of the two layers of jigs is fixed to the elevator car 120. The upper layer of jigs can rotate only around the z axis independently of the fixed lower layer jig, and translational movement in each axial direction and rotational movement around axes other than the z axis are restricted. The z-axis rotation adjustment tool 1610 is, for example, a manual rotation stage.

x軸周り回転調整具1620は、少なくとも二つの治具を具備する。一つの治具は、z軸周り回転調整具1610に固定される。もう一つの治具は、固定した上記治具とは独立してx軸周りのみに回転し、各軸方向の並進移動及びx軸以外の軸周りの回転移動が制限される。x軸周り回転調整具1620は、例えば、手動式の1軸ゴニオステージであってもよい。 The x-axis rotation adjustment tool 1620 includes at least two jigs. One jig is fixed to the z-axis rotation adjustment tool 1610. The other jig rotates only around the x-axis independently of the fixed jig, and translational movements in each axis direction and rotational movements around axes other than the x-axis are restricted. The x-axis rotation adjustment tool 1620 may be, for example, a manual one-axis goniostage.

z軸並進調整具1640は、少なくとも二つの治具を具備する。一つの治具は、x軸周り回転調整具1620のx軸回りに回転可能な治具に固定され、もう一つの治具は、固定した上記治具とは独立してz軸方向に並進し、各軸周りの回転移動及びz軸方向以外の並進移動が制限される。z軸並進調整具1640は、例えば、手動式の並進ステージである。 The z-axis translation adjustment tool 1640 includes at least two jigs. One jig is fixed to a jig that can rotate around the x-axis of the x-axis rotation adjustment tool 1620, and the other jig translates in the z-axis direction independently of the fixed jig, and rotational movement around each axis and translational movement in directions other than the z-axis direction are restricted. The z-axis translation adjustment tool 1640 is, for example, a manual translation stage.

x軸並進調整具1630は、少なくとも二つの治具を具備する。一つの治具は、z軸並進調整具1640のz軸方向に並進可能な治具に固定される。もう一つの治具は、固定した上記治具とは独立してx軸方向に並進し、各軸周りの回転移動及びx軸方向以外の並進移動が制限される。x軸並進調整具1630は、例えば、手動式の並進ステージである。なお、図26において、x軸並進調整具1630とz軸並進調整具1640の位置関係が逆になってもよい。 The x-axis translation adjustment tool 1630 includes at least two jigs. One jig is fixed to a jig that can translate in the z-axis direction of the z-axis translation adjustment tool 1640. The other jig translates in the x-axis direction independently of the fixed jig, and rotational movement around each axis and translational movement in directions other than the x-axis direction are restricted. The x-axis translation adjustment tool 1630 is, for example, a manual translation stage. Note that the positional relationship between the x-axis translation adjustment tool 1630 and the z-axis translation adjustment tool 1640 in FIG. 26 may be reversed.

図27は、据付位置調整治具1700の構成例を示す図である。据付位置調整治具1700は、本実施形態に係る計測装置110の位置調整に使用可能な据付位置調整治具の別例であって、製造コストを低減する目的のもと、図26に示した据付位置調整治具1600よりも簡易な構成(例えば具備する治具の数が少ない構成)となっている。図27に示すように、据付位置調整治具1700は、z軸周り回転調整具1710、x軸周り回転調整具1720、x軸並進調整具1730、及びz軸並進調整具1740、を含んで構成される。 Figure 27 is a diagram showing an example of the configuration of an installation position adjustment jig 1700. The installation position adjustment jig 1700 is another example of an installation position adjustment jig that can be used to adjust the position of the measuring device 110 according to this embodiment, and has a simpler configuration (e.g., a configuration including fewer jigs) than the installation position adjustment jig 1600 shown in Figure 26 for the purpose of reducing manufacturing costs. As shown in Figure 27, the installation position adjustment jig 1700 includes a z-axis rotation adjustment tool 1710, an x-axis rotation adjustment tool 1720, an x-axis translation adjustment tool 1730, and a z-axis translation adjustment tool 1740.

図27に示したように、据付位置調整治具1700は、エレベーターかご120に対して、まず回転調整具(z軸周り回転調整具1710、x軸周り回転調整具1720)を据え付け、次に回転調整具に並進調整具(x軸並進調整具1730、z軸並進調整具1740)を据え付け、最後に並進調整具(例えばz軸並進調整具1740の上面)に計測装置110を据え付ける。また、エレベーターかご120上には、円筒状の滑らかな突起部1701が設けられる。 As shown in FIG. 27, the installation position adjustment jig 1700 first installs rotation adjusters (z-axis rotation adjusters 1710, x-axis rotation adjusters 1720) on the elevator car 120, then installs translation adjusters (x-axis translation adjusters 1730, z-axis translation adjusters 1740) on the rotation adjusters, and finally installs the measuring device 110 on the translation adjusters (e.g., on the top surface of the z-axis translation adjuster 1740). In addition, a smooth cylindrical protrusion 1701 is provided on the elevator car 120.

z軸周り回転調整具1710は、突起部1701と嵌合する凹み1711が形成された一層の治具を具備する。z軸周り回転調整具1710は、凹み1711を突起部1701に挿嵌することにより、突起部1701を中心にしたz軸周りにのみ回転可能な構成とする。 The z-axis rotation adjustment tool 1710 has a single layer jig in which a recess 1711 that fits with the protrusion 1701 is formed. The z-axis rotation adjustment tool 1710 is configured to be rotatable only around the z-axis with the protrusion 1701 as the center by inserting the recess 1711 into the protrusion 1701.

なお、突起部1701をエレベーターかご120に設けるときには、ガイドレール140の中心とx座標が一致するような位置に設ける。これにより、z軸周り回転調整具1710によるz軸周りの回転移動の調整が行われても、据付位置調整治具1700に載置された計測装置110のガイドレール140までの距離は変わらず、また、x軸方向の並進移動による調整の必要もなくなる。さらに、z方向の据付設計位置に位置するように突起部1701を設ければ、z軸方向の並進移動による調整も必要なくなる。 When the protrusion 1701 is provided on the elevator car 120, it is provided at a position where the center of the guide rail 140 and the x-coordinate coincide. As a result, even if the z-axis rotation adjustment tool 1710 adjusts the rotational movement around the z-axis, the distance from the measuring device 110 placed on the installation position adjustment jig 1700 to the guide rail 140 does not change, and there is no need for adjustment by translational movement in the x-axis direction. Furthermore, if the protrusion 1701 is provided so as to be located at the installation design position in the z direction, there is no need for adjustment by translational movement in the z-axis direction.

x軸周り回転調整具1720は、ねじタップが設けられた穴がz方向の一端に形成された一つの治具を具備し、当該穴に螺合された調節ねじ1721によって固定される。x軸周り回転調整具1720は、調節ねじ1721の回転数に応じてx軸周り回転調整具1720の一方の高さが調整されることで、x軸周りの傾斜角を調整する。また、x軸周り回転調整具1720の治具の上面(x軸並進調整具1730側)には、x軸に平行な滑らかな溝1722が設けられる。この溝1722は、x軸並進調整具1730のための構造である。 The x-axis rotation adjustment tool 1720 is equipped with a jig having a hole with a tap at one end in the z direction, and is fixed by an adjustment screw 1721 screwed into the hole. The x-axis rotation adjustment tool 1720 adjusts the tilt angle around the x-axis by adjusting the height of one side of the x-axis rotation adjustment tool 1720 according to the number of rotations of the adjustment screw 1721. In addition, a smooth groove 1722 parallel to the x-axis is provided on the upper surface of the jig (the side of the x-axis translation adjustment tool 1730) of the x-axis rotation adjustment tool 1720. This groove 1722 is a structure for the x-axis translation adjustment tool 1730.

なお、x軸周り回転調整具1720は、調節ねじ1721が螺合されるねじ穴を、z方向の一端だけでなく他端にも設けた構成としてもよい。このような構成の場合、x軸周りの回転誤差を正負両方(時計回りと反時計回り)の向きに調整することが可能である。 The x-axis rotation adjustment tool 1720 may be configured so that the screw hole into which the adjustment screw 1721 is screwed is provided not only at one end in the z direction but also at the other end. In such a configuration, it is possible to adjust the rotation error around the x-axis in both positive and negative directions (clockwise and counterclockwise).

x軸並進調整具1730は、x軸周り回転調整具1720の溝1722と嵌合するx軸に平行な滑らかな凸部1731が下面に設けられた、一つの治具を具備する。x軸並進調整具1730は、溝1722に沿ってx軸方向に滑らせることにより、x軸方向の変位を調整する。また、x軸並進調整具1730の治具の上面(z軸並進調整具1740側)には、z軸に平行な滑らかな溝1732が設けられる。この溝1732は、z軸並進調整具1740のための構造である。 The x-axis translation adjustment tool 1730 is provided with a jig with a smooth convex portion 1731 on the underside parallel to the x-axis that fits into the groove 1722 of the x-axis rotation adjustment tool 1720. The x-axis translation adjustment tool 1730 adjusts the displacement in the x-axis direction by sliding it along the groove 1722 in the x-axis direction. In addition, the upper surface of the x-axis translation adjustment tool 1730 (the side facing the z-axis translation adjustment tool 1740) is provided with a smooth groove 1732 parallel to the z-axis. This groove 1732 is a structure for the z-axis translation adjustment tool 1740.

z軸並進調整具1740は、x軸並進調整具1730の溝1732と嵌合するz軸に平行な滑らかな凸部1741が下面に設けられた、一つの治具を具備する。z軸並進調整具1740は、溝1732に沿ってz軸方向に滑らせることにより、z軸方向の変位を調整する。 The z-axis translation adjustment tool 1740 is provided with a jig having a smooth convex portion 1741 on the underside that is parallel to the z-axis and fits into the groove 1732 of the x-axis translation adjustment tool 1730. The z-axis translation adjustment tool 1740 adjusts the displacement in the z-axis direction by sliding it along the groove 1732 in the z-axis direction.

以上、図26及び図27を参照しながら、据付位置調整治具の構造例について詳しく説明した。作業者270は、このような据付位置調整治具を用いて、図25に示した誤差調整の作業手順に従って、各調整具で回転誤差及び並進誤差の調整を実施し、その完了後は、例えばねじ等で各治具を固定し、それぞれの移動を制限する。 A detailed explanation of an example structure of the installation position adjustment jig has been given above with reference to Figures 26 and 27. Using such an installation position adjustment jig, the worker 270 adjusts the rotational error and translational error with each adjustment tool according to the error adjustment procedure shown in Figure 25, and after completing this, fixes each tool with, for example, a screw, etc., and restricts their movement.

(2)第2の実施形態
上述した第1の実施形態は、作業者270が、計測装置110における指示部260または表示端末290の表示を基に、エレベーターかご120における計測装置110の据付位置を、据付位置調整治具1600を用いて手作業で調整するものであったが、第2の実施形態では、例えば指示部260に入力される信号をアクチュエータに入力し、アクチュエータが、計測装置110の据付位置を据付設計位置に自動調整する。
(2) Second embodiment In the first embodiment described above, the worker 270 manually adjusts the installation position of the measuring device 110 in the elevator car 120 using the installation position adjustment jig 1600 based on the display of the instruction unit 260 or the display terminal 290 of the measuring device 110. In the second embodiment, however, for example, a signal input to the instruction unit 260 is input to an actuator, and the actuator automatically adjusts the installation position of the measuring device 110 to the designed installation position.

図28は、本発明の第2の実施形態における計測装置110及びエレベーター制御部130の内部構成例を示す図である。 Figure 28 is a diagram showing an example of the internal configuration of the measurement device 110 and elevator control unit 130 in the second embodiment of the present invention.

図28に示すように、第2の実施形態に係るエレベーターシステム20において、計測装置110は、第1の実施形態における図3と同様に、光送信部210、結像部220、撮像部230、画像処理部240、かご移動関連情報出力部250、及び据付箇所判定情報出力部280を有して構成される。各部の機能及び構成は、図2または図3に示した各部と同様であるため、詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 28, in the elevator system 20 according to the second embodiment, the measurement device 110 is configured to include an optical transmitter 210, an imaging unit 220, an image capture unit 230, an image processor 240, a car movement related information output unit 250, and an installation location determination information output unit 280, similar to FIG. 3 in the first embodiment. The functions and configurations of each unit are similar to those of each unit shown in FIG. 2 or FIG. 3, and therefore detailed explanations are omitted.

また、第1の実施形態に係るエレベーターシステム10との相違点として、第2の実施形態に係るエレベーターシステム20は、計測装置110とは別に、アクチュエータ1800を含んで構成される。 Also, as a difference from the elevator system 10 according to the first embodiment, the elevator system 20 according to the second embodiment is configured to include an actuator 1800 in addition to the measurement device 110.

アクチュエータ1800は、第1の実施形態における据付位置調整治具1600,1700と同様に、z軸周り回転調整具、x軸周り回転調整具、x軸並進調整具、及びz軸並進調整具、を含んで構成される。但し、第1の実施形態とは異なり、作業者270による手作業ではなく、アクチュエータ1800により電子的に制御するため、例えば、電動並進ステージや、電動回転ステージ、電動ゴニオステージなどの、電動式の調整ステージを用いる。 The actuator 1800 is configured to include a z-axis rotation adjustment tool, an x-axis rotation adjustment tool, an x-axis translation adjustment tool, and a z-axis translation adjustment tool, similar to the installation position adjustment jigs 1600 and 1700 in the first embodiment. However, unlike the first embodiment, it is electronically controlled by the actuator 1800, not manually by the operator 270, and therefore uses an electric adjustment stage, such as an electric translation stage, an electric rotation stage, or an electric goniostage.

図28に示したように、アクチュエータ1800は、エレベーターかご120に固定され、その上に計測装置110を保持する。なお、図28では、計測装置110の据付設計位置に図19に示した例を採用しているが、図20~図22に例示したようなその他の据付設計位置であっても、本実施形態を適用可能である。 As shown in FIG. 28, the actuator 1800 is fixed to the elevator car 120 and holds the measuring device 110 thereon. Note that in FIG. 28, the example shown in FIG. 19 is used as the design installation position for the measuring device 110, but this embodiment can also be applied to other design installation positions such as those shown in FIG. 20 to FIG. 22.

アクチュエータ1800は、計測装置110の据付箇所判定情報出力部280から、据付箇所判定情報(据付設計位置に載置されているかどうかの判定結果と、判定結果がNGの場合は調整情報(調整方向及び調整移動量)とを含む)を受信する。そして、アクチュエータ1800は、受信した据付箇所判定情報に基づいて、エレベーターかご120を基準とした計測装置110の並進移動または回転移動またはその両方を実施し、計測装置110の据付箇所判定情報からOK判定が得られるまで、計測装置110の変位(並進誤差)及び角度(回転誤差)を調整する。アクチュエータ1800による調整の手順は、図25に示した誤差調整の手順に従うとしてもよいが、作業者による作業ではないため、その他の手順(例えば、各調整具を一斉に移動させる等)であってもよい。 The actuator 1800 receives installation location determination information (including the determination result of whether or not the measuring device 110 is placed at the installation design position, and adjustment information (adjustment direction and adjustment movement amount) if the determination result is NG) from the installation location determination information output unit 280 of the measuring device 110. Then, based on the received installation location determination information, the actuator 1800 performs translational movement or rotational movement, or both, of the measuring device 110 based on the elevator car 120, and adjusts the displacement (translation error) and angle (rotation error) of the measuring device 110 until an OK determination is obtained from the installation location determination information of the measuring device 110. The adjustment procedure by the actuator 1800 may follow the error adjustment procedure shown in FIG. 25, but since it is not a task performed by an operator, other procedures (for example, moving each adjustment tool all at once) may be used.

以上のように第2の実施形態では、アクチュエータ1800が計測装置110の据付位置が自動で調整することができることから、作業者270の熟練度に依ることなく、計測装置110を据付設計位置に対して十分に適切な精度で簡便に据え付けることができる。 As described above, in the second embodiment, the actuator 1800 can automatically adjust the installation position of the measuring device 110, so that the measuring device 110 can be easily installed with sufficient appropriate accuracy relative to the installation design position, regardless of the skill level of the operator 270.

(3)第3の実施形態
上述した第1及び第2の実施形態は、計測装置110を、エレベーターシステム10,20において移動するエレベーターかご120の位置または速度の少なくとも何れかを計測する装置に適用したものであった。しかし、本発明は、上記用途に限定されるものではなく、その他種々のシステム、装置、方法、及びプログラムに広く適用することができる。
(3) Third Embodiment In the above-described first and second embodiments, the measurement device 110 is applied to a device that measures at least one of the position and the speed of the elevator car 120 moving in the elevator systems 10 and 20. However, the present invention is not limited to the above applications, and can be widely applied to various other systems, devices, methods, and programs.

例えば、第1または第2の実施形態に係る計測装置110は、エレベーターの運行だけではなく、エレベーターかご120よりも高速で走行する自動車や列車等の車両(移動体)において、当該移動体の位置や速度を高精度に検出する用途に適用することが可能である。例えば、自動運転車においては、高速道路における位置監視または速度監視の目的、あるいは、駐車場、ガソリンスタンド、または充電スタンド等における高精度な位置決定の目的で、計測装置110を適用することが可能である。 For example, the measuring device 110 according to the first or second embodiment can be applied not only to elevator operation, but also to applications for detecting with high accuracy the position and speed of a vehicle (moving body) such as an automobile or train that travels faster than the elevator car 120. For example, in an autonomous vehicle, the measuring device 110 can be applied for the purpose of position monitoring or speed monitoring on a highway, or for the purpose of determining the position with high accuracy in a parking lot, a gas station, a charging station, or the like.

図29は、計測装置110を車両に適用した車両移動情報検出システム1900の構成例を示す図である。 Figure 29 is a diagram showing an example configuration of a vehicle movement information detection system 1900 in which the measurement device 110 is applied to a vehicle.

図29に示す車両移動情報検出システム1900において、計測装置110は、路面1920内(例えば、線路上)を走行する車両1910(例えば、自動車や列車)の側部または底部に配置される。計測装置110は、車両1910の移動に係る情報(具体的には例えば、車両1910の移動距離、速度、加速度等の少なくとも何れか)を計測し、車両1910の運行制御を行うために有用な信号情報を、車両制御部(不図示)に出力する。そして車両制御部は、例えば車両1910を安全に動作及び停止させるための運行制御を実施する。 In the vehicle movement information detection system 1900 shown in FIG. 29, the measurement device 110 is placed on the side or bottom of a vehicle 1910 (e.g., an automobile or a train) traveling on a road surface 1920 (e.g., on a railroad track). The measurement device 110 measures information related to the movement of the vehicle 1910 (specifically, for example, at least one of the travel distance, speed, acceleration, etc. of the vehicle 1910) and outputs signal information useful for controlling the operation of the vehicle 1910 to a vehicle control unit (not shown). The vehicle control unit then performs operation control, for example, to safely operate and stop the vehicle 1910.

以上のように計測装置110を車両1910に適用することにより、車両移動情報検出システム1900は、より高速に移動する車両上からも、移動距離や速度等を高精度かつ短時間で測定することができるため、車両1910を安全に動作及び停止させる制御に役立てることができる。 By applying the measuring device 110 to the vehicle 1910 as described above, the vehicle movement information detection system 1900 can measure the travel distance, speed, etc. with high accuracy and in a short time even from a vehicle moving at higher speeds, which can be useful for controlling the safe operation and stopping of the vehicle 1910.

また例えば、第1または第2の実施形態に係る計測装置110は、クレーンの運行制御にも適用することが可能である。 For example, the measuring device 110 according to the first or second embodiment can also be applied to the operation control of a crane.

図30は、計測装置110をクレーンに適用したクレーン移動情報検出システム2000の構成例を示す図である。 Figure 30 shows an example configuration of a crane movement information detection system 2000 in which the measuring device 110 is applied to a crane.

図30に示すクレーン移動情報検出システム2000において、計測装置110は、レール2020に沿って1軸方向に運行するクレーン2010の側部または底部に配置される。図30の場合、レール2020が静止構造物に相当する。 In the crane movement information detection system 2000 shown in FIG. 30, the measurement device 110 is placed on the side or bottom of a crane 2010 that moves in one axial direction along a rail 2020. In the case of FIG. 30, the rail 2020 corresponds to the stationary structure.

計測装置110は、レール2020の壁面を撮像し、クレーン2010の移動に係る情報(具体的には例えば、クレーン2010の移動量または速度の少なくとも何れか)を計測し、クレーン2010の運行制御を行うために有用な信号情報を、クレーン制御部(不図示)に出力する。そしてクレーン制御部は、計測装置110から入力された情報に基づいて、クレーン2010の動作を監視し、位置異常や速度異常を検出する。 The measuring device 110 captures an image of the wall surface of the rail 2020, measures information related to the movement of the crane 2010 (specifically, for example, at least one of the movement amount or speed of the crane 2010), and outputs signal information useful for controlling the operation of the crane 2010 to a crane control unit (not shown). The crane control unit then monitors the operation of the crane 2010 based on the information input from the measuring device 110, and detects positional and speed abnormalities.

以上のように計測装置110をクレーン2010に適用することにより、クレーン移動情報検出システム2000は、クレーン2010の運行制御においてその安全性を高めることができる。 By applying the measuring device 110 to the crane 2010 as described above, the crane movement information detection system 2000 can improve the safety of the operation control of the crane 2010.

なお、以上に述べた各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また例えば、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。 Note that the above-described embodiments are intended to clearly explain the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. For example, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Also, for example, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in part or in whole in hardware, for example by designing them as integrated circuits. Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, etc. may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information on the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.

また、図面において制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines shown in the drawings are those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily show all control lines and information lines on the product. In reality, it can be assumed that almost all components are interconnected.

10,20 エレベーターシステム
110 計測装置
120 エレベーターかご
130 エレベーター制御部
140 ガイドレール
210 光送信部
220 結像部
230 撮像部
240 画像処理部
250 かご移動関連情報出力部
260 指示部
270 作業者
280 据付箇所判定情報出力部
290 表示端末
310 判定結果表示器
320 補正方向指示器
330 補正量指示器
405,1003 判定回路
1001 集計回路
1002 差分プロファイル
1101 フーリエ変換回路
1201 ガイドローラ
1202 傘
1600,1700 据付位置調整治具
1610,1710 z軸周り回転調整具
1620,1720 x軸周り回転調整具
1630,1730 x軸並進調整具
1640,1740 z軸並進調整具
1800 アクチュエータ
1900 車両移動情報検出システム
1910 車両
1920 路面
2000 クレーン移動情報検出システム
2010 クレーン
2020 レール
10, 20 Elevator system 110 Measuring device 120 Elevator car 130 Elevator control unit 140 Guide rail 210 Optical transmission unit 220 Imaging unit 230 Imaging unit 240 Image processing unit 250 Cage movement related information output unit 260 Instructing unit 270 Worker 280 Installation location determination information output unit 290 Display terminal 310 Determination result display unit 320 Correction direction indicator 330 Correction amount indicator 405, 1003 Determination circuit 1001 Counting circuit 1002 Difference profile 1101 Fourier transform circuit 1201 Guide roller 1202 Umbrella 1600, 1700 Installation position adjustment jig 1610, 1710 Rotation adjustment tool around z-axis 1620, 1720 Rotation adjustment tool around x-axis 1630, 1730 x-axis translation adjustment tool 1640, 1740 z-axis translation adjustment tool 1800 actuator 1900 vehicle movement information detection system 1910 vehicle 1920 road surface 2000 crane movement information detection system 2010 crane 2020 rail

Claims (15)

昇降路を移動するエレベーターかごに据え付けられて、前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置であって、
前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、
前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、
前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、
を備え、
前記静止構造物に対する前記計測装置の据付位置を確認する際、
前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、
前記画像処理部は、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、
当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する
ことを特徴とする計測装置。
A measuring device that is installed on an elevator car moving in a hoistway and measures at least one of a moving distance or a speed of the elevator car,
an optical transmitter that transmits light to illuminate a stationary structure disposed in the elevator shaft along a first direction parallel to a moving direction of the elevator car;
an imaging unit that forms an image of light scattered from the stationary structure on an imaging surface;
an imaging unit that captures an optical signal of the scattered light formed on the imaging surface, converts it into an electrical signal, and images the image;
an image processing unit that calculates and transmits at least one of a moving distance or a speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit;
Equipped with
When confirming the installation position of the measuring device relative to the stationary structure,
Of the two directions perpendicular to the first direction, a direction including an imaging surface captured by the imaging unit is defined as a second direction, and a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is defined as a third direction.
The image processing unit includes:
calculating, for at least one of the first to third directions based on the electrical signal converted by the imaging unit, a translation error along the direction or a rotation error about an axis of the direction of a placement position of the measuring device relative to a predetermined installation design position;
and determining whether the placement position conforms to the design installation position based on a result of the calculation, and transmitting installation location determination information relating to the determination.
前記光送信部の光軸は、前記静止構造物の表面の傷の方向と直交する面内に設けられ、かつ前記静止構造物に対して斜方向に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
2. The measuring device according to claim 1, wherein an optical axis of the optical transmitter is provided within a plane perpendicular to a direction of a scratch on the surface of the stationary structure and obliquely provided with respect to the stationary structure.
前記据付箇所判定情報には、
前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか否かを示す判定結果と、
前記算出した並進誤差または回転誤差を用いて示される、前記据付設計位置に補正するために必要な調整情報と、が含まれる
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
The installation location determination information includes:
A determination result indicating whether the placement position is consistent with the installation design position; and
and adjustment information required for correction to the installation design position, the adjustment information being indicated using the calculated translation error or rotation error.
前記画像処理部は、
前記撮像部で変換された電気信号による撮像画像を所定数に分割し、
前記分割した撮像画像間における前記第1の方向の画素値の差分値に基づいて、前記第2の方向を軸とする回転誤差を算出し、
前記分割した撮像画像間における前記第2の方向の画素値の差分値に基づいて、前記第2の方向に沿った並進誤差及び前記第1の方向を軸とする回転誤差を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
The image processing unit includes:
Dividing the captured image based on the electrical signal converted by the imaging unit into a predetermined number of parts;
calculating a rotation error about an axis of the second direction based on a difference value of pixel values in the first direction between the divided captured images;
The measurement device according to claim 1 , further comprising: a translation error along the second direction and a rotation error about an axis of the first direction, the translation error being calculated based on a difference value of pixel values in the second direction between the divided captured images.
前記画像処理部は、
前記撮像部で変換された電気信号による撮像画像について、前記第1の方向の画素数の総和と前記第2の方向の隣接画素間の差分とを2軸にとった差分プロファイルを生成し、当該差分プロファイルの特徴に基づいて、前記据付設計位置に対する前記載置位置の誤差の要因が前記第2の方向に沿った並進誤差と前記第1の方向を軸とする回転誤差との何れにあるかを判別する
ことを特徴とする請求項4に記載の計測装置。
The image processing unit includes:
5. The measuring device according to claim 4, further comprising: a differential profile for an image captured by the electrical signal converted by the imaging unit, the differential profile being biaxially determined by a sum of the number of pixels in the first direction and a difference between adjacent pixels in the second direction; and based on characteristics of the differential profile, determining whether a cause of an error in the mounting position relative to the installation design position is a translation error along the second direction or a rotation error about an axis of the first direction.
前記画像処理部は、
前記撮像部で変換された電気信号を、前記第1の方向及び前記第2の方向について二次元のフーリエ変換を行い、得られたフーリエ強度の低下の度合いに基づいて、前記第3の方向に沿った並進誤差を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
The image processing unit includes:
2. The measurement device according to claim 1, further comprising: a two-dimensional Fourier transform of the electrical signal converted by the imaging unit in the first direction and the second direction; and a translation error along the third direction is calculated based on a degree of reduction in the obtained Fourier intensity.
前記画像処理部が作成した前記据付箇所判定情報を受信し、当該据付箇所判定情報に含まれる情報を作業者に報知する指示部をさらに備える
ことを特徴とする請求項3に記載の計測装置。
The measuring device according to claim 3 , further comprising an instruction unit that receives the installation location determination information created by the image processing unit and notifies an operator of information included in the installation location determination information.
前記指示部は、
前記据付箇所判定情報の前記判定結果を出力する判定結果表示器と、
前記据付箇所判定情報の前記調整情報として、前記第1の方向を軸とする回転誤差、前記第2の方向に沿った並進誤差、前記第2の方向を軸とする回転誤差、及び前記第3の方向に沿った並進誤差を出力する補正指示器と、を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の計測装置。
The instruction unit is
a determination result display that outputs the determination result of the installation location determination information;
the measurement device according to claim 7, further comprising: a correction indicator that outputs, as the adjustment information of the installation location determination information, a rotation error about an axis of the first direction, a translation error along the second direction, a rotation error about an axis of the second direction, and a translation error along the third direction.
前記撮像部の撮像領域の前記第2の方向の長さをWim、前記静止構造物の前記第2の方向に沿った長さをWrailとするとき、
前記画像処理部が算出可能な前記第2の方向に沿った並進誤差の最小値が
Figure 0007614076000006
に一致する
ことを特徴とする請求項3に記載の計測装置。
When the length of the imaging area of the imaging unit in the second direction is W im and the length of the stationary structure along the second direction is W rail ,
The minimum value of the translation error along the second direction that can be calculated by the image processing unit is
Figure 0007614076000006
The measuring device according to claim 3 , wherein the measuring device corresponds to
前記光送信部の送信面の前記第1の方向の長さをHLED、前記撮像部の撮像領域の前記第1の方向の長さをHim、前記第3の方向に沿った前記静止構造物から前記光送信部までの距離をLとするとき、
前記画像処理部が算出可能な前記第2の方向を軸とする回転誤差の最小値が、
Figure 0007614076000007
に一致する
ことを特徴とする請求項3に記載の計測装置。
Let H LED be the length in the first direction of the transmission surface of the optical transmitter, H im be the length in the first direction of the imaging area of the imaging unit, and L z be the distance from the stationary structure to the optical transmitter along the third direction,
The minimum value of the rotation error about the axis of the second direction that can be calculated by the image processing unit is
Figure 0007614076000007
The measuring device according to claim 3 , wherein the measuring device corresponds to
昇降路を移動するエレベーターかごと、
前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置されたガイドレールと、
前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、
前記エレベーターかごに据え付けられて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置と、
を備え、
前記計測装置は、
前記昇降路において前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信部と、
前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像部と、
前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、
を有し、
前記ガイドレールに対する前記計測装置の据付位置を確認する際、
前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、
前記画像処理部は、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、
当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する
ことを特徴とするエレベーターシステム。
An elevator car moving through a hoistway,
a guide rail disposed in the hoistway along a first direction parallel to a direction of movement of the elevator car;
an elevator control unit for controlling an operation of the elevator car;
a measuring device mounted on the elevator car to measure at least one of a travel distance or a speed of the elevator car;
Equipped with
The measuring device includes:
an optical transmitter that transmits light to irradiate the guide rail in the elevator;
an imaging unit that forms an image on an imaging surface of light scattered from the guide rail by the light;
an imaging unit that captures an optical signal of the scattered light formed on the imaging surface, converts it into an electrical signal, and images the image;
an image processing unit that calculates and transmits at least one of a moving distance or a speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit;
having
When checking the installation position of the measuring device relative to the guide rail,
Of the two directions perpendicular to the first direction, a direction including an imaging surface captured by the imaging unit is defined as a second direction, and a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is defined as a third direction.
The image processing unit includes:
calculating, for at least one of the first to third directions based on the electrical signal converted by the imaging unit, a translation error along the direction of a placement position of the measuring device relative to a predetermined installation design position or a rotation error about an axis of the direction;
and determining whether the placement position conforms to the design installation position based on a result of the calculation, and transmitting installation location determination information relating to the determination.
前記画像処理部が作成した前記据付箇所判定情報を受信し、当該据付箇所判定情報に含まれる情報を作業者に報知する指示装置と、
前記計測装置の載置位置を調整する調整装置と、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項11に記載のエレベーターシステム。
an instruction device that receives the installation location determination information created by the image processing unit and notifies an operator of information included in the installation location determination information;
an adjustment device for adjusting the placement position of the measuring device;
12. The elevator system of claim 11, further comprising:
前記エレベーターかごの前記ガイドレールに相対する所定の位置に開口が設けられ、
前記指示装置が、前記エレベーターかご内から視認可能に配置され、
前記調整装置が、前記エレベーターかご内から操作可能に配置される
ことを特徴とする請求項12に記載のエレベーターシステム。
an opening is provided at a predetermined position of the elevator car opposite to the guide rail;
the indicating device is arranged so as to be visible from within the elevator car;
13. The elevator system of claim 12, wherein the adjustment device is positioned to be operable from within the elevator car.
前記計測装置の載置位置を調整する調整装置と、
前記調整装置を制御可能なアクチュエータと、
をさらに備え、
前記調整装置は、
前記第2の方向に沿った並進方向へ前記計測装置を移動するx軸並進調整具と、
前記第2の方向を軸とする回転方向へ前記計測装置を移動するx軸周り回転調整具と、
前記第1の方向を軸とする回転方向へ前記計測装置を移動するy軸周り回転調整具と、
前記第3の方向に沿った並進方向へ前記計測装置を移動するz軸並進調整具と、
を有し、
前記アクチュエータは、前記画像処理部が作成した前記据付箇所判定情報を受信し、当該据付箇所判定情報に含まれる前記並進誤差または前記回転誤差の分だけ前記計測装置を移動させるように、前記調整装置の各調整具の動作を制御する
ことを特徴とする請求項11に記載のエレベーターシステム。
an adjustment device for adjusting the placement position of the measuring device;
an actuator capable of controlling the adjustment device;
Further equipped with
The adjustment device is
an x-axis translation adjustment tool that moves the measurement device in a translation direction along the second direction;
an x-axis rotation adjustment tool that moves the measurement device in a rotation direction about the second direction;
a y-axis rotation adjustment tool that moves the measurement device in a rotation direction about an axis of the first direction;
a z-axis translation adjustment tool that moves the measurement device in a translation direction along the third direction;
having
The elevator system according to claim 11, characterized in that the actuator receives the installation location determination information created by the image processing unit, and controls operation of each adjustment tool of the adjustment device so as to move the measuring device by an amount corresponding to the translation error or the rotation error included in the installation location determination information.
昇降路を移動するエレベーターかごに据え付けられて、前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置による据付位置確認方法であって、
前記計測装置は、
前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に平行な第1の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信部と、
前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像部と、
前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを算出し送信する画像処理部と、
を備え、
前記静止構造物に対する前記計測装置の据付位置を確認する際、
前記第1の方向に垂直な2方向のうち前記撮像部が撮像する撮像面を含む方向を第2の方向、前記第1の方向及び前記第2の方向の何れにも直交する方向を第3の方向とすると、
前記画像処理部が、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて、前記第1乃至前記第3の方向の少なくとも何れかの方向について、所定の据付設計位置に対する前記計測装置の載置位置の当該方向に沿った並進誤差または当該方向を軸とする回転誤差を算出し、
当該算出の結果に基づいて、前記載置位置が前記据付設計位置に適合しているか判定し、当該判定に係る据付箇所判定情報を送信する
ことを特徴とする据付位置確認方法。
A method for confirming an installation position using a measuring device that is installed on an elevator car moving in a hoistway and measures at least one of a moving distance or a speed of the elevator car, comprising the steps of:
The measuring device includes:
an optical transmitter that transmits light to illuminate a stationary structure disposed in the elevator shaft along a first direction parallel to a moving direction of the elevator car;
an imaging unit that forms an image of light scattered from the stationary structure on an imaging surface;
an imaging unit that captures an optical signal of the scattered light formed on the imaging surface, converts it into an electrical signal, and images the image;
an image processing unit that calculates and transmits at least one of a moving distance or a speed of the elevator car based on the electrical signal converted by the imaging unit;
Equipped with
When confirming the installation position of the measuring device relative to the stationary structure,
Of the two directions perpendicular to the first direction, a direction including an imaging surface captured by the imaging unit is defined as a second direction, and a direction perpendicular to both the first direction and the second direction is defined as a third direction.
The image processing unit
calculating, for at least one of the first to third directions based on the electrical signal converted by the imaging unit, a translation error along the direction of a placement position of the measuring device relative to a predetermined installation design position or a rotation error about an axis of the direction;
an installation position confirmation method comprising: judging whether the placing position conforms to the installation design position based on a result of the calculation, and transmitting installation location judgment information relating to the judgment.
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