本發(fā)明涉及以長條體為檢測對象的檢測裝置。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中記載了檢查繩索的裝置。專利文獻(xiàn)1所記載的裝置具有光源和受光元件。繩索配置于光源和受光元件之間。在專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，根據(jù)受光元件接收到的光量計(jì)算繩索的直徑。使計(jì)算出的直徑的峰值間隔與繩股的間隔一致，由此計(jì)算繩索的位置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5436659號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

專利文獻(xiàn)1所記載的裝置具有容易受到噪聲影響的問題。例如，當(dāng)細(xì)小的灰塵附著于繩股之間的槽中時(shí)，在該灰塵的位置計(jì)算出直徑的峰值。

本發(fā)明正是為了解決上述這樣的問題而完成的。本發(fā)明的目的在于，提供在檢測長條體的位置等時(shí)能夠降低噪聲影響的檢測裝置。

用于解決問題的手段

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及相位計(jì)算單元，其計(jì)算以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量的相位。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，其根據(jù)數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)生成用于與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及相位計(jì)算單元，其計(jì)算以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量的相位。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及異常檢測單元，其根據(jù)以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量的范數(shù)，檢測長條體的異常。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，其根據(jù)數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)生成用于與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及異常檢測單元，其根據(jù)以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量的范數(shù)，檢測長條體的異常。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及異常檢測單元，其根據(jù)以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量所描繪的軌跡，檢測長條體的異常。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，其根據(jù)由數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)生成用于與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理數(shù)據(jù)；第1相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第1相似度；第2相似度計(jì)算單元，其計(jì)算由數(shù)據(jù)處理單元生成的處理數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的第2相似度；以及異常檢測單元，其根據(jù)以第1相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第1相似度和第2相似度計(jì)算單元計(jì)算出的第2相似度為要素的相似度矢量所描繪的軌跡，檢測長條體的異常。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；以及檢測單元，其根據(jù)數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度，檢測長條體的位置或者長條體的表面具有的形態(tài)的周期。

本發(fā)明的檢測裝置具有：數(shù)據(jù)取得單元，其取得表面具有周期性形態(tài)的長條體的表面數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，其將數(shù)據(jù)取得單元取得的表面數(shù)據(jù)處理成用于與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)；以及檢測單元，其根據(jù)由數(shù)據(jù)處理單元處理后的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度，檢測長條體的位置或者所述長條體的表面具有的形態(tài)的周期。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可降低噪聲影響的檢測裝置。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是從圖1所示的箭頭a的方向觀察到的長條體的圖。

圖3是示出通過傳感頭(sensorhead)取得的表面數(shù)據(jù)的例子的圖。

圖4是用顏色的濃淡表示出通過傳感頭取得的表面數(shù)據(jù)的圖。

圖5是將圖4的一部分放大的圖。

圖6是示出控制裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖7是用于說明控制裝置的數(shù)據(jù)處理功能的圖。

圖8是用于說明控制裝置的數(shù)據(jù)處理功能的圖。

圖9是用于說明基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的選定方法的圖。

圖10是示出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子的圖。

圖11是用于說明控制裝置的相位計(jì)算功能的圖。

圖12是用于說明控制裝置的位置檢測功能的圖。

圖13是示出在圖12所示的區(qū)間1中的相似度矢量的軌跡的圖。

圖14是示出在圖12所示的區(qū)間2中的相似度矢量的軌跡的圖。

圖15是用于說明選定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的另一種方法的圖。

圖16是用于說明選定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的另一種方法的圖。

圖17是用于說明控制裝置的位置檢測功能的圖。

圖18是示出在圖17所示的區(qū)間1中的相似度矢量的軌跡的圖。

圖19是示出在圖17所示的區(qū)間2中的相似度矢量的軌跡的圖。

圖20是示出控制裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖21是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖22是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖23是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖24是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖25是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖26是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖27是用于說明控制裝置的異常檢測功能的圖。

圖28是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖29是示出圖28的d-d截面的圖。

圖30是用于說明控制裝置的位置檢測功能的圖。

圖31是示出控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖說明本發(fā)明。重復(fù)的說明將適當(dāng)簡化或者省略。在各個(gè)附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的部分或者相當(dāng)?shù)牟糠帧?/p>

實(shí)施方式1

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是從圖1所示的箭頭a的方向觀察到的長條體的圖。在實(shí)施方式1中，對檢測裝置檢測長條體的位置的例子進(jìn)行說明。長條體包含例如繩索1。檢測裝置檢測沿長度方向移動(dòng)的長條體的位置。例如，繩索1沿箭頭b的方向移動(dòng)。箭頭b與繩索1的長度方向一致。作為進(jìn)行這種移動(dòng)的繩索1的例子，可以舉出在電梯中使用的鋼絲繩。繩索1的移動(dòng)方向可以是一個(gè)方向。另外，長條體不限于繩索1。

繩索1具有多條繩股。繩索1是將多條繩股捻合而形成的。因此，繩索1在表面具有周期性形態(tài)。本檢測裝置的檢測對象是表面具有周期性形態(tài)的長條體。“形態(tài)”包含例如形狀、圖形、顏色及顏色的濃淡。例如，通過將多條繩股捻合而形成的凹凸有規(guī)律地排列于繩索1的表面。繩索1的截面形狀每隔捻合間距除以繩股的數(shù)量得到的距離而大致相同。上述截面是與繩索1的長度方向垂直的方向的截面。

檢測裝置具有例如傳感頭2和控制裝置3。

傳感頭2是取得長條體的表面數(shù)據(jù)的單元的一例。“表面數(shù)據(jù)”是與長條體的表面的形態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，傳感頭2取得表示在繩索1的表面形成的凹凸的數(shù)據(jù)作為表面數(shù)據(jù)。圖1示出傳感頭2是光學(xué)式外形測定器的例子。傳感頭2具有例如光源4和受光元件5。

光源4向繩索1的表面照射光。圖1及圖2示出光源4向與繩索1的長度方向垂直的方向照射激光的例子。在圖1及圖2所示的例子中，從光源4照射的光以橫穿繩索1的方式呈直線狀地從繩索1的一側(cè)的端部照射到另一側(cè)的端部。

受光元件5接收從光源4照射的光中的被繩索1的表面反射的光(反射光)。受光元件5相對于光源4照射光的方向傾斜配置。受光元件5接收上述反射光中相對于繩索1的長度方向以規(guī)定角度傾斜反射的光。

圖1及圖2所示的光a是從光源4朝向繩索1照射的光。光b及光c是被繩索1的表面反射的光中的、以將被受光元件5接收的角度反射的光。光b是被繩股的最外側(cè)鼓起的部分反射的光。光c是被由相鄰的繩股形成的槽的部分反射的光。通過受光元件5接收光b及光c等，傳感頭2取得表示來自光源4的光所照射到的部分的截面形狀的表面數(shù)據(jù)。

圖3是示出由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的例子的圖。圖3所示的s1是由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的一例。圖3的橫軸表示表面數(shù)據(jù)s1在與繩索1的長度方向垂直的方向上包含150個(gè)數(shù)據(jù)。另外，表面數(shù)據(jù)包含的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)是任意決定的。

圖4是用顏色的濃淡表示由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的圖。圖5是將圖4的一部分放大的圖。圖4及圖5示出申請人將使用光學(xué)式外形(profile)測定器實(shí)際取得的多個(gè)表面數(shù)據(jù)組合生成的數(shù)據(jù)。

傳感頭2不限于光學(xué)式外形測定器。例如，傳感頭2也可以具有攝像機(jī)。傳感頭2也可以取得由攝像機(jī)拍攝繩索1的表面得到的數(shù)據(jù)作為表面數(shù)據(jù)。在這種情況下，表面數(shù)據(jù)不包含有關(guān)高度的信息。傳感頭2取得表示對繩索1的表面附加的顏色及顏色濃淡的數(shù)據(jù)作為表面數(shù)據(jù)。

控制裝置3根據(jù)由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)檢測長條體的位置。即，控制裝置3檢測長條體在長度方向上移動(dòng)的距離。圖1示出控制裝置3通過信號線6與傳感頭2連接的例子。也可以將傳感頭2和控制裝置3配置在同一框體內(nèi)。也可以是傳感頭2具備控制裝置3具有的部分功能。

圖6是示出控制裝置3的結(jié)構(gòu)例的圖?？刂蒲b置3具有例如存儲(chǔ)部7、數(shù)據(jù)處理部8、相似度計(jì)算部9、相位計(jì)算部10及位置檢測部11。

在存儲(chǔ)部7中存儲(chǔ)有基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，對在存儲(chǔ)部7中存儲(chǔ)有兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子進(jìn)行說明。在下面的說明中，將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部7中的一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)表述為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部7中的另一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)表述為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理部8根據(jù)由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)生成處理數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)是用于與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)。優(yōu)選在檢測繩索1的位置等方面，進(jìn)行從由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)中去除偏置成分或者諧波成分的處理。由此，能夠強(qiáng)調(diào)繩索1的表面所具有的周期性形態(tài)的成分。

圖7及圖8是用于說明控制裝置3的數(shù)據(jù)處理功能的圖。在本實(shí)施方式中，對從由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)中去除偏置成分的例子進(jìn)行說明。即，數(shù)據(jù)處理部8通過對表面數(shù)據(jù)進(jìn)行偏置去除處理而生成處理數(shù)據(jù)。圖7所示的s2表示偏置成分。偏置成分s2與在繩索1的表面沒有凹凸時(shí)傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)相當(dāng)。圖8所示的p表示處理數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)p與表面數(shù)據(jù)s1和偏置成分s2之差相當(dāng)。數(shù)據(jù)處理部8例如從由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)s1中去除繩索1的繩索徑的影響，由此生成處理數(shù)據(jù)p。

在表面數(shù)據(jù)s1包含多個(gè)數(shù)據(jù)的情況下，處理數(shù)據(jù)p與表面數(shù)據(jù)s1同樣地，利用下述的n行1列的矩陣進(jìn)行表述。n是例如2以上的整數(shù)。在圖8所示的例子中，n＝150。

[式1]

圖9是用于說明基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的選定方法的圖。如上所述，繩索1在表面具有周期性形態(tài)。例如，圖9所示的沿直線c1將繩索1切斷得到的截面形狀和沿直線c4將繩索1切斷得到的截面形狀大致相同。即，直線c1和直線c4之間的距離l1是相位差為2π的距離。同樣，直線c1和直線c3之間的距離l2是相位差為π的距離。直線c1和直線c2的距離l3是相位差為π/2的距離。

優(yōu)選第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是相互垂直的數(shù)據(jù)或者大致垂直的數(shù)據(jù)。例如，將與光照射到直線c1的部分時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)設(shè)定為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，優(yōu)選將與光照射到直線c2的部分時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)設(shè)定為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。圖10是示出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中的兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子的圖。

圖10所示的第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2例如用下述的n行1列的矩陣進(jìn)行表述。n是例如2以上的整數(shù)。在圖10所示的例子中，n＝150。

[式2]

在本實(shí)施方式中，對處理數(shù)據(jù)p、第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2是多維矢量數(shù)據(jù)(要素?cái)?shù)為n的矢量)的例子進(jìn)行說明。優(yōu)選第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2的內(nèi)積為0或接近為0的值。

控制裝置3可以具有數(shù)據(jù)設(shè)定部12。數(shù)據(jù)設(shè)定部12根據(jù)由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)設(shè)定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)設(shè)定部12將在來自光源4的光照射到繩索1的某一部分時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)作為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。另外，數(shù)據(jù)設(shè)定部12將在光照射到與上述部分之間的相位差為π/2的部分時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)作為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。數(shù)據(jù)設(shè)定部12的功能在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)未知的情況下是有效的。

相似度計(jì)算部9計(jì)算處理數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。相似度是表示兩個(gè)處理數(shù)據(jù)的相似程度的指標(biāo)。在本實(shí)施方式所示的例子中，在存儲(chǔ)部7中存儲(chǔ)有兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，相似度計(jì)算部9具有計(jì)算第1相似度和第2相似度的功能。第1相似度表示處理數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。第2相似度表示處理數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。

例如，相似度計(jì)算部9計(jì)算處理數(shù)據(jù)與第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)ρ1作為第1相似度。相似度計(jì)算部9計(jì)算處理數(shù)據(jù)與第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)ρ2作為第2相似度。

圖11是用于說明控制裝置3的相位計(jì)算功能的圖。相位計(jì)算部10計(jì)算相似度矢量的相位θ。相似度矢量是將相似度計(jì)算部9計(jì)算出的第1相似度和第2相似度為要素的矢量。在本實(shí)施方式所示的例子中，相似度矢量用(ρ1，ρ2)表述。相位θ例如用相似度矢量與(ρ1，0)所示的矢量所成的角來表述。

位置檢測部11檢測長條體的位置。即，位置檢測部11檢測長條體沿長度方向移動(dòng)了多少。位置檢測部11根據(jù)相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位進(jìn)行上述檢測。

例如，考慮圖9所示的在來自光源4的光照射到直線c1的部分時(shí)得到的相似度矢量用(ρ1，0)表示的理想示例。在繩索1向下移動(dòng)、來自光源4的光照射到直線c2的部分時(shí)，所得到的相似度矢量用(0，ρ2)表示。此時(shí)的相位θ為π/2(rad)(參照圖11)。在繩索1繼續(xù)向下移動(dòng)、光照射到直線c3的部分時(shí)，所得到的相似度矢量用(-ρ1，0)表示。此時(shí)的相位θ為π(rad)。在繩索1繼續(xù)向下移動(dòng)、光照射到直線c4的部分時(shí)，所得到的相似度矢量用(ρ1，0)表示。此時(shí)的相位θ為2π(rad)。這樣，能夠根據(jù)相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位θ檢測繩索1的位置。

圖12是用于說明控制裝置3的位置檢測功能的圖。圖12的(a)是用顏色的濃淡表示由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的圖。圖12的(a)所示的圖表示將3500個(gè)表面數(shù)據(jù)組合而得的數(shù)據(jù)。表面數(shù)據(jù)例如是按照規(guī)定的周期取得的。圖12所示的區(qū)間1示出繩索1基本停止的狀態(tài)。圖12所示的區(qū)間2示出繩索1的行進(jìn)開始后的狀態(tài)。圖12的(b)示出相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2的變化。圖12的(c)示出相位θ的變化。

圖13是示出在圖12所示的區(qū)間1中的相似度矢量的軌跡的圖。圖14是示出在圖12所示的區(qū)間2中的相似度矢量的軌跡的圖。如圖14所示，在繩索1沿長度方向移動(dòng)時(shí)，描繪出繞著點(diǎn)(0，0)的周圍的相似度矢量的軌跡。

如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則能夠根據(jù)相似度矢量的相位檢測長條體的位置。作為相似度矢量的要素的第1相似度及第2相似度是利用與長條體表面的形態(tài)有關(guān)的表面數(shù)據(jù)計(jì)算出的。因此，能夠降低噪聲的影響。在本實(shí)施方式所示的例子中，使用n＝150個(gè)多維矢量數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2。由于利用多個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2，因而必然不易受到噪聲的影響。

在以往根據(jù)輪廓(silhouette)找尋繩股頂點(diǎn)的方法中，必須根據(jù)繩索的形狀及行進(jìn)速度調(diào)整濾波處理所需的濾波系數(shù)。如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則不需要進(jìn)行這樣的調(diào)整。

另外，在圖14中用橢圓描繪相似度矢量的軌跡。這是由于第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)不是完全垂直的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的結(jié)果。但是，換言之，即使第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)不是完全垂直的數(shù)據(jù)，也能夠發(fā)揮上述效果。

下面，對控制裝置3可能具有的其它功能進(jìn)行說明。

控制裝置3也可以具有方向檢測部13。方向檢測部13檢測長條體的移動(dòng)方向。方向檢測部13根據(jù)由相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位進(jìn)行上述檢測。例如，方向檢測部13計(jì)算由相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位的變化速度dθ/dt。方向檢測部13根據(jù)計(jì)算出的變化速度dθ/dt的符號來判定長條體的移動(dòng)方向。

圖6示出控制裝置3具有位置檢測部11及方向檢測部13雙方的例子?？刂蒲b置3也可以不設(shè)置位置檢測部11，而具有方向檢測部13。在這種情況下，檢測裝置成為檢測長條體的移動(dòng)方向的裝置。

控制裝置3也可以具有周期檢測部14。周期檢測部14檢測長條體表面具有的形態(tài)的周期。周期檢測部14根據(jù)由相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位進(jìn)行上述檢測。例如，周期檢測部14計(jì)算由相位計(jì)算部10計(jì)算出的相位的變化速度dθ/dt。如果長條體的移動(dòng)速度恒定，則能夠根據(jù)計(jì)算出的變化速度dθ/dt來判定形態(tài)的周期。

實(shí)施方式2

在實(shí)施方式1中說明了用n行1列的矩陣來表述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子。在本實(shí)施方式中，對在存儲(chǔ)部7中存儲(chǔ)用n行m列的矩陣表述的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子進(jìn)行說明。m是例如2以上的整數(shù)。也可以是，m＝n。

圖15是用于說明選定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的另一種方法的圖。例如，將與來自光源4的光照射到范圍c1時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)作為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。直線c1與一條測定線相當(dāng)，范圍c1與m條測定線相當(dāng)。另外，將與來自光源4的光照射到范圍c2時(shí)得到的處理數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)作為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2能夠表述如下。優(yōu)選第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2的內(nèi)積為0或者接近0的值。

[式3]

在將用n行m列的矩陣表述的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中的情況下，數(shù)據(jù)處理部8生成能夠用n行m列的矩陣表述的數(shù)據(jù)作為處理數(shù)據(jù)p。另外，表面數(shù)據(jù)s1也能夠用n行m列的矩陣進(jìn)行表述。

[式4]

如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則能夠進(jìn)一步降低噪聲的影響。關(guān)于在本實(shí)施方式中沒有說明的結(jié)構(gòu)，與在實(shí)施方式1中公開的結(jié)構(gòu)相同。

實(shí)施方式3

在實(shí)施方式1中，說明了將從由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)或者與其相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中的例子。在本實(shí)施方式中，對將根據(jù)設(shè)計(jì)信息得到的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中的例子進(jìn)行說明。

圖16是用于說明選定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的另一種方法的圖。例如，將具有與在長條體的表面具有的形態(tài)的周期相同周期的正弦波作為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。將具有與在長條體的表面具有的形態(tài)的周期相同周期的余弦波作為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2如上述式2所示用n行1列的矩陣進(jìn)行表述。

如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則能夠使第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2的內(nèi)積完全為0。即，能夠?qū)⑾嗷ゴ怪钡臄?shù)據(jù)用作第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

圖17是用于說明控制裝置3的位置檢測功能的圖。圖17的(a)～(c)對應(yīng)于圖12的(a)～(c)。圖17的(b)所示的圖是使用圖16所示的第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2生成的。圖18是示出在圖17所示的區(qū)間1中的相似度矢量的軌跡的圖。圖19是示出在圖17所示的區(qū)間2中的相似度矢量的軌跡的圖。如圖19所示，在使用相互垂直的兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的情況下，相似度矢量的軌跡成為近似正圓的圓形。

在本實(shí)施方式所示的例子中，也可以將用n行m列的矩陣表述的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1及第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2能夠用上述式3所示的矩陣進(jìn)行表述。只要將第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref1和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)ref2的內(nèi)積設(shè)定為0即可。

關(guān)于在本實(shí)施方式中沒有說明的結(jié)構(gòu)，與在實(shí)施方式1或者2中公開的結(jié)構(gòu)相同。

實(shí)施方式4

在實(shí)施方式1～3中對檢測裝置檢測長條體的位置的例子進(jìn)行了說明。在本實(shí)施方式中，對檢測裝置檢測長條體的異常的例子進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同。

圖20是示出控制裝置3的結(jié)構(gòu)例的圖。本實(shí)施方式的控制裝置3具有例如存儲(chǔ)部7、數(shù)據(jù)處理部8、相似度計(jì)算部9及異常檢測部15。存儲(chǔ)部7、數(shù)據(jù)處理部8及相似度計(jì)算部9的各功能與在實(shí)施方式1中公開的各功能相同。并且，關(guān)于在本實(shí)施方式中沒有說明的結(jié)構(gòu)，與在實(shí)施方式1～3中公開的任意結(jié)構(gòu)相同。

異常檢測部15檢測長條體的異常。例如，異常檢測部15根據(jù)以相似度計(jì)算部9計(jì)算出的第1相似度和第2相似度為要素的相似度矢量進(jìn)行上述檢測。

圖21～圖23是用于說明控制裝置3的異常檢測功能的圖。在圖21～圖23中，(a)表示來自光源4的光照射到繩索1的正常部分時(shí)的數(shù)據(jù)。(b)表示來自光源4的光照射到繩索1的存在異常的部分時(shí)的數(shù)據(jù)。在圖21的上段示出了用顏色的濃淡表示由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的圖。在圖21的下段示出了相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2的變化。

圖22表示當(dāng)計(jì)算出在圖21的下段示出的相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2時(shí)得到的相似度矢量的軌跡。在圖22的(a)中，相似度矢量的軌跡為近似正圓的圓形。另一方面，在圖22的(b)中，相似度矢量的軌跡沒有形成規(guī)整的形狀。在圖22的(b)中，相似度矢量的軌跡也存在于接近點(diǎn)(0，0)的位置。因此，異常檢測部15能夠根據(jù)相似度矢量的軌跡檢測繩索1的異常。例如，對圖22的(a)所示的軌跡的內(nèi)側(cè)的范圍設(shè)定用于檢出異常的異常范圍。在相似度矢量的軌跡進(jìn)入異常范圍時(shí)，異常檢測部15檢測出繩索1的異常。異常檢測部15也可以根據(jù)相似度矢量的軌跡進(jìn)入異常范圍的頻度來檢測繩索1的異常。異常檢測部15也可以根據(jù)其它的基準(zhǔn)來檢測繩索1的異常。

圖23表示當(dāng)計(jì)算出在圖21的下段示出的相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2時(shí)得到的相似度矢量的范數(shù)。在圖23的(a)中，相似度矢量的范數(shù)在接近1的范圍中基本恒定。另一方面，在圖23的(b)中，相似度矢量的范數(shù)跨越較廣的范圍而存在。在圖23的(b)中，相似度矢量的范數(shù)也成為接近0的值。因此，異常檢測部15能夠根據(jù)相似度矢量的范數(shù)來檢測繩索1的異常。例如，在圖23的(a)所示的范數(shù)的下方的位置設(shè)定閾值。在相似度矢量的范數(shù)低于閾值時(shí)，異常檢測部15檢測出繩索1的異常。異常檢測部15也可以根據(jù)相似度矢量的范數(shù)低于閾值的頻度來檢測繩索1的異常。異常檢測部15也可以根據(jù)其它的基準(zhǔn)來檢測繩索1的異常。

如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則能夠根據(jù)以第1相似度和第2相似度為要素的相似度矢量來檢測長條體的異常。因此，能夠提供不易受到噪聲影響的異常檢測裝置。如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則也不需要如以往那樣進(jìn)行濾波系數(shù)的調(diào)整等。

控制裝置3也可以是在圖6所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上具有異常檢測部15。

實(shí)施方式5

在本實(shí)施方式中，說明與實(shí)施方式4同樣地檢測裝置檢測長條體的異常的例子。本實(shí)施方式的檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同?？刂蒲b置3的結(jié)構(gòu)與圖20所示的結(jié)構(gòu)相同。關(guān)于在本實(shí)施方式中沒有說明的結(jié)構(gòu)，與在實(shí)施方式1～4中公開的任意結(jié)構(gòu)相同。另外，控制裝置3也可以是在圖6所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上具有異常檢測部15。

圖24～圖27是用于說明控制裝置3的異常檢測功能的圖。圖24表示相似度矢量的范數(shù)。圖24所示的區(qū)間3表示來自光源4的光照射到繩索1的正常部分時(shí)的數(shù)據(jù)。在區(qū)間3中包含例如100個(gè)數(shù)據(jù)。圖24所示的區(qū)間4表示來自光源4的光照射到繩索1的存在異常的部分時(shí)的數(shù)據(jù)。在區(qū)間4中包含例如100個(gè)數(shù)據(jù)。圖25是將區(qū)間3的數(shù)據(jù)及區(qū)間4的數(shù)據(jù)放大得到的圖。

圖26是示出在圖24所示的區(qū)間3中的相似度矢量的軌跡的圖。圖26的(a)示出利用前半部分的50個(gè)數(shù)據(jù)生成的軌跡。圖26的(b)示出利用后半部分的50個(gè)數(shù)據(jù)生成的軌跡。圖26的(a)所示的軌跡和圖26的(b)所示的軌跡雙方都描繪出近似正圓的圓形。圖26的(a)所示的軌跡與圖26的(b)所示的軌跡基本一致。

圖27是示出在圖24所示的區(qū)間4中的相似度矢量的軌跡的圖。圖27的(a)示出利用前半部分的50個(gè)數(shù)據(jù)生成的軌跡。圖27的(b)示出利用后半部分的50個(gè)數(shù)據(jù)生成的軌跡。圖27的(a)所示的軌跡和圖27的(b)所示的軌跡雙方都沒有形成規(guī)整的形狀。圖27的(a)所示的軌跡與圖27的(b)所示的軌跡不一致。因此，異常檢測部15通過將根據(jù)某一區(qū)間的前半部分的數(shù)據(jù)得到的相似度矢量的軌跡和根據(jù)后半部分的數(shù)據(jù)得到的相似度矢量的軌跡進(jìn)行比較，能夠檢測出繩索1的異常。

實(shí)施方式6

在實(shí)施方式1～5中說明了檢測裝置檢測繩索1的位置及異常的例子。在本實(shí)施方式中，對檢測裝置檢測其它長條體的位置及異常的例子進(jìn)行說明。

圖28是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖29是示出圖28的d-d截面的圖。作為檢測裝置的檢測對象的長條體包括在自動(dòng)扶梯等中使用的移動(dòng)扶手16。移動(dòng)扶手16沿箭頭b的方向移動(dòng)。箭頭b與移動(dòng)扶手16的長度方向一致。移動(dòng)扶手16移動(dòng)的方向可以是單向。移動(dòng)扶手16具有帆布17。帆布17是為了降低移動(dòng)扶手16的行進(jìn)阻力而設(shè)置的。帆布17形成移動(dòng)扶手16的內(nèi)側(cè)的表面。帆布17例如是使用多條線編織成的編織物。因此，帆布17在表面具有周期性形態(tài)。

檢測裝置的結(jié)構(gòu)與在實(shí)施方式1～5中公開的任意結(jié)構(gòu)相同。通過使用上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，能夠檢測移動(dòng)扶手16的位置及異常。

圖30是用于說明控制裝置3的位置檢測功能的圖。圖30的(a)～(c)對應(yīng)于圖12的(a)～(c)。圖30的(a)是用顏色的濃淡表示由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)的圖。圖30的(a)所示的圖示出了將200個(gè)表面數(shù)據(jù)組合的情況。圖12的(b)示出了相關(guān)系數(shù)ρ1及ρ2的變化。圖12的(c)示出了相位θ的變化。如圖30所示，如果是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，則能夠檢測移動(dòng)扶手16的位置及異常。例如，能夠通過檢測裝置檢測移動(dòng)扶手16的位置及異常。也可以通過檢測裝置檢測移動(dòng)扶手16的打滑。

在各實(shí)施方式中，用標(biāo)號7～15示出的各部分表示控制裝置3具有的功能。圖31是示出控制裝置3的硬件結(jié)構(gòu)的圖。控制裝置3具有作為硬件資源的例如包括處理器18和存儲(chǔ)器19的電路。通過由處理器18執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器19中的程序，控制裝置3實(shí)現(xiàn)各部分7～15具有的各種功能?？刂蒲b置3也可以具有多個(gè)處理器18?？刂蒲b置3也可以具有多個(gè)存儲(chǔ)器19。即，也可以由多個(gè)處理器18和多個(gè)存儲(chǔ)器19協(xié)作來實(shí)現(xiàn)各部分7～15具有的各種功能。也可以利用硬件實(shí)現(xiàn)各部分7～15具有的各種功能的一部分或者全部。

在各實(shí)施方式中，對相似度計(jì)算部9計(jì)算處理數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度的例子進(jìn)行了說明。在控制裝置3不設(shè)置數(shù)據(jù)處理部8時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)在各實(shí)施方式中說明的檢測裝置的功能。

在這種情況下，例如將能夠與由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。在控制裝置3具有數(shù)據(jù)設(shè)定部12的情況下，數(shù)據(jù)設(shè)定部12將由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。例如，數(shù)據(jù)設(shè)定部12將在來自光源4的光照射到繩索1的某一部分時(shí)得到的表面數(shù)據(jù)作為第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。另外，數(shù)據(jù)設(shè)定部12將在光照射到相對于上述部分相位差為π/2的部分時(shí)得到的表面數(shù)據(jù)作為第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部7中。

另外，相似度計(jì)算部9計(jì)算由傳感頭2取得的表面數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。例如，相似度計(jì)算部9計(jì)算表面數(shù)據(jù)和第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)ρ1作為第1相似度。相似度計(jì)算部9計(jì)算表面數(shù)據(jù)和第2基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)ρ2作為第2相似度。

即使是具有上述結(jié)構(gòu)的檢測裝置，也能夠進(jìn)行長條體的位置檢測及異常檢測等。

在各實(shí)施方式中，對在存儲(chǔ)部7中存儲(chǔ)有多個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的例子進(jìn)行了說明。當(dāng)在存儲(chǔ)部7中只存儲(chǔ)有一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)時(shí)，檢測裝置自身也能夠不連續(xù)地檢測長條體的位置。在這種情況下，例如通過相似度計(jì)算部9計(jì)算與圖12的(b)所示的ref1相當(dāng)?shù)南嗨贫?相關(guān)系數(shù))。相似度計(jì)算部9也可以計(jì)算表面數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。位置檢測部11根據(jù)由相似度計(jì)算部9計(jì)算出的相似度檢測長條體的位置。例如，預(yù)先設(shè)定基準(zhǔn)值。位置檢測部11對相似度與基準(zhǔn)值一致的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來檢測長條體的位置。可以設(shè)定多個(gè)基準(zhǔn)值。此外，通過對在規(guī)定期間中與基準(zhǔn)值一致的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，也能夠檢測在長條體的表面具有的形態(tài)的周期。

在各實(shí)施方式中，對檢測長條體的位置或者異常的裝置進(jìn)行了說明。也可以將本發(fā)明應(yīng)用于具有截止到檢測出位置或者異常之前的階段為止的功能的檢查裝置。在這種情況下，檢查裝置具有例如存儲(chǔ)部7、數(shù)據(jù)處理部8及相似度計(jì)算部9。存儲(chǔ)部7、數(shù)據(jù)處理部8及相似度計(jì)算部9具有在任意實(shí)施方式中公開的功能。另外，檢查裝置具有計(jì)算將由相似度計(jì)算部9計(jì)算出的第1相似度和第2相似度為要素的相似度矢量的功能。相似度計(jì)算部9也可以計(jì)算表面數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的相似度。檢查裝置保存所計(jì)算出的相似度矢量，以便使用者以后使用。檢查裝置也可以具有在顯示器(未圖示)顯示所計(jì)算出的相似度矢量的功能。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的檢測裝置能夠應(yīng)用于以表面具有周期性形態(tài)的長條體為檢測對象的裝置。

標(biāo)號說明

1繩索；2傳感頭；3控制裝置；4光源；5受光元件；6信號線；7存儲(chǔ)部；8數(shù)據(jù)處理部；9相似度計(jì)算部；10相位計(jì)算部；11位置檢測部；12數(shù)據(jù)設(shè)定部；13方向檢測部；14周期檢測部；15異常檢測部；16移動(dòng)扶手；17帆布；18處理器；19存儲(chǔ)器。