JP2010072739A - Data collection device - Google Patents
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Abstract
【課題】実際のワークの異常と生産設備の動作状態との関連性を明確にし、異常の解析を十分にすることができるデータ収集装置を提供する。
【解決手段】高速度撮像手段34と、電気信号を入力させる電気信号入力部38と、高速度撮像手段34が撮像した画像データと、電気信号の電圧変化データとを同期させる同期手段80と、高速度撮像手段34が撮像した画像データを、古い画像データに新たな画像データを上書きして画像データを記憶する第1の記憶手段74と、電気信号入力部から入力された電気信号の電圧変化データを、古い電圧変化データに新たな電圧変化データを上書きして電圧変化データを記憶する第2の記憶手段78と、高速度撮像手段34が撮像した画像データおよび電気信号の電圧変化データを同時に表示させる表示手段32とを備える。
【選択図】図5The present invention provides a data collection device capable of clarifying the relationship between an actual workpiece abnormality and an operation state of a production facility and sufficiently analyzing the abnormality.
A high-speed imaging means, an electric signal input unit for inputting an electric signal, a synchronizing means for synchronizing image data picked up by the high-speed imaging means and voltage change data of the electric signal, First storage means 74 for storing image data obtained by overwriting new image data on old image data and image data picked up by the high-speed image pickup means 34, and voltage change of the electric signal input from the electric signal input unit The second storage means 78 that stores the voltage change data by overwriting the old voltage change data with the new voltage change data, and the image data captured by the high-speed imaging means 34 and the voltage change data of the electrical signal at the same time. Display means 32 for displaying.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、データを収集するデータ収集装置に関する。 The present invention relates to a data collection device that collects data.
生産設備などにおいては、仕損品の発生などによってラインが一時停止することもある(いわゆるチョコ停)。このようなチョコ停自体は、ワークなどをセットし直すことで再度正常に動作するので特に問題とはならないこともある。しかし、チョコ停が頻発すると、稼働率が低下するので、チョコ停の原因を究明する必要性も生じる。 In production facilities and the like, the line may be temporarily stopped due to the occurrence of defective products (so-called chocolate stop). Such a chocolate stop itself does not pose a problem because it operates normally again by resetting a workpiece or the like. However, if the number of chocolate stops frequently occurs, the operating rate decreases, so that it becomes necessary to investigate the cause of the chocolate stop.
例えば、トイレットペーパー等の原紙を製造するに際し、原紙を巻き取った巻物(ログと称する)に穴あき、裂け、折り重なったダブリなどの欠陥が生じる場合がある。このようなログの欠陥を検出するために、ロール上を走行する原紙を高速度カメラで撮像し、この撮像された画像を画像処理装置において処理し、欠陥を検出する装置が既に知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, when a base paper such as toilet paper is manufactured, defects such as perforations, tears, and folded doubles may occur in a roll (called a log) around which the base paper is wound. In order to detect such a defect in the log, an apparatus for detecting a defect by capturing a raw paper traveling on a roll with a high-speed camera and processing the captured image in an image processing apparatus is already known. (For example, refer to Patent Document 1).
また、溶接形鋼の製造ラインにおいて、溶接ビード部のビード除去状態を監視する方法であって、形鋼のビード除去部を高速度カメラで撮像し、撮像されたデータを立体静止画像として画像処理し、正常・異常を判定する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in the welded shape steel production line, a method for monitoring the bead removal state of the weld bead part, which is obtained by imaging the bead removal part of the shape steel with a high-speed camera and processing the captured data as a stereoscopic still image. A method for determining normality / abnormality is known (see, for example, Patent Document 2).
なお、上述した異常の判定手段は、あくまで撮像手段で撮像した画像データから画像処理手段によって異常検出しようとするものであった。
しかし、生産設備などで実行された処理の様々な数値を記憶させておくデータ収集装置も従来から知られている(例えば、特許文献3参照)。
Note that the abnormality determination means described above is intended to detect abnormality by image processing means from image data captured by the imaging means.
However, a data collection device that stores various numerical values of processing executed in a production facility or the like is also conventionally known (see, for example, Patent Document 3).
上述したような高速度カメラを用いた生産設備の監視装置においては、高速度カメラで撮像した画像データを画像処理して欠陥や異常を判定していたが、画像データだけでは、生産設備の電気的な動作状態が不明であり、実際のワークの異常と生産設備の動作状態との関連性が明確にならないという課題がある。 In a production facility monitoring apparatus using a high-speed camera as described above, image data captured by a high-speed camera is subjected to image processing to determine defects and abnormalities. However, there is a problem that the relationship between the actual work abnormality and the production equipment operation state is not clear.
また、同様に従来のデータ収集装置では、単なる数値と時刻との関連性は認識できるが、具体的なワークの状況などは不明であり、やはり実際のワークの異常と生産設備の動作状態との関連性が明確にならないという課題がある。 Similarly, the conventional data collection device can recognize the relationship between mere numerical values and time, but the specific work situation is unknown, and the actual work abnormalities and the operational status of the production facility are still unknown. There is a problem that the relevance is not clear.
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、実際のワークの異常と生産設備の動作状態との関連性を明確にし、異常の解析を十分にすることができるデータ収集装置を提供することにある。 Therefore, the present invention is made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to clarify the relationship between the actual work abnormality and the operation state of the production facility, and to sufficiently analyze the abnormality. It is to provide a collecting device.
本発明は上記目的を達成すべく、以下の構成を備える。
すなわち、本発明にかかるデータ収集装置によれば、任意のフレームレートで対象物を撮像可能な高速度撮像手段と、電気信号を入力させる電気信号入力部と、前記高速度撮像手段が撮像した画像データと、前記電気信号の電圧変化データとを同期させる同期手段と、前記高速度撮像手段が撮像した画像データを複数フレーム分記憶し、新たに撮像される画像データが、記憶可能なフレーム数よりも多くなった場合には、古い画像データに新たな画像データを上書きして画像データを記憶する第1の記憶手段と、前記電気信号入力部から入力された電気信号の電圧変化データを所定時間分記憶し、新たに入力された電気信号の電圧変化データが、記憶可能な所定時間分よりも多くなった場合には、古い電圧変化データに新たな電圧変化データを上書きして電圧変化データを記憶する第2の記憶手段と、前記高速度撮像手段が撮像した画像データおよび前記電気信号の電圧変化データを同時に表示させる表示手段とを備えることを特徴としている。
この構成を採用することによって、生産設備等における実際のワークの状況を画像で把握しつつ、この画像と同期して生産設備や各種センサから出力される電気信号または騒音データや振動データ等とを同期させて表示させることができる。このため、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を明確にすることができる。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, according to the data collection device of the present invention, a high-speed imaging unit that can image an object at an arbitrary frame rate, an electrical signal input unit that inputs an electrical signal, and an image captured by the high-speed imaging unit Synchronizing means for synchronizing data and voltage change data of the electrical signal, and image data captured by the high-speed imaging means are stored for a plurality of frames, and newly captured image data is calculated based on the number of frames that can be stored. The first storage means for storing the image data by overwriting the new image data over the old image data, and the voltage change data of the electric signal input from the electric signal input unit for a predetermined time. If the voltage change data of the newly input electrical signal exceeds the predetermined storable time, new voltage change data is added to the old voltage change data. Second storage means for storing the overwrite to the voltage change data, the high-speed imaging device is characterized by comprising a display means for displaying the voltage change data of the image data and the electrical signal obtained by imaging the same time.
By adopting this configuration, while grasping the actual work status in the production facility, etc., with images, the electrical signals or noise data, vibration data, etc. output from the production facilities and various sensors are synchronized with this image. It can be displayed in synchronization. For this reason, it is possible to clarify the relationship between the workpiece state and the operation state of the production facility.
また、前記電圧変化データの電圧値が予め設定された閾値を越えるかまたは下回った場合に、閾値を越えた時または下回った時から所定時間経過後に、前記高速度撮像手段によって撮像される画像データの前記第1の記憶手段への記憶および前記電気信号の電圧変化データの前記第2の記憶手段への記憶を停止するレベルトリガー手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、通常動作時には画像データおよび電気信号の電圧変化データは常に上書きされた状態で記憶されているが、電気信号が変化した時(閾値を超えたまたは下回った異常状態になっとき)には、変化時から所定時間は記憶させてその後は画像データと電気信号の電圧変化データの記憶を停止するので、変化があった時点の前後の各データは確実に保存される。そして、変化があった時点の前後の各データを再度表示させるなどして、変化の原因の追求などを行うことができ、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を明確にすることができる。
Further, when the voltage value of the voltage change data exceeds or falls below a preset threshold value, the image data picked up by the high-speed imaging means after a predetermined time has elapsed since the threshold value was exceeded or fallen below Level trigger means for stopping storage in the first storage means and storage of the voltage change data of the electrical signal in the second storage means may be provided.
According to this configuration, during normal operation, the image data and the voltage change data of the electric signal are always stored in an overwritten state, but when the electric signal changes (when the abnormal state exceeds or falls below the threshold) ) Is stored for a predetermined time from the time of change, and thereafter the storage of the image data and the voltage change data of the electric signal is stopped, so that each data before and after the change is surely saved. And by redisplaying the data before and after the change, you can pursue the cause of the change, etc., and clarify the relationship between the work status and the operating status of the production equipment, etc. be able to.
さらに、前記高速度撮像手段が撮像した画像データに変化があった場合に、変化があった時から所定時間経過後に、前記高速度撮像手段によって撮像される画像データの前記第1の記憶手段への記憶および前記電気信号の電圧変化データの前記第2の記憶手段への記憶を停止する画像トリガー手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、通常動作時には画像データおよび電気信号の電圧変化データは常に上書きされた状態で記憶されているが、画像が変化した時(ワークや生産設備に何らかの動きがあったとき)には、変化時から所定時間は記憶させてその後は画像データと電気信号の電圧変化データの記憶を停止するので、変化があった時点の前後の各データは確実に保存される。そして、変化があった時点の前後の各データを再度表示させるなどして、変化の原因の追求などを行うことができ、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を明確にすることができる。
Further, when there is a change in the image data picked up by the high-speed image pickup means, the image data picked up by the high-speed image pickup means is sent to the first storage means after a predetermined time has elapsed since the change. And image trigger means for stopping the storage of the voltage change data of the electrical signal in the second storage means.
According to this configuration, during normal operation, the image data and the voltage change data of the electric signal are always stored in an overwritten state, but when the image changes (when there is some movement in the work or production equipment). Is stored for a predetermined time from the time of change and thereafter stops storing the image data and the voltage change data of the electric signal, so that each data before and after the change is reliably saved. And by redisplaying the data before and after the change, you can pursue the cause of the change, etc., and clarify the relationship between the work status and the operating status of the production equipment, etc. be able to.
また、前記画像トリガー手段が変化する画像位置を特定するための、トリガー検出領域を設定するトリガー検出領域設定手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、撮像している対象物の中でもいずれの箇所の変化を検出するかを特定することができる。
The image trigger means may further include trigger detection area setting means for setting a trigger detection area for specifying an image position where the image trigger means changes.
According to this configuration, it is possible to specify which part of the object being imaged is to be detected for change.
また、前記トリガー検出領域設定手段は、表示手段中のトリガー検出領域の大きさおよび位置を変更可能に設けられていることを特徴としてもよい。 The trigger detection area setting means may be provided so that the size and position of the trigger detection area in the display means can be changed.
また、前記画像トリガー手段は、画像データの輝度および色差のうちの少なくともいずれかが、前記設定されたトリガー検出領域内で予め設定された閾値以上変化した場合に、画像データの前記第1の記憶手段への記憶および前記電気信号の電圧変化データの前記第2の記憶手段への記憶を停止することを特徴としてもよい。 The image trigger means may store the first storage of image data when at least one of luminance and color difference of image data changes by a predetermined threshold or more in the set trigger detection area. The storage in the means and the storage of the voltage change data of the electric signal in the second storage means may be stopped.
さらに、前記電気信号入力部から入力された電気信号の電圧変化データの波形形状に変化があった場合に、変化があった時から所定時間経過後に、前記高速度撮像手段によって撮像される画像データの前記第1の記憶手段への記憶および前記電気信号の電圧変化データの前記第2の記憶手段への記憶を停止する波形トリガー手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、通常動作時には画像データおよび電気信号の電圧変化データは常に上書きされた状態で記憶されているが、電気信号の波形形状が変化した時(例えば正弦波から三角波に変化するなど)には、変化時から所定時間は記憶させてその後は画像データと電気信号の電圧変化データの記憶を停止するので、変化があった時点の前後の各データは確実に保存される。そして、変化があった時点の前後の各データを再度表示させるなどして、変化の原因の追求などを行うことができ、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を明確にすることができる。
Furthermore, when there is a change in the waveform shape of the voltage change data of the electric signal input from the electric signal input unit, the image data picked up by the high-speed image pickup means after a predetermined time has elapsed since the change. Waveform triggering means for stopping storage in the first storage means and storage of the voltage change data of the electrical signal in the second storage means may be provided.
According to this configuration, during normal operation, the image data and the voltage change data of the electric signal are always stored in an overwritten state. However, when the waveform shape of the electric signal changes (for example, changes from a sine wave to a triangular wave) ) Is stored for a predetermined time from the time of change, and thereafter the storage of the image data and the voltage change data of the electric signal is stopped, so that each data before and after the change is surely saved. And by redisplaying the data before and after the change, you can pursue the cause of the change, etc., and clarify the relationship between the work status and the operating status of the production equipment, etc. be able to.
また、任意の時から所定時間経過後に、前記高速度撮像手段によって撮像される画像データの前記第1の記憶手段への記憶および前記電気信号の電圧変化データの前記第2の記憶手段への記憶を停止する手動トリガー手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、通常動作時には画像データおよび電気信号の電圧変化データは常に上書きされた状態で記憶されているが、作業者の任意の時を指定すれば、その時から所定時間は記憶させてその後は画像データと電気信号の電圧変化データの記憶を停止するので、作業者が指定した時点の前後の各データは確実に保存される。そして、作業者が指定した時点の前後の各データを再度表示させるなどして、変化の原因の追求などを行うことができ、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を明確にすることができる。
In addition, after a predetermined time has elapsed from an arbitrary time, storage of the image data captured by the high-speed imaging unit in the first storage unit and storage of the voltage change data of the electrical signal in the second storage unit Manual trigger means for stopping the operation may be provided.
According to this configuration, during normal operation, the image data and the voltage change data of the electrical signal are always stored in an overwritten state. However, if an arbitrary time is specified by the operator, a predetermined time is stored from that time. Thereafter, the storage of the image data and the voltage change data of the electric signal is stopped, so that each data before and after the time designated by the operator is surely saved. Then, by displaying the data before and after the point specified by the worker again, the cause of the change can be pursued, etc., and the relationship between the work state and the operating state of the production equipment etc. is clarified can do.
前記レベルトリガー手段、前記画像トリガー手段、前記波形トリガー手段および前記手動トリガー手段のうち少なくともいずれかを選択してトリガーをかけることができるトリガー選択手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、生産設備の種類や環境などによって、ワークの状態と生産設備等の動作状態との関連性を最も適した状態で確認することができる。
The apparatus may further comprise trigger selection means that can select and trigger at least one of the level trigger means, the image trigger means, the waveform trigger means, and the manual trigger means.
According to this configuration, the relevance between the work state and the operation state of the production facility or the like can be confirmed in the most suitable state depending on the type or environment of the production facility.
さらに、前記レベルトリガー手段、前記画像トリガー手段、前記波形トリガー手段および前記手動トリガー手段のうち少なくとも2つ以上の手段を組み合わせ、組み合わせた各手段における条件をANDまたはORで設定することができるトリガー条件設定手段を具備することを特徴としてもよい。 Furthermore, a trigger condition that can combine at least two or more of the level trigger means, the image trigger means, the waveform trigger means, and the manual trigger means, and set conditions in the combined means by AND or OR. A setting unit may be provided.
なお、前記レベルトリガー手段、前記画像トリガー手段、前記波形トリガー手段および前記手動トリガー手段のうちいずれかの手段によって、第1の記憶手段または第2の記憶手段に記憶された画像データおよび電気信号の電圧変化データを記憶する、第3の記憶手段を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、トリガーをかけて保存したデータを別の記憶手段内に保存することで、第1の記憶手段と第2の記憶手段からトリガーをかけて保存したデータを削除することができようになる。このため、第1の記憶手段と第2の記憶手段を用いて新たに対象物の撮像と電気信号のチェックが行えるようになる。
The level trigger means, the image trigger means, the waveform trigger means, and the manual trigger means can be used to store image data and electrical signals stored in the first storage means or the second storage means. A third storage means for storing the voltage change data may be provided.
According to this configuration, by saving the data saved with the trigger in another storage means, the data saved with the trigger can be deleted from the first storage means and the second storage means. It becomes like this. For this reason, it becomes possible to newly perform imaging of an object and check of an electric signal using the first storage unit and the second storage unit.
本発明にかかるデータ収集装置によれば、実際のワークの状態と生産設備等の状態との関連性を明確することができ、異常の解析を十分にすることができる。 According to the data collection device of the present invention, the relationship between the actual workpiece state and the state of the production facility can be clarified, and abnormality analysis can be sufficiently performed.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1に、本実施形態におけるデータ収集装置の外観構成を示し、図2にデータ収集装置本体の側面図を示し、図3にデータ収集装置本体の背面図を示す。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an external configuration of a data collection device according to the present embodiment, FIG. 2 shows a side view of the data collection device body, and FIG. 3 shows a rear view of the data collection device body.
(外観構成および概略動作)
データ収集装置30は、モニタ32を有するデータ収集装置本体31と、データ収集装置本体31にカメラケーブル33で接続された撮像手段である高速度カメラ34とを備えている。
本実施形態における高速度カメラ34には、データを記憶する記憶装置等は設けられておらず、撮像された画像データはデータ収集装置本体31に随時流し込まれる。画像データは、データ収集装置本体31内に設けられた所定容量のリングバッファ(後述する)内に一時的に記憶され、撮像された画像データがリングバッファの容量を上回ったときには、リングバッファに記憶されている古いデータから順番に上書きして記憶していく。
(Appearance configuration and general operation)
The data collection device 30 includes a data collection device main body 31 having a monitor 32 and a high-speed camera 34 that is an imaging means connected to the data collection device main body 31 by a camera cable 33.
The high-speed camera 34 in the present embodiment is not provided with a storage device for storing data, and the captured image data is poured into the data collection device main body 31 as needed. The image data is temporarily stored in a ring buffer (described later) provided in a predetermined capacity provided in the data collection device main body 31, and is stored in the ring buffer when the captured image data exceeds the capacity of the ring buffer. The old data is overwritten and stored in order.
データ収集装置本体31は第1筺体31aと第2筺体31bとが折りたたみ可能に構成されてなり、第1筺体31a表面には、各種スイッチ類39が配置されている。第2筺体31bの第1筺体31a表面と対向する対向面には、表示手段であるモニタ32が設けられている。第1筺体31aと第2筺体31bとが折りたたまれた際には、第1筺体31aのスイッチ類39と、第2筺体31bのモニタ32はそれぞれ外部には露出しないように設けられる。 The data collection device main body 31 is configured such that the first housing 31a and the second housing 31b can be folded, and various switches 39 are arranged on the surface of the first housing 31a. A monitor 32 serving as a display unit is provided on the opposite surface of the second housing 31b that faces the surface of the first housing 31a. When the first casing 31a and the second casing 31b are folded, the switches 39 of the first casing 31a and the monitor 32 of the second casing 31b are provided so as not to be exposed to the outside.
データ収集装置本体31には、脱着可能な記憶媒体の一例としてCF(Compact Flash)カード(第3の記憶手段)を挿入可能なカードスロット35、LANケーブルを接続可能なLANポート36、USBコネクタを接続可能なUSBポート37が設けられている。 As an example of a removable storage medium, the data collection device main body 31 includes a card slot 35 into which a CF (Compact Flash) card (third storage means) can be inserted, a LAN port 36 to which a LAN cable can be connected, and a USB connector. A connectable USB port 37 is provided.
さらに、データ収集装置本体31は、高速度カメラ34と接続されるカメラケーブルが接続されるカメラケーブルコネクタ41と、電気信号が入力されるように電気信号入力用のアナログ信号ケーブルが接続されるアナログ信号ケーブルコネクタ38a〜38dとを備えている。アナログ信号ケーブルコネクタは、複数設けられており、複数の異なる電気信号を同時に入力させることができる。本実施形態では、4つのアナログ信号ケーブルコネクタ38a〜38dが設けられ、ch1〜ch4までの電気信号を入力できる。 Further, the data collection device main body 31 is connected to a camera cable connector 41 to which a camera cable to be connected to the high-speed camera 34 is connected, and an analog to which an analog signal cable for electric signal input is connected so that an electric signal is input. Signal cable connectors 38a to 38d. A plurality of analog signal cable connectors are provided, and a plurality of different electrical signals can be input simultaneously. In the present embodiment, four analog signal cable connectors 38a to 38d are provided, and electrical signals from ch1 to ch4 can be input.
また、アナログ信号ケーブルコネクタ38a〜38dから入力された電気信号は、所定容量のリングバッファ(後述する)内に一時的に記憶され、入力された電気信号がリングバッファの容量を上回ったときには、リングバッファに記憶されている古いデータから順番に上書きして記憶していく。 Also, the electrical signals input from the analog signal cable connectors 38a to 38d are temporarily stored in a ring buffer (described later) having a predetermined capacity, and when the input electrical signal exceeds the capacity of the ring buffer, The old data stored in the buffer is overwritten and stored in order.
電気信号として入力させる対象としては、高速度カメラ34の撮像対象が生産機械などの装置である場合、この装置から出力され、動作状況を確認できる何らかの電気信号が考えられる。
ただし、電気信号としては、音量センサ(騒音センサ)、振動センサなどを接続して、音量変化を電圧変化で表した電気信号や、振動量を電圧変化で表した電気信号を入力させるようにしてもよい。
As an object to be input as an electric signal, when the object to be imaged by the high-speed camera 34 is a device such as a production machine, any electric signal that can be output from this device and that can confirm an operation state can be considered.
However, as an electrical signal, a volume sensor (noise sensor), vibration sensor, or the like is connected so that an electrical signal in which the volume change is represented by a voltage change or an electrical signal in which the vibration amount is represented by a voltage change is input. Also good.
なお、データ収集装置本体31の背面に設けられているコネクタ41は、カメラケーブル33を接続可能なカメラケーブルコネクタ41である。 The connector 41 provided on the back surface of the data collection device main body 31 is a camera cable connector 41 to which the camera cable 33 can be connected.
(高速度カメラ)
次に、高速度カメラについて図4に基づいて説明する。
本実施形態で用いられる高速度カメラ34は、光学レンズ40と、イメージセンサ42とを備えている。イメージセンサ42としては、CCDまたはCMOS等を採用することができる。イメージセンサ42で撮像されたアナログ画像データは、カメラケーブル33によって、データ収集装置本体31へ出力される。本実施形態では、高速度カメラ34には撮像された画像データを記憶させておくメモリ等は設けられていない。
(High speed camera)
Next, the high-speed camera will be described with reference to FIG.
The high-speed camera 34 used in this embodiment includes an optical lens 40 and an image sensor 42. As the image sensor 42, a CCD, a CMOS, or the like can be employed. Analog image data captured by the image sensor 42 is output to the data collection device main body 31 by the camera cable 33. In the present embodiment, the high-speed camera 34 is not provided with a memory or the like for storing captured image data.
(データ収集装置本体)
次に、データ収集装置本体31の構成について図5に基づいて説明する。
データ収集装置本体31には、高速度カメラ34で撮像されたアナログ画像データが入力される画像データ制御部70が設けられている。画像データ制御部70は、入力されたアナログ画像データを、設定されたフレームレートで1フレームごとのデジタル画像データ(単に画像データと称する場合もある)に変換するA/D変換手段72と、A/D変換された画像データを1フレームごとに一時記憶するリングバッファ(第1の記憶手段)74とを有している。
(Data collector main unit)
Next, the configuration of the data collection device main body 31 will be described with reference to FIG.
The data collection device main body 31 is provided with an image data control unit 70 to which analog image data captured by the high-speed camera 34 is input. The image data control unit 70 includes A / D conversion means 72 that converts the input analog image data into digital image data for each frame (sometimes simply referred to as image data) at a set frame rate, and A A ring buffer (first storage means) 74 for temporarily storing the image data subjected to the / D conversion for each frame;
画像データ制御部70は、高速度カメラ34で撮像された画像データ(アナログ)が入力してくる間は、デジタル変換した画像データをリングバッファ74に記憶し続ける。リングバッファ74の容量一杯に画像データが記憶されると、古い画像データの上に新しい画像データが上書きされて記憶されていく。 The image data control unit 70 continues to store the digitally converted image data in the ring buffer 74 while image data (analog) captured by the high-speed camera 34 is input. When the image data is stored to the full capacity of the ring buffer 74, new image data is overwritten and stored on the old image data.
また、画像データ制御部70は、A/D変換手段72で所定のフレームレートで画像データを生成する際に、1フレーム単位ごとにフレーム信号を出力する。フレーム信号は、後述するように電気信号と画像データと同期させるために使用される。 Further, when the A / D conversion unit 72 generates image data at a predetermined frame rate, the image data control unit 70 outputs a frame signal for each frame unit. The frame signal is used to synchronize the electric signal and the image data as will be described later.
データ収集装置本体31には、アナログ信号ケーブルコネクタ38a〜38dから入力された電気信号が入力されるデータロガー制御部76が設けられている。データロガー制御部76は、入力されたアナログ電気信号を、予め設定されたサンプリングレートでデジタルデータとしての電圧の瞬時値データを生成するA/D変換手段77と、生成された瞬時値データを記憶するリングバッファ(第2の記憶手段)78とを有している。 The data collection device main body 31 is provided with a data logger control unit 76 to which electric signals input from the analog signal cable connectors 38a to 38d are input. The data logger control unit 76 stores the generated instantaneous value data, and A / D conversion means 77 for generating the instantaneous value data of the voltage as the digital data from the input analog electric signal at a preset sampling rate. And a ring buffer (second storage means) 78.
また、データ収集装置本体31には、データ収集装置全体の動作を統括制御するメイン制御部50が設けられている。
また、メイン制御部50は、後述する同期制御部80に対してトリガー信号を出力して画像データと瞬時値データのリングバッファ74、78への記憶を停止させるトリガー出力手段82を有している。
The data collection device main body 31 is provided with a main control unit 50 that performs overall control of the operation of the entire data collection device.
Further, the main control unit 50 has trigger output means 82 for outputting a trigger signal to a synchronization control unit 80 described later to stop storing image data and instantaneous value data in the ring buffers 74 and 78. .
さらに、データ収集装置本体31には、画像データと瞬時値データの同期をとるための同期制御部80が設けられている。
同期制御部80には、メイン制御部50からのトリガー信号と、画像データ制御部70からのフレーム信号が入力される。同期制御部80では、メイン制御部50からトリガー信号が入力されると、トリガー信号入力時から次に入力されるフレーム信号に合わせて、画像データ制御部70とデータロガー制御部76に対してそれぞれフレーム信号に同期した同期トリガー信号を出力する。このため、画像データ制御部70とデータロガー制御部76においては、同時に同期トリガー信号が入力される。
Further, the data collection device main body 31 is provided with a synchronization control unit 80 for synchronizing image data and instantaneous value data.
A trigger signal from the main control unit 50 and a frame signal from the image data control unit 70 are input to the synchronization control unit 80. When the trigger signal is input from the main control unit 50, the synchronization control unit 80 applies to the image data control unit 70 and the data logger control unit 76 in accordance with the next frame signal input from the time of the trigger signal input. A synchronous trigger signal synchronized with the frame signal is output. For this reason, the synchronization trigger signal is simultaneously input to the image data control unit 70 and the data logger control unit 76.
同期トリガー信号が入力した画像データ制御部70では、同期トリガー信号が入力してから予め設定された時間経過後にリングバッファ74への画像データの記憶を停止する。
同様に、同期トリガー信号が入力したデータロガー制御部76では、同期トリガー信号が入力してから予め設定された時間経過後にリングバッファ78への瞬時値データの記憶を停止する。
The image data control unit 70 to which the synchronization trigger signal is input stops storing image data in the ring buffer 74 after a preset time has elapsed since the synchronization trigger signal was input.
Similarly, the data logger control unit 76 to which the synchronization trigger signal is input stops storing instantaneous value data in the ring buffer 78 after a preset time has elapsed since the synchronization trigger signal was input.
なお、同期制御部80は、同期トリガー信号をメイン制御部50へも出力する。メイン制御部50ではこの同期トリガー信号を基準として実際に画像データおよび瞬時値データが記憶されているものとして、リングバッファ74から同期トリガー信号を中心にした前後の予め設定された時間分の画像データを抽出可能となる。
同様に、メイン制御部50では、リングバッファ78から同期トリガー信号を中心にした前後の予め設定された時間分の瞬時値データを抽出可能となる。
The synchronization control unit 80 also outputs a synchronization trigger signal to the main control unit 50. The main control unit 50 assumes that the image data and instantaneous value data are actually stored on the basis of this synchronization trigger signal, and image data for a preset time before and after the synchronization trigger signal is centered from the ring buffer 74. Can be extracted.
Similarly, the main control unit 50 can extract instantaneous value data for a preset time before and after the synchronization trigger signal from the ring buffer 78.
メイン制御部50に接続された再生スイッチ61(上述した各種スイッチ類39に含まれる)が押下されると、メイン制御部50は、リングバッファ74から同期トリガー信号を中心にした前後の予め設定された時間分の画像データを抽出するとともに、リングバッファ78から同期トリガー信号を中心にした前後の予め設定された時間分の瞬時値データを抽出し、それぞれを同一の画面上でモニタ32に表示させるようにモニタ制御部84へ各データを送信する(図6参照)。
図6に示すように、モニタ32には、画像データと、瞬時値データ連続させて表示させたグラフが同時に表示されている。
When the reproduction switch 61 (included in the various switches 39 described above) connected to the main control unit 50 is pressed, the main control unit 50 is preset from the ring buffer 74 before and after the synchronization trigger signal. Image data for a predetermined period of time, and instantaneous value data for a predetermined period before and after the synchronization trigger signal is extracted from the ring buffer 78 and displayed on the monitor 32 on the same screen. Thus, each data is transmitted to the monitor control unit 84 (see FIG. 6).
As shown in FIG. 6, the monitor 32 simultaneously displays image data and a graph that is displayed in a continuous manner with instantaneous value data.
モニタ制御部84は、モニタ32へ実際に表示させる画像信号を生成してモニタ32へ出力する機能を有しており、メイン制御部50から入力された画像データと瞬時値データとのコントラスト等を調整してから画像信号を生成し、モニタ32へ出力する。 The monitor control unit 84 has a function of generating an image signal to be actually displayed on the monitor 32 and outputting the image signal to the monitor 32. The monitor control unit 84 determines the contrast between the image data input from the main control unit 50 and the instantaneous value data. After adjustment, an image signal is generated and output to the monitor 32.
以下、メイン制御部のその他の機能について、図7に基づいて説明する。
メイン制御部50には、高速度カメラ34が撮像した画像データをリングバッファ74に記憶する際のフレームレートを作業者がスイッチ39を操作することで設定可能なフレームレート選択手段81が設けられている。
フレームレートは50fpsから8000fpsまでの間で作業者が選択可能に設けられており、小さいフレームレートではリングバッファ74に対する記憶可能秒数が増え、大きいフレームレートではリングバッファ74に対する記憶可能秒数が減る。フレームレート選択手段81は、設定されたフレームレートで画像の記憶をするように画像データ制御部70へ制御信号を出力する。
Hereinafter, other functions of the main control unit will be described with reference to FIG.
The main control unit 50 is provided with a frame rate selection means 81 that allows the operator to set the frame rate when the image data captured by the high-speed camera 34 is stored in the ring buffer 74 by the operator operating the switch 39. Yes.
The frame rate is provided so that the operator can select between 50 fps and 8000 fps, and the storable seconds for the ring buffer 74 increase at a small frame rate, and the storable seconds for the ring buffer 74 decrease at a large frame rate. . The frame rate selection unit 81 outputs a control signal to the image data control unit 70 so as to store the image at the set frame rate.
また、メイン制御部50には、モニタ32における瞬時値データ(電圧変化の波形)の表示位置を変更させる、表示位置変更手段86が設けられている。瞬時値データが画像データにおける重要な位置に重なって表示されると画像データが見えにくくなるおそれもあるからである。
瞬時値データの表示位置は、作業者がスイッチ39を操作することで動かすことができる。表示位置変更手段86はスイッチ操作に基づいて瞬時値データの表示位置を変更してモニタ制御部84へ画像データと瞬時値データを出力する。
Further, the main control unit 50 is provided with display position changing means 86 for changing the display position of the instantaneous value data (voltage change waveform) on the monitor 32. This is because if the instantaneous value data is displayed overlapping important positions in the image data, the image data may be difficult to see.
The display position of the instantaneous value data can be moved by the operator operating the switch 39. The display position changing means 86 changes the display position of the instantaneous value data based on the switch operation, and outputs the image data and the instantaneous value data to the monitor control unit 84.
このようなメイン制御部50は、CPUと、ROMおよびRAM等のメモリとから構成されている。ROMに予め記憶させておいた各種制御プログラムをCPUが読み出して実行することにより、上述した各手段が実現される。 Such a main control unit 50 includes a CPU and memories such as a ROM and a RAM. Each means mentioned above is implement | achieved when CPU reads and runs the various control programs previously memorize | stored in ROM.
(トリガー動作)
また、データ収集装置本体31におけるトリガーの機能について図8に示す。
データ収集装置本体31は、メイン制御部50から、データを保存するためのトリガーとなるトリガー信号を出力するトリガー出力手段82を備えているが、トリガー信号をどのような条件を満たした場合に出力するかを以下に説明する。
(Trigger action)
FIG. 8 shows the trigger function in the data collection device main body 31.
The data collection device main body 31 includes trigger output means 82 that outputs a trigger signal serving as a trigger for storing data from the main control unit 50, but outputs the trigger signal when any condition is satisfied. This will be described below.
メイン制御部50には、レベルトリガー手段52、画像トリガー手段54、波形トリガー手段56および手動トリガー手段58が設けられている。また、画像トリガー手段54の動作時に、用いられるトリガー検出領域を設定するトリガー検出領域設定手段55もメイン制御部50内に設けられている。 The main control unit 50 is provided with level trigger means 52, image trigger means 54, waveform trigger means 56, and manual trigger means 58. In addition, a trigger detection area setting unit 55 that sets a trigger detection area to be used when the image trigger unit 54 is operated is also provided in the main control unit 50.
レベルトリガー手段52、画像トリガー手段54、波形トリガー手段56、手動トリガー手段58およびトリガー検出領域設定手段55は、それぞれメイン制御部50のメモリ領域に記憶されたレベルトリガープログラム、画像トリガープログラム、波形トリガープログラム、手動トリガープログラムが、メイン制御部50を構成するプロセッサに読み出されて動作することによって実現される。 The level trigger unit 52, the image trigger unit 54, the waveform trigger unit 56, the manual trigger unit 58, and the trigger detection area setting unit 55 are respectively a level trigger program, an image trigger program, and a waveform trigger stored in the memory area of the main control unit 50. The program and the manual trigger program are realized by being read and operated by the processor constituting the main control unit 50.
メイン制御部50には、各トリガー手段を設定するための操作スイッチ39が接続されており、作業者が操作スイッチ39を操作することによって、いずれかのトリガー手段を選択して決定することができる。
なお、メイン制御部50には、録画スイッチ62が設けられており、この録画スイッチ62がオンになると、手動トリガー手段58が動作する。つまり、録画スイッチ62のオン時から所定時間経過後にトリガー信号が出力される。
An operation switch 39 for setting each trigger means is connected to the main control unit 50, and an operator can select and determine one of the trigger means by operating the operation switch 39. .
The main controller 50 is provided with a recording switch 62. When the recording switch 62 is turned on, the manual trigger means 58 operates. That is, the trigger signal is output after a predetermined time has elapsed since the recording switch 62 was turned on.
(レベルトリガー手段)
続いて、各トリガー手段について、図8〜図10に基づいて説明する。
レベルトリガー手段52は、操作スイッチ39の操作により設定されると、データロガー制御部76を制御し、リングバッファ78に記憶される瞬時値データの値が、あらかじめ設定された閾値を越えるかどうかを常に検出させる。なお、閾値は、メイン制御部50のメモリ領域の所定領域またはデータロガー制御部76のメモリ領域に予め記憶されており、操作スイッチ39の操作によって値を変更することもできる。
レベルトリガー手段52は、瞬時値データの値が、あらかじめ設定された閾値を越えた旨の信号がデータロガー制御部76から入力された場合、トリガー出力手段82から同期制御部80にトリガー信号を出力させる。
(Level trigger means)
Then, each trigger means is demonstrated based on FIGS.
When the level trigger means 52 is set by operating the operation switch 39, the level trigger means 52 controls the data logger control unit 76 to determine whether the value of the instantaneous value data stored in the ring buffer 78 exceeds a preset threshold value. Always detect. Note that the threshold value is stored in advance in a predetermined area of the memory area of the main control unit 50 or in the memory area of the data logger control unit 76, and the value can be changed by operating the operation switch 39.
The level trigger unit 52 outputs a trigger signal from the trigger output unit 82 to the synchronization control unit 80 when a signal indicating that the value of the instantaneous value data exceeds a preset threshold value is input from the data logger control unit 76. Let
なお、レベルトリガー手段52はデータロガー制御部76内に設けられていてもよい。このような場合、あらかじめ設定された閾値を越えた旨の信号はデータロガー制御部76からメイン制御部50のトリガー出力手段82に出力する。 The level trigger means 52 may be provided in the data logger control unit 76. In such a case, a signal indicating that a preset threshold value has been exceeded is output from the data logger control unit 76 to the trigger output means 82 of the main control unit 50.
なお、上述したレベルトリガー手段52の動作は、電気信号の立ち上がりを見て電圧値が閾値を超えたか否かを判断した。
しかし、レベルトリガー手段52としては、電気信号の立ち下がりを見て電圧値が閾値を下回ったか否かで判断してもよい。
このようにレベルトリガー手段52における、立ち上がりをみるか、立ち下りをみるかは、作業者が操作スイッチ39を操作してレベルトリガー手段52の設定をする際に、立ち上がりをみるか、立ち下りをみるかを選択させて設定させればよい。
In the operation of the level trigger means 52 described above, it was determined whether or not the voltage value exceeded the threshold value by looking at the rising edge of the electric signal.
However, the level trigger means 52 may determine whether or not the voltage value has fallen below the threshold value when the electric signal falls.
In this way, whether the level trigger means 52 sees the rise or the fall depends on whether the operator operates the operation switch 39 to set the level trigger means 52. You can choose to see or set.
(画像トリガー手段)
画像トリガー手段54は、操作スイッチ39の操作により設定されると、画像データ制御部70を制御し、リングバッファ74に記憶される画像データのうち、トリガー検出領域設定手段55によって設定されたトリガー検出領域内の画像データに変化が生じたかどうかを常に検出させる。なお、ここでいう画像データの変化とは、トリガー検出領域内に存在する画像データの中の全画素のうち、輝度および色差のうちのいずれかが予め設定された量以上変化した場合には、変化があったものとして画像データ制御部70が判断する。
(Image trigger means)
When set by operating the operation switch 39, the image trigger means 54 controls the image data control unit 70, and the trigger detection set by the trigger detection area setting means 55 among the image data stored in the ring buffer 74 is detected. Whether the image data in the region has changed is always detected. Note that the change in the image data here means that when all of the pixels in the image data existing in the trigger detection area have changed by a predetermined amount or more, either luminance or color difference, The image data control unit 70 determines that there has been a change.
具体的には、リングバッファ74に記憶される画像データは、輝度Y成分、色差U成分、色差V成分の三種類で規定される画像フォーマットで構成されているが、画像データ制御部70は、トリガー検出領域内の全画素における輝度Y成分、色差U成分、色差V成分のそれぞれの平均値と、比較画像(後述する)の平均値との差が、各成分の階調に対して何%変化したかで、画像が変化したか否かを判断する。 Specifically, the image data stored in the ring buffer 74 is configured in an image format defined by three types of luminance Y component, color difference U component, and color difference V component. What is the difference between the average value of the luminance Y component, the color difference U component, and the color difference V component in all the pixels in the trigger detection area and the average value of the comparison image (described later) with respect to the gradation of each component It is determined whether the image has changed due to the change.
検出変化量は、予め作業者が設定可能に設けられているものであり、操作スイッチ39によって、検出変化量は例えば5%、10%、20%、30%、40%のいずれかの数字に設定可能である。作業者が操作スイッチ39を操作して設定した検出変化量は、メイン制御部50のメモリ領域内または画像データ制御部70のメモリ領域内に記憶される。 The detected change amount is set in advance by the operator so that the detected change amount can be set to any number of 5%, 10%, 20%, 30%, and 40% by the operation switch 39, for example. It can be set. The detected change amount set by the operator operating the operation switch 39 is stored in the memory area of the main control unit 50 or in the memory area of the image data control unit 70.
なお、高速度カメラ34がモノクロカメラの場合、色差成分は存在しない。したがって、この場合には、画像トリガー手段54は、トリガー検出領域内の全画素における輝度成分の平均値と、比較画像の平均値との差が何%変化したかで画像が変化したか否かを画像データ制御部70に判断させる。 When the high speed camera 34 is a monochrome camera, there is no color difference component. Therefore, in this case, the image trigger means 54 determines whether or not the image has changed depending on what percentage of the difference between the average value of the luminance component in all the pixels in the trigger detection region and the average value of the comparison image has changed. Is determined by the image data control unit 70.
また、画像トリガー手段54における、比較画像とは、最新の画像データよりも所定フレーム(または所定時間)前の画像データのことであってもよく、予め設定しておいた基準画像データのことであってもよい。そして、本実施形態では、最新の画像データよりも所定フレーム(または所定時間)前の画像データとの比較は差分検出と称しており、予め設定しておいた基準画像データとの比較は比較検出と称する(図10参照)。 The comparison image in the image trigger means 54 may be image data that is a predetermined frame (or a predetermined time) before the latest image data, and is reference image data set in advance. There may be. In the present embodiment, comparison with image data that is a predetermined frame (or predetermined time) before the latest image data is referred to as difference detection, and comparison with preset reference image data is comparison detection. (Refer to FIG. 10).
画像データ制御部70による、差分検出による画像変化の検出または比較検出による画像変化の検出は、作業者がいずれの方法で検出するかを選択することができる。選択は、操作スイッチ39の操作によって行うことができる。画像トリガー手段54は、操作スイッチ39が、差分検出を選択したことを検出すると、画像データ制御部70に最新の画像データと所定時間前(例として100ms)の画像データとを比較させ、トリガー検出領域内の全画素における輝度Y成分、色差U成分、色差V成分のそれぞれの平均値と、比較画像(後述する)の平均値との差が、各成分の階調に対して何%変化したかで、画像が変化したか否かを判断させる。 The detection of the image change by the difference detection or the image change detection by the comparison detection by the image data control unit 70 can be selected by the operator. The selection can be performed by operating the operation switch 39. When detecting that the operation switch 39 has selected the difference detection, the image trigger means 54 causes the image data control unit 70 to compare the latest image data with the image data of a predetermined time ago (for example, 100 ms) to detect the trigger. The difference between the average value of each of the luminance Y component, the color difference U component, and the color difference V component in all the pixels in the region and the average value of the comparison image (described later) has changed by what percentage with respect to the gradation of each component. Whether or not the image has changed is determined.
一方、画像トリガー手段54は、操作スイッチ39が、比較検出を選択したことを検出すると、画像データ制御部70に予め設定された基準画像データをメイン制御部50のメモリ領域または画像データ制御部70のメモリ領域から抽出させ、最新の画像データと比較させる。比較の結果、トリガー検出領域内の全画素における輝度Y成分、色差U成分、色差V成分のそれぞれの平均値と、比較画像(後述する)の平均値との差が、各成分の階調に対して何%変化したかで、画像が変化したか否かを判断させる。 On the other hand, when the image trigger means 54 detects that the operation switch 39 has selected comparison detection, the image trigger means 54 uses the reference image data preset in the image data control unit 70 as a memory area of the main control unit 50 or the image data control unit 70. Are extracted from the memory area and compared with the latest image data. As a result of the comparison, the difference between the average value of the luminance Y component, the color difference U component, and the color difference V component in all the pixels in the trigger detection area and the average value of the comparison image (described later) becomes the gradation of each component. On the other hand, it is determined whether the image has changed depending on what percentage has changed.
なお、比較検出の場合、予め基準画像データを設定し、メイン制御部50のメモリ領域に記憶させておく必要がある。
基準画像データの設定は、画像トリガー手段54が、作業者が差分検出を選択した際の操作スイッチ39を押下時にモニタ32に表示されている画像を基準画像データとして設定し、メイン制御部50のメモリ領域または画像データ制御部70のメモリ領域に記憶させることによって、決定される。
In the case of comparison detection, reference image data must be set in advance and stored in the memory area of the main control unit 50.
The reference image data is set by setting the image displayed on the monitor 32 as reference image data when the image trigger means 54 depresses the operation switch 39 when the operator selects the difference detection. It is determined by storing in the memory area or the memory area of the image data control unit 70.
また、メイン制御部50には、モニタ32上での対象とする画像位置を検出領域として設定するトリガー検出領域設定手段55が設けられている。トリガー検出領域設定手段55は、作業者が操作スイッチ39を操作することにより、トリガー検出領域のモニタ32上の位置の移動、範囲(大きさ)を変更することができる。トリガー検出領域の位置および範囲は設定されるとメイン制御部50のメモリ領域または画像データ制御部70のメモリ領域に記憶される。
このような画像トリガー手段54は、トリガー検出領域内の画像が変化したと判断した旨の信号が画像データ制御部70に入力された場合、同期制御部80にトリガー信号を出力する。
In addition, the main control unit 50 is provided with a trigger detection area setting unit 55 that sets a target image position on the monitor 32 as a detection area. The trigger detection area setting means 55 can change the movement and range (size) of the position of the trigger detection area on the monitor 32 when the operator operates the operation switch 39. When the position and range of the trigger detection area are set, they are stored in the memory area of the main controller 50 or the memory area of the image data controller 70.
The image trigger unit 54 outputs a trigger signal to the synchronization control unit 80 when a signal indicating that the image in the trigger detection area has been changed is input to the image data control unit 70.
なお、画像トリガー手段54は画像データ制御部70内に設けられていてもよい。このような場合、あらかじめ設定された閾値を越えた旨の信号は画像データ制御部70からメイン制御部50のトリガー出力手段82に出力される。 The image trigger means 54 may be provided in the image data control unit 70. In such a case, a signal indicating that a preset threshold value has been exceeded is output from the image data control unit 70 to the trigger output means 82 of the main control unit 50.
波形トリガー手段56は、操作スイッチ39の操作により設定されると、データロガー制御部76を制御し、リングバッファ78に記憶される瞬時値データの値が形成する波形に変化が生じたかどうかを常に検出させる。
波形の変化としては、正弦波、三角波、矩形波、鋸波あるいは直線状などの波形の相互の変化などを挙げることができる。
When the waveform trigger means 56 is set by operating the operation switch 39, the waveform trigger means 56 controls the data logger control unit 76 to always determine whether or not the waveform formed by the value of the instantaneous value data stored in the ring buffer 78 has changed. Let it be detected.
Examples of the change in waveform include mutual changes in waveforms such as a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, a sawtooth wave, and a straight line.
波形の変化の算出は、データロガー制御部76内にあらかじめ設けられた波形検出手段88によって実行される。
たとえば、波形検出手段88は、瞬時値データによって形成される波形の特徴点を抽出し、その部分の動線トレースを行い、正常時の動線から特徴量を抽出して基準空間を作成する。そして、波形検出手段は、波形トリガー手段56の動作開始後に抽出した動線の特徴量と、正常時の特徴量とのマハラノビス距離を算出し、マハラビノス距離があらかじめ設定された閾値を超えていた場合に、波形が変化したと判断することができる。
The calculation of the change in waveform is executed by the waveform detection means 88 provided in advance in the data logger control unit 76.
For example, the waveform detecting means 88 extracts feature points of the waveform formed by the instantaneous value data, performs a flow line trace of that portion, and extracts a feature amount from the normal flow line to create a reference space. Then, the waveform detection means calculates the Mahalanobis distance between the feature quantity of the flow line extracted after the start of the operation of the waveform trigger means 56 and the feature quantity at the normal time, and the Mahalanobis distance exceeds a preset threshold value In addition, it can be determined that the waveform has changed.
また、波形検出手段88の動作の他の実施例としては、入力されたアナログの電気信号の波形を用いて波形検出をすることもできる。かかる場合には、波形検出手段は、正常時のアナログの電気信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし特徴量を抽出して基準空間を作成する。そして、波形検出手段は、波形トリガー手段56の動作開始後に抽出したアナログの電気信号の特徴量と、正常時の特徴量とのマハラノビス距離を算出し、マハラビノス距離があらかじめ設定された閾値を超えていた場合に、波形が変化したと判断することができる。 As another embodiment of the operation of the waveform detecting means 88, the waveform can be detected using the waveform of the input analog electric signal. In such a case, the waveform detection means creates a reference space by sampling a normal analog electrical signal at a predetermined sampling rate and extracting a feature amount. Then, the waveform detection means calculates the Mahalanobis distance between the feature quantity of the analog electrical signal extracted after the operation of the waveform trigger means 56 and the feature quantity at normal time, and the Mahalanobis distance exceeds a preset threshold value. If it is determined that the waveform has changed, it can be determined.
手動トリガー手段58は、録画スイッチ62が押圧されたことを検出したとき、押圧された時点から所定時間経過後にトリガー信号を出力する。 When it is detected that the recording switch 62 is pressed, the manual trigger means 58 outputs a trigger signal after a predetermined time has elapsed since the pressing.
なお、上述してきた各トリガー手段は、いずれか複数を組み合わせて設定可能に設けても良い。このとき、各トリガー手段によるトリガー信号の発信は、各トリガー手段の条件がいずれか1つでも満たしていればトリガー信号を発信させるようにしてもよいし、あるいはいずれか複数のトリガー手段の条件が満たされたときにトリガー信号を発信させるようにしてもよい。 Note that each of the trigger means described above may be provided so as to be set by combining any one of them. At this time, the trigger signal may be transmitted by each trigger means as long as any one of the conditions of each trigger means is satisfied, or the condition of any one of the plurality of trigger means is You may make it transmit a trigger signal, when satisfy | filling.
なお、レベルトリガー手段52は、複数の電気信号が入力されている場合には、複数の電気信号の電圧値がそれぞれ別個に設定された閾値をともに超えたときに、トリガー信号を発信するように設けられていてもよい。 In addition, when a plurality of electric signals are input, the level trigger means 52 transmits a trigger signal when the voltage values of the plurality of electric signals both exceed the threshold values set separately. It may be provided.
(トリガーがかかった後の動作)
上述してきた各トリガー手段によってトリガー信号がメイン制御部50から同期制御部80へ出力され、同期制御部80から互いに同期した同期トリガー信号が画像データ制御部70およびデータロガー制御部76へ出力されると、画像データ制御部70およびデータロガー制御部76は、同期トリガー信号を受信したときから所定時間経過後に各リングバッファ74,78へのデータの記憶を停止する。
この所定時間は作業者が設定可能に設けられていてもよい。
(Operation after triggering)
A trigger signal is output from the main control unit 50 to the synchronization control unit 80 by each trigger unit described above, and a synchronization trigger signal synchronized with each other is output from the synchronization control unit 80 to the image data control unit 70 and the data logger control unit 76. Then, the image data control unit 70 and the data logger control unit 76 stop storing data in the ring buffers 74 and 78 after a predetermined time has elapsed since the reception of the synchronization trigger signal.
The predetermined time may be provided so that the operator can set it.
トリガーがかかって、データ記憶停止後、作業者は、各リングバッファ74,78に記憶されている画像データおよび瞬時値データを読み出して再生することができる。
再生時には、メイン制御部50に設けられている画像再生手段92によって、画像データ制御部70とデータロガー制御部76への制御がなされ、順方向・逆方向の設定、再生速度の変更、コマ送り等の通常のビデオ再生で用いられる再生方法を実行することができる。
After the trigger is applied and the data storage is stopped, the operator can read and reproduce the image data and instantaneous value data stored in the ring buffers 74 and 78.
At the time of reproduction, the image reproduction unit 92 provided in the main control unit 50 controls the image data control unit 70 and the data logger control unit 76 to set the forward / reverse direction, change the reproduction speed, frame advance A playback method used in normal video playback can be executed.
画像再生手段92には、作業者が操作可能なジョグダイヤル90が接続されている。ジョグダイヤル90は、作業者が回転させることで回転速度に応じたパルス信号を画像再生手段92に出力することができる。画像再生手段92においては、パルス信号のパルス周期に応じた速度で各リングバッファ74,78に記憶されている画像データおよび瞬時値データを読み出す。このため、作業者は画像データおよび瞬時値データを任意の再生速度で視認することができる。 A jog dial 90 that can be operated by an operator is connected to the image reproducing means 92. The jog dial 90 can output a pulse signal corresponding to the rotation speed to the image reproduction means 92 as the operator rotates it. In the image reproduction means 92, the image data and instantaneous value data stored in each of the ring buffers 74 and 78 are read at a speed corresponding to the pulse period of the pulse signal. For this reason, the operator can visually recognize the image data and the instantaneous value data at an arbitrary reproduction speed.
また、ジョグダイヤル90は、回転方向に応じてパルス極性を逆向きにできるので、画像再生手段においては、パルス信号の極性に応じて各リングバッファ74,78に記憶されている画像データおよび瞬時値データの読み出しの時間的向きを順方向または逆方向に変更可能である。例えば、画像再生手段は、ジョグダイヤルを作業者が時計回りに回すことで時間的に順方向でデータを表示させ、ジョグダイヤルを作業者が反時計回りに回すことで時間的に逆方向でデータを表示させることができる。 Further, since the jog dial 90 can reverse the pulse polarity according to the rotation direction, the image reproduction means stores image data and instantaneous value data stored in the ring buffers 74 and 78 according to the polarity of the pulse signal. Can be changed to the forward direction or the reverse direction. For example, the image reproduction means displays the data in the forward direction in time by turning the jog dial clockwise by the worker, and displays the data in the reverse direction in time by turning the jog dial counterclockwise by the worker. Can be made.
(記憶媒体への記憶)
メイン制御部50には、トリガーがかかってデータ記憶停止後、各リングバッファ74,78に記憶されている画像データおよび瞬時値データを読み出して、CFカード95に記憶させるカード記憶手段94が設けられている。
カード記憶手段94は、作業者が操作スイッチ39を操作することにより動作し、画像フォーマット(RAWやMPEG)を作業者に選択させたのち、各リングバッファ74,78に記憶されている画像データおよび瞬時値データを読み出して、選択された画像フォーマットでCFカード95に記憶させる。
(Storage to storage media)
The main control unit 50 is provided with card storage means 94 for reading out image data and instantaneous value data stored in each of the ring buffers 74 and 78 and storing them in the CF card 95 after triggering and data storage stop. ing.
The card storage means 94 operates when the operator operates the operation switch 39, and after the operator selects an image format (RAW or MPEG), the image data stored in the ring buffers 74 and 78 and The instantaneous value data is read out and stored in the CF card 95 in the selected image format.
なお、画像データおよび瞬時値データの再生は、CFカード95に記憶されている画像データおよび瞬時値データから読み出して行うこともできる。 Note that the reproduction of the image data and the instantaneous value data can be performed by reading from the image data and the instantaneous value data stored in the CF card 95.
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。 While the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .
30 データ収集装置
31 データ収集装置本体
32 モニタ
33 カメラケーブル
34 高速度カメラ
35 カードスロット
36 LANポート
37 USBポート
38a〜38d アナログ信号ケーブルコネクタ
39 スイッチ
40 光学レンズ
41 カメラケーブルコネクタ
42 イメージセンサ
50 メイン制御部
52 レベルトリガー手段
54 画像トリガー手段
55 トリガー検出領域設定手段
56 波形トリガー手段
58 手動トリガー手段
61 再生スイッチ
62 録画スイッチ
70 画像データ制御部
72 A/D変換手段
74,78 リングバッファ
76 データロガー制御部
77 A/D変換手段
80 同期制御部
81 フレームレート選択手段
82 トリガー出力手段
84 モニタ制御部
86 表示位置変更手段
88 波形検出手段
90 ジョグダイヤル
92 画像再生手段
94 カード記憶手段
95 カード
30 Data collection device 31 Data collection device main body 32 Monitor 33 Camera cable 34 High speed camera 35 Card slot 36 LAN port 37 USB port 38a to 38d Analog signal cable connector 39 Switch 40 Optical lens 41 Camera cable connector 42 Image sensor 50 Main control unit 52 Level trigger means 54 Image trigger means 55 Trigger detection area setting means 56 Waveform trigger means 58 Manual trigger means 61 Playback switch 62 Recording switch 70 Image data control section 72 A / D conversion means 74, 78 Ring buffer 76 Data logger control section 77 A / D conversion unit 80 Synchronization control unit 81 Frame rate selection unit 82 Trigger output unit 84 Monitor control unit 86 Display position change unit 88 Waveform detection unit 90 Jog dial 92 Image Reproduction means 94 Card storage means 95 Card
Claims (11)
電気信号を入力させる電気信号入力部と、
前記高速度撮像手段が撮像した画像データと、前記電気信号の電圧変化データとを同期させる同期手段と、
前記高速度撮像手段が撮像した画像データを複数フレーム分記憶し、新たに撮像される画像データが、記憶可能なフレーム数よりも多くなった場合には、古い画像データに新たな画像データを上書きして画像データを記憶する第1の記憶手段と、
前記電気信号入力部から入力された電気信号の電圧変化データを所定時間分記憶し、新たに入力された電気信号の電圧変化データが、記憶可能な所定時間分よりも多くなった場合には、古い電圧変化データに新たな電圧変化データを上書きして電圧変化データを記憶する第2の記憶手段と、
前記高速度撮像手段が撮像した画像データおよび前記電気信号の電圧変化データを同時に表示させる表示手段とを備えることを特徴とするデータ収集装置。 High-speed imaging means capable of imaging an object at an arbitrary frame rate;
An electric signal input unit for inputting an electric signal;
Synchronization means for synchronizing the image data captured by the high-speed imaging means and the voltage change data of the electrical signal;
The image data picked up by the high-speed image pickup means is stored for a plurality of frames, and when the number of newly picked up image data exceeds the number of frames that can be stored, the old image data is overwritten with the new image data. First storage means for storing image data,
When the voltage change data of the electric signal input from the electric signal input unit is stored for a predetermined time, and the voltage change data of the newly input electric signal exceeds the storable predetermined time, Second storage means for storing voltage change data by overwriting old voltage change data with new voltage change data;
A data collection apparatus comprising: display means for simultaneously displaying image data picked up by the high-speed image pickup means and voltage change data of the electric signal.
表示手段中のトリガー検出領域の大きさおよび位置を変更可能に設けられていることを特徴とする請求項4記載のデータ収集装置。 The trigger detection area setting means includes
5. The data collection apparatus according to claim 4, wherein the trigger detection area in the display means is provided so that the size and position thereof can be changed.
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