特開 2024-152396 移動量検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024152396

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】移動量検知システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066560

(22)【出願日】2023-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000143031

【氏名又は名称】コーデンシ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(74)【代理人】

【識別番号】100227673

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 光起

(72)【発明者】

【氏名】児山 周樹

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA07

2F065AA09

2F065AA12

2F065BB15

2F065BB28

2F065DD03

2F065FF04

2F065JJ03

2F065JJ26

2F065MM03

2F065PP15

2F065QQ31

(57)【要約】

【課題】スケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要がなく、さらにはスケールの取付誤差や製造誤差による精度の低下が抑えられる移動量検知システムを提供する。
【解決手段】所定の移動方向に沿って動く移動体の移動量を検知するものであって、前記移動体の表面に付された、前記移動方向に沿って明暗が交互に切り替わる縞状パターンと、前記縞状パターンが通過する領域を一定の時間間隔で撮像して、その画像データを逐次出力する撮像装置と、前記画像データが示す撮像画像に映り込んだ前記縞状パターンのエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部が検出した前記縞状パターンのエッジの位置に基づいて前記移動体の移動量を算出する移動量算出部とを備える移動量検知システムである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の移動方向に沿って動く移動体の移動量を検知するものであって、
前記移動体の表面に付された、前記移動方向に沿って明暗が交互に切り替わる縞状パターンと、
前記縞状パターンが通過する領域を一定の時間間隔で撮像して、その画像データを逐次出力する撮像装置と、
前記画像データが示す撮像画像に映り込んだ前記縞状パターンのエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部が検出した前記縞状パターンのエッジの位置に基づいて前記移動体の移動量を算出する移動量算出部とを備える移動量検知システム。

【請求項2】

前記縞状パターンが、前記撮像画像において明度が互いに異なる複数の暗領域と複数の明領域とが、前記移動方向に沿って交互に並んで形成されたものであり、
前記移動量算出部が、前記縞状パターンにおける、暗領域から明領域に切り替わる境界のエッジと、明領域から暗領域に切り替わる境界のエッジのいずれか一方のみのエッジ位置に基づいて前記移動体の移動量を算出する請求項１に記載の移動量検知システム。

【請求項3】

前記撮像装置が撮像する撮像領域内において、前記撮像領域の面積よりも小さい所定の面積を有する２つの検出領域が前記移動方向に沿って順に設定されており、
前記エッジ検出部が、前記２つの検出領域内に写り込む前記縞状パターンのエッジを検出し、
前記移動量算出部が、前記２つの検出領域のいずれかで検出された前記縞状パターンのエッジの位置に基づいて前記移動体の移動量を算出する請求項２に記載の移動量検知システム。

【請求項4】

前記２つの検出領域は、前記移動方向において互いの一部が重複するように設定されている請求項３に記載の移動量検知システム。

【請求項5】

前記２つの検出領域内には、前記移動方向に平行であって、かつ前記移動方向に直交する方向の座標が互いに異なる複数本のエッジ検出ラインがそれぞれ設定されており、
前記エッジ検出部が、前記２つの検出領域のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ検出ライン毎に前記移動体のエッジを検出するとともに、該検出したエッジの個数が所定の数以上になった場合に前記縞状パターンのエッジの位置を確定する請求項４に記載の移動量検知システム。

【請求項6】

前記縞状パターンを構成する前記複数の暗領域は、前記移動方向における長さが互いに等しく、かつ前記移動方向に沿って一定間隔で並べられており、
前記移動方向において、前記２つの検出領域の一方の幅長さをｄ１、前記２つの検出領域の他方の幅長さをｄ２、前記２つの検出領域の合計幅長さをｄ３、前記各暗領域の幅長さをＤ１、前記複数の暗領域間のピッチをＤ２として、以下の関係式（１）及び（２）を満たす請求項３に記載の移動量検知システム。
ｄ１＝ｄ２ （１）
Ｄ１＜ｄ１＜Ｄ２＜ｄ３ （２）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の方向に移動する物体の移動量を検知する移動量検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、物体の移動量（移動速度や回転速度等）を検知する移動量検知システムとしては、例えば回転するベルトコンベアの搬送速度を算出する光学式のエンコーダが知られている。この光学式のエンコーダは、特許文献１に示すように、所定位置にある対象物に対して光源から光を出射するともに、この対象物で反射した反射光を受光素子でセンシングできるようになっている。対象物には、光が反射しやすい反射部と光が反射しにくい非反射部からなる光反射パターン（いわゆるエンコーダスケールやコードホイール）が形成されている。反射型光センサは、反射部及び非反射部から反射光の明暗比を受光素子でセンシングすることで光反射パターンを読み取り、ベルトコンベアの搬送速度や回転量等の種々の情報を得ることができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－０３８５７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の光学式エンコーダを用いた移動量の算出方法では、エンコーダスケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要あり、そのため必要な分解能に応じて、エンコーダスケールや受光素子を新たに開発及び製造しなければならず、開発期間が長期化する上に、コストもかかるという問題がある。特に、成型、プレス、エッチング又は印刷等により作成されるエンコーダスリットの分解能には限界があり、受光素子はその分解能に合わせて作成されるため、検知できる分解能が制限されてしまう。

【0005】

また対象物へ取り付けた際に、その取付誤差により明暗比がずれてしまい、精度誤差を生じさせるという問題がある。このため、取付精度を厳密に管理する必要があり、また受光素子とエンコーダスケールとを近接させて配置させる必要があったりと、取付条件や配置間距離にも多くの制限が生じてしまう。また、スリット等により形成される光反射パターン自体にも、スリット毎に物理的な寸法誤差があり、明暗比やピッチのバラつきにより測定誤差が生じてしまう。

【0006】

本発明は上記した問題を一挙に解決すべくなされたものであり、スケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要がなく、さらにはスケールの取付誤差や製造誤差による精度の低下が抑えられる移動量検知システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明に係る移動量検知システムは、所定の移動方向に沿って動く移動体の移動量を検知するものであって、前記移動体の表面に付された、前記移動方向に沿って明暗が交互に切り替わる縞状パターンと、前記縞状パターンが通過する領域を一定の時間間隔で撮像して、その画像データを逐次出力する撮像装置と、前記画像データが示す撮像画像に映り込んだ前記縞状パターンのエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部が検出した前記縞状パターンのエッジの位置に基づいて前記移動体の移動量を算出する移動量算出部とを備えることを特徴とする。

【0008】

このようなものであれば、移動方向に沿って動く縞状パターンを撮影し、検出した縞状パターンのエッジ位置に基づいて移動体の移動量を算出するように構成しているので、撮像装置の撮像領域に縞状パターンが写り込んでいれば移動量を算出することができ、従来の光学式のエンコーダのように、エンコーダスケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要がない。しかも、エンコーダスケールのように物理的に分解能を制限されるということがないので、従来のような光学式エンコーダよりも細かな分解能を得ることができる。
また、従来の光学式エンコーダのように光学素子による明暗比により移動量を検出するものでないので、スケールの取付誤差や製造誤差に起因して明暗比がずれることによる測定精度の低下を小さくできる。

【0009】

前記移動量検知システムは、前記縞状パターンが、前記撮像画像において明度が互いに異なる複数の暗領域と複数の明領域とが、前記移動方向に沿って交互に並んで形成されたものであり、前記移動量算出部が、前記縞状パターンにおける、暗領域から明領域に切り替わる境界のエッジと、明領域から暗領域に切り替わる境界のエッジのいずれか一方のみのエッジ位置に基づいて前記移動体の移動量を算出するのが好ましい。
このようにすれば、明領域から暗領域に切り替わる境界のエッジの検出と、暗領域から明領域に切り替わる境界のエッジの検出とで互いの検出精度に差がある場合であっても、どちらか一方のエッジの位置のみを用いて移動量を算出するので、エッジの種類の違いによる検出精度の影響を受けることなく精度よく移動量を算出することができる。

【0010】

また前記移動量検知システムは、前記撮像装置が撮像する撮像領域内において、前記撮像領域の面積よりも小さい所定の面積を有する２つの検出領域が前記移動方向に沿って順に設定されており、前記エッジ検出部が、前記２つの検出領域内に写り込む前記縞状パターンのエッジを検出し、前記移動量算出部が、前記２つの検出領域のいずれかで検出された前記縞状パターンのエッジの位置に基づいて前記移動体の移動量を算出するのが好ましい。
このようにすれば、撮像領域よりも面積が小さい検出領域における画像データのみを処理することで移動体の移動量を算出することができるので、撮像領域の全体を示す画像データを処理する場合に比べて処理するデータ量を低減することができる。その結果、エッジ検出部及び移動量算出部の処理速度を向上することができ、短い時間で移動体の移動量を算出することができる。
このように撮像領域よりも小さな検出領域を設定する場合には、撮像タイミングによっては、検出領域で縞状パターンが検出されない（すなわち、検出領域内にエッジが入らない）可能性が生じるが、検出領域を２つ設定することで、検出領域で縞状パターンが検出される可能性を高めることができ、移動体の移動量を常時算出することができる。

【0011】

またこの場合には、前記２つの検出領域は、前記移動方向において互いの一部が重複するように設定されているのが好ましい。
このように、２つの検出領域を移動方向において互いの一部が重複するように設定することで、２つの検出領域の少なくともどちらかにおいて、同じ輝度変化のエッジ（例えば、暗領域から明領域に切り替わる境界のエッジ）を常時検出することができるようになる。
つまり、２つの検出領域が互いに重複することなく設定されている場合（例えば、２つの検出領域が間隔をあけて設定されている場合や、２つの検出領域がぴったり横並びになるよう設定されている場合には、各検出領域と縞状パターンとが完全に平行である場合には常に同じ輝度変化のエッジを検出して移動量を検出する事が出来るものの、誤差に対する余裕度が少なくなってしまう。すなわち、図６に示すように、各検出領域と縞状パターンとが完全に平行でなく（すなわち傾いており）、縞状パターンのエッジが検出領域の境界線を跨いでしまう場合には、当該エッジはいずれの検出領域にもその全体が含まれなくなることで正しく検出されなくなってしまうことがある。
一方で、２つの検出領域を互いの一部を重複させるようにしておけば、図７に示すように、各検出領域と縞状パターンとが完全に平行でなく、縞状パターンのエッジがどちらか一方の検出領域の境界線を跨いでしまう場合にも、当該エッジはその全体が他方の検出領域内に入るため、当該他方の検出領域で検出される。
このように、２つの検出領域の一部を互いに重複させることで、実使用において発生する縞状パターンの傾きに対する余裕度を持つことができ、同じ輝度変化のエッジを検出して精度よく移動量を算出することができる。

【0012】

また前記移動量検知システムの態様としては、前記２つの検出領域内には、前記移動方向に平行であって、かつ前記移動方向に直交する方向の座標が互いに異なる複数本のエッジ検出ラインがそれぞれ設定されており、前記エッジ検出部が、前記２つの検出領域のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ検出ライン毎に前記移動体のエッジを検出するとともに、該検出したエッジの個数が所定の数以上になった場合に前記縞状パターンのエッジの位置を確定するものが挙げられる。
またこのような態様においては、検出領域に対して縞状パターンが傾いており、縞状パターンが検出領域の境界に位置する場合には、複数本の検出ラインのいずれかでは縞状パターンのエッジを検出できなくため、前記した２つの検出領域を重複させることによる効果がより顕著になる。

【0013】

前記移動量検知システムは、前記縞状パターンを構成する前記複数の暗領域は、前記移動方向における長さが互いに等しく、かつ前記移動方向に沿って一定間隔で並べられており、前記移動方向において、前記２つの検出領域の一方の幅長さをｄ１、前記２つの検出領域の他方の幅長さをｄ２、前記２つの検出領域の合計幅長さをｄ３、前記各暗領域の幅長さをＤ１、前記複数の暗領域間のピッチをＤ２として、以下の関係式（１）及び（２）を満たすのが好ましい。
ｄ１＝ｄ２ （１）
Ｄ１＜ｄ１＜Ｄ２＜ｄ３ （２）
このような関係式（１）及び（２）を満たすように縞状パターン及び検出領域を設定することで、撮像タイミングが連続する複数の撮像画像において、暗領域から明領域に切り替わる境界のエッジと、明領域から暗領域に切り替わる境界のエッジのいずれか一方が、２つの検出領域の少なくとも一方に写り込み続けるよう構成することができる。

【発明の効果】

【0014】

このようにした本発明によれば、スケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要がなく、さらにはスケールの取付誤差や製造誤差による精度の低下が抑えられる移動量検知システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態における移動量検知システムの構成を模式的に示す斜視図。

【図2】同実施形態における画像処理装置の機能ブロック図。

【図3】実施形態における撮像領域内のエッジ検出ラインを説明する図。

【図4】同実施形態における撮像領域と縞状パターンの構成を説明するための図。

【図5】同実施形態における移動量の算出方法を説明する図。

【図6】本発明の移動量検知システムの効果を説明する図。

【図7】本発明の移動量検知システムの効果を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の一実施形態に係る移動量検知システム１００について図面を参照して説明する。

【0017】

本実施形態に係る移動量検知システム１００は、例えばベルトコンベア等の搬送機構に取付けられ、所定の移動方向に搬送される搬送ベルト（以下、移動体Ｏともいう）の移動量を検知するためのものである。具体的にこの移動量検知システム１００は、図１に示すように、移動体Ｏが通過する領域を撮像する撮像装置１と、撮像装置１が撮像した画像を処理して移動体Ｏの移動量を検知する画像処理装置２とを備えている。以下、各部について説明する。

【0018】

撮像装置１は、移動体Ｏが通過する所定の領域（以下、撮像領域Ｒ０ともいう）を一定の時間間隔ｔ_ｉ（例えば、ｔ_ｉ＝５００［μｓ］）で撮像し、その画像データを逐次出力するものである。当該画像データは、少なくとも撮像した画像を示す情報と、撮像した時間に関する情報、撮像された順番を示すフレーム番号に関する情報とを含んでいる。具体的に撮像装置１は、筐体と、筐体の内部に収容され、複数の撮像素子が縦横マトリクス状に面状に敷設されたエリアセンサ（図示しない）と、エリアセンサの前段に配置された光学系（図示しない）と、撮像された画像を示す画像データを出力する出力部（図示しない）とを備えている。撮像領域Ｒ０は矩形状をなしており、その２組の対向する辺の一方が、移動体Ｏの移動方向と平行になるように設定されている。すなわち複数の撮像素子が並ぶ縦横の一方が移動方向と平行であり、他方が移動方向に直交している。なお、本実施形態ではエリアセンサとして１２８×１２８画素を有するＣＭＯＳイメージセンサを用い、撮像領域Ｒ０の大きさを１０×１０ｍｍとしている。

【0019】

画像処理装置２は、撮像装置１の出力部から出力された画像データを受け付けてこれを処理することにより、撮像領域Ｒ０内に映り込む移動体Ｏの移動量を算出するものである。

【0020】

しかして、本実施形態の移動量検知システム１００では、移動体Ｏ（搬送ベルト）の表面には、移動方向に沿って明暗が交互に切り替わる縞状パターン３が付されており、画像処理装置２は、撮像画像に写り込む縞状パターン３を検出することで、移動体Ｏの移動量の算出するよう構成されている。

【0021】

図１及び図４に示すように、この縞状パターン３は、明度が所定値以下である複数の暗領域３１と、当該暗領域３１よりも明るい（明度が大きい）複数の明領域３２とが、移動方向に沿って交互に並んで形成されたものである。具体的にこの暗領域３１は、移動方向に交差する方向（ここでは直交する方向）に延びる矩形状（ここでは細線状）の黒色の領域である。複数の暗領域３１はいずれも同一形状であり、移動方向に沿って一定間隔で設けられている。明領域３２は、複数の暗領域３１の間の隙間に形成される領域であり、暗領域３１と同様に、移動方向に交差する方向（ここでは直交する方向）に延びる矩形状（ここでは細線状）の領域であり、移動方向に沿って所定の一定間隔で複数設けられている。なお暗領域３１と明領域３２は、撮像画像において明度（又は輝度）が互いに異なるものであれば、どのような色であってもよい。

【0022】

ここで画像処理装置２について説明する。
画像処理装置２は、図２に示すように、画像データ受付部２１と、エッジ検出部２２と、移動量算出部２３としての機能を少なくとも発揮する。ここでは各機能部は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の再構成可能なハードウェア回路によって実現される。以下に各機能部を説明する。

【0023】

画像データ受付部２１は、撮像装置１の出力部が出力した画像データを受け付け、これをエッジ検出部２２に送信するものである。

【0024】

エッジ検出部２２は、画像データ受付部２１から受け付けた画像データを逐次処理し、当該画像データが示す画像内に含まれる縞状パターン３のエッジ（より具体的には、暗領域３１と明領域３２の境界）を検出する。そして、エッジ検出部２２は、検出したエッジの位置を示すエッジ位置データを生成し、これらを移動量算出部２３に逐次出力する。なおエッジ位置データが示すエッジ位置は、撮像画像の例えば左上隅画素の中心を原点（０，０）、右下隅画素の中心を原点（１２７，１２７）とする画像座標系における位置である。エッジ検出部２２は、撮像装置１が撮像する度に、すなわち、画像データ受付部２１が画像データを受け付ける毎に、当該画像内に含まれる縞状パターン３の全てのエッジを検出する。

【0025】

撮像領域Ｒ０内には、図３に示すように、移動方向（ｘ軸方向）に平行であって、且つ移動方向に直交する方向（ｙ軸方向）の座標が異なる複数本（ここでは７本）のエッジ検出ラインＬ１～Ｌ７が設定されている。エッジ検出部２２は、各エッジ検出ラインＬ１～Ｌ７毎に縞状パターンのエッジを個別に検出し、検出したエッジの個数が所定の数以上（例えば４つ以上）になった場合に、その検出した複数の個別のエッジ位置に基づいて、縞状パターンのエッジの位置Ｅ（ｘ、ｙ）を確定する。
具体的にエッジ検出部２２は、複数本（例えば４本以上）のエッジ検出ラインで縞状パターンのエッジを検出すると、当該検出した複数のエッジ位置に基づき、最小二乗法により一次の近似直線をまず算出する。そしてエッジ検出部は、算出した近似直線に基づき、予め設定されたｙ座標（例えばｙ＝６４）に対応するｘ座標位置を算出し、これをエッジ位置Ｅ（ｘ、ｙ）として確定する。

【0026】

なお、各エッジ検出ラインにおいて個別のエッジ位置を算出するにあたっては、画像データが示す画像の輝度の勾配計算に基づいてエッジ位置を算出する。この際に平滑化処理（移動平均、ガウシアン）、メディアン及びプリューウィットフィルタ、ソーベルフィルタ等のフィルタ処理や、サブピクセル処理等を行ってもよい。

【0027】

移動量算出部２３は、エッジ検出部２２から受け付けた複数のエッジ位置データに基づいて、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。この移動量算出部２３は、エッジ検出部２２が画像データを処理する度に、すなわちエッジ検出部２２が縞状パターン３のエッジ位置を検出しこれを出力する度に、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。具体的にこの移動量算出部２３は、撮像タイミングが連続する２フレームの撮像画像内に写り込む同一のエッジの異なるエッジ位置データを比較することで、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。移動量算出部２３は、撮像装置１が撮像する度に、すなわち、画像データ受付部２１が画像データを受け付ける毎に、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出し、これを図示しないディスプレイ等に出力する。

【0028】

ここで、移動量及び移動速度の算出に用いられる縞状パターン３のエッジとしては、暗領域３１から明領域３２に切り替わる境界のエッジ、明領域３２から暗領域３１に切り替わる境界のエッジ、又はその両方のいずれであってもよい。検出精度を向上する観点からは、移動量算出部２３は、同一種のエッジのみ（例えば、暗領域３１から明領域３２に切り替わる境界のエッジのみ）を用いて移動量及び移動速度を算出するのが好ましい。

【0029】

そして本実施形態の移動量検知システム１００では、図４に示すように、撮像領域Ｒ０内において、所定の面積を有する２つの検出領域（第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２）が移動方向に沿って上流側（以下、単に上流側という）から順に設定されている。この２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は互いに同じ大きさ及び形状をなしており、いずれもその面積が撮像領域Ｒ０よりも小さい。２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２はいずれも矩形状をなし、対向する１組の短辺が移動方向に平行であり、対向する１組の長辺が移動方向に直交するように設定されている。そしてこの２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は、移動方向において撮像領域Ｒ０の中心に対して左右対称となり、かつ移動方向において隙間なく（ここでは互いの領域が重複するように）設定されている。各検出領域Ｒ１，Ｒ２には、前述した複数本のエッジ検出ラインＬ１～Ｌ７がそれぞれ設定されている。

【0030】

そしてこの実施形態ではエッジ検出部２２は、第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２の両方で縞状パターン３のエッジを常時検出し続け、検出した縞状パターン３のエッジ位置を示すエッジ位置データを移動量算出部２３に出力する。エッジ検出部２２は第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２の両方で、同一種のエッジのみ（例えば、暗領域３１から明領域３２に切り替わる境界のエッジのみ）を検出する。

【0031】

そして移動量算出部２３は、第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２のいずれかで検出された縞状パターン３のエッジに基づき移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。例えば、図５に示すように、時刻ｔ＝Ｔ１において、第２検出領域Ｒ２で縞状パターン３のエッジ（明→暗）Ｈ１を検出し、時刻ｔ＝Ｔ２において、第２検出領域Ｒ２で縞状パターン３のエッジ（明→暗）Ｈ２を検出し、かつ第１検出領域Ｒ１で縞状パターン３のエッジ（明→暗）Ｈ２’を検出し、時刻ｔ＝Ｔ３において、第１検出領域Ｒ１で縞状パターン３のエッジ（明→暗）Ｈ３を検出し、これらのエッジ位置データを移動量算出部２３に出力する。そして移動量算出部２３は、ｔ＝Ｔ２の撮像画像から検出されたエッジ位置データを受け取ると、当該撮像画像とその１つ前のフレームの撮像画像（ｔ＝Ｔ１）で第２検出領域Ｒ２で検出された縞状パターン３の２つのエッジ（Ｈ２とＨ１）の差に基づいて、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。そして移動量算出部２３は、ｔ＝Ｔ３の撮像画像から検出されたエッジ位置データを受け取ると、当該撮像画像とその１つ前のフレームの撮像画像（ｔ＝Ｔ２）で第２検出領域Ｒ２で検出された縞状パターン３の２つのエッジ（Ｈ３、Ｈ２’）の差に基づいて、移動体Ｏの移動量及び移動速度を算出する。

【0032】

そしてこの実施形態では、第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２の少なくとも一方で、連続する２フレームの撮像画像において縞状パターン３の同一のエッジが常時検出され、しかも検出されるエッジが常に同種類（明→暗、又は暗→明のいずれか）となるように、２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は次の関係式（１）及び（２）を満たすように設定されている。

【0033】

ｄ１＝ｄ２ （１）
Ｄ１＜ｄ１＜Ｄ２＜ｄ３ （２）
ここで、ｄ１は第１検出領域Ｒ１の幅長さ、ｄ２は第２検出領域Ｒ２の幅長さ、ｄ３は第１検出領域Ｒ１と第２検出領域Ｒ２の合計幅長さ、Ｄ１は縞状パターン３の暗領域３１の幅長さ、Ｄ２は縞状パターン３の暗領域３１のピッチ長さである（いずれも移動方向に沿った長さである）。

【0034】

このように構成した本実施形態の移動量検知システム１００によれば、移動方向に沿って動く縞状パターン３を撮影し、検出した縞状パターン３のエッジ位置に基づいて移動体Ｏの移動量を算出するように構成しているので、撮像装置１の撮像領域Ｒ０に縞状パターン３が写り込んでいれば移動量を算出することができ、従来の光学式のエンコーダのように、エンコーダスケールの分解能と光学素子の分解能とを一致させる必要がない。また、従来の光学式エンコーダのように光学素子による明暗比により移動量を検出するものでないので、スケールの取付誤差や製造誤差に起因して明暗比がずれることによる測定精度の低下を小さくできる。

【0035】

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、他の実施形態の移動量検知システム１００の画像処理装置２は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータ等を有する所謂コンピュータであり、メモリに格納された所定のプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することにより、画像データ受付部２１、エッジ検出部２２、及び移動量算出部２３としての機能を発揮するものであってもよい。また、これらの機能の一部がＦＰＧＡ等の再構成可能なハードウェア回路によって実現されてもよい。

【0036】

また上記実施形態では、撮像領域Ｒ０内において、撮像領域Ｒ０よりも面積が小さい２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２が設定されていたがこれに限らない。他の実施形態では、撮像領域Ｒ０よりも面積が小さい検出領域が１つだけ設定されていてもよいし、撮像領域Ｒ０の全体が検出領域として設定されていてもよい。

【0037】

また前記実施形態では、２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は互いに重複するように設定されていたがこれに限らない。他の実施形態では、２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は重複することなく、かつ移動方向において隙間（間隔）なく設定されていてもよい。また他の実施形態では、２つの検出領域Ｒ１、Ｒ２は互いに重複しないように、例えば移動方向において離間するように設定されていてもよい。

【0038】

また他の実施形態の移動量検知システム１００では、縞状パターン３は、撮像画像において明暗が交互に切り替わるようにされたものであれば、任意の態様であってよい。例えば、暗領域３１と明領域３２は、色分けにより明暗を分けるようにしてもよく、どちらか一方の領域をスリットにより形成することで明暗を分けるようにしてもよい。また縞状パターン３は、移動体Ｏそのものに付されなくてもよく、移動体Ｏとともに移動するスケール等に付されていてもよい。

【0039】

また他の実施形態の移動量検知システム１００は、搬送ベルトの移動量及び移動速度を検出するものに限らず、任意の移動体Ｏの移動量及び移動速度を検出するように構成されてよい。またこの移動量検知システム１００は、所謂エンコーダとして用いられてもよい。

【0040】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【符号の説明】

【0041】

１００・・・移動量検知システム
１ ・・・撮像装置
２ ・・・画像処理装置
２１ ・・・画像データ受付部
２２ ・・・エッジ検出部
２３ ・・・移動量算出部
３ ・・・縞状パターン
３１ ・・・暗領域
３２ ・・・明領域
Ｏ ・・・移動体
Ｒ０ ・・・撮像領域
Ｒ１ ・・・第１対象領域
Ｒ２ ・・・第２対象領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】