JP5818485B2 - 計数装置および計数方法 - Google Patents
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Description
そこで、発明者は、計数期間中のMHPの周期を測定し、測定結果から計数期間中の周期の度数分布を作成し、度数分布からMHPの周期の代表値を算出し、度数分布から、代表値の第1の所定数倍以下である階級の度数の総和Nsと、代表値の第2の所定数倍以上である階級の度数の総和Nwとを求め、これらの度数NsとNwに基づいてMHPの計数結果を補正することにより、計数時の欠落や過剰な計数の影響を除去することができる計数装置を提案した(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献2に開示された計数装置では、短距離測定で信号強度がヒステリシス幅と比較して極端に強い場合、計数装置に入力される信号に2値化のしきい値付近でMHPよりも高周波のノイズによってチャタリングが生じ、短い周期の信号やMHPの本来の周期の半分程度の周期の信号が多発する場合がある。この場合、MHPの本来の周期よりも短い周期が周期の分布の代表値になってしまうので、MHPの計数結果を正しく補正することができず、MHPの計数結果が本来の値よりも例えば数倍大きくなってしまうという問題点があった。
しかしながら、特許文献3に開示された計数装置では、干渉波形が時間的に非対称になると、干渉波形を2値化した信号のデューティー比が0.5にならず、計数補正の精度が低下するという問題点があった。
また、本発明の計数装置の1構成例において、前記第1のランレングスの数の総和NsHを求めるしきい値は、前記代表値THの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値THの0倍以上(TH+TL)/4未満であり、前記第2のランレングスの数の総和NsLを求めるしきい値は、前記代表値TLの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値TLの0倍以上(TH+TL)/4未満である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係る計数装置の構成を示すブロック図、図2は計数装置の動作を示すフローチャートである。計数装置1は、2値化部11と、論理積演算部(AND)12と、カウンタ13と、計数結果補正部14と、記憶部15とから構成される。カウンタ13は、信号計数手段を構成している。
以下、本実施の形態では、計数装置1を図9に示したような自己結合型のレーザ計測器に適用し、自己結合信号であるモードホップパルス(MHP)の数を数える場合を例に挙げて説明する。
記憶部15は、カウンタ13の計数結果とランレングス測定部140の測定結果を記憶する。
また、信号が単一周波数でなくても、特定の物理量が計数期間と比較して十分低い周波数で、例えば1/10以下の周波数で振動している対象物の速度のように周期分布の広がりが小さい場合も略単一周波数として本発明の計数装置は有効である。
なお、本発明における入力信号は、連続的に変化する量(自己結合の場合、自己結合信号)上のイベントや波動(自己結合の場合、干渉縞)のことを指す。
Claims (6)
- 特定の物理量と信号の数とが線形の関係を有し、前記特定の物理量が一定の場合は略単一周波数となる前記信号を数える計数装置において、
入力信号を2値化する2値化手段と、
一定の計数期間中に前記2値化手段から出力される2値化信号のランレングスの数を数える信号計数手段と、
前記計数期間中の前記2値化信号のランレングスを信号のランレングス分が入力される度に測定するランレングス測定手段と、
このランレングス測定手段の測定結果から前記計数期間中の2値化信号のランレングスの度数分布を、2値化信号の立ち上がりから次の立ち下がりまでの第1のランレングスと、2値化信号の立ち下がりから次の立ち上がりまでの第2のランレングスの各々について作成する度数分布作成手段と、
前記第1のランレングスの度数分布から前記第1のランレングスの分布の代表値THを算出すると共に、前記第2のランレングスの度数分布から前記第2のランレングスの分布の代表値TLを算出する代表値算出手段と、
前記ランレングス測定手段の測定結果と前記代表値算出手段の算出結果から、前記代表値THの0倍以上1倍未満の長さである第1のランレングスの数の総和NsHと、前記代表値TLの0倍以上1倍未満の長さである第2のランレングスの数の総和NsLと、{TH+(n−0.5)×(TH+TL)}以上{TH+(n+0.5)×(TH+TL)}未満(nは1以上の自然数)の長さである第1のランレングスの数の総和NwnHと、{TL+(n−0.5)×(TH+TL)}以上{TL+(n+0.5)×(TH+TL)}未満の長さである第2のランレングスの数の総和NwnLとを求め、これらの度数NsH,NsL,NwnH,NwnLに基づいて前記信号計数手段の計数結果を補正し前記入力信号の数を算出する補正値算出手段とを備え、
前記補正値算出手段は、前記信号計数手段の計数結果をN、前記第1のランレングスと前記第2のランレングスとの和がとり得る最大値を(T H +T L ) max としたとき、補正後の計数結果N’を、
- 請求項1に記載の計数装置において、
前記代表値TH,TLは、中央値、最頻値、平均値、階級値と度数との積が最大となる階級値、階級値のa乗(0<a<1)と度数との積が最大となる階級値のうちのいずれか1つであることを特徴とする計数装置。 - 請求項1または2に記載の計数装置において、
前記第1のランレングスの数の総和NsHを求めるしきい値は、前記代表値THの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値THの0倍以上(TH+TL)/4未満であり、
前記第2のランレングスの数の総和NsLを求めるしきい値は、前記代表値TLの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値TLの0倍以上(TH+TL)/4未満であることを特徴とする計数装置。 - 特定の物理量と信号の数とが線形の関係を有し、前記特定の物理量が一定の場合は略単一周波数となる前記信号を数える計数方法において、
入力信号を2値化する2値化ステップと、
一定の計数期間中に前記2値化ステップで得られた2値化信号のランレングスの数を数える信号計数ステップと、
前記計数期間中の前記2値化信号のランレングスを信号のランレングス分が入力される度に測定するランレングス測定ステップと、
このランレングス測定ステップの測定結果から前記計数期間中の2値化信号のランレングスの度数分布を、2値化信号の立ち上がりから次の立ち下がりまでの第1のランレングスと、2値化信号の立ち下がりから次の立ち上がりまでの第2のランレングスの各々について作成する度数分布作成ステップと、
前記第1のランレングスの度数分布から前記第1のランレングスの分布の代表値THを算出すると共に、前記第2のランレングスの度数分布から前記第2のランレングスの分布の代表値TLを算出する代表値算出ステップと、
前記ランレングス測定ステップの測定結果と前記代表値算出ステップの算出結果から、前記代表値THの0倍以上1倍未満の長さである第1のランレングスの数の総和NsHと、前記代表値TLの0倍以上1倍未満の長さである第2のランレングスの数の総和NsLと、{TH+(n−0.5)×(TH+TL)}以上{TH+(n+0.5)×(TH+TL)}未満(nは1以上の自然数)の長さである第1のランレングスの数の総和NwnHと、{TL+(n−0.5)×(TH+TL)}以上{TL+(n+0.5)×(TH+TL)}未満の長さである第2のランレングスの数の総和NwnLとを求め、これらの度数NsH,NsL,NwnH,NwnLに基づいて前記信号計数ステップの計数結果を補正し前記入力信号の数を算出する補正値算出ステップとを含み、
前記補正値算出ステップは、前記信号計数ステップの計数結果をN、前記第1のランレングスと前記第2のランレングスとの和がとり得る最大値を(T H +T L ) max としたとき、補正後の計数結果N’を、
- 請求項4に記載の計数方法において、
前記代表値TH,TLは、中央値、最頻値、平均値、階級値と度数との積が最大となる階級値、階級値のa乗(0<a<1)と度数との積が最大となる階級値のうちのいずれか1つであることを特徴とする計数方法。 - 請求項4または5に記載の計数方法において、
前記第1のランレングスの数の総和NsHを求めるしきい値は、前記代表値THの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値THの0倍以上(TH+TL)/4未満であり、
前記第2のランレングスの数の総和NsLを求めるしきい値は、前記代表値TLの0倍以上0.5倍未満、あるいは前記代表値TLの0倍以上(TH+TL)/4未満であることを特徴とする計数方法。
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