(57)【要約】【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５
2010072739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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するデータ収集装置。
【請求項２】
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する請求項１記載のデータ収集装置。
【請求項３】
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する請求項１または請求項２記載のデータ収集装置。
【請求項４】
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する請求項３記載のデータ収集装置。
【請求項５】
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する請求項４記載のデータ収集装置。
【請求項６】
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する請求項４または請求項５記載のデータ収集装置。
【請求項７】
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する請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項記載のデータ収集装置。
【請求項８】
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する請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項記載のデータ収集方法。
【請求項９】
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する請求項２〜請求項８のうちのいずれか１項記載のデータ収集装置。
【請求項１０】
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する請求項２〜請求項９のうちのいずれか１項記載のデータ収集装置。
【請求項１１】
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する請求項２〜請求項１０のうちのいずれか１項記載のデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを収集するデータ収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【０００５】
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）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３４１０７号公報
【特許文献２】特開平５−２６１５５３号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
（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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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）。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
（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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明のデータ収集装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】データ収集装置の側面図である。
【図３】データ収集装置の背面図である。
【図４】高速度カメラの内部構成を説明する説明図である。
【図５】データ収集装置本体の概略構成を示す説明図である。
【図６】モニタに表示される画像の一例である。
【図７】メイン制御部の他の機能について説明する説明図である。
【図８】トリガー機能について説明する説明図である。
【図９】レベルトリガーをかけたところを示す説明図である。
【図１０】画像トリガーの具体例について示す説明図である。
【図１１】画像の再生および記憶媒体への記憶について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図６】
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【図１０】
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