(57)【要約】【課題】製品路（２）の位置を検出する方法および装置において、製品路（２）の位置が製品路上に設けられたマーク（１３）に基づいて求められる。【解決手段】当該マーク（１３）は第１のセンサ（４）によって検出され、第１のセンサ（４）が、マーク（１３）の位置に比例する位置信号（３３）を出力する。製品路（２）はまた第２のセンサ（５）によっても検出され、第２のセンサ（５）が、製品路（２）の走行方向（８）に対する横断方向での速度に比例する信号を出力する。ついで、速度信号（５４）と位置信号（３３）とから、位置信号（３３）が欠落した場合にも製品路（２）の位置に比例する値を表す出力信号（７）が計算される。【選択図】図１
2018077217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行方向（８）で走行する製品路（２）の位置を検出する方法であって、
前記製品路（２）上に、位置検出の基準として用いられる位置を有する少なくとも１つのマーク（１３）が設けられており、
前記少なくとも１つのマーク（１３）を、少なくとも１つの第１のセンサ（４）により検出し、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）により、前記少なくとも１つのマーク（１３）に依存する少なくとも１つの測定信号を形成して、該測定信号から前記少なくとも１つのマーク（１３）の位置に比例する少なくとも１つの位置信号（３３）を出力する、
方法において、
前記製品路（２）を、少なくとも１つの第２のセンサ（５）により検出し、
前記少なくとも１つの第２のセンサ（５）により、前記製品路（２）の前記走行方向（８）に対する横断方向での少なくとも１つの速度成分を検出して、該速度成分に比例する少なくとも１つの速度信号（５４）を出力し、
前記少なくとも１つの位置信号（３３）と前記少なくとも１つの速度信号（５４）とから、前記少なくとも１つの位置信号（３３）が限られた時間だけ欠落した場合にも位置に比例する値を表す少なくとも１つの出力信号（７）を計算する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第２のセンサ（５）が、付加的に、前記製品路（２）の前記走行方向（８）での少なくとも１つの別の速度成分を検出する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの速度信号（５４）を、前記製品路（２）の画像の時間変化量から、２次元空間フィルタリングにより、および／または、ドップラー効果の応用により、および／または、少なくとも１つの自己変調レーザーダイオードを用いて、形成する、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記時間変化量を、前記製品路（２）の画像の相関分析により計算する、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）は、前記少なくとも１つのマーク（１３）の検出品質を表す少なくとも１つの補助信号（３５）を出力する、
請求項１から４までの少なくとも１項記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの位置信号（３３）を記憶し、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）によって確実な測定値が検出されない間、少なくとも１つの記憶された位置信号（４２）を変化させずにとどめ、ただし、前記少なくとも１つのマーク（１３）が正確に検出された場合には、少なくとも１つの前記記憶された位置信号（４２）を、前記位置信号（３３）に追従させるか、または、前記位置信号（３３）に前記少なくとも１つの速度信号（５４）の積分を加えたものに追従させる、
請求項１から５までの少なくとも１項記載の方法。
【請求項７】
前記記憶された位置信号（３３）を、前記少なくとも１つの速度信号（５４）の積分の始値として用いる、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記製品路（２）を、前記走行方向（８）に対する横断方向の走行特性の点で閉ループ制御し、
前記少なくとも１つの出力信号（７）を実際値として用いる、
請求項１から７までの少なくとも１項記載の方法。
【請求項９】
走行方向（８）で走行する製品路の位置を検出する装置であって、
前記製品路上に、位置検出の基準として用いられる位置を有する少なくとも１つのマーク（１３）が設けられており、
少なくとも１つの第１のセンサ（４）が、前記少なくとも１つのマーク（１３）を検出し、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）が、前記少なくとも１つのマーク（１３）に依存する少なくとも１つの測定信号を形成して、該測定信号から、前記少なくとも１つのマーク（１３）の位置に比例する少なくとも１つの位置信号（３３）を出力する、
装置において、
少なくとも１つの第２のセンサ（５）が、前記製品路（２）を検出し、
前記少なくとも１つの第２のセンサ（５）が、前記製品路（２）の前記走行方向（８）に対する横断方向での少なくとも１つの速度成分を検出して、該速度成分に比例する少なくとも１つの速度信号（５４）を出力し、
前記少なくとも１つの第１のセンサ（４）および前記少なくとも１つの第２のセンサ（５）が少なくとも１つの計算回路（６）に作用結合されており、
前記計算回路（６）が、前記少なくとも１つの位置信号（３３）と前記少なくとも１つの速度信号（５４）とから、前記位置信号（３３）が欠落した場合にも位置に比例する値を表す少なくとも１つの出力信号（７）を計算する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第２のセンサ（５）が、前記製品路（２）の前記走行方向（８）での少なくとも１つの別の速度成分を検出する、
請求項９記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記センサ（４，５）は、少なくとも１つのカメラ（１０）、レーザー、ドップラーセンサ（８０）および／または自己変調レーダーダイオードを含む、
請求項９または１０記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの計算回路（６）は、前記少なくとも１つの位置信号（３３）を始値として前記少なくとも１つの速度信号（５４）の時間積分を計算する、少なくとも１つの積分器（６０）を含む、
請求項９から１１までの少なくとも１項記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの計算回路（６）は、前記位置信号（３３）が存在する場合に積分信号に代えて該位置信号を出力する、少なくとも１つの制御入力端を有する、
請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記装置（１）は、少なくとも１つの製品路走行レギュレータ（７０）に作用結合されている、
請求項９から１３までの少なくとも１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのマークが設けられた、走行方向で走行する製品路の位置を検出する方法に関する。また、本発明は、当該方法を実行する装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第２７０３７７２号明細書（ＥＰ２７０３７７２Ｂ１）から、冒頭に言及した形式の方法が公知である。ここでは、走行する製品路が光学走査され、製品路上のマークの位置が検出される。当該方法は、実用上、多重に権利保護されており、本発明の出発点をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第２７０３７７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、改善された確実性を特徴とする、冒頭に言及した形式の方法を提供するという課題を基礎とする。また、こうした方法を実行する装置も提供されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による方法は、走行方向で走行する製品路の位置検出に用いられる。製品路上には少なくとも１つのマークが設けられている。マークとは、この箇所および以下では、製品路上に意図的に設けられた製品路の局所変化部であると理解されたい。マークの例として、製品路の凸部または凹部、エンボス部、他の材料から成るかもしくは異なる色で織り込まれた糸、接着された条片、折り目、縁、種々の磁化部または磁化可能部が挙げられる。なおここで列挙したものは単なる例示であって、排他的なものと理解されるべきではない。ただし、マークという場合、製品路上にランダムに設けられる表面変化部と理解されてはならない。当該マークの位置が位置検出のための基準として用いられるからである。また、マークは、ガイド基準のほか、例えば折り縁、または、所定の光学的印象を形成するためなど、他の目的にも用いることができる。つまり、製品路の位置検出は、マークの位置に基づいて求められるべきものである。ここには多くの用途が存在する。単なる例示として言及するが、厚紙および複合材の包装物では、しばしば、包装物を折り立てるための折り目を設けなければならない。包装物に印刷がなされている場合、折り目は印刷画像に整合した位置になければならないが、必ずしも製品路の縁に整合した位置にはない。しかし、この場合、位置合わせされた印刷画像を有する印刷済の製品路を折り機へ供給することが要求される。このとき、製品路は、少なくとも１つの第１のセンサによって検出され、マークに依存する測定信号が形成されて、この測定信号から、マークの位置に比例する少なくとも１つの位置信号が出力される。少なくとも１つの位置信号に基づいて、基本的には、製品路をガイドすることができる。ここで、多様な条件のためにマークの検出が不確実となりうることがわかっている。例えば、重要なマークは、製品路の長さ全体にわたって設けられてはおらず、そのため所定の時点でしか検出可能でないことがある。また、マークの検出は、外部影響、特に種々の露光による障害を受けうる。これら全てによって、位置信号が、所定の時点でもしくはどの時点でも形成できなくなるか、または、要求される精度で形成できなくなる。特に、少なくとも１つの位置信号を制御装置に実際値として供給する適用事例では、閉ループ制御回路に重大な安定性問題が発生する。製品路の位置検出の確実性を改善するために、この製品路につき、少なくとも１つの第２のセンサによって、製品路の走行方向に対する横断方向での少なくとも１つの速度成分が検出される。この場合、少なくとも１つの第２のセンサは、必ずしも上述したマークを検出しなくてよい。むしろ、製品路の任意の特性を当該検出に利用可能である。当該特性は、単に、この特性から製品路の走行方向に対する横断方向での速度成分を確実に求めることができるように構成されていればよい。したがって、位置についての絶対値を形成する必要はない。例えば、印刷済の製品路では、印刷画像全体を速度検出に利用できる。またそのほかにも、別の任意の速度検出手法が可能である。当該少なくとも１つの第２のセンサにより、製品路の走行方向に対する横断方向での速度成分に比例する少なくとも１つの速度信号が出力され、この速度信号が少なくとも１つの位置信号に数学的に結合されて、そこから少なくとも１つの出力信号が計算される。この場合、計算は、少なくとも１つの位置信号の欠落時にも、少なくとも１つの出力信号に対して位置に比例する値が形成されるように行われる。ここでは、基本的には、少なくとも１つの正確な位置信号を求めることができる場合、これを少なくとも１つの出力信号として利用することが想定されうる。ただし、位置信号を求めることができない場合には、少なくとも１つの速度信号を用いて、位置信号が再び形成可能となってこれを再び直接に出力信号として使用できるようになるまで、少なくとも１つの出力信号が事後補正される。このようにして、位置信号の欠落を問題なく連絡調整できるので、少なくとも１つの出力信号を処理する閉ループ制御を問題なく続行させることができる。これにより、製品路の位置検出の確実性が著しく改善され、本発明の方法の適用可能性が、きわめて検出困難であったマークへ拡張される。こうして、所望のガイド基準を直接に使用できるので、位置検出の精度も改善され、よってエラーが低減される。
【０００６】
基本的には、製品路の走行方向に対する横断方向での少なくとも１つの速度成分が含まれていれば、走行する製品路の速度を１次元で検出するのみで全く充分である。ただし付加的に、情報をさらなる評価に利用するために、製品路の走行方向での製品路速度を検出することもできる。これにより、アクチュエータを相応に駆動するために、製品路の走行速度をきわめて精細に検出できる。ローラ回転数との比較により、相応の対抗措置を迅速に導入できるようにすべく、走行する製品路の摩擦損失を求めることもできる。さらに、走行方向での製品路速度の情報を、最大調整速度の適応化のために有利に利用できる。所定の動作条件、例えば製品路の摩擦損失がある場合、上述した条件のもとでの確実な動作が得られないため、製品路の走行を制御するレギュレータのブロックが行われることもある。このようにすれば、強い制御偏差が回避される。
【０００７】
少なくとも１つの速度信号の形成についての簡単かつ確実な形態は、製品路の画像の時間変化量を検出することによって得られる。この場合、走行する製品路は、好ましくは周期的に走査され、相応の画像が形成される。ここで、連続する画像は或る程度の変化量を有するので、ここから製品路速度を求めることができる。ただし、この速度のうち必要となるのは、走行方向に対して垂直に配向される成分のみである。これに代えて、少なくとも１つの速度信号を、２次元の空間フィルタリングによって形成してもよい。この場合、例えば、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサのフィルタ作用が利用される。ここでは、対物レンズが、走行する製品路をＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサのピクセルへマッピングし、これによって交番変化する符号で出力信号が形成される。ついで、出力信号において周波数成分が検査される。この場合の運動速度は、マッピング尺度量とセンサのラスタ走査周期と測定周波数との積に相当する。特に、走行する製品路の１次元の速度検出では、検出方向と製品路の走行方向とが鋭角をなすと有利である。当該鋭角は、好ましくは３０°から６０°の領域にあり、特に４５°である。この措置により、製品路の走行方向に対する横断方向で予測される小さな製品路走行速度が考慮される。なお、種々の速度測定装置が、上述した鋭角での配置によって簡単に実現可能な最小速度を必要とする。
【０００８】
別の代替手段として、ドップラー効果を利用することもできる。この場合、光ビームが、好ましくはレーザーによって走行する製品路へ配向され、周波数分解によって分析される。入射光に対する周波数変化が、運動する製品路のドップラー効果に基づいて生じる。周波数変化の量は、製品路速度に比例するので、直接に尺度量として利用可能である。このセンサのバリエーションは、任意のセンサにレーザードップラセンサを組み込むことできわめて容易に実現可能である。また別の代替手段として、自己変調レーザーダイオードを利用することもできる。当該レーザーダイオードは、製品路から自身へ戻り反射することによってレーザーダイオード内での光形成を変調するレーザービームを形成する。こうした手段により、製品路速度に依存するレーザーダイオードの出力変調が生じ、これを比較的容易に評価することができる。こうした速度センサは特に低コストであるが、製品路に対する位置合わせをきわめて精密に行わなければならない。
【０００９】
製品路の時間変化量を計算する簡単な手法は、相関分析によって得られる。この場合、製品路の種々の画像が交差相関関数によって結合され、この関数の最大値から画像の時間変化量が計算される。画像の時間差が既知であれば、この時間差から、速度に比例する値が得られる。ここでは、場合により既知である走行方向での製品路速度または簡単に測定される走行方向での製品路速度を直接に利用でき、これにより相関分析を実質的に１次元で行うことができる。これに代えて、２次元の交差相関において、必要な計算コストを低減するために、計算すべき値領域を製品路走行方向へ相応に制限することもできる。このようにすれば、測定された速度とローラ回転数とを比較することにより、スリップ誤差または滑り誤差を識別することもできる。
【００１０】
少なくとも１つの位置信号を直接に利用するか、または少なくとも１つの速度信号を介して間接的に利用するかを確実に判別するために、有利には、少なくとも１つの第１のセンサにより、少なくとも１つのマークの検出品質を表す少なくとも１つの補助信号が出力される。このようにすれば、少なくとも１つのマークの検出が欠落したりまたは誤りをともなう検出が起こったりした場合にも、少なくとも１つの出力信号がどのように形成されたかを判別する簡単な手段が得られる。好ましくは、少なくとも１つの補助手段はバイナリであってよい。なぜなら、ここでは、少なくとも１つの出力信号を形成する２つの方式のいずれが適用されるかを判別するのみでよいからである。
【００１１】
求められた少なくとも１つの位置信号をできるだけ効率的に利用できるようにするために、有利には、この位置信号は、少なくとも１つの第１のセンサによって別の確実な測定値が検出されるまで記憶される。この場合、好ましくは、少なくとも１つの位置信号の記憶をトリガするため、少なくとも１つの補助信号が利用される。このようにすれば、少なくとも１つの位置信号が欠落した場合または不確実となった場合に、最後の測定値または最後近くの確実な測定値のうち少なくとも１つを利用できるようになる。基本的には製品路の位置は僅かしかまたは緩慢にしか変化しないことを基礎としているので、少なくとも１つの位置信号が欠落しても、少なくとも１つの速度信号を用いて、製品路の精密な位置をきわめて正確に計算することができる。代替手段として、少なくとも１つの位置信号に代え、少なくとも１つの位置信号に少なくとも１つの速度信号の積分を加えたものを計算することもできる。好ましくは、この場合、少なくとも１つの速度信号の積分は、製品路の少なくとも１つのマークの検出時点から積算される。このようにすれば、少なくとも１つの位置信号の評価の際に生じる待ち時間の有利な補償が達成される。ここで、出力信号は、製品路の少なくとも１つのマークにほぼ直接に追従するが、マーク位置の計算には場合により著しく時間がかかることがある。
【００１２】
少なくとも１つの出力信号のきわめて簡単な計算は、記憶された位置信号を少なくとも１つの速度信号の積分に始値として使用する場合に達成される。少なくとも１つの位置信号が欠落した時点で、当該積分により、単純に、少なくとも１つの位置信号についての記憶された最後の測定値が送出される。製品路の走行方向に対する横断方向での変位が大きくなるにつれて、少なくとも１つの速度信号が積分されていき、これにより少なくとも１つの出力信号が形成される。当該積分は確かに時間の経過につれて不正確となっていくが、少なくとも１つの位置信号の妥当かつ新たな測定値を求めることができるようになるとただちに、この新たな測定値が再び直接に出力信号として使用され、ふつうは短時間のみで連絡調整可能となる。この時点で、少なくとも１つの出力信号は、製品路の走行特性への充分な依存性を有し、このことは特に製品路走行の閉ループ制御のケースにおいて重要である。
【００１３】
製品路走行の閉ループ制御を達成するために、少なくとも１つの出力信号を実際値として使用すると有利である。これにより、製品路の走行方向に対する横断方向での製品路の走行特性を確実に除去することができる。
【００１４】
本発明の方法を実行するために、次の装置を権利保護する。装置は、製品路上のマークを検出する少なくとも１つの第１のセンサを備える。装置はまた、製品路の走行方向に対する横断方向での少なくとも１つの速度成分を検出する少なくとも１つの第２のセンサを備える。各センサは、少なくとも１つの位置信号と少なくとも１つの速度信号とから少なくとも１つの出力信号を計算する少なくとも１つの計算回路に作用結合されている。少なくとも１つの計算回路は、少なくとも１つの位置信号が欠落した場合に、少なくとも１つの速度信号を用いて位置に比例する値を求めることができるよう、少なくとも１つの出力信号を計算する。
【００１５】
少なくとも１つのセンサとして、走行する製品路の画像を形成するカメラを権利保護する。光学走査可能な製品路であれば、当該カメラを上述した２つのセンサとして使用することもできる。これにより特に、エンボス部、凸部、凹部および折り目を検出できる。この場合、３次元構造は、特に、斜めの入射光での影の作用に基づいて検出される。
【００１６】
計算回路は、好ましくは、少なくとも１つの位置信号を始値として少なくとも１つの速度信号の時間積分を計算する少なくとも１つの積分器を含む。ここでの少なくとも１つの積分器は、距離に相当する速度積分値を求める。当該積分の始値は少なくとも１つの位置信号の最後の信号または最後近くの１つの信号であるので、少なくとも１つの積分器の少なくとも１つの出力信号は、製品路の位置に追従する。特に、ディジタル計算回路、特にはマイクロコントローラを用いて、きわめて低コストで高精細の積分器を実現できる。
【００１７】
また、少なくとも１つの計算回路が、位置信号が存在する場合に積分信号に代えてこの位置信号を出力する少なくとも１つの制御入力端を有すると好都合である。これにより、少なくとも１つの位置信号が存在する場合にはこの位置信号が出力され、少なくとも１つの積分器は関与しないことが保証される。速度積分値は、少なくとも１つの位置信号が欠落して、待ち時間補償が行われない場合にのみ、用いられる。
【００１８】
さらに、本発明の装置が少なくとも１つのレギュレータに作用結合されていると有利である。このようにすれば、出力信号を少なくとも１つのレギュレータの実際値として、製品路走行の閉ループ制御の実現に利用できる。これは、本来の制御量、すなわち、少なくとも１つのマークの位置が部分的に存在しないかまたは検出できなかった場合にも機能する。
【００１９】
本発明の対象を図に即して例示する。ただしこれは権利保護範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】走行する製品路の位置を検出する装置の第１の実施形態を示す空間的な基本図である。
【図２】図１の装置の第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には、走行する製品路２の位置を検出する装置１と製品路走行制御装置３との空間的な基本図が示されている。装置１は、製品路２を検出する第１のセンサ４および第２のセンサ５を備えている。これらのセンサ４，５は、これらに基づいて出力信号７を形成する計算回路６に作用結合されている。当該出力信号７は、製品路走行制御装置３の実際値として、走行方向８で搬送される製品路２を、走行方向８に対する横断方向でガイドするために用いられる。
【００２２】
第１のセンサ４は、カメラ１０とこれに対応する光源１１とから形成される。ここでは、カメラ１０は、その検出領域１２が製品路２上に取りつけられているマーク１３を検出するよう、製品路２の上方に配置されている。当該マーク１３は、この場合、製品路２の長さ全体にわたって延在するのではなく、むしろ相応の中断部１４を有する。こうした中断部１４が存在するため、第１のセンサ４はマーク１３の位置を定常的に検出するのでなく、基本的にはマーク１３がカメラ１０の検出領域１２内に入った時点でのみ検出できるようになっている。これにより、マーク１３の選択に対して広い限界範囲が設定される。特に、マーク１３として、製品路２の、後の適用目的を満足するためにぜひとも有さなければならない特性も利用可能である。例えば、マーク１３は、製品路２の定められた領域にのみ設けられている折り縁であってよい。そのほかにも多くの他のマーク１３が考えられる。このようにして、製品路２の利用外の領域にマークを設ける手間を省略できる。付加的に、種々の面に対する製品路の位置合わせ誤差も低減される。例えば、印刷画像を有する製品路２が折り立てられる場合、この折り立ては印刷画像に対して位置合わせされることが望ましい。このため、いずれの場合にも、付加的に設けられるマーク１３でなく印刷画像そのものを利用するほうがより正確である。なお、マーク１３が持続的に存在しない場合は、製品路２のガイド基準としてマーク１３を適用することが困難となる。
【００２３】
製品路２は、製品路の（幅方向で見て）大きな領域をカバーする数のカメラ２０によって形成された第２のセンサ５によって走査される。これらのカメラ２０にも、上述の場合と同様に、相応の光源２１が対応している。第２のセンサ５の検出領域２２は、この場合、製品路２の幅全体にわたって延在している。単純なケースでは、検出領域２２は、相応に小さく選択することもできる。重要なのは、第２のセンサ５がマーク１３に中断部１４がある場合にも相応の出力信号７を送出するということのみである。
【００２４】
第１のセンサ４および第２のセンサ５の各出力信号は、以下に詳しく説明する計算回路６へ供給される。計算回路６は、場合により存在するフィルタのほかに主としてラインディテクタを含む第１の画像処理回路３０を有する。当該ラインディテクタは、例えば、微分方式で動作する。この場合、走行方向８に対する横断方向で、第１のセンサ４が取得した画像の第１の導関数が形成され、その結果が製品路走行方向８で平均される。マーク１３が製品路２の環境に対して高いコントラストを形成している場合、マークの領域に特徴的なピーク３１が生じ、その位置３２が位置信号３３として出力される。
【００２５】
上述したピーク３１が所定の最小振幅３４を上回ると、このことをマーク１３の正確な検出を表す指標として利用することができる。この場合、画像処理回路３０は正の補助信号３５を出力する。しかし、ピーク３１が最小振幅３４を上回らない場合、これは、マーク１３がカメラ１０の検出領域１２内にないか、または、評価が何らかのかたちで障害を受けたことを表す指標と見なされる。このときは、いずれの場合にも、補助信号３５に対して負の信号が出力される。これにより、計算回路６の他の素子は、補助信号３５を利用して、マーク１３の正確な検出が行われたか否かを判別することができる。
【００２６】
画像処理回路３０はメモリ回路４０に作用結合されており、このメモリ回路４０に、位置信号３３および補助信号３５の双方が供給される。当該メモリ回路４０は、正の補助信号３５が生じている場合にはつねに位置信号３３を記憶する。しかし、負の補助信号３５がメモリ回路４０に供給された場合には、位置信号３３の記憶は行われず、位置信号３３につき最後に記憶された値がメモリ回路４０内に維持される。メモリ回路４０は記憶された位置信号４２を出力端４１に出力し、この記憶された位置信号４２が計算回路６の他の素子へ供給される。当該記憶された位置信号４２は、マーク１３が正確に検出されている場合には位置信号３３に対応するので、マーク１３の位置を表す。しかし、マーク１３の検出にエラーがあった場合には、記憶された位置信号４２は、位置信号３３につき通常通りに検出された最後の値を表す。
【００２７】
第２のセンサ５は、画像メモリ５０に作用結合されている。当該画像メモリ５０は、カメラ２０の画像を記憶し、出力端５１に供給する。画像メモリ５０は、カメラ２０のその時点の画像でなく、その前に形成された画像が出力端５１に供給されるよう、第２のセンサ５に結合されている。カメラ２０および画像メモリ５０の出力端５１は共に相関回路５２に作用結合されている。したがって、当該相関回路５２は、記号Ａ，Ｂの付された各入力端で、一方ではその時点の画像を受け取り、他方ではカメラ２０で最後に取得された画像を受け取る。相関回路５２は、これらから、積分すなわち
∫∫ｄｘｄｙＡ＊（ｘ，ｙ）Ｂ（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ）
を計算する。
【００２８】
当該積分は、カメラ２０のその時点の画像と記憶画像との最良の一致が得られる変化量Δｘ，Δｙにおいて最大値を送出する。この場合、走行方向８での変化量Δｙは本質的ではなく、重要なのは走行方向８に対する横断方向での変化量Δｘのみである。この場合、変化量Δｘは経過時間によって除算され、これにより製品路２の走行方向８に対する横断方向での速度が得られる。当該値は、速度信号５４として出力端５３に出力される。
【００２９】
続いて、補助信号３５、記憶された位置信号４２および速度信号５４が積分器６０へ供給される。当該積分器６０は、正の補助信号３５が到来した場合、出力端６１に、位置信号３５に対応する記憶された位置信号４２を出力する。負の補助信号３５が到来した場合、積分器６０の積分動作が開始され、速度信号５４についての時間積分が計算される。ここでの積分は、式
【数１】
2018077217.tif 000003
にしたがって行われる。ここで、ｖは速度信号５４であり、ｓは記憶された位置信号４２である。このように、積分器６０による、負の補助信号３５が到来した際の速度信号５４の積算が達成され、これにより、マーク１３の検出が成功しなかった場合にも、出力端６１の出力信号７は、製品路２の走行方向８に対する横断方向での運動に追従する。この場合、出力信号７は、負の補助信号３５が生じた直後の最後の位置信号３３に対応する。
【００３０】
しかし、相関回路５２による製品路の検出が著しく不正確になると、速度信号５４は位置信号３３に比べて著しく不正確となる。したがって、積分器６０では、時間の経過につれ、通常であれば許容可能な誤差が増大する。マーク１３が再び検出されるとただちに、積分器６０は再び、記憶された位置信号４２を出力信号７として出力端６１に出力する。これにより、積分器６０の上述した誤差は、マーク１３の中断部１４が充分に短い全てのケースにおいて小さくなる。
【００３１】
計算回路６の出力信号７は、製品路走行レギュレータ７０を介して製品路走行制御装置３に作用結合される。当該製品路走行レギュレータ７０は、好ましくはＰＩＤ特性を有し、出力端７１の出力によって製品路走行制御装置３の図示されていないアクチュエータを駆動する。当該アクチュエータはローラ７２の揺動を生じさせ、このローラ７２により、製品路走行レギュレータ７０で検出された制御偏差を補償するための、走行方向８に対する横断方向の力が製品路２に作用する。ここでは、製品路走行レギュレータ７０の動作中、計算回路６の出力信号７が走行方向８に対する横断方向での製品路２の位置に持続的に依存することが重要である。そうでないと、製品路走行レギュレータ７０のＰＩＤ制御特性の積分成分が無制限に大きな値まで増大して、製品路走行の閉ループ制御が故障する危険が生じる。
【００３２】
図２には、図１の装置の代替的な実施形態が示されている。ここで、同じ要素には同じ参照番号を付してある。以下では、図１の実施形態との相違点のみを説明する。
【００３３】
この実施形態では、第２のセンサ５はカメラ装置でなく、ドップラーセンサ８０によって形成されている。この場合、製品路２は、レーザーの形態の光源２１によって照明され、周波数差が２次元でドップラーセンサ８０によって検出される。こうした周波数差から、製品路２のそれぞれの速度成分を直接に計算することができる。当該速度信号は、直接に積分器６０へ供給され、これにより、積分器６０が速度信号から位置信号を連続的に計算する。
【００３４】
これに代えて、第２のセンサ５を自己変調レーザーダイオードによって形成することもできる。自己変調レーザーダイオードは、好ましくは製品路２に対して垂直に配向されるレーザービームを形成し、これにより、製品路２で反射された光が再び自己変調レーザーダイオードへ入力される。このようにして製品路２で反射された光によりレーザーダイオードでの光形成が操作され、よってその出力が変調される。この場合の出力変調は、製品路２の速度に依存し、製品路速度の直接の尺度量として利用できる。このようにすることで、第２のセンサ５の特に低コストでの実現が達成される。
【００３５】
回路が実際に適用される際には、積分器６０がオーバーランを防止するリセット自動機構を示すものと理解される。これは、例えば、上方閾値が上方超過された場合または下方閾値が下方超過された場合に積分器６０が値ゼロへセットされるように構成可能である。これと同時に、リセット自動機構は、積分器のリセットが計算回路６の結果に影響しないよう、以下に説明するメモリ回路４０，８１が同様に相応に補正されるよう、措置を講じなければならない。
【００３６】
積分器６０の出力端６１は、メモリ回路８１のデータ入力端に接続されている。このメモリ回路８１は、積分器６０によって求められた位置の値を、マークの検出時点で記憶する。当該時点は、画像処理回路３０がマーク１３の位置を求めうる時点より前の時点である。ここでは、画像処理回路３０で実行される計算が部分的にきわめて複雑となることがあり、このために著しく時間が要求されうることが考慮される。
【００３７】
画像処理回路３０の位置信号３３は非反転状態で加算器９０に供給される。これに対して、メモリ回路８１にマークの検出時点で格納された記憶積分値は、反転されて加算器９０に供給されるので、加算器９０はこれら２つの値の差を計算することになる。これにより、加算器９０の出力端９１には、画像処理回路３０で求められた位置信号３３から、マークの検出時点まで積算された積分値を減算したものに相当する値が生じる。
【００３８】
加算器９０の出力端９１はメモリ回路４０に作用結合されており、メモリ回路４０は、加算器９０の出力端９１の上述した値を、画像処理回路３０での計算の終了時点で記憶する。したがって、メモリ回路４０の出力端４１には記憶された位置信号４２が生じ、この信号が別の加算器１００へ非反転状態で供給される。加算器１００にはさらに、積分器６０の出力信号が非反転状態で供給されるので、加算器１００はその出力端１０１に、記憶された位置信号４２と積分器６０の時間的に最新の値との和を形成する。メモリ回路４０にはマークの検出時点での積分値を減算した位置信号３３が記憶されているので、つまり、加算器１００は、マーク１３が検出されてからの速度信号の積分に位置信号３３を加算したものを計算することになる。
【００３９】
このような幾分かのみ複雑な措置により、加算器１００の出力端１０１には位置信号３３に相当する信号が生じるが、加算器１００の出力信号は位置信号３３の計算値でなく、位置信号３３の、マーク１３の検出時点での戻り計算値が送出される。計算の複雑さのために画像処理回路３０に生じる待ち時間がこのようにして補償される。加算器１００の出力端１０１の信号は、いわば直接に、ほとんど感知されない時間遅延で、マーク１３の位置変化に追従する。これにより、製品路走行レギュレータ７０は、比例積分成分および微分成分に対して格段に高い増幅率で動作可能となり、このため、製品路走行の閉ループ制御が待ち時間を含めた通常の場合よりも著しく迅速となるうえ、非減衰の振動が発生しない。
【００４０】
図示および説明した実施形態は、本発明の対象となる好ましい実施形態にすぎない。本発明およびその権利範囲はこれらの実施形態に限定されない。特に、個々の実施形態の種々の態様および特徴を組み合わせることも可能である。つまり例えば、図２の計算回路の待ち時間補償を図１のセンサにも利用することができ、また、逆の利用も可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  装置
２  製品路
３  製品路走行制御装置
４  第１のセンサ
５  第２のセンサ
６  計算回路
７  出力信号
８  走行方向
９  印刷部
１０，２０  カメラ
１１，２１  光源
１２，２２  検出領域
１３  マーク
１４  中断部
３０  画像処理回路
３１  ピーク
３２  位置
３３  位置信号
３４  最小振幅
３５  補助信号
４０，８１  メモリ回路
４１，５１，５３，６１，７１，８２，９１，１０１  出力端
４２  記憶された位置信号
５０  画像メモリ
５２  相関回路
５４  速度信号
６０  積分器
７０  製品路走行レギュレータ
７２  ローラ
８０  ドップラーセンサ
９０，１００  加算器
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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