(57)【要約】【課題】伝送遅れ誤差を解消し、現在時刻および任意の時刻における位置情報を高精度に取得することができる位置検出システムおよびその位置検出方法を提供する。【解決手段】位置検出器１０２は、内部にタイマ１１１を備えたものであって、タイマ１１１を用いて位置情報の検出時刻を計時して計時情報として保持し、制御装置１０１からの送信要求１０９に応じて位置情報１０３と共に計時情報１１０を送信する手段Ａ（ＳＴ２〜５）を有し、制御装置１０１の位置情報算出部１０８は、位置検出器１０２から受信した位置情報１０３および計時情報１１０を用いて直線補間を行なうことにより、現在時刻における位置情報やラッチ信号１０６の入力時刻における位置情報を取得する手段Ｂ（ＳＴ１、６、７、８、９、１０、１１）を有する．【選択図】    図１
2005233736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の位置情報（１０３）を要求に応じて送出する位置検出器（１０２）と、前記位置検出器（１０２）が送出した位置情報（１０３）を受信する受信部（１０４）、前記一定周期の時間の計時またはラッチ信号（１０６）の入力時刻を計時するためのタイマ（１０５）、前記ラッチ信号（１０６）の入力時刻を保持するデータ−ラッチ（１０７）、および位置情報算出部（１０８）からなる制御装置（１０１）を備えた位置検出システムにおいて、
前記位置検出器（１０２）は、内部にタイマ（１１１）を備えたものであって、前記位置検出器のタイマ（１１１）を用いて位置情報（１０３）の検出時刻を計時して計時情報（１１０）として保持し、前記制御装置（１０１）からの送信要求（１０９）に応じて前記位置情報（１０３）と共に前記計時情報（１１０）を送信する手段（Ａ）を有しており、
前記制御装置（１０１）の前記位置情報算出部（１０８）は、前記位置検出器（１０２）から受信した前記位置情報（１０３）および前記計時情報（１１０）を用いて直線補間を行なうことにより、現在時刻における位置情報や前記ラッチ信号の入力時刻における位置情報を取得する手段（Ｂ）を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
検出対象の位置情報（１０３）を要求に応じて送出する位置検出器（１０２）と、一定の周期で前記位置検出器（１０２）に前記位置情報（１０３）を要求して取得する制御装置（１０１）を備えた位置検出システムの位置検出方法において、
前記制御装置（１０１）から前記位置検出器（１０２）へ位置情報（１０３）の送信を要求すると共に、前記制御装置（１０１）のタイマ（１１１）をリセットして計時を開始するステップ（ステップＳＴ１）と、
前記位置検出器（１０２）が前記送信要求（１０９）を受信するステップ（ステップＳＴ２）と、
前記送信要求（１０９）の受信と同時に、前記位置検出器（１０２）の内部に設けられたタイマ（１１１）をリセットして計時を開始するステップ（ステップＳＴ３）と、
前回周期で検出した位置情報（１０３）と検出した時刻を示す計時情報（１１０）を、前記位置検出器（１０２）から前記制御装置（１０１）へ送出するステップ（ステップＳＴ４）と、
前記位置検出器（１０２）は今回周期の位置を検出し、前記位置情報（１０３）と前記計時情報（１１０）を更新保持するステップ（ステップＳＴ５）と、
前記位置検出器（１０２）からの位置情報（１０３）および計時情報（１１０）を、前記制御装置（１０１）が取得するステップ（ステップＳＴ６）と、
今回および前回周期に前記位置検出器（１０２）から取得した前記位置情報（１０３）と、今回周期に前記位置検出器（１０２）から取得した前記計時情報（１１０）と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間することにより現在時刻の位置情報を取得するステップ（ステップＳＴ７）とを備えたことを特徴とする位置検出システムの位置検出方法。
【請求項３】
請求項２記載の位置検出システムの位置検出方法において、
前記ステップ（ステップＳＴ１〜７）の繰り返し周期中に、ラッチ信号検出部によって得られた情報に基づいて任意の時刻を規定するラッチ信号（１０６）が前記制御装置（１０１）へ入力されたことを検知するステップ（ステップＳＴ８）と、
前記ラッチ信号（１０６）が入力された時刻をタイミング信号計時情報として前記制御装置（１０１）へ保持するステップ（ステップＳＴ９）と、
前記タイミング信号計時情報と、前記ラッチ信号（１０６）が入力される前後に前記ステップ（ステップＳＴ６）によって前記位置検出器（１０２）から取得した前記位置情報（１０３）と、前記ラッチ信号（１０６）が入力された直後に前記ステップ（ステップＳＴ６）によって前記位置検出器（１０２）から取得した前記計時情報（１１０）と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間を行って位置情報を算出するステップ（ステップＳＴ１０）と、
前記直線補間により算出された位置情報と、前記タイミング信号計時情報と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間し、ラッチ信号入力時刻の位置を取得するステップ（ステップＳＴ１１）とを備えたことを特徴とする位置検出システムの位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，サーボモータなどの位置を検出する位置検出システムおよびその位置検出方法に係わり，特に，一定の周期で位置情報を要求して取得する制御装置と位置情報を要求に応じて送出する位置検出器を備えた位置検出システムおよびその位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の時刻における位置情報を高精度に得ることができる位置検出システムおよびその位置検出方法が考えられてきた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４５８４号公報（第３−４頁、第１図、第２図）
【０００３】
図４は、従来技術に係わる位置検出システムを示す構成図である。
図４において、４０１は制御装置、４０２はサーボモータ等の検出対象に取り付けられた位置検出器、４０３は検出対象の位置情報、４０４は位置情報４０３を受信するために制御装置４０１に設けられた受信部、４０５は一定周期時間の計時やラッチ信号入力を計時するために制御装置４０１に設けられたタイマ、４０６は制御装置４０１に外部から入力される任意の時刻を規定するラッチ信号、４０７はラッチ信号４０６が入力された時刻を示す計時情報を保持するために制御装置４０１に設けられたデータラッチ、４０８は制御装置４０１に設けられた位置情報算出部、４０９は制御装置４０１から位置検出器４０２に対する位置情報４０３の送信要求である。
図５は従来技術による位置検出システムの位置検出方法を示すフローチャートである。  
以下、図４および図５を用いて従来技術による位置検出システムおよびその位置検出方法について説明する。
先ず、制御装置４０１は位置検出器４０２に対して一定の周期で位置情報４０３を要求すると同時に制御装置４０１の内部に設けられたタイマ４０５をリセットして計時を開始する（ステップＳＴ５１）。位置検出器４０２は送信要求４０９を受け付ける（ステップＳＴ５２）と前回周期で検出し保持している位置情報４０３を制御装置４０１に送信する（ステップＳＴ５３）。制御装置４０１は位置検出器４０２から送信された位置情報４０３を受信する（ステップＳＴ５４）。位置検出器４０２は今回周期で前記検出対象の位置を新たに検出して位置情報を更新する（ステップＳＴ５５）。ラッチ信号４０６が任意のタイミングで入力されたことを検知すると（ステップＳＴ５６）、データラッチ４０７は、タイマ４０５により計時されたラッチ信号入力時刻の計時情報を記憶する（ステップＳＴ５７）。
次に、制御装置４０１の位置情報算出部４０８は、位置情報を要求する一定周期時間と、ラッチ信号入力時刻の計時情報と、ラッチ信号入力前後に位置検出器４０２から取得した位置情報４０１とから式１に示す直線補間を行ない、ラッチ信号入力時刻の位置を取得する（ステップＳＴ５８）。
ＰＬ＝Ｐ１＋（Ｐ２−Ｐ１）＊Ｔｌ／Ｔｓ  ・・・（１）
ここで、ＰＬはラッチ信号入力時刻の位置、Ｐ１はラッチ直前に取得した位置情報、Ｐ２はラッチ直後に取得した位置情報、Ｔｓは位置情報を要求する周期、Ｔｌはラッチ信号入力時刻の計時情報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
位置検出器は制御装置からの送信要求に同期して位置検出を行なうが、送信要求の時間と実際の位置検出時間の間には、位置検出器から制御装置へ位置情報を送信する際の伝送遅れおよび位置検出遅れの時間が存在する。
しかしながら、従来の位置検出システムおよびその位置検出方法ではこれらの遅れが考慮されていないため、制御装置で取得する位置情報に遅れ時間分の誤差が生じるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、伝送遅れと位置検出遅れによる誤差を解消して、現在時刻および任意の時刻における位置情報を高精度に取得することができる位置検出システムおよびその位置検出方法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】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、検出対象の位置情報を要求に応じて送出する位置検出器と、前記位置検出器が送出した位置情報を受信する受信部、前記一定周期の時間の計時またはラッチ信号の入力時刻を計時するためのタイマ、前記ラッチ信号の入力時刻を保持するデータ−ラッチ、および位置情報算出部からなる制御装置を備えた位置検出システムにおいて、前記位置検出器は、内部にタイマを備えたものであって、前記位置検出器のタイマを用いて位置情報の検出時刻を計時して計時情報として保持し、前記制御装置からの送信要求に応じて前記位置情報と共に前記計時情報を送信する手段を有しており、前記制御装置の前記位置情報算出部は、前記位置検出器から受信した前記位置情報および前記計時情報を用いて直線補間を行なうことにより、現在時刻における位置情報や前記ラッチ信号の入力時刻における位置情報を取得する手段を有することを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、検出対象の位置情報を要求に応じて送出する位置検出器と、一定の周期で前記位置検出器に前記位置情報を要求して取得する制御装置を備えた位置検出システムの位置検出方法において、前記制御装置から前記位置検出器へ位置情報の送信を要求すると共に、前記制御装置のタイマをリセットして計時を開始するステップと、前記位置検出器が前記送信要求を受信するステップと、前記送信要求の受信と同時に、前記位置検出器の内部に設けられたタイマをリセットして計時を開始するステップと、前回周期で検出した位置情報と検出した時刻を示す計時情報を、前記位置検出器から前記制御装置へ送出するステップと、前記位置検出器は今回周期の位置を検出し、前記位置情報と前記計時情報を更新保持するステップと、前記位置検出器からの位置情報および計時情報を、前記制御装置が取得するステップと、今回および前回周期に前記位置検出器から取得した前記位置情報と、今回周期に前記位置検出器から取得した前記計時情報と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間することにより現在時刻の位置情報を取得するステップとを備えたことを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の位置検出システムの位置検出方法において、前記ステップの繰り返し周期中に、ラッチ信号検出部によって得られた情報に基づいて任意の時刻を規定するラッチ信号が前記制御装置へ入力されたことを検知するステップと、前記ラッチ信号が入力された時刻をタイミング信号計時情報として前記制御装置へ保持するステップと、前記タイミング信号計時情報と、前記ラッチ信号が入力される前後に前記ステップによって前記位置検出器から取得した前記位置情報と、前記ラッチ信号が入力された直後に前記ステップによって前記位置検出器から取得した前記計時情報と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間を行って位置情報を算出するステップと、前記直線補間により算出された位置情報と、前記タイミング信号計時情報と、前記一定周期の時間とに基づいて直線補間し、ラッチ信号入力時刻の位置を取得するステップとを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の位置検出システムによれば、位置検出器は内部にタイマを備えており、位置検出した時の計時情報を位置情報と一緒に位置検出器から送信し、制御装置の位置情報算出部では位置検出器から受信した位置情報と計時情報を用いて直線補間を行なっているため、位置検出遅れや伝送遅れによる誤差を解消することができるという効果がある。
さらに、位置検出遅れ時間の異なる位置検出器を制御装置に接続した場合でも、ソフトウェア等の変更なしに現在時刻や任意の時刻における位置情報を高精度に取得することができるという効果もある
また、請求項２記載の位置検出システムの位置検出方法によれば、位置検出した時の計時情報を用いて直線補間しているので、位置検出遅れや伝送遅れによる誤差を解消することができ、現在時刻における高精度な位置情報を取得することができるという効果がある。
さらに、位置検出した時の計時情報を位置検出器から直接取得するようにしているので、位置検出遅れ時間の異なる位置検出器を制御装置に接続した場合でも、ソフトウェア等の変更なしに現在時刻における位置情報を高精度に取得することができるという効果もある。
また、請求項３記載の位置検出システムの位置検出方法によれば、位置検出した時の計時情報を用いて直線補間しているので、位置検出遅れや伝送遅れによる誤差を解消することができ、任意の時刻における高精度な位置情報を取得することができるという効果がある。
さらに、位置検出した時の計時情報を位置検出器から直接取得するようにしているので、位置検出遅れ時間の異なる位置検出器を制御装置に接続した場合でも、ソフトウェア等の変更なしに任意の時刻における位置情報を高精度に取得することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明に係わる位置検出システムを示す構成図である。
図１において、１０１は制御装置、１０２はサーボモータ等の検出対象に取り付けられた位置検出器、１０３は検出対象の位置情報、１０４は位置情報１０３を受信するために制御装置１０１に設けられた受信部、１０５は位置情報の送受信周期やラッチ信号入力を計時するために制御装置１０１に設けられたタイマ、１０６は任意の時刻を規定するラッチ信号、１０７はラッチ信号１０６入力時に情報を保持するために制御装置１０１に設けられたデータラッチ、１０８は制御装置１０１に設けられた位置情報算出部、１０９は制御装置１０１から位置検出器１０２に対する位置情報の送信要求、１１０は計時情報すなわち位置検出器１０２から位置情報１０３と共に制御装置１０１に送信される位置検出時刻計時情報、１１１は位置検出時刻を計測するために位置検出器１０２に設けられたタイマである。
本発明が従来技術と異なる部分は、位置検出器１０２はその内部にタイマ１１１を備え、位置検出時刻を計時して位置検出時刻計時情報１１０として保持し、送信要求１０９が来た際に位置情報１０３と共に位置検出時刻計時情報１１０を制御装置１０１の受信部１０４に送信し、一方、制御装置１０１の位置情報算出部１０８では、位置検出器１０２から取得した位置情報１０３だけではなく、位置検出器１０２から取得した位置検出時刻計時情報１１０も基にして、現在時刻における位置情報や任意の時刻における位置情報を取得している部分である。
図２は本発明の位置検出システムの位置検出方法を示すフローチャートである。
図２において、ステップＳＴ２〜５（図２に示す手段Ａ）が、制御装置１０１からの送信要求１０９に応じて位置情報１０３と共に計時情報１１０を送信する手段に、ステップＳＴ１、６、７、８、９、１０、１１（図２に示す手段Ｂ）が、位置検出器１０２から受信した位置情報１０３および計時情報１１０を用いて直線補間を行なうことにより現在時刻における位置情報や前記ラッチ信号の入力時刻における位置情報を取得する手段に相当する部分である。
以下、図１および図２を用いて本発明の位置検出システムの位置検出方法について説明する。
先ず、制御装置１０１は位置検出器１０２に対して一定の周期で位置情報１０３および位置検出時刻計時情報１１０の送信要求１０９を送信すると共に、制御装置１０１の内部に設けられたタイマ１０５をリセットして計時を開始する（ステップＳＴ１）。位置検出器１０２は送信要求１０９を受信すると（ステップＳＴ２）、位置検出器１０２の内部に設けられたタイマ１１１をリセットして計時を開始する（ステップＳＴ３）と同時に、位置検出器１０２が前回周期で検出した位置情報１０１および保持している位置検出時刻計時情報１１０を制御装置１０１へ送出する（ステップＳＴ４）。
次に、位置検出器１０２では、検出対象（不図示）の位置を検出して位置情報を取得すると共に、タイマ１１１が計時した位置検出時刻を位置検出時刻計時情報１１０として更新保持する（ステップＳＴ５）。
一方、制御装置１０１では、位置検出器１０２から送出された位置情報１０３と位置検出時刻計時情報１１０を受け取る（ステップＳＴ６）と、今回と前回の周期に位置検出器１０２から取得した位置情報１０３と、位置検出器１０２から取得した位置検出時刻計時情報１１０と、位置情報１０３を受信する一定周期時間と、を基に後述の式２を用いて直線補間することにより、伝送遅れ誤差を解消した現在時刻における位置情報を算出する（ステップＳＴ７）。
以降、周期毎にステップＳＴ１〜７を繰り返す。
ステップＳＴ１〜７の繰り返し周期中に、ラッチ信号検出部（不図示）によって得られた情報に基づいてラッチ信号１０６が任意のタイミングで制御装置１０１に外部から入力されたことを検知すると（ステップＳＴ８）、データラッチ１０７はタイマ１０５が計時したラッチ信号入力時刻をタイミング信号計時情報として記憶する（ステップＳＴ９）。
次に、ラッチ信号１０６が入力された前後にステップＳＴ６によって受信した位置情報１０３と、ラッチ信号１０６が入力された直後にステップＳＴ６によって受信した位置検出時刻計時情報１１０と、位置情報１０３を要求する一定周期時間と、を基に後述の式２を用いて直線補間することにより、伝送遅れ誤差を解消した位置情報を算出する（ステップＳＴ１０）。
次に、ステップＳＴ１０で得られた伝送遅れ誤差を解消した位置情報と、前述のタイミング信号計時情報と、位置情報１０３を要求する一定周期時間と、を式１に代入して直線補間することによりラッチ信号入力時刻の位置を算出する（ステップＳＴ１１）。
図３は本発明の実施例の位置検出システムおよびその位置検出方法を説明するタイミングチャートである。
図３において、上からラッチ信号１０６のタイミング、送信要求1０９および前回周期の位置情報１０３、計時情報１１０受信のタイミング、タイマ１０５の計時情報のタイミング、タイマ１１１の計時情報のタイミング、位置検出器１０２における位置検出のタイミングを示している。なお、横軸は時間の経過を示している。また、タイマ１０５およびタイマ１１１の計時情報タイミングにおける縦軸は，タイマカウンタ値を示し、送信要求1０９および前回周期の位置情報１０３、計時情報１１０受信のタイミングで０にリセットされ、サンプリング時間Ｔｓまでカウントアップする。
以下、図３を用いて、伝送遅れと検出遅れ時間による誤差を解消した位置情報の算出方法およびラッチ信号入力時の位置を取得する方法についての詳細説明を行なう。
制御装置１０１は一定周期時間（サンプリング時間Ｔｓ）毎に、位置情報１０３および計時情報１１０の送信要求１０９を位置検出器１０２に送信すると共に、位置検出器１０２が前回サンプリングで検出した位置情報１０３および計時情報１１０を受信する。位置検出器１０２は送信要求１０９に同期して位置検出を行なうが、送信要求１０９の時間と実際の位置検出の時間の間には、伝送遅れと検出遅れ時間Ｔｄがある。そのため、位置検出器１０２が図３の時間Ｔ１に検出した位置情報１０３および計時情報１１０は時間Ｔ１１に制御装置１０１に受信され、同様に時間Ｔ２に検出した位置情報１０３および計時情報１１０は時間Ｔ２２に制御装置１０１に受信される。位置検出器１０２のタイマ１１１で遅れ時間Ｔｄを計時することにより、伝送遅れと検出遅れを考慮した今回サンプリング時の位置情報Ｐ２２は式２を用いて求めることが出来る。
Ｐ２２＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）＊（Ｔｓ−Ｔｄ）／Ｔｓ  ・・・（２）
ここで、Ｐ１は前回サンプリングの位置情報、Ｐ２は今回サンプリングの位置情報、Ｔｄは位置検出遅れ時間、すなわち今回サンプリングの位置検出時刻計時情報１１０、Ｔｓは位置情報を取得する周期、すなわちサンプリング時間である。
また、Ｐ１をラッチ信号入力直前のサンプリングの位置情報、Ｐ２およびＴｄはラッチ信号入力直後のサンプリングの位置情報および位置検出時刻計時情報とすると、同様に式２を用いて伝送遅れと検出遅れを考慮したラッチ信号入力直後のサンプリング時の位置情報Ｐ２２を求めることが出来る。
伝送遅れと検出遅れを考慮したラッチ信号入力直前のサンプリング時の位置情報Ｐ１１も同様に式２で求められているので、Ｐ１１およびＰ２２を式１のＰ１およびＰ２に、タイミング信号計時情報の時間をＴｌに、位置情報を取得する周期をＴｓに代入することによって、ラッチ信号入力時刻の位置ＰＬを算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明は、検出した検出対象の位置情報を要求に応じて一定周期時間毎に制御装置へ送出する位置検出システムを採用している各種機械および設備に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係わる位置検出システムを示す構成図
【図２】本発明の位置検出システムの位置検出方法を示すフローチャート
【図３】本発明の実施例の位置検出システムおよびその位置検出方法を説明するタイミングチャート
【図４】従来技術に係わる位置検出システムを示す構成図
【図５】従来技術による位置検出システムの位置検出方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００１１】
１０１、４０１  制御装置
１０２、４０２  位置検出器
１０３、４０３  検出対象の位置情報
１０４、４０４  受信部
１０５、４０５  制御装置に設けられたタイマ
１０６、４０６  ラッチ信号
１０７、４０７  データラッチ
１０８、４０８  位置情報算出部
１０９、４０９  位置情報から位置検出器に対する送信要求
１１０  位置検出時刻計時情報
１１１  位置検出器に設けられたタイマ
Ａ      送信手段
Ｂ      位置情報取得手段
【図１】
2005233736.tif 000003
【図２】
2005233736.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005233736.tif 000006
【図５】
2005233736.tif 000007