DE2454299A1

DE2454299A1 - Einrichtung zur beruehrungslosen bestimmung der richtung einer relativbewegung

Info

Publication number: DE2454299A1
Application number: DE19742454299
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Kreutzer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1976-05-26
Also published as: DE2454299C3; DE2454299B2

Description

Einrichtung zur berührungslosen Bestimmunq der Richtung einer Relativbewegung.
Stand der Technik: Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur b.eriihrungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativbewequnq zwischen dieser Einrichtung und einem reflektierenden oder selbstleuchtenden Gegenstand mit statistisch rauher Oberfläche, bei der mit einem optischen Gitter, das senkrecht zur Oberfläche des Gegenstandes und in einer zu dieser parallelen Ebene angeordnet ist und mit dem Gitter nachgeschalteten optisch/elektrischen Wandlern phasenverschobene Signale gewonnen werden, wobei das Vorzeichen der Phasenverschiebung die Bewegungsrichtung angibt.
Eine derartige Einrichtung ist aus der DT-OS 22 56 850 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift ist ein sogenanntes Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, das dazu dient, das Schleudern des Fahrzeugs bei Schnellbremsung zu verhindern. Die Richtungsinformation wird bei der Anordnung nach der Offenlegungsschrift durch Aufspaltung des vom Gegenstand kommenden Lichts entweder mittels mechanischer Bewegung eines Furchengitters oder mittels eines in zwei Richtungen polarisierenden Gitters mit nachgeschaltetem Strahlenteiler gewonnen. Die beiden so gewonnenen Lichtstrahlen gelangen je auf einen optisch/ elektrischen Wandler, deren Ausgangssignale in der Phase verglichen werden. Durch zusätzliche Maßnahmen kann der Gleichsignalanteil unterdrückt werden.
Die optischen Mittel müssen für den rauhen Fahrzeugbetrieb in einer stoß- und rüttelsichern Baueinheit zusammengefaßt sein. Die Stoss- und Rüttelsicherheit kann nur mit grossem Aufwand erreicht werden.
Aufgabe: Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativbewegung anzugeben, bei der kein bewegtes Gitter oder kein Polarisationsgitter verwendet wird.
Lösung: Die Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
Vorteil: Die Erfindung ermöglicht auch die Unterdrückung des Gleichsignalanteils auf sehr einfacher Weise.
Sie ist zusammen mit der in der älteren Anmeldung P 24 50 439 angegebenen Einrichtung zur berührungslosen Messung der Geschwindigkeit auf einfache Weise zu verwirklichen.
Beschreibung: Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig.l eine Einrichtung mit einem optisch/elektrischen Wandler, der abwechselnd lichtemo.findlicleund lichtunempfindliche Streifen aufweist; Fig.2 den optisch/elektrischen Wandler nach Fig.1 von vorne; Fig.3 eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der von der Einrichtung nach Fig.1 abgegebenen Signale.
Die Einrichtung nach Fig.1' die zusammen mit der Schaltungsanordnung nach Fig.3 zur Bestimmung der Richtung der Geschwindigkeit v einer Fläche F mit statistisch verteilter Rauheit dient, besteht im Wesentlichen aus einer Optik, die durch eine Linse L angedeutet ist, und einer Platte P mit parallelen lichtempfindlichen Streifen S1 bis Sn, deren elektrische Anschlüsse mit 1 bis n bezeichnet sind.
Zwischen den lichtempfindlichen Streifen liegen lichtunempfindliche Streifen. Der itterabstand ist d.
Fig.2 zeigt die Platte P von vorne.
Anstelle der Platte P mit den lichtempfindlichen Streifen kann auch ein bekanntes optisches Gitter verwendet werden, bei dem jedem Spalt eine Optik und ein optisch/elektrlscher Wandler zugeordnet sind.
e In der Schaltungsanordnung nach Fig.3, die zur Verarbeitung der Signale der Einrichtung nach Fig.i dient, sind er die Anschlüsse 1 bis n dargestellt. nie Anschlüsse sind in drei Gruppen I bis III eingeteilt. Bei der Beschaltung sind zwei Fälle zu unterscheiden: Im ersten Fall, bei dem die Signale mit gleichem Vorzeichen addiert werden, muß jede Gruppe mindestens drei nebeneinanderliegende Gitterspalten enthalten.
Im zweiten Fall, bei dem zur CleichsignalunterdrSickung die Signale der ungeradzahligen Gruppen mit positivem Vorzeichen und die der geradzahligen Gruppen mit negativem Vorzeichen (Inverter J1 und J2) addiert werden, muß jede Gruppe mindestens zwei nebeneinanderlieqende Gitterspalten enthalten.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind für beide Fälle drei Gruppen I, II, III mit je drei Gitterspalten gezeichnet.
In beiden Fällen werden einerseits die Signale der vorletzten Spalte jeder Gruppe auf eine Addierschaltung Al und andererseits die Signale der letzten Spalte jeder Gruppe auf eine Addierschaltung A2 gegeben und jeweils addiert. Eine den beiden Addierschaltungen nachqeschaltete Phasenvergleichsschaltung M stelit fest, ob das Signal S1 am Ausgang von Al gegenüber dem Signal S2 am Ausgang von A2 in der phase vor- oder nacheilt.
Bezogen auf das Signal S2 hat das Signal S1 im ersten Fall, d.h. bei gleichphasiger Gewichtung aufeinanderfolgender Gruppen eine Phasenverschiebung von - 3600 geteilt durch die Anzahl der Spalten je Gruppe. Im zweiten Fall, d.h. bei gegenphasiger Gewichtung aufeinanderfolqender + 0 Gruppen, ergibt sich eine Phasenverschiebung von - 180 geteilt durch die Anzahl der Spalten je Gruppe.
Das positive Vorzeichen gilt für eine Bewegung in Zählrichtung der Spalten, das negative Vorzeichen für eine Bewegung entgegen der Zählrichtung.
Es werden je Gruppe mindestens zwei aufeinanderfolqende Spalten ausgewertet, wobei in jeder Gruppe die gleichen zwei Spalten verwendet werden, z.B. immer die erste und die zweite Spalte jeder Gruppe oder immer die zweite und dritte Spalte jeder Gruppe.

Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung 9 der Relativbewegung zwischen dieser Einrichtung und einem reflektierenden oder selbstleuchtenden Gegenstand mit statistisch rauher Oberfläche, bei der mit einem optischen Gitter, das senkrecht zur Oberfläche des Gegenstandes und in einer zu dieser parallelen Ebene angeordnet ist und mit dem Gitter nachgeschalteten optisch/elektrischen Wandlern phasenverschohene Signale gewonnen werden, wobei das Vorzeichen der Phasenverschiebung die Bewegungsrichtung angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (1 bis n) des Gitters zu Gruppen (I bis III) mit gleicher Anzahl der Spalten zusammengefaßt werden und für jeweils mindestens zwei nebeneinanderliegende Spalten jeder Gruppe je einzelne optisch/elektrische Wandler vorgesehen sind, daß einerseits die Ausgangssignale der Wandler aller ersten und andererseits die Ausgangssignale der Wandler aller zweiten Spalten in Addierschaltungen (Al, A2) summiert werden und-durch Phasenvergleich der beiden Summensiqnale in einer Phasenvergleichsschaltung (M) das Vorzeichen der Phasenverschiebung gewonnen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen mindestens 3 Spalten haben und die Ausgangssignale aller optisch/elektrischen Wandler direkt den Summierschaltungen zugeführt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß die Gruppen mindestens 2 Spalten haben und die Ausgangssignale. der optisch/elektrischen Wandler der ungeradzahligen Gruppen direkt und die der geradzahligen Gruppen über Inverter (J1, J2) den Summierschaltungen (Al, A2) zugeführt werden.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Gitter und die optisch/elektrischen Wandler eine Baueinheit bilden, die aus einem flächigen optisch/elektrischen Wandler (P) mit abwechselnd lichtempfindlichen und lichtunempfindlichen Streifen (S1 bis Sn) besteht.