DE2454299C3

DE2454299C3 - Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativbewegung

Info

Publication number: DE2454299C3
Application number: DE19742454299
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 7304 Ruit 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: 1982-03-11
Also published as: DE2454299A1; DE2454299B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativbe wegung zwischen dieser Einrichtung und einem reflektierenden oder selbstleuchtenden Gegenstand mit statistisch rauher Oberfläche, bei der mit einem optischen Gitter, das senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstandes und in einer Ebene parallel zu dessen Oberfläche 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 DE-OS 22 56 850 bekannt In dieser Offenlegungsschrift ist ein sogenanntes Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, das dazu dient, das Schleudern des -.5 Fahrzeugs bei Schnellbremsung zu verhindern. Die Richtungsinformation wird bei der bekannten Anordnung durch Aufspaltung des vom Gegenstand kommenden Lichts entweder mittels mechanischer Bewegung eines Furchengitters oder mittels eines in zwei Richtungen polarisierenden Gitters mit nachgeschaltelem 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 rüttelsicheren Baueinheit zusammengefaßt sein. Die Stoß- und Rüttelsicherheit kann nur mit großem Aufwand erreicht

jo werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativbewegung anzugeben, bei der die Richtungsbestimmung auf einfache Weise möglich ist und bei der keine zusätzlichen mechanisch bewegte Teile notwendig sind.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 oder 2 angegebenen Mitteln gelöst. Eine Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteransprucxr. Die Erfindung ermöglicht zusätzlich die Unterdrükkung des Gleichsignalanteils auf sehr einfache Weise.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Einrichtung mit einem optisch/elektrisehen Wandler, der abwechselnd lichtempfindliche und lichtunempfindliche Streifen aufweist,

Fi g. 2 den optisch/elektrischen Wandler nach Fi g. 1 von vorne,

Fig.3 eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung so der von der Einrichtung nach F i g. 1 abgegebenen Signale.

Die Einrichtung nach Fig. 1, die zusammen mit der Schaltungsanordnung nach Fig.3 zur Bestimmung der Richtung der Geschwindigkeit ν 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 S i bis Sn, deren elektrische Anschlüsse mit 1 bis η bezeichnet sind. Zwischen den lichtempfindlichen Streifen liegen lichtunempfindliche Streifen. Der Gitterabstand ist d.

F i g. 2 zeigt die Platte P von vorne. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3, die zur Verarbeitung der Signale der Einrichtung nach Fig. 1

dient, sind wieder die Anschlüsse 1 bis η dargestellt. Die

Anschlüsse sind in drei Gruppen I bis III engeteilt. Bei

der Beschattung 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 werden die Signale der ungeradzahligen Gruppen mit positivem Vorzeichen und die der geradzahligen Gruppen mit negativem Vorzeichen (Inverter /1 und /2) addiert. Hierzu muß jede Gruppe mindestens zwei nebeneinanderliegende Gitterspalten enthalten. Bei dieser Auswertung besteht die Möglichkeit, den Gleichsignalanteil zu unterdrücken.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind für beide Fälle drei Gruppen ί, II, III mit je drei Gitterspalten gezeichnet

In beiden Fällen werden einerseits die Signale der vorletzten Spalte jeder Gruppe auf eine Addierschaltung A 1 und andererseits die Signale der letzten Spalte jeder Gruppe auf eine Addierschaltung A 2 gegeben und jeweils addiert Eine den beiden Addierschaltungen nachgeschaltete Phasenvergleichsschaltung M stellt fest, ob das Signal 51 am Ausgang von A 1 gegenüber dem Signal S 2 am Ausgang von A 2 in der Phase vor- oder nacheilt

Die Phasenverschiebung zwischen den Signalen 51 und S2 hängt ab von der Anzahl der Spalte pro Gruppe und ob die Signale den Addierschaltungen direkt oder invertiert zugeführt werden. Im Falle der direkten Signalzuführung ist zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen eine Phasenverschiebung von ± 360° geteilt durch die Anzahl der Spaltung je Gruppe vorhanden, im zweiten Fall, d. h. bei gegenphasiger Bewertung

κι aufeinanderfolgender 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

ii eine Bewegung entgegen der Zählrichtung.

Es werden je Gruppe mindestens zwei aufeinanderfolgende Spalten ausgewertet, wobei in jeder Gruppe die gleichen zwei Spalten verwendet werden, z. B. immer die erste und die zweite Spalte jeder Gruppe

jo oder immer die zweite und dritte Seilte jeder Gruppe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung der Relativbewegung zwischen dieser Einrichtung und einem reflektierenden oder selbstleuchtenden Gegenstand mit statistisch rauher Oberfläche, bei der mit einem optischen Gilter, das senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstandes und in einer Ebene parallel zu dessen Oberfläche angeordnet ist und mit dem Gitter nachgeschalteten optisch/elektrischen Wandlern phasenverschobene Signale gewonnen werden, wobei das Vorzeichen der Phasenverschiebung die Bewegungsrichtung angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (1 bis n)des Gitters zu Gruppen mit gleicher Anzahl der Spalten zusammengefaßt werden, daß die Gruppen mindestens 3 Spalten haben, daß für jeweils mindestens zwei nebeneinanderiiegende Spalten jeder Gruppe je einzelne optisch/elektrische Wandler vorgesehen sind, daß einerseits die Ausgangssignaie der Wandler aller ersten und andererseits die Ausgangssignale der Wandler aller zweiten Spalten in Addierschaltungen (A 1, A 2) summiert werden und durch Phasenvergleich der beiden Summensignale in einer Phasenvergleichsschaltung (M) das Vorzeichen der Phasenverschiebung gewonnen wird.

2. Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung der Relativbewegung zwischen dieser Einrichtung und einem reflektierenden oder selbstleuchtend^n Gegenstand mit statistisch rauher Oberfläche, bei der mit ein^m optischen Gitter, das senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstandes und in einer Ebene parallel zu dessen Oberfläche angeordnet ist und mit dem Gitter nachgeschalteten optisch/elektrischen Wandlern phasenverschobene Signale gewonnen werden, wobei das Vorzeichen der Phasenverschiebung die Bewegungsrichtung angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (1 bis n) des Gitters zu Gruppen mit gleicher Anzahl der Spalten zusammengefaßt werden, daß die Gruppen mindestens 2 Spalten haben, daß diesen je einzelne optisch/elektrische Wandler (A) nachgeschaltet sind, daß einerseits die Ausgangssignale der Wandler aller ersten und andererseits die Ausgangssignale der Wandler aller zweiten Spalten in Addierschaltungen (A 1, A 2) summiert werden, (B) wobei die Ausgangssignale der optisch/elektrischen Wandler der ungeradzahligen Gruppen direkt und die der geradzahligen Gruppen über Inverter (Ji, Jl) den Addierschaltungen (Ai, Al) zugeführt werden und daß durch Phasenvergleich der beiden Summensignale in einer Phasenvergleichsschaltung (M)das Vorzeichen der Phasenverschiebung gewonnen wird.

3. 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 (S 1 bis Sn,J besteht.