DE4313497C2

DE4313497C2 - Method and device for determining the direction and speed of an object

Info

Publication number: DE4313497C2
Application number: DE19934313497
Authority: DE
Inventors: Andreas Bellof
Original assignee: DATRON MESSTECHNIK GmbH
Current assignee: Corrsys Datron Sensorsysteme GmbH
Priority date: 1993-04-24
Filing date: 1993-04-24
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2013-04-25
Also published as: DE4313497A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Bewegungsrichtung eines Objektes.The invention relates to a method for determining the Direction of movement of an object.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise zum Bestimmen von Geschwindigkeit und Richtung von Aufzügen bekannt. Dabei ist die Geschwindigkeit proportional zur Dreh zahl, während die Bewegungsrichtung mit Hilfe von Win kelcodierern und Inkrementalgebern ermittelt wird, wel che zwei gegeneinander um 90° phasenverschobene Signale erzeugen, wobei das zeitliche Aufeinanderfolgen der Flanken der beiden Signale bzw. deren Richtung - posi tive Flanke, negative Flanke - eine eindeutige Aussage über die Drehrichtung des Motors und damit über die Be wegungsrichtung eines davon angetriebenen Aufzugs ge stattet. Such a method is for example for determining known from the speed and direction of elevators. The speed is proportional to the rotation number, while the direction of movement using Win kelcoders and incremental encoders is determined, wel che two signals 90 ° out of phase with each other generate, the temporal succession of the Flanks of the two signals or their direction - posi tive edge, negative edge - a clear statement about the direction of rotation of the motor and thus about the loading Direction of movement of an elevator driven by it equips.

Es ist auch ein Verfahren zum Messen der Relativge schwindigkeit zwischen einem optoelektrischen Geschwin digkeitsmeßgerät und einem relativ dazu beweglichen Ob jekt bekannt, bei dem ein reelles Bild des beweglichen Objektes mittels eines optischen Systems auf eine pho toempfindliche, optische Gitteranordnung projiziert wird, mit deren Hilfe ein Meßsignal mit einer zu der zu messenden Relativgeschwindigkeit proportionalen Fre quenz erzeugt wird.It is also a method of measuring relative ge speed between an optoelectric speed ditätsmeßgerät and a relatively movable Ob jekt known, in which a real picture of the moving Object using an optical system on a pho sensitive, optical grid arrangement projected with the help of a measurement signal with one to the measuring relative speed proportional Fre sequence is generated.

Ein derartiges Verfahren bzw. ein nach diesem Verfahren arbeitendes Geschwindigkeitsmeßgerät sind in der DE-OS 21 60 877 beschrieben. Bei dem bekannten Gerät werden die Bewegungen eines reellen Bildes eines Objek tes dadurch gemessen, daß man in die Bildebene ein Git ter bringt, den dieses Gitter durchdringenden Lichtfluß auf einem Photoempfänger sammelt und die Frequenz einer Wechselkomponente des Photostroms bestimmt, die durch das wechselnde Zusammenwirken des Bildes mit der Git terstruktur entsteht. Dabei wird darauf hingewiesen, daß die Anwendungsmöglichkeiten solcher Einrichtungen infolge des schlechten Signal-Rauschabstandes sehr be schränkt sind. In der zitierten Druckschrift wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß diesem Man gel durch Verwendung eines Gitters in Form einer peri odischen Anordnung ebener Flächen prismatischer oder pyramidenförmiger Art abgeholfen werden kann, da in diesem Fall der vom Objekt herkommende Lichtfluß in verschiedenen Richtungen auf verschiedene Photoempfän ger gesammelt werden kann, aus deren Ausgangssignalen Gegentaktsignale mit erhöhter Signalqualität gewonnen werden können, aus deren Frequenz die Bewegungsge schwindigkeit ermittelt wird.Such a method or one according to this method working speedometer are in the DE-OS 21 60 877 described. In the known device become the movements of a real image of an object tes measured by placing a Git in the image plane ter brings the light flow penetrating this grating collects on a photoreceiver and the frequency of one Alternating component of the photocurrent determined by the changing interaction of the image with the git structure arises. It is pointed out that the uses of such facilities due to the poor signal-to-noise ratio, be very are restricted. In the cited publication, in in this connection pointed out that this Man gel by using a grid in the form of a peri odic arrangement of flat surfaces prismatic or pyramidal type can be remedied because in in this case the light flux coming from the object in different directions on different photo receivers can be collected from their output signals Push-pull signals obtained with increased signal quality can be, from the frequency of the Bewegungsge speed is determined.

Bei einem weiteren aus der DE 32 29 343 A1 bekannten optoelektrisch arbeitenden Geschwindigkeitsmeßgerät der vorstehend beschriebenen Art besteht außerdem die Mög lichkeit zum Bestimmen der Bewegungsrichtung des Objek tes. Dabei werden streifen- oder matrixförmig ausgebil dete Photoempfänger auf einem Halbleitersubstrat so miteinander verbunden, daß vier kammförmig ineinander verschachtelte Gitter entstehen, wobei eine Substrakti on der im ersten und dritten bzw. im zweiten und vier ten Gitter erzeugten Signale durchgeführt wird und wo bei die beiden resultierenden, zueinander phasenver schobenen Signale zur Erkennung der Richtung der Bewe gung direkt miteinander verglichen werden. Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Richtungserkennung, die auf dem Prinzip der eingangs diskutierten Richtungserken nung auf der Basis der Ausgangssignale von Inkremental gebern und dgl. basiert, bei optoelektrisch arbeitenden Geschwindigkeitsmeßgeräten aufgrund des stochastischen Charakters der von diesen erzeugten Signale nicht in allen Fällen eine zuverlässige, korrekte Erkennung der Bewegungsrichtung gestattet.In another known from DE 32 29 343 A1 optoelectrically operating speed measuring device type described above also exists ability to determine the direction of movement of the object tes. Stripes or matrices are formed dete photoreceiver on a semiconductor substrate like this linked together that four comb-shaped one inside the other nested grids arise, creating a subtract on the in the first and third or in the second and four signals generated by the grid and where in the two resulting, phase-shifted to each other pushed signals to detect the direction of the movement be compared directly with each other. It has shown that this type of direction detection based on the principle of the directional notes discussed at the beginning based on the incremental output signals based and the like, with optoelectrically working Speedometers due to the stochastic Character of the signals generated by them not in reliable, correct detection of the Direction of movement allowed.

Aus der GB 2 024 467 A geht ein Verfahren und eine Vor richtung zur Erzeugung und Verarbeitung elektrischer Pulse hervor, welche die Drehrichtung eines sich dre henden Pulsgenerators detektieren. GB 2 024 467 A describes a method and a procedure direction for the production and processing of electrical Pulses that indicate the direction of rotation of a Detect pulse generator.

Aus der DE 40 34 846 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung der Bewegung eines Fahrzeugs über einer Fläche sowie eine Bewegungserfassungvorrichtung bekannt, bei der zwei gegeneinander verdrehte, jeweils eindimensionale Wegsensoren, die z. B. als optisches Gitter zur Ermittlung von Relativbewegungen über einer statistisch rauhen Oberfläche ausgebildet sein können, zur Erfassung die nen.DE 40 34 846 A1 describes a method for detection the movement of a vehicle over a surface as well known a motion detection device in which two twisted, one-dimensional Displacement sensors, e.g. B. as an optical grating for determination of relative movements over a statistically rough one Surface can be designed to capture the nen.

Die DE 37 42 357 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestim mung der Winkelposition und Drehzahl bzw. Drehgeschwin digkeit eines Drehkörpers gemäß einem Kodiermuster auf einer an dem Drehkörper befestigten und synchron mit diesem verdrehten Kodiereinrichtung, wobei Drehwinkel- Positionssignale bestehend aus n-Phasenrechteckwellen und Abtastimpulse erzeugt werden, die bei einem vorbe stimmten Drehwinkelintervall auftreten. Ansprechend auf die Ausgabe eines jeden Abtastimpulses werden Pegel der entsprechenden Drehwinkel-Positionssignale erfaßt, ein Variationsmuster einer Kombination der erfaßten n-Pegel wird mit einem Referenzvariationsmuster verglichen und es wird bestimmt, ob ein von der Norm abweichender Zu stand aufgetreten ist oder nicht. Wenn der Zustand der Norm entspricht, wird bestimmt, ob das Variationsmuster ein Vorwärtsbewegungsmuster oder ein Rückwärtsbewe gungsmuster ist. Das Vorwärtsbewegungsmuster bzw. das Rückwärtsbewegungsmuster werden weiterverarbeitet.DE 37 42 357 A1 discloses a method for determining measurement of the angular position and speed or rotary speed on a rotating body according to a coding pattern one attached to the rotating body and synchronized with this twisted coding device, Position signals consisting of n-phase square waves and sampling pulses are generated, which are at a pre agreed rotation angle interval occur. Responsive to the output of each strobe pulse will be the level of corresponding rotation angle position signals detected, a Variation pattern of a combination of the detected n levels is compared to a reference variation pattern and it is determined whether a Zu deviates from the norm has occurred or not. If the state of the Norm, it is determined whether the variation pattern a forward movement pattern or a backward move pattern. The forward movement pattern or the Backward movement patterns are processed further.

Aus der DE 26 39 226 A1 ist ferner eine Einrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Richtung einer Relativ bewegung zwischen dieser Einrichtung und einem reflek tierenden Gegenstand bekannt, wobei das reflektierte Licht in Abhängigkeit vom Ort verschiedene Intensitäten aufweist, welche mindestens zwei optisch/elektrische Wandler aufweist, in der durch Phasenvergleich der Aus gangssignale dieser Wandler die Drehrichtung der Rela tivgeschwindigkeit ermittelt wird. Bei dieser Einrich tung wird das reflektierte Licht auf die in Bewegungs richtung hintereinander oder versetzt hintereinander angeordneten optisch/elektrischen Wandler projiziert, die Ausgangssignale der optisch/elektrischen Wandler werden in Rechtecksignale umgewandelt, und es werden in einer logischen Phasenvergleichseinrichtung die Phasen der beiden Rechtecksignale miteinander verglichen und in Abhängigkeit davon, ob ein positive oder eine nega tive Phasenverschiebung vorliegt, binäre Signale abge geben, welche eine Anzeigeeinrichtung steuern.DE 26 39 226 A1 also describes a device for non-contact determination of the direction of a relative movement between this device and a reflec ting object known, the reflected Light different intensities depending on the location has at least two optical / electrical Has converter, in the phase comparison of the off output signals of these converters the direction of rotation of the relay active speed is determined. With this facility tion, the reflected light is on the moving Direction one behind the other or offset one behind the other projected optical / electrical converter projected, the output signals of the optical / electrical converters are converted into square wave signals and are converted into the phases of a logical phase comparison device of the two square wave signals compared with each other and depending on whether a positive or a negative tive phase shift is present, binary signals abge give which control a display device.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. ein Ge schwindigkeitsmeßgerät mit einer photoempfindlichen op tischen Gitteranordnung dahingehend zu verbessern, daß eine zuverlässige und genaue Bestimmung der Bewegungs richtung eines translatorisch beweglichen Objektes mit möglichst geringem technischen Aufwand erfolgen kann.The Erfin is based on this state of the art based on the task of a procedure or a Ge speed measuring device with a photosensitive op table grid arrangement to improve that a reliable and accurate determination of the movement direction of a translationally movable object with as little technical effort as possible.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is the generic method according to the invention by the features of claim 1 solved.

Es ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung, daß zusätzlich zu einer Messung der Ge schwindigkeit mittels eines einzigen optischen oder op toelektronischen Gitters ein Richtungssignal erzeugt werden kann, welches Auskunft über die Bewegungsrich tung des beweglichen Objektes gibt, also beispielsweise Auskunft darüber, ob ein Fahrzeug, welches mit einem Geschwindigkeitsmeßgerät zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet ist, vorwärts oder rückwärts fährt. Dabei wird in Anlehnung an den Stand der Technik mit um 90° gegeneinander phasenverschiebli chen Signalen gearbeitet, die jedoch nicht unmittelbar ausgewertet werden können, wie dies bei bekannten Ta chogeneratoren und dgl. der Fall ist; vielmehr wird ge mäß der Erfindung im Hinblick auf die Tatsache, daß die Meßsignale bei einem optoelektrischen Meßverfahren der betrachteten Art trotz des Vorhandenseins einer gewis sen Grundfrequenz statistische Signale sind, die Ent scheidung über die Bewegungsrichtung in Abhängigkeit von in einem vorgegebenen Zeitintervall auftretenden Pegelwechseln der beiden um 90° gegeneinander phasen verschobenen Signale getroffen. Hierdurch wird gemäß der Erfindung trotz des Vorliegens statistischer Meßsi gnale, die mit allerlei Unregelmäßigkeiten behaftet sind, eine zuverlässige Möglichkeit zum Erkennen der Bewegungsrichtung geschaffen.It is a particular advantage of the method according to the Invention that in addition to a measurement of the Ge speed using a single optical or op toelectronic grid generates a direction signal can be what information about the direction of movement device of the moving object, for example Information about whether a vehicle with a Speedometer for performing the inventions is equipped according to the method, forward or drives backwards. Based on the stand the technology with 90 ° phase shift from each other Chen signals worked, but not immediately can be evaluated, as is the case with known Ta chogenerators and the like. is the case; rather, ge according to the invention in view of the fact that the Measuring signals in an optoelectric measuring method considered species despite the existence of a certain fundamental frequency are statistical signals that ent depending on the direction of movement of those occurring in a predetermined time interval Change the level of the two by 90 ° against each other shifted signals hit. This will according to the invention despite the presence of statistical Meßsi gnale, which is afflicted with all kinds of irregularities are a reliable way to identify the Direction of movement created.

In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteil haft erwiesen, wenn bei einer oberhalb einer vorgegebe nen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit jede Än derung des Richtungssignals verhindert wird, da bei spielsweise ein Fahrzeug, dessen Geschwindigkeit mit 50 km/h ermittelt wurde, nicht innerhalb der Zeitspanne zwischen zwei Messungen, die üblicherweise im Bereich von wenigen ms liegt, seine Richtung von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt oder umgekehrt geändert haben kann.In an embodiment of the invention, it has proven to be advantageous proven imprisonment if given above a speed lies every speed change of the direction signal is prevented, since at for example a vehicle whose speed is 50 km / h was determined, not within the period between two measurements, usually in the range of a few ms, its direction from forward to Reverse travel or vice versa may have changed.

Die Aufgabe wird ferner durch Geschwindigkeitsmeßgeräte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 gelöst.The task is further achieved by speed measuring devices to carry out the method according to the invention with solved the features of claims 5 and 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand abhängiger Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are counter stood dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläu tert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained in more detail below with reference to drawings tert. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Geschwin digkeitsmeßeinrichtung zur Erläuterung des Prinzips der Geschwindigkeitsmessung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Fig. 1 is a schematic representation of a speed measuring device to explain the principle of speed measurement in the method according to the invention

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Geräts zur Messung der Ge schwindigkeit und zum Bestimmen der Bewegungs richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 is a schematic representation of a preferred embodiment of a device for measuring the Ge speed and for determining the direction of movement for performing the method and

Fig. 3 eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindung der Sensorelemente eines Halbleiter bauelementes für ein Gerät gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a schematic representation of the electrical connection of the sensor elements of a semiconductor device according to a device for FIG. 2.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein bewegliches Objekt 1, ein optisches System 2 und eine fotoempfindliche, optische Gitteranordnung 3. Diese drei Einheiten sind längs einer optischen Achse O im Abstand voneinander angeordnet, welche senkrecht zu der durch einen Pfeil B angedeuteten Bewegungsrichtung des Objekts 1 angeordnet ist.In particular, FIG. 1 shows a moving object 1, an optical system 2, and a photo-sensitive optical grating assembly 3. These three units are arranged at a distance from one another along an optical axis O, which is arranged perpendicular to the direction of movement of the object 1 indicated by an arrow B.

Das optische System ist in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber in Form einer einfachen Linse 2 dargestellt. Die Gitteranordnung 3 umfaßt gemäß Fig. 1 ein optisches Gitter 5, beispielsweise in Form eines Strich- oder Prismengitters, sowie auf der von dem Objekt 1 abgewandten Rückseite dieses Gitters zwei Photodioden 4, 4', welche zwei um 180° phasenverschobene Meßsignale auf zwei Ausgangsleitungen A1 und A2 liefern, wobei diese Signale bei einem Prismengitter den Bildern von der einen bzw. von der anderen Flanke der einzelnen prismatischen Gitterelemente entsprechen.For the sake of clarity, the optical system is shown in FIG. 1 in the form of a simple lens 2 . The grid arrangement 3 comprises in FIG. 1, an optical grating 5, for example in the form of a line or prism grating, as well as on the side facing away from the object 1 back of this grating two photodiodes 4, 4 ', which two phase-shifted by 180 ° measurement signals on two output lines A1 and A2 deliver, these signals corresponding to the images of one or the other flank of the individual prismatic grating elements in a prism grating.

Bei einer Meßeinrichtung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau gilt für die Hauptfrequenzkomponente des Meßsignals die folgende Gleichung:
In the case of a measuring device with the structure shown in FIG. 1, the following equation applies to the main frequency component of the measuring signal:

f = Mv/g,
f = Mv / g,

wobei M = Abbildungsmaßstab; v = Relativgeschwindigkeit von Objekt und Meßgerät und g = Gitterkonstante.where M = image scale; v = relative speed of Object and measuring device and g = lattice constant.

Außerdem ergibt sich dann, wenn die Größe des reellen Bildes der am häufigsten auftretenden Objektpunkte des Objekts 1 gleich der Gitterkonstante g ist, ein Maximalwert der Frequenzkomponente mit der Frequenz f und damit ein Maximalwert der Amplitude des Meßsignals insgesamt.In addition, if the size of the real image of the most frequently occurring object points of the object 1 is equal to the lattice constant g, there is a maximum value of the frequency component with the frequency f and thus a maximum value of the amplitude of the measurement signal as a whole.

Vorzugsweise wird nun anstelle eines optischen Systems bzw. einer Linse 2 mit fester Brennweite ein Vario- bzw. Zoomobjektiv verwendet, mit dessen Hilfe der Abbildungsmaßstab in einem großen Bereich, beispielsweise in einem Verhältnis von 1 : 100, geändert werden kann, um zur Messung der Relativgeschwindigkeit eine optimale Anpassung an die Struktur der Oberfläche des Objekts 1 zu erreichen, d. h. um die Ortswellenlänge, die einer bestimmten Größe von Objektpunkten entspricht, an die Gitterkonstante anzupassen. Gleichzeitig können Einrichtungen vorgesehen werden, um den an dem Zoomobjektiv jeweils eingestellten Abbildungsmaßstab zu ermitteln, so daß bei gegebener Frequenz f der Hauptfrequenzkomponente des Meßsignals und bei bekannter Gitterkonstante direkt die Objektgeschwindigkeit v bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen Objekt und Geschwindigkeitsmeßgerät anhand der angegebenen Gleichung berechnet werden kann.Instead of an optical system or a lens 2 with a fixed focal length, a zoom lens is now preferably used, with the aid of which the imaging scale can be changed over a wide range, for example in a ratio of 1: 100, in order to measure the Relative speed to achieve an optimal adaptation to the structure of the surface of the object 1 , that is, to adapt the spatial wavelength, which corresponds to a certain size of object points, to the lattice constant. At the same time, devices can be provided to determine the imaging scale set on the zoom lens, so that the object speed v or the relative speed between the object and the speed measuring device can be calculated directly from the given equation for a given frequency f of the main frequency component of the measurement signal and with a known grating constant .

Bei dem Meßgerät gemäß Fig. 2 der Zeichnung ist anstelle der Gitteranordnung 3 mit dem Gitter 5 und den beiden Photosen soren 4, 4' eine Gitteranordnung in Form eines Halbleiterbau elements vorgesehen, welches vier Sätze von kammartig ineinan der greifenden, streifenförmigen Sensorelementen 6 besitzt, die in der in Fig. 3 detailliert gezeigten Weise mit Aus gangsleitungen A1, A2 und B1, B2 verbunden sind, welche paar weise an Gegentaktverstärker 7 angeschlossen sind, welche Ausgangssignale A bzw. B erzeugen.In the measuring device of FIG. 2 of the drawing, instead of the grid arrangement 3 with the grid 5 and the two Photosen sensors 4, 4 'a lattice arrangement in the form of a semiconductor assembly member provided which has four sets of comb-like ineinan the cross strip-shaped sensor elements 6, 3 in the manner shown in detail in FIG. 3 are connected to output lines A1, A2 and B1, B2, which are connected in pairs to push-pull amplifiers 7 , which produce output signals A and B, respectively.

Aufgrund der in Fig. 2 gezeigten Verbindung der Sensorelemen te 6 werden auf den Ausgangsleitungen A1 und A2 Signale er halten, die um 180° gegeneinander phasenverschoben sind und aus denen mit Hilfe eines Gegentaktverstärkers 7 ein Meßsig nal A erhalten wird, welches praktisch nur noch die der Orts wellenlänge entsprechende Hauptfrequenzkomponente mit der Frequenz f aufweist und mittels geeigneter Auswerteeinrich tungen 12, die nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind und auf deren Ausgestaltung daher hier nicht im einzel nen eingegangen werden soll, eine zuverlässige Ermittlung der Objektgeschwindigkeit v gestattet.Due to the connection of the sensor elements 6 shown in FIG. 2, he will receive signals on the output lines A1 and A2, which are 180 ° out of phase with each other and from which a measuring signal A is obtained with the aid of a push-pull amplifier 7 , which practically only has the main wavelength component corresponding to the local wavelength with the frequency f and, by means of suitable evaluation devices 12 , which are not the subject of the present application and whose configuration is therefore not to be discussed in detail here, permits a reliable determination of the object speed v.

In entsprechender Weise sind die Signale auf den Ausgangslei tungen B1, B2 um 180° phasenverschoben und dienen unter Ver wendung eines weiteren Gegentaktverstärkers 7 der Erzeugung eines Signals 8, welches aufgrund der aus Fig. 3 ersichtli chen Anordnung der streifenförmigen Sensorelemente 6 gegen über dem Signal A um 90° phasenverschoben ist.In a corresponding manner, the signals on the output lines B1, B2 are phase-shifted by 180 ° and are used, using a further push-pull amplifier 7, to generate a signal 8 which, due to the arrangement of the strip-shaped sensor elements 6 shown in FIG. 3, vis-à-vis the signal A is out of phase by 90 °.

Gemäß der Erfindung werden die Signale A und B einem Kompara tor 8 zugeführt und in diesem mit einem in einem Speicher 9 gespeicherten Referenzmuster in Form einer sich über ein vor gegebenes Zeitintervall erstreckenden Folge von Pegelwechseln verglichen. Wenn dieser Vergleich zu der geforderten Überein stimmung zwischen den beiden zu vergleichenden Folgen von Pe gelwechseln führt, liefert der Komparator ein entsprechendes Richtungssignal an eine Speicherschaltung 10, die an ihrem Ausgang R das gültige Richtungssignal zu der gemessenen Ge schwindigkeit liefert. Dabei kann die Speicherschaltung 10 so ausgebildet sein, daß sie normalerweise von sich aus ein be stimmtes Richtungssignal, beispielsweise das Richtungssignal für eine Vorwärtsbewegung, liefert und nur dann das entgegen gesetzte Richtungssignal, wenn ihr ein entsprechendes Signal vom Ausgang des Komparators 8 zugeführt wird. Bei dieser Aus gestaltung genügt es dann, wenn nur für diese Bewegungsrich tung, also im betrachteten Fall für eine Rückwärtsbewegung, eine entsprechende Folge von Pegelwechseln gespeichert ist.According to the invention, the signals A and B are fed to a comparator 8 and compared in this with a reference pattern stored in a memory 9 in the form of a sequence of level changes extending over a given time interval. If this comparison leads to the required agreement between the two sequences of pe changes to be compared, the comparator delivers a corresponding direction signal to a memory circuit 10 , which delivers the valid direction signal at its output R at the measured speed. The memory circuit 10 can be designed such that it normally provides a certain direction signal, for example the direction signal for a forward movement, and only the opposite direction signal when it receives a corresponding signal from the output of the comparator 8 . With this design, it is sufficient if a corresponding sequence of level changes is stored only for this direction of movement, ie in the case under consideration for a backward movement.

Insbesondere werden die Signale A und B in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe eines Signalprozessors, insbesondere eines Mikrocomputers, unter Anwendung gespeicherter vorgegebener Rechenvorschriften über ein vorgegebenes Zeitintervall miteinander verknüpft. Als Ergebnis dieser Rechenschritte erhält man dabei den Phasenbezug zwischen den beiden Signalen A und B. Bleibt dieser Phasenbezug über einen vorzugsweise entsprechend der ermittelten Geschwindigkeit gewählten Zeitraum gleich, so wird ein entsprechendes Richtungssignal ausgegeben. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt also keine konkrete Speicherung einer typischen Folge von Pegelwechseln, wie sie mit Hilfe der Speicherschaltung 10 möglich ist, sondern statt dessen die Speicherung vorgegebener Rechenvorschriften bzw. eines vorgegebenen Rechenprogramms, mit dessen Hilfe der Signalprozessor aktuell den Phasenbezug zwischen den beiden Signalen A und B ermittelt mit dem Ergebnis, daß der Signalprozessor und das gespeicherte Rechenprogramm den Komparator 8 und den Speicher 9 gemäß Fig. 3 ersetzt, ohne daß dadurch das Prinzip des Vergleichs einer typischen Folge von Pegelwechseln mit einer aktuell ermittelten Folge von Pegelwechseln verlassen würde. Gleichzeitig können mit Hilfe des Signalprozessors bzw. des Mikrocomputers periodische Impulsfolgen mit definierter gegenseitiger Phasenlage erzeugt werden, die dann den Einsatz bekannter Auswerteeinrichtungen ermöglichen, wie sie für die Auswertung der phasenverschobenen Signalfolgen von Inkrementalgebern und dgl. verwendet werden. In particular, in an advantageous embodiment of the invention, signals A and B are linked to one another over a predetermined time interval using a signal processor, in particular a microcomputer, using stored predetermined calculation rules. As a result of these calculation steps, the phase relationship between the two signals A and B is obtained. If this phase relationship remains the same over a time period that is preferably selected in accordance with the determined speed, a corresponding direction signal is output. In this embodiment, therefore, there is no specific storage of a typical sequence of level changes, as is possible with the aid of the memory circuit 10 , but instead the storage of predefined calculation rules or a predefined calculation program, with the aid of which the signal processor currently uses the phase relationship between the two signals A. and B determines with the result that the signal processor and the stored computing program replace the comparator 8 and the memory 9 according to FIG. 3, without thereby leaving the principle of comparing a typical sequence of level changes with a currently determined sequence of level changes. At the same time, the signal processor or the microcomputer can be used to generate periodic pulse sequences with a defined mutual phase position, which then enable the use of known evaluation devices such as are used for evaluating the phase-shifted signal sequences from incremental encoders and the like.

Die Speicherschaltung 10, bei der es sich beispielsweise um eine typische steuerbare Latch-Schaltung handeln kann, ist außerdem mit einer Sperrschaltung 13 verbunden, die ihrer seits mit einem Ausgang der Auswerteeinrichtungen 12 verbun den ist. Die Sperrschaltung 13 sperrt die Speicherschaltung 10 so lange gegen jede Änderung ihres die ermittelte Richtung anzeigenden Ausgangssignals, wie die von den Auswerteeinrichtungen 12 ermittelte Objektgeschwindigkeit v oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt, da in diesem Fall, d. h. beispielsweise bei einem schnell fahrenden Kraftfahrzeug, nicht mit einer plötzlichen Richtungsänderung zu rechnen ist und folglich ein entsprechendes Richtungssignal aus Plausibilitätsgründen nicht berücksichtigt werden sollte, was dann zum Tragen kommt, wenn der sehr unwahrscheinliche Fall einer Übereinstimmung der ge speicherten Folge von Pegelwechseln mit der aktuell ermittel ten Folge von Pegelwechseln eintritt, obwohl tatsächlich eine andere Bewegungsrichtung vorliegt. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn Speichereinrichtungen vorgesehen sind, in denen die Information über die zuletzt ermittelte Bewegungsrichtung dauerhaft gespeichert wird, so daß nach einem Abschalten und einem späteren erneuten Einschalten des Geräts zunächst einmal die "alte" Richtungsinformationen beibehalten werden kann.The memory circuit 10 , which can be, for example, a typical controllable latch circuit, is also connected to a blocking circuit 13 , which in turn is connected to an output of the evaluation devices 12 . The blocking circuit 13 blocks the memory circuit 10 against any change in its output signal indicating the determined direction as long as the object speed v determined by the evaluation devices 12 is above a predetermined limit speed, since in this case, that is to say, for example in the case of a fast-moving motor vehicle, not with one sudden change in direction is to be expected and consequently a corresponding direction signal should not be taken into account for reasons of plausibility, which comes into play when the very unlikely event of a match between the stored sequence of level changes and the currently determined sequence of level changes occurs, although a different one actually occurs Direction of movement is present. In addition, it is advantageous if storage devices are provided in which the information about the last determined direction of movement is stored permanently, so that the "old" directional information can initially be retained after the device has been switched off and then switched on again.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß es gemäß der Erfindung gelingt, außer der Geschwindigkeit auch deren Richtung sicher zu erfassen, wobei die dafür benötigten Schaltkreise und Bauelemente handelsübliche Bauteile sein können, die relativ preisgünstig zur Verfügung stehen.From the above description it is clear that according to the invention succeeds, in addition to the speed thereof Direction to capture safely, the required Circuits and components are commercially available components can, which are available relatively inexpensively.

Claims

1. Method for determining the direction of movement ei nes object, which oppose each other in two set directions relative to an opto electrical speedometer translato is physically mobile, through which the speed and the direction of movement of the object in Dependence of two phase-shifted against each other benen measurement signals by a single optical or optoelectronic grid are determined, being for at least one of the two motion directions information about a typical Sequence of level changes of the two measurement signals ge is saved and the decision about the direction of movement of the object depending by comparing the level changes of the current Measurement signals in a predetermined time interval the stored sequence of level changes and based on this decision Direction signal is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the information about a typical sequence of Level changes immediately as a result of level changes is stored in a memory in order to compared to a current sequence of level changes to become.

3. The method according to claim 1, characterized in that the current measurement signals using a Si signal processor using stored pre given calculation rules over a given one Time interval are linked to each other by the Obtain phase relationship between the measurement signals.

4. The method according to claim 1, characterized in that at a above a given Ge speed every change direction signal is prevented.

5. Speed measuring device for determining the direction of movement of an object, which is translationally movable in two opposite directions relative to this speed measuring device, and which determines the speed and the direction of movement of the object as a function of two mutually phase-shifted measuring signals for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized by a single optical or optoelectronic grating ( 3 ), by memory devices ( 9 ) for storing a typical sequence of level changes of the two measurement signals, by comparison devices ( 8 ) for comparing the level changes of the current measurement signals in a predetermined Time interval with the stored sequence of level changes and by signal generating devices for generating a direction signal depending on the comparison result obtained by the comparison devices ( 8 ).

6. Speed measuring device for determining the direction of movement of an object, which is translationally movable in two opposite directions relative to this speed measuring device, and which determines the speed and direction of movement of the object as a function of two mutually phase-shifted measuring signals for carrying out the method according to claim 3, characterized by a single optical or optoelectronic grating ( 3 ) and by a signal processor for storing information about a typical sequence of level changes of the two measurement signals and for comparing the level changes of the current measurement signals in a predetermined time interval with the stored sequence of Level change, the signal processor using pre-given stored calculation rules, the current measurement signals over the predetermined time interval interlinked to the phase relationship between the two me ßsignalen to receive, and wherein the signal processor comprises signal generating devices, with the help of which a directional signal can be generated if the determined phases reference is the same over a period selected according to the determined Ge speed.

7. Speed measuring device according to claim 5 or 6, characterized in that locking devices ( 13 ) are provided, by a change in the directional signal generated by the Si signal generating devices can be suppressed by a speed above egg ner predetermined limit speed.

8. Speedometer according to one of claims 5 to 7, characterized in that a real image of the moving object is projected onto the grid ( 3 ), by means of which two phase-shifted measurement signals can be generated by 90 °.

9. Speed measuring device according to claim 8, characterized in that the grid ( 3 ) is formed such that each of the two by 90 ° against each other of the phase-shifted measurement signals can be generated from two 180 ° phase-shifted signals by counter clock amplification.