JP2500174Y2 - Distance measuring device with spatial filter - Google Patents

Distance measuring device with spatial filter

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JP2500174Y2 JP1989020187U JP2018789U JP2500174Y2 JP 2500174 Y2 JP2500174 Y2 JP 2500174Y2 JP 1989020187 U JP1989020187 U JP 1989020187U JP 2018789 U JP2018789 U JP 2018789U JP 2500174 Y2 JP2500174 Y2 JP 2500174Y2
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signal
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Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は空間フィルタを用いた距離測定装置において
空間フィルタの出力を増加してS/N比を向上させたもの
である。
[Detailed Description of the Invention] A. Industrial Field of Application The present invention is to improve the S / N ratio by increasing the output of the spatial filter in the distance measuring device using the spatial filter.

B.考案の概要 空間フィルタを用いた距離測定装置において走行路面
からの反射光が急変したために注目する空間フィルタの
周波数成分が減少し、この結果光検出変換部からの電気
信号が雑音に対して相対的に低くなることがあるが、空
間フィルタ演算部で用いる正弦波及び余弦波の一周期の
正の整数倍だけ光検出変換部からの電気信号の位相を遅
らせ、及び/または進めた電気信号をこの電気信号に加
え合せるので、注目する周波数成分だけは振幅が雑音に
対して相対的に増大することとなるため、S/N比が向上
し、精度の良い測定が行えることになる。
B. Outline of the device In the distance measuring device using the spatial filter, the frequency component of the spatial filter of interest decreases due to the sudden change of the reflected light from the road surface. The electric signal may be relatively low, but the phase of the electric signal from the photodetection conversion unit is delayed and / or advanced by a positive integer multiple of one period of the sine wave and the cosine wave used in the spatial filter calculation unit. Is added to this electrical signal, the amplitude of only the frequency component of interest increases relative to the noise, so the S / N ratio is improved and accurate measurement can be performed.

C.従来の技術 従来、無人搬送車などの自動運転にあたって、走行路
上に電磁誘導線や光学式反射テープを布設して走行ガイ
ドを形成する方式や、車軸,計測輪にエンコーダやタコ
ジェネレータを取り付けて、車輪の回転に応じたパルス
又はアナログ電圧から無人車の速度,移動距離を計測す
る方式がある。
C. Conventional technology Conventionally, in automatic driving of an automated guided vehicle, a method of laying an electromagnetic induction wire or an optical reflection tape on the road to form a running guide, or attaching an encoder or tachogenerator to the axle or measuring wheel. Then, there is a method of measuring the speed and moving distance of the unmanned vehicle from a pulse or analog voltage corresponding to the rotation of the wheel.

しかしながら、これらの方式は路面に誘導線や反射テ
ープ等を布設する走行路の加工を必要とし、その加工作
業が面倒であると共に、路面の凹凸、外力等による車輪
のスリップや車輪の摩耗により精度良い計測が出来なか
った。
However, these methods require the processing of a traveling path by laying a guide wire, a reflective tape, etc. on the road surface, and the processing work is troublesome. I couldn't make good measurements.

このため、外部からの誘導が不要で、かつ、非接触で
移動距離を測定する方法として、空間フィルタを利用し
た距離測定方法が開発されている。
For this reason, a distance measuring method using a spatial filter has been developed as a method of measuring a moving distance in a non-contact manner without requiring guidance from the outside.

この空間フィルタによる距離測定方法について第7図
〜第10図を参照して説明する。
A distance measuring method using this spatial filter will be described with reference to FIGS. 7 to 10.

第7図に示されるように、路面1からの反射光が光学
系2によって撮取され、ラインセンサ(CCD)3によっ
て、所定の周期でサンプリングされて電気信号に変換さ
れることになる。ここで、路面1からの反射光は多種類
の周波数の組み合わせから構成されるが、路面1の材
料,周囲の環境等が一定ならば、その組み合せはほぼ一
定とみなされる。そして、光学系2,ラインセンサ3等を
図示しない車輌の底面に設ければ、車輌の走行に従っ
て、わずかに変動を繰り返すことになる。
As shown in FIG. 7, the reflected light from the road surface 1 is taken by the optical system 2, sampled at a predetermined cycle by the line sensor (CCD) 3, and converted into an electric signal. Here, the reflected light from the road surface 1 is composed of a combination of various kinds of frequencies, but if the material of the road surface 1 and the surrounding environment are constant, the combination is considered to be substantially constant. If the optical system 2, line sensor 3 and the like are provided on the bottom surface of the vehicle (not shown), slight fluctuations will be repeated as the vehicle travels.

ラインセンサ3からの出力は読出回路4を通過した
後、空間フィルタ演算部5に入力されることになる。空
間フィルタ演算部5は、光学的にランダムな周波数から
構成される反射光から、任意の周波数成分を抽出し、そ
の時系列的な変化から、位相空間において移動距離に対
応するベクトルを求めるものである。即ち、読出回路4
を通過した信号Vは、A/D変換器6でデジタル信号に変
換されるが、フーリエ級数に展開すると次の様になる。
The output from the line sensor 3 passes through the read circuit 4 and then is input to the spatial filter calculation unit 5. The spatial filter calculation unit 5 extracts an arbitrary frequency component from the reflected light composed of optically random frequencies, and obtains a vector corresponding to the moving distance in the phase space from the time series change thereof. . That is, the read circuit 4
The signal V that has passed through is converted into a digital signal by the A / D converter 6, and is expanded to the Fourier series as follows.

但し、x0は時刻tにおける車輌の位置、 xは読出回路から読み出されるラインセンサ内の位置で
あり、x0を基準とする、 k=2π/L,i=0,1,2…,Lはラインセンサの測定範囲で
ある。
However, x 0 is the position of the vehicle at time t, x is the position in the line sensor read from the reading circuit, and x = 0 is the reference, k = 2π / L, i = 0,1,2 ..., L Is the measurement range of the line sensor.

そして、フーリエ係数Ai(x0),Bi(x0)は次式で示
される。
The Fourier coefficients A i (x 0 ) and B i (x 0 ) are given by the following equation.

Ai(x0)=(2/L)・∫ V・cos(k・i・x)dx …(2) Bi(x0)=(2/L)・∫ V・sin(k・i・x)dx …(3) このような信号Vにそれぞれ空間フィルタとして、下
式に示す特定周波数の余弦波,正弦波S1,S2を乗算し、
所定範囲で積分する。
A i (x 0) = ( 2 / L) · ∫ 0 L V · cos (k · i · x) dx ... (2) B i (x 0) = (2 / L) · ∫ 0 L V · sin (K · i · x) dx (3) These signals V are spatial filters, respectively, which are multiplied by cosine waves and sine waves S 1 and S 2 of specific frequencies shown in the following equations,
Integrate within a predetermined range.

S1=F・cos(n・k・x) …(4) S2=F・sin(n・k・x) …(5) Sa(x0)=∫0 LV・S2dx=F・Bn(x0)・L/2 …(6) Sb(x0)=∫0 LV・S1dx=F・An(x0)・L/2 …(7) 空間フィルタとして使用される余弦波S1,正弦波S2
第9図に示すように、それらの一周期2π/nkがL/nと書
き表すことができ、以下これを空間フィルタピッチP
(=L/n)と呼ぶこととする。ここで、ラインセンサか
らの出力Vは、路面や環境等の条件が一定の反射光によ
るものであれば、あるn次の成分Vnについては3角関数
的に連続して変化するはずであり、例えば下式で示され
ることになる。ただし、l=x0+xであり、φは初期値
である。
S 1 = F ・ cos (n ・ k ・ x) (4) S 2 = F ・ sin (n ・ k ・ x) (5) S a (x 0 ) = ∫ 0 L V ・ S 2 d x = F ・ B n (x 0 ) ・ L / 2 (6) S b (x 0 ) = ∫ 0 L V ・ S 1 d x = F ・ A n (x 0 ) ・ L / 2 (7) As shown in FIG. 9, the cosine wave S 1 and the sine wave S 2 used as the spatial filter can be expressed as L / n for one period 2π / nk of them.
(= L / n). Here, the output V from the line sensor should change continuously in a trigonometric function with respect to a certain n-th order component V n if the condition such as the road surface or the environment is due to reflected light. , For example, as shown in the following formula. However, l = x 0 + x, and φ is an initial value.

従って、n次のフーリエ係数An,Bnは次の様に求めら
れる。
Therefore, the nth-order Fourier coefficients A n and B n are obtained as follows.

同様にして (9)(10)式を上記(6)(7)式に代入して整理す
ると次式となる。
In the same way Substituting equations (9) and (10) into equations (6) and (7) and rearranging gives the following equation.

このようにして得られるSa(x0),Sb(x0)は、第10
図(a)に示すように三角関数的に変化してゆくもので
あり、時間の経過に従って、車輌に位置x0が変化する
と、その波形が時空間的に図中右方へ流れてゆくもので
ある。そして、Sa,Sbをそれぞれ2次元の座標とするベ
クトルの軌跡を第10図(b)の位相平面に示すように、
そのベクトルの回転角は移動距離x0に比例することとな
り、その比例定数は(11)(12)式から2π/Pであるこ
とが判る。従って、移動距離x0を求めるには、ベクトル
の回転角にP/2πを乗算してやれば良い。尚、実際に
は、ラインセンサ3によって所定の周期でサンプリング
された信号Vにより上記Sa,Sbは定められるので、サン
プリング回数ごとに区別できるよう、以下ではサンプリ
ング回数nの添字を付してSan,Sbnのように表示するこ
ととする。このようにして得られた信号San,Sbnはそれ
ぞれ図示しないローパスフィルタを通り、前回値
San-1,Sbn-1と共に移動距離演算部6に入力される。移
動距離演算部6は、位相差演算部7、累算器8、乗算器
9,10とから構成される。位相差演算部7では、第8図に
示すように前回のサンプリング時n−1から今回のサン
プリング時nまでの移動距離に対応する位相平面上での
角度差Δφを演算する。即ち、第8図に示すベクトル
(San-1,Sbn-1)とベクトル(San,Sbn)の内積,外積
の絶対値を下式に従って求め、それらの比を取る。
S a (x 0 ) and S b (x 0 ) thus obtained are the tenth
As shown in Figure (a), it changes in a trigonometric function, and when the position x 0 changes in the vehicle with the passage of time, its waveform spatiotemporally flows to the right in the figure. Is. Then, as shown in the phase plane of FIG. 10 (b), the trajectory of the vector having S a and S b as two-dimensional coordinates is
The rotation angle of the vector is proportional to the moving distance x 0 , and it can be seen from the equations (11) and (12) that the proportional constant is 2π / P. Therefore, in order to obtain the moving distance x 0 , the rotation angle of the vector may be multiplied by P / 2π. Actually, the signals S sampled by the line sensor 3 in a predetermined cycle determine the above S a and S b. Therefore, in the following, the subscript of the sampling number n is added so that they can be distinguished for each sampling number. It will be displayed as S an and S bn . The signals S an and S bn obtained in this way pass through a low-pass filter (not shown) and
It is input to the moving distance calculation unit 6 together with S an-1 and S bn-1 . The moving distance calculation unit 6 includes a phase difference calculation unit 7, an accumulator 8, and a multiplier.
It is composed of 9 and 10. The phase difference calculator 7 calculates the angle difference Δφ on the phase plane corresponding to the moving distance from the previous sampling time n−1 to the current sampling time n, as shown in FIG. That is, the absolute value of the inner product and outer product of the vector (S an-1 , S bn-1 ) and the vector (S an , S bn ) shown in FIG. 8 is obtained according to the following formula, and the ratio thereof is calculated.

この角度差Δφは累算器8にて総和され(ΣΔφ)、
その後、乗算器9によりP/2πが乗算させられて移動距
離x0として出力される。また、角度差Δφを総和せず
に、乗算器10にてP/2πを乗ずると速度Vが求められる
ことになる。
This angular difference Δφ is summed by the accumulator 8 (ΣΔφ),
Then, the multiplier 9 multiplies it by P / 2π and outputs it as the moving distance x 0 . Further, the velocity V can be obtained by multiplying P / 2π in the multiplier 10 without summing the angular differences Δφ.

D.考案が解決しようとする課題 しかしながら、路面の不規則な所や急変している所な
どでは、注目している周波数成分が減少し、第10図
(a)(b)に示す信号San,Sbnの振幅が小さくなるこ
とがあった。これにより、出力のS/N比が悪化し、精度
の良い計測ができなくなることがあった。
D. Problems to be Solved by the Invention However, the frequency component of interest decreases in an irregular or sudden change on the road surface, and the signal S an shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) decreases. , The amplitude of S bn was sometimes small. As a result, the S / N ratio of the output deteriorates, and accurate measurement may not be possible.

本考案は上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところはS/N比の良好な出力信号を得ら
れる空間フィルタによる距離測定装置を提供するにあ
る。
The present invention has been made in view of the above prior art,
It is an object of the invention to provide a distance measuring device using a spatial filter capable of obtaining an output signal having a good S / N ratio.

E.課題を解決するための手段及び作用 本考案では空間フィルタピッチPの正の整数倍だけ、
光検出変換部からの電気信号の位相を遅らせ、および/
または進めた電気信号を1又は2以上この電気信号に加
え合わせるので、空間フィルタにより特定される周波数
成分の振幅だけが雑音に対して相対的に増大することと
なり、このためS/N比が向上する。
E. Means and Actions for Solving the Problem In the present invention, a positive integer multiple of the spatial filter pitch P,
Delay the phase of the electrical signal from the photodetection converter, and /
Alternatively, one or more advanced electrical signals are added to this electrical signal, so that only the amplitude of the frequency component specified by the spatial filter increases relative to the noise, which improves the S / N ratio. To do.

F.実施例 以下、本考案の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
F. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図(a)(b)(c)に本願にかかる第1考案に
ついての実施例を示す。同図に示されるように、路面1
からの反射光は光学系2によって撮取され、ラインセン
サ3、読出回路4よりなる光検出変換部により、所定の
周期でサンプリングされて電気信号V(x0)となり、A/
D変換器6によりデジタル化される。この後、この信号
V(x0)は複数段(図中ではN段)設けられた位相遅延
回路11にそれぞれ入力する。各位相遅延回路11は、空間
フィルタピッチPの正の整数倍だけ位相を遅らせた遅延
信号V(x0−P),V(x0−2P),…V(x0−NP)を生成
し、これら遅延信号は総和されて前記信号V(x0)と共
に空間フィルタ演算部5に入力される。空間フィルタ演
算部5における演算内容は前述した通りであり、説明を
割合するが、要するに空間フィルタにより特定される周
波数に関しては、同位相となってその出力が強め合うの
で、空間フィルタ演算部5により求められる出力San,S
bnの振幅が増大することになる。一方、空間フィルタに
より特定されない周波数や雑音などは、信号V(x0)と
遅延信号V(x0−iP)(ただしi=1,2…N)とで、同
位相とはならないから、必ずしも強め合うこととはなら
ないが、その振幅がある程度増大することは確かであ
る。しかし、空間フィルタにより特定される周波数につ
いての振幅の増幅率が上記実施例のようにN段の場合に
は、(N+1)が倍となるのに対し、その周波数以外で
はおよそ 倍程度であるので、相対的に特定周波数の振幅が大きく
なり、S/N比が向上することになる。従って、路面の不
規則な所などでも、San,Sbnの振幅が十分大きくなり、
精度の良い計測ができることになる。例えば、N=1に
場合について、コンピュータシュミレーションにより信
号San,Sbnを求めた結果を第2図に示すように、これと
同条件の場合を示す第9図の従来例に比べ、振幅が約2
倍に大きくなっている。
1 (a), (b) and (c) show an embodiment of the first invention of the present application. As shown in the figure, the road surface 1
The reflected light from is taken by the optical system 2, and is sampled at a predetermined cycle by the photodetection conversion unit including the line sensor 3 and the readout circuit 4 to become the electric signal V (x 0 ), which is A /
It is digitized by the D converter 6. Thereafter, the signal V (x 0 ) is input to each of the phase delay circuits 11 provided in a plurality of stages (N stages in the figure). Each phase delay circuit 11 generates a delay signal V (x 0 −P), V (x 0 −2P), ... V (x 0 −NP) whose phase is delayed by a positive integer multiple of the spatial filter pitch P. , These delayed signals are summed and input to the spatial filter operation unit 5 together with the signal V (x 0 ). Although the contents of the calculation in the spatial filter calculation unit 5 are as described above, the explanation will be explained. In short, the frequencies specified by the spatial filter have the same phase and their outputs strengthen each other. Required output S an , S
The amplitude of bn will increase. On the other hand, the frequency and noise that are not specified by the spatial filter do not always have the same phase with the signal V (x 0 ) and the delayed signal V (x 0 −iP) (where i = 1, 2 ... N). It is not constructive, but it is certain that its amplitude will increase to some extent. However, when the amplification factor of the amplitude for the frequency specified by the spatial filter is N stages as in the above embodiment, (N + 1) is doubled, while at other frequencies, it is approximately Since it is about double, the amplitude of the specific frequency becomes relatively large and the S / N ratio is improved. Therefore, the amplitudes of S an and S bn are sufficiently large even on irregular roads,
This will enable accurate measurement. For example, as shown in FIG. 2 when the signals S an and S bn are obtained by computer simulation in the case of N = 1, the amplitude is smaller than that in the conventional example of FIG. 9 showing the case of the same conditions. About 2
It is twice as big.

尚、空間フィルタ演算部5以降の構成は第7図に示す
ものと同一であり、同様の作用効果であるので説明を省
略する。
The configuration after the spatial filter calculation unit 5 is the same as that shown in FIG. 7 and has the same operation and effect, so the description thereof will be omitted.

次に、本願の第2考案にかかる実施例について、第3
図を参照して説明する。
Next, the third embodiment of the second invention of the present application will be described.
It will be described with reference to the drawings.

本実施例は上記実施例の位相遅延回路11に代えて位相
進み回路12を設けたものであり、その他の構成は同様な
ものである。各位相進み回路12は空間フィルタピッチP
の正の整数倍だけ、信号V(x0)の位相を進めた進み信
号V(x0+P),V(x0+2P),…V(x0+NP)を生成す
るものである。従って、位相を進める、遅らせるの違い
はあるが、空間フィルタピッチPの正の整数倍だけずれ
ることに変わりはなく、空間フィルタにより特定される
周波数が同位相となって強め合うことになり、同様の作
用,効果を奏する。第4図(a)(b)にはN=1とし
た場合の信号Sa,Sbのコンピュータシュミレーション結
果を示すように従来に比較して、その振幅が約2倍とな
っていることが判る。
In this embodiment, a phase advance circuit 12 is provided in place of the phase delay circuit 11 of the above embodiment, and other configurations are the same. Each phase lead circuit 12 has a spatial filter pitch P.
The lead signals V (x 0 + P), V (x 0 + 2P), ... V (x 0 + NP) that are advanced by the phase of the signal V (x 0 ) by a positive integer multiple of are generated. Therefore, although there is a difference between advancing and delaying the phase, it is still deviated by a positive integer multiple of the spatial filter pitch P, and the frequencies specified by the spatial filter become the same phase and reinforce each other. Produces the action and effect of. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the computer simulation results of the signals S a and S b when N = 1 show that the amplitude is about twice that of the conventional one. I understand.

また、信号V(x0)についてはサンプリング回数を示
す添字を省略しているが、これはいずれの回数において
も同様の結果となるためである。
Further, for the signal V (x 0 ), the subscript indicating the number of times of sampling is omitted, but this is because the same result is obtained at any number of times.

第5図は本願の第3考案にかかる実施例を示すもので
ある。本実施例では、位相遅延回路11及び位相進み回路
12をそれぞれ複数段(図中、N段とした)設けた他は、
上記実施例と同様の構成であり、同様の作用効果を奏す
る。例えば、N=1とした場合のSa,Sbについてのコン
ピュータシュミレーション結果を第6図に示すように、
その振幅が従来に比べ約3倍に増大している。
FIG. 5 shows an embodiment according to the third invention of the present application. In this embodiment, the phase delay circuit 11 and the phase advance circuit
Except that each of the 12 stages has multiple stages (N stages in the figure),
The configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the same operational effect is obtained. For example, as shown in FIG. 6, the computer simulation results for S a and S b when N = 1
Its amplitude is about three times that of the conventional one.

尚、上記実施例では、位相遅延回路11、位相進み回路
12はA/D変換器6と空間フィルタ演算部5との間に設け
たいたが、理論的には読出回路4とA/D変換器6との間
に設けても良いものである。
In the above embodiment, the phase delay circuit 11, the phase advance circuit
Although 12 is provided between the A / D converter 6 and the spatial filter operation section 5, theoretically it may be provided between the read circuit 4 and the A / D converter 6.

G.考案の効果 以上実施例に基づいて具体的に説明したように本考案
では位相遅延回路および/または位相進み回路を設ける
ことにより、光検出変換部からの電気信号の位相を空間
フィルタピッチPの正の整数倍だけ遅らせ、あるいは進
めてもとの電気信号に加算したので、空間フィルタによ
り特定される周波数について選択的に振幅を増大させる
ことができ、このためS/N比を向上させて測定精度を上
げることができる。
G. Effect of the Invention As described concretely based on the above embodiments, in the present invention, by providing the phase delay circuit and / or the phase advance circuit, the phase of the electric signal from the photodetection conversion unit can be set to the spatial filter pitch P. Since it is delayed by a positive integer multiple of or added to the original electric signal when advanced, it is possible to selectively increase the amplitude for the frequency specified by the spatial filter, thus improving the S / N ratio. The measurement accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)(b)(c)はそれぞれ本願の第1考案の
実施例にかかり、同図(a)はその構成図、同図(b)
は遅延信号を示すグラフ、同図(c)は遅延信号の総和
を示すグラフ、第2図(a)は信号Sa,Sbの時空間的変
化を示すグラフ、第2図(b)は信号Sa,Sbの位相空間
を示すグラフ、第3図(a)(b)(c)はそれぞれ本
願の第2考案の実施例にかかり、同図(a)はその構成
図、同図(b)は進み信号を示すグラフ、同図(c)は
総和された進み信号を示すグラフ、第4図(a)は信号
Sa,Sbの時空間的変化を示すグラフ、第4図(b)は信
号Sa,Sbの位相空間を示すグラフ、第5図(a)(b)
(c)はそれぞれ本願の第3考案の実施例にかかり、同
図(a)はその構成図、同図(b)は進み信号及び遅延
信号を示すグラフ、同図(c)は総和された進み信号及
び遅延信号を示すグラフ、第6図(a)は信号Sa,Sb
時空間的変化を示すグラフ、第6図(b)は信号Sa,Sb
の位相空間を示すグラフ、第7図は従来の空間フィルタ
による移動距離測定装置の構成図、第8図は信号San,S
bn,San-1,Sbn-1の位相空間を示すグラフ、第9図は空
間フィルタを示すグラフ、第10図(a)は従来の信号
Sa,Sbの時空間的変化を示すグラフ、第10図(b)は信
号Sa,Sbの位相空間を示すグラフである。 図面中、 1は路面、2は光学系、3はラインセンサ(CCD)、4
は読出回路、5は空間フィルタ演算部、6は移動距離演
算部、7は位相差演算部、8は累算器、9,10は乗算器、
11は位相遅延回路、12は位相進み回路である。
1 (a), (b) and (c) respectively relate to an embodiment of the first invention of the present application, and FIG. 1 (a) is its configuration diagram and FIG. 1 (b).
Is a graph showing a delayed signal, FIG. 6 (c) is a graph showing a sum of delayed signals, FIG. 2 (a) is a graph showing spatiotemporal changes of signals S a and S b , and FIG. 2 (b) is Graphs showing the phase space of the signals S a and S b , FIGS. 3 (a), (b) and (c) respectively relate to the embodiment of the second invention of the present application, and FIG. 4B is a graph showing a lead signal, FIG. 4C is a graph showing a summed lead signal, and FIG. 4A is a signal.
A graph showing the spatiotemporal changes of S a and S b , FIG. 4 (b) is a graph showing the phase space of the signals S a and S b , and FIGS. 5 (a) and 5 (b).
(C) is related to the embodiment of the third invention of the present application, FIG. (A) is its configuration diagram, (b) is a graph showing a lead signal and a delayed signal, (c) is the sum. graph showing the signal and the delay signal advances, FIG. 6 (a) is the signal S a, the graph showing the spatial variation when S b, FIG. 6 (b) is the signal S a, S b
FIG. 7 is a graph showing a phase space of a moving distance measuring device using a conventional spatial filter, and FIG. 8 is a diagram showing signals S an and S.
bn, S an-1, S bn-1 of a graph showing a phase space, the graph Figure 9 is showing a spatial filter, FIG. 10 (a) is a conventional signal
S a, graph showing spatial variation when S b, Fig. 10 (b) is a graph showing the phase space of the signals S a, S b. In the drawings, 1 is a road surface, 2 is an optical system, 3 is a line sensor (CCD), 4
Is a reading circuit, 5 is a spatial filter operation unit, 6 is a moving distance operation unit, 7 is a phase difference operation unit, 8 is an accumulator, 9 and 10 are multipliers,
Reference numeral 11 is a phase delay circuit, and 12 is a phase advance circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−266606(JP,A) 特開 平2−278312(JP,A) 特開 昭58−3483(JP,A) 特開 昭63−177066(JP,A) 特公 昭61−36161(JP,B2) 特公 平4−67613(JP,B2) 特公 昭61−43641(JP,B2) 実公 平6−50728(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-1-266606 (JP, A) JP-A-2-278312 (JP, A) JP-A 58-3483 (JP, A) JP-A 63- 177066 (JP, A) JP 61-36161 (JP, B2) JP 4-67613 (JP, B2) JP 61-43641 (JP, B2) JP 6-50728 (JP, Y2)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】車体底面に配設され走行路面で反射した光
を撮取し、所定の周期でサンプリングして電気信号に変
換する光検出変換部と、該光検出変換部からの電気信号
に正弦波,余弦波をそれぞれ乗算し、所定範囲内で積分
することにより任意の周波数成分を抽出し、該周波数で
振動する正弦波,余弦波信号を求める空間フィルタ演算
部と、該空間フィルタ演算部からの正弦波,余弦波信号
を2次元の座標とするベクトルの位相平面上での原点を
中心とする回転角から前記車体の移動距離を算出する走
行距離演算部とを有する空間フィルタによる距離測定装
置において、上記光検出変換部からの電気信号の位相を
上記正弦波及び余弦波の一周期の正の整数倍だけ遅らせ
る位相遅延回路を1又は2段以上設け、該位相遅延回路
からの遅延電気信号を前記光検出変換部からの電気信号
に加算して前記空間フィルタ演算部へ入力することを特
徴とする空間フィルタによる距離測定装置。
1. A light detecting and converting unit which is arranged on the bottom surface of a vehicle body and which captures light reflected on a traveling road surface, samples the light at a predetermined period and converts it into an electric signal, and an electric signal from the light detecting and converting unit. A spatial filter calculating section for multiplying a sine wave and a cosine wave, respectively, and integrating within a predetermined range to extract an arbitrary frequency component, and obtaining a sine wave and a cosine wave signal vibrating at the frequency, and the spatial filter calculating section. Distance measurement by a spatial filter having a travel distance calculation unit for calculating the travel distance of the vehicle body from a rotation angle of a vector having two-dimensional sine and cosine wave signals as coordinates from the origin on the phase plane In the apparatus, one or two or more phase delay circuits for delaying the phase of the electric signal from the photodetection conversion unit by a positive integer multiple of one cycle of the sine wave and the cosine wave are provided, and the delay electric circuit from the phase delay circuit is provided. Belief Distance measuring device according to a spatial filter, characterized in that the input by adding to an electric signal from the optical detector converting unit to the spatial filter operation section.
【請求項2】車体底面に配設され走行路面で反射した光
を撮取し、所定の周期でサンプリングして電気信号に変
換する光検出変換部と、該光検出変換部からの電気信号
に正弦波,余弦波をそれぞれ乗算し、所定範囲内で積分
することにより任意の周波数成分を抽出し、該周波数で
振動する正弦波,余弦波信号を求める空間フィルタ演算
部と、該空間フィルタ演算部からの正弦波,余弦波信号
を2次元の座標とするベクトルの位相平面上での原点を
中心とする回転角から前記車体の移動距離を算出する走
行距離演算部とを有する空間フィルタによる距離測定装
置において、上記光検出変換部からの電気信号の位相を
上記正弦波及び余弦波の一周期の正の整数倍だけ進める
位相進み回路を1又は2段以上設け、該位相進み回路か
らの進み電気信号を前記光検出変換部からの電気信号に
加算して前記空間フィルタ演算部へ入力することを特徴
とする空間フィルタによる距離測定装置。
2. A photodetection conversion unit arranged on the bottom surface of a vehicle body for capturing light reflected on a traveling road surface, sampling at a predetermined cycle and converting it into an electric signal, and an electric signal from the light detection conversion unit. A spatial filter calculating section for multiplying a sine wave and a cosine wave, respectively, and integrating within a predetermined range to extract an arbitrary frequency component, and obtaining a sine wave and a cosine wave signal vibrating at the frequency, and the spatial filter calculating section. Distance measurement by a spatial filter having a travel distance calculation unit for calculating the travel distance of the vehicle body from a rotation angle of a vector having two-dimensional sine and cosine wave signals as coordinates from the origin on the phase plane In the apparatus, one or two or more phase advance circuits for advancing the phase of the electric signal from the photodetection conversion unit by a positive integer multiple of one cycle of the sine wave and cosine wave are provided, and the advance electric signal from the phase advance circuit is provided. signal Distance measuring device according to a spatial filter, characterized in that the input by adding to an electric signal from the optical detector converting unit to the spatial filter operation section.
【請求項3】車体底面に配設され走行路面で反射した光
を撮取し、所定の周期でサンプリングして電気信号に変
換する光検出変換部と、該光検出変換部からの電気信号
に正弦波,余弦波をそれぞれ乗算し、所定範囲内で積分
することにより任意の周波数成分を抽出し、該周波数で
振動する正弦波,余弦波信号を求める空間フィルタ演算
部と、該空間フィルタ演算部からの正弦波,余弦波信号
を2次元の座標とするベクトルの位相平面上での原点を
中心とする回転角から前記車体の移動距離を算出する走
行距離演算部とを有する空間フィルタによる距離測定装
置において、上記光検出変換部からの電気信号の位相を
上記正弦波及び余弦波の一周期の正の整数倍だけ遅らせ
る位相遅延回路を1又は2段以上設けると共に上記光検
出変換部からの電気信号の位相を上記正弦波及び余弦波
の一周期の正の整数倍だけ進める位相進み回路を1又は
2段以上設け、該位相遅延回路からの遅延電気信号及び
該位相進み回路からの進み電気信号を前記光検出変換部
からの電気信号に加算して前記空間フィルタ演算部へ入
力することを特徴とする空間フィルタによる距離測定装
置。
3. A light detecting and converting unit which is arranged on the bottom surface of a vehicle body and which captures light reflected on a traveling road surface, samples it at a predetermined cycle and converts it into an electric signal, and an electric signal from the light detecting and converting unit. A spatial filter calculating section for multiplying a sine wave and a cosine wave, respectively, and integrating within a predetermined range to extract an arbitrary frequency component, and obtaining a sine wave and a cosine wave signal vibrating at the frequency, and the spatial filter calculating section. Distance measurement by a spatial filter having a travel distance calculation unit for calculating the travel distance of the vehicle body from a rotation angle of a vector having two-dimensional sine and cosine wave signals as coordinates from the origin on the phase plane In the apparatus, a phase delay circuit that delays the phase of the electric signal from the photodetection conversion unit by a positive integer multiple of one cycle of the sine wave and the cosine wave is provided, and the electric signal from the photodetection conversion unit is provided. A phase lead circuit for advancing the phase of the signal by a positive integer multiple of one cycle of the sine wave and cosine wave is provided, and the delayed electric signal from the phase delay circuit and the lead electric signal from the phase lead circuit are provided. Is added to the electric signal from the photodetection conversion unit and is input to the spatial filter calculation unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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