JPH01276069A - 非接触型速度検出装置の設定位置判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、空間フィルタを用いた非接触型速度検出Ｉ
！ｉ置の設定位置判定方法に関するものである。

［従来の技術及び課題］ 従来、空間フィルタを用いて被速度検出物の速度を非接
触状態で検出する非接触型速度検出装置があり、この装
置は自動車等の車両に搭載して対地速度を検出したり、
製紙業のライン速度検出装置のように所定位置に配置し
て紙の移動速度を検出したりするのに利用されている。

ところが、その非接触型速度検出装置を設置するときに
、空間フィルタの格子の配列方向と被速度検出物の移動
方向とを一致させる、即ち、空間フィルタの各受光素子
の延設方向と被速度検出物の移動方向とを直交させるべ
く配置する必要があった。この方向が合っていないとそ
のズレにて速度検出の際に理論特性から外れ速度検出誤
差となり正確な速度検出の妨げとなってしまう。ところ
が、この非接触型速度検出装置の設置を目視にて行なっ
ていたので精度が悪く、又、その方向合せ作業が大変煩
わしいものとなっていた。

この発明の目的は上記問題点を解消し、速度検出に際し
ての空間フィルタの取付時の方向を容易にかつ正確に合
せることができる非接触型速度検出装置の設定位置判定
方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第２図に示すように、速度検出用の第１の空間フィルタ
１に対し所定角度ｅをもって第２の空間フィルタ２が配
設され、ざらに、その第１の空間フィルタ１に対し同フ
ィルタ１と被速度検出物の移動方向とが角度Φをもって
ズしている場合を考える。尚、角度θ、Φは、時計回り
方向をプラス側とする。そして、各空間フィルタ１，２
の受光素子のピッチをＰ、光学系倍率をｍ、第１の空間
フィルタ１の出力信号の周波数をｆｌ、第２の空間フィ
ルタ２の出力信号の周波数をｆ２、被速度検出物の速度
をＶとする。空間フィルタの出力特性は ｆ＝　（ｍ・Ｖ）／Ｐ が成立することから、第１の空間フィルタ１においては ｆｌ＝　（ｍ−Ｖ−ｃｏｓΦ）／Ｐ ただし、−９０’　＜Φ〈９０゜ ・・・　（１） となり、同様に、第２の空間フィルタ２においては ｆ２−　（ｍ−Ｖ　−ＣＯ５（（Ｄ−ｅ））／Ｐ・　・
　・　（２） で与えられる。

そして、上式（１）、（２＞より ｆ２／ｆ１＝ｃｏｓ　（Φ−θ）／ＣＯ８Φ＝Ｃ０８ｅ
＋Ｓ　ｉ　ｎｅ−ｔａｎΦ ・・・（３） が得られる。

ここで、Ｑ＜ｅ＜９０°のとき、上式（３）から以下の
関係を得る。

■　０くΦく９０°のとき： ｓ　　ｒ　　ｎｅ−ｔａｎ　Φ〉Ｏ 、’、　ｆ　２／ｆ　１　＞ｃｏｓｅ ■　−９０°くΦく０のとき： ｓ　＋　ｎｅ−ｔａｎΦ〈〇 八ｆ２／ｆ１＜ｃｏｓｅ ■　Φ＝Ｏのとき： ｓ　＋　ｎｅ−ｔａｎΦ＝Ｏ −”−ｆ　２　／　ｆ　１　＝　ｃ　ｏ　ｓ　ｅ即ち、
両空間フィルタ１，２の出力信号の周波数の比率ｆ　２
／ｆ　１と、両空間フィルタ１．２でなす角度ｅの余弦
値（ｃｏｓｅ）とを比較しその大小関係にて第１の空間
フィルタ１と移動方向とのズレ方向（角度Φの正負）、
つまり前記■の場合に時計回り方向（Ｒ）に、又前記■
の場合に反時計回り方向（Ｌ）にズしていると判定する
ことができる。

そこで、本発明は、被速度検出物の反射光を、レンズを
介して受光素子を一定ピッチで複数互いに平行になるよ
うに配設した第１の空間フィルタに入力して、その第１
の空間フィルタの出力信号に基づいて被速度検出物の速
度を検出するようにした非接触型速度検出装置において
、 前記第１の空間フィルタに対し受光素子を一定ピッチで
複数互いに平行になるように配設した第２の空間フィル
タを所定角度をもって配設し、その第１の空間フィルタ
の出力信号と第２の空間フィルタの出力信号の周波数若
しくは周期と、両空間フィルタでなす角度に基づく所定
値とに基づいて前記第１の空間フィルタの被速度検出物
の移動方向に対するズレを判定するようにした非接触型
速度検出装置の設定位置判定方法をその要旨とするもの
である。

［作用］ 第１の空間フィルタの出力信号と第２の空間フィルタの
出力信号の周波数若しくは周期と、両空間フィルタでな
す角度に基づく所定値とに基づいて第１の空間フィルタ
の被速度検出物の移動方向に対するズレが判定される。

［実施例］ 以下、本発明を被速度検出物である通路に対して相対的
に移動する車両に搭載した非接触型速度検出装置に具体
化した一実施例を図面に従って説明する。尚、本実施例
では第１と第２の空間フィルタの出力信号の周期（Ｔ＝
１／ｆ）に基づいてズレ方向の判定を行なっている。

第１図に示すように、被速度検出物１１に対し非接触型
速度検出装置が一定間隔をおいて配置されている。この
非接触型速度検出装置は、被速度検出物１１と相対向す
るように円盤１２が配置され、同円盤１２は被速度検出
物１１と相対向した状態で回転できるようになっている
。この円盤１２の被速度検出物１１との対向面には速度
検出・ズレ方向判定用の第１の空間フィルタ１３とズレ
方向判定用の第２の空間フィルタ１４が所定角度θをお
いて配設され、各空間フィルタ１３゜１４は被速度検出
物１１からの反射光をレンズ１５を介して受光する。尚
、この第１の空間フィルタ１３を基準にした第１の空間
フィルタ１３と第２の空間フィルタ１４とでなす角度θ
と、第１の空間フィルタ１３を基準にし同フィルタ１３
と被速度検出物１１の移動方向とでなす角度Φは、時計
回り方向をプラス側とする。

前記空間フィルタ１３．１４は、第３図に示すように本
実施例では櫛形フィルタを使用している。

即ち、長方形を成す複数個の受光素子１６を複数個互い
に平行になるように同一平面内に配列して、当該受光素
子１６のうち１つおきに接合して一対の櫛形フィルタＦ
１．Ｆ２を形成している。この一対の櫛形フィルタＦ１
．Ｆ２の各受光素子１６のピッチをＰとすると櫛形フィ
ルタＦｌ、Ｆ２のズレ距離はＰ／２となるように配置さ
れている。

第１図に示すように、前記第１の空間フィルタ１３は、
その一対の櫛形フィルタＦ１．Ｆ２には電流電圧変換器
１７ａ、１７ｂがそれぞれ接続されるとともに、その各
電流電圧変換器１７ａ。

１７ｂには差動演算回路１８が接続されている。

よって、第１の空間フィルタ１３の櫛形フィルタＦ１．
Ｆ２が被速度検出物１１からの反射光を受光すると、各
櫛形フィルタＦ１．Ｆ２の受光素子１６の受光量に応じ
て電流電圧変換器１７ａ。

１７ｂにて電気信号に変換され、差動演算回路１８にて
差動的に合成され信号ＳＧ１を出力する。

同様に、前記第２の空間フィルタ１４は、その一対の肺
形フィルタＦ１．Ｆ２には電流電圧変換器１９ａ、１９
ｂがそれぞれ接続されるとともに、その各電流電圧変換
器１９ａ、１９ｂには差動演算回路２０が接続されてい
る。よって、第２の空間フィルタ１４の櫛形フィルタＦ
１．Ｆ２が被速度検出物１１からの反射光を受光すると
、各櫛形フィルタＦｌ、Ｆ２の受光素子１６の受光量に
応じて電流電圧変換器１９ａ、１９ｂにて電気信号に変
換され、差動演算回路２０にて差動的に合成され信号Ｓ
Ｇ２を出力する。

二値化変換器２１．２２は前記第１の空間フィルタ１３
の出力信号による信号ＳＧ１及び前記第２の空間フィル
タ１４の出力信号による信号ＳＧ２をそれぞれ入力し、
その各信号をパルス信号ＳＧ３；ＳＧ４にして出力する
。周期計数回路２３．２４は前記第１の空間フィルタ１
３の出力信号によるパルス信号ＳＧ３及び前記第２の空
間フィルタ１４の出力信号によるパルス信号ＳＧ４をそ
れぞれ入力し、そのパルス信号ＳＧ３゜ＳＧ４の周期Ｔ
１．Ｔ２をそれぞれカラン１〜する。

同期回路２５は所定の取込みタイミングで前記周期計数
回路２３．２４からの周期に対応するカウント信号を取
込み、演算回路２６に出力する。

演算回路２６では第１の空間フィルタ１３の出力λ 信号の周期Ｔ１と第十の空間フィルタ１４の出力信号の
周期Ｔ２の比率ＴＩ／Ｔ２を演算する。比較回路２７は
前記演算回路２６で求められた周期ＴＩ、Ｔ２の比率Ｔ
ｌ／Ｔ２と、記憶回路２８に予め記憶された両空間フィ
ルタ１３．１４でなす角度θの余弦値（ｃｏｓｅ）とを
比較し、Ｔ１／Ｔ２＞ｃｏｓｅならば、第１のＬＥＤド
ライバ２９を駆動して第１のＬＥＤ３０を点灯させ、丁
１／Ｔ２くＣ０６ｅならば、第２のしＥＤドライバ３１
を駆動して第２のＬＥＤ３２を点灯させ、Ｔｌ／Ｔ２＝
ＣＯ８ｅならば、第３のＬＥＤドライバ３３を駆動して
第３のＬＥＤ３４を点灯させるようになっている。

これらＬＥＤ３０，３２．３４の点灯は、その第１の空
間フィルタ１３と被速度検出物１１の移動方向とでなす
角度Φの正負の方向を示し、前記第１のＬＥＤ３０の点
灯は、前記用１１２を時計回り方向（Ｒ方向）に回転さ
せることを指示するものであり、第２のＬＥＤ３２の点
灯は前記円盤１２を反時計回り方向（し方向）に回転さ
せることを指示するものであり、第３のＬＥＤ３４の点
灯は円盤１２を回転させる必要がないことを示すもので
ある。

又、前記周期割数回路２３の出力信号は図示しない速度
検出回路に出力され同回路にて被速度検出物１１の速度
■が検出される。即ち、算出された周期Ｔと次の関係式
から速度Ｖが演算される。

ｆ−１／Ｔ−（ｍ−■）／Ｐ　　・・・（４）次に、本
実施例の非接触型速度検出装置を車両に設置する際の取
付位置調整方法について説明する。

まず、両空間フィルタ１３．１４を支持する円盤１２を
所定の角度に設定する。そして、この状態で、車両を走
行させると被速度検出物１１からの反射光はレンズ１５
を介して第１及び第２の空間フィルタ１３．１４に結像
される。そして、第１及び第２の空間フィルタ１３．１
４の各櫛形フィルタＦ１．Ｆ２の受光素子１６における
受光口に応じて電流電圧変換器１７ａ、１７ｂ、１９ａ
。

１９ｂにて電気信号に変換され、ざらに差動演算回路１
８．２０から受光口に応じたレベルの信号ＳＧ１．ＳＧ
２が出力される。この差動演算処理にてＳ／Ｎ比が改善
される。その信ＭＳＧ１゜ＳＧ２は二値化変換回路２１
．２２にて二値化が行なわれ、パルス信号ＳＧ３．ＳＧ
４となり周期δ１数回路２３．２４にてパルス信号ＳＧ
３゜ＳＧ４の周期Ｔ１．Ｔ２の計数動作が行なわれ、同
期回路２５にて所定のタイミングで周期ＴＩ。

Ｔ２が抽出される。

ざらに、演算回路２６にて第１の空間フィルタ１３の出
力信号の周期Ｔ１と第２の空間フィルタ１４の出力信号
の周期Ｔ２の比率Ｔ１／Ｔ２が演算され、比較回路２７
にてその周期の比率ＴＩ／Ｔ２と記憶回路２８に記憶さ
れた両空間フィルタ１３．１４でなす角度θの余弦値（
ｃｏｓｅ）とが比較される。そして。Ｔ１／Ｔ２＞ｃｏ
ｓｅならば、第１のＬＥＤドライバ２９を介して第１の
ＬＥＤ３０が、Ｔ１／Ｔ２＜Ｃ０８ｅなラバ、第２のＬ
ＥＤドライバ３１を介して第２のＬＥＤ３２が、ＴＩ／
Ｔ２−ｃｏｓｅならば、第３のしＥＤドライバ３３を介
して第３のＬＥＤ３４が点灯される。

従って、非接触型速度検出装置の取付位置を調整しよう
とする者はこの３つのＬＥＤ３０，３２゜３４の点灯に
よりこのときの設定状態が前記円盤１２を時計回り方向
（Ｒ方向）に回転させるか、反時計回り方向（し方向）
に回転させるか、あるいは円盤１２を回転させる必要が
ないかを判断することができる。そして、もし合ってい
ないならば、時計あるいは反時計回り方向に所定量回動
させ、前述した処理動作を再度行なうことにより正確に
第１の空間フィルタ１３を移動方向に合せることができ
る。即ち、Φ＝０のとき（ＴＩ／Ｔ２−ＣＯＳθ）に設
定することができる。

このように設定された俊は、第１の空間フィルタ１３の
出力信号の周期Ｔ２の検出に基づく前記（４）式にて被
速度検出物１１の速度を検出することとなる。

このように本実施例においては、被速度検出物１１の速
度を検出するための第１の空間フィルタ１３に対し第２
の空間フィルタ１４を所定角度θをもって配設し、第１
の空間フィルタ１３の出力信号の周期Ｔ１と第２の空間
フィルタ１４の出力信号の周期Ｔ２との比率Ｔｌ／Ｔ２
を求め、その比率ＴＩ／Ｔ２と前記両空間フィルタ１３
．１４でなす角度θに基づく所定値、即ち、ＣＯＳθと
を比較しその大小関係から第１の空間フィルタ１３の被
速度検出物１１の移動方向に対するズレ方向を判定し、
その結果が３つのＬＥＤ３０゜３２．３４に点灯表示さ
れる。従って、非接触型速度検出装置を設置するときに
、空間フィルタの格子の配列方向と被速度検出物１１の
移動方向とを容易に一致（第１の空間フィルタ１３の各
受光素子１６の延設方向と被速度検出物１１の移動方向
とを直交）させることができ、正確な速度検出を行うこ
とができることとなる。

又、本実施例においては、両空間フィルタ１３゜１４の
周期ＴＩ、Ｔ２の比率Ｔ１／Ｔ２を求め、この比率ＴＩ
／Ｔ２と所定値（ＣＯＳθ）との大小関係にてズレ方向
の判定を行なうようにしたので、両空間フィルタ１３．
１４の周期Ｔ１．Ｔ２（若しくは周波数）が接近した場
合、即ち、両周期Ｔ１，２の差ＴＩ−Ｔ２（若しくは、
画周波数ｆ１．ｆ２の差ｆ１−ｆ２）が小さくなっても
、誤差を生じることなく確実に検出できることとなる。

尚、この発明は上記実施例に限定されることなく、上記
実施例では第１と第２の空間フィルタ１３．１４の出力
信号の周期Ｔ１．Ｔ２を求め両者の比率ＴＩ／Ｔ２を求
め、ＣＯＳθと比較したが、第１と第２の空間フィルタ
１３．１４の出力信号の周波数ｆ１．ｆ２を求め両者の
比率ｆ２／ｆ１を求め、ＣＯＳθと比較してもよい。

又、上記実施例では第１の空間フィルタ１３に対し第２
の空間フィルタ１４をプラス側（時計回り方向）に設置
、即ち、Ｑ＜ｅ＜９０°としたが、マイナス側（反時計
回り方向）に第２の空間フィルタ１４を設け、−９０°
くｅく０としてもよい。

この場合、 ■　ＯくΦく９０°のとき； ｓ　＋　ｎｅ−ｔａｎΦく０ 、”、ｆ２／ｆ１＜ｃｏＳθ ■　−９０°〈ΦくＯのとき； ｓｉｎθ−ｔａｎΦ〉〇 八ｆ２／ｆ１＞ｃｏｓθ となる。

ざらに、上記各実施例では第１と第２の空間フィルタ１
３．１４の出力信号の周波数ｆ１．ｆ２若しくは周期Ｔ
ｌ、Ｔ２を求め両者の比率ｆ２／ｆ１若しくはＴＩ／Ｔ
２を求め、Ｃ０８ｅと比較したが、まずＴ１若しくはＴ
２にＣＯＳθを積算した値ｆ１・ＣＯＳθ若しくはＴ２
ψｃｏｓｅを求め、この値ｆ１・ｃｏｓｅ若しくはＴ２
・Ｃａ２ＯとＴ２若しくはＴ１とを比較するようにして
もよい。この場合においても、その基本的思想は第１と
第２の空間フィルタ１３．１４の出力信号の周波数ｆ１
．ｆ２若しくは周期Ｔ１．Ｔ２を求め両者の比率ｆ　２
／ｆ　１若しくはＴ　１　／Ｔ　２を求め、ＣＯＳθと
比較するのと同じものである。

［発明の効果］ 上述したようにこの発明によれば、速度検出に際しての
速度検出のための空間フィルタの取付時の方向を容易に
かつ正確に合せることができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した非接触型速度検出装置を
示す図、第２図は本発明を説明するための図、第３図は
本実施例の空間フィルタを示す図である。 １１は被速度検出物、１３は第１の空間フィルタ、１４
は第２の空間フィルタ、１５はレンズ、１６は受光素子
、２３は周期計数回路、２４は周期計数回路、２６は演
算回路、２７は比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被速度検出物の反射光を、レンズを介して受光素子
   を一定ピッチで複数互いに平行になるように配設した第
   １の空間フィルタに入力して、その第１の空間フィルタ
   の出力信号に基づいて被速度検出物の速度を検出するよ
   うにした非接触型速度検出装置において、 前記第１の空間フィルタに対し受光素子を一定ピッチで
   複数互いに平行になるように配設した第２の空間フィル
   タを所定角度をもつて配設し、その第１の空間フィルタ
   の出力信号と第２の空間フィルタの出力信号の周波数若
   しくは周期と、両空間フィルタでなす角度に基づく所定
   値とに基づいて前記第１の空間フィルタの被速度検出物
   の移動方向に対するズレを判定するようにした非接触型
   速度検出装置の設定位置判定方法。