JPH02262063A - 移動体の移動状態検出装置 - 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、移動体の速度、加速度を検出するのに用い
て好適な移動体の移動状態検出装置に関する。

「従来の技術」 従来、移動体の速度は、アナログ式の速度センサによっ
て検出したり、移動体から出力される当該移動体の一定
変位を一周期とする変位信号の周期を計測して検出して
いた。また、移動体の加速度は、移動体を駆動するアク
チュエータの駆動電流の計測を０行うこと等で検出して
いた。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の移動状態検出装置では、速度
および加速度を検出するために複数のセンサを必要とし
、回路構成が複雑になるという問題を生じた。また、変
位信号の周期だけに基づいて速度を検出していた移動状
態検出装置では、移動体が低速で移動している場合に、
速度の検出精度が極めて粗（なるという問題を生じた。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、回
路構成を複雑にせず、移動体の速度にかかわらず高精度
の速度または加速度を検出することができる移動体の移
動状態検出装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、この発明では移動
体の一定変位を一周期とする変位信号の値を所定のサン
プリング周波数でサンプリングし、前記変位信号を２値
化信号のシリアルパルス列に変換するサンプリング手段
と、前記シリアルパルス列を順次、取り込み、過去から
現在までの一定期間のパルス列を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持されたパルス列に基づいて前記移動
体の速度または加速度を検出する演算手段とを具備する
ことを特徴とする。

「作用」 移動体の一定変位を一周期とする変位信号の値をサンプ
リング手段によって、所定のサンプリング周波数でサン
プリングして２値化信号のシリアルパルス列に変換する
。そして、保持手段によって、このシリアルパルス列を
順次、取り込み、過去から現在までの一定期間のパルス
列を保持する。

このパルス列に基づいて演算手段によって移動体の速度
または加速度を検出する。

「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。

第１図は実施例の構成を示すブロック図である。

この図において、信号Ｓ１は移動体（図示路）の一定変
位を一周期とする変位信号であり、例えばリニアエンコ
ーダからの出力等である。この信号Ｓ１の周波数は、移
動体の速度に比例している。

この信号Ｓ１は、必要に応じて振幅調整等がなされた後
、サンプリング回路ｌに供給されるようになっている。

サンプリング回路１では、上記信号Ｓ１を２値化信号の
シリアルパルス列の信号Ｓ２に変換するようになってい
る。このサンプリング回路１から出力される信号Ｓ２は
、シフトレジスタ２に供給されるようになっている。ま
た、これらサンプリング回路１およびシフトレジスタ２
には、信号Ｓ１の２倍以上の周波数を有するクロック信
号ＣＬが供給されるようになっている。シフトレジスタ
２は、８ビツトで構成されており、先に格納されたデー
タが先に出てい＜ＦＩＦＯ（ｆｉｒ＠ｔ　ｉｎ　ｆｉｒ
ｓｔ　ｏｕｔ）方式がとられている。すなわち、クロッ
ク信号ＣＬのエツジ変化によって、順次、下位ビットか
ら上位ビットへ内容を移動するトトモに、ＭＳＢ（最上
位ビット）を捨て、上記信号Ｓ２をシフトレジスタ２の
ＬＳＢ（ｉ下位ピット）に取り込むようになっている。

このシフトレジスタ２の内容は、パラレルデータＰＤと
してＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３に供給されるよう
になっている。ＣＰＵ３は、供給されたパラレルデータ
ＰＤのビットパターンに基づき、後述する所定の演算を
行い、移動体の速度および加速度を求めるようになって
いる。

次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。

移動体が移動すると、この移動体の位置変化に対応して
一定変位を一周期とする繰返し波形信号、すなわち変位
信号Ｓｌがサンプリング回路１に供給される（第２図（
ａ）参照）。サンプリング回路ｌは、クロック信号ＣＬ
の立ち下がりエツジに同期して（第２図（ｂ）参照）、
上記信号Ｓｌをシリアルパルス列の信号Ｓ２に変換する
（第２図（ｃ）参照）。シリアルパルス列に変換された
信号Ｓ２は、シフトレジスタ２へ供給される（第２図（
ｄ）参照）。

このシフ・トレジスタ２の動作を具体的に説明する。ま
ず、シフトレジスタ２が第２図（Ｃ）に示す時刻１．に
おいて、同図（ｄ）に示すパルス列を保持している。次
に、第２図（Ｃ）に示す時刻ｔ１において、シフトレジ
スタ２は、クロック信号ＣＬ・のエツジに同期して、下
位ビットから上位ビットへ、順次、内容を移動させてＭ
ＳＢビットを捨てる（第２図（ｅ）参照）。そして、上
記クロック信号ＣＬのエツジが変化した時点での信号Ｓ
２を取り込み、新たなＬＳＢビットとする（第２図（【
）参照）。

このように、クロック信号ＣＬのエツジが変化するたび
に、サンプリング回路ｌによって信号Ｓｌがサンプリン
グされ、このサンプリングされた信号Ｓ２がシフトレジ
スタ２のＬＳＢとして取り込まれる。すなわち、シフト
レジスタ２には、常に現在の移動体の状態を表すビット
（ＬｓＢ）から当該シフトレジスタ２のビット数分く８
ビツト）だけ過去の移動体の状態を表すピッ）（ＭＳＢ
）までの信号Ｓ２の状態が保持される。このシフトレジ
スタ２に保持された信号Ｓ２のパルス列は、パラレルデ
ータＰＤとしてＣＰＵ３に供給される。

パラレルデータＰＤが供給されたＣＰＵ３は、以下に述
べる演算を行う。

上述したパラレルデータＰＤのビットパターンにおいて
、第３図に示すように、　　１″から０、あるいは”０
”から”　１”へ変化する点の個数をに、サンプリング
周期をＴ、シフトレジスタ２のビット数をｎ、変位信号
の一周期に対応する移動量をλとした場合、１回サンプ
リングする間に移動した距離は、λ・ｋ／２となる。し
たがって、この間の平均速度Ｖは、 ｙ＝　　ｔ　　　・ｋ　・・・・・・　（１）ｎＴ となり、ｋに比例するので、ビットの変化点の個数をＣ
ＰＵ３によって計数することで、移動体め平均速度Ｖを
検出する。

また、上述したビットの変化点が第４図（ａ）に示すよ
うに、ＭＳＢ側（過去）へ集まっている場合は、現在、
移動体は減速中であることを表しており（第４図（ｂ）
参照）、ビットの変化点が第５図（ａ）に示すようにＬ
ＳＢ側（現在）へ集まっている場合は、移動体は加速中
であることを表している（第５図（ｂ）参照）。したが
って、シフトレジスタ２のビットパターンにおけるビッ
トの変化点の分布の重心は、移動体の加速、減速に対応
している。したがって、加速度ａは、ａ　＝　　−Ｌ、
、＞、　Ｐ　ｉ　　・・・・・・・・・・・・　（２）
となる。この（２）式をＣＰＵ３によって演算すること
で、移動体の加速度ａを検出する。ただし、この場合、
Ｐｉはｉ番目の変化点の位置（ｉはＭＳＢ側から数える
）、ｍは変化点の個数である。なお、ビットの変化点の
分布の重心と移動体の加速、減速との対応は、この加速
、減速がサンプリング周期に対し°て十分にゆるやかな
変化をする場合に限られる。

このように、シフトレジスタ２から出力されるパラレル
データＰＤのビットパターンをＣＰＵ３によって演算す
ることで、移動体の速度および加速度を検出できる。

なお、サンプリング回路１に供給される信号Ｓ１は、一
定振幅の正弦波に限らず、あらかじめ２値化されたシリ
アルパルス信号でもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明は、移動体の一定変位を
一周期とする変位信号をサンプリング手段によってシリ
アルパルス列に変換し、保持手段によって、このシリア
ルパルス列を順次、取り込み、過去から現在までの一定
期間のパルス列を保持し、このパルス列を演算手段によ
って処理することで、回路構成を複雑にすることなく、
上記移動体の速度または加速度を検出することができる
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すプロッ沙図、第
２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は同実施例の動作を説明す
るための波形図、第２図（ｄ）　、　（ｅ）、（ｆ）は
同実施例のシフトレジスタの動作を説明するためのブロ
ック図、第３図、第４図（ａ）および第５゛図（ａ）は
同実施例のビットパターンを説明するためのシフトレジ
スタのブロック図、第４図（ｂ）および第５図（ｂ）は
同実施例のビットパターンを説明するための波形図であ
る。 １・・・・・・サンプリング回路（サンプリング手段）
、２・・・・・・シフトレジスタ（保持手段）、３・・
・・・・ＣＰＵ（演算手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　移動体の一定変位を一周期とする変位信号の値を所定
   のサンプリング周波数でサンプリングし、前記変位信号
   を２値化信号のシリアルパルス列に変換するサンプリン
   グ手段と、前記シリアルパルス列を順次、取り込み、過
   去から現在までの一定期間のパルス列を保持する保持手
   段と、前記保持手段に保持されたパルス列に基づいて前
   記移動体の速度または加速度を検出する演算手段とを具
   備することを特徴とする移動体の移動状態検出装置。