JPH03243808A - Relative displacement detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
こ、の発明は、例えば走行中車両の高さ変動の検出等に
用いる相対変位検出法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a relative displacement detection method used, for example, to detect height fluctuations of a running vehicle.
(従来の技術)
従来の変位検出法としては、例えばは路面の凹凸を計測
するようにしたものがある(特開昭63−95307号
公報)。この従来技術には、本体フレーム上に移動可能
に取付けられたレーザ光送受信部とその検出情報を処理
する信号処理回路等とが備えられている。そして、基準
ラインを設け、その基準ラインに沿って、対象である路
面までの距離をレーザ光で光学的に測定することにより
、路面の凹凸を計測するようにしている。このことから
、レーザ光送受信部を固定して変位する対象を考えたと
き、その対象の変位を時系列に求めることができること
になる。(Prior Art) As a conventional displacement detection method, for example, there is a method that measures unevenness of a road surface (Japanese Patent Laid-Open No. 63-95307). This conventional technology includes a laser beam transmitting/receiving section movably mounted on the main body frame, a signal processing circuit for processing detection information thereof, and the like. Then, a reference line is provided, and the distance to the target road surface is optically measured along the reference line using a laser beam, thereby measuring the unevenness of the road surface. From this, when considering an object that is displaced with the laser beam transmitting/receiving section fixed, it is possible to obtain the displacement of the object in time series.
(発明が解決しようとする課題)
従来の変位検出法にあっては、対象の変位を検出するに
際して物理的な基準ラインを設けることが必要となって
いる。このため、例えば走行中車両の高さ変動の検出等
のように、基準ラインを設ける手段が無い場合には適用
することができない。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional displacement detection method, it is necessary to provide a physical reference line when detecting the displacement of an object. For this reason, it cannot be applied in cases where there is no means for providing a reference line, such as when detecting height fluctuations of a running vehicle.
そこで、この発明は、物理的な基準ラインが無くても、
被検出対象物の相対変位を精度よく検出することのでき
る相対変位検出法を提供することを目的とする。Therefore, this invention enables even without a physical reference line,
It is an object of the present invention to provide a relative displacement detection method that can accurately detect the relative displacement of an object to be detected.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
この発明は上記課題を解決するために、被検出対象物の
相対変位を検出する相対変位検出法であって、前記被検
出対象物に取付けられた加速度検出手段で検出された当
該被検出対象物の加速度信号に一定の補正値を加えて2
階積分を実行し、終値がゼロとなる2階積分値を求める
第1のステップと、前記終値かゼロとなる2階積分値か
ら所要の移動平均時間についての移動平均値を演算する
第2のステップと、前記終値がゼロとなる2階積分値か
ら前記移動平均値を減算する第3のステップとを有する
ことを要旨とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a relative displacement detection method for detecting the relative displacement of an object to be detected. 2 by adding a certain correction value to the acceleration signal of the object to be detected detected by the acceleration detection means
A first step of performing floor integration to obtain a second-order integral value that makes the closing price zero, and a second step of calculating a moving average value for a required moving average time from the second-order integral value that makes the closing price zero. and a third step of subtracting the moving average value from the second-order integral value whose final value becomes zero.
(作用)
被検出対象物に加速度検出手段が取付けられ、第1のス
テップで、この加速度検出手段からの加速度信号の2階
積分終値がゼロとなるようn一定の補正値が、その加速
度信号に加えられて2階積分が実行される。第2のステ
ップでは、その終値カセロとなる2階積分値から、変位
についての移動平均がゼロとなるような十分に長く選択
された所要の移動平均時間について移動平均値が演算さ
れ、初速度及び加速度信号のオフセット等に基づく誤差
成分が求められる。次いで、第3のステップにおいて、
第1のステップで求められた終値がゼロどなるような2
階積分値から、第2のステップで求められた移動平均値
が減算されて、物理的な基準ラインが無くても、被検出
対象物の相対変位が精度よく検出される。(Operation) An acceleration detection means is attached to the object to be detected, and in the first step, a constant correction value is applied to the acceleration signal so that the final value of the second-order integral of the acceleration signal from the acceleration detection means becomes zero. and second-order integration is performed. In the second step, a moving average value is calculated from the second-order integral value, which is the final value, for a required moving average time that is selected long enough so that the moving average for displacement becomes zero, and the moving average value is calculated for the initial velocity and An error component based on the offset of the acceleration signal, etc. is determined. Then, in the third step,
2 such that the closing price determined in the first step is zero
The moving average value obtained in the second step is subtracted from the floor integral value, and the relative displacement of the object to be detected can be detected with high accuracy even without a physical reference line.
(実施例)
以下、この発明の実施例を第1図ないし第6図に基づい
て説明する。この実施例は、走行中の自動車のばね等に
よる高さ変動を求める場合に適用されている。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 6. This embodiment is applied to the case where height fluctuations due to springs or the like of a running automobile are determined.
まず、第1図ないし第3図を用いて、この実施例の相対
変位検出法を実行するための機器構成等を説明する。第
1図中、1は被検出対象物としての自動車であり、自動
車1には、当該走行中の自動車1の上下方向の加速度を
検出して加速度信号(以下、G信号ともいう)を出力す
る加速度検出手段としての加速度センサ(以下、Gセン
サともいう)2が取付けられている。そして、Gセンサ
からのG信号は、A/D変換器3を介して記録手段とし
てのディジタルデータロガ−4に記録されるようになっ
ている。First, the equipment configuration etc. for executing the relative displacement detection method of this embodiment will be explained using FIGS. 1 to 3. In FIG. 1, 1 is a car as a detection target, and the car 1 detects the vertical acceleration of the running car 1 and outputs an acceleration signal (hereinafter also referred to as a G signal). An acceleration sensor (hereinafter also referred to as a G sensor) 2 is attached as acceleration detection means. The G signal from the G sensor is recorded via the A/D converter 3 on a digital data logger 4 as a recording means.
第2図は、ディジタルデータロガ−4に記録されたG信
号から高さ変動(相対変位)を求めるためのブロック構
成を示しており、ディジタルブタロガ−4がI10装置
5を介してコンピュータ6に接続されている。そして、
第3図のフローチャートに示すように、コンピュータ6
により、ディジタルデータロガ−4からのG信号データ
の読込み(ステップ11)、そのG信号に所定の値を加
える補正処理を行ったのち2階積分を実行して終値がゼ
ロとなる2階積分値を求める計岸処理(ステップ12.
13)及びその終値がゼロとなる2階積分値の移動平均
を演算して当該終値がゼロとなる2階積分値からその移
動平均を減算し、相対変位を求める処理(ステップ14
.15〉がなされるようになっている。FIG. 2 shows a block configuration for determining height fluctuation (relative displacement) from the G signal recorded in the digital data logger 4, in which the digital data logger 4 is connected to the computer 6 via the I10 device 5. has been done. and,
As shown in the flowchart of FIG.
After reading the G signal data from the digital data logger 4 (step 11), performing correction processing by adding a predetermined value to the G signal, and performing second-order integration, the second-order integral value whose final value is zero is obtained. Determined bank processing (step 12.
13) and the process of calculating the moving average of the second-order integral value whose final value is zero, and subtracting the moving average from the second-order integral value whose final value is zero to obtain the relative displacement (step 14).
.. 15〉 will be carried out.
次に、上述の機器構成を用いて自動車1の相対変位を検
出する相対変位検出法を説明する。Next, a relative displacement detection method for detecting the relative displacement of the automobile 1 using the above-mentioned equipment configuration will be explained.
まず、第4図及び第5図を用いて、誤差成分を除去して
正確な相対変位を求めることのできる原理的な内容から
説明する。First, the principle of how accurate relative displacement can be determined by removing error components will be explained using FIGS. 4 and 5.
G信号Q (t)を2階積分して変位を求める際に、ど
のような誤差が生じるかについて述べると、一般に、を
秒後のG信号2階積分値は、ff 0(t)dt
=h(t)+C1・t+C2・・・(1)上記(1)式
において、C1、C2は積分定数であり、C1は計測開
始時の初速度Voに相当し、C2は計測開始時の変位り
、に相当する。また、G信号の中には、Gセンサが有す
る零点オフセット(以下、G信号オフセットという)Q
oが一般に存在する。これらを基にして上記(1)式を
書き直すと次のようになる。To describe what kind of error occurs when calculating the displacement by second-order integration of the G signal Q (t), generally speaking, the second-order integral value of the G signal after seconds is ff 0(t)dt = h(t)+C1・t+C2...(1) In the above equation (1), C1 and C2 are integral constants, C1 corresponds to the initial velocity Vo at the start of measurement, and C2 corresponds to the displacement at the start of measurement. , corresponds to . Also, in the G signal, there is a zero point offset (hereinafter referred to as G signal offset) Q that the G sensor has.
o is generally present. If the above equation (1) is rewritten based on these, it becomes as follows.
t
ff Q(t)dt!
= h (t ) + < 1 / 2 ) CJ o
−t 2+Vo−t+h。t ff Q(t)dt! = h (t) + < 1/2) CJ o
-t2+Vo-t+h.
−(1/2)qo −+2−vo 、t・・・+2)
したがってh(t)−tooの相対変位を求めるために
は、(2)式の右辺の2項
一(1/2)go−+2−vo−t
が誤差となってしまう。いま、この誤差をεとして
ε= (1/2) Qo−+2+Vo−t −f31
とおく。この誤差成分の基となるG信号オフセットg。-(1/2)qo -+2-vo, t...+2) Therefore, in order to find the relative displacement of h(t)-too, the two terms on the right side of equation (2) 1(1/2)go -+2-vo-t becomes an error. Now, assuming this error as ε, ε= (1/2) Qo-+2+Vo-t -f31
far. G signal offset g that is the basis of this error component.
と初速度Voとは、各々個別に求める必要がある。しか
しながら、自動車のような移動体において正確な初速度
を求めることは一般に困難である。また、G信号オフセ
ットも微少であるため、正確且つ十分な精度で測定する
ことは困難であり、さらに温度によって変動するため、
その都度測定することは大変工数がかかる。したがって
〈3〉式で示される誤差成分を事前に求めることは困難
が多い。It is necessary to find each of the initial velocity Vo and the initial velocity Vo separately. However, it is generally difficult to obtain an accurate initial speed for a moving object such as a car. In addition, since the G signal offset is minute, it is difficult to measure it accurately and with sufficient precision, and furthermore, it fluctuates depending on the temperature, so
It takes a lot of man-hours to measure each time. Therefore, it is often difficult to obtain the error component expressed by equation <3> in advance.
上述のように、G信号を2階積分して変位を求める方法
は、物理的な基準位置を求める必要がなく、自動車等の
被検出対象物にGセンサを取付けるだけで相対変位が測
定できる可能性を有している。しかし、G信号オフセッ
ト及び初速度の2つのパラメータによる誤差成分を正確
に求めることに困難性が伴う。As mentioned above, the method of determining displacement by second-order integration of the G signal does not require determining a physical reference position, and it is possible to measure relative displacement simply by attaching the G sensor to the object to be detected, such as a car. It has a sexual nature. However, it is difficult to accurately determine error components due to two parameters, G signal offset and initial velocity.
これに対し、この実施例の方法では、上記2つのパラメ
ータによる誤差成分を、次に述べるように、信号処理に
よって除去するようにしている。In contrast, in the method of this embodiment, the error components due to the above two parameters are removed by signal processing as described below.
まず、始めに一つの仮定を行う。即ち、計測開始時及び
終了時の絶対高さが等しいとする。無論、この仮定の代
りに、実際に別の手段で計測して計測開始時と終了時の
高さを直接結ぶラインが基準ラインであると考えてもよ
い。しかし、計測開始時と終了時の高さが等しいとおい
た方が説明が簡便であるので、この実施例では、このよ
うな仮定を行う。First, let's make one assumption. That is, it is assumed that the absolute heights at the start and end of the measurement are equal. Of course, instead of this assumption, the reference line may be a line that is actually measured by another means and directly connects the heights at the start and end of the measurement. However, since it is easier to explain if it is assumed that the heights at the start and end of the measurement are equal, such an assumption is made in this embodiment.
誤差成分εは、前記(3)式で表わされることが分って
おり、開式をみて明らかなように、この誤差成分εは、
2次曲線となり、その2次曲線の上に実際に計測したい
対象の変位信号が重畳することになる。It is known that the error component ε is expressed by the above equation (3), and as is clear from the open equation, this error component ε is
This becomes a quadratic curve, and the displacement signal of the object to be actually measured is superimposed on the quadratic curve.
いま、計測時間をtl、移動平均時間t2として誤差成
分の移動平均信号を考えてみる。Now, consider the moving average signal of the error component, assuming that the measurement time is tl and the moving average time is t2.
まず、計測開始時と終了時の高さが等しいということか
ら、前記(3)式は次のように書き直すことができる。First, since the heights at the start and end of the measurement are equal, the above equation (3) can be rewritten as follows.
0=(1/2)qo−t12+vo−t1■o=−(1
/2)go−tl
したがって
ε= (1/2)Qa−+2
− (1/2)go−tl・t ・・・(4)次に移動
平均信号have (t)を考えてみると= (1/
2)Go −+2
− (1/2)go −tl ・ t
+ (1/24) Qo−t 22=ε十(1/
24)Go−j22・=(51(5)式において(1/
24) qo−j 22のオフセットは定数である。目
的とする変位が振動的であれば変位h(t)の+2秒間
の移動平均値がほぼゼロとなるように十分長い移動平均
時1Wlt2を選とすれば
/ t 2
;≧; ε + (1/24)Q ロ ・ t 22
= ε ′・・・(6)
となり、(1/24)On−t 2 ’のオフセットが
生じるものの、この誤差成分を求められることが分る。0=(1/2)qo-t12+vo-t1■o=-(1
/2) go-tl Therefore, ε= (1/2)Qa-+2 - (1/2) go-tl・t...(4) Next, considering the moving average signal have (t), = ( 1/
2) Go −+2 − (1/2) go −tl ・t + (1/24) Qo−t 22=εten(1/2)
24) Go−j22・=(51 In equation (5), (1/
24) The offset of qo-j 22 is a constant. If the target displacement is oscillatory, select a sufficiently long moving average time 1Wlt2 so that the moving average value of displacement h(t) for +2 seconds is almost zero, then / t 2 ; ≧; ε + (1 /24)Q ・t 22
= ε'...(6) It can be seen that although an offset of (1/24)On-t2' occurs, this error component can be found.
したがって、この誤差成分ε′をG信号の2階積分信号
から差引くことによって正確な相対変位が求められる。Therefore, by subtracting this error component ε' from the second-order integral signal of the G signal, an accurate relative displacement can be determined.
即ち
七
If Q<t)dt2−ε′
−ff C1(t)dt2−ε
O
(1/24)go −t 22
−ff C1(t)dt2
一 (1/2)Qo −t 2 Va −i(1
/24〉 qo −t 22
=h (j) −ha −(1/24)Coo −
t 22・・・(ア)
したがって、上記計算を前記第2図に示したコンピュー
タで行えばよいことになる。That is, 7 If Q<t) dt2-ε' -ff C1(t) dt2-ε O (1/24) go -t 22 -ff C1(t) dt2 - (1/2) Qo -t 2 Va -i (1
/24〉 qo −t 22 =h (j) −ha −(1/24)Coo −
t 22 (a) Therefore, the above calculation can be performed by the computer shown in FIG. 2 above.
一方、誤差成分εは、G信号オフセット0゜、初速度V
[]、移動平均時間t2の大きさによって非常に大きな
数字となるため、ディジタルコンピュータで計算処理す
る場合は、桁落ちによって変位信号の精度悪化を拾くこ
とが多い。このために、移動平均との差分をとる前に、
予め初速度V。、G信号オフセット誤差による誤差成分
を低減させておく必要がある。On the other hand, the error component ε is when the G signal offset is 0° and the initial velocity is V.
[], which becomes a very large number depending on the size of the moving average time t2, so when calculation processing is performed on a digital computer, the accuracy of the displacement signal often deteriorates due to loss of digits. For this, before taking the difference with the moving average,
Initial velocity V in advance. , it is necessary to reduce error components due to G signal offset errors.
この手法について、次に述べる。前述したように、前記
(3)式で示す誤差成分εは、2次式となり、第4図に
示すような種々の形になっていることが考えられる。同
図(a)、(b)に示すような場合には、短時間で誤差
成分εの絶対値は非常に大きくなり、最も桁落ちする可
能性が高い。そこで、前述したように、計測開始時と終
了時の絶対高さが等しいと仮定する。計測時間をtlと
すると
ε(t−tl)−(1/2)go t+2+vO・
tl −0
上式からvO−(1/2)go t+ となること
から
ε−(1/2)go ・ t2− (1/2)g。This method will be described next. As mentioned above, the error component ε shown in the equation (3) is a quadratic equation, and can take various forms as shown in FIG. In cases such as those shown in FIGS. 3A and 3B, the absolute value of the error component ε becomes extremely large in a short period of time, and there is a high possibility that the digit will fall. Therefore, as described above, it is assumed that the absolute heights at the start and end of the measurement are equal. If the measurement time is tl, ε(t-tl)-(1/2) go t+2+vO・
tl -0 From the above equation, vO-(1/2)go t+, so ε-(1/2)go · t2- (1/2)g.
tl t
= (1/2)go (t −(1/2)t+
) 2(1/8)go ’ ・ t、2
・・・(8)〈8)式から、誤差成分の発生の仕方は
、第5図に示す二連りに限られる。そして、誤差成分の
最大値は
(1/8)go −t2
となり、G信号オフセットgoがなるべく少なくなるよ
うに(完全ゼロにする必要はないし、困難である)調整
すれば、誤差成分の最大値をあるレベル以下に抑えられ
ることが分る。tl t = (1/2)go (t - (1/2)t+
) 2 (1/8) go ' ・t, 2
(8) From equation (8), the way in which error components occur is limited to the two series shown in FIG. Then, the maximum value of the error component is (1/8) go −t2, and if the G signal offset go is adjusted to be as small as possible (it is not necessary to make it completely zero, and it is difficult), then the maximum value of the error component is It can be seen that this can be suppressed below a certain level.
いま、これを数値例について述べる。1%誤差を考えて
±IGのGセンサに対して1%のオフセット誤差goを
考えると、10cm/secのオフセット誤差となる。This will now be explained using a numerical example. Considering a 1% error and a 1% offset error go for a ±IG G sensor, the offset error is 10 cm/sec.
いま、30sec間のブタを500Hzのサンプリング
で取得し、移動平均時間を4secとすると、誤差成分
εは、ε−(1/2)go t2
より、30sec後の計測誤差は4500cmにものは
ることになる。そして、1mmの精度で移動平均演算を
行うとすれば、必要な演算精度は、(4500(cm)
/1 (mm))
X4X500−9X 107
となり、27bit程の演算精度が必要となってしまう
。Now, if a pig for 30 seconds is acquired by sampling at 500 Hz and the moving average time is 4 seconds, the error component ε is ε - (1/2) go t2, so the measurement error after 30 seconds will be as much as 4500 cm. become. If moving average calculation is performed with an accuracy of 1 mm, the required calculation accuracy is (4500 (cm)
/1 (mm))X4X500-9X107, which requires an arithmetic precision of about 27 bits.
これに対し、この実施例におけるオフセット補正法にお
いては、誤差の最大値は、
(1/8)go−t2
より、20cmにおさまる。このときに必要となる演算
精度は、
(20(cm)/1 (mm))X4X500−4
X 105
となり、19bit程の演算精度で十分となる。On the other hand, in the offset correction method of this embodiment, the maximum value of the error is (1/8) go-t2, so it falls within 20 cm. The calculation accuracy required at this time is (20 (cm)/1 (mm))X4X500-4
X 105 , and an arithmetic precision of about 19 bits is sufficient.
このように、この実施例の方法では、不完余生らも予め
補正を行っておき、この補正によって移動平均値演算の
計算精度を確保することができ、移動平均による誤差除
去法が現実に可能となる。In this way, in the method of this embodiment, the incompleteness is also corrected in advance, and this correction can ensure the calculation accuracy of the moving average value calculation, making it possible to actually perform an error removal method using the moving average. becomes.
次いで、上述のような相対変位の検出原理を基にしたコ
ンピュータ6での処理を、第6図のフロチャートを用い
て説明する。Next, the processing performed by the computer 6 based on the above-described relative displacement detection principle will be explained using the flowchart shown in FIG.
ディジタルデータロガ−からのG信号データを読込み、
内部メモリに記録する(ステップ21)。Read the G signal data from the digital data logger,
Record in internal memory (step 21).
このメモリに記録されたG信号データについてに2階積
分を実行して2階積分終値を求める。計測開始時と終了
時の高さが等しいという仮定のもとでは、この2階積分
終値は、ゼロとなる筈である。Second-order integration is performed on the G signal data recorded in this memory to obtain a second-order integral final value. Under the assumption that the heights at the start and end of the measurement are equal, the final value of the second-order integral should be zero.
誤差の原因には前述したようにG信号オフセットgoと
初速度vOとがあるが、初速度vOの影響は無視し、G
信号オフセットgoの誤差だけによる誤差成分とみなし
て、G信号オフセットの補正分を求める。即ち、計測時
間をtlとしたとき、(1/2)go ・t、2
−fJ’g (t)dt2
を満足するgo を求める。次に、go 分を補正した
G信号の2階積分を求めることによって計測時間41秒
後において2階積分終値がゼロとなる信号が得られる(
ステップ22.23.24)。As mentioned above, the causes of error include the G signal offset go and the initial velocity vO, but ignoring the influence of the initial velocity vO,
The correction amount for the G signal offset is determined by regarding the error component only due to the error in the signal offset go. That is, when the measurement time is tl, go that satisfies (1/2) go ·t, 2 - fJ'g (t) dt2 is determined. Next, by calculating the second-order integral of the G signal with the go component corrected, a signal whose second-order integral final value becomes zero after 41 seconds of measurement time is obtained (
Step 22.23.24).
即ち、このとき含まれている誤差成分は、前記第5図に
示すようになっており、その誤差成分の最大値は
(1/8) (go −go ) t+
2となっている。このようにして得られた終値がゼロと
なる2階積分値のデータをメモリに記録する。That is, the error components included at this time are as shown in FIG. 5, and the maximum value of the error components is (1/8) (go − go ) t+
2. The data of the second-order integral value whose final value is zero is recorded in the memory.
次に、この終値がゼロとなる2階積分値のデータからそ
の移動平均を計算して誤差成分を求め(ステップ25)
。終値がゼロとなる2階積分値からその移動平均を減算
することにより相対変位を求め、その結果を出力する(
ステップ26.27)。Next, calculate the moving average from the data of the second-order integral value whose closing price is zero to find the error component (step 25)
. Find the relative displacement by subtracting the moving average from the second-order integral value whose final value is zero, and output the result (
Step 26.27).
以上のような方法により、計算時の誤差の最大値をある
レベル以下に抑えることができ、コンピュータの桁落ち
による精度の悪化を防ぐことができ、また結果的には初
速度及びG信号オフセット等に基づく誤差成分が除去さ
れて、物理的な基準ラインが無くても、被検出対象物の
相対変位が精度よく検出される。By using the method described above, it is possible to suppress the maximum value of error during calculation to a certain level or less, prevent deterioration of accuracy due to loss of digits in the computer, and as a result, reduce the initial velocity, G signal offset, etc. Error components based on the above are removed, and the relative displacement of the object to be detected can be detected with high accuracy even without a physical reference line.
次に、上述した相対変位検出法の応用例を説明する。Next, an application example of the above-described relative displacement detection method will be explained.
第7図は、第1の応用例を示すもので、路面縦断形状の
測定に応用したものである。路面31を走行する自動車
32のバンパー等に、その自動車32の上下方向の加速
度を検出するGセンサ33と、超音波センサのような自
動車32と路面31との間の距離を測定する距離センサ
34とが取付けられている。Gセンサ33には、そのG
信号の2階積分、移動平均演算及び減算処理等を実行し
て自動車32の高さ変動を検出する信号処理部35が接
続されている。そして、自動車3.2の高さ変動から距
離信号が差引かれて路面31の縦断形状が求められるよ
うになっている。FIG. 7 shows a first application example, which is applied to measuring the longitudinal profile of a road surface. A G sensor 33 that detects the vertical acceleration of the vehicle 32 and a distance sensor 34 such as an ultrasonic sensor that measures the distance between the vehicle 32 and the road surface 31 are mounted on a bumper or the like of a vehicle 32 traveling on a road surface 31. is installed. The G sensor 33 has the G
A signal processing section 35 is connected to detect height fluctuations of the automobile 32 by performing second-order integration, moving average calculation, subtraction processing, etc. of the signal. The distance signal is then subtracted from the height variation of the vehicle 3.2 to determine the longitudinal shape of the road surface 31.
また、自動車のような移動物体の部分的な変位情報を得
る手段として、変位を検出したい部分に、その変位方向
のG信号が検出できるように第1のGセンサを取付け、
基準となる部位に第1のGセンサの検出方向と同方向の
変位を検出する第2のGセンサを取付け、第1のGセン
サからのG信号と第2のGセンサからのG信号との差分
G信号を処理することにより、第2のGセンサを取付け
た部位を基準とした変位情報を得ることができる。Further, as a means for obtaining partial displacement information of a moving object such as a car, a first G sensor is attached to the part where the displacement is to be detected so that a G signal in the direction of the displacement can be detected.
A second G sensor that detects displacement in the same direction as the detection direction of the first G sensor is attached to a reference part, and the G signal from the first G sensor and the G signal from the second G sensor are By processing the differential G signal, it is possible to obtain displacement information based on the location where the second G sensor is attached.
第8図は、この検出原理を用いた第2の応用例を示して
おり、走行中の自動車32のボンネット36の振動変位
情報を得る場合を示している。同図中、37は第1のG
センサ、38は第2のGセンサである。FIG. 8 shows a second application example using this detection principle, in which vibration displacement information of a hood 36 of a moving automobile 32 is obtained. In the same figure, 37 is the first G
Sensor 38 is a second G sensor.
上述のように、高価な光変位センサを用いなくとも、安
価なGセンサで低コストで計測装置を組込むことができ
、また、安価なGセンサの数とそのG信号を記録するメ
モリだけを増やすことにより1点だけでなく、2次元の
振動変位情報を得ることが可能となる。As mentioned above, it is possible to incorporate a measurement device at low cost using an inexpensive G sensor without using an expensive optical displacement sensor, and it is possible to increase only the number of inexpensive G sensors and the memory for recording their G signals. This makes it possible to obtain not only one-point but two-dimensional vibration displacement information.
第9図は、第3の応用例を示すもので、上述の例と同様
に第1のGセンサ37及び第2のGセンサ38を用いて
自動車のサスペンションのストロク情報を得る場合を示
している。同図中、39は車体、40はスプリング、4
1はショックアブソーバである。FIG. 9 shows a third application example, in which the first G sensor 37 and the second G sensor 38 are used to obtain stroke information of the automobile suspension, similar to the above example. . In the figure, 39 is the vehicle body, 40 is a spring, and 4
1 is a shock absorber.
従来、サスペンションのストローク情報は、ポテンショ
メータを用いて検出していたが、耐久性の点で難点があ
る。しかし、この応用例を適用することにより信頼性が
大幅に向上する。また、この応用例を適用した場合は、
ストローク情報だけでなく、加速度情報も有効に利用す
ることができ、乗り心地をよくするため、信頼性のある
ショックアブソーバの減衰力の制御へ応用することも可
能である。Conventionally, suspension stroke information has been detected using a potentiometer, but this has a drawback in terms of durability. However, by applying this application example, reliability is significantly improved. Also, if you apply this application example,
Not only stroke information but also acceleration information can be used effectively, and it can also be applied to reliable damping force control of shock absorbers to improve riding comfort.
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、被検出対象物
に取付けられた加速度検出手段で検出された当該被検出
対象物の加速度信号に一定の補正値を加えて2階積分を
実行し終値がゼロとなる2階積分値を求める第1のステ
ップと、その終値がゼロとなる2階積分値から所要の移
動平均時間についての移動平均値を演算する第2のステ
ップと、前記終値がゼロとなる2階積分値から前記移動
平均値を減算する第3のステップとを具備させたため、
第2のステップにおいて、初速度及び加速度信号のオフ
セット等に基づく誤差成分が求められ、第3のステップ
で、この誤差成分が除去されて、物理的な基準ラインか
無くても、被検出対象物の相対変位を精度よく検出する
ことができるという利点かある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a certain correction value is added to the acceleration signal of the detected object detected by the acceleration detection means attached to the detected object, and the A first step of performing integration to obtain a second-order integral value whose final value is zero, and a second step of calculating a moving average value for a required moving average time from the second-order integral value whose final value is zero. , a third step of subtracting the moving average value from the second-order integral value at which the closing price becomes zero;
In the second step, an error component based on the initial velocity and the offset of the acceleration signal is determined, and in the third step, this error component is removed and the detected target is This method has the advantage of being able to detect relative displacements with high accuracy.
第1図ないし第6図はこの発明に係る相対変位検出法の
実施例を説明するためのもので、第1図及び第2図は適
用する機器等の構成例を示すブロック図、第3図は上記
の構成例におけるコンピュタの処理内容例を示すフロー
チャート、第4図は加速度信号の2階積分の際に生じる
一般的な誤差成分の時間に対する変化を示す特性図、第
5図はこの実施例における誤差成分の時間に対する変化
を示す特性図、第6図は相対変位検出法を説明するため
のフローチャート、第7図はこの発明に係る相対変位検
出法の第1の応用例を示す構成図、第8図は第2の応用
例を示す構成図、第9図は第3の応用例を示す構成図で
ある。
に自動車(被検出対象物)、
2:加速度センサ(加速度検出手段)、4:ディジタル
データロガ−(記録手段)、6:2階積分、移動平均演
算及び減算処理等を実行するコンピュータ。
代理入弁理士三 好秀和
第1図
第2図
第6図
第3図1 to 6 are for explaining an embodiment of the relative displacement detection method according to the present invention. is a flowchart showing an example of the processing content of the computer in the above configuration example, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the change over time of a general error component that occurs during second-order integration of an acceleration signal, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the relative displacement detection method, and FIG. 7 is a configuration diagram showing a first application example of the relative displacement detection method according to the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing the second application example, and FIG. 9 is a block diagram showing the third application example. 2: Acceleration sensor (acceleration detection means); 4: Digital data logger (recording means); 6: Computer that executes second-order integration, moving average calculation, subtraction processing, etc. Acting Patent Attorney Hidekazu San Yoshikazu Figure 1 Figure 2 Figure 6 Figure 3
Claims (1)
あって、 前記被検出対象物に取付けられた加速度検出手段で検出
された当該被検出対象物の加速度信号に一定の補正値を
加えて2階積分を実行し、終値がゼロとなる2階積分値
を求める第1のステップと、前記終値がゼロとなる2階
積分値から所要の移動平均時間についての移動平均値を
演算する第2のステップと、 前記終値がゼロとなる2階積分値から前記移動平均値を
減算する第3のステップとを有することを特徴とする相
対変位検出法。[Claims] A relative displacement detection method for detecting the relative displacement of an object to be detected, wherein the acceleration signal of the object to be detected detected by an acceleration detection means attached to the object to be detected is constant. A first step in which a second-order integral is performed by adding a correction value to obtain a second-order integral value whose closing price is zero, and a moving average for the required moving average time from the second-order integral value whose closing price is zero. A relative displacement detection method comprising: a second step of calculating a value; and a third step of subtracting the moving average value from the second-order integral value whose final value is zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3835590A JPH03243808A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Relative displacement detecting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3835590A JPH03243808A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Relative displacement detecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243808A true JPH03243808A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12522975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3835590A Pending JPH03243808A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Relative displacement detecting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03243808A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100250325B1 (en) * | 1997-12-31 | 2000-05-01 | 정몽규 | Axle spindle displacement profile production method for driving simulation of a vehicle |
JP2006177749A (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Ritsumeikan | Movement trace calculating method and apparatus of periodic moving body |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP3835590A patent/JPH03243808A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100250325B1 (en) * | 1997-12-31 | 2000-05-01 | 정몽규 | Axle spindle displacement profile production method for driving simulation of a vehicle |
JP2006177749A (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Ritsumeikan | Movement trace calculating method and apparatus of periodic moving body |
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