JPH05164766A - 速度測定装置 - Google Patents
速度測定装置Info
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- JPH05164766A JPH05164766A JP4140718A JP14071892A JPH05164766A JP H05164766 A JPH05164766 A JP H05164766A JP 4140718 A JP4140718 A JP 4140718A JP 14071892 A JP14071892 A JP 14071892A JP H05164766 A JPH05164766 A JP H05164766A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
- G01S13/605—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track using a pattern, backscattered from the ground, to determine speed or drift by measuring the time required to cover a fixed distance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
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- G—PHYSICS
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-
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- G01S7/4912—Receivers
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 車両の前進及び後退移動の識別が行うことの
できる比較的簡単な速度測定装置の提供。 【構成】 対象の１番目乃至Ｎ番目の連続した領域から
入力したエネルギに対してそれぞれ感応する１番目乃至
Ｎ番目のセンサ１３を有して対象に対する速度を測定す
るための装置であって２番目乃至Ｎ番目のセンサからの
信号を遅延するために信号遅延手段２１−２７を設けて
いる。遅延は、センサの番号の増加と共に増加する。ま
た、減算器１６を設けて、偶数番目のセンサの信号の和
と奇数番目のセンサの信号の和との間の差を形成するよ
うにしている。
できる比較的簡単な速度測定装置の提供。 【構成】 対象の１番目乃至Ｎ番目の連続した領域から
入力したエネルギに対してそれぞれ感応する１番目乃至
Ｎ番目のセンサ１３を有して対象に対する速度を測定す
るための装置であって２番目乃至Ｎ番目のセンサからの
信号を遅延するために信号遅延手段２１−２７を設けて
いる。遅延は、センサの番号の増加と共に増加する。ま
た、減算器１６を設けて、偶数番目のセンサの信号の和
と奇数番目のセンサの信号の和との間の差を形成するよ
うにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、速度測定装置に関す
る。そうした装置は、車両の対地速度測定に利用でき
る。
る。そうした装置は、車両の対地速度測定に利用でき
る。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】添付図面
の図１は、地面に対する車両の速度を測定するために使
用される公知の対地速度測定装置を示す。この装置は、
収束レンズ１とスリットＳ１より成る影像系を有し、そ
れにより、直線状に配列された光−電気変換器３上に、
車両下の地面の部分２の光学像を形成している。図１
は、ピッチＰｏを有する空間フィルタとして機能する８
個の変換器３の列を示す。
の図１は、地面に対する車両の速度を測定するために使
用される公知の対地速度測定装置を示す。この装置は、
収束レンズ１とスリットＳ１より成る影像系を有し、そ
れにより、直線状に配列された光−電気変換器３上に、
車両下の地面の部分２の光学像を形成している。図１
は、ピッチＰｏを有する空間フィルタとして機能する８
個の変換器３の列を示す。
【０００３】この影像系は、倍率係数ａ＝ｈ／ｆを有
し、ここで、ｆは系の焦点距離であり、ｈは焦点と変換
器３の列との間の距離である。図１の左から数えて、奇
数番目の変換器３は加算器４のそれぞれの入力端子に接
続される一方、偶数番目の変換器は加算器５の入力端子
に接続されている。加算器４及び５の出力端子は、減算
器６の負及び正の入力端子にそれぞれ接続されている。
加算器４及び５と減算器６は、演算増幅回路として実施
されてもよい。減算器６の出力端子は、帯域フィルタ７
の入力端子に接続され、帯域フィルタの出力端子は、例
えばゼロ交差検出器として構成した比較器８の入力端子
に接続されている。比較器８の出力端子は周波数計数器
９に接続され、計数器の出力は対地速度を表す信号を付
与する。計数器９の出力は、牽引力制御システムやアン
チロック・ブレーキシステム等の他の車両システムに供
給されてもよい。
し、ここで、ｆは系の焦点距離であり、ｈは焦点と変換
器３の列との間の距離である。図１の左から数えて、奇
数番目の変換器３は加算器４のそれぞれの入力端子に接
続される一方、偶数番目の変換器は加算器５の入力端子
に接続されている。加算器４及び５の出力端子は、減算
器６の負及び正の入力端子にそれぞれ接続されている。
加算器４及び５と減算器６は、演算増幅回路として実施
されてもよい。減算器６の出力端子は、帯域フィルタ７
の入力端子に接続され、帯域フィルタの出力端子は、例
えばゼロ交差検出器として構成した比較器８の入力端子
に接続されている。比較器８の出力端子は周波数計数器
９に接続され、計数器の出力は対地速度を表す信号を付
与する。計数器９の出力は、牽引力制御システムやアン
チロック・ブレーキシステム等の他の車両システムに供
給されてもよい。
【０００４】ディスプレイ１０は計数器９の出力端子に
接続され、車両の対地速度の可視表示を形成している。
周知のように、比較器８の出力周波数Ｆは、以下の公式
により車両速度に対して線形である。
接続され、車両の対地速度の可視表示を形成している。
周知のように、比較器８の出力周波数Ｆは、以下の公式
により車両速度に対して線形である。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、ａは倍率係数ｈ／ｆ、Ｆｏは変換
器３の配列により形成された空間フィルタの空間周波数
（１／Ｐｏ）、｜ｖ｜は車両速度ｖの絶対値である。こ
の線形の関係は、添付図面の図２の速度ｖに対する周波
数Ｆのグラフに示されている。帯域フィルタ７の帯域幅
は、車両の速度範囲内にある周波数、一般には０乃至１
０ｋＨｚの周波数を備えた信号を通過させ得る広さを要
する。しかしながら、帯域幅を規制することにより、ノ
イズを除去して比較器８にできるだけ明瞭な信号を付与
し、疑似速度測定を避けるようにすることが望ましい。
実際問題として、比較的広い帯域幅が必要なので、速度
測定はこの比較的広い帯域幅内でノイズの影響を受け
る。
器３の配列により形成された空間フィルタの空間周波数
（１／Ｐｏ）、｜ｖ｜は車両速度ｖの絶対値である。こ
の線形の関係は、添付図面の図２の速度ｖに対する周波
数Ｆのグラフに示されている。帯域フィルタ７の帯域幅
は、車両の速度範囲内にある周波数、一般には０乃至１
０ｋＨｚの周波数を備えた信号を通過させ得る広さを要
する。しかしながら、帯域幅を規制することにより、ノ
イズを除去して比較器８にできるだけ明瞭な信号を付与
し、疑似速度測定を避けるようにすることが望ましい。
実際問題として、比較的広い帯域幅が必要なので、速度
測定はこの比較的広い帯域幅内でノイズの影響を受け
る。
【０００７】上記公式及び図２から明らかなように、図
１の装置は車両の前進及び後退移動を識別することがで
きない。速度と周波数との伝達関数は、周波数を表す縦
軸に対して対称であるので、各周波数は前進或いは後退
のいずれにおいても所与の速度の車両移動に対応する。
日本国特許第６２−１１２０６９号は、図１に示した装
置と同様の装置を開示しているが、変換器３の配列のピ
ッチ、従って空間周波数を、異なった速度範囲に対して
効果的に変更できるようにしている。この公知の装置に
おいては、ピッチの変更は、大きな直線状の配列から素
子を選定することにより行い、選定する要素間の間隔を
速度に応じて決定している。かくして、速度が増加する
につれて、選定された変換器のピッチは増大する。従っ
て、変換器の配列の空間周波数が低減する結果、出力周
波数も低減し、周波数範囲をより狭い帯域に限定でき
る。かくして、フィルタ７の帯域幅を規制して余分なノ
イズを除去することが可能となる。
１の装置は車両の前進及び後退移動を識別することがで
きない。速度と周波数との伝達関数は、周波数を表す縦
軸に対して対称であるので、各周波数は前進或いは後退
のいずれにおいても所与の速度の車両移動に対応する。
日本国特許第６２−１１２０６９号は、図１に示した装
置と同様の装置を開示しているが、変換器３の配列のピ
ッチ、従って空間周波数を、異なった速度範囲に対して
効果的に変更できるようにしている。この公知の装置に
おいては、ピッチの変更は、大きな直線状の配列から素
子を選定することにより行い、選定する要素間の間隔を
速度に応じて決定している。かくして、速度が増加する
につれて、選定された変換器のピッチは増大する。従っ
て、変換器の配列の空間周波数が低減する結果、出力周
波数も低減し、周波数範囲をより狭い帯域に限定でき
る。かくして、フィルタ７の帯域幅を規制して余分なノ
イズを除去することが可能となる。
【０００８】しかしながら、この装置は、多くの光−電
気変換器を必要とするため、比較的高価である。また、
この装置は、空間フィルタの適当なピッチを選定する前
に速度を測定する必要があるために、比較的複雑であ
る。更に、この公知の装置は、車両の前進及び後退移動
の識別を行うことができない。
気変換器を必要とするため、比較的高価である。また、
この装置は、空間フィルタの適当なピッチを選定する前
に速度を測定する必要があるために、比較的複雑であ
る。更に、この公知の装置は、車両の前進及び後退移動
の識別を行うことができない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ｎを１
より大きい整数として対象の１番目からＮ番目までの連
続した領域から入力したエネルギをそれぞれ感知するよ
うに配列した１番目からＮ番目までのセンサと、１＜ｉ
＜Ｎとして各ｉ番目のセンサ信号の時間遅延が各（ｉ−
１）番目のセンサ信号の時間遅延より大きくなるように
少なくとも２番目からＮ番目までのセンサ信号からの信
号を遅延させるための遅延手段と、偶数番目のセンサの
遅延信号の和と奇数番目のセンサの遅延信号の和との間
の差を形成する第一の差形成手段とを有する装置が提供
される。
より大きい整数として対象の１番目からＮ番目までの連
続した領域から入力したエネルギをそれぞれ感知するよ
うに配列した１番目からＮ番目までのセンサと、１＜ｉ
＜Ｎとして各ｉ番目のセンサ信号の時間遅延が各（ｉ−
１）番目のセンサ信号の時間遅延より大きくなるように
少なくとも２番目からＮ番目までのセンサ信号からの信
号を遅延させるための遅延手段と、偶数番目のセンサの
遅延信号の和と奇数番目のセンサの遅延信号の和との間
の差を形成する第一の差形成手段とを有する装置が提供
される。
【００１０】各センサは、例えば、対地速度測定装置に
おける地面等の対象から放射又は反射されたり或いはそ
こを透過したエネルギを感知できる任意の適当なタイプ
のものでよい。反射エネルギを感知する場合、周囲放射
が必ずしも常時十分でない場合には、対象をエネルギで
照射する手段を設けてもよい。センサとしては、例え
ば、電磁放射を感知する光電気又はマイクロ波センサ
や、音響放射を感知する超音波センサ等を用いることが
できる。Ｎ個の連続した領域をセンサ上に結像するため
の適当な影像手段を設けてもよい。
おける地面等の対象から放射又は反射されたり或いはそ
こを透過したエネルギを感知できる任意の適当なタイプ
のものでよい。反射エネルギを感知する場合、周囲放射
が必ずしも常時十分でない場合には、対象をエネルギで
照射する手段を設けてもよい。センサとしては、例え
ば、電磁放射を感知する光電気又はマイクロ波センサ
や、音響放射を感知する超音波センサ等を用いることが
できる。Ｎ個の連続した領域をセンサ上に結像するため
の適当な影像手段を設けてもよい。
【００１１】好ましくは、Ｎを２より大きい偶数とす
る。光電気センサは別個のセンサとして設けてもよい
が、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）の光電性配列素子
として設けてもよい。信号遅延手段は、２番目からＮ番
目までのセンサの信号の時間遅延が等差数列で増加する
ように、即ち連続して隣合ったセンサ間の各時間遅延の
差が等しいように配設することが好ましい。
る。光電気センサは別個のセンサとして設けてもよい
が、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）の光電性配列素子
として設けてもよい。信号遅延手段は、２番目からＮ番
目までのセンサの信号の時間遅延が等差数列で増加する
ように、即ち連続して隣合ったセンサ間の各時間遅延の
差が等しいように配設することが好ましい。
【００１２】１番目乃至Ｎ番目の領域は、直線速度測定
を行う場合には直線状の配列とし、相対回転速度を測定
する場合には湾曲した一次元配列としてもよい。好まし
くは、差形成手段の出力端子を帯域フィルタの入力端子
に接続し、帯域フィルタの出力端子を比較器の入力端子
に接続する。また、本装置は、周波数計数器等の周波数
測定器を有することが望ましい。周波数測定器の出力端
子を、速度に対して線形である出力を付与する検索表又
はデータ処理装置の入力端子に接続してもよい。検索表
又はデータ処理装置の出力は、例えば、速度の可視表示
を行うディスプレイに供給することができる。
を行う場合には直線状の配列とし、相対回転速度を測定
する場合には湾曲した一次元配列としてもよい。好まし
くは、差形成手段の出力端子を帯域フィルタの入力端子
に接続し、帯域フィルタの出力端子を比較器の入力端子
に接続する。また、本装置は、周波数計数器等の周波数
測定器を有することが望ましい。周波数測定器の出力端
子を、速度に対して線形である出力を付与する検索表又
はデータ処理装置の入力端子に接続してもよい。検索表
又はデータ処理装置の出力は、例えば、速度の可視表示
を行うディスプレイに供給することができる。
【００１３】本装置は、好ましくは、偶数番目のセンサ
からの信号の和と、奇数番目のセンサからの信号の和と
の間の差を形成するための第二の手段と、前記第一及び
第二の差形成手段によりそれぞれ形成された差の位相又
は周波数を比較して方向信号を生成する手段とを有す
る。更に、第二の検索表を設けると共に、第一及び第二
の検索表のいずれかを前記位相又は周波数の比較に従っ
て選択する手段を設けてもよい。
からの信号の和と、奇数番目のセンサからの信号の和と
の間の差を形成するための第二の手段と、前記第一及び
第二の差形成手段によりそれぞれ形成された差の位相又
は周波数を比較して方向信号を生成する手段とを有す
る。更に、第二の検索表を設けると共に、第一及び第二
の検索表のいずれかを前記位相又は周波数の比較に従っ
て選択する手段を設けてもよい。
【００１４】また、測定された周波数を相対速度に変換
するためにデータ処理装置を用いる場合には、両方向の
相対移動に対して変換を行い得るものであってよい。逐
次データ出力を有するＣＣＤ配列を使用した場合には、
逐次データ出力速度を制御することにより遅延を付与す
る遅延手段を配設し、連続した各素子を読み取る際の時
間差が時間遅延に等しくなるようにしてもよい。また、
ＣＣＤ配列の出力を遅延手段に接続してもよい。
するためにデータ処理装置を用いる場合には、両方向の
相対移動に対して変換を行い得るものであってよい。逐
次データ出力を有するＣＣＤ配列を使用した場合には、
逐次データ出力速度を制御することにより遅延を付与す
る遅延手段を配設し、連続した各素子を読み取る際の時
間差が時間遅延に等しくなるようにしてもよい。また、
ＣＣＤ配列の出力を遅延手段に接続してもよい。
【００１５】ＣＣＤ配列は異なった速度で読み取っても
よいし、また、データの読み取り順序を逆にして、相対
速度の測定に加えて相対移動の方向をも識別することが
できる装置を構成してもよい。以下、添付図面を参照し
て、本発明の実施例を更に説明する。
よいし、また、データの読み取り順序を逆にして、相対
速度の測定に加えて相対移動の方向をも識別することが
できる装置を構成してもよい。以下、添付図面を参照し
て、本発明の実施例を更に説明する。
【００１６】
【実施例】図３に示した装置は、スリットＳ１を備えた
影像系１１と、接地部１２と、直線状に配列された光−
電気変換器１３と、加算器１４及び１５と、減算器１６
と、帯域フィルタ１７と、比較器１８と、周波数計数器
１９と、ディスプレイ２０とを有し、それぞれが図１の
素子１乃至１０に対応する。これらの対応する素子は実
質的に同一であるので、説明を省略する。
影像系１１と、接地部１２と、直線状に配列された光−
電気変換器１３と、加算器１４及び１５と、減算器１６
と、帯域フィルタ１７と、比較器１８と、周波数計数器
１９と、ディスプレイ２０とを有し、それぞれが図１の
素子１乃至１０に対応する。これらの対応する素子は実
質的に同一であるので、説明を省略する。
【００１７】最初の光−電気変換器１３は、加算器１４
の入力と直接接続されている。列の残りの変換器は、そ
れぞれ遅延時間ｔ／２，７ｔ／２だけ変換器の出力信号
を遅延させるそれぞれの遅延回路２１乃至２７を介して
接続されている。図３の装置が図１の装置と更に異なる
点は、帯域フィルタ１７の帯域幅が狭いこと、並びに、
例えば表値を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）より
成る探索表２８が周波数計数器１９の出力に接続されて
おり、その出力が速度を表す探索表２８を計数器１９に
よりアドレス指定することである。
の入力と直接接続されている。列の残りの変換器は、そ
れぞれ遅延時間ｔ／２，７ｔ／２だけ変換器の出力信号
を遅延させるそれぞれの遅延回路２１乃至２７を介して
接続されている。図３の装置が図１の装置と更に異なる
点は、帯域フィルタ１７の帯域幅が狭いこと、並びに、
例えば表値を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）より
成る探索表２８が周波数計数器１９の出力に接続されて
おり、その出力が速度を表す探索表２８を計数器１９に
よりアドレス指定することである。
【００１８】比較器１８からの出力周波数Ｆは、以下の
公式で得られる。
公式で得られる。
【００１９】
【数２】
【００２０】ここで、ａは倍率係数ｈ／ｆ、Ｆｅは変換
器１３の配列及び遅延回路２１乃至２７により定まる空
間フィルタの有効周波数、｜Ｖ｜は対地速度の絶対値で
ある。この公式は図１の装置に関して先に説明したもの
と対応するが、有効空間周波数Ｆｅが１／Ｐｅに等しい
点で異なる。この場合、Ｐｅは空間フィルタの有効ピッ
チであり、速度と共に変動する。有効ピッチは以下の公
式により与えられる。
器１３の配列及び遅延回路２１乃至２７により定まる空
間フィルタの有効周波数、｜Ｖ｜は対地速度の絶対値で
ある。この公式は図１の装置に関して先に説明したもの
と対応するが、有効空間周波数Ｆｅが１／Ｐｅに等しい
点で異なる。この場合、Ｐｅは空間フィルタの有効ピッ
チであり、速度と共に変動する。有効ピッチは以下の公
式により与えられる。
【００２１】
【数３】
【００２２】従って、出力周波数は、以下の公式で得ら
れる。
れる。
【００２３】
【数４】
【００２４】この公式から明らかなように、出力周波数
は、もはや速度に関して線型ではなく、いまや伝達関数
が速度に対して従属である。図４のグラフは、この伝達
関数を実線で示す。比較の為、図１の公知の装置に対す
る図２の伝達関数を、破線で示す。速度が前進方向で比
較的低い場合には、図１及び図２の装置の出力周波数
は、図３の装置のそれと比較して、各速度に対して幾分
低いものの略同様である。速度が前進方向に増加すると
きは、速度に対する周波数の増加率は低減し、結果的に
１／ｔの周波数に対して漸近となる。かくして、順方向
においては、帯域フィルタ１７に付与される周波数範囲
は、図１の公知の装置と比較して実質的に縮小するの
で、フィルタ１７の帯域幅を狭くしてノイズをよりよく
除去できるようにしてもよい。
は、もはや速度に関して線型ではなく、いまや伝達関数
が速度に対して従属である。図４のグラフは、この伝達
関数を実線で示す。比較の為、図１の公知の装置に対す
る図２の伝達関数を、破線で示す。速度が前進方向で比
較的低い場合には、図１及び図２の装置の出力周波数
は、図３の装置のそれと比較して、各速度に対して幾分
低いものの略同様である。速度が前進方向に増加すると
きは、速度に対する周波数の増加率は低減し、結果的に
１／ｔの周波数に対して漸近となる。かくして、順方向
においては、帯域フィルタ１７に付与される周波数範囲
は、図１の公知の装置と比較して実質的に縮小するの
で、フィルタ１７の帯域幅を狭くしてノイズをよりよく
除去できるようにしてもよい。
【００２５】逆方向においては、周波数は、図１の公知
の装置と比較すると、速度の増加と共に一層急速に増加
する。しかしながら、このことは、殆どの車両が後退方
向即ち逆方向では位相対的に極めて低速でしか走行でき
ないので、一般に車両の対地速度の測定に際して重要な
意味を持たない。周波数計数器１９の出力と速度との間
の関係を線形化するために、検索表２８を読出し専用メ
モリとしてもよい。このメモリは、対速度出力周波数に
係る上述した関数の逆関数値を表す表を内包しているの
で、表２８の出力は車両速度に対して線形である。ま
た、データ処理装置により、格納したプログラムに従っ
て逆関数を実行してもよい。
の装置と比較すると、速度の増加と共に一層急速に増加
する。しかしながら、このことは、殆どの車両が後退方
向即ち逆方向では位相対的に極めて低速でしか走行でき
ないので、一般に車両の対地速度の測定に際して重要な
意味を持たない。周波数計数器１９の出力と速度との間
の関係を線形化するために、検索表２８を読出し専用メ
モリとしてもよい。このメモリは、対速度出力周波数に
係る上述した関数の逆関数値を表す表を内包しているの
で、表２８の出力は車両速度に対して線形である。ま
た、データ処理装置により、格納したプログラムに従っ
て逆関数を実行してもよい。
【００２６】方程式４は、空間フィルタの出力周波数に
対する位相対速度に係わるように再構成することもでき
る。図４でＶ＞０として示した前進方向の移動の場合、
速度は以下の式を用いて計算できる。
対する位相対速度に係わるように再構成することもでき
る。図４でＶ＞０として示した前進方向の移動の場合、
速度は以下の式を用いて計算できる。
【００２７】
【数５】
【００２８】Ｖ＜０の逆方向の場合、速度に応じて２つ
のケースが考えられる。速度が０乃至−１／ａＦｏｔの
とき、Ｖは以下の式から計算できる。
のケースが考えられる。速度が０乃至−１／ａＦｏｔの
とき、Ｖは以下の式から計算できる。
【００２９】
【数６】
【００３０】逆方向速度が−１／ａＦｏｔより大きいと
き、Ｖは以下の式を用いて算出できる。
き、Ｖは以下の式を用いて算出できる。
【００３１】
【数７】
【００３２】遅延回路２１乃至２７を設けたことによ
り、図３において符号２９で示したように、変換器１３
の配列により形成されるフィルタの有効ピッチ、従っ
て、空間周波数を変化させることができる。車両の前進
方向移動の場合、有効ピッチＰｅは図示したように変換
器の配列の幾何ピッチＰｏより大きく、この有効ピッチ
は前進速度の増加と共に増加する。
り、図３において符号２９で示したように、変換器１３
の配列により形成されるフィルタの有効ピッチ、従っ
て、空間周波数を変化させることができる。車両の前進
方向移動の場合、有効ピッチＰｅは図示したように変換
器の配列の幾何ピッチＰｏより大きく、この有効ピッチ
は前進速度の増加と共に増加する。
【００３３】図４から明らかなように、図３の装置の伝
達関数は、周波数の縦軸に対して対称ではない。これに
より、地面に対する車両の前進及び後退移動の識別を行
うことが可能となる。特に、前進移動の場合、図３の装
置の比較器１８の出力周波数は、図１の比較器８の出力
周波数より小さい。対応して、図３の比較器の出力位相
は、図１の比較器の出力位相より遅延する。逆に、後退
移動の場合、図３の比較器の出力周波数は、図１の比較
器の出力周波数より大きく、前者の位相は後者の位相よ
り進む。
達関数は、周波数の縦軸に対して対称ではない。これに
より、地面に対する車両の前進及び後退移動の識別を行
うことが可能となる。特に、前進移動の場合、図３の装
置の比較器１８の出力周波数は、図１の比較器８の出力
周波数より小さい。対応して、図３の比較器の出力位相
は、図１の比較器の出力位相より遅延する。逆に、後退
移動の場合、図３の比較器の出力周波数は、図１の比較
器の出力周波数より大きく、前者の位相は後者の位相よ
り進む。
【００３４】図５は、速度と移動方向の両者を測定でき
る装置を示す。この装置は、図１及び図３に示した装置
を組み合わせたものであり、同様の参照符号は同様の要
素をを表す。従って、加算器４及び５は変換器１３の出
力を直接入力する一方、加算器１４及び１５は遅延回路
２１乃至２７を介して二番目乃至八番目の変換器の遅延
出力を入力する。比較器８及び１８の出力は、移動方向
を示す出力信号を生成する位相感知検出器３０に入力さ
れる。周波数計数器１９の出力端子は、検索表２８を構
成する読出し専用メモリのアドレス入力端子に接続され
ている。更に、周波数計数器１９の出力端子は、別の検
索表３１を構成する別の読出し専用メモリのアドレス入
力端子にも接続されている。検索表３１は、逆方向移動
の伝達関数の逆数を表す。
る装置を示す。この装置は、図１及び図３に示した装置
を組み合わせたものであり、同様の参照符号は同様の要
素をを表す。従って、加算器４及び５は変換器１３の出
力を直接入力する一方、加算器１４及び１５は遅延回路
２１乃至２７を介して二番目乃至八番目の変換器の遅延
出力を入力する。比較器８及び１８の出力は、移動方向
を示す出力信号を生成する位相感知検出器３０に入力さ
れる。周波数計数器１９の出力端子は、検索表２８を構
成する読出し専用メモリのアドレス入力端子に接続され
ている。更に、周波数計数器１９の出力端子は、別の検
索表３１を構成する別の読出し専用メモリのアドレス入
力端子にも接続されている。検索表３１は、逆方向移動
の伝達関数の逆数を表す。
【００３５】検索表２８及び３１の各出力端子は、位相
感知検出器３０からの方向信号により制御されるマルチ
プレクサ３２のそれぞれの入力端子に接続されている。
かくして、検出器３０により検出された移動方向に応じ
て、マルチプレクサ３２はその出力端子から適当な速度
測定値を出力する。この出力はディスプレイ２０により
表示されると共に、別の車両システムに付与される。
感知検出器３０からの方向信号により制御されるマルチ
プレクサ３２のそれぞれの入力端子に接続されている。
かくして、検出器３０により検出された移動方向に応じ
て、マルチプレクサ３２はその出力端子から適当な速度
測定値を出力する。この出力はディスプレイ２０により
表示されると共に、別の車両システムに付与される。
【００３６】検索表２８及び３１とマルチプレクサ３２
の代わりに、データ処理装置を設けてもよい。データ処
理装置は、等式５を用いて前進方向の速度計算を実行
し、また、等式６を用いて逆方向の速度計算を実行する
ように構成することができる。光−電気１３を直線状に
配列する代わりに、感光性素子の列を有する電荷結合素
子（ＣＣＤ）を設けてもよい。データは、この素子から
連続的に読み取ることができる。読み取り速度は、連続
した素子の間で時間遅延ｔ／２を生じるように選定して
もよい。これらのデータは、配列１３の偶数番目の変換
器と奇数番目の変換器からの出力に応じて、２つのグル
ープに分割される。
の代わりに、データ処理装置を設けてもよい。データ処
理装置は、等式５を用いて前進方向の速度計算を実行
し、また、等式６を用いて逆方向の速度計算を実行する
ように構成することができる。光−電気１３を直線状に
配列する代わりに、感光性素子の列を有する電荷結合素
子（ＣＣＤ）を設けてもよい。データは、この素子から
連続的に読み取ることができる。読み取り速度は、連続
した素子の間で時間遅延ｔ／２を生じるように選定して
もよい。これらのデータは、配列１３の偶数番目の変換
器と奇数番目の変換器からの出力に応じて、２つのグル
ープに分割される。
【００３７】読み取り速度の選定に該たっては、十分な
データサンプルを採ることにより、装置が測定を必要と
する全速度範囲に亘って信頼できる速度読み取りが得ら
れるようにする。前進移動と逆方向移動の間の識別が可
能な実施例は、ＣＣＤの配列を用いて行ってもよい。こ
のＣＣＤ配列は、異なった読み取り速度で読み取り、そ
の結果を比較して移動の方向を決定するようにしてもよ
い。また、ＣＣＤの配列を反対方向に読み取り、その結
果を比較して移動方向を表示するようにしてもよい。
データサンプルを採ることにより、装置が測定を必要と
する全速度範囲に亘って信頼できる速度読み取りが得ら
れるようにする。前進移動と逆方向移動の間の識別が可
能な実施例は、ＣＣＤの配列を用いて行ってもよい。こ
のＣＣＤ配列は、異なった読み取り速度で読み取り、そ
の結果を比較して移動の方向を決定するようにしてもよ
い。また、ＣＣＤの配列を反対方向に読み取り、その結
果を比較して移動方向を表示するようにしてもよい。
【００３８】かくして、図１に示した公知の装置と比較
して、別の変換器を更に設ける必要のない対地速度測定
装置を提供することができる。変換器の配列の有効空間
周波数は車両速度と共に自動的に変動し、前進及び後退
移動の識別を行うことが可能である。装置により生成さ
れる前進移動に対応する周波数の範囲は、従来技術と比
較して限定されたものであり、より効果的な濾光を現出
してノイズの影響を低減するようにしている。
して、別の変換器を更に設ける必要のない対地速度測定
装置を提供することができる。変換器の配列の有効空間
周波数は車両速度と共に自動的に変動し、前進及び後退
移動の識別を行うことが可能である。装置により生成さ
れる前進移動に対応する周波数の範囲は、従来技術と比
較して限定されたものであり、より効果的な濾光を現出
してノイズの影響を低減するようにしている。
【００３９】本発明の範囲内で、種々の変形例を構成す
ることができる。例えば、遅延回路２１乃至２７は一定
の遅延を生成するものとして示しているが、これらの遅
延は例えば速度及び／又は方向に応じて変動するように
してもよい。また、変換器１３の出力は均一に寄与する
ものとして、即ち、変換器１３は略同一の変換利得を有
するものとして示されているが、それぞれの変換器の寄
与を加重して、例えば、端部に位置する変換器に比して
中央部の変換器の寄与を増大させるようにしてもよい。
これは、変換器の出力を、異なった利得又は減衰を有す
る増幅器又は減衰器と接続することにより、或いは、異
なった感度を有する変換器を使用することにより、或い
は、各変換器の前に異なった幅のスリットを設置するこ
とにより、或いはその他の適当な方法により達成するこ
とができる。
ることができる。例えば、遅延回路２１乃至２７は一定
の遅延を生成するものとして示しているが、これらの遅
延は例えば速度及び／又は方向に応じて変動するように
してもよい。また、変換器１３の出力は均一に寄与する
ものとして、即ち、変換器１３は略同一の変換利得を有
するものとして示されているが、それぞれの変換器の寄
与を加重して、例えば、端部に位置する変換器に比して
中央部の変換器の寄与を増大させるようにしてもよい。
これは、変換器の出力を、異なった利得又は減衰を有す
る増幅器又は減衰器と接続することにより、或いは、異
なった感度を有する変換器を使用することにより、或い
は、各変換器の前に異なった幅のスリットを設置するこ
とにより、或いはその他の適当な方法により達成するこ
とができる。
【図１】公知の対地速度測定装置の概略ブロック図。
【図２】図１の装置の伝達関数を表す速度に対する周波
数のグラフ。
数のグラフ。
【図３】本発明の一実施例を構成する対地速度測定装置
の概略ブロック図。
の概略ブロック図。
【図４】図３の装置の伝達関数を表す速度に対する周波
数のグラフ。
数のグラフ。
【図５】本発明の別の実施例を構成する対地速度測定装
置の概略ブロック図。
置の概略ブロック図。
１ 収束レンズ ２ 地面の部分 ３ 変換器 ４、５、１４、１５ 加算器 ６ 減算器 ７、１７ 帯域フィルタ ８、１８ 比較器 ９ 計数器 １０、２０ ディスプレイ １１ 影像系 １２ 接地部 １３ センサ １６ 第一の差形成手段 １９ 周波数測定器 ２１、２２、２３、２４、２５、２７ 遅延手段 ２８、３１ 検索表 ３０ 位相感知検出器 ３２ マルチプレクサ
フロントページの続き (72)発明者 イズミ・サカイ イギリス国 イングランド、ビー90・２ア ールユー、ウエスト・ミッドランズ、ソリ ハル、シャーレイ、バクスターズ・ロード 16
Claims (18)
- 【請求項１】 Ｎを１より大きい整数として対象の１番
目からＮ番目までの連続した領域から入力したエネルギ
をそれぞれ感知するように配列した１番目からＮ番目ま
でのセンサ（１３）と、第一の差形成手段（１６）とを
有して対象に対する速度を測定するための装置であっ
て、 １＜ｉ＜Ｎとして、各ｉ番目のセンサ信号の時間遅延が
各（ｉ−１）番目のセンサ信号の時間遅延より大きくな
るように、少なくとも２番目からＮ番目までのセンサ信
号からの信号を遅延させるための遅延手段（２１乃至２
７）を更に設け、前記第一の差形成手段（１６）を、偶
数番目のセンサの遅延信号の和と、奇数番目のセンサの
遅延信号の和との間の差を形成するように配設したこと
を特徴とする装置。 - 【請求項２】 Ｎを２より大きい偶数としたことを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 ２番目からＮ番目までのセンサ（１３）
の信号の時間遅延が等差数列で増加するように、前記信
号遅延手段（２１乃至２７）を配設したことを特徴とす
る請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前記第一の差形成手段（１６）の出力端
子を、帯域フィルタ（１７）の入力端子に接続したこと
を特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項５】 前記帯域フィルタ（１７）の出力端子
を、比較器（１８）の入力端子に接続したことを特徴と
する請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記比較器（１８）を、ゼロ交差検出器
としたことを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 更に、前記第一の差形成手段（１６）の
出力の周波数を測定するための周波数測定器（１９）を
設けたことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記
載の装置。 - 【請求項８】 前記比較器（１８）の出力端子を、前記
周波数測定器（１９）の入力端子に接続したことを特徴
とする請求項５又は６及び請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 前記周波数測定器（１９）の出力端子
を、速度に対して略線形である出力を付与する検索表
（２８）の入力端子に接続したことを特徴とする請求項
７又は８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記周波数測定器（１９）の出力端子
を、速度に対して略線形である出力を付与するデータ処
理装置の入力端子に接続したことを特徴とする請求項７
又は８記載の装置。 - 【請求項１１】 更に、 偶数番目のセンサからの信号の和（５）と、奇数番目の
センサからの信号の和（４）との間の差を形成するため
の第二の差形成手段（６）と、 前記第一及び第二の差形成手段によりそれぞれ形成され
た差の周波数を比較して方向信号を生成する手段と、 を備えたことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に
記載の装置。 - 【請求項１２】 更に、 偶数番目のセンサからの信号の和（５）と、奇数番目の
センサからの信号の和（４）との間の差を形成するため
の第二の差形成手段（６）と、 前記第一及び第二の差形成手段によりそれぞれ形成され
た差の位相を比較するための手段（３０）を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至９記載の装置。 - 【請求項１３】 前記方向信号により、第一の方向にお
ける相対移動用の検索表（２８）と、第二の方向におけ
る相対移動用の検索表（３１）のいずれかを選定し得る
ようにしたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載
の装置。 - 【請求項１４】 前記センサ（１３）を、光センサとし
たことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の
装置。 - 【請求項１５】 前記センサ（１３）を、超音波センサ
としたことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記
載の装置。 - 【請求項１６】 前記センサ（１３）を、直線相対移動
を測定するために直線状に配列したことを特徴とする前
記請求項のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記センサ（１３）を、相対回転移動
を測定するために湾曲した一次元配列としたことを特徴
とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記請求項のいずれか１項に記載の装
置を備えた車両速度測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9111702-8 | 1991-05-31 | ||
| GB919111702A GB9111702D0 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Apparatus for measuring speed |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164766A true JPH05164766A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=10695855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140718A Pending JPH05164766A (ja) | 1991-05-31 | 1992-06-01 | 速度測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307293A (ja) |
| EP (1) | EP0516301B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05164766A (ja) |
| DE (1) | DE69201267T2 (ja) |
| ES (1) | ES2070589T3 (ja) |
| GB (1) | GB9111702D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051624A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 川崎重工業株式会社 | 速度計測装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5818744A (en) * | 1994-02-02 | 1998-10-06 | National Semiconductor Corp. | Circuit and method for determining multiplicative inverses with a look-up table |
| US5569848A (en) * | 1995-01-06 | 1996-10-29 | Sharp; Everett H. | System, method and apparatus for monitoring tire inflation pressure in a vehicle tire and wheel assembly |
| DE19530287C1 (de) * | 1995-08-17 | 1996-11-14 | Klaus Dr Christofori | Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung |
| DE19532749C2 (de) * | 1995-09-05 | 1998-07-16 | Klaus Dr Christofori | Verfahren und Anordnung zur berührungslosen Längenmessung |
| US5721374A (en) * | 1996-08-19 | 1998-02-24 | Delco Electronics Corporation | Method of detecting low tire pressure by comparing wheel speeds |
| US5839801A (en) * | 1997-04-04 | 1998-11-24 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Variable tire pressure traction control enhancement |
| AUPR631801A0 (en) * | 2001-07-12 | 2001-08-02 | Luscombe, Andrew | Roadside sensor system |
| DE102005040772B4 (de) * | 2005-07-08 | 2012-01-19 | Fraba Ag | Optischer Längen- und Geschwindigkeitssensor |
| EP2199806A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-23 | Universität Zürich | Passive translational velocity measurement from optical information |
| DE102010030835B4 (de) * | 2010-07-01 | 2012-12-20 | Universität Rostock | Verfahren und Vorrichtung zur Ortsfiltermessung |
| US9903945B2 (en) * | 2015-02-04 | 2018-02-27 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle motion estimation enhancement with radar data |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3677647A (en) * | 1970-08-17 | 1972-07-18 | Sanders Associates Inc | Electro-optical target motion sensor |
| US4282511A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-04 | Rca Corporation | Apparatus for discerning the noticeable presence of spatial fluctuations of intensity within a two-dimensional visual field |
| JPS57141560A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-01 | Omron Tateisi Electronics Co | Detector for travelling object |
| JPS62112069A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-23 | Nippon Petrochem Co Ltd | 速度計測装置 |
| US4659937A (en) * | 1985-11-12 | 1987-04-21 | Canadian Patents And Development Limited | Optical device for measuring the diameter and detecting surface defects of moving wire |
| DE3736805A1 (de) * | 1987-05-15 | 1989-05-11 | Bundesrep Deutschland | Vorrichtung zur messung der geschwindigkeit von lichtstreuenden objekten |
| US4875769A (en) * | 1988-01-22 | 1989-10-24 | Rockwell International Corporation | Velocimeter for a printing press web |
| GB8803683D0 (en) * | 1988-02-17 | 1988-03-16 | Lucas Ind Plc | Method of & apparatus for measuring speed |
| US4927263A (en) * | 1988-08-15 | 1990-05-22 | The Perkin-Elmer Corporation | Position and velocity imaging system using 2-D laser diode array |
| US5172000A (en) * | 1990-11-02 | 1992-12-15 | Insystems, Inc. | Spatial filter for optically based defect inspection system |
-
1991
- 1991-05-31 GB GB919111702A patent/GB9111702D0/en active Pending
-
1992
- 1992-05-11 DE DE69201267T patent/DE69201267T2/de not_active Revoked
- 1992-05-11 ES ES92304189T patent/ES2070589T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-11 EP EP92304189A patent/EP0516301B1/en not_active Revoked
- 1992-05-12 US US07/881,838 patent/US5307293A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-01 JP JP4140718A patent/JPH05164766A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051624A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 川崎重工業株式会社 | 速度計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0516301A2 (en) | 1992-12-02 |
| EP0516301A3 (en) | 1993-04-28 |
| DE69201267D1 (de) | 1995-03-09 |
| ES2070589T3 (es) | 1995-06-01 |
| GB9111702D0 (en) | 1991-07-24 |
| EP0516301B1 (en) | 1995-01-25 |
| US5307293A (en) | 1994-04-26 |
| DE69201267T2 (de) | 1995-05-24 |
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