JPH05288760A - ドップラ速度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドップラ速度計自体に振動があっても、この
影響を除去して精度の良い計測値が得られるドップラ速
度計測装置を得ること。 【構成】 移動物体に２ビームレーザを照射するレーザ
ドップラ速度計１と、該速度計１の前部及び後部に装着
された一対の加速度センサ２Ａ及び２Ｂと、各加速度セ
ンサの出力信号を個別に積分増幅して速度信号を出力す
る一対の積分増幅器３Ａ及び３Ｂと、前記一対の速度信
号より振動に基づく計測誤差相当値を算出して、レーザ
ドップラ速度計の計測値に補正演算を行なう振動補正演
算手段４〜８とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動物体にレーザまた
は電波の送受波を行ない、そのドップ効果から前記移動
物体の速度を計測するドップラ速度計に係り、特に速度
計自体の振動による誤差を補正演算することができるド
ップラ速度計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来移動物体の移動速度を非接触で測定
する速度計としては、レーザまたは電波を用いたドップ
ラ速度計が利用されている。図３はレーザドップラ速度
計の計測原理を説明する図である。同図の（ａ）は物体
表面の不規則性によりレーザの照射に対して反射光が拡
散する拡散表面をもつ移動物体の表面に、レーザ投光器
３１からレーザを照射し、その拡散反射光を受光検出器
３２により検出する方式を示している。この場合、レー
ザ投光器３１と受光検出器３２とを結ぶ直線の長さｄを
３角形の底辺とすると、照射光の光路長ｒ₁ と検出光の
光路長ｒ₂ は３角形の他の２辺となる関係位置に配置さ
れる。

【０００３】図３の（ｂ）は移動物体を微小粒子でモデ
ル化した説明図であり、微小粒子３３が速度ｖで矢印方
向に移動しており、時刻ｔ₁ では位置ｘ₁ にあった微小
粒子３３が、微小時間経過後の時刻ｔ₂ では位置ｘ₂ に
移動した状態を示している。この場合、時刻ｔ₁ におけ
る照射光の光路長をｒ₁ 、この検出光の光路長をｒ₂ と
し、時刻ｔ₂ における照射光の光路長をｒ₁ ′この検出
光の光路長をｒ₂ ′とすると、この時刻ｔ₁ とｔ₂ にお
ける光路長の差｛（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）−（ｒ₁ ′＋
ｒ₂ ′）｝に基づき、受光検出器３２で検出する光の周
波数にドップラシフト効果が生じる。従っていまレーザ
投光器３１から照射する照射光の周波数をｆ、受光検出
器３２で受光検出する光の周波数をｆ′とすると、λの
差周波数Δｆ＝ｆ〜ｆ′がドップシフト周波数であり、
このΔｆから前記微小粒子の移動速度ｖが求められるこ
とは広く知られている。

【０００４】図４は２ビーム入射レーザドップラ速度計
の計測原理を説明する図である。同図は、＃１レーザ投
光器３１Ａと＃２レーザ投光器３１Ｂとを結ぶ直線の長
さを３角形の底辺とすると、その底辺を２等分した位置
に受光検出器３２を配置する。この一対のレーザ投光器
３１Ａ及び３１Ｂからの２つの照射光は、所定のビーム
交差角（例えば２０度）により共に微小粒子３３に照射
するように、即ち２つの照射光の光路長が前記３角形の
他の２辺をなすように照射される。そして、前記ビーム
交差角を２等分した角度から得られる２つの反射光を共
に受光検出器３２で検出する方式である。この場合も微
小粒子３３は時刻ｔ₁ から微小時間経過後のｔ₂ の間に
位置がｘ₁ からｘ₂ に移動したとすると、＃１レーザ投
光器３１Ａによるドップラシフト周波数は、ｒ₁₁＋ｒ₁₂
＜ｒ₁₁′＋ｒ₁₂′により負の−Δｆであり、＃２レーザ
投光器３１Ｂによるドップラシフト周波数は、ｒ₂₁＋ｒ
₂₂＞ｒ₂₁′＋ｒ₂₂′により正の＋Δｆであり、受光検出
器３２より、正、負両方の偏移周波数を検出することに
より、２つの照射光のビーム交差角を既知とすれば、微
小粒子３３の速度ｖが計測できる。

【０００５】前記ドップラ速度計の計測原理は、レーザ
投光器及び受光検出器が完全に静止しており、速度計自
体には振動や位置の変動がないものとし、移動物体の移
動速度を計測するものである。従って速度計自体に振動
やブレが生じると、照射光及び検出光の光路長が直接変
化するから、これを移動物体の移動速度として計測する
ことになり、計測誤差になるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のドップラ速度計
は前記の計測原理に基づき構成されているので、例えば
オンラインの製造工程で、鋼板の移動速度を測定するよ
うな場合には、製造ラインに設置されたドップラ速度計
に発生する振動により直ちに計測誤差を生じ、精度の良
い計測値が得られないという問題点があった。本発明は
かかる問題点を解決するためになされたもので、ドップ
ラ速度計自体に振動があっても、この影響を除去して精
度の良い計測値が得られるドップラ速度計測装置を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本請求項１の発明に係る
ドップラ速度計測装置は、移動物体にレーザまたは電波
の送受波を行ない、そのドップラ効果から、前記移動物
体の移動速度を計測するドップラ速度計と、該ドップラ
速度計に設定された所定の１次元座標軸方向における振
動加速度をそれぞれ検出する所定数の加速度センサを前
記ドップラ速度計に装着してなる加速度検出手段と、該
加速度検出手段に含まれる各加速度センサの検出する加
速度信号を個別に積分増幅してそれぞれ速度信号を出力
する前記所定数の積分増幅器よりなる積分増幅手段と、
該積分増幅手段に含まれる所定数の積分増幅器の出力信
号から前記ドップラ速度計の１次元座標軸方向における
振動に基づく計測誤差相当値を算出し、前記ドップラ速
度計が計測した速度計測値に対して、前記算出した計測
誤差相当値による補正演算を行なう振動補正演算手段と
を備えたものである。

【０００８】本請求項２の発明に係るドップラ速度計測
装置は、移動物体にレーザまたは電波の送受波を行な
い、そのドップラ効果から前記移動物体の移動速度を計
測するドップラ速度計と、該ドップラ速度計に設定され
た所定の２次元または３次元座標の各軸方向における振
動加速度をそれぞれ検出する所定数の加速度センサを前
記ドップラ速度計に装着してなる加速度検出手段と、該
加速度検出手段に含まれる各加速度センサの検出する前
記各座標軸方向毎の加速度信号を個別に積分増幅してそ
れぞれ速度信号を出力する前記各座標方向毎に所定数の
積分増幅器よりなる積分増幅手段と、該積分増幅手段に
含まれる各座標軸方向毎に所定数の積分増幅器の出力信
号から前記ドップラ速度計の各座標軸方向における振動
に基づく計測誤差相当値を算出し、前記ドップラ速度計
が計測した速度計測値に対して、前記算出した各座標軸
方向毎の計測誤差相当値を代数加算した総和による補正
演算を行なう振動補正演算手段とを備えたものである。

【０００９】本請求項３の発明に係るドップラ速度計測
装置は、移動物体に２ビームレーザの照射を行ない、そ
の反射検出光のドップラ効果から前記移動物体の移動速
度を計測するレーザドップラ速度計と、該レーザドップ
ラ速度計の２つのレーザ照射位置を結ぶ直線方向におけ
る振動加速度をそれぞれ検出する第１の加速度センサ及
び第２の加速度センサを前記レーザドップ速度計の前部
及び後部にそれぞれ装着してなる加速度検出手段と、前
記第１及び第２の加速度センサの検出する第１及び第２
の加速度信号を個別に積分増幅してそれぞれ第１の速度
信号及び第２の速度信号を出力する第１及び第２の積分
増幅器よりなる積分増幅手段と、あらかじめ前記第２の
加速度センサと前記移動物体の測定箇所間の水平距離に
対する前記第１の加速度センサと第２の加速度センサ間
の距離の比を所定係数として算出しておき、前記第１の
速度信号から第２の速度信号を減算して差信号を算出
し、該算出した差信号と前記所定係数とを乗算して積信
号を算出し、該算出した積信号と前記第１の速度信号と
を加算した和信号である計測誤差相当値を算出し、前記
レーザドップラ速度計が計測した速度計測値から前記算
出した計測誤差相当値を差引く補正演算を行なう振動補
正演算手段とを備えたものである。

【００１０】

【作用】本請求項１に係る発明においては、ドップラ速
度計は移動物体にレーザまたは電波の送受波を行ない、
そのドップラ効果から前記移動物体の移動速度を計測す
る。加速度検出手段は前記ドップラ速度計に設定された
所定の１次元座標軸方向における振動加速度をそれぞれ
検出する所定数の加速度センサを前記ドップラ速度計に
装着してなる。積分増幅手段は前記加速度検出手段に含
まれる各加速度センサの検出する加速度信号を個別に積
分増幅してそれぞれ速度信号を出力する前記所定数の積
分増幅器よりなる。振動補正演算手段は前記積分増幅手
段に含まれる所定数の積分増幅器の出力信号から前記ド
ップラ速度計の１次元座標軸方向における振動に基づく
計測誤差相当値を算出し、前記ドップラ速度計が計測し
た速度計測値に対して、前記算出した計測誤差相当値に
よる補正演算を行なう。

【００１１】本請求項２に係る発明においては、ドップ
ラ速度計は移動物体にレーザまたは電波の送受波を行な
い、そのドップラ効果から前記移動物体の移動速度を計
測する。加速度検出手段は前記ドップラ速度計に設定さ
れた所定の２次元または３次元座標の各軸方向における
振動加速度をそれぞれ検出する所定数の加速度センサを
前記ドップラ速度計に装着してなる。積分増幅手段は前
記加速度検出手段に含まれる各加速度センサの検出する
前記各座標軸方向毎の加速度信号を個別に積分増幅して
それぞれ速度信号を出力する前記各座標方向毎に所定数
の積分増幅器よりなる。振動補正演算手段は前記積分増
幅手段に含まれる各座標軸方向毎に所定数の積分増幅器
の出力信号から前記ドップラ速度計の各座標軸方向にお
ける振動に基づく計測誤差相当値をそれぞれ算出し、前
記ドップラ速度計が計測した速度計測値に対して、前記
算出した各座標軸方向毎の計測誤差相当値を代数加算し
た総和による補正演算を行なう。

【００１２】本請求項３に係る発明においては、レーザ
速度計は移動物体に２ビームレーザの照射を行ない、そ
の反射検出光のドップラ効果から前記移動物体の移動速
度を計測する。加速度検出手段は前記レーザドップラ速
度計の２つのレーザ照射位置を結ぶ直線方向における振
動加速度をそれぞれ検出する第１の加速度センサ及び第
２の加速度センサを前記レーザドップラ速度計の前部及
び後部にそれぞれ装着してなる。積分増幅手段は前記第
１及び第２の加速度センサの検出する第１及び第２の加
速度信号を個別に積分増幅してそれぞれ第１の速度信号
及び第２の速度信号を出力する第１及び第２の積分増幅
器よりなる。振動補正演算手段はあらかじめ前記第２の
加速度センサと前記移動物体の測定箇所間の水平距離に
対する前記第１の加速度センサと第２の加速度センサ間
の距離の比を所定係数として算出しておき、前記第１の
速度信号から第２の速度信号を減算して差信号を算出
し、該算出した差信号と前記所定係数とを乗算して積信
号を算出し、該算出した積信号と前記第１の速度信号と
を加算した和信号である計測誤差相当値を算出し、前記
レーザドップラ速度計が計測した速度計測値から前記算
出した計測誤差相当値を差引く補正演算を行なう。

【００１３】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示すレーザドップ
ラ速度計測装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、１はレーザドップラ速度計であり、この例で
は、図４で計測原理を説明した２ビーム入射レーザドッ
プラ速度計を使用し、その形状は筒状である。またレー
ザドップラ速度計１には、その振動加速度の方向を決め
るために３次元座標が設定されている。この例では、前
記３次元座標の原点はレーザドップラ速度計１の重心位
置に設け、レーザ検出光の光路延長線と一致する軸方向
（図の水平方向）をｘ軸に、ｘ軸と直交する図の鉛直方
向をｙ軸に、図の表面から裏面方向に向かう軸をｚ軸に
設定している。なお、レーザドップラ速度計１は、その
前面（レーザの送受波を行なう面）と被測定物表面との
間隔が所定距離（例えば１００mm）であり、且つ検出光
の光路は水平で被測定物の表面に対して直角になるよう
に固定設置される。

【００１４】図２の２Ａはこの筒状のレーザドップラ速
度計１の前部に装着された＃１加速度センサ、２Ｂは筒
状の速度計１の後部に装着された＃２加速度センサであ
る。前記一対の加速度センサ２Ａ及び２Ｂは、レーザド
ップラ速度計１つの振動を検出するセンサであり、例え
ば圧電振動型センサを使用することができる。加速度セ
ンサ２Ａ及び２Ｂの加速度検出方向は後述する。９は本
発明による振動補正演算装置であり、その構成の詳細は
図１により説明する。１０は被測定物であり、この実施
例では、ローラ等の回転物体の例を示している。１１は
被測定物１０の表面上の測定箇所であり、この測定箇所
にレーザドップラ速度計１から２つのレーザビームが所
定の交差角により照射され、この測定箇所からの反射光
がレーザドップラ速度計１により受光検出される。また
図２において、ｄ₁ に＃１加速度センサ２Ａと＃２加速
度センサ２Ｂの中心位置間の距離であり、ｄ₂ は前記測
定箇所１１と＃２加速度センサ２Ｂの中心位置との間の
水平距離（ｘ軸方向の距離）である。

【００１５】図１は本発明の一実施例を示す振動補正演
算装置の構成を示すブロック図である。同図において、
３Ａ及び３Ｂは前記一対の加速度センサ２Ａ及び２Ｂの
出力信号を個別に積分増幅し、アナログの速度信号ｖ₁
及びｖ₂ を得る＃１及び＃２積分増幅器である。４はア
ナログの減算器であり、前記速度信号ｖ₁ からｖ₂ を減
算するものであるが、例えば速度信号ｖ₂ を極性反転器
（入力信号と同一振幅値で、その極性のみを反転した信
号を出力するもので、具体例は後述する。）を介して−
ｖ₂ とし、これと前記速度信号ｖ₁ とをアナログ加算器
で加算する構成としてもよい。５はアナログの係数乗算
器であり、減算器４の出力信号に対して所定係数ｋを乗
算して出力する。この実施例において所定係数ｋは前記
２つの距離ｄ₂ とｄ₁ の比、即ちｋ＝ｄ₂ ／ｄ₁ として
あらかじめ算出された値を設定しておく。６Ａ及び６Ｂ
はそれぞれ入力される２つのアナログ信号を加算するア
ナログ加算器。７は極性反転器であり、例えば入出力の
ゲインが１で、その極性のみが反転する線形演算増幅器
で構成される。８は２入力信号の一方を選択して出力す
るための切換スイッチであり、前記回転物体である被測
定物の回転方向に対応して、即ち正回転であるか、逆回
転であるかに対応して手動で切換えられる。上記３Ａ〜
８の各機器により振動補正演算装置９は構成される。

【００１６】図１及び図２の動作を説明する。２ビーム
入射レーザドップラ速度計１は既に公知技術となってい
るので、その仕様の概要を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１の光学系構成の欄における測定距離変
動：±４mmについて説明する。これはレーザドップラ速
度計から２ビームのレーザ光が測定箇所１１に照射され
ると、この２つの光波の位相差により合成波の明るさが
異なり、干渉じまが発生する。この干渉じまの深度（図
２のｘ軸方向の距離）が約４mmであり、この範囲内（即
ち振動振幅が±２mmの範囲内）で被測定物１０またはレ
ーザドップラ速度計１が図２のｘ軸方向に振動しても、
計測精度にはほとんど影響しないということである。

【００１９】＃１及び＃２加速度センサ２Ａ及び２Ｂで
検出する加速度の方向は、図２のレーザドップラ加速度
計１に設定された３次元座標の各軸方向において、それ
ぞれ検出するのが好ましいわけである。また最近の加速
度センサには、単一センサに複数の圧電振動素子が内蔵
され、２軸または３軸方向の加速度を同時に検出できる
ものが市販されている。従ってこれらの加速度センサを
使用すれば、センサの装着数を増加させなくとも、２軸
または３軸方向の加速度を検出することは可能である。
ここで、レーザドップラ速度計１の３次元各軸方向にお
ける振動成分について、どの軸方向の振動成分が最も計
測精度に悪影響を与えているかを実際にレーザドップラ
速度計の装備場所で調査したところ、図２のｙ軸方向の
影響度が最も大きいと判った。これは本実施のレーザド
ップラ速度計１が２ビーム入射型であり、前記２ビーム
レーザによる干渉じまの深度が約４mmあるため、図２の
ｘ軸方向の振動振幅が±２mm以下の場合には、計測精度
に与える影響がきわめて少ないからである。従ってこの
実施例においては、振動補正演算装置９のコストを低減
するため、一対の加速度センサ２Ａ及び２Ｂは図２のｙ
軸方向のみの加速度を検出するものとした。しかし図２
のｘ軸方向の振動振幅が±２mmを越える場合や、レーザ
ドップラ速度計が１ビーム入射型の場合には、当然ｘ軸
方向の振動成分による計測誤差も大きくなるので、ｙ軸
方向のほかにｘ軸方向における加速度も検出し、この２
軸方向の検出値に基づく総合的な補正演算を行なうこと
が好ましい。

【００２０】図１の＃１及び＃２加速度センサ２Ａ及び
２Ｂが、それぞれレーザドップラ速度計１の前部及び後
部において検出した前記ｙ軸方向の加速度信号ａｃｃ₁
及びａｃｃ₂ は、＃１及び＃２積分増幅器３Ａ及び３Ｂ
で、積分増幅されアナログの速度信号ｖ₁ 及びｖ₂ とな
って出力される。減算器４は前記２つの速度信号ｖ₁ 及
びｖ₂ を入力し、その差信号（ｖ₁ −ｖ₂ ）を出力す
る。ここで速度の差信号を算出する物理的な意味は、レ
ーザドップラ速度計１の前部と後部とが反対方向（例え
ば一方が上向きで、他方が下向き）に振動し、計測精度
に与える悪影響の程度が大きい場合には、速度信号ｖ₁
とｖ₂ とは極性が異なるため、前記差信号の値は大きく
なり（実質的には和になり）、レーザドップラ速度計２
の前部と後部とが同一方向に振動し、計測精度に与える
悪影響の程度がやや小さい場合には、速度信号ｖ₁ とｖ
₂ とは極性が同一であるため、前記差信号の値は小さく
なるようにする意味をもっている。

【００２１】係数乗算器５は所定係数ｋを前記ｄ₂ ／ｄ
₁ として、前記差信号（ｖ₁ −ｖ₂）に前記所定係数ｋ
を乗算し、乗算結果の積信号ｋ（ｖ₁ −ｖ₂ ）を出力す
る。ここで前記所定係数ｋの意味は、距離ｄ₁ の間隔に
おいて発生した振動差分信号（ｖ₁ −ｖ₂ ）を距離ｄ₂
の間隔における値に換算する意味をもつ。従ってこのｄ
₂ ／ｄ₁ を乗算することにより、被測定物１０の測定箇
所１１における振動差分の誤差値を算出することにな
る。次に加算器６Ａは＃１加速度センサ２Ａから得られ
た速度信号ｖ₁ と前記係数乗算器５の出力信号ｋ（ｖ₁
−ｖ₂ ）とを加算し、加算結果のｖ₁ ＋ｋ（ｖ₁ −
ｖ₂ ）を出力する。この加算器６Ａの出力信号は、＃１
加速度センサ２Ａからの振動誤差値と、１対の加速度セ
ンサ２Ａ及び２Ｂの振動差分からの誤差算出値とを加算
したもので、この和信号が、レーザドップラ速度計１の
ｙ軸方向の振動に基づき測定箇所１１に発生する計測誤
差相当値である。

【００２２】そしてこの計測誤差相当値（勿論極性の正
負は存在する）は、レーザドップラ速度計１が測定箇所
１１で測定した速度ｖ₀ に重畳する形式で含まれている
ので、測定速度ｖ₀ より前記計測誤差相当値を差引くこ
とにより、被測定物１０の真の速度ｖ_x を求めることが
できる。この実施例では、被測定物１０が回転体で回転
方向が正転と逆転の２通りあるので、加算器６Ａの出力
信号と、これを極性反転器７を介して極性の反転した出
力信号のいずれか一方の信号を前記回転方向に応じて切
換スイッチ８で選択し、この選択した信号を加算器６Ｂ
の一方の入力に供給し、同時に他方の入力に供給される
ドップラ速度計１からの測定信号ｖ₀ と加算した加算結
果を出力することにより、実質的に前記計測誤差相当値
を差引いた補正後の速度情報を得ることができる。

【００２３】また図１及び図２の実施例においては、移
動物体の移動速度を非接触で測定するドップラ速度計と
してレーザ光を使用した例を示したが、本発明はこれに
限定されるものではない。例えばマイクロ波等の電波を
用いるトップラ速度計は既に実用として使用されてお
り、これらの速度計には屋外で使用したり、携帯用のも
のが多い。従ってマイクロ波の送受波器（ホーンアンテ
ナやパラボラアンテナが多い）が風力や手ぶれで振動す
ると、ドップラ速度計としては計測誤差を生じることに
なるので、本発明の振動補正演算装置を付加することに
より、計測精度を向上させる効果が得られる。

【００２４】図２の実施例においては、レーザドップラ
速度計１を測定位置に固定設置したこと、及び２ビーム
入射による干渉じまの深度範囲内の影響が余りないこと
により、一対の加速度センサ２Ａ及び２Ｂは図２のｙ軸
（垂直）方向の加速度のみを検出する例を示したが、例
えば携帯用等のドップラ速度計を使用する場合には、手
ぶれ等により種々の方向の振動があるので、３次元の各
軸方向毎の加速度信号を検出し、各軸方向毎に前記と同
様に算出した計測誤差相当値を代数加算した総和を求
め、この総和により前記の振動補正演算を行なうように
すればよい。また加速度センサの装着数やその装着箇所
は、ドップラ速度計の形状とその測定法に応じて決めら
れる。図２の例では、レーザドップラ速度計の形状が筒
状であること、及びその測定法が２ビーム入射法である
ことにより、速度計の前部と後部に１つずつ加速度セン
サを設けるようにしたものである。一般に加速度センサ
の装着数を増せば、補正演算の精度は向上するが、コス
トも上昇するから、精度とコストのバランスを考慮して
決めることになる。なお電波ドップラ速度計の場合に
は、電波の送受波器であるホーンアンテナやパラボナア
ンテナ等に加速度センサを装着するようにするのが効果
的である。

【００２５】また図１の実施例においては、すべてアナ
ログ演算を行なう、減算器、係数乗算器、加算器及び極
性反転器を各演算ステップ毎に設ける場合の例を示した
が、これは演算速度を高速化するためと、説明を容易に
するための例として示したものであり、本発明の振動補
正演算はアナログ演算に限定されるものではない。即ち
＃１及び＃２積分増幅器３Ａ及び３Ｂのアナログ出力信
号をそれぞれ個別に高速Ａ／Ｄ変換器を介してデジタル
速度信号に変換し、以降の演算は、例えばデジタル・シ
グナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等を用いて、すべてデジ
タル演算で処理することも可能である。また現在では、
ＤＳＰやＣＰＵを複数個並列使用することにより、アナ
ログの演算処理時間にほぼ匹敵する短時間で、デジタル
演算処理が可能になっているので、いずれの演算処理に
おいても高速応答性を保持することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、移動物体
にレーザまたは電波の送受波を行ない、そのドップラ効
果から、前記移動物体の移動速度を計測するドップラ速
度計に、所定の１次元座標軸方向における振動加速度を
それぞれ検出する所定数の加速度センサを装着し、前記
各加速度センサの検出する加速度信号から前記座標軸方
向における振動に基づく計測誤差相当値を算出して、前
記ドップラ速度計の計測値に含まれる振動による誤差分
を補正するようにしたので、ドップラ速度計を防振構造
にしなくとも、計測精度の良い速度信号を得ることがで
きる。また移動物体に速度ムラや回転ムラがある場合に
も、これを見分ける計測が可能である。さらに補正演算
の高速応答性も兼ね備えているのでオンラインにおける
実時間計測が可能である。

【００２７】また本発明によれば、前記ドップラ速度計
に２次元または３次元座標の各軸方向における振動加速
度をそれぞれ検出する所定数の加速度センサを装着し、
前記各加速度センサの検出する各座標軸方向毎の加速度
信号から前記各座標軸方向における振動に基づく計測誤
差相当値をそれぞれ算出し、該算出値の総和により、前
記ドップラ速度計の計測値に含まれる振動による誤差分
を補正するようにしたので、ドップラ速度計自体の振動
による影響を除去し、防振機構がなくとも、きわめて計
測精度の良い速度信号を得ることができる。

【００２８】また本発明によれば、移動物体に２ビーム
レーザの照射を行ない、その反射検出光のドップラ効果
から前記移動物体の移動速度を計測するレーザドップラ
速度計の前部及び後部に１対の加速度センサを装着し、
前記各加速度センサの検出する２つのレーザ照射位置を
結ぶ直線方向における加速度信号から振動に基づく計測
誤差相当値を算出して、前記レーザドップラ速度計の計
測値に含まれる振動による誤差分を補正するようにした
ので、被測定物体が微小な物体であっても、レーザドッ
プラ速度計自体の振動による影響を除去し、計測精度の
良い速度信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す振動補正演算装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示すレーザドップラ速度計
測装置の構成を示すブロック図である。

【図３】レーザドップラ速度計の計測原理を説明する図
である。

【図４】２ビーム入射レーザドップラ速度計の計測原理
を説明する図である。

【符号の説明】

１ レーザドップラ速度計 ２Ａ ＃１加速度センサ ２Ｂ ＃２加速度センサ ３Ａ ＃１積分増幅器 ３Ｂ ＃２積分増幅器 ４ 減算器 ５ 係数乗算器 ６Ａ，６Ｂ 加算器 ７ 極性反転器 ８ 切換スイッチ ９ 振動補正演算装置 １０ 被測定物 １１ 被測定物１０の測定箇所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 得夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 野島 裕文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 北川 和行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体にレーザまたは電波の送受波を
   行ない、そのドップラ効果から、前記移動物体の移動速
   度を計測するドップラ速度計と、 該ドップラ速度計に設定された所定の１次元座標軸方向
   における振動加速度をそれぞれ検出する所定数の加速度
   センサを前記ドップラ速度計に装着してなる加速度検出
   手段と、 該加速度検出手段に含まれる各加速度センサの検出する
   加速度信号を個別に積分増幅してそれぞれ速度信号を出
   力する前記所定数の積分増幅器よりなる積分増幅手段
   と、 該積分増幅手段に含まれる所定数の積分増幅器の出力信
   号から前記ドップラ速度計の１次元座標軸方向における
   振動に基づく計測誤差相当値を算出し、前記ドップラ速
   度計が計測した速度計測値に対して、前記算出した計測
   誤差相当値による補正演算を行なう振動補正演算手段と
   を備えたことを特徴とするドップラ速度計測装置。
2. 【請求項２】 移動物体にレーザまたは電波の送受波を
   行ない、そのドップラ効果から前記移動物体の移動速度
   を計測するドップラ速度計と、 該ドップラ速度計に設定された所定の２次元または３次
   元座標の各軸方向における振動加速度をそれぞれ検出す
   る所定数の加速度センサを前記ドップラ速度計に装着し
   てなる加速度検出手段と、 該加速度検出手段に含まれる各加速度センサの検出する
   前記各座標軸方向毎の加速度信号を個別に積分増幅して
   それぞれ速度信号を出力する前記各座標方向毎に所定数
   の積分増幅器よりなる積分増幅手段と、 該積分増幅手段に含まれる各座標軸方向毎に所定数の積
   分増幅器の出力信号から前記ドップラ速度計の各座標軸
   方向における振動に基づく計測誤差相当値をそれぞれ算
   出し、前記ドップラ速度計が計測した速度計測値に対し
   て、前記算出した各座標軸方向毎の計測誤差相当値を代
   数加算した総和による補正演算を行なう振動補正演算手
   段とを備えたことを特徴とするドップラ速度計測装置。
3. 【請求項３】 移動物体に２ビームレーザの照射を行な
   い、その反射検出光のドップラ効果から前記移動物体の
   移動速度を計測するレーザドップラ速度計と、 該レーザドップラ速度計の２つのレーザ照射位置を結ぶ
   直線方向における振動加速度をそれぞれ検出する第１の
   加速度センサ及び第２の加速度センサを前記レーザドッ
   プラ速度計の前部及び後部にそれぞれ装着してなる加速
   度検出手段と、 前記第１及び第２の加速度センサの検出する第１及び第
   ２の加速度信号を個別に積分増幅してそれぞれ第１の速
   度信号及び第２の速度信号を出力する第１及び第２の積
   分増幅器よりなる積分増幅手段と、 あらかじめ前記第２の加速度センサと前記移動物体の測
   定箇所間の水平距離に対する前記第１の加速度センサと
   第２の加速度センサ間の距離の比を所定係数として算出
   しておき、前記第１の速度信号から第２の速度信号を減
   算して差信号を算出し、該算出した差信号と前記所定係
   数とを乗算して積信号を算出し、該算出した積信号と前
   記第１の速度信号とを加算した和信号である計測誤差相
   当値を算出し、前記レーザドップラ速度計が計測した速
   度計測値から前記算出した計測誤差相当値を差引く補正
   演算を行なう振動補正演算手段とを備えたことを特徴と
   するレーザドップラ速度計測装置。