JPH0535331A - 空間フイルタによる速度・距離測定装置 - Google Patents
空間フイルタによる速度・距離測定装置Info
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- JPH0535331A JPH0535331A JP3192361A JP19236191A JPH0535331A JP H0535331 A JPH0535331 A JP H0535331A JP 3192361 A JP3192361 A JP 3192361A JP 19236191 A JP19236191 A JP 19236191A JP H0535331 A JPH0535331 A JP H0535331A
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 27
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系の汚れの影響を除去し得る空間フィル
タによる速度・距離測定装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 ３個の空間フィルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃ
により求めた３つの座標（ａ1n，ｂ1n）、（ａ2n，
ｂ2n）、（ａ3n，ｂ3n）を通る円の中心座標（Ｘn ，Ｙ
n ）を求め、前記座標（ａ1n，ｂ1n）、（ａ2n，
ｂ2n）、（ａ3n，ｂ3n）を、前記中心座標（Ｘn ，
Ｙn ）を原点Ｏとする座標系上の座標（Ａ1n，Ｂ1n）、
（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に変換し、これらの座
標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に
基づき演算した、第１及び第２の空間フィルタ演算部５
ａ，５ｂに基づく第１の相対位相差Δθ1nと、第２及び
第３の空間フィルタ演算部５ｂ，５ｃに基づく第２の相
対位相差Δθ2nとで、第２の空間フィルタ演算部５ｂに
基づき演算した、位相空間上でのベクトル位相角Δφ2n
を補正し、この結果得る補正位相角Δφn に基づき、ラ
インセンサ３の速度及び距離を測定して、この測定精度
を向上させたものである。
タによる速度・距離測定装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 ３個の空間フィルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃ
により求めた３つの座標（ａ1n，ｂ1n）、（ａ2n，
ｂ2n）、（ａ3n，ｂ3n）を通る円の中心座標（Ｘn ，Ｙ
n ）を求め、前記座標（ａ1n，ｂ1n）、（ａ2n，
ｂ2n）、（ａ3n，ｂ3n）を、前記中心座標（Ｘn ，
Ｙn ）を原点Ｏとする座標系上の座標（Ａ1n，Ｂ1n）、
（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に変換し、これらの座
標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に
基づき演算した、第１及び第２の空間フィルタ演算部５
ａ，５ｂに基づく第１の相対位相差Δθ1nと、第２及び
第３の空間フィルタ演算部５ｂ，５ｃに基づく第２の相
対位相差Δθ2nとで、第２の空間フィルタ演算部５ｂに
基づき演算した、位相空間上でのベクトル位相角Δφ2n
を補正し、この結果得る補正位相角Δφn に基づき、ラ
インセンサ３の速度及び距離を測定して、この測定精度
を向上させたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空間フィルタによる速度
・距離測定装置に関し、特に無人搬送車に適用して有用
なものである。
・距離測定装置に関し、特に無人搬送車に適用して有用
なものである。
【０００２】
【従来の技術】工場内等における無人搬送車の自動走行
に当って、外部からの誘導を必要とすることなく、非接
触で無人搬送車を誘導するための誘導システムを実現す
べく、空間フィルタを用いた速度・距離測定装置が開発
されている。
に当って、外部からの誘導を必要とすることなく、非接
触で無人搬送車を誘導するための誘導システムを実現す
べく、空間フィルタを用いた速度・距離測定装置が開発
されている。
【０００３】図３は無人搬送車に適用する空間フィルタ
による速度・距離測定装置を示すブロック線図である。
同図に示すように、路面１からの反射光は光学系２を介
してラインセンサ（ＣＣＤ）３により検出され、所定の
周期でサンプリングされて電気信号に変換される。光学
系２，ラインセンサ３は図示しない車体の底面に取り付
けられている。ラインセンサ３は、多数の光電変換素子
を進行方向に沿って一次元的に配列したものであり、明
暗に応じた信号が順次出力される。
による速度・距離測定装置を示すブロック線図である。
同図に示すように、路面１からの反射光は光学系２を介
してラインセンサ（ＣＣＤ）３により検出され、所定の
周期でサンプリングされて電気信号に変換される。光学
系２，ラインセンサ３は図示しない車体の底面に取り付
けられている。ラインセンサ３は、多数の光電変換素子
を進行方向に沿って一次元的に配列したものであり、明
暗に応じた信号が順次出力される。
【０００４】ラインセンサ３からの出力信号Ｐは読出回
路４を通過し、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号のＣＣＤ
データに変換された後、空間フィルタ演算部５に入力さ
れる。空間フィルタ演算部５はこの出力信号を所定範囲
内で積分することにより、光学的にランダムな周波数か
ら構成される反射光から任意の周波数成分を抽出し、そ
の時空列的な変化から、図４に示す位相空間において移
動距離に対応するベクトルを求めるものである。
路４を通過し、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号のＣＣＤ
データに変換された後、空間フィルタ演算部５に入力さ
れる。空間フィルタ演算部５はこの出力信号を所定範囲
内で積分することにより、光学的にランダムな周波数か
ら構成される反射光から任意の周波数成分を抽出し、そ
の時空列的な変化から、図４に示す位相空間において移
動距離に対応するベクトルを求めるものである。
【０００５】さらに詳言すると、図５のフローチャート
に示すように先ず、ｎ画素からなるラインセンサ３から
のＣＣＤデータＤi (i＝１，２，…ｎ）はsin 荷重関数
Ｓi （ｉ＝１，２，…ｎ）と共に読み込まれて、添字の
等しいものの積が順次ｎ回加えられることにより積和演
算が行われ、積和値ｂが求められる。
に示すように先ず、ｎ画素からなるラインセンサ３から
のＣＣＤデータＤi (i＝１，２，…ｎ）はsin 荷重関数
Ｓi （ｉ＝１，２，…ｎ）と共に読み込まれて、添字の
等しいものの積が順次ｎ回加えられることにより積和演
算が行われ、積和値ｂが求められる。
【０００６】ここで、sin 荷重関数Ｓi とは図６に示す
ように、サイン関数とハニング関数との積のことであ
る。このサイン関数はラインセンサの長さＬの中にｎ個
の波数を有するもので、以下その波長ｐ（＝Ｌ／ｎ）を
フィルタピッチとよぶ。
ように、サイン関数とハニング関数との積のことであ
る。このサイン関数はラインセンサの長さＬの中にｎ個
の波数を有するもので、以下その波長ｐ（＝Ｌ／ｎ）を
フィルタピッチとよぶ。
【０００７】次に、cos 荷重関数Ｃi （ｉ＝１，２，…
ｎ）が読み込まれると、ＣＣＤデータＤi （ｉ＝１，
２，…ｎ）との間で、添字の等しいものの積が順次ｎ回
加えられることにより積和演算が行われ、積和値ａが求
められる。
ｎ）が読み込まれると、ＣＣＤデータＤi （ｉ＝１，
２，…ｎ）との間で、添字の等しいものの積が順次ｎ回
加えられることにより積和演算が行われ、積和値ａが求
められる。
【０００８】ここで、cos 荷重関数Ｃi とは図６に示す
ように、コサイン関数とハニング関数との積のことであ
る。
ように、コサイン関数とハニング関数との積のことであ
る。
【０００９】積和値ａ，ｂはサンプリング毎に求められ
るので、前回のサンプリングの積和値をａ(n-1) ，ｂ
(n-1) とし、今回のサンプリングの積和値をａn ，ｂn
とすることにする。このようにすると、積和値
ａ(n-1) ，ｂ(n-1) ，ａn ，ｂn を二次元の座標とする
位相空間内における各サンプリング時でのベクトルｔ1,
ｔ2 は図４に示す通りである。１サンプリング間におけ
る位相差Δφは位相差演算部７で「数１」に基づく演算
を行なうことにより求められる。
るので、前回のサンプリングの積和値をａ(n-1) ，ｂ
(n-1) とし、今回のサンプリングの積和値をａn ，ｂn
とすることにする。このようにすると、積和値
ａ(n-1) ，ｂ(n-1) ，ａn ，ｂn を二次元の座標とする
位相空間内における各サンプリング時でのベクトルｔ1,
ｔ2 は図４に示す通りである。１サンプリング間におけ
る位相差Δφは位相差演算部７で「数１」に基づく演算
を行なうことにより求められる。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで、移動距離ｘ0 と上記位相差Δφと
は比例関係にあり、その比例定数はフィルタピッチｐ
（＝Ｌ／ｎ）と２πとの比となるので、移動距離Ｘ0 と
速度Ｖとは、累算器８ａ、定数掛算部８ｂ，８ｃからな
る速度・距離演算部８で次式に基づく演算を行なうこと
により求められる。
は比例関係にあり、その比例定数はフィルタピッチｐ
（＝Ｌ／ｎ）と２πとの比となるので、移動距離Ｘ0 と
速度Ｖとは、累算器８ａ、定数掛算部８ｂ，８ｃからな
る速度・距離演算部８で次式に基づく演算を行なうこと
により求められる。
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
れば、空間フィルタ演算部５により求められる積和値
ａ，ｂが、図７に示すように零を中心として振幅するな
らば、ベクトルｔ1 ，ｔ2 は、位相空間内で図４に示す
ように、原点Ｏを中心として回転するはずであり、この
ときには正確な速度及び距離を検出し得る。
れば、空間フィルタ演算部５により求められる積和値
ａ，ｂが、図７に示すように零を中心として振幅するな
らば、ベクトルｔ1 ，ｔ2 は、位相空間内で図４に示す
ように、原点Ｏを中心として回転するはずであり、この
ときには正確な速度及び距離を検出し得る。
【００１５】ところが、実際には、光学系２はゴミや、
チリにより汚れ易く、この場合には前記ベクトルｔ1 ，
ｔ2 の回転中心Ｏ1 は、図８（ａ）に示すように、原点
Ｏからずれてしまう。さらに、汚れが酷い場合には、前
記ベクトルｔ1 ，ｔ2 の回転中心Ｏ1は、図８（ｂ）に
示すように、原点Ｏから大きくずれてしまいベクトルｔ
1 ，ｔ2 が原点Ｏを含まずに回転してしまう。
チリにより汚れ易く、この場合には前記ベクトルｔ1 ，
ｔ2 の回転中心Ｏ1 は、図８（ａ）に示すように、原点
Ｏからずれてしまう。さらに、汚れが酷い場合には、前
記ベクトルｔ1 ，ｔ2 の回転中心Ｏ1は、図８（ｂ）に
示すように、原点Ｏから大きくずれてしまいベクトルｔ
1 ，ｔ2 が原点Ｏを含まずに回転してしまう。
【００１６】このように、ベクトルｔ1 ，ｔ2 の回転中
心Ｏ1 が原点からずれると、ずれ量の大きさに比例して
誤差が大きくなるばかりでなく、図８（ｂ）に示すよう
な状態になった場合には、方向が逆転するので、計測が
不能になるという問題を生起している。
心Ｏ1 が原点からずれると、ずれ量の大きさに比例して
誤差が大きくなるばかりでなく、図８（ｂ）に示すよう
な状態になった場合には、方向が逆転するので、計測が
不能になるという問題を生起している。
【００１７】本発明は上記従来技術に鑑み、光学系の汚
れの影響を除去し得る空間フィルタによる速度・距離測
定装置を提供することを目的とする。
れの影響を除去し得る空間フィルタによる速度・距離測
定装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、
明の構成は、
【００１９】多数の光電変換素子を有して入射した光を
電気信号に変換するラインセンサと、ラインセンサの出
力信号を所定周期でサンプリングして順に出力する読出
回路と、読出回路からサンプリング毎に順に出力される
電気信号に、正弦波及び余弦波を一対とする相互に所定
の位相差を有する３種類の荷重関数を、それぞれ別々に
掛け合わせ、所定範囲内でそれぞれ積分することにより
任意の周波数成分をそれぞれ抽出する第１〜第３の３個
の空間フィルタ演算部と、第１〜第３の空間フィルタ演
算部により抽出された、それぞれ二種類の信号を二次元
の各座標として、これらの各座標を通る円の中心座標を
演算する回転中心演算部と、第１〜第３の空間フィルタ
演算部によりそれぞれ抽出された二次元の前記各座標
を、前記円の中心座標に基づきこの中心座標を原点とす
る座標系の座標にそれぞれ変換する第１〜第３の３個の
回転中心補正部と、第１及び第２の回転中心補正部でそ
れぞれ補正した二次元の各座標を表わす情報に基づき両
座標の相対位相差である第１の相対位相差を演算する第
１の相対位相差演算部と、第２及び第３の回転中心補正
部でそれぞれ補正した二次元の各座標を表わす情報に基
づき両座標の相対位相差である第２の相対位相差を演算
する第２の相対位相差演算部と、第２の回転中心補正部
で補正された二次元の座標を表わす情報に基づき、前記
ラインセンサの移動による２つのベクトルの位相平面上
での前記原点を中心とする位相差を演算する位相差演算
部と、前記第１の相対位相差及び前記第２の相対位相差
に基づき前記位相差を補正する補正演算部と、補正演算
部で補正された補正位相差に基づき、ラインセンサの移
動速度及び距離を演算する速度・距離演算部とを有する
ことを特徴とする。
電気信号に変換するラインセンサと、ラインセンサの出
力信号を所定周期でサンプリングして順に出力する読出
回路と、読出回路からサンプリング毎に順に出力される
電気信号に、正弦波及び余弦波を一対とする相互に所定
の位相差を有する３種類の荷重関数を、それぞれ別々に
掛け合わせ、所定範囲内でそれぞれ積分することにより
任意の周波数成分をそれぞれ抽出する第１〜第３の３個
の空間フィルタ演算部と、第１〜第３の空間フィルタ演
算部により抽出された、それぞれ二種類の信号を二次元
の各座標として、これらの各座標を通る円の中心座標を
演算する回転中心演算部と、第１〜第３の空間フィルタ
演算部によりそれぞれ抽出された二次元の前記各座標
を、前記円の中心座標に基づきこの中心座標を原点とす
る座標系の座標にそれぞれ変換する第１〜第３の３個の
回転中心補正部と、第１及び第２の回転中心補正部でそ
れぞれ補正した二次元の各座標を表わす情報に基づき両
座標の相対位相差である第１の相対位相差を演算する第
１の相対位相差演算部と、第２及び第３の回転中心補正
部でそれぞれ補正した二次元の各座標を表わす情報に基
づき両座標の相対位相差である第２の相対位相差を演算
する第２の相対位相差演算部と、第２の回転中心補正部
で補正された二次元の座標を表わす情報に基づき、前記
ラインセンサの移動による２つのベクトルの位相平面上
での前記原点を中心とする位相差を演算する位相差演算
部と、前記第１の相対位相差及び前記第２の相対位相差
に基づき前記位相差を補正する補正演算部と、補正演算
部で補正された補正位相差に基づき、ラインセンサの移
動速度及び距離を演算する速度・距離演算部とを有する
ことを特徴とする。
【００２０】
【作用】上記構成の本発明によれば、第１の相対位相
差、第２の相対位相差及び相対位相差は、第１〜第３の
空間フィルタ演算部の出力信号を二次元の各座標とする
三点を通る円の中心座標を原点とする座標系の座標に変
換される。かくして、前記位相差を、第１及び第２の相
対位相差で補正した補正位相差は、ラインセンサの移動
により回転して先端の軌跡が前記円となる２つのベクト
ルの位相差を正確に反映したものとなる。
差、第２の相対位相差及び相対位相差は、第１〜第３の
空間フィルタ演算部の出力信号を二次元の各座標とする
三点を通る円の中心座標を原点とする座標系の座標に変
換される。かくして、前記位相差を、第１及び第２の相
対位相差で補正した補正位相差は、ラインセンサの移動
により回転して先端の軌跡が前記円となる２つのベクト
ルの位相差を正確に反映したものとなる。
【００２１】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。なお、従来技術と同一部分には同一番号を付
し、重複する説明は省略する。
明する。なお、従来技術と同一部分には同一番号を付
し、重複する説明は省略する。
【００２２】図１は本発明の実施例を示すブロック線図
である。同図に示すように、本実施例は第１〜第３の空
間フィルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃとともに、回転中心
演算部９、第１〜第３の回転中心補正部１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ、第１及び第２の相対位相差演算部１１ａ，
１１ｂ、位相差演算部１２及び補正演算部１３を有す
る。
である。同図に示すように、本実施例は第１〜第３の空
間フィルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃとともに、回転中心
演算部９、第１〜第３の回転中心補正部１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ、第１及び第２の相対位相差演算部１１ａ，
１１ｂ、位相差演算部１２及び補正演算部１３を有す
る。
【００２３】第１〜第３の空間フィルタ演算部５ａ，５
ｂ，５ｃは、同一周波数で位相が相対的に位相差ψづつ
異なる荷重関数をそれぞれ使用するものであり、本実施
例では位相差ψ＝π／４とした。すなわち、第２の空間
フィルタ演算部５ｂの荷重関数は、第１の空間フィルタ
演算部５ａの荷重関数に比較して位相がπ／４だけず
れ、第３の空間フィルタ演算部５ｃの荷重関数は、第２
の空間フィルタ演算部５ｂの荷重関数に比較して位相が
π／４だけずれている。これら、第１〜第３の空間フィ
ルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃは、図３に示す空間フィル
タ演算部５と同構成のものである。第１の空間フィルタ
演算部５ａの積和値をａ1n，ｂ1nとし、これらに基づく
二次元の座標を（ａ1n，ｂ1n）とする。同様に、第２及
び第３の空間フィルタ５ｂ，５ｃの積和値をａ2n，
ｂ2n，ａ3n，ｂ3nとし、これらに基づく二次元の座標を
それぞれ（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）とする。
ｂ，５ｃは、同一周波数で位相が相対的に位相差ψづつ
異なる荷重関数をそれぞれ使用するものであり、本実施
例では位相差ψ＝π／４とした。すなわち、第２の空間
フィルタ演算部５ｂの荷重関数は、第１の空間フィルタ
演算部５ａの荷重関数に比較して位相がπ／４だけず
れ、第３の空間フィルタ演算部５ｃの荷重関数は、第２
の空間フィルタ演算部５ｂの荷重関数に比較して位相が
π／４だけずれている。これら、第１〜第３の空間フィ
ルタ演算部５ａ，５ｂ，５ｃは、図３に示す空間フィル
タ演算部５と同構成のものである。第１の空間フィルタ
演算部５ａの積和値をａ1n，ｂ1nとし、これらに基づく
二次元の座標を（ａ1n，ｂ1n）とする。同様に、第２及
び第３の空間フィルタ５ｂ，５ｃの積和値をａ2n，
ｂ2n，ａ3n，ｂ3nとし、これらに基づく二次元の座標を
それぞれ（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）とする。
【００２４】回転中心演算部９は、前記座標（ａ1n，ｂ
1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ 3n）に基づき、「数
４」の演算を行なうことにより前記３つの座標を通る円
の中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を演算して前回値記憶部１４
に記憶する。
1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ 3n）に基づき、「数
４」の演算を行なうことにより前記３つの座標を通る円
の中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を演算して前回値記憶部１４
に記憶する。
【００２５】
【数４】
【００２６】第１〜第３の回転中心補正部１０ａ，１０
ｂ，１０ｃは、本実施例では減算器で構成してあり、第
１〜第３の空間フィルタ演算部５ａ〜５ｃの演算結果に
基づき各座標（ａ1n，ｂ1n），（ａ2n, ｂ2n），
（ａ3n，ｂ3n）を、前記前回値記憶部１４に記憶された
円の中心座標（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）に基づき、その中心座
標（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）を原点とする座標系の座標にそれ
ぞれ変換する。すなわち、「数５」の演算を行なう。
ｂ，１０ｃは、本実施例では減算器で構成してあり、第
１〜第３の空間フィルタ演算部５ａ〜５ｃの演算結果に
基づき各座標（ａ1n，ｂ1n），（ａ2n, ｂ2n），
（ａ3n，ｂ3n）を、前記前回値記憶部１４に記憶された
円の中心座標（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）に基づき、その中心座
標（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）を原点とする座標系の座標にそれ
ぞれ変換する。すなわち、「数５」の演算を行なう。
【００２７】
【数５】 Ａ1n＝ａ1n−Ｘn-1 ， Ｂ1n＝ｂ1n−Ｙn-1 Ａ2n＝ａ2n−Ｘn-1 ， Ｂ2n＝ｂ2n−Ｙn-1 Ａ3n＝ａ3n−Ｘn-1 ， Ｂ3n＝ｂ3n−Ｙn-1
【００２８】第１の相対位相差演算部１１ａは、第１及
び第２の回転中心補正部１０ａ，１０ｂでそれぞれ補正
した座標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）に基づき両座
標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）の相対位相差である
第１の相対位相差Δθ1nを演算する。すなわち、「数
６」の演算を行なう。
び第２の回転中心補正部１０ａ，１０ｂでそれぞれ補正
した座標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）に基づき両座
標（Ａ1n，Ｂ1n）、（Ａ2n，Ｂ2n）の相対位相差である
第１の相対位相差Δθ1nを演算する。すなわち、「数
６」の演算を行なう。
【００２９】
【数６】
【００３０】第２の相対位相差演算部１１ｂは、第２及
び第３の回転中心補正部１０ｂ，１０ｃでそれぞれ補正
した座標（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に基づき両座
標（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）の相対位相差である
第２の相対位相差Δθ2nを演算する。すなわち、「数
７」の演算を行なう。
び第３の回転中心補正部１０ｂ，１０ｃでそれぞれ補正
した座標（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）に基づき両座
標（Ａ2n，Ｂ2n）、（Ａ3n，Ｂ3n）の相対位相差である
第２の相対位相差Δθ2nを演算する。すなわち、「数
７」の演算を行なう。
【００３１】
【数７】
【００３２】位相差演算部１２は、図３に示す位相差演
算部７と同構成のもので、本実施例では、第２の回転中
心補正部１０ｂで補正した座標（Ａ2n，Ｂ2n）に基づ
き、車体の移動に伴なうラインセンサ３の移動による２
つのベクトルｔ1 ，ｔ2 の位相平面上での位相差Δφ2
を演算するものである。すなわち前回値記憶部１５に記
憶しておいた前回サンプリング時の座標（Ａ2(n-1)，Ｂ
2(n-1)）と今回のサンプリング時の座標（Ａ2n，Ｂ2n）
に基づき「数８」の演算を行なう。
算部７と同構成のもので、本実施例では、第２の回転中
心補正部１０ｂで補正した座標（Ａ2n，Ｂ2n）に基づ
き、車体の移動に伴なうラインセンサ３の移動による２
つのベクトルｔ1 ，ｔ2 の位相平面上での位相差Δφ2
を演算するものである。すなわち前回値記憶部１５に記
憶しておいた前回サンプリング時の座標（Ａ2(n-1)，Ｂ
2(n-1)）と今回のサンプリング時の座標（Ａ2n，Ｂ2n）
に基づき「数８」の演算を行なう。
【００３３】
【数８】
【００３４】補正演算部１３は、前回値記憶部１６ａ，
１６ｂに記憶しておいた前回のサンプリング時の第１及
び第２の相対位相差Δθ1(n-1)，Δθ2(n-1)に基づき、
位相差Δφ2 を補正する。すなわち、「数９」の演算を
行なって補正位相差Δφn を求める。
１６ｂに記憶しておいた前回のサンプリング時の第１及
び第２の相対位相差Δθ1(n-1)，Δθ2(n-1)に基づき、
位相差Δφ2 を補正する。すなわち、「数９」の演算を
行なって補正位相差Δφn を求める。
【００３５】
【数９】
【００３６】速度・距離測定装置８は前記補正位相差Δ
φn に基づき、車体の移動に伴なうラインセンサ３の移
動速度Ｖ及び距離Ｘ0 を演算する。
φn に基づき、車体の移動に伴なうラインセンサ３の移
動速度Ｖ及び距離Ｘ0 を演算する。
【００３７】上記実施例においては、図２に示すよう
に、回転中心演算部９における演算の結果、光学系の汚
れがない場合の座標系の原点Ｏに対する各空間フィルタ
演算部５ａ〜５ｃの演算結果に基づく各座標（ａ1n，ｂ
1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）を通る円の中心
座標（Ｘn ，Ｙn ）が求まる。前記座標（ａ1n，
ｂ1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）は、各回転中
心補正部１０ａ〜１０ｃにより、中心座標（Ｘn ，
Ｙn ）に基づき、この中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を原点Ｏ
とする座標系の座標（Ａ1n，Ｂ1n），（Ａ2n，Ｂ2n），
（Ａ3n，Ｂ3n）に変換される。かくして、各座標
（Ａ1n，Ｂ1n），（Ａ2n，Ｂ2n），（Ａ3n，Ｂ3n）は、
中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を原点Ｏとして回転するベクト
ルｔ1 ，ｔ2 の先端の軌跡である円上の点として表わす
ことができる。
に、回転中心演算部９における演算の結果、光学系の汚
れがない場合の座標系の原点Ｏに対する各空間フィルタ
演算部５ａ〜５ｃの演算結果に基づく各座標（ａ1n，ｂ
1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）を通る円の中心
座標（Ｘn ，Ｙn ）が求まる。前記座標（ａ1n，
ｂ1n），（ａ2n，ｂ2n），（ａ3n，ｂ3n）は、各回転中
心補正部１０ａ〜１０ｃにより、中心座標（Ｘn ，
Ｙn ）に基づき、この中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を原点Ｏ
とする座標系の座標（Ａ1n，Ｂ1n），（Ａ2n，Ｂ2n），
（Ａ3n，Ｂ3n）に変換される。かくして、各座標
（Ａ1n，Ｂ1n），（Ａ2n，Ｂ2n），（Ａ3n，Ｂ3n）は、
中心座標（Ｘn ，Ｙn ）を原点Ｏとして回転するベクト
ルｔ1 ，ｔ2 の先端の軌跡である円上の点として表わす
ことができる。
【００３８】次に、第１及び第２の相対位相差検出部１
１ａ，１１ｂにより、第１及び第２の相対位相差Δ
θ1n，Δθ2nを演算するとともに、位相差演算部１２に
より第２の空間フィルタ演算部５ｂの情報に基づき、前
回サンプリング時と、今回サンプリング時とのベクトル
ｔ1 ，ｔ2 の位相差Δφ2nを演算する。このとき、誤差
がなければ、第１及び第２の相対位相差Δθ1n，Δθ2n
は、各空間フィルタ演算部５ａ〜５ｃの荷重関数の位相
差（本実施例ではπ／４）に一致するはずであるが、実
際には多少の誤差を含むので、第１及び第２の相対位相
差Δθ1n，Δθ2nは相対位相差（π／４）に一致しない
ことが多い。
１ａ，１１ｂにより、第１及び第２の相対位相差Δ
θ1n，Δθ2nを演算するとともに、位相差演算部１２に
より第２の空間フィルタ演算部５ｂの情報に基づき、前
回サンプリング時と、今回サンプリング時とのベクトル
ｔ1 ，ｔ2 の位相差Δφ2nを演算する。このとき、誤差
がなければ、第１及び第２の相対位相差Δθ1n，Δθ2n
は、各空間フィルタ演算部５ａ〜５ｃの荷重関数の位相
差（本実施例ではπ／４）に一致するはずであるが、実
際には多少の誤差を含むので、第１及び第２の相対位相
差Δθ1n，Δθ2nは相対位相差（π／４）に一致しない
ことが多い。
【００３９】そこで、第１及び第２の相対位相差Δ
θ1n，Δθ2nの相対位相差（π／４）に対する比で、位
相差Δφ2nを補正すべく補正演算部１３で所定の演算を
行なう。この結果求められる補正位相差Δφn は、光学
系２の酷い汚れ、及び路面１からの反射率の急変による
空間周波数の急変に対しても、ラインセンサ３の移動を
正確に反映したものとなる。
θ1n，Δθ2nの相対位相差（π／４）に対する比で、位
相差Δφ2nを補正すべく補正演算部１３で所定の演算を
行なう。この結果求められる補正位相差Δφn は、光学
系２の酷い汚れ、及び路面１からの反射率の急変による
空間周波数の急変に対しても、ラインセンサ３の移動を
正確に反映したものとなる。
【００４０】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、光学系に酷い汚れを生起してい
ても、また路面の状態が急変して空間周波数が急変して
も、これらの誤差原因に影響されることなく、正確なラ
インセンサの移動速度及び距離を求めることができる。
うに、本発明によれば、光学系に酷い汚れを生起してい
ても、また路面の状態が急変して空間周波数が急変して
も、これらの誤差原因に影響されることなく、正確なラ
インセンサの移動速度及び距離を求めることができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック線図である。
【図２】前記実施例における座標空間を示す説明図であ
る。
る。
【図３】従来技術を示すブロック線図である。
【図４】前記従来技術における座標空間を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】図３に示す装置の作用を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図６】空間フィルタ荷重関数を示す説明図である。
【図７】空間フィルタ出力波形を示す波形図である。
【図８】汚れがある場合の前記座標空間を示す説明図で
ある。
ある。
３ ラインセンサ ４ 読出回路 ５ａ，５ｂ，５ｃ 第１，第２及び第３の空間フィルタ
演算部 ８ 速度・距離演算部 ９ 回転中心演算部 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 回転中心補正部 １１ａ，１１ｂ 第１及び第２の相対位相差演算部 １２ 位相差演算部 １３ 補正演算部
演算部 ８ 速度・距離演算部 ９ 回転中心演算部 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 回転中心補正部 １１ａ，１１ｂ 第１及び第２の相対位相差演算部 １２ 位相差演算部 １３ 補正演算部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 多数の光電変換素子を有して入射した光
を電気信号に変換するラインセンサと、 ラインセンサの出力信号を所定周期でサンプリングして
順に出力する読出回路と、 読出回路からサンプリング毎に順に出力される電気信号
に、正弦波及び余弦波を一対とする相互に所定の位相差
を有する３種類の荷重関数を、それぞれ別々に掛け合わ
せ、所定範囲内でそれぞれ積分することにより任意の周
波数成分をそれぞれ抽出する第１〜第３の３個の空間フ
ィルタ演算部と、 第１〜第３の空間フィルタ演算部により抽出された、そ
れぞれ二種類の信号を二次元の各座標として、これらの
各座標を通る円の中心座標を演算する回転中心演算部
と、 第１〜第３の空間フィルタ演算部によりそれぞれ抽出さ
れた二次元の前記各座標を、前記円の中心座標に基づき
この中心座標を原点とする座標系の座標にそれぞれ変換
する第１〜第３の３個の回転中心補正部と、 第１及び第２の回転中心補正部でそれぞれ補正した二次
元の各座標を表わす情報に基づき両座標の相対位相差で
ある第１の相対位相差を演算する第１の相対位相差演算
部と、 第２及び第３の回転中心補正部でそれぞれ補正した二次
元の各座標を表わす情報に基づき両座標の相対位相差で
ある第２の相対位相差を演算する第２の相対位相差演算
部と、 第２の回転中心補正部で補正された二次元の座標を表わ
す情報に基づき、前記ラインセンサの移動による２つの
ベクトルの位相平面上での前記原点を中心とする位相差
を演算する位相差演算部と、 前記第１の相対位相差及び前記第２の相対位相差に基づ
き前記位相差を補正する補正演算部と、 補正演算部で補正された補正位相差に基づき、ラインセ
ンサの移動速度及び距離を演算する速度・距離演算部と
を有することを特徴とする空間フィルタによる速度・距
離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192361A JPH0535331A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 空間フイルタによる速度・距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192361A JPH0535331A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 空間フイルタによる速度・距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0535331A true JPH0535331A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16290005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192361A Withdrawn JPH0535331A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 空間フイルタによる速度・距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0535331A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5859093B1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-02-10 | 三菱電機株式会社 | 軌道追従制御装置 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3192361A patent/JPH0535331A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5859093B1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-02-10 | 三菱電機株式会社 | 軌道追従制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |