JPH07140160A

JPH07140160A - 光学式速度計測装置

Info

Publication number: JPH07140160A
Application number: JP29102893A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Kisanuki; 義勝木佐貫; Kazunori Yoshida; 一徳吉田
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】測定対象の移動速度を高応答で高精度測定す
る。【構成】半導体レーザ１１から照射されたレーザ光はポ
リゴンスキャナ１４の回転により路面Ｒ上を走査する。
路面Ｒからの反射光の一部は受光センサ１７に集光さ
れ、電気信号Ｓに変換される。電気信号Ｓは微分回路１
９で微分信号Ｓ’に変換され、微分信号Ｓ’は２値化コ
ンパレータ２０で２値化される。２値化信号Ｓｃは速度
演算回路２１のメモリ回路２１ｂに一旦記憶される。速
度演算回路２１のＣＰＵ回路２１ｃはポリゴンスキャナ
１４の各反射面ｍ₁〜ｍ₆で得られる２値化信号に基づ
いて速度演算を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定対象の移動速度及
び移動方向を非接触で測定する光学式速度計測装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置が特開昭６１−２８３８７
３号公報、特開平２−１４５９７３号公報に開示されて
いる。

【０００３】特開平２−１４５９７３号公報に開示され
る装置では、図２３に示すように光源２，３及び受光器
４，５からなる一対の光学センサを配置し、両センサか
ら得られる信号の相関性を利用して自動車１の速度計測
を行なう。光源２，３は路面Ｒを照射し、受光器４，５
は照射光の路面Ｒからの反射光を受光する。即ち、路面
Ｒ上の光反射強度分布が一定距離Ｋ離れた２点で検出さ
れ、それらの分布のずれ量Δｘが求められる。そして、
自動車１の移動速度ＶがＶ＝Ｋ／Δｘとして求められ
る。

【０００４】特開昭６１−２８３８７３号公報の装置で
は、図２４に示すように光源６、受光器７及びスリット
列８からなる空間フィルタ９が用いられている。空間フ
ィルタ９は路面Ｒの持つランダムパターンから特定のパ
ターンのみを検出し、この特定パターンの検出周期をス
リット列８によって決まる定数を用いて速度に変換す
る。

【０００５】これら従来の速度計測装置はいずれも、路
面Ｒの凹凸あるいは反射特性のムラ等によって照射光の
反射強度が路面位置によって変化することを利用して速
度計測を行なう。その基本的な原理は、抽出した路面Ｒ
上の特徴点が自動車１の一定時間Δｔの移動によりどれ
だけ移動したかを計測し、特徴点の移動量Ｘと時間Δｔ
とから自動車１の移動速度Ｖを求めるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の速度計測装置で
は、移動速度Ｖの測定精度を高めるために路面Ｒ上の一
定以上の範囲Ｗｓの光強度分布を計測する必要がある。
図２５の曲線Ｃ₁は範囲Ｗｓと計測速度誤差との関係を
表す。図２５から明らかなように計測範囲Ｗｓを大きく
すれば計測速度誤差が小さくなる。即ち、路面Ｒ上の計
測範囲Ｗｓを大きくすれば複数の特徴点を得ることがで
き、計測精度が高くなる。従って、計測範囲Ｗｓと自動
車の移動速度Ｖとによって決まる計測時間が必要とな
る。自動車の移動速度Ｖが小さい場合には長時間の計測
時間が必要となり、短時間で精度の高い速度計測を行な
うことができない。

【０００７】自動車のＡＢＳ制御あるいは四輪操舵制御
等では短時間で高精度の移動速度情報が必要である。し
かし、低速時には短時間で精度の高い速度計測をできな
い従来の速度計測装置では十分なＡＢＳ制御あるいは四
輪操舵制御ができないという問題がある。

【０００８】自動車は路面状況や風等の気象条件によっ
ては蛇行したりするが、このような状況下ではＡＢＳ制
御や四輪操舵制御を適切に行なうためには自動車の移動
速度のみならず、その移動方向の測定も必要となる。し
かし、従来の速度計測装置ではセンサの取り付け方向が
固定であるため、測定対象の特定方向の光強度分布しか
得られない。即ち、計測できる速度は１方向のみとな
り、速度計測範囲が非常に限られてしまう。速度計測範
囲が非常に限られた速度計測装置では十分なＡＢＳ制御
や四輪操舵制御ができない。そのため、従来の速度計測
装置では、測定対象の移動方向が時間経過によって変わ
る場合には速度の計測精度が著しく低下したり、測定不
能に陥ったりするという問題がある。

【０００９】又、自動車に対して行われるＡＢＳ制御や
四輪操舵制御はディジタル制御で行われており、より精
度良い制御を行なうために制御周期をできるだけ短くす
ることがある。この制御周期は数msec程度であることが
望ましい。

【００１０】しかし、従来の速度計測装置では、高速の
演算装置を用いたとしても速度演算時間として数十msec
程度が必要である。例えば相関性を利用した速度計測装
置における速度演算時間と計測速度誤差との間には図２
６に曲線Ｃ₂で示す関係がある。即ち、相関性を利用し
た速度計測装置における速度演算時間を長くしている原
因は相互相関関数の演算にあり、相互相関関数を利用し
て速度演算を行なう限り図２６に示す測定時間と測定精
度との関係を避けることはできない。そのため、ＡＢＳ
制御や四輪操舵制御に従来の速度計測装置を用いても、
計測時間が長いことと相まって望ましいとされる数msec
の制御周期を達成することができない。

【００１１】さらに、高速の演算装置の使用はコストア
ップをもたらす。本発明の目的は、測定対象の移動方向
と移動速度とを高応答で計測可能な速度計測装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために請求項１に記
載の第１発明では、測定対象に対して光を照射するため
の照射手段と、前記照射手段によって照射された測定対
象の光強度を検出する光強度検出手段と、前記照射手段
の照射経路を変更し測定対象に対する照射位置と前記光
強度検出手段の受光位置との相対位置を変更する位置変
更手段と、前記光強度検出手段から特定時間毎に得られ
る検出信号の相関性を利用して測定対象の移動速度を演
算する速度演算手段とを備えた光学式速度計測装置を構
成した。

【００１３】請求項２に記載の第２発明では、前記照射
手段の前記測定対象に対する照射位置を複数方向に変更
する照射位置変更手段を位置変更手段とした。請求項３
に記載の第３発明では、速度演算手段の演算によって得
られた測定対象の移動速度に基づいて、請求項２に記載
の照射位置変更手段によって複数方向に変更された照射
手段の前記測定対象に対する照射位置から特定の照射位
置の方向を選択する方向選択手段を備えた光学式速度計
測装置を構成した。

【００１４】請求項４に記載の第４発明では、測定対象
に対して光を照射するための照射手段と、前記照射手段
によって照射された測定対象の光強度を検出する光強度
検出手段と、光強度検出手段から得られる検出信号を微
分した際の微分符号によって２値化する２値化信号処理
回路と、前記２値化信号処理回路から出力される２値化
信号を記憶すると共に、この記憶した２値化信号を測定
対象の同一部分から得られた２値化信号を含むような時
間間隔毎に出力する記憶・タイミング制御回路と、この
記憶・タイミング制御回路から出力された２値化信号に
基づいて測定対象の移動速度を演算する２値化速度演算
回路とからなる速度演算手段とを備えた光学式速度計測
装置を構成した。

【００１５】

【第１発明の作用】測定対象に対して光を照射する具体
的手段としては、レーザ光やＬＥＤ等がある。光強度検
出手段としては、フォトダイオード、フォトトランジス
タ、光電子管、ＣＣＤセンサ等がある。位置変更手段と
しては、照射手段の照射経路を移動するものと、光強度
検出手段の受光位置を移動するものとがある。照射手段
の照射経路を移動するものとしては、ポリゴンスキャナ
やガルバノスキャナ等の回転移動する鏡を利用するもき
がある。光強度検出手段の受光位置を移動するものとし
ては、ＣＣＤセンサを用いた空間分割がある。

【００１６】光強度分布を計測するための手段、即ちセ
ンサが空間に固定されている従来の速度計測装置では、
測定対象の移動に応じてしか測定対象の光強度分布を計
測することができず、しかも計測する光強度分布の方向
も限定されてしまう。しかし、センサを移動させた場合
にも、その移動速度が測定対象の移動速度に対して十分
に速くなければ意味がない。

【００１７】ポリゴンスキャナの回転数は数百rpm から
数千rpm 程度あり、ガルバノスキャナの揺動周波数は数
十ヘルツから数百ヘルツ程度である。従って、これらス
キャナと光の照射位置との距離を考えれば、これらスキ
ャナによって変更される光の照射位置変更速度は数百m/
sec 程度となる。測定対象が自動車である場合、一般自
動車の移動速度が２５０km/h、即ち７０m/s 程度を越え
るような高速走行は稀であり、前記位置変更手段によっ
て変更される照射位置変更速度は一般的な測定対象の移
動速度に比べて十分高速である。又、光の照射位置変更
速度が高速であることから、自動車の移動速度が低速の
場合にも短時間に路面の光強度分布の検出が可能とな
る。従って、測定対象の移動速度の影響を小さくして路
面の光強度分布を検出することができ、さらに測定対象
が移動によって振動するような場合にも振動の影響を大
きく受けることなく高精度な速度計測が可能となる。

【００１８】光強度検出手段は、路面の光強度分布に基
づいてポリゴンスキャナの回転数毎、ガルバノスキャナ
の揺動周波数毎又はＣＣＤセンサの光強度データの読み
込み時間間隔毎に検出信号を出力する。速度演算手段は
この検出信号間の相関性を利用して測定対象の移動速度
を演算する。

【００１９】

【第２発明の作用】例えば複数の鏡とポリゴンスキャナ
やガルバノスキャナとの組合せ、あるいは複数のガルバ
ノスキャナの組合せにより構成される照射位置変更手段
が照射手段の照射経路を複数方向に変更し、測定対象の
複数方向の光強度分布が計測される。速度演算手段は複
数方向の各移動速度を演算し、各方向の移動速度をベク
トル加算して測定対象の移動速度及び方向を求める。

【００２０】

【第３発明の作用】測定対象の移動速度及び方向を求め
る一連の動作が繰り返され、測定対象の移動方向を中心
とした速度計測が行われる。従って、移動速度及び移動
方向の測定精度が高くなる。

【００２１】

【第４発明の作用】速度演算手段を構成する２値化信号
処理回路は、光強度分布に対応して光強度検出手段から
出力される検出信号をその微分符号を用いて２値化す
る。２値化信号処理回路から出力される２値化信号は記
憶・タイミング制御回路に入力する。

【００２２】一対のセンサを測定対象に対して固定する
従来の速度計測装置では、相関性を利用した速度演算に
必要な光強度分布に対応した２つの検出信号が同時に得
られる。しかし、本発明の速度計測装置では相関性を利
用した速度演算に必要な時間差を有する２つの信号を同
時に得ることはできない。そのため、記憶・タイミング
制御回路は２値化信号を一旦記憶する。記憶・タイミン
グ制御回路は、測定対象の同一部分から得られた２値化
信号を含むような特定時間Δｔだけずれて計測された光
強度分布に対応する２値化信号を２値化速度演算回路に
出力する。

【００２３】２値化速度演算回路は入力した２値化信号
の相関性を利用して速度演算を行なう。２値化信号に基
づく速度演算は、相互相関関数あるいは平均２乗誤差を
用いた演算に比べ、特徴点の分別及び抽出が適切に行わ
れていることから、その演算量が大幅に少なく、速度演
算の高速化を図ることができる。光強度検出手段から得
られた検出信号の２値化が微分符号を用いて行われるた
め、検出信号のレベルに影響されることなく２値化が可
能となる。

【００２４】

【第１実施例】第１発明及び第４発明を具体化した第１
実施例を図１〜図９及び図２７及び図２８に基づいて説
明する。この実施例では自動車の速度を計測する場合に
ついて述べる。

【００２５】図１に示すように、路面Ｒを照射する照射
手段として半導体レーザ１１が用いられている。半導体
１１の照射方向にはレンズ群１２、穴明きミラー１３及
びポリゴンスキャナ１４が配設されている。レンズ群１
２は半導体レーザ１１から照射されたレーザ光の光学的
補正を行なう。ポリゴンスキャナ１４は、六角柱形状の
ポリゴンミラー１４ａと、ポリゴンミラー１４ａを回転
駆動するモータ１４ｂとからなる。図１及び図５に示す
ようにポリゴンミラー１４ａには６つの反射面ｍ₁，ｍ
₂，ｍ₃，ｍ₄，ｍ₅，ｍ₆がある。レンズ群１２によ
って光学的補正を受けたレーザ光Ｌ₁は穴明きミラー１
３を通過してポリゴンミラー１４ａの反射面ｍ₁，
ｍ₂，ｍ₃，ｍ₄，ｍ₅，ｍ₆によって反射偏向され
る。

【００２６】ポリゴンミラー１４ａによって反射偏向さ
れたレーザ光の経路Ｌ₂上には平面ミラー１５が配設さ
れている。平面ミラー１５は路面Ｒと交差する経路Ｌ₃
へ経路Ｌ₂上のレーザ光を反射偏向する。路面Ｒから反
射散乱するレーザ光の一部は経路Ｌ₃，Ｌ₂，Ｌ₁を辿
って穴明きミラー１３に到る。

【００２７】穴明きミラー１３とポリゴンスキャナ１４
との間には集光レンズ１６及び光強度検出手段となる受
光センサ１７が配設されている。穴明きミラー１３は路
面Ｒからの反射レーザ光を集光レンズ１６側へ反射し、
集光レンズ１６は反射レーザ光を受光センサ１７上に集
光する。

【００２８】受光センサ１７の出力端子は増幅回路１８
の入力端子に接続されており、増幅回路１８の出力端子
は微分回路１９の入力端子に接続されている。微分回路
１９の出力端子は２値化コンパレータ２０の入力端子に
接続されている。

【００２９】２値化コンパレータ２０の出力端子は速度
演算回路２１を構成する入出力回路２１ａの入出力端子
に接続されている。速度演算回路２１は入出力回路２１
ａ、メモリ回路２１ｂ及びＣＰＵ回路２１ｃからなり、
各回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃはそれぞれ信号接続され
ている。入出力回路２１ａの入出力端子は半導体レーザ
駆動回路２２及びポリゴンスキャナ駆動回路２３に信号
接続されている。又、入出力回路２１ａの入出力端子は
速度表示回路２４及びＡＢＳ制御用コンピュータ２５の
入出力端子に信号接続されている。

【００３０】メモリ回路２１ｂには速度演算プログラム
が予め書き込まれている。ＡＢＳ制御用コンピュータ２
５は入出力回路２１ａに速度要求信号Ｖinを出力し、Ｃ
ＰＵ回路２１ｃは速度要求信号Ｖinの入力に応答して速
度演算プログラムに基づいて速度演算に必要な一連の制
御及び演算処理を行なう。

【００３１】まず、ＣＰＵ回路２１ｃは半導体レーザ１
１を駆動開始するための駆動開始信号Ｌonを半導体レー
ザ駆動回路２２に出力すると共に、ポリゴンスキャナ１
４を駆動開始するための回転開始信号Ｗonをポリゴンス
キャナ駆動回路２３に出力する。半導体レーザ駆動回路
２２は駆動開始信号Ｌonの入力に基づいて半導体レーザ
１１に電流を流し、レーザ光の照射を行なう。ポリゴン
スキャナ駆動回路２３は回転開始信号Ｗonの入力に基づ
いてモータ１４ｂの回転数制御を行ない、所定の回転数
ｊでモータ１４ｂを駆動する。

【００３２】半導体レーザ１１の照射強度が所定の強度
に達すると、半導体レーザ駆動回路２２はＣＰＵ回路２
１ｃに対して照射確認信号Ｌokを出力する。モータ１４
ｂの回転数が所定回転数ｊに達すると、ポリゴンスキャ
ナ駆動回路２３はＣＰＵ回路２１ｃに対して回転数確認
信号Ｗokを出力する。ＣＰＵ回路２１ｃは照射確認信号
Ｌok及び回転数確認信号Ｗokの入力に応答して速度演算
を開始する。

【００３３】半導体レーザ１１から出力されたレーザ光
はレンズ群１２によって光学的補正を行われ、図２に示
すような線状の光学パターンＬｐに変換される。光学パ
ターンＬｐは、レーザ光の走査方向に対して直角方向の
幅Ｗ₁が広く、走査方向の幅Ｗ₂が狭くなるようにして
ある。自動車の進行方向とレーザ光の走査方向とがほぼ
一致するようにしてある。

【００３４】レーザ光の走査方向に対して直角方向の幅
Ｗ₁が広くしてあるのは自動車の蛇行を考慮したためで
ある。図３に示すＷｓ₁は（Ｎ−１）回目の走査範囲を
表す。Ｗｓ₂はＮ回目の走査範囲を表し、Ｗｓ₃は（Ｎ
＋１）回目の走査範囲を表す。自動車が蛇行すれば走査
範囲Ｗｓ₁，Ｗｓ₂，Ｗｓ₃が幅Ｗ₁の方向にずれる
が、幅Ｗ₁が広くしてあるために隣合う走査範囲がオー
バーラップする。このようにオーバーラップを生じさせ
ることにより、路面Ｒの光強度分布を測定する際の各走
査毎の光強度分布間の相関性が高まる。

【００３５】レーザ光の走査方向の幅Ｗ₂が狭くしてあ
るのは路面Ｒのランダムパターンからできるだけ高い周
波数の信号を取り出すためである。光強度分布が高い周
波数成分を持つことにより光強度分布から取り出す特徴
点の数が増し、速度の演算精度が高くなる。光学パター
ンＬｐの走査速度は、自動車の最高速度を基に路面Ｒに
おける光学パターンの走査範囲が常にオーバーラップす
るように決める。

【００３６】路面Ｒから反射散乱したレーザ光の一部は
経路Ｌ₃，Ｌ₂，Ｌ₁を辿って穴明きミラー１３に到
り、集光レンズ１６によって受光センサ１７上に集光さ
れる。経路Ｌ₂，Ｌ₃はポリゴンスキャナ１４の回転に
よって変更され、路面Ｒ上での照射位置が変更される。
即ち、ポリゴンスキャナ１４は、照射手段となる半導体
レーザ１１の照射経路と光強度検出手段となる受光セン
サ７の受光位置との相対位置を変更する位置変更手段と
なる。

【００３７】受光センサ１７は集光された光の光量に応
じた強度の電気信号Ｓを出力する。出力された電気信号
Ｓは増幅回路１８で増幅されて微分回路１９に入力す
る。微分回路１９は電気信号Ｓを微分し、この微分信号
Ｓ’が２値化コンパレータ２０に出力される。２値化コ
ンパレータ２０は微分信号Ｓ’の符号に応じて微分信号
Ｓ’を２値化する。図４（ａ），（ｂ）のグラフは路面
Ｒの特徴点を取り出す処理を示す。曲線Ｓ₁，Ｓ₂は増
幅された電気信号を表し、電気信号Ｓ₁は反射面ｍ₁に
よって得られ、電気信号Ｓ₂は反射面ｍ₂によって得ら
れたものである。曲線Ｓ₁’，Ｓ₂’は微分信号を表
す。曲線Ｓｃ₁，Ｓｃ₂は２値化信号を表す。

【００３８】２値化信号Ｓｃは速度演算回路２１の入出
力回路２１ａに入力される。ＣＰＵ２１ｃは特定のサン
プリング周期ｆで順次読み込んでメモリ回路２１ｂに記
憶する。図５に示すようにレーザ光の経路Ｌ₁と交差す
るポリゴンミラー１４ａの反射面ｍ₁〜ｍ₆はｍ₁→ｍ
₂→ｍ₃→ｍ₄→ｍ₅→ｍ₆→ｍ₁の順に変わる。各反
射面ｍ₁〜ｍ₆毎に２値化信号Ｓｃが得られる。各２値
化信号Ｓｃは図５に示すような順序でメモリ回路２１ｂ
に記憶される。

【００３９】各反射面ｍ₁〜ｍ₆での走査範囲がオーバ
ーラップしていることから、各反射面ｍ₁〜ｍ₆で得ら
れた２値化信号Ｓｃの一部分は相関性の高い、ほぼ同一
の情報となる。又、メモリ回路２１ｂに記憶された２値
化信号Ｓｃはディジタル値であり、各反射面ｍ₁〜ｍ₆
で得られるデータ数Ｎｓは、ポリゴンミラー１４ａの回
転数ｊと反射面ｍ₁〜ｍ₆の数と走査範囲長Ｗｓとによ
って決まる走査時間Ｔｓをサンプリング間隔ｆで除した
値Ｔｓ／ｆとなる。

【００４０】２値化信号Ｓｃの記憶が完了すると、ＣＰ
Ｕ回路２１ｃは速度の演算を行なう。自動車の進行方向
が不明であるので、速度演算は２回行なう。即ち、例え
ば時間的に後から計測された反射面ｍ₂における２値化
信号Ｓｃ₂が先に計測された反射面ｍ₁における２値化
信号Ｓｃ₁に対して図６（ａ）に示すように図面右方向
に移動した場合、及び２値化信号Ｓｃ₂が２値化信号Ｓ
ｃ₁に対して図６（ｂ）に示すように図面左方向に移動
した場合の２通りが考えられる。そのため、２値化信号
Ｓｃ₂を左右どちらにずらすかにより２通りの演算が考
えられる。

【００４１】２つの信号の時間差を演算する方法には、
通常、相互相関関数を用いる方法、平均２乗誤差を
用いる方法がある。まず、相互相関関数を用いて時間差
を演算する方法を簡単に述べる。２つの信号Ｓ₁，Ｓ₂
の相互相関関数Ｆ₁を演算すると図２７のようになり、
時間差τに対応した位置の関数値Ｆ₁（τ）が最大にな
る。従って、一定時間範囲における相互相関関数Ｆ₁を
演算し、その関数値の最大の位置（時間）を探査するこ
とにより時間差τが求まる。離散データを用いた場合、
この場合の演算回数は次のようになる。

【００４２】（比較する範囲のデータ数）×（２つの信
号をずらす範囲のデータ数）例えば、比較する範囲のデータ数を４００点とし、２つ
の信号Ｓ₁，Ｓ₂をずらす範囲のデータ数を２００点と
すれば、４００×２００＝８００００回の演算が必要と
なる。このような多数回の演算をＡＢＳ制御で望ましい
時間間隔である数msecで行なうことは困難である。もし
実行しようとすれば非常に高速のＣＰＵあるいは複数の
ＣＰＵが必要となる。

【００４３】次に、平均２乗誤差を用いる方法について
述べる。時間的にずれた２つの信号Ｓ₁，Ｓ₂の平均２
乗誤差Ｆ₂を求めると、図２８に示すように２つの信号
Ｓ₁，Ｓ₂の時間差τに対応した位置の平均２乗誤差値
Ｆ₂（τ）が最小となる。従って、平均２乗誤差Ｆ₂を
演算し、誤差の最小値の位置（時間）を探査することに
より２つの信号Ｓ₁，Ｓ₂の時間差τが求まる。平均２
乗誤差Ｆ₂における演算回数も離散データを用いた場合
には相互相関関数の場合と同様に次のようになる。

【００４４】（比較する範囲のデータ数）×（２つの信
号をずらす範囲のデータ数）従って、時間差の演算に平均２乗誤差を用いた場合に
も、非常に高速のＣＰＵあるいは複数のＣＰＵが必要に
なる。高速のＣＰＵあるいは複数のＣＰＵを用いると、
速度計測装置装置の価格が高くなったり、ＣＰＵ間の制
御が複雑になったりする。

【００４５】一方、前記の各演算を専用の集積回路を用
いたハードウェアによって行なうことも可能である。し
かし、ハードウェアで行なう際にも離散データを扱うた
め、データをメモリに対して読み書きする必要があり、
処理速度に限界がある。

【００４６】以上の理由から、本発明では信号処理の高
速化を図るために２値化信号を用いて演算処理するとい
う速度演算方法を採用した。この速度演算方法を図７〜
図９に基づいて説明するが、この演算例では図７に示す
ように反射面ｍ₂で得られた電気信号Ｓ₂の２値化信号
Ｓｃ₂が反射面ｍ₁で得られた電気信号Ｓ₁の２値化信
号Ｓｃ₁より右にずれている場合について述べる。

【００４７】図７に示すように２値化コンパレータ２０
により２値化された信号Ｓｃ₁，Ｓｃ₂は、図９に示す
ように一定のサンプリング周期ｆによってメモリ回路２
１ｂのアドレスZZZZ，ZZZZ+1・・・に随時取り込まれ
る。

【００４８】入出力回路２１ａに入力された２値化信号
Ｓｃ₁，Ｓｃ₂をメモリ回路２１ｂに記憶する際、図９
に示すようにＣＰＵ回路２１ｃは、時間的に進んでいる
２値化信号Ｓｃ₁の信号レベルが０→１になったデータ
のメモリアドレス L-H ad(ｎ）及び２値化信号Ｓｃ₁が
１→０になったデータのメモリアドレス H-L ad(ｎ）も
合わせてメモリ回路２１ｂのアドレスYYYY,YYYY+1 ・・
・に記憶する。さらに、ＣＰＵ回路２１ｃは、アドレス
ａ₁〜ａ₂に記憶された（２値化信号Ｓｃ₁のサンプル
データ）からアドレスａ₂〜ａ₃に記憶された（２値化
信号Ｓｃ₂のサンプルデータ）の減算を行ない、各減算
結果の絶対値をアドレスXXXXに累積記憶する。この累積
値Ｐｅは、速度計測範囲を基に図７に示すように予め決
めたアドレス範囲Ｄ₁で求められる。この累積値Ｐｅの
変化を図９に示す。この累積値Ｐｅは２値化信号Ｓ
ｃ₁，Ｓｃ₂の時間差τを求める際に用いられる。

【００４９】以上の一連の処理はサンプリング周期ｆの
間に行われる。アドレス範囲Ｄ₁における２値化信号Ｓ
ｃ₁の誤差の累積値Ｐｅを求める上記の一連の処理が終
了すると、ＣＰＵ回路２１ｃは処理を変更して２つの２
値化信号Ｓｃ₁，Ｓｃ₂の時間差τを求める。この時間
差τは図８のτであり、累積値Ｐｅが最小となる位置
（時間）である。この時間差τは次のように求められ
る。

【００５０】反射面ｍ₁で得られた２値化信号Ｓｃ₁に
おいて状態が変化する位置のメモリアドレス L-H ad
(ｎ），メモリアドレス H-L ad(ｎ）（この情報はアド
レスYYYY＋ｎに記憶されている）の相対的な位置関係を
固定し、これを反射面ｍ₂で得られた２値化信号Ｓｃ₂
の情報上でサンプリング周期ｆずつ移動させる。この移
動を行なう都度に誤差の累積値Ｐｅを求める。

【００５１】図７に示す移動量（ｆ）の場合の誤差の累
積値Ｐｅ（ｆ）は次のように求められる。アドレス L-H
ad(ｎ）＋１に対応したアドレスの２値化信号Ｓｃ₂の
データ（０又は１）を図７に示す移動量（０）の累計値
Ｐｅ（０）に加算し、アドレス H-L ad(ｎ）＋１に対応
したアドレスの２値化信号Ｓｃ₂のデータ（０または
１）を累積値Ｐｅ（０）から減算する。この際、アドレ
スYYYY,YYYY+1 ・・・に記憶されているアドレス L-H a
d(ｎ）及びアドレス H-L ad(ｎ）＋１はサンプル毎にイ
ンクリメントされる。

【００５２】以上の処理は２値化信号Ｓｃ₂をサンプリ
ング周期ｆだけ左へずらした時の累計値Ｐｅを求めるこ
とにあたる。即ち、サンプリング周期ｆだけ２値化信号
Ｓｃ ₂をずらすことにより、記憶されたアドレス L-H a
d(ｎ）＋１に対応したアドレスの２値化信号Ｓｃ₂のデ
ータ（０又は１）は破棄され、記憶されたアドレス H-L
ad(ｎ）＋１に対応したアドレスの信号Ｅ₂データ（０
または１）が新たに累積値Ｐｅの演算に用いられること
になる。従って、記憶されたアドレス L-H ad(ｎ）＋１
に対応したアドレスの２値化信号Ｓｃ₂のデータを累積
値Ｐｅに加算することにより、破棄されるデータが１で
あれば累積値Ｐｅの値は１だけ大きくなる。破棄される
データが０であれば累積値Ｐｅの値は変わらない。

【００５３】一方、記憶されたアドレス H-L ad(ｎ）＋
１に対応したアドレスの２値化信号Ｓｃ₂のデータを累
積値Ｐｅから減算することにより、新たに累積値Ｐｅの
演算に用いられる２値化信号Ｓｃ₂のデータが１であれ
ば累積値Ｐｅの値は１だけ小さくなる。新たに累積値Ｐ
ｅの演算に用いられる２値化信号Ｓｃ₂のデータが０で
あれば累積値Ｐｅの値は変わらない。

【００５４】同様に、図７に示す移動量（２ｆ）の場合
の誤差の累積値Ｐｅ（２ｆ）は次のように求められる。
先に求めたアドレス L-H ad(ｎ）＋２に対応したアドレ
スの信号Ｓｃ₂のデータ（０又は１）を図７に示す移動
量（ｆ）の累計値Ｐｅ（ｆ）に加算し、アドレス H-L a
d(ｎ）＋２に対応したアドレスの信号Ｓｃ₂のデータ
（０または１）を累積値Ｐｅ（ｆ）から減算する。

【００５５】以上のような一連の処理は移動量が図７に
示すアドレス範囲Ｄ₂になるまで行われる。時間差演算
を行なうアドレス範囲Ｄ₂に対応するＮｍ回だけ行え
ば、アドレスの移動に伴うＮｍの範囲における累計値Ｐ
ｅの変化は図８の曲線Ｃ₃で示すようになり、２値化信
号Ｓｃ₁とＳｃ₂とがほぼ一致した時点で累計値Ｐｅが
最小となる。この最小となる位置（時間）が図８の時間
差τである。２値化信号Ｓｃ₂を時間差τだけずらした
量は自動車の一定の移動量ΔＬに対応する。従って、時
間差τに対応する特定時間Δｔの間の自動車の移動量Δ
Ｌが特定され、移動速度Ｖは（誤差が最小となる移動量
ΔＬ）／（特定時間Δｔ）として求められる。

【００５６】算出された移動速度Ｖは速度表示回路２４
及びＡＢＳ制御用コンピュータ２５に送信される。累計
値Ｐｅを求めるために必要な演算回数は、Ｎｓ×サンプ
リング周期ｆの間において、２値化信号Ｓｃ₁が０→１
又は１→０になる回数であり、この回数は多くとも数十
回程度である。従って、本実施例の時間差演算は、相互
相関関数や平均２乗誤差を用いた場合の数万回という演
算回数に比べて大幅に少なくて済み、信号処理の高速化
が可能となる。

【００５７】又、レーザ光で路面Ｒを走査して光強度分
布を計測するため、自動車の移動速度に依存することな
く路面情報を計測することができ、自動車の低速時にお
ける測定時間の短縮が図られる。

【００５８】なお、本実施例においては、累計値Ｐｅを
求める際に（２値化信号Ｓｃ₁のサンプルデータ）−
（２値化信号Ｓｃ₂のサンプルデータ）の絶対値演算を
行なった。しかし、２値化信号Ｓｃ₁が０の区間のみで
の絶対値演算、あるいは１の区間のみについて演算を行
ない、累計値Ｐｅを求めることも可能である。

【００５９】相互相関関数や２乗平均誤差をハードウェ
アを用いて用いて行なう時間差演算方式の場合と、本実
施例の時間差演算方式の場合とに関して、処理速度の比
較をすると、比較するデータが少ない場合にはハードウ
ェアを用いた場合の処理速度が本実施例の処理速度より
も速い。しかし、比較するデータ数が多くなると、本実
施例の処理速度がハードウェアを用いた場合の処理速度
よりも速くなる。

【００６０】比較するデータ数は路面状況あるいは測定
速度などによって変更するため、常に固定ではない。し
かし、時間差の演算精度を一定以上にするためには、あ
る程度のデータ数が必要であり、実用的な測定条件にお
いては数百点のデータが必要である。従って、実用的な
範囲における演算処理速度は本実施例の時間差演算方式
の方が速くなる。

【００６１】電気信号Ｓ₁，Ｓ₂を２値化するために本
実施例では信号の微分符号を用いたが、電気信号Ｓ₁，
Ｓ₂を微分した際の微分符号によって２値化する場合で
は時間差誤差を十分に小さくすることが可能である。即
ち、電気信号Ｓ₁，Ｓ₂の信号レベルは異なる場合があ
るが、電気信号Ｓ₁，Ｓ₂の波形形状の相似性は高いか
らである。従って、信号波形を微分した際の微分符号に
よって２値化すれば、電気信号Ｓ₁，Ｓ₂の信号レベル
に影響されることなく２値化が可能となる。

【００６２】

【第２実施例】次に、第２発明を具体化した第２実施例
を図１０〜図１３に基づいて説明する。この実施例にお
いても自動車の速度を計測する場合について述べる。な
お、第１実施例と同じ構成については同一符号を付し、
異なる点についてのみ詳述する。

【００６３】第１実施例では平面ミラー１５が１つのみ
用いられたが、この実施例では４つの平面ミラー１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが一定角度ずつ傾いて配置
されている。平面ミラー群１５Ａ〜１５Ｄは回転するポ
リゴンミラー１４ａから反射されたレーザ光を図１１に
矢印Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃，Ｅ₄で示す方向に反射する。従
って、ポリゴンミラー１４ａの回転により路面Ｒ上で４
方向の走査が行われる。即ち、平面ミラー１５Ａ〜１５
Ｄは複数方向に照射位置を変更する照射位置変更手段と
なる。

【００６４】４方向の走査による路面Ｒからの反射光の
一部が第１実施例の場合と同様に受光センサ１７に集光
され、変換された電気信号Ｓが微分回路１９及び２値化
コンパレータ２０を経て２値化される。２値化信号Ｓｃ
はＣＰＵ回路２１ｃにより特定のサンプリング周期ｆで
順次読み込まれてメモリ回路２１ｂに記憶される。この
一連の動作がポリゴンミラー１４ａの回転に応じて順次
繰り返され、２値化信号Ｓｃがメモリ回路２１ｂに図１
２に示すような順序で記憶される。Ｅ₁₁，Ｅ₂₁，Ｅ₃₁，
Ｅ₄₁は反射面ｍ₁で得られた方向Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃，Ｅ
₄における情報であり、Ｅ₁₂，Ｅ₂₂，Ｅ₃₂，Ｅ₄₂は反射
面ｍ₂で得られた方向Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃，Ｅ₄における
情報である。Ｅ₁₃，Ｅ₂₃，Ｅ₃₃，Ｅ₄₃は反射面ｍ₃で得
られた方向Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃，Ｅ₄における情報であ
る。

【００６５】所定の回数だけ走査が完了すると、ＣＰＵ
回路２１ｃは速度の演算を行なう。速度演算は、走査方
向（Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃，Ｅ₄の４方向）とその向き（２
方向）との組合せにより計８通りについて行なう。この
８通りの演算により図１３に示すように速度計測装置を
中心とした８方向（＋Ｅ₁，＋Ｅ₂，＋Ｅ₃，＋Ｅ₄，
−Ｅ₁，−Ｅ₂，−Ｅ₃，−Ｅ₄）の速度が求まる。速
度演算の詳細は第１実施例と同様である。

【００６６】自動車が速度を持たない方向の速度演算で
は誤差の累積値Ｐｅが非常に大きくなり、この方向の速
度は無いことがわかる。誤差の累積値Ｐｅが予め設定し
た一定値より小さくなった場合の誤差の累積値Ｐｅが最
小となる時間差τから自動車の特定時間Δｔ内における
移動量を知ることができ、速度演算が可能となる。

【００６７】このようにして求めた８方向の速度をベク
トル加算することにより自動車の移動速度とその方向と
を同時に知ることができる。

【００６８】

【第３実施例】次に、第３発明を具体化した第３実施例
を図１４〜図１６に基づいて説明する。この実施例にお
いても自動車の速度を計測する場合について述べる。な
お、第１実施例と同じ構成については同一符号を付し、
異なる点についてのみ詳述する。

【００６９】ポリゴンスキャナ１４と４枚の平面ミラー
１５Ａ〜１５Ｄを用いて４方向の走査を行なった第２実
施例では、走査系の構成が簡単であり、速度演算を行な
うための制御も簡単という利点がある。しかし、走査方
向が固定されてしまうため、自動車の速度方向によって
は測定精度が低くなる場合もある。

【００７０】そこで、第３実施例では図１４に示すよう
に２台のガルバノスキャナ２６，２７を用いて走査方向
を任意に変更可能な構成とした。ガルバノミラー２６
ａ，２７ａと共にガルバルスキャナ２６，２７を構成す
るモータ２６ｂ，２７ｂはガルバノスキャナ制御回路２
８，２９に接続されている。ガルバノスキャナ制御回路
２８，２９は入出力回路２１ａに信号接続されている。

【００７１】ＡＢＳ制御用コンピュータ２５が速度演算
回路２１に速度要求信号Ｖinを出力すると、ＣＰＵ回路
２１ｃは半導体レーザ駆動回路２２に駆動開始信号Ｌon
を出力し、第１実施例と同様に照射確認信号Ｌokを受け
取る。又、ＣＰＵ回路２１ｃはガルバノスキャナ制御回
路２８，２９に対して回転角指令信号θ₁，θ₂を出力
する。

【００７２】ガルバノスキャナ制御回路２８，２９は回
転角指令信号θ₁，θ₂の入力に応答してガルバノミラ
ー２６ａ，２７ａの傾き角度の制御を行なう。２つのガ
ルバノミラー２６ａ，２７ａの傾き角度をそれぞれ制御
することにより、路面Ｒ上の任意方向にレーザ光を走査
することが可能となる。即ち、ガルバルスキャナ２６，
２７は照射位置変更手段となる。

【００７３】図１５によって任意方向へのレーザ光の走
査の一例を説明する。ガルバノミラー２６ａを実線位置
に固定し、ガルバノミラー２７ａを矢印Ｑ₁方向に傾き
回動すれば、レーザ光は線Ａ上をａ₁側からａ₂側へ移
動する。逆に、ガルバノミラー２７ａを矢印Ｑ₂方向に
傾き回動すれば、レーザ光は線Ａ上をａ₂側からａ₁側
へ移動する。ガルバノミラー２６ａを矢印Ｑ₃方向に回
動して鎖線位置に傾き配置すれば、レーザ光の走査位置
は線Ｂ上に移り、ガルバノミラー２６ａを矢印Ｑ₄方向
に回動して実線位置に傾き配置すれば、レーザ光の走査
位置は線Ａ上に移る。このように両ミラー２６ａ，２７
ａの傾き角度を個々に制御することにより路面Ｒ上での
レーザ光の走行方向を自由に変更することができる。

【００７４】路面Ｒからの反射光の一部は第１実施例の
場合と同様に受光センサ１７に集光され、変換された電
気信号Ｓが微分回路１９及び２値化コンパレータ２０を
経て２値化される。２値化信号ＳｃはＣＰＵ回路２１ｃ
により特定のサンプリング周期ｆで順次読み込まれてメ
モリ回路２１ｂに記憶される。ＣＰＵ回路２１ｃは、記
憶された２値化信号Ｓｃに基づいて特定時間Δｔ毎に相
関性を利用して特定時間Δｔにおける自動車の移動量Δ
Ｌを求め、移動速度Ｖを算出する。

【００７５】自動車が走行開始した直後のレーザ光の走
査方向は第２実施例と同様に図１６（ａ）で示すような
４方向である。この４方向の走査により自動車の移動方
向が概略特定できる。自動車の移動方向が概略特定され
ると、ＣＰＵ回路２１ｃはガルバノスキャナ２６，２７
を制御して走査方向を図１６（ｂ）のように変更する。
即ち、自動車の移動方向とは大きく異なる方向の走査は
取り止め、自動車の移動方向に近い方向のみの走査が行
われる。即ち、速度演算回路２１は、演算によって得ら
れた路面Ｒの移動速度に基づいて、ガルバノスキャナ２
６，２７によって複数方向に変更された路面Ｒ上の照射
経路から特定の照射経路の方向を選択する方向選択手段
でもある。従って、自動車の移動方向とは大きく異なる
方向の走査の速度演算を行なう必要が無くなると共に、
移動方向に関する分解能が高くなり、移動速度及び移動
方向の測定精度が向上する。

【００７６】

【第４実施例】次に、本発明を具体化した第４実施例を
図１７〜図２０に基づいて説明する。この実施例では、
図１７に示すように路面Ｒが一定強度の光を発する光源
３０によって照射され、路面Ｒの反射強度がＣＣＤセン
サ３１によって検出される。第１実施例、第２実施例及
び第３実施例では、いずれも受光系を固定して投光系で
光の走査を行ない、路面Ｒの反射強度の空間分割を行な
った。ＣＣＤセンサ３１による反射強度検出では投光系
を固定し、受光系側で路面Ｒの反射強度の空間分割を行
なうことになる。

【００７７】一定強度の光で路面Ｒを照射して反射強度
をＣＣＤセンサ３１で検出する場合、光の照射角度によ
っては路面凹凸そのものではなくて凹凸に起因する影を
測定する場合がある。そのため、投光系走査の場合に比
べて路面情報の高精度な計測が容易でない。又、投光系
走査の場合の路面Ｒの反射強度分布の空間分解能は、Ｃ
ＰＵ回路２１ｃのサンプリング周期ｆで決まるが、受光
系走査の場合には図１８に示すようにＣＣＤセンサ３１
の空間分割の大きさで決まる。ＣＰＵ回路２１ｃのサン
プリング周期ｆは比較的容易に高くすることができる
が、ＣＣＤセンサ３１の空間分解能を大きくすることは
容易ではなく、空間分解能の面で言えば投光系走査の方
が高い。そのため、ＣＣＤセンサ３１を用いた場合には
投光系走査に比べて測定精度を高めることは容易でな
い。

【００７８】しかし、ＣＣＤセンサ３１には機械的可動
部がないため、対環境性及び耐久性等の面では優れてい
る。このような利点を有するＣＣＤセンサ３１を用いた
速度計測方法としてはオプティカル・フローが知られて
いる。オプティカル・フローでは、ＣＣＤセンサ３１の
画素単位での速度を求めるため、図１８に示すように画
像の領域単位で特徴点Ｇの抽出、比較が行われる。オプ
ティカル・フローでは、測定対象面の特徴点の自動抽出
が重要となるが、この特徴点の抽出は容易でなく、多く
の画素データを基に特徴点抽出が行われている。

【００７９】例えば時刻Ｔ₁で計測した領域Ａ₁の画像
情報を基にして特徴点Ｇの時刻Ｔ₂における移動量を求
めるため、画像全体を領域Ａ₁に対応した複数の小領域
に分け、各領域における平均濃度を求める。ＣＣＤセン
サ３１の各画素毎の濃度データは図１９（ａ）に示すよ
うに画素ａ₁，ａ₂，ａ₃・・・の順序で読み出される
ものとする。従って、分割した小領域毎の平均濃度を求
めるには、一旦画素毎の濃度データをメモリに記憶した
後に再計算を行なう必要がある。このようにして、領域
Ａ₁近傍の自動車の移動方向と一致した画素配列方向の
領域Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄，Ａ₅の平均濃度を演算した後、
各領域Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄，Ａ₅の平均濃度と領域Ａ₁の
平均濃度とを順次比較する必要がある。この比較には相
互相関関数等が用いられる。領域毎の画像情報を順次比
較した後、領域Ａ₁の画像情報と最も一致度が高い領域
の位置を特徴点Ｇの移動量とする。

【００８０】このようにオプティカル・フローでは領域
毎の平均濃度の演算や領域間の比較演算など多くの処理
が必要となる。即ち、速度を算出するには多くの演算と
時間とが必要となる。

【００８１】本実施例では図１９（ａ），（ｂ）に示す
ように、時刻Ｔ₁，Ｔ₂における自動車の移動方向と一
致する特定方向の配列の画素群ａ₁，ａ₂，ａ₃・・・
ａ₈のみの画像情報が用いられる。速度演算回路２１の
ＣＰＵ回路２１ｃは、前記オプティカル・フローの場合
と同様に画像情報を順次読み込む。即ち、ＣＰＵ回路２
１ｃは、光源３０の照射経路とＣＣＤセンサ３１上の受
光位置との相対位置を変更する位置変更手段となる。画
像情報は微分回路１９及び２値化コンパレータ２０を経
て２値化され、この２値化信号Ｓｃがメモリ回路２１ｂ
に記憶される。

【００８２】情報画素群ａ₁，ａ₂，ａ₃・・・ａ₈の
画像情報は、路面Ｒの移動速度に対して十分短い時間Δ
ｔ間隔で最低限２回読み込まれる。これにより第１回目
と第２回目以降との読み込みデータ間に路面Ｒの同一部
分から得られたデータが含まれる。２回目以降に読み込
まれた画像情報は、第１回目に読み込まれた画像情報を
記憶したメモリアドレスとは異なったアドレスに記憶さ
れる。このときメモリ回路２１ｂに記憶される路面Ｒの
濃淡情報は図８の曲線Ｓｃ₁，Ｓｃ₂と同様になる。従
って、得られた濃淡情報を前記各実施例に示したと同様
の信号処理で比較することにより、自動車の移動速度を
求めることができる。

【００８３】このように、オプティカル・フローで必要
であった領域毎の平均濃度の演算が不要となり、比較す
るデータ量も少なくて済み、相互相関関数を用いた場合
よりも高速の速度演算を行なうことができる。

【００８４】自動車の移動に伴ってその移動方向が変化
した場合には、図２０に示すように画像情報を取り出す
画素の配列方向が変更される。例えば図２０に方向に自
動車が移動しているとすれば、メモリ回路２１ｂには画
素ｂ₁，ｂ₂・・・ｂ₈の順に画像情報が記憶される。
画像情報を記憶した後の信号処理は前記信号処理と同様
であり、誤差の累積値Ｐｅが最も小さくなるように画像
情報を取り出す配列方向が変更される。

【００８５】

【その他の実施例】第２実施例及び第３実施例ではレー
ザ光の走査方向を変更したが、図２１に示すようにホロ
グラム３２を用いた実施例も可能である。ホログラム３
２を用いた場合には走査方向は固定されるが、走査系の
構成が簡単になって機械的強度が増し、装置コストも低
くなる等の利点がある。

【００８６】以上の各実施例では速度計測装置を１組だ
け自動車に取り付けた例であるが、図２２に示すように
自動車１上の離れた２点に本発明の速度計測装置３３を
取り付ければ測定精度が一層向上する。

【００８７】

【発明の効果】以上詳述したように第１の発明では、自
動車の移動速度が低速な場合においても路面の情報を短
時間で得ることができ、特に低速時におけるＡＢＳ制
御、４輪操舵制御等の性能が向上する。又、路面の情報
を短時間で得ることができることから自動車の走行に伴
う振動の影響を受け難くなり、自動車の対地速度の計測
精度が向上する。

【００８８】第２の発明では、複数方向の路面情報を短
時間で計測できるため、従来では計測困難であった自動
車の移動方向も含めて速度計測し得るという優れた効果
を奏する。

【００８９】第３の発明では、計測する路面情報の方向
を速度ベクトルの方向に応じて変更するようにしたの
で、移動方向の測定精度が向上するという優れた効果を
奏する。

【００９０】第４の発明では、２値化信号に基づく速度
演算を行なうようにしたので、相互相関関数あるいは平
均２乗誤差を用いた演算に比べて演算量を大幅に少なく
でき、速度演算の高速化を達成し得るという優れた効果
を奏する。又、検出信号の２値化の際にはその微分符号
を用いることから検出信号の信号レベルに影響されるこ
となく２値化を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における速度計測装置を表す制御
ブロック図である。

【図２】レーザ光を用いた光学パターンを示す平面図
である。

【図３】レーザ光を用いた光学パターンによる路面上
での走査状況を説明する斜視図である。

【図４】微分回路及び２値化コンパレータを用いて２
値化する方法を説明するグラフである。

【図５】路面情報の記憶例を示す説明図である。

【図６】（ａ），（ｂ）はいずれも相関性を利用した
速度演算におけるデータの移動方向を説明するグラフで
ある。

【図７】速度演算方法を説明するグラフである。

【図８】誤差累積値Ｐｅの変化を示すグラフである。

【図９】データメモリのアドレスマップである。

【図１０】第２実施例における速度計測装置を表す制御
ブロック図である。

【図１１】走査方向の変更を説明する略体平面図であ
る。

【図１２】路面情報の記憶例を示す説明図である。

【図１３】走査方向を説明する説明図である。

【図１４】第３実施例における速度計測装置を表す制御
ブロック図である。

【図１５】走査方向の変更例を示す略体斜視図である。

【図１６】（ａ），（ｂ）はいずれも走査方向を説明す
る説明図である。

【図１７】ＣＣＤセンサを用いた第４実施例における速
度計測装置を表す制御ブロック図である。

【図１８】従来のオプティカル・フローを説明する説明
図である。

【図１９】（ａ）は画像データの読み込み順序を示す画
素配列図である。（ｂ）は画像情報の記憶例を示す説明
図である。

【図２０】自動車の進行方向が変化したときの画像デー
タの読み取り順序を示す画素配列図である。

【図２１】ホログラムを用いた速度計測装置を表す制御
ブロック図である。

【図２２】複数の速度計測装置を自動車に取り付けた例
を示す平面図である。

【図２３】従来技術における光相関法を用いた自動車の
速度計測例を示す説明図である。

【図２４】従来技術における空間フィルタ法を用いた自
動車の速度計測例を示す説明図である。

【図２５】測定区間と計測速度誤差との関係を示すグラ
フである。

【図２６】速度演算時間と計測速度誤差との関係を示す
グラフである。

【図２７】相互相関関数を説明するグラフである。

【図２８】平均２乗誤差を説明するグラフである。

【符号の説明】

１１…照射手段となる半導体レーザ、１４…位置変更手
段となるポリゴンスキャナ、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，
１５Ｄ…照射位置変更手段となる平面ミラー、１７…光
強度検出手段となる受光センサ、１９…２値化信号処理
手段を構成する微分回路、２０…２値化信号処理手段を
構成する２値化コンパレータ、２１…方向選択手段、記
憶・タイミング制御回路及び速度演算手段となる速度演
算回路、２６，２７…照射位置変更手段となるガルバノ
スキャナ、Ｒ…測定対象となる路面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象に対して光を照射するための照射
手段と、前記照射手段によって照射された測定対象の光強度を検
出する光強度検出手段と、前記照射手段の照射経路を変更し測定対象に対する照射
位置と前記光強度検出手段の受光位置との相対位置を変
更する位置変更手段と、前記光強度検出手段から特定時間毎に得られる検出信号
の相関性を利用して測定対象の移動速度を演算する速度
演算手段とを備えた光学式速度計測装置。
【請求項２】位置変更手段は、前記照射手段の前記測定
対象に対する照射位置を複数方向に変更する照射位置変
更手段である請求項１に記載の光学式速度計測装置。
【請求項３】速度演算手段の演算によって得られた測定
対象の移動速度に基づいて、請求項２に記載の照射位置
変更手段によって複数方向に変更された照射手段の前記
測定対象に対する照射位置から特定の照射位置の方向を
選択する方向選択手段を備えた光学式速度計測装置。
【請求項４】測定対象に対して光を照射するための照射
手段と、前記照射手段によって照射された測定対象の光強度を検
出する光強度検出手段と、光強度検出手段から得られる検出信号を微分した際の微
分符号によって２値化する２値化信号処理回路と、前記
２値化信号処理回路から出力される２値化信号を記憶す
ると共に、この記憶した２値化信号を測定対象の同一部
分から得られた２値化信号を含むような時間間隔毎に出
力する記憶・タイミング制御回路と、この記憶・タイミ
ング制御回路から出力された２値化信号に基づいて測定
対象の移動速度を演算する２値化速度演算回路とからな
る速度演算手段とを備えた光学式速度計測装置。