JPH085719A - 複数移動体位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス光列を発生する移動体が３個以上の場
合にもそれぞれの光を分離してそれぞれについて位置の
計測を行うこと。 【構成】 二次元ＰＳＤ素子１を備え複数の移動体から
のパルス光を受光する受光部２と、この受光部２のＰＳ
Ｄ素子からの出力に基づいて光量のレベルとＸ軸出力及
びＹ軸出力とを判定して出力する受光制御部３と、この
受光制御部３からの出力における各点灯ブロックごとの
レベルの変化から複数パルス光列に対応する各パルスを
抽出するパルス抽出部４と、当該抽出されたＸ軸とＹ軸
のパルスから各移動体ごとの位置を計測する位置検出部
５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数移動体位置検出装
置に係り、特に車両等の複数移動体の位置を同時に検出
する複数移動体位置検出装置に関する。

【０００２】移動体位置検出装置は、移動体の位置を遠
隔で計測することによって、移動体の移動状況を観測す
る目的に用いられるものである。

【０００３】このような移動体位置検出装置に対して
は、複数移動体の位置を同時に検出することができるよ
うにすることによって、例えば複数車両の移動状況を監
視したり、または運動体（例えば人体）に複数の光源を
取り付けて、運動中の姿勢計測を行ったりすることがで
きるようにすることが要求されている。

【０００４】

【従来の技術】複数の目標物（移動体）の位置計測を同
時に行う方法としては、ＣＣＤカメラを用い、それぞれ
の目標物に異なる色のマーカを付して画像を取り込ん
で、演算処理を行って位置を求めるものがある。

【０００５】また、複数の移動体にそれぞれ発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）を取り付け、点灯と半導体位置検出（Ｐ
ＳＤ）素子を用いたカメラ（ＰＳＤカメラ）とによる光
像取り込みの同期制御を行うことによって、位置計測を
行うシステムがある。

【０００６】しかしながら、ＣＣＤカメラを用いるもの
は、ＣＣＤ素子の解像度に基づいて位置計測の分解能が
低く、かつ処理時間が長いという問題がある。また上述
のＰＳＤカメラを用いたものは、点灯と光像取り込みの
同期制御のための専用の装置が必要であるとともに、各
ＬＥＤと制御装置を接続するために長い電線を必要とす
るという問題がある。

【０００７】これに対してＰＳＤカメラを用い、移動体
に付加した光源からパルス光を発生することによって、
各光源の光を分離して観測可能にすることによって、高
速処理を可能にするとともに、ＰＳＤカメラにおける点
灯と光像取り込みの同期制御を不要にした移動体位置検
出装置が、同一出願人による特願平５−３４６３０号に
よって提案されている。

【０００８】図１０は、ＰＳＤカメラによる複数移動体
の位置の計測方法を概念的に示したものである。複数の
車両１１，１２，１３に搭載された光源２１，２２，２
３からの光は、レンズ３１を経てＰＳＤ素子３２上に投
射されて、それぞれの位置を示すＸ軸出力とＹ軸出力を
発生する。演算表示装置３３は、それぞれのＸ軸出力と
Ｙ軸出力とから演算を行って、光源２１，２２，２３の
位置を求めて、ディスプレイ上に表示する。

【０００９】図１１は、ＰＳＤ素子の構造を示したもの
である。ＰＳＤ素子は、ＰＩＮシリコンフォトダイオー
ドの両面に、Ｐ層とＮ層とからなる均一な抵抗層を設け
て、それぞれの面の両端に図示のように電極を設けたも
のである。

【００１０】ＰＳＤ素子の面に光スポットをあてると、
結像位置から光電流を生じて、それぞれの電極から取り
出されるが、この際、対向した電極から取り出される電
流は、光スポットの結像位置によって定まるそれぞれの
電極までの距離、すなわち抵抗値によって分割されて、
Ｐ層から端子Ｘ−Ｘ’に、Ｎ層から端子Ｙ−Ｙ’に出力
される。

【００１１】Ｐ層の電極と、Ｎ層の電極とは直交するよ
うに設けられているので、端子Ｘ−Ｘ’にＸ座標電流が
出力され、端子Ｙ−Ｙ’にＹ軸座標電流が出力される。
このＸ座標電流とＹ座標電流とによって演算を行うこと
によって、アナログ的に光スポットの位置を求めること
ができる。

【００１２】すなわち、端子Ｘ, Ｘ’の出力をそれぞれ
Ｘ1,Ｘ2 とすると、Ｘ軸の位置出力は次式（１）によっ
て求められる。

【００１３】 （Ｘ1 −Ｘ2 ）／（Ｘ1 ＋Ｘ2 ） …（１）

【００１４】端子Ｙ, Ｙ’の出力をそれぞれＹ1,Ｙ2 と
とすると、Ｙ軸の位置出力は次式（２）によって求めら
れる。 （Ｙ1 −Ｙ2 ）／（Ｙ1 ＋Ｙ2 ） …（２）

【００１５】ＰＳＤ素子は、一般にカメラの撮像面に取
り付けることによって、レンズを介してＰＳＤ素子上に
結像された光点の位置によって、入射光源の位置を計測
する目的に使用されるが、この場合の分解能として、各
軸ごとに１／5000の精度が得られ、一般的なＣＣＤ素子
を用いる場合よりも、はるかに高精度の測定を行うこと
ができる。またこの場合の出力は、アナログ電流または
電圧であって、レスポンスが速いという特徴がある。

【００１６】図１２は、ＰＳＤ素子による測光を説明す
るものであって、ＰＳＤカメラの結像面に設けられたＰ
ＳＤ素子上に連続光が入射する場合を示している。図１
２（Ａ）は光源が１個の場合を示し、図１２（Ｂ）は光
源が２個の場合である。

【００１７】光源が１個だけの場合は、光に広がりがあ
ったとしても、図１２（Ａ）に示すように、入射光の光
量と、入射光の重心位置として入射光の位置が求められ
る。一方、光源が２個であった場合は、図１２（Ｂ）に
示すように、光量は２個の入射光の光量の和となり、入
射位置は２個の入射光を合成した重心の位置となる。

【００１８】図１３は、入射光が重なった場合の位置計
測を説明するものである。いま、ＰＳＤ素子上における
入射光Ｐ0 ，ＰX と仮想的な合成光Ｐ1 とについて、Ｘ
方向のみを考えるものとする。一方の入射光Ｐ0 のＸ座
標をＸ0, Ｙ座標をＹ1, 光量をＬ0 とし、合成光Ｐ1
も同様にＸ座標Ｘ1, Ｙ座標Ｙ0, 光量Ｌ1 とすると、
他方の入射光ＰX のＸ座標ＸX, 光量ＬX は次のように
表される。

【００１９】 Ｘ0 ＜Ｘ1 のとき、 ＸX ＝Ｘ1 ＋Ｘ0 ・Ｌ1 ／Ｌ0 …（３） ＬX ＝Ｌ1 −Ｌ0 …（４）

【００２０】 Ｘ0 ＞Ｘ1 のとき、 ＸX ＝Ｘ1 ─Ｘ0 ・Ｌ1 ／Ｌ0 …（５） ＬX ＝Ｌ1 −Ｌ0 …（６）

【００２１】このように、連続光の場合は、ＰＳＤ素子
を用いて、２個の入射光の位置を分離して求めることは
できない。しかしながら、パルス光の場合は、それぞれ
の入射光を時間的に分離することによって、それぞれの
入射光の位置を求めることが可能である。

【００２２】図１４は、パルス光による入力電圧を説明
するものであって、図１４（Ａ），（Ｂ）は光源が１個
の場合を示し、（Ｃ）は光源が３個の場合を示してい
る。

【００２３】光源が１個の場合は、一定周期のパルス光
入力によって、図１４（Ａ）のように一定周期の電圧を
発生する。そして、この光をＰＳＤ素子によって受光す
ることによって、図１４（Ｂ）に示すように、同一周期
でＸ方向（水平方向）の位置出力と、Ｙ方向（垂直方
向）の位置出力を発生する。

【００２４】光源が複数個、例えば３個の場合には、図
１４（Ｃ）に示すように、それぞれの光源に基づいて、
パルス１〜３のような電圧を発生するが、３個のパルス
光が重なって入力した場合は、各パルス光を単純に加算
した波形からなる電圧出力を発生する。

【００２５】図１５は、従来のパルス光の分離方法を説
明するものであって、２個のパルス光が重なって入力し
た場合を示している。第１の光出力は、第１の光源に基
づくパルス光列による光出力、第２の光出力は第２の光
源に基づくパルス光列による光出力、第３の光出力は２
つの光源に基づくパルス光列による合成光出力を示して
いる。

【００２６】いま第３の光出力に示す光出力が観測され
た場合、これから、パルス光列の１つを判別する。合成
光出力である第３の光出力波形の光出力レベルは３つに
限られる。そこで、第３の光出力から振幅最大のパルス
だけを抽出して、これを光Ａとすると、その立ち上がり
時刻から光Ａの点灯周期を知ることができる。光Ａの点
灯周期は、少なくとも、その立ち上がり時刻を２回続け
て観測することができれば、知ることができる。さら
に、光Ａについて、その立ち上がり時刻と立ち下がり時
刻がわかれば、点灯時間を知ることができる。

【００２７】次にもう１つのパルス光列は、第３の光出
力から、振幅最小のパルスだけを抽出して、これを光Ｂ
とすると、光Ａの場合と同様にして、光Ｂの点灯周期
と、点灯時間を知ることができる。

【００２８】このようにして光Ａに基づく第１の光出力
に示すパルス光列と、光Ｂに基づく第２の光出力に示す
パルス光列とを時間的に分離することができるので、そ
れぞれのパルス光列の周期に合わせてサンプリングを行
うことによって、それぞれの光によるＸ軸方向出力と、
Ｙ軸方向出力とを得ることができ、従って、それぞれの
光について、図１０について示したような演算を行うこ
とによって、光Ａと光Ｂの位置をそれぞれ計測すること
ができる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】従来の複数移動体位置
検出方法によれば、パルス光列を発生する移動体（光
点）が２個の場合は、それぞれの光を分離して、それぞ
れについて位置の計測を行うことができる。

【００３０】しかしながら、パルス光列を発生する移動
体が３個以上の場合は、それぞれの光を分離して、それ
ぞれについて位置の計測を行うことができないという問
題があった。

【００３１】

【発明の目的】本発明は、このような従来技術の課題を
解決しようとするものであって、パルス光列を発生する
移動体が３個以上の場合にも、それぞれの光を分離し
て、それぞれについて位置の計測を行うことが可能な、
複数移動体位置検出装置を提供することを目的としてい
る。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明で
は、二次元ＰＳＤ素子を備え複数の移動体からのパルス
光を受光する受光部と、この受光部のＰＳＤ素子からの
出力に基づいて光量のレベルとＸ軸出力及びＹ軸出力と
を判定して出力する受光制御部と、この受光制御部から
の出力における各点灯ブロックごとのレベルの変化から
複数パルス光列に対応する各パルスを抽出するパルス抽
出部と、当該抽出されたＸ軸とＹ軸のパルスから各移動
体ごとの位置を計測する位置検出部とを備えた、という
構成を採っている。これによって前述した目的を達成し
ようとするものである。

【００３３】請求項２記載の本発明では、パルス抽出部
が、光レベル判定部が出力した光波形の立ち上がり時の
光量の変化に基づいて立ち下がり時にパルスを特定する
パルス周期判定手段を備えた、という構成を採ってい
る。

【００３４】請求項３記載の本発明では、パルス抽出部
が、点灯ブロック中において順次出現する各レベルの出
現の順序の違いによって複数のパターンに分類する順序
別分離手段と、この順序別分離手段が分類した立ち上が
りのパターン別に各パルスの周期を判定するパターン別
周期判定手段とを備えた、という構成を採っている。

【００３５】ここで、点灯ブロックとは、どの光源も点
灯していない状態から、合成波形の出力が発生したの
ち、再びどの光源も点灯していない状態に戻るまでの期
間をいう。点灯ブロックには、１個の光源に基づくパル
ス光列のみが含まれている場合と、複数個の光源に基づ
くパルス光列が含まれている場合とがある。

【００３６】

【作用】請求項１記載の本発明では、複数の移動体から
パルス光が発光されると、受光部は、二次元ＰＳＤ素子
で当該パルス光を受光する。光レベル判定部は、この受
光部のＰＳＤ素子からの出力に基づいて光量のレベル
［ｖ］とＸ軸出力及びＹ軸出力［位置］とを判定して出
力する。これを受けてパルス抽出部では、当該出力にお
ける各点灯ブロックごとのレベルの変化から複数パルス
光列に対応する各パルスを抽出する。位置検出部は、当
該抽出されたパルスのＸ軸出力及びＹ軸出力から各パル
スに対応した各移動体ごとの位置を計測する。

【００３７】請求項２記載の本発明では、パルス抽出部
が、光レベル判定部が出力した光波形の立ち上がり時の
光量の変化に基づいて立ち下がり時にパルスを特定す
る。即ち、パルス周期判定手段は、立ち上がりの光量の
変化量から各パルスの光量を判定しておき、立ち下がり
のときに当該立ち下がり時の光量と各パルスの光量を比
較して同一である場合にそのパルスの終了と判定し、当
該パルスの周期を出力する。

【００３８】請求項３記載の本発明では、パルス抽出部
は、まず、点灯ブロック中において順次出現する各レベ
ルの出現の順序の違いによって複数のパターンに分類す
る。例えば、順序別分離手段は、３つの移動体からの３
種類の光パルスを合成波形から抽出するのであれば、順
次レベルが大きくなるパターンと、２番目のレベルが大
きくなるパターンとに分類する。続いて、この順序別分
離手段が分類した立ち上がりのパターン別に各パルスの
周期を判定する。このように立ち上がりのパターンで分
類することで、パルスの出現のパターンが限定されるた
め、それぞれに応じたアルゴリズムでパルスを抽出して
いる。例えば、２番目のレベルが大きくなるパターンで
は、次の立ち上がりは３つめのパルスの開始位置であ
り、そのレベルは直前のレベルとの差である。このよう
に立ち上がりのパターン別にパルス出現のパターン別の
アルゴリズムを構築しておくことで、３以上の複数の移
動体からのパルスが重なって入光されたとしても、各パ
ルスを抽出して各移動体の位置を検出している。

【００３９】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。複数移動体位置検出装置は、二次元ＰＳＤ素子１を
備え複数の移動体からのパルス光を受光する受光部２
と、この受光部２のＰＳＤ素子からの出力に基づいて光
量のレベルとＸ軸出力及びＹ軸出力とを判定して出力す
る受光制御部３と、この受光制御部３からの出力におけ
る各点灯ブロックごとのレベルの変化から複数パルス光
列に対応する各パルスを抽出するパルス抽出部４と、当
該抽出されたＸ軸とＹ軸のパルスから各移動体ごとの位
置を計測する位置検出部５とを備えている。

【００４０】すなわち本実施例では、任意の周期と点灯
時間とを持つ複数のパルス光源（ＬＥＤ）からの光を、
ＰＳＤカメラによって取り込み、出力された合成波形の
信号から、それぞれのＬＥＤの点灯タイミングを検出す
ることによって、それぞれのＬＥＤに基づくパルス光列
を判別し分離して、分離された各光に対応して、位置の
計測を行う。

【００４１】図２は、パルス信号の合成を説明するもの
であって、３個の光源からの光に基づくパルス信号すな
わちパルス１〜パルス３と、これらを合成した信号とが
示されている。

【００４２】図２に示されるように、どの光源も点灯し
ていない状態から、各光源の点灯が終了して、再びどの
光源も点灯していない状態に戻るまでの間における、合
成信号が一定レベルＥを保つ区間は、最大で５個であ
る。

【００４３】本発明においては、この事実に基づいて、
合成信号からそれぞれの光レベルを判定したのち、各レ
ベルの配列に基づいて各光の判別，分離を行い、分離さ
れた各光について所定の演算を実行して、位置の計測を
行うことによって、複数移動体の位置計測を実現する。

【００４４】これを詳細に説明する。図３は、本発明の
一実施例の装置構成を示したものであって、パルス光列
を発生する移動体（光点）が３個の場合を例示してい
る。図中、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ別個の移動体
（図示せず）に取り付けられたＬＥＤであって、ＬＥＤ
ドライバ４１から駆動されて、それぞれ異なる周期のパ
ルス光を発生する。なお、ＬＥＤドライバ４１は各ＬＥ
Ｄごとに設けられていてもよい。

【００４５】受光部２は内部にＰＳＤ素子を備えたＰＳ
Ｄカメラからなり、各ＬＥＤからの光に基づく出力電圧
を発生する。受光制御部３はＰＳＤ制御部４３とアナロ
グディジタル（Ａ／Ｄ）変換部４４とを備えていて、Ｐ
ＳＤ制御部４３は受光部２からの入力電圧に対して増
幅，波形整形等の処理を行って出力する。Ａ／Ｄ変換部
４４は、ＰＳＤ制御部４３からのアナログ電圧からなる
入力信号を、ディジタル信号に変換して出力する。パル
ス抽出部４及び位置検出部５として動作する演算部４６
は、Ａ／Ｄ変換部４４からのディジタル化された電圧信
号と、タイマ部４５からの時間信号とによって演算を行
って、各ＬＥＤＬ１，Ｌ２，Ｌ３の位置を示す出力を発
生する。

【００４６】本実施例では、Ａ／Ｄ変換部４４の分解能
を１２ｂｉｔとし、タイマ部４５は８ｂｉｔを８ｃｈ有
するものを採用している。演算部４６としては、３２ｂ
ｉｔのＣＰＵと数ＭＢのメモリを有する市販のコンピュ
ータを用いている。

【００４７】図４及び図５は、図３に示された実施例に
おける処理手順を示すフローチャートである。まず、受
光部２は、ＬＥＤＬ１，Ｌ２，Ｌ３からの受光レベルを
取り込む（ステップＳ１）。続いて、受光レベルが０
［ｖ］をであれば、引き続き受光レベルを取り込んで
（ステップＳ２）、受光レベルの立ち上がりを待つ（ス
テップＳ４）。受光レベルの変化があったとき（ステッ
プＳ４）、演算部４６はタイマを起動する（ステップＳ
５）。変化がない場合（ステップＳ４）、引き続き受光
レベルを取り込む（ステップＳ３〜Ｓ４）。

【００４８】タイマ起動後（ステップＳ５）、受光レベ
ルが０［ｖ］に変化したとき（ステップＳ７）、点灯ブ
ロックの終了としてパルスの分離処理に移行する（図
５）。そうでない場合は、一定レベルの検出を継続する
（ステップＳ８）。続いて、受光レベルの変化があった
場合（ステップＳ９）、当該一定レベルが継続した時間
を記録する（ステップＳ１０）。さらに、ステップＳ９
での変化時からタイマを起動する（ステップＳ１１）。
タイマ起動後、受光レベルの取り込みを継続する（ステ
ップＳ６）。

【００４９】点灯ブロックが終了した後、一定レベルと
タイマ値とから各光パルスに分離する（ステップＳ１
２）。続いて、一定レベル，パルス幅，立ち上がり時刻
を整理して保存する（ステップＳ１３）。さらに、各パ
ルスの立ち上がりに対応したタイマだけアクティブにし
ておき、他のタイマは再使用する（ステップＳ１４）。
続いて、これまでに分離したパルスと、今回分離したパ
ルスとを比較する（ステップＳ１５）。今回分離したパ
ルスの中に、周期の解らないパルスがある場合（ステッ
プＳ１６）、ステップＳ１５での比較結果を参照し、同
じパルスがあるときには（ステップＳ１７）、タイマ値
から周期を検出する（ステップＳ１８）。

【００５０】周期のわかっているパルスは、そのタイミ
ングに合わせて位置出力を取り込み（ステップＳ１
９）、続いて、重なった位置出力の分離を行う（ステッ
プＳ２０）。

【００５１】次に、図５に示したパルスの分離処理につ
いて図６乃至図９を参照して詳細に説明する。１個の光
源に基づくパルス光列の場合は、点灯ブロックに含まれ
る光出力の一定レベルは、１つしかなく、従ってこの場
合は、パルス光列の判別，分離は必要でない。

【００５２】図６は、２個の光源に基づく場合の、２つ
のパルスの分離を説明するものであって、図６（Ａ）は
２つのレベルが等しい場合を示し、図６（Ｂ）は２つの
レベルの和が他の１つのレベルに等しい場合を示してい
る。

【００５３】いま、１つの点灯ブロックにおいて、順次
現れるレベルを、それぞれレベル１，レベル２，レベル
３とする。また、順次現れる立ち上がりを、立ち上がり
１，立ち上がり２とし、順次現れる立ち下がりを、立ち
下がり１，立ち下がり２とする。

【００５４】図６（Ａ）の場合に該当することを示す判
断条件１は、レベル１＝レベル３であって、このとき、
パルス１は、その始まりが立ち上がり１であり、終わり
が立ち下がり２である。そして、パルス幅は立ち上がり
１と立ち下がり２の差の時間であり、光量レベルはレベ
ル１となる。

【００５５】またパルス２は、その始まりが立ち上がり
２であり、終わりが立ち下がり１である。このとき、パ
ルス幅は、立ち上がり２と立ち下がり１の差の時間であ
り、光量レベルは（レベル２−レベル１）となる。

【００５６】図６（Ｂ）の場合に該当することを示す判
断条件２は、レベル１＋レベル３＝レベル２であって、
このとき、パルス１は、その始まりが立ち上がり１であ
り、終わりが立ち下がり１である。そして、パルス幅は
立ち上がり１と立ち下がり１の差の時間であり、光量レ
ベルはレベル１となる。

【００５７】またパルス２は、その始まりが立ち上がり
２であり、終わりが立ち下がり２である。このとき、パ
ルス幅は、立ち上がり２と立ち下がり２の差の時間であ
り、光量レベルはレベル３となる。

【００５８】従って、光源が２個の場合の各パルス光列
の分離は、各点灯ブロックについて、判断条件１または
２のいずれに該当するかを調べたのち、それぞれのパタ
ーンに応じて、立ち上がりと立ち下がりから、パルス１
とパルス２を抽出することによって、容易に実行するこ
とができる。

【００５９】３個の光源に対応する点灯ブロック内にお
ける、一定の光量レベルは５個存在する。この場合にお
ける光量レベルの変化のパターンは、始めから３番目ま
での３個の一定レベルの出現の順序によって、２つの場
合に分けられる。

【００６０】図７は、光源が３個の場合の、３つのパル
スの重なりのパターンを示したものであって、始めから
３つ目のレベルまでを示し、図７（Ａ）は順にレベルが
大きくなる第１のパターン、図７（Ｂ）は二番目のレベ
ルが最大となる第２のパターンを示している。３つのパ
ルスの重なりのパターンはこの２種類のみであり、順序
別分離手段は、この立ち上がりのレベルから当該２種類
の立ち上がりパターンに分類している。

【００６１】図８は、第一の立ち上がりパターンのとき
の各パルスの分離方法（１）を説明するものであって、
図８（Ａ）は１番目の一定レベルから３番目の一定レベ
ルまでを示し、図８（Ｂ）は３番目の一定レベルから５
番目の一定レベルまでを示している。各パルスの分離
は、まず図８（Ａ）に示すパターンについて可能な限り
の分離を行い、次に図８（Ｂ）に示すパターンについて
最後まで分離するものとする。

【００６２】図８（Ａ）において、光量レベルの立ち上
がりは、図示のように３つあるので、レベル３において
は、３個の光源がすべて点灯状態となっている。従っ
て、この状態までによって、パルス１〜パルス３の立ち
上がりと光量レベルとを知ることができる。

【００６３】すなわち、パルス１は、その始まりが立ち
上がり１であり、光量レベルはレベル１である。

【００６４】またパルス２は、その始まりが立ち上がり
２であり、光量レベル２は（レベル２−レベル１）であ
る。

【００６５】さらにパルス３は、その始まりが立ち上が
り３であり、光量レベル３は（レベル３−レベル２）で
ある。

【００６６】図８（Ｂ）において、３個の光源は、レベ
ル３においてすべて点灯しているので、レベル３以後に
は、立ち下がりが３つあるだけである。立ち下がって減
少した分のレベルが、その立ち下がりで終わりとなる。
図示の場合は、レベル３−レベル４＝パルス２のレベル
なので、立ち下がり１でパルス２は終了している。同様
に、レベル４−レベル５＝パルス１のレベルなので、立
ち下がり２でパルス１は終了している。そして、立ち下
がり３で残りのパルス３が終了している。

【００６７】以上のことから、パルス１は、その始まり
が立ち上がり１で、その終わりは立ち下がり２である。
パルス１の光量レベルはレベル１であり、パルス幅は立
ち上がり１と立ち下がり２の差の時間である。

【００６８】パルス２は、その始まりが立ち上がり２
で、その終わりは立ち下がり１である。パルス２の光量
レベルは（レベル２−レベル１）であり、パルス幅は立
ち上がり２と立ち下がり１の差の時間である。

【００６９】パルス３は、その始まりが立ち上がり３
で、その終わりは立ち下がり３である。パルス３の光量
レベルは（レベル３−レベル２）であり、パルス幅は立
ち上がり３と立ち下がり３の差の時間である。

【００７０】図９は、第２の立ち上がりパターンである
ときの各パルスの分離方法（２）を説明するものであっ
て、図９（Ａ）は１番目の一定レベルから３番目の一定
レベルまでを示し、図９（Ｂ）は３番目の一定レベルか
ら５番目の一定レベルまでを示している。各パルスの分
離は、まず図９（Ａ）に示すパターンについて可能な限
りの分離を行い、次に図９（Ｂ）に示すパターンについ
て最後まで分離するものとする。

【００７１】図９（Ａ）において、光量レベルの立ち上
がりは、図示のように２つあるので、レベル３において
は、２個の光源が点灯し、１個の光源が消灯した状態と
なっている。従って、この状態までによって、パルス１
〜パルス２の立ち上がりと光量レベルとをある程度知る
ことができる。

【００７２】すなわち、パルス１は、その始まりが立ち
上がり１であり、光量レベルはレベル１である。

【００７３】またパルス２は、その始まりが立ち上がり
２であり、光量レベル２は（レベル２−レベル１）であ
る。

【００７４】ここで、光量レベルが（レベル２−レベル
３）に等しい光量が、立ち下がり１で終っている。即
ち、パルス１の光量であるレベル１の光量分だけ立ち下
がり１で低下している。そのため、立ち下がり１の位置
でパルス１が終了していると判定している。

【００７５】そこで、パルス１は、その始まりが立ち上
がり１であり、光量レベルはレベル１である。またパル
ス１の終わりは立ち下がり１であり、パルス幅は、立ち
上がり１と立ち下がり１の差の時間である。

【００７６】図９（Ｂ）において、レベル３では３個の
光源中、１個が点灯しているだけであり、その後は立ち
上がりが１つ、立ち下がりが２つあるだけである。立ち
上がり３は、３つ目のパルスの始まりに対応している。
立ち下がって減少した分のレベルと同じレベルのパルス
が、そこで終了している。

【００７７】従って、図９（Ｂ）に示す場合では、立ち
上がり３でパルス３が始まっている。パルス３のレベル
は、（レベル４−レベル３）である。また、（レベル４
−レベル５）は、パルス２のレベルなので、パルス２
は、立ち下がり２で終わっている。残りのパルスは、立
ち下がり３で終わっている。

【００７８】以上のことから、パルス１は、その始まり
が立ち上がり１であり、その終わりは立ち下がり１であ
る。光量レベルはレベル１であり、パルス幅は立ち上が
り１と立ち下がり１の差の時間である。

【００７９】パルス２は、その始まりが立ち上がり２で
あり、その終わりは立ち下がり２である。光量レベルは
（レベル２−レベル１）であり、パルス幅は立ち上がり
２と立ち下がり２の差の時間である。

【００８０】パルス３は、その始まりが立ち上がり３で
あり、その終わりは立ち下がり３である。光量レベルは
（レベル４−レベル３）であり、パルス幅は立ち上がり
３と立ち下がり３の差の時間である。

【００８１】点灯ブロックは、次々と現れるので、その
すべてに対して上記の操作を行い、分離した各光につい
て、次のデータを記録する。 光量レベル パルス幅 パルスの始まりの時刻

【００８２】そして新しい光パルスの情報が得られた段
階で、順次とを比較することによってすべてのパル
スを求めることができる。

【００８３】さらに光源が３個以上の場合も、同様にし
て、各光源に基づくパルス光列によるＰＳＤ素子から
の、合成波形の信号をパターンごとに分類して、パター
ンごとに、それぞれのパルス光列を分離することができ
る。

【００８４】このようにして各パルス光列を分離できた
とき、それぞれの光のＸ軸出力とＹ軸出力とを用いて演
算を行うことによって、それぞれの光源の位置を算出す
ることができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の複数移動体
位置検出装置によれば、パルス光を使用することによっ
て、車両等の複数移動体の位置を同時に検出することが
可能であって、特に３個以上の移動体からのパルス光を
判別して、それぞれの位置を計測することができる。

【００８６】また、本発明では、パルス光の光量とパル
ス幅とを用いて各光パルスの判別を行うので、各光パル
スの光量が同程度であっても判別可能であり、判別を迅
速にかつ確実に行うことができる。

【００８７】さらに本発明によれば、ＰＳＤ素子を用い
てパルス光の位置計測を行うので、ＣＣＤ素子を用いる
場合と比べて高い分解能で高速に移動体の位置計測を行
うことができるとともに、光源の点灯と光像取り込みの
同期制御を必要としないので、測定点との間に長い電線
を引き回す必要がないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を示すブロック図である。

【図２】パルス信号の合成を説明するための波形図であ
る。

【図３】本発明の一実施例の装置構成を示す説明図であ
る。

【図４】図３に示した実施例における処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図５】図４に示した処理手順に継続する処理手順を示
すフローチャートである。

【図６】２個の光源に基づく場合の、２つのパルスの分
離を説明する図であって図６（Ａ）は２つのレベルが等
しい場合を示し、図６（Ｂ）は２つのレベルの和が他の
１つのレベルに等しい場合を示す。

【図７】光源が３個の場合の、３つのパルスの重なりの
パターンを示したものであって、図７（Ａ）は順にレベ
ルが大きくなる第１のパターンを示し、図７（Ｂ）は二
番目のレベルが最大となる第２のパターンを示す。

【図８】光源が３個の場合の各パルスの分離の方法
（１）を説明する図であって、図８（Ａ）は１番目の一
定レベルから３番目の一定レベルまでを示し、図８
（Ｂ）は３番目の一定レベルから５番目の一定レベルま
でを示す。

【図９】光源が３個の場合の各パルスの分離の方法
（２）を説明する図であって、図９（Ａ）は１番目の一
定レベルから３番目の一定レベルまでを示す説明図で、
図９（Ｂ）は３番目の一定レベルから５番目の一定レベ
ルまでを示す説明図である。

【図１０】複数移動体の位置の計測方法を概念的に示す
説明図である。

【図１１】ＰＳＤ素子の構造を示す斜視図である。

【図１２】ＰＳＤ素子による測光を説明する図であっ
て、図１２（Ａ）は光源が１個の場合を示す説明図で、
図１２（Ｂ）は光源が２個の場合を示す説明図である。

【図１３】入射光が重なった場合の位置計測を説明する
図である。

【図１４】パルス光による入力電圧を説明する図であっ
て、図１４（Ａ）は光源が１個の場合の入力レベルを示
す波形図で、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のときの位置
出力を示す波形図で、図１４（Ｃ）は光源が３個の場合
を示す波形図である。

【図１５】従来のパルス光の分離方法を説明する波形図
である。

【符号の説明】

１ ＰＳＤ素子 ２ 受光部 ３ 受光制御部 ４ パルス抽出部 ５ 位置検出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次元ＰＳＤ素子を備え複数の移動体か
   らのパルス光を受光する受光部と、この受光部のＰＳＤ
   素子からの出力に基づいて光量のレベルとＸ軸出力及び
   Ｙ軸出力とを判定して出力する受光制御部と、この受光
   制御部からの出力における各点灯ブロックごとのレベル
   の変化から複数パルス光列に対応する各パルスを抽出す
   るパルス抽出部と、当該抽出されたＸ軸とＹ軸のパルス
   から各移動体ごとの位置を計測する位置検出部とを備え
   たことを特徴とする複数移動体位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記パルス抽出部が、光レベル判定部が
   出力した光波形の立ち上がり時の光量の変化に基づいて
   立ち下がり時にパルスを特定するパルス周期判定手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の複数移動体位置
   検出装置。
3. 【請求項３】 前記パルス抽出部が、点灯ブロック中に
   おいて順次出現する各レベルの出現の順序の違いによっ
   て複数のパターンに分類する順序別分離手段と、この順
   序別分離手段が分類した立ち上がりのパターン別に各パ
   ルスの周期を判定するパターン別周期判定手段とを備え
   たことを特徴とする請求項１記載の複数移動体位置検出
   装置。