JPH10186031A - 移動体の速度測定装置 - Google Patents
移動体の速度測定装置Info
- Publication number
- JPH10186031A JPH10186031A JP35704796A JP35704796A JPH10186031A JP H10186031 A JPH10186031 A JP H10186031A JP 35704796 A JP35704796 A JP 35704796A JP 35704796 A JP35704796 A JP 35704796A JP H10186031 A JPH10186031 A JP H10186031A
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- Japan
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- laser light
- line
- light
- reflected light
- interference fringe
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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
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】測定者から移動体の視線方向に直交する２次元
速度成分を計測する。 【解決手段】測定側からレーザー光を移動体に照射し
て、その反射光を受光する。測定者と移動体との間に視
線方向と直交する相対速度が存在する場合、その反射光
に光行差が生じる。測定者でその照射光と光行差を伴う
反射光の干渉縞を生じさせ、その間隔と方向を測定する
ことによって、移動体の視線方向に直交する２次元の速
度成分を計測する。
速度成分を計測する。 【解決手段】測定側からレーザー光を移動体に照射し
て、その反射光を受光する。測定者と移動体との間に視
線方向と直交する相対速度が存在する場合、その反射光
に光行差が生じる。測定者でその照射光と光行差を伴う
反射光の干渉縞を生じさせ、その間隔と方向を測定する
ことによって、移動体の視線方向に直交する２次元の速
度成分を計測する。
Description
【０００１】
【０００２】本発明は移動体の速度測定装置に関し、特
に測定者から移動体を見た視線方向に対して直交する２
方向に移動する移動体の速度を測定する移動体の速度測
定装置に関する。
に測定者から移動体を見た視線方向に対して直交する２
方向に移動する移動体の速度を測定する移動体の速度測
定装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来、移動物体の速度を検出するには、
移動物体にマイクロ波を照射し、その反射波周波数のド
ップラシフト量から速度を検出するものが一般的であ
る。
移動物体にマイクロ波を照射し、その反射波周波数のド
ップラシフト量から速度を検出するものが一般的であ
る。
【０００４】従来のこの種の移動体の速度測定装置の一
例が特開平２ー２５７８６号公報に開示されている。同
公報に開示されている移動体の速度測定装置は、高速度
の移動物体の時々刻々の速度変化を正確且つ速度変化に
忠実に対応して測定するため、移動物体からの反射によ
るドップラシフト周波数を計測せず、適当な周波数差を
有する副信号とドップラシフトを含む反射信号との差信
号を利用することにより、測定し易い周波数に変換し、
その際、ゼロクロス点間の時間を移動物体の速度変化に
応じて最適な時間に設定し、全てのゼロクロス点間の時
間を基準周波数のパルスの計数値として記憶している。
例が特開平２ー２５７８６号公報に開示されている。同
公報に開示されている移動体の速度測定装置は、高速度
の移動物体の時々刻々の速度変化を正確且つ速度変化に
忠実に対応して測定するため、移動物体からの反射によ
るドップラシフト周波数を計測せず、適当な周波数差を
有する副信号とドップラシフトを含む反射信号との差信
号を利用することにより、測定し易い周波数に変換し、
その際、ゼロクロス点間の時間を移動物体の速度変化に
応じて最適な時間に設定し、全てのゼロクロス点間の時
間を基準周波数のパルスの計数値として記憶している。
【０００５】また、特公平３−４５３４１号公報には、
航空機に搭載して、誘発された蛍光の変化を利用して空
気塊の密度を光学的に測定し、散乱粒子が干渉縞と相対
的に移動する時の返送散乱放射線の変化を利用して空気
の速度を光学的に測定することにより、空気密度、高
度、空気速度、向かい角、横滑り角等の飛行データを測
定する装置が開示されている。
航空機に搭載して、誘発された蛍光の変化を利用して空
気塊の密度を光学的に測定し、散乱粒子が干渉縞と相対
的に移動する時の返送散乱放射線の変化を利用して空気
の速度を光学的に測定することにより、空気密度、高
度、空気速度、向かい角、横滑り角等の飛行データを測
定する装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来の移動体の速度測定装置は、いずれもドップラー効果
に基づく測定を行っており、上記視線方向の速度だけし
か測定できず、２次元方向の速度測定は不可能である。
来の移動体の速度測定装置は、いずれもドップラー効果
に基づく測定を行っており、上記視線方向の速度だけし
か測定できず、２次元方向の速度測定は不可能である。
【０００７】そこで、本発明の目的は、視線方向に垂直
な２次元方向の移動体速度の測定を可能にする移動体の
速度測定装置を提供することにある。
な２次元方向の移動体速度の測定を可能にする移動体の
速度測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め本発明による移動体の速度測定装置は、レーザー光を
視線方向に発射するレーザー光源と、前記レーザー光の
測定対象からの反射光を受光する受光手段と、この受光
手段で得られた前記レーザー光源からのレーザー光と、
前記測定対象からの反射光とにより生ずる干渉縞の間隔
を求める干渉縞取得手段と、前記干渉縞取得手段で取得
した干渉縞間隔に基づいて前記反射光の前記視線方向か
らのずれを示す光行差を求め、求められた光行差に基づ
いて前記視線方向に直交する前記測定対象の速度成分を
計測する速度成分計測手段とを備えて構成される。
め本発明による移動体の速度測定装置は、レーザー光を
視線方向に発射するレーザー光源と、前記レーザー光の
測定対象からの反射光を受光する受光手段と、この受光
手段で得られた前記レーザー光源からのレーザー光と、
前記測定対象からの反射光とにより生ずる干渉縞の間隔
を求める干渉縞取得手段と、前記干渉縞取得手段で取得
した干渉縞間隔に基づいて前記反射光の前記視線方向か
らのずれを示す光行差を求め、求められた光行差に基づ
いて前記視線方向に直交する前記測定対象の速度成分を
計測する速度成分計測手段とを備えて構成される。
【０００９】また、本発明の他の態様による移動体の速
度測定装置は、レーザー光を出力するレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザー光を通過及び視線方向
に反射するとともに、測定対象からの反射光を通過させ
るハーフミラーと、前記ハーフミラーを通過した前記レ
ーザー光源からのレーザー光と前記測定対象からの反射
光を受光する受光手段と、この受光手段で得られた前記
レーザー光源からのレーザー光と、前記測定対象からの
反射光により生ずる干渉縞の間隔を求める干渉縞取得手
段と、前記干渉縞取得手段で取得した干渉縞間隔に基づ
いて前記反射光の前記視線方向からのずれを示す光行差
を求め、求められた光行差に基づいて前記視線方向に直
交する前記測定対象の速度成分を計測する速度成分計測
手段とを備えて構成される。
度測定装置は、レーザー光を出力するレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザー光を通過及び視線方向
に反射するとともに、測定対象からの反射光を通過させ
るハーフミラーと、前記ハーフミラーを通過した前記レ
ーザー光源からのレーザー光と前記測定対象からの反射
光を受光する受光手段と、この受光手段で得られた前記
レーザー光源からのレーザー光と、前記測定対象からの
反射光により生ずる干渉縞の間隔を求める干渉縞取得手
段と、前記干渉縞取得手段で取得した干渉縞間隔に基づ
いて前記反射光の前記視線方向からのずれを示す光行差
を求め、求められた光行差に基づいて前記視線方向に直
交する前記測定対象の速度成分を計測する速度成分計測
手段とを備えて構成される。
【００１０】ここで、前記速度成分計測手段は、干渉縞
取得手段で取得した干渉縞の間隔と方向に基づいて前記
視線方向に直交する前記測定対象の速度成分を計測す
る。また、前記測定対象からの反射光を前記ハーフミラ
ーを介して受け、前記ハーフミラーに向けて反射させる
ミラーを有し、前記受光手段は、前記ハーフミラーを通
過した前記レーザー光源からのレーザー光と、前記ミラ
ー及びハーフミラーを介した前記測定対象からの反射光
を受光する。
取得手段で取得した干渉縞の間隔と方向に基づいて前記
視線方向に直交する前記測定対象の速度成分を計測す
る。また、前記測定対象からの反射光を前記ハーフミラ
ーを介して受け、前記ハーフミラーに向けて反射させる
ミラーを有し、前記受光手段は、前記ハーフミラーを通
過した前記レーザー光源からのレーザー光と、前記ミラ
ー及びハーフミラーを介した前記測定対象からの反射光
を受光する。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明による移動体
の速度測定装置の一実施形態の構成例を示す図である。
図１において、矢印垂直方向（１００）に移動してい
る、速度測定の測定対象としての移動体１を光行差２次
元速度計２により測定する。光行差２次元速度計２は、
レーザー光源２１、ハーフミラー２２、ミラー２３及び
ＣＣＤ２４から構成される。
て図面を参照して説明する。図１は本発明による移動体
の速度測定装置の一実施形態の構成例を示す図である。
図１において、矢印垂直方向（１００）に移動してい
る、速度測定の測定対象としての移動体１を光行差２次
元速度計２により測定する。光行差２次元速度計２は、
レーザー光源２１、ハーフミラー２２、ミラー２３及び
ＣＣＤ２４から構成される。
【００１２】レーザー光源２１から出射されたレーザー
光は、ハーフミラー２２で反射され、照射光（平行光）
２００として移動体１に照射され、その散乱光（反射
光）３００がハーフミラー２２に到達する。この時、移
動体１と測定者（光行差２次元速度計２に対応する）と
の間に相対速度（ｖ）が存在する場合、ハーフミラー２
２に到達する反射光３００は照射光２００とは平行にな
らず、光行差（ε）分ずれている。この光行差（ε）
は、相対速度（ｖ）と光速（ｃ）から次式により求めら
れる。 ε＝ ｖ／ｃ （ε＜＜１）
光は、ハーフミラー２２で反射され、照射光（平行光）
２００として移動体１に照射され、その散乱光（反射
光）３００がハーフミラー２２に到達する。この時、移
動体１と測定者（光行差２次元速度計２に対応する）と
の間に相対速度（ｖ）が存在する場合、ハーフミラー２
２に到達する反射光３００は照射光２００とは平行にな
らず、光行差（ε）分ずれている。この光行差（ε）
は、相対速度（ｖ）と光速（ｃ）から次式により求めら
れる。 ε＝ ｖ／ｃ （ε＜＜１）
【００１３】次に、光行差（ε）の検出方法を図２に基
づいて説明する。図１において、レーザー光源２１から
の光は、ハーフミラー２２を透過してＣＣＤ２４に入射
され、また、移動体１からの反射光３００は、ハーフミ
ラー２２を通過してミラー２３で反射された後、再度ハ
ーフミラー２２で反射されてＣＣＤ２４に入射する。こ
の２つの光平面波は、異なる方向（ε）から入射するた
め干渉縞１０がＣＣＤ２４面上に発生する。その干渉縞
の間隔（ｄ）は、レーザー光波長（λ）と光行差（ε）
から次式で求めることができる。 ｄ＝λ／ｓｉｎ（ε） ε＜＜１とすると、 ｄ＝λ／ε
づいて説明する。図１において、レーザー光源２１から
の光は、ハーフミラー２２を透過してＣＣＤ２４に入射
され、また、移動体１からの反射光３００は、ハーフミ
ラー２２を通過してミラー２３で反射された後、再度ハ
ーフミラー２２で反射されてＣＣＤ２４に入射する。こ
の２つの光平面波は、異なる方向（ε）から入射するた
め干渉縞１０がＣＣＤ２４面上に発生する。その干渉縞
の間隔（ｄ）は、レーザー光波長（λ）と光行差（ε）
から次式で求めることができる。 ｄ＝λ／ｓｉｎ（ε） ε＜＜１とすると、 ｄ＝λ／ε
【００１４】ＣＣＤ２４の出力からｄが検出できれば、
λが既知であるため、光行差（ε）が求められる。求め
られたεと光速（ｃ）から相対速度（ｖ）は次式で求め
られる。 ｖ＝εｃ (ε＜＜１）
λが既知であるため、光行差（ε）が求められる。求め
られたεと光速（ｃ）から相対速度（ｖ）は次式で求め
られる。 ｖ＝εｃ (ε＜＜１）
【００１５】更に、この相対速度の方向（α）について
はＣＣＤ２４のｘ座標の一定区間に存在する縞の数（ｎ
x）とＣＣＤ２４のｙ座標の一定区間（ｘと同じ幅）に
存在する縞の数（ｎyx）から次式から求まる。 α＝ｔａｎ-1（ｎx／ｎy） したがって、視線方向に垂直な２次元方向の移動体速度
ｖの測定が可能となる。
はＣＣＤ２４のｘ座標の一定区間に存在する縞の数（ｎ
x）とＣＣＤ２４のｙ座標の一定区間（ｘと同じ幅）に
存在する縞の数（ｎyx）から次式から求まる。 α＝ｔａｎ-1（ｎx／ｎy） したがって、視線方向に垂直な２次元方向の移動体速度
ｖの測定が可能となる。
【００１６】このように、本実施形態では、視線方向に
直交する他の２次元速度については移動体の視線方向に
垂直な相対速度によって反射光の照射方向からのずれ角
（光行差）を反射光と照射光との干渉で得られる干渉縞
の間隔を測定して計測する。したがって、光行差を利用
して相対速度を測定することができ、この光行差及びそ
の方向は、照射光と光行差を伴う反射光の干渉で生じる
干渉縞の幅から簡単に得ることができる。
直交する他の２次元速度については移動体の視線方向に
垂直な相対速度によって反射光の照射方向からのずれ角
（光行差）を反射光と照射光との干渉で得られる干渉縞
の間隔を測定して計測する。したがって、光行差を利用
して相対速度を測定することができ、この光行差及びそ
の方向は、照射光と光行差を伴う反射光の干渉で生じる
干渉縞の幅から簡単に得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の移動体の
速度測定装置によれば、視線方向だけでなく視線方向と
直交方向の速度をも簡単に測定することができ、２次元
速度成分が得られる。
速度測定装置によれば、視線方向だけでなく視線方向と
直交方向の速度をも簡単に測定することができ、２次元
速度成分が得られる。
【図１】本発明による移動体の速度測定装置の一実施形
態の基本構成図である。
態の基本構成図である。
【図２】図１に示す実施形態における測定原理図であ
る。
る。
１ 移動体（被測定物） ２ 光行差２次元速度計 ２１ レーザ光源 ２２ ハーフミラー ２３ ミラー ２４ ＣＣＤ
Claims (4)
- 【請求項１】レーザー光を視線方向に発射するレーザー
光源と、前記レーザー光の測定対象からの反射光を受光
する受光手段と、この受光手段で得られた前記レーザー
光源からのレーザー光と、前記測定対象からの反射光と
により生ずる干渉縞の間隔を求める干渉縞取得手段と、
前記干渉縞取得手段で取得した干渉縞間隔に基づいて前
記反射光の前記視線方向からのずれを示す光行差を求
め、求められた光行差に基づいて前記視線方向に直交す
る前記測定対象の速度成分を計測する速度成分計測手段
とを備えて成ることを特徴とする移動体の速度測定装
置。 - 【請求項２】レーザー光を出力するレーザー光源と、前
記レーザー光源からのレーザー光を通過及び視線方向に
反射するとともに、測定対象からの反射光を通過させる
ハーフミラーと、前記ハーフミラーを通過した前記レー
ザー光源からのレーザー光と前記測定対象からの反射光
を受光する受光手段と、この受光手段で得られた前記レ
ーザー光源からのレーザー光と、前記測定対象からの反
射光により生ずる干渉縞の間隔を求める干渉縞取得手段
と、前記干渉縞取得手段で取得した干渉縞間隔に基づい
て前記反射光の前記視線方向からのずれを示す光行差を
求め、求めた光行差に基づいて前記視線方向に直交する
前記測定対象の速度成分を計測する速度成分計測手段と
を備えて成ることを特徴とする移動体の速度測定装置。 - 【請求項３】前記速度成分計測手段は、干渉縞取得手段
で取得した干渉縞の間隔と方向に基づいて前記視線方向
に直交する前記測定対象の速度成分を計測する請求項１
または２に記載の移動体の速度測定装置。 - 【請求項４】前記測定対象からの反射光を前記ハーフミ
ラーを介して受け、前記ハーフミラーに向けて反射させ
るミラーを有し、前記受光手段は、前記ハーフミラーを
通過した前記レーザー光源からのレーザー光と、前記ミ
ラー及びハーフミラーを介した前記測定対象からの反射
光を受光する請求項１または２に記載の移動体の速度測
定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8357047A JP2877119B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 移動体の速度測定装置 |
| FR9716569A FR2757953A1 (fr) | 1996-12-26 | 1997-12-26 | Appareil de mesure de vitesse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8357047A JP2877119B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 移動体の速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186031A true JPH10186031A (ja) | 1998-07-14 |
| JP2877119B2 JP2877119B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=18452114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8357047A Expired - Lifetime JP2877119B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 移動体の速度測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877119B2 (ja) |
| FR (1) | FR2757953A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2927175B1 (fr) * | 2008-02-05 | 2011-02-18 | Altatech Semiconductor | Dispositif d'inspection de plaquettes semi-conductrices |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083529B2 (ja) * | 1988-07-14 | 1996-01-17 | 日本電気株式会社 | 速度検出装置 |
| FR2649207B1 (fr) * | 1989-06-30 | 1992-10-09 | Thomson Csf | Dispositif embarque dans un engin mobile, pour l'obtention de signaux representatifs de la vitesse relative de l'engin par rapport a un fluide ambiant et appareil de mesure comportant un tel dispositif |
| IT1244170B (it) * | 1990-12-04 | 1994-07-08 | Cise Spa | Apparecchiatura laser per la misura della velocita' di un fluido. |
| JP3082533B2 (ja) * | 1993-08-23 | 2000-08-28 | キヤノン株式会社 | レーザードップラー速度計 |
| DE4344076A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Gerhart Schroff | Verfahren und Anordnung zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsanalyse von Oberflächen und zur Analyse der Abbildungseigenschaften optischer Systeme mittels Laserstrahlen |
| DE19516324A1 (de) * | 1995-04-24 | 1996-10-31 | Gos Ges Zur Foerderung Angewan | Meßverfahren und Anordnung zur Messung der Lage-, Form- und Bewegungsparameter entfernter Objekte |
| JP2924754B2 (ja) * | 1996-01-29 | 1999-07-26 | 日本電気株式会社 | 光行差速度計 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8357047A patent/JP2877119B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-26 FR FR9716569A patent/FR2757953A1/fr active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2877119B2 (ja) | 1999-03-31 |
| FR2757953A1 (fr) | 1998-07-03 |
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