JPS6114585A - 車両用非接触速度計 - Google Patents
車両用非接触速度計Info
- Publication number
- JPS6114585A JPS6114585A JP59135926A JP13592684A JPS6114585A JP S6114585 A JPS6114585 A JP S6114585A JP 59135926 A JP59135926 A JP 59135926A JP 13592684 A JP13592684 A JP 13592684A JP S6114585 A JPS6114585 A JP S6114585A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- vehicle
- road surface
- microwave
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の技術分野〕
この発明は、車両速度を車上から非接触でｉ１１定する
車両用非接触速度計に関する。〔発明の技術的背景とそ
の問題点〕 従来、例えば鉄道車両の速度を車上刃）ら測定する速度
計として、速度発電機を車軸に連結
車両用非接触速度計に関する。〔発明の技術的背景とそ
の問題点〕 従来、例えば鉄道車両の速度を車上刃）ら測定する速度
計として、速度発電機を車軸に連結
【ノ、車輪の周速を
測定することによって車両速度をＩＩ定する方法が知ら
れている。この方法は、レールと車輪との間に滑りが生
じないという条件の下で（よ、正確な測定が可能である
。ところが、近年、鉄道車両の高速化、パワー向上に伴
って、レールと車輪との間に滑りが発生する可能性が高
まりつつある。このような状況下では、上述した速度測
定方法では、もはや車両の正確な速度を測定するのが困
難になった。 そこで、ドツプラ効果を利用した非接触速度計も考えら
れているが、この速度側は、ドツプラ波の周波数および
振幅が路面の状態で大きく変動するため、特に軌道上に
枕木や砂利などのノイズ発生要因が多い鉄道車両用の速
度計として用０る場合には、測定の信頼性に欠けるとい
う問題が予想された。 （発明の目的〕 本発明は、かかる事情に基づきなされたものであり、そ
の目的とするところは、路面の状況に左右されることな
く、常に正確な測定が可能な車両用非接触速度計を提供
することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、マイクロ波を路面に向けて放射するとともに
上記路面上で反射された反射波を受信してこの反射波と
上記放射されたマイクロ波との差周波情報を含んだドツ
プラ信号を出力するマイクロ波ドツプラセンサを車両本
体に設置し、このマイクロ波ドツプラセンサから出力さ
れるドツプラ信号の振幅を自動利得調整増幅器で一定に
し、さらにこの自動利得調整増幅器から出力される信号
に含まれる主たる周波数成分以外の成分をトラッキング
・バンドパスフィルタで遮断し、この１〜ラツキング・
バンドパスフィルタを通過した信号をＦ−Ｖ変換して車
両速度を得るように構成したことを特徴としている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、ドツプラ信号を自動利得制御増幅器で
増幅するようにしているので、路面に凹凸が存在しても
振幅の一定なドツプラ信号を得ることができる。また、
通常、車両速度は急激な変動を伴うことがないため、本
発明では１−ラッキング・バンドパスフィルタを用いて
、この１〜ラツキング・バンドパスフィルタの透過特性
を受信信号の主たる周波数成分、つまり真の速度情報の
乗った信号の周波数成分に追従させるようにしている。 このため、他の周波数成分、つまりノイズ成分が遮断さ
れ、検出信号のＳ／Ｎを大幅に向上させることができる
。 したがって、本発明によれば、車両走行路面が劣悪な状
況下にあっても、信頼性の高い車両速度の測定を行うこ
とができる。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照し、本発明の一実施例について説明す
る。 第１図は、本実施例に係る速度計の構成を示す図である
。すなわち、路面１上を走行する車両２には、路面１と
対向する部分にマイクロ波ドツプラセンサ３−が設置さ
れている。 このマイクロ波ドツプラセンサ１は、センサ本体４とホ
ーン・アンテナ５とからなり、さらにセンサ本体４は、
数Ｇ（ギガ）〜数十〇Ｈ２のマイクロ波発振器ならびに
放射波と受信波とを混合し検波するミキサで構成されて
いる。マイクロ波ドツプラセンサ、３−は、ホーン・ア
ンテナ５が路面１に対し角度θをなすように設置されて
いる。 マイクロ波ドップラセンザエからのドツプラ信号は、Ａ
ＧＣ（自動利得調整）増幅器６に導入されている。ＡＧ
Ｃ増幅器６は、入力された信号の振幅値を一定にするも
ので、ドツプラ信号のレベル変動の影響を抑制する働き
を有する。ＡＧＣ増幅器６から出力された信号は、トラ
ッキング・バンドパスフィルタ７に入力されている。 トラッキング・バンドパスフィルタ７は、例えば第２図
に示すように構成されたものである。すなわち、トラッ
キング・バンドパスフィルタ７は、入力端１１〜接地間
にコンデンサ１２とフォトカプラ１３の二次側とを直列
に接続してバイパスフィルタを構成するとともに、この
バイパスフィルタの出力を増幅器１４を介して入力する
部分〜接地間にフォトカプラ１５の二次側とコンデンサ
１６とを直列接続してローパスフィルタを構成し、この
ローパスフィルタの出力を増幅器１７を介して出力する
ように構成されている。各フォトカプラ１３．１５の一
次側には、入力信号をＦ−Ｖ変換器１７でＦ−Ｖ変換す
ると共に電圧調整回路１８にて所定のレベルにされた電
圧が与えられている。したがって、この回路は、上記電
圧調整回路１８の出力電圧レベルによってフォトカプラ
１３．１５の二次側抵抗が調整されてバイパス、ローパ
ス両フィルタのカットオフ周波数が変化し、入力信号の
周波数に応じた中心周波数を有するバンドパスフィルタ
を構成する。 トラッキング・バンドパスフィルタ７を通過した信号は
、さらにＦ−Ｖ変換器２１に入力されている。Ｆ−Ｖ変
換器２１は、入力周波数に対応したしベルの電圧を出力
するものであり、その出力電圧レベルは、表示器２２に
よって車両速度として表示されるようになっている。 このように構成された本実施例に係る車両用非接触速度
計は、次のように動作する。 すなわち、いま、車両２が図中矢印で示す向きに速度■
で走行している状況下で、マイクロ波ドツプラセンサ３
−から路面に向けて周波数ｆａの信号を放射すると、ホ
ーン・アンテナ５で受信される反射波は、速度Ｖに比例
したドツプラ周波数ｆｄ。 ｆｄ ＝ （２ｖ／λ）−ＣＯＳθ ・（１）たけシフ
トする。 したがって、放射波と受信波とをミキシングした周波数
ｆ】の信号をヘテロダイン検波することによって、周波
数ｆｄの信号（ドツプラ信号）を得ることができる。こ
の信号は、路面１の凹凸等に起因して第３図に示すよう
に振幅変動の大きな信号であるが、ＡＧＣ増幅器６を介
して振幅値が略一定の信号に変換されることにより、振
幅変動の影響が除去される。ＡＧＣ増幅器６から出力さ
れる信号は、トラッキング・バンドパスフィルタ７を通
過することによって、上記信号に含まれる主たる周波数
の信号成分だけが強調される。これによって、ドツプラ
信号のＳ／Ｎが向上する。トラッキング・バンドパスフ
ィルタ７を通過した信号は、Ｆ−Ｖ変換器２１によって
周波数に応じたレベルの電圧に変換される。かくして、
表示器２２は、上記電圧のレベルに応じた速度を表示し
、ここに車両速度計としての機能が達成される。 このように本実施例によれば、路面１の状況如何に拘ら
ず正確な速度を表示することが可能となる。ちなみに、
本発明者は、この測定計を用い、波長λ−２８，５Ｍ、
θ−５７°の条件で回転円板の周速を測定した。この結
果、第４図に示すように、周速と、ドツプラ周波数とは
良く比例し、速度測定の信頼性の高さが証明された。 なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない、たとえば、トラッキング・バンドパスフィルタ７
を可変容量ダイオードを用いて構成するようにしても良
い。また、本発明は、自動車などの速度計にも適用可能
である。要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
測定することによって車両速度をＩＩ定する方法が知ら
れている。この方法は、レールと車輪との間に滑りが生
じないという条件の下で（よ、正確な測定が可能である
。ところが、近年、鉄道車両の高速化、パワー向上に伴
って、レールと車輪との間に滑りが発生する可能性が高
まりつつある。このような状況下では、上述した速度測
定方法では、もはや車両の正確な速度を測定するのが困
難になった。 そこで、ドツプラ効果を利用した非接触速度計も考えら
れているが、この速度側は、ドツプラ波の周波数および
振幅が路面の状態で大きく変動するため、特に軌道上に
枕木や砂利などのノイズ発生要因が多い鉄道車両用の速
度計として用０る場合には、測定の信頼性に欠けるとい
う問題が予想された。 （発明の目的〕 本発明は、かかる事情に基づきなされたものであり、そ
の目的とするところは、路面の状況に左右されることな
く、常に正確な測定が可能な車両用非接触速度計を提供
することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、マイクロ波を路面に向けて放射するとともに
上記路面上で反射された反射波を受信してこの反射波と
上記放射されたマイクロ波との差周波情報を含んだドツ
プラ信号を出力するマイクロ波ドツプラセンサを車両本
体に設置し、このマイクロ波ドツプラセンサから出力さ
れるドツプラ信号の振幅を自動利得調整増幅器で一定に
し、さらにこの自動利得調整増幅器から出力される信号
に含まれる主たる周波数成分以外の成分をトラッキング
・バンドパスフィルタで遮断し、この１〜ラツキング・
バンドパスフィルタを通過した信号をＦ−Ｖ変換して車
両速度を得るように構成したことを特徴としている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、ドツプラ信号を自動利得制御増幅器で
増幅するようにしているので、路面に凹凸が存在しても
振幅の一定なドツプラ信号を得ることができる。また、
通常、車両速度は急激な変動を伴うことがないため、本
発明では１−ラッキング・バンドパスフィルタを用いて
、この１〜ラツキング・バンドパスフィルタの透過特性
を受信信号の主たる周波数成分、つまり真の速度情報の
乗った信号の周波数成分に追従させるようにしている。 このため、他の周波数成分、つまりノイズ成分が遮断さ
れ、検出信号のＳ／Ｎを大幅に向上させることができる
。 したがって、本発明によれば、車両走行路面が劣悪な状
況下にあっても、信頼性の高い車両速度の測定を行うこ
とができる。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照し、本発明の一実施例について説明す
る。 第１図は、本実施例に係る速度計の構成を示す図である
。すなわち、路面１上を走行する車両２には、路面１と
対向する部分にマイクロ波ドツプラセンサ３−が設置さ
れている。 このマイクロ波ドツプラセンサ１は、センサ本体４とホ
ーン・アンテナ５とからなり、さらにセンサ本体４は、
数Ｇ（ギガ）〜数十〇Ｈ２のマイクロ波発振器ならびに
放射波と受信波とを混合し検波するミキサで構成されて
いる。マイクロ波ドツプラセンサ、３−は、ホーン・ア
ンテナ５が路面１に対し角度θをなすように設置されて
いる。 マイクロ波ドップラセンザエからのドツプラ信号は、Ａ
ＧＣ（自動利得調整）増幅器６に導入されている。ＡＧ
Ｃ増幅器６は、入力された信号の振幅値を一定にするも
ので、ドツプラ信号のレベル変動の影響を抑制する働き
を有する。ＡＧＣ増幅器６から出力された信号は、トラ
ッキング・バンドパスフィルタ７に入力されている。 トラッキング・バンドパスフィルタ７は、例えば第２図
に示すように構成されたものである。すなわち、トラッ
キング・バンドパスフィルタ７は、入力端１１〜接地間
にコンデンサ１２とフォトカプラ１３の二次側とを直列
に接続してバイパスフィルタを構成するとともに、この
バイパスフィルタの出力を増幅器１４を介して入力する
部分〜接地間にフォトカプラ１５の二次側とコンデンサ
１６とを直列接続してローパスフィルタを構成し、この
ローパスフィルタの出力を増幅器１７を介して出力する
ように構成されている。各フォトカプラ１３．１５の一
次側には、入力信号をＦ−Ｖ変換器１７でＦ−Ｖ変換す
ると共に電圧調整回路１８にて所定のレベルにされた電
圧が与えられている。したがって、この回路は、上記電
圧調整回路１８の出力電圧レベルによってフォトカプラ
１３．１５の二次側抵抗が調整されてバイパス、ローパ
ス両フィルタのカットオフ周波数が変化し、入力信号の
周波数に応じた中心周波数を有するバンドパスフィルタ
を構成する。 トラッキング・バンドパスフィルタ７を通過した信号は
、さらにＦ−Ｖ変換器２１に入力されている。Ｆ−Ｖ変
換器２１は、入力周波数に対応したしベルの電圧を出力
するものであり、その出力電圧レベルは、表示器２２に
よって車両速度として表示されるようになっている。 このように構成された本実施例に係る車両用非接触速度
計は、次のように動作する。 すなわち、いま、車両２が図中矢印で示す向きに速度■
で走行している状況下で、マイクロ波ドツプラセンサ３
−から路面に向けて周波数ｆａの信号を放射すると、ホ
ーン・アンテナ５で受信される反射波は、速度Ｖに比例
したドツプラ周波数ｆｄ。 ｆｄ ＝ （２ｖ／λ）−ＣＯＳθ ・（１）たけシフ
トする。 したがって、放射波と受信波とをミキシングした周波数
ｆ】の信号をヘテロダイン検波することによって、周波
数ｆｄの信号（ドツプラ信号）を得ることができる。こ
の信号は、路面１の凹凸等に起因して第３図に示すよう
に振幅変動の大きな信号であるが、ＡＧＣ増幅器６を介
して振幅値が略一定の信号に変換されることにより、振
幅変動の影響が除去される。ＡＧＣ増幅器６から出力さ
れる信号は、トラッキング・バンドパスフィルタ７を通
過することによって、上記信号に含まれる主たる周波数
の信号成分だけが強調される。これによって、ドツプラ
信号のＳ／Ｎが向上する。トラッキング・バンドパスフ
ィルタ７を通過した信号は、Ｆ−Ｖ変換器２１によって
周波数に応じたレベルの電圧に変換される。かくして、
表示器２２は、上記電圧のレベルに応じた速度を表示し
、ここに車両速度計としての機能が達成される。 このように本実施例によれば、路面１の状況如何に拘ら
ず正確な速度を表示することが可能となる。ちなみに、
本発明者は、この測定計を用い、波長λ−２８，５Ｍ、
θ−５７°の条件で回転円板の周速を測定した。この結
果、第４図に示すように、周速と、ドツプラ周波数とは
良く比例し、速度測定の信頼性の高さが証明された。 なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない、たとえば、トラッキング・バンドパスフィルタ７
を可変容量ダイオードを用いて構成するようにしても良
い。また、本発明は、自動車などの速度計にも適用可能
である。要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る車両用非接触速度計の
構成を示すブロック図、第２図は同速度計におけるトラ
ッキング・バンドパスフィルタの構成を示す回路図、第
３図はドツプラ信号を示す波形図、第４図は同速度計の
効果を説明するための図である。 １・・・路面、２・・・車両、β−・・・マイクロ波ド
ツプラセンサ、４・・・センサ本体、５・・・ホーン・
アンテナ、１３、１５・・・フォトカプラ。 出願人代理人 弁理士 鈴圧式彦 第１図 第２図 舅アラ７ｆｌ太躾（Ｈｚ） 篠 ＋１（ｖ）
構成を示すブロック図、第２図は同速度計におけるトラ
ッキング・バンドパスフィルタの構成を示す回路図、第
３図はドツプラ信号を示す波形図、第４図は同速度計の
効果を説明するための図である。 １・・・路面、２・・・車両、β−・・・マイクロ波ド
ツプラセンサ、４・・・センサ本体、５・・・ホーン・
アンテナ、１３、１５・・・フォトカプラ。 出願人代理人 弁理士 鈴圧式彦 第１図 第２図 舅アラ７ｆｌ太躾（Ｈｚ） 篠 ＋１（ｖ）
Claims (1)
- 車両本体に設置されマイクロ波を路面に向けて放射する
とともに上記路面上で反射された反射波を受信してこの
反射波と上記放射されたマイクロ波との差周波情報を含
んだドップラ信号を出力するマイクロ波ドップラセンサ
と、このマイクロ波ドップラセンサから出力されるドッ
プラ信号の振幅を一定にする自動利得調整増幅器と、こ
の自動利得調整増幅器から出力される信号に含まれる主
たる周波数成分を最も良く通過させるトラッキング・バ
ンドパスフィルタと、このトラッキング・バンドパスフ
ィルタを通過した信号の周波数に対応した振幅値を得る
Ｆ−Ｖ変換器と、このＦ−Ｖ変換器から出力される信号
のレベルを車両速度として表示する手段とを具備してな
ることを特徴とする車両用非接触速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135926A JPS6114585A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 車両用非接触速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135926A JPS6114585A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 車両用非接触速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114585A true JPS6114585A (ja) | 1986-01-22 |
Family
ID=15163081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59135926A Pending JPS6114585A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 車両用非接触速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212382A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Iseki & Co Ltd | ドップラセンサ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4968695A (ja) * | 1972-11-02 | 1974-07-03 | ||
| JPS55128173A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | Doppler radar for vehicle |
-
1984
- 1984-06-30 JP JP59135926A patent/JPS6114585A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4968695A (ja) * | 1972-11-02 | 1974-07-03 | ||
| JPS55128173A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | Doppler radar for vehicle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212382A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Iseki & Co Ltd | ドップラセンサ |
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