JPS6311603B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6311603B2
JPS6311603B2 JP22844782A JP22844782A JPS6311603B2 JP S6311603 B2 JPS6311603 B2 JP S6311603B2 JP 22844782 A JP22844782 A JP 22844782A JP 22844782 A JP22844782 A JP 22844782A JP S6311603 B2 JPS6311603 B2 JP S6311603B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
objective lens
image
optical system
reticle
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.)
Expired
Application number
JP22844782A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59120809A (ja
Inventor
Suteo Tsutsumi
Hiroshi Seki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP22844782A priority Critical patent/JPS59120809A/ja
Publication of JPS59120809A publication Critical patent/JPS59120809A/ja
Publication of JPS6311603B2 publication Critical patent/JPS6311603B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌の後方を監視する如くした自動車
後方センサに関し、詳しくは後方の障害物を検知
する回転光軸型の広角度・近距離センサに係わる
ものである。
従来、一般に用いられている自動車の後方監視
手段としては、旧くは簡易の単なるミラー方式か
ら、現在では電気的な超音波レーダー方式とかテ
レビカメラ方式へと進展して来ている。しかし、
これらの監視手段は装置が複雑で高価となり、且
つ天気(雨など)にも左右され易く、特に悪い点
は近距離での検出範囲が限られ、いまだに所謂死
角を拭いきれないものである。
本発明は上記実情に鑑み、近距離にあつての障
害物をも確実に検知しうる自動車後方センサを提
供するものである。
即ち、本発明は障害物となる光源をとらえる対
物レンズの焦点位置に、この光軸に直角に取付け
る有極性柵状レチクルを配すと共に、該対物レン
ズとレチクルを一定速度で回転させる回転軸を、
前記焦点に近い点に設け、この光源の結像する像
面上におけるイメージ速度を検出し、これにより
障害物を検知する如くしたものである。
以下、本発明を図面を用い原理及び実施態様に
つき詳細に説明すれば、次の通りである。
先ず、このセンサの原理としては、第1図に示
すように対物レンズ1よりrだけ後方にある焦点
に近い点0を回転軸2とし、該対物レンズ1を
ωrad/secなる角速度で回転させる時、光源Aの
結像する像面(rの位置)上におけるイメージ速
度Vは、Δθなる狭い角変位の範囲内で、次のよ
うにして得られる。
r・Δθ/R=rω・Δt/R=Δx′/R+r=
Δx/R+r・cos(Δθ+Δα)/cos(Δα)(1) 従つて V=Δx/Δt=rω(1+r/R)cos(Δα)/cos(
Δθ+Δα)(2) rω(1+r/R)〔1+1/2(1+2r/R)2
〕(2′) 但し、rω=レンズの周辺速度 Δα=r・Δθ/R R……光源と対物レンズ間の距離 r……対物レンズの焦点距離 上式において、r=一定、ω=一定と仮定すれ
ば、イメージ角速度Vは距離Rの関数となり、R
の測定はVの測定に帰着する。従つて、像面a上
に光軸bに直角に取り付けられた有極性柵状レチ
クル3を置くことにより、距離センサとして動作
するものである。この場合、測定精度としては、 式(2)又は(2′)において、Δθが十分に小さけ
れば、像面aに結像する光源Aは大略焦点近傍の
距離から無限大までと考えて、Δθを省略し、こ
れらに対するイメージ速度は、それぞれ Vmaxrω(1+r/r)=2rω Vminrω (3) 即ち、第2図に示すように距離Rの変化に対し
て対応するイメージ速度の変化は、大体rω〜2rω
間の変化と云うことになる。勿論、精度の点から
利用できる範囲は一部分のみである。
前記式(2)をRに就いて解くと、 又 dR/R=−dv/v/1−rω/Vcos(Δθ+Δα
)/cos(Δα)=−R+r/r・dV/V(5) 式(4)より明らかなように、距離Rに対してΔθ
の補正をしないとするならば、即ち、Δθを無視
して次式 Rr2ω/V−rω (6) を用いる場合は、信号が強くて電気雑音や背景雑
音が無視できる場合であつても、イメージ速度の
相対誤差としては、次式 に対応する式(5)の値が距離の相対誤差の限界を与
える。
実際の使用状態ではR≫rであるから、距離の
測定精度を向上させるには焦点距離の大きい対物
レンズを用い、可能な限りレチクルの幅を小さく
設計し、Δθの極小化を計ることである。
勿論、レチクルの幅は必要な測定対象のウイー
ナ・スペクトルの抽出を可能にするスリツト幅と
スリツト数を含む余裕がなければならない。
一例として、幅10mmの有極性柵状レチクルを考
えてみる。スリツト間隔は0.5mmとして10対の正
負スリツトの配列を取り挙げる。第3図に示すよ
うに焦点距離5cmの対物レンズを用い近距離R=
50cmにある物体の検出を考える場合(この場合r
=5.6cmが結像面である)、 Δθ=R・ΔX′/r(R+r)=1/11 と計算されるから、式(8)より、この時の距離精度
は |dR/R|=1/2(1/11)2・(1+10/50)(1
+50/5)= 0.05 従つて、R=50cmに対する誤差は |dR|50×0.05=2.5cm 即ち、この構成に対しては、R=50cmではこの
種の誤差Δθに基づく距離誤差は許容される。従
つて、距離は式(6)で計算して差支えなく、距離の
測定精度は、式(5)において背景雑音又は電気雑音
によるイメージ速度、即ち周波数測定精度に左右
される。この場合、レチクルの主通過帯域の中心
空間周波数は10c/cmであるから、式(2)を参照し
てrω=10πcm/secと仮定して fp=rω(1+5/50)・10=110π Hz であるから dV/V=df/f となる。
出力電気信号の周波数測定において、最も問題
になるのは過渡状態であつて、成る可く迅速に過
渡現象の減衰を与えるために工夫を要する。例え
ば、レチクルを形成するスリツト状の検知器素子
の両端になるに従つて感度を低下させるような重
み付けを与える(理想的には正弦関数的な重みで
よい)。このようにすれば、空間フイルタを通過
した後の電気信号成分には殆ど直流成分を含ま
ず、過度現象の発生の機会を無くすことができ
る。
次に、後方センサとしては、比較的遠距離と考
えられR=250cmにある物体の検出における測定
精度を考えよう。この場合f=102πHzである。
又、 Δθ=5/51 と計算されるから|dR/R|0.25となり、R
=250cmに対して |dR|=62.5cm この場合も、この程度のΔθによる誤差は許さ
れると考えると、距離の測定精度は背景や回路の
雑音に支配される周波数測定精度に依存すると考
えてもよい。
従つて、周波数の測定精度が1.0〔%〕の精度で
行えるならば、距離の測定精度は式(5)より R=50cmにおいて|dR/R|=11〔%〕 R=250cmにおいて|dR/R|=51〔%〕 となり、周波数の測定精度をあげるための工夫が
必要である。ここで周波数の値は、この例では、 R=50cmに対して f=110π=345.4Hz R=250cmに対して f=102π=320.3Hz であつて、R=∞に対する周波数f∞=100π=
314.2Hzを基準として考えると、F−V変換によ
りアナログ電圧量に変換するとしてf∞に対応す
る基準電圧からの電圧変化として、R=50cm〜
250cmに亘つて距離の変化を読みとることは可能
である。即ち、このセンサは検出すべき物体が接
近するにつれ、測定精度が急激に高精度になり、
極めて好都合である。
いま実施例の装置として説明すると、先ずこの
センサはレンズの回転角速度ωが規準となるか
ら、測定の精度及び信頼性を高めるために、例え
ば回転軸に取り付けたフオト・カプラーなどによ
り発生させた回転数に比例した基準周波数(例え
ば314Hz)と、検知器からの信号周波数を比較し
て検出する。
即ち、第4図に示す如く回転円板8上に、背中
合わせに設けた近距離用となる光学系と遠距離
用となる光学系を回転軸2に取り付けるもので
あり、該光学系及び光学系は夫々対物レンズ
1とその後方に遮光板5,5を介し焦点位置に有
極性柵状レチクル3を、像面a上に光軸bに直角
となるよう配した構成とする。これは角度利用率
を高めると云う意味もあるが、R=50cmと250cm
とでは結像面の位置は5mm程度異なるので、一つ
の光学系で両者をカバーするには、信号の損失が
大き過ぎるためである。光学系は近距離用で10
ペアのレチクルを用い、光学系は遠距離用で、
レチクルの粋寸法は同一で、5ペアのレチクルを
用いる。これはあくまで測定の信頼性を高めるた
めであり、単一の光学系を用いてもよいことは勿
論である。6,6′は回転軸2部基方に設けた光
学系用及び光学系用の電子回路部、7は固定
円環状薄板で、この内側に回転軸2と一体となつ
て回転する回転円板8を設置し、該回転円板8に
フオト・カプラー9と複数個のサーチコイル10
を備えてなる。11は複数個の磁石、12は回転
軸2の上方に配すスリツプリングである。これ等
のセンサ装置は、自動車13の後面に設けた窓1
4付き筐体15中へセツトし、前記光学系及び
光学系をレーダーの如き回転走査を行なわしめ
るものである。
ここにおいて、光学系との両者の出力信号
は、回転円板8上にあつて、この電子回路6及び
電子回路6′を介して信号処理を施し、この時の
規準信号は、固定円環状薄板7の周辺に刻設し
た、例えば314個のスリツト7aと回転円板8上
に取り付けたフオト・カプラー9により314Hzを
得る。この場合、光学系に対する規準信号は、
314Hzを逓降することにより容易に得られる。
従つて、この両信号を外部に取り出せば、十分
に増幅されたhigh levelの電気信号を、スリツプ
リング12とブラシ16によつて導出することが
できる。この場合、物体の存在する角度情報は、
例えば固定円環状薄板7に配した磁石11と回転
円板8側のサーチコイル10により同期信号の形
で、任意の角度で、例えば第6図に示す如きに空
間領域の分割認識が可能である。尚、この光学系
,の光軸bは、実際は水平でなく、若干上向
きに取付ければ、不必要な地面を眺めないで済む
ものである。
この時の信号処理系としては、アナログ量を扱
う場合の例を第7図に示す。このときの基準信号
周波数としてfs=314Hzを用い、物体の存在する
場合は周波数fx(レチクル)をfs(回転数)の差と
して取り出し、距離Rの情報としては、fsの16分
の1の逓降周波数19HzがR=80cmの距離に対応す
るところから、R>80cmかR<80cmの情報を得
る。且つ空間領域の分割は同期信号1,2及び3
によつて得るものである。この信号処理は光学系
及びに関して実施し、両者の情報の論理積を
とつて、信頼性を高める。ここにあつては、1回
転、即ち1秒毎に情報が書き更められる。
上述の様に本発明の自動車後方センサは、対物
レンズよりの焦点位置に有極性柵状レチクルを配
すと共に、該対物レンズ及びレチクルを一定角速
度で回転させ、光源の結像する像面上におけるイ
メージ速度を得るサーチタイプとしたことによ
り、車輌後方に位置する障害物(自動車、人、壁
等)を確実に検知しえるものとなる。しかも、光
学系の回転方式を採つてなるため、領域幅は極め
て大とし得、光学系を複数(近距離用と遠距離
用)を配すこともでき、今迄のこの種のセンサの
ネツクとなつていた近距離の障害物(路面の段差
等も含む)の検知が可能となる等の効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は
原理を示す平面図、第2図は利用範囲を示すグラ
フ、第3図は実験の数値を示す説明図、第4図は
実施態様の斜面図、第5図は同支持筐体部の斜面
図、第6図は検出領域を示す説明図、第7図は信
号処理のブロツク図である。 1……対物レンズ、2……回転軸、3……有極
性柵状レチクル、a……像面、b……光軸、A…
…光源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一定速度で回転する対物レンズの回転軸を、
    該対物レンズより一定距離となる焦点位置近傍に
    設けると共に、前記焦点位置となる像面上に光軸
    に直角とした有極性柵状レチクルを設置し、障害
    物となる光源の結像する像面上におけるイメージ
    速度を検出し障害物を検知することを特徴とした
    自動車後方センサ。
JP22844782A 1982-12-27 1982-12-27 自動車後方センサ Granted JPS59120809A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22844782A JPS59120809A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 自動車後方センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22844782A JPS59120809A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 自動車後方センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59120809A JPS59120809A (ja) 1984-07-12
JPS6311603B2 true JPS6311603B2 (ja) 1988-03-15

Family

ID=16876630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22844782A Granted JPS59120809A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 自動車後方センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59120809A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0369901A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Brother Ind Ltd 光ファイバ偏光子

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2555074B2 (ja) * 1987-05-15 1996-11-20 松下電工株式会社 広域状況監視装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0369901A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Brother Ind Ltd 光ファイバ偏光子

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59120809A (ja) 1984-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1282145C (en) Non-contact sensor with particular utility for measurement of roadprofile
US5745226A (en) Passive optical velocity measurement device and method
CA2098408A1 (en) Full Aperture Image Synthesis Using Rotating Strip Aperture Image Measurements
SE454626B (sv) Optiskt avsokningssystem
JPS6311603B2 (ja)
EP0802425A3 (en) Full aperture scene synthesis using rotating strip aperture image measurements
WO2023100064A1 (en) Outer-rotor motor for laser radar with rotational speed monitoring function and laser radar
US5600123A (en) High-resolution extended field-of-view tracking apparatus and method
Tajime et al. Rosette scan infrared sensor
US4183641A (en) Focus detecting device
JPS58151698A (ja) パイロ電気受光器を備えた赤外線侵入検出装置
JP2555074B2 (ja) 広域状況監視装置
JP2936074B2 (ja) 光学式距離測定装置
JPH08304029A (ja) トロリ線の高さ測定光学系
JPS60192286A (ja) 混雑度検出装置の素子の配置方法
JPH059755B2 (ja)
JPH0367589B2 (ja)
JP2965706B2 (ja) 位置検出装置及び光学機器
JPH10185553A (ja) 太陽方向センサ装置
JP2580643B2 (ja) 光学系の倍率検出装置
RU2152630C1 (ru) Устройство для регистрации атмосферной дисперсии
JP3023157B2 (ja) 太陽センサの光入射位置検出装置
JP2001124553A (ja) 測距装置と測距方法
JPH0367590B2 (ja)
JPS5975175A (ja) 移動物体の現在位置測定方法