JPS6315169A - 空間フイルタ速度計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ナビゲーションシステムの速度。

角速度情報を２つの空間フィルタユニットの信号を演算
処理して得る空間フィルタ速度計測装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より車両の速度計測装置として空間フィルタを使用
したものが提案されている。空間フィルタは地表面の不
規則なむらによる光像を規則正しく並んだ光電変換素子
に透過させ、速度に比例した周波数信号を得る非接触速
度計である。

車両の進行方向や走行軌跡を地図上に表示するナビゲー
ションシステムにおいては、速度情報の他に回転角速度
情報も必要となる。このため例えば特開昭６０−１０４
２６１号公報に示す空間フィルタ速度計測装置では、第
２図のように進行方向の速度成分を検出する空間フィル
タを後車軸上の左右に１個ずつ配置し、左右の空間フィ
ルタの速度信号の差から角速度と回転半径を得る構成が
用いられている。

すなわち、第２図において１および２が空間フィルタで
あり、左後輪３．右後輪４の軸上に距離ｔの間隔を有し
て装着されている。今、車両５が０点を旋回中心に左旋
回しているとき、空間フィルタ１．２の速度信号をｖｌ
、およびｖ２とすれば、角速度ω、旋回半径ｒいおよび
ｒ２は下記の式で求められる。

ω＝　（ｖ２−　Ｖ、）／ｌ　　　　　　　　　（１１
ｈ＝　ｔａｙ、／　（ｖｔ−ｖｌ）　　　　　　　（２
１ｒｚ＝　ｔ＠Ｖｔ／　（ｖｔ　−Ｖ＋　）　　　　　
　　（３１ところで、上記装置は車両が前輪で操舵され
ている時、車体の旋回中心は後輪軸の延長上に存在する
との仮定に基づいている。しかし、一般に知られている
ように車両が前輪で操舵されている場合でも、高速旋回
を行うとその旋回中心は低速のときよりも前方に移動す
る。従って、ナビゲーションシステムとしての軌跡精度
の観点からは上記装置では、誤差が大きくなる欠点を有
していた。

また特公昭５５−４４３４７号公報に示す移動物体の移
動方向・速度測定装置では、第３図のように２個の空間
フィルタ６　ａ　ｙ　６　ｂを矢羽根状に配列させて、
移動物体の移動方向ψと速度Ｖの両方を検出する構成を
提案している。しかし、この装置では進行方向速度成分
以外にセンサ取付部における横方向速度成分が検出でき
るのみで、旋回車両の旋回中心を求めることはできない
。すなわち、十分な精度を有するナビゲーションシステ
ムは実現できない問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の空間フィルタ速度計測装置は以上のように構成さ
れているので、車両旋回時の旋回中心を精度良く求める
ことができず、このため精度の高い車両の速度計測値が
得られない問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、車両旋回時に旋回中心が必ずしも後輪軸上に
ない場合でも、精度の高い速度計測値が求められる空間
フィルタ速度計測装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空間フィルタ速度計測装置は、速度と方
向を検出できる空間フィルタユニットを、車両の後車輪
軸と平行で、かつ後車輪軸より前方の軸上左右に１個ず
つ配置すると共に、個々の空間フィルタユニットから得
られる信号を入力し、車両の旋回中心、旋回角速度、直
進速度を演算する演算装置を備えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、空間フィルタユニットが車両前部
に設けられているため、車両の速度が上昇し旋回中心が
前方に移動した場合でも、演算装置は空間フィルタユニ
ットの信号から所定の演算を行い精度の高い車両の旋回
中心を求める。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（ａ）は車両の旋回時の動作を説明する図、
（ｂ）は信号処理を示す図である。第１図（ａ）におい
て、３，４．５は第２図の従来装置同様左右の後輪およ
び車両を示している。また、７゜８は速度と方向の両方
を検出できる例えば第３図に示した矢羽根状配列空間フ
ィルタユニットで、後輪軸９と平行でかつ車両５の前部
に距離ｔの間隔を有して設置されている。旋回中心Ｏは
一般性を持たせる意味で後輪軸９の延長線上より前方に
存在する場合を示している。

次にかかる構成の空間フィルタ速度計測装置の動作につ
いて説明する。車両５が旋回すると、空間フィルタユニ
ット７および８には図示のように車両５の中心軸と、θ
、およびθ、の角度をなす方向にｖｌおよびＶ！の速度
信号が現われる。この状態において、車両の旋回中心０
に対する角速度をω、旋回中心０を中心とする空間フィ
ルタユニット７および８の旋回半径をｒｌ　＋　ｒ２と
すれば次の各式が得られる。

ｒ１邸θ１　＋　ｔ　＝ｒ２Ｑｉｌｉθ　　　　　　　
（４）ｒｌｓｆｎθ１＝ｒ、地θ、（５） ｒ、ω＝　Ｖ＋　　　　　　　　　　　　（６）ｒ、ω
＝　Ｖ、　　　　　　　　　　　　（７）（４１、（５
）式よりｒｌ＋およびｒ、について解くと、また角速度
ωについては（６）または（７）式と（８）またが得ら
れる。上記演算は第１図（ｂ）に示すように演算装置１
０に遮塵信号Ｖ、　、　Ｖ２　角度信号θ１．θ、を人
力することで行ない、またナビゲーションシステム１１
に（８）式、（９）式およびα０式または（ロ）式の結
果である旋回半径ｒ＠　ａ　ｒｚと角速度ωの値を送出
するコトテナビｒ−ジョンシステムが実現できる。

ところで、第１［１（ａ）から明らかなように、角度θ
１．θ、が小さい場合、すなわち旋回中心Ｏから車両５
におろした垂線ＯＰと空間フィルタユニット７および８
を結ぶ直線ＱＲとの距離が短い場合、旋回中心Ｏを求め
る演算精度は悪くなる。従って直線ＱＲは直線ＯＰより
離れている方が望ましい。

一般に車両の旋回速度が小さい場合、その旋回中心は後
輪軸９の延長上にあり、速度が上がるに従って前方に移
動する。このため本発明では、空間フィルタユニットの
設置位１を後輪軸二つ離れた車両５の前部としている。

このように設定した場合でも車両５の動きによってはθ
８．θ、が零になる場合が想定できる。この場合式（８
）、　（９）　、α０．Ｑυは使用できないが、このと
きの旋回中心Ｏは直線ＱＲの延長上にあるという論理か
ら、以下のようにしてｒｌ　＋　ｒｚ　＋ωを求めるこ
とができる。

ｒｌ　＋　Ｌ　＝　ｒ、　　　　　　　　　　（２）υ
式と（６）　、　（７）式より のように求めることができる。もちろん、ＶｌとＶ。

が等しい時には旋回半径は無限大すなわち直線走行とし
て処理する。

なお上記実施例では空間フィルタユニット７および８か
ら直接速度Ｖ、ＩＶ！、角度θ１．θ２が得られる場合
を説明したが、公知のように第２図に示すような空間フ
ィルタユニットから得られる信号は２種類の周波数信号
であり、これら周波数信号を演算装置に取り込み、公知
の計算によってｖ８．θ！、■７．θ、を求める構成と
しても良い。

更に上記実施例では、空間フィルタユニットとして第３
図のような構成のものを使用する場合を示したが、特に
限定する必要はなく、への字状に配列した空間フィルタ
アレイでも良く、速度と方向が直接または演算で得られ
るセンサであれば同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、速度と方向を検出でき
る空間フィルタユニットを車両の後輪軸と平行で後輪軸
よりも前方の軸上左右に１個ずつ配置し、これらの空間
フィルタユニツＦからの信号を演算装置に入力して車両
の旋回中心、角速度。

直進速度を求めるよう構成したので、車両の旋回中心が
どこにあっても精度の高い車両の速度計測値が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例による空間フィルタ
速度計測装置の動作を説明するための車両旋回時の状態
を示す図、第１図缶）は同空間フィルタ速度計測装置の
信号処理を示す図、第２図は従来の空間フィルタ速度計
測装置の動作を説明するための車両旋回時の状態を示す
図、第３図は空間フィルタユニットの一例を示す構成図
である。 ５・・・車両、７．８・・・空間フィルタユニット、９
・・・後車輪軸、１０・・・演算装置、１１・・・ナビ
ゲーションシステム。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の進行方向や走行軌跡を地図上に表示するナビゲー
   シヨンシステムの速度、角速度情報の入力信号を、走行
   路面の光像の空間フィルタ処理により得る空間フィルタ
   速度計測装置であつて、前記車両の後車輪軸と平行でか
   つこの後車輪軸より前方に位置する軸上左右に所定の間
   隔を有して設置され、それぞれ速度と方向を検出可能な
   ２個の空間フィルタユニットと、これら空間フィルタユ
   ニットの出力信号に基づき前記車両の旋回中心、旋回角
   速度および直進速度を演算する演算装置とを備えたこと
   を特徴とする空間フィルタ速度計測装置。