JPH07151771A - Spatial filter type speed-measuring instrument and speed control system and automobile with the instrument - Google Patents
Spatial filter type speed-measuring instrument and speed control system and automobile with the instrumentInfo
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- JPH07151771A JPH07151771A JP32112693A JP32112693A JPH07151771A JP H07151771 A JPH07151771 A JP H07151771A JP 32112693 A JP32112693 A JP 32112693A JP 32112693 A JP32112693 A JP 32112693A JP H07151771 A JPH07151771 A JP H07151771A
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、非接触にて自動車など
の対地速度を検出する空間フィルタ方式速度測定装置に
係り、その装置の移動方向を判別する機能に関する。ま
た、その装置を備えた速度制御システム及び自動車に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial filter type speed measuring device for detecting a ground speed of an automobile or the like in a non-contact manner, and to a function of discriminating a moving direction of the device. Further, the present invention relates to a speed control system and a vehicle equipped with the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、この種の空間フィルタ方式速
度測定装置においては、通常、空間フィルタ出力の中心
周波数が速度に比例することを利用して速度を測定して
いるので、測定対象物の正負移動方向によって中心周波
数は変化しないため、正負移動方向を判別することがで
きない。それ故、本方式の速度測定装置をトラクション
コントロールシステムに適用した場合、上り坂におい
て、正常発進したのか、タイヤがスリップしながら後退
したのかコントローラ側で判別できないといった問題が
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of spatial filter type velocity measuring device, the velocity is usually measured by utilizing the fact that the center frequency of the spatial filter output is proportional to the velocity. Since the center frequency does not change depending on the positive / negative moving direction, the positive / negative moving direction cannot be discriminated. Therefore, when the speed measuring device of the present method is applied to the traction control system, there is a problem that the controller cannot determine whether the vehicle has started normally on the uphill road or whether the tire has slipped backward while moving backward.
【0003】その解決策として、例えば、特開昭52−
133265号公報に示されるような方策がある。この
方策は、空間フィルタ部にスリット列ロータを使用する
ことにより、空間フィルタによる検出信号にロータの回
転数に比例したキャリア成分がのせられるので、正負方
向の速度が検出できるものである。As a solution, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 52-
There is a measure as shown in Japanese Patent No. 133265. In this measure, by using a slit row rotor in the spatial filter unit, a carrier component proportional to the rotation speed of the rotor is added to the detection signal by the spatial filter, so that the speed in the positive and negative directions can be detected.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなスリット列ロータには、ある程度の平面性が要求
されるので、ロータ半径が大きくなり、装置が大型化す
るといった問題がある。また、ロータを定速回転させる
必要があり、そのために高精度モータが必要となるの
で、装置が高価となり、重くなるといった問題がある。However, since the slit row rotor as described above is required to have some flatness, there is a problem that the radius of the rotor becomes large and the size of the apparatus becomes large. Further, since the rotor needs to be rotated at a constant speed, which requires a high-precision motor, there is a problem that the device becomes expensive and heavy.
【0005】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、測定対象物の移動方向に光強度分布
を2度測定し、この測定結果から相関ピーク値を算出す
ることによって、測定対象物の移動方向を判別し得るよ
うにしたことにより、スリット列ロータを不要にして、
コンパクトで安価かつ軽量な空間フィルタ方式速度測定
装置とそれを備えた速度制御システム及び自動車を提供
することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the light intensity distribution is measured twice in the moving direction of the object to be measured, and the correlation peak value is calculated from this measurement result. By making it possible to determine the moving direction of the measurement object, the slit row rotor becomes unnecessary,
An object of the present invention is to provide a compact, inexpensive, and lightweight spatial filter type speed measuring device, a speed control system including the same, and an automobile.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、測定対象物からの光より特定の空
間周波数成分の信号を抽出する空間フィルタを備え、こ
の空間フィルタの出力信号に基づき測定対象物の相対移
動速度を検出する空間フィルタ方式速度測定装置におい
て、上記測定対象物の進行方向に配設してなる複数個の
受光素子アレイと、ある時刻における一つの受光素子ア
レイ出力と別の時刻における別の受光素子アレイ出力と
の相関ピーク値を演算する演算手段とを備え、上記演算
手段により演算された相関ピーク値に基づいて上記測定
対象物の移動方向を検出するようにしたものである。請
求項2の発明は、測定対象物からの光より特定の空間周
波数成分の信号を抽出する空間フィルタを備え、この空
間フィルタの出力信号に基づき測定対象物の相対移動速
度を検出する空間フィルタ方式速度測定装置において、
上記測定対象物の進行方向に配設してなる一つの受光素
子アレイと、ある時刻における上記受光素子アレイのあ
る領域の出力と別の時刻における上記受光素子アレイの
別の領域の出力との相関ピーク値を演算する演算手段と
を備え、上記演算手段により演算された相関ピーク値に
基づいて上記測定対象物の移動方向を検出するようにし
たものである。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a spatial filter for extracting a signal of a specific spatial frequency component from light from an object to be measured, and the output of this spatial filter In a spatial filter type velocity measuring device for detecting a relative moving velocity of a measuring object based on a signal, a plurality of light receiving element arrays arranged in the traveling direction of the measuring object and one light receiving element array at a certain time And a calculating means for calculating a correlation peak value between the output and another light receiving element array output at a different time, and detecting the moving direction of the measurement object based on the correlation peak value calculated by the calculating means. It is the one. The invention according to claim 2 is provided with a spatial filter for extracting a signal of a specific spatial frequency component from the light from the measuring object, and a spatial filter method for detecting the relative moving speed of the measuring object based on the output signal of this spatial filter. In the speed measuring device,
Correlation between one light receiving element array arranged in the traveling direction of the measurement object and the output of a certain area of the light receiving element array at a certain time and the output of another area of the light receiving element array at another time A calculation means for calculating a peak value is provided, and the moving direction of the measurement object is detected based on the correlation peak value calculated by the calculation means.
【0007】請求項3の発明は、受光素子アレイが空間
フィルタの受光器に近接して配設され、一つの結像光学
系によって、上記空間フィルタの受光器と上記受光素子
アレイの両方に測定対象物の像が結像されるようにした
請求項1又は2記載の空間フィルタ方式速度測定装置で
ある。請求項4の発明は、相関ピーク値を演算する演算
手段への受光素子アレイ出力信号の取り込みタイミング
を、速度測定装置の検出速度に応じて変化させた請求項
1乃至3のいずれかに記載の空間フィルタ方式速度測定
装置である。請求項5の発明は、受光素子アレイがCC
Dである請求項1乃至4のいずれかに記載の空間フィル
タ方式速度測定装置である。請求項6の発明は、測定対
象物を照射するパルス点灯光源を有し、このパルス点灯
光源の点灯タイミングと同期してCCDが上記測定対象
物からの反射光を受光するようにした請求項5記載の空
間フィルタ方式速度測定装置である。According to a third aspect of the present invention, the light-receiving element array is arranged close to the light-receiving element of the spatial filter, and one imaging optical system measures both the light-receiving element of the spatial filter and the light-receiving element array. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 1 or 2, wherein an image of an object is formed. A fourth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to third aspects, in which the timing at which the light receiving element array output signal is taken in by the calculating means for calculating the correlation peak value is changed according to the detection speed of the speed measuring device. It is a spatial filter type velocity measuring device. In the invention of claim 5, the light receiving element array is CC
The spatial filter type velocity measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein D is D. The invention according to claim 6 has a pulse lighting light source for irradiating the measurement object, and the CCD receives the reflected light from the measurement object in synchronization with the lighting timing of the pulse lighting light source. It is the described spatial filter type velocity measuring device.
【0008】請求項7の発明は、測定対象物を照射する
パルス点灯光源を有し、このパルス点灯光源の点灯時と
非点灯時の両時点でCCDが上記測定対象物からの反射
光を受光し、その差を演算手段に入力するようにした請
求項5記載の空間フィルタ方式速度測定装置である。請
求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の空
間フィルタ方式速度測定装置を備え、この装置の出力に
よって、ブレーキもしくはアクセルを制御することで速
度を制御するようにした速度制御システムである。請求
項9の発明は、請求項8記載の速度制御システムを搭載
した自動車である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a pulse lighting light source for irradiating the measurement object, and the CCD receives the reflected light from the measurement object at both the lighting and non-lighting points of the pulse lighting light source. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 5, wherein the difference is input to the calculating means. The invention according to claim 8 is provided with the spatial filter type speed measuring device according to any one of claims 1 to 7, and the speed is controlled by controlling the brake or the accelerator by the output of this device. System. The invention according to claim 9 is an automobile equipped with the speed control system according to claim 8.
【0009】[0009]
【作用】上記請求項1,2,5の構成によれば、測定対
象物からの光は空間フィルタの受光器及び受光素子アレ
イによって受光される。そして、空間フィルタの受光器
の出力信号に基づき測定対象物の相対移動速度が検出さ
れると共に、ある時刻における一つの受光素子アレイ出
力と別の時刻における別の受光素子アレイ出力との相関
ピーク値が演算手段により演算され、この相関ピーク値
に基づいて測定対象物の移動方向が検出される。このと
き、受光素子アレイが複数個ある場合には、異なる時刻
に異なる受光素子アレイの出力について相関ピーク値が
演算され、受光素子アレイが一つの場合には、異なる時
刻に受光素子アレイの異なる領域の出力について相関ピ
ーク値が演算される。なお、受光素子アレイはCCDで
あってもよい。According to the first, second and fifth aspects of the invention, the light from the object to be measured is received by the light receiver and the light receiving element array of the spatial filter. Then, the relative moving speed of the measuring object is detected based on the output signal of the light receiver of the spatial filter, and the correlation peak value between one light receiving element array output at a certain time and another light receiving element array output at another time Is calculated by the calculating means, and the moving direction of the measuring object is detected based on the correlation peak value. At this time, when there are a plurality of light receiving element arrays, the correlation peak values are calculated for the outputs of different light receiving element arrays at different times, and when there is one light receiving element array, different areas of the light receiving element array are different at different times. The correlation peak value is calculated for the output of The light receiving element array may be a CCD.
【0010】上記請求項3の構成によれば、受光素子ア
レイが空間フィルタの受光器に近接して配設されるの
で、一つの結像光学系によって空間フィルタの受光器と
受光素子アレイの両方に測定対象物の像が結像され、空
間フィルタの受光器出力からは測定対象物の相対移動速
度が検出されると共に、受光素子アレイ出力からは測定
対象物の移動方向が検出される。上記請求項4の構成に
よれば、受光素子アレイ出力信号の取り込みタイミング
を検出速度に応じて変化させることにより、相関ピーク
を確実にとらえることができ、測定対象物の移動方向が
正確に検出される。According to the third aspect of the present invention, since the light receiving element array is arranged close to the light receiving element of the spatial filter, both the light receiving element of the spatial filter and the light receiving element array are formed by one imaging optical system. An image of the object to be measured is formed on, the relative moving speed of the object to be measured is detected from the light receiver output of the spatial filter, and the moving direction of the object to be measured is detected from the output of the light receiving element array. According to the configuration of the above-mentioned claim 4, the correlation peak can be reliably captured by changing the timing of capturing the light receiving element array output signal according to the detection speed, and the moving direction of the measurement object can be accurately detected. It
【0011】上記請求項6の構成によれば、CCDは光
源の点灯タイミングと同期して測定対象物からの反射光
を受光するので、外乱光の影響を受けることが少なくな
る。上記請求項7の構成によれば、CCDは光源の点灯
時と非点灯時の両時点で測定対象物からの反射光を受光
し、その差が演算されて相関ピーク値が求まるので、外
乱光に影響されない自己発光成分のみについて相関ピー
ク値が演算される。上記請求項8,9の構成によれば、
空間フィルタ方式速度測定装置の速度測定出力に基づい
て、自動車の制動距離が最も短くなるようにブレーキを
制御し、又は、自動車の加速性が最も良くなるようにア
クセルを制御する。According to the structure of claim 6, the CCD receives the reflected light from the object to be measured in synchronization with the lighting timing of the light source, so that it is less affected by the ambient light. According to the configuration of claim 7, the CCD receives the reflected light from the measurement object both at the time when the light source is turned on and when the light source is not turned on, and the difference between them is calculated to obtain the correlation peak value. The correlation peak value is calculated only for the self-luminous component that is not affected by. According to the configurations of claims 8 and 9,
Based on the speed measurement output of the spatial filter type speed measuring device, the brake is controlled so that the braking distance of the automobile is the shortest, or the accelerator is controlled so that the acceleration of the automobile is the best.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例について図
面を参照して説明する。図1は空間フィルタ方式速度測
定装置の光学系を示す。本速度測定装置は、移動速度及
び移動方向を測定すべき測定対象物1に対向する位置に
あって、測定対象物1に光を照射する発光ダイオード等
でなる光源2と、測定対象物1からの反射光を受光する
受光レンズ3と、受光レンズ3の像側焦平面に配置され
たテレセントリックスリット4と、測定対象物1の相対
的移動速度を検出するための空間フィルタ型受光器5
と、測定対象物1の正負移動方向を検出するための二つ
の受光素子アレイ6等で構成される。受光素子アレイ6
は、受光器5と同一平面上に近接して配設され、素子が
測定対象物1の進行方向に一直線上に並んで設けられて
いる。測定対象物1上の検出エリアAが受光レンズ3に
よって受光器5及び受光素子アレイ6を含む結像エリア
Bに結像されるようになっている。このように、受光レ
ンズ3によって受光器5と受光素子アレイ6の両方に測
定対象物1が結像されるので、測定対象物1の正負移動
方向を検出するために、新たな光学系が不要となり、経
済的である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical system of a spatial filter type velocity measuring device. This velocity measuring device is located at a position facing the measurement target 1 whose moving speed and movement direction are to be measured, and includes a light source 2 including a light emitting diode or the like for irradiating the measurement target 1 with light, and the measurement target 1 Light receiving lens 3 for receiving the reflected light of the light, telecentric slit 4 arranged on the image side focal plane of light receiving lens 3, and spatial filter type light receiving device 5 for detecting the relative moving speed of measuring object 1.
And two light-receiving element arrays 6 for detecting the positive and negative moving directions of the measuring object 1. Light receiving element array 6
Are arranged close to each other on the same plane as the light receiver 5, and the elements are arranged in a straight line in the traveling direction of the measuring object 1. The detection area A on the measuring object 1 is imaged by the light receiving lens 3 on the imaging area B including the light receiver 5 and the light receiving element array 6. In this way, since the measuring object 1 is imaged on both the light receiver 5 and the light receiving element array 6 by the light receiving lens 3, a new optical system is not required to detect the positive and negative moving directions of the measuring object 1. And is economical.
【0013】テレセントリックスリット4により、光軸
に平行な光線だけが結像エリアBに到達するので、受光
レンズ3と測定対象物1の距離に拘らず、結像倍率は一
定となり速度誤差が生じない。空間フィルタ型受光器5
は一般的に知られる二組の櫛歯形状受光器であり、各受
光器の差動出力が測定対象物1の速度信号となる。具体
的には、差動出力の中心周波数が測定対象物1の速度に
比例することを利用して移動速度が検出される。なお、
受光素子アレイ6はフォトダイオードであっても、CC
D(電荷結合素子)であってもよい。Since only the light rays parallel to the optical axis reach the image forming area B by the telecentric slit 4, the image forming magnification is constant regardless of the distance between the light receiving lens 3 and the measuring object 1, and no velocity error occurs. . Spatial filter type light receiver 5
Are two generally known comb-teeth shaped light receivers, and the differential output of each light receiver serves as the velocity signal of the measurement object 1. Specifically, the moving speed is detected by utilizing that the center frequency of the differential output is proportional to the speed of the measuring object 1. In addition,
Even if the light receiving element array 6 is a photodiode, CC
It may be D (charge coupled device).
【0014】次に、上記構成の動作を説明する。光源2
から照射された光は、相対的に移動する測定対象物1で
反射され、この反射光は受光レンズ3によって受光され
る。この光はテレセントリックスリット4を通過して、
空間フィルタ型受光器5及び受光素子アレイ6によって
受光される。そして、受光器5の出力信号に基づき後述
する速度測定部でもって測定対象物1の相対移動速度が
検出されると共に、受光素子アレイ6の出力信号に基づ
き後述する正負移動方向判別部でもって測定対象物1の
正負移動方向が検出される。Next, the operation of the above configuration will be described. Light source 2
The light emitted from is reflected by the measuring object 1 that moves relatively, and this reflected light is received by the light receiving lens 3. This light passes through the telecentric slit 4,
The light is received by the spatial filter type light receiver 5 and the light receiving element array 6. Then, based on the output signal of the light receiver 5, the relative moving speed of the measuring object 1 is detected by the speed measuring unit described later, and is measured by the positive / negative moving direction discriminating unit described later based on the output signal of the light receiving element array 6. The positive / negative moving direction of the object 1 is detected.
【0015】次に、受光素子アレイ6の一例としてCC
Dをあげ、CCD出力の信号処理について説明する。図
2はCCDと測定対象物1の正負移動方向との位置関係
を示す。二つのCCD16(CCD(F)と記す),2
6(CCD(B)と記す)は、測定対象物の移動方向に
一列に並んで設けられ、移動方向はCCD(B)26側
からCCD(F)16側へ移動する方向を正方向とす
る。また、各CCD16,26は時刻T1とT2におい
て受光信号を取り込むものとする。Next, as an example of the light receiving element array 6, CC
Taking D, the signal processing of the CCD output will be described. FIG. 2 shows a positional relationship between the CCD and the positive and negative moving directions of the measuring object 1. Two CCDs 16 (denoted as CCD (F)), 2
6 (denoted as CCD (B)) are arranged in a line in the moving direction of the object to be measured, and the moving direction is the forward direction from the CCD (B) 26 side to the CCD (F) 16 side. . Further, each CCD 16 and 26 takes in a light reception signal at times T1 and T2.
【0016】図3は正負移動方向判別部及び速度測定部
の実施例構成を示す。正負移動方向判別部は、上記CC
D16,26を含み、各CCD16,26はタイミング
制御回路34によってタイミングをとられて動作し、各
CCD16,26の出力信号はそれぞれA/D変換器1
1,21を介してメモリ12,13,22,23に記憶
される。FIG. 3 shows an embodiment of the positive / negative moving direction discriminating section and the speed measuring section. The positive / negative moving direction discriminating unit uses the CC
The CCDs 16 and 26, including the D16s and 26s, are operated by being timed by the timing control circuit 34, and the output signals of the CCDs 16 and 26 are respectively output from the A / D converter 1.
It is stored in the memories 12, 13, 22, 23 via 1, 21.
【0017】具体的には、時刻T1におけるCCD
(F)16の出力がメモリ(F1)12に、CCD
(B)26の出力がメモリ(B1)22に記憶され、同
様に、時刻T2におけるCCD16,26の出力がそれ
ぞれメモリ(F2)13,(B2)23に記憶される。
そして、相関器(F)14によってメモリ(F2)13
とメモリ(B1)22の相関ピーク値が算出され、相関
器(B)24によってメモリ(F1)12とメモリ(B
2)23の相関ピーク値が算出される。さらに、比較器
15において、相関器(F)14の出力である相関ピー
ク値VFと相関器(B)24の出力である相関ピーク値
VBとが比較され、VB<VFのとき測定対象物1は正
方向、VB>VFのとき負方向へ移動したものと判別さ
れ、判別信号が出力される。Specifically, the CCD at time T1
The output of (F) 16 is stored in the memory (F1) 12, and the CCD
The output of (B) 26 is stored in the memory (B1) 22, and similarly, the outputs of the CCDs 16 and 26 at time T2 are stored in the memories (F2) 13 and (B2) 23, respectively.
Then, the correlator (F) 14 causes the memory (F2) 13
And the correlation peak value of the memory (B1) 22 is calculated, and the correlator (B) 24 calculates the memory (F1) 12 and the memory (B1).
2) The correlation peak value of 23 is calculated. Further, in the comparator 15, the correlation peak value VF which is the output of the correlator (F) 14 and the correlation peak value VB which is the output of the correlator (B) 24 are compared, and when VB <VF, the measurement object 1 Is determined to have moved in the positive direction, and in the negative direction when VB> VF, a determination signal is output.
【0018】一方、速度測定部は上記空間フィルタ型受
光器5を含み、この空間フィルタ型受光器5の出力はア
ンプ31によって増幅され、中心周波数推定回路32に
よって中心周波数が抽出され、F/V(周波数/電圧)
変換部33によって電圧に変換されて、測定対象物1の
速度に比例した電圧が出力される。また、F/V変換部
33の出力を正負移動方向判別部のタイミング制御回路
34の制御信号とすることにより、時刻T1及びT2を
測定対象物1の移動速度に応じて変化させることがで
き、相関ピークを確実にとらえることができる。例え
ば、光学系の結像倍率をm、測定対象物1の移動速度を
v、CCD(F)16とCCD(B)26の中心間隔を
dとすれば、T2−T1=d/mvとなるように、時刻
T2を制御すればよい。On the other hand, the velocity measuring unit includes the spatial filter type photodetector 5, the output of the spatial filter type photodetector 5 is amplified by the amplifier 31, the center frequency is extracted by the center frequency estimating circuit 32, and the F / V is obtained. (Frequency / voltage)
The voltage is converted into a voltage by the conversion unit 33, and a voltage proportional to the speed of the measuring object 1 is output. Further, by using the output of the F / V conversion unit 33 as the control signal of the timing control circuit 34 of the positive / negative moving direction determination unit, the times T1 and T2 can be changed according to the moving speed of the measuring object 1, Correlation peaks can be captured with certainty. For example, if the imaging magnification of the optical system is m, the moving speed of the measuring object 1 is v, and the center distance between the CCD (F) 16 and the CCD (B) 26 is d, then T2-T1 = d / mv. As described above, the time T2 may be controlled.
【0019】図4は正方向に測定対象物1が移動してい
る場合の路面上の光強度分布例を示し、(a)は時刻T
1における光強度分布例であり、(b)は時刻T2にお
ける光強度分布例である。同図から分かるように、時刻
T1におけるCCD(B)26の出力を記憶したメモリ
(B1)22と時刻T2におけるCCD(F)16の出
力を記憶したメモリ(F2)13との記憶波形はほぼ等
しく、時刻T1におけるCCD(F)16の出力を記憶
したメモリ(F1)12と時刻T2におけるCCD
(B)26の出力を記憶したメモリ(B2)23との記
憶波形は異なっている。従って、図5(a)に示される
ように、メモリ(B1)22とメモリ(F2)13の記
憶波形の相関演算結果は高いピーク値VF(相関器
(F)14の出力)を示すのに対して、図5(b)に示
されるように、メモリ(F1)12とメモリ(B2)2
3の記憶波形の相関演算結果は低いピーク値VB(相関
器(B)24の出力)を示す。FIG. 4 shows an example of the light intensity distribution on the road surface when the measuring object 1 is moving in the positive direction.
1 is an example of the light intensity distribution at 1, and (b) is an example of the light intensity distribution at time T2. As can be seen from the figure, the memory waveforms of the memory (B1) 22 storing the output of the CCD (B) 26 at time T1 and the memory (F2) 13 storing the output of the CCD (F) 16 at time T2 are almost the same. Similarly, the memory (F1) 12 storing the output of the CCD (F) 16 at time T1 and the CCD at time T2
The stored waveform is different from that of the memory (B2) 23 that stores the output of (B) 26. Therefore, as shown in FIG. 5A, the correlation calculation result of the stored waveforms of the memory (B1) 22 and the memory (F2) 13 shows a high peak value VF (output of the correlator (F) 14). On the other hand, as shown in FIG. 5B, the memory (F1) 12 and the memory (B2) 2
The correlation calculation result of the stored waveform of 3 shows a low peak value VB (output of the correlator (B) 24).
【0020】各相関ピーク値の比較結果がVB<VFと
なり、測定対象物1は正方向に移動していることが判別
される。このように、各相関ピーク値を算出し比較する
ことにより測定対象物1の正負移動方向が判別できるの
で、従来必要であったスリット列ロータ及びこのロータ
を定速回転させるための高精度モータが不要になり、そ
の結果、測定装置が小型で、安価かつ軽量になる。な
お、相関演算には、各メモリの全域を用いても一部分を
用いてもよい。メモリ全域を用いる場合、データが不足
する領域については、メモリ内に記憶されているデータ
の平均値を外挿(補外)することで対処すればよい。The comparison result of the correlation peak values is VB <VF, and it is determined that the measuring object 1 is moving in the positive direction. In this way, the positive and negative moving directions of the measuring object 1 can be determined by calculating and comparing the respective correlation peak values, so that the slit row rotor and the high-precision motor for rotating the rotor at a constant speed, which have been conventionally required, can be provided. It is not necessary, resulting in a compact, inexpensive and lightweight measuring device. The whole area or a part of each memory may be used for the correlation calculation. When the entire memory is used, an area where data is insufficient can be dealt with by extrapolating (extrapolating) the average value of the data stored in the memory.
【0021】次に、上記実施例の変形例について説明す
る。一つの受光素子アレイで、二つの受光素子アレイ6
と同等の機能を実現するものとしてもよい。すなわち、
一つの受光素子アレイの領域を2分割し,ある時刻にお
ける一方の領域の出力と別の時刻における他方の領域の
出力との相関ピーク値に基づいて測定対象物1の移動方
向を検出する。このような一つの受光素子アレイの場合
には、二つの受光素子アレイ6の場合と異なり、二領域
の距離を物理的に離すことができないので、高速移動時
の正負移動方向検出には不向きであるが、低速移動に限
定できる場合には有用であり、二つの受光素子アレイ6
を用いる場合よりも光学調整が容易という利点がある。Next, a modification of the above embodiment will be described. One light receiving element array, two light receiving element array 6
It may be possible to realize a function equivalent to. That is,
The area of one light receiving element array is divided into two, and the moving direction of the measuring object 1 is detected based on the correlation peak value between the output of one area at a certain time and the output of the other area at another time. In the case of such one light-receiving element array, unlike the case of the two light-receiving element arrays 6, the distance between the two regions cannot be physically separated, so that it is not suitable for detecting the positive / negative moving direction during high-speed movement. However, it is useful when it can be limited to low-speed movement.
The advantage is that the optical adjustment is easier than the case of using.
【0022】また、光源2にパルス点灯光源を用い、C
CDがパルス点灯光源の点灯タイミングと同期して測定
対象物1からの反射光を受光するようにしてもよい。一
般に、光学式の測定装置においては、外乱光の影響を除
去するために、光源をパルス点灯させ同期検波すること
が多いので、それに対応させることができる。Further, a pulsed light source is used as the light source 2, and C
The CD may receive the reflected light from the measurement object 1 in synchronization with the lighting timing of the pulse lighting light source. Generally, in an optical measuring device, in order to remove the influence of ambient light, a light source is often pulse-lighted and synchronous detection is performed, so that it can be dealt with.
【0023】さらに、光源2にパルス点灯光源を用い、
CCDが光源の点灯時と非点灯時の両時点で測定対象物
1からの反射光を受光し、その差を演算して、相関値計
算用データとしてメモリに入力させるようにしてもよ
い。これにより、CCD出力が記憶されるメモリには自
己発光成分のみが記憶されることになり、相関演算がよ
り正確に行えるようになる。Further, a pulsed light source is used as the light source 2,
The reflected light from the measurement object 1 may be received at both the time when the light source is turned on and the time when the light source is not turned on, and the difference between them may be calculated and input to the memory as correlation value calculation data. As a result, only the self-luminous component is stored in the memory that stores the CCD output, and the correlation calculation can be performed more accurately.
【0024】図6は空間フィルタ方式速度測定装置と車
輪回転速度センサとを備えたアンチロックブレーキシス
テム(ABS)の構成を示す。空間フィルタ方式速度測
定装置51の出力と車輪回転速度センサ52の出力は、
ABS用ECU53に入力される。車輪回転速度センサ
52は、タイヤに取り付けられた磁性体のロータ(歯
形)54と、ロータ54の歯数に応じてパルスを出力す
る電磁ピックアップ方式センサ55とから構成されてい
る。ECU53は、空間フィルタ方式速度測定装置51
からの移動方向を含む速度出力と車輪回転速度センサ5
2からの出力に基づいて所定の演算を行い、制動距離が
最も短くなるように最適なブレーキ制御信号を出力す
る。FIG. 6 shows the structure of an antilock brake system (ABS) equipped with a spatial filter type speed measuring device and a wheel rotation speed sensor. The output of the spatial filter type speed measuring device 51 and the output of the wheel rotation speed sensor 52 are
It is input to the ABS ECU 53. The wheel rotation speed sensor 52 includes a magnetic rotor (tooth shape) 54 attached to a tire, and an electromagnetic pickup type sensor 55 that outputs a pulse according to the number of teeth of the rotor 54. The ECU 53 is a spatial filter type speed measuring device 51.
Output including the moving direction from the wheel and the wheel rotation speed sensor 5
A predetermined calculation is performed based on the output from 2 and an optimum brake control signal is output so that the braking distance becomes the shortest.
【0025】図7は上記ABSを備えた自動車56の例
を示す。空間フィルタ方式速度測定装置51と車輪回転
速度センサ52の各出力信号を用いて、ブレーキがロッ
クしないように制御できるABSや、アクセルを制御で
きるトラクションコントロールシステム(TCL)等の
速度制御システムが構築できる。また、乗用車、トラッ
ク、トレーラ、バス等の自動車56に、この速度制御シ
ステムを搭載することにより、効率の良い制動・加速能
力が得られ、自動車56の安全性が高くなる。FIG. 7 shows an example of an automobile 56 equipped with the above ABS. By using the output signals of the spatial filter type speed measuring device 51 and the wheel rotation speed sensor 52, a speed control system such as an ABS that can control so that the brake does not lock or a traction control system (TCL) that can control the accelerator can be constructed. . Further, by mounting this speed control system on an automobile 56 such as a passenger car, a truck, a trailer, or a bus, efficient braking / accelerating ability can be obtained and the safety of the automobile 56 can be enhanced.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
測定対象物の進行方向に受光素子アレイを配設し、受光
素子アレイ出力から算出された相関ピーク値に基づいて
測定対象物の移動方向を検出するので、移動方向を検出
するために従来必要であったスリット列ロータが不要に
なり、装置がコンパクトで、安価かつ軽量になる。ま
た、スリット列ロータを定速回転させるための高精度モ
ータが不要となり、通常、モータに比べて本装置に用い
た電子部品の使用周囲温度上限は高いので、耐環境性、
信頼性が向上する。請求項2の発明によれば、上記効果
に加えて、一つの受光素子アレイは、測定対象物が低速
移動するものである場合には有用であり、複数個の受光
素子アレイを用いる場合よりも、光学調整が容易とな
る。請求項3の発明によれば、受光素子アレイが空間フ
ィルタの受光器に近接して配設されることにより、一つ
の結像光学系によって、測定対象物上の検出エリアは空
間フィルタの受光器及び移動方向検出用受光素子アレイ
の両方を含む結像エリアに結像されるので、移動方向を
検出するために新たな光学系が不要となり、コストダウ
ンになる。As described above, according to the invention of claim 1,
Since the light receiving element array is arranged in the traveling direction of the measuring object and the moving direction of the measuring object is detected based on the correlation peak value calculated from the output of the light receiving element array, it is conventionally necessary to detect the moving direction. The existing slit row rotor is not required, and the device is compact, inexpensive and lightweight. In addition, a high-precision motor for rotating the slit row rotor at a constant speed is not required, and the upper limit of the ambient temperature of the electronic components used in this device is usually higher than that of the motor.
Improves reliability. According to the invention of claim 2, in addition to the above effect, one light receiving element array is useful when the object to be measured moves at a low speed, and is more useful than the case where a plurality of light receiving element arrays are used. , Optical adjustment becomes easy. According to the third aspect of the present invention, the light receiving element array is disposed in the vicinity of the light receiver of the spatial filter, so that the detection area on the measuring object is the light receiver of the spatial filter by one imaging optical system. Since an image is formed on an image forming area including both the light receiving element array for detecting the moving direction and a moving direction, a new optical system is not required for detecting the moving direction, and the cost is reduced.
【0027】請求項4の発明によれば、受光素子アレイ
出力を検出する2つの時刻のタイミングを移動速度に応
じて変化させるので、相関ピークを確実にとらえること
ができ、測定対象物の移動方向の検出結果が正確なもの
となる。請求項5の発明によれば、受光素子アレイがC
CDであるので、装置の小型化、軽量化が図れる。請求
項6の発明によれば、CCDが光源の点灯タイミングと
同期して測定対象物からの反射光を受光するので、外乱
光の影響を除去することができ、正確な測定対象物の移
動方向検出が可能である。According to the invention of claim 4, the timing of the two times at which the output of the light receiving element array is detected is changed according to the moving speed, so that the correlation peak can be surely caught and the moving direction of the measuring object. The detection result of will be accurate. According to the invention of claim 5, the light receiving element array is C
Since it is a CD, the size and weight of the device can be reduced. According to the invention of claim 6, since the CCD receives the reflected light from the measurement object in synchronization with the lighting timing of the light source, the influence of the ambient light can be removed, and the accurate movement direction of the measurement object. It can be detected.
【0028】請求項7の発明によれば、CCDにより光
源の点灯時と非点灯時の両時点で測定対象物からの反射
光を受光し、その差を演算手段に入力するので、演算手
段による相関ピーク値の算出は、自己発光成分のみにつ
いて算出することになり、相関ピーク値がより正確に演
算でき、測定対象物の移動方向を高精度に検出できる。
請求項8,9の発明によれば、空間フィルタ方式速度測
定装置の出力を用いて、制動距離が最も短くなるよう
に、又は、加速性が最も良くなるようにブレーキ又はア
クセルを制御でき、制動距離の短縮又は良好な加速性が
期待できる。According to the invention of claim 7, the reflected light from the object to be measured is received by the CCD at both the time when the light source is turned on and the time when the light source is not turned on, and the difference is input to the calculation means. The correlation peak value is calculated only for the self-luminous component, the correlation peak value can be calculated more accurately, and the moving direction of the measurement target can be detected with high accuracy.
According to the eighth and ninth aspects of the present invention, the output of the spatial filter type speed measuring device can be used to control the brake or the accelerator so that the braking distance becomes the shortest or the acceleration performance becomes the best. A shorter distance or good acceleration can be expected.
【図1】本発明の一実施例による空間フィルタ方式速度
測定装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a spatial filter type velocity measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図2】CCDと測定対象物の正負移動方向との位置関
係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a CCD and a positive / negative moving direction of a measurement object.
【図3】正負移動方向判別部及び速度測定部のブロック
図である。FIG. 3 is a block diagram of a positive / negative moving direction determination unit and a speed measurement unit.
【図4】(a)は時刻T1における路面上の光強度分布
例を示す図、(b)は時刻T2における路面上の光強度
分布例を示す図である。4A is a diagram showing an example of light intensity distribution on a road surface at time T1, and FIG. 4B is a diagram showing an example of light intensity distribution on a road surface at time T2.
【図5】(a)は相関器(F)の相関演算結果を示す
図、(b)は相関器(B)の相関演算結果を示す図であ
る。5A is a diagram showing a correlation calculation result of a correlator (F), and FIG. 5B is a diagram showing a correlation calculation result of a correlator (B).
【図6】ABSのブロック構成図である。FIG. 6 is a block diagram of an ABS.
【図7】上記ABSを備えた自動車の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an automobile including the ABS.
1 測定対象物 2 光源 5 空間フィルタ型受光器 6 受光素子アレイ 14,24 相関器 15 比較器 16,26 CCD 34 タイミング制御回路 1 object to be measured 2 light source 5 spatial filter type light receiver 6 light receiving element array 14, 24 correlator 15 comparator 16, 26 CCD 34 timing control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 潤一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Takagi 10 Ouron Co., Ltd., Hanazono Dodocho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture
Claims (9)
数成分の信号を抽出する空間フィルタを備え、この空間
フィルタの出力信号に基づき測定対象物の相対移動速度
を検出する空間フィルタ方式速度測定装置において、 上記測定対象物の進行方向に配設してなる複数個の受光
素子アレイと、ある時刻における一つの受光素子アレイ
出力と別の時刻における別の受光素子アレイ出力との相
関ピーク値を演算する演算手段とを備え、上記演算手段
により演算された相関ピーク値に基づいて上記測定対象
物の移動方向を検出するようにしたことを特徴とする空
間フィルタ方式速度測定装置。1. A spatial filter type velocity measurement device comprising a spatial filter for extracting a signal of a specific spatial frequency component from light from an object to be measured, and detecting a relative moving velocity of the object to be measured based on an output signal of the spatial filter. In the device, a plurality of light receiving element arrays arranged in the traveling direction of the measurement object, and a correlation peak value between one light receiving element array output at a certain time and another light receiving element array output at another time A spatial filter type velocity measuring device, comprising: a computing means for computing; and a moving direction of the measuring object is detected based on the correlation peak value computed by the computing means.
数成分の信号を抽出する空間フィルタを備え、この空間
フィルタの出力信号に基づき測定対象物の相対移動速度
を検出する空間フィルタ方式速度測定装置において、 上記測定対象物の進行方向に配設してなる一つの受光素
子アレイと、ある時刻における上記受光素子アレイのあ
る領域の出力と別の時刻における上記受光素子アレイの
別の領域の出力との相関ピーク値を演算する演算手段と
を備え、上記演算手段により演算された相関ピーク値に
基づいて上記測定対象物の移動方向を検出するようにし
たことを特徴とする空間フィルタ方式速度測定装置。2. A spatial filter type velocity measurement device comprising a spatial filter for extracting a signal of a specific spatial frequency component from light from a measurement target, and detecting a relative moving velocity of the measurement target based on an output signal of the spatial filter. In the device, one light receiving element array arranged in the traveling direction of the measurement object, output of a certain area of the light receiving element array at a certain time, and output of another area of the light receiving element array at another time And a calculation means for calculating a correlation peak value with the calculation means, and the moving direction of the measuring object is detected based on the correlation peak value calculated by the calculation means. apparatus.
に近接して配設され、一つの結像光学系によって、上記
空間フィルタの受光器と上記受光素子アレイの両方に測
定対象物の像が結像されるようにしたことを特徴とする
請求項1又は2記載の空間フィルタ方式速度測定装置。3. A light-receiving element array is disposed close to a light-receiving element of a spatial filter, and an image of an object to be measured is provided on both the light-receiving element of the spatial filter and the light-receiving element array by one imaging optical system. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 1 or 2, wherein an image is formed.
光素子アレイ出力信号の取り込みタイミングを、速度測
定装置の検出速度に応じて変化させたことを特徴とする
請求項1乃至3のいずれかに記載の空間フィルタ方式速
度測定装置。4. The timing for fetching the light-receiving element array output signal to the calculating means for calculating the correlation peak value is changed according to the detection speed of the speed measuring device. The spatial filter type velocity measuring device described in 1.
徴とした請求項1乃至4のいずれかに記載の空間フィル
タ方式速度測定装置。5. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 1, wherein the light receiving element array is a CCD.
有し、このパルス点灯光源の点灯タイミングと同期して
CCDが上記測定対象物からの反射光を受光するように
したことを特徴とする請求項5記載の空間フィルタ方式
速度測定装置。6. A pulsed light source for irradiating an object to be measured, wherein the CCD receives reflected light from the object to be measured in synchronization with the lighting timing of the pulsed light source. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 5.
有し、このパルス点灯光源の点灯時と非点灯時の両時点
でCCDが上記測定対象物からの反射光を受光し、その
差を演算手段に入力するようにしたことを特徴とする請
求項5記載の空間フィルタ方式速度測定装置。7. A pulsed light source for irradiating an object to be measured, wherein the CCD receives reflected light from the object to be measured at both times of lighting and non-lighting of the pulsed light source, and a difference between them is calculated. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 5, wherein the velocity measuring device is input to a computing means.
フィルタ方式速度測定装置を備え、この装置の出力によ
って、ブレーキもしくはアクセルを制御することで速度
を制御するようにしたことを特徴とする速度制御システ
ム。8. A spatial filter type speed measuring device according to claim 1, wherein the speed is controlled by controlling a brake or an accelerator according to the output of this device. Speed control system.
したことを特徴とする自動車。9. An automobile equipped with the speed control system according to claim 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32112693A JPH07151771A (en) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | Spatial filter type speed-measuring instrument and speed control system and automobile with the instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32112693A JPH07151771A (en) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | Spatial filter type speed-measuring instrument and speed control system and automobile with the instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07151771A true JPH07151771A (en) | 1995-06-16 |
Family
ID=18129105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32112693A Withdrawn JPH07151771A (en) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | Spatial filter type speed-measuring instrument and speed control system and automobile with the instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07151771A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5652655A (en) * | 1993-06-29 | 1997-07-29 | Omron Corporation | Road surface discriminator and apparatus applying same |
JPH1096622A (en) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Omron Corp | Road surface friction coefficient measuring device and vehicle loading this device and road surface information monitoring system thereof |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP32112693A patent/JPH07151771A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5652655A (en) * | 1993-06-29 | 1997-07-29 | Omron Corporation | Road surface discriminator and apparatus applying same |
JPH1096622A (en) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Omron Corp | Road surface friction coefficient measuring device and vehicle loading this device and road surface information monitoring system thereof |
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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