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JPS5923390B2 - スペックルを利用した運動物体の速度測定方法 - Google Patents

スペックルを利用した運動物体の速度測定方法

Info

Publication number
JPS5923390B2
JPS5923390B2 JP53124392A JP12439278A JPS5923390B2 JP S5923390 B2 JPS5923390 B2 JP S5923390B2 JP 53124392 A JP53124392 A JP 53124392A JP 12439278 A JP12439278 A JP 12439278A JP S5923390 B2 JPS5923390 B2 JP S5923390B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving object
plane
measuring
speckles
correlation
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
JP53124392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5551360A (en
Inventor
順次 大坪
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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 Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP53124392A priority Critical patent/JPS5923390B2/ja
Priority to US06/081,870 priority patent/US4311383A/en
Publication of JPS5551360A publication Critical patent/JPS5551360A/ja
Publication of JPS5923390B2 publication Critical patent/JPS5923390B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/80—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
    • G01P3/806—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means in devices of the type to be classified in G01P3/68

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スペックルを利用した運動物体の速度測定方
法に関するものである。
一般に、レーザ光のようなコヒーレント光で運動物体の
粗面や流体中において運動する粒子を照射すると、それ
らの対象物のフレネル面または結像面に、対象物の運動
速度の情報を持つた動的スペックルパターンが生じる。
そのため、この動的スペックルの解析により物体の運動
速度を求めることができる。本発明は、このようなスペ
ックルを利用して運動物体の速度の二方向成分を測定す
る方法を提供しようとするもので、特に運動物体に二方
向からコヒーレントな光を照射して、フレネル面あるい
は結像面に速度情報を持つた動的スペックルパターンを
生じさせ、そのスペックルの時間的及び空間的な相互相
関に基づいて運動物体の二方向成分を測定するにあたり
、その相互相関は、運動物体を二つの異なる方向からの
光で照射したことにより生じるドップラービード成分に
よつて変調されることから像面またはフレ不ル面に配置
した二つの検出器の出力信号の相互相関のみによつて運
動物体の速度の二方向成分を測定可能にした点に特徴を
有するものである。
即ち、本発明の方法は、互いに直交するＸ軸及びｙ軸を
含むｘｙ平面内において運動する運動物体に、二つのコ
ヒーレントな光を、そのｘｙ平面と直交するｙ２平面内
において異なる方向から照射し、像面またはフレネル面
において上記Ｘ軸と平行なＸ軸方向に距離を隔てて配置
した二つの検出器で、動的スペックルによつて時間的に
変動する出力信号を検出し、この出力信号についてＸ軸
方向の相互相関をとつて、その相互相関のピーク値の時
間的なずれ量及びドップラービードの周期に基づいて運
動物体の速度の二方向成分を測定することを特徴とする
ものである。
以下、図面を参照して本発明の方法を詳細に説明するに
、第１図は結像光学系において本発明に基づく運動物体
の速度測定を行う場合の概略説明図で、運動物体Ａが互
いに直交するＸ軸及びｙ軸を含むｘｙ平面で任意の方向
に速度ｕ（ｘ方向成分をｕｘ、ｙ方向成分をｕｙとする
。
）で運動しているとすると、この運動物体ＡＶＣｘｙ平
面に直交するｙ２平面内で照射角度が異なる二方向から
二つのコヒーレントな光Ｌ１Ｌ２を照射したとき、この
運動物体の像がレンズ１及び開口２を通して像面ＣＸＹ
平面）上に結像すると共に、その像面上には物体Ａの速
度情報を持つた動的スペツクルが現われる。そこで、こ
の像面上でＸ軸上にある距離を隔てて光電変換素子から
なる検出器ＤｌＤ２を―組として置くと、これらの検出
器Ｄｌ，Ｄ２においては、動的スペツクルにより時間的
に変動する強度をもつた出力信号１１，２が得られる。
そして、上記検出器Ｄｌ，Ｄ２に接続した相関器におい
て、検出器Ｄ１及びＤ２の出力信号１１，１２について
Ｘ軸方向の相互相関をとると、第２図に示すような相関
が得られる。この第２図において、Ｘ＄１１方向の相互
相関のピークの時間的なずれ量Ｒｘは、Ｒｘ：Ｋｌｕｘ
／Ｕ２・・・・・イ１） で与えられる。
ここで、ｋ１は第１図の光学系における開口２の大きさ
や検出器相互間の距離等の光学系によつて決まる定数で
ある。また、この相互相関は運動物体を二つの異なる方
向からの光Ｌｌ，Ｌ２で照射したことにより生じるドッ
プラービード成分によつて変調されており、このビード
の周期ＲＯは、ＲＯビｋＯｕｙ・・・・・・（２） である。
但し、ＫＯは照射する二つの光の照射角度によつて決ま
る定数である。このように、Ｘ軸方向の相互相関により
Ｒｘ及びＲＯを得れば、上記（１），（２）式に基づい
て運動物体のｘ方向及びｙ方向成分Ｕｘ，ｕｙを求める
ことができる。
なお、本発明は上述した像面を有する光学系に限らず、
フレ不ル面等のスペツクルパターンが生じる系に適用す
ることができる。
このように本発明の方法によれば、従米のドツブラ一速
度計やスペツクル速度計と略同様に非常に簡単な装置を
用い、しかも極めて簡単な操作及び情報処理により運動
物体の速度の二方向成分を同時に測定することができ、
またドツプラ一速度計等においては鏡面物体や単一粒子
の運動を測定対象としているのに対し、本発明において
は極めて一般的な粗面物体や多粒子系についての測定も
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法についての概略説明図、第２図は
第１図の像面上に現われる動的スペツクルの相互相関に
ついての線図である。 Ａ・・・・・・運動物体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 互いに直交するｘ軸及びｙ軸を含むｘｙ平面内にお
    いて運動する運動物体に、二つのコヒーレントな光を、
    そのｘｙ平面と直交するｙｚ平面内において異なる方向
    から照射し、像面またはフレネル面において上記ｘ軸と
    平行なＸ軸方向に距離を隔てて配置した二つの検出器で
    、動的スペックルによつて時間的に変動する出力信号を
    検出し、この出力信号についてＸ軸方向の相互相関をと
    つて、その相互相関のピーク値の時間的なずれ量及びド
    ップラービードの周期に基づいて運動物体の速度の二方
    向成分を測定することを特徴とするスペックルを利用し
    た運動物体の速度測定方法。
JP53124392A 1978-10-09 1978-10-09 スペックルを利用した運動物体の速度測定方法 Expired JPS5923390B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53124392A JPS5923390B2 (ja) 1978-10-09 1978-10-09 スペックルを利用した運動物体の速度測定方法
US06/081,870 US4311383A (en) 1978-10-09 1979-10-04 Method for determination of velocity and direction of motion of moving object by speckle patterns and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

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JP53124392A JPS5923390B2 (ja) 1978-10-09 1978-10-09 スペックルを利用した運動物体の速度測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5551360A JPS5551360A (en) 1980-04-15
JPS5923390B2 true JPS5923390B2 (ja) 1984-06-01

Family

ID=14884279

Family Applications (1)

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JP53124392A Expired JPS5923390B2 (ja) 1978-10-09 1978-10-09 スペックルを利用した運動物体の速度測定方法

Country Status (2)

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US (1) US4311383A (ja)
JP (1) JPS5923390B2 (ja)

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US4311383A (en) 1982-01-19
JPS5551360A (en) 1980-04-15

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