JP3147558B2 - Spatial filter type velocity measuring device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空間フィルタ方式を用
いて速度を測定する装置に係り、この装置において検出
された信号を処理する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring velocity using a spatial filter system, and to a technique for processing a signal detected by the apparatus.

【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、格子状スリットを一定間隔に並
べ、各スリットを透過した測定対象物からの反射光を受
光する受光素子を該スリットの背後に配置し、これらの
受光素子を１つおきに交互に結線して２組にまとめた構
成を有し、２組の受光素子における信号出力の差動をと
ることにより周波数信号を得る方式が一般に知られてい
る。ところが、この検出方式では、検出した信号中に測
定対象物の移動速度に対応する中心周波数以外に雑音周
波数成分も含まれているので、フィルタに通して雑音周
波数成分を除去する必要がある。このフィルタには、速
度検出範囲が広いためにトラッキングフィルタ（主とし
て中心周波数追従型のバンドパスフィルタ）が用いられ
るのが通常であり、例えば、特開昭６３−２４１３６２
号公報に示されるような通過帯域可変のバンドパスフィ
ルタがある。2. Description of the Related Art Conventionally, in a spatial filter type speed measuring apparatus of this type, a grid-like slit is arranged at a fixed interval, and a light receiving element for receiving reflected light from a measurement object transmitted through each slit is connected to the slit. It is arranged behind them, and these light receiving elements are alternately connected every other one to form two sets, and a method of obtaining a frequency signal by taking the signal output differential between the two sets of light receiving elements. Generally known. However, in this detection method, since the detected signal includes a noise frequency component in addition to the center frequency corresponding to the moving speed of the measurement object, it is necessary to remove the noise frequency component through a filter. As this filter, a tracking filter (mainly a center frequency tracking type band-pass filter) is usually used because of its wide speed detection range.
There is a bandpass filter having a variable pass band as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, 1988.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のトラッキングフィルタにおいては、何らかの外部
要因により、空間フィルタの出力が一時的に速度検出不
可能な状態まで小さくなったとき、検出された周波数に
応じてフィードバックされるトラッキングフィルタ制御
電圧が測定対象物の停止状態対応レベルまで減少し、そ
の後、空間フィルタの出力が急に速度検出可能な状態に
復帰しても、トラッキングフィルタ制御電圧は復帰しな
いので、正常な速度信号が出力されないで測定精度が悪
くなるといった問題がある。However, in such a conventional tracking filter, when the output of the spatial filter is temporarily reduced to a state where the speed cannot be detected due to some external factor, the detected frequency is not detected. If the tracking filter control voltage fed back in response to the voltage decreases to the level corresponding to the stop state of the measurement object, and then the output of the spatial filter suddenly returns to a state where the speed can be detected, the tracking filter control voltage does not return. Therefore, there is a problem that a normal speed signal is not output and measurement accuracy is deteriorated.

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するもの
で、トラッキングフィルタに印加する制御電圧の上限か
ら下限までの電圧を変化させて印加するスキャンモード
を付与し、あるいは、トラッキングフィルタの制御電圧
を保持する機能を付与することにより、空間フィルタ出
力が一時的に周波数検出不可能な状態まで低下してトラ
ッキング不能になっても、その後にトラッキング可能状
態になれば即座に周波数検出可能な状態に復帰して、常
に測定精度を高く保つことができる空間フィルタ方式速
度測定装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-described problems, and provides a scan mode in which a control voltage applied to a tracking filter is applied by changing the voltage from an upper limit to a lower limit. Even if the spatial filter output temporarily drops to a state where the frequency cannot be detected and tracking becomes impossible, the frequency can be detected immediately if the tracking becomes possible. It is an object of the present invention to provide a spatial filter type velocity measuring device that can return to and always maintain high measurement accuracy.

【０００５】[0005]

【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を受光する空
間フィルタを有し、該空間フィルタにより検出された周
波数信号より上記測定対象物の速度信号を出力する空間
フィルタ方式速度測定装置において、制御電圧が印加さ
れることにより前記空間フィルタの出力の通過帯域を制
御するトラッキングフィルタと、上記トラッキングフィ
ルタの出力より検出された周波数に対応して上記トラッ
キングフィルタに印加されるフィードバック制御電圧を
出力するトラッキング回路と、上記トラッキングフィル
タに印加される制御電圧の上限から下限までの電圧を連
続的に変化させて出力するスキャン回路と、上記空間フ
ィルタの出力からトラッキングが可能か否かを判定する
判定手段と、上記トラッキングフィルタの制御電圧印加
モードを切替えるモード切替え手段とを備え、上記モー
ド切替え手段は、該モードを、上記判定手段によりトラ
ッキングが可能であると判定されたとき、上記トラッキ
ング回路からのフィードバック制御電圧を上記トラッキ
ングフィルタに印加し通過帯域を自動制御するトラッキ
ングモードとし、トラッキングが不可能であると判定さ
れたとき、上記スキャン回路の出力電圧を上記トラッキ
ングフィルタに印加するスキャンモードとするようにし
たものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a spatial filter having a spatial filter for receiving light from an object to be measured, and a frequency signal detected by the spatial filter. In a spatial filter type velocity measuring device that outputs a velocity signal of an object, a tracking filter that controls a pass band of an output of the spatial filter by applying a control voltage, to a frequency detected from an output of the tracking filter. A tracking circuit that outputs a feedback control voltage correspondingly applied to the tracking filter; a scan circuit that continuously changes and outputs a voltage from an upper limit to a lower limit of the control voltage applied to the tracking filter; Determining means for determining whether tracking is possible from the output of the spatial filter; Mode switching means for switching a control voltage application mode of the racking filter, wherein the mode switching means switches the mode to a feedback control voltage from the tracking circuit when the determination means determines that tracking is possible. A tracking mode in which the pass band is automatically controlled by applying to the tracking filter, and a scan mode in which the output voltage of the scan circuit is applied to the tracking filter when it is determined that tracking is impossible is performed. is there.

【０００６】請求項２の発明は、上記モード切替え手段
によってスキャンモードが設定されている場合、上記ト
ラッキングフィルタの通過帯域を高周波から低周波に向
けてスキャンするときはゆっくりと行い、逆に低周波か
ら高周波に向けてスキャンするときは瞬時に行うように
した請求項１に記載の空間フィルタ方式速度測定装置で
ある。請求項３の発明は、上記モード切替え手段によっ
てスキャンモードが設定されている場合、上記トラッキ
ングフィルタの通過帯域を低周波から高周波に向けてス
キャンするときは、トラッキングモードへの移行を禁止
するようにした請求項１に記載の空間フィルタ方式速度
測定装置である。According to a second aspect of the present invention, when the scan mode is set by the mode switching means, when the pass band of the tracking filter is scanned from a high frequency to a low frequency, the scan is performed slowly, and conversely, the low pass is performed. 2. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 1, wherein the scanning is performed instantaneously when scanning from a high frequency to a high frequency. According to a third aspect of the present invention, when the scan mode is set by the mode switching means, when the pass band of the tracking filter is scanned from a low frequency to a high frequency, the transition to the tracking mode is prohibited. A spatial filter type velocity measuring device according to claim 1.

【０００７】請求項４の発明は、上記トラッキング回路
出力と上記スキャン回路出力とを比較する比較回路を備
え、この比較回路により両者の回路出力が一致したと判
断されたとき、上記モード切替え手段はモードをスキャ
ンモードからトラッキングモードへ移行させる請求項１
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、上記モード切替え手段が、測定対象物から
の平均反射光量あるいは空間フィルタからの出力信号の
振幅に応じて、モードをトラッキングモードからスキャ
ンモードへ移行させる請求項１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、上記モード
切替え手段が、検出した測定対象物の速度の瞬時変化量
に応じてモードをトラッキングモードからスキャンモー
ドへ移行させる請求項１に記載の空間フィルタ方式速度
測定装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a comparison circuit for comparing the output of the tracking circuit with the output of the scan circuit, and when the comparison circuit determines that both circuit outputs match, the mode switching means is provided. 2. The mode is shifted from a scan mode to a tracking mode.
3. A spatial filter type velocity measuring device according to the item (1). According to a fifth aspect of the present invention, the mode switching means shifts the mode from the tracking mode to the scan mode in accordance with the average amount of reflected light from the measurement target or the amplitude of the output signal from the spatial filter. It is a spatial filter type velocity measuring device. The invention according to claim 6 is the spatial filter type velocity measuring apparatus according to claim 1, wherein the mode switching means shifts the mode from the tracking mode to the scan mode in accordance with the detected instantaneous change in the speed of the measurement object. is there.

【０００８】請求項７の発明は、装置の電源投入時にス
キャンモードとなる請求項１に記載の空間フィルタ方式
速度測定装置である。 [0008] The invention of claim 7, Ru spatial filter method velocity measuring device Der according to claim 1, at the time of power-on of device the scan mode.

【０００９】請求項８の発明は、測定対象物からの光を
受光する空間フィルタを有し、該空間フィルタにより検
出された周波数信号より上記測定対象物の速度信号を出
力する空間フィルタ方式速度測定装置において、制御電
圧が印加されることにより前記空間フィルタの出力の通
過帯域を制御するトラッキングフィルタと、上記トラッ
キングフィルタの出力より検出された周波数に対応して
上記トラッキングフィルタに印加されるフィードバック
制御電圧を出力するトラッキング回路と、上記空間フィ
ルタの出力からトラッキングが可能か否かを判定する判
定手段とを備え、かつ、上記判定手段によってトラッキ
ングが可能な状態から不可能な状態になったと判定され
たときに上記トラッキングフィルタの制御電圧をホール
ドし、トラッキングが不可能な状態から可能な状態にな
ったと判定されたときに上記ホールドを解除するように
したものである。請求項９の発明は、上記判定手段が、
測定対象物からの平均反射光量あるいは空間フィルタか
らの信号振幅に基づいてトラッキングが不可能になった
ときと可能になったときを判定する請求項８に記載の空
間フィルタ方式速度測定装置である。[0009] The invention of claim 8 includes a spatial filter for receiving light from the object to be measured, the spatial filter method rate measurements for outputting a speed signal of the measuring object from the detected frequency signal by the spatial filter A tracking filter for controlling a pass band of an output of the spatial filter by applying a control voltage; and a feedback control voltage applied to the tracking filter corresponding to a frequency detected from an output of the tracking filter. And a determination circuit for determining whether or not tracking is possible from the output of the spatial filter, and it is determined by the determination device that the state has changed from a state where tracking is possible to an impossible state. Sometimes the tracking filter control voltage is held and the tracking Is obtained so as to release the hold when it is determined that a state as possible from non-state. According to a ninth aspect of the present invention, the determining means includes:
9. The spatial-filter-type velocity measuring apparatus according to claim 8 , wherein a time when tracking becomes impossible and a time when tracking becomes possible are determined based on an average amount of reflected light from a measurement object or a signal amplitude from a spatial filter.

【００１０】[0010]

【作用】上記構成によれば、モード切替え手段によって
トラッキングモードとスキャンモードとのモード切替え
を行うことができるようにし、トラッキングによる速度
検出が可能なときはトラッキングモードとして、トラッ
キング回路によりトラッキングフィルタにフィードバッ
ク制御電圧を印加することでトラッキングフィルタの通
過帯域を自動制御し、一方、速度検出が不可能なときは
スキャンモードとして、スキャン回路によりトラッキン
グフィルタに印加する制御電圧の上限から下限までの電
圧を連続的に変化させて印加することでトラッキングフ
ィルタの通過帯域を自動制御する。また、トラッキング
による速度検出が可能な状態から不可能な状態になった
ときにトラッキングフィルタ制御電圧をホールドし、そ
の後、可能な状態に戻ったときに該ホールドを解除す
る。これにより、空間フィルタ出力が一時的に周波数検
出不能となってトラッキング不能になっても、その後、
トラッキング可能な状態に復帰すれば即座にトラッキン
グによる速度検出が行われる。According to the above arrangement, mode switching between the tracking mode and the scan mode can be performed by the mode switching means, and when the speed can be detected by tracking, the tracking mode is set to the tracking mode, and the tracking circuit feeds back to the tracking filter. The pass band of the tracking filter is automatically controlled by applying the control voltage.On the other hand, when the speed cannot be detected, the scan circuit operates as a scan mode, in which the control circuit continuously applies the voltage from the upper limit to the lower limit of the control voltage applied to the tracking filter. The pass band of the tracking filter is automatically controlled by applying the voltage in a variable manner. The tracking filter control voltage is held when the speed detection by tracking becomes impossible from the state where it can be detected, and then released when the state returns to the state where the speed can be detected. As a result, even if the spatial filter output temporarily becomes unable to detect the frequency and becomes unable to track,
Upon returning to the state where tracking is possible, speed detection by tracking is immediately performed.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、本発明を具体化した第１実施例につい
て図１乃至図７を参照して説明する。図１は本実施例に
おける空間フィルタ方式速度測定装置全体のブロック図
である。本速度測定装置は、不図示の光源からの照射光
による測定対象物からの反射光を受光する光検出器であ
って、当該測定対象物の移動速度に対応した周波数の電
気信号を出力する空間フィルタ１と、この空間フィルタ
１が出力した信号を増幅する増幅回路２と、雑音周波数
成分の電気信号を遮断するトラッキングフィルタ３と、
このトラッキングフィルタ３を通過した電気信号の周波
数を計測する周波数計測回路４と、この周波数計測回路
４が検出したデジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ
変換回路５とで構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the entirety of a spatial filter type speed measuring apparatus according to the present embodiment. The speed measuring device is a photodetector that receives reflected light from a measurement target by irradiation light from a light source (not shown), and outputs an electric signal having a frequency corresponding to a moving speed of the measurement target. A filter 1, an amplifier circuit 2 for amplifying a signal output from the spatial filter 1, a tracking filter 3 for blocking an electric signal of a noise frequency component,
A frequency measuring circuit 4 for measuring the frequency of the electric signal passing through the tracking filter 3, and a D / A for converting a digital value detected by the frequency measuring circuit 4 into an analog value
And a conversion circuit 5.

【００１２】さらに、本速度測定装置は、Ｄ／Ａ変換回
路５の出力に応じてトラッキングフィルタ３に印加する
フィードバック制御電圧を出力するトラッキング回路６
と、トラッキングフィルタ３に印加する制御電圧の上限
から下限までの電圧を連続的かつ周期的に変化させて出
力するスキャン回路７と、トラッキングフィルタ３に印
加する電圧を制御するための２種類のモード（トラッキ
ングモードとスキャンモード）を切替えるモード切替え
回路８と、トラッキング回路６の出力とスキャン回路７
の出力とを比較する比較回路９と、空間フィルタ１から
の検出信号に基づいてトラッキングによる周波数の検
出、すなわち速度の検出が可能か否かを判定する判定手
段としての自己診断回路１０とで構成されている。Further, the speed measuring apparatus includes a tracking circuit 6 for outputting a feedback control voltage to be applied to the tracking filter 3 according to the output of the D / A conversion circuit 5.
A scan circuit 7 for continuously and periodically changing and outputting a voltage from an upper limit to a lower limit of a control voltage applied to the tracking filter 3; and two types of modes for controlling the voltage applied to the tracking filter 3. Mode switching circuit 8 for switching between (tracking mode and scan mode), output of tracking circuit 6 and scan circuit 7
And a self-diagnosis circuit 10 as a determination means for determining whether or not the frequency can be detected by tracking based on the detection signal from the spatial filter 1, that is, whether or not the speed can be detected. Have been.

【００１３】次に、上記構成の動作を説明する。空間フ
ィルタ１からの出力信号は、増幅回路２を介してトラッ
キングフィルタ３に入力され、トラッキングフィルタ３
において通過帯域内の周波数の信号のみが選択され、周
波数計測回路４及びＤ／Ａ変換回路５によって、選択さ
れた周波数に比例したアナログ電圧が出力される。自己
診断回路１０によって速度検出が可能であると診断され
ている場合、モード切替え回路８によってトラッキング
モードが設定され、Ｄ／Ａ変換回路５の出力電圧はレベ
ル変換を行うトラッキング回路６を介してトラッキング
フィルタ３の制御入力部にフィードバックされる。従っ
て、この出力電圧に応じてトラッキングフィルタ３の遮
断周波数が変化するので、トラッキングフィルタ３を通
過する周波数を、測定対象物の移動速度を示す周波数成
分のみとすることができる。これに対して、何らかの外
部要因により、測定対象物の移動速度が低下して空間フ
ィルタ１の出力が一時的に周波数検出不能状態まで小さ
くなり、自己診断回路１０によって速度検出が不可能で
あると診断された場合、モード切替え回路８によってス
キャンモードが設定され、スキャン回路７の出力をトラ
ッキングフィルタ３の制御入力部に印加する。Next, the operation of the above configuration will be described. The output signal from the spatial filter 1 is input to the tracking filter 3 via the amplifier circuit 2,
In, only a signal having a frequency within the pass band is selected, and the frequency measurement circuit 4 and the D / A conversion circuit 5 output an analog voltage proportional to the selected frequency. When the self-diagnosis circuit 10 has diagnosed that the speed can be detected, the tracking mode is set by the mode switching circuit 8, and the output voltage of the D / A conversion circuit 5 is tracked via the tracking circuit 6 that performs level conversion. It is fed back to the control input of the filter 3. Therefore, since the cutoff frequency of the tracking filter 3 changes according to the output voltage, the frequency passing through the tracking filter 3 can be limited to only the frequency component indicating the moving speed of the measurement target. On the other hand, if the moving speed of the object to be measured decreases due to some external factor, the output of the spatial filter 1 temporarily decreases to a state where the frequency cannot be detected, and the speed cannot be detected by the self-diagnosis circuit 10. When the diagnosis is made, the scan mode is set by the mode switching circuit 8, and the output of the scan circuit 7 is applied to the control input of the tracking filter 3.

【００１４】なお、スキャンモードが設定されている場
合、モード切替え回路８においてスキャンモードからト
ラッキングモードへ移行させるときは、自己診断回路１
０によって速度検出が可能であると診断され、かつ、比
較回路９によってトラッキング回路６の出力とスキャン
回路７の出力とが一致したと判断された場合に、自己診
断回路１０及び比較回路９からモード切替え回路８にト
ラッキングモードへ切替える信号が出力される。つま
り、スキャンモードであって、測定対象物の速度が再び
増加して速度検出が可能な状態に復帰した場合に、測定
対象物の速度に対応したトラッキングフィルタ３の制御
電圧をスキャン回路７が供与したとき、トラッキング回
路６の出力とスキャン回路７の出力とが一致するので、
この時点をもってトラッキングモードへ移行させる。When the scan mode is set and the mode switching circuit 8 shifts from the scan mode to the tracking mode, the self-diagnosis circuit 1 is used.
If the self-diagnosis circuit 10 and the comparison circuit 9 determine that the speed detection is possible by 0 and the comparison circuit 9 determines that the output of the tracking circuit 6 matches the output of the scan circuit 7, A signal for switching to the tracking mode is output to the switching circuit 8. That is, in the scan mode, when the speed of the object to be measured increases again to return to a state where the speed can be detected, the scan circuit 7 supplies the control voltage of the tracking filter 3 corresponding to the speed of the object to be measured. Then, since the output of the tracking circuit 6 and the output of the scan circuit 7 match,
At this point, the mode is shifted to the tracking mode.

【００１５】図２はある想定状況における本装置の動作
を示すタイミングチャートである。ある想定状況とは、
一定速度で移動している測定対象物の速度測定中に一時
的に測定不可能な状態、例えば、測定対象物が路面で深
い穴にさしかかって反射光が極めて小さくなった状態に
陥り、その後、測定可能な状態に復帰したときには速度
が低下しており、その後、測定対象物は停止したという
状況である。なお、測定対象物の速度検出が可能か否か
は測定対象物からの平均反射光量によって診断され、具
体的には空間フィルタ出力の直流レベルをその基準とす
る。スキャン回路出力は、後述する理由により、トラッ
キングフィルタの通過帯域を高周波から低周波に向けて
スキャンする場合はゆっくりと行い、反対に低周波から
高周波に向けてスキャンする場合は瞬時に行う。また、
低周波から高周波に向けてスキャンする場合はトラッキ
ングモードへの移行を禁止する。そして、本実施例で
は、トラッキングモードのとき速度検出不能になると、
直ちにスキャンモードに移行し、その後、速度検出が可
能になると、比較回路によりトラッキング回路出力とス
キャン回路出力とが一致したと判断され、比較回路から
パルスが出力されるのを待ってトラッキングモードに移
行する。なお、本実施例では、自己診断回路１０の出力
がＬ（ロー）レベルになった瞬間にスキャンモードに移
行することとしたが、自己診断回路１０の出力がＨ（ハ
イ）レベルに復帰してからスキャンモードに移行するよ
うにしてもよい。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the present apparatus in a certain assumed situation. An assumption is:
Temporarily unmeasurable state during the speed measurement of the measurement target moving at a constant speed, for example, the measurement target falls into a deep hole on the road surface and the reflected light falls into a very small state, The speed is reduced when the measuring object returns to the measurable state, and then the measuring object stops. Whether or not the speed of the object to be measured can be detected is determined based on the average amount of reflected light from the object to be measured. Specifically, the DC level of the spatial filter output is used as a reference. The scanning circuit output is performed slowly when the pass band of the tracking filter is scanned from a high frequency to a low frequency, and instantly when the scanning is performed from a low frequency to a high frequency, for the reason described later. Also,
When scanning from a low frequency to a high frequency, transition to the tracking mode is prohibited. Then, in this embodiment, when the speed cannot be detected in the tracking mode,
The mode immediately shifts to the scan mode. After that, when speed detection becomes possible, the comparator circuit determines that the tracking circuit output matches the scan circuit output, and waits for a pulse to be output from the comparator circuit to shift to the tracking mode. I do. In this embodiment, the mode is shifted to the scan mode at the moment when the output of the self-diagnosis circuit 10 becomes L (low) level. However, the output of the self-diagnosis circuit 10 returns to H (high) level. To the scan mode.

【００１６】図３（ａ）は上記スキャン回路７の具体的
回路図（請求項２に対応）である。スキャン回路７は、
スキャン電圧のタイミングをとるためのタイマ３１、ダ
イオード３２、抵抗３３及びコンデンサ３４とで構成さ
れている。タイマ３１は、ダイオード３２と抵抗３３の
並列回路と直列的に接続されていて、ダイオード３２と
抵抗３３の並列回路は、一端が接地されたコンデンサ３
４と直列的に接続されている。コンデンサ３４の充放電
時定数を変化させることにより、図３（ｂ）に示すよう
に、タイマ３１のパルス出力によってタイミングをとっ
て所定の電圧波形を得ることができる。このような波形
を得る目的は、選択すべき速度に対応する周波数より低
い周波数に対してトラッキングがかかるのを防ぐためで
ある。FIG. 3A is a specific circuit diagram of the scan circuit 7 (corresponding to claim 2). The scan circuit 7
It comprises a timer 31, a diode 32, a resistor 33, and a capacitor 34 for timing the scan voltage. The timer 31 is connected in series with a parallel circuit of a diode 32 and a resistor 33. The parallel circuit of the diode 32 and the resistor 33 is connected to a capacitor 3 having one end grounded.
4 in series. By changing the charging / discharging time constant of the capacitor 34, a predetermined voltage waveform can be obtained at a timing by the pulse output of the timer 31, as shown in FIG. The purpose of obtaining such a waveform is to prevent tracking at a frequency lower than the frequency corresponding to the speed to be selected.

【００１７】このような波形を得る目的について以下に
説明する。図４（ａ）は空間フィルタを通過するパワー
スペクトル分布、図４（ｂ）は測定対象物である路面か
らの反射光のパワースペクトル分布、図４（ｃ）は空間
フィルタ通過後の路面からの反射光のパワースペクトル
分布を示す。同図（ａ）のように空間フィルタ自体の通
過スペクトル分布がほぼ単峰状になっているにも拘ら
ず、同図（ｂ）のように一般に路面からの反射光が大き
な低周波成分を有するために、同図（ｃ）のように空間
フィルタ通過後の路面からの反射光のパワースペクトル
分布は、選択すべき周波数より低い周波数において無視
できないほどの成分量を示す。The purpose of obtaining such a waveform will be described below. 4 (a) is a power spectrum distribution passing through a spatial filter, FIG. 4 (b) is a power spectrum distribution of light reflected from a road surface as a measurement object, and FIG. 4 (c) is a power spectrum distribution from a road surface after passing a spatial filter. 4 shows a power spectrum distribution of reflected light. Although the pass spectrum distribution of the spatial filter itself is substantially unimodal as shown in FIG. 3A, the reflected light from the road surface generally has a large low-frequency component as shown in FIG. Therefore, the power spectrum distribution of the reflected light from the road surface after passing through the spatial filter as shown in FIG. 3C shows a component amount that cannot be ignored at frequencies lower than the frequency to be selected.

【００１８】特に、路面（測定対象物）が周期性の模様
を持つ場合には、低周波成分の成分量は顕著となる。本
来、トラッキングフィルタはこの低周波成分を除去する
ことを目的としているので、スキャンの結果として低周
波に対してトラッキングがかかることを防ぐ必要があ
る。従って、スキャン回路を上述した図３（ａ）のよう
な構成とし、比較回路出力にローパスフィルタを付加す
ることにより、高周波から低周波の方向のみ連続的に変
化させることが可能となるので、選択すべき速度に対応
する周波数に対してトラッキングをかけることができ
る。In particular, when the road surface (measurement object) has a periodic pattern, the component amount of the low frequency component becomes remarkable. Originally, the purpose of the tracking filter is to remove this low-frequency component, so it is necessary to prevent the tracking from being applied to the low frequency as a result of scanning. Therefore, by configuring the scan circuit as shown in FIG. 3A and adding a low-pass filter to the output of the comparison circuit, it is possible to continuously change only the direction from the high frequency to the low frequency. Tracking can be applied to the frequency corresponding to the speed to be performed.

【００１９】図５は本実施例におけるスキャン回路の具
体的回路の他の例（請求項３に対応）を示す。同図には
要部のみを示しており、上記と同様に、選択すべき周波
数に対してトラッキングをかけることを目的に、スキャ
ン回路５７のタイマ出力をモード切替え禁止信号とした
ものである。すなわち、スキャン回路５７のスキャン出
力は比較回路９に与えられ、スキャン回路５７内のタイ
マ５１の出力はモード切替え回路８に対してモード切替
えの禁止信号として与えられている。この構成により、
図５（ｂ）に示すように、タイマ５１のパルス信号に応
じてトラッキングフィルタに印加する制御電圧を下限か
ら上限に向けて変化させるときは、スキャンモードから
トラッキングモードへの移行を禁止することができ、従
って、選択すべき速度に対応する周波数より低い周波数
に対してトラッキングがかかるのを防ぐことができる。FIG. 5 shows another example (corresponding to claim 3) of a specific circuit of the scan circuit in this embodiment. This figure shows only the main part, and the timer output of the scan circuit 57 is used as a mode switching prohibition signal for the purpose of tracking the frequency to be selected in the same manner as described above. That is, the scan output of the scan circuit 57 is provided to the comparison circuit 9, and the output of the timer 51 in the scan circuit 57 is provided to the mode switching circuit 8 as a mode switching inhibition signal. With this configuration,
As shown in FIG. 5B, when the control voltage applied to the tracking filter is changed from the lower limit to the upper limit in accordance with the pulse signal of the timer 51, the transition from the scan mode to the tracking mode may be prohibited. Therefore, it is possible to prevent tracking from being performed on a frequency lower than the frequency corresponding to the speed to be selected.

【００２０】また、上記と同様の目的で、本装置の電源
投入時には、モード切替え回路８によりスキャンモード
が設定されるようにしてもよい（請求項７に対応）。さ
らに、同様の目的で、測定対象物の停止時もしくは発進
時にも、トラッキングフィルタの通過帯域を予め定めら
れた最低周波数に等しいように設定してもよい（請求項
８に対応）。For the same purpose as described above, the scan mode may be set by the mode switching circuit 8 when the power of the apparatus is turned on (corresponding to claim 7). Further, for the same purpose, the pass band of the tracking filter may be set to be equal to the predetermined lowest frequency even when the measurement object stops or starts (corresponding to claim 8).

【００２１】次に、図６を参照してモード切替え回路８
の具体的回路構成（請求項４に対応）について説明す
る。このモード切替え回路８は、トラッキングモードと
スキャンモードとのモード切替えを制御するＪＫ−ＦＦ
（フリップフロップ）回路６１と、比較回路出力及び自
己診断回路出力の論理積の否定をとるＮＡＮＤ回路６２
と、スキャン回路タイマ出力の否定をとるＮＯＴ回路６
３と、トラッキング回路出力あるいはスキャン回路出力
の何れをトラッキングフィルタ制御入力とするかを切替
えるためのゲートＩＣ６４，６５とで構成されている。Next, referring to FIG. 6, the mode switching circuit 8
(Corresponding to claim 4) will be described. The mode switching circuit 8 is a JK-FF that controls mode switching between the tracking mode and the scan mode.
(Flip-flop) circuit 61 and NAND circuit 62 for negating the logical product of the output of the comparison circuit and the output of the self-diagnosis circuit
And a NOT circuit 6 for negating the output of the scan circuit timer
3 and gate ICs 64 and 65 for switching between the tracking circuit output and the scanning circuit output as the tracking filter control input.

【００２２】そして、ＮＡＮＤ回路６２の出力はＪＫ−
ＦＦ回路６１のクロックパルス入力端子ＣＫバー（反
転）に与えられ、ＮＯＴ回路６３の出力はＪＫ−ＦＦ回
路６１の入力端子Ｊに与えられ、自己診断回路出力はＪ
Ｋ−ＦＦ回路６１の入力端子ＣＬＲバー（反転）に与え
られる。ＪＫ−ＦＦ回路６１の端子Ｑの出力によりゲー
トＩＣ６４の導通が制御され、端子Ｑバー（反転）の出
力によりゲートＩＣ６５の導通が制御される。このＪＫ
−ＦＦ回路６１の真理値表を図７に示している。The output of the NAND circuit 62 is JK-
The clock pulse input terminal CK bar (inverted) of the FF circuit 61 is provided, the output of the NOT circuit 63 is provided to the input terminal J of the JK-FF circuit 61 and the output of the self-diagnosis circuit is J
The input terminal CLR of the K-FF circuit 61 is supplied to the bar (inversion). The conduction of the gate IC 64 is controlled by the output of the terminal Q of the JK-FF circuit 61, and the conduction of the gate IC 65 is controlled by the output of the terminal Q (inverted). This JK
FIG. 7 shows a truth table of the FF circuit 61.

【００２３】なお、上記では自己診断回路１０において
測定対象物からの平均反射光量に基づいて速度検出が可
能か否かを判定するようにしたが、測定対象物の最大減
速度が分っている場合には、検出速度の瞬時変化量によ
ってモード切替えをするようにしてもよい（請求項６に
対応）。この場合、２つの時刻の速度を記憶する回路と
減速度を演算する回路をＤ／Ａ変換回路５の後に配置
し、その結果をモード切替え回路８に出力する構成とす
ればよい。また、光検出器からの信号振幅に基づいて速
度検出が可能か否かを判定してもよい。In the above, the self-diagnosis circuit 10 determines whether or not the speed can be detected based on the average amount of reflected light from the measuring object. However, the maximum deceleration of the measuring object is known. In this case, the mode may be switched according to the instantaneous change amount of the detection speed (corresponding to claim 6). In this case, a circuit for storing the speed at two times and a circuit for calculating the deceleration may be arranged after the D / A conversion circuit 5, and the result may be output to the mode switching circuit 8. Further, it may be determined whether or not the speed can be detected based on the signal amplitude from the photodetector.

【００２４】次に、図８、図９を参照して第２実施例
（請求項９，１０に対応）について説明する。本実施例
による速度測定装置では、トラッキング回路８６の出力
電圧をホールドするＳ／Ｈ回路８７を設け、何らかの事
由により速度検出が可能な状態から不可能な状態になっ
たと自己診断回路９０によって判定されたとき、Ｓ／Ｈ
回路８７にホールドしていた電圧をトラッキングフィル
タ８３に印加するようにしている。すなわち、図９に示
すタイムチャートを用いて説明すると、自己診断回路９
０によって速度検出が不可能となったことが診断された
とき、トラッキング回路８６の出力が低下する前にその
電圧をＳ／Ｈ回路８７によりホールドしておき、それを
トラッキングフィルタ８３に与える。その後、速度検出
が可能になった場合、トラッキング回路８６の出力が完
全に復帰するに必要と考えられる時間Ｔだけ遅れてホー
ルドを解除してサンプルモードに戻るようにしている。Next, a second embodiment (corresponding to claims 9 and 10) will be described with reference to FIGS. In the speed measuring apparatus according to the present embodiment, an S / H circuit 87 for holding the output voltage of the tracking circuit 86 is provided. S / H
The voltage held in the circuit 87 is applied to the tracking filter 83. In other words, using the time chart shown in FIG.
When it is diagnosed that the speed detection becomes impossible due to 0, the voltage is held by the S / H circuit 87 before the output of the tracking circuit 86 decreases, and is supplied to the tracking filter 83. Thereafter, when the speed detection becomes possible, the hold is released with a delay of time T considered necessary for the output of the tracking circuit 86 to completely return, and the mode returns to the sample mode.

【００２５】以上のように動作することから、本実施例
による速度測定装置は、例えば、測定対象物の速度が変
化しないにも拘らず、該対象物が製造（ＦＡ）ラインの
ベルトであって、その金属の接続部の計測にさしかかる
と反射光が極めて強くなることから、一時的に速度測定
不可能な状態に陥ることがあるが、このような場合にお
いてもトラッキング保持を実現でき、有効である。From the above-described operation, the speed measuring apparatus according to the present embodiment is, for example, the object to be measured is a belt of a manufacturing (FA) line despite the fact that the speed of the object to be measured does not change. However, when the measurement of the metal connection is started, the reflected light becomes extremely strong, so that the speed measurement may temporarily become impossible. is there.

【００２６】[0026]

【発明の効果】以上のように請求項１乃至７の発明によ
れば、何らかの外部要因により一時的に速度検出が不可
能な状態まで空間フィルタ出力が減少し、トラッキング
不能状態となっても、その後、空間フィルタ出力が速度
検出可能な状態に復帰すれば即座にトラッキング可能状
態となる。それ故、測定対象物の正確な速度が常に検出
できるようになり、装置の信頼性が向上する。また、選
択すべき速度に対応する周波数より低い周波数に対して
トラッキングがかかるのを防ぐことができる。請求項
８，９の発明によれば、何らかの外部要因により一時的
に速度検出が不可能な状態まで空間フィルタ出力が減少
した場合も、直前の制御電圧をホールドしておくことに
より対処できるようになり、その後、空間フィルタ出力
が検出可能な状態に復帰してトラッキング回路出力が完
全に復帰してから制御電圧のサンプリングを始める。そ
れ故、測定対象物の正確な速度が常に検出できるように
なり、装置の信頼性が向上する。As described above, according to the first to seventh aspects of the present invention, even if the spatial filter output is reduced to a state where speed detection is temporarily impossible due to some external factor, and tracking becomes impossible, Thereafter, when the spatial filter output returns to the state where the speed can be detected, the tracking is immediately enabled. Therefore, the accurate speed of the measurement object can always be detected, and the reliability of the device is improved. Further, it is possible to prevent tracking from being performed on a frequency lower than the frequency corresponding to the speed to be selected. Claim
According to the inventions of the eighth and ninth aspects, even when the output of the spatial filter decreases to a state where the speed cannot be detected temporarily due to some external factor, it is possible to cope with the situation by holding the immediately preceding control voltage, Thereafter, the control voltage sampling is started after the spatial filter output returns to a detectable state and the tracking circuit output returns completely. Therefore, the accurate speed of the measurement object can always be detected, and the reliability of the device is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施例による空間フィルタ方式速
度測定装置全体のブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of the entirety of a spatial filter type velocity measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本実施例による空間フィルタ方式速度測定装置
の動作を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing the operation of the spatial filter type velocity measuring device according to the present embodiment.

【図３】（ａ）は装置内のスキャン回路の具体的回路
図、（ｂ）はその動作を示すタイムチャートである。FIG. 3A is a specific circuit diagram of a scan circuit in the apparatus, and FIG. 3B is a time chart illustrating an operation thereof.

【図４】（ａ）は空間フィルタを通過するパワースペク
トルの分布図、（ｂ）は路面からの反射光のパワースペ
クトルの分布図、（ｃ）は空間フィルタ通過後の路面か
らの反射光のパワースペクトルの分布図である。4A is a distribution diagram of a power spectrum passing through a spatial filter, FIG. 4B is a distribution diagram of a power spectrum of reflected light from a road surface, and FIG. 4C is a diagram of a reflected light from a road surface after passing a spatial filter; It is a distribution diagram of a power spectrum.

【図５】（ａ）はスキャン回路の具体的回路の他の例を
示す図、（ｂ）はその動作を示すタイムチャートであ
る。5A is a diagram showing another example of a specific circuit of the scan circuit, and FIG. 5B is a time chart showing the operation thereof.

【図６】モード切替え回路の具体的回路図である。FIG. 6 is a specific circuit diagram of a mode switching circuit.

【図７】モード切替え回路内のフリップフロップ回路の
真理値表を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a truth table of a flip-flop circuit in the mode switching circuit.

【図８】本発明の第２実施例による空間フィルタ方式速
度測定装置全体のブロック構成図である。FIG. 8 is a block diagram showing the entirety of a spatial filter type speed measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図９】本装置の動作を示すタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart showing the operation of the present apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，８１ 空間フィルタ ３，８３ トラッキングフィルタ ６，８６ トラッキング回路 ７，５７ スキャン回路 ８ モード切替え回路 ９ 比較回路 １０，９０ 自己診断回路 ８７ Ｓ／Ｈ回路 1,81 Spatial filter 3,83 Tracking filter 6,86 Tracking circuit 7,57 Scan circuit 8 Mode switching circuit 9 Comparison circuit 10,90 Self-diagnosis circuit 87 S / H circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−95363（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−195771（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 3/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-95363 (JP, A) JP-A-62-195771 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G01P 3/36

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 測定対象物からの光を受光する空間フィ
ルタを有し、該空間フィルタにより検出された周波数信
号より上記測定対象物の速度信号を出力する空間フィル
タ方式速度測定装置において、 制御電圧が印加されることにより前記空間フィルタの出
力の通過帯域を制御するトラッキングフィルタと、 上記トラッキングフィルタの出力より検出された周波数
に対応して上記トラッキングフィルタに印加されるフィ
ードバック制御電圧を出力するトラッキング回路と、 上記トラッキングフィルタに印加される制御電圧の上限
から下限までの電圧を連続的に変化させて出力するスキ
ャン回路と、 上記空間フィルタの出力からトラッキングが可能か否か
を判定する判定手段と、 上記トラッキングフィルタの制御電圧印加モードを切替
えるモード切替え手段とを備え、 上記モード切替え手段は、該モードを、上記判定手段に
よりトラッキングが可能であると判定されたとき、上記
トラッキング回路からのフィードバック制御電圧を上記
トラッキングフィルタに印加し通過帯域を自動制御する
トラッキングモードとし、トラッキングが不可能である
と判定されたとき、上記スキャン回路の出力電圧を上記
トラッキングフィルタに印加するスキャンモードとする
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 speed measuring device having a spatial filter for receiving light from an object to be measured and outputting a speed signal of the object to be measured from a frequency signal detected by the spatial filter. Is applied to control the pass band of the output of the spatial filter, and a tracking circuit that outputs a feedback control voltage applied to the tracking filter corresponding to the frequency detected from the output of the tracking filter. A scanning circuit that continuously changes and outputs a voltage from an upper limit to a lower limit of a control voltage applied to the tracking filter; and a determination unit that determines whether tracking is possible from an output of the spatial filter. A mode for switching the control voltage application mode of the tracking filter Switching means, wherein the mode switching means applies a feedback control voltage from the tracking circuit to the tracking filter when the determination means determines that tracking is possible, and automatically sets a pass band. A spatial-filter-type velocity measuring device, wherein a tracking mode is controlled, and when it is determined that tracking is impossible, an output voltage of the scan circuit is applied to the tracking filter. 【請求項２】 上記モード切替え手段によってスキャン
モードが設定されている場合、上記トラッキングフィル
タの通過帯域を高周波から低周波に向けてスキャンする
ときはゆっくりと行い、逆に低周波から高周波に向けて
スキャンするときは瞬時に行うようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の空間フィルタ方式速度測定装置。2. When the scan mode is set by the mode switching means, when the pass band of the tracking filter is scanned from a high frequency to a low frequency, the scan is performed slowly, and conversely, when the scan band is scanned from a low frequency to a high frequency. 2. The spatial filter type velocity measuring apparatus according to claim 1, wherein scanning is performed instantaneously. 【請求項３】 上記モード切替え手段によってスキャン
モードが設定されている場合、上記トラッキングフィル
タの通過帯域を低周波から高周波に向けてスキャンする
ときは、トラッキングモードへの移行を禁止するように
したことを特徴とする請求項１に記載の空間フィルタ方
式速度測定装置。3. When the scan mode is set by the mode switching means, when the pass band of the tracking filter is scanned from a low frequency to a high frequency, a transition to the tracking mode is prohibited. The spatial filter type velocity measuring device according to claim 1, wherein: 【請求項４】 上記トラッキング回路出力と上記スキャ
ン回路出力とを比較する比較回路を備え、この比較回路
により両者の回路出力が一致したと判断されたとき、上
記モード切替え手段はモードをスキャンモードからトラ
ッキングモードへ移行させることを特徴とする請求項１
に記載の空間フィルタ方式速度測定装置。4. A comparison circuit for comparing the output of the tracking circuit with the output of the scan circuit, and when the comparison circuit determines that both circuit outputs match, the mode switching means changes the mode from the scan mode. 2. The method according to claim 1, wherein the mode is shifted to a tracking mode.
3. A spatial filter type velocity measuring device according to [1]. 【請求項５】 上記モード切替え手段は、測定対象物か
らの平均反射光量あるいは空間フィルタからの出力信号
の振幅に応じて、モードをトラッキングモードからスキ
ャンモードへ移行させることを特徴とする請求項１に記
載の空間フィルタ方式速度測定装置。5. The mode switching means according to claim 1, wherein the mode is changed from a tracking mode to a scan mode in accordance with an average amount of reflected light from an object to be measured or an amplitude of an output signal from a spatial filter. 3. A spatial filter type velocity measuring device according to [1]. 【請求項６】 上記モード切替え手段は検出した測定対
象物の速度の瞬時変化量に応じてモードをトラッキング
モードからスキャンモードへ移行させることを特徴とす
る請求項１に記載の空間フィルタ方式速度測定装置。6. The spatial filter speed measurement according to claim 1, wherein the mode switching means changes the mode from the tracking mode to the scan mode in accordance with the detected instantaneous change in the speed of the object to be measured. apparatus. 【請求項７】 装置の電源投入時にスキャンモードとな
ることを特徴とする請求項１に記載の空間フィルタ方式
速度測定装置。7. The spatial filter type velocity measuring apparatus according to claim 1, wherein the apparatus enters a scan mode when the apparatus is powered on. 【請求項８】 測定対象物からの光を受光する空間フィ
ルタを有し、該空間フィルタにより検出された周波数信
号より上記測定対象物の速度信号を出力する空間フィル
タ方式速度測定装置において、 制御電圧が印加されることにより前記空間フィルタの出
力の通過帯域を制御するトラッキングフィルタと、 上記トラッキングフィルタの出力より検出された周波数
に対応して上記トラッキングフィルタに印加されるフィ
ードバック制御電圧を出力するトラッキング回路と、 上記空間フィルタの出力からトラッキングが可能か否か
を判定する判定手段とを備え、かつ、 上記判定手段によってトラッキングが可能な状態から不
可能な状態になったと判定されたときに上記トラッキン
グフィルタの制御電圧をホールドし、トラッキングが不
可能な状態から可能な状態になったと判定されたときに
上記ホールドを解除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。8. A spatial filter type speed measuring device having a spatial filter for receiving light from a measuring object, and outputting a speed signal of the measuring object from a frequency signal detected by the spatial filter. Is applied to control the pass band of the output of the spatial filter, and a tracking circuit that outputs a feedback control voltage applied to the tracking filter corresponding to the frequency detected from the output of the tracking filter. And determining means for determining whether or not tracking is possible from the output of the spatial filter, and the tracking filter is provided when it is determined by the determining means that the state has changed from a state in which tracking is possible to an impossible state. Hold the control voltage of It was to release the hold when it is determined that becomes ready from the spatial filter method rate measuring apparatus according to claim. 【請求項９】 上記判定手段は、測定対象物からの平均
反射光量あるいは空間フィルタからの信号振幅に基づい
てトラッキングが不可能になったときと可能になったと
きを判定することを特徴とする請求項８に記載の空間フ
ィルタ方式速度測定装置。9. The method according to claim 1, wherein the determining means determines when tracking becomes impossible and when tracking becomes possible based on the average amount of reflected light from the measurement object or the signal amplitude from the spatial filter. A spatial filter type velocity measuring device according to claim 8 .