JPH07151771A - 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 - Google Patents
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Info
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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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動方向検出のために特別な装置を用いるこ
となく測定対象物の移動方向が検出でき、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を提供す
る。 【構成】 速度検出用の空間フィルタ型受光器５とは別
個に、移動方向検出用のＣＣＤ１６，２６を測定対象物
の進行方向に設ける。ある時刻におけるＣＣＤ１６，２
６のいずれかの出力と別の時刻におけるＣＣＤ１６，２
６のもう一方の出力との相関ピーク値ＶＦ，ＶＢを演算
する。これらの相関ピーク値ＶＦとＶＢを比較すること
で測定対象物の移動方向が検出できる。
となく測定対象物の移動方向が検出でき、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を提供す
る。 【構成】 速度検出用の空間フィルタ型受光器５とは別
個に、移動方向検出用のＣＣＤ１６，２６を測定対象物
の進行方向に設ける。ある時刻におけるＣＣＤ１６，２
６のいずれかの出力と別の時刻におけるＣＣＤ１６，２
６のもう一方の出力との相関ピーク値ＶＦ，ＶＢを演算
する。これらの相関ピーク値ＶＦとＶＢを比較すること
で測定対象物の移動方向が検出できる。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
測定装置の斜視図である。
【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。
係を示す図である。
【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。
図である。
【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。
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。
【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。
図、（ｂ）は相関器（Ｂ）の相関演算結果を示す図であ
る。
【図６】ＡＢＳのブロック構成図である。
【図７】上記ＡＢＳを備えた自動車の構成図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (9)
- 【請求項１】 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ことを特徴とする空
間フィルタ方式速度測定装置。 - 【請求項２】 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
たことを特徴とする空間フィルタ方式速度測定装置。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 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。 - 【請求項５】 受光素子アレイがＣＣＤであることを特
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。 - 【請求項６】 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。 - 【請求項７】 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。 - 【請求項８】 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ことを特徴とする速度制御システ
ム。 - 【請求項９】 請求項８記載の速度制御システムを搭載
したことを特徴とする自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32112693A JPH07151771A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32112693A JPH07151771A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151771A true JPH07151771A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18129105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32112693A Withdrawn JPH07151771A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07151771A (ja) |
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 (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Omron Corp | 路面摩擦係数測定装置およびこの装置が搭載された車輌、ならびにこの装置を用いた路面情報管理システム |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP32112693A patent/JPH07151771A/ja 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 (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Omron Corp | 路面摩擦係数測定装置およびこの装置が搭載された車輌、ならびにこの装置を用いた路面情報管理システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |