JPH01295191A

JPH01295191A - 移動物体の移動方向判別装置

Info

Publication number: JPH01295191A
Application number: JP12557088A
Authority: JP
Inventors: Masao Sumi; 角　正雄; Shigenobu Shinohara; 篠原　茂信; Hiroaki Ikeda; 池田　弘明; Hirobumi Yoshida; 博文吉田; Hideaki Naito; 内藤　秀昭
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1989-11-28
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0769426B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、移動物体の移動方向判別装置に係り、特にレ
ーザドツプラ効果を利用した速度測定に際して好適に機
能する移動物体の移動方向判別装置に関する。

〔従来の技術〕

移動物体に対する移動方向判別装置は、移動物体の速度
測定に際して同時にその移動方向を特定する手段として
従来より重要視されている。

レーザドツプラ速度計における移動物体の移動方向判別
を、公知の参照光法に基づいて説明する。

いま、第３３図に示すように二つの光路ｆｆｉ、、Ｉ！
。

２の内の一方の光路１１に光学用周波数シックｌ０１を
配設して当該光路Ｉ！、Ｉを通過するレーザ光に周波数
シフトｆＲを与えて参照光とする。一方、もう一つの周
波数シフトを受けないレーザ光を移動物体に照射し、そ
のドツプラ周波数偏移ｆＳを受けた散乱光を信号光とす
る。そして、この参照光と散乱光を光検出器２００で検
波して得られる’ｆ＋＋　　　ｆｓ　Ｊと前述した「ｆ
Ｒ」とを比較することによって方向判定を行う、という
手法が採られている。

ここで、符号１００は光源部を示し、符号１０２．１０
３は各々ハーフミラ−を示し、符号１゜４は反射鏡を示
す。またＶは移動物体Ｍの進行方向及び進行速度を示す
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる従来例にあっては、二つの光路の
設定と、一方の光路への周波数シック１０１の装備とが
不可欠のものであることから、装備が大損りとなり、と
くに光学系を竪牢にしなければならず、また比較的大き
く且つ高価な光学系周波数シックを装備しなければなら
ないことがら、装置全体が大型化するばかりでなく、光
学系の調整に多（の時間と労力を要するという不都合が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に速度測定時に検出されるレーザドツプラ信号を信号処
理することによって極く容易に当該移動物体の移動方向
を特定することのできる移動物体の移動方向判別装置を
提供することを、その目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明では、移動物体の速度測定時に使用され
るレーザ出力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドツ
プラビート信号を検出する検出手段と、このドツプラビ
ート信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向
判別手段とを備えている。そして、この方向判別手段を
、ドツプラビート信号を所定のタイミング信号に変換す
る波形変換回路部と、このタイミング信号に基づいて一
定の基準に従いデユーティ比の異る二つの波形を形成す
る信号処理回路部と、この信号処理回路部の各出力を各
別に均一化する二つのローパスフィルタと、各ローパス
フィルタから出力されるレベルの異った二つの信号の内
の一方の信号を基準として他方の信号のレベル差を演算
するとともに。

その大小により移動物体の移動方向を判別する比較判定
手段とによって構成し、これによって前述した目的を達
成しようとするものである。

〔発明の第１実施例〕以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第２図に基づ
いて説明する。

この第１図ないし第２図の実施例は、移動物体Ｍの速度
測定時に使用されるレーザ出力光に基づいて鋸歯状波か
ら成る所定のドツプラビート信号を検出する検出手段１
と、このドツプラビート信号に基づいて移動物体の移動
方向を判別する方向判別手段２とを備えている。

方向判別手段２は、ドツプラビート信号を所定のタイミ
ング信号に変換する波形変換回路部３と、このタイミン
グ信号に基づいて一定の基準に従いデユーティ比の異な
る二つの波形を形成する信号処理回路部４と、この信号
処理回路部４の各出力を各別に均一化する二つのローパ
スフィルタ５Ａ。

５Ｂを備えた波形均一化回路部５と、各ローバスフィ）
Ｉ’夕５Ａ、５Ｂから出力されるレベルの異なった二つ
の信号の内の一方の信号を基準として他方の信号のレベ
ル差を演算するとともに、その大小により移動物体Ｍの
移動方向を判別する比較判定手段としての比較器６とに
より構成されている。

波形変換回路部３は、ドツプラビート信号を所定レベル
まで増幅するレベル調整回路（ＡＬＣ；オートレベルコ
ントローラ）７と、このレベル調整回路７の出力信号を
微分する微分回路８とにより構成されている。

信号処理回路部４は、微分回路８から出力される所定の
タイミング信号に同期して所定レベルの矩形波を出力す
る一方の比較回路９Ａと、この−方の比較回路９Ａと同
一のタイミング信号を入力し、且つ当該一方の比較回路
９Ａの出力信号を反転した状態の信号を出力するインバ
ータ１ｏ及び他方の比較回路９Ｂから成る直列回路とに
より構成されている。各比較回路９Ａ、９Ｂには、その
人力軸に基準信号発生回路（ＲＥＦ）９ａ、９ｂが各々
併設されている。

次に上記実施例の動作について説明する。

まず、ビート検出手段１からの出力信号は、ＡＬＣ（オ
ートレベルコントローラ）７により測定可能レベルの波
形に増幅される（信号■）。鋸歯状波の上り勾配の時間
（ΔＴｒ）と下り勾配の時間（ΔＴｆ）を比較するため
に、信号■が微分される（信号■）。この信号■を一方
の比較回路９Ａでリファレンスレベルと比較すると、信
号■が上す勾配の間（ΔＴｒ）ハイレベルとなる矩形波
（信号■）が得られる。同様に、信号■の反転を他方の
比較回路９Ｂでリファレンスレベルと比較すると、下り
勾配の間（ΔＴｆ）ハイレベルとなる矩形波（信号■）
が得られる。

ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５Ａとローパスフィルタ（
ＬＰＦ）’５Ｂにより信号■及び■を平均化すると、Δ
Ｔｒ、　ΔＴｆに比例した電圧が信号■、■とじて得ら
れる。信号■、■の大小を比較器６で比較し、出力がハ
イレベルかローレベルかにより、鋸歯状波の向き、つま
り速度方向を判別することができる。

このように構成され作動する方向判別装置は、第３１図
に示す装置に組込まれている。

この第３１図の装置は、コヒーレント光を出力するレー
ザ光源９１と、このレーザ光源９１から出力されるレー
ザ出力光９１ａを集光するとともに被測定物Ｍからの反
射散乱光９１ｂをレーザ光源９１側へ送り込む集光手段
９２と、前記レーザ光源９１を駆動するレーザ駆動回路
９３とを備えている。そして、レーザ光源９１に、反射
散乱光９１ｂにより形成されるドツプラビート信号り。

をレーザ光源９１から分離抽出するビート検出手段１と
、このビート検出手段１により検出されるドツプビート
信号Ｄｂに基づいて被測定物Ｍの移動速度もしくは回転
速度を演算する速度演算手段９０及び方向判別手段６と
を備えている。

この内、レーザ光源９１はレーザ駆動回路９３に駆動さ
れて作動するようになっている。このレーザ光源９１は
、本実施例においては半導体レーザが使用され、被測定
物（移動物体）Ｍを照射するコヒーレント光９１ａを誘
導放出により出力する。この場合、被測定物Ｍによって
散乱されドツプラ周波数偏移をうけた反射戻り光９１ｂ
が半導体レーザに戻ると、ドツプラ偏移を受けていない
コヒーレント光との間で自己混合作用が共振器内部に生
じてドツプラビートが発生する。そして、半導体レーザ
駆動電流には、ビート周波数に対応した鋸歯状波信号が
重畳される。

集光手段９２として、本実施例では光学レンズが使用さ
れている。この集光手段９２は、レーザ光源９１と被測
定物Ｍとの間に配置され、被測定物Ｍ上での照射、散乱
条件が最適となるように焦点位置が調節できる保持機構
上（第３１図では省略）に設置されている。この集光手
段９２は、レーザ光源９１から出射されたレーザ照射光
９１ａを集光して被測定物Ｍを効率よく照射する機能を
持っている。同時に被測定物Ｍによって散乱された反射
戻り光を集光し、半導体レーザ光源９１の端面ａに入射
させる機能を持っている。

ビート検出手段１としては、本実施例では信号検出増幅
器が使用されている。この信号検出増幅器は、レーザ駆
動回路９３の出力端に併設され、−ザ光源９１を駆動す
る駆動電流中より当該駆動電流に重畳された鋸ｉ状波に
近似したドツプラビート信号を抽出し出力する機能を備
えている。

そして、このビート検出手段１によって検出され一定の
情報を含んだ鋸歯状波が、前述した如く方向判別手段２
にて信号処理されるようになっている。

〔第２実施例〕次に、第２実施例を第３図ないし第４図に基づいて説明
する。

この実施例は、入力される鋸歯状波の一周期の時間と特
定した勾配の時間との差に着目して方向判定を行おうと
するものである。

この第３図に示す第２実施例において、方向判別手段２
１は、ビート検出手段１にて検出されるドツプラビート
信号を所定のタイミング信号に変換する波形変換回路部
３と、このタイミング信号に基づいて一定の基準に従い
デユーティ比の異なる二つの波形を形成する信号処理回
路部２２と、この信号処理回路部２２の各出力を各別に
均一化する二つのローパスフィルタ５Ａ、５Ｂを備えた
波形均一化回路部５とにより構成されている。

各ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５Ａ、５Ｂから出力され
るレベルの異なった二つの信号の内、−方の信号を基準
として他方の信号のレベル差を演算するとともに、その
大小により、前記移動物体の移動方向を判別する比較判
定手段としての比較器６を備えている。

波形変換回路部３は、前述した第１実施例の場合と同様
にビート検出手段１から送られてくるドツプラビート信
号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路（ＡＬＣ）
７と、このＡＬＣ７の出力を微分する微分回路８とによ
り構成されている。

また、信号処理回路部２２は、微分回路から出力される
所定のタイミング信号の立下りに同期した所定レベルの
矩形波を出力する一方の波形整形回路２２Ａと、この一
方の波形整形回路２２Ａと同一のタイミング信号を入力
するとともにこれを反転したのち整流し、且つ前述した
一方の波形整形回路２２Ａの出力と同一レベルの異なっ
たデユーティ比の矩形波を出力する他方の波形整形回路
２２Ｂとにより構成されている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、上記実施例の動作を第４図に基づいて説明する。

まず、ビート検出手段１で検出されたドツプラビート信
号は、レベル調整回路７で所定レベルに調整される（信
号■）。このレベル調整回路７の出力は、微分回路８に
入力され、その波形の立上り及び立下りに同期したタイ
ミング信号を出力する（信号■）。

このタイミング信号は、一方と他方の波形整形回路２２
Ａ、２２Ｂへ送り込まれる。

この内、一方のタイミング信号は、一方の波形整形回路
２２Ａによって立下りに同期したパルス列■となる。こ
のパルス列■の周期は、鋸歯状波の周期Ｔに対して２倍
であり、周波数では１／２になっている。このため、鋸
歯状波の周波数に換算した矩形波に対するデユーティ比
は５０％となり、上り勾配と下り勾配の時間が等しい参
照用三角波と等価と見なすことができる。従って、パル
ス列■をＬＰＦ５Ａによって平均化すると、鋸歯状波の
一周期に対応した電圧値となる（信号■）。

信号■は、上述したように上り勾配と下り勾配の傾きが
等しい参照用三角波の平均電圧値である。

また、他方の信号は、波形整形回路２２Ｂにより反転さ
れた後、ローパルスフィルタ（ＬＰＦ）５Ｂによって平
均化され、鋸歯状波の下り勾配の時間に対応した電圧値
となる（信号■）。

また、第４図において、信号■と信号■の電圧値をコン
パレータで比較することは、人力鋸歯状波のピーク位置
と参照用三角波のピーク位置とを比較することに相当し
ており、下り勾配の時間が長い場合には出力はハイレベ
ル、短い場合にはロ一レベルとなる。これによって、下
り勾配の時間が鋸歯状波の半周期より長いが短いか判別
でき、速度方向の判別ができる。

尚、本実施例は下り勾配に着目したが、上り勾配を使っ
た方向判別も同様にして実現することができる。

〔第３実施例〕次に、第３実施例を第５図ないし第６図に基づいて説明
する。

この第５図の実施例において方向判別手段２４は、ビー
ト検出手段１にて検出されるドツプラビート信号を所定
のタイミング信号に変換する波形変換回路部２５と、こ
のタイミング信号に基づいてデユーティ比の異なる二つ
の波形を形成する信号処理回路部２６と、この信号処理
回路部２６の各出力を各別に均一化する二つのローパス
フィルタ２７Ａ、２７Ｂを有する波形均一化回路部２７
と、この各フィルタ２７Ａ、２７Ｂの各出力に基づいて
前述した如く移動物体の移動方向を判断する比較器６と
を備えている。

この内、波形変換回路部２５は、ドツプラビート信号を
所定レベルまで増幅するレベル調整回路７と、このレベ
ル調整回路７の出力信号を一定の不感帯を設定して所定
レベルの方形波に変換するシュミットトリガ回路２５Ａ
とにより構成されている。

また、信号処理回路部２６は、シュミツ１−トリガ回路
２５Ａの出力をそのまま出力する第１の信号出力回路２
６Ａと、シュミットトリガ回路２５Ａの出力を反転して
出力する第２の信号出力回路２６Ｂとにより構成されて
いる。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、この第５図に示す第３実施例の動作について説明
する。

上述した各実施例の場合と同様に、ビート検出手段１に
て検出されたドツプラビー１〜信号は、レベル調整回路
７を経てシュミット回路２５Ａへ送り込まれる（信号■
）。

このシュミット回路２５Ａでは、入力される信号■に対
し、不感帯レベルより高いか、または低いときのみ出力
する。これにより、デユーティ比の異なった矩形波■が
得られる。このデユーティ比は、１より大か小かという
点で、鋸歯状波の上り勾配時間と下り勾配時間の比と傾
向が一致する。

信号■と信号■の反転（信号■）をローパスフィルタ（
ＬＰＦ）２７Ａ、２７Ｂにより平均化すると、信号■の
デユーティに比例した電圧が信号■。

■とじて得られる。信号■、■の大小を比較器６で比較
し、出力がハイレベルかローレベルカニヨり鋸歯状波の
向き、つまり速度方向を判別することができる。

［第４実施例］次に、第４実施例を第７図ないし第８図に基づいて説明
する。　　　　□ この第４実施例は、鋸歯状波の周期に一致した（上り勾
配と下り勾配の時間比が等しい）三角波を作り、鋸歯状
波の上り（下り）勾配と三角波のそれとを時間比較する
ことによって方向判別する方法である。

この第７図の実施例において、方向判別手段３０は、ビ
ート検出手段１にて検出されるドツプラビート信号を所
定のタイミング信号に変換する波形変換回路部３１と、
このタイミング信号に基づいてデユーティ比の異なる二
つの波形を形成する信号処理回路部３２と、この信号処
理回路２６の各出力を各別に均一化する二つのローパス
フィルタ３３Ａ、３３Ｂを有する波形均一化回路部３３
と、この二つのローパスフィルタ３３Ａ、３３Ｂの出力
に基づいて移動物体の移動方向を特定する比較器６とを
備えている。

この内、波形変換回路部３１は、ドツプラビート信号を
所定のタイミング信号に変換する第１の波形変換回路３
１Ａと、ドツプラビート信号に同期した所定の基準タイ
ミング信号を出力する第２の波形変換回路３１Ｂとによ
り構成されている。

信号処理回路部３２は、第１の波形変換回路３１Ａの出
力信号を反転するとともに一定レベルに調整された矩形
波信号を出力する第１のパルス制御回路３２Ａと、第２
の波形変換回路３１Ｂの出力信号を反転するとともにデ
ユーティ比〔５０％〕の基準信号を出力する第２のパル
ス制御回路３２Ｂとにより構成されている。

さらに、前述した第１の波形変換回路３１Ａは、ドツプ
ラビート信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路
（ＡＬＣ）７と、このレベル調整回路７の出力信号を所
定のタイミング信号に変換する第１の微分回路８とによ
り構成されている。

また、第２の波形変換回路３１Ｂは、ドツプラビート信
号の周波数を計数する周波数カウンタ３１、と、この周
波数カウンタ３１．およびレベル調整回路７の各出力を
入力して基準三角波信号を出力する三角波発振回路３１
２と、この三角波発振回路３１□の出力信号を所定の基
準タイミング信号に変換する第２の微分回路３１３とに
より構成されている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、この第４実施例の動作について説明する。

まず、ビート検出手段１の出力信号■は第７図に示すよ
うに２分されて第１及び第２の各波形変換回路３１Ａ、
３１Ｂへ送られる。

この内、第１の波形変換回路３１Ａでは、入力信号であ
る鋸歯状波をレベル調整回路７によって所定レベルに設
定したのち微分回路８に送り込み、ここで鋸歯状波のピ
ーク位置を決定するようになっている（信号■）。

第２の波形変換回路３１Ｂでは、入力信号である鋸歯状
波の周波数を周波数カウンタ３１．にて計数したのち、
その情報を三角波発振回路３１□へ送り込む。この三角
波発振回路３１２では、前述したレベル調整回路７から
も所定レベルの鋸歯状波を参照用として入力するように
なっている。

三角波発振回路３１□においては、周波数カウンタ３１
．と参照レベルをもとにして鋸歯状波に同期した三角波
を発振する（信号■）。これを微分して三角波のピーク
位置を検出する（信号■）。

信号■および■をそれぞれ信号処理回路部３２のパルス
制御回路（インバータ）３２Ａ、３２Ｂに通すと信号レ
ベルが最低値から最高値まで変化するのに要するそれぞ
れの時間に対応したパルス列■、■が得られる。ここで
、パルス列■は鋸歯状波の上り勾配が急峻であるほどパ
ルスのデユーティは大きくなり、緩やかなほどデユーテ
ィは小さくなる。

これらを波形均一化回路部３３のローパスフィルタ３３
Ａ、３３Ｂで平均化しく信号■［相］）、比較器６によ
り比較すると、人力鋸歯状波の立上りが基準三角波より
も急峻であるのか緩やかであるのか判定できる。よって
方向判別が可能となる。

鋸歯状波の下り勾配に着目しても、同様な方法で容易に
方向判別できる。

〔第５実施例〕次に、第５実施例を第９図ないし第１０図に基づいて説
明する。

この第９図の実施例において、方向判別手段３５は、前
述したドンプラビート信号を所定のタイミング信号に変
換する波形変換回路部３と、この波形変換回路部３の出
力の正ピーク値及び負ピーク値を各別に検出するととも
にこの検出値に対応した所定レベルの電圧信号を出力す
る正ピーク値検出回路３６および負ピーク値検出回路３
７と、この各検出回路３６．３７の出力信号を加算する
とともにその結果に基づいて移動物体の移動方向を判定
する加算判別手段３８とにより構成されている。

この場合、正ピーク値検出回路３６と負ピーク値検出回
路３７は、前述した第１実施例における波形均一化回路
部５と同等に機能するようになっている。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一になってい
る。

次に、上記第５実施例の動作を第１・０図に基づいて説
明する。

ビート検出手段１で検出された鋸歯状波は、レベル調整
回路７で測定可能な所定レベルの波形に増幅される（信
号■）。

鋸歯状波■の一周期の上り勾配の傾きと下り勾配の傾き
の和（Ｄ）は鋸歯状波の向きによって正または負に変化
する。これは、鋸歯状波の性質上、次式から明らかであ
る。

Ｄ＝（ΔＡ／ΔＴｒ）−（ΔＡ／Δ’ｒｒ）＝ΔＡ（Δ
Ｔ、−ΔＴ、）／（ΔＴｒ　・ΔＴ、）但し、ΔＡは振
幅、ΔＴｒ、ΔＴ、は上り勾配時間、下り勾配時間であ
る。

、’、　　Ｄ＞Ｏ→ΔＴ、＞ΔＴ１Ｄ＜０→ΔＴｔ＜ΔＴｒ鋸歯状波■の傾きを知るために、これを微分回路８にて
微分する（信号■）。信号■の正ピーク値〔Ｖｌ）、負
ピーク値（■２）をサンプルホールド等の機能を備えた
正ピーク値検出回路３６および負ピーク値検出回路３７
を用いて検出すると、信号■１．■が得られる。これを
加算回路３８で加算し、得た出力が正か負かにより鋸歯
状波の向き、つまり速度方向を判別することができる。

〔第６実施例〕次に、第６実施例を第１１図ないし第１２図に基づいて
説明する。

この第６実施例は、鋸歯状波勾配の方向による差を利用
した方向判別法に関するものである。

この第１１図の実施例において、方向判別手段４０は、
ビート検出手段１で検出されるドツプラビート信号を所
定のタイミング信号に変換する波形変換回路部３と、こ
のタイミング信号に基づいて一定の基準に従いデユーテ
ィ比の異なる二つの波形を形成する信号処理回路部４１
と、この信号処理回路部４１の二つの出力信号の内の一
方を基準として他方をラッチするラッチ回路４２と、こ
のラッチ回路の出力に基づいて移動物体の移動方向を判
定する方向判別手段４３とにより構成されている。

この内、波形変換回路部３は、前述した第１実施例の場
合と同様に、ドツプラビート信号を所定レベルまで増幅
するレベル調整回路７と、このレベル調整回路７の出力
信号を所定のタイミング信号に変換する微分回路８とに
より構成されている。

また、信号処理回路部４１は、前述した波形変換回路部
３から出力されるタイミング信号を入力、して所定レベ
ルのしきい値により一定のレベルの矩形波信号を形成し
出力する第１の比較器４１Ａと、レベル調整回路７の出
力を入力して信号の正負に対応したデユーティ比５０〔
％〕の矩形波を出力する第２の比較器４１Ｂとにより構
成されている。

この場合、ラッチ回路４２は前述した第１実施例におけ
る波形均一化回路５と同等の機能を備えたものとなって
いる。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、上記第１１図の実施例の動作を第１２図に基づい
て説明する。

まず、ビート検出手段１で検知されたドツプラビート信
号は、レベル調整回路７によって測定可能レベルの波形
に増幅される（信号■）。

信号■の微分波形■の正のピーク値■＋と鋸歯状波の向
きが異なる場合の正のピーク値をＶ°＋（＜Ｖ＋）とし
、次の条件式で第１の比較回路４１Ａのリファレンス電
圧Ｖ　ｒＱｆを決め、信号■を入力すると、信号■が得
られる。

このようにＶ　ｒｏｆを設定すると、鋸歯状波の向きに
より出力が異なる信号■が得られる。

ここで、ｒＶ’　＋＜Ｖ、、、＜Ｖ＋Ｊとなっている。

第２の比較回路４１Ｂにより、信号■の正、負に対応し
た矩形波■をつくる。その立上りによりエツジで信号■
をラッチしてやると、出力■がハイレベルかローレベル
かにより鋸歯状波の向キ、つまり速度方向を判別するこ
とができる。この判別は方向判別手段４３により成され
る。

尚、第１の比較回路４１Ａのリファレンス電圧Ｖ　ｒ　
ｅ　ｆを次の条件式のように設定し、信号■の立下りで
信号■をラッチしても同様に速度方向の判別を行なうこ
とが可能である。

Ｖ　＋−＜Ｖｒ、、　＜Ｖ、。

但し、■−１■＋−、鋸歯状波の向きが異なる２波形の
負のピーク値（ｖ、−１ｖ’−）。

〔第７実施例〕次に、第７実施例を第１３図ないし第１４図に基づいて
説明する。

この第７実施例は、ドツプラビート信号の勾配変化時間
の計測によって移動物体の方向を判別しようとするもの
である。

この第１３図の第７実施例において、方向判別手段４５
は、ドツプラビート信号を所定のタイミング信号に変換
する波形変換回路部３と、このタイミングに基づいて一
定の基準に従い他方が一方の２倍の繰返し周期を備えた
二つの矩形波を形成する信号処理回路部４６と、この信
号処理回路部４６の二つの出力信号の内の一方を基準と
して他方をラッチするラッチ回路４７と、このラッチ回
路４７の出力に基づいて移動物体の移動方向を判定する
方向判別手段４８とにより構成されている。

波形変換回路部３は、前述した第１実施例の場合と同様
に、ドツプラビート信号を所定レベルまで増幅するレベ
ル調整回路７と、このレベル調整回路７の出力信号を所
定のタイミング信号に変換する微分回路８とにより構成
されている。

信号処理回路部４６は、前述したタイミング信号を入力
してゼロレベルのしきい値により一定レベルの矩形波信
号を形成し出力する第１の比較器４６Ａと、レベル調整
回路７の出力を直接入力し＝４２− て信号の正負に対応したデユーティ比５０〔％〕の矩形
波を出力する第２の比較器４６Ｂと、この第２の比較器
４６Ｂから出力される信号の立上りと立下りに同期して
２倍の繰返し周期の矩形波を出力する周波数２倍回路４
６Ｃとにより構成されている。

この場合、ラッチ回路４７は、前述した第１実施例にお
ける波形均一化回路５と同等の機能を備えたものとなっ
ている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、この第７実施例の動作を第１４図に基づいて説明
する。

ビート検出手段１で検出されたドツプラビート信号は、
レベル調整回路７によって所定レベルに調整（増幅）さ
れる（信号■）。

信号■を第１の比較器４６Ｂに入力し、グラウンドと比
較してやると鋸歯状波と同相、同周波数でデユーティ５
０％の矩形波■を得る。周波数２倍回路４６Ｃは、その
矩形波■に同期して２倍の周波数を発生ずる（信号■）
。信号■の周期をＴ。

電位が０から正のピークになるまでの時間をＴｐとする
と、鋸歯状波の向きは、次の条件式で判別することがで
きる。

Ｔｐ＜（Ｔ／４）Ｔｐ＞（Ｔ／４）従って、「Ｔｐ」とｒＴ／４Ｊがわかれば良い。

鋸歯状波が負から正に変わってｒＴ／４Ｊ経過した時間
は、信号■から知ることが可能である。また、信号■を
微分しく信号■）、第１の比較器Ｂによりグラウンドと
比較すると、信号■が得られる。信号■の立下りで、鋸
歯状波の正ピークのタイミングが得られるので、この信
号により信号■をラッチすれば、先の条件式を判断する
ことができる。このラッチ信号■が正か負かにより鋸歯
状波の向き、つまり速度方向を判別できる。

尚、信号■の立上り信号で信号■をラッチしても同様な
考え方で速度方向を判断することが可能である。

〔第８実施例〕次に、第８実施例を第１５図ないし第１６図に基づいて
説明する。この第８実施例は、鋸歯状波の周期と勾配の
時間比較により方向判別を行なうようにしたものである
。

この第１５図に示す第８実施例においては、方向判別手
段５０が、ドツプラビート信号を所定のタイミング信号
に変換する波形変換回路部３と、このタイミング信号に
基づいて一定の基準に従いデユーティ比の異なる二つの
波形を形成する信号処理回路部５１と、二つのタイミン
グ信号に基づいて別に入力されるクロック信号を各別に
出力制御するゲート回路部５２と、このゲート回路部５
２から出力される二つのパルス列のパルスを前記ドツプ
ラビート信号の一周期分に対応した時間内において各別
にカウントする計数回路部５３と、この計数回路部５３
の各出力を比較演算するとともにその大小により移動物
体の移動方向を判別する方向演算回路部５４とにより構
成されている。

この内、信号処理回路部５１は、微分回路７から出力さ
れるタイミング信号の二周期を一周期と＝４５− する矩形波信号に変換する第１の制御信号出力回路とし
てのゲート制御回路５１Ａと、タイミング信号を反転し
たのち、そのプラス側に位置する部分を所定レベルの矩
形波信号として出力する第２の制御信号出力回路として
のゲート制御回路５１Ｂとにより構成されている。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一となってい
る。

次に、この第８実施例の動作を第１６図に基づいて説明
する。

この第８実施例では、鋸歯状波の周期と特定の勾配の時
間差に着目しており、抽出した時間差を、　パルスの数
で表わすところに特徴がある。

すなわち、この第８実施例では、−周期および下り勾配
に対応した時間のパルス列をそれぞれ作り出しく信号■
、■）、下り勾配の時間が鋸歯状波の半周期よりも長い
か短いかを比較・演算し、その結果より速度方向を判別
するようにしたものである。

〔第９実施例〕次に、第９実施例を第１７図ないし第１８図に基づいて
説明する。この実施例は、鋸歯状波の上り勾配、下り勾
配の間開く２つのアナログスイッチを用いてコンデンサ
を充電または放電し、その時間差によってコンデンサに
現れる電位の傾向を見ることにより、速度方向の判別を
行なうものである。

この第１７図に示す第９実施例においては、方向判別手
段５５が、ドツプラビート信号を所定のタイミング信号
に変換する波形変換回路部３と、タイミング信号に基づ
いて当該タイミング信号に同期した一定レベルの矩形波
信号及びその反転信号を同時に各別に出力する信号処理
回路部５６と、この信号処理回路部５６の出力に付勢さ
れて作動′　　し充放電を同時に継続するコンデンサ充
放電回路５７と、このコンデンサ充放電回路５７の充電
電位を検出し、これに基づいて移動物体の移動方向を判
別する方向演算回路部５８とにより構成されている。

この内、信号処理回路部５６は、タイミング信号に基づ
いて当該タイミング信号に同期した一定レベルの矩形波
信号を形成し一方のスイッチ駆動信号として出力する比
較器５６Ａと、この比較器５６Ａの出力を反転して他方
のスイッチ駆動信号として出力するインバータ５６Ａと
により構成されている。

また、コンデンサ充放電回路５７は、一端部が接地され
たコンデンサ５７Ａと、このコンデンサ５７Ａの他端部
に抵抗ＲとアナログスイッチＡＳ１とを介して接続され
た電位が「＋■〔ｖ〕」の一方の電源回路５７Ｂと、同
じく当該コンデンサの他端部に抵抗Ｒとアナログスイッ
チＡＳ２とを介して接続された電位が’−Ｖ（ｖ）Ｊの
他方の電源回路５７Ｃとにより構成されている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、本実施例の動作を第１８図に基づいて説明する。

ビート検出手段１にて検出されたドツプラビート信号は
、レベル調整回路７にて所定レベルに増幅される（信号
■）。この信号■の微分波形■を比較器５６Ａを通すこ
とにより上り勾配の間はハイレベル、下り勾配の間はロ
ーレベルとなる矩形波■を得る。この信号■により、ア
ナログスイッチＡＳ、を開閉する。このとき信号■の反
転信号によりアナログスイッチＡＳ、を開開している。

２つのアナログスイッチＡＳ＋＋’　ＡＳｚ　　（第１
７図参照）によって１つのコンデンサＣを充電、放電す
ると矩形波■のデユーティが５０％でない場合、充放電
バランスがくずれてコンデンサＣには正または負の電位
が定常的に現れる（信号■）。

この信号■を比較器５６Ｂによりグラウンドレベルと比
較し、その正負が比較判別回路５８にて判断され、方向
判別が行われる。この場合、測定周波数の周期はｒＲＣ
／２Ｊ未溝に設定されている。

〔第１０実施例〕次に、第１０実施例を第１９図ないし第２０図に基づい
て説明する。この第１０実施例は、シュミットトリガ回
路を用いて方向判別を行なうようにしたものである。

この第１９図の第１０実施例においては、方向判別手段
６０が、ビート検出手段１から出力されるドツプラビー
ト信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路７と、
このレベル調整回路７の出力信号に基づいて一定の基準
に従いデユーティ比の異なる二つの波形を形成する信号
処理回路部６１と、この信号処理回路部６１の各出力を
各別に均一化する二つのローパスフィルタ６２Ａ、６２
Ｂを備えた波形均一化回路部６２と、各ローパスフィル
タ６２Ａ、６２Ｂから出力されるレベルの異なった二つ
の信号の内、一方の信号を基準として他方の信号のレベ
ル差を演算するとともにその　　値の大小により移動物
体の移動方向を判別する比較判別手段６３とにより構成
されている。

ここで、信号処理回路部６１は、レベル調整回路７の出
力信号を一定の不感帯を設定して所定レベルの方形波に
変換し出力するシュミットトリガ回路６１Ａと、レベル
調整回路７の出力信号をデユーティ比５０〔％〕の矩形
波に変換し出力する比較器６１Ｂとにより構成されてい
る。

次に、上記第１０実施例の動作を、第２０図に基づいて
説明する。

まず、ビート検出手段１で検出されたドツプラビート信
号は、レベル調整回路７にて所定レベルに増幅されたの
ち（信号■）信号処理回路部６１へ送り込まれる。

信号処理回路部６１では、信号■をシュミットトリガ回
路６１Ａへ通して不感帯レベルより高いか、または低い
ときのみ出力すると、デユーティ比の異なった矩形波■
が得られる。これに対して信号■である比較器６１Ｂの
出力は、比較電位をグラウンドとしているので、常にデ
ユーティ５０〔％〕の矩形波となる。信号■と信号■を
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６２Ａ、６２Ｂを通すと■
１、■２に平均化された信号■、■が得られる。

鋸歯状波の向きにより、信号■のデユーティは５０〔％
〕より大か小かに変化するので、信号■を平均化した電
圧■、も変化する。電圧■２は鋸歯状波の向きに関係な
く一定であるので、■１と■２の大小が比較判別手段６
３で比較され、出力がハイレベルかローレベルかにより
、鋸歯状波の向き、つまり速度方向が判別される。

〔第１１実施例〕次に、第１１実施例を第２１図ないし第２２図に基づい
て説明する。この第１１実施例は、入力信号を微分する
ことなく比較器だけによって波形の特徴をとらえ、時間
比較によって方向を判別するようにした点に特徴を有し
ている。

この第２１図に示す第１１実施例においては、方向判別
手段６５が、レベル調整回路７と、このレベル調整回路
７から出力される信号を信号処理する信号処理回路部６
６と、この信号処理回路部６６から出力される二つの出
力信号を各別に均一化する波形均一化回路部６７と、こ
の波形均一化回路部６７から出力される二つの信号を比
較して移動物体の方向判別を行なうコンパレータ６８と
により構成されている。

信号処理回路部６６は、一定の基準値に基づいて前記レ
ベル調整回路７の出力信号から所定レベルの矩形波を形
成する第１のコンパレータ６６Ａを備え、同じくレベル
調整回路７の出力信号を反転する信号反転回路６６Ｈと
、この信号反転回路６６Ｈの出力を入力するとともに第
１のコンパレータ６６Ａの場合と同一レベルの基準値に
より所定レベルの矩形波を形成する第２のコンパレータ
６６Ｂを有し、且つこれら第１および第２の各コンパレ
ータ６６Ａ、６６Ｂの出力の立上りを検出して矩形波を
発生する矩形波出力回路６６Ｃを装備し、さらにレベル
調整回路７からデユーティ比５０〔％〕の矩形波を出力
する第３のコンパレータ６６Ｄを備え、これにより、デ
ユーティ比の異なった二つの矩形波を各別に出力するよ
うに構成されている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、上記第２２図に示す第１１実施例の動作を第２３
図に基づいて説明する。

まず、ビート検出手段１から送られてくるトンプラビー
ト信号■は、レベル調整回路７で所定レベルに増幅され
、三分されて信号処理回路部６６へ送り込まれる。

この三分されたドツプラビート信号の一つは、所定の参
照電圧ＲＥＦをもつ第１のコンパレータ６６Ａによって
鋸歯状波が参照電圧以上の値をもつ時間幅Ｔｕｎを検出
する（信号■）。

他の一つは信号が反転され、同様に第２のコンパレータ
６６Ｂによって鋸歯状波が参照電圧以上の値をもつ時間
幅Ｔｉｕを検出する（信号■）。

信号■、■のパルス列において、それぞれの立上りを検
出して矩形波を発生させる。この矩形波のハイレベルの
時間をＴ５とする（信号■）。この時間Ｔｓは鋸歯状波
の形状によって異なる。

残る他の信号は、接地電位を参照して鋸歯状波の半周期
Ｔ　ｒ　ｅ　ｆを検出する（信号■）。

従って信号■と■をそれぞれ波形均一化回路部６７の二
つのローパスフィルタ６７Ａ、６７Ｂによって平均化し
く信号■、■）、第３のコンパレータ６６Ｄで比較する
と、Ｔ　ｒ　Ｇ　ｆとＴｓの大小関係より鋸歯状波のピ
ーク位置が半周期よりも早いか遅いかで判定でき、方向
の判別が可能となる。

［第１２実施例〕次に、第１２実施例を第２３図ないし第２４図に基づい
て説明する。

この実施例は、鋸歯状波が三角関数波の重ね合わせで合
成されていることに着目し、形状の特徴が基本波と高調
波の位相関係に依存することを応用したものである。

この第２３図に示す第１２実施例は、方向判別手段７０
が、ビート検出手段１により検出され送り込まれるドツ
プラビート信号に基づいて当該ドツプラビート信号の基
本波成分の２倍の周波数に係る基準信号を出力する基準
信号出力回路７１と、ドツプラビート信号より第２高調
波成分を抽出し出力する測定信号出力回路７２と、これ
ら各信号出力回路から出力される二つの信号を入力する
とともに基準信号に対する測定信号の位相のずれを検出
し前記移動物体の移動方向を判別する位相差検出手段７
３とにより構成されている。

ここで、基準信号出力回路７１は、ドツプラビート信号
に係る基本波成分の２倍の周波数の正弦波信号を出力す
る自走発振器７１Ａと、この自走発振器７１Ａの出力を
１／２分周する分周器７１Ｂと、この分周器７１Ｂの出
力信号を入力するとともにドツプラビート信号に係る基
本波成分とを入力してこれら二つの正弦波信号の位相差
を検出し自走発振器出力信号の位相ずれ榎補正制御する
位相検出回路７１Ｃとにより構成されている。

また、測定信号出力回路７２は、ドツプラビート信号か
ら第２高調波成分を抽出し出力する電圧制御フィルタ７
２Ａと、この電圧制御フィルタ７２Ａの出力信号に係る
第２高調波成分の周波数を安定化せしめる周波数安定化
回路７’　２　Ｂとにより構成されている。

電圧制御フィルタ７２Ａには周波数−電圧（Ｆ−Ｖ）変
換回路７２Ｃが併設され、その出力によって動作が制御
されるようになっている。

この電圧制御フィルタ〔ＶＣＦ）７２Ａは、本実施例で
は入力電圧値に対応して特性が変化するバイパスフィル
タ（ＨＰＦ）が用いられている。

次に、この第１２実施例の動作説明を第２５図に基づい
て説明する。

まず、ビート検出手段１から出力されるドツプラビート
信号としての鋸歯状波■は三分され、それぞれ位相検出
回路〔ＶＣＯ）７１Ａ、Ｆ−Ｖ変換回路７２Ｃ１電圧制
御フィルタ７２Ａに人力される。ＶＣＯ７１Ａ、１／２
分周器７１Ｂ及び位相検出回路７１Ｃにより形成される
ループブロックである基準信号出力回路７１の作用によ
り、鋸歯状波の基本波に位相同期した信号が出力される
。

一方、電圧制御フィルタ７２Ａに入力された鋸歯状波信
号は、高調波成分が抽出され、周波数安定化回路（ＰＬ
Ｌ）７２Ａにおいて鋸歯状波を形成する高調波（主とし
て第二高調波）に位相同期した信号■を発生させる。こ
の場合、位相差出力が零の場合、移動物体は近接しつつ
あることを意味する。又位相差出力が零でない場合、移
動物体は離れる方向に移動しつつあることを意味してい
る。

位相検出回路７１Ｃでは■と■の位相差を検出し、方向
を判別する。

尚、上記説明ではＶＣＦをＨＰＦで実現した実施例を示
したが、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によっても同様
の動作が容易に得られる。

また、本実施例ではＶＣＦの制御電圧としてＦ−■変換
の出力を用いたが、ＶＣＯからの出力■を用いても同様
の動作が容易に得られる。また、測定対象の速度がほぼ
一定で、変化が小さいときは、一般のＨＰＦ、ＢＰＦで
よい。

〔第１３実施例〕次に、第１３実施例を第２５図ないし第２６図に基づい
て説明する。

この第２５図の実施例は、検出したアナログ信号をＡ−
Ｄ変換器によってディジタル信号に変換し、メモリに取
り込んだ後、マイクロプロセッサ等のコンピュータを用
いて数値演算を行なうことにより、速度を得ようとする
ものである。

この第１３実施例は、第２５図に示すように方同訓別方
向判別手段７５が、ドツプラビーｌ−信号の１周期の１
／２以下のサンプリング周期を備えた低域通過フィルタ
７６と、この低域フィルタ７６にサンプリングされたデ
ータをサンプリング時間ごとにホールドするサンプリン
グボールド回路７７と、このサンプルホールドされた信
号をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換回路７８と、
このＡ−Ｄ変換回路７８の出力を一時的に記憶するメモ
リ７９と、このメモリに記憶された大小のディジタル信
号に基づいて所定の演算を行ない移動物体の移動方向を
判別する方向演算回路８０とにより構成されている。

ここで、方向演算回路８０は、離散データであるディジ
タル信号の差分をとるとともにこれを正負の二組に分け
る演算分離機能と、この各組に分けられたデータの差分
の平均をとるとともにその絶対値を比較して前記移動物
体の移動方向を判別する演算判別機能とを備えている点
に特徴を有している。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、この第１３実施例の動作を第２６図に基づいて説
明する。

この実施例において、ビート検出手段１及びレベル調整
回路７を介して入力したドツプラビート信号は、低域通
過フィルタ７６を通してサンプリング時間Ｔごとにサン
プルホールドされ、Ａ−Ｄ変換回路７８を通してディジ
タル値に変換される。

ここで低域通過フィルタ７６は、サンプリングの定理に
より２Ｔより短い周期の波形は再現性がないため、また
雑音を除去するために、１／２Ｔ以上の周波数信号を除
去する能力を有する。従って、サンプリング周期Ｔは被
測定信号の周期の１／２以下でなければならない。

こうしてディジタル値に変換された信号はメモリ７９に
蓄えられ、方向演算回路８０により速度方向判別が行わ
れる。

この場合、第１３実施例においては、ディジタル値に変
換された離散データの差分をとり、これを正負のグルー
プに分け、平均化したものの絶対値を比較することによ
り速度方向判別を行おうとするものである。

鋸歯状波の上り勾配の傾きの絶対値の大小を比較すれば
、速度方向を判別することができるが、一定周期Ｔでサ
ンプリングされた離散データの差分を正負に分け、その
絶対値の大小を比較しても同様のことが可能である。

いま、第２６図に示すように隣合ったデータの差分値が
正であるデータ数をＮｒ、負であるデータ数をＮ、とす
ると、上り勾配゛の傾きＬｒ、下り勾配の傾きり、は次
式で現される。

Ｌｒ−（１／Ｔ）　　・　（ΔＡｒｎ＋＋ΔＡｒ＋２１
＋・・・＋ΔＡ、。）　／ＮｒＬｒ　＝　（１／Ｔ）　　・　（ΔＡｒＬ１＋＋ΔＡｒ
ｒｚ＋＋・・・＋ΔＡｒＬｔ＋）／Ｎｔ従って、正の差分値の平均値と負の差分値の平均値を比
較すれば、速度方向を判別することができる。

ここで、速度方向を判別するためには鋸歯状波の性質上
、１７４以上の周期でサンプリングを行なうことが必要
である。

〔第１４実施例〕次に、第１４実施例を第２７図ないし第２８図に基づい
て説明する。

この第１４実施例は、前述した第１３実施例の改良型に
係るものである。すなわち、この実施例においては、離
散データの差分をとり、これを正負のグループに分け、
そのデータ数の大小を比較することにより速度方向判別
を行おうとするものである。

この第１４実施例において、方向演算回路８０Ａは、離
散データであるディジタル信号の差分をとるとともにこ
れを正負の二組に分ける演算分離機能と、この各組に分
けられたデータの数を計数し、比較することにより移動
物体の移動方向を判別する演算判別機能を備えている。

その他の構成は前述した第１３実施例と同一となってい
る。

この第１４実施例においては、鋸歯状波の向きの変化に
より、上り勾配（ΔＴｒ）と下り勾配−６２＝（八Ｔ、）の占める時間の割合が逆転する。データの差
分値が正・・負であるということは、上り勾配・下り勾
配であることを示すに等しい。データが一定周期Ｔのサ
ンプリングで収集されていることを考えれば、差分値の
正の個数Ｐ、負の個数Ｎを比較することにより速度方向
を判別することが可能となる。

ΔＴｒ　　；　Δ　Ｔ、　　＝Ｐ−Ｔ　：Ｎ−Ｔ＝Ｐ：
ＮＰ＞Ｎ、Ｐ＜Ｎデータ数が少ない場合には、極大、極小の値を求め、そ
の間の差分値の正負のデータ数を比較することにより方
向判別が可能となる。

尚、上記実施例は散乱戻りの光の強度が十分に弱い場合
について説明したが、散乱戻り光の強度が強い場合であ
っても戻り光を自己混合する上記方式は本発明の範晴に
入ることは勿論であり、さらに上記説明において半導体
レーザと同様の現象を呈するデバイスはいかなるデバイ
スであってもその範暗に属することはいうまでもない。

〔第１５実施例〕次に、第１５実施例を第２９図ないし第３０図に基づい
て説明する。

この実施例は、とくにドツプラビート信号の象、な勾配
及び緩慢な勾配の傾きに着目して方向判別を行おうとす
るものである。

この第２９図に示す第１５実施例において、方向判別手
段８５は、波形変換回路部３と、この波形変換回路部３
の出力であるドツプラビート信号を所定の条件のもとに
信号処理する信号処理回路部８６と、この信号処理回路
部８６の出力をゼロレベルを基準として比較し方向判別
する比較判定手段としてのコンパレータ８７とにより構
成されている。

この内、信号処理回路部８６は、振幅制限回路（リミッ
タ）８６Ａと波形均一化回路としてのローパスフィルタ
８６Ｂとにより構成されている。

その他の構成は前述した第１実施例と同一となっている
。

次に、上記第２９図の実施例における動作を第３０図に
基づいて説明する。

まず、ビート検出手段１で検出されるドツプラビート信
号信号■を波形変換回路部３にて所定のタイミング信号
■に変換する。この場合、波形変換回路部３の微分回路
８により、傾きの鋭さに応じた信号■が得られる。この
信号■はリミッタ８６Ａに送られる。ここで、リミッタ
８６Ａの制限電圧は、■、に設定されている。

このリミッタ８６Ａでは、象、な勾配の傾きに対応した
微分信号は電圧レベルが高いため電圧制限されるが、緩
やかな傾きの勾配に対応した信号は制限されない（信号
■）。この信号をローパスフィルタ８６Ｂに通すと、勾
配の急な傾きの信号は平均化により緩和されるので、緩
やかな勾配の傾きに応じた出力となる（信号■）。この
出力をもとに、コンパレータ８７で方向判別が行われる
。

尚、上述の実施例ではレベルの制限の方法として振幅制
限回路８６Ａを使った例を示したが、この回路の代わり
に利得の大きな増幅器で増幅回路の電源電圧まで微分信
号を増幅しても同様な結果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、波形均一化回路もしくはこれと同等に機能する回
路等の作用により移動物体の方向を正又は負、正又はゼ
ロ等の信号に変換し出力することができ、これに基づい
て比較判定手段もしくはこれと同等に機能する回路によ
って極く容易に移動物体の移動方向を判別することがで
き、従って従来より必要としていた方向判別用の二つの
光路設定及びそのための設備が全く不要となり、光学系
の周波数シフタが不要となり、これがため、比較的簡単
な設備で確実に移動物体の方向判別を行なうことが出来
るという従来にない優れた移動物体の移動方向判別装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の各部の出力信号を示す説明図、第３図は第２
実施例を示すブロック図、第４図は第３図の各部の出力
信号を示す説明図、第５図は第３実施例を示すブロック
図、第６図は第５図の各部の出力信号を示す説明図、第
７図は第４実施例を示すブロック図、第８図は第７図の
各部の出力信号を示す説明図、第９図は第５実施例を示
すブロック図、第１０図は第９図の各部の出力信号を示
す説明図、第１１図は第６実施例を示すブロック図、第
１２図は第１１図の各部の出力信号を示す説明図、第１
３図は第７実施例を示すブロック図、第１４図は第１３
図の各部の出力信号を示す説明図、第１５図は第８実施
例を示すブロック図、第１６図は第１５図の各部の出力
信号を示す説明図、第１７図は第９実施例を示すブロッ
ク図、第１８図は第１７図の各部の出力信号を示す説明
図、第１９図は第１０実施例を示すブロック図、第２０
図は第１９図の各部の出力信号を示す説明図、第２１図
は第１１実施例を示すブロック図、第２２図は第２１図
の各部の出力信号を示す説明図、第２３図は第１２実施
例を示すブロック図、第２４図は第２３図の各部の出力
信号を示す説明図、第２５図は第１３実施例を示すブロ
ック図、第２６図は第２５図の動作を示す説明図、第２
７図は第１４実施例を示すブロック図、第２８図は第２
７図の動作を示す説明図、第２９図は第１５実施例を示
すブロック図、第３０図は第２９図の各部の出力信号を
示す説明図、第３１図は第１図の使用状態を示す説明図
、第３２図（１）、　（２）は各々ドツプラビート信号
を示す説明図、第３３図は従来例を示す説明図である。１・・・・・・ビート検出手段、２，２１，２４，３０
゜３５．４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０．
７５，８１．８２・・・・・・方向判別手段、３．２５
．３１・・・・・・波形変換回路部、４，２２，２６゜
３２．４１．４６，５１，５６，６１．６６・・・・・
・信号処理回路部、５．．２７，３３，６２．６７・・
・・・・波形均一化回路部、５Ａ、５Ｂ、２７Ａ、２７
Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、、６２Ａ、６２Ｂ、６７Ａ。６７Ｂ、７６・・・・・・ローパスフィルタ、６．５Ｂ
。６３．６８・・・・・・比較判別手段、７・・・・・・
レベル調整回路、８，３１３・・・・・・微分回路、９
Ａ・・・・・・一方の比較回路、９Ｂ・・・・・・他方
の比較回路、２２Ａ、２２Ｂ・・・・・・波形整形回路
、２５Ａ、６１Ａ・・・・・・シュミットトリガ回路、
３１．・・・・・・周波数カウンタ、３１□・・・・・
・三角波発振回路、３８・・・・・・加算回路、４３．
４８・・・・・・方向判別手段、５４，５８，６３゜６
Ｂ、８０．８０Ａ・・・・・・方向演算回路部、Ｍ・・
・・・・移動物体。特許出願人　　鈴木自動車工業株式会社代理人　弁理士
　　　高　　橋　　　勇ｏ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　−□２図 ■Ｏ□ ■Ｏ□ 史　■　［有］　Ｏ■　［有］　■ ’−＞　　　　　　　　Ｓ　　　　　　　　（）（（リ ■　　＠　　■　■　　　■ ℃　　（旨　　−７サ一ＩＩ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊ母
　　■　＠　■　■　［相］ ○　０　［相］　■　［相］　■　■ Ｌ　　　　　　　−Ｊ ○　■　■　Ｏ■ ｌよ　　　　　８．。５　　　　　　も　　　　　　ｏ　　　　　　（Ｌ　　
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Claims

【特許請求の範囲】

（１）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出力
光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート信
号を検出するビート検出手段と、このドップラビート信
号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別手
段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定の
タイミング信号に変換する波形変換回路部と、このタイ
ミング信号に基づいて一定の基準に従いデューティ比の
異る二つの波形を形成する信号処理回路部と、この信号
処理回路部の各出力を各別に均一化する二つの波形均一
化回路部と、この各波形均一化回路部から出力されるレ
ベルの異った二つの信号の内の、一方の信号を基準とし
て他方の信号のレベル差を演算するとともに、その大小
により前記移動物体の移動方向を判別する比較判定手段
とによって構成したことを特徴とする移動物体の移動方
向判別装置。
（２）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート信
号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、このレ
ベル調整回路の出力信号を微分する微分回路とにより構
成したことを特徴とする請求項１記載の移動物体の移動
方向判別装置。
（３）、前記信号処理回路部を、前記微分回路から出力
される所定のタイミング信号に同期して所定レベルの矩
形波を出力する一方の比較回路と、この一方の比較回路
と同一のタイミング信号を入力して一方の比較回路の出
力信号を反転した形態の信号を出力するインバータを入
力段に備えた他方の比較回路とにより構成したことを特
徴とする請求項１記載の移動物体の移動方向判別装置。
（４）、前記信号処理回路部を、前記微分回路から出力
される所定のタイミング信号の立下りに同期した所定レ
ベルの矩形波を出力する一方の波形整形回路と、この一
方の波形整形回路と同一のタイミング信号を入力すると
ともにこれを反転したのち整流し、且つ前記一方の波形
整形回路の出力と同一レベルの異なったデューティ比の
矩形波を出力する他方の波形整形回路とにより構成した
ことを特徴とする請求項１記載の移動物体の移動方向判
別装置。
（５）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート信
号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、このレ
ベル調整回路の出力信号を一定の不感帯を設定して所定
レベルの方形波に変換するシュミットトリガ回路とによ
り構成するとともに、前記信号処理回路部を、前記シュ
ミットトリガ回路の出力をそのまま出力する第１の信号
出力回路と、前記シュミットトリガ回路の出力を反転し
て出力する第２の信号出力回路とにより構成したことを
特徴とする請求項１記載の移動物体の移動方向判別装置
。
（６）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート信
号を所定のタイミング信号に変換する第１の波形変換回
路部と、前記ドップラビート信号に同期した所定の基準
タイミング信号を出力する第２の波形変換回路部とによ
り構成し、前記信号処理回路部を、前記第１の波形変換回路部の出
力信号を反転するとともに一定レベルに調整された矩形
波信号を出力する第１の信号処理回路と、前記第２の波
形変換回路部の出力信号を反転するとともにデューティ
比５０〔％〕の基準信号を出力する第２の信号処理回路
とにより構成したことを特徴とする請求項１記載の移動
物体の移動方向判別装置。
（７）、前記第１の波形変換回路部を、前記ドップラビ
ート信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、
このレベル調整回路の出力信号を所定のタイミング信号
に変換する第１の微分回路とにより構成するとともに、前記第２の波形変換回路部を、前記ドップラビート信号
の周波数を計数する周波数カウンタと、この周波数カウ
ンタおよび前記レベル調整回路の各出力を入力して基準
三角波信号を出力する三角波発振回路と、この三角波発
振回路の出力信号を所定の基準タイミング信号に変換す
る第２の微分回路とにより構成したことを特徴とする請
求項６記載の移動物体の移動方向判別装置。
（８）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出力
光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート信
号を検出するビート検出手段と、このドップラビート信
号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別手
段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラ信号を所定のタイミ
ング信号に変換する波形変換回路部と、この波形変換回
路部の出力の正ピーク値及び負ピーク値を各別に検出す
るとともにこの検出値に対応した所定レベルの電圧信号
を出力する正ピーク値検出回路および負ピーク値検出回
路と、この各検出回路の出力信号を加算するとともにそ
の加算結果に基づいて前記移動物体の移動方向を判定す
る加算判定回路とにより構成したことを特徴とする移動
物体の移動方向判別装置。
（９）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出力
光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート信
号を検出するビート検出手段と、このドップラビート信
号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別手
段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定の
タイミング信号に変換する波形変換回路部と、このタイ
ミング信号に基づいて一定の基準に従いデューティ比の
異る二つの波形を形成する信号処理回路部と、この信号
処理回路部の二つの出力信号の内の一方を基準として他
方をラッチするラッチ回路と、このラッチ回路の出力に
基づいて移動物体の移動方向を判定する方向判定回路と
により構成したことを特徴とする移動物体の移動方向判
定装置。
（１０）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート
信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、この
レベル調整回路の出力信号を所定のタイミング信号に変
換する微分回路とにより構成し、前記信号処理回路部を
、前記タイミング信号を入力して所定レベルのしきい値
により一定レベルの矩形波信号を形成し出力する第１の
比較回路と、前記レベル調整回路の出力を入力して信号
の正負に対応したデューティ比５０〔％〕の矩形波を出
力する第２の比較回路とにより構成したことを特徴とす
る請求項９記載の移動物体の移動方向判別装置。
（１１）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定の
タイミング信号に変換する波形変換回路部と、このタイ
ミング信号に基づいて一定の基準に従い一方が他方の１
／２倍の繰返し周期を備えた二つの矩形波を形成する信
号処理回路部と、この信号処理回路部の二つの出力信号
の内の一方を基準として他方をラッチするラッチ回路と
、このラッチ回路の出力に基づいて移動物体の移動方向
を判定する方向判定回路とにより構成したことを特徴と
する移動物体の移動方向判定装置。
（１２）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート
信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、この
レベル調整回路の出力信号を所定のタイミング信号に変
換する微分回路とにより構成し、前記信号処理回路部を
、前記タイミング信号を入力してゼロレベルのしきい値
に基づいて一定レベルの矩形波信号を形成し出力する第
１の比較器と、前記レベル調整回路の出力を入力して信
号の正負に対応したデューティ比５０〔％〕の矩形波を
出力する第２の比較器と、この第２の比較器から出力さ
れる信号の立上りと立下りに同期して２倍の繰返えし周
期の矩形波を出力する周波数２倍回路とにより構成した
ことを特徴とする請求項１１記載の移動物体の移動方向
判別装置。
（１３）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定の
タイミング信号に変換する波形変換回路部と、このタイ
ミング信号に基づいて一定の基準に従いデューティ比の
異る二つの波形を形成する信号処理回路部と、前記二つ
のタイミング信号に基づいて別々に入力されるクロック
信号を各別に出力制御するゲート回路部と、このゲート
回路部から出力される二つのパルス列のパルスを前記ド
ップラビート信号の一周期分に対応した時間内において
各別にカウントする計数回路部と、この計数回路の各出
力を比較演算するとともにその大小により移動物体の移
動方向を判別する演算判別回路部とにより構成したこと
を特徴とする移動物体の移動方向判別装置。
（１４）、前記波形変換回路部を、前記ドップラビート
信号を所定レベルまで増幅するレベル調整回路と、この
レベル調整回路の出力信号を所定のタイミング信号に変
換する微分回路とにより構成し、前記信号処理回路部を
、前記微分回路から出力されるタイミング信号の二周期
を一周期とする矩形波信号に変換する第１の制御信号出
力回路と、前記タイミング信号を反転したのちそのプラ
ス側に位置する部分を所定レベルの矩形波信号として出
力す第２の制御信号出力回路とにより構成したことを特
徴とする請求項１３記載の移動物体の移動方向判別装置
。
（１５）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを有し、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定の
タイミング信号に変換する波形変換回路部と、前記タイ
ミング信号に基づいて当該タイミング信号に同期した一
定レベルの矩形波信号を及びその反転信号を同時に各別
に出力する信号処理回路と、この信号処理回路の出力に
付勢されて作動し充放電を同時に継続するコンデンサ充
放電回路と、このコンデンサ充放電回路の充電電位を検
出しこれに基づいて移動物体の移動方向を判別する比較
判別回路とにより構成したことを特徴とする移動物体の
移動方向判別装置。
（１６）、前記信号処理回路を、前記タイミング信号に
基づいて当該タイミングに同期した一定レベルの矩形波
信号を形成し一方のスイッチ駆動信号として出力する比
較器と、この比較器の出力を反転して他のスイッチ駆動
信号として出力するインバータとにより構成したことを
特徴とする請求項１５記載の移動物体の移動方向判別装
置。
（１７）、前記コンデンサ充放電回路が、一端部が接地
されたコンデンサと、このコンデンサの他端部に抵抗と
アナログスイッチとを介して接続された電位が「＋Ｖ〔
Ｖ〕」の一方の電源回路と、同じく当該コンデンサの他
端部に抵抗とアナログスイッチとを介して接続された電
位が「−Ｖ〔Ｖ〕」の他方の電源回路とにより構成され
ていることを特徴とした請求項１５記載の移動物体の移
動方向判別装置。
（１８）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号を所定レ
ベルまで増幅するレベル調整回路と、このレベル調整回
路の出力信号に基づいて一定の基準に従いデューティ比
の異る二つの波形を形成する信号処理回路部と、この信
号処理回路部の各出力を各別に均一化する二つのローパ
スフィルタを備えた波形均一化回路部と、前記各ローパ
スフィルタから出力されるレベルの異った二つの信号の
内、一方の信号を基準として他方の信号のレベル差を演
算するとともに、その大小により前記移動物体の移動方
向を判別する比較判定手段とにより構成したことを特徴
とする移動物体の移動方向判別装置。
（１９）、前記信号処理回路部が、前記レベル調整回路
の出力信号を、一定の不感帯を設定して所定レベルの方
形波に変換し出力するシュミットトリガ回路と、前記レ
ベル調整回路の出力信号をデューティ比５０〔％〕の矩
形波に変換し出力する比較器とにより構成されているこ
とを特徴とする請求項１８記載の移動物体の移動方向判
別装置。
（２０）、前記信号処理回路部を、一定の基準値に基づいて前記レベル調整手段の出力信号
から所定レベルの矩形波を形成する第１のコンパレータ
を備え、同じく前記レベル調整手段の出力信号を反転入
力するとともに前記第１のコンパレータの場合と同一レ
ベルの基準値により所定レベルの矩形波を形成する第２
のコンパレータを有し、且つこれら第１および第２の各
コンパレータ出力の立上りを検出して矩形波を発生する
矩形波出力手段を装備し、同時に前記レベル調整手段からデューティ比５０〔％〕
の矩形波を出力する第３のコンパレータを備え、これにより、デューティ比の異った二つの矩形波を各別
に出力するように構成したことを特徴とする請求項１８
記載の移動物体の移動方向判別装置。
（２１）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号に基づい
て当該ドップラビート信号の基本波成分の２倍の周波数
に係る基準信号を出力する基準信号出力回路と、前記ド
ップラビート信号より第２高調波成分を抽出し出力する
測定信号回路と、これら各信号出力回路から出力される
二つの信号を入力するとともに基準信号に対する測定信
号の位相のずれを検出し前記移動物体の移動方向を判別
する位相差検出手段とにより構成したことを特徴とする
移動物体の移動方向判別装置。
（２２）、前記基準信号出力回路を、前記ドップラビー
ト信号に係る基本波成分の２倍の周波数の正弦波信号を
出力する自走発振器と、この自走発振器の出力を１／２
分周する分周器と、この分周器の出力信号を入力すると
ともに前記ドップラビート信号に係る基本波成分とを入
力してこれら二つの正弦波信号の位相差を検出し前記自
走発振器出力信号の位相づれを補正制御する位相検出回
路とにより構成したことを特徴とする請求項２１記載の
移動物体の移動方向判別装置。
（２３）、前記測定信号出力回路を、前記ドップラビー
ト信号の第２高調波成分を抽出し出力する電圧制御フィ
ルタと、この電圧制御フィルタの出力信号に係る第２高
調波成分の周波数を安定化せしめる周波数安定化回路と
により構成したことを特徴とする請求項２１記載の移動
物体の移動方向判別装置。
（２４）、移動物体の速度測定時に使用されるレーザ出
力光に基づいて鋸歯状波から成る所定のドップラビート
信号を検出するビート検出手段と、このドップラビート
信号に基づいて移動物体の移動方向を判別する方向判別
手段とを備え、前記方向判別手段を、前記ドップラビート信号の１周期
の１／２以下のサンプリング周期を備えた低域通過フィ
ルタと、この低域通過フィルタにてサンプリングされた
データをサンプリング時間ごとにホールドするサンプリ
ングホールド回路と、このサンプルホールドされた信号
をディジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換回路と、このＡ
−Ｄ変換回路の出力を一時的に記憶するメモリと、この
メモリに記憶された大小のデジタル信号に基づいて所定
の演算を行い移動物体の移動方向を判別する方向演算回
路とにより構成したことを特徴とする移動物体の移動方
向判別装置。
（２５）、前記方向演算回路が、離散データである前記
デジタル信号の差分をとるとともにこれを正負の二組に
分ける演算分離機能と、この各組に分けられたデータの
差分の平均をとるとともにその絶対値を比較して前記移
動物体の移動方向を判別する演算判別機能とを備えてい
ることを特徴とした請求項２４記載の移動物体の移動方
向判別装置。
（２６）、前記方向演算回路が、離散データである前記
デジタル信号の差分をとるとともにこれを正負の二組に
分ける演算分離機能と、この各組に分けられたデータの
数を計数し比較することにより前記移動物体の移動方向
を判別する演算判別機能とを備えていることを特徴とし
た請求項２４記載の移動物体の移動方向判別装置。