JPH0643176A - 空間フィルタ式速度測定装置及びそれを搭載した車両制御システム - Google Patents

空間フィルタ式速度測定装置及びそれを搭載した車両制御システム

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JPH0643176A
JPH0643176A JP21828992A JP21828992A JPH0643176A JP H0643176 A JPH0643176 A JP H0643176A JP 21828992 A JP21828992 A JP 21828992A JP 21828992 A JP21828992 A JP 21828992A JP H0643176 A JPH0643176 A JP H0643176A
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JP
Japan
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spatial filter
measuring device
filter type
output
reflected light
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Withdrawn
Application number
JP21828992A
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English (en)
Inventor
Junichi Takagi
潤一 高木
Yasumasa Sakai
泰誠 酒井
Tetsuya Uno
徹也 宇野
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度計測が正しく行なわれているときは速度
検出信号を出力し、速度計測が不可能な受光量であると
き誤動作信号を出力する空間フィルタ式速度測定装置を
提供する。 【構成】 くし型受光素子1が受光した信号より測定対
象物からの反射光強度を検出して、この反射光強度が予
め設定された飽和レベル6及び検出不可レベル7で規定
される範囲内でないことが検出されたとき、速度計測が
不可能であると判断され、誤動作信号が出力される。従
って、この誤動作信号が出力されていないときの速度測
定結果は信頼性が高いものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触で自動車などの
対地速度を検出する空間フィルタ式速度測定装置及びそ
れを搭載した車両制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、空間フィルタ式速度測定装置
は、自動車等に搭載され、車速計として広く用いられて
いる。この車速計は、例えば、図5に示すように、ラン
プ51から路面52に対して光を照射し、路面52から
の反射光をレンズ53を介して、くし型受光素子54に
より受光する。この受光した信号から、差動回路55に
おいて差動出力信号を得て、この信号を速度検出回路5
に入力する。速度検出回路5では、この信号を自己追従
形バンドパスフィルタ56を通して波形成形し、中心周
波数推定回路57で中心周波数を推定して、周波数電圧
変換回路(F/V)58において、この周波数を電圧に
変換して、車の速度を出力する。その速度出力は0〜5
Vのアナログ出力となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の空間フィルタ式速度測定装置においては、光源の
劣化による照度の低下や装置に付着した汚れなどがある
と、新設のアスファルトなどの反射率の低い路面の場
合、自動車が移動しているにもかかわらず、信号として
受光される光強度の低下により、速度出力が0Vとなっ
てしまい、車速0km/hと測定されることがある。ま
た、路面に雪などの高い反射率のものがあり、かつ、太
陽光などの外乱光が存在する場合などの状況では、光検
出器(図5ではくし型受光素子54)もしくは増幅器の
飽和により速度出力が0Vとなることもある。
【0004】さらに、近年、速度測定装置の出力を自動
車の車輪の回転数と比較して、車両の加速や減速及び安
定性の制御に利用する車両制御システムが検討されてい
るが、従来の空間フィルタ式速度測定装置では、上述し
た問題により速度出力の信頼性が低く、車両の制御に適
さないという問題点があった。
【0005】本発明は、上述した問題点を解決するもの
で、空間フィルタ式速度測定装置の速度出力以外に、測
定対象物からの反射光強度を検出して、速度計測が不可
能な受光量であるとき誤動作を検知し誤動作信号を出力
することで、速度出力の信頼性を向上させた空間フィル
タ式速度測定装置を提供することを目的とする。また、
上記空間フィルタ式速度測定装置を搭載して、速度出力
の信頼性を向上させることで、セーフティ機能を持たせ
た車両制御システム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、測定対象物に光を照射する投光手
段及び上記測定対象物からの反射光を受光する受光素子
を備え、上記受光素子の受光信号から空間フィルタ周波
数を検出することにより速度の測定を行う空間フィルタ
式速度測定装置において、上記受光素子の受光信号よ
り、上記測定対象物からの反射光強度を検出する検出手
段と、この検出手段により検出された反射光強度に基づ
いて誤動作信号を出力する出力手段とを備えたものであ
る。請求項2の発明は、予め設定された飽和レベル及び
検出不可レベルと上記反射光強度とを比較する比較手段
を備え、この比較手段により、上記反射光強度が上記飽
和レベル及び検出不可レベルで規定される範囲内でない
ことが検出されたとき、上記出力手段は誤動作信号を出
力するものである。請求項3の発明は、上記投光手段が
パルス駆動されるものである。請求項4の発明は、上記
測定対象物からの反射光を受光する受光レンズの焦点位
置に開口絞りを備え、この開口絞りを上記測定対象物の
相対的な移動方向に対して幅の狭いスリットとしたもの
である。請求項5の発明は、上記空間フィルタ式速度測
定装置を搭載した車両制御システムであって、上記出力
手段が誤動作信号を出力したとき、上記空間フィルタ式
速度測定装置による車両制御から、他の装置による車両
制御に切り換えるようにしたものである。
【0007】
【作用】請求項1の構成によれば、検出手段により、受
光素子の受光信号より測定対象物からの反射光強度を検
出して、この反射光強度に基づいて、速度計測が不可能
な反射光強度であるときには、出力手段によって誤動作
信号が出力される。従って、この誤動作信号が出力され
ていないときの速度測定結果は信頼性が高いものとな
る。請求項2の構成によれば、比較手段により、反射光
強度が予め設定された飽和レベル及び検出不可レベルで
規定される範囲内でないことが検出されたとき、出力手
段によって誤動作信号が出力される。従って、予想外の
状況を想定して強い光が受光素子に入射した場合や投光
手段の劣化により照度が低下した場合にも対処できるよ
うになり、誤動作信号が出力されていないときの速度測
定結果は信頼性が高いものとなる。請求項3の構成によ
れば、投光手段をパルス駆動することにより、検出でき
る信号のSN比を上げることができる。請求項4の構成
によれば、開口絞りが測定対象物の相対的な移動方向に
対して幅の狭いスリットであるために、光軸と平行な反
射光成分だけが受光素子に受光され、光学系として焦点
深度が深くなる。請求項5の構成によれば、出力手段が
誤動作信号を出力したとき、空間フィルタ式速度測定装
置による車両制御から、他の装置による車両制御に切り
換えるので、車両制御システムにセーフティ機能を持た
せることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を具体化した第1実施例につい
て図面を参照して説明する。図1は空間フィルタ式速度
測定装置の信号出力の回路図である。本実施例では、不
図示の投光手段から出射され対象物体によって反射され
た反射光を受光するための光検出器として、空間フィル
タ機能を持つくし型受光素子1を用いている。くし型受
光素子1は、空間フィルタの差動出力を得るため、各受
光素子が交互に接続されていて、交互に接続された各受
光素子はそれぞれ増幅器2,3に接続されている。増幅
器2,3の出力側には差動回路4が接続されていて、差
動回路4の出力側には速度検出回路5が接続されてい
る。差動回路4において増幅器2,3の差動出力が得ら
れ、この差動出力としての空間フィルタ信号に基づき、
速度検出回路5において速度が算出され、出力される。
この場合の出力電圧は0〜5Vとする。なお、図1には
投光手段の図示を省略している。
【0009】一方、飽和レベル6及び検出不可レベル7
を予め設定しておき、対象物体によって反射された反射
光の強度が所定の範囲内であるか否かを検出する比較回
路8,9,10,11において、この飽和レベル6もし
くは検出不可レベル7と各増幅器2,3の出力(反射光
強度)とを比較する。比較回路8,9において、それぞ
れ増幅器2,3の出力と飽和レベル6とを比較し、比較
回路10,11において、それぞれ増幅器2,3の出力
と検出不可レベル7とを比較する。比較回路8,9の出
力端をOR回路12の入力端に、比較回路10,11の
出力端をOR回路13の入力端に接続し、さらに、OR
回路12,13の出力端をOR回路14の入力端に接続
する。このように、比較回路8,9,10,11からの
出力信号の論理和をとることで、比較回路8,9,1
0,11のどれか一つでも、反射光強度が上記飽和レベ
ル6及び検出不可レベル7で規定される範囲内でない場
合に、このことが検出される。この検出結果から、上記
範囲内でなく誤動作と判断された場合には、OR回路1
4から誤動作信号が出力される。
【0010】増幅器2,3の増幅度は、想定される路面
の状況(例えば、雪と太陽光)の受光レベルで飽和しな
いように設定されているが、受光素子の一部に強い光が
入射するといった予想できない状況を想定して、飽和レ
ベル6を設定しておく。また、検出不可レベル7は、測
定対象物を照明する光源の劣化や走行中に速度測定装置
に付着する汚れなどによる受光量の低下による誤動作の
検出を可能とする。上述したように、速度検出回路5か
ら検出した速度アナログ信号が出力される一方、誤動作
と判断された場合、OR回路14から誤動作信号が出力
されるので、この速度測定装置の速度出力が検出可能な
範囲内にあることを、誤動作信号により保証することが
可能となる。さらに、この速度測定装置を搭載した車両
制御システムにおいて、誤動作信号を出力したとき、空
間フィルタ式速度測定装置による車両制御から、他の装
置による車両制御に切り換えるようにすると、この車両
制御システムの信頼性が向上する。
【0011】図2に、速度アナログ出力と誤動作信号出
力の信号処理の回路構成を示す。速度アナログ出力回路
15にはスイッチング用サイリスタ(例えばシリコン双
方向スイッチ)17が接続され、誤動作信号出力回路1
6にはNOT回路18とスイッチング用サイリスタ19
とが接続される。NOT回路18の出力端は、スイッチ
ング用サイリスタ17のゲートに接続されていて、NO
T回路18のON/OFF出力に応じて、スイッチング
用サイリスタ17が導通されるか否かが決定される。ま
た、スイッチング用サイリスタ19の一端は接地されて
いる。
【0012】誤動作信号出力回路16から誤動作信号が
出力されていないとき、NOT回路18の出力はONと
なり、スイッチング用サイリスタ17が導通されて、速
度アナログ出力回路15からの出力電圧がそのまま出力
される。この場合の出力電圧は1〜5Vとする。一方、
誤動作信号出力回路16から誤動作信号が出力されたと
き、NOT回路18の出力はOFFとなり、スイッチン
グ用サイリスタ17は導通されないので、速度アナログ
出力回路15からの出力は遮断される。このとき、一端
が接地されたスイッチング用サイリスタ19が導通され
るので、出力電圧は0Vとなる。すなわち、速度出力
は、測定範囲内で1〜5Vの出力、誤動作信号が出力さ
れた場合のみ0Vの出力になるので、誤動作信号が出力
されなかった場合の速度測定結果に信頼性が増し、ひい
ては速度測定装置の信頼性が向上する。また、光源の寿
命などによって照度が低下し、速度測定装置の性能が劣
化したときにも、誤動作信号が出力されるので、このよ
うな事態をも検出することができ、従って、速度測定装
置の保守点検時期を知らせることができるようになる。
【0013】次に、第2実施例による空間フィルタ式速
度測定装置ついて図3を参照して説明する。本実施例で
は、光源(投光手段)としてパルス変調の赤外LED2
1が使用され、空間フィルタがプリズムアレイ22で構
成され、受光素子として2つのpinPD(ピン・フォ
ト・ダイオード)23,24が用いられている。このp
inPD23,24が受光した信号は増幅器25,26
において増幅され、パルス信号を出力する。本実施例が
上記第1実施例と異なる点は、ピークレベル検出回路2
7,28において、上記パルス信号のピークレベルを検
出する点と、差動回路4にて、このピークレベルを比較
して信号を出力し、包絡線検波29において、この信号
を受信し、この受信信号を整流し、不図示の低域フィル
タを通して包絡線を再生して、速度検出回路5に送信す
る点である。また、赤外LED21は、発振器20から
出力されたパルスによって駆動されるので、発振器20
により赤外LED21の発光をパルス駆動制御できる。
このように発光をパルス駆動とし、かつ、ピークレベル
を検出する構成を採用することにより、外乱光の影響を
防げSN比が良くなる。
【0014】次に、第3実施例による空間フィルタ式速
度測定装置について図4を参照して説明する。本実施例
では、光源(投光手段)としてパルス変調の赤外LED
21が使用され、空間フィルタがプリズムアレイ22で
構成され、受光素子として2つのpinPD23,24
が用いられている。測定対象物30からの反射光を受光
する受光レンズ31の焦点位置には開口絞り32が設け
られ、この開口絞り32の光進行方向下流には、赤外L
ED21の波長と等しい波長の光だけを透過させる波長
選択フィルタや偏光利用方式における偏光フィルタであ
る光学フィルタ33が設けられている。この開口絞り3
2を測定対象物30の相対的な移動方向に対して幅の狭
いスリットとしているために、光軸と平行な反射光成分
だけが受光素子であるpinPD23,24に受光さ
れ、この結果、結像倍率が測定対象物30とpinPD
23,24の距離にほとんど無関係となるだけでなく、
光学系として焦点深度の深いものとなる。なお、本発明
は上記実施例に限られず、種々の変形が可能である。例
えば、比較回路で反射光強度と比較するものは、飽和レ
ベルや検出不可レベルだけに限られない。
【0015】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
検出手段により検出された反射光強度に基づいて、速度
計測が可能な受光量であるか否かを判断し、速度計測が
不可能であると判断される場合には、誤動作信号を出力
する。このように誤動作信号を出力することにより、誤
動作信号が出力されないときの速度測定結果に信頼性が
増し、ひいては、速度測定装置の信頼性が向上する。ま
た、投光手段などの寿命による照度の低下に起因する性
能劣化を検出することが可能となり、速度測定装置の保
守点検時期を知らせることができるようになる。さら
に、速度測定装置の汚れによる受光量の低下も同時に検
出することができるため、誤動作信号に同期させてクリ
ーニング機構を動作させることで、汚れを除去すること
も可能となる。請求項2の発明によれば、反射光強度が
予め設定された飽和レベル及び検出不可レベルで規定さ
れる範囲内でないことが検出されたとき、誤動作信号を
出力する。こうすることにより、予想外の強い光が受光
素子に入射した場合や投光手段の劣化により照度が低下
した場合にも誤動作信号を出力して対処できるようにな
り、誤動作信号が出力されなかった場合の速度測定結果
に信頼性が増し、ひいては速度測定装置の信頼性が向上
する。請求項3の構成によれば、投光手段をパルス駆動
することにより、投光手段の発光を的確に制御すること
ができるようになる。請求項4の構成によれば、開口絞
りが測定対象物の相対的な移動方向に対して幅の狭いス
リットであるために、光軸と平行な反射光成分だけが受
光素子に受光され、光学系として焦点深度が深くなる。
請求項5の発明によれば、上述したような空間フィルタ
式速度測定装置を搭載して、空間フィルタ式速度測定装
置による車両制御から、他の装置による車両制御に切り
換えることにより、自動車等の車両制御システムにセー
フティ機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による空間フィルタ式速度
測定装置のブロック回路図である。
【図2】本実施例による速度及び誤動作信号を出力する
ための回路構成図である。
【図3】第2実施例による空間フィルタ式速度測定装置
のブロック回路図である。
【図4】第3実施例による空間フィルタ式速度測定装置
の構成図である。
【図5】従来の空間フィルタ式速度測定装置のブロック
図である。
【符号の説明】
1 くし型受光素子 5 速度検出回路 6 飽和レベル 7 検出不可レベル 8,9,10,11 比較回路 12,13,14 OR回路 20 発振器 21 赤外LED 22 プリズムアレイ 23,24 pinPD 32 開口絞り

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象物に光を照射する投光手段及び
    上記測定対象物からの反射光を受光する受光素子を備
    え、上記受光素子の受光信号から空間フィルタ周波数を
    検出することにより速度の測定を行う空間フィルタ式速
    度測定装置において、上記受光素子の受光信号より、上
    記測定対象物からの反射光強度を検出する検出手段と、
    この検出手段により検出された反射光強度に基づいて誤
    動作信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とす
    る空間フィルタ式速度測定装置。
  2. 【請求項2】 予め設定された飽和レベル及び検出不可
    レベルと上記反射光強度とを比較する比較手段を備え、
    この比較手段により、上記反射光強度が上記飽和レベル
    及び検出不可レベルで規定される範囲内でないことが検
    出されたとき、上記出力手段は誤動作信号を出力するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の空間フィルタ式速度測
    定装置。
  3. 【請求項3】 上記投光手段はパルス駆動されることを
    特徴とする請求項1又は2に記載の空間フィルタ式速度
    測定装置。
  4. 【請求項4】 上記測定対象物からの反射光を受光する
    受光レンズの焦点位置に開口絞りを備え、この開口絞り
    は上記測定対象物の相対的な移動方向に対して幅の狭い
    スリットであることを特徴とする請求項1,2又は3に
    記載の空間フィルタ式速度測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3又は4に記載の空間フ
    ィルタ式速度測定装置を搭載した車両制御システムであ
    って、上記出力手段が誤動作信号を出力したとき、上記
    空間フィルタ式速度測定装置による車両制御から、他の
    装置による車両制御に切り換えるようにしたことを特徴
    とする車両制御システム。
JP21828992A 1992-07-24 1992-07-24 空間フィルタ式速度測定装置及びそれを搭載した車両制御システム Withdrawn JPH0643176A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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Effective date: 19991005