JPH09257922A - 電波式対地速度センサー - Google Patents
電波式対地速度センサーInfo
- Publication number
- JPH09257922A JPH09257922A JP8091871A JP9187196A JPH09257922A JP H09257922 A JPH09257922 A JP H09257922A JP 8091871 A JP8091871 A JP 8091871A JP 9187196 A JP9187196 A JP 9187196A JP H09257922 A JPH09257922 A JP H09257922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmitting
- moving
- radio wave
- speed sensor
- receiving antennas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動車両の振動や取り付け後の姿勢の変動に
影響されることなく、安定かつ高精度で車両の移動速度
を検出することができる電波式対地速度センサーを提供
する。 【解決手段】 電磁波により移動体の移動速度を検出す
る装置において、移動体に角度差をつけて固定された二
つの送受信アンテナ５ａ，５ｂを有し、該送受信アンテ
ナから時分割的に交互に電磁波を放射し、線路や道路７
表面で反射された反射波を該送受信アンテナで受信し、
反射波の周波数と該送受信アンテナの角度差から信号処
理器４で移動体の速度を検出する電波式対地速度センサ
ーである。
影響されることなく、安定かつ高精度で車両の移動速度
を検出することができる電波式対地速度センサーを提供
する。 【解決手段】 電磁波により移動体の移動速度を検出す
る装置において、移動体に角度差をつけて固定された二
つの送受信アンテナ５ａ，５ｂを有し、該送受信アンテ
ナから時分割的に交互に電磁波を放射し、線路や道路７
表面で反射された反射波を該送受信アンテナで受信し、
反射波の周波数と該送受信アンテナの角度差から信号処
理器４で移動体の速度を検出する電波式対地速度センサ
ーである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、列車や自動車な
どの移動体の移動速度を計測する装置およびシステムに
関するものである。
どの移動体の移動速度を計測する装置およびシステムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動車両の移動速度を常時正確に
計測するセンサーとして、図２にブロック図で示される
ように構成された電波式対地速度センサーを、移動車両
の床下や側面に取り付けて対地速度を計測する電波式対
地速度センサーが知られている。
計測するセンサーとして、図２にブロック図で示される
ように構成された電波式対地速度センサーを、移動車両
の床下や側面に取り付けて対地速度を計測する電波式対
地速度センサーが知られている。
【０００３】即ち、図２において、車両の床下に電波式
対地速度センサーの筐体１が取り付けられている。この
筐体１の内部には、電磁波を発生する発振器２、サーキ
ュレータ３および信号処理器４が設置されており、そし
て筐体１に送受信アンテナ５が取り付けられている。上
記発振器２はサーキュレータ３を介して送受信アンテナ
５と接続している。また、サーキュレータ３は信号処理
器４とも接続されている。
対地速度センサーの筐体１が取り付けられている。この
筐体１の内部には、電磁波を発生する発振器２、サーキ
ュレータ３および信号処理器４が設置されており、そし
て筐体１に送受信アンテナ５が取り付けられている。上
記発振器２はサーキュレータ３を介して送受信アンテナ
５と接続している。また、サーキュレータ３は信号処理
器４とも接続されている。
【０００４】発振器２から送り出された電磁波は、サー
キュレータ３を通して送受信アンテナ５に伝送され、送
受信アンテナ５から路面あるいは線路７に向けて矢印で
示す斜めに照射される。路面７などに照射された電磁波
は散乱され、そのうちの一部が送受信アンテナ５で受信
される。このとき、車両がある速度で移動していると、
ドップラー効果により周波数シフトを受けた散乱電磁波
の信号はサーキュレータ３により信号処理器４に導かれ
る。
キュレータ３を通して送受信アンテナ５に伝送され、送
受信アンテナ５から路面あるいは線路７に向けて矢印で
示す斜めに照射される。路面７などに照射された電磁波
は散乱され、そのうちの一部が送受信アンテナ５で受信
される。このとき、車両がある速度で移動していると、
ドップラー効果により周波数シフトを受けた散乱電磁波
の信号はサーキュレータ３により信号処理器４に導かれ
る。
【０００５】信号処理器４では、図３のスペクトラムに
示されるように、車両の移動速度に対応して周波数Ｆの
電磁波から周波数ｆの電磁波へドップラー効果により周
波数シフトした信号が信号処理器４で検出されることに
なる。ここで、ドップラー効果によりシフトする周波数
は、車両の対地速度と電磁波の照射角度で決定される。
信号処理器４では、受信周波数および予め設定されてい
る移動方向に対する電磁波の照射角度をθ，送信される
電磁波の波長をλ（ｍ），受信される電磁波の周波数を
ｆ（Ｈｚ）し、車両の移動速度をＶ（ｍ／ｓ）とする
と、次の式で表される。
示されるように、車両の移動速度に対応して周波数Ｆの
電磁波から周波数ｆの電磁波へドップラー効果により周
波数シフトした信号が信号処理器４で検出されることに
なる。ここで、ドップラー効果によりシフトする周波数
は、車両の対地速度と電磁波の照射角度で決定される。
信号処理器４では、受信周波数および予め設定されてい
る移動方向に対する電磁波の照射角度をθ，送信される
電磁波の波長をλ（ｍ），受信される電磁波の周波数を
ｆ（Ｈｚ）し、車両の移動速度をＶ（ｍ／ｓ）とする
と、次の式で表される。
【０００６】
【数１】
【０００７】上記（１）式により、受信される周波数ｆ
が分かれば移動車両の移動速度Ｖが求められるというも
のである。
が分かれば移動車両の移動速度Ｖが求められるというも
のである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電波式対地速度センサーでは、車両が移動している
と振動が起こり、移動方向に対する電磁波の照射角度が
変化してしまう。このため、ドップラ効果によりシフト
する電磁波の周波数は車両の移動方向に対する電磁波の
照射角度で変化するため、計測誤差が大きくなる。ま
た、重量物の搭載やタイヤ空気圧の不均衡により、移動
体である車両が地面に対して電波式対地速度センサーの
取り付け時と異なる角度になった場合にも誤差が大きく
なってしまう。
来の電波式対地速度センサーでは、車両が移動している
と振動が起こり、移動方向に対する電磁波の照射角度が
変化してしまう。このため、ドップラ効果によりシフト
する電磁波の周波数は車両の移動方向に対する電磁波の
照射角度で変化するため、計測誤差が大きくなる。ま
た、重量物の搭載やタイヤ空気圧の不均衡により、移動
体である車両が地面に対して電波式対地速度センサーの
取り付け時と異なる角度になった場合にも誤差が大きく
なってしまう。
【０００９】この発明はこのような点に鑑みてなされた
もので、上述した従来技術の欠点を解消し、移動車両の
振動や取り付け後の姿勢の変動に影響されることなく安
定かつ高精度で車両の移動速度を検出することができる
電波式対地速度センサーを提供することを目的とする。
もので、上述した従来技術の欠点を解消し、移動車両の
振動や取り付け後の姿勢の変動に影響されることなく安
定かつ高精度で車両の移動速度を検出することができる
電波式対地速度センサーを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、電磁波によ
り移動体の移動速度を検出する装置において、移動体に
角度差をつけて固定された二つの送受信アンテナを有
し、該送受信アンテナから時分割的に交互に電磁波を放
射し、線路や道路表面で反射された反射波を該送受信ア
ンテナで受信し、反射波の周波数と該送受信アンテナの
角度差から信号処理器で移動体の速度を検出する電波式
対地速度センサーである。
り移動体の移動速度を検出する装置において、移動体に
角度差をつけて固定された二つの送受信アンテナを有
し、該送受信アンテナから時分割的に交互に電磁波を放
射し、線路や道路表面で反射された反射波を該送受信ア
ンテナで受信し、反射波の周波数と該送受信アンテナの
角度差から信号処理器で移動体の速度を検出する電波式
対地速度センサーである。
【００１１】従って、この電波式対地速度センサーは、
移動車両に角度差をつけて固定され、時分割的に交互に
電磁波を放射して、道路や線路表面で反射された反射波
を受信する二つの送受信アンテナと反射波の周波数と送
受信アンテナの角度差から移動体の速度を演算する信号
処理器とからなり、移動車両の振動や取り付け後の姿勢
の変動に影響されず、安定かつ高精度で車両の移動速度
を検出することが可能となる。二つの送受信アンテナは
互いに一定角度差を有して固定しているため、移動車両
の振動や送受信アンテナの取り付け後の姿勢の変動で二
つの送受信アンテナの角度差が変化することがない。こ
のため、速度検出の安定性と高精度を大幅に向上させる
ことが可能となる。
移動車両に角度差をつけて固定され、時分割的に交互に
電磁波を放射して、道路や線路表面で反射された反射波
を受信する二つの送受信アンテナと反射波の周波数と送
受信アンテナの角度差から移動体の速度を演算する信号
処理器とからなり、移動車両の振動や取り付け後の姿勢
の変動に影響されず、安定かつ高精度で車両の移動速度
を検出することが可能となる。二つの送受信アンテナは
互いに一定角度差を有して固定しているため、移動車両
の振動や送受信アンテナの取り付け後の姿勢の変動で二
つの送受信アンテナの角度差が変化することがない。こ
のため、速度検出の安定性と高精度を大幅に向上させる
ことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
実施の形態を説明する。図１はこの発明の電波式対地速
度センサーの一実施例の構成を示すブロック図である。
即ち、電波式対地速度センサーは車両の床下に筐体１と
共に取り付けられている。この筐体１内には電磁波を発
生する発振器２、サーキュレータ３ａ，３ｂ、信号処理
器４およびスイッチ回路６が設置されている。また、筐
体１には二つの送受信アンテナ５ａ，５ｂが角度差を有
して取り付けられている。上記発振器２と送受信アンテ
ナ５ａはスイッチ回路６およびサーキュレータ３ａを介
して接続されており、また、上記発振器２と送受信アン
テナ５ｂはスイッチ回路６およびサーキュレータ３ｂを
介して接続されている。それらのサーキュレータ３ａ，
３ｂは信号処理器４ともそれぞれ接続されている。
実施の形態を説明する。図１はこの発明の電波式対地速
度センサーの一実施例の構成を示すブロック図である。
即ち、電波式対地速度センサーは車両の床下に筐体１と
共に取り付けられている。この筐体１内には電磁波を発
生する発振器２、サーキュレータ３ａ，３ｂ、信号処理
器４およびスイッチ回路６が設置されている。また、筐
体１には二つの送受信アンテナ５ａ，５ｂが角度差を有
して取り付けられている。上記発振器２と送受信アンテ
ナ５ａはスイッチ回路６およびサーキュレータ３ａを介
して接続されており、また、上記発振器２と送受信アン
テナ５ｂはスイッチ回路６およびサーキュレータ３ｂを
介して接続されている。それらのサーキュレータ３ａ，
３ｂは信号処理器４ともそれぞれ接続されている。
【００１３】発振器２から出射された電磁波はスイッチ
回路６に伝送され、サーキュレータ３ａ，３ｂを通って
それぞれ送受信アンテナ５ａ，５ｂに伝送される。スイ
ッチ回路６は時分割的に送受信アンテナ５ａ，５ｂに交
互に信号を伝送する働きをし、スイッチ回路６により送
受信アンテナ５ａ，５ｂから時分割的に路面あるいは線
路７に向けて矢印で示されるように斜めに照射する。路
面あるいは線路７に放射された電磁波は散乱し、そのう
ちの一部が送受信アンテナ５ａ，５ｂで受信される。こ
のとき、車両がある速度で移動していると、ドップラ効
果により電磁波の周波数シフトを受けた散乱波がそれぞ
れの送受信アンテナ５ａ，５ｂに受信されることにな
る。
回路６に伝送され、サーキュレータ３ａ，３ｂを通って
それぞれ送受信アンテナ５ａ，５ｂに伝送される。スイ
ッチ回路６は時分割的に送受信アンテナ５ａ，５ｂに交
互に信号を伝送する働きをし、スイッチ回路６により送
受信アンテナ５ａ，５ｂから時分割的に路面あるいは線
路７に向けて矢印で示されるように斜めに照射する。路
面あるいは線路７に放射された電磁波は散乱し、そのう
ちの一部が送受信アンテナ５ａ，５ｂで受信される。こ
のとき、車両がある速度で移動していると、ドップラ効
果により電磁波の周波数シフトを受けた散乱波がそれぞ
れの送受信アンテナ５ａ，５ｂに受信されることにな
る。
【００１４】このようにして得られた受信信号は、サー
キュレータ３ａ，３ｂによりそれぞれ信号処理器４に導
かれる。送受信アンテナ５ａ，５ｂからは時分割的に電
磁波が送信されるため、受信される電磁波も時分割的に
なる。このため、信号処理器４は二つの送受信アンテナ
５ａ，５ｂのうちのどの送受信アンテナの受信信号かを
認識できる。信号処理器４は受信信号の周波数と予め入
力されている送受信アンテナ５ａと送受信アンテナ５ｂ
の角度差から車両の移動速度を検出する。
キュレータ３ａ，３ｂによりそれぞれ信号処理器４に導
かれる。送受信アンテナ５ａ，５ｂからは時分割的に電
磁波が送信されるため、受信される電磁波も時分割的に
なる。このため、信号処理器４は二つの送受信アンテナ
５ａ，５ｂのうちのどの送受信アンテナの受信信号かを
認識できる。信号処理器４は受信信号の周波数と予め入
力されている送受信アンテナ５ａと送受信アンテナ５ｂ
の角度差から車両の移動速度を検出する。
【００１５】ここで、送信される電磁波の波長をλ
（ｍ）、送信される電磁波の周波数をＦ（Ｈｚ）、速度
方向に対する送受信アンテナ５ａからの電磁波の照射角
度をθａ（°）、速度方向に対する送受信アンテナ５ｂ
からの電磁波の照射角度をθｂ（°）、送受信アンテナ
５ａで受信される電磁波の周波数をｆａ（Ｈｚ）、送受
信アンテナ５ｂで受信される電磁波の周波数をｆｂ（Ｈ
ｚ）とすると、車両の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）は、次の
（２），（３）式で表すことができる。
（ｍ）、送信される電磁波の周波数をＦ（Ｈｚ）、速度
方向に対する送受信アンテナ５ａからの電磁波の照射角
度をθａ（°）、速度方向に対する送受信アンテナ５ｂ
からの電磁波の照射角度をθｂ（°）、送受信アンテナ
５ａで受信される電磁波の周波数をｆａ（Ｈｚ）、送受
信アンテナ５ｂで受信される電磁波の周波数をｆｂ（Ｈ
ｚ）とすると、車両の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）は、次の
（２），（３）式で表すことができる。
【００１６】
【数２】
【００１７】ここで、送受信アンテナ５ａと送受信アン
テナ５ｂとの角度差をΔθ、即ち、（θｂ−θａ）＝Δ
θとし、（２），（３）式からθａ，θｂを消去する
と、次の式が得られる。
テナ５ｂとの角度差をΔθ、即ち、（θｂ−θａ）＝Δ
θとし、（２），（３）式からθａ，θｂを消去する
と、次の式が得られる。
【００１８】
【数３】
【００１９】上記（４）式より、送受信アンテナ５ａと
送受信アンテナ５ｂとの角度差Δθから移動車両の移動
速度が求めることが可能である。このとき、二つの送受
信アンテナの角度差は９０°未満の大きな値が適してい
る。この理由は上記（４）式の速度Ｖは、角度差９０°
に近いほど角度変化に対する値の変化が小さくなるた
め、取り付けによる角度差の誤差が小さくなり、速度検
出の誤差が小さくなるためである。
送受信アンテナ５ｂとの角度差Δθから移動車両の移動
速度が求めることが可能である。このとき、二つの送受
信アンテナの角度差は９０°未満の大きな値が適してい
る。この理由は上記（４）式の速度Ｖは、角度差９０°
に近いほど角度変化に対する値の変化が小さくなるた
め、取り付けによる角度差の誤差が小さくなり、速度検
出の誤差が小さくなるためである。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電波式
対地速度センサーによれば、二つの送受信アンテナを角
度差をつけて固定しているため、移動車両が重量物の搭
載などで地面に対する角度が変動したり、移動により振
動したりしても二つの送受信アンテナの角度差は変化し
ない。従って、車両の移動速度を常に安定かつ高精度に
検出できる。
対地速度センサーによれば、二つの送受信アンテナを角
度差をつけて固定しているため、移動車両が重量物の搭
載などで地面に対する角度が変動したり、移動により振
動したりしても二つの送受信アンテナの角度差は変化し
ない。従って、車両の移動速度を常に安定かつ高精度に
検出できる。
【図１】この発明の電波式対地速度センサーの実施例の
構成を示すブロック図、
構成を示すブロック図、
【図２】従来の電波式対地速度センサーの構成を示すブ
ロック図、
ロック図、
【図３】従来の電波式対地速度センサーによって計測さ
れる信号の、ドップラシフトの状態を説明するためのス
ペクトラムである。
れる信号の、ドップラシフトの状態を説明するためのス
ペクトラムである。
１ 筐体 ２ 発振器 ３，３ａ，３ｂ サーキュレータ ４ 信号処理器 ５，５ａ，５ｂ 送受信アンテナ ６ スイッチ回路 ７ 路面あるいは線路
Claims (1)
- 【請求項１】 電磁波により移動体の移動速度を検出す
る装置において、移動体に角度差をつけて固定された二
つの送受信アンテナを有し、該送受信アンテナから時分
割的に交互に電磁波を放射し、線路や道路表面で反射さ
れた反射波を該送受信アンテナで受信し、反射波の周波
数と該送受信アンテナの角度差から信号処理器で移動体
の速度を検出することを特徴とする電波式対地速度セン
サー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091871A JPH09257922A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電波式対地速度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091871A JPH09257922A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電波式対地速度センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257922A true JPH09257922A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14038630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091871A Pending JPH09257922A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電波式対地速度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257922A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7084745B2 (en) | 2001-05-04 | 2006-08-01 | Daimlerchrysler Ag | Sensor system for determination of environment for motor vehicles |
| JP2006337025A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Hitachi Ltd | 絶対速度計測装置 |
| JP2016200538A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 日本信号株式会社 | 車速計測装置および車速特定装置 |
| CN116466339A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-07-21 | 郑州爱普锐科技有限公司 | 一种用于轨道交通列车的雷达测速方法 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8091871A patent/JPH09257922A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7084745B2 (en) | 2001-05-04 | 2006-08-01 | Daimlerchrysler Ag | Sensor system for determination of environment for motor vehicles |
| JP2006337025A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Hitachi Ltd | 絶対速度計測装置 |
| JP2016200538A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 日本信号株式会社 | 車速計測装置および車速特定装置 |
| CN116466339A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-07-21 | 郑州爱普锐科技有限公司 | 一种用于轨道交通列车的雷达测速方法 |
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