JPS6024452A - Apparatus for measuring ground speed vector of moving object - Google Patents
Apparatus for measuring ground speed vector of moving objectInfo
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- JPS6024452A JPS6024452A JP13324583A JP13324583A JPS6024452A JP S6024452 A JPS6024452 A JP S6024452A JP 13324583 A JP13324583 A JP 13324583A JP 13324583 A JP13324583 A JP 13324583A JP S6024452 A JPS6024452 A JP S6024452A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は移動物体の対地速度ベクトル測定装置に係り、
特に、地面上を移動する自動車等の移動物体の速度及び
その方向を測定するのに好適な移動物体の対地速度ベク
トル測定装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a ground speed vector measuring device of a moving object,
In particular, the present invention relates to a ground speed vector measuring device for a moving object suitable for measuring the speed and direction of a moving object such as a car moving on the ground.
路面上を移動する自動車等の移動物体の速度及びその方
向を測定する場合、従来2つの方式が採用されていた。When measuring the speed and direction of a moving object such as a car moving on a road surface, two methods have been conventionally employed.
一方の方式は、移動物体よりキャスタ付の車輪を路面に
下してその車輪の向(方向と@転数を計測する方法であ
る。他方の方式は、路面の粒子の流れを、移動物体に固
定された座標系の2軸方向の速度を光学的に計測するこ
とによってめる方法である。One method is to lower a wheel with casters to the road surface from a moving object and measure the direction and rotation speed of the wheel.The other method is to measure the flow of particles on the road surface toward the moving object. This is a method of determining the velocity by optically measuring the velocity in two axes of a fixed coordinate system.
前記各方式を採用することによって移動物体の速度及び
その方向を測定することができる。しかし、前者の方式
の場合、速度の方向が急激に変化するとその変化に追従
できず、不整路面では車輪が振動して正常な計測ができ
なかった。又後者の方式の場合は2軸方向別々な速度計
測装置が必要になり装置が大がかりになること、又それ
に伴ないコストアップとなるという欠点があった。By employing each of the above methods, the speed and direction of a moving object can be measured. However, in the case of the former method, if the speed direction suddenly changes, it cannot be followed, and the wheels vibrate on uneven road surfaces, making it impossible to measure correctly. In addition, the latter method requires separate speed measuring devices for two axes, resulting in a large-scale device and a corresponding increase in cost.
本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、簡単な構成で移動物体の速度及びその方
向を測定することができる移動物体の対地速度ベクトル
測定装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a ground speed vector measuring device for a moving object that can measure the speed and direction of a moving object with a simple configuration. There is a particular thing.
前記目的を達成する為に、本発明は、少な(とも路面に
対向したレンズを有し、移動物体に支持され鉛直軸とほ
ぼ平行な回転軸に、前記レンズがその光軸を鉛直軸より
傾斜させて回転可屈に支持され、かつ光軸の延長線と路
面とが交わる測定点に前記レンズの一方の焦点が調整さ
れて測定点からの入射光を結像する光学系と、この光学
系と共に前記回転軸の周りを回転し光学系により結像し
た測定点像を電気信号に変換するフォトセンサと、前記
回転軸を駆動すると共にその回転速度を周期的に変化さ
せる回転軸駆動装置と、7オトセ/lの出力信号をパル
ス信号に変換しこのパルス信号のパルス数に応じたレベ
ルの信号を発生する信号発生回路と、信号発生回路の出
力レベルを検出しこの検出レベルのうち前記回転軸の各
回転周期内の検出レベルが各回転周期内で最大又は最小
レベルになったときタイミングパルスを発生ずる第lの
タイミングパルス発生回路と、前記回転軸の回転速度を
検出する回転角センサと、回転角センサの検出出力を受
け、前記タイミングパルスにより、最大又は最小レベル
に対応したタイミングパルス発生時の回転角センサの検
出出力を+90″ 又は−900シフトし、シフトした
回転角就かも移動物体の基準方向に対する方向を算出す
る第1の演算部と、フォトセンサの検出出力によるパル
ス信号の発生が停止し、前記信号発生回路の出カンベル
が零レベルに近似したときタイミングパルスを発生する
第2のタイミングパルス発生−路と、回転角センサの出
力信号を微分する微分回路と、第2のタイミングパルス
発生回路からのタイミングパルスにより微分回路の出力
信号を取り込み、移動物体停止時光学系の回転により定
まる測定点の集合によって形成される円の牛径とタイミ
ングパルス発生時の微分回路の出力信号のレベルとを掛
算して移動物体の速度を算出する第2の演算部とにより
移動物体の対地速度ベクトル測定装置を構成し、簡単な
構成によって移動物体の速度及びその方向を測定するよ
うにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention has a lens facing the road surface, the lens is supported by a moving object, and has an optical axis tilted from the vertical axis with a rotating axis substantially parallel to the vertical axis. an optical system which is rotationally and flexibly supported and whose focal point of one of the lenses is adjusted to form an image of incident light from the measurement point at a measurement point where an extension of the optical axis intersects with the road surface; a photosensor that rotates around the rotation axis and converts a measurement point image formed by an optical system into an electrical signal; a rotation shaft drive device that drives the rotation axis and periodically changes its rotation speed; A signal generation circuit that converts an output signal of 7 otose/l into a pulse signal and generates a signal with a level corresponding to the number of pulses of this pulse signal, and detects the output level of the signal generation circuit and detects the output level of the signal generation circuit and detects the output level of the rotation shaft. a first timing pulse generation circuit that generates a timing pulse when the detection level within each rotation period reaches a maximum or minimum level within each rotation period, and a rotation angle sensor that detects the rotation speed of the rotation shaft; Upon receiving the detection output of the rotation angle sensor, the detection output of the rotation angle sensor at the time of generation of the timing pulse corresponding to the maximum or minimum level is shifted by +90'' or -900 according to the timing pulse, and the shifted rotation angle or the detection output of the rotation angle sensor is shifted by +90'' or -900. a first calculation unit that calculates a direction with respect to a reference direction; and a second calculation unit that generates a timing pulse when generation of a pulse signal by the detection output of the photosensor stops and the output level of the signal generation circuit approaches zero level. A timing pulse generation circuit, a differentiation circuit that differentiates the output signal of the rotation angle sensor, and a timing pulse from the second timing pulse generation circuit captures the output signal of the differentiation circuit, and is determined by the rotation of the optical system when the moving object is stopped. A second calculation unit calculates the speed of the moving object by multiplying the diameter of the circle formed by the set of measurement points and the level of the output signal of the differential circuit when the timing pulse is generated, and calculates the ground speed vector of the moving object. The present invention is characterized in that a measuring device is configured to measure the speed and direction of a moving object with a simple configuration.
〔発明の実施例j
以下、−面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。[Embodiments of the Invention j Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the − aspect.
if図には、本発明の好適な実施例の構成が示されてい
る。The if diagram shows the configuration of a preferred embodiment of the present invention.
第1図において、路面10に対向したレンズ12を有す
る光学系と、フォトセンサを構成するフォトトランジス
タエ4とが一体となってハウジング16内に収納されて
おり、このハウジング16が、車両等の移動物体(図示
省略)に支持され鉛直軸とほぼ平行な回転軸18に、レ
ンズ12の光軸を鉛直軸より傾斜させて回転可能に支持
されている。In FIG. 1, an optical system having a lens 12 facing a road surface 10 and a phototransistor 4 constituting a photosensor are housed together in a housing 16. The lens 12 is rotatably supported by a rotating shaft 18 that is supported by a moving object (not shown) and is substantially parallel to the vertical axis, with the optical axis of the lens 12 being inclined from the vertical axis.
レンズ12は、その光軸の延長縁と路面10とが交わる
測定点20にレンズ12の一方の焦点が調整されて測定
点20における路面の粒子の拡大された測定点像がフォ
トトランジスタ14の受光面に結像するように調整され
ている。フォトトランジスタ14の受光面に結像した測
定点像はフォトトランジスタ14によって電気信号に変
換され、この電気信号は、回転軸18に装置されたスリ
ップリング22を介して、移動物体に固定されたブラシ
24に供給される。One focus of the lens 12 is adjusted to a measurement point 20 where the extended edge of the optical axis intersects with the road surface 10, and an enlarged measurement point image of road surface particles at the measurement point 20 is received by the phototransistor 14. It is adjusted to form an image on a surface. The measurement point image formed on the light-receiving surface of the phototransistor 14 is converted into an electric signal by the phototransistor 14, and this electric signal is sent to a brush fixed to a moving object via a slip ring 22 installed on the rotating shaft 18. 24.
回転軸18の下部には歯車26が固定されており、この
歯車26は、モータ28に連結された歯車30と噛合し
ており、モータ駆動装@32の駆!vIKよってモータ
28が作動すると、歯車30.260回転駆動によって
回転軸18が矢印×方向へ回転するように構成されてい
る。即ち本実施例においては歯車26.30、モータ2
8、モータ駆動装置32から構成された回転軸駆動装f
fKよって回転軸18を矢印×方向に回転駆動すること
ができる。又本実施例における回転軸駆動装置は、回転
軸重8を回転駆動すると共にその回転速度を周期的に変
化させるように構成されている。A gear 26 is fixed to the lower part of the rotating shaft 18, and this gear 26 meshes with a gear 30 connected to a motor 28, which drives the motor drive unit @32. When the motor 28 is operated by vIK, the rotating shaft 18 is configured to rotate in the direction of the arrow x by the rotational drive of the gear 30.260. That is, in this embodiment, gears 26 and 30, motor 2
8. Rotary shaft drive device f composed of a motor drive device 32
By fK, the rotating shaft 18 can be rotationally driven in the direction of the arrow. Further, the rotary shaft driving device in this embodiment is configured to rotate the rotary shaft load 8 and to periodically change its rotational speed.
回転軸18が回転すると、回転軸18に連結されたハウ
ジング16が回転軸18と共に回転し、かつ移動物体停
止時の測定点20の集合によって円が形成される。又更
に移動物体がある速度をもって路面工0上を移動した場
合には路面粒子の明暗の変化が測定点像としてフォトト
ランジスタ14に与えられ、この測定点像が電気信号に
変換される。フォトトランジスタ14の出力信号はスリ
ップリング22、ブラシ24を介して信号発生回路34
に供給される。When the rotating shaft 18 rotates, the housing 16 connected to the rotating shaft 18 rotates together with the rotating shaft 18, and a circle is formed by a collection of measurement points 20 when the moving object is stopped. Furthermore, when the moving object moves at a certain speed over the road surface work 0, the change in brightness of the road surface particles is given to the phototransistor 14 as a measurement point image, and this measurement point image is converted into an electrical signal. The output signal of the phototransistor 14 is sent to a signal generation circuit 34 via a slip ring 22 and a brush 24.
supplied to
信号発生回路34は増幅器36、比較器38、カウンタ
40から構成されており、増幅器36からは、第2−の
faJに示される信号が出力される。The signal generation circuit 34 includes an amplifier 36, a comparator 38, and a counter 40, and the amplifier 36 outputs a signal indicated by the second -faJ.
この4ぎ号は比較器38によって、そのスレッショルド
レベルVlと比較され、比較器38からは、第2図の(
bJに示されるようなパルス信号が出力され、このパル
ス信号がカウンタ40によってカウントされる。カウン
タ40は比較器38の出力パルスをカウントし、出力パ
ルスのパルス数に応じたレベルの信号、即ち第2図の(
C) Ic示されるように、あるバイアス信号に重畳さ
れた正弦波状の信号を出力するよプに構成されている。This fourth signal is compared with its threshold level Vl by a comparator 38, and from the comparator 38, the (
A pulse signal as indicated by bJ is output, and this pulse signal is counted by the counter 40. The counter 40 counts the output pulses of the comparator 38 and produces a signal with a level corresponding to the number of output pulses, that is, (
C) Ic As shown, it is configured to output a sinusoidal signal superimposed on a certain bias signal.
即ち、測定点2oにおける路面粒子の明暗の変化が7オ
トトランジス月4によって第2図の(a)で示される信
号となって出力され、比較器38から(b) K示され
るパルス旧号が出力されるので、比較器38の出方パル
スをカウントすることによってカウンタ4oから正弦波
状の出方信号を出力することができる。又、移11E!
+1lII!I体の速度に応じてフォトトランジスタ1
4の出刃信号の周波数が変化するので、移動物体の速度
が遅い場合にはカウンタ40がらは(C)のm線で示さ
れるような信号が出力され、−刃移動物体の速度が速く
なった場合には(C)の実線で示される信号がカラ/り
4oから出力される。That is, the change in brightness of the road surface particles at the measuring point 2o is outputted by the transducer 4 as a signal shown in (a) in FIG. Therefore, by counting the output pulses of the comparator 38, a sinusoidal output signal can be output from the counter 4o. Also, move 11E!
+1lII! Phototransistor 1 depending on the speed of the I body
Since the frequency of the blade signal 4 changes, when the speed of the moving object is slow, the counter 40 outputs a signal as shown by the m line in (C), and - the speed of the blade moving object becomes faster. In this case, the signal shown by the solid line in (C) is output from the color/receiver 4o.
又、観測点2oが移動物体から見て円形に移動した場合
、第3図に示されるように、移動物体から見た路面IQ
の流れの方向Yに対し、観測点2゜の速度ベクトルγω
の方向が反対の向きKなる点AICおけるフォトトラン
ジスタ14の出力信号は円形の測友点20のうち最も周
波数の高い旧号となる。−万、点Aと180’ずれた点
B、即ち路面lOの流れの方向Yと観測点2oの相対ベ
クトルγωが同方向となる点は路面10と観測点2゜の
相対速度が最小になるので、点Bにおけるフォトトラン
ジスタ14の出力信号は、測定点2oのうち最も低い周
波数になる。従って、比較器38の出力パルスをカウン
タ4oによってカウントすることにより、カウンタ4o
の出刃は第2図のIC)で示されるようなバイアス16
号に重畳された正弦波状の信号となる。In addition, when the observation point 2o moves in a circular manner as seen from the moving object, as shown in Fig. 3, the road surface IQ as seen from the moving object
With respect to the flow direction Y, the velocity vector γω at the observation point 2°
The output signal of the phototransistor 14 at the point AIC where the direction of is the opposite direction K is the old signal with the highest frequency among the circular measurement points 20. - 10,000 points B, which is 180' apart from point A, that is, the point where the flow direction Y of the road surface lO and the relative vector γω of the observation point 2o are in the same direction, the relative velocity between the road surface 10 and the observation point 2o is the minimum. Therefore, the output signal of the phototransistor 14 at point B has the lowest frequency among the measurement points 2o. Therefore, by counting the output pulses of the comparator 38 by the counter 4o, the counter 4o
The cutting edge is biased at 16 as shown by IC in Figure 2.
This results in a sinusoidal signal superimposed on the signal.
ここで、第3図に示される点A、Hの可成は、移動物体
の移動方向と直交する角度なので、点A。Here, the angle between points A and H shown in FIG. 3 is perpendicular to the direction of movement of the moving object, so point A is the possible angle.
Bにおける回転軸18の角度に+90’又は−90’加
えれば移動物体の基準方向に対する方向をめることがで
きる。By adding +90' or -90' to the angle of the rotation axis 18 at B, the direction of the moving object relative to the reference direction can be determined.
そこで、本実施例においては、カウンタ4oの出力レベ
ルのうち、回転軸18の各回転周期内の出力レベルが各
回転周期内で最大又は最小レベルになったときを検出す
るための第1のタイミングパルス発生回路を構成するタ
イミングパルス発生器41を設けると共に1回転軸18
の回転角度を検出する回転角センサ42、及び回転角セ
ンサ42とタイミングパルス発生器41に基づいて移動
物体の基準方向に対する方向を演算する第1の演算部4
4が設けられている。Therefore, in this embodiment, the first timing is used to detect when the output level of the counter 4o within each rotation period of the rotating shaft 18 reaches the maximum or minimum level within each rotation period. A timing pulse generator 41 constituting a pulse generation circuit is provided, and one rotation axis 18 is provided.
a rotation angle sensor 42 that detects the rotation angle of the moving object; and a first calculation unit 4 that calculates the direction of the moving object with respect to the reference direction based on the rotation angle sensor 42 and the timing pulse generator 41.
4 is provided.
即ち、タイミングパルス発生器41は、カウンタ40の
出力レベルを検出し、第2図の(d) K示されるよう
に、回転軸18の各回転周期内の出力レベルが各回転周
期内で最大又は最小レベルになったときタイミングパル
スを発生するように構成されており、このタイミングパ
ルス発生器41のタイミングパルスは第1の演算部44
のゲート回路46に供給される。That is, the timing pulse generator 41 detects the output level of the counter 40, and as shown in FIG. It is configured to generate a timing pulse when the minimum level is reached, and the timing pulse of the timing pulse generator 41 is generated by the first calculation unit 44.
is supplied to the gate circuit 46 of.
一方、回転軸18に固定された回転角センサ42は、゛
回転軸18の角度を検出し、この検出信号を角度センサ
信号処理回路48に供給するように構成されている。こ
の角度センサ信号処理回路48からは第2図の(e)に
示されるような信号が出力される。On the other hand, the rotation angle sensor 42 fixed to the rotation shaft 18 is configured to detect the angle of the rotation shaft 18 and supply this detection signal to the angle sensor signal processing circuit 48. The angle sensor signal processing circuit 48 outputs a signal as shown in FIG. 2(e).
角度センサ信号処理回路48、ゲート回路46、演算回
路50から構成された第1の演算部44の演算回路50
は、タイミングパルス発生器41からタイミングパルス
が出力されたとき、ゲート回路46を開いて角度センサ
信号処理回路48の出力信号を取り込み、最大又は最小
レベルに対応したタイミングパルス発生時の回転角セン
サ42の検出出力を、第2図のtel Ic示されるよ
うに、+90゜又は−90°シフトし、シフトした回転
角度ψから移動物体の基準方向に対する方向を算出する
ように構成されている。An arithmetic circuit 50 of the first arithmetic unit 44, which includes an angle sensor signal processing circuit 48, a gate circuit 46, and an arithmetic circuit 50.
When a timing pulse is output from the timing pulse generator 41, the gate circuit 46 is opened to take in the output signal of the angle sensor signal processing circuit 48, and the rotation angle sensor 42 at the time of generation of the timing pulse corresponding to the maximum or minimum level. The detection output is shifted by +90° or -90° as shown in tel Ic in FIG. 2, and the direction of the moving object with respect to the reference direction is calculated from the shifted rotation angle ψ.
このように本実施例においては、カウンタ40の出力レ
ベルのうち、回転軸18の各回転周期内の出力レベルが
各回転周期内で最大又は最小レベルになったときの回転
角センサ42の検出出力を十90°又は−90°シフト
し、シフトした回転角度ψかう移動物体の基準方向に対
する方向をめることができる。In this embodiment, the detection output of the rotation angle sensor 42 is determined when the output level of the counter 40 within each rotation period of the rotating shaft 18 reaches the maximum or minimum level within each rotation period. can be shifted by 190 degrees or -90 degrees, and the direction of the moving object relative to the reference direction can be determined by the shifted rotation angle ψ.
ところで、前述したように、回転軸18は回転軸駆動装
置によってその回転速度が周期的に変化するようにされ
ている。そのため、回転軸18の速度変化の幅を充分大
きくとれば、路面10の流れ速度と測定点200周速が
一致する回転数が存在する。そして、移動物体の速度と
回転軸18の速度との相対速度が一致した場合には、カ
ウンタ40の出力レベルがほぼ苓レベルに近似するので
、カウンタ40の出力レベルを検出することによって路
面lOの流れ速度と観測点200周速が一致した時点を
検出することが可能である。即ち、カウンタ40の出力
レベルがほぼ零レベルに近似したときは、移動物体の速
度と観測点200周速が等しいので、この時点の回転角
センサ42の出力信号を微分して、この微分値と、移動
物体停止時光学系の回転により定まる測定点200呆合
によって形成される円の半径とを掛算すれば移動物体の
速度をめることができる。By the way, as described above, the rotational speed of the rotating shaft 18 is periodically changed by the rotating shaft driving device. Therefore, if the width of the speed change of the rotating shaft 18 is made sufficiently large, there will be a rotational speed at which the flow speed of the road surface 10 and the circumferential speed of the measurement point 200 match. When the relative speed of the moving object and the speed of the rotating shaft 18 match, the output level of the counter 40 is approximately approximated to the level, so by detecting the output level of the counter 40, the road surface lO can be reduced. It is possible to detect the point in time when the flow velocity and the circumferential velocity of the observation point 200 match. That is, when the output level of the counter 40 is approximately close to zero level, the speed of the moving object and the circumferential speed of the observation point 200 are equal, so the output signal of the rotation angle sensor 42 at this point is differentiated, and this differential value and The speed of the moving object can be determined by multiplying by the radius of the circle formed by the 200 measurement points determined by the rotation of the optical system when the moving object is stopped.
そこで本実施例においては、カウンタ40の出力レベル
が零レベルに近似したことを検出するための第2のタイ
ミングパルス発生回路52を設けると共に、角度センサ
信号処理回路48の出力信号を微分する微分回路54と
、微分回路54と第2のタイミングパルス発生回路52
からのタイミングパルスに基づいて移動物体の速度を算
出する第2の演算部56が設けられている。Therefore, in this embodiment, a second timing pulse generation circuit 52 is provided for detecting that the output level of the counter 40 approaches zero level, and a differentiation circuit is provided for differentiating the output signal of the angle sensor signal processing circuit 48. 54, a differentiation circuit 54, and a second timing pulse generation circuit 52
A second arithmetic unit 56 is provided that calculates the speed of the moving object based on timing pulses from the moving object.
第2のタイミングパルス発生回路52は、比較器58と
タイミングパルス発生器60から構成されており、カラ
/り40の出力信号が比較器58に供給されている。そ
して、カウンタ40の出力レベルが零レベルに近似した
微小な値となったことが比較器58によって検出された
とき、比較器58の比較出力がタイミングパルス発生器
60に与えられ、比較器58の出力信号の立ち上り時に
、タイミングパルス発生器60から第2の演算部56の
ゲート回路62にタイミングパルスが与エラれるように
構成されている。−万、微分回路54は角度センサ1!
号処理回ji!r4Bの出力信号を取り込み、このir
g号を微分し、第2図のげ】に示されるような信号をゲ
ート回路62に供給するように構成されている。The second timing pulse generation circuit 52 includes a comparator 58 and a timing pulse generator 60 , and the output signal of the color/return signal 40 is supplied to the comparator 58 . Then, when the comparator 58 detects that the output level of the counter 40 has become a very small value close to the zero level, the comparison output of the comparator 58 is given to the timing pulse generator 60, The timing pulse generator 60 is configured to apply a timing pulse to the gate circuit 62 of the second arithmetic unit 56 when the output signal rises. -10,000, the differential circuit 54 is the angle sensor 1!
Issue processing time ji! Take in the output signal of r4B and use this ir
It is configured to differentiate the number g and supply a signal as shown in FIG. 2 to the gate circuit 62.
ゲート回路62と演算回路64から構成された第2の演
算部56は、タイミングパルス発生器60から出力され
るタイミングパルスによってゲート回路62を開き微分
回路54の出力信号を演算回路64に取り込み、移動物
体停止時光学系の回転により定まる測定点20の果合に
よって形成される円の半径rとタイミングパルス発生時
の微分口w!r54の出力信号のレベルωとを掛算して
移動物体の速度を算出するように構成されている。The second calculation unit 56, which is composed of a gate circuit 62 and a calculation circuit 64, opens the gate circuit 62 according to the timing pulse output from the timing pulse generator 60, takes in the output signal of the differentiating circuit 54 into the calculation circuit 64, and moves the signal. The radius r of the circle formed by the coincidence of the measurement points 20 determined by the rotation of the optical system when the object is stopped and the differential opening w when the timing pulse is generated! The speed of the moving object is calculated by multiplying by the level ω of the output signal of r54.
このように本実施例においては、カウンタ40の出力レ
ベルかはぼ零レベルに近似したとき回転角センサ42の
微分値と測定点20の集合によって形成される円の半径
rとを掛算することによって移動物体の速度をめること
ができる。As described above, in this embodiment, when the output level of the counter 40 is approximately close to the zero level, the differential value of the rotation angle sensor 42 is multiplied by the radius r of the circle formed by the set of measurement points 20. You can measure the speed of a moving object.
以上のように、本実施例によれば、簡単な構成によって
移動物体の速度及びその方向を測定することができるの
で、従来の装置よりもコストの低減が図れると共に、移
動物体の速度及びその方向を測定する実験を効率良(行
なうことが可能となる。As described above, according to the present embodiment, the speed and direction of a moving object can be measured with a simple configuration, so the cost can be reduced compared to conventional devices, and the speed and direction of a moving object can be measured. It becomes possible to carry out experiments to measure .
以上説明したように、本発明によれば、測定点における
路面の粒子の変化を正弦波信号に変換し、この正弦波信
号の各周期内の出力レベルが最大又は最小レベルになっ
たとき、移動物体の移動方向と直交する角度として検出
された値を+90Q又は−90°シフトして移動物体の
基準方向に対する方向をめ、又移動物体の速度と観測点
の周速とが等しいときを前記正弦波信号が零に近似した
時点としてとらえ、この時点の測定点の角度変化を微分
し、この微分値と移動物体停止時光学系の回転により定
まる測定点の集合忙よって形成される円の半径とを掛算
して移動物体の速度をめるようにしたので、簡単な構成
によって移動物体の速度及びその方向を測定することが
でき装置の生産コストの低減が図れるという優れた効果
がある。As explained above, according to the present invention, changes in road surface particles at a measurement point are converted into a sine wave signal, and when the output level within each period of this sine wave signal reaches the maximum or minimum level, the movement The direction of the moving object relative to the reference direction is determined by shifting the value detected as the angle perpendicular to the moving direction of the object by +90Q or -90°, and when the speed of the moving object and the circumferential speed of the observation point are equal, the above sine Taking this as the point in time when the wave signal approaches zero, we differentiate the angular change at the measurement point at this point, and calculate the radius of the circle formed by this differential value and the set of measurement points determined by the rotation of the optical system when the moving object is stopped. Since the speed of the moving object is calculated by multiplying , the speed and direction of the moving object can be measured with a simple configuration, and the production cost of the device can be reduced, which is an excellent effect.
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図の(a
)〜(f)はそれぞれ第1図に示す装置の4!r都の作
用を説明するための波形図、第3図は第1図に示す装置
の構成を説明するための図である。
12・・・レンズ、14・・・フォトトランジスタ、1
8・・・回転軸、20・・・測定点、28・・・モータ
、34・・・信号発失回路、41・・・タイミングパル
ス発生器、42・・・回転角セ/す、44・・・第1の
演算部、52・・・第2のタイミングパルス発生回路、
54・・・微分回路、56・・・第2の演算部。
代理人 鵜 沼 辰 之
(ほか1名)
第2図
□時間
第3図FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
) to (f) are 4! of the apparatus shown in FIG. 1, respectively. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the action of the waveform, and FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the apparatus shown in FIG. 1. 12...Lens, 14...Phototransistor, 1
8... Rotation axis, 20... Measurement point, 28... Motor, 34... Signal generation/loss circuit, 41... Timing pulse generator, 42... Rotation angle set/su, 44... . . . first calculation unit, 52 . . . second timing pulse generation circuit,
54... Differential circuit, 56... Second calculation section. Agent Tatsuyuki Unuma (and 1 other person) Figure 2 □ Time Figure 3
Claims (1)
物体に支持され鉛直軸とほぼ平行な回転軸K、前記レン
ズがその光軸を鉛直軸より傾斜させて回転可能に支持さ
れ、かつ光軸の延長線と路面とが交わる測定点に前記レ
ンズの一万の焦点がv!4整されて測定点からの入射光
を結像する光学系と、この光学系と共に前記回転軸の周
りを回転し光学系により結像した測定点像を電気信号に
変換するンオトセンサと、前記回転軸を駆動すると共に
その回転速度を周期的に変化させる回転軸駆動装置と、
7オトセンサの出力信号をパルス信号Kf換しこのパル
ス信号のパルス数に応じたレベルの信号を発生する信号
発生回路と、信号発生回路の出力レベルを検出しこの検
出レベルのうち前記回転軸の各回転周期内の検出レベル
が各回転周期内で最大又は最小レベルになったときタイ
ミングパルスを発生する第1のタイミングノくルス発生
回路と、前記回転軸の回転角度を検出する回転角センサ
と、回転角センサの検出出力を受け、前記タイミングパ
ルスにより、最大又は最小レベルに対応したタイミング
パルス発生時の回転角センサの検出出力ヲ+90°又は
−90’シフトし、シフトした回転角度から移動物体の
基準方向に対する方向を算出する第1の演算部と、7オ
トセンサの検出によるパルス信号の発生が停止し前記信
号発生回路の出力レベルが零レベルに近似したときタイ
ミングノくルスを発生する第2のタイミングノくルス発
生回路と、回転角センサの出力信号を微分する微分回路
と、第2のタイミングノぐルス発生回路カ1らのタイミ
ングパルスにより微分回路の出力信号を取り込み、移動
物体停止時光学系の回転により定まる担)1定点の集合
によって形成される円の半径とタイミングパルス発生時
の微分回路の出力信号のレベルとを掛算して移動物体の
速度を算出する第2の演算部と、を有することを特徴と
する移動物体の対地速度ベクトル測定装置。(1) It has at least a lens facing the road surface, is supported by a moving object, and has a rotation axis K that is substantially parallel to the vertical axis, and the lens is rotatably supported with its optical axis inclined from the vertical axis, and the optical axis The focal point of 10,000 points of the lens is at the measurement point where the extension line of v! intersects with the road surface. an optical system that forms an image of the incident light from the measurement point; an optical sensor that rotates around the rotation axis together with the optical system and converts the measurement point image formed by the optical system into an electrical signal; a rotary shaft drive device that drives the shaft and periodically changes its rotational speed;
7. A signal generation circuit that converts the output signal of the auto sensor into a pulse signal Kf and generates a signal with a level corresponding to the number of pulses of this pulse signal; and a signal generation circuit that detects the output level of the signal generation circuit and selects one of the detected levels for each of the rotating shafts. a first timing pulse generation circuit that generates a timing pulse when a detection level within a rotation period reaches a maximum or minimum level within each rotation period; a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the rotation shaft; Upon receiving the detection output of the rotation angle sensor, the detection output of the rotation angle sensor at the time of generation of the timing pulse corresponding to the maximum or minimum level is shifted by +90° or -90' according to the timing pulse, and the rotation angle of the moving object is determined from the shifted rotation angle. a first calculation unit that calculates the direction with respect to the reference direction; and a second calculation unit that generates a timing noise when the generation of the pulse signal by detection by the sensor stops and the output level of the signal generation circuit approaches zero level. A timing nozzle generating circuit, a differentiating circuit that differentiates the output signal of the rotation angle sensor, and a second timing nozzle generating circuit capture the output signal of the differentiating circuit by the timing pulses of the rotation angle sensor, and when the moving object stops, the output signal of the differentiating circuit is captured. a second calculation unit that calculates the speed of the moving object by multiplying the radius of the circle formed by the set of one fixed point determined by the rotation of the system and the level of the output signal of the differential circuit when the timing pulse is generated; A ground speed vector measuring device for a moving object, characterized in that it has:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13324583A JPS6024452A (en) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | Apparatus for measuring ground speed vector of moving object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13324583A JPS6024452A (en) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | Apparatus for measuring ground speed vector of moving object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024452A true JPS6024452A (en) | 1985-02-07 |
Family
ID=15100097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13324583A Pending JPS6024452A (en) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | Apparatus for measuring ground speed vector of moving object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024452A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5072408A (en) * | 1989-04-07 | 1991-12-10 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Microfilm handling system |
| WO2022213161A1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | Indústrias Rossi Eletromecânica Ltda | Automatic gate controller |
-
1983
- 1983-07-21 JP JP13324583A patent/JPS6024452A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5072408A (en) * | 1989-04-07 | 1991-12-10 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Microfilm handling system |
| WO2022213161A1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | Indústrias Rossi Eletromecânica Ltda | Automatic gate controller |
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