JPS6024455A - 移動物体の対地速度方向測定装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は移動物体の対地速度方向測定装置に係り、特に
、路面上を移動する自動車等の移動物体の速度方向を測
定するのに好適表移動物体の対地速度方向測定装置に関
する。

〔発明の背景〕

路面上を移動する自動車等の移動物体の速度方向を測定
する場合、従来、移動物体より進行方向を向くキャスタ
付の車輪を路面に下してその車輪の唱勧角を測定したり
、あるい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方法が採用
されていた、しかし、前者の方式の場合は、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り、これに伴ない装置
の生産コストがアップするという欠点があった、 〔発明の目的〕 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方向を測定す
ることができる移動物体の対地速度方向測定装置を提供
することにある。　Ｘ〔発明の概要」 前記目的を達成する為に、本発明は、少なくとも路面に
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郵
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ｇ＠する回転軸駆動装置と、フォトセンサの出
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
に応じ九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
生するタイミングパルス発生回路と、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
サの検出出力を−１−ｃ＋ｏ°又は−９０°シフトし、
シフトとした回転角度から移動物体の基準方向に対する
方向を算出する演算部とにより移動物体の対地速度方向
測定装置を構成し、簡単な構成によって移動物体の速度
方向を測定するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例１ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実権例を説明する
。

第１図には、本発明の好適な実施例の構成が示されてい
る。

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１４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。レンズ１２は、その光軸の延長線と路面１
０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の受光面に結慮する
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に装着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。

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、モータ駆動装置３２の駆動によってモータ２８
が作動すると、歯車３０．２６の回転駆動によって回転
軸１８が矢印Ｘ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２８、
モータ駆動装＋１ｔ３２から構成された回転軸駆動装置
によって回転軸１８を矢印Ｘ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１８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。

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１０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１４ＶＣ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。

信号発生回路３４は増幅器３６、比較器３８、カウンタ
４０から構成されておシ、増幅器３６からは、第２図の
（ａ）に示される信号が出力される。

この信号は比較器３８によって、そのスレッショルドレ
ベルＶ１と比較され、比較器３８からは、第２図の（ｂ
）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（ｅ
）に示されるように、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うに構成されている。

即ち、測定点２０における路面粒子の明暗の変化がフォ
トトランジスタ１４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）に示され
るパルス信号が出力されるので、比較器３８の出力パル
スをカウントすることによつってカウンタ４０から正弦
波状の出力信号を出力するととができる。なお、移動物
体の速度に応じてフォトトランジスタ１４の出力信号の
周波数が変化するので、移動物体の速度に応じてカウン
タ４０の出力レベルは変化する。

又、観測点２０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１０
の流れの方向Ｙに対し、観測点２０の速度ベクトルＴω
の方向が反対の向きになる点Ａにおけるフォトトランジ
スタ１４の出力信号は円形の測定点２０のうち最も周波
数の高い信号となる。一方、点Ａと１８０°ずれた点Ｂ
１即ち路面１０の流れの方向Ｙと観測点２０の相対ベク
トルｒωが同方向となる点は路Ｕｆｉ１０と観測点２０
の相対速度が最７４％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２０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４０によってカウントすることにより、カウン
タ４０の出力は第２図の（ｃ）で示されるようなバイア
ス信号に重畳された正弦波状の信号となる。

ここで、第３図に示される点Ａ、Ｈの角度は、移動物体
の移動方向と直交する角度なので、点Ａ１Ｂにおける回
転＠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。

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？Ｓ４１を設けると共に、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演算部４４が設けら
れている。

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（ａ）に示されるように
、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演算部４４のゲート
回路４６に供給される。

一方、回転軸１８に固定された回転角センサ４２け、回
転ｌＩ４１１１８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、＠２図の
（ｅ）に示されるような信号が出力される。

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ｎ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（ｅ）に示されるように、＋９
０°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、 このように本実施例においては、カウンタ４゜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々つたときの回転
角センサ４２の検出出力を＋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
する方向をめることができる。

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
速度方向を測定する実験を効率良く行なうことが可能と
なる。

〔発１男の効果〕 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＋９０°又は−９（′ＩＯシフトして移動物体の
基準方向に対する方向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。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図の（ａ
）〜（ｅ）はそれぞれ第１図に示す装置、の各部の作用
を説明するための波形図、第３図は第１図に示す装置の
構成を示すための図である。 １２・・レンズ １４・・・フォトトランジスタ １８　回転軸 ２０・・・測定点 ２８・・・モータ ３４・・・信号発生回路 ４１・・タイミングパルス発生器 ４２・・・回転角センサ ４４・・・演算部 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １０　少なく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シ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交換す
   るフォトセンサと、前記回転軸を駆動する回転軸駆動装
   置と、フォトセンサ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するタイミングパルス発生
   回路ト、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を＋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方向測定装置。