JPS63100571A - 極性相関器 - Google Patents

極性相関器

Info

Publication number
JPS63100571A
JPS63100571A JP24687086A JP24687086A JPS63100571A JP S63100571 A JPS63100571 A JP S63100571A JP 24687086 A JP24687086 A JP 24687086A JP 24687086 A JP24687086 A JP 24687086A JP S63100571 A JPS63100571 A JP S63100571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift register
data
signal
bit
counter
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
Application number
JP24687086A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomiyoshi Yoshida
吉田 富省
Hiroshi Kitajima
博史 北島
Nobuo Nakatsuka
中塚 信雄
Maki Yamashita
山下 牧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP24687086A priority Critical patent/JPS63100571A/ja
Publication of JPS63100571A publication Critical patent/JPS63100571A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

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〉 この発明は、例えばスペックル速度計などに適用実施さ
れる技術であって、2系統の2値化信号につき相互相関
関数を求めるのに用いられる極性相関器に関する。
〈従来の技術〉 従来、移動物体の速度等を非接触で測定するものとして
スペックル速度計がある。
第9図はこのスペックル速度計の原理を示し、速度Vで
移動する物体2にレーザ光1が照射されている。この物
体2での反射光は散乱して空間に広がるが、この散乱光
はレーザ光1のコヒーレンス性により明暗の鮮明なスペ
ックルパターンとなる。このスペックルパターンは前記
物体2の移動と同時に移動し、この移動するスペックル
パターンが移動方向に沿って並ぶ2個の受光部3.4で
検出されるようになっている。
各受光部3,4ではそれぞれ受光信号をアナログ電気量
に変換した後、これをコンパレータで2値化して2値化
信号を生成するが、この場合、受光部4で得る2値化信
号(以下、「遅れ信号」という)は受光部3で得る2値
化信号(以下、「先行信号」という)に対しある遅れ時
間で4だけ遅れて検出されることになる。
かくして先行信号は第10図に示す如く、NIビット分
だけメモリ5に、また遅れ信号の方はN2ビット分(た
だしN2 >Nl )だけ他のメモリ6に、それぞれあ
るサンプル周期Tで同時に取り込まれた後、−敗判別回
路7により先行信号の各ビットデータと遅れ信号の所定
の各ビットデータとが比較されて各データ内容の一致、
不−敗が判別される。
この場合にまず先行信号の1〜N、ビット目のデータと
遅れ信号の1〜N1ビツト目のデータとの一致判別が行
われ、その結果、データ内容が一致したビット数をカウ
ンタ8で計数することで一致度数(相関度数)Xが求め
られる。
この値Xはメモリ60時間シフトがゼロのとき(図中、
K=Oで示す)の相関値を意味する。
つき゛にメモリ5の1〜N、ビット目のデータとメモリ
6の2〜(Nl+1)ビット目のデータとの間の一致判
別が行われ、その一致度数X、すなわちメモリ6の時間
シフトがTのとき(K=1)の相関値がカウンタ8の計
数動作により求められる。
以下同様にして、時間シフトがTXj(ただしj・0.
1.2.・・・・)のときの相関値が求められ、その結
果、第11図に示すように相関ビークPをもつ相関曲線
9が得られる。そしてこの相関曲線9によって前記相関
ビークPまでの遅れ時間τ4が求められ、例えばこの遅
れ時間で4をつぎの0式に代入することで物体2の速度
Vを算出できる。
v=k・□・・・・■ τ4 なお上式中、dは受光部3.4間の距離、には定数であ
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが上記方式の場合、先行信号および遅れ信号につ
き必要なデータ量をメモリ5.6に取り込んだ後にデー
タ入力を禁止して、メモリドライブによる相関処理を行
うため、相関ピークの検出に時間がかかり、殊にリアル
タイムによる高速処理が困難であるという問題がある。
この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
2個のシフトレジスタを用いて相関処理を行うことによ
り、相関ピークの検出時間の短縮化をはかると共に、リ
アルタイムによる高速処理を可能とした新規な極性相関
器を提供することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、2系統の2値
化信号につき相互相関関数を求めるための極性相関器で
あって、 各2値化信号データを直列に取り込むための第1.第2
のシフトレジスタと、 各シフトレジスタを駆動するクロック信号を発生させる
ための周波数が可変な可変クロック発生部と、 第1のシフトレジスタの直列出力にかかる最終ビットの
データと第2のシフトレジスタの並列出力にかかる複数
ビットのデータとをそれぞれ対比してデータ内容の一致
判別を行うための一致判別部と、 この一致判別部による一致度数を第2のシフトレジスタ
の各ビット毎に計数するためのカウンタ群とを具備させ
ることにした。
く作用〉 可変クロック発生部はある周波数のクロック信号を発生
させて第1.第2のシフトレジスタを駆動する。これに
より各シフトレジスタは2系統の2値化信号を取り込む
と共に、第1のシフトレジスタは直列出力にかかる最終
ビットのデータを、また第2のシフトレジスタは並列出
力にかかる複数ビットのデータを、それぞれ一致判別部
に与える。一致判別部ではそれぞれデータ間のデータ内
容の一致判別を行い、その一致度数が第2のシフトレジ
スタの各ビット毎にカウンタ群により計数される。
かくしてこのカウンタ群の計数動作で一致度数分布が得
られ、またこの−成度数分布から相関ピークを検出する
ことができる。
従ってこの発明によれば、相関処理をリアルタイムで実
行し得、従来例に比較して相関ピークの検出時間が大幅
に短縮化される。
〈実施例〉 第1図はこの発明の一実施例にかかる極性相関器の回路
構成例を示すもので、先行信号の2値データ列が直列入
力される第1のシフトレジスタ11と、前記先行信号に
対しある時間遅れτ4を有する遅れ信号の2値データ列
が直列入力される第2のシフトレジスタ12とを含んで
いる。
各シフトレジスタ11.12は、可変クロック発生部1
0が発生するクロック信号CKのタイミングによって動
作せられ、第1のシフトレジスタ11にはN1ビット分
の2値データが、第2のシフトレジスタ12にはNz 
 (NZ <N、)ビット分の2値データが、それぞれ
取り込まれる。
前記可変クロック発生器10は、その詳細は後述するが
、前記遅れ時間τ4がクロック数で一定値KP(例えば
100個)となるようクロック信号CKの周波数fcK
が可変設定される。
第2図(1)は各シフトレジスタ11.12の関係を示
しており、第1のシフトレジスタ11に先行信号の構成
データAI+A2+・・・・が順次直列入力されるのに
対し、第2のシフトレジスタ12には前記先行信号に対
しクロック数でに、に相当する遅れ時間τ4だけ遅れて
遅れ信号が直列入力される。なお遅れ時間τ、は、クロ
ック信号CKの周期をTとすると、τa =T x K
pとなる。
第1のシフトレジスタ11は取り込んだ2値データを直
列出力し、また第2のシフトレジスタ12は取り込んだ
2値データを並列出力するもので、第1のシフトレジス
タ11の直列出力にかかる最終ビットのデータと第2の
シフトレジスタ12の並列出力にかかる全ビットのデー
タとが一致判別部13に与えられてデータ間の一致、不
一致が判別される。なお前記一致判別部13は例えばエ
クスクル−シブ・ノア回路等を用いて構成される。
第2図(2)はこの一致判別部130判別動作を示すも
ので、第1のシフトレジスタ11には先行信号の構成デ
ータA、。1〜A z*Jが、また第2のシフトレジス
タ12には遅れ信号の構成データAI * 、N+ *
 Kp ) −(Nよ−1)〜 A、。N、−Kpが、
それぞれ取り込まれている。また一致判別部13には第
1のシフトレジスタ11より直列出力にかかる最終ビッ
トのデータ^1が、また第2のシフトレジスタ12より
並列出力にかかる全ビットのデータA (i中用量に、
)−(N、−1)ゞ Ai中N、−むが、それぞれ与え
られ、これらデータ間でデータ内容の一致判別が行われ
る。
この第1.第2の各シフトレジスタ11゜12にクロッ
ク信号CKが1個与えられると、各シフトレジスタ11
.12は1ビツトだけシフト動作して第2図(3)の状
態に移行し、一致判別部13には第1のシフトレジスタ
11よりっぎの直列出力データA i+1が、また第2
のシフトレジスタ12よりつぎの各並列出力データA 
(iφN、 *Kp) −(N、−11’l”’A i
+N、−X、41が八それぞれ与えられる。
上記一致判別部13の判別結果はカウンタ群14に与え
られ、第2のシフトレジスタ12の各ビットについての
一致度数がカウンタ群14を構成する複数個(r’y 
z個)のカウンタ15によってそれぞれ計数される。
なお第2図(2) f3)にはこのカウンタ群14によ
る計数結果を直交座標上に示しである。この直交座標は
横軸に第2のシフトレジスタ12の各ビット位置く前記
時間シフトKに相当する)をとり、縦軸に一致度数(相
関度数)をとったものであり、KがN+−Nz+1〜N
、の範囲内のKpの位置に一致度数(図中、斜線で示す
)が累積されている。
第3図(1)〜(3)は上記第1.第2の各シフトレジ
スタ11.12および一致判別部13の具体構成例を、
その動作例と共に示しである。
この実施例の場合、先行信号に対する遅れ信号の遅れ時
間τ4がクロック数でKP =100となるようクロッ
ク信号CKの周波数rcxを可変設定すると共に、第1
シフトレジスタ11には102ビツトの先行信号が、ま
た第2のシフトレジスタ12には6ビツトの遅れ信号が
、それぞれ取り込まれるよう構成しである。
いま第3図(1)において、第1のシフトレジスタ11
には先行信号の102ビツト分の構成データA1゜、〜
A2゜2が取り込まれ、また第2のシフトレジスタ12
には遅れ信号の6ビツト分の構成データA97〜AlO
2が取り込まれている。
この第1.第2の各シフトレジスタ11゜12にクロッ
ク信号CKが1個与えられて1ビツトだけシフト動作す
ると、各シフトレジスタ11.12および一致判別部1
3は第3図(2)に示す状態に移行する。すなわち第1
のシフトレジスタ11に先行信号の構成データA1゜2
〜A2゜。
が、また第2のシフトレジスタ12に遅れ信号の構成デ
ータA9a〜A、。3が、それぞれ取り込まれると共に
、一致判別部13には第1のシフトレジスタ11より直
列出力にかかる最終ビットのデータA1゜1が、また第
2のシフトレジスタ12より並列出力にかかる全ビット
のデータA98〜AlO3が与えられて、これらデータ
間の一致判別が行われる。
第3図(3)は、上記第3図(2)の状態下にある各シ
フトレジスタ11.12がさらに1ビツトシフトした状
態を示しており、この場合には一致判別部13は第1の
シフトレジスタ11のつぎの直列出力データA1゜2に
つき第2のシフトレジスタ12のつぎの各並列出力デー
タA99〜A1゜4との間で一致判別を行っている。
第2のシフトレジスタ12の各ビットについての一致度
数はカウンタ群14を構成する各カウンタ15によりそ
れぞれ個別に計数される。
この実施例の場合、前記遅れ時間τ4がクロック数でK
p =100に相当するよう設定されているから、同図
の直交座標で示す如く、理論上に=100の位置に一致
度数が累積されて、相関曲線の相関ピークが現れること
になる。
第4図はカウンタ群14による実際の計数結果例を示す
。同図は、−成度数かに=に、に相当する位WKp*s
*以外にも現れて累積され、その結果、K peakの
位置を中心としてその両側に広がる相関度数分布が生成
されることを示している。
このことは、第1のシフトレジスタ11の出力として第
5図に示す如く、同一データ内容のビットデータ(同図
の場合、「H」レベルのビットデータ)がクロック信号
CKの複数ピントにわたり連続するような場合、K =
 K 、、にの位置のみならずK ” K poak−
1の位置でも第2のシフトレジスタ12の出力とデータ
内容が一致することとなって、−成度数が累積される結
果となることからも理解される。
第1図に戻って、前記カウンタ群14にはランチ部16
とデータ出力部17とが接続される。
ラッチ部16はランチ回路で構成され、カウンタ群14
を構成するいずれかカウンタ15の計数容量が満杯状態
になったとき各カウンタ15の最終ビットの内容をラッ
チしてコード化し、このビットパターンをデコーダ部1
8へ出力する。またデータ出力部17は、例えば各カウ
ンタ15の後段にBCDカウンタを付加するなどして構
成され、各カウンタ15の計数内容、すなわち−成度数
を出力する。
第6図は、カウンタ群14およびランチ部16の動作の
推移を示している。
同図中、(a)はある時刻tにおけるカウンタ群14の
計数内容、すなわち−成度数分布を示しており、この時
点ではいずれのカウンタ15の計数容量も満杯状態に至
っていない。この(a)の状態より時刻Δtだけ経過す
ると、カウンタ群14の計数内容は同図の(b)のよう
になり、この時点ではに=100の位置のカウンタ15
が満杯状態に達している。この状態における各カウンタ
15の最終ビットは、前記に−100の位置のカウンタ
15のみが「1」であり、他の位置のカウンタ15は「
0」である。
このようにいずれかカウンタ15が満杯状態となると、
全カウンタ15の最終ビットの内容がランチ部16によ
りラッチされてビットパターンにコード化されると共に
、カウンタ群14の内容がリセットされてつぎの計数動
作に待機する(第6図中、(c)(d)で示す)。
従って前記ビットパターンのコードから相関ピークの検
出が可能であり、この相関ピークの位置とこのときのク
ロック信号CKの周期T(= 1 / f CK)とか
ら前記遅れ時間τ4を算出できる。
第7図は、可変クロック発生部10の一構成例を示す。
この可変クロック発生部10は前記遅れ時間τ4がクロ
ック数で一定値に、(例えば100個)となるようクロ
ック周波数fCKを可変設定してクロック信号CKを発
生させるためのものであり、図示例の場合、位相比較器
20゜ローパスフィルタ21.電圧制御発振器22およ
び、カウンタ23を含むPLLループ(PhaseLo
cked Loop )をもって構成しである。
前記位相比較器20には基準周波数f0の基準信号が、
またカウンタ23には分周比rが、それぞれ与えられる
もので、この可変クロック発生部10は基準周波数f0
の倍率を分周比rによって変えることによって、クロッ
ク周波数fcx (”r ’ fo )を変化させてい
る。
なお上記構成のうちカウンタ23はクロック信号GKを
分周比rで分周してこれを位相比較器20に与える。位
相比較器20はカウンタ23が出力する周波数がfcx
/rの信号と基準周波数f0をもつ基準信号との位相を
比較してその位相差に応じた電圧を発生させる。ローパ
スフィルタ21は位相比較器20からの信号入力を平滑
化し、電圧制御発振器22は入力電圧の大きさに応じた
周波数few (=r−fo )を発振させてクロック
信号CKを発生させる。
第8図は、前記分周比rの決定方法を示しており、以下
、同図を用いて第1図の装置例の動作を説明する。
第8図において、roは初期データとして可変クロック
発生部10に与えられる初期分周比であり、可変クゴソ
ク発生部10は所期時はこの初期分周比r0に基づき、
それ以降は更新された分周比rに基づきクロック周波数
fcKを決定して、クロック信号CKを信号処理部24
へ与える。この信号処理部24は前記第1.第2の各シ
フトレジスタ11,12.一致判別部13、カウンタ群
15等に対応しており、各シフトレジスタ11.12は
クロック信号CKのタイミングに合わせて先行信号や遅
れ信号を取り込むと共に、第1のシフトレジスタ11は
直列出力にかかる最終ビットデータを、また第2のシフ
トレジスタ12は並列出力にかかる複数ビットデータを
、それぞれ一致判別部13に与える。
一致判別部13ではそれぞれデータ間のデータ内容の一
致判別が行われ、その−成度数が第2のシフトレジスタ
12の各ビット毎にカウンタ群14の各カウンタ15に
より計数される。
これらカウンタ15の計数動作により一致度数分布が得
られ、この−成度数分布がラッチ部16でラッチされる
と、このラッチ内容がビットパターンとしてコード化さ
れる。
かくてこのビットパターンのコードから相関ピークの検
出が可能であり、例えばこの相関ピークの位置とこのと
きのクロック信号CKの周期T(=1/fCK)とから
前記遅れ時間τ、を算出する。
前記ビットパターンはデコーダ部18で解読され、その
内容に応じて分周比rの制御量Δrが割り付けられる。
図示例では例えばに=99の位置が「1」となるビット
パターンを想定しており、この場合制御量Δrとして+
1が割り付けられる。この制御量Δrを前回の分周比r
に加算して新たに分周比rに更新され、これを可変クロ
ック発生部10に与えることにより、この分周比rに基
づくクロック周波数fCKが決定されて、クロック信号
CKが出力されることになる。
〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、2系統の2値化信号を2個のシ
フトレジスタを含むハード回路を用いて相関処理を行う
ようにしたから、リアルタイムによる相関処理が可能と
なり、相関ピーク値の検出時間の短縮化を実現する等、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかる極性相関器の回路
構成を示すブロック図、第2図はシフトレジスタおよび
一致判別部の動作を示す説明図、第3図はシフトレジス
タおよび一致判別部の具体構成例およびその動作例を示
す説明図、第4図はカウンタ群の計数にかかる相関度数
分布を示す説明図、第5図は第4図の相関度数分布の生
成理由を説明するためのタイムチャート、第6図はカウ
ンタ群およびラッチ部の動作の推移を示す説明図、第7
図は可変クロック発生部の回路構成例を示すブロック図
、第8図は可変クロック発生部における分周比の決定方
法を示す説明図、第9図はスペックル速度計の原理説明
図、第10図は従来例の構成を示す説明図、第11図は
相関曲線を示す説明図である。 10・・・・可変クロック発生部 11.12・・・・シフトレジスタ 13・・・・一致判別部 14・・・・カウンタ群 特許出 願人  立石電機株式会社 7・]− 代理人 弁理士  鈴 木 由 充′、、、’ 、; 
、:叉し 士十2)シコ  ・フトレン29hw−1疋4−1別舌
β−チ・イγ求斤を1吃−・2手続主甫正書く自発〉 昭和61年11月27日 1、事件の表示  特願昭61−246870号2、発
明の名称  極 性 相 関 器3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所〒616京都市右京区花園土堂町10番地名称(2
94)立石電機株式会社 代表者 立 石 孝 雄 4、代理人 を rA (itN、 −Kp)−(HL−1) Jに補正
。 (2)明細書第9頁13行目rA(、i*N+。Xp)
 −INよ−1)Jを ’A +i。N、 −に、) −(Nよ−2,」に補正
。 (3)明細書第10頁3行目r A (itN、4に、
)−(N、−+)Jを rA、、□+ −’p) −(Hz−1) Jに補正。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 2系統の2値化信号につき相互相関関数を求めるための
    極性相関器であって、 各2値化信号データを直列に取り込むための第1、第2
    のシフトレジスタと、 各シフトレジスタを駆動するクロック信号を発生させる
    ための周波数が可変な可変クロック発生部と、 第1のシフトレジスタの直列出力にかかる最終ビットの
    データと第2のシフトレジスタの並列出力にかかる複数
    ビットのデータとをそれぞれ対比してデータ内容の一致
    判別を行うための一致判別部と、 この一致判別部による一致度数を第2のシフトレジスタ
    の各ビット毎に計数するためのカウンタ群とを具備して
    成る極性相関器。
JP24687086A 1986-10-16 1986-10-16 極性相関器 Pending JPS63100571A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24687086A JPS63100571A (ja) 1986-10-16 1986-10-16 極性相関器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24687086A JPS63100571A (ja) 1986-10-16 1986-10-16 極性相関器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63100571A true JPS63100571A (ja) 1988-05-02

Family

ID=17154953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24687086A Pending JPS63100571A (ja) 1986-10-16 1986-10-16 極性相関器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63100571A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3506813A (en) Signal-to-noise ratio enhancement methods and means
US5568071A (en) Pulse phase difference encoding circuit
JPS63163961A (ja) デイジタル相関器
US4569078A (en) Image sensor
US4429310A (en) Random binary waveform encoded ranging apparatus
US4607218A (en) Digital phase measurement method
US4912519A (en) Laser speckle velocity-measuring apparatus
CN108732579A (zh) 借助于干涉测量的高分辨率距离测量
JPS63100571A (ja) 極性相関器
Hagiwara et al. A phase encoding method for improving the resolution and reliability of laser interferometers (displacement measurement)
EP1031817A2 (en) Pseudorandom-bit-sequence modulated fiber-optic gyro
EP0295720A2 (en) Laser speckel velocity-measuring apparatus
US4533250A (en) Readout apparatus for a ring laser angular rate sensor
CN1335516A (zh) 用高速混沌码做雷达调相信号源的方法
JPS63103904A (ja) 長さ・速度測定装置
US5867125A (en) Incremental phase and distance measurement through digital phase signature comparison
US3844166A (en) Method and device for the measurement of thickness by ultrasonic resonance
US5128909A (en) Advanced clock measurement system
JPS63131267A (ja) 極性相関器
US4133037A (en) System and method of performing a decisive phase coherence test
JPS63132378A (ja) 極性相関器
JPS63101965A (ja) 極性相関器
DE69921768T9 (de) Verfahren und vorrichtung zum initialisieren eines faseroptischen kreisels
JPS58137709A (ja) スケ−ル読取方法
JP2941006B2 (ja) スペックル測長計及び測長方法