JP2015155872A - Histogram generation device and laser radar device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a histogram to be created while simplifying a configuration and eliminating a dead time.
SOLUTION: By a multiphase clock generation circuit 22, N clock signals having the same clock cycles and phase differences are generated. N counters 30 are provided in correspondence with the clock signals, have the same count-up cycle, a measured signal and the corresponding clock signal are inputted to the counters, is counted up for each of a prescribed number of clocks of the corresponding clock signals, and a count rate is outputted. N memories 36 are provided in accordance with the N counters, and frequency is stored to each address. A histogram generation circuit 32 is provided in accordance with the N counters, and the signal level of the measured signal is sampled for each of the prescribed number of clocks. When the sampled signal level is a prescribed level, frequency stored to a corresponding memory address is read with respect to the count rate outputted by the counter, a specified value is added up, and stored.
COPYRIGHT: (C)2015,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒストグラム作成装置及びレーザレーダ装置に係り、特に、対象物までのレーザ光の飛行時間を外乱光があっても信頼度よく求めるためのヒストグラム作成装置及びレーザレーダ装置に関する。   The present invention relates to a histogram creation device and a laser radar device, and more particularly to a histogram creation device and a laser radar device for obtaining a flight time of laser light to an object with high reliability even when there is disturbance light.

従来、図16に示すように、時間測定回路とヒストグラム作成回路は、別々の回路として構成されていた。時間測定回路は、起点時刻(スタート信号)からイベント発生時刻(ストップ信号)までの経過時間を測定し、その測定結果をヒストグラム作成回路に伝える。ヒストグラム作成回路は、時間測定回路が出力する測定結果をもとに、時間ごとのイベント発生頻度を表すヒストグラムをメモリ内に作成する。処理待ちバッファは、時間測定回路とヒストグラム作成回路の間に介在し、あるイベントにともなうヒストグラム作成処理中に次のイベントが発生したときに、一時的に測定結果をバッファリングするものである。   Conventionally, as shown in FIG. 16, the time measurement circuit and the histogram creation circuit are configured as separate circuits. The time measurement circuit measures the elapsed time from the start time (start signal) to the event occurrence time (stop signal), and transmits the measurement result to the histogram creation circuit. The histogram creation circuit creates a histogram representing the event occurrence frequency for each time in the memory based on the measurement result output from the time measurement circuit. The process waiting buffer is interposed between the time measurement circuit and the histogram creation circuit, and temporarily buffers the measurement result when the next event occurs during the histogram creation process associated with a certain event.

また、時間測定回路は、スタート信号からストップ信号までの時間を測定し、その結果を出力する。時間分解能が低くても良い場合は、単純なカウンタでクロック数をカウントすればよいが、高い時間分解能が必要な場合は、複数のカウンタを異なる位相で動作させて、結果の平均値を求める等の工夫が必要となる。その例を図17、及び図18に示す(特許文献1)。   The time measuring circuit measures the time from the start signal to the stop signal and outputs the result. If the time resolution can be low, the number of clocks can be counted with a simple counter. However, if high time resolution is required, multiple counters can be operated at different phases, and the average value of the results is obtained. Need to be devised. Examples thereof are shown in FIGS. 17 and 18 (Patent Document 1).

また、ヒストグラム作成処理は、ヒストグラムメモリのアドレスを指定して、その内容を読み出し、+1(重みを積算する場合は+w)加算して、書き戻す処理である。図16に示す構成では、ヒストグラム作成回路がヒストグラムメモリの内容を更新するシーケンスを実行し、ヒストグラムメモリ内にヒストグラムが作成される。これをタイミング図で表したものが図19である。図20には、ヒストグラムメモリのアドレスと時間測定値の関係を示している。作成したヒストグラムは、ヒストグラム読み出し回路の制御によってヒストグラムメモリから読み出され、出力される。   Also, the histogram creation process is a process of designating an address of the histogram memory, reading the contents, adding +1 (+ w when integrating weights), and writing back. In the configuration shown in FIG. 16, the histogram creation circuit executes a sequence for updating the contents of the histogram memory, and a histogram is created in the histogram memory. FIG. 19 shows this in a timing diagram. FIG. 20 shows the relationship between the histogram memory address and the time measurement value. The created histogram is read from the histogram memory and output under the control of the histogram reading circuit.

また、ヒストグラムメモリのスループット(単位時間当たりの処理能力)を向上させる従来技術として、図21に構成を、図22に動作を示すようなインターリーブという方法がある。メモリを複数のバンクに分割し、各バンクの動作タイミングをずらして並列に動作させることで、スループットを向上させる方法である。図22の例では、メモリA及びBの各々がバンクa、b、c、及びdの4バンクに分割され、1クロックずつ動作タイミングをずらすことにより、1クロック毎にメモリ更新処理を開始できる。また、メモリAとメモリBとは、いわゆるダブルバッファを構成しており、メモリAにヒストグラムを作成している間に、メモリBのヒストグラムの読出しを行い、メモリAにおいてのヒストグラムの作成が完了した後に、メモリAとメモリBとを切り替える。なお、インターリーブを使わなければ、4クロック毎にしかメモリ更新処理を開始できないため、インタリーブの方法を利用することによりスループットは4倍になる。   As a conventional technique for improving the throughput (processing capacity per unit time) of the histogram memory, there is a method called interleaving in which the configuration is shown in FIG. 21 and the operation is shown in FIG. In this method, the memory is divided into a plurality of banks, and the operation timing of each bank is shifted to operate in parallel, thereby improving the throughput. In the example of FIG. 22, each of the memories A and B is divided into four banks, banks a, b, c, and d, and the memory update process can be started for each clock by shifting the operation timing by one clock. The memory A and the memory B constitute a so-called double buffer, and while the histogram is being created in the memory A, the histogram of the memory B is read and the creation of the histogram in the memory A is completed. Later, the memory A and the memory B are switched. If interleaving is not used, the memory update process can be started only every four clocks, so the throughput is quadrupled by using the interleaving method.

特開2013−205092号公報JP2013-205092A

しかし、時間測定回路において、時間分解能を高くしたい場合は、時間測定回路の時間分解能だけでなく、ヒストグラムメモリのスループットも相応に向上させる必要があるという問題がある。さらに、処理待ちバッファを介在させたとしても、イベント(時間測定回路の出力)を取りこぼすことなく処理することは困難であり、何らかのデッドタイムが発生するという問題がある。   However, in the time measurement circuit, when it is desired to increase the time resolution, there is a problem that not only the time resolution of the time measurement circuit but also the throughput of the histogram memory needs to be improved accordingly. Further, even if a process waiting buffer is interposed, it is difficult to process without missing an event (output of the time measuring circuit), and there is a problem that some dead time occurs.

本発明では、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながらヒストグラムを作成することができるヒストグラム作成装置及びレーザレーダ装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a histogram creation device and a laser radar device that can simplify the configuration and create a histogram while eliminating dead time.

上記目的を達成するために、第1の発明のヒストグラム作成装置は、互いに同一のクロック周期を有し且つ位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力する多相クロック生成部と、前記N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し、対応するクロック信号が入力されるN個のカウンタであって、対応するクロック信号による所定数のクロック毎にカウントアップし、カウント値を出力するN個のカウンタと、前記N個のカウンタに対応して設けられ、各番地に頻度を格納するためのN個のメモリと、前記N個のカウンタに対応して設けられたN個のヒストグラム作成部であって、被測定信号及び対応するクロック信号が入力され、対応するクロック信号による前記所定数のクロック毎に、被測定信号の信号レベルをサンプリングし、サンプリングした信号レベルが所定レベルである場合に、前記カウンタから出力されたカウント値に対して予め定められた、前記対応するメモリの番地に格納されている頻度を読み出し、所定値を加算して格納するN個のヒストグラム作成部と、を含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a histogram creation device according to a first aspect of the present invention is a multiphase clock generation unit that generates and outputs N clock signals having the same clock period and having a phase difference; N counters provided corresponding to N clock signals and having the same count-up period and receiving the corresponding clock signals, and for each predetermined number of clocks by the corresponding clock signals N counters for counting up and outputting count values, N memories for storing the frequency at each address, N counters for storing the frequency at each address, and N counters N histogram generators provided to receive a signal under measurement and a corresponding clock signal, and receive the signal under measurement for each of the predetermined number of clocks by the corresponding clock signal. When the sampled signal level is a predetermined level, the frequency stored in the corresponding memory address, which is predetermined for the count value output from the counter, is read. And N histogram generating units that add and store predetermined values.

第1の発明によれば、多相クロック生成部により、N個のクロック信号を生成し、出力し、N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し、対応するクロック信号が入力されるN個のカウンタにより、対応するクロック信号による所定数のクロック毎にカウントアップし、カウント値を出力し、N個のカウンタに対応して設けられたN個のヒストグラム作成部により、被測定信号及び対応するクロック信号が入力され、対応するクロック信号による所定数のクロック毎に、被測定信号の信号レベルをサンプリングし、サンプリングした信号レベルが所定レベルである場合に、カウンタから出力されたカウント値に対して、N個のカウンタに対応して設けられたN個のメモリのうち、対応するメモリの番地に格納されている頻度を読出し、所定値を加算して格納する。   According to the first invention, the multi-phase clock generation unit generates and outputs N clock signals, is provided corresponding to the N clock signals, and has the same count-up cycle. The N counters to which the corresponding clock signals are input counts up every predetermined number of clocks according to the corresponding clock signals, outputs the count value, and N histograms provided corresponding to the N counters When the signal to be measured and the corresponding clock signal are input by the creation unit, the signal level of the signal to be measured is sampled for each predetermined number of clocks by the corresponding clock signal, and the sampled signal level is a predetermined level, With respect to the count value output from the counter, the address of the corresponding memory among the N memories provided corresponding to the N counters It reads the frequency being paid, and stores by adding a predetermined value.

このように、N個のクロック信号に対応して設けられたN個のカウンタと、N個のメモリと、N個のカウンタに対応して設けられたN個のヒストグラム作成部を用いて、N個のメモリの各番地に頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながらヒストグラムを作成することができる。   In this way, N counters provided corresponding to the N clock signals, N memories, and N histogram creating units provided corresponding to the N counters are used. By storing the frequency at each address of each memory, the configuration can be simplified and a histogram can be created while eliminating dead time.

また、第1の発明において、前記多相クロック生成部は、互いに同一のクロック周期を有し且つ、他のクロック信号の何れかと前記カウントアップ周期の1/Nの位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力してもよい。   In the first aspect of the invention, the multi-phase clock generation unit has N clocks having the same clock period and having a phase difference of 1 / N of the count-up period with any of the other clock signals. A signal may be generated and output.

また、第1の発明において、前記カウントアップ周期を、前記ヒストグラム作成部が前記メモリから頻度を読み出し、所定値を加算して格納する処理にかかる時間以上の時間としてもよい。   In the first invention, the count-up cycle may be a time longer than a time required for the histogram creation unit to read out the frequency from the memory and add and store a predetermined value.

また、第1の発明において、前記N個のメモリの各々を、メモリを2つ有するダブルバッファ構成としてもよい。   In the first invention, each of the N memories may have a double buffer configuration having two memories.

第2の発明のレーザレーダ装置は、レーザ光を複数回発光する発光部と、対象物で反射されたレーザ光を受光し、前記レーザ光を含む光の受光に応じた前記被測定信号を出力する受光部と、第1の発明のヒストグラム作成装置と、前記ヒストグラム作成装置の前記N個のメモリの各番地に格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納された番地に基づいて、前記対象物までのレーザ光の飛行時間を求める最大値探索部と、を含んで構成され、前記ヒストグラム作成装置の前記カウンタは、前記発光部によってレーザ光が発光される毎に、カウントを開始する。   A laser radar device according to a second aspect of the invention receives a light emitting unit that emits laser light a plurality of times and laser light reflected by an object, and outputs the signal under measurement corresponding to reception of light including the laser light. The maximum frequency is searched from the frequency stored in each address of the N memories of the histogram generating device and the histogram generating device of the first invention, and the searched maximum frequency is stored. A maximum value search unit for obtaining a flight time of the laser beam to the object based on the address, and the counter of the histogram creation device is configured so that each time the laser beam is emitted by the light emitting unit. Start counting.

第2の発明によれば、発光部により、レーザ光を複数回発光し、受光部により、受光した対象物で反射されたレーザ光を含む光に応じた被測定信号を出力し、最大値探索部により、ヒストグラム作成装置のN個のメモリの各番地に格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納された番地に基づいて、対象物までのレーザ光の飛行時間を求める。対象物までのレーザ光の飛行時間が求まれば、対象物までの距離に換算することができる。   According to the second invention, the light emitting unit emits the laser beam a plurality of times, and the light receiving unit outputs the signal under measurement corresponding to the light including the laser beam reflected by the received object, and searches for the maximum value. The maximum frequency is searched from the frequency stored in each address of the N memories of the histogram creation device by the unit, and the flight time of the laser light to the object is determined based on the address where the searched maximum frequency is stored. Ask for. If the flight time of the laser beam to the object is obtained, it can be converted into the distance to the object.

このように、ヒストグラム作成装置のN個のメモリの各番地に格納された頻度の最大頻度を探索することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   In this way, by searching for the maximum frequency stored in each address of the N memories of the histogram creation device, the configuration is simplified, and the flight time of the laser beam to the object is reduced while eliminating the dead time. Can be determined appropriately.

また、第2の発明において、前記受光部は、複数の受光素子を備え、前記受光素子の反応個数を表す前記被測定信号を出力し、前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、被測定信号及び対応するクロック信号が入力され、対応するクロック信号による所定数のクロック毎に、被測定信号の信号レベルをサンプリングし、サンプリングした信号レベルが所定レベルである場合に、前記カウンタから出力されたカウント値に対して予め定められた、前記対応するメモリの番地に格納されている頻度を読み出し、前記被測定信号が表す前記反応個数に応じた数値を加算して格納してもよい。   In the second aspect of the invention, the light receiving unit includes a plurality of light receiving elements, and outputs the signal under measurement representing the number of reactions of the light receiving elements. And the corresponding clock signal is input, the signal level of the signal under measurement is sampled every predetermined number of clocks by the corresponding clock signal, and the sampled signal level is a predetermined level, the count output from the counter The frequency stored in the corresponding memory address, which is predetermined for the value, may be read, and a numerical value corresponding to the number of reactions represented by the signal under measurement may be added and stored.

また、第3の発明のヒストグラム作成装置は、互いに同一のクロック周期を有し且つ位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力する多相クロック生成部と、前記N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し被測定信号及び対応するクロック信号が入力されるN個のヒストグラム作成部であって、頻度を格納するための先頭レジスタから最後尾レジスタまでのM個のレジスタを有し、対応するクロック信号のクロック周期で、各レジスタに格納されている頻度を、循環させるように一つ前のレジスタに各々格納し、前記先頭レジスタに格納されていた頻度を、最後尾レジスタに格納するときに、被測定信号の信号レベルが所定レベルである場合、前記先頭レジスタに格納されていた頻度に、所定値を加算して前記最後尾レジスタに格納するN個のヒストグラム作成部と、を含んで構成されている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-phase clock generator for generating and outputting N clock signals having the same clock period and having a phase difference, and outputting the N clock signals to the N clock signals. N histogram generating units provided correspondingly and having the same count-up period and to which a signal under measurement and a corresponding clock signal are input, from the first register to the last register for storing the frequency Up to M registers, and in the clock cycle of the corresponding clock signal, the frequency stored in each register is stored in the previous register so as to circulate, and stored in the head register. When the signal level of the signal under measurement is a predetermined level when the frequency is stored in the last register, the frequency stored in the head register is set to a predetermined value. It is configured to include the N-number of the histogram creating unit to be stored in the last register by adding a.

第3の発明によれば、多相クロック生成部により、互いに同一のクロック周期を有し且つ位相差を有するN個のクロック信号を生成し、N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し被測定信号及び対応するクロック信号が入力されるN個のヒストグラム作成部により、頻度を格納するための先頭レジスタから最後尾レジスタまでのM個のレジスタを有し、対応するクロック信号のクロック周期で、各レジスタに格納されている頻度を、循環させるように一つ前のレジスタに各々格納し、先頭レジスタに格納されていた頻度を、最後尾レジスタに格納するときに、被測定信号の信号レベルが所定レベルである場合、先頭レジスタに格納されていた頻度に、所定値を加算して最後尾レジスタに格納する。   According to the third invention, the multi-phase clock generation unit generates N clock signals having the same clock period and having a phase difference, provided corresponding to the N clock signals, and , Having N registers from the first register to the last register for storing the frequency by N histogram generators having the same count-up period and receiving the signal under measurement and the corresponding clock signal The frequency stored in each register is stored in the previous register so as to circulate in the clock cycle of the corresponding clock signal, and the frequency stored in the first register is stored in the last register. When the signal level of the signal under measurement is a predetermined level, a predetermined value is added to the frequency stored in the head register and stored in the tail register.

このように、N個のクロック信号を生成する多相クロック生成部と、M個のレジスタを有し、対応するクロック信号のクロック周期で、各レジスタに格納されている頻度を、循環させるN個のヒストグラム作成部を用いることにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながらヒストグラムを作成することができる。   As described above, the multi-phase clock generation unit that generates N clock signals and M registers, and the number of N clocks that circulate the frequency stored in each register in the clock cycle of the corresponding clock signal. By using this histogram creation unit, it is possible to simplify the configuration and create a histogram while eliminating dead time.

また、第3の発明において、前記クロック周期を、前記ヒストグラム作成部が前記レジスタに格納されていた頻度に、所定値を加算して前記レジスタに格納する加算値が確定するまでの時間以上の時間としてもよい。   Further, in the third invention, the clock period is set to a time equal to or more than a time from when a predetermined value is added to the frequency at which the histogram creation unit is stored in the register to determine the added value to be stored in the register It is good.

また、第4の発明のレーザレーダ装置は、レーザ光を複数回発光する発光部と、対象物で反射されたレーザ光を受光し、前記レーザ光を含む光の受光に応じた前記被測定信号を出力する受光部と、第3の発明のヒストグラム作成装置と、前記ヒストグラム作成装置の前記N個のヒストグラム作成部の各々の前記M個のレジスタに格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納された前記レジスタに基づいて、前記対象物までのレーザ光の飛行時間を求める最大値探索部と、を含んで構成され、前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、前記発光部によってレーザ光が発光される毎に、前記クロック周期での各レジスタに格納されている頻度の循環を開始する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser radar device according to a fourth aspect of the present invention, wherein a light emitting unit that emits laser light a plurality of times and a laser beam reflected by an object are received, and the signal under measurement corresponding to light reception including the laser light. A maximum frequency from the frequencies stored in the M registers of each of the N histogram generating units of the histogram generating apparatus, A maximum value search unit for obtaining a flight time of laser light to the object based on the register in which the searched maximum frequency is stored, and the histogram creation unit of the histogram creation device includes: Each time the laser beam is emitted by the light emitting unit, the circulation of the frequency stored in each register in the clock cycle is started.

第4の発明によれば、発光部により、レーザ光を複数回発光し、受光部により、受光した対象物で反射されたレーザ光に応じた被測定信号を出力し、最大値探索部により、ヒストグラム作成装置のN個のヒストグラム作成部の各々のM個のレジスタに格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納されたレジスタに基づいて、対象物までのレーザ光の飛行時間を求める。   According to the fourth invention, the light emitting unit emits the laser light a plurality of times, the light receiving unit outputs the signal under measurement corresponding to the laser light reflected by the received object, and the maximum value searching unit The maximum frequency is searched from the frequencies stored in each of the M registers of the N histogram generating units of the histogram generating device, and the laser beam to the object is determined based on the register in which the searched maximum frequency is stored. Find the flight time.

このように、ヒストグラム作成装置のN個のヒストグラム作成部の各々のM個のレジスタに格納された頻度の最大頻度を探索することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   In this way, by searching for the maximum frequency stored in the M registers of each of the N histogram generating units of the histogram generating apparatus, the configuration is simplified, and dead time is eliminated, and the object is detected. The flight time of the laser beam can be obtained appropriately.

また、第4の発明において、前記受光部は、複数の受光素子を備え、前記受光素子の反応個数を表す前記被測定信号を出力し、前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、前記先頭レジスタに格納されていた頻度を、最後尾レジスタに格納するときに、被測定信号の信号レベルが所定レベルである場合、前記先頭レジスタに格納されていた頻度に、前記被測定信号が表す前記反応個数に応じた数値を加算して前記最後尾レジスタに格納するようにしてもよい。   In the fourth invention, the light receiving section includes a plurality of light receiving elements, and outputs the signal to be measured representing the number of reactions of the light receiving elements. The histogram generating section of the histogram generating apparatus includes the head register When the signal level of the signal under measurement is a predetermined level when the frequency stored in the last register is stored in the last register, the number of reactions represented by the signal under measurement in the frequency stored in the head register It is also possible to add a numerical value corresponding to and store it in the last register.

以上説明したように、本発明のヒストグラム作成装置及びレーザレーダ装置によれば、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながらヒストグラムを作成することができる。   As described above, according to the histogram creation device and the laser radar device of the present invention, it is possible to create a histogram while simplifying the configuration and eliminating the dead time.

本発明の第1の実施の形態に係るレーザレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the laser radar apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the histogram creation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る多相クロック生成部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multiphase clock generation part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart which illustrates operation | movement of the histogram preparation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るレーザレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the laser radar apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the histogram creation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の動作を例示するタイミングチャートである。It is a timing chart which illustrates operation of a histogram creation device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係るレーザレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the laser radar apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the histogram creation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係るレーザレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the laser radar apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the histogram creation apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る多相クロック生成部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multiphase clock generation part which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係るレーザレーダ装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the laser radar apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the histogram creation apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係るヒストグラム作成装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart which illustrates operation | movement of the histogram creation apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 時間測定回路とヒストグラム作成回路を別々の回路として構成した例を示す図である。It is a figure which shows the example which comprised the time measurement circuit and the histogram preparation circuit as a separate circuit. 複数のカウンタを異なる位相で動作させて結果の平均値を求める例を示す図である。It is a figure which shows the example which calculates | requires the average value of a result by operating a some counter with a different phase. 複数のカウンタを異なる位相で動作させて結果の平均値を求める例を示す図である。It is a figure which shows the example which calculates | requires the average value of a result by operating a some counter with a different phase. ヒストグラム作成回路がヒストグラムメモリの内容を更新するシーケンスを実行しヒストグラムメモリ内にヒストグラムを作成する例を示す図である。It is a figure which shows the example which a histogram preparation circuit performs the sequence which updates the content of a histogram memory, and produces a histogram in a histogram memory. ヒストグラムメモリのアドレスと時間測定値の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between the address of a histogram memory, and a time measurement value. ヒストグラムメモリのスループットを向上させる従来技術の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the prior art which improves the throughput of a histogram memory. インターリーブの例を示す図である。It is a figure which shows the example of interleaving.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各図面において、実質的に同一又は等価な構成要素又は部分には同一の参照符号を付している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, substantially the same or equivalent components or parts are denoted by the same reference numerals.

<発明の原理>
ここでは、レーザ光を発光させるタイミングを起点時刻とし、対象物で反射して戻ってきたレーザ光を検出したタイミングをイベント発生時刻とする。この間の時間は、レーザ光が対象物まで行って戻ってくるまでの往復の飛行時間となるので、光速を用いて対象物までの距離を算出することが出来る。
<Principle of the invention>
Here, the timing at which the laser beam is emitted is set as the starting time, and the timing at which the laser beam reflected by the object is detected is set as the event occurrence time. Since this time is a round-trip flight time until the laser beam reaches the object and returns, the distance to the object can be calculated using the speed of light.

このとき、太陽光などの外乱光の影響を低減させるため、複数回の時間計測結果でヒストグラムを作成し、頻度の多い計測時間を測定値として採用する。距離分解能15センチ(必要な距離分解能は、システム要件によって異なるため、15センチは一例である。)を実現するためには、時間分解能は1nsが必要であり、ヒストグラムもその時間分解能で作成する必要がある。   At this time, in order to reduce the influence of disturbance light such as sunlight, a histogram is created from a plurality of time measurement results, and a frequently measured time is employed as a measurement value. To achieve a distance resolution of 15 centimeters (the required distance resolution varies depending on the system requirements, 15 centimeters is an example), the time resolution needs to be 1 ns, and the histogram needs to be created with that time resolution. There is.

しかしながら、ヒストグラム作成処理は、イベント発生時刻、即ち、飛行時間に対応するヒストグラムのビンに重みを積算していく処理であるから、指定されたメモリ内容を読出し、加算し、書き戻す処理である。現実に利用できるメモリで考えると、1nsの間に一連の処理を完了するのは非常に困難である。そこで、現実的な数値として、メモリ内容の読出しに4ns、加算に4ns、書き戻しに8nsと仮定すると、1メモリサイクルの処理に16nsかかることになる。   However, since the histogram creation process is a process of adding weights to the bins of the histogram corresponding to the event occurrence time, that is, the flight time, the designated memory contents are read, added, and written back. Considering a memory that can be actually used, it is very difficult to complete a series of processes in 1 ns. Therefore, assuming that the actual values are 4 ns for reading the memory contents, 4 ns for the addition, and 8 ns for the write back, it takes 16 ns to process one memory cycle.

そこで、ヒストグラムメモリをN個(例えば16個)のバンクに分割し、各バンクの動作タイミングを1nsずつずらして動作させれば、全体では時間分解能1nsを実現できる。本実施の形態においては、各バンクの動作タイミングは、多相クロック生成回路から供給するものとする。   Therefore, if the histogram memory is divided into N (for example, 16) banks and the operation timing of each bank is shifted by 1 ns, the time resolution of 1 ns can be realized as a whole. In the present embodiment, the operation timing of each bank is supplied from a multiphase clock generation circuit.

<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係るレーザレーダ装置について説明する。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るレーザレーダ装置100は、受光素子10と、パルス整形部12と、レーザ制御部14と、レーザ発光素子16と、ヒストグラム作成装置20と、出力部90とを備えている。
<First Embodiment>
A laser radar device according to a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a laser radar device 100 according to a first embodiment of the present invention includes a light receiving element 10, a pulse shaping unit 12, a laser control unit 14, a laser light emitting element 16, and a histogram creation device. 20 and an output unit 90.

受光素子10は、レーザ発光素子16により発光されたレーザ光が物体に反射したレーザ光を受光する。受光素子10は光に反応して電圧パルスをパルス整形部12に出力する。   The light receiving element 10 receives the laser light reflected by the laser light emitted from the laser light emitting element 16. The light receiving element 10 outputs a voltage pulse to the pulse shaping unit 12 in response to light.

パルス整形部12は、受光素子10から入力される電圧パルスを波形整形し、ストップ信号として、ヒストグラム作成装置20に出力する。   The pulse shaping unit 12 shapes the voltage pulse input from the light receiving element 10 and outputs the waveform to the histogram creating apparatus 20 as a stop signal.

レーザ制御部14は、レーザ発光素子16にレーザ光の発光指示を行うと同時に、ヒストグラム作成装置20にスタート信号を出力する。また、レーザ制御部14は、レーザ発光素子16に対して、レーザ光の発光指示を複数回行う。   The laser control unit 14 instructs the laser light emitting element 16 to emit laser light, and simultaneously outputs a start signal to the histogram creating device 20. Further, the laser control unit 14 instructs the laser light emitting element 16 to emit laser light a plurality of times.

レーザ発光素子16は、レーザ制御部14から入力される発光指示に従って、対象物に対してレーザ光を発光する。   The laser light emitting element 16 emits laser light to the object in accordance with a light emission instruction input from the laser control unit 14.

ヒストグラム作成装置20は、レーザ発光素子16によりレーザ光を発光する毎に、レーザ光の発光時刻から、受光素子10においてレーザ光を受光するまでの時間を計測し、時間毎の頻度を表すヒストグラムを作成し、出力部90に出力する。受光素子10は、太陽光などにも反応するため、目的とするレーザ光とそれ以外の外乱光をより適切に分離するため、ヒストグラム作成装置20は、複数回の計測結果を統計処理する。   Each time the laser light emitting element 16 emits laser light, the histogram creating device 20 measures the time from the time when the laser light is emitted until the light receiving element 10 receives the laser light, and displays a histogram representing the frequency for each time. Create and output to the output unit 90. Since the light receiving element 10 also reacts to sunlight or the like, the histogram creation device 20 statistically processes the measurement results of a plurality of times in order to more appropriately separate the target laser light from other disturbance light.

ヒストグラム作成装置20は、図2に示すように、多相クロック生成回路22と、16個のヒストグラム作成部29A〜29Pと、最大値探索回路42と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the histogram creation device 20 includes a multiphase clock generation circuit 22, 16 histogram creation units 29 </ b> A to 29 </ b> P, and a maximum value search circuit 42.

多相クロック生成回路22は、図3(C)に示すように、φGを元クロック1GHz(周期1ns)とし、2段のジョンソンカウンタで、250MHz(周期4ns)のクロック信号φ1とφ2を、1nsずらして生成する。さらに、フリップフロップを用いて、クロック信号φ2を1nsずつ遅延させてクロック信号φ3〜φ16を生成し、生成したクロック信号φ1〜φ16の各々を、カウンタ30A〜30Pの各々、ヒストグラム作成回路32A〜32Pの各々、及びヒストグラムメモリ36A〜36Pの各々に出力する。見かけ上は{φ1、φ5、φ9、φ13}、{φ2、φ6、φ10、φ14}、{φ3、φ7、φ11、φ15}、{φ4、φ8、φ12、φ16}は、それぞれ同じ波形となる。   As shown in FIG. 3C, the multi-phase clock generation circuit 22 sets φG as the original clock 1 GHz (cycle 1 ns) and outputs clock signals φ1 and φ2 of 250 MHz (cycle 4 ns) to 1 ns with a two-stage Johnson counter. Generate by shifting. Further, using the flip-flop, the clock signal φ2 is delayed by 1 ns to generate the clock signals φ3 to φ16, and the generated clock signals φ1 to φ16 are respectively converted into the counters 30A to 30P and the histogram generating circuits 32A to 32P. And each of the histogram memories 36A to 36P. Apparently, {φ1, φ5, φ9, φ13}, {φ2, φ6, φ10, φ14}, {φ3, φ7, φ11, φ15}, {φ4, φ8, φ12, φ16} have the same waveform.

また、多相クロック生成回路22は、図3(B)に示すように、別の2段のジョンソンカウンタを用いて、クロック信号φAとφBを生成する。さらに、生成したクロック信号φAとφBをφA1、φB1とし、フリップフロップ(図示省略)を1つずつ用いて、クロック信号φA1、φB1それぞれを、1nsずつ遅延させてクロック信号φA2〜φA16、及びφB2〜φB16を生成し、生成したクロック信号φA1〜φA16及びφB1〜φB16の各々を、カウンタ30A〜30Pの各々、ヒストグラム作成回路32A〜32Pの各々、及びヒストグラムメモリ36A〜36Pの各々に出力する。上記図3(B)に示すジョンソンカウンタは、φ1とφ2が0のときのみ動作するよう、イネーブル端子付きのD型フリップフロップを用いて構成する。このため、φAとφBの周期はφ1の4周期分の時間となる。このクロック信号φAとφBから、メモリ更新のためのタイミングが生成される。例えば、φA=1、φB=0のときにメモリ読み出し、φA=1、φB=1のときに加算、φA=0のときに書き戻しが行われる。   In addition, as shown in FIG. 3B, the multiphase clock generation circuit 22 generates clock signals φA and φB using another two-stage Johnson counter. Further, the generated clock signals φA and φB are set to φA1 and φB1, and each of the clock signals φA1 and φB1 is delayed by 1 ns by using flip-flops (not shown) one by one, and the clock signals φA2 to φA16, and φB2 φB16 is generated, and the generated clock signals φA1 to φA16 and φB1 to φB16 are output to the counters 30A to 30P, the histogram creation circuits 32A to 32P, and the histogram memories 36A to 36P, respectively. The Johnson counter shown in FIG. 3B is configured using a D-type flip-flop with an enable terminal so that it operates only when φ1 and φ2 are zero. Therefore, the period of φA and φB is a time corresponding to four periods of φ1. Timing for memory update is generated from the clock signals φA and φB. For example, memory reading is performed when φA = 1 and φB = 0, addition is performed when φA = 1 and φB = 1, and writing back is performed when φA = 0.

また、多相クロック生成回路22は、図3(A)に示すように、カウント信号を生成して、カウンタ30A〜30Pに出力する。   Further, as shown in FIG. 3A, the multiphase clock generation circuit 22 generates a count signal and outputs the count signal to the counters 30A to 30P.

具体的には、レーザ制御部14から入力されるスタート信号を入力として、カウント信号を生成し、生成したカウント信号を、クロック信号φ1〜φ16を生成するフリップフロップ(C)のリセット端子、及びクロック信号φA、φBを生成するジョンソンカウンタ(B)を構成するフリップフロップのリセット端子に出力する。これにより、レーザ制御部14から入力されるスタート信号に応じて、各クロック信号の生成が開始される。なお、第1の実施の形態においては、φGから多相クロックを生成する例を示したが、PLL(Phase Locked Loop)を用いて多相クロックを生成してもよい。その場合、PLLの仕様に合わせて種々の変形を行う。   Specifically, a start signal input from the laser control unit 14 is input to generate a count signal, and the generated count signal is used as a reset terminal of a flip-flop (C) that generates clock signals φ1 to φ16, and a clock The signals φA and φB are output to the reset terminal of the flip-flop constituting the Johnson counter (B) that generates the signals φA and φB. Thus, the generation of each clock signal is started in accordance with the start signal input from the laser control unit 14. In the first embodiment, an example in which a multiphase clock is generated from φG has been described, but a multiphase clock may be generated using a PLL (Phase Locked Loop). In that case, various modifications are made according to the specifications of the PLL.

ヒストグラム作成装置20は、各バンクに対応してヒストグラム作成部29A〜29Pを備える。ヒストグラム作成部29A〜29Pの構成は、同様であるため、以下、ヒストグラム作成部29Aを例に説明する。   The histogram creation device 20 includes histogram creation units 29A to 29P corresponding to each bank. Since the configurations of the histogram creation units 29A to 29P are the same, the histogram creation unit 29A will be described below as an example.

ヒストグラム作成部29Aは、カウンタ30Aと、ヒストグラム作成回路32Aと、メモリ切替回路34Aと、ヒストグラムメモリ36Aと、ヒストグラムメモリ38Aと、ヒストグラム読出回路40Aと、を含んで構成されている。   The histogram creating unit 29A includes a counter 30A, a histogram creating circuit 32A, a memory switching circuit 34A, a histogram memory 36A, a histogram memory 38A, and a histogram reading circuit 40A.

カウンタ30Aは、ヒストグラム作成回路32Aと対応するように配置され、多相クロック生成回路22から入力されるクロック信号φ1、φA1、φB1、及びカウント信号を入力として、クロック信号φ1による4クロック毎に、カウントアップを行い、カウント値を、ヒストグラム作成回路32Aに出力する。本実施の形態では、φA1及びφB1が0の値であって、かつ、クロック信号φ1が立ち上がる時点で、カウントアップが行われ、これにより、クロック信号φ1による4クロック毎に、カウントアップが行われる。カウント値は、ヒストグラム作成回路32Aにより作成されるヒストグラムのビンに対応する、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地を表す。なお、4クロックが、カウントアップ周期であり、ヒストグラム作成部32Aによる上記の1メモリサイクルの処理にかかる時間と対応している。また、カウントアップ周期が、ヒストグラム作成部32Aによる上記の1メモリサイクルの処理にかかる時間より長い時間であってもよい。   The counter 30A is arranged so as to correspond to the histogram creation circuit 32A, and receives the clock signals φ1, φA1, φB1 and the count signal input from the multiphase clock generation circuit 22 as input, and every four clocks by the clock signal φ1. Counting up is performed, and the count value is output to the histogram creating circuit 32A. In the present embodiment, the count-up is performed when φA1 and φB1 are 0 and the clock signal φ1 rises, and thus the count-up is performed every four clocks by the clock signal φ1. . The count value represents the address of the memory in the histogram memory 36A corresponding to the histogram bin created by the histogram creation circuit 32A. Note that 4 clocks is a count-up cycle and corresponds to the time required for the above-described processing of one memory cycle by the histogram creation unit 32A. Further, the count-up cycle may be longer than the time required for the processing of one memory cycle by the histogram creation unit 32A.

ヒストグラム作成回路32Aは、多相クロック生成回路22から入力されるクロック信号φ1、φA1、φB1、及びカウント信号と、パルス整形部12から入力されるストップ信号とを入力として、クロック信号φ1による4クロック毎に、ストップ信号の信号レベルをサンプリングし、ストップ信号が1である場合に、カウンタ30Aのカウント値が示す、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地に従って、ヒストグラムメモリ36A内の当該メモリの番地の頻度を読出し、1を加算して、当該メモリの番地に格納する。本実施の形態では、φA1及びφB1が0であって、かつ、クロック信号φ1が立ち上がる時点で、ストップ信号の信号レベルをサンプリングする。これにより、クロック信号φ1による4クロック毎に、ストップ信号のサンプリングが行われる。   The histogram generation circuit 32A receives the clock signals φ1, φA1, φB1, and the count signal input from the multiphase clock generation circuit 22 and the stop signal input from the pulse shaping unit 12, and receives four clocks based on the clock signal φ1. Each time, the signal level of the stop signal is sampled, and when the stop signal is 1, the frequency of the memory address in the histogram memory 36A indicated by the count value of the counter 30A is indicated by the address of the memory in the histogram memory 36A. Is added, and 1 is added and stored in the address of the memory. In this embodiment, when φA1 and φB1 are 0 and the clock signal φ1 rises, the signal level of the stop signal is sampled. As a result, the stop signal is sampled every four clocks by the clock signal φ1.

メモリ切替回路34Aは、ヒストグラム作成回路32Aによるアクセス先を、ヒストグラムメモリ36A及びヒストグラムメモリ38Aの何れかに切り替える。ここで、ヒストグラムメモリ36Aと、ヒストグラムメモリ38Aとは、いわゆるダブルバッファを構成している。すなわち、ヒストグラム作成回路32Aがヒストグラムメモリ36Aに対してヒストグラムを作成しているときは、ヒストグラム読出回路40Aは、ヒストグラムメモリ38Aに記憶されているヒストグラムを読出し、ヒストグラム作成回路32Aのヒストグラム作成処理及びヒストグラム読出回路40Aのヒストグラム読出し処理が終わったところで、メモリ切替回路34Aは、ヒストグラム作成回路32Aによるアクセス先を、ヒストグラムメモリ38Aに切り替える。   The memory switching circuit 34A switches the access destination by the histogram creation circuit 32A to either the histogram memory 36A or the histogram memory 38A. Here, the histogram memory 36A and the histogram memory 38A constitute a so-called double buffer. That is, when the histogram creation circuit 32A creates a histogram for the histogram memory 36A, the histogram read circuit 40A reads the histogram stored in the histogram memory 38A, and the histogram creation process and histogram of the histogram creation circuit 32A. When the histogram reading process of the reading circuit 40A is completed, the memory switching circuit 34A switches the access destination by the histogram creating circuit 32A to the histogram memory 38A.

ヒストグラム読出回路40Aは、ヒストグラム作成回路32Aによるアクセス先でない、ヒストグラムメモリ36A及びヒストグラムメモリ38Aの何れか一方に記憶されているヒストグラムを読み出して、最大値探索回路42に出力する。なお、ヒストグラム読出回路40Aが、ヒストグラムメモリ36A及びヒストグラムメモリ38Aの何れか一方に記憶されているヒストグラムを読み出した後に、そのメモリ内容を初期化する。   The histogram reading circuit 40A reads a histogram stored in one of the histogram memory 36A and the histogram memory 38A that is not accessed by the histogram creating circuit 32A, and outputs it to the maximum value search circuit 42. The histogram reading circuit 40A initializes the memory contents after reading the histogram stored in either the histogram memory 36A or the histogram memory 38A.

なお、ヒストグラム作成部29A〜29Pにより作成されるヒストグラムのビン数やデータのビット幅は設計要件として考慮すればよい。   Note that the number of histogram bins and the bit width of data created by the histogram creation units 29A to 29P may be considered as design requirements.

また、ヒストグラムの読出しは、システム全体の動作周期の中で時間を確保すれば良いため、設計の自由度が大きい。時間的に許されるのであれば、ヒストグラム読出回路40A〜40Pを順番に動作させることによりヒストグラムを順次読み出してもよいし、ヒストグラム読出回路40A〜40Pを並列に動作させることによりヒストグラムを並列に読み出して時間を短縮するように構成してもよい。   In addition, the histogram can be read with a high degree of freedom in design because it is sufficient to secure time in the operation cycle of the entire system. If time permits, the histograms may be read sequentially by sequentially operating the histogram reading circuits 40A to 40P, or the histograms may be read in parallel by operating the histogram reading circuits 40A to 40P in parallel. You may comprise so that time may be shortened.

最大値探索回路42は、ヒストグラム読出回路40A〜40Pの各々から出力されるヒストグラムに基づいて、全てのビンの中から最大値を探索し、その最大値のビンに対して予め定められた飛行時間(すなわち距離)を出力部90に出力する。なお、最大値のビンが複数存在する場合には、その最初のビンを探索結果として採用してもよいし、中央のビンを探索結果として採用してもよい。また、2番目に大きい値のビンに対応する飛行時間、3番目に大きい値のビンに対応する飛行時間を出力部90に出力してもよい。このように、レーザの飛行時間が得られるため、対象物との距離を測定することができる。   The maximum value search circuit 42 searches for the maximum value from all bins based on the histogram output from each of the histogram readout circuits 40A to 40P, and the flight time determined in advance for the bin of the maximum value. (That is, the distance) is output to the output unit 90. When there are a plurality of bins having the maximum value, the first bin may be adopted as the search result, or the center bin may be adopted as the search result. Further, the flight time corresponding to the bin with the second largest value may be output to the output unit 90 as the flight time corresponding to the bin with the third largest value. Thus, since the flight time of the laser can be obtained, the distance to the object can be measured.

図4は、ヒストグラム作成装置20の動作を例示するタイミングチャートである。ヒストグラム作成部29B〜29Pは、ヒストグラム作成部29Aに入力されるクロック信号φ1、φA1、及びφB1を1nsずつずらしたクロック信号φ2〜φ16、φA2〜φA16、及びφB2〜φB16が入力されて、ヒストグラム作成部29Aと同様の動作を行うため、まず、ヒストグラム作成部29Aの動作について説明する。   FIG. 4 is a timing chart illustrating the operation of the histogram creation device 20. The histogram generators 29B to 29P receive the clock signals φ2 to φ16, φA2 to φA16, and φB2 to φB16 obtained by shifting the clock signals φ1, φA1, and φB1 input to the histogram generator 29A by 1 ns, thereby generating a histogram. In order to perform the same operation as the unit 29A, first, the operation of the histogram creation unit 29A will be described.

レーザ制御部14から入力されるスタート信号を入力として、多相クロック生成回路22は、カウント信号を生成すると共に、クロック信号φ1、φA1、及びφB1を生成する。カウンタ30Aは、入力されたカウント信号が1になると、カウントを開始し、クロック信号φ1、φA1、及びφB1に基づくカウントアップ周期で、カウントアップする。なお、カウント値は、0の値からの整数値をとり、ヒストグラム作成回路32Aにより作成されるヒストグラムのビンに対応する、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地としてヒストグラム作成回路32Aに出力する。なお、図4では、カウント値と併記して括弧内に、16個のヒストグラム作成部29A〜29Pにより作成されるヒストグラム全体での通しの番号を示している。通しの番号では、16飛びの値をとり、16個のヒストグラム作成部29A〜29Pにより作成されるヒストグラム全体でのビンに対応する。また、ヒストグラム作成部29B〜29Pにおける通しの番号の初期値は、1〜15である。   With the start signal input from the laser controller 14 as an input, the multiphase clock generation circuit 22 generates a count signal and also generates clock signals φ1, φA1, and φB1. The counter 30A starts counting when the input count signal becomes 1, and counts up in a count-up cycle based on the clock signals φ1, φA1, and φB1. The count value takes an integer value from 0 and is output to the histogram creation circuit 32A as a memory address in the histogram memory 36A corresponding to the histogram bin created by the histogram creation circuit 32A. In FIG. 4, serial numbers in the whole histogram created by the 16 histogram creating units 29 </ b> A to 29 </ b> P are shown in parentheses together with the count value. The serial number takes a value of 16 skips and corresponds to a bin in the entire histogram created by the 16 histogram creation units 29A to 29P. The initial value of the serial number in the histogram creation units 29B to 29P is 1 to 15.

次に、ストップ信号が1となったときについて、詳細に説明する。ヒストグラム作成回路32Aは、カウンタ30Aのカウントアップ(更新)のタイミング(φA1及びφB1が0であり、かつ、クロック信号φ1が立ち上がるタイミング)でストップ信号をサンプリングし、ストップ信号が1であれば、その時のカウンタ30Aの出力値を、ヒストグラム作成回路32Aにより作成されるヒストグラムのビンに対応する、ヒストグラムメモリ36A内の番地として、当該番地のメモリに格納されている値を更新する。   Next, the case where the stop signal becomes 1 will be described in detail. The histogram creation circuit 32A samples the stop signal at the count up (update) timing of the counter 30A (φA1 and φB1 are 0 and the clock signal φ1 rises). As an address in the histogram memory 36A corresponding to the histogram bin created by the histogram creation circuit 32A, the value stored in the memory at the address is updated.

図4の例では、カウンタ30Aにおいて、カウント値3、4にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地3、4に格納されている値が更新される。また、カウンタ30Bにおいても、カウント値3、4にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36B内のメモリの番地3、4に格納されている値が更新される。また、カウンタ30Cにおいては、カウント値3にカウントアップするタイミングで、ストップ信号が0であるが、カウント値4にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36C内のメモリの番地4に格納されている値が更新される。また、カウンタ30Pにおいて、カウント値3にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36P内のメモリの番地3に格納されている値が更新されるが、カウント値4にカウントアップするタイミングでストップ信号が0であるため、ヒストグラムメモリ36P内のメモリの番地4に格納されている値は更新されない。   In the example of FIG. 4, in the counter 30A, the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count values 3 and 4, and the values stored in the memory addresses 3 and 4 in the histogram memory 36A are updated. The In the counter 30B, the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count values 3 and 4, and the values stored in the memory addresses 3 and 4 in the histogram memory 36B are updated. In the counter 30C, the stop signal is 0 at the timing of counting up to the count value 3, but the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count value 4, and the memory in the histogram memory 36C The value stored in the address 4 is updated. In the counter 30P, the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count value 3, and the value stored in the address 3 of the memory in the histogram memory 36P is updated. Since the stop signal is 0 at the timing of up, the value stored in the memory address 4 in the histogram memory 36P is not updated.

また、カウンタ30Aにおいて、カウント値6にカウントアップするタイミングの近辺でストップ信号が1となっているが、カウント値6にカウントアップするタイミングでストップ信号が0であるため、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地6に格納されている値は更新されない。一方、カウンタ30Bにおいては、カウント値6にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36B内のメモリの番地6に格納されている値が更新される。また、カウンタ30Cにおいても、カウント値6にカウントアップするタイミングでストップ信号が1となっており、ヒストグラムメモリ36C内のメモリの番地6に格納されている値が更新される。   Further, in the counter 30A, the stop signal is 1 in the vicinity of the timing of counting up to the count value 6, but since the stop signal is 0 at the timing of counting up to the count value 6, the memory in the histogram memory 36A The value stored in the address 6 is not updated. On the other hand, in the counter 30B, the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count value 6, and the value stored in the memory address 6 in the histogram memory 36B is updated. Also in the counter 30C, the stop signal is 1 at the timing of counting up to the count value 6, and the value stored at the memory address 6 in the histogram memory 36C is updated.

ヒストグラムメモリ36Aに格納されている値を更新する際には、ヒストグラム作成回路32Aは、クロック信号φA1及びφB1に基づいて、クロック信号φA=1、φB=0の時にカウンタ30Aから取得したヒストグラムメモリ36A内の番地に基づいて、ヒストグラムメモリ36Aから指定された番地のメモリに格納されている値の読出しを行い、クロック信号φA=1、φB=1の時に読み出した値に1を加算し、クロック信号φA=0の時に加算した値を指定された番地のメモリへ書き戻しの動作を行う。   When updating the value stored in the histogram memory 36A, the histogram creating circuit 32A is based on the clock signals φA1 and φB1, and the histogram memory 36A acquired from the counter 30A when the clock signals φA = 1 and φB = 0. The value stored in the memory at the designated address is read from the histogram memory 36A based on the address in the memory, and 1 is added to the value read when the clock signal φA = 1 and φB = 1. The value added when φA = 0 is written back to the memory at the designated address.

レーザ発光素子16によってレーザ光が発光される毎に、カウンタ30A及びヒストグラム作成回路32Aは、上記のように動作する。また、カウンタ30B〜30P及びヒストグラム作成回路32B〜32Pについても、組ごとに同様に動作する。これによって、ヒストグラムメモリ36A〜36Pの各番地に格納された頻度により、飛行時間毎の頻度を表すヒストグラムが作成される。   Each time laser light is emitted by the laser light emitting element 16, the counter 30A and the histogram creating circuit 32A operate as described above. The counters 30B to 30P and the histogram creation circuits 32B to 32P operate in the same manner for each set. Thus, a histogram representing the frequency for each flight time is created based on the frequency stored in each address of the histogram memories 36A to 36P.

以上、説明したように、第1の実施の形態に係るレーザレーダ装置100によれば、16個のクロック信号に対応して設けられた16個のカウンタと、16個のヒストグラムメモリと、16個のカウンタに対応して設けられた16個のヒストグラム作成部を用いて、16個のヒストグラムメモリの各番地に頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら、レーザ光の飛行時間の各々に対する頻度を表すヒストグラムを作成することができる。また、ヒストグラム作成装置20の16個のヒストグラムメモリの各番地に格納された頻度の最大値を探索することにより、対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   As described above, according to the laser radar device 100 according to the first embodiment, 16 counters provided corresponding to 16 clock signals, 16 histogram memories, and 16 The frequency is stored in each address of the 16 histogram memories using the 16 histogram generating units provided corresponding to the counters of the above, thereby simplifying the configuration and eliminating the dead time, A histogram representing the frequency for each of the time of flight can be created. Further, by searching for the maximum value of the frequency stored in each address of the 16 histogram memories of the histogram creation device 20, the flight time of the laser beam to the target can be appropriately obtained.

また、カウンタとヒストグラムメモリを組にし、デッドタイムが生じないサイクルタイムで動作させると共に、その組を複数組、異なるタイミングで動作させることにより、メモリサイクルタイムに起因するデッドタイムを生じさせずに、必要な時間分解能を得ることができる。   In addition, the counter and the histogram memory are paired and operated with a cycle time that does not cause a dead time, and a plurality of the groups are operated at different timings, so that a dead time due to the memory cycle time does not occur. Necessary time resolution can be obtained.

また、カウンタとヒストグラムメモリとを組にし、デッドタイムが生じないサイクルタイムで動作させるため、カウンタとヒストグラム処理との間の処理待ちバッファが不要なり、構成を簡素化することが出来る。   In addition, since the counter and the histogram memory are combined and operated at a cycle time that does not cause a dead time, a process waiting buffer between the counter and the histogram process is not required, and the configuration can be simplified.

また、カウンタ単独での高精度化が不要となるため、高精度化のための平均値算出回路等を削減することにより、構成を簡素化することができる。   In addition, since it is not necessary to improve the accuracy of the counter alone, the configuration can be simplified by reducing the average value calculation circuit and the like for increasing the accuracy.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

第1の実施の形態においては、カウント値を0からの整数値をとる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、通しの番号を、カウント値としてもよい。この場合には、図4のカウント値に併記した値のように、16飛びの値を、カウント値とする。   In the first embodiment, the case where the count value is an integer value from 0 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a serial number may be used as the count value. In this case, a value of 16 skips is used as the count value, such as the value written together with the count value in FIG.

また、第1の実施の形態においては、クロック信号φA及びφBを1nsずつ遅延させてクロック信号φA2〜φA16、及びφB2〜φB16を生成する場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、クロック信号φA及びφBを生成する場合と同様に、クロック信号φ2、及びφ3を入力として、クロック信号φA2及びφB2を生成する回路と、クロック信号φ3、及びφ4を入力として、クロック信号φA3及びφB3を生成する回路と、クロック信号φ4、及びφ5を入力としてクロック信号φA4及びφB4を生成する回路とを用いてもよい。   In the first embodiment, the case where the clock signals φA2 to φA16 and φB2 to φB16 are generated by delaying the clock signals φA and φB by 1 ns has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as in the case of generating the clock signals φA and φB, the clock signals φ2 and φ3 are input, the clock signals φA2 and φB2 are input, the clock signals φ3 and φ4 are input, and the clock signals φA3 and φB are input. A circuit that generates φB3 and a circuit that generates clock signals φA4 and φB4 with clock signals φ4 and φ5 as inputs may be used.

また、第1の実施の形態においては、ヒストグラム作成装置をレーザレーダ装置に用いる場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、ヒストグラム作成装置をオシロスコープなどの測定器、及び放射線物理学などの科学計測分野に応用してもよい。   In the first embodiment, the case where the histogram creation device is used in the laser radar device has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the histogram creation device may be applied to a measuring instrument such as an oscilloscope and a scientific measurement field such as radiation physics.

<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure and effect | action similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2の実施の形態では、受光素子が複数ある点が、第1の実施の形態と異なっている。   The second embodiment is different from the first embodiment in that there are a plurality of light receiving elements.

本発明の第2の実施の形態に係るレーザレーダ装置について説明する。図5に示すように、本発明の第2の実施の形態に係るレーザレーダ装置200は、複数の受光素子10と、複数のパルス整形部12と、加算部202と、レーザ制御部14と、レーザ発光素子16と、ヒストグラム作成装置220と、出力部90とを備えている。   A laser radar apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, a laser radar device 200 according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of light receiving elements 10, a plurality of pulse shaping units 12, an adding unit 202, a laser control unit 14, The laser light emitting element 16, the histogram creation device 220, and the output unit 90 are provided.

複数の受光素子10は、フォトダイオードアレイにより実現されており、レーザ発光素子16により発光されたレーザ光であって、物体に反射したレーザ光を受光する。受光素子10の各々は光に反応して電圧パルスを受光素子10の各々に対応するパルス整形部12に各々出力する。   The plurality of light receiving elements 10 are realized by a photodiode array, and receive the laser light emitted from the laser light emitting element 16 and reflected by the object. Each of the light receiving elements 10 responds to light and outputs a voltage pulse to the pulse shaping unit 12 corresponding to each of the light receiving elements 10.

加算部202は、パルス整形部12の各々から入力される波形整形された電圧パルスの各々に基づいて、反応した受光素子の個数を特定し、反応した受光素子の個数と、電圧パルスからなるストップ信号とをヒストグラム作成装置220に出力する。   The adder 202 identifies the number of reacted light receiving elements based on each of the waveform shaped voltage pulses input from each of the pulse shaping sections 12, and the number of reacted light receiving elements and a stop composed of voltage pulses. The signal is output to the histogram creation device 220.

ヒストグラム作成装置220は、レーザ発光素子16によりレーザ光を発光する毎に、レーザ光の発光時刻から、複数の受光素子10においてレーザ光を受光するまでの時間を計測し、時間毎に反応した受光素子の個数を頻度として表すヒストグラムを作成し、出力部90に出力する。ヒストグラム作成装置220は、図6に示すように、多相クロック生成回路22と、16個のヒストグラム作成部292A〜292Pと、最大値探索回路42と、を備えている。   Each time the laser light emitting element 16 emits laser light, the histogram creating device 220 measures the time from the time when the laser light is emitted until the plurality of light receiving elements 10 receive the laser light, and receives light that reacts every time. A histogram representing the number of elements as a frequency is created and output to the output unit 90. As shown in FIG. 6, the histogram creation device 220 includes a multiphase clock generation circuit 22, 16 histogram creation units 292 </ b> A to 292 </ b> P, and a maximum value search circuit 42.

ヒストグラム作成装置220は、各バンクに対応してヒストグラム作成部292A〜292Pを備える。ヒストグラム作成部292A〜292Pの構成は、同様であるため、以下、ヒストグラム作成部292Aを例に説明する。   The histogram creation device 220 includes histogram creation units 292A to 292P corresponding to each bank. Since the configurations of the histogram creation units 292A to 292P are the same, the histogram creation unit 292A will be described below as an example.

ヒストグラム作成部292Aは、カウンタ30Aと、ヒストグラム作成回路232Aと、メモリ切替回路34Aと、ヒストグラムメモリ36Aと、ヒストグラムメモリ38Aと、ヒストグラム読出回路40Aと、を含んで構成されている。図7は、ヒストグラム作成装置220の動作を例示するタイミングチャートである。なお、図7に示す加算値Wxは、光に反応した受光素子の個数に対応した値である。   The histogram creating unit 292A includes a counter 30A, a histogram creating circuit 232A, a memory switching circuit 34A, a histogram memory 36A, a histogram memory 38A, and a histogram reading circuit 40A. FIG. 7 is a timing chart illustrating the operation of the histogram creation device 220. The added value Wx shown in FIG. 7 is a value corresponding to the number of light receiving elements that have reacted to light.

ヒストグラム作成回路232Aは、多相クロック生成回路22から入力されるクロック信号φ1、φA1、φB1、及びカウント信号と、加算部202から入力されるストップ信号とを入力として、クロック信号φ1の4クロック毎に、ストップ信号の信号レベルをサンプリングし、ストップ信号が1である場合に、カウンタ30Aのカウント値が示す、ヒストグラムメモリ36A内のメモリの番地に従って、ヒストグラムメモリ36A内の当該メモリの番地の頻度を読出し、加算部202から入力される反応した受光素子の個数の値を加算して、当該メモリの番地に格納する。   The histogram generation circuit 232A receives the clock signals φ1, φA1, φB1, and the count signal input from the multiphase clock generation circuit 22 and the stop signal input from the adder 202, and receives the clock signal φ1 every four clocks. Further, when the signal level of the stop signal is sampled and the stop signal is 1, the frequency of the address of the memory in the histogram memory 36A indicated by the count value of the counter 30A is indicated by the address of the memory in the histogram memory 36A. The value of the number of reacted light receiving elements input from the reading / adding unit 202 is added and stored in the address of the memory.

なお、第2の実施の形態に係るレーザレーダ装置200の他の構成及び作用については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   Note that the other configuration and operation of the laser radar device 200 according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上、説明したように、第2の実施の形態に係るレーザレーダ装置200によれば、16個のクロック信号に対応して設けられた16個のカウンタと、16個のヒストグラムメモリと、16個のカウンタに対応して設けられた16個のヒストグラム作成部を用いて、16個のヒストグラムメモリの各番地に反応した受光素子の頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら、レーザ光の飛行時間の各々に対する頻度を表すヒストグラムを作成することができる。また、ヒストグラム作成装置220の16個のヒストグラムメモリの各番地に格納された反応した受光素子の頻度の最大値を探索することにより、対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   As described above, according to the laser radar device 200 according to the second embodiment, 16 counters provided corresponding to 16 clock signals, 16 histogram memories, and 16 The frequency of the light receiving element that has reacted to each address of the 16 histogram memories is stored using the 16 histogram creation units provided corresponding to the counters of the above, thereby simplifying the configuration and eliminating the dead time. However, it is possible to create a histogram representing the frequency for each flight time of the laser light. Further, by searching for the maximum value of the frequency of the light receiving element that has been reacted and stored in each address of the 16 histogram memories of the histogram creation device 220, it is possible to appropriately obtain the flight time of the laser light to the object. .

<第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure and effect | action similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第3の実施の形態では、シングルメモリ構成とする点が、第1の実施の形態と異なっている。   The third embodiment is different from the first embodiment in that it has a single memory configuration.

本発明の第3の実施の形態に係るレーザレーダ装置について説明する。図8に示すように、本発明の第3の実施の形態に係るレーザレーダ装置300は、受光素子10と、パルス整形部12と、レーザ制御部14と、レーザ発光素子16と、ヒストグラム作成装置320と、出力部90とを備えている。   A laser radar apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, a laser radar device 300 according to the third embodiment of the present invention includes a light receiving element 10, a pulse shaping unit 12, a laser control unit 14, a laser light emitting element 16, and a histogram creation device. 320 and an output unit 90.

ヒストグラム作成装置320は、レーザ発光素子16によりレーザ光を発光する毎に、レーザ光の発光時刻から、受光素子10においてレーザ光を受光するまでの時間を計測し、時間毎の頻度を表すヒストグラムを作成し、出力部90に出力する。ヒストグラム作成装置320は、図9に示すように、多相クロック生成回路22と、16個のヒストグラム作成部294A〜294Pと、最大値探索回路42と、を備えている。   Each time the laser light emitting element 16 emits laser light, the histogram creation device 320 measures the time from when the laser light is emitted until the light receiving element 10 receives the laser light, and displays a histogram representing the frequency for each time. Create and output to the output unit 90. As shown in FIG. 9, the histogram creation device 320 includes a multiphase clock generation circuit 22, 16 histogram creation units 294 </ b> A to 294 </ b> P, and a maximum value search circuit 42.

ヒストグラム作成装置320は、各バンクに対応してヒストグラム作成部294A〜294Pを備える。ヒストグラム作成部294A〜294Pの構成は、同様であるため、以下、ヒストグラム作成部294Aを例に説明する。   The histogram creation device 320 includes histogram creation units 294A to 294P corresponding to each bank. Since the configurations of the histogram creation units 294A to 294P are the same, the following description will be given taking the histogram creation unit 294A as an example.

ヒストグラム作成部294Aは、カウンタ30Aと、ヒストグラム作成回路32Aと、ヒストグラムメモリ36Aと、ヒストグラム読出回路340Aと、を含んで構成されている。   The histogram creating unit 294A includes a counter 30A, a histogram creating circuit 32A, a histogram memory 36A, and a histogram reading circuit 340A.

ヒストグラム読出回路340Aは、ヒストグラムメモリ36Aに記憶されているヒストグラムを読み出して、最大値探索回路42に出力する。なお、ヒストグラム読出回路340Aが、ヒストグラムメモリ36Aに記憶されているヒストグラムを読み出した後に、そのメモリ内容を初期化する。   The histogram reading circuit 340A reads the histogram stored in the histogram memory 36A and outputs it to the maximum value search circuit 42. Note that the histogram reading circuit 340A initializes the memory contents after reading the histogram stored in the histogram memory 36A.

なお、第3の実施の形態に係るレーザレーダ装置300の他の構成及び作用については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   In addition, about the other structure and effect | action of the laser radar apparatus 300 which concern on 3rd Embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

以上、説明したように、第3の実施の形態に係るレーザレーダ装置300によれば、シングルメモリ構成において、16個のクロック信号に対応して設けられた16個のカウンタと、16個のヒストグラムメモリと、16個のカウンタに対応して設けられた16個のヒストグラム作成部を用いて、16個のヒストグラムメモリの各番地に頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら、レーザ光の飛行時間の各々に対する頻度を表すヒストグラムを作成することができる。また、ヒストグラム作成装置320の16個のヒストグラムメモリの各番地に格納された頻度の最大値を探索することにより、対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   As described above, according to the laser radar apparatus 300 according to the third embodiment, in the single memory configuration, the 16 counters provided corresponding to the 16 clock signals and the 16 histograms are provided. Using a memory and 16 histogram generators corresponding to 16 counters, the frequency is stored at each address of the 16 histogram memories, thereby simplifying the configuration and eliminating the dead time. However, it is possible to create a histogram representing the frequency for each flight time of the laser light. Further, by searching for the maximum value of the frequency stored in each address of the 16 histogram memories of the histogram creation device 320, the flight time of the laser beam to the target can be appropriately obtained.

<第4の実施の形態>
次に、第4の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure and effect | action similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第4の実施の形態では、スタート信号を多相クロック生成回路で生成する点が、第1の実施の形態と異なっている。   The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a start signal is generated by a multiphase clock generation circuit.

本発明の第4の実施の形態に係るレーザレーダ装置について説明する。図10に示すように、本発明の第4の実施の形態に係るレーザレーダ装置400は、受光素子10と、パルス整形部12と、レーザ制御部414と、レーザ発光素子16と、ヒストグラム作成装置420と、出力部90とを備えている。   A laser radar apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 10, a laser radar device 400 according to a fourth embodiment of the present invention includes a light receiving element 10, a pulse shaping unit 12, a laser control unit 414, a laser light emitting element 16, and a histogram creation device. 420 and an output unit 90 are provided.

レーザ制御部414は、ヒストグラム作成装置420からスタート信号を受けると同時に、レーザ発光素子16にレーザ光の発光指示を行う。   The laser control unit 414 receives a start signal from the histogram creation device 420 and simultaneously instructs the laser light emitting element 16 to emit laser light.

ヒストグラム作成装置420は、レーザ発光素子16によりレーザ光を発光する毎に、レーザ光の発光時刻から、受光素子10においてレーザ光を受光するまでの時間を計測し、時間毎の頻度を表すヒストグラムを作成し、出力部90に出力する。ヒストグラム作成装置420は、図11に示すように、多相クロック生成回路422と、16個のヒストグラム作成部296A〜296Pと、最大値探索回路42と、を備えている。   Each time the laser light emitting element 16 emits laser light, the histogram creation device 420 measures the time from when the laser light is emitted until the light receiving element 10 receives the laser light, and displays a histogram representing the frequency for each time. Create and output to the output unit 90. As shown in FIG. 11, the histogram creation device 420 includes a multiphase clock generation circuit 422, 16 histogram creation units 296 </ b> A to 296 </ b> P, and a maximum value search circuit 42.

多相クロック生成回路422は、図12(F)に示すように、φGを元クロック1GHz(周期1ns)とし、2段のジョンソンカウンタで、250MHz(周期4ns)のクロック信号φ1とφ2を、1nsずらして作成する。さらに、フリップフロップを用いて、クロック信号φ2を1nsずつ遅延させてクロック信号φ3〜φ16を生成し、生成したクロック信号φ1〜φ16の各々を、ヒストグラム作成回路32A〜32Pの各々に出力する。   As shown in FIG. 12F, the multi-phase clock generation circuit 422 uses φG as the original clock 1 GHz (cycle 1 ns) and outputs 250 MHz (cycle 4 ns) clock signals φ1 and φ2 by 1 ns using a two-stage Johnson counter. Create by staggering. Further, using a flip-flop, the clock signal φ2 is delayed by 1 ns to generate clock signals φ3 to φ16, and each of the generated clock signals φ1 to φ16 is output to each of the histogram creation circuits 32A to 32P.

また、多相クロック生成回路422は、図12(E)に示すように、別の2段のジョンソンカウンタを用いて、クロック信号φA1とφB1とを生成する。さらに、生成したクロック信号φA1、及びφB1のそれぞれを、1nsずつ遅延させてクロック信号φA2〜φA16、及びφB2〜φB16を生成し、生成したクロック信号φA1〜φA16、及びφB1〜φB16の各々を、ヒストグラム作成回路32A〜32Pの各々に出力する。図12(E)に示すジョンソンカウンタは、クロック信号φ1とφ2が0のときのみ動作するよう、イネーブル端子付きのD型フリップフロップを用いて構成する。   Further, as shown in FIG. 12E, the multiphase clock generation circuit 422 generates the clock signals φA1 and φB1 using another two-stage Johnson counter. Further, each of the generated clock signals φA1 and φB1 is delayed by 1 ns to generate clock signals φA2 to φA16 and φB2 to φB16, and each of the generated clock signals φA1 to φA16 and φB1 to φB16 is represented as a histogram. It outputs to each of the creation circuits 32A-32P. The Johnson counter shown in FIG. 12E is configured using a D-type flip-flop with an enable terminal so that it operates only when the clock signals φ1 and φ2 are zero.

また、多相クロック生成回路422は、図12(D)に示すように、カウント信号をオンにするための信号であるカウントオン信号(多相クロックに対して非同期)を入力として、多相クロックのクロック信号φA1、φB1、φ1、及びφ2の全てが同時に0であるタイミングでカウントオン信号をサンプリングし、同信号が1であればカウント信号を立ち上げ、カウンタ30A〜30Pの各々に出力し、カウント信号の立ち上がりを検出して、スタート信号を生成し、レーザ制御部414に出力する。図12(D)に示すスタート信号生成回路は、クロック信号φA1、φB1、φ1、及びφ2の全てが同時に0のときのみ動作するよう、イネーブル端子付きのD型フリップフロップを用いて構成する。   In addition, as shown in FIG. 12D, the multiphase clock generation circuit 422 receives a count-on signal (asynchronous to the multiphase clock) that is a signal for turning on the count signal as an input. The clock signal φA1, φB1, φ1, and φ2 are all simultaneously sampled at a timing of 0, and if the signal is 1, the count signal is raised and output to each of the counters 30A to 30P. The rising edge of the count signal is detected, a start signal is generated, and output to the laser controller 414. The start signal generation circuit shown in FIG. 12D is configured by using a D-type flip-flop with an enable terminal so that it operates only when all of the clock signals φA1, φB1, φ1, and φ2 are 0 at the same time.

ヒストグラム作成装置420は、各バンクに対応してヒストグラム作成部296A〜296Pを備える。ヒストグラム作成部296A〜296Pの構成は、同様であるため、以下、ヒストグラム作成部296Aを例に説明する。   The histogram creation device 420 includes histogram creation units 296A to 296P corresponding to each bank. Since the configurations of the histogram creation units 296A to 296P are the same, the histogram creation unit 296A will be described below as an example.

ヒストグラム作成部296Aは、カウンタ30Aと、ヒストグラム作成回路32Aと、メモリ切替回路34Aと、ヒストグラムメモリ36Aと、ヒストグラムメモリ38Aと、ヒストグラム読出回路40Aと、を含んで構成されている。   The histogram creating unit 296A includes a counter 30A, a histogram creating circuit 32A, a memory switching circuit 34A, a histogram memory 36A, a histogram memory 38A, and a histogram reading circuit 40A.

以上、説明したように、第4の実施の形態に係るレーザレーダ装置400によれば、スタート信号を多相クロック生成回路で生成し、16個のクロック信号に対応して設けられた16個のカウンタと、16個のヒストグラムメモリと、16個のカウンタに対応して設けられた16個のヒストグラム作成部を用いて、16個のヒストグラムメモリの各番地に頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながら、レーザ光の飛行時間の各々に対する頻度を表すヒストグラムを作成することができる。また、ヒストグラム作成装置420の16個のヒストグラムメモリの各番地に格納された頻度の最大値を探索することにより、対象物までのレーザ光の飛行時間を適切に求めることができる。   As described above, according to the laser radar device 400 according to the fourth embodiment, the start signal is generated by the multiphase clock generation circuit, and the 16 signals provided corresponding to the 16 clock signals are generated. The configuration is simplified by storing the frequency at each address of the 16 histogram memories using the counter, the 16 histogram memories, and the 16 histogram creating sections provided corresponding to the 16 counters. Thus, it is possible to create a histogram indicating the frequency of each flight time of the laser light while eliminating the dead time. Further, by searching for the maximum value of the frequency stored in each address of the 16 histogram memories of the histogram creation device 420, the flight time of the laser light to the target can be appropriately obtained.

<第5の実施の形態>
次に、第5の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure and effect | action similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第5の実施の形態では、ヒストグラムメモリをビン単位に循環可能なレジスタ群で構成し、カウント信号がオンの間、所定時間(クロック周期)毎にレジスタ群の内容を1ビンずつ循環させる点が、第1の実施の形態と異なっている。   In the fifth embodiment, the histogram memory is composed of register groups that can be circulated in bin units, and the contents of the register groups are circulated one bin at a predetermined time (clock cycle) while the count signal is on. This is different from the first embodiment.

本発明の第5の実施の形態に係るレーザレーダ装置について説明する。図13に示すように、本発明の第5の実施の形態に係るレーザレーダ装置500は、受光素子10と、パルス整形部12と、レーザ制御部14と、レーザ発光素子16と、ヒストグラム作成装置520と、出力部90とを備えている。   A laser radar apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 13, a laser radar device 500 according to a fifth embodiment of the present invention includes a light receiving element 10, a pulse shaping unit 12, a laser control unit 14, a laser light emitting element 16, and a histogram creation device. 520 and an output unit 90.

ヒストグラム作成装置520は、レーザ発光素子16によりレーザ光を発光する毎に、レーザ光の発光時刻から、受光素子10においてレーザ光を受光するまでの時間を計測し、時間毎の頻度を表すヒストグラムを作成し、出力部90に出力する。ヒストグラム作成装置520は、図14に示すように、多相クロック生成回路522と、4個のヒストグラム作成部298A〜298Dと、最大値探索回路42と、を備えている。   Each time the laser light emitting element 16 emits laser light, the histogram creation device 520 measures the time from when the laser light is emitted until the light receiving element 10 receives the laser light, and displays a histogram representing the frequency for each hour. Create and output to the output unit 90. As shown in FIG. 14, the histogram creation device 520 includes a multiphase clock generation circuit 522, four histogram creation units 298 </ b> A to 298 </ b> D, and a maximum value search circuit 42.

多相クロック生成回路522は、上記図3(C)と同様に、φGを元クロック1GHz(周期1ns)とし、2段のジョンソンカウンタで、250MHz(周期4ns)のクロック信号φ1とφ2を、1nsずらして生成する。さらに、フリップフロップを用いて、クロック信号φ2を1nsずつ遅延させてクロック信号φ3及びφ4を生成し、生成したクロック信号φ1〜φ4の各々を、加算回路532A〜532Dの各々に出力する。なお、クロック信号φ1〜φ4のクロック周期は、ヒストグラム作成部520において後述するレジスタ530AMに格納する加算値が確定するまでの時間以上の時間である。   Similarly to FIG. 3C, the multi-phase clock generation circuit 522 sets φG as the original clock 1 GHz (cycle 1 ns) and outputs clock signals φ1 and φ2 of 250 MHz (cycle 4 ns) to 1 ns with a two-stage Johnson counter. Generate by shifting. Further, using the flip-flop, the clock signal φ2 is delayed by 1 ns to generate the clock signals φ3 and φ4, and the generated clock signals φ1 to φ4 are output to the adder circuits 532A to 532D, respectively. Note that the clock cycle of the clock signals φ1 to φ4 is a time longer than the time until an addition value stored in a register 530AM, which will be described later, is determined in the histogram creation unit 520.

また、多相クロック生成回路522は、カウント信号を生成して、レジスタ530A〜530D、及び加算回路532A〜532Dに出力する。なお、ヒストグラム作成部298A〜298Dの各々に備えられているレジスタ530A1〜530AM、530B1〜530BM、530C1〜530CM、及び530D1〜530DMの各々に格納されているデータが1周する単位の長さ分だけ、カウント信号が1となるように、カウント信号が生成される。また、ヒストグラム作成部298A〜298Dの各々について、レジスタに格納されているデータの各々の循環が1nsずつ遅れて停止するように、ヒストグラム作成部298A〜298Dに入力されるカウント信号が生成される。   The multiphase clock generation circuit 522 generates a count signal and outputs the count signal to the registers 530A to 530D and the addition circuits 532A to 532D. It should be noted that the data stored in each of the registers 530A1 to 530AM, 530B1 to 530BM, 530C1 to 530CM, and 530D1 to 530DM provided in each of the histogram creation units 298A to 298D is the length of a unit that makes one round. The count signal is generated so that the count signal becomes 1. Further, for each of the histogram creation units 298A to 298D, a count signal input to the histogram creation units 298A to 298D is generated so that the circulation of each of the data stored in the register is delayed by 1 ns.

ヒストグラム作成装置520は、各バンクに対応してヒストグラム作成部298A〜298Dを備える。ヒストグラム作成部298A〜298Dの構成は、同様であるため、以下、ヒストグラム作成部298Aを例に説明する。   The histogram creation device 520 includes histogram creation units 298A to 298D corresponding to each bank. Since the configurations of the histogram creation units 298A to 298D are the same, the histogram creation unit 298A will be described below as an example.

ヒストグラム作成部298Aは、レジスタ530A1〜530AMと、加算回路532Aと、ヒストグラム読出回路540Aと、を含んで構成されている。   The histogram creation unit 298A includes registers 530A1 to 530AM, an adder circuit 532A, and a histogram read circuit 540A.

レジスタ530A1〜530AMは、ヒストグラムのビンに対応する頻度を各々格納する。また、ヒストグラム作成部298Aは、対応するクロック信号φ1のクロック周期で、レジスタ530A2〜530AMの各々に格納されている頻度を、循環させるように一つ前のレジスタ530A1〜530A(M−1)に各々格納する。また、ヒストグラム作成部298Aは、先頭のレジスタ530A1に格納されていた頻度を、加算回路532Aに入力する。加算回路532Aの出力値が、最後尾のレジスタ530AMに格納される。このとき、加算回路532Aに入力されるストップ信号をサンプリングし、ストップ信号が1である場合、加算回路532Aにより、レジスタ530A1に格納されていた頻度に、1を加算した値が出力され、最後尾のレジスタ530AMに格納される。   The registers 530A1 to 530AM store the frequencies corresponding to the histogram bins, respectively. In addition, the histogram creation unit 298A causes the previous registers 530A1 to 530A (M−1) to circulate the frequency stored in each of the registers 530A2 to 530AM in the clock cycle of the corresponding clock signal φ1. Store each one. Also, the histogram creation unit 298A inputs the frequency stored in the top register 530A1 to the adder circuit 532A. The output value of the adder circuit 532A is stored in the last register 530AM. At this time, the stop signal input to the adder circuit 532A is sampled, and when the stop signal is 1, the adder circuit 532A outputs a value obtained by adding 1 to the frequency stored in the register 530A1. Stored in the register 530AM.

ヒストグラム読出回路540は、レジスタ530A1〜530AMに記憶されているヒストグラムを読み出して、最大値探索回路42に出力する。なお、ヒストグラム読出回路540Aが、レジスタ530A〜530AMに記憶されているヒストグラムを読み出した後に、そのメモリ内容を初期化する。第2の実施の形態で示した様に受光素子が複数ある場合は、反応した受光素子の個数の値を加算する様に構成してもよい。   The histogram reading circuit 540 reads the histogram stored in the registers 530A1 to 530AM and outputs it to the maximum value search circuit 42. Note that the histogram reading circuit 540A initializes the memory contents after reading the histograms stored in the registers 530A to 530AM. When there are a plurality of light receiving elements as shown in the second embodiment, the number of reacted light receiving elements may be added.

図15は、ヒストグラム作成装置520の動作を例示するタイミングチャートである。ヒストグラム作成部298A〜298Dの動作はヒストグラム作成部298Aに入力されるクロック信号φ1、及びクロック信号φ1を1nsずつずらしたφ2〜φ4、及びカウント信号が入力されて、ヒストグラム作成部298Aと同様の動作を行うため、以下、ヒストグラム作成部298Aの動作について説明する。   FIG. 15 is a timing chart illustrating the operation of the histogram creation device 520. The operations of the histogram creation units 298A to 298D are the same as the operation of the histogram creation unit 298A when the clock signal φ1 input to the histogram creation unit 298A, φ2 to φ4 obtained by shifting the clock signal φ1 by 1 ns, and the count signal are input. Hereinafter, the operation of the histogram creation unit 298A will be described.

まず、レーザ制御部14から入力されるスタート信号を入力として、多相クロック生成回路22は、カウント信号を生成すると共に、クロック信号φ1を生成する。ヒストグラム作成部298Aは、カウント信号が1である場合に、クロック信号φ1に基づくクロック周期で、レジスタ530A1〜530AMに格納されている、ヒストグラムのビンに対応する頻度を循環させる。   First, with the start signal input from the laser controller 14 as an input, the multiphase clock generation circuit 22 generates a count signal and a clock signal φ1. When the count signal is 1, the histogram creation unit 298A circulates the frequency corresponding to the histogram bins stored in the registers 530A1 to 530AM in the clock cycle based on the clock signal φ1.

ストップ信号が1となった時について、詳細に説明すると、ヒストグラム作成部298Aは、クロック信号φ1のクロック周期毎にストップ信号をサンプリングし、ストップ信号が1であれば、加算回路532Aは、先頭のレジスタ530A1に格納されていた頻度に1を加算した値を、最後尾のレジスタ530AMに格納する。   When the stop signal becomes 1, the histogram creation unit 298A samples the stop signal every clock cycle of the clock signal φ1, and if the stop signal is 1, the addition circuit 532A A value obtained by adding 1 to the frequency stored in the register 530A1 is stored in the last register 530AM.

レーザ発光素子16によってレーザ光が発光される毎に、ヒストグラム作成部298Aは、上記のように動作する。また、ヒストグラム作成部298B〜298Dも同様に動作する。これによって、レジスタ530A1〜レジスタ530DMに格納された頻度により、飛行時間毎の頻度を表すヒストグラムが作成される。   Each time laser light is emitted by the laser light emitting element 16, the histogram creating unit 298A operates as described above. Also, the histogram creation units 298B to 298D operate similarly. Accordingly, a histogram representing the frequency for each flight time is created based on the frequencies stored in the registers 530A1 to 530DM.

以上、説明したように、第5の実施の形態に係るレーザレーダ装置500によれば、4個のクロック信号に対応して設けられた4個のヒストグラム作成部の各々に備えられているM個のレジスタを用いて、M個のレジスタに頻度を格納することにより、構成を簡素化し、デッドタイムを解消しながらレーザ光の飛行時間の各々に対する頻度を表すヒストグラムを作成することができる。また、ヒストグラム作成装置520の4×M個のレジスタに格納された頻度の最大値を探索することにより、対象物までのレーザ光の飛行時間を求めることができる。   As described above, according to the laser radar device 500 according to the fifth embodiment, M pieces of M histograms provided in each of the four histogram generation units provided corresponding to the four clock signals. By storing the frequencies in the M registers, it is possible to simplify the configuration and create a histogram representing the frequency for each flight time of the laser light while eliminating the dead time. Further, by searching for the maximum value of the frequency stored in the 4 × M registers of the histogram creation device 520, the flight time of the laser beam to the target can be obtained.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

10 受光素子
12 パルス整形部
14 レーザ制御部
16 レーザ発光素子
20 ヒストグラム作成装置
22 多相クロック生成回路
29 ヒストグラム作成部
30 カウンタ
32 ヒストグラム作成回路
34 メモリ切替回路
36 ヒストグラムメモリ
38 ヒストグラムメモリ
40 ヒストグラム読出回路
42 最大値探索回路
90 出力部
100 レーザレーダ装置
200 レーザレーダ装置
202 加算部
220 ヒストグラム作成装置
232 ヒストグラム作成回路
292 ヒストグラム作成部
294 ヒストグラム作成部
296 ヒストグラム作成部
298 ヒストグラム作成部
300 レーザレーダ装置
320 ヒストグラム作成装置
340 ヒストグラム読出回路
400 レーザレーダ装置
414 レーザ制御部
420 ヒストグラム作成装置
422 多相クロック生成回路
500 レーザレーダ装置
520 ヒストグラム作成装置
522 多相クロック生成回路
530 レジスタ
532 加算回路
540 ヒストグラム読出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light receiving element 12 Pulse shaping part 14 Laser control part 16 Laser light emitting element 20 Histogram creation apparatus 22 Multiphase clock generation circuit 29 Histogram creation part 30 Counter 32 Histogram creation circuit 34 Memory switching circuit 36 Histogram memory 38 Histogram memory 40 Histogram reading circuit 42 Maximum value search circuit 90 Output unit 100 Laser radar device 200 Laser radar device 202 Addition unit 220 Histogram creation device 232 Histogram creation circuit 292 Histogram creation unit 294 Histogram creation unit 296 Histogram creation unit 298 Histogram creation unit 300 Laser radar device 320 Histogram creation device 340 Histogram reading circuit 400 Laser radar device 414 Laser control unit 420 Histogram creation device 422 Multiphase clock generation Generation circuit 500 Laser radar device 520 Histogram creation device 522 Multiphase clock generation circuit 530 Register 532 Addition circuit 540 Histogram readout circuit

Claims (10)

互いに同一のクロック周期を有し且つ位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力する多相クロック生成部と、
前記N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し、対応するクロック信号が入力されるN個のカウンタであって、対応するクロック信号による所定数のクロック毎にカウントアップし、カウント値を出力するN個のカウンタと、
前記N個のカウンタに対応して設けられ、各番地に頻度を格納するためのN個のメモリと、
前記N個のカウンタに対応して設けられたN個のヒストグラム作成部であって、被測定信号及び対応するクロック信号が入力され、対応するクロック信号による前記所定数のクロック毎に、被測定信号の信号レベルをサンプリングし、サンプリングした信号レベルが所定レベルである場合に、前記カウンタから出力されたカウント値に対して予め定められた、前記対応するメモリの番地に格納されている頻度を読み出し、所定値を加算して格納するN個のヒストグラム作成部と、
を含む、ヒストグラム作成装置。
A multi-phase clock generator that generates and outputs N clock signals having the same clock period and having a phase difference;
N counters provided corresponding to the N clock signals and having the same count-up period and receiving the corresponding clock signals, each having a predetermined number of clocks corresponding to the corresponding clock signals N counters that count up and output count values,
N memories provided corresponding to the N counters for storing the frequency at each address;
N histogram generating units provided corresponding to the N counters, wherein a signal under measurement and a corresponding clock signal are input, and the signal under measurement for each predetermined number of clocks by the corresponding clock signal When the sampled signal level is a predetermined level, the frequency stored in the corresponding memory address, which is predetermined for the count value output from the counter, is read. N histogram creation units for adding and storing predetermined values;
Including a histogram creation device.
前記多相クロック生成部は、互いに同一のクロック周期を有し且つ、他のクロック信号の何れかと前記カウントアップ周期の1/Nの位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力する請求項1記載のヒストグラム作成装置。   The multi-phase clock generation unit generates and outputs N clock signals having the same clock period and having a phase difference of 1 / N of any other clock signal and the count-up period. Item 2. The histogram creation device according to Item 1. 前記カウントアップ周期を、前記ヒストグラム作成部が前記メモリから頻度を読み出し、所定値を加算して格納する処理にかかる時間以上の時間とした請求項1又は2記載のヒストグラム作成装置。   3. The histogram creation device according to claim 1, wherein the count-up cycle is set to a time equal to or longer than a time required for the histogram creation unit to read a frequency from the memory and add and store a predetermined value. 前記N個のメモリの各々を、メモリを2つ有するダブルバッファ構成とした請求項1〜3の何れか1項記載のヒストグラム作成装置。   The histogram generating apparatus according to claim 1, wherein each of the N memories has a double buffer configuration having two memories. レーザ光を複数回発光する発光部と、
対象物で反射されたレーザ光を受光し、前記レーザ光を含む光の受光に応じた前記被測定信号を出力する受光部と、
請求項1〜請求項4の何れか1項記載のヒストグラム作成装置と、
前記ヒストグラム作成装置の前記N個のメモリの各番地に格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納された番地に基づいて、前記対象物までのレーザ光の飛行時間を求める最大値探索部と、
を含むレーザレーダ装置であって、
前記ヒストグラム作成装置の前記カウンタは、前記発光部によってレーザ光が発光される毎に、カウントを開始するレーザレーダ装置。
A light emitting unit that emits laser light multiple times;
A light receiving unit that receives the laser light reflected by the object and outputs the signal under measurement corresponding to the reception of the light including the laser light;
The histogram creation device according to any one of claims 1 to 4,
The maximum frequency is searched from the frequencies stored in the addresses of the N memories of the histogram generating device, and the flight time of the laser beam to the object is determined based on the address where the searched maximum frequency is stored. A maximum value search unit for obtaining
A laser radar device including:
The counter of the histogram creation device is a laser radar device that starts counting each time laser light is emitted by the light emitting unit.
前記受光部は、複数の受光素子を備え、前記受光素子の反応個数を表す前記被測定信号を出力し、
前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、被測定信号及び対応するクロック信号が入力され、対応するクロック信号による所定数のクロック毎に、被測定信号の信号レベルをサンプリングし、サンプリングした信号レベルが所定レベルである場合に、前記カウンタから出力されたカウント値に対して予め定められた、前記対応するメモリの番地に格納されている頻度を読み出し、前記被測定信号が表す前記反応個数に応じた数値を加算して格納する請求項5記載のレーザレーダ装置。
The light receiving unit includes a plurality of light receiving elements, and outputs the signal under measurement representing the number of reactions of the light receiving elements,
The histogram creation unit of the histogram creation device receives a signal to be measured and a corresponding clock signal, samples the signal level of the signal to be measured for each predetermined number of clocks by the corresponding clock signal, and the sampled signal level is When it is a predetermined level, the frequency stored in the corresponding memory address, which is predetermined with respect to the count value output from the counter, is read out, and the frequency according to the reaction number represented by the signal under measurement is read. 6. The laser radar device according to claim 5, wherein numerical values are added and stored.
互いに同一のクロック周期を有し且つ位相差を有するN個のクロック信号を生成し、出力する多相クロック生成部と、
前記N個のクロック信号に対応して設けられ、かつ、同一のカウントアップ周期を有し被測定信号及び対応するクロック信号が入力されるN個のヒストグラム作成部であって、頻度を格納するための先頭レジスタから最後尾レジスタまでのM個のレジスタを有し、対応するクロック信号のクロック周期で、各レジスタに格納されている頻度を、循環させるように一つ前のレジスタに各々格納し、前記先頭レジスタに格納されていた頻度を、最後尾レジスタに格納するときに、被測定信号の信号レベルが所定レベルである場合、前記先頭レジスタに格納されていた頻度に、所定値を加算して前記最後尾レジスタに格納するN個のヒストグラム作成部と、
を含む、ヒストグラム作成装置。
A multi-phase clock generator that generates and outputs N clock signals having the same clock period and having a phase difference;
N histogram generating units provided corresponding to the N clock signals and having the same count-up period and receiving the signal under measurement and the corresponding clock signal, for storing the frequency M registers from the first register to the last register, and in the clock cycle of the corresponding clock signal, the frequency stored in each register is stored in the previous register so as to circulate, If the signal level of the signal under measurement is a predetermined level when the frequency stored in the head register is stored in the tail register, a predetermined value is added to the frequency stored in the head register. N histogram generators stored in the tail register;
Including a histogram creation device.
前記クロック周期を、前記ヒストグラム作成部が前記レジスタに格納されていた頻度に、所定値を加算して前記レジスタに格納する加算値が確定するまでの時間以上の時間とした請求項7記載のヒストグラム作成装置。   The histogram according to claim 7, wherein the clock period is set to a time equal to or longer than a time until a sum value to be stored in the register is determined by adding a predetermined value to the frequency at which the histogram creation unit is stored in the register. Creation device. レーザ光を複数回発光する発光部と、
対象物で反射されたレーザ光を受光し、前記レーザ光を含む光の受光に応じた前記被測定信号を出力する受光部と、
請求項7記載のヒストグラム作成装置と、
前記ヒストグラム作成装置の前記N個のヒストグラム作成部の各々の前記M個のレジスタに格納された頻度から、最大頻度を探索し、探索された最大頻度が格納された前記レジスタに基づいて、前記対象物までのレーザ光の飛行時間を求める最大値探索部と、
を含む、レーザレーダ装置であって、
前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、前記発光部によってレーザ光が発光される毎に、前記クロック周期での各レジスタに格納されている頻度の循環を開始するレーザレーダ装置。
A light emitting unit that emits laser light multiple times;
A light receiving unit that receives the laser light reflected by the object and outputs the signal under measurement corresponding to the reception of the light including the laser light;
The histogram creation device according to claim 7,
A maximum frequency is searched from the frequencies stored in the M registers of each of the N histogram generating units of the histogram generating device, and the target is determined based on the register in which the searched maximum frequency is stored. A maximum value search unit for obtaining the flight time of laser light to an object,
A laser radar device comprising:
The histogram creation unit of the histogram creation device is a laser radar device that starts circulation of the frequency stored in each register in the clock cycle each time laser light is emitted by the light emitting unit.
前記受光部は、複数の受光素子を備え、前記受光素子の反応個数を表す前記被測定信号を出力し、
前記ヒストグラム作成装置の前記ヒストグラム作成部は、前記先頭レジスタに格納されていた頻度を、最後尾レジスタに格納するときに、被測定信号の信号レベルが所定レベルである場合、前記先頭レジスタに格納されていた頻度に、前記被測定信号が表す前記反応個数に応じた数値を加算して前記最後尾レジスタに格納する請求項9記載のレーザレーダ装置。
The light receiving unit includes a plurality of light receiving elements, and outputs the signal under measurement representing the number of reactions of the light receiving elements,
The histogram creation unit of the histogram creation device stores the frequency stored in the head register in the head register when the signal level of the signal under measurement is a predetermined level when storing the frequency in the tail register. The laser radar device according to claim 9, wherein a numerical value corresponding to the number of reactions represented by the signal under measurement is added to the frequency of the measurement and stored in the tail register.
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