JP7221029B2 - Error correction device, distance measuring device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、TOF(Time Of Flight)方式により対象物までの距離を測定する技術に関する。 An embodiment of the present invention relates to technology for measuring a distance to an object by a TOF (Time Of Flight) method.

従来、対象物へ投光されてから、対象物からの反射光を受光するまでの時間に基づいて対象物までの距離を測定する技術として、TOF方式が知られている。 Conventionally, the TOF method is known as a technique for measuring the distance to an object based on the time from when light is projected onto the object until when the reflected light from the object is received.

また、関連する技術として、光出力のパワーおよびパルス幅の両方が段階的に大きくなるように設定された複数の発光モードを有する発光部と、発光部から送信された光信号の反射光を受光する回路のゲインおよび帯域の両方が段階的に大きくなるように設定された複数の受光モードを有する受光部と、発光モードと受光モードとを組み合わせることで設定された複数の動作モードで、発光部および受光部を繰り返し動作させ、動作モードのそれぞれで得られる受光信号から抽出した非飽和のピーク波形を用いて、光信号を反射した物体との距離を求める測距処理部とを備える距離測定装置、が知られている(特許文献1参照)。 In addition, as a related technology, a light emitting unit having a plurality of light emitting modes in which both the power and pulse width of the optical output are set to increase stepwise, and the reflected light of the optical signal transmitted from the light emitting unit are received. The light-receiving unit has a plurality of light-receiving modes that are set so that both the gain and the band of the circuit that emit light are set to increase stepwise, and the light-emitting unit has a plurality of operating modes that are set by combining the light-emitting modes and the light-receiving modes. and a distance measuring unit that repeatedly operates the light receiving unit and uses a non-saturated peak waveform extracted from the received light signal obtained in each operation mode to determine the distance to the object that reflected the light signal. , are known (see Patent Document 1).

特開2015-137101号公報JP 2015-137101 A

反射光のパワーは対象物の反射率によって減衰する。また、パルスの立ち上がり、立ち下がりのタイミングは、反射光のパワーが予め設定された閾値を上回った時点、閾値を下回った時点として検出される。そのため、従来のTOF方式の距離測定装置においては、反射光のパルス幅が対象物の反射率に起因して変動し、この変動によって測定距離に誤差が生じる、という問題がある。 The power of the reflected light is attenuated by the reflectivity of the object. Also, the rising and falling timings of the pulse are detected as when the power of the reflected light exceeds a preset threshold and when it falls below the threshold. Therefore, in the conventional TOF distance measuring device, there is a problem that the pulse width of the reflected light fluctuates due to the reflectance of the object, and this fluctuation causes an error in the measured distance.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、TOF方式による測定距離の誤差を低減することができる誤差補正装置、距離測定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an error correcting device and a distance measuring device capable of reducing errors in the distance measured by the TOF method.

上述した課題を解決するため、本実施形態に係る誤差補正装置は、対象物に向けて放射されたパルス光が前記対象物により反射された反射光を受光し、該反射光の検出タイミングと、前記パルス光の放射タイミングとに基づいて、前記対象物までの距離を測定する距離測定装置による測定距離の誤差を補正する誤差補正装置であって、前記距離測定装置により検出された前記反射光のパルス幅を取得するパルス幅取得部と、予め定められた反射光のパルス幅と補正値とが対応付けられた補正情報を参照し、該補正情報において前記取得された反射光のパルス幅に対応付けられた補正値を取得する補正値取得部と、前記取得された補正値に基づいて前記測定距離を補正する距離補正部とを備える。 In order to solve the above-described problems, the error correction device according to the present embodiment receives reflected light of pulsed light emitted toward an object and reflected by the object, and detects timing of the reflected light, an error correction device for correcting an error in the distance measured by a distance measuring device for measuring the distance to the object based on the emission timing of the pulsed light, the error correcting device for correcting the error in the reflected light detected by the distance measuring device A pulse width acquisition unit that acquires a pulse width and a correction information in which a predetermined pulse width of reflected light and a correction value are associated with each other are referenced, and the correction information corresponds to the acquired pulse width of the reflected light. A correction value acquisition unit that acquires the attached correction value, and a distance correction unit that corrects the measured distance based on the acquired correction value.

また、本実施形態に係る距離測定装置は、パルス光を対象物に向けて出射する光源と、前記対象物により反射された反射光を受光する受光素子と、前記パルス光の放射タイミングと、前記反射光の受光タイミングと、前記反射光のパルス幅とを検出する検出部と、前記放射タイミングと前記受光タイミングとに基づいて、前記対象物までの距離を測定距離として算出する演算部と、前記検出されたパルス幅をパルス幅取得部と、予め定められた反射光のパルス幅と補正値とが対応付けられた補正情報を参照し、該補正情報において前記検出された反射光のパルス幅に対応付けられた補正値を取得する補正値取得部と、前記取得された補正値に基づいて前記測定距離を補正する距離補正部とを備える。 Further, the distance measuring device according to the present embodiment includes a light source that emits pulsed light toward an object, a light receiving element that receives reflected light reflected by the object, emission timing of the pulsed light, and the a detector that detects the timing of receiving reflected light and the pulse width of the reflected light; a computing unit that calculates the distance to the object as a measured distance based on the timing of radiation and the timing of receiving light; The detected pulse width is referred to the pulse width acquisition unit and the correction information in which the predetermined pulse width of the reflected light and the correction value are associated, and the detected pulse width of the reflected light is obtained in the correction information. A correction value acquisition unit that acquires the associated correction value, and a distance correction unit that corrects the measured distance based on the acquired correction value.

本発明によれば、TOF方式による測定距離の誤差を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce errors in the distance measured by the TOF method.

実施形態に係る距離測定システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a distance measurement system according to an embodiment; FIG. 誤差補正装置のハードウェア構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the hardware configuration of an error correction device; FIG. 誤差補正装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of an error correction apparatus. 誤差補正装置の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the error correction device; 収録された距離誤差を示すグラフである。10 is a graph showing recorded distance errors; 反射光のパルス幅に対応する補正値を示すグラフである。7 is a graph showing correction values corresponding to pulse widths of reflected light; 補正がなされない場合の距離誤差を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing distance error without correction; FIG. 補正がなされた場合の距離誤差を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing distance error when correction is made; FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(全体構成及び距離測定装置の構成)
本実施形態に係る距離測定システム及び距離測定装置の構成について説明する。図1は、実施形態に係る距離測定システムの構成を示すブロック図である。
(Overall Configuration and Configuration of Distance Measuring Device)
The configurations of the distance measurement system and the distance measurement device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the distance measurement system according to the embodiment.

図1に示すように、距離測定システムは、対象物Tまでの距離を測定する距離測定装置1と距離測定装置1による測定距離の誤差を補正する誤差補正装置2とを備える。 As shown in FIG. 1 , the distance measurement system includes a distance measurement device 1 that measures the distance to an object T and an error correction device 2 that corrects errors in the distance measured by the distance measurement device 1 .

距離測定装置1は、光源11、分岐カプラ12、投光部13、受光部14、合流カプラ15、受光素子16、検出部17、演算部18を備える。光源11は、パルス光を放射する発光体であり、本実施形態においてはレーザである。分岐カプラ12は、光源11、投光部13、合流カプラ15のそれぞれと光ファイバにより接続される。合流カプラ15は、分岐カプラ12、受光部14、受光素子16のそれぞれと光ファイバにより接続される。 The distance measuring device 1 includes a light source 11 , a branching coupler 12 , a light projecting section 13 , a light receiving section 14 , a junction coupler 15 , a light receiving element 16 , a detection section 17 and a calculation section 18 . The light source 11 is a light emitter that emits pulsed light, and is a laser in this embodiment. The branching coupler 12 is connected to the light source 11, the light projecting section 13, and the joining coupler 15 by optical fibers. The junction coupler 15 is connected to each of the branch coupler 12, the light receiving section 14, and the light receiving element 16 by optical fibers.

分岐カプラ12は、光源11から伝送されたパルス光を2つに分岐させ、一方のパルス光は投光部13に伝送され、他方のパルス光は基準光として合流カプラ15に伝送される。投光部13は、分岐カプラ12より伝送されたパルス光を出射光として距離測定装置1の外部へ出射する。この出射光は、距離測定装置1からの距離を測定する対象である対象物Tに向けて出射される。受光部14は、投光部13により出射された出射光が対象物Tにより反射された反射光として受光されるように形成され、受光した反射光を合流カプラ15へ伝送する。合流カプラ15は、分岐カプラ12から伝送された基準光と、受光部14から伝送された反射光とを合流させ、受光素子16へ伝送する。 The branching coupler 12 branches the pulsed light transmitted from the light source 11 into two, one of which is transmitted to the light projecting section 13 and the other of which is transmitted to the combining coupler 15 as reference light. The light projecting unit 13 emits the pulsed light transmitted from the branch coupler 12 to the outside of the distance measuring device 1 as emitted light. This emitted light is emitted toward the target object T, which is the object whose distance from the distance measuring device 1 is to be measured. The light receiving unit 14 is formed to receive the emitted light emitted by the light projecting unit 13 as reflected light reflected by the object T, and transmits the received reflected light to the junction coupler 15 . The merging coupler 15 merges the reference light transmitted from the branching coupler 12 and the reflected light transmitted from the light receiving section 14 and transmits them to the light receiving element 16 .

受光素子16は、合流カプラ15により伝送されたパルス光を受光してその強度を検出するセンサである。検出部17は、予め所定の強度に設定された閾値によって、受光素子16により検出された基準光及び反射光のそれぞれにおけるパルスの立ち上がり、立ち下がりのタイミングを検出する。演算部18は、検出部17より検出されたパルスの立ち上がり、立ち下がり、またはこれらの中間のタイミングに基づいて、受光素子16において基準光が受光されたタイミングと反射光が受光されたタイミングとの時間差を算出し、この時間差の半分に光速を掛けることにより対象物Tまでの距離を算出する。 The light receiving element 16 is a sensor that receives the pulsed light transmitted by the junction coupler 15 and detects its intensity. The detection unit 17 detects the rise and fall timings of the pulses of the reference light and the reflected light detected by the light receiving element 16, respectively, using a threshold value set to a predetermined intensity in advance. The calculation unit 18 determines the timing at which the light receiving element 16 receives the reference light and the timing at which the reflected light is received, based on the rise, fall, or intermediate timing of the pulse detected by the detection unit 17. The distance to the object T is calculated by calculating the time difference and multiplying half of this time difference by the speed of light.

このようなTOF方式の距離測定装置1においては、対象物Tの反射率や対象物Tまでの距離による反射光のパワーの減衰、更には、環境温度の変動による光源11の投光パワーや受光素子16の感度の変動に起因して、測定距離に距離誤差が生じ得る。 In such a TOF-type distance measuring device 1, attenuation of reflected light power due to the reflectance of the object T and the distance to the object T, furthermore Range errors can occur in the measured range due to variations in the sensitivity of the element 16 .

(誤差補正装置の構成)
誤差補正装置2のハードウェア構成及び機能構成について説明する。図2は、誤差補正装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図3は、誤差補正装置の機能構成を示すブロック図である。
(Configuration of error correction device)
The hardware configuration and functional configuration of the error correction device 2 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the error correction device. FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the error correction device.

誤差補正装置2は、ハードウェアとして、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)21、RAM(Random Access Memory)22、記憶装置23、外部I/F(Interface)24を備える。 The error correction device 2 includes, as hardware, a CPU (Central Processing Unit) 21, a RAM (Random Access Memory) 22, a storage device 23, and an external I/F (Interface) 24, as shown in FIG.

CPU21及びRAM22は協働して後述する各種機能を実行し、記憶装置23は各種機能により実行される処理に用いられる各種データを記憶する。外部I/F24は、外部装置としての距離測定装置1とのデータの入出力を行う。なお、記憶装置23には、近距離範囲、中距離範囲、長距離範囲のそれぞれについて、反射光のパルス幅と、測定距離における距離誤差を補正する補正値とを対応付けた補正情報が記憶される。 The CPU 21 and RAM 22 cooperate to execute various functions described later, and the storage device 23 stores various data used for processing executed by the various functions. The external I/F 24 inputs and outputs data to and from the distance measuring device 1 as an external device. The storage device 23 stores correction information in which the pulse width of the reflected light is associated with a correction value for correcting the distance error in the measured distance for each of the short distance range, the middle distance range, and the long distance range. be.

また、誤差補正装置2は、機能として、図3に示すように、パルス幅取得部201、パルス幅補正部202、距離取得部203、距離判定部204、補正値取得部205、距離補正部206を備える。 3, the error correction device 2 has functions such as a pulse width acquisition unit 201, a pulse width correction unit 202, a distance acquisition unit 203, a distance determination unit 204, a correction value acquisition unit 205, and a distance correction unit 206. Prepare.

パルス幅取得部201は、基準光及び反射光それぞれの立ち上がり、立下りのタイミングを、基準光及び反射光それぞれのパルス幅として距離測定装置1から取得する。パルス幅補正部202は、パルス幅取得部201により取得された反射光のパルス幅を補正する。距離取得部203は、演算部18により算出された測定距離を距離測定装置1から取得する。距離判定部204は、距離取得部203により取得された測定距離について、予め設定された複数の距離範囲のうち、いずれの距離範囲に属するかを判定する。補正値取得部205は、距離判定部204により判定された測定距離が属する距離範囲と、パルス幅補正部202により補正された反射光のパルス幅とに基づいて、記憶装置23に記憶された補正値を取得する。距離補正部206は、補正値取得部205により取得された補正値により距離取得部203により取得された測定距離を補正する。 The pulse width acquisition unit 201 acquires the rising and falling timings of the reference light and the reflected light as pulse widths of the reference light and the reflected light from the distance measuring device 1 . A pulse width correction unit 202 corrects the pulse width of the reflected light acquired by the pulse width acquisition unit 201 . The distance acquisition unit 203 acquires the measured distance calculated by the calculation unit 18 from the distance measurement device 1 . The distance determination unit 204 determines to which distance range the measured distance acquired by the distance acquisition unit 203 belongs among a plurality of preset distance ranges. The correction value acquisition unit 205 obtains correction values stored in the storage device 23 based on the distance range to which the measured distance determined by the distance determination unit 204 belongs and the pulse width of the reflected light corrected by the pulse width correction unit 202. Get the value. A distance correction unit 206 corrects the measured distance acquired by the distance acquisition unit 203 using the correction value acquired by the correction value acquisition unit 205 .

(誤差補正装置の動作)
誤差補正装置の動作について説明する。図4は、誤差補正装置の動作を示すフローチャートである。
(Operation of error correction device)
The operation of the error correction device will be explained. FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the error correction device.

図4に示すように、まず、距離取得部203が、距離測定装置1から測定距離を取得し(S101)、パルス幅取得部201が、距離測定装置1から基準光、反射光それぞれのパルス幅を取得し(S102)、パルス幅補正部202が、パルス幅取得部201により取得された反射光のパルス幅を補正する(S103)。 As shown in FIG. 4, first, the distance acquisition unit 203 acquires the measured distance from the distance measurement device 1 (S101), and the pulse width acquisition unit 201 acquires the pulse widths of the reference light and the reflected light from the distance measurement device 1. (S102), and the pulse width correction unit 202 corrects the pulse width of the reflected light acquired by the pulse width acquisition unit 201 (S103).

ここで、パルス幅補正部202による反射光のパルス幅の補正は、補正後の反射光のパルス幅をWbc、パルス幅取得部201により取得された反射光のパルス幅をW、パルス幅取得部201により取得された基準光のパルス幅をW、常温における基準光のパルス幅をWar、予め設定された係数をCとした場合、補正後の反射光のパルス幅を、Wbc=W-C(W-War)の式により算出することによりなされる。 Here, the pulse width of the reflected light is corrected by the pulse width correction unit 202. W bc is the pulse width of the reflected light after correction, W b is the pulse width of the reflected light acquired by the pulse width acquisition unit 201, and W b is the pulse width of the reflected light. Assuming that the pulse width of the reference light acquired by the acquisition unit 201 is W a , the pulse width of the reference light at room temperature is War , and the preset coefficient is C, the pulse width of the reflected light after correction is W bc . = W b - C (W a - W ar ).

この基準光のパルス幅の変動に基づく反射光のパルス幅の補正を行えば、環境温度の変化によって生じる、光源11の投光パワーの変動や受光素子16の感度の変動に起因する測定距離の誤差を低減することができる。 If the pulse width of the reflected light is corrected based on the fluctuation of the pulse width of the reference light, it is possible to reduce the measured distance due to fluctuations in the projection power of the light source 11 and fluctuations in the sensitivity of the light receiving element 16 caused by changes in the environmental temperature. Errors can be reduced.

次に、距離判定部204は、距離取得部203により取得された測定距離が、予め設定された第1距離未満である近距離範囲内にあるか否かを判定する(S104)。 Next, the distance determination unit 204 determines whether or not the measured distance acquired by the distance acquisition unit 203 is within a short distance range that is less than a preset first distance (S104).

測定距離が近距離範囲内にない場合(S104,NO)、距離判定部204は、距離取得部203により取得された測定距離が、予め第1距離よりも大きく設定された第2距離以上である遠距離範囲内にあるか否かを判定する(S105)。 When the measured distance is not within the short distance range (S104, NO), the distance determination unit 204 determines that the measured distance acquired by the distance acquisition unit 203 is equal to or greater than a second distance that is set larger than the first distance in advance. It is determined whether or not the object is within the long distance range (S105).

測定距離が遠距離範囲内にない場合(S105,NO)、即ち、測定距離が、第1距離以上且つ第2距離未満である中距離範囲内にある場合、補正値取得部205が、補正情報において、中距離範囲について、補正された反射光のパルス幅と対応付けられた補正値を取得し(S106)、距離補正部206が、この補正値に基づいて測定距離を補正する(S107)。ここで、測定距離の補正は、距離取得部203により取得された測定距離を、補正値取得部205により取得された補正値により減算することによってなされる。 If the measured distance is not within the long distance range (S105, NO), that is, if the measured distance is within the middle distance range that is greater than or equal to the first distance and less than the second distance, the correction value acquisition unit 205 obtains the correction information In the middle distance range, a correction value associated with the corrected pulse width of the reflected light is acquired (S106), and the distance correction unit 206 corrects the measured distance based on this correction value (S107). Here, the measured distance is corrected by subtracting the correction value acquired by the correction value acquisition unit 205 from the measured distance acquired by the distance acquisition unit 203 .

一方、測定距離が遠距離範囲内にある場合(S105,YES)、補正値取得部205が、補正情報において、遠距離範囲について、補正された反射光のパルス幅と対応付けられた補正値を取得し(S108)、距離補正部206が、この補正値に基づいて測定距離を補正する(S107)。 On the other hand, if the measured distance is within the long distance range (S105, YES), the correction value acquisition unit 205 acquires a correction value associated with the corrected pulse width of the reflected light for the long distance range in the correction information. (S108), and the distance correction unit 206 corrects the measured distance based on this correction value (S107).

また、ステップS104において、測定距離が近距離範囲内にある場合(S104,YES)、補正値取得部205が、補正情報において、近距離範囲について、補正された反射光のパルス幅と対応付けられた補正値を取得し(S109)、距離補正部206が、この補正値に基づいて測定距離を補正する(S107)。 Further, in step S104, if the measured distance is within the short distance range (S104, YES), the correction value acquisition unit 205 associates the short distance range with the corrected pulse width of the reflected light in the correction information. (S109), and the distance correction unit 206 corrects the measured distance based on this correction value (S107).

(補正情報)
補正情報について説明する。図5は、収録された距離誤差を示すグラフである。図6は、反射光のパルス幅に対応する補正値を示すグラフである。
(Correction information)
Correction information will be described. FIG. 5 is a graph showing recorded distance errors. FIG. 6 is a graph showing correction values corresponding to pulse widths of reflected light.

上述したように、補正情報は、近距離範囲、中距離範囲、遠距離範囲のそれぞれについて、別個に、反射光のパルス幅と補正値とが対応付けられるものであり、予め記憶装置23に記憶される。 As described above, the correction information associates the pulse width of the reflected light with the correction value separately for each of the short distance range, the middle distance range, and the long distance range, and is stored in the storage device 23 in advance. be done.

この補正情報は、事前に収録される収録データに基づいて作成される。収録データは、対象物Tとの距離を既知として、この距離が、近距離範囲に属する所定の近距離である場合、遠距離範囲に属する所定の遠距離である場合のそれぞれについて、対象物Tの反射率を変化させながら収録される。図5に示すように、個々の収録データは、測定距離の距離誤差とこれに対応する反射光のパルス幅とを含み、距離誤差、反射光のパルス幅のそれぞれを軸にとる2軸上にプロットされる。 This correction information is created based on recorded data recorded in advance. Assuming that the distance to the object T is known, the recorded data is a predetermined short distance belonging to the short distance range and a predetermined long distance belonging to the long distance range. are recorded while changing the reflectance of As shown in FIG. 5, each recorded data includes the distance error of the measured distance and the pulse width of the reflected light corresponding thereto. plotted.

次に、近距離の場合、遠距離の場合のそれぞれについて、図6に示すような、プロットされた複数の収録データから近似曲線を求めたグラフが作成され、このグラフに基づいて近距離範囲、遠距離範囲のそれぞれについて、反射光のパルス幅と補正値とを対応付けた補正情報が作成される。また、中距離範囲については、近距離範囲の補正情報と、遠距離範囲の補正情報とを線形補間することにより作成される。 Next, for each of the short distance and the long distance, a graph is created by obtaining an approximate curve from a plurality of plotted recorded data, as shown in FIG. Correction information that associates the pulse width of the reflected light with the correction value is created for each of the long-distance ranges. The middle distance range is created by linearly interpolating correction information for the short distance range and correction information for the long distance range.

(誤差補正装置による効果)
誤差補正装置による効果について説明する。図7は、補正がなされない場合の距離誤差を示すグラフである。図8は、補正がなされた場合の距離誤差を示すグラフである。
(Effect of error correction device)
Effects of the error correction device will be described. FIG. 7 is a graph showing the distance error when no correction is made. FIG. 8 is a graph showing the distance error when correction is made.

誤差補正装置2によれば、図7に示すような測定距離における距離誤差を、図8に示すように低減させることができる。また、図7においては、反射率や測定距離が距離誤差に影響を及ぼしているのに対し、補正によって、反射率や測定距離の影響が低減されることが図8からわかる。 According to the error correction device 2, the distance error in the measured distance as shown in FIG. 7 can be reduced as shown in FIG. In addition, while the reflectance and the measured distance affect the distance error in FIG. 7, it can be seen from FIG. 8 that the influence of the reflectance and the measured distance is reduced by the correction.

なお、本実施形態において、誤差補正装置2を距離測定装置1とは異なる装置として説明したが、距離測定装置1の一機能として提供されても良い。また、誤差補正装置2は、測定距離の誤差に係る情報を、必ずしも直接に距離測定装置1から取得する必要なく、例えば、測定距離の誤差に係る情報が記録されたデータベースから取得するようにしても良い。また、補正情報についても、外部のデータベースから取得するようにしても良い。 In this embodiment, the error correction device 2 is described as a device different from the distance measurement device 1, but it may be provided as one function of the distance measurement device 1. FIG. In addition, the error correction device 2 does not necessarily need to acquire information related to the error of the measured distance directly from the distance measuring device 1, but may acquire it from a database in which information related to the error of the measured distance is recorded, for example. Also good. Correction information may also be obtained from an external database.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Embodiments of the invention are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

2 誤差補正装置
201 パルス幅取得部
205 補正値取得部
206 距離補正部
2 error correction device 201 pulse width acquisition unit 205 correction value acquisition unit 206 distance correction unit

Claims (4)

対象物に向けて放射されたパルス光が前記対象物により反射された反射光を受光し、該反射光の検出タイミングと、前記パルス光の放射タイミングとに基づいて、前記対象物までの距離を測定する距離測定装置による測定距離の誤差を補正する誤差補正装置であって、
前記距離測定装置により検出された前記反射光のパルス幅を取得するとともに、前記パルス光の一部が前記距離測定装置内において検出された基準光のパルス幅を取得するパルス幅取得部と、
予め定められた常温における基準光のパルス幅と前記取得された基準光のパルス幅との差に基づいて、前記反射光のパルス幅を補正するパルス幅補正部と、
予め定められた反射光のパルス幅と補正値とが対応付けられた補正情報を参照し、該補正情報において前記補正された反射光のパルス幅に対応付けられた補正値を取得する補正値取得部と、
前記取得された補正値に基づいて前記測定距離を補正する距離補正部と
を備える誤差補正装置。
A pulsed light emitted toward an object receives reflected light reflected by the object, and a distance to the object is calculated based on the detection timing of the reflected light and the emission timing of the pulsed light. An error correction device that corrects an error in the distance measured by the distance measurement device to be measured,
a pulse width acquisition unit that acquires the pulse width of the reflected light detected by the distance measuring device and acquires the pulse width of the reference light of which part of the pulsed light is detected in the distance measuring device;
a pulse width correcting unit that corrects the pulse width of the reflected light based on the difference between the pulse width of the reference light at a predetermined normal temperature and the pulse width of the obtained reference light;
Correction value acquisition for referring to correction information in which a predetermined pulse width of reflected light and a correction value are associated, and obtaining a correction value associated with the corrected pulse width of reflected light in the correction information. Department and
and a distance correction unit that corrects the measured distance based on the acquired correction value.
前記補正情報は、複数の距離範囲のそれぞれについて反射光のパルス幅と補正値とを対応付け、
前記誤差補正装置は、前記測定距離が前記複数の距離範囲のいずれに属するかを判定する距離判定部を更に備え、
前記補正値取得部は、前記測定距離が属する距離範囲について前記取得された反射光のパルス幅と対応付けられた補正値を取得することを特徴とする請求項1に記載の誤差補正装置。
the correction information associates a pulse width of reflected light with a correction value for each of a plurality of distance ranges;
The error correction device further comprises a distance determination unit that determines to which of the plurality of distance ranges the measured distance belongs,
2. The error correction device according to claim 1, wherein the correction value acquiring unit acquires the correction value associated with the acquired pulse width of the reflected light for the distance range to which the measured distance belongs.
前記パルス幅補正部は、前記常温における基準光のパルス幅と前記取得された基準光のパルス幅との差に所定の係数を乗じた値を前記反射光のパルス幅から減じることにより、前記反射光のパルス幅を補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誤差補正装置。 The pulse width correction unit subtracts a value obtained by multiplying a difference between the pulse width of the reference light at room temperature and the pulse width of the obtained reference light by a predetermined coefficient from the pulse width of the reflected light, thereby adjusting the reflected light. 3. The error correction device according to claim 1, wherein the pulse width of light is corrected. パルス光を対象物に向けて出射する光源と、
前記対象物により反射された反射光を受光する受光素子と、
前記パルス光の放射タイミングと、該パルス光の一部である基準光のパルス幅と、前記反射光の受光タイミングと、前記反射光のパルス幅とを検出する検出部と、
前記放射タイミングと前記受光タイミングとに基づいて、前記対象物までの距離を測定距離として算出する演算部と
予め定められた常温における基準光のパルス幅と前記検出された基準光のパルス幅との差に基づいて、前記反射光のパルス幅を補正するパルス幅補正部と、
予め定められた反射光のパルス幅と補正値とが対応付けられた補正情報を参照し、該補正情報において前記補正された反射光のパルス幅に対応付けられた補正値を取得する補正値取得部と、
前記取得された補正値に基づいて前記測定距離を補正する距離補正部と
を備える距離測定装置。
a light source that emits pulsed light toward an object;
a light receiving element that receives reflected light reflected by the object;
a detection unit that detects the emission timing of the pulsed light, the pulse width of the reference light that is part of the pulsed light, the light reception timing of the reflected light, and the pulse width of the reflected light;
a calculation unit that calculates a distance to the object as a measured distance based on the radiation timing and the light reception timing ;
a pulse width correction unit that corrects the pulse width of the reflected light based on the difference between the pulse width of the reference light at a predetermined room temperature and the detected pulse width of the reference light;
Correction value acquisition for referring to correction information in which a predetermined pulse width of reflected light and a correction value are associated, and obtaining a correction value associated with the corrected pulse width of reflected light in the correction information. Department and
and a distance correction unit that corrects the measured distance based on the acquired correction value.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004184333A (en) 2002-12-05 2004-07-02 Denso Corp Distance measuring apparatus
JP2009541760A (en) 2006-07-04 2009-11-26 ペッパール ウント フュフス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method and apparatus for photoelectric non-contact distance measurement based on moving time principle
JP2016142534A (en) 2015-01-29 2016-08-08 シャープ株式会社 Distance measurement device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2967656B2 (en) * 1992-10-05 1999-10-25 日本電気株式会社 Distance measuring device
DE19704340A1 (en) * 1997-02-05 1998-08-06 Sick Ag Rangefinder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004184333A (en) 2002-12-05 2004-07-02 Denso Corp Distance measuring apparatus
JP2009541760A (en) 2006-07-04 2009-11-26 ペッパール ウント フュフス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method and apparatus for photoelectric non-contact distance measurement based on moving time principle
JP2016142534A (en) 2015-01-29 2016-08-08 シャープ株式会社 Distance measurement device

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