CN101149437B - 光波距离测定方法、距离测定装置 - Google Patents

光波距离测定方法、距离测定装置 Download PDF

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Abstract

光波距离测定方法、距离测定程序以及距离测定装置，一种光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离，其中，包括如下步骤：以包括多个测定目标的方式，照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线；按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定到所述多个测定目标的距离。

Description

光波距离测定方法、距离测定装置
技术领域
本发明涉及光波距离测定或者具有光波测距部的距离测定装置，特别是本发明涉及能够一次进行多点的距离测定的光波距离测定方法、距离测定程序以及距离测定装置。
背景技术
光波测距部具有对测定目标照射激光光线、接收来自测定目标的反射光的测距光路，并且，除了该测距光路，还具有内部参照光路，基于经过该内部参照光路所接收的内部参照光与经测距光路所接收的测距光的时间差，进行到测定目标的距离测定。
此外，近年来，作为测距用的激光光线，使用了脉冲激光光线，基于脉冲光的时间偏差算出内部参照光与测距光的光接收时间差。作为距离测定装置所具有的光波测距部，例如有日本特开2004-144681号公报所示的光波测距部。以下，参照图12大致说明日本特开2004-144681号公报所示的光波测距部。
此外，图12中，1表示光波测距部，该光波测距部1具有光学系统2和测距运算部3。
所述光学系统2具有测距光路4和内部参照光路5，在所述测距光路4上配置激光光源6、直角反射镜7、物镜8、光接收元件9，所述激光光源6例如是脉冲激光二极管(PLD)，从该激光光源6发出作为脉冲激光光线的测距光，测距光被所述直角反射镜7偏转，透过所述物镜8，从所述光波测距部1射出。所射出的测距光在作为测定目标11的棱镜上反射，反射测距光通过所述物镜8入射，被所述直角反射镜7偏转，由所述光接收元件9接收。
此外，在所述测距光路4上设置半透镜12，由该半透镜12反射测距光的一部分作为内部参照光，该内部参照光由反射镜13偏转，形成所述内部参照光路5。在该内部参照光路5上设置中继透镜14、15，透过该中继透镜15的内部参照光由反射镜16偏转，内部参照光被设置在所述测距光路4上的半透镜17反射到所述测距光路4上，并由所述光接收元件9接收。
跨过所述测距光路4的传出路径部分和所述内部参照光路5设置了光路切换装置18，跨过所述测距光路4的返回路径部分和所述内部参照光路5设置了光量调整装置19。
所述光路切换装置18具有旋转遮光板21，该旋转遮光板21使所述测距光路4、所述内部参照光路5中的一个光路透过时，另一光路被所述旋转遮光板21遮挡。该旋转遮光板21通过电动机等的传动装置22而旋转。此外，所述光量调整装置19具有光量衰减滤光板23，该光量衰减滤光板23通过电动机等的传动装置24而旋转，调整光量以便使入射到所述光接收元件9上的测距光与内部参照光的光强度相同。
将由所述光接收元件9所接收的测距光、内部参照光作为光接收信号传送到所述测距运算部3。
由所述光路切换装置18切换光路，由此，对所述光接收元件9交替地入射分割为时间序列的测距光和内部参照光，从所述光接收元件9交替地向所述测距运算部3发送测距光的光接收信号和内部参照光的光接收信号。在该测距运算部3中，对测距光的脉冲和内部参照光的脉冲进行比较，算出偏差，基于所得到的偏差，对到所述测定目标11的距离进行运算。
在所述的现有技术的距离测定装置的光波测距部1中存在如下问题：由所述旋转遮光板21机械地切换测距光与内部参照光的光路，在响应性等上存在界限，难以进行高速的光路切换，难以进行高速的距离测定。此外，日本特开2004-144681号公报所示的距离测定装置在一次测定中对一个测定目标进行测定，不能够同时对多点的测定目标进行测距。
此外，日本特开2006-105802号公报中示出了电气地对测距光和内部参照光的光接收进行切换的距离测定装置。
然后，日本特开平5-232228号公报中示出了能够一次对多个测定目标进行测定的距离测定装置。
日本特开平5-232228号公报所述的距离测定装置中，发出脉冲光，测定从脉冲光的发光时到接收被测定目标反射后的脉冲光的时间(测距时间)，对到测定目标的距离进行测定，其具有发出脉冲光的半导体激光器、接收来自测定目标的反射脉冲光后发出光接收信号的光接收元件、数目与测定目标的数目相同的时间测定电路和与该时间测定电路对应的触发电路、基于测距时间对到测定目标的距离进行计算的距离值运算装置，若所述触发电路接收来自光接收元件的信号，则向所对应的时间测定电路发送光接收信号，并且，对于以后的光接收信号，实现不能送出的状态。
因此，多个触发电路依次向所对应的时间测定电路发送光接收信号，并且依次实现不能发送的状态，由此，所述多个时间测定电路能够分别对每个测定目标的测定时间进行测定，所述距离值运算装置基于测距时间测定到测定目标的距离。
在日本特开平5-232228号公报所述的距离测定装置中，能够一次对多个测距目标进行测距。
但是，在日本特开平5-232228号公报所述的距离测定装置中，按照每个测定目标需要时间测定电路、触发电路，故为了进行多点测定以及提高精度，进行多次测定，需要庞大数目的时间测定电路、触发电路，电路结构变得复杂，并且价格昂贵。并且，因为伴随触发电路的电气切换动作，所以，存在电路上的响应延迟。因此，产生接收后不能对前一接收信号进行测定的范围。存在如下问题：该范围成为死区，不能进行比对应于电路上的响应延迟时间的距离更接近的测定目标的测定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够同时对多个测定目标进行多次距离测定、并且能够对接近的测定目标进行距离测定的距离测定方法、距离测定程序以及距离测定装置。
本发明的光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离，其中包括如下步骤：以包括多个测定目标的方式，照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线；按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定到所述多个测定目标的距离。此外，本发明光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离，其中，具有预备测定和主测定，所述预备测定具有如下步骤：以包括多个测定目标的方式，照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线；按照每个脉冲检测来自所述多个测定目标的反射光；逐渐增加反射光的检测限制时间，对限制按照来自所述多个测定目标的反射光的检测的限制时间进行测定，所述主测定包括如下步骤：以包括所述多个测定目标的方式，照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线；基于在所述预备测定中所测定的结果显示反射光的检测，按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定到所述多个测定目标的距离。此外，在本发明的光波距离测定方法中，按照每个发光脉冲识别所述反射光的步骤中，在一个脉冲激光光线中对最初接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的反射光限制检测，限制后，能够检测所限制的反射光以外的发光后最初接收的反射光。此外，在本发明的光波距离测定方法中，在来自所述多个测定目标的反射光的检测中，对来自各测定目标的反射光的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差。
此外，本发明的距离测定程序，对距离测定装置的控制运算部进行控制，该距离测定装置具有：光源部，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；测距部，基于来自该光接收部的光接收信号，取得关于所述一个以上的测定目标的测定数据；控制运算部，控制该测距部，执行测距，并基于在该测距部得到的数据计算出距离，其中，当所述光接收部在一个脉冲激光光线中接收两个以上的反射光时，在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，对至少检测一次后所检测出的光接收信号限制检测，限制后，能够对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个发光脉冲进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。此外，在本发明的距离测定程序中，在关于所述一个以上的测定目标的光接收信号的检测中，对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差。此外，在本发明的距离测定程序中，按照每一个脉冲激光光线使光接收限制的时间宽度增加预定值，执行检测的限制。此外，在本发明的距离测定程序中，按照每一个脉冲激光光线使光接收限制的时间宽度增加预定值，执行光接收信号的检测的限制，将限制了光接收信号的时刻的光接收限制的时间宽度与检测信号相关联并进行存储，由存储在下一光接收信号中的时间宽度进行光接收限制。
此外，本发明的距离测定装置，包括：光源部，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；光接收控制电路；测距部，基于来自所述光接收部的最初的光接收信号，取得关于所述测定目标的测定数据；控制运算部，控制该测距部，执行测距，并且基于在该测距部得到的数据，计算出距离，其中，当所述光接收部在一个脉冲激光光线中接收两个以上的反射光时，所述测距部在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，所述控制运算部控制所述光接收控制电路，以便对至少检测一次后所检测出的光接收信号限制检测，限制后，能够对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个发光脉冲进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。此外，在本发明的距离测定装置中，所述控制运算部对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行设定，以便使关于所述一个以上的光接收信号的检测结果分别具有预定偏差以下的偏差。此外，在本发明的距离测定装置中，所述控制运算部通过检测光接收信号，设定光接收限制的时间宽度，对该时间宽度内的所述光接收信号的检测进行限制。
按照本发明，在接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离的光波距离测定方法中，包括如下步骤：以包括多个测定目标的方式，照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线；按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并进行检测；以及基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定到所述多个测定目标的距离。所以，能够同时对多个测定目标进行多次距离测定。
此外，按照本发明，在按照每个发光脉冲识别所述反射光的步骤中，在一个脉冲激光光线中对最初接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的反射光限制检测，限制后，能够检测所限制的反射光以外的发光后最初接收的反射光。故能够同时对多个测定目标进行多次距离测定，并且，能够对接近的测定目标进行距离测定。
此外，按照本发明，在来自所述多个测定目标的反射光的检测中，对来自各测定目标的反射光的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差。所以，在对多点进行测定的情况下，测定精度均匀化，并且测定的可靠性增大。
此外，按照本发明，在距离测定装置中，使距离测定装置的控制运算部工作，该距离测定装置具有：光源部，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；测距部，基于来自该光接收部的光接收信号，取得关于所述一个以上的测定目标的测定数据；控制运算部，控制该测距部，执行测距，并且，基于在该测距部得到的数据，计算距离，其中当所述光接收部在一个脉冲激光光线中接收两个以上的反射光时，在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，对至少检测一次后所检测出的光接收信号限制检测，限制后，能够对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个发光脉冲进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。所以，能够同时对多个测定目标进行多次距离测定，并且，能够对接近的测定目标进行距离测定。
此外，按照本发明，在关于所述一个以上的测定目标的光接收信号的检测中，对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差，故在对多点进行测定的情况下，测定精度均匀化，测定的可靠性增大。
此外，按照本发明，按照每一个脉冲激光光线使光接收限制的时间宽度增加预定值，来执行检测的限制。所以，检测的限制能够不受到机械结构、测定目标的数目、测定目标间的距离等的制约，可靠地执行光接收限制，并能够可靠地进行光接收信号的识别。
此外，按照本发明，按照每一个脉冲激光光线使光接收限制的时间宽度增加预定值，执行光接收信号的检测的限制，将限制了光接收信号的时刻的光接收限制的时间宽度与检测信号相关联并进行存储，以存储在下一光接收信号中的时间宽度进行光接收限制。所以，检测的限制能够不受到机械结构、测定目标的数目、测定目标间的距离等的制约，可靠地执行光接收限制，并能够可靠地进行光接收信号的识别。
此外，按照本发明，具有：光源部，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；光接收控制电路；测距部，基于来自所述光接收部的最初的光接收信号，取得关于所述测定目标的测定数据；控制运算部，控制该测距部，执行测距，并且，基于在该测距部得到的数据，计算距离，当所述光接收部在一个脉冲激光光线中接收两个以上的反射光时，所述测距部在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，所述控制运算部控制所述光接收控制电路，以便使对至少检测一次后所检测出的光接收信号限制检测，限制后，能够对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个发光脉冲进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。所以，能够同时对多个测定目标进行多次距离测定，并且，能够对接近的测定目标进行距离测定。
此外，按照本发明，所述控制运算部对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行控制，以便使关于所述一个以上的光接收信号的检测结果分别具有预定偏差以下的偏差。所以，在对多点进行测定的情况下，测定精度均匀化，测定的可靠性增大。
此外，按照本发明，所述控制运算部通过检测光接收信号，从而设定光接收限制时间宽度，对该时间宽度内的所述光接收信号的检测进行限制。故检测的限制能够不受到机械结构、测定目标的数目、测定目标间的距离等的制约，可靠地执行光接收限制，并能够可靠地进行光接收信号的识别。
附图说明
图1是表示实施本发明的距离测定装置的一例的正面图。
图2是表示本发明实施例的概要的框图。
图3是该实施例的光学系统的概要结构图。
图4是该实施例的光接收电路的框图。
图5是该实施例的测距部所具有的发光光接收时序控制部的框图。
图6(A)是表示激光光源的发光状态的图、图6(B)是表示光接收元件的光接收状态的图、图6(C)图6(D)是表示光接收元件的内部光、外部光的光接收时序的图。
图7(A)图7(B)图7(C)图7(D)是表示光接收信号和屏蔽状态的说明图。
图8是表示测量装置、测距光、测定目标的关系的说明图。
图9是本发明的预备测定的流程图。
图10是本发明的主测定的流程图。
图11是在本发明的测定中伴随测定精度判断时的流程图。
图12是表示现有技术的光学系统的概要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施本发明用的优选方式进行说明。
首先，参照图1～图3对实施本发明的距离测定装置进行说明。
在安装于三角架(未图示)上的基台部25上设置架台26，在该架台26上支撑包括光学系统的望远镜部27。所述基台部25具有校平螺钉30，能够进行校平以使所述架台26水平。此外，该架台26能够以垂直轴为中心旋转，所述望远镜部27能够以水平轴为中心旋转。此外，在所述架台26上设置具有显示部28的操作输入部29，在所述显示部28上显示到测定目标的距离的测定值等。
然后，基于图2对距离测定装置的概要结构进行说明。
距离测定装置具有控制运算部31、测距部32、调焦部33，在所述控制运算部31上连接了存储部34、数据输入输出部35、所述操作输入部29、所述显示部28。
所述测距部32驱动控制激光光源6，从该激光光源6射出具有预定的扩展角(例如3°左右)的例如红外光等的脉冲激光光线。此外，所射出的激光光线的脉冲数是8000～15000脉冲/秒、例如8500脉冲/秒。
所射出的脉冲激光光线作为测距光36通过光学系统37照射到测定目标11上，由测定目标11反射后的反射测距光36’通过所述光学系统37由光接收元件9接收，并向所述测距部32输入光接收信号，在该测距部32中计算到所述测定目标11的距离时间，将计算结果输入到所述控制运算部31中。
此外，在图示中，示出了棱镜并作为测定目标11，但是，测定目标也可以是建筑物的壁面、自然物的表面等。此外，可以在所述测距光36的扩展角的范围内设置所需数目的测定目标11。所设置的测定目标的数目、配置是任意的，也可以设置在多点并且接近的位置上。
此外，所述调焦部33进行所述望远镜部27的自动调焦，但是，调焦动作由所述控制运算部31控制，调焦状态被反馈给该控制运算部31，此外，能够根据调焦位置求出测定目标11的大致位置。所述存储部34中存储了各种程序，有测距作业中所需的顺序程序、根据测距结果运算到测定目标的距离的距离运算程序、基于运算结果计算优选的测定模式并进行设定的测距模式设定程序、判断测定的分散、偏差的测定精度判断程序等。
所述控制运算部31基于所述顺序程序控制所述激光光源6、所述测距部32、所述调焦部33的驱动，执行测定，并且，根据所述距离运算程序基于测定结果执行距离的运算。此外，所述控制运算部31展开测定精度判断程序，由此，基于该测定精度判断程序进行距离测定中的测定数据的偏差运算，判断所得到的测定数据是否满足预定的所要求的偏差。将所述运算结果或者测定的进展状况等显示在所述显示部28上。
图3示出了本实施例的光学系统37。在图3中，对与图12中所示的相同的部分付以相同的符号。
本实施例的光学系统37和图12中所说明的光学系统2具有大致相同的结构，在所述光学系统37中省略了光路切换装置18。因此，同时对所述光接收元件9入射内部参照光以及来自多个测定目标11的反射测距光36’。对于所述光接收元件9来说，检测状态由所述测距部32具有的光接收电路40电气地控制，识别内部参照光和反射测距光36’，并且，控制光接收元件9，以便分别识别多个反射测距光36’并进行检测，分别识别内部参照光的光接收信号、多个测距光的光接收信号并从所述光接收元件9输出。
通过图4对所述光接收电路40进行说明。
来自发送器41的时钟信号由频率合成器42变换为预定频率例如8000Hz～9000Hz的脉冲列信号并输出，将脉冲列信号发送到LD驱动器43。将来自后述的发光光接收时序控制部47的发光时序控制信号53输入到该LD驱动器43，对所述LD驱动器43输入所述发光时序控制信号53时，与所述脉冲列信号同步地驱动所述激光光源6，从该激光光源6发出脉冲激光光线。
此外，将来自所述发送器41的时钟信号发送到采样保持电路45中。将在该采样保持电路45中所采样的数据在A/D转换器46中被转换为数字数据之后，发送到所述发光光接收时序控制部47。
复位信号55、准备信号56(后述)、屏蔽信号57(后述)与所述发光时序控制信号53一起从该发光光接收时序控制部47发出，将该复位信号55、准备信号56、屏蔽信号57输入到光接收控制电路48。该光接收控制电路48基于所述复位信号55、准备信号56、屏蔽信号57控制所述光接收元件9的光接收状态。
作为该光接收元件9，例如可使用APD(雪崩光电二极管)，所述光接收控制电路48控制来自所述光接收元件9的光接收信号的检测，所述光接收控制电路48发出光接收控制信号54，控制来自所述光接收元件9的光接收信号的检测，以便对输入所述准备信号56后的、最初的脉冲激光光线进行接收。
此外，相对于发光命令，以时间差Ta(参照图6)输入所述准备信号56，若以时间差Ta输入所述准备信号56，则所述发光元件9能够对光接收进行检测，接收作为最初的光接收的内部参照光，并发出Ref信号。
检测到Ref信号时，从所述发光光接收时序控制部47向所述光接收控制电路48发出所述屏蔽信号57ref，由该光接收控制电路48限制Ref信号的检测(Ref信号被屏蔽)。因此，在下次发出的脉冲激光光线中，检测最初入射的反射测距光36’(时间差Tb)的光接收。若检测到该反射测距光36’的光接收，则发出所述复位信号55，解除所述光接收控制电路48的屏蔽。
此外，内部参照光的光路长、电路上的特性能够通过调整等预先得知，时间差Ta、时间差Tb能够预先设定。此外，考虑脉冲激光光线的发光间隔、测量装置的可测距的距离等，设定发出所述复位信号55的时序。
此外，反射测距光36’有两个以上时，即，存在两个以上测定点，所述光接收元件9以时间差Tb1<Tb2<...<Tbn接收多个反射测距光36’时，接收时间差Tb较小的反射测距光36’(例如Tb1)时，则发出限制时间差Tb1的反射测距光36’的检测的屏蔽信号57(1)，限制发出该屏蔽信号57(1)以后的所述反射测距光36’(Tb1)的光接收检测。
此外，可以在发出所需次数的脉冲激光光线、接收所需次数的所述反射测距光36’(Tb1)后，发出所述屏蔽信号57(1)，限制以后的所述反射测距光36’(Tb1)的光接收检测。
接收到下一反射测距光36’(Tb2)时，发出屏蔽信号57(2)，限制所述反射测距光36’(Tb2)的检测。因此，反射测距光36’以从时间差较小的开始依次被光接收检测，此外，光接收后依次限制光接收检测，分别检测所有的反射测距光36’。
同样，若接收到反射测距光36’(Tbn-1)，则发出屏蔽信号57(n-1)，限制所述反射测距光36’(Tbn-1)的检测。因此，反射测距光36’以从时间差较小的开始依次被光接收检测，此外，光接收后依次限制光接收检测，分别检测所有的反射测距光36’。
对各测定目标11实施所需次数的测定时，可以在对如上所述成为目标的测定目标11的反射测距光36’进行所需次数的检测后的时刻发出屏蔽信号57。
由放大器对来自所述光接收元件9的光接收信号进行放大，并输入到接收信号发生器51。该接收信号发生器51判断放大后的信号的强度是否超过预定电平，即，光是否是来自测定目标11的反射测距光36’，若判断为光是反射测距光36’，则向所述采样保持电路45以及计数器52发出接收信号。
所述采样保持电路45与来自所述接收信号发生器51的接收信号同步地对数据进行采样。此外，所述计数器52对接收信号进行计数，计数数目成为预定值时，向所述控制运算部31输出计数信号。该控制运算部31检测到计数信号时，向所述发光光接收时序控制部47发出脉冲计数信号58。
所述发光光接收时序控制部47根据所述脉冲计数信号58的输入，识别所述发光时序控制信号53、复位信号55、准备信号56、屏蔽信号57。
通过所述发光光接收控制部47向所述控制运算部31输入光接收信号的采样数据，所述控制运算部31基于采样数据计算到所述测定目标11的距离，作为测距结果，显示在所述显示部28上，此外，将测定结果存储在所述存储部34中。
根据图5对所述发光光接收时序控制部47进行说明。
该发光控制部47具有发光时序电路60，该发光时序电路60发出与从所述发送器41发出的时钟信号同步的时序信号，将来自所述发光时序电路60的时序信号向复位信号发生器64、计时器62发出。
向所述复位信号发生器64输入时序信号时，经所设定的时间后，发出所述复位信号55。向所述计时器62输入时序信号时，以Ta的时间差(参照图6)向准备信号发生器65输入Ta时差信号。该准备信号发生器65与来自所述计时器62的Ta时差信号同步地向所述光接收控制电路48(参照图4)发出所述准备信号56。
也对光接收模式设定器66输入来自所述发光时序电路60的时序信号。该光接收模式设定器66对控制电路67设定测定模式，以与设定在该控制电路67中的测定模式对应的时序对所述光接收控制电路48发出所述屏蔽信号57。
此处，作为测定模式，是对一个测定目标进行预定次数测定之后对下一测定目标进行预定次数测定等、对各测定目标分别实施预定次数的测定的测定模式、或者重复所需次数的对各测定目标各进行一次测定的循环的测定模式、或者按照测定的分散、精度确定测定次数以便使各测定点的测定精度平均的测定模式等。
参照图6～图8对所述光接收电路40、所述发光光接收时序控制部47的作用进行说明。
如图8所示，所述测距光36具有扩展角θ，测定目标11a、11b、11c位于扩展角θ内，到测定目标11a、11b、11c的距离满足以下关系。到测定目标11a的距离<到测定目标11b的距离<到测定目标11c的距离。
图6示出所述复位信号55、所述准备信号56和内部光光接收信号(Ref信号)、外部光(反射测距光36’)的外部光接收信号(光接收信号A、B、C)的关系，图7表示Ref信号和光接收信号A、B、C以及屏蔽信号57的屏蔽状态。
基于来自所述发送器41的时钟信号，从所述LD驱动器43对所述激光光源6发出发光命令，该激光光源6发光。将距离测定装置的测距距离设定为在时钟信号的周期内接收反射测距光的范围，例如以8.5kHz(约120μs)的周期发出所述时钟信号。
从所述激光光源6以8.5kHz射出脉冲激光光线，所射出的脉冲激光光线例如具有从发光命令延迟dt的峰值。
射出脉冲激光光线时，首先，内部参照光(以下成为内部光)经所述内部参照光路5比脉冲激光光线的峰延迟TR入射到所述光接收元件9，然后，来自所述测定目标11的反射测距光36’(以下称为外部光)比脉冲激光光线的峰值延迟Tb入射，如图6(B)所示，从所述光接收元件9发出内部光和外部光的光接收信号。此外，为了方便起见，图6(B)示出一个外部光的光接收信号，但是，在所述光接收控制电路48中不限制光接收信号的检测的状态下，如图7(A)所示，内部光、所有外部光入射到所述光接收元件9，并分别发出光接收信号。
来自所述发送器41的时钟信号也被输入到所述发光接收时序控制部47，基于所述时钟信号从所述发光时序电路60发出与所述发光命令同步的时序信号。向所述复位信号发生器64输入时序信号时，在所述时钟信号的周期的例如3/4时刻发出所述复位信号55，将该复位信号55发送到所述光接收控制电路48。
此外，对所述计时器62输入时序信号时，将比发光命令延迟Ta的Ta时差信号发送给所述准备信号发生器65。
在所述光接收模式设定器66中预先设定与测定模式对应的光接收信号的检测模式，即，设定在何种状态下对来自所述光接收元件9的Ref信号、光接收信号A、B、C进行检测，所述控制电路67按照由所述光接收模式设定器66确定的检测模式，控制发出所述屏蔽信号57的时序。
例如，将基于Ta时差信号的准备信号56输入到所述光接收控制电路48时，该光接收控制电路48能够在所述准备信号56以后(从发光命令经Ta的时间以后)进行来自光接收元件9的检测。此外，所述Ta的值设定为Ta<dt(参照图6(C))。此外，所述光接收控制电路48控制来自所述光接收元件9的光接收信号，以便只能对该准备信号56以后的最初的信号进行检测。因此，所述光接收元件9对于一个脉冲激光光线能够只接收一个内部光。只接收一个内部光后，基于所述复位信号55，对所述光接收元件9的状态进行复位，并且，基于所述准备信号56，所述光接收元件9成为准备状态，由此，所述光接收元件9能够再次进行光接收(参照图6(C))。
但是，从将所述复位信号55输入到所述光接收控制电路48的时刻开始到将所述准备信号56输入到所述光接收控制电路48为止的期间，所述光接收元件9的光接收与电屏蔽的状态(参照图7(B))相同，能够防止外部干扰光的检测。
然后，检测到所述Ref信号时，从所述控制电路67向所述光接收控制电路48发出所述屏蔽信号57ref，由该光接收控制电路48进行屏蔽以便不检测所述Ref信号(参照图7(B))。
通过屏蔽所述Ref信号，能够进行来自所述测定目标11a、11b、11c的反射测距光36’的光接收信号A、B、C的检测(参照图6(D)、图7(B))。
在下一脉冲光中，来自所述测定目标11a、11b、11c的反射测距光36’分别入射到所述光接收元件9，发出光接收信号A、光接收信B、光接收信C。所述光接收元件9在被屏蔽的状态下能够检测最初的反射测距光36’的光接收信号。因此，检测到最初发出的光接收信号A。求出Ref信号与光接收信号A的时间差，由此，能够测定到所述测定目标11a的距离。
通过接收所述光接收信号A，所述发光时序控制电路60基于接收所述光接收信号A的时间，计算对下一次接收时的光接收信号A的检测进行限制的时间，并向所述光接收模式设定器66输出计算结果。该光接收模式设定器66将与测定模式对应的屏蔽信号发送指令发送到所述控制电路67，该控制电路67向所述光接收控制电路48发出屏蔽信号57(1)。
该屏蔽信号57(1)是在比下一脉冲光发出光接收信号A的时间迟的时间之前限制光接收信号的检测的信号，屏蔽光接收信号A的检测(参照图7(C))。
此外，在不发出所述屏蔽信号57(1)的期间，因为每次发出脉冲激光光线时都继续检测光接收信号A，所以，在所述光接收模式设定器66中，对按照测定模式所设定的检测次数进行设定，当达到所设定的检测次数的值时，发出所述屏蔽信号57(1)，由此，能够对测定目标11a进行所需次数的测定。
通过屏蔽光接收信号A，由此，能够检测光接收信号B(图7(C))，在发出下一脉冲光时，检测光接收信号B。基于该光接收信号B和所述Ref信号的时间差，计算所述测定目标11b的距离。
通过接收所述光接收信号B，所述发光时序电路60基于接收所述光接收信号B的时间计算对下一次光接收时的光接收信号B的检测进行限制的时间，通过所述光接收模式设定器66、所述控制电路67向所述光接收控制电路48发出针对所述光接收信号B的屏蔽信号57(2)。通过发出所述屏蔽信号57(2)，由此，限制光接收信号B的检测，能够进行光接收信号C的检测(图7(D))。同样，对到光接收信号C的时间差进行检测，根据该光接收信号C与所述Ref信号的时间差计算距离。
此外，在对测定目标11b、11c实施预定次数的测定的情况下，如上所述，能够对从所述控制电路67发出的所述屏蔽信号57的时期进行控制。
发出最初的脉冲光、接收反射光，由此，能够判断测定目标11的数目，能够通过测定结果确认完成了对所有的测定目标11的测定，在测定完成的时刻，对所述发光时序电路60的屏蔽信号发生的顺序进行复位。
此外，通过接收所述反射测距光36’发出所述屏蔽信号57，所以，对测定目标11的数目没有限制，此外，进行屏蔽的时间由计算求出，可以只是能够限制目标的光接收信号的检测的时间，故即使光接收信号在时间上接近，也能够进行屏蔽。即，即使测定目标11在接近的位置上，也能够进行光接收信号的识别，并能够实施测定。
然后，根据图9、图10对本发明的距离测定的流程进行说明。
距离测定由预备测定、主测定构成。
如图9所示，通过预备测定，得到关于识别光接收信号的屏蔽的信息。
若指示实施预定测定，则测量装置能够在不限制光接收信号的检测的状态下开始工作。
STEP：01发出脉冲激光光线，接收内部光、来自测定目标11a、11b、11c的反射测距光36’，首先，检测内部光的Ref信号。
STEP：02对于Ref信号，测定所述时间差TR。基于该时间差TR，计算所述屏蔽信号57。由该信号57Ref设定的时间差Tref，即屏蔽的时间宽度具有TRef>TR的关系，时间TRef是比一直到Ref信号减少的时间或者一直到成为所检测的阈值以下的时间还大的值，限制光接收信号的检测直到时间TRef。即，对检测进行屏蔽直到时间TRef。
STEP：03由所述屏蔽信号57屏蔽Ref信号，在接收来自测定目标11的反射光36’的状态下，按每个脉冲设定比所述时间TRef大Δt的时间宽度的屏蔽。即，n个脉冲激光光线后设定具有时间TRef+nΔt的时间宽度的屏蔽。
STEP：04每次变更屏蔽的时间宽度，都判断变更是否是最后。由变更屏蔽宽度后的下一脉冲激光光线判断是否存在光接收信号。
STEP：05当存在光接收信号时，基于光接收时间确认是否存在光接收信号的时间位置的变化，若判断有无变化，则返回STEP：03，并且，继续进行屏蔽的时间宽度的增大。
若判断为存在光接收信号的时间位置的变化，则意味着由于屏蔽宽度的增大，测定目标11a的反射测距光36’的光接收信号被屏蔽。
STEP：06若判断为存在光接收信号的时间位置的变化，则存储STEP：04中被屏蔽的信号的位置，例如光接收信号A的时间T(1)，并存储对光接收信号A进行屏蔽时的屏蔽宽度。进而，返回STEP：03，继续进行屏蔽宽度的增大，以便屏蔽下一光接收信号。
如上所述，若在所需步骤中继续增大屏蔽宽度，则从距离较近的测定目标11依次屏蔽光接收信号，对屏蔽了光接收信号时刻的光接收信号的时间上的位置(时间位置)、以及屏蔽的时间宽度进行存储。对于各光接收信号，使所存储的屏蔽的时间宽度与所述屏蔽信号57相关联，若发出该屏蔽信号57，则以所对应的时间宽度执行对光接收信号的检测进行限制的屏蔽。
屏蔽了光接收信号之后，未检测下一光接收信号的情况下，意味着屏蔽宽度增大完成，所以，完成预备测定，前进到主测定STEP：10。
此外，可以在设定屏蔽的时间宽度的情况下，屏蔽光接收信号，测定屏蔽后光接收的下一光接收信号的时间，基于该测定时间，设定下一光接收信号用的屏蔽的时间宽度等，也可以测定光接收信号的时间，基于测定时间依次设定屏蔽宽度。
在所述预备测定中，对测定目标11a、11b、11c的大致位置、识别来自这些测定目标11a、11b、11c的反射光用的屏蔽的时间宽度进行测定、记录。此外，在所述存储部34(参照图4)中形成用于存储内部参照光用的、各测定目标11a、11b、11c用的数据的数据存储区域。
在图10中对主测定进行说明。
STEP：11照射脉冲激光光线。
STEP：12因为是未进行屏蔽的状态，故检测Ref信号。
STEP：13对于Ref信号测定时间，将测定结果存储在所述存储部34的Ref信号存储区域中。
STEP：14在未确认数据的取得、存储的情况下，对于下一脉冲激光光线也进行针对Ref的测定、数据的取得。数据的取得数目由所述光接收模式设定器66的测定模式控制，在初始设定中设定为1或者预定数，若完成在初始设定中所设定的数目的取得、存储，则判断数据的取得完成。
STEP：15确认数据的取得、存储时，发出屏蔽信号57，对Ref信号进行屏蔽。
STEP：21对Ref信号进行屏蔽处理时，对Ref信号的检测进行限制，所以，由下次发出的脉冲激光信号得到的光接收信号与测定目标11a、11b、11c相关，检测最初发出的关于测定目标11a的光接收信号。
STEP：22、STEP：23对光接收信号A测定时间，取得数据，并存储在光接收信号A存储区域内。根据测定模式，取得所需数目的数据，完成所设定的数据的取得、存储时，进行光接收信号A的数据的取得完成的判断。
STEP：24若完成数据的取得，则发出屏蔽信号57，对光接收信号A进行屏蔽处理。
STEP：31屏蔽光接收信号A时，对下一脉冲激光光线检测光接收信号B。也对光接收信号B进行与光接收信号A相同的处理、即进行STEP：32、STEP：33，此外，在STEP：34中对光接收信号B进行屏蔽处理。
STEP：41若对光接收信号B进行屏蔽，则对下一脉冲激光光线检测光接收信号C。对光接收信号C也进行与光接收信号A相同的处理、即进行STEP：42、STEP：43，此外，在STEP：44中对光接收信号C进行屏蔽处理。
STEP：41若对所有光接收信号进行屏蔽处理，则不存在进行检测的信号，前进到STEP：51。
STEP：51、STEP：52若对所有的测定目标11a、11b、11c完成数据的取得，则分别对各存储数据计算距离，将计算结果存储在所述存储部34中，并且，显示在所述显示部28。
所述测定由预备测定和主测定构成，但是，如果大概知道所述测定目标11a、11b、11c的位置，则由所述操作输入部29以键盘输入来设定针对各测定目标11a、11b、11c的屏蔽的时间宽度，可以省略预备测定。
此外，对于所述测定目标11a、11b、11c的大致位置，例如，能够基于所述调焦部33的调焦位置来求出。此外，在所述说明中，对测定目标的数目为3(11a、11b、11c)的情形进行了说明，但是，如果测定目标11在所述测距光36的扩展角θ的范围内，则在测定目标的数目上没有限制。
此外，针对所述测定目标11a、11b、11c所得到的各数据，因到该测定目标11a、11b、11c的距离、光路状态而存在分散，各数据不一定具有相同的偏差、相同的精度。
在要求相同偏差、相同精度的情况下，通过所述测距模式设定程序进行设定，以便在测定中判断测定的分散、偏差的测定精度判断程序进行工作。或者，在自动执行距离测定的情况下，启动所述测定精度程序。
通过图11对在启动了所述测定精度判断程序的状态下的测定流程进行说明。
STEP：10所述测定精度判断程序在执行主测定期间，对与存储在所述数据存储区域上的光接收信号A、光接收信号B、光接收信号C有关的数据的偏差、分散进行监视。
STEP：61在各数据的偏差是满足所要求的偏差的情况下，在此状态下结束主测定。
此外，在各数据的偏差不满足所要求的偏差时，再次执行主测定。
在执行主测定时，按照偏差的程度对数据的取得进行加权。例如，光接收信号B的偏差较大时，使STEP：31中的数据的取得数比其他的光接收信号A、光接收信号C多。例如，为光接收信号A、光接收信号C的取得数的2倍的数等。在所述光接收模式设定器66中设定取得数。
此外，在利用以前的主测定的数据的情况下，取得对于偏差较大的测定目标11的数据。例如，在取得关于测定目标11b的数据时，屏蔽光接收信号A，并对光接收数据B进行检测。通过所述控制电路67发出屏蔽所述光接收信号A的屏蔽信号57，或者基于偏差状态通过所述光接收模式设定器66设定所追加后取得的数据数目。
但是，通过设置测定装置、发出脉冲激光光线，由此，能够以相同的精度同时对多个测定目标11进行距离测定。

Claims (8)

1.一种光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离，其中
具有预备测定和主测定，
所述预备测定具有如下步骤：以包括多个测定目标的方式，以一定间隔连续发出具有预定的扩展角的脉冲激光光线；按照每个脉冲激光光线检测来自所述多个测定目标的反射光；逐渐增加反射光的检测限制时间，对限制来自所述多个测定目标的每个反射光的检测的限制时间进行测定，所述主测定具有如下步骤：以包括所述多个测定目标的方式，以一定间隔连续发出具有预定的扩展角的脉冲激光光线；基于在所述预备测定中所测定的结果限制反射光的检测，按照每个脉冲激光光线识别来自所述多个测定目标的反射光并进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定到所述多个测定目标的距离。
2.如权利要求1所述的光波距离测定方法，其中
按照每个脉冲激光光线识别所述反射光的步骤中，在一个脉冲激光光线中对最初进行光接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的来自所述测定目标的反射光限制检测，限制后，能够对所限制的来自所述测定目标的反射光以外的发出其他脉冲激光光线后最初接收的来自其他所述测定目标的反射光进行检测。
3.如权利要求1所述的光波距离测定方法，其中
在来自所述多个测定目标的反射光的检测中，对来自各测定目标的反射光的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差。
4.一种使用了距离测定装置的距离测定方法，该距离测定装置具有：光源部，以一定间隔连续发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；测距部，基于来自该光接收部的光接收信号，取得关于所述一个以上的测定目标的测定数据；以及控制运算部，控制该测距部，取得测定数据，并基于在该测距部得到的数据，计算出距离，其中
当所述光接收部以一个脉冲激光光线接收两个以上的反射光时，在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，在至少检测一次后，按照每一个脉冲激光光线使光接收限制的时间宽度增加预定值以对所检测出的光接收信号限制检测，限制后，能够对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个脉冲激光光线进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。
5.如权利要求4的距离测定方法，其中
在关于所述一个以上的测定目标的光接收信号的检测中，对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行设定，以便使所检测的结果分别具有预定偏差以下的偏差。
6.如权利要求4的距离测定方法，其中
将限制了光接收信号时刻的光接收限制的时间宽度与检测信号相关联并进行存储，以存储在下一光接收信号的时间宽度进行光接收限制。
7.一种距离测定装置，具有：光源部，以一定间隔连续发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；光接收控制电路；测距部，基于来自所述光接收部的最初的光接收信号，取得关于所述测定目标的测定数据；以及控制运算部，控制该测距部以取得测距数据，并基于在该测距部中得到的数据，计算出距离，
当所述光接收部在一个脉冲激光光线中接收了两个以上的反射光时，所述测距部在一个脉冲激光光线中检测最初得到的光接收信号，所述控制运算部在至少检测一次后设定光接收限制的时间宽度，并对该时间宽度内的所述光接收信号的检测进行限制，并且控制所述光接收控制电路以便能够在限制后对所限制的光接收信号以外的发光后最初得到的光接收信号进行检测，按照每个脉冲激光光线进行识别并检测光接收信号，基于所识别的光接收信号分别测定到一个以上的测定目标的距离。
8.如权利要求7的距离测定装置，其中
所述控制运算部对来自各测定目标的光接收信号的检测次数进行控制，以便关于所述一个以上测定目标的光接收信号的检测结果分别具有预定偏差以下的偏差。
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