CN1880970A - 距离测量装置及其方法 - Google Patents

距离测量装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1880970A
CN1880970A CNA2006100937429A CN200610093742A CN1880970A CN 1880970 A CN1880970 A CN 1880970A CN A2006100937429 A CNA2006100937429 A CN A2006100937429A CN 200610093742 A CN200610093742 A CN 200610093742A CN 1880970 A CN1880970 A CN 1880970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
distance measuring
light
distance
range finding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006100937429A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1880970B (zh
Inventor
青木昭宏
中村丰
屉木幸治
内村利宏
长田太
木川速见
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SOKKIA TOPCON Co.,Ltd.
Topcon Corp
Original Assignee
Sokkia Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sokkia Co Ltd filed Critical Sokkia Co Ltd
Publication of CN1880970A publication Critical patent/CN1880970A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1880970B publication Critical patent/CN1880970B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal

Abstract

在相位差方式的距离测量装置中，谋求不降低测量值的精度而缩短距离测量所需的时间。在距离测量装置中，包括：产生基准信号(K)的基准信号振荡器(26)；出射测距光(L)的光源(20)；接收由目标(22)反射来的测距光而将测距光变换为测距信号(M)的受光元件(28)；将测距信号变换为中频信号的变频器(37)；与基准信号同步地对中频信号进行采样的A/D变换器(42)；存储被采样的中频信号数据的存储器(46)；以及根据中频信号数据来计算距离的CPU(44)；CPU根据中频信号数据来计算中频信号的每个周期的振幅，求出振幅的平均，在中频信号数据数为最低必要数以上，平均达到规定值以上时，结束采样而进行距离计算。

Description

距离测量装置及其方法
技术领域
本发明涉及向目标射出测距光并对来自目标的反射光进行受光的相位差方式的距离测量装置。
背景技术
作为以往的距离测量装置，已知有下述专利文献1所公开的装置，根据图1～图3来说明该距离测量装置。
如图1的方框图所示，在该距离测量装置中，从激光二极管等光源20发送的测距光L，经由未图示的送光光学系统，向位于测点上的目标(棱镜等)22出射。光源20连接到调制器24，测距光L以根据基准信号振荡器26中产生的基准信号K而被调制出的信号K’，进行光发送。
由目标22反射的测距光L，经由未图示的受光光学系统和对测距光L的光量进行调整的光圈27，被导入到光电二极管等受光元件28。于是，通过受光元件28，测距光L被变换为电信号的测距信号M，测距信号M由高频放大器30放大后，由带通滤波器32除去噪声。
而且，该测距信号M在由混合器34和本机振荡器36构成的变频器37中，与本机振荡器36所产生的本机振荡信号Q相乘，被变换为两信号M、Q的频率之和形成的频率、以及两信号M、Q的频率之差形成的这两个频率。这里，在由低通滤波器38仅选择分出两信号M、Q的频率之差所形成的频率从而将频率降低为中频信号IF后，用中频放大器40放大。放大后的中频信号IF由A/D变换器42变换为数字信号，并被输入到CPU44(运算单元)，存储在存储器(存储单元)46中。
在进行距离测量时，基准信号振荡器26对CPU44和A/D变换器42发送同步信号P，并且将基准信号K发送到调制器24。这样，A/D变换器42进行与基准信号K取得同步的采样。在这种距离测量中，光圈27的开度被固定。
如图2所示，A/D变换器42的采样定时例如通过将1周期进行n(n≥3)等分来决定，以便始终按一定的相位角位置对中频信号IF的1周期部分进行采样。按这种采样定时对中频信号IF在数千以上的多个周期连续采样。此时，超过了A/D变换器42的输入范围或相对于输入范围过小的中频信号IF的采样数据被丢掉。
为了在存储器46中存储采样数据，在存储器46内准备与中频信号IF的1周期部分的n个数据相对的存储区域，如图3所示，将同相位位置的采样数据相加后存储。这样，形成了同相位位置的采样数据被相加后的大振幅的1周期部分的中频信号IF的合成数据S。这种合成数据S通过最小二乘法而被应用于合成正弦波S’，求出该合成正弦波S’的初始相位β。由于与基准信号K取得同步从而A/D变换器42进行采样，所以初始相位β与将基准信号K分频至与中频信号IF相同的频率为止的信号和中频信号IF之间的相位差相等，根据该初始相位β来计算至目标22的距离。
可是，因炎热等大气的波动，在测距中入射到受光元件28的测距光L的光量也有很大变动，所以需要对受这种测距光L的变动影响的初始相位β的校正。
因此，在这种距离测量装置中，在组装结束后的调整时使每个机械对准同一目标，再使光圈27的开度变化，一边使向受光元件28入射的测距光L的光量变化，一边查找在输入到A/D变换器42的中频信号IF的振幅(是向受光元件28入射的测距光L的光量或与测距信号M的振幅对应的值)时所需的初始相位的校正量，并写入到存储器46内设置的校正表存储区域中。该校正量是根据中频信号IF的振幅而变化的量。即，校正量是该振幅的函数。
在距离测量时，如图3所示，使用合成正弦波S’，该合成正弦波S’根据将中频信号IF的采样数据对每个同相位位置经过多个周期相加所得的合成数据S来计算出。因此，在中频信号IF的第i个波的振幅为Ai，该振幅Ai时的校正量为Δφi(Ai)时，这种合成正弦波S’的初始相位β的校正量Δβ是：
Δβ＝tan-1[∑{Ai·sin(Δφi(Ai))}/∑{Ai·cos(Δφi(Ai))}]
。其中，Δφi(Ai)一般较小，所以可以近似为
Δβ＝tan-1[∑{Ai·Δφi(Ai)}/∑Ai]＝∑{Ai·Δφi(Ai)}/ΣAi
。结果，初始相位β的校正量Δβ变成将校正量Δφi(Ai)用中频信号IF的振幅Ai加权后的加权平均。真正的初始相位也可以是从测量出的初始相位β中减去上述校正量Δβ。
在这种距离测量装置中，在距离测量之前，使距离测量装置动作，执行预先对中频信号IF的数个周期部分进行采样的预采样。这是为了对中频信号IF的1周期范围内的最大电平Amax和最小电平Amin的采样位置进行检测，从而简化其后的振幅Ai的检测而进行的。此外，为了获得振幅Ai的频数分布，将振幅范围区分为多个等级，并在存储器46内准备用于保持各等级的频数的存储区域。
然后开始距离测量，每次检测出中频信号IF的1周期部分，都将同相位位置的采样数据相加后的中频信号IF的合成数据S(参照图3)存储在存储器46中，并且根据表示在距离测量之前从预采样的结果求出的最大电平Amax和最小电平Amin的采样位置之间的电平差的1/2，求中频信号IF的振幅Ai的等级，在该等级的频数上加1，将振幅Ai的频数分布也存储在存储器46中。在采样结束后，使用中频信号IF的合成正弦波S’来求初始相位β，并且使用振幅Ai的频数分布，计算将校正量Δφi(Ai)进行了中频信号IF的振幅Ai的加权后的加权平均∑{Ai·Δφi(Ai)}/∑Ai、即校正量Δβ。然后，从初始相位β中减去校正量Δβ，从而计算至目标22的距离。
当然，这种距离测量装置也可以将测距光L切换为通过包含光圈27a的内部光路而到达受光元件28的参照光R。通过使用这种参照光R进行测距，也可以进行使用上述测距光L求出的距离的校正。
[专利文献1]日本特开2004-264116号公报
在上述专利文献1记载的距离测量装置中，对中频信号IF在数千以上的多个周期中连续采样后，计算出距离，所以在距离测量上需要规定的时间。可是，近年来，要求进一步缩短在距离测量上需要的时间。因此，为了将距离测量装置的测量上需要的时间缩短，而减少进行采样的中频信号IF的周期数，这样，特别是在长距离测量的情况下，因炎热等大气的波动，常常发生测距光L的受光量不足的情况，因而产生测量值的精度降低的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，技术问题是在相位差方式的距离测量装置中，谋求不降低测量值的精度而缩短距离测量上需要的时间。
为了解决上述课题，技术方案1的发明是距离测量装置，包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的频数分布，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且根据所述振幅的频数分布可以推定出所述距离的方差(ぶんさん)在规定值以下时，结束采样而进行距离计算。
技术方案2的发明是距离测量方法，该距离测量方法使用：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的频数分布，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且根据所述振幅的频数分布可以推定出所述距离的方差在规定值以下时，结束采样而进行距离计算。
技术方案3的发明是距离测量装置，包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
技术方案4的发明是距离测量装置包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；将所述测距信号变换为降低了频率的中频信号的变频器；与所述基准信号同步地对所述中频信号进行采样的A/D变换器；存储由所述A/D变换器采样的中频信号数据的存储单元；以及根据所述中频信号数据来计算距离的运算单元，其特征在于，所述运算单元根据所述中频信号数据来计算所述中频信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述中频信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
技术方案5的发明是距离测量方法，该距离测量方法使用：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；将所述测距信号变换为降低了频率的中频信号的变频器；与所述基准信号同步地对所述中频信号进行采样的A/D变换器；存储由所述A/D变换器采样的中频信号数据的存储单元；以及根据所述中频信号数据来计算距离的运算单元，其特征在于，所述运算单元计算所述中频信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述中频信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
根据技术方案1或2的发明的距离测量装置，由于求出被采样后的测距信号的振幅的频数分布，所以在测距信号数据数为最低必要数以上时，根据所述振幅的频数分布，可以计算出所述振幅的散布度(方差、标准偏差、范围、平均偏差、四分偏差等)，而且还可以根据所述振幅的散布度来推定测量距离的方差。由此，在可以判断出测量距离的方差为精度标准所要求的规定值以下时，可以立即结束采样而进行距离计算。因此，根据本发明，可以谋求不降低测量值的精度而缩短距离测量上需要的时间。
根据所述技术方案3的发明的距离测量装置，由于求出被采样后的测距信号的振幅的频数分布，所以可以计算所述振幅的平均。测量距离的方差是测距光的受光量即所述振幅越大就越小，所以在测距信号数据数为最低必要数以上，并且所述振幅的平均达到规定值以上时，可以推定出测量距离的方差为精度标准所要求的规定值以下。此时，通过立即结束采样而进行距离计算，从而在该距离测量装置中，可以谋求不降低测量值的精度而缩短距离测量上需要的时间。
根据所述技术方案4或5的发明的距离测量装置，由于求出被采样后的中频信号的振幅的频数分布，所以可以计算所述振幅的平均。测量距离的方差是测距光的受光量即所述振幅越大就越小，所以在中频信号数据数为最低必要数以上，并且所述振幅的平均达到规定值以上时，可以推定出测量距离的方差为精度标准所要求的规定值以下。此时，通过立即结束采样而进行距离计算，从而在该距离测量装置中，可以谋求不降低测量值的精度而缩短距离测量上需要的时间。此外，在本发明，将测距信号变换为频率低的中频信号而稳定地一边除去噪声一边以高增益进行放大后，对中频信号进行采样，所以即使是长距离，也可以进行高精度的距离测量。
附图说明
图1是以往或本发明的距离测量装置的方框图。
图2是表示在所述距离测量装置中对中频信号进行采样的例子的图。
图3是表示将所述中频信号的同相位位置的采样数据相加后的中频周期一个周期部分的合成数据及从该合成数据求出的合成正弦波的图。
图4是说明本发明的距离测量装置的动作的流程图。
图5是说明用于导出对测量距离的方差进行评价的算式的计算过程的说明图。
图6是说明用于导出对测量距离的方差进行评价的算式的计算过程的说明图。
图7是说明用于导出对测量距离的方差进行评价的算式的计算过程的说明图。
图8是说明用于导出对测量距离的方差进行评价的算式的计算过程的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的距离测量装置的优选实施例。
该距离测量装置也具有在与图1所示的以往的距离测量装置相同的方框图中所示的结构，如图2所示，对中频信号IF经过多个周期进行采样，并如图3所示，将中频信号IF的同相位位置的采样数据相加而求合成数据S，通过将该合成数据用作正弦波的形式来计算而求合成正弦波S’，根据该合成正弦波S’的初始相位β来计算距离。因此，省略该距离测量装置的与以往相同的部分的说明。
但是，该距离测量装置的CPU44在求采样数据时，不是如以往那样总是对中频信号IF在数千以上的多个周期进行采样，而是在判断出完成了距离测量上充分数量的采样时，结束采样而立即进行距离计算，并显示测量值。因此，在该距离测量装置中，可以大幅度地缩短距离测量上需要的时间。
根据图4，说明该距离测量装置进行距离测量时CPU44所执行的步骤。首先，在开始距离测量时，进至步骤S1，使距离测量装置动作，与以往同样，进行预先对中频信号IF的数周期部分采样的预采样。接着，进至步骤S2，根据预采样过的中频信号IF，检测表示最大电平Amax的采样位置和表示最小电平Amin的位置。
接着，进至步骤S3，进行中频信号IF的1周期部分的采样。接着，进至步骤S4，如图3所示，将同相位位置的采样数据相加而形成合成数据S，并使存储器46存储该合成数据S。然后，进至步骤S5，使存储器46存储中频信号IF的振幅Ai的频数分布。这里，求出通过预采样检测出的表示最大电平的采样位置和表示最小电平的采样位置的采样数据的电平差的1/2，来作为振幅Ai。然后，进至步骤S6，计算中频信号IF的振幅Ai的平均。
接着，进至步骤S7，调查采样数(采样过的中频信号IF的周期数)是否为最低必要数以上。在采样数低于最低必要数时，看作测量值的可靠性有问题，而返回到步骤S3，重复进行步骤S3～S7。在采样数为最低必要数以上时，进至步骤S8，调查振幅Ai的平均是否为规定值以上。
在步骤S8中，在振幅Ai的平均为规定值以上时，进至步骤S10，结束采样，与以往同样地根据合成数据S来求合成正弦波S’，并进行距离计算，将测量值显示在未图示的显示部上，从而结束测量。这是因为如果可以对从充分光量的测距光得到的测距信号在必要最低数以上的周期进行采样，则测量值的误差和方差变小，从而可以判断为满足标准精度。这样，与以往相比，可以大幅度地缩短在距离测量上需要的时间。
如果在步骤S8中，在未获得充分的光量的测距光，从而振幅Ai的平均未达到预定的规定值的情况下，进至步骤S9，调查采样数是否为以往确定的设定上限值以上。在采样数低于设定上限值时，认为测量值的可靠性有问题，从而返回到步骤S3，重复进行步骤S3～S9。在采样数达到了设定上限值以上时，进至步骤S10，结束采样，与以往同样地根据合成数据S而求合成正弦波S’，并进行距离计算，将测量值显示在未图示的显示部上，从而结束测量。
根据本实施例的距离测量装置，由于求出中频信号IF的振幅Ai的频数分布，所以可以计算所述振幅Ai的平均。测距光L的受光量即所述振幅Ai的平均越大，测量距离的方差越小，所以在采样数为最低必要数以上，并且所述振幅Ai的平均达到规定值以上时，可以推定为测量距离的方差达到精度标准所要求的规定值以下。此时，通过立即结束采样而进行距离计算，从而在该距离测量装置中，可以不降低测量值的精度而缩短距离测量上需要的时间。
以下，说明可以根据中频信号IF的振幅Ai的平均A’来评价测量值的方差，在振幅Ai的平均A’为规定值以上时，测量值的方差为规定以下。
图3所示的中频信号IF的合成正弦波S’的波形设为其振幅为α，其初始相位为β。若在图2中所示的中频信号IF的第i个波的振幅为Ai，同为第i个波的初始相位为φi，进行采样来同步相加的波的总数为N，则获得图5的算式(1)。在该算式(1)中，图5的算式(2)所表示的β是表示距离的部分，将该β乘以合适的系数时，可计算距离。
这里，为了推定初始相位β的精度，而对该β用φi进行偏微分时，如图5的算式(3)那样进行整理。
这里，若假设|φj-φk|＜＜1，则算式(3)也可被如图5的算式(4)那样表示。然后，假设φ’≈φ1≈φ2≈φ3≈φ4……≈φN，而且，使用由图6的算式(5)定义的c时，算式(4)简化为图6的算式(6)。
因此，通过误差传播法则来推定初始相位β的精度。被推定的β的标准偏差设为σ’β时，β的方差σ’β 2变为图6的算式(7)。
其中，σi表示φi的标准偏差，振幅Ai大时S/N高，φi的标准偏差σi小，振幅Ai小时S/N低，φi的标准偏差σi大。因此，标准偏差σi成为振幅Ai的函数，表示为σi＝σi(Ai)。此外，σs是将预定的基准振幅AS的中频信号IF输入到A/D变换器42时所算出的初始相位的标准偏差。在组装结束后的调整时，通过瞄准同一目标出射测距光L，并接收反射回来的测距光L，调节光圈27，从而预先求取该σs。而且，σ′i是将σi和σs相关联从而满足图6的算式(8)的无量纲的常数。
这里，对基准振幅As的中频信号IF的波被N个同步相加时的初始相位的方差σ’s 2进行估计。因此，在算式(7)中代入图7的算式(9)表示的条件，并且使此时的σ’β 2的值为σ’s 2时，σ’s 2用图7的算式(10)表示。
这里，若求出由算式(7)求出的被推定的初始相位β的方差σ’β 2和由算式(10)求出的σ’s 2之比σ’β 2/σ’s 2，则获得图7的算式(11)。根据该算式(11)，相对环境最良好时的测量值的方差，可以推定评价出本次的测量值的方差的劣化。
那样的话，具体地假设σ’i的值，从而研讨算式(11)的方差比。在测量值的标准偏差与振幅成正比的情况下(在电子电路中稳定地产生噪声，或热噪声为支配性的噪声时等。此外，热噪声的情况下温度也有关系)，可以假设图7的算式(12)，所以若将该算式(12)代入算式(11)，则可获得算式(13)。其中，算式(13)的A’如图7的算式(14)所示那样，是振幅Ai的平均。即，基准振幅AS和被测量的平均振幅A’之比的平方是评价值，该评价值越小，初始相位β即测量距离的方差越小。因此，预先确定基准振幅AS后，如果振幅Ai的平均A’为规定值以上，则测量距离的方差在规定值以下，可以满足预定的测量值的精度标准。
在测量值的标准偏差与振幅的平方根成比例的情况下(由受光元件28所产生的散粒噪声为支配性噪声时等)，由于可以假设图8的算式(15)，所以在将该算式(15)代入算式(11)时，获得图8的算式(16)。即，基准振幅AS和被测量的平均振幅A’之比是评价值。这种情况下，也是该评价值越小，初始相位β即测量距离的方差越小，所以如果振幅Ai的平均A’为规定值以上，则测量距离的方差在规定值以下，可以满足预定的测量值的精度标准。
总之，如果振幅Ai的平均A’为规定值以上，受光元件28可以接收到充分的测距光，则可以满足测量值的精度标准，所以振幅Ai的平均A’应满足的规定值预先通过实验来求出即可。
可是，本发明不限于上述实施例，可进行各种变形。例如，在上述实施例中，将测距信号M变换为中频信号IF后，对该中频信号IF进行采样，但在调制信号K’的频率低的情况等时，也可以直接由A/D变换器42对从带通滤波器32取出的测距信号M进行采样，并使用该被采样过的测距信号M，来进行距离测量。
此外，在上述实施例中，在中频信号IF的振幅Ai的平均是规定值以上时结束采样而进行距离计算，但根据所述振幅的频数分布，也可以计算出所述振幅的散布度(方差、标准偏差、范围、平均偏差、四分偏差等)。因此，在根据这些散布度可以推定出测量距离的方差为规定值以下时，也可以在那里结束采样而进行距离计算。

Claims (5)

1.一种距离测量装置，包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，
所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的频数分布，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且根据所述振幅的频数分布可以推定出所述距离的方差在规定值以下时，结束采样而进行距离计算。
2.一种距离测量方法，使用：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接受到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，
所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的频数分布，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且根据所述振幅的频数分布可以推定出所述距离的方差在规定值以下时，结束采样而进行距离计算。
3.一种距离测量装置，包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；对所述测距信号进行采样的抽样单元；将所述被采样的测距信号量化的量化单元；存储被量化的测距信号数据的存储单元；以及根据所述基准信号和所述测距信号的相位差来计算距离的运算单元，其特征在于，
所述运算单元根据所述测距信号数据来计算所述测距信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述测距信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
4.一种距离测量装置，包括：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；将所述测距信号变换为降低了频率的中频信号的变频器；与所述基准信号同步地对所述中频信号进行采样的A/D变换器；存储由所述A/D变换器采样的中频信号数据的存储单元；以及根据所述中频信号数据来计算距离的运算单元，其特征在于，
所述运算单元根据所述中频信号数据来计算所述中频信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述中频信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
5.一种距离测量方法，使用：产生基准信号的基准信号振荡器；出射根据所述基准信号而被调制的测距光的光源；发送测距光的送光光学系统；接收由目标反射来的测距光的受光光学系统；将所接收到的测距光变换为测距信号的受光元件；将所述测距信号变换为降低了频率的中频信号的变频器；与所述基准信号同步地对所述中频信号进行采样的A/D变换器；存储由所述A/D变换器采样的中频信号数据的存储单元；以及根据所述中频信号数据来计算距离的运算单元，其特征在于，
所述运算单元计算所述中频信号的每个周期的振幅，并且求出所述振幅的平均，在所述中频信号数据数为最低必要数以上，并且所述平均为规定值以上时，结束采样而进行距离计算。
CN2006100937429A 2005-06-16 2006-06-16 距离测量装置及其方法 Active CN1880970B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP176046/2005 2005-06-16
JP2005176046A JP4828167B2 (ja) 2005-06-16 2005-06-16 距離測定装置及びその方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1880970A true CN1880970A (zh) 2006-12-20
CN1880970B CN1880970B (zh) 2010-05-12

Family

ID=37489788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006100937429A Active CN1880970B (zh) 2005-06-16 2006-06-16 距离测量装置及其方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7336346B2 (zh)
JP (1) JP4828167B2 (zh)
CN (1) CN1880970B (zh)
DE (1) DE102006027070A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102016636A (zh) * 2009-03-05 2011-04-13 松下电器产业株式会社 距离测定装置、距离测定方法、程序以及集成电路
CN103154767A (zh) * 2010-10-26 2013-06-12 阿尔卑斯电气株式会社 距离测量装置
CN112540379A (zh) * 2019-09-19 2021-03-23 株式会社东芝 测距装置以及测距方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100138155A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-03 Sterling Du Notebook computers with integrated satellite navigation systems
US9482755B2 (en) 2008-11-17 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker
JP5409099B2 (ja) * 2009-04-27 2014-02-05 株式会社ニコン・トリンブル 測距装置
US8659749B2 (en) * 2009-08-07 2014-02-25 Faro Technologies, Inc. Absolute distance meter with optical switch
US8949069B2 (en) * 2009-12-16 2015-02-03 Intel Corporation Position determination based on propagation delay differences of multiple signals received at multiple sensors
US8619265B2 (en) 2011-03-14 2013-12-31 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker
US9400170B2 (en) 2010-04-21 2016-07-26 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker
US9772394B2 (en) 2010-04-21 2017-09-26 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker
US9377885B2 (en) 2010-04-21 2016-06-28 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker
US8411258B2 (en) * 2010-12-22 2013-04-02 Intel Corporation Systems and methods for determining position using light sources
US8902408B2 (en) 2011-02-14 2014-12-02 Faro Technologies Inc. Laser tracker used with six degree-of-freedom probe having separable spherical retroreflector
USD688577S1 (en) 2012-02-21 2013-08-27 Faro Technologies, Inc. Laser tracker
US9482529B2 (en) 2011-04-15 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
US9686532B2 (en) 2011-04-15 2017-06-20 Faro Technologies, Inc. System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices
US9164173B2 (en) 2011-04-15 2015-10-20 Faro Technologies, Inc. Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light
JP2014516409A (ja) 2011-04-15 2014-07-10 ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド レーザトラッカの改良位置検出器
DE112013000727T5 (de) 2012-01-27 2014-11-06 Faro Technologies, Inc. Prüfverfahren mit Strichcode-Kennzeichnung
US9041914B2 (en) 2013-03-15 2015-05-26 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
WO2014193334A1 (en) 2013-05-26 2014-12-04 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating positioning information
US9432115B2 (en) 2013-07-10 2016-08-30 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating positioning transmissions
US9395174B2 (en) 2014-06-27 2016-07-19 Faro Technologies, Inc. Determining retroreflector orientation by optimizing spatial fit
CN106252885B (zh) * 2016-09-19 2018-07-20 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置
CN109597058B (zh) * 2018-12-21 2021-06-22 上海科勒电子科技有限公司 感应水龙头的微波测量方法、电子设备及存储介质
CN109889896B (zh) * 2019-03-27 2022-05-27 努比亚技术有限公司 动态调节cpu运行频率的方法、移动终端及存储介质
US20230130830A1 (en) * 2020-03-12 2023-04-27 Fanuc Corporation Distance image capturing system adjusting number of image capturing operations
CN116045817B (zh) * 2023-01-09 2023-08-01 天津大学 一种基于光电振荡器的微位移测量装置及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60113573A (ja) * 1983-11-24 1985-06-20 Toshiba Corp 密着型カラ−イメ−ジセンサ
US5204731A (en) * 1989-12-04 1993-04-20 Sokkisha Co., Ltd. Method and apparatus for measuring the coordinates of a surveyed point
JP3177708B2 (ja) * 1991-12-17 2001-06-18 株式会社ソキア 光波距離計による測距方法
JPH1020036A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 距離測定方法および装置
DE19643287A1 (de) * 1996-10-21 1998-04-23 Leica Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Entfernungsmeßgeräten
JP2000147121A (ja) * 1998-11-12 2000-05-26 Sokkia Co Ltd 光波距離計
DE19855296C1 (de) * 1998-12-01 2000-08-31 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels eines Halbleiterlasers im sichtbaren Wellenlängenbereich nach dem Laufzeitverfahren
CN1177233C (zh) * 2001-05-09 2004-11-24 亚洲光学股份有限公司 高精确度激光测距仪装置
EP1405096A2 (en) * 2001-05-30 2004-04-07 Eagle Ray Corporation Optical sensor for distance measurement
US6940599B1 (en) * 2002-02-08 2005-09-06 Southwest Sciences Incorporated Envelope functions for modulation spectroscopy
DE10242777A1 (de) * 2002-09-14 2004-04-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Entfernung und Entfernungsmessgerät
CN1403834A (zh) * 2002-10-11 2003-03-19 清华大学 激光测距方法及其系统
JP4002199B2 (ja) * 2003-02-28 2007-10-31 株式会社ソキア 光波距離計
JP3935897B2 (ja) * 2004-06-15 2007-06-27 北陽電機株式会社 光波測距装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102016636A (zh) * 2009-03-05 2011-04-13 松下电器产业株式会社 距离测定装置、距离测定方法、程序以及集成电路
US8531651B2 (en) 2009-03-05 2013-09-10 Panasonic Corporation Distance measuring device, distance measuring method, program, and integrated circuit
CN102016636B (zh) * 2009-03-05 2014-10-01 松下电器（美国）知识产权公司 距离测定方法
CN103154767A (zh) * 2010-10-26 2013-06-12 阿尔卑斯电气株式会社 距离测量装置
CN103154767B (zh) * 2010-10-26 2015-04-01 阿尔卑斯电气株式会社 距离测量装置
CN112540379A (zh) * 2019-09-19 2021-03-23 株式会社东芝 测距装置以及测距方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006349506A (ja) 2006-12-28
US7336346B2 (en) 2008-02-26
CN1880970B (zh) 2010-05-12
DE102006027070A1 (de) 2006-12-21
US20060285102A1 (en) 2006-12-21
JP4828167B2 (ja) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1880970A (zh) 距离测量装置及其方法
US7339655B2 (en) Electric optical distance wavelength meter
EP2198323B9 (en) Time delay estimation
US5777899A (en) Horizontal position error correction mechanism for electronic level
US10416297B2 (en) Signal harmonic error cancellation method and apparatus
US9658122B2 (en) Transducer acceleration compensation using a delay to match phase characteristics
CN116008966A (zh) 一种激光雷达的采集脉宽修正信息的方法及系统
US7193692B2 (en) Laser range finder and method to measure a distance
CN107923991B (zh) 地震勘测方法
WO2020084851A1 (ja) 演算処理装置、測距装置及び演算処理方法
JP4002199B2 (ja) 光波距離計
RU2241242C1 (ru) Эхолот
JP2838246B2 (ja) 電子レベル用標尺と電子レベル
KR102332512B1 (ko) 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법
CN112198494B (zh) 飞行时间模组标定方法、装置、系统及终端设备
US6463364B2 (en) Offline apparatus for detecting attitude of artificial satellite in wide-band and method thereof
JP2014048075A (ja) Ｇｎｓｓによる位置計測装置
CN114062286A (zh) 气体分析系统及气体分析方法
JP3316684B2 (ja) 電子レベル
US11630190B2 (en) Electronic device, method and computer program
CN109059799B (zh) 一种激光三维扫描仪及其扫描方法和扫描控制装置
CN210119571U (zh) 一种抑制激光光强波动像质退化效应的主动成像系统
JP3407142B2 (ja) 電子レベル及び電子レベル用標尺
JP3286764B2 (ja) 異常検出機能付き電子レベル
RU2104495C1 (ru) Способ измерения физической величины

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: SOKKIA TOPCON Co.,Ltd.

Address before: Kanagawa

Patentee before: Sokkia Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190125

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Topcon Corp.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: SOKKIA TOPCON Co.,Ltd.