JP2002328168A

JP2002328168A - 測距装置および方法

Info

Publication number: JP2002328168A
Application number: JP2001133761A
Authority: JP
Inventors: Naoto Inaba; 直人稲葉; Masaya Nagasawa; 昌弥長沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】度数分布表において、ピーク状に大きな度数
が出たり、広い範囲にわたって度数が大きくなるときで
も正確に距離判定を行う。【解決手段】測距装置１は、パルス状のレーザ光を出
射するレーザ光出射器３と、反射光を受光する反射光受
光器４と、反射光が受光されるまでの経過時間にから距
離を求める距離算出器１０とを備える。距離算出器１０
は、反射光が所定の条件を満足するときの度数をカウン
トするカウント部１１と、カウント度数を積算するとと
もに移動平均処理を行って距離に対応させた度数分布表
を作る表作成部１２と、度数分布表における度数が閾値
を越えたところを被測定物までの距離として判定する距
離判定部１３とを有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光等を用い
て非接触で被測定物までの離間距離を測定する測距装置
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような測距装置および方法として、
パルス状の測定光（例えば、レーザ光）を被測定物に向
かって出射し、被測定物から反射されてくる反射光を受
光するまでの経過時間を測定し、この経過時間とレーザ
光の伝播速度とに基づいて被測定物までの距離を求める
ものが従来から知られている。但し、このようにレーザ
パルス光を被測定物に照射して被測定物からの反射光を
受光する場合、レーザ光の反射光だけでなく自然光等も
受光してこれら自然光等がノイズ光となるため、被測定
物からの反射光とノイズ光との区別が難しく、正確な距
離測定が難しいという問題がある。

【０００３】ところで、このような測距を行う場合に、
被測定物の位置が変化しない限り、この被測定物からの
反射光は測定光の出射から常に一定の時間をおいて受光
されるのに対して、ノイズ光の受光タイミングはランダ
ムである。そこで、パルス状の測定光を被測定物に向か
って繰り返し出射し、それぞれの出射について反射光が
所定の条件を満足するときに距離（もしくは経過時間）
に対応して度数カウントを行い、繰り返し行われる全て
の測定光の出射においてカウントされた度数を積算して
距離に対応させた度数分布表（ヒストグラム）を作り、
この度数分布表におけるカウント度数の合計数が最も大
きくなる距離を被測定物までの距離とすることが提案さ
れている。

【０００４】上記のようにして作られた度数分布表で
は、被測定物からの反射光の受光タイミングは常に一定
で、この位置を示す距離（もしくは経過時間）における
カウント度数は大きくなる。しかし、ノイズ光の受光タ
イミングはランダムであるため、繰り返し行われる度数
カウント毎に様々に異なる距離（もしくは経過時間）に
対応して度数カウントが行われ、度数分布表での各距離
（もしくは経過時間）における積算カウント度数は小さ
くなる。このため、上記のようにして作成された度数分
布表における度数が大きくなるところ（例えば、所定閾
値を越えるところ）に対応する距離を被測定物までの距
離とすれば、ランダムに発生するノイズ光の影響を除去
してより正確な距離測定が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
窓越しに被測定物を見て距離を測定する場合や、木の枝
越しに被測定物を見て距離を測定する場合には、被測定
物までの間に位置するガラス窓や木の枝等からの反射光
も定常的に受光する。このため、度数分布表においてこ
れらの距離に対応する度数が大きくなってこれらの距離
を被測定物までの距離として判定するおそれがあり、被
測定物までの距離測定が不正確になるという問題があ
る。

【０００６】さらに、測距装置を手で持って測定を行う
ときの手ぶれや、測定環境となる大気の揺らぎ等の影響
により、度数分布表における度数が大きくなる位置が変
動し、測定される距離が不安定となる問題や、度数分布
表においてノイズ的に極端に大きなピーク状の度数が発
生することがあり、これをそのまま採用して誤った距離
測定を行うことがあるという問題もある。また、建物の
壁面を斜めにみて建物までの距離を測定するように、前
後に広がりを持った被測定物までの距離測定を行うとき
に、広い距離範囲において度数が大きくなるような場合
に距離判定が難しいという問題がある。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
度数分布表においてピーク状に大きくなる度数が出た
り、広い範囲にわたって度数が大きくなるような場合等
においても、正確な距離測定を行えるようにすることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る測距装置は、パルス状の測定光を被測
定物に向かって出射する測定光出射器と、被測定物から
反射されてくる反射光を受光する反射光受光器と、測定
光が出射されたときからその反射光が受光されるまでの
経過時間に基づいて被測定物までの距離を求める距離算
出器とを備えて構成される。そして、距離算出器は、反
射光が所定の条件を満足するときに距離に対応して度数
をカウントするカウント部と、所定回数だけ繰り返し出
射された測定光に対する度数を積算し、このように積算
された各距離における度数をそれぞれその距離を含む前
後複数の距離における度数の平均値に置き換える移動平
均処理を行って距離に対応させた度数分布表を作る表作
成部と、表作成部において作成された度数分布表におけ
るカウント度数の合計数が所定の閾値を越えたところを
被測定物までの距離として判定する距離判定部とを有し
て構成される。

【０００９】本発明に係るもう一つの測距装置は、上記
測距装置と同様に、パルス状の測定光を被測定物に向か
って出射する測定光出射器と、被測定物から反射されて
くる反射光を受光する反射光受光器と、測定光が出射さ
れたときから反射光が受光されるまでの経過時間に基づ
いて被測定物までの距離を求める距離算出器とを備えて
構成される。但し、この測距装置では、距離算出器は、
反射光が所定の条件を満足するときに経過時間に対応し
て度数をカウントするカウント部と、所定回数だけ繰り
返し出射された測定光に対する度数を積算し、このよう
に積算された各経過時間における度数をそれぞれその経
過時間を含む前後複数の経過時間における度数の平均値
に置き換える移動平均処理を行って経過時間に対応させ
た度数分布表を作る表作成部と、度数分布表におけるカ
ウント度数の合計数が所定の閾値を越えたところの経過
時間を距離に換算して被測定物までの距離として判定す
る距離判定部とを有して構成される。

【００１０】なお、上記測距装置において、移動平均処
理によって平均値が算出される距離もしくは経過時間の
数は可変設定可能であることが望ましい。

【００１１】上記のように本発明の測距装置では、カウ
ント部でカウントされた度数をそのまま用いるのでは無
く、移動平均処理を行った後の度数を用いて度数分布表
を作るようになっている。このため、ガラス窓越しもし
くは木の枝越しに被測定物を見て距離を測定するような
場合にこれらガラス窓等からの反射光により度数分布表
にピーク状に大きくなる度数が発生したり、ノイズ光に
よりピーク状に大きくなる度数が発生したりしても、こ
のピークを含む前後複数の度数の平均値をとる移動平均
処理によりピークを低くして、被測定物の距離測定をよ
り正確に行うことができる。

【００１２】また、測距装置を手で持って測定を行うと
きの手ぶれや、測定環境となる大気の揺らぎ等の影響に
より、度数分布表における度数が大きくなる位置がばら
ついても、移動平均処理によりこのようなバラツキの影
響を抑えて正確な距離測定が可能となる。さらに、建物
の壁面を斜めに見て建物までの距離を測定する場合のよ
うに、前後に広がりを持った（すなわち、奥行きを持っ
た）被測定物までの距離測定を行うときには、広い距離
範囲においてカウント度数が大きくなるが、この度数を
移動平均処理することにより、広い距離範囲の中央部位
置を明瞭化して正確な距離測定が可能となる。

【００１３】すなわち、移動平均処理を行うことによ
り、度数分布表において発生するピーク状に大きくなる
度数を平滑化し、広い範囲において大きくなる度数はそ
の中央部を強調するような処理が可能となり、ノイズ的
な高い度数の影響を除去するとともに広い範囲の中央部
を明確にして、上記いずれの場合にも正確な距離測定が
可能となる。

【００１４】一方、本発明に係る測距方法は、パルス状
の測定光を被測定物に向かって出射し、被測定物から反
射されてくる反射光を受光するまでの経過時間に基づい
て被測定物までの距離を求めるものであり、まず、パル
ス状の測定光を被測定物に向かって繰り返し出射し、そ
れぞれの出射について反射光が所定の条件を満足すると
きに距離に対応して度数カウントを行い、所定回数だけ
行われた全ての測定光の出射においてカウントされた度
数を積算し、このように積算された各距離における度数
をそれぞれその距離を含む前後複数の距離における距離
の平均値に置き換える移動平均処理を行って距離に対応
させた度数分布表を作り、度数分布表におけるカウント
度数の合計数が閾値を越えたところを被測定物までの距
離として判定する。

【００１５】本発明に係るもう一つの測距方法は、上記
測距方法と同様に、パルス状の測定光を被測定物に向か
って出射し、被測定物から反射されてくる反射光を受光
するまでの経過時間に基づいて被測定物までの距離を求
めるものであるが、ここでは、パルス状の測定光を被測
定物に向かって繰り返し出射し、それぞれの出射につい
て、反射光が所定の条件を満足するときに経過時間に対
応して度数カウントを行い、所定回数だけ行われた全て
の測定光の出射においてカウントされた度数を積算し、
このように積算された各経過時間における度数をそれぞ
れその経過時間を含む前後複数の経過時間における度数
の平均値に置き換えて経過時間に対応させた度数分布表
を作り、度数分布表におけるカウント度数の合計数が閾
値を越えたところの経過時間から距離を求め、この距離
を被測定物までの距離として判定する。

【００１６】このような構成の本発明に係る測距方法に
よっても、カウント度数の移動平均処理を行って度数分
布表を作成しているため、度数分布表においてピーク状
に大きくなる度数を平滑化し、広い範囲にわたって大き
くなる度数はその中央部を強調するような処理が可能と
なり、ノイズ的な高い度数の影響を除去するとともに広
い範囲の中央部を明確にして、正確な距離測定が可能で
ある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明に係る測距装
置１を図１に示している。この測距装置１は筐体２内に
レーザ光出射器３と反射光受光器４とを有して構成さ
れ、レーザ光出射器３からのパルス状のレーザ光（測定
光）が出射されるレーザ光出射窓３ａと、反射光を受光
する反射光受光窓４ａとが筐体２に設けられている。筐
体２の上面にはパワーオンオフおよび測距開始操作のた
めの第１操作ボタン５と、表示選択のための第２操作ボ
タン６とが設けられている。筐体２の背面にはファイン
ダ窓２ａ（図３参照）が設けられており、この測距装置
１を用いて測距を行う操作者がファインダ窓２ａ越しに
被測定物を見て被測定物までの距離測定を行うようにな
っている。

【００１８】この測距装置１の概略内部構成を図２に示
しており、上記の構成に加えて、距離算出器１０を有す
るコントローラ７と、コントローラ７からの表示信号を
受けて距離表示を行う距離表示器８とが設けられてい
る。距離算出器１０は、カウント部１１、表作成部１
２、距離判定部１３、閾値選択部１４、および距離選択
部１５とを有して構成されるが、その内容については後
述する。距離表示器８はファインダ窓２ａの内部におい
て距離表示を行い、操作者がファインダ窓２ａを除くと
その視野内に距離が表示されるようになっている。な
お、筐体２の外側に例えば液晶表示を行う距離表示器を
設けても良い。コントローラ７には第１および第２操作
ボタン５，６からの操作信号が入力されるようになって
いる。レーザ光出射器３はパルス発生回路３１、発光素
子（半導体レーザ）３２およびコリメートレンズ３３か
ら構成され、反射光受光器４は、受信回路４１、受光素
子（フォトダイオード）４２および集光レンズ４３から
構成される。

【００１９】以上のように構成された測距装置１を用い
て被測定物までの距離測定を行うときの操作および作動
について、図４および図５に示すフローチャートに基づ
いて以下に説明する。なお、図４および図５に示すフロ
ーは、丸囲みＡの部分同士が繋がって一つのフローを構
成している。

【００２０】ここではその一例として、図３に示すよう
に、測距装置１を用いて窓ガラスＷＧ越しに遠くの被測
定物ＯＢまでの距離を測定する場合について説明する。
測距装置１を用いて被測定物ＯＢまでの距離を測定する
ときには、まず図３に示すように、操作者がファインダ
２ａを通して窓ガラスＷＧ越しに被測定物ＯＢを見た状
態で第１操作ボタン５を操作する。これにより、電源が
オンとなり、第１操作ボタン５からその操作信号がコン
トローラ７に入力され、距離測定作動が開始される（ス
テップＳ２）。これに応じてステップＳ４に示す前処理
が行われ、各メモリをクリアするなどと言った初期化処
理が行われる。

【００２１】次に、１回計測タイマがスタートし（ステ
ップＳ６）、強度閾値ＴＬが設定される（ステップＳ
８）。そして、タイマカウンタをスタートさせる（ステ
ップＳ１０）とともにコントローラ７によりパルス発生
回路３１を作動させて発光素子３２からパルス状のレー
ザ光を発射させる（ステップＳ１２）。このレーザ光は
コリメートレンズ３３を通ってレーザ出射窓３ａから被
測定物に向けて出射される（図２および図３の矢印Ａで
示すレーザ光）。

【００２２】このようにして測距装置１から出射された
レーザ光Ａは、まず近くに位置する窓ガラスＷＧに当た
ってその一部が反射され（矢印Ｂ２）、残りのレーザ光
は被測定物ＯＢに照射される。被測定物ＯＢに照射され
たレーザ光は、ここで矢印Ｂ１で示すように反射され
る。そして、矢印Ｂ２で示すように窓ガラスＷＧで反射
された反射光および矢印Ｂ１に示すように被測定物ＯＢ
で反射された反射光は、その一部（測距装置１に向かっ
て反射された光）が反射光受光窓４ａ内に入射し（図２
の矢印Ｂ参照）、集光レンズ４３により集光されて受光
素子４２に照射される。受光素子４２はこのようにして
反射光の照射を受けると反射光の強度に対応した信号を
受信回路４１に送り、受信回路４１はこの信号を増幅処
理等してコントローラ１０に送出する。

【００２３】このようにしてコントローラ１０において
は、図６（Ａ１）に示すような反射光信号を受信し（ス
テップＳ１４）、この受信信号から距離算出器１０によ
り以下のようにして被測定物ＯＢまでの距離を測定す
る。なお、図６（Ａ１）においては、横軸はレーザ光出
射器３からのパルスレーザ光の発射時点を原点として経
過時間を示しており、縦軸に受光した反射光強度を示し
ている。すなわち、図６（Ａ１）は、ステップＳ１２に
おいてレーザ光出射器３からパルスレーザ光が発射され
たときから反射光受光器４により受光された反射光強度
の経過時間変化を示している。

【００２４】このような反射光が検出されると、反射光
強度がステップＳ８において設定された強度閾値ＴＬを
上回る点を捜し、その点が位置するタイムゾーンを記録
する（ステップＳ１６）。このタイムゾーンはステップ
Ｓ１０でスタートさせたタイマカウンタのカウントに基
づいて、図６（Ｂ）に示すように、一定時間間隔（例え
ば、１２．５ｎｓ）で細かく分割されて形成される。こ
のため、例えば、図６（Ａ１）に示す反射光強度の場合
には、図において一点鎖線で示す強度閾値ＴＬを上回る
ピークＰ11〜Ｐ17の位置が含まれるタイムゾーンに、図
６（Ｂ）において第１回の欄に示すようにフラグが立て
られ、このフラグが立てられたタイムゾーンＺ５，Ｚ
６，Ｚ８，Ｚ１１，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ１８がステップ
Ｓ１６において記録される。

【００２５】ここで、レーザ光出射器３からパルスレー
ザ光が発射されたときから反射光受光器４により反射光
が受光されるまでの経過時間は、レーザ光の空間伝播速
度を用いて距離に換算することができ、上記タイムゾー
ンが対応する距離ゾーンとして変換される。なお、説明
の都合上、タイムゾーンおよび距離ゾーンはともにＺ
１，Ｚ２・・・として同一の記号を用いて示しており、
対応するゾーンについては同一記号番号を付している。
そして、コントローラ７の距離算出器１０を構成するカ
ウント部１１により、図７に示すように、各距離ゾーン
Ｚ１，Ｚ２・・・に対応して形成されるカウント表にお
いて、上記フラグが立てられた距離ゾーンにそれぞれ一
つの度数を加算記録する。上記の場合には、距離ゾーン
Ｚ５，Ｚ６，Ｚ８，Ｚ１１，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ１８に
それぞれ１度数が記録される。

【００２６】なお、本例では、図３におけるガラス窓Ｗ
Ｇが距離ゾーンＺ５にあり、被測定物ＯＢが距離ゾーン
Ｚ１６近傍にある場合を示している。このため、図６
（Ａ１）におけるピークＰ11，Ｐ12がガラス窓ＷＧから
の反射光で、ピークＰ15，Ｐ16，Ｐ17が目標物ＯＢから
の反射光であると考えられ、その他のピークＰ13，Ｐ14
は自然光等がノイズ光として検出されたものであると考
えられる。

【００２７】本例では上記ステップＳ６〜ステップＳ１
８のフローは合計５２０回繰り返されるように構成され
ており、ステップＳ２０において５２０回の計測が完了
したかを判断する。上記のように第１回目のパルスレー
ザの照射が行われた段階では、ステップＳ２２に進み、
１回計測タイマの経過（例えば、１ｍｓの経過）を待っ
てステップＳ２４に進み、１回計測タイマをストップさ
せる。

【００２８】そして、ステップＳ６に進み、１回計測タ
イマを再度スタートさせて第２回目のパルスレーザの照
射による測定を開始する。以下、第１回目と同様にし
て、強度閾値ＴＬの設定（ステップＳ８）、タイマカウ
ンタのスタート（ステップＳ１０）およびパルスレーザ
光の発射（ステップＳ１２）を行わせ、反射光を受信す
る（ステップＳ１４）。このようにして第２回目のパル
スレーザ光の照射に対して、受光された反射光の経過時
間に対する強度変化を図６（Ａ２）に示している。この
場合にもステップＳ８で設定された強度閾値ＴＬを上回
るピークＰ21〜Ｐ25の位置が含まれるタイムゾーンに、
図６（Ｂ）において第２回の欄に示すようにフラグが立
てられ、このフラグが立てられたタイムゾーンＺ５，Ｚ
６，Ｚ１０，Ｚ１４，Ｚ１５がステップＳ１６において
記録される。

【００２９】そして、第１回目のパルスレーザ光の照射
の場合と同様に、図７に示すカウント表において上記フ
ラグが立てられた距離ゾーンにそれぞれ一つの度数を加
算記録する。この場合には、距離ゾーンＺ５，Ｚ６，Ｚ
１０，Ｚ１４，Ｚ１５にそれぞれ１度数が加算記録され
るが、第１回目に距離ゾーンＺ５，Ｚ６には１度数が記
録されているため、これらの距離ゾーンの記録度数は２
となる。

【００３０】以下、１回計測タイマの設定時間（例え
ば、１ｍｓ）間隔で５２０回のパルスレーザ光の照射が
行われたときのカウント表の度数を図７に示している。
このようにして５２０回のパルスレーザ光の照射が完了
すると、ステップＳ２６に進み、各距離ゾーンにおける
カウント度数の移動平均処理を行う。この移動平均処理
とは、例えば図７のカウント表において、ｎ番目の距離
ゾーンＺｎについて、その前後を含む距離ゾーンＺn-
1，Ｚｎ，Ｚn+1における度数の平均値を距離ゾーンＺｎ
の度数として設定し直す処理である。この移動平均処理
のねらい、効果などについては後述する。

【００３１】そして、距離算出器１０の表作成部１２に
より、このようにして移動平均処理がなされたカウント
表から図８に示す度数分布表（ヒストグラム）を作成す
る。このように作成された度数分布表においては、常に
反射光が発生する可能性が高いガラス窓ＷＧの位置に対
応する距離ゾーンＺ５および被測定物ＯＢの位置に対応
する距離ゾーンＺ１６においてカウント度数が大きくな
っている。

【００３２】そして、距離判定部１３により、この度数
分布表において距離（距離ゾーン）に対応して変化する
判定閾値Ｐを越える度数の有無を判定し、判定閾値Ｐを
越える距離ゾーンにフラグを立てる（ステップＳ２８お
よびＳ３０）。ここで度数分布表において、ガラス窓Ｗ
Ｇの位置に対応する距離ゾーンＺ５および被測定物ＯＢ
の位置に対応する距離ゾーンＺ１６においてカウント度
数が大きくなっているため、図８において破線で示すよ
うな一定値となる判定閾値Ｑを用いてこれを越える度数
を判定したのでは、ガラス窓ＷＧの位置に対応する距離
ゾーンＺ５および被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾ
ーンＺ１６の両方にフラグが立てられることになる。

【００３３】このため、図８において一点鎖線Ｐで示す
ように距離に対応して変化させて設定（距離が遠くなる
に応じて小さくなるように設定）された判定閾値Ｐを用
いて判定している。これにより、ガラス窓ＷＧの位置に
対応する距離ゾーンＺ５にフラグは立てられず、被測定
物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ１６にのみフラグ
が立てられ、被測定物ＯＢの距離測定がより正確とな
る。但し、本発明の測距装置もしくは方法においては、
判定閾値ＰおよびＱのいずれを用いても良い。

【００３４】そして、ステップＳ３２に進み、フラグ位
置、すなわち、フラグが立てられた距離ゾーンを検出す
る。このとき、判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度
数が小さいとフラグが全く立てられないことがあり、逆
に判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が大きいと
複数の距離ゾーンのカウント度数が判定閾値Ｐを越えて
複数のフラグが立てられることがある。このために距離
算出器１０に閾値選択部１４が設けられており、判定閾
値Ｐとして、複数の種類の閾値が予め設定されている。
例えば、図８に示す判定閾値Ｐを上方に平行移動した判
定閾値（大きな値を有する種類の判定閾値）Ｐ′や、下
方に平行移動した判定閾値（小さな値を有する種類の判
定閾値）Ｐ″が設定されている。

【００３５】そして、閾値選択部１４においては、フラ
グがないときにはステップＳ３４からステップＳ３８に
進み、判定閾値Ｐとして小さな値を有する種類の判定閾
値Ｐ″を選択し、ステップＳ２６〜Ｓ３２を繰り返す。
一方、フラグの数が多すぎるときには、ステップＳ３６
からステップＳ３８に進み、大きな値を有する種類の判
定閾値Ｐ′を選択し、ステップＳ２６〜Ｓ３２を繰り返
す。これにより、適正な数のフラグが立てられる調整が
なされる。

【００３６】そして、フラグが立てられた位置の距離ゾ
ーンに対して、その前後の距離ゾーンのカウント度数に
基づいて加重平均を行ってフラグが立てられた距離ゾー
ンに対応する重心位置を求め（ステップＳ４０）、この
重心位置を被測定物ＯＢまでの距離として算出し（ステ
ップＳ４２）、この算出距離を距離表示器８により表示
させる（ステップＳ４４）。

【００３７】なお、上記フローにおいて複数のフラグが
立てられたときには、第２操作ボタン６の操作に応じて
距離選択部１４が作動し、複数のフラグのうちの所定の
フラグを選択し、そのフラグの重心位置の距離を距離表
示器８により表示させる。

【００３８】以上説明したように、測距装置１を用いた
距離測定では、５２０回分のカウント値が積算されたて
形成された図７に示すカウント表において、ステップＳ
２６において各距離ゾーンにおけるカウント度数の移動
平均処理が行われるがこれについて以下に説明する。

【００３９】移動平均処理が行われていないカウント表
の度数をそのまま用いて度数分布表を作成した例を図９
（Ａ）に示している。この図の度数分布表の場合には、
距離ゾーンＺ５においてピーク状にカウント度数が大き
くなり、距離ゾーンＺ１４〜Ｚ１８の範囲においてカウ
ント度数が大きくなっている。これは、例えば、被測定
物ＯＢとの間にある木の枝等からの反射により距離ゾー
ンＺ５においてピークが発生したものであり、木の枝等
は前後奥行きがないものであるため距離ゾーンＺ５にお
いてのみカウント度数が大きくなり、その前後の距離ゾ
ーンＺ４，Ｚ６ではカウント度数が小さい。また、この
ときの被測定物ＯＢが前後に奥行きのあるものであり、
広い距離ゾーンＺ１４〜Ｚ１８においてカウント度数が
大きくなっている。

【００４０】図９（Ａ）に示す度数分布表、すなわち移
動平均処理を行わないままの度数分布表において、判定
閾値Ｐを用いてこれを上回る度数を有する距離ゾーンを
検出すると、図示のように、度数が大きくなる距離ゾー
ンＺ５，Ｚ１４〜Ｚ１８の全てにフラグが立てられ、こ
れら全てが被測定物までの距離として判定される。この
ため、被測定物までの距離判定が曖昧となり、不正確な
測定となってしまうという問題がある。

【００４１】このようなことから本発明では、ステップ
Ｓ２６において移動平均処理を行っている。これは例え
ば、図９（Ａ）の度数分布表において、ｎ番目の距離ゾ
ーンＺｎについて、その前後一つずつの距離ゾーンＺn-
1およびＺn+1を含んで平均値を求める移動平均処理を行
なうもので、例えば、ｎ番目の距離ゾーンＺｎのカウン
ト度数がＣｎで、(n-1)番目の距離ゾーンＺn-1のカウン
ト度数がＣn-1で、(n+1)番目の距離ゾーンＺn+1のカウ
ント度数がＣn+1の場合には、ｎ番目の距離ゾーンＺｎ
のカウント度数Ｃｎが（Ｃn-1＋Ｃｎ＋Ｃn+1）／３の値
に置き換えられる。

【００４２】このような移動平均処理を行った結果を図
９（Ｂ）に示しており、これにより、距離ゾーンＺ５に
おけるピークが低くなり、距離ゾーンＺ１４〜Ｚ１８に
おける度数が両側部（すなわち、距離ゾーンＺ１４およ
びＺ１８）において低くなって中央部が強調される。こ
のように移動平均処理が行われた図９（Ｂ）の度数分布
表について判定閾値Ｐを用いてこれを上回る度数を有す
る距離ゾーンを検出すると、こんどは距離ゾーンＺ１５
〜Ｚ１７のまでの範囲のみにフラグが立てられ、被測定
物までの距離測定が正確となる。

【００４３】なお、ここでは、所定の距離ゾーンＺｎに
対してその前後一つずつの距離ゾーンＺn-1およびＺn+1
を用いて移動平均処理を行っているが、前後二つずつさ
らにはもっと多くの距離ゾーンを用いて移動平均処理を
行っても良い。このようにすれば、より幅の広い範囲に
わたる距離ゾーンおいて度数が大きくなるような場合で
も、中央部を強調することが可能であり、被測定物まで
の距離を正確に測定できる。

【００４４】以上説明した測距装置１による被測定物Ｏ
Ｂまでの距離測定において、図７に示すカウント表はタ
イムゾーンを距離ゾーンに変換して形成されているが、
タイムゾーンをそのまま用いてカウント表を作成しても
良い。この場合、図８の度数分布表においても横軸をタ
イムゾーンを用い、フラグが立てられた位置の経過時間
から被測定物ＯＢまでの距離を算出することができる。
また、図６（Ａ１），（Ａ２）において、強度閾値ＴＬ
は一定値であるが、これを経過時間に対応して変化する
強度閾値としても良い。より具体的には、経過時間が長
くなるのに応じて小さくなる強度閾値を用いても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス状の測定光を被測定物に向かって繰り返し出射
し、全ての前記測定光の出射においてカウントされた度
数を積算し、このように積算された度数を距離または経
過時間に応じて移動平均処理を行って度数分布表を作
り、この度数分布表におけるカウント度数の合計数が閾
値を越えたところを被測定物までの距離として判定する
ようになっている。このように移動平均処理を行うこと
により、度数分布表において発生するピーク状に大きく
なる度数を平滑化し、広い範囲において大きくなる度数
はその中央部を強調するような処理が可能であり、本発
明によれば、ノイズ的な高い度数の影響を除去するとと
もに広い範囲の中央部を明確にして、正確な距離測定が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測距装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図２】上記測距装置の構成を示すブロック図である。

【図３】上記測距装置により窓ガラス越しに被測定物を
見て距離測定を行う場合を示す説明図である。

【図４】上記測距装置を用いて行われる測距方法を示す
フローチャートである。

【図５】上記測距装置を用いて行われる測距方法を示す
フローチャートである。

【図６】上記測距装置により反射光を受光したときの経
過時間に対する反射光強度を示すグラフおよびこの反射
光強度が強度閾値を越えるタイムゾーンについてフラグ
が立てられた状態を示す表図である。

【図７】上記測距装置の距離算出器を構成するカウント
部により形成されたカウント表を示す図である。

【図８】上記距離算出器を構成する表形成部により形成
された度数分布表を示す図である。

【図９】移動平均処理を行う前の度数分布表および移動
平均処理を行ったときの度数分布表を示す図である。

【符号の説明】

１測距装置３レーザ光出射器４反射光受光器１０距離算出器１１カウント部１２表形成部１３距離判定部１４閾値選択部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F112 AD01 BA07 CA12 EA11 FA09 FA17 FA41 5J084 AA05 AD01 BA04 BA36 BB02 BB04 CA03 CA25 CA53 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス状の測定光を被測定物に向かって
出射する測定光出射器と、前記被測定物から反射されて
くる反射光を受光する反射光受光器と、前記測定光が出
射されたときから前記反射光が受光されるまでの経過時
間に基づいて前記被測定物までの距離を求める距離算出
器とを備え、前記距離算出器は、前記反射光が所定の条件を満足するときに距離に対応し
て度数をカウントするカウント部と、所定回数だけ繰り
返し出射された前記測定光に対する度数を積算し、この
ように積算された各距離における度数をそれぞれその距
離を含む前後複数の距離における度数の平均値に置き換
える移動平均処理を行って距離に対応させた度数分布表
を作る表作成部と、前記度数分布表におけるカウント度
数の合計数が所定の閾値を越えたところを前記被測定物
までの距離として判定する距離判定部とを有して構成さ
れることを特徴とする測距装置。
【請求項２】前記移動平均処理において平均値が算出
される前記距離の数を可変設定可能であることを特徴と
する請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】パルス状の測定光を被測定物に向かって
出射する測定光出射器と、前記被測定物から反射されて
くる反射光を受光する反射光受光器と、前記測定光が出
射されたときから前記反射光が受光されるまでの経過時
間に基づいて前記被測定物までの距離を求める距離算出
器とを備え、前記距離算出器は、前記反射光が所定の条件を満足するときに経過時間に対
応して度数をカウントするカウント部と、所定回数だけ
繰り返し出射された前記測定光に対する度数を積算し、
このように積算された各経過時間における度数をそれぞ
れその経過時間を含む前後複数の経過時間における度数
の平均値に置き換える移動平均処理を行って経過時間に
対応させた度数分布表を作る表作成部と、前記度数分布
表におけるカウント度数の合計数が所定の閾値を越えた
ところの経過時間を距離に換算して前記被測定物までの
距離として判定する距離判定部とを有して構成されるこ
とを特徴とする測距装置。
【請求項４】前記移動平均処理において度数の平均値
が算出される前記経過時間の数を可変設定可能であるこ
とを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
【請求項５】パルス状の測定光を被測定物に向かって
出射し、前記被測定物から反射されてくる反射光を受光
するまでの経過時間に基づいて前記被測定物までの距離
を求める測距方法において、前記パルス状の測定光を被測定物に向かって繰り返し出
射し、それぞれの出射について、前記反射光が所定の条件を満
足するときに距離に対応して度数カウントを行い、所定回数だけ行われた全ての前記測定光の出射において
カウントされた度数を積算し、このように積算された各
距離における度数をそれぞれその距離を含む前後複数の
距離における度数の平均値に置き換える移動平均処理を
行って距離に対応させた度数分布表を作り、前記度数分布表におけるカウント度数の合計数が所定の
閾値を越えたところを前記被測定物までの距離として判
定することを特徴とする測距方法。
【請求項６】前記移動平均処理において平均値が算出
される前記距離の数を変化させることを特徴とする請求
項５に記載の測距方法。
【請求項７】パルス状の測定光を被測定物に向かって
出射し、前記被測定物から反射されてくる反射光を受光
するまでの経過時間に基づいて前記被測定物までの距離
を求める測距方法において、前記パルス状の測定光を被測定物に向かって繰り返し出
射し、それぞれの出射について、前記反射光が所定の条件を満
足するときに経過時間に対応して度数カウントを行い、所定回数だけ行われた全ての前記測定光の出射において
カウントされた度数を積算し、このように積算された各
経過時間における度数をそれぞれその経過時間を含む前
後複数の経過時間における度数の平均値に置き換える移
動平均処理を行って経過時間に対応させた度数分布表を
作り、前記度数分布表におけるカウント度数の合計数が所定の
閾値を越えたところの経過時間から距離を求め、この距
離を前記被測定物までの距離として判定することを特徴
とする測距方法。
【請求項８】前記移動平均処理において平均値が算出
される前記経過時間の数を変化させることを特徴とする
請求項７に記載の測距方法。