JP2017138154A - Distance measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measurement device with which it is possible to detect abnormality and measure the distance, and further to simplify a device configuration.SOLUTION: The present invention is a distance measurement device 1 for measuring the distance by a triangulation scheme, comprising: an optical transmission unit 6 for radiating a signal light L1 having a prescribed light emission pattern; an optical reception unit 9 for receiving a reflected light L2 of the signal light reflected by an object; a correlation computation unit 10 for computing a degree of coincidence on the basis of the correlation of a light reception pattern P2 of the reflected light L2 with a light emission pattern P1 of the signal light L1; and a distance computation unit 11 for computing the distance on the basis of the degree of coincidence. The distance computation unit 11 computes the distance when the degree of coincidence is greater than or equal to a prescribed threshold, and the correlation computation unit 10 diagnoses as being abnormal when the degree of coincidence is smaller than the prescribed threshold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光信号の送受信により距離を測定する距離測定装置に関する。   The present invention relates to a distance measuring device that measures a distance by transmitting and receiving an optical signal.

移動体の自動走行が研究されている。自動走行する移動体には、地面の凹凸を検出し、それらを回避することが安全性および機能性の面で非常に需要なタスクとして求められる。凹凸を検出するためには、移動体から凹凸までの距離を測定する必要があると共に、距離を測定する測定機器が故障したことを検出することも必要である。特許文献１には、装置の異常を検出する異常診断手段を有するレーザ光を用いた距離測定装置について記載されている。この距離測定装置は、第１光源によって対物距離を測定する距離測定手段と、第１レーザ光と時間差をもって照射され診断信号として用いられる第２光源を有する診断手段とを有している。   Autonomous traveling of moving objects has been studied. For a mobile body that automatically travels, it is required as a task that is extremely demanding in terms of safety and functionality to detect irregularities on the ground and avoid them. In order to detect unevenness, it is necessary to measure the distance from the moving body to the unevenness, and it is also necessary to detect that the measuring device for measuring the distance has failed. Patent Document 1 describes a distance measuring device using a laser beam having abnormality diagnosis means for detecting an abnormality of the device. This distance measuring device has distance measuring means for measuring an objective distance with a first light source, and diagnostic means having a second light source that is irradiated with a time difference from the first laser light and used as a diagnostic signal.

特開平７−１３４１７７号公報JP-A-7-134177

特許文献１にかかる距離測定装置は、第２光源による診断は第１光源による距離測定のつど１回ずつ行われる。そのため、この距離測定装置では、距離測定と異常診断を同時に行うことができない。また、この距離測定装置では、距離を測定する第１光源と、診断用の第２光源を有しており、装置構成が複雑化する。
本発明は、距離を測定すると共に異常も検出することができ、更に装置構成を簡略化することができる距離測定装置を提供することを目的とする。 In the distance measuring device according to Patent Document 1, diagnosis using the second light source is performed once for each distance measurement using the first light source. Therefore, this distance measuring device cannot perform distance measurement and abnormality diagnosis at the same time. In addition, this distance measuring device has a first light source for measuring the distance and a second light source for diagnosis, which complicates the device configuration.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of measuring a distance and detecting an abnormality and further simplifying the device configuration.

本発明は、三角測距方式によって距離測定を行う距離測定装置であって、
所定の発光パターンを有する信号光を照射する光送信部と、
前記信号光が対象物に反射した反射光を受信する光受信部と、
前記反射光の受光パターンと前記信号光の前記発光パターンとの相関に基づいて一致度を演算する相関演算部と、
前記一致度に基づいて距離を演算する距離演算部と、を有し、
前記距離演算部は、前記一致度が所定の閾値以上である場合に距離を演算し、
前記相関演算部は、前記一致度が所定の閾値より小さい場合に異常と診断する。 The present invention is a distance measuring device for measuring distance by a triangulation method,
An optical transmitter that emits signal light having a predetermined light emission pattern;
An optical receiver that receives the reflected light of the signal light reflected from the object;
A correlation calculation unit that calculates the degree of coincidence based on the correlation between the light reception pattern of the reflected light and the light emission pattern of the signal light;
A distance calculation unit that calculates a distance based on the degree of coincidence,
The distance calculation unit calculates a distance when the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined threshold,
The correlation calculation unit diagnoses an abnormality when the degree of coincidence is smaller than a predetermined threshold.

本発明にかかる距離測定装置は、距離を測定する信号光に所定の発光パターンが重畳されており、受信した反射光の受光パターンと発光パターンとの相関関係を相関演算部で演算することによって、距離を演算すると共に異常も同時に検出することができる。本発明は、異常の検出に光送信部から照射される信号光のみを用いているため、異常検出のために他の光源を必要とせず、装置構成を簡略化することができる。   In the distance measuring device according to the present invention, a predetermined light emission pattern is superimposed on the signal light for measuring the distance, and the correlation calculation unit calculates the correlation between the light reception pattern of the received reflected light and the light emission pattern, It is possible to calculate the distance and simultaneously detect the abnormality. In the present invention, only the signal light emitted from the optical transmission unit is used for detecting the abnormality, so that no other light source is required for detecting the abnormality, and the apparatus configuration can be simplified.

本発明にかかる距離測定装置は、距離測定において距離を測定すると共に異常も検出することができ、更に装置構成を簡略化することができる。   The distance measuring device according to the present invention can measure a distance and detect an abnormality in the distance measurement, and can further simplify the device configuration.

本発明にかかる距離測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distance measuring device concerning this invention. ＰＮ符号の生成例を示した図である。It is the figure which showed the example of a production | generation of PN code. 受光パターンと発光パターンとの相関を演算するタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart which calculates the correlation of a light reception pattern and a light emission pattern. 太陽光の放射強度と波長との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the radiation intensity of sunlight, and a wavelength. 距離測定装置に用いられるバンドパスフィルタの分光特性を示したグラフである。It is the graph which showed the spectral characteristic of the band pass filter used for a distance measuring device. 距離測定装置の距離測定と異常検出をする処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process which performs distance measurement and abnormality detection of a distance measuring device. 本発明の変形例にかかる距離測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distance measuring device concerning the modification of this invention. 変形例にかかる距離測定装置の処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process of the distance measuring device concerning a modification.

以下、図面を参照して本発明にかかる距離測定装置の実施形態について説明する。   Embodiments of a distance measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に示されるように、距離測定装置１は、距離を測定するための信号光Ｌ１を生成する送信側回路Ａと、信号光Ｌ１が対象物Ｇに反射した反射光Ｌ２を受信して種々の処理を行う受信側回路Ｂとからなる。距離測定装置１は、ＩＲ光を用いた信号光Ｌ１によって三角測距方式で対象物Ｇとの距離を測定する。信号光Ｌ１は、送信側回路Ａで生成される。信号光Ｌ１は、ＩＲ光を出力する発光素子７から照射される。発光素子７は、ＩＲセンサ１４内に配置されている。ＩＲセンサ１４は、一般的なＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）素子を用いて構成することができる。発光素子７は、例えば、赤外線ＬＥＤを用いることができる。信号光Ｌ１は、発光素子７の制御回路を有する送信部（光送信部）６によって制御される。送信部６は、発光素子７を明滅させて制御し信号光Ｌ１を照射させる。   As shown in FIG. 1, the distance measuring device 1 receives a transmission side circuit A that generates a signal light L1 for measuring a distance, and a reflected light L2 that the signal light L1 is reflected from an object G and receives various signals. It comprises a receiving side circuit B that performs the above processing. The distance measuring device 1 measures the distance from the object G by the triangulation method using the signal light L1 using IR light. The signal light L1 is generated by the transmission side circuit A. The signal light L1 is emitted from the light emitting element 7 that outputs IR light. The light emitting element 7 is disposed in the IR sensor 14. The IR sensor 14 can be configured using a general PSD (Position Sensitive Detector) element. For example, an infrared LED can be used as the light emitting element 7. The signal light L <b> 1 is controlled by a transmission unit (light transmission unit) 6 having a control circuit for the light emitting element 7. The transmission unit 6 blinks and controls the light emitting element 7 to emit the signal light L1.

信号光Ｌ１は、一定の周波数を有するキャリア周波数Ｃと、所定の発光パターンＰ１を有する疑似雑音（ｐｓｅｕｄｏ ｎｏｉｓｅ：ＰＮ）信号であるＰＮ符号Ｐが重畳されて照射される。即ち、発光素子７は、キャリア周波数Ｃの発光パターンと所定の発光パターンＰ１が重畳された明滅パターンによって信号光Ｌ１を照射する。キャリア周波数Ｃは、送信キャリア周期発生部３によって生成される。送信キャリア周期発生部３は、キャリア周波数Ｃを重畳部に出力する。ＰＮ符号Ｐは、所定の発光パターンＰ１を有するようにＰＮ符号生成部４によって生成される。ＰＮ符号生成部４は、ＰＮ符号Ｐを重畳部５に出力する。ＰＮ符号の周期（所定の発光パターンＰ１）は、ＰＮ符号発生周期生成部２によって生成される。   The signal light L1 is irradiated with a carrier frequency C having a constant frequency and a PN code P which is a pseudo noise (PN) signal having a predetermined light emission pattern P1 superimposed. That is, the light emitting element 7 irradiates the signal light L1 with a blinking pattern in which the light emission pattern of the carrier frequency C and the predetermined light emission pattern P1 are superimposed. The carrier frequency C is generated by the transmission carrier period generator 3. The transmission carrier period generation unit 3 outputs the carrier frequency C to the superposition unit. The PN code P is generated by the PN code generation unit 4 so as to have a predetermined light emission pattern P1. The PN code generation unit 4 outputs the PN code P to the superposition unit 5. The period of the PN code (predetermined light emission pattern P1) is generated by the PN code generation period generation unit 2.

ＰＮ符号Ｐの生成には、自己相関特性を持った２進符号を有するＭ系列が使用される。Ｍ系列は、ｎビットのシフトレジスタ（不図示）と１個以上の半加算器（不図示）で構成される論理回路で生成される。Ｍ系列は、周期（ビット長）が２ｎ−１の符号列である。本実施形態では、例えばｎ＝７の１２７ビットのＭ系列を用いることができ（図２参照）、このパターンを用いて発光素子７を明滅することができる。 To generate the PN code P, an M sequence having a binary code having autocorrelation characteristics is used. The M series is generated by a logic circuit including an n-bit shift register (not shown) and one or more half adders (not shown). The M sequence is a code string having a cycle (bit length) of 2 n −1. In the present embodiment, for example, a 127-bit M series of n = 7 can be used (see FIG. 2), and the light emitting element 7 can be blinked using this pattern.

重畳部５は、ＰＮ符号Ｐと、キャリア周波数Ｃとを重畳し、重畳された信号を制御信号Ｓ１として送信部６に出力する。これにより、送信部６は、制御信号Ｓ１により発光素子７を明滅させ、信号光Ｌ１を照射させることができる。信号光Ｌ１は、対象物Ｇに照射され、反射光Ｌ２となって反射される。反射光Ｌ２は、距離測定装置１の受信側回路Ｂで受信される。反射光Ｌ２は、ＩＲセンサ１４内のレンズＲで受光される。レンズＲの前には所定の波長を通過させるバンドパスフィルタＦが設けられている。バンドパスフィルタＦにより、反射光Ｌ２の受信精度を向上させることができる。受信精度を向上させる方法については後述する。   The superimposing unit 5 superimposes the PN code P and the carrier frequency C, and outputs the superimposed signal to the transmitting unit 6 as a control signal S1. Thereby, the transmission part 6 can blink the light emitting element 7 by control signal S1, and can irradiate the signal light L1. The signal light L1 is applied to the object G and reflected as reflected light L2. The reflected light L2 is received by the receiving side circuit B of the distance measuring device 1. The reflected light L2 is received by the lens R in the IR sensor 14. In front of the lens R, a band pass filter F that passes a predetermined wavelength is provided. The bandpass filter F can improve the reception accuracy of the reflected light L2. A method for improving the reception accuracy will be described later.

レンズＲを通過した反射光Ｌ２は、受光素子８で受信される。受光素子８は、例えば赤外線を受信するフォトダイオードを用いることができる。受光素子８は、反射光Ｌ２の受光パターンＰ２を受信部（光受信部）９に出力する。受信部９は、受光パターンＰ２を信号Ｓ２に変換し、反射光Ｌ２の受光パターンＰ２と信号光Ｌ１の発光パターンＰ１との相関を演算する相関演算部１０に出力する。   The reflected light L2 that has passed through the lens R is received by the light receiving element 8. As the light receiving element 8, for example, a photodiode that receives infrared rays can be used. The light receiving element 8 outputs the light receiving pattern P2 of the reflected light L2 to the receiving unit (light receiving unit) 9. The receiving unit 9 converts the light reception pattern P2 into a signal S2, and outputs the signal S2 to the correlation calculation unit 10 that calculates the correlation between the light reception pattern P2 of the reflected light L2 and the light emission pattern P1 of the signal light L1.

相関演算部１０には、ＰＮ符号生成部４からもＰＮ符号Ｐの所定の発光パターンＰ１が入力される。これにより、相関演算部１０は、受光パターンＰ２と発光パターンＰ１とが一致している程度を測る一致度を演算する。一致度は、発光パターンＰ１と受光パターンＰ２との明滅パターンを所定の相関演算タイミングのビット毎に比較して演算する（図３参照）。例えば、７ビットのシフトレジスタを用いる場合、１２７個の相関演算タイミング毎に受光パターンＰ２と発光パターンＰ１との一致した明滅を数える（図３参照）。明滅が一致した場合は、
相関値＝前回の相関値＋１ （１）
とする。明滅が不一致の場合は、
相関値＝前回の相関値＋０ （２）
とする。 The correlation calculation unit 10 also receives a predetermined light emission pattern P1 of the PN code P from the PN code generation unit 4. Thereby, the correlation calculation part 10 calculates the coincidence degree which measures the extent to which the light reception pattern P2 and the light emission pattern P1 correspond. The degree of coincidence is calculated by comparing the blinking pattern of the light emission pattern P1 and the light reception pattern P2 for each bit of a predetermined correlation calculation timing (see FIG. 3). For example, when a 7-bit shift register is used, blinking corresponding to the light receiving pattern P2 and the light emitting pattern P1 is counted every 127 correlation calculation timings (see FIG. 3). If the blinking matches,
Correlation value = previous correlation value + 1 (1)
And If the blinking does not match,
Correlation value = previous correlation value + 0 (2)
And

この場合、受光パターンＰ２と発光パターンＰ１とが全て一致した場合、相関値は１２７となる。一致度は、相関値を１２７で除した値であり、この値が所定の閾値以上である場合は正常に反射光Ｌ２を受信していると判断される。一方、一致度が所定の閾値より小さい場合、何らかの異常が発生していると判断される。相関演算部１０は、一致度を対象物Ｇとの距離を演算する距離演算部１１に出力する。距離演算部１１は、一致度が所定の閾値以上である場合に距離を演算する。距離の演算は、一般的な三角測距を用いることができる。相関演算部１０は、距離の演算結果を車両等の移動体１３に通知する通知部１２に出力する。   In this case, when all of the light receiving pattern P2 and the light emitting pattern P1 match, the correlation value is 127. The degree of coincidence is a value obtained by dividing the correlation value by 127. If this value is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the reflected light L2 is normally received. On the other hand, if the degree of coincidence is smaller than a predetermined threshold, it is determined that some abnormality has occurred. The correlation calculation unit 10 outputs the degree of coincidence to the distance calculation unit 11 that calculates the distance to the object G. The distance calculation unit 11 calculates a distance when the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined threshold. For the calculation of the distance, general triangulation can be used. The correlation calculation unit 10 outputs the distance calculation result to the notification unit 12 that notifies the moving body 13 such as a vehicle.

通知部１２は、距離の演算結果を移動体１３に通知する。距離演算部１１は、一致度が所定の閾値より小さい場合、距離を演算せず、異常であることを通知部１２に出力する。通知部１２は、異常である旨の故障情報を移動体１３に通知する。上記構成により距離測定装置１は、距離を測定すると同時に異常を検出することができる。上記の手法は、機能安全規格ＩＥＣ６１５０８−７のＡ．６．２ Ｃｏｄｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎに該当する故障診断手法である。Ｃｏｄｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎとは、入力と出力との情報に冗長な情報を予め付加し、この情報に基づいて入力および出力の回路が正常に動作しているかを監視する手法である。   The notification unit 12 notifies the moving object 13 of the calculation result of the distance. When the degree of coincidence is smaller than a predetermined threshold, the distance calculation unit 11 does not calculate the distance and outputs an abnormality to the notification unit 12. The notification unit 12 notifies the mobile unit 13 of failure information indicating an abnormality. With the above configuration, the distance measuring device 1 can detect an abnormality while measuring the distance. The above-described method is the same as that of the functional safety standard IEC 61508-7. This is a failure diagnosis method corresponding to 6.2 Code protection. Code protection is a technique for adding redundant information to input and output information in advance and monitoring whether the input and output circuits are operating normally based on this information.

次に、ＩＲセンサ１４における反射光Ｌ２の受信精度を向上させる手法に付いて説明する。   Next, a method for improving the reception accuracy of the reflected light L2 in the IR sensor 14 will be described.

ＰＳＤ素子を使用して距離を測定する場合、強い光源があるとＩＲセンサ１４の受信精度が低下する。環境光で最も強い光は太陽光である。太陽光の影響を最小限に抑えることができれば距離の測定精度及び故障診断の頑健性を向上させることができる。ここで、太陽光からのエネルギーが弱い波長をＬＥＤの発光波長およびＩＲセンサ１４の受光波長として用いると、太陽光に対する頑健性を向上させることができる。   When measuring a distance using a PSD element, if there is a strong light source, the receiving accuracy of the IR sensor 14 is lowered. The strongest light in the environment is sunlight. If the influence of sunlight can be minimized, the distance measurement accuracy and the robustness of failure diagnosis can be improved. Here, when the wavelength with weak energy from sunlight is used as the light emission wavelength of the LED and the light reception wavelength of the IR sensor 14, the robustness to sunlight can be improved.

図４に示されるように、赤外領域Ｑにおいて、地表上に到達する太陽光ｄは、水蒸気（Ｈ２Ｏ）や酸素（Ｏ２）に吸収されてエネルギーが１／２〜１／３となる波長域Ｇ，Ｈが存在し、特に９２５ｎｍ〜９５０ｎｍの領域でエネルギーが弱い。波長域Ｈに使用波長域があるＬＥＤを発光素子７として用いる。さらに、レンズＲの前に配置されるバンドパスフィルタＦには、９４０ｎｍの波長を通すものを用いる（図５参照）。そうすると、距離測定装置１において太陽光の影響を低減しつつ、受信精度を向上させることができる。 As shown in FIG. 4, in the infrared region Q, sunlight d that reaches the surface of the earth is absorbed by water vapor (H 2 O) or oxygen (O 2 ) and has an energy of 1/2 to 1/3. There are wavelength ranges G and H, and the energy is particularly weak in the region of 925 nm to 950 nm. An LED having a usable wavelength region in the wavelength region H is used as the light emitting element 7. Further, a band-pass filter F disposed in front of the lens R is one that passes a wavelength of 940 nm (see FIG. 5). Then, it is possible to improve reception accuracy while reducing the influence of sunlight in the distance measuring device 1.

以下、距離測定装置１の距離測定および異常検出の処理について説明する。   Hereinafter, distance measurement and abnormality detection processing of the distance measurement apparatus 1 will be described.

図６に示されるように、ＰＮ符号生成部４は、ＰＮ符号発生周期生成部２で生成されたＰＮ符号周期に基づいてＰＮ符号Ｐを生成する（Ｓ１００）。重畳部５は、ＰＮ符号Ｐと送信キャリア周期発生部３で生成されたキャリア周波数とを重畳して信号光Ｌ１が明滅する発光パターンＰ１を生成する（Ｓ１０１）。送信部６は、発光パターンＰ１により発光素子７を制御し、発光素子７から信号光Ｌ１を照射する（Ｓ１０２）。受信部９は、反射光Ｌ２を、受光素子８を介して受信する（Ｓ１０３）。相関演算部１０は、反射光Ｌ２の受光パターンＰ２と発光パターンＰ１との相関を評価し一致度を演算する（Ｓ１０４）。   As shown in FIG. 6, the PN code generation unit 4 generates a PN code P based on the PN code cycle generated by the PN code generation cycle generation unit 2 (S100). The superimposing unit 5 generates the light emission pattern P1 in which the signal light L1 blinks by superimposing the PN code P and the carrier frequency generated by the transmission carrier period generating unit 3 (S101). The transmitter 6 controls the light emitting element 7 with the light emitting pattern P1, and irradiates the signal light L1 from the light emitting element 7 (S102). The receiving unit 9 receives the reflected light L2 via the light receiving element 8 (S103). The correlation calculation unit 10 evaluates the correlation between the light reception pattern P2 of the reflected light L2 and the light emission pattern P1 and calculates the degree of coincidence (S104).

受光パターンＰ２と発光パターンＰ１との一致度が閾値以上の場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、距離演算部１１は、受信データから距離を演算する（Ｓ１０６）。距離演算部１１は、通知部１２に距離を送信する（Ｓ１０７）。受光パターンＰ２と発光パターンＰ１との一致度が閾値より小さい場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、距離演算部１１は、受信データから距離を演算せず、通知部１２が異常を移動体１３に送信する（Ｓ１０８）。移動体１３が走行を継続している場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り処理を継続する。移動体１３が走行を終了した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。   If the degree of coincidence between the light receiving pattern P2 and the light emitting pattern P1 is equal to or greater than the threshold (step S105: Yes), the distance calculation unit 11 calculates a distance from the received data (S106). The distance calculation unit 11 transmits the distance to the notification unit 12 (S107). When the degree of coincidence between the light reception pattern P2 and the light emission pattern P1 is smaller than the threshold value (step S105: No), the distance calculation unit 11 does not calculate the distance from the received data, and the notification unit 12 transmits an abnormality to the moving body 13. (S108). When the mobile body 13 continues running (step S109: No), the process returns to step S102 and the process is continued. When the mobile body 13 has finished traveling (step S109: Yes), the process ends.

上述したように、距離測定装置１によると、異常を検出するためのＰＮ符号Ｐは、信号光Ｌ１に重畳されているため、発光素子７を１個で構成することができ、装置構成を簡略化することができる。そして、距離測定装置１によると、距離測定と異常検出を同時に行うことができる。また、距離測定装置１において、ＩＲセンサ１４は一般的なものが用いられているため、製造コストを低減することができる。さらに、距離測定装置１は、太陽光の照射エネルギーが小さい波長域の光で送受信を行うため、太陽光による影響を低減し、受信精度を向上させることができる。   As described above, according to the distance measuring device 1, since the PN code P for detecting an abnormality is superimposed on the signal light L1, the light emitting element 7 can be configured by one, and the device configuration is simplified. Can be According to the distance measuring apparatus 1, distance measurement and abnormality detection can be performed simultaneously. In the distance measuring apparatus 1, since a general IR sensor 14 is used, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the distance measuring device 1 performs transmission / reception with light in a wavelength region where the irradiation energy of sunlight is small, the influence of sunlight can be reduced and reception accuracy can be improved.

なお、本発明にかかる距離測定装置１は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。以下の説明では、上記と同様の構成および処理については適宜同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。   The distance measuring device 1 according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit. In the following description, the same names and symbols are used as appropriate for the same configurations and processes as described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図７に示されるように、距離測定装置２０は、距離測定装置１の構成が複数用いられるものであってもよい。距離測定装置２０は、距離測定装置１と同様の構成を有する第１送受信部２０Ａと、第２送受信部２０Ｂとを有する。第１送受信部２０Ａと、第２送受信部２０Ｂとにおいて、それぞれの信号光Ｌ１，Ｌ３と、それぞれの反射光Ｌ２，Ｌ４とによってそれぞれの距離Ｄ１，Ｄ２を演算する。演算されたそれぞれの距離Ｄ１，Ｄ２は、比較器２１で比較される。   As shown in FIG. 7, the distance measuring device 20 may use a plurality of configurations of the distance measuring device 1. The distance measuring device 20 includes a first transmitting / receiving unit 20A and a second transmitting / receiving unit 20B having the same configuration as the distance measuring device 1. In the first transmission / reception unit 20A and the second transmission / reception unit 20B, the respective distances D1, D2 are calculated by the respective signal lights L1, L3 and the respective reflected lights L2, L4. The calculated distances D1 and D2 are compared by the comparator 21.

比較器２１は、それぞれの距離Ｄ１，Ｄ２の差の絶対値を閾値と比較する。さらに、比較器２１は、第１送受信部２０Ａと、第２送受信部２０Ｂとで演算された相関値Ｋ１，Ｋ２を比較する。比較器２１は、それぞれの距離Ｄ１，Ｄ２の差の絶対値が閾値以内であり、且つ相関値Ｋ１，Ｋ２の差の絶対値が閾値以内である場合には距離Ｄ１，Ｄ２を通知部２２に出力し、それ以外の場合には通知部２２に故障情報を出力する（図８ステップＳ２００〜Ｓ２０２参照）。本手法は、機能安全規格ＩＥＣ６１５０８−７のＡ．１．３ Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒに該当する故障診断手法である。Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒとハードウェアの比較器２１によって周期的または、連続して比較することでそれぞれの演算部である第１送受信部２０Ａと、第２送受信部２０Ｂとの信号の故障検知を行う。   The comparator 21 compares the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 with a threshold value. Furthermore, the comparator 21 compares the correlation values K1 and K2 calculated by the first transmission / reception unit 20A and the second transmission / reception unit 20B. When the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 is within the threshold value and the absolute value of the difference between the correlation values K1 and K2 is within the threshold value, the comparator 21 notifies the notification unit 22 of the distances D1 and D2. Otherwise, failure information is output to the notification unit 22 (see steps S200 to S202 in FIG. 8). This method is based on A.I. of functional safety standard IEC61508-7. This is a failure diagnosis method corresponding to 1.3 Comparator. Comparing the Comparator and the hardware comparator 21 periodically or continuously, the failure detection of the signals of the first transmitting / receiving unit 20A and the second transmitting / receiving unit 20B, which are the respective calculation units, is performed.

上述したように距離測定装置２０によると、それぞれの演算部である第１送受信部２０Ａと、第２送受信部２０Ｂとの演算結果を比較器２１によって比較することにより、第１送受信部２０Ａと第２送受信部２０Ｂとのそれぞれの故障を別個に診断することができる。   As described above, according to the distance measuring device 20, the first transmission / reception unit 20A and the second transmission / reception unit 20B are compared with the first transmission / reception unit 20A by comparing the calculation results of the first transmission / reception unit 20A and the second transmission / reception unit 20B. 2 Each failure with the transceiver 20B can be diagnosed separately.

１…距離測定装置 ２…符号発生周期生成部 ３…送信キャリア周期発生部 ４…符号生成部 ５…重畳部 ６…送信部 ７…発光素子 ８…受光素子 ９…受信部 １０…相関演算部 １１…距離演算部 １２…通知部 １３…移動体 １４…センサ ２０…距離測定装置 ２０Ａ…送受信部 ２０Ｂ…送受信部 ２１…比較器 ２２…通知部 Ａ…送信側回路 Ｂ…受信側回路 Ｃ…キャリア周波数 Ｆ…バンドパスフィルタ Ｇ…対象物 Ｌ１…信号光 Ｌ１，Ｌ３…信号光 Ｌ２…反射光 Ｌ２，Ｌ４…反射光 Ｐ…ＰＮ符号 Ｐ１…発光パターン Ｐ２…受光パターン Ｒ…レンズ Ｓ１…信号 Ｓ２…信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distance measuring device 2 ... Code generation period generation part 3 ... Transmission carrier period generation part 4 ... Code generation part 5 ... Superimposition part 6 ... Transmission part 7 ... Light emitting element 8 ... Light receiving element 9 ... Reception part 10 ... Correlation calculation part 11 ... distance calculation unit 12 ... notification unit 13 ... moving body 14 ... sensor 20 ... distance measuring device 20A ... transmission / reception unit 20B ... transmission / reception unit 21 ... comparator 22 ... notification unit A ... transmission side circuit B ... reception side circuit C ... carrier frequency F ... Band pass filter G ... Object L1 ... Signal light L1, L3 ... Signal light L2 ... Reflected light L2, L4 ... Reflected light P ... PN code P1 ... Light emission pattern P2 ... Light reception pattern R ... Lens S1 ... Signal S2 ... Signal

Claims (1)

三角測距方式によって距離測定を行う距離測定装置であって、
所定の発光パターンを有する信号光を照射する光送信部と、
前記信号光が対象物に反射した反射光を受信する光受信部と、
前記反射光の受光パターンと前記信号光の前記発光パターンとの相関に基づいて一致度を演算する相関演算部と、
前記一致度に基づいて距離を演算する距離演算部と、を有し、
前記距離演算部は、前記一致度が所定の閾値以上である場合に距離を演算し、
前記相関演算部は、前記一致度が所定の閾値より小さい場合に異常と診断する、
距離測定装置。 A distance measuring device that measures distance by a triangulation method,
An optical transmitter that emits signal light having a predetermined light emission pattern;
An optical receiver that receives the reflected light of the signal light reflected from the object;
A correlation calculation unit that calculates the degree of coincidence based on the correlation between the light reception pattern of the reflected light and the light emission pattern of the signal light;
A distance calculation unit that calculates a distance based on the degree of coincidence,
The distance calculation unit calculates a distance when the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined threshold,
The correlation calculation unit diagnoses an abnormality when the degree of coincidence is smaller than a predetermined threshold.
Distance measuring device.
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