JP2019095421A - 距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、物体検出装置100は、物体有無判定装置や距離測定装置(測距装置)や物体認識装置として機能する。
LD駆動信号がLD駆動部12に入力されると、LD駆動部12からLD11に駆動電流が印加され、LD11からパルス光が出力される。なお、LD11の安全性やLD11の耐久性の観点からLD11の発光のデューティが制限されるため、LD11から出力されるパルス光はパルス幅が狭い方が望ましく、該パルス幅は、一般に10ns〜数十ns程度に設定される。また、パルス間隔は一般に数十μ秒程度である。
しかしながら、このような測距装置は、少なくとも遠距離低反射物体に対しての測距には適さない装置になってしまう。
さらに、A/Dコンバータは非常に高価であり、装置のコストアップを招いてしまう。
物体検出装置100では、LD11から射出され物体で反射され戻ってきた反射光パルスの受光タイミングを、該反射光パルスに基づく受光信号が所定の閾値Vthを横切るタイミングに基づいて設定し、LD11の発光タイミングから受光タイミングまでの時間から、当該物体までの距離を求める。
Tr測距では、発光タイミングから、受光信号の立ち上がりが閾値Vthを上回る(横切る)タイミング(受光タイミング)までの時間Trを距離に換算する。
Tm測距では、発光タイミングから、受光信号の立ち上がりが閾値Vthを上回る(横切る)タイミングと該受光信号の立ち下がりが閾値Vthを下回る(横切る)タイミングの中間のタイミング(受光タイミング)までの時間Tmを距離に換算する。
先ず、図6に示される、実験で得られた測距データにおいて、同軸ケーブルを通じて観測されるオシロスコープの信号は、近距離(例えば10〜40m)にターゲット(測定対象物)としての黒幕を設置したときには1.2V付近で電圧が飽和し、ピークが確認できない飽和波形となっている。これは、回路素子としてのオペアンプがそれ以上の電圧を出力できなくなるために生じる現象である。
一方、遠距離(例えば40〜70m)にターゲットとしての黒幕を設置したときには、該黒幕からの反射光の光量が少なくなるため、信号のピークが確認できる非飽和波形となっている。
この実験で用いられている黒幕は、870nmの波長に対して10%程度の反射率を持つものである。信号の電圧が飽和するとそのパルス幅は広がっていくので、安価な装置を提供するためにA/Dコンバータを搭載しない場合、基本的にはTr測距を行う必要がある。その理由については後述する。
なお、上記実験では、一例として黒幕をターゲットとして用いて測距が行われているが、より反射率の高い他の色のターゲット(例えば白幕)を用いて測距を行っても良い。
(1)光検出系40や信号処理系41において受光信号が飽和しているときのコメット現象(以下では「飽和コメット」とも呼ぶ)
(2)光検出系40や信号処理系41において受光信号が非飽和のときのコメット現象(以下では「非飽和コメット」とも呼ぶ)
なお、これらのコメット現象は、同一距離にある反射率が異なる複数の物体について測距するときに生じる測距誤差ついても同様の原理に起因する問題となるため、その解決策も同様である。
図7から分かるように、3mと6mの距離にある黒幕の間(角度0°付近)では測距値は3mから6mへ直ちに遷移せず、3mと6mの間の測距値が徐々に表れて、ゴーストとなるコメット現象が発生している。
一方、飽和コメットが発生しない理想的な測距を想定した場合、3mと6mの距離にある黒幕の間(角度0°付近)では測距値は3mから6mへ直ちに遷移する(図30下図参照)。
図8には、左側の3mの距離にある黒幕から右側の6mの距離にある黒幕へと0.1°の画角ずつ移動して測距したとき(図30上図参照)の画角毎の飽和した受光信号の波形(以下では「受光波形」とも呼ぶ)が示されている。
この際、飽和した受光波形の立ち上がり部の傾きは3mの距離にある黒幕を測距したときの大きさから徐々に小さくなり最小になった後、徐々に大きくなり6mの距離にある黒幕を測距したときの大きさになる。
すなわち、3mと6mの距離にある黒幕をそれぞれ測距したときの飽和した受光信号の立ち上がり部の中間部にゴーストとなる立ち上がり部が確認できる。
なお、受光波形の立ち上がり部は、LD11の微分抵抗や、LD11及びLD駆動部12の寄生容量の影響により投光波形(発光パルス)の立ち上がりが鈍るため、厳密には直線ではなく曲線となるが、ほぼ直線で近似することが可能である。そこで、本明細書においては、便宜上、受光波形の立ち上がり部(受光信号の立ち上がり)上の2点の直線の傾きを「受光波形の立ち上がり部の傾き」もしくは「受光信号の立ち上がりの傾き」とも呼ぶ。また、幾つかの図においても、便宜上、受光波形の立ち上がりや立ち下りを直線で表している。また、以下では、「受光信号の立ち上がりの傾き」や「受光波形の立ち上がり部の傾き」を単に「傾き」とも呼ぶ。
なお、上記のように黒幕からの反射波が黒幕の端部で徐々に弱くなったり、強くなったりするのは、照射ビームのスポット位置が黒幕の端部付近を移動するときに該端部への照射ビームのスポットの大きさが変化することによる。
そこで、発明者らは、同一距離にある反射率が異なる複数のターゲットの測距を行うと、ターゲット間で受光波形の立ち上がり部の傾きが異なり、高い反射率のターゲットでは大きな傾きとなり、低い反射率のターゲットでは小さな傾きとなることに着目した。
すなわち、同一距離にある複数のターゲットの反射率が異なっていても、図9に示されるP0という、謂わば、複数のターゲットの受光波形の立ち上がり部の原点の時刻を求めることによりターゲット間で同一の測距値を得ることが可能となる。
具体的には、任意の時刻P0から得られる距離(任意の時間P0を距離に換算した値の1/2)と実際のターゲットまでの距離(実距離)との関係を表す検量線を予め取得しておけば、測定時にP0を求めることにより同一距離にある反射率が異なる複数のターゲット間で誤差のない正確な測距が可能となる。
図10に、受光波形の立ち上がり部の傾きを求めるための要素が示されている。
ここでは、受光波形の立ち上がり部の傾きを求めるために2つの閾値Vth1、Vth2と、該立ち上がり部が閾値Vth1、Vth2をそれぞれ横切る時間P1、P2を用いて、次の(1)式のように立ち上がり部の傾きを求めることができる。
立ち上がり部の傾き=(Vth2−Vth1)/(P2−P1)・・・(1)
なお、Vth1は、光検出系40において受光時に発生するショットノイズのピークを若干超える値(例えば0.3V程度)に設定されている。Vth2は、オペアンプ48における飽和電圧(例えば1.2V)よりもやや小さな値(例えば0.9V程度)に設定されている。
P0=P2+(P0交差電圧−Vth2)/傾き・・・(2)
そして、P0の信頼性を担保するために、同一距離にある反射率が異なる複数のターゲット間で実距離とP0から得られる測距値(以下では「P0測距値」とも呼ぶ)との誤差の標準偏差が最も小さくなるようにP0交差電圧を細かく調整し、P0交差電圧を決定する。
さらに、P0測距により、ターゲット端部にて反射波の強度が徐々に弱くなったり、強くなったりすることに起因するコメット現象(飽和コメット)も同時に解決できる。
このように、P0測距は、同一距離にある複数のターゲットの反射率が異なっていてもターゲット間で測距値が変わらず、ターゲットの反射率によらず該ターゲットまでの距離毎に正確な測距値を得ることができるが、やや煩雑である。
この測距方法は、P0を用いる測距方法に比べて若干測距精度が下がるものの、十分な実用性を有しており、同様にコメット現象の解決及び反射率の違いによる測距誤差の解消が可能である。
図11には、様々な反射率のターゲットを30〜70mの範囲内の様々な距離に設置して測距したときの測距毎の受光信号の立ち上がりの傾きと、反射率、距離毎のTr測距値と実際の距離(実距離)の差(測距誤差)との関係が示されている。
つまり、受光信号の飽和/非飽和によらず、受光信号が2つの閾値Vth1、Vth2を横切る場合には、該受光信号の立ち上がりの傾きを求めることができ、該傾きを用いてターゲットの反射率に測距結果が影響を受けない正確な測距(P0測距や、Tr測距値を該傾きで補正する測距方法)を行うことができる。
非飽和コメットには、受光信号のピークが上側の閾値Vth2を超える場合(非飽和コメットA)と、受光信号のピークが下側の閾値Vth1のみを超える場合(非飽和コメットB)の2通りがある。
Vth2よりも小さな非飽和ピークを示すコメット補正では、Vth2を用いた立ち上がりの傾き補正式が使えない(図12参照)。
詳述すると、受光信号が飽和する場合はP0測距もしくはTr測距を選択することが好ましく、受光信号が飽和せずかつ受光信号のピークがVth2を超える場合はP0測距、Tr測距、Tm測距のいずれを選択しても良く、受光信号のピークがVth1を超え、かつVth2を超えない場合はTm測距を選択することが好ましい。
以下、この所定値を求めるための実験について説明する。
この実験では、LDから射出されたレーザ光を可変NDフィルタを介してターゲットとしての再帰反射板に照射し、その反射光の受光波形をオシロスコープで測定する。
ここでは、可変NDフィルタとして36段階の光透過率を持つものを用いる。これにより、再帰反射板からの反射光を36段階の強度で観測できる。これは、ターゲットの反射率が36段階に変化した場合を観測することと同義である。例えば30〜70mの距離範囲の各距離(ここでは30m、40m、50m、60m、70m)において反射率が異なるターゲットからの反射光の受光波形を例えばオシロスコープで観測できる。
そこで、この所定値を閾値として飽和/非飽和を判定することが可能である。
そこで、この別の所定値を閾値として過飽和/飽和を判定することが可能である。
ここで、測距処理1〜6を実施するために物体検出装置100の二値化回路44は、閾値Vth1を基準に入力信号を二値化するコンパレータ1及び閾値Vth2を基準に入力信号を二値化するコンパレータ2を含んで構成されている。
コンパレータ1、2は、互いに並列に接続されており、オペアンプ48からの受光信号が同時に入力される。
コンパレータ1は、入力された受光信号の立ち上がりが閾値Vth1を上回る(横切る)タイミングP1で立ち上がり、該受光信号の立ち下りが閾値Vth1を下回る(横切る)タイミングP4で立ち下がるハイレベル信号1を出力する(図10参照)。
また、コンパレータ2は、入力された受光信号の立ち上がりが閾値Vth2を上回る(横切る)タイミングP2で立ち上がり、該受光信号の立ち下りが閾値Vth2を下回る(横切る)タイミングP3で立ち下がるハイレベル信号2を出力する(図10参照)。
測距処理1について図23を用いて説明する。図23のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
ここでは、検量線A、その補正式の例を図31に示したが、以下で説明する他の検量線、その補正式については、図31と同様の比例関係を表す直線、式になるため、図示を省略している。
測距処理2について図24を用いて説明する。図24のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
測距処理3について図25を用いて説明する。図25のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
測距処理4について図26を用いて説明する。図26のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
測距処理5について図27を用いて説明する。図27のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
測距処理6について図28を用いて説明する。図28のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
測距処理7について図29を用いて説明する。図29のフローチャートは、時間計測部45及び測定制御部46を含む演算系で実行される処理アルゴリズムに基づいている。
ここで、測距処理7を実施するために物体検出装置100の二値化回路44は、閾値Vthを基準に入力信号を二値化するコンパレータを含んで構成されている。
閾値Vthは、光検出系40の受光時に発生するショットノイズを僅かに上回る大きさに設定されている。
ここでは、コンパレータは、入力された受光信号の立ち上がりが閾値Vthを上回る(横切る)タイミングで立ち上がり、該受光信号の立ち下りが閾値Vthを下回る(横切る)タイミングで立ち下がるハイレベル信号を出力する。
すなわち、物体検出装置100によれば、光検出系40や信号処理系41において電圧信号が飽和する場合でも高精度な測定が可能である。
詳述すると、信号処理系41は、入力信号を増幅(処理)するオペアンプ48(処理回路)を二値化回路44の前段に含み、傾きが上記所定値以上の場合に電圧信号がオペアンプ48において飽和する。
なお、信号処理系に、処理回路として、オペアンプに代えて又は加えて、例えばローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等のフィルタを組み込んでも良い。このようなフィルタは、オペアンプが組み込まれる場合はオペアンプと二値化回路との間に接続することが好ましく、オペアンプが組み込まれない場合はIV変換器と二値化回路との間に接続することが好ましい。
具体的には、演算系は、予め取得された、上記概算値と実距離の誤差と、傾きとの関係を用いて(実質的に傾きで補正して)物体までの距離を正確に算出することができる。
具体的には、演算系は、予め取得された、発光信号の立ち上がりタイミングから上記交点の時刻までの時間を距離情報に換算した値の1/2と実距離との関係から、物体までの距離を正確に算出することができる。
なお、P0交差電圧は、必ずしも上記交点が一致するように設定されてなくも良く、要は、上記交点が一致もしくは近似するように設定されていることが好ましい。
この場合、傾きが別の所定値以上の場合に電圧信号が光検出系40のIV変換器43において飽和することが好ましい。
この場合、高コスト化を抑制しつつ、物体で反射され光検出系で受光される光の強度が比較的小さい場合でも高精度な測定が可能である。
この場合、時間Tmを距離に換算した換算値の1/2を物体までの距離として出力しても良いし、該換算値の1/2と実距離の関係を表す検量線を予め取得しておき、該検量線から、測定時の該換算値に対応する実距離を物体までの距離として取得しても良い。
例えば、二値化回路44に設定される受光信号を二値化する基準となる閾値は、3つ以上であっても良い。例えば閾値Vth1、Vth2に加えて、Vth1とVth2の間に閾値Vth3を含む少なくとも1つの閾値を設定し、受光信号が少なくともVth1とVth3を横切る場合に、Vth1、Vth3をそれぞれ横切る2点の直線の傾きを用いて物体までの距離を算出しても良い。
但し、閾値の数を徒に増加するのは得策ではない。その増加した数だけコンパレータを増設する必要があり、コストの増大につながるからである。
また、上記実施形態では、Tm測距を行うとき、受光信号の立ち上がりが閾値Vth1を横切るタイミングと該受光信号の立ち下がりが閾値Vth1を横切るタイミングの中間のタイミングを用いているが、これに代えて、受光信号の立ち上がりが閾値Vth2を横切るタイミングと該受光信号の立ち下がりが閾値Vth2を横切るタイミングの中間のタイミングを用いても良い。
例えば、複数のLD11が1次元又は2次元に配列されたLD11アレイ、VCSEL(面発光レーザ)、VCSELが1次元又は2次元に配列されたVCSELアレイ、半導体レーザ以外のレーザ、レーザ以外の光源などを用いても良い。複数のLD11が1次元配列されたLD11アレイとしては、複数のLD11が積層されたスタック型のLD11アレイや複数のLD11が横に並べられたLD11アレイが挙げられる。例えば、半導体レーザとして、LD11をVCSELに代えれば、アレイ内の発光点の数をより多く設定することができる。
従来、投光部と光検出部と信号処理部を含み、投光部からの投光ビームを測定対象物へ照射して、該測定対象物からの反射光を光検出部で受光し、投光部の投光タイミングから光検出部の受光タイミングまでの時間、位相遅れを光検出部からの信号を信号処理部で信号処理して検出することで、測定対象物までの往復の距離を測定するTime of Flight(TOF)法を用いた測距装置が、車両などのセンシングやモーションキャプチャ技術、測距計などの産業分野などで広く用いられている。
Claims (21)
- 発光信号に基づいて発光する光源を含む投光系と、
前記投光系から投光され物体で反射された光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する光検出系と、
前記光検出系から出力された前記電気信号を処理する処理回路を含む信号処理系と、
前記発光信号及び前記信号処理系の出力信号に基づいて、前記物体までの距離を算出する演算系と、を備え、
前記演算系は、前記電気信号の電圧が閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記電気信号の電圧の立ち上がりが閾値電圧Vth1、Vth2をそれぞれ横切る2つの点を通る直線の傾きに基づいて前記距離を算出することを特徴とする距離測定装置。 - 前記演算系は、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切り、かつ前記傾きが所定値以上の場合に、前記傾きを用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記閾値電圧Vth1、Vth2のうち大きい方は、前記電気信号の電圧が前記処理回路において飽和する飽和電圧よりも該飽和電圧の10〜30%だけ小さい値に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の距離測定装置。
- 前記閾値電圧Vth1、Vth2の差は、前記飽和電圧の40〜70%であることを特徴とする請求項3に記載の距離測定装置。
- 前記演算系は、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記発光信号の立ち上がりタイミングから、前記立ち上がりが前記閾値電圧Vth1、Vth2の一方を横切るまでの時間から前記距離を概算し、その概算値を前記傾きで補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の距離測定装置。
- 前記演算系は、予め取得された、前記概算値と実距離の誤差と、前記傾きとの関係を用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項5に記載の距離測定装置。
- 前記演算系は、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記傾きを用いて前記直線と負の所定電圧との交点の時刻を求め、該時刻を用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の距離測定装置。
- 前記所定電圧は、前記電気信号の電圧が閾値電圧Vth1、Vth2を横切る、当該距離測定装置から同一距離にあり反射率が異なる複数の物体に対して当該距離測定装置による測定を行ったときに前記物体間で前記交点が一致するように設定されていることを特徴とする請求項7に記載の距離測定装置。
- 前記演算系は、予め取得された、前記発光信号の立ち上がりタイミングから前記交点の時刻までの時間を距離情報に換算した値の1/2と実距離との関係から、前記距離を算出することを特徴とする請求項7又は8に記載の距離測定装置。
- 前記所定電圧として、前記所定値に対応する第1の所定電圧と、前記所定値よりも大きい別の所定値に対応する、前記第1の所定電圧とは異なる第2の所定電圧とが設定されており、
前記演算系は、
前記傾きが前記所定値以上、かつ前記別の所定値未満の場合に、前記第1の所定電圧を用いて前記交点の時刻を求め、
前記傾きが前記別の所定値以上の場合に、前記第2の所定電圧を用いて前記交点の時刻を求めることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の距離測定装置。 - 前記傾きが前記別の所定値以上の場合に前記電気信号が前記光検出系において飽和することを特徴とする請求項10に記載の距離測定装置。
- 発光信号に基づいて発光する光源を含む投光系と、
前記投光系から投光され物体で反射された光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する光検出系と、
前記光検出系から出力された前記電気信号を処理する処理回路を含む信号処理系と、
前記発光信号及び前記信号処理系の出力信号に基づいて、前記物体までの距離を算出する演算系と、を備え、
前記演算系は、前記電気信号の電圧が閾値電圧Vth1を横切る信号立ち上がり部(Tr)と信号立下り部(Tf)の時間的中間点(Tm)を求める距離測定装置において、2つの閾値電圧Vth1、Vth2を有し、前記電気信号の電圧の立ち上がりが閾値電圧Vth1、Vth2をそれぞれ横切る2つの点を通る直線の傾きが所定値以下の場合に、Tf−Trから求まるパルス幅とTmに基づいて前記距離を算出することを特徴とする距離測定装置。 - 前記演算系は、予め取得された、前記概算値と実距離の誤差と、前記パルス幅との関係を用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項12に記載の距離測定装置。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の距離測定装置と、
前記距離測定装置が搭載される移動体と、を備える移動体装置。 - 投光する投光工程と、
前記投光工程で投光され物体で反射された光を受光及び光電変換して電気信号を出力する光電変換工程と、
前記電気信号の電圧に対して、閾値電圧Vth1、Vth2を用いて少なくとも1つの処理を行う信号処理工程と、
前記投光工程での投光タイミング及び前記信号処理工程の出力信号に基づいて、前記物体までの距離を算出する距離算出工程と、を含み、
前記距離算出工程では、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記電気信号の電圧の立ち上がりが閾値電圧Vth1、Vth2をそれぞれ横切る2つの点を通る直線の傾きに基づいて前記距離を算出することを特徴とする距離測定方法。 - 前記距離算出工程では、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合、かつ前記傾きが所定値以上の場合に、前記傾きを用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項15に記載の距離測定方法。
- 前記距離算出工程では、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記投光タイミングから、前記立ち上がりが前記閾値電圧Vth1、Vth2の一方を横切るまでの時間から前記距離を概算し、その概算値を用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項15又は16に記載の距離測定方法。
- 前記算出する工程では、前記電気信号の電圧が前記閾値電圧Vth1、Vth2を横切る場合に、前記傾きを用いて前記直線と負の所定電圧との交点の時刻を求め、該時刻を用いて前記距離を算出することを特徴とする請求項16に記載の距離測定方法。
- 前記所定電圧は、前記電気信号の電圧が閾値電圧Vth1、Vth2を横切る、同一距離にあり反射率が異なる複数の物体に対して測定を行ったときに前記物体間で前記交点が一致するように設定されていることを特徴とする請求項18に記載の距離測定方法。
- 前記所定電圧として、前記所定値に対応する第1の所定電圧と、前記所定値よりも大きい別の所定値に対応する、前記第1の所定電圧とは異なる第2の所定電圧とが設定されており、
前記算出する工程では、
前記傾きが前記所定値以上、かつ前記別の所定値未満の場合に、前記第1の所定電圧を用いて前記交点の時刻を求め、
前記傾きが前記別の所定値以上の場合に、前記第2の所定電圧を用いて前記交点の時刻を求めることを特徴とする請求項18又は19に記載の距離測定方法。 - 発光信号に基づいて発光する光源を含む投光系と、
前記投光系から投光され物体で反射された光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する光検出系と、
前記光検出系から出力された前記電気信号を処理する処理回路を含む信号処理系と、
前記発光信号及び前記信号処理系の出力信号に基づいて、前記物体までの距離を算出する演算系と、を備え、
前記演算系は、前記電気信号の電圧が閾値電圧Vth1を横切る信号立ち上がり部(Tr)と信号立下り部(Tf)の時間的中間点(Tm)を求める距離測定装置において、2つの閾値電圧Vth1、Vth2を有し、前記電気信号の電圧の立ち上がりが閾値電圧Vth1、Vth2をそれぞれ横切る2つの点を通る直線の傾きが所定値以下の場合に、Tf−Trから求まるパルス幅とTmに基づいて前記距離を算出することを特徴とする距離測定方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020071465A1 (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | 日本電産株式会社 | 距離測定装置 |
WO2021085128A1 (ja) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距装置、測定方法、および、測距システム |
CN114460594A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-05-10 | 宜科(天津)电子有限公司 | 一种基于三角测距的图像的去噪方法 |
CN115372941A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-11-22 | 合肥芯来光电技术有限公司 | 一种增益自适应的激光雷达接收电路及激光雷达 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5934372U (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | 三菱電機株式会社 | 測距装置 |
JPH0365678A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-20 | Nippon Soken Inc | 波動を用いた距離測定装置 |
JPH06331744A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nikon Corp | 光学的測距装置 |
JPH0735859A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | Stanley Electric Co Ltd | レーダー測距装置の距離補正方法 |
JPH09236661A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-09-09 | Denso Corp | 距離測定方法及び距離測定装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2018
- 2018-07-04 JP JP2018127307A patent/JP7210915B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5934372U (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | 三菱電機株式会社 | 測距装置 |
JPH0365678A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-20 | Nippon Soken Inc | 波動を用いた距離測定装置 |
JPH06331744A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nikon Corp | 光学的測距装置 |
JPH0735859A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | Stanley Electric Co Ltd | レーダー測距装置の距離補正方法 |
JPH09236661A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-09-09 | Denso Corp | 距離測定方法及び距離測定装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020071465A1 (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | 日本電産株式会社 | 距離測定装置 |
WO2021085128A1 (ja) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距装置、測定方法、および、測距システム |
CN114460594A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-05-10 | 宜科(天津)电子有限公司 | 一种基于三角测距的图像的去噪方法 |
CN114460594B (zh) * | 2022-04-14 | 2022-06-14 | 宜科(天津)电子有限公司 | 一种基于三角测距的图像的去噪方法 |
CN115372941A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-11-22 | 合肥芯来光电技术有限公司 | 一种增益自适应的激光雷达接收电路及激光雷达 |
CN115372941B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-08-08 | 合肥芯来光电技术有限公司 | 一种增益自适应的激光雷达接收电路及激光雷达 |
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