JP2020134454A - 距離測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1に示すように、測距光学系1は、射出光学系2と、受光光学系3と、視準光学系4と、を備える。図1において、説明の便宜上、測定対象物5は、再帰反射体であるプリズムを示している。但し、測定対象物5は、プリズムに限定されるわけではない。また、図1に表した測距光学系1は、本実施形態に係る距離測定装置の測距光学系の一例である。つまり、本実施形態に係る距離測定装置の測距光学系は、図1に表した測距光学系1に限定されるわけではない。
射出光軸7上には、発光素子11と、集光レンズ12と、ハーフミラー13と、偏向ミラー15、16と、が設けられる。射出光軸7を通過する測距光は、偏向ミラー15、16によって偏向され、測距光軸6と合致する。発光素子11は、例えばレーザダイオードや、パルスレーザダイオードや、パルスファイバダイオードなどであり、パルス化された信号(パルス信号)に基づいて測距光をパルス光として射出する。なお、パルス信号の波形形状は、特には限定されず、矩形波のパルス信号であってもよく、三角波のパルス信号であってもよい。
集光レンズ12、ハーフミラー13、偏向ミラー15、16、および対物レンズ17等は、射出光学系2を構成する。
発光素子11からパルス光として発せられて集光レンズ12で平行光束とされた測距光28は、対物レンズ17の中心部を透過して測定対象物5に射出される。
図2は、本実施形態に係る距離測定装置の演算処理部を示す概略図である。
図3は、本実施形態に係る距離測定装置の発光信号および受光信号を示すタイミングチャートである。
なお、図3の上段に示すタイミングチャートは、ドライバ33から出力されるパルス信号(発光信号)の発生タイミングを示すタイミングチャートである。言い換えれば、図3の上段に示すタイミングチャートは、発光素子11の発光タイミングを示すタイミングチャートである。図3の下段に示すタイミングチャートは、受光素子21から出力される受光信号の発生タイミングを示すタイミングチャートである。
第2アドレスカウンタ47は、制御部32から送信された制御信号に基づいて、第2メモリ46のアドレスを計算し、その計算結果を第2メモリ46および第2パルス検出器48に出力する。
第2パルス検出器48は、第2メモリ46に記憶されたサンプリングデータに基づいて、受光信号のパルスデータを検出し、粗距離計算器51に出力する。
図4は、本実施形態のメモリのメモリサイズを例示する概略図である。
図5は、本実施形態のメモリをブロックに分けた状態を例示する概略図である。
図6は、受光信号のパルスデータとメモリのブロックとの関係を例示する概略図である。
図7は、受光信号のパルスデータが記憶されたメモリのブロックの組合せを例示する概略図である。
図8は、受光信号のパルスデータとメモリのブロックとの他の関係を例示する概略図である。
図9および図10は、本実施形態に係る距離測定装置が測定対象物までの距離を計算する第1具体例を表すフローチャートである。
なお、第2具体例および第3具体例に係る距離測定装置の構成要素が、図4〜図10に関して前述した第1具体例に係る距離測定装置の構成要素と同様である場合には、重複する説明は適宜省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図12は、受光信号のパルスデータが記憶されたメモリのブロックの組合せを例示する概略図である。
なお、図11の上段に示すタイミングチャートは、図3の上段に示すタイミングチャートに相当する。図11の中段に示すタイミングチャートは、図3の下段に示すタイミングチャートに相当する。図11の下段に示すタイミングチャートは、複数のメモリのブロックの組合せを例示する概略図である。
本具体例に係る距離測定装置が測定対象物までの距離を計算する処理は、図9および図10に表したフローチャートと同様である。
第3具体例では、測定対象物5の反射率が比較的低い場合を説明する。すなわち、本具体例では、反射測距光28’に応じた受光信号29のSN比(signal-noise ratio)が比較的低い場合を説明する。測定対象物5の反射率が比較的低い場合としては、例えば、再帰反射体であるプリズムを使用しない長距離測定の場合や、測定対象物5に対する測距光28の入射角が比較的小さい場合などが挙げられる。再帰反射体であるプリズムを使用しない長距離測定の具体例としては、例えば、距離測定装置から約数km先に存在する測定対象物5としての建物について、ノンプリズム測定(再帰反射体であるプリズムを使用しない距離測定)を行う場合が挙げられる。測定対象物5に対する測距光28の入射角が比較的小さい具体例としては、例えば、距離測定装置から約数十m先に存在する測定対象物5としてのマンホールの蓋について、距離測定を行う場合が挙げられる。
Claims (5)
- 測定対象物に測距光をパルス光として照射し前記パルス光の往復時間に基づいて前記測定対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
前記測距光を前記パルス光として射出する発光素子と、
前記測距光が前記測定対象物で反射した反射測距光を受光するとともに前記反射測距光に応じた受光信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力された前記受光信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するADコンバータと、
互いに異なるメモリサイズを有し前記ADコンバータから出力されたサンプリングデータを記憶する複数のメモリと、
前記複数のメモリに記憶された前記サンプリングデータに基づいて前記距離を計算する距離計算器と、
を備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 前記複数のメモリのそれぞれのメモリサイズは、最大測定距離の前記サンプリングデータを記憶するために必要なメモリサイズよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 同じ前記サンプリングデータを同時に前記複数のメモリのそれぞれの先頭のアドレスから順に記憶させ、前記サンプリングデータを前記複数のメモリのそれぞれの最後のアドレスまで記憶させると、前記先頭のアドレスに再び戻り前記サンプリングデータを前記先頭のアドレスから上書きし、前記上書きの際に、前記メモリにすでに記憶された前記サンプリングデータと、前記メモリに新たに記憶させる前記サンプリングデータと、を加算する制御を実行する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の距離測定装置。
- 前記制御部は、前記複数のメモリのそれぞれを所定の大きさのブロックに分け、前記受光信号のパルスデータが記憶された前記複数のメモリの前記ブロックの組合せに基づいて、前記受光信号のパルスデータが記憶された前記アドレスを特定し、
前記距離計算器は、前記受光信号のパルスデータが記憶された前記アドレスに基づいて前記距離を計算することを特徴とする請求項3に記載の距離測定装置。 - 前記制御部は、前記ADコンバータから出力された前記サンプリングデータのうち直流成分を引いた値を前記メモリに記憶させることを特徴とする請求項3または4に記載の距離測定装置。
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