JP2941593B2 - 距離測定装置 - Google Patents
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- 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
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はパルス光を物体に向け
照射し、その物体による反射パルス光を受光し、パルス
光の照射時間から受光時間までの遅延時間より物体まで
の距離を求める距離測定装置に関する。
照射し、その物体による反射パルス光を受光し、パルス
光の照射時間から受光時間までの遅延時間より物体まで
の距離を求める距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の距離測定装置としては、
例えば特開平２−２２８５７９号公報等で開示されてい
るような装置が知られている。図６はその構成を示すブ
ロック図であり、１はレーザダイオード等の発光素子を
駆動してパルス光を発生させる送光装置、２は送光装置
１に接続され、パルス光の発生タイミングとなるクロッ
クパルスを発生するクロック発生器、３はパルス光を照
射された物体７からの反射パルス光を受光して電気信号
に変換する受光装置、４はクロック発生器２に接続され
たサンプルパルス発生器、５はサンプルパルス発生器４
に接続されたサンプルホールド回路、６は送光装置１、
クロック発生器４及びサンプルホールド回路５に接続さ
れ、物体７までの距離等を検出する処理装置である。
例えば特開平２−２２８５７９号公報等で開示されてい
るような装置が知られている。図６はその構成を示すブ
ロック図であり、１はレーザダイオード等の発光素子を
駆動してパルス光を発生させる送光装置、２は送光装置
１に接続され、パルス光の発生タイミングとなるクロッ
クパルスを発生するクロック発生器、３はパルス光を照
射された物体７からの反射パルス光を受光して電気信号
に変換する受光装置、４はクロック発生器２に接続され
たサンプルパルス発生器、５はサンプルパルス発生器４
に接続されたサンプルホールド回路、６は送光装置１、
クロック発生器４及びサンプルホールド回路５に接続さ
れ、物体７までの距離等を検出する処理装置である。
【０００３】次に、このように構成された従来装置の動
作を図７、図８を用いて説明する。図７はクロック発生
器２のクロックパルス周期内での動作波形を示す図、図
８はこの距離測定装置が１回の距離測定を行う時間間隔
での動作波形を示す図である。なお、図７，図８におい
て１０ａ，１１ａはクロックパルス、１０ｂ，１１ｂは
パルス光波形、１０ｃ，１１ｃはサンプルホールド回路
５の出力信号である。クロック発生器２は最大測定距離
に相当する時間以上の時間間隔Ｔのクロックパルスを発
生し（図７−１０ａ）、このクロックパルスは送光装置
１に入力される。送光装置１はこのクロックパルスに同
期してパルス光を発生させる（図７−１０ｂ）。このパ
ルス光は物体７により反射され受光装置３により受光さ
れる。受光装置３は光電変換により反射パルス光を電気
信号に変換して高周波増幅し、その出力信号はサンプル
ホールド回路５に入力される（図７−１０ｄ）。一方サ
ンプルパルス発生器４はクロック発生器２からのクロッ
クパルスを計数して、最大測定距離を距離分解能で除し
た値Ｍ以上のクロックパルス計数値を１周期（図８−１
１ａ）として計数を繰り返し、距離分解能に相当する微
小時間△ｔにクロックパルス計数値Ｎを乗じた時間分上
記クロックパルスを遅延させた遅延時間を有するサンプ
ルパルスを発生する（図７−１０ｃ）。サンプルホール
ド回路５は反射光のパルス信号を上記サンプルパルスで
サンプルし、次のサンプルパルスまでその信号レベルを
ホールドする（図７−１０ｅ）。このホールドされた信
号は高周波の反射パルス光の波形を低周波信号に周波数
変換した信号となっている（図８−１１ｅ）。処理装置
６はサンプルホールド回路５の低周波出力信号を反射パ
ルス光検出のしきい値と比較してしきい値以上の信号を
検出し（図８−ＡおよびＢ）、サンプルパルス発生器４
のクロックパルス計数値から距離測定装置と物体の間の
距離を下式（１）により求める。
作を図７、図８を用いて説明する。図７はクロック発生
器２のクロックパルス周期内での動作波形を示す図、図
８はこの距離測定装置が１回の距離測定を行う時間間隔
での動作波形を示す図である。なお、図７，図８におい
て１０ａ，１１ａはクロックパルス、１０ｂ，１１ｂは
パルス光波形、１０ｃ，１１ｃはサンプルホールド回路
５の出力信号である。クロック発生器２は最大測定距離
に相当する時間以上の時間間隔Ｔのクロックパルスを発
生し（図７−１０ａ）、このクロックパルスは送光装置
１に入力される。送光装置１はこのクロックパルスに同
期してパルス光を発生させる（図７−１０ｂ）。このパ
ルス光は物体７により反射され受光装置３により受光さ
れる。受光装置３は光電変換により反射パルス光を電気
信号に変換して高周波増幅し、その出力信号はサンプル
ホールド回路５に入力される（図７−１０ｄ）。一方サ
ンプルパルス発生器４はクロック発生器２からのクロッ
クパルスを計数して、最大測定距離を距離分解能で除し
た値Ｍ以上のクロックパルス計数値を１周期（図８−１
１ａ）として計数を繰り返し、距離分解能に相当する微
小時間△ｔにクロックパルス計数値Ｎを乗じた時間分上
記クロックパルスを遅延させた遅延時間を有するサンプ
ルパルスを発生する（図７−１０ｃ）。サンプルホール
ド回路５は反射光のパルス信号を上記サンプルパルスで
サンプルし、次のサンプルパルスまでその信号レベルを
ホールドする（図７−１０ｅ）。このホールドされた信
号は高周波の反射パルス光の波形を低周波信号に周波数
変換した信号となっている（図８−１１ｅ）。処理装置
６はサンプルホールド回路５の低周波出力信号を反射パ
ルス光検出のしきい値と比較してしきい値以上の信号を
検出し（図８−ＡおよびＢ）、サンプルパルス発生器４
のクロックパルス計数値から距離測定装置と物体の間の
距離を下式（１）により求める。
【０００４】 距離＝計算値Ｎ×△ｔ×光速／２ ・・・式（１）
【０００５】すなわちクロックパルス計数値から求めら
れた送受光の時間差に光の速度を乗じ、物体までの往復
距離を求め、その半分が求める距離となる。クロックパ
ルスの計数値Ｎは、計数値が最大検出距離に相当する値
になると０に戻る。以上の動作を測定１周期とし、繰り
返すことで連続的に距離を得る。
れた送受光の時間差に光の速度を乗じ、物体までの往復
距離を求め、その半分が求める距離となる。クロックパ
ルスの計数値Ｎは、計数値が最大検出距離に相当する値
になると０に戻る。以上の動作を測定１周期とし、繰り
返すことで連続的に距離を得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この種の距離測定装置
の問題点を図９を用いて説明する。図９に示す波形はサ
ンプルホールド回路５の出力信号であり、ＬＴは反射パ
ルス光検出の所定のしきい値を示す。従来装置の処理回
路は物体からの反射パルス光による受光信号をしきい値
ＬＴと比較することで検出し、その時のクロックパルス
の計数値Ｎを用いて距離を算出していた。そのため図で
示すように、受光信号のレベルの強弱によってクロック
パルスの計数値に誤差△Ｎが生じ、それによって測定距
離に△Ｎ×△ｔ×光速／２の誤差が生じていた。そのた
め測定対象物となる物体の反射率が違えば、たとえ同じ
距離に存在しても、その反射光の強弱は異なり、上記の
理由から異なった距離を計測し、測定距離に誤差が生じ
てしまうという問題点があった。例えば、この種の距離
測定装置を車両に装着し、先行車との車間距離を測定し
て、安全車間距離を保つようなシステムに利用した場
合、先行車の車種によって安全車間距離が異なり危険で
ある。すなわち、対象物の反射率によって生じる測定距
離のこの誤差は、この種の装置を組み込んだシステムに
とって、その安全性、信頼性に関わる重要な問題点とな
る。
の問題点を図９を用いて説明する。図９に示す波形はサ
ンプルホールド回路５の出力信号であり、ＬＴは反射パ
ルス光検出の所定のしきい値を示す。従来装置の処理回
路は物体からの反射パルス光による受光信号をしきい値
ＬＴと比較することで検出し、その時のクロックパルス
の計数値Ｎを用いて距離を算出していた。そのため図で
示すように、受光信号のレベルの強弱によってクロック
パルスの計数値に誤差△Ｎが生じ、それによって測定距
離に△Ｎ×△ｔ×光速／２の誤差が生じていた。そのた
め測定対象物となる物体の反射率が違えば、たとえ同じ
距離に存在しても、その反射光の強弱は異なり、上記の
理由から異なった距離を計測し、測定距離に誤差が生じ
てしまうという問題点があった。例えば、この種の距離
測定装置を車両に装着し、先行車との車間距離を測定し
て、安全車間距離を保つようなシステムに利用した場
合、先行車の車種によって安全車間距離が異なり危険で
ある。すなわち、対象物の反射率によって生じる測定距
離のこの誤差は、この種の装置を組み込んだシステムに
とって、その安全性、信頼性に関わる重要な問題点とな
る。
【０００７】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、距離測定装置から発生するパルス
光による物体からの反射光のレベルの強弱に関係なく、
距離を測定できるようにした距離測定装置を提供するこ
とを目的とする。
めになされたもので、距離測定装置から発生するパルス
光による物体からの反射光のレベルの強弱に関係なく、
距離を測定できるようにした距離測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【０００９】
【００１０】この発明の請求項１に係る距離測定装置
は、パルス光を送光する送光装置と、この照射された上
記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受光信
号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイミン
グをとるためのクロックパルスを発生するクロック発生
器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期として、こ
の１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発生時か
ら、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ遅延さ
せた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパルス発
生器と、このサンプルパルス信号により上記受光装置の
出力信号をサンプリングするサンプルホールド回路と、
このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを所定の
レベルと比較して上記物体の検出を判断する物体検出判
断手段と、この物体検出判断手段により上記物体を検出
した場合は、上記受光信号のピークを求め、このピーク
時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス幅の半
値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づいて上
記物体までの距離を演算する一方、上記ピークを検出で
きないときは、上記出力信号のレベルが所定範囲にある
ことを判断することで、上記物体検出時の遅延時間に基
づいて上記物体までの距離を演算する演算手段とを備え
たものである。
は、パルス光を送光する送光装置と、この照射された上
記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受光信
号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイミン
グをとるためのクロックパルスを発生するクロック発生
器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期として、こ
の１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発生時か
ら、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ遅延さ
せた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパルス発
生器と、このサンプルパルス信号により上記受光装置の
出力信号をサンプリングするサンプルホールド回路と、
このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを所定の
レベルと比較して上記物体の検出を判断する物体検出判
断手段と、この物体検出判断手段により上記物体を検出
した場合は、上記受光信号のピークを求め、このピーク
時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス幅の半
値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づいて上
記物体までの距離を演算する一方、上記ピークを検出で
きないときは、上記出力信号のレベルが所定範囲にある
ことを判断することで、上記物体検出時の遅延時間に基
づいて上記物体までの距離を演算する演算手段とを備え
たものである。
【００１１】また、この発明の請求項２に係る距離測定
装置は、パルス光を送光する送光装置と、この照射され
た上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受
光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイ
ミングをとるためのクロックパルスを発生するクロック
発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期とし
て、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発
生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ
遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパ
ルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記受光
装置の出力信号をサンプリングするサンプルホールド回
路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを
所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する物体
検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記物体
を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、この
ピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス
幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づ
いて上記物体までの距離を演算する一方、検出後に読み
込んだ受光信号のピークまでの傾きが、ピーク値にした
がって決められた値より小さい場合を判断することで上
記物体が複数以上あると判断する演算手段とを備えたも
のである。
装置は、パルス光を送光する送光装置と、この照射され
た上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受
光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイ
ミングをとるためのクロックパルスを発生するクロック
発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期とし
て、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発
生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ
遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパ
ルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記受光
装置の出力信号をサンプリングするサンプルホールド回
路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを
所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する物体
検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記物体
を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、この
ピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス
幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づ
いて上記物体までの距離を演算する一方、検出後に読み
込んだ受光信号のピークまでの傾きが、ピーク値にした
がって決められた値より小さい場合を判断することで上
記物体が複数以上あると判断する演算手段とを備えたも
のである。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】この発明の請求項１に係る距離測定装置に
よれば、演算手段はサンプルホールド回路を介して受光
信号の波形を取り込むため、検出後の波形のピークを得
ることができ、ピーク検出までのサンプルパルスの遅延
時間を求めることができる。これから送光時のクロック
パルス幅で定まる受光信号のパルス幅の半値に相当する
所定の時間を差し引いて、受光信号の開始点までの遅延
時間を求めることができる。これより、反射パルス光の
レベルの強弱に関係なく、物体までの距離だけに依存す
る遅延時間を得ることができ、これより距離を測定する
ことができる。また、処理装置は、ピークが求められな
い場合でも、出力信号のレベルが所定範囲にあることを
判断することで精度よく距離測定を行うことができる。
よれば、演算手段はサンプルホールド回路を介して受光
信号の波形を取り込むため、検出後の波形のピークを得
ることができ、ピーク検出までのサンプルパルスの遅延
時間を求めることができる。これから送光時のクロック
パルス幅で定まる受光信号のパルス幅の半値に相当する
所定の時間を差し引いて、受光信号の開始点までの遅延
時間を求めることができる。これより、反射パルス光の
レベルの強弱に関係なく、物体までの距離だけに依存す
る遅延時間を得ることができ、これより距離を測定する
ことができる。また、処理装置は、ピークが求められな
い場合でも、出力信号のレベルが所定範囲にあることを
判断することで精度よく距離測定を行うことができる。
【００１６】また、この発明の請求項２に係る距離測定
装置によれば、上記作用に加え、処理装置は、物体の検
出後に読み込んだ受光信号のピークまでの傾きを求め、
この傾きがピーク値にしたがって決められた値より小さ
い場合を判断することで、上記物体が複数以上あると判
断することができる。
装置によれば、上記作用に加え、処理装置は、物体の検
出後に読み込んだ受光信号のピークまでの傾きを求め、
この傾きがピーク値にしたがって決められた値より小さ
い場合を判断することで、上記物体が複数以上あると判
断することができる。
【００１７】
【００１８】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１
において、１〜５は図６に示したものと同じである。６
Ａはサンプルホールド回路５の出力信号のレベルを所定
のレベルと比較し物体を検出するとともに、この出力信
号波形を取り込み、距離を演算する処理装置である。
において、１〜５は図６に示したものと同じである。６
Ａはサンプルホールド回路５の出力信号のレベルを所定
のレベルと比較し物体を検出するとともに、この出力信
号波形を取り込み、距離を演算する処理装置である。
【００１９】この処理装置６Ａは、送光装置１に接続さ
れ、受光装置１を駆動制御するための送光装置駆動制御
手段６ａと、サンプルパルス発生器４に接続され、サン
プルパルス発生器４を駆動制御するためのサンプルパル
ス発生器駆動制御手段６ｂと、サンプルホールド回路５
に接続され、このサンプルホールド回路５の出力信号に
基づいて受光信号のピークを判断するピーク判断手段６
ｃと、サンプルホールド回路５に接続され、このサンプ
ルホールド回路５の出力信号に基づいて受光信号のレベ
ルを所定のレベルと比較することで物体検出の判断を行
う物体検出判断手段６ｄと、この物体検出判断手段６ｄ
及びピーク判断手段６ｃに接続されるとともに、送光装
置駆動制御手段６ａの出力側に接続され、検出物体まで
の距離を求める距離算出手段６ｅとを備えている。
れ、受光装置１を駆動制御するための送光装置駆動制御
手段６ａと、サンプルパルス発生器４に接続され、サン
プルパルス発生器４を駆動制御するためのサンプルパル
ス発生器駆動制御手段６ｂと、サンプルホールド回路５
に接続され、このサンプルホールド回路５の出力信号に
基づいて受光信号のピークを判断するピーク判断手段６
ｃと、サンプルホールド回路５に接続され、このサンプ
ルホールド回路５の出力信号に基づいて受光信号のレベ
ルを所定のレベルと比較することで物体検出の判断を行
う物体検出判断手段６ｄと、この物体検出判断手段６ｄ
及びピーク判断手段６ｃに接続されるとともに、送光装
置駆動制御手段６ａの出力側に接続され、検出物体まで
の距離を求める距離算出手段６ｅとを備えている。
【００２０】次に、このように構成された実施例１の動
作を説明する。クロック発生器２はクロックパルスを発
生し、それと同期して送光装置１はパルス光を発光させ
る。このパルス光は物体７により反射され受光装置３に
より受光される。受光装置３はこのパルス光を光電変換
し電気信号にした後、高周波増幅し、サンプルホールド
回路５に出力する。一方、サンプルパルス発生器４はク
ロック発生器２からのクロックパルスを計数して、その
計数値Ｎに距離分解能に相当する△ｔを乗じた時間だけ
クロックパルスより遅延させたサンプルパルスを発生す
る。サンプルホールド回路５は、このサンプルパルスに
より受光装置３から出力された受光信号をサンプルし、
次のサンプルパルス発生までホールドする。処理装置６
Ａにおける物体検出判断手段６ｄはこのサンプルホール
ド回路５の出力信号を反射パルス光検出のしきい値と比
較し、しきい値以上の信号を検出することで物体の検出
を判断する。
作を説明する。クロック発生器２はクロックパルスを発
生し、それと同期して送光装置１はパルス光を発光させ
る。このパルス光は物体７により反射され受光装置３に
より受光される。受光装置３はこのパルス光を光電変換
し電気信号にした後、高周波増幅し、サンプルホールド
回路５に出力する。一方、サンプルパルス発生器４はク
ロック発生器２からのクロックパルスを計数して、その
計数値Ｎに距離分解能に相当する△ｔを乗じた時間だけ
クロックパルスより遅延させたサンプルパルスを発生す
る。サンプルホールド回路５は、このサンプルパルスに
より受光装置３から出力された受光信号をサンプルし、
次のサンプルパルス発生までホールドする。処理装置６
Ａにおける物体検出判断手段６ｄはこのサンプルホール
ド回路５の出力信号を反射パルス光検出のしきい値と比
較し、しきい値以上の信号を検出することで物体の検出
を判断する。
【００２１】検出後の処理装置６Ａの動作を図２を用い
て説明する。なお、図２の波形はサンプルホールド回路
５の出力信号、すなわち受光信号を示し、ＬＴは反射パ
ルス光検出のしきい値、Ｎはそのときのサンプルパルス
発生器４のクロックパルス計数値を示す。処理回路６Ａ
のピーク判断手段６ｃは物体の検出後、サンプルパルス
と同期し、順次受光信号レベルを読み込み、波形のピー
クを探していく。ピークを検出すると、この検出信号が
距離算出手段６ｅに出力され、この距離算出手段６ｅ
は、その時点のクロックパルスでＮＰから受光信号のパ
ルス幅の半値に相当する所定の時間に相当する計数値Ｎ
Ｗを差し引いて、受光信号の開始点までの遅延時間に相
当するＮＳ＝ＮＰ−ＮＷを求める。これを下式（２）に
代入して距離を求める。
て説明する。なお、図２の波形はサンプルホールド回路
５の出力信号、すなわち受光信号を示し、ＬＴは反射パ
ルス光検出のしきい値、Ｎはそのときのサンプルパルス
発生器４のクロックパルス計数値を示す。処理回路６Ａ
のピーク判断手段６ｃは物体の検出後、サンプルパルス
と同期し、順次受光信号レベルを読み込み、波形のピー
クを探していく。ピークを検出すると、この検出信号が
距離算出手段６ｅに出力され、この距離算出手段６ｅ
は、その時点のクロックパルスでＮＰから受光信号のパ
ルス幅の半値に相当する所定の時間に相当する計数値Ｎ
Ｗを差し引いて、受光信号の開始点までの遅延時間に相
当するＮＳ＝ＮＰ−ＮＷを求める。これを下式（２）に
代入して距離を求める。
【００２２】 距離＝ＮＳ×△ｔ×光速／２ ・・・式（２）
【００２３】なお、受光信号のパルス幅の半値は、送光
装置１からの発光パルス長の半分の値として求められ
る。クロックパルスの計数値は、計数値が最大検出距離
に相当する値になると０に戻る。以上の動作を測定１周
期とし、繰り返すことで連続的に距離を得る。
装置１からの発光パルス長の半分の値として求められ
る。クロックパルスの計数値は、計数値が最大検出距離
に相当する値になると０に戻る。以上の動作を測定１周
期とし、繰り返すことで連続的に距離を得る。
【００２４】実施例２． また、上記実施例１で所定回数以上、受光信号レベルを
読み込んでもピークが検出できない場合について図３を
用いて説明する。図に示すように、クロックパルスの計
数値がＮの時、しきい値ＬＴ以上の受光信号を検出した
が、ピーク判断手段６ｃが所定回数ＮＣ以上、受光信号
を読み込んでもピーク検出ができない場合、距離算出手
段６ｅは、その時のレベルＬＣが、受光装置３に過大入
力が入り出力が飽和している時の所定のレベルに達して
いれば、入力が過飽和であると判断し、その時の受光信
号の傾きは急であり測定誤差は少ないものとして、受光
信号検出時のクロックパルスの計数値Ｎを用いて距離を
求める。これによって、ピークが検出できないときで
も、精度よく距離測定を行うことができる。
読み込んでもピークが検出できない場合について図３を
用いて説明する。図に示すように、クロックパルスの計
数値がＮの時、しきい値ＬＴ以上の受光信号を検出した
が、ピーク判断手段６ｃが所定回数ＮＣ以上、受光信号
を読み込んでもピーク検出ができない場合、距離算出手
段６ｅは、その時のレベルＬＣが、受光装置３に過大入
力が入り出力が飽和している時の所定のレベルに達して
いれば、入力が過飽和であると判断し、その時の受光信
号の傾きは急であり測定誤差は少ないものとして、受光
信号検出時のクロックパルスの計数値Ｎを用いて距離を
求める。これによって、ピークが検出できないときで
も、精度よく距離測定を行うことができる。
【００２５】実施例３． また、実施例３として、距離算出手段６ｅにおいて、物
体検出判断手段６ｄが受光信号を検出した後、ピーク判
断手段６ｃがピークを検出した時までの受光信号の傾き
を求めた場合について図４を用いて説明する。図に示す
ように、クロックパルスの計数値がＮとなった時にしき
い値ＬＴ以上の受光信号を検出し、その後クロックパル
スの計数値がＮＰとなった時にピークを検出した時、そ
のピーク値をＬＰとすれば、受光信号の傾きＫは次式
（３）で求めることができる。
体検出判断手段６ｄが受光信号を検出した後、ピーク判
断手段６ｃがピークを検出した時までの受光信号の傾き
を求めた場合について図４を用いて説明する。図に示す
ように、クロックパルスの計数値がＮとなった時にしき
い値ＬＴ以上の受光信号を検出し、その後クロックパル
スの計数値がＮＰとなった時にピークを検出した時、そ
のピーク値をＬＰとすれば、受光信号の傾きＫは次式
（３）で求めることができる。
【００２６】 Ｋ＝（ＬＰ−ＬＴ）／（ＮＰ−Ｎ） ・・・（３）
【００２７】次に物体が複数個存在する場合、図５に示
すように、このときの傾きＫは所定の値より小さくな
る。そこでこの傾きＫが所定値より小さくなることを条
件に、距離算出手段６ｅはピーク判断手段６ｃと物体検
出判断手段６ｄの出力信号に基づいて物体が複数あるこ
とが判別できる。そして、この時はピークまでのクロッ
クパルスの計数値ＮＰから求めた測定距離は誤りである
として、受光信号検出時のクロックパルスの計数値Ｎを
用いて距離を求める。
すように、このときの傾きＫは所定の値より小さくな
る。そこでこの傾きＫが所定値より小さくなることを条
件に、距離算出手段６ｅはピーク判断手段６ｃと物体検
出判断手段６ｄの出力信号に基づいて物体が複数あるこ
とが判別できる。そして、この時はピークまでのクロッ
クパルスの計数値ＮＰから求めた測定距離は誤りである
として、受光信号検出時のクロックパルスの計数値Ｎを
用いて距離を求める。
【００２８】実施例４． また、実施例４として、実施例１の場合と同様にして距
離算出手段６ｅで得られた測定距離が所定の距離より短
かければ、近距離であるにもかかわらず、出力が飽和す
るに到らないことから、対象物が霧などによる散乱物質
によるものであると判断してこのときの測定値は誤りで
あると判断する。この判断は距離算出手段６ｅの後段に
上記の判断を行うための判断手段を新たに設けるように
しても良い。
離算出手段６ｅで得られた測定距離が所定の距離より短
かければ、近距離であるにもかかわらず、出力が飽和す
るに到らないことから、対象物が霧などによる散乱物質
によるものであると判断してこのときの測定値は誤りで
あると判断する。この判断は距離算出手段６ｅの後段に
上記の判断を行うための判断手段を新たに設けるように
しても良い。
【００２９】実施例５． また、実施例５として、図５に示すように、上記実施例
４において、霧などによる散乱物質による誤検知である
と判断した場合、受光信号の検出後の波形の最初のピー
ク検出による測定距離は散乱物質によるものであるとし
てこれを無効とし、距離の測定は２回目以降のピーク検
出時のクロックパルスの計数値ＮＰ２を用いて行う。
４において、霧などによる散乱物質による誤検知である
と判断した場合、受光信号の検出後の波形の最初のピー
ク検出による測定距離は散乱物質によるものであるとし
てこれを無効とし、距離の測定は２回目以降のピーク検
出時のクロックパルスの計数値ＮＰ２を用いて行う。
【００３０】以上に説明したように、ピーク判断手段６
ｃ及び距離算出手段６ｅは請求項１乃至５における演算
手段を構成している。
ｃ及び距離算出手段６ｅは請求項１乃至５における演算
手段を構成している。
【００３１】
【００３２】
【００３３】この発明の請求項１に係る距離測定装置に
よれば、パルス光を送光する送光装置と、この照射され
た上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受
光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイ
ミングをとるためのクロックパルスを発生するクロック
発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期とし
て、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発
生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ
遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパ
ルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記受光
装置の出力信号をサンプリングするサンプルホールド回
路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを
所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する物体
検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記物体
を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、この
ピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス
幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づ
いて上記物体までの距離を演算する一方、上記ピークを
検出できないときは、上記出力信号のレベルが所定範囲
にあることを判断することで、上記物体検出時の遅延時
間に基づいて上記物体までの距離を演算する演算手段と
を備えたため、物体からの反射光のレベルの強弱に関係
なく正確な距離測定を行う距離測定装置を実現すること
ができるという効果を奏する。さらに、ピークが検出で
きない場合でも精度を維持できる距離測定を行うことが
できるという効果を奏する。
よれば、パルス光を送光する送光装置と、この照射され
た上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光して受
光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発光タイ
ミングをとるためのクロックパルスを発生するクロック
発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期とし
て、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルスの発
生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ
遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプルパ
ルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記受光
装置の出力信号をサンプリングするサンプルホールド回
路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを
所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する物体
検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記物体
を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、この
ピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパルス
幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に基づ
いて上記物体までの距離を演算する一方、上記ピークを
検出できないときは、上記出力信号のレベルが所定範囲
にあることを判断することで、上記物体検出時の遅延時
間に基づいて上記物体までの距離を演算する演算手段と
を備えたため、物体からの反射光のレベルの強弱に関係
なく正確な距離測定を行う距離測定装置を実現すること
ができるという効果を奏する。さらに、ピークが検出で
きない場合でも精度を維持できる距離測定を行うことが
できるという効果を奏する。
【００３４】また、この発明の請求項２に係る距離測定
装置によれば、パルス光を送光する送光装置と、この照
射された上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光
して受光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発
光タイミングをとるためのクロックパルスを発生するク
ロック発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期
として、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルス
の発生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔
づつ遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプ
ルパルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記
受光装置の出力信号をサンプリングするサンプルホール
ド回路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベ
ルを所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する
物体検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記
物体を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、
このピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパ
ルス幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に
基づいて上記物体までの距離を演算する一方、検出後に
読み込んだ受光信号のピークまでの傾きが、ピーク値に
したがって決められた値より小さい場合を判断すること
で上記物体が複数以上あると判断する演算手段とを備え
たため、請求項１の効果に加え、物体が複数あることも
検出することができる。そのため、例えばこの距離測定
装置を車両に装着し、先行車との車間距離を測定して、
安全車間距離を保つようなシステムに利用した場合、先
行車の車種の違いによって測距誤差を生じることがな
く、システムにとってその安全性、信頼性を向上させる
ことができるという効果を奏する。
装置によれば、パルス光を送光する送光装置と、この照
射された上記パルス光の物体からの反射パルス光を受光
して受光信号を発生する受光装置と、上記パルス光の発
光タイミングをとるためのクロックパルスを発生するク
ロック発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期
として、この１回の掃引周期の中で上記クロックパルス
の発生時から、所定の測定距離に相当する微小時間間隔
づつ遅延させた時期にサンプルパルスを発生するサンプ
ルパルス発生器と、このサンプルパルス信号により上記
受光装置の出力信号をサンプリングするサンプルホール
ド回路と、このサンプルホールド回路の出力信号のレベ
ルを所定のレベルと比較して上記物体の検出を判断する
物体検出判断手段と、この物体検出判断手段により上記
物体を検出した場合は、上記受光信号のピークを求め、
このピーク時までの上記遅延時間から上記受光信号のパ
ルス幅の半値に相当する所定の時間を差し引いた時間に
基づいて上記物体までの距離を演算する一方、検出後に
読み込んだ受光信号のピークまでの傾きが、ピーク値に
したがって決められた値より小さい場合を判断すること
で上記物体が複数以上あると判断する演算手段とを備え
たため、請求項１の効果に加え、物体が複数あることも
検出することができる。そのため、例えばこの距離測定
装置を車両に装着し、先行車との車間距離を測定して、
安全車間距離を保つようなシステムに利用した場合、先
行車の車種の違いによって測距誤差を生じることがな
く、システムにとってその安全性、信頼性を向上させる
ことができるという効果を奏する。
【００３５】
【図１】この発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例１の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図３】この発明の実施例２の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図４】この発明の実施例３の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図５】この発明の実施例５の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図６】従来の距離測定装置を示すブロック図である。
【図７】従来の距離測定装置の動作を示すタイムチャー
トである。
トである。
【図８】従来の距離測定装置の動作を示すタイムチャー
トである
トである
【図９】従来の距離測定装置の動作を示す波形図であ
る。
る。
１ 送光装置 ２ クロック発生器 ３ 受光装置 ４ サンプルパルス発生器 ５ サンプルホールド回路 ６Ａ 処理装置 ６ｃ ピーク判断手段 ６ｄ 物体検出判断手段 ６ｅ 距離算出手段 ７ 物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−228579（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−142488（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258434（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165176（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36681（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81289（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−30902（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス光を送光する送光装置と、 この照射された上記パルス光の物体からの反射パルス光
を受光して受光信号を発生する受光装置と、 上記パルス光の発光タイミングをとるためのクロックパ
ルスを発生するクロック発生器と、複数回のパルス光発生期間を掃引周期として、この１回
の掃引周期の中で上記クロックパルスの発生時から、所
定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ遅延させた時
期にサンプルパルスを発生するサンプルパルス発生器
と、 このサンプルパルス信号により上記受光装置の出力信号
をサンプリングするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを所定の
レベルと比較して上記物体の検出を判断する物体検出判
断手段と、 この物体検出判断手段により上記物体を検出した場合
は、上記受光信号のピークを求め、このピーク時までの
上記遅延時間から上記受光信号のパルス幅の半値に相当
する所定の時間を差し引いた時間に基づいて上記物体ま
での距離を演算する一方、上記ピークを検出できないと
きは、上記出力信号のレベルが所定範囲にあることを判
断することで、上記物体検出時の遅延時間に基づいて上
記物体までの距離を演算する演算手段と、 を備えた距離測定装置。 - 【請求項２】 パルス光を送光する送光装置と、 この照射された上記パルス光の物体からの反射パルス光
を受光して受光信号を発生する受光装置と、 上記パルス光の発光タイミングをとるためのクロックパ
ルスを発生するクロック発生器と、 複数回のパルス光発生期間を掃引周期として、この１回
の掃引周期の中で上記クロックパルスの発生時から、所
定の測定距離に相当する微小時間間隔づつ遅延させた時
期にサンプルパルスを発生するサンプルパルス発生器
と、 このサンプルパルス信号により上記受光装置の出力信号
をサンプリングするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路の出力信号のレベルを所定の
レベルと比較して上記物体の検出を判断する物体検出判
断手段と、 この物体検出判断手段により上記物体を検出した場合
は、上記受光信号のピークを求め、このピーク時までの
上記遅延時間から上記受光信号のパルス幅の半値に相当
する所定の時間を差し引いた時間に基づいて上記物体ま
での距離を演算する一方、検出後に読み込んだ受光信号
のピークまでの傾きが、ピーク値にしたがって決められ
た値より小さい場合を判断することで上記物体が複数以
上あると判断する演算手段と、 を備えた距離測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041027A JP2941593B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 距離測定装置 |
| US08/202,005 US5523835A (en) | 1993-03-02 | 1994-02-25 | Distance measuring equipment |
| GB9403794A GB2275841B (en) | 1993-03-02 | 1994-02-28 | Distance measuring equipment |
| DE4406865A DE4406865C2 (de) | 1993-03-02 | 1994-03-02 | Abstandsmeßvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041027A JP2941593B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 距離測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258432A JPH06258432A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2941593B2 true JP2941593B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12596918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5041027A Expired - Fee Related JP2941593B2 (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 距離測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2941593B2 (ja) |
| DE (1) | DE4406865C2 (ja) |
| GB (1) | GB2275841B (ja) |
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| JP3669524B2 (ja) * | 1995-05-12 | 2005-07-06 | 三菱電機株式会社 | 車両用距離測定装置及び距離測定方法 |
| JP3635166B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2005-04-06 | 株式会社デンソー | 距離測定方法及び距離測定装置 |
| DE19607345A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-28 | Sick Ag | Laserabstandsermittlungsvorrichtung |
| JPH1048338A (ja) * | 1996-05-20 | 1998-02-20 | Olympus Optical Co Ltd | 距離測定装置 |
| US5777746A (en) * | 1996-12-31 | 1998-07-07 | Pitney Bowes Inc. | Apparatus and method for dimensional weighing utilizing a mirror and/or prism |
| US5770864A (en) * | 1996-12-31 | 1998-06-23 | Pitney Bowes Inc. | Apparatus and method for dimensional weighing utilizing a laser scanner or sensor |
| US6108071A (en) * | 1997-12-12 | 2000-08-22 | Laser Atlanta | Speed and position measurement system |
| JP3815019B2 (ja) * | 1998-01-20 | 2006-08-30 | 株式会社デンソー | 車種判別装置 |
| JP3940806B2 (ja) * | 1998-05-15 | 2007-07-04 | 株式会社ニコン | 光波測距装置 |
| JP3663923B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2005-06-22 | 日産自動車株式会社 | 車間距離報知装置 |
| US6867808B1 (en) | 1999-03-19 | 2005-03-15 | Scott T. Boden | Time domain imager |
| JP2002311138A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用測距装置 |
| US6906302B2 (en) * | 2002-07-30 | 2005-06-14 | Freescale Semiconductor, Inc. | Photodetector circuit device and method thereof |
| US6777662B2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-08-17 | Freescale Semiconductor, Inc. | System, circuit and method providing a dynamic range pixel cell with blooming protection |
| US7502064B2 (en) * | 2004-08-10 | 2009-03-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Using light pulses to implement auto-focus in a digital camera |
| CN106908800B (zh) * | 2017-03-08 | 2023-08-22 | 深圳市迈测科技股份有限公司 | 一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备 |
| KR102506438B1 (ko) | 2017-07-06 | 2023-03-06 | 삼성전자주식회사 | 거리 측정 장치 및 그 방법 |
| JP6741039B2 (ja) | 2018-04-04 | 2020-08-19 | 株式会社デンソー | 光測距装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2908854C2 (de) * | 1979-03-07 | 1986-04-17 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Entfernungsmeßgerät nach dem Impulslaufzeitverfahren |
| DE2923963C2 (de) * | 1979-06-13 | 1986-03-27 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Verfahren zur Impulsabstandsmessung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE3219423C2 (de) * | 1981-06-09 | 1986-04-30 | MTC, Meßtechnik und Optoelektronik AG, Neuenburg/Neuchâtel | Entfernungsmeßverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
| DE3216313C2 (de) * | 1982-05-03 | 1994-11-03 | Hipp Johann F | Regelungselektronische Einrichtung für elektrooptische Entfernungsmesser mit Lichtpulslaufzeit-Meßverfahren |
| US4505582A (en) * | 1982-07-14 | 1985-03-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Self-detecting optical sensors |
| DE3419117C2 (de) * | 1984-05-23 | 1986-09-04 | Rheometron AG, Basel | Optoelektrisches Entfernungsmeßgerät mit einem Zeitdiskriminator zur genauen Ermittlung der Zeitfolge elektrischer Impulse |
| DE3425098C2 (de) * | 1984-07-07 | 1986-11-06 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Einrichtung zum Erfassen, Abstandsmessen und Abbilden von Objekten in umhüllenden trüben Medien mittels Laser |
| CH670896A5 (ja) * | 1986-08-13 | 1989-07-14 | Zellweger Uster Ag | |
| DE3639463C2 (de) * | 1986-11-18 | 1995-09-14 | Sel Alcatel Ag | Impulsüberwachungsschaltung |
| DE3640449C1 (de) * | 1986-11-27 | 1988-06-30 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Einrichtung zum Bestimmen der Entfernung zwischen zwei Objekten,insbesondere zwei Kraftfahrzeugen |
| JP2896782B2 (ja) * | 1988-12-30 | 1999-05-31 | 株式会社トプコン | パルス方式の光波距離計 |
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| US5359404A (en) * | 1989-03-27 | 1994-10-25 | Laser Technology, Inc. | Laser-based speed measuring device |
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| DE4108376C2 (de) * | 1991-03-15 | 1995-05-11 | Jenoptik Jena Gmbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erfassung und Auswertung von Signalen bei der Entfernungsmessung |
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1993
- 1993-03-02 JP JP5041027A patent/JP2941593B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-25 US US08/202,005 patent/US5523835A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-28 GB GB9403794A patent/GB2275841B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-02 DE DE4406865A patent/DE4406865C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2275841B (en) | 1997-04-16 |
| GB9403794D0 (en) | 1994-04-20 |
| DE4406865A1 (de) | 1994-09-08 |
| US5523835A (en) | 1996-06-04 |
| GB2275841A (en) | 1994-09-07 |
| DE4406865C2 (de) | 1997-01-09 |
| JPH06258432A (ja) | 1994-09-16 |
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