JP3249003B2 - 距離計測装置 - Google Patents
距離計測装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、例えば車両に搭載し
て車両の進行方向に存在する先行車や障害物までの距離
を測定するのに有用な光学式の距離計測装置に関するも
のである。
て車両の進行方向に存在する先行車や障害物までの距離
を測定するのに有用な光学式の距離計測装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】最近では上記車両の進行方向に存在する
先行車や障害物を検出し、先行車や障害物等までの距離
を測定する距離計測装置として、レーザビームを利用し
た光学式の距離計測装置が多く使用されるようになって
いる。
先行車や障害物を検出し、先行車や障害物等までの距離
を測定する距離計測装置として、レーザビームを利用し
た光学式の距離計測装置が多く使用されるようになって
いる。
【０００３】一般に、この種のレーザ測距装置は、単一
短パルスのレーザ光を測距対象物に照射してその反射光
を検出し、当該レーザ光の送信時とその反射光受信時と
の間の時間間隔が光の往復時間である事から、それを計
時することによって測距を行う。
短パルスのレーザ光を測距対象物に照射してその反射光
を検出し、当該レーザ光の送信時とその反射光受信時と
の間の時間間隔が光の往復時間である事から、それを計
時することによって測距を行う。
【０００４】しかし、上記測距対象物から反射して測距
装置に捕らえられた反射光は、どうしても減衰してノイ
ズを含んでいるので、同ノイズによる誤測距を避けるた
めには受信回路に所定の閾値を有する波高弁別器を用い
て正確に信号成分のみを取り出す必要がある。
装置に捕らえられた反射光は、どうしても減衰してノイ
ズを含んでいるので、同ノイズによる誤測距を避けるた
めには受信回路に所定の閾値を有する波高弁別器を用い
て正確に信号成分のみを取り出す必要がある。
【０００５】そこで、従来一般のレーザ式距離計測装置
は、そのような信号処理回路を送信、受信回路にもち、
各々の波高弁別された立ち上がり点の時間間隔を計時す
るようにしていた(例えば特開昭６２−１３４５８４号
公報参照)。
は、そのような信号処理回路を送信、受信回路にもち、
各々の波高弁別された立ち上がり点の時間間隔を計時す
るようにしていた(例えば特開昭６２−１３４５８４号
公報参照)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、該従来のレ
ーザ式距離計測装置のように、受信信号を或る基準レベ
ルの波高弁別された立ち上がり点の時間間隔を計時する
ようにすると、波高弁別器の当該基準値は一定であるか
ら、ガウス型の時間波形をもつ受信光に強度変化がある
と、波高弁別された立ち上がり点は時間的に変化する
(遅れる)。通常、送信光の強度は一定に出来るが、受信
光は、測距対象物までの距離に対応した光の拡散度合や
途中の大気の通過率により大きく変化するため、図９に
示すように、その立ち上がり点は受信光のノイズから分
離できる最も弱い立ち上がり部から最大強度のピーク部
まで傾斜状に変化する。
ーザ式距離計測装置のように、受信信号を或る基準レベ
ルの波高弁別された立ち上がり点の時間間隔を計時する
ようにすると、波高弁別器の当該基準値は一定であるか
ら、ガウス型の時間波形をもつ受信光に強度変化がある
と、波高弁別された立ち上がり点は時間的に変化する
(遅れる)。通常、送信光の強度は一定に出来るが、受信
光は、測距対象物までの距離に対応した光の拡散度合や
途中の大気の通過率により大きく変化するため、図９に
示すように、その立ち上がり点は受信光のノイズから分
離できる最も弱い立ち上がり部から最大強度のピーク部
まで傾斜状に変化する。
【０００７】従って従来のこの種のレーザ式距離計測装
置の測距精度は、測距に用いるパルスレーザ光の受光強
度に応じた立ち上がり時間により定まり、高精度の距離
計測ができない問題があった。
置の測距精度は、測距に用いるパルスレーザ光の受光強
度に応じた立ち上がり時間により定まり、高精度の距離
計測ができない問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１〜５各項
記載の発明は、それぞれ上記従来の問題点を解決するこ
とを目的としてなされたものであって、各々次のように
構成されている。
記載の発明は、それぞれ上記従来の問題点を解決するこ
とを目的としてなされたものであって、各々次のように
構成されている。
【０００９】(１) 請求項１記載の発明の構成 該発明の距離計測装置は、対象物に向けてパルスレーザ
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内上記対象物を介して反射されるパルスレー
ザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、該
受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定の
基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時刻
と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到達
時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間計
測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又は
受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部とを
備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で計
測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部を設
け、上記時間補正部は、受光部から出力される受光パル
ス信号のレベルを所定の基準レベルと比較し、同受光パ
ルス信号の基準レベル以上のパルス幅が大きい時ほど補
正時間を小さくするように構成されていることを特徴と
している。
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内上記対象物を介して反射されるパルスレー
ザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、該
受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定の
基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時刻
と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到達
時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間計
測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又は
受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部とを
備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で計
測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部を設
け、上記時間補正部は、受光部から出力される受光パル
ス信号のレベルを所定の基準レベルと比較し、同受光パ
ルス信号の基準レベル以上のパルス幅が大きい時ほど補
正時間を小さくするように構成されていることを特徴と
している。
【００１０】(２) 請求項２記載の発明の構成 該発明の距離計測装置は、上記請求項１記載の発明の構
成を基本とし、同構成において、受光部から出力される
受光パルス信号の飽和状態を判定する飽和判定部を設
け、上記受光パルス信号の飽和状態が判定された時には
時間補正部による所要時間の補正動作をキャンセルする
ようにしたことを特徴としている。
成を基本とし、同構成において、受光部から出力される
受光パルス信号の飽和状態を判定する飽和判定部を設
け、上記受光パルス信号の飽和状態が判定された時には
時間補正部による所要時間の補正動作をキャンセルする
ようにしたことを特徴としている。
【００１１】(３) 請求項３記載の発明の構成 該発明の距離計測装置は、上記請求項１記載の発明の構
成を基本とし、同構成において、時間計測部で計測され
た所要時間が大きい時は小さい時に比べて時間補正部の
補正時間を大きくするようにしている。
成を基本とし、同構成において、時間計測部で計測され
た所要時間が大きい時は小さい時に比べて時間補正部の
補正時間を大きくするようにしている。
【００１２】(４) 請求項４記載の発明の構成 該発明の距離計測装置は、対象物に向けてパルスレーザ
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内、上記対象物を介して反射されるパルスレ
ーザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、
該受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定
の基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時
刻と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到
達時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間
計測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又
は受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部と
を備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で
計測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部
と、受光部から出力される受光パルス信号の飽和状態を
判定する飽和判定部とを設け、上記受光パルス信号の飽
和状態が判定された時には上記時間補正部による所要時
間の補正動作をキャンセルするようにしたことを特徴と
している。
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内、上記対象物を介して反射されるパルスレ
ーザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、
該受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定
の基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時
刻と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到
達時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間
計測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又
は受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部と
を備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で
計測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部
と、受光部から出力される受光パルス信号の飽和状態を
判定する飽和判定部とを設け、上記受光パルス信号の飽
和状態が判定された時には上記時間補正部による所要時
間の補正動作をキャンセルするようにしたことを特徴と
している。
【００１３】(５) 請求項５記載の発明の構成 該発明の距離計測装置は、対象物に向けてパルスレーザ
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内、上記対象物を介して反射されるパルスレ
ーザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、
該受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定
の基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時
刻と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到
達時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間
計測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又
は受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部と
を備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で
計測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部を
設け、上記時間計測部で計測された所要時間が大きい時
は小さい時に比べて上記時間補正部の補正時間を大きく
するようにしたことを特徴としている。
光を放射する発光部と、該発光部から放射されたパルス
レーザ光の内、上記対象物を介して反射されるパルスレ
ーザ光を受光して受光パルス信号を出力する受光部と、
該受光部から出力される受光パルス信号のレベルが所定
の基準レベルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時
刻と判定して上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到
達時刻までの所要時間を計測する時間計測部と、該時間
計測部で計測された上記所要時間に基いて上記発光部又
は受光部から対象物までの距離を計測する距離計測部と
を備えてなる距離計測装置において、上記時間計測部で
計測された所要時間に所定の補正を加える時間補正部を
設け、上記時間計測部で計測された所要時間が大きい時
は小さい時に比べて上記時間補正部の補正時間を大きく
するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
【作用】そして、本願の上記請求項１〜５各項記載の発
明は、当該各構成に対応して各々次のように作用する。
明は、当該各構成に対応して各々次のように作用する。
【００１５】(１) 請求項１記載の発明の作用 該発明の距離計測装置の構成では、上述のように、対象
物に向けてパルスレーザ光を放射する発光部と、該発光
部から放射されたパルスレーザ光の内上記対象物を介し
て反射されるパルスレーザ光を受光して受光パルス信号
を出力する受光部と、該受光部から出力受光パルス信号
のレベルが所定の基準レベルを越えた時点を上記反射レ
ーザ光の到達時刻と判定して上記発光部のレーザ光放射
時刻から当該到達時刻までの所要時間を計測する時間計
測部と、該時間計測部で計測された上記所要時間に基い
て上記発光部又は受光部から対象物までの距離を計測す
る距離計測部とを備えてなる距離計測装置において、上
記時間計測部で計測された所要時間に所定の補正を加え
る時間補正部を設けており、時間計測部で計測された発
光部から受光部までのレーザ光の到達所要時間に適切な
補正がなされる。具体的に当該時間補正部が、発光部か
ら出力される受光パルス信号のレベルを所定の基準レベ
ルと比較し、同受光パルス信号の基準レベル以上のパル
ス幅が大きい時ほど補正時間を小さくするように構成さ
れていることから、受光強度が高く計測誤差が小さい時
は小さく、受光強度が低く計測誤差が大きい時は大きく
補正されるようになり、より正確な補正が可能となる。
物に向けてパルスレーザ光を放射する発光部と、該発光
部から放射されたパルスレーザ光の内上記対象物を介し
て反射されるパルスレーザ光を受光して受光パルス信号
を出力する受光部と、該受光部から出力受光パルス信号
のレベルが所定の基準レベルを越えた時点を上記反射レ
ーザ光の到達時刻と判定して上記発光部のレーザ光放射
時刻から当該到達時刻までの所要時間を計測する時間計
測部と、該時間計測部で計測された上記所要時間に基い
て上記発光部又は受光部から対象物までの距離を計測す
る距離計測部とを備えてなる距離計測装置において、上
記時間計測部で計測された所要時間に所定の補正を加え
る時間補正部を設けており、時間計測部で計測された発
光部から受光部までのレーザ光の到達所要時間に適切な
補正がなされる。具体的に当該時間補正部が、発光部か
ら出力される受光パルス信号のレベルを所定の基準レベ
ルと比較し、同受光パルス信号の基準レベル以上のパル
ス幅が大きい時ほど補正時間を小さくするように構成さ
れていることから、受光強度が高く計測誤差が小さい時
は小さく、受光強度が低く計測誤差が大きい時は大きく
補正されるようになり、より正確な補正が可能となる。
【００１６】したがって、距離の遠近によるレーザ光の
拡散度の違いによる受光強度の相違等に拘わらず正確な
距離の計測が可能となる。
拡散度の違いによる受光強度の相違等に拘わらず正確な
距離の計測が可能となる。
【００１７】(２) 請求項２記載の発明の作用 該発明の距離計測装置の構成では、その基本構成により
上記請求項１記載の発明と同様の作用を実現するに際
し、さらに受光部から出力される受光パルス信号の飽和
状態を判定する飽和判定部を設け、上記受光パルス信号
の飽和状態が判定された時には時間補正部による所要時
間の補正動作をキャンセルするようにしたことから、余
りに近距離の時など受光強度が非常に強い時に受光パル
ス信号が飽和して時間遅れがないような時には計測シス
テムの計測動作が簡略化される。
上記請求項１記載の発明と同様の作用を実現するに際
し、さらに受光部から出力される受光パルス信号の飽和
状態を判定する飽和判定部を設け、上記受光パルス信号
の飽和状態が判定された時には時間補正部による所要時
間の補正動作をキャンセルするようにしたことから、余
りに近距離の時など受光強度が非常に強い時に受光パル
ス信号が飽和して時間遅れがないような時には計測シス
テムの計測動作が簡略化される。
【００１８】(３) 請求項３記載の発明の作用 該発明の距離計測装置の構成では、その基本構成により
上記請求項１記載の発明と同様の作用を実現するに際
し、当該時間計測部で計測された所要時間が大きい時は
小さい時に比べて時間補正部の補正時間を大きくするよ
うにしたことから、距離が遠くなるに従って増大するレ
ーザ光の拡散度合に応じた適正な補正が可能となり、遠
距離時の計測誤差が可及的に小さくなる。
上記請求項１記載の発明と同様の作用を実現するに際
し、当該時間計測部で計測された所要時間が大きい時は
小さい時に比べて時間補正部の補正時間を大きくするよ
うにしたことから、距離が遠くなるに従って増大するレ
ーザ光の拡散度合に応じた適正な補正が可能となり、遠
距離時の計測誤差が可及的に小さくなる。
【００１９】(４) 請求項４記載の発明の作用 該発明の距離計測装置の構成では、発光部と、受光部
と、時間計測部と、距離計測部とを備えてなる距離計測
装置において、さらに受光部から出力される受光パルス
信号の飽和状態を判定する飽和判定部を設け、上記受光
パルス信号の飽和状態が判定された時には時間補正部に
よる所要時間の補正動作をキャンセルするようにしたこ
とから、余りに近距離の時など受光強度が非常に強い時
に受光パルス信号が飽和して時間遅れがないような時に
は計測システムの計測動作が簡略化される。
と、時間計測部と、距離計測部とを備えてなる距離計測
装置において、さらに受光部から出力される受光パルス
信号の飽和状態を判定する飽和判定部を設け、上記受光
パルス信号の飽和状態が判定された時には時間補正部に
よる所要時間の補正動作をキャンセルするようにしたこ
とから、余りに近距離の時など受光強度が非常に強い時
に受光パルス信号が飽和して時間遅れがないような時に
は計測システムの計測動作が簡略化される。
【００２０】(５) 請求項５記載の発明の作用 該発明の距離計測装置の構成では、発光部と、受光部
と、時間計測部と、距離計測部とを備えてなる距離計測
装置において、時間計測部で計測された所要時間が大き
い時は小さい時に比べて時間補正部の補正時間を大きく
するようにしたことから、距離が遠くなるに従って増大
するレーザ光の拡散度合に応じた適正な補正が可能とな
り、遠距離時の計測誤差が可及的に小さくなる。
と、時間計測部と、距離計測部とを備えてなる距離計測
装置において、時間計測部で計測された所要時間が大き
い時は小さい時に比べて時間補正部の補正時間を大きく
するようにしたことから、距離が遠くなるに従って増大
するレーザ光の拡散度合に応じた適正な補正が可能とな
り、遠距離時の計測誤差が可及的に小さくなる。
【００２１】
【発明の効果】以上の結果、本願発明の距離計測装置に
よると、常に適正な距離の計測が可能となり、計測装置
としての精度、信頼性が向上する。
よると、常に適正な距離の計測が可能となり、計測装置
としての精度、信頼性が向上する。
【００２２】
【実施例】以下、本願発明を図１〜図８に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００２３】先ず図１に同実施例に係る光学式距離計測
装置のシステム構成を示す。本実施例の場合、この距離
計測装置は例えば車両に搭載されるものとして構成され
ている。
装置のシステム構成を示す。本実施例の場合、この距離
計測装置は例えば車両に搭載されるものとして構成され
ている。
【００２４】図１における距離計測装置は、大別してレ
ーザーレーダヘッド１、時間計測ユニット２０、信号処
理ユニット３０の３つの部分に分れている。
ーザーレーダヘッド１、時間計測ユニット２０、信号処
理ユニット３０の３つの部分に分れている。
【００２５】レーザーレーダヘッド１は、ＬＤ(レーザ
ーダイオード)から成る１つの発光素子２、ＰＤ(ピンフ
ォトダイオード)から成る第１、第２の２つの受光素子
３,４とを有し、発光素子２の前側には発光用レンズ(集
光レンズ)５が配置され、第１、第２の受光素子３,４の
前側にはそれぞれ格子状のメカニカルフィルタ８を備え
た受光用レンズ(集光レンズ)６,７が配置されている。
９はＬＤの駆動回路、１０は受光回路である。
ーダイオード)から成る１つの発光素子２、ＰＤ(ピンフ
ォトダイオード)から成る第１、第２の２つの受光素子
３,４とを有し、発光素子２の前側には発光用レンズ(集
光レンズ)５が配置され、第１、第２の受光素子３,４の
前側にはそれぞれ格子状のメカニカルフィルタ８を備え
た受光用レンズ(集光レンズ)６,７が配置されている。
９はＬＤの駆動回路、１０は受光回路である。
【００２６】上記１つの発光素子２と第１、第２の受光
素子３,４は、図２に示す如くターンテーブル１４上に
載置され、それらに属するレンズ５,６,７及びメカニカ
ルフィルタ８もターンテーブル１４上に搭載されてい
る。図２から理解されるように、発光素子２及びそのレ
ンズ５は、図１ではレーザーレーダヘッド１の片側に描
いてあるが、実際には図２の如く第１、第２の受光素子
３,４及びそのレンズ６,７の中間に位置するようになっ
ている。
素子３,４は、図２に示す如くターンテーブル１４上に
載置され、それらに属するレンズ５,６,７及びメカニカ
ルフィルタ８もターンテーブル１４上に搭載されてい
る。図２から理解されるように、発光素子２及びそのレ
ンズ５は、図１ではレーザーレーダヘッド１の片側に描
いてあるが、実際には図２の如く第１、第２の受光素子
３,４及びそのレンズ６,７の中間に位置するようになっ
ている。
【００２７】時間計測ユニット２０は、ＬＤの駆動回路
に対するスタートパルスを発生するパルス発生部２１
と、該スタートパルスにより計時を開始し受光回路１０
からのスタートパルスで計時を終了する時間計測部２２
と、電源部２３とを各々有する。また、信号処理ユニッ
ト３０は、上記時間計測部２２で得られた時間データを
基に距離を算出する距離計測部３１と、その結果を表示
する表示部３２とを備えている。
に対するスタートパルスを発生するパルス発生部２１
と、該スタートパルスにより計時を開始し受光回路１０
からのスタートパルスで計時を終了する時間計測部２２
と、電源部２３とを各々有する。また、信号処理ユニッ
ト３０は、上記時間計測部２２で得られた時間データを
基に距離を算出する距離計測部３１と、その結果を表示
する表示部３２とを備えている。
【００２８】更に、上記レーザーレーダヘッド１は、上
記ターンテーブル１４を回転させて、第１、第２の受光
素子３,４の受光エリア４３,４４及び発光素子２の発光
エリア(図示せず)を図２から図４の如く偏向させるため
のサーボ機構１１と、その駆動モータ１２とを備えてい
る。尚、サーボ機構１１の現在回転角度は駆動モータ１
２と連動するポテンショメータ１３により検出されるよ
うになっている。
記ターンテーブル１４を回転させて、第１、第２の受光
素子３,４の受光エリア４３,４４及び発光素子２の発光
エリア(図示せず)を図２から図４の如く偏向させるため
のサーボ機構１１と、その駆動モータ１２とを備えてい
る。尚、サーボ機構１１の現在回転角度は駆動モータ１
２と連動するポテンショメータ１３により検出されるよ
うになっている。
【００２９】また信号処理ユニット３０は、先行車の反
射体４０を、常に図２の如く第１、第２の２つの受光素
子３,４の受光エリア４３,４４の重なり領域内に捕捉す
るようにターンテーブル１４を回転させる制御手段とし
て、サーボ機構１１の駆動モータ１２に対し適切な指令
を与えるサーボ操作部３３を備えている。このサーボ操
作部３３は、具体的には、上記距離計測部３１で計測さ
れ第１、第２の受光素子３,４毎の計測値の大小関係の
組合わせから、サーボ機構１１に対し、その駆動モータ
１２の回転の有無及び回転方向についての指令を与える
ようになっている。
射体４０を、常に図２の如く第１、第２の２つの受光素
子３,４の受光エリア４３,４４の重なり領域内に捕捉す
るようにターンテーブル１４を回転させる制御手段とし
て、サーボ機構１１の駆動モータ１２に対し適切な指令
を与えるサーボ操作部３３を備えている。このサーボ操
作部３３は、具体的には、上記距離計測部３１で計測さ
れ第１、第２の受光素子３,４毎の計測値の大小関係の
組合わせから、サーボ機構１１に対し、その駆動モータ
１２の回転の有無及び回転方向についての指令を与える
ようになっている。
【００３０】次に上記構成の作用について説明する。
【００３１】今、例えば図１において、時間計測ユニッ
ト２０のパスル発生部２１からレーザーレーダヘッド１
のＬＤ駆動回路９にスタートパルスが出力される。する
と、ＬＤ駆動回路９は、スタートパルスのトリガーによ
り発光素子２たるＬＤを駆動し、レーザパルスは、第
１、第２の受光素子３,４の一方又は両方により受光さ
れて所定の出力電流を発生し、受光回路１０で増幅され
た後、ストップパルスを時間計測部２２に出力する。時
間計測部２２ではパルス発生部２１からのスタートパル
スと、受光回路１０からのストップパルスとの間の時間
間隔を計測し、時間データとして距離計測部３１に出力
する。距離計測部３１では時間データから先行車との距
離を演算(換算)し、距離データとして車両の制御ユニッ
ト(ＡＳＣ)３４へ出力する。
ト２０のパスル発生部２１からレーザーレーダヘッド１
のＬＤ駆動回路９にスタートパルスが出力される。する
と、ＬＤ駆動回路９は、スタートパルスのトリガーによ
り発光素子２たるＬＤを駆動し、レーザパルスは、第
１、第２の受光素子３,４の一方又は両方により受光さ
れて所定の出力電流を発生し、受光回路１０で増幅され
た後、ストップパルスを時間計測部２２に出力する。時
間計測部２２ではパルス発生部２１からのスタートパル
スと、受光回路１０からのストップパルスとの間の時間
間隔を計測し、時間データとして距離計測部３１に出力
する。距離計測部３１では時間データから先行車との距
離を演算(換算)し、距離データとして車両の制御ユニッ
ト(ＡＳＣ)３４へ出力する。
【００３２】ここで、第１、第２の受光素子３,４が反
射光を受光しないときは、距離計測部３１における該当
する受光素子係数での距離計測値が「最大」となり、距
離データは“先行車がない"旨の信号して取り扱われ
る。しかし、何がしかの距離計測値がある場合は“先行
車あり"判断され、その旨の信号として取り扱われる。
射光を受光しないときは、距離計測部３１における該当
する受光素子係数での距離計測値が「最大」となり、距
離データは“先行車がない"旨の信号して取り扱われ
る。しかし、何がしかの距離計測値がある場合は“先行
車あり"判断され、その旨の信号として取り扱われる。
【００３３】次に、上記光学系の操作との関連について
説明する。
説明する。
【００３４】図２は左側の第２の受光素子４の受光エリ
ア４４内にだけ先行車の反射体４０が位置する場合を、
また図４は左右両方の第１、第２の受光素子３,４の受
光エリア４３,４４内に反射体４０が位置する場合を示
している。
ア４４内にだけ先行車の反射体４０が位置する場合を、
また図４は左右両方の第１、第２の受光素子３,４の受
光エリア４３,４４内に反射体４０が位置する場合を示
している。
【００３５】説明の便宜上、最初は先行車の反射体４０
が、図２の如く、第２受光素子４の受光エリア４４内に
のみ位置するものとする。この場合、先行車の反射体４
０からの反射光は第２の受光素子４のみにより受光さ
れ、第１、第２の各受光素子３,４の出力状態は図３の
如くになる。このとき、距離計測部３１における距離計
測値は、第１の受光素子３について「距離最大」、第２
の受光素子４について「距離小」の関係となる。そし
て、信号処理ユニット３０のサーボ制御部３３は、上記
距離計測値の信号の大小関係から、先行車は左方向にあ
ると推定し、サーボ機構１１に対しターンテーブル１４
を反時計方向に回転させる「左移動指令」を与える。こ
れにより、駆動モータ１２が正回転し、ターンテーブル
１４が図２の矢印方向に回転移動し、受光エリア４３,
４４が左に移動して行く。先行車の反射体４０が、図４
の如く受光エリア４３,４４の重なり領域内に入ると、
第１、第２の各受光素子３,４の出力状態は図５の如く
になり、距離計測値は第１、第２の受光素子３,４のい
ずれについても「距離小」の関係となる。ここで、サー
ボ制御部３３は「左移動指令」を停止する。
が、図２の如く、第２受光素子４の受光エリア４４内に
のみ位置するものとする。この場合、先行車の反射体４
０からの反射光は第２の受光素子４のみにより受光さ
れ、第１、第２の各受光素子３,４の出力状態は図３の
如くになる。このとき、距離計測部３１における距離計
測値は、第１の受光素子３について「距離最大」、第２
の受光素子４について「距離小」の関係となる。そし
て、信号処理ユニット３０のサーボ制御部３３は、上記
距離計測値の信号の大小関係から、先行車は左方向にあ
ると推定し、サーボ機構１１に対しターンテーブル１４
を反時計方向に回転させる「左移動指令」を与える。こ
れにより、駆動モータ１２が正回転し、ターンテーブル
１４が図２の矢印方向に回転移動し、受光エリア４３,
４４が左に移動して行く。先行車の反射体４０が、図４
の如く受光エリア４３,４４の重なり領域内に入ると、
第１、第２の各受光素子３,４の出力状態は図５の如く
になり、距離計測値は第１、第２の受光素子３,４のい
ずれについても「距離小」の関係となる。ここで、サー
ボ制御部３３は「左移動指令」を停止する。
【００３６】上記とは逆に、反射光が第１の受光素子３
のみにより受光された場合には、距離計測値は第１の受
光素子３について「距離小」、第２の受光素子４につい
て「距離最大」の関係の関係となり、サーボ制御部３３
は先行車が右方向にあると判断して、サーボ機構１１に
対しターンテーブル１４を時計方向に移動される「右移
動指令」を与える。これにより、駆動モータ１２が逆回
転し、ターンテーブル１４が図２から時計方向に回転移
動し、受光エリア４３,４４が右方向に移動する。先行
車の反射体４０が、受光エリア４３,４４の重なり領域
内に入ると、距離計測値は第１、第２の受光素子３,４
についていずれも「距離小」の関係となり、その時点で
サーボ制御部３３は「右移動指令」を停止する。尚、距
離計測値が第１、第２の受光素子３,４についていずれ
も「距離最大」の場合、サーボ制御部３３はサーボ機構
１１に対し何の指示与えない。
のみにより受光された場合には、距離計測値は第１の受
光素子３について「距離小」、第２の受光素子４につい
て「距離最大」の関係の関係となり、サーボ制御部３３
は先行車が右方向にあると判断して、サーボ機構１１に
対しターンテーブル１４を時計方向に移動される「右移
動指令」を与える。これにより、駆動モータ１２が逆回
転し、ターンテーブル１４が図２から時計方向に回転移
動し、受光エリア４３,４４が右方向に移動する。先行
車の反射体４０が、受光エリア４３,４４の重なり領域
内に入ると、距離計測値は第１、第２の受光素子３,４
についていずれも「距離小」の関係となり、その時点で
サーボ制御部３３は「右移動指令」を停止する。尚、距
離計測値が第１、第２の受光素子３,４についていずれ
も「距離最大」の場合、サーボ制御部３３はサーボ機構
１１に対し何の指示与えない。
【００３７】このように、第１、第２の２つの受光素子
３,４の系統について、共に何がしかの距離計測値があ
る状態、即ち上記「距離小」が得られるまでターンテー
ブル１４を回転変位させることにより、常に先行車をレ
ーザーレーダヘッド１の光学系の真正面で捕捉すること
ができる。従って、むやみに発光視野を広げることな
く、また、広範囲なスキャニングをして不必要なデータ
処理を行うこともなく、距離計測エリアを広げることが
可能となる。
３,４の系統について、共に何がしかの距離計測値があ
る状態、即ち上記「距離小」が得られるまでターンテー
ブル１４を回転変位させることにより、常に先行車をレ
ーザーレーダヘッド１の光学系の真正面で捕捉すること
ができる。従って、むやみに発光視野を広げることな
く、また、広範囲なスキャニングをして不必要なデータ
処理を行うこともなく、距離計測エリアを広げることが
可能となる。
【００３８】ところが、上記のような光学式の距離計測
装置では、例えば図９に示すように計測距離の遠近によ
って受光パルス信号の信号レベルの減衰度が相当に異な
り、受信信号のパルス波形そのものが変化してそのピー
クレベル、パルス幅も異なってくる。
装置では、例えば図９に示すように計測距離の遠近によ
って受光パルス信号の信号レベルの減衰度が相当に異な
り、受信信号のパルス波形そのものが変化してそのピー
クレベル、パルス幅も異なってくる。
【００３９】その結果、所定の基準レベルＶsで判定さ
れる当該受光パルス信号の立ち上がりエッジによる到達
時刻が変化して計測誤差を招く問題がある。
れる当該受光パルス信号の立ち上がりエッジによる到達
時刻が変化して計測誤差を招く問題がある。
【００４０】又、極端な場合には、受光パルス信号が過
飽和状態となってパルス幅が図示のように著しく大きく
なってしまう。
飽和状態となってパルス幅が図示のように著しく大きく
なってしまう。
【００４１】そこで、次に該問題を解決するようにした
上記信号処理ユニット３０による距離計測制御の内容に
ついて図６のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。
上記信号処理ユニット３０による距離計測制御の内容に
ついて図６のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。
【００４２】すなわち、先ずステップＳ1で、上記発光
素子２の発光時刻から受光素子３へのレーザ光の到達時
刻までのレーザ光の到達時間tと受光パルス信号のパル
ス幅Ｗを各々演算検出して入力する。
素子２の発光時刻から受光素子３へのレーザ光の到達時
刻までのレーザ光の到達時間tと受光パルス信号のパル
ス幅Ｗを各々演算検出して入力する。
【００４３】そして、ステップＳ2で、図７の特性のマ
ップを用いて上記レーザ光の到達時間tに応じた受光パ
ルス信号の飽和パルス幅Ｗmaxを演算する。
ップを用いて上記レーザ光の到達時間tに応じた受光パ
ルス信号の飽和パルス幅Ｗmaxを演算する。
【００４４】次に、その上でステップＳ3に進み、上記
ステップＳ1で検出入力した受光パルス信号のパルス幅
Ｗが、上記ステップＳ3で演算した飽和パルス幅Ｗmaxよ
りも大(過飽和)となっているか否かを判定する。
ステップＳ1で検出入力した受光パルス信号のパルス幅
Ｗが、上記ステップＳ3で演算した飽和パルス幅Ｗmaxよ
りも大(過飽和)となっているか否かを判定する。
【００４５】その結果、ＮＯの過飽和でない時には、図
８の近距離と遠距離の場合で特性が異なるマップを使用
して計測距離に比例する当該受光信号のパルス幅Ｗ(例
えば図９のＷa,Ｗb,Ｗc,Ｗd)に応じ、到達所要時間t毎
の補正時間Δtを演算する。
８の近距離と遠距離の場合で特性が異なるマップを使用
して計測距離に比例する当該受光信号のパルス幅Ｗ(例
えば図９のＷa,Ｗb,Ｗc,Ｗd)に応じ、到達所要時間t毎
の補正時間Δtを演算する。
【００４６】そして、さらにステップＳ5で、上記到達
所要時間tをΔtで補正した時間(t−Δt)を最終的に距離
Ｄに換算する。
所要時間tをΔtで補正した時間(t−Δt)を最終的に距離
Ｄに換算する。
【００４７】一方、上記ステップＳ3の判定でＮＯと判
定されたパルス幅Ｗが図９のＷdのような過飽和の時
は、ステップＳ6に移って上記図８のマップによる補正
を行うことなく上記ステップＳ1で入力したレーザ光の
到達所要時間tをそのまま距離Ｄに換算する。
定されたパルス幅Ｗが図９のＷdのような過飽和の時
は、ステップＳ6に移って上記図８のマップによる補正
を行うことなく上記ステップＳ1で入力したレーザ光の
到達所要時間tをそのまま距離Ｄに換算する。
【００４８】以上の結果、本実施例の計測制御システム
によると、距離の大小による受光信号強度の変化や光の
拡散による受光パルス信号過飽和時の誤計測を防止し得
て、計測制度が向上する。
によると、距離の大小による受光信号強度の変化や光の
拡散による受光パルス信号過飽和時の誤計測を防止し得
て、計測制度が向上する。
【００４９】また、受光パルス信号飽和時には無用な補
正を行わないから同過飽和時の制御シーケンスが簡単に
なる。
正を行わないから同過飽和時の制御シーケンスが簡単に
なる。
【図１】図１は、本願発明の実施例に係る距離計測装置
のシステム構成を示す制御回路である。
のシステム構成を示す制御回路である。
【図２】図２は、同装置のレーザヘッドの第１の回転位
置と受光エリアの向きとの関係を示す概略図である。
置と受光エリアの向きとの関係を示す概略図である。
【図３】図３は、図２の状態におけるレーザヘッドの発
光素子と受光素子相互の発光、受光タイミングを示すタ
イムチャートである。
光素子と受光素子相互の発光、受光タイミングを示すタ
イムチャートである。
【図４】図４は、同装置のレーザヘッドの第２の回転位
置と受光エリアの向きとの関係を示す概略図である。
置と受光エリアの向きとの関係を示す概略図である。
【図５】図５は、図４の状態におけるレーザヘッドの発
光素子と受光素子相互の発光、受光タイミングを示すタ
イムチャートである。
光素子と受光素子相互の発光、受光タイミングを示すタ
イムチャートである。
【図６】図６は、同装置の距離計測制御内容を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】図７は、図６の制御で使用される受光信号の飽
和パルス幅演算マップの特性図である。
和パルス幅演算マップの特性図である。
【図８】図８は、同じく図６の制御で使用される補正時
間演算マップの特性図である。
間演算マップの特性図である。
【図９】図９は、従来の距離計測装置の問題点を示す受
光パルス信号のタイムチャートである。
光パルス信号のタイムチャートである。
１はレーザーレーダヘッド、２は発光素子、３は第１の
受光素子、４は第２の受光素子、１０は受光回路、２０
は時間計測ユニット、２１はパルス発生部、２２は時間
計測部、３０は信号処理ユニット、４０は反射体であ
る。
受光素子、４は第２の受光素子、１０は受光回路、２０
は時間計測ユニット、２１はパルス発生部、２２は時間
計測部、３０は信号処理ユニット、４０は反射体であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−318490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81289（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−99376（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38111（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−34372（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−87582（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−16079（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 G01S 17/00 - 17/88
Claims (5)
- 【請求項１】 対象物に向けてパルスレーザ光を放射す
る発光部と、該発光部から放射されたパルスレーザ光の
内、上記対象物を介して反射されるパルスレーザ光を受
光して受光パルス信号を出力する受光部と、該受光部か
ら出力される受光パルス信号のレベルが所定の基準レベ
ルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時刻と判定し
て上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到達時刻まで
の所要時間を計測する時間計測部と、該時間計測部で計
測された上記所要時間に基いて上記発光部又は受光部か
ら対象物までの距離を計測する距離計測部とを備えてな
る距離計測装置において、 上記時間計測部で計測された所要時間に所定の補正を加
える時間補正部を設け、 上記時間補正部は、受光部から出力される受光パルス信
号のレベルを所定の基準レベルと比較し、同受光パルス
信号の基準レベル以上のパルス幅が大きい時ほど補正時
間を小さくするように構成されている ことを特徴とする
距離計測装置。 - 【請求項２】 受光部から出力される受光パルス信号の
飽和状態を判定する飽和判定部を設け、上記受光パルス
信号の飽和状態が判定された時には時間補正部による所
要時間の補正動作をキャンセルするようにしたことを特
徴とする請求項１記載の距離計測装置。 - 【請求項３】 時間計測部で計測された所要時間が大き
い時は小さい時に比べて時間補正部の補正時間を大きく
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の距離計
測装置。 - 【請求項４】 対象物に向けてパルスレーザ光を放射す
る発光部と、該発光部から放射されたパルスレーザ光の
内、上記対象物を介して反射されるパルスレーザ光を受
光して受光パルス信号を出力する受光部と、該受光部か
ら出力される受光パルス信号のレベルが所定の基準レベ
ルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時刻と判定し
て上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到達時刻まで
の所要時間を計測する時間計測部と、該時間計測部で計
測された上記所要時間に基いて 上記発光部又は受光部か
ら対象物までの距離を計測する距離計測部とを備えてな
る距離計測装置において、 上記時間計測部で計測された所要時間に所定の補正を加
える時間補正部と、受光部から出力される受光パルス信
号の飽和状態を判定する飽和判定部とを設け、上記受光
パルス信号の飽和状態が判定された時には上記時間補正
部による所要時間の補正動作をキャンセルするようにし
たことを特徴とする距離計測装置。 - 【請求項５】 対象物に向けてパルスレーザ光を放射す
る発光部と、該発光部から放射されたパルスレーザ光の
内、上記対象物を介して反射されるパルスレーザ光を受
光して受光パルス信号を出力する受光部と、該受光部か
ら出力される受光パルス信号のレベルが所定の基準レベ
ルを越えた時点を上記反射レーザ光の到達時刻と判定し
て上記発光部のレーザ光放射時刻から当該到達時刻まで
の所要時間を計測する時間計測部と、該時間計測部で計
測された上記所要時間に基いて上記発光部又は受光部か
ら対象物までの距離を計測する距離計測部とを備えてな
る距離計測装置において、 上記時間計測部で計測された所要時間に所定の補正を加
える時間補正部を設け、 上記時間計測部で計測された所要時間が大きい時は小さ
い時に比べて上記時間補正部の補正時間を大きくするよ
うにしたことを特徴とする距離計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33318093A JP3249003B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 距離計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33318093A JP3249003B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 距離計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191143A JPH07191143A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3249003B2 true JP3249003B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=18263202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33318093A Expired - Fee Related JP3249003B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 距離計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3249003B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11391824B2 (en) | 2018-09-18 | 2022-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Distance measuring device and distance measuring method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136753B2 (en) | 2002-12-05 | 2006-11-14 | Denso Corporation | Object recognition apparatus for vehicle, inter-vehicle control apparatus, and distance measurement apparatus |
| JP2008267920A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Ihi Corp | レーザ測距装置およびレーザ測距方法 |
| US20170199272A1 (en) * | 2014-07-03 | 2017-07-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical reflection sensor and electronic device |
| JP6054994B2 (ja) * | 2015-01-29 | 2016-12-27 | シャープ株式会社 | 距離測定装置 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33318093A patent/JP3249003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11391824B2 (en) | 2018-09-18 | 2022-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Distance measuring device and distance measuring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07191143A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |