JP3249592B2 - 距離検出方法 - Google Patents
距離検出方法Info
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- JP3249592B2 JP3249592B2 JP25450692A JP25450692A JP3249592B2 JP 3249592 B2 JP3249592 B2 JP 3249592B2 JP 25450692 A JP25450692 A JP 25450692A JP 25450692 A JP25450692 A JP 25450692A JP 3249592 B2 JP3249592 B2 JP 3249592B2
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- light
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、例えば、車両の前方
物体までの距離等を検出する距離検出方法に関する。
物体までの距離等を検出する距離検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、距離検出方法として、例えば
特開昭５９−６０２７１号のように、パルス光を前方に
送出して、その反射波を受けるまでの時間に基づいて前
方物体までの距離を求めることにより距離検出を行なう
のが一般的である。この場合、上記時間測定は、送出パ
ルスのピーク検出時刻から反射パルス光のピーク検出時
刻までの時間を測定するようにしている。
特開昭５９−６０２７１号のように、パルス光を前方に
送出して、その反射波を受けるまでの時間に基づいて前
方物体までの距離を求めることにより距離検出を行なう
のが一般的である。この場合、上記時間測定は、送出パ
ルスのピーク検出時刻から反射パルス光のピーク検出時
刻までの時間を測定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
車両においては、反射光はピークを検出するための理想
的な性質をもってはいないために、次のような問題点を
起こしていた。図１の１〜４の領域で示すように、光ビ
ームの強度は分布をもっており、光を反射する車両上の
リフレクタが図１のどの領域の光を反射するかによっ
て、図２に示すように反射光のパルス波形形状が変動す
る。
車両においては、反射光はピークを検出するための理想
的な性質をもってはいないために、次のような問題点を
起こしていた。図１の１〜４の領域で示すように、光ビ
ームの強度は分布をもっており、光を反射する車両上の
リフレクタが図１のどの領域の光を反射するかによっ
て、図２に示すように反射光のパルス波形形状が変動す
る。
【０００４】図２において、１０は送出光のパルス強度
の時間変化であり、１１、１２、１３は夫々、図１の
５、６、７の領域にリフレクタがあった場合における反
射光の強度変化を示す。図２の１１は、受光したパルス
光の強度が強すぎて光電変換信号に飽和が発生している
場合を示し、１３は逆に強度が弱すぎて光電変換信号の
レベルがかなり落ちていることを示す。目標物体までの
距離Ｒは、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣで表
すと、Ｒ＝Ｔ・Ｃ／２となる。
の時間変化であり、１１、１２、１３は夫々、図１の
５、６、７の領域にリフレクタがあった場合における反
射光の強度変化を示す。図２の１１は、受光したパルス
光の強度が強すぎて光電変換信号に飽和が発生している
場合を示し、１３は逆に強度が弱すぎて光電変換信号の
レベルがかなり落ちていることを示す。目標物体までの
距離Ｒは、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣで表
すと、Ｒ＝Ｔ・Ｃ／２となる。
【０００５】通常、前方物体までの距離検出は、前述し
たように送出パルスと受信パルスのピーク間の時間を検
出するが、このピークは図２に示すように、所定のスラ
イスレベルを信号レベルが越えたか否かにより判断され
る。図２の例では、スライスレベルは１４、１５として
示される。ここで、送出パルス１０の強度は一定である
ために、そのピーク時刻の測定に誤差は発生しない。と
ころが、前述したように、受信光の強度は、車両上のリ
フレクタがどの領域の光を反射したかによって異なるか
ら、図２に示すように、受光ビームの光電変換信号が１
１の場合と１３の場合とでは、α秒の差が発生し、これ
が測定距離の誤差となって現われてしまう。
たように送出パルスと受信パルスのピーク間の時間を検
出するが、このピークは図２に示すように、所定のスラ
イスレベルを信号レベルが越えたか否かにより判断され
る。図２の例では、スライスレベルは１４、１５として
示される。ここで、送出パルス１０の強度は一定である
ために、そのピーク時刻の測定に誤差は発生しない。と
ころが、前述したように、受信光の強度は、車両上のリ
フレクタがどの領域の光を反射したかによって異なるか
ら、図２に示すように、受光ビームの光電変換信号が１
１の場合と１３の場合とでは、α秒の差が発生し、これ
が測定距離の誤差となって現われてしまう。
【０００６】また、信号が飽和しないようにするために
は、光電変換器への入力を制御する必要があるものの、
その制御は機械系を制御する必要があるために、高速な
測定には向いていなかった。そこで、本発明は上記従来
技術の欠点を解消するために提案されたもので、その目
的は、正確な受光タイミングを簡単に測定することので
きる距離検出方法を提案する。
は、光電変換器への入力を制御する必要があるものの、
その制御は機械系を制御する必要があるために、高速な
測定には向いていなかった。そこで、本発明は上記従来
技術の欠点を解消するために提案されたもので、その目
的は、正確な受光タイミングを簡単に測定することので
きる距離検出方法を提案する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明は、光ビームを送出し物体からの反射光を受光
して、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記物
体までの距離を求める距離検出方法において、前記反射
光を光電変換して得られ、所定閾値レベルを超えたパル
ス信号が飽和しているか否か判定し、前記パルス信号が
飽和していないと判定したときには、前記パルス信号の
パルス幅の中間点を、前記物体までの距離を求める上で
の受光タイミングに設定し、前記パルス信号が飽和して
いると判定したときには、その飽和したパルス信号の立
ち上がり時点から所定時間を加算した時点を受光タイミ
ングに設定する。
の本発明は、光ビームを送出し物体からの反射光を受光
して、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記物
体までの距離を求める距離検出方法において、前記反射
光を光電変換して得られ、所定閾値レベルを超えたパル
ス信号が飽和しているか否か判定し、前記パルス信号が
飽和していないと判定したときには、前記パルス信号の
パルス幅の中間点を、前記物体までの距離を求める上で
の受光タイミングに設定し、前記パルス信号が飽和して
いると判定したときには、その飽和したパルス信号の立
ち上がり時点から所定時間を加算した時点を受光タイミ
ングに設定する。
【０００８】上記課題を達成するための他の構成になる
本発明は、光ビームを送出し物体からの反射光を受光し
て、当該反射光を光電変換して得られるパルス信号が所
定閾値レベルを超えた時点を前記物体までの距離を求め
る上での受光タイミングに設定し、その受光タイミング
までの時間に基づいて前記物体までの距離を求める距離
検出方法において、前記所定閾値レベルを光ビームの強
度の減衰特性に対応して時間とともに低下する曲線に設
定し、前記設定された曲線に対して当該パルス信号が横
切った２点を通過する直線を求めて当該直線の傾きに応
じて内分比を算出し、前記内分比に基づいて当該直線の
内分点を求めて当該内分点を前記パルス信号のピーク位
置に近似させると共に、その内分点を前記受光タイミン
グに設定する。
本発明は、光ビームを送出し物体からの反射光を受光し
て、当該反射光を光電変換して得られるパルス信号が所
定閾値レベルを超えた時点を前記物体までの距離を求め
る上での受光タイミングに設定し、その受光タイミング
までの時間に基づいて前記物体までの距離を求める距離
検出方法において、前記所定閾値レベルを光ビームの強
度の減衰特性に対応して時間とともに低下する曲線に設
定し、前記設定された曲線に対して当該パルス信号が横
切った２点を通過する直線を求めて当該直線の傾きに応
じて内分比を算出し、前記内分比に基づいて当該直線の
内分点を求めて当該内分点を前記パルス信号のピーク位
置に近似させると共に、その内分点を前記受光タイミン
グに設定する。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の好適
な実施例を３つ挙げて説明する。 〈第１実施例〉図３は本発明の第１の実施例の距離測定
の原理を示す図である。第１実施例の測定は、反射波を
受光してそれを光電変換して得た受信信号が飽和してい
るか否かによって測定手法を異ならせるというものであ
る。飽和しているか否かは、受信パルスの幅ａ1（スラ
イスレベル１５についてのパルス幅）が、所定値よりも
大きい場合は飽和していると、小さい場合は飽和してい
ないと判断する。そして、飽和していない場合には、そ
の受信パルスのパルス幅ａ2の中間位置にピークがある
と判断する。従って、送光から受光までの時間Ｔは、 Ｔ＝Ｔ2＋ａ2／２ となる。ここで、Ｔ2は送信してから、受信パルスのレ
ベルがスライスレベル１５を越える時刻までの時間間隔
である。一方、パルス幅が大きい場合、即ち、飽和して
いる場合には、 Ｔ＝Ｔ1＋ｂ となる。ここで、Ｔ1は送信してから、受信パルスのレ
ベルがスライスレベル１５を越える時刻までの時間間隔
である。図２の例で明らかなように、飽和しているパル
スの立ち上がりは急峻であるので、Ｔ2＞Ｔ1である。そ
して、ｂは、飽和している信号の立ち上がりから、飽和
していない信号パルスの中心位置までの距離の平均値で
ある。このようなｂは前もって実験的に求めておくこと
ができる。
な実施例を３つ挙げて説明する。 〈第１実施例〉図３は本発明の第１の実施例の距離測定
の原理を示す図である。第１実施例の測定は、反射波を
受光してそれを光電変換して得た受信信号が飽和してい
るか否かによって測定手法を異ならせるというものであ
る。飽和しているか否かは、受信パルスの幅ａ1（スラ
イスレベル１５についてのパルス幅）が、所定値よりも
大きい場合は飽和していると、小さい場合は飽和してい
ないと判断する。そして、飽和していない場合には、そ
の受信パルスのパルス幅ａ2の中間位置にピークがある
と判断する。従って、送光から受光までの時間Ｔは、 Ｔ＝Ｔ2＋ａ2／２ となる。ここで、Ｔ2は送信してから、受信パルスのレ
ベルがスライスレベル１５を越える時刻までの時間間隔
である。一方、パルス幅が大きい場合、即ち、飽和して
いる場合には、 Ｔ＝Ｔ1＋ｂ となる。ここで、Ｔ1は送信してから、受信パルスのレ
ベルがスライスレベル１５を越える時刻までの時間間隔
である。図２の例で明らかなように、飽和しているパル
スの立ち上がりは急峻であるので、Ｔ2＞Ｔ1である。そ
して、ｂは、飽和している信号の立ち上がりから、飽和
していない信号パルスの中心位置までの距離の平均値で
ある。このようなｂは前もって実験的に求めておくこと
ができる。
【００１０】このような第１実施例の手法によれば以下
の長所が得られる。 ：受信信号のレベル変動によらない精度の良い計測が
可能となる。 ：反射光の受光強度にレベル変動があっても受信信号
のレベル調整等を行なう必要がないのでリアルタイムの
計測が可能となる。 図４を用いて第１実施例の距離測定システムの構成を説
明する。
の長所が得られる。 ：受信信号のレベル変動によらない精度の良い計測が
可能となる。 ：反射光の受光強度にレベル変動があっても受信信号
のレベル調整等を行なう必要がないのでリアルタイムの
計測が可能となる。 図４を用いて第１実施例の距離測定システムの構成を説
明する。
【００１１】同図において、送光系は距離カウンタ２２
とタイミング制御部２３と送光部２４とからなる。ま
た、受光系は受光部２５と増幅部２６と検波部２７と距
離カウンタ２８とからなる。クロック部２１は距離カウ
ンタ２２、２８の計数パルスを生成する。信号処理ユニ
ット２０はＣＰＵ等を含み、タイミング制御や信号処理
などを行なう。
とタイミング制御部２３と送光部２４とからなる。ま
た、受光系は受光部２５と増幅部２６と検波部２７と距
離カウンタ２８とからなる。クロック部２１は距離カウ
ンタ２２、２８の計数パルスを生成する。信号処理ユニ
ット２０はＣＰＵ等を含み、タイミング制御や信号処理
などを行なう。
【００１２】信号処理ユニット２０はタイミング制御部
２３に送光部２４にレーザ光を発光せしめると共に距離
カウンタ２２に時間計測を開始せしめる。目標物体に反
射して戻ってきたレーザ光は受光部２５で受けられ電気
信号に変換される。この電気信号は増幅部２６で増幅さ
れ、検波部２７がその増幅された電気信号の立ち上がり
と立ち下がりとを検出する。この検波は、図３に示した
ように、スライスレベルを越えた時点を検出することに
より行なわれる。
２３に送光部２４にレーザ光を発光せしめると共に距離
カウンタ２２に時間計測を開始せしめる。目標物体に反
射して戻ってきたレーザ光は受光部２５で受けられ電気
信号に変換される。この電気信号は増幅部２６で増幅さ
れ、検波部２７がその増幅された電気信号の立ち上がり
と立ち下がりとを検出する。この検波は、図３に示した
ように、スライスレベルを越えた時点を検出することに
より行なわれる。
【００１３】検波部２７は受信信号の立ち上がりを検出
すると、カウンタ２２を停止すると共に、カウンタ２８
による時間計測を開始せしめる。さらに、検波部２７
は、立ち下がり時刻を検出するとカウンタ２８を停止さ
せる。これらの動作により、図５に示すように、カウン
タ２２は、レーザ光を送信してから反射光を受信するま
での時間（Ｔ1）を計測し、カウンタ２８は、受信パル
スのパルス幅（ａ1やａ2）を計測することができる。
すると、カウンタ２２を停止すると共に、カウンタ２８
による時間計測を開始せしめる。さらに、検波部２７
は、立ち下がり時刻を検出するとカウンタ２８を停止さ
せる。これらの動作により、図５に示すように、カウン
タ２２は、レーザ光を送信してから反射光を受信するま
での時間（Ｔ1）を計測し、カウンタ２８は、受信パル
スのパルス幅（ａ1やａ2）を計測することができる。
【００１４】信号処理ユニット２０は、これらのＴ1や
ａ1（ａ2）等を取り込み、図３に関連して説明した手法
により目標物体までの距離を検出する。 〈第１実施例の変形〉上記第１実施例では、受信信号が
飽和しているか否かの判定に受光した反射光の光電変換
信号のパルス幅を用いていたが、この光電変換信号の立
ち上がりの傾きによっても判断することができる。傾き
を測定する方法としては、図６に示すように、レベルの
異なる２つの閾値（３０、３１）を設定しておき、図４
のシステムにさらに１つのカウンタを付加し、このカウ
ンタが、閾値３１を信号が越えてから閾値３０を越える
までの時間Ｔ2を測定し、このＴ2が所定値を越えた場合
（図６で、Ｔ2＞所定値）には傾きは小さいと、越えな
い場合（図６で、Ｔ2＜所定値）には傾きは大きいと判
断する。 〈第２実施例〉前記第１実施例は、受信信号が飽和して
いる場合にも対処できるというものであったが、この第
２実施例は、受信信号の波形が極度に飽和歪状態に達し
ていない場合に適用される。かかる場合は、受信信号の
ピーク位置はレベルによらずほぼ一定であることに着目
し、なるべくピーク位置に近い点で受信トリガをかける
ことにより測定距離精度を向上させるものである。
ａ1（ａ2）等を取り込み、図３に関連して説明した手法
により目標物体までの距離を検出する。 〈第１実施例の変形〉上記第１実施例では、受信信号が
飽和しているか否かの判定に受光した反射光の光電変換
信号のパルス幅を用いていたが、この光電変換信号の立
ち上がりの傾きによっても判断することができる。傾き
を測定する方法としては、図６に示すように、レベルの
異なる２つの閾値（３０、３１）を設定しておき、図４
のシステムにさらに１つのカウンタを付加し、このカウ
ンタが、閾値３１を信号が越えてから閾値３０を越える
までの時間Ｔ2を測定し、このＴ2が所定値を越えた場合
（図６で、Ｔ2＞所定値）には傾きは小さいと、越えな
い場合（図６で、Ｔ2＜所定値）には傾きは大きいと判
断する。 〈第２実施例〉前記第１実施例は、受信信号が飽和して
いる場合にも対処できるというものであったが、この第
２実施例は、受信信号の波形が極度に飽和歪状態に達し
ていない場合に適用される。かかる場合は、受信信号の
ピーク位置はレベルによらずほぼ一定であることに着目
し、なるべくピーク位置に近い点で受信トリガをかける
ことにより測定距離精度を向上させるものである。
【００１５】図７，図８は第２実施例の原理を説明す
る。同図において、反射光の強度により、信号のレベル
が３３になったり３４になったりしたとする。受信信号
に飽和が発生していないならば、図７からも明らかなよ
うに、受信信号のピーク位置間で相違はすくない。従っ
て、２つの信号３３、３４のピーク位置は本来的には同
じ時刻として観測されるべきである。しかしながら、従
来では、閾値のレベルを例えばｌ1の単独としていたた
めに、信号３３、３４間でピーク位置のずれはｄ1とな
っていた。そこで、信号３３に対しては閾値としてｌ4
を用い、信号３４に対しては閾値ｌ2を用いれば、図７
に示すように、信号３３と３４の夫々に対して測定され
るピーク位置間のずれは小さなｄ2となる。
る。同図において、反射光の強度により、信号のレベル
が３３になったり３４になったりしたとする。受信信号
に飽和が発生していないならば、図７からも明らかなよ
うに、受信信号のピーク位置間で相違はすくない。従っ
て、２つの信号３３、３４のピーク位置は本来的には同
じ時刻として観測されるべきである。しかしながら、従
来では、閾値のレベルを例えばｌ1の単独としていたた
めに、信号３３、３４間でピーク位置のずれはｄ1とな
っていた。そこで、信号３３に対しては閾値としてｌ4
を用い、信号３４に対しては閾値ｌ2を用いれば、図７
に示すように、信号３３と３４の夫々に対して測定され
るピーク位置間のずれは小さなｄ2となる。
【００１６】図９は、第２実施例の測定システムのブロ
ック図である。同図において、送光系は、送信回路４１
と送光部４３とからなり、受光系は受光部４４と増幅部
４５と検波部４６とからなる。内部にＣＰＵを有する信
号処理ユニット４０が送信回路４１に対し制御信号を送
ると、送信回路４１は送光部４３からレーザ光を発光さ
せると共に、タイミング制御部４２に対してスタート命
令を送り、カウンタ４７ａ〜４７ｃ…におけるカウント
アップを開始させる。これが、図８における時間Ｔ1、
Ｔ2、Ｔ3の計数の開始となる。
ック図である。同図において、送光系は、送信回路４１
と送光部４３とからなり、受光系は受光部４４と増幅部
４５と検波部４６とからなる。内部にＣＰＵを有する信
号処理ユニット４０が送信回路４１に対し制御信号を送
ると、送信回路４１は送光部４３からレーザ光を発光さ
せると共に、タイミング制御部４２に対してスタート命
令を送り、カウンタ４７ａ〜４７ｃ…におけるカウント
アップを開始させる。これが、図８における時間Ｔ1、
Ｔ2、Ｔ3の計数の開始となる。
【００１７】目標物体に反射して戻ってきたレーザ光は
受光部４４で受けられ電気信号に変換される。この電気
信号は増幅部４５で増幅され、検波部４６がその増幅さ
れた電気信号の立ち上がりを検出する。検波部４６は、
カウンタ４７の数と同数のコンパレータ４６ａ〜４６ｃ
…を有する。コンパレータ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…は
ｌ1、ｌ2、ｌ3…を有し、夫々、スライスレベルを越え
た受信信号を受けた時点でストップ命令を発生して対応
する夫々のカウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…に送る。
受光部４４で受けられ電気信号に変換される。この電気
信号は増幅部４５で増幅され、検波部４６がその増幅さ
れた電気信号の立ち上がりを検出する。検波部４６は、
カウンタ４７の数と同数のコンパレータ４６ａ〜４６ｃ
…を有する。コンパレータ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…は
ｌ1、ｌ2、ｌ3…を有し、夫々、スライスレベルを越え
た受信信号を受けた時点でストップ命令を発生して対応
する夫々のカウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…に送る。
【００１８】もし、図８の信号３３をシステムが受信終
了したならば、カウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７
ｄ（不図示）、４７ｅ（不図示）には、夫々、時間
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、∞が格納されている。ここで、∞
は大きな時間幅を意味する値である。なぜなら、閾値ｌ
5に対しては、コンパレータ４６ｅからはストップ信号
が発生されないからである。信号処理ユニット４０は、
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4のなかで、最もスライスレベルの高
い閾値に対応するカウンタの出力、即ち、Ｔ4を採用す
る。
了したならば、カウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７
ｄ（不図示）、４７ｅ（不図示）には、夫々、時間
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、∞が格納されている。ここで、∞
は大きな時間幅を意味する値である。なぜなら、閾値ｌ
5に対しては、コンパレータ４６ｅからはストップ信号
が発生されないからである。信号処理ユニット４０は、
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4のなかで、最もスライスレベルの高
い閾値に対応するカウンタの出力、即ち、Ｔ4を採用す
る。
【００１９】もしシステムが信号３４を受信するなら
ば、カウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ（不図
示）、４７ｅ（不図示）には、夫々、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ
3、∞、∞が格納され、処理ユニット４０は、測定結果
として、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3のなかで、最もスライスレベル
の高い閾値に対応するカウンタの出力、即ちＴ2を採用
する。 〈第２実施例の変形〉上記第２実施例は、各カウンタの
カウントアップの開始時点は同時であったが、これらの
カウンタを順に開始してもよい。即ち、図８において、
信号３３を受信しているときに、コンパレータ４６ａが
閾値ｌ1を検出したならば、カウンタ４７ａのカウンタ
の計数を停止すると同時に、カウンタ４７ｂの計数を開
始する。次に、コンパレータ４６ｂが閾値ｌ2を検出し
たならば、カウンタ４７ｂのカウンタの計数を停止する
と同時に、カウンタ４７ｃの計数を開始する。次に、コ
ンパレータ４６ｃが閾値ｌ3を検出したならば、カウン
タ４７ｃのカウンタの計数を停止すると同時に、カウン
タ４７ｄの計数を開始する。このようにして各カウンタ
に格納された時間を、ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4…とすると、
信号３３についての受信時間Ｔは、 Ｔ＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3＋ｔ4 となる。またさらに精度を上げるために、この変形例を
さらに修正して、 Ｔ＝α1・ｔ1＋α2・ｔ2＋α3・ｔ3＋α4・ｔ4 としてもよい。ここで、α1、α2、α3、α4は、夫々の
閾値レベルに応じた補正係数である。 〈第３実施例〉第３実施例は、受信信号（光電変換後の
信号）のセンタを精度よく検出する手法の改良である。
ば、カウンタ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ（不図
示）、４７ｅ（不図示）には、夫々、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ
3、∞、∞が格納され、処理ユニット４０は、測定結果
として、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3のなかで、最もスライスレベル
の高い閾値に対応するカウンタの出力、即ちＴ2を採用
する。 〈第２実施例の変形〉上記第２実施例は、各カウンタの
カウントアップの開始時点は同時であったが、これらの
カウンタを順に開始してもよい。即ち、図８において、
信号３３を受信しているときに、コンパレータ４６ａが
閾値ｌ1を検出したならば、カウンタ４７ａのカウンタ
の計数を停止すると同時に、カウンタ４７ｂの計数を開
始する。次に、コンパレータ４６ｂが閾値ｌ2を検出し
たならば、カウンタ４７ｂのカウンタの計数を停止する
と同時に、カウンタ４７ｃの計数を開始する。次に、コ
ンパレータ４６ｃが閾値ｌ3を検出したならば、カウン
タ４７ｃのカウンタの計数を停止すると同時に、カウン
タ４７ｄの計数を開始する。このようにして各カウンタ
に格納された時間を、ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4…とすると、
信号３３についての受信時間Ｔは、 Ｔ＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3＋ｔ4 となる。またさらに精度を上げるために、この変形例を
さらに修正して、 Ｔ＝α1・ｔ1＋α2・ｔ2＋α3・ｔ3＋α4・ｔ4 としてもよい。ここで、α1、α2、α3、α4は、夫々の
閾値レベルに応じた補正係数である。 〈第３実施例〉第３実施例は、受信信号（光電変換後の
信号）のセンタを精度よく検出する手法の改良である。
【００２０】第３実施例は、光ビームの強度は一般に距
離の４乗に比例して減衰するので、閾値として、そのス
ライスレベルが時間とともに低下する右下がりの曲線と
なっているものを採用する。この第３実施例では、この
ような特性を有する曲線を閾値として有する測定システ
ムに関するものである。図１０はこの第３実施例の原理
を説明する。同図において、５２は反射光の光電変換後
の信号である。この信号を検波するために用いられる閾
値関数は５０に示すような特性を有する。すると、信号
５２のピーク位置５３は、閾値５０が信号５２と交差す
る２つの点Ｐ1、Ｐ2を、結ぶ直線ｌ（５１）内分点Ｐc
に近似できる。点Ｐｃが線分Ｐ1Ｐ2のｍ：ｎの内分点と
して定義できるならば、 Ｐc＝（ｎ・Ｐ1＋ｍ・Ｐ2）／（ｍ＋ｎ） となる。
離の４乗に比例して減衰するので、閾値として、そのス
ライスレベルが時間とともに低下する右下がりの曲線と
なっているものを採用する。この第３実施例では、この
ような特性を有する曲線を閾値として有する測定システ
ムに関するものである。図１０はこの第３実施例の原理
を説明する。同図において、５２は反射光の光電変換後
の信号である。この信号を検波するために用いられる閾
値関数は５０に示すような特性を有する。すると、信号
５２のピーク位置５３は、閾値５０が信号５２と交差す
る２つの点Ｐ1、Ｐ2を、結ぶ直線ｌ（５１）内分点Ｐc
に近似できる。点Ｐｃが線分Ｐ1Ｐ2のｍ：ｎの内分点と
して定義できるならば、 Ｐc＝（ｎ・Ｐ1＋ｍ・Ｐ2）／（ｍ＋ｎ） となる。
【００２１】ところで、受信信号の波形は、物体までの
距離に応じて変形する、即ち、そのピーク位置は変動す
る。換言すれば、ピーク位置Ｐcは物体までの距離に応
じて内分比を変動させることにより修正されるべきであ
る。物体までの距離が受信信号の波形に反映されるので
あれば、それは線分Ｐ1Ｐ2の傾きに反映される。言い換
えれば、２点をＰ1（ｔ1、ｖ1）、Ｐ2（ｔ2、ｖ2）とす
れば、線分Ｐ1Ｐ2の傾きｋは、 ｋ＝（ｖ2−ｖ1）／（ｔ2−ｔ1） となり、ｍはｋの関数として定義される。この第３実施
例では、 ｍ＝1/2・（１−ｋ） ｎ＝１−ｍ とする。例として、 ｋ＝０ → ｍ＝1/2、ｎ＝1/2 ｋ＝∞ → ｍ＝０、ｎ＝１ となる。
距離に応じて変形する、即ち、そのピーク位置は変動す
る。換言すれば、ピーク位置Ｐcは物体までの距離に応
じて内分比を変動させることにより修正されるべきであ
る。物体までの距離が受信信号の波形に反映されるので
あれば、それは線分Ｐ1Ｐ2の傾きに反映される。言い換
えれば、２点をＰ1（ｔ1、ｖ1）、Ｐ2（ｔ2、ｖ2）とす
れば、線分Ｐ1Ｐ2の傾きｋは、 ｋ＝（ｖ2−ｖ1）／（ｔ2−ｔ1） となり、ｍはｋの関数として定義される。この第３実施
例では、 ｍ＝1/2・（１−ｋ） ｎ＝１−ｍ とする。例として、 ｋ＝０ → ｍ＝1/2、ｎ＝1/2 ｋ＝∞ → ｍ＝０、ｎ＝１ となる。
【００２２】図１１は第３実施例の測定システムのブロ
ック図である。カウンタ７０は、図１０の時間ｔ1を、
カウンタ７１は時間ｔ2を夫々測定する。また、Ａ／Ｄ
コンバータ７３は、図９の時刻ｔ1、ｔ2における信号強
度をＡ／Ｄ変換してユニット６０に送る。ユニット６０
はこれらのデータから傾きｋを演算する。そして、この
傾きｋに基づいてＲＡＭ７２を検索して内分比データ
ｍ、ｎを求める。
ック図である。カウンタ７０は、図１０の時間ｔ1を、
カウンタ７１は時間ｔ2を夫々測定する。また、Ａ／Ｄ
コンバータ７３は、図９の時刻ｔ1、ｔ2における信号強
度をＡ／Ｄ変換してユニット６０に送る。ユニット６０
はこれらのデータから傾きｋを演算する。そして、この
傾きｋに基づいてＲＡＭ７２を検索して内分比データ
ｍ、ｎを求める。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射光を光電変換して得られ、所定閾値レベルを超えた
パルス信号が飽和しているか否か判定し、パルス信号が
飽和していないと判定したときには、パルス信号のパル
ス幅の中間点を、物体までの距離を求める上での受光タ
イミングに設定し、パルス信号が飽和していると判定し
たときには、その飽和したパルス信号の立ち上がり時点
から所定時間を加算した時点を受光タイミングに設定す
ることにより、受信信号が飽和しているか否かによらな
い精度の良い計測が可能となる。また、本発明によれ
ば、光ビームを送出し物体からの反射光を受光して、当
該反射光を光電変換して得られるパルス信号が所定閾値
レベルを超えた時点を物体までの距離を求める上での受
光タイミングに設定する際に、所定閾値レベルを光ビー
ムの強度の減衰特性に対応して時間とともに低下する曲
線に設定し、この設定された曲線に対して当該パルス信
号が横切った２点を通過する直線を求めて当該直線の傾
きに応じて内分比を算出し、この内分比に基づいて当該
直線の内分点を求めて当該内分点をパルス信号のピーク
位置に近似させると共に、その内分点を受光タイミング
に設定することにより、パルス信号のピーク位置を精度
良く検出することができる。
反射光を光電変換して得られ、所定閾値レベルを超えた
パルス信号が飽和しているか否か判定し、パルス信号が
飽和していないと判定したときには、パルス信号のパル
ス幅の中間点を、物体までの距離を求める上での受光タ
イミングに設定し、パルス信号が飽和していると判定し
たときには、その飽和したパルス信号の立ち上がり時点
から所定時間を加算した時点を受光タイミングに設定す
ることにより、受信信号が飽和しているか否かによらな
い精度の良い計測が可能となる。また、本発明によれ
ば、光ビームを送出し物体からの反射光を受光して、当
該反射光を光電変換して得られるパルス信号が所定閾値
レベルを超えた時点を物体までの距離を求める上での受
光タイミングに設定する際に、所定閾値レベルを光ビー
ムの強度の減衰特性に対応して時間とともに低下する曲
線に設定し、この設定された曲線に対して当該パルス信
号が横切った２点を通過する直線を求めて当該直線の傾
きに応じて内分比を算出し、この内分比に基づいて当該
直線の内分点を求めて当該内分点をパルス信号のピーク
位置に近似させると共に、その内分点を受光タイミング
に設定することにより、パルス信号のピーク位置を精度
良く検出することができる。
【００２４】
【図１】 実施例及び従来の装置に用いられている光ビ
ームの強度分布を示す図。
ームの強度分布を示す図。
【図２】 従来技術の欠点を説明する図。
【図３】 本発明の第１の実施例の原理を説明する図。
【図４】 第１の実施例の構成を説明する図。
【図５】 第１実施例の動作を説明する図。
【図６】 第１実施例の動作を説明する図。
【図７】 第２実施例の動作原理を説明する図。
【図８】 第２実施例の動作を説明する図。
【図９】 第２実施例の構成を説明する図。
【図１０】 本発明の第３実施例の原理を説明する
図。。
図。。
【図１１】 第３実施例の構成を説明する図。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−134584（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−311191（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49180（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−193485（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−34372（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−37574（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 17/88
Claims (4)
- 【請求項１】 光ビームを送出し物体からの反射光を受
光して、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記
物体までの距離を求める距離検出方法において、 前記反射光を光電変換して得られ、所定閾値レベルを超
えたパルス信号が飽和しているか否か判定し、 前記パルス信号が飽和していないと判定したときには、
前記パルス信号のパルス幅の中間点を、前記物体までの
距離を求める上での受光タイミングに設定し、 前記パルス信号が飽和していると判定したときには、そ
の飽和したパルス信号の立ち上がり時点から所定時間を
加算した時点を受光タイミングに設定することを特徴と
する距離検出方法。 - 【請求項２】 前記パルス信号のパルス幅が所定値以上
のときに当該パルス信号が飽和していると判定すること
を特徴とする請求項１に記載の距離検出方法。 - 【請求項３】 前記パルス信号の立ち上がりの傾きが所
定値以上のときに当該パルス信号が飽和していると判定
することを特徴とする請求項１に記載の距離検出方法。 - 【請求項４】 光ビームを送出し物体からの反射光を受
光して、当該反射光を光電変換して得られるパルス信号
が所定閾値レベルを超えた時点を前記物体までの距離を
求める上での受光タイミングに設定し、その受光タイミ
ングまでの時間に基づいて前記物体までの距離を求める
距離検出方法において、 前記所定閾値レベルを光ビームの強度の減衰特性に対応
して時間とともに低下する曲線に設定し、 前記設定された曲線に対して当該パルス信号が横切った
２点を通過する直線を求めて当該直線の傾きに応じて内
分比を算出し、 前記内分比に基づいて当該直線の内分点を求めて当該内
分点を前記パルス信号のピーク位置に近似させると共
に、その内分点を前記受光タイミングに設定することを
特徴とする距離検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25450692A JP3249592B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 距離検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25450692A JP3249592B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 距離検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109841A JPH06109841A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3249592B2 true JP3249592B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=17266004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25450692A Expired - Fee Related JP3249592B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 距離検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3249592B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048338A (ja) * | 1996-05-20 | 1998-02-20 | Olympus Optical Co Ltd | 距離測定装置 |
| US7136753B2 (en) | 2002-12-05 | 2006-11-14 | Denso Corporation | Object recognition apparatus for vehicle, inter-vehicle control apparatus, and distance measurement apparatus |
| EP1882959A1 (de) * | 2006-07-17 | 2008-01-30 | Leica Geosystems AG | Optisches Distanzmessverfahren und entsprechender optischer Distanzmesser |
| JP5832067B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2015-12-16 | 日本信号株式会社 | 光測距装置 |
| JP5889152B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-03-22 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 受光回路、レーザレーダ |
| JP6930415B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2021-09-01 | 株式会社リコー | 距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法 |
| US10830880B2 (en) | 2018-03-20 | 2020-11-10 | Panosense Inc. | Selecting LIDAR pulse detector depending on pulse type |
| US10768281B2 (en) * | 2018-03-20 | 2020-09-08 | Panosense Inc. | Detecting a laser pulse edge for real time detection |
| CN112711010A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-27 | 上海思岚科技有限公司 | 激光测距信号处理装置、激光测距设备及其对应的方法 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP25450692A patent/JP3249592B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06109841A (ja) | 1994-04-22 |
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