JP4228829B2 - Distance measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、測距対象物に対してパルス状の光を照射し、光を照射してから反射光が受光されるまでの時間を測定することにより、測距対象物までの距離を測定する方式の距離測定装置に関するものである。   The present invention measures the distance to a distance measurement object by irradiating the distance measurement object with pulsed light and measuring the time from when the light is irradiated until the reflected light is received. The present invention relates to a type of distance measuring device.

測距対象物に対してパルス状の光を照射し、光を照射してから反射光が受光されるまでの時間を測定することにより、測距対象物までの距離を測定する方式の距離測定装置は、測量装置をはじめとして種々の目的に広く使用されている。このような距離測定装置の構成として考えられる例を、図9〜図11を使用して説明する。但し、この図9〜図11に示す回路構成そのものが公知、公用となっているわけではない。   Distance measurement by measuring the distance to the distance measurement object by irradiating the distance measurement object with pulsed light and measuring the time from when the light is irradiated until the reflected light is received The apparatus is widely used for various purposes including a surveying apparatus. Examples conceivable as the configuration of such a distance measuring apparatus will be described with reference to FIGS. However, the circuit configuration itself shown in FIGS. 9 to 11 is not known or publicly used.

この距離測定装置は、全体をマイクロプロセッサユニット(MPU)21を中心として構成されており、MPU21からの指令により、駆動回路22を介して半導体レーザ23からパルス状のレーザ光が放出される。この光はレンズ系24により平行光に変えられ、測距対象物に向けて照射される。測距対象物からの反射光は、レンズ系24を通して光検出器25で電気信号に変えられ、増幅器26で増幅された後、2値化回路27により2値信号に変換される。   This distance measuring device is mainly configured with a microprocessor unit (MPU) 21 as the center, and pulsed laser light is emitted from the semiconductor laser 23 via the drive circuit 22 in response to a command from the MPU 21. This light is converted into parallel light by the lens system 24 and irradiated toward the object to be measured. Reflected light from the object to be measured is converted into an electric signal by the photodetector 25 through the lens system 24, amplified by the amplifier 26, and then converted into a binary signal by the binarization circuit 27.

2値化回路27からは、増幅器26の出力が閾値設定回路33から与えられる閾値を超えたとき「1」、超えないとき「0」の信号が出力される。この出力はサンプリング回路28によりサンプルホールドされる。サンプリング回路28には発振器29からサンプリングパルスが与えられている。このサンプリングパルスはカウンタ回路30にも与えられている。   The binarization circuit 27 outputs a signal of “1” when the output of the amplifier 26 exceeds the threshold given from the threshold setting circuit 33, and “0” when it does not exceed the threshold. This output is sampled and held by the sampling circuit 28. Sampling pulses are given to the sampling circuit 28 from the oscillator 29. This sampling pulse is also given to the counter circuit 30.

今、光速をC、測距対象物までの距離をL、レーザ光を照射してから反射光が受信されるまでの時間をtとすると、
L=Ct/2
の関係にある。よって、1mの分解能で距離測定を行おうとすると、サンプリングパルスは、150MHzである必要がある。
Now, let C be the speed of light, L be the distance to the object to be measured, and t be the time from when the laser beam is irradiated until the reflected light is received.
L = Ct / 2
Are in a relationship. Therefore, if a distance measurement is performed with a resolution of 1 m, the sampling pulse needs to be 150 MHz.

サンプリング回路28、発振器29、カウンタ回路30の関係を図10に示す。例えば、0〜255mまでの距離測定を行う場合、カウンタ回路30は8ビットのカウンタとなる。このカウンタの出力は、サンプリング回路28に入り、デコーダ28aにより、256ビットにデコードされる。すなわち、デコーダ28aは256の出力を持ち、カウンタ回路30がインクリメントされるごとに、「1」の信号を出力する端子が1つずつ右側にシフトされる。発振器29からの出力と、2値化回路27からの出力は、デコーダ28aの出力と共にANDゲート群28bに入力される。   The relationship among the sampling circuit 28, the oscillator 29, and the counter circuit 30 is shown in FIG. For example, when measuring a distance from 0 to 255 m, the counter circuit 30 is an 8-bit counter. The output of this counter enters the sampling circuit 28 and is decoded into 256 bits by the decoder 28a. That is, the decoder 28a has 256 outputs, and each time the counter circuit 30 is incremented, the terminal that outputs the signal “1” is shifted to the right by one. The output from the oscillator 29 and the output from the binarization circuit 27 are input to the AND gate group 28b together with the output of the decoder 28a.

図9における発光検出回路31の出力により、サンプリング回路28のレジスタ28cはリセットされる。それと同時にカウンタ回路30もリセットされる。このタイミングではデコーダ28aの左端の端子の出力が「1」となり、発振器29からの出力が「1」となったタイミングでANDゲート群28bの左端のゲートが開となり、そのときの2値化回路27の出力がレジスタ28cの左端のビットに入力され記憶される。   The register 28c of the sampling circuit 28 is reset by the output of the light emission detection circuit 31 in FIG. At the same time, the counter circuit 30 is also reset. At this timing, the output at the left end terminal of the decoder 28a becomes “1”, and the output at the left end of the AND gate group 28b opens at the timing when the output from the oscillator 29 becomes “1”. 27 outputs are input and stored in the leftmost bit of the register 28c.

発振器29からのパルスによりカウンタ30が1だけインクリメントされると、デコーダ28aの「1」出力が1つ右に移動し、発振器29からの出力が「1」となったタイミングでANDゲート群28bの左端から2番目のゲートが開となり、そのときの2値化回路27の出力がレジスタ28cの左端から2番目のビットに入力され記憶される。   When the counter 30 is incremented by 1 due to the pulse from the oscillator 29, the output “1” of the decoder 28a moves to the right, and at the timing when the output from the oscillator 29 becomes “1”, the AND gate group 28b The second gate from the left end is opened, and the output of the binarization circuit 27 at that time is input and stored in the second bit from the left end of the register 28c.

このようにして、カウンタ30がインクリメントされるごとに、2値化回路27の出力が記憶されるレジスタ28cのビットが右側に移動する。よって、カウンタ30の値が255になったタイミングでは、レジスタ28cには、閾値を超えた反射光の有無が時系列的に記憶されていることになる。なお、カウンタ30は255になった後では、リセットされない限り、発振器20からのパルスが入力しても0に戻ることはない。   In this way, each time the counter 30 is incremented, the bit of the register 28c that stores the output of the binarization circuit 27 moves to the right. Therefore, at the timing when the value of the counter 30 reaches 255, the presence or absence of reflected light exceeding the threshold is stored in the register 28c in time series. After the counter 30 reaches 255, it does not return to 0 even if a pulse from the oscillator 20 is input unless it is reset.

この状態で、MPU21がサンプリング回路28の値、すなわちレジスタ28cの値を読み込み、そのメモリの一部である積算値格納メモリ32に、レジスタ28cの値ごとに積算する。すなわち、積算値格納メモリ32は、レジスタ28cのビット毎(すなわち、所定分解能の距離毎)に対応して設けられている。   In this state, the MPU 21 reads the value of the sampling circuit 28, that is, the value of the register 28c, and integrates the accumulated value storage memory 32, which is a part of the memory, for each value of the register 28c. That is, the integrated value storage memory 32 is provided for each bit of the register 28c (that is, for each distance of a predetermined resolution).

MPU21はこの加算計算が終了すると、再び駆動回路22に対して、次の光パルスを生じさせるように指令を出す。このようにして、所定回数だけ、レーザ光を測距対象物に照射し、その反射光を受けて処理し、その結果を積算値格納メモリ32に加算する動作を繰り返す。そして、所定回数の測定が終わった段階で、MPU21は、積算値格納メモリ32の値を読み出し、レジスタ28cのビット毎に対応して設けられているメモリの値のうち、最大値を与えるメモリに対応する距離を、測距対象物までの距離と判定し、それを出力して測定を終了する。   When this addition calculation is completed, the MPU 21 instructs the drive circuit 22 again to generate the next optical pulse. In this way, the operation of irradiating the object to be measured with the laser beam a predetermined number of times, receiving and processing the reflected light, and adding the result to the integrated value storage memory 32 is repeated. Then, at the stage where the predetermined number of measurements are completed, the MPU 21 reads the value of the integrated value storage memory 32 and stores it in the memory that gives the maximum value among the values of the memory provided corresponding to each bit of the register 28c. The corresponding distance is determined as the distance to the object to be measured, and is output and the measurement is terminated.

サンプリング回路28の他の例を図11に示す。この例においては、サンプリング回路28は、シフトレジスタ28dと、ANDゲート28e、セレクタ28fから成り立っている。セレクタ28は、MPU21からのパルスと、発信器29からのパルスのどちらかを選択して出力するもので、初期状態においては、MPU21からのパルスが選択されている。   Another example of the sampling circuit 28 is shown in FIG. In this example, the sampling circuit 28 includes a shift register 28d, an AND gate 28e, and a selector 28f. The selector 28 selects and outputs either the pulse from the MPU 21 or the pulse from the transmitter 29, and the pulse from the MPU 21 is selected in the initial state.

そして、発光検出回路31から、レーザ発光を検出した信号が入力されると共に、セレクタ28の入力はANDゲート28側に切り換えられる。それと同時に、カウンタ30の入力ゲート(この場合はカウンタ30に付属し、図示されていない)が開き、発振器29からのパルスは、カウンタ30でカウントされると共に、ANDゲート28e、セレクタ28fを通ってシフトレジスタ28dにシフトパルスとして入力される。なお、カウンタ30はカウントの開始に先立ちリセットされる。   Then, a signal for detecting laser emission is input from the light emission detection circuit 31, and the input of the selector 28 is switched to the AND gate 28 side. At the same time, the input gate of the counter 30 (in this case, attached to the counter 30 and not shown) is opened, and the pulse from the oscillator 29 is counted by the counter 30 and passes through the AND gate 28e and the selector 28f. A shift pulse is input to the shift register 28d. Note that the counter 30 is reset prior to the start of counting.

シフトレジスタ28dの入力は、2値化回路27からの2値化信号であり、2値化回路27の出力が、シフトパルスが1つ入る毎にシフトレジスタ28dに取り込まれシフトされる。   The input of the shift register 28d is a binarized signal from the binarization circuit 27. The output of the binarization circuit 27 is taken into the shift register 28d and shifted every time one shift pulse is input.

カウンタ30の値が計測最大距離に相当する値に達すると、カウンタ30からクロック入力停止信号が出力される(ANDゲート28eの一つの入力が「0」となる)。これによりANDゲート28は閉ざされ、発振器29のパルスはシフトレジスタ28dに入力されなくなるので、シフトレジスタ28dの値はそのままで保持される。なお、カウンタ30は、その値が計測最大距離に相当する値に達するとそれ以上インクリメントされないようにされている。   When the value of the counter 30 reaches a value corresponding to the maximum measurement distance, a clock input stop signal is output from the counter 30 (one input of the AND gate 28e becomes “0”). As a result, the AND gate 28 is closed and the pulse of the oscillator 29 is not input to the shift register 28d, so that the value of the shift register 28d is held as it is. The counter 30 is configured not to be further incremented when the value reaches a value corresponding to the maximum measurement distance.

この状態でMPU21から読み取り要求信号が来ると、セレクタ28fがMPU発振器からの信号を入力するように切り換えられる。よって、MPU21からのパルスがシフトレジスタ28dのシフトパルスとなり、シフトレジスタ28dの内容が、シリアルにMPU21に転送される。   When a read request signal is received from the MPU 21 in this state, the selector 28f is switched to input a signal from the MPU oscillator. Therefore, the pulse from the MPU 21 becomes the shift pulse of the shift register 28d, and the contents of the shift register 28d are serially transferred to the MPU 21.

しかしながら、以上説明したような従来技術による距離測定装置には以下のような問題点があった。
第1は、測定を開始してから終了するまでの時間が長くなることである。すなわち、上述のように、1回の光照射が終わる毎に、MPU21がサンプリング回路28の内容を読み、それを積算値格納メモリ32に加算するという演算処理を行っている。MPU21のクロック周波数は10MHz程度であるので、この演算処理には時間がかかる。そして、この演算処理が終了するまで次の光の照射を行うことができないので、その分測定時間が長くなる。MPU21として高速のクロック周波数で作動するものを使用すれば測定時間を短縮できるが、MPUが高価になるという問題点がある。
However, the conventional distance measuring apparatus as described above has the following problems.
The first is that the time from the start to the end of the measurement becomes longer. That is, as described above, every time one light irradiation is finished, the MPU 21 reads the contents of the sampling circuit 28 and adds them to the integrated value storage memory 32. Since the clock frequency of the MPU 21 is about 10 MHz, this calculation process takes time. Since the next light irradiation cannot be performed until this calculation process is completed, the measurement time is increased accordingly. If the MPU 21 that operates at a high clock frequency is used, the measurement time can be shortened, but there is a problem that the MPU becomes expensive.

又、上述のような方法では、積算値格納メモリ32を用い、最大値を与えるメモリに対応する距離を、測距対象物までの距離と判定することによりノイズの除去を行っている。しかし、このようにしても、なお、ノイズの除去が十分にできない場合がある。   In the method as described above, the integrated value storage memory 32 is used, and noise is removed by determining the distance corresponding to the memory that gives the maximum value as the distance to the distance measuring object. However, even in this case, noise may not be sufficiently removed.

さらに、測定対象物が遠くにある場合と近くにある場合とでは、反射光の強度が異なるので、それに応じて閾値を変化させる必要がある。従来は、この対策として、閾値を、光の照射からの時間が経過すると共に下げていくようにしたり、図9に示すMPU21にて、積算格納メモリに格納されている値の全体の平均値をとり、その平均値が所定値になるように閾値設定回路33に指令を出して閾値を変更することが行われていた。しかし、このような方法も必ずしも満足の行くものではなかった。   Furthermore, since the intensity of the reflected light differs between when the object to be measured is far away and when it is close, it is necessary to change the threshold value accordingly. Conventionally, as a countermeasure, the threshold value is lowered with the passage of time from light irradiation, or the entire average value stored in the integrated storage memory is calculated by the MPU 21 shown in FIG. Therefore, the threshold value is changed by issuing a command to the threshold value setting circuit 33 so that the average value becomes a predetermined value. However, this method is not always satisfactory.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記のような問題点を解決し、短時間での測定を可能にしたり、ノイズにより測定精度が低下するのを防ぐことができる距離測定装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and distance measurement that solves the above-described problems, enables measurement in a short time, and prevents measurement accuracy from being degraded by noise. It is an object to provide an apparatus.

本発明に関連する距離測定装置は、測距対象物に対してパルス状の光を照射する光照射部と、
前記測距対象物及びその他の物体からの反射光を受光し、受光強度が閾値を超えた場合に反射光があったと判定する受光部と、
前記光が照射されてからの時間の区分に対応して設けられた複数のカウンタを有するカウンタ部と、
複数回の光の照射が行われた後に前記カウンタ部の内容を読み取って、その結果を演算処理して測距対象物までの距離を算出する演算処理部とを有する距離測定装置であって、
前記カウンタ部は、前記反射光があったと判定されたとき、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分に応じた、カウンタ部のカウンタに所定数を加算するものであり、前記演算処理部とは、独立した回路からなることを特徴とする距離測定装置である。
A distance measuring device related to the present invention includes a light irradiation unit that irradiates a distance measuring object with pulsed light, and
A light receiving unit that receives reflected light from the distance measuring object and other objects, and determines that there is reflected light when the received light intensity exceeds a threshold; and
A counter unit having a plurality of counters provided corresponding to the division of time after irradiation with the light;
A distance measuring device having an arithmetic processing unit that reads the contents of the counter unit after a plurality of times of light irradiation, calculates the distance to the object to be measured by calculating the result,
When it is determined that there is the reflected light, the counter unit adds a predetermined number to the counter of the counter unit according to a time segment from when the light is irradiated until the reflected light is obtained. it is those, wherein the arithmetic processing unit, a distance measuring equipment, characterized in that it consists of an independent circuit.

上記の距離測定装置の基本的な作用は、従来技術と変わりはないが、反射光が受光された回数をカウントするカウンタ部が演算処理部とは独立した回路からなる点が異なっている。よって、カウンタ部を演算処理部とは独立した速度で、非同期に動作させることができるので、加算処理を速めることができ、演算処理部全体を高速化することなく、測定時間を短縮できる。
The basic operation of the distance measuring device is the same as that of the prior art, but is different in that the counter unit that counts the number of times the reflected light is received is composed of a circuit independent of the arithmetic processing unit. Therefore, since the counter unit can be operated asynchronously at a speed independent of the arithmetic processing unit, the addition process can be accelerated and the measurement time can be shortened without increasing the speed of the entire arithmetic processing unit.

本発明に関連する距離測定装置は、上記の距離測定装置であって、前記カウンタに所定数を加算する加算処理が、前記光が照射されてから前記反射光が受光されるまでの時間の区分を決定するサンプリングパルスに同期して行われることを特徴とするものである。
The distance measuring apparatus related to the present invention is the distance measuring apparatus described above , wherein the addition process for adding a predetermined number to the counter is a time segment from when the light is irradiated until the reflected light is received. there therefore also characterized by being performed in synchronization with the sampling pulse to determine.

上記距離測定装置においては、カウンタに所定数を加算する加算処理がサンプリングパルスに同期して行われるので、回路構成が簡単になる。
In the distance measuring apparatus , the addition process for adding a predetermined number to the counter is performed in synchronization with the sampling pulse, so that the circuit configuration is simplified.

本発明に関連する距離測定装置は、測距対象物に対してパルス状の光を照射する光照射部と、
前記測距対象物及びその他の物体からの反射光を受光し、受光強度が閾値を超えた場合に反射光があったと判定する受光部と、
前記光が照射されてからの時間の区分に対応して設けられた複数のカウンタを有するカウンタ部と、
複数回の光の照射が行われた後に前記カウンタ部の内容を読み取って、その結果を演算処理して測距対象物までの距離を算出する演算処理部とを有する距離測定装置であって、
連続性判定部を有し、当該連続性判定部は、所定回数の連続した光照射に対して、前記反射光があったとの判定の有無を、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分に応じて記憶する記憶部を有し、所定回数連続して前記反射光があったと判定された時間区分について、対応する前記カウンタ部のカウンタに所定数を加算するものであることを特徴とする距離測定装置である。
A distance measuring device related to the present invention includes a light irradiation unit that irradiates a distance measuring object with pulsed light, and
A light receiving unit that receives reflected light from the distance measuring object and other objects, and determines that there is reflected light when the received light intensity exceeds a threshold; and
A counter unit having a plurality of counters provided corresponding to the division of time after irradiation with the light;
A distance measuring device having an arithmetic processing unit that reads the contents of the counter unit after a plurality of times of light irradiation, calculates the distance to the object to be measured by calculating the result,
A continuity determination unit, and the continuity determination unit determines whether or not there is the reflected light with respect to a predetermined number of continuous light irradiations, and determines whether the reflected light is present after the light irradiation is performed. And a storage unit for storing the time according to the time division until a predetermined number of times is obtained, and a predetermined number is added to the counter of the counter unit corresponding to the time division determined to have been reflected light a predetermined number of times. a distance measuring equipment, characterized in that those.

上記距離測定装置においては、連続性判定部が、所定回数の連続した光照射に対して反射光があったかどうかを、光の照射が行われてから反射光が得られるまでの時間の区分毎に判定し、所定回数連続して反射光があったと判定された時間区分について、対応するカウンタ部のカウンタに所定数を加算する。よって、ノイズのように連続して同じ時間区分の領域に反射光が得られないものについては、カウンタに加算されないので、ノイズをより確実に除去することができる。
In the distance measuring device , the continuity determination unit determines whether or not there is reflected light for a predetermined number of continuous light irradiations for each time interval from when the light irradiation is performed until the reflected light is obtained. A predetermined number is added to the counter of the corresponding counter unit for the time segment that has been determined and determined that there has been reflected light a predetermined number of times. Therefore, since the reflected light cannot be obtained continuously in the same time segment area, such as noise, it is not added to the counter, so that the noise can be more reliably removed.

本発明に関連する距離測定装置は、測距対象物に対してパルス状の光を照射する光照射部と、
前記測距対象物及びその他の物体からの反射光を受光し、受光強度が閾値を超えた場合に反射光があったと判定する受光部と、
前記光が照射されてからの時間の区分に対応して設けられた複数のカウンタを有するカウンタ部と、
複数回の光の照射が行われた後に前記カウンタ部の内容を読み取って、その結果を演算処理して測距対象物までの距離を算出する演算処理部とを有する距離測定装置であって、
連続性判定部を有し、当該連続性判定部は、所定回数の連続した光照射に対して、前記反射光があったことを、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分ごとに判別するものであることを特徴とする距離測定装置である。
A distance measuring device related to the present invention includes a light irradiation unit that irradiates a distance measuring object with pulsed light, and
A light receiving unit that receives reflected light from the distance measuring object and other objects, and determines that there is reflected light when the received light intensity exceeds a threshold; and
A counter unit having a plurality of counters provided corresponding to the division of time after irradiation with the light;
A distance measuring device having an arithmetic processing unit that reads the contents of the counter unit after a plurality of times of light irradiation, calculates the distance to the object to be measured by calculating the result,
A continuity determination unit, and the continuity determination unit obtains the reflected light after the irradiation of the light, indicating that the reflected light is present for a predetermined number of continuous light irradiations. a distance measuring equipment, characterized in that is to determine for each time segment to.

上記距離測定装置においては、連続性判定部が、所定回数の連続した光照射に対して反射光があったかどうかを、光の照射が行われてから反射光が得られるまでの時間の区分毎に判定する。よって、もし、このような時間区分があった場合(特に近距離に対応する時間区分において)には、光の強度が強すぎるとして、レーザの発光強度を弱めたり、増幅器のゲインを下げたりして、測定状態を適当なものとすることができる。
In the distance measuring device , the continuity determination unit determines whether or not there is reflected light for a predetermined number of continuous light irradiations for each time interval from when the light irradiation is performed until the reflected light is obtained. judge. Therefore, if there is such a time division (especially in the time division corresponding to a short distance), the light intensity is too strong and the laser emission intensity is reduced or the gain of the amplifier is lowered. Thus, the measurement state can be made appropriate.

前記課題を解決するための第の手段は、測距対象物に対してパルス状の光を照射する光照射部と、
前記測距対象物及びその他の物体からの反射光を受光し、受光強度が閾値を超えた場合に反射光があったと判定する受光部と、
前記光が照射されてからの時間の区分に対応して設けられた複数のカウンタを有するカウンタ部と、
複数回の光の照射が行われた後に前記カウンタ部の内容を読み取って、その結果を演算処理して測距対象物までの距離を算出する演算処理部とを有する距離測定装置であって、
前記カウンタ部は、前記反射光があったと判定されたとき、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分に応じた、カウンタ部のカウンタに所定数を加算するものであり、
かつ、連続性処理部を有し、当該連続性処理部は、1回の光照射に対しての前記反射光があったとの判定の有無を、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分毎に記憶する記憶部を有し、所定の時間区分の範囲において、前記反射光があったとの判定の連続性を評価し、それに応じて、前記閾値、光照射部から照射する光の強度、前記受光部の感度の内少なくとも1つを調整するように指示する機能を有することを特徴とする距離測定装置(請求項)である。
A first means for solving the above-described problem includes a light irradiation unit that irradiates a distance measuring object with pulsed light, and
A light receiving unit that receives reflected light from the distance measuring object and other objects, and determines that there is reflected light when the received light intensity exceeds a threshold; and
A counter unit having a plurality of counters provided corresponding to the division of time after irradiation with the light;
A distance measuring device having an arithmetic processing unit that reads the contents of the counter unit after a plurality of times of light irradiation, calculates the distance to the object to be measured by calculating the result,
When it is determined that there is the reflected light, the counter unit adds a predetermined number to the counter of the counter unit according to a time segment from when the light is irradiated until the reflected light is obtained. Is,
And it has a continuity processing unit, and the continuity processing unit determines whether or not there is the reflected light with respect to one light irradiation, and determines whether the reflected light is emitted after the light irradiation is performed. A storage unit for storing each time interval until the above-mentioned is obtained, and evaluates the continuity of the determination that the reflected light is present within a predetermined time interval, and accordingly, the threshold value and the light irradiation the intensity of light irradiated from the parts, the a distance measuring apparatus characterized by having the indicated functions to adjust at least one of sensitivity of the light receiving portion (claim 1).

本手段においては、1回の光照射に対して、連続性処理部が、光の照射が行われてから反射光が得られるまでの時間の区分毎に記憶する記憶部を有し、所定の時間区分の範囲において、反射光があったとの判定の連続性を評価し、それに応じて、閾値、光照射部から照射する光の強度、受光部の感度の内少なくとも1つを調整するように指示する。「指示する」とは、これら閾値、光照射部から照射する光の強度、受光部の感度を調整する回路や演算装置に対し、そうするように指令を出すことをいう。これにより、遠距離を測定する場合でも、近距離を測定する場合でも、信号レベルや閾値のレベルを適当な範囲に保つことができ、ノイズによる誤検出を防止できる。   In this means, for a single light irradiation, the continuity processing unit has a storage unit that stores data for each time interval from when the light irradiation is performed until the reflected light is obtained. In order to evaluate the continuity of the determination that there was reflected light in the time segment range, and adjust the threshold, the intensity of light emitted from the light irradiation unit, and the sensitivity of the light receiving unit accordingly. Instruct. “Instructing” means issuing a command to the circuit or arithmetic unit that adjusts the threshold value, the intensity of light emitted from the light irradiation unit, and the sensitivity of the light receiving unit. Thereby, even when measuring a long distance or when measuring a short distance, the signal level and the threshold level can be kept in appropriate ranges, and erroneous detection due to noise can be prevented.

以上説明したように、本発明によれば、短時間での測定を可能にしたり、ノイズにより測定精度が低下するのを防ぐことができる距離測定装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a distance measuring device that enables measurement in a short time and can prevent measurement accuracy from being lowered due to noise.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態である距離測定装置の概略構成を示す図である。この距離測定装置は、全体をマイクロプロセッサユニット(MPU)1を中心として構成されており、MPU1からの指令により、駆動回路2を介して半導体レーザ3からパルス状のレーザ光が放出される。この光はレンズ系4により平行光に変えられ、測距対象物に向けて照射される。測距対象物からの反射光は、レンズ系4を通して光検出器5で電気信号に変えられ、増幅器6で増幅された後、2値化回路7により2値信号に変換される。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. This distance measuring device is mainly configured with a microprocessor unit (MPU) 1 as the center, and a pulsed laser beam is emitted from the semiconductor laser 3 through the drive circuit 2 in response to a command from the MPU 1. This light is converted into parallel light by the lens system 4 and irradiated toward the object to be measured. Reflected light from the distance measuring object is converted into an electric signal by the photodetector 5 through the lens system 4, amplified by the amplifier 6, and then converted into a binary signal by the binarization circuit 7.

2値化回路7からは、増幅器6の出力が閾値設定回路13から与えられる閾値を超えたとき「1」、超えないとき「0」の信号が出力される。この出力はサンプリング回路8によりサンプリングされて、積算値格納メモリ9に積算される。サンプリング回路8には発振器10からサンプリングパルスが与えられている。このサンプリングパルスはカウンタ回路11にも与えられている。   The binarization circuit 7 outputs a signal “1” when the output of the amplifier 6 exceeds the threshold given from the threshold setting circuit 13 and “0” when it does not exceed the threshold. This output is sampled by the sampling circuit 8 and integrated in the integrated value storage memory 9. Sampling pulses are given to the sampling circuit 8 from the oscillator 10. This sampling pulse is also given to the counter circuit 11.

サンプリング回路8、積算値格納メモリ9、発振器10、カウンタ回路11の関係を図2に示す。例えば、0〜255mまでの距離測定を行う場合、カウンタ回路11は8ビットのカウンタとなる。このカウンタの出力は、サンプリング回路8に入り、デコーダ8aにより、256ビットにデコードされる。すなわち、デコーダ8aは256の出力を持ち、カウンタ回路11がインクリメントされるごとに、「1」の信号を出力する端子が1つずつ右側にシフトされる。発振器10からの出力と、2値化回路7からの出力は、デコーダ8aの出力と共にANDゲート群8bに入力される。   A relationship among the sampling circuit 8, the integrated value storage memory 9, the oscillator 10, and the counter circuit 11 is shown in FIG. For example, when the distance measurement from 0 to 255 m is performed, the counter circuit 11 is an 8-bit counter. The output of this counter enters the sampling circuit 8 and is decoded into 256 bits by the decoder 8a. That is, the decoder 8a has 256 outputs, and each time the counter circuit 11 is incremented, the terminal that outputs the signal "1" is shifted one by one to the right. The output from the oscillator 10 and the output from the binarization circuit 7 are input to the AND gate group 8b together with the output of the decoder 8a.

積算値格納メモリ9は、256個のカウンタユニットからなり、1つのカウンタユニットは例えば4ビットのカウンタからなる。各々のカウンタユニットは、ANDゲート群8bの1つのANDゲートに対応しており、それぞれ対応するANDゲートから「1」が出力されたタイミングで1だけインクリメントされる。   The integrated value storage memory 9 is composed of 256 counter units, and one counter unit is composed of, for example, a 4-bit counter. Each counter unit corresponds to one AND gate of the AND gate group 8b, and is incremented by 1 when “1” is output from the corresponding AND gate.

図1における発光検出回路14の出力により、積算値格納メモリ9はリセットされる。それと同時にカウンタ回路11もリセットされる。このタイミングではデコーダ8aの左端の端子の出力が「1」となり、発振器10からの出力が「1」となったタイミングでANDゲート群8bの左端のゲートが開となり、そのときの2値化回路7の出力が積算値格納メモリ9の左端のカウンタユニットに入力される。そして、もし2値化回路7の出力が「1」であれば、左端のカウンタユニットが1だけインクリメントされる。   The integrated value storage memory 9 is reset by the output of the light emission detection circuit 14 in FIG. At the same time, the counter circuit 11 is also reset. At this timing, the output at the left end terminal of the decoder 8a becomes “1”, and the output at the left end of the AND gate group 8b is opened at the timing when the output from the oscillator 10 becomes “1”. 7 is input to the counter unit at the left end of the integrated value storage memory 9. If the output of the binarization circuit 7 is “1”, the counter unit at the left end is incremented by 1.

発振器10からのパルスによりカウンタ回路11が1だけインクリメントされると、デコーダ8aの「1」出力が1つ右に移動し、発振器10からの出力が「1」となったタイミングでANDゲート群8bの左端から2番目のゲートが開となり、そのときの2値化回路7の出力が積算値格納メモリ9の左端から2番目のカウンタユニットに入力される。そして、もし2値化回路7の出力が「1」であれば、左端から2番目のカウンタユニットが1だけインクリメントされる。   When the counter circuit 11 is incremented by 1 due to the pulse from the oscillator 10, the output "1" of the decoder 8a moves to the right, and at the timing when the output from the oscillator 10 becomes "1", the AND gate group 8b The second gate from the left end is opened, and the output of the binarization circuit 7 at that time is input to the second counter unit from the left end of the integrated value storage memory 9. If the output of the binarization circuit 7 is “1”, the second counter unit from the left end is incremented by 1.

このようにして、カウンタ11がインクリメントされるごとに、2値化回路7の出力が加算記憶される積算値格納メモリ9のカウンタユニットが右側に移動する。よって、カウンタ10の値が255のなったタイミングでは、積算値格納メモリ9には、そのカウンタユニットに、閾値を超えた反射光の有無が時系列的に積算されていることになる。なお、カウンタ11は255になった後では、リセットされない限り、発振器10からのパルスが入力しても0に戻ることはない。   In this way, each time the counter 11 is incremented, the counter unit of the integrated value storage memory 9 in which the output of the binarization circuit 7 is added and stored moves to the right. Therefore, at the timing when the value of the counter 10 reaches 255, the presence / absence of reflected light exceeding the threshold is accumulated in the accumulated value storage memory 9 in time series in the counter unit. After the counter 11 reaches 255, it does not return to 0 even if a pulse from the oscillator 10 is input unless it is reset.

この状態で、MPU1は、直ちに駆動回路22に対して、次の光パルスを生じさせるように指令を出す。このようにして、所定回数だけ、レーザ光を測距対象物に照射し、その反射光を受けて処理し、その結果を積算値格納メモリ9に加算する動作を繰り返す。そして、所定回数の測定が終わった段階で、MPU1は、積算値格納メモリ9の各カウンタユニットの値を読み出し、最大値を与えるカウンタユニットに対応する距離を、測距対象物までの距離と判定し、それを出力して測定を終了する。   In this state, the MPU 1 immediately instructs the drive circuit 22 to generate the next optical pulse. In this manner, the operation of irradiating the object to be measured with a laser beam a predetermined number of times, receiving and processing the reflected light, and adding the result to the integrated value storage memory 9 is repeated. Then, at the stage where the predetermined number of measurements are completed, the MPU 1 reads the value of each counter unit in the integrated value storage memory 9, and determines the distance corresponding to the counter unit giving the maximum value as the distance to the distance measurement object. And output it to finish the measurement.

以上説明した図1に示す回路の作動と、図9に示す従来技術の回路の作動を比べると分かるように、図1に示す本発明の実施の形態では、各光照射毎に得られる反射光の有無の積算を、発振器10のサンプリングパルスに同期して、積算値格納メモリ9で行っているの対して、図9に示す従来技術ではMPU21が行っている。よって、図1に示す本発明の実施の形態の方が、MPU21に積算を行わせる時間が必要ないので、その分、光を照射する間隔を短くすることができ、それにより1回の測定時間を短くすることができる。   As can be seen by comparing the operation of the circuit shown in FIG. 1 described above with the operation of the prior art circuit shown in FIG. 9, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the reflected light obtained for each light irradiation is obtained. 9 is performed in the integrated value storage memory 9 in synchronization with the sampling pulse of the oscillator 10, whereas in the conventional technique shown in FIG. Therefore, the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 does not require time for the MPU 21 to perform integration, and accordingly, the light irradiation interval can be shortened accordingly, so that one measurement time can be obtained. Can be shortened.

サンプリング回路8のANDゲート群8bの出力S1〜S256は、データ評価回路12にも導かれる。図3に、データ評価回路の例を示す。データ評価回路は256ビットのレジスタ12aとANDゲート12bで構成される。レジスタ12aはその各ビットに入力された直前のサンプリング回路8のANDゲート群8bの出力S1〜S256の値をそれぞれ記憶するようになっている。   Outputs S1 to S256 of the AND gate group 8b of the sampling circuit 8 are also led to the data evaluation circuit 12. FIG. 3 shows an example of the data evaluation circuit. The data evaluation circuit includes a 256-bit register 12a and an AND gate 12b. The register 12a stores the values of the outputs S1 to S256 of the AND gate group 8b of the sampling circuit 8 immediately before being input to each bit.

そして、この例においては、レジスタ12aの3〜7ビット(距離3m〜7m(近距離部)に対応)の値がすべて「1」、すなわちこの間の距離からの反射光があったときにANDゲート12bの出力が「1」となるようにされている。図1におけるMPU1は、次の光の放出を指令する前にこの出力を読み取って、閾値設定回路13に対して閾値を上げるように指令を出す。その代わりに、駆動回路2に対して、半導体レーザ3の出力を下げるように指令を出すようにしてもよいし、増幅器6に対して、ゲインを下げるように指令を出しても、これらのうち2つ以上を同時に行ってもよい。   In this example, when all the values of 3 to 7 bits (corresponding to the distance 3 m to 7 m (short distance portion)) of the register 12a are “1”, that is, when there is reflected light from the distance between them, the AND gate The output of 12b is set to “1”. The MPU 1 in FIG. 1 reads this output before commanding the next light emission, and issues a command to the threshold setting circuit 13 to increase the threshold. Instead, the driver circuit 2 may be instructed to reduce the output of the semiconductor laser 3, or the amplifier 6 may be instructed to lower the gain. Two or more may be performed simultaneously.

このようにして、最初は閾値を小さくしておき、順次閾値を上げていき、ANDゲート12bの出力が始めて「0」となったところで閾値を固定し、測定を行うことにすれば、安定した閾値で測定を行うことができる。同様に、半導体レーザ3の出力を制御したり、増幅器6のゲインを制御する場合でも、適当な出力やゲインで測定を行うことができる。   In this way, if the threshold value is initially reduced, the threshold value is increased sequentially, the threshold value is fixed when the output of the AND gate 12b first becomes “0”, and measurement is performed. Measurements can be made with a threshold. Similarly, even when the output of the semiconductor laser 3 or the gain of the amplifier 6 is controlled, measurement can be performed with an appropriate output and gain.

なお、測定速度を問題にしなければ、従来技術の説明で示した、図9、図10のような回路構成にしておき、MPU21自身にデータ評価回路の機能を持たせ、レジスタ28cの値を読み込んで、その「1」となっているビットの連続の程度を判定して、それにより、閾値を上下させる等の制御を行うようにすることもできる。このように、MPUにデータ評価回路の機能を持たせれば、ソフトウエア処理により、フレキシビリティに富んだ制御を行うことができる。もちろん、回路が複雑になることをいとわなければ、MPUと同じデータ評価を回路で実現することは可能である。   If the measurement speed is not a problem, the circuit configuration as shown in FIGS. 9 and 10 shown in the description of the prior art is used, the MPU 21 itself has a data evaluation circuit function, and the value of the register 28c is read. Thus, it is possible to determine the degree of continuity of the bit that is “1” and thereby perform control such as raising or lowering the threshold value. As described above, if the MPU is provided with the function of the data evaluation circuit, it is possible to perform control with high flexibility by software processing. Of course, the same data evaluation as that of the MPU can be realized by the circuit if the circuit is not complicated.

図4に、本発明の第2の実施の形態である距離測定装置の構成の概要を示す。図4に示す実施の形態は、図1に示す実施の形態とは、積算値格納メモリ9とデータ評価回路12の構成が異なるだけであるので、図1と同じ、他の各構成要素については、図1と同じ符号を付してその作動の説明を省略する。   FIG. 4 shows an outline of the configuration of the distance measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 differs from the embodiment shown in FIG. 1 only in the configuration of the integrated value storage memory 9 and the data evaluation circuit 12, and therefore, the other components that are the same as those in FIG. The same reference numerals as those in FIG.

図4に示す実施の形態においては、サンプリング回路8の出力が、データ評価回路12を介して積算値格納メモリ9に入力されている。これらの回路の詳細を図5に示す。   In the embodiment shown in FIG. 4, the output of the sampling circuit 8 is input to the integrated value storage memory 9 via the data evaluation circuit 12. Details of these circuits are shown in FIG.

図5において、発振器10、カウンタ11及びサンプリング回路8の作動は、図2において説明したのと同じであるので説明を省略する。図5においては、データ評価回路12は、2つの256ビットレジスタ12d、12eを有し、これらは測定開始でリセットされる。サンプリング回路のANDゲート群8bの出力は、データ評価回路12のレジスタ12dに入力される。そして、レジスタ12dの内容は、発光検出回路14の出力を受けてレジスタレジスタ12eに移されると共に、レジスタ12dはリセットされる。1回の発光タイミングで測定が終了したときには、レジスタ12dには今回の測定結果が、レジスタ12eには前回の測定結果が格納されていることになる。   In FIG. 5, the operations of the oscillator 10, the counter 11, and the sampling circuit 8 are the same as those described in FIG. In FIG. 5, the data evaluation circuit 12 has two 256-bit registers 12d and 12e, which are reset at the start of measurement. The output of the AND gate group 8b of the sampling circuit is input to the register 12d of the data evaluation circuit 12. The contents of the register 12d are transferred to the register register 12e upon receiving the output of the light emission detection circuit 14, and the register 12d is reset. When the measurement is completed at one light emission timing, the current measurement result is stored in the register 12d, and the previous measurement result is stored in the register 12e.

レジスタ12dと12eの対応するビットは、それぞれANDゲート群12cに入力され、レジスタ12dと12eが共に「1」となったビットについて出力が積算値格納メモリ9に出され、積算値格納メモリ9の対応するカウンタユニットがインクリメントされる。このようにして、所定回数だけ、レーザ光を測距対象物に照射し、その反射光を受けて処理し、その結果を積算値格納メモリ9に加算する動作を繰り返す。そして、所定回数の測定が終わった段階で、MPU1は、積算値格納メモリ9の各カウンタユニットの値を読み出し、最大値を与えるカウンタユニットに対応する距離を、測距対象物までの距離と判定し、それを出力して測定を終了する。   The corresponding bits of the registers 12d and 12e are respectively input to the AND gate group 12c, and the output of the bits for which both the registers 12d and 12e are “1” is output to the integrated value storage memory 9. The corresponding counter unit is incremented. In this manner, the operation of irradiating the object to be measured with a laser beam a predetermined number of times, receiving and processing the reflected light, and adding the result to the integrated value storage memory 9 is repeated. Then, at the stage where the predetermined number of measurements are completed, the MPU 1 reads the value of each counter unit in the integrated value storage memory 9, and determines the distance corresponding to the counter unit giving the maximum value as the distance to the distance measurement object. And output it to finish the measurement.

図5におけるデータ評価回路12の働きは、2回の測定において、連続して出力が得られたビットについてのみ、積算値格納メモリ9に加算を行うように制御を行うことである。このような処理を行うことにより、瞬間的に現れるノイズを除去することができる。   The function of the data evaluation circuit 12 in FIG. 5 is to perform control so as to add to the integrated value storage memory 9 only for bits for which continuous output is obtained in two measurements. By performing such processing, noise that appears instantaneously can be removed.

なお、図5においては、レジスタを2つ設けて2回連続した出力のみを積算するようにしているが、レジスタを3つ以上設けることにより、反射光が3回以上連続して検出された場合のみを検出するようにしてもよい。さらに、測定速度が遅くて差し支えない場合は、データ評価回路12と積算値格納メモリ9の働きをMPU1によって行ってもよいことはいうまでもない。   In FIG. 5, two registers are provided so that only two consecutive outputs are integrated. However, when three or more registers are provided, reflected light is detected three or more times continuously. May be detected only. Furthermore, when the measurement speed may be slow, it goes without saying that the functions of the data evaluation circuit 12 and the integrated value storage memory 9 may be performed by the MPU 1.

サンプリング回路8と積算値格納メモリ9の別の例を図6に示す。この例は、従来例として図11に示した回路に相当するものである。2値化回路7の出力は、シフトレジスタ8cに入力されている。発光検出回路14から、レーザの発光を検出した信号が入力されると、カウンタ11がリセットされて、発振器10からのパルスの計数を開始すると共に、その出力であるクロック入力停止信号がオフ(「1」)となり、ANDゲート8dが開いて、発振器10からのパルスがシフトパルスとしてシフトレジスタ8cに入力される。よって、2値化回路7の出力は、順次シフトレジスタ8cに入力される。   Another example of the sampling circuit 8 and the integrated value storage memory 9 is shown in FIG. This example corresponds to the circuit shown in FIG. 11 as a conventional example. The output of the binarization circuit 7 is input to the shift register 8c. When a signal for detecting the light emission of the laser is input from the light emission detection circuit 14, the counter 11 is reset to start counting pulses from the oscillator 10, and the clock input stop signal as the output is turned off (" 1 "), the AND gate 8d is opened, and the pulse from the oscillator 10 is input to the shift register 8c as a shift pulse. Therefore, the output of the binarization circuit 7 is sequentially input to the shift register 8c.

カウンタ11の値が計測最大距離に相当する値に達すると、カウンタ11からクロック入力停止信号が出力される(ANDゲート8dの一つの入力が「0」となる)。これによりANDゲート8は閉ざされ、発振器10のパルスはシフトレジスタ8cに入力されなくなるので、シフトレジスタ8cの値はそのままで保持される。なお、カウンタ30は、その値が計測最大距離に相当する値に達するとそれ以上インクリメントされないようにされている。   When the value of the counter 11 reaches a value corresponding to the maximum measurement distance, a clock input stop signal is output from the counter 11 (one input of the AND gate 8d becomes “0”). As a result, the AND gate 8 is closed and the pulse of the oscillator 10 is not input to the shift register 8c, so that the value of the shift register 8c is held as it is. The counter 30 is configured not to be further incremented when the value reaches a value corresponding to the maximum measurement distance.

この状態で、発光検出回路14から、次の発光検出信号が来ると、カウンタ11がリセットされ、再び上記の動作が繰り返される。そのとき、シフトレジスタ8cの最終段のラッチ回路からあふれた出力は、積算値格納メモリ9の加算器9dに入力される。一方、セレクタ8fは、発振器10の出力を選択しており、従って、発振器10からのパルスはアドレスカウンタ8eに入力される。アドレスカウンタ8eは、積算値累積メモリ9のセレクタ9bとセレクタ9cのゲートを選択するものである。すなわち積算値累積メモリ9のメモリ回路9aのうち、どのビットを入出力として選択するかを決定する。メモリ回路9aは、mem1〜memNまでのNセットのメモリであり、アドレスカウンタ8eのカウント値に対応するものの入出力が、セレクタ9bとセレクタ9cを通して外部とつながるようになっている。mem1〜memNは、それぞれが所定ビット数から成り立っている。   In this state, when the next light emission detection signal comes from the light emission detection circuit 14, the counter 11 is reset and the above operation is repeated again. At that time, the output overflowing from the latch circuit at the final stage of the shift register 8 c is input to the adder 9 d of the integrated value storage memory 9. On the other hand, the selector 8f selects the output of the oscillator 10, and accordingly, the pulse from the oscillator 10 is input to the address counter 8e. The address counter 8e selects the selector 9b and the gate of the selector 9c of the integrated value accumulation memory 9. That is, which bit is selected as input / output in the memory circuit 9a of the integrated value accumulation memory 9 is determined. The memory circuit 9a is an N-set memory from mem1 to memN, and the input / output corresponding to the count value of the address counter 8e is connected to the outside through the selector 9b and the selector 9c. Each of mem1 to memN is composed of a predetermined number of bits.

アドレスカウンタ8eが1のときは、mem1の内容がセレクタ9cを通して加算器9dに入力され、シフトレジスタ8cの出力と加算され、その結果がセレクタ9bを通して再びmem1に格納される。すなわち、シフトレジスタ8cの出力が「1」のとき、mem1の内容は1だけインクリメントされ、シフトレジスタ8cの出力が「0」の場合は、前の値がそのままホールドされることになる。   When the address counter 8e is 1, the content of mem1 is input to the adder 9d through the selector 9c, added to the output of the shift register 8c, and the result is stored in mem1 again through the selector 9b. That is, when the output of the shift register 8c is “1”, the content of mem1 is incremented by 1. When the output of the shift register 8c is “0”, the previous value is held as it is.

以上の動作が、発振器10からのパルスが来るごとに繰り返され、シフトレジスタ8cの出力が、順次mem1〜memNに加算されることになる。このようにして、発光検出回路14からの出力があり、1回の計測が行われるごとに、計測距離の区分に対応する反射光の有無が、メモリ回路9aに累算されることになる。   The above operation is repeated each time a pulse is received from the oscillator 10, and the output of the shift register 8c is sequentially added to mem1 to memN. In this way, every time one measurement is performed with the output from the light emission detection circuit 14, the presence or absence of reflected light corresponding to the measurement distance section is accumulated in the memory circuit 9a.

このようにして所定回の距離測定が行われて測定が終了すると、MPU1から読み取り要求がなされ、セレクタ8fの入力がMPU発振器からの入力に切り換えられる。そして、それによりアドレスカウンタが歩進し、カウンタの値に対応するメモリ回路9a中のmem1〜memNの値が、順次セレクタ9cを通してMPU1に読み込まれる。   When the distance measurement is performed a predetermined number of times in this way and the measurement is completed, a reading request is made from the MPU 1 and the input of the selector 8f is switched to the input from the MPU oscillator. As a result, the address counter advances, and the values of mem1 to memN in the memory circuit 9a corresponding to the counter value are sequentially read into the MPU1 through the selector 9c.

図7に、データ評価回路の他の例を示す。これは、図6に示したサンプリング回路に結合されるものであり、近距離からの反射信号の飽和を検知し、レーザの発光強度を落としたり、増幅器6のゲインを下げたりするための制御信号を出力する回路である。図6に示すシフトレジスタ8cからの出力が、ビットシリアルな信号としてセレクタ12gに入力される。発振器10からのパルスは、シフトレジスタ読み出しカウンタ12hに入力され加算される。そして、セレクタ12gのゲートのうち、シフトレジスタ読み出しカウンタ12hのカウント数に対応するゲートに、シフトレジスタ8cの出力が出力される。   FIG. 7 shows another example of the data evaluation circuit. This is coupled to the sampling circuit shown in FIG. 6 and detects a saturation of the reflected signal from a short distance, and a control signal for reducing the laser emission intensity or reducing the gain of the amplifier 6. Is a circuit that outputs. The output from the shift register 8c shown in FIG. 6 is input to the selector 12g as a bit serial signal. The pulses from the oscillator 10 are input to the shift register read counter 12h and added. The output of the shift register 8c is output to the gate corresponding to the count number of the shift register read counter 12h among the gates of the selector 12g.

シフトレジスタ8cからのパルスは、発振器10からのパルスに同期しているので、これにより、シフトレジスタ8cからのパルスが、順次(例えば図の上側から下側に)異なるANDゲート12kに出力されることになる。なお、ANDゲート12kへのゲートとして選択されていないセレクタ12gの他のゲートからは「1」の信号が出力されている。   Since the pulse from the shift register 8c is synchronized with the pulse from the oscillator 10, the pulse from the shift register 8c is sequentially output to different AND gates 12k (for example, from the upper side to the lower side in the figure). It will be. A signal “1” is output from the other gates of the selector 12g not selected as the gate to the AND gate 12k.

ANDゲート12kの出力は、対応するラッチ回路12mに入力されるが、ラッチ回路12mの出力そのものが、ANDゲート12kの他の入力となっている。なお、ラッチ回路12mは、測定の開始にあっては「1」となるように初期セットされている。よって、パルス発振器10のパルス毎にラッチ指令入力がラッチ回路12mに入るので、その時の対応するANDゲート12kの値がラッチ回路12mの新たな入力となる。   The output of the AND gate 12k is input to the corresponding latch circuit 12m, but the output itself of the latch circuit 12m is another input of the AND gate 12k. The latch circuit 12m is initially set to “1” at the start of measurement. Therefore, since the latch command input enters the latch circuit 12m for each pulse of the pulse oscillator 10, the value of the corresponding AND gate 12k at that time becomes a new input to the latch circuit 12m.

今、ひとたび、所定の距離に対応するシフトレジスタ8cからの出力が「0」となったとすると、対応するANDゲート12kの出力は「0」となり、従ってラッチ回路12mも「0」となる。ひとたびラッチ回路12mが「0」となると、その出力がANDゲート12kに入力されているので、対応するANDゲート12kの出力は常に「0」となり、従ってラッチ回路12mの出力は、次にラッチ回路12mが初期セットされるまで「1」となることはない。   Now, once the output from the shift register 8c corresponding to the predetermined distance becomes “0”, the output of the corresponding AND gate 12k becomes “0”, and therefore the latch circuit 12m also becomes “0”. Once the latch circuit 12m becomes “0”, the output is inputted to the AND gate 12k. Therefore, the output of the corresponding AND gate 12k is always “0”. Therefore, the output of the latch circuit 12m is next to the latch circuit. It does not become “1” until 12m is initially set.

このような回路を近距離の出力に対応する信号について設けておけば、所定回数の測定を行った場合に、その測定の全てにおいて信号が「1」であった距離に対応するラッチ回路12mの出力のみが1となり、1回でも信号が「0」となった距離に対応するラッチ回路12mの出力は「0」となっている。   If such a circuit is provided for a signal corresponding to an output at a short distance, when a predetermined number of measurements are performed, the latch circuit 12m corresponding to the distance at which the signal was “1” in all the measurements. Only the output becomes 1, and the output of the latch circuit 12m corresponding to the distance where the signal becomes “0” even once is “0”.

各ラッチ回路12mの出力はOR回路12nに入力され、前記所定回数の測定を行った場合にその全てにおいて信号が「1」であった測定距離があった場合には、OR回路12nの出力が「1」となって、レーザの発光強度を落としたり、増幅器6のゲインを下げたりするための制御信号を出力する。   The output of each latch circuit 12m is input to the OR circuit 12n, and when the measurement is performed a predetermined number of times and there is a measurement distance in which the signal is “1”, the output of the OR circuit 12n is It becomes “1”, and a control signal for reducing the emission intensity of the laser or lowering the gain of the amplifier 6 is output.

図8に、データ評価回路のもう一つの他の例を示す。これは、図6に示したサンプリング回路に結合されるものであり、レーザ光の発光強度が強すぎたり、増幅器のゲインが高すぎるというような場合に、ノイズの影響により、広い範囲の距離に亘って連続して反射信号が得られたような結果が生じ、測定誤差が生じることを防ぐものである。   FIG. 8 shows another example of the data evaluation circuit. This is coupled to the sampling circuit shown in FIG. 6. When the light emission intensity of the laser beam is too strong or the gain of the amplifier is too high, the noise is affected and the distance is increased over a wide range. This is to prevent a measurement error from occurring as a result that a reflected signal is continuously obtained.

シフトレジスタ12pには、図6に示すシフトレジスタ8cの出力が入力され、パルス発振器10からのパルスをシフト指令としてシフトしている。シフトレジスタ12pを構成する各ラッチ回路の出力はANDゲート12qに入力されており、ANDゲート12qの出力はラッチ回路12rのラッチ指令とされている。ラッチ回路12rの信号入力は常に「1」となっている。よって、一度、シフトレジスタ12pの全てのラッチ回路が「1」となると、すなわち、シフトレジスタ12pがMビットからなるとき、M個の距離区間に亘って連続して反射信号が得られたような状態が検出されると、ANDゲート12qの出力が1となってラッチ回路12rが「1」の状態となりホールドされる。ラッチ回路12rが「1」の状態となると、その制御出力により、レーザの発光強度を下げたり、増幅器のゲインを低下させたりする制御が行われる。   The output of the shift register 8c shown in FIG. 6 is input to the shift register 12p, and the pulse from the pulse oscillator 10 is shifted as a shift command. The output of each latch circuit constituting the shift register 12p is input to the AND gate 12q, and the output of the AND gate 12q is used as a latch command for the latch circuit 12r. The signal input of the latch circuit 12r is always “1”. Therefore, once all the latch circuits of the shift register 12p become “1”, that is, when the shift register 12p is composed of M bits, reflected signals are obtained continuously over M distance intervals. When the state is detected, the output of the AND gate 12q becomes 1, and the latch circuit 12r becomes "1" and is held. When the latch circuit 12r is in the “1” state, control for lowering the laser emission intensity or lowering the gain of the amplifier is performed by the control output.

本発明の第1の実施の形態である距離測定装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the distance measuring device which is the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す距離測定装置におけるサンプリング回路、積算値格納メモリ、発振器、カウンタ回路の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the sampling circuit in the distance measuring device shown in FIG. 1, an integrated value storage memory, an oscillator, and a counter circuit. 図1におけるデータ評価回路の例を示すである。It is an example of the data evaluation circuit in FIG. 本発明の第2の実施の形態である距離測定装置の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a structure of the distance measuring device which is the 2nd Embodiment of this invention. 図4に示すサンプリング回路、データ評価回路、積算値格納メモリの関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship among a sampling circuit, a data evaluation circuit, and an integrated value storage memory illustrated in FIG. 4. サンプリング回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a sampling circuit. データ評価回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a data evaluation circuit. データ評価回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a data evaluation circuit. 従来の距離測定装置の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the conventional distance measuring device. 図9に示すサンプリング回路、発振器、カウンタ回路の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the sampling circuit shown in FIG. 9, an oscillator, and a counter circuit. サンプリング回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a sampling circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1…マイクロプロセッサユニット、2…駆動回路、3…半導体レーザ、4…レンズ系、5…光検出器、6…増幅器、7…2値化回路、8…サンプリング回路、8a…デコーダ、8b…ANDゲート群、8c…シフトレジスタ、8d…ANDゲート、8e…アドレスカウンタ、8f…セレクタ、9…積算値格納メモリ、9a…メモリ回路、9b…セレクタ、9c…セレクタ、9d…加算器、10…発振器、11…カウンタ回路、12…データ評価回路、12a…レジスタ、12b…ANDゲート、12c…レジスタ、12d…レジスタ、12e…ANDゲート群、12g…セレクタ、12h…シフトレジスタ読み出しカウンタ、12k…ANDゲート、12m…ラッチ回路、12n…OR回路、12p…シフトレジスタ、12q…ANDゲート、12r…ラッチ回路、13…閾値設定回路、14…発光検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microprocessor unit, 2 ... Drive circuit, 3 ... Semiconductor laser, 4 ... Lens system, 5 ... Photodetector, 6 ... Amplifier, 7 ... Binarization circuit, 8 ... Sampling circuit, 8a ... Decoder, 8b ... AND Gate group, 8c ... shift register, 8d ... AND gate, 8e ... address counter, 8f ... selector, 9 ... integrated value storage memory, 9a ... memory circuit, 9b ... selector, 9c ... selector, 9d ... adder, 10 ... oscillator 11 ... counter circuit, 12 ... data evaluation circuit, 12a ... register, 12b ... AND gate, 12c ... register, 12d ... register, 12e ... AND gate group, 12g ... selector, 12h ... shift register read counter, 12k ... AND gate , 12m ... latch circuit, 12n ... OR circuit, 12p ... shift register, 12q ... AND gate 12r ... latch circuit, 13 ... threshold setting circuit, 14 ... emission detection circuit

Claims (1)

測距対象物に対してパルス状の光を照射する光照射部と、
前記測距対象物及びその他の物体からの反射光を受光し、受光強度が閾値を超えた場合に反射光があったと判定する受光部と、
前記光が照射されてからの時間の区分に対応して設けられた複数のカウンタを有するカウンタ部と、
複数回の光の照射が行われた後に前記カウンタ部の内容を読み取って、その結果を演算処理して測距対象物までの距離を算出する演算処理部とを有する距離測定装置であって、
前記カウンタ部は、前記反射光があったと判定されたとき、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分に応じた、カウンタ部のカウンタに所定数を加算するものであり、
かつ、連続性処理部を有し、当該連続性処理部は、1回の光照射に対しての前記反射光があったとの判定の有無を、前記光の照射が行われてから前記反射光が得られるまでの時間の区分毎に記憶する記憶部を有し、所定の時間区分の範囲において、前記反射光があったとの判定の連続性を評価し、それに応じて、前記閾値、光照射部から照射する光の強度、前記受光部の感度の内少なくとも1つを調整するように指示する機能を有することを特徴とする距離測定装置。
A light irradiator for irradiating the object to be measured with pulsed light;
A light receiving unit that receives reflected light from the distance measuring object and other objects, and determines that there is reflected light when the received light intensity exceeds a threshold; and
A counter unit having a plurality of counters provided corresponding to the division of time after irradiation with the light;
A distance measuring device having an arithmetic processing unit that reads the contents of the counter unit after a plurality of times of light irradiation, calculates the distance to the object to be measured by calculating the result,
When it is determined that there is the reflected light, the counter unit adds a predetermined number to the counter of the counter unit according to a time segment from when the light is irradiated until the reflected light is obtained. Is,
And it has a continuity processing unit, and the continuity processing unit determines whether or not there is the reflected light with respect to one light irradiation, and determines whether the reflected light is emitted after the light irradiation is performed. A storage unit for storing each time interval until the above-mentioned is obtained, and evaluates the continuity of the determination that the reflected light is present within a predetermined time interval, and accordingly, the threshold value and the light irradiation A distance measuring device having a function of instructing to adjust at least one of the intensity of light emitted from the unit and the sensitivity of the light receiving unit.
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