JP4808965B2 - 測距方法及び測距装置 - Google Patents
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Description
発明の利点
本発明は、位相情報を搬送するアナログ評価信号をアナログ−デジタル変換器でデジタル化し、続いて、前記位相情報を計算ユニットで評価する測距方法に基づく。評価信号を位相変調してアナログ−デジタル変換器に供給することが、提案されている。
図面
別の利点について、以下、図を用いて説明する。図には、本発明の実施例が示されている。図、説明及び請求の範囲は、多数の各要件を組み合わせて有している。当業者は、各要件を目的に合うように個別に見ても、有意義に更に組み合わせるようにまとめてもよい。
その際:
図1は、測距装置の回路の略図、
図2は、周波数変調装置の原理図、
図3は、アナログ−デジタル変換器のサンプリング個所での評価信号を示す図、
図4は、位相シフトを有する評価信号を示す図、
図5は、別の位相シフトを有する評価信号を示す図、
図6は、評価信号での測定過程の位相位置レベルを示す図、
図7は、ノイズによって拡張された位相レベルを示す図、
図8は、変調限界を有する位相変調された評価信号を示す図、
図9は、位相変調を有する測定過程の位相位置レベルを示す図
である。
実施例の説明
図1は、10で示された測距装置の原理図を示す。この装置は、光送信器12、例えば、レーザダイオード、並びに、公知のアバランシェフォトダイオードとして構成されていて、複数周波数の混合を行う光受信器14を有している。光送信器12を用いて、コリメートされた可視の連続描画レーザビームが、送信信号16として形成され、この送信信号は、対象18(以下、ターゲットとも呼ぶ)で可視である。対象18から、送信信号16が光学の法則に従って反射され、受信信号20として光受信器14により受光される。光受信器14には、ターゲット測定に直ぐ続いて、光学切換スイッチ22、例えば、可動フラップを介して、送信信号16が規準信号16’として供給される。
12 光送信器
14 光受信器
16 送信信号
16’ 規準信号
18 対象
20 受信信号
22 切換スイッチ
24 回路装置
26 発振器
27 変調装置
28,28’ 分周器
30,30’ 回路装置
32,32’ 加算素子
34 位相シフト素子
36 評価信号
38 アナログ−デジタル変換器
40 アンチエイリアジングフィルタ
42 増幅器
44 アナログ−デジタル変換器
46 マイクロプロセッサ
52 PLL回路
54 VCO回路
56 LCフィルタ
58 変調ユニット
f0 基本周波数
f0M 変調された基本周波数
fM 変調周波数
f1,f1’ 周波数
f2,f2’ 周波数
f3,f3’ 周波数
f4 周波数
f5 周波数
f10,f’ 10 周波数
f20,f’ 20 周波数
f30,f’ 30 周波数
tp 周期長
ti 時点
φi 位相位置
QA 位相分解量子
PV 最大偏向
Claims (13)
- 光学送信信号(16)を用いた測距方法であって、
光送信器(12)から送信された送信信号(16)が対象(18)で反射され、受信信号(20)として光受信器(14)により受信され、
前記送信信号(16)は内部の区間を介して前記光受信器(14)に供給され、
位相情報を搬送するアナログ評価信号(36)が、前記受信信号(20)と混合信号との混合によって形成され、
前記アナログ評価信号(36)は、アナログ−デジタル変換器(44)でデジタル化され、
前記位相情報は計算ユニットにより、測距のために評価される測距方法において、
前記位相情報を搬送するアナログ評価信号(36)は位相変調されて前記アナログ−デジタル変換器(44)に供給され、
位相変調され、前記アナログ−デジタル変換器(44)に入力され、該アナログ−デジタル変換器(44)から出力された評価信号(36)が、前記計算ユニットによって複数の周期に亘って平均化され、平均化された前記位相情報が測距のために評価されることを特徴とする測距方法。 - 測定周波数(f'1,f'2,f'3)を備えるアナログ測定信号を形成し、測定信号を評価信号(36)に変換し、評価信号(36)の位相変調を、測定信号の変調によって行う請求項1記載の測距方法。
- 評価信号(36)の位相を、平均位相位置(φm)を中心にして規則的かつ対称に変動させる請求項1または2記載の測距方法。
- 位相変調を、周波数変調によって達成する請求項1から3迄の何れか1記載の測距方法。
- 測定信号の測定周波数(f'1,f'2,f'3)を、平均周波数を中心にして規則的かつ対称に変動する請求項4記載の測距方法。
- 周波数変調をVCO回路(54)での変調信号の入力によって行う請求項4または5記載の測距方法。
- 評価信号(36)の位相変調を、アナログ−デジタル変換器(44)に同調し、評価信号(36)の位相を、最大位相分解量(QA)の少なくとも1/4、ことに1/2だけ、平均位相位置(φm)を中心にして両側にシフトさせる請求項1から6迄の何れか1記載の測距方法。
- 評価信号(36)は、変調周波数の整数倍の評価周波数を有するようにする請求項1から7迄の何れか1記載の測距方法。
- 前記変調周波数は、前記評価信号(36)の評価周波数の少なくとも1/3より小さい請求項1から8迄の何れか1記載の測距方法。
- 前記混合信号は、所定の周波数(f4)だけ前記送信信号(16)に対してシフトされている請求項1から9までのいずれか1項記載の測距方法。
- 光学送信信号(16)を用いた測距装置であって、
光学送信信号(16)を送信するための光送信器(12)と、光受信器(14)とを有し、
前記光学送信信号(16)が対象(18)で反射され、受信信号(20)として前記受信器(14)により受信され、
前記送信信号(16)は内部の区間を介して前記光受信器(14)に供給され、
混合信号を形成する装置が設けられており、
アナログ評価信号(36)を形成するために、前記混合信号は前記受信信号(20)と混合され、
前記アナログ評価信号(36)は位相情報を備えており、
前記アナログ評価信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器(44)が前記光受信器(14)に後置接続されており、
前記位相情報を評価し、距離を検出する計算ユニットが前記アナログ−デジタル変換器(44)に後置接続されている形式の測距装置において、
前記アナログ評価信号(36)の位相を変調するための変調ユニット(58)が設けられており、
前記計算ユニットは、前記変調ユニット(58)により位相変調され、前記アナログ−デジタル変換器(44)に入力され、該アナログ−デジタル変換器(44)から出力された評価信号(36)を複数の周期に亘って平均化し、平均化された前記位相情報を測距のために評価することを特徴とする測距装置。 - 基本周波数(f0)の基本信号を形成する発振器(26)を有しており、
前記変調ユニット(58)は、VCO回路(54)を用いて前記基本周波数(f0)を変調する請求項11記載の測距装置。 - 前記変調ユニット(58)は、VCO回路(54)の入力信号を電圧変調する請求項12記載の測距装置。
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