JP4901128B2 - Distance measuring device and distance measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、距離測定装置及び距離測定方法に関するものである。   The present invention relates to a distance measuring device and a distance measuring method.

レーザパルスを測定対象物に向けて発射し、その発射タイミングから反射光の受光タイミングまでの時間を測定することにより、測定対象物までの距離を測定する方法、及び装置は周知のものである。１回の測定だけでは、ノイズの影響を受ける可能性があるので、複数回の測定を行い、測定時間のヒストグラムを作成し、ヒストグラム中で最大の度数を有する時間を採用して、その時間と光の速度から測定対象物までの距離を求めるようにしているものもある。   A method and apparatus for measuring the distance to a measurement object by emitting a laser pulse toward the measurement object and measuring the time from the emission timing to the reception timing of reflected light are well known. Since only one measurement may be affected by noise, measure multiple times, create a histogram of the measurement time, adopt the time with the highest frequency in the histogram, In some cases, the distance from the speed of light to the object to be measured is obtained.

特開２００２−１８１９３４号公報JP 2002-181934 A

このような複数回の測定結果に基づいて距離測定を行う場合には、５００回程度の測定を行ってヒストグラムを作り、精度を高めるのが普通である。しかし、目標対象物が遠距離にある場合には、受信される信号のレベルが低いので、背光ノイズの影響を避けるためにこのように多くの回数の測定を行う必要があるが、目標対象物が近距離にある場合には、信号レベルが十分高く、測定回数をこのように多くする必要が無い。   When distance measurement is performed on the basis of such a plurality of measurement results, it is common to increase the accuracy by making a histogram by performing measurement about 500 times. However, when the target object is at a long distance, the level of the received signal is low, so it is necessary to perform many measurements in this way in order to avoid the influence of back light noise. Is at a short distance, the signal level is sufficiently high and there is no need to increase the number of measurements in this way.

又、従来の距離測定方法や装置においては、作成されたヒストグラムの全範囲について、度数の大小の判定対象としているが、測定対象物が近距離に存在することが分かっていれば、近距離に対応するヒストグラムの部分を対象にすれば十分である。逆に、測定対象物が遠距離に存在することが分かっていれば、遠距離に対応するヒストグラムの部分を対象にすれば十分である。   Moreover, in the conventional distance measuring method and apparatus, the entire range of the created histogram is the object of determination of the magnitude of the frequency, but if it is known that the object to be measured exists at a short distance, It is sufficient to target the corresponding histogram part. Conversely, if it is known that the measurement object exists at a long distance, it is sufficient to target the portion of the histogram corresponding to the long distance.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、測定時間を短くすることが可能な距離測定装置、及び距離測定方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the distance measuring apparatus and distance measuring method which can shorten measurement time.

前記課題を達成するための第１の手段は、測定対象物に向けてパルス光を発射する発光部と、前記測定対象で反射された前記パルス光を受光する受光部と、前記パルス光の発射から、前記受光部で前記パルス光を受光するまでの時間を計測する計測部と、前記計測部で計測した時間から、前記測定対象物が所定距離内の近距離にある近距離モードであるか、前記所定距離を越える遠距離にある遠距離モードであるかを判別する遠近判別手段と、前記計測部によって計測された、前記発光部によって発射された複数のパルス光が前記受光部によって受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを作成し、最も度数の高い時間区分から測定距離を定める距離決定部と、を含み、前記距離決定部は、前記近距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間範囲内で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間を超える時間範囲で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合の測定回数を前記近距離モードの場合の測定回数よりも増加させるように構成されたことを特徴とする距離測定装置である。
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって前記遠近判別手段は、前記計測部によって計測された、前記発光部によって発射された複数のパルス光が前記受光部によって受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを前記所定距離に対応する時間範囲内で作成し、所定の度数閾値を超える時間区分がある場合に前記近距離モードであると判別し、そうでない場合に前記遠距離モードであると判別することを特徴とするものである。
First means for achieving the object, a light receiving portion for receiving a light emitting unit for emitting pulsed light toward the measurement object, the pulse light reflected by the measurement target, the pulsed light It is a short-distance mode in which the measurement object is at a short distance within a predetermined distance from the measurement unit that measures the time from launching until the pulsed light is received by the light-receiving unit, and the time measured by the measurement unit A distance determination means for determining whether the distance mode is a long distance exceeding the predetermined distance, and a plurality of pulse lights emitted by the light emitting section, measured by the measurement section, are received by the light receiving section. A distance determination unit that creates a frequency histogram for the time interval and determines a measurement distance from the time interval with the highest frequency, and the distance determination unit includes a field in the short distance mode. In addition, the histogram is created within a time range corresponding to the predetermined distance, and in the long-distance mode, the histogram is created in a time range exceeding the time corresponding to the predetermined distance. The distance measuring device is configured to increase the number of times of measurement in a short distance mode more than the number of times of measurement in the short distance mode .
The second means for solving the problem is the first means, and the distance discrimination means is configured to measure a plurality of pulse lights emitted by the light emitting part, measured by the measuring part. The frequency histogram for the time segment is created within the time range corresponding to the predetermined distance, and the short distance mode is determined when there is a time segment exceeding the predetermined frequency threshold. Otherwise, it is determined that the long-distance mode is selected.

第１の参考形態は、測定対象物が所定距離内の近距離にあるか、前記所定距離を越える遠距離にあるかを判別する遠近判別手段と、測定対象物に向けてパルス光を、前記遠近判別手段の判別結果に基づいた所定の回数発射する発光部と、前記測定対象で反射された前記パルス光を受光する受光部と、前記パルス光の発射から、前記受光部で前記パルス光を受光するまでの時間を計測する計測部と、前記計測部で計測した複数の前記パルス光のうち前記パルス光を最も多く受光した時間を判定し、前記判定した時間に対応する距離を前記測定対象物までの距離とする距離決定部とを有することを特徴とする距離測定装置である。
 In the first reference form , a distance determination means for determining whether a measurement object is at a short distance within a predetermined distance or a long distance exceeding the predetermined distance, and pulsed light toward the measurement object, A light emitting unit that emits a predetermined number of times based on the determination result of the perspective determination unit, a light receiving unit that receives the pulsed light reflected by the measurement object, and the light receiving unit that emits the pulsed light from the emission of the pulsed light A measuring unit that measures the time until light is received; and a time during which the pulsed light is received most frequently among the plurality of pulsed light that is measured by the measuring unit, and a distance corresponding to the determined time is determined as the measurement target It is a distance measuring apparatus characterized by having a distance determination part made into the distance to an object.

第２の参考形態は、前記第１の参考形態であって、前記遠近判別手段が、前記発光部から光パルスを発射し、前記計測部で計測した時間に対応する距離が前記近距離であるときに、前記測定対象物が近距離にあり、それ以外のときは前記測定対象物は遠距離にあると判断することを特徴とするものである。
 A second reference form is the first reference form , wherein the distance determination unit emits a light pulse from the light emitting unit, and a distance corresponding to a time measured by the measurement unit is the short distance. Sometimes, it is determined that the measurement object is at a short distance, and otherwise, the measurement object is at a long distance.

第３の参考形態は、前記第２の参考形態であって、前記遠近判別手段が、前記発光部から光パルスを複数回発射し、前記距離決定部で決定した前記測定対象物までの距離が前記近距離であるときに、前記測定対象物が近距離にあり、それ以外のときは前記測定対象物は遠距離にあると判断することを特徴とするものである。
 A third reference form is the second reference form , wherein the distance determination unit emits a light pulse from the light emitting unit a plurality of times, and the distance to the measurement object determined by the distance determining unit is When it is the short distance, it is determined that the measurement object is at a short distance, and otherwise, it is determined that the measurement object is at a long distance.

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段または第２の手段のいずれかであって、前記計測部が、前記受光部で所定の閾値以上の光を受光したときに時間を計測し、前記閾値は前記近距離に対応する時間では測定距離に対応する時間が長くなるに従って小さくなることを特徴とするものである。
The third means for solving the problem is either the first means or the second means, and when the measurement unit receives light of a predetermined threshold value or more by the light receiving unit. Time is measured, and the threshold value becomes smaller as the time corresponding to the measurement distance becomes longer at the time corresponding to the short distance.

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記計測部が、前記所定の閾値よりも大きな第２の閾値を有し、前記閾値以上で前記第２の閾値以下の光を受光したときに時間を計測し、前記第２の閾値は、測定距離に対応する時間が長くなるに従って小さくなることを特徴とするものである。
A fourth means for solving the problem is the third means, wherein the measurement unit has a second threshold value larger than the predetermined threshold value, and the second value is equal to or greater than the threshold value. Time is measured when light having a threshold value or less is received, and the second threshold value decreases as the time corresponding to the measurement distance increases.

前記課題を解決するための第５の手段は、測定対象物に向けて発射されたパルスが受光されるまでの時間を計測し、該時間から、前記測定対象物が所定距離内の近距離にある近距離モードであるか、前記所定距離を越える遠距離にある遠距離モードであるかを判別するステップと、前記測定対象物に向けて発射された複数のパルス光が受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを作成するステップであって、前記近距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間範囲内で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間を超える時間範囲で前記ヒストグラムを作成するステップと、前記ヒストグラムにおいて、最も度数の高い時間区分から測定距離を定めるステップと、を含み、前記遠距離モードの場合の測定回数を前記近距離モードの場合の測定回数よりも増加させるようにしたことを特徴とする距離測定方法である。
A fifth means for solving the above problem is to measure a time until a pulse emitted toward the measurement object is received, and from the time, the measurement object is brought to a short distance within a predetermined distance. Determining whether it is a short-distance mode or a long-distance mode at a long distance exceeding the predetermined distance, and a time until a plurality of pulse lights emitted toward the measurement object are received A frequency histogram for a time segment, wherein the histogram is created within a time range corresponding to the predetermined distance in the short distance mode, and the predetermined distance in the long distance mode. Creating the histogram in a time range that exceeds the time corresponding to the distance; determining the measurement distance from the most frequent time section in the histogram; Wherein, a distance measuring method characterized by the number of measurements in the case of the long distance mode so as to increase than the number of measurements in the case of the short distance mode.

第３の参考形態は、測定対象物が所定距離内の近距離にあるか、前記所定距離を越える遠距離にあるかを判別し、測定対象物に向けてパルス光を、前記遠近判別手段の判別結果に基づいた所定の回数発射し、前記パルス光の発射から、前記測定対象物で反射された前記パルス光を受光するまでの時間を計測し、前記計測部で計測した複数の前記パルス光のうち前記パルス光を最も多く受光した時間を判定し、前記判定した時間に対応する距離を前記測定対象物までの距離とすることを特徴とする距離測定方法である。 In the third reference form , it is determined whether the measurement object is at a short distance within a predetermined distance or at a long distance exceeding the predetermined distance, and pulse light is directed toward the measurement object by the perspective determination means. A plurality of pulsed light beams that are emitted a predetermined number of times based on the determination result, measure the time from the emission of the pulsed light to the reception of the pulsed light reflected by the measurement object, and measured by the measurement unit The distance measuring method is characterized in that a time when the pulse light is received most is determined, and a distance corresponding to the determined time is set as a distance to the measurement object.

本発明によれば、測定時間を短くすることが可能な距離測定装置、及び距離測定方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a distance measuring device and a distance measuring method capable of shortening the measurement time.

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、本発明の実施の形態の１例である距離測定装置の構成を示すブロック図である。この距離測定装置はＣＰＵからなる制御部１を中心として構成されており、制御部１中には、カウント部２、閾値選択部３、距離ビン４、ヒストグラム作成部５、遠近判定部６、距離算出部７が、ソフトウエアとメモリの形で設けられている。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus as an example of an embodiment of the present invention. This distance measuring device is mainly configured by a control unit 1 composed of a CPU. The control unit 1 includes a count unit 2, a threshold selection unit 3, a distance bin 4, a histogram creation unit 5, a distance determination unit 6, and a distance. The calculation unit 7 is provided in the form of software and memory.

距離測定を行うときは、制御部１がパルス発生回路８に指令を出すと、パルス発生回路８がパルスを発生し、これによりレーザ発光部９からレーザ光のパルスが光学系１０を介して、測定対象物に向けて発射される。レーザ発光部９の発光素子として、レーザダイオードが使用される。目標対象物で反射されたパルス（ノイズを含む）は、光学系１１を介してレーザ受光部１２で受光されて電圧信号に変換される。レーザ受光部１２の受光素子として、アバランシェフォトダイオードが使用される。レーザ受光部１２からの電圧信号は、増幅回路１３により増幅されて、閾値設定回路１４に設定されている閾値と比較され、所定の条件を満たしたとき、閾値設定回路１４の出力がハイレベルとなる。閾値の設定と、閾値との比較の方法の例については、後に説明する。   When the distance measurement is performed, when the control unit 1 issues a command to the pulse generation circuit 8, the pulse generation circuit 8 generates a pulse, whereby a pulse of the laser beam from the laser emission unit 9 passes through the optical system 10, Fired at the measurement object. A laser diode is used as a light emitting element of the laser light emitting unit 9. A pulse (including noise) reflected by the target object is received by the laser light receiving unit 12 via the optical system 11 and converted into a voltage signal. An avalanche photodiode is used as the light receiving element of the laser light receiving unit 12. The voltage signal from the laser light receiving unit 12 is amplified by the amplifier circuit 13 and compared with the threshold value set in the threshold value setting circuit 14, and when a predetermined condition is satisfied, the output of the threshold value setting circuit 14 becomes high level. Become. An example of a method for setting the threshold value and comparing the threshold value will be described later.

レーザ発光部９の発光を検出する回路（不図示）により、実際にレーザ光が発射されたときに、クロックパルスのカウントを開始し、閾値設定回路の出力がハイレベルとなったときにカウントを停止する。これにより、レーザ光のパルスが発射されてからその反射光が受光されるまでの時間が計測できる。   When a laser beam is actually emitted by a circuit (not shown) for detecting the light emission of the laser emission unit 9, the clock pulse count starts, and the count is output when the output of the threshold setting circuit becomes high level. Stop. Thereby, the time from when the pulse of the laser beam is emitted until the reflected light is received can be measured.

距離ビン４は、距離（時間）の区分毎に設けられたメモリである。例えば距離測定範囲が１０ｍ〜５００ｍであり、距離の分解能が２ｍの場合、１０〜１２ｍ、１２〜１４ｍ、…、４９８〜５００ｍというように、２ｍおきの距離に対応するメモリが設けられている。ヒストグラム作成部５は、カウント部２のカウントが停止したとき、又は、最大測定距離の測定に要する時間が経過したとき、カウント部２のカウント値を読み出し、その値に対応する距離ビン４の距離（時間）の区分のメモリの値を１だけインクリメントする。このような測定を複数回行えば、距離ビン４に、各距離（時間）区分のヒストグラムが形成される。距離算出部７は、決められた回数の測定が終わった段階で、このヒストグラムを読み出し、度数の一番高い距離（時間）区分に対応する測定距離を、測定対象物までの距離と判定し、測距表示部１５に表示する。   The distance bin 4 is a memory provided for each section of distance (time). For example, when the distance measurement range is 10 m to 500 m and the distance resolution is 2 m, a memory corresponding to a distance of every 2 m is provided such as 10 to 12 m, 12 to 14 m, ..., 498 to 500 m. The histogram creation unit 5 reads the count value of the count unit 2 when the count of the count unit 2 stops or when the time required for measuring the maximum measurement distance has elapsed, and the distance of the distance bin 4 corresponding to that value The memory value in the (time) section is incremented by 1. If such measurement is performed a plurality of times, a histogram of each distance (time) segment is formed in the distance bin 4. The distance calculation unit 7 reads out this histogram at the stage when the determined number of measurements are finished, determines the measurement distance corresponding to the highest frequency (time) section as the distance to the measurement object, It is displayed on the distance measurement display unit 15.

本実施の形態においては、以上のような本測定の前に、遠近判定のための予備測定を実施する。まず、閾値選択部３より、近距離用の閾値を閾値設定回路１４に出力する。近距離用の閾値は、図２（ａ）に示すように閾値ａと閾値ｂとからなり、閾値ａは、反射パルスが受光されるまでの時間（すなわち測定距離）が長くなるにつれて低下するようになっている。この例の場合は、閾値ｂは一定としているが、閾値ｂも反射パルスが受光されるまでの時間（すなわち測定距離）が長くなるにつれて低下するようにしてもよい。そして、増幅回路１３からの電圧が、閾値ｂ以上であり、かつ閾値ａ以下である場合に、閾値設定回路１４の出力がハイレベルとなるようにされている。   In the present embodiment, preliminary measurement for perspective determination is performed before the main measurement as described above. First, the threshold selection unit 3 outputs a threshold for short distance to the threshold setting circuit 14. As shown in FIG. 2A, the short distance threshold includes a threshold a and a threshold b. The threshold a decreases as the time until the reflected pulse is received (that is, the measurement distance) increases. It has become. In this example, the threshold value b is constant, but the threshold value b may also decrease as the time until the reflected pulse is received (that is, the measurement distance) becomes longer. When the voltage from the amplifier circuit 13 is equal to or higher than the threshold value b and equal to or lower than the threshold value a, the output of the threshold setting circuit 14 is set to a high level.

次に、制御部１がパルス発生回路８に指令を出し、前述のような方法で、この指令がでてから閾値設定回路１４の出力がハイレベルとなるまでの時間を測定する。但し、この時間計測は、近距離に対応する時間、すなわち、図２（ａ）においてＴ０からＴｐに対応する時間のみについて行い、時間Ｔｐが経過した後は行わない。そして、時間Ｔｐが経過した後に、カウント部２の値を読み込み、それが、最短測定距離に対応する時間をＴ１とするとき、Ｔ１とＴｐの間に対応する値になっているかどうかを判断する。もし、Ｔ１とＴｐの間に対応する値になっていれば、近距離に存在する測定対象物からの反射光が得られたとして、近距離モードにセットする。もし、Ｔ１とＴｐの間に対応する値になっていなければ、測定対象物は近距離に無いものとして、遠距離モードにセットする。なお、ＴＭＡＸは、最大測定距離に対応する時間である。 Next, the control unit 1 issues a command to the pulse generation circuit 8, and measures the time from when this command is issued until the output of the threshold setting circuit 14 becomes high level by the method described above. However, this time measurement is the time corresponding to the short-range, i.e., performs the only time corresponding from T 0 to T p in FIG. 2 (a), is not performed after a lapse of a time T p. Then, after the time T p elapses, the value of the count unit 2 is read, and when the time corresponding to the shortest measurement distance is T 1, is the value corresponding to between T 1 and T p ? Judge whether. If the value corresponds to between T 1 and T p , the reflected light from the measurement object existing at a short distance is obtained, and the short distance mode is set. If the value does not correspond between T 1 and T p , the long distance mode is set assuming that the measurement object is not at a short distance. T MAX is a time corresponding to the maximum measurement distance.

以上の説明は、１回の発光で遠近を判別する方法であったが、距離ビン４とヒストグラム作成部５の機能を使用して、ヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づいて遠近判別を行うと、さらに精度の良い判別ができる。すなわち、予備測定においても、前述の測定方法と同じように、複数回の測定を行い、各測定におけるカウント部２のカウント値に基づいて、距離ビン４のメモリを加算し、ヒストグラムを作成する。但し、前述のように、時間Ｔｐが経過した後ではカウントを行わないので、時間Ｔｐを超える距離ビンのメモリは０となる。 The above description is a method of determining perspective by one light emission. However, when a histogram is created using the functions of the distance bin 4 and the histogram creating unit 5 and perspective determination is performed based on this histogram. Further, it is possible to make a more accurate determination. That is, also in the preliminary measurement, the measurement is performed a plurality of times as in the above-described measurement method, and the memory of the distance bin 4 is added based on the count value of the count unit 2 in each measurement to create a histogram. However, as described above, since the count is not performed after the time T p elapses, the memory of the distance bin exceeding the time T p becomes zero.

このようにして作成されたヒストグラムの例を図２（ｂ）に示す。遠近判定部６は、このヒストグラムの内、Ｔ１以上Ｔｐ以下の範囲で、度数が定められた度数閾値ｎ以上となるものがあるかどうかを判別する。もしあれば、近距離に存在する測定対象物からの反射光が得られたとして、近距離モードにセットする。もし無ければ、測定対象物は近距離に無いものとして、遠距離モードにセットする。 An example of the histogram created in this way is shown in FIG. Distance determining section 6, of the histogram, by T 1 or T p the range, to determine whether there is to be a frequency threshold n or more frequencies have been defined. If there is, the reflected light from the measurement object existing at a short distance is obtained, and the short distance mode is set. If not, the object to be measured is not in a short distance, and the long distance mode is set.

以上のようにして、予備測定の結果、測定対象物が近距離にあるのか遠距離にあるのかを判断してから、本測定に入る。本測定は、前述のような手順により行われるが、ヒストグラムを作成するための測定回数、及び距離判定に使用するヒストグラムの範囲を、近距離モードの場合と遠距離モードの場合で変えるようにしている。図３にこの様子を示す。図３（ａ）は、レーザパルスを発射してから反射光を受光するまでの時間と、閾値設定回路１４の閾値の関係を示す図である。閾値は閾値ａと閾値ｂの２つが設けられており、増幅回路１３の出力が閾値ｂ以上で閾値ｂ以下のとき、閾値設定回路１４の出力がハイレベルとなり、カウント部２のカウントを停止させる。近距離（Ｔｐ以下）では、閾値ａ、閾値ｂとも、距離（時間）と共に大きく低下するが、遠距離（Ｔｐ超え）の場合には、閾値ａ、閾値ｂとも緩やかに低下する。これは、測定対象物までの距離がある程度以上になると、背光ノイズのレベルの変化がほとんど一定値となることを考慮したものである。 As described above, after the preliminary measurement, it is determined whether the measurement object is at a short distance or a long distance, and then the main measurement is started. This measurement is performed according to the procedure described above, but the number of measurements for creating the histogram and the range of the histogram used for distance determination are changed between the short distance mode and the long distance mode. Yes. FIG. 3 shows this state. FIG. 3A is a diagram showing the relationship between the time from when the laser pulse is emitted until the reflected light is received and the threshold value of the threshold setting circuit 14. Two threshold values, threshold value a and threshold value b, are provided. When the output of the amplifier circuit 13 is equal to or higher than the threshold value b and equal to or lower than the threshold value b, the output of the threshold value setting circuit 14 becomes high level, and the count unit 2 stops counting. . In short distance (T p or less), the threshold value a, with a threshold value b, the distance will be greatly reduced with (time), in the case of long distance (greater than T p) is the threshold value a, decreases gradually also the threshold b. This takes into account that when the distance to the measurement object exceeds a certain level, the change in the level of the backlight noise becomes almost constant.

近距離モードの場合は、測定回数を遠距離測定の場合に比較して少なくする。これは、近距離測定の場合は反射光の強さが強く、背光ノイズの影響を受けにくいので、測定回数を少なくしても信頼性のあるデータが得られるからである。図３（ｂ）、（ｃ）は、前述のようなカウント部２のカウント値に基づいて距離ビン４に形成されたヒストグラムの例を示す。近距離測定においては、距離算出部７は、図３（ｂ）に示すように、最短測定距離Ｔ１から近距離限界Ｔｐまでの範囲のみのヒストグラムを採用して、この範囲で度数が最大のものＴｍを、測定時間と決定する。Ｔｐを超える範囲測定データは無視する。又は、前述の予備測定と同じように、測定時間がＴｐを超える範囲でのカウントを打ち切るようにしてもよい。 In the short-distance mode, the number of measurements is reduced compared to the long-distance measurement. This is because in the case of short distance measurement, the intensity of reflected light is strong and is not easily affected by back light noise, so that reliable data can be obtained even if the number of measurements is reduced. 3B and 3C show examples of histograms formed in the distance bin 4 based on the count value of the count unit 2 as described above. Maximum at the near measurement, the distance calculation unit 7, as shown in FIG. 3 (b), employs a histogram of only ranging from the shortest measurement distance T 1 until the short-range limit T p, power in this range Tm is determined as the measurement time. Range measurement data of more than T p is ignored. Alternatively, as in the above-described preliminary measurement, the count in the range where the measurement time exceeds T p may be terminated.

遠距離モードの場合は、距離算出部７は、背光ノイズの影響を受けやすいので、測定回数を増やして測定を行う。そして、距離算出部７は、図３（ｃ）に示すように、測定時間がＴｐを超える範囲のみのヒストグラムを採用して、この範囲で度数が最大のものＴｎを、測定時間と決定する。 In the long-distance mode, the distance calculation unit 7 is easily affected by the back light noise, and thus performs measurement by increasing the number of measurements. Then, as shown in FIG. 3C, the distance calculation unit 7 adopts a histogram only in a range where the measurement time exceeds T p , and determines T n having the maximum frequency in this range as the measurement time. To do.

以上のように、遠距離モードと近距離モードとで測定方法を異ならせることにより、近距離測定の場合の測定回数を減らすことができ、かつ、近距離測定の場合も遠距離測定の場合も、距離計算に使用するヒストグラムの範囲（＝使用メモリ数）を制限することができるので、距離測定に要する時間を短縮することができる。   As described above, the number of measurements in short-distance measurement can be reduced by using different measurement methods for long-distance mode and short-distance mode, and in both short-distance measurement and long-distance measurement. Since the range (= number of used memories) of the histogram used for distance calculation can be limited, the time required for distance measurement can be shortened.

以上の説明においては、予備測定においてヒストグラムを使用して遠近判別を行う場合、測定時間がＴｐを超えた場合にカウントを打ち切っていたが、通常測定と同じように、最大測定可能距離までカウントを行うようにして、測定範囲全体に亘ってヒストグラムを作成し、そのうち、測定時間がＴ１とＴｐの間に対応する部分のみを採用して、その中で閾値ｎを超えるものがあるかどうかを判断するようにしてもよい。また、近距離モードと遠距離モードで、共に従来と同じようにヒストグラムの全領域を使用するようにし、近距離モードのときには、測定回数のみを少なくするようにしても、測定時間短縮の効果が得られる。 In the above description, when performing using a histogram distance determination in the preliminary measurement, the measurement time has discontinued the count if it exceeds T p, like the normal measurement, counting up measurable distance so as to perform, a histogram over the entire measurement range, of which, if the measurement time is adopted only a portion corresponding to between the T 1 and T p, is in excess of the threshold n therein You may make it judge whether. Also, in the short-distance mode and the long-distance mode, the entire area of the histogram is used in the same way as in the past, and in the short-distance mode, even if only the number of measurements is reduced, the measurement time can be shortened. can get.

本発明の実施の形態の１例である距離測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distance measuring device which is an example of embodiment of this invention. 予備測定の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a preliminary measurement. 本測定の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of this measurement.

符号の説明Explanation of symbols

１…制御部、２…カウント部、３…閾値選択部、４…距離ビン、５…ヒストグラム作成部、６…遠近判定部、７…距離算出部、８…パルス発生回路、９…レーザ発光部、１０…光学系、１１…光学系、１２…レーザ受光部、１３…増幅回路、１４…閾値設定回路、１５…測距表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control part, 2 ... Count part, 3 ... Threshold selection part, 4 ... Distance bin, 5 ... Histogram creation part, 6 ... Distance determination part, 7 ... Distance calculation part, 8 ... Pulse generation circuit, 9 ... Laser light emission part DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical system, 11 ... Optical system, 12 ... Laser light-receiving part, 13 ... Amplifying circuit, 14 ... Threshold setting circuit, 15 ... Ranging display part

Claims (5)

測定対象物に向けてパルス光を発射する発光部と、前記測定対象で反射された前記パルス光を受光する受光部と、前記パルス光の発射から、前記受光部で前記パルス光を受光するまでの時間を計測する計測部と、前記計測部で計測した時間から、前記測定対象物が所定距離内の近距離にある近距離モードであるか、前記所定距離を越える遠距離にある遠距離モードであるかを判別する遠近判別手段と、前記計測部によって計測された、前記発光部によって発射された複数のパルス光が前記受光部によって受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを作成し、最も度数の高い時間区分から測定距離を定める距離決定部と、を含み、前記距離決定部は、前記近距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間範囲内で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間を超える時間範囲で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合の測定回数を前記近距離モードの場合の測定回数よりも増加させるように構成されたことを特徴とする距離測定装置。 A light receiving portion for receiving a light emitting unit for emitting pulsed light toward the measurement object, the pulse light reflected by the measurement target, from the firing of the pulsed light, for receiving the pulsed light by the light receiving portion From the measuring unit that measures the time until and the time measured by the measuring unit, the measuring object is in a short-distance mode in a short distance within a predetermined distance, or a long distance that exceeds the predetermined distance and perspective discriminating means for discriminating whether the mode, measured by the measuring unit, the time until said plurality of pulse light emitted by the light emitting unit is received by the light receiving portion, a histogram of the frequency with respect to time division A distance determination unit that determines a measurement distance from a time segment with the highest frequency, and the distance determination unit is within a time range corresponding to the predetermined distance in the short-distance mode. The histogram is created, and in the long-distance mode, the histogram is created in a time range exceeding the time corresponding to the predetermined distance, and the number of measurements in the long-distance mode is measured in the short-distance mode. A distance measuring apparatus configured to increase the number of times . 前記遠近判別手段は、前記計測部によって計測された、前記発光部によって発射された複数のパルス光が前記受光部によって受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを前記所定距離に対応する時間範囲内で作成し、所定の度数閾値を超える時間区分がある場合に前記近距離モードであると判別し、そうでない場合に前記遠距離モードであると判別することを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。 The perspective discrimination means corresponds to a histogram of the frequency with respect to a time section corresponding to the predetermined distance with respect to the time until the plurality of pulse lights emitted by the light emitting unit are received by the light receiving unit, measured by the measuring unit. claims created within the time range, it is determined that the said short-range mode when there is a time segment exceeds a predetermined frequency threshold, and discriminates that the said long distance mode otherwise to The distance measuring apparatus according to 1. 前記計測部は、前記受光部で所定の閾値以上の光を受光したときに時間を計測し、前記閾値は前記近距離に対応する時間では測定距離に対応する時間が長くなるに従って小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載の距離測定装置。 The measurement unit measures time when light having a predetermined threshold value or more is received by the light receiving unit, and the threshold value decreases as the time corresponding to the measurement distance increases in the time corresponding to the short distance. The distance measuring device according to claim 1 or 2 , characterized in that 前記計測部は、前記所定の閾値よりも大きな第２の閾値を有し、前記閾値以上で前記第２の閾値以下の光を受光したときに時間を計測し、前記第２の閾値は、測定距離に対応する時間が長くなるに従って小さくなることを特徴とする請求項３に記載の距離測定装置。 The measurement unit has a second threshold value that is larger than the predetermined threshold value, measures time when receiving light that is greater than or equal to the threshold value and less than or equal to the second threshold value, and the second threshold value is measured The distance measuring apparatus according to claim 3 , wherein the distance measuring apparatus decreases as the time corresponding to the distance increases. 測定対象物に向けて発射されたパルスが受光されるまでの時間を計測し、該時間から、前記測定対象物が所定距離内の近距離にある近距離モードであるか、前記所定距離を越える遠距離にある遠距離モードであるかを判別するステップと、
前記測定対象物に向けて発射された複数のパルス光が受光されるまでの時間について、時間区分に対する度数のヒストグラムを作成するステップであって、前記近距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間範囲内で前記ヒストグラムを作成し、前記遠距離モードの場合に、前記所定距離に対応する時間を超える時間範囲で前記ヒストグラムを作成するステップと、
前記ヒストグラムにおいて、最も度数の高い時間区分から測定距離を定めるステップと、を含み、前記遠距離モードの場合の測定回数を前記近距離モードの場合の測定回数よりも増加させるようにしたことを特徴とする距離測定方法。 The time until the pulse emitted toward the measurement object is received is measured, and from the time, the measurement object is in a short distance mode within a predetermined distance or exceeds the predetermined distance. Determining whether it is a long-distance mode at a long distance;
A step of creating a frequency histogram for a time segment for a period of time until a plurality of pulse lights emitted toward the measurement object are received, and corresponds to the predetermined distance in the short-distance mode. Creating the histogram within a time range to be created, and in the long-distance mode, creating the histogram in a time range exceeding a time corresponding to the predetermined distance;
Determining a measurement distance from a time segment having the highest frequency in the histogram, and increasing the number of measurements in the long-distance mode to be greater than the number of measurements in the short-distance mode. Distance measuring method.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5663130B2 (en) * 2008-03-18 2015-02-04 アズビル株式会社 Reflective photoelectric switch and object detection method
JP5651289B2 (en) * 2008-03-25 2015-01-07 アズビル株式会社 Reflective photoelectric switch and object detection method
JP5667337B2 (en) * 2008-03-31 2015-02-12 アズビル株式会社 Reflective photoelectric switch and object detection method
JP5537783B2 (en) * 2008-06-24 2014-07-02 アズビル株式会社 Physical quantity sensor and physical quantity measuring method
JP5545920B2 (en) * 2008-09-29 2014-07-09 アズビル株式会社 Reflective photoelectric switch and object detection method
JP5617159B2 (en) * 2008-10-07 2014-11-05 トヨタ自動車株式会社 Image acquisition apparatus and method
JP5206297B2 (en) * 2008-10-07 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 Optical distance measuring apparatus and method
JP5409099B2 (en) * 2009-04-27 2014-02-05 株式会社ニコン・トリンブル Ranging device
US9417326B2 (en) 2009-06-22 2016-08-16 Toyota Motor Europe Nv/Sa Pulsed light optical rangefinder
JP2011133274A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Panasonic Electric Works Co Ltd Obstacle monitoring device for vehicle
JP5654248B2 (en) * 2010-03-08 2015-01-14 株式会社トプコン Multipoint measuring method and surveying device
JP2012154719A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Omron Corp Object detecting unit
JP5621650B2 (en) * 2011-02-21 2014-11-12 オムロン株式会社 Object detection unit
JP2012215521A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Denso Corp Laser radar apparatus
WO2015166711A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 富士フイルム株式会社 Distance-measurement device, distance-measurement method, and distance-measurement program
DE112015002096T5 (en) * 2014-05-02 2017-03-02 Fujifilm Corporation Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program
WO2016002776A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 三菱電機株式会社 Monitoring apparatus
JP6185178B2 (en) * 2014-08-05 2017-08-23 富士フイルム株式会社 Ranging device, ranging method, and ranging program
JP6020547B2 (en) * 2014-12-26 2016-11-02 トヨタ自動車株式会社 Image acquisition apparatus and method
JP6481405B2 (en) * 2015-02-17 2019-03-13 株式会社デンソー Arithmetic unit
JPWO2018181250A1 (en) * 2017-03-30 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Range image generation device and range image generation method
JP2018185179A (en) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社リコー Distance measuring device, monitoring device, three-dimensional measuring device, mobile body, robot, and method for measuring distance
JP6894775B2 (en) 2017-06-20 2021-06-30 キヤノン株式会社 Distance measurement system and its control method
JP6990864B2 (en) * 2017-10-20 2022-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Distance measuring device
JP2020098146A (en) * 2018-12-18 2020-06-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Distance measuring device and measurement device
JP2020139810A (en) * 2019-02-27 2020-09-03 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Measuring device and range finder
JP7302442B2 (en) * 2019-11-11 2023-07-04 株式会社デンソー distance measuring device
JP2021113743A (en) * 2020-01-20 2021-08-05 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Distance measurement device, distance measurement method and program

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666938A (en) * 1992-08-24 1994-03-11 Mitsubishi Electric Corp Laser radar apparatus
JPH06214005A (en) * 1993-01-19 1994-08-05 Toyota Motor Corp On-vehicle radar device
JPH06214025A (en) * 1993-01-20 1994-08-05 Koden Electron Co Ltd Laser radar
JPH0735858A (en) * 1993-07-16 1995-02-07 Omron Corp Distance measuring equipment
JP3771346B2 (en) * 1997-03-10 2006-04-26 浜松ホトニクス株式会社 Distance measuring device
JP2002328169A (en) * 2001-05-01 2002-11-15 Nikon Corp Ranging device and method
JP2003130953A (en) * 2001-10-24 2003-05-08 Nikon Corp Range finder
JP3623183B2 (en) * 2001-11-07 2005-02-23 三菱電機株式会社 Radar equipment
JP3956890B2 (en) * 2002-06-10 2007-08-08 松下電工株式会社 Distance measuring device and distance measuring method

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