JP5310098B2 - レーザ距離測定装置 - Google Patents
レーザ距離測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5310098B2 JP5310098B2 JP2009047601A JP2009047601A JP5310098B2 JP 5310098 B2 JP5310098 B2 JP 5310098B2 JP 2009047601 A JP2009047601 A JP 2009047601A JP 2009047601 A JP2009047601 A JP 2009047601A JP 5310098 B2 JP5310098 B2 JP 5310098B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- path
- laser light
- deflecting
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 86
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生したときに、その発生した前記パルスレーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記パルスレーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、前記反射光が前記光検出手段に検出されるまでの時間を検出し、当該時間に基づいて前記検出物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたレーザ距離測定装置であって、
前記偏向手段が所定回動位置にあるときに、当該偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を、反射及び導光の少なくともいずれかによって前記偏向手段に返す第1の経路と、反射及び導光の少なくともいずれかによって前記偏向手段に返す第2の経路と、に分離すると共に、前記第1の経路の経路長と前記第2の経路の経路長とが異なるように構成された光分離手段と、
前記偏向手段が前記所定回動位置にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、当該パルスレーサ光が前記第1の経路で前記偏向手段に返された第1光を前記光検出手段が検出するまでの第1時間と、前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、当該パルスレーサ光が前記第2の経路で前記偏向手段に返された第2光を前記光検出手段が検出するまでの第2時間と、を検出する時間検出手段と、
前記時間検出手段によって検出された前記第1時間及び前記第2時間に基づき、前記距離算出手段による前記距離の算出に用いる補正データを生成する補正データ生成手段と、
を備え、
前記距離算出手段は、前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの前記時間と、前記補正データ生成手段によって生成された前記補正データと、に基づいて前記距離を算出する構成であり、
前記偏向手段の回動位置が、前記所定回動位置を含んだ非検出範囲にあるときには、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射せず、検出可能範囲にあるときに、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射する構成であり、
前記光分離手段は、ハーフミラーと、反射部材とを有し、
前記ハーフミラーは、前記偏向手段が前記所定回動位置にあるときに当該偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光が入射する位置に配置され、
前記反射部材は、前記ハーフミラーに入射した前記パルスレーザ光の透過光を反射する構成をなしており、
前記偏向手段で偏向された前記パルスレーザ光の内、前記ハーフミラーで反射した反射光が前記偏向手段に至るまでの経路が前記第1の経路であり、
前記偏向手段で偏向された前記パルスレーザ光の内、前記ハーフミラーを透過した透過光が前記反射部材で反射して前記偏向手段に至るまでの経路が第2の経路であることを特徴とする。
このようにすると、まず、光分離手段の所定位置を基準位置としたときの、レーザ光の投光から基準位置に至るまでの時間、及び基準位置からの光が受光されるまでの時間を特定できるため、これら時間を考慮して距離計測を行うようにすれば、測定回路のばらつきに起因する誤差を排除した精度の高い距離計測が可能となる。
また、第1時間と第2時間の時間差は、経路長の違いによる遅延時間がどの程度であるかを示すものであるため、この時間差と経路長の差とに基づいて補正データを生成すれば、実際の測定環境下における時間と距離との関係を、測定回路のばらつきを排除した上で把握することができ、このようにして得られる補正データを用いるようにすれば、物体までの距離の計測をより高精度に行うことができる。
また、偏向手段の回動位置が非検出範囲にあるときには、偏向手段にて偏向されたパルスレーザ光を空間に投射せず、偏向手段の回動位置が検出可能範囲にあるときに、偏向手段にて偏向されたパルスレーザ光を空間に投射するように構成されている。このようにすると、非検出範囲のときのレーザ光を利用して補正データを生成することができるため、適切な補正データを複雑な構成を用いずに生成できるようになる。一方、偏向手段が検出可能範囲にあるときには物体検出を良好に行うことができる。
このようにすると、偏向手段が所定回動位置にあるときでも物体検出が可能となるため、適切な補正データを生成可能な構成を好適に実現しつつ、物体検出を行い得る検出エリアをより広く確保できる。
以下、本発明のレーザ距離測定装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
(全体構成)
まず、図1、図2等を参照して第1実施形態に係るレーザ距離測定装置1の全体構成について説明する。図1に示すように、レーザ距離測定装置1は、レーザダイオード10と、検出物体からの反射光L2を受光するフォトダイオード20とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
次に、本実施形態の特徴的構成について説明する。
図3は、図1のレーザ距離測定装置において、偏向部が所定回動位置にある状態を説明する説明図である。図4は、図1のレーザ距離測定装置の回動偏向機構、モータ、光分離部を上方から見た様子を概略的に説明する説明図である。また、図5は、投光信号と受光信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
本実施形態に係るレーザ距離測定装置1では、光分離部80に対してパルスレーザ光L1を照射すると共に、このパルスレーザ光L1の投光に応じた各受光信号を検出し、投光から各受光信号の検出までの時間に基づいて補正データを生成している。その具体的方法は以下の通りである。
なお、本実施形態では、制御回路70が「時間検出手段」の一例に相当し、上記第1時間T1及び第2時間T2を検出する機能を有している。
本実施形態のレーザ距離測定装置1は、偏向部41が「所定回動位置」にあるときに、当該偏向部41にて偏向されたパルスレーザ光L1を第1の経路と第2の経路とに分離しており、それら第1の経路の経路長と第2の経路の経路長とが異なるように構成されている。そして、パルスレーザ光L1が発生してから、当該パルスレーサ光L1が第1の経路で偏向部41に返された第1光をフォトダイオード20によって検出するまでの時間(第1時間T1)と、パルスレーザ光L1が発生してから、当該パルスレーサ光L1が第2の経路で偏向部41に返された第2光をフォトダイオード20によって検出するまでの時間(第2時間T2)とを検出している。
このようにすると、まず、光分離部80の所定位置(反射位置Pb)を基準位置としたときの、レーザ光の投光から基準位置に至るまでの時間、及び基準位置からの光が受光されるまでの時間を特定できるため、これら時間を考慮して距離計測を行うことができ、測定回路のばらつきに起因する誤差を排除した精度の高い距離計測が可能となる。
また、第1時間T1と第2時間T2の時間差は、経路長の違いによる遅延時間がどの程度であるかを示すものであるため、この時間差(T2−T1)と経路長の差Laとに基づいて補正データを生成すれば、実際の測定環境下における時間と距離との関係を、測定回路のばらつきを排除した上で把握することができ、このようにして得られる補正データを用いるようにすれば、物体までの距離の計測をより高精度に行うことができる。
次に、参考例1について説明する。図6は、参考例1に係るレーザ距離測定装置を概略的に例示する断面図である。なお、参考例1のレーザ距離測定装置200は、光分離部の構成のみが第1実施形態と異なり、それ以外は第1実施形態と同様である。よって、第1実施形態と同様の部分ついては第1実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、参考例2について説明する。図7は、参考例2に係るレーザ距離測定装置を概略的に例示する断面図である。なお、参考例2のレーザ距離測定装置300は、光分離部の構成のみが第1実施形態と異なり、それ以外は第1実施形態と同様である。よって、第1実施形態と同様の部分ついては第1実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、第2実施形態について説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係るレーザ距離測定装置を概略的に例示する断面図である。また、図9は、図8のレーザ距離測定装置において、光分離手段が第2位置に配置されたときの様子を説明する説明図である。
なお、本実施形態でも、制御回路70が「時間検出手段」の一例に相当し、上記第1時間T1及び第2時間T2を検出する機能を有している。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
10…レーザダイオード(レーザ光発生手段)
20…フォトダイオード(光検出手段)
40…回動偏向機構(回動偏向手段)
41…偏向部(偏向手段)
42a…中心軸
50…モータ(駆動手段)
70…制御回路(距離算出手段、時間検出手段、補正データ生成手段)
80,280,380,480…光分離部(光分離手段)
81,481…ハーフミラー
82、482…反射部材
281…第1のミラー
282…第2のミラー
381…反射部材
382…光ファイバ(導光手段)
490…リニアアクチュエータ(変位手段)
Claims (3)
- パルスレーザ光を間欠的に発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生したときに、その発生した前記パルスレーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記パルスレーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、前記反射光が前記光検出手段に検出されるまでの時間を検出し、当該時間に基づいて前記検出物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたレーザ距離測定装置であって、
前記偏向手段が所定回動位置にあるときに、当該偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を、反射及び導光の少なくともいずれかによって前記偏向手段に返す第1の経路と、反射及び導光の少なくともいずれかによって前記偏向手段に返す第2の経路と、に分離すると共に、前記第1の経路の経路長と前記第2の経路の経路長とが異なるように構成された光分離手段と、
前記偏向手段が前記所定回動位置にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、当該パルスレーサ光が前記第1の経路で前記偏向手段に返された第1光を前記光検出手段が検出するまでの第1時間と、前記レーザ光発生手段にて前記パルスレーザ光が発生してから、当該パルスレーサ光が前記第2の経路で前記偏向手段に返された第2光を前記光検出手段が検出するまでの第2時間と、を検出する時間検出手段と、
前記時間検出手段によって検出された前記第1時間及び前記第2時間に基づき、前記距離算出手段による前記距離の算出に用いる補正データを生成する補正データ生成手段と、
を備え、
前記距離算出手段は、前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの前記時間と、前記補正データ生成手段によって生成された前記補正データと、に基づいて前記距離を算出する構成であり、
前記偏向手段の回動位置が、前記所定回動位置を含んだ非検出範囲にあるときには、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射せず、検出可能範囲にあるときに、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射する構成であり、
前記光分離手段は、ハーフミラーと、反射部材とを有し、
前記ハーフミラーは、前記偏向手段が前記所定回動位置にあるときに当該偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光が入射する位置に配置され、
前記反射部材は、前記ハーフミラーに入射した前記パルスレーザ光の透過光を反射する構成をなしており、
前記偏向手段で偏向された前記パルスレーザ光の内、前記ハーフミラーで反射した反射光が前記偏向手段に至るまでの経路が前記第1の経路であり、
前記偏向手段で偏向された前記パルスレーザ光の内、前記ハーフミラーを透過した透過光が前記反射部材で反射して前記偏向手段に至るまでの経路が第2の経路であることを特徴とするレーザ距離測定装置。 - 前記光分離手段を、前記偏向手段で偏向された前記パルスレーザ光の走査経路上の第1位置と、前記パルスレーザ光の前記走査経路から退避した第2位置とで変位させる変位手段を備え、
前記変位手段によって前記光分離手段が前記第1位置に変位されたときには、前記偏向手段の回動位置が、前記所定回動位置に相当する前記非検出範囲にあるときに、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射せず、前記非検出範囲ではない前記検出可能範囲にあるときに、前記偏向手段にて偏向された前記パルスレーザ光を空間に投射する構成であり、
前記変位手段によって前記光分離手段が前記第2位置に変位されたときに、前記所定回動位置及び前記所定回動位置以外の回動位置にある前記偏向手段から前記パルスレーザ光が空間に向けて投射されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ距離測定装置。 - 前記変位手段は、前記光分離手段を直線的に変位させるリニアアクチュエータからなることを特徴とする請求項2に記載のレーザ距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009047601A JP5310098B2 (ja) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | レーザ距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009047601A JP5310098B2 (ja) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | レーザ距離測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010203820A JP2010203820A (ja) | 2010-09-16 |
JP5310098B2 true JP5310098B2 (ja) | 2013-10-09 |
Family
ID=42965455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009047601A Active JP5310098B2 (ja) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | レーザ距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5310098B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596607C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ измерения расстояния между объектами |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5696324B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2015-04-08 | 富士通株式会社 | 走行体 |
JP5533759B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-06-25 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
JP6427984B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2018-11-28 | 株式会社リコー | 測距装置、車両、測距装置の校正方法 |
JP6449545B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2019-01-09 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
JP6658375B2 (ja) * | 2016-07-20 | 2020-03-04 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
US10359507B2 (en) * | 2016-12-30 | 2019-07-23 | Panosense Inc. | Lidar sensor assembly calibration based on reference surface |
JP6962748B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-11-05 | 日本信号株式会社 | 検出装置 |
WO2019181692A1 (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 日本電産株式会社 | 距離測定装置および移動体 |
KR102637175B1 (ko) | 2018-07-02 | 2024-02-14 | 현대모비스 주식회사 | 라이다 센싱장치 |
JP7151519B2 (ja) | 2019-02-01 | 2022-10-12 | 株式会社デンソーウェーブ | 距離画像測定装置 |
EP3696772A3 (en) | 2019-02-14 | 2020-09-09 | Denso Wave Incorporated | Device and method for analyzing state of manual work by worker, and work analysis program |
KR102531931B1 (ko) * | 2019-05-23 | 2023-05-16 | 현대모비스 주식회사 | 라이다 센싱장치 및 그 제어방법 |
JP7563045B2 (ja) | 2019-09-04 | 2024-10-08 | 株式会社デンソー | 光測距装置 |
CN114341664A (zh) * | 2019-09-04 | 2022-04-12 | 株式会社电装 | 光测距装置 |
KR102208301B1 (ko) * | 2020-05-14 | 2021-01-28 | 현대모비스 주식회사 | 라이다 센서 조립체 |
DE112021007951T5 (de) | 2021-07-12 | 2024-06-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Entfernungsmessvorrichtung |
WO2024111956A1 (ko) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 라이다 교정 장치 및 방법 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5215361A (en) * | 1975-07-25 | 1977-02-04 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Ultrasonic distance measuring method |
JPS5550173A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method of measuring distance by ultrasonic wave |
JPS61130885A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | Kawasaki Steel Corp | モ−ルド内溶融金属レベルの測定方法及び装置 |
DE3540157A1 (de) * | 1985-11-13 | 1987-05-21 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren und vorrichtung zur entfernungsmessung |
JPS62282284A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Tokyo Keiki Co Ltd | 超音波による距離測定方法およびその装置 |
DE19607345A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-28 | Sick Ag | Laserabstandsermittlungsvorrichtung |
-
2009
- 2009-03-02 JP JP2009047601A patent/JP5310098B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596607C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ измерения расстояния между объектами |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010203820A (ja) | 2010-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5310098B2 (ja) | レーザ距離測定装置 | |
JP5598831B2 (ja) | 走査式測距装置 | |
JP6111617B2 (ja) | レーザレーダ装置 | |
JP4160611B2 (ja) | 走査式測距装置 | |
US10012831B2 (en) | Optical monitoring of scan parameters | |
JP5177003B2 (ja) | レーザ距離測定装置 | |
JP5193490B2 (ja) | 追尾式レーザ干渉計による測定方法 | |
JP2009236774A (ja) | 三次元測距装置 | |
JP4996043B2 (ja) | 光波距離測定方法及び光波距離測定装置 | |
JP2018005183A (ja) | 光走査装置、物体検知装置および距離検知装置 | |
JP2010175278A (ja) | レーザ距離測定装置 | |
JP6186863B2 (ja) | 測距装置及びプログラム | |
JP2001153632A (ja) | 医科的対象物、特に歯牙標本の模型を検出する方法と装置 | |
JP2014194380A (ja) | レーザ測定装置 | |
US20020088921A1 (en) | High-precision displacement measurement device and method using unit displacement sensor based on confocal theory | |
JP5251735B2 (ja) | レーザレーダ装置 | |
JP4851737B2 (ja) | 距離測定装置 | |
KR20050072340A (ko) | 변위와 각도 변화를 동시에 측정하기 위한 방법과 장치 | |
JP4579321B2 (ja) | 位置検出装置 | |
JP2007010636A (ja) | レーザ測距装置 | |
JPH095059A (ja) | 平面度測定装置 | |
JP7416647B2 (ja) | 測量装置 | |
KR20180025262A (ko) | 광학 장치, 가공 장치, 물품 제조 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 | |
JP2019158388A (ja) | レーザレーダ装置 | |
JPH1123710A (ja) | 測距装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130319 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130604 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130617 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5310098 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |