JP5753449B2 - 光波距離測定方法及び光波距離装置 - Google Patents
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Description
振幅:Mag =√(R2 +I2 )
位相:φ=tan-1(I/R)
fn=fsample×(n−1)/32
fsample:A/D変換部の変換周波数〔Hz〕
となる。
φMn=φEn−φIn〔rad〕
tn=φMn/(2×Π)/fn〔sec〕
Dist(fine)=(Σ(tn×Mag n)/Σ(Mag n))×C/2〔m〕(C:光速〔m/S〕)
Dist(coarse)=(Cnt E−Cnt I)×(1/fsample)×C/2〔m〕
Dist=Dist(coarse)+Dist(fine)〔m〕
fn×Dfn―φMn/2Π
上記の式の結果を四捨五入しCOR nを得る、補正する周期数を得て、周波数毎に下記の式で時間差として計算する。
tn=(φMn/2Π+COR n)/f〔sec〕
2 測定対象物
3 光学部
4 計測部
5 パルス発光光源
6 受光検出器
7 光源駆動部
8 投光光学系
9 受光光学系
10 内部参照光路
13 測距光路
16 A/D変換部
17 データ取込み部
18 環状バッファ部
19 閾値検出部
20 記憶部
21 FFT部
24 クロック発振部
25 粗時計カウンタ
26 粗時計記憶部
27 演算制御部
31 温度センサ
32 校正データ
Claims (14)
- 内部参照パルス光と測定対象物で反射された測距パルス光との受光時間差に基づき粗測距を行い、前記内部参照パルス光の受光波形、前記測距パルス光の受光波形をそれぞれフーリエ変換し、複数の周波数成分に分解し、得られた周波数成分毎に位相差を求め、周波数成分毎の位相差から得られた周波数成分毎の時間差を周波数成分毎の振幅に応じた重み付け平均して得られた単一の時間差、又は周波数成分毎の位相差を周波数成分毎の振幅に応じた重み付け平均して得られた単一の位相差から得られた単一の時間差に基づき精密測距を行い、粗測距と精密測距とを加算して測定対象物迄の距離を測定することを特徴とする光波距離測定方法。
- 測距光路と、内部参照光路と、パルス光を発するパルス発光光源と、該パルス発光光源から発せられるパルス光を測距パルス光として前記測距光路に向け、前記パルス光を内部参照パルス光として前記内部参照光路に向けるパルス光誘導手段と、測距パルス光及び前記内部参照パルス光を受光して受光信号を発する受光検出器と、該受光検出器からの受光信号に基づき測定対象物迄の距離を演算する計測部とを具備し、該計測部は、内部参照パルス光と測定対象物で反射された測距パルス光との受光時間差に基づき粗測距を行い、前記受光検出器が出力する内部参照パルス光の受光波形、測距パルス光の受光波形をそれぞれフーリエ変換し、複数の周波数成分に分解し、得られた周波数成分毎に位相差を求め、周波数成分毎の位相差から得られた周波数成分毎の時間差を周波数成分毎の振幅に応じた重み付け平均して得られた単一の時間差、又は周波数成分毎の位相差を周波数成分毎の振幅に応じた重み付け平均して得られた単一の位相差から得られた単一の時間差に基づき精密測距を行い、粗測距と精密測距とを加算して測定対象物迄の距離を測定することを特徴とする光波距離装置。
- 前記計測部は、前記受光検出器から得られる受光信号をアナログデジタル変換するA/D変換部と、該A/D変換部からのデジタル信号を受けるデータ取込み部と、該データ取込み部からのデータを逐次記憶するバッファ部と、前記データ取込み部からのデータが設定された閾値を交差した事を検出する閾値検知部と、該閾値検知部からの信号を基にバッファ部のデータを記憶する抽出記憶部と、該抽出記憶部のデータをフーリエ変換するフーリエ変換部と、前記A/D変換部のサンプリングクロックをカウントする粗時計カウンタと前記閾値検知部からの信号を基に粗時計カウンタのカウント値を記憶する粗時計記憶部と、前記A/D変換部、前記データ取込み部、前記バッファ部、前記閾値検知部、前記粗時計カウンタに同期したクロックを供給するクロック発振部と、前記粗時計記憶部と前記フーリエ変換部からの全てのデータを基に距離を演算する演算制御部とを備えている請求項2の光波距離装置。
- 前記フーリエ変換部からの全てのデータより、分解された周波数成分の振幅及び位相を求め、前記振幅を基に位相データに重み付けを行い、距離を演算する請求項3の光波距離装置。
- 前記A/D変換部の温度を検出する温度センサを備え、該温度センサからの検出信号を基に、前記A/D変換部の校正を実行する請求項3の光波距離装置。
- 前記演算制御部が前記A/D変換部の温度に対応した校正データを有し、前記演算制御部は前記温度センサからの温度検出信号に基づき前記校正データを選択し、前記A/D変換部の校正を行う請求項5の光波距離装置。
- 前記受光検出器からの電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプを有し、該トランスインピーダンスアンプの出力がログ出力である請求項5の光波距離装置。
- 前記パルス発光光源が、前記クロック発振部からの信号に同期したパルス発光信号によりパルス測距光を発光する同期パルス発光光源である請求項3の光波距離装置。
- 前記パルス発光光源が、前記クロック発振部からの信号とは非同期のパルス測距光を発光する非同期パルス発光光源である請求項3の光波距離装置。
- 前記パルス発光光源からのパルス光を前記受光検出器に導く前記内部参照光路と、該内部参照光路と受光光学系の光路とを結合する光路結合部と、測定対象物へパルス光を照射する前記測距光路と、前記内部参照光路を切替える光路切替え部とを備え、パルス発光信号と、前記測距光路にて受光したパルスと、前記内部参照光路にて受光したパルスから得られたデータより距離を演算する請求項2又は請求項3又は請求項8の光波距離装置。
- 前記パルス光誘導手段がパルス発光光源からのパルス光を分割する光路分割部であり、測定対象物から反射された光と前記内部参照光路との光路差を形成する測距光路延長部と、前記内部参照光路と前記測距光路延長部からの光路を結合する前記光路結合部とを備え、パルス発光信号と、前記測距光路から受光した反射パルス光と、前記内部参照光路から受光した内部参照パルス光から得られたデータより距離を演算する請求項2又は請求項3又は請求項9の光波距離装置。
- 前記パルス光誘導手段がパルス発光光源からのパルス光を分割し、前記内部参照光路に導く光路分割部であり、測定対象物から反射された反射パルス光と前記内部参照光路との光路差を形成する測距光路延長部と、前記内部参照光路と前記測距光路延長部からの光路を結合する光路結合部を備え、前記内部参照光路から受光した内部参照パルス光と、前記測距光路から受光した反射パルス光から得られたデータより距離を演算する請求項9の光波距離装置。
- 前記パルス光誘導手段がパルス発光光源からのパルス光を分割する光路分割部であり、該光路分割部は分割したパルス光を内部参照光路に導き、前記測距光路に設けられ、前記内部参照光路との光路差を形成する測距光路延長部と、前記内部参照光路と前記測距光路延長部からの光路を結合する前記光路結合部と、パルス発光光源からのパルス光を、前記測距光路延長部へ導く第2内部参照光路と、該第2内部参照光路と測定対象物から反射された光を結合する第2光路結合部と、測定対象物へパルス光を照射する前記測距光路と、前記第2内部参照光路を切替える第2光路切替え部を備え、パルス発光信号と、前記測距光路から受光したパルスと、前記内部参照光路から受光したパルスと、前記第2内部参照光路から得られたデータより距離を演算する請求項2又は請求項3又は請求項8の光波距離装置。
- 前記パルス光誘導手段がパルス発光光源からのパルス光を分割する光路分割部であり、該光路分割部は分割したパルス光を前記内部参照光路に導き、前記測距光路に設けられ前記内部参照光路との光路差を形成する測距光路延長部と、前記内部参照光路と前記測距光路延長部からの光路を結合する前記光路結合部と、パルス発光光源からのパルス光を、前記測距光路延長部へ光波距離装置内部で導く第2内部参照光路と、該第2内部参照光路と測定対象物から反射された光を結合する第2光路結合部と、前記測距光路と前記第2内部参照光路とを切替える第2光路切替え部とを備え、前記測距光路から受光したパルスと、前記内部参照光路から受光したパルスと、前記第2内部参照光路から得られたデータより距離を演算する請求項2又は請求項3又は請求項9の光波距離装置。
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JP3572463B2 (ja) * | 1994-12-27 | 2004-10-06 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
JP3508113B2 (ja) * | 1995-05-17 | 2004-03-22 | 株式会社トプコン | パルス方式の光波距離計 |
JP2000356677A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Topcon Corp | 距離の測定装置と距離測定方法 |
JP4491661B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2010-06-30 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
JP2001289951A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Yokogawa Electric Corp | 距離測定装置 |
JP4857466B2 (ja) * | 2001-01-18 | 2012-01-18 | 株式会社デンソー | 時間測定装置及び距離測定装置 |
AU2003295944A1 (en) * | 2002-11-26 | 2005-02-04 | James F. Munro | An apparatus for high accuracy distance and velocity measurement and methods thereof |
US7751862B2 (en) * | 2004-08-19 | 2010-07-06 | Fp Technology | Frequency resolved imaging system |
EP1672382A1 (de) * | 2004-12-18 | 2006-06-21 | Leica Geosystems AG | Einkanal-Heterodyn -Distanzmessverfahren |
DE102005058220A1 (de) * | 2005-12-06 | 2007-06-14 | Carl Zeiss Meditec Ag | Interferometrische Probenmessung |
JP4116053B2 (ja) * | 2006-09-20 | 2008-07-09 | 北陽電機株式会社 | 測距装置 |
US7945408B2 (en) * | 2007-09-20 | 2011-05-17 | Voxis, Inc. | Time delay estimation |
JP2009260626A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Toshiba Mach Co Ltd | アナログ入力データの温度補正装置 |
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