JPH01254811A - Distance detection sensor utilizing trigonometric survey - Google Patents

Distance detection sensor utilizing trigonometric survey

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JPH01254811A
JPH01254811A JP8378988A JP8378988A JPH01254811A JP H01254811 A JPH01254811 A JP H01254811A JP 8378988 A JP8378988 A JP 8378988A JP 8378988 A JP8378988 A JP 8378988A JP H01254811 A JPH01254811 A JP H01254811A
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JP
Japan
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distance
light
obstacle
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light receiving
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JP8378988A
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Michihiro Kannonji
観音寺 道弘
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately measure the distance to an obstacle by using photodetecting elements and setting obstacle detection distance ranges widely in an overlapping state. CONSTITUTION:The measurement light emitted by a projecting element 1 is reflected irregularly by the surface of the obstacle 3 toward the element 1 and photodetected by the photodetecting elements 51a and 51b which are provided at specific intervals to the element 1. Here, the elements 51a and 51b are selected so that their ranges of the distances to be obstacle overlap with each other. Consequently, the distance measurement range can be divided into three by the elements 51a and 51b to improve the distance resolution. Then the elements 1, 51a, and 51b and a distance display device 11 are all controlled by a microcomputer 12, where the relation between the detection outputs of the elements 51a and 51b and the distance to the obstacle 3 is stored within the three distance measurement ranges. For the purpose, a distance stored in the microcomputer 12 is displayed on the device 11 according to the combination of the detection outputs of the elements 51a and 51b. Thus, the distance to the obstacle is accurately measured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、三角測距法を用いた距離検出センサに関し
、特に車両の搭載に適し、車両周囲の障害物までの距離
分離能を高めた、距離検出センサに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a distance detection sensor using triangulation, which is particularly suitable for mounting on a vehicle, and has improved distance separation ability to obstacles around the vehicle. , relates to a distance detection sensor.

〔從来の技術〕[Incoming technology]

從来から、車両に距離検出センサを搭載し、車両周囲の
障害物までの距離を測定して、車両の事故防止に役立て
る装置が考案されている。
Since then, devices have been devised in which a distance detection sensor is mounted on a vehicle to measure the distance to obstacles around the vehicle to help prevent vehicle accidents.

このような装置においては、距離検出センサによって、
車両から障害物までの距離が正確に検出できることが重
要な前提である。
In such a device, a distance detection sensor
An important premise is that the distance from the vehicle to the obstacle can be accurately detected.

ところで、距離検出センサには、三角測距法を用いたも
のが知られているが、從来のこの種のセンサは第4図で
示すような構成になっている。
Incidentally, distance detection sensors using triangulation are known, and the conventional sensors of this type have a configuration as shown in FIG. 4.

第4図を参照して、焼光素子1から前方へ照射された測
定光2は、その前方に存在する障害物3または3′で反
射され、反射も41または42として所定の方向へ反射
される。
Referring to FIG. 4, the measurement light 2 irradiated forward from the baking element 1 is reflected by an obstacle 3 or 3' existing in front of it, and the reflection is also reflected in a predetermined direction as 41 or 42. Ru.

投光素子1と間隔D1を隔てて受光素子51が設けられ
、間隔D2を隔てて受光素子52が設けられている。
A light receiving element 51 is provided at a distance D1 from the light projecting element 1, and a light receiving element 52 is provided at a distance D2 from the light projecting element 1.

各受光素子51、52は、それぞれ予め定める角度から
のみ入射する反射光41、42を受光可能にされている
Each of the light receiving elements 51 and 52 is capable of receiving reflected light 41 and 42 that are incident only from a predetermined angle, respectively.

したがって、反射光を受光素子51が発光したか52が
受光したかにより、障害物までの距離を検出することが
できる。つまり、投光素子1から距離L1離れた障害物
3で反射された反射光41は受光素子51で受光され、
距離L2離れた障害物3′で反射された反射光42は受
光素子52で受光されることになる。
Therefore, the distance to the obstacle can be detected depending on whether the light receiving element 51 emits the reflected light or the light receiving element 52 receives the reflected light. That is, the reflected light 41 reflected by the obstacle 3 that is a distance L1 away from the light projecting element 1 is received by the light receiving element 51,
The reflected light 42 reflected by the obstacle 3' separated by a distance L2 is received by the light receiving element 52.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、通常、第5図に示すように、受光素子51、
52には、それぞれ一定の画角、(視野ともいう)61
、62があり、この画角から入射する光は受光可能にな
っている。
However, normally, as shown in FIG.
52 each have a certain angle of view (also called field of view) 61
, 62, and light incident from this angle of view can be received.

このため、画角61内に存在する障害物によって反射さ
れた反射光は、受光素子51で受光することになる。
Therefore, the light reflected by an obstacle existing within the angle of view 61 is received by the light receiving element 51.

このことは、換言すれば、距離L11に障害物があって
も距離L12に障害物があっても、その反射光は受光素
子51で受光されるので、距離L11での障害物と距離
L12での障害物とは、同一距離にあると判断されてし
まうということである。
In other words, even if there is an obstacle at distance L11 or L12, the reflected light will be received by the light receiving element 51. This means that the obstacles are determined to be at the same distance.

したがって、受光素子51、52は、一定の距離範囲内
に障害物が存在するときに受光出力を導出し続けること
になり、画角のある受光素子では障害物までの距離を正
確に検出することができないという問題点があった。
Therefore, the light-receiving elements 51 and 52 continue to derive light-receiving output when an obstacle exists within a certain distance range, and a light-receiving element with an angle of view cannot accurately detect the distance to the obstacle. The problem was that it was not possible.

それゆえに、この発明は、画角の広い受光素子でも、障
害物までの距離分解能を高めることにより、障害物まで
の距離を極めて正確に測定できるようにした、距離検出
センサを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a distance detection sensor that can measure the distance to an obstacle extremely accurately by increasing the distance resolution to the obstacle even with a light receiving element having a wide angle of view. shall be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、複数個の受光素子を用いて、各受光素子の
もつ障害物検出距離範囲の一部がそれぞれ重複するよう
に設置する。
In this invention, a plurality of light receiving elements are used and installed so that a portion of the obstacle detection distance range of each light receiving element overlaps with each other.

これにより、ある受光素子どおしでは共通した障害物検
出距離範囲を検知ことが可能となる。したがって、どの
組の受光素子が障害物からの反射光を同時に検出してい
るかによっても障害物までの距離を求めるようにしてい
るため、一つ一つの受光素子では障害物検出距離範囲が
広い場合でも、それらの障害物検出距離範囲をできるだ
け広く重複することにより、障害物までの距離測定分解
能を高めるようにしたものである。
This allows certain light receiving elements to detect a common obstacle detection distance range. Therefore, the distance to the obstacle is calculated based on which set of light receiving elements simultaneously detect the reflected light from the obstacle, so if each light receiving element has a wide range of obstacle detection distance, However, by overlapping these obstacle detection distance ranges as widely as possible, the distance measurement resolution to the obstacle is improved.

〔作用〕[Effect]

あらかじめ設定された1つの受光素子または2つ以上の
受光素子の組と、それに対応する障害物検出距離範囲と
の関係により、どの受光素子をもしくは受光素子の組が
障害物からの反射光を受光しているかにより、障害物ま
での距離を求めることができる。
Which light-receiving element or set of light-receiving elements receives the reflected light from the obstacle, depending on the relationship between one light-receiving element or a set of two or more light-receiving elements and the corresponding obstacle detection distance range set in advance. The distance to the obstacle can be calculated depending on the distance.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、この発明の一実施例に係る距離検出センサの
原理を、2つの受光素子を用いて説明するための図解図
である。第2図は、第1図で示した距離検出センサを用
いて、障害物までの距離表示をするための構成ブロック
図である。
FIG. 1 is an illustrative diagram for explaining the principle of a distance detection sensor according to an embodiment of the present invention using two light receiving elements. FIG. 2 is a block diagram of a configuration for displaying the distance to an obstacle using the distance detection sensor shown in FIG.

以下、第1図、第2図を参照して、この発明の実施例に
ついて詳細に説明をする。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図において、投光素子1から前方へ照射された測定
光2は、その前方に障害物3が存在するとき、該障害物
3の表面で乱反射され、反射光として投光素子1側へ戻
る。
In FIG. 1, when there is an obstacle 3 in front of the measuring light 2 emitted forward from the light projecting element 1, it is diffusely reflected on the surface of the obstacle 3 and is directed toward the light projecting element 1 as reflected light. return.

投光素子1と所定の間隔を隔てて受光素子51aおよび
51bが設けられている。
Light receiving elements 51a and 51b are provided at a predetermined distance from the light projecting element 1.

受光素子51aは、障害物3が距離La1〜La2の範
囲内に存在するときに、該障害物3によって反射される
反射光を検出できるように設けられており、受光素子5
1bは、障害物3が距離Lb1〜Lb2の範囲内にある
とき、該障害物3によって反射される反射光を検出でき
るようにされていることである。
The light receiving element 51a is provided so as to be able to detect the reflected light reflected by the obstacle 3 when the obstacle 3 exists within the range of distance La1 to La2.
1b is that when the obstacle 3 is within the distance Lb1 to Lb2, the reflected light reflected by the obstacle 3 can be detected.

そして、距離範囲La1〜La2と距離範囲Lb1〜L
b2とは、その距離範囲の一部が重複するように選ばれ
ていることである。
Then, the distance range La1-La2 and the distance range Lb1-L
b2 means that the distance ranges are selected so that some of them overlap.

これにより、2つの受光素子51a,51bでもって、
距離測定範囲をLa1〜Lb1、Lb1〜Lb2、La
2〜Lb2の3つに分けることができ、距離分解能を高
めることができる。
As a result, with the two light receiving elements 51a and 51b,
The distance measurement range is La1~Lb1, Lb1~Lb2, La
It can be divided into three parts, 2 to Lb2, and the distance resolution can be improved.

次に、投光素子より照射された測定光が障害物により反
射され、その反射光がどの受光素子で検出したかにより
障害物までの距離を求めて、その距離表示をするかにつ
いて、第2図のブロック図より説明すると、投光素子1
、受光素子51a、51bおよび距離表示装置11はす
べてマイクロコンピュータ12にて制御されており、さ
らにこのマイクロコンピ等ータ12では、反射光による
各受光素子51a、51bからの検出出力と障害物3ま
での距像との関係を、第1図で示した3つの距離測定範
囲La1〜Lb1、Lb1〜La2、La2〜Lb2か
ら次のように記憶されている。
Next, the measurement light emitted from the light emitting element is reflected by an obstacle, and the distance to the obstacle is determined based on which light receiving element detects the reflected light, and the distance is displayed. To explain from the block diagram in the figure, the light emitting element 1
, the light receiving elements 51a, 51b, and the distance display device 11 are all controlled by a microcomputer 12, and the microcomputer 12 detects the detection output from each of the light receiving elements 51a, 51b due to reflected light and the obstacle 3. The relationship between the three distance measurement ranges La1 to Lb1, Lb1 to La2, and La2 to Lb2 shown in FIG. 1 is stored as follows.

すなわち、受光素子51aだけが検出出力を尊をしてい
る場合、障害物3はLa1〜Lb1の距離範囲に位置し
ていることになり、受光素子51a、51bの両方が検
出出力を導出している場合、障害物3はLb1〜La2
の距離範囲に位置し、同様に、受光素子51bだけが検
出出力を尊出している場合、障害物3はLa2〜Lb2
の距離範囲に位置しているということである。
In other words, when only the light receiving element 51a has a detection output, the obstacle 3 is located within the distance range of La1 to Lb1, and both the light receiving elements 51a and 51b derive the detection output. If so, the obstacle 3 is Lb1~La2
Similarly, if only the light receiving element 51b has a detection output, the obstacle 3 is located in the distance range of La2 to Lb2.
This means that it is located within a distance of

したがって、受光素子51a、51bの検出出力の組合
せにより、マイクロコンピュータ12に記憶されている
距離が、距離表示装置11に示されることになる。この
時、この距離表示装置11に示される距離の数値は短い
方の距離、例えば、受光素子51aだけが反射光を検出
する距離範囲La1〜Lb1でいえば、投光素子1から
Lb1までの距離を表示するようにすれば、実用上問題
はない。
Therefore, the distance stored in the microcomputer 12 is displayed on the distance display device 11 by the combination of the detection outputs of the light receiving elements 51a and 51b. At this time, the distance value shown on the distance display device 11 is the shorter distance, for example, in the distance range La1 to Lb1 in which only the light receiving element 51a detects reflected light, the distance from the light emitting element 1 to Lb1. If it is displayed, there will be no practical problem.

第1図、第2図の説明では、2つの受光素子を用いて、
この発明の原理について説明したが、本発明を自動車に
用いて障害物までの距離を求めるには、多くの受光素子
を用いることになるが、この場合、例えば第3図で示す
ように、8つの受光素子51、52、53−−−−58
を用い、これら各受光素子の検出する距離範囲の一部を
それぞれ第3図のように重複するように設定しておくと
、受光素子51だけが検出出力を尊出しているのであれ
ば、障害物3はLa1〜Lb1の距離内にあり、距離表
示装置11には、自動車10からLb1までの距離が示
されることになり、受光素子51、52の2つが検出出
力を尊出しているのであれば、LC1までの距離が、同
じように、受光素子51、52、53の3つが検出出力
を尊出しているのであればLa2までの距離が、それぞ
れ距離表示装置11に示されることになり、広範囲の距
離測定が可能となる。
In the explanation of FIGS. 1 and 2, two light receiving elements are used,
The principle of this invention has been explained, but in order to use the present invention in a car to determine the distance to an obstacle, many light receiving elements are used. four light receiving elements 51, 52, 53---58
If the distance ranges detected by each of these light-receiving elements are set to overlap as shown in Fig. 3, if only the light-receiving element 51 has a detection output, there will be no problem. Object 3 is within the distance La1 to Lb1, and the distance display device 11 shows the distance from the car 10 to Lb1, and the two light receiving elements 51 and 52 are outputting detection outputs. For example, if the three light receiving elements 51, 52, and 53 have the same detection output as the distance to LC1, the distance to La2 will be shown on the distance display device 11, respectively. It becomes possible to measure distances over a wide range.

さらには、各受光素子の測定範囲の先端部La1、Lb
1、Lc1、Ld1−−−−をできるだけ接近するよう
に各受素子を設置しておけば、1つ1つの受光素子の測
定範囲がいくら広い場合でも、例えば受光素子51であ
れば、その距離測定範囲はLa1〜La2の広範囲であ
っても、この発明によれば、受光素子51の距離測定範
囲をLa1〜Lb1と極めて狭い範囲にすることができ
るため、距離分解能を高くすることが可能となる。
Furthermore, the tips La1 and Lb of the measurement range of each light receiving element are
1, Lc1, Ld1 --- If you install each receiving element so that they are as close as possible, no matter how wide the measurement range of each light receiving element is, for example, if it is light receiving element 51, the distance Even though the measurement range is wide from La1 to La2, according to the present invention, the distance measurement range of the light receiving element 51 can be made extremely narrow from La1 to Lb1, so it is possible to increase the distance resolution. Become.

なお、第3図の例で示す8つの受光素子51、52、5
3−−−−58の距離範囲を、それぞれ順番にそり距離
が重複するようにしているが、くれをランダムに重複す
るように設定しても、その重複する距離に対応した受光
素子の組合せが変わるだけで何ら問題はない。
Note that the eight light receiving elements 51, 52, 5 shown in the example of FIG.
3----58 distance ranges are arranged so that the warping distances overlap in order, but even if the warping distances are set to overlap randomly, the combination of light receiving elements corresponding to the overlapping distances will not be the same. There is nothing wrong with just changing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、各受光素子の距離測
定範囲の一部を重複するように各受光素子を設置し、そ
の重複した距離範囲に共通する受光素子の検出出力によ
り、従来と同じ数の受光素子でもって、その距離測定範
囲の数が2n−1(nは受光素子の数)となり、約2倍
にふやすことができる。さらに、いくら画角の広い受光
素子を用いても、各受光素子の距離測定範囲の重複部を
広くなるように設定することにより、距離分解能を高め
ることができ、障害物までの距離を極めて正確に測定す
ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, each light receiving element is installed so that a part of the distance measurement range of each light receiving element overlaps, and the detection output of the light receiving element common to the overlapping distance range is used. With the same number of light receiving elements, the number of distance measurement ranges becomes 2n-1 (n is the number of light receiving elements), which can be approximately doubled. Furthermore, no matter how wide the angle of view photodetectors are used, distance resolution can be increased by setting the overlapping area of the distance measurement range of each photodetector to be wide, and the distance to the obstacle can be determined extremely accurately. It becomes possible to measure

また、本発明をカメラにおける被写体までの距離測定に
利用すれば維安価なオートフォーカスカメラを作ること
も可能となる。
Furthermore, if the present invention is utilized for measuring the distance to a subject in a camera, it becomes possible to create an inexpensive autofocus camera.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の原理を説明するための図解図である
。 第2図は、この発明の実施例により、障害物までの距離
を表示する構成ブロック図である。 第3図は、この発明の他の実施例を示す図である。 第4図、第5図は、従来の三角測距法を用いた距離検出
センサおよびその問題点を説明するための図である。 図において、1は投光素子、2は測定光、3は障害物、
4は反射光、51a、51b、51〜58は受光素子、
10は自動車、11は距離表示装置、12はマイクロコ
ンピュータを示す。
FIG. 1 is an illustrative diagram for explaining the principle of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a configuration for displaying the distance to an obstacle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the invention. FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining a distance detection sensor using a conventional triangulation method and its problems. In the figure, 1 is a light projecting element, 2 is a measurement light, 3 is an obstacle,
4 is reflected light, 51a, 51b, 51 to 58 are light receiving elements,
10 is a car, 11 is a distance display device, and 12 is a microcomputer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 目的物までの距離を三角測距法を用いて検出するセンサ
であって、測定光を所定の方向へ照射する投光手段と、
前記投光手段と所定の間隔を隔てて設けられ、前記投光
手段から投光された光が目的物で反射されるとき、予め
定める角度からのみ入射する反射光を受光する受光手段
とを含み、前記受光手段は複数個からなり、その取付位
置が各受光素子の目的物検出距離範囲の一部がそれぞれ
重複するように設定されていて、これにより、重複して
いない距離範囲および重複した距離範囲と、それらに対
応した1つの受光素子または2つ以上の受光素子の組と
の関係により、どの受光素子あるいは受光素子の組が目
的物からの反射光を受光しているかにより、目的物まで
の距離を求めるようにしたことを特徴とする、三角測距
法を用いた距離検出センサ。
A sensor that detects the distance to an object using triangulation, and a light projector that emits measurement light in a predetermined direction;
A light receiving means is provided at a predetermined distance from the light projecting means and receives reflected light incident only from a predetermined angle when the light projected from the light projecting means is reflected by a target object. , the light receiving means is composed of a plurality of pieces, and the mounting positions thereof are set so that a part of the object detection distance range of each light receiving element overlaps with each other, so that the non-overlapping distance range and the overlapping distance Depending on the relationship between the range and the corresponding one light-receiving element or set of two or more light-receiving elements, which light-receiving element or set of light-receiving elements is receiving the reflected light from the target object, A distance detection sensor using a triangulation method, characterized in that the distance is determined.
JP8378988A 1988-04-04 1988-04-04 Distance detection sensor utilizing trigonometric survey Pending JPH01254811A (en)

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