JPH0525382U - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】測距性能を上げる。 【構成】受信信号認識部１３を設けて、偽の受信信号に
よる測距を回避可能な構成にしたから、測距データの信
頼性が高まり、また、装置内部の偽の信号レベルをある
程度抑えるだけで、測距範囲中に不感帯がなくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、送信部よりパルス信号を出力し、目標物からの反射信号を受信し、 送信信号と受信信号間の時間遅れを計測することにより、目標物までの距離を認 識する測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の測距装置としては、一般的に、位相比較方式やパルス走行時間方式を用 いたものがある。

【０００３】 すなわち、位相比較方式のものでは、連続的かつ正弦波的に送信信号が目標物 に出力され、目標物からの反射信号を受信し、その受信信号と、送信信号の位相 差を測定することにより目標物までの距離を求める方法であるため、真の反射信 号による真の受信信号と、偽の反射信号による偽の受信信号との分離が不可能で ある。

【０００４】 パルス走行時間方式のものでは、送信信号パルス幅よりも真の信号と偽の信号 の受信間隔が長い場合は、真の信号と偽の信号を分離することが可能である。

【０００５】 パルス走行時間方式の場合、上記条件において真の信号と偽の信号を分離する ことが可能であるため、装置内部に偽の信号を発生する要因が存在する場合、送 信信号パルス出力後一定時間は、受信信号と判断しないような論理回路を付加す ることにより偽の受信信号による測定を避けている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の測距装置では、前者では、連続的で正弦波的 送信信号と受信信号の位相差を比較して距離を求めているが、連続信号を使用し ているため真の信号と偽の信号を分離することができないために偽の信号により 、真の信号の位相を変化させてしまう。

【０００７】 これにより、測定誤差を小さくすべく、偽の信号を小さくする努力と真の信号 のレベルを大きい状態で使用するなどの方法を取っている。但し、上記方法を取 る場合必要以上に真の信号レベルが必要になり、結果として、測定距離を短くし た測距装置を構成せざるを得ないという問題があった。

【０００８】 後者では、信号のパルス幅が他の信号にオーバーラップしない場合、真の信号 と偽の信号の分離が可能になるが、送信パルス信号を出力後一定時間は、受信信 号と判断しないような論理回路を付加することにより、偽の受信信号による測定 を避けている方法では、装置内部における偽の信号のように既に知られているタ イミングで発生する偽の信号を避けているにすぎない。さらに、送信パルス信号 出力後の一定時間は、不感帯となりその間の距離を測定することができないとい う問題点があった。

【０００９】 本考案は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、 真の信号と偽の信号の分離が可能な状態において不感帯をなくすことと、測定ラ イン上で起こった不慮の反射信号に対しては偽の信号と判断し、装置内部でおこ る反射信号に対しても偽の信号と判断して、真の信号による計測を行なうことが できるようにした測距精度を高めた測距装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するための本考案の要旨とするところは、 送信部よりパルス信号を出力し、目標物からの反射信号を受信し、送信信号と 受信信号間の時間遅れを計測することにより、目標物までの距離を認識する測距 装置において、 送信信号の出力タイミングに合せて時間経過と共に信号レベルが減少する基準 信号を発生する基準信号発生部と、 前記基準信号のレベルと受信信号のレベルを比較し、前記基準信号よりも受信 信号のレベルが高い場合に真の受信信号と認識する受信信号認識部と、 受信信号から一定のレベルスライスにより受信タイミングを検出するレベルコ ンパレータと、 前記受信信号認識部からの受信信号認識信号と、前記レベルコンパレータから の受信タイミング検出信号とにより、真の受信タイミングを検出する受信タイミ ング検出部とを備えたことを特徴とする測距装置に存する。

【００１１】 前記基準信号発生部からの基準信号は偽の信号レベルを予測して設定されてい る。

【００１２】

【作用】

受信信号のレベルは、目標物の反射係数が同じ場合、目標物の距離に伴い変化 する。すなわち、目標物の距離が遠くにあるほど、受信信号のレベルは、小さく なり、受信するまでの時間が長くなる。

【００１３】 受信までの時間ｔと受信信号レベルｆ（ｔ）の関係は、搬送する信号および信 号が通る環境によって決定されるが、計測するシステムからｆ（ｔ）を決定して 、ｆ（ｔ）×α（０＜α＜１）やｆ（ｔ）−Ａ（Ａ；正の定数）などの信号と受 信信号のレベルを比較することにより、受信信号認識部は、受信信号のレベルが 大きい場合、真の受信信号と認識することができる。

【００１４】 一方、レベルコンパレータは一定レベル以上の受信信号を検出する。この受信 信号には真のものと偽のものとが混在している。受信タイミング検出部は、前記 受信信号認識部からの受信信号認識信号と、レベルコンパレータからの受信タイ ミング検出信号とから、真の受信タイミングを検出することができる。

【００１５】 受信信号レベルを比較する基準信号レベルが、時間経過と共に減少しているた めに、真の信号検出が、不感帯なしに行える。また、近距離に偽の信号があり、 遠距離の真の信号レベルより大きい場合でも、時間経過に伴う真の受信信号レベ ルを認識しているため、偽の信号レベルが、真の受信信号レベルを越えない限り 、測距が可能となる。

【００１６】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。

【００１７】 各図は本考案の一実施例を示している。

【００１８】 図１は、本考案の実施例のブロック図である。また、図２は、実施例の動作タ イミングを示している。

【００１９】 マイクロコンピュータ１により、計測開始信号ａをタイミング制御部１１に送 る。

【００２０】 タイミング制御部１１は、信号の送信から受信までの時間計測により距離を測 定するため、時間計測用に、精度の高い基準発信器を備えている。タイミング制 御部１１は、計測開始信号ａを受けて、その基準発信器からの基準発信信号ｂに 同期をかけた送信タイミング信号を、送信部３に送る。同時に、時間遅れ計測部 ７に時間計測用クロックｌを、基準信号発生部１２に基準信号発生タイミング信 号を送っている。

【００２１】 送信部３は、送信タイミング信号を受けて、送信信号ｃを、計測すべき真の反 射体６に送る。送信信号ｃは、パルス状の光波やパルス状の電波などを使用する ことが可能である。一例として、送信部３の出力部として半導体レーザを使用し た場合は、光波測距装置となる。

【００２２】 送信信号ｃが、真の反射体６に反射して受信部４に受信信号ｄとして入力され る。この場合、偽の反射体５があることによって受信信号ｄに破線の偽の信号が 現われる。受信部４は、受信信号ｄを受信して、受信信号認識部１３とレベルコ ンパレータ１６で、動作可能な電圧に変化し増幅した受信信号として、受信信号 認識部１３とレベルコンパレータ１６に送る。一例として、光波測距装置の場合 、受信部４は、フォトディテクタとアンプにて構成される。

【００２３】 基準信号発生部１２は、タイミング制御部１１からの基準信号発生タイミング 信号をトリガとして、基準信号発生部出力ｅを受信信号認識部１３に送る。

【００２４】 基準信号発生部出力ｅは、抵抗とコンデンサを組み合わせた回路の応答を利用 して信号とした。

【００２５】 受信信号認識部１３は、受信部４からの増幅された受信信号が、基準信号発生 部出力ｅよりも大きい場合に、受信信号認識信号ｇとして、受信タイミング検出 部１４に送る。図２のｆに、受信信号認識部１３のレベルコンパレータ動作を示 す。

【００２６】 レベルコンパレータ１６は、受信部４からの増幅された受信信号が、一定レベ ルより大きい場合に、受信タイミング検出信号ｉとして、受信タイミング検出部 １４に送る。図２のｈに、レベルコンパレータ１６の動作を示す。コンパレータ レベルは、可能な限り０に近付ける必要がある。これは、受信信号ｄのレベル変 動により、受信タイミングが変化するのを抑えるためである。

【００２７】 しかし、コンパレータレベルを０に近付けるほど、偽の受信信号やノイズの影 響で誤動作が起こるため、受信信号認識部１３からの受信信号認識信号ｇをラッ チのコントロールに使用することにより、誤動作を避けている。すなわち、受信 信号認識信号ｇの立ち上がり時にレベルコンパレータ１６がコンパレートモード になるようにしている。

【００２８】 受信タイミング検出部１４は、ＡＮＤ回路で、受信信号認識信号ｇと受信タイ ミング検出信号ｉとを共に受信をした場合に、受信タイミング検出部出力ｊを時 間遅れ計測部７に出力する。レベルコンパレータ１６は、受信タイミング検出部 出力ｊの立ち下がりにてコンパレートモードからラッチモードになり、次の受信 信号認識信号ｇが発生するまでラッチモードになっていて、受信タイミング検出 部出力ｊのレベルを固定している。

【００２９】 時間遅れ計測部７は、タイミング制御部１１からの時間計測用クロック１と受 信タイミング検出部１４からの受信タイミング検出部出力ｊにより、時間遅れ計 測部データｋの真の反射体までの往復時間を計測する。

【００３０】 時間計測用クロック１を受信タイミング検出部出力ｊが入力されるまでカウン タで計測し、大まかな時間データとする。カウンタで計測できない部分は、時間 計測用クロック１と受信タイミング検出部出力ｊを使用して、詳細時間データパ ルスｍをつくり、詳細時間データパルスｍを電圧に変換して、Ａ／Ｄ変換器で読 むことにより正確な真の反射体までの往復時間を計測することができる。

【００３１】 時間遅れ計測部７からマイクロコンピュータ１に大まかな時間データと詳細時 間データを送ることにより、マイクロコンピュータ１で距離データに換算して距 離データを、表示部２に送る。表示部２は、測距データを液晶などのディスプレ ーに表示する。

【００３２】

【考案の効果】

本考案にかかる測距装置によれば、受信信号認識部を設けて、偽の受信信号に よる測距を避けているので、測距データの信頼性を上げることができる。また、 装置内部の偽の信号レベルをある程度抑えるだけで、測距範囲に不感帯を持たな い測距装置になり、測距性能を上げることができる。

【００３３】 ノイズによる誤動作を避けているため、受信タイミング検出のコンパレータレ ベルを下げることが可能になり、受信信号のレベル変動による測距データの変化 を抑えることができるため、測距精度を上げる効果がある。

【００３４】 真の測定物の途中に木の枝などがあり、そこからの反射信号で計測してしまう ような測距装置の場合、受信信号認識コンパレータレベルを選択することによっ て計測点を選択することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す測距装置のブロック図
である。

【図２】本考案の一実施例を示す測距装置の動作を示す
タイムチャートである。

【符号の説明】

１１…タイミング制御部 １２…基準信号発生部 １３…受信信号認識部 １４…受信タイミング検出部 １６…レベルコンパレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送信部よりパルス信号を出力し、目標物か
   らの反射信号を受信し、送信信号と受信信号間の時間遅
   れを計測することにより、目標物までの距離を認識する
   測距装置において、 送信信号の出力タイミングに合せて時間経過と共に信号
   レベルが減少する基準信号を発生する基準信号発生部
   と、 前記基準信号のレベルと受信信号のレベルを比較し、前
   記基準信号よりも受信信号のレベルが高い場合に真の受
   信信号と認識する受信信号認識部と、 受信信号から一定のレベルスライスにより受信タイミン
   グを検出するレベルコンパレータと、 前記受信信号認識部からの受信信号認識信号と、前記レ
   ベルコンパレータからの受信タイミング検出信号とによ
   り、真の受信タイミングを検出する受信タイミング検出
   部とを備えたことを特徴とする測距装置。