JPH0528983U - Laser range finder - Google Patents

Laser range finder

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JPH0528983U
JPH0528983U JP7843591U JP7843591U JPH0528983U JP H0528983 U JPH0528983 U JP H0528983U JP 7843591 U JP7843591 U JP 7843591U JP 7843591 U JP7843591 U JP 7843591U JP H0528983 U JPH0528983 U JP H0528983U
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JP
Japan
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signal
stop signal
stop
laser
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP7843591U
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Japanese (ja)
Inventor
雄二 穂積
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ測距装置のスタート信号とストップ信
号がクロック信号と同期していないことによって生じる
量子化誤差を軽減するレーザ測距装置を得る。 【構成】 レーザ発振器1からでたレーザ光2は、目標
4を照射する。目標からの反射光5は、受光された後増
幅されて受信信号9となり、コンパレータ10によって
ストップ信号11となる。ストップ信号11は、カウン
タ14と積分器17との両方に入力される。積分器17
の積分信号は、ストップ信号11が発生したときから上
昇し始め、ストップ信号11が発生した次のクロック信
号でサンプルホールドされ、そのホールド電圧20はA
/D変換器21でデジタル値のストップ信号強度22と
なって演算部23に入力される。演算部23は上述のカ
ウンタのカウント値15を、ストップ信号強度22と積
分器の時間対電圧の関数を用いて補正する事によって従
来装置で生じていた測距値の量子化誤差を軽減させるこ
とができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a laser distance measuring device that reduces a quantization error caused by a start signal and a stop signal of the laser distance measuring device not being synchronized with a clock signal. [Structure] A laser beam 2 emitted from a laser oscillator 1 irradiates a target 4. The reflected light 5 from the target is received and then amplified and becomes a reception signal 9, and becomes a stop signal 11 by the comparator 10. The stop signal 11 is input to both the counter 14 and the integrator 17. Integrator 17
The integrated signal of starts to rise from when the stop signal 11 is generated and is sampled and held by the next clock signal when the stop signal 11 is generated.
The / D converter 21 produces a stop signal strength 22 of a digital value, which is input to the calculation unit 23. The calculation unit 23 corrects the count value 15 of the counter using the function of the stop signal strength 22 and the time-voltage of the integrator to reduce the quantization error of the distance measurement value that has occurred in the conventional device. You can

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案はレーザ測距装置の改良に関するものである。 This invention relates to an improvement of a laser distance measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

図2は従来のレーザ測距装置の構成の一例を示す図で、1はレーザ発振器、2 はレーザ光、3はスタート信号、4は目標、5は目標からの反射光、6は受光素 子、7は電気信号、8は増幅部、9は受信信号、10はコンパレータ、11はス トップ信号、12は基準時間発生部、13はクロック信号、14はカウンタ、1 5はカウント値、そして16は演算部である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional laser distance measuring apparatus. 1 is a laser oscillator, 2 is a laser beam, 3 is a start signal, 4 is a target, 5 is reflected light from the target, and 6 is a light receiving element. , 7 is an electric signal, 8 is an amplifier, 9 is a received signal, 10 is a comparator, 11 is a stop signal, 12 is a reference time generator, 13 is a clock signal, 14 is a counter, 15 is a count value, and 16 Is an arithmetic unit.

【0003】 次に動作について説明する。レーザ発振器1はレーザ光2を発射すると同時に スタート信号3を発生する。レーザ光2は、空間中を伝搬して目標4を照射する 。目標からの反射光5は再び空間を伝搬して受光素子6に入射する。受光素子6 はこの光を光電気変換して電気信号7を出力する。電気信号7は増幅器8で増幅 され、受信信号9となる。この受信信号の強度がコンパレータ10の閾値を越え ると、ストップ信号11が発生する。カウンタ14は基準時間発生部12のクロ ック信号13を前述のスタート信号3が発生してからストップ信号11が発生す るまでの時間中カウントする。このカウント値15はスタート信号とストップ信 号との時間差に比例する。即ち目標までの距離に比例する。 この原理によって演算部16は、カウント値15を基にして計算を行い、目標 までの距離を算出することができる。Next, the operation will be described. The laser oscillator 1 emits a laser beam 2 and simultaneously generates a start signal 3. The laser light 2 propagates in space and irradiates the target 4. The reflected light 5 from the target propagates again in space and enters the light receiving element 6. The light receiving element 6 photoelectrically converts this light and outputs an electric signal 7. The electric signal 7 is amplified by the amplifier 8 and becomes the received signal 9. When the intensity of the received signal exceeds the threshold value of the comparator 10, the stop signal 11 is generated. The counter 14 counts the clock signal 13 of the reference time generator 12 during the time from the generation of the start signal 3 to the generation of the stop signal 11. The count value 15 is proportional to the time difference between the start signal and the stop signal. That is, it is proportional to the distance to the target. Based on this principle, the calculation unit 16 can calculate based on the count value 15 to calculate the distance to the target.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

従来の装置は以上のように構成されており、スタート信号およびストップ信号 と基準時間発生部のクロック信号とが同期していないために、スタート信号およ びストップ信号が発生した時間を基準時間発生部のクロック信号のタイミングで 演算部に取り込む際に±1カウントの量子化誤差が発生していた。 この量子化誤差を少なくするために基準時間発生部のクロック信号の周波数を できるかぎり高く設定するのであるが、例えばデジタル素子にハイスピードCM OSロジックICを用いると、カウントできるクロック周波数の上限は約60M Hzとなり、上記量子化誤差は2.5[m]に相当する。量子化誤差を少なくす るために上記デジタル素子に、より高いクロック周波数までカウントできるEC LタイプのICを用いた場合、大幅な消費電力の増加や、負の極性を持つ電源の 増設や、これらに伴うコストの上昇および寸法の増大を招くために製品化が困難 であるなどの問題があった。 The conventional device is configured as described above.Because the start signal and stop signal are not synchronized with the clock signal of the reference time generation unit, the time when the start signal and stop signal are generated is used as the reference time generation. A quantization error of ± 1 count occurred when the data was taken into the arithmetic unit at the timing of the clock signal of the unit. In order to reduce this quantization error, the frequency of the clock signal of the reference time generator is set as high as possible. For example, if a high speed CM OS logic IC is used as a digital element, the upper limit of the clock frequency that can be counted is about The frequency is 60 MHz, and the quantization error corresponds to 2.5 [m]. When an ECL type IC that can count up to a higher clock frequency is used for the above digital elements in order to reduce the quantization error, the power consumption is significantly increased, the power supply with negative polarity is increased, and However, there are problems that it is difficult to commercialize the product because of the increase in cost and the increase in size associated with it.

【0005】 この考案は上記のような課題を解消するためになされたものであり、スタート 信号およびストップ信号と基準時間発生部のクロック信号とが同期していないた めに生じる量子化誤差を軽減させることができる装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and reduces a quantization error that occurs because the start signal and the stop signal are not synchronized with the clock signal of the reference time generation unit. The purpose is to obtain a device that can

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この考案によるレーザ測距装置はスタート信号またはストップ信号あるいはこ の両者の信号を積分し、積分信号の強度によって距離計算の結果を補正するもの である。 The laser range finder according to the present invention integrates the start signal, the stop signal, or both signals, and corrects the result of distance calculation according to the intensity of the integrated signal.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

この考案におけるレーザ測距装置はスタート信号またはストップ信号あるいは この両者の信号を積分したものの強度によって距離計算の結果を補正するので、 スタート信号およびストップ信号と基準時間発生部のクロック信号とが同期して いないために生じる量子化誤差を軽減させることができる。 Since the laser range finder in this invention corrects the result of distance calculation by the intensity of the start signal or the stop signal or the integrated signal of both, the start signal and the stop signal and the clock signal of the reference time generating section are synchronized. It is possible to reduce the quantization error caused by the lack of

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

実施例1. 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図1において17は積分器 、18は積分信号、19はサンプルホールド器、20はホールド電圧、21はA /D変換器、22はストップ信号強度、そして23は演算部であり、1から15 までは前述の従来装置と同じである。 Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 17 is an integrator, 18 is an integrated signal, 19 is a sample and hold device, 20 is a hold voltage, 21 is an A / D converter, 22 is a stop signal strength, and 23 is an arithmetic unit, which is from 1 to 15 Is the same as the conventional device described above.

【0009】 次に動作について説明する。なお説明が複雑になることを避けるために、この 例ではストップ信号の量子化誤差の軽減について述べる。スタート信号の量子化 誤差の軽減については、全く同じ構成をスタート信号系に適用すれば良い。 さて、レーザ光2が発生して目標4を照射し、その反射光5が受光素子6に入 射し、電気信号7が増幅器8で増幅されてストップ信号11が発生するまでは、 前述の従来装置と全く同じである。このストップ信号11はカウンタ14と積分 器17との両方に入力される。この状態での各部の信号を図3に示す。なお、上 述のようにスタート信号3は、クロック信号13と同期して記してあり、量子化 誤差は発生しない場合を示した。ここでストップ信号11は図3の示すようにク ロック信号13と独立したタイミングで発生するので、従来装置では1クロック 分の量子化誤差が発生するわけであるが、この考案によればストップ信号11を 積分器17で積分することによって図3に示すように、時間に比例した積分信号 18が得られる。ここで、カウンタ14がカウントを止めるタイミングでサンプ ルホールド器19を作動させれば、ホールド電圧20は図3の「V」なる値とな る。このホールド電圧20はA/D変換器21でデジタル値のストップ信号強度 22となって演算部23に入力される。 ここで図3の積分信号18の時間に比例する傾きは積分器17によってあらか じめ定まっているので、演算部23はカウンタのカウント値15を基に距離計算 した結果をストップ信号強度22を用いて補正して、量子化誤差を軽減させるこ とが可能となる。Next, the operation will be described. In this example, reduction of the stop signal quantization error is described in order to avoid complication. To reduce the quantization error of the start signal, the exact same configuration may be applied to the start signal system. Now, until the laser light 2 is generated and the target 4 is irradiated, the reflected light 5 is incident on the light receiving element 6, and the electric signal 7 is amplified by the amplifier 8 to generate the stop signal 11, the above-mentioned conventional method is used. It is exactly the same as the device. The stop signal 11 is input to both the counter 14 and the integrator 17. The signals of the respective parts in this state are shown in FIG. The start signal 3 is described in synchronization with the clock signal 13 as described above, and the case where the quantization error does not occur is shown. Here, since the stop signal 11 is generated at a timing independent of the clock signal 13 as shown in FIG. 3, a quantization error of one clock is generated in the conventional device, but according to the present invention, the stop signal is generated. By integrating 11 with the integrator 17, an integrated signal 18 proportional to time is obtained as shown in FIG. Here, if the sample and hold device 19 is operated at the timing when the counter 14 stops counting, the hold voltage 20 becomes the value of "V" in FIG. The hold voltage 20 becomes a stop signal strength 22 of a digital value in the A / D converter 21 and is input to the calculation unit 23. Since the slope of the integrated signal 18 shown in FIG. 3 which is proportional to time is predetermined by the integrator 17, the arithmetic unit 23 calculates the distance based on the count value 15 of the counter to obtain the stop signal strength 22. It is possible to reduce the quantization error by using the correction.

【0010】 なお上記実施例では、ストップ信号の積分値をカウンタのカウントが止まるタ イミングでサンプルホールドしたが、この他のタイミングで行っても良い。 またこの例ではカウントが止まるタイミングでサンプルホールドを1回行った が、そのあとの適切なタイミングで2回以上サンプルホールドを行うことによっ て精度をさらに向上させても良い。 さらに積分器は、あらかじめ時間対積分値の関係が明確なものであれば時間に 対する積分値が正比例しないものでももちろん構わない。 また、この例ではスタート信号とストップ信号の間に入力される基準クロック 信号をカウンタでカウントする方式について説明したが、例えばスタートパルス が発生したタイミングと、受信信号が発生したタイミングを基準クロック信号を 基にした信号で動作するRAMの中に書き込み、後でこの内容を測距値に変換す る方式であっても構わない。 なお、この実施例では動作をわかりやすくするためにカウンタと、演算部とを 分離して説明したが、カウンタの機能を演算部に持たせてもよい。 さらに距離計算の補正はハードウェア的に行っても、またソフトウェア的に行 っても良い。また、この例では距離計算の補正を減算にて行ったが、あらかじめ スタートパルスをディレイライン等で遅延させることによって、加算による補正 を行っても良いことは言うまでもない。In the above embodiment, the integrated value of the stop signal is sampled and held by the timing when the counter stops counting, but it may be performed at another timing. Further, in this example, the sample hold is performed once at the timing when the counting stops, but the accuracy may be further improved by performing the sample hold twice or more at the appropriate timing thereafter. Furthermore, the integrator may of course be one in which the integral value with respect to time is not directly proportional as long as the relation between the integral value with respect to time is clear in advance. Also, in this example, the method of counting the reference clock signal input between the start signal and the stop signal by the counter was explained, but for example, the timing of the start pulse and the timing of the received signal are A method may be used in which the contents are written in the RAM which operates based on the signal based on the signal and the contents are converted into the distance measurement value later. In addition, in this embodiment, the counter and the arithmetic unit are described separately for the sake of easy understanding of the operation, but the arithmetic unit may be provided with the function of the counter. Further, the distance calculation may be corrected by hardware or software. Further, in this example, the correction of the distance calculation is performed by subtraction, but it goes without saying that the correction by addition may be performed by delaying the start pulse in advance with a delay line or the like.

【0011】[0011]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のようにこの考案によれば、スタートパルスまたはストップパルスあるい はこの両者の信号を積分し、この積分信号の強度によって距離計算の結果を補正 するので、これらの信号がクロック信号と同期してないことによって生じる量子 化誤差を軽減することができる。 As described above, according to the present invention, the start pulse, the stop pulse, or both of these signals are integrated, and the result of the distance calculation is corrected by the strength of the integrated signal, so that these signals are synchronized with the clock signal. It is possible to reduce the quantization error that is caused by the absence.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この考案の1実施例によるレーザ測距装置を示
す構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a laser distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のレーザ測距装置を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional laser distance measuring device.

【図3】各部の信号の波形とタイミングを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing waveforms and timings of signals of respective parts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 レーザ光 3 スタート信号 4 目標 5 目標からの反射光 7 電気信号 9 受信信号 11 ストップ信号 13 クロック信号 15 カウント値 18 積分信号 20 ホールド電圧 22 ストップ信号強度 2 Laser light 3 Start signal 4 Target 5 Reflected light from target 7 Electric signal 9 Received signal 11 Stop signal 13 Clock signal 15 Count value 18 Integrated signal 20 Hold voltage 22 Stop signal strength

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 目標に向けてレーザ光を発射すると同時
にスタート信号を発生するレーザ発振器と、目標からの
反射光を受信して電気信号を発生する受光素子と、この
受光素子の電気信号を増幅して受信信号を作る増幅部
と、この受信信号の強度が閾値を越えたときにストップ
信号を作るコンパレータと、クロック信号を発生する基
準時間発生部と、前記スタート信号と上記ストップ信号
との時間差を基にして目標までの距離計算をする演算部
とからなるレーザ測距装置において、前記スタート信号
またはストップ信号あるいはこの両者の信号を積分する
手段と、前記積分したスタート信号またはストップ信号
あるいはこの両者の信号の強度を検出する手段と、前記
積分したスタート信号またはストップ信号の強度によっ
て前記距離計算の結果を補正する手段とを備えたことを
特徴とするレーザ測距装置。
1. A laser oscillator that emits a laser beam toward a target and simultaneously generates a start signal, a light receiving element that receives reflected light from the target and generates an electric signal, and an electric signal from this light receiving element is amplified. Then, an amplification unit for generating a reception signal, a comparator for generating a stop signal when the intensity of the reception signal exceeds a threshold value, a reference time generation unit for generating a clock signal, and a time difference between the start signal and the stop signal. In a laser distance measuring device comprising a calculation unit for calculating a distance to a target based on the above, a means for integrating the start signal or the stop signal or both signals, and the integrated start signal or stop signal or the both signals. Means for detecting the intensity of the signal and the result of the distance calculation according to the intensity of the integrated start signal or stop signal. A laser distance measuring device comprising:
JP7843591U 1991-09-27 1991-09-27 Laser range finder Pending JPH0528983U (en)

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JP (1) JPH0528983U (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068214B2 (en) 2003-02-19 2006-06-27 Fujitsu Ten Limited Radar
JP2013003114A (en) * 2011-06-21 2013-01-07 Yamaha Motor Co Ltd Distance measuring instrument and transportation apparatus including the same

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