JPH06138230A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH06138230A JPH06138230A JP4290494A JP29049492A JPH06138230A JP H06138230 A JPH06138230 A JP H06138230A JP 4290494 A JP4290494 A JP 4290494A JP 29049492 A JP29049492 A JP 29049492A JP H06138230 A JPH06138230 A JP H06138230A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S17/14—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance with the pulse transmission and echo reception respectively, e.g. using counters
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Abstract
ト距離分解能よりもさらに細かい距離分解能を得られる
ようにする。 【構成】 パルスレーザ光の往復時間を計測することに
より距離を測定する測距装置において、所定周波数fの
クロック信号を発生するクロック発生器1と、N個のカ
ウンタ回路6−1〜6−Nと、発生したクロック信号に
(1/N)fづつの遅延を与えてカウンタ回路6−1〜
6−Nに供給するN個のディレイ回路5−1〜5−2
と、カウンタ回路6−1〜6−Nの出力を加算する加算
回路3と、この加算回路3の出力を平均化する平均化回
路4とを備える。
Description
の測定に利用する。本発明は、短パルスレーザの往復時
間を計時することにより距離を計測するレーザ測距装置
に利用するに適する。
短パルスレーザ光を測距対象物に照射してその錯乱反射
光を検出し、レーザ光送信時から反射光受信時までの時
間を計時して対象物までの距離を計測していた。その距
離lは光速c、時間間隔tとしたときにl=ct/2で
示される。したがって距離分解能は時間分解能によって
定めることができる。
した場合、光速C=3×108 m/secであることか
ら、クロック周波数150MHzの1カウントが1mに
相当する。クロック周波数を上げれば距離分解を細かく
とれることになるが、それには高度な高周波回路あるい
は超高速デジタル回路が必要である。また、クロック間
をアナログ化して分解し、クロック間をさらに細かく計
時することも行われている。(特開昭61−22357
6号公報、特開昭62−134584号公報、特開平2
−66484号公報、特開平3−142397号公報)
ザ測距装置は、クロック周波数を上げることにより距離
分解を細かくしているが、これは使用される電子部品の
周波数限界によって制限されるので、大きな電流を必要
とする超高速デジタル回路が必要であり、また、比較的
遅いクロック周波数を使用し、クロック間をアナログ化
して分解し計時する方法では、アナログデジタル回路の
調整が必要となり、その場合アナログ回路はノイズの影
響を受け易い欠点がある。
で、クロック周波数によって定められる1カウント距離
分解能よりさらに細かい距離分解能を得ることができる
装置を提供することを目的とする。
パルス光が往復する時間にわたり周波数fのクロック信
号をカウントするカウンタ回路を備えた測距装置におい
て、前記カウンタ回路をN個(Nは2以上の整数)備
え、このN個のカウンタ回路に与えるクロック信号の位
相をほぼN分の1周期づつ違える手段と、このN個のカ
ウンタ回路のカウント値から前記被測定距離を演算する
ためのカウント値を計算する計算手段とを備えたことを
特徴とする。
のカウント値の総和を計算する加算回路と、この加算回
路の出力から平均値を計算する平均化回路とを含むこと
が望ましい。
信号がN個のディレイ回路に供給され、このN個のディ
レイ回路がそのクロック信号を1/N・fづつ遅延させ
てN分の1づつ位相の異なるクロック信号を作る。これ
をN個のカウンタ回路に供給する。一方、スタート・ス
トップゲート回路が測定距離に相当する時間幅のゲート
パルスを生成し、これをN個のカウンタ回路の起動停止
信号とする。N個のカウンタ回路はその二つの出力を受
けてゲートパルス時間の間のクロック数を計数する。N
個のカウンタ回路のクロック信号の位相が違うのでN個
のカウンタ回路のうちの一部だけ、他よりそのカウント
値が「1」だけ異なることになる。これを識別すること
により、カウント値の精度を向上することができる。そ
の一つの方法はこのカウント値を加算回路により加算し
て平均化回路により平均化するものである。
られる1カウント距離分解能よりもさらに細かい1/N
の距離分解能を得ることができる。
図1は本発明実施例の構成を示すブロック図である。
往復する時間にわたり周波数fのクロック信号をカウン
トするN個のカウンタ回路6−1〜6−Nを備え、この
N個のカウンタ回路6−1〜6−Nに与えるクロック信
号の位相をほぼN分の1周期づつ違える手段を構成する
N個のディレイ回路5−1〜5−Nと、N個のカウンタ
回路6−1〜6−Nのカウント値から前記被測定距離を
演算するためのカウント値を計算する計算手段とを備え
る。前記計算手段は、N個のカウンタ回路6−1〜6−
Nのカウント値の総和を計算する加算回路3と、この加
算回路3の出力から平均値を計算する平均化回路4とを
含む。
の動作について説明する。本実施例ではクロック周波数
fで定まる1カウント距離分解能の1/Nを得るための
動作について説明する。
カウンタ回路6−1〜6−Nに供給され、n番目のカウ
ンタ回路6−Nには(n−1)/N・fの遅延を与える
ディレイ回路5−1〜5−Nを通して供給される。
ートパルスと反射光受信時のタイミングを示すストップ
パルスはスタート・ストップゲート回路2に入力し、光
の往復時間の幅のゲートパルスを生成する。このゲート
パルスはN個のカウンタ回路6−1〜6−Nに入力し、
N個のカウンタ回路6−1〜6−Nはこのゲートパルス
時間の間のクロック数を計数する。N個のカウンタ回路
6−1〜6−Nによってカウントされた数は加算回路3
によって加算され、平均化回路4によって平均化された
カウント数として出力される。
延動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
ここでは、N=10、f=150MHzとして1クロッ
クカウントで1mの1/10の分解能を得る場合につい
て説明する。
各々クロックパルス間隔時間1/N・f、すなわち0.
66nsecづつズレた150MHzのクロックを供給
する。光の往復時間に相当するスタート・ストップゲー
ト時間時間幅だけ各カウンタ回路6−1〜6−10はク
ロックをカウントするが、各カウンタ回路6−1〜6−
10は0.66nsecづつズレているためそれぞれカ
ウントタイミングが異なる。例えば、ストップパルスが
3.7mのタイミングで到来したとすれば、10個のカ
ウンタの回路6−1〜6−10のうち3個が3、7個が
4とカウントする。これは加算平均すれば3.7を得る
ことになる。同様のことがすべてのタイミングにおいて
行われ、150MHz、すなわち1m分解能のクロック
および10個のカウンタ回路6−1〜6−10およびデ
ィレイ回路5−1〜5−10を使用して0.1mの分解
能を得ることができる。
ント値から被測定距離に対応するカウント値を得るため
に総和平均を利用するものを述べたが、これに限るもの
でなく、N個のカンウタ回路のうちどこからカウント値
が違っているかを識別することにより精度を向上するこ
とができるから、これを識別する方法はさまざまにあ
り、これらによっても同様に本発明を実施することがで
きる。
ロック周波数を大きくしなくともそのクロック周波数に
より定まる1カウント距離分解能よりもさらに高い距離
分解能を得ることができる効果がある。
路に比べると、CMOSアレイその他を用いて安価にか
つ簡単に実現することができる利点がある。
イミングを示すタイミングチャート。
Claims (2)
- 【請求項1】 被測定距離をパルス光が往復する時間に
わたり周波数fのクロック信号をカウントするカウンタ
回路を備えた測距装置において、 前記カウンタ回路をN個(Nは2以上の整数)備え、 このN個のカウンタ回路に与えるクロック信号の位相を
ほぼN分の1周期づつ違える手段と、 このN個のカウンタ回路のカウント値から前記被測定距
離を演算するためのカウント値を計算する計算手段とを
備えたことを特徴とする測距装置。 - 【請求項2】 前記計算手段は、前記N個のカウンタ回
路のカウント値の総和を計算する加算回路と、この加算
回路の出力から平均値を計算する平均化回路とを含む請
求項1記載の測距装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4290494A JPH06138230A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4290494A JPH06138230A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 測距装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06138230A true JPH06138230A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17756754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4290494A Pending JPH06138230A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 測距装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06138230A (ja) |
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