JPH06186334A - レーザ測距装置における信号処理方法 - Google Patents
レーザ測距装置における信号処理方法Info
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- JPH06186334A JPH06186334A JP33774592A JP33774592A JPH06186334A JP H06186334 A JPH06186334 A JP H06186334A JP 33774592 A JP33774592 A JP 33774592A JP 33774592 A JP33774592 A JP 33774592A JP H06186334 A JPH06186334 A JP H06186334A
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- Japan
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- difference
- signal processing
- distance
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 レーザ光により測定対象物までの距離を測定
する際に、前回の測定データに基づき予測される最大変
化量を計算するとともに、今回の測定データと前回の測
定データとの差を計算し、この差と上記最大変化量とを
比較し、上記差の方が上記最大変化量の絶対値よりも小
さい場合には、今回の測定データをそのまま測定データ
として出力し、上記差の方が上記最大変化量の絶対値よ
りも大きい場合には、前回の測定データをそのまま測定
データとして出力する。 【効果】 今回と前回との測定データの差を計算し、こ
の差が予測される最大変化量を越えた場合には、前回の
測定データをそのまま使用することにより、不測の外
乱、例えばレーザ光の途中での遮りによって起因する誤
測定を防止することができる。
する際に、前回の測定データに基づき予測される最大変
化量を計算するとともに、今回の測定データと前回の測
定データとの差を計算し、この差と上記最大変化量とを
比較し、上記差の方が上記最大変化量の絶対値よりも小
さい場合には、今回の測定データをそのまま測定データ
として出力し、上記差の方が上記最大変化量の絶対値よ
りも大きい場合には、前回の測定データをそのまま測定
データとして出力する。 【効果】 今回と前回との測定データの差を計算し、こ
の差が予測される最大変化量を越えた場合には、前回の
測定データをそのまま使用することにより、不測の外
乱、例えばレーザ光の途中での遮りによって起因する誤
測定を防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ測距装置における
信号処理方法に関する。
信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ光を使用して測定対象物ま
での距離を測定する装置においては、レーザ光を発射し
た時からその反射レーザ光を受光した時までの時間差を
測定することにより、測定対象物までの距離が計算され
ていた。
での距離を測定する装置においては、レーザ光を発射し
た時からその反射レーザ光を受光した時までの時間差を
測定することにより、測定対象物までの距離が計算され
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のレー
ザ測距装置によると、レーザ光を使用して測定対象物ま
での距離を測定している最中に、他の物体がそのレーザ
光を途中で遮った場合には、測定距離が急激に変動して
しまい、実際とは異なる誤った測定データが得られると
いう問題があった。
ザ測距装置によると、レーザ光を使用して測定対象物ま
での距離を測定している最中に、他の物体がそのレーザ
光を途中で遮った場合には、測定距離が急激に変動して
しまい、実際とは異なる誤った測定データが得られると
いう問題があった。
【０００４】例えば、このようなレーザ測距装置を使用
して、連続鋳造設備におけるモールド内の溶鋼湯面の変
位量を検出するとともに、その変位量に基づき、溶鋼湯
面を自動制御している場合には、上述したような急激な
変動が溶鋼湯面の制御に悪影響を及ぼすことになってし
まう。
して、連続鋳造設備におけるモールド内の溶鋼湯面の変
位量を検出するとともに、その変位量に基づき、溶鋼湯
面を自動制御している場合には、上述したような急激な
変動が溶鋼湯面の制御に悪影響を及ぼすことになってし
まう。
【０００５】そこで、本発明は上記問題を解消し得るレ
ーザ測距装置における信号処理方法を提供することを目
的とする。
ーザ測距装置における信号処理方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレーザ測距装置における信号処理方法は、
レーザ光を測定対象物に発射してその反射レーザ光を受
光し、発射から受光までの時間差に基づき測定対象物ま
での距離を測定する際に、前回の測定データに基づき予
想される最大変化量を計算するとともに、今回の測定デ
ータと前回の測定データとの差を計算し、この差と上記
最大変化量とを比較し、上記差の方が上記最大変化量の
絶対値よりも小さい場合には、今回の測定データをその
まま測定データとして出力し、上記差の方が上記最大変
化量の絶対値よりも大きい場合には、前回の測定データ
をそのまま測定データとして出力する方法である。
め、本発明のレーザ測距装置における信号処理方法は、
レーザ光を測定対象物に発射してその反射レーザ光を受
光し、発射から受光までの時間差に基づき測定対象物ま
での距離を測定する際に、前回の測定データに基づき予
想される最大変化量を計算するとともに、今回の測定デ
ータと前回の測定データとの差を計算し、この差と上記
最大変化量とを比較し、上記差の方が上記最大変化量の
絶対値よりも小さい場合には、今回の測定データをその
まま測定データとして出力し、上記差の方が上記最大変
化量の絶対値よりも大きい場合には、前回の測定データ
をそのまま測定データとして出力する方法である。
【０００７】
【作用】上記の構成によると、レーザ光を使用して測定
対象物までの距離を測定している際に、今回の測定デー
タが前回の測定データよりも大幅に離れたものとなった
場合には、前回の測定データがそのまま出力されて、測
定データとして使用されるため、例えばレーザ光が途中
で遮られた場合に起因する不測の外乱、すなわちレーザ
光の途中での遮りによって生じる誤測定を防止すること
ができる。
対象物までの距離を測定している際に、今回の測定デー
タが前回の測定データよりも大幅に離れたものとなった
場合には、前回の測定データがそのまま出力されて、測
定データとして使用されるため、例えばレーザ光が途中
で遮られた場合に起因する不測の外乱、すなわちレーザ
光の途中での遮りによって生じる誤測定を防止すること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５に基づ
き説明する。なお、本実施例においては、レーザ光例え
ばレーザパルスを使用して、連続鋳造設備におけるモー
ルド内の溶鋼湯面を測定するためのレーザ測距装置にお
ける信号処理方法について説明する。
き説明する。なお、本実施例においては、レーザ光例え
ばレーザパルスを使用して、連続鋳造設備におけるモー
ルド内の溶鋼湯面を測定するためのレーザ測距装置にお
ける信号処理方法について説明する。
【０００９】まず、レーザ測距装置の構成を図１に基づ
き説明する。すなわち、このレーザ測距装置は、検出部
であるセンサーヘッド部１および制御部であるセンサー
コントローラ部２とから構成されている。
き説明する。すなわち、このレーザ測距装置は、検出部
であるセンサーヘッド部１および制御部であるセンサー
コントローラ部２とから構成されている。
【００１０】上記センサーヘッド部１には、レーザ駆動
回路部１１と、レーザ発光部１２と、レーザ受光部であ
る受光レンズ部１３と、上記レーザ発光部１２からモー
ルド内の溶鋼湯面３に発射された発射レーザパルスの反
射レーザパルスを上記受光レンズ部１３に導く穴空きミ
ラー１４とが配置されている。
回路部１１と、レーザ発光部１２と、レーザ受光部であ
る受光レンズ部１３と、上記レーザ発光部１２からモー
ルド内の溶鋼湯面３に発射された発射レーザパルスの反
射レーザパルスを上記受光レンズ部１３に導く穴空きミ
ラー１４とが配置されている。
【００１１】また、上記センサーコントローラ部２に
は、上記レーザ駆動回路部１１に制御パルス信号を送り
出すためのパルス発生器２１と、上記レーザ発光部１２
からの発射レーザパルスおよび受光レンズ部１３からの
反射レーザパルスを入力するとともにこれら入力された
レーザパルスを電気信号に変換する第１および第２光検
出素子２２，２３と、この第１光検出素子２２からの発
射レーザパルスの電気信号を第１増幅器２４を介して入
力するとともに、反射レーザパルスの電気信号を第２増
幅器２５を介して入力して、各レーザパルスのピーク値
の所定比率例えば５０％を検出レベルとしてその検出時
間を計測する定比率−パルス−高さ弁別器（consatnt f
raction ：定比弁別器）２６と、この定比率−パルス−
高さ弁別器２６からの検出時間を入力して両電気信号の
到達時間差を測定する時間差測定回路２７と、各増幅器
２４，２５からの出力に応じてゲインを自動調節するゲ
イン自動調節器（ＡＧＣ）２８と、上記時間差測定回路
２７で得られた到達時間差を入力して溶鋼湯面３までの
距離を演算する信号処理回路部２９とが設けられてい
る。
は、上記レーザ駆動回路部１１に制御パルス信号を送り
出すためのパルス発生器２１と、上記レーザ発光部１２
からの発射レーザパルスおよび受光レンズ部１３からの
反射レーザパルスを入力するとともにこれら入力された
レーザパルスを電気信号に変換する第１および第２光検
出素子２２，２３と、この第１光検出素子２２からの発
射レーザパルスの電気信号を第１増幅器２４を介して入
力するとともに、反射レーザパルスの電気信号を第２増
幅器２５を介して入力して、各レーザパルスのピーク値
の所定比率例えば５０％を検出レベルとしてその検出時
間を計測する定比率−パルス−高さ弁別器（consatnt f
raction ：定比弁別器）２６と、この定比率−パルス−
高さ弁別器２６からの検出時間を入力して両電気信号の
到達時間差を測定する時間差測定回路２７と、各増幅器
２４，２５からの出力に応じてゲインを自動調節するゲ
イン自動調節器（ＡＧＣ）２８と、上記時間差測定回路
２７で得られた到達時間差を入力して溶鋼湯面３までの
距離を演算する信号処理回路部２９とが設けられてい
る。
【００１２】また、この信号処理回路部２９で得られた
距離信号は、表示器３０に送られて表示され、また電流
出力部３１および電圧出力部３２にも送られる。さら
に、上記センサーヘッド部１からの発射レーザパルスお
よび反射レーザパルスを、センサーコントローラ部２に
伝送するための伝送経路としては、光ファイバー４１が
使用されている。なお、パルス発生器２１で発生された
制御パルス信号の伝送経路は、電線４２が使用されてい
る。
距離信号は、表示器３０に送られて表示され、また電流
出力部３１および電圧出力部３２にも送られる。さら
に、上記センサーヘッド部１からの発射レーザパルスお
よび反射レーザパルスを、センサーコントローラ部２に
伝送するための伝送経路としては、光ファイバー４１が
使用されている。なお、パルス発生器２１で発生された
制御パルス信号の伝送経路は、電線４２が使用されてい
る。
【００１３】上記構成において、パルス発生器２１から
制御パルス信号がレーザ駆動回路部１１に送られて、レ
ーザ発光部１２から測定用の発射レーザパルスが溶鋼湯
面３に発射されるとともに、光ファイバー４１を介して
センサーコントローラ部２の第１光検出素子２２にも送
られる。
制御パルス信号がレーザ駆動回路部１１に送られて、レ
ーザ発光部１２から測定用の発射レーザパルスが溶鋼湯
面３に発射されるとともに、光ファイバー４１を介して
センサーコントローラ部２の第１光検出素子２２にも送
られる。
【００１４】溶鋼湯面３で反射した反射レーザパルスは
穴空きミラー１４を介して受光レンズ部１３に入射され
た後、同様に、光ファイバー４１を介して第２光検出素
子２３に送られる。
穴空きミラー１４を介して受光レンズ部１３に入射され
た後、同様に、光ファイバー４１を介して第２光検出素
子２３に送られる。
【００１５】上記発射レーザパルスおよび入射レーザパ
ルスが第１および第２光検出素子２２，２３に入り電気
信号に変換された後、それぞれ増幅器２４，２５を介し
て、定比率−パルス−高さ弁別器２６に入力される。
ルスが第１および第２光検出素子２２，２３に入り電気
信号に変換された後、それぞれ増幅器２４，２５を介し
て、定比率−パルス−高さ弁別器２６に入力される。
【００１６】なお、この定比率−パルス−高さ弁別器２
６においては、各レーザパルスのピーク値の５０％の立
ち上がり部分が検出レベル（スレッシュレベル）とされ
て、その箇所の立ち上がり部における検出時間が時間差
測定回路２７に送られて、ここで両レーザパルスの到達
時間差が測定される。
６においては、各レーザパルスのピーク値の５０％の立
ち上がり部分が検出レベル（スレッシュレベル）とされ
て、その箇所の立ち上がり部における検出時間が時間差
測定回路２７に送られて、ここで両レーザパルスの到達
時間差が測定される。
【００１７】ここで得られた到達時間差は信号処理回路
部２９に入力され、溶鋼湯面３までの距離が演算されて
その結果が表示器３０に送られて表示される。なお、そ
の結果は、電流出力部３１および電圧出力部３２にも送
られる。
部２９に入力され、溶鋼湯面３までの距離が演算されて
その結果が表示器３０に送られて表示される。なお、そ
の結果は、電流出力部３１および電圧出力部３２にも送
られる。
【００１８】ところで、上記の測定は非常に短い時間周
期でもって連続して行われているが、レーザパルスが途
中で遮られた場合、例えば溶鋼湯面３にパウダーなどが
供給された際に、その飛沫パウダーにより、レーザパル
スが一時的に遮られて、誤った測定データが得られる。
すなわち、実際とは異なる湯面位置が得られることにな
る。
期でもって連続して行われているが、レーザパルスが途
中で遮られた場合、例えば溶鋼湯面３にパウダーなどが
供給された際に、その飛沫パウダーにより、レーザパル
スが一時的に遮られて、誤った測定データが得られる。
すなわち、実際とは異なる湯面位置が得られることにな
る。
【００１９】このような事態に対処するため、本実施例
におけるレーザ測距装置においては、次のような信号処
理が上記信号処理回路部２９にて行われている。以下、
この信号処理方法を図２のフローチャート図、および図
３〜図５に基づき説明する。
におけるレーザ測距装置においては、次のような信号処
理が上記信号処理回路部２９にて行われている。以下、
この信号処理方法を図２のフローチャート図、および図
３〜図５に基づき説明する。
【００２０】すなわち、所定時間置きにレーザパルスが
発射されて、発射時間と反射レーザパルスの受光時間と
の時間差が測定されて、溶鋼湯面３までの距離Ｘn が、
それぞれ所定時間間隔でもって求められているが、この
時、前回の測定距離に応じて測定対象物である溶鋼湯面
３の最大変化量（±Δｘ）を計算により推定するととも
に、今回の測定距離Ｘn と前回の測定距離Ｘn-1 との差
ΔＸが計算される。
発射されて、発射時間と反射レーザパルスの受光時間と
の時間差が測定されて、溶鋼湯面３までの距離Ｘn が、
それぞれ所定時間間隔でもって求められているが、この
時、前回の測定距離に応じて測定対象物である溶鋼湯面
３の最大変化量（±Δｘ）を計算により推定するととも
に、今回の測定距離Ｘn と前回の測定距離Ｘn-1 との差
ΔＸが計算される。
【００２１】なお、上記最大変化量（±Δｘ）は、例え
ばサンプリング間隔である所定時間内に、モールド内に
注入（または排出）された溶鋼量をモールド内断面積で
割った値が採用される。つまり、安全のために、注入
（または排出）された溶鋼量によって引き起こされる湯
面の変化量を、上記最大変化量（±Δｘ）としたもので
ある。勿論、上記のような値の代わりに、実際の鋳造時
に発生し得る湯面の変化量を実験などにより求め、その
最大値を最大変化量（±Δｘ）とすることもできる。
ばサンプリング間隔である所定時間内に、モールド内に
注入（または排出）された溶鋼量をモールド内断面積で
割った値が採用される。つまり、安全のために、注入
（または排出）された溶鋼量によって引き起こされる湯
面の変化量を、上記最大変化量（±Δｘ）としたもので
ある。勿論、上記のような値の代わりに、実際の鋳造時
に発生し得る湯面の変化量を実験などにより求め、その
最大値を最大変化量（±Δｘ）とすることもできる。
【００２２】そして、上記最大変化量の絶対値Δｘと差
ΔＸとが比較され、もしΔｘの絶対値の方がΔＸよりも
小さい場合には、前回の測定距離Ｘn-1 を出力する。す
なわち、今回の測定距離として前回の測定距離Ｘn-1 が
出力される（図３参照）。
ΔＸとが比較され、もしΔｘの絶対値の方がΔＸよりも
小さい場合には、前回の測定距離Ｘn-1 を出力する。す
なわち、今回の測定距離として前回の測定距離Ｘn-1 が
出力される（図３参照）。
【００２３】一方、Δｘの絶対値の方がΔＸよりも大き
いかまたは等しい場合には、今回の測定距離Ｘn を出力
し、すなわちそのまま測定距離として出力する（図４参
照）。
いかまたは等しい場合には、今回の測定距離Ｘn を出力
し、すなわちそのまま測定距離として出力する（図４参
照）。
【００２４】このような信号処理を行うことにより、例
えばパウダーの飛沫などにより、レーザパルスの遮りに
起因する予測外の誤測定を避けることができる。ここ
で、溶鋼湯面の測定中にパウダーを投入した際に、上記
の信号処理を行った場合と、信号処理を行わない場合と
の溶鋼湯面（溶鋼レベル）の測定結果を図５に示す。
えばパウダーの飛沫などにより、レーザパルスの遮りに
起因する予測外の誤測定を避けることができる。ここ
で、溶鋼湯面の測定中にパウダーを投入した際に、上記
の信号処理を行った場合と、信号処理を行わない場合と
の溶鋼湯面（溶鋼レベル）の測定結果を図５に示す。
【００２５】図５（ａ）は信号処理を行わない場合を示
しており、パウダーの投入時（イ）においては、溶鋼レ
ベルが急激に変化しているのがよくわかる。そして、こ
れに対して、図５（ｂ）は信号処理を行った場合を示し
ており、パウダーの投入時（ロ）においても、溶鋼レベ
ルの急激な変化が抑えられているのがよく分かる。すな
わち、パウダーの投入に起因する溶鋼レベルの誤測定を
防止することができる。
しており、パウダーの投入時（イ）においては、溶鋼レ
ベルが急激に変化しているのがよくわかる。そして、こ
れに対して、図５（ｂ）は信号処理を行った場合を示し
ており、パウダーの投入時（ロ）においても、溶鋼レベ
ルの急激な変化が抑えられているのがよく分かる。すな
わち、パウダーの投入に起因する溶鋼レベルの誤測定を
防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明の信号処理方法によ
ると、測定対象物までの距離を測定する際に、前回の測
定データを使用して、その予測し得る最大変化量を推定
するとともに、今回と前回との測定データの差を計算
し、そしてこの差が上記最大変化量を越えた場合には、
前回の測定データをそのまま使用することにより、不測
の外乱、例えばレーザ光の途中での遮りによって起因す
る誤測定を防止することができる。
ると、測定対象物までの距離を測定する際に、前回の測
定データを使用して、その予測し得る最大変化量を推定
するとともに、今回と前回との測定データの差を計算
し、そしてこの差が上記最大変化量を越えた場合には、
前回の測定データをそのまま使用することにより、不測
の外乱、例えばレーザ光の途中での遮りによって起因す
る誤測定を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例における信号処理方法を適用
するレーザ測距装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
するレーザ測距装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図２】同実施例における信号処理方法を示すフローチ
ャート図である。
ャート図である。
【図３】同実施例における信号処理方法を説明する溶鋼
湯面の測定波形図である。
湯面の測定波形図である。
【図４】同実施例における信号処理方法を説明する溶鋼
湯面の測定波形図である。
湯面の測定波形図である。
【図５】同実施例における信号処理方法の効果を示す溶
鋼湯面の測定波形図を示し、（ａ）は信号処理方法を適
用しない場合を示し、（ｂ）は信号処理方法を適用した
場合を示している。
鋼湯面の測定波形図を示し、（ａ）は信号処理方法を適
用しない場合を示し、（ｂ）は信号処理方法を適用した
場合を示している。
１ センサーヘッド部 ２ センサーコントローラ部 １１ レーザ駆動回路部 １２ レーザ発光部 １３ 受光レンズ部 ２１ パルス発生器 ２２ 第１光検出素子 ２３ 第２光検出素子 ２６ 定比率−パルス−高さ弁別器 ２７ 時間差測定回路 ２９ 信号処理回路部
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光を測定対象物に発射してその反射
レーザ光を受光し、発射から受光までの時間差に基づき
測定対象物までの距離を測定する際に、前回の測定デー
タに基づき予想される最大変化量を計算するとともに、
今回の測定データと前回の測定データとの差を計算し、
この差と上記最大変化量とを比較し、上記差の方が上記
最大変化量の絶対値よりも小さい場合には、今回の測定
データをそのまま測定データとして出力し、上記差の方
が上記最大変化量の絶対値よりも大きい場合には、前回
の測定データをそのまま測定データとして出力すること
を特徴とするレーザ測距装置における信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33774592A JPH06186334A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | レーザ測距装置における信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33774592A JPH06186334A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | レーザ測距装置における信号処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186334A true JPH06186334A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18311565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33774592A Pending JPH06186334A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | レーザ測距装置における信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186334A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09126860A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Koden Electron Co Ltd | レーザ式液面計 |
| WO2012042932A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | オムロン株式会社 | センサ装置、センサ管理システム、センサ装置の制御方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343315A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-19 | Edgewater Steel | Joint wheel* single boss and axle for railroad |
| JPH02142656A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造鋳型内パウダー層厚測定方法 |
| JPH03289583A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Koden Electron Co Ltd | 接岸速度計 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33774592A patent/JPH06186334A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JP2012079106A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Omron Corp | センサ装置、センサ管理システム、センサ装置の制御方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| KR101423443B1 (ko) * | 2010-10-01 | 2014-07-24 | 오므론 가부시키가이샤 | 센서 장치, 센서 관리 시스템, 센서 장치의 제어 방법, 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 |
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