JPH07229967A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH07229967A JPH07229967A JP6046532A JP4653294A JPH07229967A JP H07229967 A JPH07229967 A JP H07229967A JP 6046532 A JP6046532 A JP 6046532A JP 4653294 A JP4653294 A JP 4653294A JP H07229967 A JPH07229967 A JP H07229967A
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- pulse
- distance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 他の装置の干渉による誤測距を減少させた精
度の高い距離測定装置を提供する。 【構成】 光パルス幅変更手段８、９により測定対象に
出射する光パルスＳ３のパルス幅が変更され、光パルス
Ｓ３を受光して出力する受信信号Ｓ６のパルス幅が光パ
ルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信信号Ｓ６が演
算手段８に取り込まれ、距離が算出される。
度の高い距離測定装置を提供する。 【構成】 光パルス幅変更手段８、９により測定対象に
出射する光パルスＳ３のパルス幅が変更され、光パルス
Ｓ３を受光して出力する受信信号Ｓ６のパルス幅が光パ
ルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信信号Ｓ６が演
算手段８に取り込まれ、距離が算出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、距離測定装置に関する
ものである。更に詳しくは光を測距対象物に対して光パ
ルスを射出し、測距対象からの反射光を受光するまでの
光の往復時間を計測することにより測距対象までの距離
を測定する距離測定装置に関するものである。
ものである。更に詳しくは光を測距対象物に対して光パ
ルスを射出し、測距対象からの反射光を受光するまでの
光の往復時間を計測することにより測距対象までの距離
を測定する距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の分野で安全性の向上や自動
化を目的として、移動物体に測距装置を搭載して距離情
報を得る要求が増大している。例えば、ロボットや自動
車や電車に測距装置を搭載してこれらの移動物体の衝突
を防止したり、又は工場内で使用される搬送車に測距装
置を搭載して搬送車の停止位置を制御することに用いら
れている。このような距離測定装置としては、レーザ光
源から光パルスを測定対象へ射出し、測定対象によって
反射した光パルスを受光し、測距対象までの距離を測定
する装置が広く使用されている。これは短時間に距離を
測定できることから特に移動体等の衝突防止用センサと
して使用されることが多い。
化を目的として、移動物体に測距装置を搭載して距離情
報を得る要求が増大している。例えば、ロボットや自動
車や電車に測距装置を搭載してこれらの移動物体の衝突
を防止したり、又は工場内で使用される搬送車に測距装
置を搭載して搬送車の停止位置を制御することに用いら
れている。このような距離測定装置としては、レーザ光
源から光パルスを測定対象へ射出し、測定対象によって
反射した光パルスを受光し、測距対象までの距離を測定
する装置が広く使用されている。これは短時間に距離を
測定できることから特に移動体等の衝突防止用センサと
して使用されることが多い。
【０００３】測定対象までの距離Ｌと光パルスの往復時
間Ｔとの関係は次の式（１）で表される。 Ｔ＝（２Ｌ）／Ｃ 式（１） 但し、Ｃは光速 図３は従来例の構成のブロック図である。トリガ発生回
路１から一定周期で出力されるトリガ信号によりパルス
駆動回路２が駆動され、光源３から光パルスが発せられ
ると同時に、時間測定回路４が測定を開始する。光パル
スは送光光学系（図示せず）を通して外部へ出射され
る。測定対象からの反射光パルスは、受光光学系（図示
せず）に入射して受光器５で光電変換され、受光信号を
出力する。この受光信号は増幅回路６で増幅された後、
コンパレータ７でデジタル信号に変換され、時間測定回
路４にストップ信号として入力され測定終了となる。測
定された往復時間と前述の関係式より距離が求められ
る。
間Ｔとの関係は次の式（１）で表される。 Ｔ＝（２Ｌ）／Ｃ 式（１） 但し、Ｃは光速 図３は従来例の構成のブロック図である。トリガ発生回
路１から一定周期で出力されるトリガ信号によりパルス
駆動回路２が駆動され、光源３から光パルスが発せられ
ると同時に、時間測定回路４が測定を開始する。光パル
スは送光光学系（図示せず）を通して外部へ出射され
る。測定対象からの反射光パルスは、受光光学系（図示
せず）に入射して受光器５で光電変換され、受光信号を
出力する。この受光信号は増幅回路６で増幅された後、
コンパレータ７でデジタル信号に変換され、時間測定回
路４にストップ信号として入力され測定終了となる。測
定された往復時間と前述の関係式より距離が求められ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開昭６
１−１４９８７９号公報に開示されている技術では、誤
測距データの誤差の大きさが大きく又はその数が多いと
きには、平均値が真の値から大きくずれてしまい、精度
の高い距離測定値が得られないという問題があった。
１−１４９８７９号公報に開示されている技術では、誤
測距データの誤差の大きさが大きく又はその数が多いと
きには、平均値が真の値から大きくずれてしまい、精度
の高い距離測定値が得られないという問題があった。
【０００５】本発明はこのような状況を鑑み、他の装置
の干渉による誤測距を減少させた精度の高い距離測定装
置を提供することを目的とする。
の干渉による誤測距を減少させた精度の高い距離測定装
置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】光源から光パルスを発光
させるトリガ信号を出力するトリガ信号出力手段と、前
記トリガ信号を受けて発光した光パルスを測定対象に出
射する送光手段と、前記測定対象からの反射光を受光し
て受信信号を出力する受光手段と、前記光パルスが前記
測定対象までの往復に要した、前記トリガ信号が出力し
てから前記受信信号を出力するまでの往復時間を計測す
る往復時間計測手段と、前記往復時間計測手段で計測さ
れた往復時間を受けて、前記測定対象までの距離を演算
する演算手段とを具備する距離測定装置において、前記
光パルスのパルス幅を任意に設定する光パルス幅変更手
段と、前記受信信号のパルス幅を計測する信号パルス幅
計測手段と、前記計測された受信信号のパルス幅を、前
記設定さた光パルスのパルス幅と比較し、両者が等しい
ときのみ、前記往復時間を前記往復時間計測手段から前
記演算手段に出力させる比較手段とを具備するするもの
である。
させるトリガ信号を出力するトリガ信号出力手段と、前
記トリガ信号を受けて発光した光パルスを測定対象に出
射する送光手段と、前記測定対象からの反射光を受光し
て受信信号を出力する受光手段と、前記光パルスが前記
測定対象までの往復に要した、前記トリガ信号が出力し
てから前記受信信号を出力するまでの往復時間を計測す
る往復時間計測手段と、前記往復時間計測手段で計測さ
れた往復時間を受けて、前記測定対象までの距離を演算
する演算手段とを具備する距離測定装置において、前記
光パルスのパルス幅を任意に設定する光パルス幅変更手
段と、前記受信信号のパルス幅を計測する信号パルス幅
計測手段と、前記計測された受信信号のパルス幅を、前
記設定さた光パルスのパルス幅と比較し、両者が等しい
ときのみ、前記往復時間を前記往復時間計測手段から前
記演算手段に出力させる比較手段とを具備するするもの
である。
【０００７】
【作用】本発明の距離測定装置においては、測定対象に
出射する光パルスのパルス幅が出射毎に変更され、光パ
ルスを受光して出力する受信信号のパルス幅が出射した
光パルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信信号の測
定データを取り込み、距離を算出する。
出射する光パルスのパルス幅が出射毎に変更され、光パ
ルスを受光して出力する受信信号のパルス幅が出射した
光パルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信信号の測
定データを取り込み、距離を算出する。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２により説明
する。本実施例の構成を示す図１において、演算処理回
路８はパルス幅可変駆動回路９にトリガ信号Ｓ１及びパ
ルス幅制御信号Ｓ２を出力し、更に往復時間測定回路１
０にトリガ信号Ｓ１を出力するＣＰＵである。パルス幅
可変駆動回路９はトリガ信号Ｓ１を受けて、光源３にパ
ルス電流を供給するが、同時に入力するパルス幅制御信
号Ｓ２によりパルス幅を任意に設定して光源３を駆動す
る駆動回路である。光源３はパルス電流を受けて発光
し、光パルスＳ３を任意に設定されたパルス幅で発生す
る。
する。本実施例の構成を示す図１において、演算処理回
路８はパルス幅可変駆動回路９にトリガ信号Ｓ１及びパ
ルス幅制御信号Ｓ２を出力し、更に往復時間測定回路１
０にトリガ信号Ｓ１を出力するＣＰＵである。パルス幅
可変駆動回路９はトリガ信号Ｓ１を受けて、光源３にパ
ルス電流を供給するが、同時に入力するパルス幅制御信
号Ｓ２によりパルス幅を任意に設定して光源３を駆動す
る駆動回路である。光源３はパルス電流を受けて発光
し、光パルスＳ３を任意に設定されたパルス幅で発生す
る。
【０００９】送光系１１は光パルスＳ３を外部へ出射す
る光学系であり、受光系１２は測定対象で反射した光パ
ルスＳ３の一部を集光して受光する光学系である。受光
器５は受光系１２で集光された光を光電変換し受信信号
Ｓ４を出力する光電変換素子である。増幅回路６は受信
信号Ｓ４を増幅して増幅信号Ｓ５を出力する回路であ
り、コンパレータ７は増幅信号Ｓ５を受けてディジタル
受信信号Ｓ６に変換して出力する回路である。
る光学系であり、受光系１２は測定対象で反射した光パ
ルスＳ３の一部を集光して受光する光学系である。受光
器５は受光系１２で集光された光を光電変換し受信信号
Ｓ４を出力する光電変換素子である。増幅回路６は受信
信号Ｓ４を増幅して増幅信号Ｓ５を出力する回路であ
り、コンパレータ７は増幅信号Ｓ５を受けてディジタル
受信信号Ｓ６に変換して出力する回路である。
【００１０】往復時間測定回路１０は演算処理回路８か
らのトリガ信号Ｓ１受け、往復時間測定を開始し、コン
パレータ７から出力するディジタル受信信号Ｓ６の立ち
上がりエッジを検出し、エッジを検出すると時間測定を
終了して、往復時間測定データＳ７を演算処理回路８に
出力する回路である。パルス幅測定回路１３はコンパレ
ータ７から出力するディジタル受信信号Ｓ６の立ち上が
りエッジの検出により時間測定を開始し、立ち下がりエ
ッジで測定を終了することでパルス幅を測定し、パルス
幅測定データＳ８を演算処理回路８に出力する回路であ
る。演算処理回路８は、ディジタル受信信号Ｓ６のパル
ス幅測定データＳ８を、先にパルス幅可変駆動回路９に
パルス幅制御信号Ｓ２で設定した光パルスＳ３のパルス
幅と比較し、両パルス幅が一致したときのみ、往復時間
測定回路１０から出力する往復時間測定データＳ７を取
り込んで、これに基づき距離を演算する。
らのトリガ信号Ｓ１受け、往復時間測定を開始し、コン
パレータ７から出力するディジタル受信信号Ｓ６の立ち
上がりエッジを検出し、エッジを検出すると時間測定を
終了して、往復時間測定データＳ７を演算処理回路８に
出力する回路である。パルス幅測定回路１３はコンパレ
ータ７から出力するディジタル受信信号Ｓ６の立ち上が
りエッジの検出により時間測定を開始し、立ち下がりエ
ッジで測定を終了することでパルス幅を測定し、パルス
幅測定データＳ８を演算処理回路８に出力する回路であ
る。演算処理回路８は、ディジタル受信信号Ｓ６のパル
ス幅測定データＳ８を、先にパルス幅可変駆動回路９に
パルス幅制御信号Ｓ２で設定した光パルスＳ３のパルス
幅と比較し、両パルス幅が一致したときのみ、往復時間
測定回路１０から出力する往復時間測定データＳ７を取
り込んで、これに基づき距離を演算する。
【００１１】次に動作について説明する。演算処理回路
８からトリガ信号Ｓ１が出力されると、パルス幅可変駆
動回路９に駆動されて光源３が点灯し、パルス幅制御信
号Ｓ２で設定されたパルス幅で光パルスＳ３が発生す
る。光パルスＳ３は送光系１１及び受光系１２を介し
て、測定対象からの反射光として受光器５で光電変換さ
れる。受信信号Ｓ４は増幅回路６で増幅され増幅信号Ｓ
５となり、コンパレータ６でディジタル受信信号Ｓ６に
変換され出力する。
８からトリガ信号Ｓ１が出力されると、パルス幅可変駆
動回路９に駆動されて光源３が点灯し、パルス幅制御信
号Ｓ２で設定されたパルス幅で光パルスＳ３が発生す
る。光パルスＳ３は送光系１１及び受光系１２を介し
て、測定対象からの反射光として受光器５で光電変換さ
れる。受信信号Ｓ４は増幅回路６で増幅され増幅信号Ｓ
５となり、コンパレータ６でディジタル受信信号Ｓ６に
変換され出力する。
【００１２】往復時間測定回路１０はトリガ信号Ｓ１の
入力により往復時間測定を開始し、ディジタル受信信号
Ｓ６の立ち上がりエッジを検出すると時間測定が終了
し、往復時間測定データＳ７を出力する。又パルス幅測
定回路１３は、ディジタル受信信号Ｓ６の立ち上がりエ
ッジを検出すると時間測定を開始し、立ち下がりエッジ
で時間測定を終了し、パルス幅測定データＳ８を出力す
る。
入力により往復時間測定を開始し、ディジタル受信信号
Ｓ６の立ち上がりエッジを検出すると時間測定が終了
し、往復時間測定データＳ７を出力する。又パルス幅測
定回路１３は、ディジタル受信信号Ｓ６の立ち上がりエ
ッジを検出すると時間測定を開始し、立ち下がりエッジ
で時間測定を終了し、パルス幅測定データＳ８を出力す
る。
【００１３】演算処理回路８では、測定されたパルス幅
測定データＳ８が、先に出射された光パルスＳ３のパル
ス幅と比較され、両パルス幅が一致したときのみ、往復
時間測定回路１０から出力する往復時間測定データＳ７
が取り込まれてこれに基づき距離が演算される。
測定データＳ８が、先に出射された光パルスＳ３のパル
ス幅と比較され、両パルス幅が一致したときのみ、往復
時間測定回路１０から出力する往復時間測定データＳ７
が取り込まれてこれに基づき距離が演算される。
【００１４】これを、測定のタイムチャートを図２を用
いて説明する。演算処理回路８から一定周期（Ｔ）でト
リガ信号Ｓ１が出力され、パルス幅可変駆動回路９では
トリガ信号Ｓ１を受けて光源２をパルス発光させる。こ
のときのパルス幅は、図の例では、演算処理回路８から
のパルス幅制御信号Ｓ２により、各周期毎にＴ１→Ｔ２
→Ｔ３→・・・というように、ランダムに変えている。
受信信号Ｓ４は、光パルスＳ３が出射されてから測定対
象までの往復時間（ｔ１）経過後に検出され、この時間
を往復時間測定回路１０により測定し演算処理回路８に
出力する。一方、受信信号Ｓ４のパルス幅（Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ３・・・）はパルス幅測定回路１３で測定し、同
様に演算処理回路８に出力する。演算処理回路８では、
受信信号Ｓ４のパルス幅が設定したパルス幅と一致した
場合のみ往復時間測定データＳ７を取り込み、測定対象
までの距離を計算する。
いて説明する。演算処理回路８から一定周期（Ｔ）でト
リガ信号Ｓ１が出力され、パルス幅可変駆動回路９では
トリガ信号Ｓ１を受けて光源２をパルス発光させる。こ
のときのパルス幅は、図の例では、演算処理回路８から
のパルス幅制御信号Ｓ２により、各周期毎にＴ１→Ｔ２
→Ｔ３→・・・というように、ランダムに変えている。
受信信号Ｓ４は、光パルスＳ３が出射されてから測定対
象までの往復時間（ｔ１）経過後に検出され、この時間
を往復時間測定回路１０により測定し演算処理回路８に
出力する。一方、受信信号Ｓ４のパルス幅（Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ３・・・）はパルス幅測定回路１３で測定し、同
様に演算処理回路８に出力する。演算処理回路８では、
受信信号Ｓ４のパルス幅が設定したパルス幅と一致した
場合のみ往復時間測定データＳ７を取り込み、測定対象
までの距離を計算する。
【００１５】他の距離測定装置と干渉した場合は、図２
に示すように、本装置の本来検出すべき信号より早いタ
イミングで干渉信号が入力したとき、もしこれを検出す
ると、往復時間測定回路１０はこの時点で測定が終了し
誤測距となってしまう。しかし、本実施例においてはパ
ルス幅がランダムに各周期毎に変更されているので、干
渉信号のパルス幅Ｔ４がこのときの出射パルス幅Ｔ３と
一致する確率は極めて低く、従って誤測距が減少する。
に示すように、本装置の本来検出すべき信号より早いタ
イミングで干渉信号が入力したとき、もしこれを検出す
ると、往復時間測定回路１０はこの時点で測定が終了し
誤測距となってしまう。しかし、本実施例においてはパ
ルス幅がランダムに各周期毎に変更されているので、干
渉信号のパルス幅Ｔ４がこのときの出射パルス幅Ｔ３と
一致する確率は極めて低く、従って誤測距が減少する。
【００１６】移動体において正確なデータを得るため
に、一連の多数の光パルスを短時間に放射することが多
く、この場合は誤測距の虞はほとんどない。
に、一連の多数の光パルスを短時間に放射することが多
く、この場合は誤測距の虞はほとんどない。
【００１７】なお、本実施例では光源から出射する光パ
ルスのパルス幅をランダムに変更しているが、他の適当
な変更方式とし誤測距を減少することも可能である。
ルスのパルス幅をランダムに変更しているが、他の適当
な変更方式とし誤測距を減少することも可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明による距離測定装置により、測定
対象に出射する光パルスのパルス幅が出射毎に変更さ
れ、光パルスを受光して出力する受信信号のパルス幅が
出射した光パルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信
信号の測定データを取り込み、距離を算出するから、他
の干渉による誤測距が減少し、精度の高い距離測定が可
能である。
対象に出射する光パルスのパルス幅が出射毎に変更さ
れ、光パルスを受光して出力する受信信号のパルス幅が
出射した光パルスのパルス幅と一致する場合のみ、受信
信号の測定データを取り込み、距離を算出するから、他
の干渉による誤測距が減少し、精度の高い距離測定が可
能である。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例のタイミングを示すタイムチ
ャート。
ャート。
【図３】従来例の構成を示すブロック図。
３・・・・光源 ５・・・・受光器 ６・・・・増幅回路 ７・・・・コンパレータ ８・・・・演算処理回路 ９・・・・パルス幅可変駆動回路 １０・・・往復時間測定回路 １１・・・送光系 １２・・・受光系 １３・・・パルス幅測定回路
Claims (1)
- 【請求項１】光源から光パルスを発光させるトリガ信号
を出力するトリガ信号出力手段と、前記トリガ信号を受
けて発光した光パルスを測定対象に出射する送光手段
と、前記測定対象からの反射光を受光して受信信号を出
力する受光手段と、前記光パルスが前記測定対象までの
往復に要した、前記トリガ信号が出力してから前記受信
信号を出力するまでの往復時間を計測する往復時間計測
手段と、前記往復時間計測手段で計測された往復時間を
受けて、前記測定対象までの距離を演算する演算手段と
を具備する距離測定装置において、 前記光パルスのパルス幅を任意に設定する光パルス幅変
更手段と、前記受信信号のパルス幅を計測する信号パル
ス幅計測手段と、前記計測された受信信号のパルス幅
を、前記設定さた光パルスのパルス幅と比較し、両者が
等しいときのみ、前記往復時間を前記往復時間計測手段
から前記演算手段に出力させる比較手段とを具備するこ
とを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046532A JPH07229967A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046532A JPH07229967A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229967A true JPH07229967A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12749906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046532A Pending JPH07229967A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07229967A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308482A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 検出装置 |
| JP2016014665A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | アドヴァンスド サイエンティフィック コンセプツ，イン | 密集環境のｌａｄａｒセンサ |
| JP2021505893A (ja) * | 2017-12-08 | 2021-02-18 | ベロダイン ライダー， インク． | 光測距及び検出システムにおける戻り信号の検出を改善するためのシステム及び方法 |
| WO2021059638A1 (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 距離測定装置 |
| JP2021060415A (ja) * | 2016-11-16 | 2021-04-15 | ウェイモ エルエルシー | 光検知測距（ｌｉｄａｒ）装置を保護するための方法およびシステム |
| JP2021520498A (ja) * | 2018-04-10 | 2021-08-19 | イベオ オートモーティブ システムズ ゲーエムベーハーＩｂｅｏ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＧｍｂＨ | Ｌｉｄａｒ測定システムのセンサ素子の制御方法 |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP6046532A patent/JPH07229967A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308482A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 検出装置 |
| US7605909B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-10-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Detection device for detecting conditions at a target position |
| JP2016014665A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | アドヴァンスド サイエンティフィック コンセプツ，イン | 密集環境のｌａｄａｒセンサ |
| JP2021060415A (ja) * | 2016-11-16 | 2021-04-15 | ウェイモ エルエルシー | 光検知測距（ｌｉｄａｒ）装置を保護するための方法およびシステム |
| US11614523B2 (en) | 2016-11-16 | 2023-03-28 | Waymo Llc | Methods and systems for protecting a light detection and ranging (lidar) device |
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| US11885916B2 (en) | 2017-12-08 | 2024-01-30 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system |
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| WO2021059638A1 (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 距離測定装置 |
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