JPH08184673A - レーザ距離測定装置 - Google Patents
レーザ距離測定装置Info
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- JPH08184673A JPH08184673A JP32819594A JP32819594A JPH08184673A JP H08184673 A JPH08184673 A JP H08184673A JP 32819594 A JP32819594 A JP 32819594A JP 32819594 A JP32819594 A JP 32819594A JP H08184673 A JPH08184673 A JP H08184673A
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
に視覚センサとして搭載した場合に、移動ロボットの全
周囲における情報を入手して、移動ロボットを効率良く
移動させることが可能であるレーザ距離測定装置を提供
する。 【構成】 レーザダイオード5と、回転軸6aまわりに
回転してレーザダイオード5から発せられた送信レーザ
光LTをその回転方向に移動させる回転多面鏡6と、レ
ーザダイオード5および回転多面鏡6をレーザダイオー
ド5のレーザ光照射方向でかつ回転多面鏡6の回転軸6
aと直交する軸まわりに駆動するモータ4と、回転多面
鏡6の回転軸6aと直交する軸上に配置されて反射され
た受信レーザ光LRを回転多面鏡6を介して受ける放物
面鏡8と、放物面鏡8を通過した受信レーザ光LRを電
気信号に変換する光検出器9を備えた。
Description
レーザ光を目標に対して走査させて距離を測定するレー
ザ距離測定装置に関するものである。
ては、例えば、図4に示すものがあった。
置51は、レーザ光源としてのレーザダイオード52
と、レーザダイオード52から発せられたレーザ光Lt
を平行光にする送信光学系53と、回転軸54aを中心
にして回転して送信光学系53を通過した送信レーザ光
Ltをその回転方向に移動させつつ反射する回転多面鏡
54と、この回転多面鏡54からの送信レーザ光Ltを
図示しない目標側に反射するノッディングミラー55を
備えており、このノッディングミラー55をノッディン
グモータ56の出力により回転多面鏡54に連動して回
動させることによって、回転多面鏡54からの送信レー
ザ光Ltを回転多面鏡54の回転方向と直交する方向に
移動させるようにしている。
受信光学系57および検出器58を備えており、図示し
ない目標側から反射された受信レーザ光Lrを再びノッ
ディングミラー55で受け、この受信レーザ光Lrを回
転多面鏡54および受信光学系57を介して検出器58
に集光して電気信号に変換することにより、目標までの
距離を測定するものとなっている。
図5に示すように、移動ロボットRに視覚センサとして
搭載され、走行方向に送信レーザ光Ltを走査して、視
野内の地形情報を得るのに用いられる。
ては、例えば、「ミサイル工学事典」 1990年12
月10日、原書房発行の第406頁〜第408頁に若干
の記載がある。
来のレーザ距離測定装置51では、例えば、移動ロボッ
トRに視覚センサとして搭載した場合、図5に示すよう
に、送信レーザ光Ltを走査する範囲(視野)が走行方
向に限定されてしまうことから、移動ロボットRの行動
が制約を受けることになり、効率の良い移動が困難であ
るという問題があった。
て、移動ロボットRの移動を効率の良いものとするため
には、移動ロボットRにジンバル機構を設けてこのジン
バル機構にレーザ距離測定装置51を設置しなくてはな
らないことから、レーザ距離測定装置51からなる視覚
センサの部分が大型でかつ重量の嵩むものとなってしま
うという問題を有しており、これらの問題を解決するこ
とが従来の課題となっていた。
てなされたもので、小型化かつ軽量化を図ったうえで、
例えば、移動ロボットに視覚センサとして搭載した場合
には、移動ロボットの走行方向だけでなく全周囲におけ
る情報の入手を実現して、移動ロボットを効率良く移動
させることが可能であるレーザ距離測定装置を提供する
ことを目的としている。
るレーザ距離測定装置は、レーザ光源と、回転軸まわり
に回転して前記レーザ光源から発せられた送信レーザ光
をその回転方向に移動させる回転多面鏡と、前記レーザ
光源および回転多面鏡を当該レーザ光源のレーザ光照射
方向でかつ回転多面鏡の回転軸と直交する軸まわりに駆
動する回転多面鏡駆動手段と、前記回転多面鏡の回転軸
と直交する軸上に配置されて反射された受信レーザ光を
前記回転多面鏡を介して受ける集光手段と、前記集光手
段を通過した受信レーザ光を電気信号に変換する光検出
器を備えた構成としたことを特徴としており、このよう
なレーザ距離測定装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。
離測定装置において、回転多面鏡駆動手段をレーザ光源
のレーザ光照射方向でかつ回転多面鏡の回転軸と直交す
る方向に配置したモータとし、モータ軸にレーザ光源お
よび回転多面鏡を支持させてある構成とし、本発明の請
求項3に係わるレーザ距離測定装置において、レーザ光
源および回転多面鏡は180゜の範囲で往復回動する構
成とし、本発明の請求項4に係わるレーザ距離測定装置
において、レーザ光源,回転多面鏡,集光手段および光
検出器を送信レーザ光および受信レーザ光が通過可能な
円筒カバーで覆ってある構成としている。
距離測定装置において、集光手段は光検出器に焦点を合
致させた放物面鏡である構成としている。
定装置において、例えば、移動ロボットに視覚センサと
して搭載する場合、レーザ光源が回転多面鏡の下方に位
置するようにセットすると、回転多面鏡の回転軸は水平
方向に沿うこととなり、回転多面鏡で反射したレーザ光
源からの送信レーザ光は、鉛直軸を含む面内を移動して
移動ロボットの走行面上において直線的な走査がなさ
れ、反射された受信レーザ光は、回転多面鏡で受けられ
て集光手段を介して光検出器に到達し、この光検出器に
おいて電気信号に変換される。
回転多面鏡駆動手段によりレーザ光源のレーザ光照射方
向でかつ回転多面鏡の回転軸と直交する軸(鉛直軸)ま
わりに駆動されるので、鉛直軸を中心とする円内の走査
がなされる、すなわち、移動ロボットの全周囲の走査が
なされることとなり、移動ロボットの移動が効率良くな
されることとなる。
ンバル機構を必要とすることなく上記のように移動ロボ
ットの全周囲の走査がなされることから、装置全体の小
型化および軽量化が図られることとなる。
離測定装置では、上記した構成としているので、レーザ
光源および回転多面鏡の駆動系が簡単なものとなり、本
発明の請求項3に係わるレーザ距離測定装置では、レー
ザ光源や回転多面鏡に対する電源の供給に際してスリッ
プリングを必要としないので、信頼性が向上することと
なり、本発明の請求項4に係わるレーザ距離測定装置で
は、移動ロボットが走行する際に巻上げる小石や塵埃が
レーザ光源や回転多面鏡に当たったり付着したりするの
が阻止され、本発明の請求項5に係わるレーザ距離測定
装置では、放物面鏡の他に反射鏡や集光レンズを用いる
必要がないので、装置全体のより一層の小型化および軽
量化が図られることとなる。
定装置の一実施例を示している。
距離測定装置1は、移動ロボット(図5参照)に視覚セ
ンサとして搭載してあり、ポール2の上端に取付けられ
かつ全周にわたってレーザ光を通過可能とした部材より
なる窓部3a(図では白抜きで示す)を配置した円筒カ
バー3と、この円筒カバー3の上端にブラケット3bを
介して固定した回転多面鏡駆動手段としてのモータ4
と、円筒カバー3の内部に収容したレーザ光源としての
レーザダイオード5およびこのレーザダイオード5から
平行光として発せられた送信レーザ光LT(図3にのみ
示す)を反射する回転多面鏡6を備えている。
つポール2の長手方向に沿わせて設けてあって、この駆
動軸4aの先端には、ベースプレート7が取付けてあ
り、この実施例において、モータ4はベースプレート7
を180゜の範囲で往復回動させるように作動するもの
となっている。
モータ4側に向けて照射するようにしてベースプレート
7に設けてあり、一方、回転多面鏡6はレーザダイオー
ド5の上方においてベースプレート7に水平に設けた回
転軸6aまわりに高速で回転するようにしてある。
ザ光照射方向をモータ4の駆動軸4aに一致させている
と共に、回転多面鏡6の回転軸6aを前記駆動軸4aの
延長線L上に位置させている。
ー3の窓部3aを通過した送信レーザ光LTは、モータ
4における駆動軸4aの延長線L(鉛直軸)を含む面内
を移動し、さらに、この送信レーザ光LTが移動する駆
動軸4aの延長線Lを含む面がモータ4の作動により1
80゜の範囲で往復回動することにより、図3に示すよ
うに、走行面において鉛直軸を中心とする円内の走査が
なされる、すなわち、移動ロボットの全周囲の走査がな
されるようになっている。
面で反射されて円筒カバー3の窓部3aを通過した受信
レーザ光LRを回転多面鏡6を介して受ける集光手段と
しての放物面鏡8と、この放物面鏡8で反射された受信
レーザ光LRを電気信号に変換する視野絞り付きの光学
フィルタ(光検出器)9を備えており、放物面鏡8は前
記駆動軸4aの延長線L上に配置してあると共に、光学
フィルタ9は放物面鏡8の焦点上、この場合はベースプ
レート7の下端に設けてある。
学フィルタ9に接続する図示しないAM変調回路および
測距用信号処理回路を備えている。
ず、レーザダイオード5から平行に発せられた送信レー
ザ光LTは、高速回転する回転多面鏡6で反射される。
た送信レーザ光LTは、モータ4における駆動軸4aの
延長線Lを含む面内を移動し、移動ロボットの走行面上
において直線的な走査がなされる。
る駆動軸4aの延長線Lを含む面は、モータ4の作動に
より180゜の範囲で往復回動しているので、図3に示
すように、走行面において駆動軸4aの延長線Lを中心
とする円内の走査がなされることとなり、したがって、
移動ロボットの全周囲の走査がなされることとなる。
LRは、円筒カバー3の窓部3aを通過して回転多面鏡
6に到達し、この回転多面鏡6の鏡面全体で反射された
受信レーザ光LRは、放物面鏡8で反射されて視野絞り
付きの光学フィルタ9に集光されて電気信号に変換さ
れ、視野内の地形情報を得る。
移動ロボットの全周囲の走査がなされるので、移動ロボ
ットの効率の良い移動が実現する。
ンバル機構を必要とすることなく上記のように移動ロボ
ットの全周囲の走査がなされることから、装置全体の小
型化および軽量化が図られることとなる。
回転多面鏡駆動手段をモータ4としているので、レーザ
ダイオード5および回転多面鏡6の駆動系が至極簡単な
ものとなり、加えて、モータ4はベースプレート7を1
80゜の範囲で往復回動させるように作動するので、レ
ーザダイオード5や回転多面鏡6に対する電源の供給に
はスリップリングを必要としないこととなり、信頼性の
向上が図られることとなる。
は、円筒カバー3を備えているので、移動ロボットが走
行する際に巻上げる小石や塵埃からレーザダイオード5
や回転多面鏡6が保護されることとなるうえ、放物面鏡
8の他に反射鏡や集光レンズを用いる必要がないので、
装置全体のより一層の小型化および軽量化が実現するこ
ととなる。
の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるものでは
なく、他の構成として例えば、ベースプレート7を回転
させるようにモータ4を作動させてもよいほか、集光手
段を光検出器に焦点を合致させた集光レンズとすること
も可能である。
に係わるレーザ距離測定装置では、上記した構成とした
ため、例えば、移動ロボットに視覚センサとして搭載す
る場合において、レーザ光源が回転多面鏡の下方に位置
するようにセットすると、回転多面鏡の回転軸は水平方
向に向くので、回転多面鏡で反射したレーザ光源からの
送信レーザ光を移動ロボットの走行面上において直線的
に走査させることができ、この際、レーザ光源および回
転多面鏡を回転多面鏡駆動手段によりレーザ光源のレー
ザ光照射方向でかつ回転多面鏡の回転軸と直交する軸ま
わりに駆動させることができるので、この軸を中心とす
る円内の走査、すなわち、移動ロボットの全周囲の走査
を行うことが可能になり、その結果、移動ロボットの効
率の良い移動制御が可能になるという極めて優れた効果
がもたらされるうえ、ジンバル機構を必要とすることな
く上記のように移動ロボットの全周囲を走査することが
できることから、装置全体の小型化および軽量化を実現
できるという極めて優れた効果がもたらされる。
離測定装置では、上記した構成としているので、レーザ
光源および回転多面鏡の駆動系を極めて簡単なものとす
ることができ、本発明の請求項3に係わるレーザ距離測
定装置では、レーザ光源や回転多面鏡への電源供給にス
リップリングを必要としないので、信頼性を大幅に向上
させることが可能であるという極めて優れた効果がもた
らされる。
距離測定装置では、移動ロボットに視覚センサとして搭
載する場合、この移動ロボットが走行する際に巻上げる
小石や塵埃がレーザ光源や回転多面鏡に当たったり付着
したりするのを防ぐことができ、本発明の請求項5に係
わるレーザ距離測定装置では、放物面鏡の他に反射鏡や
集光レンズを用いる必要がないので、装置全体のより一
層の小型化および軽量化を実現できるという極めて優れ
た効果がもたらされる。
を示す正面方向からの断面説明図である。
らの断面説明図である。
説明図である。
示す斜視説明図である。
載した場合の走査パターン説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 レーザ光源と、回転軸まわりに回転して
前記レーザ光源から発せられた送信レーザ光をその回転
方向に移動させる回転多面鏡と、前記レーザ光源および
回転多面鏡を当該レーザ光源のレーザ光照射方向でかつ
回転多面鏡の回転軸と直交する軸まわりに駆動する回転
多面鏡駆動手段と、前記回転多面鏡の回転軸と直交する
軸上に配置されて反射された受信レーザ光を前記回転多
面鏡を介して受ける集光手段と、前記集光手段を通過し
た受信レーザ光を電気信号に変換する光検出器を備えた
ことを特徴とするレーザ距離測定装置。 - 【請求項2】 回転多面鏡駆動手段をレーザ光源のレー
ザ光照射方向でかつ回転多面鏡の回転軸と直交する方向
に配置したモータとし、モータ軸にレーザ光源および回
転多面鏡を支持させてある請求項1に記載のレーザ距離
測定装置。 - 【請求項3】 レーザ光源および回転多面鏡は180゜
の範囲で往復回動する請求項1または2に記載のレーザ
距離測定装置。 - 【請求項4】 レーザ光源,回転多面鏡,集光手段およ
び光検出器を送信レーザ光および受信レーザ光が通過可
能な円筒カバーで覆ってある請求項1ないし3のいずれ
かに記載のレーザ距離測定装置。 - 【請求項5】 集光手段は光検出器に焦点を合致させた
放物面鏡である請求項1ないし4のいずれかに記載のレ
ーザ距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32819594A JP3149102B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | レーザ距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32819594A JP3149102B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | レーザ距離測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08184673A true JPH08184673A (ja) | 1996-07-16 |
JP3149102B2 JP3149102B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=18207522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32819594A Expired - Lifetime JP3149102B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | レーザ距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3149102B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010060309A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Ihi Corp | レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法 |
JP2011257193A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Ihi Corp | 物体検出装置 |
EP3739357A4 (en) * | 2018-01-08 | 2021-10-13 | SOS LAB Co., Ltd | LIDAR DEVICE |
US11808889B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-11-07 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32819594A patent/JP3149102B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010060309A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Ihi Corp | レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法 |
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EP3739357A4 (en) * | 2018-01-08 | 2021-10-13 | SOS LAB Co., Ltd | LIDAR DEVICE |
US11493630B2 (en) | 2018-01-08 | 2022-11-08 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
US11808889B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-11-07 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
US11953626B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
US11953596B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3149102B2 (ja) | 2001-03-26 |
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