JPH0961526A - 光波距離計測装置 - Google Patents
光波距離計測装置Info
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- JPH0961526A JPH0961526A JP7215755A JP21575595A JPH0961526A JP H0961526 A JPH0961526 A JP H0961526A JP 7215755 A JP7215755 A JP 7215755A JP 21575595 A JP21575595 A JP 21575595A JP H0961526 A JPH0961526 A JP H0961526A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】距離計測精度を向上し得ると共に、半波長を越
える一波長未満の距離に対しても計測可能であり、か
つ、回路構成を簡易化する。 【解決手段】投光器２４は、信号発生器２１からの正弦
波信号 sinωｔにより光波を強度変調して目標体に投光
し、位相差θを含む反射光を受光器２５で受光する。ミ
キシング回路２６は、受光信号Ａ sin（ωｔ＋θ）と信
号発生器２１からの正弦波信号 sinωｔとの積を求め、
ローパスフィルタ２７により必要とするＡcosθの直流
成分を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２８を介して制御演算部
２９に入力する。次に、スイッチ２３を固定接点ｂ側に
切換えて計測動作を行ない、Ａ sinθの直流成分を得て
制御演算部２９に入力する。制御演算部２９は、Ａ cos
θ、Ａ sinθの持つ振幅Ａを算出し、保持電圧をＡで除
算して正規化したcos θ、sin θを得、その大小関係に
より目標体までの距離を算出する。
える一波長未満の距離に対しても計測可能であり、か
つ、回路構成を簡易化する。 【解決手段】投光器２４は、信号発生器２１からの正弦
波信号 sinωｔにより光波を強度変調して目標体に投光
し、位相差θを含む反射光を受光器２５で受光する。ミ
キシング回路２６は、受光信号Ａ sin（ωｔ＋θ）と信
号発生器２１からの正弦波信号 sinωｔとの積を求め、
ローパスフィルタ２７により必要とするＡcosθの直流
成分を取り出し、Ａ／Ｄ変換器２８を介して制御演算部
２９に入力する。次に、スイッチ２３を固定接点ｂ側に
切換えて計測動作を行ない、Ａ sinθの直流成分を得て
制御演算部２９に入力する。制御演算部２９は、Ａ cos
θ、Ａ sinθの持つ振幅Ａを算出し、保持電圧をＡで除
算して正規化したcos θ、sin θを得、その大小関係に
より目標体までの距離を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度変調光波を用
いて光波発生から目標体に反射して返ってくるまでの位
相差を検出し、その位相差に基づいて目標体までの距離
を計測する光波距離計測装置に関する。
いて光波発生から目標体に反射して返ってくるまでの位
相差を検出し、その位相差に基づいて目標体までの距離
を計測する光波距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波距離測定装置は、光波を正弦波で変
調して目標体に向けて連続的に照射し、目標体からの反
射波を受信して検波した後、送信波との位相差を求め、
この位相差を距離に変換することにより、目標体までの
距離を測定するものであり、従来装置は、図４に示すよ
うに構成されている。
調して目標体に向けて連続的に照射し、目標体からの反
射波を受信して検波した後、送信波との位相差を求め、
この位相差を距離に変換することにより、目標体までの
距離を測定するものであり、従来装置は、図４に示すよ
うに構成されている。
【０００３】同図において、１はsin ωA ｔの正弦波信
号を発生する信号発生器である。但し、「ω＝２πｆ」
で、ｆは周波数、ｔは時間である。この信号発生器１か
ら出力される正弦波信号は分周器２に入力されると共
に、スイッチ３の第１の固定接点ａに入力される。上記
分周器２は、信号発生器１からの正弦波信号sin ωA ｔ
を分周して波長の長い正弦波信号sin ωB ｔを出力し、
スイッチ３の第２の固定接点ｂに入力する。このスイッ
チ３は、接点ａ，ｂに入力される正弦波信号を詳細を後
述する制御演算部１０からの制御信号により一方の信号
を選択して投光器４に出力する。この場合、基本的に
は、スイッチ３により正弦波信号sin ωA ｔを選択して
投光器４に入力する。この投光器４は、スイッチ３を介
して入力される正弦波信号により光波例えば赤外線を強
度変調して目標体に照射する。
号を発生する信号発生器である。但し、「ω＝２πｆ」
で、ｆは周波数、ｔは時間である。この信号発生器１か
ら出力される正弦波信号は分周器２に入力されると共
に、スイッチ３の第１の固定接点ａに入力される。上記
分周器２は、信号発生器１からの正弦波信号sin ωA ｔ
を分周して波長の長い正弦波信号sin ωB ｔを出力し、
スイッチ３の第２の固定接点ｂに入力する。このスイッ
チ３は、接点ａ，ｂに入力される正弦波信号を詳細を後
述する制御演算部１０からの制御信号により一方の信号
を選択して投光器４に出力する。この場合、基本的に
は、スイッチ３により正弦波信号sin ωA ｔを選択して
投光器４に入力する。この投光器４は、スイッチ３を介
して入力される正弦波信号により光波例えば赤外線を強
度変調して目標体に照射する。
【０００４】そして、目標体からの反射光、すなわち、
位相差θA を含む変調波 sin（ωAｔ＋θA ）を受光器
５で受光して電気信号に変換し、ＡＧＣ回路６に入力し
てＡＧＣ調整された sin（ωA ｔ＋θA ）を得る。上記
ＡＧＣ回路６は、制御演算部１０からＡＧＣ調整値が入
力され、この値に基づいてＡＧＣ調整される。また、上
記受光器５から出力される変調波は、レベル検出回路１
１に入力されて振幅値Ａが検出される。レベル検出回路
１１で検出された振幅値Ａは、制御演算部１０に入力さ
れる。制御演算部１０では、入力された振幅値Ａにより
ＡＧＣ調整値を算出し、ＡＧＣ回路６に出力する。
位相差θA を含む変調波 sin（ωAｔ＋θA ）を受光器
５で受光して電気信号に変換し、ＡＧＣ回路６に入力し
てＡＧＣ調整された sin（ωA ｔ＋θA ）を得る。上記
ＡＧＣ回路６は、制御演算部１０からＡＧＣ調整値が入
力され、この値に基づいてＡＧＣ調整される。また、上
記受光器５から出力される変調波は、レベル検出回路１
１に入力されて振幅値Ａが検出される。レベル検出回路
１１で検出された振幅値Ａは、制御演算部１０に入力さ
れる。制御演算部１０では、入力された振幅値Ａにより
ＡＧＣ調整値を算出し、ＡＧＣ回路６に出力する。
【０００５】このＡＧＣ回路６でＡＧＣ調整された受光
変調波は、ミキシング回路７で送光変調波と積算され、
ローパスフィルタ８に入力されて直流成分Ｂ cosθA が
取り出される。この直流成分Ｂ cosθA は、Ａ／Ｄ変換
器９によりデジタル信号に変換されて制御演算部１０に
入力される。制御演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器９により
デジタル変換された直流成分Ｂ cosθA により目標体ま
での距離を算出する。
変調波は、ミキシング回路７で送光変調波と積算され、
ローパスフィルタ８に入力されて直流成分Ｂ cosθA が
取り出される。この直流成分Ｂ cosθA は、Ａ／Ｄ変換
器９によりデジタル信号に変換されて制御演算部１０に
入力される。制御演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器９により
デジタル変換された直流成分Ｂ cosθA により目標体ま
での距離を算出する。
【０００６】図５は、制御演算部１０における距離算出
の原理図を示したものである。送光変調波 sinωA ｔと
受光変調波 sin（ωA ｔ＋θA ）との位相差θA は、co
s -1（cos θA ）で算出され、目標体までの距離Ｄは、
次式 Ｄ＝（θA ／３６０°）×λ で求められる。
の原理図を示したものである。送光変調波 sinωA ｔと
受光変調波 sin（ωA ｔ＋θA ）との位相差θA は、co
s -1（cos θA ）で算出され、目標体までの距離Ｄは、
次式 Ｄ＝（θA ／３６０°）×λ で求められる。
【０００７】但し、λは変調波の波長、θA の単位は度
である。また、Ｂ cosθA の値をとる距離は、半波長毎
に存在するため、半波長を越える距離の計測は、１つの
変調波では不可能である。このため制御演算部１０から
のスイッチ制御信号によりスイッチ３を分周器２側に切
換え、波長の長い変調波sin ωB ｔを使用して距離計測
を行ない、両計測値を組合わせて計測処理を行なってい
る。
である。また、Ｂ cosθA の値をとる距離は、半波長毎
に存在するため、半波長を越える距離の計測は、１つの
変調波では不可能である。このため制御演算部１０から
のスイッチ制御信号によりスイッチ３を分周器２側に切
換え、波長の長い変調波sin ωB ｔを使用して距離計測
を行ない、両計測値を組合わせて計測処理を行なってい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
波距離計測装置は、受光器５で受光した変調波がレベル
検出回路１１に入力されてから、制御演算部１０よりＡ
ＧＣ回路６にＡＧＣ調整値が入力されるまでに処理時間
を要するため、実際にＡＧＣ回路６に入力されている変
調波と、この変調波に対するＡＧＣ調整値との間に誤差
を生じる。
波距離計測装置は、受光器５で受光した変調波がレベル
検出回路１１に入力されてから、制御演算部１０よりＡ
ＧＣ回路６にＡＧＣ調整値が入力されるまでに処理時間
を要するため、実際にＡＧＣ回路６に入力されている変
調波と、この変調波に対するＡＧＣ調整値との間に誤差
を生じる。
【０００９】また、計測可能な距離を長くするために２
種の変調波を使用しているが、基本的に変調波の半波長
を越える距離計測は困難である。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、距離計測精度を向上し
得ると共に、半波長を越える一波長未満の距離に対して
も計測可能であり、かつ、回路構成を簡易化し得る光波
距離計測装置を提供することを目的とする。
種の変調波を使用しているが、基本的に変調波の半波長
を越える距離計測は困難である。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、距離計測精度を向上し
得ると共に、半波長を越える一波長未満の距離に対して
も計測可能であり、かつ、回路構成を簡易化し得る光波
距離計測装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光波距離計
測装置は、正弦波信号を発生する信号発生器と、この信
号発生器で発生した正弦波信号を位相変換して余弦波信
号を発生する位相変換器と、上記信号発生器で発生した
正弦波により変調した光波を目標体に照射する投光器
と、上記目標体より反射される位相差を含む反射波を受
光して電気信号に変換する受光器と、この受光器より出
力される受光信号と上記信号発生器から出力される正弦
波信号並びに上記位相変換器から出力される余弦波信号
とより反射波位相差成分を含む正弦波信号及び余弦波信
号を得る手段と、この手段により得た位相差成分を含む
正弦波信号及び余弦波信号より受信レベルを算出して両
信号を正規化する正規化手段と、この手段により正規化
された正弦波信号及び余弦波信号の大小関係により目標
体までの距離を算出する演算手段とを具備したことを特
徴とする。
測装置は、正弦波信号を発生する信号発生器と、この信
号発生器で発生した正弦波信号を位相変換して余弦波信
号を発生する位相変換器と、上記信号発生器で発生した
正弦波により変調した光波を目標体に照射する投光器
と、上記目標体より反射される位相差を含む反射波を受
光して電気信号に変換する受光器と、この受光器より出
力される受光信号と上記信号発生器から出力される正弦
波信号並びに上記位相変換器から出力される余弦波信号
とより反射波位相差成分を含む正弦波信号及び余弦波信
号を得る手段と、この手段により得た位相差成分を含む
正弦波信号及び余弦波信号より受信レベルを算出して両
信号を正規化する正規化手段と、この手段により正規化
された正弦波信号及び余弦波信号の大小関係により目標
体までの距離を算出する演算手段とを具備したことを特
徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
光波距離計測装置の構成を示すブロック図である。同図
において、２１は sinωｔの正弦波信号を発生する信号
発生器で、この信号発生器２１から出力される正弦波信
号は、位相変換器（＋９０°）２２及びスイッチ２３の
第１の固定接点ａに入力されると共に、投光器２４に入
力される。この投光器２４は、上記正弦波信号 sinωｔ
により光波例えば赤外線を強度変調して目標体に照射す
る。そして、この目標体からの反射光、すなわち、位相
差θを含む変調波Ａ sin（ωｔ＋θ）を受光器２５で受
光し、その光量に比例した電気信号（電圧）に変換す
る。なお、上記受光変調波におけるＡは振幅値である。
上記受光器２５で受光された信号は、ミキシング回路２
６に入力される。
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
光波距離計測装置の構成を示すブロック図である。同図
において、２１は sinωｔの正弦波信号を発生する信号
発生器で、この信号発生器２１から出力される正弦波信
号は、位相変換器（＋９０°）２２及びスイッチ２３の
第１の固定接点ａに入力されると共に、投光器２４に入
力される。この投光器２４は、上記正弦波信号 sinωｔ
により光波例えば赤外線を強度変調して目標体に照射す
る。そして、この目標体からの反射光、すなわち、位相
差θを含む変調波Ａ sin（ωｔ＋θ）を受光器２５で受
光し、その光量に比例した電気信号（電圧）に変換す
る。なお、上記受光変調波におけるＡは振幅値である。
上記受光器２５で受光された信号は、ミキシング回路２
６に入力される。
【００１２】一方、上記位相変換器２２は、信号発生器
１からの正弦波信号 sinωｔの位相を９０°進めて余弦
波信号 cosωｔとし、スイッチ２３の第２の固定接点ｂ
に入力する。このスイッチ２３は、接点ａ，ｂに入力さ
れる信号を制御演算部２９からのスイッチの制御信号に
より選択してミキシング回路２６に入力する。このミキ
シング回路２６で、受光器２５により受光された信号
と、スイッチ２３を介して入力される sinωｔあるいは
cosωｔとの積が求められ、更にローパスフィルタ２７
に入力されて直流成分Ａ cosθあるいはＡ sinθが取り
出される。この直流成分は、Ａ／Ｄ変換器２８によりデ
ジタル信号に変換されて制御演算部２９に入力される。
制御演算部２９は、Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル変
換された直流成分Ａ cosθ／Ａ sinθにより目標体まで
の距離を算出する。
１からの正弦波信号 sinωｔの位相を９０°進めて余弦
波信号 cosωｔとし、スイッチ２３の第２の固定接点ｂ
に入力する。このスイッチ２３は、接点ａ，ｂに入力さ
れる信号を制御演算部２９からのスイッチの制御信号に
より選択してミキシング回路２６に入力する。このミキ
シング回路２６で、受光器２５により受光された信号
と、スイッチ２３を介して入力される sinωｔあるいは
cosωｔとの積が求められ、更にローパスフィルタ２７
に入力されて直流成分Ａ cosθあるいはＡ sinθが取り
出される。この直流成分は、Ａ／Ｄ変換器２８によりデ
ジタル信号に変換されて制御演算部２９に入力される。
制御演算部２９は、Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル変
換された直流成分Ａ cosθ／Ａ sinθにより目標体まで
の距離を算出する。
【００１３】次に上記実施形態の動作を図３のフローチ
ャートを参照して説明する。最初に制御演算部２９から
のスイッチ制御信号によりスイッチ２３を第１の固定接
点ａ側に切換えて計測動作を行ない、Ａ／Ｄ変換器２８
からＡ cosθの直流成分を得て制御演算部２９に入力す
る（ステップＡ１）。すなわち、スイッチ２３を第１の
固定接点ａ側に切換えて計測動作を行なうと、投光器２
４は信号発生器２１からの正弦波信号 sinωｔにより光
波例えば赤外線を強度変調して目標体に照射する。そし
て、この目標体からの反射光を受光器２５で受光する。
このとき目標体からの反射光は、送光変調波に対してθ
だけ位相のずれた変調波Ａ sin（ωｔ＋θ）である。受
光器２５は、受光した目標体からの反射光を、その光量
に比例した電圧に変換してミキシング回路２６に入力す
る。
ャートを参照して説明する。最初に制御演算部２９から
のスイッチ制御信号によりスイッチ２３を第１の固定接
点ａ側に切換えて計測動作を行ない、Ａ／Ｄ変換器２８
からＡ cosθの直流成分を得て制御演算部２９に入力す
る（ステップＡ１）。すなわち、スイッチ２３を第１の
固定接点ａ側に切換えて計測動作を行なうと、投光器２
４は信号発生器２１からの正弦波信号 sinωｔにより光
波例えば赤外線を強度変調して目標体に照射する。そし
て、この目標体からの反射光を受光器２５で受光する。
このとき目標体からの反射光は、送光変調波に対してθ
だけ位相のずれた変調波Ａ sin（ωｔ＋θ）である。受
光器２５は、受光した目標体からの反射光を、その光量
に比例した電圧に変換してミキシング回路２６に入力す
る。
【００１４】このときミキシング回路２６には、スイッ
チ２３により正弦波信号 sinωｔが選択されて与えられ
ているので、そのミキシング出力電圧は「Ａ sin（ω
ｔ）・sin（ωｔ＋θ）」となる。この出力電圧は、以
下に示す（１），（２）式より、 −Ａ｛ cosθ＋ cos（２ωｔ＋θ）｝／２ と表すことができる。
チ２３により正弦波信号 sinωｔが選択されて与えられ
ているので、そのミキシング出力電圧は「Ａ sin（ω
ｔ）・sin（ωｔ＋θ）」となる。この出力電圧は、以
下に示す（１），（２）式より、 −Ａ｛ cosθ＋ cos（２ωｔ＋θ）｝／２ と表すことができる。
【００１５】 cos（α＋β）＝cos α・cos β−sin α・sin β …（１） cos（α−β）＝cos α・cos β＋sin α・sin β …（２） 但し、α＝ωｔ，β＝ωｔ＋θである。
【００１６】このミキシング回路２６の出力電圧は、co
s θという直流成分と、 cos（２ωｔ＋θ）という交流
成分から構成されているので、ローパスフィルタ２７に
より必要とするcos θの直流成分を取り出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル信号に変換し、制御演
算部２９に入力して保持する。
s θという直流成分と、 cos（２ωｔ＋θ）という交流
成分から構成されているので、ローパスフィルタ２７に
より必要とするcos θの直流成分を取り出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル信号に変換し、制御演
算部２９に入力して保持する。
【００１７】次に、制御演算部２９からのスイッチ制御
信号によりスイッチ２３を第２の固定接点ｂ側に切換え
て計測動作を行ない、Ａ／Ｄ変換器２８からＡ sinθの
直流成分を得て制御演算部２９に入力する（ステップＡ
２）。この場合、ミキシング回路２６には、受光器２５
により受光されたＡ sin（ωｔ＋θ）が入力されると共
に、スイッチ２３により選択された位相変換器２２の出
力信号 cosωｔが入力される。従って、ミキシング回路
２６の出力電圧は、「Ａ cos（ωｔ）・ sin（ωｔ＋
θ）」となる。
信号によりスイッチ２３を第２の固定接点ｂ側に切換え
て計測動作を行ない、Ａ／Ｄ変換器２８からＡ sinθの
直流成分を得て制御演算部２９に入力する（ステップＡ
２）。この場合、ミキシング回路２６には、受光器２５
により受光されたＡ sin（ωｔ＋θ）が入力されると共
に、スイッチ２３により選択された位相変換器２２の出
力信号 cosωｔが入力される。従って、ミキシング回路
２６の出力電圧は、「Ａ cos（ωｔ）・ sin（ωｔ＋
θ）」となる。
【００１８】この出力電圧は、以下に示す（３），
（４）式より、 −Ａ｛ sinθ＋ sin（２ωｔ＋θ）｝／２ と表すことができる。
（４）式より、 −Ａ｛ sinθ＋ sin（２ωｔ＋θ）｝／２ と表すことができる。
【００１９】 sin（α＋β）＝sin α・cos β＋sin β・cos α …（３） sin（α−β）＝sin α・cos β−sin β・cos α …（４） 但し、α＝ωｔ，β＝ωｔ＋θである。
【００２０】このミキシング回路２６の出力電圧は、si
n θという直流成分と、 sin（２ωｔ＋θ）という交流
成分から構成されているので、ローパスフィルタ２７に
より必要とするsin θの直流成分を取り出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル信号に変換し、制御演
算部２９に入力して保持する。制御演算部２９に保持さ
れたcos θ、sin θは、振幅Ａを持っている。そこで、
距離算出の際に用いる理想波形の振幅に変換するため、
制御演算部２９は、振幅Ａを 振幅＝受信レベル＝｛（Ａ cosθ）2 ＋（Ａ sinθ）
2 ｝1/2 ＝Ａ の演算により求め、保持電圧をＡにて除算し、正規化し
たcos θ、sin θを得る（ステップＡ３）。
n θという直流成分と、 sin（２ωｔ＋θ）という交流
成分から構成されているので、ローパスフィルタ２７に
より必要とするsin θの直流成分を取り出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器２８によりデジタル信号に変換し、制御演
算部２９に入力して保持する。制御演算部２９に保持さ
れたcos θ、sin θは、振幅Ａを持っている。そこで、
距離算出の際に用いる理想波形の振幅に変換するため、
制御演算部２９は、振幅Ａを 振幅＝受信レベル＝｛（Ａ cosθ）2 ＋（Ａ sinθ）
2 ｝1/2 ＝Ａ の演算により求め、保持電圧をＡにて除算し、正規化し
たcos θ、sin θを得る（ステップＡ３）。
【００２１】その後、上記cos θ、sin θを用いて、図
２に示す原理で目標体までの距離を算出する。図２は、
cos θ値、sin θ値により距離を算出する部分に関する
原理図を示したものである。
２に示す原理で目標体までの距離を算出する。図２は、
cos θ値、sin θ値により距離を算出する部分に関する
原理図を示したものである。
【００２２】先ず、cos θとsin θとを比較し、sin θ
≧cos θとsin θ＜cos θの場合とに分ける（ステップ
Ａ４）。このステップＡ４で「sin θ≧cos θ」である
と判断された場合、更にsin θ＞｛１／（２1/2 ）｝で
あるか否かを判断する（ステップＡ５）。sin θ＞｛１
／（２1/2 ）｝であれば、距離算出値として図２におけ
るcos θの（ａ）の範囲、すなわち、sin θの０°を基
準とした４５°〜１３５°の範囲を選択する（ステップ
Ａ６）。そして、位相差θは、 θ＝ cos-1（cos θ） により求める（ステップＡ７）。また、上記ステップＡ
５で、sin θの値が１／（２1/2 ）以下であると判断さ
れた場合は、距離算出値としてsin θの（ｂ）の範囲
（１３５°〜２２５°）を選択する（ステップＡ８）。
そして、位相差θは、 θ＝ cos-1（sin θ）＋９０° により求める（ステップＡ９）。
≧cos θとsin θ＜cos θの場合とに分ける（ステップ
Ａ４）。このステップＡ４で「sin θ≧cos θ」である
と判断された場合、更にsin θ＞｛１／（２1/2 ）｝で
あるか否かを判断する（ステップＡ５）。sin θ＞｛１
／（２1/2 ）｝であれば、距離算出値として図２におけ
るcos θの（ａ）の範囲、すなわち、sin θの０°を基
準とした４５°〜１３５°の範囲を選択する（ステップ
Ａ６）。そして、位相差θは、 θ＝ cos-1（cos θ） により求める（ステップＡ７）。また、上記ステップＡ
５で、sin θの値が１／（２1/2 ）以下であると判断さ
れた場合は、距離算出値としてsin θの（ｂ）の範囲
（１３５°〜２２５°）を選択する（ステップＡ８）。
そして、位相差θは、 θ＝ cos-1（sin θ）＋９０° により求める（ステップＡ９）。
【００２３】また、上記ステップＡ４で、「sin θ＜co
s θ」であると判断された場合は、更にsin θ＜｛１／
（−２1/2 ）｝であるか否かを判断する（ステップＡ１
０）。sin θ＜｛１／（−２1/2 ）｝であれば、距離算
出値としてcos θの（ｃ）の範囲（２２５°〜３１５
°）を選択する（ステップＡ１１）。そして、位相差θ
は、 θ＝３６０°− cos-1（cos θ） により求める（ステップＡ１２）。また、上記ステップ
Ａ１０で、sin θの値が１／（−２1/2 ）以上であると
判断された場合は、距離算出値としてsin θの（ｄ）の
範囲（３１５°〜４５°）を選択する（ステップＡ１
３）。そして、位相差θは、 θ＝３６０° cos-1（sin θ）＋９０° により求める（ステップＡ１４）。この場合には、更に
位相差θが３６０°以上か否かを判断し（ステップＡ１
５）、３６０°より小さければθの値をそのままとし、
３６０°以上であれば「θ＝θ−３６０°」の処理を行
なう（ステップＡ１６）。
s θ」であると判断された場合は、更にsin θ＜｛１／
（−２1/2 ）｝であるか否かを判断する（ステップＡ１
０）。sin θ＜｛１／（−２1/2 ）｝であれば、距離算
出値としてcos θの（ｃ）の範囲（２２５°〜３１５
°）を選択する（ステップＡ１１）。そして、位相差θ
は、 θ＝３６０°− cos-1（cos θ） により求める（ステップＡ１２）。また、上記ステップ
Ａ１０で、sin θの値が１／（−２1/2 ）以上であると
判断された場合は、距離算出値としてsin θの（ｄ）の
範囲（３１５°〜４５°）を選択する（ステップＡ１
３）。そして、位相差θは、 θ＝３６０° cos-1（sin θ）＋９０° により求める（ステップＡ１４）。この場合には、更に
位相差θが３６０°以上か否かを判断し（ステップＡ１
５）、３６０°より小さければθの値をそのままとし、
３６０°以上であれば「θ＝θ−３６０°」の処理を行
なう（ステップＡ１６）。
【００２４】上記のようにして位相差θを求めた後、目
標体までの距離Ｄを Ｄ＝θ×λ／３６０° の式により求める（ステップＡ１７）。
標体までの距離Ｄを Ｄ＝θ×λ／３６０° の式により求める（ステップＡ１７）。
【００２５】今、図２において、「cos θ＝β、sin θ
＝α」とした場合の目標体までの距離を求めるものとす
ると、先ず、cos θとsin θとを比較し、sin θ≧cos
θとsin θ＜cos θの場合とを分ける（ステップＡ
４）。次に、sin θ≧｛１／（２1/2 ）｝の判定を行な
い、（ａ）〜（ｄ）の範囲に分別する。この例では、co
s θ＜sin θであり、sin θ≦｛１／（２1/2 ）｝のた
め、ステップＡ５，Ａ６により（ｂ）の範囲内であるこ
とが判別できる。cos θ及びsin θの一方が±１／（２
1/2 ）の範囲内にあるとき、もう一方は、「１／（２
1/2 ）以上で１以下」、「−１／（２1/2 ）以下で−１
以上」の範囲にあることにより、しきい値を±１／（２
1/2 ）とし、距離の算出は、cos θ、sin θのうち、±
１／（２1/2 ）内にある値で行なう。この例の場合、si
n θ＝αが±１／（２1/2 ）内にあるため、sin θを用
い、θ＝ sin-1αを用いてθを求め、１波長＝λとした
場合、距離Ｄは Ｄ＝θ×λ／３６０° の式により求められる。
＝α」とした場合の目標体までの距離を求めるものとす
ると、先ず、cos θとsin θとを比較し、sin θ≧cos
θとsin θ＜cos θの場合とを分ける（ステップＡ
４）。次に、sin θ≧｛１／（２1/2 ）｝の判定を行な
い、（ａ）〜（ｄ）の範囲に分別する。この例では、co
s θ＜sin θであり、sin θ≦｛１／（２1/2 ）｝のた
め、ステップＡ５，Ａ６により（ｂ）の範囲内であるこ
とが判別できる。cos θ及びsin θの一方が±１／（２
1/2 ）の範囲内にあるとき、もう一方は、「１／（２
1/2 ）以上で１以下」、「−１／（２1/2 ）以下で−１
以上」の範囲にあることにより、しきい値を±１／（２
1/2 ）とし、距離の算出は、cos θ、sin θのうち、±
１／（２1/2 ）内にある値で行なう。この例の場合、si
n θ＝αが±１／（２1/2 ）内にあるため、sin θを用
い、θ＝ sin-1αを用いてθを求め、１波長＝λとした
場合、距離Ｄは Ｄ＝θ×λ／３６０° の式により求められる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、計
測して得たＡ cosθ、Ａ sinθ値を制御演算部にて求め
た振幅値Ａで除算し、正規化した距離信号値cos θ、si
n θを得るようにしているので、リアルタイムに振幅変
換でき、計測精度を向上することができる。また、上記
距離信号値cos θ、sin θの大小関係より送信変調波の
一波長未満までの距離を計測することができる。更に、
計測信号の振幅Ａを制御演算部で算出しているので、従
来必要としていたレベル検出回路、及びＡＧＣ回路が不
要となり、回路を簡素化することができる。
測して得たＡ cosθ、Ａ sinθ値を制御演算部にて求め
た振幅値Ａで除算し、正規化した距離信号値cos θ、si
n θを得るようにしているので、リアルタイムに振幅変
換でき、計測精度を向上することができる。また、上記
距離信号値cos θ、sin θの大小関係より送信変調波の
一波長未満までの距離を計測することができる。更に、
計測信号の振幅Ａを制御演算部で算出しているので、従
来必要としていたレベル検出回路、及びＡＧＣ回路が不
要となり、回路を簡素化することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る光波距離計測装置の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態における位相差により距離を算出す
る原理図。
る原理図。
【図３】同実施形態における距離計測演算のフローチャ
ート。
ート。
【図４】従来の光波距離計測装置の構成を示すブロック
図。
図。
【図５】従来方法による距離算出の原理図。
２１ 信号発生器 ２２ 位相変換器 ２３ スイッチ ２４ 投光器 ２５ 受光器 ２６ ミキシング回路 ２７ ローパスフィルタ ２８ Ａ／Ｄ変換器 ２９ 制御演算部
Claims (1)
- 【請求項１】 正弦波信号を発生する信号発生器と、こ
の信号発生器で発生した正弦波信号を位相変換して余弦
波信号を発生する位相変換器と、上記信号発生器で発生
した正弦波により変調した光波を目標体に照射する投光
器と、上記目標体より反射される位相差を含む反射波を
受光して電気信号に変換する受光器と、この受光器より
出力される受光信号と上記信号発生器から出力される正
弦波信号並びに上記位相変換器から出力される余弦波信
号とより反射波位相差成分を含む正弦波信号及び余弦波
信号を得る手段と、この手段により得た位相差成分を含
む正弦波信号及び余弦波信号より受信レベルを算出して
両信号を正規化する正規化手段と、この手段により正規
化された正弦波信号及び余弦波信号の大小関係により目
標体までの距離を算出する演算手段とを具備したことを
特徴とする光波距離計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7215755A JPH0961526A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 光波距離計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7215755A JPH0961526A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 光波距離計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961526A true JPH0961526A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16677693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7215755A Withdrawn JPH0961526A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 光波距離計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961526A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214998A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 測距装置 |
| JP2006242801A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ３次元画像情報取得装置 |
| JP2012093142A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Panasonic Corp | 障害物検知装置 |
| JP2012093143A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Panasonic Corp | 障害物検知装置 |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP7215755A patent/JPH0961526A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214998A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 測距装置 |
| JP2006242801A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ３次元画像情報取得装置 |
| JP2012093142A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Panasonic Corp | 障害物検知装置 |
| JP2012093143A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Panasonic Corp | 障害物検知装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |