JPH10253759A - Range finder - Google Patents

Range finder

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JPH10253759A
JPH10253759A JP9074498A JP7449897A JPH10253759A JP H10253759 A JPH10253759 A JP H10253759A JP 9074498 A JP9074498 A JP 9074498A JP 7449897 A JP7449897 A JP 7449897A JP H10253759 A JPH10253759 A JP H10253759A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
signal
distance
light receiving
level
Prior art date
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Pending
Application number
JP9074498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Kubo
一裕 窪
Kazuhisa Shimizu
和久 清水
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP9074498A priority Critical patent/JPH10253759A/en
Publication of JPH10253759A publication Critical patent/JPH10253759A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a range finder which prevents a situation that an object existing at a long distance is hidden so as to be incapable of being recognized because the image of an object which exists at a short distance and whose quantity of reflected light is large is spread transversely so as to be recognized. SOLUTION: A delay-time measuring part 32 measures a delay time-up to a light-receiving signal (c) from a light-emitting signal (a), and a distance comporting part 33 computes a distance up to an object on the basis of the delay time. A light-receiving-level level detection part 30 extracts a signal at a light-receiving level designated by a light-receiving-level-designation changeover part 31, and the signal is sent to the delay-time measuring part 32. Since the light-receiving level of the light-receiving signal designated by the light-receiving- level-designation changeover part 31 is changed over at a constant cycle, a light-receiving signal which is different at every contact cycle is extracted as a signal for delay-time measurement.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は距離測定装置に関す
る。特に、レーザーパルスを検知エリアに走査して対象
物までの距離を計測する距離測定装置に関する。
[0001] The present invention relates to a distance measuring device. In particular, the present invention relates to a distance measuring device that measures a distance to an object by scanning a detection area with a laser pulse.

【0002】[0002]

【従来の技術】対象物の距離と方向を検出し、例えば前
方車両との車間距離を計測する車載用の距離測定装置と
して、レーザー測距装置が用いられている。
2. Description of the Related Art A laser distance measuring device is used as an on-vehicle distance measuring device for detecting a distance and a direction of an object and measuring, for example, an inter-vehicle distance with a preceding vehicle.

【0003】図1は従来のレーザー測距装置1の構成を
示す概略ブロック図である。このレーザー測距装置1
は、半導体レーザー素子(LD)2、半導体レーザー素
子2を駆動する半導体レーザー素子駆動回路(LD駆動
回路)3、半導体レーザー素子2から出射されたレーザ
ーパルスPを検知領域に向けて走査する光走査部(スキ
ャナ)4からなる投光部と、信号処理部5とを備えてい
る。半導体レーザー素子駆動回路3は、信号処理部5か
ら一定周期毎に出力される発光信号aと同期して半導体
レーザー素子2をパルス発光させる。光走査部4は、例
えば、サーボモータで回転するポリゴンミラーや圧電振
動子で回転振動するミラー付きの振動板などで構成され
ており、半導体レーザー素子2から出射されたレーザー
パルスPは、光走査部4で反射され、所定の検知領域を
走査される。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a conventional laser distance measuring device 1. This laser ranging device 1
Is a semiconductor laser element (LD) 2, a semiconductor laser element driving circuit (LD driving circuit) 3 for driving the semiconductor laser element 2, and optical scanning for scanning a laser pulse P emitted from the semiconductor laser element 2 toward a detection area. A light projection unit including a unit (scanner) 4 and a signal processing unit 5 are provided. The semiconductor laser element driving circuit 3 causes the semiconductor laser element 2 to emit pulses in synchronization with the light emission signal a output from the signal processing unit 5 at regular intervals. The optical scanning unit 4 is composed of, for example, a polygon mirror that is rotated by a servomotor, a diaphragm with a mirror that is rotated and vibrated by a piezoelectric vibrator, and the like. The laser pulse P emitted from the semiconductor laser element 2 is The light is reflected by the unit 4 and scans a predetermined detection area.

【0004】ここで、レーザー測距装置1における投光
動作を図2により具体的に説明する。半導体レーザー素
子2は、半導体レーザー素子駆動回路3により25μse
c毎にパルス発光させられている。一方、光走査部4
は、200mradの測定レンジにわたって50msecの周期
でレーザーパルスPを一方の向きに片掃引する。レーザ
ーパルスPは25μsec毎に発光しているので、この1
走査の50msecの間に半導体レーザー素子2は2000
回発光し、2000パルスの距離測定が実行される。こ
の1走査内における2000パルスのうち、201〜1
800番までの1600パルスは距離計測に使用され、
端点エリア(1〜200番パルスおよび1801〜20
00番パルス)では距離計測は行なわれない。距離計測
に使用される1600パルス(201〜1800番パル
ス)は20パルス毎の80領域に分割される。
Here, the light projecting operation of the laser distance measuring device 1 will be specifically described with reference to FIG. The semiconductor laser element 2 has a 25 μs
Pulse emission is performed every c. On the other hand, the optical scanning unit 4
Scans the laser pulse P unidirectionally in one direction at a period of 50 msec over a measurement range of 200 mrad. The laser pulse P emits light every 25 μsec.
During 50 msec of scanning, the semiconductor laser element 2
Light emission is performed twice, and a distance measurement of 2000 pulses is performed. Of the 2000 pulses in one scan, 201 to 1
1600 pulses up to 800 are used for distance measurement,
End point area (pulses 1 to 200 and 1801 to 20
In the case of the (00th pulse), distance measurement is not performed. The 1600 pulses (201st to 1800th pulses) used for distance measurement are divided into 80 regions every 20 pulses.

【0005】走査方向検出部6は、端点エリアのレーザ
ーパルスPを基準として、光走査部4によるレーザーパ
ルスPの走査方向(光出射方向)を検出しており、走査
方向検出部6によって検出されたレーザーパルスPの走
査方向は走査方向情報bとして信号処理部5に伝えられ
る。
The scanning direction detecting section 6 detects the scanning direction (light emitting direction) of the laser pulse P by the optical scanning section 4 with reference to the laser pulse P in the end point area. The scanning direction of the laser pulse P is transmitted to the signal processing unit 5 as scanning direction information b.

【0006】レーザー測距装置1は、さらに、フォトダ
イオード(PD)のような受光素子7と受光回路8から
なる受光部を備えている。半導体レーザー素子2から出
射され光走査部4により走査されたレーザーパルスP
は、前方に向けて投射され、対象物で反射された後、レ
ーザー測距装置1に向けて戻ってきて受光素子7で受光
される。受光素子7から出力される受光信号cは受光回
路8で増幅されて出力される。
The laser distance measuring device 1 further includes a light receiving section including a light receiving element 7 such as a photodiode (PD) and a light receiving circuit 8. Laser pulse P emitted from semiconductor laser element 2 and scanned by optical scanning section 4
Is projected forward, reflected by the object, returned toward the laser range finder 1, and received by the light receiving element 7. The light receiving signal c output from the light receiving element 7 is amplified by the light receiving circuit 8 and output.

【0007】信号処理部5は、受光回路8から出力され
た受光信号cを所定のしきい値Vthと比較し、受光信号
cがしきい値Vth以上であると、受光部がレーザーパル
スPを受光したと判断し、投光タイミングから受光タイ
ミングまでの遅延時間τに基づいて対象物までの距離を
算出する。すなわち、対象物までの距離をL、光速をc
とすると、遅延時間はτ=2L/cであるから、遅延時
間τより対象物までの距離Lが求められる。ついで、信
号処理部5は、20パルス分(1領域分)の測距結果を
平均して測距データを求め、方向データ(走査方向情報
b)と共に出力する。
The signal processing unit 5 compares the light receiving signal c output from the light receiving circuit 8 with a predetermined threshold Vth, and when the light receiving signal c is equal to or larger than the threshold Vth, the light receiving unit emits a laser pulse P. It is determined that light has been received, and the distance to the object is calculated based on the delay time τ from the light projection timing to the light reception timing. That is, the distance to the object is L, and the speed of light is c.
Then, since the delay time is τ = 2L / c, the distance L to the object is obtained from the delay time τ. Next, the signal processing unit 5 averages the distance measurement results for 20 pulses (for one area), obtains distance measurement data, and outputs the data together with direction data (scanning direction information b).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

(問題点)しかしながら、従来のレーザー測距装置で
は、反射光量の大きな物体が近距離に存在していると、
その近距離の物体は実際の大きさ以上に横に広がった像
として認識され、近距離に存在している反射光量の大き
な物体の大きさを誤判定するという問題があった。そし
て、このように近距離に存在している反射光量の大きな
物体の像が横に広がって実際よりも大きく認識される
と、その物体の像の向うに存在している遠距離の物体を
認識することができず、測距不能になるという問題があ
った。
(Problem) However, in the conventional laser distance measuring device, if an object with a large amount of reflected light exists at a short distance,
The object at the short distance is recognized as an image that spreads out more than the actual size, and there is a problem that the size of the object having a large amount of reflected light existing at a short distance is erroneously determined. When an image of an object with a large amount of reflected light that is present at a short distance spreads horizontally and is recognized as larger than it actually is, a long-distance object that exists opposite the image of the object is recognized. And the distance cannot be measured.

【0009】例えば、図3に示すように、車両9のバン
パー下部などに取り付けられた車載用のレーザー測距装
置1で説明すると、車両9の前方を走行している前方車
両10のリフレクタ11で反射したレーザーパルスPを
受光することによって前方車両10までの距離を計測
し、その計測データに基づいて定車間追従走行している
とき、道路12の側部の路側リフレクタやデリニエー
タ、メタリック看板等の反射光量の大きな物体13が近
距離で視野内に入ることがある。この場合、理想的なレ
ーザー測距装置であれば、図4(a)に示すように、前
方の遠距離に前方車両10のリフレクタ11が認識さ
れ、道路12の側部の近距離に路側リフレクタ等の物体
13が認識される。
For example, as shown in FIG. 3, a description will be given of an in-vehicle laser distance measuring apparatus 1 attached to a lower portion of a bumper of a vehicle 9, for example, with a reflector 11 of a forward vehicle 10 running in front of the vehicle 9. The distance to the vehicle 10 ahead is measured by receiving the reflected laser pulse P, and based on the measured data, when the vehicle is traveling following a constant distance, a roadside reflector, a delineator, a metallic signboard or the like on the side of the road 12 is used. An object 13 having a large amount of reflected light may enter the field of view at a short distance. In this case, if it is an ideal laser distance measuring device, as shown in FIG. 4A, the reflector 11 of the front vehicle 10 is recognized at a long distance in front and the roadside reflector is positioned at a short distance on the side of the road 12. Is recognized.

【0010】しかし、実際には、図4(b)に示すよう
に、近距離に存在している路側リフレクタ等の物体13
の像が道路12の内側へも広がって道路12を塞ぐ状態
になり、その向うの遠距離に存在している筈の前方車両
10を認識できなくなってしまっていた。このため、車
両9が路側リフレクタ等の物体13を通過するまでの
間、定車間追従走行が不可能になったり、路側リフレク
タ等の物体13の配置から道路12のカーブを推定でき
なくなったりすることがあり、危険であった。
However, in practice, as shown in FIG. 4B, an object 13 such as a roadside reflector which exists at a short distance.
Image spreads inside the road 12 to block the road 12, and it becomes impossible to recognize the preceding vehicle 10 that is supposed to be present at a long distance therefrom. For this reason, until the vehicle 9 passes through the object 13 such as the roadside reflector, it is impossible to follow the fixed distance between vehicles, or the curve of the road 12 cannot be estimated from the arrangement of the object 13 such as the roadside reflector. Was dangerous.

【0011】(現象の解明)そこで、本発明の発明者ら
は、このような現象の発生する理由を探求した結果、以
下に説明するような知見に達した。レーザーパルスPを
使用したレーザー測距装置1において、投光部から出射
されるレーザーパルスPは、図5(a)に示すように水
平方向(光走査方向)に対して光学的にコリメートさ
れ、水平方向では通常1mrad以下の広がり角θ、垂直方
向では通常50mradの広がり角となるよう水平方向に絞
られる。しかし、この微小な広がり角θは、図5(b)
に示すように、発光強度がそのピーク値に対して1/e
又は1/e2(eは自然対数の底)となる点での角度で
あって、その外側の領域にも、発光強度は小さいが、レ
ーザーパルスPは広がっている。
(Clarification of Phenomenon) The inventors of the present invention have searched for the reason why such a phenomenon occurs, and as a result, have reached the following knowledge. In the laser distance measuring apparatus 1 using the laser pulse P, the laser pulse P emitted from the light projecting unit is optically collimated in the horizontal direction (light scanning direction) as shown in FIG. In the horizontal direction, the divergence angle is usually 1 mrad or less, and in the vertical direction, the divergence angle is usually 50 mrad. However, this small divergence angle θ is the same as in FIG.
As shown in the figure, the emission intensity is 1 / e of the peak value.
Or, it is an angle at a point where 1 / e 2 (e is the base of the natural logarithm), and the laser pulse P spreads out in a region outside the angle, although the emission intensity is small.

【0012】このため、図6に示すように、距離L2
ある物体14に中心方向を向けてレーザーパルスPを投
射している瞬間を考えると、その中心方向から外れた方
向に位置している物体15にもレーザーパルスPの発光
強度の小さな領域が投射される。このとき、レーザーパ
ルスPの中心方向に位置している物体14に投射されて
いるレーザーパルスPの領域が図7の斜線領域A1で、
中心から外れた方向に位置している物体15に投射され
ているレーザーパルスPの領域が図7の斜線領域A2で
あるとすると、中心方向に位置している物体14に投射
されているレーザーパルスPの光照射量と中心から外れ
た方向に位置している物体15に投射されているレーザ
ーパルスPの光照射量とは、それぞれの斜線領域A1,
A2の面積に比例しており、中心から外れた方向の物体
15に投射されている光照射量は、中心方向の物体14
に投射されている光照射量に比較して微少である。
For this reason, as shown in FIG. 6, considering the moment when the laser pulse P is projected toward the center of the object 14 located at the distance L 2 , the object 14 is located away from the center. An area where the emission intensity of the laser pulse P is small is also projected on the object 15. At this time, the area of the laser pulse P projected on the object 14 located in the center direction of the laser pulse P is a hatched area A1 in FIG.
Assuming that the area of the laser pulse P projected on the object 15 located in the direction away from the center is the hatched area A2 in FIG. 7, the laser pulse projected on the object 14 located in the center direction The light irradiation amount of P and the light irradiation amount of the laser pulse P projected on the object 15 located in the direction deviated from the center correspond to the respective shaded areas A1,
The amount of light projected onto the object 15 in the direction away from the center is proportional to the area of A2,
Is smaller than the light irradiation amount projected on

【0013】ところが、レーザーパルスPの中心方向か
ら外れた位置で微少なレーザーパルスPを照射されてい
る物体15が、レーザーパルスPの中心方向に存在して
いる物体14に比較して近距離L1(<L2)に位置して
おり、しかも、その物体15の反射率が高くて物体15
からの反射光量が大きい場合には、近距離L1の物体1
5で反射したレーザーパルスPによる受光信号c1がし
きい値Vthを越える場合があり、その場合には、距離L
1にある物体15だけが認識され、距離L2にある物体1
4は認識されない。
However, the object 15 irradiated with the minute laser pulse P at a position deviating from the center direction of the laser pulse P has a shorter distance L than the object 14 existing in the center direction of the laser pulse P. 1 (<L 2 ), and the reflectance of the object 15 is high.
If the amount of reflected light from is large, the object 1 near field L 1
May 5 receiving signals c 1 by laser pulses P reflected by exceeding the threshold value Vth, in this case, the distance L
Only the object 15 at 1 is recognized and the object 1 at the distance L 2
4 is not recognized.

【0014】図8及び図9は距離L2の物体14が認識
されなくなる理由を説明するための図であって、図8は
従来の信号処理部5の要部を示す図、図9はその動作を
説明するためのタイムチャートである。信号処理部5
は、RS入力付きのD−FF(D−フリップフロップ)
16とカウンタ17によって構成されている。D−FF
16のセット入力S1はLレベルに、D入力D1はHレベ
ルに固定され、リセット入力R1には発光信号aが入力
される。D−FF16のクロック入力CK1は受光回路
8の出力に接続されていて受光信号cが入力されるよう
になっており、一定レベル(しきい値Vth)以上の受光
信号cがクロック入力CK1に入力されると出力Q1がH
レベルに変化する。また、D−FF16の出力Q1はカ
ウンタ17のストップ入力STOP(キャリ・インC
I)に接続されている。D−FF16のクロック入力C
2には一定周波数のクロックパルス信号CP(図9
(a))が入力されており、リセット入力R2には発光
信号aが入力される。
FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the reason why the object 14 at the distance L 2 is no longer recognized. FIG. 8 is a diagram showing a main part of the conventional signal processing unit 5, and FIG. 6 is a time chart for explaining the operation. Signal processing unit 5
Is a D-FF (D-flip-flop) with RS input
16 and a counter 17. D-FF
The 16 set inputs S 1 are fixed at L level, the D input D 1 is fixed at H level, and the light emission signal a is input to the reset input R 1 . The clock input CK 1 of the D-FF 16 is connected to the output of the light receiving circuit 8 so that the light receiving signal c is input, and the light receiving signal c having a certain level (threshold Vth) or more is input to the clock input CK 1. Output, the output Q 1 goes high.
Change to a level. The output Q 1 of the D-FF 16 is used as a stop input STOP (carry-in C) of the counter 17.
I). Clock input C of D-FF16
K 2 has a constant frequency clock pulse signal CP (FIG. 9).
(A)) is input, a reset input R 2 emission signal a is input.

【0015】しかして、発光信号aがカウンタ17のリ
セット入力R2に入力されると(図9(b))カウンタ
17が“0”にリセットされる。また、発光信号aがD
−FF16のリセット入力R1に入力されると、D−F
F16の出力Q1はLレベルに変化し、カウンタ17の
ストップ入力STOP2がLレベルになるから(図9
(d))、カウンタ17がクロックパルス信号CPのパ
ルス数をカウント開始する(図9(e))。この後、受
光回路8からD−FF16のクロック入力CK1に受光
信号cが入力されると(図9(b))、D入力D1がH
レベルに固定されているからD−FF16の出力Q1
Hレベルに変化し(図9(d))、カウンタ17のスト
ップ入力STOPがHレベルとなってカウントを停止す
る(図9(e))。そして、カウンタ17によって計測
された発光から受光までの遅延時間τ(クロックパルス
信号CPのパルス数)に基づいて対象物までの距離が演
算される。
[0015] Thus, the light emitting signal a is input to the reset input R 2 of the counter 17 (FIG. 9 (b)) counter 17 is reset to "0". When the light emission signal a is D
Is input to the reset input R 1 of -FF16, D-F
Output to Q 1 F16 is changed to L level, because the stop input STOP 2 counter 17 becomes L level (Fig. 9
(D)), the counter 17 starts counting the number of pulses of the clock pulse signal CP (FIG. 9E). Thereafter, when receiving the signal c from the light receiving circuit 8 to the clock input CK 1 in D-FF16 is input (FIG. 9 (b)), D input D 1 is H
From being fixed to the level output to Q 1 D-FF16 is changed to H level (Fig. 9 (d)), a stop input STOP of the counter 17 stops counting at the H level (Fig. 9 (e) ). Then, the distance to the target is calculated based on the delay time τ from the light emission to the light reception measured by the counter 17 (the number of pulses of the clock pulse signal CP).

【0016】近距離L1にある物体15による受光信号
1は、レーザーパルスPの発光タイミングから2L1
cだけ遅延して受信され、レーザーパルスPの発光タイ
ミングから2L2/cだけ遅延して受信される遠距離L2
の物体14による受光信号c 2よりも先に受信回路8で
受信されるので、微弱なレーザーパルスPを照射されて
いる近距離L1の物体15からの受光信号c1がしきい値
Vthを越えると、図9(c)(e)に示すように、近距
離L1の物体15からの受光信号c1が受信された時にカ
ウンタ17が停止する。この結果、遅延時間τ=2L1
/cに基づいて対象物までの距離が演算されるので、レ
ーザーパルスPの中心方向が距離L2にある物体14を
向いているにも拘らず、信号処理部5は遅延時間τ=2
1/cに基づいて距離L1に対象物が存在していると判
断する。
Short distance L1Signal from object 15 at
c1Is 2L from the emission timing of the laser pulse P.1/
c is received with a delay of c
2L from miningTwoLong distance L received with a delay of / cTwo
Reception signal c by the object 14 In the receiving circuit 8 before 2
Since it is received, it is irradiated with a weak laser pulse P
Short distance L1Light receiving signal c from the object 151Is the threshold
When Vth is exceeded, as shown in FIGS.
Release L1Light receiving signal c from the object 151Is received when
The counter 17 stops. As a result, delay time τ = 2L1
Since the distance to the object is calculated based on / c
The center direction of the user pulse P is distance LTwoObject 14 in
Despite being oriented, the signal processing unit 5 has a delay time τ = 2
L1/ C based on the distance L1That the object exists
Refuse.

【0017】この結果、図10(a)に示すように、1
走査分のレーザーパルスPが投光された場合を考える
と、近距離L1に反射光量の大きな物体15が存在する
と、その物体15の像は図10(c)のハッチングを施
した領域に相当する幅Wrであるにも拘らず、レーザー
パルスPの中心方向から外れた領域からの反射光によっ
て図10(c)に示すような幅Wpであると認識され、
当該物体15の幅が横に広がったように認識されること
になる。一方、遠距離L2にある物体14は、図10
(b)に示すように、広がった物体15の像に隠れて見
えなくなり、認識されないという現象が生じる。
As a result, as shown in FIG.
Considering the case where the laser pulses P of the scanning component is projected, a large object 15 in the amount of reflected light at a short distance L 1 is present, an image of the object 15 corresponds to a region hatched shown in FIG. 10 (c) Despite the width Wr, the reflected light from a region deviated from the center direction of the laser pulse P is recognized as having a width Wp as shown in FIG.
The object 15 is recognized as if it has expanded in width. On the other hand, the object 14 at a long distance L 2 is shown in FIG.
As shown in (b), a phenomenon occurs that the image is hidden behind the image of the spread object 15 and is not recognized.

【0018】なお、上記のような現象を防止するには、
レーザーパルスPの中心から外れた領域の光が、近距離
に位置する反射率の大きな物体15で反射されても受光
強度がしきい値Vthを越えないよう、レーザーパルスP
の発光強度を小さくすればよいが、投光部における発光
強度を小さくすると、遠距離にある物体14からの反射
レーザーパルスPもしきい値Vth以下の受光強度とな
り、レーザー測距装置の測距距離が短くなってしまう。
In order to prevent the above phenomenon,
Even if the light in the area deviated from the center of the laser pulse P is reflected by a highly reflective object 15 located at a short distance, the laser pulse P is set so that the received light intensity does not exceed the threshold value Vth.
However, if the light emission intensity of the light projecting unit is reduced, the reflected laser pulse P from the object 14 at a long distance also has a light reception intensity equal to or less than the threshold value Vth, and the distance measurement distance of the laser distance measuring device is reduced. Becomes shorter.

【0019】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、近距離に反
射光量の大きな対象物が存在している場合でも、その近
距離に存在している対象物の大きさを正確に認識するこ
とができるようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and has as its object to provide a method for detecting an object having a large amount of reflected light at a short distance. An object of the present invention is to enable the size of an existing object to be accurately recognized.

【0020】[0020]

【発明の開示】請求項1に記載の距離測定装置は、投光
部から検知領域に向けて光ビームを投光及び走査し、受
光部により対象物で反射した光ビームを受光し、投光部
から光ビームを投光させるための発光信号によって測距
カウンタやタイマ等の計測手段をスタートさせ、受光部
での受光信号によって当該計測手段を停止させ、当該計
測手段の計測値に基づいて対象物までの距離を求める距
離測定装置において、1つの発光信号に対する複数の受
光信号のうち、何番目の受光信号によって前記計測手段
を停止させるかが、切り替わるようにしたことを特徴と
している。
The distance measuring device according to the first aspect projects and scans a light beam from a light projecting section toward a detection area, receives a light beam reflected by an object by a light receiving section, and projects the light beam. A measuring means such as a distance measuring counter or a timer is started by a light emission signal for projecting a light beam from the section, and the measuring means is stopped by a light receiving signal from the light receiving section, and the target is measured based on the measurement value of the measuring means. In a distance measuring device for obtaining a distance to an object, the number of received light signals corresponding to one emitted light signal to stop the measuring means is switched according to the order of the received light signal.

【0021】請求項1の距離測定装置にあっては、何番
目の受光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手
段を停止させるかが切り替わるようになっているので、
1つの発光信号に対して異なる受光信号までの遅延時間
等の計測値を知ることができる。従って、1回の光ビー
ムの投射に対して複数の対象物で反射した受光信号が得
られた場合でも、各対象物で反射した光ビームの受光ま
での遅延時間等の計測値を個々に求めることができる。
In the distance measuring device according to the first aspect, the order of stopping the measuring means such as the distance measuring counter and the timer is switched according to the order of the received light signal.
It is possible to know a measured value such as a delay time from one light emission signal to a different light reception signal. Therefore, even when light receiving signals reflected by a plurality of objects are obtained for one light beam projection, measured values such as a delay time until the light beams reflected by each object are received are individually obtained. be able to.

【0022】請求項2に記載の距離測定装置は、投光部
から検知領域に向けて光ビームを投光及び走査し、受光
部により対象物で反射した光ビームを受光し、投光部か
ら光ビームを投光させるための発光信号によって測距カ
ウンタやタイマ等の計測手段をスタートさせ、受光部で
の受光信号によって当該計測手段を停止させ、当該計測
手段の計測値に基づいて対象物までの距離を求める距離
測定装置において、1つの発光信号に対する複数の受光
信号のうち、どの受光レベルの受光信号によって前記計
測手段を停止させるかが、切り替わるようにしたことを
特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, the distance measuring device emits and scans a light beam from the light projecting unit toward the detection area, receives the light beam reflected by the object by the light receiving unit, and receives the light beam from the light projecting unit. A measuring means such as a distance measuring counter or a timer is started by a light emission signal for projecting a light beam, and the measuring means is stopped by a light receiving signal from a light receiving section. In the distance measuring device for determining the distance, the light receiving signal of one of the plurality of light receiving signals corresponding to one light emitting signal is used to switch the measuring unit to stop.

【0023】請求項2の距離測定装置にあっては、どの
受光レベルの受光信号によって測距カウンタやタイマ等
の計測手段を停止させるかが切り替わるようになってい
るので、1つの発光信号に対して異なる受光信号までの
遅延時間等の計測値を知ることができる。従って、1回
の光ビームの投射に対して複数の対象物で反射した受光
信号が得られた場合でも、各対象物で反射した光ビーム
の受光までの遅延時間等の計測値を個々に求めることが
できる。
According to the distance measuring device of the present invention, the light receiving signal of which light receiving level switches the measuring means such as the distance measuring counter and the timer is switched. Thus, it is possible to know a measured value such as a delay time until a different light receiving signal. Therefore, even when light receiving signals reflected by a plurality of objects are obtained for one light beam projection, measured values such as a delay time until the light beams reflected by each object are received are individually obtained. be able to.

【0024】よって、請求項1及び2に記載の距離測定
装置にあっては、近距離にある反射光量の大きい対象物
の像が広がって、その後方にある別な対象物を認識でき
なくなることがなく、近距離にある対象物も遠距離にあ
る対象物も確実に認識して測距することができる。
Therefore, in the distance measuring apparatus according to the first and second aspects, an image of an object having a large amount of reflected light at a short distance becomes wide, and another object behind the object cannot be recognized. Therefore, it is possible to reliably recognize and measure an object at a short distance and an object at a long distance.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)図11は本発明の一実施形態による
レーザー測距装置21の構成を示すブロック図である。
このレーザー測距装置21は、半導体レーザー素子駆動
回路23によって半導体レーザー素子22を駆動してパ
ルス発光させ、半導体レーザー素子22から出射された
レーザーパルスPを光走査部24によって検知領域に向
けて走査する投光部を備えている。半導体レーザー素子
駆動回路23は、信号処理部25から一定周期毎に出力
される発光信号aと同期して半導体レーザー素子22を
パルス発光させている。なお、投光部から検知領域に投
光されるレーザーパルスPの投光の仕方は、図2で説明
したとおりである。
(First Embodiment) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a laser distance measuring apparatus 21 according to an embodiment of the present invention.
This laser distance measuring device 21 drives a semiconductor laser element 22 by a semiconductor laser element driving circuit 23 to emit a pulse, and scans a laser pulse P emitted from the semiconductor laser element 22 toward a detection area by an optical scanning unit 24. Light emitting section. The semiconductor laser element driving circuit 23 causes the semiconductor laser element 22 to emit pulses in synchronization with the light emission signal a output from the signal processing unit 25 at regular intervals. The method of projecting the laser pulse P projected from the light projecting unit to the detection area is as described with reference to FIG.

【0026】走査方向検出部26は、端点エリアのレー
ザーパルスPを基準として、光走査部24によるレーザ
ーパルスPの走査方向を検出しており、走査方向検出部
26によって検出されたレーザーパルスPの走査方向は
走査方向情報bとして信号処理部25に伝えられる。
The scanning direction detecting section 26 detects the scanning direction of the laser pulse P by the optical scanning section 24 based on the laser pulse P in the end point area, and detects the scanning direction of the laser pulse P detected by the scanning direction detecting section 26. The scanning direction is transmitted to the signal processing unit 25 as scanning direction information b.

【0027】レーザー測距装置21は、さらに、フォト
ダイオード(PD)のような受光素子27と受光回路2
8からなる受光部を備えている。半導体レーザー素子2
2から出射され光走査部24により走査されたレーザー
パルスPは、前方に向けて投射され、対象物で反射され
た後、レーザー測距装置21に向けて戻ってきて受光素
子27で受光される。受光素子27から出力される受光
信号cは受光回路28で増幅されて出力される。
The laser range finder 21 further includes a light receiving element 27 such as a photodiode (PD) and a light receiving circuit 2.
8 is provided. Semiconductor laser element 2
The laser pulse P emitted from the light source 2 and scanned by the optical scanning unit 24 is projected forward, reflected by the object, returned to the laser distance measuring device 21 and received by the light receiving element 27. . The light receiving signal c output from the light receiving element 27 is amplified by the light receiving circuit 28 and output.

【0028】信号処理部25は、発光信号生成部29、
受光レベル検出部30、受光レベル指定切替部31、遅
延時間計測部32、距離演算部33及びメモリ34によ
って構成されている。発光信号生成部29は、半導体レ
ーザー素子駆動回路23及び遅延時間計測部32へ発光
信号aを出力して半導体レーザー素子22を一定の発光
周期で発光させると共に、遅延時間計測部32に発光部
の発光タイミングを伝える。
The signal processing unit 25 includes a light emission signal generation unit 29,
It comprises a light reception level detection unit 30, a light reception level designation switching unit 31, a delay time measurement unit 32, a distance calculation unit 33, and a memory. The light emission signal generation unit 29 outputs a light emission signal a to the semiconductor laser element drive circuit 23 and the delay time measurement unit 32 to cause the semiconductor laser element 22 to emit light at a constant light emission cycle, and causes the delay time measurement unit 32 to output the light emission unit. Tells the light emission timing.

【0029】受光レベル検出部30は、受光回路28か
ら送出された受光信号cを受け取ると、所定のしきい値
Vthと比較し、その受光信号cが対象物で反射したレー
ザーパルスPによるものか否か判定し、受光信号cがし
きい値Vth以上であれば、対象物で反射したレーザーパ
ルスPによるものであると判断し、その受光タイミング
情報を遅延時間計測部32へ送出する。
Upon receiving the light receiving signal c sent from the light receiving circuit 28, the light receiving level detector 30 compares the received light signal c with a predetermined threshold value Vth to determine whether the received light signal c is due to the laser pulse P reflected by the object. If the light receiving signal c is equal to or more than the threshold value Vth, it is determined that the light receiving signal c is due to the laser pulse P reflected by the object, and the light receiving timing information is transmitted to the delay time measuring unit 32.

【0030】受光レベル指定切替部31は、所定時間
毎、例えばレーザーパルスPの1走査毎に受光増幅率を
切り替えて受光信号レベルを変化させる。あるいは、受
光レベル検出部30のしきい値Vthを切り替えるように
してもよい。
The light receiving level designation switching section 31 changes the light receiving signal level by switching the light receiving amplification factor at predetermined time intervals, for example, for each scanning of the laser pulse P. Alternatively, the threshold value Vth of the light receiving level detection unit 30 may be switched.

【0031】遅延時間計測部32は、発光信号生成部2
9から発光信号aを受け取っており、受光レベル検出部
30でしきい値Vth以上の受光信号cが検出されると、
発光から受光までの遅延時間τを計測する。
The delay time measuring section 32 includes a light emitting signal generating section 2
9, the light-receiving signal c having a threshold value Vth or more is detected by the light-receiving level detector 30.
The delay time τ from light emission to light reception is measured.

【0032】距離演算部33は、遅延時間計測部32に
よって計測された遅延時間τに基づいて対象物までの距
離L=cτ/2を演算する。このとき距離演算部33
は、走査方向検出部26から走査方向情報bを受け取っ
ているので、対象物の距離及び方向が求められる。距離
演算部33は、受光レベル指定切替部31によって受光
信号レベル又はしきい値Vthを変化させた時の各場合に
ついて距離データ及び方向データをメモリ34に格納
し、両データを総合的に判断して距離及び方向を求め、
その結果を測距データとして出力する。
The distance calculation section 33 calculates the distance L = cτ / 2 to the object based on the delay time τ measured by the delay time measurement section 32. At this time, the distance calculation unit 33
Since the scanning direction information b is received from the scanning direction detection unit 26, the distance and direction of the target object are obtained. The distance calculation unit 33 stores the distance data and the direction data in the memory 34 for each case where the light reception signal level or the threshold value Vth is changed by the light reception level designation switching unit 31, and comprehensively judges both data. To determine the distance and direction,
The result is output as distance measurement data.

【0033】図12は上記信号処理部25の具体的構成
を示す図、図13は図12の信号処理部25の動作を具
体的に示すタイムチャートである。この信号処理部25
は、発光信号生成部29と、一定周波数のクロックパル
ス信号CPを発生する発振器39と、2つのRS入力付
きD−FF35,36、受光信号cを増幅する増幅器3
7、信号切替器38、カウンタ40、距離演算部33及
びメモリ34によって構成されている。
FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration of the signal processing unit 25, and FIG. 13 is a time chart specifically showing the operation of the signal processing unit 25 in FIG. This signal processing unit 25
Is a light emission signal generation unit 29, an oscillator 39 for generating a clock pulse signal CP having a constant frequency, two D-FFs 35 and 36 with RS inputs, and an amplifier 3 for amplifying a light reception signal c.
7, a signal switch 38, a counter 40, a distance calculation unit 33, and a memory 34.

【0034】2つのD−FF35,36は、いずれもセ
ット入力S3,S4をLレベルに固定され、リセット入力
3,R4に発光信号生成部29の出力を接続されてい
る。発光信号生成部29からは、図13(b)に示すよ
うなタイミングで発光信号aが出力されており、発光信
号生成部29から発光信号aが出力されてリセット入力
3,R4がHレベルになると、両D−FF35,36の
出力Q3,Q4はLレベルにリセットされる。また、両D
−FF35,36のD入力D3,D4はHレベルに固定さ
れているので、クロック入力CK3,CK4に一定のしき
い値Vth以上の受光信号cが入力されると、受光信号c
の立上がりに同期してD−FF35,36の出力Q3
4がHレベルに変化する。ここで、D−FF36のク
ロック入力CK4には、増幅器37によって増幅された
受光信号cが入力されている。
In each of the two D-FFs 35 and 36, the set inputs S 3 and S 4 are fixed at L level, and the outputs of the light emission signal generator 29 are connected to the reset inputs R 3 and R 4 . The light emission signal a is output from the light emission signal generation unit 29 at the timing shown in FIG. 13B, and the light emission signal a is output from the light emission signal generation unit 29 and the reset inputs R 3 and R 4 are set to H. When the level becomes the level, the outputs Q 3 and Q 4 of the D-FFs 35 and 36 are reset to the L level. Also, both D
Since the D inputs D 3 and D 4 of the FFs 35 and 36 are fixed at the H level, when the light receiving signal c having a threshold value Vth or more is input to the clock inputs CK 3 and CK 4 , the light receiving signal c
The outputs Q 3 of the D-FFs 35 and 36 in synchronization with the rise of
Q 4 is changed to the H level. Here, the light receiving signal c amplified by the amplifier 37 is input to the clock input CK 4 of the D-FF 36.

【0035】図13(c)は、D−FF35のクロック
入力CK3に入力される受光信号cを示し、図13
(d)はD−FF35の出力Q3の変化を示しており、
近距離にある反射率の大きな物体15で反射したレーザ
ーパルスPの微弱な領域の光による受光信号をc1、遠
距離にある物体14で反射したレーザーパルスPの中心
部の光による受光信号をc2としている。このD−FF
35のしきい値Vthは、近距離に位置する反射率の大き
な物体15にレーザーパルスPの微弱な領域が当ったと
きの受光量c1よりも大きくなるように定めている。
FIG. 13C shows a light receiving signal c input to the clock input CK 3 of the D-FF 35.
(D) shows a change in output Q 3 of the D-FF 35,
The received light signal by the light in the weak area of the laser pulse P reflected by the object 15 having a large reflectance at a short distance is c 1 , and the received signal by the light at the center of the laser pulse P reflected by the object 14 at a long distance is represented by c 1 It is set to c 2. This D-FF
Threshold Vth 35 is set to be larger than the light receiving quantity c 1 when weak areas of the laser pulses P strikes the large object 15 in reflectivity located at a short distance.

【0036】また、図13(e)は、増幅器37を通し
てD−FF36のクロック入力CK 4に入力される受光
信号cを示し、図13(f)はD−FF36の出力Q4
の変化を示している。増幅器37の増幅率は、近距離に
位置する反射率の大きな物体15にレーザーパルスPの
微弱な領域が当ったときの受光量c1が増幅器37によ
って増幅された後には、D−FF36のしきい値Vthよ
りも大きくなるように定めている。
FIG. 13 (e) shows that the signal
Clock input CK of the D-FF 36 Light input to 4
FIG. 13F shows the output Q of the D-FF 36.Four
Shows the change. The amplification factor of the amplifier 37 is
A laser pulse P is applied to the object 15 having a large reflectance.
Received light amount c when a weak area hits1Is due to the amplifier 37
After amplification, the threshold voltage Vth of the D-FF 36 is
It is determined to be larger.

【0037】信号切替器38は、選択入力SELに入力
される信号の立上がり動作に同期してトグル動作し、出
力Q5から出力される信号を第1入力STOP_0と第
2入力STOP_1とに交互に切り替えるものである。
信号切替器38の第1入力STOP_0と第2入力ST
OP_1には、それぞれ各D−FF35,36の出力Q
3,Q4が接続されており、選択入力SELには、発光信
号生成部29の出力が接続されているので、信号切替器
38の出力Q5からは、D−FF35の出力Q3とD−F
F36の出力Q4とが発光信号aと同期して交互に切り
替えられる。
The signal switch 38 is alternately toggles in synchronization with the rising operation of the signal input to the selection input SEL, a signal output from the output Q 5 to the first input STOP_0 a second input STOP_1 Switch.
The first input STOP_0 and the second input ST of the signal switch 38
OP_1 includes the output Q of each of the D-FFs 35 and 36, respectively.
3 and Q 4 are connected, and the output of the light emission signal generation unit 29 is connected to the selection input SEL. Therefore, from the output Q 5 of the signal switch 38, the outputs Q 3 and D of the D-FF 35 are output. -F
An output Q 4 of F36 are switched alternately in synchronization with the light emission signal a.

【0038】図13(g)は、信号切替器38の出力Q
5が、選択入力SELに入力される発光信号aと同期し
て第1入力STOP_0側のD−FF35と第2入力S
TOP_1側のD−FF36とに交互に切り替えられる
様子を示している。
FIG. 13 (g) shows the output Q of the signal switch 38.
5 , the D-FF 35 on the first input STOP_0 side and the second input S in synchronization with the light emission signal a input to the selection input SEL.
A state in which the D-FF 36 on the TOP_1 side can be alternately switched is shown.

【0039】カウンタ40のリセット入力R6には、発
光信号生成部29の出力が接続されているので、発光信
号生成部29から発光信号aが出力されると、カウンタ
出力Q6は“0”にリセットされる。発振器39は、図
13(a)に示すように一定周波数のクロックパルス信
号CPを発生している。このクロックパルス信号CP
は、カウンタ40のクロック入力CK6に入力されてお
り、カウントイネーブル端子CE(又は、キャリ・イン
CI)がLレベルの間はクロックパルス信号CPの立上
がりに同期してカウンタ40のカウント値が1ずつ繰り
上がり、カウントイネーブル端子CEがHレベルになる
とカウンタ40のカウント値はホールドされる。カウン
タ40のカウント値はカウンタ出力Q6から出力され
る。
Since the output of the light emission signal generator 29 is connected to the reset input R 6 of the counter 40, when the light emission signal a is output from the light emission signal generator 29, the counter output Q 6 becomes “0”. Is reset to The oscillator 39 generates a clock pulse signal CP having a constant frequency as shown in FIG. This clock pulse signal CP
Is input to the clock input CK 6 of the counter 40, and while the count enable terminal CE (or carry-in CI) is at the L level, the count value of the counter 40 becomes 1 in synchronization with the rising of the clock pulse signal CP. The count value of the counter 40 is held when the count enable terminal CE goes high. The count value of the counter 40 is output from the counter output Q 6.

【0040】従って、図13(h)(i)に示すよう
に、カウンタ40は、発光タイミングに同期してカウン
ト値を“0”にリセットされると同時にカウントを開始
し、信号切替器38を通して接続されている側のD−F
F35又は36がしきい値Vth以上の受光信号cを受光
してカウントイネーブル端子CEがHレベルになるとカ
ウントを停止するので、カウンタ40では発光タイミン
グから受光タイミングまでのクロックパルス数、すなわ
ち遅延時間τを計測する。
Therefore, as shown in FIGS. 13H and 13I, the counter 40 starts counting at the same time as resetting the count value to “0” in synchronization with the light emission timing. DF on the connected side
When the F35 or F36 receives the light receiving signal c equal to or more than the threshold value Vth and the count enable terminal CE goes to the H level, the counting stops, and the counter 40 counts the number of clock pulses from the light emission timing to the light reception timing, that is, the delay time τ Is measured.

【0041】距離演算部33は、信号切替器38の出力
5がHレベルに変化してカウンタ40のカウントが停
止すると、遅延時間計測部32で計測されたクロックパ
ルス数又は遅延時間τに基づいて対象物までの距離を演
算し、走査方向情報bと合わせて対象物までの距離及び
方向を求めメモリ34に格納する。この結果、メモリ3
4には、図13(c)のような受光信号cに基づいて求
められた距離及び方向の情報と、図13(e)のような
増幅された受光信号cに基づいて求められた距離及び方
向の情報とが格納される。
When the output Q 5 of the signal switch 38 changes to the H level and the counting of the counter 40 stops, the distance calculating unit 33 calculates the number of clock pulses or the delay time τ measured by the delay time measuring unit 32. Then, the distance to the target object is calculated, and the distance and the direction to the target object are determined together with the scanning direction information b and stored in the memory 34. As a result, the memory 3
4 shows information on the distance and direction obtained based on the received light signal c as shown in FIG. 13C, and information on the distance and direction obtained based on the amplified received light signal c as shown in FIG. Direction information is stored.

【0042】距離演算部33は、メモリ34に格納され
た2種の情報に基づいて対象物の位置を認識し、測距デ
ータとして出力する。具体的にいうと、カウンタ40が
受光レベルの低い受光信号cに基づいて対象物を検出し
たときの情報からは、近距離の物体15に隠されること
なく遠距離の物体14を検出することができる。また、
カウンタ40が受光レベルを増幅された受光信号cに基
づいて対象物を検出したときの情報からは、近距離の物
体15の広がった像の後ろの物体14は見えないが、受
光レベルを小さくしていたときには見えなかった遠距離
の対象物を検出できる。よって、両データを総合的に判
断することによって、近距離の物体も遠距離の物体も確
実に認識して測距できるようになる。
The distance calculator 33 recognizes the position of the object based on the two types of information stored in the memory 34 and outputs the data as distance measurement data. More specifically, from the information when the counter 40 detects the target based on the light reception signal c having a low light reception level, it is possible to detect the object 14 at a long distance without being hidden by the object 15 at a short distance. it can. Also,
From the information when the counter 40 detects the target based on the light reception signal c whose light reception level is amplified, the object 14 behind the spread image of the object 15 at a short distance is not visible, but the light reception level is reduced. It is possible to detect an object at a long distance that was not visible when the user was in the middle. Therefore, by comprehensively judging both data, it is possible to reliably recognize a short-distance object and a long-distance object and measure the distance.

【0043】なお、この実施形態では、受光信号の受光
レベル(増幅率)を変えることによって、どの受光レベ
ルの受光信号によってカウンタ40を停止させるかを切
り替得たが、図12の信号処理部25における増幅器3
7は、D−FF36のしきい値Vthを変化させていると
考えることもできるから、信号処理部25のしきい値V
thを変えることによって、どの受光レベルの受光信号に
よってカウンタ40を停止させるかを切り替えるように
してもよいことは明らかである。
In this embodiment, by changing the light receiving level (amplification factor) of the light receiving signal, it is possible to switch which light receiving level of the light receiving signal causes the counter 40 to stop. However, the signal processing unit 25 shown in FIG. Amplifier 3 in
7 can be considered as changing the threshold value Vth of the D-FF 36.
It is apparent that the light receiving signal of which light receiving level stops the counter 40 may be switched by changing th.

【0044】なお、上記実施形態においては、同じしき
い値を有する2つのD−FFと増幅器37を用いたが、
しきい値の異なる2つのD−FFを用いても同様な動作
を行なわせることができる。
In the above embodiment, two D-FFs having the same threshold value and the amplifier 37 are used.
The same operation can be performed by using two D-FFs having different threshold values.

【0045】(第2の実施形態)図14は本発明の別な
実施形態によるレーザー測距装置41の構成を示すブロ
ック図である。第1の実施形態における信号処理部25
では、1つの発光信号aに伴って受光された複数の受光
信号cを、各受光信号の受光信号レベルの違いに着目し
て区別し、どの受光信号レベルの受光信号でカウンタ4
0を停止させるかを切り替えたが、この実施形態では、
1つの発光信号aに伴って受光された複数の受光信号c
を、各受光信号cの番数(受光順序)によって区別し、
指定した番数の受光信号cによってカウンタ40を停止
させると共にその指定番数を切り替えるようにしてい
る。
(Second Embodiment) FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a laser distance measuring apparatus 41 according to another embodiment of the present invention. Signal processing unit 25 in the first embodiment
Then, a plurality of light receiving signals c received in association with one light emitting signal a are distinguished by focusing on the difference in the light receiving signal level of each light receiving signal, and the light receiving signal of which light receiving signal level corresponds to the counter 4.
0 is stopped or switched, but in this embodiment,
Multiple light-receiving signals c received with one light-emitting signal a
Are distinguished by the number (light receiving order) of each light receiving signal c,
The counter 40 is stopped by the light receiving signal c of the designated number, and the designated number is switched.

【0046】すなわち、このレーザー測距装置41にあ
っては、受光信号番数指定切替部42によってしきい値
Vth以上の受光信号のうち、何番目の受光信号でカウン
タ40を停止させるかを指定すると共に、その指定番数
を順次変化させるようにしている。従って、2番目の受
光信号cまでの遅延時間も計測でき、近距離の物体15
によって隠れていた遠距離の物体14までの遅延時間、
ひいては距離を求めることができる。
That is, in the laser distance measuring device 41, the light receiving signal number designation switching unit 42 specifies which light receiving signal of the light receiving signals equal to or higher than the threshold value Vth should stop the counter 40. At the same time, the designated number is sequentially changed. Therefore, the delay time until the second light receiving signal c can be measured, and the distance
The delay time to the distant object 14 hidden by
In turn, the distance can be determined.

【0047】図15に示すものは、この信号処理部25
の具体的構成を示す図、図16は図15の信号処理部2
5の動作を具体的に示すタイムチャートである。図15
の信号処理部25の構成と、図12の信号処理部25の
構成を比較すると、図15の信号処理部25では、同じ
しきい値Vthの2つのD−FF35,36のクロック入
力CK3,CK4には同じ受光信号cが入力されており
(つまり、増幅器37が存在していない)、D−FF3
5の出力Q3がD−FF36のD入力D4に入力されてい
る点で異なっている。
FIG. 15 shows this signal processing unit 25.
FIG. 16 shows a specific configuration of the signal processing unit 2 shown in FIG.
6 is a time chart specifically showing the operation of FIG. FIG.
12 is compared with the configuration of the signal processing unit 25 in FIG. 12, the signal processing unit 25 in FIG. 15 shows that the clock inputs CK 3 , The same light receiving signal c is input to CK 4 (that is, the amplifier 37 is not present), and the D-FF 3
The output Q 3 of 5 is different in that it is input to the D input D 4 of D-FF 36.

【0048】図16は上記信号処理部25の動作を示す
タイムチャートであって、図16(a)は発振器39か
ら出力されるクロックパルス信号CPを示し、図16
(b)は発光信号生成部29から出力される発光信号a
を示す。図16(c)(d)は1つの発光信号に対して
D−FF35のクロック入力CK3に入力される2つの
受光信号c1,c2と、D−FF35の出力Q3を示す。
図16(e)はD−FF36のD入力D4を示す。図1
6(f)(g)は1つの発光信号に対してD−FF36
のクロック入力CK4に入力される2つの受光信号c1
2と、D−FF36の出力Q4を示す。図16(h)
は、信号切替器38の出力Q5が、選択入力SELに入
力される発光信号aと同期して第1入力STOP_0側
のD−FF35と第2入力STOP_1側のD−FF3
6とに交互に切り替えられる様子を示す。図16(i)
は、信号切替器38からカウンタ40のカウントイネー
ブル端子CEに送られる信号を示し、図16(j)はカ
ウンタ40のカウント動作を示している。
FIG. 16 is a time chart showing the operation of the signal processing section 25. FIG. 16A shows a clock pulse signal CP output from the oscillator 39.
(B) is a light emission signal a output from the light emission signal generation unit 29.
Is shown. FIGS. 16C and 16D show two light receiving signals c 1 and c 2 inputted to the clock input CK 3 of the D-FF 35 and an output Q 3 of the D-FF 35 for one light emitting signal.
FIG. 16E shows the D input D 4 of the D-FF 36. FIG.
6 (f) (g) shows the D-FF 36 for one light emission signal.
The two light-receiving signal c 1 is input to the clock input CK 4,
and c 2, indicating the output Q 4 of D-FF 36. FIG. 16 (h)
The signal switch 38 is output Q 5 of the first input STOP_0 side of D-FF 35 in synchronization with the light emission signal a inputted to the select input SEL second input STOP_1 side of D-FF3
6 shows a state in which the switching can be alternately performed. FIG. 16 (i)
Shows a signal sent from the signal switch 38 to the count enable terminal CE of the counter 40, and FIG. 16 (j) shows the counting operation of the counter 40.

【0049】この実施形態では、発光信号aが出力され
た後、受光回路28から2つのD−FF35,36へ2
つの受光信号c1,c2が入力されると、D−FF35の
D入力はHレベルであるから、D−FF35の出力Q3
は1番目の受光信号c1の立上がり動作によってHレベ
ルに変化する(図16(c)(d))。しかし、1番目
の受光信号c1の立上がり時には、D−FF36のD入
力D4はLレベルであるから、D−FF36の出力Q4
1番目の受光信号c1ではLレベルのまま変化しない。
また、D−FF35の出力Q3は1番目の受光信号c1
既にHレベルに変化しているから、2番目の受光信号c
2によっては変化しない。これに対し、2番目の受光信
号c2の立上がり時には、D−FF36のD入力D4はH
レベルに変化しているから、D−FF36の出力Q4
2番目の受光信号c2でHレベルに変化する。従って、
信号切替器38によってカウンタ40が走査毎にD−F
F35とD−FF36とに交互に切り替えられると、カ
ウンタ40がD−FF35と接続されている期間では、
1番目の受光信号c1の遅延時間τ=2L1/cが計測さ
れ、距離演算部33では近距離にある物体15までの距
離L1が求められる。また、カウンタ40がD−FF3
6と接続されている期間では、2番目の受光信号c2
遅延時間τ=2L2/cが計測され、距離演算部33で
は長距離にある物体までの距離L2が求められる。
In this embodiment, after the light emission signal a is output, the light receiving circuit 28 sends two D-FFs 35 and 36 to the two D-FFs 35 and 36.
When the two light receiving signals c 1 and c 2 are input, the D input of the D-FF 35 is at the H level, so that the output Q 3 of the D-FF 35 is output.
Changes to the H level by the rising operation of the first light receiving signal c1 (FIGS. 16C and 16D). However, at the rising edge of the first light receiving signal c 1 is, D input D 4 of D-FF 36 is because it is L level, the output Q 4 of D-FF 36 does not change from the first light receiving signal c 1 in L level .
Further, since the output Q 3 of the D-FF 35 has changed already H level in the first light receiving signal c 1, 2 th light reception signal c
2 does not change. In contrast, when the rise of the second light receiving signal c 2 is, D input D 4 of D-FF 36 is H
Since changes in the level, the output Q 4 of D-FF 36 changes to H level at the second light receiving signal c 2. Therefore,
The signal switch 38 causes the counter 40 to perform DF for each scan.
When the counter 40 is alternately switched to the F-35 and the D-FF 36, during the period when the counter 40 is connected to the D-FF 35,
The delay time τ = 2L 1 / c of the first light receiving signal c 1 is measured, and the distance calculation unit 33 obtains the distance L 1 to the object 15 at a short distance. Also, if the counter 40 is a D-FF3
In the period connected to 6, the delay time τ = 2L 2 / c of the second light reception signal c 2 is measured, and the distance calculation unit 33 obtains the distance L 2 to the long-distance object.

【0050】よって、このレーザー測距装置41にあっ
ても、反射率の大きな近距離の物体15の像の広がりに
よって長距離の物体14を認識できなくなる不都合を解
消することができ、近距離の物体も遠距離の物体も確実
に認識して測距できるようになる。
Therefore, even with the laser distance measuring device 41, it is possible to eliminate the inconvenience that the long distance object 14 cannot be recognized due to the spread of the image of the short distance object 15 having a large reflectivity. Objects and distant objects can be reliably recognized and the distance can be measured.

【0051】なお、上記実施形態では、増幅率の異なる
2つの受光信号を信号切替器38で切り替えるようにし
たが、例えば受光回路28の増幅率をレーザーパルスP
の走査毎に変化させるようにしてもよい。もっとも、増
幅率を変化させる方法では、増幅率を変化させた直後に
増幅率が安定するまで時間を要する場合があるので、増
幅率の異なる2つの受光信号を信号切替器38で切り替
えるようにすることによって検出精度を安定させること
ができる。
In the above embodiment, two light receiving signals having different amplification factors are switched by the signal switch 38. For example, the amplification factor of the light receiving circuit 28 is changed by the laser pulse P.
May be changed for each scan. However, in the method of changing the amplification factor, it may take time for the amplification factor to stabilize immediately after changing the amplification factor. Therefore, the two light receiving signals having different amplification factors are switched by the signal switch 38. As a result, the detection accuracy can be stabilized.

【0052】また、上記実施形態では、受光信号の増幅
率を変化させるか、受光レベル検出部のしきい値を変化
させる方法について説明したが、投光部側におけるレー
ザーパルスPの発光パワーを所定周期毎に切り替えるよ
うにしてもよい。
In the above-described embodiment, the method of changing the amplification factor of the received light signal or changing the threshold value of the received light level detecting unit has been described. You may make it switch for every period.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のレーザー測距装置の構成を示す概略ブロ
ック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a conventional laser distance measuring device.

【図2】投光部からのレーザーパルスの投光動作を説明
する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of projecting a laser pulse from a light projecting unit.

【図3】前方車両に対して定車間追従走行している車両
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a vehicle that is traveling following a preceding vehicle at a constant distance;

【図4】(a)は理想的なレーザー測距装置により認識
される前方車両のリフレクタと路側デリニエータ等の像
を示す図、(b)は従来例のレーザー測距装置により認
識される前方車両のリフレクタと路側デリニエータ等の
像を示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing an image of a reflector and a roadside delineator of a front vehicle recognized by an ideal laser ranging device, and FIG. 4B is a diagram showing a front vehicle recognized by a conventional laser ranging device. FIG. 3 is a diagram showing an image of a reflector and a roadside delineator of FIG.

【図5】投光部から投射されるレーザーパルスのビーム
断面と発光強度の分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a beam cross section of a laser pulse projected from a light projecting unit and a distribution of light emission intensity.

【図6】遠距離にある物体にレーザーパルスを投射して
いるときに、近距離の物体にもレーザーパルスの一部が
照射されている様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a part of a laser pulse is applied to an object at a short distance when a laser pulse is projected at an object at a long distance.

【図7】レーザーパルスのうち、遠距離の物体に照射さ
れている領域と近距離の物体に照射されている領域とを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing, among laser pulses, a region irradiated to a long-distance object and a region irradiated to a short-distance object.

【図8】信号処理部の構成の一部を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a part of a configuration of a signal processing unit.

【図9】同上の信号処理部の働きを説明するタイムチャ
ートである。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the signal processing unit of the above.

【図10】(a)は1走査分のレーザーパルスを示す
図、(b)は遠距離にある物体で反射したレーザパルス
による受光信号とその物体の像を示す図、(c)は近距
離にある物体で反射したレーザパルスによる受光信号と
その物体の像を示す図である。
10A is a diagram illustrating a laser pulse for one scan, FIG. 10B is a diagram illustrating a light receiving signal by a laser pulse reflected by a distant object and an image of the object, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing a light receiving signal by a laser pulse reflected by an object and an image of the object.

【図11】本発明の一実施形態によるレーザー測距装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a laser distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図12】同上のレーザー測距装置の信号処理部の具体
的構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration of a signal processing unit of the laser distance measuring device of the above.

【図13】同上の信号処理部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。
FIG. 13 is a time chart for explaining the operation of the signal processing unit of the above.

【図14】本発明の別な実施形態によるレーザー測距装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a laser distance measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図15】同上のレーザー測距装置の信号処理部の具体
的構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a specific configuration of a signal processing unit of the laser distance measuring device of the above.

【図16】同上の信号処理部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。
FIG. 16 is a time chart for explaining an operation of the above signal processing unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 半導体レーザー素子 24 光走査部 25 信号処理部 26 走査方向検出部 27 受光素子 29 発光信号生成部 30 受光レベル検出部 31 受光レベル指定切替部 32 遅延時間計測部 35,36 D−FF 37 増幅器 38 信号切替器 40 カウンタ 42 受光信号番数指定切替部 Reference Signs List 22 semiconductor laser element 24 optical scanning section 25 signal processing section 26 scanning direction detecting section 27 light receiving element 29 light emitting signal generating section 30 light receiving level detecting section 31 light receiving level designation switching section 32 delay time measuring section 35, 36 D-FF 37 amplifier 38 Signal switch 40 Counter 42 Light reception signal number designation switch

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 投光部から検知領域に向けて光ビームを
投光及び走査し、受光部により対象物で反射した光ビー
ムを受光し、投光部から光ビームを投光させるための発
光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手段をス
タートさせ、受光部での受光信号によって当該計測手段
を停止させ、当該計測手段の計測値に基づいて対象物ま
での距離を求める距離測定装置において、 1つの発光信号に対する複数の受光信号のうち、何番目
の受光信号によって前記計測手段を停止させるかが、切
り替わるようにしたことを特徴とする距離測定装置。
1. A light emitting device for projecting and scanning a light beam from a light projecting unit toward a detection area, receiving a light beam reflected by an object by a light receiving unit, and projecting the light beam from the light projecting unit. In a distance measuring device that starts a measuring means such as a distance measuring counter or a timer by a signal, stops the measuring means by a light receiving signal in a light receiving unit, and obtains a distance to an object based on a measurement value of the measuring means, A distance measuring device characterized in that the number of received light signals for one light emitting signal, which light receiving signal stops the measuring means, is switched.
【請求項2】 投光部から検知領域に向けて光ビームを
投光及び走査し、受光部により対象物で反射した光ビー
ムを受光し、投光部から光ビームを投光させるための発
光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手段をス
タートさせ、受光部での受光信号によって当該計測手段
を停止させ、当該計測手段の計測値に基づいて対象物ま
での距離を求める距離測定装置において、 1つの発光信号に対する複数の受光信号のうち、どの受
光レベルの受光信号によって前記計測手段を停止させる
かが、切り替わるようにしたことを特徴とする距離測定
装置。
2. A light emitting device for projecting and scanning a light beam from a light projecting unit toward a detection area, receiving a light beam reflected by an object by a light receiving unit, and projecting the light beam from the light projecting unit. In a distance measuring device that starts a measuring means such as a distance measuring counter or a timer by a signal, stops the measuring means by a light receiving signal in a light receiving unit, and obtains a distance to an object based on a measurement value of the measuring means, A distance measuring device, wherein a light receiving signal of a light receiving level among a plurality of light receiving signals corresponding to one light emitting signal stops the measuring means.
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