JPH11352226A - 高精度測距装置 - Google Patents
高精度測距装置Info
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- JPH11352226A JPH11352226A JP10161081A JP16108198A JPH11352226A JP H11352226 A JPH11352226 A JP H11352226A JP 10161081 A JP10161081 A JP 10161081A JP 16108198 A JP16108198 A JP 16108198A JP H11352226 A JPH11352226 A JP H11352226A
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルスレーザ光の受光信号の飽和を防止し、
測距の高精度化を図る。 【解決手段】 持続時間の小さいパルス状レーザ光を目
標物に照射し、反射レーザ光を受光し、送光から受光ま
での時間を測定して目標物までの距離を算出する演算部
１１を有する測距装置において、ピークホールド回路５
は、入力された受光信号のピーク値を保持し受光信号を
検出する。比較回路６は、受光言号の飽和振幅値を検出
するしきい値を有し、受光信号のピーク値が飽和状態か
否かの判断を行う。飽和状態では電流コントロール７、
レーザダイオードドライバ８を介し、レーザダイオード
９の出力レベルを抑制する。この結果、その後の測距動
作において受光信号の飽和が防止され、演算部１１にお
ける受光のタイミングの検出が正確に行われ、高精度な
測距が可能となる。
測距の高精度化を図る。 【解決手段】 持続時間の小さいパルス状レーザ光を目
標物に照射し、反射レーザ光を受光し、送光から受光ま
での時間を測定して目標物までの距離を算出する演算部
１１を有する測距装置において、ピークホールド回路５
は、入力された受光信号のピーク値を保持し受光信号を
検出する。比較回路６は、受光言号の飽和振幅値を検出
するしきい値を有し、受光信号のピーク値が飽和状態か
否かの判断を行う。飽和状態では電流コントロール７、
レーザダイオードドライバ８を介し、レーザダイオード
９の出力レベルを抑制する。この結果、その後の測距動
作において受光信号の飽和が防止され、演算部１１にお
ける受光のタイミングの検出が正確に行われ、高精度な
測距が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルスレーザによ
る測距装置に関し、特に、測距精度を向上させた高精度
測距装置に関する。
る測距装置に関し、特に、測距精度を向上させた高精度
測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パルスレーザによる測距装置とし
て、パルス状のレーザ光を目標物に照射し、目標物から
反射してきたレーザ光（受光パルス）を受光し、レーザ
光の送光から受光までの時間を測定し、光の伝搬時間に
基づき目標物までの距離を算出するものが手軽に使用で
きる利点などから多く利用されている。
て、パルス状のレーザ光を目標物に照射し、目標物から
反射してきたレーザ光（受光パルス）を受光し、レーザ
光の送光から受光までの時間を測定し、光の伝搬時間に
基づき目標物までの距離を算出するものが手軽に使用で
きる利点などから多く利用されている。
【０００３】この種の測距装置において、反射光からの
受光信号のパワーが所定の範囲に入るか又は最低パワー
になるように、発光部における投光出力の自動制御を行
うようにしたものが特開平１−２０６２１０号公報に記
載されている。
受光信号のパワーが所定の範囲に入るか又は最低パワー
になるように、発光部における投光出力の自動制御を行
うようにしたものが特開平１−２０６２１０号公報に記
載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルスレーザの
距離計等の測距装置は、パルス状に出力したレーザ光と
目標物から反射してしてきたレーザ光（受光パルス）と
の間の遅延時間を測定して目標物までの距離を計測する
原理に基づいている。このような測距装置では受光パル
スの立ち上がりの一定位置を受光のタイミングとしてお
り、受光のタイミングを正確に検出することが測距精度
を向上させる上に重要である。
距離計等の測距装置は、パルス状に出力したレーザ光と
目標物から反射してしてきたレーザ光（受光パルス）と
の間の遅延時間を測定して目標物までの距離を計測する
原理に基づいている。このような測距装置では受光パル
スの立ち上がりの一定位置を受光のタイミングとしてお
り、受光のタイミングを正確に検出することが測距精度
を向上させる上に重要である。
【０００５】このために、この種類の測距装置では、パ
ルス状のレーザ光の持続時間を極力小さく設定し、受光
パルスの受光のタイミングがより正確に検出できるよう
にしている。
ルス状のレーザ光の持続時間を極力小さく設定し、受光
パルスの受光のタイミングがより正確に検出できるよう
にしている。
【０００６】しかしながら、測距距離の広範囲化及び測
距対象の目標物の反射率の相違などにより、受光パルス
の振幅は大幅に変化することが避けられず、また、一方
で広いダイナミックレンジのアンプの製作が困難である
ことなどから、受光パルスのレベルによって受光信号波
形が飽和することがある。このような波形の飽和は、前
述の受光のタイミングの検出に誤差をもたらすことにな
り、測距精度は大幅に低下する。
距対象の目標物の反射率の相違などにより、受光パルス
の振幅は大幅に変化することが避けられず、また、一方
で広いダイナミックレンジのアンプの製作が困難である
ことなどから、受光パルスのレベルによって受光信号波
形が飽和することがある。このような波形の飽和は、前
述の受光のタイミングの検出に誤差をもたらすことにな
り、測距精度は大幅に低下する。
【０００７】特開平１−２０６２１０号公報に記載され
ている光出力の自動制御機能を有する測距装置は、受光
信号を比較回路を使用して基準電圧と比較することによ
り、受光信号の大きさを判断して投光パワーを制御する
ようにしているが、このような測距装置では、比較回路
で検出できる受光信号の持続時間には限界があるから、
投光されるレーザ光の持続時間を小さく設定することに
も限界があり、測距精度を充分に高めることは困難であ
る。
ている光出力の自動制御機能を有する測距装置は、受光
信号を比較回路を使用して基準電圧と比較することによ
り、受光信号の大きさを判断して投光パワーを制御する
ようにしているが、このような測距装置では、比較回路
で検出できる受光信号の持続時間には限界があるから、
投光されるレーザ光の持続時間を小さく設定することに
も限界があり、測距精度を充分に高めることは困難であ
る。
【０００８】また、測距精度の低下を防止するために、
目標物からのレーザ反射波を受光し、光量を検知して、
その値により測距の補正を行うものもある（特開平４−
３３９２８９号公報）が、この測距装置においても、受
光信号の入射光量の検知にダイナミックレンジ上の限界
があることに変わりがなく、広範囲の距離や特に鏡面反
射等の目標物を用いた距離などでは、補正値に誤差を生
じ測距の高精度化には限界がある。
目標物からのレーザ反射波を受光し、光量を検知して、
その値により測距の補正を行うものもある（特開平４−
３３９２８９号公報）が、この測距装置においても、受
光信号の入射光量の検知にダイナミックレンジ上の限界
があることに変わりがなく、広範囲の距離や特に鏡面反
射等の目標物を用いた距離などでは、補正値に誤差を生
じ測距の高精度化には限界がある。
【０００９】（目的）本発明の目的は、以上の問題点を
解決するものであり、小さい持続時間のレーザ光の使用
を可能とするともに受光信号の飽和を防止することで、
距離測定の高精度化を図った高精度測距装置を提供する
ことにある。
解決するものであり、小さい持続時間のレーザ光の使用
を可能とするともに受光信号の飽和を防止することで、
距離測定の高精度化を図った高精度測距装置を提供する
ことにある。
【００１０】本発明の他の目的は、レーザ光の飽和状態
を確実に検出し、レーザ光の送信レベルを適正に制御す
ることを可能とする高精度測距装置を提供することにあ
る。
を確実に検出し、レーザ光の送信レベルを適正に制御す
ることを可能とする高精度測距装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の高精度測距装置
は、パルス状のレーザ光を発生するレーザ発振器と、前
記レーザ光を目標物に照射し、目標物から反射してきた
レーザ光を受光し、レーザ光の送光及び受光のタイミン
グの時間間隔を測定して目標物までの距離を算出する演
算部とからなる測距装置において、目標物から反射して
きたレーザ光を受光し電気的な受光信号に変換する受光
回路と、前記受光信号のピーク値を保持するピークホー
ルド回路と、前記ピークホールド回路の出力が飽和レベ
ルにあるか否かを判定する判定回路と、前記判定回路の
出力に基づき前記受光信号が飽和レベルにあるとき前記
レーザ発振器の出力レベルを一定量抑制するレーザ出力
制御回路とを有することを特徴とする。
は、パルス状のレーザ光を発生するレーザ発振器と、前
記レーザ光を目標物に照射し、目標物から反射してきた
レーザ光を受光し、レーザ光の送光及び受光のタイミン
グの時間間隔を測定して目標物までの距離を算出する演
算部とからなる測距装置において、目標物から反射して
きたレーザ光を受光し電気的な受光信号に変換する受光
回路と、前記受光信号のピーク値を保持するピークホー
ルド回路と、前記ピークホールド回路の出力が飽和レベ
ルにあるか否かを判定する判定回路と、前記判定回路の
出力に基づき前記受光信号が飽和レベルにあるとき前記
レーザ発振器の出力レベルを一定量抑制するレーザ出力
制御回路とを有することを特徴とする。
【００１２】また、前記判定回路は、前記ピークホール
ド回路の出力が測距可能な最低限のレベル以上であるか
否かをも判定し、前記判定回路の出力に基づき受光信号
が測距可能なレベル未満であるとき前記レーザ出力制御
回路は前記レーザ発振器の出力レベルを一定量増加させ
ることを特徴とする。
ド回路の出力が測距可能な最低限のレベル以上であるか
否かをも判定し、前記判定回路の出力に基づき受光信号
が測距可能なレベル未満であるとき前記レーザ出力制御
回路は前記レーザ発振器の出力レベルを一定量増加させ
ることを特徴とする。
【００１３】更に、前記判定回路は、比較基準値が設定
された複数の比較回路を有し、ピークホールド回路の出
力を比較基準値と比較して前記判定を行うことを特徴と
する。 （作用）受光信号の飽和を検出してレーザ光出力レベル
を制御し、受光信号の飽和による測距精度の低下を防止
する。
された複数の比較回路を有し、ピークホールド回路の出
力を比較基準値と比較して前記判定を行うことを特徴と
する。 （作用）受光信号の飽和を検出してレーザ光出力レベル
を制御し、受光信号の飽和による測距精度の低下を防止
する。
【００１４】受光回路における飽和をピークホールド回
路と比較回路（判定部）を用いて検出し、その検出した
信号によりレーザ発振器の出力の制御を行う。
路と比較回路（判定部）を用いて検出し、その検出した
信号によりレーザ発振器の出力の制御を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の高精度測距装置の一実施
の形態について図１により詳細に説明する。
の形態について図１により詳細に説明する。
【００１６】図１は、本実施の形態のブロック構成を示
す図である。
す図である。
【００１７】本実施の形態は、レーザ光の送光系として
レーザダイオード９を有するレーザ発振器１と送光光学
系２とを有し、レーザ光の受光系は目標物１３から反射
されたレーザ光の受光光学系３と受光回路４とを有す
る。
レーザダイオード９を有するレーザ発振器１と送光光学
系２とを有し、レーザ光の受光系は目標物１３から反射
されたレーザ光の受光光学系３と受光回路４とを有す
る。
【００１８】また、レーザ発振器１からのレーザ光の送
光時を検出するスタート検知回路１０と、スタート検知
回路１０からのスタート信号と受光回路４からの受光信
号とにより目標物１３までの距離を測定する演算部１１
を有する。
光時を検出するスタート検知回路１０と、スタート検知
回路１０からのスタート信号と受光回路４からの受光信
号とにより目標物１３までの距離を測定する演算部１１
を有する。
【００１９】更に、レーザ発振器１からのレーザ出力を
制御するための、ピークホールド回路５、比較回路６及
び電流コントロール回路７からなるレーザ出力制御回路
と、レーザ発振器１のレーザダイオード９を制御するレ
ーザダイオードドライバ８とを有する。
制御するための、ピークホールド回路５、比較回路６及
び電流コントロール回路７からなるレーザ出力制御回路
と、レーザ発振器１のレーザダイオード９を制御するレ
ーザダイオードドライバ８とを有する。
【００２０】本実施の形態の高精度測距装置の各部の機
能の概略は以下のとおりである。
能の概略は以下のとおりである。
【００２１】レーザ発振器１は、レーザダイオード励起
によりパルス幅が十数ｎｓ程度の持続時間の小さいレー
ザ光を発光する。送光光学系２はレーザ発振器１から出
力されたレーザ光を所望のビーム拡がり角にして目標物
１３に照射する。受光光学系３は目標物から散乱したレ
ーザ光を受光して受光回路４へと集光する。受光回路４
は、受光したレーザ光を電気信号の受光信号に変換し、
ピークホールド回路５へ出力する。
によりパルス幅が十数ｎｓ程度の持続時間の小さいレー
ザ光を発光する。送光光学系２はレーザ発振器１から出
力されたレーザ光を所望のビーム拡がり角にして目標物
１３に照射する。受光光学系３は目標物から散乱したレ
ーザ光を受光して受光回路４へと集光する。受光回路４
は、受光したレーザ光を電気信号の受光信号に変換し、
ピークホールド回路５へ出力する。
【００２２】ピークホールド回路５は、受光信号のピー
ク値を検出し、検出したピーク値を比較回路６へ出力す
る。比較回路６は、受光信号のピーク値と所定の設定値
とを比較し、受光回路４の受光信号が飽和しているかど
うかを検出する。受光信号が飽和している場合は、比較
回路６は電流コントロール回路７に対して飽和状態を示
す信号を出力する。
ク値を検出し、検出したピーク値を比較回路６へ出力す
る。比較回路６は、受光信号のピーク値と所定の設定値
とを比較し、受光回路４の受光信号が飽和しているかど
うかを検出する。受光信号が飽和している場合は、比較
回路６は電流コントロール回路７に対して飽和状態を示
す信号を出力する。
【００２３】電流コントロール回路７は、飽和状態の信
号が入力されるとレーザダイオードドライバ８を駆動す
る電流を抑制する。レーザドライバ８は、電流コントロ
ール回路７の出力に応じてレーザダイオード９の出力を
調整する。レーザ発振器１は、受光信号が飽和しないよ
うに出力レベルが抑制されたレーザ光を出力する。
号が入力されるとレーザダイオードドライバ８を駆動す
る電流を抑制する。レーザドライバ８は、電流コントロ
ール回路７の出力に応じてレーザダイオード９の出力を
調整する。レーザ発振器１は、受光信号が飽和しないよ
うに出力レベルが抑制されたレーザ光を出力する。
【００２４】スタート検知回路１０は、レーザ発振器１
のレーザダイオード９から出力するパルス状のレーザ光
の立ち上がりでスタート信号を生成し演算部１１に出力
する。演算部１１のカウンタ１２は、スタート検知回路
１０からのスタート信号と、受光回路４からの受光信号
とを用いて受光信号の遅延時間を測定し、外部へ距離デ
ータを出力する。
のレーザダイオード９から出力するパルス状のレーザ光
の立ち上がりでスタート信号を生成し演算部１１に出力
する。演算部１１のカウンタ１２は、スタート検知回路
１０からのスタート信号と、受光回路４からの受光信号
とを用いて受光信号の遅延時間を測定し、外部へ距離デ
ータを出力する。
【００２５】（実施の形態の動作）次に、図１のレーザ
測距装置の動作についてより詳細に説明する。最初に測
距動作について説明する。
測距装置の動作についてより詳細に説明する。最初に測
距動作について説明する。
【００２６】レーザ発振器１から出力されたパルス状の
レーザ光は、送光光学系２を通って所望のビーム拡がり
角に拡げられ、目標物１３に出力される。また、前記レ
ーザ光の一部は、スタート検知回路１０に出力され、ス
タート検出回路１０はパルス状レーザ光の立ち上がり時
にスタート信号を生成する。生成されたスタート信号
は、演算部１１へ出力され、内部のカウンタ１２の高周
波のクロック計数動作をスタートさせる。
レーザ光は、送光光学系２を通って所望のビーム拡がり
角に拡げられ、目標物１３に出力される。また、前記レ
ーザ光の一部は、スタート検知回路１０に出力され、ス
タート検出回路１０はパルス状レーザ光の立ち上がり時
にスタート信号を生成する。生成されたスタート信号
は、演算部１１へ出力され、内部のカウンタ１２の高周
波のクロック計数動作をスタートさせる。
【００２７】一方、ある拡がり角を持って出力されたレ
ーザ光は目標物１３にあたり、目標物１３より反射した
レーザ光の一部が受光光学系３を通り受光回路４に導か
れる。受光回路４は、そのレーザ光を電気信号に変換
し、レーザ光と同様のパルス状の受光信号を生成する。
生成された受光信号は演算部１１に出力される。演算部
１１は、前記受光信号の立ち上がりの検出に適した一定
位置、例えば、受光信号の前縁におけるノイズレベルな
ど以上、飽和レベル以下の一定レベル（しきい値レベ
ル）のタイミングやパルス振幅の一定比率のレベルのタ
イミングを受光のタイミングとして検出し、前記スター
ト信号により開始されたカウンタ１２の高周波のクロッ
ク計数動作を前記タイミングで停止させる。カウンタ１
２からは両送受レーザの信号間の時間が計測され光の伝
搬時間から距離が算出される。
ーザ光は目標物１３にあたり、目標物１３より反射した
レーザ光の一部が受光光学系３を通り受光回路４に導か
れる。受光回路４は、そのレーザ光を電気信号に変換
し、レーザ光と同様のパルス状の受光信号を生成する。
生成された受光信号は演算部１１に出力される。演算部
１１は、前記受光信号の立ち上がりの検出に適した一定
位置、例えば、受光信号の前縁におけるノイズレベルな
ど以上、飽和レベル以下の一定レベル（しきい値レベ
ル）のタイミングやパルス振幅の一定比率のレベルのタ
イミングを受光のタイミングとして検出し、前記スター
ト信号により開始されたカウンタ１２の高周波のクロッ
ク計数動作を前記タイミングで停止させる。カウンタ１
２からは両送受レーザの信号間の時間が計測され光の伝
搬時間から距離が算出される。
【００２８】次に、レーザ出力制御回路による制御動作
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００２９】受光回路４は、受光光学系３からのレーザ
光を受光信号として演算部１１に出力するとともにピー
クホールド回路５に出力する。
光を受光信号として演算部１１に出力するとともにピー
クホールド回路５に出力する。
【００３０】ピークホールド回路５は、入力された受光
信号のピーク値を保持し受光信号を検出する。ここで、
受光光学系からのレーザ光を電気信号に変換した受光信
号は、そのパルス幅が十数ｎｓ程度と極めて狭いので、
受光信号は直接比較回路６に入力しても受光信号を検出
することができない。これは、前記受光信号は、特にパ
ルスの尖端が急峻であり比較回路６のしきい値付近のパ
ルス幅は数ｎｓ程度と極端に狭いことによる。ピークホ
ールド回路５は、受光信号のピーク値を保持することに
よりパルス幅を拡大することが可能であり、汎用の比較
器を用いても十分に比較動作が可能となり、受光信号の
検出が可能となる。
信号のピーク値を保持し受光信号を検出する。ここで、
受光光学系からのレーザ光を電気信号に変換した受光信
号は、そのパルス幅が十数ｎｓ程度と極めて狭いので、
受光信号は直接比較回路６に入力しても受光信号を検出
することができない。これは、前記受光信号は、特にパ
ルスの尖端が急峻であり比較回路６のしきい値付近のパ
ルス幅は数ｎｓ程度と極端に狭いことによる。ピークホ
ールド回路５は、受光信号のピーク値を保持することに
よりパルス幅を拡大することが可能であり、汎用の比較
器を用いても十分に比較動作が可能となり、受光信号の
検出が可能となる。
【００３１】比較回路６においては、比較基準値（しき
い値）としての前記設定値を受光言号の飽和振幅値を検
出できるように設定することにより、受光信号のピーク
値が飽和しているかどうかの判断が行われる。比較回路
６において、受光信号が飽和していると判断した場合に
は、比較回路６から電流コントロール７に対して受光信
号が飽和していることを示す信号を出力する。
い値）としての前記設定値を受光言号の飽和振幅値を検
出できるように設定することにより、受光信号のピーク
値が飽和しているかどうかの判断が行われる。比較回路
６において、受光信号が飽和していると判断した場合に
は、比較回路６から電流コントロール７に対して受光信
号が飽和していることを示す信号を出力する。
【００３２】電流コントロール回路７は、受光信号の飽
和を示す信号が入力されると、レーザダイオードドライ
バ８に対する電流のコントロールを行う。それによって
レーザダイオードドライバ８は、レーザダイオード９の
出力レベルを抑制し、レーザ発振器１から出るレーザ光
の出力を抑制する。ここで、出力の抑制制御量としては
一定値の抑制量とすることができる。この結果、次回の
上述のような測距動作において受光信号が飽和状態を下
回れば、演算部１１における受光のタイミングの検出が
正確に行われる。また、次回の動作においても受光信号
の飽和状態になる状況では同様の出力の抑制動作が繰り
返される。結局、受光信号の飽和は防止され高精度な測
距を実現することが可能となる。なお、反射散乱光がな
かった場合には、比較回路６のしきい値よりもピーク値
が低くなるため、このレーザ出力制御回路は動作せず、
レーザ光の出力の制御は行われない。
和を示す信号が入力されると、レーザダイオードドライ
バ８に対する電流のコントロールを行う。それによって
レーザダイオードドライバ８は、レーザダイオード９の
出力レベルを抑制し、レーザ発振器１から出るレーザ光
の出力を抑制する。ここで、出力の抑制制御量としては
一定値の抑制量とすることができる。この結果、次回の
上述のような測距動作において受光信号が飽和状態を下
回れば、演算部１１における受光のタイミングの検出が
正確に行われる。また、次回の動作においても受光信号
の飽和状態になる状況では同様の出力の抑制動作が繰り
返される。結局、受光信号の飽和は防止され高精度な測
距を実現することが可能となる。なお、反射散乱光がな
かった場合には、比較回路６のしきい値よりもピーク値
が低くなるため、このレーザ出力制御回路は動作せず、
レーザ光の出力の制御は行われない。
【００３３】以上の実施の形態においては、レーザ光の
飽和時の抑制制御のみを行う例を説明したが、受光信号
のレベルが低い場合にも受光のタイミングの検出に誤差
が生じることがあり、また、受光信号のレベルが低すぎ
る場合には測距動作が不可能となることがある。
飽和時の抑制制御のみを行う例を説明したが、受光信号
のレベルが低い場合にも受光のタイミングの検出に誤差
が生じることがあり、また、受光信号のレベルが低すぎ
る場合には測距動作が不可能となることがある。
【００３４】本発明の第２の実施の形態として上述の問
題を解決するために受光信号のレベルの増加制御をも行
うことを可能とした高精度測距装置を次に説明する。
題を解決するために受光信号のレベルの増加制御をも行
うことを可能とした高精度測距装置を次に説明する。
【００３５】第２の実施の形態では、比較回路６におけ
る前記設定値として、所定の測定精度を確保できる受光
ピーク値又は測距動作が可能な最低受光信号のピーク値
に対応する比較基準値（しきい値）を設定する。比較回
路６は、前記最低受光信号等より低い受光信号を検出
し、このような受光信号が検出された場合には、電流コ
ントロール回路７を介してレーザダイオードドライバ８
に対する電流のコントロールを行い、レーザダイオード
９の出力レベルを一定値だけ増加するように制御し、レ
ーザ発振器１からのレーザ光の出力を前記比較基準値以
上とする。なお、前記しきい値以下の受光信号の検出
は、パルスレーザによる測距においては一定周期でパル
ス状のレーザ光が繰り返し送出されることにより受光信
号の位置を予測して行うか、送光レーザ光に基づいて受
光信号の位置を予測することにより検出することができ
る。また、前記しきい値以下のしきい値の比較回路を追
加することにより検出することもできる。また、本実施
の形態における比較回路６としては、受光信号の飽和を
検出する高い比較基準値が設定された比較回路と、受光
信号の最低レベルを検出する低い比較基準値が設定され
た複数の比較回路等の比較回路を組み合わせて構成する
ことができる。
る前記設定値として、所定の測定精度を確保できる受光
ピーク値又は測距動作が可能な最低受光信号のピーク値
に対応する比較基準値（しきい値）を設定する。比較回
路６は、前記最低受光信号等より低い受光信号を検出
し、このような受光信号が検出された場合には、電流コ
ントロール回路７を介してレーザダイオードドライバ８
に対する電流のコントロールを行い、レーザダイオード
９の出力レベルを一定値だけ増加するように制御し、レ
ーザ発振器１からのレーザ光の出力を前記比較基準値以
上とする。なお、前記しきい値以下の受光信号の検出
は、パルスレーザによる測距においては一定周期でパル
ス状のレーザ光が繰り返し送出されることにより受光信
号の位置を予測して行うか、送光レーザ光に基づいて受
光信号の位置を予測することにより検出することができ
る。また、前記しきい値以下のしきい値の比較回路を追
加することにより検出することもできる。また、本実施
の形態における比較回路６としては、受光信号の飽和を
検出する高い比較基準値が設定された比較回路と、受光
信号の最低レベルを検出する低い比較基準値が設定され
た複数の比較回路等の比較回路を組み合わせて構成する
ことができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ発振器から出力
されるレーザ光の出力レベルを、ピークホールド回路を
使用して受光信号が飽和状態か否かを検出して制御する
から、レーザの受光信号の飽和が確実に検出され測距距
離の範囲と目標物の表面状態の違いによって生じる受光
信号の飽和による測距精度の低下を防止することができ
る。
されるレーザ光の出力レベルを、ピークホールド回路を
使用して受光信号が飽和状態か否かを検出して制御する
から、レーザの受光信号の飽和が確実に検出され測距距
離の範囲と目標物の表面状態の違いによって生じる受光
信号の飽和による測距精度の低下を防止することができ
る。
【００３７】また、レーザ発振器から発生するレーザ光
の持続時間を小さくしても受光信号の飽和状態の検出が
可能となり、飽和時に出力レベルを確実に抑制できるか
ら高精度な測距が可能となる。
の持続時間を小さくしても受光信号の飽和状態の検出が
可能となり、飽和時に出力レベルを確実に抑制できるか
ら高精度な測距が可能となる。
【００３８】更に、受光信号が測距可能な信号レベル以
下の場合はレーザ発振器からのレーザ光のレベルを増加
させることにより、出力レベルを適正範囲に制御するこ
とが可能であり測距不能を防止することが可能となる。
下の場合はレーザ発振器からのレーザ光のレベルを増加
させることにより、出力レベルを適正範囲に制御するこ
とが可能であり測距不能を防止することが可能となる。
【図１】本発明の高精度測距装置の一実施の形態を示す
図である。
図である。
１ レーザ発振器 ２ 送光光学系 ３ 受光光学系 ４ 受光回路 ５ ピークホールド回路 ６ 比較回路 ７ 電流コントロール回路 ８ レーザダイオードドライバ ９ レーザダイオード １０ スタート検知回路 １１ 演算部 １２ カウンタ １３ 目標物
Claims (5)
- 【請求項１】 パルス状のレーザ光を発生するレーザ発
振器と、前記レーザ光を目標物に照射し、目標物から反
射してきたレーザ光を受光し、レーザ光の送光及び受光
のタイミングの時間間隔を測定して目標物までの距離を
算出する演算部とからなる測距装置において目標物から
反射してきたレーザ光を受光し電気的な受光信号に変換
する受光回路と、前記受光信号のピーク値を保持するピ
ークホールド回路と、前記ピークホールド回路の出力が
飽和レベルにあるか否かを判定する判定回路と、前記判
定回路の出力に基づき前記受光信号が飽和レベルにある
とき前記レーザ発振器の出力レベルを一定量抑制するレ
ーザ出力制御回路とを有することを特徴とする高精度測
距装置。 - 【請求項２】 前記判定回路は、前記受光信号の信号レ
ベルが測距可能なレベル以上か否かをも判定し、前記判
定回路の出力に基づき受光信号が測距可能なレベル未満
のとき前記レーザ出力制御回路は前記レーザ発振器の出
力レベルを一定量増加させることを特徴とする請求項１
記載の高精度測距装置。 - 【請求項３】 前記判定回路は、前記受光信号の飽和レ
ベルに対応する比較基準値が設定された比較回路を有
し、ピークホールド回路の出力と前記比較基準値との比
較により前記飽和レベルか否かの判定行うことを特徴と
する請求項１記載の高精度測距装置。 - 【請求項４】 前記判定回路は、測距可能な最低限の受
光信号のレベルに対応する比較基準値が設定された比較
回路を有し、ピークホールド回路の出力と前記比較基準
値との比較により前記測距可能なレベルか否かの判定を
行うことを特徴とする請求項２記載の高精度測距装置。 - 【請求項５】 前記演算部は、前記受光信号の立ち上が
りの一定レベルを前記受光のタイミングとすることを特
徴とする請求項１、２、３又は４記載の高精度測距装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161081A JPH11352226A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 高精度測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161081A JPH11352226A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 高精度測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352226A true JPH11352226A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15728270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10161081A Pending JPH11352226A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 高精度測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11352226A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000346941A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
| EP1936400A1 (de) * | 2006-12-20 | 2008-06-25 | Sick Ag | Laserscanner |
| JP2014173966A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Nec Corp | レーザ測距装置およびレーザ測距方法 |
| WO2018057085A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Apple Inc. | Adaptive transmission power control for a lidar |
| CN109116369A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 三星电子株式会社 | 距离测量装置及其方法 |
| JP2019113530A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社デンソー | 距離測定装置、認識装置、及び距離測定方法 |
| WO2020032996A3 (en) * | 2018-01-10 | 2020-03-12 | Velodyne Lidar, Inc. | Lidar based distance measurements with tiered power control |
| CN113625290A (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 华为技术有限公司 | 光电转换电路、光电测距设备、汽车及光电测距方法 |
| JP2022105771A (ja) * | 2017-12-22 | 2022-07-14 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP10161081A patent/JPH11352226A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000346941A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
| EP1936400A1 (de) * | 2006-12-20 | 2008-06-25 | Sick Ag | Laserscanner |
| US7589826B2 (en) | 2006-12-20 | 2009-09-15 | Sick Ag | Laser scanner |
| JP2014173966A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Nec Corp | レーザ測距装置およびレーザ測距方法 |
| US10775507B2 (en) | 2016-09-22 | 2020-09-15 | Apple Inc. | Adaptive transmission power control for a LIDAR |
| WO2018057085A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Apple Inc. | Adaptive transmission power control for a lidar |
| CN109116369A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 三星电子株式会社 | 距离测量装置及其方法 |
| CN109116369B (zh) * | 2017-06-23 | 2023-10-20 | 三星电子株式会社 | 距离测量装置及其方法 |
| JP2019113530A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社デンソー | 距離測定装置、認識装置、及び距離測定方法 |
| JP2022105771A (ja) * | 2017-12-22 | 2022-07-14 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
| US11415681B2 (en) | 2018-01-10 | 2022-08-16 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | LIDAR based distance measurements with tiered power control |
| WO2020032996A3 (en) * | 2018-01-10 | 2020-03-12 | Velodyne Lidar, Inc. | Lidar based distance measurements with tiered power control |
| CN113625290A (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 华为技术有限公司 | 光电转换电路、光电测距设备、汽车及光电测距方法 |
| CN113625290B (zh) * | 2020-05-09 | 2024-09-17 | 华为技术有限公司 | 光电转换电路、光电测距设备、汽车及光电测距方法 |
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