KR960013681B1 - 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로 - Google Patents
레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로 Download PDFInfo
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Description
제1도는 종래의 레이저 거리측정 장치의 블럭도.
제2도는 미분된 반사신호와 기준전압의 파형도.
제3도는 본 발명의 레이저 거리측정장치의 블럭도.
제4도는 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로의 노이즈 제거를 위한 문턱전압 발생수단의 구성도.
제5도는 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로의 각 신호의 파형도로서,
제5a도는 증폭된 반사신호의 파형도이고,
제5b도는 미분된 반사신호의 파형도이고,
제5c도는 기준전압과 증폭된 반사신호의 파형도이고,
제5d도는 비교기의 출력파형도이고,
제5e도는 본 발명에 의한 노이즈제거 문턱전압과 미분된 반사신호의 파형도이고,
제5f도는 최종출력되는 디지탈 임펄스신호의 파형도.
본 발명은 레이저 거리측정장치에 관한 것으로, 특허 신호처리시에 발생되는 테일 노이즈를 제거하기 위한 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로에 관한 것이다.
레이저를 사용한 거리의 측정은 레이저 트리거신호에 의해 레이저 송신신호를 발생하고 레이저신호를 송신함과 동시에 계수를 시작하며, 목표물에 의한 반사신호를 검출하고 검출된 신호파형을 미분하여 신호파의 상승엣지에서 상기 클럭계수를 중단함으로써, 클럭계수치로 거리를 측정하는 방법으로 이루어진다.
제1도에 도시한 종래의 기술에 의한 레이저 거리측정장치는 수신되는 레이저 반사신호를 검출하기 위한 신호검출수단(11)과 상기 검출된 반사신호를 증폭하는 신호증폭수단(12)과 상기 증폭된 신호를 임펄스신호로 변환하기 위한 신호처리수단(13)과 상기 신호처리된 신호를 소정 기준전압과 비교하기 위한 비교수단(14)과 거리를 계산하는 계수를 위한 계수수단(15)으로 구성되고, 이에 따른 동작은 상기 신호검출수단(11)이 송출된 레이저 트리거신호가 목표물에 의해 반사되어 오는 반사신호를 검출하고 상기 신호증폭수단(12)은 상기 검출된 반사신호를 증폭하여 출력한다. 상기 신호처리수단(13)은 상기 반사신호의 펄스폭을 좁혀 거리의 정확도를 높이기 위해 상기 증폭된 신호를 미분하여 폭이 작은 임펄스로 형성하여 출력한다. 상기 임펄스로 변환된 신호는 상기 비교수단(14)에서 소정의 기준전압과 비교되고 임펄스신호가 기준전압을 초과하는 순간 계수정지 펄스가 형성되며, 상기 계수수단(15)은 상기 정지펄스에 의해 계수를 중단하는 방법으로 거리가 측정된다.
상기 방법에 의한 거리측정은 상기 신호처리수단(13)에 의한 신호의 미분시에 제2도에 도시한 바와 같이 하강엣지에 발생되는 테일(Tail ; 21)이 생기고 이는 기준전압(22) 위로 형성되어 잡음으로 나타난다. 이를 해결하기 위해 상기 기준전압을 높게 형성하는 방법이 있으나 이는 원거리 측정능력이 저하되는 문제점이 있다.
결국, 종래의 레이저 거리측정장치에 의한 거리의 측정은 테일 노이즈에 의해 오차가 발생하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로는 수신신호 미분시에 형성되는 테일 노이즈를 간단한 회로를 이용하여 제거하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로는 레이저 트리거신호에 의해 레이저신호를 발사함과 동시에 클럭계수를 시작하고, 목표물에 의한 반사신호를 검출하고 검출된 신호파형을 미분하여 신호파형의 상승엣지에서 상기 클럭계수를 종료함으로써, 클럭계수치로 거리를 측정하는 레이저 거리측정장치에 있어서, 상기 검출된 신호파형의 하강엣지를 포함하는 펄스폭을 가지고, 상기 검출된 신호파형의 상승엣지로부터 소정기간 지연된 구형파를 밭생하고 이 구형판에 의해 노이즈제거 문턱전압을 발생하는 노이즈제거 문턱전압 발생수단 ; 및 상기 노이즈제거 문턱전압에 의해 상기 검출된 신호파형의 하강엣지에 대응하는 미분파형을 제거하고 상승엣지에 대응하는 이분파형만을 상기 클럭계수의 종료 트리거 신호로 발생하기 위한 비교수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로의 일 실시예를 좀더 상세하게 설명하고자 한다.
제3도는 본 발명의 레이저 거리측정장치의 블럭도이다.
제4도는 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거를 위한 기준전압 제어수단의 구성도이다.
제5도는 본 발명의 노이즈 제거회로의 기준전압 제어에 따른 각 신호의 파형도로서, 제5a도는 증폭된 반사신호의 파형도이고, 제5b도는 미분된 반사신호의 파형도이고, 제5c도는 기준전압과 증폭된 반사신호의 파형도이고, 제5d도는 OP 엠프에 의해 헝성된 파형도이고, 제5e도는 본 발명에 의해 제어된 기준전압과 미분된 반사신호의 파형도이고, 제5f도는 최종출력되는 디지탈 임펄스신호의 파형도이다.
상기 제3도에 도시한 바와 같이 본 발명의 레이저 거리측정장치는 종래의 레이저 거리측정장치에 노이즈 제거를 위한 문턱전압 발생수단을 부가한 것으로, 수신되는 레이저 반사신호를 검출하기 위한 신호검출수단(11)과 상기 검출된 반사신호를 증폭하는 신호증폭수단(12)과 상기 증폭된 신호를 미분하는 신호처리수단(13)과 상기 증폭된 신호파형의 하강엣지를 포함하는 펄스폭을 가지고, 상기 검출된 신호파형의 상승엣지로부터 소정기간 지현된 구형파를 발생하고 이 구형파에 의해 노이즈제거 문턱전압을 발생하는 노이즈제거 문턱전압 발생수단(30)과 상기 노이즈제거 문턱전압을 합성한 문턱전압에 의해 상기 검출된 신호파형의 하강엣지에 대응하는 미분파형을 제거하고 상승엣지에 대응하는 미분파형만을 상기 클럭계수의 종료 트리거신호로 발생하기 위한 비교수단(31)과 거리를 계산하는 계수를 위한 계수수단(15)으로 구성되고, 상기 노이즈제거 문턱전압 발생수단(30)은 상기 제4도에 도시한 바와 같이 상기 검출된 신호파형을 적분하는 적분기(32)와 상기 적분된 신호를 소정의 기준전압과 비교하여 구형파를 밭생하는 비교기(33)와 상기 구형파에 응답하여 노이즈제거 문턱전압을 발생하는 전류전압변환기(34)를 구비하여 구성된다.
또한, 전류전압변환기(34)는 상기 비교기(33)의 출력에 베이스가 연결되고 컬렉터는 전원과 연결되어 상기 비교기(33)에 의해 형성되어 출력되는 구형파를 증폭하여 에미터로 출력하는 트랜지스터(35)와 상기 증폭된 구형파와 소정의 기준전압을 이용하여 노이즈제거 문턱전압을 형성하기 위한 저항군(R1R2R6R7R8)으로 구성된다.
상기 구성에 따른 동작은 상기 신호검출수단(11)이 송출된 레이저 트리거신호가 목표물에 의해 반사되어오는 반사신호를 검출하고 상기 신호증폭수단(12)은 상기 검출된 반사신호를 증폭하여 상기 신호처리수단(13)과 노이즈제거 문턱전압 발생수단(30)으로 공급하고, 상기 신호처리수단(13)은 상기 반사신호의 펄스폭을 좁혀 거리의 정확도를 높이기 위해 상기 증폭된 신호를 미분하여 폭은 작은 임펄스(51)로 형성하여 출력한다. 이때, 상기 임펄스를 형성하기 위한 미분으로 상기 제5b도에 도시한 바와 같이 상기 증폭된 신호의 하강엣지에서 테일 노이즈(52)가 형성되어 출력된다. 한편, 상기 노이즈제거 문턱전압 발생수단(30)은 상기 신호증폭수단(12)으로부터 공급되는 증폭된 반사신호를 입력하고 적분하고 상기 비교기(33)는 상기 적분된 신호와 소정의 기준전압을 두 입력단자로 입력하여 비교한후 상기 제5d도에 도시한 바와 같은 노이즈 제거를 위한 구형파를 형성하여 출력한다. 이는 기준전압을 테일 노이즈에 대응하는 전압을 형성하기 위한 구간에 나타내는 것으로, 상기 비교기(33)로 입력되는 반사신호의 상승엣지로부터 콘덴서(C1)에 의해 소정의 지연시간을 갖은 후부터 발생하기 시작하여 반사신호의 하강엣지에 이르는 순간까지의 펄스폭을 갖는 파형이다. 이때, 상기 콘덴서(C1)에 의해 지연되는 시간(t)은 0.7C1R3의 식으로 결정된다. 상기 방법에 의해 형성된 구형파는 상기 직류전압변환기(34)의 트랜지스터 (35)에 의해 증폭되어 출력되고 상기 증폭된 전류는 상기 저항군(R1R2R6R7R8)에 의해 상기 제5e도에 도시한 파형(53)과 같은 노이즈 제거를 위한 문턱전압으로 형성되어 출력된다. 상기 방법으로 형성되어 출력되는 노이즈제거 문턱전압은 다음식으로 나타나고,
상기 노이즈제거 문턱전압과 상기 신호처리수단(13)의 미분에 의해 형성된 임펄스신호는 상기 비교수단(31)으로 입력되고 상기 비교수단(31)은 상기 노이즈제거 문턱전압을 합성한 문턱전압에 의해 상기 검출된 신호파형의 하강엣지에 대응하는 미분파형을 제거하고 상승엣지에 대응하는 미분파형만을 상기 클럭계수의종료 트리거신호로 발생하여 출력하고 상기 계수수단(15)은 상기 출력되는 신호에 응답하여 계수를 중단하는 방법으로 구현된다.
따라서, 본 발명의 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로는 반사신호 미분시에 형성되는 테일 노이즈를 제거하기 위한 노이즈제거 문턱전압 발생수단을 구비하여 소정의 기준전압이 일정구간 변환된 노이즈제거 문턱전압을 발생함으로써, 레이저 거리측정시에 노이즈에 의해 발생되는 오차를 제거하는 현저한 효과가 있다.
Claims (3)
- 레이저 트리거신호에 의해 레이저신호를 발사함과 동시에 클럭계수를 시작하고, 목표물에 의한 반사신호를 검출하고 검출된 신호파형을 미분하여 신호파형의 상승엣지에서 상기 클럭계수를 종료함으로써, 클럭계수치로 거리를 측정하는 레이저 거리측정장치에 있어서, 상기 검출된 신호파형의 하강엣지를 포함하는 펄스폭을 가지고, 상기 검출된 신호파형의 상승엣지로부터 소정기간 지연된 구형파를 발생하고 이 구형파에 의해 노이즈제거 문턱전압을 발생하는 노이즈제거 문턱전압 발생수단 ; 및 상기 노이즈제거 문턱전압에 의해 상기 검출된 신호파형의 하강엣지에 대응하는 미분파형을 제거하고 상승엣지에 대응하는 미분파형만을 상기 클럭계수의 종료 트리거신호로 발생하기 위한 비교수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로.
- 제1항에 있어서, 상기 노이즈제거 문턱전압 발생수단은 상기 검출된 신호파형을 적분하는 적분기 ; 상기 적분된 신호를 소정의 기준전압과 비교하여 구형파를 발생하는 비교기 ; 및 상기 구형파에 웅답하여 노이즈 문턱전압을 발생하는 직류전압변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로.
- 제2항에 있어서, 상기 직류전압변환기는 상기 비교기로부터 출력되는 구형파를 증폭하기 위한 트랜지스터 ; 및 상기 증폭된 구형파와 소정의 기준전압을 이용하여 노이즈제거 문턱전압을 헝성하기 위한 저항군을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정장치의 노이즈 제거회로.
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