JP2019516114A - 時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法 - Google Patents
時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019516114A JP2019516114A JP2019506762A JP2019506762A JP2019516114A JP 2019516114 A JP2019516114 A JP 2019516114A JP 2019506762 A JP2019506762 A JP 2019506762A JP 2019506762 A JP2019506762 A JP 2019506762A JP 2019516114 A JP2019516114 A JP 2019516114A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- laser
- echo
- irradiation
- time domain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
- G01S7/4866—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak by fitting a model or function to the received signal
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/484—Transmitters
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
-
- 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
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
【課題】時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法。【解決手段】システムはソフトウェア部及びハードウェア部を含み、ハードウェア部は視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時にＦＰＧＡが基準時間パルスを信号合波系に送信し、信号合波系が基準時間パルス及び固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、基準時間付きエコー信号はＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に数値化され、デジタル検出信号がＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、ソフトウェア部分による時間領域波形マッチングの解析を経て測距結果が得られ、ＦＰＧＡが測距結果を出力する。【選択図】図１
Description
本発明は計測器の技術分野に関し、特にパルスレーザ測距システム及びその方法に関するものである。
パルスレーザ測距の基本原理は、パルスレーザを目標に向けて能動的に発射し、次に目標上の照射点からのレーザ反射光を検出し、パルスレーザの飛行時間を測定することで目標から測距儀までの距離を取得できるというものである。パルスレーザ測距の測距精度は、レーザの飛行時間に対する測定精度によって決まる。パルスレーザは大気や目標の拡散反射特性の影響を受けるため、レーザ反射光の幅や形状に大きな差が生じ、それによって形成された時間ドリフトエラーがレーザ反射光のタイミングを精確に確定することを困難にしてしまう。現在、レーザ反射光のタイミングを弁別する主な方法としては、リーディング・エッジ弁別法、コンスタント・フラクション弁別法、ＣＲ−ハイパス弁別法及び誤差補償方法の４種類がある。リーディング・エッジ弁別法は、１つの所定閾値を用いてレーザ反射光のストップタイミングを確定するというもので、回路は簡単だが、タイミングの時間ドリフトエラーを解決することができない。コンスタント・フラクション弁別法及びＣＲ−ハイパス弁別法はいずれもタイミングの時間ドリフトエラーを有効に除去することができる。コンスタント・フラクション弁別法では、レーザ反射光のリーディング・エッジがハーフマックスに到達したタイミングをレーザ反射光のストップタイミングとする。ＣＲ−ハイパス弁別法では、ＣＲ−ハイパスフィルター回路による微分効果を用いて、レーザ反射光の極値点を零点とし、これをレーザ反射光のストップタイミングとする。しかし、この２つの方法は回路構造が複雑であり、実現が難しい。誤差補償方法では、複数の異なる所定閾値を用いて同一のレーザ反射光を測定し、測定した誤差補償曲線を用いて、１つの所定閾値で生じたタイミングの時間ドリフトエラーを補償することで、精確なレーザ反射光のストップタイミングを得る。この方法は回路構造が簡単で実現が容易であるものの、事前に誤差補償曲線を測定し、誤差補償曲線のフィッティングか又は誤差補償テーブルを構築する必要があり、パルスレーザ測距方法の複雑さが増してしまう。
特許文献１には、時間領域波形のレジストレーション法によるパルスレーザ測距システム及びその方法が開示されているが、本発明者らは、この技術案にはシステムのトリガ閾値が反射光の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題があることを発見した。
本発明は、ＴＤＣ（時間／デジタル変換器）システムのトリガ閾値が反射光の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題を効果的に解決し、また低・中間周波数位相式測距方法の測定速度の問題を解決する、時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の時間領域波形マッチングによるレーザ測距システムは、システムにソフトウェア部及びハードウェア部を含み、ハードウェア部には視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、ＦＰＧＡが制御信号をナローパルスレーザ照射回路に送信し、レーザ照射器が前記照射回路に制御されてパルスレーザを照射し、レーザが視準光学系を通じて物体上に照射され、物体がレーザを反射し、視準光学系及び光学フィルタを通じてエコー光信号が光電変換系に伝送され、光電変換系が光信号をエコー電気信号に変換し、さらにアナログ増幅回路を通じて固定振幅アナログエコー信号に変換されて信号合波系に入り、ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時にＦＰＧＡが基準時間パルスを信号合波系に送信し、信号合波系が基準時間パルス及び固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、基準時間付きエコー信号はＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に変換され、ＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、時間領域波形マッチングの解析後、ＦＰＧＡが測距結果を出力する。ソフトウェア部は、時間領域波形マッチング解析アルゴリズム、波形圧縮アルゴリズム、光路減衰推定、補間アルゴリズムを含む。
ソフトウェア部はさらに高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを含むのが好ましく、高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを用いてエコーパルスの時間間隔に対する高速・高精度な測定を行うことで、レーザ測距の毎秒の測定頻度を高める。光学フィルタは、狭帯域光学フィルタであるのが好ましい。
本発明はさらに、上記システムに基づく時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法を提供するが、それは以下のステップを含む。
ステップ１で、照射アレイが照射制御部に制御されてエネルギーを蓄積する。
ステップ２で、レーザは、光チャネルを通じて伝送され、拡散反射されて受光光学系に戻り、光電変換系によって光電変換される。
ステップ３で、プリアンプで微弱なエコー信号をＮ倍増幅し、合波系によって基準時間パルスに加える。
ステップ４で、ＡＤＣが信号に対して収集を行い、且つ大量のデータに対して簡単なスクリーニングを行い、予備ピーク検索を行って後続の計算量を減らすためにスクリーニングにより有用な部分を選別し、またエコーパワー推定もここで完了させ、算出したエコーパルスのパワー値を照射制御モジュールに送信し、照射制御系は、常にゼロ状態で動作するエネルギー蓄積回路が２回の照射動作における各照射パワー同士を無関係にさせることができ、いずれか１回の照射は照射パワーを所定範囲内で任意に選択することができるように設計される。
ステップ５で、時間領域波形を解析し、それには時間領域波形マッチングアルゴリズム、光路減衰推定を含み、ここでは補間によって高い時間分解能が得られ、時間分解能は５０ｐｓ以上である。
ステップ６で、ＡＧＣは利得が異なる状況下で様々な群遅延がある場合に、速い応答が難しくなるので、精度の保証及び速度調整のために、可変利得プロセスの使用を放棄し、光路減衰を基にエキスパートシステムが照射パワーを調整して光路減衰を補償し、次回のエコーエネルギーが期待するパワー範囲内にちょうど位置するようにさせることで、信号対雑音比の良好なエコー信号を取得する。ここで、照射パワー相対値が与えられる。
ステップ７で、照射パワー、測定した距離及びエキスパートシステムに基づき、測距対象の反射率が得られ、それによりグレースケール値を導出する。
ステップ８で、カスタマイズした磁気結合連鎖回路を通じてパケット化された「距離、グレースケール値、極座標、照射パワー、エコー強度、校正」などの情報を回転部からホストコンピュータ装置に送信する。
Ｎの典型値は１０００であるのが好ましい。
本発明は、次の有益な技術的効果を有する。本発明は、エコーの波形輪郭の特徴に基づき波形に対して補間、及びピーク検索を行うことで、ＴＤＣ（時間間隔／デジタル変換器）システムのトリガ閾値が反射光の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題を効果的に解決し、また低・中間周波数位相式測距方法の測定速度の問題を解決する。
現在、ＡＤＣサンプリングで得た１ｎｓの時間間隔データシーケンスに基づき、エコーの信号対雑音比が１５ｄＢより良い場合において、５０ｐｓ以上の時間分解能を得ることができる。また、典型的な環境下における測定結果によって、２５６階調のグレースケール画像を与えることができ、ＰＣ側でデータに対して復元を行えば良好な視覚効果が得られる。
以下、本発明の具体的な実施例を図に基づきさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の時間領域波形マッチングによるレーザ測距システムの構造ブロック図であり、そのシステムにはソフトウェア部分及びハードウェア部分が含まれる。
ハードウェア部には視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、ＦＰＧＡが制御信号をナローパルスレーザ照射回路に送信し、レーザ照射器が前記照射回路に制御されてパルスレーザを照射し、レーザが視準光学系を通じて物体上に照射され、物体がレーザを反射し、視準光学系及び光学フィルタを通じてエコー光信号が光電変換系に伝送され、光電変換系が光信号をエコー電気信号に変換し、さらにアナログ増幅回路を通じて固定振幅アナログエコー信号に変換されて信号合波系に入り、ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時にＦＰＧＡが基準時間パルスを信号合波系に送信し、信号合波系が基準時間パルス及び固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、基準時間付きエコー信号はＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に変換され、ＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、時間領域波形マッチングの解析後、ＦＰＧＡが測距結果を出力する。ソフトウェア部分に時間領域波形マッチング解析アルゴリズム、光路減衰推定、補間アルゴリズムを含み、またソフトウェア部分はさらに高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを含み、高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを用いてエコーパルスの時間間隔に対する高速・高精度な測定を行うことで、レーザ測距の毎秒の測定頻度を高める。
本発明では、上記システムを応用した、時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法を提供するが、それは以下のステップを含む。
ステップ１で、照射アレイが照射制御部に制御されてエネルギーを蓄積する。
ステップ２で、レーザは、光チャネルを通じて伝送され、拡散反射されて受光光学系に戻り、光電変換系によって光電変換される。
ステップ３で、プリアンプで微弱なエコー信号をＮ倍（Ｎの典型値）増幅し、合波系によって基準時間パルスに加える。
ステップ４で、ＡＤＣが信号に対して収集を行い、且つ大量のデータに対して簡単なスクリーニングを行い、予備ピーク検索を行って後続の計算量を減らすためにスクリーニングにより有用な部分を選別し、またエコーパワー推定もここで完了させ、算出したエコーパルスのパワー値を照射制御モジュールに送信し、照射制御系は、常にゼロ状態で動作するエネルギー蓄積回路が、２回の照射動作における各照射パワー同士を無関係にさせることができ、いずれか１回の照射は照射パワーを所定範囲内で任意に選択することができるように設計される。
ステップ５で、時間領域波形を解析し、それには時間領域波形マッチングアルゴリズム、光路減衰推定を含み、ここでは補間によって高い時間分解能が得られ、時間分解能は５０ｐｓ以上である。
ステップ６で、ＡＧＣ（自動利得制御システム）は利得が異なる状況下で様々な群遅延がある場合に、速い応答が難しくなるので、精度の保証及び速度調整のために、可変利得プロセスの使用を放棄し、光路減衰を基にエキスパートシステムが照射パワーを調整して光路減衰を補償し、次回のエコーエネルギーが期待するパワー範囲内にちょうど位置するようにさせることで、信号対雑音比の良好なエコー信号を取得する。ここで、照射パワー相対値が与えられる。
ステップ７で、照射パワー、測定した距離及びエキスパートシステムに基づき、測距対象が得られ、それによりグレースケール値を導出する。
ステップ８で、カスタマイズした磁気結合連鎖回路を通じてパケット化された「距離、グレースケール値、極座標、照射パワー、エコー強度」などの情報を回転部からホストコンピュータ装置に送信する。
以上の内容は、具体的な好ましい実施形態を参照しながら本発明についてより詳細に説明するものであり、本発明の実施形態はこれらの説明に限定されない。本発明が属する技術分野の当業者であれば、本発明の構想から逸脱することなく、多くの簡単な推断演繹又は置換を行うことができ、いずれも本発明の保護範囲に属するものとみなされるべきである。
本発明は計測器の技術分野に関し、特にパルスレーザ測距システム及びその方法に関するものである。
パルスレーザ測距の基本原理は、パルスレーザを目標に向けて能動的に発射し、次に目標上の照射点からのレーザエコー信号を検出し、パルスレーザの飛行時間を測定することで目標から測距儀までの距離を取得できるというものである。パルスレーザ測距の測距精度は、レーザの飛行時間に対する測定精度によって決まる。パルスレーザは大気や目標の拡散反射特性の影響を受けるため、レーザエコー信号の幅や形状に大きな差が生じ、それによって形成された時間ドリフトエラーがレーザエコー信号のタイミングを精確に確定することを困難にしてしまう。現在、レーザエコー信号のタイミングを弁別する主な方法としては、リーディング・エッジ弁別法、コンスタント・フラクション弁別法、ＣＲ−ハイパス弁別法及び誤差補償方法の４種類がある。リーディング・エッジ弁別法は、１つの所定閾値を用いてレーザエコー信号のストップタイミングを確定するというもので、回路は簡単だが、タイミングの時間ドリフトエラーを解決することができない。コンスタント・フラクション弁別法及びＣＲ−ハイパス弁別法はいずれもタイミングの時間ドリフトエラーを有効に除去することができる。コンスタント・フラクション弁別法では、レーザエコー信号のリーディング・エッジがハーフマックスに到達したタイミングをレーザエコー信号のストップタイミングとする。ＣＲ−ハイパス弁別法では、ＣＲ−ハイパスフィルター回路による微分効果を用いて、レーザエコー信号の極値点を零点とし、これをレーザエコー信号のストップタイミングとする。しかし、この２つの方法は回路構造が複雑であり、実現が難しい。誤差補償方法では、複数の異なる所定閾値を用いて同一のレーザエコー信号を測定し、測定した誤差補償曲線を用いて、１つの所定閾値で生じたタイミングの時間ドリフトエラーを補償することで、精確なレーザエコー信号のストップタイミングを得る。この方法は回路構造が簡単で実現が容易であるものの、事前に誤差補償曲線を測定し、誤差補償曲線のフィッティングか又は誤差補償テーブルを構築する必要があり、パルスレーザ測距方法の複雑さが増してしまう。
特許文献１には、時間領域波形のレジストレーション法によるパルスレーザ測距システム及びその方法が開示されているが、本発明者らは、この技術案にはシステムのトリガ閾値がエコー信号の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題があることを発見した。
本発明は、ＴＤＣ（時間／デジタル変換器）システムのトリガ閾値がエコー信号の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題を効果的に解決し、また低・中間周波数位相式測距方法の測定速度の問題を解決する、時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の時間領域波形マッチングによるレーザ測距システムは、システムにソフトウェア部及びハードウェア部を含み、ハードウェア部には視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、ＦＰＧＡが制御信号をナローパルスレーザ照射回路に送信し、レーザ照射器が前記照射回路に制御されてパルスレーザを照射し、レーザが視準光学系を通じて物体上に照射され、物体がレーザを反射し、視準光学系及び光学フィルタを通じてエコー光信号が光電変換系に伝送され、光電変換系がエコー光信号をエコー電気信号に変換し、さらにアナログ増幅回路を通じて固定振幅アナログエコー信号に変換されて信号合波系に入り、ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時にＦＰＧＡが基準時間パルスを信号合波系に送信し、信号合波系が基準時間パルス及び固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、基準時間付きエコー信号はＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に変換され、ＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、時間領域波形マッチングの解析後、ＦＰＧＡが測距結果を出力する。ソフトウェア部は、時間領域波形マッチング解析アルゴリズム、波形圧縮アルゴリズム、光路減衰推定、補間アルゴリズムを含む。
ソフトウェア部はさらに高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを含むのが好ましく、高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを用いてエコー信号の時間間隔に対する高速・高精度な測定を行うことで、レーザ測距の毎秒の測定頻度を高める。光学フィルタは、狭帯域光学フィルタであるのが好ましい。
本発明はさらに、上記システムに基づく時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法を提供するが、それは以下のステップを含む。
ステップ１で、照射アレイが照射制御部に制御されてエネルギーを蓄積する。
ステップ２で、レーザは、光チャネルを通じて伝送され、拡散反射されて受光光学系に戻り、光電変換系によって光電変換される。
ステップ３で、プリアンプで微弱なエコー信号をＮ倍増幅し、合波系によって基準時間パルスに加える。
ステップ４で、ＡＤＣがエコー信号に対して収集を行い、且つ大量のデータに対して簡単なスクリーニングを行い、予備ピーク検索を行って後続の計算量を減らすためにスクリーニングにより有用な部分を選別し、またエコーパワー推定もここで完了させ、算出したエコー信号のパワー値を照射制御モジュールに送信し、照射制御系は、常にゼロ状態で動作するエネルギー蓄積回路が２回の照射動作における各照射パワー同士を無関係にさせることができ、いずれか１回の照射は照射パワーを所定範囲内で任意に選択することができるように設計される。
ステップ５で、時間領域波形を解析し、それには時間領域波形マッチングアルゴリズム、光路減衰推定を含み、ここでは補間によって高い時間分解能が得られ、時間分解能は５０ｐｓ以上である。
ステップ６で、ＡＧＣは利得が異なる状況下で様々な群遅延がある場合に、速い応答が難しくなるので、精度の保証及び速度調整のために、可変利得プロセスの使用を放棄し、光路減衰を基にエキスパートシステムが照射パワーを調整して光路減衰を補償し、次回のエコー信号エネルギーが期待するパワー範囲内にちょうど位置するようにさせることで、信号対雑音比の良好なエコー信号を取得する。ここで、照射パワー相対値が与えられる。
ステップ７で、照射パワー、測定した距離及びエキスパートシステムに基づき、測距対象の反射率が得られ、それによりグレースケール値を導出する。
ステップ８で、カスタマイズした磁気結合連鎖回路を通じてパケット化された「距離、グレースケール値、極座標、照射パワー、エコー強度、校正」などの情報を回転部からホストコンピュータ装置に送信する。
Ｎの典型値は１０００であるのが好ましい。
本発明は、次の有益な技術的効果を有する。本発明は、エコー信号の波形輪郭の特徴に基づき波形に対して補間、及びピーク検索を行うことで、ＴＤＣ（時間間隔／デジタル変換器）システムのトリガ閾値がエコー信号の振幅の大きさによって異なり、トリガのタイミングに大きな変動が生じてしまうという問題を効果的に解決し、また低・中間周波数位相式測距方法の測定速度の問題を解決する。
現在、ＡＤＣサンプリングで得た１ｎｓの時間間隔データシーケンスに基づき、エコー信号の信号対雑音比が１５ｄＢより良い場合において、５０ｐｓ以上の時間分解能を得ることができる。また、典型的な環境下における測定結果によって、２５６階調のグレースケール画像を与えることができ、ＰＣ側でデータに対して復元を行えば良好な視覚効果が得られる。
以下、本発明の具体的な実施例を図に基づきさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の時間領域波形マッチングによるレーザ測距システムの構造ブロック図であり、そのシステムにはソフトウェア部分及びハードウェア部分が含まれる。
ハードウェア部には視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、ＦＰＧＡが制御信号をナローパルスレーザ照射回路に送信し、レーザ照射器が前記照射回路に制御されてパルスレーザを照射し、レーザが視準光学系を通じて物体上に照射され、物体がレーザを反射し、視準光学系及び光学フィルタを通じてエコー光信号が光電変換系に伝送され、光電変換系がエコー光信号をエコー電気信号に変換し、さらにアナログ増幅回路を通じて固定振幅アナログエコー信号に変換されて信号合波系に入り、ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時にＦＰＧＡが基準時間パルスを信号合波系に送信し、信号合波系が基準時間パルス及び固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、基準時間付きエコー信号はＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に変換され、ＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、時間領域波形マッチングの解析後、ＦＰＧＡが測距結果を出力する。ソフトウェア部分に時間領域波形マッチング解析アルゴリズム、光路減衰推定、補間アルゴリズムを含み、またソフトウェア部分はさらに高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを含み、高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを用いてエコー信号の時間間隔に対する高速・高精度な測定を行うことで、レーザ測距の毎秒の測定頻度を高める。
本発明では、上記システムを応用した、時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法を提供するが、それは以下のステップを含む。
ステップ１で、照射アレイが照射制御部に制御されてエネルギーを蓄積する。
ステップ２で、レーザは、光チャネルを通じて伝送され、拡散反射されて受光光学系に戻り、光電変換系によって光電変換される。
ステップ３で、プリアンプで微弱なエコー信号をＮ倍（Ｎの典型値）増幅し、合波系によって基準時間パルスに加える。
ステップ４で、ＡＤＣがエコー信号に対して収集を行い、且つ大量のデータに対して簡単なスクリーニングを行い、予備ピーク検索を行って後続の計算量を減らすためにスクリーニングにより有用な部分を選別し、またエコーパワー推定もここで完了させ、算出したエコー信号のパワー値を照射制御モジュールに送信し、照射制御系は、常にゼロ状態で動作するエネルギー蓄積回路が、２回の照射動作における各照射パワー同士を無関係にさせることができ、いずれか１回の照射は照射パワーを所定範囲内で任意に選択することができるように設計される。
ステップ５で、時間領域波形を解析し、それには時間領域波形マッチングアルゴリズム、光路減衰推定を含み、ここでは補間によって高い時間分解能が得られ、時間分解能は５０ｐｓ以上である。
ステップ６で、ＡＧＣ（自動利得制御システム）は利得が異なる状況下で様々な群遅延がある場合に、速い応答が難しくなるので、精度の保証及び速度調整のために、可変利得プロセスの使用を放棄し、光路減衰を基にエキスパートシステムが照射パワーを調整して光路減衰を補償し、次回のエコー信号エネルギーが期待するパワー範囲内にちょうど位置するようにさせることで、信号対雑音比の良好なエコー信号を取得する。ここで、照射パワー相対値が与えられる。
ステップ７で、照射パワー、測定した距離及びエキスパートシステムに基づき、測距対象が得られ、それによりグレースケール値を導出する。
ステップ８で、カスタマイズした磁気結合連鎖回路を通じてパケット化された「距離、グレースケール値、極座標、照射パワー、エコー強度」などの情報を回転部からホストコンピュータ装置に送信する。
以上の内容は、具体的な好ましい実施形態を参照しながら本発明についてより詳細に説明するものであり、本発明の実施形態はこれらの説明に限定されない。本発明が属する技術分野の当業者であれば、本発明の構想から逸脱することなく、多くの簡単な推断演繹又は置換を行うことができ、いずれも本発明の保護範囲に属するものとみなされるべきである。
Claims (6)
- 時間領域波形マッチングによるレーザ測距システムであって、
前記システムはソフトウェア部及びハードウェア部を含み、
前記ハードウェア部は視準光学系、ＦＰＧＡ、光学フィルタ、光電変換系、アナログ増幅回路、レーザ照射器、信号合波系、ＡＤＣサンプリング系、及びナローパルスレーザ照射回路を含み、前記ＦＰＧＡが制御信号を前記ナローパルスレーザ照射回路に送信し、前記レーザ照射器が前記照射回路に制御されてパルスレーザを照射し、前記レーザが前記視準光学系を通じて物体上に照射され、前記物体が前記レーザを反射し、前記視準光学系及び前記光学フィルタを通じてエコー光信号が前記光電変換系に伝送され、前記光電変換系が前記光信号をエコー電気信号に変換し、さらに前記アナログ増幅回路を通じて固定振幅アナログエコー信号に変換されて前記信号合波系に入り、前記ＦＰＧＡが制御信号を送信してレーザ照射を制御する際に、同時に前記ＦＰＧＡが基準時間パルスを前記信号合波系に送信し、前記信号合波系が前記基準時間パルス及び前記固定振幅アナログエコー信号をまとめて基準時間付きエコー信号に合成し、前記基準時間付きエコー信号は前記ＡＤＣサンプリング系中でデジタル検出信号に変換され、前記ＦＰＧＡに送信されてデータ解析が行われ、時間領域波形マッチングの解析後、前記ＦＰＧＡが測距結果を出力し、
前記ソフトウェア部は、時間領域波形マッチング解析アルゴリズム、波形圧縮アルゴリズム、光路減衰推定、補間アルゴリズムを含む、
ことを特徴とする時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム。 - 前記ソフトウェア部はさらに高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを含み、前記高速アナログ・デジタル変換回路結合アルゴリズムを用いてエコーパルスの時間間隔に対する高速・高精度な測定を行うことで、レーザ測距の毎秒の測定頻度を高めることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 前記光学フィルタは、狭帯域光学フィルタであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステムを応用するもので、それには、
照射アレイが照射制御部に制御されてエネルギーを蓄積するステップ１と、
レーザが、光チャネルを通じて伝送され、拡散反射されて受光光学系に戻り、光電変換系によって光電変換されるステップ２と、
プリアンプで微弱なエコー信号をＮ倍増幅し、合波系によって基準時間パルスに加えるステップ３と、
ＡＤＣが信号に対して収集を行い、且つ大量のデータに対して簡単なスクリーニングを行い、予備ピーク検索を行って後続の計算量を減らすためにスクリーニングにより有用な部分を選別し、またエコーパワー推定もここで完了させ、算出したエコーパルスのパワー値を照射制御モジュールに送信し、照射制御系は、常にゼロ状態で動作するエネルギー蓄積回路が２回の照射動作における各照射パワー同士を無関係にさせることができ、いずれか１回の照射は照射パワーを所定範囲内で任意に選択することができるように設計されるステップ４と、
時間領域波形を解析し、それには時間領域波形マッチングアルゴリズム、光路減衰推定を含み、ここでは補間によって高い時間分解能が得られ、前記時間分解能は５０ｐｓ以上であるステップ５と、
ＡＧＣは利得が異なる状況下で様々な群遅延がある場合に、速い応答が難しくなるので、精度の保証及び速度調整のために、可変利得プロセスの使用を放棄し、光路減衰を基にエキスパートシステムが照射パワーを調整して光路減衰を補償し、次回のエコーエネルギーが期待するパワー範囲内にちょうど位置するようにさせることで、信号対雑音比の良好なエコー信号を取得し、ここで、照射パワー相対値が与えられるステップ６と、
照射パワー、測定した距離及びエキスパートシステムに基づき、測距対象の反射率が得られ、それによりグレースケール値を導出するステップ７と、
を含むことを特徴とする時間領域波形マッチングによるパルスレーザ測距方法。 - 前記方法にはさらに、カスタマイズした磁気結合連鎖回路を通じてパケット化された「距離、グレースケール値、極座標、照射パワー、エコー強度、校正」などの情報を回転部からホストコンピュータ装置に送信するステップ８を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 前記Ｎの値は１０００であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610250795.0 | 2016-04-20 | ||
| CN201610250795.0A CN105759279B (zh) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | 一种基于波形时域匹配的激光测距***及方法 |
| PCT/CN2016/081765 WO2017181453A1 (zh) | 2016-04-20 | 2016-05-11 | 一种基于波形时域匹配的激光测距***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019516114A true JP2019516114A (ja) | 2019-06-13 |
| JP6846506B2 JP6846506B2 (ja) | 2021-03-24 |
Family
ID=56324760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019506762A Active JP6846506B2 (ja) | 2016-04-20 | 2016-05-11 | 時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11592553B2 (ja) |
| EP (1) | EP3447534B1 (ja) |
| JP (1) | JP6846506B2 (ja) |
| CN (1) | CN105759279B (ja) |
| WO (1) | WO2017181453A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111239705A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-05 | 北京未感科技有限公司 | 激光雷达的信号处理方法、装置、设备及存储介质 |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106124033B (zh) * | 2016-08-25 | 2020-06-16 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种激光测振校准用大触发延迟的累积校准方法 |
| CN106597458B (zh) * | 2016-11-22 | 2019-05-24 | 北京遥测技术研究所 | 一种基于apd的光功率自补偿的激光测距***和方法 |
| US10048358B2 (en) * | 2016-12-30 | 2018-08-14 | Panosense Inc. | Laser power calibration and correction |
| WO2018176287A1 (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 脉冲信息测量方法及相关装置、移动平台 |
| CN211236238U (zh) | 2017-03-29 | 2020-08-11 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 光检测和测距(lidar)***及无人载运工具 |
| CN110809722B (zh) * | 2017-07-20 | 2023-05-26 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 用于光学距离测量的***和方法 |
| CN107544072B (zh) * | 2017-08-15 | 2021-02-09 | 北京理工大学 | 一种预置波形匹配的高精度测距***及方法 |
| CN110275173B (zh) * | 2018-03-13 | 2024-03-22 | 深圳越登智能技术有限公司 | 一种激光测距*** |
| US11598861B2 (en) | 2018-06-04 | 2023-03-07 | Analog Devices, Inc. | Optical distance detection |
| RU2703936C1 (ru) * | 2018-12-04 | 2019-10-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ формирования активной ложной цели по дальности |
| CN109471118A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-15 | 上海大恒光学精密机械有限公司 | 基于回波波形累加和波形采样的激光测距*** |
| CN110031854A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-19 | 西南技术物理研究所 | 一种实时的高精度激光多回波距离提取方法 |
| CN109581399A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-05 | 西南技术物理研究所 | 一种大动态范围厘米级精度激光测距方法 |
| CN109633672B (zh) * | 2019-01-17 | 2023-09-01 | 杜鑫 | 脉冲式激光测距***及其测距方法 |
| CN112219135A (zh) * | 2019-02-20 | 2021-01-12 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种测距装置、测距方法以及移动平台 |
| CN112639509B (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-09 | 华为技术有限公司 | 一种雷达功率控制方法及装置 |
| CN110109137A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-09 | 深圳越登智能技术有限公司 | 一种多镜头多线激光雷达测距***及其测距方法 |
| CN116148807A (zh) * | 2019-05-31 | 2023-05-23 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 一种多脉冲抗干扰信号处理方法及装置 |
| CN110146868A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-20 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达***和激光雷达回波信号的确定方法 |
| US11635496B2 (en) | 2019-09-10 | 2023-04-25 | Analog Devices International Unlimited Company | Data reduction for optical detection |
| CN110471076B (zh) * | 2019-09-25 | 2023-09-05 | 浙江缔科新技术发展有限公司 | 一种光量子测距望远镜及测距方法 |
| CN110967682B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-07-12 | 成都英飞睿技术有限公司 | 一种多脉冲激光测距电路和方法 |
| CN111079304B (zh) * | 2019-12-26 | 2022-04-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种Gm-APD激光雷达最远探测距离的计算方法 |
| CN111158007B (zh) * | 2020-01-15 | 2023-04-28 | 吉林大学 | 一种基于fpga数字混频的脉冲-相位式激光测距方法及*** |
| CN111273309B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-04-07 | 西安应用光学研究所 | 目标距离获取的方法 |
| EP3901656A1 (en) | 2020-04-23 | 2021-10-27 | Yandex Self Driving Group Llc | Lidar systems and methods determining distance to object from lidar system |
| CN112462379A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-09 | 广东博智林机器人有限公司 | 一种测距方法、装置、***和存储介质 |
| CN112505711B (zh) * | 2020-11-24 | 2023-03-31 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种利用反射式体布拉格光栅进行激光雷达光谱滤波的装置 |
| CN112797855B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-03-21 | 长春理工大学 | 一种复杂光学环境下激光动态回波衰减信号野外模拟方法 |
| CN112986963B (zh) * | 2021-02-08 | 2024-05-03 | 武汉徕得智能技术有限公司 | 一种激光脉冲测距回波信号多路缩放结果选择控制方法 |
| CN113009455B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-06-03 | 吉林大学 | 一种提高脉冲激光测距精度的方法与*** |
| CN113238246A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-08-10 | 武汉科技大学 | 基于脉冲序列的距离速度同时测量方法及装置及存储介质 |
| CN113242114B (zh) * | 2021-05-08 | 2023-01-31 | 成都空间矩阵科技有限公司 | 一种猝发式窄脉冲信号的检测***及方法 |
| CN113534096B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-09-15 | 东莞理工学院 | 基于样条函数的LiDAR信号几何特征提取方法及*** |
| CN114047522B (zh) * | 2022-01-12 | 2022-03-22 | 中大检测(湖南)股份有限公司 | 一种智能激光测距仪控制*** |
| CN114545360B (zh) * | 2022-02-24 | 2024-06-18 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种基于声光调制器的人卫测距单光子回波模拟地检*** |
| CN114428225B (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-14 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于准匹配滤波的多辐射源到达角度测量方法及装置 |
| CN114935547B (zh) * | 2022-06-01 | 2023-07-25 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | 管道硬度内检方法及*** |
| US20240069196A1 (en) * | 2022-08-30 | 2024-02-29 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Systems and Methods for Time of Flight Measurement Implementing Threshold-Based Sampling for Waveform Digitizing |
| CN115616525B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-10 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115877395A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-03-31 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 一种激光雷达及其测距方法 |
| CN116559822B (zh) * | 2023-07-03 | 2023-11-03 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种编码脉冲移位累加的激光测距信号检测方法和*** |
| CN117452422A (zh) * | 2023-11-06 | 2024-01-26 | 广州市星飞达电子科技有限公司 | 一种用于中远程测距的激光脉冲连续测距方法及*** |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0843532A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | パルスレ−ザ光の出力制御装置 |
| JPH0886875A (ja) * | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用レーダ装置 |
| JPH08304535A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用距離測定装置及び距離測定方法 |
| US20020018198A1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-02-14 | Hans-Werner Pierenkemper | Method for distance measurement and a distance measuring device |
| JP2004157044A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nippon Signal Co Ltd:The | 走査型レーザレーダ |
| JP2008026287A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Denso Corp | レーダ装置 |
| JP2008275331A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Ihi Corp | レーザレーダ装置とその測距方法 |
| JP2013124882A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| US20130235366A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Vectronix Ag | Distance measuring device |
| CN103364790A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-10-23 | 武汉海达数云技术有限公司 | 基于波形时域配准分析的脉冲激光测距***和方法 |
| JP2014174069A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ測距装置 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2827930B2 (ja) | 1993-11-12 | 1998-11-25 | 日本電気株式会社 | 集積レーザ素子および光ビーム走査装置 |
| US5621514A (en) * | 1995-01-05 | 1997-04-15 | Hughes Electronics | Random pulse burst range-resolved doppler laser radar |
| WO2001055746A1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-02 | Instro Precision Limited | Optical distance measurement |
| US20020167655A1 (en) | 2001-04-26 | 2002-11-14 | Friedman Melvin H. | Image integration and multiple laser source projection |
| EP1576385A2 (en) | 2002-11-26 | 2005-09-21 | James F. Munro | An apparatus for high accuracy distance and velocity measurement and methods thereof |
| TWI256280B (en) | 2004-06-10 | 2006-06-01 | Geetmann Taiwan Ltd | Method of raising manufacturing-yield of circuit board |
| CN101029934A (zh) * | 2006-02-28 | 2007-09-05 | 上海派恩科技有限公司 | 高精度激光测距装置 |
| CN100416298C (zh) | 2006-05-19 | 2008-09-03 | 武汉大学 | 用于激光测距的数据采集方法 |
| CN101688774A (zh) | 2006-07-13 | 2010-03-31 | 威力登音响公司 | 高精确度激光雷达*** |
| JP2010091855A (ja) | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Denso Corp | レーザビーム照射装置 |
| CA2781237C (en) * | 2009-12-22 | 2016-02-23 | Leica Geosystems Ag | Highly accurate distance measurement device |
| CN101839981B (zh) * | 2010-01-28 | 2012-05-23 | 中国人民解放军电子工程学院 | 激光成像回波波形和层次特征获取方法及装置 |
| US8994925B2 (en) | 2012-03-27 | 2015-03-31 | Pulsedlight, Inc. | Optical distance measurement device |
| CN102621556A (zh) | 2012-04-24 | 2012-08-01 | 北京理工大学 | 一种调频测相激光测距方法 |
| CN102680980A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-09-19 | 北京航空航天大学 | 一种脉冲激光测距方法 |
| CN202770994U (zh) * | 2012-08-06 | 2013-03-06 | 深圳市迈测科技有限公司 | 一种测距*** |
| CN103235314B (zh) | 2013-04-19 | 2015-05-06 | 常州大地测绘科技有限公司 | 脉冲激光测距***及方法 |
| US9443310B2 (en) | 2013-10-09 | 2016-09-13 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Illumination modules that emit structured light |
| CN103576134B (zh) | 2013-11-26 | 2015-10-07 | 北京航空航天大学 | 一种基于同轴双通道数据采集的全波形激光雷达*** |
| CN103926590B (zh) | 2014-04-01 | 2016-03-30 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种不等间距的激光多脉冲测距方法及其测距装置 |
| CN103983340B (zh) | 2014-05-20 | 2017-06-13 | 厦门大学 | 基于远距离脉冲激光散斑的微振动测量***及测量方法 |
| CN105319556A (zh) * | 2014-06-24 | 2016-02-10 | 常州大地测绘科技有限公司 | 一种脉冲激光测距仪及其实施方法 |
| CN104035097B (zh) | 2014-07-01 | 2016-09-28 | 清华大学 | 一种阵列发射单元接收的无扫描三维激光探测装置及方法 |
| CN105157566B (zh) | 2015-05-08 | 2018-02-13 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 三维立体彩色点云扫描的方法 |
| CN105785381A (zh) | 2016-04-07 | 2016-07-20 | 张和光 | 旋转扫描激光雷达及相应的激光测距方法 |
| CN105824029B (zh) | 2016-05-10 | 2018-09-04 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 多线激光雷达 |
| CN107153193B (zh) | 2016-12-29 | 2019-02-22 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 多线激光雷达和多线激光雷达控制方法 |
| CN206362927U (zh) | 2016-12-29 | 2017-07-28 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 多线激光雷达 |
| US10790631B2 (en) * | 2017-07-11 | 2020-09-29 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | High energy broadband laser system, methods, and applications |
-
2016
- 2016-04-20 CN CN201610250795.0A patent/CN105759279B/zh active Active
- 2016-04-22 US US16/095,321 patent/US11592553B2/en active Active
- 2016-05-11 WO PCT/CN2016/081765 patent/WO2017181453A1/zh active Application Filing
- 2016-05-11 EP EP16899040.6A patent/EP3447534B1/en active Active
- 2016-05-11 JP JP2019506762A patent/JP6846506B2/ja active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0843532A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | パルスレ−ザ光の出力制御装置 |
| JPH0886875A (ja) * | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用レーダ装置 |
| JPH08304535A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用距離測定装置及び距離測定方法 |
| US20020018198A1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-02-14 | Hans-Werner Pierenkemper | Method for distance measurement and a distance measuring device |
| JP2004157044A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nippon Signal Co Ltd:The | 走査型レーザレーダ |
| JP2008026287A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Denso Corp | レーダ装置 |
| JP2008275331A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Ihi Corp | レーザレーダ装置とその測距方法 |
| JP2013124882A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| US20130235366A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Vectronix Ag | Distance measuring device |
| JP2014174069A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ測距装置 |
| CN103364790A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-10-23 | 武汉海达数云技术有限公司 | 基于波形时域配准分析的脉冲激光测距***和方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111239705A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-05 | 北京未感科技有限公司 | 激光雷达的信号处理方法、装置、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105759279B (zh) | 2018-06-01 |
| WO2017181453A1 (zh) | 2017-10-26 |
| EP3447534B1 (en) | 2023-07-05 |
| US11592553B2 (en) | 2023-02-28 |
| EP3447534A4 (en) | 2019-11-27 |
| CN105759279A (zh) | 2016-07-13 |
| EP3447534A1 (en) | 2019-02-27 |
| US20190129031A1 (en) | 2019-05-02 |
| JP6846506B2 (ja) | 2021-03-24 |
| EP3447534C0 (en) | 2023-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6846506B2 (ja) | 時間領域波形マッチングによるレーザ測距システム及びその方法 | |
| EP2198323B9 (en) | Time delay estimation | |
| EP3579016B1 (en) | Optical distance detection | |
| Palojarvi et al. | Integrated time-of-flight laser radar | |
| CN103364790B (zh) | 一种基于波形时域配准分析的脉冲激光测距***测距的方法 | |
| CN107907885B (zh) | 一种基于单光子计数方法的水下目标探测装置 | |
| CN114637021B (zh) | 一种亚厘米级全波形激光雷达测距方法、装置 | |
| CN109946674A (zh) | 全波形激光雷达装置 | |
| JP2023083501A (ja) | 情報処理装置、光学機器、制御方法、プログラム及び記憶媒体 | |
| CN108008373A (zh) | 一种基于脉冲式激光测距的回波补偿*** | |
| CN114428239A (zh) | 激光雷达及其飞行时间获取方法、测距方法和存储介质 | |
| CN110673112A (zh) | 一种条纹管激光雷达距离选通门控制方法及装置 | |
| Xiao et al. | A continuous wavelet transform-based modulus maxima approach for the walk error compensation of pulsed time-of-flight laser rangefinders | |
| CN210129035U (zh) | 激光雷达回波数据提取装置 | |
| CN116256767A (zh) | 一种激光雷达飞行时间测量方法及*** | |
| CN107272011B (zh) | 时点鉴别方法、时点鉴别电路***及激光测距*** | |
| CN108828561A (zh) | 飞行时间测距传感器及其控制方法 | |
| CN111580121B (zh) | 一种基于SiPM信号摆幅的测距方法及装置 | |
| CN212433402U (zh) | 一种激光回波测距装置 | |
| Yan et al. | Pulse-based machine learning: Adaptive waveform centroid discrimination for LIDAR system | |
| CN110726995A (zh) | 激光雷达高精度测距方法及*** | |
| US20220196838A1 (en) | Lidar reference waveform with increased sample rate | |
| Ye et al. | Application of pseudo-random sequence in lidar ranging | |
| Bi et al. | Two-Parameter Gauss-Newton Based Real-Time Ranging Method for Full-Waveform LiDAR | |
| Sędek et al. | Real-Time Walk Error Compensation Method Using Echo Signal Magnitude Measurement in ToF Laser Scanners |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181214 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191205 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200501 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20200501 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200813 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6846506 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |