JP5180501B2 - 測距装置及び測距方法 - Google Patents
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Description
φ=arctan{(A3−A1)/(A0−A2)}
(1)前記発光手段は、前記同期信号発生部からの前記同期信号の入力に基づく第1照射開始から所定期間にわたって変調光を出射し、前記同期信号発生部からの前記同期信号の入力に基づく第2照射開始から所定期間にわたって変調光を出射し、
(2)前記受光手段は、前記第1照射開始に基づいて前記同期信号制御手段から出力される前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記変調光により照射された前記被検出物からの第1反射光を受光し、前記第2照射開始に基づいて前記同期信号制御手段から出力される前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記変調光により照射された前記被検出物からの第2反射光を受光し、
(3)前記演算手段は、少なくとも前記第1変調光と前記第1反射光の位相差と、前記第2変調光と前記第2反射光の位相差とに基づいて、前記被検出物までの距離を演算する。
(1)前記発光ステップは、発生した前記同期信号の入力に基づく第1照射開始から所定期間にわたって変調光を出射し、発生した前記同期信号の入力に基づく第2照射開始から所定期間にわたって変調光を出射し、
(2)前記受光ステップは、前記第1照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記変調光により照射された前記被検出物からの第1反射光を受光し、前記第2照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記変調光により照射された前記被検出物からの第2反射光を受光し、
(3)前記演算ステップは、少なくとも前記第1変調光と前記第1反射光の位相差と、前記第2変調光と前記第2反射光の位相差とに基づいて、前記被検出物までの距離を演算する。
φ=arctan{(B−(−B))/(A−(−A))} ……(1)
φ=arctan{(S3−S1)/(S2−S4)} ……(2)
τ=T×(φ/2π)
で求めることができる。
L=(τ×c)/2
で求めることができる。
Td=(Wa−Wb)/2
で求めることができる。変更後の露光期間Wbは、識別コードに対応して予め判明しているため、識別コードに対応した第1遅延時間Tdを得ることは容易である。
Te=(a−1)λ
で求めることができる。また、補正遅延時間Tfは、遅延時間補正部90にて認識される同期信号Saの回数をnとしたとき、
Tf=(n−1)(a−1)λ/4
で求めることができる。補正遅延時間Tfの情報は、第2情報テーブル92には、(a−1)λ/4が登録され、実際の補正遅延時間Tfは、遅延時間補正部90において、補正遅延時間Tfの情報に(n−1)を乗算して求めるようにしている。
12…変調光 14…発光手段
16…被検出物 18…反射光
20…受光手段 22…演算手段
24…同期信号発生部 26…発光部
28…発光制御部 30…撮像素子
32…光学系 34…撮像素子制御部
36…アナログ信号処理部 38…A/D変換部
40…バッファメモリ 58…距離演算部
64…同期信号制御手段 66…同期信号遅延部
70…露光期間変更部 72…第1受光開始変更部
74…第1情報テーブル 76…メモリ
80…露光期間演算部 82…第1受光開始演算部
84…露光タイミング変更部 86…波長変更部
88…第2受光開始変更部 90…遅延時間補正部
92…第2情報テーブル 96…波長演算部
98…第2受光開始演算部
Claims (18)
- 一定間隔で同期信号を発生する同期信号発生部と、
強度変調された変調光を、前記同期信号の入力に基づいて出射する発光手段と、
前記同期信号の入力に基づいて、前記変調光により照射された被検出物からの反射光を受光する受光手段と、
前記変調光と前記反射光の位相差から前記被検出物までの距離を算出する演算手段と、
前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を前記同期信号の発生回数に応じて変化させる同期信号制御手段とを有し、
前記受光手段は、前記同期信号の入力を基準として一定周期ごとに設定された露光期間において前記反射光の光量をサンプリングし、
前記受光手段は、外部からの制御信号に基づいて前記露光期間の時間的長さを変更する露光期間変更部を有し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、変更された前記露光期間に基づいて前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項1記載の測距装置において、
変更された前記露光期間に対応した受光開始タイミングの情報が登録されたテーブルが記憶されたメモリを有し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、前記メモリに記憶された前記テーブルの情報に基づいて、前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項1記載の測距装置において、
変更された前記露光期間に基づいて、受光開始タイミングを演算するタイミング演算部を有し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、前記タイミング演算部からのタイミング情報に基づいて、前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項1記載の測距装置において、
前記変調光は、一定の周波数にて強度変調され、
前記受光手段は、外部からの制御信号に基づいて前記露光期間の周期を変更する露光タイミング変更部を有し、
前記発光手段は、前記露光タイミング変更部にて変更された前記露光期間の周期に基づいて、前記周波数にて強度変調された前記変調光における波形の波長を変更する波長変更部を有し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、変更された前記露光期間の周期に基づいて前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項4記載の測距装置において、
変更された前記露光期間の周期に対応した前記変調光における前記波長と、受光開始タイミングの情報が登録されたテーブルが記憶されたメモリを有し、
前記波長変更部は、前記メモリに記憶された前記テーブルの情報に基づいて、前記変調光における前記波長を変更し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、前記メモリに記憶された前記テーブルの情報に基づいて、前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項4記載の測距装置において、
変更された前記露光期間の周期に基づいて、前記変調光における前記波長を演算する波長演算部と、
変更された前記露光期間に基づいて、受光開始タイミングを演算するタイミング演算部とを有し、
前記波長変更部は、前記変調光における前記波長を、前記波長演算部にて求められた波長に変更し、
前記同期信号制御手段は、前記同期信号の発生回数と、前記タイミング演算部にて求められた受光開始タイミングに基づいて、前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を変化させることを特徴とする測距装置。 - 請求項1記載の測距装置において、
少なくとも以下の処理を行うことを特徴とする測距装置。
(1)前記発光手段は、前記同期信号発生部からの前記同期信号の入力に基づく第1照射開始から所定期間にわたって第1変調光を出射し、前記同期信号発生部からの前記同期信号の入力に基づく第2照射開始から所定期間にわたって第2変調光を出射し、
(2)前記受光手段は、前記第1照射開始に基づいて前記同期信号制御手段から出力される前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記第1変調光により照射された前記被検出物からの第1反射光を受光し、前記第2照射開始に基づいて前記同期信号制御手段から出力される前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記第2変調光により照射された前記被検出物からの第2反射光を受光し、
(3)前記演算手段は、少なくとも前記第1変調光と前記第1反射光の位相差と、前記第2変調光と前記第2反射光の位相差とに基づいて、前記被検出物までの距離を演算する。 - 請求項7記載の測距装置において、
前記受光手段は、前記第1照射開始に基づいて出力される前記同期信号制御手段からの前記同期信号の入力を基準として一定周期ごとに設定された露光期間において前記第1反射光の光量をサンプリングし、前記第2照射開始に基づいて出力される前記同期信号制御手段からの前記同期信号の入力を基準として前記一定周期ごとに設定された露光期間において前記第2反射光の光量をサンプリングし、
前記演算手段は、前記第1反射光の光量のサンプリング結果を前記所定期間にわたって積算した値を前記変調光と前記第1反射光の位相差とし、前記第2反射光の光量のサンプリング結果を前記所定期間にわたって積算した値を前記変調光と前記第2反射光の位相差とすることを特徴とする測距装置。 - 請求項1記載の測距装置において、
前記演算手段にて算出された前記被検出物までの距離と、前記被検出物までの実測距離との差に基づいて、前記同期信号発生部から前記受光手段への前記同期信号の到達時間を補正する受光開始補正部を有することを特徴とする測距装置。 - 一定間隔で同期信号を発生するステップと、
強度変調された変調光を、前記同期信号の入力に基づいて出射する発光ステップと、
発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数に基づいて遅延させる同期信号制御ステップと、
前記同期信号の入力に基づいて、前記変調光により照射された被検出物からの反射光を受光する受光ステップと、
前記変調光と前記反射光の位相差から前記被検出物までの距離を算出する演算ステップとを有し、
前記受光ステップは、前記同期信号の入力を基準として一定周期ごとに設定された露光期間において前記反射光の光量をサンプリングし、
前記受光ステップは、外部からの制御信号に基づいて前記露光期間の時間的長さを変更する露光期間変更ステップを有し、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、変更された前記露光期間に基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項10記載の測距方法において、
変更された前記露光期間に対応した受光開始タイミングの情報が登録されたテーブルを用い、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、前記テーブルの情報に基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項10記載の測距方法において、
変更された前記露光期間に基づいて、受光開始タイミングを演算するタイミング演算ステップを有し、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、前記タイミング演算ステップからのタイミング情報に基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項10記載の測距方法において、
前記変調光は、一定の周波数にて強度変調され、
前記受光ステップは、外部からの制御信号に基づいて前記露光期間の周期を変更する露光タイミング変更ステップを有し、
前記発光ステップは、前記露光タイミング変更ステップにて変更された前記露光期間の周期に基づいて、前記周波数にて強度変調された前記変調光における波形の波長を変更する波長変更ステップを有し、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、変更された前記露光期間の周期に基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項13記載の測距方法において、
変更された前記露光期間の周期に対応した前記変調光における前記波長と、受光開始タイミングの情報が登録されたテーブルを用い、
前記波長変更ステップは、前記テーブルの情報に基づいて、前記変調光における前記波長を変更し、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、前記テーブルの情報に基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項13記載の測距方法において、
変更された前記露光期間の周期に基づいて、前記変調光における前記波長を演算する波長演算ステップと、
変更された前記露光期間に基づいて、受光開始タイミングを演算するタイミング演算ステップとを有し、
前記波長変更ステップは、前記変調光における前記波長を、前記波長演算ステップにて求められた波長に変更し、
前記同期信号制御ステップは、発生した前記同期信号を、前記同期信号の発生回数と、前記タイミング演算ステップにて求められた受光開始タイミングに基づいて遅延させることを特徴とする測距方法。 - 請求項10記載の測距方法において、
少なくとも以下の処理を行うことを特徴とする測距方法。
(1)前記発光ステップは、発生した前記同期信号の入力に基づく第1照射開始から所定期間にわたって第1変調光を出射し、発生した前記同期信号の入力に基づく第2照射開始から所定期間にわたって第2変調光を出射し、
(2)前記受光ステップは、前記第1照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記第1変調光により照射された前記被検出物からの第1反射光を受光し、前記第2照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力から前記所定期間にわたって、前記第2変調光により照射された前記被検出物からの第2反射光を受光し、
(3)前記演算ステップは、少なくとも前記第1変調光と前記第1反射光の位相差と、前記第2変調光と前記第2反射光の位相差とに基づいて、前記被検出物までの距離を演算する。 - 請求項16記載の測距方法において、
前記受光ステップは、前記第1照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力を基準として一定周期ごとに設定された露光期間において前記第1反射光の光量をサンプリングし、前記第2照射開始に基づく前記同期信号制御ステップからの前記同期信号の入力を基準として前記一定周期ごとに設定された露光期間において前記第2反射光の光量をサンプリングし、
前記演算ステップは、前記第1反射光の光量のサンプリング結果を前記所定期間にわたって積算した値を前記変調光と前記第1反射光の位相差とし、前記第2反射光の光量のサンプリング結果を前記所定期間にわたって積算した値を前記変調光と前記第2反射光の位相差とすることを特徴とする測距方法。 - 請求項10記載の測距方法において、
前記演算ステップにて算出された前記被検出物までの距離と、前記被検出物までの実測距離との差に基づいて、前記同期信号制御ステップでの前記同期信号の遅延時間を補正する受光開始補正ステップを有することを特徴とする測距方法。
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