JP6021324B2 - Laser radar equipment - Google Patents
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Description
この発明は、レーザ光の送信時刻と反射光の受信時刻の差から測定対象物までの距離を導出するレーザレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a laser radar device that derives a distance to a measurement object from a difference between a transmission time of laser light and a reception time of reflected light.
例えば、以下の特許文献1に開示されているレーザレーダ装置では、雪や雨などによる周辺環境の変化を検知する環境条件検出部を設け、環境条件検出部が周辺環境の変化を検知すると、光走査部の走査速度を遅くし、その走査速度と対応するようにゲート回路を開く周期を長くするようにしている。
このように、ゲート回路を開く周期を長くすることで、反射光の受光信号量が増大するため、閾値判定部が信号強度と閾値を比較して、測定対象物からの反射光の受信信号を抽出する際、誤って雑音要因からの反射光の受信信号を抽出する確率を低減することができる。
For example, in the laser radar device disclosed in Patent Document 1 below, an environmental condition detection unit that detects a change in the surrounding environment due to snow or rain is provided, and when the environmental condition detection unit detects a change in the surrounding environment, The scanning speed of the scanning unit is slowed down, and the period for opening the gate circuit is lengthened so as to correspond to the scanning speed.
As described above, since the amount of the received light signal of the reflected light is increased by increasing the period of opening the gate circuit, the threshold determination unit compares the signal intensity with the threshold value, and determines the received signal of the reflected light from the measurement object. When extracting, it is possible to reduce the probability of erroneously extracting the received signal of the reflected light from the noise factor.
ただし、例えば、海中のように、レーザ光のエネルギーの伝搬損失が大きい環境では、一般的に、レーザ光の送信点から遠方になる程、伝搬経路上の媒質を起因とする光強度減衰によって信号強度が指数関数的に減少する。
このため、測定対象物までの経路上に、海中におけるマリンスノーや、大気中における雨、雪、あられなどの比較的粒径が大きい雑音要因が存在する環境、あるいは、レーザ光の伝搬経路上の媒質で後方散乱光が発生する環境では、図10に示すように、雑音要因からの反射光の信号強度や、後方散乱光の信号強度レベルが、測定対象物からの反射光の信号強度よりも大きくなる。
However, for example, in an environment where the propagation loss of laser light energy is large, such as in the sea, in general, as the distance from the laser light transmission point increases, the signal is attenuated due to light intensity attenuation caused by the medium on the propagation path. The intensity decreases exponentially.
For this reason, on the path to the object to be measured, there is a marine snow in the sea, an environment where there are relatively large noise factors such as rain, snow, hail in the atmosphere, or on the propagation path of the laser beam. In an environment where backscattered light is generated in the medium, as shown in FIG. 10, the signal intensity of reflected light from noise factors and the signal intensity level of backscattered light are higher than the signal intensity of reflected light from the measurement object. growing.
従来のレーザレーダ装置は以上のように構成されているので、比較的粒径が大きい雑音要因が存在する環境や、後方散乱光が発生する環境では、レーザの走査速度を遅くすることで、ゲート回路を開く周期を長くしても、距離に依存する信号量の損失が改善されない。このため、大きな閾値を設定しても、測定対象物の前方に存在している雑音要因等からの不要信号の誤検出を招き、測定対象物までの距離を正確に導出することができないなどの課題があった。 Since the conventional laser radar apparatus is configured as described above, in an environment where there is a noise factor having a relatively large particle diameter or an environment where backscattered light is generated, the laser scanning speed is reduced to reduce the gate. Even if the period for opening the circuit is lengthened, the loss of the signal amount depending on the distance is not improved. For this reason, even if a large threshold value is set, erroneous detection of unnecessary signals from noise factors, etc. existing in front of the measurement object is caused, and the distance to the measurement object cannot be accurately derived. There was a problem.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、比較的粒径が大きい雑音要因が存在する環境や、後方散乱光が発生する環境でも、測定対象物までの距離を正確に導出することができるレーザレーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the distance to the measurement object can be accurately determined even in an environment where there is a noise factor having a relatively large particle diameter or an environment where backscattered light is generated. An object is to obtain a laser radar device that can be derived.
この発明に係るレーザレーダ装置は、パルス状のレーザ光を測定対象物に向けて照射する送信光学系と、送信光学系から1パルスのレーザ光が照射される毎に、測定対象物により反射された当該レーザ光の反射光を受信する受信光学系と、クロック回路から出力されるパルス信号に同期して、受信光学系により受信された反射光の受信信号をサンプリングし、今回のサンプリングタイミングでサンプリングした受信信号である今回サンプリングの受信信号の信号強度が、前回のサンプリングタイミングでサンプリングした受信信号である前回サンプリングの受信信号の信号強度より低ければ、前回サンプリングの受信信号の信号強度を今回サンプリングの受信信号の信号強度で除算し、その除算結果の対数を光速で除算するとともに、前回サンプリングの受信信号の受信時刻と今回サンプリングの受信信号の受信時刻との時刻差で除算することで、伝搬経路上の媒質を起因とするレーザ光のエネルギーの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、今回サンプリングの受信信号に対応するレーザ光の送信時刻と当該受信信号の受信時刻との差と、減衰係数算出手段により算出された減衰係数と、光速とを乗算することでバイアスを算出し、そのバイアスを今回サンプリングの受信信号に印加することで、当該受信信号の信号強度を補償する信号強度補償手段と、信号強度補償手段により信号強度が補償された受信信号の中から、測定対象物に係る受信信号を抽出し、当該受信信号に対応するレーザ光の送信時刻と当該受信信号の受信時刻との差から、測定対象物までの距離を導出する距離導出手段と、距離導出手段により導出された距離及び信号強度補償手段により信号強度が補償された受信信号の信号強度から、測定対象物を画像化する画像生成手段とを備え、減衰係数算出手段が、1パルス当りの減衰係数の平均値を算出して、その減衰係数の平均値に対する移動平均処理を実施し、信号強度補償手段が、減衰係数算出手段による移動平均処理後の減衰係数を用いて、バイアスを算出するようにしたものである。 The laser radar device according to the present invention is a transmission optical system that irradiates a measurement target with pulsed laser light, and is reflected by the measurement target every time one pulse of laser light is emitted from the transmission optical system. The received optical signal received by the receiving optical system is sampled at the current sampling timing in synchronization with the receiving optical system that receives the reflected light of the laser beam and the pulse signal output from the clock circuit. If the signal strength of the received signal of this sampling that is the received signal is lower than the signal strength of the received signal of the previous sampling that is the received signal sampled at the previous sampling timing, the signal strength of the received signal of the previous sampling is Divide by the signal strength of the received signal and divide the logarithm of the division result by the speed of light. An attenuation coefficient calculating means for calculating the attenuation coefficient of the energy of the laser beam caused by the medium on the propagation path by dividing by the time difference between the reception time of the reception signal of the pulling and the reception time of the reception signal of the current sampling; The bias is calculated by multiplying the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the reception signal of the sampling this time and the reception time of the reception signal, the attenuation coefficient calculated by the attenuation coefficient calculation means, and the speed of light, By applying the bias to the received signal of this sampling, the signal strength compensation means for compensating the signal strength of the received signal, and the received signal whose signal strength is compensated by the signal strength compensation means are applied to the measurement object. The received signal is extracted, and the distance to the measurement object is derived from the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the received signal and the received time of the received signal. Attenuation coefficient calculating means comprising: a separation deriving means; and an image generating means for imaging the measurement object from the distance derived by the distance deriving means and the signal strength of the received signal whose signal strength is compensated by the signal strength compensating means. However, the average value of the attenuation coefficient per pulse is calculated, the moving average process is performed on the average value of the attenuation coefficient, and the signal strength compensating means uses the attenuation coefficient after the moving average process by the attenuation coefficient calculating means. Thus, the bias is calculated.
この発明によれば、クロック回路から出力されるパルス信号に同期して、受信光学系により受信された反射光の受信信号をサンプリングし、今回のサンプリングタイミングでサンプリングした受信信号である今回サンプリングの受信信号の信号強度が、前回のサンプリングタイミングでサンプリングした受信信号である前回サンプリングの受信信号の信号強度より低ければ、前回サンプリングの受信信号の信号強度を今回サンプリングの受信信号の信号強度で除算し、その除算結果の対数を光速で除算するとともに、前回サンプリングの受信信号の受信時刻と今回サンプリングの受信信号の受信時刻との時刻差で除算することで、伝搬経路上の媒質を起因とするレーザ光のエネルギーの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、今回サンプリングの受信信号に対応するレーザ光の送信時刻と当該受信信号の受信時刻との差と、減衰係数算出手段により算出された減衰係数と、光速とを乗算することでバイアスを算出し、そのバイアスを今回サンプリングの受信信号に印加することで、当該受信信号の信号強度を補償する信号強度補償手段とを設け、距離導出手段が、信号強度補償手段により信号強度が補償された受信信号の中から、測定対象物に係る受信信号を抽出し、当該受信信号に対応するレーザ光の送信時刻と当該受信信号の受信時刻との差から、測定対象物までの距離を導出するように構成したので、比較的粒径が大きい雑音要因が存在する環境や、後方散乱光が発生する環境でも、測定対象物までの距離を正確に導出することができる効果がある。 According to the present invention, the received signal of the reflected light received by the receiving optical system is sampled in synchronization with the pulse signal output from the clock circuit , and the reception of the current sampling that is the received signal sampled at the current sampling timing is received. If the signal strength of the signal is lower than the signal strength of the reception signal of the previous sampling that is the reception signal sampled at the previous sampling timing, the signal strength of the reception signal of the previous sampling is divided by the signal strength of the reception signal of the current sampling, The logarithm of the division result is divided by the speed of light, and the laser light caused by the medium on the propagation path is divided by the time difference between the reception time of the reception signal of the previous sampling and the reception time of the reception signal of the current sampling. Attenuation coefficient calculation means for calculating the attenuation coefficient of the energy of The bias is calculated by multiplying the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the received signal of the optical signal and the reception time of the received signal, the attenuation coefficient calculated by the attenuation coefficient calculating means, and the speed of light. Is applied to the received signal of the current sampling to provide a signal strength compensating means for compensating the signal strength of the received signal, and the distance deriving means is selected from the received signals whose signal strength is compensated by the signal strength compensating means. Since the reception signal related to the measurement object is extracted and the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the reception signal and the reception time of the reception signal is configured to derive the distance to the measurement object, There is an effect that the distance to the measurement object can be accurately derived even in an environment where a noise factor having a relatively large particle size exists or in an environment where backscattered light is generated.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
図1において、レーザ光出力部1はレーザドライバ2及びレーザ発振器3から構成されており、パルス発振トリガ信号cを出力するとともに、そのパルス発振トリガ信号cに同期して、パルス状のレーザ光を発振する処理を実施する。
レーザドライバ2は送信光学系4から1パルスのレーザ光を照射させる際、パルス発振トリガ信号cをレーザ発振器3、信号強度補償部8及び画像処理部12に出力する処理を実施する。
レーザ発振器3はレーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受ける毎に、1パルスのレーザ光を送信光学系4に出力する発振器である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a laser radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a laser beam output unit 1 is composed of a laser driver 2 and a
When the laser driver 2 irradiates one pulse of laser light from the transmission optical system 4, the laser driver 2 performs a process of outputting a pulse oscillation trigger signal c to the
The
送信光学系4はレーザ発振器3から出力されたパルス状のレーザ光のビーム形状を整形し、内部のビームスキャナによって測定範囲を走査しながら、整形後のレーザ光を測定対象物に向けて照射するとともに、ビームスキャナのスキャン角度を画像処理部12に出力する処理を実施する。
レーザ光受信部5は受信光学系6と受光器7から構成されており、受信光学系6は送信光学系4から照射されたのち、測定対象物により反射されたレーザ光の反射光を受信する処理を実施する。
受光器7は受信光学系6により受信された反射光を電気信号に変換し、その電気信号である受信信号dを信号強度補償部8に出力する処理を実施する。
The transmission optical system 4 shapes the beam shape of the pulsed laser beam output from the
The
The light receiver 7 converts the reflected light received by the receiving
信号強度補償部8はサンプリング回路9、距離減衰推定回路10及びゲイン回路11から構成されており、伝搬経路上の媒質を起因とする上記レーザ光のエネルギーの減衰係数を算出するとともに、減衰係数を用いて、受光器7から出力された受信信号dの信号強度を補償する処理を実施する。
サンプリング回路9は受光器7から出力された受信信号dをA/D変換して、ディジタルの受信信号dであるサンプリングデータfを距離減衰推定回路10に出力する処理を実施する。
The
The
距離減衰推定回路10はサンプリング回路9から今回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度が、前回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度より低い場合、今回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの受信時刻と一緒に、そのサンプリングデータfを内部メモリに保存する処理を実施する。
また、距離減衰推定回路10は内部メモリに保存しているサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度と受信時刻を用いて、伝搬経路上の媒質を起因とするレーザ光のエネルギーの減衰係数gを算出する処理を実施する。
なお、サンプリング回路9及び距離減衰推定回路10から減衰係数算出手段が構成されている。
The distance
Further, the distance
The
ゲイン回路11は距離減衰推定回路10により算出された減衰係数gを用いて、受光器7から出力された受信信号dの信号強度を補償し、強度補償後の受信信号eを出力する処理を実施する。なお、ゲイン回路11は信号強度補償手段を構成している。
The
画像処理部12は距離・強度検出回路13及び画像処理回路14から構成されており、測定対象物を示す2次元画像及び3次元画像を生成する処理を実施する。
距離・強度検出回路13はゲイン回路11により信号強度が補償された受信信号eの中から、測定対象物に係る受信信号を抽出し、その受信信号に対応するレーザ光の送信時刻Ttxと、その受信信号の受信時刻Trxとの時刻差ΔTから、測定対象物までの距離Lを導出する処理を実施する。なお、距離・強度検出回路13は距離導出手段を構成している。
The
The distance /
画像処理回路14は距離・強度検出回路13により導出された距離Lと、距離・強度検出回路13により抽出された測定対象物に係る受信信号の信号強度Sから、送信光学系4におけるビームスキャナのスキャン角度に基づいて測定対象物を画像化して、その測定対象物を示す2次元画像及び3次元画像を生成する処理を実施する。なお、画像処理回路14は画像生成手段を構成している。
The
図1の例では、レーザレーダ装置の構成要素であるレーザ光出力部1、送信光学系4、レーザ光受信部5、信号強度補償部8及び画像処理部12のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコン)で構成されているものを想定しているが、レーザレーダ装置がコンピュータで構成されていてもよい。
レーザレーダ装置がコンピュータで構成されている場合、レーザ光出力部1、送信光学系4、レーザ光受信部5、信号強度補償部8及び画像処理部12の処理内容が記述されているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 1, each of the laser beam output unit 1, the transmission optical system 4, the laser
When the laser radar device is constituted by a computer, a program in which the processing contents of the laser light output unit 1, the transmission optical system 4, the laser
図2はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置のサンプリング回路9を示す構成図である。
図2において、クロック回路21は所定の時間周期のパルス信号aを出力する処理を実施する。
A/D変換回路22はクロック回路21から出力されるパルス信号aに同期して、受光器7から出力されたアナログの受信信号dをA/D変換し、ディジタルの受信信号dであるサンプリングデータfを距離減衰推定回路10に出力する処理を実施する。
FIG. 2 is a block diagram showing a
In FIG. 2, the
The A /
図3はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置の距離減衰推定回路10を示す構成図である。
図3において、クロック回路31はレーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受けると、所定の時間周期のパルス信号を出力する処理を実施する。
時間計測回路32はクロック回路31から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間を計測する処理を実施する。
FIG. 3 is a block diagram showing the distance
In FIG. 3, when receiving a pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2, the
The
フィルタ回路33はサンプリング回路9から今回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度が、前回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度より高い場合、今回出力されたサンプリングデータfを破棄し、今回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度が、前回出力されたサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度より低い場合、今回出力されたサンプリングデータfに対して、時間計測回路32により計測された経過時間を示す時間情報を付加するとともに、信号入力順の番号を付与して、そのサンプリングデータfを内部メモリ34に保存する処理を実施する。
When the signal strength of the reception signal d indicated by the sampling data f output this time from the
内部メモリ34は付与されている番号が小さい順に、時間情報付のサンプリングデータfを格納する記録媒体である。
対数演算回路35は内部メモリ34により格納されているサンプリングデータfの中から、付与されている番号が小さい順にサンプリングデータfを2つずつ取り出し、2つのサンプリングデータfのうち、番号が小さい方のサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度で、番号が大きい方のサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度を除算し、その除算結果の対数を演算する処理を実施する。
The
The logarithmic
除算回路36は対数演算回路35により取り出された2つのサンプリングデータfに付加されている時刻情報が示す経過時間の差を求め、対数演算回路35の演算結果を経過時間の差で除算するとともに、定数である光速で除算することにより、2つのサンプリングデータf間の減衰係数αを算出する処理を実施する。
平均演算回路37は除算回路36により2つのサンプリングデータf間の減衰係数αが算出される毎に、それらの減衰係数αの平均値を算出する処理を実施する。なお、平均演算回路37により算出される減衰係数αの平均値は、レーザ発振器3から1パルスのレーザ光が出力される時間中の減衰係数αの平均を示す値となる。
The
Whenever the
内部メモリ38は平均演算回路37により算出された減衰係数αの平均値を格納する記録媒体である。
移動平均演算回路39は内部メモリ38により格納されている減衰係数αの平均値に対する移動平均処理を実施し、移動平均処理後の減衰係数αを減衰係数gとしてゲイン回路11に出力する処理を実施する。
なお、図6はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置の距離減衰推定回路10の処理内容を示すフローチャートである。
The
The moving
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the distance
図4はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置のゲイン回路11を示す構成図である。
図4において、クロック回路41はレーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受けると、所定の時間周期のパルス信号を出力する処理を実施する。
バイアス演算回路42はクロック回路41から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間を計測し、その経過時間と距離減衰推定回路10により算出された減衰係数gを用いて、可変利得回路43に与えるバイアスVを算出する処理を実施する。
可変利得回路43はバイアス演算回路42により算出されたバイアスVを受光器7から出力された受信信号dに印加することで、その受信信号dの信号強度を補償し、強度補償後の受信信号eを距離・強度検出回路13に出力する処理を実施する。
FIG. 4 is a block diagram showing the
In FIG. 4, when receiving a pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2, the
The
The
図5はこの発明の実施の形態1によるレーザレーダ装置の距離・強度検出回路13を示す構成図である。
図5において、クロック回路51はレーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受けると、所定の時間周期のパルス信号を出力する処理を実施する。
ピーク検出回路52はクロック回路51から出力されたパルス信号の入力タイミングで動作を開始して、一定時間後に放電するピークホールド回路であり、ゲイン回路11により信号強度が補償された受信信号eの中のピーク値を検出する処理を実施する。
FIG. 5 is a block diagram showing the distance /
In FIG. 5, when receiving a pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2, the
The
コンパレータ53は測定対象物に係る受信信号と不要信号を仕分けるための閾値が設定されており、ピーク検出回路52により検出されたピーク値と閾値を比較し、そのピーク値が閾値より大きければ、そのピーク値を時間計測回路54により計測された経過時間を示す時間情報と一緒に内部メモリ55に保存する処理を実施する。
時間計測回路54はクロック回路51から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間を計測する処理を実施する。
内部メモリ55はピーク検出回路52により検出されたピーク値を時間情報と一緒に格納する記録媒体である。
The comparator 53 is set with a threshold value for sorting the received signal and the unnecessary signal related to the measurement object. The comparator 53 compares the peak value detected by the
The
The internal memory 55 is a recording medium that stores the peak value detected by the
強度検出回路56は内部メモリ55により時間情報と一緒に格納されているピーク値を読み出して、そのピーク値に対応する時刻情報を距離演算回路57に出力するとともに、そのピーク値が示す信号強度Sを画像処理回路14に出力する処理を実施する。
距離演算回路57は強度検出回路56から出力された時刻情報が示す経過時間からレーザ光の送信時刻Ttxと、そのピーク値の受信時刻Trxとの時刻差ΔTを把握し、その時刻差ΔTから、測定対象物までの距離Lを導出する処理を実施する。
The
The distance calculation circuit 57 grasps the time difference ΔT between the transmission time T tx of the laser beam and the reception time T rx of the peak value from the elapsed time indicated by the time information output from the
次に動作について説明する。
まず、レーザ光出力部1のレーザドライバ2は、送信光学系4から1パルスのレーザ光を照射させる際、パルス発振トリガ信号cをレーザ発振器3、信号強度補償部8及び画像処理部12に出力する。
レーザ光出力部1のレーザ発振器3は、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受ける毎に、1パルスのレーザ光を送信光学系4に出力する。
Next, the operation will be described.
First, the laser driver 2 of the laser light output unit 1 outputs a pulse oscillation trigger signal c to the
The
送信光学系4は、レーザ発振器3からパルス状のレーザ光の受けると、そのレーザ光のビーム形状を整形し、内部のビームスキャナによって測定範囲を走査しながら、整形後のレーザ光(略平行光のレーザ光)を測定対象物に向けて照射する。
また、送信光学系4は、そのビームスキャナのスキャン角度を画像処理部12に出力する。
このとき、送信光学系4によるレーザ光の送信方向に測定対象物が存在していれば、送信光学系4が1パルスのレーザ光を送信する毎に、測定対象物による当該レーザ光の反射光が戻ってくる。
Upon receiving pulsed laser light from the
Further, the transmission optical system 4 outputs the scan angle of the beam scanner to the
At this time, if there is an object to be measured in the transmission direction of the laser light by the transmission optical system 4, the reflected light of the laser light by the measurement object every time the transmission optical system 4 transmits one pulse of laser light. Will come back.
レーザ光受信部5の受信光学系6は、送信光学系4から送信されたレーザ光が測定対象物に反射されて戻ってくると、そのレーザ光の反射光を受信する。
受光器7は、受信光学系6が反射光を受信すると、その反射光を電気信号に変換し、その電気信号である受信信号dをサンプリング回路9及びゲイン回路11に出力する。
The receiving
When the receiving
サンプリング回路9は、受光器7から受信信号dを受けると、その受信信号dをA/D変換して、ディジタルの受信信号dであるサンプリングデータfを距離減衰推定回路10に出力する。
即ち、サンプリング回路9のクロック回路21は、所定の時間周期のパルス信号aをA/D変換回路22に出力する。
サンプリング回路9のA/D変換回路22は、受光器7から受信信号dを受けると、クロック回路21から出力されるパルス信号aに同期して、その受信信号d(アナログの受信信号)をA/D変換し、ディジタルの受信信号dであるサンプリングデータfを距離減衰推定回路10に出力する。
When the
That is, the
When the A /
距離減衰推定回路10は、サンプリング回路9からサンプリングデータfを受けると、そのサンプリングデータfに基づいて、伝搬経路上の媒質を起因とするレーザ光のエネルギーの減衰係数gを算出する。
以下、図6を参照しながら、距離減衰推定回路10の処理内容を具体的に説明する。
When the distance
Hereinafter, the processing content of the distance
まず、距離減衰推定回路10のクロック回路31は、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受信すると、その受信タイミングを起点として、所定の時間周期のパルス信号を時間計測回路32に出力する。
時間計測回路32は、クロック回路31から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間を計測する。
First, when receiving the pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2, the
The
フィルタ回路33は、サンプリング回路9からサンプリングデータfが出力される毎に、そのサンプリングデータfを取り込み(図6のステップST1)、今回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度と、前回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度とを比較する(ステップST2)。
フィルタ回路33は、今回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度が、前回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度より高い場合、今回取り込んだサンプリングデータfを破棄する(ステップST3)。
このようにサンプリングデータfを破棄することで、減衰係数の推定に影響を及ぼす異常な信号強度を有する受信信号を排除することが可能になる。
Each time the sampling data f is output from the
When the signal strength of the reception signal d indicated by the sampling data f acquired this time is higher than the signal strength of the reception signal d indicated by the sampling data f acquired last time, the
By discarding the sampling data f in this way, it is possible to eliminate a received signal having an abnormal signal strength that affects the estimation of the attenuation coefficient.
フィルタ回路33は、今回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度が、前回取り込んだサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度より低い場合、今回取り込んだサンプリングデータfに対して、時間計測回路32により計測された経過時間を示す時間情報を付加する(ステップST4)。
そして、フィルタ回路33は、信号入力順の番号を時間情報付のサンプリングデータfに付与して内部メモリ34に保存する(ステップST5)。
When the signal strength of the reception signal d indicated by the sampling data f acquired this time is lower than the signal strength of the reception signal d indicated by the sampling data f acquired last time, the
Then, the
ここで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点からt秒後の時間における受信信号dの信号強度がItであるとするとき、減衰係数がα、光速がcであれば、t1秒後の信号強度It1とt2秒後の信号強度It2の関係は、ランバート・ベールの法則より、下記の式(1)で表される。
It2/It1=exp(−α×c×(t2−t1)) (1)
距離減衰推定回路10では、下記に示すように、式(1)を利用して、減衰係数αを算出する。
Here, when the signal strength of the received signal d at time t second after the pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2 is output is assumed to be I t, the attenuation coefficient alpha, if speed of light is a c The relationship between the signal intensity I t1 after t 1 second and the signal intensity I t2 after t 2 seconds is expressed by the following equation (1) from Lambert-Beer's law.
I t2 / I t1 = exp (−α × c × (t 2 −t 1 )) (1)
The distance
対数演算回路35は、内部メモリ34により格納されているサンプリングデータfの中で(既に取り出し済みのサンプリングデータfを除く)、付与されている番号が1番小さいサンプリングデータfと、2番目に小さいサンプリングデータfとを取り出して、以下に示すような除算処理と対数処理を行う。
ここでは、説明の便宜上、1番小さいサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度をIt1、2番目に小さいサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度をIt2とする。
The logarithmic
Here, for convenience of explanation, the signal strength of the received signal d the signal strength of the received signal d indicated I t1, 2 th small sampling data f indicating that flies small sampling data f and I t2.
対数演算回路35は、1番小さいサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度It1で、2番目に小さいサンプリングデータfが示す受信信号dの信号強度It2を除算する除算処理を実施する。
D=It2/It1
また、対数演算回路35は、その除算結果Dの対数を演算する。
E=log(D)
ここで、対数演算回路35の演算結果Eは、式(1)より、下記のように表される。
E=log(It2/It1)=−α×c×(t2−t1)
D = I t2 / I t1
The
E = log (D)
Here, the calculation result E of the
E = log (I t2 / I t1 ) = − α × c × (t 2 −t 1 )
除算回路36は、1番小さいサンプリングデータfに付加されている時刻情報が示す経過時間t1と、2番目に小さいサンプリングデータfに付加されている時刻情報が示す経過時間t2との時刻差Δt(=t2−t1)を求め、対数演算回路35の演算結果Eを時刻差Δtで除算するとともに、定数である光速cで除算することにより、2つのサンプリングデータf間の減衰係数αを算出する。
α=−E/(c×(t2−t1))
Dividing
α = −E / (c × (t 2 −t 1 ))
平均演算回路37は、除算回路36が2つのサンプリングデータf間の減衰係数αを算出する毎に、これまでに除算回路36により算出された減衰係数αの平均値を算出する(ステップST6)。
フィルタ回路33、対数演算回路35、除算回路36及び平均演算回路37の処理は、1パルスのレーザ光が出力されている間、繰り返し実施される。
これにより、平均演算回路37により算出される減衰係数αの平均値は、レーザ発振器3から1パルスのレーザ光が出力される時間中の減衰係数αの平均を示す値となる。
対数演算回路35は、減衰係数αの平均値を内部メモリ38に格納する(ステップST7)。
Each time the
The processing of the
Thus, the average value of the attenuation coefficient α calculated by the average
The logarithmic
移動平均演算回路39は、平均演算回路37が1パルス当りの減衰係数αの平均値を内部メモリ38に格納すると、その減衰係数αの平均値に対する移動平均処理を実施し(ステップST8)、移動平均処理後の減衰係数αを減衰係数gとしてゲイン回路11に出力する(ステップST9)。
これにより、環境が時間的に変化しても常に最新の減衰係数を取り込むことができるため、環境の変化に追従することが可能になる。
また、移動平均演算回路39が移動平均処理後の減衰係数gをゲイン回路11に出力しているので、減衰係数αが大きく変化しても、ゲイン回路11に与える減衰係数gの変化を緩和して、急激な制御の変動を防止することができる。
When the
As a result, the latest attenuation coefficient can always be taken in even if the environment changes with time, so that it is possible to follow changes in the environment.
In addition, since the moving
ゲイン回路11は、距離減衰推定回路10から減衰係数gを受けると、その減衰係数gを用いて、受光器7から出力された受信信号dの信号強度を補償し、強度補償後の受信信号eを距離・強度検出回路13に出力する。
即ち、ゲイン回路11のクロック回路41は、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受信すると、その受信タイミングを起点として、所定の時間周期のパルス信号をバイアス演算回路42に出力する。
When the
That is, when the
バイアス演算回路42は、クロック回路41から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間tを計測する。
そして、バイアス演算回路42は、下記の式(2)に示すように、その経過時間tと距離減衰推定回路10により算出された減衰係数gを用いて、可変利得回路43に与えるバイアスVを算出する。
V=g×c×t/β (2)
ただし、cは光速、βは可変利得回路43のバイアス当りの利得変化量である。
The
Then, the
V = g × c × t / β (2)
Here, c is the speed of light, and β is the amount of gain change per bias of the
可変利得回路43は、バイアス演算回路42からバイアスVを受けると、そのバイアスVを受光器7から出力された受信信号dに印加することで、その受信信号dの信号強度を補償し、強度補償後の受信信号eを距離・強度検出回路13に出力する。
なお、ゲイン回路11では、レーザ発振器3から1パルスのレーザ光が送信されるタイミング毎に、距離減衰推定回路10により新たに算出された減衰係数gを用いて、受光器7から出力された受信信号dの信号強度を補償している。
ここで、図7は伝搬損失分の強度補償前後の受信信号を示す説明図である。
図7からも明らかなように、レーザの伝搬距離に依存している強度損失が補償されるため、反射光の信号強度を、送信したレーザ光を反射する物質の反射率のみに依存している信号強度に変換することが可能になる。
When the
The
Here, FIG. 7 is an explanatory diagram showing received signals before and after intensity compensation for propagation loss.
As apparent from FIG. 7, since the intensity loss that depends on the propagation distance of the laser is compensated, the signal intensity of the reflected light depends only on the reflectance of the substance that reflects the transmitted laser light. It becomes possible to convert to signal strength.
距離・強度検出回路13は、ゲイン回路11から強度補償後の受信信号eを受けると、強度補償後の受信信号eの中から、測定対象物に係る受信信号を抽出し、その受信信号に対応するレーザ光の送信時刻Ttxと、その受信信号の受信時刻Trxとの時刻差ΔTから、測定対象物までの距離Lを導出する。
以下、距離・強度検出回路13の処理内容を具体的に説明する。
When the distance /
The processing contents of the distance /
距離・強度検出回路13のクロック回路51は、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cを受信すると、その受信タイミングを起点として、所定の時間周期のパルス信号をピーク検出回路52及び時間計測回路54に出力する。
時間計測回路54は、クロック回路51から出力されたパルスの数をカウントすることで、レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時点(≒送信光学系4からレーザ光が放射された時点)からの経過時間tを計測する。
When receiving the pulse oscillation trigger signal c from the laser driver 2, the
The
ピーク検出回路52は、クロック回路51から出力されたパルス信号の入力タイミングで動作を開始して、一定時間後に放電するピークホールド回路であり、ゲイン回路11により信号強度が補償された受信信号eの中のピーク値を検出する。
コンパレータ53は、図7(b)に示すように、測定対象物に係る受信信号と不要信号を仕分けるための閾値が設定されており、ピーク検出回路52により検出されたピーク値と閾値を比較する。
コンパレータ53は、ピーク検出回路52により検出されたピーク値が閾値より大きければ、そのピーク値は測定対象物に係る受信信号であると判断し、そのピーク値を時間計測回路54により計測された経過時間tを示す時間情報と一緒に内部メモリ55に保存する。
The
As shown in FIG. 7B, the comparator 53 is set with a threshold value for sorting the received signal and the unnecessary signal related to the measurement object, and compares the peak value detected by the
If the peak value detected by the
強度検出回路56は、内部メモリ55により時間情報と一緒に格納されているピーク値を読み出して、そのピーク値に対応する時刻情報を距離演算回路57に出力するとともに、そのピーク値が示す信号強度Sを画像処理回路14に出力する。
距離演算回路57は、強度検出回路56からピーク値に対応する時刻情報を受けると、その時刻情報が示す経過時間tからレーザ光の送信時刻Ttxと、そのピーク値の受信時刻Trxとの時刻差ΔTを把握する。
即ち、距離演算回路57は、時間計測回路54により計測される経過時間が0の時刻(レーザドライバ2からパルス発振トリガ信号cが出力された時刻)をレーザ光の送信時刻Ttxと認識し、その送信時刻Ttxから経過時間tを加えた時刻(Ttx+t)をピーク値の受信時刻Trxと認識して、レーザ光の送信時刻Ttxとピーク値の受信時刻Trxとの時刻差ΔTを把握する。
距離演算回路57は、その時刻差ΔTと光速cから、測定対象物までの距離Lを導出し、その距離Lを画像処理回路14に出力する。
L=c×ΔT
The
When the distance calculation circuit 57 receives the time information corresponding to the peak value from the
That is, the distance calculation circuit 57 recognizes the time when the elapsed time measured by the
The distance calculation circuit 57 derives the distance L to the measurement object from the time difference ΔT and the speed of light c, and outputs the distance L to the
L = c × ΔT
画像処理回路14は、距離・強度検出回路13から測定対象物に係る受信信号の信号強度Sと測定対象物までの距離Lを受けると、その信号強度Sと距離Lから、送信光学系7から出力されるビームスキャナのスキャン角度に基づいて測定対象物を画像化し、その測定対象物を示す2次元画像及び3次元画像を生成する。
信号強度Sと距離Lから測定対象物を画像化する技術自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
When the
Since the technique itself for imaging the measurement object from the signal intensity S and the distance L is a known technique, detailed description thereof is omitted.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、受光器7により変換された電気信号である受信信号dをサンプリングするサンプリング回路9と、今回サンプリングの受信信号dの信号強度が前回サンプリングの受信信号dの信号強度より低ければ、今回サンプリングの受信信号dの信号強度と受信時刻を用いて、伝搬経路上の媒質を起因とするレーザ光のエネルギーの減衰係数gを算出する距離減衰推定回路10と、距離減衰推定回路10により算出された減衰係数gを用いて、受光器7により変換された電気信号である受信信号dの信号強度を補償するゲイン回路11とを設け、距離・強度検出回路13が、ゲイン回路11により信号強度が補償された受信信号eの中から、測定対象物に係る受信信号を抽出し、その受信信号に対応するレーザ光の送信時刻と上記受信信号の受信時刻との差から、測定対象物までの距離Lを導出するように構成したので、比較的粒径が大きい雑音要因が存在する環境や、後方散乱光が発生する環境でも、測定対象物までの距離Lを正確に導出することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the
即ち、この実施の形態1によれば、レーザ発振器3がパルス状のレーザ光を送信光学系4に出力するタイミングで、距離減衰推定回路10が、伝搬経路上の媒質を起因とする減衰係数gを推定し、その減衰係数gを用いて、ゲイン回路11が伝搬損失分の強度補償を実施しているので、受光器7により変換された電気信号である受信信号dから伝搬損失の影響を取り除くことができ、測定対象物の反射率に依存する信号強度に置換される。
これにより、閾値を可変にしても取り除くことができなかった雑音要因からの反射信号を排除することができるようになり、安定した測定対象物からの信号検出及び測距を行うことが可能になる。
That is, according to the first embodiment, at the timing when the
As a result, it becomes possible to eliminate the reflected signal from the noise factor that could not be removed even if the threshold value was made variable, and it is possible to perform stable signal detection and distance measurement from the measurement object. .
また、この実施の形態1によれば、1パルスのレーザ光を送信する毎に、伝搬経路上の媒質を起因とする減衰係数gを推定し、過去に推定している減衰係数gと合わせ移動平均を取っていることから、周辺環境が変化して、伝搬経路上の減衰係数gが徐々に変化している場合でも、最新の減衰係数を取り込んで周辺環境に追従している安定した距離測定が可能になる。 Further, according to the first embodiment, every time one pulse of laser light is transmitted, the attenuation coefficient g caused by the medium on the propagation path is estimated and moved together with the previously estimated attenuation coefficient g. Since the average is taken, even if the surrounding environment changes and the attenuation coefficient g on the propagation path gradually changes, the latest distance is taken in and the distance measurement is stable. Is possible.
なお、この実施の形態1では、距離・強度検出回路13のコンパレータ53が、ピーク検出回路52により検出されたピーク値と閾値を比較し、そのピーク値が閾値より大きければ、そのピーク値は測定対象物に係る受信信号であると判断するものを示したが、伝搬経路上の雑音要因からの反射率が高い場合、伝搬損失分の強度補償を実施しても、測定対象物からの信号強度と比べて、雑音要因からの信号強度が同等あるいは高い場合があり得る。
この場合、コンパレータ53が使用する閾値を調整しても、複数のピーク値が閾値より大きくなることがある。
しかし、測定対象物は、雑音要因よりも必ず後方に存在しているため、1回のパルスレーザ光の送信で、最後に得られたピーク値が測定対象物に係る受信信号となる。
In the first embodiment, the comparator 53 of the distance /
In this case, even if the threshold value used by the comparator 53 is adjusted, a plurality of peak values may be larger than the threshold value.
However, since the measurement object always exists behind the noise factor, the peak value obtained last by transmission of the pulse laser beam once becomes a reception signal related to the measurement object.
そこで、コンパレータ53は、複数のピーク値が閾値より大きくなる場合、それらのピーク値の受信時刻を参照して、受信時刻が最も遅いピーク値を測定対象物に係る受信信号であると判断して、そのピーク値を内部メモリ55に保存するようにする。
これにより、伝搬経路上の雑音要因からの反射率が高いために、複数のピーク値が閾値より大きくなる場合でも、測定対象物までの距離Lを正確に導出することができる効果を奏する。
Therefore, when the plurality of peak values are larger than the threshold, the comparator 53 refers to the reception times of those peak values and determines that the peak value with the latest reception time is the received signal related to the measurement object. The peak value is stored in the internal memory 55.
Thereby, since the reflectance from the noise factor on the propagation path is high, there is an effect that the distance L to the measurement object can be accurately derived even when the plurality of peak values are larger than the threshold value.
実施の形態2.
上記実施の形態1では、サンプリング回路9がクロック回路21とA/D変換回路22から構成されているものを示したが、サンプリング回路9は他の構成であってもよい。
図8はこの発明の実施の形態2によるレーザレーダ装置のサンプリング回路9を示す構成図であり、図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ゲート回路61はクロック回路21からパルス信号を受ける毎に、受光器7により変換された電気信号である受信信号dを与えるマルチチャンネルA/D回路62のセルを順次切り替える処理を実施する。
マルチチャンネルA/D変換回路62は複数のセル(各セルは、A/D変換機能を備えている)を有しており、ゲート回路61から受信信号dを与えられたセルがA/D変換処理を実施して、ディジタルの受信信号であるサンプリングデータfを出力する処理を実施する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the
8 is a block diagram showing a
Each time the
The multi-channel A /
上記実施の形態1では、サンプリング回路9のA/D変換回路22が、マルチチャンネルの構成ではないため、クロック回路21のパルス周期に追従可能な高速なA/D変換回路を搭載する必要がある。
この実施の形態2では、マルチチャンネルA/D変換回路62が複数のセルを有し、ゲート回路61がクロック回路21から出力されるパルス信号を複数のセルに分散するため、個々のセルについては、低速でA/D変換処理を行っても、上記実施の形態1のサンプリング回路9と同様の処理を実現することができる。
例えば、マルチチャンネルA/D変換回路62が、N個のセルを有している場合、個々のセルの処理周期は、クロック回路21のパルス周期の1/N倍まで低減することが可能になる。
In the first embodiment, since the A /
In the second embodiment, the multi-channel A /
For example, when the multi-channel A /
実施の形態3.
上記実施の形態1では、距離減衰推定回路10が除算回路36と平均演算回路37を実装している構成を示したが、距離減衰推定回路10は他の構成であってもよい。
図9はこの発明の実施の形態3によるレーザレーダ装置の距離減衰推定回路10を示す構成図であり、図において、図3と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
最小二乗法演算回路70は対数演算回路35の演算結果に対して、一次式の最小二乗法処理を行うことで、減衰係数αの平均値を算出する処理を実施する。
In the first embodiment, the distance
FIG. 9 is a block diagram showing a distance
The least square
次に動作について説明する。
ただし、距離減衰推定回路10が、除算回路36及び平均演算回路37の代わりに、最小二乗法演算回路70を実装している点以外は、上記実施の形態1と同様であるため、最小二乗法演算回路70の処理内容だけを説明する。
Next, the operation will be described.
However, since the distance
最小二乗法演算回路70は、対数演算回路35から演算結果を受けると、その演算結果に対して、一次式の最小二乗法処理を行う。
推定する減衰係数αは、式(1)からも分かる通り、信号強度を対数で表すと、時間に対する一次方程式の傾きであることが分かる。
このことから、内部メモリ34に保存されているサンプリングデータfに対して、一次方程式の最小二乗法を適用することで得られる近似式の傾きを減衰係数αとして算出する。
When receiving the calculation result from the
As can be seen from the equation (1), the estimated attenuation coefficient α is a slope of a linear equation with respect to time when the signal intensity is expressed in a logarithm.
From this, the slope of the approximate expression obtained by applying the least square method of the linear equation to the sampling data f stored in the
具体的には、内部メモリ34に保存されているサンプリングデータfの個数がN、n番目に対数処理された信号強度がAn、サンプリングデータfに係る受信信号の受信時刻がtnであるとすると、減衰係数αは、下記の式(3)のように表される。
Specifically, the number of sampling data f stored in the
最小二乗法演算回路70は、式(3)を演算することで減衰係数αを求め、その減衰係数αを内部メモリ38に格納する。
この演算処理は、1パルスのレーザ光が送信される毎に行われる。
The least square
This calculation process is performed each time one pulse of laser light is transmitted.
上記実施の形態1では、減衰係数αを算出する際、N個のサンプリングデータfが内部メモリ34に格納されている場合、対数演算回路35で(N−1)回の除算処理が行われ、さらに除算回路36で(N−1)回の除算処理が行われるため、一回の減衰係数αの算出で2(N−1)回の除算処理を行う必要がある。
この実施の形態3では、最小二乗法演算回路70が式(3)の除算処理を1回行えばよく、計算処理の速度を大幅に向上させることが可能になる。
In the first embodiment, when N pieces of sampling data f are stored in the
In the third embodiment, the least squares method
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 レーザ光出力部、2 レーザドライバ、3 レーザ発振器、4 送信光学系、5 レーザ光受信部、6 受信光学系、7 受光器、8 信号強度補償部、9 サンプリング回路(減衰係数算出手段)、10 距離減衰推定回路(減衰係数算出手段)、11 ゲイン回路(信号強度補償手段)、12 画像処理部、13 距離・強度検出回路(距離導出手段)、14 画像処理回路(画像生成手段)、21 クロック回路、22 A/D変換回路、31 クロック回路、32 時間計測回路、33 フィルタ回路、34 内部メモリ、35 対数演算回路、36 除算回路、37 平均演算回路、38 内部メモリ、39 移動平均演算回路、41 クロック回路、42 バイアス演算回路、43 可変利得回路、51 クロック回路、52 ピーク検出回路、53 コンパレータ、54 時間計測回路、55 内部メモリ、56 強度検出回路、57 距離演算回路、61 ゲート回路、62 マルチチャンネルA/D変換回路、70 最小二乗法演算回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light output part, 2 Laser driver, 3 Laser oscillator, 4 Transmission optical system, 5 Laser light receiving part, 6 Reception optical system, 7 Light receiver, 8 Signal intensity compensation part, 9 Sampling circuit (Attenuation coefficient calculation means), DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記減衰係数算出手段は、上記1パルス当りの減衰係数の平均値を算出して、上記減衰係数の平均値に対する移動平均処理を実施し、
上記信号強度補償手段は、上記減衰係数算出手段による移動平均処理後の減衰係数を用いて、上記バイアスを算出することを特徴とするレーザレーダ装置。 A transmission optical system that irradiates the measurement target with pulsed laser light, and reflected light of the laser light reflected by the measurement target every time one pulse of laser light is emitted from the transmission optical system This is a received signal sampled at the current sampling timing by sampling the received signal of the reflected light received by the receiving optical system in synchronization with the receiving optical system that receives the signal and the pulse signal output from the clock circuit If the signal strength of the received signal of sampling is lower than the signal strength of the received signal of the previous sampling that is the received signal sampled at the previous sampling timing, the signal strength of the received signal of the previous sampling is the signal strength of the received signal of the current sampling. Divide the result and divide the logarithm of the result by the speed of light. An attenuation coefficient calculating means for calculating the attenuation coefficient of the energy of the laser beam caused by the medium on the propagation path by dividing by the time difference between the transmission time and the reception time of the reception signal of the current sampling; The bias is calculated by multiplying the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the reception signal and the reception time of the reception signal, the attenuation coefficient calculated by the attenuation coefficient calculation means, and the speed of light, and the bias Is applied to the received signal sampled this time, the signal strength compensation means for compensating the signal strength of the received signal, and the received signal whose signal strength is compensated by the signal strength compensation means, to the measurement object. The received signal is extracted, and the distance to the measurement object is derived from the difference between the transmission time of the laser beam corresponding to the received signal and the received time of the received signal. Distance deriving means from the signal strength of the received signals the signal intensity is compensated for by the distance and the signal intensity compensation means derived by said distance deriving means, and an image generating means for imaging the measurement object,
The attenuation coefficient calculating means calculates an average value of the attenuation coefficient per pulse , and performs a moving average process on the average value of the attenuation coefficient,
The laser radar apparatus according to claim 1, wherein the signal intensity compensation means calculates the bias using an attenuation coefficient after the moving average processing by the attenuation coefficient calculation means.
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