JP6537747B1

JP6537747B1 - Laser radar device

Info

Publication number: JP6537747B1
Application number: JP2018558446A
Authority: JP
Inventors: 勝治今城; 柳澤　隆行; 隆行柳澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: JPWO2019239552A1; WO2019239552A1

Abstract

送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部（１２）と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部（１５）とを設けている。そして、相関値算出部（１８）が、第１のサンプリング部（１２）によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部（１５）によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。また、距離算出部（２２）が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部（４）から送信光が照射された時刻と、反射光受信部（８）により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。A first sampling unit (12) repeatedly sampling the signal value of the transmission signal during a period in which the signal value indicating the amplitude value of the transmission signal is equal to or greater than the first threshold, and a signal value indicating the value of the amplitude of the reception signal And a second sampling unit (15) that repeatedly samples the signal value of the reception signal during a period in which the second threshold value is equal to or greater than the second threshold value. Then, the correlation value calculation unit (18) calculates the correlation values between the plurality of signal values sampled by the first sampling unit (12) and the plurality of signal values sampled by the second sampling unit (15). calculate. Also, when the distance calculation unit (22) has a correlation value equal to or greater than the third threshold, the reflected light is received by the reflected light reception unit (8) and the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit (4). The laser radar apparatus is configured to calculate the distance to the distance measurement object from the time difference from the calculated time.

Description

この発明は、測距対象物までの距離を算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 calculates a distance to a distance measurement target.

以下の特許文献１には、検出対象の物体までの距離を算出する物体検出装置が開示されている。
特許文献１に開示されている物体検出装置は、送信機から出力された送信パターン信号と受信機の出力信号との相互相関値を算出し、相互相関値を用いて、検出対象の物体までの距離を算出している。Patent Document 1 below discloses an object detection apparatus that calculates the distance to an object to be detected.
The object detection apparatus disclosed in Patent Document 1 calculates a cross-correlation value between the transmission pattern signal output from the transmitter and the output signal of the receiver, and uses the cross-correlation value to detect an object to be detected. The distance is calculated.

特開２０１４−２３２０６９号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-232069

特許文献１に開示されている物体検出装置は、受信機の出力信号が検出対象の物体の反射光であるか否かにかかわらず、常に相互相関値の算出処理を実施している。
即ち、特許文献１に開示されている物体検出装置は、受信機の出力信号が外乱光である場合など、本来、相互相関値を算出する必要がない場合でも、相互相関値の算出処理を実施している。
したがって、特許文献１に開示されている物体検出装置は、相互相関値の算出処理負荷が大きいという課題があった。The object detection device disclosed in Patent Document 1 always carries out the process of calculating the cross-correlation value regardless of whether the output signal of the receiver is the reflected light of the object to be detected.
That is, the object detection device disclosed in Patent Document 1 performs the process of calculating the cross correlation value even when it is not necessary to calculate the cross correlation value originally when the output signal of the receiver is disturbance light, etc. doing.
Therefore, the object detection device disclosed in Patent Document 1 has a problem that the calculation processing load of the cross correlation value is large.

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、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限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 it is an object of the present invention to obtain a laser radar device capable of restricting the execution of the process of calculating the correlation value and the process of calculating the distance.

この発明に係るレーザレーダ装置は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、第１の変化率データと第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出する距離算出部とを備えるようにしたものである。 In the laser radar device according to the present invention, a transmission signal generation unit that generates a transmission signal whose amplitude changes as time passes, and a transmission signal are converted into transmission light, and the transmission light is directed to a distance measurement target The reflected light receiving unit, the reflected light receiving unit that receives the transmitted light reflected by the distance measuring object as the reflected light, and outputs the received signal of the reflected light, and the signal value indicating the amplitude value of the transmitted signal is the first And a first sampling unit that repeatedly samples the signal value of the transmission signal during a period that is equal to or higher than the threshold and a signal value of the reception signal during a period when the signal value indicating the amplitude value of the received signal is a second sampling unit for repeatedly sampling, and calculates the first change rate data indicative of the time rate of change between a plurality of signal values sampled by the first sampling unit, the second sampling part Calculating a second rate of change data representing the time rate of change between sampling by the plurality of signal values, and the correlation value calculation unit for calculating a correlation value between the first change rate data and the second change rate data When the correlation value is equal to or greater than the third threshold value, the difference between the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit and the time when the reflected light is received by the reflected light reception unit distance is obtained so as obtain Bei a distance calculation unit for calculating a.

この発明によれば、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部とを設け、相関値算出部が、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出し、距離算出部が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、この発明に係るレーザレーダ装置は、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。 According to the present invention, the first sampling unit repeatedly samples the signal value of the transmission signal while the signal value indicating the amplitude value of the transmission signal is equal to or more than the first threshold, and the amplitude value of the reception signal. And a second sampling unit that repeatedly samples the signal value of the received signal during a period in which the signal value indicated is equal to or greater than a second threshold value, and the correlation value calculation unit comprises a plurality of signals sampled by the first sampling unit. The correlation value between the value and the plurality of signal values sampled by the second sampling unit is calculated, and when the distance calculation unit determines that the correlation value is the third threshold or more, the transmission light is irradiated from the light irradiation unit. The laser radar device is configured to calculate the distance to the distance measurement object from the time difference between the measured time and the time when the reflected light is received by the reflected light receiving unit. Therefore, the laser radar device according to the present invention can limit execution of the process of calculating the correlation value and execution of the process of calculating the distance.

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。FIG. 1 is a block diagram showing a laser radar device according to a first embodiment. 図１に示すレーザレーダ装置におけるそれぞれの構成要素から出力される信号の波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the waveform of the signal output from each component in the laser radar apparatus shown in FIG. 図３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値ｓ_Ｔｘ，ｎのサンプリングを示す説明図、図３Ｂは、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが測定対象物に反射された送信光Ｔ_ＬであるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓ_Ｒｘ，ｍのサンプリングを示す説明図、図３Ｃは、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが外乱光であるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓ_Ｒｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。FIG. 3A is an explanatory view showing sampling of the signal value s _{Tx, n} by the A / D converter 14, and FIG. 3B is a transmission light T in which the reflected light R _L received by the receiving antenna 9 is reflected to the measurement object Explanatory drawing which shows sampling of signal value s _{Rx, m} by A / D converter 17 in case of _L , FIG. 3C is A / D when reflected light R _L received by receiving antenna 9 is disturbance light It is an explanatory view showing sampling of signal value _{sRx, m} by converter 17. FIG. 実施の形態２によるレーザレーダ装置を示す構成図である。FIG. 7 is a block diagram showing a laser radar device according to a second embodiment. 信号値ｓ_Ｔｘ，ｎと閾値Ｔｈ_ａ〜Ｔｈ_ｄとデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとの関係を示す説明図である。Signal value _{s Tx, n} and the threshold value _Th a to TH _d and the digital value _{D Tx,} is an explanatory diagram showing a relationship between _n. 多値コンパレータ３１が入出力する信号の一例を示す説明図である。It is an explanatory view showing an example of a signal which the multi-value comparator 31 inputs and outputs. 実施の形態３によるレーザレーダ装置を示す構成図である。FIG. 7 is a block diagram showing a laser radar device according to a third embodiment. 相関値算出部１８の内部を示す構成図である。FIG. 2 is a block diagram showing the inside of a correlation value calculation unit 18;

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。 Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, a mode for carrying out the present invention will be described according to the attached drawings.

実施の形態１．
図１は、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、送信信号生成部１は、クロック源２及びパターン生成部３を備えている。
送信信号生成部１は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成して、送信信号を光照射部４及び第１のサンプリング部１２のそれぞれに出力する。
クロック源２は、クロック信号を発振し、クロック信号をパターン生成部３及び距離算出部２２のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、クロック源２から出力されたクロック信号に同期して、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成し、送信信号を光源駆動回路５、コンパレータ１３及びＡ／Ｄ変換器１４のそれぞれに出力する。Embodiment 1
FIG. 1 is a block diagram showing the laser radar device according to the first embodiment.
In FIG. 1, the transmission signal generation unit 1 includes a clock source 2 and a pattern generation unit 3.
The transmission signal generation unit 1 generates a transmission signal whose amplitude changes as time passes, and outputs the transmission signal to each of the light irradiation unit 4 and the first sampling unit 12.
The clock source 2 oscillates a clock signal, and outputs the clock signal to each of the pattern generation unit 3 and the distance calculation unit 22.
The pattern generation unit 3 generates a transmission signal whose amplitude changes with the passage of time in synchronization with the clock signal output from the clock source 2, and transmits the transmission signal to the light source drive circuit 5, the comparator 13, and the A / D. It outputs to each of the converters 14.

光照射部４は、光源駆動回路５、光源６及び送信アンテナ７を備えている。
光照射部４は、送信信号生成部１から出力された送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する。
光源駆動回路５は、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値に従って、光源６から出力される光の変調を制御することで、光源６から変調光である送信光を出力させる回路である。
光源６は、送信光を送信アンテナ７に出力する光源である。
送信アンテナ７は、送信光を測距対象物に向けて照射するアンテナである。The light irradiation unit 4 includes a light source drive circuit 5, a light source 6, and a transmission antenna 7.
The light irradiation unit 4 converts the transmission signal output from the transmission signal generation unit 1 into transmission light, and irradiates the transmission light toward the object to be measured.
The light source drive circuit 5 is a circuit that outputs transmission light that is modulated light from the light source 6 by controlling modulation of light output from the light source 6 according to the signal value of the transmission signal output from the pattern generation unit 3. is there.
The light source 6 is a light source that outputs transmission light to the transmission antenna 7.
The transmission antenna 7 is an antenna that radiates transmission light toward a distance measurement target.

反射光受信部８は、受信アンテナ９、光検出器１０及び電流アンプ１１を備えている。
反射光受信部８は、送信アンテナ７から送信光が照射されたのち、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を第２のサンプリング部１５に出力する。
受信アンテナ９は、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信するアンテナである。
光検出器１０は、受信アンテナ９により受信された反射光を検出し、反射光の検出信号を電流アンプ１１に出力する。
電流アンプ１１は、光検出器１０から出力された検出信号を増幅し、増幅後の検出信号を受信信号としてコンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７のそれぞれに出力する。The reflected light receiving unit 8 includes a receiving antenna 9, a photodetector 10, and a current amplifier 11.
The reflected light receiving unit 8 is irradiated with the transmitted light from the transmitting antenna 7 and then receives the transmitted light reflected by the object for distance measurement as the reflected light and outputs the received signal of the reflected light to the second sampling unit 15 Do.
The receiving antenna 9 is an antenna that receives the transmission light reflected by the distance measurement object as the reflected light.
The photodetector 10 detects the reflected light received by the receiving antenna 9 and outputs a detection signal of the reflected light to the current amplifier 11.
The current amplifier 11 amplifies the detection signal output from the light detector 10, and outputs the amplified detection signal to the comparator 16 and the A / D converter 17 as a reception signal.

第１のサンプリング部１２は、コンパレータ１３及びアナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）１４を備えている。
第１のサンプリング部１２は、送信信号生成部１により生成された送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値Ｔｈ_１以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする。
コンパレータ１３は、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値と、第１の閾値Ｔｈ_１とを比較する。
コンパレータ１３は、送信信号の信号値が第１の閾値Ｔｈ_１以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力し、送信信号の信号値が第１の閾値Ｔｈ_１未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。
第１の閾値Ｔｈ_１は、コンパレータ１３の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
Ａ／Ｄ変換器１４は、コンパレータ１３からハイレベルの信号が出力されている期間中、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値を一定のサンプリング周期で繰り返しサンプリングする。
Ａ／Ｄ変換器１４は、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換し、それのデジタル値をメモリ１９に格納する。The first sampling unit 12 includes a comparator 13 and an analog-to-digital converter (hereinafter, referred to as “A / D converter”) 14.
First sampling unit 12, during the signal value indicating the amplitude value of the transmission signal generated by the transmission signal generation unit 1 is the first threshold value Th ₁ or more, repeatedly sampling the signal value of the transmission signal.
The comparator 13 compares the signal value of the transmission signal output from the pattern generator 3, a first and a threshold value Th _1.
Comparator 13, if the signal value of the transmission signal is the first threshold value Th ₁ or more, a high level signal is outputted to the A / D converter 14, the signal value of the transmitted signal at the first smaller than the threshold Th ₁ If there is, the low level signal is output to the A / D converter 14.
The first threshold value Th ₁ is may be those stored in the internal memory of the comparator 13, or may be externally applied.
While the high level signal is output from the comparator 13, the A / D converter 14 repeatedly samples the signal value of the transmission signal output from the pattern generation unit 3 at a constant sampling period.
The A / D converter 14 converts the sampled signal values into digital values and stores the digital values in the memory 19.

第２のサンプリング部１５は、コンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７を備えている。
第２のサンプリング部１５は、反射光受信部８から出力された受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値Ｔｈ_２以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする。
コンパレータ１６は、電流アンプ１１から出力された受信信号の信号値と、第２の閾値Ｔｈ_２とを比較する。
コンパレータ１６は、受信信号の信号値が第２の閾値Ｔｈ_２以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力し、受信信号の信号値が第２の閾値Ｔｈ_２未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
第２の閾値Ｔｈ_２は、コンパレータ１６の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
Ａ／Ｄ変換器１７は、コンパレータ１６からハイレベルの信号が出力されている期間中、電流アンプ１１から出力された受信信号の信号値を一定のサンプリング周期で繰り返しサンプリングする。
Ａ／Ｄ変換器１７は、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換し、それのデジタル値をメモリ２０に格納する。The second sampling unit 15 includes a comparator 16 and an A / D converter 17.
Second sampling unit 15, in a signal value indicating the amplitude value of the received signal output from the reflected light receiving part 8 is a second threshold value Th ₂ or more periods, repeatedly sampling the signal value of the received signal.
Comparator 16 compares the signal value of the received signal output from the current amplifier 11, and a second threshold value Th _2.
The comparator 16 outputs a high level signal to the A / D converter 17 if the signal value of the received signal is the second threshold Th ₂ or more, and the signal value of the received signal is less than the second threshold Th ₂ . If it is, the low level signal is output to the A / D converter 17.
The second threshold value Th ₂ may be a one that is stored in the internal memory of the comparator 16, or may be externally applied.
The A / D converter 17 repeatedly samples the signal value of the reception signal output from the current amplifier 11 at a constant sampling period while the high level signal is output from the comparator 16.
The A / D converter 17 converts the sampled signal values into digital values and stores the digital values in the memory 20.

相関値算出部１８は、メモリ１９、メモリ２０及び相関値算出回路２１を備えている。
相関値算出部１８は、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。
メモリ１９は、Ａ／Ｄ変換器１４からそれぞれ出力されたデジタル値を記憶する記録媒体である。
メモリ２０は、Ａ／Ｄ変換器１７からそれぞれ出力されたデジタル値を記憶する記録媒体である。
相関値算出回路２１は、メモリ１９に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、メモリ２０に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する。
相関値算出回路２１は、第１の変化率データと第２の変化率データとの相関値を算出し、相関値を距離算出部２２に出力する。The correlation value calculation unit 18 includes a memory 19, a memory 20, and a correlation value calculation circuit 21.
The correlation value calculation unit 18 calculates correlation values between the plurality of signal values sampled by the first sampling unit 12 and the plurality of signal values sampled by the second sampling unit 15.
The memory 19 is a recording medium for storing digital values respectively output from the A / D converter 14.
The memory 20 is a recording medium for storing digital values respectively output from the A / D converter 17.
The correlation value calculation circuit 21 calculates first change rate data indicating a time change rate between a plurality of digital values stored in the memory 19, and also between a plurality of digital values stored in the memory 20. Second change rate data indicating a time change rate of
The correlation value calculation circuit 21 calculates a correlation value between the first change rate data and the second change rate data, and outputs the correlation value to the distance calculation unit 22.

距離算出部２２は、例えば、時間デジタル変換回路（ＴＤＣ：Ｔｉｍｅ−ｔｏ−ＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって実現される。
距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号が出力された時刻に、パターン生成部３、光源駆動回路５及び光源６におけるそれぞれの処理時間を加算することで、送信アンテナ７から送信光が照射された時刻を算出する。
距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号が出力されたのち、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻を取得する。
距離算出部２２は、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻から、光検出器１０、電流アンプ１１及びコンパレータ１６におけるそれぞれの処理時間を減算することで、受信アンテナ９により反射光が受信された時刻を算出する。
距離算出部２２は、相関値算出回路２１から出力された相関値が第３の閾値Ｔｈ_３以上であるとき、送信アンテナ７から送信光が照射された時刻と、受信アンテナ９により反射光が受信された時刻との時刻差から測距対象物までの距離を算出する。
第３の閾値Ｔｈ_３は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。The distance calculation unit 22 is realized by, for example, a time-to-digital converter (TDC).
The distance calculation unit 22 adds the processing time of each of the pattern generation unit 3, the light source drive circuit 5, and the light source 6 to the time when the clock signal is output from the clock source 2 so that the transmission light is irradiated from the transmission antenna 7. Calculate the time that was
After the clock signal is output from the clock source 2, the distance calculation unit 22 obtains the time when the high-level signal is first output from the comparator 16.
The distance calculation unit 22 subtracts the processing time of each of the light detector 10, the current amplifier 11, and the comparator 16 from the time when the high level signal is first output from the comparator 16, the reflected light from the receiving antenna 9 Calculate the time when the was received.
When the correlation value output from the correlation value calculation circuit 21 is equal to or greater than the third threshold Th ₃ , the distance calculation unit 22 receives the time when the transmission light is irradiated from the transmission antenna 7 and the reflected light by the reception antenna 9. The distance to the distance measurement object is calculated from the time difference from the calculated time.
Third threshold Th ₃ also may be those stored in the internal memory of the distance calculation unit 22, or may be externally applied.

次に、図１に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。
図２は、図１に示すレーザレーダ装置におけるそれぞれの構成要素から出力される信号の波形を示す説明図である。
まず、クロック源２は、図２に示すようなクロック信号Ｃを発振し、クロック信号Ｃをパターン生成部３及び距離算出部２２のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、クロック源２からクロック信号Ｃを受けると、クロック信号Ｃに同期して、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号Ｔｘを生成する。
パターン生成部３は、送信信号Ｔｘを光源駆動回路５、コンパレータ１３及びＡ／Ｄ変換器１４のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、送信信号Ｔｘを出力する毎に、振幅の変化が異なる送信信号Ｔｘを生成するようにしてもよいし、毎回、同じ送信信号Ｔｘを生成するようにしてもよい。Next, the operation of the laser radar device shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 2 is an explanatory view showing waveforms of signals outputted from respective components in the laser radar device shown in FIG.
First, the clock source 2 oscillates a clock signal C as shown in FIG. 2 and outputs the clock signal C to each of the pattern generation unit 3 and the distance calculation unit 22.
When receiving the clock signal C from the clock source 2, the pattern generation unit 3 generates a transmission signal Tx whose amplitude changes with the passage of time in synchronization with the clock signal C.
The pattern generation unit 3 outputs the transmission signal Tx to each of the light source drive circuit 5, the comparator 13 and the A / D converter 14.
The pattern generation unit 3 may generate the transmission signal Tx having a different change in amplitude every time the transmission signal Tx is output, or may generate the same transmission signal Tx each time.

光源駆動回路５は、パターン生成部３から送信信号Ｔｘを受けると、送信信号Ｔｘの信号値に従って、光源６から出力される光の変調を制御する。
光源６は、光源駆動回路５によって制御されることで、図２に示すような送信光Ｔ_Ｌを送信アンテナ７に出力する。
送信アンテナ７は、光源６から出力された送信光Ｔ_Ｌを測距対象物に向けて照射する。
送信アンテナ７から照射された送信光Ｔ_Ｌは、測距対象物に反射され、送信光Ｔ_Ｌの反射光Ｒ_Ｌが受信アンテナ９に到来してくる。When the light source drive circuit 5 receives the transmission signal Tx from the pattern generation unit 3, the light source drive circuit 5 controls modulation of light output from the light source 6 in accordance with the signal value of the transmission signal Tx.
The light source 6 is controlled by the light source drive circuit 5 to output the transmission light _TL as shown in FIG. 2 to the transmission antenna 7.
The transmission antenna 7 irradiates the transmission light _TL output from the light source 6 toward the object to be measured.
Transmission light T _L emitted from the transmission antenna 7 is reflected range-finding object, the reflected light R _L of the transmission light T _L comes arrives at the receiving antenna 9.

受信アンテナ９は、反射光Ｒ_Ｌを受信する。
光検出器１０は、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌを検出し、反射光Ｒ_Ｌの検出信号を電流アンプ１１に出力する。
電流アンプ１１は、光検出器１０から反射光Ｒ_Ｌの検出信号を受けると、反射光Ｒ_Ｌの検出信号を増幅し、増幅後の検出信号を受信信号Ｒｘとして、コンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７のそれぞれに出力する。The receiving antenna 9 receives the reflected light R _L.
The photodetector 10 detects the reflected light R _L received by the receiving antenna 9, and outputs a detection signal of the reflected light R _L to the current amplifier 11.
When the current amplifier 11 receives the detection signal of the reflected light R _L from the light detector 10, the current amplifier 11 amplifies the detection signal of the reflected light R _L and uses the amplified detection signal as the reception signal Rx to convert the comparator 16 and A / D conversion. Output to each of the

コンパレータ１３は、送信信号生成部１から送信信号Ｔｘを受けると、送信信号Ｔｘの信号値と第１の閾値Ｔｈ_１とを比較する。
コンパレータ１３は、送信信号Ｔｘの信号値が第１の閾値Ｔｈ_１以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力し、送信信号Ｔｘの信号値が第１の閾値Ｔｈ_１未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。The comparator 13 receives the transmission signal Tx from the transmission signal generation unit 1, compares the threshold value Th ₁ signal value and the first transmission signal Tx.
The comparator 13 is transmitted if the signal value of the signal Tx is the first threshold value Th ₁ or more, and outputs a high level signal to the A / D converter 14, the threshold Th ₁ signal values are first transmission signal Tx If it is less than this, a low level signal is output to the A / D converter 14.

Ａ／Ｄ変換器１４は、コンパレータ１３からハイレベルの信号が出力されている期間中、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘの信号値ｓ_Ｔｘ，ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）をサンプリング周期Ｓｐ_１で繰り返しサンプリングする。
図３は、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値のサンプリング及びＡ／Ｄ変換器１７による信号値のサンプリングを示す説明図である。
図３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値ｓ_Ｔｘ，ｎのサンプリングを示す説明図である。
図３Ａにおいて、黒丸は、Ａ／Ｄ変換器１４によりサンプリングされた信号値ｓ_Ｔｘ，ｎを示している。図３Ａでは、Ｎ＝１４の例を示している。
Ａ／Ｄ変換器１４は、サンプリングしたそれぞれの信号値ｓ_Ｔｘ，ｎをデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎに変換し、それぞれのデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎをメモリ１９に格納する。While the high level signal is being output from the comparator 13, the A / D converter 14 sets the signal value s _{Tx, n} (n = 1, 2,...) Of the transmission signal Tx output from the pattern generation unit 3. , N) are repeatedly sampled at the sampling period Sp ₁ .
FIG. 3 is an explanatory view showing sampling of signal values by the A / D converter 14 and sampling of signal values by the A / D converter 17. As shown in FIG.
FIG. 3A is an explanatory view showing sampling of the signal value s _{Tx, n} by the A / D converter 14.
In FIG. 3A, black circles indicate the signal value s _{Tx, n} sampled by the A / D converter 14. FIG. 3A shows an example of N = 14.
The A / D converter 14 converts the sampled signal values s _{Tx, n} into digital values D _{Tx, n} and stores the respective digital values D _{Tx, n} in the memory 19.

コンパレータ１６は、電流アンプ１１から受信信号Ｒｘを受けると、受信信号Ｒｘの信号値と第２の閾値Ｔｈ_２とを比較する。
コンパレータ１６は、受信信号Ｒｘの信号値が第２の閾値Ｔｈ_２以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力し、受信信号Ｒｘの信号値が第２の閾値Ｔｈ_２未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。Comparator 16 receives the received signal Rx from the current amplifier 11 is compared with the threshold value Th ₂ signal value and the second reception signal Rx.
The comparator 16 outputs a high level signal to the A / D converter 17 if the signal value of the reception signal Rx is equal to or greater than the second threshold Th ₂ , and the signal value of the reception signal Rx is the second threshold Th _2. If it is less than this, a low level signal is output to the A / D converter 17.

Ａ／Ｄ変換器１７は、コンパレータ１６からハイレベルの信号が出力されている期間中、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘの信号値ｓ_Ｒｘ，ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）をサンプリング周期Ｓｐ_２で繰り返しサンプリングする。
図３Ｂは、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが測定対象物に反射された送信光Ｔ_ＬであるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓ_Ｒｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。
図３Ｃは、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが外乱光であるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓ_Ｒｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。
図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、黒丸は、Ａ／Ｄ変換器１７によりサンプリングされた信号値ｓ_Ｒｘ，ｍを示している。図３Ｂでは、Ｍ＝１４の例を示しており、図３Ｃでは、Ｍ＝８の例を示している。
Ａ／Ｄ変換器１７は、サンプリングしたそれぞれの信号値ｓ_Ｒｘ，ｍをデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍに変換し、それぞれのデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍをメモリ２０に格納する。While the A / D converter 17 is outputting a high level signal from the comparator 16, the signal value s _{Rx, m} (m = 1, 2,...) Of the reception signal Rx output from the current amplifier 11 , repeatedly sampled M) at a sampling period Sp _2.
FIG. 3B is an explanatory view showing sampling of the signal value s _{Rx, m} by the A / D converter 17 when the reflected light R _L received by the receiving antenna 9 is the transmission light T _L reflected by the measurement object. It is.
FIG. 3C is an explanatory view showing sampling of the signal value s _{Rx, m} by the A / D converter 17 when the reflected light R _L received by the receiving antenna 9 is disturbance light.
In FIG. 3B and FIG. 3C, the black circles indicate the signal value s _{Rx, m} sampled by the A / D converter 17. FIG. 3B shows an example of M = 14, and FIG. 3C shows an example of M = 8.
The A / D converter 17 converts each sampled signal value s _{Rx, m} into a digital value D _{Rx, m} and stores each digital value D _{Rx, m} in the memory 20.

受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが測定対象物に反射された送信光Ｔ_Ｌである場合の受信信号Ｒｘにおける信号値ｓ_Ｒｘ，ｍの信号列は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、送信信号Ｔｘにおける信号値ｓ_Ｔｘ，ｎの信号列と類似している。
受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが外乱光である場合の受信信号Ｒｘにおける信号値ｓ_Ｒｘ，ｍの信号列は、図３Ａ及び図３Ｃに示すように、送信信号Ｔｘにおける信号値ｓ_Ｔｘ，ｎの信号列と類似していない。
Ａ／Ｄ変換器１７におけるサンプリング周期Ｓｐ_２は、Ａ／Ｄ変換器１４におけるサンプリング周期Ｓｐ_１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
反射光Ｒ_Ｌの光強度が、送信光Ｔ_Ｌの光強度よりも低下することが明らかな状況下では、例えば、光強度の低下比率と同じ比率だけ、サンプリング周期Ｓｐ_２がサンプリング周期Ｓｐ_１よりも小さくてもよい。The signal sequence of the signal value s _{Rx, m} in the reception signal Rx in the case where the reflected light R _L received by the receiving antenna 9 is the transmission light T _L reflected by the object to be measured is as shown in FIGS. 3A and 3B. _Is similar to the signal sequence of signal values s _{Tx, n} in the transmission signal Tx.
The signal sequence of the signal value s _{Rx, m} in the reception signal Rx when the reflected light R _L received by the reception antenna 9 is disturbance light is a signal value s in the transmission signal Tx as shown in FIGS. 3A and 3C. It is not similar to the _{Tx, n} signal sequence.
The sampling period Sp ₂ in the A / D converter 17 may be the same as or different from the sampling period Sp ₁ in the A / D converter 14.
Under the condition that the light intensity of the reflected light R _L is lower than the light intensity of the transmission light T _L , for example, the sampling period Sp ₂ is greater than the sampling period Sp ₁ by the same ratio as the light intensity reduction ratio. It may also be small.

相関値算出回路２１は、メモリ１９に記憶されているＮ個のデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎを取得する。
相関値算出回路２１は、以下の式（１）に示すように、サンプリング時刻が隣の２つのデジタル値の間の時間変化率ｄＤ_Ｔｘ，ｎのそれぞれを示す第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを算出する。
ｄＤ_Ｔｘ＝ｄＤ_Ｔｘ，１，ｄＤ_Ｔｘ，２，・・・，ｄＤ_{Ｔｘ，Ｎ−１}（１）
ｄＤ_Ｔｘ，１＝（Ｄ_Ｔｘ，２−Ｄ_Ｔｘ，１）／Ｓｐ_１
ｄＤ_Ｔｘ，２＝（Ｄ_Ｔｘ，３−Ｄ_Ｔｘ，２）／Ｓｐ_１
：
ｄＤ_{Ｔｘ，Ｎ−１}＝（Ｄ_Ｔｘ，Ｎ−Ｄ_{Ｔｘ，Ｎ−１}）／Ｓｐ_１ The correlation value calculation circuit 21 acquires N digital values D _{Tx, n} stored in the memory 19.
The correlation value calculation circuit 21 calculates first change rate data dD _Tx , which indicates each of time change rates dD _{Tx, n} between two adjacent digital values, as shown in the following equation (1). calculate.
dD _Tx = dD _{Tx, 1} , dD _{Tx, 2} , ..., dD _{Tx, N-1} (1)
dD _{Tx, 1} = (D _{Tx, 2-} D _{Tx, 1} ) / Sp ₁
dD _{Tx, 2} = (D _{Tx, 3-} D _{Tx, 2} ) / Sp ₁
:
dD _{Tx, N-1} = (D _{Tx, N-} D _{Tx, N-1} ) / Sp ₁

また、相関値算出回路２１は、メモリ２０に記憶されているＭ個のデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍを取得する。
相関値算出回路２１は、以下の式（２）に示すように、サンプリング時刻が隣の２つのデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍの間の時間変化率ｄＤ_Ｒｘ，ｍのそれぞれを示す第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを算出する。
ｄＤ_Ｒｘ＝ｄＤ_Ｒｘ，１，ｄＤ_Ｒｘ，２，・・・，ｄＤ_{Ｒｘ，Ｍ−１}（２）
ｄＤ_Ｒｘ，１＝（Ｄ_Ｒｘ，２−Ｄ_Ｒｘ，１）／Ｓｐ_２
ｄＤ_Ｒｘ，２＝（Ｄ_Ｒｘ，３−Ｄ_Ｒｘ，２）／Ｓｐ_２
：
ｄＤ_{Ｒｘ，Ｍ−１}＝（Ｄ_Ｒｘ，Ｍ−Ｄ_{Ｒｘ，Ｍ−１}）／Ｓｐ_２ Further, the correlation value calculation circuit 21 obtains M digital values D _{Rx, m} stored in the memory 20.
The correlation value calculation circuit 21 generates a second change rate indicating the time change rate dD _{Rx, m} between the two adjacent digital values D _{Rx, m} as shown in the following equation (2). Data dD _Rx is calculated.
dD _Rx = dD _{Rx, 1} , dD _{Rx, 2} ,..., dD _{Rx, M-1} (2)
dD _{Rx, 1} = (D _{Rx, 2} -D _{Rx, 1} ) / Sp ₂
dD _{Rx, 2} = (D _{Rx, 3} -D _{Rx, 2} ) / Sp ₂
:
dD _{Rx, M-1} = (D _{Rx, M-} D _{Rx, M-1} ) / Sp ₂

相関値算出回路２１は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
相関値ｃｏｒとしては、例えば、以下の式（３）に示すような、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関係数を用いることができる。
相関係数＝Ｃｏｖ（ｄＤ_Ｔｘ，ｄＤ_Ｒｘ）／（ＳＤ_１（ｄＤ_Ｔｘ）×（ＳＤ_２（ｄＤ_Ｒｘ））
（３）
式（３）において、Ｃｏｖ（ｄＤ_Ｔｘ，ｄＤ_Ｒｘ）は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの共分散である。
ＳＤ_１（ｄＤ_Ｔｘ）は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘの標準偏差、ＳＤ_２（ｄＤ_Ｒｘ）は、第２の変化率データｄＤ_Ｒｘの標準偏差である。The correlation value calculation circuit 21 calculates a correlation value cor between the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx, and outputs the correlation value cor to the distance calculation unit 22.
As the correlation value cor, for example, a correlation coefficient between the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx as shown in the following equation (3) can be used.
Correlation coefficient = Cov (dD _Tx , dD _Rx ) / (SD ₁ (dD _Tx )) × (SD ₂ (dD _Rx ))
(3)
In equation (3), Cov (dD _Tx , dD _Rx ) is a covariance of the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx .
SD ₁ (dD _Tx ) is a standard deviation of the first change rate data dD _Tx , and SD ₂ (dD _Rx ) is a standard deviation of the second change rate data dD _Rx .

距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号Ｃを受けると、内蔵時計又は外部の時計を参照して、クロック源２からクロック信号Ｃが出力された時刻ｔ_ｃ１を取得する。
距離算出部２２は、以下の式（４）に示すように、時刻ｔ_ｃ１に、パターン生成部３、光源駆動回路５及び光源６におけるそれぞれの処理時間Ｔ_ｐ１を加算することで、送信アンテナ７から送信光Ｔ_Ｌが照射された時刻ｔ_Ｔを算出する。
ｔ_Ｔ＝ｔ_ｃ１＋Ｔ_ｐ１（４）
処理時間Ｔ_ｐ１は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。When receiving the clock signal C from the clock source 2, the distance calculation unit 22 refers to the built-in clock or an external clock to acquire time t _c1 at which the clock signal C is output from the clock source 2.
The distance calculation unit 22 adds the processing time T _p1 of the pattern generation unit 3, the light source drive circuit 5, and the light source 6 to the time t _c1 as shown in the following equation (4), to thereby transmit the transmitting antenna 7. From this, the time t _T at which the transmission light T _L is irradiated is calculated.
t _T = t _c1 + T _p1 (4)
The processing time T _p1 may be stored in the internal memory of the distance calculation unit 22 or may be externally provided.

距離算出部２２は、内蔵時計又は外部の時計を参照して、クロック源２からクロック信号Ｃが出力されたのち、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻ｔ_ｃ２を取得する。
距離算出部２２は、以下の式（５）に示すように、時刻ｔ_ｃ２から、光検出器１０、電流アンプ１１及びコンパレータ１６におけるそれぞれの処理時間Ｔ_ｐ２を減算することで、受信アンテナ９により反射光Ｒ_Ｌが受信された時刻ｔ_Ｒを算出する。
ｔ_Ｒ＝ｔ_ｃ２−Ｔ_ｐ２（５）
処理時間Ｔ_ｐ２は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。After the clock signal C is output from the clock source 2 with reference to the built-in clock or an external clock, the distance calculation unit 22 obtains time t _c2 when the high-level signal is first output from the comparator 16.
The distance calculation unit 22 subtracts the processing time T _p2 of each of the light detector 10, the current amplifier 11, and the comparator 16 from the time t _c2 as shown in the following equation (5), whereby the reception antenna 9 is used. The time t _R at which the reflected light R _L is received is calculated.
t _R = t _c2 −T _p2 (5)
The processing time T _p2 may be stored in the internal memory of the distance calculation unit 22 or may be externally provided.

距離算出部２２は、相関値算出回路２１から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ_３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ_３以上であれば、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが、測定対象物に反射された送信光Ｔ_Ｌである可能性が高いと認定する。
そして、距離算出部２２は、送信アンテナ７から送信光Ｔ_Ｌが照射された時刻ｔ_Ｔと、受信アンテナ９により反射光Ｒ_Ｌが受信された時刻ｔ_Ｒとの時刻差｜ｔ_Ｔ−ｔ_Ｒ｜から測距対象物までの距離を算出する。
時刻差｜ｔ_Ｔ−ｔ_Ｒ｜から距離を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ_３未満であれば、受信アンテナ９により受信された反射光Ｒ_Ｌが、測定対象物に反射された送信光Ｔ_Ｌではなく、外乱光の可能性が高いと認定する。
距離算出部２２は、反射光Ｒ_Ｌが外乱光の可能性が高いと認定すると、測距対象物までの距離を算出する処理を実施しない。Distance calculating unit 22 receives the correlation value cor from the correlation value calculation circuit 21 compares the threshold Th ₃ correlation value cor third.
If the correlation value cor is equal to or more than the third threshold Th ₃ , the distance calculating unit 22 may have the possibility that the reflected light R _L received by the receiving antenna 9 is the transmission light T _L reflected by the object to be measured. Recognize high.
Then, the distance calculation unit 22, the time difference between the time _{t T} of the transmission light _{T L} is irradiated from the transmission antenna 7, a time _{t R} of the reflected light _{R L} is received by the receiving antenna 9 _| t T -t _R Calculate the distance from | to the object.
The processing itself of calculating the distance from the time difference | t _T −t _R | is a well-known technique, and thus the detailed description is omitted.
If the correlation value cor is less than the third threshold Th ₃ , the distance calculating unit 22 does not transmit the reflected light R _L received by the receiving antenna 9, but the transmitted light T _L reflected by the object to be measured, and disturbance light Certify the possibility of
If the distance calculating unit 22 determines that the reflected light R _L has a high possibility of disturbance light, the distance calculating unit 22 does not execute the process of calculating the distance to the distance measurement target.

以上の実施の形態１は、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部１２と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部１５とを設けている。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。また、距離算出部２２が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部４から送信光が照射された時刻と、反射光受信部８により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。 In the first embodiment described above, the first sampling unit 12 repeatedly samples the signal value of the transmission signal during the period in which the signal value indicating the amplitude value of the transmission signal is equal to or greater than the first threshold; A second sampling unit 15 is provided which repeatedly samples the signal value of the received signal during a period in which the signal value indicating the value of is greater than or equal to the second threshold value. Then, the correlation value calculation unit 18 calculates correlation values between the plurality of signal values sampled by the first sampling unit 12 and the plurality of signal values sampled by the second sampling unit 15. Further, when the distance calculation unit 22 determines that the correlation value is equal to or greater than the third threshold, the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit 4 and the time when the reflected light is received by the reflected light reception unit 8 The laser radar device is configured to calculate the distance to the distance measurement object from the difference. Therefore, the laser radar device can limit execution of the process of calculating the correlation value and execution of the process of calculating the distance.

なお、第１のサンプリング部１２は、送信信号生成部１により生成された送信信号の信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングするようにしている。したがって、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた信号値は、第１の閾値以上になる期間中の信号値に限られるため、常に信号値がサンプリングされる場合よりも、メモリ１９の記憶容量を小さくすることができる。
また、第２のサンプリング部１５は、反射光受信部８から出力された受信信号の信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングするようにしている。したがって、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた信号値は、第２の閾値以上になる期間中の信号値に限られるため、常に信号値がサンプリングされる場合よりも、メモリ２０の記憶容量を小さくすることができる。The first sampling unit 12 repeatedly samples the signal value of the transmission signal during a period in which the signal value of the transmission signal generated by the transmission signal generation unit 1 is equal to or more than the first threshold. Therefore, since the signal value sampled by the first sampling unit 12 is limited to the signal value in the period which becomes equal to or more than the first threshold, the storage capacity of the memory 19 is more than that when the signal value is sampled constantly. It can be made smaller.
Further, the second sampling unit 15 repeatedly samples the signal value of the reception signal during a period in which the signal value of the reception signal output from the reflected light reception unit 8 is equal to or more than the second threshold. Therefore, since the signal value sampled by the second sampling unit 15 is limited to the signal value during the period when it is equal to or higher than the second threshold, the storage capacity of the memory 20 is more than in the case where the signal value is sampled constantly. It can be made smaller.

図１に示すレーザレーダ装置では、相関値算出部１８が、メモリ１９，２０及び相関値算出回路２１を備えている。
相関値算出部１８は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出することができればよく、図８に示すような構成であってもよい。
図８は、相関値算出部１８の内部を示す構成図である。
図８において、微分回路５１は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたそれぞれのデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５２に出力する回路である。
ゼロクロス回路５２は、微分回路５１から出力された微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する回路である。
カウンタ５３は、ゼロクロス回路５２によりゼロクロスするタイミングが検出されると、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。In the laser radar device shown in FIG. 1, the correlation value calculation unit 18 includes the memories 19 and 20 and the correlation value calculation circuit 21.
The correlation value calculation unit 18 only needs to calculate the correlation value cor between the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx, and may have a configuration as shown in FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing the inside of the correlation value calculation unit 18.
In FIG. 8, the differentiating circuit 51 is a circuit that calculates a differentiated waveform of the waveform indicated by each digital value _{DTx, n} output from the A / D converter 14 and outputs the differentiated waveform to the zero cross circuit 52.
The zero crossing circuit 52 is a circuit that detects the timing at which the differentiated waveform output from the differentiating circuit 51 crosses zero.
The counter 53 outputs a pulse signal to the coincidence degree calculation circuit 57 when the zero crossing circuit 52 detects the timing of the zero crossing.

微分回路５４は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されたそれぞれのデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５５に出力する回路である。
ゼロクロス回路５５は、微分回路５４から出力された微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する回路である。
カウンタ５６は、ゼロクロス回路５５によりゼロクロスするタイミングが検出されると、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
一致度算出回路５７は、カウンタ５３から出力されたパルス信号の信号列と、カウンタ５６から出力されたパルス信号の信号列との一致度を算出し、一致度を相関値ｃｏｒとして距離算出部２２に出力する。The differentiating circuit 54 is a circuit that calculates a differential waveform of the waveform indicated by each digital value D _{Rx, m} output from the A / D converter 17 and outputs the differential waveform to the zero cross circuit 55.
The zero crossing circuit 55 is a circuit that detects the timing at which the differentiated waveform output from the differentiating circuit 54 crosses zero.
The counter 56 outputs a pulse signal to the coincidence degree calculation circuit 57 when the zero crossing circuit 55 detects the timing of the zero crossing.
The degree of coincidence calculation circuit 57 calculates the degree of coincidence between the signal sequence of the pulse signal output from the counter 53 and the signal sequence of the pulse signal output from the counter 56, and sets the degree of coincidence as the correlation value cor. Output to

次に、図８に示す相関値算出部１８の動作について説明する。
微分回路５１は、Ａ／Ｄ変換器１４からそれぞれのデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎを受けると、それぞれのデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５２に出力する。
ゼロクロス回路５２は、微分回路５１から微分波形を受けると、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する。
ゼロクロス回路５２は、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出すると、検出信号ｋ_１をカウンタ５３に出力する。
カウンタ５３は、ゼロクロス回路５２から検出信号ｋ_１を受ける毎に、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。Next, the operation of the correlation value calculation unit 18 shown in FIG. 8 will be described.
When differential circuit 51 receives each digital value D _{Tx, n} from A / D converter 14, it calculates a differential waveform of the waveform indicated by each digital value D _{Tx, n,} and outputs the differential waveform to zero cross circuit 52. Do.
When the zero cross circuit 52 receives the differential waveform from the differential circuit 51, it detects the timing at which the differential waveform crosses zero.
Zero cross circuit 52 detects a timing at which the differentiated waveform crosses zero, and outputs a detection signal k ₁ to the counter 53.
Counter 53, each receiving a detection signal k ₁ from the zero-crossing circuit 52 outputs a pulse signal to the coincidence degree calculation circuit 57.

微分回路５４は、Ａ／Ｄ変換器１７からそれぞれのデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍを受けると、それぞれのデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５５に出力する。
ゼロクロス回路５５は、微分回路５４から微分波形を受けると、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する。
ゼロクロス回路５５は、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出すると、検出信号ｋ_２をカウンタ５６に出力する。
カウンタ５６は、ゼロクロス回路５５から検出信号ｋ_２を受ける毎に、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
一致度算出回路５７は、カウンタ５３から出力されたパルス信号の信号列と、カウンタ５６から出力されたパルス信号の信号列とを比較することで、２つの信号列の一致度を算出し、一致度を相関値ｃｏｒとして距離算出部２２に出力する。
一致度を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。When differential circuit 54 receives each digital value D _{Rx, m} from A / D converter 17, it calculates a differential waveform of the waveform indicated by each digital value D _{Rx, m,} and outputs the differential waveform to zero cross circuit 55. Do.
When the zero cross circuit 55 receives the differential waveform from the differential circuit 54, it detects the timing at which the differential waveform crosses zero.
The zero-crossing circuit 55 outputs a detection signal k ₂ to the counter 56 when it detects the timing at which the differential waveform crosses zero.
Counter 56, each receiving a detection signal k ₂ from the zero-crossing circuit 55 outputs a pulse signal to the coincidence degree calculation circuit 57.
The coincidence degree calculation circuit 57 compares the signal sequence of the pulse signal output from the counter 53 with the signal sequence of the pulse signal output from the counter 56 to calculate the coincidence degree of the two signal sequences. The degree is output to the distance calculation unit 22 as the correlation value cor.
The process itself of calculating the degree of coincidence is a well-known technique, and thus the detailed description is omitted.

実施の形態２．
実施の形態２では、第２のサンプリング部１５が、多値コンパレータ３１及び変化率算出回路３２を備えているレーザレーダ装置について説明する。Second Embodiment
In the second embodiment, a laser radar apparatus in which the second sampling unit 15 includes a multi-value comparator 31 and a change rate calculation circuit 32 will be described.

図４は、実施の形態２によるレーザレーダ装置を示す構成図である。図４において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
多値コンパレータ３１は、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘの信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングした信号値と複数の閾値とを比較することで、信号値をデジタル値に変換し、複数のデジタル値を変化率算出回路３２に出力する。
変化率算出回路３２は、多値コンパレータ３１から複数のデジタル値を受けている期間中、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを算出し、第２の変化率データｄＤ_Ｒｘをメモリ３３に格納する。FIG. 4 is a block diagram showing a laser radar device according to the second embodiment. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted.
The multi-value comparator 31 repeatedly samples the signal value of the reception signal Rx output from the current amplifier 11 and converts the signal value into a digital value by comparing the sampled signal value with a plurality of threshold values. The digital value is output to the change rate calculation circuit 32.
The change rate calculation circuit 32 calculates second change rate data dD _Rx indicating a time change rate between the plurality of digital values during a period in which the plurality of digital values are received from the multi-value comparator 31, The change rate data dD _Rx is stored in the memory 33.

相関値算出部１８は、メモリ１９、メモリ３３及び相関値算出回路３４を備えている。
メモリ３３は、変化率算出回路３２から出力された第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを記憶する記録媒体である。
相関値算出回路３４は、メモリ１９に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを算出する。
相関値算出回路３４は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘとメモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。The correlation value calculation unit 18 includes a memory 19, a memory 33, and a correlation value calculation circuit 34.
The memory 33 is a recording medium for storing the second change rate data dD _Rx output from the change rate calculation circuit 32.
The correlation value calculation circuit 34 calculates first change rate data dD _Tx indicating a time change rate among the plurality of digital values stored in the memory 19.
The correlation value calculation circuit 34 calculates the correlation value cor between the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx stored in the memory 33, and outputs the correlation value cor to the distance calculation unit 22. Do.

次に、図４に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。ただし、ここでは、図１に示すレーザレーダ装置と相違している部分のみを説明する。
多値コンパレータ３１は、互いに異なる複数の閾値を記憶している。
ここでは、説明の便宜上、多値コンパレータ３１が、閾値Ｔｈ_ａ、閾値Ｔｈ_ｂ、閾値Ｔｈ_ｃ及び閾値Ｔｈ_ｄを記憶しているものとする。Ｔｈ_ａ＜Ｔｈ_ｂ＜Ｔｈ_ｃ＜Ｔｈ_ｄである。
多値コンパレータ３１は、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘにおける異なる時刻の信号値ｓ_Ｒｘ，ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）をサンプリングし、信号値ｓ_Ｒｘ，ｍと閾値Ｔｈ_ａ〜Ｔｈ_ｄとを比較する。Next, the operation of the laser radar device shown in FIG. 4 will be described. However, here, only the part that is different from the laser radar device shown in FIG. 1 will be described.
The multi-value comparator 31 stores a plurality of different threshold values.
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the multi-value comparator 31 stores the threshold value Th _a , the threshold value Th _b , the threshold value Th _c, and the threshold value Th _d . A _{_{_{Th a <Th b <Th c}}} <Th d.
The multi-value comparator 31 samples signal values s _{Rx, m} (m = 1, 2,..., M) at different times in the reception signal Rx output from the current amplifier 11 to obtain signal values s _{Rx, m} and The threshold values Th _{a to} Th _d are compared.

多値コンパレータ３１は、ｓ_Ｒｘ，ｍ＜Ｔｈ_ａであれば、デジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとして、信号レベルがゼロのデジタル値（０）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈ_ａ≦ｓ_Ｒｘ，ｍ＜Ｔｈ_ｂであれば、図５に示すように、デジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとして、デジタル値（０）よりも大きいデジタル値（１）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈ_ｂ≦ｓ_Ｒｘ，ｍ＜Ｔｈ_ｃであれば、図５に示すように、デジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとして、デジタル値（１）よりも大きいデジタル値（２）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈ_ｃ≦ｓ_Ｒｘ，ｍ＜Ｔｈ_ｄであれば、図５に示すように、デジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとして、デジタル値（２）よりも大きいデジタル値（３）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈ_ｄ≦ｓ_Ｒｘ，ｍであれば、図５に示すように、デジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとして、デジタル値（３）よりも大きいデジタル値（４）を変化率算出回路３２に出力する。
図５は、信号値ｓ_Ｒｘ，ｍと閾値Ｔｈ_ａ〜Ｔｈ_ｄとデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍとの関係を示す説明図である。
図６は、多値コンパレータ３１が入出力する信号の一例を示す説明図である。If s _{Rx, m} <Th _a , the multi-value comparator 31 outputs a digital value (0) having a signal level of zero to the change rate calculation circuit 32 as the digital value D _{Rx, m} .
If Th _a ≦ s _{Rx, m} <Th _b , the multi-value comparator 31 changes the digital value (1) larger than the digital value (0) as the digital value D _{Rx, m} as shown in FIG. 5 It is output to the rate calculation circuit 32.
The multi-value comparator 31 changes the digital value (2) larger than the digital value (1) as the digital value D _{Rx, m} as shown in FIG. 5 if Th _b ≦ s _{Rx, m} <Th _c . It is output to the rate calculation circuit 32.
If Th _c ≦ s _{Rx, m} <Th _d , the multi-value comparator 31 changes the digital value (3) larger than the digital value (2) as the digital value D _{Rx, m} as shown in FIG. 5 It is output to the rate calculation circuit 32.
If Th _d ≦ s _{Rx, m} , as shown in FIG. 5, the multi-value comparator 31 changes the digital value (4) larger than the digital value (3) as the digital value D _{Rx, m.} Output to 32.
FIG. 5 is an explanatory view showing the relationship between the signal value s _{Rx, m} and the threshold values Th _{a to} Th _d and the digital value D _{Rx, m} .
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a signal that the multi-value comparator 31 inputs and outputs.

変化率算出回路３２は、多値コンパレータ３１からＭ個のデジタル値Ｄ_Ｒｘ，ｍが出力されている期間中、以下の式（６）に示すように、第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを算出する。
ｄＤ_Ｒｘ＝ｄＤ_Ｒｘ，１，ｄＤ_Ｒｘ，２，・・・，ｄＤ_{Ｒｘ，Ｍ−１}（６）
ｄＤ_Ｒｘ，１＝（Ｄ_Ｒｘ，２−Ｄ_Ｒｘ，１）／Ｓｐ_２
ｄＤ_Ｒｘ，２＝（Ｄ_Ｒｘ，３−Ｄ_Ｒｘ，２）／Ｓｐ_２
：
ｄＤ_{Ｒｘ，Ｍ−１}＝（Ｄ_Ｒｘ，Ｍ−Ｄ_{Ｒｘ，Ｍ−１}）／Ｓｐ_２
変化率算出回路３２は、第２の変化率データｄＤ_Ｒｘをメモリ３３に格納する。The change rate calculation circuit 32 calculates the second change rate data dD _Rx as shown in the following equation (6) during a period in which the M number of digital values D _{Rx, m} are output from the multi-value comparator 31. Do.
dD _Rx = dD _{Rx, 1} , dD _{Rx, 2} ,..., dD _{Rx, M-1} (6)
dD _{Rx, 1} = (D _{Rx, 2} -D _{Rx, 1} ) / Sp ₂
dD _{Rx, 2} = (D _{Rx, 3} -D _{Rx, 2} ) / Sp ₂
:
dD _{Rx, M-1} = (D _{Rx, M-} D _{Rx, M-1} ) / Sp ₂
The change rate calculation circuit 32 stores the second change rate data dD _Rx in the memory 33.

相関値算出回路３４は、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを算出する。
相関値算出回路３４は、メモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを取得し、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。Similar to the correlation value calculation circuit 21 shown in FIG. 1, the correlation value calculation circuit 34 calculates the first change rate data dD _Tx .
The correlation value calculation circuit 34 acquires the second change rate data dD _Rx stored in the memory 33 and, like the correlation value calculation circuit 21 shown in FIG. 1, the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx . The correlation value cor with the change rate data dD _Rx is calculated, and the correlation value cor is output to the distance calculation unit 22.

距離算出部２２は、相関値算出回路３４から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ_３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ_３以上であれば、実施の形態１と同様に、測距対象物までの距離を算出する。
ここでは、距離算出部２２が、測距対象物までの距離を算出している。変化率算出回路３２は、クロック源２から出力されたクロック信号Ｃを受けるようにすれば、距離算出部２２と同様の方法で、測距対象物までの距離を算出することができる。
距離算出部２２は、変化率算出回路３２により算出された距離を取得し、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ_３以上のとき、当該距離を外部に出力するようにしてもよい。Distance calculating unit 22 receives the correlation value cor from the correlation value calculation circuit 34 compares the threshold Th ₃ correlation value cor third.
If the correlation value cor is equal to or greater than the third threshold Th ₃ , the distance calculation unit 22 calculates the distance to the distance measurement target, as in the first embodiment.
Here, the distance calculation unit 22 calculates the distance to the distance measurement object. If the change rate calculation circuit 32 receives the clock signal C output from the clock source 2, the distance to the distance measurement object can be calculated by the same method as the distance calculation unit 22.
The distance calculation unit 22 may obtain the distance calculated by the change rate calculation circuit 32, and may output the distance to the outside when the correlation value cor is equal to or more than the _third threshold Th3.

以上の実施の形態２は、第２のサンプリング部１５が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出している。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、第１の変化率データと第２のサンプリング部１５により算出された第２の変化率データとの相関値を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、実施の形態１のレーザレーダ装置と同様に、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。 In the second embodiment described above, the second sampling unit 15 converts each sampled signal value into a digital value, and calculates second change rate data indicating a time change rate among a plurality of digital values. doing. Then, the correlation value calculation unit 18 calculates first change rate data indicating a time change rate among the plurality of signal values sampled by the first sampling unit 12, and the first change rate data and the second change rate data are calculated. The laser radar apparatus is configured to calculate the correlation value with the second change rate data calculated by the sampling unit 15 of the above. Therefore, the laser radar device can restrict the execution of the process of calculating the correlation value and the execution of the process of calculating the distance, as in the laser radar device of the first embodiment.

実施の形態３．
実施の形態３では、第１のサンプリング部１２が、多値コンパレータ４１及び変化率算出回路４２を備えているレーザレーダ装置について説明する。Third Embodiment
In the third embodiment, a laser radar apparatus in which the first sampling unit 12 includes a multi-value comparator 41 and a change rate calculation circuit 42 will be described.

図７は、実施の形態３によるレーザレーダ装置を示す構成図である。図７において、図１及び図４と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
多値コンパレータ４１は、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘの信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングした信号値と複数の閾値とを比較することで、信号値をデジタル値に変換し、複数のデジタル値を変化率算出回路４２に出力する。
変化率算出回路４２は、多値コンパレータ４１から複数のデジタル値を受けている期間中、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを算出し、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘをメモリ４３に格納する。FIG. 7 is a block diagram showing a laser radar device according to the third embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIGS.
The multi-level comparator 41 repeatedly samples the signal value of the transmission signal Tx output from the pattern generation unit 3 and converts the signal value into a digital value by comparing the sampled signal value with a plurality of threshold values. Is output to the change rate calculation circuit 42.
The change rate calculation circuit 42 calculates first change rate data dD _Tx indicating a time change rate among the plurality of digital values during a period in which the plurality of digital values are received from the multi-value comparator 41. The change rate data dD _Tx is stored in the memory 43.

相関値算出部１８は、メモリ４３、メモリ３３及び相関値算出回路４４を備えている。
メモリ４３は、変化率算出回路４２から出力された第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを記憶する記録媒体である。
相関値算出回路４４は、メモリ４３に記憶されている第１の変化率データｄＤ_Ｔｘとメモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。The correlation value calculation unit 18 includes a memory 43, a memory 33, and a correlation value calculation circuit 44.
The memory 43 is a recording medium for storing the first change rate data dD _Tx output from the change rate calculation circuit 42.
The correlation value calculation circuit 44 calculates a correlation value cor between the first change rate data dD _Tx stored in the memory 43 and the second change rate data dD _Rx stored in the memory 33, and the correlation value cor Are output to the distance calculation unit 22.

次に、図７に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。ただし、ここでは、図１及び図４に示すレーザレーダ装置と相違している部分のみを説明する。
パターン生成部３は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号Ｔｘを光源駆動回路５及び多値コンパレータ４１のそれぞれに出力する。
多値コンパレータ４１は、互いに異なる複数の閾値を記憶している。
ここでは、説明の便宜上、多値コンパレータ４１は、閾値Ｔｈ’_ａ、閾値Ｔｈ’_ｂ、閾値Ｔｈ’_ｃ及び閾値Ｔｈ’_ｄを記憶しているものとする。
閾値Ｔｈ’_ａ〜Ｔｈ’_ｄのそれぞれは、多値コンパレータ３１により記憶されている閾値Ｔｈ_ａ〜Ｔｈ_ｄのそれぞれと同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。
多値コンパレータ４１は、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘにおける異なる時刻の信号値ｓ_Ｔｘ，ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）をサンプリングし、信号値ｓ_Ｔｘ，ｎと閾値Ｔｈ’_ａ〜Ｔｈ’_ｄとを比較する。Next, the operation of the laser radar device shown in FIG. 7 will be described. However, only the differences from the laser radar device shown in FIGS. 1 and 4 will be described here.
The pattern generation unit 3 outputs the transmission signal Tx whose amplitude changes with the passage of time to each of the light source drive circuit 5 and the multi-value comparator 41.
The multi-value comparator 41 stores a plurality of different threshold values.
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the multi-value comparator 41 stores a threshold Th ′ _a , a threshold Th ′ _b , a threshold Th ′ _c and a threshold Th ′ _d .
Each of the threshold values Th ′ _{a to} Th ′ _d may be the same value as or different from each of the threshold values Th _{a to} Th _d stored by the multi-value comparator 31.
The multi-value comparator 41 samples signal values s _{Tx, n} (n = 1, 2,..., N) at different times in the transmission signal Tx output from the pattern generation unit 3 and sets the signal values s _{Tx, n} And threshold values Th ′ _{a to} Th ′ _d are compared.

多値コンパレータ４１は、ｓ_Ｔｘ，ｎ＜Ｔｈ’_ａであれば、デジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとして、信号レベルがゼロのデジタル値（０）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’_ａ≦ｓ_Ｔｘ，ｎ＜Ｔｈ’_ｂであれば、デジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとして、デジタル値（０）よりも大きいデジタル値（１）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’_ｂ≦ｓ_Ｔｘ，ｎ＜Ｔｈ’_ｃであれば、デジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとして、デジタル値（１）よりも大きいデジタル値（２）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’_ｃ≦ｓ_Ｔｘ，ｎ＜Ｔｈ’_ｄであれば、デジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとして、デジタル値（２）よりも大きいデジタル値（３）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’_ｄ≦ｓ_Ｔｘ，ｎであれば、デジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎとして、デジタル値（３）よりも大きいデジタル値（４）を変化率算出回路４２に出力する。If s _{Tx, n} <Th ' _a , the multi-value comparator 41 outputs a digital value (0) having a signal level of zero to the change rate calculation circuit 42 as the digital value D _{Tx, n} .
If Th ′ _a ≦ s _{Tx, n} <Th ′ _b , the multi-value comparator 41 sets the digital value (1) larger than the digital value (0) as the digital value D _{Tx, n} to the change rate calculation circuit 42. Output.
If Th ′ _b ≦ s _{Tx, n} <Th ′ _c , the multi-value comparator 41 sets the digital value (2) larger than the digital value (1) as the digital value D _{Tx, n} to the change rate calculation circuit 42. Output.
If Th ′ _c ≦ s _{Tx, n} <Th ′ _d , the multi-value comparator 41 sets the digital value (3) larger than the digital value (2) as the digital value D _{Tx, n} to the change rate calculation circuit 42. Output.
The multi-value comparator 41 outputs a digital value (4) larger than the digital value (3) to the change rate calculation circuit 42 as the digital value D _{Tx, n} if Th ′ _d ≦ S _{Tx, n} .

変化率算出回路４２は、多値コンパレータ４１からＮ個のデジタル値Ｄ_Ｔｘ，ｎが出力されている期間中、以下の式（７）に示すように、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを算出する。
ｄＤ_Ｔｘ＝ｄＤ_Ｔｘ，１，ｄＤ_Ｔｘ，２，・・・，ｄＤ_{Ｔｘ，Ｎ−１}（７）
ｄＤ_Ｔｘ，１＝（Ｄ_Ｔｘ，２−Ｄ_Ｔｘ，１）／Ｓｐ_１
ｄＤ_Ｔｘ，２＝（Ｄ_Ｔｘ，３−Ｄ_Ｔｘ，２）／Ｓｐ_１
：
ｄＤ_{Ｔｘ，Ｎ−１}＝（Ｄ_Ｔｘ，Ｎ−Ｄ_{Ｔｘ，Ｎ−１}）／Ｓｐ_１
変化率算出回路４２は、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘをメモリ４３に格納する。The change rate calculation circuit 42 calculates the first change rate data dD _Tx as shown in the following equation (7) during a period in which N digital values D _{Tx, n} are output from the multi-value comparator 41. Do.
dD _Tx = dD _{Tx, 1} , dD _{Tx, 2} , ..., dD _{Tx, N-1} (7)
dD _{Tx, 1} = (D _{Tx, 2-} D _{Tx, 1} ) / Sp ₁
dD _{Tx, 2} = (D _{Tx, 3-} D _{Tx, 2} ) / Sp ₁
:
dD _{Tx, N-1} = (D _{Tx, N-} D _{Tx, N-1} ) / Sp ₁
The change rate calculation circuit 42 stores the first change rate data dD _Tx in the memory 43.

相関値算出回路４４は、メモリ４３に記憶されている第１の変化率データｄＤ_Ｔｘを取得し、メモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤ_Ｒｘを取得する。
相関値算出回路４４は、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤ_Ｔｘと第２の変化率データｄＤ_Ｒｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。The correlation value calculation circuit 44 acquires the first change rate data dD _Tx stored in the memory 43, and acquires the second change rate data dD _Rx stored in the memory 33.
Similar to the correlation value calculation circuit 21 shown in FIG. 1, the correlation value calculation circuit 44 calculates the correlation value cor between the first change rate data dD _Tx and the second change rate data dD _Rx, and calculates the correlation value cor. It is output to the distance calculation unit 22.

距離算出部２２は、相関値算出回路４４から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ_３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ_３以上であれば、実施の形態１と同様に、測距対象物までの距離を算出する。Distance calculating unit 22 receives the correlation value cor from the correlation value calculation circuit 44 compares the threshold Th ₃ correlation value cor third.
If the correlation value cor is equal to or greater than the third threshold Th ₃ , the distance calculation unit 22 calculates the distance to the distance measurement target, as in the first embodiment.

以上の実施の形態３は、第１のサンプリング部１２が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、第２のサンプリング部１５が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出している。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２により算出された第１の変化率データと第２のサンプリング部１５により算出された第２の変化率データとの相関値を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、実施の形態１のレーザレーダ装置と同様に、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。 In the third embodiment described above, the first sampling unit 12 converts each sampled signal value into a digital value, and calculates first change rate data indicating a time change rate among a plurality of digital values. The second sampling unit 15 converts each sampled signal value into a digital value, and calculates second change rate data indicating a time change rate among a plurality of digital values. Then, the correlation value calculation unit 18 calculates the correlation value between the first change rate data calculated by the first sampling unit 12 and the second change rate data calculated by the second sampling unit 15. The laser radar device was constructed. Therefore, the laser radar device can restrict the execution of the process of calculating the correlation value and the execution of the process of calculating the distance, as in the laser radar device of the first embodiment.

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 scope of the invention, the present invention allows free combination of each embodiment, or modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment. .

この発明は、測距対象物までの距離を算出するレーザレーダ装置に適している。 The present invention is suitable for a laser radar device that calculates the distance to a distance measurement target.

１送信信号生成部、２クロック源、３パターン生成部、４光照射部、５光源駆動回路、６光源、７送信アンテナ、８反射光受信部、９受信アンテナ、１０光検出器、１１電流アンプ、１２第１のサンプリング部、１３コンパレータ、１４Ａ／Ｄ変換器、１５第２のサンプリング部、１６コンパレータ、１７Ａ／Ｄ変換器、１８相関値算出部、１９メモリ、２０メモリ、２１相関値算出回路、２２距離算出部、３１多値コンパレータ、３２変化率算出回路、３３メモリ、３４相関値算出回路、４１多値コンパレータ、４２変化率算出回路、４３メモリ、４４相関値算出回路、５１微分回路、５２ゼロクロス回路、５３カウンタ、５４微分回路、５５ゼロクロス回路、５６カウンタ、５７一致度算出回路。 Reference Signs List 1 transmission signal generation unit, 2 clock source, 3 pattern generation unit, 4 light irradiation unit, 5 light source drive circuit, 6 light source, 7 transmission antenna, 8 reflected light reception unit, 9 reception antenna, 10 photodetector, 11 current amplifier , 12 first sampling unit, 13 comparator, 14 A / D converter, 15 second sampling unit, 16 comparator, 17 A / D converter, 18 correlation value calculating unit, 19 memories, 20 memories, 21 correlation values Calculation circuit, 22 distance calculation unit, 31 multi-value comparator, 32 change rate calculation circuit, 33 memory, 34 correlation value calculation circuit, 41 multi-value comparator, 42 change rate calculation circuit, 43 memory, 44 correlation value calculation circuit, 51 derivative Circuit, 52 zero crossing circuits, 53 counters, 54 differentiation circuits, 55 zero crossing circuits, 56 counters, 57 one Degree calculation circuit.

Claims

時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。 A transmission signal generation unit that generates a transmission signal whose amplitude changes with the passage of time;
A light irradiator configured to convert the transmission signal into transmission light and irradiate the transmission light toward a distance measurement target;
A reflected light receiving unit that receives the transmission light reflected by the distance measurement object as a reflected light and outputs a reception signal of the reflected light;
A first sampling unit that repeatedly samples the signal value of the transmission signal during a period in which the signal value indicating the value of the amplitude of the transmission signal is equal to or greater than a first threshold value;
A second sampling unit that repeatedly samples the signal value of the received signal during a period in which the signal value indicating the value of the amplitude of the received signal is equal to or greater than a second threshold value;
First change rate data indicating a time change rate between a plurality of signal values sampled by the first sampling unit is calculated, and a plurality of signal values sampled by the second sampling unit are calculated. A correlation value calculation unit that calculates second change rate data indicating a time change rate, and calculates a correlation value between the first change rate data and the second change rate data ;
When the correlation value is equal to or greater than a third threshold value, the distance measurement target is determined from the time difference between the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit and the time when the reflected light is received by the reflected light reception unit. A laser radar device comprising: a distance calculation unit that calculates a distance to an object.

時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。 A transmission signal generation unit that generates a transmission signal whose amplitude changes with the passage of time;
A light irradiator configured to convert the transmission signal into transmission light and irradiate the transmission light toward a distance measurement target;
A reflected light receiving unit that receives the transmission light reflected by the distance measurement object as a reflected light and outputs a reception signal of the reflected light;
A first sampling unit that repeatedly samples the signal value of the transmission signal during a period in which the signal value indicating the value of the amplitude of the transmission signal is equal to or greater than a first threshold value;
The signal value of the reception signal is repeatedly sampled during a period in which the signal value indicating the amplitude value of the reception signal is equal to or greater than the second threshold , and each sampled signal value is converted to a digital value to obtain a plurality of digital values. A second sampling unit for calculating second change rate data indicating a time change rate between values ;
The first change rate data indicating the time change rate between the plurality of signal values sampled by the first sampling unit is calculated, and the first change rate data and the second sampling unit are calculated. A correlation value calculation unit that calculates a correlation value with the second change rate data ;
When the correlation value is equal to or greater than a third threshold value, the distance measurement target is determined from the time difference between the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit and the time when the reflected light is received by the reflected light reception unit. A laser radar device comprising: a distance calculation unit that calculates a distance to an object.

時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出する第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部により算出された第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。 A transmission signal generation unit that generates a transmission signal whose amplitude changes with the passage of time;
A light irradiator configured to convert the transmission signal into transmission light and irradiate the transmission light toward a distance measurement target;
A reflected light receiving unit that receives the transmission light reflected by the distance measurement object as a reflected light and outputs a reception signal of the reflected light;
The signal value of the transmission signal is repeatedly sampled during a period in which the signal value indicating the value of the amplitude of the transmission signal is equal to or greater than the first threshold , and each sampled signal value is converted to a digital value A first sampling unit for calculating first change rate data indicating a time change rate between values ;
The signal value of the reception signal is repeatedly sampled during a period in which the signal value indicating the amplitude value of the reception signal is equal to or greater than the second threshold , and each sampled signal value is converted to a digital value to obtain a plurality of digital values. A second sampling unit for calculating second change rate data indicating a time change rate between values ;
A correlation value calculation unit that calculates a correlation value between the first change rate data calculated by the first sampling unit and the second change rate data calculated by the second sampling unit ;
When the correlation value is equal to or greater than a third threshold value, the distance measurement target is determined from the time difference between the time when the transmission light is irradiated from the light irradiation unit and the time when the reflected light is received by the reflected light reception unit. A laser radar device comprising: a distance calculation unit that calculates a distance to an object.

前記送信信号生成部は、振幅の変化が異なる送信信号を繰り返し生成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーザレーダ装置。 The laser radar device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission signal generation unit repeatedly generates transmission signals having different amplitude changes.