JPH04339289A - レーザ測距装置 - Google Patents
レーザ測距装置Info
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- JPH04339289A JPH04339289A JP3889891A JP3889891A JPH04339289A JP H04339289 A JPH04339289 A JP H04339289A JP 3889891 A JP3889891 A JP 3889891A JP 3889891 A JP3889891 A JP 3889891A JP H04339289 A JPH04339289 A JP H04339289A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用して距
離の測定を行うレーザ測距装置に係わり、特に比較的短
距離の測定を高精度で行うことができるようにしたレー
ザ測距装置に関する。
離の測定を行うレーザ測距装置に係わり、特に比較的短
距離の測定を高精度で行うことができるようにしたレー
ザ測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光を用いて目標物までの距離を測定する
測距装置には、大きく分けて次の2種類の装置が存在し
ている。すなわち、(a)目標地点に配置した鏡等の反
射物に変調した連続光を照射し、戻ってきた光の移相の
変化を検出して、これから目標地点までの距離を算出す
るようにした装置と、(b)パルス光を目標物に当てて
、散乱する光の一部を受光して、光の伝播時間から距離
を距離を算出するようにした装置とがある。
測距装置には、大きく分けて次の2種類の装置が存在し
ている。すなわち、(a)目標地点に配置した鏡等の反
射物に変調した連続光を照射し、戻ってきた光の移相の
変化を検出して、これから目標地点までの距離を算出す
るようにした装置と、(b)パルス光を目標物に当てて
、散乱する光の一部を受光して、光の伝播時間から距離
を距離を算出するようにした装置とがある。
【0003】前者の測距装置では測距を高精度で測定す
ることができる。しかしながら目標地点に鏡等の良く反
射する物を配置する必要があり、数キロメートル先とい
った目標を手軽に測定することができない。これに対し
て後者の装置では目標地点に鏡等を配置する必要はなく
、手軽に測距を行うことができるという利点がある。 しかしながら、この後者の装置では発生させるパルス光
の持続時間が長いと、距離の測定を高精度に行うことが
困難となる。
ることができる。しかしながら目標地点に鏡等の良く反
射する物を配置する必要があり、数キロメートル先とい
った目標を手軽に測定することができない。これに対し
て後者の装置では目標地点に鏡等を配置する必要はなく
、手軽に測距を行うことができるという利点がある。 しかしながら、この後者の装置では発生させるパルス光
の持続時間が長いと、距離の測定を高精度に行うことが
困難となる。
【0004】そこで、後者のタイプの従来の測距装置で
は(イ)精度を向上させるためにパルス光の計測を行う
カウンタ回路のクロック周波数を高くして分解能の向上
を図ったり、(ロ)パルスの持続時間を短くしたり、(
ハ)目標物の反射率の差異等によって受光信号のレベル
が変動するようなことがあっても、前記したカウンタ回
路に入力される信号のレベルを一定に保つような制御を
行っていた。
は(イ)精度を向上させるためにパルス光の計測を行う
カウンタ回路のクロック周波数を高くして分解能の向上
を図ったり、(ロ)パルスの持続時間を短くしたり、(
ハ)目標物の反射率の差異等によって受光信号のレベル
が変動するようなことがあっても、前記したカウンタ回
路に入力される信号のレベルを一定に保つような制御を
行っていた。
【0005】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、カウン
タ回路のクロック周波数を高くしたり、パルスの持続時
間を十分短くしたり、あるいは受光信号のレベルを一定
に保つといった方策をとると、回路が複雑化するばかり
でなく、周波数が高くなることに伴って雑音の影響が生
じるといった問題が発生した。後者の問題を解決するた
めには、更に回路装置を複雑化する必要があった。した
がって、携帯用の装置では小型、軽量化の要請からこの
ような方策をとることが困難になるといった問題があっ
た。
タ回路のクロック周波数を高くしたり、パルスの持続時
間を十分短くしたり、あるいは受光信号のレベルを一定
に保つといった方策をとると、回路が複雑化するばかり
でなく、周波数が高くなることに伴って雑音の影響が生
じるといった問題が発生した。後者の問題を解決するた
めには、更に回路装置を複雑化する必要があった。した
がって、携帯用の装置では小型、軽量化の要請からこの
ような方策をとることが困難になるといった問題があっ
た。
【0006】そこで本発明の目的は、小型、軽量化して
も十分高精度な測定が行えるようにしたレーザ測距装置
を提供することにある。
も十分高精度な測定が行えるようにしたレーザ測距装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明では
、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレ
ーザ光を目標物に対して送出すると共に、目標物から反
射されたレーザ光を入力するための送受信光学系と、こ
の送受信光学系によって入力されたレーザ光を受光する
受光回路と、レーザ光の送出から受光までの時間をカウ
ントして目標物までの距離データを求めるカウント手段
と、受光したレーザ光のピーク値を保持するためのピー
クホールド回路と、ピークホールド回路で検出したピー
ク値に応じて距離データを補正する補正手段とをレーザ
測距装置に具備させる。
、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレ
ーザ光を目標物に対して送出すると共に、目標物から反
射されたレーザ光を入力するための送受信光学系と、こ
の送受信光学系によって入力されたレーザ光を受光する
受光回路と、レーザ光の送出から受光までの時間をカウ
ントして目標物までの距離データを求めるカウント手段
と、受光したレーザ光のピーク値を保持するためのピー
クホールド回路と、ピークホールド回路で検出したピー
ク値に応じて距離データを補正する補正手段とをレーザ
測距装置に具備させる。
【0008】すなわち本発明では目標物から反射してこ
のレーザ測距装置に受光したレーザ光のピーク値を求め
て、これに応じて距離データを補正することにして、前
記した目的を達成する。
のレーザ測距装置に受光したレーザ光のピーク値を求め
て、これに応じて距離データを補正することにして、前
記した目的を達成する。
【0009】補正に際しては、例えば受光したレーザ光
のピーク値Pとこのレーザ光に対するカウント手段のカ
ウント停止が行われるトリガレベルVとを用いて、カウ
ント手段のカウントから得られる距離データの補正演算
を行うようにすればよい。
のピーク値Pとこのレーザ光に対するカウント手段のカ
ウント停止が行われるトリガレベルVとを用いて、カウ
ント手段のカウントから得られる距離データの補正演算
を行うようにすればよい。
【0010】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例におけるレーザ測
距装置の回路構成を表わしたものである。このレーザ測
距装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器11を備え
ている。レーザ発振器11から出力されたレーザ光は、
送受信光学系12によってその広がり角を調整されて、
目標物13に集光される。
距装置の回路構成を表わしたものである。このレーザ測
距装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器11を備え
ている。レーザ発振器11から出力されたレーザ光は、
送受信光学系12によってその広がり角を調整されて、
目標物13に集光される。
【0012】目標物13に当たったレーザ光は、その一
部が送受信光学系12によって集光され、受光回路14
に到達して電気信号に変換される。カウンタ回路15は
、レーザ発振器15から送られてくるモニタ信号16に
よってカウントを開始させ、受光回路14の出力信号1
7によってカウントを終了させる。そして、このカウン
ト値から目標物との間の光の伝播時間を計測する。
部が送受信光学系12によって集光され、受光回路14
に到達して電気信号に変換される。カウンタ回路15は
、レーザ発振器15から送られてくるモニタ信号16に
よってカウントを開始させ、受光回路14の出力信号1
7によってカウントを終了させる。そして、このカウン
ト値から目標物との間の光の伝播時間を計測する。
【0013】このレーザ測距装置にはピークホールド回
路18が配置されている。ピークホールド回路18は、
受光回路14の出力信号17を分岐してレーザ光の入力
レベルのピーク値をホールドする。このピーク値は、演
算回路21に送出される。
路18が配置されている。ピークホールド回路18は、
受光回路14の出力信号17を分岐してレーザ光の入力
レベルのピーク値をホールドする。このピーク値は、演
算回路21に送出される。
【0014】演算回路21はカウンタ回路15から光の
伝播時間に対応する時間データ22を受け取り、これを
ピークホールドした値に応じて補正する。そして、この
補正結果を測距データ23として表示回路24に送出す
る。表示回路24は、送受信光学系12の照準視野の一
部等に測距値を表示する。
伝播時間に対応する時間データ22を受け取り、これを
ピークホールドした値に応じて補正する。そして、この
補正結果を測距データ23として表示回路24に送出す
る。表示回路24は、送受信光学系12の照準視野の一
部等に測距値を表示する。
【0015】図2は、ピークホールド回路によってホー
ルドされたピーク値を基にして時間データの補正を行う
原理を説明するためのものである。この図で入力波形A
は受光回路14(図1)への入力が大きい場合の一例で
あり、他の入力波形Bは受光回路14への入力が小さい
場合の一例である。
ルドされたピーク値を基にして時間データの補正を行う
原理を説明するためのものである。この図で入力波形A
は受光回路14(図1)への入力が大きい場合の一例で
あり、他の入力波形Bは受光回路14への入力が小さい
場合の一例である。
【0016】図1に示したカウンタ回路15のトリガさ
れるレベルをこの図でVで表わすことにする。入力波形
について何らの補正も加えないものとする。カウンタ回
路15のカウント動作がストップするまでの時間は入力
波形AについてT1 であり、他の入力波形Bについて
はこれよりも長いT2 である。このように入力波形の
大きさが異なると、これらの波形のピークとなる時間が
同一であったとしてもカウンタ回路15のカウントが停
止する時間が異なってくる。したがって、同一距離から
の反射であっても、目標物13の反射率の大小によって
距離の測定に誤差を生じさせることになる。
れるレベルをこの図でVで表わすことにする。入力波形
について何らの補正も加えないものとする。カウンタ回
路15のカウント動作がストップするまでの時間は入力
波形AについてT1 であり、他の入力波形Bについて
はこれよりも長いT2 である。このように入力波形の
大きさが異なると、これらの波形のピークとなる時間が
同一であったとしてもカウンタ回路15のカウントが停
止する時間が異なってくる。したがって、同一距離から
の反射であっても、目標物13の反射率の大小によって
距離の測定に誤差を生じさせることになる。
【0017】このため、一般入力波形のピークが常にほ
ぼ等しくなるように入力レベルの増幅率を変化させる等
の手段を講ずる必要がある。したがって、前回計測した
入力レベルを基にして増幅率を決定する等の方策が従来
から考えられている。しかしながら、繰り返しの遅いレ
ーザ光を使用する場合には、前にレーザ光を当てた場合
と今回の場合では目標物13の状況が変化する場合があ
り、必ずしも適切な方策とは言えない。
ぼ等しくなるように入力レベルの増幅率を変化させる等
の手段を講ずる必要がある。したがって、前回計測した
入力レベルを基にして増幅率を決定する等の方策が従来
から考えられている。しかしながら、繰り返しの遅いレ
ーザ光を使用する場合には、前にレーザ光を当てた場合
と今回の場合では目標物13の状況が変化する場合があ
り、必ずしも適切な方策とは言えない。
【0018】ところで、受光した波形について見ると、
反射率やその他の原因によって入力波形A、Bのピーク
値P1 、P2 に違いが生じることは当然であるが、
レーザ波形の本来の形は変化していない。すなわち、一
例として波形のピークの1/2となる所からピークに至
るまでの時間tは、ピーク値の大小に関わらず一定する
。このようにそれぞれの波形内での相対的な関係は変わ
りがない。
反射率やその他の原因によって入力波形A、Bのピーク
値P1 、P2 に違いが生じることは当然であるが、
レーザ波形の本来の形は変化していない。すなわち、一
例として波形のピークの1/2となる所からピークに至
るまでの時間tは、ピーク値の大小に関わらず一定する
。このようにそれぞれの波形内での相対的な関係は変わ
りがない。
【0019】したがって、波形自体が既知の場合には、
波形のピーク値が分かれば任意の強さの点に至るまでの
時間を算出することが可能である。例えば図2に示した
入力波形が次の(1)式で表わされるものとする。
波形のピーク値が分かれば任意の強さの点に至るまでの
時間を算出することが可能である。例えば図2に示した
入力波形が次の(1)式で表わされるものとする。
【0020】
【数1】y=P×exp(−x2 )
……(1)
……(1)
【0021】ここでyは入力波形の信号レベ
ルであり、xは時間変化を表わしている。この(1)式
から、yとPが既知ならばxを逆算することができるこ
とが分かる。
ルであり、xは時間変化を表わしている。この(1)式
から、yとPが既知ならばxを逆算することができるこ
とが分かる。
【0022】今、カウンタ回路15(図1)のトリガレ
ベルをVとする。このとき、(1)式は次の(2)式の
ようになる。
ベルをVとする。このとき、(1)式は次の(2)式の
ようになる。
【0023】
【数2】V=P×exp(−x2 )
……(2)
……(2)
【0024】(2)式の両辺の対数をとると
、入力波形Aについては次の(3)式のようになる。
、入力波形Aについては次の(3)式のようになる。
【0025】
【数3】
【0026】同様に、入力波形Bについては次の(4)
式のようになる。
式のようになる。
【0027】
【数4】
【0028】このように入力波形が既知であれば、レー
ザ光のスタートから受光した信号がピークに達するまで
の時間T(図でT1 +x1 またはT2 +x2 )
は、「カウント回路15で計測した時間」に「ピークホ
ールド回路18にて求めたピーク値から算出した時間」
を加えた時間となり、受光した波形の大小に関係なく一
定となる。演算回路21はこのような演算を行い、入力
波形の大きさに関わらず目標物13までの距離を測距デ
ータ23として正しく求めることができる。
ザ光のスタートから受光した信号がピークに達するまで
の時間T(図でT1 +x1 またはT2 +x2 )
は、「カウント回路15で計測した時間」に「ピークホ
ールド回路18にて求めたピーク値から算出した時間」
を加えた時間となり、受光した波形の大小に関係なく一
定となる。演算回路21はこのような演算を行い、入力
波形の大きさに関わらず目標物13までの距離を測距デ
ータ23として正しく求めることができる。
【0029】
【発明の効果】このように本発明によれば、パルス状の
レーザ光を用いた測距装置において、目標物から反射さ
れたレーザ光の受光レベルが変動しても、これによる距
離の測定誤差を補正することができる。したがって、入
力信号のピーク値を一定にする等の方策をとる必要がな
い。また、カウント手段によって求められた距離データ
をピーク値から算出した補正量で補正するだけで目標物
までの距離を求めることができるので、補正が簡単かつ
迅速に行われるという効果がある。
レーザ光を用いた測距装置において、目標物から反射さ
れたレーザ光の受光レベルが変動しても、これによる距
離の測定誤差を補正することができる。したがって、入
力信号のピーク値を一定にする等の方策をとる必要がな
い。また、カウント手段によって求められた距離データ
をピーク値から算出した補正量で補正するだけで目標物
までの距離を求めることができるので、補正が簡単かつ
迅速に行われるという効果がある。
【図1】レーザ測距装置を用いた測距システムを示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】演算回路による補正の原理を示す説明図である
。
。
11 レベル発振器
12 送受信光学系
13 目標物
15 カウンタ回路
18 ピークホールド回路
21 演算回路
P ピーク値
V カウンタ回路のトリガレベル
Claims (2)
- 【請求項1】 レーザ発振器と、このレーザ発振器か
ら出力されたレーザ光を目標物に対して送出すると共に
、目標物から反射されたレーザ光を入力するための送受
信光学系と、この送受信光学系によって入力されたレー
ザ光を受光する受光回路と、レーザ光の送出から受光ま
での時間をカウントして目標物までの距離データを求め
るカウント手段と、受光したレーザ光のピーク値を保持
するためのピークホールド回路と、ピークホールド回路
で検出したピーク値に応じて前記距離データを補正する
補正手段とを具備することを特徴とするレーザ測距装置
。 - 【請求項2】前記補正手段は、受光したレーザ光のピー
ク値Pとこのレーザ光に対するカウント手段のカウント
停止が行われるトリガレベルVとを用いて前記距離デー
タの補正量を算出する演算回路であることを特徴とする
請求項1記載のレーザ測距装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3038898A JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3038898A JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04339289A true JPH04339289A (ja) | 1992-11-26 |
JP2853350B2 JP2853350B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=12538022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3038898A Expired - Lifetime JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2853350B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0587582U (ja) * | 1992-04-17 | 1993-11-26 | 株式会社ニコン | 距離測定装置 |
JP2000346941A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
JP2006105605A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Sunx Ltd | 距離センサ |
CN105467396A (zh) * | 2014-09-10 | 2016-04-06 | 河南平原光电有限公司 | 一种脉冲激光测距控制***及测距运算方法 |
WO2022113438A1 (ja) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 北陽電機株式会社 | 光測距装置および光測距方法 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3038898A patent/JP2853350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0587582U (ja) * | 1992-04-17 | 1993-11-26 | 株式会社ニコン | 距離測定装置 |
JP2000346941A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
JP2006105605A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Sunx Ltd | 距離センサ |
CN105467396A (zh) * | 2014-09-10 | 2016-04-06 | 河南平原光电有限公司 | 一种脉冲激光测距控制***及测距运算方法 |
CN105467396B (zh) * | 2014-09-10 | 2018-02-27 | 河南平原光电有限公司 | 一种脉冲激光测距控制***及测距运算方法 |
WO2022113438A1 (ja) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 北陽電機株式会社 | 光測距装置および光測距方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2853350B2 (ja) | 1999-02-03 |
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