JPH05232228A

JPH05232228A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH05232228A
Application number: JP4072297A
Authority: JP
Inventors: Hayato Kikuchi; 隼人菊池; Ryoichi Tsuchiya; 良一土屋; Masamitsu Sato; 真実佐藤; Yasuhiko Fujita; 泰彦藤田; Hisashi Yoshida; 久吉田; Yasunaga Kayama; 泰永加山; Masashi Miyata; 正史宮田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nikon Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nikon Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】１つの光パルスを射出するだけで、距離が異
なる複数の測定対象物までの距離を測定できるようにす
る。【構成】時間測定回路Ｔ１、Ｔ２、・・・Ｔｎは、発
光信号発生回路２からの光パルスを発生させるための発
光信号を受けて、それぞれ時間測定を開始する。受光素
子８は、ｎ個の測定対象物によって反射された光パルス
をそれぞれ検出して光パルス検出信号を出力する。ゲー
ト装置１２は、光パルス検出信号を、時間測定回路Ｔ
１、Ｔ２、・・・Ｔｎのうち対応する時間測定回路への
み、時間測定終了信号として供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車載用レーザ測
距装置等の距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載用レーザ測距装置は、パルス
状のレーザ光を測定対象物に向けて射出してから、測定
対象物からの第一の反射光パルスを検出するまでの時間
のみに基づいて最も近い測定対象物までの距離のみを測
定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の車載用レーザ測
距装置は、レーザ光を射出してから、最初に反射して戻
ってきた光しか検出できない。従って、最も近い測定対
象物までの距離しか測定できず、前方に複数の車両が存
在する場合、これらのすべての車両への距離を測定する
ことができなかった。

【０００４】例えば、自車の前方に二輪車が存在し、そ
の二輪車の前方に大型バスが存在する場合、自社に対す
る障害物としては、二輪車と大型バスの双方が存在する
が、従来のレーザ測距装置では、二輪車までの距離しか
測定できず、大型バスを障害物として認識できないとい
う問題点があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたものであり、１つの光パルスを射出するだけ
で、距離が異なる複数の測定対象物までの距離を測定で
きる距離測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の距離測定装置
は、ｎ個（ｎは２以上の正の整数）の測定対象物までの
距離を測定する距離測定装置であって、光源（例えば、
実施例の半導体レーザ６）と、光源から光パルスを発生
させるための発光信号を出力する発光信号発生手段（例
えば、実施例の発光信号発生回路２）と、発光信号を受
けて、それぞれ時間測定を開始するｎ個の時間測定回路
（例えば、実施例の時間測定回路Ｔ１、Ｔ２、・・・Ｔ
ｎ）と、ｎ個の測定対象物によって反射された光パルス
をそれぞれ検出して光パルス検出信号を出力する光パル
ス検出手段（例えば、実施例の受光素子８）と、この光
パルス検出手段が出力する光パルス検出信号を、ｎ個の
時間測定回路のうち対応する時間測定回路へのみ、時間
測定終了信号として供給するゲート手段（例えば、ゲー
ト装置１２）と備えることを特徴とする。

【０００７】上記ゲート手段が、ｎ個のゲート回路（例
えば、実施例のゲート回路Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎ）を
有し、ｎ個のゲート回路のうち１番目のゲート回路（例
えば、実施例の第１ゲート回路Ｇ１）は、発光信号を受
けると、信号通過可能状態となって、１番目の光パルス
検出信号を１番目の時間測定回路に供給し、それと同時
に、信号通過不可能状態となり、ｎ個のゲート回路のう
ちｉ（ｉは、２以上ｎ以下の正の整数）番目のゲート回
路（例えば、実施例の第２ゲート回路Ｇ２）は、（ｉ−
１）番目の光パルス検出信号を受けると、信号通過可能
状態となって、ｉ番目の光パルス検出信号をｉ番目の時
間測定回路に供給し、それと同時に、信号通過不可能状
態となることが好ましい。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明の距離測定装置においては、
ｎ個の時間測定回路が、発光信号を受けて、それぞれ時
間測定を開始し、光パルス検出手段が、ｎ個の測定対象
物によって反射された光パルスをそれぞれ検出して光パ
ルス検出信号を出力し、ゲート手段が、光パルス検出信
号を、ｎ個の時間測定回路のうち対応する時間測定回路
へのみ、時間測定終了信号として供給する。従って、ｎ
個の時間測定回路のそれぞれの時間測定値に基づいてｎ
個の測定対象物への距離を測定することができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の距離測定装置すなわちレー
ザ測距装置の一実施例の構成を示す。発光信号発生回路
２は、発光信号１００を、レーザダイオード（ＬＤ）ド
ライバ４に供給するとともに、第１対象物時間測定回路
Ｔ１、第２対象物時間測定回路Ｔ２、・・・第ｎ対象物
時間測定回路Ｔｎに供給する。

【００１０】ＬＤドライバ４は、発光信号１００を受け
て、レーザダイオードからなる半導体レーザ６にドライ
ブ信号を出力し、半導体レーザ６から光パルスを射出さ
せる。この光パルスは、図示しない送光光学系を介し
て、測定対象物へ向けて送光される。一方、時間測定回
路Ｔ１、Ｔ２、・・・Ｔｎは、発光信号１００の立ち上
がりエッジを受けて、時間測定を開始する。

【００１１】測定対象物に到達した光パルスは、測定対
象物に反射して、反射光パルスとして、図示しない受光
光学系を介して、受光素子８に到達する。測定対象物が
複数存在するときには、複数の反射光パルスが受光素子
８に到達する。受光素子８は、反射光パルスを電気信号
である光パルス検出信号に変換し、この光パルス検出信
号は、アンプ１０によって増幅されて、ゲート装置１２
に供給される。

【００１２】ゲート装置１２は、アンプ１０から供給さ
れた光パルス検出信号を、ｎ個の時間測定回路Ｔ１、Ｔ
２、・・・Ｔｎのうち対応する時間測定回路へのみ、時
間測定終了信号として供給する。ゲート装置１２は、ｎ
個のゲート回路Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎを有する。

【００１３】１番目のゲート回路Ｇ１は、ＲＳフリップ
フロップＦ１と、コンパレータＣ１とを含んで構成され
る。ＲＳフリップフロップＦ１のセット入力端子には、
発光信号が供給される。ＲＳフリップフロップＦ１のＱ
出力端子は、コンパレータＣ１のイネーブル端子に接続
されている。コンパレータＣ１の反転入力端子には、ア
ンプ１０からの光パルス検出信号が供給され、コンパレ
ータＣ１の非反転入力端子には、閾値電圧が供給され、
コンパレータＣ１の出力端子は、ＲＳフリップフロップ
Ｆ１のリセット入力端子に接続されている。従って、Ｒ
ＳフリップフロップＦ１のセット入力端子に供給された
発光信号１００の立ち上がりエッジによって、ＲＳフリ
ップフロップＦ１がセットされ、その「Ｈ」レベルのＱ
出力が、コンパレータＣ１のイネーブル端子に供給さ
れ、コンパレータＣ１が動作可能状態になる。この状態
で、コンパレータＣ１の反転入力端子に、アンプ１０か
らの光パルス検出信号が供給されると、コンパレータＣ
１は、光パルス検出信号が閾値電圧より大きいときに、
矩形状のパルスを第１対象物時間測定回路Ｔ１に出力す
る。第１対象物時間測定回路Ｔ１は、このパルスの立ち
上がりエッジに応じて、時間測定を終了する。第１対象
物時間測定回路Ｔ１によって測定された時間は、測距値
演算装置２０に供給される。測距値演算回路２０は、こ
の時間に基づいて第１測定対象物までの距離を算出す
る。

【００１４】一方、コンパレータＣ１から出力されたパ
ルスは、ＲＳフリップフロップＦ１のリセット入力端子
に供給され、ＲＳフリップフロップＦ１がリセットさ
れ、その「Ｌ」レベルのＱ出力が、コンパレータＣ１の
イネーブル端子に供給され、コンパレータＣ１が動作不
可能状態になる。

【００１５】要するに、１番目のゲート回路Ｇ１は、発
光信号発生回路２から発光信号１００を受けると、信号
通過可能状態となって、受光素子８からアンプ１０を介
して供給される１番目の光パルス検出信号（より正確に
は、光パルス検出信号に対応するコンパレータＣ１の出
力パルス）を１番目の時間測定回路Ｔ１に供給し、それ
と同時に、信号通過不可能状態となる。

【００１６】２番目のゲート回路Ｇ２は、ＲＳフリップ
フロップＦ２と、コンパレータＣ２とを含んで構成され
る。ＲＳフリップフロップＦ２のセット入力端子には、
１番目のゲート回路Ｇ１のコンパレータＣ１からのパル
スが供給される。ＲＳフリップフロップＦ２のＱ出力端
子は、コンパレータＣ２のイネーブル端子に接続されて
いる。コンパレータＣ２の反転入力端子には、アンプ１
０からの光パルス検出信号が供給され、コンパレータＣ
２の非反転入力端子には、閾値電圧が供給され、コンパ
レータＣ２の出力端子は、ＲＳフリップフロップＦ２の
リセット入力端子に接続されている。従って、ＲＳフリ
ップフロップＦ２のセット入力端子に供給されたコンパ
レータＣ１からのパルスの立ち下がりエッジによって、
ＲＳフリップフロップＦ２がセットされ、その「Ｈ」レ
ベルのＱ出力が、コンパレータＣ２のイネーブル端子に
供給され、コンパレータＣ２が動作可能状態になる。こ
の状態で、コンパレータＣ２の反転入力端子に、アンプ
１０からの光パルス検出信号が供給されると、コンパレ
ータＣ２は、光パルス検出信号が閾値電圧より大きいと
きに、矩形状のパルスを第２対象物時間測定回路Ｔ２に
出力する。第２対象物時間測定回路Ｔ２は、このパルス
の立ち上がりエッジに応じて、時間測定を終了する。第
２対象物時間測定回路Ｔ２によって測定された時間は、
測距値演算装置２０に供給される。測距値演算回路２０
は、この時間に基づいて第２測定対象物までの距離を算
出する。

【００１７】一方、コンパレータＣ２から出力されたパ
ルスは、ＲＳフリップフロップＦ２のリセット入力端子
に供給され、ＲＳフリップフロップＦ２がリセットさ
れ、その「Ｌ」レベルのＱ出力が、コンパレータＣ２の
イネーブル端子に供給され、コンパレータＣ２が動作不
可能状態になる。

【００１８】要するに、２番目のゲート回路Ｇ２は、１
番目のゲート回路Ｇ１からの光パルス検出信号（より正
確には、光パルス検出信号に対応するコンパレータＣ１
の出力パルス）を受けると、信号通過可能状態となっ
て、受光素子８からアンプ１０を介して供給される２番
目の光パルス検出信号（より正確には、光パルス検出信
号に対応するコンパレータＣ２の出力パルス）を２番目
の時間測定回路Ｔ２に供給し、それと同時に、信号通過
不可能状態となる。

【００１９】一般に、ｉ番目（ｉは、２以上ｎ以下の正
の整数）のゲート回路Ｇｉは、ＲＳフリップフロップＦ
ｉと、コンパレータＣｉとを含んで構成される。ＲＳフ
リップフロップＦｉのセット入力端子には、（ｉ−１）
番目のゲート回路Ｇ（ｉ−１）のコンパレータＣ（ｉ−
１）からのパルスが供給され、ＲＳフリップフロップＦ
ｉのＱ出力は、コンパレータＣｉのイネーブル端子に供
給され、コンパレータＣｉの反転入力端子には、アンプ
１０からの光パルス検出信号が供給され、コンパレータ
Ｃｉの非反転入力端子には、閾値電圧が供給され、コン
パレータＣｉの出力は、ＲＳフリップフロップＦｉのリ
セット入力端子に供給される。従って、ＲＳフリップフ
ロップＦｉのセット入力端子に供給されるコンパレータ
Ｃ（ｉ−１）からのパルスの立ち下がりエッジに応じ
て、ＲＳフリップフロップＦｉがセットされ、その
「Ｈ」レベルのＱ出力が、コンパレータＣｉのイネーブ
ル端子に供給され、コンパレータＣｉが動作可能状態に
なる。この状態で、コンパレータＣｉの反転入力端子
に、アンプ１０からの光パルス検出信号が供給される
と、コンパレータＣｉは、光パルス検出信号が閾値電圧
より大きいときに、矩形状のパルスを第ｉ対象物時間測
定回路Ｔｉに出力する。第ｉ対象物時間測定回路Ｔｉ
は、このパルスの立ち上がりエッジに応じて、時間測定
を終了する。第ｉ対象物時間測定回路Ｔｉによって測定
された時間は、測距値演算装置２０に供給される。測距
値演算回路２０は、この時間に基づいて第ｉ測定対象物
までの距離を算出する。

【００２０】一方、コンパレータＣｉから出力されたパ
ルスは、ＲＳフリップフロップＦｉのリセット入力端子
に供給され、ＲＳフリップフロップＦｉがリセットさ
れ、その「Ｌ」レベルのＱ出力が、コンパレータＣｉの
イネーブル端子に供給され、コンパレータＣｉが動作不
可能状態になる。

【００２１】要するに、ｉ番目のゲート回路Ｇｉは、
（ｉ−１）番目のゲート回路Ｇ（ｉ−１）からの光パル
ス検出信号（より正確には、光パルス検出信号に対応す
るコンパレータＣ（ｉ−１）の出力パルス）を受ける
と、信号通過可能状態となって、受光素子８からアンプ
１０を介して供給されるｉ番目の光パルス検出信号（よ
り正確には、光パルス検出信号に対応するコンパレータ
Ｃｉの出力パルス）をｉ番目の時間測定回路Ｔｉに供給
し、それと同時に、信号通過不可能状態となる。

【００２２】図２は、図１の実施例の動作を示すタイミ
イングチャートである。以下、図２を参照して、図１の
実施例の動作を説明する。まず、発光信号発生回路２
は、発光信号を、ＬＤドライバ４に供給するとともに、
第１対象物時間測定回路Ｔ１、第２対象物時間測定回路
Ｔ３、・・・第ｎ対象物時間測定回路Ｔｎに供給する。
ＬＤドライバ４は、発光信号１００を受けて、半導体レ
ーザ６から光パルスを射出させる。この光パルスは、測
定対象物へ向けて送光される。一方、時間測定回路Ｔ
１、Ｔ２、・・・Ｔｎは、発光信号１００の立ち上がり
エッジに応じて、時間測定を開始する。

【００２３】複数の測定対象物に到達した光パルスは、
これらの測定対象物に反射して、反射光パルスとして、
順次、受光素子８に到達する。受光素子８は、これらの
反射光パルスを電気信号である光パルス検出信号に変換
し、この光パルス検出信号は、アンプ１０によって増幅
されて、ゲート装置１２に供給される。

【００２４】一方、１番目のゲート回路Ｇ１のＲＳフリ
ップフロップＦ１のセット入力端子に供給された発光信
号１００の立ち上がりエッジによって、ＲＳフリップフ
ロップＦ１がセットされ、その「Ｈ」レベルのＱ出力
が、コンパレータＣ１のイネーブル端子に供給され、コ
ンパレータＣ１が動作可能状態になる。この状態で、コ
ンパレータＣ１の反転入力端子に、アンプ１０からの１
番目の光パルス検出信号が供給されると、矩形状のパル
スを第１対象物時間測定回路Ｔ１に出力する。第１対象
物時間測定回路Ｔ１は、このパルスの立ち上がりエッジ
に応じて、時間測定を終了する。第１対象物時間測定回
路Ｔ１によって測定された時間は、測距値演算装置２０
に供給され、測距値演算回路２０は、この時間に基づい
て第１測定対象物までの距離を算出する。他方、コンパ
レータＣ１から出力されたパルスは、ＲＳフリップフロ
ップＦ１のリセット入力端子に供給され、ＲＳフリップ
フロップＦ１がリセットされ、その「Ｌ」レベルのＱ出
力が、コンパレータＣ１のイネーブル端子に供給され、
コンパレータＣ１が動作不可能状態になる。

【００２５】また、コンパレータＣ１から出力されたパ
ルスは、２番目のゲート回路Ｇ２のＲＳフリップフロッ
プＦ２のセット入力端子に供給され、このパルスの立ち
下がりエッジによって、ＲＳフリップフロップＦ２がセ
ットされ、その「Ｈ」レベルのＱ出力が、コンパレータ
Ｃ２のイネーブル端子に供給され、コンパレータＣ２が
動作可能状態になる。この状態で、コンパレータＣ２の
反転入力端子に、アンプ１０からの２番目の光パルス検
出信号が供給されると、矩形状のパルスを第２対象物時
間測定回路Ｔ２に出力する。第２対象物時間測定回路Ｔ
２は、このパルスの立ち上がりエッジに応じて、時間測
定を終了する。第２対象物時間測定回路Ｔ２によって測
定された時間は、測距値演算装置２０に供給され、測距
値演算回路２０は、この時間に基づいて第２測定対象物
までの距離を算出する。他方、コンパレータＣ２から出
力されたパルスは、ＲＳフリップフロップＦ２のリセッ
ト入力端子に供給され、ＲＳフリップフロップＦ２がリ
セットされ、その「Ｌ」レベルのＱ出力が、コンパレー
タＣ２のイネーブル端子に供給され、コンパレータＣ２
が動作不可能状態になる。

【００２６】以下、（ｎ−１）番目のゲート回路Ｇｎ−
１まで同様に動作し、ｎ番目のゲート回路ＧｎのＲＳフ
リップフロップＦｎのセット入力端子に供給されるコン
パレータＣ（ｎ−１）からのパルスの立ち下がりエッジ
に応じて、ＲＳフリップフロップＦｎがセットされ、そ
の「Ｈ」レベルのＱ出力が、コンパレータＣｎのイネー
ブル端子に供給され、コンパレータＣｎが動作可能状態
になる。この状態で、コンパレータＣｉの反転入力端子
に、アンプ１０からｎ番目の光パルス検出信号が供給さ
れると、コンパレータＣｎは、矩形状のパルスを第ｎ対
象物時間測定回路Ｔｎに出力する。第ｎ対象物時間測定
回路Ｔｎは、このパルスの立ち上がりエッジに応じて、
時間測定を終了する。第ｎ対象物時間測定回路Ｔｎによ
って測定された時間は、測距値演算装置２０に供給され
る。測距値演算回路２０は、この時間に基づいて第ｎ測
定対象物までの距離を算出する。他方、コンパレータＣ
ｎから出力されたパルスは、ＲＳフリップフロップＦｎ
のリセット入力端子に供給され、ＲＳフリップフロップ
Ｆｎがリセットされ、その「Ｌ」レベルのＱ出力が、コ
ンパレータＣｎのイネーブル端子に供給され、コンパレ
ータＣｎが動作不可能状態になる。

【００２７】このように、図１の実施例によれば、１つ
の光パルスを射出するだけで、距離が異なるｎ個の測定
対象物までの距離を、求めることができる。

【００２８】なお、上記実施例においては、ゲート装置
をＲＳフリップフロップとコンパレータの組み合わせに
より構成したが、本発明は、これに限定されず、種々の
変形を行うことができる。要するに、ｎ個の測定対象物
によって反射された光パルス検出により発生される光パ
ルス検出信号を、ｎ個の時間測定回路のうち対応する時
間測定回路へのみ、時間測定終了信号として供給できれ
ば、どのような構成でもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の距離測定装置によれば、ｎ個の
時間測定回路が、光源から光パルスを発生させるための
発光信号を受けて、それぞれ時間測定を開始し、ゲート
手段が、ｎ個の測定対象物によって反射された光パルス
検出により発生される光パルス検出信号を、ｎ個の時間
測定回路のうち対応する時間測定回路へのみ、時間測定
終了信号として供給するようにしたので、１つの光パル
スを射出するだけで、距離が異なるｎ個の測定対象物ま
での距離を、ｎ個の時間測定回路のそれぞれの時間測定
値に基づいて求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の距離測定装置すなわちレーザ測距装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を示すタイミイングチャー
トである。

【符号の説明】

２発光信号発生回路６半導体レーザ８受光素子１２ゲート装置Ｇ１、Ｇ２、Ｇｎゲート回路Ｃ１、Ｃ２、ＣｎコンパレータＦ１、Ｆ２、ＦｎＲＳフリップフロップＴ１、Ｔ２、Ｔｎ時間測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤真実埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者藤田泰彦埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者吉田久神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地株式会社ニコン横浜製作所内 (72)発明者加山泰永神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地株式会社ニコン横浜製作所内 (72)発明者宮田正史神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地株式会社ニコン横浜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ個（ｎは２以上の正の整数）の測定対
象物までの距離を測定する距離測定装置であって、光源と、前記光源から光パルスを発生させるための発光信号を出
力する発光信号発生手段と、前記発光信号を受けて、それぞれ時間測定を開始するｎ
個の時間測定回路と、前記ｎ個の測定対象物によって反射された光パルスをそ
れぞれ検出して光パルス検出信号を出力する光パルス検
出手段と、前記光パルス検出手段が出力する光パルス検出信号を、
前記ｎ個の時間測定回路のうち対応する時間測定回路へ
のみ、時間測定終了信号として供給するゲート手段とを
備えることを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】前記ゲート手段が、ｎ個のゲート回路を
有し、前記ｎ個のゲート回路のうち１番目のゲート回路は、前
記発光信号を受けると、信号通過可能状態となって、１
番目の光パルス検出信号を１番目の時間測定回路に供給
し、それと同時に、信号通過不可能状態となり、前記ｎ個のゲート回路のうちｉ（ｉは、２以上ｎ以下の
正の整数）番目のゲート回路は、（ｉ−１）番目の光パ
ルス検出信号を受けると、信号通過可能状態となって、
ｉ番目の光パルス検出信号をｉ番目の時間測定回路に供
給し、それと同時に、信号通過不可能状態となることを
特徴とする請求項１記載の距離測定装置。