JPH09236661A - 距離測定方法及び距離測定装置 - Google Patents
距離測定方法及び距離測定装置Info
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- JPH09236661A JPH09236661A JP8291651A JP29165196A JPH09236661A JP H09236661 A JPH09236661 A JP H09236661A JP 8291651 A JP8291651 A JP 8291651A JP 29165196 A JP29165196 A JP 29165196A JP H09236661 A JPH09236661 A JP H09236661A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射波の強度の影響を受けることなく、高精
度に反射物体までの距離を求めることができる距離測定
装置を提供する。 【解決手段】 受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ0 と交差する時刻
（ｔ11，ｔ12）から求められる受信強度に対応する時間
幅Δｔ1 を求め（Ｓ１４０）、続いてスタートパルスＰ
Ａ2 から時刻ｔ11，ｔ22との中間時刻ｔc2までの時間差
Δｔc2を求める（Ｓ１５０）。次にＳ１４０で求められ
た受信強度に対応する時間幅Δｔ1 から図３に示すマッ
プに基づいて補正時間Δα1 を求める（Ｓ１６０）。そ
して、Ｓ１６０で求められた補正時間Δα1 によりＳ１
５０で求められた時間差Δｔc2を補正する。
度に反射物体までの距離を求めることができる距離測定
装置を提供する。 【解決手段】 受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ0 と交差する時刻
（ｔ11，ｔ12）から求められる受信強度に対応する時間
幅Δｔ1 を求め（Ｓ１４０）、続いてスタートパルスＰ
Ａ2 から時刻ｔ11，ｔ22との中間時刻ｔc2までの時間差
Δｔc2を求める（Ｓ１５０）。次にＳ１４０で求められ
た受信強度に対応する時間幅Δｔ1 から図３に示すマッ
プに基づいて補正時間Δα1 を求める（Ｓ１６０）。そ
して、Ｓ１６０で求められた補正時間Δα1 によりＳ１
５０で求められた時間差Δｔc2を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信波を放射して
反射物体による反射波を検出し、反射波を放射した時間
と反射波を検出した時間との差に基づいて、反射物体ま
での距離を算出する距離測定方法及び距離測定装置に関
する。
反射物体による反射波を検出し、反射波を放射した時間
と反射波を検出した時間との差に基づいて、反射物体ま
での距離を算出する距離測定方法及び距離測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば光波やミリ波などのパ
ルス状の送信波を断続的に放射して反射物体により反射
された反射波を検出し、その反射波を放射した時間と、
反射波を検出した時間との差に基づいて反射物体までの
距離を算出する距離測定装置が知られており、次のよう
にして反射物体までの距離を算出している。
ルス状の送信波を断続的に放射して反射物体により反射
された反射波を検出し、その反射波を放射した時間と、
反射波を検出した時間との差に基づいて反射物体までの
距離を算出する距離測定装置が知られており、次のよう
にして反射物体までの距離を算出している。
【０００３】図１６は受波手段にて検出される反射波の
電圧波形を示す線図であり、曲線Ｌ1 は比較的強い反射
波に対応するものであり、曲線Ｌ2 は比較的弱い反射波
に対応するものである。この図１６に例示するように、
受波手段が受波した反射波をその強度に応じた電圧に変
換し、送信波を放射した送信時刻から前記電圧が所定電
圧Ｖ0 に達するまでの時間を検知し、更にその時間に光
速／２を乗ずることによって反射物体までの距離を算出
している。なお、所定電圧Ｖ0 はノイズ成分による影響
を避けるために設定されている。
電圧波形を示す線図であり、曲線Ｌ1 は比較的強い反射
波に対応するものであり、曲線Ｌ2 は比較的弱い反射波
に対応するものである。この図１６に例示するように、
受波手段が受波した反射波をその強度に応じた電圧に変
換し、送信波を放射した送信時刻から前記電圧が所定電
圧Ｖ0 に達するまでの時間を検知し、更にその時間に光
速／２を乗ずることによって反射物体までの距離を算出
している。なお、所定電圧Ｖ0 はノイズ成分による影響
を避けるために設定されている。
【０００４】ところが、受波手段が反射波を受波した時
刻ｔ0 から所定電圧Ｖ0 に達する（時刻ｔ1 ，ｔ2 ）ま
でには所定の遅れ時間が生じる。また、この遅れ時間
は、反射波の強度の影響を受け、例え受波手段が反射波
を受波する時刻ｔ0 が同じ時刻（すなわち反射物体まで
の距離が同一）であっても、比較的強い反射波に対応す
る曲線Ｌ1 では、電圧が時刻ｔ1 にてＶ0 に達するのに
対して、比較的弱い反射波に対応する曲線Ｌ2 では、電
圧はそれより遅い時刻ｔ2 にてＶ0 に達することにな
り、時刻ｔ1 ，ｔ2 の間の時間差ｄ1 の測定誤差を生じ
ることになる。
刻ｔ0 から所定電圧Ｖ0 に達する（時刻ｔ1 ，ｔ2 ）ま
でには所定の遅れ時間が生じる。また、この遅れ時間
は、反射波の強度の影響を受け、例え受波手段が反射波
を受波する時刻ｔ0 が同じ時刻（すなわち反射物体まで
の距離が同一）であっても、比較的強い反射波に対応す
る曲線Ｌ1 では、電圧が時刻ｔ1 にてＶ0 に達するのに
対して、比較的弱い反射波に対応する曲線Ｌ2 では、電
圧はそれより遅い時刻ｔ2 にてＶ0 に達することにな
り、時刻ｔ1 ，ｔ2 の間の時間差ｄ1 の測定誤差を生じ
ることになる。
【０００５】そこで、前記測定誤差を補正するために、
特開平３−６５６７８号公報では、図１７に示すよう
に、受波した信号波形に対して２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1
）を設定し、この２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）と受波し
た信号波形との交点から受波した信号波形の立ち上がり
過程の微分値（ΔＶ／Δｔ）を算出し、この微分値より
受波立ち上がり時点ｔ0 を算出することにより、上述し
た測定誤差を抑えるものが提案されている。
特開平３−６５６７８号公報では、図１７に示すよう
に、受波した信号波形に対して２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1
）を設定し、この２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）と受波し
た信号波形との交点から受波した信号波形の立ち上がり
過程の微分値（ΔＶ／Δｔ）を算出し、この微分値より
受波立ち上がり時点ｔ0 を算出することにより、上述し
た測定誤差を抑えるものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下のような問題点がある。すなわち、上
記従来技術では、受波した信号波形の立ち上がり過程の
微分値（ΔＶ／Δｔ）を算出するものであり、この微分
値（ΔＶ／Δｔ）を量子化誤差（連続的な量を離散的な
数値で表す場合に生じる誤差）を避けて高精度に算出す
るためには、サンプリングタイムに対して相当大きく時
間差Δｔを設定する必要があり（サンプリング定理に基
づく）、この結果２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差
ΔＶをある程度大きく設定する必要がある。
来技術には、以下のような問題点がある。すなわち、上
記従来技術では、受波した信号波形の立ち上がり過程の
微分値（ΔＶ／Δｔ）を算出するものであり、この微分
値（ΔＶ／Δｔ）を量子化誤差（連続的な量を離散的な
数値で表す場合に生じる誤差）を避けて高精度に算出す
るためには、サンプリングタイムに対して相当大きく時
間差Δｔを設定する必要があり（サンプリング定理に基
づく）、この結果２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差
ΔＶをある程度大きく設定する必要がある。
【０００７】また、受波信号にはノイズが重畳している
ため、ノイズの影響を受けずに高精度に微分値を得るた
めにも、２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差ΔＶをあ
る程度大きく設定する必要がある。このように、２つの
閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差ΔＶを大きく設定した場
合、図１７に示すように、比較的強い反射波に対応する
曲線Ｌ1 では、微分値を算出することが可能であるが、
比較的弱い反射波に対応する曲線Ｌ2 では、微分値を算
出することができないという問題点が生じる。
ため、ノイズの影響を受けずに高精度に微分値を得るた
めにも、２つの閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差ΔＶをあ
る程度大きく設定する必要がある。このように、２つの
閾値（Ｖ0 ，Ｖ1 ）のレベル差ΔＶを大きく設定した場
合、図１７に示すように、比較的強い反射波に対応する
曲線Ｌ1 では、微分値を算出することが可能であるが、
比較的弱い反射波に対応する曲線Ｌ2 では、微分値を算
出することができないという問題点が生じる。
【０００８】そこで、本発明は、反射波の強度の影響を
受けることなく、高精度に反射物体までの距離を求める
ことができる距離測定方法及び距離測定装置を提供する
ことを目的とする。
受けることなく、高精度に反射物体までの距離を求める
ことができる距離測定方法及び距離測定装置を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に以下に示す技術手段を採用する。請求項１に記載の技
術手段によれば、誤差補正手段にて受信波の信号レベル
が所定の閾値を越えているあいだの時間幅を求め、この
時間幅に基づいて反射波の強度差により生じる反射物体
までの距離測定誤差を補正する。ここで、受信波の信号
レベルが所定の閾値を越えているあいだの時間幅は、受
信波の強度差と対応し、受信波の強度が小さい時には時
間幅も小さくなり、受信波の強度が大きい時には時間幅
も大きくなるといった対応関係を有しており、この時間
幅は受信波の受信強度を特徴付ける指標となる。従っ
て、時間幅に基づいて、距離測定誤差を補正することに
より、受信波の強度差により生じる反射物体までの距離
測定誤差を補償することができる。
に以下に示す技術手段を採用する。請求項１に記載の技
術手段によれば、誤差補正手段にて受信波の信号レベル
が所定の閾値を越えているあいだの時間幅を求め、この
時間幅に基づいて反射波の強度差により生じる反射物体
までの距離測定誤差を補正する。ここで、受信波の信号
レベルが所定の閾値を越えているあいだの時間幅は、受
信波の強度差と対応し、受信波の強度が小さい時には時
間幅も小さくなり、受信波の強度が大きい時には時間幅
も大きくなるといった対応関係を有しており、この時間
幅は受信波の受信強度を特徴付ける指標となる。従っ
て、時間幅に基づいて、距離測定誤差を補正することに
より、受信波の強度差により生じる反射物体までの距離
測定誤差を補償することができる。
【００１０】請求項２に記載の技術手段によれば、時間
幅演算手段にて受信波の信号が所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を演算し、この時間幅に基づいて時間差
補正手段が時間差計測手段にて計測された時間差を補正
する。この時間幅は受信波の受信強度を特徴付けるもの
であり、この時間幅と補正時間との関係（図３，８参
照）を予め実験等により求めておき、この関係を利用し
て時間差計測手段にて計測された時間差を補正する。こ
の結果、受信波の受波時刻を同一時刻とすることがで
き、受信波の受信強度差による距離測定誤差を補償する
ことができる。
幅演算手段にて受信波の信号が所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を演算し、この時間幅に基づいて時間差
補正手段が時間差計測手段にて計測された時間差を補正
する。この時間幅は受信波の受信強度を特徴付けるもの
であり、この時間幅と補正時間との関係（図３，８参
照）を予め実験等により求めておき、この関係を利用し
て時間差計測手段にて計測された時間差を補正する。こ
の結果、受信波の受波時刻を同一時刻とすることがで
き、受信波の受信強度差による距離測定誤差を補償する
ことができる。
【００１１】請求項３に記載の技術手段によれば、時間
幅演算手段にて受信波の信号が所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を演算し、この時間幅に基づいて距離算
出手段にて算出された反射物体までの距離を補正する。
この時間幅は受信波の受信強度を特徴付けるものであ
り、この時間幅と補正距離との関係（図１４参照）を予
め実験等により求めておき、この関係を利用して距離算
出手段にて算出された反射物体までの距離を補正する。
この結果、受信波の強度差により生じる反射物体までの
距離測定誤差を補償することができる。
幅演算手段にて受信波の信号が所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を演算し、この時間幅に基づいて距離算
出手段にて算出された反射物体までの距離を補正する。
この時間幅は受信波の受信強度を特徴付けるものであ
り、この時間幅と補正距離との関係（図１４参照）を予
め実験等により求めておき、この関係を利用して距離算
出手段にて算出された反射物体までの距離を補正する。
この結果、受信波の強度差により生じる反射物体までの
距離測定誤差を補償することができる。
【００１２】時間幅演算手段は、請求項４に記載のよう
に、受信波の信号レベルが所定の閾値を越えているあい
だ受信波の信号を時間計測手段へ入力する信号レベル判
定手段を備えるよう構成してもよい。請求項５に記載の
技術手段を採用することにより、基準時間差演算手段が
送信波を放射してから時間幅の中間時刻までの時間差を
求めるため、送信波を放射してから受信波の信号が閾値
に上昇するまでの時間差に含まれる測定誤差と、送信波
を放射してから受信波の信号が閾値に下降するまでの時
間差に含まれる測定誤差とが平均化されるため、より高
精度に反射物体までの距離を測定することができる。
に、受信波の信号レベルが所定の閾値を越えているあい
だ受信波の信号を時間計測手段へ入力する信号レベル判
定手段を備えるよう構成してもよい。請求項５に記載の
技術手段を採用することにより、基準時間差演算手段が
送信波を放射してから時間幅の中間時刻までの時間差を
求めるため、送信波を放射してから受信波の信号が閾値
に上昇するまでの時間差に含まれる測定誤差と、送信波
を放射してから受信波の信号が閾値に下降するまでの時
間差に含まれる測定誤差とが平均化されるため、より高
精度に反射物体までの距離を測定することができる。
【００１３】なお、時間差補正手段は、請求項６に記載
の技術手段のように、送信波を放射してから受信波の信
号が閾値に上昇するまでの時間差若しくは受信波の信号
が閾値に下降するまでの時間差を、時間幅に基づいて補
正してもよい。請求項７に記載の技術手段を採用するこ
とにより、上記閾値より高い値に設定された閾値を有す
る他の信号レベル判定手段を備え、この他の信号レベル
判定手段が有する閾値を受信波の信号が越える場合に
は、当該閾値を越えている時間幅に基づいて、時間差計
測手段にて計測された時間差を補正する。受信波は熱雑
音，雑音限界等の影響によりノイズ成分が重畳する。し
たがって比較的強い受信波を受波した場合には、それに
応じて高い閾値でもって時間差計測手段で計測される時
間差および時間幅演算手段で演算される時間幅を求めた
ほうがノイズ成分に起因する測定誤差を小さくすること
ができる。
の技術手段のように、送信波を放射してから受信波の信
号が閾値に上昇するまでの時間差若しくは受信波の信号
が閾値に下降するまでの時間差を、時間幅に基づいて補
正してもよい。請求項７に記載の技術手段を採用するこ
とにより、上記閾値より高い値に設定された閾値を有す
る他の信号レベル判定手段を備え、この他の信号レベル
判定手段が有する閾値を受信波の信号が越える場合に
は、当該閾値を越えている時間幅に基づいて、時間差計
測手段にて計測された時間差を補正する。受信波は熱雑
音，雑音限界等の影響によりノイズ成分が重畳する。し
たがって比較的強い受信波を受波した場合には、それに
応じて高い閾値でもって時間差計測手段で計測される時
間差および時間幅演算手段で演算される時間幅を求めた
ほうがノイズ成分に起因する測定誤差を小さくすること
ができる。
【００１４】請求項８に記載の技術手段を採用すること
により、受信波の信号レベルが所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を求め、この時間幅に基づいて反射物体
までの距離を補正することにより請求項１と同様の効果
を得ることができる。請求項９に記載の技術手段によれ
ば、所定の閾値を越えている時間幅に基づいて時間差を
補正し、この補正された時間差に基づいて反射物体まで
の距離を求めることにより請求項２と同様の効果を得る
ことができる。
により、受信波の信号レベルが所定の閾値を越えている
あいだの時間幅を求め、この時間幅に基づいて反射物体
までの距離を補正することにより請求項１と同様の効果
を得ることができる。請求項９に記載の技術手段によれ
ば、所定の閾値を越えている時間幅に基づいて時間差を
補正し、この補正された時間差に基づいて反射物体まで
の距離を求めることにより請求項２と同様の効果を得る
ことができる。
【００１５】請求項１０に記載の技術手段によれば、送
信波を放射してから時間幅の中間時刻までの時間差を、
時間幅に基づいて補正することにより請求項５と同様の
効果を得ることができる。なお、請求項１１に記載の技
術手段のように、送信波を放射してから中間時刻までの
時間差を、送信波を放射してから受信波の信号レベルが
最大値に達する時刻までの時間差となるように補正して
もよい。
信波を放射してから時間幅の中間時刻までの時間差を、
時間幅に基づいて補正することにより請求項５と同様の
効果を得ることができる。なお、請求項１１に記載の技
術手段のように、送信波を放射してから中間時刻までの
時間差を、送信波を放射してから受信波の信号レベルが
最大値に達する時刻までの時間差となるように補正して
もよい。
【００１６】請求項１２に記載の技術手段によれば、送
信波を放射してから受信波が所定の閾値に上昇するまで
の時間差若しくは受信波が所定の閾値に下降するまでの
時間差を求め、この時間差を時間幅に基づいて補正する
ことにより請求項６と同様の効果を得ることができる。
なお、請求項１３に記載のように、送信波を放射してか
ら受信波が所定の閾値に上昇するまでの時間差若しくは
前記受信波が所定の閾値に下降するまでの時間差を、送
信波を放射してから前記受信波の立ち上がり時刻までの
時間差となるように補正してもよい。
信波を放射してから受信波が所定の閾値に上昇するまで
の時間差若しくは受信波が所定の閾値に下降するまでの
時間差を求め、この時間差を時間幅に基づいて補正する
ことにより請求項６と同様の効果を得ることができる。
なお、請求項１３に記載のように、送信波を放射してか
ら受信波が所定の閾値に上昇するまでの時間差若しくは
前記受信波が所定の閾値に下降するまでの時間差を、送
信波を放射してから前記受信波の立ち上がり時刻までの
時間差となるように補正してもよい。
【００１７】請求項１４に記載の技術手段によれば、更
に、前記所定の閾値より高い値に設定された他の閾値を
有し、前記受信波の信号が、当該他の閾値を越える場合
に、前記受信波が他の閾値を越えている時間幅に基づい
て前記時間差を補正することにより請求項７と同様の効
果を得ることができる。
に、前記所定の閾値より高い値に設定された他の閾値を
有し、前記受信波の信号が、当該他の閾値を越える場合
に、前記受信波が他の閾値を越えている時間幅に基づい
て前記時間差を補正することにより請求項７と同様の効
果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の距離測定装置を、
図に示す一実施形態に基づき説明する。 〔第１実施形態〕図１は本発明の第１実施形態の距離測
定装置１を表す概略構成図である。なお、本実施形態の
距離測定装置１は、自動車に搭載されて前方の障害物
（反射物体）等を検出するためのものである。
図に示す一実施形態に基づき説明する。 〔第１実施形態〕図１は本発明の第１実施形態の距離測
定装置１を表す概略構成図である。なお、本実施形態の
距離測定装置１は、自動車に搭載されて前方の障害物
（反射物体）等を検出するためのものである。
【００１９】本距離測定装置１は、送受信部３１と演算
部３３とを主要部として次のように構成されている。図
１に示すように、送受信部３１は、パルス状のレーザ光
Ｈを、スキャンミラー３５および発光レンズ３７を介し
て放射する半導体レーザダイオード（以下単にレーザダ
イオードと記載）３９と、図示しない障害物に反射され
たレーザ光Ｈを受光レンズ４１を介して受光し、その強
度に対応する電圧を出力する受光素子４３とを備えてい
る。
部３３とを主要部として次のように構成されている。図
１に示すように、送受信部３１は、パルス状のレーザ光
Ｈを、スキャンミラー３５および発光レンズ３７を介し
て放射する半導体レーザダイオード（以下単にレーザダ
イオードと記載）３９と、図示しない障害物に反射され
たレーザ光Ｈを受光レンズ４１を介して受光し、その強
度に対応する電圧を出力する受光素子４３とを備えてい
る。
【００２０】レーザダイオード３９は駆動回路４５を介
して演算部３３に接続され、演算部３３からの駆動信号
によりレーザ光Ｈを放射（発光）する。また、スキャン
ミラー３５にはミラー４７が鉛直軸を中心に揺動可能に
設けられ、演算部３３からの駆動信号がモータ駆動部４
９を介して入力されると、このミラー４７は図示しない
モータの駆動力により揺動する。すると、レーザ光Ｈは
車両の前方において、水平面内の所定角度に渡り掃引照
射される。
して演算部３３に接続され、演算部３３からの駆動信号
によりレーザ光Ｈを放射（発光）する。また、スキャン
ミラー３５にはミラー４７が鉛直軸を中心に揺動可能に
設けられ、演算部３３からの駆動信号がモータ駆動部４
９を介して入力されると、このミラー４７は図示しない
モータの駆動力により揺動する。すると、レーザ光Ｈは
車両の前方において、水平面内の所定角度に渡り掃引照
射される。
【００２１】一方、受光素子４３の出力電圧は、ＳＴＣ
(Sensitivity Time Control)回路５１を介して所定レ
ベルに増幅された後、可変利得アンプ５３に入力され
る。ＳＴＣ回路５１について補足しておく。受信信号強
度は目標物までの距離の４乗に反比例するため、近距離
にリフレクタ等の反射率の高いものがあり、受光強度が
きわめて強くなった場合を補償するためにこのＳＴＣ回
路５１は設けられている。
(Sensitivity Time Control)回路５１を介して所定レ
ベルに増幅された後、可変利得アンプ５３に入力され
る。ＳＴＣ回路５１について補足しておく。受信信号強
度は目標物までの距離の４乗に反比例するため、近距離
にリフレクタ等の反射率の高いものがあり、受光強度が
きわめて強くなった場合を補償するためにこのＳＴＣ回
路５１は設けられている。
【００２２】また、可変利得アンプ５３はＤ／Ａ変換器
５５を介して演算部３３に接続され、演算部３３により
指示されたゲイン（利得）に応じて入力電圧を増幅して
コンパレータ５７に出力する。コンパレータ５７は可変
利得アンプ５３の出力電圧Ｖを所定電圧Ｖ0 と比較し、
Ｖ＞Ｖ0 となったとき所定の受信信号を時間計測回路６
１へ入力する。なお、本発明の信号レベル判定手段がコ
ンパレータ５７に該当する。
５５を介して演算部３３に接続され、演算部３３により
指示されたゲイン（利得）に応じて入力電圧を増幅して
コンパレータ５７に出力する。コンパレータ５７は可変
利得アンプ５３の出力電圧Ｖを所定電圧Ｖ0 と比較し、
Ｖ＞Ｖ0 となったとき所定の受信信号を時間計測回路６
１へ入力する。なお、本発明の信号レベル判定手段がコ
ンパレータ５７に該当する。
【００２３】時間計測回路６１には、演算部３３から駆
動回路４５へ出力される駆動信号も入力され、上記駆動
信号をスタートパルスＰＡ、上記受光信号をストップパ
ルスＰＢとし、２つのパルスＰＡ，ＰＢ間の位相差（す
なわち入力時間差）を２進デジタル信号に符号化して、
その値を演算部３３へ入力する。この時間計測回路６１
は、微小時間を数値化することができ、放射されたレー
ザ光Ｈ１発に対して複数の受信信号があってもそれぞれ
の信号についての時間差を検出することができるもので
ある。この時間計測回路６１が本発明の時間計測手段に
該当する。
動回路４５へ出力される駆動信号も入力され、上記駆動
信号をスタートパルスＰＡ、上記受光信号をストップパ
ルスＰＢとし、２つのパルスＰＡ，ＰＢ間の位相差（す
なわち入力時間差）を２進デジタル信号に符号化して、
その値を演算部３３へ入力する。この時間計測回路６１
は、微小時間を数値化することができ、放射されたレー
ザ光Ｈ１発に対して複数の受信信号があってもそれぞれ
の信号についての時間差を検出することができるもので
ある。この時間計測回路６１が本発明の時間計測手段に
該当する。
【００２４】この時間計測回路６１としては、例えば入
力信号を反転して出力するインバータゲートディレイ回
路を奇数個リング状に連結し、そのリング上でパルスエ
ッジを周回させる奇数段リングオシレータを利用したも
のが考えられる。上記２つのパルスＰＡ，ＰＢ間の位相
差（すなわち入力時間差）は以下のようにして計測され
る。すなわち、スタートパルスＰＡが入力されたときに
上記リングオシレータ上にパルスエッジを周回させ、ス
トップパルスＰＢが入力されたときに、スタートパルス
ＰＡによって起動されたパルスエッジがリングオシレー
タ上の何れのインバータゲートディレイ回路まで到達し
たかを検出することにより、２つのパルスＰＡ，ＰＢ間
の位相差が計測される。
力信号を反転して出力するインバータゲートディレイ回
路を奇数個リング状に連結し、そのリング上でパルスエ
ッジを周回させる奇数段リングオシレータを利用したも
のが考えられる。上記２つのパルスＰＡ，ＰＢ間の位相
差（すなわち入力時間差）は以下のようにして計測され
る。すなわち、スタートパルスＰＡが入力されたときに
上記リングオシレータ上にパルスエッジを周回させ、ス
トップパルスＰＢが入力されたときに、スタートパルス
ＰＡによって起動されたパルスエッジがリングオシレー
タ上の何れのインバータゲートディレイ回路まで到達し
たかを検出することにより、２つのパルスＰＡ，ＰＢ間
の位相差が計測される。
【００２５】また、本時間計測回路６１は、正確な時間
測定を行うために時間分解能の補正機能も備えている。
ここでは、基準信号（例えば水晶発振クロック）を用い
ることによって、完全デジタル回路によるデジタル演算
補正を行っている。従来、デジタル回路を時間測定に用
いる場合は、クロック周期を分解能としていたが、上記
のように構成される時間計測回路６１は、クロック回路
よりもはるかに微小な分解能で時間（上記２つのパルス
ＰＡ，ＰＢ間の位相差）を数値化することができる。そ
のため、放射されたレーザ光Ｈ１発に対して複数の受信
信号があっても（つまり１つのスタートパルスＰＡに対
して２つ以上のストップパルスＰＢがあっても）それぞ
れの信号についての時間差を検出することができるので
ある。
測定を行うために時間分解能の補正機能も備えている。
ここでは、基準信号（例えば水晶発振クロック）を用い
ることによって、完全デジタル回路によるデジタル演算
補正を行っている。従来、デジタル回路を時間測定に用
いる場合は、クロック周期を分解能としていたが、上記
のように構成される時間計測回路６１は、クロック回路
よりもはるかに微小な分解能で時間（上記２つのパルス
ＰＡ，ＰＢ間の位相差）を数値化することができる。そ
のため、放射されたレーザ光Ｈ１発に対して複数の受信
信号があっても（つまり１つのスタートパルスＰＡに対
して２つ以上のストップパルスＰＢがあっても）それぞ
れの信号についての時間差を検出することができるので
ある。
【００２６】図１の構成の説明に戻り、演算部３３は、
時間計測回路６１からの入力時間差と、そのときのミラ
ー４７の揺動角に基づき、障害物までの距離および方向
を算出する。また、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖは
ピークホールド回路６３へも入力され、ピークホールド
回路６３は出力電圧Ｖの極大値を演算部３３へ入力して
いる。
時間計測回路６１からの入力時間差と、そのときのミラ
ー４７の揺動角に基づき、障害物までの距離および方向
を算出する。また、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖは
ピークホールド回路６３へも入力され、ピークホールド
回路６３は出力電圧Ｖの極大値を演算部３３へ入力して
いる。
【００２７】次に、このように構成された距離測定装置
１の距離測定原理について図２および図３に基づき説明
する。図２は距離測定原理を説明する受信波形図であ
り、Ｌ1 は比較的強い反射波を受信した場合の受信波形
を示すものであり、Ｌ2 は比較的弱い反射波を受信した
場合の受信波形を示すものである。また、図３は受信強
度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図
である。
１の距離測定原理について図２および図３に基づき説明
する。図２は距離測定原理を説明する受信波形図であ
り、Ｌ1 は比較的強い反射波を受信した場合の受信波形
を示すものであり、Ｌ2 は比較的弱い反射波を受信した
場合の受信波形を示すものである。また、図３は受信強
度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図
である。
【００２８】そこで、曲線Ｌ1 の立ち上がり過程にコン
パレータ５７によって設定された所定電圧Ｖ0 （以降閾
値と称す）と交差する時刻をｔ11、曲線Ｌ1 の立ち下が
り過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ12、時刻ｔ11と時
刻ｔ12との時間差をΔｔ1 とする。また、曲線Ｌ2 の立
ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ21、曲線Ｌ
2 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ22、
時刻ｔ21と時刻ｔ22との時間差をΔｔ2 とする。
パレータ５７によって設定された所定電圧Ｖ0 （以降閾
値と称す）と交差する時刻をｔ11、曲線Ｌ1 の立ち下が
り過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ12、時刻ｔ11と時
刻ｔ12との時間差をΔｔ1 とする。また、曲線Ｌ2 の立
ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ21、曲線Ｌ
2 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ22、
時刻ｔ21と時刻ｔ22との時間差をΔｔ2 とする。
【００２９】図２から明らかなように、強い反射波に対
応する時間差Δｔ1 と弱い反射波に対応する時間差Δｔ
2 とを対比するとΔｔ1 ＞Δｔ2 の関係が成立する。す
なわち、受信波形が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ
12、ｔ21, ｔ22）によって決定される時間差（Δｔ1 、
Δｔ2 ）の大きさは受信強度と対応し、受信強度が小さ
い時には上記時間差が小さくなり（Δｔ2 ）、受信強度
が大きい時には上記時間差が大きくなる（Δｔ1 ）。し
たがって、この時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）は受信波形の
強度を特徴付ける指標となる。以下この時間差を受信強
度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と称す。
応する時間差Δｔ1 と弱い反射波に対応する時間差Δｔ
2 とを対比するとΔｔ1 ＞Δｔ2 の関係が成立する。す
なわち、受信波形が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ
12、ｔ21, ｔ22）によって決定される時間差（Δｔ1 、
Δｔ2 ）の大きさは受信強度と対応し、受信強度が小さ
い時には上記時間差が小さくなり（Δｔ2 ）、受信強度
が大きい時には上記時間差が大きくなる（Δｔ1 ）。し
たがって、この時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）は受信波形の
強度を特徴付ける指標となる。以下この時間差を受信強
度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と称す。
【００３０】さらに、時刻ｔ11と時刻ｔ12との中間時刻
をｔc2、時刻ｔ21とｔ22との中間時刻をｔc1、曲線Ｌ1
，Ｌ2 が最大電圧に到達する時刻をｔP 、中間時刻ｔc
2と最大電圧に達する時刻ｔp との時間差をΔα1 、中
間時刻ｔc1と最大電圧に達する時刻ｔp との時間差をΔ
α2 とする。なお、中間時刻（ｔc2、ｔc1）と最大電圧
に達する時刻ｔp との時間差を以下補正時間（Δα1 、
Δα2 ）と称す。
をｔc2、時刻ｔ21とｔ22との中間時刻をｔc1、曲線Ｌ1
，Ｌ2 が最大電圧に到達する時刻をｔP 、中間時刻ｔc
2と最大電圧に達する時刻ｔp との時間差をΔα1 、中
間時刻ｔc1と最大電圧に達する時刻ｔp との時間差をΔ
α2 とする。なお、中間時刻（ｔc2、ｔc1）と最大電圧
に達する時刻ｔp との時間差を以下補正時間（Δα1 、
Δα2 ）と称す。
【００３１】すると、上述した受信強度に対応する時間
幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 、Δα2 ）と
の間には所定の対応関係を有する。すなわち、図３に示
すように、受信強度に対応する時間幅が大きくなるにし
たがって補正時間も単調増加する傾向を有している。し
たがって、この図３に示す対応関係を予め実験等により
求めておき、受信強度に対応する時間幅から補正時間を
求めて、この補正時間に基づいて中間時刻（ｔc2、ｔc
1）を最大電圧に達する時刻ｔｐに補正し（図２の矢印
参照）、レーザーダイオード３９が発光してから最大電
圧に達する時刻ｔｐまでの時間差に基づいて反射物体ま
での距離を測定する。
幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 、Δα2 ）と
の間には所定の対応関係を有する。すなわち、図３に示
すように、受信強度に対応する時間幅が大きくなるにし
たがって補正時間も単調増加する傾向を有している。し
たがって、この図３に示す対応関係を予め実験等により
求めておき、受信強度に対応する時間幅から補正時間を
求めて、この補正時間に基づいて中間時刻（ｔc2、ｔc
1）を最大電圧に達する時刻ｔｐに補正し（図２の矢印
参照）、レーザーダイオード３９が発光してから最大電
圧に達する時刻ｔｐまでの時間差に基づいて反射物体ま
での距離を測定する。
【００３２】このようにすることにより、反射波の強度
の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同
一の時刻ｔp までの時間差として反射物体までの距離が
測定される。なお、受信強度に対応する時間幅と補正時
間との関係はマップとして演算部３３のＲＯＭに記憶し
ておけばよい。次に、この距離測定原理を具現化した距
離測定装置１の作動について図４〜図６に基づき説明す
る。図４および図５は時間計測回路６１および演算部３
３が実行する距離測定処理を示すフローチャート、図６
は距離測定時の各種信号を示すタイムチャートである。
なお、以下の説明では、比較的強い反射波を受光した場
合について説明するが、比較的弱い反射波を受光した場
合においても同様の処理を実行すればよい。
の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同
一の時刻ｔp までの時間差として反射物体までの距離が
測定される。なお、受信強度に対応する時間幅と補正時
間との関係はマップとして演算部３３のＲＯＭに記憶し
ておけばよい。次に、この距離測定原理を具現化した距
離測定装置１の作動について図４〜図６に基づき説明す
る。図４および図５は時間計測回路６１および演算部３
３が実行する距離測定処理を示すフローチャート、図６
は距離測定時の各種信号を示すタイムチャートである。
なお、以下の説明では、比較的強い反射波を受光した場
合について説明するが、比較的弱い反射波を受光した場
合においても同様の処理を実行すればよい。
【００３３】まず、図４に示すように、ステップ１００
（以下ステップを単にＳと称す）において、駆動回路４
５に駆動信号を出力し、レーザダイオード３９を発光さ
せる。すなわち、図６のに示すように演算部３３から
レーザダイオード３９を駆動させるための計測開始信号
（スタートパルスＰＡ）が出力され、この計測開始信号
に基づいて駆動回路４５では１次電流を発生し（図６の
参照）、この１次電流をレーザダイオード３９に印加
することにより発光する（図６の参照）。
（以下ステップを単にＳと称す）において、駆動回路４
５に駆動信号を出力し、レーザダイオード３９を発光さ
せる。すなわち、図６のに示すように演算部３３から
レーザダイオード３９を駆動させるための計測開始信号
（スタートパルスＰＡ）が出力され、この計測開始信号
に基づいて駆動回路４５では１次電流を発生し（図６の
参照）、この１次電流をレーザダイオード３９に印加
することにより発光する（図６の参照）。
【００３４】続くＳ１１０では、その発光に対応し、図
示しない反射物体に反射されたレーザ光Ｈを受光レンズ
４１を介して受光する。そしてこの受光したレーザ光Ｈ
は、受光素子４３でその強度に対応する電圧に変換さ
れ、ＳＴＣ回路５１、可変利得アンプ５３を介して所定
レベルに増幅する（図６の参照）。増幅された信号は
出力電圧Ｖとしてコンパレータ５７へ入力する。コンパ
レータ５７では、出力電圧Ｖと所定電圧Ｖ0 と比較して
Ｖ＞Ｖ0 が成立している間、出力電圧Ｖを時間計測回路
６１へ入力する。
示しない反射物体に反射されたレーザ光Ｈを受光レンズ
４１を介して受光する。そしてこの受光したレーザ光Ｈ
は、受光素子４３でその強度に対応する電圧に変換さ
れ、ＳＴＣ回路５１、可変利得アンプ５３を介して所定
レベルに増幅する（図６の参照）。増幅された信号は
出力電圧Ｖとしてコンパレータ５７へ入力する。コンパ
レータ５７では、出力電圧Ｖと所定電圧Ｖ0 と比較して
Ｖ＞Ｖ0 が成立している間、出力電圧Ｖを時間計測回路
６１へ入力する。
【００３５】次にＳ１２０では、図６に示すようにスタ
ートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とストップパ
ルスＰＢの立ち上がりエッジＰＢ1 との時間差ΔＴ1 を
時間計測回路６１にて算出する。同様にＳ１３０におい
て、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とス
トップパルスＰＢの立ち下がりエッジＰＢ2 との時間差
ΔＴ1 ，ΔＴ2 を時間計測回路６１にて計測する（図６
の参照）。
ートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とストップパ
ルスＰＢの立ち上がりエッジＰＢ1 との時間差ΔＴ1 を
時間計測回路６１にて算出する。同様にＳ１３０におい
て、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とス
トップパルスＰＢの立ち下がりエッジＰＢ2 との時間差
ΔＴ1 ，ΔＴ2 を時間計測回路６１にて計測する（図６
の参照）。
【００３６】そして、この時間計測回路６１にて計測さ
れた時間差データΔＴ1 ，ΔＴ2 は、演算部３３の図示
しないＲＡＭに記憶される。続いて、Ｓ１４０では、図
２を用いて説明したように、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ0 と
交差する時刻（ｔ11，ｔ12）から求められる受信強度に
対応する時間幅Δｔ1 を数式１に基づいて求める。
れた時間差データΔＴ1 ，ΔＴ2 は、演算部３３の図示
しないＲＡＭに記憶される。続いて、Ｓ１４０では、図
２を用いて説明したように、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ0 と
交差する時刻（ｔ11，ｔ12）から求められる受信強度に
対応する時間幅Δｔ1 を数式１に基づいて求める。
【００３７】
【数１】Δｔ1 ＝ΔＴ2 −ΔＴ1 次に、Ｓ１５０において、スタートパルスＰＡの立ち上
がりエッジＰＡ2 から時刻ｔ11と時刻ｔ12との中間時刻
ｔc2までの時間差Δｔc2を数式２に基づいて求める。
がりエッジＰＡ2 から時刻ｔ11と時刻ｔ12との中間時刻
ｔc2までの時間差Δｔc2を数式２に基づいて求める。
【００３８】
【数２】Δｔc2＝（ΔＴ1 ＋ΔＴ2 ）／２ 続くＳ１６０では、Ｓ１４０にて求められた受信強度に
対応する時間幅Δｔ1から図３に示すマップに基づいて
補正時間Δα1 を求める。そして、Ｓ１７０では、Ｓ１
５０で求められた中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2をＳ
１６０にて求められた補正時間Δα1 により補正するこ
とにより、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ
2 から受信波形Ｌ1 が最大電圧に達する時刻ｔp までの
時間差Δｔp を数式３に基づき求める。
対応する時間幅Δｔ1から図３に示すマップに基づいて
補正時間Δα1 を求める。そして、Ｓ１７０では、Ｓ１
５０で求められた中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2をＳ
１６０にて求められた補正時間Δα1 により補正するこ
とにより、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッジＰＡ
2 から受信波形Ｌ1 が最大電圧に達する時刻ｔp までの
時間差Δｔp を数式３に基づき求める。
【００３９】
【数３】Δｔp ＝Δｔc2−Δα1 続くＳ１７５では、Ｓ１７０で求められた時間差Δｔp
に光速／２を乗じることにより反射物体までの距離を求
める。なお、上記Ｓ１４０〜Ｓ１７０の処理が本発明の
誤差補正手段に該当し、この中でＳ１４０の処理が時間
幅演算手段に該当し、Ｓ１５０の処理が基準時間差演算
手段に該当し、Ｓ１６０〜Ｓ１７０の処理が時間差補正
手段に該当する。また、上記Ｓ１７５の処理が本発明の
距離算出手段に該当する。
に光速／２を乗じることにより反射物体までの距離を求
める。なお、上記Ｓ１４０〜Ｓ１７０の処理が本発明の
誤差補正手段に該当し、この中でＳ１４０の処理が時間
幅演算手段に該当し、Ｓ１５０の処理が基準時間差演算
手段に該当し、Ｓ１６０〜Ｓ１７０の処理が時間差補正
手段に該当する。また、上記Ｓ１７５の処理が本発明の
距離算出手段に該当する。
【００４０】ところで本実施形態では、演算部３３から
の駆動信号がモータ駆動部４９を介してスキャンミラー
３５に入力されると、ミラー４７が揺動して所定のエリ
アをスキャンする。これによって、レーザ光Ｈは車両の
前方において水平面内の所定角度に渡り掃引照射され
る。したがって、Ｓ１８０では、この所定のエリアを全
てスキャンしたか否かを判断しており、全エリアのスキ
ャンが終了するまで、Ｓ１００〜Ｓ１７５までの処理を
繰り返す。
の駆動信号がモータ駆動部４９を介してスキャンミラー
３５に入力されると、ミラー４７が揺動して所定のエリ
アをスキャンする。これによって、レーザ光Ｈは車両の
前方において水平面内の所定角度に渡り掃引照射され
る。したがって、Ｓ１８０では、この所定のエリアを全
てスキャンしたか否かを判断しており、全エリアのスキ
ャンが終了するまで、Ｓ１００〜Ｓ１７５までの処理を
繰り返す。
【００４１】そして、全エリアのスキャンが終了する
と、Ｓ１９０では、Ｓ１７５において距離データが存在
するか否かを判断する。ここで距離データが一つもない
場合にはＳ２００へ移行し、対象となる目標物がないと
いう情報だけを記憶して、距離データは出力しない。一
方、Ｓ１９０において距離データが存在すると判断され
た場合にはＳ２１０へ移行し、その距離データを距離に
応じてグループ化する。この距離に応じたグループ化に
ついて説明する。上述したように、本実施形態では、ス
キャン方式のレーザ光放射であり、レーザダイオード３
９は、ミラー４７が所定角度揺動する毎に発光するの
で、レーザ光Ｈの放射方向も所定角（例えば０．５度）
毎に不連続に設定される。そのため、放射方向の異なる
レーザ光Ｈに対応する距離データとして区別され、その
ままでは本来は同一の対象物からの反射波に基づく距離
データであっても別のデータとして処理されることとな
る。したがって、近接する距離データ同士をグループ化
している。
と、Ｓ１９０では、Ｓ１７５において距離データが存在
するか否かを判断する。ここで距離データが一つもない
場合にはＳ２００へ移行し、対象となる目標物がないと
いう情報だけを記憶して、距離データは出力しない。一
方、Ｓ１９０において距離データが存在すると判断され
た場合にはＳ２１０へ移行し、その距離データを距離に
応じてグループ化する。この距離に応じたグループ化に
ついて説明する。上述したように、本実施形態では、ス
キャン方式のレーザ光放射であり、レーザダイオード３
９は、ミラー４７が所定角度揺動する毎に発光するの
で、レーザ光Ｈの放射方向も所定角（例えば０．５度）
毎に不連続に設定される。そのため、放射方向の異なる
レーザ光Ｈに対応する距離データとして区別され、その
ままでは本来は同一の対象物からの反射波に基づく距離
データであっても別のデータとして処理されることとな
る。したがって、近接する距離データ同士をグループ化
している。
【００４２】なお、近接とは、種々の条件によって定義
することが考えられるが、レーザ光Ｈの放射方向も加味
し、隣り合う放射方向に対応して非常に近い距離データ
がある場合には、グループ化することが好ましい。なぜ
なら、レーザ光Ｈが先行車両の後部に反射して戻ってき
た場合には、所定角度毎に放射されるレーザ光Ｈの内の
複数が同じ車両に反射すると考えられるからである。
することが考えられるが、レーザ光Ｈの放射方向も加味
し、隣り合う放射方向に対応して非常に近い距離データ
がある場合には、グループ化することが好ましい。なぜ
なら、レーザ光Ｈが先行車両の後部に反射して戻ってき
た場合には、所定角度毎に放射されるレーザ光Ｈの内の
複数が同じ車両に反射すると考えられるからである。
【００４３】続くＳ２２０では、Ｓ２１０においてグル
ープ化された距離データを目標物までの距離として出力
する。上述したように、本実施形態では、受信強度に対
応する時間幅（Δｔ1 ，Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 ，
Δα2 ）との間の対応関係（図３参照）に基づいて、測
定終了時刻が常に時刻ｔp となるように補正するため、
反射波の受信強度の違いによる測定誤差をなくすことが
できる。
ープ化された距離データを目標物までの距離として出力
する。上述したように、本実施形態では、受信強度に対
応する時間幅（Δｔ1 ，Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 ，
Δα2 ）との間の対応関係（図３参照）に基づいて、測
定終了時刻が常に時刻ｔp となるように補正するため、
反射波の受信強度の違いによる測定誤差をなくすことが
できる。
【００４４】また、上記補正時間は、時刻ｔ11と時刻ｔ
12との中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2を基準として補
正処理される。この時間差Δｔc2は、時刻ｔ11までの時
間差ΔＴ1 と時刻ｔ12までの時間差ΔＴ2 を平均化（数
式２参照）することにより求めているため、時間差ΔＴ
1 およびΔＴ2 に含まれる測定誤差も平均化されるた
め、より高精度に反射物体までの距離を測定することが
できる。
12との中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2を基準として補
正処理される。この時間差Δｔc2は、時刻ｔ11までの時
間差ΔＴ1 と時刻ｔ12までの時間差ΔＴ2 を平均化（数
式２参照）することにより求めているため、時間差ΔＴ
1 およびΔＴ2 に含まれる測定誤差も平均化されるた
め、より高精度に反射物体までの距離を測定することが
できる。
【００４５】なお、上記実施形態においては、時間幅Δ
ｔ1 から補正時間Δα1 を演算し（Ｓ１６０）、この補
正時間Δα1 に基づき時間差Δｔc2を補正し（Ｓ１７
０）、補正後の時間差Δｔp に基づき距離データを求め
る（Ｓ１７５）ようにしているが、このステップ１６０
〜１７５の処理に代えて、図１３に示す処理を実行する
ようにしてもよい。
ｔ1 から補正時間Δα1 を演算し（Ｓ１６０）、この補
正時間Δα1 に基づき時間差Δｔc2を補正し（Ｓ１７
０）、補正後の時間差Δｔp に基づき距離データを求め
る（Ｓ１７５）ようにしているが、このステップ１６０
〜１７５の処理に代えて、図１３に示す処理を実行する
ようにしてもよい。
【００４６】すなわち、Ｓ１５０に続くＳ３３０では、
中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2に光速／２を乗じるこ
とにより反射物体までの距離データを求める。ここで、
受信強度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正距
離（Δβ1 、Δβ2 ）との間にも上述した図３と同様の
対応関係（時間幅が大きくなるにしたがって補正距離も
単調増加する傾向（図１４参照））を有している。従っ
て、続くＳ３４０では、Ｓ１４０にて求められた受信強
度に対応する時間幅Δｔ1 から図１６に示すマップに基
づいて補正距離Δβ1 を求める。
中間時刻ｔc2までの時間差Δｔc2に光速／２を乗じるこ
とにより反射物体までの距離データを求める。ここで、
受信強度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正距
離（Δβ1 、Δβ2 ）との間にも上述した図３と同様の
対応関係（時間幅が大きくなるにしたがって補正距離も
単調増加する傾向（図１４参照））を有している。従っ
て、続くＳ３４０では、Ｓ１４０にて求められた受信強
度に対応する時間幅Δｔ1 から図１６に示すマップに基
づいて補正距離Δβ1 を求める。
【００４７】そして、Ｓ３５０では補正距離β1 に基づ
いてＳ３３０で算出された距離データを補正する。この
ように、時間差Δｔc2に基づいてまず距離データを算出
し、この求められた距離データを補正するようにしても
上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
いてＳ３３０で算出された距離データを補正する。この
ように、時間差Δｔc2に基づいてまず距離データを算出
し、この求められた距離データを補正するようにしても
上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】〔第２実施形態〕次に、本発明の第２の実
施形態の距離測定装置１について以下説明する。なお、
本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同様であるた
めここでの説明は省略する。次に、本実施形態の距離測
定装置１の距離測定原理について図７および図８に基づ
き説明する。図７は距離測定原理を説明する受信波形図
であり、Ｌ1 は比較的強い反射波を受信した場合の受信
波形を示すものであり、Ｌ2 は比較的弱い反射波を受信
した場合の受信波形を示すものである。また、図８は受
信強度に対応する時間差と補正時間との対応関係を示す
線図である。
施形態の距離測定装置１について以下説明する。なお、
本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同様であるた
めここでの説明は省略する。次に、本実施形態の距離測
定装置１の距離測定原理について図７および図８に基づ
き説明する。図７は距離測定原理を説明する受信波形図
であり、Ｌ1 は比較的強い反射波を受信した場合の受信
波形を示すものであり、Ｌ2 は比較的弱い反射波を受信
した場合の受信波形を示すものである。また、図８は受
信強度に対応する時間差と補正時間との対応関係を示す
線図である。
【００４９】そこで、上記第１実施形態と同様に、曲線
Ｌ1 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ1
1、曲線Ｌ1 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時
刻をｔ12、時刻ｔ11と時刻ｔ12との時間差をΔｔ1 とす
る。また、曲線Ｌ2 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 を通過
する時刻をｔ21、曲線Ｌ2 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0
と交差する時刻をｔ22、時刻ｔ21と時刻ｔ22との時間差
をΔｔ2 とする。
Ｌ1 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻をｔ1
1、曲線Ｌ1 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時
刻をｔ12、時刻ｔ11と時刻ｔ12との時間差をΔｔ1 とす
る。また、曲線Ｌ2 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 を通過
する時刻をｔ21、曲線Ｌ2 の立ち下がり過程に閾値Ｖ0
と交差する時刻をｔ22、時刻ｔ21と時刻ｔ22との時間差
をΔｔ2 とする。
【００５０】図７から明らかなように、強い反射波に対
応する時間差Δｔ1 と弱い反射波に対応する時間差Δｔ
2 とを対比するとΔｔ1 ＞Δｔ2 の関係が成立する。す
なわち、受信波形が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ
12、ｔ21, ｔ22）によって決定される時間差（Δｔ1 、
Δｔ2 ）の大きさは受信強度と対応し、受信強度が小さ
い時には上記時間差が小さくなり( Δｔ2 ）、受信強度
が大きい時には上記時間差が大きくなる（Δｔ1 ）。し
たがって、この時間差は受信波形の強度を特徴付ける指
標となる。以下この時間差を第１実施形態と同じく受信
強度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と称す。
応する時間差Δｔ1 と弱い反射波に対応する時間差Δｔ
2 とを対比するとΔｔ1 ＞Δｔ2 の関係が成立する。す
なわち、受信波形が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ
12、ｔ21, ｔ22）によって決定される時間差（Δｔ1 、
Δｔ2 ）の大きさは受信強度と対応し、受信強度が小さ
い時には上記時間差が小さくなり( Δｔ2 ）、受信強度
が大きい時には上記時間差が大きくなる（Δｔ1 ）。し
たがって、この時間差は受信波形の強度を特徴付ける指
標となる。以下この時間差を第１実施形態と同じく受信
強度に対応する時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）と称す。
【００５１】さらに、曲線Ｌ1 ，Ｌ2 の立ち上がり時刻
をｔ0 、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ11との時間差をΔ
α1 、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ21との時間差をΔα
2 とする。なお、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ11，時刻
ｔ21との時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）を上記第１実施形態
と同じく補正時間（Δα1 、Δα2 ）と称す。すると、
受信強度に対応する時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正時
間（Δα1 、Δα2 ）との間には所定の対応関係を有す
る。すなわち、図８に示すように、受信強度に対応する
時間幅が大きくなるにしたがって補正時間が単調減少す
る傾向を有している。したがって、この図８に示す対応
関係を予め実験等により求めておき、受信強度に対応す
る時間幅から補正時間を求めて、この補正時間に基づい
て時刻ｔ11，ｔ21を曲線Ｌ1 、Ｌ2 の立ち上がり時刻ｔ
0 に補正し（図８の矢印参照）、レーザーダイオード３
９が発光してから時刻ｔ0 までの時間差に基づいて反射
物体までの距離を測定する。
をｔ0 、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ11との時間差をΔ
α1 、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ21との時間差をΔα
2 とする。なお、立ち上がり時刻ｔ0 と時刻ｔ11，時刻
ｔ21との時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）を上記第１実施形態
と同じく補正時間（Δα1 、Δα2 ）と称す。すると、
受信強度に対応する時間差（Δｔ1 、Δｔ2 ）と補正時
間（Δα1 、Δα2 ）との間には所定の対応関係を有す
る。すなわち、図８に示すように、受信強度に対応する
時間幅が大きくなるにしたがって補正時間が単調減少す
る傾向を有している。したがって、この図８に示す対応
関係を予め実験等により求めておき、受信強度に対応す
る時間幅から補正時間を求めて、この補正時間に基づい
て時刻ｔ11，ｔ21を曲線Ｌ1 、Ｌ2 の立ち上がり時刻ｔ
0 に補正し（図８の矢印参照）、レーザーダイオード３
９が発光してから時刻ｔ0 までの時間差に基づいて反射
物体までの距離を測定する。
【００５２】このようにすることにより、反射波の強度
の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同
一の時刻ｔ0 までの時間差として反射物体までの距離が
測定される。なお、受信強度に対応する時間幅と補正時
間との関係はマップとして演算部３３のＲＯＭに記憶し
ておけばよい。次に、この距離測定原理を具現化した距
離測定装置１の作動について図９に基づき説明する。図
９は時間演算回路６１および演算部３３が実行する距離
測定処理を示すフローチャートでる。なお、以下の説明
では、比較的強い反射波を受光した場合について説明す
るが、比較的弱い反射波を受光した場合においても同様
の処理を実行すればよい。
の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同
一の時刻ｔ0 までの時間差として反射物体までの距離が
測定される。なお、受信強度に対応する時間幅と補正時
間との関係はマップとして演算部３３のＲＯＭに記憶し
ておけばよい。次に、この距離測定原理を具現化した距
離測定装置１の作動について図９に基づき説明する。図
９は時間演算回路６１および演算部３３が実行する距離
測定処理を示すフローチャートでる。なお、以下の説明
では、比較的強い反射波を受光した場合について説明す
るが、比較的弱い反射波を受光した場合においても同様
の処理を実行すればよい。
【００５３】図９に示すフローチャートは、上記第１実
施形態のフローチャート（図４，５）のＳ１４０〜Ｓ１
７５に代えて実行されるものであり、Ｓ１００〜Ｓ１３
０およびＳ１８０〜Ｓ２２０の処理は上記第１実施形態
と同じであるため説明は省略する。Ｓ１３０に続くＳ２
３０では、図７を用いて説明したように、受信波形Ｌ1
が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ12）から求められ
る受信強度に対応する時間幅Δｔ1 を上記第１実施形態
と同様に数式１に基づいて求める。
施形態のフローチャート（図４，５）のＳ１４０〜Ｓ１
７５に代えて実行されるものであり、Ｓ１００〜Ｓ１３
０およびＳ１８０〜Ｓ２２０の処理は上記第１実施形態
と同じであるため説明は省略する。Ｓ１３０に続くＳ２
３０では、図７を用いて説明したように、受信波形Ｌ1
が閾値Ｖ0 と交差する時刻（ｔ11，ｔ12）から求められ
る受信強度に対応する時間幅Δｔ1 を上記第１実施形態
と同様に数式１に基づいて求める。
【００５４】続くＳ２４０では、Ｓ２３０にて求められ
た受信強度に対応する時間幅Δｔ1から図８に示すマッ
プに基づいて補正時間Δα1 を求める。そして、Ｓ２５
０では、Ｓ１２０で求められた時刻ｔ11までの時間差Δ
Ｔ1 をＳ２５０で求められた補正時間Δα1 により補正
することにより、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッ
ジＰＡ2 から受信波形Ｌ1 の立ち上がり時刻ｔ0 までの
時間差Δｔ0 を数式４に基づき求める。
た受信強度に対応する時間幅Δｔ1から図８に示すマッ
プに基づいて補正時間Δα1 を求める。そして、Ｓ２５
０では、Ｓ１２０で求められた時刻ｔ11までの時間差Δ
Ｔ1 をＳ２５０で求められた補正時間Δα1 により補正
することにより、スタートパルスＰＡの立ち上がりエッ
ジＰＡ2 から受信波形Ｌ1 の立ち上がり時刻ｔ0 までの
時間差Δｔ0 を数式４に基づき求める。
【００５５】
【数４】Δｔ0 ＝ΔＴ1 −Δα1 続くＳ２６０では、Ｓ２５０で求められた時間差Δｔ0
に光速／２を乗じることにより反射物体までの距離を演
算する。このように、本実施形態では、受光強度に対応
する時間幅（Δｔ1 ，Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 ，Δ
α2 ）との間の対応関係（図８参照）に基づいて、測定
終了時刻が常に時刻ｔ0 となるように補正するため、反
射波の受信強度の違いによる測定誤差をなくすことがで
きる。
に光速／２を乗じることにより反射物体までの距離を演
算する。このように、本実施形態では、受光強度に対応
する時間幅（Δｔ1 ，Δｔ2 ）と補正時間（Δα1 ，Δ
α2 ）との間の対応関係（図８参照）に基づいて、測定
終了時刻が常に時刻ｔ0 となるように補正するため、反
射波の受信強度の違いによる測定誤差をなくすことがで
きる。
【００５６】なお、本実施形態では、時刻ｔ11までの時
間差ΔＴ1 を、受信波形Ｌ1 の立ち上がり時刻ｔ0 とな
るように補正したが、これに限定されることなく時刻ｔ
12までの時間差ΔＴ2 を補正してもよい。また、第１の
実施形態において詳述したように、時間差ΔＴ1 に基づ
いてまず距離データを算出し、この求められた距離デー
タを補正するようにしてもよい。
間差ΔＴ1 を、受信波形Ｌ1 の立ち上がり時刻ｔ0 とな
るように補正したが、これに限定されることなく時刻ｔ
12までの時間差ΔＴ2 を補正してもよい。また、第１の
実施形態において詳述したように、時間差ΔＴ1 に基づ
いてまず距離データを算出し、この求められた距離デー
タを補正するようにしてもよい。
【００５７】なお、上記Ｓ２３０〜Ｓ２５０の処理が本
発明の誤差補正手段に該当し、この中でＳ２３０の処理
が時間幅演算手段に該当し、Ｓ２４０〜Ｓ２５０の処理
が時間差補正手段に該当する。また、上記Ｓ２６０の処
理が距離算出手段に該当する。 〔第３実施形態〕次に、本発明の第３の実施形態の距離
測定装置１について以下説明する。
発明の誤差補正手段に該当し、この中でＳ２３０の処理
が時間幅演算手段に該当し、Ｓ２４０〜Ｓ２５０の処理
が時間差補正手段に該当する。また、上記Ｓ２６０の処
理が距離算出手段に該当する。 〔第３実施形態〕次に、本発明の第３の実施形態の距離
測定装置１について以下説明する。
【００５８】上記第１および第２実施形態では、演算部
３３により指示されたゲイン（利得）に応じて入力電圧
を増幅してコンパレータ５７に出力し、このコンパレー
タ５７は、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖを所定電圧
Ｖ0 と比較し、Ｖ＞Ｖ0 となったとき所定の受信信号を
時間計測回路６１へ入力する構成について説明した。こ
れに対して、本実施形態では、コンパレータ５７に対し
て並列的にコンパレータ６５を追加した構成としてい
る。そして、このコンパレータ６５の設定電圧Ｖ1 はＶ
1 ＞Ｖ0 と設定され、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖ
をコンパレータ５７ではＶ0 と比較しＶ＞Ｖ0 となった
とき所定の受信信号を時間計測回路６１へ入力するとと
もにコンパレータ６５ではＶ1 と比較してＶ＞Ｖ1 とな
ったとき所定の受信信号を時間計測回路６１へ入力する
よう構成されている。なお、その他の構成については上
記第１および第２実施形態と同様であり説明を省略す
る。また、このコンパレータ６５が、本発明の他の信号
レベル判定手段に該当する。
３３により指示されたゲイン（利得）に応じて入力電圧
を増幅してコンパレータ５７に出力し、このコンパレー
タ５７は、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖを所定電圧
Ｖ0 と比較し、Ｖ＞Ｖ0 となったとき所定の受信信号を
時間計測回路６１へ入力する構成について説明した。こ
れに対して、本実施形態では、コンパレータ５７に対し
て並列的にコンパレータ６５を追加した構成としてい
る。そして、このコンパレータ６５の設定電圧Ｖ1 はＶ
1 ＞Ｖ0 と設定され、可変利得アンプ５３の出力電圧Ｖ
をコンパレータ５７ではＶ0 と比較しＶ＞Ｖ0 となった
とき所定の受信信号を時間計測回路６１へ入力するとと
もにコンパレータ６５ではＶ1 と比較してＶ＞Ｖ1 とな
ったとき所定の受信信号を時間計測回路６１へ入力する
よう構成されている。なお、その他の構成については上
記第１および第２実施形態と同様であり説明を省略す
る。また、このコンパレータ６５が、本発明の他の信号
レベル判定手段に該当する。
【００５９】次に、このように構成された距離測定装置
１の距離測定原理について図１１、図１２及び図１５に
基づき説明する。図１１は本実施形態の距離測定原理を
説明する受信波形拡大図であり、図１２は距離測定時の
各種信号を示すタイミングチャートであり、図１５は本
実施形態の距離測定処理を示すフローチャートである。
１の距離測定原理について図１１、図１２及び図１５に
基づき説明する。図１１は本実施形態の距離測定原理を
説明する受信波形拡大図であり、図１２は距離測定時の
各種信号を示すタイミングチャートであり、図１５は本
実施形態の距離測定処理を示すフローチャートである。
【００６０】上記第１および第２実施形態の説明では、
理想的な受信波形曲線Ｌ1 ，Ｌ2 に基づいて説明した
が、実際の距離測定装置１の受信波形は、熱雑音，雑音
限界等の影響により図１１に示すようにノイズ成分６７
が重畳する。このノイズ成分６７変動幅は包絡線６９で
規定されたようになり、この変動幅は受信強度に対応す
る時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）および時間差ΔＴ1 ，ΔＴ
2 を計測するにあたり測定誤差となる。ここで、受信波
形Ｌ1 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻ｔ11
に生じる変動幅ｄ2 と、受信波形Ｌ1 の立ち上がり過程
に閾値Ｖ1 と交差する時刻ｔ’11に生じる変動幅ｄ3 と
を対比すると、閾値Ｖ0 より所定値高い電圧に設定され
た閾値Ｖ1 に基づいて、時刻ｔ’11までの時間差ΔＴ’
1 を求めた方が受信強度に対応する時間幅（時刻ｔ’11
と時刻ｔ’12との時間幅）および時間差ΔＴ’1に含ま
れる測定誤差の影響を小さく抑えることができる。これ
は、受信波形Ｌ1の立ち上がり過程の中で波形の中間電
圧付近で曲線の勾配が最も急となることに起因するもの
である。
理想的な受信波形曲線Ｌ1 ，Ｌ2 に基づいて説明した
が、実際の距離測定装置１の受信波形は、熱雑音，雑音
限界等の影響により図１１に示すようにノイズ成分６７
が重畳する。このノイズ成分６７変動幅は包絡線６９で
規定されたようになり、この変動幅は受信強度に対応す
る時間幅（Δｔ1 、Δｔ2 ）および時間差ΔＴ1 ，ΔＴ
2 を計測するにあたり測定誤差となる。ここで、受信波
形Ｌ1 の立ち上がり過程に閾値Ｖ0 と交差する時刻ｔ11
に生じる変動幅ｄ2 と、受信波形Ｌ1 の立ち上がり過程
に閾値Ｖ1 と交差する時刻ｔ’11に生じる変動幅ｄ3 と
を対比すると、閾値Ｖ0 より所定値高い電圧に設定され
た閾値Ｖ1 に基づいて、時刻ｔ’11までの時間差ΔＴ’
1 を求めた方が受信強度に対応する時間幅（時刻ｔ’11
と時刻ｔ’12との時間幅）および時間差ΔＴ’1に含ま
れる測定誤差の影響を小さく抑えることができる。これ
は、受信波形Ｌ1の立ち上がり過程の中で波形の中間電
圧付近で曲線の勾配が最も急となることに起因するもの
である。
【００６１】そこで、本実施形態では、２つの閾値Ｖ0
、Ｖ1 を設定し、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ1 を越えるよ
うな強い受信波の場合には、測定誤差の影響が小さくな
る閾値Ｖ1 を用いて時刻ｔ’11までの時間差ΔＴ’1 を
求め、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ1を越えない弱い受信波の
場合には閾値Ｖ0 を用いて時刻ｔ11までの時間差ΔＴ1
を求める。
、Ｖ1 を設定し、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ1 を越えるよ
うな強い受信波の場合には、測定誤差の影響が小さくな
る閾値Ｖ1 を用いて時刻ｔ’11までの時間差ΔＴ’1 を
求め、受信波形Ｌ1 が閾値Ｖ1を越えない弱い受信波の
場合には閾値Ｖ0 を用いて時刻ｔ11までの時間差ΔＴ1
を求める。
【００６２】この処理について、さらに図１２および図
１５に基づいて詳細に説明すると、受信波形Ｌ1 が閾値
Ｖ1 を越えるような強い受信波形の場合には、上記第１
および第２実施形態と同様に、スタートパルスＰＡの立
ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち上が
りエッジＰＢ1 との時間差ΔＴ1 およびスタートパルス
ＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの
立ち下がりエッジＰＢ2 との時間差ΔＴ2 を時間計測回
路６１にて計測する（Ｓ１２０，Ｓ１３０）。さらに、
閾値Ｖ1 に対してはスタートパルスＰＡの立ち上がりエ
ッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち上がりエッジＰ
Ｂ1'との時間差ΔＴ’1 およびスタートパルスＰＡの立
ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち下が
りエッジＰＢ’2 との時間差ΔＴ’2 を時間計測回路６
１にて計測する（Ｓ１２５，１３５）。そして、この時
間計測回路６１にて計測された時間差データΔＴ1 ，Δ
Ｔ2 ，ΔＴ’1 ，ΔＴ’2 は演算部３３の図示しないＲ
ＡＭに記憶される。
１５に基づいて詳細に説明すると、受信波形Ｌ1 が閾値
Ｖ1 を越えるような強い受信波形の場合には、上記第１
および第２実施形態と同様に、スタートパルスＰＡの立
ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち上が
りエッジＰＢ1 との時間差ΔＴ1 およびスタートパルス
ＰＡの立ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの
立ち下がりエッジＰＢ2 との時間差ΔＴ2 を時間計測回
路６１にて計測する（Ｓ１２０，Ｓ１３０）。さらに、
閾値Ｖ1 に対してはスタートパルスＰＡの立ち上がりエ
ッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち上がりエッジＰ
Ｂ1'との時間差ΔＴ’1 およびスタートパルスＰＡの立
ち上がりエッジＰＡ2 とストップパルスＰＢの立ち下が
りエッジＰＢ’2 との時間差ΔＴ’2 を時間計測回路６
１にて計測する（Ｓ１２５，１３５）。そして、この時
間計測回路６１にて計測された時間差データΔＴ1 ，Δ
Ｔ2 ，ΔＴ’1 ，ΔＴ’2 は演算部３３の図示しないＲ
ＡＭに記憶される。
【００６３】続いてＳ１３７では、ΔＴ’1 ，ΔＴ’2
が存在するか否かの判定がなされ、この判定においてΔ
Ｔ’1 ，ΔＴ’2 が存在しない場合にはＳ１４０へ移行
し、時間差ΔＴ1 ，ΔＴ2 を用いて以降第１及び第２実
施形態において詳述したＳ１４０〜Ｓ１７５の処理を実
行する。一方、Ｓ１３７においてΔＴ’1 ，ΔＴ’2が
存在すると判定された場合は、Ｓ１４０’へ移行し、こ
のΔＴ’1 ，ΔＴ’2に基づいてＳ１４０’〜Ｓ１７
５’の処理を実行する。なお、このＳ１４０’〜Ｓ１７
５’の処理は、閾値Ｖ1 に基づくΔＴ’1 およびΔＴ’
2 を用いる点が異なるのみであり、処理内容としてはＳ
１４０〜Ｓ１７５と同様である。なお、Ｓ１００〜Ｓ１
１０及びＳ１８０〜Ｓ２２０の処理は上記第１及び第２
実施形態と同じであるため説明は省略する。
が存在するか否かの判定がなされ、この判定においてΔ
Ｔ’1 ，ΔＴ’2 が存在しない場合にはＳ１４０へ移行
し、時間差ΔＴ1 ，ΔＴ2 を用いて以降第１及び第２実
施形態において詳述したＳ１４０〜Ｓ１７５の処理を実
行する。一方、Ｓ１３７においてΔＴ’1 ，ΔＴ’2が
存在すると判定された場合は、Ｓ１４０’へ移行し、こ
のΔＴ’1 ，ΔＴ’2に基づいてＳ１４０’〜Ｓ１７
５’の処理を実行する。なお、このＳ１４０’〜Ｓ１７
５’の処理は、閾値Ｖ1 に基づくΔＴ’1 およびΔＴ’
2 を用いる点が異なるのみであり、処理内容としてはＳ
１４０〜Ｓ１７５と同様である。なお、Ｓ１００〜Ｓ１
１０及びＳ１８０〜Ｓ２２０の処理は上記第１及び第２
実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００６４】なお、Ｓ１４０〜１７０及びＳ１４０’〜
１７０’が本発明の誤差補正手段に該当し、この中でＳ
１４０及びＳ１４０’の処理が時間幅演算手段に該当
し、Ｓ１５０及び１５０’の処理が基準時間差演算手段
に該当し、Ｓ１６０〜Ｓ１７０及びＳ１６０’〜Ｓ１７
０’の処理が時間差補正手段に該当する。また、上記Ｓ
１７５及びＳ１７５’の処理が本発明の距離算出手段に
該当する。
１７０’が本発明の誤差補正手段に該当し、この中でＳ
１４０及びＳ１４０’の処理が時間幅演算手段に該当
し、Ｓ１５０及び１５０’の処理が基準時間差演算手段
に該当し、Ｓ１６０〜Ｓ１７０及びＳ１６０’〜Ｓ１７
０’の処理が時間差補正手段に該当する。また、上記Ｓ
１７５及びＳ１７５’の処理が本発明の距離算出手段に
該当する。
【００６５】このように、本実施形態においては、閾値
Ｖ0 より高い値の閾値Ｖ1 を設定し、受信波形が閾値Ｖ
1 を越えるような強い受信波の場合は、高い値に設定さ
れた閾値Ｖ1 に基づいて距離測定処理が実行されるた
め、上記第１および第２実施形態の効果に加えて、ノイ
ズ成分に起因する計測誤差をより小さくすることができ
る。
Ｖ0 より高い値の閾値Ｖ1 を設定し、受信波形が閾値Ｖ
1 を越えるような強い受信波の場合は、高い値に設定さ
れた閾値Ｖ1 に基づいて距離測定処理が実行されるた
め、上記第１および第２実施形態の効果に加えて、ノイ
ズ成分に起因する計測誤差をより小さくすることができ
る。
【００６６】なお、Ｓ１６０’において用いられる受光
強度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示すマ
ップは、受信波形の大きさに対して閾値Ｖ0 と閾値Ｖ1
との電圧差が小さいときは、１つのマップで兼用するこ
とができるが、受信波形の大きさに対して電圧差が大き
い時は、閾値Ｖ1 に応じたマップを準備する必要があ
る。
強度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示すマ
ップは、受信波形の大きさに対して閾値Ｖ0 と閾値Ｖ1
との電圧差が小さいときは、１つのマップで兼用するこ
とができるが、受信波形の大きさに対して電圧差が大き
い時は、閾値Ｖ1 に応じたマップを準備する必要があ
る。
【００６７】以上詳述した上記実施形態において、反射
物体までの距離を測定すれば、その測定距離に基づいて
追突防止の制御を実行したり、前方の車両に所定の車間
距離を保って追従走行をする追従走行制御など、種々の
制御に利用することができる。さらに、本実施形態の距
離測定装置１は、自動車に搭載する以外にも種々の用途
に適用することができる。
物体までの距離を測定すれば、その測定距離に基づいて
追突防止の制御を実行したり、前方の車両に所定の車間
距離を保って追従走行をする追従走行制御など、種々の
制御に利用することができる。さらに、本実施形態の距
離測定装置１は、自動車に搭載する以外にも種々の用途
に適用することができる。
【００６８】また、上記実施形態では、半導体レーザダ
イオード１９によってパルス状のレーザ光Ｈを放射して
障害物を検出しているが、それ以外にも電波や超音波等
を使用するような構成でもよい。この場合も上記実施形
態と同様の作用・効果が得られる。すなわち、距離測定
装置１の使用目的に応じた適切な送信波を選択すればよ
い。
イオード１９によってパルス状のレーザ光Ｈを放射して
障害物を検出しているが、それ以外にも電波や超音波等
を使用するような構成でもよい。この場合も上記実施形
態と同様の作用・効果が得られる。すなわち、距離測定
装置１の使用目的に応じた適切な送信波を選択すればよ
い。
【図１】本発明の第１、第２実施形態の距離測定装置を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の距離測定装置の距離測
定原理を説明する受信波形図である。
定原理を説明する受信波形図である。
【図３】本発明の第１実施形態における受信強度に対応
する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図である。
する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図である。
【図４】本発明の第１、第２実施形態の距離測定処理を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１、第２、第３実施形態の距離測定
処理を示すフローチャートである。
処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１、第２実施形態の距離測定時の各
種信号を示すタイムチャートである。
種信号を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態の距離測定装置の距離測
定原理を説明する受信波形図である。
定原理を説明する受信波形図である。
【図８】本発明の第２実施形態における受信強度に対応
する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図である。
する時間幅と補正時間との対応関係を示す線図である。
【図９】本発明の第２実施形態の距離測定処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態の距離測定装置を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の距離測定原理を説明
する受信波形拡大図である。
する受信波形拡大図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の距離測定時の各種信
号を示すタイムチャートである
号を示すタイムチャートである
【図１３】本発明の他の実施形態の距離測定処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１４】本発明の他の実施形態における受信強度に対
応する時間幅と補正距離との対応関係を示す線図であ
る。
応する時間幅と補正距離との対応関係を示す線図であ
る。
【図１５】本発明の第３実施形態の距離測定処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１６】従来の距離測定装置の距離測定原理を示す受
信波形図である。
信波形図である。
【図１７】従来の距離測定装置の距離測定原理を示す受
信波形図である。
信波形図である。
１ 距離測定装置 ３１ 送受信部 ３３ 演算部 ３５ スキャンミラー ３７ 発光レンズ ３９ レーザダイオード ４１ 受光レンズ ４３ 受光素子 ４５ 駆動回路 ４７ ミラー ４９ モータ駆動部 ５１ ＳＴＣ回路 ５３ 可変利得アンプ ５５ Ｄ／Ａ変換器 ５７ コンパレータ ６１ 時間計測回路 ６３ ピークホールド回路 ６５ コンパレータ Ｈ レーザ光
Claims (14)
- 【請求項１】 送信波を放射する送波手段と、 前記送信波が反射物体にて反射された反射波を受信波と
して受波する受波手段と、 前記送波手段が前記送信波を放射してから前記受波手段
が前記受信波を受波するまでの時間差を計測する時間差
計測手段と、 該時間差に基づいて前記反射物体までの距離を算出する
距離算出手段とを備えた距離測定装置において、 前記受信波の信号レベルが所定の閾値を越えているあい
だの時間幅に基づいて、前記受信波の強度差により生じ
る前記反射物体までの距離測定誤差を補正する誤差補正
手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の距離測定装置において、 前記誤差補正手段は、 前記受信波の信号が前記所定の閾値を越えているあいだ
の時間幅を演算する時間幅演算手段と、 前記時間幅に基づいて、前記時間差計測手段にて計測さ
れた時間差を補正する時間差補正手段とを備え、 前記距離算出手段は、前記時間差補正手段にて補正され
た時間差に基づいて前記反射物体までの距離を算出する
ことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の距離測定装置において、 前記誤差補正手段は、 前記受信波の信号が前記所定の閾値を越えているあいだ
の時間幅を演算する時間幅演算手段を備え、 前記時間幅に基づいて、前記距離算出手段にて求められ
る前記反射物体までの距離を補正することを特徴とする
距離測定装置。 - 【請求項４】 請求項２または３に記載の距離測定装置
において、 前記時間幅演算手段は、前記受信波の信号レベルが前記
所定の閾値を越えているあいだ前記受信波の信号を前記
時間計測手段へ入力する信号レベル判定手段を備えたこ
とを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項５】 請求項２に記載の距離測定装置におい
て、 前記時間差補正手段は、 前記送信波を放射してから前記所定の閾値を越えている
あいだの時間幅の中間時刻までの時間差を演算する基準
時間差演算手段を備え、 該基準時間差演算手段にて演算された時間差を前記時間
幅に基づいて補正することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項６】 請求項２に記載の距離測定装置におい
て、 前記時間差補正手段は、 前記送信波を放射してから前記受信波の信号が前記閾値
に上昇するまでの時間差若しくは前記受信波の信号が前
記閾値に下降するまでの時間差を、前記時間幅に基づい
て補正することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項７】 請求項４に記載の距離測定装置におい
て、 更に、 前記所定の閾値より高い値に設定された閾値を有する他
の信号レベル判定手段を備え、 前記受信波の信号が、当該他の信号レベル判定手段が有
する閾値を越える場合に、該閾値を越えている時間幅に
基づいて、前記時間差計測手段にて計測された時間差を
補正することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項８】 送信波を放射してから、この送信波が反
射物体にて反射されて受信波として受波するまでの時間
差を求めることにより、前記反射物体までの距離を求め
る距離測定方法において、 前記受信波の信号レベルが所定の閾値を越えているあい
だの時間幅を求め、この時間幅に基づいて前記反射物体
までの距離を補正することを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の距離測定方法におい
て、 前記所定の閾値を越えているあいだの時間幅に基づいて
前記時間差を補正し、この補正された時間差に基づいて
反射物体までの距離を求めることを特徴とする距離測定
方法。 - 【請求項１０】 請求項８または９に記載の距離測定方
法において、 前記送信波を送波してから前記所定の閾値を越えている
あいだの時間幅の中間時刻までの時間差を求め、この時
間差を前記時間幅に基づいて補正することを特徴とする
距離測定方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の距離測定方法にお
いて、 前記送信波を放射してから前記中間時刻までの時間差
を、前記送信波を放射してから前記受信波の信号レベル
が最大値に達する時刻までの時間差となるように補正す
ることを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項１２】 請求項８または９に記載の距離測定方
法において、 前記送信波を放射してから前記受信波が所定の閾値に上
昇するまでの時間差若しくは前記受信波が所定の閾値に
下降するまでの時間差を求め、この時間差を前記時間幅
に基づいて補正することを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の距離測定方法にお
いて、 前記送信波を放射してから前記受信波が所定の閾値に上
昇するまでの時間差若しくは前記受信波が所定の閾値に
下降するまでの時間差を、前記送信波を放射してから前
記受信波の立ち上がり時刻までの時間差となるように補
正することを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項１４】 請求項８乃至１３のいずれかに記載の
距離測定方法において、 更に、前記所定の閾値より高い値に設定された他の閾値
を有し、前記受信波の信号が、当該他の閾値を越える場
合に、前記受信波が他の閾値を越えている時間幅に基づ
いて前記時間差を補正することを特徴とする距離測定方
法。
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