KR100780259B1 - 거리 측정 방법 및 장치 - Google Patents

거리 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100780259B1
KR100780259B1 KR1020037002715A KR20037002715A KR100780259B1 KR 100780259 B1 KR100780259 B1 KR 100780259B1 KR 1020037002715 A KR1020037002715 A KR 1020037002715A KR 20037002715 A KR20037002715 A KR 20037002715A KR 100780259 B1 KR100780259 B1 KR 100780259B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
measurement
burst
measuring
Prior art date
Application number
KR1020037002715A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030067661A (ko
Inventor
쿠르트 기거
Original Assignee
라이카 게오시스템스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라이카 게오시스템스 아게 filed Critical 라이카 게오시스템스 아게
Publication of KR20030067661A publication Critical patent/KR20030067661A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100780259B1 publication Critical patent/KR100780259B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers
    • G01S7/4915—Time delay measurement, e.g. operational details for pixel components; Phase measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 조준된 측정 대상물로부터 반사되거나 산란된 광학 측정빔의 위상측정에 기초하여 거리를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 이때 상기 측정 대상물에는 측정장치에 의해 방사된, 강도 변조된 광학 측정빔이 공급되고, 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 측정빔은 측정장치 내에 배치된 수신기에 의해 검출되어 전기 측정신호로 변환된다. 그런 다음 상기 전기 측정신호는, 산출된 위상차이로부터 측정장치와 측정 대상물간 거리를 산출할 수 있도록, 공지된 기준 거리를 이동한 측정 광의 일부분의 검출 및 변환으로부터 생성되는 기준신호와 비교된다. 방사된 측정빔은 버스트 변조되고, 수신기의 측정신호는 단지 액티브 버스트 지속시간동안에만 평가된다. 또한 본 발명은 전술한 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.
광빔 방사용 송신기, 광학 측정빔용 수신 광학 소자. 수신기. 필터장치.

Description

거리 측정 방법 및 장치{Method and device for measuring distances}
본 발명은 방법의 독립 청구항 제 1 항의 전제부 또는 장치의 독립 청구항 제 11 항의 전제부를 따르는 거리를 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 유형의 거리측정 장치들은 선행기술로부터 충분히 공지되어 있다. 상기 측정장치들은 수십 미터의 거리측정영역을 포함하며, 종종 휴대장치로서 설계된다. 상기 측정장치는 주로 건축물 측정에서 또는 내부구조 측정에서 예컨대 공간의 3차원 측정을 위해 주로 사용된다. 거리측정 장치에 대한 추가 적용분야는 측지 측정 및 산업용 측정이다. 공지된 장치를 이용한 거리측정의 원리는, 장치에 의해 방사되고 조준된 대상물에 의해 반사된 전자기 빔의 특성 변수의 시간적 변화를 평가하는 것을 기초로 한다. 이를 위해 상기 거리측정 장치는 강도 변조된 빔을 방사하기 위한 송신기를 구비하고 있다. 휴대장치의 경우, 측정점의 조준을 용이하게 하기 위해서, 상기 빔은 주로 가시 파장 스펙트럼의 광빔을 포함한다. 상기 광빔은 조준된 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란되며, 장치 내에 내장된 수신기에 의해 기록된다. 송신기에 의해 방사된 빔에 대해 수신되는 변조된 빔의 시간적 지연으로부터 측정 대상물까지의 거리가 얻어진다.
공지된 거리측정 장치에서는 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 빔을 전기신호로 변환하기 위한 통상의 PIN 포토다이오드 또는 애벌란시(avalanche) 포토다이오드가 검출기로서 사용된다. 거리결정이 위상측정의 측정원리에 기초하는 거리측정 장치가 아주 일반적이다. 이러한 장치들에 있어서 전기 수신신호는 애벌란시 포토다이오드에서 바로, 또는 전치 증폭기의 하류에서 믹서주파수(mixer frequency)와 겹쳐져 저주파 측정신호가 된다. 이러한 저주파 신호에서 위상이 검출되어 기준신호의 위상과 비교된다. 저주파 측정신호의 측정된 위상과 기준 신호의 위상과의 차이는 측정 대상물의 거리에 대한 척도이다.
EP-B-0 738 899에는 가시광선에 대한 레이저 다이오드의 특성과 거리측정 시에 이와 결부된 정확도 문제가 기술되어 있다. 거리측정의 정확도를 개선하기 위해, 상기 명세서에서는, 방사되는 레이저빔을 2ns 미만의 펄스 폭으로 변조하는 것이 제안된다. 상기의 공지된 장치의 변조 주파수는 대략 50MHz의 범위 내에 위치한다. 펄스 폭이 예컨대 1ns이며 주기는 20ns인 펄스에서, 상기의 공지된 장치의 경우에는, 이 장치에서 사용되는 레이저 클래스 2에 대해 여전히 허용되는, 1mW의 평균 출력을 달성하기 위해, 약 20mW의 펄스 출력이 요구된다. 제안된 변조방식은, 연속적인 3mW 모드에 대하여 펄스 출력을 상승시킴으로써, 레이저의 수명의 더 큰 손실을 감수할 필요 없이, 시판되는 3mW 레이저로 여전히 변환 가능하다. 짧은 펄스 및 높은 펄스출력에 의해 레이저 빔의 짧은 가간섭성 길이(coherence length)가 획득된다. 그 결과 조준된 측정 대상물의 대개 거친 표면으로부터 반사된 빔의 일반적 입자 강도분배(granular intensity distribution)가 감소된다. 상기의 입자 강도분배는 스페클(speckle)로도 알려져 있고, 달성 가능한 측정 정확도에 영향을 미친다. 검출기 상으로 입사되는 측정빔에 있어서 스페클의 감소에 의해 mm 범위 내의 측정 정확도가 달성될 수 있다.
기존의 방법 및 장치의 개선 가능성은, 측정빔의 변조 주파수를 더욱더 증가시키는 것에 있다. 주파수가 더 높은 경우, 제로통과의 신호 파형 경사가 커지고, 그로 인해 고유 잡음이 신호레벨에 악영향을 주는 동안의 시간간격(△t)은 단축된다. 그러나 시간간격의 단축은, 필요 정확도로 거리가 결정될 수 있는, 측정영역이 감소한다는 단점을 갖는다. 변조 주파수가 50MHz인 경우 3m의 거리가 필요 정확도로 측정가능한 반면, 주파수가 예컨대 400MHz인 경우에는 단지 37.5cm 이상이 된다. 위상측정에 기초한 거리측정 장치에서는, 근사 거리(approximate distance)를 검출하기 위해, 측정빔의 부가적으로 더 낮은 변조주파수가 사용된다. 그러므로 정밀측정을 위해 변조 주파수가 더 높은 경우, 근사 거리를 측정하기 위해, 비용이 더 증가한다.
공지된 거리측정 장치로 이미 양호한 결과를 달성할 수 있지만, 그럼에도 공지된 거리측정 장치에 비하여 성능을 더 개선시키고자 하는 요구가 있다. 이러한 개선 목적은 예컨대 더 짧은 측정시간, 더 정확한 측정장치, 더 큰 도달거리, 또는 더 작은 수신 광학 부재의 사용에 의한 거리측정 장치의 더 작은 구성이다. 레이저 출력의 제어는 간소화되어야 하며, 축전지 또는 배터리 작동식 휴대장치로서의 거리측정 장치를 설계하는 관점에서 레이저의 전력소비가 감소되어야 한다. 이때 반도체 기술의 계속적인 발전이 고려될 수 있는 거리측정 방법 및 장치가 제공되어야 한다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징부에 기재된 특징을 포함하는 방법에 의해 해결된다. 상기 방법을 실행하기 위한, 본 발명에 따라 설계된 장치는 특히 청구항 제 11 항의 특징부에 기재된 특징들을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예 및/또는 개선예는 종속 청구항에 기재된다.
본 발명에 따른 거리측정 방법은, 조준된 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 광학 측정빔(optical measuring beam)의 위상 측정을 기초로 한다. 이때 측정 대상물에는 측정장치에 의해 방사되고 강도 변조된 광학 측정빔이 가해지고, 측정 대상물에 의해 반사되거나 또는 산란된 측정빔은 측정장치 내에 배치된 수신기에 의해 검출되어, 전기 측정신호로 변환된다. 결정된 위상 차이로부터 측정장치와 측정 대상물간 거리를 결정하기 위해, 상기 전기 측정신호는, 알려진 기준 거리를 이동한 측정광 성분(portion of measuring light)의 검출 및 변환으로부터 발생된 기준신호와 비교된다. 방사된 측정빔은 버스트(burst) 변조되며, 수신기의 측정신호는 액티브 버스트 지속시간(active burst period)에 의존하는 시간간격 동안에만 평가된다.
이때 액티브 버스트 지속시간은 버스트 신호가 인가되는 동안의 지속 시간이다. 버스트 및 변조신호가 인가되지 않는 데드 타임(dead time)의 시퀀스의 주기는 측정 주기라고 한다. 버스트 신호는, 측정주기에 대한 액티브 버스트 지속시간의 비율(%)로 정의되는 충격계수(Duty Cycle)를 갖는다. 이로 인해 버스트 변조는, 변조신호가 측정주기의 전체 지속시간에 걸쳐 거의 연속적으로 인가되는 펄스변조와는 다르다. 버스트 변조의 경우는 변조신호가 단지 측정 주기 중 일부분 동안 인가된다. 그러므로 전술한 정의에 따라 펄스변조의 경우 충격계수는 항상 100%인 반면, 버스트 변조의 경우 상기 값은 항상 100%보다 작다. 버스트 변조는 바람직하게는 구형 변조된 버스트 신호로 이루어진다. 구형 변조된 버스트는 전체적으로 피크 전력을 감소시킨다. 충격계수는 특히 신호/잡음(S/N)-비율에 있어서 달성 가능한 개선에 대한 척도이다. 버스트 신호는 버스트 내부에서 신호 경과의 주기에 의존하는 변조주파수를 갖는다. 액티브 버스트 지속시간에 유사하게 액티브 변조주파수도 정의될 수 있다. 이러한 액티브 변조주파수는 신호가 제로가 아닌 지속시간에 의존한다. 변조주파수에 대한 액티브 변조주파수의 비율로부터 변조주파수의 충격계수(%)가 결정될 수 있다.
액티브 버스트 지속시간 동안에만 수신기의 측정신호를 평가함으로써, 신호/잡음-비율(S/N)이 개선된다. 이는 최대 평균 출력전력이 1mW인 레이저 클래스 2의 레이저의 실시예로 설명된다. 만약 공지된 장치에서 송출된 2.5mW 피크 출력을 가진 측정빔 대신에, 10% 충격계수, 즉 25mW의 피크 출력을 가지는 레이저 버스트가 400MHz의 변조주파수로 방사된다면, 1mW의 평균 레이저 출력이 다시 얻어진다. 수신신호가 액티브 버스트 지속시간 동안에만 평가됨으로써, 만약 연속적인 신호가 합산된다면 발생할 수 있는 동일한 전체 신호가 획득된다. 그러나 주기의 90% 동안 평가가 이루어지지 않는다면, 잡음의 90% 또한 억제된다. 그로부터 계수√(10) 또는 제곱근(10) 만큼 신호/잡음(S/N) 비율의 개선이 실현된다.
또한, 버스트 변조는 레이저 출력 조절의 간소화도 제공하면서, 전류소비량을 감소시킬 수 있다. 예컨대 공지된 거리측정 장치에서 사용되는 것과 같은 시판되는 레이저는 25℃에서 레이저 작용이 개시되는 대략 40mA의 임계 전류 (제어전류)를 갖는다. 레이저 다이오드 후에 접속된 레이저 시준기 내에서 손실이 발생하기 때문에, 레이저 다이오드에서의 레이저 전력은, 장치의 레이저 출사 창의 레이저 클래스와 관련된 전력과 동일하지 않다. 1mW의 출력전력을 가지는 레이저 클래스 2의 장치의 경우, 25℃에서 대략 41mA의 제어전류가 요구된다. 10mW의 출력전력에서, 상기 제어전류는 대략 51mA이다. 평균 출력전력이 1mW인 경우 10mW의 버스트 변조가 10%의 충격계수로서 변조된다면, 평균 제어전류는 대략 5.1mA가 필요하게 된다. 레이저 전압은 더 높은 전류에서 단지 약 10%만 더 증가하기 때문에, 본 실시예에서는 약 계수 9만큼의 제어전력의 감소가 달성된다.
버스트 변조의 또 다른 장점은 레이저 출력의 비임계 제어에 있다. 레이저 클래스 2의 장치에서는, 평균 레이저 출력이 레이저의 모든 작동 조건에서 장치의 레이저 출사 창에서 1mW를 초과하지 않는 것이 보장되어야 한다. 레이저의 제어는 통상 직류에 고주파 변조전류가 중첩되는 방식으로 이루어진다. 상기 직류로 레이저출력이 제어된다. 레이저의 기울기 효율(slope efficiency)이 대략 1mW/mA인 경우, 레이저 전류는 연속 동작에서 원하는 전력 정확도(power accuracy)가 2%인 경우, 평균 출력전력 1mA에 있어서 대략 20㎂로 정확하게 제어되어야 한다. 앞서 기술한 바와 같이 버스트 변조 시에, 전류는 동일한 전력 정확도에서 단지 대략 200㎂의 정확도로 조절되어야 한다. 제어전류의 요구되는 정확도는 버스트 변조의 충격계수의 비율만큼 감소한다.
버스트 변조는, 실제로 하나의 피크만으로 제한되는 액티브 버스트 지속시간을 이용하여 이루어질 수 있다. 그러나 바람직하게는 상기의 액티브 버스트 지속시간은, 이로부터 약 5% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%에 이르는 충격계수가 주어지는 방식으로 선택된다. 버스트 지속시간에 대해 선택된 값을 이용하여, 공지된 측정방법에 대한 충분한 개선이 달성될 수 있다.
버스트 변조의 효과에 있어서는, 방사된 측정빔이 100MHz 이상의 변조 주파수와 10mW 이상의 피크 출력으로 변조되는 것이, 바람직한 것으로 나타났다. 버스트 변조 시에 레이저의 더 높은 피크 출력은 방사된 레이저빔의 가간섭성 길이도 단축시키는데, 왜냐하면 레이저는 펄스폭이 동일하지만 피크 출력이 더 높은 경우에 다수의 모드(mode)를 통해 도약하기 때문이다. 이는 측정장치의 정확도에 바람직하게 작용한다.
본 발명에 따른 방법의 변형예에서, 전기 측정신호는 고주파 믹서주파수의 연속 중첩에 의해 저주파 신호로 변환되고, 버스트 지속시간 동안에만 필터링된다. 이때 상기 믹서주파수는 버스트로서 존재할 수 있다. 상기 믹서주파수는 예컨대 버스트 신호의 변조주파수의 값 ±저주파 신호의 주파수 값에 상응한다. 잡음의 필터링 제거는 아날로그 저주파 신호에서 이루어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 변형예에서 잡음의 필터링 제거는 디지털 신호처리부에서 저주파 신호의 디지털화 후에 실행된다. 버스트 지속시간은 바람직하게는 저주파 측정신호의 주기 지속기간의 대략 1½로 선택된다. 필터가 응답할 수 있기 위해서 버스트 지속시간의 첫 번째 ⅓이 필요하다. 그 후 신호는, 저주파 측정신호의 완전한 1 주기에 상응하는, 버스트 지속시간의 다음 ⅔동안에만 합산된다. 이때 버스트 주파수는 바람직하게는 저주파 측정신호를 충격계수의 계수로 나눈 주파수로 선택된다. 필터의 과도효과에 의해 저주파 측정신호의 ½주기가 상실됨에도 불구하고, A/D 변환기의 샘플링 주파수의 증가 및 사용되는 안티-에일리어싱 필터(anti-aliasing filter)의 최적화에 의해 개선될 수 있는, 충분히 높은 신호/잡음(S/N) 비율의 개선이 여전히 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시의 변형예에서, 전기 측정신호는 단지 버스트 지속시간의 대략 1배 내지 3배에 이르는 시간간격 동안에만, 버스트로서 존재하며 바람직하게는 버스트주파수에 대략 상응하는 고주파 믹서주파수와 중첩되어, 저주파 신호로 변환된다. 그런 다음 저주파 측정신호는 위상변위와 관련해서 평가된다. 버스트 지속시간에 대하여 증가된 혼합 지속시간은, 수신신호가 측정될 거리의 함수로 송신 버스트에 대해 변위된다는 사실을 고려한다. 버스트 주파수는 저주파 신호의 주파수보다 높게 선택된다. 이러한 방법에서 바람직하게는 버스트 주파수가, 근사 거리를 결정하기 위한 근사 주파수로서 사용될 수 있도록 높게 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 변형예에서, 수신기로부터 공급되는 고주파 전기 측정신호가 필터링되고, 후에 접속된 신호평가장치에서 기준신호와 비교되며, 위상변위와 관련해서 평가됨으로써, 소정 거리가 결정될 수 있다. 잡음의 필터링 제거는 바람직하게는 고주파 신호의 디지털화 후에 디지털 신호 처리 장치에서 이루어진다.
본 발명에 따른 거리측정 장치들은, 다음의 선행기술로부터 공지된 거리측정 장치들과 함께 다음의 특징을 공통으로 갖는다: 광빔의 방사를 위한 송신기; 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 광학 측정빔용 수신 광학 소자; 수신 광학 소자 후에 접속되어, 광빔을 전기 측정신호로 변환하기 위한 수신기; 공지된 기준 거리를 통과한 후에 전기 기준신호로 변환될 수 있는 기준빔의 발생 장치; 간섭 신호의 필터링 제거를 위한 필터장치; 측정 대상물의 거리를 결정하여 사용자에게 그 결과를 제공할 수 있도록, 측정신호 및 기준신호의 위상 위치를 검사하기 위한 바람직하게는 디지털 방식의 신호 처리 장치. 본 발명에 따르는 거리측정 장치는, 송신기가 주파수 합성기(synthesizer)와 연결되어 있으며, 상기 주파수 합성기로 방사된 광빔에 버스트 변조된 고주파 변조주파수가 인가될 수 있고, 그리고 전기 측정 및 기준신호의 평가가 버스트 지속시간에 결합되는 것을 특징으로 한다. 이러한 기본적인 구성은 위상측정을 기초로 하는 본 발명에 따른 거리측정 장치의 모든 변형예에 공통사항이다. 광학 기준빔(optical reference beam)은 예컨대 빔 스플리터(beam splitter)에 의해 생성되며, 상기 빔 스플리터는 방사된 광빔을 측정빔과 기준빔으로 분할한다. 이때 기준빔의 빔 경로(beam path)에는 별도의 기준 수신기(reference receiver)가 배치되어 있다. 상기 기준 수신기는 기준빔을 기준 거리의 통과 후에 전기 기준신호로 변환시킨다. 그러나 광빔은 또한 주기적으로 측정 대상물로 안내되거나 또는 기준 거리를 통해 수신기로 안내될 수 있다. 이를 위해 예를 들어 빔 경로 안으로 주기적으로 선회 가능한 편향 거울(deflection mirror)이 제공될 수 있다.
버스트 변조에 있어서, 송신기로는, 바람직하게는 약 630nm 내지 약 650nm 범위의 파장을 가지는 가시광선용 반도체 레이저 다이오드가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 반도체 레이저 다이오드는 요구되는 평균 출력전력으로 작동될 수 있으며, 특히 수명의 단축이 거의 없이 필요한 펄스에너지를 공급할 수 있다.
필터장치가 전기 신호경로 내에 신호 처리 장치의 전방에 배치된 적어도 하나의 고주파필터를 포함하기 때문에, 저주파 신호로의 변환을 생략할 수 있다. 잡음의 필터링 제거는 고주파 측정신호 또는 기준신호 상에서 직접 이루어진다. 그 후 필터링된 신호는 신호처리 장치 내에서 후 처리된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 측정신호 및 기준신호의 전기 신호경로 내에서 각각 주파수 믹서(frequency mixer)가 제공된다. 상기 주파수 믹서는 필터장치 전방에 배치되며, 고주파 믹서주파수와 고주파 전기 측정 또는 기준신호를 겹치게 하는 역할을 한다. 상기 고주파 믹서주파수와 상기 고주파 측정신호 또는 기준신호의 중첩에 의해, 후에 접속된 하나 또는 다수의 저주파 필터에서 잡음 제거된 저주파 측정신호 또는 기준신호가 생성된다. 그런 다음 필터링된 저주파 신호는 디지털화되고, 신호 처리 장치에서 위상위치로부터 측정 대상물의 거리를 결정하기 위해 후 처리된다. 저주파 필터로서 바람직하게는 안티-에일리어싱 필터가 사용된다.
하기에서는 본 발명을 도면에 개략적으로 도시된 실시예와 관련하여 더 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 레이저 다이오드의 특성 변수를 설명하기 위한 다이어그램이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 변형예의 기능을 설명하기 위한 개략도이다.
삭제
도 1은 레이저 다이오드의 출력전력에 대한 광 파장의 의존성을 도시하고 있다. 펄스폭이 동일하고 피크 출력이 더 높은 경우, 레이저는 다수의 모드를 통해 도약한다. 이는 방사된 레이저 광의 가간섭성 길이를 단축시키며, 결과적으로 레이저를 장착한 측정장치의 정확도에 긍정적으로 작용한다. 반도체 기술의 진보는 점점 더 높아지는 주파수로 신호의 생성 및 처리를 가능하게 한다. 이러한 개선된 기술이 거리측정 장치에서는 장치의 출력을 개선하는 데에 사용될 수 있다. 개선점으로는 더 짧은 측정시간, 더 정확한 측정장치, 더 큰 도달거리 또는 점점 더 작아지는 장치 및 이로 인한 더 낮은 수신 신호 레벨을 가진 더 작은 수신 광학 소자가 있다. 주파수가 더 높은 경우 신호는 제로 통과에서 더 큰 기울기를 갖는다. 이로 인해 잡음 신호가 실제 측정신호에 영향을 주는 시간간격은 단축된다.
도 2는 상이한 온도에서 반도체 레이저의 제어특성을 나타낸다. 1mW의 평균 출력 전력에 있어서는, 레이저는 25℃에서 대략 41 mA의 제어전류를 갖는다. 제어특성의 기울기로 인해 10 mA의 출력 전력에서 제어전류는 대략 51mA이다. 레이저의 평균 출력전력이 10배 증가하면, 제어전류는 단지 약 10mA 만큼만 증가하게 된다. 레이저 전압은 제어전류가 상승한 경우 대략 10% 만큼만 더 상승한다.
도 3은 방사된 광빔의 본 발명에 따른 버스트 변조에 대한 특성 값을 도시하고 있다. 버스트 신호 시퀀스(burst signal sequence) S가 인가되는 동안의 지속 시간은 액티브 버스트 지속시간 tBURST-ON 으로 표시된다. 변조신호가 인가되지 않는 데드 타임 및 버스트의 시퀀스의 주기는 측정주기 tBURST 로 표시된다. 버스트 신호는, 액티브 버스트 지속시간 tBURST-ON 대 측정주기 tBURST 의 비율(%)로서 규정된 충격계수를 갖는다. 이로 인해 버스트 변조는, 변조신호가 측정 주기의 전체 지속시간에 걸쳐 거의 연속해서 인가되는 펄스변조와 다르다. 그에 반해 버스트 변조에서는 변조신호가 측정 주기의 일부 동안에만 인가된다. 그러므로, 전술한 규정에 따라 펄스변조에서는 충격계수가 항상 100%인, 반면 버스트 변조에서는 그 값이 항상 100%보다 작다. 버스트 변조는, 바람직하게는 직각 변조된 버스트 신호 S에 의해 이루어진다. 직각 변조된 버스트 S 에 의해 피크 출력이 전체적으로 저하된다. 충격계수는 특히 달성 가능한 신호/잡음(S/N)-비율의 개선에 대한 척도이다. 버스트 신호는, 버스트 내에서 신호경과의 주기 tS 에 의존하는 변조주파수 M을 가진다. 액티브 버스트 지속시간과 유사하게 액티브 변조주파수 MON = 1/tS-ON 도 규정될 수 있다. 이는 신호가 제로가 아닌 동안의 지속 시간에 의존한다. 액티브 변조 주파수 대 변조 주파수의 비율로부터 변조주파수의 충격계수(%)가 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 거리측정 장치의 제 1 변형예에 대한 개략도이다. 레이저 소스(1)에 의해 방사되고, 광 시준기(2)(light collimator)에 의해 시준된 광빔 L은 빔 스플리터(7)에 의해 측정빔과 기준빔으로 분할된다. 측정빔은 거리측정 장치에서부터 거리를 측정해야 하는 측정 대상물에 도달한다. 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 빔 R은 수신 광학 소자(3)에 의해 집광되어, 측정수신기(4) 상으로 안내된다. 측정수신기(4)로서는 예컨대 애벌란시 포토다이오드가 사용되고, 상기 애벌란시 포토다이오드는 전압증배기(5)를 통해 가변 바이어스 전압부(6)(variable bias voltage)에 연결된다. 기준빔은 편향 거울(8) 및 광학계(9)를 통해 기준수신기상으로 안내된다. 기준빔이 통과하는, 빔 스플리터(7)로부터 기준수신기(10)까지의 거리는 공지된 기준 거리를 형성한다.
레이저 소스(1)로부터 방사된 광빔에는, 기준 수정 발진기(13)(reference quartz)에 의해 제어되는 주파수 합성기(12)에 의해 생성되는 고주파 변조주파수 M이 중첩된다. 고주파 변조주파수 M에 의해 수신기(4) 및 기준수신기(10)에서 각각의 고주파 측정신호가 생성된다. 상기 주파수 합성기(12)는 유사하게 높은 주파수의 믹서주파수 F도 생성시키고, 상기 믹서주파수는 연결라인을 통해 주파수 믹서(11) 및 수신기(4)로 동시에 공급된다. 측정 대상물에 의해 반사되거나 또는 산란된 빔용의 수신기(4)는 애벌란시 포토다이오드로서 형성되며, 다이렉트 믹서로서 작동한다. 애벌란시 포토다이오드 대신 PIN 다이오드가 사용되는 경우에는, 주파수 믹서에서 믹서주파수 F가 측정신호와 중첩되도록, 추가의 주파수 믹서가 요구된다. 믹서주파수 F와의 중첩에 의해서, 수신기(4)로부터 생성된 측정신호가 저주파 측정신호 NF로 변환된다. 유사한 방식으로, 고주파 기준신호도 주파수 믹서(11) 내에서 믹서주파수 F와 중첩되어 저주파 교정신호 NF-CAL이 된다. 이때 믹서주파수 F는 바람직하게는 F = (n x M) ± NF가 성립되도록 선택된다. 이로 인해 믹서주파수 F는 변조주파수 M의 정수배를 저주파 신호 NF의 값만큼 증감한 것이다. 이때 n은 제로보다 크다.
저주파 측정신호 NF 또는 교정신호 NF-CAL는 아날로그 스위치(14)를 통해 순차적으로 저주파 필터(15)로 공급되고, 상기 저주파 필터에서 고주파 신호 성분은 필터링 제거된다. 상기의 필터는 안티-에일리어싱 필터인 것이 바람직하다. 필터링되고 증폭된 측정 또는 기준신호는 아날로그/디지털(A/D) 변환기(16) 내에서 디지털화되어, 디지털 신호 처리 장치(17)에서 상기 신호의 위상 위치와 관련해서 평가된다. 상기 위상 위치로부터 측정 대상물의 거리가 추정되며, 상기 거리는 신호 O 로서 출력유닛에 전송된다.
거리측정 장치의 본 발명에 따른 변조는 주파수 합성기(12)에 의해 생성되어, 레이저 소스(1)로부터 방사된 광빔 L에 중첩되는 변조주파수 M으로 이루어진다. 상기 변조는 특히 저주파 측정신호 NF의 주파수보다 작은 주파수를 가진 버스트 B에 의한 버스트 변조이다. 버스트 B에서의 버스트 변조의 결과로 출력되는 측정빔 L은 주기적으로 더 긴 데드 타임의 부분으로 대체된다. 그 결과, 측정신호를 포함하지 않는 긴 부분에 의해 서로 분리되는 측정신호 NF 또는 기준신호 NF-CAL이 생성된다. 디지털 신호 처리 장치(17) 내에서의 저주파 측정신호 NF 또는 기준신호 NF-CAL의 평가는, 마찬가지로 주파수 합성기에 의해 제어되고, 실질적으로 버스트 지속시간에 의존하는 측정시간 E 동안에만 이루어진다. 마찬가지로 주파수 합성기(12)로부터 생성된 믹서주파수 F도 연속적으로 생성될 수 있다. 그러나 상기 믹서주파수는 버스트로도 존재할 수 있으며, 상기 버스트의 주파수는 광빔에 중첩된 변조주파수의 범위 내에 있다.
도 5에 개략적으로 도시된 실시예는 송신 및 수신영역에서 도 4의 실시예와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 그러므로 유사한 구성 소자는 동일한 도면부호를 갖는다. 레이저 소스(1)에 의해 방사되고, 광 시준기(2)에 의해 시준된 광빔 L은 빔 스플리터(7)에 의해 측정 빔 다발과 기준 빔 다발로 분할된다. 측정빔은 거리측정 장치로부터 거리가 측정되어야 하는 측정 대상물에 도달한다. 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 빔 R은 수신 광학 소자(3)에 의해 집광되어, 측정수신기(4)로 안내된다. 수신기로서는 예컨대 애벌란시 포토다이오드가 사용되고, 상기 애벌란시 포토다이오드는 전압증배기(5)를 통해 가변 바이어스 전압부(6)에 연결된다. 기준빔은 편향 거울(8) 및 광학계(9)를 통해 기준수신기로 안내된다. 기준빔이 통과하는, 빔 스플리터(7)로부터 기준수신기(10)까지의 거리는 공지된 기준 거리를 형성한다.
레이저 소스(1)로부터 방사된 광빔에는, 기준 수정 발진기(13)에 의해 제어되는 주파수 합성기(12)에 의해 생성된 고주파 변조주파수 M이 중첩된다. 상기 고주파 변조주파수 M에 의해 수신기(4) 및 기준수신기(10)에서 각각 고주파 측정신호가 생성된다. 주파수 합성기(12)는 유사한 고주파의 믹서주파수 F도 생성하고, 상기 믹서 주파수는 연결라인을 통해 동시에 주파수 믹서(11) 및 수신기(4)로 공급된다. 믹서주파수 F는 후치된 추가 주파수 믹서(21)에서 수신기(4)에 의해 생성된 측정신호에 중첩된다. 믹서주파수 F와의 중첩에 의해, 수신기(4)에 의해 생성된 측정신호는 저주파 측정신호 NF로 변환된다. 유사한 방식으로 고주파 기준신호도 주파수믹서(11) 내에서 믹서주파수 M과 중첩되어 저주파 교정신호 NF-CAL이 된다.
저주파 측정신호 NF 및 저주파 교정신호 NF-CAL은 각각 저주파 필터(21, 22)들로 공급되고, 상기 필터들에서 고주파 신호성분이 필터링된다. 상기 두 개의 필터가 안티-에일리어싱 필터인 것이 바람직하다. 필터링되고 증폭된 측정신호 또는 기준신호는 2개의 입력부를 가진 아날로그/디지털 변환기(23) 내에서 디지털화 되고, 디지털 신호 처리 장치(17) 내에서 상기 신호의 위상 위치에 관련해서 평가된다. 이때 저주파 측정신호 및 기준신호는 동시에 또는 순차적으로도 평가될 수 있다. 상기 위상 위치로부터 측정 대상물의 거리가 추정되며, 상기 거리는 신호(O)로서 출력유닛으로 전송된다.
주파수 합성기(12)에 의해 생성되어, 레이저 소스(1)로부터 방사된 광빔 L에 중첩되는 변조주파수 M은 버스트 변조된다. 이로 인해 측정빔은, 저주파 측정 신호 NF의 주파수보다 큰 주파수를 갖는 버스트 B로 출력된다. 버스트 B로 출력되는 측정빔 L은 주기적으로 더 긴 데드 타임의 부분으로 대체된다. 그 결과 측정신호 NF는 측정신호를 포함하지 않은 더 긴 부분에 의해 서로 분리된다. 마찬가지로 주파수 합성기(12)에 의해 생성된 믹서주파수 F 도 버스트 B* 로서 존재하고, 광빔 S에 중첩된 변조주파수 M의 범위 내에 있는 주파수를 갖는다. 수신기(4) 및 기준수신기(10)의 고주파 신호와 상기 믹서주파수 F와의 혼합은 버스트 지속시간에 의존하는 시간간격 동안에만 이루어진다. 저주파 필터(21, 22) 후에 인가되는 연속적인 저주파 신호 C의 평가는 그 디지털화 후에 디지털 신호 처리 장치(17) 내에서 이루어진다. 상기 신호 처리 장치는 주파수 합성기(12)에 연결되어 있으며, 버스트 지속시간에 의존하는 시간간격 동안에 상기 신호를 평가한다.
도 6 에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 고주파 측정신호 또는 기준신호를 저주파 신호로 변환하는 것을 생략하며, 고주파 신호를 직접 처리한다. 송신 및 수신 영역의 기본 구조는 전술한 실시예의 구조에 상응한다. 그러므로 동일한 구성 소자는 동일한 도면부호를 갖는다. 레이저 소스(1)에 의해 방사되고, 광 시준기(2)에 의해 시준된 광빔 L은 빔 스플리터(7)에 의해 측정 빔 다발과 기준 빔 다발로 분할된다. 측정빔은 거리측정 장치에서부터 거리가 측정되어야 하는 측정 대상물에 도달한다. 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 빔 R은 수신 광학 소자(3)에 의해 집광되어, 측정수신기(4)로 안내된다. 수신기로서는 예컨대 애벌란시 포토다이오드가 사용되고, 상기 애벌란시 포토다이오드는 전압증배기(5)를 통해 가변 바이어스 전압부(6)에 연결된다. 기준빔은 편향 거울(8) 및 광학계(9)를 통해 기준수신기로 안내된다. 기준빔이 통과하는, 빔 스플리터(7)로부터 기준수신기(10)까지의 거리는 공지된 기준 거리를 형성한다.
레이저 소스(1)로부터 방사된 광빔에는, 기준 수정 발진기(13)에 의해 제어되는 주파수 합성기(12)에 의해 생성된 고주파 변조주파수 M이 중첩된다. 상기 변조주파수 M은 버스트 B 변조되고, 광빔 S가 다발(bundle)로 방사되게 한다. 수신기(4) 및 기준빔 경로 내에 배치되는 기준수신기(10) 다음에는, 고주파 측정신호 HF 또는 기준신호 HF-CAL을 증폭시키는 각각의 증폭기(31, 32)가 배치된다. 고주파 측정신호 HF 또는 기준신호 HF-CAL이 믹서주파수와 중첩되지 않기 때문에, 상기 신호들은 방사된 광빔 L의 버스트 변조에 상응하게 역시 다발 P로 인가된다. 고주파 측정신호 HF 또는 기준신호 HF-CAL은 스위치(14)를 통해 순차적으로 고주파 필터(33)로 공급된다. 고주파 필터로서는 예컨대 대역통과 필터(band-pass filter)가 고려된다. 고주파 필터에는 고속 아날로그/디지털(A/D) 변환기(34)가 연결되며, 상기 변환기는 측정 또는 기준신호를 디지털 신호로 변환시키며, 그 후 상기 신호들은 디지털 신호 처리 장치(17) 내에서 상기 신호들의 위상 위치와 관련해서 평가된다. 상기 A/D 변환기(34) 및 디지털 신호 처리 장치(17)는 버스트 지속시간에 따라, 각각 주파수 합성기로부터 클럭 주파수(clock frequency)를 유도한다. 상기 위상 위치로부터 측정 대상물의 소정 거리 O가 결정되고, 정보는 출력장치, 예컨대 디스플레이 또는 프린터로 전송된다. 측정신호 HF 또는 기준신호 HF-CAL은 또한 동시에 디지털화되어 평가될 수 있다. 이 경우 상기 2 개의 신호경로에 대해 하나의 고주파 필터가 필요하다. 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 것은 2개의 입력부를 가진 하나의 공통 A/D 변환기에서 이루어질 수 있거나, 또는 별도의 A/D 변환기가 제공될 수 있다.

Claims (16)

  1. 조준된 측정 대상물로부터 반사되거나 산란된 광학 측정빔의 위상 측정을 기초로 하는 거리측정 방법으로서,
    상기 측정 대상물에, 측정장치에 의해 방사되고 강도 변조된 광학 측정빔을 제공하고 상기 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 측정빔을 상기 측정장치 내에 배치된 수신기에 의해 검출하여 전기 측정 신호로 변환하며, 상기 전기 측정신호는 공지된 기준 거리를 이동한 측정 광의 한 성분의 검출 및 변환으로부터 생성된 기준신호와 비교되고, 결정된 위상차이로부터 상기 측정장치와 상기 측정 대상물 간의 거리를 결정하는, 거리 측정 방법에 있어서,
    상기 방사된 측정빔은 버스트 변조되고, 상기 수신기의 측정신호는 액티브 버스트 지속시간에만 의존하는 시간간격 동안에 평가되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 버스트 지속시간은 5% 내지 50%의 충격계수(Duty Cycle)가 얻어지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방사된 측정빔이 100MHz 보다 큰 변조주파수와 10mW 보다 큰 피크 출력에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 측정신호는 고주파 믹서주파수의 연속 중첩에 의해 저주파 신호로 변환되고, 상기 액티브 버스트 지속시간 동안에만 평가되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 버스트 지속시간은 상기 저주파 측정신호의 지속주기의 약 1½로 선택되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버스트 주파수는, 버스트의 충격계수의 값에 의해 나누어지는 상기 저주파 측정신호의 주파수로 선택되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 측정신호는, 상기 액티브 버스트 지속시간의 1배 ~ 3배인 시간간격 동안 고주파 믹서주파수와 중첩되어 저주파 신호로 변환되며, 상기 저주파 측정신호는 위상변위와 관련해서 평가되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수신기로부터 공급된 고주파 전기 측정신호는 상기 버스트 지속시간의 1배 내지 3배인 시간간격 동안 필터링되어, 신호 평가 장치 내에서 기준 신호와 비교되고, 소정 거리를 결정할 수 있도록, 위상변위와 관련해서 평가되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    버스트 주파수가 근사 거리를 결정하기 위한 근사 주파수로서 사용되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  11. 위상측정의 원리에 따르는 거리측정 장치로서,
    광빔(L) 방사용 송신기(1), 측정 대상물에 의해 반사되거나 산란된 광학 측정빔(R)용 수신 광학 소자(3), 상기 수신 광학 소자(3) 후에 접속되며 광빔을 전기 측정신호를 변환시키기 위한 수신기(4), 간섭 신호의 필터링 제거용 필터장치(15, 21, 33) 및 기준신호와 상기 측정신호를 비교하고 상기 신호들의 위상 위치와 관련해서 검사하여, 측정 대상물의 거리를 결정하고 그 결과를 사용자에게 제공하기 위한 신호 처리 장치(17)를 포함하는 거리를 측정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 송신기(1)는 주파수 합성기(12, 13)와 연결되어 있으며, 상기 주파수 합성기에 의해 방사된 광빔(L)에 버스트 변조된 고주파 변조주파수(M)가 인가될 수 있고, 또한 전기 측정신호 및 기준신호의 평가는 액티브 버스트 지속시간(tBURST-ON)과 결부되어 있는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송신기(1)로서 630nm 내지 650nm의 범위 내의 파장을 가진 가시광선(L)용 반도체 레이저 다이오드가 사용되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기의 방사된 광선(L)으로부터, 기준신호로 변환될 수 있기 전에 공지된 기준 거리를 통해 안내될 수 있는 광학 기준빔을 발생시키는 장치(7)가 상기 방사된 광선(L)의 광로내에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준빔을 발생시키기 위한 장치(7)는 빔 스플리터이고, 기준빔의 광로 내에는 기준 수신기(10)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    필터장치(33)는 전기 신호경로 내 신호 처리 장치(17) 전방에 배치되는 적어도 하나의 고주파 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 버스트 지속시간은 10% 내지 40%의 충격계수(Duty Cycle)가 얻어지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
KR1020037002715A 2000-08-25 2001-08-10 거리 측정 방법 및 장치 KR100780259B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH16682000 2000-08-25
CH166800 2000-08-25
PCT/CH2001/000491 WO2002016964A1 (de) 2000-08-25 2001-08-10 Verfahren und vorrichtung zur entfernungsmessung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030067661A KR20030067661A (ko) 2003-08-14
KR100780259B1 true KR100780259B1 (ko) 2007-11-28

Family

ID=4565826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037002715A KR100780259B1 (ko) 2000-08-25 2001-08-10 거리 측정 방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6864966B2 (ko)
EP (1) EP1311873B1 (ko)
JP (1) JP2004507742A (ko)
KR (1) KR100780259B1 (ko)
CN (1) CN1289919C (ko)
AT (1) ATE520042T1 (ko)
AU (2) AU7953201A (ko)
WO (1) WO2002016964A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101223953B1 (ko) * 2011-07-05 2013-01-21 한국 천문 연구원 표준 시각 동기용 주파수를 이용한 자체 온도 보상 기능을 갖는 고 분해능 정밀 시각 측정 장치 및 방법
KR101539556B1 (ko) * 2014-01-17 2015-07-28 여태운 듀얼 주파수 레이저를 이용한 거리 측정장치

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10235562A1 (de) * 2002-08-03 2004-02-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur optischen Distanzmessung
KR100489436B1 (ko) * 2002-10-25 2005-05-16 한국원자력연구소 펄스형 레이저를 이용한 물체의 거리측정장치 및 그 방법
JP4104991B2 (ja) * 2003-01-16 2008-06-18 株式会社トプコン 光波距離計
GB2421383A (en) * 2004-12-07 2006-06-21 Instro Prec Ltd Surface profile measurement
EP1672383A1 (de) * 2004-12-18 2006-06-21 Leica Geosystems AG Elektronisches Messverfahren
CN100364315C (zh) * 2005-08-24 2008-01-23 英保达资讯（天津）有限公司 内置激光定位测距摄像头的usb闪存盘
EP1757956A1 (de) * 2005-08-24 2007-02-28 Leica Geosystems AG Mehrzielfähiges Distanzmessverfahren nach dem Phasenmessprinzip
CN101263402B (zh) * 2005-09-26 2012-05-30 香港应用科技研究院有限公司 具有调制光探测器的光接收机
US7592615B2 (en) 2005-10-11 2009-09-22 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Optical receiver with a modulated photo-detector
EP1793243A1 (de) * 2005-12-05 2007-06-06 Leica Geosystems AG Verfahren zur Auflösung einer Phasenmehrdeutigkeit
JP4116053B2 (ja) 2006-09-20 2008-07-09 北陽電機株式会社 測距装置
JP5092613B2 (ja) * 2007-08-06 2012-12-05 日産自動車株式会社 距離計測方法および装置、ならびに距離計測装置を備えた車両
KR100912132B1 (ko) * 2007-11-13 2009-08-13 인하대학교 산학협력단 레이저 마커를 이용한 거리측정장치
CN101946189B (zh) * 2008-02-11 2013-10-16 莱卡地球***公开股份有限公司 光电测距设备
US9482755B2 (en) 2008-11-17 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker
JP5014382B2 (ja) 2009-06-17 2012-08-29 株式会社 ソキア・トプコン 光波距離計
US8659749B2 (en) 2009-08-07 2014-02-25 Faro Technologies, Inc. Absolute distance meter with optical switch
DE102009029372A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Messvorrichtung zur Messung einer Entfernung zwischen der Messvorrichtung und einem Zielobjekt mit Hilfe optischer Messstrahlung
US9377885B2 (en) 2010-04-21 2016-06-28 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker
US9400170B2 (en) 2010-04-21 2016-07-26 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker
US8619265B2 (en) 2011-03-14 2013-12-31 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker
US9772394B2 (en) 2010-04-21 2017-09-26 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker
US8615376B2 (en) 2010-05-21 2013-12-24 Sure-Shot Medical Device Inc. Method and apparatus for dimensional measurement
US8401816B2 (en) 2010-05-21 2013-03-19 Sure-Shot Medical Device Inc. Apparatus and method for geometric measurement
US9109877B2 (en) 2010-05-21 2015-08-18 Jonathan S. Thierman Method and apparatus for dimensional measurement
JP5690541B2 (ja) * 2010-09-30 2015-03-25 株式会社トプコン 距離測定装置
US9675250B2 (en) 2010-11-01 2017-06-13 Oxirate, Inc. System and method for measurement of vital signs of a human
CN102176021B (zh) * 2011-01-25 2013-03-27 华中科技大学 一种激光相位法测距装置
US8902408B2 (en) 2011-02-14 2014-12-02 Faro Technologies Inc. Laser tracker used with six degree-of-freedom probe having separable spherical retroreflector
JP5797282B2 (ja) 2011-03-03 2015-10-21 ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド ターゲット装置及び方法
US9164173B2 (en) 2011-04-15 2015-10-20 Faro Technologies, Inc. Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light
US9482529B2 (en) 2011-04-15 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
US9686532B2 (en) 2011-04-15 2017-06-20 Faro Technologies, Inc. System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices
USD688577S1 (en) 2012-02-21 2013-08-27 Faro Technologies, Inc. Laser tracker
GB2504890A (en) 2011-04-15 2014-02-12 Faro Tech Inc Enhanced position detector in laser tracker
EP2568547B1 (de) * 2011-09-06 2014-04-16 Leica Geosystems AG Monitordiodenloser Lasertreiber
EP2597483B8 (de) 2011-11-25 2017-06-07 Safran Vectronix AG Entfernungsmesser
EP2607924A1 (de) 2011-12-23 2013-06-26 Leica Geosystems AG Entfernungsmesser-Justage
WO2013112455A1 (en) 2012-01-27 2013-08-01 Faro Technologies, Inc. Inspection method with barcode identification
US9908182B2 (en) 2012-01-30 2018-03-06 Black & Decker Inc. Remote programming of a power tool
JP5916443B2 (ja) * 2012-03-08 2016-05-11 株式会社トプコン 光波距離計
JP2013195117A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Ricoh Co Ltd 測距装置
CN103991553B (zh) 2013-02-19 2016-02-24 成都海存艾匹科技有限公司 飞机精准着陆辅助装置
US9041914B2 (en) 2013-03-15 2015-05-26 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
EP2789972B1 (de) 2013-04-12 2017-08-16 Hexagon Technology Center GmbH Vermessungsgerät mit verformbarem optischem Element
CN104515997B (zh) * 2013-09-26 2017-08-25 江苏徕兹测控科技有限公司 基于单个液晶光阀相位测量的校准方法及其测距装置
US9606228B1 (en) 2014-02-20 2017-03-28 Banner Engineering Corporation High-precision digital time-of-flight measurement with coarse delay elements
CN104034265B (zh) * 2014-06-14 2016-11-09 哈尔滨工业大学 抗光学混叠的可溯源精测尺相位激光测距装置与方法
US9395174B2 (en) 2014-06-27 2016-07-19 Faro Technologies, Inc. Determining retroreflector orientation by optimizing spatial fit
CN105824028B (zh) * 2016-03-22 2020-06-19 深圳市威睿晶科电子有限公司 一种激光相位测距方法
CN107328354B (zh) * 2016-04-29 2019-05-31 美国西北仪器公司 一种相位式电子卷尺及其长度的测量方法
WO2018009980A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Fastbrick Ip Pty Ltd Boom for material transport
EP3485112B1 (en) 2016-07-15 2021-08-25 Fastbrick IP Pty Ltd Vehicle which incorporates a brick laying machine
US11441899B2 (en) 2017-07-05 2022-09-13 Fastbrick Ip Pty Ltd Real time position and orientation tracker
CN111226090B (zh) 2017-08-17 2023-05-23 快砖知识产权私人有限公司 具有改进的横滚角测量的激光***
WO2019033165A1 (en) 2017-08-17 2019-02-21 Fastbrick Ip Pty Ltd CONFIGURATION OF INTERACTION SYSTEM
WO2019071313A1 (en) 2017-10-11 2019-04-18 Fastbrick Ip Pty Ltd MACHINE FOR CARRYING OBJECTS AND CARROUSEL WITH SEVERAL COMPARTMENTS FOR USE WITH THE SAME
EP3502617B1 (de) 2017-12-21 2021-10-20 Leica Geosystems AG Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung
EP3783305B1 (en) 2019-08-21 2022-03-23 Leica Geosystems AG Drive system in a geodetic measurement instrument
EP3812701B1 (en) 2019-10-23 2022-08-24 Hexagon Technology Center GmbH Online leveling calibration of a geodetic instrument
EP4354084A1 (en) 2022-10-10 2024-04-17 Hexagon Technology Center GmbH In-the-field leveling calibration of a surveying instrument

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1623564B1 (de) * 1967-12-01 1971-08-26 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Entfernungsmessung mit hoher Präzision auf optischem Wege
US3619058A (en) * 1969-11-24 1971-11-09 Hewlett Packard Co Distance measuring apparatus
JPS61218979A (ja) * 1985-03-25 1986-09-29 Matsushita Electric Works Ltd 距離限定型光センサ
JP2509301B2 (ja) * 1988-07-01 1996-06-19 浜松ホトニクス株式会社 光波測距装置
DE4316348A1 (de) * 1993-05-15 1994-11-17 Wild Heerbrugg Ag Vorrichtung zur Distanzmessung
JPH1020036A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 距離測定方法および装置
US5889490A (en) * 1996-08-05 1999-03-30 Wachter; Eric A. Method and apparatus for improved ranging
US5745437A (en) * 1996-08-05 1998-04-28 Wachter; Eric A. Method and apparatus for coherent burst ranging
DE19643287A1 (de) * 1996-10-21 1998-04-23 Leica Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Entfernungsmeßgeräten
EP1012627B1 (de) 1997-09-10 2002-10-23 Riegl Laser Measurement Systems Gmbh Opto-elektronisches messverfahren und opto-elektronische messeinrightung
AT405105B (de) * 1997-09-10 1999-05-25 Riegl Laser Measurement Sys Opto-elektronisches messverfahren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
none

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101223953B1 (ko) * 2011-07-05 2013-01-21 한국 천문 연구원 표준 시각 동기용 주파수를 이용한 자체 온도 보상 기능을 갖는 고 분해능 정밀 시각 측정 장치 및 방법
KR101539556B1 (ko) * 2014-01-17 2015-07-28 여태운 듀얼 주파수 레이저를 이용한 거리 측정장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20030164938A1 (en) 2003-09-04
EP1311873A1 (de) 2003-05-21
AU2001279532B2 (en) 2006-06-08
AU7953201A (en) 2002-03-04
ATE520042T1 (de) 2011-08-15
CN1289919C (zh) 2006-12-13
WO2002016964A1 (de) 2002-02-28
JP2004507742A (ja) 2004-03-11
KR20030067661A (ko) 2003-08-14
EP1311873B1 (de) 2011-08-10
CN1449501A (zh) 2003-10-15
US6864966B2 (en) 2005-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100780259B1 (ko) 거리 측정 방법 및 장치
US8279421B2 (en) Optical-electronic distance measuring device
RU2111510C1 (ru) Лазерное устройство для измерения расстояния
Palojarvi et al. Integrated time-of-flight laser radar
EP0640846B1 (en) Optical measuring apparatus
JP4104991B2 (ja) 光波距離計
JP3151581B2 (ja) 光波距離計
Palojarvi et al. Pulsed time-of-flight laser radar module with millimeter-level accuracy using full custom receiver and TDC ASICs
US11520023B2 (en) High-speed time-of-interference light detection and ranging apparatus
Koskinen et al. Comparison of continuous-wave and pulsed time-of-flight laser range-finding techniques
RU2744932C1 (ru) Лидарное измерительное устройство
Olyaee et al. Comparison of TOF, FMCW and phase-shift laser range-finding methods by simulation and measurement
JP2009544984A (ja) 気体速度センサ
US5710621A (en) Heterodyne measurement device and method
JP2023142441A (ja) 光波距離計
JP3439282B2 (ja) 光信号計測装置
JPH05333151A (ja) 測距装置
EP4293384A1 (en) High-speed time-of-interference light detection and ranging apparatus
CN116482702A (zh) 一种测量***及其测量方法
JPH1031072A (ja) 光測距装置
US20220146411A1 (en) Lidar system for diffential absorption and background distance measurements
Lim et al. Distance measurement using the change in junction voltage across a laser diode due to the self-mixing effect
Agishev et al. Development features of atmospheric LD ladar based on the CW-FM-range-finding principles
Lytkine et al. Range-resolved gas concentration measurements using tunable semiconductor lasers
CN115267818A (zh) 基于双f-p干涉仪和多纵模激光的米散射多普勒激光雷达***

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee