JPH0457984B2 - - Google Patents
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- JPH0457984B2 JPH0457984B2 JP14218987A JP14218987A JPH0457984B2 JP H0457984 B2 JPH0457984 B2 JP H0457984B2 JP 14218987 A JP14218987 A JP 14218987A JP 14218987 A JP14218987 A JP 14218987A JP H0457984 B2 JPH0457984 B2 JP H0457984B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、距離情報と視覚情報とを同時に得る
ことができるレーザレーダ視覚センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a laser radar visual sensor that can simultaneously obtain distance information and visual information.
従来の技術
従来、この種のレーザレーダ視覚センサとして
は、例えばアプライド・オプテイクス、第23巻
2565頁、1984年(Appl.Optics,Vol23,P2565,
1984)に示されているような構成が知られてい
る。以下、上記従来のレーザレーダ視覚センサに
ついて第2図を参照しながら説明する。BACKGROUND TECHNOLOGY Conventionally, this type of laser radar vision sensor has been disclosed in, for example, Applied Optics, Vol. 23.
2565 pages, 1984 (Appl.Optics, Vol23, P2565,
1984) is known. The conventional laser radar visual sensor will be described below with reference to FIG. 2.
第2図に示すようにレーザ発振器21から出射
されたレーザ光はビームスプリツタ22により信
号レーザ光23と参照レーザ光24とに分離され
る。信号レーザ光は周波数シフタ25により周波
数シフトされ、変調器26により正弦波的に強度
変調される。強度変調された信号レーザ光27は
二次元スキヤナ28により二次元走査され、対象
物29を照射する。対象物29の表面から反射し
た反射レーザ光30は再び二次元スキヤナ28を
通り、上記ビームスプリツタ22により分離され
た参照レーザ光24とビームスプリツタ32によ
り混合されて検出器31へ導かれ、ヘテロダイン
検波が行われる。検出器31からの信号はプリア
ンプ33より増幅され、強度変調の搬送波の周波
数と同じ周波数の帯域フイルタ34に通され、復
調器35により復調された後、測距のための位相
検出器36と、視覚情報のための強度変調検出器
37によりそれぞれ距離情報および反射レーザ光
輝度情報が得られる。 As shown in FIG. 2, a laser beam emitted from a laser oscillator 21 is separated by a beam splitter 22 into a signal laser beam 23 and a reference laser beam 24. The signal laser beam is frequency-shifted by a frequency shifter 25 and intensity-modulated by a modulator 26 in a sinusoidal manner. The intensity-modulated signal laser beam 27 is two-dimensionally scanned by a two-dimensional scanner 28 and irradiates a target object 29 . The reflected laser beam 30 reflected from the surface of the object 29 passes through the two-dimensional scanner 28 again, is mixed with the reference laser beam 24 separated by the beam splitter 22, and is guided to the detector 31 by the beam splitter 32. Heterodyne detection is performed. The signal from the detector 31 is amplified by a preamplifier 33, passed through a bandpass filter 34 with the same frequency as the frequency of the carrier wave for intensity modulation, and demodulated by a demodulator 35, followed by a phase detector 36 for distance measurement; An intensity modulation detector 37 for visual information provides distance information and reflected laser light intensity information, respectively.
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような従来のレーザレーダ視覚セ
ンサの構成では、対象物29の材質によつては検
出器31により反射信号を検出することができ
ず、対象物29が見えないことがある。すなわ
ち、対象物29のレーザ光27に対する反射率が
非常に小さい場合であつて、対象物からの反射光
が検出器31の検出能力よりも小さくなれば検出
不能となる。また対象物29のレーザ光27に対
する反射率が大きく、しかも対象物29が傾いて
いる場合には、出射したレーザ光27の大部分の
エネルギーが他方へ反射されて検出器31に戻つ
てこないので、検出不能となる。従つて視覚セン
サから情報を得ることは困難であり、視覚センサ
としての役割を果さないことになる。Problems to be Solved by the Invention However, in the configuration of such a conventional laser radar vision sensor, depending on the material of the object 29, the reflected signal cannot be detected by the detector 31, and the object 29 may be Sometimes you can't see it. That is, if the reflectance of the target object 29 to the laser beam 27 is very small and the reflected light from the target object becomes smaller than the detection ability of the detector 31, it becomes undetectable. Furthermore, if the object 29 has a large reflectance to the laser beam 27 and the object 29 is tilted, most of the energy of the emitted laser beam 27 will be reflected to the other side and will not return to the detector 31. , becomes undetectable. Therefore, it is difficult to obtain information from the visual sensor, and the visual sensor does not function as a visual sensor.
そこで、本発明は、上記のような従来例の問題
点を解決するもので、出射したレーザ光が吸収さ
れたり、他方へ反射されたりする対象物であつて
も、これを検知し、可視化することができるよう
にしたレーザレーダ視覚センサを提供しようとす
るものである。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional example, and even if the emitted laser light is absorbed by the object or is reflected to the other object, it can be detected and visualized. It is an object of the present invention to provide a laser radar visual sensor that can perform the following functions.
問題点を解決するための手段
そして上記問題点を解決するための本発明の技
術的な手段は、
赤外線レーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射した前記赤外線レー
ザ光を強度変調する音響光学変調素子と、
この音響光学変調素子により強度変調された赤
外線レーザ光を対象物に対し二次元照射するとと
もに、当該赤外線レーザ光がその対象物から反射
してくる反射赤外線レーザ光、及びその対象物自
らの対象物赤外輻射光の双方を少なくとも受光す
るスキヤナと、
そのスキヤナを介して受光した前記対象物から
の前記反射赤外線レーザ光、及び対象物赤外輻射
光の双方を少なくとも光電変換する赤外線検出器
と、
その赤外線検出器の出力から、前記反射赤外線
レーザ光に対応した第1の信号成分を分離するこ
とにより、前記反射赤外線レーザ光の輝度情報を
出力する第1のフイルタと、
前記赤外線検出器の出力から、前記対象物赤外
輻射光に対応した第2の信号成分を分離すること
により、前記対象物の赤外輻射による輝度情報を
出力する第2のフイルタと、
前記音響光学変調素子が強度変調した前記赤外
線レーザ光の出力に対する、前記第1のフイルタ
の出力の位相遅れを検出することにより、当該位
相遅れを前記対象物までの距離情報として出力す
る位相検出器とを具備したものである。Means for Solving the Problems Technical means of the present invention for solving the above problems include: a laser oscillator that emits infrared laser light; and intensity modulation of the infrared laser light emitted from the laser oscillator. an acousto-optic modulation element; an infrared laser beam whose intensity is modulated by the acousto-optic modulation element is two-dimensionally irradiated onto an object; and a reflected infrared laser beam in which the infrared laser beam is reflected from the object; a scanner that receives at least both the object infrared radiation of the object itself; and photoelectric conversion of both the reflected infrared laser beam from the object and the object infrared radiation received through the scanner. a first filter that outputs brightness information of the reflected infrared laser beam by separating a first signal component corresponding to the reflected infrared laser beam from the output of the infrared detector; a second filter that outputs brightness information due to the infrared radiation of the object by separating a second signal component corresponding to the object's infrared radiation from the output of the infrared detector; a phase detector that detects a phase lag of the output of the first filter with respect to the output of the infrared laser beam intensity-modulated by the optical modulation element, and outputs the phase lag as distance information to the object; It is equipped with
作 用 上記技術的手段による作用は次のようになる。Effect The effects of the above technical means are as follows.
すなわち、対象物からの反射レーザ光と赤外輻
射光とを同一の赤外線検出器で検出し、フイルタ
を用いて両者を分離して測定し得るようにしてい
るので、反射レーザ光が得られないような対象物
の場合には赤外輻射光が増加し、輝度情報により
可視化することができる。 In other words, the reflected laser light and the infrared radiation from the object are detected by the same infrared detector, and a filter is used to separate the two so that they can be measured, so the reflected laser light cannot be obtained. In the case of such an object, infrared radiation increases and can be visualized using brightness information.
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。第1図は本発明の一実施例におけ
るレーザレーダ視覚センサの構成図である。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a laser radar visual sensor in one embodiment of the present invention.
第1図において、1はレーザ発振器、3は音響
光学変調素子、4は穴開き鏡、5は二次元スキヤ
ナ、6は対象物、9はレンズ、10は赤外線検出
器、11はプリアンプ、12は帯域フイルタ
(BPF)、13は位相検出器、14は低減フイル
タ(LPF)である。 In FIG. 1, 1 is a laser oscillator, 3 is an acousto-optic modulator, 4 is a perforated mirror, 5 is a two-dimensional scanner, 6 is an object, 9 is a lens, 10 is an infrared detector, 11 is a preamplifier, and 12 is a A bandpass filter (BPF), 13 a phase detector, and 14 a reduction filter (LPF).
次に上記実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.
レーザ発振器1から出射したレーザ光2は音響
光学変調素子3により正弦波的に強度変調され、
穴開き鏡4の中心の穴を通り、二次元スキヤナ5
により対象物6に照射される。対象物6からの反
射レーザ光8は二次元スキヤナ5を通り、穴開き
鏡4に反射され、レンズ9により集光されて赤外
線検出器10により検出される。このとき、対象
物6からは対象物6の温度と放射率によつて定ま
る赤外輻射光7が出ている。すなわち、物体の温
度が絶対零度以上であれば、全ての物体から赤外
輻射がある。この赤外輻射光の量は物体の温度お
よび放射率(赤外輻射の効率)により異なり、高
温物体ほど多く、また赤外線をまつたく反射しな
い完全黒体の場合に最大となる。完全反射面の場
合にはその物体自身の赤外輻射は零となるが、周
辺の物体からの赤外輻射光が反射する。従つて対
象物6から出た赤外輻射光7の一部もまた赤外線
検出器10により検出される。 A laser beam 2 emitted from a laser oscillator 1 is intensity-modulated in a sinusoidal manner by an acousto-optic modulation element 3,
Through the hole in the center of the perforated mirror 4, the two-dimensional scanner 5
The target object 6 is irradiated with the light. The reflected laser beam 8 from the object 6 passes through the two-dimensional scanner 5, is reflected by the perforated mirror 4, is focused by the lens 9, and is detected by the infrared detector 10. At this time, infrared radiation 7 is emitted from the object 6, which is determined by the temperature and emissivity of the object 6. That is, if the temperature of an object is above absolute zero, there is infrared radiation from all objects. The amount of infrared radiation varies depending on the temperature and emissivity (efficiency of infrared radiation) of the object, and the higher the temperature of the object, the greater the amount, and it is maximum in the case of a completely black body that does not reflect infrared rays at all. In the case of a completely reflective surface, the infrared radiation of the object itself is zero, but infrared radiation from surrounding objects is reflected. Therefore, a portion of the infrared radiation 7 emitted from the object 6 is also detected by the infrared detector 10.
赤外線検出器10の出力はプリアンプ11によ
り増幅された後、低減フイルタ14により赤外輻
射光成分が分離され、赤外輻射情報が得られる。
低減フイルタ14で分離されない高周波成分は強
度変調周波数に合わせた帯域フイルタ12を通
り、強度変調された反射レーザ光8の成分のみが
選択され、位相検出器13から距離情報が、反射
レーザ光8の強度から反射レーザ光輝度情報が得
られる。 After the output of the infrared detector 10 is amplified by a preamplifier 11, an infrared radiation component is separated by a reduction filter 14, and infrared radiation information is obtained.
The high-frequency components that are not separated by the reduction filter 14 pass through the bandpass filter 12 matched to the intensity modulation frequency, and only the intensity-modulated reflected laser beam 8 component is selected. Reflected laser beam brightness information can be obtained from the intensity.
上記実施例より明らかなように強度変調された
レーザ光による対象物6からの距離情報および反
射レーザ光輝度情報と、対象物6からの赤外輻射
情報を双方に測定し得るようにしているので、出
射したレーザ光2が対象物6で吸収されたり、他
方へ反射されたりして従来のレーザレーダ視覚セ
ンサでは検知できない場合でも検知可能となる。
特に、上記実施例では、低減フイルタ14の付加
により、従来、利用されていなかつた赤外輻射成
分を利用して検知するので、構成が簡単で、か
つ、安価となる。 As is clear from the above embodiment, it is possible to measure both the distance information and reflected laser beam brightness information from the object 6 by the intensity-modulated laser beam, and the infrared radiation information from the object 6. Even if the emitted laser beam 2 is absorbed by the object 6 or reflected to the other object and cannot be detected by a conventional laser radar visual sensor, it can be detected.
In particular, in the above embodiment, the addition of the reduction filter 14 allows detection to be performed using infrared radiation components that have not been used in the past, so the configuration is simple and inexpensive.
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、対象物から
の反射レーザ光と赤外輻射光とを赤外線検出器で
検出し、フイルタを用いて両者を分離して測定し
得るようにしているので、反射レーザ光が得られ
ないような対象物の場合には赤外輻射情報により
可視化することができる。従つてあらゆる対象物
を検知し、可視化することができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, reflected laser light and infrared radiation from an object are detected by an infrared detector, and a filter is used to separate and measure the two. Therefore, in the case of objects for which reflected laser light cannot be obtained, they can be visualized using infrared radiation information. Therefore, any object can be detected and visualized.
第1図は本発明の一実施例におけるレーザレー
ダ視覚センサの構成図、第2図は従来のレーザレ
ーダ視覚センサの構成図である。
1……レーザ発振器、3……音響光学変調素
子、4……穴開き鏡、5……二次元スキヤナ、6
……対象物、7……赤外輻射光、10……赤外線
検出器、11……プリアンプ、12……帯域フイ
ルタ(BPF)、13……位相検出器、14……低
減フイルタ(LPF)。
FIG. 1 is a block diagram of a laser radar visual sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional laser radar visual sensor. 1... Laser oscillator, 3... Acousto-optic modulator, 4... Hole mirror, 5... Two-dimensional scanner, 6
...Object, 7...Infrared radiation, 10...Infrared detector, 11...Preamplifier, 12...Band filter (BPF), 13...Phase detector, 14...Reduction filter (LPF).
Claims (1)
ザ光を強度変調する音響光学変調素子と、 この音響光学変調素子により強度変調された赤
外線レーザ光を対象物に対し二次元照射するとと
もに、当該赤外線レーザ光がその対象物から反射
してくる反射赤外線レーザ光、及びその対象物自
らの対象物赤外輻射光の双方を少なくとも受光す
るスキヤナと、 そのスキヤナを介して受光した前記対象物から
の前記反射赤外線レーザ光、及び対象物赤外輻射
光の双方を少なくとも光電変換する赤外線検出器
と、 その赤外線検出器の出力から、前記反射赤外線
レーザ光に対応した第1の信号成分を分離するこ
とにより、前記反射赤外線レーザ光の輝度情報を
出力する第1のフイルタと、 前記赤外線検出器の出力から、前記対象物赤外
輻射光に対応した第2の信号成分を分離すること
により、前記対象物の赤外輻射による輝度情報を
出力する第2のフイルタと、 前記音響光学変調素子が強度変調した前記赤外
線レーザ光の出力に対する、前記第1のフイルタ
の出力の位相遅れを検出することにより、当該位
相遅れを前記対象物までの距離情報として出力す
る位相検出器とを具備したレーザレーダ視覚セン
サ。[Scope of Claims] 1. A laser oscillator that emits an infrared laser beam, an acousto-optic modulation element that modulates the intensity of the infrared laser beam emitted from the laser oscillator, and an infrared laser beam that is intensity-modulated by the acousto-optic modulation element. a scanner that two-dimensionally irradiates an object with the infrared laser beam and receives at least both the reflected infrared laser beam reflected from the object and the object's own infrared radiation; an infrared detector that photoelectrically converts both the reflected infrared laser beam from the object and the object infrared radiation received through the scanner, and the reflected infrared laser beam is converted from the output of the infrared detector a first filter that outputs brightness information of the reflected infrared laser beam by separating a first signal component corresponding to the object infrared radiation from the output of the infrared detector; a second filter that outputs luminance information due to infrared radiation of the object by separating two signal components; A laser radar visual sensor comprising: a phase detector that detects a phase lag in the output of a filter and outputs the phase lag as distance information to the object.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14218987A JPS63307378A (en) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | Laser radar visual sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14218987A JPS63307378A (en) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | Laser radar visual sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63307378A JPS63307378A (en) | 1988-12-15 |
| JPH0457984B2 true JPH0457984B2 (en) | 1992-09-16 |
Family
ID=15309455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14218987A Granted JPS63307378A (en) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | Laser radar visual sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63307378A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0511052A (en) * | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Nec Corp | Vehicle mounted type obstacle detecting apparatus |
| DE69633524T2 (en) * | 1995-04-12 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Method and device for object detection |
-
1987
- 1987-06-09 JP JP14218987A patent/JPS63307378A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63307378A (en) | 1988-12-15 |
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Legal Events
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