JPH0540174A - レーザ測距装置 - Google Patents

レーザ測距装置

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JPH0540174A
JPH0540174A JP19806891A JP19806891A JPH0540174A JP H0540174 A JPH0540174 A JP H0540174A JP 19806891 A JP19806891 A JP 19806891A JP 19806891 A JP19806891 A JP 19806891A JP H0540174 A JPH0540174 A JP H0540174A
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JP
Japan
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signal
start signal
laser
stop signal
flip
Prior art date
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Pending
Application number
JP19806891A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Hozumi
雄二 穂積
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0540174A publication Critical patent/JPH0540174A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 スタート信号とストップ信号がクロック信号
と同期していないことによって生じる誤差を低減する。 【構成】 レーザ発振器1から出たレーザ光は、目標4
を照射する。目標からの反射光は、受光された後増幅さ
れてストップ信号7となる。前記レーザ発振器1はレー
ザ光を発射すると同時にスタート信号3を発生する。ス
タート信号3にクロック信号の周期τの半分の遅延を与
える。スタート信号がτの半分より前に存在する場合は
第1及び第2のフリップフロップの出力17と18は共
に”H”となる。一方スタート信号がτの半分より後に
存在する場合は、第1のフリップフロップの出力17
は”H”であるが第2のフリップフロップの出力18
は”L”となる。演算部21は上述の第2のフリップフ
ロップの出力18の違いによって、スタート信号がクロ
ック信号の周期τの半分の時間よりも前に存在するか、
あるいは後に存在するかを判別できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はレーザ測距装置の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のレーザ測距装置の一例を示
す図で、1はレーザ発振器、2はレーザ光、3はスター
ト信号、4は目標、5は目標からの反射光、6はレーザ
受信部、7はストップ信号、8は基準時間発生部、9は
クロック信号、10はカウンタ、11はカウント値、そ
して12は演算部である。
【0003】つぎに動作について説明する。レーザ発振
器1はレーザ光2を発射すると同時にスタート信号3を
発生する。レーザ光2は、空間中を伝搬して目標4を照
射する。目標からの反射光5は再び空間を伝搬してレー
ザ受信部6に入射する。レーザ受信部はこの光を光電気
変換したのち増幅し、ストップ信号7を発生する。カウ
ンタ10は基準時間発生部8のクロック信号9を前述の
スタート信号3が発生してからストップ信号7が発生す
るまでの時間中カウントする。カウンタのカウント値1
1はスタート信号とストップ信号との時間差に比例す
る。即ち目標までの距離に比例するために、上記カウン
ト値を基にして目標までの距離を計算することができ
る。ここでスタート信号3が発生してからストップ信号
7が発生するまでの時間をT[s]、目標までの距離を
R[m]、レーザ光の空間伝搬速度をC[m/s]、基
準時間発生部のクロック信号の周波数をf[Hz]、カ
ウンタ10がカウントしたパルス数をP[個]とする
と、式(1)、式(2)、式(3)が成立する。
【0004】 R=C×T/2 [m] … (1) ここで T=P×1/f [s] … (2) よって R=C×P×1/(2×f) [m] … (3) 演算部12は、カウント値11を基にして上記式(3)
の計算を行い、目標までの距離を算出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されているために、スタート信号と基準時間発
生部のクロック信号とが同期していないので、スタート
信号が発生した時間を基準時間発生部のクロック信号の
タイミングで演算部に取り込む際に±0.5クロック分
の不確定性誤差が発生する。また同様にストップ信号も
クロック信号と同期していないために±0.5クロック
分の不確定性誤差が発生し、これらの和として±1クロ
ック分の誤差が発生していた。この不確定性誤差を少な
くするために基準時間発生部の基準クロック信号の周波
数をできるかぎり高く設定するのであるが、例えばデジ
タル素子にハイスピードCMOSロジックICを用いる
と、カウントできるクロック周波数の上限は約60MH
zとなり、上記不確定性誤差は2.5[m]に相当す
る。不確定性誤差を少なくするために上記デジタル素子
に、より高いクロック周波数までカウントできるECL
タイプのICを用いた場合、大幅な消費電力の増加や、
負の極性を持つ電源の増設や、これらに伴うコストの上
昇および寸法の増大を招くために製品化が困難であるな
どの問題があった。
【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、スタート信号およびストップ
信号がクロック信号と同期していないことによって生じ
る誤差を軽減することができる装置を得ることを目的と
する。
【0007】また、この発明の別な実施例においては温
度の変化によって生じる誤差を軽減することができる装
置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明によるレーザ測
距装置はスタート信号およびストップ信号に遅延を与え
る手段と、スタート信号とストップ信号と上記遅延を与
えたスタート信号およびストップ信号とを用いて距離計
算の結果を補正する手段を備えたものである。
【0009】また、別の実施例によるレーザ測距装置は
スタート信号およびストップ信号に遅延を与える手段
と、この遅延を与える素子の温度を検出する手段と、ス
タート信号とストップ信号と上記遅延を与えたスタート
信号およびストップ信号と上記検出した温度を用いて距
離計算の結果を補正する手段を備えたものである。
【0010】
【作用】この発明におけるレーザ測距装置はスタート信
号とストップ信号と、これに対して遅延を与えたスター
ト信号とストップ信号とを用いて距離計算の結果を補正
するので、スタート信号およびストップ信号がクロック
信号と同期していないことによって生じる誤差を軽減す
ることができる。
【0011】また、別の実施例におけるレーザ測距装置
はスタート信号とストップ信号と、これに対して遅延を
与えたスタート信号とストップ信号とを用いて距離計算
の結果を補正し、さらに上記遅延を与える素子の温度を
検出して距離計算の結果を補正するので、温度の変化に
よって生じる誤差を軽減することができる。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において13は第1のフリップフロップ、1
4はディレイライン、15は遅延させたスタート信号、
16は第2のフリップフロップ、17は第1のフリップ
フロップの出力、18は第2のフリップフロップの出
力、19は論理和を行なうORゲート、20は制御信
号、そして21は演算部であり、1から11までは前述
の従来装置と同じである。
【0013】次に動作について説明する。なお、説明が
複雑になることを避けるためにこの例では主にスタート
信号の不確定性誤差の軽減について述べる。ストップ信
号の不確定性誤差の軽減については全く同じ構成をスト
ップ信号系に適用すれば良い。レーザ光2が発生して目
標4を照射し、目標からの反射光5がレーザ受信部6に
入射し、ストップ信号7が発生するまでは、前述の従来
装置と全く同じである。
【0014】ここでスタート信号3は第1のフリップフ
ロップ13のK端子に入力される。一方スタート信号3
はディレイライン14に入り、クロック信号9の周期τ
の半分の遅延が与えられる。この遅延させたスタート信
号15は第2のフリップフロップ16のK端子に入力さ
れる。なお第1のフリップフロップ13と第2のフリッ
プフロップ16は同じクロック信号9で動作する。ここ
で不確定性誤差の低減について2つの場合について説明
する。すなわちクロック信号9の、あるクロックパルス
のすぐ後からτの半分の時刻までにスタート信号が発生
した場合と、上記、あるクロックパルス後、τの半分の
時刻からτ未満の時刻までにスタート信号が発生した場
合の2つである。まずクロック信号9の、あるクロック
パルスのすぐ後からτの半分の時刻までにスタート信号
が発生した場合は、次のようになる。第1のフリップフ
ロップの出力17は”H”、第2のフリップフロップの
出力18も”H”なのでORゲート19の出力である制
御信号20は”H”となる。よって第1のフリップフロ
ップ13と第2のフリップフロップ16のJ端子は共
に”H”となり、スタート信号待ちの状態となる。とこ
ろがスタート信号は、あるクロックパルスのすぐ後で発
生するので、第1のフリップフロップと第2のフリップ
フロップは、あるクロックパルスの次のパルスで同時に
反転する。このため制御信号20は”L”となり、カウ
ンタ10はこの時刻からストップ信号が入力されるまで
の間、クロック信号9をカウントする。この場合、演算
部21は、第1のフリップフロップの出力17(”
H”)と、第2のフリップフロップの出力18(”
H”)と、カウント値11が入力される。
【0015】一方、あるクロックパルスの後、τの半分
の時刻からτ未満の時刻までにスタート信号が発生した
場合は次のようになる。第1のフリップフロップと第2
のフリップフロップがスタート信号待ちの状態となるま
では、上述の場合と全く同じである。ところがスタート
信号は、あるクロックパルスの後、τの半分の時刻から
τ未満の時刻までに発生するので、第1のフリップフロ
ップは前述の説明と同様に、あるクロックパルスの次の
クロックパルスで反転する。しかし、遅延させたスター
ト信号15は、まだK端子に入力されないので第2のフ
リップフロップは反転しない。ここで、第1のフリップ
フロップが反転したためにORゲートの出力である制御
信号20は”L”となり、第2のフリップフロップのJ
端子も”L”になる。このため遅延させたスタート信号
15が入力しても、第2のフリップフロップ16は、も
はや反転しない。なお、カウンタのカウント値11は第
1のフリップフロップの出力17が反転した時点でカウ
ントを始めているので、ストップパルスのタイミングが
同じであれば前述のカウント値は全く同じ値が得られ
る。今度の場合は、演算部21には第1のフリップフロ
ップの出力(”H”)と、第2のフリップフロップの出
力(”L”)と、カウント値11が入力される。以上の
説明のようにカウント値11が全く同じであっても、ス
タートパルスが発生するタイミングの違いによって第1
のフリップフロップの出力17と第2のフリップフロッ
プの出力18の状態が異なるので、演算部21はこれを
基に測距結果を補正することが可能となる。なお、以上
はスタートパルスの不確定性誤差の低減について述べた
が、全く同じ構成をストップパルスの系に使用すれば同
様にストップパルスの不確定性誤差も低減することがで
きる。これらの対策を施すことによって、従来装置で生
じていた±1クロック分の不確定性誤差を半分に低減す
ることが可能となる。
【0016】実施例2.図2は、別の実施例によるレー
ザ測距装置の構成を示す図である。図において22は温
度検出器、23は温度信号、そして24は演算部であ
る。ディレイラインの遅延時間は温度によって変化し、
その量は1℃当たり0.1%程度である。クロック周波
数を60MHzとすると、その周期τの半分の時間は測
距値に換算して1.25mとなり、温度変化を100℃
として計算すると温度によって生じる誤差は0.125
mに相当する。この実施例では、温度検出器22はディ
レイライン14と熱的に結合しているので、ディレイラ
インの温度を検出して温度信号23を出力することがで
きる。この温度信号23は、演算部24に入力される。
演算部24は前述の説明のように測距を行なったあと、
上記温度信号23によって上述の温度によって生じる誤
差を補正して測距計算を行なう。
【0017】なお上記実施例では、信号の遅延を1段と
したが、2段階以上に遅延させて、さらに細かい補正を
演算部で行ってもかまわない。また、スタート信号・ス
トップ信号に遅延を与える素子としてディレイラインを
用いたが、抵抗とコンデンサで波形を遅らせ、そのあと
波形整形用のデジタルIC等を用いて遅延を与えてもも
ちろん良く、その他コイルやコンデンサなどによって生
じる遅延を用いても、またこれら以外の手段を用いて遅
延を与えても良いことは言うまでもない。さらにここで
はクロック信号の周期τの半分の遅延を与えたが、τの
半分の奇数倍の遅延を与えても良く、さらにこれ以外の
遅延を与えてその分を補正してももちろんかまわない。
また、この例ではスタート信号とストップ信号の間に入
力されるクロック信号をカウンタでカウントする方式に
ついて説明したが、例えばスタート信号が発生したタイ
ミングと、ストップ信号が発生したタイミングをクロッ
ク信号を基にした信号で動作するRAMの中に書き込
み、後でこの内容を測距値に変換する方式等であっても
かまわない。さらに前述の2つの実施例を組合せて用い
ても良いことは言うまでもない。なお、この実施例では
動作をわかりやすくするためにカウンタと、演算部とを
分離して説明したが、カウンタの機能を演算部に持たせ
てもよく、また、同様にフリップフロップやORゲート
の機能を演算部に持たせてもよい。さらに距離計算の補
正はハードウェア的に行っても、またソフトウェア的に
行ってもよいことは言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、スター
ト信号とストップ信号と、これらの信号に遅延を与えた
信号を用いて距離計算の結果を補正するので、スタート
信号とストップ信号がクロック信号に同期していない事
によって生じる誤差を軽減することができる。
【0019】また、この発明の別の実施例によればスタ
ート信号とストップ信号と、これらの信号に遅延を与え
た信号と、これらの信号に遅延を与える素子の温度信号
を用いて距離計算の結果を補正するので、温度変化によ
って生じる誤差を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例によるレーザ測距装置を示
す構成図である。
【図2】この発明の別の実施例によるレーザ測距装置を
示す構成図である。
【図3】従来のレーザ測距装置を示す構成図である。
【符号の説明】
2 レーザ光 3 スタート信号 4 目標 5 目標からの反射光 7 ストップ信号 9 クロック信号 11 カウント値 13 第1のフリップフロップ 15 遅延させたスタート信号 16 第2のフリップフロップ 17 第1のフリップフロップの出力 18 第2のフリップフロップの出力 20 制御信号 23 温度信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標に向けてレーザ光を発射すると同時
    にスタート信号を発生するレーザ発振器と、目標からの
    反射光を受信してストップ信号を作るレーザ受信部と、
    クロック信号を発生する基準時間発生部と、前記スター
    ト信号と上記ストップ信号との時間差を基にして目標ま
    での距離計算をする演算部とからなるレーザ測距装置に
    おいて、前記スタート信号またはストップ信号あるいは
    この両者の信号に遅延を与える手段と、この遅延を与え
    たスタート信号またはストップ信号あるいはこの両者の
    信号と上記スタート信号とストップ信号を用いて前記距
    離計算の結果を補正する手段を備えたことを特徴とする
    レーザ測距装置。
  2. 【請求項2】 目標に向けてレーザ光を発射すると同時
    にスタート信号を発生するレーザ発振器と、目標からの
    反射光を受信してストップ信号を作るレーザ受信部と、
    クロック信号を発生する基準時間発生部と、前記スター
    ト信号と上記ストップ信号との時間差を基にして目標ま
    での距離計算をする演算部とからなるレーザ測距装置に
    おいて、前記スタート信号またはストップ信号あるいは
    この両者の信号に遅延を与える手段と、この遅延を与え
    る素子の温度を検出する手段と、この遅延を与えたスタ
    ート信号またはストップ信号あるいはこの両者の信号と
    上記スタート信号とストップ信号と前記検出した温度と
    を用いて前記距離計算の結果を補正する手段を備えたこ
    とを特徴とするレーザ測距装置。
JP19806891A 1991-08-07 1991-08-07 レーザ測距装置 Pending JPH0540174A (ja)

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