JPH062264U - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光量が変化しても、高速で高精度な距離測
定を可能にする。 【構成】 第１時間測定回路９は、受光器６から出力さ
れる受光信号が所定値以上となる立ち上がり時間位置を
測定し、第２時間測定回路１０は、受光器６から出力さ
れる受光信号が所定値以下となる立ち下がり時間を測定
する。演算処理回路１１は、測定された立ち上がり時間
位置と立ち下がり時間位置との中心位置に基づいて距離
を算出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光パルスを使用する距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、無人搬送車やロボットの制御用として、あるいは車の衝突防止用として 、比較的長い距離をリアルタイムで測定可能な距離センサの需要が高まっており 、その一つとしてレーザー測距装置の開発が進められている。

【０００３】 レーザー測距装置の測定原理は、光パルスの伝搬時間を利用したものであり、 光源より発せられた光パルスが、測定対象物で反射し、再び戻って来るまでの時 間を測定することにより距離を求めている。距離（Ｌ）と伝搬時間（Ｔ）の関係 はＴ＝（２Ｌ）／Ｃで表され（Ｃ：光の速度）、具体的には図３に示すような系 で測定される。

【０００４】 図３において、まず、トリガ発生回路１から出力されたトリガ信号に応じて、 パルス駆動回路２が、レーザ光源３から光パルスを出射させると同時に、時間測 定回路１２が、時間測定を開始する。光パルスは送光系（図示せず）を介して測 定対象物に向け出射される。測定対象物で反射された光パルスは受光系（図示せ ず）を介して受光器６で検出される。受光器６から出力される受光信号は、受光 回路７で増幅された後、コンパレータ８に入力する。コンパレータ８は、所定の 閾値以上のときに受光タイミング信号を出力する。時間測定回路１２は、コンパ レータ８から受光タイミング信号の立ち上がりに応じて、時間測定を終了する。 時間測定回路１２によって測定された時間Ｔと先の関係より距離Ｌが求められる 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述の従来のレーザ測距装置においては、時間測定回路１２は、受光回路７の 出力信号が所定の閾値以上のときにコンパレータ８から出力される受光タイミン グ信号の立ち上がりに応じて、すなわち受光信号が所定値以上となる立ち上がり 時間位置で時間測定を終了している。

【０００６】 しかしながら、この方法では、図４に示すように、受光量、即ち受光信号レベ ルが変化すると、立ち上がり時間位置が、ｔ１およびｔ２のように異なったもの となり、測距誤差が生じるという問題があった。

【０００７】 従来、この対策として、例えば、特公昭５１−８３３８号公報、特公昭５１− ８３３９号公報および特公昭５１−８３４０公報に記載されているように、光路 内に挿入した透過率連続可変型光学フィルターにより、一定の信号レベルに調整 して測定を行う方法があるが、調整時間を要するためリアルタイムの測定には不 向きである。

【０００８】 本考案は、このような状況に鑑みてなされたものであり、受光量が変化しても 、高速で、高精度な距離測定が可能な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】

本考案による距離測定装置は、光源から出射された光パルスを測定対象物に向 け送光し、測定対象物からの反射パルスを受光器で受光して、光パルスの伝搬時 間を測定することにより測定対象物までの距離を測定する距離測定装置であって 、受光器から出力される受光信号が所定値以上となる立ち上がり時間位置、およ び受光信号が所定値以下となる立ち下がり時間位置を測定する時間測定手段（例 えば、図１の実施例の第１および第２時間測定回路９および１０）と、測定され た立ち上がり時間位置と立ち下がり時間位置との中心位置に基づいて距離を算出 する演算処理手段（例えば、図１の実施例の演算処理回路１１）とを備えること を特徴とする。

【００１０】

【作用】

上記構成の本考案の距離測定装置においては、受光信号の立ち上がり時間位置 、および立ち下がり時間位置が測定され、これらの時間位置から受光信号の中心 位置が求められ、この中心位置に基づいて距離が算出される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照して詳しく説明する。図１は本考案 による距離測定装置の一実施例を示す。まず、トリガ発生回路１から出力された トリガ信号に応じて、パルス駆動回路２が、レーザ光源３から光パルスを出射さ せると同時に、第１および第２時間測定回路９および１０が、時間測定を開始す る。光パルスは送光系４を介して測定対象物に向け出射される。

【００１２】 測定対象物で反射された光パルスは、受光系５を介して受光器６で検出される 。受光器６から出力される受光信号は受光回路７で増幅された後、コンパレータ ８に入力する。コンパレータ８は、受光回路７の出力信号が、所定の閾値以上の ときに受光タイミング信号を出力する。コンパレータ８の出力は、第１時間測定 回路９および第２時間測定回路１０に供給される。

【００１３】 第１時間測定回路９は、図２に示すように、コンパレータ８の出力の立ち上が りで測定を終了し、受光信号が所定の閾値以上となる立ち上がり時間位置までの 時間Ｔ１を測定する。第２時間測定回路１０は、図２に示すように、コンパレー タ８の出力の立ち下がりで測定を終了し、受光信号が所定の閾値以下となる立ち 下がり時間位置までの時間Ｔ２を測定する。第１及び第２時間測定回路９および １０によって測定された時間Ｔ１およびＴ２が、演算処理回路１１に供給される 。演算処理回路１１は、時間Ｔ１及びＴ２に基づいて、受光信号の中心位置すな わち（Ｔ１＋Ｔ２）／２を計算し、これより距離を求める。

【００１４】 上記実施例においては、受光信号波形が対称である場合には、求めた中心位置 （Ｔ１＋Ｔ２）／２は、受光信号のピーク位置と一致するため、受光量の変化に よる距離測定誤差は生じない。また、非対称である場合にも、従来方法より誤差 は小さくなる。

【００１５】 なお、上記実施例においては、第２時間測定回路１０が、トリガ信号が入力さ れてから、受光信号の立ち下がり時間位置までの時間Ｔ２を測定しているが、受 光信号の立ち上がり時間位置と立ち下がり時間位置との時間間隔を測定する回路 を設け、これにより測定された時間間隔を第１時間測定回路９によって測定され て時間Ｔ１に加算するようにしてもよい。要するに、実質的に、受光信号が所定 値以上となる立ち上がり時間位置、および受光信号が所定値以下となる立ち下が り時間位置を求めることができれば、上記実施例と同様に受光信号の中心位置を 求めることができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、受光信号が所定値以上となる立ち上がり 時間位置および受光信号が所定値以下となる立ち下がり時間位置とを測定し、こ れらの時間位置から受光信号の中心位置を求め、この中心位置に基づいて距離を 算出するようにしているため、受光量が変化しても、高速で、高精度な距離測定 が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の距離測定装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図２】本考案による受光信号位置の測定方法を示す図
である。

【図３】従来のレーザ測距装置の測定系を示すブロック
図である。

【図４】従来の受光信号位置の測定方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

６ 受光器 ７ 受光回路 ８ コンパレータ ９ 第１時間測定回路 １０ 第２時間測定回路 １１ 演算処理回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された光パルスを測定対象
   物に向け送光し、前記測定対象物からの反射パルスを受
   光器で受光して、前記光パルスの伝搬時間を測定するこ
   とにより前記測定対象物までの距離を測定する距離測定
   装置において、 前記受光器から出力される受光信号が
   所定値以上となる立ち上がり時間位置、および前記受光
   信号が所定値以下となる立ち下がり時間位置を測定する
   時間測定手段と、 前記立ち上がり時間位置と前記立ち下がり時間位置との
   中心位置に基づいて距離を算出する演算処理手段とを備
   えることを特徴とする距離測定装置。