JPH0694834A - 物体検出装置 - Google Patents

物体検出装置

Info

Publication number
JPH0694834A
JPH0694834A JP4271074A JP27107492A JPH0694834A JP H0694834 A JPH0694834 A JP H0694834A JP 4271074 A JP4271074 A JP 4271074A JP 27107492 A JP27107492 A JP 27107492A JP H0694834 A JPH0694834 A JP H0694834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
signal
emitted
light emitting
reference signal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP4271074A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3240333B2 (ja
Inventor
Kazuki Mizuno
水野和貴
Masayuki Iemori
家守誠之
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.)
TOYO DENKI KK
Original Assignee
TOYO DENKI KK
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 TOYO DENKI KK filed Critical TOYO DENKI KK
Priority to JP27107492A priority Critical patent/JP3240333B2/ja
Publication of JPH0694834A publication Critical patent/JPH0694834A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3240333B2 publication Critical patent/JP3240333B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】構造が簡単で気体の汚染状況や雰囲気温度に左
右されずに被検知物体迄の正確な距離測定ができ、その
物体を正確に検知できるような物体検出装置を提供する
こと。 【構成・効果】基本波により変調された光を発する発光
素子からの光を所定時間被検知物体に放射し反射してき
た光を受光素子で受け、次の一定時間で基本波により変
調された光を発する別の発光素子からの光を該受光素子
で受ける。続いて基本波と発射光との間の位相差を測定
し、また基本波と受光した反射光との位相差を測定し、
これら2つの位相差を差し引きして被検知物体と物体検
出装置間の距離を算出して、被検知物体が所定距離接近
した時検知信号を発する。なお、基本波と受光素子で受
光された信号とを同一の局部発振周波数をもつ混合器で
ヘテロダイン検波を行なってから上記の位相差比較を行
ってもよい。本発明は、測距の精度は雰囲気により左右
されない、基本波の周波数を変えれば接近して複数台併
設できる、構造簡単で安価な物体検出装置を提供できる
等の効果を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物体検出装置に関し、
特に光を用いて測距を行なう物体検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば倉庫内を走行する無人車両な
ど、走行する物体間の衝突防止に、測距装置が用いられ
る。この測距装置における測距媒体には光がよく使用さ
れる。この測距装置は、一方の移動体から他方の移動体
に光を放射する装置と受光装置とを設け、他方の移動体
には光を反射する反射板を設け、一方の移動体から発射
された光を他方の移動体の反射板に反射させて、一方の
移動体に設けた受光装置で受光し、発射した光に対する
受光光の強弱で2つの移動体間の距離を測定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の装
置は、受光光の強弱で距離を判定していたため、霧や浮
遊するダストなどの影響を受けて光の強度が変化するた
め、正確な距離の測定ができなかった。また、受光光を
増幅する増幅器は、温度によりその増幅率が変化し、正
確な距離測定ができないという欠点があった。また、上
記のような欠点をカバーするための構成が大きくなり、
複雑な構成を有しているため、装置全体の価格が大きく
なるという欠点もある。
【0004】本発明は、上記のような従来装置の欠点を
改善しようとするものであり、その目的は、構造が簡単
で気体の汚染状況や雰囲気温度に左右されずに被検知物
体迄の正確な距離測定ができ、その物体を正確に検知で
きるような物体検出装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決する手段】上述のような発明の目的を達成
するために、本発明は、発光体から発する光と該発光体
から発する光が放射され被測定体から反射して回帰する
光との比較から被測定体までの距離を検出する物体検出
装置において、距離測定の基準となる信号を発生する基
準信号発生手段と、該基準信号発生手段から発生する信
号により発光光が変調され基準位置に配設された第1の
発光手段と、該基準信号発生手段から発生する信号によ
り発光光が変調され該発光光を被測定体方向に放射する
とともに基準位置に配設された第2の発光手段と、これ
ら第1と第2の発光手段とを交互に切替発光させる切換
手段と、該第1と第2の発光手段からの発光光を受光す
るとともに基準位置に配設された受光手段と、上記基準
信号発生手段から発生する信号の位相と該受光手段にて
受光した光から得られる復調信号の位相とを比較する位
相比較手段と、基準信号と第1の発光手段の発光光から
得られる復調信号の位相差と、基準信号と第2の発光手
段の発光光から得られる復調信号の位相差とを比較して
基準位置から被測定体までの距離を演算する演算手段と
を具備することを特徴とする物体検出装置を提供する。
【0006】
【作用】基本波により変調された光を発する発光素子か
らの光を所定時間被検知物体に放射し反射してきた光を
受光素子で受け、次の一定時間で基本波により変調され
た光を発する別の発光素子からの光を該受光素子で受け
る。続いて基本波と発射光との間の位相差を測定し、ま
た基本波と受光した反射光との位相差を測定し、これら
2つの位相差を差し引きして被検知物体と物体検出装置
間の距離を算出して、被検知物体が所定距離接近した時
検知信号を発する。なお、基本波と受光素子で受光され
た信号とを同一の局部発振周波数をもつ混合器でヘテロ
ダイン検波を行なってから上記の位相差比較を行っても
よい。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明
する。図1は本発明に係る物体検出装置を示す構成図で
あり、図1において、PD1及びPD2はLEDからな
る発光素子ある。発光素子PD1はスイッチング素子T
R1が導通している時点灯し、発光素子PD2はスイッ
チング素子TR2が導通している時に点灯する。1は基
準発振器であり、接続されている水晶振動子XTAL1
の振動周波数の基準信号RFを発生する。2は変調器で
あり、連続発光しようとする発光素子PD1及びPD2
を基準発振器1で発振される高周波信号で変調する。P
Rは、受光素子である。3は発光素子PD1から発光さ
れた発光光を細い光ビームに絞る凸レンズであり、4は
被検知物体OBから反射してきた光を受光素子PR上に
結像させるための凸レンズである。発光素子PD1,P
D2及び受光素子PRは至近距離に置かれており、かつ
発光素子PD1から発光する光は受光素子PRに直接入
射しないように遮光さているが、受光素子PD2から発
光する光は直接受光素子PRに入射するように構成され
ている。スイッチング素子TR1とTR2は、制御回路
5から出力される切換信号L1,L2によりオン・オフ
される。切換信号L1とL2は180度位相の異なるパ
ルス信号である。したがって、発光素子PD1とPD2
は交互に動作することになる。なお、切換信号L1、L
2の周波数は基準信号RFの周波数よりも低い。
【0008】受光素子PRは、被検知物体OBから反射
された反射光を受信してこれを電気信号に変換する。6
は受光素子PRから出力された電気信号を増幅して受信
信号RSを出力する増幅器である。7は局部発振器であ
り、接続されている水晶振動子XTAL2の振動周波数
の局部発振信号LFを発生する。8及び9は共に混合器
であり、混合器8は基準信号RFと局部発振信号LFと
を混合して中間周波信号IMS1を出力する。この中間
周波信号IMS1はローパスフィルタ10を通って波形
整形回路11に印入力される。また、混合器9は局部発
振信号LFと受信信号RSとを混合して中間周波信号I
MS2を出力する。この中間周波信号IMS2は、バン
ドパスフィルタ12を通過して波形整形回路13に入力
される。波形整形回路11及び13では、入力された信
号を波形整形してきれいなパルス信号に波形を整えて、
これらパルス信号はそれぞれカウンタ回路14に入力さ
れる。該カウンタ回路14では、中間周波信号IMS1
とIMS2の位相を比較してその差異をカウントし、次
の制御回路5に送出する。制御回路5はCPU、メモリ
などからなるマイコン構成のものであり、基本的には、
発光素子PD1と被検知物体OB間の距離を演算して、
その距離を出力するが、被検知物体OBと本発明にかか
る物体検出装置が相対的に移動している時、それらの間
隔が所定値まで接近した時被検知物体検出のための出力
を発生するとか、被検知物体が相対的に物体検出装置と
所定の範囲内にある時に信号を出力するなどの種々の動
作を行なう。なお、15は操作板で、この発明にかかる
物体検出装置の操作を行なうボタンや該装置と被検知物
体間の距離を表示する表示パネルなどを備えており、さ
らに図1に示すように被検知物体OBが位置P1より近
づいたら出力信号を発するとか、位置P2と位置P3間
に被検知物体OBが存在する時に信号を発するなどの設
定を行なう設定器も備えている。
【0009】次に、本発明の実施例の動作を説明する。
基準発振器1から発振された基準信号RFは混合器8に
よりヘテロダイン検波されて中間周波信号IMS1に変
換され、波形整形回路11により波形整形されてカウン
タ回路14に入力される。図2に示すように、この信号
の各立ち上がりのタイミングをt0とし、カウンタをゼ
ロクリアすると同時にカウントを開始する。切換信号L
2が”1”の時には発光素子PD2が点灯し、発光素子
PD1が消灯している。発光素子PD2の光は直接受光
素子PRで受光され電気信号に変換された後増幅器6で
増幅れ混合器9に入力されここでヘテロダイン検波され
て中間周波信号IMS2に変換され、波形整形回路12
により波形整形された後、直接波としてカウンタ回路1
4に入力される。この信号は、発光素子PD2、受光素
子PRからカウンタ回路14迄の回路を経由するため、
中間周波信号IMS1よりも少し遅れてカウンタ回路1
4に入力する。カウンタ回路14では、中間周波信号I
MS2の立ち上がりのタイミングt1を捕らえてカウン
トを中止し、(t1−t0)のカウント数を制御回路5
に出力する。制御回路5では、この計数値をS1として
記憶する。
【0010】その後、図2に示すように、切換信号L2
が”0”、切換信号L1が”1”に切り変わると、中間
周波信号IMS1の各立ち上がりのタイミングをt0と
し、カウンタをゼロクリアすると同時にカウントを開始
する。切換信号L2が”0”となり、切換信号L1が”
1”に切り変わると、発光素子PD1が点灯し、発光素
子PD2が消灯する。発光素子PD1から発せられた光
は被検知物体OB方向に放射され、これから反射されて
受光素子PRに受光され、電気信号に変換された後増幅
器6で増幅れ混合器9に入力されここでヘテロダイン検
波されて中間周波信号IMS2に変換され、波形整形回
路12により波形整形された後、反射波としてカウンタ
回路14に入力される。この信号は、発光素子PD2、
これから被検知物体OBを経て受光素子PRで受光さ
れ、受光素子PRからカウンタ回路14迄の回路を経由
するため、中間周波信号IMS1よりも遅れてカウンタ
回路14に入力する。カウンタ回路14では、中間周波
信号IMS2の立ち上がりのタイミングt2を捕らえて
カウントを中止し、(t2−t0)のカウント数を制御
回路5に出力する。制御回路5では、この計数値をS2
として記憶する。その後制御回路5では(S2−S1)
を演算し、この値から、発光素子PD1と被検知物体O
B間の距離を算出して出力する。
【0011】なお、図1に示すように、被検知物体OB
が位置P2とP3間に存在しているか否かのような設定
がなされている時には、出力された発光素子PD1と被
検知物体OB間の距離が、所定の範囲内にあるのか範囲
外にあるのかの演算も、制御装置5が行なう。
【0012】上記実施例では、基準信号と受光素子が受
光した信号を共にヘテロダイン検波しているが、基準信
号の周波数が低い時には、基準信号と受光素子より得ら
れた受信信号を直接波形整形して、カウンタ回路に入力
してもよい。また、光源は、LEDに限らず、レーザー
光源を用いることもできるし、これを用いれば、測距距
離もLEDと比較して延長できる。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、光を基準信号で変調しているので、被検知物体か
ら反射してくる光が雰囲気により強弱の変化をしても、
これらにより測距の精度が低下しない。また、反遮光と
直接光とを1系統の信号処理回路で時系列的に処理して
いるので、雰囲気温度で信号処理回路の増幅度が変化し
ても、大きな誤差とはならないし、構成も従来のものと
比較して簡単になるのでコストも従来のものと比較して
低く押さえることができる。
【0014】このほか、このような物体検出装置を複数
個接近して併置するような場合、基準信号の周波数を互
いに変えておけば、互いに干渉することはなく、クロス
トークも発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る物体検出装置の概略を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明の動作を説明するタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1・・・基準発振器 2・・・変調器 3・・・凸レンズ 4・・・凸レンズ 5・・・制御回路 6・・・増幅器 7・・・局部発振器 8・・・混合器 9・・・混合器 10・・ローパスフィルタ 11・・波形整形回路 12・・バンドパスフィルタ 13・・波形整形回路 14・・カウンタ回路 15・・操作盤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光体から発する光と該発光体から発する
    光が放射され被測定体から反射して回帰する光との比較
    から被測定体までの距離を検出する物体検出装置におい
    て、距離測定の基準となる信号を発生する基準信号発生
    手段と、該基準信号発生手段から発生する信号により発
    光光が変調され基準位置に配設された第1の発光手段
    と、該基準信号発生手段から発生する信号により発光光
    が変調され該発光光を被測定体方向に放射するとともに
    基準位置に配設された第2の発光手段と、これら第1と
    第2の発光手段とを交互に切替発光させる切換手段と、
    該第1と第2の発光手段からの発光光を受光するととも
    に基準位置に配設された受光手段と、上記基準信号発生
    手段から発生する信号の位相と該受光手段にて受光した
    光から得られる復調信号の位相とを比較する位相比較手
    段と、基準信号と第1の発光手段の発光光から得られる
    復調信号の位相差と、基準信号と第2の発光手段の発光
    光から得られる復調信号の位相差とを比較して基準位置
    から被測定体までの距離を演算する演算手段とを具備す
    ることを特徴とする物体検出装置。
  2. 【請求項2】上記2つの復調信号及び基準信号は同じ位
    相の局部発振器を持ったヘテロダイン検波により所定周
    波数まで低下させて互いに位相差を比較することを特徴
    とする請求項1記載の物体検出装置。
  3. 【請求項3】前記受光手段にて受光した受光光から復調
    信号を得る回路中に、基準信号のみを通過させるバンド
    パスフィルタを配設したことを特徴とする請求項1記載
    の物体検出装置。
JP27107492A 1992-09-14 1992-09-14 物体検出装置 Expired - Fee Related JP3240333B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27107492A JP3240333B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 物体検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27107492A JP3240333B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 物体検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0694834A true JPH0694834A (ja) 1994-04-08
JP3240333B2 JP3240333B2 (ja) 2001-12-17

Family

ID=17495025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27107492A Expired - Fee Related JP3240333B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 物体検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3240333B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1096778A (ja) * 1996-09-24 1998-04-14 Kubota Corp 測距装置
JP2008020261A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Fujifilm Corp 測距装置
JP2017223707A (ja) * 2011-12-06 2017-12-21 エルモス セミコンダクタ アーゲー 振幅測定を補償することによる伝送路を測定する方法及び前記方法を実行するためのデルタ‐シグマ方法及びデバイス

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1096778A (ja) * 1996-09-24 1998-04-14 Kubota Corp 測距装置
JP2008020261A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Fujifilm Corp 測距装置
JP2017223707A (ja) * 2011-12-06 2017-12-21 エルモス セミコンダクタ アーゲー 振幅測定を補償することによる伝送路を測定する方法及び前記方法を実行するためのデルタ‐シグマ方法及びデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JP3240333B2 (ja) 2001-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0348900B1 (en) Delay time measuring device
US6437854B2 (en) Radar system for determining optical visual range
JP2006521536A (ja) 高精度の距離測定装置およびその方法
GB2336493A (en) Circuit arrangement for producing frequency signals
US9041918B2 (en) Measuring apparatus and referencing method for a digital laser distance meter, and laser distance meter
JP2008524562A (ja) 電子測定方法
US20200003879A1 (en) Lidar system utilizing sensor in same optical path as emitting laser
GB2170907A (en) Improvements relating to distance measuring devices
JP2008524562A5 (ja)
US5210587A (en) Optical distance measuring apparatus
JPH0694834A (ja) 物体検出装置
JP2838566B2 (ja) 光波距離計における測距方法
JPH05323029A (ja) 光波距離計による測距方法
JPH11118928A (ja) 光波距離計
JP2005530163A (ja) 対象物までの間隔および/またはその速度を検出するための高周波信号の形成方法および形成装置
JPH05264719A (ja) レーザレーダ装置
JP2518064B2 (ja) レ―ザ測距装置
JPH0675047A (ja) 障害物探知光レーダ
JPH0921871A (ja) 半導体レーザ距離測定装置
JP2584482B2 (ja) データ伝送装置に組込まれた速度測定装置
JPH04283682A (ja) 車両用光波測距装置
JPH08129068A (ja) 周波数掃引変調を用いたレーダー方式
JP2509301B2 (ja) 光波測距装置
JPS62169072A (ja) 追尾レ−ダ装置
JP3118731B2 (ja) 光波距離計による測距方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees