JPH0792268A - レーザ・レンジ・ファインダのデータ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 距離測定の精度を高めることができるレーザ
・レンジ・ファインダのデータ処理装置を提供する。 【構成】 参照光を検出する送信側検出器１と、反射光
を検出する受信側検出器２と、受信側検出器２で検出し
た反射光の振幅を増大させるゲインコントローラ３を備
え、参照光とゲインコントローラ３で増幅された反射光
とを比較してレーザビームの往復時間から目標までの距
離を算出するレーザ・レンジ・ファインダのデータ処理
装置において、受信側検出器２で検出した反射光の強度
を輝度値に変換する輝度データ変換器６と、輝度値に対
応する補正用の係数を設定した係数テーブル７と、レー
ザビームの往復時間から算出した距離データと係数テー
ブルを用いて測定距離を算出する演算器８を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、目標までの距離測定や
画像認識などに利用されるレーザ・レンジ・ファインダ
（レーザ距離測定装置）のデータ処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種のレーザ・レンジ・ファインダの
データ処理装置は、図３に示すように、目標に照射した
参照光の位相Ａと目標からの反射光の位相Ｂとを比較し
て、その位相差であるレーザビームの往復時間Ｔを検出
し、往復時間Ｔから目標までの距離を算出する。

【０００３】また、上記のデータ処理装置では、目標ま
での距離が遠い場合や目標に対する参照光の入射角が小
さい場合、反射光の強度が低下して図３中に仮想線で示
すように反射光が振幅の小さい位相ｂとなるため、ゲイ
ンコントローラにより反射光の位相ｂの振幅を増大させ
て参照光と比較し易い位相（Ｂ）にし、こののち往復時
間Ｔを検出して距離に換算するようにしていた。

【０００４】このようなレーザ・レンジ・ファインダの
データ処理装置は、例えば、昭和６０年２月にＲ＆Ｄプ
ランニングが発行した「最新防衛技術大成」の第２８７
〜２８９頁に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなレーザ・レンジ・ファインダのデータ処理装置で
は、ゲインコントローラの回路特性により、増幅させた
反射光の位相に時間的なずれ（遅れ）が生じることがあ
る。この位相のずれは、ゲインコントローラの出力が増
大するにつれて大きくなる傾向にある。このため、とく
に反射光の強度が小さい場合、これに対応してゲインコ
ントローラの出力を増大させることから、結果として実
際の距離に対する測定距離の誤差が大きくなるという不
具合があり、距離測定の精度を高めるうえでの改善が必
要であった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記したような従来の状況に
鑑みて成されたもので、距離測定の精度を高めることが
できるレーザ・レンジ・ファインダのデータ処理装置を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるレーザ・
レンジ・ファインダのデータ処理装置は、目標に照射さ
れた参照光を検出する送信側検出器と、反射光を検出す
る受信側検出器と、受信側検出器で検出した反射光の振
幅を増大させるゲインコントローラを備え、参照光とゲ
インコントローラで増幅された反射光とを比較してレー
ザビームの往復時間から目標までの距離を算出するレー
ザ・レンジ・ファインダのデータ処理装置において、受
信側検出器で検出した反射光の強度を輝度値に変換する
輝度データ変換器と、輝度値に対応する補正用の係数を
設定した係数テーブルと、レーザビームの往復時間から
算出した距離データと係数テーブルを用いて測定距離を
算出する演算器を備えた構成としており、上記の構成を
課題を解決するための手段としている。

【０００８】なお、係数テーブルにおける補正用の係数
は、例えば、反射光の強度の低下に対して増大するゲイ
ンコントローラの出力と、その出力の増大に伴って大き
くなる反射光の位相の時間的なずれとの関係に基づくも
のであり、位相の時間的ずれにより生じる距離データの
誤差を補正するための値として設定してある。

【０００９】

【発明の作用】本発明に係わるレーザ・レンジ・ファイ
ンダのデータ処理装置では、反射光の強度が小さい場
合、これに対応してゲインコントローラの出力が増大
し、その出力増大に伴って反射光の位相の時間的なずれ
が大きくなることから、参照光とゲインコントローラで
増幅した反射光とを比較してレーザビームの往復時間か
ら目標までの距離データを算出する一方で、輝度データ
変換器で反射光の強度を輝度値に変換し、この輝度値に
対応する係数テーブルの補正用係数を用いて、演算器に
おいて距離データを補正することにより、位相の時間的
ずれにより生じる距離データの誤差を除去した測定距離
が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１１】すなわち、レーザ・レンジ・ファインダの
データ処理装置は、図１に示すように、送信光学系から
送信される参照光（位相Ａで示す）を検出する送信側検
出器１と、受信光学系で受信した反射光（位相ｂで示
す）を検出する受信側検出器２と、受信側検出器２で検
出した反射光の位相ｂの振幅を増大させるためのゲイン
コントローラ３と、参照光の位相Ａとゲインコントロー
ラ３により増幅された反射光の位相Ｂとを比較してレー
ザビームの往復時間Ｔを検出する比較器４を備えてい
る。

【００１２】さらに、データ処理装置は、比較器４で検
出された往復時間Ｔをデジタル信号の距離データＲｄに
変換する距離データ変換器５と、受信側検出器２で検出
した反射光の強度をデジタル信号の輝度値Ｉに変換する
輝度データ変換器６を備えると共に、反射光の輝度値Ｉ
に対応する補正用の係数Ｋを設定した係数テーブル７
と、距離データＲｄと係数テーブル７を用いて測定距離
Ｒを算出する演算器８を備えている。

【００１３】係数テーブル７の係数Ｋは、反射光の強度
の低下に対して増大するゲインコントローラ３の出力
と、その出力の増大に伴って大きくなる反射光の位相Ｂ
の時間的なずれとの関係に基づくものであって、反射光
の位相Ｂの時間的ずれにより生じる距離データＲｄの誤
差を補正するための値である。この係数Ｋと輝度値Ｉと
の関係は図２（ａ）に示すようなグラフで表される。

【００１４】また、この実施例では、輝度値Ｉが８ビッ
ト、つまり２５６階調で０〜２５５の値を有し、図２
（ｂ）にも示すように、係数テーブル７には各輝度値
（０〜２５５）Ｉに先のグラフに基づく補正用の係数Ｋ
が設定してある。なお、図２（ｂ）に示す係数テーブル
７に便宜上の数値を入れて説明すると、例えば輝度値Ｉ
が２である場合には係数Ｋは「１００」となり、輝度値
Ｉが２５５およびこれに近い範囲では係数は「０」であ
る。

【００１５】演算器８では、距離データＲｄ、輝度値Ｉ
および係数Ｋから、測定距離Ｒを算出する。測定距離Ｒ
は、次式、Ｒ＝Ｒｄ−Ｋ（Ｉ）により求められる。

【００１６】上記のデータ処理装置では、比較器４にお
いて、送信側検出器１で検出した参照光の位相Ａとゲイ
ンコントローラ３で増幅した反射光の位相Ｂとを比較し
てレーザビームの往復時間Ｔを算出し、距離データ変換
器５において、レーザビームの往復時間Ｔを目標までの
距離データＲｄに変換する。

【００１７】このとき、反射光の強度が小さい場合、つ
まり、受信側検出器２で検出した反射光の位相ｂの振幅
が小さい場合、これを補償するためにゲインコントロー
ラ３の出力が増大し、その出力増大に伴って反射光の位
相Ｂの時間的なずれが大きくなっている。したがって、
距離データＲｄには、反射光の位相Ｂの時間的ずれによ
る誤差が含まれている。

【００１８】そこで、データ処理装置では、輝度データ
変換器６において、受信側検出器２で検出した反射光の
強度を輝度値Ｉに変換し、距離データＲｄと、輝度値Ｉ
に対応する係数テーブル７の補正用係数Ｋとを用いて演
算器８で演算を行うことにより、反射光の位相Ｂの時間
的ずれにより生じる距離データＲｄの誤差を除去した測
定距離Ｒを得る。このようにして、上記データ処理装置
では、反射光の強度が小さい場合であっても、正確な測
定距離Ｒが得られることとなる。

【００１９】また、上記のデータ処理装置は、所定の目
標に対する距離測定だけではなく、レーザ・レンジ・フ
ァインダを入力源とする画像認識にも用いられる。この
場合には、レーザビームを走査することにより、例えば
画素数１２８×６４、深さ８ビットの画像を形成するこ
ととなり、この際に、画像の各画素について上記したデ
ータ処理を行う。

【００２０】このような画像認識を行う場合にあって
も、走査範囲に反射光の強度の小さい部分（画素）があ
ると、これにより距離データに誤差が生じることとなる
が、反射光の輝度値に応じて距離データを補正すること
により、各画素ごとに正確な測定距離が得られ、全体と
して精度の高い画像が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のレー
ザ・レンジ・ファインダのデータ処理装置によれば、レ
ーザビームの往復時間から算出した距離データを反射光
の輝度値に応じて補正することで測定距離を得ることか
ら、目標までの距離や参照光の入射角などによって反射
光の強度が小さい場合であっても、実際の距離に対する
測定距離の誤差をほとんど無くすことができ、測定精度
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ・レンジ・ファインダの
データ処理装置の一実施例を説明するブロック図であ
る。

【図２】輝度値と補正用の係数との関係を示すグラフ
（ａ）および係数テーブルを示す図（ｂ）である。

【図３】参照光、反射光および強度が低下した状態の反
射光の各位相を説明するグラフである。

【符号の説明】

１ 送信側検出器 ２ 受信側検出器 ３ ゲインコントローラ ６ 輝度データ変換器 ７ 係数テーブル ８ 演算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標に照射された参照光を検出する送信
   側検出器と、反射光を検出する受信側検出器と、受信側
   検出器で検出した反射光の振幅を増大させるゲインコン
   トローラを備え、参照光とゲインコントローラで増幅さ
   れた反射光とを比較してレーザビームの往復時間から目
   標までの距離を算出するレーザ・レンジ・ファインダの
   データ処理装置において、受信側検出器で検出した反射
   光の強度を輝度値に変換する輝度データ変換器と、輝度
   値に対応する補正用の係数を設定した係数テーブルと、
   レーザビームの往復時間から算出した距離データと係数
   テーブルを用いて測定距離を算出する演算器を備えたこ
   とを特徴とするレーザ・レンジ・ファインダのデータ処
   理装置。