JPS5887486A - 積雪計測装置 - Google Patents
積雪計測装置Info
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- JPS5887486A JPS5887486A JP18647081A JP18647081A JPS5887486A JP S5887486 A JPS5887486 A JP S5887486A JP 18647081 A JP18647081 A JP 18647081A JP 18647081 A JP18647081 A JP 18647081A JP S5887486 A JPS5887486 A JP S5887486A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は積雪計測装置、特に光電方式にょる積電計測装
置に関するものである・ 積雪の深さを計測する手段として、投光器からビーム状
光線を雪面に投射し、その反射光を光検出器によシ受光
評価して、積雪の深さの計測を行なうようにした積雪計
測装置がある。
置に関するものである・ 積雪の深さを計測する手段として、投光器からビーム状
光線を雪面に投射し、その反射光を光検出器によシ受光
評価して、積雪の深さの計測を行なうようにした積雪計
測装置がある。
以下、この光電方式の積雪計測装置の光学的構成の一例
を簡単に説明する。
を簡単に説明する。
#!1511に示すように1投光1)1と受光器2と線
、それらの光軸IAと2人とが定められた角度で亙に交
差するようにして設定される。そして投光(至)lによ
シ投射されたビーム状光113Fi被計測雷聞4(4ム
、4B)に光スポット5(5A、5B)を形成する。こ
のとき、受光器2の受光レンズ6により光検出器7の受
光面上に上記雪面上の光スボッ)5(5A、5B)の1
反射光による光スポット儂8(8A、8B)が結像され
る。被計測雪面4が4Aかも4BK変化し九と龜は光検
出@7の受光面上に結像される光スポット僚8の位置4
8ムρ島ら81に変化する。すなわち、第2図に示すよ
うに被計測雪面4が4ムのレベルにあるときには光検出
器7の受光面7A上に光スポット僚8ムが#儂され、被
計測雪面5が5Bのレベルになったときには、上記とは
異った位置に光スポット偉8Bが結像される。
、それらの光軸IAと2人とが定められた角度で亙に交
差するようにして設定される。そして投光(至)lによ
シ投射されたビーム状光113Fi被計測雷聞4(4ム
、4B)に光スポット5(5A、5B)を形成する。こ
のとき、受光器2の受光レンズ6により光検出器7の受
光面上に上記雪面上の光スボッ)5(5A、5B)の1
反射光による光スポット儂8(8A、8B)が結像され
る。被計測雪面4が4Aかも4BK変化し九と龜は光検
出@7の受光面上に結像される光スポット僚8の位置4
8ムρ島ら81に変化する。すなわち、第2図に示すよ
うに被計測雪面4が4ムのレベルにあるときには光検出
器7の受光面7A上に光スポット僚8ムが#儂され、被
計測雪面5が5Bのレベルになったときには、上記とは
異った位置に光スポット偉8Bが結像される。
このような光学的構成による積雪計測装置の光検出器7
としては、例えば分割形検出器あるいは位置検知器等が
使用される。
としては、例えば分割形検出器あるいは位置検知器等が
使用される。
分割形検出器はその受光面7Aが二分割されており、光
スポット僚が受光面7A上に結像されると、分割された
受光fI7Aの各々について結像された光スポツト像に
よる受光量に比例した出力信号が出力されるようにした
ものであり、光スボ。
スポット僚が受光面7A上に結像されると、分割された
受光fI7Aの各々について結像された光スポツト像に
よる受光量に比例した出力信号が出力されるようにした
ものであり、光スボ。
ト俸の結像位置に応じて、各々の受光面の受光量が変わ
ることによ〕、当該各々の受光面からの出力信号電流が
変化するものである。tた、位置検知器は受光面7人が
分割されておらず、腋受光面7A[全面にわたって均一
で高感度な半導体受光素子で形成されていて、その両端
に出力信号を送出する電極が取付けられており、受光面
7A上を直線的に移動する光スポット僚8(8ム、8B
)によ)上記半導体受光素子で発生した光電流が上記両
端の電極と光スボy)[8(8^、8B)の結像位置と
の間の距離に応じて分割されて上記両端のそれぞれの電
極への出力信号電流となるものである。
ることによ〕、当該各々の受光面からの出力信号電流が
変化するものである。tた、位置検知器は受光面7人が
分割されておらず、腋受光面7A[全面にわたって均一
で高感度な半導体受光素子で形成されていて、その両端
に出力信号を送出する電極が取付けられており、受光面
7A上を直線的に移動する光スポット僚8(8ム、8B
)によ)上記半導体受光素子で発生した光電流が上記両
端の電極と光スボy)[8(8^、8B)の結像位置と
の間の距離に応じて分割されて上記両端のそれぞれの電
極への出力信号電流となるものである。
上記分割形検出器又は位置検出器から得られた2つの出
力信号電流から光検出器7の受光面7^上に納置された
光スポットell(8a、8m)の結倫位置を求めるの
であるが、この信号処理の方法として従来社被計測雪面
4(4ム、4B)での反射率の変化等による計測誤差を
除去する目的で上記2つの出力信号電流の和信号と差信
号とを求め、これ等O比を演算して結儂位置情報を得て
いる。上記2つの信号の比を求めるために従来は一般に
割算器が使用されるが・、l1割算器を構成するには、
通常、上記和信号とをそれぞれ対数信号に変換する2つ
の変換回路、上記対数信号に変換し九和信号から差信号
を減算する引算回路及び該引算回路の出力信号を逆対数
信号に変換する変換回路等が必要であって回路構成が複
雑であり高価になるばかシでなく、回路構成が多段であ
る丸めにドリフトが大きくて計測誤差が大きいという欠
点がある・ 本発明の第1の目的は上記従来の欠点を解消することで
ある拳 また、上記したように被計測雪面4(4ム。
力信号電流から光検出器7の受光面7^上に納置された
光スポットell(8a、8m)の結倫位置を求めるの
であるが、この信号処理の方法として従来社被計測雪面
4(4ム、4B)での反射率の変化等による計測誤差を
除去する目的で上記2つの出力信号電流の和信号と差信
号とを求め、これ等O比を演算して結儂位置情報を得て
いる。上記2つの信号の比を求めるために従来は一般に
割算器が使用されるが・、l1割算器を構成するには、
通常、上記和信号とをそれぞれ対数信号に変換する2つ
の変換回路、上記対数信号に変換し九和信号から差信号
を減算する引算回路及び該引算回路の出力信号を逆対数
信号に変換する変換回路等が必要であって回路構成が複
雑であり高価になるばかシでなく、回路構成が多段であ
る丸めにドリフトが大きくて計測誤差が大きいという欠
点がある・ 本発明の第1の目的は上記従来の欠点を解消することで
ある拳 また、上記したように被計測雪面4(4ム。
4B)0反射率の変化は信号処理によって一応は除去さ
れるものの、上記雪面4(4A、4B)の反射率が極端
に低下すると(例えば、積電表面に塵介が付着蓄積され
たとき等にこの現象が生ずる。)光検出器7に入射する
反射光量が極端に少なくなり、当該光検出器7から出力
される出力信号電流の値が信号死重可能範囲以下になっ
て積雪の深さの計測が不可能になってしまう、このこと
から、被計測雪面の反射率を常時把握しておくことは重
lL[なことである。
れるものの、上記雪面4(4A、4B)の反射率が極端
に低下すると(例えば、積電表面に塵介が付着蓄積され
たとき等にこの現象が生ずる。)光検出器7に入射する
反射光量が極端に少なくなり、当該光検出器7から出力
される出力信号電流の値が信号死重可能範囲以下になっ
て積雪の深さの計測が不可能になってしまう、このこと
から、被計測雪面の反射率を常時把握しておくことは重
lL[なことである。
本発明の第2の目的は積雪の深さの計測と同時に被計測
雪面の反射率をも計測可能にすることであり、かつ当該
計測を簡単な回路構成によシ行なうことである。
雪面の反射率をも計測可能にすることであり、かつ当該
計測を簡単な回路構成によシ行なうことである。
ま九、光検出器7の受光面7ムには計測に寄与する前記
光スボ、)5(5^、5B)の反射光のみならず、例え
ば太陽光、周囲の照明光等、計測に無関係な光も入射さ
れる。これ等多くの11類の入射光から前記光スポy
) 5 (5A 、5 B )の反。
光スボ、)5(5^、5B)の反射光のみならず、例え
ば太陽光、周囲の照明光等、計測に無関係な光も入射さ
れる。これ等多くの11類の入射光から前記光スポy
) 5 (5A 、5 B )の反。
射光を区別して抽出するために、一般Ka投光曇1から
の投射光(ビーム状光線)3に変調された光を用いる。
の投射光(ビーム状光線)3に変調された光を用いる。
本発明の第3の目的は上記投光@lかもの投射光3の変
調方法を工夫して、信号対雑音比(BA比)のより良好
な積雪計測装置を得ることである。
調方法を工夫して、信号対雑音比(BA比)のより良好
な積雪計測装置を得ることである。
以上の目的の丸めに本発明で杜前記割算器に代えて演算
増幅器を用い、前記光検出器からの2つの出力信号電流
の和信号七尚該演算増幅器に入力して基準値との比較処
理を1行ない、比較処理結果、すなわち当該演算増幅器
の出力で投光60発光素子を輝度制御して前記光検出器
に入射される反射光(光スポy)#)の光量、すなわち
上記和信号が一定に保えれるように制御し、仁のときの
光検出器からの出力信号の差信号に基いて光スボ、ト儂
の結倫位置を検出するようにするとともに、上記輝゛度
制御が行なわれた発光素子の駆動電流によって被計測雪
面の反射*を求めるようにし、父上記発光素子の駆動電
流の変llIをランIムな周期のノ4ルスを出力する発
振回路で行なうようにして、い比の改善を行なうように
した。
増幅器を用い、前記光検出器からの2つの出力信号電流
の和信号七尚該演算増幅器に入力して基準値との比較処
理を1行ない、比較処理結果、すなわち当該演算増幅器
の出力で投光60発光素子を輝度制御して前記光検出器
に入射される反射光(光スポy)#)の光量、すなわち
上記和信号が一定に保えれるように制御し、仁のときの
光検出器からの出力信号の差信号に基いて光スボ、ト儂
の結倫位置を検出するようにするとともに、上記輝゛度
制御が行なわれた発光素子の駆動電流によって被計測雪
面の反射*を求めるようにし、父上記発光素子の駆動電
流の変llIをランIムな周期のノ4ルスを出力する発
振回路で行なうようにして、い比の改善を行なうように
した。
以下、第3図〜第7図によって本発明の詳細な説明する
。
。
ms図は本発明の実施例のプpツク図、第4図紘轟咳実
施例で被計測雪面の反射率を計測するようにした場合の
轟骸反射率の計測情報を得る反射率検出回路の回路図、
第す図は投射光線を変調するため0発振器の詳細を示す
ツロ、り図、第6図線光検出器の出力信号と元スポット
像の納置位置関係を説明するための図、纂7図は積雪深
さと光スボV)儂の納置位置関係を説明する図で◆る・
第3図〜第7図に於いて%10は被計測雪面(以下、雪
面という*)、11は投光器(第1図に@11で示した
もの)中の光源(発jt、lA子)、I3は光源11の
駆動電流、12は光源11によりて投射されるビーム状
光線、13はビーム状光線12が璽EfflGに反射し
て得られる反射光、14は反射光13によってその表面
に納置された光スポツト像(jl!2図に’ 8A ’
又は′″8B”で示したもの)の位置を検出する光検出
器(第1図に“7#で示したもの)%11.I2は光検
出器14から出力される2つの出力信号電流、15及び
16はそれぞれ出力信号電流11及びI2を電圧信号に
変換する変換器、1?は変換器15゜16の出力信号の
引算処理を行ない差信号上出力する引算器、18は変換
器I B 、 160出方信号の加算処理を行ない和信
号を出力する加算器、19及び20はそれぞれ上記差信
号及び和信号を増幅する増幅器、21は光fillを変
調する丸めの発振器% 21Aは発振卦、210発振出
力信号、22及び23はそれぞれ差信号及び和信号(こ
の差信号と和信号とは発振器21の発振出力信号によっ
て変調されている壷)を発振器21の発信出力信号に同
期して検波する同期検波器、24及び25絋それぞれ同
期検波器22.23の検波出力信号を直流信号に変換す
る低域フィルタ、26は低域フィルタ25の出力信号の
値を基準値と比較する演算増幅器で構成された比較増幅
器、27杜比較増幅器26での比IIRO基準値となる
基準電圧源、28線光源11の駆動電流x3を比較増幅
器26の出力信号で輝度制御し、かつ当該駆動電流I’
11発振器21C)発振出力信号で変調する光源駆動器
、2.9は上記駆動電流工3に比例した電圧信号を得る
ための抵抗、30.31及び32はいずれも抵抗29で
得られた電圧信号を積分するための積分器を構成するも
ので、それぞれ演算増幅器、抵抗及びコンデンサ、vO
は光検出器14上に結像され九前記光スポット像の位置
検出情報、vlは雷rjjJlOノ反射率検出情報、3
3.34及び35はいずれも発振器21t−構成するt
ので、33は矩形波発振回路、34tjnビ、トのシフ
トレジスタ、34Aはシフトレジスタ34の出力、35
は排他的論理和回路である・ 上記光検出器14の出力信号電流r1.I2は、光検出
1)14が前記分割形検出器であるときには、2分割さ
れたそれぞれの受光面から出力される電流に相当し、前
記位置検出器であるときには、その両端の電極からそれ
ぞれ出力される充電流に相当する。
施例で被計測雪面の反射率を計測するようにした場合の
轟骸反射率の計測情報を得る反射率検出回路の回路図、
第す図は投射光線を変調するため0発振器の詳細を示す
ツロ、り図、第6図線光検出器の出力信号と元スポット
像の納置位置関係を説明するための図、纂7図は積雪深
さと光スボV)儂の納置位置関係を説明する図で◆る・
第3図〜第7図に於いて%10は被計測雪面(以下、雪
面という*)、11は投光器(第1図に@11で示した
もの)中の光源(発jt、lA子)、I3は光源11の
駆動電流、12は光源11によりて投射されるビーム状
光線、13はビーム状光線12が璽EfflGに反射し
て得られる反射光、14は反射光13によってその表面
に納置された光スポツト像(jl!2図に’ 8A ’
又は′″8B”で示したもの)の位置を検出する光検出
器(第1図に“7#で示したもの)%11.I2は光検
出器14から出力される2つの出力信号電流、15及び
16はそれぞれ出力信号電流11及びI2を電圧信号に
変換する変換器、1?は変換器15゜16の出力信号の
引算処理を行ない差信号上出力する引算器、18は変換
器I B 、 160出方信号の加算処理を行ない和信
号を出力する加算器、19及び20はそれぞれ上記差信
号及び和信号を増幅する増幅器、21は光fillを変
調する丸めの発振器% 21Aは発振卦、210発振出
力信号、22及び23はそれぞれ差信号及び和信号(こ
の差信号と和信号とは発振器21の発振出力信号によっ
て変調されている壷)を発振器21の発信出力信号に同
期して検波する同期検波器、24及び25絋それぞれ同
期検波器22.23の検波出力信号を直流信号に変換す
る低域フィルタ、26は低域フィルタ25の出力信号の
値を基準値と比較する演算増幅器で構成された比較増幅
器、27杜比較増幅器26での比IIRO基準値となる
基準電圧源、28線光源11の駆動電流x3を比較増幅
器26の出力信号で輝度制御し、かつ当該駆動電流I’
11発振器21C)発振出力信号で変調する光源駆動器
、2.9は上記駆動電流工3に比例した電圧信号を得る
ための抵抗、30.31及び32はいずれも抵抗29で
得られた電圧信号を積分するための積分器を構成するも
ので、それぞれ演算増幅器、抵抗及びコンデンサ、vO
は光検出器14上に結像され九前記光スポット像の位置
検出情報、vlは雷rjjJlOノ反射率検出情報、3
3.34及び35はいずれも発振器21t−構成するt
ので、33は矩形波発振回路、34tjnビ、トのシフ
トレジスタ、34Aはシフトレジスタ34の出力、35
は排他的論理和回路である・ 上記光検出器14の出力信号電流r1.I2は、光検出
1)14が前記分割形検出器であるときには、2分割さ
れたそれぞれの受光面から出力される電流に相当し、前
記位置検出器であるときには、その両端の電極からそれ
ぞれ出力される充電流に相当する。
光源11は光源駆動器28からの駆動電流工3によって
発光駆動されるが、発振器210発振出力信号21Aで
上記駆動電流13Fi変調されているので、当該光源1
1は例えば輝度変調されたビーム状光線12を雪面1G
に投射する働光検出器14は上記ビーム状光線12の雪
面10で反射光13t−とらえ、その受光Wiに結倫さ
れた光スポ。
発光駆動されるが、発振器210発振出力信号21Aで
上記駆動電流13Fi変調されているので、当該光源1
1は例えば輝度変調されたビーム状光線12を雪面1G
に投射する働光検出器14は上記ビーム状光線12の雪
面10で反射光13t−とらえ、その受光Wiに結倫さ
れた光スポ。
ト儂の位置に従って出力信号電流!lとl1t−出力す
る。この出力信号電流11.I2a変換器腸・16によ
シそれぞれの値に比例した電圧信号に変換された後、引
算器17と加算−18にそれぞれ入力されて差と和が演
算される・ 引算器17と加算器18とによって得られた出力信号電
流11.I2の差信号と和信号嬬増幅器19.20によ
り、それぞれ増幅され、同期検波器22.23により発
振器21の発振出力信号21Aに同期して検波され、更
に低域フィルター24.26t−通して直流信号に変換
される。仁のようにして光検出器14の出力信号電流1
1゜12の差信号と和信号に対応した直流信号(以下、
前者f:@差の直・流a号”、後者t−”和の直流信号
1という・ )が得られる・ 上記和の直流信号は比較増幅器26により、基準電圧源
27の電圧(基準電圧)と比較され、上記和の直流信号
が基準電圧より大きいときには轟該和の直流信号と基準
電圧との差に対応して光源11の発光光量が小さくなる
ように光源駆動器28により光源11の駆動電流■3を
制御し、逆に上記和の直流信号が基準電圧よシ小さいと
きには同様にして、同様な値だけ光源110発光光量が
大きくなるように制御する。このように制御することに
より、光検出器14に入射する反射光13の光量が常に
一定値にな゛るように制御され、このときの上記差の直
流信号の値を測定することにより、積雪深さを計測する
ことができる。すなわち、当該差の直流信号が光スポッ
ト儂の装置位置検出情報VOとなる。
る。この出力信号電流11.I2a変換器腸・16によ
シそれぞれの値に比例した電圧信号に変換された後、引
算器17と加算−18にそれぞれ入力されて差と和が演
算される・ 引算器17と加算器18とによって得られた出力信号電
流11.I2の差信号と和信号嬬増幅器19.20によ
り、それぞれ増幅され、同期検波器22.23により発
振器21の発振出力信号21Aに同期して検波され、更
に低域フィルター24.26t−通して直流信号に変換
される。仁のようにして光検出器14の出力信号電流1
1゜12の差信号と和信号に対応した直流信号(以下、
前者f:@差の直・流a号”、後者t−”和の直流信号
1という・ )が得られる・ 上記和の直流信号は比較増幅器26により、基準電圧源
27の電圧(基準電圧)と比較され、上記和の直流信号
が基準電圧より大きいときには轟該和の直流信号と基準
電圧との差に対応して光源11の発光光量が小さくなる
ように光源駆動器28により光源11の駆動電流■3を
制御し、逆に上記和の直流信号が基準電圧よシ小さいと
きには同様にして、同様な値だけ光源110発光光量が
大きくなるように制御する。このように制御することに
より、光検出器14に入射する反射光13の光量が常に
一定値にな゛るように制御され、このときの上記差の直
流信号の値を測定することにより、積雪深さを計測する
ことができる。すなわち、当該差の直流信号が光スポッ
ト儂の装置位置検出情報VOとなる。
ここで、上記光スポツト像の納置位置検出情報vOと光
検出器14(2)光スポット俸装置位置との関係及び当
該装置位置と積雪の深さとの関係について第6図及び第
7図によna明する―光検出器14に例えば前記位置検
出器を使用し友場合、@6図に示すように当該光検出器
14は、両端の電極間に於いて抵抗値で示すことができ
る受光面の光スボッ)[3の結像位置に電流源tI!続
した#I@回路で表現することができる。
検出器14(2)光スポット俸装置位置との関係及び当
該装置位置と積雪の深さとの関係について第6図及び第
7図によna明する―光検出器14に例えば前記位置検
出器を使用し友場合、@6図に示すように当該光検出器
14は、両端の電極間に於いて抵抗値で示すことができ
る受光面の光スボッ)[3の結像位置に電流源tI!続
した#I@回路で表現することができる。
光検出器14の中心を基準点@0#とし、受光面が当該
基準点の両側1−8#から1S#までに設定され、かつ
光スボv ) * 5の結像位置が@X”(−S≦X≦
8)の点であるものとし、上記電流源が発生する電波値
を1!、′とすれば両端の電極から流出する前記出力信
号電流−11’、’I2”と上記電流源が発生する電流
“!1との間に紘次の関係が成立する。
基準点の両側1−8#から1S#までに設定され、かつ
光スボv ) * 5の結像位置が@X”(−S≦X≦
8)の点であるものとし、上記電流源が発生する電波値
を1!、′とすれば両端の電極から流出する前記出力信
号電流−11’、’I2”と上記電流源が発生する電流
“!1との間に紘次の関係が成立する。
11+12=1 ・・・・・・(l)8+x
I 2 !H−I ・・・・・・(3)S
前記したように光検出1i114の入射光量は一足であ
るように制御されるから上記各関係式(1)〜(3)に
於ける電eIL″″I#は一定である。
るように制御されるから上記各関係式(1)〜(3)に
於ける電eIL″″I#は一定である。
を九、光スボ、ト像5の位置検出情報@vo’は上記出
力信号電流”Il’、″I2#の差信号に比例した電圧
信号であるので VO=A(If−xz):(*U足&) ・−・
−(4)の関係が成シ立つ。
力信号電流”Il’、″I2#の差信号に比例した電圧
信号であるので VO=A(If−xz):(*U足&) ・−・
−(4)の関係が成シ立つ。
以上の(1)〜(4)の関係から、光スボ、ト儂5の結
像位置″″X′は で表わすことができる・ 前記したように電流1X”は一定であることがら幽該結
曽位置“X#は上記位置検出情報”vO#に比例した値
として把撮できる。
像位置″″X′は で表わすことができる・ 前記したように電流1X”は一定であることがら幽該結
曽位置“X#は上記位置検出情報”vO#に比例した値
として把撮できる。
次に第7図によって光スボ′ットg15の結像位置1x
2と積雪の深さくこれ七′y”とする、)との関係につ
いて述べる。
2と積雪の深さくこれ七′y”とする、)との関係につ
いて述べる。
第7図に示すように投光@1の光軸IAと受光@2O光
軸2^とは設定角度αで交差しているOまた、光検出器
14の受光面と上記受光器2の光軸2人とは直交してい
る。
軸2^とは設定角度αで交差しているOまた、光検出器
14の受光面と上記受光器2の光軸2人とは直交してい
る。
雷1klioと投光器10光軸IA(ビーム状光線12
)との交点tム、上記双方の光軸IA、111の交点會
B1反射光13と受光器2の光軸2ムとの交点tc(こ
の交点cB受光@20受光レンズ(第2図に於いて、“
6#で示すもの)の光学的中心である。)交点Aから受
光s2の光軸2人に下した一線と尚該光軸2人との交点
tDとし、地表9から交点Btでの高さく一@k”、光
検出器14の受光面と交点Cとの間の距離を@m”、交
点B、C間の距離讐“mmとすると、交点A、C及びD
で形成される三角形と光検出器1440中心、結像位置
1MC′及び交点C1で形成される三角形とが相似関係
にあることから積雪の深−g′″y1は7: 、
+k ・・・・・・(6)X(I
lla+ffl$11α で表わすことができる・ 上記(6)の関係に於いて角度α、距離k e m *
罠はいずれも予め設定される既知の定数であシ、従っ
て尚該積雪の深さ1y”は前記第6図で求め九九スボッ
)$5の位置検出情報”vo−PCIIsいて求め九当
骸光スボy ) (15o@像位置Xから求めることが
できる。
)との交点tム、上記双方の光軸IA、111の交点會
B1反射光13と受光器2の光軸2ムとの交点tc(こ
の交点cB受光@20受光レンズ(第2図に於いて、“
6#で示すもの)の光学的中心である。)交点Aから受
光s2の光軸2人に下した一線と尚該光軸2人との交点
tDとし、地表9から交点Btでの高さく一@k”、光
検出器14の受光面と交点Cとの間の距離を@m”、交
点B、C間の距離讐“mmとすると、交点A、C及びD
で形成される三角形と光検出器1440中心、結像位置
1MC′及び交点C1で形成される三角形とが相似関係
にあることから積雪の深−g′″y1は7: 、
+k ・・・・・・(6)X(I
lla+ffl$11α で表わすことができる・ 上記(6)の関係に於いて角度α、距離k e m *
罠はいずれも予め設定される既知の定数であシ、従っ
て尚該積雪の深さ1y”は前記第6図で求め九九スボッ
)$5の位置検出情報”vo−PCIIsいて求め九当
骸光スボy ) (15o@像位置Xから求めることが
できる。
また、本発明では光源11に供給される駆動電流I3の
平均値を検出することにより、奮@10の反射率変化を
検出することができる・なぜならば第、3図に示す本発
明の実施例に於いて、光検出器14に入射される反射j
t13の光量は常に一定に保持されるため、雪面1Gの
反射率が変化したときには、光源11の駆動電流I3U
上記反射率の変化に対応して増減するように制御される
からである。
平均値を検出することにより、奮@10の反射率変化を
検出することができる・なぜならば第、3図に示す本発
明の実施例に於いて、光検出器14に入射される反射j
t13の光量は常に一定に保持されるため、雪面1Gの
反射率が変化したときには、光源11の駆動電流I3U
上記反射率の変化に対応して増減するように制御される
からである。
第4図は上記嘗[1110の反射率検知回路の一例であ
り、この検知回路は光源11の電流径路に積分回路が挿
入されて構成されている。
り、この検知回路は光源11の電流径路に積分回路が挿
入されて構成されている。
前記したように光源駆動器28拡充源11からのビーム
状光線12が雪面10に反射されて光検出@14に入射
する反射光13の光量を一足に保つように当該光源11
の輝1fe制御する・従って光源11に供給される駆動
電流■3は嘗1flloの反射率の変化に反比例して変
化する。そこで第4図に示すように上記光源11に供給
される電流径路中に当該光源11と直列に抵抗29を挿
入することにより当該抵抗29の両端には、雷fiiI
Oの反射率に反比例した電圧信号が現われる。この電圧
信号によって雪面100反射率検出情報を得るのである
が、前記したように光源11の駆動電流I3は変調され
ているため、抵抗31、コンデンサ32及び演算増幅器
30で構成される積分回路で直流信号に変換すれば幽咳
直流信号の値嬬上記駆動電流I3の平均値に比例した値
となり、こO値はtmxoの反射率に反比例した信号と
なって反射率検出情報Vlとなる。
状光線12が雪面10に反射されて光検出@14に入射
する反射光13の光量を一足に保つように当該光源11
の輝1fe制御する・従って光源11に供給される駆動
電流■3は嘗1flloの反射率の変化に反比例して変
化する。そこで第4図に示すように上記光源11に供給
される電流径路中に当該光源11と直列に抵抗29を挿
入することにより当該抵抗29の両端には、雷fiiI
Oの反射率に反比例した電圧信号が現われる。この電圧
信号によって雪面100反射率検出情報を得るのである
が、前記したように光源11の駆動電流I3は変調され
ているため、抵抗31、コンデンサ32及び演算増幅器
30で構成される積分回路で直流信号に変換すれば幽咳
直流信号の値嬬上記駆動電流I3の平均値に比例した値
となり、こO値はtmxoの反射率に反比例した信号と
なって反射率検出情報Vlとなる。
ま九、比稜増幅器26の、出力信号と上記駆動電流I3
とは比例関係にあることから!1鋏反射率検出情報v1
は上記比較増幅器26の出力信号を積分することによっ
ても得られる。尚、比較増幅器26の出力信号は直流信
号で嫁あるが、この直流信号は回路雑音や計測地oH塊
の変化等で生ずる雑音等でそのレベルが変化するのでこ
のようにする場合に於いても、当該出力信号を積分する
必要がある。
とは比例関係にあることから!1鋏反射率検出情報v1
は上記比較増幅器26の出力信号を積分することによっ
ても得られる。尚、比較増幅器26の出力信号は直流信
号で嫁あるが、この直流信号は回路雑音や計測地oH塊
の変化等で生ずる雑音等でそのレベルが変化するのでこ
のようにする場合に於いても、当該出力信号を積分する
必要がある。
更に、発振器21について述べると、従来で紘一般に単
−一期の矩形パルスを発生する発振器を便用していたが
、本発明の実施例ではランダムパルスを発生する発振器
を使用することにより、l比の向上を計りてbる。
−一期の矩形パルスを発生する発振器を便用していたが
、本発明の実施例ではランダムパルスを発生する発振器
を使用することにより、l比の向上を計りてbる。
すなわち、本発明の実施例では発振器21に第5図に示
すようなランダムパルス発生回路を用いている。このラ
ンダム/lシス発生回路は単一周期の矩形波発振回路3
3から出力される矩形波・ダルスが論ビット・シフト・
レジスタ34のクロック入力端子に入力され、尚該シフ
ト・レジスタ34の並列出力34Aの幾つかが排他的論
理和回路35に入力されて相互間で適宜に排他的−浦和
がなされ、その結果(排他的論理和回路35の出力)が
上記シフトレジスタ34の入力端子に入力されるように
構成される。このような構成で前記シフト・レジスタ3
4の出力端子には、矩形波発振回路33の発振周期から
その(2”−1)倍の周期までの任意の周期を有する非
繰返しノ量ルス信号が出力され、これが発振器21の発
振出力信号21Aとなる。
すようなランダムパルス発生回路を用いている。このラ
ンダム/lシス発生回路は単一周期の矩形波発振回路3
3から出力される矩形波・ダルスが論ビット・シフト・
レジスタ34のクロック入力端子に入力され、尚該シフ
ト・レジスタ34の並列出力34Aの幾つかが排他的論
理和回路35に入力されて相互間で適宜に排他的−浦和
がなされ、その結果(排他的論理和回路35の出力)が
上記シフトレジスタ34の入力端子に入力されるように
構成される。このような構成で前記シフト・レジスタ3
4の出力端子には、矩形波発振回路33の発振周期から
その(2”−1)倍の周期までの任意の周期を有する非
繰返しノ量ルス信号が出力され、これが発振器21の発
振出力信号21Aとなる。
このように発振出力信号21ムの周期t′)ンダムにす
ることは尚骸発振出力信号21 AD周波数帯域を拡が
ることにな9、スペクトラム拡散理論の教える処により
元スポット儂の位置検出処理に於けるS/N比の改善が
図れる。
ることは尚骸発振出力信号21 AD周波数帯域を拡が
ることにな9、スペクトラム拡散理論の教える処により
元スポット儂の位置検出処理に於けるS/N比の改善が
図れる。
以上、詳述したように本発明によれば光検出器に入射す
る光量が常に一定になるように制御することにより、安
価な回路構成で正確な積雪深さの計測を行うことができ
、しかも光源の変調方式にスペクトラム拡散方式を用い
ることにより、光スポット儂の位置検出処理で・のし公
比が改善されるため高分解能で積雪深さの計測を達成で
き、また、IF面の反射率をも極めて簡単に測定できる
等の利益があり、本発明は極めて顕著な効果を奏するも
のである。
る光量が常に一定になるように制御することにより、安
価な回路構成で正確な積雪深さの計測を行うことができ
、しかも光源の変調方式にスペクトラム拡散方式を用い
ることにより、光スポット儂の位置検出処理で・のし公
比が改善されるため高分解能で積雪深さの計測を達成で
き、また、IF面の反射率をも極めて簡単に測定できる
等の利益があり、本発明は極めて顕著な効果を奏するも
のである。
第1図は光電式積雪針側装置の測定原理を示す図、第2
図は第1図の受光器の内部構成を示す図、第3図は本発
明の実施例に係わる積雪計測装置の構成を示すfaミツ
図、第4図は本発明の実施例に係わる雪面の反射率II
l定回路部分の構成を示す回路図、第5図は本発明の実
施例で用いられる発振回路の構成を示すf*、り図、#
!6図は光検出器や出力信号と光スボッXI装置位置と
の間の関係O説明図、第7図は元スポット儂装置位置と
積雪深さとの間の関係の説明図である− 1・・・投光器、 2・・・受光器、4ム、4B
、10・・・被計測雪面、 1.14川光検出器、 11・・・光源、 12・・・投射光、13・・
・反射光、 17・・・7引算器、五8・・・加算
器、 21・・・変調用発振器、22.23・・・
周期検波器、 26・・・比較増幅器、27・・・基準電圧源、28・
・・光源駆動器、29・・・反射率検出用抵抗、30・
・・積分器用演算増幅器、 31・・・積分器用抵抗、 32・・・積分器用コンデンサー 33・・・矩形波発振回路、 34・・・カビ、ト・シフト・レジスタ、35・・・排
他的論理和回路、 11、I2・・・光検出器の出方信号電流、I3・・・
光源の態動電流、 vO・・・位置検出情報、 vl・・・反射率検出情報、 α・・・投光器と受光器との間の設定角度。 第1図 第 2 図 第5図 第3図 Iノ」 が ノ3 第4図 1、事件の表示 昭和?、<手持 許願第1:!’l’170号事件との
関係 出 願 人 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内2丁目6番2号九の内
へ重洲ビル330補 旧 書 7日 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 1、第7頁11行目に [上記和信号とを]とあるを [上記和信号と差信号とを」と訂屯する02、第22頁
12行目に r 22.23・・・周期検波器」とあるをr22,2
3・・・同期検波器」と訂正する。
図は第1図の受光器の内部構成を示す図、第3図は本発
明の実施例に係わる積雪計測装置の構成を示すfaミツ
図、第4図は本発明の実施例に係わる雪面の反射率II
l定回路部分の構成を示す回路図、第5図は本発明の実
施例で用いられる発振回路の構成を示すf*、り図、#
!6図は光検出器や出力信号と光スボッXI装置位置と
の間の関係O説明図、第7図は元スポット儂装置位置と
積雪深さとの間の関係の説明図である− 1・・・投光器、 2・・・受光器、4ム、4B
、10・・・被計測雪面、 1.14川光検出器、 11・・・光源、 12・・・投射光、13・・
・反射光、 17・・・7引算器、五8・・・加算
器、 21・・・変調用発振器、22.23・・・
周期検波器、 26・・・比較増幅器、27・・・基準電圧源、28・
・・光源駆動器、29・・・反射率検出用抵抗、30・
・・積分器用演算増幅器、 31・・・積分器用抵抗、 32・・・積分器用コンデンサー 33・・・矩形波発振回路、 34・・・カビ、ト・シフト・レジスタ、35・・・排
他的論理和回路、 11、I2・・・光検出器の出方信号電流、I3・・・
光源の態動電流、 vO・・・位置検出情報、 vl・・・反射率検出情報、 α・・・投光器と受光器との間の設定角度。 第1図 第 2 図 第5図 第3図 Iノ」 が ノ3 第4図 1、事件の表示 昭和?、<手持 許願第1:!’l’170号事件との
関係 出 願 人 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内2丁目6番2号九の内
へ重洲ビル330補 旧 書 7日 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 1、第7頁11行目に [上記和信号とを]とあるを [上記和信号と差信号とを」と訂屯する02、第22頁
12行目に r 22.23・・・周期検波器」とあるをr22,2
3・・・同期検波器」と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、投光器よりビーム状光線を被計測雪面上に投射し、
受光器内の光検出器にエリ上記ビーム状光線の上記雪面
上からの反射光を受光評価して積雪の深さ全計測するよ
うにした積雪計測装置に於いて、 (4) ビーム状光線を普、計測冒面上に投射する光源
、 ω) 上記光源から投射されたビーム状光線の上記1面
上からの反射光を受光し、鷺を面での受光位置に対応し
て2つの出力信号を送出する光検出器、 (C) 上記光検出器の2つの出力信号の和を演算し
て和信号を出力する加算器、 (2) 上記光検出器の2つの出力信号の差を演算して
差信号を出力する引算器、 (ト)上記和信号を基準値と比較し、比較値に応じた出
力信号を送出する比IIR器、罰 上記比較器からの出
力信号によシ、上記光検出器での受光量が常時一定とな
るように上記光源を輝度制御して駆動する光源駆動器、
を有し、上記引算器から出力される差信号に基いて積雪
の深さを計測するようにした積雪計測装置・2 光源か
らのビーム状光線を変調し、和信号と差信号とを変調周
波数に基いて同期検波するようにした特許請求の範囲第
1mに記載の積雪計測装置。 3、 同期がランダムなパルス列によりビーム状光線を
変調するようにした特許請求の範囲第2項に記載の積雪
計測装置。 4、投光器よ)ビーム状光線を被計測雪面上に投射し、
受光器内の光検出器により上記ビーム状光線の上記雪面
上からの反射光を受光評価して積雪の深さ及び上記雪面
の反射率を計測するようにし九積雷計測装置に於いて、 囚 ビーム状光線を被計測雪面上に投射する光源、 @) 上記光源から投射されたビーム状光線の上記雪面
上からの反射光を受光し、受光面での受光位置に対応し
て2つの出方信号を送出する光検出器、 (Q 上記元検出器の2つの出方信号の和を演算して和
信号を出力する加算器、 ■) 上記光検出器の2つの出力信号の差を演算して差
信号を出力する引算器、 (ト) 上記和信号を基準値と比較し、比較値に応じた
出力信号を送出す、る比較器、 (6) 上記比較器からの出力信号にょ9、上記光検出
器での受光量が常時−足となるように上記光源を輝度制
御して駆動する光源駆動器、■ 上記比較器の出力信号
の値もしくは上記光源駆動器の光源駆動出力の値を検知
する検知回路、 を有し、上記引算器から出力される差信号に基いて積雪
の深さを計測し、かつ上記検知回路から出力される検知
信号に基いて被計測雪面の反射率を計測するようにした
積雪計測装置。 & 光源からのビーム状元1IIf:変調し、和信号と
差信号とを変調周波数に基いて同期検波するようにした
特許請求の範囲第4項に記載の積雪計測装置。 & 鳩期が2ン〆ムなノ豐ルス列にょシヒーム状光線を
変調するようにした特許請求の範囲85項に記載の積雪
計測装置。 γ、光源駆動出方の平均値を出方する積分回路によって
検知回路を構成し九特許請求の範囲第4項に記載の積雪
計測装置。 8、 比較器の出力信号の平均値を出方する積分回路に
よって検知回路を構成した特許請求の範囲第4項に記載
の積雪計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18647081A JPS5887486A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 積雪計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18647081A JPS5887486A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 積雪計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887486A true JPS5887486A (ja) | 1983-05-25 |
| JPS6326877B2 JPS6326877B2 (ja) | 1988-05-31 |
Family
ID=16189030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18647081A Granted JPS5887486A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 積雪計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887486A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227112A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光変位計 |
| JPS63154911A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Tokyo Keiki Co Ltd | 路面計測装置 |
| WO2014050535A1 (ja) | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 日産自動車株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0233025U (ja) * | 1988-08-24 | 1990-03-01 | ||
| JPH0233026U (ja) * | 1988-08-24 | 1990-03-01 | ||
| JPH0244719U (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-28 | ||
| JPH0244720U (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-28 | ||
| JPH0251320U (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | ||
| JPH03121414A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Hino Motors Ltd | 調光装置 |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP18647081A patent/JPS5887486A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227112A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光変位計 |
| JPS63154911A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Tokyo Keiki Co Ltd | 路面計測装置 |
| WO2014050535A1 (ja) | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 日産自動車株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
| US9294686B2 (en) | 2012-09-25 | 2016-03-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Image capture apparatus and image capture method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326877B2 (ja) | 1988-05-31 |
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