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JPH04283679A - 光波測距装置 - Google Patents

光波測距装置

Info

Publication number
JPH04283679A
JPH04283679A JP3072598A JP7259891A JPH04283679A JP H04283679 A JPH04283679 A JP H04283679A JP 3072598 A JP3072598 A JP 3072598A JP 7259891 A JP7259891 A JP 7259891A JP H04283679 A JPH04283679 A JP H04283679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
light
output
amplitude
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.)
Pending
Application number
JP3072598A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Omashoda
大豆生田征夫
Shigeru Kimura
茂 木村
Toru Tanabe
徹 田辺
Kazuhisa Iwasaki
岩崎和久
Takao Seto
瀬戸隆夫
Hideki Kitamura
北村英樹
Kazuhiko Sugimura
杉村一彦
Yasushi Senoo
妹尾靖司
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.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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 Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP3072598A priority Critical patent/JPH04283679A/ja
Priority to US07/846,811 priority patent/US5204732A/en
Priority to CA002062662A priority patent/CA2062662A1/en
Priority to DE69213054T priority patent/DE69213054T2/de
Priority to EP92104182A priority patent/EP0503594B1/en
Publication of JPH04283679A publication Critical patent/JPH04283679A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被測距物(目標物)
までの距離を測定するに用いられる光波測距装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の光波測距装置においては、出射光
と反射光とを用いて光学的に距離を測定する装置として
、例えば図3に示すような構成を有するものがある。
【0003】このような従来の光波測距装置は、基準発
振回路1からの基準信号に従った発光信号でバッファ・
ゲート回路2を通して駆動する発光素子3の光出力(L
1)を、目標物Pに向け出射する。
【0004】この目標物Pから反射された反射光L2は
、受光素子4に入射されて受光され、この受光素子4の
出力は、自動利得制御用増幅器(AGC・AMP)また
はゲイン固定の交流増幅器(AC・AMP)、図示の例
では自動利得制御用増幅器5を介して交流増幅器6に入
力されて増幅されるとともに、この増幅された信号出力
は、波形整形回路7を介してデジタル式のミックスダウ
ン回路8に入力されるようになっている。
【0005】このミックスダウン回路8は、前記基準発
振回路1からの基準信号と局部発振器9からの局部発振
信号との差に従って位相情報のみを変化させることなく
周波数を低くする動作を行うようになっているもので、
このように周波数変換された前記基準発振回路1からの
基準信号出力と反射光L2の信号出力とを中央処理装置
(CPU)10に入力し、位相の差をカウントすること
により、目標物Pまでの距離を測定してなる構成を有す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光波測距装置では、増幅度によって位相遅延
が異なるために、膨大な量の位相補正データが必要であ
り、ゲインに対する位相誤差を補償することが不可能で
あり、正確な距離の測定が行えないといった問題があっ
た。
【0007】
【発明の目的】この発明の目的は、ゲインに対する位相
誤差の補償を可能にし、正確な距離の測定を行うことが
できるようにした光波測距装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、基準発振回路からの基準信号に従
った発光信号で駆動する発光素子の光出力を被測距物に
向け出射し、この被測距物から反射された反射光を受光
素子で受光して、この受光素子の出力を増幅器で増幅し
、波形整形回路を介してミックスダウン回路に入力する
とともに、このミックスダウン回路にて周波数変換され
た前記反射光の信号出力と基準発振回路からの基準信号
出力の位相差を検出してなる光波測距装置において、前
記受光素子の出力をラダー抵抗式の減衰回路に接続し、
この減衰回路の各ラダーの接続点をマルチプレクサにそ
れぞれ選択的に切り換え可能に接続するとともに、この
マルチプレクサにて選択された信号を前記増幅器により
増幅して前記波形整形回路を介してミックスダウン回路
に入力してなる一方、前記増幅器の出力振幅を検出する
信号振幅検出回路を設け、この信号振幅検出回路にてあ
る一定値以上の振幅が検出されたときに、振幅を下げる
ように前記マルチプレクサを切り換え制御することを特
徴としたものである。
【0009】また、この発明は、マルチプレクサの信号
通過経路に応じて位相補正データを持ち、これらの位相
補正データを用いて測距データを補正するようにしてな
る一方、複数の減衰回路の1つを基準チャンネルとし、
この基準チャンネルに対するチャンネル間誤差のみをメ
モリに記憶して、チャンネル間補償を行うように構成し
てなるものである。
【0010】
【作用】すなわち、この発明は、受光素子の出力をラダ
ー抵抗式の減衰回路に接続し、この減衰回路の各ラダー
の接続点をマルチプレクサにそれぞれ選択的に切り換え
可能に接続するとともに、このマルチプレクサにて選択
された信号を増幅器により増幅して波形整形回路を介し
てミックスダウン回路に入力するようになっているため
に、ミックスダウン回路が基準発振回路からの基準信号
と局部発振器からの信号との差に従って位相情報のみを
変化させることなく周波数を低くする動作を行い、この
ミックスダウン回路にて周波数変換された反射光の信号
出力と基準信号出力の位相の差をカウントすることによ
り、時間差による高精度の距離の測定が可能になる。
【0011】また、増幅器の出力振幅を検出する信号振
幅検出回路を設け、この信号振幅検出回路にてある一定
値以上の振幅が検出されたときに、振幅を下げるように
マルチプレクサを切り換え制御するようになっているた
めに、受光素子の受光量が変化しても、減衰回路の振幅
が一定値に保たれ、波形歪や増幅器のスリューレート等
による伝達時間の変化が防止される。
【0012】さらに、マルチプレクサの信号通過経路に
応じて位相補正データを持ち、これらの位相補正データ
を用いて測距データを補正するようになっているために
、ゲインに対する位相誤差の補償が可能になる。
【0013】また、複数の減衰回路の1つを基準チャン
ネルとし、この基準チャンネルに対するチャンネル間誤
差のみをメモリに記憶して、チャンネル間補償を行うよ
うになっているために、マルチプレクサを信号振幅に応
じて切り換えた場合でも、正確な測距値が得られる。
【0013】
【実施例】以下、この発明を図1及び図2に示す一実施
例を参照しながら説明する。なお、この発明に係る図示
の実施例において、図3に示す従来の光波測距装置と構
成が重複する部分は同一符号を用いて説明する。
【0014】すなわち、この発明に係る光波測距装置は
、図1及び図2に示すように、受光素子4の出力をAC
結合してラダー抵抗式の減衰回路(ATT回路)51へ
接続されるようになっていて、このATT回路51の各
ラダーの接続点からそれぞれマルチプレクサ52に接続
されて入力切換え信号により選択的に切り換え可能にな
っている。この場合、前記ATT回路51の前段にバッ
ファ回路を設けても良い。
【0015】このマルチプレクサ52にて選択された信
号は、前記交流増幅器(AC・AMP)6により増幅さ
れ、従前と同様に波形整形回路7を通してデジタルミッ
クスダウン回路8へ入力されるようになっている。
【0016】前記マルチプレクサ52は、基準発振回路
1からの基準信号と局部発振器9からの信号との差に従
って位相情報のみを変化させることなく周波数を低くす
る動作を行うようになっているものである。
【0017】そして、前記ミックスダウン回路8にて周
波数変換された基準発振回路1からの基準信号出力と反
射光L2の信号出力をCPU10に入力し、位相の差を
カウントすることにより、高精度の計測を可能にしてい
る。
【0018】この場合、例えば基準信号の出力を1.2
MHz、局部発振信号の出力を1.19904MHzを
用いることにより、960Hzの同位相信号に変換する
ことが可能である。
【0019】ところが、このような構成においては、目
標物Pまでの測距は可能であるが、目標物Pまでの距離
により受光素子4の受光量が変化し、それに従って、従
前ではAMP回路の振幅変化が生じ、大振幅になってし
まう。
【0020】このように、AMP回路が大振幅になって
しまった場合には、波形歪、AMPのスリューレート等
により伝達時間が変化し、正確な位相測定が望めない。
【0021】このため、この発明においては、前記AC
・AMP6の出力振幅を検出する信号振幅検出回路11
を設け、この信号振幅検出回路11にてある一定値以上
の振幅が検出されたときに、振幅を下げるように前記マ
ルチプレクサ52を切り換え制御するような構成となっ
ている。
【0022】また、このような構成を採用しても、高速
周波数の信号が、信号の経路を変えたり、経由する素子
を変化させると、伝達遅延時間が変化してしまい、正確
な測定を期待することができない。
【0023】そこで、この発明では、上記のように信号
振幅を規定した場合には、マルチプレクサ52の切り換
えにより、プリント基板のパターンや、経由素子が変化
するが、チャンネル間の後れ時間はある一定の値となる
ことに鑑み、マルチプレクサ52の信号通過経路に応じ
て位相補正データを持ち、これらの位相補正データを用
いて測距データを補正する。
【0024】さらに、複数のATT回路51の1つを基
準チャンネルとし、この基準チャンネルに対するチャン
ネル間誤差のみをCPU10のROMに記憶して、チャ
ンネル間補償を行うように構成してなるものである。
【0025】すなわち、初期に基準信号を入力したとき
の各チャンネル間固有の実後れ時間をメモリに記憶して
おくことにより、マルチプレクサ52を信号振幅に応じ
て切り換えた場合でも、初期に記憶した値を加減するこ
とにより、正確な値を得ることが可能になり、これによ
って、従来不可能であったゲイン切換えに対する広範囲
の測定範囲を電気的に達成することが可能になる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、受光素子の出力をラダー抵抗式のATT回路に接
続し、このATT回路の各ラダーの接続点をマルチプレ
クサにそれぞれ選択的に切り換え可能に接続するととも
に、このマルチプレクサにて選択された信号を増幅器に
より増幅して波形整形回路を介してミックスダウン回路
に入力するようになっていることから、時間差による高
精度の距離の測定を行うことができる。
【0027】また、増幅器の出力振幅を検出する信号振
幅検出回路を設け、この信号振幅検出回路にてある一定
値以上の振幅が検出されたときに、振幅を下げるように
マルチプレクサを切り換え制御するようになっているた
めに、受光素子の受光量が変化しても、ATT回路の振
幅が一定値に保たれ、波形歪や増幅器のスリューレート
等による伝達時間の変化を防止することができる。
【0028】さらに、マルチプレクサの信号通過経路に
応じて位相補正データを持ち、これらの位相補正データ
を用いて測距データを補正するようになっているために
、ゲインに対する位相誤差の補償ができる。
【0029】また、複数のATT回路の1つを基準チャ
ンネルとし、この基準チャンネルに対するチャンネル間
誤差のみをメモリに記憶して、チャンネル間補償を行う
ようになっているために、マルチプレクサを信号振幅に
応じて切り換えた場合でも、正確な測距値を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る光波測距装置の一実施例を示す
概略的ブロック図である。
【図2】同じく受光素子の出力に接続されるATT回路
及びマルチプレクサの概略的説明図である。
【図3】従来の光波測距装置を示す概略的ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1・・・基準発振器、3・・・発光素子、4・・・受光
素子、51・・・減衰回路(ATT回路)、52・・・
マルチプレクサ、6・・・交流増幅器(AC・AMP)
、7・・・波形整流回路、8・・・ミックスダウン回路
、9・・・局部発振器、10・・・中央処理装置(CP
U)、11・・・信号振幅検出回路、L1・・・出射光
、L2・・・反射光。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準発振回路からの基準信号に従った発光
    信号で駆動する発光素子の光出力を被測距物に向け出射
    し、この被測距物から反射された反射光を受光素子で受
    光して、この受光素子の出力を増幅器で増幅し、波形整
    形回路を介してミックスダウン回路に入力するとともに
    、このミックスダウン回路にて周波数変換された前記反
    射光の信号出力と基準発振回路からの基準信号出力の位
    相差を検出してなる光波測距装置において、前記受光素
    子の出力をラダー抵抗式の減衰回路に接続し、この減衰
    回路の各ラダーの接続点をマルチプレクサにそれぞれ選
    択的に切り換え可能に接続するとともに、このマルチプ
    レクサにて選択された信号を前記増幅器により増幅して
    前記波形整形回路を介してミックスダウン回路に入力し
    てなる一方、前記増幅器の出力振幅を検出する信号振幅
    検出回路を設け、この信号振幅検出回路にてある一定値
    以上の振幅が検出されたときに、振幅を下げるように前
    記マルチプレクサを切り換え制御するように構成したこ
    とを特徴とする光波測距装置。
  2. 【請求項2】マルチプレクサの信号通過経路に応じて位
    相補正データを持ち、これらの位相補正データを用いて
    測距データを補正するようにしたことを特徴とする請求
    項1記載の光波測距装置。
  3. 【請求項3】複数の減衰回路の1つを基準チャンネルと
    し、この基準チャンネルに対するチャンネル間誤差のみ
    をメモリに記憶して、チャンネル間補償を行うようにし
    たことを特徴とする請求項1記載の光波測距装置。
JP3072598A 1991-03-12 1991-03-12 光波測距装置 Pending JPH04283679A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3072598A JPH04283679A (ja) 1991-03-12 1991-03-12 光波測距装置
US07/846,811 US5204732A (en) 1991-03-12 1992-03-06 Optical distance measuring apparatus
CA002062662A CA2062662A1 (en) 1991-03-12 1992-03-11 Optical distance measuring apparatus
DE69213054T DE69213054T2 (de) 1991-03-12 1992-03-11 Optischer Entfernungsmesser
EP92104182A EP0503594B1 (en) 1991-03-12 1992-03-11 Optical distance measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP3072598A JPH04283679A (ja) 1991-03-12 1991-03-12 光波測距装置

Publications (1)

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JPH04283679A true JPH04283679A (ja) 1992-10-08

Family

ID=13494001

Family Applications (1)

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JP3072598A Pending JPH04283679A (ja) 1991-03-12 1991-03-12 光波測距装置

Country Status (5)

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US (1) US5204732A (ja)
EP (1) EP0503594B1 (ja)
JP (1) JPH04283679A (ja)
CA (1) CA2062662A1 (ja)
DE (1) DE69213054T2 (ja)

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