[发明专利]距离测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及测量距离的距离测量设备。

背景技术

已知有距离测量设备，其可以允许脉冲光在距离测量设备和测量目标之间来回反射，并且测量其往返行程所需的时间，以便测量到测量目标的距离(例如，参见专利文献1)。在该设备中，当检测到由测量目标所反射的脉冲光时，信号通过放大器被放大，并且脉冲光的往返行程时间越短，则放大器的增益被设置得越小。因此，可以测量短距离同时避免了放大器的饱和，并且从而可以准确地执行短距离到长距离的测量。作为如上所述能够进行增益调整的放大器，已知例如有自动增益控制(AGC)放大器、灵敏度时间控制(STC)放大器等类。

另外，当来自测量目标的强反射光进入接收器时，放大器的输入电压将突然增加到特定值或更大。在这种情况下，就会出现放大器的电压需要很长时间才能再次稳定在放大器的正常工作区域这种状况，并且在这段时间期间，接收器将无法正常接收反射光。这种状态就是放大器的饱和。

专利文献1：日本未审专利申请公开物No.Hei7-71957。

发明内容

本发明要解决的问题

不过，与具有固定增益的一般放大器相比，如上所述能够进行增益调整的放大器的成本更高，并且电路规模更大，因此制约了成本减少和距离测量设备的微型化。

因此，本发明的目标是提出一种能够实现成本和尺寸的减小并且准确执行从短距离到长距离范围的测距的距离测量设备。

问题解决方法

本发明的距离测量设备包括：输出单元，用于输出第一脉冲光至测量目标；光检测单元，用于检测由测量目标所反射的第一脉冲光，并且输出响应于第一脉冲光的强度变化部分的信号；第一测量单元，用于测量在当信号强度大于预定值期间，第一脉冲光的输出和检测之间的时间差；第二测量单元，用于测量在当信号强度从小于预定值变化到等于或大于预定值时，第一脉冲光的输出和检测之间的时间差；以及计算单元，用于通过使用由第一测量单元和第二测量单元中的至少一个所测量的时间差来计算到测量目标的距离。

进而，优选情况下，计算单元根据从第一脉冲光的输出开始流逝的时间来选择第一测量单元的时间差或第二测量单元的时间差；并且计算到测量目标的距离。

进而，优选情况下，计算单元根据测量人员的外部操作来选择第一测量单元的时间差或第二测量单元的时间差，以计算到测量目标的距离。

进而，优选情况下，距离测量设备进一步包括估计单元，用于估计在第一脉冲光的输出之前，第一脉冲光的背景电平，其中计算单元根据背景电平来选择第一测量单元的时间差或第二测量单元的时间差，并且计算到测量目标的距离。

进而，优选情况下，计算单元根据第一脉冲光的强度来选择第一测量单元的时间差或第二测量单元的时间差，并且计算到测量目标的距离。

进而，优选情况下，输出单元依序输出多个第一脉冲光，并且计算单元生成与第一测量单元的时间差和第二测量单元的时间差中的至少一个有关的频率分布，根据在该频率分布中时间差小于预定值的部分中的频率来选择第一测量单元的时间差或第二测量单元的时间差，并且计算到测量目标的距离。

进而，第一测量单元对信号进行二进制化，与预定频率的采样时钟异步地锁存由二进制化所生成的信号的强度，然后在采样时钟的第一上升沿采样该强度和在第二上升沿清除该强度，以测量时间差；并且第二测量单元对该信号进行二进制化，并且通过在采样时钟的上升沿锁存由该二进制化所生成的信号的强度来测量时间差。

本发明的效果

本发明的距离测量设备可以实现成本和尺寸的减小，并且准确执行从短距离到长距离范围的距离测量。

附图说明

图1为框图，示出了该实施例的距离测量设备10的内部结构；

图2示出了响应于返回光及其二进制信号(b)的强度变化部分的时序信号(a)；

图3示出了在电平采样电路20中的二进制信号的数字采样(a)和在边沿采样电路21中的二进制信号的数字采样(b)；

图4示出了使用选择器26的结构例子；

图5示出了根据从脉冲光L1的输出的流逝时间来对选择器26进行切换控制；

图6示出了作为直方图存储在存储器24中的计数值(时间差)的频率分布；

图7示出了当使用了延迟电路时电平采样电路20中的所接收信号，以及直方图的变体部分(和形心计算部分)；

图8示出了当使用了延迟电路时边沿采样电路21中的所接收信号，以及直方图的变体部分(和形心计算部分)；

图9示出了选择电平采样电路20或边沿采样电路21的计数值的方法例子；以及