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JP3311072B2 - Distance / speed measuring device - Google Patents
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JP3311072B2 - Distance / speed measuring device - Google Patents

Distance / speed measuring device

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JP3311072B2
JP3311072B2 JP09298893A JP9298893A JP3311072B2 JP 3311072 B2 JP3311072 B2 JP 3311072B2 JP 09298893 A JP09298893 A JP 09298893A JP 9298893 A JP9298893 A JP 9298893A JP 3311072 B2 JP3311072 B2 JP 3311072B2
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measurement
speed
light
target object
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弘 松崎
加藤正彦
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は距離・速度測定装置、例
えば自動車衝突予知センサに適した距離、速度測定装置
に係わり、特に衝突直前の対象物との距離および対象物
との相対速度を測定する距離・速度測定装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance / velocity measuring device, for example, a distance / velocity measuring device suitable for a vehicle collision prediction sensor, and particularly to measuring a distance to an object immediately before a collision and a relative speed with the object. And a distance / speed measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、距離・速度測定装置としてセンサ
技術(1992年10月号,Vol.12,No.1
1,p.24)、トランジスタ技術(1990年8月
号,p.468)に示されるような三角測距方式のもの
があり、この原理は図7に示すようなものであり、発光
素子24より発光された光を光学系25でコリメートし
て出射し、対象物体26を照射してその測定光線のスポ
ット像を光学系25から基線長Lだけ離して配置された
受光光学系27により、1次元あるいは2次元の受光素
子28上に結像し、その位置を測定することにより対象
物体までの距離を測定する。この装置は、通常静止物体
に対して測定を行うものであり、その場合、S/Nの良
い測定を行うために複数回の測定を行い、その平均値を
とり測定値としている。この装置を用いて対象物体26
の速度を検出するには、対象物体までの距離とその時間
を複数回測定し、距離の時間的変化を求めることにより
達成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, sensor technology (October 1992, Vol. 12, No. 1) has been used as a distance / speed measuring device.
1, p. 24), there is a triangulation method as shown in Transistor Technology (August, 1990, p. 468). The principle is as shown in FIG. The light is collimated by the optical system 25 and emitted, the target object 26 is irradiated, and the spot image of the measurement light beam is one-dimensional or two-dimensional by the light-receiving optical system 27 arranged at a distance of the base line L from the optical system 25. An image is formed on the light receiving element 28, and the distance to the target object is measured by measuring the position. This apparatus normally performs measurement on a stationary object. In this case, in order to perform measurement with good S / N, measurement is performed a plurality of times, and the average value is taken as a measured value. Using this device, the target object 26
Is detected by measuring the distance to the target object and its time a plurality of times to determine the temporal change in the distance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の三角測距法によ
る距離・速度測定は主に発光部と受光部との距離Lを対
象物体26までの距離yと比較して短くとり、装置前方
の狭い角度範囲を測定の対象としていた。しかし、衝突
直前における距離・速度測定に見られるように対象物体
26までの距離yと基線長Lとが同程度の領域で距離・
速度の測定を行う場合、従来の方法では測定光線が測定
範囲内に及ばない不都合が生じる。また、測定対象物の
真の速度を求めるために測定対象物の特定の点の時間的
変化を測定する必要があるが、測定対象物が測定光線を
横切った場合に、測定対象物上の測定される位置は刻々
と変化していくため、正確な測定を行うことができな
い。本発明は上記課題を解決するためのもので、基線に
平行な方向の広範囲の領域の測定を行うことができ、S
/Nが悪い条件の下でも誤差を低減し、高精度の測定を
行うことができる距離・速度測定装置を提供することを
目的とする。
In the conventional distance / velocity measurement by the triangular distance measuring method, the distance L between the light emitting unit and the light receiving unit is mainly shorter than the distance y to the target object 26, and the distance L in front of the device is measured. A narrow range of angles was targeted for measurement. However, as can be seen in the distance / velocity measurement immediately before the collision, the distance / the distance to the target object 26 and the base length L are substantially the same.
When measuring the speed, there is a disadvantage that the measuring beam does not reach the measuring range in the conventional method. In addition, it is necessary to measure the temporal change of a specific point of the measurement object in order to determine the true speed of the measurement object, but when the measurement object crosses the measurement light beam, the measurement on the measurement object is performed. Since the measured position changes every moment, accurate measurement cannot be performed. The present invention has been made to solve the above-described problem, and can measure a wide area in a direction parallel to a base line.
It is an object of the present invention to provide a distance / speed measuring device capable of reducing errors and performing high-accuracy measurement even under a condition where / N is poor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、 (1)対象物体に測定用の光線を照射し、前記対象物体
からの反射光を検出、処理することにより対象物体まで
の距離・速度を測定する装置において、順次交代発光す
る複数の測定用光線を異なる方向に照射する発光部と
前記対象物体の距離を測定する測距領域の奥行きと同程
度以上の長さの基線長だけ互いに離れて配置されると共
に、前記測定光線が対象物体に当たったことによって発
生するスポットの位置を検出出力する複数の受光部と、
前記受光部の出力信号と三角測距原理に基づいて、前記
対象物体に対する距離または速度の算出を行うと共に、
前記算出の結果を統計処理することにより前記対象物体
への平均距離または平均速度を算出する距離・速度算出
手段とを具備し、前記測定用光線のうち少なくとも1本
の測定用光線は、その照射方向が前記基線長方向の成分
を有し、前記測距領域をその奥行き方向に分割するよう
に前記発光部から照射されることを特徴とする距離・速
度測定装置が提供される。また、本発明によれば、 (2)前記受光部の出力信号に基づいて、前記測定光線
が前記対象物体に当たったか否かを判断し、測定に有効
である所定の閾値以上の前記出力信号が得られた場合に
トリガ信号を発生するトリガ信号発生手段をさらに具備
し、前記トリガ信号が出力された際の前記受光部の出力
信号を距離または速度の算出に利用することを特徴とす
る(1)記載の距離・速度測定装置が提供される。ま
た、本発明によれば、 (3)前記距離・速度算出手段はi(i:自然数)番目
の測定用光線によって得られた距離または速度の情報
と、前記受光部の検出出力と前記i番目の測定用光線に
相前後する測定用光線によって得られた距離または速度
の情報と、を組み合わせて統計処理することにより前記
測定対象物体への平均距離または平均速度を算出するこ
とを特徴とする(1)に記載の距離・速度測定装置が提
供される。
According to the present invention, (1) a target object is irradiated with a measuring light beam, and
To the target object by detecting and processing the reflected light from
In a device that measures the distance and speed of
A light emitting unit for irradiating a plurality of measurement light beams in different directions ,
The same as the depth of the distance measurement area for measuring the distance of the target object
At a baseline distance of at least
Is emitted when the measurement light beam hits the target object.
A plurality of light receiving sections for detecting and outputting the position of the spot to be generated,
Based on the output signal of the light receiving unit and the principle of triangulation,
While calculating the distance or speed to the target object,
The target object is obtained by performing statistical processing on the result of the calculation.
Distance / speed calculation to calculate average distance or average speed to
Means, and at least one of the measuring light beams
The measurement light beam has an irradiation direction in the base length direction component.
And divides the distance measurement area in the depth direction.
Irradiating from the light-emitting portion to the distance and speed
A degree measuring device is provided. Further, according to the present invention, (2 ) the measurement light beam based on an output signal of the light receiving unit.
Determines whether or not the object has hit the target object, and is effective for measurement.
Is obtained when the output signal is equal to or more than a predetermined threshold value.
Trigger signal generating means for generating a trigger signal is further provided.
And the output of the light receiving section when the trigger signal is output
Signals are used to calculate distance or speed
(1) A distance / speed measuring device according to (1) is provided. Ma
According to the present invention, (3 ) the distance / speed calculating means is an i-th (i: natural number)
Or velocity information obtained by the measuring beam
And the detection output of the light receiving unit and the i-th measurement light beam.
Distance or speed obtained by successive measuring beams
And performing statistical processing by combining
Calculate the average distance or average speed to the measurement object.
The distance / velocity measuring device according to (1) is provided.
Provided.

【0005】[0005]

【作用】本発明に係る距離・速度測定装置は、測定光線
上を対象物が通過した時に、対象物の正確な速度を測定
することを可能にするものであり、基線長を長くし、
距領域をその奥行き方向に分割するように基線方向の成
分を有する方向の複数の測定光線を出射しているため、
基線に平行な方向の長い広範囲の領域の測定を行うこと
ができる。一本の測定光線における同じ測定領域での複
数回の距離と時間の測定値を平均化しているため、S/
Nが悪い条件の下でも誤差を低減することができる。ま
た、異なる測定光線における測定領域ごとに測定された
距離、時間の平均値を用いて速度、距離を計算するため
に、さらに精度のよいデータとして得ることができる。
これは図3に示されるように、i番目の測定光線により
測定される領域iで各測定データを平均し、この領域i
での平均値として精度の良い距離、時間を求めておき、
次の領域(i+1)に入ったときに領域iのデータを基
にして速度を求めるものである。
[Action] distance and speed measuring apparatus according to the present invention, when the object on the measuring light beam passes through, which makes it possible to measure the exact speed of the object, a base line length longer, measured
The base line direction is divided so that the distance area is divided in the depth direction.
Because it emits a plurality of measurement rays in the direction having the
It is possible to measure a long wide area in a direction parallel to the base line. Since the distance and time measurements in the same measurement area in one measurement beam are averaged, S /
The error can be reduced even under the condition where N is bad. In addition, since the speed and the distance are calculated using the average values of the distance and the time measured for each measurement area in different measurement light beams, the data can be obtained as more accurate data.
This averages each measurement data in the area i measured by the i-th measurement light beam as shown in FIG.
Find accurate distance and time as the average value in
At the time of entering the next area (i + 1), the speed is obtained based on the data of the area i.

【0006】距離の測定原理としては、図4に示すよう
に、測定対象物17上に生じるスポットを受光レンズ4
−a,4−bによりPSD(position sen
sitive detector)5−a,5−b上に
結像し、そのスポット位置を測定して対象物までの距離
yを計算する。左右のPSD上に生じるスポット位置を
l 、lr 、結像レンズの焦点距離をf、左右のレンズ
間の距離、即ち基線長をLとすると対象物までの距離y
は y=f・L/(ll +lr ) により計算される。
As a principle of measuring the distance, as shown in FIG.
-A, 4-b, PSD (position sen
An image is formed on the passive detectors 5-a and 5-b, the spot positions are measured, and the distance y to the target is calculated. Assuming that the spot positions generated on the left and right PSDs are l l and l r , the focal length of the imaging lens is f, and the distance between the left and right lenses, that is, the base line length is L, the distance y to the object is y.
Is calculated by y = f · L / (l 1 + l r ).

【0007】図5に示されるように対象物体が、例えば
矢印18の方向に19−a,19−b,19−cのよう
に装置の配置された平面、即ち基線に近づくに従い、対
象物体上の測定スポットの位置は20−a,20−b,
20−cのようにずれていくが、実際はトリガ信号がO
Nになってから適当な測定回数n1 を決めておいて僅か
な時間だけ測定を行うため、このずれの影響で生じる距
離測定の誤差は小さなものとなり、対象物体のほぼ同一
部分の位置を測定していると考えることができ、対象物
体の測定装置に対する正確な速度を求めることができ
る。
As shown in FIG. 5, as the target object approaches the plane on which the apparatus is arranged, for example, as indicated by arrows 19-a, 19-b, and 19-c in the direction of arrow 18, ie, as the base line approaches, the target object The positions of the measurement spots are 20-a, 20-b,
20-c, but the trigger signal is actually O
Since the measurement is performed only for a short time after determining the appropriate number of measurements n 1 after N, the error of the distance measurement caused by the influence of this shift becomes small, and the position of almost the same part of the target object is measured. It is possible to determine an accurate speed of the target object with respect to the measuring device.

【0008】順次交代するようにN本の光線を発光
、発光と共にトリガ信号を監視し、トリガ信号がON
であった場合はその時の発光器を特定し、測定を開始す
る。測定値に基づいて計算された距離値yI,J (Iは測
定光線の番号、Jは測定値の番号)、そのときの時間を
I,J とし、各光線につきその光線で測定が行われたこ
とを示すトリガ信号がONになってから平均化のための
各光線でのサンプリング個数をn1 と決めておく。この
ときに測定される距離から計算される速度は(yI,J
I,J-1 )/(tI,J −tI,J-1 )で表されるが、この
計算式では各測定における距離測定におけるS/Nがよ
くないときなど誤差が大きくなるので、適当な平均処理
をする必要がある。そこで、I番目の光線での測定開始
から最初に適当に定めた数点をまず平均し、この光線で
の測定が終了した時点で、この光線で得られた距離デー
タの集合から1つの平均としてのデータを、例えばy
m,I =ΣyI,J /nI 、平均的なな時間をtm,I =Σt
I,J /nI として計算し、その後は速度計算の基準値と
してym,I 、tm,I を用いることにすれば、この光線で
測定された領域での精度の良い値がもとめられることに
なる。
[0008] emission of the N number of light rays to sequentially substitute
And monitor the trigger signal together with the light emission.
If so, the light emitter at that time is specified, and measurement is started. The distance value yI , J (I is the number of the measurement light beam, J is the number of the measurement value) calculated based on the measurement value, and the time at that time is tI , J. The number of samples in each light beam for averaging is determined to be n 1 after the trigger signal indicating that it has been turned ON. The speed calculated from the distance measured at this time is (y I, J
y I, J-1 ) / (t I, J -t I, J-1 ). In this formula, the error becomes large when the S / N in the distance measurement in each measurement is not good. It is necessary to perform an appropriate averaging process. Therefore, several points appropriately determined first from the start of measurement with the I-th light beam are first averaged, and when the measurement with this light beam is completed, one average is obtained from a set of distance data obtained with this light beam. Data, for example, y
m, I = Σy I, J / n I , and the average time is t m, I = Σt
I, calculated as J / n I, then if y m as a reference value of speed calculation, I, t m, to the use of I, accurate values of the region measured in this ray is determined Will be.

【0009】また複数の光線にかけて測定が行われた場
合、図6に示すように物体が矢印21の方向に、22−
a,22−b,22−cと進んだとき、各測定光線に対
象物の接触し始める部分23−a,23−b,23−c
というは、ほぼ同一の部位となるため、それぞれの光線
での測定における差をとってもその測定される距離の変
化を計算することにより、正確な速度を求めることがで
きる。この場合の測定は、ある測定光線において、先に
述べたような1本の光線での測定により得られた平均値
としての速度を用い、次の測定光線での測定が開始され
たときに、その前の測定光線での測定結果を用いて速度
の計算を行うものであり、より精度のよい測定を行うこ
とができる。
When the measurement is performed on a plurality of light beams, as shown in FIG.
a, 22-b, and 22-c, portions 23-a, 23-b, and 23-c at which each measurement light beam starts to come into contact with the object.
That is, since the portions are almost the same, an accurate speed can be obtained by calculating the change in the measured distance even if the difference in the measurement with each light beam is obtained. The measurement in this case uses a speed as an average value obtained by the measurement with one light beam as described above in a certain measurement light beam, and when the measurement with the next measurement light beam is started, Since the speed is calculated using the measurement result of the measurement beam before that, more accurate measurement can be performed.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の光学系の配置を図1に示す。左右に
所定距離離して、それぞれ複数の発光素子1−a〜1−
fを配置し、それらを発光素子駆動回路2により順次交
代するように強度変調して発光させ、これらの素子の前
に配置した光学系3−a,3−bにより各素子からの光
線を平行光線に変換し、強度変調された測定光線を複数
本出射し、対象物体が測定光線上を通過した時、対象物
体に測定光線のスポットが生じ、そのスポットを受光光
学系4−a、4−bでPSD5−a,5−b上に結像
し、検出光処理回路6によりその位置を測定することに
より対象物の2つの装置の受光光学系を結ぶ直線からの
距離を求める。
FIG. 1 shows the arrangement of an optical system according to the present invention. A plurality of light emitting elements 1-a to 1-
f, which are sequentially exchanged by the light emitting element drive circuit 2.
Intensity modulated by the light emitting to cash, converts the light from each element into parallel beams by these optical systems is arranged in front of the elements 3-a, 3-b, a plurality of intensity-modulated measuring light When the light is emitted and the target object passes over the measurement light beam, a spot of the measurement light beam is generated on the target object, and the spot is imaged on the PSDs 5-a and 5-b by the light receiving optical systems 4-a and 4-b. The position of the object is measured from the straight line connecting the light receiving optical systems of the two devices by measuring the position by the detection light processing circuit 6.

【0011】検出光処理回路6は、マイクロプロセッサ
等から構成され、測定対象物が測定光線に接触したか否
かを判定してトリガ信号を発生する機能、トリガ信号に
より測定された受信信号の有効、無効を決定する機能、
受信信号より距離の計算を行い、順次測定された距離と
時間間隔とから速度を計算するとともに、各光線で測定
される領域毎に測定された距離の統計処理を行うことに
より、距離および速度の平均値を求め、また異なる領域
間での距離および時間情報からも速度を求める機能とを
有している。
The detection light processing circuit 6 is constituted by a microprocessor or the like, has a function of determining whether or not an object to be measured has come into contact with a measurement light beam and generating a trigger signal, and validating a received signal measured by the trigger signal. , The ability to determine invalidity,
By calculating the distance from the received signal, calculating the speed from the sequentially measured distance and time interval, and performing statistical processing of the distance measured for each area measured by each ray, the distance and the speed are calculated. It has a function of obtaining an average value and also obtaining a speed from distance and time information between different areas.

【0012】発光素子駆動回路2により順次交代するよ
うに強度変調された測定光線が発光素子1−a〜1−f
から出射され、測定光線を対象物体が横切ると、そのと
き生ずるスポット像は受光光学系4−a、4−bでPS
D5−a,5−b上に結像される。PSD上の位置に対
応する信号は、検出光処理回路6により取り込まれ、適
当な時間間隔でサンプリングしてA/D変換される。こ
のとき、検出光処理回路6は、検出信号の強度等を常に
監視しておき、その監視信号がある一定のしきい値以上
になった場合に、対象物体がある測定光線に接触し始め
たと判断してトリガ信号を発生し、このときのA/D変
換値を用いて距離の計算を行う。なお、しきい値に満た
ない検出信号は、無効と判断して信号として扱わない。
このような処理により、S/Nの悪い信号による誤差の
大きな測定を行うことを避けることができる。
The light-emitting element driving circuit 2 sequentially changes
The intensity-modulated measurement light beams are emitted from the light emitting elements 1-a to 1-f.
When a target beam crosses the measurement light beam, the spot image generated at that time is detected by the light receiving optical systems 4-a and 4-b.
Images are formed on D5-a and 5-b. The signal corresponding to the position on the PSD is captured by the detection light processing circuit 6, sampled at appropriate time intervals, and A / D converted. At this time, the detection light processing circuit 6 always monitors the intensity and the like of the detection signal, and when the monitoring signal becomes equal to or more than a certain threshold value, the target object starts to come into contact with a certain measurement light beam. The trigger signal is generated upon determination, and the distance is calculated using the A / D converted value at this time. Note that a detection signal less than the threshold value is determined to be invalid and is not treated as a signal.
By such processing, it is possible to avoid performing a measurement with a large error due to a signal having a poor S / N.

【0013】次に、図2の処理フローに基づいて測定の
流れを説明する。図中、IはI番目の測定光線、Jは測
定回数を示している。図において、順次発光素子を発光
していくと共に(ステップ7)、対応した対象物までの
距離データおよび時間データが得られる(ステップ
8)。次いで、受光素子からの受信信号レベルよりトリ
ガ信号のON,OFFを認識し、利用できる距離データ
か否かの判断を行う(ステップ9)。
Next, the flow of measurement will be described based on the processing flow of FIG. In the figure, I indicates the I-th measurement light beam, and J indicates the number of measurements. In the figure, the light emitting elements emit light sequentially (step 7), and distance data and time data to the corresponding object are obtained (step 8). Next, ON / OFF of the trigger signal is recognized based on the level of the received signal from the light receiving element, and it is determined whether or not the distance data is usable (step 9).

【0014】トリガがOFFの場合はステップ7に戻
り、LEDの発光待ちの状態となる。トリガ信号がON
であった場合には、このときに測定された距離データy
(I,J)、測定したときの時間データt(I,J)を
記憶しておき(ステップ10)、平均化のためのデータ
として用いる。次に、I番目の測定光線における測定に
おける測定の回数を適当に定められた回数nI と比較し
(ステップ11)、nIより大きな値がある場合にはこ
の光線での測定を終了し、次の光線での測定が開始され
るのを待つ(ステップ12)。測定回数JがnI 以下で
ある場合には、速度の計算を行う(ステップ13)。こ
こでの速度の計算において、v(I,J)は、 v(I,J) ={y(I,J−1)−y(I,J)}/{t(I,J)−t(I,J−1)} のように各測定ごとに距離の差と時間差から計算された
速度であり、vm (I,J)は、 vm (I,J) ={ym (I)−y(I,J)}/{t(I,J)−tm (I)} のように測定光線Iにおいて測定された予め適当に定め
た最初の数回の平均値をとりながら計算された速度であ
り、さらにvO (I,J,I’)は、 vO (I,J,I´) ={ym (I´)−y(I,J)}/{t(I,J)−tm (I´)} のように測定光線Iとその前で測定に関与した測定光線
I´との関係において計算された速度である。
If the trigger is OFF, the process returns to step 7 to wait for the LED to emit light. Trigger signal is ON
, The distance data y measured at this time
(I, J) and time data t (I, J) at the time of measurement are stored (step 10) and used as data for averaging. Next, the number of measurements in the measurement of the I-th measurement light beam is compared with an appropriately determined number of times n I (step 11). If there is a value larger than n I , the measurement with this light beam is terminated, It waits for the measurement with the next light beam to start (step 12). If the number of measurements J is equal to or less than n I , the speed is calculated (step 13). In the calculation of the velocity, v (I, J) is given by: v (I, J) = {y (I, J-1) -y (I, J)} / {t (I, J) -t (I, J-1)} is the velocity calculated from the distance difference and the time difference for each measurement, and v m (I, J) is obtained as follows: v m (I, J) = {y m (I ) -y (I, J)} / {t (I, J) -t m (I)} first calculation while taking several averages a predetermined suitably measured in the measurement beam I as a velocity, further v O (I, J, I ') is, v O (I, J, I') = {y m (I') -y (I, J)} / {t (I , J) is a -t m (I') measurement beam I and the calculated speed in relation to its pre-measurement light I'involved in the measurement as}.

【0015】次いで、I番目の測定光線における測定回
数Jを適当に定められた平均化のために回数nO,I と比
較し(ステップ14)、測定回数JがnO,I より大きい
場合にはさらに平均化の処理は行わず、測定回数Jがn
O,I 以下である場合は、距離および時間の平均化の処理
を行う(ステップ15)。ここでの平均化処理は、 ym (I,J) ={(J−1)*ym (I)+y(I,J)}/J tm (I,J) ={(J−1)*tm (I)+t(I,J)}/J のように、前回求めた平均値に(J−1)を乗算し、さ
らにJ回目のデータを加算して回数Jで除算することに
より求める。次に、求められた距離および速度の判断を
行い(ステップ16)、接近情報等の信号を発生させ、
再びLEDの発光(ステップ7)に戻り同様に一連の操
作を繰り返す。
[0015] Then, the number n O for averaging which is appropriately determined number of measurements J in I-th measurement beam, as compared to I (step 14), the number of measurements J is n O, is greater than I Does not further perform the averaging process, and the number of measurements J is n
If it is less than O, I , a process of averaging the distance and time is performed (step 15). Here averaging process is, y m (I, J) = {(J-1) * y m (I) + y (I, J)} / J t m (I, J) = {(J-1 ) * T m (I) + t (I, J)} / J, multiplying the average value obtained last time by (J−1), further adding the J-th data, and dividing by the number of times J Ask by Next, the determined distance and speed are determined (step 16), and signals such as approach information are generated.
Returning to the light emission of the LED (step 7), a series of operations is repeated in the same manner.

【0016】また、他の実施例として、測定光線は、最
初は左右の測定光線のうち比較的遠方を測定するための
外側の各1本を発光しておくようにしてもよい。対象物
体が近づいて、外側の各1本の発光測定光線のどちらか
に当たり、監視しているトリガ信号がONになったとこ
ろで、測定が開始される。その後測定サンプル数がある
程度の数に達したところで、測定光線をその内側の光線
に切り換える。対象物がさらに近づくと、再び切り替え
た光線にかかるので、先と同様な操作を行い、その内側
の光線に切り換える。前の測定光線での測定においては
距離の平均値が求められているので、その値を用いて速
度の計算を行うことにより、精度の良い速度を求めるこ
とができる。これについては図2のステップ12におけ
るLEDの切り換え操作を行うことにより実施すること
ができる。
In another embodiment, one of the left and right measurement beams may be emitted at first outside each of the left and right measurement beams for measuring a relatively distant place. The measurement is started when the target object approaches and hits one of the outer light emission measurement light beams and the monitored trigger signal is turned ON. Thereafter, when the number of measurement samples reaches a certain number, the measurement light beam is switched to a light beam inside the measurement light beam. When the object is further approached, it hits the switched light beam again, so the same operation as above is performed to switch to the light beam inside. Since the average value of the distance has been obtained in the measurement with the previous measurement light beam, the speed can be calculated with high accuracy by calculating the speed using the average value. This can be implemented by performing the LED switching operation in step 12 of FIG.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように本発明に係る距離・測定装
によれば、測定光線を複数本用いているため、広範囲
の測定を行うことができ、衝突直前の対象物との距離お
よび対象物との相対速度を検知することができる。ま
た、各測定光線での測定値をそれぞれの領域で平均化し
ており、各領域間の平均された距離に基づいて速さの計
算を行うため、より精度のよい測定を行うことができ
る。
As described above, the distance and measurement device according to the present invention is
According to the apparatus , since a plurality of measurement light beams are used, a wide range of measurement can be performed, and the distance to the target and the relative speed to the target immediately before the collision can be detected. In addition, the measurement values of each measurement beam are averaged in each region, and the speed is calculated based on the averaged distance between the regions, so that more accurate measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学系の配置を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of an optical system according to the present invention.

【図2】距離・速度計算アルゴリズムを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a distance / speed calculation algorithm.

【図3】本発明における測定の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of measurement in the present invention.

【図4】三角測距の原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of triangulation.

【図5】1本の測定光線における測定の過程を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a process of measurement using one measurement light beam.

【図6】複数の測定光線による測定の過程を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a process of measurement using a plurality of measurement light beams.

【図7】従来の三角測距を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating conventional triangulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−a〜1−f…発光素子 2…発光素子駆動回路 3−a,3−b…光学系 4−a、4−b…受光光学系 5−a,5−b…PSD 6…検出光処理回路 1-a to 1-f Light-emitting element 2 Light-emitting element drive circuit 3-a, 3-b Optical system 4-a, 4-b Light-receiving optical system 5-a, 5-b PSD 6 Detection light Processing circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−80154(JP,A) 特開 平2−19708(JP,A) 特開 昭59−114409(JP,A) 特開 昭57−197414(JP,A) 特公 平5−18069(JP,B2) 実公 平1−28407(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G02B 7/30 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-80154 (JP, A) JP-A-2-19708 (JP, A) JP-A-59-114409 (JP, A) JP-A-57-197414 (JP) , A) Japanese Patent Publication No. 5-18069 (JP, B2) Japanese Utility Model Publication No. 1-28407 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 3/06 G02B 7/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対象物体に測定用の光線を照射し、前記
対象物体からの反射光を検出、処理することにより対象
物体までの距離・速度を測定する装置において、 順次交代発光する複数の測定用光線を異なる方向に照射
する発光部と前記対象物体の距離を測定する測距領域の奥行きと同程
度以上の長さの基線長だけ互いに離れて配置されると共
に、前記測定光線が対象物体に当たったことによって発
生するスポットの位置を検出出力する複数の受光部と、 前記受光部の出力信号と三角測距原理に基づいて、前記
対象物体に対する距離または速度の算出を行うと共に、
前記算出の結果を統計処理することにより前記対象物体
への平均距離または平均速度を算出する距離・速度算出
手段とを具備し、前記測定用光線のうち少なくとも1本
の測定用光線は、その照射方向が前記基線長方向の成分
を有し、前記測距領域をその奥行き方向に分割するよう
に前記発光部から照射されることを特徴とする 距離・速
度測定装置。
An object is irradiated with a measuring light beam.
By detecting and processing the reflected light from the target object,
In a device that measures the distance and speed to an object, irradiates a plurality of measurement light beams that alternately emit light sequentially in different directions.
And the depth of a distance measurement area for measuring the distance of the target object.
At a baseline distance of at least
Is emitted when the measurement light beam hits the target object.
A plurality of light receiving units for detecting and outputting the position of the spot to be generated, based on the output signal of the light receiving unit and the principle of triangulation,
While calculating the distance or speed to the target object,
The target object is obtained by performing statistical processing on the result of the calculation.
Distance / speed calculation to calculate average distance or average speed to
Means, and at least one of the measuring light beams
The measurement light beam has an irradiation direction in the base length direction component.
And divides the distance measurement area in the depth direction.
A distance / velocity measuring device, which is radiated from the light emitting section .
【請求項2】 前記受光部の出力信号に基づいて、前記2. The method according to claim 2, further comprising:
測定光線が前記対象物体に当たったか否かを判断し、測It is determined whether or not the measurement light beam has hit the target object, and the measurement is performed.
定に有効である所定の閾値以上の前記出力信号が得られThe output signal above a predetermined threshold value that is
た場合にトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段をさTrigger signal generation means that generates a trigger signal when
らに具備し、前記トリガ信号が出力された際の前記受光The light receiving when the trigger signal is output
部の出力信号を距離または速度の算出に利用することをUsing the output signal of the unit to calculate the distance or speed
特徴とする請求項1記載の距離・速度測定装置。The distance / velocity measuring device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記距離・速度算出手段はi(i:自然3. The method according to claim 2, wherein the distance / speed calculating means is i (i: natural
数)番目の測定用光線によって得られた距離または速度Number) the distance or velocity obtained by the th measuring beam
の情報と、前記受光部の検出出力と前記i番目の測定用Information, the detection output of the light receiving section and the i-th measurement
光線に相前後する測定用光線によって得られた距離またThe distance obtained by the measuring light beam
は速度の情報と、を組み合わせて統計処理することによIs a combination of speed information and statistical processing.
り前記測定対象物体への平均距離または平均速度を算出Calculate the average distance or average speed to the object to be measured
することを特徴とする請求項1記載の距離・速度測定装2. The distance / speed measuring device according to claim 1, wherein
置。Place.
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