(57)【要約】【課題】本発明はマッピング技術分野に適用され、距離測定方法およびシステムを提供する。【解決手段】  前記距離測定方法は、周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用して測定ビームを変調させるステップと、変調させた測定ビームを被測定物に照射するステップと、反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換するステップと、前記測定ビームを受信するときの周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、測定された距離を確定するステップとを含む。本発明は、まず周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用して測定ビームを変調させ、続いて変調させた測定ビームを被測定物に照射する。その後、反射してくる測定ビームを受信し、それを測定信号に変換する。前記受信時の周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、これにより測定された距離を確定する。本距離測定方法およびシステムは、簡単、実用的で、距離の測定が正確である。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離測定方法であって、前記方法が、以下の
周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用し、測定ビームを変調させるステップと、
変調させた測定ビームを被測定物に照射するステップと、
反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換するステップと、
前記測定ビームを受信する時の周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、測定された距離を確定するステップと、
を含むことを特徴とする距離測定方法。
【請求項２】
前記変調信号の周波数が時間的に線形変化することを特徴とする請求項１に記載の距離測定方法。
【請求項３】
前記周波数変化の速度が１０ＭＨｚ／ｓより大きいか等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の距離測定方法。
【請求項４】
測定ビームを照射する照射装置、および反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換する受信装置を含む距離測定システムであって、さらに前記測定ビームの周波数を時間的に連続変化させる変調器、前記測定ビームを受信するときの変調信号の周波数および前記測定信号の周波数と前記変調器とを比較する混合器、ならびに比較した結果に基づき測定された距離を確定するプロセッサを含むことを特徴とする距離測定システム。
【請求項５】
前記混合器が前記受信装置に統合されることを特徴とする請求項４に記載の距離測定システム。
【請求項６】
前記受信装置がアバランシェフォトダイオードであることを特徴とする請求項５に記載の距離測定システム。
【請求項７】
前記変調器が、生成した変調信号をリアルタイムで前記受信装置に伝送し、前記測定信号との減算、平均演算処理が行われることを特徴とする請求項６に記載の距離測定システム。
【請求項８】
前記変調器が、前記変調信号を生成する信号発生ユニットを有することを特徴とする請求項４に記載の距離測定システム。
【請求項９】
前記混合器処理後の周波数信号が、増幅器によって増幅された後、前記プロセッサに伝送されることを特徴とする請求項４〜８のうちいずれか１項に記載の距離測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマッピング技術分野に属し、特に距離測定方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
１９８０年代以来、半導体レーザー装置およびデジタル回路は急速に発展している。これを基礎としたレーザー距離測定技術は、電力、水利、通信、環境、建築、警察業務、消防、爆破、航海、鉄道、軍事反テロなどの分野に、ますます幅広く応用されている。
【０００３】
パルスレーザー距離測定のタイムインターバル測定においては、一般にデジタルクロックの直接計数法が採用され、レーザーのパルス照射およびパルス受信の間のタイムインターバルを計算し、目標の距離が測定される。測定されるタイムインターバルはランダムであるため、このような計数装置で記録されたクロックサイクル数には誤差が存在し、距離測定の精度に影響を及ぼす。
【０００４】
位相測定にはビーム制御システムの基準信号が必要であり、このため距離測定装置の内部構造および制御方法が複雑化し、距離測定装置の製造コストが上昇する。距離測定装置の小型化にとってもマイナスとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施例の目的は、距離測定方法を提供することであり、その目的は既存の距離測定方法が複雑である問題を解決することである。
【０００６】
本発明の実施例の別の目的は、距離測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例は以下のように実現され、距離測定方法は以下のステップを含む。
【０００８】
周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用し、測定ビームを変調させる。
【０００９】
変調させた測定ビームを被測定物に照射する。
【００１０】
反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換する。
【００１１】
前記測定ビームを受信するときの周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較して、測定された距離を確定する。
【００１２】
本発明の実施例の別の目的は距離測定システムを提供することである。前記距離測定システムは、測定ビームを照射する照射装置および反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換する受信装置を含む。前記距離測定システムは、前記測定ビームの周波数を時間的に連続変化させる変調器、前記測定ビームを受信するときの変調信号の周波数および前記測定信号の周波数と前記変調器とを比較する混合器、ならびに比較した結果に基づき測定された距離を確定するプロセッサをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施例は、まず周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用して測定ビームを変調させ、続いて、変調させた測定ビームを被測定物に照射する。その後、反射してくる測定ビームを受信し、それを測定信号に変換する。前記受信時の周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、これにより測定された距離を確定する。本距離測定方法およびシステムは、簡単、実用的で、測定距離が正確である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施例で提供される距離測定方法を実現するフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施例で提供される距離測定システムの構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の目的、技術案および利点をさらに明白に理解できるようにするため、以下に図および実施例を組み合わせて、本発明についてさらに詳細な説明を行う。理解すべきことは、ここで記載する具体的実施例は、本発明を説明するだけのものであり、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例は、まず周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用して測定ビームを変調させ、続いて、変調させた測定ビームを被測定物に照射する。その後、反射してくる測定ビームを受信し、それを測定信号に変換する。前記受信時の周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、これにより測定された距離を確定する。本距離測定方法およびシステムは、簡単、実用的で、測定距離が正確である。
【００１７】
以下に、レーザーを例とし、本発明の実現について、詳細に記載する。
【００１８】
図１に、本発明の実施例で提供される距離測定方法を実現するフローチャートを示した。以下に詳細に述べる。
【００１９】
ステップＳ１０１では、周波数が時間的に連続変化する変調信号を利用し、測定ビームを変調させる。
【００２０】
本発明の実施例は、周波数が時間的に線形変化する変調信号ω＝ｆ（ｔ）＝αｔ＋βを利用してレーザーを変調させる。当然、周波数がその他の関数、例えば全周期の正接または余接関数で連続変化する変調信号を利用してレーザーを変調させることもできる。
【００２１】
ステップＳ１０２では、変調させた測定ビームを被測定物に照射する。
【００２２】
本発明の実施例では、レーザー照射装置が変調させた測定ビームを被測定物に照射する。
【００２３】
ステップＳ１０３では、反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換する。
【００２４】
本発明の実施例では、レーザー受信装置が被測定物から反射してくる測定ビームを受信すると同時に、受信した測定ビームを測定信号に変換する。
【００２５】
ステップＳ１０４では、前記測定ビームを受信する時の周波数および前記測定信号の周波数と、変調信号を比較し、測定された距離を確定する。
【００２６】
本発明の実施例では、前記測定ビームを受信する時の周波数ω２＝ｆ（ｔ２）＝αｔ２＋β、および前記測定信号の周波数ω１＝ｆ（ｔ１）＝αｔ１＋βと、変調信号を比較し、測定された距離を確定する。前記測定ビームを受信するときの周波数ω２＝ｆ（ｔ２）＝αｔ２＋β、および前記測定信号の周波数ω１＝ｆ（ｔ１）＝αｔ１＋βは、変調信号に基づき、測定ビームを受信する時間ｔ２および測定ビームを照射する時間ｔ１の差Δｔ＝ｔ２−ｔ１＝（ω２−ω１）／αがわかり、これは測定ビームが空中を通過する時間である。このうち、ω２−ω１は、前記測定ビームを受信するときの変調信号および前記測定信号を混合した後に形成される信号の周波数である。ここで、混合した後に形成される信号の周波数はプロセッサに伝送され、測定ビームが空中を通過する時間が求められる。さらに光速を組み合わせて、測定された距離を確定することができる。
【００２７】
ω１およびω２の差を比較しやすく、測定精度を保証するために、本発明の実施例は周波数変化の速度を１０ＭＨｚ／ｓより大きいか等しくする。すなわちα≧１０ＭＨｚ／ｓである。
【００２８】
図２に、本発明の実施例で提供される距離測定システムの構造の概要を示した。描写しやすいように、本発明の実施例に関連する部分のみを示した。
【００２９】
本距離測定システムは、測定ビームを照射する照射装置１、反射してくる測定ビームを受信し、測定信号に変換する受信装置２、前記測定ビームの周波数を時間的に連続変化させる変調器３、前記測定ビームを受信するときの変調信号の周波数および前記測定信号の周波数と前記変調器とを比較する混合器６、ならびに比較した結果に基づき、測定された距離を確定するプロセッサ４を含む。これにより、本システムの構造が簡単で、信頼でき、さらに測定が正確であることがわかる。
【００３０】
本距離測定システムを簡素化するために、前記混合器６を前記受信装置２に統合することができる。前記変調器３は、生成した変調信号をリアルタイムで前記受信装置２に伝送し、前記測定信号との減算、平均演算処理が行われる。前記プロセッサ４は減算、平均演算処理後の結果に基づき、測定された距離をリアルタイムで更新することにより、本距離測定システムがさらに幅広く利用されるようにする。
【００３１】
本発明の実施例において、前記変調器３は、前記変調信号を生成する信号発生ユニット３１を有する。前記受信装置２は、好ましくはアバランシェフォトダイオードである。前記混合器６で処理された後の周波数信号は、増幅器５で増幅された後、前記プロセッサ４に伝送される。これにより前記プロセッサ４が識別、処理を行いやすい。
【００３２】
以上の記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するものではない。本発明の精神および原則の範囲内で行われるあらゆる修正、同等の置換および改良などは、すべて本発明の保護範囲内に包含されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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