扫描式距离测量设备制造技术

一种扫描式距离测量设备包括：光投射器，该光投射器以预定间隔投射激光束；光接收器，该光接收器包括光接收元件，接收由光投射器投射的激光束的反射束，并且输出反射束的光接收强度信号；扫描操作单元，该扫描操作单元投射由光投射器投射的激光束，以执行扫描；累加器，该累加器在光接收器接收与以预定间隔投射的激光束对应的反射束时，针对各光接收元件累加由光接收器输出的时序光接收强度信号；以及距离计算器，该距离计算器基于累加器执行的累加，针对各光接收元件计算到对象的距离。累加器累加从一个光接收元件输出的一个光接收强度信号，并且累加从另一个光接收元件输出的一个光接收强度信号。

Scanning distance measuring equipment

A scanning distance measuring device includes an optical projector that projects a laser beam at a predetermined interval; an optical receiver, which includes an optical receiving element, receives a reflection beam of a laser beam projected by a light projector, and outputs the light receiving intensity signal of the reflected beam; a scanning operation unit, the scanning operation. The unit projects a laser beam projected by an optical projector to perform a scan; accumulator, when the accumulator receives a beam of reflection corresponding to a laser beam projected at a predetermined interval, the accumulator receives the intensity signal of the timing light output by the light receiving elements, and the distance calculator, the distance calculator, and the distance calculator. Accumulating based on accumulator to calculate the distance to each object. The accumulator accumulates an optical reception intensity signal output from an optical receiver and accumulates an optical reception intensity signal output from another optical receiving element.

【技术实现步骤摘要】
扫描式距离测量设备相关申请的交叉引用本申请基于2017年1月4日在日本专利局提交的日本第2017-000160号专利申请，此处以引证的方式将该申请的整个内容并入。
本公开涉及一种扫描式距离测量设备，更具体地涉及一种通过投射激光束并接收反射激光束来测量距离的扫描式距离测量设备。
技术介绍
传统地，存在通过投射激光束以执行扫描并接收反射激光束来测量距离或检测障碍物的已知技术。例如，JP2004-177350A公开了一种车辆雷达设备，在该车辆雷达设备中，提高由反射物体反射的反射波的检测灵敏度。该车辆雷达设备累加基于彼此相邻的预定数量的所发射激光束输出的预定数量的光接收信号，并且输出所累加信号。通过累加预定数量的光接收信号，放大与来自反射物体的反射波对应的光接收信号分量。因此，可以提高来自反射物体的反射波的检测灵敏度。此时，可以在使要累加的所接收信号的范围一次移位一个光接收信号的量的同时，设置要累加的光接收信号的多个范围。由此，可以使由于所累加信号而产生的角分辨率的降低最小化。另外，JP2005-300233A公开了一种累加式车辆雷达设备，在该累加式雷达设备中，在防止检测性能的降低(诸如可检测距离的缩短)的同时减小光接收信号的累加处理的计算处理负荷。该车辆雷达设备执行累加与彼此相邻的多个所发射激光束对应的多个光接收信号的累加处理。由此，可以提高反射物体的检测灵敏度。然而，在该累加处理中，因为同一采样时刻的数字数据被累加在以累加为目标的光接收信号的各范围中，所以计算量随着采样次数增加而增大。因此，延迟块参照激光束照射时刻来调节光接收信号的采样开始时刻的延迟时间。因此，即使为了减小计算负荷而使采样次数小于覆盖整个检测距离所需的采样次数，也可以通过适当改变延迟时间来在以上所描述的整个检测距离上检测反射物体。另外，JP05-203738A公开了一种用于车辆的障碍物检测设备，该障碍物检测设备在检测区域内存在多个障碍物的情况下且在存在移动障碍物的情况下适当检测并评价障碍物，而不管车辆的行进状态的变化和障碍物的行为如何。该障碍物检测设备从车速和转向角来计算横向加速度、轮胎滑移角、轮胎滑移率、纵向加速度、转向角、横摆角速度等。例如，在横摆角速度大于预定值的情况下，障碍物检测设备确定车辆驾驶状态不稳定，并且将要由扇形束扫描的区域与彼此交叠的交叠宽度设置为大值。否则，障碍物检测设备将交叠宽度设置为正常值并设置小区域的扩散角。在以上所描述的技术中，为了降低噪声对所接收反射束的影响并放大与来自对象的反射束对应的接收强度信号，将从光接收元件输出的信号累加(integrate)多次。如果来自多个光接收元件中的同一光接收元件与彼此相邻的多个所发射光束对应地连续输出接收强度信号，则更容易累加与来自同一障碍物的反射束对应的接收强度信号。因此，通常基于从同一光接收元件多次连续输出的光接收强度信号测量距离。然而，在扫描式设备的情况下，生成光接收元件无法从其接收反射束的区域，该区域与在设备需要来自另一个光接收元件的输出信号的同时移动的激光束的扫描角度对应。该区域是用于光接收元件的所谓的未检测区域。鉴于上文，本公开提供了一种扫描式距离测量设备，其使得能够减小各光接收元件的未检测区域且使检测遗漏更不太可能发生。
技术实现思路
为了解决以上所描述的问题，本公开提供了一种扫描式距离测量设备，该扫描式距离测量设备包括：光投射器，该光投射器被构造为以预定间隔投射激光束；光接收器，该光接收器包括多个光接收元件，并且被构造为接收光投射器投射的激光束的反射束，并且输出反射束的光接收强度信号；扫描操作单元，该扫描操作单元被构造为至少投射由光投射器投射的激光束，以执行扫描；累加器(integrator)，该累加器被构造为，当光接收器接收与以预定间隔投射的激光束对应的反射束时，针对各光接收元件累加由光接收器输出的时序光接收强度信号；以及距离计算器，该距离计算器被构造为，基于累加器执行的累加而针对各光接收元件来计算到对象的距离。累加器累加从一个光接收元件输出的一个光接收强度信号，然后累加从另一个光接收元件输出的一个光接收强度信号。扫描式距离测量设备累加从一个光接收元件输出的一个光接收强度信号，然后累加从另一个光接收元件输出的一个光接收强度信号。由此，同一光接收元件不连续输出光接收强度信号，这导致减少获取来自另一个光接收元件的输出信号所花费的时间。因此，可以提供使得能够减小来自各光接收元件的各输出中的未检测区域，并使检测遗漏不太可能发生的扫描式距离测量设备。扫描式距离测量设备还可以包括复用器，该复用器被构造为从来自多个光接收元件的输出中选择来自一个光接收元件的输出。复用器可以选择来自一个光接收元件的输出，然后选择来自另一个光接收元件的输出。根据以上的扫描式距离测量设备，可以将来自一个光接收元件的输出容易地切换到来自另一个光接收元件的输出。此外，光投射器可以包括光投射元件阵列，该光投射元件阵列包括被设置为行的多个光投射元件。光接收器可以包括光接收元件阵列，该光接收元件阵列包括：沿与光投射元件阵列的多个光投射元件设置的方向相同的方向被设置为行的多个光接收元件。扫描操作单元可以使光投射器和光接收器沿如下方向执行扫描，该方向与多个光投射元件设置在光投射元件阵列中的方向正交，且与多个光接收元件设置在光接收元件阵列中的方向正交。复用器可以从光接收元件阵列选择一个光接收元件。光投射器可以使光投射元件投射激光束，该光投射元件投射由复用器选择的光接收元件反射并接收的激光束。由此，一维光投射器和一维光接收器可以测量二维区域中的距离。本公开可以提供一种扫描式距离测量设备，该扫描式距离测量设备使得能够减小各光接收元件的未检测区域并使检测遗漏不太可能发生。附图说明图1A、图1B、图1C以及图1D分别是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的顶视图、正视图、立体图以及侧视图；图2A、图2B、图2C以及图2D分别是在去除罩等的情况下的、根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的顶视图、正视图、从与图1C中相同的方向看到的立体图以及底视图；图3是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的框图；图4A和图4B分别是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的示意侧视图和示意正视图；图5A和图5B分别是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的激光二极管模块的示意图和光电二极管模块的示意图；图6是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的光投射器的电路图；图7是根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的光接收器的电路图；图8是例示了根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备安装在车辆中的情况的说明图；图9是例示了根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的扫描操作的说明图；图10是例示了根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的光接收和投射方法的说明图；图11是用于说明根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备中的光投射和接收时刻的说明图；图12是用于说明根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的未检测区域的说明图；图13是用于说明根据本公开的第一实施方式的扫描式距离测量设备的累加器的累加方法的说明图；图14是根据本公开的第二实施方式的扫描式距离测量设备的框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描式距离测量设备，该扫描式距离测量设备包括：光投射器，该光投射器被构造为以预定间隔投射激光束；光接收器，该光接收器包括多个光接收元件，所述光接收器被构造为接收所述光投射器投射的激光束的反射束，并且被构造为输出所述反射束的光接收强度信号；扫描操作单元，该扫描操作单元被构造为至少投射由所述光投射器投射的激光束，以执行扫描；累加器，该累加器被构造为，当所述光接收器接收与以预定间隔投射的所述激光束对应的反射束时，针对各光接收元件累加由所述光接收器输出的时序光接收强度信号；以及距离计算器，该距离计算器被构造为，基于所述累加器执行的累加而针对各光接收元件来计算到对象的距离，其中，所述累加器累加从所述多个光接收元件中的一个光接收元件输出的一个光接收强度信号，然后累加从所述多个光接收元件中的另一个光接收元件输出的一个光接收强度信号。

【技术特征摘要】
2017.01.04 JP 2017-0001601.一种扫描式距离测量设备，该扫描式距离测量设备包括：光投射器，该光投射器被构造为以预定间隔投射激光束；光接收器，该光接收器包括多个光接收元件，所述光接收器被构造为接收所述光投射器投射的激光束的反射束，并且被构造为输出所述反射束的光接收强度信号；扫描操作单元，该扫描操作单元被构造为至少投射由所述光投射器投射的激光束，以执行扫描；累加器，该累加器被构造为，当所述光接收器接收与以预定间隔投射的所述激光束对应的反射束时，针对各光接收元件累加由所述光接收器输出的时序光接收强度信号；以及距离计算器，该距离计算器被构造为，基于所述累加器执行的累加而针对各光接收元件来计算到对象的距离，其中，所述累加器累加从所述多个光接收元件中的一个光接收元件输出的一个光接收强度信号，然后累加从所述多个光接收元件中的另一个光接收元件输出的一个光接收强度信号。2.根据权利要求1所述的扫描式距离测量设备，所述扫描式距离测量设备还包括：复用器，该复用器被构造为从来自所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：横田求，一柳星文，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP