JP2001208846A - 車両周辺監視装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、特に垂直方向の寸法が小型で車
両への搭載に制約を受けることがなく、更に優れた性能
/特性を得るための具体的機構を具現化した極めて実用
的な車両用周辺監視装置を提供するものである 【解決手段】 光源の持つ非点隔差を除去する光学系手
段を有し光波を放射する放射手段と、この放射手段から
放射された光束を放射光拡散手段に到達する方向に反射
する反射鏡による光路変更手段を設けたものであり、非
点隔差を補正しつつ光路の変更を可能とした。
両への搭載に制約を受けることがなく、更に優れた性能
/特性を得るための具体的機構を具現化した極めて実用
的な車両用周辺監視装置を提供するものである 【解決手段】 光源の持つ非点隔差を除去する光学系手
段を有し光波を放射する放射手段と、この放射手段から
放射された光束を放射光拡散手段に到達する方向に反射
する反射鏡による光路変更手段を設けたものであり、非
点隔差を補正しつつ光路の変更を可能とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、放射した光波を
水平方向に走査しその光波が物体に反射し戻ってくる反
射波を受光して、物体までの距離及び方向を検出する光
レーダ装置を用いた車両周辺監視装置に関するもので、
とくに1台の車両周辺監視装置で車両周辺の広範囲な監
視を可能とするものである。
水平方向に走査しその光波が物体に反射し戻ってくる反
射波を受光して、物体までの距離及び方向を検出する光
レーダ装置を用いた車両周辺監視装置に関するもので、
とくに1台の車両周辺監視装置で車両周辺の広範囲な監
視を可能とするものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の車両周辺監視装置に用い
られる光レーダ装置として、例えば特開平8−1220
61号公報にみられるように水平方向に光を走査し広範
囲に対象物を検出しようとするものがある。
られる光レーダ装置として、例えば特開平8−1220
61号公報にみられるように水平方向に光を走査し広範
囲に対象物を検出しようとするものがある。
【0003】このものにおいては、走査を行うための回
転駆動手段の回転軸と送光手段の光学系が同軸上に配置
された構成が開示されている。
転駆動手段の回転軸と送光手段の光学系が同軸上に配置
された構成が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】車両周辺監視装置とし
て車両に搭載するためには、まず車両自体の構成、デザ
インにより収納空間が限定されることが通常であり、特
に車体から垂直方向に突出するようなデザインは違和感
が大であるため、収納空間としては垂直方向に大きな制
約をうけることが一般的である。しかるに、上述の従来
装置の構成では、垂直方向の寸法が多大となり、車両へ
の搭載性に大きな問題がある。
て車両に搭載するためには、まず車両自体の構成、デザ
インにより収納空間が限定されることが通常であり、特
に車体から垂直方向に突出するようなデザインは違和感
が大であるため、収納空間としては垂直方向に大きな制
約をうけることが一般的である。しかるに、上述の従来
装置の構成では、垂直方向の寸法が多大となり、車両へ
の搭載性に大きな問題がある。
【0005】また、上述の従来装置は、所望の性能/特
性を得るために必要な具体的構成、もしくは調整機構等
を何等開示しておらず、到底実用に耐える装置を開示し
ているとは云えないものである。
性を得るために必要な具体的構成、もしくは調整機構等
を何等開示しておらず、到底実用に耐える装置を開示し
ているとは云えないものである。
【0006】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、特に垂直方向の寸法が小型で車
両への搭載に制約を受けることがなく、更に優れた性能
/特性を得るための具体的機構を具現化した極めて実用
的な車両用周辺監視装置を提供するものである。
ためになされたもので、特に垂直方向の寸法が小型で車
両への搭載に制約を受けることがなく、更に優れた性能
/特性を得るための具体的機構を具現化した極めて実用
的な車両用周辺監視装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る車両周辺監視装置では、光源の持つ非点隔差を除去す
る光学系手段を有し光波を放射する放射手段と、この放
射手段から放射された光束を放射光拡散手段に到達する
方向に反射する反射鏡による光路変更手段を設けたもの
であり、非点隔差を補正しつつ光路の変更を可能とした
ため、放射手段の位置に制約を受けることなく設計自由
度が向上し、垂直方向寸法の小型化が容易である。
る車両周辺監視装置では、光源の持つ非点隔差を除去す
る光学系手段を有し光波を放射する放射手段と、この放
射手段から放射された光束を放射光拡散手段に到達する
方向に反射する反射鏡による光路変更手段を設けたもの
であり、非点隔差を補正しつつ光路の変更を可能とした
ため、放射手段の位置に制約を受けることなく設計自由
度が向上し、垂直方向寸法の小型化が容易である。
【0008】この発明の請求項2に係る車両周辺監視装
置では、放射光拡散手段、反射光収束手段、受光手段、
並びに光路変更手段の反射鏡は前記回転軸の軸心上に配
置され、放射手段は前記軸心に対して垂直でかつ反射鏡
と同一平面上に配置されたものであり、垂直方向寸法が
著しく小型化できる。
置では、放射光拡散手段、反射光収束手段、受光手段、
並びに光路変更手段の反射鏡は前記回転軸の軸心上に配
置され、放射手段は前記軸心に対して垂直でかつ反射鏡
と同一平面上に配置されたものであり、垂直方向寸法が
著しく小型化できる。
【0009】この発明の請求項3に係る車両周辺監視装
置では、放射光拡散手段と反射光収束手段は、各々雌ネ
ジを有し、ここに止めネジを螺着することで回転軸と一
体化されると共に、放射光の光軸と反射光の光軸とが平
行となるよう各々回転軸に対して角度位置を調整可能と
したものであり、枠部材などを基準にして、まず受光光
学系と駆動系とを互いに水平面内で直交する方向に位置
調整を行うことで受光の光軸を所望の幾何的な方向に調
整可能となる。つぎにこの受光の光軸に平行となるよう
送光光学系を調整することにより送受光の光軸の相対的
な幾何配置を精密に行え、所望の性能/特性を得ること
ができる。
置では、放射光拡散手段と反射光収束手段は、各々雌ネ
ジを有し、ここに止めネジを螺着することで回転軸と一
体化されると共に、放射光の光軸と反射光の光軸とが平
行となるよう各々回転軸に対して角度位置を調整可能と
したものであり、枠部材などを基準にして、まず受光光
学系と駆動系とを互いに水平面内で直交する方向に位置
調整を行うことで受光の光軸を所望の幾何的な方向に調
整可能となる。つぎにこの受光の光軸に平行となるよう
送光光学系を調整することにより送受光の光軸の相対的
な幾何配置を精密に行え、所望の性能/特性を得ること
ができる。
【0010】この発明の請求項4、5に係る車両周辺監
視装置では、枠部材により一体化した内部構造物を外殻
に収納したものであり、枠部材により内部構造物を一体
化することで上述のような調整作業が容易に行いうると
共に組み立て性が向上し、更に堅牢な構成とできる。
視装置では、枠部材により一体化した内部構造物を外殻
に収納したものであり、枠部材により内部構造物を一体
化することで上述のような調整作業が容易に行いうると
共に組み立て性が向上し、更に堅牢な構成とできる。
【0011】この発明の請求項6に係る車両周辺監視装
置では、放射光拡散手段により放射拡散された光波の一
部が、外殻内面もしくは内部構造物に反射し前記受光手
段に入射することを防止する遮光部材を設けたものであ
る。これにより、受光の誤検出がなくなり特に受光まで
の時間が短いごく近距離の対象物も測定可能となる。
置では、放射光拡散手段により放射拡散された光波の一
部が、外殻内面もしくは内部構造物に反射し前記受光手
段に入射することを防止する遮光部材を設けたものであ
る。これにより、受光の誤検出がなくなり特に受光まで
の時間が短いごく近距離の対象物も測定可能となる。
【0012】この発明の請求項7に係る車両周辺監視装
置では、回転駆動手段はフィードバック制御により一定
の角速度で駆動し、基準信号のクロックパルス数の累計
数と、この時の基準信号とフィードバック信号との比較
により出力される速度差とを合わせて計数することによ
り、回転軸の角度位置を精密に検出するものである。
置では、回転駆動手段はフィードバック制御により一定
の角速度で駆動し、基準信号のクロックパルス数の累計
数と、この時の基準信号とフィードバック信号との比較
により出力される速度差とを合わせて計数することによ
り、回転軸の角度位置を精密に検出するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図5により発明の実
施の形態の一例を説明する。図1は発明に係る車両周辺
監視装置の内部構造を示した垂直断面図であり、図示し
ない車両に搭載され周辺の対象物を検出するものであ
る。
施の形態の一例を説明する。図1は発明に係る車両周辺
監視装置の内部構造を示した垂直断面図であり、図示し
ない車両に搭載され周辺の対象物を検出するものであ
る。
【0014】図において、1は光源であるレーザダイオ
ード、2はこのレーザダイオード1から放射された光ビ
ームの水平方向の広がり角度を所定の広がり角に収束さ
せる1次レンズ、3は垂直方向の広がり角度を所定の広
がり角度に収束させる2次レンズ、ここで、1次レンズ
2と2次レンズ3とが非点隔差を除去するための光学系
手段を構成し、更にレーザダイオード1とともに放射手
段を構成する。4は1次レンズ2と2次レンズ3により
非点隔差が除去され水平方向に進む光ビームの光束を垂
直方向にほぼ直角に光路変更する固定平面鏡で、光路変
更手段を構成する。、5はこれらの光学系と個々の光学
要素の位置調整機構系とを一体化するための締結手段で
あるホルダ、6は回転駆動手段を構成するブラシレスD
Cモータを駆動し回転速度を制御する電子回路が構成さ
れる基板であり、走査手段を構成する。7はアウターロ
ータ型のブラシレスDCモータのロータ、8はブラシレ
スDCモータの回転軸、9はこの回転軸8の一端に止め
ネジ10で固定され、固定平面鏡4により反射された光
ビームの光路をさらに水平方向に変更し、かつ同時に垂
直方向に光ビームの広がり角が所定の角度となるような
曲率の円筒面鏡で、放射光拡散手段を構成する。ここ
で、この円筒面鏡9は回転軸8の回転に伴い、全方位
(360゜)に光ビームを放射しうる。
ード、2はこのレーザダイオード1から放射された光ビ
ームの水平方向の広がり角度を所定の広がり角に収束さ
せる1次レンズ、3は垂直方向の広がり角度を所定の広
がり角度に収束させる2次レンズ、ここで、1次レンズ
2と2次レンズ3とが非点隔差を除去するための光学系
手段を構成し、更にレーザダイオード1とともに放射手
段を構成する。4は1次レンズ2と2次レンズ3により
非点隔差が除去され水平方向に進む光ビームの光束を垂
直方向にほぼ直角に光路変更する固定平面鏡で、光路変
更手段を構成する。、5はこれらの光学系と個々の光学
要素の位置調整機構系とを一体化するための締結手段で
あるホルダ、6は回転駆動手段を構成するブラシレスD
Cモータを駆動し回転速度を制御する電子回路が構成さ
れる基板であり、走査手段を構成する。7はアウターロ
ータ型のブラシレスDCモータのロータ、8はブラシレ
スDCモータの回転軸、9はこの回転軸8の一端に止め
ネジ10で固定され、固定平面鏡4により反射された光
ビームの光路をさらに水平方向に変更し、かつ同時に垂
直方向に光ビームの広がり角が所定の角度となるような
曲率の円筒面鏡で、放射光拡散手段を構成する。ここ
で、この円筒面鏡9は回転軸8の回転に伴い、全方位
(360゜)に光ビームを放射しうる。
【0015】11は回転軸8の他端に止めネジ12で固
定され、円筒面鏡9によって放射された光ビームが検出
対象物により再帰反射した光の一部を受光し集光する凹
面鏡であり、その焦点は回転軸8の軸心上に設定され
る。なお、止めネジ10、12は各々緩めた状態で円筒
面鏡9、凹面鏡11の光軸が平行となるよう調整が可能
であり、調整後締結固定する。13は凹面鏡8の焦点に
位置するよう回転軸8の軸心上に配置された受光素子、
14は受光素子13で光電返還された電気量を増幅する
電子回路からなる受光基板、15はレーザダイオード1
に電気エネルギーを供給する発光基板、16は発光基板
15と受光基板14に各々発光トリガ信号、受光トリガ
信号を与えるとともに、検出対象物からの再帰反射光が
ある場合、受光回路により増幅された受光信号がある閾
値を超える瞬間までの時間差を計数した遅延時間および
光波の伝搬速度より、検出対象物までの距離を算出する
一連の制御と計算を行うCPU基板であり、距離演算手
段を構成する。17はレーザダイオード1、ブラシレス
DCモータ、受光素子13、発光基板15、CPU基板
16等を動作させる電源回路である。
定され、円筒面鏡9によって放射された光ビームが検出
対象物により再帰反射した光の一部を受光し集光する凹
面鏡であり、その焦点は回転軸8の軸心上に設定され
る。なお、止めネジ10、12は各々緩めた状態で円筒
面鏡9、凹面鏡11の光軸が平行となるよう調整が可能
であり、調整後締結固定する。13は凹面鏡8の焦点に
位置するよう回転軸8の軸心上に配置された受光素子、
14は受光素子13で光電返還された電気量を増幅する
電子回路からなる受光基板、15はレーザダイオード1
に電気エネルギーを供給する発光基板、16は発光基板
15と受光基板14に各々発光トリガ信号、受光トリガ
信号を与えるとともに、検出対象物からの再帰反射光が
ある場合、受光回路により増幅された受光信号がある閾
値を超える瞬間までの時間差を計数した遅延時間および
光波の伝搬速度より、検出対象物までの距離を算出する
一連の制御と計算を行うCPU基板であり、距離演算手
段を構成する。17はレーザダイオード1、ブラシレス
DCモータ、受光素子13、発光基板15、CPU基板
16等を動作させる電源回路である。
【0016】18は送光側の光学系を一体化するホルダ
5とブラシレスDCモータと受光素子13と発光基板1
5とを一体化するための枠部材であるシャーシ、19は
装置の底部を形成する一方の外殻構成体で、シャーシ1
8が固定され内部構造物が保持される。20は内部構造
物を覆う如く外殻19に固定される他方の外殻構成体
で、レーザダイオード1から放射される光波の波長を透
過させるとともに外乱光となる太陽光や人工光に含まれ
る他の波長を遮断する分光特性を持った光学材料で形成
される。21はレーザダイオード1から放射される光波
が外殻20を通過して装置外部に放射されるまでに、一
部が装置の内部で所定の光路からはずれ漏れ光として装
置内部で不規則に反射を繰り返し、この一部がさらに受
光素子13に到達し誤検出されることを防ぐために送光
側と受光側とを遮断する遮光部材である光シールド膜、
22は外殻20の表面が土、雨水、雪などが付着した場
合に光ビームの透過性が劣化したことを検出するための
光受光素子である。
5とブラシレスDCモータと受光素子13と発光基板1
5とを一体化するための枠部材であるシャーシ、19は
装置の底部を形成する一方の外殻構成体で、シャーシ1
8が固定され内部構造物が保持される。20は内部構造
物を覆う如く外殻19に固定される他方の外殻構成体
で、レーザダイオード1から放射される光波の波長を透
過させるとともに外乱光となる太陽光や人工光に含まれ
る他の波長を遮断する分光特性を持った光学材料で形成
される。21はレーザダイオード1から放射される光波
が外殻20を通過して装置外部に放射されるまでに、一
部が装置の内部で所定の光路からはずれ漏れ光として装
置内部で不規則に反射を繰り返し、この一部がさらに受
光素子13に到達し誤検出されることを防ぐために送光
側と受光側とを遮断する遮光部材である光シールド膜、
22は外殻20の表面が土、雨水、雪などが付着した場
合に光ビームの透過性が劣化したことを検出するための
光受光素子である。
【0017】次に動作について説明する。レーザダイオ
ード1は1次レンズ2と2次レンズ3および平面鏡4を
一体化するホルダ5に、これらと同様に組み込まれ一部
の構成部品となる。レーザダイオード1は発光基板15
と接続され、この発光基板15の駆動によりレーザ光を
発生する。発生したレーザ光の光束は非円筒面凸レンズ
である1次レンズ2により、光源が持つ非点隔差を除去
するために水平面内で所定の広がり角になるように成形
され放射される。この1次レンズ2はレーザ光の光束が
約1degの広がり角を持つようにデフォーカス調整を行
い位置決めを行う。水平方向の広がり角が成形されたレ
ーザ光は、さらに2つめの非円筒面レンズである2次レ
ンズ3により、垂直面内の広がり角が所定の広がり角と
なるよう成形され放射される。この2次レンズ3はレー
ザ光の光束が垂直方向に約1degの広がり角を持つよう
にデフォーカス調整を行い位置決めを行う。これら1次
レンズ2、2次レンズ3の作用により一般的に半導体レ
ーザ光源のもつ非点隔差が除去された光ビームが成形で
きる。
ード1は1次レンズ2と2次レンズ3および平面鏡4を
一体化するホルダ5に、これらと同様に組み込まれ一部
の構成部品となる。レーザダイオード1は発光基板15
と接続され、この発光基板15の駆動によりレーザ光を
発生する。発生したレーザ光の光束は非円筒面凸レンズ
である1次レンズ2により、光源が持つ非点隔差を除去
するために水平面内で所定の広がり角になるように成形
され放射される。この1次レンズ2はレーザ光の光束が
約1degの広がり角を持つようにデフォーカス調整を行
い位置決めを行う。水平方向の広がり角が成形されたレ
ーザ光は、さらに2つめの非円筒面レンズである2次レ
ンズ3により、垂直面内の広がり角が所定の広がり角と
なるよう成形され放射される。この2次レンズ3はレー
ザ光の光束が垂直方向に約1degの広がり角を持つよう
にデフォーカス調整を行い位置決めを行う。これら1次
レンズ2、2次レンズ3の作用により一般的に半導体レ
ーザ光源のもつ非点隔差が除去された光ビームが成形で
きる。
【0018】平面鏡4により垂直に略90deg反射さ
れ、円筒面鏡9に入射し、かつ反射される。円筒面鏡9
に反射されたレーザ光は、外殻20を透過して車両周辺
監視装置の周囲に送光される。このときシールド膜21
は装置の内面反射により受光素子13側に漏れるレーザ
光を遮蔽して、受光回路14の誤検出を防止する。ま
た、円筒面鏡9により水平方向に反射された光ビームの
光軸と、受光系の凹面鏡の光軸がほぼ平行となるよう回
転軸8に対する固定位置を角度調整し止めネジ10、1
2により締結する。これにより受光の視野の中に送光の
光ビームが放射される。
れ、円筒面鏡9に入射し、かつ反射される。円筒面鏡9
に反射されたレーザ光は、外殻20を透過して車両周辺
監視装置の周囲に送光される。このときシールド膜21
は装置の内面反射により受光素子13側に漏れるレーザ
光を遮蔽して、受光回路14の誤検出を防止する。ま
た、円筒面鏡9により水平方向に反射された光ビームの
光軸と、受光系の凹面鏡の光軸がほぼ平行となるよう回
転軸8に対する固定位置を角度調整し止めネジ10、1
2により締結する。これにより受光の視野の中に送光の
光ビームが放射される。
【0019】以上のように送光放射された光ビームは、
車両周辺監視装置の周囲に存在する例えば車両100等
の検出対象物に照射され、一部の光ビームが再帰反射さ
れる。車両100により再帰反射された光ビームは、様
々な方向に反射されるとともに、その一部が車両周辺監
視装置に戻る。この再帰反射光は外殻20を透過して凹
面鏡11に入射しかつ反射される。この反射光は回転軸
8の軸心上に焦点を持ち、また凹面鏡11は、回転軸に
対して直角方向に光学的受光視野の光軸を有し、この光
軸を回転軸とする回転放物面とするパラボラ受光鏡であ
る。凹面鏡11の回転放物面により焦点に集光され、焦
点距離の位置近傍に配設された受光素子13の受光面で
再帰反射光が受光される。受光素子13は受光強度に応
じた電気信号を出力する光電変換を行う。この実施の形
態ではより微弱な再帰反射光量であっても検出可能とす
るために受光素子13が光電変換を行う際、発生した電
子と正孔の対が電極に移動する過程で次々と同様の電子
と正孔を誘起し指数的に光電変換量を増加させる現象で
あるアバランシェ効果を有するフォトダイオードを用い
る。受光基板14に搭載された受光信号増幅回路は、光
電変換された電気信号をさらに増幅しこの受光信号を用
いて時間計測を行うCPU基板16に伝達する。
車両周辺監視装置の周囲に存在する例えば車両100等
の検出対象物に照射され、一部の光ビームが再帰反射さ
れる。車両100により再帰反射された光ビームは、様
々な方向に反射されるとともに、その一部が車両周辺監
視装置に戻る。この再帰反射光は外殻20を透過して凹
面鏡11に入射しかつ反射される。この反射光は回転軸
8の軸心上に焦点を持ち、また凹面鏡11は、回転軸に
対して直角方向に光学的受光視野の光軸を有し、この光
軸を回転軸とする回転放物面とするパラボラ受光鏡であ
る。凹面鏡11の回転放物面により焦点に集光され、焦
点距離の位置近傍に配設された受光素子13の受光面で
再帰反射光が受光される。受光素子13は受光強度に応
じた電気信号を出力する光電変換を行う。この実施の形
態ではより微弱な再帰反射光量であっても検出可能とす
るために受光素子13が光電変換を行う際、発生した電
子と正孔の対が電極に移動する過程で次々と同様の電子
と正孔を誘起し指数的に光電変換量を増加させる現象で
あるアバランシェ効果を有するフォトダイオードを用い
る。受光基板14に搭載された受光信号増幅回路は、光
電変換された電気信号をさらに増幅しこの受光信号を用
いて時間計測を行うCPU基板16に伝達する。
【0020】CPU基板16に搭載された距離演算手段
は、発光基板15がレーザダイオード1を駆動発光して
から受光基板14で受光信号が発生するまでの時間を計
測し、その時間をレーザ光が車両100を往復するのに
要した時間、即ち伝搬遅延時間であるとみなしてこの伝
搬遅延時間に基づいて車両100までの距離を演算す
る。
は、発光基板15がレーザダイオード1を駆動発光して
から受光基板14で受光信号が発生するまでの時間を計
測し、その時間をレーザ光が車両100を往復するのに
要した時間、即ち伝搬遅延時間であるとみなしてこの伝
搬遅延時間に基づいて車両100までの距離を演算す
る。
【0021】また、CPU基板16に搭載された方向検
出手段は、ブラシレスDCモータのロータ7の回転速度
を一定速度に制御するための基準速度信号を発生する基
準信号回路25と、このロータ7の回転速度を検出しフ
ィードバック信号を発生する回転数検出回路26と、基
準速度信号とフィードバック信号を比較して両者の速度
差27(この実施の形態では位相差)を検出する比較回
路33とを有し、この比較回路33が出力する速度差2
7に応じてモータのステータコイルに印可する電圧ある
いは電流の量を制御しロータ7の角速度を一定に制御す
るフィードバック制御系を構成している。これにより、
基準速度信号のクロックパルスの累計数をカウンタで計
数し回転軸8の基準角度が検出できる。
出手段は、ブラシレスDCモータのロータ7の回転速度
を一定速度に制御するための基準速度信号を発生する基
準信号回路25と、このロータ7の回転速度を検出しフ
ィードバック信号を発生する回転数検出回路26と、基
準速度信号とフィードバック信号を比較して両者の速度
差27(この実施の形態では位相差)を検出する比較回
路33とを有し、この比較回路33が出力する速度差2
7に応じてモータのステータコイルに印可する電圧ある
いは電流の量を制御しロータ7の角速度を一定に制御す
るフィードバック制御系を構成している。これにより、
基準速度信号のクロックパルスの累計数をカウンタで計
数し回転軸8の基準角度が検出できる。
【0022】なお、実際には軸受け部の摩擦やロータ側
磁石とステータ側コイル間の磁気バランスなどが不均一
に分布することなどで回転速度の変動である速度差27
(ジッター)が発生する。この変動量は基準速度信号と
フィードバック信号とを比較して得られる位相差に相当
するので、この位相差は基準角度に対する補正角度量と
して用いることができる。また、基準速度信号のクロッ
クパルスの数の計数を開始する基準位置は、方位角原点
検出回路24によりモータ1回転毎に検出する。
磁石とステータ側コイル間の磁気バランスなどが不均一
に分布することなどで回転速度の変動である速度差27
(ジッター)が発生する。この変動量は基準速度信号と
フィードバック信号とを比較して得られる位相差に相当
するので、この位相差は基準角度に対する補正角度量と
して用いることができる。また、基準速度信号のクロッ
クパルスの数の計数を開始する基準位置は、方位角原点
検出回路24によりモータ1回転毎に検出する。
【0023】以上の構成によりモータ回転角度位置、即
ち送光光学系と受光光学系の光軸の方向角度を、常に精
密に検出することができるものであり、例えば従来のス
テッピングモータを用いた場合は検出角度が3.75度
であったのに対し、この実施の形態でば0.05度の角
度分解能を得ることができる。
ち送光光学系と受光光学系の光軸の方向角度を、常に精
密に検出することができるものであり、例えば従来のス
テッピングモータを用いた場合は検出角度が3.75度
であったのに対し、この実施の形態でば0.05度の角
度分解能を得ることができる。
【0024】次に光ビームの水平方向への走査について
説明する。CPU基板16とブラシレスDCモータの速
度制御回路基板6とにより、回転軸8の回転角度を常に
精密に検出していることは上述のとおりであり、予め定
められた所定角度毎あるいは所定時間間隔毎に発光基板
15にレーザダイオード1を発光駆動する発光信号を供
給する。この発光信号を与えたときのブラシレスDCモ
ータの速度制御を行う基準クロックパルスの回数の累計
値は、計数手段であるカウンタにより計数し、同時に発
生する補正角度量は速度差27の信号をアナログ−デジ
タル変換後同様にカウンタにより計数され、CPUによ
り両者は合成計数されこれが精密な方位角度値として出
力される。
説明する。CPU基板16とブラシレスDCモータの速
度制御回路基板6とにより、回転軸8の回転角度を常に
精密に検出していることは上述のとおりであり、予め定
められた所定角度毎あるいは所定時間間隔毎に発光基板
15にレーザダイオード1を発光駆動する発光信号を供
給する。この発光信号を与えたときのブラシレスDCモ
ータの速度制御を行う基準クロックパルスの回数の累計
値は、計数手段であるカウンタにより計数し、同時に発
生する補正角度量は速度差27の信号をアナログ−デジ
タル変換後同様にカウンタにより計数され、CPUによ
り両者は合成計数されこれが精密な方位角度値として出
力される。
【0025】発光信号はブラシレスDCモータの回転軸
8が所定の角度位置に到達する毎にレーザダイオード1
に発光駆動のための電圧を印可するよう発光基板15を
制御する。このようにブラシレスDCモータの所定の角
度位置ごとに光ビームを発光放射することで、水平方向
の角度を検出しながら走査することができる。
8が所定の角度位置に到達する毎にレーザダイオード1
に発光駆動のための電圧を印可するよう発光基板15を
制御する。このようにブラシレスDCモータの所定の角
度位置ごとに光ビームを発光放射することで、水平方向
の角度を検出しながら走査することができる。
【0026】このように構成された車両周辺監視装置に
おいては、送光される光ビームと検出対象物からの再帰
反射光とが平行光になるように、1次レンズ2、2次レ
ンズ3、および固定鏡4の位置調整とさらに走査鏡とな
る円筒面鏡9と受光凹面鏡11の光軸を平行に調整す
る。この円筒面鏡9と受光凹面鏡11とが水平方向に対
して同一方向に光軸をもつ状態で一体的に回転するの
で、任意の方向に光ビームを送光しても検出対象物から
の再帰反射光を確実に受光素子13に入射集光させるこ
とができ、所望の性能/特性を確実に得ることができ
る。
おいては、送光される光ビームと検出対象物からの再帰
反射光とが平行光になるように、1次レンズ2、2次レ
ンズ3、および固定鏡4の位置調整とさらに走査鏡とな
る円筒面鏡9と受光凹面鏡11の光軸を平行に調整す
る。この円筒面鏡9と受光凹面鏡11とが水平方向に対
して同一方向に光軸をもつ状態で一体的に回転するの
で、任意の方向に光ビームを送光しても検出対象物から
の再帰反射光を確実に受光素子13に入射集光させるこ
とができ、所望の性能/特性を確実に得ることができ
る。
【0027】次にこの実施の形態における設計制作デー
タを説明する。以下のように構成された実施の形態にお
いては、従来装置に比して垂直方向の67%に低減でき
ることが確認された。(垂直方向寸法:従来122mm
(100%)、実施の形態81.5mm(67%)) [1次レンズ2] 材質:非晶質ポリオレフィン 屈折率:1.52(波長0.85μmの時) 加工方法:樹脂射出成形 レンズ面処理:反射防止膜MgO2蒸着(両面) レンズ型式:非円筒面平凸レンズ 曲率:−0.4279 非円筒係数:−0.55 このレンズに入射する光線が光軸と20度の角度を持っ
ている場合、このレンズによりコリメートされレンズを
透過後は光軸に対して0.067度と、ほとんど平行に
近い光線となっていることを計算により確認している。
また実際にはこのレンズは本装置の要求仕様である光ビ
ームの水平方向の広がり角1度を満たすためにデフォー
カス調整を行う。
タを説明する。以下のように構成された実施の形態にお
いては、従来装置に比して垂直方向の67%に低減でき
ることが確認された。(垂直方向寸法:従来122mm
(100%)、実施の形態81.5mm(67%)) [1次レンズ2] 材質:非晶質ポリオレフィン 屈折率:1.52(波長0.85μmの時) 加工方法:樹脂射出成形 レンズ面処理:反射防止膜MgO2蒸着(両面) レンズ型式:非円筒面平凸レンズ 曲率:−0.4279 非円筒係数:−0.55 このレンズに入射する光線が光軸と20度の角度を持っ
ている場合、このレンズによりコリメートされレンズを
透過後は光軸に対して0.067度と、ほとんど平行に
近い光線となっていることを計算により確認している。
また実際にはこのレンズは本装置の要求仕様である光ビ
ームの水平方向の広がり角1度を満たすためにデフォー
カス調整を行う。
【0028】[2次レンズ3] 材質:光学ガラス材BK7 屈折率:1.51(波長0.85μmの時) 加工方法:機械研磨 レンズ面処理:反射防止膜MgO2蒸着(両面) レンズ型式:非円筒面平凸レンズ 曲率:−0.1284 非円筒係数:−0.01 このレンズに入射する光線が光軸と10度の角度を持っ
ている場合、このレンズによりコリメートされレンズを
透過後は光軸に対して0.499度ととなることを計算
により確認している。このレンズは焦点方向の位置調整
は行わずに、本装置の要求仕様である光ビームの垂直方
向の広がり角1度を満たすように設計され組立を行う。
ている場合、このレンズによりコリメートされレンズを
透過後は光軸に対して0.499度ととなることを計算
により確認している。このレンズは焦点方向の位置調整
は行わずに、本装置の要求仕様である光ビームの垂直方
向の広がり角1度を満たすように設計され組立を行う。
【0029】[固定平面鏡4] 材質:非晶質ポリオレフィン 反射率:80%(波長0.85μmの時) 加工方法:樹脂射出成形 鏡面処理:アルミ蒸着、酸化反射防止膜MgF(フッ化
マグネシウム)蒸着 鏡型式:平面鏡
マグネシウム)蒸着 鏡型式:平面鏡
【0030】[円筒面鏡9] 材質:非晶質ポリオレフィン 反射率:80%(波長0.85μmの時) 加工方法:樹脂射出成形 鏡面処理:アルミ蒸着、酸化反射防止膜MgF(フッ化
マグネシウム)蒸着 鏡型式:非円筒面鏡 曲率:0.007 非円筒係数:−0.01
マグネシウム)蒸着 鏡型式:非円筒面鏡 曲率:0.007 非円筒係数:−0.01
【0031】[凹面鏡11] 材質:非晶質ポリオレフィン 反射率:80%(波長0.85μmの時) 加工方法:樹脂射出成形 鏡面処理:アルミ蒸着、酸化反射防止膜MgF(フッ化
マグネシウム)蒸着 鏡型式:回転放物面鏡 曲率:0.071 非円筒係数:−1
マグネシウム)蒸着 鏡型式:回転放物面鏡 曲率:0.071 非円筒係数:−1
【0032】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に係
る車両周辺監視装置では、光源のもつ非点隔差を補正し
つつ光路の変更を可能としたため、放射手段の位置に制
約を受けることなく設計自由度が向上し、垂直方向寸法
の小型化が容易である。
る車両周辺監視装置では、光源のもつ非点隔差を補正し
つつ光路の変更を可能としたため、放射手段の位置に制
約を受けることなく設計自由度が向上し、垂直方向寸法
の小型化が容易である。
【0033】この発明の請求項2に係る車両周辺監視装
置では、放射手段は前記軸心に対して垂直でかつ反射鏡
と同一平面上に配置されたものであり、垂直方向寸法が
著しく小型化でき、車両への搭載に対する制約が低減で
きるなど実用上顕著な効果を奏するものである。
置では、放射手段は前記軸心に対して垂直でかつ反射鏡
と同一平面上に配置されたものであり、垂直方向寸法が
著しく小型化でき、車両への搭載に対する制約が低減で
きるなど実用上顕著な効果を奏するものである。
【0034】この発明の請求項3に係る車両周辺監視装
置では、簡単な構成で容易に送受光の光軸を調整可能で
あり、所望の性能/特性が確実に得られるという実用上
顕著な効果を奏するものである。
置では、簡単な構成で容易に送受光の光軸を調整可能で
あり、所望の性能/特性が確実に得られるという実用上
顕著な効果を奏するものである。
【0035】この発明の請求項4、5に係る車両周辺監
視装置では、枠部材により内部構造物を一体化すること
で光学系の調整作業が容易に行いうると共に組み立て性
が向上し、更に堅牢な構成とできるものであり、品質確
保、信頼性向上、コスト低減等極めて多大な効果を奏す
る。
視装置では、枠部材により内部構造物を一体化すること
で光学系の調整作業が容易に行いうると共に組み立て性
が向上し、更に堅牢な構成とできるものであり、品質確
保、信頼性向上、コスト低減等極めて多大な効果を奏す
る。
【0036】この発明の請求項6に係る車両周辺監視装
置では、内部反射光による受光の誤検出を防止したこと
により、誤検出の影響を受けやすいごく短距離での対象
物の検出が可能となり、安全性、信頼性が著しく向上す
る。
置では、内部反射光による受光の誤検出を防止したこと
により、誤検出の影響を受けやすいごく短距離での対象
物の検出が可能となり、安全性、信頼性が著しく向上す
る。
【0037】この発明の請求項7に係る車両周辺監視装
置では、著しく高い角度分解能を得ることができ、特に
遠距離に存在する対象物の位置を正確に検出することが
可能となり、安全性、信頼性が著しく向上する。
置では、著しく高い角度分解能を得ることができ、特に
遠距離に存在する対象物の位置を正確に検出することが
可能となり、安全性、信頼性が著しく向上する。
【図1】 この発明に係る車両周辺監視装置の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】 この発明に係る車両周辺監視装置の側面断面
図である。
図である。
【図3】 この発明に係る車両周辺監視装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図4】 この発明に係る車両周辺監視装置の動作原理
を示すチャート図である。
を示すチャート図である。
【図5】 この発明に係る車両周辺監視装置のモータ速
度制御を示すブロック図である。
度制御を示すブロック図である。
1 レーザダイオード 2 1次レンズ 3 2次レンズ 4 固定平面鏡 5 ホルダ 8 回転軸 9 円筒面鏡 11 凹面鏡 10、12 止めネジ 18 シャーシ 19、20 外殻 21 シールド膜
Claims (7)
- 【請求項1】 一対の円筒面系レンズあるいはプリズム
やミラーを用い、光源の持つ非点隔差を除去する光学系
手段を有し光波を放射する放射手段と、 この放射手段より放射される光波を反射する円筒面系ミ
ラーを用い、垂直方向に所定の放射拡散角を形成する放
射光拡散手段と、 この放射拡散手段より放射拡散された光波が物体に反射
した反射光を反射収束する反射光収束手段と、 前記放射拡散手段と前記反射光収束手段を共通の軸とな
る回転軸の両端にそれぞれ固定し、前記回転軸に回転運
動を発生させる回転駆動手段と、 この回転駆動手段を回動し、前記放射拡散手段と前記反
射光収束手段を水平方向に走査する走査手段と、 前記回転駆動手段と垂直方向に離間して配置され、前記
反射光収束手段により収束された反射光を受光する受光
手段と、 前記放射手段が前記光波を放射してから前記受光手段が
前記反射光を受光するまでの伝搬遅延時間に基づき前記
物体までの距離を演算する距離演算手段と、 前記放射手段から放射された光束を前記放射拡散手段に
到達する方向に反射する反射鏡による光路変更手段とを
有することを特徴とする車両周辺監視装置。 - 【請求項2】 前記放射光拡散手段、前記反射光収束手
段、前記受光手段、並びに前記光路変更手段の反射鏡は
前記回転軸の軸心上に配置され、前記放射手段は前記軸
心に対して垂直でかつ前記反射鏡と同一平面上に配置さ
れたことを特徴とする請求項1に記載の車両周辺監視装
置。 - 【請求項3】 前記放射光拡散手段と前記反射光収束手
段は、各々雌ネジを有し、ここに止めネジを螺着するこ
とで回転軸と一体化されると共に、放射光の光軸と反射
光の光軸とが平行となるよう各々回転軸に対して角度位
置を調整可能としたことを特徴とする請求項1または2
に記載の車両周辺監視装置。 - 【請求項4】 前記回転駆動手段と、前記放射手段のう
ち少なくとも光学系手段の一部と、前記光路変更手段と
を保持し互いに一体化する締結手段と、 この締結手段により一体化された各手段と、前記放射手
段のうち少なくとも光源と、前記受光手段と、各手段を
形成するための電子回路基板とを保持し互いに一体化す
る枠部材を有し、 この枠部材により一体化した内部構造物を外殻に収納し
たことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の
車両周辺監視装置。 - 【請求項5】 前記枠部材により一体化された内部構造
物を、一方の外殻構成体に締結すると共に、更に前記内
部構造物を覆うごとく他方の外殻構成体を前記一方の外
殻構成体に締結したことを特徴とする請求項4に記載の
車両周辺監視装置。 - 【請求項6】 前記放射光拡散手段により放射拡散され
た光波の一部が、外殻内面もしくは内部構造物に反射し
前記受光手段に入射することを防止する遮光部材を設け
たことを特徴とする請求項4または5に記載の車両周辺
監視装置。 - 【請求項7】 前記回転駆動手段はフィードバック制御
により一定の角速度で駆動し、基準信号のクロックパル
ス数の累計数と、この時の基準信号とフィードバック信
号との比較により出力される速度差とを合わせて計数す
ることにより、回転軸の角度位置を精密に検出すること
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の車両周
辺監視装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000019895A JP2001208846A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 車両周辺監視装置 |
US09/628,169 US6366345B1 (en) | 2000-01-28 | 2000-07-28 | Monitor for montoring periphery of vehicle |
DE10042327A DE10042327B4 (de) | 2000-01-28 | 2000-08-29 | Monitor zum Überwachen der Peripherie eines Fahrzeugs |
CNB001305654A CN1195992C (zh) | 2000-01-28 | 2000-09-29 | 用于监控车辆周围的监控器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000019895A JP2001208846A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 車両周辺監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001208846A true JP2001208846A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18546527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000019895A Pending JP2001208846A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 車両周辺監視装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6366345B1 (ja) |
JP (1) | JP2001208846A (ja) |
CN (1) | CN1195992C (ja) |
DE (1) | DE10042327B4 (ja) |
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JP2006126305A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | ビデオカメラ装置 |
WO2018008393A1 (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | コニカミノルタ株式会社 | レーザーレーダー装置 |
CN108152825A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 物体检测装置 |
Families Citing this family (22)
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DE102006031580A1 (de) | 2006-07-03 | 2008-01-17 | Faro Technologies, Inc., Lake Mary | Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen Erfassen eines Raumbereichs |
US9551575B2 (en) | 2009-03-25 | 2017-01-24 | Faro Technologies, Inc. | Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver |
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US9607239B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-03-28 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
US9628775B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-04-18 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
DE102010020925B4 (de) * | 2010-05-10 | 2014-02-27 | Faro Technologies, Inc. | Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
US9168654B2 (en) | 2010-11-16 | 2015-10-27 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measuring machines with dual layer arm |
DE102012100609A1 (de) | 2012-01-25 | 2013-07-25 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
JP5716719B2 (ja) | 2012-09-18 | 2015-05-13 | 株式会社デンソー | 光レーダ装置 |
US9513107B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-12-06 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation between three-dimensional (3D) scans based on two-dimensional (2D) scan data from a 3D scanner |
US10067231B2 (en) | 2012-10-05 | 2018-09-04 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation of three-dimensional scanner data performed between scans based on measurements by two-dimensional scanner |
DE102012109481A1 (de) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
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