光波距离测定方法以及距离测定系统

摘要

一种光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测定目标的距离，其中，包括如下步骤：从已知的多个位置分别照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标；按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并按照各脉冲激光光线进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定从各已知点到所述多个测定目标的距离；基于所得到的测定距离，测定所述多个测定目标的坐标位置。

权利要求

1.一种光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定所述测定目标的距离，其中，包括如下步骤： 从已知的多个位置以一定间隔分别连续发出具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标； 按照每个脉冲激光光线识别来自所述多个测定目标的反射光，并按照各脉冲激光光线进行检测； 基于对识别后的反射光进行检测后的结果，测定从各已知点到所述多个测定目标的距离； 基于所得到的测定距离，测定所述多个测定目标的坐标位置。

2. —种光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定到所述测 定目标的距离，其中具有预备测定和主测定，所述预备测定包括如下步骤：从已知的多个位置分别以一定间隔连续发 出具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标；对于各 脉冲激光光线，按照每个脉沖激光光线检测来自所述多个测定目标的反射光； 对于各脉沖激光光线，逐渐增加反射光的检测限制时间，对限制来自所述多 个测定目标的每个反射光的检测的限制时间进行测定；所述主测定包括如下步骤：从已知的多个位置分别以一定间隔连续发出 具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标；基于在所 述预备测定中所测定的结果按各脉冲激光光线限制反射光的检测，按照每个进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定从各已知点到所 述多个测定目标的距离；基于所得到的测定距离测定所述多个测定目标的坐标位置。

3. 如权利要求1或2的光波距离测定方法，其中在按照每个脉冲激光光线识别所述反射光的步骤中，在一个脉沖激光光 线中对最初接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的 反射光限制检测，限制后，能够对所限制的来自所述测定目标的反射光以外 的发出其他脉冲激光光线后最初接收的来自其他测定目标的反射光进行检测。

4. 如权利要求1或2的光波距离测定方法，其中根据基于测距结果所得到的所述测定目标相对于距离测定装置的的远近关系进行所述测定目标与反射光的对应。

5. 如权利要求1或2的光波距离测定方法，其特征在于所述测定目标接收发光脉冲并发出识别信号，使来自所述测定目标的反射光与所述识别信号相关联，基于该识别信号，进行反射光与所述测定目标的对应。

6. —种距离测定系统，其中包括：多个距离测定装置，分别向多个测定目标射出具有预定扩展角的脉冲激光光线，并作为测距光，接收来自各测定目标的所述脉冲激光光线的反射光，并根据接收到的反射光进行测距；运算处理装置，基于该多个距离测定装置所测距得到的多个测距结果分别对所述多个测定目标计算各测定目标的坐标，所述距离测定装置具有：光源部，设置在已知点，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；控制运算部，基于来自该光接收部的光接收信号，分别对所述测定目标的距离进行计算，所述运算处理装置取得由各距离测定装置所计算的到测定目标的距离数据，根据多个距离数据、已知点的位置分别对该测定目标计算测定目标的坐标位置。

7. 如权利要求6的距离测定系统，其特征在于：所述测定目标具有发送器，将接收脉冲激光光线作为触发，并发出识别信号。

说明书

200710085018.6

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光波距离测定方法以及距离测定泉统

技术领域

本发明涉及光波距离测定方法或者具有光波测距部的距离测定装置的距离测定程序以及距离测定系统，特别是本发明涉及能够 一 次进行多点的距离测定、坐标测定的光波距离测定方法、距离测定程序以及距离测定系统。

背景技术

光波测距部具有对测定目标照射激光光线、接收来自测定目标的反射光的测距光路，并且，除了该测距光路之外，还具有内部参照光路，基于经该内部参照光路所接收的内部参照光和经测距光路所接收的测距光的时间差，进行到测定目标的距离测定。
此外，近年来，作为测距用的激光光线，使用了脉沖激光光线，基于脉冲光的光接收时间偏差算出内部参照光与测距光的光接收时间差。
作为距离测定装置所具有的光波测距部，例如有日本特开20(M-144681号/〉报所示的光波测距部。
以下，参照图15大致说明日本特开2004 - 144681号公报所示的光波测距部。
此外，图15中，l表示光波测距部，该光波测距部1具有光学系统2和测距运算部3。
所述光学系统2具有测距光路4和内部参照光路5,在所述测距光路4上配置激光光源6、直角反射镜7、物镜8、光接收元件9，所述激光光源6例如是脉冲激光二极管（PLD)，从该激光光源6发出作为脉冲激光光线的测距光，测距光被所述直角反射镜7偏转，透过所述物镜8,从所述光波测距部1射出。所射出的测距光在作为测定目标11的棱镜上反射，反射测距光经由所述物镜8入射，由所述直角反射镜7偏转后，由所述光接收元件9接收。
此外，在所述测距光路4上设置半透镜12，由该半透镜12反射测距光的一部分作为内部参照光，该内部参照光由反射镜13偏转，形成所述内部参照光路5。在该内部参照光路5上设置中继透镜14、15,透过该中继透镜15的内部参照光由反射镜16偏转，内部参照光被设置在所述测距光路4上的半透镜17反射到所述测距光路4，并由所述光接收元件9接收。
跨过所述测距光路4的传出路径部分和所述内部参照光路5设置了光路切换装置18，跨过所述测距光路4的返回路径部分和所述内部参照光路5设置了光量调整装置19。
所述光路切换装置18具有旋转遮光板21，该旋转遮光板21使所述测距光路4、所述内部参照光路5中的一个光路透过时，另一光路被所述旋转遮光板21遮挡。该旋转遮光板21通过电动机等的传动装置22而旋转。此外，所述光量调整装置19具有光量衰减滤光板23，该光量衰减滤光板23通过电动机等的传动装置24而旋转，调整光量以使入射到所述光接收元件9上的测距光与内部参照光的光强度相同。
将由所述光接收元件9所接收的测距光、内部参照光作为光接收信号传送到所述测距运算部3。
由所述光路切换装置18切换光路，由此，对所述光接收元件9交替地入射分割为时间序列的测距光和内部参照光，从所述光接收元件9交替地向所述测距运算部3发送测距光的光接收信号和内部参照光的光接收信号。在该测距运算部3中，对测距光的脉冲和内部参照光的脉冲进行比较，算出偏差，基于所得到的偏差，对到所述测定目标11的距离进行运算。
在所述的现有技术的距离测定装置的光波测距部1中存在如下问题：由所述旋转遮光板21机械地切换测距光与内部参照光的光路，在响应性等上存在界限，难以进行高速的光路切换，难以进行高速的距离测定。此外，日本特开2004 - 144681号公报所示的距离测定装置在 一 次测定中对 一 个测定目标进行测定，不能够同时对多点的测定目标进行测距。
此外，日本特开2006 - 105802号/>报中示出了电气地对测距光和内部参照光的光接收进行切换的距离测定装置。
然后，日本特开平5 - 232228号公报中示出了能够一次对多个测定目标进行距离测定的距离测定装置。日本特开平5 - 232228号/>报所述的距离测定装置中，发出脉冲光，测定从脉冲光的发光时到接收被测定目标反射后的脉冲光为止的时间（测距时间），从而对到测定司标的距离进行测定，其具有发出脉冲光的半导体激光器、接收来自测定目标的反射脉冲光后发出光接收信号的光接收元件、数目与测定目标的数目相同的时间测定电路和对应于该时间测定电路的触发电路、基于测距时间对到测定目标的距离进行计算的距离值运算装置，若所述触发电路接收来自光接收元件的信号，则向所对应的时间测定电路发送光接收信号，并且，对于以后的光接收信号，实现不能送出的状态。
多个触发电路依次向所对应的时间测定电路发送光接收信号，并且依次实现不能发送的状态，由此，所述多个时间测定电路能够分别对每个测定目标的测距时间进行测定，所述距离值运算装置基于测距时间测定到测定目标的距离。
因此，在日本特开平5 - 232228号公报所述的距离测定装置中，能够一次对多个测距目标进行距离测定。
但是，在日本特开平5 - 232228号公报所述的距离测定装置中，按照每个测定目标需要时间测定电路、触发电路，所以，为了进行多点测定以及提高精度以进行多次测定，需要庞大数目的时间测定电路、触发电路，电路结构变得复杂，并且价格昂贵。而且，因为伴随触发电路的电气切换动作，故存在电路上的响应延迟。因此，产生接收后不能对前一接收信号进行测定的范围。该范围成为死区，不能进行比对应于电路上的响应延迟时间的距离更接近的测定目标的测定。
此外，在进行测定目标的测量时，也需要地上的坐标位置的测定，希望对于多个测定目标测定距离时，同时对多个测定目标进行坐标位置的测定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时对多个测定目标进行多次距离测定、并且也能够对接近的测定目标进行距离测定，同时能够进行多个测定目标的地上的坐标位置的测定的距离测定方法、距离测定程序以及距离测定系统。
本发明的光波距离测定方法，接收来自测定目标的反射光以测定所述测定目标的多巨离，其中，包括如下步骤：从已知的多个位置分别照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标；按照每个发光脉冲识别来自所述多个测定目标的反射光并按各脉沖激光光线进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定从各已知点到所述多个测定目标的距离；基于所得到的测定距离，测定所述多个测定目标的坐标位置。此外，在本发明的光波距离测定方法中，接收来自测定目标的反射光，测定到所述测定目标的距离，其中，具有预备测定和主测定，所述预备测定包括如下步骤：从已知的多个位置分别照射具有预定的扩展角的脉冲激光光线，以便共同包含多个测定目标；对于各脉冲激光光线，按照每个脉冲检测来自所述多个测定目标的反射光；对于各脉沖激光光线，逐渐增加反射光的检测限制时间，对限制来自所述多个测定目标的每个反射光的检测的限制时间进行测定，所述主测定包括如下步骤：从已知的多个位置分别照射具有预定的扩展角的脉沖激光光线，以便共同包含多个测定目
光的:测，按照每个发光脉沖识别来自所述多个测定目标^反射光并按各脉冲激光光线进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结果，测定从各已知点到所述多个测定目标的距离；基于所得到的测定距离测定所述多个测定目标的坐标位置。此外，在本发明的光波距离测定方法中，按照每个发光脉冲识别所述反射光的步骤中，在一个脉冲激光光线中对最初光接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的反射光限制检测，限制后，能够检测所限制的反射光以外的发光后最初接收的反射光。此外，在本发明的光波距离测定方法中，根据基于测距结果得到的针对距离测定装置的所述测定目标的远近关系进行所述测定目标与反射光的对应。此外，在本发明的光波距离测定方法中，所述测定目标接收发光脉冲发出ID信号，使来自所述测定目标的反射光与所述ID信号相关联，基于该ID信号，进行反射光与所述测定目标的对应。
此外，在本发明的距离测定程序中，选择根据设置在已知位置上的多个距离测定装置的测定所得到的多个测定目标的距离数据、和根据各测定目标与距离数据的对应所选择的关于测定目标的距离数据，基于所选择的距离数据和多个距离测定装置的设定位置执行所选择的测定目标的坐标位置的运算。
此外，本发明的距离测定系统包括：多个距离测定装置，分别向多个测定目标射出具有预定扩展角的脉冲激光光线，并作为测距光；运算处理装置，基于多个测距结果分别对所述多个测定目标计算各测定目标的坐标，所述距离测定装置具有：光源部，设置在已知点，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；控制运算部，基于来自该光接收部的光接收信号，分别对所述测定目标的距离进行计算，所述运算处理装置取得由各距离测定装置所计算出的到测定目标的距离数据，根据多个距离数据、已知点的位置分别对该测定目标计算测定目标的坐标位置。在本发明的距离测定系统中，所述测定目标具有发送器，将接收脉沖激光光线作为触发，发出ID信号。
按照本发明，接收来自测定目标的反射光并测定到所述测定目标的距离的光波距离测定方法中，包括如下步骤：从已知的多个位置分别照射具有预定的扩展角的脉沖激光光线，以便共同包含多个测定目标；按照每个发光脉沖识别来自所述多个测定目标的反射光并按各脉沖激光光线进行检测；基于对所识别的反射光进行检测后的结杲，测定从各已知点到所述多个测定目标的距离；基于所得到的测定距离，测定所述多个测定目标的坐标位置。所以，能够通过一次测定操作对多个测定目标进行坐标位置的测定，能够省略按照每个测定目标分别进行多次测定的繁瑣的操作，提高操作性。
此外，按照本发明，按照每个发光脉冲识别所述反射光的步骤中，在一个脉冲激光光线中对最初进行光接收的反射光进行检测，对于至少进行一次检测之后所检测出的反射光限制检测，限制后，能够检测所限制的反射光以外的发光后最初接收的反射光。所以，能够同时对多个测定目标进行多次距离测定，并且，也能够对接近的测定目标进行距离测定。
此外，按照本发明，根据基于测距结杲得到的针对距离测定装置的所述测定目标的远近关系进行所述测定目标与反射光的对应。所以，能够以简单的判断操作进行反射光的判断。
此外，按照本发明，所述测定目标接收发光脉冲并发出ID信号，使来自所述测定目标的反射光与所述ID信号相关联，基于该ID信号，进行反射光与所述测定目标的对应。所以，能够与测定目标的远近关系无关地可靠地进行反射光的判断。
此外，按照本发明，选择根据设置在已知位置上的多个距离测定装置的测定所得到的多个测定目标的距离数据、和根据各测定目标与距离数据的对应所选择的关于测定目标的距离数据，基于所选择的距离数据和多个距离测定装置的设定位置执行所选择的测定目标的坐标位置的运算。故能够对多个测定目标进行坐标位置的测定。
此外，按照本发明，距离测定系统具有：多个距离测定装置，分别向多个测定目标射出具有预定扩展角的脉沖激光光线，并作为测距光；运算处理装置，基于多个测距结果分别对所述多个测定目标计算各测定目标的坐标，所述距离测定装置具有：光源部，设置在已知点，发出具有预定扩展角的脉冲激光光线；光接收部，接收来自一个以上的测定目标的反射光；控制运算部，基于来自该光接收部的光接收信号，分别对所述测定目标的距离进行计算，所述运算处理装置取得由各距离测定装置所计算出的到测定目标的距离数据，根据多个距离数据、已知点的位置分别对该测定目标计算测定目标的坐标位置。所以，能够由 一 次测定操作对多个测定目标进行坐标位置的测定，可省略按照每个测定目标分别进行多次测定的繁瑣的操作，提高操作性。
并且，按照本发明，所述测定目标具有发送器，将接收脉沖激光光线作为触发，发出ID信号。所以，能够与测定目标的远近关系无关地可靠地进行反射光的测定。

附图说明

图l是表示本发明的实施例的概要结构图。图2是表示实施本发明的距离测定装置的一例的正面图。图3是表示该距离测定装置的概要的框图。图4是表示距离测定装置的光学系统的概要结构图。图5是该距离测定装置的光接收电路的框图。图6是该距离测定装置的测距部所具有的发光光接收时序控制部的框图。
图7 (A)是表示激光光源的发光状态的图、图7 (B)是表示光接收元件的光接收状态的图、图7 (C)图7(D) U示光接收元件的内部光、外部光的光接收时序的图。
图8 (A)图8 (B)图8 (C)图8 (D)是表示光接收信号和屏蔽 状态的说明图。
图9是表示该距离测定装置、测距光、测定目标的关系的说明图。 图IO是本发明的预备测定的流程图。 图ll是本发明的主测定的流程图。
图12是在本发明的测定中伴随测定精度判断时的流程图。 图13是表示本发明的运算处理装置的一例的框图。 图14是表示本发明的坐标位置测定的说明图。 图15是表示现有技术的光学系统的概要结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明用的优选方式进行说明。 如图l所示，本发明的距离测定系统由至少两台距离测定装置71 和至少一台运算处理装置72构成，所述距离测定装置71中的一台设 置在已知点0并作为主设备71a，其他的距离测定装置71作为从设备 71b，设置在与所述主设备71a相距预定距离oc的已知点P。此外，图 1中，只示出了所述主设备71a为一台、所述从设备71b为一台的情 况，但是，该从设备71b也可以配置两台以上。
如后所述，所述距离测定装置71射出具有预定扩展角e的脉沖 激光光线36，对包含在脉冲激光光线的预定射出范围内的一个或者多 个测定目标11实施测距，能够一次对多个测定目标进行距离测定。 所述运算处理装置72例如是个人计算机（PC)，该运算处理装置72 以及所述距离测定装置71分别具有通信部（后述），所述距离测定装 置71和所述运算处理装置72通过有线或者无线连接，能够在所述距 离测定装置71和所述运算处理装置72之间进行数据的收发。 此外，参照图2~图4对所述距离测定装置71进行说明。 在安装于三角架（未图示）的基台部25上设置架台26,在该架 台26上支撑包括光学系统的望远镜部27。所述基台部25具有校平螺 钉30,能够进行校平以使所述架台26水平。此外，该架台26能够以 垂直轴为中心旋转，所述望远镜部27能够以水平轴为中心旋转。此 外，在所述架台26上设置具有显示部28的操作输入部29,在所述显示部28上显示到测定目标的距离的测定值等。
然后，基于图3对所述距离测定装置71的概要结构进行说明。 该距离测定装置71具有控制运算部31、测距部32、调焦部33、
通信部38，在所述控制运算部31上连接存储部34、数据输入输出部
35、所述操作输入部29、所述显示部28，通过所述通信部38与所述
运算处理装置72进行数据的收发。
所述测距部32驱动控制激光光源6,从该激光光源6射出具有预
定的扩展角（例如3。左右）的例如红外光等的脉沖激光光线。此外，
所射出的激光光线的脉沖数是8000 ~ 15000脉沖/秒、例如8500脉冲/秒。
所射出的脉沖激光光线作为测距光36通过光学系统37照射到测 定目标11上，由该测定目标11反射后的反射测距光36，通过所迷光 学系统37由光接收元件9接收，向所述测距部32输入光接收信号， 在该测距部32中计算到所述测定目标11的距离时间，并将计算结果 输入到所述控制运算部31中。
此外，在图示中，作为测定目标11示出了棱镜，但是，测定目 标也可以是建筑物的壁面、自然物的表面等。此外，可以在所述测距 光36的扩展角的范围内设置所需数目的测定目标11。所设置的测定 目标的数目、配置是任意的，可以设置在多点并且接近的位置上。
此外，所述调焦部33进行所述望远镜部27的自动调焦，但是， 调焦动作由所述控制运算部31控制，调焦状态被反馈给该控制运算 部31，此外，能够根据调焦位置求出测定目标11的大致位置。所述 存储部34中存储了各种程序，有测距作业所需要的顺序程序、根据 测距结果计算到测定目标的距离的距离运算程序、基于运算结果计算 出优选的测定模式并进行设定的测距模式设定程序、判断测定的分 散、偏差的测定精度判断程序、将测定数据发送给所述距离测定装置 71用的通信程序等。
所述控制运算部31基于所述顺序程序控制所述激光光源6、所述 测距部32、所述调焦部33的驱动，执行测定，并且，根据所述距离
运算程序基于测定结果执行距离的运算。此外，所述控制运算部31 展开测定精度判断程序，由此，基于该测定精度判断程序进行距离测 定中的测定数据的偏差运算，判断所得到的测定数据是否满足了预定的所要求的偏差。将所述运算结果或者测定的进展状况等显示在所述
显示部28上„
图4示出了所迷距离测定装置71的所迷光学系统37。在闺4中， 对与图15中所示的相同的部分付以相同的符号。
本实施例的光学系统37和图15中所说明的光学系统2具有大致 相同的结构，在所述的光学系统37中省略了光路切换装置l8。因此， 同时对所述光接收元件9入射内部参照光以及来自多个测定目标11 的反射测距光36，。对于所述光接收元件9来说，检测状态由所述测 距部32具有的光接收电路40电气地控制，识别内部参照光和反射测 距光36，，进而控制光接收元件9,以便分别识别多个反射测距光36， 并进行检测，分别识别内部参照光的光接收信号、多个测距光的光接 收信号并从所述光接收元件9输出。
通过图5对所述光接收电路40进行说明。
来自发送器41的时钟信号由频率合成器42变换为预定频率例如 8000Hz~ 9000Hz的脉沖列信号并输出，将脉沖列信号发送到LD驱动 器43。将来自后述的发光光接收时序控制部47的发光时序控制信号 53输入到该LD驱动器43，对所述LD驱动器43输入所述发光时序控 制信号53时，与所述脉冲列信号同步地驱动所述激光光源6，从该激 光光源6发出脉沖激光光线。
此外，将来自所述发送器41的时钟信号发送到采样保持电路45 中。将在该采样保持电路45中所采样的数据在A/D转换器46中被转 换为数字数据之后，发送到所述发光光接收时序控制部47。
复位信号55 (后述）、准备信号56 (后述）、屏蔽信号57 (后述) 与所述发光时序控制信号53 —起从该发光光接收时序控制部47发 出，将该复位信号55、准备信号56、屏蔽信号57输入到光接收控制 电路48。该光接收控制电路48基于所述复位信号55、准备信号56、 屏蔽信号57控制所述光接收元件9的光接收状态。
作为该光接收元件9，例如可使用APD (雪崩光电二极管），所述 光接收控制电路48控制来自所述光接收元件9的光接收信号的检测， 所述光接收控制电路48发出光接收控制信号54,控制来自所述光接 收元件9的光接收信号的检测，以便对输入所述准备信号56后的、 最初的脉沖激光光线进行光接收。此外，相对于发光命令，以时间差Ta (参照图7)输入所述准备 信号56，若以时间差Ta输入所述准备信号56,则所述发光元件9能 够对光接收进行检测，接收作为最初的光接收的内部参照光，并发出 Ref信号。发出Ref信号的时间是TR。
检测到Ref信号时，从所述发光光接收时序控制部47向所述光 接收控制电路48发出所述屏蔽信号57ref，由该光接收控制电路48 限制Ref信号的检测（Ref信号被屏蔽）。因此，在下次发出的脉冲激 光光线中，检测最初入射的反射测距光36，（时间差Tb)的光接收。 若检测到该反射测距光36，的光接收，则发出所述复位信号55，解除 所述光接收控制电路48的屏蔽。
此外，内部参照光的光路长、电路上的特性能够通过调整等预先 得知，时间差Ta、时间差Tb能够预先设定。此外，考虑脉沖激光光 线的发光间隔、测量装置的可测距的距离等，设定发出所述复位信号 55的时序。
此外，反射测距光36，有两个以上时，即，存在两个以上测定点， 所述光接收元件9以时间差Tbl此外，可以在发出所需次数的脉冲激光光线、接收所需次数的所 述反射测距光36， （ Tbl)后，发出所述屏蔽信号57 ( 1 ),限制以后的 所述反射测距光36， （ Tbl)的光接收检测。
接收到下一反射测距光36， （ Tb2 )时，发出屏蔽信号57 ( 2 )，限 制所述反射测距光36， （Tb2)的检测。因此，反射测距光36，以从时 间差较小的开始依次被光接收检测，此外，光接收后依次限制光接收 检测，分别检测所有的反射测距光36，。
同样，若接收到反射测距光36， （ Tbn-l )，则发出屏蔽信号57 ( n -l),限制所述反射测距光36， （Tbn-1)的检测。因此，反射测距光 36，以从时间差较小的开始依次被光接收检测，此外，光接收后依次限 制光接收检测，分别检测所有的反射测距光36，。
对各测定目标11实施所需次数的测定时，可以在对如上所述成为目标的测定目标11的反射测距光36，进行所需次数的检测后的时刻 发出屏蔽信号57。
由放大器对来自所述光接收元件9的光接收信号进行放大，并输 入到接收信号发生器51。该接收信号发生器51判断放大后的信号的 强度是否超过预定电平，即，光是否是来自测定目标11的反射测距 光36，，若判断为光是反射测距光36，，则向所述采样保持电路45以 及计数器52发出接收信号。
所述采样保持电路45与来自所述接收信号发生器51的接收信号 同步地对数据进行采样。此外，所述计数器52对接收信号进行计数， 计数数目成为预定值时，向所述控制运算部31输出计数信号。该控 制运算部31检测到计数信号时，向所述发光光接收时序控制部47发 出脉沖计数信号58。
所述发光光接收时序控制部47根据所述脉沖计数信号58的输 入，识别所述发光时序控制信号53、复位信号55、准备信号56、屏 蔽信号57并输出。
通过所述发光光接收控制部47向所述控制运算部31输入光接收 信号的采样数据，所述控制运算部31基于采样数据计算到所述测定 目标11的距离，并作为测距结果，显示在所述显示部28上，此外， 将测定结果存储在所述存储部34中。
根据图6对所述发光光接收时序控制部47进行说明。
该发光控制部47具有发光时序电路60，该发光时序电路60发出 与从所述发送器41发出的时钟信号同步的时序信号，将来自所述发 光时序电路60的时序信号向复位信号发生器64、计时器62发出。
向所述复位信号发生器64输入时序信号时，经所设定的时间后， 发出所述复位信号55。向所述计时器62输入时序信号时，以Ta的时 间差（参照图7)向准备信号发生器65输入Ta时差信号。该准备信 号发生器65与来自所述计时器62的Ta时差信号同步地向所述光接 收控制电路48 (参照图5)发出所述准备信号56。
也对光接收模式设定器66输入来自所述发光时序电路60的时序 信号。该光接收模式设定器66对控制电路67设定测定模式，以与设 定在该控制电路67中的测定模式相对应的时序对所述光接收控制电 路48发出所述屏蔽信号57。此处，作为测定模式，是对一个测定目标进行了预定次数测定之 后对下一测定目标进行预定次数测定等、对各测定目标分别实施预定 次数的测定的测定模式、或者重复所需次数的对各测定目标各进行一 次测定的循环的测定模式、或者按照测定的分散、精度确定测定次数 以便使各测定点的测定精度均匀的测定模式等。
参照图7~图9对所述光接收电路40、所述发光光接收时序控制 部47的作用进行说明。
如图9所示，所述测距光36具有扩展角6 ,测定目标lla、 llb、 llc位于扩展角e的范围内，到测定目标lla、 llb、 llc的距离满足 以下关系。到测定目标lla的距离〈到测定目标lib的距离<到测定目 标llc的距离。
图7示出所述复位信号55、所述准备信号56和内部光光接收信 号（Ref信号）、外部光（反射测距光36，）的外部光光接收信号（光 接收信号A、 B、 C)的关系，图8表示Ref信号和光接收信号A、 B、 C以及屏蔽信号57的屏蔽状态。
基于来自所述发送器41的时钟信号，从所述LD驱动器43对所 述激光光源6发出发光命令，该激光光源6发光。将距离测定装置的 测距距离设定为在时钟信号的周期内接收反射测距光的范围，例如以 8. 5kHz (约120jas)的周期发出所述时钟信号。
从所述激光光源6以8. 5kHz射出脉冲激光光线，所射出的脉沖 激光光线例如具有从发光命令延迟dt的峰值。
射出脉冲激光光线时，首先，内部参照光（以下成为内部光）经 所述内部参照光路5比脉沖激光光线的峰值延迟TR入射到所述光接 收元件9,然后，来自所述测定目标11的反射测距光36，（以下称为 外部光）比脉沖激光光线的峰值延迟Tb入射，如图7(B)所示，从 所述光接收元件9发出内部光和外部光的光接收信号。此外，为了方 便，图7 (B)示出了一个外部光的光接收信号，但是，在所述光接收 控制电路48中不限制光接收信号的检测的状态下，如图8 (A)所示, 内部光、所有外部光入射到所述光接收元件9,并分别发出光接收信 号。
来自所述发送器41的时钟信号也被输入到所述发光光接收时序 控制部47，基于所述时钟信号从所述发光时序电路60发出与所述发光命令同步的时序信号。向所述复位信号发生器64输入时序信号时， 在所述时钟信号的周期的、例如3/4的时刻发出所述复位信号55,将 该复位信号55发送到所述光接收控制电路48。
此外，向所述计时器62输入时序信号时，将比发光命令延迟Ta 的Ta时差信号发送给所迷准备信号发生器65。
在所述光接收模式设定器66中预先设定了与测定模式对应的光 接收信号的检测模式，即，设定了在何种状态下对来自所述光接收元 件9的Ref信号、光接收信号A、 B、 C进行检测，所述控制电路67 按照由所述光接收模式设定器66确定的检测模式，控制发出所述屏 蔽信号57的时序。
例如，将基于Ta时差信号的准备信号56输入到所述光接收控制 电路48时，该光接收控制电路48能够在所迷准备信号56以后（从 发光命令经Ta的时间以后）进行来自光接收元件9的检测。此外， 所述Ta的值设定为Ta〈dt (参照图7 (C))。此外，所述光接收控制 电路48控制来自所述光接收元件9的光接收信号，以便只能对该准 备信号56以后的最初的信号进行检测。因此，所述光接收元件9对 于一个脉冲激光光线能够只接收一个内部光。只接收一个内部光后， 基于所述复位信号55，对所述光接收元件9的状态进行复位，并且， 基于所述准备信号56，所述光接收元件9成为准备状态，由此，所迷 光接收元件9能够再次进行光接收（参照图7 ( C ))。
但是，从将所述复位信号55输入到所述光接收控制电路48的时 刻开始到将所述准备信号56输入到所述光接收控制电路48为止的期 间，所述光接收元件9的光接收与处于电屏蔽的状态（参照图8 (B)) 相同，能够防止外部干扰光的检测。
然后，检测到所述Ref信号时，从所述控制电路67向所述光接 收控制电路48发出所述屏蔽信号57ref ，由该光接收控制电路48进 行屏蔽以便不检测所述Ref信号（参照图8 (B))。
通过屏蔽所述Ref信号，能够对来自所述测定目标lla、 llb、 llc 的反射测距光36，的光接收信号A、 B、 C进行检测（参照图8 (B))。
在下一脉冲光中，来自所述测定目标lla、 llb、 llc的反射测距 光36，分别入射到所述光接收元件9，并发出光接收信号A、光接收信 B、光接收信C。所述光接收元件9在被屏蔽的状态下能够检测最初的反射测距光36，的光接收信号。因此，检测到最初发出的光接收信号A。 求出Ref信号与光接收信号A的时间差，由此，能够测定到所述测定 目标lla的距离。
通过接收所述光接收信号A，所述发光时序控制电路60基于接收 所述光接收信号A的时间，计算对下一次接收时的光接收信号A的检 测进行限制的时间，向所述光接收模式设定器66输出运算结果。该 光接收模式设定器66将与测定模式对应的屏蔽信号发送指令发送到 所述控制电路67,该控制电路67向所述光接收控制电路48发出屏蔽 信号57 (1)。
该屏蔽信号57 (1)是在比下一脉沖光发出光接收信号A的时间 迟的时间之前对光接收信号的检测进行限制的信号，屏蔽光接收信号 A的检测（参照图8 (C))。
此外，在不发出所述屏蔽信号57 (1)的期间，因为每次发出脉 冲激光光线时都继续检测光接收信号A,所以，在所述光接收模式设 定器66中，对按照测定模式所设定的检测次数进行设定，在达到所 设定的检测次数的值时，发出所述屏蔽信号57 (1)，由此，能够对测 定目标lla进行所需次数的测定。
通过屏蔽光接收信号A，由此，能够检测光接收信号B(图8(C)), 在发出下一脉沖光时，检测光接收信号B。基于该光接收信号B和所 述Ref信号的时间差，计算所述测定目标lib的距离。
通过接收所述光接收信号B，所述发光时序电路60基于接收所述 光接收信号B的时间计算对下一次光接收时的光接收信号B的检测进 行限制的时间，通过所述光接收模式设定器66、所述控制电路67向 所述光接收控制电路48发出针对所述光接收信号B的屏蔽信号57 (2)。通过发出所述屏蔽信号57 (2)，由此，限制光接收信号B的检 测，能够进行光接收信号C的检测（图8 (D))。同样，对到光接收信 号C的时间差进行检测，根据该光接收信号C与所述Ref信号的时间 差计算距离。
此外，在对测定目标llb、 llc实施预定次数的测定的情况下， 如上所述，能够对从所述控制电路67发出的所述屏蔽信号57的时期 进行控制。
发出最初的脉沖光、接收反射光，由此，能够判断测定目标11的数目，能够通过测定结果确认是否完成了对所有的测定目标11的
测定，在测定完成的时刻，对所述发光时序电路60的屏蔽信号发生 的顺序进行复位。
此外，通过接收所述反射测距光36，而发出所述屏蔽信号57,所 以，对测定目标11的数目没有限制，此外，进行屏蔽的时间通过计 算求出，仅是能够对目标的光接收信号的检测进行限制的时间亦可， 故即使光接收信号在时间上接近，也能够进行屏蔽。即，即使测定目 标11在接近的位置上，也能够进行光接收信号的识别，并能够实施 测定。
然后，根据图10、图ll对所述距离测定装置71的多点进行距离 测定的流程进行说明。
距离测定由预备测定、主测定构成。
如图10所示，通过预备测定，得到关于识别光接收信号的屏蔽 的信息。
若指示预定测定实施，则测量装置能够在不限制光接收信号的检 测的状态下开始工作。
STEP: 01发出脉冲激光光线，接收内部光、来自测定目标lla、 llb、 llc的反射测距光36，，首先，检测内部光的Ref信号。
STEP: 02对于Ref信号，测定所述时间差TR。基于该时间差TR， 计算所述屏蔽信号57。由该信号57Ref设定的时间差Tref,即屏蔽 的时间宽度具有TRef >TR的关系，时间TRef是比Ref信号减少之前 的时间或者成为小于等于所检测的阈值之前的时间还大的值，限制到 时间Tref为止的光接收信号的检测。即，对检测进行屏蔽一直到时 间TRef。
STEP: 03由所述屏蔽信号57屏蔽Ref信号，在接收了来自测定 目标11的反射测距光36，的状态下，按每个脉冲设定时间宽度比所述 时间TRef大At的屏蔽。即，n个脉冲激光光线后设定具有时间TRef + nAt的时间宽度的屏蔽。
STEP: 04每次变更屏蔽的时间宽度，都判断变更是否是最后。 由变更了屏蔽宽度后的下一脉冲激光光线判断是否存在光接收信号。
STEP: O5当存在光接收信号时，基于光接收时间确认是否存在 光接收信号的时间位置的变化，判断无变化，则返回STEP: 03，并且，屏蔽的时间宽度继续增大。
若判断为存在光接收信号的时间位置的变化，则意味着由于屏蔽
宽度的增大，测定目标lla的反射测距光36，的光接收信号被屏蔽。
STEP: 06若判断为存在光接收信号的时间位置的变化，则存储 STEP: 04中被屏蔽的信号的位置，例如光接收信号A的时间T ( 1 )， 并且，存储对光接收信号A进行屏蔽时的屏蔽宽度。并且，返回STEP: 03，屏蔽宽度继续增大，以便屏蔽下一光接收信号。
如上所述，若在所需步骤中继续增大屏蔽宽度，则从距离较近的 测定目标11开始依次屏蔽光接收信号，并对屏蔽了光接收信号时刻 的光接收信号的时间上的位置（时间位置）、以及屏蔽的时间宽度进 行存储。对于各光接收信号，使所存储的屏蔽的时间宽度与所述屏蔽 信号57相关联，若发出该屏蔽信号57，则以所对应的时间宽度执行 对光接收信号的检测进行限制的屏蔽。
屏蔽了光接收信号之后，未检测下一光接收信号的情况下，意味 着屏蔽宽度增大完成，所以，完成预备测定，进入到主测定STEP: 10。
此外，可以在设定屏蔽的时间宽度的情况下，屏蔽光接收信号， 测定屏蔽后进行光接收的下 一 光接收信号的时间，基于该测定时间， 设定下一光接收信号用的屏蔽的时间宽度等，也可以测定光接收信号 的时间，基于测定时间依次设定屏蔽宽度。
在所述预备测定中，对测定目标lla、 llb、 llc的大致位置、以 及用于识别来自这些测定目标lla、 llb、 llc的反射光用的屏蔽的时 间宽度进行测定、记录。此外，在所述存储部34 (参照图5)中形成 用于存储内部参照光用的、各测定目标lla、 llb、 llc用的数据的数 据存储区域。
在图11中对所述距离测定装置71的距离测定进行说明。 STEP: 11照射脉沖激光光线。
STEP: 12因为是未进行屏蔽的状态，所以，检测Ref信号。 STEP: 13对于Ref信号测定时间，将测定结果存储在所述存储 部34的Ref信号存储区域中。
STEP: l4在未确认数据的取得、存储的情况下，对于下一脉冲 激光光线也进行针对Ref的测定、数据的取得。数据的取得数目由所 述光接收模式设定器66的测定模式控制，在初始设定中设定为1或者预定数，若完成在初始设定中所设定的数目的取得、存储，则判断 数据的取得完成。
STEP: 15确认数据的取得、存储时，发出屏蔽信号57,对Ref 信号进行屏蔽。
STEP: 21对Ref信号进行屏蔽处理时，对Ref信号的检测进行 限制，所以，由下次发出的脉冲激光光线得到的光接收信号与测定目 标lla、 llb、 llc相关，检测最初发出的关于测定目标lla的光接收 信号。
STEP: 22、 STEP: 23对光接收信号A测定时间，取得数据，并 存储在光接收信号A存储区域内。根据测定模式，取得所需数目的数 据，完成所设定的数据的取得、存储时，进行光接收信号A的数据的 取得完成的判断。
STEP: 24若完成数据的取得，则发出屏蔽信号57,对光接收信 号A进行屏蔽处理。
STEP: 31屏蔽光接收信号A时，对下一脉沖激光光线检测光接 收信号B。也对光接收信号B进行与光接收信号A相同的处理、即进 行STEP: 32、 STEP: 33,此外，在STEP: 34中对光接收信号B进行 屏蔽处理。
STEP: 41若对光接收信号B进行屏蔽，则对下一脉冲激光光线 检测光接收信号C。对光接收信号C也进行与光接收信号A相同的处 理、即进行STEP: 42、 STEP: 43，此外，在STEP: 44中对光接收信 号C进行屏蔽处理。
STEP: 41若对所有光接收信号进行屏蔽处理，则不存在进行检 测的信号，并前进到STEP: 51。
STEP: 51、 STEP: 52若对所有的测定目标lla、 llb、 11c完成 数椐的取得，则分别对各存储数据计算距离，将运算结果存储在所述 存储部34中，并且，显示在所述显示部28。
所述测定由预备测定和主测定构成，但是，如果大概知道所述测 定目标lla、 llb、 11c的位置，则由所述操作输入部29以键盘输入 来设定针对各测定目标lla、 llb、 11c的屏蔽的时间宽度，并可以省 略预备测定。
此外，对于所述测定目标lla、 llb、 11c的大致位置，例如，能够基于所述调焦部33的调焦位置来求出。此外，在所述说明中，对
测定目标的数目为3(11a、 llb、 llc)的情形进行了说明，但是，如 果测定目标11在所述测距光36的扩展角e的范围内，则在测定目标 的数目上没有限制。
此外，针对所迷测定目标lla、 llb、 llc得到的各数据，因到该 测定目标lla、 llb、 llc的距离、光路状态而存在分散，各数据不一 定具有相同的偏差、相同的精度。
在要求相同偏差、相同精度的情况下，通过所述测距模式设定程 序进行设定，以便在测定过程中的判断测定的分散、偏差的测定精度 判断程序开始工作。或者，在自动执行距离测定的情况下，启动所述 测定精度判断程序。
通过图12对在启动了所述测定精度判断程序的状态下的测定流 程进行说明。
STEP: 10所述测定精度判断程序在执行主测定期间对与存储在 所述数据存储区域上的光接收信号A、光接收信号B、光接收信号C 有关的数据的偏差、分散进行监视。
STEP: 61在各数据的偏差满足所要求的偏差的情况下，保持此 状态结束主测定。
此外，在各数据的偏差不满足所要求的偏差时，再次执行主测定。
在执行主测定时，按照偏差的程度对数据的取得进行加权。例如， 光接收信号B的偏差较大时，使STEP: 31中的数据的取得数比其他 的光接收信号A、光接收信号C多。例如为光接收信号A、光接收信 号C的取得数2倍的数等。在所述光接收模式设定器66中设定取得 数。
此外，在利用以前的主测定的数据的情况下，取得对于偏差较大 的测定目标11的数据。例如，在取得关于测定目标lib的测定数据 时，屏蔽光接收信号A，对光接收数据B进行检测。通过所述控制电 路67发出屏蔽所述光接收信号A的屏蔽信号57，或者基于偏差状态 通过所述光接收模式设定器66设定所追加取得的数据数目。
但是，通过设置测定装置、发出脉冲激光光线，由此，能够以相 同的精度同时对多个测定目标11进行距离测定。
如上所述，通过一个距离测定装置71能够对多个测定目标同时进行距离测定。
图13是表示所述运算处理装置72的概要情况的图，该运算处理 装置72主要具有运算控制部"、存储部76、通信部77、输入输出部 78、操作部79、显示部80。
所述存储部76具有程序存储区域81、数据存储区域82，所述程 序存储区域81中存储了各种程序，有根据一个测定目标的两个以上 的测定数据来计算坐标位置的坐标运算程序、使测定数据、所计算的 坐标位置与测定目标相关联并显示在所述显示部80上的图像显示程 序、用于执行运算、图像显示等的顺序程序、通信程序等。所述数据 存储区域82中存储测定数据、运算结果等的数据。
所述通信部77通过所述距离测定装置71的通信部38进行测定 数据的收发，通过所述运算控制部75将所接收的数据存储在所述数 据存储区域82中。
能够在所述输入输出部78中安装便携存储媒体例如存储卡、CD、 FD、 HDD等，能够从安装在所述输入输出部78上的存储媒体中读取数 据，并且，将所读取的数据使用在运算中，或者，通过所述运算控制 部75存储在所述数据存储区域82中。此外，所述距离测定装置71 可以将测定结果写入到所述存储媒体中。通过将测定结果写入到存储 媒体中，由此，收集测定数据，以后通过所述运算处理装置72综合 所述测定结果，对测定目标11的坐标位置进行运算处理。
从所述操作部79输入来自操作者的测定指示、执行运算的指示、 测定条件、设置距离测定装置71的已知点的坐标位置等。
参照图14对使用多台距离测定装置71测定多个测定目标的坐标 位置的情况进行说明。
首先，说明对一个测定目标11测定坐标位置的情况。此外，为 了使说明简单，设距离测定装置71为两台，主设备71a设置在已知 点0,从设备71b设置在已知点P，已知点0和已知点P的距离a设 定为已知的值。从所述操作部79设定输入已知点0的坐标位置、已 知点P的坐标位置、距离a等。
此外，将连接已知点0和已知点P的基准线设为X轴，将通过已 知点P并与X轴垂直的基准线设为Y轴，求出该X-Y坐标系的所述测 定目标11的坐标位置。此外，基于所述已知点0和已知点P的绝对位置，将所述X-Y坐标系坐标变换为绝对坐标系，能够得到该测定目 标11的地上的绝对坐标位置。
若将由所述主设备71a测定的到所迷测定目标11的距离设为Ml、 将由所述从设备71b测定的到所述测定目标11的距离设为Ll，则根 据平面坐标上的圆的方程式，满足如下关系：
X12+Y12=M12
(XI2 - a ) 2+Yl2 = Ll2 ...(式1),使用oc、 Ml、 Ll的值，以如
下方式求出坐标位置（Xl， Yl)的值。 Xl= (M12-L12+ a2) /2a )
n"(M12-(Afl2-"2+a2)/2a)2 ...(式2 )
然后，如图1所示，从所述主设备71a、所述从设备71b射出分 别具有扩展角6的测距光36a、测距光36b，对于该测距光36a、测距 光36b的扩展角6的范围内共同包括的多个测定目标lla、 llb、 11c 的坐标位置，也可以才艮据X22+Y22=M22、 （ X22 - a) 2+Y22 = L22 、 X32+Y32-M32、 （X32- a ) 2+Y32-L32的关系，同样能求出所述测定目标 lla、 llb、 llc的坐标位置。此外，对于三个以上的测定目标11,同 样也能够求出坐标位置。
由多个距离测定装置71对测定目标11进行测距时，关于所述测 距光36的发光时序，为了防止噪声引起的测定精度的降低，进行如 下控制：在所述主"i臾备71a发出所述测距光36a时，所述从设备71b 停止发光；该从设备71b发出所述测距光36b时，所述主设备71a的 发光停止。
此外，当对测定目标11实施所需次数的测距、提高测定精度时， 所述主设备71a、所述从设备71b可以同时发光。此外，使从所述主 设备71a射出的测距光36a和从所述从设备71b发出的测距光36b的 调制不同，能够识别所述测距光36a和所述测距光36b，并可以同时 发光。
如图1所示，当存在多个测定目标11时，为了判断反射测距光36， 是来自哪个测定目标11，需要所述测定目标11与所迷反射测距光36， 的对应（测定结果与测定目标ll的对应）。
例如，当测定目标lla、 llb、 11c相对于所述主设备71a的远近顺序（例如3巨离的顺序是lla此外，设置对测定目标11发出ID信号的发送器，基于该ID信 号使反射测距光36，与测定目标11对应。
即，将所述测定目标11接收脉冲激光光线作为触发，所述发送 器发出ID信号。所述距离测定装置71接收ID信号，由此，能够判 断反射测距光36'是来自哪个测定目标11的反射光。
所述距离测定装置71使测距结果与ID信号相关联，并存储在存 储部34 (参照图3)中。此外，测距结果和ID信号通过通信等所需 要的手段存储在所述数据存储区域82 (参照图13)中，所述运算处 理装置72基于ID信号选择作为运算目标的测距数据，通过式1进行 运算，来测定坐标位置。
此外，在如上所述的说明中，虽然设置了不同于所述距离测定装 置71的运算处理装置72，但是，可以将所述运算处理装置72的功能 兼用在所述距离测定装置71的控制运算部31等上。此外，也可以在 主设备71a和从设备71b的任意一个上设置所述运算处理装置72。
在本发明中，对于多个测定目标ll，能够在一次测定中，同时对 各个坐标位置进行测定。