KR100944026B1 - System for correcting error of laser reflection signal level fluctuation and method there for - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 목표 대상체와의 거리를 측정하기 위한 레이저신호를 목표 대상체로 방사하는 레이저 출력모듈과, 목표 대상체로부터 반사된 반사신호를 수신하여 1/2로 반감시킴과 동시에 디지털로 변환하는 반사신호 수신모듈과, 레이저신호와 반시신호를 가합하여 기준 반사신호로 변환함과 아울러 진폭계수를 도출하는 반사신호 혼합모듈과, 기준 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 1 지연시간을 도출하고, 기주 반사신호를 구형파로 변환한 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 2 지연시간을 도출하는 진폭 변환모듈과, 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시켜 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 3 지연시간으로 측정하고, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 4 지연시간으로 측정하여 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 도출하는 위상차 측정모듈, 및 위상차의 평균을 보정 위상차로 도출하여 기준 반사신호와 3K 반사신호의 위상을 보정하는 반사신호 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an error correction system and method for changing the laser reflection signal level, the laser output module for emitting a laser signal for measuring the distance to the target object to the target object, and the reflected signal reflected from the target object Reflected signal receiving module for receiving and half-half and converting to digital at the same time, Reflected signal mixing module for converting laser signal and half-time signal into standard reflected signal and deriving amplitude coefficient, and reference reflected signal And an amplitude conversion module that derives a first delay time by superimposing a trigger signal according to an amplitude coefficient, and derives a second delay time by superimposing a trigger signal and a 3K reflection signal obtained by converting a host reflection signal into a square wave and an amplitude coefficient. , Overlap the reference reflection signal and the 3K reflection signal with the trigger signal according to the amplitude coefficient, A phase difference measuring module for measuring a difference with a third delay time and measuring a phase difference between the 3K reflected signal and a trigger point with a fourth delay time to derive a phase difference between the reference reflected signal and the 3K reflected signal, and an average of the phase differences as a corrected phase difference. And a reflection signal correction module for deriving and correcting phases of the reference reflection signal and the 3K reflection signal.
레이저, 반사신호, 진폭, 트리거신호, 위상차, 보정 Laser, reflected signal, amplitude, trigger signal, phase difference, correction
Description
본 발명은 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목표 대상체로부터 반사되는 반사신호의 오차를 보정하여 정밀한 변위 측정을 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an error correction system due to a laser reflection signal level variation, and more particularly, to a technique for correcting an error of a reflection signal reflected from a target object to provide accurate displacement measurement.
레이저 변위 측정 기술은 측정하고자 하는 대상 물체에 레이저 다이오드에서 나온 빛을 내보내어 측정 대상 물체에서 닿아 반사되어 되돌아오는 레이저의 파장을 측정하여 거리를 계산하는 기술이다.Laser displacement measurement technology is a technology that calculates the distance by emitting the light emitted from the laser diode to the object to be measured by measuring the wavelength of the laser that comes back from the measurement object and reflected back.
레이저 변위 측정 기술은 군사용, 산업용으로 멀리 떨어져 있는 측정대상 물체를 직접 접촉하지 않은 무접촉 측정으로 폭넓게 사용되고 있으며 앞으로 산업용에서의 사용이 확대될 것으로 전망되며 많은 연구원들에 의해 다각도로 연구되고 있는 분야이다.Laser displacement measurement technology is widely used for non-contact measurement without direct contact with distant targets for military and industrial use. It is expected that its use in industrial use will be expanded in the future and is being studied in various angles by many researchers. .
일반적으로 레이저 변위 측정 기술은 장거리 측정 기술과 단거리 측정 기술로 나뉘는데, 장거리 측정을 위한 기법으로는 시간-비행 기법(time-of-fight method)을 통해 측정하는 방식이 대다수이나, 장거리 측정이 만큼 오차가 큰 단점이 있다[1].Generally, laser displacement measurement technology is divided into long-range measurement technology and short-range measurement technology. For the long-range measurement method, the measurement method is mostly performed by the time-of-fight method. Has a big disadvantage [1].
또한, 단거리 측정에는 삼각 측량 기법(triangulation)을 통해 측량되고 있으며[2], 최근에는 레이저 변위 측정기를 산업용에 적용하기 위해 시간-비행 기법과 삼각 측량 기법 양자를 동시에 적용하여 측량하는 기법에 대한 연구도 있었다[3].In addition, short-range measurement has been carried out by triangulation [2], and recently, a study on surveying by applying both time-flight and triangulation techniques simultaneously to apply a laser displacement meter to an industrial purpose. There was also [3].
이러한 레이저 변위 측정 기술은 자동화 산업 등에서 요구하는 초고정밀, 소형화, 경량화, 초고속 계측 등의 요구에 부합하기 위해 최대 측정 거리 1Km, 최소 측정 거리 10Cm이내, 측정오차는 ㅁ0mm를 기준으로 하며, 이러한 요구들이 점차 일반화되고 있다[3].This laser displacement measurement technology is based on the maximum measurement distance of 1Km, the minimum measurement distance of 10Cm, and the measurement error based on ㅁ 0mm to meet the requirements of ultra high precision, miniaturization, light weight, and high speed measurement required in the automation industry. Are becoming increasingly common [3].
레이저는 높은 반사율과 빛이 직진하는 특성으로 인하여 이를 이용하여 고정밀 거리 계측 및 방위 측정 등에 적용되고 있으며, 주로 군사용 목적으로 사용되어 지던 것이 최근에는 산업용으로도 이용되고 있는 추세이다.Laser has been applied to high precision distance measurement and azimuth measurement by using it because of high reflectance and light going straight, and it has been used for industrial purposes recently, which is mainly used for military purposes.
그러나, 상술한 바와 같은 레이저의 특성과 폭넓은 연구에도 불구하고, 레이저를 이용한 변위 측정 기술은 몇 가지 특성상의 문제점을 내포하고 있다. 즉, 측정 물체에 닿아 반사되어 돌아오는 빛의 세기는 거리 및 반사물체의 표면 상태에 따라 변화가 심하고, 빛의 시기의 강약에 의한 계측 오차 변동 폭이 너무 크다는 것이다.However, in spite of the above-described laser characteristics and extensive research, the displacement measurement technique using lasers has some characteristic problems. That is, the intensity of the light that is reflected and returned to the measurement object varies greatly depending on the distance and the surface state of the reflecting object, and the variation in measurement error due to the intensity of the light period is too large.
이러한 경우 변위 측정에서는 측정 횟수를 크게 늘려 그 평균값을 통해 거리 오차폭을 감소시키고 있으나, 측정 반복 횟수에 비례하여 측정 시간이 길어지게 됨 에 따라 고속 측정을 요구하는 시스템에 적용하기에 부적절하다.In this case, the displacement measurement greatly increases the number of measurements and reduces the distance error width through the average value. However, as the measurement time increases in proportion to the number of measurement repetitions, it is not suitable for a system requiring high-speed measurement.
선행 문헌 정보Prior literature information
[1] Donati, Electro-Optical Instrumentation. Upper Saddle River, NJ: Prentice-hall, 2004.[1] Donati, Electro-Optical Instrumentation. Upper Saddle River, NJ: Prentice-hall, 2004.
[2] M.C. Amann, T. Bosch, M. Lescure, R. Myllyla, and M. Rioux, "Laser ranging: A critical review of usual techniques for distance measurement," Opt. Eng., vol. 40, no. 1. pp. 10-19, 2001.[2] M.C. Amann, T. Bosch, M. Lescure, R. Myllyla, and M. Rioux, "Laser ranging: A critical review of usual techniques for distance measurement," Opt. Eng., Vol. 40, no. Pp. 10-19, 2001.
[3] 배영철, 김이곤, 박종배, 김천석,, 조의주, 서종주, 아지모프, 구영덕, "고정밀 레이저 거리 계측기 개발에 관한 연구", 한국해양정보통신학회지논문지, 10권 12호, pp. 2296-2302, 2006.[3] Young-Chul Bae, Lee-Kon Kim, Jong-Bae Kim, Chun-Seok Kim, Eui-Joo Seo, Jong-Ju A. Amorph, Ku Young-Deok, "A Study on the Development of High Precision Laser Distance Meter", Journal of The Korean Institute of Maritime Information and Communication Sciences, Vol. 10, No. 12, pp. 2296-2302, 2006.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 목표 대상체로부터 반사되는 반사신호의 오차를 최소화함과 아울러 목표 대상체의 표면 반사율 및 목표 대상체의 거리차에 의한 반사신호의 변동 오차를 보정함으로써, 정밀한 변위 측정이 가능하도록 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by minimizing the error of the reflected signal reflected from the target object, and by correcting the error of the variation of the reflected signal due to the surface reflectance of the target object and the distance difference between the target object, Ensure accurate displacement measurements.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템은, 목표 대상체와의 거리를 측정하기 위한 레이저신호를 목표 대상체로 방사하는 레이저 출력모듈과, 목표 대상체로부터 반사된 반사신호를 수신하여 1/2로 반감시킴과 동시에 디지털로 변환하는 반사신호 수신모듈과, 레이저신호와 반시신호를 가합하여 기준 반사신호로 변환함과 아울러 진폭계수를 도출하는 반사신호 혼합모듈과, 기준 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 1 지연시간을 도출하고, 기주 반사신호를 구형파로 변환한 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 2 지연시간을 도출하는 진폭 변환모듈과, 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시켜 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 3 지연시간으로 측정하고, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 4 지연시간으로 측정하여 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 도출하는 위상차 측정모듈, 및 위상차의 평균을 보정 위상차로 도출하여 기준 반사신호와 3K 반사신호의 위상을 보정하는 반사신호 보정모듈을 포함한다.The error correction system according to the laser reflection signal level variation of the present invention for achieving the above technical problem, the laser output module for emitting a laser signal for measuring the distance to the target object, and the reflection reflected from the target object Reflective signal receiving module that receives and half-halves the signal and converts it to digital, and converts the laser signal and the half-time signal into a standard reflected signal and converts it into a standard reflected signal and derives the amplitude coefficient, and the reference Amplitude conversion that derives the first delay time by superimposing the reflected signal and the trigger signal according to the amplitude coefficient, and derives the second delay time by superimposing the 3K reflected signal and the trigger signal obtained by converting the host reflected signal into a square wave according to the amplitude coefficient. Module, the reference reflection signal and the 3K reflection signal are superimposed with the trigger signal according to the amplitude coefficient and the reference reflection signal and the trigger A phase difference measuring module for measuring a phase difference between the points with a third delay time and a phase difference between the 3K reflected signal and the trigger point with a fourth delay time to derive the phase difference between the reference reflected signal and the 3K reflected signal, and correcting an average of the phase differences. And a reflection signal correction module for correcting phases of the reference reflection signal and the 3K reflection signal by deriving the phase difference.
또한, 반사신호 혼합모듈은, 레이저신호와 반시신호를 가합하여 2.5KHz 내지 3.5KHz의 주파수를 갖는 기준 반사신호로 변환하는 것을 특징한다.In addition, the reflection signal mixing module is characterized by converting the laser signal and the half-time signal to a reference reflection signal having a frequency of 2.5KHz to 3.5KHz.
또한, 상기 제 1 내지 제 4 지연시간은, 진폭계수에 따라 기준 반사신호, 3K 반사신호 및 트리거신호의 중첩에 의해 [수학식 4]를 통해 도출되며, 는 트리거 신호 레벨이고, 는 상기 기준 반사신호의 최대레벨이며, 는 각 신호의 주기를 의미하는 것을 특징한다.The first to fourth delay times may be derived through Equation 4 by superimposing a reference reflection signal, a 3K reflection signal, and a trigger signal according to an amplitude coefficient. Is the trigger signal level, Is the maximum level of the reference reflection signal, Denotes a period of each signal.
또한, 상기 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차는, [수학식 5]를 통해 도출되며, DV는 거리값을 의미하고, CV는 진폭계수에 의한 거리측정값이며, t1은 제 3 지연시간을 t2는 제 4 지연시간을 의미하는 것을 특징으로 한다.In addition, the phase difference between the reference reflection signal and the 3K reflection signal is derived through Equation 5, DV denotes a distance value, CV denotes a distance measured value by an amplitude coefficient, and t1 denotes a third delay time. t2 means a fourth delay time.
또한, 상기 보정위상차는 [수학식 6]을 통해 도출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the correction phase difference is characterized in that derived through [Equation 6].
한편, 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정방법은, 목표 대상체로 레이저신호를 방사하는 제 1 과정과, 레이저신호에 의해 목표 대상체로부터 반사된 반사신호를 수신하여 1/2로 반감 및 디지털화하는 제 2 과정과, 레이저신호와 반사신호를 가합하여 3KHz 의 주파수를 갖는 기준 반사신호로 변환함과 아울러 진폭계수를 도출하는 제 3 과정과, 기준 반사신호와 트리거 비교기가 생성하는 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 1 지연시간을 도출하고, 기준 반사신호를 구형파로 변환한 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 2 지연시간을 도출하는 제 4 과정과, 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시켜 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 3 지연시간으로 측정하고, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 4 지연시간으로 측정하여 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 도출하는 제 5 과정, 및 도출된 위상차의 평균을 보정 위상차로 도출하여 기준 반사신호와 3K 반사신호의 위상을 보정하는 제 6 과정을 포함한다.On the other hand, the error correction method according to the laser reflection signal level variation according to the present invention, the first process of radiating the laser signal to the target object, and receives the reflected signal reflected from the target object by the laser signal and halved to 1/2 And a second step of digitizing, a third step of adding a laser signal and a reflected signal to convert the reference signal into a reference reflected signal having a frequency of 3 KHz, and deriving an amplitude coefficient, and a trigger signal generated by the reference reflected signal and the trigger comparator. 4th process of deriving the first delay time by superimposing the amplitude delay coefficients and deriving the second delay time by superimposing the 3K reflected signal and the trigger signal obtained by converting the reference reflected signal into a square wave according to the amplitude coefficient; The signal and the 3K reflected signal are superimposed on the trigger signal according to the amplitude coefficient, and the phase difference between the reference reflected signal and the trigger point is measured as the third delay time. A fifth process of deriving the phase difference between the reference reflection signal and the 3K reflection signal by measuring the phase difference between the reflected signal and the trigger point with a fourth delay time, and deriving the average of the derived phase differences as the correction phase difference to obtain the reference reflection signal and the 3K reflection signal. And a sixth process of correcting the phase of the circuit.
또한, 상기 제 4 과정은, 기준 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시키는 단계와, [수학식 4]에 따라 기준 반사신호와 트리거신호간의 제 1 지연시간을 도출하는 단계와, 기준 반사신호를 구형파로 변환하는 단계와, 구형파로 변환된 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시키는 단계, 및 [수학식 4]에 따라 3K 반사신호와 트리거신호간의 제 2 지연시간을 도출하는 단계를 포함한다.In addition, the fourth process includes: superimposing the reference reflection signal and the trigger signal according to an amplitude coefficient, deriving a first delay time between the reference reflection signal and the trigger signal according to Equation 4, and the reference reflection. Converting the signal into a square wave, superimposing the 3K reflected signal and the trigger signal converted into the square wave according to an amplitude coefficient, and deriving a second delay time between the 3K reflected signal and the trigger signal according to [Equation 4]. Steps.
그리고, 상기 제 5 과정은, 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시키는 단계와, 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 [수학식 4]에 따라 제 3 지연시간으로 측정하는 단계와, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 [수학식 4]에 따라 제 4 지연시간으로 측정하는 단계, 및 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 [수학식 5]를 통해 도출하는 단계를 포함한다.In the fifth process, the reference reflection signal and the 3K reflection signal are overlapped with the trigger signal according to the amplitude coefficient, and the phase difference between the reference reflection signal and the trigger point is measured as the third delay time according to [Equation 4]. And measuring the phase difference between the 3K reflected signal and the trigger point with a fourth delay time according to [Equation 4], and deriving the phase difference between the reference reflected signal and the 3K reflected signal through [Equation 5]. It includes.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 목표 대상체로부터 반사되는 반사신호를 3KHz의 주파수를 갖는 반사신호로 변환함과 아울러 구형파로 변환하고, 이들을 트리거신호에 중첩시켜 도출한 지연시간에 따라 신호들간의 위상차를 보정함으로써, 반사신호의 오차를 최소화 하는 효과가 있다. According to the present invention as described above, by converting the reflected signal reflected from the target object into a reflected signal having a frequency of 3KHz, and into a square wave, and superimposed them on the trigger signal, the phase difference between the signals according to the delay time derived By correcting, there is an effect of minimizing the error of the reflected signal.
또한, 목표 대상체의 표면 반사율 및 목표 대상체의 거리차에 의한 반사신호의 변동 오차를 보정함으로써, 정밀한 변위 측정을 제공하는 효과가 있다.In addition, by correcting an error in the variation of the reflection signal due to the surface reflectance of the target object and the distance difference between the target object, there is an effect of providing accurate displacement measurement.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted to mean meanings and concepts. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.
도 1 은 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템의 구성요소들간에 관계를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing an error correction system due to the laser reflection signal level variation according to the present invention, Figure 2 is a view showing the relationship between the components of the error correction system due to the laser reflection signal level variation of the present invention.
본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템(100)은 도 1 에 도시된 바와 같이, 레이저 출력모듈(110), 반사신호 수신모듈(120), 반사신호 혼합모듈(130), 진폭 변환모듈(140), 위상차 측정모듈(150) 및 반사신호 보정모듈(160)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the
구체적으로 도 2 를 통해 살피면, 레이저 출력모듈(110)은 목표 대상체(10)와의 거리를 측정하기 위한 레이저신호를 레이저 다이오드(111)를 통해 생성하여 목표 대상체로 방사함과 아울러 반사신호 혼합모듈(130)로 인가한다.In detail, referring to FIG. 2, the
여기서, 방사되는 레이저신호는 아래의 [수학식 1]과 같다.Here, the emitted laser signal is shown in
[수학식 1][Equation 1]
반사신호 수신모듈(120)은 목표 대상체로부터 반사된 레이저신호(이하, '반사신호')를 수신하여 1/2디플립플롭(121)을 통해 1/2로 반감시킴과 동시에 아래의 [수학식 2]와 같이 디지털로 변환하고, 디지털화된 반사신호를 반사신호 혼합모듈(130)로 인가한다.The reflection
[수학식 2][Equation 2]
반사신호 혼합모듈(130)은 레이저 출력모듈(110)로부터 인가받은 목표 대상체로 방사한 레이저신호와 반사신호 수신모듈(120)로부터 수신한 반사신호를 가합하여 2.5KHz 내지 3.5KHz의 주파수, 바람직하게는 3KHz의 주파수를 갖는 반사신호(이하, '기준 반사신호')로 변환하여 진폭 변환모듈(140) 및 위상차 측정모듈(150)로 인가한다.The reflection
여기서, 변환된 기준 반사신호는 아래의 [수학식 3]과 같다.Here, the converted reference reflection signal is expressed by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
또한, [수학식 3]에 의해 변환된 기준 반사신호의 는 가변, 는 고정 값 인 것으로 상정하여 를 진폭계수로 도출한다.Further, the reference reflection signal converted by Equation 3 Is variable, Is assumed to be a fixed value Derived as the amplitude factor.
그리고, 변환된 기준 반사신호를 진폭 변환모듈(140)로 인가하고, 진폭계수를 진폭 변환모듈(140) 및 위상차 측정모듈(150)로 인가한다.The converted reference reflection signal is applied to the
도 3 을 참조하여 살피면, 진폭 변환모듈(140)은 반사신호 혼합모듈(130)로부터 인가받은 기준 반사신호와 트리거 비교기(trigger comparator)가 생성하는 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 1 지연시간 t1을 도출하고, 기준 반사신호를 구형파(矩形波)로 변환한 신호(이하, '3K 반사신호')와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 2 지연시간 t2를 도출하며, 변환한 3K 반사신호와 제 1 지연시간 t1 및 제 2 지연시간 t2를 위상차 측정모듈(150)로 인가한다.Referring to FIG. 3, the
여기서, 제 1 및 제 2 지연시간은 아래의 [수학식 4]를 통해 도출되며, 는 트리거 신호 레벨이고, 는 기준 반사신호의 최대레벨이며, 는 각 신호의 주기이다.Here, the first and second delay times are derived through Equation 4 below. Is the trigger signal level, Is the maximum level of the reference reflection signal, Is the period of each signal.
[수학식 4][Equation 4]
도 4 를 참조하여 살피면, 위상차 측정모듈(150)은 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시켜 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 3 지연시간 t1로 측정하고, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 4 지연시간 t2로 측정하여, 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 아래의 [수학식 5]를 통해 도출하고, 3K 반사신호 및 위상차를 반사신호 보정모듈(160)로 인 가한다.Referring to FIG. 4, the phase
이때, 제 3 지연시간 t1 및 제 4 지연시간 t2는 상기 [수학식 4]를 통해 도출된다.In this case, the third delay time t1 and the fourth delay time t2 are derived through Equation 4 above.
[수학식 5][Equation 5]
여기서, DV는 거리 값이며, CV는 진폭계수에 의한 거리측정값이고, 제 3 지연시간 t1 및 제 4 지연시간 t2는 상기 [수학식 4]를 통해 도출된다.Here, DV is a distance value, CV is a distance measurement value based on an amplitude coefficient, and the third delay time t1 and the fourth delay time t2 are derived through Equation 4 above.
반사신호 보정모듈(160)은 위상차의 평균을 보정 위상차로 도출하여 기준 반사신호와 3K 반사신호의 위상을 보정한다.The reflected
여기서, 보정위상차는 아래의 [수학식 6] 을 통해 도출된다.Here, the correction phase difference is derived through Equation 6 below.
[수학식 6][Equation 6]
이하, 본 발명의 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정방법에 관하여 도 5 내지 도 7 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an error correction method according to the laser reflection signal level variation of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
도 5 에 도시된 바와 같이 전체적으로, 레이저 출력모듈(110)이 목표 대상체(10)로 레이저신호를 방사한다(제 1 과정(S10)).As shown in FIG. 5, the
또한, 반사신호 수신모듈(120)이 상기 레이저신호에 의해 목표 대상체로부터 반사된 반사신호를 수신하여 1/2로 반감 및 디지털화하여 반사신호 혼합모듈(130)로 인가한다(제 2 과정(S20)).In addition, the reflection
또한, 반사신호 혼합모듈(130)이 레이저신호와 반사신호를 가합하여 2.5KHz 내지 3.5KHz의 주파수, 바람직하게는 3KHz의 주파수를 갖는 기준 반사신호로 변환함과 아울러 진폭계수를 도출한다(제 3 과정(S30)).In addition, the reflection
또한, 진폭 변환모듈(140)이 기준 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 1 지연시간을 도출하고, 기준 반사신호를 구형파로 변환한 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시켜 제 2 지연시간을 도출한다(제 4 과정(S40)).In addition, the
또한, 위상차 측정모듈(150)은 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시켜 기준 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 3 지연시간으로 측정하고, 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 제 4 지연시간으로 측정하여 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 도출한다(제 5 과정(S50)).In addition, the phase
그리고, 반사신호 보정모듈(160)은 상기 도출된 위상차의 평균을 보정 위상차로 도출하여 기준 반사신호와 3K 반사신호의 위상을 보정한다(제 6 과정(S60)).The reflection
구체적으로 도 6 을 참조하여 상기 S40 과정을 살피면, 기준 반사신호와 트리거 비교기가 생성하는 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시키고(S41), [수학식 4]에 따라 기준 반사신호와 트리거신호간의 제 1 지연시간을 도출하며(S42), 기준 반사신호를 구형파로 변환하고(S43), 구형파로 변환된 3K 반사신호와 트리거신호를 진폭계수에 따라 중첩시키고(S44), [수학식 4]에 따라 3K 반사신호와 트리거신호간의 제 2 지연시간을 도출한다(S45).In detail, referring to step S40, the reference reflection signal and the trigger signal generated by the trigger comparator are superimposed according to an amplitude coefficient (S41), and the reference signal between the reference reflection signal and the trigger signal according to [Equation 4] is described. Deriving a delay time (S42), converts the reference reflected signal into a square wave (S43), superimposes the 3K reflected signal and the trigger signal converted to the square wave according to the amplitude coefficient (S44), according to [Equation 4] A second delay time between the 3K reflected signal and the trigger signal is derived (S45).
또한, 도 7 을 참조하여 상기 S50 과정을 세부적으로 살피면, 기준 반사신호 및 3K 반사신호를 진폭계수에 따라 트리거신호와 중첩시키고(S51), 기준 반사신호 와 트리거점간의 위상차를 [수학식 4]에 따라 제 3 지연시간으로 측정하며(S52), 3K 반사신호와 트리거점간의 위상차를 [수학식 4]에 따라 제 4 지연시간으로 측정하고(S53), 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 위상차를 [수학식 5]를 통해 도출한다(S54).Further, referring to FIG. 7, the S50 process is described in detail. The reference reflection signal and the 3K reflection signal are superimposed with the trigger signal according to the amplitude coefficient (S51), and the phase difference between the reference reflection signal and the trigger point is expressed by Equation 4]. According to the third delay time (S52), the phase difference between the 3K reflected signal and the trigger point is measured by the fourth delay time according to [Equation 4] (S53), and the phase difference between the reference reflected signal and the 3K reflected signal It is derived through [Equation 5] (S54).
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
도 1 은 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템의 구성을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an error correction system due to a laser reflection signal level variation according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템의 구성요소들간의 관계를 나타내는 도면.2 is a view showing the relationship between the components of the error correction system caused by the laser reflection signal level variation in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 진폭 변환모듈이 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 중첩과 트리거신호에 따라 제 1 및 제 2 시간지연을 도출하는 것을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating that the amplitude conversion module according to the present invention derives first and second time delays according to a superimposition and a trigger signal between a reference reflection signal and a 3K reflection signal.
도 4 는 본 발명에 따른 위상차 측정모듈이 기준 반사신호와 3K 반사신호간의 중첩과 트리거신호에 따라 제 3 및 제 4 시간지연을 측정하여 위상차를 도출하는 것을 나타낸 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a phase difference measurement module according to the present invention, which derives a phase difference by measuring third and fourth time delays according to an overlap between a reference reflected signal and a 3K reflected signal and a trigger signal; FIG.
도 5 는 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정방법을 나타낸 순서도.5 is a flowchart illustrating a method of compensating an error due to a change in laser reflection signal level according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정방법의 제 4 과정을 세부적으로 나타낸 순서도.6 is a flowchart illustrating a fourth process of the error correction method according to the laser reflection signal level variation according to the present invention in detail.
도 7 은 본 발명에 따른 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정방법의 제 5 과정을 세부적으로 나타낸 순서도.7 is a flowchart illustrating in detail a fifth process of the error correction method according to the variation of the laser reflection signal level according to the present invention;
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100: 레이저 반사신호 레벨 변동에 의한 오차 보정시스템100: error correction system due to laser reflection signal level variation
110: 레이저 출력모듈 120: 반사신호 수신모듈110: laser output module 120: reflected signal receiving module
130: 반사신호 혼합모듈 140: 진폭 변환모듈130: reflection signal mixing module 140: amplitude conversion module
150: 위상차 측정모듈 160: 반사신호 보정모듈150: phase difference measurement module 160: reflection signal correction module
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPS6371675A (en) | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser distance measuring instrument |
JPS63266382A (en) | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser distance measuring instrument |
JPH06138231A (en) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Distance measuring equipment |
KR950019772A (en) * | 1993-12-29 | 1995-07-24 | 김주용 | Optical distance measuring device using phase change and its method |
-
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- 2008-04-29 KR KR1020080040118A patent/KR100944026B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6371675A (en) | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser distance measuring instrument |
JPS63266382A (en) | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser distance measuring instrument |
JPH06138231A (en) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Distance measuring equipment |
KR950019772A (en) * | 1993-12-29 | 1995-07-24 | 김주용 | Optical distance measuring device using phase change and its method |
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