JP5472571B2 - Laser distance measuring apparatus and shielding object detection method thereof - Google Patents

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JP5472571B2 JP2009003847A JP2009003847A JP5472571B2 JP 5472571 B2 JP5472571 B2 JP 5472571B2 JP 2009003847 A JP2009003847 A JP 2009003847A JP 2009003847 A JP2009003847 A JP 2009003847A JP 5472571 B2 JP5472571 B2 JP 5472571B2
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Description

本発明は、レーザ光の反射光を受光して対象物の距離を測定するレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法に関し、特に、レーザ光の照射窓を遮る物体(遮蔽物)の存在を検出することができるレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法に関する。   The present invention relates to a laser distance measuring device that measures the distance of an object by receiving reflected light of a laser beam and a shielding object detection method thereof, and in particular, detects the presence of an object (shielding object) that blocks a laser light irradiation window. The present invention relates to a laser distance measuring device capable of performing the same and a shielding object detection method thereof.

レーザ距離測定装置は、一般に、対象物に向けてレーザ光を照射する投光部と、対象物からの反射光を受光する受光部と、投光部及び受光部からの信号を受けて対象物の距離を演算する演算部と、から構成されている。また、投光部と受光部は、レーザ光の大きさを調整する投光レンズと受光レンズを有し、レーザレーダヘッド内に格納されている。レーザレーダヘッドには、レーザ光及び反射光を透過可能な照射窓が形成されており、投光レンズや受光レンズに汚れや埃等が付着しないように構成されている。ところが、レーザレーダヘッドは屋外に配置されることもあり、照射窓に汚れ・埃・ゴミ等が付着することがある。新聞紙のような大きな面積を有する飛流物が照射窓の全体を覆ってしまった場合には、レーザ光の投光及び反射光の受光ができなくなってしまうため、遮蔽物を検知することは容易である。しかし、汚れ等が部分的に照射窓を覆ってしまった場合には、部分的に対象物の距離を測定できなくなってしまう、投光量が減少して対象物の反射光を受光できなくなってしまう、遮蔽物を対象物と勘違いしてしまう等の問題が生ずる。   In general, a laser distance measuring device includes a light projecting unit that emits laser light toward an object, a light receiving unit that receives reflected light from the object, and a signal received from the light projecting unit and the light receiving unit. And a calculation unit for calculating the distance. The light projecting unit and the light receiving unit have a light projecting lens and a light receiving lens for adjusting the size of the laser light, and are stored in the laser radar head. The laser radar head is formed with an irradiation window capable of transmitting laser light and reflected light so that dirt, dust, and the like are not attached to the light projecting lens and the light receiving lens. However, the laser radar head may be disposed outdoors, and dirt, dust, dust, etc. may adhere to the irradiation window. If a flying object with a large area such as newspaper covers the entire irradiation window, it will be impossible to project laser light and receive reflected light. It is. However, when dirt or the like partially covers the irradiation window, it becomes impossible to measure the distance of the target partly, or the projected light quantity decreases and the reflected light of the target object cannot be received. Problems such as misinterpretation of the shielding object with the object occur.

かかる問題を解決すべく、例えば、レーザレーダヘッド内に散乱板を配置する方法(例えば、特許文献1参照)、レーザレーダヘッド内に汚れ検知用の送受信器を配置する方法(例えば、特許文献2参照)等が提案されている。   In order to solve this problem, for example, a method of arranging a scattering plate in a laser radar head (see, for example, Patent Document 1), and a method of arranging a transceiver for detecting dirt in a laser radar head (for example, Patent Document 2). Etc.) have been proposed.

特開平9−211108号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-211108 特開平10−142335号公報JP-A-10-142335

しかしながら、特許文献1に記載されたレーザ距離測定装置では、散乱板にレーザ光が当たるようにレーザ光を制御しなければならない、照射窓の全域の汚れを検知することができない等の問題がある。また、特許文献2に記載されたレーザ距離測定装置では、汚れ検知用の送受信器をレーザレーダヘッド内に配置するスペースが必要となる、汚れ検知用の送受信器の分だけコストアップになる等の問題がある。   However, the laser distance measuring device described in Patent Document 1 has problems such as that the laser beam must be controlled so that the laser beam strikes the scattering plate, and that the entire area of the irradiation window cannot be detected. . In addition, the laser distance measuring device described in Patent Document 2 requires a space for placing the dirt detection transmitter / receiver in the laser radar head, and the cost increases by the amount of the dirt detection transmitter / receiver. There's a problem.

本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、距離測定用の投受光装置を用いて距離測定に影響する遮蔽物の存在を検出することができるレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検知方法を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and a laser distance measuring device capable of detecting the presence of a shielding object that affects distance measurement using a light projecting / receiving device for distance measurement and its shielding object detection. It aims to provide a method.

本発明によれば、照射窓を介してレーザ光を照射するとともに物体からの反射光を受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置であって、前記レーザ光の発光と同時に発光同期信号を発信する投光部と、前記反射光を受光して受光信号を発信する受光部と、前記照射窓から前記測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置に相当する距離からの受光信号を前記発光同期信号に基づいて選択する受光信号選択部と、前記選択された受光信号に対応した投光条件を関連付けて計測データを発信する遮蔽物検出用信号処理部と、前記計測データから物体の形状を算出して遮蔽物の存在を検出する遮蔽物検出部と、を有し、前記遮蔽物検出部は、前記遮蔽物の幅、高さ又は面積と前記レーザ光の幅、高さ又は面積とを比較して前記遮蔽物が距離測定に影響のある遮蔽物であるか否かを判断するように構成されている、ことを特徴とするレーザ距離測定装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a laser distance measuring device that measures the distance of an object within a measurement range by irradiating laser light through an irradiation window and receiving reflected light from the object. At the same time, a light projecting unit that transmits a light emission synchronization signal, a light receiving unit that receives the reflected light and transmits a light reception signal, and a distance corresponding to a shielding object detection position set between the irradiation window and the measurement range. A light reception signal selection unit that selects a light reception signal of the light source based on the light emission synchronization signal, a signal processing unit for shielding detection that transmits measurement data in association with a light projection condition corresponding to the selected light reception signal, and the measurement A shielding object detection unit that calculates the shape of the object from the data and detects the presence of the shielding object, and the shielding object detection unit includes a width, a height or an area of the shielding object, and a width of the laser beam, Compare the height or area with the shielding. Object is configured to determine whether the obstacle that affect the distance measurement, laser distance measuring device is provided, characterized in that.

前記発光同期信号と前記受光信号のタイミングから前記レーザ光の飛光時間を算出する時間計測部と、前記飛光時間と光の速度から算出された物体の距離データを含む計測データを発信する信号処理部と、を有し、前記遮蔽物検出部は、前記測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に前記計測データを集計するとともに前記計測データを集計することができなかった分割領域をエラー領域として出力して遮蔽物の存在を検出するように構成されており、前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の外形以下の大きさに分割した領域であってもよい。 The light emitting sync signal and the time measuring unit for calculating a flying light time of the laser beam from the timing of the received light signal, the signal that transmits measurement data including the distance data of the calculated object from the velocity of the flying optical time and light A processing unit , wherein the shielding object detection unit aggregates the measurement data for each of the divided regions obtained by dividing the measurement range into a plurality of regions and the divided regions where the measurement data cannot be totaled. It is configured to output the error area and detect the presence of the shielding object, and the divided area may be an area obtained by dividing the outline of the irradiation window into a size equal to or smaller than the outer shape of the laser beam.

また、本発明によれば、照射窓を介してレーザ光を照射するとともに物体からの反射光を受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法であって、前記照射窓から前記測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置に相当する距離からの受光信号を選択する受光信号選択工程と、前記選択された受光信号に対応した投光条件を関連付けて計測データを発信する遮蔽物検出用信号処理工程と、前記計測データから物体の形状を算出して遮蔽物を検出する遮蔽物検出工程と、を有し、前記遮蔽物検出工程は、前記遮蔽物の幅、高さ又は面積と前記レーザ光の幅、高さ又は面積とを比較して前記遮蔽物が距離測定に影響のある遮蔽物であるか否かを判断する、ことを特徴とするレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a shielding object detection method for a laser distance measuring device that measures the distance of an object within a measurement range by irradiating laser light through an irradiation window and receiving reflected light from the object. A light reception signal selection step for selecting a light reception signal from a distance corresponding to a shielding object detection position set between the irradiation window and the measurement range, and a light projection condition corresponding to the selected light reception signal A shielding object detection signal processing step for transmitting measurement data; and a shielding object detection step for detecting a shielding object by calculating a shape of the object from the measurement data, wherein the shielding object detection step includes the shielding object. Comparing the width, height, or area of the laser beam with the width, height, or area of the laser beam to determine whether the shield is a shield that affects distance measurement. The method of detecting the shield of the distance measuring device It is subjected.

前記遮蔽物検出工程は、前記反射光の計測データから前記測定範囲内の計測画像を算出する際に、前記測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に前記計測データを分類する分類工程と、前記分割領域毎に前記計測データを集計する集計工程と、前記計測データを集計することができなかった分割領域をエラー領域として検出するエラー領域検出工程と、を含み、前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の外形以下の大きさに分割した領域であってもよい。 The shielding object detecting step classifies the measurement data for each divided region obtained by dividing the measurement range into a plurality of regions when calculating a measurement image in the measurement range from the measurement data of the reflected light; includes a summary step of aggregating the measured data for each of the divided regions, and a error region detection step of detecting a divided region which could not be aggregated the measurement data as an error area, the divided region, the The area | region which divided | segmented the outline of the irradiation window into the magnitude | size below the external shape of the said laser beam may be sufficient.

ここで、前記エラー領域の検出回数をカウントするカウント工程と、前記検出回数が閾値を超えたか否か判定する判定工程と、を追加し、前記遮蔽物検出工程は、前記検出回数が閾値を超えた場合に遮蔽物の存在を検出するようにしてもよい。また、前記エラー領域の検出間隔が所定の時間を経過した場合に前記エラー検出回数をリセットするリセット工程を追加してもよい。   Here, a counting step for counting the number of detections of the error region and a determination step for determining whether or not the detection number exceeds a threshold value are added, and the shielding object detection step includes the detection number exceeding the threshold value. In this case, the presence of the shielding object may be detected. In addition, a reset process may be added that resets the number of times of error detection when the detection interval of the error area has passed a predetermined time.

えば、前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の大きさで分割した数よりも、幅方向及び高さ方向とも少なくとも1だけ大きい数で均等に分割した領域に設定される。また、前記分類工程、前記集計工程、前記エラー領域検出工程及び前記遮蔽物検出工程を繰り返し行う途中に、前記分割領域の大きさ又は境界を変更する分割領域変更工程が挿入されていてもよい。 For example, the divided area than said number of outline is divided by the size of the laser beam irradiation window, is set in a region divided equally least one greater number both width and height directions. In addition, a divided region changing step for changing the size or boundary of the divided region may be inserted during the repetition of the classification step, the counting step, the error region detection step, and the shielding object detection step.

上述した本発明のレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法によれば、照射窓から測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置に相当する距離からの受光信号を選択して物体の形状を算出したことにより、測定範囲外の位置に停滞して照射窓を遮蔽する物体(遮蔽物)を検出することができる。特に、遮蔽物検出位置を照射窓の位置に設定すれば、実際に照射窓を遮っている物体を検出することができ、比較的照射窓に近い位置に設定すれば、実際に照射窓を遮っている物体の大きさに近い形状で遮蔽物を検出することができる。本発明では、通常の距離測定処理における受光信号の一部を利用しているため、遮蔽物検出用の投受光装置や散乱板のような追加機器が不要であり、装置の大型化やコストアップの要因を排除することができ、通常の距離測定処理や制御を阻害することもない。   According to the laser distance measuring device and the shielding object detection method of the present invention described above, the light receiving signal from the distance corresponding to the shielding object detection position set between the irradiation window and the measurement range is selected to change the shape of the object. By calculating, it is possible to detect an object (shielding object) that stagnates at a position outside the measurement range and shields the irradiation window. In particular, if the shield detection position is set to the position of the irradiation window, an object that is actually blocking the irradiation window can be detected. If the position is set relatively close to the irradiation window, the irradiation window is actually blocked. It is possible to detect the shielding object in a shape close to the size of the object that is present. In the present invention, since a part of the light reception signal in the normal distance measurement process is used, no additional equipment such as a light projecting / receiving device or a scattering plate for detecting an obstacle is required, and the size and cost of the device are increased. These factors can be eliminated, and normal distance measurement processing and control are not hindered.

また、上述した本発明のレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法によれば、測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に計測データを集計し、計測データを集計することができなかった分割領域をエラー領域として出力したことにより、遮蔽物の存在を検出することができる。本発明では、通常の距離測定処理に使用される計測データを用いて遮蔽物を検出することができるため、遮蔽物検出用の投受光装置や散乱板のような追加機器が不要であり、装置の大型化やコストアップの要因を排除することができ、通常の距離測定処理や制御を阻害することもない。   Further, according to the above-described laser distance measuring device and the shielding object detection method of the present invention, the measurement data is aggregated for each divided region obtained by dividing the measurement range into a plurality of regions, and the measurement data cannot be aggregated. By outputting the divided area as the error area, the presence of the shielding object can be detected. In the present invention, since the shielding object can be detected using the measurement data used in the normal distance measurement processing, an additional device such as a light projecting / receiving device or a scattering plate for detecting the shielding object is unnecessary. The cause of the increase in size and cost increase can be eliminated, and normal distance measurement processing and control are not hindered.

また、エラー領域の検出回数をカウントして閾値を超えた場合に遮蔽物の存在を検出するようにしたことにより、一時的な通過物を排除して滞留した遮蔽物のみを効果的に検出することができる。また、一定時間経過後にエラー検出回数をリセットすることにより、一時的なエラー領域を排除して時間的に連続したエラー領域のみを検出することができ、より効果的に遮蔽物を検出することができる。さらに、分割領域をレーザ光の外形以下の大きさに設定することにより、距離測定に支障が生ずる大きさの遮蔽物を検出することができる。加えて、分割領域をレーザ光の大きさで分割した数+1に設定することにより、最小限の分割領域で距離測定に支障が生ずる大きさの遮蔽物を検出することができる。また、分割変更工程を挿入することにより、定期的に又は一時的に分割領域の大きさ又は領域を変更することができ、所定の分割領域では検出できないような遮蔽物を確実に検出することができる。   In addition, by counting the number of detections of the error area and detecting the presence of the shielding object when the threshold value is exceeded, only the shielding object staying in place by temporarily removing the passing material is effectively detected. be able to. In addition, by resetting the number of error detections after a certain period of time, it is possible to eliminate only temporary error areas and detect only error areas that are temporally continuous, and to detect a shield more effectively. it can. Furthermore, by setting the divided area to be smaller than the outer shape of the laser beam, it is possible to detect a shielding object having a size that causes a problem in distance measurement. In addition, by setting the divided area to the number obtained by dividing the divided area by the size of the laser beam +1, it is possible to detect a shielding object having a size that causes a problem in distance measurement in the minimum divided area. In addition, by inserting a division change step, the size or area of the divided area can be changed periodically or temporarily, and a shield that cannot be detected in a predetermined divided area can be reliably detected. it can.

本発明に係るレーザ距離測定装置の第一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st embodiment of the laser distance measuring apparatus which concerns on this invention. 遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定した場合の受光信号選択部の作用を説明する図であり、(A)は反射光と遮蔽物の関係を示し、(B)は受光信号の選択方法を示している。It is a figure explaining the effect | action of the light reception signal selection part at the time of setting the shield detection position X on the surface of the irradiation window W, (A) shows the relationship between reflected light and a shield, (B) shows the light reception signal. The selection method is shown. 遮蔽物検出部の出力結果を示す図であり、(A)は基本概念図、(B)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも大きい場合、(C)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも小さい場合、(D)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも部分的に大きい場合、を示している。It is a figure which shows the output result of a shielding object detection part, (A) is a basic conceptual diagram, (B) is the case where the magnitude | size of a shielding object is larger than a laser beam, (C) is the magnitude | size of a shielding object with a laser beam. (D) shows the case where the size of the shield is partially larger than the laser beam. 遮蔽物検出位置Xを照射窓Wから距離Nだけ離れた位置に設定した場合の受光信号選択部の作用を説明する図であり、(A)は反射光と遮蔽物の関係を示し、(B)は受光信号の選択方法を示している。It is a figure explaining the effect | action of the light reception signal selection part at the time of setting the shielding object detection position X in the position away from the irradiation window W by the distance N, (A) shows the relationship between reflected light and a shielding object, (B ) Shows a method for selecting a received light signal. 本発明に係るレーザ距離測定装置の第二実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment of the laser distance measuring apparatus which concerns on this invention. レーザ距離測定装置の第二実施形態で採用している遮蔽物検出方法の分割領域の規制方法を示す説明図であり、(A)〜(F)はレーザ光の高さLyが照射窓Wの高さWyよりも大きい場合、(G)及び(H)はレーザ光の大きさが照射窓Wよりも小さい場合を示している。It is explanatory drawing which shows the division | segmentation area | region control method of the shielding object detection method employ | adopted by 2nd embodiment of the laser distance measuring apparatus, (A)-(F) is the height Ly of the laser beam of the irradiation window W. When it is larger than the height Wy, (G) and (H) show the case where the size of the laser beam is smaller than the irradiation window W. 遮蔽物検出フローを示す図である。It is a figure which shows a shield detection flow. 遮蔽物検出フローの第一変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of a shield detection flow. 遮蔽物検出フローの第二変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of a shield detection flow.

以下、本発明の実施形態について図1〜図9を用いて説明する。ここで、図1は、本発明に係るレーザ距離測定装置の第一実施形態を示す構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a laser distance measuring apparatus according to the present invention.

図1に示したレーザ距離測定装置は、照射窓Wを介してレーザ光Lを照射するとともに物体からの反射光Rを受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置であって、レーザ光Lの発光と同時に発光同期信号Slを発信する投光部1と、反射光Rを受光して受光信号Srを発信する受光部2と、照射窓Wから測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置Xに相当する距離からの受光信号Sxを発光同期信号Slに基づいて選択する受光信号選択部3と、選択された受光信号Sxに対応した投光条件を関連付けて計測データDxを発信する遮蔽物検出用信号処理部4と、計測データDxから物体の形状を算出して遮蔽物の存在を検出する遮蔽物検出部5と、を有することを特徴とする。なお、投光部1、受光部2等は、レーザレーダヘッド6内に収容されており、レーザレーダヘッド6に照射窓Wが形成されている。   The laser distance measuring apparatus shown in FIG. 1 is a laser distance measuring apparatus that irradiates laser light L through an irradiation window W and receives reflected light R from an object to measure the distance of the object within the measurement range. The light projecting unit 1 that transmits the light emission synchronization signal S1 simultaneously with the light emission of the laser light L, the light receiving unit 2 that receives the reflected light R and transmits the light reception signal Sr, and the measurement range from the irradiation window W are set. Measurement data by associating a light reception signal selection unit 3 for selecting a light reception signal Sx from a distance corresponding to the detected object detection position X based on the light emission synchronization signal S1 and a light projection condition corresponding to the selected light reception signal Sx. It has the signal processing part 4 for the shielding object detection which transmits Dx, and the shielding object detection part 5 which calculates the shape of an object from the measurement data Dx, and detects presence of a shielding object, It is characterized by the above-mentioned. The light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are accommodated in the laser radar head 6, and an irradiation window W is formed in the laser radar head 6.

前記投光部1は、測定範囲内の物体に対してレーザ光Lを発光して照射する機器である。かかる投光部1は、例えば、光源となるレーザダイオード1aと、レーザ光Lをコリメートする投光レンズ1bと、レーザダイオード1aを操作するLDドライバ1cとから構成される。LDドライバ1cは、信号処理部11からのトリガー信号Stに基づいてレーザ光Lを発光するようにレーザダイオード1aを操作し、レーザ光Lの発光と同時にパルス状の発光同期信号Slを時間計測部12に発信する。なお、発光同期信号Slは、トリガー信号Stにより代用するようにしてもよい。   The light projecting unit 1 is a device that emits a laser beam L to irradiate an object within a measurement range. The light projecting unit 1 includes, for example, a laser diode 1a serving as a light source, a light projecting lens 1b that collimates the laser light L, and an LD driver 1c that operates the laser diode 1a. The LD driver 1c operates the laser diode 1a so as to emit the laser beam L based on the trigger signal St from the signal processing unit 11, and simultaneously outputs the pulsed emission synchronization signal S1 at the time measurement unit. Call 12 Note that the light emission synchronization signal Sl may be substituted by the trigger signal St.

図1では、投光レンズ1bを透過したレーザ光Lは、回転駆動されるポリゴンミラー13と回動駆動されるスイングミラー14とにより構成される光学系により、略水平方向及び略鉛直方向に走査されるように構成している。ポリゴンミラー13は、例えば、6面体の4側面が鏡面化されており、対峙する2面(上下面)の中心を回転軸としてポリゴンモータ13aにより高速回転されるように構成されている。ポリゴンモータ13aは、モータドライバ13bにより操作される。スイングミラー14は、例えば、スイングモータ14aにより回動される回動軸の側面に接続された平面鏡により構成されている。スイングモータ14aは、モータドライバ14bにより操作される。また、モータドライバ13b,14bは、信号処理部11からの信号Smにより制御されるとともに、スキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Scを信号処理部11に発信する。なお、かかる光学系は単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。   In FIG. 1, the laser light L transmitted through the light projecting lens 1b is scanned in a substantially horizontal direction and a substantially vertical direction by an optical system including a polygon mirror 13 that is rotationally driven and a swing mirror 14 that is rotationally driven. It is configured to be. The polygon mirror 13 has, for example, four sides of a hexahedron mirrored and is configured to be rotated at a high speed by a polygon motor 13a with the center of two opposing surfaces (upper and lower surfaces) as rotation axes. The polygon motor 13a is operated by a motor driver 13b. The swing mirror 14 is constituted by, for example, a plane mirror connected to a side surface of a rotation shaft that is rotated by a swing motor 14a. The swing motor 14a is operated by a motor driver 14b. The motor drivers 13b and 14b are controlled by a signal Sm from the signal processing unit 11 and transmit a light projection condition signal Sc such as a scan angle and a swing angle to the signal processing unit 11. Such an optical system is merely an example, and is not limited to the illustrated configuration.

前記受光部2は、物体に照射されたレーザ光Lの反射光Rを受光する機器である。ここでは、投光部1と受光部2と個別に設けて投光軸と受光軸とがずれるように構成しているが、投光軸と受光軸とが一致するように投光部1と受光部2が一体に形成されていてもよい。かかる受光部2は、図1に示すように、例えば、反射光Rを集光する受光レンズ2aと、集光された反射光Rを受光して電圧に変換する光電変換素子や増幅・圧縮・デコード等の処理を施す機器等を有する受光部本体2bとから構成される。照射窓Wを透過した反射光Rは、投光されるレーザ光Lと同様に、ポリゴンミラー13及びスイングミラー14を介して受光レンズ2aに導かれる。そして、反射光Rを受光した受光部本体2bは、電圧値に変換された受光信号Srを時間計測部12に発信する。なお、光電変換素子は、受光素子とも呼ばれる部品であり、例えば、フォトダイオードが使用される。   The light receiving unit 2 is a device that receives the reflected light R of the laser light L applied to the object. Here, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are provided separately so that the light projecting axis and the light receiving axis are shifted from each other, but the light projecting unit 1 and the light receiving axis are aligned with each other. The light receiving unit 2 may be integrally formed. As shown in FIG. 1, the light receiving unit 2 includes, for example, a light receiving lens 2 a that collects the reflected light R, a photoelectric conversion element that receives the collected reflected light R and converts it into a voltage, amplification, compression, And a light receiving unit main body 2b having equipment for performing processing such as decoding. The reflected light R that has passed through the irradiation window W is guided to the light receiving lens 2a through the polygon mirror 13 and the swing mirror 14 in the same manner as the projected laser light L. Then, the light receiving unit main body 2 b that has received the reflected light R transmits a light reception signal Sr converted into a voltage value to the time measuring unit 12. The photoelectric conversion element is a component called a light receiving element, and for example, a photodiode is used.

前記受光信号選択部3は、例えば、時間計測部12に配置されており、受光信号Srから所望の受光信号Sxを選択する。また、時間計測部12は、時間を計測する時計機能を有しており、発光同期信号Slの受信により時間の計測を開始し、受光信号Srを受信した時間を把握する。したがって、時間計測部12では、投光されたレーザ光Lが、物体に反射して受光されるまでの時間(以下、「飛光時間」と称する)を計測することができる。そして、測定範囲内の受光信号Srは、受光信号処理部12aにおいて、飛光時間と光の速度から距離データに変換され、距離データ信号Sdが信号処理部11に発信される。受光信号Srは、例えば、(光の速度)×(飛行時間)/2の計算式により距離データに変換される。また、遮蔽物検出位置Xをある距離に設定した場合、既に距離が判明しているため、遮蔽物検出位置Xに相当する距離からの受光信号Sxを受光する時間Txを予め求めておくことができる。したがって、発光同期信号Slの受信により時間の計測を開始し、受光信号選択部3において、所定の時間Txにおける受光信号Srの有無を確認することにより、遮蔽物検出位置Xに相当する距離からの受光信号Sxを選択してピックアップすることができる。なお、受光信号Sxは、信号処理部11に発信される際に、距離データに変換しておくことが好ましい。   For example, the light reception signal selection unit 3 is disposed in the time measurement unit 12 and selects a desired light reception signal Sx from the light reception signal Sr. The time measuring unit 12 has a clock function for measuring time, starts measuring time by receiving the light emission synchronization signal S1, and grasps the time when the light reception signal Sr is received. Therefore, the time measuring unit 12 can measure the time until the projected laser beam L is reflected by the object and received (hereinafter referred to as “light-flying time”). Then, the received light signal Sr within the measurement range is converted into distance data from the flying time and the speed of light in the received light signal processing unit 12a, and the distance data signal Sd is transmitted to the signal processing unit 11. The light reception signal Sr is converted into distance data by, for example, a formula of (speed of light) × (time of flight) / 2. Further, when the shielding object detection position X is set to a certain distance, since the distance is already known, the time Tx for receiving the light reception signal Sx from the distance corresponding to the shielding object detection position X can be obtained in advance. it can. Therefore, time measurement is started by receiving the light emission synchronization signal S1 and the presence or absence of the light reception signal Sr at the predetermined time Tx is confirmed in the light reception signal selection unit 3 from the distance corresponding to the shielding object detection position X. The light reception signal Sx can be selected and picked up. The light reception signal Sx is preferably converted into distance data when transmitted to the signal processing unit 11.

前記遮蔽物検出用信号処理部4は、例えば、信号処理部11に配置されており、受光信号Sxとスキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Scとを関連付けて遮蔽物検出用の計測データDxを発信する。また、信号処理部11は、距離測定用信号処理部11aを有し、時間計測部12からの距離データ信号Sdとスキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Scとを関連付けて距離測定用の計測データDdを発信している。   The shielding object detection signal processing unit 4 is disposed, for example, in the signal processing unit 11, and associates the light reception signal Sx with a light projection condition signal Sc such as a scan angle or a swing angle to measure measurement data for shielding object detection. Send Dx. The signal processing unit 11 includes a distance measurement signal processing unit 11a, and associates the distance data signal Sd from the time measurement unit 12 with the light projection condition signal Sc such as the scan angle and the swing angle to measure the distance. Measurement data Dd is transmitted.

前記遮蔽物検出部5は、例えば、レーザレーダヘッド6から離隔して配置された制御装置15に配置されており、計測データDxから遮蔽物検出位置Xにおける物体の形状を算出して遮蔽物の存在を検出する。また、制御装置15は、計測データDdに基づいて測定範囲内の物体の画像を生成する画像処理部15aを有し、測定結果をディスプレイ、プリンタ、警報機等の出力機器16に出力するように構成されている。この制御装置は、ポリゴンミラー13のスキャン角度やスキャン速度、スイングミラー14のスイング角度やスイング速度、レーザ光Lのトリガー信号Stの発信タイミング、遮蔽物検出位置Xの設定等の制御を行い、これらの制御信号Shを信号処理部11に発信している。   The shielding object detection unit 5 is disposed, for example, in a control device 15 disposed away from the laser radar head 6, and calculates the shape of the object at the shielding object detection position X from the measurement data Dx. Detect presence. Further, the control device 15 includes an image processing unit 15a that generates an image of an object within the measurement range based on the measurement data Dd, and outputs the measurement result to the output device 16 such as a display, a printer, or an alarm device. It is configured. This control device controls the scan angle and scan speed of the polygon mirror 13, the swing angle and swing speed of the swing mirror 14, the transmission timing of the trigger signal St of the laser beam L, the setting of the shielding object detection position X, etc. The control signal Sh is transmitted to the signal processing unit 11.

上述したレーザ距離測定装置の第一実施形態では、照射窓Wから測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置Xに相当する距離からの受光信号Sxを選択する受光信号選択工程と、選択された受光信号Sxに対応した投光条件を関連付けて計測データDxを発信する遮蔽物検出用信号処理工程と、計測データDxから物体の形状を算出して遮蔽物を検出する遮蔽物検出工程と、を有する遮蔽物検出方法を採用している。   In the first embodiment of the laser distance measuring device described above, the received light signal selection step for selecting the received light signal Sx from the distance corresponding to the shielding object detection position X set between the irradiation window W and the measurement range is selected. A shielding object detection signal processing step for transmitting the measurement data Dx in association with the light projection conditions corresponding to the received light signal Sx, a shielding object detection step for calculating the shape of the object from the measurement data Dx, and detecting the shielding object, A shielding object detection method having the above is adopted.

ここで、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定した場合の遮蔽物検出方法について説明する。図2は、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定した場合の受光信号選択部の作用を説明する図であり、(A)は反射光と遮蔽物の関係を示し、(B)は受光信号の選択方法を示している。図3は、遮蔽物検出部の出力結果を示す図であり、(A)は基本概念図、(B)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも大きい場合、(C)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも小さい場合、(D)は遮蔽物の大きさがレーザ光よりも部分的に大きい場合、を示している。   Here, the shielding object detection method when the shielding object detection position X is set on the surface of the irradiation window W will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the received light signal selection unit when the shielding object detection position X is set on the surface of the irradiation window W. FIG. 2A shows the relationship between the reflected light and the shielding object, and FIG. Indicates a method of selecting a received light signal. 3A and 3B are diagrams illustrating output results of the shielding object detection unit, in which FIG. 3A is a basic conceptual diagram, FIG. 3B is a size of the shielding object, and FIG. 3C is a size of the shielding object. Is smaller than the laser beam, (D) shows the case where the size of the shield is partially larger than the laser beam.

図2(A)に示すように、レーザレーダヘッド6の前面には照射窓Wが設置されており、レーザレーダヘッド6の内部には投光部1及び受光部2が収容されている。なお、ここでは、投光部1及び受光部2を模式化して図示している。そして、投光部1から照射されたレーザ光L1は、測定範囲内の物体に反射して反射光R1として受光部2に受信され、受光部2で光電変換されて受光信号Sr1として出力される。このとき、照射窓Wに汚れ等の遮蔽物21が付着していた場合、遮蔽物21に照射されたレーザ光L2は、反射光R2として受光部2により受光され、受光信号Sr2として出力される。また、投光部1は、レーザ光L1,L2の発光と同時に発光同期信号Slを出力する。ここで、レーザ光L1,L2は、模式的に2本の矢印線で示しているが、実際には、共に投光部1から投光された1つのレーザ光Lの一部を形成する場合もあるし、レーザ光L1及びレーザ光L2が異なるタイミングで照射されたレーザ光である場合もある。   As shown in FIG. 2A, an irradiation window W is installed on the front surface of the laser radar head 6, and the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are accommodated inside the laser radar head 6. Here, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are schematically illustrated. The laser light L1 emitted from the light projecting unit 1 is reflected by an object within the measurement range and received as reflected light R1 by the light receiving unit 2, and is photoelectrically converted by the light receiving unit 2 and output as a light reception signal Sr1. . At this time, when the shielding object 21 such as dirt adheres to the irradiation window W, the laser light L2 irradiated to the shielding object 21 is received by the light receiving unit 2 as reflected light R2 and output as a light reception signal Sr2. . Further, the light projecting unit 1 outputs a light emission synchronization signal S1 simultaneously with the light emission of the laser lights L1 and L2. Here, although the laser beams L1 and L2 are schematically shown by two arrow lines, actually, a part of one laser beam L projected from the projecting unit 1 is actually formed. In some cases, the laser beam L1 and the laser beam L2 may be laser beams irradiated at different timings.

図2(B)に、発光同期信号Sl、受光信号Sr1,Sr2の関係を示す。受光信号Sr1は、測定範囲内の物体の受光信号であるため、時間計測部12の受光信号処理部12aにおいて、飛光時間Δt1と光の速度から距離データに変換され、距離データ信号Sdが信号処理部11に発信される。飛光時間Δt1は、発光同期信号Slの発光タイミングt0からカウントされる受光信号Sr1の受光時間t1までに要した時間により定義される。   FIG. 2B shows the relationship between the light emission synchronization signal S1 and the light reception signals Sr1 and Sr2. Since the light reception signal Sr1 is a light reception signal of an object within the measurement range, the light reception signal processing unit 12a of the time measurement unit 12 converts the flying time Δt1 and the speed of light into distance data, and the distance data signal Sd is a signal. It is transmitted to the processing unit 11. The flying time Δt1 is defined by the time required from the light emission timing t0 of the light emission synchronization signal S1 to the light reception time t1 of the light reception signal Sr1 counted.

今、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定しているため、照射窓Wまでの照射距離は、投光部1及び受光部2の配置、ポリゴンミラー13、スイングミラー14等の光学系の配置等の条件により容易に求めることができる。このとき、レーザ光Lがスキャン又はスイングされることを考慮すれば、照射窓Wまでの照射距離はピンポイントの数値で設定するよりも、一定の幅を持った数値で設定する方が好ましい。例えば、照射窓Wまでの照射距離は、レーザ光Lが照射窓Wの全面を走査した場合の最短距離から最長距離の範囲に設定される。そして、この照射距離を光の速度で割ることにより、照射窓Wからの反射光R2を受光する検出時間Δtw(=Tx)を求めることができる。受光信号選択部3は、この検出時間Δtwに含まれる受光信号Sr2を選択してピックアップし、遮蔽物21の受光信号Sxとして信号処理部11に発信する。このとき、正常な受光信号Sr1と同様に、選択した受光信号Sr2(=Sx)を飛行時間Δt2(発光同期信号Slの発光タイミングt0からカウントされる受光信号Sr2の受光時間t2までに要した時間)に基づいて距離データに変換することが好ましい。なお、照射窓Wまでの照射距離が一定の数値に固定されている場合には、予め照射距離が判明しているため、飛行時間Δt2を求めることなく、受光信号Sxを距離データに変換してもよいし、距離データの変換を信号処理部11や制御装置15で行うようにしてもよい。   Since the shielding object detection position X is now set on the surface of the irradiation window W, the irradiation distance to the irradiation window W depends on the arrangement of the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2, the optical characteristics of the polygon mirror 13, the swing mirror 14, and the like. It can be easily determined according to conditions such as the arrangement of the system. At this time, considering that the laser beam L is scanned or swinged, it is preferable to set the irradiation distance to the irradiation window W by a numerical value having a certain width rather than by setting a pinpoint numerical value. For example, the irradiation distance to the irradiation window W is set in a range from the shortest distance to the longest distance when the laser beam L scans the entire surface of the irradiation window W. Then, by dividing this irradiation distance by the speed of light, the detection time Δtw (= Tx) for receiving the reflected light R2 from the irradiation window W can be obtained. The light reception signal selection unit 3 selects and picks up the light reception signal Sr2 included in the detection time Δtw, and transmits it to the signal processing unit 11 as the light reception signal Sx of the shield 21. At this time, similarly to the normal light reception signal Sr1, the selected light reception signal Sr2 (= Sx) is changed to the flight time Δt2 (the time required from the light emission timing t0 of the light emission synchronization signal S1 to the light reception time t2 of the light reception signal Sr2). ) Is preferably converted into distance data. When the irradiation distance to the irradiation window W is fixed to a certain value, the irradiation distance is known in advance, so the light reception signal Sx is converted into distance data without obtaining the flight time Δt2. Alternatively, the distance data may be converted by the signal processing unit 11 or the control device 15.

遮蔽物21の受光信号Sxは、遮蔽物検出用信号処理部4を経由して計測データDxとして遮蔽物検出部5に送信される。遮蔽物検出部5は、計測データDxを解析して、図3(A)に示すように、照射窓Wに付着した遮蔽物21の画像を出力する。検出時間Δtwが所定の幅を有する場合には、遮蔽物21は3D画像として出力され、ピンポイントに設定されている場合には、遮蔽物21は2D画像として出力される。そして、この遮蔽物21の大きさが、図3(B)に示すように、レーザ光Lの大きさよりも大きい場合には、距離測定に影響のある遮蔽物21として判断し、遮蔽物21を検出した信号(アラーム、エラー表示等)を出力する。また、図3(C)に示すように、遮蔽物21の大きさが、レーザ光Lの大きさよりも小さい場合には、遮蔽物21は距離測定に影響のないものと判断される。遮蔽物21がレーザ光Lよりも大きいか否かは、それぞれの画像としての形状を単純に比較して判断してもよいし、遮蔽物21の幅Mx、高さMy、面積Msの数値と、レーザ光Lの幅Lx、高さLy、面積Lsの数値を比較して数値的に判断してもよい。また、図3(D)に示すように、遮蔽物21が部分的にレーザ光Lよりも大きい場合(ここでは、遮蔽物21の幅Mxがレーザ光Lの幅Lxよりも大きい場合を示している)には、レーザ光Lの全てが遮られていないため、距離測定に大きな影響はなく、遮蔽物21は距離測定に影響のないものと判断されるように設定することが好ましい。   The light reception signal Sx of the shield 21 is transmitted to the shield detection unit 5 as measurement data Dx via the shield detection signal processing unit 4. The shielding object detection unit 5 analyzes the measurement data Dx and outputs an image of the shielding object 21 attached to the irradiation window W as shown in FIG. When the detection time Δtw has a predetermined width, the shielding object 21 is output as a 3D image. When the detection time Δtw is set to a pinpoint, the shielding object 21 is output as a 2D image. When the size of the shielding object 21 is larger than the size of the laser beam L as shown in FIG. 3B, it is determined that the shielding object 21 has an influence on the distance measurement. The detected signal (alarm, error display, etc.) is output. Further, as shown in FIG. 3C, when the size of the shielding object 21 is smaller than the size of the laser beam L, it is determined that the shielding object 21 does not affect the distance measurement. Whether or not the shield 21 is larger than the laser beam L may be determined by simply comparing the shapes of the images, and the values of the width Mx, the height My, and the area Ms of the shield 21 may be determined. The numerical values of the width Lx, the height Ly, and the area Ls of the laser light L may be compared to determine numerically. Further, as shown in FIG. 3D, when the shielding object 21 is partially larger than the laser beam L (here, a case where the width Mx of the shielding object 21 is larger than the width Lx of the laser beam L is shown). In other words, since all of the laser light L is not blocked, it is preferable that the distance measurement is not greatly affected, and the shielding object 21 is set so as not to affect the distance measurement.

次に、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wから距離Nだけ離れた位置に設定した場合の遮蔽物検出方法について説明する。図4は、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wから距離Nだけ離れた位置に設定した場合の受光信号選択部の作用を説明する図であり、(A)は反射光と遮蔽物の関係を示し、(B)は受光信号の選択方法を示している。なお、図2(A)及び(B)と同じ構成部分には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。   Next, a shielding object detection method when the shielding object detection position X is set at a position separated from the irradiation window W by a distance N will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the received light signal selection unit when the shielding object detection position X is set at a position away from the irradiation window W by the distance N. FIG. 4A shows the relationship between the reflected light and the shielding object. (B) shows a method for selecting a received light signal. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIG. 2 (A) and (B), and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図2(A)に示したように、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定した場合には、照射距離が短いため、遮蔽物21の大きさが実際の大きさよりも大きく出力される場合がある。この場合、距離測定に影響のない遮蔽物21であるにも拘らず、遮蔽物21が存在していると誤診してしまうことになる。一方、図4(A)に示すように遮蔽物21が照射窓に付着している場合には、レーザ光Lが届かない死角領域αが形成される。この死角領域αの遮蔽物検出位置Xにおける形状を検出すれば、実際の遮蔽物21の大きさに近い形状を出力することが可能となり、遮蔽物21の検出をより効率的に行うことができる。遮蔽物検出位置Xの距離Nは、照射窓Wから測定範囲までの距離の間に設定され、好ましくは照射窓Wから測定範囲までの距離の半分の間に設定される。この距離Nは、例えば、レーザ距離測定装置の調整時に遮蔽物21の模擬体を照射窓Wに貼付してレーザ光Lを走査し、出力画像が模擬体と略同じ大きさとなるように設定される。   As shown in FIG. 2A, when the shielding object detection position X is set on the surface of the irradiation window W, since the irradiation distance is short, the size of the shielding object 21 is output larger than the actual size. There is a case. In this case, although the shielding object 21 does not affect the distance measurement, it is misdiagnosed that the shielding object 21 exists. On the other hand, as shown in FIG. 4A, when the shielding object 21 is attached to the irradiation window, a blind spot area α where the laser beam L does not reach is formed. If the shape of the blind spot area α at the shielding object detection position X is detected, a shape close to the actual size of the shielding object 21 can be output, and the shielding object 21 can be detected more efficiently. . The distance N of the shielding object detection position X is set between the distance from the irradiation window W to the measurement range, and is preferably set to be half the distance from the irradiation window W to the measurement range. This distance N is set so that, for example, the simulated object of the shielding object 21 is attached to the irradiation window W when the laser distance measuring device is adjusted, and the laser beam L is scanned, so that the output image has substantially the same size as the simulated object. The

ここで、図4(A)に示すように、死角領域αの外形を形成する反射光をR3とし、その受光信号をSr3とする。そして、図4(B)に、発光同期信号Sl、受光信号Sr1,Sr3の関係を示す。受光信号Sr1については、既に説明した通りに処理される。受光信号Sr3も基本的には受光信号Sr2と同じように処理される。ただし、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wから距離Nだけ離れた位置に設定しているため、必然的に、受光時間t3は受光時間t2よりも大きく、飛行時間Δt3は飛行時間Δt2よりも大きくなる。また、検出時間Δtnは、レーザ光Lの拡がりを考慮すれば、若干だけ検出時間Δtwよりも大きく設定されるが、レーザ光Lの拡がりを無視できる程度に距離Nが照射窓Wに近い場合には、Δtn=Δtwと設定してもよい。そして、遮蔽物検出位置Xを照射窓Wの表面に設定した場合と同様の処理により、例えば、図3(A)に示したような画像が出力される。   Here, as shown in FIG. 4A, the reflected light forming the outer shape of the blind spot area α is R3, and the received light signal is Sr3. FIG. 4B shows the relationship between the light emission synchronization signal S1 and the light reception signals Sr1 and Sr3. The light reception signal Sr1 is processed as described above. The light reception signal Sr3 is basically processed in the same manner as the light reception signal Sr2. However, since the shielding object detection position X is set at a position away from the irradiation window W by the distance N, the light reception time t3 is necessarily larger than the light reception time t2, and the flight time Δt3 is larger than the flight time Δt2. Become. The detection time Δtn is set slightly longer than the detection time Δtw in consideration of the spread of the laser light L, but when the distance N is close to the irradiation window W to such an extent that the spread of the laser light L can be ignored. May be set as Δtn = Δtw. Then, for example, an image as shown in FIG. 3A is output by the same processing as when the shielding object detection position X is set on the surface of the irradiation window W.

続いて、本発明に係るレーザ距離測定装置の第二実施形態について説明する。ここで、図5は、本発明に係るレーザ距離測定装置の第二実施形態を示す構成図である。なお、図1に示した第一実施形態と同じ構成部品には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。   Next, a second embodiment of the laser distance measuring device according to the present invention will be described. Here, FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the laser distance measuring apparatus according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st embodiment shown in FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図5に示したレーザ距離測定装置は、照射窓Wを介してレーザ光Lを照射するとともに物体からの反射光Rを受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置であって、レーザ光Lの発光と同時に発光同期信号Slを発信する投光部1と、反射光Rを受光して受光信号Srを発信する受光部2と、発光同期信号Slと受光信号Srのタイミングからレーザ光Lの飛光時間Δtを算出する時間計測部52と、飛光時間Δtと光の速度から算出された物体の距離データを含む計測データDを発信する信号処理部51と、測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に計測データDを集計するとともに計測データDを集計することができなかった分割領域をエラー領域として出力して遮蔽物の存在を検出する遮蔽物検出部53と、を有することを特徴とする。なお、投光部1、受光部2等は、レーザレーダヘッド6内に収容されており、レーザレーダヘッド6に照射窓Wが形成されている。   The laser distance measuring apparatus shown in FIG. 5 is a laser distance measuring apparatus that irradiates laser light L through an irradiation window W and receives reflected light R from the object to measure the distance of the object within the measurement range. The light projecting unit 1 for transmitting the light emission synchronization signal S1 simultaneously with the light emission of the laser light L, the light receiving unit 2 for receiving the reflected light R and transmitting the light reception signal Sr, and the timing of the light emission synchronization signal S1 and the light reception signal Sr. A time measurement unit 52 that calculates a flight time Δt of the laser light L from the signal, a signal processing unit 51 that transmits measurement data D including object distance data calculated from the flight time Δt and the speed of light, and a measurement range Is divided into a plurality of areas, the measurement data D is totaled, and the divided areas where the measurement data D could not be totaled are output as error areas to detect the presence of a shield. And have It is characterized by doing. The light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are accommodated in the laser radar head 6, and an irradiation window W is formed in the laser radar head 6.

前記レーザレーダヘッド6内の構成は、既に市販されているレーザ距離測定装置の構成と基本的に同じであり、本発明は、制御装置15に遮蔽物検出部53を設けたことを特徴とする。なお、物体の距離データの算出は、時間計測部52で行ってもよいし、信号処理部51で行ってもよい。したがって、時間計測部52から信号処理部51に発信される信号Sdは、飛光時間Δtの場合もあるし、距離データ信号Sdの場合もある。また、計測データDには、距離データの他にスキャン角度やスイング角度等の投光条件信号Scが含まれる。飛光時間Δt又は距離データ信号Sdと投光条件信号Scとの関連付けは、信号処理部51で行ってもよいし、制御装置15で行うようにしてもよい。   The configuration of the laser radar head 6 is basically the same as that of a commercially available laser distance measuring device, and the present invention is characterized in that the control device 15 is provided with a shielding object detection unit 53. . The calculation of the object distance data may be performed by the time measurement unit 52 or the signal processing unit 51. Therefore, the signal Sd transmitted from the time measuring unit 52 to the signal processing unit 51 may be the flying time Δt or the distance data signal Sd. The measurement data D includes a light projection condition signal Sc such as a scan angle and a swing angle in addition to the distance data. The association between the flight time Δt or the distance data signal Sd and the projection condition signal Sc may be performed by the signal processing unit 51 or may be performed by the control device 15.

前記遮蔽物検出部53の詳細な作用を説明する前に、上述したレーザ距離測定装置の第二実施形態で採用している遮蔽物検出方法の分割領域の形成方法について説明する。ここで、図6は、レーザ距離測定装置の第二実施形態で採用している遮蔽物検出方法の分割領域の形成方法を示す説明図であり、(A)〜(F)はレーザ光の高さLyが照射窓Wの高さWyよりも大きい場合、(G)及び(H)はレーザ光の大きさが照射窓Wよりも小さい場合を示している。   Before describing the detailed operation of the shielding object detection unit 53, a method for forming a divided region of the shielding object detection method employed in the second embodiment of the laser distance measuring device described above will be described. Here, FIG. 6 is an explanatory view showing a method of forming a divided region of the shielding object detection method employed in the second embodiment of the laser distance measuring device, and FIGS. When the height Ly is larger than the height Wy of the irradiation window W, (G) and (H) show the case where the size of the laser beam is smaller than the irradiation window W.

図6(A)に示すように、レーザ光L(図の斜線部)は幅Lx、高さLyの矩形形状を有し、照射窓Wは幅Wx、高さWyを有している。今、レーザ光Lと照射窓Wは、Lx<Wx、Ly>Wy、Wx=4Lxの関係を有しているものとする。この場合、遮蔽物が照射窓Wの高さWyよりも小さい高さを有するときは、遮蔽物と照射窓Wの隙間からレーザ光Lを照射することができるため、距離測定に与える影響は少なく、遮蔽物の存在を検出する必要がない。したがって、照射窓Wの高さWyよりも大きい高さを有する遮蔽物のみを検出対象とすればよい。また、照射窓Wの高さWyよりも大きい高さを有する遮蔽物であっても、幅がレーザ光Lの幅Lxよりも小さい場合には、遮蔽物とレーザ光Lの隙間からレーザ光Lを照射することができ、距離測定に与える影響は少なく、遮蔽物の存在を検出する必要がない。したがって、検出対象となる遮蔽物の最小幅はレーザ光Lの幅Lxに等しい場合となる。この場合、レーザ光Lを照射できない瞬間が生ずるためである。そこで、図6(B)に示すように、照射窓Wを幅Ax(=Lx)で4等分し、分割領域A1〜A4を形成する。   As shown in FIG. 6A, the laser light L (shaded portion in the figure) has a rectangular shape with a width Lx and a height Ly, and the irradiation window W has a width Wx and a height Wy. Now, it is assumed that the laser beam L and the irradiation window W have a relationship of Lx <Wx, Ly> Wy, Wx = 4Lx. In this case, when the shielding object has a height smaller than the height Wy of the irradiation window W, the laser light L can be irradiated from the gap between the shielding object and the irradiation window W, so that the influence on the distance measurement is small. There is no need to detect the presence of a shield. Therefore, only the shielding object having a height larger than the height Wy of the irradiation window W may be set as the detection target. Further, even if the shielding object has a height larger than the height Wy of the irradiation window W, if the width is smaller than the width Lx of the laser light L, the laser light L from the gap between the shielding object and the laser light L. Can be irradiated and has little effect on distance measurement, and it is not necessary to detect the presence of a shield. Therefore, the minimum width of the shielding object to be detected is equal to the width Lx of the laser light L. In this case, a moment when the laser beam L cannot be irradiated occurs. Therefore, as shown in FIG. 6B, the irradiation window W is divided into four equal parts by a width Ax (= Lx) to form divided regions A1 to A4.

図6(B)に示すように、照射窓Wの輪郭をレーザ光Lの幅Lxで分割した場合には、例えば、図6(C)に示すように、2つの分割領域A2,A3に跨って遮蔽物21が付着している場合があり、遮蔽物21(図の斜線部)を検出できない場合が生じ得る。そこで、図6(D)に示すように、照射窓Wの輪郭をレーザ光Lの幅Lxで分割した数よりも1だけ大きい分割数(ここでは、5分割)で分割し、分割領域A1〜A5を形成する。このとき、分割領域A1〜A5の幅Axは、Ax<Lxの関係を有する。このように分割すると、図6(C)に示した遮蔽物21は、分割領域A3を完全に遮るため、遮蔽物21を検出することができ、検出能力を向上させることができる。   As shown in FIG. 6B, when the contour of the irradiation window W is divided by the width Lx of the laser light L, for example, as shown in FIG. 6C, it straddles two divided regions A2 and A3. In some cases, the shielding object 21 may be attached, and the shielding object 21 (shaded portion in the figure) cannot be detected. Therefore, as shown in FIG. 6D, the outline of the irradiation window W is divided by a division number (here, five divisions) larger by one than the number divided by the width Lx of the laser light L, and divided regions A1 to A1 are divided. A5 is formed. At this time, the width Ax of the divided regions A1 to A5 has a relationship of Ax <Lx. When divided in this way, the shielding object 21 shown in FIG. 6C completely blocks the divided area A3, so that the shielding object 21 can be detected and the detection capability can be improved.

さらに、遮蔽物21の検出能力を向上させたい場合には、例えば、図6(E)に示すように、照射窓Wの輪郭をレーザ光Lの幅Lxの半分の大きさで分割すればよい。ここでは、照射窓Wを8分割しており、幅Ax=Lx/2の大きさとなっている。このようにレーザ光Lの幅Lxの半分の大きさで均等に分割した場合には、遮蔽物21がどの位置に付着していたとしても、必ず遮蔽物21により遮られる分割領域が存在し、効果的に遮蔽物21を検出することができる。なお、ここでは、レーザ光Lが矩形形状の場合について説明したが、レーザ光Lが円形状や楕円形状等の場合であっても、幅方向及び高さ方向の径の長さにより同様に分割領域を形成することができる。   Furthermore, in order to improve the detection capability of the shielding object 21, for example, as shown in FIG. 6E, the outline of the irradiation window W may be divided by half the width Lx of the laser light L. . Here, the irradiation window W is divided into eight, and the width Ax = Lx / 2. In this way, when the laser beam L is equally divided by half the width Lx, no matter where the shield 21 is attached, there is a divided region that is always blocked by the shield 21; The shielding object 21 can be detected effectively. Although the case where the laser beam L has a rectangular shape has been described here, even when the laser beam L has a circular shape, an elliptical shape, or the like, the laser beam L is similarly divided according to the length of the diameter in the width direction and the height direction. Regions can be formed.

また、図6(F)に示すように、分割領域の幅Axは必ずしも均等である必要はない。図6(F)に示した分割方法は、照射窓Wの輪郭をレーザ光Lの幅Lxで分割した数よりも1だけ大きい分割数(ここでは、5分割)で均等に分割した後、一の領域をさらに半分の大きさに分割した分割領域A1,A6を両端に配置し、中央部に残りの四領域である分割領域A2〜A5を配置したものである。ここでは、幅Axの狭い分割領域A1,A6を両端部に配置したが、遮蔽物21が付着し易い部分に幅Axの狭い分割領域を配置するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 6F, the widths Ax of the divided regions are not necessarily equal. In the dividing method shown in FIG. 6 (F), the contour of the irradiation window W is equally divided by a division number (here, five divisions) larger by one than the number divided by the width Lx of the laser light L, The divided areas A1 and A6 obtained by further dividing the above area into half are arranged at both ends, and the remaining four divided areas A2 to A5 are arranged at the center. Here, the divided areas A1 and A6 having a narrow width Ax are arranged at both ends. However, the divided areas having a narrow width Ax may be arranged in a portion where the shield 21 is easily attached.

以上の説明では、Ly>Wyの場合について説明したが、Ly<Wyの場合においても、上述した分割領域の形成方法を高さ方向に応用することができる。今、レーザ光Lの高さLyは、図6(G)に示すように、Wy/2<Ly<Wyの関係を有するものとする。ここで、照射窓Wの高さWyをレーザ光Lの高さLyで割ったときの商をP、余りをQとすれば、図6(G)に示したケースでは、1<P<2となる。このとき、分割数として商Pを適用すると、分割領域の高さAyはレーザ光Lの高さLyよりも大きくなってしまうため、商P+1の分割数で照射窓Wを分割する必要がある。したがって、ここでは、図6(H)に示すように、照射窓Wの高さWyを2分割することとなる。また、上述したように、レーザ光Lの高さLyの半分の大きさを基準に分割数を算出すれば、より遮蔽物21の検出能力を向上させることができる。なお、照射窓Wの大きさがレーザ光Lの大きさで割り切れない場合の考え方は、上述した幅方向の分割の場合にも適用することができる。   In the above description, the case of Ly> Wy has been described. However, even when Ly <Wy, the above-described method of forming the divided regions can be applied in the height direction. Now, it is assumed that the height Ly of the laser light L has a relationship of Wy / 2 <Ly <Wy, as shown in FIG. Here, if the quotient when the height Wy of the irradiation window W is divided by the height Ly of the laser beam L is P and the remainder is Q, in the case shown in FIG. 6G, 1 <P <2. It becomes. At this time, if the quotient P is applied as the number of divisions, the height Ay of the divided region becomes larger than the height Ly of the laser light L, and thus the irradiation window W needs to be divided by the number of divisions of the quotient P + 1. Therefore, here, as shown in FIG. 6 (H), the height Wy of the irradiation window W is divided into two. Further, as described above, if the number of divisions is calculated based on half the height Ly of the laser light L, the detection capability of the shielding object 21 can be further improved. Note that the concept in the case where the size of the irradiation window W is not divisible by the size of the laser light L can be applied to the above-described division in the width direction.

次に、前記遮蔽物検出部53の作用について図7〜図9を参照して説明する。ここで、図7は遮蔽物検出フローを示す図であり、図8は遮蔽物検出フローの第一変形例を示す図であり、図9は遮蔽物検出フローの第二変形例を示す図である。   Next, the operation of the shielding object detection unit 53 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 7 is a diagram illustrating a shielding object detection flow, FIG. 8 is a diagram illustrating a first modification example of the shielding object detection flow, and FIG. 9 is a diagram illustrating a second modification example of the shielding object detection flow. is there.

図5に示したレーザ距離測定装置の遮蔽物検出部53は、図7に示したフロー図にしたがって計測データDを処理して遮蔽物の存在を検出するように構成されている。すなわち、遮蔽物検出部53の処理フローは、反射光Rの計測データDから測定範囲内の計測画像を算出する際に、反射光Rの計測データDを取得する取得工程71と、測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に計測データDを分類する分類工程72と、分割領域毎に計測データDを集計する集計工程73と、照射窓Wの全面1回(これを、「1フレーム」と称する)分の計測データDを集計したか否か確認する集計量確認工程74と、計測データDを集計することができなかった分割領域をエラー領域として検出するエラー領域検出工程75と、エラー領域の検出回数をカウントするカウント工程76と、エラー領域の検出回数が閾値を超えたか否か判定する判定工程77と、遮蔽物の存在を検出して出力する遮蔽物検出工程78と、を有する。なお、分割領域は、図6に示した分割領域の形成方法により分割される。   The shielding object detection unit 53 of the laser distance measuring apparatus shown in FIG. 5 is configured to process the measurement data D according to the flowchart shown in FIG. 7 and detect the presence of the shielding object. That is, the processing flow of the shielding object detection unit 53 includes an acquisition step 71 for acquiring the measurement data D of the reflected light R and the measurement range when calculating the measurement image within the measurement range from the measurement data D of the reflected light R. A classification process 72 that classifies the measurement data D for each divided area divided into a plurality of areas, a totalization process 73 that totals the measurement data D for each divided area, and the entire irradiation window W once (this is referred to as “1 frame A sum total amount confirmation step 74 for confirming whether or not the measurement data D for a portion) has been summed up, an error region detection step 75 for detecting a divided region where the measurement data D could not be summed as an error region, A counting step 76 that counts the number of detections of the error region; a determination step 77 that determines whether or not the number of detections of the error region exceeds a threshold; a shielding object detection step 78 that detects and outputs the presence of the shielding object; A. The divided areas are divided by the divided area forming method shown in FIG.

前記取得工程71は、信号処理部51から発信される計測データDを受信するステップである。前記分類工程72は、取得工程71により取得した計測データDを分割領域毎に振り分けるステップである。例えば、照射窓Wを、図6(D)に示したように5分割した場合には、分割領域A1〜A5毎に計測データDを分類する。なお、計測データDには、距離データ、スキャン角度、スイング角度等の情報が含まれており、どの位置からの計測データDであるかを分析することができる。前記集計工程は、例えば、分割領域A1〜A5毎に分類した計測データDを分割領域A1〜A5毎に集計するステップである。   The acquisition step 71 is a step of receiving measurement data D transmitted from the signal processing unit 51. The classification step 72 is a step of distributing the measurement data D acquired in the acquisition step 71 for each divided region. For example, when the irradiation window W is divided into five as shown in FIG. 6D, the measurement data D is classified for each of the divided regions A1 to A5. Note that the measurement data D includes information such as distance data, a scan angle, and a swing angle, and from which position the measurement data D can be analyzed. The counting step is a step of counting the measurement data D classified for each of the divided areas A1 to A5, for example, for each of the divided areas A1 to A5.

前記集計量確認工程74は、取得工程71〜集計工程73までの処理が1フレーム分を終えたか否かを確認するステップである。1フレーム分の処理を終えていない場合(Nの場合)には、終了→開始→取得工程71→分類工程72→集計工程73→集計量確認工程74の処理を繰り返す。そして、1フレーム分の処理を終えた場合(Yの場合)には、次工程であるエラー領域検出工程75に移行する。   The total amount confirmation step 74 is a step of confirming whether or not the processing from the acquisition step 71 to the totalization step 73 has completed one frame. If the processing for one frame has not been completed (in the case of N), the process of end → start → acquisition process 71 → classification process 72 → aggregation process 73 → aggregation amount confirmation process 74 is repeated. When the processing for one frame is completed (in the case of Y), the process proceeds to an error area detection process 75 which is the next process.

前記エラー領域検出工程75は、集計工程73で計測データDを集計した結果、計測データDが存在しない分割領域が存在するか否かを検出するステップである。図6の説明で述べたように、レーザ光Lの大きさよりも大きい遮蔽物が存在する場合には、分割領域のうち、いずれかの分割領域が完全に遮られるため、計測データDを取得することができない。そこで、計測データDを集計することができなかった分割領域をエラー領域として検出するようにしている。そして、エラー領域が検出できた場合のみ次工程であるカウント工程76に移行する。このカウント工程76は、エラー領域の検出回数を勘定するステップである。これは、一時的な遮蔽物の場合には、距離測定に与える影響が少ないため、一定時間留まっている遮蔽物のみを検出するようにするためである。そして、判定工程77において、エラー検出回数が閾値を超えた場合(Yの場合)に遮蔽物検出工程78で「遮蔽物あり」の出力を行う。エラー検出回数の閾値は任意に設定することができる。エラー検出回数が閾値を超えていない場合(Nの場合)には、終了から開始に戻って処理を継続する。なお、カウント工程76及び判定工程77は必須の工程ではなく、一時的な遮蔽物であっても検出したいような場合には、これらの工程を省略したフローを採用してもよい。   The error region detection step 75 is a step of detecting whether or not there is a divided region where the measurement data D does not exist as a result of counting the measurement data D in the counting step 73. As described in the description of FIG. 6, when there is a shield larger than the size of the laser beam L, one of the divided areas is completely blocked, and thus the measurement data D is acquired. I can't. Therefore, the divided areas where the measurement data D cannot be aggregated are detected as error areas. Then, only when the error area is detected, the process proceeds to the counting process 76 which is the next process. This counting step 76 is a step of counting the number of times of error area detection. This is because in the case of a temporary shield, the influence on the distance measurement is small, so that only the shield staying for a certain time is detected. Then, in the determination step 77, when the number of error detections exceeds the threshold value (in the case of Y), an output of “there is a shield” is output in the shield detection step 78. The threshold value for the number of error detections can be set arbitrarily. If the number of error detections does not exceed the threshold (in the case of N), the process returns from the end to the start and continues. Note that the counting step 76 and the determining step 77 are not essential steps, and if it is desired to detect even a temporary shield, a flow in which these steps are omitted may be employed.

また、図8の第一変形例に示すように、カウント工程76と判定工程77の間に、エラー領域の検出間隔が所定の時間を経過した場合にエラー検出回数をリセットするリセット工程81を追加してもよい。一般に遮蔽物が照射窓Wに付着して滞留した場合には、連続してエラー領域が検出されるはずである。エラー領域が断続的に検出される場合には、同一の遮蔽物に基づくエラーではないと判断できる場合があるため、エラー領域をカウントしてから一定時間経過した後にエラー検出回数をリセット(0回に戻すこと)することによって誤検知を防止するようにしている。なお、遮蔽物の一部が風等の影響によりばたついている場合には、遮蔽物として検出することが好ましいため、リセット間隔を数秒〜数十秒程度に設定しておくとよい。図8に示したフロー図において、他の処理については図7に示したフローと同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Further, as shown in the first modification of FIG. 8, a reset process 81 is added between the counting process 76 and the determination process 77 to reset the number of error detections when the error area detection interval has passed a predetermined time. May be. In general, when a shield adheres to the irradiation window W and stays, error regions should be detected continuously. If the error area is detected intermittently, it may be determined that the error is not based on the same shielding object. Therefore, the error detection count is reset after a certain time has elapsed after counting the error area (0 times). To prevent false detection. In addition, since it is preferable to detect as a shielding object, when a part of shielding object is fluttering by the influence of a wind etc., it is good to set a reset interval to about several seconds-several tens of seconds. In the flowchart shown in FIG. 8, the other processes are the same as those shown in FIG. 7, and thus detailed description thereof is omitted here.

また、図9の第二変形例に示すように、取得工程71と分類工程72の間に、分割領域の大きさ又は境界を変更する分割領域変更工程92を挿入してもよい。分割領域変更工程92は、計測フレーム回数が閾値を超えたか否かを判定する計測フレーム回数判定工程91によって、計測フレーム回数が所定の閾値(例えば、10フレーム)を超えた場合(Yの場合)に作用する。計測フレーム回数が閾値を超えていない場合(Nの場合)には、集計工程73により、予め設定された分割領域に基づいて分割領域毎に計測データが集計される。かかる分割領域変更工程92は、一定の分割領域で遮蔽物の検出を継続していると、検出し難い遮蔽物や稀に検出できない遮蔽物が存在する場合があるため、取得工程71〜遮蔽物検出工程78を繰り返し行う途中に、分割領域の大きさ又は境界を定期的に変更することが好ましい。例えば、図6(D)に示した分割領域A1〜A5は、分割領域変更工程92により、図6(E)に示した分割領域A1〜A8や図6(F)に示した分割領域A1〜A6に変更され、次のタイミングで元の分割領域A1〜A5に変更される。ここでは、分割領域を変更するタイミングを計測フレーム回数でカウントしたが、経過時間(例えば、5秒間隔)を基準にしてもよい。   Further, as shown in the second modification example in FIG. 9, a divided region changing step 92 for changing the size or boundary of the divided region may be inserted between the obtaining step 71 and the classification step 72. In the divided area changing step 92, when the number of measurement frames exceeds a predetermined threshold (for example, 10 frames) by the measurement frame number determination step 91 for determining whether or not the number of measurement frames exceeds the threshold (in the case of Y). Act on. When the number of measurement frames does not exceed the threshold value (in the case of N), the measurement data is aggregated for each divided area based on the preset divided areas by the aggregation step 73. In this divided area changing step 92, if the detection of the shielding object is continued in a certain divided area, there may be a shielding object that is difficult to detect or a shielding object that is rarely detected. In the middle of repeatedly performing the detection step 78, it is preferable to periodically change the size or boundary of the divided regions. For example, divided areas A1 to A5 shown in FIG. 6D are divided into divided areas A1 to A8 shown in FIG. 6E and divided areas A1 to A1 shown in FIG. It is changed to A6, and is changed to the original divided areas A1 to A5 at the next timing. Here, the timing of changing the divided area is counted by the number of measurement frames, but it may be based on the elapsed time (for example, every 5 seconds).

上述した本発明のレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法によれば、通常の距離測定処理における受光信号Srの一部又は計測データDを利用しているため、遮蔽物検出用の投受光装置や散乱板のような追加機器が不要であり、装置の大型化やコストアップの要因を排除することができ、通常の距離測定処理や制御を阻害することもなく、距離測定に影響のある遮蔽物を効果的に検出することができる。また、第二実施形態のレーザ距離測定装置及びその遮蔽物検出方法の場合には、レーザ距離測定装置がゲート機能を有している場合であっても遮蔽物を検出することができる。なお、ゲート機能とは、照射窓Wに比較的近い範囲における蒸気や塵等の散乱光を受光しないように、レーザ光Lを照射してから一定時間内の反射光Rを受光しないようにする機能である。   According to the laser distance measuring apparatus and the shielding object detection method of the present invention described above, a part of the light reception signal Sr or the measurement data D in the normal distance measurement process is used. This eliminates the need for additional equipment such as a scatter plate and a scattering plate, eliminates factors that increase the size and cost of the device, and does not hinder normal distance measurement processing and control, and has an impact on distance measurement. Objects can be detected effectively. In the case of the laser distance measuring device and the shielding object detection method thereof according to the second embodiment, the shielding object can be detected even when the laser distance measuring device has a gate function. Note that the gate function is configured not to receive the reflected light R within a predetermined time after the laser light L is irradiated so as not to receive scattered light such as vapor and dust in a range relatively close to the irradiation window W. It is a function.

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 投光部
1a レーザダイオード
1b 投光レンズ
1c ドライバ
2 受光部
2a 受光レンズ
2b 受光部本体
3 受光信号選択部
4 遮蔽物検出用信号処理部
5 遮蔽物検出部
6 レーザレーダヘッド
11 信号処理部
11a 距離測定用信号処理部
12 時間計測部
12a 受光信号処理部
13 ポリゴンミラー
13a ポリゴンモータ
13b モータドライバ
14 スイングミラー
14a スイングモータ
14b モータドライバ
15 制御装置
15a 画像処理部
16 出力機器
21 遮蔽物
51 信号処理部
52 時間計測部
53 遮蔽物検出部
71 取得工程
72 分類工程
73 集計工程
74 集計量確認工程
75 エラー領域検出工程
76 カウント工程
77 判定工程
78 遮蔽物検出工程
81 リセット工程
91 計測フレーム回数判定工程
92 分割領域変更工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light projection part 1a Laser diode 1b Light projection lens 1c Driver 2 Light reception part 2a Light reception lens 2b Light reception part main body 3 Light reception signal selection part 4 Shielding object detection signal processing part 5 Shielding object detection part 6 Laser radar head 11 Signal processing part 11a Distance measuring signal processing unit 12 Time measuring unit 12a Light receiving signal processing unit 13 Polygon mirror 13a Polygon motor 13b Motor driver 14 Swing mirror 14a Swing motor 14b Motor driver 15 Controller 15a Image processing unit 16 Output device 21 Shielding object 51 Signal processing unit 52 Time Measurement Unit 53 Shielding Object Detection Unit 71 Acquisition Process 72 Classification Process 73 Aggregation Process 74 Aggregation Amount Confirmation Process 75 Error Area Detection Process 76 Counting Process 77 Determination Process 78 Shielding Object Detection Process 81 Reset Process 91 Measurement Frame Number Determination Process 92 Division Area change process

Claims (8)

照射窓を介してレーザ光を照射するとともに物体からの反射光を受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置であって、
前記レーザ光の発光と同時に発光同期信号を発信する投光部と、
前記反射光を受光して受光信号を発信する受光部と、
前記照射窓から前記測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置に相当する距離からの受光信号を前記発光同期信号に基づいて選択する受光信号選択部と、
前記選択された受光信号に対応した投光条件を関連付けて計測データを発信する遮蔽物検出用信号処理部と、
前記計測データから物体の形状を算出して遮蔽物の存在を検出する遮蔽物検出部と、を有し、
前記遮蔽物検出部は、前記遮蔽物の幅、高さ又は面積と前記レーザ光の幅、高さ又は面積とを比較して前記遮蔽物が距離測定に影響のある遮蔽物であるか否かを判断するように構成されている、
ことを特徴とするレーザ距離測定装置。
A laser distance measuring device that irradiates laser light through an irradiation window and receives reflected light from an object to measure the distance of the object within the measurement range,
A light projecting unit for transmitting a light emission synchronization signal simultaneously with the light emission of the laser beam;
A light receiving unit that receives the reflected light and transmits a light reception signal;
A light reception signal selection unit that selects a light reception signal from a distance corresponding to a shielding object detection position set between the irradiation window and the measurement range based on the light emission synchronization signal;
A shielding object detection signal processing unit for transmitting measurement data in association with a light projection condition corresponding to the selected light reception signal;
A shielding object detecting unit for calculating the shape of the object from the measurement data and detecting the presence of the shielding object ,
The shield detection unit compares the width, height, or area of the shield with the width, height, or area of the laser beam to determine whether the shield is a shield that affects distance measurement. Is configured to determine the
A laser distance measuring device.
前記発光同期信号と前記受光信号のタイミングから前記レーザ光の飛光時間を算出する時間計測部と、前記飛光時間と光の速度から算出された物体の距離データを含む計測データを発信する信号処理部と、を有し、
前記遮蔽物検出部は、前記測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に前記計測データを集計するとともに前記計測データを集計することができなかった分割領域をエラー領域として出力して遮蔽物の存在を検出するように構成されており、
前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の外形以下の大きさに分割した領域である、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ距離測定装置。
The light emitting sync signal and the time measuring unit for calculating a flying light time of the laser beam from the timing of the received light signal, the signal that transmits measurement data including the distance data of the calculated object from the velocity of the flying optical time and light A processing unit ,
The shielding object detection unit aggregates the measurement data for each divided area obtained by dividing the measurement range into a plurality of areas, and outputs the divided areas where the measurement data could not be aggregated as an error area. Is configured to detect the presence of
The divided region is a region obtained by dividing the outline of the irradiation window into a size equal to or smaller than the outer shape of the laser beam.
The laser distance measuring device according to claim 1 .
照射窓を介してレーザ光を照射するとともに物体からの反射光を受光して測定範囲内の物体の距離を測定するレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法であって、
前記照射窓から前記測定範囲の間に設定される遮蔽物検出位置に相当する距離からの受光信号を選択する受光信号選択工程と、
前記選択された受光信号に対応した投光条件を関連付けて計測データを発信する遮蔽物検出用信号処理工程と、
前記計測データから物体の形状を算出して遮蔽物を検出する遮蔽物検出工程と、を有し、
前記遮蔽物検出工程は、前記遮蔽物の幅、高さ又は面積と前記レーザ光の幅、高さ又は面積とを比較して前記遮蔽物が距離測定に影響のある遮蔽物であるか否かを判断する、
ことを特徴とするレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。
A shielding distance detection method for a laser distance measuring device that irradiates a laser beam through an irradiation window and receives reflected light from an object to measure the distance of the object within the measurement range,
A light reception signal selection step of selecting a light reception signal from a distance corresponding to a shielding object detection position set between the irradiation window and the measurement range;
A shielding object detection signal processing step for transmitting measurement data in association with a light projection condition corresponding to the selected light reception signal;
A shielding object detecting step of calculating a shape of the object from the measurement data and detecting the shielding object,
The shielding object detecting step compares the width, height, or area of the shielding object with the width, height, or area of the laser beam, and determines whether the shielding object has an influence on distance measurement. To judge,
A shielding object detection method for a laser distance measuring device.
前記遮蔽物検出工程は、前記反射光の計測データから前記測定範囲内の計測画像を算出する際に、前記測定範囲を複数の領域に分割した分割領域毎に前記計測データを分類する分類工程と、前記分割領域毎に前記計測データを集計する集計工程と、前記計測データを集計することができなかった分割領域をエラー領域として検出するエラー領域検出工程と、を含み、
前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の外形以下の大きさに分割した領域である、
ことを特徴とする請求項3に記載のレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。
The shielding object detecting step classifies the measurement data for each divided region obtained by dividing the measurement range into a plurality of regions when calculating a measurement image in the measurement range from the measurement data of the reflected light; A totaling step of totaling the measurement data for each of the divided regions, and an error region detecting step of detecting a divided region that could not be totaled the measurement data as an error region ,
The divided region is a region obtained by dividing the outline of the irradiation window into a size equal to or smaller than the outer shape of the laser beam.
The shielding object detection method of the laser distance measuring device according to claim 3 characterized by things.
前記エラー領域の検出回数をカウントするカウント工程と、前記検出回数が閾値を超えたか否か判定する判定工程と、を有し、前記遮蔽物検出工程は、前記検出回数が閾値を超えた場合に遮蔽物の存在を検出する、ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。   A counting step for counting the number of detections of the error region, and a determination step for determining whether or not the number of detections exceeds a threshold, and the shielding object detection step is performed when the number of detections exceeds the threshold. The method for detecting a shielding object of a laser distance measuring device according to claim 4, wherein the presence of the shielding object is detected. 前記エラー領域の検出間隔が所定の時間を経過した場合に前記エラー検出回数をリセットするリセット工程を有する、ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。   5. The shielding distance detecting method for a laser distance measuring device according to claim 4, further comprising a resetting step of resetting the number of times of error detection when a predetermined time has passed in the detection interval of the error area. 前記分割領域は、前記照射窓の輪郭を前記レーザ光の大きさで分割した数よりも、幅方向及び高さ方向とも少なくとも1だけ大きい数で均等に分割した領域である、ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。   The divided region is a region that is evenly divided by a number that is larger by at least one in both the width direction and the height direction than the number obtained by dividing the outline of the irradiation window by the size of the laser beam. The shielding object detection method of the laser distance measuring device according to claim 4. 前記分類工程、前記集計工程、前記エラー領域検出工程及び前記遮蔽物検出工程を繰り返し行う途中に、前記分割領域の大きさ又は境界を変更する分割領域変更工程が挿入されている、ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ距離測定装置の遮蔽物検出方法。   In the middle of repeatedly performing the classification step, the counting step, the error region detection step, and the shielding object detection step, a divided region changing step for changing the size or boundary of the divided region is inserted. The shielding object detection method of the laser distance measuring device according to claim 4.
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