JP2011164082A - Laser radar device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser radar device that improves accuracy of detecting a detection object. <P>SOLUTION: When such a detection state that a light receiving waveform detected at a predetermined turning angle is considered to meet a waveform detected at the previous same turning angle, is detected continuously, the light receiving waveform is set as a background waveform of that turning angle. When those two waveforms in which a detection time Tf of the light receiving waveform on the far distance side corresponds to a detection time To of the background waveform at the turning angle are detected, the length in the turning direction of the detection object detected depending on the light receiving waveform on the near distance side is operated and measured on the basis of the ratio of the light receiving waveform on the far distance side to the background waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a laser radar device.

従来、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出するレーザレーダ装置に関する技術として、下記特許文献1に示すレーザレーダ走査装置が知られている。このレーザレーダ走査装置では、レーザダイオードからレーザ光が出力されると、スリットを通過し光アイソレータを透過したレーザ光が凹面鏡によって略平行光線に変換され、空間に向けて照射される。このレーザ光が検出物体によって反射されてその反射光の一部が再び凹面鏡に入射されると、この反射光は、凹面鏡にて光アイソレータへ向けて集光するように反射されて、当該光アイソレータにてフォトダイオードへ向けて反射される。これにより、フォトダイオードが入力されたレーザ光に応じた電気信号を出力することで、レーザ光を出力してからその反射光を検出するまでの時間を測定することによって、検出物体までの距離を求めている。   Conventionally, a laser radar scanning device disclosed in Patent Document 1 is known as a technology related to a laser radar device that detects the distance and azimuth to a detection object using laser light. In this laser radar scanning device, when laser light is output from the laser diode, the laser light that has passed through the slit and passed through the optical isolator is converted into a substantially parallel light beam by the concave mirror and irradiated toward the space. When this laser light is reflected by the detection object and a part of the reflected light is again incident on the concave mirror, the reflected light is reflected by the concave mirror so as to be condensed toward the optical isolator, and the optical isolator Is reflected toward the photodiode. As a result, by outputting an electrical signal corresponding to the laser beam input by the photodiode, measuring the time from when the laser beam is output until the reflected light is detected, the distance to the detected object can be reduced. Looking for.

特許第2789741号公報Japanese Patent No. 2789741

ところで、装置内から外方の空間に向けて照射されるレーザ光は、略平行光に変換されてはいるものの、その光軸に直交する断面の径(以下、レーザスポット径ともいう)が遠距離ほど徐々に大きくなるように広がってしまう。そのため、レーザの発光面が極小に設定されていても、例えば、30m先では20〜30cmほどのレーザスポット径になってしまう場合がある。   By the way, although the laser beam emitted from the inside of the apparatus toward the outer space is converted into substantially parallel light, the diameter of the cross section perpendicular to the optical axis (hereinafter also referred to as laser spot diameter) is far. The distance spreads gradually as the distance increases. Therefore, even if the light emitting surface of the laser is set to a minimum, for example, the laser spot diameter may be about 20 to 30 cm after 30 m.

レーザレーダ装置では、検出物体からの反射光の光量しか検出しないため、例えば、第1の検出物体と、この第1の検出物体よりも大きさが大きく反射率が低い第2の検出物体とからの反射光量が等しい場合には、双方の大きさの違いを認識することが困難である。このため、本来検出不要な大きさの物体、例えば、小鳥や落ち葉であっても検出してしまう可能性があり、レーザスポット径が大きくなる遠方の検出物体では、この現象がさらに顕著になる。   Since the laser radar device detects only the amount of reflected light from the detection object, for example, from the first detection object and the second detection object having a larger size and a lower reflectance than the first detection object. When the amount of reflected light is equal, it is difficult to recognize the difference in size between the two. For this reason, there is a possibility that even an object of a size that is not originally required to be detected, for example, a small bird or a fallen leaf, may be detected.

また、レーザ光の出射方向を変化させて周囲の検出物体からの反射光を検出する場合、遠方の検出物体に対してはレーザ走査間隔が大きくなる。そのため、例えば、レーザ光の発光タイミングを0.25°毎で変化させる場合、30m先ではレーザ走査間隔が約13cmになることから、小さな検出物体であっても出射方向変化前後にて同距離での反射光が検出されると当該検出物体の大きさが約26cmとして認識されてしまう。このように、発光タイミングによる誤差(角度分解能による誤差)やレーザスポット径の広がりによる誤差のために、本来検出不要な大きさの物体を検出してしまうという問題があった。   Further, when the reflected light from the surrounding detection object is detected by changing the emission direction of the laser light, the laser scanning interval becomes large for a remote detection object. Therefore, for example, when the emission timing of the laser beam is changed every 0.25 °, the laser scanning interval is about 13 cm at 30 m ahead, so even a small detection object has the same distance before and after the emission direction change. When the reflected light is detected, the size of the detected object is recognized as about 26 cm. As described above, there is a problem that an object having a size that is not originally required to be detected is detected due to an error due to the light emission timing (an error due to the angular resolution) and an error due to the spread of the laser spot diameter.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、検出物体の検出精度を高め得るレーザレーダ装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser radar device capable of improving the detection accuracy of a detection object.

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1のレーザレーダ装置では、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生されたときに、当該レーザ光が検出物体にて反射した反射光を波形として検出する光検出手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、かつ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、を備えたレーザレーダ装置であって、所定の回動角度において前記光検出手段により検出される波形が前回の同一回動角度において検出された波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出される場合にこの波形をその回動角度の背景波形として設定する設定手段と、遠距離側の波形の前記検出時間がその回動角度における前記背景波形の前記検出時間に相当する、2つの波形が前記光検出手段により検出されるとき、この遠距離側の波形と前記背景波形との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定する測定手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the laser radar device according to claim 1, when the laser beam is generated from the laser beam generator and the laser beam generator, A light detecting means for detecting the reflected light reflected by the detection object as a waveform; and a deflecting means configured to be rotatable about a predetermined central axis. A rotating deflection unit for deflecting the reflected light toward the space and deflecting the reflected light toward the light detecting unit; a driving unit for driving the rotating deflection unit; and the laser beam generated by the laser beam generating unit. A distance measuring means for measuring a distance to the detection object based on a detection time from when the laser light is reflected by the detection object until the reflected light is detected by the light detection means; A detection state in which a waveform detected by the light detection means at a predetermined rotation angle is considered to coincide with a waveform detected at a previous same rotation angle. A setting means for setting the waveform as a background waveform of the rotation angle in the case, and two waveforms corresponding to the detection time of the background waveform at the rotation angle, the detection time of the waveform on the far side Measuring means for measuring the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side based on the ratio of the waveform on the long distance side and the background waveform when detected by the light detection means; It is characterized by providing.

請求項2の発明は、請求項1に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、前記遠距離側の波形の振幅値と前記背景波形の振幅値との比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the laser radar device according to the first aspect, the measuring means is configured to perform the short-distance side based on a ratio between the amplitude value of the far-side waveform and the amplitude value of the background waveform. The size of the detected object detected according to the waveform is measured.

請求項3の発明は、請求項1に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、前記遠距離側の波形が所定の閾値以上となる状態の時間と前記背景波形が前記所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the laser radar device according to the first aspect, the measurement means includes a time during which the far-side waveform is equal to or greater than a predetermined threshold and the background waveform is equal to or greater than the predetermined threshold. The size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured based on the ratio to the time of the state to be.

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段により測定された前記検出物体の大きさが検出対象外である場合にこの検出物体の検出を無効にする無効手段を備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the laser radar device according to any one of the first to third aspects, when the size of the detected object measured by the measuring means is outside the detection target, An invalidating means for invalidating the detection is provided.

請求項5の発明は、請求項4に記載のレーザレーダ装置において、前記検出対象となる前記検出物体の大きさは、前記距離測定手段により測定される距離に応じて設定されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the fourth aspect, the size of the detection object to be detected is set according to the distance measured by the distance measuring means. To do.

請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、前記距離測定手段による前記検出物体までの測定距離での前記レーザ光の断面寸法を演算する断面寸法演算手段を備え、前記検出物体の一部により第1の回動角度にて前記2つの波形が前記光検出手段により検出され、この検出物体の残部により前記第1の回動角度から所定角度回動した間の全ての回動角度にて1つの波形が前記光検出手段により検出されるとき、前記1つの波形が検出される回動角度の数と、前記2つの波形の前記比率と、前記断面寸法とに基づいて、当該検出物体の回動方向に沿う長さを測定することを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the laser radar device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the measuring means is a cross-sectional dimension of the laser light at a measurement distance to the detection object by the distance measuring means. The cross-sectional dimension calculating means for calculating the two-waveform is detected by the light detecting means at a first rotation angle by a part of the detection object, and the first rotation is detected by the remaining part of the detection object. When one waveform is detected by the light detection means at all rotation angles during a predetermined angle rotation from the angle, the number of rotation angles at which the one waveform is detected, and the two waveforms The length along the rotation direction of the detection object is measured based on the ratio and the cross-sectional dimension.

請求項7の発明は、請求項6に記載のレーザレーダ装置において、前記断面寸法演算手段は、前記レーザ光の広がりに応じて前記測定距離での前記断面寸法を演算することを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the laser radar device according to the sixth aspect, wherein the cross-sectional dimension calculating means calculates the cross-sectional dimension at the measurement distance in accordance with the spread of the laser beam.

請求項8の発明は、請求項1、4〜7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段により検出される波形が所定の光量を超えているか否かを判定するための閾値が複数設定されており、光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、1つの前記閾値が前記光検出手段により検出される波形と交わる交点を面積演算用交点とするとき、前記測定手段は、前記複数の閾値のうちの2つ以上の閾値と前記遠距離側の波形とが交わる複数の前記面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1遠距離側面積と、前記2つ以上の閾値と前記背景波形とが交わる複数の前記面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1背景側面積と、の比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the laser radar device according to any one of claims 1, 4 to 7, for determining whether or not a waveform detected by the light detection means exceeds a predetermined light amount. A plurality of threshold values are set, and in the coordinates where the light quantity is on the vertical axis and the time is on the horizontal axis, when the intersection where one of the threshold values intersects with the waveform detected by the light detection means is the intersection for area calculation, The measuring means includes a first far-side area that is an area of a polygonal region surrounded by a plurality of the area calculation intersections at which two or more of the plurality of thresholds intersect with the far-side waveform. And the first background side area, which is the area of a polygonal region surrounded by the plurality of area calculation intersections where the two or more threshold values intersect the background waveform, the short distance side Detected according to the waveform And measuring the magnitude of the serial detection object.

請求項9の発明は、請求項8に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、前記第1遠距離側面積を構成する最小の閾値での2つの前記面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から前記横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1遠距離側面積に加えた合計面積と、前記第1背景側面積を構成する最小の閾値での2つの前記面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から前記横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1背景側面積に加えた合計面積と、の比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the eighth aspect, the measuring means includes the two intersection points for area calculation at the minimum threshold value constituting the first far-side area, and the calculation of both the areas. A total area obtained by adding the area of a rectangular area surrounded by the vertical legs extending from the intersection point to the horizontal axis to the first long distance area, and the minimum threshold value constituting the first background area A total area obtained by adding the area of a quadrangular region surrounded by the two intersections for area calculation and the legs of the perpendicular line respectively drawn from the intersections for area calculation to the horizontal axis to the first background side area; Based on the ratio, the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured.

請求項10の発明は、請求項8または9に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段による検出が想定される光量の波形と前記閾値とが交わる2つの交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離として予めそれぞれ測定されて記憶され、前記測定手段は、所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離との距離差が、他の閾値での前記距離差よりも大きくなる前記面積演算用交点を除いて、前記第1遠距離側面積および前記第1背景側面積を演算することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the eighth or ninth aspect, the distance between two intersections at which the waveform of the light quantity assumed to be detected by the light detection means and the threshold value intersect is determined for each light quantity. The distance is measured and stored in advance as a determination distance according to a threshold value, and the measurement unit performs the determination with the same threshold value and light amount as the distance between two intersection points where the predetermined threshold value intersects the waveform on the far side. The first far-side area and the first background-side area are calculated except for the area calculation intersection where the difference in distance from the work distance is larger than the distance difference at other threshold values. To do.

請求項11の発明は、請求項10に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、前記第1遠距離側面積を、当該1つの閾値での前記交点間を結ぶ線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の閾値に対応する前記判定用距離を全長とする線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域の面積に基づいて演算することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the laser radar device according to the tenth aspect, the measurement means has a predetermined threshold value and a light amount that is the same as the distance between two intersections where the predetermined threshold value intersects the waveform on the far side. When there is only one threshold value that is considered to match the determination distance, the first far-side area is defined as a line segment that connects the intersections at the one threshold value, and the one threshold value. Based on the area of a trapezoidal region having one of the two line segments as the upper base and the other as the lower base, and a line segment having the same light amount as the full length of the determination distance corresponding to another threshold value It is characterized by calculating.

請求項12の発明は、請求項1、4〜7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段により検出される波形が所定の光量を超えているか否かを判定するための閾値が複数設定されており、光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、1つの前記閾値が前記光検出手段により検出される波形と交わる交点を面積演算用交点とするとき、前記測定手段は、前記複数の閾値のうちの2つの閾値と前記遠距離側の波形とが交わる4つの前記面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、前記横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2遠距離側面積と、前記2つの閾値と前記背景波形とが交わる4つの前記面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、前記横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2背景側面積と、の比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする。   A twelfth aspect of the present invention is the laser radar device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, for determining whether or not the waveform detected by the light detection means exceeds a predetermined light amount. A plurality of threshold values are set, and in the coordinates where the light quantity is on the vertical axis and the time is on the horizontal axis, when the intersection where one of the threshold values intersects with the waveform detected by the light detection means is the intersection for area calculation, The measuring means includes a straight line connecting two near-distance sides of the four intersections for area calculation where two threshold values of the plurality of threshold values and the waveform on the long-distance side intersect, and two on the long-distance side. The two long-distance-side areas, which are the areas of a triangular region surrounded by two straight lines to be connected, and the horizontal axis, and the four intersections for area calculation where the two threshold values and the background waveform intersect A straight line connecting the two on the near distance side Waveform on the short distance side based on the ratio of the two straight lines connecting the two on the long distance side and the second background side area which is the area of the triangular area surrounded by the horizontal axis In other words, the size of the detected object detected in response to the measurement is measured.

請求項13の発明は、請求項12に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段による検出が想定される光量の波形と前記閾値とが交わる2つの交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離として予めそれぞれ測定されて記憶され、前記測定手段は、所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と同じ閾値および光量での前記判定用距離との距離差が、他の閾値での前記距離差よりも大きくなる前記面積演算用交点を除いて、前記第2遠距離側面積および前記第2背景側面積を演算することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the twelfth aspect, the distance between two intersections where the waveform of the light amount assumed to be detected by the light detection means and the threshold value intersects with the threshold value for each light amount. Accordingly, the distance for determination is measured and stored in advance, and the measuring means includes the determination distance with the same threshold value and light amount as the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far side. The second far-side area and the second background-side area are calculated except for the area calculation intersection where the distance difference is larger than the distance difference at another threshold value.

請求項14の発明は、請求項13に記載のレーザレーダ装置において、前記測定手段は、所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、前記第2遠距離側面積を、当該1つの閾値での前記交点間を結ぶ第1の線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の1つの閾値に対応する前記判定用距離を全長とし前記第1の線分と垂直二等分線が一致する第2の線分と、の双方の端点を通過し前記横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域の面積に基づいて演算することを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the thirteenth aspect, the measurement unit is configured to use a distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far side, and the same threshold and light amount. When there is only one threshold that is considered to match the determination distance, the second far side area is defined as the first line segment connecting the intersections at the one threshold, A second line segment that has the same light amount as the threshold value and has the determination distance corresponding to the other threshold value as a full length, and the first line segment and the vertical bisector line coincide with each other. The calculation is based on the area of an isosceles triangle that passes through the end point and has the horizontal axis as the base.

請求項1の発明では、所定の回動角度において光検出手段により検出される波形が前回の同一回動角度において検出された波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出される場合に、設定手段により、この波形がその回動角度の背景波形として設定される。そして、遠距離側の波形の検出時間がその回動角度における背景波形の検出時間に相当する、2つの波形が光検出手段により検出されるとき、この遠距離側の波形と背景波形との比率に基づいて、測定手段により、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   In the first aspect of the invention, when the detection state that the waveform detected by the light detection means at the predetermined rotation angle is considered to coincide with the waveform detected at the same previous rotation angle is continuously detected, This waveform is set as a background waveform of the rotation angle by the setting means. Then, when two waveforms corresponding to the detection time of the waveform on the far side corresponding to the detection time of the background waveform at the rotation angle are detected by the light detection means, the ratio between the waveform on the far side and the background waveform Based on the above, the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured by the measuring means.

所定の回動角度において光検出手段により検出される波形が前回の同一回動角度において検出された波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出されると、この波形は、常にその場所に位置する壁などの物体(以下、単に背景ともいう)からの反射光によるものと推定できる。また、2つの波形が検出される場合とは、出射されたレーザ光の一部が検出物体にて反射されて近距離側の波形として検出された後に、そのレーザ光の残部が出射方向後方の物体にて反射されて遠距離側の波形として検出される場合である。   If a detection state in which the waveform detected by the light detection means at a predetermined rotation angle is considered to coincide with the waveform detected at the previous same rotation angle is continuously detected, this waveform is always in its place. It can be estimated that this is due to reflected light from an object such as a wall (hereinafter also simply referred to as background). In the case where two waveforms are detected, a part of the emitted laser light is reflected by the detection object and detected as a near-field waveform, and then the remainder of the laser light is behind the emission direction. This is a case where the light is reflected by an object and detected as a waveform on the far side.

そのため、2つの波形が検出されるときに遠距離側の波形の検出時間がその回動角度における背景波形の検出時間に相当する場合には、出射されたレーザ光は、その一部が検出物体にて反射され、その残部が検出物体よりも遠距離にある背景にて反射されたことが推定される。この場合、近距離側である検出物体がレーザ光の光軸に直交する断面(以下、スポット断面ともいう)に占める面積が小さくなるほど、すなわち検出物体が小さいほど、遠距離側の波形は、背景波形に近づくように変化する。このため、遠距離側の波形と背景波形との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさを測定することができる。
したがって、スポット断面よりも小さな検出物体の大きさを測定することができるので、検出物体の検出精度を高めることができる。
Therefore, when two waveforms are detected, if the detection time of the waveform on the far side corresponds to the detection time of the background waveform at the rotation angle, a part of the emitted laser light is detected It is estimated that the remainder is reflected by the background at a distance farther than the detected object. In this case, as the area occupied by the detection object on the short distance side in the cross section (hereinafter also referred to as spot cross section) perpendicular to the optical axis of the laser beam decreases, that is, as the detection object decreases, the waveform on the long distance side It changes so as to approach the waveform. For this reason, the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side can be measured based on the ratio between the waveform on the long distance side and the background waveform.
Accordingly, since the size of the detection object smaller than the spot cross section can be measured, the detection accuracy of the detection object can be increased.

請求項2の発明では、測定手段により、遠距離側の波形の振幅値と背景波形の振幅値との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。このように両波形の振幅値の比率に基づいて検出物体がスポット断面に占める面積比を演算することで、検出物体の大きさを容易に測定することができる。   According to the second aspect of the present invention, the size of the detected object detected according to the near-field waveform is measured by the measuring unit based on the ratio between the far-field waveform amplitude value and the background waveform amplitude value. Is done. Thus, by calculating the area ratio of the detected object to the spot cross section based on the ratio of the amplitude values of both waveforms, the size of the detected object can be easily measured.

請求項3の発明では、測定手段により、遠距離側の波形が所定の閾値以上となる状態の時間と背景波形が所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   In the invention of claim 3, the measuring means is used to measure the distance on the short distance side based on the ratio between the time when the waveform on the long distance side is equal to or greater than a predetermined threshold and the time when the background waveform is equal to or greater than the predetermined threshold. The size of the detected object detected according to the waveform is measured.

検出物体がスポット断面に占める面積が小さくなるほど、遠距離側の波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間は、背景波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間に近づくように変化する。このため、遠距離側の波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間と背景波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて検出物体がスポット断面に占める面積比を演算することで、検出物体の大きさを容易に測定することができる。   As the area occupied by the detected object in the spot cross section becomes smaller, the time during which the far-side waveform is greater than or equal to the predetermined threshold changes so as to approach the time during which the background waveform is greater than or equal to the predetermined threshold. Therefore, the area ratio of the detected object to the spot cross section is calculated based on the ratio between the time when the far-side waveform is above the predetermined threshold and the time when the background waveform is above the predetermined threshold. By doing so, the size of the detected object can be easily measured.

請求項4の発明では、測定手段により測定された検出物体の大きさが検出対象外である場合に、この検出物体の検出が無効手段により無効となるので、検出不要な大きさの物体の検出を防止することができる。   In the invention of claim 4, when the size of the detected object measured by the measuring means is outside the detection target, the detection of the detected object is invalidated by the invalid means. Can be prevented.

請求項5の発明では、検出対象となる検出物体の大きさは、距離測定手段により測定される距離に応じて設定されるため、例えば、遠距離での検出対象の大きさを近距離よりも大きく設定することで、所望の大きさの検出物体を検出するとともに、検出不要な大きさの物体の検出を確実に防止することができる。   In the invention of claim 5, since the size of the detection object to be detected is set according to the distance measured by the distance measuring means, for example, the size of the detection target at a long distance is set to be smaller than the short distance. By setting a large value, it is possible to detect a detection object having a desired size and reliably prevent detection of an object having a size that does not require detection.

請求項6の発明では、検出物体の一部により第1の回動角度にて2つの波形が検出され、この検出物体の残部により第1の回動角度から所定角度回動した間の全ての回動角度にて1つの波形が検出されるとき、1つの波形が検出される回動角度の数と、2つの波形の比率と、レーザ光の断面寸法とに基づいて、当該検出物体の回動方向に沿う長さ(以下、回動方向長さともいう)が測定される。   In the sixth aspect of the present invention, two waveforms are detected at the first rotation angle by a part of the detection object, and all of the waveforms during the predetermined rotation from the first rotation angle by the remaining part of the detection object are detected. When one waveform is detected at the rotation angle, the rotation of the detected object is determined based on the number of rotation angles at which one waveform is detected, the ratio of the two waveforms, and the cross-sectional dimension of the laser beam. A length along the moving direction (hereinafter, also referred to as a rotational direction length) is measured.

検出物体の回動方向長さがスポット断面の回動方向長さよりも十分に長い場合、検出物体の回動方向中央部(以下、全照射部ともいう)では、その回動角度におけるスポット断面の全てが照射される。また、検出物体の回動方向端部(以下、一部照射部ともいう)では、スポット断面の全てが照射される場合を除き、その回動角度におけるスポット断面の一部が照射されてその残部が背景等に照射される。そのため、全照射部に対応する回動角度では、背景波形が検出されることなく1つの波形が略同一の検出時間にてそれぞれ検出され、一部照射部位に対応する回動角度では、上述のように2つの波形が検出されることとなる。   When the rotation direction length of the detection object is sufficiently longer than the rotation direction length of the spot cross section, the center of the rotation direction of the detection object (hereinafter also referred to as all irradiation section) is the spot cross section at the rotation angle. All is irradiated. In addition, at the rotation direction end of the detection object (hereinafter also referred to as “partial irradiation unit”), a part of the spot cross section at the rotation angle is irradiated and the remaining part, except when the entire spot cross section is irradiated. Is irradiated on the background. Therefore, at the rotation angle corresponding to all irradiation parts, one waveform is detected at substantially the same detection time without detecting the background waveform, and at the rotation angle corresponding to a part of the irradiation part, Thus, two waveforms are detected.

このため、1つの波形が検出される回動角度の数(全照射部の数)により、検出物体のうち全照射部が占める回動方向長さが求められる。また、2つの波形の比率から算出される一部照射部がスポット断面に占める面積比と、このスポット断面の断面寸法とにより、検出物体のうち一部照射部が占める回動方向長さが求められる。その結果、これら全照射部が占める回動方向長さと一部照射部が占める回動方向長さとにより、検出物体の回動方向長さを正確に測定することができる。   For this reason, the length of the rotation direction occupied by all the irradiation parts in the detected object is obtained from the number of rotation angles (the number of all irradiation parts) from which one waveform is detected. Further, the rotation direction length occupied by the partial irradiation portion of the detected object is obtained from the area ratio of the partial irradiation portion calculated from the ratio of the two waveforms to the spot cross section and the cross sectional dimension of the spot cross section. It is done. As a result, the rotational direction length of the detection object can be accurately measured based on the rotational direction length occupied by all the irradiation units and the rotational direction length occupied by the partial irradiation units.

請求項7の発明では、断面寸法演算手段により、レーザ光の広がりに応じて測定距離でのスポット断面の断面寸法が演算されるので、予めレーザ光の広がりを把握することでその測定距離でのスポット断面の断面寸法を容易に演算することができる。   In the invention of claim 7, the cross-sectional dimension calculating means calculates the cross-sectional dimension of the spot cross section at the measurement distance in accordance with the spread of the laser beam. The cross-sectional dimension of the spot cross section can be easily calculated.

請求項8の発明では、測定手段により、複数の閾値のうちの2つ以上の閾値と遠距離側の波形とが交わる複数の面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1遠距離側面積と、上記2つ以上の閾値と背景波形とが交わる複数の面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1背景側面積と、の比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   In the invention of claim 8, the first area is an area of a polygonal region surrounded by a plurality of intersection points for area calculation where two or more of the plurality of threshold values and the waveform on the far side intersect by the measuring means. Based on the ratio between the long-distance area and the first background-side area, which is the area of a polygonal area surrounded by a plurality of area calculation intersections where the two or more threshold values and the background waveform intersect, the short distance The size of the detected object detected according to the waveform on the side is measured.

上述のような各面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域は、対応する波形の形状を反映した領域となる。特に、面積演算用交点の数が多いほど、すなわち、閾値の数が多いほど、対応する波形の形状が上記領域として反映されることとなる。このため、それぞれ領域の面積を第1遠距離側面積および第1背景側面積として算出しこれら両面積の比率を用いることで、遠距離側の波形と背景波形との比率を精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度を向上させることができる。   The polygonal area surrounded by the intersections for area calculation as described above is an area reflecting the shape of the corresponding waveform. In particular, the larger the number of area calculation intersections, that is, the greater the number of thresholds, the more the corresponding waveform shape is reflected as the region. Therefore, by calculating the area of each region as the first long-distance side area and the first background-side area and using the ratio of these two areas, the ratio of the long-distance side waveform and the background waveform can be accurately calculated, The measurement accuracy of the size of the detected object can be improved.

請求項9の発明では、測定手段により、第1遠距離側面積を構成する最小の閾値での2つの面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1遠距離側面積に加えた合計面積と、第1背景側面積を構成する最小の閾値での2つの面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1背景側面積に加えた合計面積と、の比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   In the invention of claim 9, by the measuring means, the two intersections for area calculation at the minimum threshold value constituting the first far-side area and the legs of the perpendicular line respectively dropped from the intersections for area calculation to the horizontal axis. From the total area obtained by adding the area of the enclosed rectangular area to the first far-side area, two area calculation intersections at the minimum threshold value constituting the first background-side area, and these two area calculation intersections Detected according to the waveform on the near distance side based on the ratio of the area of the quadrangular region surrounded by the legs of the perpendicular line respectively drawn on the horizontal axis to the total area of the first background side area The size of the detected object is measured.

請求項8の発明に対して、最小の閾値での2つの面積演算用交点と上記垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積をさらに加えた合計面積の比率を用いるので、上記多角形状の領域に上記四角形状の領域を加えた領域は、上記多角形状の領域のみと比較して、対応する波形の形状をより反映した領域となる。このため、それぞれの合計面積の比率を用いることで、遠距離側の波形と背景波形との比率をより精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度をより向上させることができる。   In the invention according to claim 8, since the ratio of the total area obtained by further adding the area of the quadrangular region surrounded by the two intersection points for area calculation with the minimum threshold and the leg of the perpendicular line is used, the polygonal shape The area obtained by adding the rectangular area to this area is an area reflecting the shape of the corresponding waveform more than the polygonal area alone. For this reason, by using the ratio of the respective total areas, the ratio between the waveform on the far side and the background waveform can be calculated with higher accuracy, and the measurement accuracy of the size of the detected object can be further improved.

請求項10の発明では、測定手段にて、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離との距離差が、他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点を除いて、第1遠距離側面積および第1背景側面積が演算される。   In the invention of claim 10, the measurement means uses a distance difference between two intersections at which the predetermined threshold intersects the waveform on the long distance side and a determination distance with the same threshold and light amount as other thresholds. The first far-side area and the first background-side area are calculated except for the intersection for area calculation that becomes larger than the distance difference between the first distance side area and the first background side area.

通常の受光波形であれば、その受光波形と所定の閾値とが交わる2つの交点間の距離が、同じ閾値および光量でほぼ一定となることが想定される。すなわち、判定用距離との距離差が他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点は、受光波形に含まれる異常な成分と閾値との交点である可能性が高いことが想定される。このため、上述のような面積演算用交点を除いて第1遠距離側面積および第1背景側面積を演算することで、遠距離側の波形と背景波形との比率をさらに精度良く算出して、検出物体の大きさの測定精度を確実に向上させることができる。   In the case of a normal light reception waveform, it is assumed that the distance between two intersections where the light reception waveform intersects with a predetermined threshold value is substantially constant with the same threshold value and light amount. That is, it is assumed that the area calculation intersection where the distance difference from the determination distance is larger than the distance difference at other thresholds is likely to be an intersection between the abnormal component included in the received light waveform and the threshold. The For this reason, by calculating the first long-distance side area and the first background-side area excluding the area calculation intersection as described above, the ratio of the long-distance side waveform and the background waveform can be calculated more accurately. Therefore, the measurement accuracy of the size of the detected object can be improved with certainty.

請求項11の発明では、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、測定手段により、第1遠距離側面積は、当該1つの閾値での交点間を結ぶ線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の閾値に対応する判定用距離を全長とする線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域の面積に基づいて演算される。   In the invention of claim 11, when the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far side and the determination threshold with the same threshold and the same amount of light are considered to be equal to each other, The first distant side area by the measuring means is a line segment connecting the intersections at the one threshold value, and a determination distance corresponding to another threshold value with the same light amount as the light amount at the one threshold value. The calculation is based on the area of the trapezoidal region having one of the two line segments as the upper base and the other as the lower base.

ノイズなどの影響により遠距離側の波形が乱れると、複数の閾値を設定している場合でも、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つだけであり、他の閾値では判定用距離との距離差が大きくなる場合がある。この場合、2つの面積演算用交点だけでは、遠距離側の波形の形状が反映される多角形状の領域を想定することができない。   If the waveform on the far side is disturbed due to the influence of noise or the like, even if multiple thresholds are set, the distance between two intersections where the predetermined threshold crosses the waveform on the far side is the same threshold and light amount. There is only one threshold that is considered to match the determination distance, and there may be a large difference in distance from the determination distance for other threshold values. In this case, a polygonal region in which the shape of the waveform on the far side is reflected cannot be assumed with only two intersection points for area calculation.

そこで、判定用距離と一致するとみなされる1つの閾値での交点間距離を基準として、他の閾値に対応する判定用距離からこの他の閾値での交点間距離を推定する。そして、このように推定した交点間距離を全長とする線分と、基準となる当該1つの閾値での交点間を結ぶ線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域に基づいて、第1遠距離側面積を演算する。このように他の閾値での交点間距離を推定することで、ノイズなどの影響により遠距離側の波形が乱れた場合であっても、第1遠距離側面積を演算することができる。   Therefore, the distance between intersections at the other threshold is estimated from the distance for determination corresponding to the other threshold, with the distance between the intersections at one threshold considered to be the same as the determination distance. Then, one of the two line segments of the line segment having the total distance between the intersection points estimated in this way and the line segment connecting the intersection points at the one threshold value as the reference is the upper base, and the other is the lower base. The first far-side area is calculated based on the trapezoidal area. Thus, by estimating the distance between the intersections at other threshold values, the first far-side area can be calculated even when the far-side waveform is disturbed due to the influence of noise or the like.

請求項12の発明では、測定手段により、複数の閾値のうちの2つの閾値と遠距離側の波形とが交わる4つの面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2遠距離側面積と、2つの閾値と背景波形とが交わる4つの面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2背景側面積と、の比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   In a twelfth aspect of the present invention, the measuring means causes the straight line connecting the two near-field sides and the long-distance side among the four area calculation intersections where the two threshold values of the plurality of threshold values and the waveform on the long-distance side intersect. The two long-distance-side areas, which are the areas of the triangular region surrounded by the two straight lines connecting the two, and the horizontal axis, and four area calculation intersections where the two threshold values and the background waveform intersect Of these, the ratio between the two straight lines connecting the two on the short distance side and the straight line connecting the two on the long distance side and the second background side area which is the area of the triangular area surrounded by the horizontal axis Based on this, the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured.

上述のような三角形状の領域は、対応する波形の形状を反映した領域となる。特に、少なくとも2つの閾値を設定するだけで、対応する波形の形状を反映した領域が区画されることとなる。このため、それぞれ領域の面積を第2遠距離側面積および第2背景側面積として算出しこれら両面積の比率を用いることで、遠距離側の波形と背景波形との比率を精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度を向上させることができる。   The triangular area as described above is an area reflecting the shape of the corresponding waveform. In particular, only by setting at least two threshold values, a region reflecting the corresponding waveform shape is partitioned. For this reason, the area of each region is calculated as the second long-distance side area and the second background-side area, and by using the ratio of these two areas, the ratio of the long-distance side waveform and the background waveform can be accurately calculated, The measurement accuracy of the size of the detected object can be improved.

請求項13の発明では、測定手段にて、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と同じ閾値および光量での判定用距離との距離差が、他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点を除いて、第2遠距離側面積および第2背景側面積が演算される。   In the invention of claim 13, in the measurement means, the difference between the predetermined threshold and the distance for determination with the same amount of light as the distance between two intersections intersecting the waveform on the far side is the other threshold. The second far-side area and the second background-side area are calculated except for the area calculation intersection that is larger than the distance difference.

通常の受光波形であれば、その波形と所定の閾値とが交わる2つの交点間の距離が、同じ閾値および光量でほぼ一定となることが想定される。すなわち、判定用距離との距離差が他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点は、受光波形に含まれる異常な成分と閾値との交点である可能性が高いことが想定される。このため、上述のような面積演算用交点を除いて第2遠距離側面積および第2背景側面積を演算することで、遠距離側の波形と背景波形との比率をさらに精度良く算出して、検出物体の大きさの測定精度を確実に向上させることができる。   In the case of a normal light receiving waveform, it is assumed that the distance between two intersections where the waveform intersects with a predetermined threshold value is substantially constant with the same threshold value and light amount. That is, it is assumed that the area calculation intersection where the distance difference from the determination distance is larger than the distance difference at other thresholds is likely to be an intersection between the abnormal component included in the received light waveform and the threshold. The For this reason, by calculating the second long-distance side area and the second background-side area except for the area calculation intersection as described above, the ratio between the long-distance side waveform and the background waveform can be calculated more accurately. Therefore, the measurement accuracy of the size of the detected object can be improved with certainty.

請求項14の発明では、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、測定手段により、第2遠距離側面積は、当該1つの閾値での交点間を結ぶ第1の線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の1つの閾値に対応する判定用距離を全長とし上記第1の線分と垂直二等分線が一致する第2の線分と、の双方の端点を通過し前記横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域の面積に基づいて演算される。   In the invention of claim 14, when the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far side and the determination threshold with the same threshold and the same amount of light are considered to be equal to each other, According to the measurement means, the second long-distance side area corresponds to the first line segment connecting the intersections at the one threshold value and the same light quantity as the one threshold value and the other one threshold value. An area composed of an isosceles triangle that passes through both end points of the first line segment and the second line segment whose vertical bisector line coincides with the determination distance as a full length. Calculated based on area.

ノイズなどの影響により遠距離側の波形が乱れると、複数の閾値を設定している場合でも、所定の閾値が遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つだけであり、他の閾値では判定用距離との距離差が大きくなる場合がある。この場合、2つの面積演算用交点だけでは、遠距離側の波形の形状が反映される三角形状の領域を想定することができない。   If the waveform on the far side is disturbed due to the influence of noise or the like, even if multiple thresholds are set, the distance between two intersections where the predetermined threshold crosses the waveform on the far side is the same threshold and light amount. There is only one threshold that is considered to match the determination distance, and there may be a large difference in distance from the determination distance for other threshold values. In this case, it is not possible to assume a triangular area in which the shape of the waveform on the long-distance side is reflected only with the two intersection points for area calculation.

そこで、判定用距離と一致するとみなされる1つの閾値での交点間距離を基準として、他の閾値に対応する判定用距離からこの他の閾値での交点間距離を推定する。このとき、上記第1の線分と第2の線分の双方の端点を通過し横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域は、対応する波形の形状を反映した領域となるので、この領域の面積に基づいて第2遠距離側面積を演算する。このように他の閾値での交点間距離を推定することで、ノイズなどの影響により遠距離側の波形が乱れた場合であっても、第2遠距離側面積を演算することができる。   Therefore, the distance between intersections at the other threshold is estimated from the distance for determination corresponding to the other threshold, with the distance between the intersections at one threshold considered to be the same as the determination distance. At this time, an area composed of an isosceles triangle passing through the end points of both the first line segment and the second line segment and having the horizontal axis as the base is a region reflecting the shape of the corresponding waveform. The second far side area is calculated based on the area of the region. In this way, by estimating the distance between the intersections at other threshold values, the second far-side area can be calculated even when the far-side waveform is disturbed due to the influence of noise or the like.

本第1実施形態に係るレーザレーダ装置を概略的に例示する断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device according to a first embodiment. 2つの受光波形が検出される状況を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the condition where two light reception waveforms are detected. 図3(A)は、検出物体および背景が検出される状態を例示する波形図であり、図3(B)は、背景のみが検出される状態を例示する波形図である。FIG. 3A is a waveform diagram illustrating a state in which the detection object and the background are detected, and FIG. 3B is a waveform diagram illustrating a state in which only the background is detected. 第1実施形態に係る制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。6 is a part of a flowchart illustrating the flow of detection processing in the control circuit according to the first embodiment. 第1実施形態に係る制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。6 is a part of a flowchart illustrating the flow of detection processing in the control circuit according to the first embodiment. 第1実施形態に係る制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。6 is a part of a flowchart illustrating the flow of detection processing in the control circuit according to the first embodiment. 図7(A)〜(D)は、各スポット断面において検出物体にてレーザ光が反射される領域と背景にてレーザ光が反射される領域とを例示する説明図である。FIGS. 7A to 7D are explanatory views illustrating regions where the laser beam is reflected by the detection object and regions where the laser beam is reflected by the background in each spot cross section. 図8(A)〜(C)は、各スポット断面において検出物体にてレーザ光が反射される領域と背景にてレーザ光が反射される領域とを例示する説明図である。FIGS. 8A to 8C are explanatory views illustrating regions where the laser beam is reflected by the detection object and regions where the laser beam is reflected by the background in each spot cross section. 図9(A),(B)は、各スポット断面において検出物体にてレーザ光が反射される領域と背景にてレーザ光が反射される領域とを例示する説明図である。FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams illustrating regions where the laser beam is reflected by the detection object and regions where the laser beam is reflected by the background in each spot cross section. 第2実施形態に係る制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。It is a part of flowchart which illustrates the flow of the detection process in the control circuit which concerns on 2nd Embodiment. 第1遠距離側面積および第1背景側面積を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a 1st long distance side area and a 1st background side area. 光量と判定用距離との関係を閾値毎に示す光量−判定用距離マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the light quantity-determination distance map which shows the relationship between a light quantity and the distance for determination for every threshold value. ノイズ等が含まれる波形と閾値とが交わる面積演算用交点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the intersection for area calculation where the waveform containing a noise etc. and a threshold value cross. 他の波形が重なった波形と閾値とが交わる面積演算用交点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the intersection for area calculation where the waveform which the other waveform overlapped, and the threshold value cross. 交点間距離と判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つもない波形を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the waveform which has no threshold value considered that the distance between intersections and the distance for determination correspond. 交点間距離と判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つもない波形を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the waveform which has no threshold value considered that the distance between intersections and the distance for determination correspond. 第3実施形態に係る制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。It is a part of flowchart which illustrates the flow of the detection process in the control circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第2遠距離側面積および第2背景側面積を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a 2nd long distance side area and a 2nd background side area. ノイズ等が含まれる波形と閾値とが交わる状態での第1の線分および第2の線分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st line segment and the 2nd line segment in the state in which the waveform containing noise etc. and the threshold value cross.

[第1実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第1実施形態について図を参照して説明する。
図1に示すように、レーザレーダ装置1は、レーザダイオード10と、検出物体からの反射光L3を受光するフォトダイオード20と、レーザダイオード10およびフォトダイオード20を制御する制御回路70とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。レーザダイオード10は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路70の制御により図略のレーザ駆動回路からパルス電流を供給されてパルスレーザ光(レーザ光L0)を投光するものである。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which the laser radar device of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the laser radar device 1 includes a laser diode 10, a photodiode 20 that receives reflected light L3 from a detection object, and a control circuit 70 that controls the laser diode 10 and the photodiode 20. It is configured as a device that detects the distance and direction to a detection object. The laser diode 10 corresponds to an example of “laser light generation means”, and is supplied with a pulse current from a laser drive circuit (not shown) under the control of the control circuit 70 to project pulsed laser light (laser light L0). To do.

フォトダイオード20は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード10からレーザ光L0が発生したときに、このレーザ光L0が検出物体によって反射した反射光L3等を検出し受光信号に変換して制御回路70に出力する構成をなしている。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが取り込まれる構成となっており、図1の例では、符号L3で示す2つのライン間の領域の反射光が取り込まれるようになっている。   The photodiode 20 corresponds to an example of “light detection means”, and when the laser light L0 is generated from the laser diode 10, the laser light L0 detects the reflected light L3 reflected by the detection object and receives the light. The signal is converted into a signal and output to the control circuit 70. In addition, about the reflected light from a detection object, the thing of a predetermined area | region is taken in, and in the example of FIG. 1, the reflected light of the area | region between two lines shown with the code | symbol L3 is taken in. .

また、レーザ光L0の光軸上にはレンズ60及びミラー30が設けられている。レンズ60は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード10からのレーザ光L0を略平行光に変換する。   A lens 60 and a mirror 30 are provided on the optical axis of the laser beam L0. The lens 60 is configured as a collimating lens, and converts the laser light L0 from the laser diode 10 into substantially parallel light.

ミラー30は、レーザダイオード10からのレーザ光L0の透過と、検出物体側からの反射光L3の反射を実現するものである。具体的には、レーザ光L0の光軸に対し所定角度で傾斜してなる反射面31を有するとともに、反射面31と交差する方向の貫通路32を備えている。本構成では、レーザ光L0の光軸と反射光L3の光軸とを一致させる構成としており、ミラー30は、共通の光軸上に配されて貫通路32を介してレーザ光L0を通過させる一方、反射面31により反射光L3をフォトダイオード20に向けて反射する構成をなしている。   The mirror 30 realizes the transmission of the laser light L0 from the laser diode 10 and the reflection of the reflected light L3 from the detection object side. Specifically, it has a reflection surface 31 that is inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the laser beam L0, and a through path 32 that intersects the reflection surface 31. In this configuration, the optical axis of the laser light L0 and the optical axis of the reflected light L3 are made to coincide with each other, and the mirror 30 is arranged on the common optical axis and allows the laser light L0 to pass through the through path 32. On the other hand, the reflection surface 31 reflects the reflected light L3 toward the photodiode 20.

なお、上述したように、レーザダイオード10から貫通路32までのレーザ光L0の光路上に、レーザ光L0を略平行光に変換するレンズ60が設けられているが、このレンズ60は、貫通路32においてほぼすべての光を通過させる略平行光を発生させる形態とすると良い。逆に、貫通路32に着目した場合、当該貫通路32は、レンズ60によって略平行光とされたレーザ光L0のほぼすべての光を通過させるサイズとすると良い。   As described above, the lens 60 for converting the laser light L0 into substantially parallel light is provided on the optical path of the laser light L0 from the laser diode 10 to the through path 32. It is preferable to generate substantially parallel light that allows almost all of the light to pass through at 32. Conversely, when paying attention to the through path 32, the through path 32 may be sized to pass almost all the light of the laser beam L 0 that has been made substantially parallel by the lens 60.

また、ミラー30を通過するレーザ光L0の光軸上には、回動偏向機構40が設けられている。この回動偏向機構40は、レーザ光L0の光軸方向に延びる中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、この中心軸上に焦点位置が設定される凹面鏡41によってレーザ光L0を空間に向けて反射させ且つ反射光L3をミラーに向けて偏向させている。なお、回動偏向機構40および凹面鏡41は、特許請求の範囲に記載の「回動偏向手段」および「偏向手段」の一例に相当する。   A rotation deflection mechanism 40 is provided on the optical axis of the laser light L0 that passes through the mirror 30. The rotation deflection mechanism 40 is disposed so as to be rotatable about a central axis extending in the optical axis direction of the laser light L0, and the laser beam L0 is emitted by a concave mirror 41 whose focal position is set on the central axis. The light is reflected toward the space and the reflected light L3 is deflected toward the mirror. The rotation deflection mechanism 40 and the concave mirror 41 correspond to an example of “rotation deflection means” and “deflection means” recited in the claims.

さらに、回動偏向機構40を回転駆動するモータ50が設けられている。このモータ50は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸42を回転させることで、軸42と連結された回動可能な凹面鏡41を回転駆動する構成となっている。モータ50は、ここではステップモータによって構成されている。ステップモータは、種々のものを利用でき、1ステップ毎の角度が小さいものを使用すれば、緻密な回動が可能となる。また、モータ50としてステップモータ以外の駆動手段を用いてもよい。例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、凹面鏡41が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。なお、本第1実施形態では、図1に示すように、モータ50の軸42の回転角度、即ち凹面鏡41の回転角度を検出する回転角度センサ52が設けられており、この回転角度センサ52は、凹面鏡41の回転角度に対応する角度信号、すなわち、レーザ光の出射方向に対応する角度信号を制御回路70に出力する。当該回転角度センサ52は、ロータリーエンコーダなど、軸42の回転角度を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用でき、また、検出対象となるモータ50の種類も特に限定されず、様々な種類のものに適用できる。   Further, a motor 50 that rotationally drives the rotation deflection mechanism 40 is provided. The motor 50 corresponds to an example of “driving means”, and is configured to rotate and drive a rotatable concave mirror 41 connected to the shaft 42 by rotating the shaft 42. Here, the motor 50 is constituted by a step motor. Various step motors can be used. If a step motor having a small angle for each step is used, precise rotation is possible. Further, driving means other than the step motor may be used as the motor 50. For example, a servo motor or the like may be used, or a pulsed laser beam may be output in synchronism with the timing when the concave mirror 41 faces the direction in which the distance measurement is desired, and a desired direction can be detected. Good. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a rotation angle sensor 52 that detects the rotation angle of the shaft 42 of the motor 50, that is, the rotation angle of the concave mirror 41, is provided. Then, an angle signal corresponding to the rotation angle of the concave mirror 41, that is, an angle signal corresponding to the laser beam emission direction is output to the control circuit 70. As the rotation angle sensor 52, various types such as a rotary encoder that can detect the rotation angle of the shaft 42 can be used, and the type of the motor 50 to be detected is not particularly limited. Applicable to various types.

また、本第1実施形態では、レーザダイオード10、フォトダイオード20、ミラー30、レンズ60、回動偏向機構40、モータ50や制御回路70等がケース3内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース3における凹面鏡41の周囲には、当該凹面鏡41を取り囲むようにレーザ光L0及び反射光L3の通過を可能とする導光部4が形成されている。導光部4は、凹面鏡41に入光するレーザ光L0の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ360°に亘って構成されており、この導光部4を閉塞する形態でレーザ光が透過可能なガラス板等からなる窓部5が配され、防塵が図られている。   In the first embodiment, the laser diode 10, the photodiode 20, the mirror 30, the lens 60, the rotation deflection mechanism 40, the motor 50, the control circuit 70, and the like are accommodated in the case 3, and dust protection and impact protection are achieved. It has been. Around the concave mirror 41 in the case 3, a light guide portion 4 is formed so as to allow the laser light L 0 and the reflected light L 3 to pass therethrough so as to surround the concave mirror 41. The light guide 4 is formed in an annular shape centering on the optical axis of the laser light L0 incident on the concave mirror 41, and is formed over approximately 360 °. The window part 5 which consists of a permeable glass plate etc. is arranged, and dust prevention is achieved.

窓部5は、凹面鏡41に入光するレーザ光L0の光軸と直交する仮想平面に対し全周にわたり傾斜した構成となっている。即ち、凹面鏡41から空間に向かうレーザ光L0に対して板面が傾斜した構成をなしている。従って、凹面鏡41から空間に向かうレーザ光L0が窓部5にて反射してもノイズ光となりにくくなっている。   The window portion 5 is configured to be inclined over the entire circumference with respect to a virtual plane orthogonal to the optical axis of the laser beam L0 entering the concave mirror 41. In other words, the plate surface is inclined with respect to the laser beam L0 from the concave mirror 41 toward the space. Therefore, even if the laser beam L0 traveling from the concave mirror 41 toward the space is reflected by the window portion 5, it is difficult to become noise light.

制御回路70は、例えば、マイコンやメモリ(ROM、RAM、EEPROM等)等から構成されており、上述したレーザダイオード10およびフォトダイオード20等を制御することで、検出物体までの距離や方向を検出する検出処理を所定のコンピュータプログラムにより実行する機能を有するものである。   The control circuit 70 is composed of, for example, a microcomputer and a memory (ROM, RAM, EEPROM, etc.), and detects the distance and direction to the detection object by controlling the laser diode 10 and the photodiode 20 described above. It has a function to execute the detection process to be executed by a predetermined computer program.

次に、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1の制御回路70における検出処理について説明する。この検出処理では、検出すべき大きさの検出物体を検出するために、フォトダイオード20から入力される受光信号に基づいて、検出物体の回動方向に沿う長さ(以下、回動方向長さともいう)が測定される。まず、この測定方法について、図2および図3を用いて説明する。   Next, the detection process in the control circuit 70 of the laser radar apparatus 1 according to the first embodiment will be described. In this detection process, in order to detect a detection object having a size to be detected, a length along the rotation direction of the detection object (hereinafter referred to as the rotation direction length) is based on the light reception signal input from the photodiode 20. Is also measured). First, this measurement method will be described with reference to FIGS.

検出物体までの距離や方向を検出するため、モータ50の回転駆動により凹面鏡41が所定角度回動してレーザ光の出射方向が所定角度変化する際に、回転角度センサ52からの角度信号に応じて演算される凹面鏡41の回動角度(以下、単に回動角度ともいう)毎に、フォトダイオード20から受光信号が制御回路70に入力される。ここで、所定の回動角度において入力される受光信号により検出される受光波形が前回の同一回動角度において検出された受光波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出されると、この受光波形(以下、背景波形ともいう)は、常にその場所に位置する壁などの物体(以下、背景ともいう)からの反射光によるものと推定できる。   In order to detect the distance and direction to the detection object, when the concave mirror 41 is rotated by a predetermined angle by the rotational drive of the motor 50 and the emission direction of the laser light is changed by the predetermined angle, the angle signal from the rotation angle sensor 52 is changed. The received light signal is input from the photodiode 20 to the control circuit 70 at every rotation angle of the concave mirror 41 (hereinafter, also simply referred to as a rotation angle). Here, when a detection state in which a light reception waveform detected by a light reception signal input at a predetermined rotation angle is considered to coincide with a light reception waveform detected at the same previous rotation angle is continuously detected, It can be estimated that the received light waveform (hereinafter also referred to as background waveform) is due to reflected light from an object such as a wall (hereinafter also referred to as background) that is always located at that location.

また、図2に例示するように、出射されたレーザ光の一部L0aが検出物体Saにて反射され、そのレーザ光の残部L0bが出射方向後方の背景Sbにて反射される場合には、図3(A)に例示するように、受光信号に2つの受光波形が含まれることとなる。そのため、図3(A),(B)に例示するように、2つの受光波形が検出されるときに遠距離側の受光波形の検出時間Tfがその回動角度における背景波形の検出時間Toに相当する場合には、出射されたレーザ光は、その一部が検出物体にて反射され、その残部が検出物体よりも遠距離にある背景にて反射されたことが推定される。この場合、近距離側である検出物体(検出時間Tn)がレーザ光の光軸に直交する断面(以下、スポット断面ともいう)に占める面積が小さくなるほど、すなわち検出物体が小さくなるほど、遠距離側の受光波形は、背景波形に近づくように変化する。このため、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体の大きさ(回動方向長さ)を測定することができる。なお、図2では、説明の便宜上、レーザ光L0a,L0b等を拡大して図示している。   In addition, as illustrated in FIG. 2, when a part L0a of the emitted laser light is reflected by the detection object Sa and the remaining part L0b of the laser light is reflected by the background Sb behind the emission direction, As illustrated in FIG. 3A, the light reception signal includes two light reception waveforms. Therefore, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, when two received light waveforms are detected, the detection time Tf of the far-field received light waveform becomes the detection time To of the background waveform at the rotation angle. In a corresponding case, it is estimated that a part of the emitted laser light is reflected by the detection object and the remaining part is reflected by the background at a distance farther than the detection object. In this case, the detection object on the short distance side (detection time Tn) occupies the cross section orthogonal to the optical axis of the laser beam (hereinafter also referred to as spot cross section), that is, the detection object becomes smaller, the smaller the detection object, The received light waveform changes so as to approach the background waveform. Therefore, based on the ratio between the amplitude value Hf of the light receiving waveform on the long distance side and the amplitude value Ho of the background waveform, the size of the detected object (length in the rotation direction) detected according to the light receiving waveform on the short distance side ) Can be measured. In FIG. 2, for convenience of explanation, the laser beams L0a, L0b, etc. are shown enlarged.

以下、検出処理の具体的な流れについて図4〜図6のフローチャートを用いて説明する。
まず、図4のステップS101において、レーザ発光処理がなされる。この処理では、タイミング信号発生部にて生成された発光トリガに応じた所定のパルス幅の発光信号がレーザ駆動回路に出力される。これにより、レーザ駆動回路に駆動制御されて、レーザダイオード10から上記所定のパルス幅に応じた時間間隔のパルスレーザ光(レーザ光L0)が出力される。このレーザ光L0は、ある程度の広がり角をもった拡散光として投光され、レンズ60を通過することで略平行光に変換される。レンズ60を通過したレーザ光L0は、ミラー30に形成された貫通路32を通過して凹面鏡41に入射し、この凹面鏡41にて略平行光として反射され空間に向けて照射される。
Hereinafter, a specific flow of the detection process will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, in step S101 of FIG. 4, a laser emission process is performed. In this process, a light emission signal having a predetermined pulse width corresponding to the light emission trigger generated by the timing signal generator is output to the laser drive circuit. As a result, the laser driving circuit controls the driving, and the laser diode 10 outputs a pulsed laser beam (laser beam L0) at a time interval corresponding to the predetermined pulse width. The laser light L0 is projected as diffused light having a certain spread angle, and is converted into substantially parallel light by passing through the lens 60. The laser light L0 that has passed through the lens 60 passes through the through path 32 formed in the mirror 30, enters the concave mirror 41, is reflected as substantially parallel light by the concave mirror 41, and is irradiated toward the space.

次に、ステップS103において、レーザ受光処理がなされる。レーザ光L0が検出物体等によって反射光として反射された場合には、この反射光は、凹面鏡41にて集光されてミラー30を介してフォトダイオード20へ向けて反射される。これにより、上記レーザ受光処理では、フォトダイオード20から反射光の受光に応じた受光信号が制御回路70に入力される。   Next, in step S103, a laser light receiving process is performed. When the laser light L0 is reflected as reflected light by a detection object or the like, the reflected light is collected by the concave mirror 41 and reflected toward the photodiode 20 via the mirror 30. Thus, in the laser light receiving process, a light reception signal corresponding to the reception of the reflected light is input from the photodiode 20 to the control circuit 70.

続いて、ステップS105にて記憶処理がなされて、フォトダイオード20からの受光信号がその回動角度とともにメモリ等に記憶される。そして、ステップS107にて回転角度センサ52から入力される角度信号に基づいてレーザ光の出射方向が一周したか否かについて判定される。ここで、レーザ光の出射方向が一周していなければ(S107でNo)、ステップS109にて回動処理がなされて、モータ50が1ステップ分だけ回転駆動する。これにより、凹面鏡41が単位角度回動してレーザ光の出射方向が単位角度変化する。そして、レーザ光の出射方向が一周するまで、上記ステップS101からの処理が繰り返される。   Subsequently, a storage process is performed in step S105, and a light reception signal from the photodiode 20 is stored in a memory or the like together with the rotation angle. In step S107, based on the angle signal input from the rotation angle sensor 52, it is determined whether or not the emission direction of the laser light has made one round. If the laser light emission direction does not go around (No in S107), a rotation process is performed in Step S109, and the motor 50 is driven to rotate by one step. As a result, the concave mirror 41 rotates by a unit angle, and the laser beam emission direction changes by a unit angle. And the process from said step S101 is repeated until the emission direction of a laser beam makes one round.

そして、レーザ光の出射方向が一周して、この一周分における各受光信号がメモリ等に記憶されると(S107でYes)、ステップS111において、受光信号抽出処理がなされる。この処理では、基準となる回動角度から一周する回動角度までの各受光信号が当該処理を実施するごとに順に1つずつ抽出される。   Then, when the laser light emission direction makes a round and each light reception signal for this round is stored in a memory or the like (Yes in S107), a light reception signal extraction process is performed in step S111. In this process, each received light signal from the reference rotation angle to the rotation angle that makes a round is extracted one by one every time the process is performed.

次に、ステップS113にて、抽出された回動角度での受光信号に受光波形が含まれるか否かについて判定される。ここで、受光信号が所定の閾値を超えない場合には受光波形が含まれないとして(S113でNo)、ステップS115にて、現段階で抽出された回動角度よりもモータ50の1ステップ分だけ逆回動方向の回動角度(以下、前抽出回動角度ともいう)での受光信号に背景波形と異なる受光波形が含まれたか否かについて判定される。そして、前抽出回動角度での受光信号に背景波形と異なる受光波形が含まれていなければ(S115でNo)、ステップS117にて一周全ての受光信号が抽出されたか否かについて判定され、一周全ての受光信号が抽出されるまで、Noと判定されて上記ステップS111からの処理が繰り返される。   Next, in step S113, it is determined whether or not a light reception waveform is included in the light reception signal at the extracted rotation angle. Here, if the received light signal does not exceed the predetermined threshold value, the received light waveform is not included (No in S113), and in step S115, one step of the motor 50 is performed with respect to the rotation angle extracted at the current stage. It is determined whether or not the received light signal at the rotation angle in the reverse rotation direction (hereinafter also referred to as the pre-extraction rotation angle) includes a light reception waveform different from the background waveform. If the light reception signal at the pre-extraction rotation angle does not include a light reception waveform different from the background waveform (No in S115), it is determined in step S117 whether or not all light reception signals have been extracted in one round. Until all the received light signals are extracted, it is determined No and the processing from step S111 is repeated.

ここで、ステップS113において、抽出された回動角度での受光信号が所定の閾値以上になることから受光信号に受光波形が含まれると判定されると(S113でYes)、図5のステップS119にて受光信号に含まれる受光波形が1つのみか否かについて判定される。そして、検出物体または背景からの反射光のみを受光したことから受光信号に含まれる受光波形が1つのみの場合には、S119にてYesと判定される。   Here, if it is determined in step S113 that the received light signal at the extracted rotation angle is equal to or greater than a predetermined threshold value, the received light signal includes a received light waveform (Yes in S113), step S119 in FIG. It is determined whether or not there is only one light reception waveform included in the light reception signal. Then, since only the reflected light from the detection object or the background is received, when there is only one light reception waveform included in the light reception signal, it is determined Yes in S119.

続いて、ステップS121にてこの受光波形が前回の同一回動角度において検出された受光波形に一致するとみなされるか否かについて判定される。ここで、受光波形の検出時間や振幅値が前回のものと異なることから両波形が一致するとみなされない場合には、検出物体からの反射光を検出したとして、ステップS121にてNoと判定される。そして、ステップS123にて検出時間記憶処理がなされて、上記受光波形の検出時間がその回動角度とともにメモリに記憶されると、上記ステップS117における判定処理がなされる。   Subsequently, in step S121, it is determined whether or not this light reception waveform is considered to coincide with the light reception waveform detected at the previous same rotation angle. Here, when the detection time and amplitude value of the received light waveform are different from the previous ones and it is not considered that the two waveforms match, it is determined that the reflected light from the detected object has been detected, and No is determined in step S121. . When the detection time storage process is performed in step S123 and the detection time of the received light waveform is stored in the memory together with the rotation angle, the determination process in step S117 is performed.

一方、ステップS121において、受光波形が前回の同一回動角度において検出された受光波形に一致するとみなされる場合には(S121でYes)、ステップS125にてこの受光波形が背景波形であるか否かについて判定される。ここで、抽出された受光波形が、その回動角度において前回検出された受光波形に一致するとみなされる状態が継続する場合には、背景波形であるとしてステップS125にてYesと判定される。そして、ステップS127にて背景波形設定処理がなされ、抽出された受光波形が背景波形として設定されてメモリに記憶される。このように背景波形が設定されるか、ステップS125にてNoと判定されると、上記ステップS115における判定処理がなされる。なお、上記背景波形設定処理では、現段階における波形が新たな背景波形として設定されるが、これに限らず、例えば、現段階における波形と前回以前での背景波形とを平均化することで新たな背景波形が設定されてもよい。また、ステップS127を実行する制御回路70は、特許請求の範囲に記載の「設定手段」の一例に相当し得る。   On the other hand, if it is determined in step S121 that the light reception waveform matches the light reception waveform detected at the previous rotation angle (Yes in S121), whether or not the light reception waveform is a background waveform in step S125. Is determined. Here, if the extracted received light waveform continues to be regarded as being coincident with the previously detected light received waveform at the rotation angle, the background waveform is determined as Yes in step S125. In step S127, a background waveform setting process is performed, and the extracted received light waveform is set as a background waveform and stored in the memory. If the background waveform is set in this way or if it is determined No in step S125, the determination process in step S115 is performed. In the background waveform setting process, the waveform at the current stage is set as a new background waveform. However, the present invention is not limited to this. For example, a new waveform is obtained by averaging the waveform at the current stage and the background waveform before the previous time. A simple background waveform may be set. Further, the control circuit 70 that executes step S127 may correspond to an example of a “setting unit” described in the claims.

また、上述したステップS119において、受光信号に含まれる受光波形が2つの場合には、図2に例示したように出射されたレーザ光の一部が検出物体にて反射されその残部が出射方向後方の物体にて反射される場合が推定されて、Noと判定される。そして、ステップS129において、各受光波形のうち遠距離側の受光波形が背景波形であるか否かについて判定される。ここで、図3(A)に例示するように、遠距離側の受光波形の検出時間Tfがその回動角度における背景波形の検出時間Toに相当する場合には(S129でYes)、上述したように、近距離側の受光波形は検出物体からの反射光によるものと推定できる。この場合、ステップS131にて検出時間記憶処理がなされて、上記受光波形における近距離側の検出時間Tnがその回動角度とともにメモリに記憶されると、上記ステップS117における判定処理がなされる。一方、受光信号に含まれる2つの受光波形のうち遠距離側が背景波形と推定されない場合には、ステップS129にてNoと判定されて、上記ステップS117における判定処理がなされる。   In the above-described step S119, when there are two light receiving waveforms included in the light receiving signal, a part of the emitted laser light is reflected by the detection object as illustrated in FIG. The case of being reflected by the object is estimated and determined as No. In step S129, it is determined whether or not the far-side received light waveform among the received light waveforms is the background waveform. Here, as illustrated in FIG. 3A, when the detection time Tf of the light reception waveform on the long distance side corresponds to the detection time To of the background waveform at the rotation angle (Yes in S129), the above-described operation is performed. Thus, it can be estimated that the light reception waveform on the short distance side is due to the reflected light from the detection object. In this case, when the detection time storage process is performed in step S131 and the detection time Tn on the short distance side in the light reception waveform is stored in the memory together with the rotation angle, the determination process in step S117 is performed. On the other hand, if the far side of the two received light waveforms included in the received light signal is not estimated as the background waveform, it is determined No in step S129, and the determination process in step S117 is performed.

このように、一周全ての受光信号が抽出されるまでに、検出物体からの反射光を受光する場合には、ステップS123またはステップS131にて、この反射光の受光に応じた受光波形の検出時間がその回動角度とともにメモリに記憶されることとなる。   As described above, when the reflected light from the detection object is received before the light reception signal for the entire round is extracted, the detection time of the light reception waveform corresponding to the reception of the reflected light in step S123 or step S131. Is stored in the memory together with the rotation angle.

また、上述したステップS115にて前抽出回動角度での受光信号に背景波形と異なる受光波形が含まれている場合には、前抽出回動角度のみ、または前抽出回動角度から逆回動方向に所定角度回動した角度範囲において、検出物体からの反射光を受光していることが推定される。この場合にはステップS115にてYesと判定されて、図6のステップS133にて波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度があるか否かについて判定される。ここで、波形検出回動角度範囲は、前抽出回動角度から逆回動方向に所定角度回動した間の全ての回動角度にて略同一の検出時間の受光波形が検出される回動角度の範囲として設定されている。   In addition, when the received light signal at the previous extraction rotation angle includes a light reception waveform different from the background waveform in step S115 described above, only the previous extraction rotation angle or the reverse rotation from the previous extraction rotation angle is performed. It is estimated that the reflected light from the detection object is received within an angular range rotated by a predetermined angle in the direction. In this case, Yes is determined in step S115, and in step S133 of FIG. 6, the rotation angle at which the two received light waveforms are included in the received light signal other than both ends in the rotation direction in the waveform detection rotation angle range. It is determined whether or not there is. Here, the waveform detection rotation angle range is a rotation in which light reception waveforms having substantially the same detection time are detected at all rotation angles during a predetermined angle rotation from the previous extraction rotation angle in the reverse rotation direction. It is set as a range of angles.

この波形検出回動角度において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がない場合には(S133でNo)、1つの検出物体からの反射光を受光したとして、ステップS135における第1回動方向長さ測定処理により、以下のように検出物体の回動方向長さXが演算されて測定される。なお、ステップS135および後述するステップS141を実行する制御回路70は、特許請求の範囲に記載の「距離測定手段」,「測定手段」および「断面寸法演算手段」の一例に相当し得る。   At this waveform detection rotation angle, when there is no rotation angle in which the light reception signal includes two light reception waveforms except at both ends in the rotation direction (No in S133), the reflected light from one detection object is received. As described below, the rotation direction length X of the detected object is calculated and measured by the first rotation direction length measurement process in step S135 as follows. The control circuit 70 that executes step S135 and step S141 to be described later can correspond to an example of “distance measuring means”, “measuring means”, and “cross-sectional dimension calculating means” recited in the claims.

ここで、図7および図8を用いて、検出物体の回動方向長さXの演算方法について説明する。図7,8および後述する図9では、レーザ光のスポット断面を回動角度毎に正方形状の領域で例示するとともに、この正方形状の領域のうち斜線領域は、スポット断面のうち検出物体にてレーザ光が反射される領域を例示し、斜線無領域は、背景にてレーザ光が反射される領域を例示している。なお、この斜線無領域には、2つの受光波形が検出される場合を除き、何も反射されない領域も含まれるものとする。また、図7〜図9では、現時点における回動角度でのスポット断面をLnにて示し、前抽出回動角度でのスポット断面をLn−1、前抽出回動角度よりも逆回動方向の単位回動角度でのスポット断面を順にLn−2,Ln−3・・・Ln−k・・・にて示している。   Here, the calculation method of the rotation direction length X of the detection object will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 and 8 and FIG. 9 described later, the spot cross section of the laser beam is illustrated as a square area for each rotation angle, and the hatched area in the square area is the detected object in the spot cross section. A region where the laser beam is reflected is illustrated, and a hatched region is a region where the laser beam is reflected in the background. It should be noted that this hatched area includes an area where nothing is reflected except when two received light waveforms are detected. 7 to 9, the spot cross section at the current rotation angle is indicated by Ln, the spot cross section at the previous extraction rotation angle is Ln−1, and in the reverse rotation direction from the previous extraction rotation angle. The spot cross sections at the unit rotation angle are indicated by Ln-2, Ln-3... Ln-k.

まず、検出物体の大きさがスポット断面よりも小さいことから、図7(A)に例示するようにスポット断面Ln−1の一部のみが検出物体により反射される場合には、前抽出回動角度にて2つの受光波形が検出され、前抽出回動角度よりもモータ50の1ステップ分だけ逆回動方向の回動角度では検出物体による受光波形が検出されないこととなる。   First, since the size of the detected object is smaller than the spot cross section, when only a part of the spot cross section Ln-1 is reflected by the detected object as illustrated in FIG. Two light reception waveforms are detected by the angle, and the light reception waveform by the detection object is not detected at the rotation angle in the reverse rotation direction by one step of the motor 50 from the pre-extraction rotation angle.

この場合には、ステップS135では、前抽出回動角度において、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面Ln−1に占める面積比が演算される(図3参照)。次に、この近距離側の受光波形の検出時間Tnにより検出物体までの距離が演算される。続いて、この演算距離でのスポット断面の寸法(レーザスポット径)が演算される。この断面寸法の演算は、レーザ光の広がりを考慮して予め演算距離と断面寸法との関係が予め設定されたマップなどを利用して上記演算距離に基づいて実施される。このように演算された断面寸法と面積比とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。例えば、検出時間Tnにより検出物体までの距離が30mと演算され上記マップによりこの距離でのスポット断面の寸法が20cm×20cmであると演算される場合に、遠距離側の受光波形の振幅値Hfが背景波形の振幅値Hoに対して40%であると、検出物体の回動方向長さはX=8cmとして演算される。   In this case, in step S135, detection is performed according to the light reception waveform on the short distance side based on the ratio between the amplitude value Hf of the light reception waveform on the long distance side and the amplitude value Ho of the background waveform at the pre-extraction rotation angle. The area ratio of the detected object to the spot cross section Ln-1 is calculated (see FIG. 3). Next, the distance to the detected object is calculated based on the detection time Tn of the light reception waveform on the short distance side. Subsequently, the dimension (laser spot diameter) of the spot cross section at this calculation distance is calculated. The calculation of the cross-sectional dimension is performed based on the calculated distance using a map or the like in which the relationship between the calculation distance and the cross-sectional dimension is set in advance in consideration of the spread of the laser beam. The rotation direction length X of the detection object is calculated based on the calculated cross-sectional dimension and area ratio. For example, when the distance to the detection object is calculated as 30 m based on the detection time Tn and the spot cross-sectional dimension at this distance is calculated as 20 cm × 20 cm based on the above map, the amplitude value Hf of the light reception waveform on the far side is calculated. Is 40% with respect to the amplitude value Ho of the background waveform, the rotation direction length of the detected object is calculated as X = 8 cm.

また、検出物体の大きさとスポット断面の大きさとの差が小さいことから、図7(B)に例示するようにスポット断面Ln−1,Ln−2の一部のみが検出物体によりそれぞれ反射される場合には、前抽出回動角度とこの前抽出回動角度よりもモータ50の1ステップ分だけ逆回動方向の回動角度にて2つの受光波形がそれぞれ検出され、前抽出回動角度よりもモータ50の2ステップ分だけ逆回動方向の回動角度では検出物体による受光波形が検出されないこととなる。   Further, since the difference between the size of the detected object and the size of the spot cross section is small, only a part of the spot cross sections Ln−1 and Ln−2 is reflected by the detected object as illustrated in FIG. 7B. In this case, the two light receiving waveforms are respectively detected at the rotation angle in the reverse rotation direction by one step of the motor 50 from the previous extraction rotation angle and from the previous extraction rotation angle. However, the received light waveform by the detection object is not detected at the rotation angle in the reverse rotation direction by two steps of the motor 50.

この場合には、ステップS135では、上記両回動角度において、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面Ln−1,Ln−2に占める面積比がそれぞれ演算される。次に、この近距離側の受光波形の検出時間Tnにより検出物体までの距離と、この演算距離でのスポット断面の寸法が演算される。このように演算された断面寸法と面積比とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。例えば、検出時間Tnにより検出物体までの距離が30mと演算され上記マップによりこの距離でのスポット断面の寸法が20cm×20cmであると演算される場合に、上記両回動角度において、遠距離側の受光波形の振幅値が背景波形の振幅値に対して60%および30%であると、検出物体の回動方向長さはX=12+6=18cmとして演算される。   In this case, in step S135, detection is performed in accordance with the light reception waveform on the short distance side based on the ratio between the amplitude value Hf of the light reception waveform on the long distance side and the amplitude value Ho of the background waveform at the both rotation angles. The area ratio of the detected object to the spot cross-sections Ln-1 and Ln-2 is calculated. Next, the distance to the detection object and the size of the spot cross section at this calculation distance are calculated based on the detection time Tn of the light reception waveform on the short distance side. The rotation direction length X of the detection object is calculated based on the calculated cross-sectional dimension and area ratio. For example, when the distance to the detection object is calculated as 30 m based on the detection time Tn and the size of the spot cross section at this distance is calculated as 20 cm × 20 cm according to the map, If the amplitude value of the received light waveform is 60% and 30% of the amplitude value of the background waveform, the length of the detected object in the rotation direction is calculated as X = 12 + 6 = 18 cm.

また、検出物体の大きさがスポット断面よりも十分に大きい場合には、図7(C)に例示するようにスポット断面Ln−1,Ln−kの一部が検出物体の回動方向端部(以下、一部照射部ともいう)により反射され、スポット断面Ln−2,・・・Ln−k+1での全てが検出物体の回動方向中央部(以下、全照射部ともいう)により反射される。このため、一部照射部に対応する両回動角度では2つの受光波形がそれぞれ検出され、全照射部に対応する回動角度では背景波形が検出されることなく1つの波形がそれぞれ検出されることとなる。   When the size of the detection object is sufficiently larger than the spot cross section, a part of the spot cross sections Ln−1 and Ln−k are end portions in the rotation direction of the detection object as illustrated in FIG. (Hereinafter also referred to as “partially irradiated part”), and all of the spot cross-sections Ln−2,... Ln−k + 1 are reflected by the center part in the rotation direction of the detection object (hereinafter also referred to as “all irradiated part”). The For this reason, two light reception waveforms are detected at both rotation angles corresponding to a part of the irradiation unit, and one waveform is detected without detecting a background waveform at the rotation angles corresponding to all irradiation units. It will be.

この場合には、ステップS135では、一部照射部に対応する両回動角度において、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面Ln−1,Ln−kに占める面積比がそれぞれ演算される。次に、この近距離側の受光波形の検出時間Tnにより検出物体までの距離と、この演算距離でのスポット断面の寸法が演算される。このように演算された断面寸法および面積比と全照射部に対応する回動角度の数とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。例えば、検出時間Tnにより検出物体までの距離が30mと演算され上記マップによりこの距離でのスポット断面の寸法が20cm×20cmであると演算される場合に、一部照射部に対応する両回動角度にて遠距離側の受光波形の振幅値Hfが背景波形の振幅値Hoに対して60%および30%であり、全照射部に対応する回動角度の数が2つ(k=4)であると、検出物体の回動方向長さはX=12+20+20+6=58cmとして演算される。   In this case, in step S135, at both rotation angles corresponding to the partial irradiating unit, based on the ratio of the amplitude value Hf of the received light waveform on the far side and the amplitude value Ho of the background waveform, The area ratio of the detected object detected in accordance with the received light waveform to the spot cross-sections Ln−1 and Ln−k is calculated. Next, the distance to the detection object and the size of the spot cross section at this calculation distance are calculated based on the detection time Tn of the light reception waveform on the short distance side. The rotation direction length X of the detection object is calculated based on the cross-sectional dimensions and area ratio calculated in this way and the number of rotation angles corresponding to all irradiation parts. For example, when the distance to the detection object is calculated as 30 m based on the detection time Tn and the spot cross-sectional dimension at this distance is calculated as 20 cm × 20 cm based on the map, both rotations corresponding to a part of the irradiation unit The amplitude value Hf of the light receiving waveform on the far side in terms of angle is 60% and 30% with respect to the amplitude value Ho of the background waveform, and the number of rotation angles corresponding to all irradiation parts is two (k = 4) In this case, the length of the detected object in the rotation direction is calculated as X = 12 + 20 + 20 + 6 = 58 cm.

上述のようにステップS135にて検出物体の回動方向長さXが演算されると、ステップS137にてこの回動方向長さXが所定の閾値Xo以上であるか否かについて判定される。なお、所定の閾値Xoは、検出すべき物体の最小の回動方向長さであって、測定される距離に応じて、例えば、遠距離での検出対象の大きさを近距離よりも大きくするように設定されており、具体的には、検出物体までの距離が30mでは10cmに設定されている。   As described above, when the rotation direction length X of the detected object is calculated in step S135, it is determined in step S137 whether or not the rotation direction length X is greater than or equal to a predetermined threshold value Xo. Note that the predetermined threshold value Xo is the minimum length in the rotation direction of the object to be detected, and for example, the size of the detection target at a long distance is made larger than the short distance according to the measured distance. Specifically, when the distance to the detection object is 30 m, it is set to 10 cm.

ここで、検出物体の回動方向長さXが、例えば、図7(B)に例示するように18cmとして演算される場合には、ステップS137にてYesと判定されて、ステップS139にて出力処理がなされて、当該検出物体に関する距離、回動角度(出射方向)や回動方向長さX等が所定の外部装置等に出力される。そして、上記ステップS117における判定処理がなされる。   Here, when the rotation direction length X of the detected object is calculated as 18 cm as exemplified in FIG. 7B, for example, it is determined Yes in step S137 and output in step S139. Processing is performed, and the distance, rotation angle (emission direction), rotation direction length X, and the like related to the detected object are output to a predetermined external device or the like. Then, the determination process in step S117 is performed.

一方、検出物体の回動方向長さXが、例えば、図7(A)に例示するように8cmとして演算される場合には、ステップS137にてNoと判定されて、ステップS139の出力処理がなされることなく、上記ステップS117における判定処理がなされる。すなわち、回動方向長さXが所定の閾値Xo未満である検出物体は、検出不要な大きさの物体であるとして、その検出が無効となる。   On the other hand, when the rotation direction length X of the detected object is calculated as 8 cm as illustrated in FIG. 7A, for example, it is determined No in step S137, and the output process in step S139 is performed. Without being made, the determination process in step S117 is performed. That is, a detection object having a rotation direction length X that is less than a predetermined threshold value Xo is invalid because it is an object having a size that does not require detection.

このように、本第1実施形態では、スポット断面よりも小さな検出物体の回動方向長さXを測定することができる。従来では、スポット断面毎の反射光の有無により検出物体の大きさ(回動方向長さ)を測定していた。すなわち、検出物体の回動方向長さXは、図7(A)の例では、1つの回動角度での反射光の受光のみをもってその測定距離でのスポット断面の寸法に基づいて20cmと測定され、図7(B)の例では、2つの回動角度での反射光の受光のみをもって40cmと測定していた。このため、本第1実施形態では、従来技術では測定不可能であった、スポット断面よりも小さな検出物体の回動方向長さXを高精度に測定することができる。   Thus, in the first embodiment, it is possible to measure the rotational direction length X of the detection object that is smaller than the spot cross section. Conventionally, the size of the detection object (length in the rotation direction) is measured based on the presence or absence of reflected light for each spot cross section. That is, in the example of FIG. 7A, the rotation direction length X of the detection object is measured as 20 cm based on the spot cross-sectional dimension at the measurement distance by only receiving the reflected light at one rotation angle. In the example of FIG. 7B, only 40 cm is measured when the reflected light is received at two rotation angles. For this reason, in the first embodiment, the rotational direction length X of the detection object smaller than the spot cross section, which is impossible to measure with the prior art, can be measured with high accuracy.

また、図7(D)に例示するように、図7(C)に対してスポット断面Ln−1の一部が落ち葉のように検出不要な大きさの検出不要物により反射され残部が背景により反射される場合、従来では、このスポット断面からの反射光を受光することで、当該スポット断面の寸法分が検出物体の大きさ(回動方向長さ)に加算されてしまっていた。本第1実施形態では、検出不要物がスポット断面に占める面積比のみが検出物体の大きさ(回動方向長さ)に加算されることとなるので、従来よりも、検出物体の回動方向長さXの演算に関する誤差を小さくすることができる。   Further, as illustrated in FIG. 7D, a part of the spot cross-section Ln-1 is reflected by a detection unnecessary object having a size unnecessary for detection such as a fallen leaf with respect to FIG. Conventionally, when the light is reflected, the reflected light from the spot cross section is received, and the size of the spot cross section is added to the size of the detection object (the length in the rotation direction). In the first embodiment, only the area ratio of the detection unnecessary object in the spot cross section is added to the size (rotation direction length) of the detection object. An error related to the calculation of the length X can be reduced.

上述したステップS133にて波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がある場合には(S133でYes)、ステップS141にて第2回動方向長さ測定処理がなされる。この処理では、例えば、図8(A)〜(C)のいずれかに例示するように、両回動方向端部のスポット断面Ln−1,Ln−5に加えてスポット断面Ln−3にて2つの受光波形が検出される場合が複数パターン想定される状態にて、回動方向長さXが測定される。   If there is a rotation angle in which the two light receiving waveforms are included in the received light signal except at both ends in the rotation direction in the waveform detection rotation angle range in the above-described step S133 (Yes in S133), the first in step S141. 2. A length measurement process in the rotational direction is performed. In this process, for example, as illustrated in any of FIGS. 8A to 8C, in addition to the spot cross sections Ln-1 and Ln-5 at both ends in the rotational direction, the spot cross section Ln-3 is used. The rotation direction length X is measured in a state where a plurality of patterns are assumed when two light reception waveforms are detected.

上述のようにスポット断面Ln−3で2つの受光波形が検出される場合では、図8(A)に例示するようにスポット断面Ln−3の一部が2つの検出物体の一部照射部によりそれぞれ反射される状態と、図8(B)に例示するようにスポット断面Ln−3の一部が2つの検出物体のいずれかの一部照射部のみにより反射される状態と、図8(C)に例示するようにスポット断面Ln−3の一部が2つの検出物体の間に存在する検出物体により反射される状態と、のいずれの状態か判別することができない。   As described above, when two received light waveforms are detected at the spot cross section Ln-3, a part of the spot cross section Ln-3 is partially irradiated by the two detection objects as illustrated in FIG. A state in which each of the spots is reflected, a state in which a part of the spot cross section Ln-3 is reflected only by one of the two irradiation parts of the two detection objects as illustrated in FIG. 8B, and FIG. ), It is not possible to determine which state is a state in which a part of the spot cross section Ln-3 is reflected by a detection object existing between two detection objects.

そこで、本第1実施形態では、上記検出状態の場合、2つの検出物体を検出しているとして、それぞれの検出物体の回動方向長さXが演算される。具体的には、スポット断面Ln−3での上記面積比から求められる回動方向長さの半分を、スポット断面Ln−1,Ln−2に相当する回動方向長さと、スポット断面Ln−4,Ln−5により相当する回動方向長さと、にそれぞれ加算することで、2つの検出物体の回動方向長さXがそれぞれ演算される。そして、このように演算された回動方向長さXが所定の閾値Xo以上である場合には(S137でYes)、ステップS139にてその回動方向長さXに対応する検出物体に関する距離、回動角度(出射方向)や回動方向長さX等が上記外部装置等に出力される。   Therefore, in the first embodiment, in the case of the detection state, assuming that two detection objects are detected, the rotation direction length X of each detection object is calculated. Specifically, the half of the rotation direction length obtained from the above-mentioned area ratio in the spot section Ln-3 is the rotation direction length corresponding to the spot sections Ln-1 and Ln-2 and the spot section Ln-4. , Ln-5, and the corresponding rotation direction length X, the rotation direction lengths X of the two detection objects are respectively calculated. If the calculated rotation direction length X is equal to or greater than the predetermined threshold value Xo (Yes in S137), the distance related to the detected object corresponding to the rotation direction length X in step S139, The rotation angle (emission direction), the rotation direction length X, and the like are output to the external device or the like.

以上説明したように、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、所定の回動角度において検出される受光波形が前回の同一回動角度において検出された波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出される場合に、この受光波形がその回動角度の背景波形として設定される。そして、遠距離側の受光波形の検出時間Tfがその回動角度における背景波形の検出時間Toに相当する、2つの波形が検出されるとき、この遠距離側の受光波形と背景波形との比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体の回動方向長さ(大きさ)が演算されて測定される。   As described above, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, the detection state in which the received light waveform detected at the predetermined rotation angle is considered to coincide with the waveform detected at the previous same rotation angle. When detected continuously, this received light waveform is set as the background waveform of the rotation angle. When two waveforms are detected in which the detection time Tf of the received light waveform on the far side corresponds to the detection time To of the background waveform at the rotation angle, the ratio between the received light waveform on the far side and the background waveform is detected. Based on the above, the rotation direction length (size) of the detected object detected according to the light reception waveform on the short distance side is calculated and measured.

このように、遠距離側の受光波形と背景波形との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定されるため、スポット断面よりも小さな検出物体の大きさを測定することができるので、検出物体の検出精度を高めることができる。   Thus, since the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured based on the ratio between the light reception waveform on the long distance side and the background waveform, the detection object smaller than the spot cross section is measured. Since the size can be measured, the detection accuracy of the detection object can be increased.

また、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。このように遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて検出物体がスポット断面に占める面積比を算出することで、検出物体の大きさを容易に測定することができる。   Further, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, detection is performed according to the near-field waveform based on the ratio between the far-field received light waveform amplitude value Hf and the background waveform amplitude value Ho. The size of the detected object is measured. Thus, the size of the detected object can be easily measured by calculating the area ratio of the detected object to the spot cross section based on the ratio between the amplitude value Hf of the light receiving waveform on the far side and the amplitude value Ho of the background waveform. can do.

さらに、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、測定された検出物体の大きさが検出対象外である場合に、この検出物体の検出が無効となるので、検出不要な大きさの物体の検出を防止することができる。   Furthermore, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, when the size of the measured detection object is outside the detection target, the detection of the detection object becomes invalid, and thus an object having a size that does not require detection. Can be prevented.

さらにまた、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、検出対象となる検出物体の大きさは、測定される距離に応じて設定されるため、上述したように遠距離での検出対象の大きさを近距離よりも大きく設定することで、所望の大きさの検出物体を検出するとともに、検出不要な大きさの物体の検出を確実に防止することができる。   Furthermore, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, since the size of the detection object to be detected is set according to the measured distance, the detection target at a long distance as described above. By setting the size to be larger than the short distance, it is possible to detect a detection object having a desired size and reliably prevent detection of an object having a size that does not require detection.

また、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、検出物体の一部照射部により2つの波形が検出され、全照射部により前抽出回動角度から所定角度回動した間の全ての回動角度にて1つの波形が検出されるとき、1つの波形が検出される回動角度の数と、2つの波形の比率と、レーザ光の断面寸法とに基づいて、当該検出物体の回動方向長さXが測定される。このように、検出物体のうち全照射部の回動方向長さと一部照射部の回動方向長さとをそれぞれ演算することで、検出物体の回動方向長さXを正確に測定することができる。   Further, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, two waveforms are detected by the partial irradiation unit of the detection object, and all the rotations during the rotation by a predetermined angle from the pre-extraction rotation angle by the entire irradiation unit are performed. When one waveform is detected at the moving angle, the rotation of the detected object is based on the number of rotation angles at which one waveform is detected, the ratio of the two waveforms, and the cross-sectional dimension of the laser beam. The direction length X is measured. As described above, the rotation direction length X of the detection object can be accurately measured by calculating the rotation direction length of the entire irradiation unit and the rotation direction length of the partial irradiation unit among the detection objects. it can.

さらに、本第1実施形態に係るレーザレーダ装置1では、レーザ光の広がりに応じて測定距離でのスポット断面の断面寸法が演算されるので、予めレーザ光の広がりを把握することでその測定距離でのスポット断面の断面寸法を容易に演算することができる。   Furthermore, in the laser radar device 1 according to the first embodiment, since the cross-sectional dimension of the spot cross section at the measurement distance is calculated according to the spread of the laser light, the measurement distance is obtained by grasping the spread of the laser light in advance. The cross-sectional dimension of the spot cross section at can be easily calculated.

[第2実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第2実施形態について図を参照して説明する。図10は、第2実施形態に係る制御回路70における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。図11は、第1遠距離側面積および第1背景側面積を説明するための説明図である。図12は、光量と判定用距離Yとの関係を閾値毎に示す光量−判定用距離マップの一例を示す説明図である。図13は、ノイズ等が含まれる波形と閾値とが交わる面積演算用交点Pを示す説明図である。図14は、他の波形が重なった波形と閾値とが交わる面積演算用交点Pを示す説明図である。図15および図16は、交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つもない波形を例示する説明図である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the laser radar device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a part of a flowchart illustrating the flow of detection processing in the control circuit 70 according to the second embodiment. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the first far-side area and the first background-side area. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of a light amount-determination distance map that shows the relationship between the light amount and the determination distance Y for each threshold value. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an area calculation intersection point P where a waveform including noise and the threshold intersect. FIG. 14 is an explanatory diagram showing an area calculation intersection point P where a threshold value and a waveform in which other waveforms overlap each other. FIG. 15 and FIG. 16 are explanatory diagrams illustrating waveforms in which there is no threshold value that the distance between intersections and the determination distance Y are considered to match.

本第2実施形態に係るレーザレーダ装置1では、上述した検出物体の回動方向長さXの演算方法を変更するために、図6に示すフローチャートに代えて図10に示すフローチャートを採用する点が、上記第1実施形態に係るレーザレーダ装置と異なる。したがって、上述した第1実施形態のレーザレーダ装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。   In the laser radar apparatus 1 according to the second embodiment, the flowchart shown in FIG. 10 is adopted instead of the flowchart shown in FIG. 6 in order to change the calculation method of the rotation direction length X of the detected object. However, it is different from the laser radar device according to the first embodiment. Therefore, substantially the same components as those of the laser radar device of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本第2実施形態では、検出物体の回動方向長さXを、遠距離側の受光波形の形状と背景波形の形状との比較に基づいて演算する。この演算方法について、以下に説明する。
まず、図11に示すように、光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、検出波形が所定の光量を超えているか否かを判定するための3つの閾値(値の小さな閾値からLth1,Lth2,Lth3)を予め設定する。
In the second embodiment, the rotation direction length X of the detection object is calculated based on a comparison between the shape of the light receiving waveform on the far side and the shape of the background waveform. This calculation method will be described below.
First, as shown in FIG. 11, three coordinates for determining whether or not the detected waveform exceeds a predetermined light amount in coordinates with the light amount as the vertical axis and the time as the horizontal axis (from the threshold value with the small value to Lth1). , Lth2, Lth3) are preset.

そして、検出物体の回動方向長さXの演算時(上記ステップS135またはステップS141に相当する処理時)には、まず、上記座標において、1つの閾値が検出波形と交わる交点を面積演算用交点Pとし、これら複数の面積演算用交点Pにより囲まれる多角形状の領域の面積を、遠距離側の受光波形W1に関して第1遠距離側面積として演算するとともに、背景波形W2に関して第1背景側面積として演算する。次に、最小の閾値Lth1での2つの面積演算用交点P1a,P1bとこれら両面積演算用交点P1a,P1bから横軸にそれぞれ下ろした垂線の足P0a,P0bとにより囲まれる四角形状の領域の面積を、遠距離側の受光波形W1に関して遠距離側矩形面積として演算するとともに、背景波形W2に関して背景側矩形面積として演算する。   When calculating the rotation direction length X of the detected object (in the process corresponding to step S135 or step S141), first, in the coordinates, an intersection where one threshold value intersects the detected waveform is an area calculation intersection. The area of the polygonal region surrounded by the plurality of area calculation intersection points P is calculated as the first far side area with respect to the far side received light waveform W1, and the first background side area with respect to the background waveform W2. Calculate as Next, a rectangular area surrounded by two intersection points P1a and P1b for area calculation at the minimum threshold Lth1 and perpendicular legs P0a and P0b respectively drawn from the intersection points P1a and P1b for both area calculations on the horizontal axis. The area is calculated as the long-distance side rectangular area for the light-receiving waveform W1 on the long-distance side, and is calculated as the background-side rectangular area for the background waveform W2.

続いて、遠距離側矩形面積を第1遠距離側面積に加えた合計面積(図11にてクロスハッチング領域S1にて示す)と、背景側矩形面積を第1背景側面積に加えた合計面積(図11にてクロスハッチング領域S1とハッチング領域S2とにて示す)とを演算する。これら2つの合計面積の比率は、それぞれ、遠距離側の受光波形W1の形状を反映した領域の面積と、背景波形W2の形状を反映した領域の面積との比率となるので、この比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面に占める面積比を求めることができる。そして、この面積比と当該スポット断面の断面寸法とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。   Subsequently, a total area obtained by adding the long-distance side rectangular area to the first long-distance side area (indicated by the cross-hatching region S1 in FIG. 11) and a total area obtained by adding the background-side rectangular area to the first background-side area. (Indicated in FIG. 11 by cross-hatching area S1 and hatching area S2) is calculated. The ratio of these two total areas is the ratio of the area of the region reflecting the shape of the light reception waveform W1 on the far side and the area of the region reflecting the shape of the background waveform W2, and therefore is based on this ratio. Thus, the area ratio of the detection object detected according to the light reception waveform on the short distance side to the spot cross section can be obtained. Then, the rotation direction length X of the detection object is calculated from the area ratio and the cross-sectional dimension of the spot cross section.

ここで、上記座標では、閾値Lth1と検出波形が交わる面積演算用交点P1a,P1bとし、閾値Lth2と検出波形が交わる面積演算用交点P2a,P2bとし、閾値Lth3と検出波形が交わる面積演算用交点P3a,P3bとする。なお、例えば、遠距離側の受光波形W1において、閾値Lth3との交点がない場合には、第1遠距離側面積は、面積演算用交点P1a,P1b,P2a,P2bの4点により囲まれる台形状の領域の面積として演算される。また、第1背景側面積および背景側矩形面積は、上述のように都度演算することなく、背景波形として記録する際に、予め演算するようにしてもよい。   Here, in the above coordinates, the area calculation intersections P1a and P1b at which the threshold value Lth1 and the detection waveform intersect are set as area calculation intersections P2a and P2b at which the threshold value Lth2 and the detection waveform intersect, and the area calculation intersection point at which the threshold Lth3 and the detection waveform intersect. Let P3a and P3b. For example, in the light reception waveform W1 on the long distance side, when there is no intersection with the threshold Lth3, the first long distance side area is surrounded by four points of area calculation intersection points P1a, P1b, P2a, and P2b. Calculated as the area of the shape area. The first background side area and the background side rectangular area may be calculated in advance when recording as a background waveform without being calculated each time as described above.

また、本第2実施形態では、上記座標において、フォトダイオード20による検出が想定される光量の波形と各閾値Lth1,Lth2,Lth3とがそれぞれ交わる2つの交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離Yとして予めそれぞれ測定されて記憶されている。この測定では、所定の基準物体に対してレーザダイオード10からのレーザ光を照射することで、フォトダイオード20にて検出される受光波形が閾値を超える状態の時間が、上記座標における交点間の距離(判定用距離Y)として、3つの閾値にてそれぞれ測定される。そして、基準物体の位置を変えるなどして、光量毎に各閾値での判定用距離Yが測定される。この測定結果は、図12に例示するように、光量と判定用距離Yとの関係を閾値毎に示す光量−判定用距離マップとして制御回路70のメモリ等に予め記憶されている。   In the second embodiment, the distance between two intersections where the waveform of the amount of light assumed to be detected by the photodiode 20 and each of the threshold values Lth1, Lth2, and Lth3 intersect is set as the threshold value for each light amount. Accordingly, the determination distance Y is measured and stored in advance. In this measurement, the time during which the received light waveform detected by the photodiode 20 exceeds the threshold by irradiating the predetermined reference object with the laser light from the laser diode 10 is the distance between the intersections in the coordinates. As (determination distance Y), it is measured at three threshold values. Then, the determination distance Y at each threshold value is measured for each light amount by changing the position of the reference object. As illustrated in FIG. 12, the measurement result is stored in advance in the memory of the control circuit 70 as a light amount-determination distance map indicating the relationship between the light amount and the determination distance Y for each threshold value.

通常の受光波形であれば、その受光波形と所定の閾値とが交わる2つの交点間の距離は、同じ閾値および光量でほぼ一定となることが想定される。すなわち、判定用距離Yとの距離差が他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点Pは、受光波形に含まれる異常な成分との交点である可能性が高いことが想定される。このため、本第2実施形態では、判定用距離Yを判定基準として、上述のような異常な成分での面積演算用交点を除いて第1遠距離側面積および第1背景側面積を演算する処理がなされる。   In the case of a normal light reception waveform, the distance between two intersections where the light reception waveform intersects with a predetermined threshold value is assumed to be substantially constant with the same threshold value and light amount. That is, it is assumed that the area calculation intersection P where the distance difference from the determination distance Y is larger than the distance difference at other thresholds is likely to be an intersection with an abnormal component included in the received light waveform. The For this reason, in the second embodiment, the first distance side area and the first background side area are calculated by using the determination distance Y as a determination criterion, excluding the intersection for area calculation with the abnormal component as described above. Processing is done.

また、図13に例示するように、ノイズ等の影響により、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つだけであり(図13のY2参照)、他の閾値では判定用距離Yとの距離差が大きくなる場合がある(図13のY’1参照)。なお、図13に例示する場合では、閾値Lth3と遠距離側の受光波形との交点が存在しないものとする。この場合、距離差が大きくなる面積演算用交点P1a,P1bを除くと、2つの面積演算用交点P2a,P2bだけでは、遠距離側の受光波形の形状が反映される多角形状の領域を想定することができない。   Further, as illustrated in FIG. 13, due to the influence of noise or the like, the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects with the light reception waveform on the far side coincides with the determination distance Y with the same threshold and light amount. There is only one threshold value (see Y2 in FIG. 13), and the distance difference from the determination distance Y may increase with other threshold values (see Y′1 in FIG. 13). In the case illustrated in FIG. 13, it is assumed that there is no intersection between the threshold value Lth3 and the light reception waveform on the far side. In this case, excluding the area calculation intersections P1a and P1b where the distance difference is large, only two area calculation intersections P2a and P2b are assumed to be polygonal regions that reflect the shape of the light reception waveform on the far side. I can't.

また、図14に例示するように、2つの波形が重なること等により、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つだけであり(図14のY3α,Y3β参照)、他の閾値では判定用距離Yとの距離差が大きくなる場合がある(図14のY’1,Y’2参照)。この場合、距離差が大きくなる面積演算用交点P1a,P1b,P2a,P2bを除くと、2つの面積演算用交点P3aα,P3bα、または、2つの面積演算用交点P3aβ,P3bβだけでは、遠距離側の受光波形の形状が反映される多角形状の領域を想定することができない。   Further, as illustrated in FIG. 14, due to the two waveforms overlapping, the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects with the light reception waveform on the long distance side, and the determination distance Y with the same threshold and light amount Is the only threshold that is considered to match (see Y3α and Y3β in FIG. 14), and the distance difference from the determination distance Y may increase with other thresholds (Y′1, Y ′ in FIG. 14). 2). In this case, except for the area calculation intersections P1a, P1b, P2a, and P2b that increase the distance difference, the two area calculation intersections P3aα and P3bα, or the two area calculation intersections P3aβ and P3bβ alone, A polygonal region in which the shape of the received light waveform is reflected cannot be assumed.

そこで、本第2実施形態では、判定用距離Yと一致するとみなされる交点間距離等を基準として、上記光量−判定用距離マップから他の閾値での交点間距離(例えば、図13のY1参照)を推定する。そして、このように推定した交点間距離を全長とする線分と、基準となる交点間距離を全長とする線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域に基づいて、第1遠距離側面積を演算する処理がなされる。   Therefore, in the second embodiment, the distance between the intersections at other threshold values from the light amount-determination distance map (for example, see Y1 in FIG. 13) based on the distance between the intersections that is considered to coincide with the determination distance Y. ). Then, a base with one of the two line segments, the line segment having the full length of the distance between the intersections estimated in this way and the line segment having the full distance of the distance between the intersections serving as a reference, as the bottom base. Based on the region of the shape, a process for calculating the first far-side area is performed.

以下、本第2実施形態に係る検出処理の具体的な流れについて図10のフローチャート等を用いて説明する。
上記第1実施形態と同様に、前抽出回動角度での受光信号に背景波形と異なる受光波形が含まれていることから、図4のステップS115にてYesと判定されると、図10のステップS133にて波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度があるか否かについて判定される。
Hereinafter, a specific flow of the detection process according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As in the first embodiment, since the light reception signal at the pre-extraction rotation angle includes a light reception waveform different from the background waveform, if “Yes” is determined in step S115 in FIG. In step S133, it is determined whether or not there is a rotation angle in which two light reception waveforms are included in the light reception signal in the range of the waveform detection rotation angle other than the ends in both rotation directions.

この波形検出回動角度において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がない場合には(S133でNo)、1つの検出物体からの反射光を受光したとして、ステップS201にて交点間距離演算処理がなされる。この処理では、各閾値Lth1,Lth2,Lth3毎に、受光波形が閾値を超える状態の時間、すなわち、上記座標における面積演算用交点間での交点間距離がそれぞれ算出される。   At this waveform detection rotation angle, when there is no rotation angle in which the light reception signal includes two light reception waveforms except at both ends in the rotation direction (No in S133), the reflected light from one detection object is received. In step S201, the inter-intersection distance calculation process is performed. In this process, for each of the threshold values Lth1, Lth2, and Lth3, the time during which the received light waveform exceeds the threshold value, that is, the distance between the intersections between the area calculation intersections in the coordinates is calculated.

次に、ステップS203において、各交点間距離とその光量での判定用距離Yとがほぼ一致するか否かについて判定される。ここで、遠距離側の受光波形にノイズ等が含まれないために、各交点間距離と、その光量および閾値から上記光量−判定用距離マップ(図12参照)に基づいて求められる判定用距離Yとがほぼ一致する場合には、ステップS203にてYesと判定される。   Next, in step S203, it is determined whether or not the distance between the intersections and the determination distance Y with the light amount substantially coincide. Here, since the received light waveform on the long distance side does not include noise or the like, the determination distance obtained from the distance between the intersections, the light amount and the threshold value based on the light amount-determination distance map (see FIG. 12). If Y substantially matches, it is determined Yes in step S203.

そして、ステップS205において、面積演算処理がなされる。この処理では、上記座標において、遠距離側の受光波形での各面積演算用交点Pにより囲まれる多角形状の領域の面積である第1遠距離側面積と、遠距離側矩形面積とが上述のようにして演算される(図11参照)。また、上記座標において、背景波形での各面積演算用交点Pにより囲まれる多角形状の領域の面積である第1背景側面積と、背景側矩形面積とが上述のようにして演算される(図11参照)。   In step S205, an area calculation process is performed. In this processing, in the above coordinates, the first far-side area and the far-side rectangular area, which are the areas of the polygonal regions surrounded by the respective area calculation intersection points P in the light-receiving waveform on the far side, are as described above. Thus, the calculation is performed (see FIG. 11). In addition, in the above coordinates, the first background side area and the background side rectangular area which are areas of a polygonal region surrounded by each area calculation intersection point P in the background waveform are calculated as described above (FIG. 11).

次に、ステップS207において、回動方向長さ測定処理がなされる。この処理では、第1遠距離側面積および遠距離側矩形面積の合計面積と、第1背景側面積および背景側矩形面積の合計面積との比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面に占める面積比が演算される。続いて、この近距離側の受光波形の検出時間Tnにより検出物体までの距離に基づいてスポット断面の断面寸法が演算され、この断面寸法と上記面積比とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。そして、上記第1実施形態と同様にステップS137以降の処理がなされる。   Next, in step S207, a rotation direction length measurement process is performed. In this process, based on the ratio of the total area of the first long distance side area and the long distance side rectangular area to the total area of the first background side area and the background rectangular area, according to the light reception waveform on the short distance side. The area ratio of the detected object to be detected to the spot cross section is calculated. Subsequently, the cross-sectional dimension of the spot cross section is calculated based on the distance to the detection object based on the detection time Tn of the light reception waveform on the short distance side, and the rotation direction length of the detection object is calculated based on the cross-sectional dimension and the area ratio. X is calculated. And the process after step S137 is made like the said 1st Embodiment.

一方、3つの閾値での交点間距離のうち少なくともいずれか1つにおいて、対応する判定用距離Yとの距離差が、他の閾値での上記距離差よりも大きくなる場合には、ステップS203にてNoと判定される。そして、ステップS209にて、その光量において交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が2つか否かについて判定される。   On the other hand, if at least one of the distances between the intersections at the three thresholds is larger than the distance difference at the other thresholds, the process proceeds to step S203. Is determined as No. Then, in step S209, it is determined whether or not there are two threshold values that the distance between the intersections and the determination distance Y coincide with each other in the light amount.

ここで、交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が2つである場合には(S209でYes)、ステップS211にて、面積演算処理がなされる。この処理では、上記座標において、上記距離差が大きくなる面積演算用交点を除き、遠距離側の受光波形での各面積演算用交点Pにより囲まれる多角形状の領域の面積である第1遠距離側面積と、遠距離側矩形面積とが上述のようにして演算される。なお、ノイズ等が含まれない背景波形を採用することで、第1背景側面積および背景側矩形面積は、ステップS205と同様にして演算される。このように第1遠距離側面積等が演算されると、ステップS207にて上述のように検出物体の回動方向長さXが演算される。   Here, if there are two threshold values that the distance between the intersections and the determination distance Y are considered to match (Yes in S209), an area calculation process is performed in step S211. In this processing, the first long distance which is the area of the polygonal region surrounded by each area calculation intersection P in the light reception waveform on the far distance side, except for the area calculation intersection where the distance difference becomes large in the coordinates. The side area and the far side rectangular area are calculated as described above. By adopting a background waveform that does not include noise or the like, the first background side area and the background side rectangular area are calculated in the same manner as in step S205. When the first far-side area and the like are calculated in this way, the rotation direction length X of the detected object is calculated in step S207 as described above.

また、交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が2つでない場合には(S209でNo)、ステップS213にて、その光量において交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つか否かについて判定される。ここで、交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つである場合には、ステップS213にてYesと判定されて、ステップS215にて交点間距離推定処理がなされる。この処理では、上述したように、判定用距離Yと一致するとみなされる交点間距離等を基準として、上記光量−判定用距離マップから他の閾値での交点間距離が推定される(図13および図14参照)。   If there are not two threshold values that are considered to match the distance between the intersections and the determination distance Y (No in S209), in step S213, the distance between the intersections and the determination distance Y match in the amount of light. A determination is made as to whether there is only one threshold to be considered. Here, if there is one threshold value that the distance between the intersections and the determination distance Y match, it is determined Yes in step S213, and the distance between intersections is estimated in step S215. In this process, as described above, the distance between the intersections at other threshold values is estimated from the light amount-determination distance map based on the distance between the intersections that is considered to match the determination distance Y (see FIG. 13 and FIG. 13). (See FIG. 14).

そして、ステップS217にて、面積演算処理がなされる。この処理では、上記座標において、上述のように推定された交点間距離を全長とする線分(例えば図13のY1)と、基準となる交点間距離を全長とする線分(例えば図13のY2)と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域に基づいて、第1遠距離側面積が演算される。なお、ノイズ等が含まれない背景波形を採用することで、第1背景側面積および背景側矩形面積は、ステップS205と同様にして演算される。このように第1遠距離側面積等が演算されると、ステップS207にて上述のように検出物体の回動方向長さXが演算される。   In step S217, area calculation processing is performed. In this process, in the above coordinates, a line segment having the total distance between the intersections estimated as described above (for example, Y1 in FIG. 13) and a line segment having the total distance between the reference intersection points (for example, in FIG. 13). Y2), the first far-side area is calculated based on a trapezoidal region where one of the two line segments is the upper base and the other is the lower base. By adopting a background waveform that does not include noise or the like, the first background side area and the background side rectangular area are calculated in the same manner as in step S205. When the first far-side area and the like are calculated in this way, the rotation direction length X of the detected object is calculated in step S207 as described above.

一方、その光量において交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つもない場合には、ステップS213にてNoと判定されて、回動方向長さXを測定することなく、図4のステップS117以降の処理がなされる。ここで、ステップS213にてNoと判定される場合とは、例えば、図15に例示するように、閾値Lth2と受光波形との交点間距離Y2が、上記光量−判定用距離マップにおいて閾値Lth3が存在しない場合に、閾値Lth2に対応して出現可能な最大の判定用距離Yよりも大きい場合があげられる。また、図16に例示するように、各閾値での交点間距離Y1,Y2,Y3が対応する判定用距離Yとの間で対応が取れていない場合があげられる。   On the other hand, if there is no threshold value at which the distance between the intersection points and the determination distance Y are considered to coincide with each other in the amount of light, it is determined No in step S213 and the rotational direction length X is not measured. The process after step S117 of FIG. 4 is performed. Here, the case where it is determined No in step S213 is, for example, that the distance Y2 between the intersections of the threshold value Lth2 and the received light waveform is the threshold value Lth3 in the light amount-determination distance map, as illustrated in FIG. In the case where it does not exist, there is a case where it is larger than the maximum determination distance Y that can appear corresponding to the threshold value Lth2. Further, as exemplified in FIG. 16, there is a case where correspondence between the distances Y1, Y2, Y3 between the intersections at each threshold and the corresponding determination distance Y is not achieved.

上述した図10のステップS133にて、波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がある場合には(S133でYes)、上記第1実施形態と同様に、ステップS141にて第2回動方向長さ測定処理がなされる。なお、この処理では、上述したステップS201以降の処理と同様に、第1遠距離側面積および遠距離側矩形面積の合計面積と、第1背景側面積および背景側矩形面積の合計面積との比率に基づいて、スポット断面に占める面積比を演算してもよい。   In step S133 of FIG. 10 described above, when there is a rotation angle in which two light reception waveforms are included in the light reception signal other than both rotation direction ends in the waveform detection rotation angle range (Yes in S133), Similarly to the first embodiment, the second rotation direction length measurement process is performed in step S141. In this process, the ratio of the total area of the first far-side area and the far-side rectangular area to the total area of the first background-side area and the background-side rectangular area is the same as the processes after step S201 described above. Based on the above, the area ratio of the spot cross section may be calculated.

以上説明したように、本第2実施形態に係るレーザレーダ装置1では、遠距離側矩形面積を第1遠距離側面積に加えた合計面積と、背景側矩形面積を第1背景側面積に加えた合計面積と、の比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   As described above, in the laser radar device 1 according to the second embodiment, the total area obtained by adding the far-side rectangular area to the first far-side area and the background-side rectangular area are added to the first background-side area. Based on the ratio of the total area, the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured.

上述のような各面積演算用交点Pにより囲まれる多角形状の領域は、対応する波形の形状を反映した領域となる。このため、それぞれ領域の面積を第1遠距離側面積および第1背景側面積として算出しこれら両面積を用いることで、遠距離側の受光波形と背景波形との比率を精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度を向上させることができる。特に、最小の閾値Lth1での2つの面積演算用交点P1a,P1bと上記垂線の足P0a,P0bとにより囲まれる四角形状の領域の面積をさらに加えた合計面積の比率を用いるので、上記多角形状の領域に上記四角形状の領域を加えた領域は、上記多角形状の領域のみと比較して、対応する波形の形状をより反映した領域となる。このため、それぞれの合計面積の比率を用いることで、遠距離側の受光波形と背景波形との比率をより精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度をより向上させることができる。   The polygonal region surrounded by each area calculation intersection P as described above is a region reflecting the shape of the corresponding waveform. For this reason, the area of each region is calculated as the first long-distance side area and the first background-side area, and by using both areas, the ratio between the light-receiving waveform and the background waveform on the long-distance side can be accurately calculated and detected. The measurement accuracy of the object size can be improved. In particular, since the ratio of the total area obtained by further adding the area of the rectangular area surrounded by the two area calculation intersections P1a, P1b and the perpendicular legs P0a, P0b at the minimum threshold Lth1, the polygonal shape is used. The area obtained by adding the rectangular area to this area is an area reflecting the shape of the corresponding waveform more than the polygonal area alone. For this reason, by using the ratio of each total area, the ratio between the light receiving waveform and the background waveform on the long distance side can be calculated with higher accuracy, and the measurement accuracy of the size of the detected object can be further improved.

また、本第2実施形態に係るレーザレーダ装置1では、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離との距離差が、他の閾値での距離差よりも大きくなる面積演算用交点を除いて、第1遠距離側面積および第1背景側面積が演算される。   Further, in the laser radar device 1 according to the second embodiment, the distance difference between the two intersections where the predetermined threshold intersects the light reception waveform on the far side and the determination distance with the same threshold and light amount is as follows. The first far-side area and the first background-side area are calculated except for the area calculation intersection that is larger than the distance difference at other threshold values.

これにより、受光波形に含まれる異常な成分と閾値との交点を除いて第1遠距離側面積および第1背景側面積が演算されるので、遠距離側の受光波形と背景波形との比率がさらに精度良く算出されて、検出物体の大きさの測定精度を確実に向上させることができる。   As a result, the first far-side area and the first background-side area are calculated excluding the intersection between the abnormal component included in the received light waveform and the threshold value, so that the ratio between the received light waveform and the background waveform on the far distance side is Furthermore, it can be calculated with high accuracy, and the measurement accuracy of the size of the detected object can be reliably improved.

さらに、本第2実施形態に係るレーザレーダ装置1では、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、第1遠距離側面積は、当該1つの閾値での交点間を結ぶ線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の閾値に対応する判定用距離を全長とする線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域の面積に基づいて演算される。   Furthermore, in the laser radar device 1 according to the second embodiment, it is considered that the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the light reception waveform on the far side coincides with the determination distance with the same threshold and light amount. When there is only one threshold, the first far-side area is the same amount of light as the amount of light at the one threshold and the line connecting the intersections at the one threshold, and corresponds to the other threshold It is calculated on the basis of the area of a trapezoidal region in which one of the two line segments is the upper base and the other is the lower base.

このように他の閾値での交点間距離を推定することで、ノイズなどの影響により遠距離側の受光波形が乱れた場合であっても、第1遠距離側面積を演算することができる。   Thus, by estimating the distance between the intersections at other threshold values, the first far-side area can be calculated even when the light-receiving waveform on the far-side is disturbed due to noise or the like.

上記第2実施形態の第1変形例として、閾値を4つ以上採用してもよい。これにより、面積演算用交点Pの数が多いほど、すなわち、閾値の数が多いほど、対応する波形の形状が上記領域として反映されることとなるので、遠距離側の受光波形と背景波形との比率をより精度良く算出することができる。なお、使用環境によっては、閾値を2つ採用するようにしてもよい。   As a first modification of the second embodiment, four or more threshold values may be employed. As a result, as the number of area calculation intersections P increases, that is, as the number of thresholds increases, the corresponding waveform shape is reflected as the region. The ratio can be calculated with higher accuracy. Depending on the usage environment, two threshold values may be adopted.

上記第2実施形態の第2変形例として、閾値Lth1が他の閾値に対して十分に小さい等の場合には、遠距離側矩形面積および背景側矩形面積を考慮することなく、第1遠距離側面積および第1背景側面積のみの比率を用いることで、遠距離側の受光波形と背景波形との比率を算出してもよい。これにより、上記検出処理における制御回路70の演算負荷を低減することができる。   As a second modification of the second embodiment, when the threshold value Lth1 is sufficiently smaller than other threshold values, the first long distance is not considered without considering the long distance side rectangular area and the background side rectangular area. By using the ratio of only the side area and the first background side area, the ratio between the received light waveform and the background waveform on the far side may be calculated. Thereby, the calculation load of the control circuit 70 in the detection process can be reduced.

[第3実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第3実施形態について図を参照して説明する。図17は、第3実施形態に係る制御回路70における検出処理の流れを例示するフローチャートの一部である。図18は、第2遠距離側面積および第2背景側面積を説明するための説明図である。図19は、ノイズ等が含まれる波形と閾値とが交わる状態での第1の線分および第2の線分を示す説明図である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment in which the laser radar device of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a part of a flowchart illustrating the flow of detection processing in the control circuit 70 according to the third embodiment. FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the second far-side area and the second background-side area. FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a first line segment and a second line segment in a state where a waveform including noise and a threshold intersect.

本第3実施形態に係るレーザレーダ装置1では、上述した検出物体の回動方向長さXの演算方法を変更するために、図6に示すフローチャートに代えて図17に示すフローチャートを採用する点が、上記第1実施形態に係るレーザレーダ装置と異なる。したがって、上述した第1実施形態のレーザレーダ装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。   In the laser radar apparatus 1 according to the third embodiment, the flowchart shown in FIG. 17 is adopted instead of the flowchart shown in FIG. 6 in order to change the calculation method of the rotation direction length X of the detected object. However, it is different from the laser radar device according to the first embodiment. Therefore, substantially the same components as those of the laser radar device of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本第3実施形態では、検出物体の回動方向長さXを、遠距離側の受光波形の形状を反映した三角形状の領域の面積と背景波形の形状を反映した三角形状の領域の面積との比較に基づいて演算する。この演算方法について、以下に説明する。
検出物体の回動方向長さXの演算時(上記ステップS135またはステップS141に相当する処理時)には、図18に示すように、上記第2実施形態にて述べた光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、2つの閾値Lth1,Lth2と受光波形とが交わる4つの面積演算用交点Pのうち近距離側の2つ(P1a,P2a)を結ぶ直線と遠距離側の2つ(P1b,P2b)を結ぶ直線の2つの直線とを求める。そしてこれら2つの直線と横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積を、遠距離側の受光波形W1に関して第2遠距離側面積(図18にてクロスハッチング領域S3にて示す)として演算するとともに、背景波形W2に関して第2背景側面積(図18にてクロスハッチング領域S3とハッチング領域S4とにて示す)として演算する。これら2つの面積の比率は、それぞれ、遠距離側の受光波形W1の形状を反映した領域の面積と、背景波形W2の形状を反映した領域の面積との比率となるので、この比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面に占める面積比を求めることができる。そして、この面積比と当該スポット断面の断面寸法とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。なお、第2背景側面積は、上述のように都度演算することなく、背景波形として記録する際に、予め演算するようにしてもよい。
In the third embodiment, the rotation direction length X of the detection object is defined by the area of the triangular area reflecting the shape of the light receiving waveform on the far side and the area of the triangular area reflecting the shape of the background waveform. Calculate based on the comparison. This calculation method will be described below.
When calculating the rotation direction length X of the detection object (during the processing corresponding to step S135 or step S141), as shown in FIG. 18, the light quantity described in the second embodiment is used as the vertical axis and time Of the four thresholds Lth1 and Lth2 and the light receiving waveform at the coordinates where the two axes are the horizontal axis, two on the long distance side and two lines on the long distance side (P1a, P2a). Two straight lines connecting the lines (P1b, P2b) are obtained. Then, the area of the triangular region surrounded by these two straight lines and the horizontal axis is calculated as the second far-side area (indicated by the cross-hatching region S3 in FIG. 18) with respect to the far-side received light waveform W1. At the same time, the background waveform W2 is calculated as the second background side area (indicated by the cross-hatched region S3 and the hatched region S4 in FIG. 18). The ratio of these two areas is the ratio of the area of the region reflecting the shape of the light reception waveform W1 on the far side and the area of the region reflecting the shape of the background waveform W2, and therefore, based on this ratio. The ratio of the area occupied by the detection object detected in accordance with the light reception waveform on the short distance side in the spot cross section can be obtained. Then, the rotation direction length X of the detection object is calculated from the area ratio and the cross-sectional dimension of the spot cross section. Note that the second background side area may be calculated in advance when recording as a background waveform without being calculated each time as described above.

また、本第3実施形態では、上記第2実施形態と同様に、想定される受光波形と各閾値Lth1,Lth2との交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離Yとして予めそれぞれ測定されて上記光量−判定用距離マップとして制御回路70のメモリ等に記憶されている。   In the third embodiment, as in the second embodiment, the distance between the intersections of the assumed light reception waveform and the threshold values Lth1 and Lth2 is determined in advance as the determination distance Y according to the threshold value for each light amount. Each is measured and stored in the memory or the like of the control circuit 70 as the light amount-determination distance map.

また、上記第2実施形態にて述べたように、ノイズ等の影響により、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つだけであり(図19のY2参照)、他の閾値では判定用距離Yとの距離差が大きくなる場合がある(図19のY’1参照)。   In addition, as described in the second embodiment, due to the influence of noise or the like, the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the light reception waveform on the long distance side, and the determination distance Y with the same threshold and light amount Is considered to match only one threshold value (see Y2 in FIG. 19), and other threshold values may have a large distance difference from the determination distance Y (see Y′1 in FIG. 19).

この場合、本第3実施形態では、判定用距離Yと一致するとみなされる交点間を結ぶ線分を第1の線分とし、この交点間距離等を基準として、上記光量−判定用距離マップから他の閾値での交点間距離を推定する。そして、このように推定された判定用距離を全長とし上記第1の線分と垂直二等分線が一致する第2の線分(図19のY1参照)と、上記第1の線分(図19のY2参照)と、の双方の端点を通過し横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域に基づいて、第2遠距離側面積を演算する処理がなされる。   In this case, in the third embodiment, the line segment connecting the intersections that are considered to coincide with the determination distance Y is defined as the first line segment, and the distance between the intersections is used as a reference from the light amount-determination distance map. Estimate the distance between intersections at other thresholds. Then, a second line segment (see Y1 in FIG. 19) in which the distance for determination estimated in this way is the full length and the first bisector line coincides with the first line segment (see Y1 in FIG. 19). (See Y2 in FIG. 19) and a process of calculating the second far side area based on an area composed of an isosceles triangle passing through both end points and having the horizontal axis as the base.

以下、本第3実施形態に係る検出処理の具体的な流れについて図17のフローチャート等を用いて説明する。
上記第1実施形態と同様に、前抽出回動角度での受光信号に背景波形と異なる受光波形が含まれていることから、図4のステップS115にてYesと判定されると、図17のステップS133にて波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度があるか否かについて判定される。
Hereinafter, a specific flow of the detection process according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As in the first embodiment, since the light reception signal at the pre-extraction rotation angle includes a light reception waveform different from the background waveform, if it is determined Yes in step S115 in FIG. In step S133, it is determined whether or not there is a rotation angle in which two light reception waveforms are included in the light reception signal in the range of the waveform detection rotation angle other than the ends in both rotation directions.

この波形検出回動角度において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がない場合には(S133でNo)、1つの検出物体からの反射光を受光したとして、ステップS301にて交点間距離演算処理がなされる。この処理では、各閾値Lth1,Lth2毎に、受光波形が閾値を超える状態の時間、すなわち、上記座標における面積演算用交点間での交点間距離がそれぞれ算出される。   At this waveform detection rotation angle, when there is no rotation angle in which the light reception signal includes two light reception waveforms except at both ends in the rotation direction (No in S133), the reflected light from one detection object is received. In step S301, the inter-intersection distance calculation process is performed. In this process, for each of the threshold values Lth1 and Lth2, the time during which the received light waveform exceeds the threshold value, that is, the distance between the intersection points between the area calculation intersection points in the above-described coordinates is calculated.

次に、ステップS303において、各交点間距離とその光量での判定用距離Yとがほぼ一致するか否かについて判定され、各交点間距離とその光量および閾値から上記光量−判定用距離マップに基づいて求められる判定用距離Yとがほぼ一致する場合には、ステップS303にてYesと判定される。   Next, in step S303, it is determined whether or not the distance between the intersections and the determination distance Y with the light amount substantially coincide with each other. The distance between the intersection points, the light amount and the threshold value are converted into the light amount-determination distance map. If the determination distance Y obtained based on the values is substantially equal, it is determined Yes in step S303.

そして、ステップS305において、面積演算処理がなされる。この処理では、上記座標において、近距離側の2つの面積演算用交点(P1a,P2a)を結ぶ直線と、遠距離側の2つの面積演算用交点(P1b,P2b)を結ぶ直線とを求める。そして、これら両直線と横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積を、遠距離側の受光波形W1に関して第2遠距離側面積として演算するとともに、背景波形W2に関して第2背景側面積として演算する(図18参照)。   In step S305, an area calculation process is performed. In this process, a straight line connecting two area calculation intersections (P1a, P2a) on the short distance side and a straight line connecting two area calculation intersections (P1b, P2b) on the long distance side are obtained in the above coordinates. Then, the area of the triangular region surrounded by both the straight lines and the horizontal axis is calculated as the second far side area with respect to the light receiving waveform W1 on the far side, and is calculated as the second background side area with respect to the background waveform W2. (See FIG. 18).

次に、ステップS307において、回動方向長さ測定処理がなされる。この処理では、第2遠距離側面積と第2背景側面積との比率に基づいて、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面に占める面積比が演算される。続いて、この近距離側の受光波形の検出時間Tnにより検出物体までの距離に基づいてスポット断面の断面寸法が演算され、この断面寸法と上記面積比とにより、検出物体の回動方向長さXが演算される。そして、上記第1実施形態と同様にステップS137以降の処理がなされる。   Next, in step S307, a rotation direction length measurement process is performed. In this process, based on the ratio between the second far-side area and the second background-side area, the area ratio of the detected object, which is detected according to the near-field received light waveform, to the spot cross section is calculated. Subsequently, the cross-sectional dimension of the spot cross section is calculated based on the distance to the detection object based on the detection time Tn of the light reception waveform on the short distance side, and the rotation direction length of the detection object is calculated based on the cross-sectional dimension and the area ratio. X is calculated. And the process after step S137 is made like the said 1st Embodiment.

一方、2つの閾値での交点間距離のうち少なくともいずれか1つにおいて、対応する判定用距離Yとの距離差が、他の閾値での上記距離差よりも大きくなる場合には、ステップS303にてNoと判定される。そして、ステップS309にて、その光量において交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つか否かについて判定される。   On the other hand, if at least one of the distances between the intersections at the two thresholds is larger than the distance difference at the other thresholds, the process proceeds to step S303. Is determined as No. Then, in step S309, it is determined whether or not there is only one threshold that is considered to match the distance between the intersections and the determination distance Y with respect to the amount of light.

ここで、交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つある場合には(S309でYes)、ステップS311にて交点間距離推定処理がなされる。この処理では、上述したように、判定用距離Yと一致するとみなされる交点間距離等を基準として、上記光量−判定用距離マップから他の閾値での交点間距離が推定される(図19参照)。   Here, when there is one threshold value that the distance between the intersections and the determination distance Y match (Yes in S309), the distance between intersections is estimated in step S311. In this process, as described above, the distance between the intersections at other threshold values is estimated from the light amount-determination distance map on the basis of the distance between the intersections considered to be coincident with the determination distance Y (see FIG. 19). ).

そして、ステップS313にて、面積演算処理がなされる。この処理では、上記座標において、上述のように判定用距離Yと一致するとみなされる交点間を結ぶ線分を第1の線分(例えば図19のY2)と、上述のように推定された判定用距離を全長とし上記第1の線分と垂直二等分線が一致する第2の線分(例えば図19のY1)とを求める。そして、これら両線分の端点をそれぞれ通過し横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域に基づいて、第2遠距離側面積が演算される。なお、ノイズ等が含まれない背景波形を採用することで、第2背景側面積は、ステップS305と同様にして演算される。このように第2遠距離側面積が演算されると、ステップS307にて上述のように検出物体の回動方向長さXが演算される。   In step S313, an area calculation process is performed. In this process, the line segment connecting the intersections that are considered to coincide with the determination distance Y as described above at the coordinates is defined as the first line segment (for example, Y2 in FIG. 19) and the determination estimated as described above. A second distance (for example, Y1 in FIG. 19) in which the first distance and the perpendicular bisector coincide with each other with the working distance as a full length is obtained. Then, the second long-distance side area is calculated based on an area composed of isosceles triangles passing through the end points of both line segments and having the horizontal axis as the base. By adopting a background waveform that does not include noise or the like, the second background side area is calculated in the same manner as in step S305. When the second far-side area is calculated in this way, the rotation direction length X of the detected object is calculated in step S307 as described above.

一方、上記第2実施形態にて述べたように、その光量において交点間距離と判定用距離Yとが一致するとみなされる閾値が1つもない場合には、ステップS309にてNoと判定されて、回動方向長さXを測定することなく、図4のステップS117以降の処理がなされる。   On the other hand, as described in the second embodiment, when there is no threshold value at which the distance between the intersections and the determination distance Y are equal to each other in the light amount, it is determined No in step S309, The process after step S117 in FIG. 4 is performed without measuring the length X in the rotation direction.

上述した図17のステップS133にて、波形検出回動角度範囲において両回動方向端部以外で受光信号に2つの受光波形が含まれる回動角度がある場合には(S133でYes)、上記第1実施形態と同様に、ステップS141にて第2回動方向長さ測定処理がなされる。なお、この処理では、上述したステップS301以降の処理と同様に、第2遠距離側面積と第2背景側面積との比率に基づいて、スポット断面に占める面積比を演算してもよい。   In step S133 of FIG. 17 described above, when there is a rotation angle in which two light reception waveforms are included in the light reception signal other than both rotation direction ends in the waveform detection rotation angle range (Yes in S133), Similarly to the first embodiment, the second rotation direction length measurement process is performed in step S141. In this process, the area ratio of the spot cross section may be calculated based on the ratio of the second far-side area and the second background-side area, as in the processes after step S301 described above.

以上説明したように、本第3実施形態に係るレーザレーダ装置1では、第2遠距離側面積と、第2背景側面積と、の比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される検出物体の大きさが測定される。   As described above, in the laser radar device 1 according to the third embodiment, detection is performed according to the waveform on the near side, based on the ratio between the second far side area and the second background side area. The size of the detected object is measured.

上述のような三角形状の領域は、対応する波形の形状を反映した領域となる。特に、少なくとも2つの閾値を設定するだけで、対応する波形の形状を反映した領域が区画されることとなる。このため、それぞれ領域の面積を第2遠距離側面積および第2背景側面積として算出しこれら両面積の比率を用いることで、遠距離側の受光波形と背景波形との比率を精度良く算出でき、検出物体の大きさの測定精度を向上させることができる。   The triangular area as described above is an area reflecting the shape of the corresponding waveform. In particular, only by setting at least two threshold values, a region reflecting the corresponding waveform shape is partitioned. For this reason, the area of each region is calculated as the second long-distance side area and the second background-side area, and the ratio of both areas can be used to accurately calculate the ratio of the light-receiving waveform and the background waveform on the long-distance side. The measurement accuracy of the size of the detected object can be improved.

また、本第3実施形態に係るレーザレーダ装置1では、所定の閾値が遠距離側の受光波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、第2遠距離側面積は、第1の線分および第2の線分の双方の端点を通過し上記横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域の面積に基づいて演算される。   Further, in the laser radar device 1 according to the third embodiment, the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects with the light reception waveform on the long distance side and the determination distance with the same threshold and the same light amount are considered to match. When there is only one threshold, the second far-side area is the area of an isosceles triangle that passes through the end points of both the first line segment and the second line segment and has the horizontal axis as the base. Calculated based on area.

このように他の閾値での交点間距離を推定することで、ノイズなどの影響により遠距離側の受光波形が乱れた場合であっても、第2遠距離側面積を演算することができる。   As described above, by estimating the distance between the intersections at other threshold values, the second far-side area can be calculated even when the light-receiving waveform on the far-side is disturbed due to noise or the like.

上記第3実施形態の第1変形例として、閾値を3つ以上採用してもよい。この場合、判定用距離Yにより一致するとみなされる4つの面積演算用交点Pに基づいて、第2遠距離側面積および第2背景側面積を演算してもよい。また、上記第2実施形態と同様に、判定用距離Yとの距離差が大きくなる異常な成分での面積演算用交点を除いて第2遠距離側面積および第2背景側面積を演算することができる。   As a first modification of the third embodiment, three or more threshold values may be employed. In this case, the second far-side area and the second background-side area may be calculated based on the four area calculation intersections P that are considered to be matched by the determination distance Y. Similarly to the second embodiment, the second far-side area and the second background-side area are calculated except for the area calculation intersection at an abnormal component that increases the distance difference from the determination distance Y. Can do.

上記第3実施形態の第2変形例として、上述のように第2遠距離側面積および第2背景側面積に基づいて検出物体の回動方向長さXを演算するとともに、上記第2実施形態にて述べたように第1遠距離側面積および第1背景側面積等に基づいて検出物体の回動方向長さXを演算してもよい。この場合、それぞれ演算された回動方向長さXを比較することで、より精度の高い回動方向長さXを演算することができる。また、それぞれの測定精度を有効に活用するために、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が3つ以上の場合には、第1遠距離側面積および第1背景側面積等に基づいて検出物体の回動方向長さXを演算し、同じ閾値および光量での判定用距離とが一致するとみなされる閾値が2つの場合には、第2遠距離側面積および第2背景側面積に基づいて検出物体の回動方向長さXを演算してもよい。   As a second modification of the third embodiment, as described above, the rotation direction length X of the detection object is calculated based on the second far-side area and the second background-side area, and the second embodiment. As described above, the rotation direction length X of the detection object may be calculated based on the first long distance side area, the first background side area, and the like. In this case, the rotation direction length X with higher accuracy can be calculated by comparing the calculated rotation direction lengths X. Further, in order to effectively utilize each measurement accuracy, when there are three or more threshold values that are considered to match the determination threshold value with the same threshold value and light amount, the first far side area and the first background side When the rotation direction length X of the detection object is calculated based on the area or the like, and there are two threshold values that are considered to be the same threshold value and the determination distance with the same amount of light, the second far-side area and the second The rotation direction length X of the detection object may be calculated based on the background side area.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
(1)上記回動方向長さ測定処理では、近距離側の受光波形に応じて検出される検出物体がスポット断面に占める面積比を、遠距離側の受光波形の振幅値Hfと背景波形の振幅値Hoとの比率に基づいて演算することに限らず、例えば、遠距離側の波形が所定の閾値以上となる状態の時間と背景波形が所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて演算してもよい。検出物体がスポット断面に占める面積が小さくなるほど、遠距離側の波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間は、背景波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間に近づくように変化する。このため、遠距離側の波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間と背景波形が上記所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて検出物体がスポット断面に占める面積比が演算でき、検出物体の大きさを容易に測定することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.
(1) In the rotation direction length measurement process, the area ratio of the detection object detected in accordance with the light reception waveform on the short distance side to the spot cross section is calculated from the amplitude value Hf of the light reception waveform on the long distance side and the background waveform. The calculation is not limited to the ratio based on the ratio to the amplitude value Ho. For example, the ratio is the ratio between the time when the far-side waveform is equal to or greater than a predetermined threshold and the time when the background waveform is equal to or greater than the predetermined threshold. You may calculate based on. As the area occupied by the detected object in the spot cross section becomes smaller, the time during which the far-side waveform is greater than or equal to the predetermined threshold changes so as to approach the time during which the background waveform is greater than or equal to the predetermined threshold. For this reason, the area ratio of the detected object to the spot cross section is calculated based on the ratio of the time when the far-side waveform is above the predetermined threshold and the time when the background waveform is above the predetermined threshold. And the size of the detected object can be easily measured.

(2)ステップS107,S117では、基準となる回動角度から一周するまでを判定基準とすることに限らず、例えば、半周するまでを判定基準としてもよいし、複数周するまでを判定基準としてもよい。 (2) In steps S107 and S117, the determination reference is not limited to one round from the reference rotation angle. For example, a half turn may be used as the determination reference, and a plurality of rounds may be used as the determination reference. Also good.

(3)ステップS141の第2回動方向長さ測定処理では、両回動方向端部以外で2つの受光波形が検出されるスポット断面での上記面積比が1に近い場合、すなわち、このスポット断面での遠距離側の受光波形の振幅値Hfが背景波形に対して十分に小さい場合には、このスポット断面での受光波形が1つであるとして、第1回動方向長さ測定処理と同様にして回動方向長さXを演算してもよい。 (3) In the second rotation direction length measurement process in step S141, when the above-mentioned area ratio in the spot cross section where two received light waveforms are detected at other than the ends in both rotation directions is close to 1, that is, this spot When the amplitude value Hf of the light reception waveform on the far distance side in the cross section is sufficiently small with respect to the background waveform, it is assumed that there is one light reception waveform in the spot cross section and the first rotational direction length measurement process is performed. Similarly, the rotation direction length X may be calculated.

また、第2回動方向長さ測定処理では、高いセキュリティ性が求められる使用環境であれば、上記面積比に関わらず第1回動方向長さ測定処理と同様にして回動方向長さXを演算して検出物体の回動方向長さXが大きくなるように演算することで、検出物体の検出頻度を高めてもよい。   In the second rotation direction length measurement process, if the use environment requires high security, the rotation direction length X is the same as the first rotation direction length measurement process regardless of the area ratio. And the detection object detection frequency may be increased by calculating the rotation direction length X of the detection object.

また、両回動方向端部以外で2つの受光波形が検出されるスポット断面が連続する場合では、図9(A)に例示するようにスポット断面Ln−3の一部が2つの検出物体のうちの一方の一部照射部により反射され、スポット断面Ln−4の一部が2つの検出物体のうちの他方の一部照射部により反射される状態と、図9(B)に例示するようにスポット断面Ln−3,Ln−4の一部が2つの検出物体の間に存在する検出物体により反射される状態と、のいずれの状態か判別することができない。   In addition, in the case where the spot cross-sections in which two light receiving waveforms are detected other than at both ends in the rotational direction are continuous, a part of the spot cross-section Ln-3 is the two detected objects as illustrated in FIG. 9A. FIG. 9B illustrates a state in which a part of the spot cross section Ln-4 is reflected by one of the partial irradiation units, and a part of the spot cross section Ln-4 is reflected by the other partial irradiation unit of the two detection objects. In addition, it is impossible to determine which state is a state in which a part of the spot cross-sections Ln-3 and Ln-4 is reflected by a detection object existing between two detection objects.

そこで、このような場合、第2回動方向長さ測定処理では、要求されるセキュリティ性等に応じて処理を変更してもよい。具体的には、例えば、高いセキュリティ性が求められる使用環境であれば、上記面積比に関わらず第1回動方向長さ測定処理と同様にして回動方向長さXを演算して検出物体の回動方向長さXが大きくなるように演算することで、検出物体の検出頻度を高めてもよい。また、高いセキュリティ性が求められない使用環境であれば、上記面積比等に応じて複数の検出物体を検出しているものとして各検出物体の回動方向長さXを演算することで、検出不要な大きさの検出物体の検出を確実に防止するようにしてもよい。   Therefore, in such a case, in the second rotation direction length measurement process, the process may be changed according to required security. Specifically, for example, in a use environment where high security is required, the detection object is calculated by calculating the rotation direction length X in the same manner as the first rotation direction length measurement process regardless of the area ratio. The detection object detection frequency may be increased by calculating so that the rotation direction length X of the detection object increases. Further, in a usage environment where high security is not required, it is detected by calculating the rotational direction length X of each detection object on the assumption that a plurality of detection objects are detected according to the above-mentioned area ratio or the like. You may make it prevent reliably the detection of the detection object of an unnecessary magnitude | size.

(4)ステップS135,S141における回動方向長さ測定処理では、レーザ光の出射方向の単位角度変化(レーザ走査間隔)の設定値に応じて、現段階の回動角度におけるスポット断面が同一距離での前抽出回動角度におけるスポット断面と一部重なる場合には、その重なり分を、演算された回動方向長さXから減算するようにしてもよい。これにより、検出物体の回動方向長さXをより正確に演算して測定することができる。 (4) In the rotation direction length measurement processing in steps S135 and S141, the spot cross sections at the current rotation angle are the same distance according to the set value of the unit angle change (laser scanning interval) in the laser beam emission direction. If it overlaps with the spot cross section at the pre-extraction rotation angle at, the overlap may be subtracted from the calculated rotation direction length X. Thereby, the rotational direction length X of the detection object can be calculated and measured more accurately.

1…レーザレーダ装置
10…レーザダイオード(レーザ光発生手段)
20…フォトダイオード(光検出手段)
40…回動偏向機構(回動偏向手段)
50…モータ(駆動手段)
70…制御回路(距離測定手段,設定手段,測定手段,断面寸法演算手段)
L…スポット断面
Hf,Ho…振幅値
Tf,Tn,To…検出時間
X…回動方向長さ
P…面積演算用交点
Y…判定用距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser radar apparatus 10 ... Laser diode (laser beam generation means)
20 ... Photodiode (light detection means)
40... Turning deflection mechanism (turning deflection means)
50. Motor (driving means)
70. Control circuit (distance measuring means, setting means, measuring means, cross-sectional dimension calculating means)
L: Spot section Hf, Ho: Amplitude value Tf, Tn, To: Detection time X: Length in rotation direction P: Intersection point for area calculation Y: Distance for determination

Claims (14)

レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生されたときに、当該レーザ光が検出物体にて反射した反射光を波形として検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、かつ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
所定の回動角度において前記光検出手段により検出される波形が前回の同一回動角度において検出された波形に一致するとみなされる検出状態が継続して検出される場合にこの波形をその回動角度の背景波形として設定する設定手段と、
遠距離側の波形の前記検出時間がその回動角度における前記背景波形の前記検出時間に相当する、2つの波形が前記光検出手段により検出されるとき、この遠距離側の波形と前記背景波形との比率に基づいて、近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定する測定手段と、
を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。
Laser light generating means for generating laser light;
A light detection means for detecting, as a waveform, reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis is provided. The laser beam is deflected toward the space by the deflection unit, and the reflected light is deflected toward the light detection unit. Dynamic deflection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
The distance to the detection object is determined based on the detection time from the generation of the laser light by the laser light generation means until the reflected light reflected by the detection object is detected by the light detection means. A distance measuring means for measuring;
A laser radar device comprising:
When a detection state that the waveform detected by the light detection means at a predetermined rotation angle is considered to coincide with the waveform detected at the same previous rotation angle is continuously detected, this waveform is converted to the rotation angle. Setting means for setting as a background waveform of
When two waveforms corresponding to the detection time of the background waveform at the rotation angle corresponding to the detection time of the waveform on the long distance side are detected by the light detection means, the waveform on the long distance side and the background waveform are detected. Measurement means for measuring the size of the detected object detected according to the waveform on the near distance side based on the ratio of
A laser radar device comprising:
前記測定手段は、前記遠距離側の波形の振幅値と前記背景波形の振幅値との比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする請求項1に記載のレーザレーダ装置。   The measuring means measures the size of the detected object detected according to the near-field waveform based on a ratio between the far-field waveform amplitude value and the background waveform amplitude value. The laser radar device according to claim 1. 前記測定手段は、前記遠距離側の波形が所定の閾値以上となる状態の時間と前記背景波形が前記所定の閾値以上となる状態の時間との比率に基づいて、前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする請求項1に記載のレーザレーダ装置。   The measuring means may calculate the near-field waveform based on a ratio between a time when the far-side waveform is equal to or greater than a predetermined threshold and a time when the background waveform is equal to or greater than the predetermined threshold. The laser radar device according to claim 1, wherein the size of the detected object detected in response is measured. 前記測定手段により測定された前記検出物体の大きさが検出対象外である場合にこの検出物体の検出を無効にする無効手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。   The invalidity means which invalidates the detection of this detection object when the size of the detection object measured by the measurement means is out of the detection object is provided. The laser radar device described. 前記検出対象となる前記検出物体の大きさは、前記距離測定手段により測定される距離に応じて設定されることを特徴とする請求項4に記載のレーザレーダ装置。   The laser radar device according to claim 4, wherein the size of the detection object to be detected is set according to a distance measured by the distance measurement unit. 前記測定手段は、
前記距離測定手段による前記検出物体までの測定距離での前記レーザ光の断面寸法を演算する断面寸法演算手段を備え、
前記検出物体の一部により第1の回動角度にて前記2つの波形が前記光検出手段により検出され、この検出物体の残部により前記第1の回動角度から所定角度回動した間の全ての回動角度にて1つの波形が前記光検出手段により検出されるとき、
前記1つの波形が検出される回動角度の数と、前記2つの波形の前記比率と、前記断面寸法とに基づいて、当該検出物体の回動方向に沿う長さを測定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
The measuring means includes
A cross-sectional dimension calculating means for calculating a cross-sectional dimension of the laser beam at a measurement distance to the detection object by the distance measuring means;
The two waveforms are detected by the light detection means at a first rotation angle by a part of the detection object, and all of the detection object is rotated by a predetermined angle from the first rotation angle by the remaining part of the detection object. When one waveform is detected by the light detection means at a rotation angle of
Measuring the length along the rotation direction of the detection object based on the number of rotation angles at which the one waveform is detected, the ratio of the two waveforms, and the cross-sectional dimension; The laser radar device according to any one of claims 1 to 5.
前記断面寸法演算手段は、前記レーザ光の広がりに応じて前記測定距離での前記断面寸法を演算することを特徴とする請求項6に記載のレーザレーダ装置。   The laser radar device according to claim 6, wherein the cross-sectional dimension calculating unit calculates the cross-sectional dimension at the measurement distance according to a spread of the laser light. 前記光検出手段により検出される波形が所定の光量を超えているか否かを判定するための閾値が複数設定されており、
光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、1つの前記閾値が前記光検出手段により検出される波形と交わる交点を面積演算用交点とするとき、
前記測定手段は、
前記複数の閾値のうちの2つ以上の閾値と前記遠距離側の波形とが交わる複数の前記面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1遠距離側面積と、
前記2つ以上の閾値と前記背景波形とが交わる複数の前記面積演算用交点により囲まれる多角形状の領域の面積である第1背景側面積と、の比率に基づいて、
前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする請求項1、4〜7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
A plurality of thresholds for determining whether or not the waveform detected by the light detection means exceeds a predetermined light amount are set,
In the coordinates where the light amount is on the vertical axis and the time is on the horizontal axis, the intersection where one threshold value intersects with the waveform detected by the light detection means is the intersection for area calculation,
The measuring means includes
A first far-side area that is an area of a polygonal region surrounded by a plurality of intersections for area calculation where two or more of the plurality of thresholds and the far-side waveform intersect;
Based on the ratio of the first background side area, which is the area of a polygonal region surrounded by the plurality of area calculation intersections where the two or more threshold values intersect the background waveform,
The laser radar device according to claim 1, wherein the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured.
前記測定手段は、
前記第1遠距離側面積を構成する最小の閾値での2つの前記面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から前記横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1遠距離側面積に加えた合計面積と、
前記第1背景側面積を構成する最小の閾値での2つの前記面積演算用交点とこれら両面積演算用交点から前記横軸にそれぞれ下ろした垂線の足とにより囲まれる四角形状の領域の面積を当該第1背景側面積に加えた合計面積と、の比率に基づいて、
前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする請求項8に記載のレーザレーダ装置。
The measuring means includes
The area of a quadrangular region surrounded by the two intersection points for area calculation at the minimum threshold value that constitutes the first far-side area and the legs of the perpendicular line respectively drawn on the horizontal axis from these intersection points for area calculation Total area added to the first far side area,
The area of a quadrangular region surrounded by the two intersection points for area calculation at the minimum threshold value constituting the first background side area and the perpendicular legs drawn down from the intersection points for both area calculations to the horizontal axis respectively. Based on the ratio of the total area added to the first background side area,
9. The laser radar device according to claim 8, wherein a size of the detected object detected in accordance with the waveform on the short distance side is measured.
前記光検出手段による検出が想定される光量の波形と前記閾値とが交わる2つの交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離として予めそれぞれ測定されて記憶され、
前記測定手段は、
所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離との距離差が、他の閾値での前記距離差よりも大きくなる前記面積演算用交点を除いて、
前記第1遠距離側面積および前記第1背景側面積を演算することを特徴とする請求項8または9に記載のレーザレーダ装置。
The distance between two intersections where the light intensity waveform assumed to be detected by the light detection means and the threshold value is measured and stored in advance as a determination distance according to the threshold value for each light quantity,
The measuring means includes
The distance difference between the two intersections where the predetermined threshold value intersects the waveform on the long distance side and the determination distance with the same threshold value and light amount is larger than the distance difference with other threshold values Excluding the intersection for area calculation,
The laser radar device according to claim 8 or 9, wherein the first far-side area and the first background-side area are calculated.
前記測定手段は、
所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、
前記第1遠距離側面積を、
当該1つの閾値での前記交点間を結ぶ線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の閾値に対応する前記判定用距離を全長とする線分と、の2つの線分の一方を上底とし他方を下底とする台形状の領域の面積に基づいて演算することを特徴とする請求項10に記載のレーザレーダ装置。
The measuring means includes
When the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far distance side and the determination threshold with the same threshold and the same amount of light are considered to match, there is only one threshold,
The first long distance side area,
Two lines: a line segment connecting the intersections at the one threshold value, and a line segment having the same light amount as the light amount at the one threshold value and having the determination distance corresponding to the other threshold as a full length 11. The laser radar device according to claim 10, wherein the calculation is performed based on an area of a trapezoidal region in which one of the minutes has an upper base and the other has a lower base.
前記光検出手段により検出される波形が所定の光量を超えているか否かを判定するための閾値が複数設定されており、
光量を縦軸とし時間を横軸とする座標において、1つの前記閾値が前記光検出手段により検出される波形と交わる交点を面積演算用交点とするとき、
前記測定手段は、
前記複数の閾値のうちの2つの閾値と前記遠距離側の波形とが交わる4つの前記面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、前記横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2遠距離側面積と、
前記2つの閾値と前記背景波形とが交わる4つの前記面積演算用交点のうち近距離側の2つを結ぶ直線および遠距離側の2つを結ぶ直線の2つの直線と、前記横軸とにより囲まれる三角形状の領域の面積である第2背景側面積と、の比率に基づいて、
前記近距離側の波形に応じて検出される前記検出物体の大きさを測定することを特徴とする請求項1、4〜7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
A plurality of thresholds for determining whether or not the waveform detected by the light detection means exceeds a predetermined light amount are set,
In the coordinates where the light amount is on the vertical axis and the time is on the horizontal axis, the intersection where one threshold value intersects with the waveform detected by the light detection means is the intersection for area calculation,
The measuring means includes
Of the four intersections for area calculation where two of the plurality of thresholds intersect the waveform on the long distance side, a straight line connecting two on the short distance side and a straight line connecting two on the long distance side A second far side area that is an area of a triangular region surrounded by two straight lines and the horizontal axis;
Of the four intersections for area calculation where the two thresholds intersect the background waveform, two straight lines connecting two on the short distance side and two straight lines connecting two on the long distance side, and the horizontal axis Based on the ratio of the area of the triangular region to be surrounded and the second background side area,
The laser radar device according to claim 1, wherein the size of the detected object detected according to the waveform on the short distance side is measured.
前記光検出手段による検出が想定される光量の波形と前記閾値とが交わる2つの交点間の距離が、光量毎に閾値に応じて判定用距離として予めそれぞれ測定されて記憶され、
前記測定手段は、
所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と同じ閾値および光量での前記判定用距離との距離差が、他の閾値での前記距離差よりも大きくなる前記面積演算用交点を除いて、
前記第2遠距離側面積および前記第2背景側面積を演算することを特徴とする請求項12に記載のレーザレーダ装置。
The distance between two intersections where the light intensity waveform assumed to be detected by the light detection means and the threshold value is measured and stored in advance as a determination distance according to the threshold value for each light quantity,
The measuring means includes
The area in which the difference between the predetermined threshold and the distance for determination with the same threshold and light amount as the distance between two intersections where the predetermined distance intersects the waveform on the far side is larger than the distance difference at other thresholds Excluding the intersection for calculation,
13. The laser radar device according to claim 12, wherein the second long distance side area and the second background side area are calculated.
前記測定手段は、
所定の前記閾値が前記遠距離側の波形と交わる2つの交点間の距離と、同じ閾値および光量での前記判定用距離とが一致するとみなされる閾値が1つのみの場合には、
前記第2遠距離側面積を、
当該1つの閾値での前記交点間を結ぶ第1の線分と、この1つの閾値での光量と同じ光量であって他の1つの閾値に対応する前記判定用距離を全長とし前記第1の線分と垂直二等分線が一致する第2の線分と、の双方の端点を通過し前記横軸を底辺とする二等辺三角形からなる領域の面積に基づいて演算することを特徴とする請求項13に記載のレーザレーダ装置。
The measuring means includes
When the distance between two intersections where the predetermined threshold intersects the waveform on the far distance side and the determination threshold with the same threshold and the same amount of light are considered to match, there is only one threshold,
The second far side area is
The first line segment connecting the intersections at the one threshold value and the determination distance corresponding to the other threshold value with the same light amount as the light amount at the one threshold value is defined as the total length. The calculation is based on the area of an isosceles triangle that passes through the end points of both the line segment and the second line segment in which the perpendicular bisector matches and has the horizontal axis as the base. The laser radar device according to claim 13.
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