JP2014109537A - レーザーレーダー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】パルスレーザ光の送信経路上に浮遊物が存在する場合でも、目標の視認性が高い画像を生成することができるようにする。
【解決手段】信号処理回路8が、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間するように構成する。
【選択図】図1
【解決手段】信号処理回路8が、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間するように構成する。
【選択図】図1
Description
この発明は、パルスレーザ光の放射時刻と反射光の受信時刻の時間差から距離値を導出するレーザーレーダー装置に関するものである。
例えば、以下の特許文献1に開示されているレーザーレーダー装置では、送信するパルスレーザ光の拡がり角を大きくする機能を有している。
パルスレーザ光の拡がり角を大きくすることで、パルスレーザ光の送信点と目標との間に、浮遊物(例えば、陸上であれば、微粒子、ごみや昆虫など、海中であれば、マリンスノーなどが該当する)が通過する可能性がある場合でも、浮遊物による送信光の遮断を避けて、測距を行うことができる可能性が向上する。
パルスレーザ光の拡がり角を大きくすることで、パルスレーザ光の送信点と目標との間に、浮遊物(例えば、陸上であれば、微粒子、ごみや昆虫など、海中であれば、マリンスノーなどが該当する)が通過する可能性がある場合でも、浮遊物による送信光の遮断を避けて、測距を行うことができる可能性が向上する。
従来のレーザーレーダー装置は以上のように構成されているので、パルスレーザ光の拡がり角を大きくする機能を有しており、パルスレーザ光の拡がり角を大きくすることで、測距を行うことができる可能性を高めることができる。しかし、パルスレーザ光の送信経路上に浮遊物が存在する場合には、そのパルスレーザ光が目標に反射されて戻ってくる他に、浮遊物に反射されて戻ってくることがある。このような場合、浮遊物の反射光も受信してしまうため、その受信信号から生成される距離画像及び強度画像には目標の他に浮遊物も現れてしまって、目標の視認性が低下してしまう課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、パルスレーザ光の送信経路上に浮遊物が存在する場合でも、目標の視認性が高い画像を生成することができるレーザーレーダー装置を得ることを目的とする。
この発明に係るレーザーレーダー装置は、パルスレーザ光を発振するとともに、そのパルスレーザ光の発振タイミングを示す発振タイミング信号を出力するパルスレーザ光源と、走査角度を切り替えながら、パルスレーザ光源により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルスレーザ光の反射光を受信する送受光学系と、パルスレーザ光源から出力された発振タイミング信号に同期してゲートトリガを出力するゲートトリガ出力手段と、ゲートトリガ出力手段からゲートトリガを受けると、そのゲートトリガの出力タイミングと発振タイミング信号の出力タイミングとの時間差を計測するとともに、送受光学系により受信された反射光のピーク強度を検出する信号受信処理手段と、信号受信処理手段により計測された時間差を距離値に変換し、送受光学系の走査角度を参照して、その距離値と信号受信処理手段により検出されたピーク強度から1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する画像生成手段とを設け、画素値補間手段が、画像生成手段により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、その距離画像及び強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間するようにしたものである。
この発明によれば、画素値補間手段が、画像生成手段により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間するように構成したので、パルスレーザ光の送信経路上に浮遊物が存在する場合でも、目標の視認性が高い距離画像及び強度画像を生成することができる効果がある。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるレーザーレーダー装置を示す構成図である。
図1において、パルスレーザ光源1はパルスレーザ光を発振するとともに、そのパルスレーザ光の発振タイミングを示すレーザ光発振タイミング信号を出力する光源である。
送受光学系2は例えばアレーアンテナなどから構成されており、ビームを規定の拡がり角に整形する機能や、パルスレーザ光を所望の走査範囲に走査する機能などを備え、走査角度を切り替えながら、パルスレーザ光源1により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標や浮遊物に反射されて戻ってきたパルスレーザ光の反射光を受信する処理を実施する。
図1はこの発明の実施の形態1によるレーザーレーダー装置を示す構成図である。
図1において、パルスレーザ光源1はパルスレーザ光を発振するとともに、そのパルスレーザ光の発振タイミングを示すレーザ光発振タイミング信号を出力する光源である。
送受光学系2は例えばアレーアンテナなどから構成されており、ビームを規定の拡がり角に整形する機能や、パルスレーザ光を所望の走査範囲に走査する機能などを備え、走査角度を切り替えながら、パルスレーザ光源1により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標や浮遊物に反射されて戻ってきたパルスレーザ光の反射光を受信する処理を実施する。
ゲートトリガ生成回路3はパルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号に同期して、受光素子5のゲート開閉を制御するゲートトリガ信号を生成し、そのゲートトリガ信号をゲート遅延回路4に出力する処理を実施する。
また、ゲートトリガ生成回路3はパルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する処理を実施する。
ゲート遅延回路4はゲートトリガ生成回路3から出力されたゲートトリガ信号を信号処理回路8により決定された遅延時間だけ保持してから受光素子5に出力する処理を実施する。
なお、ゲートトリガ生成回路3及びゲート遅延回路4からゲートトリガ出力手段が構成れている。
また、ゲートトリガ生成回路3はパルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する処理を実施する。
ゲート遅延回路4はゲートトリガ生成回路3から出力されたゲートトリガ信号を信号処理回路8により決定された遅延時間だけ保持してから受光素子5に出力する処理を実施する。
なお、ゲートトリガ生成回路3及びゲート遅延回路4からゲートトリガ出力手段が構成れている。
受光素子5は例えばPINフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、あるいは、光電子増倍管などから構成されており、ゲート遅延回路4からゲートトリガ信号を受けると、ゲートを開放して、送受光学系2により受信された反射光を受光し、その反射光を電気信号(受信信号)に変換する処理を実施する。
受信回路6は受光素子5の受光タイミング(=ゲート遅延回路4からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系2によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、その反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する処理を実施する。
なお、受光素子5及び受信回路6から信号受信処理手段が構成されている。
受信回路6は受光素子5の受光タイミング(=ゲート遅延回路4からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系2によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、その反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する処理を実施する。
なお、受光素子5及び受信回路6から信号受信処理手段が構成されている。
画像生成回路7は例えばCPUを実装している半導体集積回路、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、受信回路6により計測された時間差Δtを距離値Lに変換し、送受光学系2の走査角度を参照して、その距離値Lと受信回路6により検出されたピーク強度(ピークホールド電圧)から1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する処理を実施する。なお、画像生成回路7は画像生成手段を構成している。
信号処理回路8は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
また、信号処理回路8は空間の流速ベクトル(流速情報)を参照して、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する処理を実施する。なお、信号処理回路8は画素値補間手段及び遅延時間決定手段を構成している。
画像表示部9は例えば液晶ディスプレイなどから構成されており、信号処理回路8から出力された距離画像及び強度画像を表示する処理を実施する。
また、信号処理回路8は空間の流速ベクトル(流速情報)を参照して、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する処理を実施する。なお、信号処理回路8は画素値補間手段及び遅延時間決定手段を構成している。
画像表示部9は例えば液晶ディスプレイなどから構成されており、信号処理回路8から出力された距離画像及び強度画像を表示する処理を実施する。
図2はこの発明の実施の形態1によるレーザーレーダー装置のゲート遅延回路4を示す構成図である。
図2において、遅延処理部11は時間遅延量tの時間遅延を与える遅延回路(1)〜(N)を備えており、スイッチング回路12が接続される遅延回路に応じた遅延時間をゲートトリガ信号に与える処理を実施する。例えば、スイッチング回路12が遅延回路(n)と接続された場合、n個の遅延回路(1)〜(n)が直列に接続されるため、t×nの遅延時間がゲートトリガ信号に与えられる。
スイッチング回路12はゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、信号処理回路8から出力されるゲート制御信号にしたがって遅延処理部11の遅延回路に対する接続箇所の切換処理を実施する。
即ち、スイッチング回路12はゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、n個の遅延回路(1)〜(n)のうち、信号処理回路8により決定された遅延時間に対応する遅延回路と接続する処理を実施する。
図2において、遅延処理部11は時間遅延量tの時間遅延を与える遅延回路(1)〜(N)を備えており、スイッチング回路12が接続される遅延回路に応じた遅延時間をゲートトリガ信号に与える処理を実施する。例えば、スイッチング回路12が遅延回路(n)と接続された場合、n個の遅延回路(1)〜(n)が直列に接続されるため、t×nの遅延時間がゲートトリガ信号に与えられる。
スイッチング回路12はゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、信号処理回路8から出力されるゲート制御信号にしたがって遅延処理部11の遅延回路に対する接続箇所の切換処理を実施する。
即ち、スイッチング回路12はゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、n個の遅延回路(1)〜(n)のうち、信号処理回路8により決定された遅延時間に対応する遅延回路と接続する処理を実施する。
図3はこの発明の実施の形態1によるレーザーレーダー装置の受信回路6を示す構成図である。
時間差計測回路21は受光素子5から出力された受信信号とゲートトリガ生成回路3から出力されたレーザ光発振タイミング信号との到来時間差を計測し、その到来時間差を受光素子5の受光タイミングとパルスレーザ光の放射タイミングとの時間差Δtとして出力する回路である。
ピーク強度検出回路22は受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出し、そのピーク強度を示すピーク強度信号を出力する回路である。
データ処理回路23は時間差計測回路21から出力された時間差Δtと、ピーク強度検出回路22から出力されたピーク強度信号とをディジタル化して、その時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力する回路である。
この実施の形態1では、受信回路6が、時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力するようにしているが、時間差Δtのディジタル信号だけを画像生成回路7に出力するようにしてもよい。
時間差計測回路21は受光素子5から出力された受信信号とゲートトリガ生成回路3から出力されたレーザ光発振タイミング信号との到来時間差を計測し、その到来時間差を受光素子5の受光タイミングとパルスレーザ光の放射タイミングとの時間差Δtとして出力する回路である。
ピーク強度検出回路22は受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出し、そのピーク強度を示すピーク強度信号を出力する回路である。
データ処理回路23は時間差計測回路21から出力された時間差Δtと、ピーク強度検出回路22から出力されたピーク強度信号とをディジタル化して、その時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力する回路である。
この実施の形態1では、受信回路6が、時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力するようにしているが、時間差Δtのディジタル信号だけを画像生成回路7に出力するようにしてもよい。
次に動作について説明する。
まず、パルスレーザ光源1は、パルスレーザ光を繰り返し発振するとともに、そのパルスレーザ光を発振する毎に、レーザ光発振タイミング信号をゲートトリガ生成回路3に出力する。
送受光学系2は、パルスレーザ光源1がパルスレーザ光を発振すると、ビームの拡がり角を規定の拡がり角に整形し、1フレームの画角に相当する範囲のビーム走査を行いながら(走査角度を切り替えながら)、そのパルスレーザ光を空間に放射する。
空間に放射されたパルスレーザ光の一部は目標や浮遊物に反射され、その反射光が送受光学系2に受信される。
まず、パルスレーザ光源1は、パルスレーザ光を繰り返し発振するとともに、そのパルスレーザ光を発振する毎に、レーザ光発振タイミング信号をゲートトリガ生成回路3に出力する。
送受光学系2は、パルスレーザ光源1がパルスレーザ光を発振すると、ビームの拡がり角を規定の拡がり角に整形し、1フレームの画角に相当する範囲のビーム走査を行いながら(走査角度を切り替えながら)、そのパルスレーザ光を空間に放射する。
空間に放射されたパルスレーザ光の一部は目標や浮遊物に反射され、その反射光が送受光学系2に受信される。
ゲートトリガ生成回路3は、パルスレーザ光源1からレーザ光発振タイミング信号を受けると、そのレーザ光発振タイミング信号をトリガとして、受光素子5のゲート開閉を制御するゲートトリガ信号を生成し、そのゲートトリガ信号をゲート遅延回路4に出力する。
また、ゲートトリガ生成回路3は、パルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する。
また、ゲートトリガ生成回路3は、パルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する。
ゲート遅延回路4は、ゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、後述する信号処理回路8により決定された遅延時間だけ、そのゲートトリガ信号に遅延を与えてから、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
即ち、ゲート遅延回路4のスイッチング回路12は、ゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、n個の遅延回路(1)〜(n)のうち、信号処理回路8により決定された遅延時間に対応する遅延回路と接続する。
例えば、信号処理回路8により決定された遅延時間がtであれば、遅延回路(1)と接続し、その遅延時間がt×nであれば、遅延回路(n)と接続する。
ゲート遅延回路4の遅延処理部11は、スイッチング回路12が接続される遅延回路に応じた遅延時間をゲートトリガ信号に与えて、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
例えば、スイッチング回路12が遅延回路(n)と接続された場合、n個の遅延回路(1)〜(n)が直列に接続されるため、t×nの遅延時間をゲートトリガ信号に与えて、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
なお、初期撮像時においては、ゲート遅延回路4の遅延量は最小に設定されている。
即ち、ゲート遅延回路4のスイッチング回路12は、ゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、n個の遅延回路(1)〜(n)のうち、信号処理回路8により決定された遅延時間に対応する遅延回路と接続する。
例えば、信号処理回路8により決定された遅延時間がtであれば、遅延回路(1)と接続し、その遅延時間がt×nであれば、遅延回路(n)と接続する。
ゲート遅延回路4の遅延処理部11は、スイッチング回路12が接続される遅延回路に応じた遅延時間をゲートトリガ信号に与えて、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
例えば、スイッチング回路12が遅延回路(n)と接続された場合、n個の遅延回路(1)〜(n)が直列に接続されるため、t×nの遅延時間をゲートトリガ信号に与えて、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
なお、初期撮像時においては、ゲート遅延回路4の遅延量は最小に設定されている。
ここでは、説明の簡単化のため、ゲート遅延回路4が、信号処理回路8により決定された遅延時間だけ、ゲートトリガ信号に遅延を与えるものとして説明しているが、信号処理回路8から出力される情報が遅延時間そのものではなく、後述する図7(c)に示すリスト(パルスレーザ光の放射回数と遅延回路数の対応関係を示すリスト)とビーム走査角度の情報を含むゲート制御信号である場合、そのビーム走査角度の情報に含まれるビーム走査開始信号を起点として、ゲートトリガ生成回路3から出力されるゲートトリガ信号のトリガ数をカウントする。
このカウント値は、図7(c)に示すリストに含まれているパルスレーザ光の放射回数に対応しているため、そのパルスレーザ光の放射回数に対応する遅延回路数を特定し、その遅延回路数だけ遅延処理部11の遅延回路が直列に接続されるように、スイッチング回路12を制御する。
このカウント値は、図7(c)に示すリストに含まれているパルスレーザ光の放射回数に対応しているため、そのパルスレーザ光の放射回数に対応する遅延回路数を特定し、その遅延回路数だけ遅延処理部11の遅延回路が直列に接続されるように、スイッチング回路12を制御する。
受光素子5は、通常、ゲートを閉じているが、ゲート遅延回路4からゲートトリガ信号を受けると、ゲートを開放して、送受光学系2により受信された反射光を受光し、その反射光を電気信号(受信信号)に変換する。
受信回路6は、受光素子5の受光タイミング(=ゲート遅延回路4からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系2によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する。
受信回路6は、受光素子5の受光タイミング(=ゲート遅延回路4からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系2によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する。
即ち、受信回路6の時間差計測回路21は、受光素子5から出力された受信信号とゲートトリガ生成回路3から出力されたレーザ光発振タイミング信号との到来時間差を計測し、その到来時間差を受光素子5の受光タイミングとパルスレーザ光の放射タイミングとの時間差Δtとしてデータ処理回路23に出力する。
また、受信回路6のピーク強度検出回路22は、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出し、そのピーク強度を示すピーク強度信号をデータ処理回路23に出力する。
受信回路6のデータ処理回路23は、時間差計測回路21から出力された時間差Δtと、ピーク強度検出回路22から出力されたピーク強度信号とをディジタル化して、その時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力する。
また、受信回路6のピーク強度検出回路22は、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出し、そのピーク強度を示すピーク強度信号をデータ処理回路23に出力する。
受信回路6のデータ処理回路23は、時間差計測回路21から出力された時間差Δtと、ピーク強度検出回路22から出力されたピーク強度信号とをディジタル化して、その時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を画像生成回路7に出力する。
画像生成回路7は、受信回路6から時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を受けると、下記の式(1)に示すように、その時間差Δtを距離値Lに変換する。
L=n・c/Δt (1)
式(1)において、nは空間の屈折率、cは光速である。
また、画像生成回路7は、送受光学系2の走査角度を参照して、その距離値Lと受信回路6により検出されたピーク強度(ピークホールド電圧)を1フレーム分の各画素に対応する配列情報として格納することにより、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する。
なお、1フレーム分の距離画像を構成している各画素の値は、当該画素に対応する位置の距離値Lであり、1フレーム分の強度画像を構成している各画素の値は、当該画素に対応する位置のピーク強度(ピークホールド電圧)である。
L=n・c/Δt (1)
式(1)において、nは空間の屈折率、cは光速である。
また、画像生成回路7は、送受光学系2の走査角度を参照して、その距離値Lと受信回路6により検出されたピーク強度(ピークホールド電圧)を1フレーム分の各画素に対応する配列情報として格納することにより、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する。
なお、1フレーム分の距離画像を構成している各画素の値は、当該画素に対応する位置の距離値Lであり、1フレーム分の強度画像を構成している各画素の値は、当該画素に対応する位置のピーク強度(ピークホールド電圧)である。
画像生成回路7は、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成すると、その距離画像及び強度画像を信号処理回路8に出力する。
また、画像生成回路7は、送受光学系2の走査角度と距離値Lから、距離画像を構成している各画素の3次元座標を算出し、各画素の3次元座標を信号処理回路8に出力する。
また、画像生成回路7は、送受光学系2の走査角度と距離値Lから、距離画像を構成している各画素の3次元座標を算出し、各画素の3次元座標を信号処理回路8に出力する。
信号処理回路8は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を受けると、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
信号処理回路8は、例えば、最新のフレームの距離画像(あるいは、強度画像)と、1フレーム前の距離画像(あるいは、強度画像)とを比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する。
また、信号処理回路8は、上位システムから与えられる測定環境の風速や流速情報を参照して、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する。
信号処理回路8は、例えば、最新のフレームの距離画像(あるいは、強度画像)と、1フレーム前の距離画像(あるいは、強度画像)とを比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する。
また、信号処理回路8は、上位システムから与えられる測定環境の風速や流速情報を参照して、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する。
ここで、図4は信号処理回路8の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図4を参照しながら、信号処理回路8の処理内容を具体的に説明する。
信号処理回路8は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を取得し(ステップST1)、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
次に、信号処理回路8は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
参照画像を使用する場合には、動作開始時点からユーザにより設定されたフレーム数で逐次移動平均を取った結果を参照画像として使用する。なお、初期動作の際は、1フレーム前の距離画像や参照画像が存在しないため、浮遊物が存在しているか否かの判定処理を行わず、最新のフレームの距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
ここでは、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像との差分画像を生成しているが、最新のフレームの強度画像と、1フレーム前の強度画像との差分画像を生成するようにしてもよい。
以下、図4を参照しながら、信号処理回路8の処理内容を具体的に説明する。
信号処理回路8は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を取得し(ステップST1)、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
次に、信号処理回路8は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
参照画像を使用する場合には、動作開始時点からユーザにより設定されたフレーム数で逐次移動平均を取った結果を参照画像として使用する。なお、初期動作の際は、1フレーム前の距離画像や参照画像が存在しないため、浮遊物が存在しているか否かの判定処理を行わず、最新のフレームの距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
ここでは、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像との差分画像を生成しているが、最新のフレームの強度画像と、1フレーム前の強度画像との差分画像を生成するようにしてもよい。
信号処理回路8は、差分画像を生成すると、その差分画像を構成している各画素の画素値である差分値と、予め設定されている閾値とを比較し(ステップST4)、その差分値が閾値以上であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号であると判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号ではないと判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号ではないと判断する。
信号処理回路8は、差分値が閾値以上の画素がなければ、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在していないため、画像生成回路7から出力された最新のフレームの距離画像及び強度画像をそのまま画像表示部9に出力する。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、例えば、1フレーム前の距離画像(強度画像)又は参照画像において、補間対象の画素と同一の座標に位置している画素の画素値を補間対象の画素の画素値として使用する方法でもよいし、補間対象の画素の周辺に位置している複数の画素の平均値を求め、その平均値を補間対象の画素の画素値として使用する方法でもよい。
信号処理回路8は、画素値補間後の距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、例えば、1フレーム前の距離画像(強度画像)又は参照画像において、補間対象の画素と同一の座標に位置している画素の画素値を補間対象の画素の画素値として使用する方法でもよいし、補間対象の画素の周辺に位置している複数の画素の平均値を求め、その平均値を補間対象の画素の画素値として使用する方法でもよい。
信号処理回路8は、画素値補間後の距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
画像表示部9は、信号処理回路8から距離画像及び強度画像を受けると、その距離画像及び強度画像を表示する(ステップST6)。
また、信号処理回路8は、差分値が閾値以上の画素がある場合、上位システムから流速情報である流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)を取得する。
信号処理回路8は、流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)を取得すると、その流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)を用いて、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の次フレームにおける移動領域を予測する(ステップST7)。
信号処理回路8は、流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)を取得すると、その流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)を用いて、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の次フレームにおける移動領域を予測する(ステップST7)。
ここで、図5は浮遊物の移動領域の予測を説明する概念図である。
以下、次フレームにおける浮遊物の移動領域の予測処理を具体的に説明する。
図5の例では、下記の式(2)を用いて、次フレームにおける浮遊物の移動領域の予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)を算出している。
Xn+1=Xn+Vx/f
Yn+1=Yn+Vy/f (2)
Zn+1=Zn+Vz/f
式(2)において、(Xn,Yn,Zn)は浮遊物が現在存在している座標であり、fはフレームレートである。
以下、次フレームにおける浮遊物の移動領域の予測処理を具体的に説明する。
図5の例では、下記の式(2)を用いて、次フレームにおける浮遊物の移動領域の予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)を算出している。
Xn+1=Xn+Vx/f
Yn+1=Yn+Vy/f (2)
Zn+1=Zn+Vz/f
式(2)において、(Xn,Yn,Zn)は浮遊物が現在存在している座標であり、fはフレームレートである。
信号処理回路8は、次フレームにおける浮遊物の移動領域の予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)を算出すると、その予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)と予め設定された確率密度分布関数P(x,y,z)を用いて、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測する。
確率密度分布関数としては、例えば、下記の式(3)に示すように、流速に依存しているトップハット型の関数を用いることができる。この確率密度分布関数は正規分布などを設定するようにしてもよい。
式(3)は、X座標成分の確率密度分布に注目して展開している式であり、その他の座標成分も同一の式で記述される。また、式(3)中のVxnはnフレーム目に計測された流速である。
この場合、確率密度分布関数の値が0でない領域は、全て移動予測領域となる。
確率密度分布関数としては、例えば、下記の式(3)に示すように、流速に依存しているトップハット型の関数を用いることができる。この確率密度分布関数は正規分布などを設定するようにしてもよい。
式(3)は、X座標成分の確率密度分布に注目して展開している式であり、その他の座標成分も同一の式で記述される。また、式(3)中のVxnはnフレーム目に計測された流速である。
この場合、確率密度分布関数の値が0でない領域は、全て移動予測領域となる。
信号処理回路8は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する。
ここで、図6は浮遊物の移動領域がターゲット面(目標の面)と重複するか否かを判定する方法の概念図である。図6の座標系は、空間をシステム俯瞰方向から見た座標系である。
以下、ゲートトリガ信号の遅延時間の決定処理を具体的に説明する。
ここで、図6は浮遊物の移動領域がターゲット面(目標の面)と重複するか否かを判定する方法の概念図である。図6の座標系は、空間をシステム俯瞰方向から見た座標系である。
以下、ゲートトリガ信号の遅延時間の決定処理を具体的に説明する。
まず、信号処理回路8は、初期動作として、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複するか否かを判定する。
判定基準となる情報として、画像生成回路7により算出された1フレーム前の距離画像又は参照画像を構成している各画素の3次元座標を使用する。
信号処理回路8は、各画素の3次元座標の中から、移動領域の予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)と最も近い座標を抽出し、下記の式(4)に示す不等式によって、浮遊物の移動領域内にターゲット座標が存在するか否かを判定する。
Xn+1−|(2Vxn−Vxn-1)/f|≦X*≦Xn+1+|(2Vxn−Vxn-1)/f|
Yn+1−|(2Vyn−Vyn-1)/f|≦Y*≦Yn+1+|(2Vyn−Vyn-1)/f| (4)
Zn+1−|(2Vzn−Vzn-1)/f|≦Z*≦Zn+1+|(2Vzn−Vzn-1)/f|
判定基準となる情報として、画像生成回路7により算出された1フレーム前の距離画像又は参照画像を構成している各画素の3次元座標を使用する。
信号処理回路8は、各画素の3次元座標の中から、移動領域の予測中心座標(Xn+1,Yn+1,Zn+1)と最も近い座標を抽出し、下記の式(4)に示す不等式によって、浮遊物の移動領域内にターゲット座標が存在するか否かを判定する。
Xn+1−|(2Vxn−Vxn-1)/f|≦X*≦Xn+1+|(2Vxn−Vxn-1)/f|
Yn+1−|(2Vyn−Vyn-1)/f|≦Y*≦Yn+1+|(2Vyn−Vyn-1)/f| (4)
Zn+1−|(2Vzn−Vzn-1)/f|≦Z*≦Zn+1+|(2Vzn−Vzn-1)/f|
信号処理回路8は、式(4)による真偽判定の結果、真であれば、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複すると判断し、偽であれば、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複しないと判断する。
信号処理回路8は、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複しないと判断すると、浮遊物の移動領域を示す直方体の面上座標点を直交座標系から球座標系に変換する。
このとき演算する座標点として、直交座標系の中の整数座標点だけを演算することで計算量を低減することができる。
信号処理回路8は、浮遊物の移動領域を示す直方体の面上座標点を直交座標系から球座標系に変換すると、図7に示すように、面上座標点を浮遊物の移動領域の座標リストとしてデータ化し(図7(a)のリストを生成する)、球座標系の面上座標点のリスト(図7(a)のリスト)と、予め用意されているパルスレーザ光の放射回数に対するビーム走査角度のリスト(図7(b)のリスト)を照合して、各々のビーム走査角度に対応する球座標系の面上座標点の遅延時間Taを選択する。a=1,2,・・・,nである。
ただし、球座標系の面上座標点とビーム走査角度を照合する際、面上座標点のリストの中に、ビーム走査角度と完全に一致している角度を含んでいる球座標系の面上座標点が存在しない場合、そのビーム走査角度と最も近い角度を含んでいる球座標系の面上座標点を選択し、その面上座標点に対応する遅延時間Taを選択する。
また、複数の面上座標点を選択した場合には、複数の面上座標点の遅延時間の中で、最も大きい遅延時間を選択する。
このとき演算する座標点として、直交座標系の中の整数座標点だけを演算することで計算量を低減することができる。
信号処理回路8は、浮遊物の移動領域を示す直方体の面上座標点を直交座標系から球座標系に変換すると、図7に示すように、面上座標点を浮遊物の移動領域の座標リストとしてデータ化し(図7(a)のリストを生成する)、球座標系の面上座標点のリスト(図7(a)のリスト)と、予め用意されているパルスレーザ光の放射回数に対するビーム走査角度のリスト(図7(b)のリスト)を照合して、各々のビーム走査角度に対応する球座標系の面上座標点の遅延時間Taを選択する。a=1,2,・・・,nである。
ただし、球座標系の面上座標点とビーム走査角度を照合する際、面上座標点のリストの中に、ビーム走査角度と完全に一致している角度を含んでいる球座標系の面上座標点が存在しない場合、そのビーム走査角度と最も近い角度を含んでいる球座標系の面上座標点を選択し、その面上座標点に対応する遅延時間Taを選択する。
また、複数の面上座標点を選択した場合には、複数の面上座標点の遅延時間の中で、最も大きい遅延時間を選択する。
信号処理回路8は、各々のビーム走査角度に対応する球座標系の面上座標点の遅延時間Taを選択すると、ゲート遅延回路4における各遅延回路が有する時間遅延量tに応じて、下記の式(5)を満たす最大遅延回路数Naに変換してリスト化する(図7(c)のリストを生成する)。
Ta>t×Na (5)
a=1,2,・・・,n
信号処理回路8は、照合により生成した図7(c)のリスト(パルスレーザ光の放射回数と遅延回路数の対応関係を示すリスト)と走査角度情報をゲート制御信号として、ゲート遅延回路4に出力する。
ここでは、信号処理回路8が、図7(c)のリストと走査角度情報をゲート制御信号として、ゲート遅延回路4に出力するものを示したが、選択した遅延時間Taをゲート遅延回路4に出力するようにしてもよい。
Ta>t×Na (5)
a=1,2,・・・,n
信号処理回路8は、照合により生成した図7(c)のリスト(パルスレーザ光の放射回数と遅延回路数の対応関係を示すリスト)と走査角度情報をゲート制御信号として、ゲート遅延回路4に出力する。
ここでは、信号処理回路8が、図7(c)のリストと走査角度情報をゲート制御信号として、ゲート遅延回路4に出力するものを示したが、選択した遅延時間Taをゲート遅延回路4に出力するようにしてもよい。
なお、信号処理回路8は、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複すると判断すると、遅延時間を決定する処理を行わず、代替として初期設定の遅延時間をゲート遅延回路4に出力する。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、信号処理回路8が、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間するように構成したので、パルスレーザ光の送信経路上に浮遊物が存在する場合でも、目標の視認性が高い距離画像及び強度画像を生成することができる効果を奏する。
また、この実施の形態1によれば、空間の流速ベクトルを参照して、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の次フレームにおける移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定するように構成したので、次フレームにおいて、浮遊物に反射された信号を受信する可能性を低減することができる効果を奏する。
なお、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複するか否かを判定するようにしているので、ターゲット面が複雑な構造をしている場合でも、パルスレーザ光のビーム方向に合わせて、浮遊物を除去するのに最適なゲート開放時間を設定することが可能になる。
なお、浮遊物の移動領域がターゲット面と重複するか否かを判定するようにしているので、ターゲット面が複雑な構造をしている場合でも、パルスレーザ光のビーム方向に合わせて、浮遊物を除去するのに最適なゲート開放時間を設定することが可能になる。
実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
送受光学系31は図1の送受光学系2と同様に、走査角度を切り替えながら、パルスレーザ光源1により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標や浮遊物に反射されて戻ってきたパルスレーザ光の反射光を受信する処理を実施するものであるが、図1の送受光学系2と異なり、外部からビームの拡がり角を指示する制御信号を入力し、その制御信号にしたがって空間に放射するパルスレーザ光の拡がり角を調整する機能を備えている。
図8はこの発明の実施の形態2によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
送受光学系31は図1の送受光学系2と同様に、走査角度を切り替えながら、パルスレーザ光源1により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標や浮遊物に反射されて戻ってきたパルスレーザ光の反射光を受信する処理を実施するものであるが、図1の送受光学系2と異なり、外部からビームの拡がり角を指示する制御信号を入力し、その制御信号にしたがって空間に放射するパルスレーザ光の拡がり角を調整する機能を備えている。
信号処理回路32は図1の信号処理回路8と同様に、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
信号処理回路32は図1の信号処理回路8と異なり、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測して、その浮遊物の大きさからビームの拡がり角を算出し、その拡がり角をユーザに提示する処理を実施する。
なお、信号処理回路32は画素値補間手段及び拡がり角算出手段を構成している。
信号処理回路32は図1の信号処理回路8と異なり、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測して、その浮遊物の大きさからビームの拡がり角を算出し、その拡がり角をユーザに提示する処理を実施する。
なお、信号処理回路32は画素値補間手段及び拡がり角算出手段を構成している。
次に動作について説明する。
パルスレーザ光源1は、上記実施の形態1と同様に、パルスレーザ光を繰り返し発振するとともに、そのパルスレーザ光を発振する毎に、レーザ光発振タイミング信号をゲートトリガ生成回路3に出力する。
送受光学系31は、パルスレーザ光源1がパルスレーザ光を発振すると、ビームの拡がり角を設定可能な最大のビーム拡がり角θmaxに整形し、1フレームの画角に相当する範囲のビーム走査を行いながら(走査角度を切り替えながら)、そのパルスレーザ光を空間に放射する。
空間に放射されたパルスレーザ光の一部は目標や浮遊物に反射され、その反射光が送受光学系31に受信される。
パルスレーザ光源1は、上記実施の形態1と同様に、パルスレーザ光を繰り返し発振するとともに、そのパルスレーザ光を発振する毎に、レーザ光発振タイミング信号をゲートトリガ生成回路3に出力する。
送受光学系31は、パルスレーザ光源1がパルスレーザ光を発振すると、ビームの拡がり角を設定可能な最大のビーム拡がり角θmaxに整形し、1フレームの画角に相当する範囲のビーム走査を行いながら(走査角度を切り替えながら)、そのパルスレーザ光を空間に放射する。
空間に放射されたパルスレーザ光の一部は目標や浮遊物に反射され、その反射光が送受光学系31に受信される。
ゲートトリガ生成回路3は、パルスレーザ光源1からレーザ光発振タイミング信号を受けると、上記実施の形態1と同様に、そのレーザ光発振タイミング信号をトリガとして、受光素子5のゲート開閉を制御するゲートトリガ信号を生成し、そのゲートトリガ信号を受光素子5に出力する。
また、ゲートトリガ生成回路3は、上記実施の形態1と同様に、パルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する。
また、ゲートトリガ生成回路3は、上記実施の形態1と同様に、パルスレーザ光源1から出力されたレーザ光発振タイミング信号を受信回路6に出力する。
受光素子5は、通常、ゲートを閉じているが、ゲートトリガ生成回路3からゲートトリガ信号を受けると、ゲートを開放して、送受光学系31により受信された反射光を受光し、その反射光を電気信号(受信信号)に変換する。
受信回路6は、上記実施の形態1と同様に、受光素子5の受光タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系31によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する。
受信回路6は、上記実施の形態1と同様に、受光素子5の受光タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのゲートトリガ信号の出力タイミング)と、送受光学系31によるパルスレーザ光の放射タイミング(=ゲートトリガ生成回路3からのレーザ光発振タイミング信号の出力タイミング)との時間差Δtを計測するとともに、受光素子5から出力された受信信号のアナログ電圧をピークホールドすることで、反射光のピーク強度(ピークホールド電圧)を検出する。
画像生成回路7は、受信回路6から時間差Δt及びピーク強度信号のディジタル信号を受けると、上記実施の形態1と同様に、式(1)を用いて、その時間差Δtを距離値Lに変換する。
また、画像生成回路7は、送受光学系31の走査角度を参照して、その距離値Lと受信回路6により検出されたピーク強度(ピークホールド電圧)を1フレーム分の各画素に対応する配列情報として格納することにより、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する。
画像生成回路7は、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成すると、その距離画像及び強度画像を信号処理回路32に出力する。
また、画像生成回路7は、上記実施の形態1と同様に、送受光学系31の走査角度と距離値Lから、距離画像を構成している各画素の3次元座標を算出し、各画素の3次元座標を信号処理回路32に出力する。
また、画像生成回路7は、送受光学系31の走査角度を参照して、その距離値Lと受信回路6により検出されたピーク強度(ピークホールド電圧)を1フレーム分の各画素に対応する配列情報として格納することにより、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する。
画像生成回路7は、1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成すると、その距離画像及び強度画像を信号処理回路32に出力する。
また、画像生成回路7は、上記実施の形態1と同様に、送受光学系31の走査角度と距離値Lから、距離画像を構成している各画素の3次元座標を算出し、各画素の3次元座標を信号処理回路32に出力する。
信号処理回路32は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を受けると、図1の信号処理回路8と同様に、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
信号処理回路32は、図1の信号処理回路8と同様に、例えば、最新のフレームの距離画像(あるいは、強度画像)と、1フレーム前の距離画像(あるいは、強度画像)とを比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する。
また、信号処理回路32は、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測して、その浮遊物の大きさからビームの拡がり角を算出し、その拡がり角をユーザに提示する。
信号処理回路32は、図1の信号処理回路8と同様に、例えば、最新のフレームの距離画像(あるいは、強度画像)と、1フレーム前の距離画像(あるいは、強度画像)とを比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する。
また、信号処理回路32は、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測して、その浮遊物の大きさからビームの拡がり角を算出し、その拡がり角をユーザに提示する。
ここで、図9は信号処理回路32の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図9を参照しながら、信号処理回路32の処理内容を具体的に説明する。
信号処理回路32は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を取得し(ステップST1)、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
次に、信号処理回路32は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
参照画像を使用する場合には、動作開始時点からユーザにより設定されたフレーム数で逐次移動平均を取った結果を参照画像として使用する。なお、初期動作の際は、1フレーム前の距離画像や参照画像が存在しないため、浮遊物が存在しているか否かの判定処理を行わず、最新のフレームの距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
以下、図9を参照しながら、信号処理回路32の処理内容を具体的に説明する。
信号処理回路32は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を取得し(ステップST1)、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
次に、信号処理回路32は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
参照画像を使用する場合には、動作開始時点からユーザにより設定されたフレーム数で逐次移動平均を取った結果を参照画像として使用する。なお、初期動作の際は、1フレーム前の距離画像や参照画像が存在しないため、浮遊物が存在しているか否かの判定処理を行わず、最新のフレームの距離画像及び強度画像を画像表示部9に出力する。
信号処理回路32は、差分画像を生成すると、その差分画像を構成している各画素の画素値である差分値と、予め設定されている閾値とを比較し(ステップST4)、その差分値が閾値以上であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号であると判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号でないと判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号でないと判断する。
信号処理回路32は、差分値が閾値以上の画素がなければ、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在していないため、画像生成回路7から出力された最新のフレームの距離画像及び強度画像をそのまま画像表示部9に出力する。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、上記実施の形態1で示した方法を用いることができる。
画像表示部9は、信号処理回路32から距離画像及び強度画像を受けると、その距離画像及び強度画像を表示する(ステップST6)。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、上記実施の形態1で示した方法を用いることができる。
画像表示部9は、信号処理回路32から距離画像及び強度画像を受けると、その距離画像及び強度画像を表示する(ステップST6)。
また、信号処理回路32は、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測する(ステップST11)。
ここで、図10は浮遊物の大きさを予測する方法を説明する概念図である。
以下、信号処理回路32による浮遊物の大きさの予測処理を具体的に説明する。
まず、信号処理回路32は、差分値が閾値以上の画素の配列番号を抽出し、行番号あるいは列番号が連続する配列要素と、連続しない配列要素とに分ける。
ここで、浮遊物の水平方向あるいは垂直方向に相当する画素数をNh,Nvとすると、連続する配列要素については、連続した行の数がNh、列の数がNvとなり、連続していない場合には、画素数が1であるとする。
ここで、図10は浮遊物の大きさを予測する方法を説明する概念図である。
以下、信号処理回路32による浮遊物の大きさの予測処理を具体的に説明する。
まず、信号処理回路32は、差分値が閾値以上の画素の配列番号を抽出し、行番号あるいは列番号が連続する配列要素と、連続しない配列要素とに分ける。
ここで、浮遊物の水平方向あるいは垂直方向に相当する画素数をNh,Nvとすると、連続する配列要素については、連続した行の数がNh、列の数がNvとなり、連続していない場合には、画素数が1であるとする。
次に、信号処理回路32は、浮遊物から反射される信号の測距値R、ビーム走査全角θ、水平方向全画素数Nh_all及び垂直方向全画素数Nv_allから、浮遊物の水平方向長Lh及び垂直方向長Lvを下記の式(6)のように推定する。
Lh=Nh/Nh_all×Rθ
Lv=Nv/Nv_all×Rθ (6)
Lh=Nh/Nh_all×Rθ
Lv=Nv/Nv_all×Rθ (6)
信号処理回路32は、浮遊物の形状が球形状であると仮定し、水平方向長Lhと垂直方向長Lvを比較して、大きい方の数値が浮遊物の大きさであると仮定する。
信号処理回路32は、最新のフレームの距離画像に存在している全ての浮遊物について同様の計算を実施し、その計算で得られた浮遊物の大きさの平均値を算出する。
そして、ユーザにより設定されたフレーム数分だけ上記の計算を繰り返して、そのフレーム数分の平均値を更に算出し、そのフレーム数分の平均値をパルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさと予測する。
信号処理回路32は、最新のフレームの距離画像に存在している全ての浮遊物について同様の計算を実施し、その計算で得られた浮遊物の大きさの平均値を算出する。
そして、ユーザにより設定されたフレーム数分だけ上記の計算を繰り返して、そのフレーム数分の平均値を更に算出し、そのフレーム数分の平均値をパルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさと予測する。
信号処理回路32は、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の大きさを予測すると、下記の式(7)に示すように、所望の測距性能が得られるSN比の範囲で、最大の空間分解能を得ることが可能なビーム拡がり角θを算出する(ステップST12)。
SNRmin=SNR0・(θ/θmax)2・(1−(Df/Rminθ)2) (7)
式(7)において、SNRminは所望の最大測距離及び測距精度を得るのに必要なSN比、SNR0は最大測距離で設定可能な最大ビーム拡がり角θmaxで得られるSN比、Dfは浮遊物の直径、Rminは最小測距値、θはビーム拡がり角である。
信号処理回路32は、最大の空間分解能を得ることが可能なビーム拡がり角θが、設定可能な最大ビーム拡がり角θmaxより小さい場合、空間分解能を高める計測が可能である旨を示す認知信号と、そのビーム拡がり角θとを外部出力する。
SNRmin=SNR0・(θ/θmax)2・(1−(Df/Rminθ)2) (7)
式(7)において、SNRminは所望の最大測距離及び測距精度を得るのに必要なSN比、SNR0は最大測距離で設定可能な最大ビーム拡がり角θmaxで得られるSN比、Dfは浮遊物の直径、Rminは最小測距値、θはビーム拡がり角である。
信号処理回路32は、最大の空間分解能を得ることが可能なビーム拡がり角θが、設定可能な最大ビーム拡がり角θmaxより小さい場合、空間分解能を高める計測が可能である旨を示す認知信号と、そのビーム拡がり角θとを外部出力する。
ユーザは、空間分解能を高める計測が可能である旨を示す認知信号と、ビーム拡がり角θとを確認すると、設定可能な範囲の中で、所望のビーム拡がり角を指示する制御信号を送受光学系31に与える。
これにより、送受光学系31は、外部から与えられた制御信号にしたがって空間に放射するパルスレーザ光の拡がり角を調整して、ビーム走査を継続する。
これにより、送受光学系31は、外部から与えられた制御信号にしたがって空間に放射するパルスレーザ光の拡がり角を調整して、ビーム走査を継続する。
この実施の形態2によれば、浮遊物に反射された信号を受信した場合でも、画像の視認性を高めることができるとともに、ユーザ側で測定状況に応じた所望の空間分解能を選択することが可能になる。
また、測定環境の浮遊物の種類が変化して、浮遊物の大きさが変化した場合でも、これらの変化に追従して所望の測距性能で計測可能なビーム拡がり角を算出することが可能になる。
また、測定環境の浮遊物の種類が変化して、浮遊物の大きさが変化した場合でも、これらの変化に追従して所望の測距性能で計測可能なビーム拡がり角を算出することが可能になる。
実施の形態3.
図11はこの発明の実施の形態3によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理回路40は図1の信号処理回路8と同様に、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
また、信号処理回路40はパルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の重心位置の移動量を算出して、その移動量とフレームレートから次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する処理を実施する。
なお、信号処理回路40は画素値補間手段及び遅延時間決定手段を構成している。
図11はこの発明の実施の形態3によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理回路40は図1の信号処理回路8と同様に、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
また、信号処理回路40はパルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の重心位置の移動量を算出して、その移動量とフレームレートから次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する処理を実施する。
なお、信号処理回路40は画素値補間手段及び遅延時間決定手段を構成している。
次に動作について説明する。
ただし、上記実施の形態1と比べて、信号処理回路8の代わりに、信号処理回路40が設けられている点以外は同一であるため、ここでは、信号処理回路40の処理内容だけを説明する。
図12は信号処理回路40の処理内容を示すフローチャートである。また、図13は浮遊物の移動予測を説明する概念図である。
ただし、上記実施の形態1と比べて、信号処理回路8の代わりに、信号処理回路40が設けられている点以外は同一であるため、ここでは、信号処理回路40の処理内容だけを説明する。
図12は信号処理回路40の処理内容を示すフローチャートである。また、図13は浮遊物の移動予測を説明する概念図である。
信号処理回路40は、画像生成回路7から1フレーム分の距離画像及び強度画像を取得し(ステップST1)、複数フレーム分の距離画像及び強度画像を保存する。
次に、信号処理回路40は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
信号処理回路40は、差分画像を生成すると、その差分画像を構成している各画素の画素値である差分値と、予め設定されている閾値とを比較し(ステップST4)、その差分値が閾値以上であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号であると判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号でないと判断する。
次に、信号処理回路40は、例えば、最新のフレームの距離画像と、1フレーム前の距離画像又は参照画像との差分を求め、差分画像を生成する(ステップST2,ST3)。
信号処理回路40は、差分画像を生成すると、その差分画像を構成している各画素の画素値である差分値と、予め設定されている閾値とを比較し(ステップST4)、その差分値が閾値以上であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号であると判断する。
一方、その差分値が閾値未満であれば、その差分値に係る画素の信号は浮遊物に反射された信号でないと判断する。
信号処理回路40は、差分値が閾値以上の画素がなければ、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在していないため、画像生成回路7から出力された最新のフレームの距離画像及び強度画像をそのまま画像表示部9に出力する。また、前のフレームで浮遊物が存在している場合には、その浮遊物の重心点座標をリセットする(ステップST21)。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、上記実施の形態1で示した方法を用いることができる。
画像表示部9は、信号処理回路32から距離画像及び強度画像を受けると、その距離画像及び強度画像を表示する(ステップST6)。
一方、差分値が閾値以上の画素がある場合、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているため、最新のフレームの距離画像及び強度画像において、差分値が閾値以上の画素(補間対象の画素)の画素値を補間する(ステップST5)。
画素値の補間方法としては、上記実施の形態1で示した方法を用いることができる。
画像表示部9は、信号処理回路32から距離画像及び強度画像を受けると、その距離画像及び強度画像を表示する(ステップST6)。
信号処理回路40は、差分値が閾値以上の画素がある場合、最新のフレームの距離画像に存在している全ての浮遊物を構成している画素についての重心点座標を算出し、その重心点座標を保存する(ステップST22)。
信号処理回路40は、浮遊物を構成している画素についての重心点座標を算出すると、その重心点座標と1フレーム前の処理で保存している重心点座標から、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出する。
信号処理回路40は、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出すると、下記の式(8)に示すように、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)とフレームレートfから各座標成分の速度(Vx,Vy,Vz)を算出する。
Vx=ΔX/f
Vy=ΔY/f (8)
Vz=ΔZ/f
信号処理回路40は、浮遊物を構成している画素についての重心点座標を算出すると、その重心点座標と1フレーム前の処理で保存している重心点座標から、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出する。
信号処理回路40は、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出すると、下記の式(8)に示すように、各座標成分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)とフレームレートfから各座標成分の速度(Vx,Vy,Vz)を算出する。
Vx=ΔX/f
Vy=ΔY/f (8)
Vz=ΔZ/f
信号処理回路40は、各座標成分の速度(Vx,Vy,Vz)を算出すると、各座標成分の速度(Vx,Vy,Vz)が流速ベクトルV(Vx,Vy,Vz)に相当するものとし、図1の信号処理回路8と同様の方法で、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の次フレームにおける移動領域を予測する(ステップST23)。
信号処理回路40は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、図1の信号処理回路8と同様に、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する(ステップST24)。
信号処理回路40は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、図1の信号処理回路8と同様に、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する(ステップST24)。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、信号処理回路40が、パルスレーザ光の伝搬経路上に存在している浮遊物の重心位置の移動量を算出して、その移動量とフレームレートから次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定するように構成したので、システム側から測定環境の風や潮流などの周辺流体の流速が得られない状況下でも、浮遊物の移動予測を行うことが可能になる。また、周辺流体の流れに依存しない挙動を示す浮遊物(昆虫や小動物等)についても移動予測を行うことが可能になる。
実施の形態4.
図14はこの発明の実施の形態4によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理回路50は図1,11の信号処理回路8,40と同様に、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、その距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
また、信号処理回路50は図1,11の信号処理回路8,40と同様に、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する処理を実施する。
図14はこの発明の実施の形態4によるレーザーレーダー装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理回路50は図1,11の信号処理回路8,40と同様に、画像生成回路7により生成された複数のフレーム間の距離画像(あるいは、強度画像)を比較して、パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、浮遊物が存在していれば、その距離画像及び強度画像上で浮遊物が存在している位置の画素値を補間する処理を実施する。
また、信号処理回路50は図1,11の信号処理回路8,40と同様に、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測し、その移動領域と送受光学系2の走査角度からゲートトリガ信号の遅延時間を決定する処理を実施する。
さらに、信号処理回路50は次フレームにおける浮遊物の移動領域が、次フレームにおける送受光学系2の走査範囲に含まれる場合、その浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれない観測位置への案内情報(システムナビゲート情報)を出力する処理を実施する。
また、信号処理回路50は次フレームにおける浮遊物の移動領域の履歴を保存し、その浮遊物が到来してきた方向を示す情報(システムナビゲート情報)を出力する処理を実施する。
なお、信号処理回路50は画素値補間手段、遅延時間決定手段、ナビゲート手段及び情報提供手段を構成している。
また、信号処理回路50は次フレームにおける浮遊物の移動領域の履歴を保存し、その浮遊物が到来してきた方向を示す情報(システムナビゲート情報)を出力する処理を実施する。
なお、信号処理回路50は画素値補間手段、遅延時間決定手段、ナビゲート手段及び情報提供手段を構成している。
この実施の形態4では、信号処理回路50がシステムナビゲート情報を出力する点で、上記実施の形態1〜3と相違している。
即ち、信号処理回路50は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、次フレームにおける浮遊物の移動領域が、次フレームにおける送受光学系2の走査範囲に含まれるか否かを判定する。
信号処理回路50は、次フレームにおける浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれる場合、浮遊物の影響によって画像の視認性が劣化する可能性があるため、その浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれない観測位置への案内情報として、次フレームにおける浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれない方向を示すシステムナビゲート情報を外部に出力する。
これにより、ユーザは、観測位置を移動するか否かの判断が可能になり、移動すると判断すれば、移動先の指示をシステムに出力することが可能になる。浮遊物の影響が少ない場所に移動すれば、画像の視認性が向上する。
即ち、信号処理回路50は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、次フレームにおける浮遊物の移動領域が、次フレームにおける送受光学系2の走査範囲に含まれるか否かを判定する。
信号処理回路50は、次フレームにおける浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれる場合、浮遊物の影響によって画像の視認性が劣化する可能性があるため、その浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれない観測位置への案内情報として、次フレームにおける浮遊物の移動領域が送受光学系2の走査範囲に含まれない方向を示すシステムナビゲート情報を外部に出力する。
これにより、ユーザは、観測位置を移動するか否かの判断が可能になり、移動すると判断すれば、移動先の指示をシステムに出力することが可能になる。浮遊物の影響が少ない場所に移動すれば、画像の視認性が向上する。
また、信号処理回路50は、次フレームにおける浮遊物の移動領域を予測すると、その浮遊物の移動領域の履歴を保存する。
信号処理回路50は、保存している履歴の中から、複数のフレームにおける浮遊物の移動領域を抽出すれば、その浮遊物が到来してきた方向を特定することができ、その方向を示す情報をシステムナビゲート情報として外部に出力する。
これにより、例えば、海中の気泡の発生源の探索のように、浮遊物の到来元を探索する用途に応用することも可能になる。
信号処理回路50は、保存している履歴の中から、複数のフレームにおける浮遊物の移動領域を抽出すれば、その浮遊物が到来してきた方向を特定することができ、その方向を示す情報をシステムナビゲート情報として外部に出力する。
これにより、例えば、海中の気泡の発生源の探索のように、浮遊物の到来元を探索する用途に応用することも可能になる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1 パルスレーザ光源、2 送受光学系、3 ゲートトリガ生成回路(ゲートトリガ出力手段)、4 ゲート遅延回路(ゲートトリガ出力手段)、5 受光素子(信号受信処理手段)、6 受信回路(信号受信処理手段)、7 画像生成回路(画像生成手段)、8 信号処理回路(画素値補間手段、遅延時間決定手段)、9 画像表示部、11 遅延処理部、12 スイッチング回路、21 時間差計測回路、22 ピーク強度検出回路、23 データ処理回路、31 送受光学系、32 信号処理回路(画素値補間手段、拡がり角算出手段)、40 信号処理回路(画素値補間手段、遅延時間決定手段)、50 信号処理回路(画素値補間手段、遅延時間決定手段、ナビゲート手段、情報提供手段)。
Claims (8)
- パルスレーザ光を発振するとともに、上記パルスレーザ光の発振タイミングを示す発振タイミング信号を出力するパルスレーザ光源と、
走査角度を切り替えながら、上記パルスレーザ光源により発振されたパルスレーザ光を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルスレーザ光の反射光を受信する送受光学系と、
上記パルスレーザ光源から出力された発振タイミング信号に同期してゲートトリガを出力するゲートトリガ出力手段と、
上記ゲートトリガ出力手段からゲートトリガを受けると、上記ゲートトリガの出力タイミングと上記発振タイミング信号の出力タイミングとの時間差を計測するとともに、上記送受光学系により受信された反射光のピーク強度を検出する信号受信処理手段と、
上記信号受信処理手段により計測された時間差を距離値に変換し、上記送受光学系の走査角度を参照して、上記距離値と上記信号受信処理手段により検出されたピーク強度から1フレーム分の距離画像及び強度画像を生成する画像生成手段と、
上記画像生成手段により生成された複数のフレーム間の距離画像又は強度画像を比較して、上記パルスレーザ光の伝搬経路上に浮遊物が存在しているか否かを判定し、上記浮遊物が存在していれば、上記距離画像及び上記強度画像上で上記浮遊物が存在している位置の画素値を補間する画素値補間手段と
を備えたレーザーレーダー装置。 - 空間の流速情報を参照して、画素値補間手段により存在していると判定された浮遊物の次フレームにおける移動領域を予測し、上記移動領域と送受光学系の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する遅延時間決定手段を設け、
ゲートトリガ生成手段は、パルスレーザ光源から発振タイミング信号が出力された時点から、上記遅延時間決定手段により決定された遅延時間だけ経過したタイミングでゲートトリガを出力する
ことを特徴とする請求項1記載のレーザーレーダー装置。 - 遅延時間決定手段は、空間の流速情報を用いて、画素値補間手段により存在していると判定された浮遊物の3次元位置を算出し、上記3次元位置と予め設定された確率密度分布関数を用いて、次フレームにおける上記浮遊物の移動領域を予測することを特徴とする請求項2記載のレーザーレーダー装置。
- 送受光学系は、外部からビームの拡がり角を指示する制御信号を入力し、上記制御信号にしたがって空間に放射するパルスレーザ光の拡がり角を調整することを特徴とする請求項1記載のレーザーレーダー装置。
- 画素値補間手段により存在していると判定された浮遊物の大きさを予測して、上記浮遊物の大きさからビームの拡がり角を算出し、上記拡がり角を提示する拡がり角算出手段を備えたことを特徴とする請求項4記載のレーザーレーダー装置。
- 画素値補間手段により存在していると判定された浮遊物の重心位置の移動量を算出して、上記重心位置の移動量とフレームレートから次フレームにおける上記浮遊物の移動領域を予測し、上記移動領域と送受光学系の走査角度からゲートトリガの遅延時間を決定する遅延時間決定手段を設け、
ゲートトリガ生成手段は、パルスレーザ光源から発振タイミング信号が出力された時点から、上記遅延時間決定手段により決定された遅延時間だけ経過したタイミングでゲートトリガを出力する
ことを特徴とする請求項1記載のレーザーレーダー装置。 - 遅延時間決定手段により予測された次フレームにおける浮遊物の移動領域が、次フレームにおける送受光学系の走査範囲に含まれる場合、上記浮遊物の移動領域が上記送受光学系の走査範囲に含まれない観測位置への案内情報を提示するナビゲート手段を備えたことを特徴とする請求項2または請求項6記載のレーザーレーダー装置。
- 遅延時間決定手段により予測された浮遊物の移動領域の履歴を保存し、上記浮遊物が到来してきた方向を示す情報を提示する情報提供手段を備えたことを特徴とする請求項2または請求項6記載のレーザーレーダー装置。
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