JP2017124790A - Mobile object observation system and mobile object observation method - Google Patents

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朋也 森岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile object observation system capable of improving observation probability of a mobile object by preferentially scanning a region having high presence probability of the mobile object, and a mobile object observation method.SOLUTION: A mobile object observation system is the mobile object observation system observing a mobile object 2 moving on a locus 1. The mobile object observation system comprises: a laser device 21; an emission direction adjustment mechanism 21c adjusting an emission direction of a laser beam 11a; a laser beam light reception section 24 receiving a reflection laser beam 11b; and a control device 25. The control device 25 executes region extraction processing for extracting a first region 3 such that a total value of presence probability of the mobile object or a total value of detection probability of the mobile object is equal to a first threshold TH1 or more based on a presence probability distribution of the mobile object or a detection probability distribution of the mobile object. The first region 3 is scanned by the laser beam 11a.SELECTED DRAWING: Figure 2A

Description

本発明は、移動物体観測システム、および、移動物体観測方法に関する。   The present invention relates to a moving object observation system and a moving object observation method.

近年、スペースデブリや人工衛星のような宇宙物体(宇宙空間に位置する物体をいう。)の観測の必要性が高まっている。特に、近年では地球周辺のスペースデブリが増加しており、スペースデブリ対策は宇宙利用において急務になっている。スペースデブリへの対処のためには、スペースデブリを正確に観測することが望まれる。また、正確な観測の必要性は、スペースデブリのみならず人工衛星の観測においてもあてはまる。   In recent years, the need for observation of space objects (referred to as objects located in outer space) such as space debris and artificial satellites has increased. In particular, space debris around the earth has increased in recent years, and countermeasures against space debris are urgently needed in space utilization. In order to deal with space debris, it is desirable to accurately observe space debris. The need for accurate observations applies not only to space debris but also to satellite observations.

レーザ光を用いて宇宙物体を観測する技術が提案されている。レーザ光を用いた宇宙物体の観測は、宇宙物体の観測の精度の向上に有効である。   Techniques for observing space objects using laser light have been proposed. Observation of space objects using laser light is effective in improving the accuracy of observation of space objects.

例えば、特許文献1(特開2011−218834号公報)は、人工衛星からレーザ光をスペースデブリの被測定空間に照射し、該人工衛星と同一の地球周回軌道上にある観測衛星に搭載したカメラにより該被測定空間を撮影し、撮影によって得られた画像の輝度情報から該被測定空間に存在するスペースデブリを特定する技術を開示している。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-218834) discloses a camera mounted on an observation satellite that irradiates a measurement space of space debris with a laser beam from an artificial satellite and is in the same orbit around the earth as the artificial satellite. Discloses a technique for photographing a space to be measured and specifying space debris existing in the space to be measured from luminance information of an image obtained by photographing.

また、本願の特許出願時に未公開である特許文献2(特願2015−223406号)には、大気圏内に設けられたレーザ装置からのレーザ光を、宇宙物体に照射することにより、当該宇宙物体を観測する技術が記載されている。   Further, Patent Document 2 (Japanese Patent Application No. 2015-223406), which has not been disclosed at the time of patent application of the present application, discloses that the space object is irradiated with laser light from a laser device provided in the atmosphere. Techniques for observing are described.

なお、レーザ光を宇宙物体等の移動物体に照射して当該移動物体の観測を行うためには、十分な強度の反射光を得る必要がある。このため、レーザ光のビームスポット径(レーザ光の径)を小さくすることにより、目標(移動物体が存在すると想定される領域)に照射されるレーザ光のエネルギ密度を所定の値以上にする必要がある。しかし、移動物体の軌道推定の精度によっては、移動物体が存在すると想定される領域(換言すれば、存在想定領域)が大きくなる場合がある。このような場合、存在想定領域の全体を覆うようなビームスポット径を有するレーザ光を照射すると、目標に照射されるレーザ光のエネルギ密度が小さくなる。その結果、レーザの特性または受信性能(受光センサ、受信回路等の性能)によっては、観測に必要とされる信号強度(反射光の強度)が得られない可能性がある。   In order to observe a moving object by irradiating a moving object such as a space object with laser light, it is necessary to obtain reflected light with sufficient intensity. For this reason, the energy density of the laser beam irradiated to the target (area where the moving object is supposed to be present) needs to be set to a predetermined value or more by reducing the beam spot diameter (laser beam diameter) of the laser beam. There is. However, depending on the accuracy of the trajectory estimation of the moving object, an area where the moving object is assumed to exist (in other words, an assumed existence area) may be large. In such a case, when a laser beam having a beam spot diameter that covers the entire assumed existence region is irradiated, the energy density of the laser beam irradiated to the target is reduced. As a result, depending on the characteristics of the laser or the receiving performance (performance of the light receiving sensor, receiving circuit, etc.), the signal intensity required for observation (the intensity of the reflected light) may not be obtained.

特開2011−218834号公報JP 2011-218834 A 特願2015−223406号Japanese Patent Application No. 2015-223406

本発明の目的は、移動物体の存在確率の高い領域を優先して走査することにより、移動物体の観測確率を向上させることが可能な移動物体観測システム、および、移動物体観測方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a moving object observation system and a moving object observation method capable of improving the observation probability of a moving object by preferentially scanning a region having a high existence probability of the moving object. It is in.

この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。   These objects and other objects and benefits of the present invention can be easily confirmed by the following description and the accompanying drawings.

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。   Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the embodiments for carrying out the invention. These numbers and symbols are added with parentheses for reference in order to show an example of the correspondence between the description of the claims and the mode for carrying out the invention. Accordingly, the claims should not be construed as limiting due to the bracketed description.

いくつかの実施形態における移動物体観測システムは、軌道(1)上を移動する移動物体(2)を観測する移動物体観測システムである。移動物体観測システムは、レーザ光(11a)を出射するように構成されたレーザ装置(21)と、前記レーザ装置(21)から前記レーザ光(11a)が出射される方向である出射方向を調整する出射方向調整機構(21c)と、前記移動物体(2)による前記レーザ光の反射光である反射レーザ光(11b)を受光するレーザ光受光部(24)と、制御装置(25)とを具備する。前記制御装置(25)は、前記移動物体の存在確率分布または前記移動物体の検出確率分布を示す第1確率分布に基づいて、前記移動物体の存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値を示す第1合計値が第1閾値(TH1)以上となるように第1領域(3)を抽出する領域抽出処理を実行するように構成される。前記制御装置(25)は、抽出された前記第1領域(3)が前記レーザ光(21a)によって走査されるように、前記出射方向調整機構(21c)に出射方向調整指令を送信する。   The moving object observation system in some embodiments is a moving object observation system that observes the moving object (2) moving on the trajectory (1). The moving object observation system adjusts an emission direction which is a direction in which the laser beam (11a) is emitted from the laser device (21) configured to emit the laser beam (11a) and the laser device (21). An emission direction adjusting mechanism (21c), a laser beam receiving unit (24) that receives a reflected laser beam (11b) that is a reflected beam of the laser beam by the moving object (2), and a control device (25). It has. Based on the first probability distribution indicating the moving object existence probability distribution or the moving object detection probability distribution, the control device (25) calculates the total value of the moving object existence probabilities or the detection probability of the moving object. An area extraction process is performed to extract the first area (3) such that the first total value indicating the total value is equal to or greater than the first threshold (TH1). The control device (25) transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism (21c) so that the extracted first region (3) is scanned by the laser beam (21a).

上記移動物体観測システムにおいて、前記領域抽出処理は、前記移動物体(2)の存在が想定される複数のセル(6)の中からセルを抽出するセル抽出処理を含んでもいてもよい。前記制御装置(25)は、前記セル抽出処理によって抽出された複数の前記セルによって構成される領域全体内における前記移動物体の前記存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値を示す第2合計値が前記第1閾値以上となるまで、前記セル抽出処理を繰り返し実行してもよい。前記制御装置(25)は、前記第2合計値が前記第1閾値(TH1)以上になると、前記セル抽出処理を終了してもよい。前記制御装置(25)は、前記セル抽出処理の終了後、前記セル抽出処理によって抽出された複数の前記セルによって構成される領域全体を前記第1領域(3)として決定してもよい。   In the moving object observation system, the region extraction process may include a cell extraction process for extracting a cell from a plurality of cells (6) in which the moving object (2) is assumed to exist. The control device (25) indicates a total value of the existence probabilities of the moving object or a total value of detection probabilities of the moving object in an entire region constituted by the plurality of cells extracted by the cell extraction process. The cell extraction process may be repeatedly executed until the second total value is equal to or greater than the first threshold value. The control device (25) may end the cell extraction process when the second total value is equal to or greater than the first threshold (TH1). The said control apparatus (25) may determine the whole area | region comprised by the said some cell extracted by the said cell extraction process as said 1st area | region (3) after completion | finish of the said cell extraction process.

上記移動物体観測システムにおいて、前記制御装置(25)は、前記第1領域(3)を構成する複数のセル(6)が、前記移動物体(2)の存在確率の高いセルから順番に、前記レーザ光(21a)によって走査されるように、前記出射方向調整機構(21c)に出射方向調整指令を送信してもよい。   In the moving object observation system, the control device (25) includes a plurality of cells (6) constituting the first region (3) in order from the cell having the high probability of existence of the moving object (2). An emission direction adjustment command may be transmitted to the emission direction adjustment mechanism (21c) so as to be scanned by the laser beam (21a).

上記移動物体観測システムにおいて、前記制御装置(25)は、前記第1領域(3)の走査に要する時間が出来る限り短くなるような順番で、前記第1領域(3)を構成する複数のセル(6)が走査されるように、前記出射方向調整機構(21c)に出射方向調整指令を送信してもよい。   In the moving object observation system, the control device (25) includes a plurality of cells constituting the first region (3) in an order that makes the time required for scanning the first region (3) as short as possible. An emission direction adjustment command may be transmitted to the emission direction adjustment mechanism (21c) so that (6) is scanned.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域(3)の前記レーザ光の進行方向に垂直な断面は、前記存在確率または前記検出確率の高い領域に対応した細長形状であってもよい。   In the moving object observation system, a cross section perpendicular to the traveling direction of the laser light in the first region (3) may have an elongated shape corresponding to the region having the high existence probability or the detection probability.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域(3)は、位置が固定されている領域であってもよい。   In the moving object observation system, the first region (3) may be a region whose position is fixed.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域を位置が固定されている領域とするのが適する例としては、前記第1領域を十分に短い時間で走査できる場合が考えられる。例えば、前記断面の大きさが、前記レーザ光(11a)が前記移動物体(2)の推定軌道に到達する時の前記レーザ光(11a)のビームスポット(4)の面積と、前記レーザ光(11a)の単位時間当たりの出射回数を示す出射周波数との積よりも小さい場合、前記第1領域を十分に短い時間で走査できる。このような場合、前記第1領域の位置を固定するとよい。   In the moving object observation system, as an example in which it is appropriate that the first region is a region whose position is fixed, a case where the first region can be scanned in a sufficiently short time can be considered. For example, the size of the cross section is such that the area of the beam spot (4) of the laser beam (11a) when the laser beam (11a) reaches the estimated trajectory of the moving object (2), and the laser beam ( 11a), the first area can be scanned in a sufficiently short time when it is smaller than the product of the emission frequency indicating the number of times of emission per unit time. In such a case, the position of the first region may be fixed.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域(3)は、時間と共に移動する領域であってもよい。   In the moving object observation system, the first area (3) may be an area that moves with time.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域を時間とともに移動する領域とするのが適する例としては、前記第1領域を十分に短い時間で走査できない場合が考えられる。例えば、前記断面の大きさが、前記レーザ光(11a)が前記移動物体(2)の推定軌道に到達する時の前記レーザ光(11a)のビームスポット(4)の面積と、前記レーザ光(11a)の単位時間当たりの出射回数を示す出射周波数との積よりも大きい場合、前記第1領域を十分に短い時間で走査することができない。このような場合、前記第1領域の位置を時間と共に移動させるとよい。   In the moving object observation system, as an example in which it is appropriate that the first region is a region that moves with time, a case where the first region cannot be scanned in a sufficiently short time can be considered. For example, the size of the cross section is such that the area of the beam spot (4) of the laser beam (11a) when the laser beam (11a) reaches the estimated trajectory of the moving object (2), and the laser beam ( If it is larger than the product of the emission frequency indicating the number of times of emission per unit time of 11a), the first region cannot be scanned in a sufficiently short time. In such a case, the position of the first region may be moved with time.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第1領域(3)は、時間と共に移動する領域であってもよい。前記第1領域(3)の形状は、前記移動物体(2)の推定軌道に垂直な方向に広がる薄板形状または線状形状であってもよい。   In the moving object observation system, the first area (3) may be an area that moves with time. The shape of the first region (3) may be a thin plate shape or a linear shape extending in a direction perpendicular to the estimated trajectory of the moving object (2).

上記移動物体観測システムにおいて、前記移動物体(3)の推定軌道に垂直な方向に沿う1つの軸をX軸と定義する時、前記セル抽出処理は、既に抽出されたセルのうちのいずれかと前記X軸に沿った位置が同じであるセルを抽出対象候補から除くとの制約条件の下で実行されてもよい。   In the moving object observation system, when one axis along a direction perpendicular to the estimated trajectory of the moving object (3) is defined as an X axis, the cell extraction process includes the step of: It may be executed under the constraint that cells having the same position along the X axis are excluded from extraction target candidates.

上記移動物体観測システムにおいて、前記制御装置(25)は、前記第1領域が前記レーザ光によって繰り返し走査されるように、前記出射方向調整機構に前記出射方向調整指令を送信してもよい。   In the moving object observation system, the control device (25) may transmit the emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism so that the first region is repeatedly scanned with the laser light.

上記移動物体観測システムにおいて、前記制御装置(25)は、前記第1領域(3)が走査される第1観測期間とは異なる第2観測期間における前記移動物体(2)の存在確率分布または前記移動物体(2)の検出確率分布を示す第2確率分布に基づいて、前記移動物体(2)の存在確率の積分値または前記移動物体(2)の検出確率の積分値が第2閾値(TH2)以上となるように第2領域(103)を抽出する第2領域抽出処理を実行するように構成されてもよい。また、前記制御装置(25)は、前記第2領域(103)が前記レーザ光(11a)によって走査されるように、前記出射方向調整機構(21c)に前記出射方向調整指令を送信してもよい。   In the moving object observation system, the control device (25) includes the existence probability distribution of the moving object (2) in a second observation period different from the first observation period in which the first region (3) is scanned, or Based on the second probability distribution indicating the detection probability distribution of the moving object (2), the integrated value of the existence probability of the moving object (2) or the integrated value of the detection probability of the moving object (2) is a second threshold (TH2). ) The second area extraction process for extracting the second area (103) may be executed so as to achieve the above. The control device (25) may transmit the emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism (21c) so that the second region (103) is scanned by the laser beam (11a). Good.

上記移動物体観測システムにおいて、前記第2確率分布は、前記第1観測期間における前記移動物体の観測結果を反映して算出された確率分布であってもよい。   In the moving object observation system, the second probability distribution may be a probability distribution calculated by reflecting an observation result of the moving object in the first observation period.

いくつかの実施形態における移動物体観測方法は、軌道(1)上を移動する移動物体(2)を観測する方法である。移動物体観測方法は、第1観測期間における前記移動物体(2)の存在確率分布または前記移動物体(2)の検出確率分布を示す第1確率分布を取得する工程と、前記第1確率分布に基づいて、前記移動物体の存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値が第1閾値(TH1)以上となるように第1領域(3)を抽出する工程と、前記第1領域(3)がレーザ光(11a)によって走査されるようにレーザ光(11a)を出射する工程と、前記移動物体(2)による前記レーザ光の反射光である反射レーザ光(11b)を受光することにより、前記移動物体(2)を検出する工程とを具備する。   The moving object observation method in some embodiments is a method of observing the moving object (2) moving on the trajectory (1). The moving object observation method includes a step of obtaining a first probability distribution indicating an existence probability distribution of the moving object (2) or a detection probability distribution of the moving object (2) in a first observation period; A step of extracting the first region (3) based on the total value of the existence probability of the moving object or the total value of the detection probability of the moving object based on a first threshold (TH1); The step of emitting the laser beam (11a) so that (3) is scanned by the laser beam (11a), and the reflected laser beam (11b) that is the reflected light of the laser beam by the moving object (2) is received. And a step of detecting the moving object (2).

本発明により、移動物体の存在確率の高い領域を優先して走査することにより、移動物体の観測確率を向上させることが可能な移動物体観測システム、および、移動物体観測方法が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a moving object observation system and a moving object observation method capable of improving the observation probability of a moving object by preferentially scanning a region having a high existence probability of the moving object.

図1は、第1の実施形態の移動物体観測システムと、移動物体との配置関係を模式的に示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a positional relationship between a moving object observation system of the first embodiment and a moving object. 図2Aは、移動物体観測システムの構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2A is a functional block diagram illustrating an example of the configuration of the moving object observation system. 図2Bは、移動物体観測システムの構成の他の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2B is a functional block diagram illustrating another example of the configuration of the moving object observation system. 図3は、移動物体の存在確率分布を模式的に示すグラフである。FIG. 3 is a graph schematically showing the existence probability distribution of a moving object. 図4は、第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of the first region. 図5は、レーザ光が、領域Aを貫通してY軸方向に沿って進行する様子を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a state in which laser light travels through the region A along the Y-axis direction. 図6は、各セル内における移動物体の存在確率の算出方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method for calculating the existence probability of a moving object in each cell. 図7は、移動物体の存在確率分布を模式的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the existence probability distribution of a moving object. 図8は、第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an example of the first region. 図9は、第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of the first region. 図10Aは、固定座標系における第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 10A is a diagram schematically illustrating an example of the first region in the fixed coordinate system. 図10Bは、セルに照射されるレーザ光の出射のタイミングを模式的に示す図である。FIG. 10B is a diagram schematically illustrating the emission timing of the laser light applied to the cell. 図11は、第1領域と共に移動する座標系における第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an example of the first area in the coordinate system that moves together with the first area. 図12は、移動する第1領域が複数回走査される様子を模式的に示す図である。FIG. 12 is a diagram schematically illustrating how the moving first region is scanned a plurality of times. 図13は、第1領域が繰り返し照射される場合に、移動物体がレーザ光によって照射される回数の期待値を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing an expected value of the number of times that the moving object is irradiated with the laser light when the first region is repeatedly irradiated. 図14は、第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an example of the first region. 図15は、移動物体の存在確率分布を模式的に示す図である。FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the existence probability distribution of a moving object. 図16は、存在確率分布が、時間の関数であることを模式的に示す図である。FIG. 16 is a diagram schematically showing that the existence probability distribution is a function of time. 図17は、第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 17 is a diagram schematically illustrating an example of the first region. 図18Aは、固定座標系における第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 18A is a diagram schematically illustrating an example of the first region in the fixed coordinate system. 図18Bは、セルに照射されるレーザ光の出射のタイミングを模式的に示す図である。FIG. 18B is a diagram schematically illustrating the emission timing of the laser light applied to the cell. 図19は、第1領域と共に移動する座標系における第1領域の例を模式的に示す図である。FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an example of the first area in the coordinate system that moves together with the first area. 図20は、移動する第1領域が複数回走査される様子を模式的に示す図である。FIG. 20 is a diagram schematically illustrating a state in which the moving first region is scanned a plurality of times. 図21は、第1領域が繰り返し照射される場合に、移動物体がレーザ光によって照射される回数の期待値を示すグラフである。FIG. 21 is a graph showing an expected value of the number of times the moving object is irradiated with the laser light when the first region is repeatedly irradiated. 図22は、第1領域が繰り返し照射される場合に、移動物体がレーザ光によって照射される回数の期待値を示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing an expected value of the number of times that the moving object is irradiated with the laser light when the first region is repeatedly irradiated. 図23は、移動物体観測方法を模式的に示すフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart schematically showing the moving object observation method. 図24は、第2の実施形態の移動物体観測システムによる観測の様子を模式的に示す図である。FIG. 24 is a diagram schematically showing the state of observation by the moving object observation system of the second embodiment. 図25は、第1の観測結果を反映して移動物体の存在確率分布を算出する例を示す概念図である。FIG. 25 is a conceptual diagram illustrating an example of calculating the existence probability distribution of a moving object reflecting the first observation result. 図26は、第1の観測結果を反映して第2領域の大きさを第1領域の大きさよりも大きくする例を示す概念図である。FIG. 26 is a conceptual diagram illustrating an example in which the size of the second region is made larger than the size of the first region, reflecting the first observation result. 図27は、第3の実施形態の移動物体観測システムによる観測の様子を模式的に示す図である。FIG. 27 is a diagram schematically showing the state of observation by the moving object observation system of the third embodiment.


以下、実施形態に係る移動物体観測システム、移動物体観測方法に関して、添付図面を参照して説明する。なお、添付図面において、同一又は類似の構成要素は、同一又は対応する参照番号で参照されることがある。

Hereinafter, a moving object observation system and a moving object observation method according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar components may be referred to by the same or corresponding reference numerals.

(座標系)
本明細書においては、説明のために、以下の3次元直交座標系を用いる。Z軸は、移動物体の推定軌道に沿う軸である。+Z方向は、移動物体の推定軌道に沿う方向であって、移動物体の進行方向を意味する。X軸およびY軸は、それぞれ、Z軸に垂直である。また、X軸は、Y軸に垂直である。なお、X軸は、Z軸に垂直な平面内において、どのような方向に配向されてもよい。
(Coordinate system)
In this specification, the following three-dimensional orthogonal coordinate system is used for explanation. The Z axis is an axis along the estimated trajectory of the moving object. The + Z direction is a direction along the estimated trajectory of the moving object and means the traveling direction of the moving object. The X axis and the Y axis are each perpendicular to the Z axis. The X axis is perpendicular to the Y axis. Note that the X axis may be oriented in any direction within a plane perpendicular to the Z axis.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の移動物体観測システム10と、移動物体2との配置関係を模式的に示す概念図である。移動物体観測システム10は、移動物体2を観測(検出)するように構成されている。移動物体2は、地球周回軌道等の軌道1上を移動する移動物体である。移動物体2は、例えば、宇宙物体である。なお、宇宙物体は、宇宙空間に位置する物体と定義されてもよいし、大気圏外に存在する物体と定義されてもよい。なお、宇宙物体は、人工衛星であってもよいし、スペースデブリであってもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing an arrangement relationship between the moving object observation system 10 of the first embodiment and the moving object 2. The moving object observation system 10 is configured to observe (detect) the moving object 2. The moving object 2 is a moving object that moves on the orbit 1 such as the Earth orbit. The moving object 2 is a space object, for example. The space object may be defined as an object located in outer space or may be defined as an object existing outside the atmosphere. The space object may be an artificial satellite or space debris.

図1から把握されるように、移動物体観測システム10は、レーザ光11aを出射する。より具体的には、移動物体観測システム10の本体10a内のレーザ装置が、レーザ光11aを出射する。移動物体観測システム10は、第1領域3がレーザ光11aによって走査されるように、レーザ光11aを第1領域3内の部分に向かって出射する。いくつかの実施形態および変形例では、第1領域3の抽出に特徴がある。第1領域3の抽出の詳細については、後述される。図1に記載の例では、レーザ光11aの照射範囲内、より具体的には、ビームスポット4内に、移動物体2が存在する。なお、ビームスポット4の径は、レーザ光11aの進行方向に垂直な断面におけるレーザ光の直径を意味してもよい。ビームスポット4の径は、例えば、当該断面におけるレーザ光の強度が、当該断面におけるレーザ光の最大強度の1/e(eは自然対数の底)となる部分の直径であってもよい。 As can be seen from FIG. 1, the moving object observation system 10 emits a laser beam 11a. More specifically, the laser device in the main body 10a of the moving object observation system 10 emits laser light 11a. The moving object observation system 10 emits the laser beam 11a toward the portion in the first region 3 so that the first region 3 is scanned by the laser beam 11a. Some embodiments and modifications are characterized by the extraction of the first region 3. Details of the extraction of the first region 3 will be described later. In the example illustrated in FIG. 1, the moving object 2 exists within the irradiation range of the laser light 11 a, more specifically, within the beam spot 4. The diameter of the beam spot 4 may mean the diameter of the laser beam in a cross section perpendicular to the traveling direction of the laser beam 11a. The diameter of the beam spot 4 may be, for example, the diameter of a portion where the intensity of the laser beam in the cross section becomes 1 / e 2 (e is a natural logarithm base) of the maximum intensity of the laser light in the cross section.

移動物体観測システム10(より具体的には、後述のレーザ光受光部24)は、移動物体2によるレーザ光の反射光である反射レーザ光11bを受光する。反射レーザ光11bを解析することにより、移動物体の位置が特定される。例えば、反射レーザ光11bの受光に基づいて、レーザ光11aの照射方向には、移動物体2が存在すると判断されてもよい。付加的に、レーザ光11aの出射時刻と反射レーザ光11bの受光時刻との差に基づいて、移動物体2と移動物体観測システム10(より具体的には、レーザ装置21)との間の距離が算出されてもよい。さらに反射光のドップラーシフトに基づいてレーザ出射方向の物体の速度が算出されてもよい。   The moving object observation system 10 (more specifically, a laser light receiving unit 24 described later) receives the reflected laser light 11 b that is the reflected light of the laser light from the moving object 2. By analyzing the reflected laser beam 11b, the position of the moving object is specified. For example, based on the reception of the reflected laser beam 11b, it may be determined that the moving object 2 exists in the irradiation direction of the laser beam 11a. Additionally, the distance between the moving object 2 and the moving object observation system 10 (more specifically, the laser device 21) based on the difference between the emission time of the laser beam 11a and the reception time of the reflected laser beam 11b. May be calculated. Furthermore, the velocity of the object in the laser emission direction may be calculated based on the Doppler shift of the reflected light.

なお、図1に記載の例では、移動物体観測システム10が地上に設置されている。代替的に、移動物体観測システム10の一部または全部が、地上以外の場所に設置されていてもよい。例えば、移動物体観測システム10の一部または全部が、海上に設置されてもよいし、車両、航空機、船舶等の移動体上に設置されてもよいし、宇宙空間(人工衛星、あるいは、スペースステーションを含む)に設置されてもよい。   In the example shown in FIG. 1, the moving object observation system 10 is installed on the ground. Alternatively, part or all of the moving object observation system 10 may be installed at a place other than the ground. For example, a part or all of the moving object observation system 10 may be installed on the sea, may be installed on a moving body such as a vehicle, an aircraft, or a ship, or may be installed in outer space (artificial satellite or space). Station).

図2Aは、移動物体観測システム10の構成の一例を示す機能ブロック図である。図2Aに記載の例では、移動物体観測システム10は、レーザ発振器21aと、照射光学系21bと、分離ミラー23と、レーザ光受光部24と、制御装置25とを備えている。   FIG. 2A is a functional block diagram illustrating an example of the configuration of the moving object observation system 10. In the example illustrated in FIG. 2A, the moving object observation system 10 includes a laser oscillator 21a, an irradiation optical system 21b, a separation mirror 23, a laser light receiving unit 24, and a control device 25.

レーザ発振器21aと照射光学系21bとは、レーザ光11aを出射するためのレーザ装置21を構成している。詳細には、レーザ発振器21aは、移動物体2に照射すべきレーザ光11aを発生する。レーザ発振器21aによって発生されたレーザ光11aは、分離ミラー23を通過して照射光学系21bに入射される。図2Aに記載の例では、レーザ発振器21aとして、パルスレーザ光を発生し、パルスエネルギーとパルス繰り返し周波数が調節可能であるパルスレーザが用いられる。なお、パルス繰り返し周波数は、レーザ光11aの単位時間当たりの出射回数を示す出射周波数と等価である。   The laser oscillator 21a and the irradiation optical system 21b constitute a laser device 21 for emitting laser light 11a. Specifically, the laser oscillator 21a generates a laser beam 11a to be irradiated onto the moving object 2. The laser beam 11a generated by the laser oscillator 21a passes through the separation mirror 23 and enters the irradiation optical system 21b. In the example shown in FIG. 2A, a pulse laser that generates pulsed laser light and can adjust pulse energy and pulse repetition frequency is used as the laser oscillator 21a. The pulse repetition frequency is equivalent to the emission frequency indicating the number of times the laser beam 11a is emitted per unit time.

一方、照射光学系21bは、レーザ発振器21aから受け取ったレーザ光11aを第1領域3に向けて出射すると共に、移動物体2によるレーザ光11aの反射によって生成される反射レーザ光11bを受光して、受光した反射レーザ光11bを分離ミラー23に向けて出射する。照射光学系21bは、鏡筒及び該鏡筒を駆動する駆動部を備えていてもよい。該駆動部は、制御装置25によって制御され、これにより、鏡筒の向き、即ち、レーザ光11aの出射方向(レーザ装置21から出射されるレーザ光11aの光軸の方向)が制御される。図2Aに記載の例では、鏡筒を駆動する駆動部が、レーザ光11aの出射方向を調整する出射方向調整機構21cを構成している。換言すれば、鏡筒を駆動する駆動部(出射方向調整機構21c)によって、レーザ光11aの出射方向を変更可能である。代替的に、あるいは、付加的に、レーザ光11aを反射するミラーの角度を変更する駆動部が、出射方向調整機構21cを構成していてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、移動物体観測システム10の本体10a自体を回動させる駆動部が出射方向調整機構21cであり、本体10a自体を回動させることにより、レーザ光11aの出射方向が変更されてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、光フェイズドアレイによりレーザ光11aの出射方向が変更されてもよい。   On the other hand, the irradiation optical system 21b emits the laser beam 11a received from the laser oscillator 21a toward the first region 3, and receives the reflected laser beam 11b generated by the reflection of the laser beam 11a by the moving object 2. Then, the received reflected laser beam 11 b is emitted toward the separation mirror 23. The irradiation optical system 21b may include a lens barrel and a drive unit that drives the lens barrel. The driving unit is controlled by the control device 25, and thereby the direction of the lens barrel, that is, the emission direction of the laser beam 11a (the direction of the optical axis of the laser beam 11a emitted from the laser device 21) is controlled. In the example shown in FIG. 2A, the drive unit that drives the lens barrel constitutes an emission direction adjusting mechanism 21c that adjusts the emission direction of the laser beam 11a. In other words, the emission direction of the laser beam 11a can be changed by the drive unit (the emission direction adjusting mechanism 21c) that drives the lens barrel. Alternatively or additionally, a drive unit that changes the angle of the mirror that reflects the laser beam 11a may constitute the emission direction adjusting mechanism 21c. Alternatively or additionally, the drive unit that rotates the main body 10a itself of the moving object observation system 10 is the emission direction adjusting mechanism 21c. By rotating the main body 10a itself, the emission direction of the laser light 11a May be changed. Alternatively or additionally, the emission direction of the laser light 11a may be changed by an optical phased array.

また、第1の実施形態において、照射光学系21bは、駆動部を用いて照射光学系21b内のレンズの位置を調整する等により、照射光学系21bから出射されるレーザ光11aの広がり角が調節可能であるように構成されてもよい。すなわち、照射光学系21bは、広がり角調節機構(ビームスポット径調節機構21d)を備えていてもよい。なお、レーザ光の広がり角とは、レーザ光の光軸中心と、レーザ光の出力ピーク値の1/2の強度の光成分(半値幅)とのなす角度と定義されてもよい。   In the first embodiment, the irradiation optical system 21b has a spread angle of the laser light 11a emitted from the irradiation optical system 21b, for example, by adjusting the position of the lens in the irradiation optical system 21b using a drive unit. It may be configured to be adjustable. That is, the irradiation optical system 21b may include a divergence angle adjustment mechanism (beam spot diameter adjustment mechanism 21d). The spread angle of the laser beam may be defined as an angle formed by the center of the optical axis of the laser beam and a light component (half width) having an intensity half that of the output peak value of the laser beam.

分離ミラー23は、レーザ光11aと反射レーザ光11bの分離のために用いられる。分離ミラー23は、レーザ光11aを通過させると共に、反射レーザ光11bを反射する。代替的に、分離ミラー23は、レーザ光11aを反射するとともに、反射レーザ光11bを通過させてもよい。分離ミラー23からの反射レーザ光11bは、レーザ光受光部24に入射する。   The separation mirror 23 is used for separating the laser beam 11a and the reflected laser beam 11b. The separation mirror 23 transmits the laser beam 11a and reflects the reflected laser beam 11b. Alternatively, the separation mirror 23 may reflect the laser beam 11a and pass the reflected laser beam 11b. The reflected laser light 11 b from the separation mirror 23 enters the laser light receiving unit 24.

レーザ光受光部24は、反射レーザ光11bを受光して撮像する。本実施形態では、レーザ光11aの出射時刻と反射レーザ光11bの受光時刻との差を解析することで、移動物体2と移動物体観測システム10(より具体的には、レーザ装置21)との間の距離を算出できる。なお、移動物体観測システム10から移動物体までの距離とパルス繰返し周波数の関係によっては、レーザ光11aを出射してから反射レーザ光11bを受光するまでに複数のレーザ光11aが出射されることになり、受光した反射レーザ光11bがどのレーザ光11aに対応するものかが特定できないことがある。この場合は、事前情報から算出される移動物体観測システム10から移動物体までの概ねの距離に基づいて、レーザ光11aの出射時刻と反射レーザ光11bの受光時刻との差を推定し、推定した時刻の差と実際に計測した時刻の差がもっとも近い値となるレーザ光11aを、受光した反射レーザ光11bに対応するレーザ光11aとして特定してもよい。なお、前記事前情報は、移動物体観測システム10が過去における計測によって取得したデータ(移動物体の存在確率分布データそのものであってもよいし、移動物体の位置データ、軌道データ、速度データ等であってもよい。)であってもよいし、他の観測装置を用いて事前に取得されたデータ(移動物体の位置データ、軌道データ、速度データ等)であってもよいし、他の観測局から提供されたデータ(移動物体の存在確率分布データそのものであってもよいし、移動物体の位置データ、軌道データ、速度データ等であってもよい。)であってもよい。   The laser beam receiving unit 24 receives the reflected laser beam 11b and images it. In this embodiment, by analyzing the difference between the emission time of the laser beam 11a and the reception time of the reflected laser beam 11b, the moving object 2 and the moving object observation system 10 (more specifically, the laser device 21) are analyzed. The distance between them can be calculated. Depending on the relationship between the distance from the moving object observation system 10 to the moving object and the pulse repetition frequency, a plurality of laser beams 11a are emitted from the time when the reflected laser beam 11b is received after the emission of the laser beam 11a. Thus, it may not be possible to specify which laser beam 11a the received reflected laser beam 11b corresponds to. In this case, the difference between the emission time of the laser beam 11a and the reception time of the reflected laser beam 11b is estimated and estimated based on the approximate distance from the moving object observation system 10 to the moving object calculated from the prior information. The laser beam 11a having the closest difference between the time difference and the actually measured time may be specified as the laser beam 11a corresponding to the received reflected laser beam 11b. The prior information may be data acquired by the moving object observation system 10 in the past (moving object existence probability distribution data itself, moving object position data, orbit data, velocity data, etc. Or data acquired in advance using other observation devices (position data of moving objects, orbit data, velocity data, etc.), or other observations. It may be data provided from a station (may be moving object existence probability distribution data itself, moving object position data, orbit data, velocity data, etc.).

制御装置25は、少なくともレーザ発振器21aおよび出射方向調整機構21cの制御を行う。制御装置25は、移動物体観測システム10の全体を制御してもよい。また、制御装置25は、移動物体観測システム10による観測に必要な様々な演算を行う演算手段として機能する。例えば、制御装置25は、第1領域3を抽出するための後述の領域抽出処理を実行するように構成される。また、制御装置25は、レーザ光受光部24によって撮像された反射レーザ光11bを変換することにより得られる撮像データを処理して、移動物体2の位置、移動物体2の画像等を導出してもよい。制御装置25は、1つのコンピュータによって構成されてもよいし、複数のコンピュータによって構成されてもよい。制御装置25(コンピュータ)は、CPUと記憶装置を備えていてもよい。記憶装置は、演算に必要なデータを一時的に記憶し、後述の領域抽出処理等の演算を実行する演算プログラムを記憶する。   The control device 25 controls at least the laser oscillator 21a and the emission direction adjusting mechanism 21c. The control device 25 may control the entire moving object observation system 10. In addition, the control device 25 functions as a calculation unit that performs various calculations necessary for observation by the moving object observation system 10. For example, the control device 25 is configured to execute a region extraction process to be described later for extracting the first region 3. Further, the control device 25 processes imaging data obtained by converting the reflected laser light 11b imaged by the laser light receiving unit 24, and derives the position of the moving object 2, the image of the moving object 2, and the like. Also good. The control device 25 may be composed of one computer or a plurality of computers. The control device 25 (computer) may include a CPU and a storage device. The storage device temporarily stores data necessary for calculation, and stores a calculation program for executing calculation such as area extraction processing described later.

制御装置25は、後述の領域抽出処理を実行することにより、第1領域3を抽出する。そして、制御装置25は、第1領域3がレーザ光11aによって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。付加的に、制御装置25は、ビームスポット径調節機構21dを制御して、照射光学系21bから出射されるレーザ光11aの広がり角を調整(変更)してもよい。付加的に、制御装置25は、第1領域3がレーザ光11aによって走査されるように、レーザ発振器21aの動作を制御してもよい。例えば、レーザ発振器21aの動作を制御することにより、パルスエネルギーとパルス繰り返し周波数が調整されてもよい。また、制御装置25は、レーザ発振器21aの動作タイミングを制御すると共に、第1領域3に対応するデータが取得されるように、アクティブレンジゲーティングにおいてレーザ光受光部24が反射レーザ光11bを受光するタイミングを決定してもよい。   The control device 25 extracts the first region 3 by executing a region extraction process described later. Then, the control device 25 transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the first region 3 is scanned by the laser light 11a. In addition, the control device 25 may adjust (change) the spread angle of the laser light 11a emitted from the irradiation optical system 21b by controlling the beam spot diameter adjusting mechanism 21d. In addition, the control device 25 may control the operation of the laser oscillator 21a so that the first region 3 is scanned by the laser light 11a. For example, the pulse energy and the pulse repetition frequency may be adjusted by controlling the operation of the laser oscillator 21a. In addition, the control device 25 controls the operation timing of the laser oscillator 21a, and the laser light receiving unit 24 receives the reflected laser light 11b in active range gating so that data corresponding to the first region 3 is acquired. The timing to perform may be determined.

このような構成の移動物体観測システム10では、移動物体2までの距離を特定するレーザ測距を実行可能である。加えて、移動物体観測システム10では、レーザ光11aの出射方向(一例では、鏡筒の向きに一致する)および撮像画像に基づいて、移動物体2の方位(例えば、水平面内における角度を示す方位角及び鉛直面内における角度を示す仰角)を特定することが可能である。また、移動物体観測システム10では、移動物体2までの距離と移動物体2の方位とに基づいて、移動物体2の3次元位置を特定することが可能である。   In the moving object observation system 10 having such a configuration, it is possible to perform laser ranging that specifies the distance to the moving object 2. In addition, in the moving object observation system 10, the direction of the moving object 2 (for example, the direction indicating the angle in the horizontal plane) is based on the emission direction of the laser light 11a (in one example, the direction of the lens barrel) and the captured image. It is possible to specify the angle and the elevation angle indicating the angle in the vertical plane. In the moving object observation system 10, the three-dimensional position of the moving object 2 can be specified based on the distance to the moving object 2 and the direction of the moving object 2.

なお、レーザ光11aを第1領域3にむけて出射するための光学系と、反射レーザ光11bを受光するための光学系とが分離されてもよい。図2Bは、このような構成の移動物体観測システム10を図示する機能ブロック図である。図2Bにおける移動物体観測システム10は、図2Aにおける移動物体観測システム10と同様に構成されているが、分離ミラー23ではなく受光光学系26を備えている。   Note that the optical system for emitting the laser beam 11a toward the first region 3 and the optical system for receiving the reflected laser beam 11b may be separated. FIG. 2B is a functional block diagram illustrating the moving object observation system 10 having such a configuration. The moving object observation system 10 in FIG. 2B is configured in the same manner as the moving object observation system 10 in FIG. 2A, but includes a light receiving optical system 26 instead of the separation mirror 23.

図2Bにおける移動物体観測システム10では、照射光学系21bがレーザ発振器21aから受け取ったレーザ光11aを第1領域3に向けて出射する。また、受光光学系26が移動物体2によるレーザ光11aの反射によって生成される反射レーザ光11bを受光して、受光した反射レーザ光11bをレーザ光受光部24に入射する。照射光学系21bと受光光学系26のそれぞれは、鏡筒及び該鏡筒を駆動する駆動部を備えていてもよい。照射光学系21b及び受光光学系26それぞれの該駆動部は、制御装置25によって制御され、これにより、照射光学系21bと受光光学系26それぞれの鏡筒の向きが制御されてもよい。図2Bに記載の例では、鏡筒を駆動する駆動部が、レーザ光11aの出射方向を調整する出射方向調整機構21cを構成している。換言すれば、鏡筒を駆動する駆動部(出射方向調整機構21c)によって、レーザ光11aの出射方向を変更可能である。代替的に、あるいは、付加的に、レーザ光11aを反射するミラーの角度を変更する駆動部が、出射方向調整機構21cを構成していてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、光フェイズドアレイによりレーザ光11aの出射方向が変更されてもよい。
図2Bにおける移動物体観測システム10のその他の構成及び動作は、図2Aにおける移動物体観測システム10の構成及び動作と同様である。
In the moving object observation system 10 in FIG. 2B, the irradiation optical system 21 b emits the laser light 11 a received from the laser oscillator 21 a toward the first region 3. Further, the light receiving optical system 26 receives the reflected laser light 11 b generated by the reflection of the laser light 11 a by the moving object 2, and makes the received reflected laser light 11 b enter the laser light receiving unit 24. Each of the irradiation optical system 21b and the light receiving optical system 26 may include a lens barrel and a drive unit that drives the lens barrel. The driving units of the irradiation optical system 21b and the light receiving optical system 26 are controlled by the control device 25, and thereby the directions of the respective barrels of the irradiation optical system 21b and the light receiving optical system 26 may be controlled. In the example shown in FIG. 2B, the drive unit that drives the lens barrel constitutes an emission direction adjusting mechanism 21c that adjusts the emission direction of the laser beam 11a. In other words, the emission direction of the laser beam 11a can be changed by the drive unit (the emission direction adjusting mechanism 21c) that drives the lens barrel. Alternatively or additionally, a drive unit that changes the angle of the mirror that reflects the laser beam 11a may constitute the emission direction adjusting mechanism 21c. Alternatively or additionally, the emission direction of the laser light 11a may be changed by an optical phased array.
Other configurations and operations of the moving object observation system 10 in FIG. 2B are the same as the configurations and operations of the moving object observation system 10 in FIG. 2A.

(第1領域の概要)
図3および図4を参照して第1領域の概要について説明する。図3は、移動物体の存在確率分布を模式的に示すグラフである。図4は、第1領域の例を模式的に示す図である。
(Outline of the first area)
The outline of the first region will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a graph schematically showing the existence probability distribution of a moving object. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of the first region.

移動物体2の存在確率分布は、他の観測装置を用いて事前に取得されたデータ(移動物体の位置データ、軌道データ、速度データ等)に基づいて算出されてもよいし、他の観測局から提供されたデータ(移動物体の存在確率分布データそのものであってもよいし、移動物体の位置データ、軌道データ、速度データ等であってもよい。)に基づいて算出されてもよい。図3から、Z軸に沿う方向(移動物体の推定軌道の方向)に対する存在確率分布は、X軸またはY軸に沿う方向に対する存在確率分布よりも、より分散していることが把握される。本願の発明者は、移動物体の速度の推定に誤差がある等の理由に起因して、Z軸に沿う方向に対する存在確率分布は、拡散し易いことを認識している。図3において、斜線によって特定される領域Aは、図4に示されるように、楕円球の形状を有する領域である。ある観測時刻において、領域Aに移動物体2が存在する確率は、領域A内の任意の微小領域に移動物体2が存在する確率の積分値(合計値)となる。第1の実施形態では、移動物体2の存在確率の積分値(合計値)が、第1閾値以上となるように、第1領域3(例えば、領域A)が抽出される。図4に記載の例では、第1領域3は、楕円球形状を有する領域である。   The existence probability distribution of the moving object 2 may be calculated on the basis of data (moving object position data, trajectory data, velocity data, etc.) acquired in advance using another observation device, or other observation stations. May be calculated on the basis of data provided from (which may be the existence probability distribution data of the moving object itself, or may be position data, trajectory data, velocity data, etc. of the moving object). 3 that the existence probability distribution with respect to the direction along the Z axis (the direction of the estimated trajectory of the moving object) is more dispersed than the existence probability distribution with respect to the direction along the X axis or the Y axis. The inventor of the present application recognizes that the existence probability distribution with respect to the direction along the Z axis is likely to diffuse due to an error in the estimation of the speed of the moving object. In FIG. 3, a region A identified by oblique lines is a region having an elliptical sphere shape as shown in FIG. 4. The probability that the moving object 2 exists in the region A at a certain observation time is an integral value (total value) of the probability that the moving object 2 exists in an arbitrary minute region in the region A. In the first embodiment, the first region 3 (for example, the region A) is extracted such that the integral value (total value) of the existence probability of the moving object 2 is equal to or greater than the first threshold value. In the example described in FIG. 4, the first region 3 is a region having an elliptic sphere shape.

(ビームスポット径)
図4には、4つのビームスポット4が記載されている。図4に記載の例では、4つのビームスポット4に対応する4回のレーザ光照射により、第1領域3の全体が走査される。第1領域3におけるビームスポット4の大きさ(換言すれば、ビームスポット径)は、上述のビームスポット径調節機構21dによって調節されてもよい。制御装置25は、レーザ光受光部24によって受光される反射レーザ光11bの強度を検出可能な強度以上にするとの制約条件の下、レーザ光11aが第1領域3に到達する時のビームスポット径(換言すれば、レーザ光11aが、移動物体2の推定軌道に到達する時のビームスポット径)を算出するビームスポット径算出処理を実行してもよい。なお、第1領域3の走査を素早く行うとの観点からは、ビームスポット径は、より大きい方が好ましい。制御装置25は、ビームスポット径算出処理によって算出されたビームスポット径が実現されるように、ビームスポット径調節機構21dに調節指令を送信する。
(Beam spot diameter)
FIG. 4 shows four beam spots 4. In the example illustrated in FIG. 4, the entire first region 3 is scanned by four times of laser light irradiation corresponding to the four beam spots 4. The size of the beam spot 4 in the first region 3 (in other words, the beam spot diameter) may be adjusted by the beam spot diameter adjusting mechanism 21d described above. The control device 25 has a beam spot diameter when the laser light 11a reaches the first region 3 under the constraint that the intensity of the reflected laser light 11b received by the laser light receiving unit 24 is not less than a detectable intensity. (In other words, the beam spot diameter calculation process for calculating the beam spot diameter when the laser beam 11a reaches the estimated trajectory of the moving object 2) may be executed. From the standpoint of quickly scanning the first region 3, the beam spot diameter is preferably larger. The control device 25 transmits an adjustment command to the beam spot diameter adjusting mechanism 21d so that the beam spot diameter calculated by the beam spot diameter calculating process is realized.

(第1領域の第1例)
図5乃至図13を参照して、第1領域3の第1例について説明する。説明を複雑化させないために、レーザ光11aの進行方向が、Y軸に一致する場合を想定する。この場合、図5に示されるように、レーザ光11aは、領域Aを貫通してY軸方向に沿って進行するため、Y軸方向に対する移動物体の存在確率分布は無視することが可能となる。換言すれば、Y軸方向については、レーザ光の照射によって、実質的に漏れなく観測することが可能となる。
(First example of the first region)
A first example of the first region 3 will be described with reference to FIGS. In order not to complicate the description, it is assumed that the traveling direction of the laser light 11a coincides with the Y axis. In this case, as shown in FIG. 5, the laser beam 11a passes through the region A and travels along the Y-axis direction, so that the existence probability distribution of the moving object in the Y-axis direction can be ignored. . In other words, the Y-axis direction can be observed with substantially no leakage by laser light irradiation.

他方、XZ面においては、移動物体の存在確率分布を考える必要がある。図6を参照して、XZ面を分割するセル6内における移動物体2の存在確率の算出方法を説明する。なお、セル6のY軸方向の長さは、移動物体2の存在が想定される領域を十分にカバーする長さである。また、セル6の大きさ(例えば、セル6のXZ面における断面積)は、ビームスポット4の大きさに対応する。例えば、セル6の断面積の大きさは、ビームスポット4に内包される大きさのうち最大のものであってもよいし、ビームスポット4を数個に分割するものであってもよい。   On the other hand, in the XZ plane, it is necessary to consider the existence probability distribution of the moving object. With reference to FIG. 6, a method of calculating the existence probability of the moving object 2 in the cell 6 that divides the XZ plane will be described. The length of the cell 6 in the Y-axis direction is a length that sufficiently covers an area where the moving object 2 is assumed to exist. Further, the size of the cell 6 (for example, the cross-sectional area of the cell 6 in the XZ plane) corresponds to the size of the beam spot 4. For example, the size of the cross-sectional area of the cell 6 may be the largest of the sizes contained in the beam spot 4 or may divide the beam spot 4 into several.

例えば、図6の(a)に示されるように、XZ面において、細かく分割された複数の小領域5の各々について、各小領域5内における移動物体2の存在確率が与えられている場合(換言すれば、各小領域5に対応して、移動物体2の存在確率分布が与えられている場合)、各セル6内における移動物体2の存在確率は、対応するセル6に内包される複数の小領域5における移動物体2の存在確率の積分値(合計値)となる。他方、図6の(b)に示されるように、X軸に沿う方向に対する移動物体2の存在確率分布、および、Z軸に沿う方向に対する移動物体2の存在確率分布が与えられている場合、例えば、図6の(d)において斜線で示されるセル6内における移動物体2の存在確率は、図6の(c)における区分Eにおける移動物体2の存在確率(斜線で示される部分の面積に対応)と、図6の(c)における区分Fにおける移動物体2の存在確率(斜線で示される部分の面積に対応)との積によって近似的に算出することが可能である。なお、区分Eは、X軸方向に沿って分割された区分であって、存在確率算出対象のセル6に対応する区分であり、区分Fは、Z軸方向に沿って分割された区分であって、存在確率算出対象のセル6に対応する区分である。   For example, as shown in FIG. 6A, the existence probability of the moving object 2 in each small region 5 is given to each of the plurality of small regions 5 finely divided on the XZ plane ( In other words, when the existence probability distribution of the moving object 2 is given corresponding to each small region 5), the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is a plurality of included in the corresponding cell 6. It is an integral value (total value) of the existence probability of the moving object 2 in the small region 5. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the existence probability distribution of the moving object 2 in the direction along the X axis and the existence probability distribution of the moving object 2 in the direction along the Z axis are given, For example, the existence probability of the moving object 2 in the cell 6 indicated by hatching in FIG. 6D is equal to the existence probability (the area of the portion indicated by hatching) of the moving object 2 in the section E in FIG. 6) and the existence probability of the moving object 2 in the section F in FIG. 6C (corresponding to the area of the portion indicated by the oblique lines) can be approximately calculated. The section E is a section divided along the X-axis direction and is a section corresponding to the existence probability calculation target cell 6, and the section F is a section divided along the Z-axis direction. Thus, it is a classification corresponding to the existence probability calculation target cell 6.

以上のようにして、各セル6内における移動物体2の存在確率が算出される。一例として、各セル6内における移動物体2の存在確率の算出結果を、図7に示す。図7は、移動物体2の存在確率分布を模式的に示す図である。図7において、各セル6の下段には、セルのID(例えば、「6−1」、「6−2」)が記載され、各セル6の上段には、当該セル内における移動物体2の存在確率が記載され(例えば、IDが「6−13」であるセル内における移動物体2の存在確率は、「0.11(11%)」である。)、各セル6の中段には、存在確率の高さの順が記載されている。例えば、IDが「6−13」であるセル内における移動物体2の存在確率は、全てのセルの中で「1」番目に高く、IDが「6−12」であるセル内における移動物体2の存在確率は、全てのセルの中で「2」番目に高い。   As described above, the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is calculated. As an example, the calculation result of the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is shown in FIG. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the existence probability distribution of the moving object 2. In FIG. 7, cell IDs (for example, “6-1” and “6-2”) are described in the lower part of each cell 6, and the moving object 2 in the cell 6 is displayed in the upper part of each cell 6. The existence probability is described (for example, the existence probability of the moving object 2 in the cell whose ID is “6-13” is “0.11 (11%)”). The order of the existence probability is listed. For example, the existence probability of the moving object 2 in the cell whose ID is “6-13” is the “1” th highest among all the cells, and the moving object 2 in the cell whose ID is “6-12”. Is the second highest probability among all cells.

本実施形態では、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布に基づいて、移動物体の存在確率の積分値(合計値)が第1閾値TH1以上(または、第1閾値TH1以上第2閾値TH2以下)となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行する。制御装置25は、図7に示される第1関連付けデータ、すなわち、セルIDと、移動物体の存在確率と、移動物体の存在確率の高さの順を示すデータとを関連付ける第1関連付けデータに基づいて、移動物体の存在確率の積分値(合計値)が第1閾値TH1以上(または、第1閾値TH1以上第2閾値TH2以下)となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行してもよい。   In the present embodiment, based on the existence probability distribution of the moving object 2, the control device 25 has an integrated value (total value) of the existence probability of the moving object equal to or higher than the first threshold TH1 (or the first threshold TH1 or higher and the second threshold). The region extraction process for extracting the first region 3 is executed so that the value is equal to or less than TH2. The control device 25 is based on the first association data shown in FIG. 7, that is, the first association data that associates the cell ID, the existence probability of the moving object, and data indicating the order of the existence probability of the moving object. Then, the region extraction process for extracting the first region 3 is performed so that the integral value (total value) of the existence probability of the moving object is equal to or higher than the first threshold value TH1 (or higher than the first threshold value TH1 and lower than the second threshold value TH2). May be.

例えば、第1閾値TH1が、「0.66」であり、第2閾値TH2が第1閾値より大きく「1.00」より小さい任意の値である場合を想定する。なお、第2閾値は、「0.67」であってもよいし、「0.70」であってもよいし、「0.95」であってもよいが、「1.00」ではない。なお、制御装置25が、移動物体の存在確率の積分値が第1閾値以上となった時点で、積分を終了するようにプログラムされていれば、第2閾値TH2の設定は不要である。   For example, it is assumed that the first threshold TH1 is “0.66” and the second threshold TH2 is an arbitrary value greater than the first threshold and smaller than “1.00”. The second threshold may be “0.67”, “0.70”, or “0.95”, but is not “1.00”. . If the control device 25 is programmed to end the integration when the integral value of the moving object existence probability becomes equal to or higher than the first threshold value, the second threshold value TH2 need not be set.

図7に記載の例では、丸印の付された複数のセル内における移動物体2の存在確率の合計値(積分値)が、「0.66」となる。このため、制御装置25は、丸印の付された複数のセルに対応する領域を第1領域として抽出してもよい。より具体的には、制御装置25は、移動物体2の存在確率の高いセルから順に、セル内における移動物体2の存在確率を加算する処理を繰り返してもよい。当該加算は、加算による合計値(積分値)が、第1閾値TH1以上となるまで継続される。そして、制御装置25は、存在確率の加算に使用された複数のセルに対応する領域を第1領域3として抽出する。例えば、図7に記載の例では、セル6−13における存在確率「0.11」、セル6−12における存在確率「0.10」、・・・、セル6−15における存在確率「0.02」、セル6−11における存在確率「0.01」が、この順番に加算される。1番目に存在確率が高いセル6−1から11番目に存在確率が高いセル6−11まで、存在確率が加算される結果、存在確率の合計値(積分値)が、第1閾値以上となる。このため、制御装置25は、1番目に存在確率の高いセルからN番目(ここでは11番目)に存在確率の高いセルまでによって構成される領域を第1領域3として抽出する。   In the example illustrated in FIG. 7, the total value (integrated value) of the existence probabilities of the moving object 2 in a plurality of cells marked with a circle is “0.66”. For this reason, the control apparatus 25 may extract the area | region corresponding to the several cell by which the circle was attached | subjected as a 1st area | region. More specifically, the control device 25 may repeat the process of adding the existence probability of the moving object 2 in the cell in order from the cell having the highest existence probability of the moving object 2. The addition is continued until the total value (integrated value) resulting from the addition becomes equal to or greater than the first threshold value TH1. And the control apparatus 25 extracts the area | region corresponding to the some cell used for addition of presence probability as the 1st area | region 3. FIG. For example, in the example shown in FIG. 7, the existence probability “0.11” in the cell 6-13, the existence probability “0.10” in the cell 6-12,..., The existence probability “0. 02 ”and the existence probability“ 0.01 ”in the cell 6-11 are added in this order. As a result of adding the existence probabilities from the cell 6-1 having the highest existence probability to the cell 6-11 having the highest existence probability, the total value (integration value) of the existence probabilities becomes equal to or greater than the first threshold value. . For this reason, the control device 25 extracts, as the first region 3, an area configured from the cell having the highest existence probability to the Nth (herein, eleventh) cell having the highest existence probability.

換言すれば、制御装置25によって実行される領域抽出処理には、セル抽出処理が含まれる。セル抽出処理は、移動物体2の存在が想定される複数のセル6(例えば、図7に記載の例では、セル6−1乃至セル6−25からなる25個のセル)の中から、セルを順番に抽出する処理である。制御装置25は、セル抽出処理を、抽出された全てのセルによって構成される領域全体内における移動物体2の存在確率の合計値が第1閾値TH1以上となるまで、繰り返し実行する。制御装置25は、抽出された全てのセルによって構成される領域全体内における移動物体2の存在確率の合計値が第1閾値TH1以上になると、セル抽出処理を終了する。そして、制御装置は、セル抽出処理の終了後、セル抽出処理によって抽出された全てのセルによって構成される領域全体を、第1領域3として決定する。   In other words, the area extraction process executed by the control device 25 includes a cell extraction process. In the cell extraction process, a cell is selected from a plurality of cells 6 (for example, 25 cells including cells 6-1 to 6-25 in the example shown in FIG. 7) in which the moving object 2 is assumed to exist. Is a process of sequentially extracting. The control device 25 repeatedly executes the cell extraction process until the total value of the existence probabilities of the moving object 2 in the entire region constituted by all the extracted cells is equal to or greater than the first threshold value TH1. The control device 25 ends the cell extraction process when the total value of the existence probabilities of the moving object 2 in the entire region configured by all the extracted cells is equal to or greater than the first threshold value TH1. And a control apparatus determines the whole area | region comprised by all the cells extracted by the cell extraction process as the 1st area | region 3 after completion | finish of a cell extraction process.

なお、上記のセル抽出処理では、セル6の断面積の大きさがビームスポット4に内包される大きさのうち最大のものである場合を想定している。セル6の断面積の大きさがビームスポット4を分割する大きさである場合には、一度のセル抽出処理でビームスポットに内包される全てのセル6を抽出し、抽出されたセル6に対応して、存在確率を加算する。存在確率を加算する際には、各セルを通過するビームの強度を考慮して、存在確率に係数を乗じることにより得られる値(存在確率に重みづけを付加することにより得られる値)を、加算してもよい。なお、セル6の断面積の大きさがビームスポット4に内包される大きさのうち最大のものとなるように設定することは、計算機への負荷を小さくし、領域抽出処理をより高速に実行するうえで望ましい。一方でセル6の断面積の大きさがビームスポット4を分割する大きさとなるように設定することは、存在確率の合計値をより正確に算出するうえで望ましい。   In the cell extraction process, it is assumed that the size of the cross-sectional area of the cell 6 is the largest of the sizes included in the beam spot 4. If the size of the cross-sectional area of the cell 6 is a size that divides the beam spot 4, all the cells 6 included in the beam spot are extracted by one cell extraction process and correspond to the extracted cell 6. Then, the existence probability is added. When adding the existence probability, the value obtained by multiplying the existence probability by a coefficient in consideration of the intensity of the beam passing through each cell (value obtained by adding weight to the existence probability) You may add. Note that setting the cross-sectional area of the cell 6 to be the maximum of the size included in the beam spot 4 reduces the load on the computer and executes the region extraction processing at a higher speed. This is desirable. On the other hand, setting the cross-sectional area of the cell 6 so as to divide the beam spot 4 is desirable for more accurately calculating the total value of existence probabilities.

なお、図6および図7に記載の例では、セル6の形状は正方形(または、正方形断面を有し、Y軸方向に伸びる直方体)であるが、セル6の形状は、正方形または直方体に限定されない。また、図5乃至図7に記載の例では、レーザ光11aの進行方向が、Y軸に一致する場合を想定したが、レーザ光11aの進行方向は、Y軸に一致しなくてもよい。なお、レーザ光11aの進行方向がY軸に一致しない場合には、Y軸に沿う方向に対する移動物体2の存在確率分布も考慮する必要がある。この場合、例えば、空間を、XY平面に平行な面、YZ平面に平行な面、および、ZX平面に平行な面を有するセル6(直方体形状を有するセル)によって分割し、各セル6内における移動物体2の存在確率を取得する。すなわち、移動物体2の存在確率分布を取得する。そして、制御装置25は、1番目に存在確率の高いセルからN番目に存在確率の高いセルまでによって構成される領域を第1領域3として抽出する。なお、「N」は、第1領域内における移動物体2の存在確率が、第1閾値TH1以上となるように選択される。   6 and 7, the shape of the cell 6 is a square (or a rectangular parallelepiped having a square cross section and extending in the Y-axis direction), but the shape of the cell 6 is limited to a square or a rectangular parallelepiped. Not. In the examples shown in FIGS. 5 to 7, it is assumed that the traveling direction of the laser light 11a coincides with the Y axis. However, the traveling direction of the laser light 11a may not coincide with the Y axis. When the traveling direction of the laser beam 11a does not coincide with the Y axis, it is necessary to consider the existence probability distribution of the moving object 2 with respect to the direction along the Y axis. In this case, for example, the space is divided by cells 6 (cells having a rectangular parallelepiped shape) having a plane parallel to the XY plane, a plane parallel to the YZ plane, and a plane parallel to the ZX plane. The existence probability of the moving object 2 is acquired. That is, the existence probability distribution of the moving object 2 is acquired. And the control apparatus 25 extracts the area | region comprised from the cell with the highest existence probability to the cell with the Nth highest existence probability as the 1st area | region 3. FIG. “N” is selected such that the existence probability of the moving object 2 in the first region is equal to or higher than the first threshold value TH1.

なお、図6および図7に記載の例では、移動物体2の存在確率分布は、ある観測時刻における移動物体2の存在確率分布である。代替的に、移動物体2の存在確率分布は、ある観測期間における移動物体の存在確率分布であってもよい。例えば、移動物体2の存在確率分布は、第1観測期間(例えば、1秒間)における移動物体の存在確率分布であってもよい。なお、観測時刻は、観測期間に包含される概念である。すなわち、観測期間を究極的に短くすれば、観測期間は観測時刻と等価になる。   In the examples described in FIGS. 6 and 7, the existence probability distribution of the moving object 2 is the existence probability distribution of the moving object 2 at a certain observation time. Alternatively, the existence probability distribution of the moving object 2 may be the existence probability distribution of the moving object in a certain observation period. For example, the existence probability distribution of the moving object 2 may be the existence probability distribution of the moving object in the first observation period (for example, 1 second). The observation time is a concept included in the observation period. That is, if the observation period is ultimately shortened, the observation period becomes equivalent to the observation time.

図8は、制御装置25による領域抽出処理により得られる第1領域3の一例を示す。図8において、斜線が付された領域が、第1領域3に対応する。なお、セル6内に付された数字は、存在確率の高さの順番を示す数字である。図8に示されるように、第1領域3のレーザ光の進行方向に垂直な断面(例えば、Y軸に垂直な断面)の断面形状は、存在確率の高い領域に対応した細長形状である。図8に記載の例では、第1領域3は、Z軸方向の長さがX軸方向の長さよりも長い形状である。   FIG. 8 shows an example of the first region 3 obtained by region extraction processing by the control device 25. In FIG. 8, the shaded area corresponds to the first area 3. In addition, the number attached | subjected in the cell 6 is a number which shows the order of the height of existence probability. As shown in FIG. 8, the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the traveling direction of the laser light in the first region 3 (for example, the cross section perpendicular to the Y axis) is an elongated shape corresponding to the region having a high existence probability. In the example illustrated in FIG. 8, the first region 3 has a shape in which the length in the Z-axis direction is longer than the length in the X-axis direction.

制御装置25は、第1領域3がレーザ光によって走査されるように、上述の出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。例えば、制御装置25は、第1領域3を構成する複数のセル6が、移動物体2の存在確率の高いセルから順番に、レーザ光11aによって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、図8に記載の例では、セル6内に付された数字が示す順番に従って、複数のセル6が、レーザ光11aによって走査されることとなる。より具体的には、制御装置25は、まず、「1」の数字が付されたセル6にレーザ光11aが照射されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、レーザ光11aの光軸が、「1」の数字が付されたセル6に向かうように照射光学系21bが調整される。そして、レーザ発振器21aによって生成されたレーザ光11aが、「1」の数字が付されたセル6に照射される。次に、制御装置25は、「2」の数字が付されたセル6にレーザ光11aが照射されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、レーザ光11aの光軸が、「2」の数字が付されたセル6に向かうように照射光学系21bが調整される。そして、レーザ発振器21aによって生成されたレーザ光11aが、「2」の数字が付されたセル6に照射される。同様にして、「K」を「3」以上「N」以下の自然数とするとき、制御装置25は、「K」の数字が付されたセル6にレーザ光11aが照射されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、レーザ光11aの光軸が、「K」の数字が付されたセル6に向かうように照射光学系21bが調整される。そして、レーザ発振器21aによって生成されたレーザ光11aが、「K」の数字が付されたセル6に照射される。   The control device 25 transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c described above so that the first region 3 is scanned with the laser light. For example, the control device 25 emits light to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the plurality of cells 6 constituting the first region 3 are scanned with the laser light 11a in order from the cell with the high probability of existence of the moving object 2. Send direction adjustment command. As a result, in the example illustrated in FIG. 8, the plurality of cells 6 are scanned by the laser light 11 a in the order indicated by the numbers given in the cells 6. More specifically, the control device 25 first transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the laser beam 11a is irradiated to the cell 6 to which the numeral “1” is attached. As a result, the irradiation optical system 21b is adjusted so that the optical axis of the laser beam 11a is directed to the cell 6 to which the numeral “1” is attached. Then, the laser beam 11a generated by the laser oscillator 21a is irradiated to the cell 6 to which the numeral “1” is attached. Next, the control device 25 transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the laser beam 11a is irradiated to the cell 6 to which the number “2” is attached. As a result, the irradiation optical system 21b is adjusted so that the optical axis of the laser beam 11a is directed to the cell 6 to which the numeral “2” is attached. Then, the laser beam 11a generated by the laser oscillator 21a is irradiated to the cell 6 to which the numeral “2” is attached. Similarly, when “K” is a natural number greater than or equal to “3” and less than or equal to “N”, the control device 25 emits the laser beam 11a so that the cell 6 with the number “K” is irradiated. An emission direction adjustment command is transmitted to the direction adjustment mechanism 21c. As a result, the irradiation optical system 21b is adjusted so that the optical axis of the laser beam 11a is directed to the cell 6 to which the numeral “K” is attached. Then, the laser beam 11a generated by the laser oscillator 21a is irradiated to the cell 6 to which the numeral “K” is attached.

なお、多くの場合、移動物体2の存在確率分布は時間の経過とともに変化するため、移動物体2の存在確率の高いセルから順番に、レーザ光11aによって走査されるようにすることは、移動物体2の観測確率(検出確率)の向上の観点から好ましいと言える。また、走査により得られた結果をすぐに解析できる場合には、移動物体2の存在確率の高いセルから順番に走査することが好適である。このような場合、反射レーザ光11bが得られたら、現在進行中の走査を打ち切って、次の走査を開始することが可能である。代替的に、あるいは、付加的に、反射レーザ光11bが得られた等の観測結果を、次の走査領域あるいは次の走査タイミング等の決定に反映することが可能である。   In many cases, the existence probability distribution of the moving object 2 changes with the passage of time. Therefore, scanning with the laser light 11a in order from the cell having the higher existence probability of the moving object 2 It can be said that it is preferable from the viewpoint of improving the observation probability (detection probability) of 2. In addition, when the result obtained by scanning can be analyzed immediately, it is preferable to scan in order from a cell having a high existence probability of the moving object 2. In such a case, when the reflected laser beam 11b is obtained, it is possible to stop the current scan and start the next scan. Alternatively or additionally, it is possible to reflect observation results such as the obtained reflected laser beam 11b in determining the next scanning region or the next scanning timing.

なお、セルが走査される順番は、必ずしも上記の順番に限定されない。例えば、制御装置25は、第1領域3のレーザ光11aによる走査に要する時間が出来る限り短くなるような順番で、第1領域3を構成する複数のセル6が走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信してもよい。走査により得られた結果をすぐに解析できない場合には、第1領域3の走査に要する時間が出来る限り短くなるような順番で、複数のセル6を走査することが好適である。第1領域3の走査に要する時間を出来る限り短くすることにより、観測時間内での走査回数を増加させることが可能となる。その結果、移動物体2の観測確率(検出確率)が向上する。   Note that the order in which the cells are scanned is not necessarily limited to the above order. For example, the control device 25 outputs the emission direction so that the plurality of cells 6 constituting the first region 3 are scanned in such an order that the time required for scanning the first region 3 with the laser light 11a is as short as possible. An emission direction adjustment command may be transmitted to the adjustment mechanism 21c. When the result obtained by scanning cannot be analyzed immediately, it is preferable to scan the plurality of cells 6 in an order that makes the time required for scanning the first region 3 as short as possible. By shortening the time required for scanning the first region 3 as much as possible, the number of scans within the observation time can be increased. As a result, the observation probability (detection probability) of the moving object 2 is improved.

なお、図8に記載の例では、第1観測期間(例えば、1秒間)において、第1領域3が移動しないことを想定している。換言すれば、第1領域3は、第1観測期間において、位置が固定されている領域である。レーザ光によって第1領域3を走査するのに要する時間が相対的に短い場合、第1領域3を、第1観測期間において、位置が固定されている領域とすることが有効である。例えば、図8に示される第1領域3の断面(レーザ光11aの進行方向に垂直な断面)の大きさが、レーザ光11aの出射周波数と、第1領域3内におけるレーザ光11aのビームスポット4の面積(換言すれば、レーザ光が移動物体の推定軌道に到達する時のレーザ光のビームスポットの面積)との積よりも小さい場合、第1領域3を、第1観測期間において、位置が固定されている領域とすることが有効である。   In the example illustrated in FIG. 8, it is assumed that the first region 3 does not move during the first observation period (for example, 1 second). In other words, the first region 3 is a region whose position is fixed in the first observation period. When the time required for scanning the first region 3 with the laser light is relatively short, it is effective to make the first region 3 a region whose position is fixed in the first observation period. For example, the size of the cross section of the first region 3 shown in FIG. 8 (the cross section perpendicular to the traveling direction of the laser light 11a) is the emission frequency of the laser light 11a and the beam spot of the laser light 11a in the first region 3. 4 is smaller than the product of the area of 4 (in other words, the area of the beam spot of the laser beam when the laser beam reaches the estimated trajectory of the moving object), the first region 3 is positioned in the first observation period. It is effective to use a region where is fixed.

上述の例では、第1領域3は、レーザ光11aによって1回だけ走査されている。代替的に、第1領域3は、レーザ光11aによって繰り返し走査されてもよい。換言すれば、制御装置25は、第1領域3がレーザ光11aによって繰り返し走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信してもよい。例えば、制御装置25は、第1領域3を構成する複数のセル6が、移動物体2の存在確率の高いセルから順番に、レーザ光11aによって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、図8に記載の例では、セル6内に付された数字が示す順番に従って、複数のセル6が、レーザ光11aによって走査されることとなる(1回目の走査)。次に、制御装置25は、再度、第1領域3を構成する複数のセル6が、移動物体2の存在確率の高いセルから順番に、レーザ光11aによって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。その結果、図8に記載の例では、セル6内に付された数字が示す順番に従って、複数のセル6が、再度レーザ光11aによって走査されることとなる(2回目の走査)。   In the above example, the first region 3 is scanned only once by the laser beam 11a. Alternatively, the first region 3 may be repeatedly scanned with the laser light 11a. In other words, the control device 25 may transmit an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the first region 3 is repeatedly scanned by the laser light 11a. For example, the control device 25 emits light to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the plurality of cells 6 constituting the first region 3 are scanned with the laser light 11a in order from the cell with the high probability of existence of the moving object 2. Send direction adjustment command. As a result, in the example shown in FIG. 8, a plurality of cells 6 are scanned with the laser light 11a in accordance with the order indicated by the numbers given in the cells 6 (first scan). Next, the control device 25 again causes the emission direction adjustment mechanism so that the plurality of cells 6 constituting the first region 3 are scanned with the laser light 11a in order from the cell with the high probability of existence of the moving object 2. An emission direction adjustment command is transmitted to 21c. As a result, in the example shown in FIG. 8, the plurality of cells 6 are scanned again by the laser light 11a in accordance with the order indicated by the numbers given in the cells 6 (second scanning).

なお、上述の例では、1回目の走査の対象領域と、2回目の走査の対象領域とが同一の領域である。代替的に、1回目の走査の対象領域と2回目の走査の対象領域とが異なる領域であってもよい。図9には、2回目の走査に対応する第1領域3aが、1回目の走査に対応する第1領域3とは異なる例が示されている。図9に記載の例では、1回目の走査において、第1領域3がレーザ光11aによって走査され、2回目の走査において、第1領域3aがレーザ光11aによって走査される。なお、図9に記載の例では、1回目の走査に対応する第1領域3と、2回目の走査に対応する第1領域3aとは、形状および大きさが等しい。また、第1領域3aは、第1領域3から+Z方向に距離Lだけ移動した位置にある。距離Lは、例えば、1回目の走査の開始時刻と2回目の走査の開始時刻との間の時間に、移動物体2の推定速度を乗じることにより得られる。換言すれば、制御装置25は、第1領域3と、移動物体の推定速度に基づいて算出される距離Lとに基づいて、第1領域3aを注するようにしてもよい。第1領域3a内の複数のセルが走査される順番は、第1領域3内の複数のセルが走査される順番と、同じであってもよい。すなわち、制御装置25は、第1領域3内の複数のセルが走査される順番に基づいて、第1領域3a内の複数のセルが走査される順番を決定してもよい。   In the above example, the target area for the first scan and the target area for the second scan are the same area. Alternatively, the target area for the first scan and the target area for the second scan may be different areas. FIG. 9 shows an example in which the first area 3a corresponding to the second scan is different from the first area 3 corresponding to the first scan. In the example shown in FIG. 9, in the first scan, the first region 3 is scanned with the laser beam 11a, and in the second scan, the first region 3a is scanned with the laser beam 11a. In the example shown in FIG. 9, the first area 3 corresponding to the first scan and the first area 3a corresponding to the second scan have the same shape and size. The first region 3a is located at a position moved from the first region 3 by a distance L in the + Z direction. The distance L is obtained by, for example, multiplying the time between the start time of the first scan and the start time of the second scan by the estimated speed of the moving object 2. In other words, the control device 25 may pour the first region 3a based on the first region 3 and the distance L calculated based on the estimated speed of the moving object. The order in which the plurality of cells in the first area 3a are scanned may be the same as the order in which the plurality of cells in the first area 3 are scanned. That is, the control device 25 may determine the order in which the plurality of cells in the first area 3a are scanned based on the order in which the plurality of cells in the first area 3 are scanned.

なお、本明細書において、走査間インターバルは、1回目の走査の終了時刻と、2回目の走査の開始時刻との間の時間を示す。例えば、図9に記載の例では、1回目の走査において、「11」の数字が付されたセル6に向かってレーザ光が出射された時刻と、2回目の走査において、「1」の数字が付されたセルに向かってレーザ光が出射された時刻との間の時間が、走査間インターバルである。走査間インターバルの時間は、典型的には、後述の観測インターバルの時間よりも短い。走査間インターバルは、例えば、0.1秒以上10秒以下の中から選択された期間であってもよい。走査間インターバルは、「ゼロ」であってもよい(すなわち、1回目の走査の直後に、2回目の走査が開始されてもよい。)。   In this specification, the interval between scans indicates the time between the end time of the first scan and the start time of the second scan. For example, in the example illustrated in FIG. 9, the time when the laser beam is emitted toward the cell 6 with the number “11” in the first scan and the number “1” in the second scan. The time between the time when the laser beam is emitted toward the cell marked with is the inter-scan interval. The interval between the scans is typically shorter than the observation interval described later. The interval between scans may be, for example, a period selected from 0.1 seconds to 10 seconds. The interval between scans may be “zero” (that is, the second scan may be started immediately after the first scan).

(存在確率分布の時間的変動を考慮する場合)
レーザ光11aによって第1領域3を走査するのに要する時間が相対的に長い場合には、移動物体2の存在確率分布の時間的変動を考慮して、第1領域3を抽出することが有効である。例えば、図8に示される第1領域3の断面(レーザ光11aの進行方向に垂直な断面)の大きさが、レーザ光11aの出射周波数と、レーザ光11aの出射周波数と、第1領域3内におけるレーザ光11aのビームスポット4の面積(換言すれば、レーザ光が移動物体の推定軌道に到達する時のレーザ光のビームスポットの面積)との積よりも大きい場合、移動物体2の存在確率分布の時間的変動を考慮して、第1領域3を抽出することが有効である。
(When considering temporal variation of existence probability distribution)
When the time required for scanning the first region 3 with the laser light 11a is relatively long, it is effective to extract the first region 3 in consideration of temporal variation of the existence probability distribution of the moving object 2. It is. For example, the size of the cross section of the first region 3 shown in FIG. 8 (the cross section perpendicular to the traveling direction of the laser beam 11a) is determined by the emission frequency of the laser beam 11a, the emission frequency of the laser beam 11a, and the first region 3. The presence of the moving object 2 is larger than the product of the area of the beam spot 4 of the laser beam 11a (in other words, the area of the beam spot of the laser beam when the laser beam reaches the estimated trajectory of the moving object) It is effective to extract the first region 3 in consideration of the temporal variation of the probability distribution.

説明を複雑化させないために、図8に示される第1領域3が、レーザ光11aの照射間隔の間に、2つのセル6の長さ(Z方向長さ)に対応する長さだけ+Z方向に移動することを想定する。換言すれば、第1領域3が時間と共に(時間の経過に伴い)、移動することを想定する。この場合、図10Aに示されるように、第1領域3の中心のセル(「1」の数字が付されたセル)は、レーザ光11aの照射間隔の間に、2つのセル6の長さに対応する長さだけ+Z方向に移動する。1回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光11aは、「1」の数字および斜線が付された1番目のセルを通過する。2回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光は、「2」の数字が付された2番目のセルを通過する。同様に「K」回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光は、「K」の数字が付されたK番目のセルを通過する。なお、「K」は3以上N以下の任意の自然数である。   In order not to complicate the description, the first region 3 shown in FIG. 8 is + Z direction by a length corresponding to the length (Z direction length) of the two cells 6 during the irradiation interval of the laser beam 11a. Assume that you move to In other words, it is assumed that the first region 3 moves with time (with the passage of time). In this case, as shown in FIG. 10A, the center cell of the first region 3 (cell numbered with “1”) is the length of the two cells 6 during the irradiation interval of the laser light 11a. Move in the + Z direction by the length corresponding to. In the first irradiation with the laser beam 11a, the laser beam 11a passes through the first cell with the number “1” and a hatched line. In the second irradiation with the laser beam 11a, the laser beam passes through the second cell with the numeral “2”. Similarly, in the “K” -th irradiation of the laser beam 11a, the laser beam passes through the K-th cell marked with the number “K”. “K” is an arbitrary natural number of 3 or more and N or less.

各セルに照射されるレーザ光11aの出射のタイミングは、図10Bに示されるとおりである。図10Bから把握されるように、レーザ光の照射間隔毎(T秒毎)に、数字によって示される順番に従って、セルに、レーザ光が照射されることとなる。すなわち、固定座標系であるXYZ座標系において、レーザ光11aによって走査される第1領域3は、図10Aにおいて斜線で示される領域の全体となる。他方、第1領域とともに移動するX’Y’Z’座標系(なお、Z’軸は、移動物体の推定軌道に沿う軸である)において、レーザ光11aによって走査される第1領域3は、図11において斜線で示される領域の全体となる。なお、図10Aまたは図11において、第1領域3を構成するセルの個数および配置は、各セルにレーザ光が照射される時刻において、当該セルに移動物体2が存在する確率の合計値(積分値)が、第1閾値TH1以上となるように設定されている。換言すれば、N回のレーザ光11aの照射によって、移動物体2にレーザ光が当たる確率が、第1閾値TH1以上となるように、第1領域3を構成するセルの個数および配置が設定されている。具体的な設定の仕方は、各セルに移動物体2が存在する確率の算出が、時間に応じて変動する存在確率分布に基づいて行われる点を除いて、図6および図7を用いて説明した上述の例と同様である。   The emission timing of the laser beam 11a irradiated to each cell is as shown in FIG. 10B. As can be understood from FIG. 10B, the laser light is irradiated to the cell according to the order indicated by the numbers at every laser light irradiation interval (every T seconds). That is, in the XYZ coordinate system, which is a fixed coordinate system, the first region 3 scanned by the laser beam 11a is the entire region indicated by hatching in FIG. 10A. On the other hand, in the X′Y′Z ′ coordinate system that moves together with the first region (where the Z ′ axis is an axis along the estimated trajectory of the moving object), the first region 3 scanned by the laser light 11a is: In FIG. 11, the entire area indicated by hatching. In FIG. 10A or FIG. 11, the number and arrangement of the cells constituting the first region 3 are the total probability (integral of the probability that the moving object 2 exists in the cell at the time when each cell is irradiated with laser light. Value) is set to be equal to or greater than the first threshold value TH1. In other words, the number and arrangement of the cells constituting the first region 3 are set such that the probability that the laser beam hits the moving object 2 is equal to or higher than the first threshold TH1 by N times of irradiation with the laser beam 11a. ing. The specific setting method will be described with reference to FIGS. 6 and 7 except that the calculation of the probability that the moving object 2 exists in each cell is performed based on the existence probability distribution that varies with time. This is the same as the above example.

図10Aおよび図11に記載の例では、レーザ光11aの進行方向が、Y軸(またはY’軸)に一致する場合を想定したが、レーザ光11aの進行方向は、Y軸(またはY’軸)に一致しなくてもよい。なお、レーザ光11aの進行方向がY軸(またはY’軸)に一致しない場合には、Y軸(またはY’軸)に沿う方向に対する移動物体2の存在確率分布も考慮する必要がある。この場合、例えば、空間を、X’Y’平面に平行な面、Y’Z’平面に平行な面、および、Z’X’平面に平行な面を有するセル6(直方体形状を有するセル)によって分割し、各セル6内における移動物体2の存在確率を取得する。すなわち、移動物体2の存在確率分布を取得する。なお、存在確率および存在確率分布は、時間の関数である。そして、制御装置25は、1番目に存在確率の高いセルからN番目に存在確率の高いセルまでによって構成される領域を第1領域3として抽出する。なお、「N」は、第1領域内における移動物体2の存在確率が、第1閾値TH1以上となるように選択される。   10A and 11, it is assumed that the traveling direction of the laser light 11a coincides with the Y axis (or Y ′ axis), but the traveling direction of the laser light 11a is the Y axis (or Y ′). Does not have to coincide with the axis). When the traveling direction of the laser beam 11a does not coincide with the Y axis (or Y ′ axis), it is necessary to consider the existence probability distribution of the moving object 2 with respect to the direction along the Y axis (or Y ′ axis). In this case, for example, the cell is a cell 6 having a plane parallel to the X′Y ′ plane, a plane parallel to the Y′Z ′ plane, and a plane parallel to the Z′X ′ plane (cell having a rectangular parallelepiped shape). And the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is acquired. That is, the existence probability distribution of the moving object 2 is acquired. Note that the existence probability and the existence probability distribution are functions of time. And the control apparatus 25 extracts the area | region comprised from the cell with the highest existence probability to the cell with the Nth highest existence probability as the 1st area | region 3. FIG. “N” is selected such that the existence probability of the moving object 2 in the first region is equal to or higher than the first threshold value TH1.

なお、図10Aに対応する1回目の走査に加えて、時間と共に移動する第1領域3は、再度、レーザ光によって走査されてもよい。図12は、時間と共に移動する第1領域3が複数回(例えば、2回)走査される様子を模式的に示す図である。なお、図12において、距離Lは、1回目の走査の開始時刻と2回目の走査の開始時刻との間の時間に対応する距離である。距離Lは、例えば、1回目の走査の開始時刻と2回目の走査の開始時刻との間の時間と、移動物体2の推定速度とを乗じることにより得られる。   In addition to the first scan corresponding to FIG. 10A, the first region 3 that moves with time may be scanned again with laser light. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating how the first region 3 that moves with time is scanned a plurality of times (for example, twice). In FIG. 12, the distance L is a distance corresponding to the time between the start time of the first scan and the start time of the second scan. The distance L is obtained, for example, by multiplying the time between the start time of the first scan and the start time of the second scan by the estimated speed of the moving object 2.

図9および図12に記載の例に関し、第1領域3が繰り返し照射される場合に、移動物体2がレーザ光11aによって照射される回数の期待値を数値計算によって求めた。図13は、数値計算によって得られた結果を示すグラフである。なお、数値計算における前提条件は下記のとおりである。
前提条件:
(1)X軸方向の軌道の広がり:第1パラメータ
(2)Z軸方向の軌道の広がり:X方向の軌道の広がりの2倍であると仮定する。
(3)X軸方向の軌道の広がり、および、Z方向の軌道の広がりは、観測可能時間の範囲内で変化しないものと仮定する。
(4)移動物体の存在確率分布:ガウス分布を仮定する。
(5)観測可能時間:100秒(高度700kmを想定)
(6)移動物体速度:7.5km/s(高度700kmを想定)
(7)レーザ光のパルス繰り返し周波数(出射周波数):1kHz
(8)ビームスポット径:第2パラメータ
(9)走査間インターバル:1秒
(10)移動物体の存在確率閾値(第1閾値):第3パラメータ
With respect to the examples shown in FIGS. 9 and 12, when the first region 3 is repeatedly irradiated, an expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser light 11a is obtained by numerical calculation. FIG. 13 is a graph showing the results obtained by numerical calculation. The preconditions for numerical calculation are as follows.
Prerequisite:
(1) Expansion of trajectory in the X-axis direction: First parameter (2) Expansion of trajectory in the Z-axis direction: It is assumed that the trajectory is twice as large as the trajectory in the X-direction.
(3) It is assumed that the expansion of the trajectory in the X-axis direction and the expansion of the trajectory in the Z direction do not change within the observable time range.
(4) Presence probability distribution of moving object: Gaussian distribution is assumed.
(5) Observable time: 100 seconds (assuming an altitude of 700 km)
(6) Moving object speed: 7.5 km / s (assuming an altitude of 700 km)
(7) Laser light pulse repetition frequency (emission frequency): 1 kHz
(8) Beam spot diameter: second parameter (9) Interscan interval: 1 second (10) Moving object existence probability threshold (first threshold): Third parameter

図13の(a)を参照すると、ビームスポット径が10mである場合、存在確率閾値が「1」である時(換言すれば、第1領域を設定しない時)に、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、「1」である。これに対し、存在確率閾値が「0.6」である時(換言すれば、移動物体の存在確率の合計値が60%である第1領域をレーザ光で走査する時)、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「22」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が大幅に向上することが把握される。   Referring to (a) of FIG. 13, when the beam spot diameter is 10 m, the moving object 2 emits laser light when the existence probability threshold is “1” (in other words, when the first region is not set). The expected value of the number of times of irradiation is “1”. On the other hand, when the existence probability threshold is “0.6” (in other words, when the first region where the total value of the existence probability of moving objects is 60% is scanned with laser light), the moving object 2 is The expected value of the number of times of irradiation with laser light is about “22” at the maximum. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that a moving object is observed is greatly improved.

図13の(b)を参照すると、ビームスポット径が20mである場合、存在確率閾値が「1」である時(換言すれば、第1領域を設定しない時)に、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、「1」である。これに対し、存在確率閾値が「0.8」である時(換言すれば、移動物体の存在確率の合計値が80%である第1領域をレーザ光で走査する時)、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「42」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が大幅に向上することが把握される。   Referring to FIG. 13B, when the beam spot diameter is 20 m, the moving object 2 is irradiated with laser light when the existence probability threshold is “1” (in other words, when the first region is not set). The expected value of the number of times of irradiation is “1”. On the other hand, when the existence probability threshold is “0.8” (in other words, when the first region where the total value of the existence probability of moving objects is 80% is scanned with laser light), the moving object 2 is The expected value of the number of times of irradiation with laser light is about “42” at the maximum. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that a moving object is observed is greatly improved.

図13の(c)を参照すると、ビームスポット径が80mである場合、存在確率閾値が「1」である時(換言すれば、第1領域を設定しない時)に、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、「1」である。これに対し、存在確率閾値が「0.9」である時(換言すれば、移動物体の存在確率の合計値が90%である第1領域をレーザ光で走査する時)、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「60」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が大幅に向上することが把握される。   Referring to FIG. 13C, when the beam spot diameter is 80 m, when the existence probability threshold is “1” (in other words, when the first region is not set), the moving object 2 is irradiated with the laser beam. The expected value of the number of times of irradiation is “1”. On the other hand, when the existence probability threshold is “0.9” (in other words, when the first area where the total value of the existence probability of moving objects is 90% is scanned with laser light), the moving object 2 is The expected value of the number of times of irradiation with the laser light is about “60” at the maximum. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that a moving object is observed is greatly improved.

図13の(a)乃至(c)に示されるグラフを参酌すると、移動物体2の存在確率の積分値(合計値)が、「0.1(第1閾値)」以上「0.98(第2閾値)」以下の範囲に属する値となるように、第1領域3を抽出した場合、好適な観測結果が得られることが期待される。   Referring to the graphs shown in FIGS. 13A to 13C, the integral value (total value) of the existence probability of the moving object 2 is not less than “0.1 (first threshold value)” and “0.98 (first value). When the first region 3 is extracted so as to be a value belonging to the range of “2 threshold)” or less, it is expected that a suitable observation result is obtained.

(第1領域の第2例)
図14乃至図22を参照して、第1領域3の第2例について説明する。
(Second example of the first region)
A second example of the first region 3 will be described with reference to FIGS. 14 to 22.

第2例では、第1領域3の形状は、推定軌道(推定軌道は、実際の軌道1に概ね一致する。)に垂直な方向に伸びる薄板形状(例えば、平板形状または曲面板形状)または線状形状(例えば、直線形状または曲線形状)の領域である。図14に記載の例では、時刻t=t2の時、薄板形状の第1領域3がレーザ光11aによって走査される。図14に記載の例では、第1領域3の形状は、Z軸方向に長い円柱状領域の断面形状、すなわち、円板形状である。   In the second example, the shape of the first region 3 is a thin plate shape (for example, a flat plate shape or a curved plate shape) or a line extending in a direction perpendicular to the estimated trajectory (the estimated trajectory substantially coincides with the actual trajectory 1). This is a region having a shape (for example, a linear shape or a curved shape). In the example shown in FIG. 14, when the time t = t2, the thin plate-shaped first region 3 is scanned with the laser light 11a. In the example illustrated in FIG. 14, the shape of the first region 3 is a cross-sectional shape of a columnar region that is long in the Z-axis direction, that is, a disc shape.

説明を複雑化させないために、レーザ光11aの進行方向が、Y軸に一致する場合を想定する。この場合、レーザ光11aは、第1領域3を貫通してY軸方向に沿って進行するため、Y軸方向に対する移動物体の存在確率分布は無視することが可能となる。換言すれば、Y軸方向については、レーザ光の照射によって、実質的に漏れなく観測することが可能となる。   In order not to complicate the description, it is assumed that the traveling direction of the laser light 11a coincides with the Y axis. In this case, since the laser beam 11a passes through the first region 3 and travels along the Y-axis direction, the existence probability distribution of the moving object with respect to the Y-axis direction can be ignored. In other words, the Y-axis direction can be observed with substantially no leakage by laser light irradiation.

他方、XZ面においては、移動物体の存在確率分布を考える必要がある。XZ面を分割するセル6内における移動物体2の存在確率は、例えば、図6に示されるような方法で算出される。なお、セル6のY軸方向の長さは、移動物体2の存在が想定される領域を十分にカバーする長さである。また、また、セル6の大きさ(例えば、セル6のXZ面における断面積)は、ビームスポット4の大きさに対応する。例えば、セル6の断面積の大きさは、ビームスポット4に内包される大きさのうち最大のものであってもよい。   On the other hand, in the XZ plane, it is necessary to consider the existence probability distribution of the moving object. The existence probability of the moving object 2 in the cell 6 that divides the XZ plane is calculated by a method as shown in FIG. 6, for example. The length of the cell 6 in the Y-axis direction is a length that sufficiently covers an area where the moving object 2 is assumed to exist. Further, the size of the cell 6 (for example, the cross-sectional area of the cell 6 in the XZ plane) corresponds to the size of the beam spot 4. For example, the size of the cross-sectional area of the cell 6 may be the largest of the sizes included in the beam spot 4.

各セル6内における移動物体2の存在確率の算出方法は、図6を参照して説明した上述の方法と同様であるため、繰り返しとなる説明は省略する。図15に、各セル6内における移動物体2の存在確率の算出結果の一例を示す。図15は、移動物体2の存在確率分布を示す。なお、例えば、存在確率分布は、時間の関数である(必要であれば、図16を参照。)。図15において、各セル6の下段には、セルのID(例えば、「6−1」、「6−2」)が記載され、各セル6の上段には、当該セル内における移動物体2の存在確率が記載され(例えば、IDが「6−7」であるセル内における移動物体2の存在確率は、「0.12(12%)」である。)、各セル6の中段には、存在確率の高さの順が記載されている。例えば、IDが「6−7」であるセル内における移動物体2の存在確率は、全てのセルの中で「1」番目に高く、IDが「6−11」であるセル内における移動物体2の存在確率は、全てのセルの中で「2」番目に高い。   The method for calculating the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is the same as the method described above with reference to FIG. FIG. 15 shows an example of the calculation result of the existence probability of the moving object 2 in each cell 6. FIG. 15 shows the existence probability distribution of the moving object 2. For example, the existence probability distribution is a function of time (see FIG. 16 if necessary). In FIG. 15, cell IDs (for example, “6-1” and “6-2”) are described in the lower part of each cell 6, and the moving object 2 in the cell 6 is displayed in the upper part of each cell 6. The existence probability is described (for example, the existence probability of the moving object 2 in the cell whose ID is “6-7” is “0.12 (12%)”). The order of the existence probability is listed. For example, the existence probability of the moving object 2 in the cell whose ID is “6-7” is the “1” th highest among all the cells, and the moving object 2 in the cell whose ID is “6-11”. Is the second highest probability among all cells.

本実施形態では、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布に基づいて、移動物体の存在確率の積分値が第1閾値TH1以上(または、第1閾値TH1以上第2閾値TH2以下)となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行する。制御装置25は、図15に示される第1関連付けデータ、すなわち、セルIDと、移動物体の存在確率と、移動物体の存在確率の高さの順を示すデータとを関連付ける第1関連付けデータに基づいて、移動物体の存在確率の積分値が第1閾値TH1以上(または、第1閾値TH1以上第2閾値TH2以下)となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行してもよい。   In the present embodiment, based on the existence probability distribution of the moving object 2, the control device 25 determines that the integral value of the existence probability of the moving object is greater than or equal to the first threshold TH1 (or greater than or equal to the first threshold TH1 and less than or equal to the second threshold TH2). A region extraction process for extracting the first region 3 is executed as described above. The control device 25 is based on the first association data shown in FIG. 15, that is, the first association data that associates the cell ID, the existence probability of the moving object, and the data indicating the order of the existence probability of the moving object. Thus, the region extraction processing for extracting the first region 3 may be executed so that the integral value of the existence probability of the moving object is equal to or higher than the first threshold value TH1 (or higher than the first threshold value TH1 and lower than the second threshold value TH2). .

例えば、第1閾値が、「0.27」であり、第2閾値が第1閾値より大きく「1.00」より小さい任意の値である場合を想定する。なお、第2閾値は、「0.28」であってもよいし、「0.30」であってもよいが、「1.00」ではない。なお、制御装置25が、移動物体の存在確率の積分値が第1閾値以上となった時点で、積分を終了するようにプログラムされていれば、第2閾値の設定は不要である。   For example, it is assumed that the first threshold is “0.27” and the second threshold is an arbitrary value greater than the first threshold and smaller than “1.00”. The second threshold may be “0.28” or “0.30”, but is not “1.00”. If the control device 25 is programmed to end the integration when the integral value of the moving object existence probability becomes equal to or greater than the first threshold value, the second threshold value need not be set.

図15に記載の例では、丸印の付された複数のセル内における移動物体2の存在確率の合計値(積分値)が、「0.27」となる。このため、制御装置25は、丸印の付された複数のセルに対応する領域を第1領域3として抽出してもよい。より具体的には、制御装置25は、移動物体2の存在確率の高いセルから順に、セル内における移動物体2の存在確率を加算する処理を繰り返してもよい。この時、制御装置25は、X軸方向(Z軸に垂直な方向)に沿った位置が同じである複数のセルの中からは、移動物体2の存在確率の最も高いセルを1つだけ抽出する。例えば、図15に記載の例では、制御装置25は、まず、移動物体2の存在確率の最も高いセル6−7を抽出する。また、存在確率の合計値(積分値)を、「0.12」に設定する。そして、制御装置25は、セル6−7とX軸方向に沿った位置が同じであるセル6−5、セル6−6、セル6−8は抽出しないことを決定する。セル6−5、セル6−6、セル6−8を抽出しないようにするためには、セル6−5、セル6−6、セル6−8のそれぞれに、抽出不可のフラグを付与するか、あるいは、セル6−5、セル6−6、セル6−8のそれぞれにおける移動物体の存在確率を、ゼロに書き換えればよい。次に、制御装置25は、抽出可能なセルの中から、移動物体2の存在確率の最も高いセル6−11を抽出する。また、制御装置25は、存在確率の合計値(積分値)に、「0.11」を加算する。その結果、存在確率の合計値(積分値)は、「0.23」になる。そして、制御装置25は、セル6−11とX軸方向に沿った位置が同じであるセル6−9、セル6−10、セル6−12は抽出しないことを決定する。次に、制御装置25は、抽出可能なセルの中から、移動物体2の存在確率の最も高いセル6−3を抽出する。また、制御装置25は、存在確率の合計値(積分値)に、「0.04」を加算する。その結果、存在確率の合計値(積分値)は、「0.27」になる。制御装置25は、存在確率の合計値(積分値)が、第1閾値以上になると、セルの抽出を終了する。このようにして、図15に記載の例では、制御装置25は、セル6−7、セル6−11、セル6−3からなる領域を第1領域3として抽出する。   In the example illustrated in FIG. 15, the total value (integrated value) of the existence probabilities of the moving object 2 in a plurality of cells marked with a circle is “0.27”. For this reason, the control device 25 may extract a region corresponding to a plurality of cells with circles as the first region 3. More specifically, the control device 25 may repeat the process of adding the existence probability of the moving object 2 in the cell in order from the cell having the highest existence probability of the moving object 2. At this time, the control device 25 extracts only one cell having the highest existence probability of the moving object 2 from a plurality of cells having the same position along the X-axis direction (direction perpendicular to the Z-axis). To do. For example, in the example illustrated in FIG. 15, the control device 25 first extracts the cell 6-7 having the highest existence probability of the moving object 2. Further, the total value (integrated value) of the existence probabilities is set to “0.12”. And the control apparatus 25 determines not to extract the cell 6-5, the cell 6-6, and the cell 6-8 whose positions along the X-axis direction are the same as the cell 6-7. In order not to extract cell 6-5, cell 6-6, and cell 6-8, whether or not a flag indicating that extraction is not possible is given to each of cell 6-5, cell 6-6, and cell 6-8 Alternatively, the existence probability of the moving object in each of the cells 6-5, 6-6, and 6-8 may be rewritten to zero. Next, the control device 25 extracts the cell 6-11 having the highest existence probability of the moving object 2 from the cells that can be extracted. In addition, the control device 25 adds “0.11” to the total value (integrated value) of the existence probabilities. As a result, the total value (integrated value) of the existence probabilities becomes “0.23”. And the control apparatus 25 determines not to extract the cell 6-9, the cell 6-10, and the cell 6-12 whose position along the X-axis direction is the same as the cell 6-11. Next, the control device 25 extracts the cell 6-3 having the highest existence probability of the moving object 2 from the cells that can be extracted. Further, the control device 25 adds “0.04” to the total value (integrated value) of the existence probabilities. As a result, the total value (integrated value) of the existence probabilities becomes “0.27”. When the total value (integrated value) of the existence probabilities becomes equal to or higher than the first threshold value, the control device 25 ends the cell extraction. In this manner, in the example illustrated in FIG. 15, the control device 25 extracts the area including the cell 6-7, the cell 6-11, and the cell 6-3 as the first area 3.

図15に記載の例では、制御装置25は、X軸方向(Z軸に垂直な方向)に沿った位置が同じである複数のセルの中からは、1つのセルだけしか抽出しないとの制約条件の下、移動物体2の存在確率の高いセルから順に、セル内における移動物体2の存在確率を繰り返し加算していく。当該加算は、加算による合計値(積分値)が、第1閾値以上となるまで継続される。そして、制御装置25は、存在確率の加算に使用された複数のセルに対応する領域を第1領域3として抽出する。   In the example illustrated in FIG. 15, the control device 25 is configured to extract only one cell from a plurality of cells having the same position along the X-axis direction (direction perpendicular to the Z-axis). Under the condition, the existence probabilities of the moving object 2 in the cell are repeatedly added in order from the cell having the highest existence probability of the moving object 2. The addition is continued until the total value (integrated value) resulting from the addition becomes equal to or greater than the first threshold value. And the control apparatus 25 extracts the area | region corresponding to the some cell used for addition of presence probability as the 1st area | region 3. FIG.

なお、図15に記載の例では、移動物体2の存在確率分布は、ある観測時刻における移動物体2の存在確率分布である。代替的に、移動物体2の存在確率分布は、ある観測期間における移動物体の存在確率分布であってもよい。例えば、移動物体2の存在確率分布は、第1観測期間(例えば、1秒間)における移動物体の存在確率分布であってもよい。なお、観測時刻は、観測期間に包含される概念である。すなわち、観測期間を究極的に短くすれば、観測期間は観測時刻と等価である。   In the example illustrated in FIG. 15, the existence probability distribution of the moving object 2 is the existence probability distribution of the moving object 2 at a certain observation time. Alternatively, the existence probability distribution of the moving object 2 may be the existence probability distribution of the moving object in a certain observation period. For example, the existence probability distribution of the moving object 2 may be the existence probability distribution of the moving object in the first observation period (for example, 1 second). The observation time is a concept included in the observation period. That is, if the observation period is ultimately shortened, the observation period is equivalent to the observation time.

代替的に、K番目(「K」は1以上の自然数)に照射されることとなるセルを「第Kセル」と定義する時、制御装置25は、第1セルへのレーザ光の照射時刻における移動物体2の存在確率分布に基づいて、当該第1セルにおける移動物体の存在確率を算出し、算出された存在確率を存在確率の合計値(積分値)に加算し、第Kセルへのレーザ光の照射時刻における移動物体2の存在確率分布に基づいて、当該第Kセルにおける移動物体の存在確率を算出し、算出された存在確率を存在確率の合計値(積分値)に加算し、次に、第K+1セルへのレーザ光の照射時刻における移動物体2の存在確率分布に基づいて、当該第K+1セルにおける移動物体の存在確率を算出し、算出された存在確率を存在確率の合計値(積分値)に加算するという処理を、存在確率の合計値(積分値)が第1閾値を超えるまで繰り返し実行してもよい。そして、制御装置25は、存在確率の加算に使用された複数のセルに対応する領域を第1領域3として抽出する。なお、第1セルへのレーザ光の照射時刻をT1とする時、第Kセルへのレーザ光の照射時刻は、T1に、レーザ光の照射間隔(出射周波数の逆数)に「K−1」を乗じることにより得られる値を加算することにより取得されてもよい。この際、制御装置25は、第K+1セルを抽出する処理において、第1セル乃至第Kセルのいずれかと、X軸に沿った方向の位置が同じであるセルは除くとの制約条件の下、最も移動物体の存在確率の高いセルを第K+1セルとして抽出してもよい。代替的に、制御装置25は、第K+1セルを抽出する処理において、第1セル乃至第Kセルは除くとの制約条件、かつ、第1セルとZ軸に沿った方向の位置が同じであるセルのみを抽出候補にするとの制約条件の下、最も移動物体の存在確率の高いセルを第K+1セルとして抽出してもよい。この場合、第1領域3は、第1セルをとおり、Z軸に垂直な平板形状の領域、または、Z軸に垂直な直線形状の領域となる。   Alternatively, when the cell to be irradiated Kth (“K” is a natural number equal to or greater than 1) is defined as the “Kth cell”, the control device 25 applies the laser beam irradiation time to the first cell. Based on the existence probability distribution of the moving object 2 at, the existence probability of the moving object in the first cell is calculated, and the calculated existence probability is added to the total value (integration value) of the existence probabilities, Based on the existence probability distribution of the moving object 2 at the irradiation time of the laser beam, the existence probability of the moving object in the Kth cell is calculated, and the calculated existence probability is added to the total value (integration value) of the existence probabilities, Next, based on the existence probability distribution of the moving object 2 at the irradiation time of the laser light to the (K + 1) th cell, the existence probability of the moving object in the (K + 1) th cell is calculated, and the calculated existence probability is calculated as the total value of the existence probabilities. To add to (integral value) The management, the total value of the existence probability (integral value) may be repeatedly performed until more than a first threshold value. And the control apparatus 25 extracts the area | region corresponding to the some cell used for addition of presence probability as the 1st area | region 3. FIG. In addition, when the irradiation time of the laser beam to the first cell is T1, the irradiation time of the laser beam to the Kth cell is “K−1” at the irradiation interval (reciprocal of the emission frequency) at T1. You may acquire by adding the value obtained by multiplying. At this time, in the process of extracting the (K + 1) th cell, the control device 25, under the constraint that any one of the first cell to the Kth cell and the cell having the same position in the direction along the X axis are excluded. The cell with the highest probability of moving object may be extracted as the (K + 1) th cell. Alternatively, in the process of extracting the (K + 1) th cell, the control device 25 has the same constraint condition that the first cell to the Kth cell are excluded, and the position in the direction along the Z axis is the same as that of the first cell. Under the constraint that only the cell is an extraction candidate, the cell with the highest moving object existence probability may be extracted as the (K + 1) th cell. In this case, the first area 3 is a flat area perpendicular to the Z axis or a linear area perpendicular to the Z axis through the first cell.

図17は、制御装置25による領域抽出処理により得られる第1領域3の一例を示す。図17に記載の例では、第1セルへのレーザ光の照射時刻と、最後にレーザ光が照射される第Nセル(図17に記載の例では第3セル)へのレーザ光の照射時刻との間に、移動物体がほとんど移動しないこと、換言すれば、レーザ光の照射間隔が究極的に短い場合の例を示している。図17において、斜線が付された領域が、第1領域3に対応する。なお、セル6内に付された数字は、存在確率の高いセルの順番に対応する数字である。図17に示されるように、第1領域3の形状は、Z軸に垂直な方向に広がる薄板形状(より具体的には、平板形状)である。   FIG. 17 shows an example of the first region 3 obtained by region extraction processing by the control device 25. In the example shown in FIG. 17, the irradiation time of the laser beam to the first cell and the irradiation time of the laser beam to the Nth cell (the third cell in the example shown in FIG. 17) to which the laser beam is irradiated last. In this example, the moving object hardly moves, in other words, the laser light irradiation interval is ultimately short. In FIG. 17, the shaded area corresponds to the first area 3. In addition, the number attached | subjected in the cell 6 is a number corresponding to the order of a cell with high existence probability. As shown in FIG. 17, the shape of the first region 3 is a thin plate shape (more specifically, a flat plate shape) extending in a direction perpendicular to the Z axis.

図18Aは、制御装置25による領域抽出処理により得られる第1領域3の一例を示す。図18Aに記載の例では、第1セルへのレーザ光の照射時刻と、最後にレーザ光が照射される第Nセル(図18Aに記載の例では第3セル)へのレーザ光の照射時刻との間に、移動物体が相対的に大きな距離を移動する場合を想定している。なお、図18Aでは、説明を複雑化させないために、図17に示される第1領域3が、レーザ光11aの照射間隔毎に、2つのセル6の長さ(Z方向長さ)に対応する長さだけ+Z方向に移動することを想定している。この場合、図18Aに示されるように、第1領域3の第1セルは、レーザ光11aの照射間隔毎に、2つのセル6の長さに対応する長さだけ+Z方向に移動する。1回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光11aは、「1」の数字および斜線が付された1番目のセルを通過する。2回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光は、「2」の数字が付された2番目のセルを通過する。同様に「K」回目のレーザ光11aの照射では、レーザ光は、「K」の数字が付されたK番目のセルを通過する。なお、「K」は3以上N以下の任意の自然数である。   FIG. 18A shows an example of the first region 3 obtained by region extraction processing by the control device 25. In the example shown in FIG. 18A, the irradiation time of the laser light to the first cell and the irradiation time of the laser light to the Nth cell (the third cell in the example shown in FIG. 18A) that is finally irradiated with the laser light. In this case, it is assumed that the moving object moves a relatively large distance. In FIG. 18A, in order not to complicate the description, the first region 3 shown in FIG. 17 corresponds to the length (Z direction length) of the two cells 6 for each irradiation interval of the laser light 11a. It is assumed that only the length moves in the + Z direction. In this case, as shown in FIG. 18A, the first cell in the first region 3 moves in the + Z direction by a length corresponding to the length of the two cells 6 at each irradiation interval of the laser light 11a. In the first irradiation with the laser beam 11a, the laser beam 11a passes through the first cell with the number “1” and a hatched line. In the second irradiation with the laser beam 11a, the laser beam passes through the second cell with the numeral “2”. Similarly, in the “K” -th irradiation of the laser beam 11a, the laser beam passes through the K-th cell marked with the number “K”. “K” is an arbitrary natural number of 3 or more and N or less.

各セルに照射されるレーザ光11aの出射のタイミングは、図18Bに示されるとおりである。図18Bから把握されるように、レーザ光の照射間隔毎(T秒毎)に、数字によって示される順番に従って、セルに、レーザ光が照射されることとなる。すなわち、固定座標系であるXYZ座標系において、レーザ光11aによって走査される第1領域3は、図18Aにおいて斜線で示される領域の全体となる。他方、第1領域とともに移動するX’Y’Z’座標系(なお、Z’軸は、移動物体の推定軌道に沿う軸である)において、レーザ光11aによって走査される第1領域3は、図19において斜線で示される領域の全体となる。第1領域とともに移動する座標系においては、第1領域3の形状は、Z’軸に垂直な方向に広がる薄板形状(より具体的には、平板形状)である。   The emission timing of the laser beam 11a applied to each cell is as shown in FIG. 18B. As can be understood from FIG. 18B, the laser light is irradiated to the cell in accordance with the order indicated by the numbers at every laser light irradiation interval (every T seconds). That is, in the XYZ coordinate system, which is a fixed coordinate system, the first region 3 scanned by the laser light 11a is the entire region indicated by hatching in FIG. 18A. On the other hand, in the X′Y′Z ′ coordinate system that moves together with the first region (where the Z ′ axis is an axis along the estimated trajectory of the moving object), the first region 3 scanned by the laser light 11a is: In FIG. 19, the entire region indicated by the oblique lines is formed. In the coordinate system that moves together with the first region, the shape of the first region 3 is a thin plate shape (more specifically, a flat plate shape) that extends in a direction perpendicular to the Z ′ axis.

図18Aまたは図19において、第1領域3を構成するセルの個数および配置は、各セルにレーザ光11aが照射される時刻において、当該セルに移動物体2が存在する確率の合計値(積分値)が、第1閾値TH1以上となるように設定されている。換言すれば、N回のレーザ光の照射によって、移動物体2にレーザ光が当たる確率が、第1閾値TH1以上となるように、第1領域3を構成するセルの個数および配置が設定されている。具体的な設定の仕方は、上述の例と同様である。   In FIG. 18A or FIG. 19, the number and arrangement of the cells constituting the first region 3 are the total value (integrated value) of the probability that the moving object 2 exists in the cell at the time when the laser beam 11a is irradiated to each cell. ) Is set to be equal to or greater than the first threshold value TH1. In other words, the number and arrangement of the cells constituting the first region 3 are set so that the probability that the moving object 2 will be irradiated with the laser light N times or more is equal to or higher than the first threshold value TH1. Yes. The specific setting method is the same as in the above example.

図18Aおよび図19に記載の例では、レーザ光11aの進行方向が、Y軸(またはY’軸)に一致する場合を想定したが、レーザ光11aの進行方向は、Y軸(またはY’軸)に一致しなくてもよい。なお、レーザ光11aの進行方向がY軸(またはY’軸)に一致しない場合には、Y軸に沿う方向に対する移動物体2の存在確率分布も考慮する必要がある。この場合、例えば、空間を、X’Y’平面に平行な面、Y’Z’平面に平行な面、および、Z’X’平面に平行な面を有するセル6(直方体形状を有するセル)によって分割し、各セル6内における移動物体2の存在確率を取得する。すなわち、移動物体2の存在確率分布を取得する。なお、存在確率および存在確率分布は、時間の関数である。そして、制御装置25は、1番目に存在確率の高いセルからN番目に存在確率の高いセルまでによって構成される領域を第1領域3として抽出する。なお、「N」は、第1領域内における移動物体2の存在確率が、第1閾値TH1以上となるように選択される。   In the examples described in FIGS. 18A and 19, it is assumed that the traveling direction of the laser beam 11 a coincides with the Y axis (or Y ′ axis). However, the traveling direction of the laser beam 11 a is the Y axis (or Y ′). Does not have to coincide with the axis). When the traveling direction of the laser beam 11a does not coincide with the Y axis (or Y ′ axis), it is necessary to consider the existence probability distribution of the moving object 2 with respect to the direction along the Y axis. In this case, for example, the cell is a cell 6 having a plane parallel to the X′Y ′ plane, a plane parallel to the Y′Z ′ plane, and a plane parallel to the Z′X ′ plane (cell having a rectangular parallelepiped shape). And the existence probability of the moving object 2 in each cell 6 is acquired. That is, the existence probability distribution of the moving object 2 is acquired. Note that the existence probability and the existence probability distribution are functions of time. And the control apparatus 25 extracts the area | region comprised from the cell with the highest existence probability to the cell with the Nth highest existence probability as the 1st area | region 3. “N” is selected such that the existence probability of the moving object 2 in the first region is equal to or higher than the first threshold value TH1.

なお、図18Aに対応する1回目の走査に加えて、時間と共に移動する第1領域3は、再度、レーザ光によって走査されてもよい。図20は、時間と共に移動する第1領域3が複数回(例えば、2回)走査される様子を模式的に示す図である。なお、図20において、距離Lは、1回目の走査の開始時刻と2回目の走査の開始時刻との間の時間に対応する距離である。距離Lは、例えば、1回目の走査の開始時刻と2回目の走査の開始時刻との間の時間と、移動物体2の推定速度とを乗じることにより得られる。   In addition to the first scan corresponding to FIG. 18A, the first region 3 that moves with time may be scanned again with laser light. FIG. 20 is a diagram schematically illustrating how the first region 3 that moves with time is scanned a plurality of times (for example, twice). In FIG. 20, the distance L is a distance corresponding to the time between the start time of the first scan and the start time of the second scan. The distance L is obtained, for example, by multiplying the time between the start time of the first scan and the start time of the second scan by the estimated speed of the moving object 2.

図20に記載の例に関し、第1領域3が繰り返し照射される場合に、移動物体2がレーザ光11aによって照射される回数の期待値を数値計算によって求めた。図21は、数値計算によって得られた結果を示すグラフである。なお、数値計算における前提条件は下記のとおりである。
前提条件:
(1)X軸方向の軌道の広がり:第1パラメータ
(2)Z軸方向の軌道の広がり:X方向の軌道の広がりの2倍であると仮定する。
(3)X軸方向の軌道の広がり、および、Z方向の軌道の広がりは、観測可能時間の範囲内で変化しないものと仮定する。
(4)移動物体の存在確率分布:ガウス分布を仮定する。
(5)観測可能時間:100秒(高度700kmを想定)
(6)移動物体速度:7.5km/s(高度700kmを想定)
(7)レーザ光のパルス繰り返し周波数(出射周波数):1kHz
(8)ビームスポット径:第2パラメータ
(9)走査間インターバル:1秒
(10)移動物体の存在確率閾値:第3パラメータ
In the example shown in FIG. 20, when the first region 3 is repeatedly irradiated, the expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser light 11a is obtained by numerical calculation. FIG. 21 is a graph showing the results obtained by numerical calculation. The preconditions for numerical calculation are as follows.
Prerequisite:
(1) Expansion of trajectory in the X-axis direction: First parameter (2) Expansion of trajectory in the Z-axis direction: It is assumed that the trajectory is twice as large as the trajectory in the X-direction.
(3) It is assumed that the expansion of the trajectory in the X-axis direction and the expansion of the trajectory in the Z direction do not change within the observable time range.
(4) Presence probability distribution of moving object: Gaussian distribution is assumed.
(5) Observable time: 100 seconds (assuming an altitude of 700 km)
(6) Moving object speed: 7.5 km / s (assuming an altitude of 700 km)
(7) Laser light pulse repetition frequency (emission frequency): 1 kHz
(8) Beam spot diameter: second parameter (9) Interscan interval: 1 second (10) Moving object existence probability threshold: Third parameter

なお、比較を容易にするために、図21において、存在確率閾値は、第1閾値を正規化することによって得られた閾値である。すなわち、図21における存在確率閾値は、第1閾値を、第1セルと同じZ方向位置を有する全てのセルからなる領域において移動物体が存在する確率で除して得られる正規化された閾値である。   In order to facilitate comparison, in FIG. 21, the existence probability threshold is a threshold obtained by normalizing the first threshold. That is, the existence probability threshold value in FIG. 21 is a normalized threshold value obtained by dividing the first threshold value by the probability that a moving object exists in an area composed of all cells having the same Z-direction position as the first cell. is there.

図21の(a)を参照すると、ビームスポット径が10mである場合、正規化された存在確率閾値が「0.99」である時、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「1.5」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が向上することが把握される。   Referring to (a) of FIG. 21, when the beam spot diameter is 10 m, the expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser beam when the normalized existence probability threshold is “0.99”. Is a maximum of about “1.5”. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that the moving object is observed is improved.

図21の(b)を参照すると、ビームスポット径が20mである場合、正規化された存在確率閾値が「0.99」である時、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「3.0」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が向上することが把握される。   Referring to (b) of FIG. 21, when the beam spot diameter is 20 m, the expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser beam when the normalized existence probability threshold is “0.99”. Is a maximum of about “3.0”. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that the moving object is observed is improved.

図21の(c)を参照すると、ビームスポット径が30mである場合、正規化された存在確率閾値が「0.99」である時、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「4.5」である。よって、実施形態における移動物体観測システムでは、移動物体が観測される確率が向上することが把握される。   Referring to (c) of FIG. 21, when the beam spot diameter is 30 m and the normalized existence probability threshold is “0.99”, the expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser light Is a maximum of about “4.5”. Therefore, in the moving object observation system in the embodiment, it is understood that the probability that the moving object is observed is improved.

(比較例)
図21に対する比較例として、時間と共に移動しない第1領域3が繰り返し照射される場合に、移動物体2がレーザ光11aによって照射される回数を数値計算によって求めた。数値計算の結果を図22に示す。なお、数値計算における前提条件は、図21に対応する数値計算における前提条件と同じである。図21を参照すると、ビームスポット径が10mである場合、20mである場合、30mである場合のいずれの場合においても、移動物体2がレーザ光によって照射される回数の期待値は、最大約「1.1」であった。よって、比較例では、移動物体が観測される確率の向上があまり期待できないと言える。しかし、移動物体の観測確率の向上が少なくてもよい場合、あるいは、レーザ光11aによる第1領域3の走査が極めて高速で実行される場合等には、本比較例も本発明の一つの実施形態になり得る。
(Comparative example)
As a comparative example for FIG. 21, when the first region 3 that does not move with time is repeatedly irradiated, the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser light 11a is obtained by numerical calculation. The result of the numerical calculation is shown in FIG. The preconditions for the numerical calculation are the same as the preconditions for the numerical calculation corresponding to FIG. Referring to FIG. 21, in any case where the beam spot diameter is 10 m, 20 m, or 30 m, the expected value of the number of times the moving object 2 is irradiated with the laser beam is about “ 1.1 ". Therefore, in the comparative example, it can be said that the improvement of the probability that a moving object is observed cannot be expected so much. However, when the improvement in the observation probability of the moving object may be small, or when the scanning of the first region 3 by the laser beam 11a is executed at an extremely high speed, this comparative example is also an implementation of the present invention. Can be in form.

(移動物体の観測方法)
次に、上述の移動物体観測システムを利用した移動物体の観測方法を説明する。図23は、実施形態における移動物体観測方法を模式的に示すフローチャートである。
(Method for observing moving objects)
Next, a moving object observation method using the above-described moving object observation system will be described. FIG. 23 is a flowchart schematically showing a moving object observation method in the embodiment.

第1ステップS1において、第1観測期間における移動物体の存在確率分布が取得される。存在確率分布は、時間の関数であってもよい。代替的に、第1観測期間が短い期間である場合には、存在確率分布は、第1観測期間の間一定であると近似されてもよい(換言すれば、時間の関数でなくてもよい)。存在確率分布は、他の観測装置を用いて事前に取得されたデータに基づいて、制御装置25によって算出されてもよいし、他の観測局から提供されたデータに基づいて、制御装置25によって算出されてもよい。代替的に、既に他の装置によって算出された存在確率分布が、制御装置25に送信されることにより、制御装置25が存在確率分布を取得してもよい。   In the first step S1, the existence probability distribution of the moving object in the first observation period is acquired. The existence probability distribution may be a function of time. Alternatively, if the first observation period is a short period, the existence probability distribution may be approximated to be constant during the first observation period (in other words, it may not be a function of time). ). The existence probability distribution may be calculated by the control device 25 based on data acquired in advance using another observation device, or may be calculated by the control device 25 based on data provided from another observation station. It may be calculated. Alternatively, the existence probability distribution that has already been calculated by another apparatus may be transmitted to the control apparatus 25 so that the control apparatus 25 may acquire the existence probability distribution.

第2ステップS2において、取得された存在確率分布に基づいて、移動物体の存在確率の合計値が第1閾値TH1以上となるように第1領域3が抽出される。当該第1領域の抽出は、制御装置25によって行われる。第1領域の抽出方法としては、図6乃至図8、図10A乃至図11、図6および図15乃至図17、または、図18A乃至図19を用いて説明した上述の方法のうちのいずれかが採用されてもよい。   In the second step S2, the first region 3 is extracted based on the acquired existence probability distribution so that the total value of the existence probabilities of the moving objects is equal to or greater than the first threshold value TH1. The extraction of the first area is performed by the control device 25. As the first region extraction method, any one of the above-described methods described with reference to FIGS. 6 to 8, 10A to 11, 6 and 15 to 17, or FIGS. 18A to 19 is used. May be adopted.

第3ステップS3において、第1領域3がレーザ光11aによって走査されるようにレーザ光11aが出射される。レーザ光11aは、上述のレーザ装置21を用いて出射される。なお、第1領域内の各セル6が順番に走査されるように、制御装置25は、上述の出射方向調整機構21cに、出射方向調整指令を送信する。出射方向調整機構21cは、出射方向調整指令を受信すると、レーザ光11aの光軸が照射されるべきセルに向かうように、照射光学系21bの駆動部を駆動させる。レーザ光11aが、移動物体2に照射されると、移動物体2により反射レーザ光11bが生成される。   In the third step S3, the laser beam 11a is emitted so that the first region 3 is scanned by the laser beam 11a. The laser beam 11a is emitted using the laser device 21 described above. In addition, the control apparatus 25 transmits the emission direction adjustment command to the above-described emission direction adjustment mechanism 21c so that each cell 6 in the first region is scanned in order. Upon receiving the emission direction adjustment command, the emission direction adjustment mechanism 21c drives the drive unit of the irradiation optical system 21b so that the optical axis of the laser light 11a is directed to the cell to be irradiated. When the moving object 2 is irradiated with the laser beam 11a, the reflected laser beam 11b is generated by the moving object 2.

第4ステップS4において、レーザ光受光部24が反射レーザ光11bを受光する。反射レーザ光11bの受光により、移動物体2が検出される。より具体的には、レーザ光受光部24によって受光された反射レーザ光11bに対応するデータが制御装置25等の解析装置に送信され、当該解析装置によるデータの解析により、移動物体2の検出が確認される。なお、反射レーザ光11bの受光は、第3ステップS3の実行中に行われる場合もあるし、第3ステップS3の実行後に行われる場合もある。   In the fourth step S4, the laser light receiving unit 24 receives the reflected laser light 11b. The moving object 2 is detected by receiving the reflected laser beam 11b. More specifically, data corresponding to the reflected laser light 11b received by the laser light receiving unit 24 is transmitted to an analysis device such as the control device 25, and the moving object 2 is detected by analyzing the data by the analysis device. It is confirmed. The reflected laser beam 11b may be received during the execution of the third step S3 or may be performed after the execution of the third step S3.

実施形態における移動物体観測方法では、移動物体の存在確率の高い領域(第1領域)が優先して捜索される。このため、移動物体の観測確率を向上させることが可能である。   In the moving object observation method in the embodiment, a region (first region) with a high existence probability of a moving object is preferentially searched. For this reason, it is possible to improve the observation probability of the moving object.

なお、上述の移動物体観測方法において、上述の第1領域3は、レーザ光11aによる走査期間中、固定された領域であってもよいし、移動物体2の移動と共に移動する領域であってもよい。また、上述の移動物体観測方法において、第1領域3は、レーザ光11aによって複数回走査されてもよい。2回目の走査で走査される第1領域3aの形状は、1回目の走査で走査された第1領域3の形状と同じであってもよいし、多少異なっていてもよい。2回目の走査期間における移動物体の存在確率分布の形状が、1回目の走査期間における移動物体の存在確率分布の形状と、相対的に大きく異なる場合には、2回目の走査で走査される第1領域3aの形状は、1回目の走査で走査された第1領域3の形状と異なる方がよい。   In the moving object observation method described above, the first region 3 described above may be a fixed region during the scanning period by the laser beam 11a, or may be a region that moves with the movement of the moving object 2. Good. In the moving object observation method described above, the first region 3 may be scanned a plurality of times by the laser beam 11a. The shape of the first region 3a scanned in the second scan may be the same as or slightly different from the shape of the first region 3 scanned in the first scan. If the shape of the existence probability distribution of the moving object in the second scanning period is relatively different from the shape of the existence probability distribution of the moving object in the first scanning period, the second scanning is performed. The shape of the first region 3a is preferably different from the shape of the first region 3 scanned in the first scan.

なお、第1領域3を複数回走査する場合には、図13、図21に示されるように、ビームスポット径または第1閾値TH1を変更することにより、照射回数期待値(移動物体がレーザ光によって照射される回数の期待値)が変わる。このため、制御装置25は、第1領域3の抽出に先立ち、ビームスポット径および/または第1閾値の決定処理を実行してもよい。すなわち、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布に基づいて、照射回数期待値が最適(例えば最大)となるように、ビームスポット径および/または第1閾値TH1を決定する。例えば、制御装置25が、第1閾値TH1と、照射回数期待値と、ビームスポット径と、軌道の広がりとの関係を示す第2の関連付けデータを予め取得しておき、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布にマッチする軌道の広がりと、第2の関連付けデータとに基づいて、照射回数期待値が最適化されるように、第1閾値TH1および/またはビームスポット径を決定するようにしてもよい。決定された第1閾値TH1は、第1領域3の算出のために使用される。また、決定されたビームスポット径が実現されるように、制御装置25は、ビームスポット径調節機構21dに調節指令を送信する。ビームスポット径調節機構21dは、調節指令を受信すると、第1領域3に到達するレーザ光のビームスポット径が決定されたビームスポット径となるように、照射光学系21bの駆動部を駆動させる。   When the first region 3 is scanned a plurality of times, as shown in FIGS. 13 and 21, by changing the beam spot diameter or the first threshold value TH1, the expected number of irradiation times (the moving object is a laser beam). (Expected value of the number of times of irradiation) changes. For this reason, the control device 25 may execute a beam spot diameter and / or first threshold value determination process prior to the extraction of the first region 3. That is, the control device 25 determines the beam spot diameter and / or the first threshold value TH1 based on the existence probability distribution of the moving object 2 so that the expected number of times of irradiation is optimum (for example, maximum). For example, the control device 25 acquires in advance second association data indicating the relationship between the first threshold value TH1, the expected number of irradiation times, the beam spot diameter, and the spread of the trajectory. The first threshold value TH1 and / or the beam spot diameter is determined based on the spread of the trajectory matching the existence probability distribution of the object 2 and the second association data so that the expected number of times of irradiation is optimized. It may be. The determined first threshold value TH1 is used for calculating the first region 3. Further, the control device 25 transmits an adjustment command to the beam spot diameter adjusting mechanism 21d so that the determined beam spot diameter is realized. When receiving the adjustment command, the beam spot diameter adjusting mechanism 21d drives the drive unit of the irradiation optical system 21b so that the beam spot diameter of the laser light reaching the first region 3 becomes the determined beam spot diameter.

例えば、移動物体の存在確率分布の広がりが大きい場合(移動物体の存在位置の推定精度が低い場合)には、移動物体の存在確率分布の広がりが小さい場合(移動物体の存在位置の推定精度が高い場合)と比較して、第1閾値の値が小さく設定された方が、移動物体の観測確率(検出確率)が向上する場合がある。このため、制御装置25は、移動物体の存在分布確率の広がりが大きくなるにつれて、第1閾値の値が小さくなるように第1閾値の値を変更する第1閾値変更処理を実行するように構成されてもよい。   For example, when the spread of the existence probability distribution of the moving object is large (when the estimation accuracy of the existence position of the moving object is low), when the spread of the existence probability distribution of the moving object is small (the estimation accuracy of the existence position of the moving object is In some cases, the observation probability (detection probability) of the moving object may be improved when the first threshold value is set to be small compared to the high case. Therefore, the control device 25 is configured to execute a first threshold value changing process for changing the first threshold value so that the first threshold value becomes smaller as the spread of the existence distribution probability of the moving object becomes larger. May be.

(第2の実施形態)
図24は、第2の実施形態の移動物体観測システム10による観測の様子を模式的に示す図である。第2の実施形態の移動物体観測システム10は、第1の実施形態の移動物体観測システムと同じ構成要素を備える。移動物体観測システム10の各構成要素についての繰り返しとなる説明は省略する。第2の実施形態では、複数回の観測期間が設定されている。第1の観測は、時刻OT1から時刻OT2の間に実行される観測である。また、第2の観測は、時刻OT3から時刻OT4の間に実行される観測である。
(Second Embodiment)
FIG. 24 is a diagram schematically showing the state of observation by the moving object observation system 10 of the second embodiment. The moving object observation system 10 of the second embodiment includes the same components as the moving object observation system of the first embodiment. A repeated description of each component of the moving object observation system 10 will be omitted. In the second embodiment, a plurality of observation periods are set. The first observation is an observation performed between time OT1 and time OT2. The second observation is an observation performed between time OT3 and time OT4.

第1の観測は、図23を参照して説明された移動物体観測方法を用いて実行される。簡単に説明すると、制御装置25は、第1観測期間における移動物体2の存在確率分布に基づいて、移動物体の存在確率の積分値(合計値)が第1閾値TH1以上となるように第1領域3を抽出する第1領域抽出処理を実行する。そして、制御装置25は、第1領域3がレーザ光によって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。   The first observation is performed using the moving object observation method described with reference to FIG. Briefly, based on the existence probability distribution of the moving object 2 in the first observation period, the control device 25 sets the first value so that the integral value (total value) of the existence probability of the moving object is equal to or greater than the first threshold value TH1. A first area extraction process for extracting the area 3 is executed. Then, the control device 25 transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the first region 3 is scanned with the laser light.

第2の観測は、図23を参照して説明された移動物体観測方法を用いて実行される。簡単に説明すると、制御装置25は、第1の観測が実行される第1観測期間とは異なる第2観測期間における移動物体の存在確率分布に基づいて、移動物体2の存在確率の積分値(合計値)が第2閾値TH2以上となるように第2領域103を抽出する第2領域抽出処理を実行する。なお、第2閾値TH2の設定は、上述の第1閾値TH1の設定と同様にして行われる。そして、制御装置25は、第2領域103がレーザ光によって走査されるように、出射方向調整機構21cに出射方向調整指令を送信する。   The second observation is performed using the moving object observation method described with reference to FIG. Briefly described, the control device 25 is based on the existence probability distribution of the moving object 2 in the second observation period different from the first observation period in which the first observation is performed. A second area extraction process is performed to extract the second area 103 so that the total value) is equal to or greater than the second threshold value TH2. The setting of the second threshold TH2 is performed in the same manner as the setting of the first threshold TH1 described above. Then, the control device 25 transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism 21c so that the second region 103 is scanned with the laser light.

第1の観測と第2の観測との間には、観測インターバルが設定されてもよい。観測インターバルは、典型的には、上述の走査間インターバルよりも長い。例えば、観測インターバルは、3秒以上200秒以下の中から選択された期間であってもよい。観測インターバルは、第1の観測の終了時刻OT2(例えば、レーザ光11aの出射を終了した時刻)と、第2の観測の開始時刻OT3(例えば、レーザ光11aの出射を再開した時刻)との間の期間である。第2の実施形態では、複数回の観測期間が設定されることにより、移動物体の観測確率(検出確率)が向上する。なお、第1観測期間と第2観測期間とは、観測確率が高い時間領域となるように制御装置25によって決定されてもよい。例えば、制御装置25は、移動物体観測システム10の周囲の環境に応じて、第1観測期間と、第2観測期間と、第1の観測と第2の観測との間の観測インターバルを決定してもよい。周囲の環境は、例えば、上空における雲の分散状況、太陽の方位、航空機の運航状況、その他の障害物の分布等である。例えば、移動物体観測システム10のレーザ装置21と、ある第1時刻において移動物体の存在確率が高い領域との間に雲が存在する場合、制御装置25は、第1の観測の期間または第2観測期間(複数の観測期間)中に、当該第1時刻が含まれないように、第1観測期間および第2観測期間(複数の観測期間)を設定する。換言すれば、制御装置25は、第1の時刻が、第1観測期間の前になるか、第2観測期間の後になるか、あるいは、観測インターバル中になるように、第1観測期間および第2観測期間(複数の観測期間)を設定する。この場合、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布の時間的変化に加え、他のシステムから気象データ(雲の分散状況の時間的変化)を取得するように構成されていればよい。   An observation interval may be set between the first observation and the second observation. The observation interval is typically longer than the inter-scan interval described above. For example, the observation interval may be a period selected from 3 seconds to 200 seconds. The observation interval is between the first observation end time OT2 (for example, the time when the emission of the laser beam 11a is ended) and the second observation start time OT3 (for example, the time when the emission of the laser beam 11a is restarted). It is a period between. In the second embodiment, the observation probability (detection probability) of the moving object is improved by setting a plurality of observation periods. It should be noted that the first observation period and the second observation period may be determined by the control device 25 so as to be in a time region where the observation probability is high. For example, the control device 25 determines a first observation period, a second observation period, and an observation interval between the first observation and the second observation according to the environment around the moving object observation system 10. May be. The surrounding environment is, for example, the state of cloud dispersion in the sky, the direction of the sun, the flight status of the aircraft, the distribution of other obstacles, and the like. For example, when a cloud exists between the laser device 21 of the moving object observation system 10 and an area where the existence probability of the moving object is high at a certain first time, the control device 25 performs the first observation period or the second observation time. A first observation period and a second observation period (a plurality of observation periods) are set so that the first time is not included in the observation period (a plurality of observation periods). In other words, the control device 25 allows the first observation period and the first observation period so that the first time is before the first observation period, after the second observation period, or during the observation interval. Two observation periods (multiple observation periods) are set. In this case, the control device 25 only needs to be configured to acquire meteorological data (temporal change in cloud dispersion state) from another system in addition to the temporal change in the existence probability distribution of the moving object 2.

代替的に、あるいは、付加的に、移動物体観測システム10のレーザ装置21から、ある第1時刻において移動物体の存在確率が高い領域に向かう直線上あるいは当該直線の近傍に太陽が存在する場合、制御装置25は、第1観測期間または第2観測期間(複数の観測期間)中に、当該第1時刻が含まれないように、第1観測期間および第2観測期間(複数の観測期間)を設定してもよい。この場合、制御装置25は、移動物体2の存在確率分布の時間的変化に加え、太陽の方位の時間的変化のデータを取得するように構成されていればよい。   Alternatively, or in addition, when the sun is present on or near the straight line from the laser device 21 of the moving object observation system 10 to a region where the existence probability of the moving object is high at a certain first time, The control device 25 sets the first observation period and the second observation period (a plurality of observation periods) so that the first time is not included in the first observation period or the second observation period (a plurality of observation periods). It may be set. In this case, the control device 25 only needs to be configured to acquire data on temporal changes in the direction of the sun in addition to temporal changes in the existence probability distribution of the moving object 2.

制御装置25が、移動物体観測システム10の周囲の環境に応じて、第1観測期間と、第2観測期間とを決定する場合、移動物体の観測確率(検出確率)が更に向上する。   When the control device 25 determines the first observation period and the second observation period according to the environment around the moving object observation system 10, the observation probability (detection probability) of the moving object is further improved.

なお、第2観測期間における移動物体の存在確率分布(第2確率分布)は、第1の観測の結果(第1観測期間における移動物体の観測結果)を反映して算出された確率分布であってもよい。例えば、第1の観測において、移動物体2が観測されなかった場合、制御装置25によって、第1領域3には、移動物体2が存在しない確率が高いと判断されてもよい。例えば、制御装置25は、存在確率分布(第2確率分布)の算出に際し、第1観測期間の第1領域3に対応する領域(例えば、時刻OT1と時刻OT3との間に、第1領域3が移動物体2の推定速度で移動すると仮定することにより得られる、移動後の第1領域)における移動物体の存在確率を下げる処理を実行してもよい。図25に、第1の観測結果を反映して存在確率分布を算出する上述の例を示す概念図を示す。図25に記載の例では、第2観測期間においてレーザ光11aによって走査される第2領域103(斜線で示される領域)は、移動後の第1領域(第1領域3に対応する領域)を除外した領域である。   Note that the existence probability distribution (second probability distribution) of the moving object in the second observation period is a probability distribution calculated by reflecting the result of the first observation (observation result of the moving object in the first observation period). May be. For example, when the moving object 2 is not observed in the first observation, the control device 25 may determine that the probability that the moving object 2 does not exist in the first region 3 is high. For example, when calculating the existence probability distribution (second probability distribution), the control device 25 selects the first region 3 between the region corresponding to the first region 3 in the first observation period (for example, between the time OT1 and the time OT3). May be executed by reducing the existence probability of the moving object in the first region after the movement obtained by assuming that the moving object 2 moves at the estimated speed of the moving object 2. FIG. 25 is a conceptual diagram showing the above-described example in which the existence probability distribution is calculated by reflecting the first observation result. In the example shown in FIG. 25, the second region 103 (region shown by oblique lines) scanned by the laser light 11a in the second observation period is the first region after moving (region corresponding to the first region 3). Excluded area.

代替的に、あるいは付加的に、第1の観測において、移動物体2が観測されなかった場合、制御装置25は、第2観測期間においてレーザ光11aによって走査される第2領域103が、第1観測期間においてレーザ光11aによって走査された第1領域3よりも広い領域となるように、第2領域103を設定してもよい。例えば、制御装置25は、上述の第2閾値TH2が、上述の第1閾値TH1よりも小さな値となるよう第2閾値TH2を設定する。その結果、第2領域103が第1領域3よりも広くなる。図26に、第1の観測結果を反映して第2領域の大きさを拡大する上述の例を示す概念図を示す。図26に記載の例では、第2観測期間においてレーザ光11aによって走査される第2領域103(斜線で示される領域)は、移動後の第1領域(第1領域3に対応する領域)を含み、移動後の第1領域よりも広い領域である。   Alternatively or additionally, if the moving object 2 is not observed in the first observation, the control device 25 indicates that the second region 103 scanned by the laser light 11a in the second observation period is the first region 103. You may set the 2nd area | region 103 so that it may become an area | region wider than the 1st area | region 3 scanned with the laser beam 11a in the observation period. For example, the control device 25 sets the second threshold value TH2 such that the second threshold value TH2 is smaller than the first threshold value TH1. As a result, the second region 103 is wider than the first region 3. FIG. 26 is a conceptual diagram showing the above example in which the size of the second region is enlarged to reflect the first observation result. In the example shown in FIG. 26, the second area 103 (area shown by oblique lines) scanned by the laser beam 11a in the second observation period is the first area after movement (area corresponding to the first area 3). And a wider area than the first area after movement.

また、第1の観測において、移動物体2が観測された場合、制御装置25は、第2観測期間においてレーザ光11aによって走査される第2領域103が、第1観測期間においてレーザ光11aによって走査された第1領域3よりも小さな領域となるように、第2領域103を設定してもよい。すなわち、第1観測期間における観測結果に基づいて、新たに移動物体2の存在位置データが算出された場合、第2観測期間においては、当該存在位置データに基づいて、より小さな領域が集中的に観測される。   When the moving object 2 is observed in the first observation, the control device 25 scans the second region 103 scanned by the laser beam 11a in the second observation period with the laser beam 11a in the first observation period. The second area 103 may be set so as to be smaller than the first area 3 that has been set. That is, when the presence position data of the moving object 2 is newly calculated based on the observation result in the first observation period, smaller areas are concentrated in the second observation period based on the existence position data. Observed.

なお、第1の観測で移動物体2が観測されたか否かについての分析に時間を要する場合、換言すれば、第1の観測で移動物体2が観測されたか否かが、第2観測期間の直前まで不明である場合、第2観測期間においてレーザ光11aによって走査される第2領域103(斜線で示される領域)は、移動後の第1領域(第1領域3に対応する領域)そのものであってもよい。   In addition, when it takes time to analyze whether or not the moving object 2 is observed in the first observation, in other words, whether or not the moving object 2 is observed in the first observation is determined in the second observation period. When it is unknown until just before, the second area 103 (area shown by oblique lines) scanned by the laser beam 11a in the second observation period is the first area after movement (area corresponding to the first area 3) itself. There may be.

なお、第1観測期間と第2観測期間の両方において、移動物体2が観測された場合、制御装置25は、第1観測期間における移動物体の存在位置データと、第2観測期間における移動物体の存在位置データとに基づいて、移動物体2の速度を算出することが可能である。また、第1観測期間と第2観測期間の両方において、移動物体2が観測された場合、第1観測期間における移動物体の存在位置データと、第2観測期間における移動物体の存在位置データとに基づいて、制御装置25は、移動物体2の高度が増加中であるか、移動物体2の高度が低下中であるか、あるいは、移動物体2の高度が維持されているかを算出することが可能である。   In addition, when the moving object 2 is observed in both the first observation period and the second observation period, the control device 25 includes the moving object existence position data in the first observation period and the moving object in the second observation period. It is possible to calculate the speed of the moving object 2 based on the existence position data. Further, when the moving object 2 is observed in both the first observation period and the second observation period, the moving object existence position data in the first observation period and the moving object existence position data in the second observation period are Based on this, the control device 25 can calculate whether the altitude of the moving object 2 is increasing, the altitude of the moving object 2 is decreasing, or whether the altitude of the moving object 2 is maintained. It is.

なお、実施形態では、第1観測期間と第2観測期間に加え、他の観測期間(例えば、第3観測期間等)が設定されてもよい。また、第2観測期間と第3観測期間との間、換言すれば、第2の観測の終了時刻OT4と、第3の観測の開始時刻との間に、第2の観測インターバルが設けられてもよい。第2の観測インターバルは、上述の走査間インターバルよりも、長いインターバルであってもよい。また、第2の観測インターバルは、第1観測期間と第2観測期間との間の観測インターバルと同じ長さの期間であってもよいし、異なる長さの期間であってもよい。   In the embodiment, in addition to the first observation period and the second observation period, another observation period (for example, a third observation period) may be set. In addition, a second observation interval is provided between the second observation period and the third observation period, in other words, between the second observation end time OT4 and the third observation start time. Also good. The second observation interval may be a longer interval than the above-described inter-scan interval. Further, the second observation interval may be a period having the same length as the observation interval between the first observation period and the second observation period, or may be a period having a different length.

(第3の実施形態)
図27を参照して、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態における移動物体観測システム10は、第1の実施形態における移動物体観測システムの構成要素をすべて含む。加えて、第3の実施形態における移動物体観測システム10は、電波観測装置60、および/または、光学観測装置70を備える。電波観測装置60、および/または、光学観測装置70は、移動物体2の存在確率分布を取得するために使用される。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. The moving object observation system 10 in the third embodiment includes all the components of the moving object observation system in the first embodiment. In addition, the moving object observation system 10 in the third embodiment includes a radio wave observation device 60 and / or an optical observation device 70. The radio wave observation device 60 and / or the optical observation device 70 are used to acquire the existence probability distribution of the moving object 2.

電波観測装置60は、電波(典型的にはマイクロ波)を宇宙空間に向かって放射し、該電波が移動物体2によって反射されて発生した反射波を観測する。一方、光学観測装置70は、移動物体2からの太陽光の反射光を観測する。例えば、光学観測装置70は、地上に設置した天体望遠鏡と撮像装置と備えており、該撮像装置によって移動物体2の画像を取得することにより、移動物体2を観測することができる。   The radio wave observation device 60 radiates radio waves (typically microwaves) toward outer space, and observes the reflected waves generated by the reflection of the radio waves by the moving object 2. On the other hand, the optical observation device 70 observes reflected sunlight from the moving object 2. For example, the optical observation device 70 includes an astronomical telescope and an imaging device installed on the ground, and the moving object 2 can be observed by acquiring an image of the moving object 2 with the imaging device.

電波観測装置60、および/または、光学観測装置70は、移動物体観測システム10の制御装置25に事前観測情報90a、90bを送信する。事前観測情報は、電波観測装置60、および/または、光学観測装置70(これらは、いずれも事前観測局として機能する)による観測によって得られた情報である。事前観測情報は、移動物体2が観測された時刻と、当該時刻における移動物体2の位置とを含む情報であってもよい。代替的に、事前観測情報は、移動物体2が観測された時刻と、当該時刻における移動物体2の位置および速度を含む情報であってもよい。なお、移動物体の位置情報は、電波観測装置60、または、光学観測装置70から移動物体2に向かう方向の方位角情報および迎角情報を含んでいてもよい。また、移動物体の位置情報は、電波観測装置60または光学観測装置70から、移動物体2までの距離情報を含んでいてもよい。   The radio observation device 60 and / or the optical observation device 70 transmits the preliminary observation information 90 a and 90 b to the control device 25 of the moving object observation system 10. The prior observation information is information obtained by observation by the radio wave observation apparatus 60 and / or the optical observation apparatus 70 (both of which function as a prior observation station). The prior observation information may be information including the time when the moving object 2 is observed and the position of the moving object 2 at the time. Alternatively, the prior observation information may be information including the time when the moving object 2 is observed and the position and speed of the moving object 2 at the time. Note that the position information of the moving object may include azimuth angle information and angle-of-attack information in a direction from the radio wave observation device 60 or the optical observation device 70 toward the moving object 2. Further, the position information of the moving object may include distance information from the radio wave observation device 60 or the optical observation device 70 to the moving object 2.

電波観測装置60、および/または、光学観測装置70それぞれによる観測における観測領域は、例えば、他事業者から得た観測情報である外部事前観測情報によって決められてもよい。外部事前観測情報に移動物体2の推定軌道範囲80(即ち、移動物体2の軌道が存在すると推定される範囲)が示されている場合には、推定軌道範囲80から電波観測装置60および光学観測装置70それぞれによる観測の観測時刻において移動物体2が存在すると推定される位置の範囲が算出され、算出された当該範囲に合わせて電波観測装置60および光学観測装置70それぞれによる観測の観測領域が決定されてもよい。また、外部事前観測情報に直接に移動物体2の推定軌道範囲80が示されていない場合には、該外部事前観測情報から推定軌道範囲80が算出されてもよい。   The observation area in the observation by each of the radio wave observation device 60 and / or the optical observation device 70 may be determined by, for example, external prior observation information that is observation information obtained from another business operator. When the estimated orbit range 80 of the moving object 2 (that is, the range in which the trajectory of the moving object 2 is estimated to be present) is indicated in the external prior observation information, the radio wave observation device 60 and the optical observation from the estimated orbit range 80 The range of the position where the moving object 2 is estimated to exist at the observation time of the observation by each of the devices 70 is calculated, and the observation region of the observation by each of the radio wave observation device 60 and the optical observation device 70 is determined according to the calculated range. May be. Further, when the estimated orbit range 80 of the moving object 2 is not directly indicated in the external prior observation information, the estimated orbit range 80 may be calculated from the external prior observation information.

続いて、電波観測装置60、および/または、光学観測装置70によって得られた事前観測情報90a、90bに基づいて、制御装置25は、移動物体2の移動物体2の存在確率分布を算出する。移動物体2の存在確率分布は、少なくとも第1観測期間(または、第1観測期間および第2観測期間)における移動物体2の存在確率分布を含む。移動物体2の存在確率分布は、時間の関数であってもよい。   Subsequently, based on the prior observation information 90 a and 90 b obtained by the radio wave observation device 60 and / or the optical observation device 70, the control device 25 calculates the existence probability distribution of the moving object 2 of the moving object 2. The existence probability distribution of the moving object 2 includes the existence probability distribution of the moving object 2 at least in the first observation period (or the first observation period and the second observation period). The existence probability distribution of the moving object 2 may be a function of time.

なお、移動物体2の存在確率分布の算出においては、電波観測装置60、および/または、光学観測装置70によって得られた事前観測情報90a、90bに加え、他事業者から得られた観測情報である外部事前観測情報が用いられてもよい。また、移動物体2の存在確率分布の算出においては、電波観測装置60、および、光学観測装置70によって得られた事前観測情報90a、90bの一方の代わりに他事業者から得えられた外部事前観測情報が用いられてもよい。代替的に、移動物体2の存在確率分布の算出においては、電波観測装置60、および、光学観測装置70を用いずに、他事業者から得られた外部事前観測情報に基づいて、存在確率分布の算出が行われてもよい。   In the calculation of the existence probability distribution of the moving object 2, in addition to the prior observation information 90a and 90b obtained by the radio wave observation device 60 and / or the optical observation device 70, observation information obtained from other operators is used. Some external prior observation information may be used. Further, in the calculation of the existence probability distribution of the moving object 2, external advance information obtained from another operator instead of one of the prior observation information 90a and 90b obtained by the radio wave observation device 60 and the optical observation device 70. Observation information may be used. Alternatively, in the calculation of the existence probability distribution of the moving object 2, the existence probability distribution is used based on external prior observation information obtained from another operator without using the radio wave observation device 60 and the optical observation device 70. May be calculated.

図27に記載の例では、レーザ装置21を用いた移動物体2の観測の直前(例えば、24時間以内)に、電波観測装置60、および/または、光学観測装置70を用いて、事前観測情報90a、90bを取得することが可能である。直前に取得された事前観測情報90a、90bを用いる場合、移動物体2の存在位置の推定精度を高くすることが可能である。よって、直前に取得された事前観測情報90a、90bを用いて、移動物体2の存在確率分布の算出する場合、算出された移動物体2の存在確率分布の広がりは小さくなる傾向がある。よって、図27に記載の例では、移動物体2の存在確率分布の広がりが小さくなるため、レーザ光11aによる走査対象範囲(第1領域3の大きさ)を絞ることが可能となる。その結果、移動物体2の観測確率(検出確率)が向上する。   In the example shown in FIG. 27, prior observation information using the radio observation device 60 and / or the optical observation device 70 immediately before the observation of the moving object 2 using the laser device 21 (for example, within 24 hours). 90a and 90b can be acquired. When the prior observation information 90a and 90b acquired immediately before is used, it is possible to increase the estimation accuracy of the existence position of the moving object 2. Therefore, when calculating the existence probability distribution of the moving object 2 using the previous observation information 90a and 90b acquired immediately before, the spread of the existence probability distribution of the moving object 2 tends to be reduced. Therefore, in the example shown in FIG. 27, since the spread of the existence probability distribution of the moving object 2 is reduced, it is possible to narrow the scanning target range (the size of the first region 3) by the laser light 11a. As a result, the observation probability (detection probability) of the moving object 2 is improved.

(変形例)
変形例における移動物体観測システム10は、第1の実施形態における移動物体観測システムの構成要素をすべて含む。すなわち、移動物体観測システムは、図1、および、図2Aまたは図2Bに記載の構成要素を含む。上述の実施形態では、制御装置25が、移動物体の存在確率分布に基づいて、移動物体の存在確率の合計値が第1閾値TH1以上となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行する例について説明した。これに対し、変形例では、制御装置25は、移動物体の検出確率分布に基づいて、移動物体の検出確率の合計値が第1閾値TH1以上となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行する。換言すれば、上述の実施形態の説明において、「存在確率分布」および「存在確率」が、それぞれ、「検出確率分布」および「検出確率」に読み替えれば、変形例における移動物体観測システムの説明となる。
(Modification)
The moving object observation system 10 in the modification includes all the components of the moving object observation system in the first embodiment. That is, the moving object observation system includes the components shown in FIG. 1 and FIG. 2A or 2B. In the above-described embodiment, the control device 25 performs the region extraction process of extracting the first region 3 based on the moving object existence probability distribution so that the total value of the moving object existence probabilities is equal to or greater than the first threshold value TH1. An example of execution has been described. On the other hand, in the modification, the control device 25 extracts the first region 3 based on the detection probability distribution of the moving object so that the total value of the detection probability of the moving object is equal to or greater than the first threshold value TH1. Execute the process. In other words, in the above description of the embodiment, if “existence probability distribution” and “existence probability” are read as “detection probability distribution” and “detection probability”, respectively, the description of the moving object observation system in the modified example It becomes.

移動物体2の存在確率分布と、他の移動物体2の存在確率分布とが同じである場合であっても、移動物体2の大きさ、高度、形状、姿勢、材質等が、他の移動物体2の大きさ、高度、形状、姿勢、材質等と異なる時、移動物体2の検出確率分布と、他の移動物体2の検出確率分布とは異なる。このため、制御装置25が、移動物体2の検出確率分布に基づいて、移動物体の検出確率の合計値が第1閾値TH1以上となるように第1領域3を抽出する領域抽出処理を実行する場合、制御装置25は、移動物体の存在確率分布と、移動物体の物理パラメータ(例えば、大きさ、高度、形状、姿勢、材質等)とに基づいて、移動物体2の検出確率分布を算出するようにすればよい。例えば、移動物体2の大きさが小さい程、移動物体2の検出確率は小さくなる。また、移動物体2の高度が高い程、移動物体2の検出確率は小さくなる。また、移動物体2の形状、姿勢、材質等によって、RCS(Radar Cross Section)が小さくなればなる程、移動物体2の検出確率は小さくなる。   Even if the existence probability distribution of the moving object 2 and the existence probability distribution of the other moving object 2 are the same, the size, altitude, shape, posture, material, etc. of the moving object 2 are different from each other. When the size, altitude, shape, posture, material, and the like of 2 are different, the detection probability distribution of the moving object 2 is different from the detection probability distribution of the other moving objects 2. For this reason, the control device 25 executes region extraction processing for extracting the first region 3 based on the detection probability distribution of the moving object 2 so that the total value of detection probabilities of the moving object is equal to or greater than the first threshold value TH1. In this case, the control device 25 calculates the detection probability distribution of the moving object 2 based on the existence probability distribution of the moving object and the physical parameters (eg, size, altitude, shape, posture, material, etc.) of the moving object. What should I do? For example, the detection probability of the moving object 2 is smaller as the size of the moving object 2 is smaller. Further, the higher the height of the moving object 2, the smaller the detection probability of the moving object 2. In addition, the detection probability of the moving object 2 decreases as the RCS (Radar Cross Section) decreases according to the shape, posture, material, and the like of the moving object 2.

移動物体の物理パラメータは、上述の事前観測情報90a、90b(例えば、移動物体2の画像データ)に基づいて取得されてもよいし、複数の移動物体2の物理パラメータ情報(例えば、大きさ情報、高度情報、形状情報、姿勢情報、材質情報等)を記憶した記憶装置(図示せず)から、観測された移動物体に対応する物理パラメータを抽出することにより取得されてもよい。   The physical parameter of the moving object may be acquired based on the above-described prior observation information 90a and 90b (for example, image data of the moving object 2), or physical parameter information (for example, size information) of the plurality of moving objects 2. , Altitude information, shape information, posture information, material information, etc.) may be acquired by extracting physical parameters corresponding to the observed moving object from a storage device (not shown).

変形例における移動物体観測システムでは、移動物体2のRCSが小さな場合であっても、移動物体の観測確率(検出確率)を向上させることが可能となる。   In the moving object observation system according to the modified example, even when the RCS of the moving object 2 is small, it is possible to improve the observation probability (detection probability) of the moving object.

本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and it is obvious that the embodiments can be appropriately modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. Various techniques used in each embodiment or modification can be applied to other embodiments or modifications as long as no technical contradiction arises.

1 :軌道
2 :移動物体
3 :第1領域
4 :ビームスポット
5 :小領域
6 :セル
10 :移動物体観測システム
10a :本体
11a :レーザ光
11b :反射レーザ光
21 :レーザ装置
21a :レーザ発振器
21b :照射光学系
21c :出射方向調整機構
21d :ビームスポット径調節機構
23 :分離ミラー
24 :レーザ光受光部
25 :制御装置
26 :受光光学系
60 :電波観測装置
70 :光学観測装置
80 :推定軌道範囲
90a :事前観測情報
90b :事前観測情報
103 :第2領域
1: Orbit 2: Moving object 3: First region 4: Beam spot 5: Small region 6: Cell 10: Moving object observation system 10a: Main body 11a: Laser beam 11b: Reflected laser beam 21: Laser device 21a: Laser oscillator 21b : Irradiation optical system 21c: Emission direction adjustment mechanism 21d: Beam spot diameter adjustment mechanism 23: Separation mirror 24: Laser light receiving unit 25: Control device 26: Light reception optical system 60: Radio wave observation device 70: Optical observation device 80: Estimated orbit Range 90a: Prior observation information 90b: Prior observation information 103: Second region

Claims (15)

軌道上を移動する移動物体を観測する移動物体観測システムであって、
レーザ光を出射するように構成されたレーザ装置と、
前記レーザ装置から前記レーザ光が出射される方向である出射方向を調整する出射方向調整機構と、
前記移動物体による前記レーザ光の反射光である反射レーザ光を受光するレーザ光受光部と、
制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、前記移動物体の存在確率分布または前記移動物体の検出確率分布を示す第1確率分布に基づいて、前記移動物体の存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値を示す第1合計値が第1閾値以上となるように第1領域を抽出する領域抽出処理を実行するように構成され、
前記制御装置は、抽出された前記第1領域が前記レーザ光によって走査されるように、前記出射方向調整機構に出射方向調整指令を送信する
移動物体観測システム。
A moving object observation system for observing a moving object moving on an orbit,
A laser device configured to emit laser light;
An emission direction adjusting mechanism that adjusts an emission direction that is a direction in which the laser beam is emitted from the laser device;
A laser light receiving unit that receives reflected laser light that is reflected light of the laser light by the moving object;
And a control device,
The control device calculates the total probability of the moving object or the total detection probability of the moving object based on the first probability distribution indicating the existence probability distribution of the moving object or the detection probability distribution of the moving object. A region extraction process for extracting the first region so that the first total value shown is equal to or greater than the first threshold,
The control device transmits an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism so that the extracted first region is scanned by the laser beam.
前記領域抽出処理は、前記移動物体の存在が想定される複数のセルの中からセルを抽出するセル抽出処理を含み、
前記制御装置は、前記セル抽出処理によって抽出された複数の前記セルによって構成される領域全体内における前記移動物体の前記存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値を示す第2合計値が前記第1閾値以上となるまで、前記セル抽出処理を繰り返し実行し、
前記制御装置は、前記第2合計値が前記第1閾値以上になると、前記セル抽出処理を終了し、
前記制御装置は、前記セル抽出処理の終了後、前記セル抽出処理によって抽出された複数の前記セルによって構成される領域全体を前記第1領域として決定する
請求項1に記載の移動物体観測システム。
The region extraction process includes a cell extraction process for extracting a cell from a plurality of cells in which the presence of the moving object is assumed,
The control device includes a second sum indicating a total value of the existence probabilities of the moving object or a total value of the detection probabilities of the moving object in an entire region configured by the plurality of cells extracted by the cell extraction process. The cell extraction process is repeatedly executed until a value is equal to or greater than the first threshold value,
When the second total value is equal to or greater than the first threshold, the control device ends the cell extraction process,
The moving object observation system according to claim 1, wherein the control device determines, as the first region, an entire region constituted by the plurality of cells extracted by the cell extraction processing after the cell extraction processing is completed.
前記制御装置は、前記第1領域を構成する複数のセルが、前記移動物体の存在確率の高いセルから順番に、前記レーザ光によって走査されるように、前記出射方向調整機構に出射方向調整指令を送信する
請求項1に記載の移動物体観測システム。
The control device sends an emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism so that the plurality of cells constituting the first region are scanned by the laser light in order from the cell having the high probability of existence of the moving object. The moving object observation system according to claim 1.
前記制御装置は、前記第1領域の走査に要する時間が出来る限り短くなるような順番で、前記第1領域を構成する複数のセルが走査されるように、前記出射方向調整機構に出射方向調整指令を送信する
請求項1に記載の移動物体観測システム。
The control device adjusts the emission direction to the emission direction adjustment mechanism so that the plurality of cells constituting the first area are scanned in an order that makes the time required for scanning the first area as short as possible. The moving object observation system according to claim 1, wherein the command is transmitted.
前記第1領域の前記レーザ光の進行方向に垂直な断面は、前記存在確率または前記検出確率の高い領域に対応した細長形状である
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の移動物体観測システム。
The moving object observation according to any one of claims 1 to 4, wherein a cross section of the first region perpendicular to the traveling direction of the laser light has an elongated shape corresponding to the region having the high existence probability or the detection probability. system.
前記第1領域は、位置が固定されている領域である
請求項5に記載の移動物体観測システム。
The moving object observation system according to claim 5, wherein the first region is a region whose position is fixed.
前記断面の大きさは、前記レーザ光が前記移動物体の推定軌道に到達する時の前記レーザ光のビームスポットの面積と、前記レーザ光の単位時間当たりの出射回数を示す出射周波数との積よりも小さい
請求項6に記載の移動物体観測システム。
The size of the cross section is obtained by multiplying the area of the beam spot of the laser light when the laser light reaches the estimated trajectory of the moving object and the emission frequency indicating the number of times the laser light is emitted per unit time. The moving object observation system according to claim 6.
前記第1領域は、時間と共に移動する領域である
請求項5に記載の移動物体観測システム。
The moving object observation system according to claim 5, wherein the first area is an area that moves with time.
前記断面の大きさは、前記レーザ光が前記移動物体の推定軌道に到達する時の前記レーザ光のビームスポットの面積と、前記レーザ光の単位時間当たりの出射回数を示す出射周波数との積よりも大きい
請求項8に記載の移動物体観測システム。
The size of the cross section is obtained by multiplying the area of the beam spot of the laser light when the laser light reaches the estimated trajectory of the moving object and the emission frequency indicating the number of times the laser light is emitted per unit time. The moving object observation system according to claim 8.
前記第1領域は、時間と共に移動する領域であり、
前記第1領域の形状は、前記移動物体の推定軌道に垂直な方向に広がる薄板形状または線状形状である
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の移動物体観測システム。
The first area is an area that moves with time,
The moving object observation system according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape of the first region is a thin plate shape or a linear shape extending in a direction perpendicular to the estimated trajectory of the moving object.
前記移動物体の推定軌道に垂直な方向に沿う1つの軸をX軸と定義する時、前記セル抽出処理は、既に抽出されたセルのうちのいずれかと前記X軸に沿った位置が同じであるセルを抽出対象候補から除くとの制約条件の下で実行される
請求項2に記載の移動物体観測システム。
When one axis along the direction perpendicular to the estimated trajectory of the moving object is defined as the X axis, the cell extraction process has the same position along the X axis as any of the already extracted cells. The moving object observation system according to claim 2, which is executed under a restriction condition that a cell is excluded from extraction target candidates.
前記制御装置は、前記第1領域が前記レーザ光によって繰り返し走査されるように、前記出射方向調整機構に前記出射方向調整指令を送信する
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の移動物体観測システム。
The moving object according to any one of claims 1 to 11, wherein the control device transmits the emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism so that the first region is repeatedly scanned by the laser light. Observation system.
前記制御装置は、前記第1領域が走査される第1観測期間とは異なる第2観測期間における前記移動物体の存在確率分布または前記移動物体の検出確率分布を示す第2確率分布に基づいて、前記移動物体の存在確率の積分値または前記移動物体の検出確率の積分値が第2閾値以上となるように第2領域を抽出する第2領域抽出処理を実行するように構成され、
前記制御装置は、前記第2領域が前記レーザ光によって走査されるように、前記出射方向調整機構に前記出射方向調整指令を送信する
請求項1乃至12のいずれか一項に記載の移動物体観測システム。
The control device, based on a second probability distribution indicating a presence probability distribution of the moving object or a detection probability distribution of the moving object in a second observation period different from the first observation period in which the first region is scanned, A second region extraction process for extracting a second region so that an integral value of the existence probability of the moving object or an integral value of the detection probability of the moving object is equal to or greater than a second threshold;
The moving object observation according to any one of claims 1 to 12, wherein the control device transmits the emission direction adjustment command to the emission direction adjustment mechanism so that the second region is scanned by the laser beam. system.
前記第2確率分布は、前記第1観測期間における前記移動物体の観測結果を反映して算出された確率分布である
請求項13に記載の移動物体観測システム。
The moving object observation system according to claim 13, wherein the second probability distribution is a probability distribution calculated by reflecting an observation result of the moving object in the first observation period.
軌道上を移動する移動物体を観測する移動物体観測方法であって、
第1観測期間における前記移動物体の存在確率分布または前記移動物体の検出確率分布を示す第1確率分布を取得する工程と、
前記第1確率分布に基づいて、前記移動物体の存在確率の合計値または前記移動物体の検出確率の合計値が第1閾値以上となるように第1領域を抽出する工程と、
前記第1領域がレーザ光によって走査されるようにレーザ光を出射する工程と、
前記移動物体による前記レーザ光の反射光である反射レーザ光を受光することにより、前記移動物体を検出する工程と
を具備する
移動物体観測方法。

A moving object observation method for observing a moving object moving on an orbit,
Obtaining a first probability distribution indicating a presence probability distribution of the moving object or a detection probability distribution of the moving object in a first observation period;
Extracting a first region based on the first probability distribution such that the total value of the existence probability of the moving object or the total value of the detection probability of the moving object is equal to or greater than a first threshold;
Emitting laser light so that the first region is scanned by laser light;
Detecting the moving object by receiving reflected laser light that is reflected light of the laser light by the moving object.

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