JP3584399B2

JP3584399B2 - 積雪計

Info

Publication number: JP3584399B2
Application number: JP2001008803A
Authority: JP
Inventors: 康渡辺
Original assignee: 光進電気工業株式会社
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP2002214364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、降雪地帯等に設置され積雪量（積雪の深さ）を計測する積雪計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１３１４６０号公報に開示される積雪深計は、積雪表面の深度測定点に向かってレーザ光を照射し、その深度測定点で乱反射したレーザ光の一部を受光し、これら照射及び反射の両レーザ光について光波の位相差を測定することにより、計測器から測定点までの距離を算出し、積雪の深さを算出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、積雪量の計測にレーザ光を利用することにより、高精度な計測が可能となると共に、レーザ光は気温、天候等の影響をほとんど受けないため、気性の変化の激しい豪雪地帯等においても高い精度を維持することができる。しかしながら、レーザ光は人体に悪影響を及ぼす可能性を有するものであり、測定中に人が測定領域に知らずに浸入してしまった場合等には、人にレーザ光が照射されてしまうという危惧が存する。
【０００４】
そこで、この発明は、高い精度で計測でき、且つ安全性の向上が図られた積雪計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は図１に示すように、積雪の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段２０と、前記レーザ光照射手段２０により照射され積雪に反射したレーザ光を受光するレーザ光受光手段２１と、前記レーザ光照射手段２０により照射されたレーザ光のデータと前記レーザ光受光手段２１により受光されたレーザ光のデータとから積雪量を算出する演算手段５２とを備える積雪計において、所定範囲内に人が存在することを検知する赤外線センサ３と、前記赤外線センサ３が人の存在を検知した時に、前記レーザ光照射手段２０によるレーザ光の照射を停止させ、人の存在が所定時間以上継続して検知された場合には、積雪量の計測を強制的に中止させる緊急停止手段５３とを備えるものである（請求項１）。
【０００６】
これによれば、測定点付近の所定の範囲内に人等が侵入した場合に、赤外線センサ３がこれを検知し、レーザ光の照射が停止される。これにより、所定範囲内に侵入した人等にレーザ光が当たることを防止することができるので、安全性を向上させることができる。
【０００７】
また、人等が所定時間以上、所定の範囲内に留まっている場合には、レーザ光照射手段５０によるレーザ光の照射だけでなく、積雪量を計測するためにスタンバイ状態を維持している各システム、例えばレーザ光受光手段２１、演算手段５２、演算結果を表示する表示手段９等を停止させることにより、安全性だけでなく省電力性も向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２に示すのは、この発明の実施の形態に係る積雪計１の設置例であり、この構成においては、レーザモジュール２及び赤外線センサ３が山肌等の大地Ｇに立設されたポール４に固定され、これらレーザモジュール２及び赤外線センサ３とマイクロコンピュータ（以下、Ｍ／Ｃと略記する）８とが電気的に接続されている。
【０００９】
レーザモジュール２は、その内部に、レーザ光を照射するレーザ光照射器２０と反射光を受光するレーザ光受光器２１とを有しており、レーザ光照射器２０は、例えば所定の周波数を有する光波を増幅させる共振器等から構成され、レーザ受光器２１は、例えば光波が当たると所定の電流を流すフォトダイオード等から構成することができる。
【００１０】
赤外線センサ３は、所定の監視範囲Ｅ内における赤外線の変化を測定することにより、監視範囲Ｅ内への人５や動物６等の侵入を検知するものであり、収集されたデータを蓄積及び分析するＭ／Ｃ８と電気的に接続している。
【００１１】
Ｍ／Ｃ８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される周知のものであり、電気的に接続されたレーザモジュール２、赤外線センサ３、ディスプレイ等の表示器９、その他のシステムとの間でデータの入出力を行なうと共に、所定のプログラムに従い演算処理、データの蓄積等を行なうものである。上述した図１中の演算手段５２及び緊急停止手段５３は、このＭ／Ｃ８により行なわれる処理により構成されるものである。
【００１２】
この実施の形態に係る積雪計１は、レーザ光を利用して積雪量（積雪の深さ）を計測するものである。レーザモジュール２の照射点Ａから積雪Ｓの表面に向かってレーザ光照射器２０により照射レーザ光Ｌ1 を照射し、この照射レーザ光Ｌ1 が到達する積雪Ｓの表面の点が測定点Ｂとなる。照射レーザ光Ｌ1 は、測定点Ｂにおいて乱反射し、その一部が反射レーザ光Ｌ2 としてレーザモジュール１の照射点Ａ、若しくはそれに近い部分に設けられたレーザ受光器２１により受光される。以下、距離ＡＢを測定点距離Ｘと称する。また、測定点Ｂから大地Ｇに降ろした垂線と大地Ｇの表面との接点をＰとし、距離ＢＰが積雪Ｓの深さ（以下、積雪深と称する）ｄとなる。
【００１３】
また、照射点Ａから大地Ｇに降ろした垂線と大地Ｇの表面との接点をＯ、この垂線と積雪Ｓの表面との接点をＣとし、更にこの垂線と照射レーザＬ1 の放射方向とが形成する角度を設置角度θとする。上記設置角度θ及び距離ＡＯは予め定められた値であるため、測定点距離Ｘが判明すれば、積雪深ｄをｄ＝ＣＯ＝ＡＯ−Ｘｃｏｓθの式から算出することができる。
【００１４】
また、この実施の形態に係る積雪計１においては、Ｍ／Ｃ８の制御により、赤外線センサ３により監視範囲Ｅ内に人５や動物６等の物体が侵入したことが検知された場合に、レーザ光照射器２０からの照射レーザＬ1 の照射が停止され、更に浸入した人５等が監視範囲Ｅ内に所定時間以上、留まり続けている場合には、積雪量の計測のためにスタンバイ状態となっている各システムが停止される。
【００１５】
上記構成により、積雪量の計測中に前記監視範囲Ｅ内に人５等が侵入した場合には、赤外線センサ３によりこれが検知され、緊急停止手段５３によりレーザモジュール１からのレーザ光Ｌ1 の照射が停止される。また、侵入者が所定時間以上、監視範囲Ｅ内に留まり続けている時等の所定の条件が満たされた場合には、システムがスタンバイ状態から解除され計測作業が中止される。これにより、レーザ光が人５等に照射されてしまうことが防止されるので安全性が向上すると共に、システムが無駄にスタンバイ状態を維持することがなくなるので、省電力性を向上させることができる。
【００１６】
以下に、図３及び図４に示すフローチャートにおいて、上記積雪計１の制御例を示す。図３に示すフローチャートは、積雪深ｄを計測する積雪深計測処理を示すものであり、先ずステップ１００において、前記監視範囲Ｅ内に人５や動物６等の物体が浸入していないかを検知する後に詳述する物体検知処理が行なわれ、この物体検知処理において物体が検知されなかった場合、或いは検知された後に所定の処理を経てきた場合には、ステップ２００に進み、照射レーザ光Ｌ1 及び反射レーザ光Ｌ2 に関するデータが、レーザモジュール２からＭ／Ｃ８内の演算手段５２に入力され、ステップ２０１に進む。
【００１７】
ステップ２０１において、前記演算手段５２は、入力された照射レーザ光Ｌ1 及び反射レーザ光Ｌ2 のデータから両者の光波の位相差を求め、この位相差から距離ＡＢを算出し、この算出された値をサンプル値Ｘn （1 ≦n ≦60）とする。そして、ステップ２０２に進み、前記サンプル値Ｘn が６０個収集されたか否かを判定し、６０個に満たない場合には、ステップ１００の物体検知処理に戻り、６０個に達した場合には、ステップ２０４に進み、６０個のサンプル値Ｘ1 〜Ｘ60の平均値を算出し、これを仮平均値Ｘa とし、ステップ２０５に進む。
【００１８】
ステップ２０５において、前記各サンプル値Ｘ1 〜Ｘ60と前記仮平均値Ｘa とを比較し、各サンプル値Ｘ1 〜Ｘ60のうち仮平均値Ｘa との偏差が１０％以上あるものを排除し、残ったサンプル値Ｘn から再度平均値を算出し、この再度算出した平均値を真のＡＢ間の距離、即ち測定点距離Ｘとする。そして、ステップ２０６に進み、測定点距離Ｘ、設置角度θ、距離ＡＯの値から、三角関数を用いて積雪深ｄを算出する。そして、ステップ２０７に進み、Ｍ／Ｃ８は算出された積雪量ｄを表示器９に出力する。
【００１９】
以下に、図４に示すフローチャートにおいて、前記ステップ１００の物体検知処理について説明する。先ずステップ１０１において、前記赤外線センサ３により検出されたデータがＭ／Ｃ８に入力され、ステップ１０２に進み、監視範囲Ｅ内において赤外線の変化が検出されたか否かを判定し、変化が検出された場合には、ステップ１０３に進み、変化の検出が１０分以上継続しているか否かを判定する。
【００２０】
前記ステップ１０３において、１０分以上継続していないと判定された場合には、ステップ１０４に進み、Ｍ／Ｃ８は前記レーザ光照器２０に照射レーザ光Ｌ1 の照射を１０秒間停止させる信号を出力した後、前記ステップ１０１に戻る。一方、前記ステップ１０３において、赤外線の変化の検出が１０分以上継続していると判定された場合には、ステップ１０５に進み、Ｍ／Ｃ８はレーザ光照射器２０及びレーザ光受光器２１を含むレーザモジュール２、表示器９、その他の所定の機構に対して、スタンバイ状態を解除し停止させる信号を出力し、計測処理を強制終了させる。即ち、前記ステップ１０３，１０４，１０５により緊急停止手段が構成されている。
【００２１】
また、前記ステップ１０２において、赤外線の変化が検出されなかった場合には、ステップ１０６に進み、赤外線の変化が検出されている時間をカウントするタイマをリセットした後、前記図３に示す積雪量計測処理中のステップ２００にリターンする。
【００２２】
上記制御により、監視範囲Ｅ内に人５等が侵入した場合には、レーザモジュール２からのレーザ光Ｌ1 の照射が停止されるので、運転中の安全性を向上させることができる。また、侵入者が所定時間以上、監視範囲Ｅ内に留まり続けている時等の所定の条件が満たされた場合には、システムがスタンバイ状態から解除され計測作業が中止されるので、省電力性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、レーザ光が人等に照射されることを防ぐことができるので、運転中の安全性を向上させることができる。また、侵入者が所定時間以上、監視範囲内に留まり続けている時等の所定の条件が満たされた場合には、システムがスタンバイ状態から解除され計測作業が中止されるので、省電力性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この実施の形態に係る積雪計の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、この発明の実施の形態に係る積雪計の設置例を示す図である。
【図３】図３は、この実施の形態に係る積雪計の積雪深計測処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、この実施の形態に係る積雪計の物体検知処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１積雪計
２レーザモジュール
３赤外線センサ
４ポール
５人
６動物
２０レーザ光照射手段
２１レーザ光受光手段
５２演算手段
５３緊急停止手段
Ａ照射点
Ｂ測定点
Ｅ監視範囲
Ｇ大地
Ｌ1 照射レーザ光
Ｌ2 反射レーザ光
Ｓ積雪
Ｘ測定点距離
θ 設置角度

Claims

積雪の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段により照射され積雪に反射したレーザ光を受光するレーザ光受光手段と、前記レーザ光照射手段により照射されたレーザ光のデータと前記レーザ光受光手段により受光されたレーザ光のデータとから積雪量を算出する演算手段とを備える積雪計において、
所定範囲内に人が存在することを検知する赤外線センサと、
前記赤外線センサが人の存在を検知した時に、前記レーザ光照射手段によるレーザ光の照射を停止させ、人の存在が所定時間以上継続して検知された場合には、積雪量の計測を強制的に中止させる緊急停止手段とを備えることを特徴とする積雪計。