JP6536372B2 - レーザレーダ装置の泥汚れ判定方法、泥汚れ判定装置、泥汚れ判定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、レーザレーダ装置の窓部への泥汚れを検出するレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法、泥汚れ判定装置、泥汚れ判定プログラムに関する。

レーザレーダ装置は、所定の走査角度ごとにレーザ光の照射と物体で反射した反射光の受光とを行っており、反射光を受光するまでの時間に基づいて、各走査角度における物体の検出および距離の測定を行っている。このようなレーザレーダ装置には、レーザ光を透過するための窓部が設けられている。このとき、窓部に物体が付着すると、つまりは、窓部に汚れが付着すると、測定エリア内に照射されるレーザ光の強度が低下したり、レーザ光や反射光が窓部に付着した泥汚れによって遮られたりすることにより、物体の検出や距離の測定の精度が低下する。そのため、例えば特許文献１では、専用のセンサ等を設けることにより、窓部の汚れを検出している。

特開２００２−６０３９号公報

ところで、レーザレーダ装置は、屋外に設置されることも多く、その場合には、泥汚れのような自然な汚れが窓部に付着する可能性がある。この場合、従来のレーザレーダ装置では、上記した特許文献１のように窓部の位置に汚れ等の物体が付着していること自体は検出できるものの、その物体が意図的つまりは人為的に付けられたものなのか、水しぶきがかかって付いた泥汚れのような自然に付いたものなのかを判別することができなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザレーダ装置の窓部に付着した物体が泥汚れであるかを判定することができるレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法、泥汚れ判定装置、泥汚れ判定プログラムを提供することにある。

まず、レーザレーダ装置の窓部に自然な泥汚れが生じるメカニズムについて検討してみる。レーザレーダ装置の窓部に生じる自然な泥汚れは、地面の泥が跳ね上げられて付着するものと考えられる。ここで、自然とは、意図的・恣意的ではないことを意味している。ただし、乾燥している地面から泥が跳ね上げられることは考えにくいため、レーザレーダ装置の近くの地面に水たまりが存在しており、その水たまりから水しぶきが生じた結果、窓部に泥汚れが付着するものと考えられる。つまり、自然な泥汚れが付く場合には、レーザレーダ装置の近傍には、泥汚れを生じさせるような水たまりが存在していると考えられる。

ただし、レーザレーダ装置は、一般的に地面から離間した位置に設けられている。そのため、レーザレーダ装置の近傍に水たまりが存在していたとしても、レーザレーダ装置の走査面から外れていることから、直接的に水たまりを検出することはできないと考えられる。そこで、発明者らは、水たまりから生じると予想される水しぶきの挙動に着目し、どのような方法であれば泥汚れが付着したことを高い確度で判定できるかについて検討した。
意図的・恣意的に作り出されたものではなく自然に生じた水しぶきの場合、その水しぶきは、物理法則に沿って移動すると考えられる。具体的には、地面から跳ね上げられた水しぶきは、発生点から放物線を描きながら飛散すると考えられる。また、その際に水しぶきが飛散する範囲は、概ね数ｍ程度であると考えられる。

このとき、地面から跳ね上げられた水しぶきが走査面の高さまで到達すると、レーザレーダ装置は、その水しぶきに泥が含まれており、レーザ光を反射するような不透明度である場合には、物体として検出すると考えられる。ただし、水しぶきは地面から跳ね上がっているため、時系列的にみた場合、レーザレーダ装置は、自身の近傍に、その移動が検知されることなく、突発的に出現した物体を検出することになる。また、跳ね上がった水しぶきは重力に引かれて落下することから、レーザレーダ装置は、突発的に出現した物体を検出してから比較的短い時間内に、その物体を検出しなくなると考えられる。

そして、その水しぶきが窓部にかかったとすると、水しぶきに含まれていた泥が窓部に付着して泥汚れになると考えられる。
このように、自然な泥汚れが付着する場合には、泥汚れが付着するメカニズムをある程度想定することができる。
そこで、請求項１に係る発明では、レーザレーダ装置の周囲に予め設定されている近傍エリアを対象として、当該近傍エリアの外縁部からの進入が検出されることなく突発的に検出された物体である突発物が検出されたか否かを判定する出現判定処理と、出現判定処理によって突発物が検出されたと判定されてから予め定められている判定時間が経過した時点において、突発物が検出されなくなった場合であって、且つ、窓部の位置に新たな物体が検出されている場合に、窓部の位置に検出された物体が前記突発物によってもたらされたとして泥汚れと判別する判別処理と、を含む泥汚れ判定方法により、泥汚れを判定する。

レーザレーダ装置は、一般的に設置面からある程度の高さの位置に設置されるため、出現判定処理により検出された突発物は、空中に浮遊していると考えることができる。この場合、検出された突発物が例えば水しぶきのように自然に発生したものであれば、重力に引かれて比較的間時間で落下すると考えられる。つまり、レーザレーダ装置によって検出されなくなると考えられる。この場合、突発物が検出されなくなるとは、全く検出されなくなる状態を含むとともに、ある程度の大きさで検出されていた突発物が突然その大きさでは検出されなくなる状態も含んでいる。
このとき、突発物が自然に発生したものであれば、例えば地面から跳ね上がった後に落下すると想定される時間つまりは判定時間を、例えば車両によって跳ね上げられる一般的な範囲で水しぶきの到達高さを想定あるいは実験により求めることで、設定することができる。

そのため、出現判定処理において水しぶきのように突発的に出現する可能性のある突発物が検出されたか否かを判定し、判別処理において、その突発物の挙動が上記したような自然な水しぶきの挙動に一致するかを判定し、挙動が一致した場合には、突発物が水しぶきである可能性が高いと判断することができる。また、レーザレーダ装置によって検出されていることから、その水しぶきには泥が含まれている可能性が高いと判断することができる。すなわち、水と泥とを含んだ状態の物体が、突発物として検出されたと考えられる。

そして、突発物が検出される前には窓部の位置に検出されていなかった物体が新たに検出された場合には、その物体が、突発物によってもたらされたものであること、つまりは、意図的に発生させられたものではない自然な水しぶきによって付けられた汚れであると、高い確度で判断することができる。
したがって、レーザレーダ装置の窓部に付着した物体が泥汚れであるかを判別することができる。
この場合、地面に存在している水たまりから跳ね上がった水しぶきによって付けられた汚れである可能性が高いため、その汚れは、自然な汚れである可能性が高いと考えることができる。
また、物体までの距離、およびその物体が突然検出された突発物であるか否かは、レーザレーダ装置で検出可能なデータに基づいて判定することができる。このため、特別な専用センサ等を設けなくても、また、既に設置されている既設のレーザレーダ装置に対しても、この泥汚れ判定方法を適用することができる。

請求項２に係る発明では、検出された突発物がレーザレーダ装置に徐々に接近していることが検出された場合、または、突発物が検出された後に当該突発物との間に新たに検出された物体がレーザレーダ装置に徐々に接近していることが検出された場合に、窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別する。
検出された突発物が水しぶきであった場合、レーザレーダ装置の窓部に泥汚れが付くためには、水しぶきがレーザレーダ装置にかかる必要がある。このとき、レーザレーダ装置は、１秒間に数１０回程度の走査を行っているため、水しぶきがレーザレーダ装置にかかる場合には、突発物までの距離が徐々に短くなっていくと想定される。

そこで、検出された突発物つまりは水しぶきがレーザレーダ装置に徐々に接近していることが検出されたか否かを判定することにより、突発物が水しぶきである可能性がより高まると考えられる。換言すると、突発物が水しぶきであるか否かの判定の精度をより向上させることができる。なお、ここで言う徐々にとは、複数回の走査において突発物までの距離が減少していく状況を意味している。

また、検出された突発物が水しぶきであった場合には、水しぶきが放物線上に跳ね上がると考えられることから、水しぶきが一旦走査面よりも上に上昇した後、窓部に上方から降りかかることも想定される。その場合、突発物が一旦検出されなくなった後、新たに突発物が検出されることになる。そのため、先に検出された突発物とは異なる突発物が検出された場合も判定条件に設定することで、突発物が水しぶきであるか否かの判定の精度をより向上させることができる。

請求項３に係る発明では、検出された突発物の大きさが徐々に拡大していることが検出された場合、または、突発物が検出された後に当該突発物との間に新たに検出された物体の大きさが徐々に拡大していることが検出された場合に、窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別する。
検出された突発物が水しぶきであった場合、ある一点から生じた水しぶきが、放射状に広がることが想定される。その場合、突発物までの距離とその突発物が検出された走査角との関係から求まる突発物の実際の大きさも、徐々に大きくなっていることが想定される。つまり、検出された突発物の実際の大きさが徐々に拡大している場合には、突発物が水しぶきである可能性がより高いと判断することができる。なお、ここで言う徐々にとは、複数回の走査において突発物の大きさが拡大していく状況を意味している。

また、検出された突発物が水しぶきであった場合には、水しぶきが放物線上に跳ね上がると考えられることから、水しぶきが一旦走査面よりも上に上昇した後、窓部に上方から降りかかることも想定される。その場合、突発物が一旦検出されなくなった後、新たに突発物が検出されることになる。そのため、先に検出された突発物とは異なる突発物が検出された場合も判定条件に設定することで、突発物が水しぶきであるか否かの判定の精度をより向上させることができる。

請求項４に係る発明では、判定時間が経過した時点において窓部の位置で検出されている物体の大きさが、予め設定されている許容サイズ以下である場合に、窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別する。
水しぶきに含まれる泥は、それほど大きくないと考えられる。そのため、窓部の位置で検出された物体の大きさが許容サイズ以下の物体である場合、泥汚れである可能性が高いと考えることができる。これにより、泥汚れの判別精度を向上させることができる。なお、許容サイズは、レーザレーダ装置の設置場所の土壌環境等に応じて、例えば１〜２ｃｍ程度で適宜設定すればよい。
また、許容サイズを超えるような大きさの物体が検出された場合には、意図的な汚れである可能性が高いと考えることもできる。

請求項５に係る発明では、突発物が最初に検出された時点よりも前の観察期間中に近傍エリアを移動する移動体が検出されていた場合であって、且つ、突発物が当該移動体とレーザレーダ装置との間で検出されていた場合に、窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別する。
地面に存在している水たまりから水しぶきが自然に生じるとは考えにくいことから、水しぶきが生じた場合には、突発物が検出される前の時点で、水しぶきを生じさせる移動体が検出されていると考えられる。また、その移動体によって水しぶきが発生した場合、突発物は、移動体とレーザレーダ装置との間に検出されると想定される。

そのため、突発物が最初に検出された時点よりも前の観察期間中に近傍エリアを移動する移動体が検出されていたか否か、および、突発物が検出された位置を判定することにより、突発物が水しぶきであるか否かの判定の精度をより向上させることができる。なお、観察期間は、水しぶきであるかを判定できる時間であればよいため、例えば突発物が検出される前の１〜２秒程度の期間、多くても、一桁秒程度の期間に設定すればよい。

請求項６に係る発明では、判別処理によって泥汚れと判別された場合に、窓部に泥汚れが生じたことを報知する報知処理を含んでいる。
レーザレーダ装置により監視を行っている場合等には、測定エリア内に物体が検出されると、侵入が通知され、警備員が出動するような対応が取られることになる。しかし、泥汚れの場合には、清掃員が作業をすれば十分に対応できる。そのため、窓部に泥汚れが生じたことを報知することにより、警備員ではなく清掃員を呼ぶといった柔軟な対応を取ることができる。

請求項７に係る発明では、予め設定されている判定時間が経過した時点で窓部の位置に物体が検出されなかった場合に、窓部に泥汚れが生じる可能性があることを報知する付着可能性報知処理を含んでいる。
判定時間が経過した時点で窓部の位置に物体が検出されなかった場合であっても。突発物すなわち水しぶきがレーザレーダ装置の近傍で生じていることから、将来的には窓部に泥汚れが生じる可能性がある。そのため、付着可能性報知処理を行うことで、実際に泥汚れが生じる前にその可能性を報知することができ、ユーザの利便性が向上する。

請求項８に係る発明では、突発物が検出された回数が予め定められている規定回数を超えたか否か、突発物が検出された頻度が予め定められている規定頻度を超えたか否か、および、突発物が検出された際に近傍エリアで移動体が検出されたか否かのうち、少なくともいずれか１つの判断基準に基づいて、窓部に泥汚れが生じる可能性があることを報知するか否かを決定する。

この場合、規定回数を例えば複数回に設定し、規定頻度を１時間に複数回あるいは１日に複数回のように設定したりすることにより、過度に泥汚れの可能性が報知されることによる煩わしさを低減することができる。
一方、移動体が検出されている場合には、移動体が通過するごとに水しぶきが生じていることになるため、早急に対応するために１回の移動体の検出で泥汚れの可能性を報知することにより、泥汚れが生じる可能性を事前に排除することができる。
また、上記した泥汚れ判定方法の発明と共通する技術的思想に基づいてなされた請求項９に係る泥汚れ判定装置の発明、および請求項１０に係る泥汚れ判定プログラムの発明も、同様に、レーザレーダ装置の窓部に付着した物体が自然な泥汚れであるかを判別することができる。

第１実施形態における泥汚れ判定装置を適用した監視装置の構成を模式的に示す図 監視装置の測定エリアを模式的に示す図 泥はねが生じるメカニズムの一例を時系列で模式的に示す図 泥汚れ判定処理の流れを示す図 第２実施形態における泥汚れ判定処理の流れを示す図

以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付して説明する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１から図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、泥汚れ判定装置としても機能する監視装置１は、レーザレーダ装置２と、レーザレーダ装置２を制御する制御装置３とにより構成されている。なお、本実施形態では泥汚れ判定装置をレーザレーダ装置２と制御装置３とにより構成した例を示しているが、後述する泥汚れ判定処理をレーザレーダ装置２側で行うことにより、レーザレーダ装置２単体で泥汚れ判定装置を構成することもできる。

レーザレーダ装置２は、制御部２０、照射部２１、回転ミラー２２、受光部２３、および記憶部２４等を備えている。これら各部は、筐体２５内に収容されている。この筐体２５には、レーザ光および反射光を透過させる窓部２６が設けられている。
レーザレーダ装置２の制御部２０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータにより構成されており、記憶部２４などに記憶されているコンピュータプログラムを実行することによりレーザレーダ装置２の全体を制御する。

レーザレーダ装置２は、回転ミラー２２を回転させることにより、照射部２１から照射されたレーザ光を、所定の走査角度ごとに対象エリアに向けて照射する。そして、レーザレーダ装置２は、レーザ光を照射してから符号Ｍにて示す物体で反射した反射光が受光部２３で受光されるまでの経過時間に基づいて、各走査角度において、物体までの距離を測定する。そして、レーザレーダ装置２により物体が検出された場合には、検出された物体の走査角度および距離等に基づいて、周知のように侵入検知処理が行われる。なお、侵入検知処理では、例えば音声あるいは信号等により侵入物を検出した旨が報知される。

制御装置３は、制御部３０および報知部３１等を備えている。この制御装置３は、いわゆるパソコンで構成されており、図示は省略するが、レーザレーダ装置２による監視状況やカメラで撮像した画像等を表示する表示部、およびマウスやキーボード等のユーザの操作を入力する入力部も備えている。本実施形態の監視装置１の場合、レーザレーダ装置２側では基本的に物体を検出する処理を行っており、制御装置３側において侵入物の有無の判定や、詳細は後述するが、泥汚れ判定プログラムを実行することにより出現判定処理、判別処理および報知処理等を行っている。つまり、本実施形態では、制御部３０が、出現判定処理部、判別処理部を構成している。

次に、上記した構成の作用について説明する。
監視装置１は、図２に示すように、予め設定されている測定エリアＲ１内の侵入物を検出する。この測定エリアＲ１は、レーザレーダ装置２の測定限界距離Ｌｍを外縁とする概ね半円状に設定されている。監視装置１は、矢印Ｓにて示す走査方向で、Ａ０、Ａ１・・・Ａｎとして示す所定の走査角度ごとに、測定エリアＲ１内の物体、例えば車両４等の検出を繰り返し行っている。なお、図２には示していないが、測定エリアＲ１内に存在する建物等の固定物は、周知のように、予め侵入検知対象からは外されている。

このレーザレーダ装置２の周囲には、判定距離Ｌｓを外縁とする近傍エリアＲ２が予め設定されている。この判定距離Ｌｓは、窓部２６への泥汚れの付着を検出するために設定されている距離である。本実施形態の場合、水たまり５からの水しぶきに含まれる泥が窓部２６に付着することによる泥汚れを想定している。その場合、水たまり５は、比較的レーザレーダ装置２の近くにあると考えられる。そのため、判定距離Ｌｓは、水しぶきが飛散すると想定される程度の距離、例えば、概ね数ｍ〜１０ｍ程度の範囲に設定されている。本実施形態では、判定距離Ｌｓは、資材置き場を走行するダンプカー等、重量があり、且つ、タイヤサイズの大きな車両４を考慮して、７ｍに設定されている。つまり、判定距離Ｌｓは、近傍エリアＲ２を移動する物体の種類や速度を予め想定しておき、それに応じて設定することができる。

ここで、泥汚れのような自然な汚れがレーザレーダ装置２の窓部２６に付着する状況について検討してみる。
レーザレーダ装置２は、監視する対象物によって異なることはあるものの、例えば車両４等を検出する場合には、地面から１ｍ程度の高さに設置されることが考えられる。そのため、窓部２６に自然な泥汚れが付着するのは、地面から泥が跳ね上げられたときであると考えられる。ただし、乾燥した泥が自然に跳ね上がることは考えにくいため、泥汚れが付着するとすれば、近傍エリアＲ２内に水たまり５等が存在し、その上を例えば車両４等の移動体が通過したときに泥が跳ね上げられた可能性が高いと考えられる。

具体的には、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１の時点において、レーザレーダ装置２の近傍の地面に水たまり５が存在し、その水たまり５に向かって車両４が接近しているとする。このとき、水たまり５は、地面すなわちレーザレーダ装置２の走査面から外れた位置にあるため、物体としてレーザレーダ装置２に検出されることはない。

続いて、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ２の時点において水たまり５に車両４が差しかかると、タイヤが水たまり５を踏むことによって、水たまり５から水しぶき６が生じる。そして、この水しぶき６が窓部２６にかかると、水しぶき６に含まれている泥が窓部２６に付着して泥汚れになると考えられる。このとき、泥が窓部２６に付着する可能性があるのは、水しぶき６が、最低限、窓部２６の高さまで跳ね上がった場合である。

そのため、泥汚れが付着する可能性のある水しぶき６が生じた場合には、その水しぶき６は、物体としてレーザレーダ装置２に検出されることになる。なお、レーザレーダ装置２によって検出されるのは水しぶき６の前面であるため、水しぶき６は、データとしては線状に検出されることになるものの、図３（ｂ）および後述する図３（ｃ）では、説明の簡略化のために、水しぶき６を楕円形状にて示している。

この水しぶき６は、近傍エリアＲ２内に突然出現したかのように検出されることになる。換言すると、水しぶき６は、近傍エリアＲ２の外縁部つまりは判定距離Ｌｓの位置からの進入が検出されることなく、突発的に近傍エリアＲ２内に出現した突発物として検出される。このとき、水しぶき６が最初に検出された際の走査角がα１°であったとする。

この水しぶき６がレーザレーダ装置２に徐々に接近していき、その結果、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ３の時点において水しぶき６が窓部２６にかかったとする。この場合、水しぶき６は、窓部２６のほぼ全域で検出されることになる。そのため、この状態で検出された水しぶき６の走査角がα２°であったとすると、α２は、α１よりも大きいと考えられる。また、水しぶき６が放射状に飛散することを想定すると、突発物までの距離と走査角との関係から求まる突発物の実際の大きさも、時刻ｔ２よりも時刻ｔ３の時点のほうが大きくなっていると考えられる。

そして、水しぶき６に泥が含まれており、水しぶき６が窓部２６にかかったことによって、図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ４の時点において窓部２６の位置に泥汚れが付着物７として検出されたとする。このとき、水しぶき６に含まれている泥が付着したと考えると、その泥は、それほど大きな塊ではないと考えられる。そのため、窓部２６の位置に検出された物体が走査角でα３°であったとすると、α３は、α２よりも小さいと考えられる。また、この時点では、突発物として検出された水しぶき６は、既に地面に落下あるいは落下中で測定面から外れており、レーザレーダ装置２によって検出されることはないと考えられる。

このように、レーザレーダ装置２の窓部２６に泥汚れが自然に付着する場合には、泥汚れが付着する状況をある程度想定することができる。
そこで、監視装置１は、以下に説明する泥汚れ判定方法により、窓部２６の位置に検出された物体が自然に付着した泥汚れであるか否かを判定している。なお、前提として、監視装置１は、従来と同様にレーザレーダ装置２による物体の検出結果に基づいて、測定エリアＲ１への侵入物を検出する処理も行っている。また、物体が検出された検出結果は、検出履歴として記憶されている。そのため、例えば図３における時刻ｔ４の時点において、時刻ｔ４よりも前の期間の例えば時刻ｔ１、ｔ２等においてどのような事象が発生していたかを、検出履歴に基づいて参照することができる。

監視装置１は、図４に示す泥汚れ判定処理を繰り返し実行している。この泥汚れ判定処理は、制御装置３の制御部３０に泥汚れ判定プログラムを実行させることにより実現されている。監視装置１は、泥汚れ判定処理において、まず、出現フラグをＯＦＦし、付着フラグをＯＦＦする（Ｓ１）。ここで、出現フラグとは、突発物を検出したときにＯＮされるフラグであり、ＯＦＦの場合には突発物が検出されていないことを示し、ＯＮの場合には突発物が検出されたことを示している。また、付着フラグとは、窓部２６の位置に物体を検出したとき、つまりは、窓部２６に付着物７が付着したときにＯＮされるフラグであり、ＯＦＦの場合には付着物７が付着していないことを示し、ＯＮの場合には付着物７が付着していることを示している。

続いて、監視装置１は、突発物を検出したか否かを判定し（Ｓ２）、突発物を検出していない場合には（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ２を繰り返し実行する。
これに対して、監視装置１は、突発物を検出した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、出現フラグをＯＮし、（Ｓ３）、窓部２６の位置に物体を検出したか否かを判定する（Ｓ４）。例えば図３（ｂ）に示す時刻ｔ２においては、突発物としての水しぶき６が検出されているものの、窓部２６の位置には物体が検出されていない。そのため、この時刻ｔ２のような状況の場合には、監視装置１は、窓部２６の位置に物体が検出されていないことから（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ５をスキップしてステップＳ６に移行する。

このステップＳ６では、監視装置１は、突発物が検出されなくなったか否かを判定する（Ｓ６）。例えば図３（ｃ）に示す時刻ｔ３においては、突発物としての水しぶき６が未だ検出されている。そのため、そのため、この時刻ｔ３のような状況の場合には、監視装置１は、突発物が検出されていることから（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ７をスキップしてステップＳ８に移行する。

なお、この時刻ｔ３においては、窓部２６の位置に物体としての水しぶき６が検出されている状態であるとも言えるが、本実施形態では、水しぶき６が消えた後に窓部２６に付着している物体を付着物７と想定している。そのため、水しぶき６のように比較的大きな走査角で検出される物体は付着物７とは扱わずに、図３（ｄ）に示す走査角がα３で検出された物体のように、予め設定されている許容サイズ以下の走査角で検出された物体を付着物７として扱っている。この場合、許容サイズは、走査角で規定しても、実際の大きさを設定してもよい。本実施形態では、許容サイズは概ね数ｃｍ程度を設定している。
続いて、監視装置１は、判定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ８）。ここで、待機期間とは、水たまり５から水しぶき６が跳ね上がったとして、その水しぶきが滞空していると予想される期間として設定されている。

水しぶき６が自然に発生したものである場合には、換言すると、水しぶき６が意図的・恣意的に発生させられたものではない場合には、その水しぶき６は、物理法則に沿った運動をすると考えられる。また、水しぶき６が例えば車両４が水たまりを通過したことによって発生したものである場合には、その水しぶき６が到達する高さは、ある程度想定することができると考えられる。そのため、水しぶき６が到達すると想定される高さから自由落下して地面に到達するまでの時間、つまりは、判定時間をある程度想定することができる。本実施形態では、判定時間を数秒程度に設定している。

監視装置１は、判定時間が経過していない場合には（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ４に移行した後、窓部２６の位置に物体を検出したか否かの判定（Ｓ４）と、突発物が検出されなくなったか否かの判定（Ｓ６）とを繰り返す。
そして、監視装置１は、例えば図３（ｄ）に示すように窓部２６の位置に物体が検出されると（Ｓ４：ＹＥＳ）、付着フラグをＯＮする（Ｓ５）。また、同図に示すように突発物としての水しぶき６が検出されなくなると（Ｓ６：ＹＥＳ）、出現フラグをＯＦＦする（Ｓ７）。なお、実際の時系列的には、水しぶき６が窓部２６にかかり、その水しぶき６が消えた後に（Ｓ６：ＹＥＳ）、窓部２６に残っている物体が（Ｓ４：ＹＥＳ）、付着物７として検出されることになる（Ｓ５）。

さて、監視装置１は、判定時間が経過した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、出現フラグがＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ９）。なお、判定時間が経過するのを待機しているのは、水しぶき６がかかった際に一時的に付着した後、自然に落ちる物体もあると考えられること、および、判定時間が経過しても窓部２６の位置に検出されていれば、付着している可能性が高いと考えられるためである。

監視装置１は、出現フラグがＯＦＦでない場合には（Ｓ９：ＮＯ）、突発物が未だ検出されていることから、突発物が水しぶき６ではない可能性が高いとして、異常を報知する（Ｓ１４）。
これに対して、監視装置１は、出現フラグがＯＦＦである場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、付着フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、監視装置１は、付着フラグがＯＮである場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、窓部２６に付着した付着物７を泥汚れと判別する（Ｓ１１）。つまり、例えば図３（ｄ）に示すように、突発物としての水しぶき６が検出されなくなり、且つ、窓部２６の位置に付着物７が検出されていると、監視装置１は、その付着物７が跳ね上げられた泥汚と判別する。このステップＳ９〜Ｓ１１の処理が、判別処理に相当する。

監視装置１は、付着物７が泥汚であると判別すると、泥汚れが生じたことを報知する（Ｓ１２）。この場合、例えば音声や表示部への表示等により、泥汚れが生じたことが報知される。このステップＳ１２の処理は、報知処理に相当する。
一方、監視装置１は、付着フラグがＯＮではない場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、現時点では泥汚れが無いものの、レーザレーダ装置２の近傍で水しぶき６が生じていることから、今後に泥汚れが生じる可能性があるとして、泥汚れが生じる可能性があることを報知する（Ｓ１３）。この場合、例えば音声や表示部への表示等により、泥汚れが生じる可能性があることが報知される。このステップＳ１３の処理は、付着可能性報知処理に相当する。

このように、監視装置１は、物体が検出されたときの状況や、検出された物体が検出されなくなったときの状況等、レーザレーダ装置２で検出可能なデータに基づいて、窓部２６に付着した物体が泥汚れであるか否かを判定している。
なお、図４では、説明の簡略化のために報知処理を行った後で泥汚れ判定処理が終了するようになっているが、報知処理を行った場合であっても泥汚れ判定処理を終了することなく、ステップＳ１に移行して次の突発物の検出に備えていてもよい。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
泥汚れ判定方法は、レーザレーダ装置２の周囲に予め設定されている近傍エリアＲ２を対象として出現判定処理により突発物が検出されたか否かを判定し、突発物が検出されたと判定されてから予め定められている判定時間が経過した時点において、窓部２６の位置に物体が検出されている場合であって、且つ、突発物が検出されなくなった場合に、窓部２６の位置に検出された物体を泥汚れと判別する判別処理と、を含んでいる。

上記したように、レーザレーダ装置２の窓部２６に自然な泥汚れが付着するのは、例えば車両４が水たまり５上を通過した際に跳ね上げられた水しぶき６によるものと考えられる。その場合、水たまり５は、比較的レーザレーダ装置２の近傍に存在していると考えられる。また、自然な水たまり５は地面にあると考えられるため、水しぶき６は、地面から上昇すると考えられ、その場合には、レーザレーダ装置２の測定範囲外から突如としてレーザレーダ装置２の測定範囲内に検出されることになる。

そのため、レーザレーダ装置２の近傍に、水しぶきが飛散すると想定される程度の範囲を近傍エリアＲ２として設定し、その近傍エリアＲ２を対象として突発的に出現した突発物が検出されたか否かを判定することで、まず、水しぶき６の可能性がある物体を検出する。

そして、自然な水しぶき６であれば物理法則に沿った動きをすることから、突発物が水しぶき６であった場合には、突発物は、ある程度の時間が経過すると、レーザレーダ装置２の検出範囲から外れることになる。この場合、水たまり５から跳ね上がる水しぶき６の高さを常識的な範囲で想定すれば、水しぶき６であるか否かを判定するための判定時間を設定することができる。

このため、出現判定処理により突発物が検出されたか否かを判定し、突発物が検出されたと判定されてから判定時間が経過した時点において、窓部２６の位置に物体が検出されている場合であって、且つ、突発物が検出されなくなった場合には、検出された突発物が高い確率で水しぶき６であると推測できる。
そして、水しぶき６が検出された後で窓部２６に付着物７が検出された場合には、その付着物７は、水しぶき６によってもたらされたもの、つまりは、水たまり５から跳ね上げられた泥汚れであると判別することができる。

したがって、レーザレーダ装置２の窓部２６に付着した物体が泥汚れであると判別すること、すなわち、自然な泥汚れであるかを判定することができる。
この場合、監視装置１は、物体が検出されたときの状況や、検出された物体が検出されなくなったときの状況等、レーザレーダ装置２でも検出可能なデータに基づいて泥汚れを判別している。このため、特別な専用センサ等を設けなくても、また、既設の装置に対しても、泥汚れ判定方法を適用することができる。

判別処理では、窓部２６の位置で検出された物体の大きさが、判定時間が経過した時点において予め設定されている許容サイズ以下である場合に、窓部２６の位置に検出された物体を泥汚れと判別する。
水しぶき６に含まれる泥は、それほど大きくないと考えられる。そのため、窓部２６の位置で検出された物体の大きさが、例えば１〜２ｃｍ程度の許容サイズ以下の物体である場合、泥汚れである可能性が高いと考えることができる。したがって、より高い精度で泥汚れを判別すること、すなわち、自然な汚れであると判定することができる。換言すると、許容サイズを超えるような大きさの物体が検出された場合には、意図的な汚れである可能性が高いと考えることもできる。

泥汚れ判定方法では、判別処理によって泥汚れと判別された場合に、窓部２６に泥汚れが生じたことを報知する報知処理を含んでいる。通常、レーザレーダ装置２により監視を行っている場合、物体が検出されると、侵入が報知され、警備員が出動するような対応が取られることになる。しかし、泥汚れの場合には、清掃員が作業をすれば十分に対応できる。そのため、窓部２６に泥汚れが生じたことを報知することにより、警備員ではなく清掃員を呼ぶといった対応を取ることができ、ユーザが柔軟な対応を取ることができる。

泥汚れ判定方法では、判定時間が経過した時点で窓部２６の位置に物体が検出されなかった場合に、窓部２６に泥汚れが生じる可能性があることを報知する付着可能性報知処理を含んでいる。これにより、将来的に泥汚れが生じる可能性を、実際に泥汚れが生じる前に報知することができ、例えば地面をならす等の対応を取ることができる。
また、レーザレーダ装置２と、実施形態では制御装置３の制御部３０で実現している出現判定処理部と、同じく制御部３０で実現している判別処理部と、を備える泥汚れ判定装置としての監視装置１によっても、上記した泥汚れ判定方法と同様の効果を得ることができる。
また、実施形態では監視装置１で実現している泥汚れ判定装置に、出現判定処理と判別処理とを実行させることを特徴とする泥汚れ判定プログラムによっても、上記した泥汚れ判定方法と同様の効果を得ることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について図５を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、泥汚れ判定処理の一部が第１実施形態と異なっている。
本実施形態の場合、監視装置１は、上記した図４に示す泥汚れ判定処理と同様の処理を行っている。ただし、監視装置１は、図４に示す泥汚れ判定処理のステップＳ１１の処理内容を置き換えている。

具体的には、監視装置１は、図４のステップＳ１０において付着フラグがＯＮであると判定されると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、図５に示すように、物体の検出履歴である検出履歴を参照し（Ｓ３１）、突発物が徐々に接近したか否か（Ｓ３２）、突発物が徐々に拡大したか否か（Ｓ３３）、および、観察期間中に移動体があったか否か（Ｓ３４）を判定する。
検出された突発物が水しぶき６であった場合、上記した図３（ｂ）、（ｃ）に示したように、その突発物が、徐々にレーザレーダ装置２に近づいてくると考えられる。そのため、監視装置１は、突発物が徐々に接近していることが検出履歴から確認できた場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、付着物７が泥汚れであると判定して（Ｓ３６）、図４に示すステップＳ１２へ移行する。

また、検出された突発物が水しぶき６であった場合、上記した図３（ｂ）、（ｃ）に示したように、その突発物が、徐々に検出される大きさが拡大されてくると考えられる。そのため、監視装置１は、検出履歴に突発物が徐々に拡大していることが検出履歴から確認できた場合には（Ｓ３３：ＹＥＳ）、付着物７が泥汚れであると判定して（Ｓ３６）、図４に示すステップＳ１２へ移行する。

また、検出された突発物が水しぶき６であった場合には、水しぶき６が放物線上に跳ね上がると考えられることから、水しぶき６が一旦走査面よりも上に上昇した後、窓部２６に上方から降りかかることも想定される。その場合、突発物が一旦検出されなくなった後、新たに突発物が検出されることになるため、先に検出された突発物とは異なる突発物が検出された場合も判定に加えてもよい。また、検出された突発物、あるいは、先に検出された突発物とは異なる突発物がレーザレーダ装置２の走査角度のほぼ全域で検出されたことを判定条件に加えてもよい。これは、跳ね上げられた水しぶき６が窓部２６のほぼ全面にかかることも予想されるためである。

また、地面に存在している水たまり５から、水しぶき６が自然に跳ね上がることはないと考えられる。換言すると、水しぶき６が検出される場合には、突発物が検出される前の時点で、水しぶき６を生じさせる移動体が検出されていると考えられる。そのため、監視装置１は、突発物が最初に検出された時点よりも前の観察期間中に近傍エリアＲ２を移動する移動体が検出されたことが検出履歴から確認できた場合には（Ｓ３４：ＹＥＳ）、付着物７が泥汚れであると判定して（Ｓ３６）、図４に示すステップＳ１２へ移行する。なお、観察期間としては、水しぶき６であるかを判定できればよく、突発物が検出される前の１〜２秒程度、多くても一桁秒程度に設定すればよい。この場合、突発物が移動体とレーザレーダ装置２との間で検出されたか否かを判定条件に加えてもよい。

これに対して、監視装置１は、突発物が徐々に接近しておらず（Ｓ３２：ＮＯ）、突発物が徐々に拡大しておらず（Ｓ３３：ＮＯ）、且つ、観察期間中に移動体がなかった場合には（Ｓ３４：ＮＯ）、検出された突発物が水しぶき６である可能性が低いと判断して、泥汚れではないと判定し（Ｓ３５）、図４に示すステップＳ１４へ移行する。
このように、物体の検出履歴である検出履歴を確認して、突発物が徐々に接近したか否か、突発物が徐々に拡大したか否か、および、観察期間中に移動体があったか否かを判定する履歴確認処理を実行することにより、突発物が水しぶき６である可能性をより高い精度で判断することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記し且つ図面に記載した態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や拡張をすることができる。
各実施形態で示した距離や数等は例示であり、それに限定されるものではない。
図４のステップＳ１３の付着可能性報知処理では、付着物７がつかなかった場合にそのまま泥汚れが生じる可能性があることを報知する例を示したが、突発物が検出された回数が予め定められている規定回数を超えたか否か、突発物が検出された頻度が予め定められている規定頻度を超えたか否か、および、突発物が検出された際に近傍エリアＲ２で移動体が検出されたか否かのうち、少なくともいずれか１つの判断基準に基づいて報知するか否かを決定してもよい。

この場合、規定回数を例えば５回と設定したり、規定回数を例えば１日に３回以上のように設定したりすることにより、過度に可能性が報知されることによる煩わしさを低減することができる。なお、規定回数は、例えば車両４が通過する頻度等に応じて適宜設定すればよい。
一方、移動体が検出された場合には、移動体が通るたびに水しぶき６が検出されていることから、早めに対応したほうがよいと考えられるため、１回の移動体の検出で報知してもよい。勿論、移動体の検出回数に応じて報知するか否かを決定してもよい。

実施形態では制御装置３の制御部３０で出現判定処理部および判別処理部を構成する例を示したが、レーザレーダ装置２の制御部２０で泥汚れ判定プログラムを実行することにより出現判定処理、判別処理および報知処理等を行ってもよい。すなわち、レーザレーダ装置２の制御部２０で出現判定処理部および判別処理部を構成してもよい。
実施形態では測定エリアＲ１を平面的に走査するレーザレーダ装置２を例示したが、回転ミラー２２を傾動可能とすることで高さ方向への走査も可能なレーザレーダ装置であっても、突発的に出現した物体を検出し、その後に窓部２６に付着した物体があるか否かを検出することで、泥汚れであるか否かを判別することができる。つまり、本願は、高さ方向への走査も可能なレーザレーダ装置にも適用することができる。

図面中、１は監視装置（泥汚れ判定装置）、２はレーザレーダ装置（泥汚れ判定装置）、３は制御装置（泥汚れ判定装置）、４は車両（物体、移動体）、６は水しぶき（物体、突発物）、７は付着物（物体、泥汚れ）、２０は制御部（出現判定処理部、判別処理部）、２６は窓部、３０は制御部（出現判定処理部、判別処理部）、３１は報知部、Ｒ１は測定エリア、Ｒ２は近傍エリアを示す。

Claims (10)

1. 所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定するレーザレーダ装置の窓部の泥汚れを判定するレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法であって、
   前記レーザレーダ装置の周囲に予め設定されている近傍エリアを対象として、当該近傍エリアの外縁部からの進入が検出されることなく突発的に検出された物体である突発物が検出されたか否かを判定する出現判定処理と、
   前記出現判定処理によって前記突発物が検出されたと判定されてから予め定められている判定時間が経過した時点において、前記突発物が検出されなくなった場合であって、且つ、前記窓部の位置に新たな物体が検出されている場合に、前記窓部の位置に検出された物体が前記突発物によってもたらされたとして泥汚れと判別する判別処理と、
   を含むことを特徴とするレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
2. 前記判別処理では、検出された前記突発物が前記レーザレーダ装置に徐々に接近していることが検出された場合、または、前記突発物が検出された後に当該突発物が検出された位置との間に新たに検出された物体が前記レーザレーダ装置に接近していることが検出された場合に、前記窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
3. 前記判別処理では、検出された前記突発物の大きさが徐々に拡大していることが検出された場合、または、前記突発物が検出された後に当該突発物との間に新たに検出された物体の大きさが徐々に拡大していることが検出された場合に、前記窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別することを特徴とする請求項１または２記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
4. 前記判別処理では、前記判定時間が経過した時点において前記窓部の位置で検出されている物体の大きさが、予め設定されている許容サイズ以下である場合に、前記窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
5. 前記判別処理では、前記突発物が最初に検出された時点よりも前の観察期間中に前記近傍エリアを移動する移動体が検出されていた場合であって、且つ、前記突発物が当該移動体と前記レーザレーダ装置との間で検出されていた場合に、前記窓部の位置に検出された物体を泥汚れと判別することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
6. 前記判別処理によって泥汚れと判別された場合に、前記窓部に泥汚れが生じたことを報知する報知処理を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
7. 予め設定されている判定時間が経過した時点で前記窓部の位置に物体が検出されなかった場合に、前記窓部に泥汚れが生じる可能性があるとして報知する付着可能性報知処理を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
8. 前記付着可能性報知処理では、前記突発物が検出された回数が予め定められている規定回数を超えたか否か、前記突発物が検出された頻度が予め定められている規定頻度を超えたか否か、および、前記突発物が検出された際に前記近傍エリアで移動体が検出されたか否かのうち、少なくともいずれか１つの判断基準に基づいて、前記窓部に泥汚れが生じる可能性があることを報知するか否かを決定することを特徴とする請求項７記載のレーザレーダ装置の泥汚れ判定方法。
9. 所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定するレーザレーダ装置と、
   前記レーザレーダ装置の周囲に予め設定されている近傍エリアを対象として、当該近傍エリアの外縁部からの進入が検出されることなく突発的に出現した物体である突発物が検出されたか否かを判定する出現判定処理部と、
   前記出現判定処理によって前記突発物が検出されたと判定されてから予め定められている判定時間が経過した時点において、前記突発物が検出されなくなった場合であって、且つ、前記窓部の位置に新たな物体が検出されている場合に、前記窓部の位置に検出された物体が前記突発物によってもたらされたとして泥汚れと判別する判別処理部と、
   を備えることを特徴とする泥汚れ判定装置。
10. 所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定するレーザレーダ装置の窓部の泥汚れを判定する泥汚れ判定装置に、
    前記レーザレーダ装置の周囲に予め設定されている近傍エリアを対象として、当該近傍エリアの外縁部からの進入が検出されることなく突発的に出現した物体である突発物が検出されたか否かを判定する出現判定処理と、
    前記出現判定処理によって前記突発物が検出されたと判定されてから予め定められている判定時間が経過した時点において、前記突発物が検出されなくなった場合であって、且つ、前記窓部の位置に新たな物体が検出されている場合に、前記窓部の位置に検出された物体が前記突発物によってもたらされたとして泥汚れと判別する判別処理と、
    を実行させることを特徴とする泥汚れ判定プログラム。

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