JP6686687B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents
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Description
筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
投光部が投光したレーザ光を、周期的に走査しつつ筐体窓から照射する走査部(6)とを備えており、
走査部がレーザ光を走査する水平方向の走査角度範囲が360度の一部に限定されているレーザレーダ装置(1)であって、
筐体窓は上下方向軸回りに回転可能であり、
レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S3、S30、S44)と、
筐体窓を回転させる駆動部(8)と
汚れ判断部が筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、駆動部を駆動して、筐体窓を回転させる駆動制御部とを備えることを特徴とする。
また、請求項3に係る発明では、駆動制御部は、汚れ判断部が筐体窓に汚れが付着していると判断した場合に、すぐにレーザ光の走査方向とは逆方向への筐体窓の回転を開始させ、汚れ範囲決定部は、筐体窓の回転が開始した後に汚れ範囲を決定する。
駆動制御部が高速回転制御を実行した後の汚れ判断部による判断結果に基づいて、駆動制御部が高速回転制御を実行した後の、筐体窓に汚れが付着している角度範囲である回転後汚れ範囲を決定する回転後汚れ範囲決定部(S45)と、
回転前汚れ範囲と回転後汚れ範囲とを比較して汚れ範囲に変化がない場合には、レーザレーダ装置による物体の検出を人為的に妨害するための光遮蔽物が筐体窓に付着している状態を検出したことを意味する妨害検出報知を行う妨害報知部(S46、S47)とを備える。
(外観構成)
図1は、第1実施形態となるレーザレーダ装置1の側面図である。図1に示すように、本実施形態のレーザレーダ装置1が備える筐体2は、背面2aが平面状であり、この背面2aが、屋外に露出している壁10に固定される。また、レーザレーダ装置1の上面図である図2に示すように、筐体2の上面は、前側が円弧状に湾曲した形状である。
図3は、図2のIII-III線断面である。なお、図3には、レーザレーダ装置1の内部構成のうち、光学系の構成と機械的構成を主として示しており、レーザレーダ装置1は、図3に示す構成の他に、図4に示す電気的構成も備える。
投光部5は、図3に示す構成として、レーザダイオード51、コリメートレンズ52、偏向ミラー53を備える。また、図4に示すレーザ駆動回路54も備える。
走査部6は、図3に示す構成として、走査ミラー61、支持体62、支持体ギヤ63、モータ64、モータギヤ65を備える。また、図4に示すモータ駆動回路66、回転センサ67も備える。
受光部7は、図3に示す構成として、受光ミラー71、集光レンズ72、フォトダイオード73を備える。また、図4に示す受光回路74、時間計測回路75も備える。
駆動部8は、図3に示す構成として、モータ82、モータギヤ83を備える。また、図4に示すモータ駆動回路81、回転センサ84も備える。
制御回路9は、レーザ駆動回路54に、レーザダイオード51を駆動させることを指示する信号を周期的に出力する。また、回転センサ67から逐次取得する信号に基づいて、走査ミラー61の回転角度を逐次決定し、走査ミラー61が一定速度で回転するようにモータ64の回転速度を制御する。これにより、レーザレーダ装置1は、レーザ光を、走査しつつ装置外部に照射する。レーザ光を走査する走査角度範囲は、筐体窓3が背面カバー4から露出している範囲、すなわちレーザレーダ装置1の前側の180度の範囲であり、走査ミラー61が背面カバー4の方向を向いているときは、レーザ光は装置外部に照射されない。
制御回路9は、走査ミラー61を一定速度で回転させている間、図5に示す処理を周期的に実行する。ステップS1では、距離測定処理を実行する。この距離測定処理では、レーザ駆動回路54にレーザダイオード51を駆動させてレーザ光を出力させることを指示する信号を出力する。さらに、時間計測回路75から取得する時間に基づいて、物体までの距離を計測する。一度の距離測定処理の実行ではレーザ光を一度照射する。ただし、図5の処理が周期的に実行されることにより、走査ミラー61の回転角が所定角度変化する毎に距離測定処理が実行される。
以上、説明したように、第1実施形態のレーザレーダ装置1は、レーザ光の走査角度範囲が180度となっていることから、上下方向軸周りにおいて、レーザ光が走査されない範囲が存在する。
次に、第2実施形態を説明する。この第2実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
次に第3実施形態を説明する。第3実施形態では、レーザレーダ装置は、図5に示す処理に代えて、図16、図17に示す処理を実行する。
以上、説明した第3実施形態では、ステップS30において筐体窓3に汚れが付着していると判断した場合、第1、第2実施形態のように、直ちに汚れ範囲が走査角度範囲の外になるように筐体窓3を回転させるのではなく、まず、筐体窓3を高速回転させる。これにより、筐体窓3に付着した泥などの汚れを振り飛ばすことができる可能性がある。汚れが振り飛ばされた場合には、筐体窓3において汚れが振り飛ばされた部分は死角ではなくなる。よって、汚れが付着したことにより生じる死角を少なくできる。
次に第4実施形態を説明する。第4実施形態では、レーザレーダ装置は、図16に示す処理に代えて図18に示す処理を実行する。図18に示す処理は、図16に示す処理と同様、ステップS10〜S30、S41〜S45を備える。図18において図16と相違する点は、ステップS30とステップS41の間にステップS40を備える点、および、ステップS45の後に、妨害報知部に相当するステップS46、S47が追加されている点である。
以上、説明した第4実施形態では、回転前汚れ範囲と回転後汚れ範囲とを比較して、汚れ範囲に変化がないと判断した場合には、レーザレーダ装置による物体の検出を人為的に妨害するための光遮蔽物が筐体窓3に付着している状態を検出したと判断する。そして、そのことを意味する妨害検出報知を行う。これにより、レーザレーダ装置による物体の検出が人為的に妨害されている可能性がある状態を迅速に報知することができる。その結果、レーザレーダ装置の管理者などが、レーザレーダ装置の筐体窓3に光遮蔽物が付着している状態であるかどうかを、迅速に確認することができる。
たとえば、前述の実施形態では、1回の走査角度範囲分の走査が終了した直後から、回転角度αを決定して、筐体窓3の回転を開始していた。しかし、1回の走査角度範囲分の走査が終了した直後から筐体窓3の回転を開始しなくても、1回の走査角度範囲分の走査が終了した後であって、次に走査を開始するまでの間に筐体窓3の回転を開始してもよい。次に走査を開始するまでの間に筐体窓3の回転を開始すれば、走査していない期間を利用して筐体窓3を回転させることになるので、早期に汚れによる死角を少なくできる。
前述の実施形態では、走査ミラー61を回転させるためのモータ64と、筐体窓3を回転させるためのモータ82を別々に備えていた。しかし、走査ミラー61を回転させるためのモータ64の動力を伝達するギヤ等の機構を備え、このモータ64の動力を用いて筐体窓3を回転させてもよい。
前述の実施形態では、1回の走査角度範囲分の走査が終了した後に近距離反射があるか否かを判断していた(S2、S3)。しかし、これに限られない。筐体窓3の回転方向をレーザ光の走査方向とは逆回転方向としておき、1回のレーザ照射ごとに、近距離反射であったか否かを判断し、近距離反射であった場合に、すぐに、筐体窓3を回転させるようにしてもよい。このようにすれば、レーザ光の走査角度がその汚れ範囲を通過するまでに必要な走査角度が少なくなる。したがって、汚れ範囲を迅速に決定することができるとともに、その汚れによる死角を少なくすることができる。
前述の実施形態では、近距離反射の有無により、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断していたが、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断する方法はこれに限られない。たとえば、特許文献2に記載されているように、筐体窓面を走査する専用の発光素子および受光素子を設けて、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断してもよい。
前述の実施形態では、走査角度範囲は180度となっていたが、走査角度範囲は、360度の一部に限定されていれば、何度であってもよい。
第4実施形態では、回転前汚れ範囲と回転後汚れ範囲とを比較し、汚れ範囲に変化がないと判断した場合に妨害検出報知を行っていた。しかし、回転前汚れ範囲に対して回転後汚れ範囲の大きさが広がっている場合にも妨害検出報知を行うようにしてもよい。回転前汚れ範囲に対して回転後汚れ範囲の大きさが広がっている場合にも妨害検出報知を行う理由は以下の通りである。
Claims (8)
- 筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、周期的に走査しつつ前記筐体窓から照射する走査部(6)とを備えており、
前記走査部が前記レーザ光を走査する水平方向の走査角度範囲が360度の一部に限定されているレーザレーダ装置(1)であって、
前記筐体窓は上下方向軸回りに回転可能であり、
前記レーザ光が照射された位置の前記筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S3、S30、S44)と、
前記筐体窓を回転させる駆動部(8)と、
前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を駆動して、前記筐体窓を回転させる駆動制御部(S5、S6、S7、S8、S41、S50、S60、S70、S80)と、
前記汚れ判断部による判断結果に基づいて、前記筐体窓に汚れが付着している角度範囲である汚れ範囲を決定する汚れ範囲決定部(S4)とを備え、
前記駆動制御部は、前記駆動部を駆動して、前記汚れ範囲決定部が決定した前記汚れ範囲が前記走査角度範囲の外となるように前記筐体窓を回転させるが、前記汚れ範囲を、全部は、前記走査角度範囲の外とすることができない場合、前記走査角度範囲内に前記汚れ範囲が最も少なくなるように、前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、周期的に走査しつつ前記筐体窓から照射する走査部(6)とを備えており、
前記走査部が前記レーザ光を走査する水平方向の走査角度範囲が360度の一部に限定されているレーザレーダ装置(1)であって、
前記筐体窓は上下方向軸回りに回転可能であり、
前記レーザ光が照射された位置の前記筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S3、S30、S44)と、
前記筐体窓を回転させる駆動部(8)と、
前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を駆動して、前記筐体窓を回転させる駆動制御部(S5、S6、S7、S8、S41、S50、S60、S70、S80)と、
前記汚れ判断部による判断結果に基づいて、前記筐体窓に汚れが付着している角度範囲である汚れ範囲を決定する汚れ範囲決定部(S4)とを備え、
前記駆動制御部は、前記駆動部を駆動して、前記汚れ範囲決定部が決定した前記汚れ範囲が、前記走査角度範囲の外となるように、前記筐体窓を回転させるが、前記汚れ範囲を、全部は、前記走査角度範囲の外とすることができない場合、前記走査角度範囲のうち予め設定された重要範囲内において前記汚れ範囲が最も少なくなるように、前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、周期的に走査しつつ前記筐体窓から照射する走査部(6)とを備えており、
前記走査部が前記レーザ光を走査する水平方向の走査角度範囲が360度の一部に限定されているレーザレーダ装置(1)であって、
前記筐体窓は上下方向軸回りに回転可能であり、
前記レーザ光が照射された位置の前記筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S3、S30、S44)と、
前記筐体窓を回転させる駆動部(8)と、
前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を駆動して、前記筐体窓を回転させる駆動制御部(S5、S6、S7、S8、S41、S50、S60、S70、S80)と、
前記汚れ判断部による判断結果に基づいて、前記筐体窓に汚れが付着している角度範囲である汚れ範囲を決定する汚れ範囲決定部(S4)とを備え、
前記駆動制御部は、前記駆動部を駆動して、前記汚れ範囲決定部が決定した前記汚れ範囲が、前記走査角度範囲の外となるように、前記筐体窓を回転させるものであって、前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断した場合に、すぐに前記レーザ光の走査方向とは逆方向への前記筐体窓の回転を開始させ、
前記汚れ範囲決定部は、前記筐体窓の回転が開始した後に前記汚れ範囲を決定することを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項3において、
前記駆動制御部は、前記汚れ範囲を、全部は、前記走査角度範囲の外とすることができない場合、前記走査角度範囲内に前記汚れ範囲が最も少なくなるように、前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項3において、
前記駆動制御部は、前記汚れ範囲を、全部は、前記走査角度範囲の外とすることができない場合、前記走査角度範囲のうち予め設定された重要範囲内において前記汚れ範囲が最も少なくなるように、前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項1または2において、
前記駆動制御部は、前記走査部が前記走査角度範囲を走査した後、次に、前記走査角度範囲の走査を開始するまでの間に、前記筐体窓の回転を開始することを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項1または2において、
前記駆動制御部は、
前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記筐体窓に付着した汚れを振り飛ばすために前記筐体窓を高速回転させる高速回転制御を実行し、
前記高速回転制御を実行した後に、前記汚れ判断部が前記筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を駆動して、前記汚れ範囲決定部が決定した前記汚れ範囲が、前記走査角度範囲の外となるように、前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項7において、
前記汚れ範囲決定部は、
前記駆動制御部が前記高速回転制御を実行する前の前記汚れ判断部による判断結果に基づいて、前記駆動制御部が前記高速回転制御を実行する前の前記汚れ範囲である回転前汚れ範囲を決定する回転前汚れ範囲決定部(S40)と、
前記駆動制御部が前記高速回転制御を実行した後の前記汚れ判断部による判断結果に基づいて、前記駆動制御部が前記高速回転制御を実行した後の前記汚れ範囲である回転後汚れ範囲を決定する回転後汚れ範囲決定部(S45)とを備え、
さらに、前記回転前汚れ範囲と前記回転後汚れ範囲とを比較して前記汚れ範囲に変化がない場合には、前記レーザレーダ装置による物体の検出を人為的に妨害するための光遮蔽物が前記筐体窓に付着している状態を検出したことを意味する妨害検出報知を行う妨害報知部(S46、S47)を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。
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