JPH10239435A - 障害物検出装置 - Google Patents
障害物検出装置Info
- Publication number
- JPH10239435A JPH10239435A JP9042326A JP4232697A JPH10239435A JP H10239435 A JPH10239435 A JP H10239435A JP 9042326 A JP9042326 A JP 9042326A JP 4232697 A JP4232697 A JP 4232697A JP H10239435 A JPH10239435 A JP H10239435A
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- Japan
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- optical system
- detecting
- light
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、送信光学系と受信光学系の光軸を
クロスさせることにより障害物の検出領域を特定し、内
蔵するＣＰＵにて障害物の有無を演算検知することによ
り、宇宙航行体に搭載して好適な高信頼性の障害物検出
装置を構築することを主な特徴とする。 【解決手段】 送信光学系６と受信光学系７の光軸をク
ロスさせることにより障害物の検出領域を特定し、光照
射手段５にて照射された特定領域内の障害物による反射
光を光受光手段８にて電気信号に変換し、この電気信号
に基づき演算装置３が内蔵するプログラムに基づいて所
定の演算を施し、障害物の有無を検出する。
クロスさせることにより障害物の検出領域を特定し、内
蔵するＣＰＵにて障害物の有無を演算検知することによ
り、宇宙航行体に搭載して好適な高信頼性の障害物検出
装置を構築することを主な特徴とする。 【解決手段】 送信光学系６と受信光学系７の光軸をク
ロスさせることにより障害物の検出領域を特定し、光照
射手段５にて照射された特定領域内の障害物による反射
光を光受光手段８にて電気信号に変換し、この電気信号
に基づき演算装置３が内蔵するプログラムに基づいて所
定の演算を施し、障害物の有無を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、人工衛星
や航空機等の飛翔体に搭載され、内蔵するＣＰＵにより
障害物の検出を行う障害物検出装置に関する。
や航空機等の飛翔体に搭載され、内蔵するＣＰＵにより
障害物の検出を行う障害物検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、人工衛星等宇宙飛行体に搭載さ
れる障害物検出装置の例が示す。
れる障害物検出装置の例が示す。
【０００３】この種の障害物検出装置は、月等の惑星に
着陸時、あるいはランデブードッキング時に障害物を検
出するのに使用される。検出原理は、図３に示すよう
に、投光部３１から光を照射し、障害物３３から反射し
て戻ってくる光を受光部３２で検出する単純なものであ
る。
着陸時、あるいはランデブードッキング時に障害物を検
出するのに使用される。検出原理は、図３に示すよう
に、投光部３１から光を照射し、障害物３３から反射し
て戻ってくる光を受光部３２で検出する単純なものであ
る。
【０００４】尚、図中、３０は障害物検出装置を含む例
えば人工衛星構体であり、ａは照射領域、ｂは受光領
域、照射領域と受光領域が重複するハッチング部分ｃは
検出領域となる。
えば人工衛星構体であり、ａは照射領域、ｂは受光領
域、照射領域と受光領域が重複するハッチング部分ｃは
検出領域となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、宇宙航行体に
搭載して、惑星に着陸時障害物の有無を検出しながら宇
宙航行体の姿勢制御をする場合を考える。この場合、図
３に示すように、投光部３１を構成する光学系により定
まる照射領域ａと、受光部３２を構成する光学系により
定まる受光領域ｂとの共通の領域が検出領域ｃとなる。
検出領域ｃが宇宙航行体付近の姿勢制御をするに必要な
領域以遠に広がっているため、必要ない領域での障害物
も検出してしまう。このことは、動作制御の高信頼性と
ともに、安全性の要求が強い宇宙開発の分野においては
重大な問題となる。
搭載して、惑星に着陸時障害物の有無を検出しながら宇
宙航行体の姿勢制御をする場合を考える。この場合、図
３に示すように、投光部３１を構成する光学系により定
まる照射領域ａと、受光部３２を構成する光学系により
定まる受光領域ｂとの共通の領域が検出領域ｃとなる。
検出領域ｃが宇宙航行体付近の姿勢制御をするに必要な
領域以遠に広がっているため、必要ない領域での障害物
も検出してしまう。このことは、動作制御の高信頼性と
ともに、安全性の要求が強い宇宙開発の分野においては
重大な問題となる。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、送信光学系と受信光学系の光軸をクロスさせるこ
とにより障害物の検出領域を特定し、内蔵するＣＰＵに
て障害物の有無を演算検知することにより、宇宙航行体
に搭載して好適な高信頼性の障害物検出装置を提供する
ことを目的とする。
あり、送信光学系と受信光学系の光軸をクロスさせるこ
とにより障害物の検出領域を特定し、内蔵するＣＰＵに
て障害物の有無を演算検知することにより、宇宙航行体
に搭載して好適な高信頼性の障害物検出装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の障害物検出装置
は、送信光学系と受信光学系の光軸をクロスさせること
により障害物の検出領域を特定し、光照射手段にて照射
された特定領域内の障害物による反射光を光受光手段に
て電気信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段に
て生成される電気信号に基づき内蔵するプログラムに基
づいて所定の演算を施し、障害物の有無を検出する演算
装置を具備することを特徴とする。演算装置は、光受光
手段にて得られる電気信号をディジタルデータに変換す
るインタフェース回路を介して受信し、この受信信号を
検波することにより障害物を検出する。また、演算装置
にて受光信号を検波する際、プログラムによりその閾値
を可変とする。
は、送信光学系と受信光学系の光軸をクロスさせること
により障害物の検出領域を特定し、光照射手段にて照射
された特定領域内の障害物による反射光を光受光手段に
て電気信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段に
て生成される電気信号に基づき内蔵するプログラムに基
づいて所定の演算を施し、障害物の有無を検出する演算
装置を具備することを特徴とする。演算装置は、光受光
手段にて得られる電気信号をディジタルデータに変換す
るインタフェース回路を介して受信し、この受信信号を
検波することにより障害物を検出する。また、演算装置
にて受光信号を検波する際、プログラムによりその閾値
を可変とする。
【０００８】本発明の障害物検出装置は、送受信光学系
としてレーザ光を用い、障害物検出のために宇宙航行体
に搭載して得られる効果が顕著である。また、上記送信
光学系もしくは受信光学系を駆動走査することにより検
出領域を時間的に可変とする。上記送信光学系もしくは
受信光学系、あるいは両方共に複数用い、障害物検出の
ための特定領域を拡張できる。
としてレーザ光を用い、障害物検出のために宇宙航行体
に搭載して得られる効果が顕著である。また、上記送信
光学系もしくは受信光学系を駆動走査することにより検
出領域を時間的に可変とする。上記送信光学系もしくは
受信光学系、あるいは両方共に複数用い、障害物検出の
ための特定領域を拡張できる。
【０００９】また、本発明の障害物検出装置は、演算制
御部の指令により第１のインタフェース回路を介してレ
ーザドライバを駆動しレーザ光を所定の拡がり角にビー
ムを拡げて照射する送信光学系と、送信光学系の光軸と
は受信視野の軸をクロスさせ検出領域を設定する受信光
学系と、受信光学系が形成する受光領域内に障害物があ
る場合、この受信光学系を介して反射光を受信し上記演
算部に供給する第２のインタフェース回路と、反射光を
受信しプログラムに基づく所定の周波数を閾値として検
波することにより障害物の有無を検出することも特徴と
する。本発明は、人工衛星や航空機等飛翔体に搭載さ
れ、送信ビームの光軸と受信光学系の光軸をクロスさせ
ることにより、検出領域を特定の領域に設定することで
障害物の検出が高い信頼性をもって実現できる。
御部の指令により第１のインタフェース回路を介してレ
ーザドライバを駆動しレーザ光を所定の拡がり角にビー
ムを拡げて照射する送信光学系と、送信光学系の光軸と
は受信視野の軸をクロスさせ検出領域を設定する受信光
学系と、受信光学系が形成する受光領域内に障害物があ
る場合、この受信光学系を介して反射光を受信し上記演
算部に供給する第２のインタフェース回路と、反射光を
受信しプログラムに基づく所定の周波数を閾値として検
波することにより障害物の有無を検出することも特徴と
する。本発明は、人工衛星や航空機等飛翔体に搭載さ
れ、送信ビームの光軸と受信光学系の光軸をクロスさせ
ることにより、検出領域を特定の領域に設定することで
障害物の検出が高い信頼性をもって実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を使用して本発明の実
施態様について詳細に説明する。
施態様について詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施の形態に係わる障害
物検出装置の構成を示すブロック図である。障害物検出
装置は、投光部１、受光部２、演算部３により構成され
る。投光部１は、レーザドライバ４、レーザ光源５、送
信光学系６により構成される。受光部２は、受信光学系
７、受光素子８、アンプ９により構成される。演算部３
は演算制御部１０、インタフェース回路１１、インタフ
ェース回路１２により構成される。演算制御部１０は、
ＣＰＵを制御中枢とし、メモリに格納されたプログラム
に従い演算をコントロールしたり、インタフェース回路
１１、１２を介して入出力される信号のコントロールを
司る。インタフース回路１１、１２は、プログラマブル
な周辺制御用ＬＳＩ（ＰＩＯ／ＳＩＯ）やＤ／Ａ（Ａ／
Ｄ）コンバータで構成され、光学系とディジタル演算系
の間を伝搬する信号のインタフェースを司る。
物検出装置の構成を示すブロック図である。障害物検出
装置は、投光部１、受光部２、演算部３により構成され
る。投光部１は、レーザドライバ４、レーザ光源５、送
信光学系６により構成される。受光部２は、受信光学系
７、受光素子８、アンプ９により構成される。演算部３
は演算制御部１０、インタフェース回路１１、インタフ
ェース回路１２により構成される。演算制御部１０は、
ＣＰＵを制御中枢とし、メモリに格納されたプログラム
に従い演算をコントロールしたり、インタフェース回路
１１、１２を介して入出力される信号のコントロールを
司る。インタフース回路１１、１２は、プログラマブル
な周辺制御用ＬＳＩ（ＰＩＯ／ＳＩＯ）やＤ／Ａ（Ａ／
Ｄ）コンバータで構成され、光学系とディジタル演算系
の間を伝搬する信号のインタフェースを司る。
【００１２】図２は、本発明の障害物検出装置を人工衛
星に搭載し、投受光間隔０．７ｍ、光軸の傾き８度、と
した場合の本発明実施態様における検出領域を示した図
である。図中、（ａ）は平面、（ｂ）は正面図を示す。
図において、２１は人工衛星構体、２２は太陽電池パド
ル、２３はセンサ投光部、２４はセンサ受光部である。
また、投光領域と受光領域が重なるハッチング部分ａは
障害物の検出領域を示す。
星に搭載し、投受光間隔０．７ｍ、光軸の傾き８度、と
した場合の本発明実施態様における検出領域を示した図
である。図中、（ａ）は平面、（ｂ）は正面図を示す。
図において、２１は人工衛星構体、２２は太陽電池パド
ル、２３はセンサ投光部、２４はセンサ受光部である。
また、投光領域と受光領域が重なるハッチング部分ａは
障害物の検出領域を示す。
【００１３】以下、図２を参照しながら図１に示す障害
物検出装置の動作について詳細に説明する。
物検出装置の動作について詳細に説明する。
【００１４】まず、演算制御部１０の指令によりインタ
フェース回路１１を介して制御信号がレーザドライバ４
に入力され、レーザ光源５が発信し、レーザが出力され
る。レーザは、例えば、振幅変調して出力される。出力
されたレーザ光は、送信光学系６を通して所定の拡がり
角にビームを拡げて送信する。
フェース回路１１を介して制御信号がレーザドライバ４
に入力され、レーザ光源５が発信し、レーザが出力され
る。レーザは、例えば、振幅変調して出力される。出力
されたレーザ光は、送信光学系６を通して所定の拡がり
角にビームを拡げて送信する。
【００１５】発信したレーザビームは、照射領域に障害
物がある場合は、障害物により反射される。ここで、受
信光学系７の形成する受光領域内に障害物がある場合
は、受信光学系７を介して反射光は受光素子８に入力さ
れ、アンプ９で増幅され、インタフェース回路１２を介
して演算制御部１０に入力される。演算制御部１０では
同期検波することにより障害物の有無を検出する。演算
制御部１０では内蔵のプログラムにより、演算装置にて
受光信号を検波する際、その閾値を可変とすることがで
きる。また、レーザ光のパワーを受信感度に従いコント
ロールすることも可能となる。
物がある場合は、障害物により反射される。ここで、受
信光学系７の形成する受光領域内に障害物がある場合
は、受信光学系７を介して反射光は受光素子８に入力さ
れ、アンプ９で増幅され、インタフェース回路１２を介
して演算制御部１０に入力される。演算制御部１０では
同期検波することにより障害物の有無を検出する。演算
制御部１０では内蔵のプログラムにより、演算装置にて
受光信号を検波する際、その閾値を可変とすることがで
きる。また、レーザ光のパワーを受信感度に従いコント
ロールすることも可能となる。
【００１６】ここで、送信光学系６の光軸と受信光学系
７の受信視野の軸をクロスさせることにより、検出領域
を特定の領域に設定することができる。例えば、図２に
示すように、人工衛星の太陽電池パドル近傍の領域だけ
を検出領域に設定し、惑星着陸時にパドル近傍の障害物
だけに特定して検出することができる。
７の受信視野の軸をクロスさせることにより、検出領域
を特定の領域に設定することができる。例えば、図２に
示すように、人工衛星の太陽電池パドル近傍の領域だけ
を検出領域に設定し、惑星着陸時にパドル近傍の障害物
だけに特定して検出することができる。
【００１７】尚、本発明実施太陽においては、発光媒体
としてレーザを用いたが、これに限るものでなく、ＬＥ
Ｄでもよい。また、発光素子は振幅変調する必要もな
い。更に、送信光学系または受信光学系を、例えば、モ
ータのようなもので駆動し、検出領域を時間的に変更さ
せることにより、精度の高い障害物検知が可能となる。
投光部、受光部は１つに限らず複数用いることにより検
出領域の拡張がはかれる。
としてレーザを用いたが、これに限るものでなく、ＬＥ
Ｄでもよい。また、発光素子は振幅変調する必要もな
い。更に、送信光学系または受信光学系を、例えば、モ
ータのようなもので駆動し、検出領域を時間的に変更さ
せることにより、精度の高い障害物検知が可能となる。
投光部、受光部は１つに限らず複数用いることにより検
出領域の拡張がはかれる。
【００１８】以上説明のように本発明は、送信光学系と
受信光学系の光軸をクロスさせることにより障害物の検
出領域を特定し、光照射手段にて照射された特定領域内
の障害物による反射光を光受光手段にて電気信号に変換
する信号変換手段と、信号変換手段にて生成される電気
信号に基づき内蔵するプログラムに基づいて所定の演算
を施し、障害物の有無を検出する演算装置を具備するこ
とを特徴とするものであり、このことにより、障害物の
検出を信頼性高く実現できる。
受信光学系の光軸をクロスさせることにより障害物の検
出領域を特定し、光照射手段にて照射された特定領域内
の障害物による反射光を光受光手段にて電気信号に変換
する信号変換手段と、信号変換手段にて生成される電気
信号に基づき内蔵するプログラムに基づいて所定の演算
を施し、障害物の有無を検出する演算装置を具備するこ
とを特徴とするものであり、このことにより、障害物の
検出を信頼性高く実現できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明のように、宇宙航行体に搭載
し、送信ビームの光軸と受信光学系の光軸をクロスさせ
ることにより、検出領域を特定の領域に設定することで
信頼性高く障害物の検出が可能となる。本発明の障害物
検出装置を安全性が要求される宇宙開発の分野に用いて
得られる効果が大きい。
し、送信ビームの光軸と受信光学系の光軸をクロスさせ
ることにより、検出領域を特定の領域に設定することで
信頼性高く障害物の検出が可能となる。本発明の障害物
検出装置を安全性が要求される宇宙開発の分野に用いて
得られる効果が大きい。
【図１】本発明の一実施の形態に係わる障害物検出装置
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の障害物検出装置を人工衛星に搭載し、
投受光間隔０．７ｍ、光軸の傾き８度、とした場合の本
発明実施態様における検出領域を示した図。
投受光間隔０．７ｍ、光軸の傾き８度、とした場合の本
発明実施態様における検出領域を示した図。
【図３】人工衛星等宇宙飛行体に搭載される従来の障害
物検出装置の例を示す図・
物検出装置の例を示す図・
１…投光部、２…受光部、３…演算部、４…レーザドラ
イバ、５…レーザ光源、６…送信光学系、７…受信光学
系、８…受光素子、９…アンプ、１０…演算制御部、１
１、１２…インタフェース回路。
イバ、５…レーザ光源、６…送信光学系、７…受信光学
系、８…受光素子、９…アンプ、１０…演算制御部、１
１、１２…インタフェース回路。
Claims (7)
- 【請求項１】 送信光学系と受信光学系の光軸をクロス
させることにより障害物の検出領域を特定し、光照射手
段にて照射された特定領域内の障害物による反射光を光
受光手段にて電気信号に変換する信号変換手段と、この
信号変換手段にて生成される電気信号から内蔵するプロ
グラムに基づいて所定の演算を施し、障害物の有無を検
出する演算装置とを具備することを特徴とする障害物検
出装置。 - 【請求項２】 上記演算装置は、光受光手段にて得られ
る電気信号をディジタルデータに変換するインタフェー
ス回路を介して受信し、この受信信号を検波することに
より障害物を検出することを特徴とする請求項１記載の
障害物検出装置。 - 【請求項３】 演算装置にて受光信号を検波する際、プ
ログラムによりその閾値を可変とすることを特徴とする
請求項２記載の障害物検出装置。 - 【請求項４】 送受信光学系としてレーザ光を用い、障
害物検出のために宇宙航行体に搭載することを特徴とす
る請求項１記載の障害物検出装置。 - 【請求項５】 上記送信光学系もしくは受信光学系を駆
動走査することにより検出領域を時間的に可変とするこ
とを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。 - 【請求項６】 上記送信光学系もしくは受信光学系、あ
るいは両方共に複数用い、障害物検出のための特定領域
を拡張することを特徴とする請求項５記載の障害物検出
装置。 - 【請求項７】 演算制御部の指令により第１のインタフ
ェース回路を介してレーザドライバを駆動しレーザ光を
所定の拡がり角にビームを拡げて照射する送信光学系
と、この送信光学系の光軸とは受信視野の軸をクロスさ
せ検出領域を設定する受信光学系と、この受信光学系が
形成する受光領域内に障害物がある場合、この受信光学
系を介して反射光を受信し上記演算部に供給する第２の
インタフェース回路と、反射光を受信しプログラムに基
づく所定の周波数を閾値として検波することにより障害
物の有無を検出する演算装置とを具備することを特徴と
する障害物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042326A JPH10239435A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 障害物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042326A JPH10239435A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 障害物検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239435A true JPH10239435A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12632896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9042326A Pending JPH10239435A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 障害物検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10239435A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009047433A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Ihi Corp | レーザ距離測定装置の感度調整方法及びレーザ距離測定装置 |
| JP2011218834A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Ihi Corp | スペースデブリ観測方法 |
| JP2019015653A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 距離測定装置及びその角度調整方法 |
-
1997
- 1997-02-26 JP JP9042326A patent/JPH10239435A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009047433A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Ihi Corp | レーザ距離測定装置の感度調整方法及びレーザ距離測定装置 |
| JP2011218834A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Ihi Corp | スペースデブリ観測方法 |
| JP2019015653A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 距離測定装置及びその角度調整方法 |
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