JPH1048335A - レーザレーダ装置 - Google Patents

レーザレーダ装置

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JPH1048335A
JPH1048335A JP8202630A JP20263096A JPH1048335A JP H1048335 A JPH1048335 A JP H1048335A JP 8202630 A JP8202630 A JP 8202630A JP 20263096 A JP20263096 A JP 20263096A JP H1048335 A JPH1048335 A JP H1048335A
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laser
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hard target
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Masao Kamata
正雄 鎌田
Tetsuo Maejima
哲夫 前島
Shohachi Yasu
昭八 安
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射光と散乱光とを識別し、計測対象物であ
る物体とは異なる形で反射物を映像表示するこよにより
計測映像の解釈を容易とする。 【解決手段】 レーザ光を大気中の物体に照射し、該レ
ーザ光の物体による散乱光に基づいて該物体の状態を示
す計測映像を生成し、該計測映像を表示装置に表示する
レーザレーダ装置において、前記散乱光の強度を検出す
る光検出器と、光検出器から出力された検出信号の飽和
部からレーザ光を反射する反射物を検出する飽和検出部
と、該飽和検出部の出力に基づいて前記反射物の反射物
映像を生成するハードターゲット映像生成部と、前記計
測映像に反射物映像を合成する映像合成部とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
大気中の物体の状態を計測するレーザレーダ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】レーザ
レーダ装置は、大気中の物体にレーザ光を照射し、該レ
ーザ光の物体による散乱光に基づいて計測対象である物
体の状態を映像表示する。例えば、このようなレーザレ
ーダ装置を用いて、市街地上空に浮遊する浮遊粒子の密
度分布を計測した場合、浮遊粒子の密度に応じて部分的
に表示の異なる計測映像が表示される。
【0003】しかし、上記レーザレーダ装置では、反射
物(ハードターゲット)からの反射光が散乱光と共に受
光される場合がある。この場合、従来のレーザレーダ装
置は、例えばビル等の反射物による高強度の反射光と、
浮遊粒子の粒子密度の高い部分からの比較的強度の大き
な散乱光とを識別することができない。このため、粒子
密度の高い部分とハードターゲットとは計測映像に同一
表示されて、その識別が困難であるという問題点があ
る。
【0004】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。 (1)反射光と散乱光とを識別することが可能なレーザ
レーダ装置を提供する。 (2)計測対象物である物体とは異なる形で反射物を映
像表示することが可能なレーザレーダ装置を提供する。 (3)計測映像の解釈が容易なレーザレーダ装置を提供
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の手段として、レーザ光を大気中の物体に照射
し、該レーザ光の物体による散乱光に基づいて該物体の
状態を示す計測映像を生成し、該計測映像を表示装置に
表示するレーザレーダ装置において、前記散乱光の強度
を検出する光検出器と、光検出器から出力された検出信
号の飽和部からレーザ光を反射する反射物を検出する飽
和検出部と、該飽和検出部の出力に基づいて前記反射物
の反射物映像を生成するハードターゲット映像生成部
と、前記計測映像に反射物映像を合成する映像合成部と
を具備する手段が採用される。
【0006】第2の手段として、上記第1の手段におい
て、飽和検出部は検出信号の飽和部の時間幅を計時し、
ハードターゲット映像生成部は該時間幅に応じた反射物
映像を生成するという手段が採用される。
【0007】第3の手段として、上記第1または第2の
手段において、物体は大気中に浮遊する浮遊粒子であ
り、レーザ光を走査して得られる浮遊粒子からの散乱光
の強度に基づいて該浮遊粒子の粒子濃度分布を計測する
という手段が採用される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図3を参照し
て、本発明に係わるレーザレーダ装置の一実施形態につ
いて説明する。
【0009】図1は、本実施形態の構成を示す機能ブロ
ック図である。この図において、符号1はレーザレーダ
望遠鏡であり、筒状の本体1aと、一定周期のレーザパ
ルスaを発振するレーザ発振器1bと、該レーザパルス
aを本体1aの軸線方向に全反射する全反射板1cと、
該全反射板1cから観測対象物である物体(例えば大気
中に浮遊する浮遊粒子)Xによって後方散乱された散乱
光bを反射する凹面反射鏡1dと、該凹面反射鏡1dに
よって反射された散乱光bを一点に集光する集光鏡1e
と、該集光鏡1eによって集光された散乱光bの強度を
検出し、検出信号cとして信号処理装置2に出力する光
検出器1fとから形成される。
【0010】上記レーザ発振器1bは、YAG(イット
リウム・アルミニウム・ガーネット)レーザにQスイッ
チ法を適用したものであり、波長2μs(マイクロ秒)
でパルス幅50ns(ナノ秒)、かつ繰返数10Hz
(ヘルツ)で1パルス当たりの出力50mJ(ミリジュ
ール)のレーザパルスaを出力する。また、光検出器1
fには、上記波長帯のレーザパルスaの強度を高感度で
検出するアバランシュフォトダイオード(APD)等が
適用される。
【0011】該レーザレーダ望遠鏡1は走査架台3上に
載置され、該走査架台3の作動によって本体1aの向き
が変えられて、レーザパルスaが浮遊粒子Xに対して水
平方向及び上下方向に順次走査されるようになってい
る。例えば、レーザレーダ望遠鏡1は、建物の屋上等、
視界の良い屋外に設置される。
【0012】信号処理装置2は、コンピュータからなる
装置であり、計測映像生成部2aと飽和検出部2bとハ
ードターゲット映像生成部2cと映像合成部2dとから
構成される。計測映像生成部2aは、上記検出信号cか
ら浮遊粒子Xの濃度分布状態を示す計測映像信号dを生
成する。
【0013】図2は、飽和検出部2bの作用を説明する
ための検出信号cの波形図である。上記レーザパルスa
がビル等の反射物(ハードターゲット)によって反射さ
れてレーザレーダ望遠鏡1に入射された反射光は、浮遊
粒子Xによる散乱光bに比較して極めて高い強度とな
る。したがって、このようなハードターゲットからの反
射光が光検出器1fに入射されると、光検出器1fの出
力つまり検出信号cは波形部(飽和部)c1に示すよう
に飽和する。
【0014】飽和検出部2bは、予め確認されている光
検出器1fの飽和レベルD0と検出信号cとを比較し、
該検出信号cが飽和レベルD0を越える時間幅(飽和時
間)Tを計時して計時信号eとして出力する。ハードタ
ーゲット映像生成部2cは、計時信号eによって示され
る飽和時間T及びレーザパルスaの走査速度から、レー
ザパルスaの走査方向におけるハードターゲットの幅を
算出してハードターゲット映像信号fを出力する。
【0015】映像合成部2dは、計測映像信号d及びハ
ードターゲット映像信号fとを合成して計測映像にハー
ドターゲット映像を重ね合わせた合成映像Aを生成し、
合成映像信号gとして表示装置4に出力する。表示装置
4は、合成映像信号gに基づいて合成映像Aを表示す
る。
【0016】上記レーザレーダ装置によれば、図3に示
するような合成映像Aが表示装置4に表示される。この
図において、符号Oはレーザレーダ望遠鏡1の設置位置
すなわちレーザパルスaの出射位置を、またRは上記ハ
ードターゲット映像を示している。すなわち、該合成映
像Aは、レーザレーダ望遠鏡1からある距離だけ離間し
た一定範囲において、一定の水平角度に亘ってレーザパ
ルスaを走査して得られた計測結果を示すものである。
例えばハードターゲット映像Rは黒色で表示される。ま
た、ハードターゲット映像Rを除く他の部分は計測映像
部であり、浮遊粒子Xの濃度に応じて黒色以外の他の色
によって色分け表示される。
【0017】なお、上記実施形態では、検出信号と光検
出器の飽和レベルとの比較に基づいてハードターゲット
を識別するように構成したが、本願発明はこれに限定さ
れるものではない。通常、物体からの散乱光とハードタ
ーゲットからの反射光とには、極めて大きなレベル差が
ある。したがって、上記光検出器の飽和レベル以下のレ
ベルにしきい値を設けてハードターゲットを識別するこ
とが可能である。また、検出信号が飽和すると、飽和部
は一定の時間幅に亘って一定レベルとなる。この検出信
号が一定レベルに固定されて変化しない波形部の時間幅
を検出することによってハードターゲットを識別するこ
とも可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるレ
ーザレーダ装置によれば、以下のような効果を奏する。 (1)レーザ光を大気中の物体に照射し、該レーザ光の
物体による散乱光に基づいて該物体の状態を示す計測映
像を生成し、該計測映像を表示装置に表示するレーザレ
ーダ装置において、前記散乱光の強度を検出する光検出
器と、光検出器から出力された検出信号の飽和部からレ
ーザ光を反射する反射物を検出する飽和検出部と、該飽
和検出部の出力に基づいて前記反射物の反射物映像を生
成するハードターゲット映像生成部と、前記計測映像に
反射物映像を合成する映像合成部とを具備するので、検
出信号の飽和部に基づいて計測対象である物体からの散
乱光と反射物からの反射光とを識別することができる。 (2)飽和検出部は検出信号の飽和部の時間幅を計時
し、ハードターゲット映像生成部は該時間幅に応じた反
射物映像を生成するので、反射物映像が計測映像とは別
々に生成されて異なる形で表示することが可能である。 (3)反射物映像が計測映像と異なる形で表示されるの
で、反射物映像と計測映像とを明確に識別することが可
能であり、よって計測映像の解釈が極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わるレーザレーダ装置の一実施形
態を示す機能ブロック図である。
【図2】 本発明に係わるレーザレーダ装置の一実施形
態において、飽和検出部の作用を説明する計測信号の波
形図である
【図3】 本発明に係わるレーザレーダ装置の一実施形
態において、計測結果として表示装置に表示される合成
映像を示す平面図である。
【符号の説明】
1……レーザレーダ望遠鏡,1a……本体,1b……レ
ーザ発振器,1c……全反射板,1d……凹面反射鏡,
1e……集光鏡,1f……光検出器,2……信号処理装
置,2a……計測映像生成部,2b……飽和検出部,2
c……ターゲット映像生成部,2d……映像合成部,3
……走査架台,4……表示装置,X……浮遊粒子(物
体),A……合成映像,a……レーザパルス,b……散
乱光,c……計測信号,d……計測映像信号,e……計
数信号,f……ターゲット映像信号,g……合成映像信

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光(a)を大気中の物体(X)に
    照射し、該レーザ光の物体による散乱光(b)に基づい
    て該物体の状態を示す計測映像を生成し、該計測映像を
    表示装置に表示するレーザレーダ装置において、 前記散乱光の強度を検出する光検出器(1f)と、 光検出器から出力された検出信号の飽和部からレーザ光
    を反射する反射物を検出する飽和検出部(2b)と、 該飽和検出部の出力に基づいて前記反射物の反射物映像
    を生成するハードターゲット映像生成部(2c)と、 前記計測映像に反射物映像を合成する映像合成部(2
    d)と、 を具備することを特徴とするレーザレーダ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のレーザレーダ装置におい
    て、飽和検出部は検出信号の飽和部の時間幅を計時し、
    ハードターゲット映像生成部は該時間幅に応じた反射物
    映像を生成することを特徴とするレーザレーダ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のレーザレーダ装
    置において、物体は大気中に浮遊する浮遊粒子であり、
    レーザ光を走査して得られる浮遊粒子からの散乱光の強
    度に基づいて該浮遊粒子の粒子濃度分布を計測すること
    を特徴とするレーザレーダ装置。
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JP2009529665A (ja) * 2006-03-09 2009-08-20 テールズ レーザ形状測定による識別方法
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CN103776742A (zh) * 2014-01-15 2014-05-07 东南大学 联合测量气固系统颗粒运动参数的装置及方法

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