JPS58135480A - レ−ザレ−ダ装置 - Google Patents
レ−ザレ−ダ装置Info
- Publication number
- JPS58135480A JPS58135480A JP1661482A JP1661482A JPS58135480A JP S58135480 A JPS58135480 A JP S58135480A JP 1661482 A JP1661482 A JP 1661482A JP 1661482 A JP1661482 A JP 1661482A JP S58135480 A JPS58135480 A JP S58135480A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving object
- laser
- radar device
- travelling
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は移動物体の速度′に測定するレーザ・レーダ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
以下に従来のこの検装置の構成等を説明する。
′@1図、第2図1.@3図は従来のこの種挟置の構成
管説明するための図である。まず41図について説明す
る。図に示した例ではレーザレーダ装置(1)から移動
物体(2)K向けてレーザ光(3)を照射し、その反射
光をレーザレーダ% & (1)においてヘテロダイン
検波する。
管説明するための図である。まず41図について説明す
る。図に示した例ではレーザレーダ装置(1)から移動
物体(2)K向けてレーザ光(3)を照射し、その反射
光をレーザレーダ% & (1)においてヘテロダイン
検波する。
図中に矢印でベクトル表示した速度Voで移動している
とするとレーザ光(3)は移動物体のVt速+W成分に
よってドツプラーシフト全党ける。ただしVtは移動物
体のレーザ光(3)の光軸方向の速度成分であり、その
絶対値Vtは勇(1)式によって4見られる。
とするとレーザ光(3)は移動物体のVt速+W成分に
よってドツプラーシフト全党ける。ただしVtは移動物
体のレーザ光(3)の光軸方向の速度成分であり、その
絶対値Vtは勇(1)式によって4見られる。
Vt := Vo coo e ・・・・・
・・・・・・・・・・(1)ただし、 VOは速度Vo
の絶対値、#はレーザ光(3)とvS動物体(2)の移
動方向とが成す角−である。
・・・・・・・・・・(1)ただし、 VOは速度Vo
の絶対値、#はレーザ光(3)とvS動物体(2)の移
動方向とが成す角−である。
反射光tヘテロゲイン検波することによりVt速度成分
によるドツプラーシフト周波数fd?測定することがで
き、 1g(2)式の関係よりvt’4知ることができ
る。
によるドツプラーシフト周波数fd?測定することがで
き、 1g(2)式の関係よりvt’4知ることができ
る。
Vt
fd=□ ・・・川・・・・・・・・・
(23λ ただし、λはレーザ光(3)の波長である。このように
@1図に示した例では移動物体のレーザ光(3)の光軸
方向の速度成分(以後、縦方向の速度成分と呼ぶ)t−
測定できる。しかしレーザ光(3)と直交する方向の速
度成分(以後、横方向の速度成分と呼ぶ)V・は測定で
きないという欠点があった。
(23λ ただし、λはレーザ光(3)の波長である。このように
@1図に示した例では移動物体のレーザ光(3)の光軸
方向の速度成分(以後、縦方向の速度成分と呼ぶ)t−
測定できる。しかしレーザ光(3)と直交する方向の速
度成分(以後、横方向の速度成分と呼ぶ)V・は測定で
きないという欠点があった。
次に第2図に示した例について説明する。図の様な構成
においてレーザ装置(4)から発生されたレーザ光(3
)はビーム分割器(5)によって二分割され光学季(6
m)、 (6b)から移動物体(2)に向けて照射され
る。移動物体によりドツプラーシフト管受けた反射光は
光学系(6m)、 (6b) Kよって受信され、ビー
ム分割器(5)、ビームスプリッタ(7)。
においてレーザ装置(4)から発生されたレーザ光(3
)はビーム分割器(5)によって二分割され光学季(6
m)、 (6b)から移動物体(2)に向けて照射され
る。移動物体によりドツプラーシフト管受けた反射光は
光学系(6m)、 (6b) Kよって受信され、ビー
ム分割器(5)、ビームスプリッタ(7)。
<84を経て検出器(9)K入射する。局部発掘光用レ
ーザ装置01の出力をビームスプリッタ(8)によって
検出器(9)K入射させておくと前記受信信号をヘテロ
ゲイン検波することができる。この結果得られるビート
周波数’dos f、H,’d2はそれぞれ纂(3)式
、第(4)式、@(5)式で与えられる。
ーザ装置01の出力をビームスプリッタ(8)によって
検出器(9)K入射させておくと前記受信信号をヘテロ
ゲイン検波することができる。この結果得られるビート
周波数’dos f、H,’d2はそれぞれ纂(3)式
、第(4)式、@(5)式で与えられる。
ただし、φは光学系(6m)、 (6b)の光軸が成す
角度である。移動物体の縦方向の速度成分Vtは第(1
)式で、横方向の速度成分Veは@(6)式で与えられ
る。
角度である。移動物体の縦方向の速度成分Vtは第(1
)式で、横方向の速度成分Veは@(6)式で与えられ
る。
Ve = Vo sin #
−−・・(6)第(1)、 (6)弐に第(3)
〜(5)式の関係を代入すると次式が得られる。
−−・・(6)第(1)、 (6)弐に第(3)
〜(5)式の関係を代入すると次式が得られる。
従ってφの値がわかれはVt 、 Vtf知ることがで
きる。φはたとえば次のようにして測定できる。
きる。φはたとえば次のようにして測定できる。
光学系(6m)、 (6b)の間隔Qdとする。物体ま
での距離を測距し、その距離をbとする。するとφは次
式からもとまる。
での距離を測距し、その距離をbとする。するとφは次
式からもとまる。
φ=−・・・・・・・・・・・・・・・(9JR。
以上のように第2図に示した例ではVtおよびV・1r
測定することができる。しかし以下に述べるような欠点
がある。fdoと’dl+’dlとfd2の帽彼e差Δ
fは次式で与えられる。
測定することができる。しかし以下に述べるような欠点
がある。fdoと’dl+’dlとfd2の帽彼e差Δ
fは次式で与えられる。
Δf=二r−翫n ti sin 2 ・曲曲
曲・曲回一方’dos ’die ’d2はレーザ光(
3)の周波数安定度。
曲・曲回一方’dos ’die ’d2はレーザ光(
3)の周波数安定度。
大気の乱れl!によりそれぞれ50 KM、程度の周阪
数広がりをもっている。
数広がりをもっている。
従ってn1度良(1,。I ’dll ’d2を側足す
るには△f)50に&であることが好ましい。今λ:l
O,64m。
るには△f)50に&であることが好ましい。今λ:l
O,64m。
0=45°、 Vo=100KIII/hr、 Ro=
5KmとしたときΔf==50に&となるφを求めると
φ= 27mradとなる。
5KmとしたときΔf==50に&となるφを求めると
φ= 27mradとなる。
すると(97式の関係より、d=135mとなり装置が
巨大なものになってしまう。
巨大なものになってしまう。
次に@3図に示した例について説明する。図においてレ
ーザレーダ装置(1)は移IjI物体(:”(−棺@に
追尾しなから測距を行なう。時刻t1.tB[おける移
動物体(21の位置を点A、 Bで表わす。
ーザレーダ装置(1)は移IjI物体(:”(−棺@に
追尾しなから測距を行なう。時刻t1.tB[おける移
動物体(21の位置を点A、 Bで表わす。
レーザレーダ装置の位1it−oとし、線分OA 、
線分ORの長さをそれぞれ”t 1 s % 2とする
。また。
線分ORの長さをそれぞれ”t 1 s % 2とする
。また。
角AOB會αとする。Bから線分^0&C垂岑を降した
足′frCとし、線分AC、BCの長ζをそれぞれRt
、R・と表わす。するとRt、R・は次式で衣わされる
。
足′frCとし、線分AC、BCの長ζをそれぞれRt
、R・と表わす。するとRt、R・は次式で衣わされる
。
Rt = Rtl Rt2 eomd ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・+ILIR・= R
t2 sinα ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・@Rt、R・は時刻t1からt2までの
闇に移!vl物体(2)が移動した帳方向、横方向のl
h匝であるのでVt。
・・・・・・・・・・・・・・・・+ILIR・= R
t2 sinα ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・@Rt、R・は時刻t1からt2までの
闇に移!vl物体(2)が移動した帳方向、横方向のl
h匝であるのでVt。
V・は第Q:l、 (14)式によって与えられる。
Ve =□ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・Q41t2− tl 以上のようKs3図に示した倒ではVt 、 Ve f
6+17定することができる。しかし、速硬r qa
&艮〈測定するにはα全正確に押える必要があり精密
追尾が賛求され、このため装置が大杉化する。
・・・Q41t2− tl 以上のようKs3図に示した倒ではVt 、 Ve f
6+17定することができる。しかし、速硬r qa
&艮〈測定するにはα全正確に押える必要があり精密
追尾が賛求され、このため装置が大杉化する。
4M碓になる。高価格になるという欠点があった。
この発明はこれらの欠点1に一解決するために。
谷時刻における移動物体の距離、および縦方向の速度を
測定することによって横方向の速度成分?求めるように
したもので以)図面について詳細に説明する。
測定することによって横方向の速度成分?求めるように
したもので以)図面について詳細に説明する。
$4図は仁の発明の冥稲例を示す1ン1である。
図1のような構成において、ビーザ装k(4)からパル
ス状のレーザ光(3)音出力ざぜ、こiiビームスプリ
ッタ(7)、光学系(6a) k >mして移動物体(
2)に照射する。移動物体によってドツプラーシフトを
受けた反射光は光学系(6m)、 ビームスプリッタ
(7)、 (8)i経て検出器(9)に入射する。局部
発掘光用レーザ装置uQの出力をビームスプリッタ(8
)Kよって検出4(9)K入射はぜておくと、前記受信
信号をヘテロダイン検波することができる。
ス状のレーザ光(3)音出力ざぜ、こiiビームスプリ
ッタ(7)、光学系(6a) k >mして移動物体(
2)に照射する。移動物体によってドツプラーシフトを
受けた反射光は光学系(6m)、 ビームスプリッタ
(7)、 (8)i経て検出器(9)に入射する。局部
発掘光用レーザ装置uQの出力をビームスプリッタ(8
)Kよって検出4(9)K入射はぜておくと、前記受信
信号をヘテロダイン検波することができる。
切体までの距離Rはパルス状のレーザ光(3)の伝★時
闇ΔTと光速度Cより次式によって得られる。
闇ΔTと光速度Cより次式によって得られる。
Cls T ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(I坤信号処理1tk(19においてΔT?
測定し、sne式のm51i−行ないR?算出する。八
Tの画定法は周知の技術であるので説明は省略する。
・・・・・(I坤信号処理1tk(19においてΔT?
測定し、sne式のm51i−行ないR?算出する。八
Tの画定法は周知の技術であるので説明は省略する。
−万、移動物体の縦方向の速変成分子t戊に小(2)式
にポしたようにヘテロゲイン検波出力のと一ド周波il
t’dより求めることができる。信号処理装置(11)
においてfdの測定、並びKVtの算出を行なうが、こ
れらは周知の技術であるので説明は省略する。このとき
パルス光を用いるとfdはパルスll1ltIの逆数に
相当する周波数置がりをもち。
にポしたようにヘテロゲイン検波出力のと一ド周波il
t’dより求めることができる。信号処理装置(11)
においてfdの測定、並びKVtの算出を行なうが、こ
れらは周知の技術であるので説明は省略する。このとき
パルス光を用いるとfdはパルスll1ltIの逆数に
相当する周波数置がりをもち。
fdの測定相席が劣下する。これを防ぐ手段として以下
に説明する方法が知られている。即ち。
に説明する方法が知られている。即ち。
第5図に示すような波形をもつパルス光倉発生させる。
第5図において縦軸は光彊題、慎軸は時間を表わしてい
る。図に示したパルスiJ:#lい光強度管もつ電鍍な
パルスと、はぼ一定の強健をもつ長いパルスが一つにな
ったようなものであり1便宜上iII者を短パルス部、
住者を長パルス部と呼ぶことにする。このようなパルス
tiQスイッチレーザ會用いて発生させることができる
。即ち、共i器のQ値を一度低くしたのちQ値を急激に
高くすることによって短パルスfi k発生させ、その
後もCW発振が持続する程度にQ値を高くしておくこと
で長パルス部を発生させることができる。このようなパ
ルス光管用いれば、短パルス部で測距を行なうと同時に
、長パルス部で周波躯広がりを押えてfλを測定するこ
とができる。
る。図に示したパルスiJ:#lい光強度管もつ電鍍な
パルスと、はぼ一定の強健をもつ長いパルスが一つにな
ったようなものであり1便宜上iII者を短パルス部、
住者を長パルス部と呼ぶことにする。このようなパルス
tiQスイッチレーザ會用いて発生させることができる
。即ち、共i器のQ値を一度低くしたのちQ値を急激に
高くすることによって短パルスfi k発生させ、その
後もCW発振が持続する程度にQ値を高くしておくこと
で長パルス部を発生させることができる。このようなパ
ルス光管用いれば、短パルス部で測距を行なうと同時に
、長パルス部で周波躯広がりを押えてfλを測定するこ
とができる。
第4図にもどって、以下に移動物体(2)の横方向のi
M度酸成分求める方法を説明する。今0時刻t1.t2
rcおける移動物体(2)の位11會点A、 Bで、
光学系(6&)の位置を点θで表わす。線分OA。
M度酸成分求める方法を説明する。今0時刻t1.t2
rcおける移動物体(2)の位11會点A、 Bで、
光学系(6&)の位置を点θで表わす。線分OA。
OBの長ζtそれぞれRtie町2と表わす。点Aにお
いて測定した移動物体(2)の縦方向の速度成分子 V
、とする。線分AO士に点Aからvt□(t2−t’、
>の長ざをとり、その点をCとする。
いて測定した移動物体(2)の縦方向の速度成分子 V
、とする。線分AO士に点Aからvt□(t2−t’、
>の長ざをとり、その点をCとする。
移動物体(2)が点^から点B1で等速度で移動したと
すると1点B、Cf結ぶ線分BCは繰分轟0と直交する
。従って線分BOと線分COの成す角度ぼけ次式によっ
て求まる。
すると1点B、Cf結ぶ線分BCは繰分轟0と直交する
。従って線分BOと線分COの成す角度ぼけ次式によっ
て求まる。
1’tt−vtt (tz−t”) ・・・・・・・
・・・・・・・・萌1’ttt この結果線分BCの長さ勤は次式によって得られ右。
・・・・・・・・萌1’ttt この結果線分BCの長さ勤は次式によって得られ右。
勤=Ri2stxt ” ・・・・・・・・・・
・・・・・(ト)砲は時間(’t、−t、 )の闇に移
動物体(2)が横方向に移動した童であるので、この闇
の移動物体の溝方向速度成分v61は次式によって求ま
る。
・・・・・(ト)砲は時間(’t、−t、 )の闇に移
動物体(2)が横方向に移動した童であるので、この闇
の移動物体の溝方向速度成分v61は次式によって求ま
る。
Rt2 sinα
v01=□ ・・・・・・・・・・・・・・・Q7>
12−1゜ また移動方向の速度Voは次式によって求まる。
12−1゜ また移動方向の速度Voは次式によって求まる。
Vo = 【フTτy・・・・・・・・・・・・・・・
(1枠従って信号処fM*maυにおいて年四〜□□□
式の演算を行なうことにより、移動物体(2)の債万回
運に成分、移動方向の速度を知ることができる。
(1枠従って信号処fM*maυにおいて年四〜□□□
式の演算を行なうことにより、移動物体(2)の債万回
運に成分、移動方向の速度を知ることができる。
以上のように、この発明に係るレーザレーダ装置では、
各時刻における移動物体の距離および送信レーザ光軸方
向の速度成分子測定するだけで所定の演算の後、レーザ
光軸に@交する方向の速度成分を知ることができるので
、移動物体を摺密追尾する必要がなく、従って装置を聞
率化、小形化できるという利点がある。
各時刻における移動物体の距離および送信レーザ光軸方
向の速度成分子測定するだけで所定の演算の後、レーザ
光軸に@交する方向の速度成分を知ることができるので
、移動物体を摺密追尾する必要がなく、従って装置を聞
率化、小形化できるという利点がある。
第1図〜第3図は従来のレーザ・レーダ装置の構成管説
明する図、第4図はこの発明によるレーザ・レーダ装置
の笑施例會示す図、第5図は送信レーザ光のパルス波形
1示す因である。 図中(1)はレーザレーダ装置、(2)は移動物体、(
3)はレーザ光、(4)はレーザ装置、(5)はビーム
分割#t (6m)、 (6b)は光学系、 (7)
、 (8)はビームスプリッタ、(9)は検出器、αO
は局部発掘光用レーザ装置、0◇は信号処理装置である
。なお図中同一あるいは相当部分には1豆I−符号を付
して示しである。 代理人 為 封 倍 − 第1図 第2図 第3図 第5図 TfI
明する図、第4図はこの発明によるレーザ・レーダ装置
の笑施例會示す図、第5図は送信レーザ光のパルス波形
1示す因である。 図中(1)はレーザレーダ装置、(2)は移動物体、(
3)はレーザ光、(4)はレーザ装置、(5)はビーム
分割#t (6m)、 (6b)は光学系、 (7)
、 (8)はビームスプリッタ、(9)は検出器、αO
は局部発掘光用レーザ装置、0◇は信号処理装置である
。なお図中同一あるいは相当部分には1豆I−符号を付
して示しである。 代理人 為 封 倍 − 第1図 第2図 第3図 第5図 TfI
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 移動物体の速度を測定するレーザレーダ装置において、
パルスレーザ光を移@物体に向けて照射する手段と、前
記パルスレーザ光の移動物体による反射光管ヘテロダイ
ン検波する手段と。 前記反射光のドツプラーシフトit?測足する手段と、
前記反射光の伝搬時間を測定する手段と。 各時刻における前記ドツプラーシフitおよび前記反射
光の伝搬時間をもとに所定の債簀を行ない前記移動物体
の進行方向の速度運びに前記パルスレーザ光の光軸に1
父する方向の速度成分を算出する信号処理装置とを備え
たことを特徴とするレーザレーダ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1661482A JPS58135480A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | レ−ザレ−ダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1661482A JPS58135480A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | レ−ザレ−ダ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58135480A true JPS58135480A (ja) | 1983-08-12 |
Family
ID=11921198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1661482A Pending JPS58135480A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | レ−ザレ−ダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58135480A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6274368B1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-02-07 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
-
1982
- 1982-02-04 JP JP1661482A patent/JPS58135480A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6274368B1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-02-07 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
WO2018189863A1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
US11550042B2 (en) | 2017-04-13 | 2023-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser radar system |
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