JP2003207580A - レーザ式積雪深計 - Google Patents
レーザ式積雪深計Info
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- JP2003207580A JP2003207580A JP2002008007A JP2002008007A JP2003207580A JP 2003207580 A JP2003207580 A JP 2003207580A JP 2002008007 A JP2002008007 A JP 2002008007A JP 2002008007 A JP2002008007 A JP 2002008007A JP 2003207580 A JP2003207580 A JP 2003207580A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １台のレーザモジュールにより多点測定を可
能とする。 【解決手段】 レーザ光照射手段から積雪表面の深度測
定点向かってレーザ光を照射し、その深度測定点で乱反
射したレーザ光の一部をレーザ光受光手段によって受光
し、深度測定点に向かって照射したレーザ光と深度測定
点で乱反射して受光されたレーザ光の位相差を測定し、
レーザ照射手段から積雪表面までの距離信号に基づく積
雪深値を出力するレーザ式積雪深計において、レーザモ
ジュール筐体内部に固定配置されたレーザ照射手段と、
レーザ照射手段からのレーザ光を入力し、筐体に設けた
窓部から照射されるレーザ光の光軸を変更するための光
学的手段とを具備する。
能とする。 【解決手段】 レーザ光照射手段から積雪表面の深度測
定点向かってレーザ光を照射し、その深度測定点で乱反
射したレーザ光の一部をレーザ光受光手段によって受光
し、深度測定点に向かって照射したレーザ光と深度測定
点で乱反射して受光されたレーザ光の位相差を測定し、
レーザ照射手段から積雪表面までの距離信号に基づく積
雪深値を出力するレーザ式積雪深計において、レーザモ
ジュール筐体内部に固定配置されたレーザ照射手段と、
レーザ照射手段からのレーザ光を入力し、筐体に設けた
窓部から照射されるレーザ光の光軸を変更するための光
学的手段とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いた
積雪深計の改善に関する。
積雪深計の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３により、従来のレーザ式積雪深計の
実装例につき説明する。レーザ光を用いた積雪深計の測
定原理については、特開2000-131460に詳細に開示され
ているので、ここではその概要を説明する。
実装例につき説明する。レーザ光を用いた積雪深計の測
定原理については、特開2000-131460に詳細に開示され
ているので、ここではその概要を説明する。
【０００３】符号１ａ, １ｂ, ２ｃは、３台が並列設置
されたレーザ光照射手段を内蔵するレーザモジュールで
あり、地面２に垂直に設置された支柱３の頂部に照射ビ
ームが地面２に対して所定角θをなすように傾斜して固
定されている。４は積雪、５はデータ処理装置６が設置
された屋舎である。各レーザモジュールからデータ処理
装置６まではケーブル（図示せず）で接続されている。
Ｅはデータ処理装置６の出力であり、遠隔の利用設備に
伝送される。
されたレーザ光照射手段を内蔵するレーザモジュールで
あり、地面２に垂直に設置された支柱３の頂部に照射ビ
ームが地面２に対して所定角θをなすように傾斜して固
定されている。４は積雪、５はデータ処理装置６が設置
された屋舎である。各レーザモジュールからデータ処理
装置６まではケーブル（図示せず）で接続されている。
Ｅはデータ処理装置６の出力であり、遠隔の利用設備に
伝送される。
【０００４】各レーザモジュールのレーザ照射手段から
積雪表面の深度測定点Ｐａ, Ｐｂ,Ｐｃ向かってレーザ
光を照射し、その深度測定点で乱反射したレーザ光の一
部をモジュール内のレーザ光受光手段によって受光し、
各深度測定点に向かって照射したレーザ光とその深度測
定点で乱反射して受光されたレーザ光の位相差を測定
し、レーザ照射手段から積雪表面までの距離信号に基づ
く積雪深値を出力する。レーザモジュール１ａを代表と
して深度測定点Ｐａでの積雪深ｄは、レーザ照射手段か
ら積雪表面までの距離をＬ、地面からレーザ照射手段ま
での高さをｈとするとき、 ｄ＝ｈ−Ｌ×ｃｏｓθ で計算される。Ｐｂ, Ｐｃ点での積雪深も同様に計算さ
れる。
積雪表面の深度測定点Ｐａ, Ｐｂ,Ｐｃ向かってレーザ
光を照射し、その深度測定点で乱反射したレーザ光の一
部をモジュール内のレーザ光受光手段によって受光し、
各深度測定点に向かって照射したレーザ光とその深度測
定点で乱反射して受光されたレーザ光の位相差を測定
し、レーザ照射手段から積雪表面までの距離信号に基づ
く積雪深値を出力する。レーザモジュール１ａを代表と
して深度測定点Ｐａでの積雪深ｄは、レーザ照射手段か
ら積雪表面までの距離をＬ、地面からレーザ照射手段ま
での高さをｈとするとき、 ｄ＝ｈ−Ｌ×ｃｏｓθ で計算される。Ｐｂ, Ｐｃ点での積雪深も同様に計算さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】レーザ式積雪深計で
は、積雪面に照射されるレーザービームの直径は６ｍｍ
程度である。実際には６ｍｍのビームは雪の結晶により
散乱されるため、５ｃｍ乃至１０ｃｍの範囲に広がって
いる。
は、積雪面に照射されるレーザービームの直径は６ｍｍ
程度である。実際には６ｍｍのビームは雪の結晶により
散乱されるため、５ｃｍ乃至１０ｃｍの範囲に広がって
いる。
【０００６】しかしながらこの範囲は狭いものであり、
雪面の凹凸の影響を受けるので、測定地点の積雪深デー
タとしての代表性が悪い。このため、図３のように３台
のレーザモジュールによる近傍３点Ｐａ, Ｐｂ, Ｐｃの
積雪深データを平均処理して代表データとする構成をと
る。従って、レーザモジュールのコストがシステムのコ
ストアップの要因となっていた。
雪面の凹凸の影響を受けるので、測定地点の積雪深デー
タとしての代表性が悪い。このため、図３のように３台
のレーザモジュールによる近傍３点Ｐａ, Ｐｂ, Ｐｃの
積雪深データを平均処理して代表データとする構成をと
る。従って、レーザモジュールのコストがシステムのコ
ストアップの要因となっていた。
【０００７】本発明の目的は、このような問題点を解消
して１台のレーザモジュールにより従来と同様な多点測
定が可能な積雪深計を提供することにある。
して１台のレーザモジュールにより従来と同様な多点測
定が可能な積雪深計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第１の手段として、レーザ光照射手段
から積雪表面の深度測定点に向かってレーザ光を照射
し、その深度測定点で乱反射したレーザ光の一部をレー
ザ光受光手段によって受光し、前記深度測定点に向かっ
て照射したレーザ光と前記深度測定点で乱反射して受光
されたレーザ光の位相差を測定し、前記レーザ照射手段
から前記積雪表面までの距離信号に基づく積雪深値を出
力するレーザ式積雪深計において、レーザモジュール筐
体内部に固定配置されたレーザ照射手段と、レーザ照射
手段からのレーザ光を入力し、筐体に設けた窓部から照
射されるレーザ光の光軸を変更するための光学的手段と
を具備する構成を採用する。
に、本発明では、第１の手段として、レーザ光照射手段
から積雪表面の深度測定点に向かってレーザ光を照射
し、その深度測定点で乱反射したレーザ光の一部をレー
ザ光受光手段によって受光し、前記深度測定点に向かっ
て照射したレーザ光と前記深度測定点で乱反射して受光
されたレーザ光の位相差を測定し、前記レーザ照射手段
から前記積雪表面までの距離信号に基づく積雪深値を出
力するレーザ式積雪深計において、レーザモジュール筐
体内部に固定配置されたレーザ照射手段と、レーザ照射
手段からのレーザ光を入力し、筐体に設けた窓部から照
射されるレーザ光の光軸を変更するための光学的手段と
を具備する構成を採用する。
【０００９】また、第２の手段として、光学的手段は、
複数の反射ミラー手段と、これら反射ミラー手段の反射
角度をステップ的に変更する操作手段とよりなるという
構成を採用する。
複数の反射ミラー手段と、これら反射ミラー手段の反射
角度をステップ的に変更する操作手段とよりなるという
構成を採用する。
【００１０】第３の手段として、光学的手段は、複数の
反射ミラー手段と、これら反射ミラー手段の反射角度を
連続して周期的に変更するモータ手段とよりなるという
構成を採用する。
反射ミラー手段と、これら反射ミラー手段の反射角度を
連続して周期的に変更するモータ手段とよりなるという
構成を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して、
本発明に係わるレーザ式積雪深計の実施形態について説
明する。
本発明に係わるレーザ式積雪深計の実施形態について説
明する。
【００１２】図１において、１はレーザモジュール筐体
であり、７は筐体内部に固定配置されたレーザ光照射手
段、８は筐体側部に形成されたレーザ光の照射及び受光
用のガラス窓部である。点線のブロック９は、レーザモ
ジュール筐体１内に固定配置された光学的手段であり、
レーザ光照射手段７からのレーザ光Ｂを入力し、筐体に
設けた窓部８から照射されるレーザ光の光軸をＢ１, Ｂ
２, Ｂ３に示すように３軸に切り替えて変更する。この
光学的手段９は、複数の反射ミラー手段と、これら反射
ミラー手段の反射角度をステップ的に変更する操作手段
で構成される。
であり、７は筐体内部に固定配置されたレーザ光照射手
段、８は筐体側部に形成されたレーザ光の照射及び受光
用のガラス窓部である。点線のブロック９は、レーザモ
ジュール筐体１内に固定配置された光学的手段であり、
レーザ光照射手段７からのレーザ光Ｂを入力し、筐体に
設けた窓部８から照射されるレーザ光の光軸をＢ１, Ｂ
２, Ｂ３に示すように３軸に切り替えて変更する。この
光学的手段９は、複数の反射ミラー手段と、これら反射
ミラー手段の反射角度をステップ的に変更する操作手段
で構成される。
【００１３】光学的手段９において、１０は第１ミラー
であり、支点１０ａを軸に回転可能に支持されている。
このミラーの一端部にはばね１１が結合し、ストッパー
１２により実線で示す初期位置に規制されている。ミラ
ーの他端部には操作手段であるソレノイド１３の駆動軸
が結合し、ソレノイドがオンのとき、ミラー端部をばね
１１に抗してＱ方向に引き、点線の回転位置１０´まで
所定角度回転させる。
であり、支点１０ａを軸に回転可能に支持されている。
このミラーの一端部にはばね１１が結合し、ストッパー
１２により実線で示す初期位置に規制されている。ミラ
ーの他端部には操作手段であるソレノイド１３の駆動軸
が結合し、ソレノイドがオンのとき、ミラー端部をばね
１１に抗してＱ方向に引き、点線の回転位置１０´まで
所定角度回転させる。
【００１４】同様に光学的手段９において、１４は第２
ミラーであり、支点１４ａを軸に回転可能に支持されて
いる。このミラーの一端部にはばね１５が結合し、スト
ッパー１６により実線で示す初期位置に規制されてい
る。ミラーの他端部にはソレノイド１７の駆動軸が結合
し、ソレノイドがオンのとき、ミラー端部をばね１５に
抗してＲ方向に引き、点線の回転位置１４´まで所定角
度回転させる。
ミラーであり、支点１４ａを軸に回転可能に支持されて
いる。このミラーの一端部にはばね１５が結合し、スト
ッパー１６により実線で示す初期位置に規制されてい
る。ミラーの他端部にはソレノイド１７の駆動軸が結合
し、ソレノイドがオンのとき、ミラー端部をばね１５に
抗してＲ方向に引き、点線の回転位置１４´まで所定角
度回転させる。
【００１５】１８は、レーザモジュール筐体１内に内蔵
されたソレノイド駆動回路である。ソレノイド１３及び
１７が共にオフの場合は、第１ミラー１０及び第２ミラ
ー１４は実線の初期位置であり、レーザ光照射手段７か
らのレーザ光Ｂは第１ミラー１０及び第２ミラー１４を
反射して光軸Ｂ１のレーザ光を出力する。
されたソレノイド駆動回路である。ソレノイド１３及び
１７が共にオフの場合は、第１ミラー１０及び第２ミラ
ー１４は実線の初期位置であり、レーザ光照射手段７か
らのレーザ光Ｂは第１ミラー１０及び第２ミラー１４を
反射して光軸Ｂ１のレーザ光を出力する。
【００１６】ソレノイド１３がオフでソレノイド１７が
オンの場合は、第１ミラー１０は初期位置に、第２ミラ
ー１４は点線の回転位置１４´まで回転する。この回転
により、第２ミラーの反射角がシフトし、レーザ光照射
手段７からのレーザ光ＢはＢ１より所定角度シフトした
光軸Ｂ２のレーザ光を出力する。
オンの場合は、第１ミラー１０は初期位置に、第２ミラ
ー１４は点線の回転位置１４´まで回転する。この回転
により、第２ミラーの反射角がシフトし、レーザ光照射
手段７からのレーザ光ＢはＢ１より所定角度シフトした
光軸Ｂ２のレーザ光を出力する。
【００１７】ソレノイド１３がオンでソレノイド１７が
オフの場合は、第２ミラー１４は初期位置に、第１ミラ
ー１０は点線の回転位置１０´まで回転する。この回転
により、第１ミラーの反射角がシフトし、レーザ光照射
手段７からのレーザ光ＢはＢ１より所定角度Ｂ２の反対
側にシフトした光軸Ｂ３のレーザ光を出力する。
オフの場合は、第２ミラー１４は初期位置に、第１ミラ
ー１０は点線の回転位置１０´まで回転する。この回転
により、第１ミラーの反射角がシフトし、レーザ光照射
手段７からのレーザ光ＢはＢ１より所定角度Ｂ２の反対
側にシフトした光軸Ｂ３のレーザ光を出力する。
【００１８】このように、ソレノイドの所定周期のオン
オフ制御によるミラーの回転操作により、レーザ光を所
定周期で３軸に切り替えることができ、１台のレーザモ
ジュールで３点の積雪深データを取得することが可能と
なる。
オフ制御によるミラーの回転操作により、レーザ光を所
定周期で３軸に切り替えることができ、１台のレーザモ
ジュールで３点の積雪深データを取得することが可能と
なる。
【００１９】図２は、本発明の他の実施形態を示す構成
図である。図１と同一構成要素には同一符号を付して説
明を省略する。この実施形態における光学的手段９の特
徴は、第１ミラー１０が固定配置され、第２ミラー１４
の中心がモータ１９の回転軸に結合し、所定の速度で回
転する点にある。２０はモータ駆動回路である。
図である。図１と同一構成要素には同一符号を付して説
明を省略する。この実施形態における光学的手段９の特
徴は、第１ミラー１０が固定配置され、第２ミラー１４
の中心がモータ１９の回転軸に結合し、所定の速度で回
転する点にある。２０はモータ駆動回路である。
【００２０】第２ミラー１４の反射面とモータ１９の軸
方向が直角より所定角度ずらして結合されており、回転
によりミラー１４は点線で示す１４´の位置まで周期的
に振れるため、このミラー面からの反射レーザ光の光軸
Ｂ１は、仮想中心軸より所定角α偏心し、雪面の測定点
Ｐではレーザスポットが周期的に所定の大きさの円を描
くように照射される。
方向が直角より所定角度ずらして結合されており、回転
によりミラー１４は点線で示す１４´の位置まで周期的
に振れるため、このミラー面からの反射レーザ光の光軸
Ｂ１は、仮想中心軸より所定角α偏心し、雪面の測定点
Ｐではレーザスポットが周期的に所定の大きさの円を描
くように照射される。
【００２１】従って、第２ミラー１４の回転の１周期の
期間中に適当なサンプルタイミングで測定データを取り
込めば、図１と同様な３点又はそれ以上の多点のデータ
を収集することが可能である。
期間中に適当なサンプルタイミングで測定データを取り
込めば、図１と同様な３点又はそれ以上の多点のデータ
を収集することが可能である。
【００２２】図１及び図２の実施形態の検証において、
レーザ光の光軸の振れ角を１０゜、多点のスポット間隔
は５０ｃｍに選定することにより、５０ｃｍ離れた３点
の積雪深データの平均でそのエリアの積雪深の代表デー
タを取得することができた。
レーザ光の光軸の振れ角を１０゜、多点のスポット間隔
は５０ｃｍに選定することにより、５０ｃｍ離れた３点
の積雪深データの平均でそのエリアの積雪深の代表デー
タを取得することができた。
【００２３】以上説明した実施例において、第１, 第２
ミラーはプリズムに置き換えることが可能である。図１
の光学的手段の構成は、モータとカム機構により各ミラ
ーの回転操作を多段にすることで。メカニズムとしては
複雑になるが３軸以上の切り替え変更が可能である。
尚、図２のモータ１９はステップモータやシンクロモー
タ等定速回転するモータで実現することができる。
ミラーはプリズムに置き換えることが可能である。図１
の光学的手段の構成は、モータとカム機構により各ミラ
ーの回転操作を多段にすることで。メカニズムとしては
複雑になるが３軸以上の切り替え変更が可能である。
尚、図２のモータ１９はステップモータやシンクロモー
タ等定速回転するモータで実現することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１台のレーザモジュールにより、所定距離離れた多点の
積雪深データを取得することが可能となり、レーザ式積
雪深計特有の代表性に関する問題点を、システムのコス
トアップを抑えた構成で解消することができる。
１台のレーザモジュールにより、所定距離離れた多点の
積雪深データを取得することが可能となり、レーザ式積
雪深計特有の代表性に関する問題点を、システムのコス
トアップを抑えた構成で解消することができる。
【図１】 本発明の一実施形態に係わるレーザ式積雪深
計の構成図である。
計の構成図である。
【図２】 本発明の他の実施形態に係わるレーザ式積雪
深計の構成図である。
深計の構成図である。
【図３】 従来のレーザ式積雪深計の実装例を示す構成
図である。
図である。
１ レーザモジュール筐体
７ レーザ光照射手段
８ 窓部
９ 光学的手段
１０ 第一ミラー
１３ ソレノイド
１４ 第２ミラー
１７ ソレノイド
１８ ソレノイド駆動回路
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光照射手段から積雪表面の深度測
定点に向かってレーザ光を照射し、その深度測定点で乱
反射したレーザ光の一部をレーザ光受光手段によって受
光し、前記深度測定点に向かって照射したレーザ光と前
記深度測定点で乱反射して受光されたレーザ光の位相差
を測定し、前記レーザ照射手段から前記積雪表面までの
距離信号に基づく積雪深値を出力するレーザ式積雪深計
において、 レーザモジュール筐体内部に固定配置されたレーザ照射
手段と、 前記レーザ照射手段からのレーザ光を入力し、前記筐体
に設けた窓部から照射されるレーザ光の光軸を変更する
ための光学的手段と、 を具備するレーザ式積雪深計。 - 【請求項２】 前記光学的手段は、複数の反射ミラー手
段と、これら反射ミラー手段の反射角度をステップ的に
変更する操作手段とよりなる請求項１記載のレーザ式積
雪深計。 - 【請求項３】 前記光学的手段は、複数の反射ミラー手
段と、これら反射ミラー手段の反射角度を連続して周期
的に変更するモータ手段とよりなる請求項１記載のレー
ザ式積雪深計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002008007A JP2003207580A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | レーザ式積雪深計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002008007A JP2003207580A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | レーザ式積雪深計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207580A true JP2003207580A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27646382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002008007A Withdrawn JP2003207580A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | レーザ式積雪深計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003207580A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7623779B2 (en) | 2005-09-27 | 2009-11-24 | Casio Computer Co., Ltd. | Distance-measuring apparatus, distance-measuring method, and recording medium |
| US7661826B2 (en) | 2005-09-27 | 2010-02-16 | Casio Computer Co., Ltd. | Distance-measuring apparatus |
| JP2011169610A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Central Japan Railway Co | 検測車の車体歪み測定方法および測定装置 |
| KR101334027B1 (ko) * | 2013-06-26 | 2013-12-05 | (주)정한전자시스템 | 자동 적설량 관측을 위한 다점 관측장치 및 그 방법 |
| KR101565481B1 (ko) | 2014-03-18 | 2015-11-13 | 주식회사 웨더피아 | 다지점 적설량 측정 장치 |
| KR102550052B1 (ko) * | 2022-10-13 | 2023-07-04 | (주)대한엔지니어링 | 2축 조향거울을 이용한 레이저 빔 조향방식의 풍속 측정용 라이다 |
-
2002
- 2002-01-16 JP JP2002008007A patent/JP2003207580A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7661826B2 (en) | 2005-09-27 | 2010-02-16 | Casio Computer Co., Ltd. | Distance-measuring apparatus |
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| KR102550052B1 (ko) * | 2022-10-13 | 2023-07-04 | (주)대한엔지니어링 | 2축 조향거울을 이용한 레이저 빔 조향방식의 풍속 측정용 라이다 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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