JP5251735B2 - Laser radar equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a laser radar device.
従来より、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。
Conventionally, for example, an apparatus as disclosed in
しかしながら、特許文献１の技術では検出領域が平面（水平方向）に限定されてしまうという問題がある。即ち、凹面鏡から空間に向けて反射されたレーザ光は所定平面（走査平面）内で走査がなされるため、その走査平面から外れた領域については検出が不能となる。従って、特許文献１の構成では、検出物体の高さについての具体的情報を得ることは困難であった。
However, the technique of
一方、検出物体の高さを把握しうる構成としては、装置全体を傾斜させて設置する等の方法により、レーザ光を斜めに投射する構成が考えられる。このように斜めにレーザ光を投射する構成を用いた場合と、装置に近い位置では低い位置を走査し、装置から遠い位置では高い位置を走査することになるため、特に動く物体などの具体的高さ情報を得やすくなる。 On the other hand, as a configuration capable of grasping the height of the detection object, a configuration in which laser light is projected obliquely by a method such as inclining and installing the entire apparatus can be considered. When using a configuration that projects laser light obliquely in this way, a low position is scanned at a position close to the apparatus, and a high position is scanned at a position far from the apparatus. It becomes easy to obtain height information.
しかしながら、検出物体の高さ方向の位置を正確に把握するには、検出を行おうとするレーザレーダ装置自体がどのような設置状態にあるか考慮する必要がある。例えば、装置が低位置に設置されるときと、高位置に設置されるときとでは、レーザ光の投射高さが異なり、このような投射高さの違いを無視して検出物体の高さ方向の位置を正確に把握することは困難である。 However, in order to accurately grasp the position of the detected object in the height direction, it is necessary to consider the installation state of the laser radar device itself to be detected. For example, when the device is installed at a low position and when it is installed at a high position, the projection height of the laser light differs, and the difference in projection height is ignored, and the height direction of the detected object It is difficult to accurately grasp the position of.
このような事情から、現在では、レーザレーザ装置において自己（当該レーザレーダ装置）の設置状態を正確に判断し得る構成が望まれている。また、設置状態に基づいて検出物体の高さや形状を正確に判断し得る構成も求められている。 Under such circumstances, at present, there is a demand for a configuration that can accurately determine the installation state of itself (the laser radar device) in the laser laser device. There is also a need for a configuration that can accurately determine the height and shape of the detection object based on the installation state.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、検出物体の高さをより正確に検出し得るレーザレーダ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a laser radar apparatus capable of accurately detecting the height of the detection object.
請求項１の発明は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した第１反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、前記偏向手段が第１回動範囲にあるときに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記第１反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記偏向手段が第２回動範囲となったときに、前記偏向手段から投射された前記レーザ光を前記検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面である基準面に向けて偏向すると共に、前記レーザ光が前記基準面にて反射した第２反射光を前記回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備え、
前記偏向手段は、前記第２回動範囲にあるときに、前記偏向部材からの前記第２反射光を前記光検出手段に向けて偏向する構成をなし、
当該レーザレーダ装置は、前記支持面に対して傾斜して設置されており、
更に、前記偏向手段が前記第１回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出する第１時間検出手段と、
前記偏向手段が前記第２回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第２反射光が検出されるまでの第２時間を検出する第２時間検出手段と、
当該レーザレーダ装置の前記中心軸と鉛直方向とのなす角度である設置角度を検出する角度検出手段と、
を備え、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する方向に前記レーザ光を投射する構成であり、第３回動範囲にあるときに、前記支持面に対して傾斜した上方向に前記レーザ光を投射可能とされており、
更に、前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記第３回動範囲の所定方向において前記偏向手段により斜め上方に投射された前記レーザ光に応じた前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間と、前記第２時間と、前記設置角度と、に基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出可能な物体高さ算出手段を有し、
前記所定方向は、前記設置角度と、前記鉛直方向と直交する水平方向に対する前記偏向手段からの前記レーザ光の傾斜角度とが一致する方向であり、
前記物体高さ算出手段は、
前記第２回動範囲において前記レーザ光発生手段からの前記レーザが前記偏向手段に入射する入射位置から当該レーザ光が前記偏向部材へ向かう方向と前記水平方向とのなす角度と、当該レーザ光が前記偏向部材で反射して前記基準面に向かうときの方向と前記鉛直方向とのなす角度と、前記設置角度とが一致する場合の前記第２時間と、光速と、前記設置角度とに基づいて定まる前記基準面から前記入射位置までの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記所定方向において前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間に基づく、前記入射位置と前記検出物体の検出位置との距離をＢとした場合、
前記検出物体の前記支持面からの高さｈを、前記基準面から前記入射位置までの高さＨと、前記距離Ｂと、前記設置角度とに基づいて算出することを特徴とする。
The invention of
A light detection means for detecting a first reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis, and deflecting the laser beam toward the space by the deflection unit when the deflection unit is in the first rotation range; and Rotating deflection means for deflecting the first reflected light toward the light detection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
A laser radar device comprising:
When the deflecting means is in the second rotation range, the laser beam projected from the deflecting means is applied to a support surface on which the detection object is supported or a reference surface that is an extension destination of the support surface. A deflecting member for deflecting the second reflected light reflected by the reference surface toward the rotating deflecting means,
The deflecting means is configured to deflect the second reflected light from the deflecting member toward the light detecting means when in the second rotation range,
The laser radar device is installed inclined with respect to the support surface,
Further, when the deflecting means is in the first rotation range, the first time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the first reflected light is detected by the light detecting means. First time detecting means for detecting time;
When the deflecting means is in the second rotation range, a second time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is set. Second time detecting means for detecting;
An angle detection means for detecting an installation angle that is an angle formed by the central axis of the laser radar device and a vertical direction ;
With
The deflecting unit projects the laser beam in a direction orthogonal to the central axis, and can project the laser beam in an upward direction inclined with respect to the support surface when in the third rotation range. And
Further, when the detection object approaches the laser radar device while being supported on the support surface, the laser beam corresponding to the laser beam projected obliquely upward by the deflecting means in a predetermined direction of the third rotation range. Object height capable of calculating the height of the detected object from the support surface based on the first time when the first reflected light is first received, the second time, and the installation angle. Having a calculation means,
The predetermined direction is a direction in which the installation angle coincides with an inclination angle of the laser light from the deflecting unit with respect to a horizontal direction orthogonal to the vertical direction,
The object height calculating means includes
In the second rotation range, an angle formed by a direction in which the laser beam is directed from the incident position where the laser from the laser beam generating unit enters the deflecting unit and the horizontal direction, and the laser beam is Based on the second time when the angle between the direction reflected by the deflecting member and heading toward the reference plane and the vertical direction matches the installation angle, the speed of light, and the installation angle. The height from the fixed reference plane to the incident position is H,
The incident position and the detection based on the first time when the first reflected light is first received in the predetermined direction when the detection object is supported by the support surface and approaches the laser radar device. If the distance from the object detection position is B,
The height h of the detection object from the support surface is calculated based on the height H from the reference surface to the incident position, the distance B, and the installation angle .
請求項２の発明は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した第１反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、前記偏向手段が第１回動範囲にあるときに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記第１反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記中心軸の方向が鉛直方向であり、
前記偏向手段が第２回動範囲となったときに、前記偏向手段から投射された前記レーザ光を前記検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面である基準面に向けて前記中心軸と平行方向に偏向すると共に、前記レーザ光が前記基準面にて反射した第２反射光を前記回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備え、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する水平方向に対して所定角度だけ上向きに傾斜した方向に前記レーザ光を偏向する構成をなし、且つ、前記第２回動範囲にあるときに、前記偏向部材からの前記第２反射光を前記光検出手段に向けて偏向する構成をなしており、
更に、前記偏向手段が前記第１回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出する第１時間検出手段と、
前記偏向手段が前記第２回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第２反射光が検出されるまでの第２時間を検出する第２時間検出手段と、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間と、前記第２時間と、前記所定角度とに基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出する物体高さ算出手段と、
を備え、
前記物体高さ算出手段は、
前記第２時間と、光速と、前記所定角度とに基づく、前記偏向手段における前記レーザ光発生手段からのレーザ光の入射位置までの前記基準面からの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間に基づく、前記入射位置から前記検出物体の検出位置までの距離をＢとした場合、
前記基準面から前記入射位置までの高さＨと、前記距離Ｂと、前記所定角度と、に基づき、前記検出物体の前記支持面からの高さｈを算出することを特徴とする。
The invention of claim 2 comprises a laser beam generating means for generating a laser beam,
A light detection means for detecting a first reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis, and deflecting the laser beam toward the space by the deflection unit when the deflection unit is in the first rotation range; and Rotating deflection means for deflecting the first reflected light toward the light detection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
A laser radar device comprising:
The direction of the central axis is the vertical direction;
When the deflecting means is in the second rotation range, the laser beam projected from the deflecting means is applied to a support surface on which the detection object is supported or a reference surface that is an extension destination of the support surface. A deflecting member that deflects the second reflected light reflected by the reference surface toward the rotation deflecting unit, and deflects the laser light in a direction parallel to the central axis.
The deflecting means is configured to deflect the laser light in a direction inclined upward by a predetermined angle with respect to a horizontal direction orthogonal to the central axis, and when the deflecting means is in the second rotation range, The second reflected light from the member is configured to be deflected toward the light detection means;
Further, when the deflecting means is in the first rotation range, the first time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the first reflected light is detected by the light detecting means. First time detecting means for detecting time;
When the deflecting means is in the second rotation range, a second time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is set. Second time detecting means for detecting;
When the detected object approaches the laser radar device while being supported by the support surface, the first time when the first reflected light is first received, the second time, and the predetermined angle An object height calculating means for calculating the height of the detected object from the support surface based on:
With
The object height calculating means includes
Based on the second time, the speed of light, and the predetermined angle, the height from the reference surface to the incident position of the laser beam from the laser beam generation unit in the deflection unit is H,
The detection position of the detection object from the incident position based on the first time when the first reflected light is first received when the detection object approaches the laser radar device while being supported by the support surface. If the distance to is B,
The height h of the detection object from the support surface is calculated based on the height H from the reference surface to the incident position, the distance B, and the predetermined angle.
請求項３の発明は、レーザ光を間欠的に発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段から間欠的に発生する各レーザ光に応じて、当該各レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記各レーザ光に応じた各反射光が検出されるまでの各時間を検出する時間検出手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記中心軸の方向が鉛直方向であり、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する水平方向に対して所定角度傾斜した上方向に前記レーザ光を偏向する構成をなしており、
前記検出物体が当該検出物体を支持する支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記反射光が最初に受光されるときに前記時間検出手段によって検出される前記時間と、前記所定角度と、に基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出する物体高さ算出手段を備え、
前記物体高さ算出手段は、
前記偏向手段における前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光の入射位置までの前記支持面からの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記時間検出手段で検出される前記時間に基づく、前記入射位置から前記検出物体の検出位置までの距離をＢとした場合、
前記入射位置までの前記支持面からの高さＨと、前記距離Ｂと、前記所定角度とに基づき、前記検出物体の前記支持面からの高さｈを算出することを特徴とする。
The invention of
A light detecting means for detecting reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generating means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis is provided. The laser beam is deflected toward the space by the deflection unit, and the reflected light is deflected toward the light detection unit. Dynamic deflection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
Each time from when each laser beam is generated according to each laser beam generated intermittently from the laser beam generating unit until each reflected beam corresponding to each laser beam is detected by the photodetecting unit Time detection means for detecting
A laser radar device comprising:
The direction of the central axis is the vertical direction;
The deflecting means is configured to deflect the laser light in an upward direction inclined at a predetermined angle with respect to a horizontal direction orthogonal to the central axis;
The time detected by the time detection means when the reflected light is first received when the detection object approaches the laser radar device while being supported by a support surface supporting the detection object; and An object height calculating means for calculating a height of the detected object from the support surface based on a predetermined angle;
The object height calculating means includes
The height from the support surface to the incident position of the laser beam from the laser beam generation unit in the deflection unit is H,
The distance from the incident position to the detection position of the detection object based on the time detected by the time detection means when the detection object approaches the laser radar device while being supported on the support surface is B. If
The height h of the detection object from the support surface is calculated based on the height H from the support surface to the incident position, the distance B, and the predetermined angle.
請求項１の発明は、偏向手段が第１回動範囲にあるときに、レーザ光発生手段にてレーザ光が発生してから光検出手段によって第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出しており、これにより、検出物体の方位や検出物体までの距離を精度高く検出できる。
また、偏向手段が第２回動範囲となったときに、偏向手段から投射されたレーザ光を基準面に向けて偏向すると共に、レーザ光が基準面にて反射した反射光（第２反射光）を回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備えており、偏向手段は、偏向手段が第２回動範囲にあるときに、偏向部材からの第２反射光を光検出手段に向けて偏向する構成をなしている。更に、偏向手段が第２回動範囲にあるときに、レーザ光発生手段にてレーザ光が発生してから光検出手段によって第２反射光が検出されるまでの時間（第２時間）を検出している。このようにすると、偏向手段から投射されるレーザ光を有効に利用してレーザレーダ装置と基準面との距離を精度高く把握できる。
また、このような「第２時間」に加え、当該レーザレーダ装置の「設置角度」をも検出しているため、レーザレーダ装置の設置状態をより適切に把握でき、ひいては、このような設置状態を考慮して、検出物体の高さ方向の位置を精度高く把握できる。
According to the first aspect of the present invention, the first time from when the laser beam is generated by the laser beam generator to when the first reflected light is detected by the beam detector when the deflecting unit is in the first rotation range. Thus, the orientation of the detected object and the distance to the detected object can be detected with high accuracy.
Further, when the deflecting means is in the second rotation range, the laser light projected from the deflecting means is deflected toward the reference surface, and the reflected light (second reflected light) reflected by the reference surface is reflected. ) Toward the rotation deflection means, and the deflection means directs the second reflected light from the deflection member toward the light detection means when the deflection means is in the second rotation range. It is configured to deflect. Further, when the deflecting means is in the second rotation range, a time (second time) from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is detected. doing. In this way, it is possible to accurately grasp the distance between the laser radar device and the reference plane by effectively using the laser light projected from the deflecting means.
In addition to the “second time”, the “installation angle” of the laser radar device is also detected, so that the installation state of the laser radar device can be grasped more appropriately. Therefore, the position of the detected object in the height direction can be grasped with high accuracy.
また、基準面が、検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面とされているため、上記「第２時間」を検出することで、当該レーザレーダ装置が、支持面（検出物体を支持する面）からどの程度の設置高さにあるかを精度高く把握できる。更に、このような「設置高さ」を示す「第２時間」に加え、「第１時間」及び「設置角度」を考慮することで、検出物体の検出位置が支持面からどの程度の高さにあるかをより精度高く検出できるようになる。 In addition, since the reference surface is a support surface on which the detection object is supported or a surface that is an extension of the support surface, the laser radar device detects the “second time” and the support surface It is possible to accurately grasp the installation height from the (surface that supports the detection object). Furthermore, in addition to the “second time” indicating the “installation height”, the “first time” and the “installation angle” are taken into consideration to determine the height of the detection position of the detection object from the support surface. Can be detected with higher accuracy.
また、レーザレーダ装置が支持面に対して傾斜して設置されており、高さ算出手段は、検出物体が支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、第３回動範囲において偏向手段により斜め上方に投射されたレーザ光に応じた第１反射光が最初に受光されるときの「第１時間」と、「第２時間」と、「設置角度」とに基づいて検出物体の支持面からの高さを算出している。
レーザ光が斜め上方に投射されるエリアでは、レーザレーダ装置から離れるほど高い位置の検出が行われるため、当該エリアでは、検出物体がある程度接近した時点で初めて検出物体の上端部にレーザ光が入射するようになり、これによって検出物体の存在が確認されるようになる。従って、第１反射光が最初に受光されるときの検出位置（検出物体のおけるレーザ光の照射位置）の高さ（支持面からの距離）を、「第１時間」「第２時間」「設置角度」に基づいて算出することで、検出物体の支持面からの高さを精度高く把握できる。
In addition, the laser radar device is installed to be inclined with respect to the support surface, and the height calculating means is configured to move the third object in the third rotation range when the detection object approaches the laser radar device while being supported by the support surface. Detected object based on “first time”, “second time”, and “installation angle” when the first reflected light corresponding to the laser light projected obliquely upward by the deflecting means is first received The height from the support surface is calculated.
In the area where the laser beam is projected obliquely upward, the higher the position is detected as the laser beam is moved away from the laser radar device, the laser beam is incident on the upper end of the detected object for the first time when the detected object approaches to some extent. As a result, the presence of the detected object is confirmed. Therefore, the height (distance from the support surface) of the detection position (laser beam irradiation position on the detection object) when the first reflected light is first received is expressed as “first time”, “second time”, “ By calculating based on the “installation angle”, it is possible to accurately grasp the height of the detected object from the support surface.
また、鉛直方向に対する当該レーザレーダ装置の傾斜角度を検出する傾斜センサを有していてもよい。このようにすると、レーザレーダ装置の設置角度を簡易な構成でより正確に検出できるようになる。 Moreover, you may have the inclination sensor which detects the inclination-angle of the said laser radar apparatus with respect to a perpendicular direction . In this way, the installation angle of the laser radar device can be detected more accurately with a simple configuration.
請求項２の発明は、偏向手段が第１回動範囲にあるときに、レーザ光発生手段にてレーザ光が発生してから光検出手段によって第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出しており、これにより、検出物体の方位や検出物体までの距離を精度高く検出できる。
また、偏向手段が第２回動範囲となったときに、偏向手段から投射されたレーザ光を基準面に向けて偏向すると共に、レーザ光が基準面にて反射した反射光（第２反射光）を回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備えており、偏向手段は、偏向手段が第２回動範囲にあるときに、偏向部材からの第２反射光を光検出手段に向けて偏向する構成をなしている。更に、偏向手段が第２回動範囲にあるときに、レーザ光発生手段にてレーザ光が発生してから光検出手段によって第２反射光が検出されるまでの時間（第２時間）を検出している。このようにすると、偏向手段から投射されるレーザ光を有効に利用してレーザレーダ装置と基準面との距離を精度高く把握できる。
また、上記「第１時間」「第２時間」「所定角度」を把握した上で、検出物体の検出位置の高さを算出しており、このようにすれば、検出位置の高さをより精度高く把握できるようになる。
According to a second aspect of the present invention, when the deflecting means is in the first rotation range, the first time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the first reflected light is detected by the light detecting means. Thus, the orientation of the detected object and the distance to the detected object can be detected with high accuracy.
Further, when the deflecting means is in the second rotation range, the laser light projected from the deflecting means is deflected toward the reference surface, and the reflected light (second reflected light) reflected by the reference surface is reflected. ) Toward the rotation deflection means, and the deflection means directs the second reflected light from the deflection member toward the light detection means when the deflection means is in the second rotation range. It is configured to deflect. Further, when the deflecting means is in the second rotation range, a time (second time) from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is detected. doing. In this way, it is possible to accurately grasp the distance between the laser radar device and the reference plane by effectively using the laser light projected from the deflecting means.
In addition, the height of the detection position of the detected object is calculated after grasping the above “first time”, “second time”, and “predetermined angle”. It becomes possible to grasp with high accuracy.
また、水平方向に対して所定角度だけ傾斜した上方向にレーザ光を偏向するように偏向手段が構成されている。このようにすると、より上方側の検出を行うことができるようになり、より高い検出物体を検出する場合に有利となる。 The deflecting means is configured to deflect the laser beam in an upward direction inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction. This makes it possible to perform detection on the upper side, which is advantageous when detecting a higher detection object.
また、基準面が、検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面であるため、上記「第２時間」を検出することで、当該レーザレーダ装置が、支持面（検出物体を支持する面）からどの程度の設置高さにあるかを精度高く把握できる。更に、このような「設置高さ」を示す「第２時間」に加え、「第１時間」及び「所定角度」を考慮することで、検出物体の支持面からの高さをより精度高く検出できるようになる。
また、このような構成によってレーザレーダ装置に接近しようとする検出物体の高さを検出する場合、レーザレーダ装置から離れるほど高い位置の検出が行われるため、検出物体がある程度接近した時点で初めて検出物体の上端部にレーザ光が入射するようになり、これによって検出物体の存在が確認されるようになる。従って、第１反射光が最初に受光されるときの検出位置（検出物体におけるレーザ光の照射位置）の高さ（支持面からの距離）を、「第１時間」「第２時間」「所定角度」に基づいて算出することで、検出物体の支持面からの高さを精度高く把握できる。
In addition, since the reference surface is a support surface on which the detection object is supported or a surface that is an extension destination of the support surface, the laser radar device detects the “second time” so that the laser radar device detects the support surface (detection). It is possible to accurately grasp how much the installation height is from the surface supporting the object. Furthermore, in addition to the “second time” indicating the “installation height”, the “first time” and the “predetermined angle” are taken into account to detect the height of the detected object from the support surface with higher accuracy. become able to.
In addition, when detecting the height of a detection object that attempts to approach the laser radar device with such a configuration, the detection is performed only when the detection object approaches to some extent because a higher position is detected as the distance from the laser radar device increases. Laser light enters the upper end of the object, thereby confirming the presence of the detected object. Accordingly, the height (distance from the support surface) of the detection position (laser beam irradiation position on the detection object) when the first reflected light is first received is set to “first time”, “second time”, “predetermined”. By calculating based on the “angle”, it is possible to accurately grasp the height of the detected object from the support surface.
また、偏向部材がミラーによって構成されていてもよい。このようにすると、より簡易な構成で、レーザレーダ装置と基準面との位置関係を把握できるようになる。 Further, the deflection member may be constituted by a mirror. This makes it possible to grasp the positional relationship between the laser radar device and the reference plane with a simpler configuration.
請求項３の発明のように、水平方向に対して所定角度傾斜した方向にレーザ光を偏向するように構成すると、既知の角度（所定角度）と、当該レーザレーダ装置から検出位置（検出物体においてレーザが照射される位置）までの距離とに基づいて、その検出位置までの水平方向の距離及び検出位置の高さを把握できるようになる。そして、このような検出を、複数のタイミングで行うことで、移動する検出物体の高さをより正確に検出できるようになる。
If the laser beam is deflected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction as in the invention of
また、偏向手段から投射されるレーザ光の「所定角度」が鋭角をなす角度とされているとよい。このようにすると、検出エリアをより広く確保することができ、且つ、移動する検出物体の形状をより詳しく検出することができる。 The “predetermined angle” of the laser light projected from the deflecting means may be an acute angle. In this way, a wider detection area can be secured, and the shape of the moving detection object can be detected in more detail.
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態に係るレーザレーダ装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザレーダ装置を概略的に例示する断面図である。図２は、図１のレーザレーダ装置において偏向手段が第２回動範囲にあるときの検出例を説明する説明図である。図３（ａ）は、レーザレーダ装置が傾斜していない設置状態での装置高さの検出を説明する説明図であり、図３（ｂ）は傾斜した設置状態にある装置の装置高さ及び設置角度の検出を説明する説明図である。図４は、レーザレーダ装置の設置高さの算出方法を説明する説明図である。図５は、図１のレーザレーダ装置で行われる検出処理を例示するフローチャートである。図６（ａ）は、遠方に検出物体（人）が存在するときの検出の様子を説明する説明図であり、図６（ｂ）は、検出物体（人）が接近してきたときの検出の様子を説明する説明図である。図７は、検出物体の大きさの検出例を説明する説明図である。
[First embodiment]
Hereinafter, a laser radar device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device according to a first embodiment of the invention. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a detection example when the deflection unit is in the second rotation range in the laser radar apparatus of FIG. FIG. 3A is an explanatory diagram for explaining the detection of the apparatus height when the laser radar apparatus is not inclined, and FIG. 3B is an apparatus height of the apparatus in the inclined installation state. It is explanatory drawing explaining the detection of an installation angle. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a method for calculating the installation height of the laser radar device. FIG. 5 is a flowchart illustrating a detection process performed by the laser radar apparatus of FIG. FIG. 6A is an explanatory diagram for explaining a state of detection when a detection object (person) is present in the distance, and FIG. 6B is a diagram of detection when the detection object (person) approaches. It is explanatory drawing explaining a mode. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a detection example of the size of the detected object.
（全体構成）
まず、図１等を参照して第１実施形態に係るレーザレーダ装置１の全体構成について説明する。図１に示すように、レーザレーダ装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
(overall structure)
First, the overall configuration of the
レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を供給され、パルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を投光する構成をなしている。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて示している。
The
フォトダイオード２０は、「検出手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生したときに、このレーザ光Ｌ１が検出物体によって反射した反射光（第１反射光Ｌ２）を検出し、電気信号に変換する構成をなしている。なお、検出物体からの第１反射光については所定領域のものが偏向部４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。
The
また、レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を平行光に変換する機能を有する。
A
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路上には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１の光軸に対して傾斜した反射面３０ａを備え、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１を回動偏向機構４０に向けて反射させる構成をなしている。本実施形態では、レンズ６０を通過した水平方向のレーザ光Ｌ１をミラー３０によって垂直方向（後述する中心軸４２ａと平行な方向）に反射させており、その反射した垂直方向のレーザ光Ｌ１が回動偏向機構４０の偏向部４１に入射するようになっている。
A
回動偏向機構４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、平坦な反射面４１ａを有するミラーからなる偏向部４１と、この偏向部４１を支持する支持台４３と、この支持台４３に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えた構成をなしている。
The
偏向部４１は、「偏向手段」の一例に相当するものであり、ミラー３０で反射されたレーザ光Ｌ１の光軸上に配置されると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回動可能に構成されている。この偏向部４１は、「第１回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を空間に向けて偏向（反射）させ、且つ検出物体からの第１反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。なお、上記「第１回動範囲」とは、偏向部４１の全回動範囲の内、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１が空間に投射される回動範囲であり、即ち、当該偏向部４１で反射するレーザ光Ｌ１が偏向部材８１に入射しない回動範囲のことを指している。
The deflecting unit 41 corresponds to an example of a “deflecting unit”, is disposed on the optical axis of the laser light L1 reflected by the
また、偏向部４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０から当該偏向部４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致しており、レーザ光Ｌ１が偏向部４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
Further, the direction of the
なお、本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（Ｙ軸方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。また、水平方向の内の所定方向をＸ軸方向として示している。
In the present embodiment, the direction of the
図１に示すように、偏向部４１の反射面４１ａは、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、ミラー３０側から入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向に反射させる構成をなしている。また、偏向部４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、偏向部４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、偏向部４１における反射光を偏向する偏向領域（偏向部４１における反射面４１ａの領域）が、ミラー３０におけるレーザ光を反射する反射領域（ミラー３０における反射面３０ａの領域）よりも十分大きく構成されている。
In the
さらに、回動偏向機構４０を駆動するようにモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された偏向部４１を回転駆動する構成となっている。なお、モータ５０の具体的構成としては、例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、偏向部４１が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち偏向部４１の回転角度位置）を検出する回転角度位置センサ５２が設けられている。回転角度位置センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。
Further, a
なお、上記説明では、検出対象となるモータ５０の具体例について述べたが、モータ５０の種類や構成は上記例に限定されず、例えば、ステップモータなどによって構成してもよく、この場合、１ステップ毎の角度が小さいものを使用すれば、緻密な回動が可能となる。
In the above description, a specific example of the
回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上には、フォトダイオード２０に向けて反射光を集光する集光レンズ６２が設けられ、その集光レンズ６２とフォトダイオード２０の間にはフィルタ６４が設けられている。集光レンズ６２は、偏向部４１からの反射光Ｌ２を集光してフォトダイオード２０に導くものであり、集光手段として機能している。
A condensing
また、フィルタ６４は、回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上において反射光Ｌ２を透過させ且つ反射光Ｌ２以外の光を除去するように機能するものである。このフィルタ６４は、例えば反射光Ｌ２に対応した特定波長の光（例えば一定領域の波長の光）のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成されている。
The
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動偏向機構４０、モータ５０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における偏向部４１の周囲には、当該偏向部４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び第１反射光Ｌ２の通過を可能とする導光部４が形成されている。導光部４は、偏向部４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板５が配され、防塵が図られている。
In the present embodiment, the
（設置状態を検出するための構成）
次に、レーザレーダ装置１の設置状態を検出するための構成について説明する。
図１、図２に示すように、レーザレーダ装置１のケース３内において偏向部４１の側方には偏向部材８１が設けられている。この偏向部材８１は、例えばミラーによって構成されており、偏向部４１が図２に示すような「第２回動範囲」となったときに偏向部４１にて反射されたレーザ光Ｌ１を偏向する構成をなしている。
(Configuration for detecting installation status)
Next, a configuration for detecting the installation state of the
As shown in FIGS. 1 and 2, a
偏向部材８１は、偏向部４１が上記「第２回動範囲」となったとき、偏向部４１から投射されたレーザ光Ｌ１を基準面Ｆに向けて偏向すると共に、レーザ光Ｌ１が基準面Ｆにて反射した第２反射光Ｌ３を偏向部４１に向けて偏向する構成をなしている。なお、「第２回動範囲」とは、偏向部４１の全回動範囲（３６０°）の内、偏向部４１にて反射したレーザ光Ｌ１が偏向部材８１に入射する「回動範囲」を意味している。
The deflecting
偏向部材８１は、図１、図２に示すように、反射面８１ａが水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、偏向部４１にて反射した水平方向のレーザ光Ｌ１を垂直方向（中心軸４２ａと平行な方向）に反射する構成をなしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the deflecting
図１に示すように、偏向部材８１の下方には、当該偏向部材８１にて反射したレーザ光Ｌ１及び基準面Ｆにて反射した第２反射光Ｌ３を透過させるための透過孔８５が形成されている。透過孔８５は、ケース３の底部に形成された貫通孔として構成されており、図示しない透明部材（透明なガラスや樹脂等）によって閉塞されている。
As shown in FIG. 1, a
この構成では、偏向部４１が上記「第２回動範囲」（図２）にあるとき、偏向部４１によって反射されたレーザ光Ｌ１が偏向部材８１にて更に反射されて透過孔８５を透過し、透過孔８５の下方側に位置する基準面Ｆに入射する。そして、そのレーザ光Ｌ１が基準面Ｆにて反射した反射光（第２反射光Ｌ３）は、透過孔８５を透過した後、偏向部材８１にて反射されて偏向部４１に入射することとなる。
In this configuration, when the deflection unit 41 is in the “second rotation range” (FIG. 2), the
偏向部４１は、上記第２回動範囲（図２）にあるとき、偏向部材８１からの第２反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）する。偏向部４１によって偏向（反射）された第２反射光Ｌ３は、集光レンズ６２、フィルタ６４を通過してフォトダイオード２０に入射することとなる。
The deflection unit 41 deflects (reflects) the second reflected light L3 from the
更に、本実施形態のレーザレーダ装置１には、当該レーザレーダ装置１の設置角度を検出する傾斜センサ８０が設けられている。この傾斜センサ８０は、鉛直方向に対する当該傾斜センサ８０の傾斜角度を検出し得る公知の傾斜センサ（Ｇセンサ）によって構成されており、本実施形態では、鉛直方向Ｇと中心軸４２ａの方向（即ち垂直方向）とのなす角度θ１（図３（ｂ）、図４参照）をレーザレーダ装置１の傾斜角度として検出している。なお、この傾斜センサ８０は「角度検出手段」の一例に相当する。
Furthermore, the
この構成では、偏向部４１の変位（回動位置）を回転角度位置センサ５２などによって検出することで、偏向部４１が第２回動範囲にあるか否かを確認できる。そして、図２のように、偏向部４１が特定回動位置にあるとき、レーザダイオード１０によってパルスレーザ光Ｌ１を出力してからフォトダイオード２０によって当該パルスに対応する第２反射光Ｌ３を検出するまでの時間（第２時間）を測定することにより基準面Ｆまでの距離を求めることができる。基準面Ｆまでの距離を検出する基点は様々に設定できるが、本実施形態では、その一例として、レーザ光Ｌ１が偏向部材８１に入射する位置Ｐ２を基点とし、当該基点（位置Ｐ２）から基準面Ｆまでの光路の長さＡを算出している。
In this configuration, it is possible to confirm whether or not the deflection unit 41 is in the second rotation range by detecting the displacement (rotation position) of the deflection unit 41 by the rotation
なお、本実施形態では、制御回路７０が「第２時間検出手段」の一例に相当しており、偏向部４１が「第２回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第２反射光Ｌ３が検出されるまでの時間（第２時間）を検出するように機能する。
In the present embodiment, the
図３（ａ）のようにレーザレーダ装置１が傾斜して設置されていない場合（設置角度が０°の場合）には、上記距離Ａがレーザレーダ装置１の基準面Ｆからの高さＨと等しくなる。一方、図３（ｂ）のようにレーザレーダ装置１が角度θ１傾斜して設置されている場合には、その傾斜角度θ１（設置角度）を考慮して設置高さＨを算出する必要がある。なお、本実施形態では、設置高さＨを求めるための基点を位置Ｐ１（レーザ光Ｌ１が偏向部４１に入射する位置）としている。なお、本実施形態では、鉛直方向を高さ方向として各高さの検出を行っている。
When the
上述したように、レーザレーダ装置１では、光路長さＡを検出すると共に、傾斜センサ８０によって傾斜角度θ１を検出しており、基準面Ｆから位置Ｐ１までの高さ（設置高さ）Ｈは、これら値Ａ，θ１を用いて以下のように算出する。
As described above, in the
例えば、図３（ｂ）のようにレーザレーダ装置１が鉛直方向に対して角度θ１傾斜した状態で設置されている場合、図４のような位置関係を考慮し、位置Ｐ２から基準面Ｆまでのレーザ光Ｌ１の光路の長さＡ（上記「第２時間」によって得られる値）と、傾斜角度θ１（傾斜センサ８０によって得られる値）とを用いた次の式、
Ｈ１＝Ａｃｏｓθ１
によって、基準面Ｆから位置Ｐ２までの高さＨ１を求めることができる。
また、位置Ｐ２から位置Ｐ１までの高さＨ２は、次の式、
Ｈ２＝Ｗ１ｓｉｎθ１
によって求めることができる（但し、Ｗ１は，Ｐ１，Ｐ２の間の距離）。
そして、基準面Ｆから位置Ｐ１までの高さＨは、以下の式
Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２＝Ａｃｏｓθ１＋Ｗ１ｓｉｎθ１
によって求めることができる。
なお、Ｐ１とＰ２の間の距離Ｗ１は予め定められた固定値であるため、Ａ，θ１が得られれば、基準面Ｆから位置Ｐ１までの高さＨを正確に把握できることとなる。
For example, when the
H1 = Acos θ1
Thus, the height H1 from the reference plane F to the position P2 can be obtained.
The height H2 from the position P2 to the position P1 is expressed by the following equation:
H2 = W1sin θ1
(W1 is a distance between P1 and P2).
The height H from the reference plane F to the position P1 is expressed by the following equation: H = H1 + H2 = A cos θ1 + W1sin θ1
Can be obtained.
Since the distance W1 between P1 and P2 is a predetermined fixed value, if A and θ1 are obtained, the height H from the reference plane F to the position P1 can be accurately grasped.
（検出処理）
次に、上記レーザレーダ装置１で行われる検出処理の流れを説明する。図５に示すように、当該検出処理では、まず、侵入物が検出されたか否かを判断する判断処理を行う（Ｓ１）。Ｓ１の判断処理は、第１回動範囲において検出物体が検出されたか否か（より詳しくは後述する第３回動範囲において検出物体が検出されたか否か）を判断し、検出された場合にはＳ１にてＹｅｓに進み、Ｓ１で検出された検出物体までの具体的距離計測を行う（Ｓ２）。
(Detection process)
Next, the flow of detection processing performed by the
本実施形態のレーザレーダ装置１では、偏向部４１が上記「第１回動範囲」にあるとき、図１、図６のように偏向部４１から空間に向けてレーザ光Ｌ１が投射される。例えば、図６（ｂ）のようにレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出物体Ｒが存在するときには、偏向部４１から投射されたレーザ光Ｌ１が検出物体Ｒにて反射し、この反射光（第１反射光Ｌ２）の一部が再び偏向部４１に入射する。偏向部４１は、この第１反射光Ｌ２をフォトダイオード２０側へ反射させ、偏向部４１にて反射した第１反射光Ｌ２は、集光レンズ６２で集光され、フィルタ６４を通過してフォトダイオード２０に入光する。
In the
Ｓ２では、偏向部４１が上記「第１回動範囲」にあるとき、レーザダイオード１０にてパルスレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって当該パルスに対応する第１反射光Ｌ２が検出されるまでの時間（第１時間）を検出し、光速を考慮して位置Ｐ１から検出位置Ｐ３までの光路の長さＢを算出している。
In S <b> 2, when the deflection unit 41 is in the “first rotation range”, the
この構成では、偏向部４１の回動位置が定まれば検出物体までのレーザ光Ｌ１の経路が定まるため、偏向部４１の変位（回動位置）を回転角度位置センサ５２によって特定することで、検出物体Ｒの方位を正確に検出できる。また、上記のように「第１時間」を測定することにより検出物体Ｒまでの距離Ｂを正確に求めることができる。なお、本実施形態では、制御回路７０が「第１時間検出手段」の一例に相当している。
In this configuration, since the path of the laser light L1 to the detection object is determined when the rotation position of the deflection unit 41 is determined, the displacement (rotation position) of the deflection unit 41 is specified by the rotation
Ｓ２において検出物体Ｒまでの距離Ｂを検出した後には、高さ計測を行う（Ｓ３）。Ｓ３では、検出物体Ｒの支持面からの高さがどの程度であるかを検出する。なお、図６の例では、レーザレーダ装置１の設置高さＨを検出する基準となる面（即ち基準面Ｆ）と検出物体Ｒの支持面とが同一面とされており、Ｓ３では、検出物体Ｒについての基準面Ｆからの高さを算出している。
After detecting the distance B to the detection object R in S2, the height is measured (S3). In S3, it is detected how much the detected object R is from the support surface. In the example of FIG. 6, the reference surface (that is, the reference surface F) for detecting the installation height H of the
図６では、基準面Ｆが鉛直方向と直交する平面とほぼ平行であるときの例を示しており、この例では、レーザレーダ装置１が検出物体Ｒを支持する支持面（図６では基準面Ｆと同一）に対してθ１だけ傾斜して設置されている。そして、偏向部４１は、所定回動範囲（第３回動範囲）にあるときに支持面（基準面Ｆ）に対して傾斜した上方向にレーザ光Ｌ１を投射する構成をなしている。なお、ここでは、検出物体Ｒを支持する支持面と直交する方向を上下方向としたとき、レーザ光Ｌ１が斜め上方に照射されるときの偏向部４１の回動範囲を「第３回動範囲」としている。
FIG. 6 shows an example in which the reference plane F is substantially parallel to a plane orthogonal to the vertical direction. In this example, the support surface on which the
このような構成の場合、レーザ光Ｌ１が斜め上方に投射されるエリアでは、レーザレーダ装置１から離れるほど高い位置の検出が行われるため、図６（ａ）のように、レーザ光Ｌ１が斜め上方に投射される側において検出物体Ｒがレーザレーダ装置１から相当離れている場合、レーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出物体Ｒが存在しないこととなる。
In the case of such a configuration, in an area where the laser beam L1 is projected obliquely upward, a higher position is detected as the distance from the
一方、図６（ｂ）のように、レーザ光Ｌ１が斜め上方に投射される側において検出物体Ｒが支持面に支持されつつレーザレーダ装置１にある程度接近すると、レーザ光Ｌ１の走査エリアに検出物体Ｒの上端部が進入することになる。この状態となって初めて検出物体Ｒの上端部にレーザ光Ｌ１が入射し、反射光（第１反射光Ｌ２）が発生するようになる。従って、検出物体Ｒが最初に検出されたときの検出位置Ｐ３の高さは、検出物体Ｒの高さと推定することができ、Ｓ３では、この検出位置Ｐ３の高さｈを求めている。高さｈの算出は、既に得られているＨ、Ｂ、θ１に基づく以下の式、
ｈ＝Ｈ＋Ｂｓｉｎθ１
によって行うことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the detection object R is approached to the
h = H + Bsin θ1
Can be done by.
本実施形態では、制御回路７０が「高さ算出手段」「物体高さ算出手段」の一例に相当しており、検出物体Ｒの検出位置Ｐ３の高さを検出するように機能し、更に、斜め上方に投射されたパルスレーザ光Ｌ１に応じて第１反射光Ｌ２が最初に受光されるときの当該パルスレーザ光Ｌ１についての「第１時間Ｔ１」と、「第２時間検出手段」によって検出された「第２時間Ｔ２」と、傾斜センサ８０によって検出された「設置角度θ１」と、に基づき、検出物体Ｒの支持面からの高さを算出するように機能している。
In the present embodiment, the
その後、検出物体Ｒの大きさ（例えば、検出物体Ｒの幅など）を検出し（Ｓ４）、検出物体Ｒが特定対象（例えば人間）であるか否かを判断する判断処理を行う（Ｓ５）。特定対象であるか否かの判断処理は、Ｓ３で検出された高さやＳ４で検出された大きさなどによって行うことができ、例えば、Ｓ３で検出された高さが人間と推定しうる所定高さ範囲にある場合に特定対象であると判断してＳ５にてＹｅｓに進むようにしてもよい。或いは、Ｓ４の処理において、検出物体Ｒの各高さ毎の幅を求め、各高さ毎の幅に基づいて図７のような画像を生成するようにしてもよい。そして、その生成された画像に基づいて特定対象であるか否かの判断を行うようにしてもよい。 Thereafter, the size of the detected object R (for example, the width of the detected object R) is detected (S4), and a determination process is performed to determine whether the detected object R is a specific target (for example, a human) (S5). . The process of determining whether or not the object is a specific target can be performed based on the height detected in S3, the size detected in S4, or the like. For example, the predetermined height that the height detected in S3 can be estimated as a human being. If it is within the range, it may be determined to be a specific target and the process may proceed to Yes in S5. Or in the process of S4, the width | variety for every height of the detection object R may be calculated | required, and an image like FIG. 7 may be produced | generated based on the width | variety for each height. Then, based on the generated image, it may be determined whether or not it is a specific target.
Ｓ５で特定対象であると判断した場合には、Ｓ５にてＹｅｓに進み、Ｓ６において報知処理を行う。報知処理での報知方法は様々に考えられ、例えば、制御回路７０によって制御されるブザー、ランプなどの報知手段によって報知を行うことができる。
If it is determined in S5 that it is a specific target, the process proceeds to Yes in S5, and a notification process is performed in S6. There are various notification methods in the notification process, and for example, notification can be performed by a notification means such as a buzzer or a lamp controlled by the
（本実施形態の主な効果）
本実施形態では、偏向部４１が「第１回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０（レーザ光発生手段）にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０（光検出手段）によって第１反射光Ｌ２が検出されるまでの「第１時間」を検出しており、これにより、検出物体Ｒの方位や検出物体Ｒまでの距離を精度高く検出できる。
また、偏向部４１が「第２回動範囲」となったときに、偏向部４１から投射されたレーザ光Ｌ１を基準面Ｆに向けて偏向すると共に、レーザ光Ｌ１が基準面Ｆにて反射した反射光（第２反射光Ｌ３）を回動偏向機構４０（回動偏向手段）に向けて偏向する偏向部材８１が設けられている。また、偏向部４１は、偏向部４１が「第２回動範囲」にあるときに、偏向部材８１からの第２反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて偏向する構成をなしている。更に、偏向部４１が「第２回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第２反射光Ｌ３が検出されるまでの時間（第２時間）を検出している。このようにすると、偏向部４１から投射されるレーザ光Ｌ１を有効に利用してレーザレーダ装置１と基準面Ｆとの距離を精度高く把握できる。
また、このような「第２時間」に加え、当該レーザレーダ装置の「設置角度θ１」をも検出しているため、レーザレーダ装置１の設置状態をより適切に把握でき、ひいては、このような設置状態を考慮して、検出物体Ｒの高さ方向の位置を精度高く把握できる。
(Main effects of this embodiment)
In the present embodiment, when the deflection unit 41 is in the “first rotation range”, the laser light L1 is generated by the laser diode 10 (laser light generation means) and then the photodiode 20 (light detection means) performs the first operation. The “first time” until one reflected light L2 is detected is detected, whereby the orientation of the detection object R and the distance to the detection object R can be detected with high accuracy.
In addition, when the deflection unit 41 reaches the “second rotation range”, the laser beam L1 projected from the deflection unit 41 is deflected toward the reference plane F, and the laser beam L1 is reflected by the reference plane F. A deflecting
Further, since the “installation angle θ1” of the laser radar device is detected in addition to the “second time”, the installation state of the
また、図６の例では、基準面Ｆが検出物体Ｒの支持面とされているため、上記「第２時間」を検出することで、当該レーザレーダ装置１が、支持面（検出物体Ｒを支持する面）からどの程度の設置高さにあるかを精度高く把握できる。更に、このような「設置高さ」を示す「第２時間」に加え、「第１時間」及び「設置角度」を考慮することで、検出物体Ｒの支持面からの高さをより精度高く検出できるようになる。
In the example of FIG. 6, since the reference plane F is the support surface of the detection object R, the
また、図６の例では、レーザレーダ装置１が支持面に対して傾斜して設置されており、図６（ｂ）のように検出物体Ｒが支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置１に接近する場合に、「第３回動範囲」において偏向部４１により斜め上方に投射されたレーザ光Ｌ１に応じた第１反射光Ｌ２が最初に受光されるときの「第１時間Ｔ１」と、「第２時間Ｔ２」と、「設置角度θ１」とに基づいて検出物体Ｒの支持面からの高さを算出している。
レーザ光Ｌ１が斜め上方に投射されるエリア（即ち第３回動範囲のときの走査エリア）では、レーザレーダ装置１から離れるほど高い位置の検出が行われるため、当該エリアでは、図６（ｂ）のように検出物体Ｒがある程度接近した時点で初めて検出物体Ｒの上端部にレーザ光が入射するようになり、これによって検出物体Ｒの存在が確認されるようになる。従って、第１反射光Ｌ２が最初に受光されるときの検出位置Ｐ３（検出物体Ｒにおけるレーザ光Ｌ１の照射位置）の高さ（支持面からの距離）を、「第１時間」「第２時間」「設置角度」に基づいて算出することで、検出物体Ｒの支持面からの高さ（即ち物体高さ）を精度高く把握できる。
In the example of FIG. 6, the
In the area where the laser beam L1 is projected obliquely upward (that is, the scanning area when in the third rotation range), the higher the position is detected, the more the position is away from the
また、本実施形態では、鉛直方向に対する当該レーザレーダ装置１の傾斜角度を検出する傾斜センサ８０が用いられている。このようにすると、レーザレーダ装置１の設置角度を簡易な構成でより正確に検出できるようになる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、偏向部材８１がミラーによって構成されている。このようにすると、より簡易な構成で、レーザレーダ装置１と基準面Ｆとの位置関係を把握できるようになる。
In the present embodiment, the
［第２実施形態]
次に第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係るレーザレーダ装置を概略的に例示する断面図である。図９は、図８のレーザレーダ装置で行われる物体検出を説明する説明図であり、図９（ａ）は、遠方に検出物体（人）が存在するときの検出の様子を説明する説明図であり、図９（ｂ）は、検出物体（人）が接近してきたときの検出の様子を説明する説明図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device according to the second embodiment of the invention. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining object detection performed by the laser radar apparatus of FIG. 8, and FIG. 9 (a) is an explanatory diagram for explaining how detection is performed when a detection object (person) exists in the distance. FIG. 9B is an explanatory diagram for explaining a detection state when a detection object (person) approaches.
本実施形態のレーザレーダ装置２００は、中心軸に対する偏向部の傾斜角度を第１実施形態と異ならせた点、偏向部材の傾斜角度を第１実施形態と異ならせた点、装置を傾斜させずに配置（傾斜角度０で配置）している点、傾斜センサ８０を省略した点、が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の部分については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
The
本実施形態でも、レーザダイオード１０が「レーザ光発生手段」の一例に相当する。また、フォトダイオード２０は「光検出手段」の一例に相当し、レーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１が発生したときに、レーザ光Ｌ１が検出物体Ｒにて反射した第１反射光Ｌ２を検出するように機能する。また、モータ５０は、「駆動手段」一例に相当し、回動偏向機構２４０を駆動する構成をなしている。
Also in this embodiment, the
回動偏向機構２４０は、「回動偏向手段」の一例に相当しており、中心軸４２ａを中心として回動可能に構成された偏向部２４１を備えるとともに、偏向部２４１が「第１回動範囲」にあるときに、当該偏向部２４１によりレーザ光Ｌ１を空間に向けて偏向させ、且つ第１反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向するように機能している。
The
なお、「第１回動範囲」は第１実施形態と同様であり、偏向部２４１の全回動範囲（３６０°）の内、偏向部２４１からのレーザ光Ｌ１が空間に投射される回動範囲であり、即ち、当該偏向部２４１で反射するレーザ光Ｌ１が偏向部材２８１に入射しない回動範囲のことを意味している。
The “first rotation range” is the same as in the first embodiment, and the rotation in which the laser beam L1 from the
また、「第２回動範囲」も第１実施形態と同様であり、偏向部２４１の全回動範囲（３６０°）の内、偏向部２４１にて反射したレーザ光Ｌ１が偏向部材２８１に入射する回動範囲を意味している。
The “second rotation range” is also the same as in the first embodiment, and the laser beam L1 reflected by the
本実施形態のレーザレーダ装置２００は、図８に示すように、偏向部２４１の反射面２４１ａについて、中心軸４２ａに対する傾斜角度が第１実施形態と異なる角度とされており、中心軸４２ａの方向に入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）に対して所定角度θ２傾斜した上方向に偏向（反射）する構成をなしている。
As shown in FIG. 8, in the
また、偏向部２４１の側方に偏向部材２８１が設けられている。この偏向部材２８１は、例えばミラーによって構成されており、偏向部２４１が上記「第２回動範囲」となったときに、偏向部２４１から投射されたレーザ光Ｌ１を基準面Ｆに向けて偏向（反射）すると共に、レーザ光Ｌ１が基準面Ｆにて反射した第２反射光Ｌ３を回動偏向部２４１に向けて偏向（反射）する構成をなしている。また、偏向部２４１は、「第２回動範囲」にあるときに、偏向部材２８１からの第２反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）する構成をなしている。
A
また、図８の例では、「第２回動範囲」において偏向部２４１から斜め上方向に投射されたレーザ光Ｌ１（破線Ｌ１'参照）が偏向部材２８１によって中心軸４２ａと平行な方向に反射される構成をなしている。
In the example of FIG. 8, the laser beam L1 (see the broken line L1 ′) projected obliquely upward from the deflecting
また、本実施形態のレーザレーダ装置２００でも、当該レーザレーダ装置２００の設置高さＨを算出している。具体的には、偏向部２４１が「第２回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第２反射光Ｌ３が検出されるまでの時間（第２時間Ｔ２）を検出しており、この「第２時間Ｔ２」と光速とに基づいて基準面Ｆから位置Ｐ１までの高さＨを算出している。
Also in the
次に、本実施形態のレーザレーダ装置２００で行われる検出処理を説明する。
本実施形態の検出処理は基本的に第１実施形態と同様であるため、図５を参照して説明する。まず、第１実施形態と同様の判断処理（Ｓ１）を行った後、図９（ｂ）に示すように、位置Ｐ１と検出位置Ｐ３との間の距離Ｂを算出する。この距離Ｂの算出は第１実施形態と同様であり、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第１反射光Ｌ２が検出されるまでの時間（第１時間Ｔ１）を検出し、この第１時間Ｔ１と光速とに基づいて距離Ｂを算出している。
Next, detection processing performed by the
The detection process of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, and will be described with reference to FIG. First, after performing the determination process (S1) similar to that in the first embodiment, as shown in FIG. 9B, a distance B between the position P1 and the detection position P3 is calculated. The calculation of the distance B is the same as in the first embodiment, and the time from when the laser light L1 is generated by the
その後、検出物体Ｒの高さを算出する処理を行う（Ｓ３）。Ｓ３では、偏向部２４１によってレーザ光Ｌ１を偏向する所定角度θ２と、上記第１時間Ｔ１及び第２時間Ｔ２とに基づいて、検出物体Ｒの検出位置Ｐ３の高さｈを算出している。高さｈの算出は、既に得られているＨ、Ｂ、θ２に基づく以下の式、
ｈ＝Ｈ＋Ｂｓｉｎθ２
によって行うことができる。
Then, the process which calculates the height of the detection object R is performed (S3). In S3, the height h of the detection position P3 of the detection object R is calculated based on the predetermined angle θ2 for deflecting the laser light L1 by the deflecting
h = H + Bsin θ2
Can be done by.
なお、本実施形態でも、基準面Ｆが、検出物体Ｒが支持される支持面とされており、検出物体Ｒが支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置２００に接近する場合に、第１反射光Ｌ２が最初に受光されるときの第１時間（即ち、斜め上方に投射されたパルスレーザ光Ｌ１に応じて第１反射光Ｌ２が最初に受光されるときの当該パルスレーザ光Ｌ１についての第１時間Ｔ１と、第２時間Ｔ２と、所定角度θ２とに基づいて検出物体Ｒの支持面からの高さ（物体高さ）を算出している。即ち、検出処理で最初に受光される第１反射光Ｌ２が反射された位置（検出位置Ｐ３）を検出物体Ｒの物体高さと推定できるため、最初に受光される第１反射光Ｌ２についての第１時間Ｔ１が得られれば上記式によって物体高さを得ることができる。
In this embodiment as well, the reference surface F is a support surface on which the detection object R is supported, and the first reflection occurs when the detection object R approaches the
本実施形態の構成によれば、例えば以下のような効果を奏する。
本実施形態では、偏向部２４１が「第１回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第１反射光Ｌ２が検出されるまでの時間（第１時間）を検出しており、これにより、検出物体Ｒの方位や検出物体Ｒまでの距離を精度高く検出できる。
また、偏向部２４１が「第２回動範囲」となったときに、偏向部２４１から投射されたレーザ光Ｌ１を基準面Ｆに向けて偏向すると共に、レーザ光Ｌ１が基準面Ｆにて反射した反射光（第２反射光Ｌ３）を回動偏向機構２４０に向けて偏向する偏向部材２８１を備えており、偏向部２４１は、「第２回動範囲」にあるときに、偏向部材２８１からの第２反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて偏向する構成をなしている。更に、偏向部２４１が「第２回動範囲」にあるときに、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって第２反射光Ｌ３が検出されるまでの時間（第２時間）を検出している。このようにすると、偏向部２４１から投射されるレーザ光Ｌ１を有効に利用してレーザレーダ装置１と基準面Ｆとの距離を精度高く把握できる。
また、上記「第１時間Ｔ１」「第２時間Ｔ２」「所定角度θ２」を把握した上で、検出物体Ｒの検出位置Ｐ３の高さを算出しており、このようにすれば、検出位置Ｐ３の高さをより精度高く把握できるようになる。
According to the configuration of the present embodiment, for example, the following effects can be obtained.
In the present embodiment, the time from when the laser beam L1 is generated by the
When the
In addition, the height of the detection position P3 of the detection object R is calculated after grasping the “first time T1”, “second time T2”, and “predetermined angle θ2”. It becomes possible to grasp the height of P3 with higher accuracy.
また、中心軸４２ａと直交する方向（水平方向）に対して所定角度θ２だけ傾斜した上方向にレーザ光Ｌ１を偏向するように偏向部２４１が構成されている。このようにすると、より上方側の検出を行うことができるようになり、より高い検出物体を検出する場合に有利となる。
The deflecting
また、基準面Ｆが、検出物体Ｒが支持される支持面とされているため、上記「第２時間」を検出することで、当該レーザレーダ装置１が、支持面（検出物体Ｒを支持する面）からどの程度の設置高さにあるかを精度高く把握できる。更に、このような「設置高さ」を示す「第２時間Ｔ２」に加え、「第１時間Ｔ１」及び「所定角度θ２」を考慮することで、検出物体Ｒの支持面からの高さをより精度高く検出できるようになる。
また、このような構成によってレーザレーダ装置１に接近しようとする検出物体Ｒの高さを検出する場合、レーザレーダ装置１から離れるほど高い位置の検出が行われるため、検出物体Ｒがある程度接近した時点で初めて検出物体Ｒの上端部にレーザ光Ｌ１が入射するようになり、これによって検出物体Ｒの存在が確認されるようになる。従って、第１反射光Ｌ１が最初に受光されるときの検出位置Ｐ３（検出物体Ｒにおけるレーザ光Ｌ１の照射位置）の高さ（支持面からの距離）を、「第１時間Ｔ１」「第２時間Ｔ２」「所定角度θ２」に基づいて算出することで、検出物体Ｒの支持面からの高さを精度高く把握できる。
Since the reference plane F is a support surface on which the detection object R is supported, the
Further, when detecting the height of the detection object R that is about to approach the
また、偏向部材２８１がミラーによって構成されている。このようにすると、より簡易な構成で、レーザレーダ装置と基準面との位置関係を把握できるようになる。
Further, the
［参考例］
次に参考例について説明する。図１０は、参考例に係るレーザレーダ装置を概略的に例示する断面図である。図１１は、検出物体（人）が接近する場合の各タイミングにおける検出位置を説明する説明図である。図１２は、図１０のレーザレーダ装置で行われる物体検出に関し、移動する検出物体（人）がレーザレーダ装置に接近して検出エリアから外れる直前の検出の様子を説明する説明図である。
[ Reference example ]
Next, a reference example will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device according to a reference example . FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating detection positions at each timing when a detection object (person) approaches. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the state of detection immediately before the moving detection object (person) approaches the laser radar apparatus and moves out of the detection area with respect to the object detection performed by the laser radar apparatus of FIG.
まず、第１実施形態等との関係について説明する。
参考例のレーザレーダ装置３００は、ハードウエア的には、水平面（中心軸と直交する面）に対する偏向部の傾斜角度を第１実施形態と異ならせた点、装置を傾斜させずに配置している点、傾斜センサ８０を省略した点、が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の部分については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
First, the relationship with the first embodiment will be described.
The
本参考例でも、レーザダイオード１０が「レーザ光発生手段」の一例に相当し、レーザ光を間欠的に発生させる機能を有する。また、フォトダイオード２０は「光検出手段」の一例に相当し、レーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１が発生したときに、レーザ光Ｌ１が検出物体Ｒにて反射した第１反射光Ｌ２を検出するように機能する。また、モータ５０は、「駆動手段」一例に相当し、回動偏向機構３４０を駆動する構成をなしている。
Also in this reference example , the
回動偏向機構３４０は、「回動偏向手段」の一例に相当しており、中心軸４２ａを中心として回動可能に構成された偏向部３４１を備えるとともに、当該偏向部３４１によりレーザ光Ｌ１を空間に向けて偏向させ、且つ反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向するように機能している。
The
以下、本参考例のレーザレーダ装置３００を具体的に説明する。
本参考例のレーザレーダ装置３００は、例えば、建物の屋根に取り付けたり、ポールなどによって高い位置に取り付けることができるものであり、物体を検出しようとするエリア（検出対象エリア）よりも高い位置に設置されて用いられるものである。例えば、人家の屋根付近に取り付けた場合、人家の庭などを検出エリアとして当該検出エリアを移動する検出物体を検出しうる構成をなしている。
Hereinafter, the
The
具体的には、図１０に示すように、偏向部３４１の反射面３４１ａの傾斜角度（中心軸４２ａと直交する水平面に対する傾斜角度）が第１実施形態と異なる角度とされており、中心軸４２ａの方向に入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）に対して所定角度θ３傾斜した下方向に偏向（反射）する構成をなしている。水平方向に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度θ３は様々に設定できるが、図１０の例では、この傾斜角度θ３が鋭角となるように中心軸４２ａに対する反射面３４１ａの傾斜角度が定められている。
Specifically, as shown in FIG. 10, the inclination angle of the
次に、本参考例のレーザレーダ装置３００で行われる検出処理を説明する。
本参考例の検出処理は基本的に第１実施形態と同様であるため、図５を参照して説明する。まず、第１実施形態と同様の判断処理（Ｓ１）を行った後、検出物体Ｒの距離を算出する処理を行う（Ｓ２）。本参考例のレーザレーダ装置３００では、例えば３６０°の範囲で偏向部３４１から空間に向けてレーザ光Ｌ１が投射されるようになっており、レーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出物体Ｒが存在するときには、偏向部４１から投射されたレーザ光Ｌ１が検出物体Ｒにて反射し、この反射光（反射光Ｌ２）の一部が再び偏向部３４１に入射するようになっている。偏向部３４１は、この反射光Ｌ２をフォトダイオード２０側へ反射させており、偏向部３４１にて反射した反射光Ｌ２は、集光レンズ６２で集光され、フィルタ６４を通過してフォトダイオード２０に入光するようになっている。
Next, the detection process performed by the
The detection process of this reference example is basically the same as that of the first embodiment, and will be described with reference to FIG. First, after performing a determination process (S1) similar to that of the first embodiment, a process of calculating the distance of the detected object R is performed (S2). In the
このような構成を前提として、Ｓ２では、第１実施形態と同様に、レーザダイオード１０にて発生するパルスレーザ光毎に、パルスレーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって当該パルスに対応する反射光Ｌ２が検出されるまでの時間Ｔ１を検出し、光速を考慮して位置Ｐ１から検出位置（例えば図１２では、位置Ｐ４）までの光路の長さＢを算出している。なお、本参考例では、制御回路７０が「時間検出手段」の一例に相当し、レーザダイオード１０から間欠的に発生する各レーザ光Ｌ１に応じて、当該各レーザ光Ｌ１が発生してからフォトダイオード２０によって各レーザ光Ｌ１に応じた各反射光Ｌ２が検出されるまでの各時間Ｔ１を検出するように機能している。
Assuming such a configuration, in S2, the pulse laser beam L1 is generated for each pulse laser beam generated in the
図１０の構成では、偏向部３４１の回動位置が定まれば検出物体Ｒまでのレーザ光Ｌ１の経路が定まるため、偏向部３４１の変位（回動位置）を回転角度位置センサ５２によって特定することで、検出物体Ｒの方位を正確に検出できる。また、上記のように時間Ｔ１を測定することにより検出物体Ｒまでの距離Ｂを正確に求めることができる。
In the configuration of FIG. 10, since the path of the laser beam L1 to the detection object R is determined when the rotation position of the
本参考例では、Ｓ２において、上記のような距離計測を複数のタイミング（例えば、数ミリ秒毎、数秒毎、数十秒毎、数分毎等）で行っており、各タイミングで発生するパルスレーザ光Ｌ１に基づいて、各タイミングにおける検出物体Ｒまでの距離Ｂを算出している。 In this reference example , in S2, the distance measurement as described above is performed at a plurality of timings (for example, every several milliseconds, every few seconds, every tens of seconds, every few minutes, etc.), and pulses generated at each timing. Based on the laser beam L1, the distance B to the detection object R at each timing is calculated.
Ｓ２において検出物体Ｒまでの距離Ｂ（各タイミングにおける検出物体までの各距離）を検出した後には、高さ計測を行う（Ｓ３）。このＳ３の処理では、検出物体Ｒの高さ（具体的には当該検出物体Ｒを支持する支持面からの高さ）がどの程度であるかを検出する。なお、図１１の例では、レーザレーダ装置３００の設置高さＨ１の基準となる面（即ち基準面Ｆ）と検出物体Ｒの支持面とが同一面とされており、Ｓ３では、検出物体Ｒの基準面Ｆからの高さを算出している。 After the distance B to the detection object R (each distance to the detection object at each timing) is detected in S2, height measurement is performed (S3). In the process of S3, it is detected how much the height of the detection object R (specifically, the height from the support surface that supports the detection object R) is. In the example of FIG. 11, the reference surface of the installation height H1 of the laser radar device 300 (ie, the reference surface F) and the support surface of the detection object R are the same surface. In S3, the detection object R The height from the reference plane F is calculated.
図１１では、基準面Ｆが鉛直方向と直交する平面とほぼ平行である例を示しており、この例では、レーザレーダ装置３００の中心軸４２ａが、検出物体Ｒを支持する支持面（図１１では基準面Ｆと同一）に対してほぼ直交するように配置されている。そして、偏向部３４１は、全回動範囲において、支持面（基準面Ｆ）に対して傾斜するような下向きにレーザ光Ｌ１を投射する構成をなしている。
FIG. 11 shows an example in which the reference plane F is substantially parallel to a plane orthogonal to the vertical direction. In this example, the
このような構成の場合、図１１で示す位置１のように走査エリア外（レーザ光Ｌ１と支持面とが交差する位置よりも遠いエリア）に存在する物体については、レーザ光Ｌ１が入射しないため検出されないことになる。一方、図１１の位置２のように、検出物体Ｒが支持面に支持されつつレーザレーダ装置３００にある程度接近すると、検出物体Ｒにレーザ光Ｌ１が入射することになり、発生する反射光（反射光Ｌ２）に基づいて検出物体Ｒまでの距離が検出可能となる。
In the case of such a configuration, the laser beam L1 is not incident on an object that exists outside the scanning area (an area farther from the position where the laser beam L1 and the support surface intersect) like the
一方、検出物体Ｒが、更にレーザレーダ装置３００に近づくと、位置６のように検出物体Ｒが走査エリアから外れ、再び検出されなくなる。このような非検出状態となる直前に検出される高さ（図１１の位置５で検出される高さ）は、検出物体Ｒの高さと推定することができるため、Ｓ３では、検出物体Ｒが接近して非検出状態となる直前の検出位置Ｐ４の高さｈを求めている。
On the other hand, when the detected object R further approaches the
図１２に示すように、非検出状態となる直前の検出位置Ｐ４の高さｈは、上記時間Ｔ１（具体的には検出位置Ｐ４に向かうパルスレーザ光Ｌ１の発生から、検出位置Ｐ４からの反射光Ｌ２が受光されるまでの時間）と光速に基づいて得られる検出位置Ｐ４までの距離Ｂと、偏向部３４１によってレーザ光Ｌ１を偏向する所定角度θ３と、レーザレーダ装置３００の設置高さＨ１（具体的には、基準面Ｆから位置Ｐ１までの高さ）に基づく以下の式、
ｈ＝Ｈ１−Ｂ×ｓｉｎθ３
によって算出することができる。
As shown in FIG. 12, the height h of the detection position P4 immediately before entering the non-detection state is the time T1 (specifically, the reflection from the detection position P4 from the generation of the pulsed laser light L1 toward the detection position P4). (Time until the light L2 is received) and the distance B to the detection position P4 obtained based on the speed of light, the predetermined angle θ3 for deflecting the laser light L1 by the deflecting
h = H1-B × sin θ3
Can be calculated.
なお、ここでは、設置高さＨ１を既知としているが、第１実施形態や第２実施形態と同様の方法で設置高さＨ１を検出するようにしてもよい。 Although the installation height H1 is known here, the installation height H1 may be detected by the same method as in the first embodiment or the second embodiment.
図５のＳ３にて検出物体Ｒの高さを検出した後には、第１実施形態と同様に、検出物体Ｒの大きさ（例えば、検出物体Ｒの幅など）を検出し（Ｓ４）、検出物体Ｒが特定対象（例えば人間）であるか否かを判断する判断処理を行う（Ｓ５）。 After detecting the height of the detection object R in S3 of FIG. 5, the size of the detection object R (for example, the width of the detection object R, etc.) is detected (S4), as in the first embodiment. A determination process is performed to determine whether or not the object R is a specific target (for example, a human) (S5).
特定対象であるか否かの判断処理は、Ｓ３で検出された高さやＳ４で検出された大きさなどによって行うことができる。例えば、Ｓ３で検出された高さが人間と推定しうる所定高さ範囲にあるか否かを判断し、人間と推定しうる所定高さ範囲にある場合に検出物体Ｒが人間であると判断してＳ５にてＹｅｓに進むようにしてもよい。或いは、Ｓ４の処理において、検出物体Ｒの各高さ毎の幅を求め、各高さ毎の幅を加味して人間であるか否かを判断するようにしてもよい。例えば、各高さ毎の幅が人間と推定しうる所定幅範囲に収まっており、且つＳ３で検出された高さが人間と推定しうる所定高さ範囲にある場合に検出物体Ｒが人間であると判断してＳ５にてＹｅｓに進むようにしてもよい。 The process of determining whether or not the target is a specific target can be performed based on the height detected in S3, the size detected in S4, and the like. For example, it is determined whether or not the height detected in S3 is within a predetermined height range that can be estimated as a human. If the height detected in S3 is within a predetermined height range that can be estimated as a human, the detected object R is determined to be a human. And you may make it progress to Yes in S5. Or in the process of S4, the width | variety for every height of the detection object R may be calculated | required, and it may be made to judge whether it is a human being in consideration of the width | variety for each height. For example, if the width for each height is within a predetermined width range that can be estimated as a human, and the height detected in S3 is within the predetermined height range that can be estimated as a human, the detected object R is a human. It may be determined that there is, and the process may proceed to Yes in S5.
或いは、複数の時期において検出物体Ｒの形状を検出し、それら形状が所定の変化をしているか否かに基づいて、検出物体Ｒが人間であるか否かを判別するようにしてもよい。例えば、所定の低位置において、２つの領域が検出され、所定の中位置において３つの領域が検出され、所定の高位置において１つの領域が検出された場合に人間であると判断してもよい。人間の足が検出されるべき所定の低位置において図１１で示す位置２のように２つの領域が検出されれば、４本足で移動する犬等ではなく、人間である可能性が高まり、それよりも高い中位置において図１１の位置３のように３つの領域が検出されれば、人間である可能性が一層高まる。さらに、それよりも高い高位置において図１１の位置４のように1つの領域が検出された場合には、人間である可能性が更に高まり、このような形状の変化に基づいて検出物体Ｒが人間であるか否かを判断するようにすれば、検出物体Ｒをより正確に判別できる。
Alternatively, the shape of the detection object R may be detected at a plurality of times, and it may be determined whether or not the detection object R is a human based on whether or not the shape changes a predetermined amount. For example, two areas may be detected at a predetermined low position, three areas may be detected at a predetermined middle position, and one area may be detected at a predetermined high position. . If two regions are detected as shown in FIG. 11 at a predetermined low position where a human foot is to be detected, the possibility of being a human rather than a dog moving with four legs is increased, If three regions are detected at a higher middle position as in
なお、本参考例では、制御回路７０が「物体状態検出手段」の一例に相当し、所定角度θ３と、「時間検出手段」よる各時間Ｔ１の検出結果とに基づいて、検出物体Ｒの高さｈを検出するように機能している。
In this reference example , the
また、本参考例では、制御回路７０が「判別手段」の一例に相当し、検出物体Ｒが所定対象物であるか否かを判別するように機能し、具体的には、複数の時期に検出される検出物体Ｒの形状が、複数の時期において所定の変化をしているか否かに基づいて、検出物体Ｒが人間であるか否かを判別するように機能している。
In this reference example , the
本参考例のレーザレーダ装置３００では、偏向部３４１が、中心軸４２ａと直交する水平方向に対して所定角度θ３傾斜した方向にレーザ光Ｌ１を偏向する構成をなし、更に、所定角度θ３と、「時間検出手段」による各時間Ｔ１の検出結果とに基づいて、検出物体Ｒの高さ及び検出物体Ｒの形状を検出している。このように、水平方向に対して所定角度θ３傾斜した方向にレーザ光Ｌ１を偏向するように構成すると、既知の角度（所定角度θ３）と、当該レーザレーダ装置３００から検出位置（検出物体においてレーザが照射される位置）までの距離とに基づいて、その検出位置までの水平方向の距離及び検出位置の高さを把握できるようになる。そして、このような検出を、複数のタイミングで行うことで、移動する検出物体Ｒがどの高さにおいてどのような形状をなしているかを把握することができ、移動する検出物体Ｒの高さや形状をより正確に検出できるようになる。
In the
また、「物体状態検出手段」が検出物体Ｒの形状を検出する構成をなしており、その検出結果に基づいて、検出物体Ｒが所定対象物であるか否かを判別する「判別手段」が設けられている。このようにすると、検出物体Ｒが所定対象物であるか否かを検出形状に基づいてより正確に判断することができ、所定対象物を選択的に検出し得る装置を実現できる。 The “object state detection means” is configured to detect the shape of the detection object R. Based on the detection result, “determination means” for determining whether or not the detection object R is a predetermined object. Is provided. In this way, it is possible to more accurately determine whether or not the detected object R is a predetermined object based on the detected shape, and an apparatus that can selectively detect the predetermined object can be realized.
具体的には、複数の時期において検出物体Ｒの形状を検出しており、それら複数の時期に検出される検出物体Ｒの形状が、複数の時期において所定の変化をしているか否かに基づいて、検出物体Ｒが人間であるか否かを判別している。このようにすると、検出可能エリア内で検出物体Ｒが移動しているときに、各時期において当該検出物体Ｒの各高さの形状を検出し、形状の変化が人間の特徴を示しているか否かを判断できるようになる。そして、このような判断に基づいて検出対象が人間であるか否かを判別するようにすれば、人間をより正確に検出し得る装置を良好に実現できる。 Specifically, the shape of the detection object R is detected at a plurality of times, and based on whether or not the shape of the detection object R detected at the plurality of times has changed at a plurality of times. Thus, it is determined whether or not the detected object R is a human. In this way, when the detection object R is moving within the detectable area, the shape of each height of the detection object R is detected at each time period, and whether or not the change in shape indicates human characteristics. You will be able to judge. If it is determined whether or not the detection target is a human based on such a determination, a device capable of detecting a human more accurately can be realized favorably.
また、本参考例では、偏向部３４１が所定角度θ３だけ傾斜した下向きにレーザ光Ｌ１を偏向している。このようにすると、レーザレーダ装置３００をより高く配置し、当該レーザレーダ装置３００よりも低い位置を移動する検出物体を検出したい場合に有利となる。
Further, in this reference example , the deflecting
また、偏向部３４１から投射されるレーザ光Ｌ１の所定角度θ３が鋭角とされている。このようにすると、検出エリアをより広く確保することができ、且つ、移動する検出物体Ｒの形状をより詳しく検出することができる。
Further, the predetermined angle θ3 of the laser light L1 projected from the deflecting
［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
上記実施形態では、基準面Ｆと検出物体Ｒを支持する支持面とが同一面である例を示したが、同一面でなくてもよい。例えば、基準面Ｆが検出物体Ｒを支持する支持面の延長先にある面であってもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the reference surface F and the support surface that supports the detection object R are the same surface is shown, but the reference surfaces F and the support surface may not be the same surface. For example, the reference surface F may be a surface that is an extension of the support surface that supports the detection object R.
参考例では、偏向部３４１から下向きにレーザ光Ｌ１を投射する例を示したが、第２実施形態のように上向きに投射し、第２実施形態と同様の方法で検出を行うようにしてもよい。この場合、第２実施形態で演算によって求めていた高さＨを、既知の高さＨ１に置き換えればよい。
In the reference example , an example in which the laser beam L1 is projected downward from the deflecting
参考例では、「所定対象物」として人間を例示したが、人間以外の物体を「所定対象物」としてもよい。例えば、所定高さ以下の移動物体を動物（例えば、犬や猫）と定めておき、図５の検出処理において検出物体の高さが所定高さ以下（例えば５０ｃｍ以下）と判断された場合に、人間ではなく動物が検出されたと判別するようにしてもよい。或いは、所定の低位置において４つの領域（４本足の動物の足に相当する４つの領域）が検出された場合に、動物と判断するようにしてもよい。 In the reference example , a human is exemplified as the “predetermined object”, but an object other than a human may be used as the “predetermined object”. For example, when a moving object having a predetermined height or less is determined as an animal (for example, a dog or a cat) and the height of the detected object is determined to be less than a predetermined height (for example, 50 cm or less) in the detection process of FIG. Alternatively, it may be determined that an animal is detected instead of a human being. Alternatively, when four regions (four regions corresponding to the legs of four-legged animals) are detected at a predetermined low position, it may be determined as an animal.
参考例では、検出物体Ｒが接近して検出されなくなる直前に検出された高さ（検出位置Ｐ４の高さ：図１１）を検出物体Ｒの高さｈとしたが、検出物体Ｒが検出されてから検出されなくなるまでの各検出位置のうち、最も高い位置を検出物体Ｒの高さと推定するようにしてもよい。
In the reference example , the height (the height of the detection position P4: FIG. 11) detected immediately before the detected object R approaches and is no longer detected is the height h of the detected object R. However, the detected object R is detected. The highest position among the detection positions from when the detection object is no longer detected may be estimated as the height of the detection object R.
１，２００，３００…レーザレーダ装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（光検出手段）
４０，２４０，３４０…回動偏向機構（回動偏向手段）
４１，２４１，３４１…偏向部
４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（時間検出手段、第１時間検出手段、第２時間検出手段、角度検出手段、高さ算出手段、物体高さ算出手段、物体状態検出手段、判別手段）
８０…傾斜センサ
８１，２８１…偏向部材
Ｆ…基準面（支持面）
1,200,300 ...
20 ... Photodiode (light detection means)
40, 240, 340 ... rotation deflection mechanism (rotation deflection means)
41, 241, 341 ...
70... Control circuit (time detection means, first time detection means, second time detection means, angle detection means, height calculation means, object height calculation means, object state detection means, discrimination means)
80:
Claims (3)
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した第１反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、前記偏向手段が第１回動範囲にあるときに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記第１反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記偏向手段が第２回動範囲となったときに、前記偏向手段から投射された前記レーザ光を前記検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面である基準面に向けて偏向すると共に、前記レーザ光が前記基準面にて反射した第２反射光を前記回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備え、
前記偏向手段は、前記第２回動範囲にあるときに、前記偏向部材からの前記第２反射光を前記光検出手段に向けて偏向する構成をなし、
当該レーザレーダ装置は、前記支持面に対して傾斜して設置されており、
更に、前記偏向手段が前記第１回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出する第１時間検出手段と、
前記偏向手段が前記第２回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第２反射光が検出されるまでの第２時間を検出する第２時間検出手段と、
当該レーザレーダ装置の前記中心軸と鉛直方向とのなす角度である設置角度を検出する角度検出手段と、
を備え、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する方向に前記レーザ光を投射する構成であり、第３回動範囲にあるときに、前記支持面に対して傾斜した上方向に前記レーザ光を投射可能とされており、
更に、前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記第３回動範囲の所定方向において前記偏向手段により斜め上方に投射された前記レーザ光に応じた前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間と、前記第２時間と、前記設置角度と、に基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出可能な物体高さ算出手段を有し、
前記所定方向は、前記設置角度と、前記鉛直方向と直交する水平方向に対する前記偏向手段からの前記レーザ光の傾斜角度とが一致する方向であり、
前記物体高さ算出手段は、
前記第２回動範囲において前記レーザ光発生手段からの前記レーザが前記偏向手段に入射する入射位置から当該レーザ光が前記偏向部材へ向かう方向と前記水平方向とのなす角度と、当該レーザ光が前記偏向部材で反射して前記基準面に向かうときの方向と前記鉛直方向とのなす角度と、前記設置角度とが一致する場合の前記第２時間と、光速と、前記設置角度とに基づいて定まる前記基準面から前記入射位置までの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記所定方向において前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間に基づく、前記入射位置と前記検出物体の検出位置との距離をＢとした場合、
前記検出物体の前記支持面からの高さｈを、前記基準面から前記入射位置までの高さＨと、前記距離Ｂと、前記設置角度とに基づいて算出することを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser light generating means for generating laser light;
A light detection means for detecting a first reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis, and deflecting the laser beam toward the space by the deflection unit when the deflection unit is in the first rotation range; and Rotating deflection means for deflecting the first reflected light toward the light detection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
A laser radar device comprising:
When the deflecting means is in the second rotation range, the laser beam projected from the deflecting means is applied to a support surface on which the detection object is supported or a reference surface that is an extension destination of the support surface. A deflecting member for deflecting the second reflected light reflected by the reference surface toward the rotating deflecting means,
The deflecting means is configured to deflect the second reflected light from the deflecting member toward the light detecting means when in the second rotation range,
The laser radar device is installed inclined with respect to the support surface,
Further, when the deflecting means is in the first rotation range, the first time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the first reflected light is detected by the light detecting means. First time detecting means for detecting time;
When the deflecting means is in the second rotation range, a second time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is set. Second time detecting means for detecting;
An angle detection means for detecting an installation angle that is an angle formed by the central axis of the laser radar device and a vertical direction ;
With
The deflecting unit projects the laser beam in a direction orthogonal to the central axis, and can project the laser beam in an upward direction inclined with respect to the support surface when in the third rotation range. And
Further, when the detection object approaches the laser radar device while being supported on the support surface, the laser beam corresponding to the laser beam projected obliquely upward by the deflecting means in a predetermined direction of the third rotation range. Object height capable of calculating the height of the detected object from the support surface based on the first time when the first reflected light is first received, the second time, and the installation angle. Having a calculation means,
The predetermined direction is a direction in which the installation angle coincides with an inclination angle of the laser light from the deflecting unit with respect to a horizontal direction orthogonal to the vertical direction,
The object height calculating means includes
In the second rotation range, an angle formed by a direction in which the laser beam is directed from the incident position where the laser from the laser beam generating unit enters the deflecting unit and the horizontal direction, and the laser beam is Based on the second time when the angle between the direction reflected by the deflecting member and heading toward the reference plane and the vertical direction matches the installation angle, the speed of light, and the installation angle. The height from the fixed reference plane to the incident position is H,
The incident position and the detection based on the first time when the first reflected light is first received in the predetermined direction when the detection object is supported by the support surface and approaches the laser radar device. If the distance from the object detection position is B,
A laser radar device characterized in that a height h of the detection object from the support surface is calculated based on a height H from the reference surface to the incident position, the distance B, and the installation angle. .
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した第１反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、前記偏向手段が第１回動範囲にあるときに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記第１反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記中心軸の方向が鉛直方向であり、
前記偏向手段が第２回動範囲となったときに、前記偏向手段から投射された前記レーザ光を前記検出物体が支持される支持面又は当該支持面の延長先にある面である基準面に向けて前記中心軸と平行方向に偏向すると共に、前記レーザ光が前記基準面にて反射した第２反射光を前記回動偏向手段に向けて偏向する偏向部材を備え、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する水平方向に対して所定角度だけ上向きに傾斜した方向に前記レーザ光を偏向する構成をなし、且つ、前記第２回動範囲にあるときに、前記偏向部材からの前記第２反射光を前記光検出手段に向けて偏向する構成をなしており、
更に、前記偏向手段が前記第１回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第１反射光が検出されるまでの第１時間を検出する第１時間検出手段と、
前記偏向手段が前記第２回動範囲にあるときに、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記第２反射光が検出されるまでの第２時間を検出する第２時間検出手段と、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間と、前記第２時間と、前記所定角度とに基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出する物体高さ算出手段と、
を備え、
前記物体高さ算出手段は、
前記第２時間と、光速と、前記所定角度とに基づく、前記偏向手段における前記レーザ光発生手段からのレーザ光の入射位置までの前記基準面からの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記第１反射光が最初に受光されるときの前記第１時間に基づく、前記入射位置から前記検出物体の検出位置までの距離をＢとした場合、
前記基準面から前記入射位置までの高さＨと、前記距離Ｂと、前記所定角度と、に基づき、前記検出物体の前記支持面からの高さｈを算出することを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser light generating means for generating laser light;
A light detection means for detecting a first reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis, and deflecting the laser beam toward the space by the deflection unit when the deflection unit is in the first rotation range; and Rotating deflection means for deflecting the first reflected light toward the light detection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
A laser radar device comprising:
The direction of the central axis is the vertical direction;
When the deflecting means is in the second rotation range, the laser beam projected from the deflecting means is applied to a support surface on which the detection object is supported or a reference surface that is an extension destination of the support surface. A deflecting member that deflects the second reflected light reflected by the reference surface toward the rotation deflecting unit, and deflects the laser light in a direction parallel to the central axis .
The deflecting means is configured to deflect the laser light in a direction inclined upward by a predetermined angle with respect to a horizontal direction orthogonal to the central axis, and when the deflecting means is in the second rotation range, The second reflected light from the member is configured to be deflected toward the light detection means;
Further, when the deflecting means is in the first rotation range, the first time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the first reflected light is detected by the light detecting means. First time detecting means for detecting time;
When the deflecting means is in the second rotation range, a second time from when the laser light is generated by the laser light generating means until the second reflected light is detected by the light detecting means is set. Second time detecting means for detecting;
When the detected object approaches the laser radar device while being supported by the support surface, the first time when the first reflected light is first received, the second time, and the predetermined angle An object height calculating means for calculating the height of the detected object from the support surface based on:
With
The object height calculating means includes
Based on the second time, the speed of light, and the predetermined angle, the height from the reference surface to the incident position of the laser beam from the laser beam generation unit in the deflection unit is H,
The detection position of the detection object from the incident position based on the first time when the first reflected light is first received when the detection object approaches the laser radar device while being supported by the support surface. If the distance to is B,
A laser radar device that calculates a height h of the detection object from the support surface based on a height H from the reference plane to the incident position, the distance B, and the predetermined angle. .
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段から間欠的に発生する各レーザ光に応じて、当該各レーザ光が発生してから前記光検出手段によって前記各レーザ光に応じた各反射光が検出されるまでの各時間を検出する時間検出手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記中心軸の方向が鉛直方向であり、
前記偏向手段は、前記中心軸と直交する水平方向に対して所定角度傾斜した上方向に前記レーザ光を偏向する構成をなしており、
前記検出物体が当該検出物体を支持する支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に、前記反射光が最初に受光されるときに前記時間検出手段によって検出される前記時間と、前記所定角度と、に基づいて前記検出物体の前記支持面からの高さを算出する物体高さ算出手段を備え、
前記物体高さ算出手段は、
前記偏向手段における前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光の入射位置までの前記支持面からの高さをＨとし、
前記検出物体が前記支持面に支持されつつ当該レーザレーダ装置に接近する場合に前記時間検出手段で検出される前記時間に基づく、前記入射位置から前記検出物体の検出位置までの距離をＢとした場合、
前記入射位置までの前記支持面からの高さＨと、前記距離Ｂと、前記所定角度とに基づき、前記検出物体の前記支持面からの高さｈを算出することを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser light generating means for intermittently generating laser light;
A light detecting means for detecting reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generating means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis is provided. The laser beam is deflected toward the space by the deflection unit, and the reflected light is deflected toward the light detection unit. Dynamic deflection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
Each time from when each laser beam is generated according to each laser beam generated intermittently from the laser beam generating unit until each reflected beam corresponding to each laser beam is detected by the photodetecting unit Time detection means for detecting
A laser radar device comprising:
The direction of the central axis is the vertical direction;
The deflecting means is configured to deflect the laser light in an upward direction inclined at a predetermined angle with respect to a horizontal direction orthogonal to the central axis;
The time detected by the time detection means when the reflected light is first received when the detection object approaches the laser radar device while being supported by a support surface supporting the detection object; and An object height calculating means for calculating a height of the detected object from the support surface based on a predetermined angle;
The object height calculating means includes
The height from the support surface to the incident position of the laser beam from the laser beam generation unit in the deflection unit is H,
The distance from the incident position to the detection position of the detection object based on the time detected by the time detection means when the detection object approaches the laser radar device while being supported on the support surface is B. If
A laser radar device that calculates a height h of the detection object from the support surface based on a height H from the support surface to the incident position, the distance B, and the predetermined angle. .
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