JP6136216B2 - レーザレーダ装置,検査システム,及びターゲット板 - Google Patents
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Description
なお、方位分解能が細かいレーザレーダ装置(ポリゴンミラー型レーザレーダ)の方位分解能は、例えば、「0.1度」である。これに対して、方位分解能が粗いとは、例えば、レーザレーダ装置が有する方位分解能が、方位分解能が細かいレーザレーダ装置の方位分解能に対して、予め規定された規定倍率(例えば、20倍)以上となることである。
本発明のレーザレーダ装置では、発光手段が、規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力し、受光手段が、発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する。ただし、本発明における「受光角度範囲」とは、規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれである。
さらに、本発明のレーザレーダ装置では、強度対応関係を構成する指標である受光強度及び受光角度範囲のそれぞれを多値としているため、方位分解能が粗くても、角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合した結果における差異の有無を検出できる。
また、本発明における軸ズレ検出手段では、第一特定手段が、受光強度が最も強い受光角度範囲である最高強度範囲、及び最高強度範囲での受光強度の値を特定し、第二特定手段が、第一特定手段にて特定した最高強度範囲に隣接する受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定しても良い。この場合、第一検出手段が、最高強度範囲での受光強度の値と、隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、模範強度対応関係における強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、軸ズレ状態であるものと検出しても良い。
ここで言う「強度関係」とは、2つの受光強度の値における数学的な関係を表すものであり、数学的な関係には、両者の比率や、差分などを含む。
さらには、本発明のレーザレーダ装置では、ズレ角度導出手段が、軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出した場合、設置基準軸に対する配置基準軸のズレ角度を導出し、角度報知手段が、ズレ角度導出手段で導出されたズレ角度を報知しても良い。
ところで、本発明は、レーザレーダ装置が、配置基準軸が設置基準軸に対して不一致である軸ズレ状態であるか否かを検査する検査システムとしてなされていても良い。本発明における検査システムは、上述したレーザレーダ装置に加えて、軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出すると、軸ズレ状態である旨を報知する報知手段を備えても良い。
さらに、本発明は、レーザレーダ装置が、配置基準軸が設置基準軸に一致して設置されているか否かの検査に用いるターゲット板としてなされていても良い。
〈検査システム〉
図1に示すレーザレーダ装置10は、探査波としてのレーザ光を、規定された角度範囲(以下、規定角度範囲とも称す)ATに出力(照射)し、そのレーザ光の反射光を受光することにより、レーザ光を反射した物体上のポイント(以下、物標と称す)までの距離及び物標が存在する方位(即ち、相対位置)を導出する装置である。
〈レーザレーダ装置〉
レーザレーダ装置10は、図2に示すように、発光部20と、受光部30と、検知回路40と、制御部42とを備えている。
受光部30は、レーザ光が反射することで生成された反射光を受光して、受光信号Rsを出力する。本実施形態における受光部30は、図3(B)に示すように、反射光を集光する受光レンズ31と、受光レンズ31を介して反射光を受光し、その受光強度に応じた信号強度を有する受光信号Rsを発生させる複数の受光素子(PD)321〜32nと、受光素子321〜32nからの受光信号Rs1〜Rsnそれぞれを増幅する増幅器331〜33nとを備えている。ただし、受光素子321〜32nは、直線上に隣接して配置されており、受光レンズ31は、特定の受光角度範囲θからの反射光を、その受光角度範囲θに対応する受光素子32へと導くように構成されている。
〈軸ズレ検査工程〉
本実施形態の軸ズレ検査工程は、ターゲット板80(図5参照)に向けて、レーザレーダ装置10からレーザ光を照射して反射光の強度を認識した結果を、実験などの結果から予め用意した模範強度データに照合した結果に基づいて実行する。この軸ズレ検査工程は、自動車AMに取り付けられたレーザレーダ装置10に対して予め定められた距離及び高さなどの位置関係(以下、適正位置と称す)となるように、ターゲット板80を配置した状態で実施される。
反射部材86は、レーザ光を含む光を反射する周知の部材であり、矩形状に形成されている。反射部材861,862は、それぞれ、基板84上の予め規定された第一設置位置に固定される。
反射部材90は、レーザ光を含む光を反射する周知の部材であり、構成する辺が反射部材86の辺よりも短い矩形状に形成されている。本実施形態においては、8個の反射部材90を備えている。反射部材901〜908は、それぞれ、基板84上の予め規定された第二設置位置に固定される。
すなわち、適正配置状態であるレーザレーダ装置10の発光部20からレーザ光が照射された場合には、反射部材86と、反射部材903と反射部材907とがレーザ光を反射する。一方、レーザ光を照射され、反射部材903,907以外の反射部材90がレーザ光を反射している場合には、レーザレーダ装置10は軸ズレしている可能性が高いと考えられる。
〈軸ズレ検査処理〉
次に、制御部42が実行する軸ズレ検査処理について説明する。
そして、軸ズレ検査処理は、起動されると、図10に示すように、発光部20に対して発光信号Esを出力する(S110)。これにより、発光部20は、パルス状に変化するレーザ光を規定角度範囲ATに設置されているターゲット板80に向けて出力する。
さらに、S120にて取得した計測データを模範強度データに照合した結果に基づいて、軸角度を導出するズレ角度導出処理を実行する(S130)。
〈ズレ角度導出処理〉
軸ズレ検査処理のS130にて起動されるズレ角度導出処理は、起動されると、図11に示すように、先のS120にて取得した計測データにおける最高強度範囲θmaxを特定すると共に、その最高強度範囲θmaxでの反射光の受光強度を特定する(S210)。
さらに、先のS120にて取得した計測データにおける次点強度範囲θnexを特定すると共に、その次点強度範囲θnexでの反射光の受光強度を特定する(S230)。
続いて、S210〜S240にて特定した受光角度範囲θ、及び当該受光角度範囲θでの反射光の受光強度を模範角度データに照合する(S250)。すなわち、S250では計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2と、それぞれの角度範囲θでの受光強度を、模範強度データに照合することで、最も一致度が高い軸角度を特定する。
続いて、ズレ角度導出処理では、認識した軸角度が微小角度以下であれば(S260:YES)、その微小角度以下である軸角度自体(以下、微小ズレ角度と称す)を導出する(S270)。なお、本実施形態では、第四規定角度を微小角度としている。
なお、(1),(2)式におけるP3は、最高強度範囲θmaxにおける受光強度であり、P5は、次点強度範囲θnexにおける受光強度である。また、P2は、隣接角度範囲θng1における受光強度であり、P6は、隣接角度範囲θng2における受光強度である。
なお、S260での判定の結果、軸角度が微小角度以上であれば(S260:NO)、S270を実行することなく、S280へと移行する。
そのS140では、導出された軸角度を、報知装置60を介して報知している。すなわち、本実施形態では、軸角度が「0度」とみなせる角度の範囲内でなければ、軸ズレ状態であるものとして、軸角度を報知し、軸角度が「0度」とみなせる角度の範囲内であれば、軸ズレ状態でないものとして、軸角度を報知している。
[実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態のレーザレーダ装置10において、各受光角度範囲θでの受光強度は、受光部30で受光した反射光の強さに応じたものである。軸ズレ検査での反射光の強さは、ターゲット板80に対してレーザ光を照射した場合の各受光角度範囲θ内に存在する反射部材86の面積によって差異が生じる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
すなわち、発光部20は、図12(A)に示すように、レーザダイオード(LD)21と、LD駆動回路22と、少なくとも発光レンズを含む光学素子23と、光学素子23を介して供給されるレーザ光を反射する各面の倒れ角が異なる回転多面鏡24を有し、その回転多面鏡24を回動可能に支持すると共に、レーザ光の俯角θzを車高方向に沿って変化させることが可能なように構成されたスキャナ機構部25と、制御部42からのSC駆動信号に従って、スキャナ機構部25を駆動することで、規定角度範囲内でのレーザ光の走査を実現するSC駆動回路26とを備えるように構成されていても良い。
Claims (6)
- 探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)であって、
規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、車両に設けられた軸である設置基準軸に、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上の受光強度となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板(80)に、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出すると共に、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、前記設置基準軸に対して前記配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42,S110〜S130,S210〜S260)と
を備え、
前記軸ズレ検出手段は、
前記受光強度が最も強い前記受光角度範囲である最高強度範囲、及び前記最高強度範囲での受光強度の値を特定する第一特定手段(42,S210)と、
前記第一特定手段にて特定した最高強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第二特定手段(42,S220)と、
前記第一特定手段で特定した前記最高強度範囲での受光強度の値と、前記第二特定手段で特定した前記隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記最高強度範囲での受光強度の値と前記隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第一検出手段(42,S250,S260)と、
前記受光強度が二番目に強い前記受光角度範囲である次点強度範囲、及び前記次点強度範囲での受光強度の値を特定する第三特定手段(42,S230)と、
前記第三特定手段にて特定した次点強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である第二隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第四特定手段(42,S240)と、
前記第三特定手段で特定した前記次点強度範囲での受光強度の値と、前記第四特定手段で特定した前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記次点強度範囲での受光強度の値と前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第二検出手段(42,S250,S260)と
を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)であって、
規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、車両に設けられた軸である設置基準軸に、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上の受光強度となるように複数の反射部材が基板(84)に設置されたターゲット板(80)に、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出すると共に、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、前記設置基準軸に対して前記配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42,S110〜S130,S210〜S260)と
を備え、
前記適正配置状態での前記受光角度範囲に対応する前記基板上の領域を対応領域とし、
前記反射部材は、互いに隣接する2つの前記対応領域の境界を跨ぐように設置されており、
前記軸ズレ検出手段は、
前記受光強度が最も強い前記受光角度範囲である最高強度範囲、及び前記最高強度範囲での受光強度の値を特定する第一特定手段(42,S210)と、
前記第一特定手段にて特定した最高強度範囲に前記反射部材が配置された前記境界を挟んで隣接する前記受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第二特定手段(42,S220)と、
前記第一特定手段で特定した前記最高強度範囲での受光強度の値と、前記第二特定手段で特定した前記隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記最高強度範囲での受光強度の値と前記隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第一検出手段(42,S250,S260)と
を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 前記軸ズレ検出手段は、
前記受光強度が二番目に強い前記受光角度範囲である次点強度範囲、及び前記次点強度範囲での受光強度の値を特定する第三特定手段(42,S230)と、
前記第三特定手段にて特定した次点強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である第二隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第四特定手段(42,S240)と、
前記第三特定手段で特定した前記次点強度範囲での受光強度の値と、前記第四特定手段で特定した前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記次点強度範囲での受光強度の値と前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第二検出手段(42,S250,S260)と
を備えることを特徴とする請求項2に記載のレーザレーダ装置。 - 前記軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出した場合、前記設置基準軸に対する前記配置基準軸のズレ角度を導出するズレ角度導出手段(42,S250〜S280)と、
前記ズレ角度導出手段で導出されたズレ角度を報知する角度報知手段(42,S140)と
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。 - 探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)が、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が車両に設けられた設置基準軸に対して不一致である軸ズレ状態であるか否かを検査する検査システム(65)であって、
前記レーザレーダ装置は、
規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、前記設置基準軸に前記配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上で均等とみなせる受光強度となり、かつ、中心軸に対して点対称となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板(80)に、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出すると共に、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、前記軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42,S110〜S130,S210〜S260)と、
前記軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出すると、前記軸ズレ状態である旨を報知する報知手段(60)と
を備え、
前記軸ズレ検出手段は、
前記受光強度が最も強い前記受光角度範囲である最高強度範囲、及び前記最高強度範囲での受光強度の値を特定する第一特定手段(42,S210)と、
前記第一特定手段にて特定した最高強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第二特定手段(42,S220)と、
前記第一特定手段で特定した前記最高強度範囲での受光強度の値と、前記第二特定手段で特定した前記隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記最高強度範囲での受光強度の値と前記隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第一検出手段(42,S250,S260)と、
前記受光強度が二番目に強い前記受光角度範囲である次点強度範囲、及び前記次点強度範囲での受光強度の値を特定する第三特定手段(42,S230)と、
前記第三特定手段にて特定した次点強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である第二隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第四特定手段(42,S240)と、
前記第三特定手段で特定した前記次点強度範囲での受光強度の値と、前記第四特定手段で特定した前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記次点強度範囲での受光強度の値と前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第二検出手段(42,S250,S260)と
を備えることを特徴とする検査システム。 - 探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)が、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が車両に設けられた設置基準軸に対して不一致である軸ズレ状態であるか否かを検査する検査システム(65)であって、
前記レーザレーダ装置は、
規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、前記設置基準軸に前記配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上で均等とみなせる受光強度となり、かつ、中心軸に対して点対称となるように複数の反射部材が基板(84)に設置されたターゲット板(80)に、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出すると共に、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、前記軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42,S110〜S130,S210〜S260)と、
前記軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出すると、前記軸ズレ状態である旨を報知する報知手段(60)と
を備え、
前記適正配置状態での前記受光角度範囲に対応する前記基板上の領域を対応領域とし、
前記反射部材は、互いに隣接する2つの前記対応領域の境界を跨ぐように設置されており、
前記軸ズレ検出手段は、
前記受光強度が最も強い前記受光角度範囲である最高強度範囲、及び前記最高強度範囲での受光強度の値を特定する第一特定手段(42,S210)と、
前記第一特定手段にて特定した最高強度範囲に前記反射部材が配置された前記境界を挟んで隣接する前記受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第二特定手段(42,S220)と、
前記第一特定手段で特定した前記最高強度範囲での受光強度の値と、前記第二特定手段で特定した前記隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記最高強度範囲での受光強度の値と前記隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第一検出手段(42,S250,S260)と
を備えることを特徴とする検査システム。
Priority Applications (2)
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