JP6256252B2 - 固定型非同軸系レーザレーダ走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定型非同軸系レーザレーダ走査装置に関し、特に、この装置が備える保護シールドに付着する汚れを検知する技術に関する。

特許文献１に開示されているように、レーザレーダ走査装置として、パルス状のレーザ光を外部に照射し、照射したレーザ光（以下、照射パルス）が外部の物体で反射して生じた反射パルスを受光する方式の装置が知られている。この方式の装置では、照射パルスを照射してから反射パルスを受光するまでの時間と光速とから、物体までの距離を算出する。

レーザレーダ走査装置は装置全体が筐体に覆われており、筐体の一部に、照射パルスや反射パルスを通過させつつ、内部の部品を保護する有色または無色の透明の保護シールドが設けられる。

特許文献１に開示されている装置は、照射パルスの照射方向を定めるミラーが、反射パルスを光検出部であるフォトダイオードに導くミラーとしても機能している。すなわち、特許文献１の装置は、レーザレーダ走査装置から照射される照射パルスの光軸と、レーザレーダ走査装置に入射する時点における反射パルスの光軸とが略一致する。このようなレーザレーダ走査装置は、同軸系レーザレーダ走査装置と呼ばれる。

これとは異なり、装置から照射パルスを照射する部位と、反射パルスを受光する部位とが異なるレーザレーダ走査装置も知られている。この形式の装置は、非同軸系レーザレーダ走査装置と呼ばれる。

また、レーザレーダ走査装置は、車両などの移動体に搭載されることもあるが、家の敷地内などにおいて、壁や地面など、移動しない物体に設置される固定型の装置もある。固定型の装置は侵入者の監視を目的とするため、未測定領域があってはいけない。数十ｍ先などの遠方の物体を検出する場合において未測定領域をなくすには、スポットを大きくすることが有効である。スポットの大きさを大きくすれば、レーザ光を走査するピッチを粗くすることができるからである。そのため、固定型のレーザレーダ走査装置では、たとえば直径数十ｃｍなど、レーザスポットの大きさが大きいことが一般的である。

特開平３‐１７５３９０号公報

同軸系の装置も、非同軸系の装置も、保護シールドが汚れていると物体の検出が困難になる。そのため、保護シールドが汚れているか否かを検出する必要がある。

同軸系の装置の場合、照射パルスの光軸と反射パルスの光軸とが略一致するため、保護シールドに汚れが付着しており、その汚れ部分にて照射パルスが反射して生じた反射パルスの光軸は、装置の外部で反射した反射パルスの光軸とも略一致することになる。したがって、保護シールドに付着している汚れに照射パルスが反射して生じた反射パルスも、受光することができる。そして、保護シールドの位置は予め分かっているので、反射パルスの検出時間から、保護シールドに汚れが付着していることを判断できる。

これに対して、非同軸系の装置の場合には、反射パルスを受光する部位は、装置から照射パルスを照射する部位とは別に設けられている。そのため、保護シールドの照射パルスが通過する部分に汚れが付着していても、その部分で反射した反射パルスは受光部に導かれない。もちろん、保護シールドの反射パルスが通過する部分に汚れが付着しており、その部分で反射パルスの一部が反射しても、反射した反射パルスは受光部に導かれない。

ここで、保護シールドに汚れが付着していれば、汚れが付着していない場合に比較して、同じ静止物からの反射パルスであっても受光量が減少する。保護シールドに付着している汚れを通過する際にレーザ光が減衰するからである。また、固定型であれば、どの方向に壁などの静止物があるかも把握することができる。したがって、同じ静止物に向けて照射パルスを照射することはできる。

しかし、同じ静止物に向けて照射パルスを照射した後に検出した反射パルスの受光量が減少していたとしても、受光量の減少原因が保護シールドの汚れではない可能性がある。たとえば、霧や雨により照射パルスや反射パルスが減衰したために、受光量が減少している可能性がある。また、前述したように、固定型はレーザスポットの大きさが大きいことが多く、レーザスポットが大きいと、同じ静止物に向けて照射した照射パルスの一部のみがその静止物で反射し、残りの一部は、その静止物とレーザレーダ走査装置との間に偶然に位置している移動体で反射している可能性もある。この場合にも、レーザスポットの全部が同じ静止物で反射した場合と比べると、同じ静止物から反射して生じた反射パルスの受光量は減少する。

したがって、同じ静止物に向けて照射パルスを照射し、その後に受信する反射パルスの受光量から保護シールドの汚れを判断しても、汚れの有無を誤判定してしまう恐れがあった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、保護シールドの汚れの有無を誤判定してしまうことを抑制できる固定型非同軸系レーザレーダ走査装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本発明は、移動しない物体に固定され、パルス状のレーザ光を走査しつつ照射する照射部（１０）と、照射部とは別に設けられ、照射部から照射されたレーザ光である照射パルスが外部の物体で反射して生じた反射パルスを受光する受光部（２０）と、照射部と受光部とを保護し、照射パルスおよび反射パルスが通過する保護シールド（３０）とを備えた固定型非同軸系レーザレーダ走査装置であって、照射部が照射パルスを照射してから受光部が反射パルスを受光するまでの時間である飛行時間と光速とに基づいて物体までの距離を算出する距離算出部（Ｓ３、Ｓ４）と、照射方向が同じである照射パルスに基づいて距離算出部が算出した距離の変化がないと判断した場合、照射パルスを反射した物体は静止物であると判断する静止物判断部（Ｓ５２）と、静止物判断部が静止物であると判断した物体からの反射パルスの受光量の低下の程度を示す汚れ量を算出する汚れ量算出部（Ｓ５４）と、汚れ量算出部が算出した汚れ量が汚れ判定範囲内の値であることに基づいて保護シールドが汚れていると判断する汚れ判断部（Ｓ５５）とを備え、汚れ判断部は、受光部が、１パルスの照射パルスに対応する反射パルスを複数受光した場合、汚れ量に基づいた判断を中止することを特徴とする固定型非同軸系レーザレーダ走査装置である。

霧や雨がある場合、霧や雨は、照射パルスや反射パルスを減衰させるだけでなく、照射パルスを反射して反射波も生じる。霧や雨の濃度が濃い部分では反射も大きいので、霧や雨による反射で生じた反射波が、反射パルスを検出したと判断する検出閾値を超えることもある。したがって、霧や雨がある場合には、静止物で反射して生じた反射パルス以外に、霧や雨で反射して生じた反射波を反射パルスとして検出することがある。

また、次の場合にも、複数の反射パルスを受光する。照射パルスの一部のみが、静止物で反射し、残りの一部は、その静止物と本発明の装置との間に偶然に位置している移動体で反射した場合である。この場合、その移動体で反射して生じた反射パルスが検出されるからである。

複数パルスを受光する場合、保護シールドが汚れていなくても、１パルスのみを受光する場合と比較して、反射パルスの受光量は低下する。したがって、複数パルスを受光した場合には、受光量の低下から保護シールドが汚れていることを判断することが困難である。そこで、本発明では、１パルスの照射パルスに対応する反射パルスを複数受光した場合、反射パルスの受光量の低下の程度を表す汚れ量に基づいた判断を中止する。これにより、保護シールドの汚れの有無を誤判定してしまうことを抑制できる。

請求項２記載の発明は、反射パルスの受光強度が検出閾値を超えている時間である波幅と検出時点補正量との関係を記憶した記憶部（６０）と、反射パルスの受光強度が検出閾値を超えた時点を、受光部が受光した反射パルスの波幅と記憶部に記憶されている関係から定まる検出時点補正量により補正し、補正後の時点を反射パルスを受光した時点とする受光時点補正部（Ｓ２）とを備え、距離算出部は、受光時点補正部が決定した反射パルスを受光した時点を用いて、飛行時間を算出することを特徴とする。

保護シールドが汚れている場合、反射パルスの受光量が低下する。反射パルスは、当然、完全な矩形形状ではなく、ある一時点にピークを持つ幅の狭い三角形状である。そのため、受光量が低下すると波幅が減少する。しかし、波幅が減少しても、ピークとなる時点は変化がない。したがって、同一物体からの反射であっても、保護シールドが汚れて、波幅が減少すると、反射パルスの受光強度が検出閾値を超える時点が遅くなる。その結果、同一物体からの反射パルスであるにもかかわらず、飛行時間が長くなって、距離算出部が算出する距離が変化してしまう恐れがある。距離が変化すると、静止物判断部が静止物と判断せず、汚れ判断部も判断を行うことができない。

しかし、本発明では、波幅と検出時点補正量との関係を記憶した記憶部を備えており、この関係と実際に検出した波幅から定まる検出時点補正量で、反射パルスの受光強度が検出閾値を超えた時点を補正して、反射パルスを受光した時点とする。この補正により、保護シールドが汚れていても、保護シールドが汚れていない場合と同じ時点を、反射パルスを受光した時点とすることができる。したがって、補正した時点を用いて算出する飛行時間は、保護シールドが汚れていても、同じ静止物であれば同じ時間となり、飛行時間から算出する距離も、同じ静止物であれば同じ距離となる。これにより、保護シールドが汚れていても、静止物判断部は、照射パルスを反射した物体が静止物であると判断することができるので、汚れ判断部が判断を行うことができない場合が減少する。

請求項３記載の発明は、汚れ量算出部は、汚れ量を逐次算出し、記汚れ量を算出部が逐次算出した汚れ量を、表示器またはプリンタに出力可能に記憶する記憶部を備えることを特徴とする。

このようにすれば、ユーザは、表示器あるいはプリンタに出力された汚れ量を見て、汚れ除去をすべきかを判断することができる。また、汚れ量の変化傾向から、汚れを除去すべき時期をユーザが推定することもできる。

実施形態の固定型非同軸系レーザレーダ走査装置１の概略構成図である。 図１の制御部５０の処理を示すフローチャートである。 図２のステップＳ５の詳細処理を示すフローチャートである。 反射パルスの受光強度と波幅の関係を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態となる固定型非同軸系レーザレーダ走査装置（以下、単にレーザレーダ走査装置）１の概略構成図である。この図１では、レーザレーダ走査装置１が備える筐体は省略している。本実施形態のレーザレーダ走査装置１は、建造物の壁２に固定される。なお、壁２ではなく、床などの水平面を備える固定物に固定する型式、あるいは、移動しない物体である地面に固定する型式でもよい。

（機械的構成）
レーザレーダ走査装置１は、照射部１０、受光部２０、保護シールド３０、コンパレータ４０、制御部５０、記憶部６０を備える。

照射部１０は、光源１１、駆動部１２、レンズ１３、照射ミラー１４を備える。光源１１は、レーザダイオードなどであり、パルス電流が供給されることによりパルス状のレーザ光である照射パルスを出力する。駆動部１２は、制御部５０から照射パルスを照射することを指令する指令信号が入力されると、パルス電流を生成して光源１１に入力する。

レンズ１３は、光源１１から出力された照射パルスのスポットの大きさを調整する。照射パルスのスポットを、以下、レーザスポットという。レンズ１３により調整された後のレーザスポットの大きさは、たとえば、数十ｍ先で、数十ｃｍ〜１ｍ程度となる大きさである。なお、照射パルスは、行路が長くなるほど、したがって、レーザレーダ走査装置１から離れるほど、レーザスポットが大きくなる。

照射ミラー１４は、図示していないモータと連結されており、略垂直になっている回転軸周りに回転する。レンズ１３によりレーザスポットの大きさが調整された照射パルスは、照射ミラー１４で反射して水平方向に照射される。照射ミラー１４は回転軸周りに回転しているので、照射パルスは、水平面内において、所定の角度範囲に渡り照射される。所定の角度範囲はたとえば１８０度である。

受光部２０は、受光ミラー２１、受光素子２２を備える。受光ミラー２１は、照射パルスが外部の物体で反射して生じた反射パルスを反射して受光素子２２に導く。この受光ミラー２１は、回転軸が照射ミラー１４の回転軸と結合している。そのため、受光ミラー２１は照射ミラー１４と一体回転する。受光素子２２は、たとえば、フォトダイオードであり、受光素子２２に入射した光の強度を表す信号、すなわち、反射パルスの受光強度を表す信号（以下、受光強度信号）をコンパレータ４０に出力する。

保護シールド３０は、有色透明または無色透明であり、照射ミラー１４で反射した照射パルスが通過し、また、外部から受光ミラー２１に入射する反射パルスが通過する位置に配置されている。この保護シールド３０は、図示していない筐体と組み合わせられることにより、内部に閉じた空間を形成する。この空間に照射部１０、受光部２０、コンパレータ４０、制御部５０、記憶部６０は収容されている。したがって、保護シールド３０は、照射部１０、受光部２０、コンパレータ４０、制御部５０、記憶部６０を塵や水から保護する。

コンパレータ４０は、受光強度信号を、予め設定されている検出閾値と比較し、比較結果を示す信号（以下、比較結果信号）を連続的に制御部５０に出力する。比較結果信号は、受光強度信号が検出閾値を超えたことを示す信号と、受光強度信号が検出閾値を超えていないことを示す信号の２種類である。

制御部５０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータである。この制御部５０は、照射部１０の駆動部１２に照射パルスを照射する指令信号を出力し、また、コンパレータ４０から比較結果信号を受信して、その比較結果信号に基づいて、物体の検知と、保護シールド３０の汚れ判定を行う。制御部５０が行う処理は、図２、図３を用いて後述する。なお、制御部５０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

記憶部６０は、書き込み可能な記憶部である。たとえば、フラッシュメモリを記憶部６０として用いる。記憶部６０には、波幅と検出時点補正量との関係が記憶されている。また、記憶部６０は、制御部５０に制御されて、背景までの距離と、背景からの反射パルスの波幅とを、逐次、記憶する。背景までの距離と、背景からの反射パルスの波幅を、以下、背景情報という。なお、背景情報は、制御部５０がＲＡＭを備えている場合、そのＲＡＭを、背景情報を記憶する記憶部６０として用いてもよい。また、制御部５０がＲＯＭを備えている場合、そのＲＯＭを、波幅と検出時点補正量との関係を記憶する記憶部６０として用いてもよい。

（制御部５０の処理）
図２に示す処理は、レーザレーダ走査装置１の電源がオンである間、繰り返し実行する。ステップＳ１では、照射パルスを照射する。照射パルスが外部の物体で反射して生じた反射パルスが受光ミラー２１に入射すれば、受光素子２２により反射パルスが受光される。そして、受光素子２２が出力する受光強度が検出閾値よりも大きい場合には、コンパレータ４０から制御部５０に、受光強度信号が検出閾値を超えたことを示す信号が入力される。

なお、このステップＳ１では、照射ミラー１４を、走査範囲の全部にわたって１回分走査する。走査中の照射パルスを照射する時間間隔は、照射ミラー１４が、たとえば、０．２５度回転するごとに照射パルスが照射される間隔とする。もちろん、これは一例であり、照射パルスを照射する時間間隔は、適宜、設定可能である。

以下のステップＳ２では、照射ミラー１４を、走査範囲の全部にわたって１回分走査した間に照射した全部の照射パルスに対して行う。ただし、これとは異なり、照射パルスを１回照射するごとに、ステップＳ２以下の処理を行うようにしてもよい。

請求項の受光時点補正部に相当するステップＳ２では、受光時点を補正する。補正前の受光時点は、コンパレータ４０から取得する比較結果信号が、受光強度信号が検出閾値を超えたことを示す信号に変化した時点である。このステップＳ２で受光時点を補正する理由を説明する。

図４は、反射パルスを概念的に示している。この図４から分かるように、反射パルスは、ある一時点にピークを持つ幅の狭い三角形状である。そのため、受光強度が低下すると、ピーク時点が同じでも、すなわち、同じ物体からの反射波であっても、検出閾値を超える時点は、受光強度が減少する前よりも遅くなる。図４の例では、受光強度が低下する前の波形Ｗ１では、検出閾値を超えた時点がｔ１であったのに対して、受光強度が低下した波形Ｗ２では、検出閾値を超えた時点はｔ１よりも遅いｔ２になっている。

次のステップＳ３で算出する飛行時間は、受光時点を用いる。そして、飛行時間から、物体までの距離を算出し、この距離の異同により、物体が静止物かどうかを判断する。したがって、同じ静止物からの反射パルスであるにもかかわらず、受光時点が異なってしまうと、同じ静止物であると判断することができなくなってしまう。そこで、同じ静止物からの反射パルスであれば受光時点が同じになるように補正する。補正した受光時点を、以下、補正後受光時点とする。

受光時点の補正には、記憶部６０に記憶されている、波幅と検出時点補正量との関係を用いる。波幅とは、検出閾値を超えている時間である。図４の例では、波形Ｗ１の波幅はｔ１〜ｔ４までであり、波形Ｗ２の波幅はｔ２〜ｔ３までである。

図４からも分かるように、波幅が小さいほど受光時点が遅くなり、受光時点が遅くなる程度は、波幅に比例する。そのため、波幅と検出時点補正量との関係は、波幅が小さいほど検出時点補正量が大きくなる関係である。

波幅に対する検出時点補正量の具体的な大きさは、実験に基づいて決定する。この実験は、レーザレーダ走査装置１からの距離を一定にした物体に向けて照射パルスを照射しつつ、レーザ光の減衰率を変化させ、反射パルスの波幅の変化を測定する実験である。レーザ光の減衰率を変化させる方法は、物体の反射率を変化させる方法でもよいし、保護シールド３０の透過率を変化させる方法でもよい。

この関係と、実際に受光部２０が受光した反射パルスの波幅から、検出時点補正量を決定する。なお、波幅は、コンパレータ４０から制御部５０に入力される比較結果信号において、受光強度信号が検出閾値を超えたことを示す信号が入力されている時間を計測することにより決定する。波幅と記憶部６０に記憶されている関係から検出時点補正量を決定したら、その検出時点補正量だけ、受光強度が検出閾値を超えた時点を早める。受光強度が検出閾値を超えた時点を検出時点補正量だけ早めた時点が、補正後受光時点である。

続くステップＳ３、Ｓ４は距離算出部に相当する。ステップＳ３では、飛行時間を算出する。飛行時間は、照射部１０が照射パルスを照射してから受光部２０が反射パルスを受光するまでの時間である。照射パルスを照射する時点は、照射パルスを照射する指令信号を駆動部１２に出力した時点である。反射パルスを受光した時点は、ステップＳ２で決定した補正後受光時点である。

ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した飛行時間と光速から、物体までの距離を算出する。飛行時間は、レーザ光が往復する時間である。したがって、たとえば、この飛行時間を１／２にした値に光速を乗じることで、物体までの距離を算出する。

ステップＳ５では、汚れ検知処理を行う。汚れ検知処理は図３に詳しく示す。図３において、ステップＳ５１では、１つの照射パルスに対応する反射パルスが１パルスかを判断する。

照射パルスを静止物に向けて照射していたとしても、１つの照射パルスに対応する反射パルスが複数パルスになってしまっていれば、保護シールド３０の汚れ以外の原因で静止物からの反射パルスの受光量が低下する。そこで、このステップＳ５１で、１つの照射パルスに対応する反射パルスが１パルスかを判断するのである。照射パルスを静止物に向けて照射していても、１つの照射パルスに対応する反射パルスが複数パルスになる場合として、次の２つが考えられる。

１つ目は、天候が霧や雨である場合である。霧や雨があると、それら霧や雨でも照射パルスが反射する。霧や雨の濃度が濃い部分では反射の程度も強いため、霧や雨の濃い部分で反射して生じた反射波が受光部２０に受光され、かつ、受光強度が検出閾値を超える場合、反射パルスと判断してしまう。なお、霧や雨の濃い部分が複数箇所ある場合には、霧や雨で反射して生じた反射パルスを、複数、検出することもある。

反射パルスが複数パルスになる場合の２つ目は、照射パルスの一部のみが、静止物で反射し、残りの一部は、その静止物とレーザレーダ走査装置１との間に偶然に位置している移動体で反射した場合である。この場合、その移動体で反射して生じた反射パルスも検出されるからである。

汚れ検知処理では、反射パルスの受光量が低下したか否かにより、保護シールド３０に汚れが付着しているか否かを判断する。しかし、反射パルスを複数検出した場合には、保護シールド３０が汚れていなくても、照射パルスが１パルスである場合に比較して、反射パルスの受光量は低下する。そこで、反射パルスが１パルスでないと判断した場合（Ｓ５１：ＮＯ）には、ステップＳ５２以下を行うことなく、図３の処理を終了する。

ステップＳ５１で反射パルスが１パルスであると判断した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）には、ステップＳ５２に進む。ステップＳ５２では、同じ照射方向に照射パルスを照射してステップＳ４で算出した距離が、一定期間、あるいは、一定回数変化していないかを判断する。一定期間、あるいは、一定回数の間に算出した距離のばらつきが、予め設定している許容範囲内であれば、距離は変化していないとする。距離のばらつきは、たとえば、偏差、最大値と最小値の差、平均値からの差で表す。一定期間、あるいは、一定回数は、適宜、設定可能である。

距離の変化があると判断した場合（Ｓ５２：ＮＯ）には、汚れ判定を行うことなく図３の処理を終了する。距離の変化があれば、距離を算出している物体は移動体であると考えられるからである。また、まだ測定回数が少なく、距離の変化があるか否かを判断できないときも、ステップＳ５２をＮＯとする。

距離の変化がないと判断した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）には、ステップＳ５３に進む。距離の変化がない場合、その距離を算出した物体は静止物であると考えることができる。ただし、ここでの静止物には、移動体であるが、上記一定期間あるいは一定回数の間は移動していない物体も含む。このステップＳ５２は、請求項の静止物判断部に相当する。

ステップＳ５３に進む場合、静止物を検出したことになる。ステップＳ５３では、検出した静止物からの反射パルスの受光量が低下したか否かを判断する。受光量を表す値として、本実施形態では、波幅を用いる。本実施形態では、受光強度を検出していないが、図４に示したように、波幅は受光強度に対応して変化するからである。

最新の波幅が、記憶部６０に記憶されている背景情報のうち、照射パルスの照射方向が最新の波幅と同じ方向である反射パルスの波幅に対して短くなったと判断できる場合に、受光量が低下したと判断する。波幅が短くなったことは、たとえば、最新の波幅と、その最新の波幅と比較する背景情報の波幅との比あるいは差で判断する。

最新の波幅と比較する背景情報の波幅は、過去の一定期間分あるいは一定回数分の波幅である。この一定期間や一定回数は、ステップＳ５２と同じでもよいし、それよりも長くてもよい。

受光量が低下していないと判断した場合（Ｓ５３：ＮＯ）には、図３の処理を終了する。一方、受光量が低下したと判断した場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）には、ステップＳ５４に進む。

請求項の汚れ量算出部に相当するステップＳ５４では、受光量の低下の程度を示す汚れ量を算出する。本実施形態では、受光量を表す値として波幅を用いている。したがって、汚れ量は、基準となる波幅と、今回の波幅とを用いて算出する。

基準となる波幅は、記憶部６０に記憶されている背景情報のうち、照射パルスの照射方向が最新の波幅と同じ方向である反射パルスの波幅であって、過去の一定期間分あるいは一定回数分の波幅である。この一定期間や一定回数は、ステップＳ５２、Ｓ５３と同じでもよいし、それとは異なっていてもよい。この一定期間や一定回数分の波幅の平均値などの代表値を、基準となる波幅とする。なお、１つの照射パルスに対応する反射パルスが複数であったとき反射パルスの波幅を、一定期間や一定回数分の波幅から除外して代表値を決定してもよい。

汚れ量は、たとえば、今回の波幅を、基準となる波幅で割った値とする。この場合、数値が小さいほど汚れていることになる。

請求項の汚れ判断部に相当するステップＳ５５では、汚れ判定を行う。汚れ判定では、ステップＳ５４で算出した汚れ量が、予め設定してある汚れ判定範囲内の値であれば汚れていると判定し、汚れ量が汚れ判定範囲外の値であれば汚れていないと判定する。汚れていると判定した場合には、ユーザにそのことを知らせるために、このレーザレーダ走査装置１に接続された表示器に、保護シールド３０が汚れていることを知らせる表示を行う。もちろん、レーザレーダ走査装置１が表示器を備えていてもよいし、また、表示に代えて、音で、保護シールド３０が汚れていることを知らせてもよい。

ステップＳ５５を実行したら、図２のステップＳ６に進む。ステップＳ６では、物体検知処理を行う。この物体検知処理は、物体のうちでも、移動体を検知するための処理である。物体検知処理では、汚れ検知処理とは異なり、補正前の受光時点から飛行時間を算出する。この飛行時間と光速から、物体までの距離を、照射パルスの照射方向ごとに算出する。そして、照射パルスの照射方向ごとに算出した距離が変化していることに基づいて、物体が移動している、すなわち、移動体が存在していることを検知する。

ステップＳ７では、背景情報を記憶部６０に保存する。背景情報は、前述したように、背景までの距離と、背景からの反射パルスの波幅である。背景とは、ステップＳ５２で距離の変化なしと判断した物体、すなわち、静止物を意味する。このステップＳ７で保存した背景情報は、次回の汚れ検知処理において用いる。

（実施形態の効果）
本実施形態のレーザレーダ走査装置１は、物体までの距離が変化していない、すなわち、距離を算出した物体が静止物であると判断し（Ｓ５２：ＹＥＳ）、その静止物からの反射パルスの受光量が低下していると判断した場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、汚れ量を算出する（Ｓ５４）。そして、この汚れ量が汚れ判定範囲内の値であれば、保護シールド３０が汚れていると判定する。

ただし、反射パルスが複数パルスである場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、汚れ量を用いた汚れ判定を行わない。すでに説明したように、保護シールド３０が汚れていなくても、反射パルスが複数パルスである場合には、１パルスのみを受光する場合と比較して、反射パルスの受光量は低下するからである。これにより、保護シールド３０の汚れの有無を誤判定してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、記憶部６０に、波幅と検出時点補正量との関係を記憶しており、この関係と実際に検出した波幅から定まる検出時点補正量で、反射パルスの受光強度が検出閾値を超えた時点を補正して、補正後受光時点とする（Ｓ２）。照射パルスを反射して反射パルスを生じさせた物体が静止物であれば、補正後受光時点は、保護シールド３０が汚れていても、保護シールド３０が汚れていない場合と同じ時点となる。したがって、ステップＳ３で補正後受光時点を用いて算出する飛行時間も、保護シールド３０が汚れているかどうかには影響されず、同じ静止物であれば同じ時間となり、飛行時間から算出する距離も、同じ静止物であれば同じ距離となる。これにより、保護シールド３０が汚れていても、Ｓ５２において静止物と判断することができる。したがって、ステップＳ５４、Ｓ５５を実行できないために、汚れ判定を行うことができない場合が減少する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

＜変形例１＞
たとえば、ステップＳ５４で算出した汚れ量を、逐次、記憶部６０に記憶しておき、記憶した汚れ量を、表示器やプリンタ、あるいは、それら表示器やプリンタに接続される外部メモリに出力してもよい。このようにすれば、ユーザが、汚れ量を見て、汚れ除去をすべきかを判断することができる。また、汚れ量の変化傾向から、汚れを除去すべき時期をユーザが推定することもできる。

＜変形例２＞
前述の実施形態では、受光量が低下したと判断しなかった場合（Ｓ５３：ＮＯ）には、汚れ量は算出していないが、受光量が低下しているか否かによらず、汚れ量を算出するようにしてもよい。

１：固定型非同軸系レーザレーダ走査装置、 ２：壁、 １０：照射部、 １１：光源、 １２：駆動部、 １３：レンズ、 １４：照射ミラー、 ２０：受光部、 ２１：受光ミラー、 ２２：受光素子、 ３０：保護シールド、 ４０：コンパレータ、 ５０：制御部、 ６０：記憶部

Claims (3)

1. 移動しない物体に固定され、
   パルス状のレーザ光を走査しつつ照射する照射部（１０）と、
   前記照射部とは別に設けられ、前記照射部から照射された前記レーザ光である照射パルスが外部の物体で反射して生じた反射パルスを受光する受光部（２０）と、
   前記照射部と前記受光部とを保護し、前記照射パルスおよび前記反射パルスが通過する保護シールド（３０）とを備えた固定型非同軸系レーザレーダ走査装置であって、
   前記照射部が前記照射パルスを照射してから前記受光部が前記反射パルスを受光するまでの時間である飛行時間と光速とに基づいて物体までの距離を算出する距離算出部（Ｓ３、Ｓ４）と、
   照射方向が同じである照射パルスに基づいて前記距離算出部が算出した距離の変化がないと判断した場合、前記照射パルスを反射した物体は静止物であると判断する静止物判断部（Ｓ５２）と、
   前記静止物判断部が静止物であると判断した物体からの反射パルスの受光量の低下の程度を示す汚れ量を算出する汚れ量算出部（Ｓ５４）と、
   前記汚れ量算出部が算出した前記汚れ量が汚れ判定範囲内の値であることに基づいて前記保護シールドが汚れていると判断する汚れ判断部（Ｓ５５）とを備え、
   前記汚れ判断部は、前記受光部が、１パルスの前記照射パルスに対応する前記反射パルスを複数受光した場合、前記汚れ量に基づいた判断を中止することを特徴とする固定型非同軸系レーザレーダ走査装置。
2. 請求項１において、
   前記反射パルスの受光強度が検出閾値を超えている時間である波幅と検出時点補正量との関係を記憶した記憶部（６０）と、
   前記反射パルスの受光強度が前記検出閾値を超えた時点を、前記受光部が受光した反射パルスの波幅と前記記憶部に記憶されている関係から定まる前記検出時点補正量により補正し、補正後の時点を前記反射パルスを受光した時点とする受光時点補正部（Ｓ２）とを備え、
   前記距離算出部は、前記受光時点補正部が決定した前記反射パルスを受光した時点を用いて、前記飛行時間を算出することを特徴とする固定型非同軸系レーザレーダ走査装置。
3. 請求項１または２において、
   前記汚れ量算出部は、前記汚れ量を逐次算出し、
   前記汚れ量を算出部が逐次算出した前記汚れ量を、表示器またはプリンタに出力可能に記憶する記憶部を備えることを特徴とする固定型非同軸系レーザレーダ走査装置。

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