JP6465772B2

JP6465772B2 - Laser radar equipment

Info

Publication number: JP6465772B2
Application number: JP2015153335A
Authority: JP
Inventors: 秀伸辻; 康伸大森; 俊平亀山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2035-08-03
Also published as: JP2017032431A

Description

この発明はレーザ光の発振時刻と散乱光の受光時刻の時間差から距離を導出し、かつ、レーザ光をスキャンすることでターゲットの３次元情報を得る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 that derives a distance from the time difference between the oscillation time of laser light and the reception time of scattered light and obtains three-dimensional information of a target by scanning the laser light.

一般にレーザレーダ装置は、受信した信号から距離及び強度を検出し、その際のスキャナ角度を基に距離画像及び強度画像を算出している（例えば、特許文献１参照）。このようなレーザレーダ装置は、パルスレーザ光をターゲットに対してスキャンしながら照射し、ターゲットにより散乱された光を受光することでターゲットまでの距離情報を得て、ターゲットの３次元形状を計測するようにしたものである。 In general, a laser radar device detects a distance and an intensity from a received signal, and calculates a distance image and an intensity image based on a scanner angle at that time (see, for example, Patent Document 1). Such a laser radar apparatus irradiates a target with pulsed laser light, receives light scattered by the target, obtains distance information to the target, and measures the three-dimensional shape of the target. It is what I did.

国際公開第２０１１／１３８８９５号International Publication No. 2011/138895

レーザレーダ装置に、センサ外部からの雨、風及び埃等の侵入を防ぐためのウィンドウを設けた場合、レーザ光はウィンドウを介して照射される。ところが、従来では、ウィンドウに雨による水滴が付着した場合等では、送信レーザ光が水滴により屈折・発散し、送信方向が変化するため、距離及び強度の誤検出が発生し、ひいてはターゲットの３次元情報が不正確になるという課題があった。 When the laser radar device is provided with a window for preventing rain, wind, dust and the like from entering from the outside of the sensor, the laser light is irradiated through the window. However, conventionally, when a water droplet due to rain adheres to the window, the transmission laser light is refracted / diverged by the water droplet, and the transmission direction changes, so that an erroneous detection of distance and intensity occurs, and as a result, the 3D of the target There was a problem of inaccurate information.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ターゲットへの距離の誤検出を防止できるレーザレーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a laser radar device capable of preventing erroneous detection of the distance to the target.

この発明に係るレーザレーダ装置は、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、受光手段が受光した散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたものである。 A laser radar apparatus according to the present invention includes a laser irradiation unit that irradiates a target with laser light through a window, a light receiving unit that receives scattered light from the target through a window, and a laser beam irradiation time by the laser irradiation unit. And the target information detection means for detecting the distance to the target from the time difference between the light reception time by the light receiving means and the number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light receiving means is greater than or equal to the threshold value. And erroneous detection determination means for invalidating detection by the target information detection means.

この発明のレーザレーダ装置は、受光手段が受光した散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とするようにしたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができる。 In the laser radar device of the present invention, when the number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light receiving means is equal to or greater than the threshold, the detection by the target information detecting means is invalidated. It is possible to prevent erroneous detection of the distance to the target.

この発明の実施の形態１によるレーザレーダ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるレーザレーダ装置のウィンドウの水滴による距離の誤検出の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the misdetection of the distance by the water droplet of the window of the laser radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるレーザレーダ装置の集光スポットサイズの増大を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the increase in the condensing spot size of the laser radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるレーザレーダ装置の電流電圧変換装置の変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the modification of the current-voltage converter of the laser radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２によるレーザレーダ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２によるレーザレーダ装置の水滴によりレーザ光が屈折した場合の誤検出の判定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the determination method of a false detection when a laser beam is refracted by the water droplet of the laser radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２によるレーザレーダ装置の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the laser radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２によるレーザレーダ装置のさらに他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the further another example of the laser radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３によるレーザレーダ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser radar apparatus by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
図１に示すレーザレーダ装置は、例えば、屋外に設置される監視カメラ等に用いられる装置であり、レーザ装置１、トリガ発生装置２、スキャナ３、ウィンドウ４、角度モニタ装置５、受信レンズ６、アレイ状受光器７、電流電圧変換装置８、受信検出装置９、信号加算装置１０、強度及び距離検出装置１１、信号処理装置１２、集光スポットサイズ判定装置１３、誤検出判定装置１４、ワイパ動作判定装置１５、ワイパ１６を備える。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a laser radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The laser radar device shown in FIG. 1 is a device used for, for example, a surveillance camera installed outdoors, and includes a laser device 1, a trigger generation device 2, a scanner 3, a window 4, an angle monitor device 5, a receiving lens 6, Array light receiver 7, current-voltage converter 8, reception detector 9, signal adder 10, intensity and distance detector 11, signal processor 12, focused spot size determiner 13, false detection determiner 14, wiper operation A determination device 15 and a wiper 16 are provided.

レーザ装置１は、ターゲットに対して照射するレーザ光を発生する装置である。レーザ装置１の例として、レーザダイオードやファイバレーザなどが挙げられる。トリガ発生装置２は、レーザ光の発信タイミングを指定するトリガ信号を出力する機能を有し、トリガ信号をレーザ装置１と強度及び距離検出装置１１に出力するよう構成されている。スキャナ３は、レーザ装置１から送出されたレーザ光を２次元スキャンする機能を有する。スキャナの例としてＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ）ミラーやレゾナントスキャナのような共振型スキャナや、ガルバノスキャナのような非共振型スキャナが挙げられる。ウィンドウ４は、センサ外部からの雨、風及び埃等の侵入を防ぎ、かつ、レーザ光及びターゲットからの散乱光を透過する機能を有する。角度モニタ装置５は、スキャナ３の角度をモニタし、スキャナ角度信号として出力する機能を有する。 The laser device 1 is a device that generates laser light to be irradiated onto a target. Examples of the laser device 1 include a laser diode and a fiber laser. The trigger generator 2 has a function of outputting a trigger signal for designating the transmission timing of the laser beam, and is configured to output the trigger signal to the laser device 1 and the intensity and distance detector 11. The scanner 3 has a function of two-dimensionally scanning the laser beam transmitted from the laser device 1. Examples of the scanner include a resonant scanner such as a MEMS (micro electro mechanical system) mirror and a resonant scanner, and a non-resonant scanner such as a galvano scanner. The window 4 has a function of preventing rain, wind, dust, and the like from entering from the outside of the sensor and transmitting laser light and scattered light from the target. The angle monitor device 5 has a function of monitoring the angle of the scanner 3 and outputting it as a scanner angle signal.

受信レンズ６は、照射されたターゲットからの散乱光をアレイ状受光器７上に集光する機能を有する。アレイ状受光器７は、受信レンズ６で集光されたターゲットからの散乱光を２次元平面状の受光面に結像させるための受光器であり、受光した光を電流に変換し、それぞれ受信電流信号として出力する機能を有する。アレイ状受光器７の例としては、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード、光電子増倍管などが挙げられる。電流電圧変換装置８は、アレイ状受光器７からの出力信号を受けて、入力された受信電流信号を電圧に変換し、受信電圧信号として出力する機能を有する。電流電圧変換装置８の例として、トランスインピーダンスアンプが挙げられる。受信検出装置９は、電流電圧変換装置８からの受信電圧信号が入力されると、受信検出信号を生成して出力すると共に、受信電圧信号を信号加算装置１０に出力するよう構成されている。受信検出装置９の例として、コンパレータ９１と高速スイッチ９２の構成が挙げられる。 The receiving lens 6 has a function of collecting the scattered light from the irradiated target on the arrayed light receiver 7. The arrayed light receiver 7 is a light receiver for forming an image of the scattered light from the target collected by the receiving lens 6 on a two-dimensional planar light receiving surface, and converts the received light into an electric current and receives it respectively. It has a function of outputting as a current signal. Examples of the arrayed light receiver 7 include a photodiode, an avalanche photodiode, and a photomultiplier tube. The current-voltage conversion device 8 has a function of receiving an output signal from the arrayed light receiver 7, converting the input received current signal into a voltage, and outputting the voltage as a received voltage signal. An example of the current-voltage converter 8 is a transimpedance amplifier. When the reception voltage signal from the current-voltage converter 8 is input, the reception detection device 9 is configured to generate and output a reception detection signal and to output the reception voltage signal to the signal addition device 10. An example of the reception detection device 9 includes a configuration of a comparator 91 and a high-speed switch 92.

信号加算装置１０は、受信検出装置９からの受信電圧信号を加算し、加算信号として強度及び距離検出装置１１に出力するよう構成されている。強度及び距離検出装置１１は、入力された受信電圧信号のピーク電圧値を検出し、強度信号として出力する機能を有する。このピーク電圧を検出する回路の例として、ピークホールド回路が挙げられる。また、入力された受信電圧信号とトリガ発生装置２からのトリガ信号の時間差を測定し、その時間差に相当する距離を算出し、距離信号として出力する機能を有する。この時間計測する回路の例として、ＴＤＣ（ＴｉｍｅｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路やＴＡＣ（ＴｉｍｅｔｏＡｍｐｌｉｔｕｄｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路が挙げられる。信号処理装置１２は、強度及び距離検出装置１１からの距離信号と強度信号及び角度モニタ装置５からのスキャナ角度信号から、距離画像と強度画像とを生成する。また、誤検出判定装置１４から誤検出信号が入力された場合は、その際の距離信号と強度信号は誤検出したとみなし、距離画像及び強度画像へ反映させない機能を有する。なお、距離画像及び強度画像とは、画像の各画素に距離値が埋め込まれた画像及び信号強度が埋め込まれた画像である。 The signal adding device 10 is configured to add the reception voltage signals from the reception detection device 9 and output the addition signal to the intensity and distance detection device 11 as an addition signal. The intensity and distance detection device 11 has a function of detecting the peak voltage value of the input reception voltage signal and outputting it as an intensity signal. An example of a circuit that detects this peak voltage is a peak hold circuit. Further, it has a function of measuring the time difference between the input received voltage signal and the trigger signal from the trigger generating device 2, calculating a distance corresponding to the time difference, and outputting it as a distance signal. Examples of the circuit for measuring time include a TDC (Time to Digital Converter) circuit and a TAC (Time to Amplitude Converter) circuit. The signal processing device 12 generates a distance image and an intensity image from the distance signal from the intensity and distance detection device 11, the intensity signal, and the scanner angle signal from the angle monitor device 5. Further, when an erroneous detection signal is input from the erroneous detection determination device 14, the distance signal and the intensity signal at that time are regarded as erroneously detected, and the function of not reflecting them in the distance image and the intensity image is provided. The distance image and the intensity image are an image in which the distance value is embedded in each pixel of the image and an image in which the signal intensity is embedded.

集光スポットサイズ判定装置１３は、入力された受信検出信号の数をカウントし、予め設定された閾値以上である場合、集光スポットサイズエラー信号を出力する機能を有する。この装置の構成例として、加算回路とコンパレータが挙げられる。誤検出判定装置１４は、集光スポットサイズ判定装置１３から集光スポットサイズエラー信号が入力された場合、誤検出信号を信号処理装置１２及びワイパ動作判定装置１５へ出力する機能を有する。ワイパ動作判定装置１５は、角度モニタ装置５からのスキャナ角度信号と誤検出判定装置１４からの誤検出信号を用いて1フレーム中の誤検出数をカウントし、予め設定された閾値以上である場合、ワイパ動作信号を出力する機能を有する。ワイパ１６は、ワイパ動作信号が入力された場合に動作し、ウィンドウ４の水滴や埃等の異物をふき取る機能を有する。 The condensing spot size determination device 13 has a function of counting the number of input reception detection signals and outputting a condensing spot size error signal when the number is equal to or greater than a preset threshold value. An example of the configuration of this device is an adder circuit and a comparator. The false detection determination device 14 has a function of outputting a false detection signal to the signal processing device 12 and the wiper operation determination device 15 when the focused spot size error signal is input from the focused spot size determination device 13. The wiper operation determination device 15 counts the number of erroneous detections in one frame using the scanner angle signal from the angle monitor device 5 and the erroneous detection signal from the erroneous detection determination device 14 and is equal to or greater than a preset threshold value. And has a function of outputting a wiper operation signal. The wiper 16 operates when a wiper operation signal is input, and has a function of wiping off foreign matters such as water droplets and dust on the window 4.

また、レーザ装置１、トリガ発生装置２、スキャナ３及び角度モニタ装置５によって、レーザ光をウィンドウ４を介してターゲットに照射するレーザ照射手段が構成され、受信レンズ６及びアレイ状受光器７によって、ターゲットからの散乱光をウィンドウ４を介して受光する受光手段が構成されている。さらに、電流電圧変換装置８、受信検出装置９、信号加算装置１０及び強度及び距離検出装置１１によって、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段が構成されている。そして、信号処理装置１２、集光スポットサイズ判定装置１３及び誤検出判定装置１４によって、受光手段が受光した散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段が構成されている。また、ワイパ動作判定装置１５によって、誤検出判定手段がターゲット情報検出手段による検出を無効とした場合にワイパ１６を作動させるワイパ作動手段が構成されている。 The laser device 1, the trigger generator 2, the scanner 3, and the angle monitor device 5 constitute laser irradiation means for irradiating the target with laser light through the window 4, and the receiving lens 6 and the arrayed light receiver 7 Light receiving means for receiving scattered light from the target through the window 4 is configured. Further, the current-voltage conversion device 8, the reception detection device 9, the signal addition device 10 and the intensity and distance detection device 11 are used to determine the distance from the target based on the time difference between the laser light irradiation time by the laser irradiation means and the light reception time by the light reception means. The target information detecting means for detecting is configured. When the number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light receiving means by the signal processing device 12, the condensing spot size determination device 13, and the erroneous detection determination device 14 is equal to or greater than a threshold value, the target An erroneous detection determination means for invalidating detection by the information detection means is configured. Further, the wiper operation determination device 15 constitutes a wiper operation unit that operates the wiper 16 when the erroneous detection determination unit invalidates the detection by the target information detection unit.

次に、この実施の形態１に係わるレーザレーダ装置の動作について説明する。
トリガ発生装置２はレーザ光発振タイミングを指定するトリガ信号を出力する。レーザ装置１はトリガ発生装置２からのトリガ信号に従いパルス状のレーザ光を発振する。このレーザ光は、スキャナ３によって２次元スキャンされ、さらに、スキャンされたパルス状のレーザ光はウィンドウ４を透過し、ターゲットに照射される。 Next, the operation of the laser radar apparatus according to the first embodiment will be described.
The trigger generator 2 outputs a trigger signal that specifies the laser light oscillation timing. The laser device 1 oscillates a pulsed laser beam in accordance with a trigger signal from the trigger generator 2. This laser light is two-dimensionally scanned by the scanner 3, and the scanned pulsed laser light passes through the window 4 and is irradiated onto the target.

受信レンズ６はウィンドウ４を透過してきたターゲットからの散乱光をアレイ状受光器７に集光させる。アレイ状受光器７は、受光した光を電流に変換して受信信号電流を出力する。この受信信号電流はパルス状の信号となる。電流電圧変換装置８は入力される電流信号を電圧信号に変換して出力する。受信検出装置９は、電流電圧変換装置８からの受信電圧信号が入力されると、受信検出信号を生成して出力すると共に、受信電圧信号を信号加算装置１０へ出力する。予めユーザが設定した閾値電圧を基に、それを超えるパルス状の受信電圧信号が入力された場合、コンパレータ９１がパルス状の受信検出信号を生成する。また図１に示すように、この受信検出信号を高速スイッチ９２に入力することで、この高速スイッチ９２がＯＮになり、受信電圧信号が信号加算装置１０へ出力される。 The receiving lens 6 collects the scattered light from the target transmitted through the window 4 on the arrayed light receiver 7. The arrayed light receiver 7 converts the received light into a current and outputs a received signal current. This received signal current is a pulse signal. The current-voltage converter 8 converts an input current signal into a voltage signal and outputs it. When the reception voltage signal from the current-voltage converter 8 is input, the reception detection device 9 generates and outputs a reception detection signal and outputs the reception voltage signal to the signal addition device 10. When a pulsed reception voltage signal exceeding the threshold voltage set in advance by the user is input, the comparator 91 generates a pulsed reception detection signal. As shown in FIG. 1, when the reception detection signal is input to the high speed switch 92, the high speed switch 92 is turned on, and the reception voltage signal is output to the signal adding device 10.

信号加算装置１０は受信検出装置９からの受信電圧信号を加算し、加算信号として出力する。強度及び距離検出装置１１は、入力された受信電圧信号のピーク電圧値を検出し、強度信号として出力する。また、入力された受信電圧信号とトリガ信号の時間差を測定し、その時間差に相当する距離を算出し、距離信号として出力する。なお、トリガ発生装置２から出力されたダミートリガ信号を入力した場合、上記強度及び距離検出の機能をトリガ信号が入力されるまで停止させる。 The signal adding device 10 adds the reception voltage signals from the reception detecting device 9 and outputs them as an addition signal. The intensity and distance detection device 11 detects the peak voltage value of the input reception voltage signal and outputs it as an intensity signal. Further, the time difference between the input reception voltage signal and the trigger signal is measured, a distance corresponding to the time difference is calculated, and output as a distance signal. In addition, when the dummy trigger signal output from the trigger generator 2 is input, the intensity and distance detection functions are stopped until the trigger signal is input.

集光スポットサイズ判定装置１３は、入力された受信検出信号の数をカウントし、予め設定された閾値以上である場合、集光スポットサイズエラー信号を出力する。入力された複数の受信検出信号を電圧加算し、加算後の電圧出力に対して予めユーザが設定した閾値電圧を用いてコンパレータにより比較し、これを超える際に集光スポットサイズエラー信号を出力する。例えば１つの受信検出信号の電圧値が０．１Ｖであり、受信検出信号のカウント数を４以上でスポットサイズエラー信号を出力すると設定した場合、カウント数４以上の受信検出信号が入力された場合、加算後の電圧は０．４Ｖ以上となる。よって、コンパレータの閾値電圧を例えば０．３５Ｖに設定することで、カウント数４以上でスポットサイズエラー信号を出力することができる。スポットサイズエラー信号はデジタル信号として出力する。 The condensing spot size determination device 13 counts the number of input reception detection signals, and outputs a condensing spot size error signal when the number is greater than or equal to a preset threshold value. A voltage is added to a plurality of received detection signals that have been input, and the voltage output after the addition is compared by a comparator using a threshold voltage set in advance by the user. . For example, when the voltage value of one reception detection signal is 0.1 V, the reception detection signal count number is set to output 4 or more and the spot size error signal is output, or the reception detection signal of count number 4 or more is input The voltage after the addition is 0.4V or more. Therefore, by setting the threshold voltage of the comparator to 0.35 V, for example, a spot size error signal can be output with a count number of 4 or more. The spot size error signal is output as a digital signal.

誤検出判定装置１４は、集光スポットサイズ判定装置１３からの集光スポットサイズエラー信号が入力された場合、誤検出信号を信号処理装置１２及びワイパ動作判定装置１５へ出力する。誤検出信号はデジタル信号として出力する。 The erroneous detection determination device 14 outputs an erroneous detection signal to the signal processing device 12 and the wiper operation determination device 15 when the focused spot size error signal from the focused spot size determination device 13 is input. The false detection signal is output as a digital signal.

信号処理装置１２は、スキャン角度信号と強度信号と距離信号から、強度画像及び距離画像を生成する。また、信号処理装置１２は、誤検出判定装置１４から出力された誤検出信号が入力された場合、その際の距離信号と強度信号は誤検出したとみなし、距離画像及び強度画像へ反映させない。この場合は、ターゲットからの散乱光を受信できなかった場合と同様の動作を行う。すなわち、散乱光を受信できない場合は、距離及び強度を測定できないため距離信号及び強度信号は出力されない。このため、信号処理装置１２において、画像中の各画素に例えば０を埋め込んだり、表示できる最大値を埋め込んだりして、ターゲットからの散乱光が受信できていない画素であることを明示する。 The signal processing device 12 generates an intensity image and a distance image from the scan angle signal, the intensity signal, and the distance signal. Further, when the false detection signal output from the false detection determination device 14 is input, the signal processing device 12 regards that the distance signal and the intensity signal at that time are erroneously detected and does not reflect them in the distance image and the intensity image. In this case, the same operation as when the scattered light from the target cannot be received is performed. That is, when the scattered light cannot be received, the distance signal and the intensity signal are not output because the distance and the intensity cannot be measured. For this reason, in the signal processing device 12, for example, 0 is embedded in each pixel in the image or the maximum value that can be displayed is embedded to clearly indicate that the pixel cannot receive the scattered light from the target.

ワイパ動作判定装置１５は、スキャナ角度信号及び誤検出信号を用いて１フレーム中の誤検出数をカウントし、予め設定された閾値以上である場合、ワイパ動作信号を出力する。以下、ワイパ動作判定装置１５の動作を詳細に説明する。
ワイパ動作判定装置１５は、スキャナ角度信号をモニタし、例えば図１中のスキャン縦方向の折り返した点を検出し、この折り返し点から次の折り返し点までの時間を１フレームとする。ワイパ動作判定装置１５は誤検出カウンタを備え、誤検出判定装置１４からの誤検出信号が入力される度にカウント値を＋１変更し、１フレーム終了時にその値を読み出し、値をリセットする。読み出したカウンタ値を上記閾値と比較し、超える場合にはワイパ動作信号を出力する。 The wiper operation determination device 15 counts the number of erroneous detections in one frame using the scanner angle signal and the erroneous detection signal, and outputs a wiper operation signal when the number is equal to or greater than a preset threshold value. Hereinafter, the operation of the wiper operation determination device 15 will be described in detail.
The wiper operation determination device 15 monitors the scanner angle signal, detects, for example, a scan folding point in the vertical direction in FIG. 1, and sets the time from this folding point to the next folding point as one frame. The wiper operation determination device 15 includes an error detection counter, and changes the count value by +1 every time an error detection signal is input from the error detection determination device 14, reads the value at the end of one frame, and resets the value. The read counter value is compared with the threshold value, and if it exceeds, the wiper operation signal is output.

ワイパ１６は、ワイパ動作信号が入力されると動作し、ウィンドウ４の水滴をふき取る。複数回ウィンドウ４を拭いた後停止し、次のワイパ動作信号が入力されるまで待機する。 The wiper 16 operates when a wiper operation signal is input, and wipes water droplets from the window 4. Stops after wiping the window 4 a plurality of times, and waits until the next wiper operation signal is input.

次に、誤検出の判定とこれによるワイパ１６の動作の制御について説明する。
図２は、ウィンドウ４の水滴による距離の誤検出の例を示す説明図である。ウィンドウ４に水滴が付着すると、この水滴によりレーザ光が屈折、発散する。これにより、スキャナ３により指定された方向とは別の方向にレーザ光が発散しながら照射され、照射された方向にターゲットが存在した場合（図２では黒塗りのターゲットで示す）、そのターゲットからの散乱光を受信し、距離の誤検出が発生する。すなわち、レーザレーダ装置として、どの方向を計測しているかはスキャナ３の角度によってのみ判断しているため、図２に示すような状態では破線方向の距離判定と判断する。しかし、実際には黒塗りのターゲットの方向にレーザ光が伝搬しており、その距離を判定する。この結果、レーザレーダ装置としては破線方向にターゲットが存在するといった誤検出を行うことになる。 Next, determination of erroneous detection and control of the operation of the wiper 16 by this will be described.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of erroneous detection of distance due to water droplets in the window 4. When a water droplet adheres to the window 4, the laser light is refracted and diverged by the water droplet. Thus, when the laser beam is emitted while diverging in a direction different from the direction designated by the scanner 3 and the target exists in the irradiated direction (indicated by a black target in FIG. 2), the target is The scattered light is received, and erroneous detection of the distance occurs. That is, as the laser radar device, which direction is measured is determined only by the angle of the scanner 3, in the state shown in FIG. 2, it is determined that the distance is determined in the direction of the broken line. However, actually, the laser beam propagates in the direction of the black target, and the distance is determined. As a result, the laser radar device performs erroneous detection such that the target exists in the direction of the broken line.

また、この場合、水滴によりレーザ光が発散して照射されるため、ターゲットに照射されるレーザ光のビーム径は拡大し、集光スポットのサイズは図３に示すように、照射領域の拡大に応じて増加する。そこで、このスポットサイズの増加を検出し、このスポットサイズが予め定めた閾値以上であるかを検出することで、ウィンドウ４の水滴の付着による距離の誤検出の有無を判定する。これにより誤検出結果が距離強度画像に反映されることを回避することができる。また、上記誤検出の判定結果を用いてワイパ１６を動作させ、水滴を除去することで、上記誤検出の原因を除去することができる。 In this case, since the laser beam is irradiated by divergent by water droplets, the beam diameter of the laser beam irradiated to the target to expand the size of the focused spot is as shown in FIG. 3, the expansion of the irradiated region Increase accordingly. Therefore, by detecting an increase in the spot size and detecting whether the spot size is equal to or larger than a predetermined threshold value, it is determined whether or not there is a false detection of the distance due to water droplets adhering to the window 4. Thereby, it is possible to avoid the erroneous detection result being reflected in the distance intensity image. Further, the cause of the erroneous detection can be removed by operating the wiper 16 using the determination result of the erroneous detection and removing the water droplets.

また、これは水滴のみに限るものではなく、例えばウィンドウ４に付着した汚れや埃等により同様の現象が発生した場合にも誤検知を回避し、ワイパ１６により原因を除去することができる。 In addition, this is not limited to only water droplets. For example, when a similar phenomenon occurs due to dirt or dust adhering to the window 4, erroneous detection can be avoided and the cause can be removed by the wiper 16.

なお、図４に示すように、電流電圧変換装置８においてアレイ状受光器７から出力される受信信号電流を加算する加算器８１を設け、この加算後の信号を受信検出装置９が受け取るよう構成してもよい。例えば、アレイ状受光器７のアレイのピッチが細かい場合、図４に示すように電流電圧変換装置８は受信ＩＣという形を取る必要がある。アレイ状受光器７のアレイ数が多い場合、受信ＩＣにおいて１素子ずつ受信検出装置９への出力端子を外に出すことは、受信ＩＣの表面に端子を置くにも制限があるため困難となる。そこで受信ＩＣ内で一度加算し、加算出力を受信検出装置９に入力させることで、受信ＩＣの出力端子数を減らし、実現性のある構成を取ることができる。 As shown in FIG. 4, the current-voltage converter 8 is provided with an adder 81 for adding the received signal currents output from the arrayed light receiver 7, and the reception detector 9 receives the signal after the addition. May be. For example, when the array pitch of the arrayed light receiver 7 is fine, the current-voltage converter 8 needs to take the form of a receiving IC as shown in FIG. When the number of the arrayed light receivers 7 is large, it is difficult to put out the output terminal to the reception detection device 9 one element at a time in the receiving IC because there is a limitation in placing the terminal on the surface of the receiving IC. . Therefore, by adding once in the receiving IC and inputting the added output to the receiving detection device 9, the number of output terminals of the receiving IC can be reduced, and a configuration with feasibility can be achieved.

さらに、集光スポットサイズ判定装置１３と、信号加算装置１０の機能を受信ＩＣ内に取り込むことで、出力端子数を減らすことができる。これにより、ＩＣの実装難易度が低下し、ＩＣを実装するパッケージ等のコストが低下する。 Furthermore, the number of output terminals can be reduced by incorporating the functions of the condensing spot size determining device 13 and the signal adding device 10 into the receiving IC. Thereby, the mounting difficulty level of the IC is reduced, and the cost of the package for mounting the IC is reduced.

なお、スキャナ３は２次元スキャンではなく１次元スキャンでも良い。この場合は、図１〜図４に示したアレイ状受光器７の例えば上下方向のみ走査を行い、左右には走査を行わないという動作となる。従って、この場合、測定は１次元方向のみであるため、強度画像及び距離画像もこれに合わせて２次元画像から１次元画像となる。 The scanner 3 may be a one-dimensional scan instead of a two-dimensional scan. In this case, for example, scanning is performed only in the vertical direction of the arrayed light receiver 7 shown in FIGS. Accordingly, in this case, since the measurement is performed only in the one-dimensional direction, the intensity image and the distance image are changed from the two-dimensional image to the one-dimensional image in accordance with the measurement.

信号処理装置１２において、距離画像及び強度画像を生成する際、誤検知したことを示すマーカ（例えば色や模様）をその画素にあてはめても良い。 When the signal processing device 12 generates a distance image and an intensity image, a marker (for example, a color or a pattern) indicating that a detection error has occurred may be applied to the pixel.

強度及び距離検出装置１１において、１発のレーザ光に対して、複数の受信電圧信号の距離及び強度を検出し、それぞれ出力しても良い。すなわち、１発のレーザ光を照射しても、ターゲットの形状によっては複数のパルス信号を得る場合がある。これは、例えば、レーザ光の一部が手前のターゲットに照射され、残りレーザ光が奥側のターゲットにも照射される、といった場合である。この場合は、強度及び距離検出装置１１は、得られたそれぞれの信号に対して距離及び強度を検出する。また、この場合、信号処理装置１２において、１測定における複数の距離信号及び強度信号に対して選別を行い、距離画像及び強度画像を生成する。この場合の選別方法としては、例えば時間的に最後に受信した信号を選択する、あるいはｎ番目に受信したパルスを選択するといった方法がある。これにより、例えば、手前に障害物等があり、１パルス目は誤検知であると予め判断できる場合、２パルス目を選択することによりこの誤検知を回避することができる。 In the intensity and distance detection device 11, the distance and intensity of a plurality of received voltage signals may be detected and output for each laser beam. That is, even if one laser beam is irradiated, a plurality of pulse signals may be obtained depending on the shape of the target. This is the case, for example, where a part of the laser light is irradiated on the near target and the remaining laser light is irradiated on the back target. In this case, the intensity and distance detection device 11 detects the distance and intensity for each obtained signal. Further, in this case, the signal processing device 12 sorts a plurality of distance signals and intensity signals in one measurement, and generates a distance image and an intensity image. As a selection method in this case, for example, there is a method of selecting the signal received last in time or selecting the nth received pulse. Thereby, for example, when there is an obstacle or the like in the foreground and it can be determined in advance that the first pulse is erroneous detection, this erroneous detection can be avoided by selecting the second pulse.

また、雨や霧等の環境条件によりセンサとターゲットの間に散乱物質が存在すると、これによる散乱光も同時に受信し、誤検知の原因となる。この場合、１発のレーザ光の照射に対して最後に受信した信号を選択することで、ターゲットからの信号を選択することができ、誤検知を回避することができる。 In addition, if a scattering material exists between the sensor and the target due to environmental conditions such as rain or fog, the scattered light due to this is also received at the same time, causing false detection. In this case, by selecting the signal received last with respect to the irradiation of one laser beam, the signal from the target can be selected, and erroneous detection can be avoided.

以上説明したように、実施の形態１のレーザレーダ装置によれば、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、受光手段が受光した散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができる。 As described above, according to the laser radar device of the first embodiment, the laser irradiation unit that irradiates the target with laser light through the window, the light receiving unit that receives the scattered light from the target through the window, Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the laser light irradiation time by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means , and a reception detection signal generated based on the scattered light received by the light receiving means Since the error detection determination means for invalidating the detection by the target information detection means is provided when the number of data is greater than or equal to the threshold, it is possible to prevent erroneous detection of the distance to the target.

また、実施の形態１のレーザレーダ装置によれば、ウィンドウ上の異物を除去するワイパと、誤検出判定手段がターゲット情報検出手段による検出を無効とした場合にワイパを作動させるワイパ作動手段とを備えたので、誤検出の原因を除去することができる。 Further, according to the laser radar apparatus of the first embodiment, the wiper that removes the foreign matter on the window, and the wiper operation unit that operates the wiper when the detection error detection unit invalidates the detection by the target information detection unit. Since it is provided, the cause of false detection can be eliminated.

実施の形態２．
実施の形態２は、誤検出の判定をターゲットからの散乱光の受光位置に基づいて行うようにしたものである。 Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the erroneous detection is determined based on the light receiving position of the scattered light from the target.

図５は、実施の形態２のレーザレーダ装置を示す構成図である。
実施の形態２のレーザレーダ装置は、レーザ装置１、トリガ発生装置２、スキャナ３、ウィンドウ４、角度モニタ装置５、受信レンズ６、アレイ状受光器７、電流電圧変換装置８、受信検出装置９、信号加算装置１０、強度及び距離検出装置１１、信号処理装置１２、誤検出判定装置１４ａ、ワイパ動作判定装置１５、ワイパ１６、集光位置判定装置１７を備える。 FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the laser radar device according to the second embodiment.
The laser radar device according to the second embodiment includes a laser device 1, a trigger generation device 2, a scanner 3, a window 4, an angle monitor device 5, a reception lens 6, an arrayed light receiver 7, a current-voltage converter 8, and a reception detection device 9. , A signal adder 10, an intensity and distance detector 11, a signal processor 12, a false detection determination device 14a, a wiper operation determination device 15, a wiper 16, and a condensing position determination device 17.

集光位置判定装置１７は、角度モニタ装置５から入力されるスキャナ角度信号に基づいてアレイ状受光器７上の集光スポット位置を推定し、この推定される位置に相当する素子以外の受信検出信号が受信検出装置９から入力されるかを判定する機能を有する。そして推定される位置に相当する素子以外からの受信検出信号が入力された場合、集光位置エラー信号を出力する機能を有する。誤検出判定装置１４ａは、集光位置判定装置１７から集光位置エラー信号が出力された場合に誤検出と判定し、誤検出信号を出力するよう構成されている。また、集光位置判定装置１７、誤検出判定装置１４ａ及び信号処理装置１２によって、受光手段による受光位置が、レーザ照射手段からのレーザ光を照射する角度から推定される受光位置とは異なる場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段を構成している。これ以外の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。 The condensing position determination device 17 estimates the condensing spot position on the arrayed light receiver 7 based on the scanner angle signal input from the angle monitor device 5, and receives and detects other than the elements corresponding to the estimated position. It has a function of determining whether a signal is input from the reception detection device 9. When a reception detection signal other than an element corresponding to the estimated position is input, it has a function of outputting a condensing position error signal. The erroneous detection determination device 14a is configured to determine erroneous detection when a focused position error signal is output from the focused position determination device 17, and to output an erroneous detection signal. In addition, when the light receiving position by the light receiving unit is different from the light receiving position estimated from the angle at which the laser beam from the laser irradiating unit is irradiated by the condensing position determination device 17, the erroneous detection determination device 14a, and the signal processing device 12. In addition, an erroneous detection determination unit that invalidates detection by the target information detection unit is configured. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to corresponding portions, and the description thereof is omitted.

次に、実施の形態２のレーザレーダ装置の動作について説明する。
集光位置判定装置１７は、入力されるスキャナ角度信号からアレイ状受光器７上の集光スポット位置を推定し、この推定される位置に相当する素子以外の受信検出信号が入力されるかを判定する。例えば、図５中に示されたスキャン領域において、図５中上部にレーザ光を照射するスキャナ角度であった場合、集光スポット位置はアレイ状受光器７の下部になるため、集光スポット位置をアレイ状受光器７の下部と推定する。そして推定位置以外からの受信検出信号が入力された場合、集光位置エラー信号を出力する。誤検出判定装置１４ａは、集光位置判定装置１７から集光位置エラー信号が出力された場合は誤検出信号を出力する。これ以外の動作は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。 Next, the operation of the laser radar device according to the second embodiment will be described.
The condensing position determination device 17 estimates the condensing spot position on the arrayed light receiver 7 from the input scanner angle signal, and determines whether a reception detection signal other than the element corresponding to the estimated position is input. judge. For example, in the scan region shown in FIG. 5, when the scanner angle irradiates the laser beam on the upper part in FIG. Is assumed to be the lower part of the arrayed light receiver 7. When a reception detection signal from other than the estimated position is input, a condensing position error signal is output. The erroneous detection determination device 14a outputs an erroneous detection signal when the focused position error signal is output from the focused position determination device 17. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

以下、誤検出判定の詳細について説明する。
実施の形態１では、水滴によりレーザ光が発散した場合の誤検出の判定方法について記載したが、実施の形態２では、図６に示すように水滴によりレーザ光が屈折した場合の誤検出の判定方法について説明する。 Hereinafter, details of the erroneous detection determination will be described.
In the first embodiment, the determination method of the erroneous detection when the laser beam is diverged by the water droplet is described. However, in the second embodiment, the determination of the erroneous detection when the laser beam is refracted by the water droplet is shown in FIG. A method will be described.

レーザ光が屈折すると、スキャナ３により指定された方向とは別の方向にレーザが照射され、照射されたターゲットからの散乱光を受信すると、距離の誤検出が発生する。実施の形態１では屈折と同時に発生した発散による効果を検出することで水滴による距離の誤検知を検出していたが、発散が発生せず屈折のみである場合はこの方法では対応することができない。そこで実施の形態２では以下の方法で誤検出を検出する。 When the laser light is refracted, the laser is irradiated in a direction different from the direction specified by the scanner 3, and when the scattered light from the irradiated target is received, erroneous detection of the distance occurs. In the first embodiment, the erroneous detection of the distance due to the water droplet is detected by detecting the effect due to the divergence that occurs simultaneously with the refraction, but this method cannot cope with the case where the divergence does not occur and only the refraction occurs. . Therefore, in the second embodiment, erroneous detection is detected by the following method.

この場合、水滴によりレーザ光が屈折して照射されるため、図６に示すようにアレイ状受光器７上の集光スポットの位置が変化する。そこで、集光位置判定装置１７は、この集光スポットの位置が変化したことを受信検出装置９からの受信検出信号から検知し、集光位置エラー信号を出力する。すなわち、角度モニタ装置５からのスキャナ角度信号からターゲットが存在する位置を推定することができる。これがアレイ状受光器７上の点線丸印で示す位置である。そして、集光位置判定装置１７は、この推定位置と受信検出装置９からの受信検出信号で示されるアレイ状受光器７上の集光スポットの位置とを比較し、これらの位置が予め定めた閾値以上異なる場合は、集光スポット位置は誤検出したターゲットの画像であると判定して集光位置エラー信号を誤検出判定装置１４ａに送る。 In this case, since the laser beam is refracted and irradiated by the water droplet, the position of the focused spot on the arrayed light receiver 7 changes as shown in FIG. Therefore, the condensing position determination device 17 detects that the position of the condensing spot has changed from the reception detection signal from the reception detection device 9, and outputs a condensing position error signal. That is, the position where the target is present can be estimated from the scanner angle signal from the angle monitor device 5. This is the position indicated by a dotted circle on the arrayed light receiver 7. The condensing position determination device 17 compares the estimated position with the position of the condensing spot on the arrayed light receiver 7 indicated by the reception detection signal from the reception detecting device 9, and these positions are determined in advance. If they differ by more than the threshold value, it is determined that the focused spot position is an image of the erroneously detected target, and a focused position error signal is sent to the erroneous detection determining device 14a.

集光位置判定装置１７から集光位置エラー信号が出力された場合、誤検出判定装置１４ａは、ウィンドウ４の水滴の付着による距離の誤検出が発生したと判定し、誤検出信号を信号処理装置１２とワイパ動作判定装置１５に送出する。これにより、信号処理装置１２は、この誤検出結果を距離強度画像には反映させず、また、ワイパ動作判定装置１５はワイパ１６を動作させることで、水滴を除去し、上記誤検出の原因となる現象を除去する。 When a condensing position error signal is output from the condensing position determination device 17, the erroneous detection determination device 14 a determines that an erroneous detection of the distance due to the attachment of water droplets on the window 4 has occurred, and the erroneous detection signal is signal processing device. 12 and the wiper operation determination device 15. As a result, the signal processing device 12 does not reflect this erroneous detection result in the distance intensity image, and the wiper operation determination device 15 operates the wiper 16 to remove water droplets. To eliminate the phenomenon.

なお、これは水滴のみに限るものではなく、例えばウィンドウ４に付着した汚れや埃等により同様の現象が発生した場合にも、これによる誤検知を回避し、ワイパ１６により原因を除去することができる。 This is not limited to water droplets. For example, when a similar phenomenon occurs due to dirt or dust adhering to the window 4, it is possible to avoid erroneous detection and remove the cause by the wiper 16. it can.

また、上記例では、集光位置判定装置１７がレーザ光の照射角度に基づいて推定した位置から集光位置エラーを判定したが、他の例として、図７に示すように、アレイ状受光器７において、ターゲットからの散乱光が同時刻に複数の位置で受光され、かつ、これら複数の受光位置の間の距離が設定値より大きい場合に集光位置エラーを判定するようにしてもよい。すなわち、集光位置判定装置１７は、アレイ状受光器７における２次元平面上で設定値以上の距離を有する複数の集光スポットが同時に検出された場合に集光位置エラー信号を送出するよう構成する。例えば、送信ビームの一部が水滴によりケラレた場合、ビームが２分割されてそれぞれの方向に照射され、結果として図７に示すような２つの集光スポットが生成される可能性がある。この場合、隣接していない複数素子において受信するため、これを検出することで水滴による距離の誤検知を検出することができる。なお、設定値は、レーザレーダ装置の設置環境等に応じて適宜設定する。また、この構成ではスキャナ角度信号の入力は不要となるため、レーザレーダ装置における構成及び機能を簡素化することができる。 In the above example, the condensing position error is determined from the position estimated by the condensing position determining device 17 based on the irradiation angle of the laser beam. As another example, as shown in FIG. 7, when the scattered light from the target is received at a plurality of positions at the same time , and the distance between the plurality of light receiving positions is larger than a set value, the condensing position error may be determined. That is, the condensing position determination device 17 is configured to transmit a condensing position error signal when a plurality of condensing spots having a distance equal to or larger than a set value on the two-dimensional plane in the arrayed light receiver 7 are detected simultaneously. To do. For example, when a part of the transmission beam is vignetted by a water droplet, the beam is divided into two parts and irradiated in the respective directions, and as a result, two focused spots as shown in FIG. 7 may be generated. In this case, since reception is performed by a plurality of elements that are not adjacent to each other, detection of this can detect erroneous detection of distance due to water droplets. The set value is set as appropriate according to the installation environment of the laser radar device. Also, with this configuration, it is not necessary to input a scanner angle signal, so that the configuration and functions of the laser radar device can be simplified.

次に、さらに他の例として、集光位置判定装置１７が、１測定ごとに受信した素子の位置を記憶し、次回測定時に前回測定時の位置から２素子以上移動した場合、集光位置エラー信号を出力するようにした例について説明する。すなわち、集光位置判定装置１７を、アレイ状受光器７における２次元平面上で検出される集光スポットの位置の経時的変化が不連続であった場合に集光位置エラー信号を送出するよう構成する。以下、この動作を図８を用いて説明する。 Next, as yet another example, when the condensing position determination device 17 stores the position of the element received for each measurement and moves two or more elements from the position at the previous measurement at the next measurement, the condensing position error An example in which a signal is output will be described. That is, the condensing position determination device 17 sends a condensing position error signal when the temporal change in the position of the condensing spot detected on the two-dimensional plane in the arrayed light receiver 7 is discontinuous. Configure. Hereinafter, this operation will be described with reference to FIG.

測定の繰り返し周期はスキャナ３の動作周期と比較して十分小さいとすると、集光スポットの位置はアレイ状受光器７の面上を連続的に移動する（測定番号(1)→(2)参照）。一方で水滴によりレーザ光が屈折すると、図８の測定番号(3)に示すように集光スポット位置が２素子以上移動することがある。これを検出することで、水滴による距離の誤検知を検出する。この場合スキャナ角度信号の入力は不要となるため、構成及び機能を簡素化することができる。 Assuming that the measurement repetition period is sufficiently small compared to the operation period of the scanner 3, the position of the focused spot continuously moves on the surface of the arrayed light receiver 7 (see measurement numbers (1) → (2)). ). On the other hand, when the laser beam is refracted by the water droplet, the focused spot position may move by two or more elements as indicated by the measurement number (3) in FIG. By detecting this, erroneous detection of distance due to water droplets is detected. In this case, it is not necessary to input a scanner angle signal, so that the configuration and function can be simplified.

さらに、上記例では、実施の形態１の集光スポットサイズ判定装置１３ではなく集光位置判定装置１７を設けるようにしたが、集光位置判定装置１７と集光スポットサイズ判定装置１３の両方を備え、実施の形態１に示した動作を付加させてもよい。これにより、レーザ光の発散による集光スポットサイズの拡大も検出することができる。よって、水滴により屈折が発生せず、発散した場合においても、これを検知することができる。この場合、誤検出判定装置１４ａは集光スポットサイズエラー信号と集光位置エラー信号のどちらかが入力された場合、誤検出信号を出力する。これ以外の動作については実施の形態１と同様である。 Furthermore, in the above example, the condensing position determination device 17 is provided instead of the condensing spot size determination device 13 of the first embodiment, but both the condensing position determination device 17 and the condensing spot size determination device 13 are provided. The operation shown in the first embodiment may be added. Thereby, the expansion of the condensing spot size due to the divergence of the laser light can also be detected. Therefore, even when the water droplet is not refracted and diverges, this can be detected. In this case, the erroneous detection determination device 14a outputs an erroneous detection signal when either the focused spot size error signal or the focused position error signal is input. Other operations are the same as those in the first embodiment.

以上説明したように、実施の形態２のレーザレーダ装置によれば、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、受光手段による受光位置が、レーザ照射手段からのレーザ光を照射する角度から推定される画像位置とは異なる場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができる。 As described above, according to the laser radar device of the second embodiment, the laser irradiation unit that irradiates the target with laser light through the window, the light receiving unit that receives the scattered light from the target through the window , The target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser light by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means, and the light receiving position by the light receiving means irradiates the laser light from the laser irradiation means. When the image position estimated from the angle is different from the image position, the erroneous detection determination means for invalidating the detection by the target information detection means is provided, so that erroneous detection of the distance to the target can be prevented.

また、実施の形態２のレーザレーダ装置によれば、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、受光手段によって散乱光が同時刻に複数の位置で受光され、かつ、当該複数の受光位置の間の距離が設定値より大きい場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができる。 Further, according to the laser radar apparatus of the second embodiment, the laser irradiation unit that irradiates the target with laser light through the window, the light receiving unit that receives the scattered light from the target through the window, and the laser irradiation unit. Target information detecting means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser light and the light receiving time by the light receiving means , and the light receiving means receives the scattered light at a plurality of positions at the same time, and When the distance between the light receiving positions is larger than the set value, the erroneous detection determination means for invalidating the detection by the target information detection means is provided, so that erroneous detection of the distance to the target can be prevented.

また、実施の形態２のレーザレーダ装置によれば、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、受光手段によって散乱光が受光された位置の経時的変化が不連続であった場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができる。 Further, according to the laser radar apparatus of the second embodiment, the laser irradiation unit that irradiates the target with laser light through the window, the light receiving unit that receives the scattered light from the target through the window, and the laser irradiation unit. When the time-dependent change in the position where the scattered light is received by the light receiving means and the target information detecting means for detecting the distance from the target from the time difference between the laser light irradiation time and the light receiving time by the light receiving means is discontinuous In addition, since the erroneous detection determination means for invalidating the detection by the target information detection means is provided, erroneous detection of the distance to the target can be prevented.

実施の形態３．
実施の形態３は、ターゲットの近接を判定した場合は誤検出の判定を停止するようにした例である。 Embodiment 3 FIG.
The third embodiment is an example in which the determination of erroneous detection is stopped when the proximity of the target is determined.

図９は、実施の形態３のレーザレーダ装置を示す構成図である。
実施の形態３のレーザレーダ装置は、レーザ装置１、トリガ発生装置２、スキャナ３、ウィンドウ４、角度モニタ装置５、受信レンズ６、アレイ状受光器７、電流電圧変換装置８、受信検出装置９、信号加算装置１０、強度及び距離検出装置１１、信号処理装置１２、集光スポットサイズ判定装置１３、誤検出判定装置１４、ワイパ動作判定装置１５、ワイパ１６、近接ターゲット判定装置１８を備える。 FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the laser radar apparatus according to the third embodiment.
The laser radar device according to the third embodiment includes a laser device 1, a trigger generation device 2, a scanner 3, a window 4, an angle monitor device 5, a receiving lens 6, an arrayed light receiver 7, a current-voltage conversion device 8, and a reception detection device 9. , A signal adding device 10, an intensity and distance detection device 11, a signal processing device 12, a focused spot size determination device 13, a false detection determination device 14, a wiper operation determination device 15, a wiper 16, and a proximity target determination device 18.

近接ターゲット判定装置１８は、集光スポットサイズ判定装置１３から集光スポットサイズエラー信号が出力された場合、これを受けて、強度及び距離検出装置１１で検出された距離信号がユーザの指定した距離よりも大きいか否かを判定する機能を持つ。また、判定の結果、大きい場合には集光スポットサイズ判定装置１３からの集光スポットサイズエラー信号をそのまま出力し、そうでない場合には出力しない機能を持つ。また、誤検出判定装置１４は、近接ターゲット判定装置１８から集光スポットサイズエラー信号がそのまま出力された場合は、実施の形態１と同様に誤検出信号を送出するよう構成されている。これ以外の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。 When the focused spot size error signal is output from the focused spot size determining device 13, the proximity target determining device 18 receives this and the distance signal detected by the intensity and distance detecting device 11 is the distance specified by the user. It has a function to determine whether or not it is larger. If the result of determination is large, the focused spot size error signal from the focused spot size determining device 13 is output as it is, and otherwise it has a function of not outputting it. Further, when the focused spot size error signal is output as it is from the proximity target determination device 18, the erroneous detection determination device 14 is configured to send an erroneous detection signal as in the first embodiment. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to corresponding portions, and the description thereof is omitted.

次に、実施の形態３のレーザレーダ装置の動作について説明する。
近接ターゲット判定装置１８は、集光スポットサイズ判定装置１３から集光スポットサイズエラー信号が出力された場合、強度及び距離検出装置１１で検出された距離信号に対してユーザが指定した設定値以上であるか否かを判定する。判定の結果、設定値以上であった場合には集光スポットサイズエラー信号をそのまま出力し、そうでない場合には出力しない。この動作の詳細は次の通りである。 Next, the operation of the laser radar device according to the third embodiment will be described.
When the condensing spot size error signal is output from the condensing spot size determining device 13, the proximity target determining device 18 is equal to or greater than the set value designated by the user with respect to the distance signal detected by the intensity and distance detecting device 11. It is determined whether or not there is. As a result of the determination, if it is equal to or larger than the set value, the focused spot size error signal is output as it is, and otherwise it is not output. The details of this operation are as follows.

例えば、レーザレーダ装置の至近距離にターゲットが侵入した場合、受信レンズ６の集光距離がずれるため集光スポットサイズは増加する。実施の形態１ではこれを水滴による誤検知と判断し、その結果、ワイパ１６を動作させてしまうといった場合がある。 For example, when the target enters a close range of the laser radar device, the condensing distance of the receiving lens 6 is shifted, so that the condensing spot size increases. In the first embodiment, this may be determined as erroneous detection due to water droplets, and as a result, the wiper 16 may be operated.

これに対し、実施の形態３では、近接ターゲット判定装置１８において、集光スポットサイズ判定装置１３が集光スポットサイズエラー信号を出力した際の距離値が至近距離の値かどうかを判定することで、至近距離にターゲットが侵入したか否かを判定する。そして、距離値が至近距離であった場合は集光スポットサイズ判定装置１３からの集光スポットサイズエラー信号を誤検出判定装置１４に対して出力しないようにする。ここで、近接ターゲット判定装置１８が判定基準とする設定値は、レーザレーダ装置の設置環境等に応じて適宜決定する。以上の動作により、ワイパ１６が無駄に動作してしまうのを防止することができる。 In contrast, in the third embodiment, the proximity target determination device 18 determines whether or not the distance value when the focused spot size determination device 13 outputs the focused spot size error signal is a close distance value. Then, it is determined whether or not the target has entered at a close distance. If the distance value is a close distance, the focused spot size error signal from the focused spot size determining device 13 is not output to the erroneous detection determining device 14. Here, the set value used as the determination criterion by the proximity target determination device 18 is appropriately determined according to the installation environment of the laser radar device. With the above operation, it is possible to prevent the wiper 16 from operating wastefully.

以上説明したように、実施の形態３のレーザレーダ装置によれば、レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、ターゲットからの散乱光をウィンドウを介して受光する受光手段と、レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、受光手段による受光時刻との時間差からターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、ターゲット情報検出手段が検出したターゲットとの距離が設定値以上であるか否かを判定する近接ターゲット判定装置と、受光手段が受光した散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であり、かつ、近接ターゲット判定装置が、ターゲット情報検出手段が検出したターゲットとの距離は設定値以上であると判定した場合に、ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたので、ターゲットへの距離の誤検出を防止することができると共に、ターゲットが近接した場合でも距離の検出を確実に行うことができる。 As described above, according to the laser radar device of the third embodiment, the laser irradiation unit that irradiates the target with laser light through the window, the light receiving unit that receives the scattered light from the target through the window , The distance between the target information detection means for detecting the distance to the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means , and the target detected by the target information detection means is equal to or greater than the set value. The number of reception detection signals generated based on the proximity target determination device and the scattered light received by the light receiving means is greater than or equal to a threshold value, and the target information detection means detects the proximity target determination device. If the distance between the target was determined to be equal to or greater than a set value, and disables detection by the target information detection unit Since a false detection determining means that, it is possible to prevent erroneous detection of the distance to the target, the target can be reliably detected in the distance even when in close proximity.

なお、実施の形態２及び実施の形態３においても、スキャナ３は２次元スキャンではなく１次元スキャンでも良い。 In the second and third embodiments, the scanner 3 may be a one-dimensional scan instead of a two-dimensional scan.

また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 Further, within the scope of the present invention, the invention of the present application can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or omitted with any component in each embodiment. .

１レーザ装置、２トリガ発生装置、３スキャナ、４ウィンドウ、５角度モニタ装置、６受信レンズ、７アレイ状受光器、８電流電圧変換装置、９受信検出装置、１０信号加算装置、１１強度及び距離検出装置、１２信号処理装置、１３集光スポットサイズ判定装置、１４，１４ａ誤検出判定装置、１５ワイパ動作判定装置、１６ワイパ、１７集光位置判定装置、１８近接ターゲット判定装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser apparatus, 2 Trigger generation apparatus, 3 Scanner, 4 windows, 5 angle monitor apparatus, 6 Receiving lens, 7 Array light receiver, 8 Current-voltage converter, 9 Reception detection apparatus, 10 Signal addition apparatus, 11 Intensity and distance Detection device, 12 signal processing device, 13 focused spot size determination device, 14, 14a erroneous detection determination device, 15 wiper operation determination device, 16 wiper, 17 focused position determination device, 18 proximity target determination device.

Claims

レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、
前記ターゲットからの散乱光を前記ウィンドウを介して受光する受光手段と、
前記レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、前記受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、
前記受光手段が受光した前記散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser irradiation means for irradiating the target with laser light through a window;
A light receiving means for receiving scattered light from the target through the window ;
Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means ;
An erroneous detection determination unit that invalidates detection by the target information detection unit when the number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light reception unit is greater than or equal to a threshold value. A featured laser radar device.

レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、
前記ターゲットからの散乱光を前記ウィンドウを介して受光する受光手段と、
前記レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、前記受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、
前記受光手段による受光位置が、前記レーザ照射手段からのレーザ光を照射する角度から推定される受光位置とは異なる場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser irradiation means for irradiating the target with laser light through a window;
A light receiving means for receiving scattered light from the target through the window ;
Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means ;
Receiving position by said light receiving means, if different from the light receiving position location that will be estimated from the angle of irradiating a laser beam from said laser irradiating means, the error detection determination means for disabling the detection by the target information detection unit A laser radar device comprising:

レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、
前記ターゲットからの散乱光を前記ウィンドウを介して受光する受光手段と、
前記レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、前記受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、
前記受光手段によって前記散乱光が同時刻に複数の位置で受光され、かつ、当該複数の受光位置の間の距離が設定値より大きい場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser irradiation means for irradiating the target with laser light through a window;
A light receiving means for receiving scattered light from the target through the window ;
Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means ;
When the scattered light is received by the light receiving means at a plurality of positions at the same time, and the distance between the plurality of light receiving positions is larger than a set value, a false detection that invalidates the detection by the target information detection means A laser radar device comprising: a determination unit.

レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、
前記ターゲットからの散乱光を前記ウィンドウを介して受光する受光手段と、
前記レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、前記受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、
前記受光手段によって前記散乱光が受光された位置の経時的変化が不連続であった場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser irradiation means for irradiating the target with laser light through a window;
A light receiving means for receiving scattered light from the target through the window ;
Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means ;
A laser comprising: a false detection determination unit that invalidates detection by the target information detection unit when the temporal change in the position at which the scattered light is received by the light receiving unit is discontinuous. Radar device.

前記受光手段が受光した前記散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であった場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のレーザレーダ装置。 An erroneous detection determination unit that invalidates detection by the target information detection unit when the number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light reception unit is greater than or equal to a threshold value. The laser radar device according to any one of claims 2 to 4, wherein the laser radar device is characterized in that:

レーザ光をウィンドウを介してターゲットに照射するレーザ照射手段と、
前記ターゲットからの散乱光を前記ウィンドウを介して受光する受光手段と、
前記レーザ照射手段によるレーザ光の照射時刻と、前記受光手段による受光時刻との時間差から前記ターゲットとの距離を検出するターゲット情報検出手段と、
前記ターゲット情報検出手段が検出した前記ターゲットとの距離が設定値以上であるか否かを判定する近接ターゲット判定装置と、
前記受光手段が受光した前記散乱光に基づいて生成された受信検出信号の数が閾値以上であり、かつ、前記近接ターゲット判定装置が、前記ターゲット情報検出手段が検出した前記ターゲットとの距離は設定値以上であると判定した場合に、前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とする誤検出判定手段とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 Laser irradiation means for irradiating the target with laser light through a window;
A light receiving means for receiving scattered light from the target through the window ;
Target information detection means for detecting the distance from the target from the time difference between the irradiation time of the laser beam by the laser irradiation means and the light reception time by the light receiving means ;
And determining the proximity target determining apparatus whether or not the distance between the target the target information detection unit detects is equal to or greater than a set value,
The number of reception detection signals generated based on the scattered light received by the light receiving means is equal to or greater than a threshold value, and the distance to the target detected by the target information detection means is set by the proximity target determination device A laser radar apparatus comprising: an erroneous detection determination unit that invalidates detection by the target information detection unit when it is determined that the value is greater than or equal to a value .

前記ウィンドウ上の異物を除去するワイパと、
前記誤検出判定手段が前記ターゲット情報検出手段による検出を無効とした場合に前記ワイパを作動させるワイパ作動手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のレーザレーダ装置。 A wiper for removing foreign matter on the window;
The wiper operating means for operating the wiper when the erroneous detection determining means invalidates the detection by the target information detecting means. 7. The laser radar device described.