JP6520407B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents
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Description
筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
投光部が投光したレーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、筐体窓から照射する走査部(6)とを備えたレーザレーダ装置(1)であって、
筐体窓は、上下方向軸の回りに回転可能であり、
筐体窓を回転させる駆動部(86)と、
駆動部を駆動して、筐体窓を、走査部によるレーザ光の走査に同期して回転させる駆動制御部(S1、S5、S6、S9、S10)と、
レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S4、S8)とを備え、
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、筐体窓の回転角速度をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させた後、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓を回転させることを特徴とする。
汚れ判断部は、駆動部が筐体窓をレーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断し、
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していないと判断したことに基づいて、再び、レーザ光の走査に同期して筐体窓を回転させる。
駆動制御部は、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、駆動部を動力切断状態とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させる。
駆動制御部は、制動部も制御可能であり、汚れ判断部が、レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、駆動部を動力切断状態とすることに加えて、制動部を制動状態とすることで、レーザ光が筐体窓に照射される位置を変化させる。
(外観構成)
図1は、第1実施形態となるレーザレーダ装置1の側面図である。図1に示すように、本実施形態のレーザレーダ装置1が備える筐体2は、背面2aが平面状であり、この背面2aが、屋外に露出している壁10に固定される。また、レーザレーダ装置1の上面図である図2に示すように、筐体2の上面は、前側が円弧状に湾曲した形状である。
図3は、図2のIII-III線断面である。なお、図3には、レーザレーダ装置1の内部構成のうち、光学系の構成と機械的構成を主として示しており、レーザレーダ装置1は、図3に示す構成の他に、図4に示す電気的構成も備える。
投光部5は、図3に示す構成として、レーザダイオード51、コリメートレンズ52、偏向ミラー53を備える。また、図4に示すレーザ駆動回路54も備える。
走査部6は、図3に示す構成として、走査ミラー61、支持体62、支持体ギヤ63、モータ64、モータギヤ65を備える。また、図4に示すモータ駆動回路66、回転センサ67も備える。
受光部7は、図3に示す構成として、受光ミラー71、集光レンズ72、フォトダイオード73を備える。また、図4に示す受光回路74、時間計測回路75も備える。
窓回転部8は、図3に示す構成として、アクチュエータ81、移動ギヤ82、ブレーキパッド83を備える。また、図4に示すアクチュエータ84、回転センサ85も備える。
制御回路9は、レーザ駆動回路54に、レーザダイオード51を駆動させることを指示する信号を周期的に出力する。また、回転センサ67から逐次取得する信号に基づいて、走査ミラー61の回転角度を逐次決定し、走査ミラー61が一定速度で回転するようにモータ64の回転速度を制御する。これにより、レーザレーダ装置1は、レーザ光を、走査しつつ装置外部に照射する。レーザ光を走査する走査角度範囲は、筐体窓3が背面カバー4から露出している範囲、すなわちレーザレーダ装置1の前側の180度の範囲であり、走査ミラー61が背面カバー4の方向を向いているときは、レーザ光は装置外部に照射されない。
制御回路9は、図5に示す処理を周期的に実行する。なお、図5において、ステップS1、S5、S6、S9、S10は駆動制御部としての処理であり、ステップS4、S8は汚れ判断部としての処理である。
上記のように構成されたレーザレーダ装置1の効果を図6〜図8を用いて説明する。なお、図6〜図8は、背面カバー4と筐体窓3以外の構成は省略している。また、図6、図7において、Lはレーザ光が照射される方向を示し、Lに続く(tn)は、時刻tnを意味する。なおnは自然数である。
次に、第2実施形態を説明する。この第2実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
この第2実施形態では、レーザ光の走査角速度とは異なる角速度で筐体窓3を回転させる。これにより、レーザ光が筐体窓3に照射される位置が時間とともにずれていく。したがって、ある第1の時点で、ある方向(第1照射方向とする)に照射されたレーザ光が筐体窓3に照射される部分に汚れが付着しているとしても、第1の時点以降の第2の時点で再び第1照射方向にレーザ光を照射するときには、筐体窓3においてレーザ光が照射される部分に汚れが付着していない可能性が生じる。これにより、筐体窓3に付着した汚れにより生じる死角を少なくすることができる。
たとえば、第1実施形態では、ステップS4で近距離反射ありと判断した場合、ステップS5で動力切断状態とすることに加えて、ステップS6で制動状態としていた。しかし、ステップS6を実行せずに、動力切断状態とすることのみにより、筐体窓3の回転角速度をレーザ光の回転角速度と非同期としてもよい。
前述の実施形態では、1つのモータ64により、走査ミラー61と筐体窓3を回転させていた。しかし、走査ミラー61を回転させるためのモータと、筐体窓3を回転させるためのモータを別々に備えてもよい。
前述の実施形態では、筐体窓3を減速させることにより、筐体窓3の回転角速度とレーザ光の走査角速度を非同期としていた。しかし、筐体窓3の回転角速度をレーザ光の走査角速度よりも速くすることで、筐体窓3の回転角速度とレーザ光の走査角速度を非同期としてもよい。
前述の実施形態では、近距離反射の有無により、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断していたが、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断する方法はこれに限られない。たとえば、特許文献2に記載されているように、筐体窓面を走査する専用の発光素子および受光素子を設けて、筐体窓3に汚れが付着しているか否かを判断してもよい。
前述の実施形態では、走査角度範囲は180度となっていたが、走査角度範囲は何度であってもよい。
第2実施形態において、筐体窓3を、レーザ光の走査方向とは反対方向に回転させてもよい(変形例6)。また、筐体窓3を、レーザ光の走査角速度よりも速い角速度でレーザ光の走査方向と同方向に回転させてもよい(変形例7)。
Claims (4)
- 筐体に取り付けられている筐体窓(3)と、
レーザ光を発生させて投光する投光部(5)と、
前記投光部が投光した前記レーザ光を、上下方向軸の回りの所定の走査角度範囲に渡って周期的に走査しつつ、前記筐体窓から照射する走査部(6)とを備えたレーザレーダ装置(1)であって、
前記筐体窓は、前記上下方向軸の回りに回転可能であり、
前記筐体窓を回転させる駆動部(86)と、
前記駆動部を駆動して、前記筐体窓を、前記走査部による前記レーザ光の走査に同期して回転させる駆動制御部(S1、S5、S6、S9、S10)と、
前記レーザ光が照射された位置の前記筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断する汚れ判断部(S4、S8)とを備え、
前記駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記筐体窓の回転角速度を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させた後、再び、前記レーザ光の走査に同期して前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項1において、
前記走査部は、前記駆動部が前記筐体窓の回転角速度を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も前記レーザ光を走査し、
前記汚れ判断部は、前記駆動部が前記筐体窓を前記レーザ光の走査角速度とは異なる角速度としている間も、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着しているか否かを判断し、
前記駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していないと判断したことに基づいて、再び、前記レーザ光の走査に同期して前記筐体窓を回転させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項1または2において、
前記駆動部は、前記筐体窓に動力伝達可能な動力伝達状態と、前記筐体窓に動力を伝達する経路が切断された動力切断状態とが可能であり、
駆動制御部は、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を前記動力切断状態とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させることを特徴とするレーザレーダ装置。 - 請求項3において、
前記筐体窓に制動力を加える制動状態と、前記筐体窓に制動力を加えていない非制動状態とが可能である制動部(87)を備え、
前記駆動制御部は、前記制動部も制御可能であり、前記汚れ判断部が、前記レーザ光が照射された位置の筐体窓に汚れが付着していると判断したことに基づいて、前記駆動部を前記動力切断状態とすることに加えて、前記制動部を前記制動状態とすることで、前記レーザ光が前記筐体窓に照射される位置を変化させることを特徴とするレーザレーダ装置。
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