JPH1039019A - Laser radar equipment - Google Patents

Laser radar equipment

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Publication number
JPH1039019A
JPH1039019A JP18978596A JP18978596A JPH1039019A JP H1039019 A JPH1039019 A JP H1039019A JP 18978596 A JP18978596 A JP 18978596A JP 18978596 A JP18978596 A JP 18978596A JP H1039019 A JPH1039019 A JP H1039019A
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JP
Japan
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image
observation
laser radar
laser
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP18978596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Maejima
哲夫 前島
Masao Kamata
正雄 鎌田
Shohachi Yasu
昭八 安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1039019A publication Critical patent/JPH1039019A/en
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the verification of the matching between the changes in time of observation results and changes in time of an object by providing a device which photographs the image of the direction of irradiation of laser light and a signal processing device which displays a photographed image as well as the state of the object. SOLUTION: A signal processing device 4 is formed of a computer, etc., and consists of a observation image generating part 4a which generates an observation image signal e indicating the state of the concentration distribution of an airborne particle X from an observation signal c and an image synthesizing part 4b which performs an image synthesis on the signal e and a verification image d to generate a synthesis image signal f. The synthesizing part 4b generates the synthesis image C that a verification image A is integrated into an observation image B as a subordinate screen. In other words, the image B and image A are simultaneously displayed on the same screen of a displaying device 5. As the image A as well as the image B is simultaneously displayed on the device 5, it is possible to verify and set the direction of irradiation of a laser pulse a, i.e., the scanning origin of a laser radar telescope 1 at the time when observation starts without the need for leaving the observation room.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
大気中に浮遊する物体の粒子濃度分布や移動速度等を計
測するレーザレーダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser radar apparatus for measuring a particle concentration distribution, a moving speed, and the like of an object floating in the atmosphere using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、レーザレーダ装置は、レーザ光を走査原点から順次
走査して大気中の物体に照射すると共に該レーザ光の散
乱光を受光するレーザレーダ望遠鏡と、該散乱光を画像
化する信号処理装置とから構成される。例えば、このよ
うなレーザレーダ装置を用いて計測を行う場合、レーザ
光の照射方向(走査原点)は、作業員がレーザレーダ望
遠鏡に取り付けられたアイスコープをのぞき見ることに
よって設定される。
2. Description of the Related Art Generally, a laser radar apparatus sequentially scans a laser beam from a scanning origin to irradiate an object in the atmosphere and receives scattered light of the laser beam. And a signal processing device for imaging the scattered light. For example, when measurement is performed using such a laser radar device, the irradiation direction (scanning origin) of the laser beam is set by an operator looking through an eye scope attached to the laser radar telescope.

【0003】しかし、レーザレーダ望遠鏡と信号処理装
置とは別々の場所に設置されることが一般的である。例
えば、レーザレーダ望遠鏡は建物の屋上等、視界の良好
な場所に設置され、一方信号処理装置は建物内の観測室
等に設置される。この場合、レーザレーダ望遠鏡の設置
場所において該レーザレーダ望遠鏡の向きつまりレーザ
光の走査原点を設定した後に、観測室においてレーザレ
ーダ望遠鏡の向きを順次変えてつまりレーザ光を物体に
対して走査して観測を行うことになる。
However, it is common that the laser radar telescope and the signal processing device are installed at different places. For example, a laser radar telescope is installed in a place with good visibility such as the roof of a building, while a signal processing device is installed in an observation room or the like in the building. In this case, after setting the direction of the laser radar telescope at the installation location of the laser radar telescope, that is, the scanning origin of the laser light, the direction of the laser radar telescope is sequentially changed in the observation room, that is, by scanning the object with the laser light. Observations will be made.

【0004】したがって、従来のレーザレーダ装置で
は、特にレーザレーダ望遠鏡と信号処理装置とが離れた
場所に設置されている場合に、走査原点の調整に手間が
掛かると共に、物体が移動した場合に速やかに対応する
ことができないという問題点がある。また、観測中にお
いては、レーザレーダ望遠鏡が走査されるため、アイス
コープをのぞき見ることができないという問題点もあ
る。
Therefore, in the conventional laser radar device, particularly when the laser radar telescope and the signal processing device are installed at remote places, it takes time to adjust the scanning origin and quickly when the object moves. There is a problem that it cannot respond to. In addition, during observation, there is a problem in that the laser radar telescope is scanned, so that the eye scope cannot be peeped.

【0005】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。 (1)観測方向を直接に見ることなく設定することが可
能なレーザレーダ装置を提供する。 (2)走査原点の調整が容易なレーザレーダ装置を提供
する。 (3)観測対象となる物体が移動した場合に速やかに走
査原点の移動ができるレーザレーダ装置を提供する。 (4)観測中においても観測方向を確認することが可能
なレーザレーダ装置を提供する。 (5)観測に係わる人員を削減することが可能なレーザ
レーダ装置を提供する。 (6)レーザ光による観測結果の時間変化と物体の視覚
的な時間変化の整合を容易に確認することが可能なレー
ザレーダ装置を提供する。 (7)能率の良い観測を行うことが可能なレーザレーダ
装置を提供する。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has the following objects. (1) To provide a laser radar device capable of setting an observation direction without directly looking. (2) To provide a laser radar device in which the scanning origin can be easily adjusted. (3) To provide a laser radar device capable of quickly moving a scanning origin when an object to be observed moves. (4) To provide a laser radar device capable of confirming an observation direction even during observation. (5) To provide a laser radar device capable of reducing the number of personnel involved in observation. (6) To provide a laser radar device capable of easily confirming a match between a temporal change of an observation result by a laser beam and a visual temporal change of an object. (7) To provide a laser radar device capable of performing efficient observation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の手段として、レーザ光を大気中に照射し、該
レーザ光の物体による散乱光に基づいて該物体の状態を
計測して表示するレーザレーダ装置において、レーザ光
の照射方向の映像を撮影する撮影装置と、該撮影装置に
よって撮影された映像を前記物体の状態と共に表示させ
る信号処理装置とを具備する手段が採用される。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, as a first means, a laser beam is irradiated to the atmosphere, and the state of the object is measured based on the laser light scattered by the object. In a laser radar apparatus for displaying an image, a means including an image capturing apparatus for capturing an image in an irradiation direction of a laser beam and a signal processing apparatus for displaying an image captured by the image capturing apparatus together with the state of the object is adopted. .

【0007】第2の手段として、上記第1の手段におい
て、物体は大気中に浮遊する浮遊粒子であり、レーザ光
を走査して得られる浮遊粒子からの散乱光の強度に基づ
いて該浮遊粒子の粒子濃度分布を計測するという手段が
採用される。
[0007] As a second means, in the first means, the object is a suspended particle suspended in the atmosphere, and the suspended particle is obtained based on the intensity of scattered light from the suspended particle obtained by scanning a laser beam. A means for measuring the particle concentration distribution is adopted.

【0008】第3の手段として、上記第1の手段におい
て、散乱光の波長変移に基づいて物体の移動速度を計測
するという手段が採用される。
As a third means, the means for measuring the moving speed of the object based on the wavelength shift of the scattered light in the first means is employed.

【0009】第4の手段として、上記第1ないし第3い
ずれかの手段において、信号処理装置は観測映像の子画
面として確認映像を表示させる画像合成部を具備すると
いう手段が採用される。
As a fourth means, in any one of the first to third means, the signal processing device is provided with an image synthesizing unit for displaying a confirmation image as a sub-screen of the observation image.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図1を参照して、本発明に
係わるレーザレーダ装置の一実施形態について説明す
る。図1は、本実施形態の構成を示す機能ブロック図で
ある。この図において、符号1はレーザレーダ望遠鏡で
あり、筒状の本体1aと、一定周期のレーザパルスaを
発振するレーザ発振器1bと、該レーザパルスaを本体
1aの軸線方向に全反射する全反射板1cと、該全反射
板1cから観測対象物である物体(例えば大気中に浮遊
する浮遊粒子)Xによって後方散乱された散乱光bを反
射する凹面反射鏡1dと、該凹面反射鏡1dによって反
射された散乱光bを一点に集光する集光鏡1eと、該集
光鏡1eによって集光された散乱光bを検出して観測信
号cとして出力する光検出器1fとから形成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a laser radar device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a laser radar telescope, which has a cylindrical main body 1a, a laser oscillator 1b that oscillates a laser pulse a having a constant period, and total reflection that totally reflects the laser pulse a in the axial direction of the main body 1a. A plate 1c, a concave reflecting mirror 1d for reflecting scattered light b backscattered by an object (for example, floating particles floating in the atmosphere) X as an object to be observed from the total reflecting plate 1c, and a concave reflecting mirror 1d. It is composed of a condenser mirror 1e for condensing the reflected scattered light b at one point, and a photodetector 1f for detecting the scattered light b condensed by the condenser mirror 1e and outputting it as an observation signal c. .

【0011】レーザレーダ望遠鏡1は走査架台2上に載
置され、該走査架台2の作動によって本体1aの軸線方
向、つまりレーザパルスaが浮遊粒子Xに対して走査さ
れるようになっている。このレーザレーダ望遠鏡1は、
例えば建物の屋上等、視界の良い屋外に設置される。
The laser radar telescope 1 is mounted on a scanning gantry 2, and the scanning gantry 2 is operated so that the laser pulses a are scanned in the axial direction of the main body 1 a, that is, the floating particles X. This laser radar telescope 1
For example, it is installed outdoors with good visibility, such as on the roof of a building.

【0012】また、上記レーザレーダ望遠鏡1には、本
体1aの軸線方向と同一の視野方向の映像、つまりレー
ザパルスaの照射方向の映像を撮影して確認映像信号d
(確認映像Aを示す映像信号)として出力するビデオカ
メラ(撮影装置)3が備えられる。該ビデオカメラ3に
は、例えばズーム機能を有するCCDカメラが適用さ
れ、図示しない制御手段からのズーム操作に応じて焦点
調節が自動的になされるように構成される。
The laser radar telescope 1 captures an image in the same viewing direction as the axis of the main body 1a, that is, an image in the irradiation direction of the laser pulse a, and outputs a confirmation image signal d.
A video camera (photographing device) 3 that outputs a video signal (a video signal indicating the confirmation video A) is provided. For example, a CCD camera having a zoom function is applied to the video camera 3, and the focus is automatically adjusted according to a zoom operation from control means (not shown).

【0013】続いて、符号4はコンピュータ等からなる
信号処理装置であり、観測信号cから浮遊粒子Xの濃度
分布状態を示す観測映像信号e(観測映像Bを示す映像
信号)を生成する観測映像生成部4aと、観測映像信号
eと上記確認映像信号dとを画像合成して合成映像信号
fを生成する映像合成部4bとから構成される。5は表
示装置であり、信号処理装置4から出力される合成映像
信号fを映像として表示する。この信号処理装置4と表
示装置5とは、例えば屋内の観測室等に上記制御手段や
操作手段と共に配置される。
Next, reference numeral 4 denotes a signal processing device including a computer or the like, which generates an observation image signal e (image signal indicating the observation image B) indicating the concentration distribution state of the suspended particles X from the observation signal c. It comprises a generating unit 4a and a video synthesizing unit 4b that synthesizes an image of the observed video signal e and the confirmation video signal d to generate a synthesized video signal f. Reference numeral 5 denotes a display device, which displays the composite video signal f output from the signal processing device 4 as a video. The signal processing device 4 and the display device 5 are arranged, for example, in an indoor observation room or the like together with the control means and the operation means.

【0014】なお、上記信号処理装置4における観測映
像生成部4a及び映像合成部4bの機能は、ハードウエ
ア手段あるいはソウフトウエア手段のいずれによって実
現しても良い。ただし、ソウフトウエア手段によって実
現した場合は、プログラムの交換によって容易に不具合
の修正及び仕様の変更等が可能である。
The functions of the observation image generation unit 4a and the image synthesis unit 4b in the signal processing device 4 may be realized by either hardware means or software means. However, when realized by software means, it is possible to easily correct defects and change specifications by exchanging programs.

【0015】例えば、映像合成部4bは、図示するよう
に観測映像Bに確認映像Aを子画面として組み込んだ合
成画像Cを生成する。すなわち、観測映像Bと確認映像
Aとは、表示装置5の同一画面上に同時表示される。
For example, the image synthesizing section 4b generates a synthesized image C in which the confirmation image A is incorporated into the observation image B as a sub-screen as shown in the figure. That is, the observation video B and the confirmation video A are simultaneously displayed on the same screen of the display device 5.

【0016】このように構成されたレーザレーダ装置に
よれば、表示装置5上には観測映像Bと共に確認映像A
が同時表示されるので、観測室に居ながらにして観測開
始時のレーザパルスaの照射方向、つまりレーザレーダ
望遠鏡1の走査原点を確認・設定することができる。
According to the laser radar device configured as described above, the confirmation image A is displayed on the display device 5 together with the observation image B.
Are displayed at the same time, the irradiation direction of the laser pulse a at the start of observation, that is, the scanning origin of the laser radar telescope 1 can be confirmed and set while staying in the observation room.

【0017】なお、上記実施形態では、映像合成部によ
って観測映像Bと確認映像Aとを一枚の映像に合成して
表示するようにしたが、本願発明はこれに限定されるも
のではない。本願発明は、撮影手段によって撮影された
確認映像を観測映像と共に表示することを特徴とするも
のであり、例えば、操作手段からの操作によって確認映
像を観測映像に代えて切換表示させるように構成しても
良い。また、2台の表示装置を備え、一方に確認映像を
表示させ、もう一方に観測映像を表示させるようにして
も良い。さらに、本願発明は、レーザ光による散乱光の
波長変移に基づいて物体の移動速度を計測するレーザレ
ーダ装置にも適用することができる。
In the above embodiment, the observation image B and the confirmation image A are combined into one image and displayed by the image combining unit, but the present invention is not limited to this. The present invention is characterized in that a confirmation image photographed by the photographing means is displayed together with the observation image. For example, the confirmation image is switched and displayed instead of the observation image by an operation from the operation means. May be. Further, two display devices may be provided, and one may display a confirmation image and the other may display an observation image. Furthermore, the present invention can also be applied to a laser radar device that measures a moving speed of an object based on a wavelength shift of scattered light by laser light.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるレ
ーザレーダ装置によれば、以下のような効果を奏する。 (1)レーザ光を大気中に照射し、該レーザ光の物体に
よる散乱光に基づいて該物体の状態を計測し、該状態を
観測映像として表示装置に表示するレーザレーダ装置に
おいて、レーザ光の照射方向の映像を確認映像として撮
影する撮影装置と、該確認映像を表示装置に表示させる
信号処理装置とを具備するので、直接見ることなく観測
方向を設定することができる。 (2)例えば、大気中に浮遊する浮遊粒子についてレー
ザ光を走査して得られる散乱光の強度に基づいて該浮遊
粒子の粒子濃度分布を計測する場合、表示装置に表示さ
れる確認映像によってレーザ光の照射方向を確認するこ
とができるので、走査原点の調整が極めて容易である。 (3)表示装置に表示される確認映像によってレーザ光
の照射方向を確認することができるので、観測対象とな
る物体が移動した場合に速やかに走査原点の移動ができ
る。 (4)表示装置に表示される確認映像によってレーザ光
の照射方向を確認することができるので、観測中におい
ても観測方向を確認することができる。 (5)例えば、表示装置がレーザ光の照射場所から離れ
た位置に設置される場合に、照射場所と表示装置とにそ
れぞれ人員を配する必要がないので、観測に係わる人員
を削減することができる。 (6)表示装置に表示される確認映像によってレーザ光
の照射方向を確認することができるので、レーザ光によ
る観測結果の時間変化と物体の視覚的な時間変化の整合
を容易に確認することができる。 (7)レーザ光の照射方向の設定から観測までを表示装
置の設置場所に居ながらにして行うことができるので、
能率の良い観測を行うことができる。
As described above, the laser radar device according to the present invention has the following effects. (1) A laser radar device that irradiates laser light into the atmosphere, measures the state of the object based on the scattered light of the object by the laser light, and displays the state on a display device as an observation image. Since an image capturing device that captures an image of the irradiation direction as a confirmation image and a signal processing device that displays the confirmation image on a display device are provided, the observation direction can be set without directly viewing the image. (2) For example, when measuring the particle concentration distribution of the suspended particles based on the intensity of the scattered light obtained by scanning the suspended particles suspended in the air with the laser beam, the laser image is displayed on a display device using a confirmation image. Since the direction of light irradiation can be confirmed, it is extremely easy to adjust the scanning origin. (3) Since the irradiation direction of the laser beam can be confirmed by the confirmation image displayed on the display device, the scanning origin can be quickly moved when the object to be observed moves. (4) Since the irradiation direction of the laser beam can be confirmed by the confirmation image displayed on the display device, the observation direction can be confirmed even during the observation. (5) For example, when the display device is installed at a position distant from the irradiation position of the laser beam, it is not necessary to allocate personnel to the irradiation position and the display device, respectively. it can. (6) Since the irradiation direction of the laser beam can be confirmed by the confirmation image displayed on the display device, it is possible to easily confirm the matching between the temporal change of the observation result by the laser beam and the visual temporal change of the object. it can. (7) Since the process from setting the irradiation direction of the laser beam to observation can be performed while staying at the installation location of the display device,
Efficient observation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わるレーザレーダ装置の一実施形態
を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a laser radar device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザレーダ望遠鏡 1a 本体 1b レーザ発振器 1c 全反射板 1d 凹面反射鏡 1e 集光鏡 1f 光検出器 2 走査架台 3 ビデオカメラ(撮影装置) 4 信号処理装置 4a 観測映像生成部 4b 映像合成部 5 表示装置 X 浮遊粒子(物体) A 確認映像 B 観測映像 a レーザパルス b 散乱光 c 観測信号 d 確認映像信号 e 観測映像信号 f 合成映像信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser radar telescope 1a Main body 1b Laser oscillator 1c Total reflection plate 1d Concave reflection mirror 1e Condensing mirror 1f Photodetector 2 Scanning cradle 3 Video camera (photographing device) 4 Signal processing device 4a Observation image generation unit 4b Image synthesis unit 5 Display Apparatus X Floating particles (object) A Confirmation image B Observation image a Laser pulse b Scattered light c Observation signal d Confirmation image signal e Observation image signal f Composite image signal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を大気中に照射し、該レーザ光
の物体による散乱光に基づいて該物体の状態を計測して
表示するレーザレーダ装置において、 レーザ光の照射方向の映像を撮影する撮影装置(3)
と、 該撮影装置によって撮影された映像を前記物体の状態と
共に表示させる信号処理装置(4)と、 を具備することを特徴とするレーザレーダ装置。
1. A laser radar device that irradiates laser light into the atmosphere, measures the state of the object based on scattered light of the object by the laser light, and displays the image of the irradiation direction of the laser light. Imaging device (3)
And a signal processing device (4) for displaying an image captured by the imaging device together with the state of the object.
【請求項2】 請求項1記載のレーザレーダ装置におい
て、物体は大気中に浮遊する浮遊粒子であり、レーザ光
を走査して得られる浮遊粒子からの散乱光の強度に基づ
いて該浮遊粒子の粒子濃度分布を計測することを特徴と
するレーザレーダ装置。
2. The laser radar device according to claim 1, wherein the object is a suspended particle suspended in the air, and the object is determined based on an intensity of scattered light from the suspended particle obtained by scanning a laser beam. A laser radar device for measuring a particle concentration distribution.
【請求項3】 請求項1記載のレーザレーダ装置におい
て、散乱光の波長変移に基づいて物体の移動速度を計測
することを特徴とするレーザレーダ装置。
3. The laser radar device according to claim 1, wherein a moving speed of the object is measured based on a wavelength shift of the scattered light.
【請求項4】 請求項1ないし3いずれかに記載のレー
ザレーダ装置において、信号処理装置(4)は観測映像
の子画面として確認映像を表示させる画像合成部(4
b)を具備することを特徴とするレーザレーダ装置。
4. The laser radar device according to claim 1, wherein the signal processing device (4) displays the confirmation image as a sub-screen of the observation image.
A laser radar device comprising: b).
JP18978596A 1996-07-18 1996-07-18 Laser radar equipment Pending JPH1039019A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014010128A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Ihi Corp Concentration measurement device and concentration measurement method
US9136060B2 (en) 2000-09-14 2015-09-15 Vishay-Siliconix Precision high-frequency capacitor formed on semiconductor substrate
CN109782019A (en) * 2019-03-15 2019-05-21 中国科学技术大学 Atmosphere pollution two dimensional motion speed measurement method and device

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