(57)【要約】【課題】窓部材に対して故意による汚れが付着したことを検出する。【解決手段】レーザレーダ装置１０は、外殻を構成するケース２２の内部に揺動可能に固定され、レーザ光を遮断する遮断領域およびレーザ光を通過させる通過領域を有する検出用部材４０を備える。検出用部材４０は、揺動をしていない状態では通過領域がレーザ光の投光経路上に位置するとともに、揺動をしている状態では遮断領域が投光経路上に位置するように設けられている。レーザレーダ装置１０の制御装置は、レーザ光を照射した後、反射光を受光することができないとケース２２に衝撃が加えられたと判断し、ケース２２に衝撃が加えられたと判断した後、物体までの距離として窓部材２３までの距離が測定されると、窓部材２３に対して故意による汚れが付着したと判断する。【選択図】図１
2018205118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻を構成するケースと、
前記ケースの内部に設けられ、所定の走査角度ごとにレーザ光を照射して物体からの反射光を受光することができる光学機構と、
前記レーザ光を透過可能であり、前記ケースに取り付けられて前記ケースの内部と外部とを仕切る窓部材と、
前記光学機構で受光した前記反射光の強度と前記レーザ光を照射してから前記反射光を受光するまでの時間とに基づいて前記物体の有無および前記物体までの距離を測定する制御装置と、
前記ケースの内部に揺動または回転可能に固定され、前記レーザ光を遮断する遮断領域および前記レーザ光を通過させる通過領域を有する検出用部材と、
を備え、
前記検出用部材は、揺動または回転をしていない状態では前記通過領域が前記レーザ光の投光経路上に位置するとともに、揺動または回転をしている状態では前記遮断領域が前記投光経路上に位置するように設けられており、
前記制御装置は、
前記レーザ光を照射した後、前記反射光を受光することができないと、前記ケースに衝撃が加えられたと判断し、
前記ケースに衝撃が加えられたと判断した後、前記物体までの距離として前記窓部材までの距離が測定されると、前記窓部材に対して故意による汚れが付着したと判断するレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記検出用部材は、前記遮断領域および前記通過領域を有する部材本体と、前記部材本体を前記ケースの天井から吊り下げて固定する天井固定部材と、を備え、
前記部材本体には貫通孔が形成されており、前記貫通孔が前記通過領域として機能するとともに、前記貫通孔を除く部位が前記遮断領域として機能する請求項１に記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記部材本体は、前記レーザ光の投光経路に沿う方向とは異なる方向に揺動可能に前記ケースの天井から吊り下げて固定されている請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記部材本体は、前記レーザ光の投光経路に沿う方向に揺動可能に前記ケースの天井から吊り下げて固定されている請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記天井固定部材は、前記部材本体を前記天井の１点から吊り下げて固定するように設けられ、前記部材本体の前記吊り下げ方向を軸とした回転を阻害する部材で構成されている請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項６】
前記天井固定部材は、前記部材本体を前記天井の１点から吊り下げて固定するように設けられ、前記部材本体の前記吊り下げ方向を軸とした回転を許容する部材で構成されている請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項７】
前記検出用部材の前記遮断領域は、前記レーザ光を吸収する素材により構成されている請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定するレーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定するレーザレーダ装置が公知である。レーザレーダ装置は、外殻を構成するケースおよびケースの内部に設けられた光学機構を有する装置本体を備えている。光学機構は、所定の走査角度ごとにレーザ光を照射し、レーザ光の光路上に物体が存在する場合にはその物体からの反射光を受光する。そして、レーザレーダ装置は、受光した反射光の強度に基づいてレーザ光の光路上に物体が存在するか否かを判断し、レーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時間に基づいて、その物体までの距離を測定する。
【０００３】
このようなレーザレーダ装置は、レーザ光を透過可能な窓部材によって、ケースの内部と外部とが隔離されている。ここで、レーザレーダ装置は、屋外に設置されることも多く、その場合には、例えば泥や雪といった汚れの原因となる物体が窓部材に付着する可能性がある。このような物体が窓部材に付着すると、その物体によって、窓部材を通過するレーザ光や反射光が遮られたり、これらレーザ光や反射光の強度が低下したりする。その結果、レーザレーダ装置によって本来検出すべき物体の検出精度や距離の測定精度が低下する。すなわち、窓部材に汚れの原因となる物体が付着すると、レーザレーダ装置の能力が低下し、その結果、本来検出すべき不審者などの物体を見逃す事態すなわち失報を引き起こし、信頼性を著しく損なうおそれがある。
【０００４】
このような課題を解決するための従来技術として、例えば特許文献１記載の技術が挙げられる。特許文献１には、車両に設けられたレーダの汚れの有無を判定するレーダ判定装置が開示されている。特許文献１記載のレーダ判定装置は、レーダに水分が付着している可能性が高い情報が得られるという条件と、レーダによって物体が検知されない状態が継続している無検知時間が一定時間以上継続したという条件とに基づいて、レーダの汚れを検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０９１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザレーダ装置の窓部材に付着する汚れの原因となる物体は、例えば地面の泥が跳ね上げられて付着する泥汚れなどの自然に付いたものと、人の手によって窓部材に向けて泥や雪が投げつけられることにより意図的に付けられたものとに分類することができる。これらのうち後者は、レーザレーダ装置の作動を妨害することを目的とした故意による汚れ付着であると考えられるため、これについては即座に検出して警報を発する必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１記載の従来技術も含めた従来のレーザレーダ装置では、窓部材の位置に物体が付着していること自体は検出できるものの、その物体が自然に付いたものなのか、あるいは故意に（意図的に）付けられたものなのかを判別することができなかった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、窓部材に対して故意による汚れが付着したことを検出することができるレーザレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のレーザレーダ装置は、外殻を構成するケースと、ケースの内部に設けられ、所定の走査角度ごとにレーザ光を照射して物体からの反射光を受光することができる光学機構と、レーザ光を透過可能であり、ケースに取り付けられてケースの内部と外部とを仕切る窓部材と、光学機構で受光した反射光の強度とレーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時間とに基づいて物体の有無および物体までの距離を測定する制御装置と、を備えている。すなわち、請求項１に記載のレーザレーダ装置は、一般的なレーザレーダ装置と同様の構成を有している。
【００１０】
前述したように、窓部材に対する故意による汚れは、レーザレーダ装置に対して泥や雪が投げつけられることにより付着するものと考えられる。レーザレーダ装置に泥や雪が投げつけられると、その外殻を構成するケースに衝撃が加わることになる。つまり、上記構成のレーザレーダ装置の窓部材に対して故意による汚れが付着する際、ケースに衝撃が加わるという現象が生じる。一方、自然による汚れが付着する場合、このような現象は生じない。
【００１１】
ただし、ケースに衝撃が加わるという現象が生じた場合であっても、例えば投げつけられた泥や雪が窓部材に付着することなく落下した場合や、ケースが強風などによって単に振動した場合など、窓部材に汚れが付着していないことも考えられる。一方、投げつけられた泥や雪が窓部材に付着すると、照射されたレーザ光が窓部材に付着した泥や雪によって反射してしまい、レーザレーダ装置による測距結果の少なくとも一部として窓部材までの距離が測定されることになる。
【００１２】
このように、窓部材に対して故意による汚れが付着する際、まず、ケースに衝撃が加わるという現象が生じ、その後、窓部材までの距離が測定されるという現象が生じる。したがって、これらの２つの現象が発生したことをもって、窓部材に対して故意による汚れが付着したと判断することができる。上記構成のレーザレーダ装置では、このような点を考慮し、次のようにして窓部材への故意による汚れの付着を検出するようになっている。
【００１３】
すなわち、上記構成のレーザレーダ装置は、ケースの内部に揺動または回転可能に固定され、レーザ光を遮断する遮断領域およびレーザ光を通過させる通過領域を有する検出用部材を備えている。そして、その検出用部材は、揺動または回転をしていない状態では通過領域がレーザ光の投光経路上に位置するとともに、揺動または回転をしている状態では遮断領域が投光経路上に位置するように設けられている。
【００１４】
上記構成によれば、検出用部材は、ケースに衝撃が加えられていないときには揺動または回転することはないが、ケースに衝撃が加えられると揺動または回転する。そのため、ケースに衝撃が加えられていないときには、レーザ光の投光経路上に検出用部材の通過領域が位置することになるため、レーザ光の照射（投光）が検出用部材によって妨げられることはなく、制御装置は通常通りの測距を行うことができる。一方、ケースに衝撃が加えられると、レーザ光の投光経路上に検出用部材の遮断領域が位置することになるため、レーザ光の照射が検出用部材によって妨げられ、制御装置は通常通りの測距を行うことができない。このような点を考慮し、制御装置は、レーザ光を照射した後、反射光を受光することができないと、ケースに衝撃が加えられたと判断する。
【００１５】
そして、制御装置は、上述したようにしてケースに衝撃が加えられたと判断した後、物体までの距離として窓部材までの距離が測定されると、窓部材に対して故意による汚れが付着したと判断する。このような構成によれば、窓部材に対して泥や雪などが投げつけられて付着した場合、故意による汚れが付着したと判断することができる。つまり、上記構成では、自然による窓部材への汚れの付着と、故意による窓部材への汚れの付着とを判別することができる。したがって、上記構成によれば、レーザレーダ装置の作動を妨害することを目的として、意図的に窓部材に汚れを付着させる行為が生じた場合には、それを即座に検出することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載のレーザレーダ装置では、検出用部材は、遮断領域および通過領域を有する部材本体と、その部材本体をケースの天井から吊り下げて固定する天井固定部材とを備えている。そして、部材本体には貫通孔が形成されており、その貫通孔が通過領域として機能するとともに、その貫通孔を除く部位が遮断領域として機能する。
【００１７】
このような構成によれば、衝撃を検出するために必要となる検出用部材の配置、つまり揺動または回転をしていない状態では通過領域がレーザ光の投光経路上に位置するとともに、揺動または回転をしている状態では遮断領域が投光経路上に位置するといった配置を簡単な構成で実現することができる。
【００１８】
また、この場合、通過領域として機能する貫通孔の形状や大きさなどを変更することで、衝撃の検出精度などを容易に変更することができる。例えば、貫通孔の孔径を大きくするほど衝撃の検出精度は低くなるものの、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができる。また、貫通孔の孔径を小さくするほど誤検出が発生する可能性は高まるものの、衝撃の検出精度を高めることができる。
【００１９】
請求項３に記載のレーザレーダ装置では、部材本体は、レーザ光の投光経路に沿う方向とは異なる方向に揺動可能にケースの天井から吊り下げて固定されている。このようにすれば、部材本体が少しでも揺動すれば、遮断領域によってレーザ光の照射が妨げられる。つまり、上記構成によれば、遮断領域がレーザ光の照射をより遮りやすく部材本体を揺動させることができるため、衝撃の検出感度が向上し、より小さな衝撃をも検出することができる。
【００２０】
請求項４に記載のレーザレーダ装置では、部材本体は、レーザ光の投光経路に沿う方向に揺動可能にケースの天井から吊り下げて固定されている。このようにすれば、部材本体が少し揺動しただけでは、遮断領域によってレーザ光の照射が妨げられなくなる。そのため、上記構成によれば、例えば雨などの影響による微振動があった際、それを誤ってケースに衝撃が加えられたと判断するといった誤検出を防止することができる。
【００２１】
また、この場合、部材本体は、レーザ光の投光経路に沿う方向からの衝撃を受けると、揺動しやすくなる。一般に、レーザ光の投光経路は、ケースの背面から正面へと向かう方向になっている。そのため、上記構成によれば、センシング領域を妨げられる可能性の高いケースの正面からの衝撃の検出感度を、側面からの衝撃の検出感度に比較して高めることができるため、より効果的に妨害行為によるケースへの衝撃を検出することが可能となる。
【００２２】
請求項５に記載のレーザレーダ装置では、天井固定部材は、部材本体を天井の１点から吊り下げて固定するように設けられ、部材本体の吊り下げ方向を軸とした回転を阻害する部材で構成されている。このような構成によれば、ケースに衝撃が加わると、その衝撃の方向を軸として部材本体が揺動する。そのため、泥や雪がどのような方向（例えば、ケースの正面、側面など）からぶつけられた場合でも、そのぶつけられた方向を軸として部材本体が揺動してレーザ光の投光経路上に遮断領域として機能する貫通孔を除く部位が位置することになる。したがって、上記構成によれば、泥や雪がどのような方向からぶつけられた場合でも、それによる衝撃を検出することができる。
【００２３】
請求項６に記載のレーザレーダ装置では、天井固定部材は、部材本体を天井の１点から吊り下げて固定するように設けられ、部材本体の吊り下げ方向を軸とした回転を許容する部材で構成されている。このような構成によれば、泥や雪がどのような方向（例えば、ケースの正面、側面など）からぶつけられた場合でも、その衝撃により部材本体が回転してレーザ光の投光経路上に遮断領域として機能する貫通孔を除く部位が位置することになる。したがって、上記構成によれば、泥や雪がどのような方向からぶつけられた場合でも、それによる衝撃を検出することができる。
【００２４】
請求項７に記載のレーザレーダ装置では、検出用部材の遮断領域は、レーザ光を吸収する素材により構成されている。このような構成によれば、遮断領域がレーザ光の投光経路上に位置した際、照射されたレーザ光は遮断領域によって吸収されるため、遮断領域からの反射光は生じ難い。そのため、上記構成によれば、ケースに衝撃が加えられた際、遮断領域からの反射光に起因する誤判定、つまり光学機構が遮断領域からの反射光を受光したことにより制御装置がケースに衝撃が加えられていないと誤って判断することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係るレーザレーダ装置の機械的構成を模式的に示す図
【図２】第１実施形態に係るレーザレーダ装置の外観を示す斜視図
【図３】第１実施形態に係る検出用部材の具体的な構成を模式的に示す図
【図４】第１実施形態に係るレーザレーダ装置の電気的構成を模式的に示す図
【図５】第１実施形態に係る汚れ検出処理の処理内容を模式的に示す図
【図６】第２実施形態に係る検出用部材をケースの天井側から見た透視図
【図７】第２実施形態に係る検出用部材を装置本体の左または右方向から見た図
【図８】第２実施形態に係る検出用部材を装置本体の前または後ろ方向から見た図
【図９】第３実施形態に係る検出用部材をケースの天井側から見た透視図
【図１０】第３実施形態に係る検出用部材を装置本体の左または右方向から見た図
【図１１】第３実施形態に係る検出用部材を装置本体の前または後方向から見た図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２７】
図１および図２に示すように、レーザレーダ装置１０は、装置本体２０を備えている。装置本体２０は、取付具９０を介して、建築物の壁面などの設置対象面１００に取り付けられている。装置本体２０は、図１に示すように、ベース２１、ケース２２、窓部材２３および光学機構３０を有している。なお、以下の説明では、ベース２１に対して窓部材２３側を、装置本体２０の前側とし、ベース２１に対して設置対象面１００側を、装置本体２０の後側とする。また、地面に対して水平方向でかつ装置本体２０の前後方向に対して直角方向を、装置本体２０の左右方向とする。
【００２８】
ベース２１は、光学機構３０が設けられた状態で、ケース２２に取り付けられている。ケース２２は、装置本体２０の外殻を構成するものであり、内部に光学機構３０を収容している。また、ケース２２は、照射口２２１を有している。照射口２２１は、装置本体２０の前面側、この場合、設置対象面１００と反対側に設けられており、ケース２２の内部と外部とを連通させている。窓部材２３は、レーザ光を透過可能な部材、例えば透明な樹脂やガラスなどで構成されており、照射口２２１に嵌め込まれるようにして設けられている。これにより、窓部材２３は、ケース２２の内部と外部とを仕切っている。
【００２９】
光学機構３０は、ケース２２の内部に設けられており、所定の走査角度ごとにレーザ光を照射して物体Ｍから反射されたレーザ光（以下、反射光と称する）を受光する。光学機構３０は、第１固定ミラー３１、第２固定ミラー３２、回転ミラー３３、照射部３４および受光部３５を有している。第１固定ミラー３１および回転ミラー３３は、照射部３４から照射されたレーザ光をケース２２の外部へ導くための光路Ａ１（投光経路に相当）を形成する。回転ミラー３３および第２固定ミラー３２は、物体Ｍで反射された反射光を受光部３５へ導くための光路Ａ２を形成する。
【００３０】
第１固定ミラー３１および第２固定ミラー３２は、回転不可に固定されている。第２固定ミラー３２は、中心部に貫通穴３２１を有している。回転ミラー３３は、第１固定ミラー３１から反射されたレーザ光に対する傾斜角度を一定に維持した状態で回転可能に構成されている。この場合、回転ミラー３３は、例えばステッピングモータなどのモータ３３１を有している。モータ３３１は、回転ミラー３３を所定の走査方向へ向かって所定の走査角度単位で回転させる。
【００３１】
本実施形態の場合、光学機構３０から照射されるレーザ光の走査方向は水平方向に設定されている。また、走査角度は、例えば１°に設定されている。この場合、図２に示す一点鎖線Ｈは、各走査角度においてレーザ光が通過する窓部材２３上の点を仮想的に結んだ線であり、レーザ光の走査方向を示している。すなわち、本実施形態において、光学機構３０は、光路Ａ１を水平に維持した状態で、図２に示す一点鎖線Ｈ上をなぞるように回転ミラー３３を回転させながら、走査角度（＝１°）ごとにレーザ光を照射する。
【００３２】
光学機構３０は、３６０°いずれの方向に対してもレーザ光を照射可能である。すなわち、走査角度は、０°〜３６０°の範囲に設定されている。また、回転ミラー３３の１回転を、光学機構３０による走査の１周期とする。
【００３３】
照射部３４は、レーザ光を照射することができる。受光部３５は、物体Ｍで反射された反射光を受光し、その反射光の強度を検出することができる。この場合、照射部３４から照射されたレーザ光は、まず、第１固定ミラー３１で反射され、貫通穴３２１を通り、回転ミラー３３で反射された後に、窓部材２３を通ってケース２２の外部へ照射される。外部へ照射されたレーザ光の光路Ａ１上に何らかの物体Ｍが存在する場合、外部へ照射されたレーザ光は、物体Ｍによって反射される。物体Ｍで反射された反射光は、窓部材２３を通ってケース２２の内部へ侵入し、回転ミラー３３および第２固定ミラー３２で反射される。そして、第２固定ミラー３２で反射された反射光は、受光部３５によって受光される。
【００３４】
また、装置本体２０は、図１に示すように、検出用部材４０を備えている。検出用部材４０は、矩形板状をなす部材本体４１と、部材本体４１をケース２２の天井２２２から吊り下げて固定する天井固定部材４２と、を備えている。検出用部材４０は、ケース２２への衝撃を検出するためのものであり、ケース２２の内部に揺動可能に固定されている。以下、このような検出用部材４０の具体的な構成について、図３を参照して説明する。
【００３５】
図３に示すように、天井固定部材４２は、例えば糸などの紐状の部材から構成されており、部材本体４１の上部の左右２箇所と、ケース２２の天井２２２の２点とを結ぶように設けられている。この場合、部材本体４１は、光路Ａ１に沿う方向に揺動可能にケース２２の天井２２２から吊り下げて固定されている。
【００３６】
部材本体４１は、例えばフェルトなどの比較的軽量の部材により構成されており、その表面の色は例えば黒色になっている。部材本体４１の中央の下部寄りの位置には、円形状の貫通孔４１１が形成されている。貫通孔４１１は、レーザ光を通過させる通過領域として機能する。また、部材本体４１の貫通孔４１１を除く部位４１２は、レーザ光を遮断する遮断領域として機能する。
【００３７】
このような構成の検出用部材４０によれば、ケース２２に振動が加えられると、部材本体４１が装置本体２０の前後方向にブランコのように揺れ動く、つまり揺動する。そして、検出用部材４０は、このような揺動をしていない状態では、部材本体４１の貫通孔４１１が光路Ａ１上に位置するように設けられている。
【００３８】
したがって、ケース２２に衝撃が加えられていないとき、部材本体４１が揺動していないことから、光路Ａ１上に部材本体４１の貫通孔４１１が位置することになるため、検出用部材４０の部位４１２によってレーザ光の照射が妨げられることはない。これに対し、ケース２２に衝撃が加えられると、その衝撃により部材本体４１が揺動し、部材本体４１の部位４１２（特には、部位４１２のうち貫通孔４１１の下側の部分）により、レーザ光の照射が妨げられる。
【００３９】
上記構成において、部材本体４１は、数ｃｍオーダの寸法で設計されている。また、部材本体４１の重量、天井固定部材４２の長さなどは、部材本体４１が揺動する速度が約１ｍｍ／ｍｓとなるように設計されている。また、レーザレーダ装置１０の監視エリアは１８０°の範囲に設定されており、その監視エリア分のレーザ光の発光に要する時間は、約１７ｍｓとなっている。したがって、ケース２２に衝撃が加えられて検出用部材４０が揺動すると、監視エリアの全てに対応するレーザ光の照射が妨げられる、という状態が発生することになる。
【００４０】
続いて、図４も参照して、レーザレーダ装置１０の電気的構成について説明する。図４に示すように、レーザレーダ装置１０は、駆動回路２４および制御装置５０を備えている。駆動回路２４は、装置本体２０に設けられている。駆動回路２４は、図示しないＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを備えている。光学機構３０のモータ３３１、照射部３４および受光部３５は、駆動回路２４に接続されている。駆動回路２４は、ＣＰＵにおいてＲＯＭやＲＡＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、光学機構３０の駆動を制御する。
【００４１】
制御装置５０は、駆動回路２４に対して制御信号を送受信したり、装置本体２０による測定結果に基づいて、物体Ｍの有無の判断や物体Ｍまでの距離の算出などを行ったりする。本実施形態において、制御装置５０は、装置本体２０とは別体であり、例えばいわゆるパソコンで構成されている。制御装置５０は、図示は省略するが、装置本体２０による監視状況やカメラで撮像した画像などを表示する表示部、マウスやキーボードなどのユーザの操作を入力する入力部も備えている。なお、制御装置５０は、装置本体２０内に組み込まれたコンピュータなどであってもよい。
【００４２】
制御装置５０は、制御部５１、記憶部５２および報知部５３を有している。制御部５１は、例えばＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。記憶部５２は、例えば書き換え可能なフラッシュメモリなどで構成されている。記憶部５２は、装置本体２０の制御や距離の算出などを行うための制御プログラムなどを記憶している。また、報知部５３は、例えばスピーカやディスプレイなどであり、ユーザに対して情報を報知するためのものである。
【００４３】
制御装置５０は、制御部５１において記憶部５２に記憶されている制御プログラムを実行することにより、測定処理、汚れ検出処理などの各種処理を行う。測定処理は、光学機構３０の受光部３５で受光した反射光の強度に基づいて物体Ｍの有無を検出する処理を含んでいる。また、測定処理は、物体Ｍが検出された場合に、レーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時間に基づいて、その物体Ｍまでの距離を測定する処理を含んでいる。
【００４４】
汚れ検出処理は、窓部材２３に対する故意による汚れを検出するための処理である。窓部材２３に対する故意による汚れは、レーザレーダ装置１０に対して泥や雪が投げつけられることにより付着するものと考えられる。レーザレーダ装置１０に泥や雪が投げつけられると、その外殻を構成するケース２２に衝撃が加わることになる。つまり、上記構成のレーザレーダ装置１０の窓部材２３に対して故意による汚れが付着する際、ケース２２に衝撃が加わるという現象が生じる。一方、自然による汚れが付着する場合、このような現象は生じない。
【００４５】
ただし、ケース２２に衝撃が加わるという現象が生じた場合であっても、例えば投げつけられた泥や雪が窓部材２３に付着することなく落下した場合や、ケース２２が強風などによって単に振動した場合など、窓部材２３に汚れが付着していないことも考えられる。一方、投げつけられた泥や雪が窓部材２３に付着すると、照射されたレーザ光が窓部材２３に付着した泥や雪によって反射してしまい、測定処理において窓部材２３までの距離が測定されることになる。
【００４６】
このように、窓部材２３に対して故意による汚れが付着する際、まず、ケース２２に衝撃が加わるという現象が生じ、その後、窓部材２３までの距離が測定されるという現象が生じる。したがって、これらの２つの現象が発生したことをもって、窓部材２３に対して故意による汚れが付着したと判断することができる。そこで、本実施形態では、次のようにして窓部材２３への故意による汚れの付着を検出するようになっている。
【００４７】
すなわち、前述したように、レーザレーダ装置１０は、ケース２２の内部に揺動可能に固定され、レーザ光を遮断する遮断領域およびレーザ光を通過させる通過領域を有する検出用部材４０を備えている。そして、検出用部材４０は、揺動をしていない状態では通過領域がレーザ光の投光経路上に位置するとともに、揺動をしている状態では遮断領域が光路Ａ１上に位置するように設けられている。
【００４８】
上記構成によれば、検出用部材４０は、ケース２２に衝撃が加えられていないときには揺動することはないが、ケース２２に衝撃が加えられると揺動する。そのため、ケース２２に衝撃が加えられていないときには、光路Ａ１上に検出用部材４０の通過領域が位置することになるため、レーザ光の照射（投光）が検出用部材４０によって妨げられることはなく、制御装置５０は通常通りの測距を行うことができる。一方、ケース２２に衝撃が加えられると、光路Ａ１上に検出用部材４０の遮断領域が位置することになるため、レーザ光の照射が検出用部材４０によって妨げられ、制御装置５０は通常通りの測距を行うことができない。
【００４９】
このような点を考慮し、汚れ検出処理では、レーザ光を照射した後、測定処理において反射光を受光することができないと、ケース２２に衝撃が加えられたと判断し、ケース２２に衝撃が加えられたと判断した後、測定処理において窓部材２３までの距離が測定されると、窓部材２３に対して故意による汚れが付着したと判断するようになっている。
【００５０】
次に、汚れ検出処理の具体的な処理内容について、図５に沿って説明する。なお、本実施形態の汚れ検出処理は、下記（ａ）および（ｂ）を前提としたものである。したがって、本実施形態のレーザレーダ装置１０は、これらの前提条件を満たすような環境に設置されているものとする。
【００５１】
（ａ）監視対象となる監視エリア（１区画）には無限遠方が無い、あるいは、無限遠方は１区画に５％未満であること。なお、無限遠方とは、反射光が返ってこないほどの広い空間のことを意味している。
【００５２】
（ｂ）レーザレーダ装置１０の直近に物体が無いこと。
図５に示すように、汚れ検出処理が開始された後、最初に実行されるステップＳ１では、変数Ｗに０が代入される。なお、変数Ｗは、衝撃が加わったことを記憶するためのものであり、Ｗ＝０は衝撃が加わっていないことを表し、Ｗ＝１は衝撃が加わったことを表している。
【００５３】
続くステップＳ２では、測定処理において１区画分の距離の測定が完了したか否かが判断される。１区画分の距離の測定が完了すると、ステップＳ２で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、変数Ｗが１であるか否かが判断される。最初にステップＳ３が実行される際には、変数Ｗは必ず０となっている。そのため、ステップＳ３で「ＮＯ」となり、ステップＳ４に進む。
【００５４】
ステップＳ４では、１区画分の距離の測定値のうち、無限遠方を表す値（以下、無限遠方距離値とも呼ぶ）の割合が所定の上限値以上であるか否かが判断される。なお、レーザ光が照射されているにもかかわらず、その反射光が受光できない場合、測定処理において無限遠方距離値が測定されることとなる。
【００５５】
前述したように、ケース２２に衝撃が加えられて検出用部材４０が揺動すると、監視エリアの全てに対応するレーザ光の照射が妨げられるという状態が発生する。そのため、ケース２２に衝撃が加えられると、１区画分の距離の測定値の全て、あるいは、ほとんど全てが無限遠方距離値となる。そこで、上限値としては、このような点を考慮して検出用部材４０が揺動しているか否かを判断できる値に設定すればよく、本実施形態では、例えば８０％に設定されている。
【００５６】
１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が８０％以上ある場合、つまりステップＳ４で「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ５を実行した後にステップＳ２に戻る。ステップＳ５では、変数Ｗに１が代入される。一方、１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が８０％未満しかない場合、つまりステップＳ４で「ＮＯ」の場合、ステップＳ５を実行することなく、ステップＳ２に戻る。
【００５７】
このようなステップＳ１〜Ｓ５が実行されることにより、ケース２２への衝撃の有無が判断されることになる。そして、ケース２２に衝撃が加えられた場合、ステップＳ５が実行されることにより変数Ｗに１が代入された状態で、ステップＳ３に移行する。そうすると、ステップＳ３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ６に進む。
【００５８】
ステップＳ６は、ケース２２に衝撃が加えられたことによる検出用部材４０の揺れ（揺動）が収まったかどうかを判断するために設けられたものである。このようなステップＳ６を設ける理由は、次の通りである。すなわち、前述したように、汚れ検出処理では、ケース２２に衝撃が加えられたと判断した後、測定処理において窓部材２３までの距離が測定されるか否かを判断する必要がある。
【００５９】
しかし、ケース２２に衝撃が加えられた後、検出用部材４０の揺れが収まるまでの期間は、検出用部材４０によりレーザ光の照射が妨げられて測定処理による距離の測定が正しく実行されない。そこで、このような検出用部材４０の揺れが収まった後、測定処理において窓部材２３までの距離が測定されるか否かを判断するため、検出用部材４０の揺れが収まったか否かを判断するステップＳ６が設けられている。
【００６０】
このステップＳ６では、１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が所定の下限値未満であるか否かが判断される。前述したように、本実施形態の汚れ検出処理は、監視エリアに無限遠方は５％以上存在しない、ということを前提としている。したがって、検出用部材４０が揺動していなければ、１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が５％以上になることはない。そこで、下限値としては、このような点を考慮して検出用部材４０の揺れが収まったか否かを判断できる値に設定すればよく、本実施形態では、例えば５％に設定されている。
【００６１】
ここで、１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が５％以上である場合、つまりステップＳ６で「ＮＯ」の場合、検出用部材４０の揺れが収まっていないとして、ステップＳ２に戻る。一方、１区画分の距離の測定値のうち無限遠方距離値が５％未満である場合、つまりステップＳ６で「ＹＥＳ」の場合、検出用部材４０の揺れが収まったとして、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、１区画分の距離の測定値のうち、少なくとも１つが窓部材２３までの距離値（以下、窓面距離値とも呼ぶ）を表しているか否かが判断される。
【００６２】
１区画分の距離の測定値のいずれについても窓面距離値を表わすものではない場合、つまりステップＳ７で「ＮＯ」の場合、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、変数Ｗに０が代入される。ステップＳ８の実行後は、ステップＳ２に戻る。一方、１区画分の距離の測定値の少なくとも１つが窓面距離値を表すものである場合、つまりステップＳ７で「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ９に進む。
【００６３】
ステップＳ９では、窓部材２３に対して故意による汚れが付着したと判断される。この場合、レーザレーダ装置１０の作動を妨害する妨害行為による窓面汚れが検出されたことになる。そのため、ステップＳ９に移行した際、制御装置５０は、報知部５３を動作させて、妨害行為による窓面汚れを検出した旨などをユーザに対して報知するなどの報知動作を実行するとよい。ステップＳ９の実行後、汚れ検出処理が終了となる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
本実施形態のレーザレーダ装置１０は、一般的なレーザレーダ装置の構成に対し、上記した構成の検出用部材４０を追加するとともに、制御装置５０が実行する処理として、上記した処理内容の汚れ検出処理を追加することにより、窓部材２３に対する故意による汚れの付着を検出することができるようになっている。つまり、本実施形態のレーザレーダ装置１０は、自然による窓部材２３への汚れの付着と、故意による窓部材２３への汚れの付着とを判別することができる。したがって、本実施形態によれば、レーザレーダ装置１０の作動を妨害することを目的として、意図的に窓部材２３に汚れを付着させる行為が生じた場合には、それを即座に検出することが可能となる。
【００６５】
検出用部材４０は、遮断領域および通過領域を有する部材本体４１と、その部材本体４１をケース２２の天井２２２から吊り下げて固定する天井固定部材４２とを備えている。そして、部材本体４１には貫通孔４１１が形成されており、その貫通孔４１１が通過領域として機能するとともに、その貫通孔４１１を除く部位４１２が遮断領域として機能する。このような構成によれば、衝撃を検出するために必要となる検出用部材４０の配置、つまり揺動をしていない状態では通過領域が光路Ａ１上に位置するとともに、揺動をしている状態では遮断領域が光路Ａ１上に位置するといった配置を簡単な構成で実現することができる。
【００６６】
また、この場合、通過領域として機能する貫通孔４１１の形状や大きさなどを変更することで、衝撃の検出精度などを容易に変更することができる。例えば、貫通孔４１１の孔径を大きくするほど衝撃の検出精度は低くなるものの、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができる。また、貫通孔４１１の孔径を小さくするほど誤検出が発生する可能性は高まるものの、衝撃の検出精度を高めることができる。
【００６７】
さらに、上記構成によれば、ケース２２への衝撃を検出するため、例えば、装置本体２０に収容される基板上に、衝撃を検出することができる加速度センサなどのセンサを設ける構成（以下、第１比較例と呼ぶ）に比べ、次のような利点がある。すなわち、第１比較例の構成では、衝撃の検出精度や検出感度を良好にするためには、基板上におけるセンサの配置などの設計が難しくなるとともに、比較的高価なセンサを用いる必要が生じる可能性もあり、その結果、レーザレーダ装置の製造コストが高騰するおそれがある。
【００６８】
これに対し、本実施形態の構成によれば、上記したように簡単な構成によりケース２２への衝撃を検出することが可能であり、その検出精度や検出感度についても容易に変更することができる。したがって、本実施形態によれば、第２比較例に比べ、レーザレーダ装置１０の製造コストの高騰を招くことなく、衝撃の検出精度や検出感度を良好に維持することができる。
【００６９】
上記構成では、部材本体４１は、光路Ａ１に沿う方向に揺動可能にケース２２の天井２２２から吊り下げて固定されている。このようにすれば、部材本体４１が少し揺動しただけでは、遮断領域として機能する部位４１２によってレーザ光の照射が妨げられなくなる。そのため、上記構成によれば、例えば雨などの影響による微振動があった際、それを誤ってケース２２に衝撃が加えられたと判断するといった誤検出を防止することができる。
【００７０】
また、この場合、部材本体４１は、光路Ａ１に沿う方向、つまりケース２２の背面から正面へと向かう方向からの衝撃を受けると、揺動しやすくなる。そのため、上記構成によれば、センシング領域を妨げられる可能性の高いケース２２の正面からの衝撃の検出感度を、ケース２２の側面からの衝撃の検出感度に比較して高めることができるため、より効果的に妨害行為によるケース２２への衝撃を検出することが可能となる。
【００７１】
部材本体４１は、例えばフェルトなどの比較的軽い部材で構成されている。このような構成によれば、例えば部材本体４１を比較的重い部材で構成した場合（以下、第２比較例と呼ぶ）に比べ、部材本体４１は、ケース２２に衝撃が加えられた際には素早く揺動し、その後、ケース２２への衝撃が収まると素早く揺動を停止する。したがって、本実施形態では、第２比較例に対し、汚れ検出処理において、ケース２２への衝撃を検出するために要する処理時間、窓面距離値を検出するために要する処理時間（検出用部材４０の揺れが収まるまでの待機時間）などを短縮することが可能となり、その結果、汚れ検出処理全体の処理時間を短くすることができるという効果が得られる。
【００７２】
また、部材本体４１は、上述したようにフェルトにより構成されており、その表面の色は黒色になっている。一般に、フェルトのように表面に光沢の無い素材はレーザ光を吸収し易く、また、黒色の部材はレーザ光を吸収し易い。したがって、本実施形態では、遮断領域として機能する部材本体４１の部位４１２は、レーザ光を吸収する素材により構成されていると言える。
【００７３】
このような構成によれば、遮断領域が光路Ａ１上に位置した際、照射されたレーザ光のほとんどは遮断領域によって吸収されるため、遮断領域からの反射光は生じ難い。そのため、上記構成によれば、ケース２２に衝撃が加えられた際、遮断領域からの反射光に起因する誤判定、つまり光学機構３０の受光部３５が遮断領域からの反射光を受光したことにより、汚れ検出処理においてケース２２に衝撃が加えられていないと誤って判断することを確実に防止することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図６〜図８を参照して説明する。
本実施形態では、第１実施形態に対し、ケース２２への衝撃を検出するために設けられる検出用部材の構成が異なっている。図６〜図８に示すように、本実施形態の検出用部材６０は、矩形板状をなす部材本体６１と、部材本体６１をケース２２の天井２２２から吊り下げて固定する天井固定部材６２と、を備えている。
【００７５】
なお、図６は、検出用部材６０を天井２２２側から見た透視図である。また、図７は、検出用部材６０を装置本体２０の左方向または右方向から見た図である。また、図８は、検出用部材６０を装置本体２０の前方向または後方向から見た図である。
【００７６】
部材本体６１は、例えばフェルトなどの比較的軽量の部材により構成されており、その表面の色は例えば黒色になっている。部材本体６１は、上面（天井２２２側の面）および下面（天井２２２とは逆側の面）が、その側面（装置本体２０の前後方向および左右方向の面）に比べて広い面積を有する形状となっている。また、図８に示すように、部材本体６１には、後側の側面から前側の側面へと貫通する矩形状の貫通孔６１１が形成されている。貫通孔６１１は、レーザ光を通過させる通過領域として機能する。また、部材本体６１の貫通孔６１１を除く部位６１２は、レーザ光を遮断する遮断領域として機能する。
【００７７】
天井固定部材６２は、部材本体６１の上面の中央部と、ケース２２の天井２２２の１点とを結ぶように設けられている。すなわち、天井固定部材６２は、部材本体６１を天井２２２の１点から吊り下げて固定するように設けられている。また、天井固定部材６２は、例えば金属ケーブルなど、部材本体６１の吊り下げ方向を軸とした回転を阻害する部材で構成されている。
【００７８】
このような構成の検出用部材６０によれば、ケース２２に衝撃が加わると、その衝撃の方向を軸として部材本体６１が揺動する。例えば、装置本体２０の前面側から衝撃が加わった場合、図７に矢印Ｙ１で示すように、部材本体６１は、装置本体２０の前後方向にブランコのように揺れ動く。また、装置本体２０の左または右の側面側から衝撃が加わった場合、図８に矢印Ｙ２で示すように、部材本体６１は、装置本体２０の左右方向にブランコのように揺れ動く。そして、検出用部材６０は、このような揺動をしていない状態では、部材本体６１の貫通孔６１１が光路Ａ１上に位置するように設けられている。
【００７９】
したがって、ケース２２に衝撃が加えられていないとき、部材本体６１が揺動していないことから、光路Ａ１上に部材本体６１の貫通孔６１１が位置することになるため、部材本体６１の部位６１２によってレーザ光の照射が妨げられることはない。これに対し、装置本体２０の前面側からケース２２に衝撃が加えられると、部材本体６１が装置本体２０の前後方向に揺動し、部材本体６１の部位６１２によりレーザ光の照射が妨げられる。また、装置本体２０の左または右の側面側からケース２２に衝撃が加えられると、部材本体６１が装置本体２０の左右方向に揺動し、部材本体６１の部位６１２によりレーザ光の照射が妨げられる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の検出用部材６０は、第１実施形態の検出用部材４０と同様に、揺動をしていない状態では通過領域が光路Ａ１上に位置するとともに、揺動をしている状態では遮断領域が光路Ａ１上に位置するように設けられている。そのため、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の汚れ検出処理が実行されることによりケース２２への衝撃の有無、ひいては故意による汚れが付着したことを検出することができる。
【００８１】
また、本実施形態の検出用部材６０では、天井固定部材６２は、部材本体６１を天井２２２の１点から吊り下げて固定するように設けられ、部材本体６１の吊り下げ方向を軸とした回転を阻害する部材で構成されている。このような構成によれば、ケース２２に衝撃が加わると、その衝撃の方向を軸として部材本体６１が揺動する。そのため、泥や雪がどのような方向（例えば、ケース２２の前面、左右の側面など）からぶつけられた場合でも、そのぶつけられた方向を軸として部材本体６１が揺動して光路Ａ１上に遮断領域として機能する部位６１２が位置することになる。したがって、上記構成によれば、泥や雪がどのような方向からぶつけられた場合でも、それによる衝撃を検出することができる。
【００８２】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図９〜図１１を参照して説明する。
本実施形態では、第１実施形態に対し、ケース２２への衝撃を検出するために設けられる検出用部材の構成が異なっている。図９〜図１１に示すように、本実施形態の検出用部材７０は、円形の板状（円盤状）をなす部材本体７１と、部材本体７１をケース２２の天井２２２から吊り下げて固定する天井固定部材７２と、を備えている。
【００８３】
なお、図９は、検出用部材７０を天井２２２側から見た透視図である。また、図１０は、検出用部材７０を装置本体２０の左方向または右方向から見た図である。また、図１１は、検出用部材７０を装置本体２０の前方向または後方向から見た図である。
【００８４】
部材本体７１は、例えばフェルトなどの比較的軽量の部材により構成されており、その表面の色は例えば黒色になっている。また、図１１に示すように、部材本体７１には、その円形の中心に対して偏った位置（偏心した位置）に円形の貫通孔７１１が形成されている。貫通孔７１１は、レーザ光を通過させる通過領域として機能する。また、部材本体７１の貫通孔７１１を除く部位７１２は、レーザ光を遮断する遮断領域として機能する。
【００８５】
天井固定部材７２は、部材本体７１の上部の１箇所と、ケース２２の天井２２２の１点とを結ぶように設けられている。すなわち、天井固定部材７２は、部材本体７１を天井２２２の１点から吊り下げて固定するように設けられている。また、天井固定部材７２は、例えば糸など、部材本体７１の吊り下げ方向を軸とした回転を許容する部材で構成されている。
【００８６】
上記構成により、本実施形態の検出用部材７０は、ケース２２の内部に回転可能に固定されている。すなわち、上記構成の検出用部材７０によれば、ケース２２に衝撃が加わると、その衝撃により部材本体７１が吊り下げ方向を軸として回転する。そして、検出用部材７０は、このような回転をしていない状態では、部材本体７１の貫通孔７１１が光路Ａ１上に位置するように設けられている。
【００８７】
したがって、ケース２２に衝撃が加えられていないとき、部材本体７１が回転していないことから、光路Ａ１上に部材本体７１の貫通孔７１１が位置することになるため、部材本体７１の部位７１２によってレーザ光の照射が妨げられることはない。これに対し、ケース２２に衝撃が加えられると、部材本体７１が吊り下げ方向を軸として回転し、部材本体７１の部位７１２によりレーザ光の照射が妨げられる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態の検出用部材７０は、回転をしていない状態では通過領域が光路Ａ１上に位置するとともに、回転をしている状態では遮断領域が光路Ａ１上に位置するように設けられている。そのため、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の汚れ検出処理が実行されることによりケース２２への衝撃の有無、ひいては故意による汚れが付着したことを検出することができる。
【００８９】
また、本実施形態の検出用部材７０では、天井固定部材７２は、部材本体７１を天井２２２の１点から吊り下げて固定するように設けられ、部材本体７１の吊り下げ方向を軸とした回転を許容する部材で構成されている。このような構成によれば、ケース２２に衝撃が加わると、吊り下げ方向を軸として部材本体７１が回転する。そのため、泥や雪がどのような方向（例えば、ケース２２の前面、左右の側面など）からぶつけられた場合でも、その衝撃により部材本体７１が回転して光路Ａ１上に遮断領域として機能する部位７１２が位置することになる。したがって、上記構成によれば、泥や雪がどのような方向からぶつけられた場合でも、それによる衝撃を検出することができる。
【００９０】
この場合、貫通孔７１１は、部材本体７１の中心から偏った位置、つまり回転の軸からずれた位置に形成されている。このような構成によれば、部材本体７１が少しでも回転すれば、光路Ａ１上に遮断領域として機能する部材本体７１の部位７１２が確実に位置することとなり、その結果、ケース２２への衝撃の検出感度が一層高まる効果が得られる。
【００９１】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
ケース２２への衝撃を検出するために設けられる検出用部材の具体的な構成（形状や配置など）は、上記各実施形態にて説明したものに限らずともよく、所望する衝撃の検出感度、検出精度などの仕様を満たすように適宜変更してもよい。
【００９２】
第１実施形態において、部材本体４１を、光路Ａ１に沿う方向とは異なる方向（例えば、光路Ａ１に直交する方向など）に揺動可能にケース２２の天井から吊り下げて固定してもよい。このようにすれば、部材本体４１が少しでも揺動すれば、遮断領域として機能する部位４１２によってレーザ光の照射が妨げられる。つまり、上記構成によれば、部位４１２がレーザ光の照射をより遮りやすく部材本体４１を揺動させることができるため、衝撃の検出感度が向上し、より小さな衝撃をも検出することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０…レーザレーダ装置、２２…ケース、２３…窓部材、３０…光学機構、４０、６０、７０…検出用部材、４１、６１、７１…部材本体、４２、６２、７２…天井固定部材、４１１、６１１、７１１…貫通孔、４１２、６１２、７１２…部位、５０…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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