(57)【要約】【課題】レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出することを可能にする。【解決手段】着雪検出方法は、複数のレーザレーダ装置の走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶処理と、複数のレーザレーダ装置のそれぞれについて窓部までの距離が測定されたか否かを判定する窓測距判定処理（Ｓ１０１）と、窓測距判定処理により複数のレーザレーダ装置のうち少なくとも２つにおいて窓部までの距離が測定されたと判定されると、窓部までの距離が測定された走査角度を変換テーブルに基づいて方角に変換し、それら方角の一致度合が所定の判定水準より高いと判断すると窓部に着雪があると判定する着雪判定処理（Ｓ１０２、Ｓ１０３）と、を含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の監視エリアを監視するために設けられ且つ所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定する複数のレーザレーダ装置の窓部への着雪を検出する着雪検出方法であって、
複数の前記レーザレーダ装置の前記走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶処理と、
複数の前記レーザレーダ装置のそれぞれについて前記窓部までの距離が測定されたか否かを判定する窓測距判定処理と、
前記窓測距判定処理により複数の前記レーザレーダ装置のうち少なくとも２つにおいて前記窓部までの距離が測定されたと判定されると、前記窓部までの距離が測定された前記走査角度を前記変換テーブルに基づいて前記方角に変換し、それら方角の一致度合が所定の判定水準より高いと判断すると、前記窓部に着雪があると判定する着雪判定処理と、
を含むレーザレーダ装置の着雪検出方法。
【請求項２】
前記着雪判定処理は、
前記窓部までの距離が測定された前記走査角度の範囲である第１範囲のうち、前記窓部までの距離が測定されない前記走査角度の範囲である第２範囲との境界の前記走査角度から前記第１範囲側へと９０度シフトした前記走査角度に対応する前記方角が風向きの方角であると推定する風向推定処理を含み、
前記風向推定処理により推定された風向きの方角が少なくとも２つの前記レーザレーダ装置において一致すると、前記方角の一致度合が前記判定水準より高いと判断し、前記窓部に着雪があると判定する請求項１に記載のレーザレーダ装置の着雪検出方法。
【請求項３】
同一の監視エリアを監視するために設けられた３つ以上の前記レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出する請求項１または２に記載のレーザレーダ装置の着雪検出方法。
【請求項４】
同一の監視エリアを監視するために設けられ且つ所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定する複数のレーザレーダ装置と、
複数の前記レーザレーダ装置の前記走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶部と、
複数の前記レーザレーダ装置のそれぞれについて窓部までの距離が測定されたか否かを判定する窓測距判定部と、
前記窓測距判定部により複数の前記レーザレーダ装置のうち少なくとも２つにおいて前記窓部までの距離が測定されたと判定されると、前記窓部までの距離が測定された前記走査角度を前記変換テーブルに基づいて前記方角に変換し、それら変換された方角の一致度合が所定の判定水準より高いと判断すると、前記窓部に着雪があると判定する着雪判定部と、
を備える着雪検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出するレーザレーダ装置の着雪検出方法および着雪検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザレーダ装置は、所定の走査角度ごとにレーザ光の照射と物体で反射した反射光の受光とを行っており、反射光を受光するまでの時間に基づいて、各走査角度における物体の検出および距離の測定を行っている。このようなレーザレーダ装置には、レーザ光を透過するための窓部が設けられている。
【０００３】
このとき、窓部に雪が付着すると、つまり、窓部に着雪すると、窓部での反射が大きくなる一方、測定エリア内に照射されるレーザ光の強度が低下したり、レーザ光や反射光が窓部に付着した雪によって遮られたりすることにより、物体の検出や距離の測定の精度が低下する。そのため、例えば特許文献１では、専用のセンサ等を設けることにより、窓部の汚れを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のレーザレーダ装置では、上記した特許文献１のように窓部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、その物体が着雪なのかどうかを検出することができなかった。
【０００６】
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、レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出することができるレーザレーダ装置の着雪検出方法および着雪検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
レーザレーダ装置では、周知のように、走査面上に存在する物体までの距離を測定することができる。そのため、窓部に汚れや物体の付着がある場合には、照射されたレーザ光が窓部の汚れや付着した物体により反射されることから、レーザレーダ装置による測距結果として窓部までの距離が測定される。したがって、レーザレーダ装置による測距の機能を用いれば、窓部の位置に物体が付着していること自体は検出できる。しかし、レーザレーダ装置による測距の機能だけでは、窓部に付着した物体が着雪なのかどうかを検出することはできない。
【０００８】
このような窓部への着雪は、降雪により生じると考えられる。降雪は気象現象であるため、複数のレーザレーダ装置により監視される監視エリアおよびその近傍の範囲、例えば数十メートルの範囲では、同様の降雪状態となると考えられる。そのため、同一の監視エリアを監視するために設けられた複数のレーザレーダ装置に対しては、それぞれ同様の方角から雪が降りつけることになり、それらの窓部には、いずれも風上の方向の部分、つまり風向きの方角の部分に雪が付着することになる。
【０００９】
このようなことから、同一の監視エリアを監視するための複数のレーザレーダ装置の窓部に雪が付着する場合、複数のレーザレーダ装置において窓部までの距離が測定されるとともに、窓部までの距離が測定された方角が複数のレーザレーダ装置において同じような方角になるという現象が生じると考えられる。一方、上記複数のレーザレーダ装置の窓部に付着した物体が雪以外の物体である場合、必ずしも、窓部までの距離が測定された方角が複数のレーザレーダ装置において同じような方角になることはない。
【００１０】
このような点を考慮し、請求項１に記載のレーザレーダ装置の着雪検出方法では、次のように窓部への着雪を検出する。まず、レーザレーダ装置による測距の結果からは、窓部までの距離が測定された走査角度の情報を取得することは可能であるが、窓部までの距離が測定された方角の情報を取得することができない。そこで、上記着雪検出方法は、複数のレーザレーダ装置の走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶処理を含む。これによれば、各レーザレーダ装置による測距の結果から得られる走査角度を方角に変換することができる。
【００１１】
なお、走査角度と方角との対応関係は、レーザレーダ装置の設置状態に応じて変化する。そのため、レーザレーダ装置が実際に設置される際における走査角度と方角との関係に基づいて上記変換テーブルを作成しておき、レーザレーダ装置の設置時など、装置が実際に稼働するまでの段階で上記テーブル記憶処理を実行し、その変換テーブルを記憶させるとよい。また、上記着雪検出方法は、複数のレーザレーダ装置のそれぞれについて窓部までの距離が測定されたか否かを判定する窓測距判定処理を含む。この窓測距判定処理によれば、上述した窓部までの距離が測定されるという現象の発生、つまり窓部の位置に物体が付着していることを検出できる。
【００１２】
そして、上記着雪検出方法は、窓測距判定処理により複数のレーザレーダ装置のうち少なくとも２つにおいて窓部までの距離が測定されたと判定されると、窓部までの距離が測定された走査角度を変換テーブルに基づいて方角に変換し、それら方角の一致度合が所定の判定水準より高いと判断すると、窓部に着雪があると判定する着雪判定処理を含む。この着雪判定処理によれば、前述した同一の監視エリアを監視するための複数のレーザレーダ装置の窓部に雪が付着した際に生じると考えられる現象、つまり複数のレーザレーダ装置において窓部までの距離が測定されるとともに、窓部までの距離が測定された方角が複数のレーザレーダ装置において同じような方角になるという現象の発生が検出されると、窓部に着雪があると判定することができる。
【００１３】
このようにすれば、窓部の位置に物体が付着していること自体を検出できるとともに、その付着した物体が雪であるのか否かを判別することができる。したがって、上記着雪検出方法によれば、レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出することができる。このように窓部への着雪を検出することができれば、次のような効果が得られる。すなわち、着雪の場合、泥や砂などの汚れとは異なり、風で飛んだり蒸発したりするなど、人が除去をしなくても対応可能な場合が多い。そのため、実際にレーザレーダ装置を運用する場合には、着雪であるか否かを検出することができれば、人を派遣すべきか否かの判断をすることができ、運用および保守のコストを下げることができるようになる。
【００１４】
降雪があると、レーザレーダ装置の窓部には、風向きの方角を中心として概ね１８０度の範囲にわたって雪が付着すると考えられる。このような前提に基づけば、窓部までの距離が測定された走査角度の範囲（方角の範囲）の端から、その中心へと９０度シフトした走査角度（方角）が、風向きの方角であると推定することが可能である。そこで、請求項２に記載の着雪検出方法の着雪判定処理は、窓部までの距離が測定された走査角度の範囲である第１範囲のうち、窓部までの距離が測定されない走査角度の範囲である第２範囲との境界の走査角度から第１範囲側へと９０度シフトした走査角度に対応する方角が風向きの方角であると推定する風向推定処理を含む。
【００１５】
この風向推定処理によれば、上述した考えに基づいて、風向きの方角を推定することができる。そして、少なくとも２つのレーザレーダ装置について上述したように推定された風向きの方角が一致した場合、それらレーザレーダ装置において窓部までの距離が測定された方角が同じような方角になっている可能性が非常に高くなる。
【００１６】
そこで、この場合、着雪検出処理では、風向推定処理により推定された風向きの方角が少なくとも２つのレーザレーダ装置において一致すると、方角の一致度合が判定水準より高いと判断し、窓部に着雪があると判定する。したがって、上記着雪検出方法によれば、レーザレーダ装置の窓部への着雪の検出性能を一層高めることができる。
【００１７】
請求項３に記載の着雪検出方法では、同一の監視エリアを監視するために設けられた３つ以上のレーザレーダ装置の窓部への着雪を検出するようになっている。したがって、この場合、３つ以上のレーザレーダ装置の測距の結果を用いて、それらの窓部への着雪を検出するようになっている。このようにすれば、２つのレーザレーダ装置の測距の結果を用いて、それらの窓部への着雪を検出するものに比べ、着雪の検出性能を向上させることができる。
【００１８】
すなわち、２つのレーザレーダ装置の測距の結果を用いて着雪を検出する場合、一方のレーザレーダ装置の近傍に植栽などの雪を妨げる物体が存在すると、風向きによっては、その一方のレーザレーダ装置の窓部には雪が付着しない可能性がある。そうすると、降雪により他方のレーザレーダ装置の窓部に雪が付着している場合でも、窓測距判定処理により２つのレーザレーダ装置において窓部までの距離が測定されたと判定されないため、その着雪を検出することができない。
【００１９】
これに対し、上記着雪検出方法のように３つ以上のレーザレーダ装置の測距の結果を用いて着雪を検出する場合、それらレーザレーダ装置のうちのいずれか１つの近傍に植栽などが存在していても、降雪があれば、他の２つ以上のレーザレーダ装置の窓部には雪が付着する。そのため、上記着雪検出方法によれば、降雪があると、窓測距判定処理により少なくとも２つのレーザレーダ装置において窓部までの距離が測定されたと判定される。したがって、上記着雪検出方法によれば、３つ以上のレーザレーダ装置のうちのいずれか１つの近傍に植栽などが存在する場合でも、窓部への着雪を確実に検出することができる。
【００２０】
請求項４に記載の着雪検出装置は、上記した各着雪検出方法と共通する技術的思想に基づくものであり、同一の監視エリアを監視するために設けられ且つ所定の走査角度ごとに物体までの距離を測定する複数のレーザレーダ装置と、上記したテーブル取得処理を行うテーブル取得部と、上記した窓測距判定処理を行う窓測距判定部と、上記した着雪判定処理を行う着雪判定部と、を備える。このような着雪検出装置によっても、上記した各着雪検出方法と同様に、レーザレーダ装置の窓部への着雪を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る着雪検出装置を適用した監視装置の構成を模式的に示す図
【図２】第１実施形態に係る２つのレーザレーダ装置の配置を模式的に示す図であり、通常時の状態を表す図
【図３】第１実施形態に係る着雪が無い場合における反射光強度の一例を模式的に示す図
【図４】第１実施形態に係る着雪がある場合における反射光強度の一例を模式的に示す図
【図５】第１実施形態に係る２つのレーザレーダ装置の配置を模式的に示す図であり、降雪時の状態を表す図
【図６】第１実施形態に係るレーザレーダ装置の走査角度と方角との対応関係を模式的に示す図であり、通常時の状態を表す図
【図７】第１実施形態に係るレーザレーダ装置の走査角度と方角との対応関係を模式的に示す図であり、降雪時の状態を表す図
【図８】第１実施形態に係る検出処理の内容を模式的に示す図
【図９】第２実施形態に係る着雪検出装置を適用した監視装置の構成を模式的に示す図
【図１０】第２実施形態に係る３つのレーザレーダ装置の配置を模式的に示す図であり、通常時の状態を表す図
【図１１】第２実施形態に係るレーザレーダ装置の走査角度と方角との対応関係を模式的に示す図であり、通常時の状態を表す図
【図１２】第２実施形態に係る検出処理の内容を模式的に示す図
【図１３】第２実施形態に係る３つのレーザレーダ装置の配置を模式的に示す図であり、降雪時の状態を表す図
【図１４】第２実施形態に係るレーザレーダ装置の走査角度と方角との対応関係を模式的に示す図であり、降雪時の状態を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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８を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、着雪検出装置としても機能する監視装置１は、２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂおよびレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂを制御する制御装置３により構成されている。なお、本実施形態では着雪検出装置をレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂおよび制御装置３により構成した例を示しているが、後述する着雪検出処理などの各処理をレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ側で行うことにより、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにより着雪検出装置を構成することもできる。
【００２４】
レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂは、同一の構成となっている。以下、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂを区別する必要がない場合、それらを総称してレーザレーダ装置２と呼ぶこととする。レーザレーダ装置２は、制御部２０、照射部２１、回転ミラー２２、受光部２３および記憶部２４などを備えている。これら各構成は、筐体２５の内部に収容されている。筐体２５には、レーザ光および反射光を透過させる窓部２６が設けられている。レーザレーダ装置２の制御部２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータにより構成されており、記憶部２４など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レーザレーダ装置２の全体を制御する。
【００２５】
レーザレーダ装置２は、回転ミラー２２を回転させることにより、照射部２１から照射されたレーザ光を、所定の走査角度、例えば１°ごとに対象エリアに向けて照射する。そして、レーザレーダ装置２は、レーザ光を照射してから物体４で反射した反射光が受光部２３で受光されるまでの経過時間に基づいて、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２により物体が検出された場合には、検出された物体の走査角度および距離などに基づいて、周知のように侵入検知処理が行われる。なお、侵入検知処理では、例えば音声あるいは信号等により侵入物を検出した旨が報知される。
【００２６】
本実施形態では、レーザレーダ装置２による測距が可能な範囲は、レーザレーダ装置２の正面方向を０°とした場合における９０°から−９０°の範囲、つまり１８０°の範囲に設定されている。そして、図２に示すように、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂは、互いに対向するような配置となっている。なお、図２では、上方向を北として表している。このような配置により、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂは、それぞれ同一の監視エリア１００を監視するようになっている。
【００２７】
制御装置３は、制御部３０などを備えている。制御装置３は、いわゆるパソコンで構成されている。制御装置３には、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂのそれぞれから、それらによる測距結果を表す計測データが通信線５を介して与えられている。図示は省略するが、制御装置３は、レーザレーダ装置２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、ユーザに侵入などを報知する報知部および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を備えている。
【００２８】
本実施形態の監視装置１の場合、レーザレーダ装置２側では基本的に物体を検出する処理を行っており、制御装置３側において侵入物の有無の判定や、着雪検出用のプログラムを実行することにより、窓部２６への着雪を検出する着雪検出処理、報知処理などを行っている。着雪検出処理には、いずれも後述するテーブル記憶処理、窓測距判定処理および着雪判定処理が含まれる。このように、本実施形態では、制御部３０は、上述した各処理を行うものであり、テーブル記憶部、窓測距判定部および着雪判定部としての機能を有する。
【００２９】
次に、上記構成の作用について説明する。
まず、レーザレーダ装置２は、周知のように、走査面上に存在する物体までの距離を測定することができる。このとき、窓部２６に汚れや付着が無い場合には、例えば図３に示すように、反射光は、窓部２６の位置での反射光強度（反射光量）が小さく、物体４での反射光強度が閾値を超えることになる。そして、閾値を超えるまでの時間に基づいて、物体４までの距離が測定される。
【００３０】
これに対して、窓部２６に雪６が着雪している場合には、例えば図４に示すように、レーザ光が雪６で反射することで窓部２６の位置での反射光強度が高くなる一方、物体４での反射光強度が低くなって閾値を下回る、あるいは、反射光を受光しなくなる。そして、この場合には、物体の検出ができなくなる。
【００３１】
そのため、異常を報知することになるが、窓部２６に着雪した場合には、侵入を検知したとして警備員を呼ぶのではなく、清掃員を呼ぶことで対応することができると考えられる。つまり、窓部２６に付着した付着物の種類を判別できれば、柔軟な対応を取ることができる。
【００３２】
そこで、監視装置１は、以下に説明する着雪検出方法により、窓部２６の位置に検出された物体が自然に付着した着雪であるか否かを判定している。すなわち、窓部２６への着雪は、降雪により生じると考えられる。降雪は気象現象であるため、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにより監視される監視エリア１００およびその近傍の範囲、例えば数十メートルの範囲では、同様の降雪状態となると考えられる。
【００３３】
そのため、降雪時には、例えば図５に示すように、同一の監視エリア１００を監視するために設けられたレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂに対して同様の方角Ｄｗから雪が降りつけることになる。その結果、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６には、いずれも風上の方向の部分、つまり風向きの方角Ｄｗの部分に雪が付着することになる。なお、図５では、上方向を北として表しており、風向きの方角Ｄｗは北北西となっている。
【００３４】
このようなことから、同一の監視エリア１００を監視するためのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６に雪が付着する場合、それらレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて窓部２６までの距離が測定されるとともに、窓部２６までの距離が測定された方角がレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて同じような方角になるという現象が生じると考えられる。一方、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６に付着した物体が雪以外の物体である場合、必ずしも、窓部２６までの距離が測定された方角がレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて同じような方角になることはない。
【００３５】
したがって、上述した２つの現象を検出することができれば、それらの検出結果に基づいて窓部２６への着雪を検出することができると考えられる。しかし、レーザレーダ装置２による測距の結果からは、窓部２６までの距離が測定された走査角度の情報を取得することは可能であるが、窓部２６までの距離が測定された方角の情報を取得することができない。
【００３６】
そこで、本実施形態の着雪検出方法には、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶処理が含まれている。レーザレーダ装置２の走査角度と方角との対応関係は、その設置状態に応じて変化する。例えば図２に示すような設置状態によれば、レーザレーダ装置２Ａにおける「走査角度＝０°」は、北東の方角となるが、レーザレーダ装置２Ｂにおける「走査角度＝０°」は、南西の方角となる。
【００３７】
図２に示すような設置状態におけるレーザレーダ装置２の走査角度と方角との対応関係は、具体的には、図６に示すようなものとなる。なお、図６では、レーザレーダ装置２による測距が可能な範囲は、斜線（右上がり対角線）のハッチングで表されている。上記変換テーブルは、図６に示すような内容が記憶されたものとなっている。
【００３８】
上記変換テーブルは、レーザレーダ装置２が実際に設置される際における走査角度と方角との関係に基づいて作成すればよい。テーブル記憶処理は、レーザレーダ装置２の設置時など、監視装置１が実際に稼働する前の段階に実行されるようになっており、これにより、制御装置３に変換テーブルが記憶される、つまり登録されることとなる。
【００３９】
窓測距判定処理は、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂのそれぞれについて窓部２６までの距離が測定されたか否かを判定する処理である。この窓測距判定処理によれば、上述した窓部２６までの距離が測定されるという現象の発生、つまり窓部２６の位置に物体が付着していることを検出できる。
【００４０】
着雪判定処理は、窓測距判定処理によりレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの双方において窓部２６までの距離が測定されたと判定されると、窓部２６までの距離が測定された走査角度を上記変換テーブルに基づいて方角に変換し、それら方角の一致度合が所定の判定水準より高いと判断すると、窓部２６に着雪があると判定する処理である。
【００４１】
着雪判定処理における方角の一致度合に関する判断は、具体的には、次のように行われる。すなわち、降雪があると、レーザレーダ装置２の窓部２６には、例えば図５に示すように、風向きの方角Ｄｗを中心として概ね１８０度の範囲にわたって雪が付着すると考えられる。
【００４２】
このような前提に基づけば、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲（方角の範囲）の端から、その中心へと９０度シフトした走査角度（方角）が、風向きの方角Ｄｗであると推定することが可能である。なお、図５に示すような設置状態且つ風向きの方角Ｄｗの場合、レーザレーダ装置２Ａおよび２Ｂのいずれについても、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲の端は、概ね−２２．５°となっている。
【００４３】
また、この場合、図７に示すように、レーザレーダ装置２Ａについては、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲である第１範囲は、９０°から−２２．５°の範囲となり、通常の測距が可能な範囲、つまり窓部２６までの距離が測定されない走査角度の範囲である第２範囲は、−２２．５°から−９０°の範囲となる。一方、レーザレーダ装置２Ｂについては、第１範囲は、−２２．５°から−９０°の範囲となり、第２範囲は、９０°から−２２．５°の範囲となる。なお、図７では、窓部２６までの距離が測定された範囲は、ドットのハッチングで表されている。
【００４４】
そこで、本実施形態の着雪判定処理には、第１範囲のうち第２範囲との境界の走査角度から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度に対応する方角が風向きの方角であると推定する風向推定処理が含まれている。この場合、レーザレーダ装置２Ａについては、上記境界は−２２．５°であり、その境界の走査角度から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度である６７．５°に対応する方角は北北西となる。
【００４５】
また、この場合、レーザレーダ装置２Ｂについては、上記境界は−２２．５°であり、その境界の走査角度から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度である−１１２．５°に対応する方角は北北西となる。つまり、この場合、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂについて、風向推定処理により推定される風向きの方角が一致している。
【００４６】
なお、本実施形態では、風向きの方角が一致するか否かの判断は、１６方位で行っているが、８方位でもよいし、３２方位でもよい。そして、本実施形態の着雪判定処理では、風向推定処理により推定された風向きの方角が２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて一致すると、上記方角の一致度合が所定の水準より高いと判断し、窓部２６に着雪があると判定するようになっている。
【００４７】
監視装置１は、レーザレーダ装置２による測距の結果および変換テーブルを用いて、図８に示すような内容の検出処理を繰り返し実行している。なお、本実施形態では、この検出処理と、前述したテーブル記憶処理とから、窓部２６への着雪を検出するための着雪検出処理が構成されることになる。着雪検出処理は、制御装置３の制御部３０に着雪検出用のプログラムを実行させることにより実現されている。
【００４８】
まず、ステップＳ１０１では、２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの両方において、窓部２６の位置に物体が検出されたか否かが判断される。このように、ステップＳ１０１には、窓測距判定処理が含まれる。このような判断は、図３および図４に示したような窓部２６の位置に対応する反射光強度に基づいて行うことができる。ここで、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの少なくとも一方の窓部２６の位置に物体が検出されない場合、ステップＳ１０１で「ＮＯ」となり、検出処理が終了となる。
【００４９】
一方、２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの両方の窓部２６の位置に物体が検出された場合、ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、窓部２６までの距離が測定された走査角度が方角に変換され、それら方角（窓面計測の方角）の一致度合が所定の判定水準より高いか否かが判断される。このような判断は、前述した風向推定処理により推定された風向きの方角が一致するか否かに基づいて行われる。
【００５０】
ここで、窓面計測の方角の一致度合が判定水準以下である場合、ステップＳ１０２で「ＮＯ」となり、検出処理が終了となる。一方、窓面計測の方角の一致度合が判定水準より高い場合、ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、窓部２６に着雪があると判定される。このように、ステップＳ１０２およびＳ１０３には、着雪判定処理が含まれる。ステップＳ１０３の実行後、検出処理が終了となる。なお、ステップＳ１０３に進み、窓部２６への着雪があると判定された場合に、その旨を報知する報知処理を実行するようにしてもよい。
【００５１】
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。
前述した通り、同一の監視エリア１００を監視するためのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６に雪が付着する場合、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの双方において窓部２６までの距離が測定されるとともに、窓部２６までの距離が測定された方角がレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて同じような方角になるという現象が生じると考えられる。一方、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６に付着した物体が雪以外の物体である場合、必ずしも、窓部２６までの距離が測定された方角がレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて同じような方角になることはない。
【００５２】
このような点を考慮し、本実施形態の着雪検出方法では、次のように窓部２６への着雪を検出する。すなわち、上記着雪検出方法は、レーザレーダ装置２の走査角度のそれぞれと方角とが対応付けられた変換テーブルを記憶するテーブル記憶処理を含む。これによれば、レーザレーダ装置２による測距の結果から得られる走査角度を方角に変換することができる。また、上記着雪検出方法は、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂのそれぞれについて窓部２６までの距離が測定されたか否かを判定する窓測距判定処理を含む。この窓測距判定処理によれば、上述した窓部２６までの距離が測定されるという現象の発生、つまり窓部２６の位置に物体が付着していることを検出できる。
【００５３】
そして、上記着雪検出方法は、窓測距判定処理によりレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの双方において窓部２６までの距離が測定されたと判定されると、窓部２６までの距離が測定された走査角度を変換テーブルに基づいて方角に変換し、それら方角の一致度合が判定水準より高いと判断すると、窓部２６に着雪があると判定する着雪判定処理を含む。この着雪判定処理によれば、前述した同一の監視エリア１００を監視するためのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの窓部２６に雪が付着した際に生じると考えられる現象、つまりレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて窓部２６までの距離が測定されるとともに、窓部２６までの距離が測定された方角がレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて同じような方角になるという現象の発生が検出されると、窓部２６に着雪があると判定することができる。
【００５４】
このようにすれば、窓部２６の位置に物体が付着していること自体を検出できるとともに、その付着した物体が雪であるのか否かを判別することができる。したがって、上記着雪検出方法によれば、レーザレーダ装置２の窓部２６への着雪を検出することができる。窓部２６への着雪を検出することができれば、次のような効果が得られる。すなわち、着雪の場合、泥や砂などの汚れとは異なり、風で飛んだり蒸発したりするなど、人が除去をしなくても対応可能な場合が多い。そのため、実際にレーザレーダ装置２を運用する場合には、着雪であるか否かを検出することができれば、人を派遣すべきか否かの判断をすることができ、運用および保守のコストを下げることができるようになる。
【００５５】
降雪があると、レーザレーダ装置２の窓部２６には、風向きの方角を中心として概ね１８０°の範囲にわたって雪が付着すると考えられる。このような前提に基づけば、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲の端から、その中心へと９０°シフトした走査角度が、風向きの方角であると推定することが可能である。
【００５６】
そこで、本実施形態の着雪判定処理は、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲である第１範囲のうち、窓部２６までの距離が測定されない走査角度の範囲である第２範囲との境界の走査角度から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度に対応する方角が風向きの方角であると推定する風向推定処理を含む。
【００５７】
この風向推定処理によれば、上述した考えに基づいて、風向きの方角を推定することができる。そして、２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂについて上述したように推定された風向きの方角が一致した場合、それらレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて窓部２６までの距離が測定された方角が同じような方角になっている可能性が非常に高くなる。
【００５８】
そこで、この場合、着雪検出処理では、風向推定処理により推定された風向きの方角が２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて一致すると、方角の一致度合が判定水準より高いと判断し、窓部２６に着雪があると判定する。したがって、本実施形態によれば、レーザレーダ装置２の窓部２６への着雪の検出性能を一層高めることができる。
【００５９】
また、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂと、実施形態では制御装置３の制御部３０で実現されているテーブル記憶部、窓測距判定部および着雪判定部と、を備える着雪検出装置としての監視装置１によっても、上述した着雪検出方法と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図９〜図１４を参照して説明する。
図９に示すように、本実施形態の監視装置４１は、第１実施形態の監視装置１と同様、着雪検出装置としても機能するものである。監視装置４１は、監視装置１に対し、レーザレーダ装置２Ｃが追加されている点、制御装置３に代えて制御装置４２を備えている点などが異なる。制御装置４２は、制御部４３などを備えており、制御装置３と概ね同様の構成となっている。
【００６１】
レーザレーダ装置２Ｃは、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂと同一の構成となっている。以下、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃを区別する必要がない場合、それらを総称してレーザレーダ装置２と呼ぶこととする。この場合、レーザレーダ装置２は、図１０に示すように配置されている。なお、図１０では、上方向を北として表している。
【００６２】
すなわち、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂは、互いに対向するような配置となっている。ただし、この場合、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの中心は、一致していない。また、この場合、レーザレーダ装置２Ｃは、その正面方向が西を向くような配置となっている。このような配置により、３つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、それぞれ同一の監視エリアを監視するようになっている。なお、この場合、レーザレーダ装置２Ｂの北北西方向の近傍には、植栽Ｐなどの物体が存在する。
【００６３】
例えば図１０に示すような設置状態によれば、レーザレーダ装置２Ａにおける「走査角度＝０°」は北東の方角となり、レーザレーダ装置２Ｂにおける「走査角度＝０°」は南西の方角となり、レーザレーダ装置２Ｃにおける「走査角度＝０°」は西の方角となる。図１０に示すような設置状態におけるレーザレーダ装置２の走査角度と方角との対応関係は、具体的には、図１１に示すようなものとなる。本実施形態のテーブル記憶処理により記憶される変換テーブルは、図１１に示すような内容が記憶されたものとなっている。
【００６４】
次に、上記構成の作用について説明する。
監視装置４１は、レーザレーダ装置２による測距の結果および変換テーブルを用いて、図１２に示すような内容の検出処理を繰り返し実行している。なお、本実施形態では、この検出処理と、前述したテーブル記憶処理とから、窓部２６への着雪を検出するための着雪検出処理が構成されることになる。着雪検出処理は、制御装置４２の制御部４３に着雪検出用のプログラムを実行させることにより実現されている。
【００６５】
まず、ステップＳ２０１では、３つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、３Ｃのうち少なくとも２つにおいて、窓部２６の位置に物体が検出されたか否かが判断される。このように、ステップＳ２０１には、窓測距判定処理が含まれる。このような判断は、第１実施形態のステップＳ１０１と同様の方法で行うことができる。ここで、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃの少なくとも２つにおいて窓部２６の位置に物体が検出されない場合、ステップＳ２０１で「ＮＯ」となり、検出処理が終了となる。
【００６６】
一方、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも２つにおいて窓部２６の位置に物体が検出された場合、ステップＳ２０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、窓部２６までの距離が測定された走査角度が方角に変換され、それら方角（窓面計測の方角）の一致度合が所定の判定水準より高いか否かが判断される。このような判断は、第１実施形態のステップＳ１０２と同様の方法で行うことができる。
【００６７】
ここで、窓面計測の方角の一致度合が判定水準以下である場合、ステップＳ２０２で「ＮＯ」となり、検出処理が終了となる。一方、窓面計測の方角の一致度合が判定水準より高い場合、ステップＳ２０２で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、窓部２６に着雪があると判定される。このように、ステップＳ２０２およびＳ２０３には、着雪判定処理が含まれる。ステップＳ２０３の実行後、検出処理が終了となる。なお、ステップＳ２０３に進み、窓部２６への着雪があると判定された場合に、その旨を報知する報知処理を実行するようにしてもよい。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の着雪検出方法では、同一の監視エリアを監視するために設けられた３つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃの窓部２６への着雪を検出するようになっている。したがって、この場合、３つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃの測距の結果を用いて、それらの窓部２６への着雪を検出するようになっている。このようにすれば、２つのレーザレーダ装置の測距の結果を用いて、それらの窓部２６への着雪を検出するものに比べ、着雪の検出性能を向上させることができる。その理由は、次の通りである。
【００６９】
すなわち、２つのレーザレーダ装置の測距の結果を用いて着雪を検出する場合、一方のレーザレーダ装置の近傍に植栽などの雪を妨げる物体が存在すると、風向きによっては、その一方のレーザレーダ装置の窓部には雪が付着しない可能性がある。具体的には、図１０に示すような設置状態において、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂの測距の結果を用いて着雪を検出する場合、一方のレーザレーダ装置２Ｂの近傍には植栽Ｐが存在する。
【００７０】
ここで、図１３に示すように、北北西の風向きであるとともに降雪があると、その降雪によりレーザレーダ装置２Ａの窓部２６には雪６が付着する。しかし、レーザレーダ装置２Ｂの窓部２６には、北北西の方角からの風に乗って吹き付ける雪６が植栽Ｐによって妨げられるため、雪６が付着することがない。そうすると、降雪によりレーザレーダ装置２Ａの窓部２６に雪６が付着している場合でも、窓測距判定処理により２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂにおいて窓部２６までの距離が測定されたと判定されないため、その着雪を検出することができない。
【００７１】
これに対し、本実施形態の着雪検出方法のように３つレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃの測距の結果を用いて着雪を検出する場合、それらレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうちのいずれか１つの近傍に植栽Ｐなどが存在していても、降雪があれば、他の２つのレーザレーダ装置の窓部には雪が付着する。具体的には、図１３に示すように、北北西の風向きであるとともに降雪があると、植栽Ｐにより雪が妨げられることからレーザレーダ装置２Ｂの窓部２６には雪６が付着しないものの、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｃの窓部２６には雪６が付着する。
【００７２】
そのため、本実施形態の着雪検出方法では、降雪があると、窓測距判定処理により少なくとも２つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｃにおいて窓部２６までの距離が測定されたと判定されるため、その着雪を検出することができる。したがって、本実施形態の着雪検出方法によれば、３つのレーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうちのいずれか１つの近傍に植栽Ｐなどが存在する場合でも、窓部２６への着雪を確実に検出することができる。
【００７３】
本実施形態の着雪判定処理にも、第１実施形態の着雪判定処理と同様の風向推定処理が含まれている。この場合、図１４に示すように、レーザレーダ装置２Ａについては、窓部２６までの距離が測定された走査角度の範囲である第１範囲（図１４におけるドットのハッチング箇所）は、９０°から−２２．５°の範囲となり、通常の測距が可能な範囲、つまり窓部２６までの距離が測定されない走査角度の範囲である第２範囲（図１４における斜線のハッチング箇所）は、−２２．５°から−９０°の範囲となる。また、レーザレーダ装置２Ｃについては、第１範囲は、２２．５°から−９０°の範囲となり、第２範囲は、９０°から２２．５°の範囲となる。
【００７４】
そのため、風向推定処理により推定される風向きの方角は、レーザレーダ装置２Ａについては、第１範囲と第２範囲との境界である−２２．５°から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度である６７．５°に対応する方角、つまり北北西となる。また、風向推定処理により推定される風向きの方角は、レーザレーダ装置２Ｃについては、上記境界である２２．５°から第１範囲側へと９０°シフトした走査角度である−６７．５°に対応する方角、つまり北北西となる。
【００７５】
このように、本実施形態の構成においても、降雪によって窓部２６に着雪があったレーザレーダ装置２Ａ、２Ｃについて、風向推定処理により推定される風向きの方角が一致する。したがって、本実施形態の着雪検出方法によっても、第１実施形態の着雪検出方法と同等の風向きの推定精度、ひいては着雪の検出性能を実現することができる。
【００７６】
また、レーザレーダ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、実施形態では制御装置４２の制御部４３で実現されているテーブル記憶部、窓測距判定部および着雪判定部と、を備える着雪検出装置としての監視装置４１によっても、上述した着雪検出方法と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（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。
【００７８】
上記各実施形態では制御装置３の制御部３０によりテーブル記憶部、窓測距判定部、着雪判定部などを構成する例を示したが、レーザレーダ装置２の制御部２０で着雪検出用のプログラムを実行することによりテーブル記憶処理、窓測距判定処理、着雪判定処理などを行ってもよい。すなわち、レーザレーダ装置２の制御部２０によりテーブル記憶部、窓測距判定部、着雪判定部などを構成してもよい。
【００７９】
本発明は、同一の監視エリアを監視するために設けられた２つまたは３つのレーザレーダ装置の窓部への着雪を検出する用途だけでなく、同一の監視エリアを監視するために設けられた４つ以上のレーザレーダ装置の窓部への着雪を検出する用途にも適用することができる。
【００８０】
複数のレーザレーダ装置の配置は、上記各実施形態で説明したような配置に限らずともよい。本発明の着雪検出方法によれば、複数のレーザレーダ装置について、その配置態様にかかわらず、それらの窓部への着雪を検出することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１、４１…監視装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…レーザレーダ装置、３、４２…制御装置、２６…窓部、３０、４３…制御部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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