(57)【要約】【課題】照射したレーザ光に対する目標物体からの反射光のＳ／Ｎ比を確保し、安定した目標検出、ならびにそれに基づいた確実な照射方向の制御及び良好な精度での目標測距を行うレーザレーダ装置を得る。【解決手段】反射光受光器１４、及び撮像部１７の受光経路の直前に、それぞれ偏光板（＃１）１２、及び偏光板（＃２）１５、ならびにこれらの偏光板を回動してその偏光方向を可変する偏光板駆動部（＃１）１３、及び偏光板駆動部（＃２）１６を設ける。そして、反射光をそれぞれの偏光板を通して反射光受光器１４及び撮像部１７で受光し、その反射光の中から、後段の受光処理部２２、及び画像処理部２５で目標を検出するとともに、偏光板の偏光方向と反射光の偏光方向とが合致して検出時の目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、偏光板（＃１）１２、及び偏光板（＃２）１５を回動する。【選択図】  図１
2015052506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標に向けてレーザ光を照射し、その反射光に基づき照射方向を制御しながら、前記目標との距離を継続して取得するレーザレーダ装置であって、
直線偏光のレーザ光を発生し照射するレーザ光発生部と、
所定の偏光方向の光を透過する第１の偏光板と、
前記第１の偏光板を回動させてその偏光方向を可変する第１の偏光板駆動制御部と、
前記レーザ光の反射光を前記第１の偏光板を通して受光し、その反射光中から目標を検出するとともに、この目標との距離を取得する測距処理部と、
所定の偏光方向の光を透過する第２の偏光板と、
前記第２の偏光板を回動させてその偏光方向を可変する第２の偏光板駆動制御部と、
前記レーザ光発生部の照射方向に対する所定範囲の視野内を前記第２の偏光板を通して撮像した画像を取得し、この画像に撮像された前記レーザ光の反射光から前記目標を検出するとともに、この目標の画像内での位置情報に基づいて、前記レーザ光発生部から照射されるレーザ光の照射方向を制御する照射方向制御部とを備え、
前記第１の偏光板駆動制御部は、前記測距処理部における目標からの反射光の受光レベルに基づいて前記第１の偏光板を回動させてその偏光方向を可変するとともに、前記第２の偏光板駆動制御部は、前記照射方向制御部における目標からの反射光の受光レベルに基づいて前記第２の偏光板を回動させてその偏光方向を可変する
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記第１の偏光板駆動制御部、及び前記第２の偏光板駆動制御部は、いずれも、それぞれに受光した前記反射光における前記目標のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）に基づいて、対応する前記第１の偏光板または第２の偏光板を回動させてその偏光方向を可変することを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記レーザ光発生部は、前記直線偏光のレーザ光をパルス状に発生することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
目標に向けてレーザ光を照射し、その反射光に基づき照射方向を制御しながら、前記目標との距離を継続して取得するレーザレーダ装置であって、
直線偏光のレーザ光を発生し照射するレーザ光発生部と、
所定の偏光方向の光を透過する偏光板と、
前記偏光板を回動させてその偏光方向を可変する偏光板駆動制御部と、
前記レーザ光の反射光を前記偏光板を通して受光し、その反射光中から目標を検出するとともに、この目標との距離を取得する測距処理部と、
前記レーザ光発生部の照射方向に対する所定範囲の視野内を前記偏光板を通して撮像した画像を取得し、この画像に撮像された前記レーザ光の反射光から前記目標を検出するとともに、この目標の画像内での位置情報に基づいて、前記レーザ光発生部から照射されるレーザ光の照射方向を制御する照射方向制御部とを備え、
前記偏光板駆動制御部は、前記測距処理部における目標からの反射光の受光レベルと、前記照射方向制御部における目標からの反射光の受光レベルとのどちらか一方、または両方に基づいて前記偏光板を回動させてその偏光方向を可変することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記偏光板駆動制御部は、前記測距処理部で受光した前記反射光における前記目標のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）と、前記照射方向制御部で受光した前記反射光における前記目標のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）とのどちらか一方、または両方に基づいて前記偏光板を回動させてその偏光方向を可変することを特徴とする請求項４に記載のレーザレーダ装置。
【請求項６】
前記レーザ光発生部は、前記直線偏光のレーザ光をパルス状に発生することを特徴とする請求項４または請求項５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】
本発明の実施形態は、レーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザレーダ装置は、例えば、レーザ発生部で発生させたレーザ光を目標物体の方向に照射し、その反射光を受光部で受光して測距処理を施すことによって、目標物体との距離を計測する。目標物体が移動する場合には、例えば、さらにカメラ等の撮像部を備え、この撮像部で撮像した目標物体及びその反射光を含む画像に基づき、レーザ光の照射方向が目標物体の方向に追随するように、レーザ発生部及び受光部の指向方向を駆動制御する。そして、移動する目標物体に対しても確実にレーザ光を照射し、その反射光を継続して受光することによって、目標物体との距離を継続的に取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１５６６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のレーザレーダ装置においては、安全性等を考慮して、使用するレーザ光としては赤外線領域のレーザ光が採用されることが多い。しかしながら、目標物体は、赤外線を含む背景の中に存在することが多い。また、目標物体自身が多くの赤外線を放出している場合もある。特に、目標物体の背景からの赤外線レベルが高い場合や、目標物体自身の赤外線の放出レベルが高い場合は、これらがノイズとなって反射光のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が低下する。さらに、反射光自体が微弱な場合等は、一層Ｓ／Ｎ比が劣化してしまう。
【０００５】
このため、上述した撮像部で取得された画像中の反射光や、受光部で受光された反射光のいずれにおいても、反射光のＳ／Ｎ比を十分に確保することができないために、照射したレーザ光に対する本来の反射光とそれ以外とを弁別することが困難な場合があり、目標物体の検出及び測距が安定しないことがあった。
【０００６】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、照射したレーザ光に対する目標物体からの反射光のＳ／Ｎ比を確保して安定した目標検出を行うとともに、それに基づく確実な照射方向の制御、及び良好な精度での目標物体の測距を可能とするレーザレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の実施形態のレーザレーダ装置は、目標に向けてレーザ光を照射し、その反射光に基づき照射方向を制御しながら、前記目標との距離を継続して取得するレーザレーダ装置であって、直線偏光のレーザ光を発生し照射するレーザ光発生部と、所定の偏光方向の光を透過する第１の偏光板と、前記第１の偏光板を回動させてその偏光方向を可変する第１の偏光板駆動制御部と、前記レーザ光の反射光を前記第１の偏光板を通して受光し、その反射光中から目標を検出するとともに、この目標との距離を取得する測距処理部と、所定の偏光方向の光を透過する第２の偏光板と、前記第２の偏光板を回動させてその偏光方向を可変する第２の偏光板駆動制御部と、前記レーザ光発生部の照射方向に対する所定範囲の視野内を前記第２の偏光板を通して撮像した画像を取得し、この画像に撮像された前記レーザ光の反射光から前記目標を検出するとともに、この目標の画像内での位置情報に基づいて、前記レーザ光発生部から照射されるレーザ光の照射方向を制御する照射方向制御部とを備え、前記第１の偏光板駆動制御部は、前記測距処理部における目標からの反射光の受光レベルに基づいて前記第１の偏光板を回動させてその偏光方向を可変するとともに、前記第２の偏光板駆動制御部は、前記照射方向制御部における目標からの反射光の受光レベルに基づいて前記第２の偏光板を回動させてその偏光方向を可変することを特徴とする。
【０００８】
また、第２の実施形態のレーザレーダ装置は、目標に向けてレーザ光を照射し、その反射光に基づき照射方向を制御しながら、前記目標との距離を継続して取得するレーザレーダ装置であって、直線偏光のレーザ光を発生し照射するレーザ光発生部と、所定の偏光方向の光を透過する偏光板と、前記偏光板を回動させてその偏光方向を可変する偏光板駆動制御部と、前記レーザ光の反射光を前記偏光板を通して受光し、その反射光中から目標を検出するとともに、この目標との距離を取得する測距処理部と、前記レーザ光発生部の照射方向に対する所定範囲の視野内を前記偏光板を通して撮像した画像を取得し、この画像に撮像された前記レーザ光の反射光から前記目標を検出するとともに、この目標の画像内での位置情報に基づいて、前記レーザ光発生部から照射されるレーザ光の照射方向を制御する照射方向制御部とを備え、前記偏光板駆動制御部は、前記測距処理部における目標からの反射光の受光レベルと、前記照射方向制御部における目標からの反射光の受光レベルとのどちらか一方、または両方に基づいて前記偏光板を回動させてその偏光方向を可変することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るレーザレーダ装置の第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】図１に例示したレーザレーダ装置１の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】本実施形態に係るレーザレーダ装置の第２の実施例の構成を示すブロック図。
【図４】図３に例示したレーザレーダ装置２の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本実施形態に係るレーザレーダ装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本実施形態に係るレーザレーダ装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。図１に例示したように、このレーザレーダ装置１は、送受光部１０、制御部２０、及び駆動部３０から構成されている。送受光部１０は、所定のタイミングで直線偏光のレーザ光を発光し照射するとともに、偏光方向が可変の偏光板を通してその反射光を受光し、電気信号に変換して制御部２０に送出する。また、後述の駆動部３０によって、レーザ光の送受光方向が目標の方向を指向するように駆動される。
【００１２】
制御部２０は、送受光部１０のレーザ発光タイミングを制御するとともに、送受光部１０から送られてくる、偏光板を通して受光した反射光信号（電気信号）に基づいて、目標へのレーザ光の照射が継続されるように駆動部３０を制御し、送受光部１０を目標の方向に指向させながら、目標との距離を継続的に取得する。また、本実施例においては、後述するが、偏光板を通して受光した反射光中における目標のＳ／Ｎ比に着目し、目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、送受光部１０の偏光板の偏光方向を制御する。駆動部３０は、制御部２０からの制御に基づいて、送受光部１０を方位角方向及び仰角方向の２軸まわりに駆動し、その送受光の方向を目標の方向に指向させる。
【００１３】
次に、送受光部１０、及び制御部２０の構成について詳述する。まず、送受光部１０は、レーザ発光部１１、偏光板（＃１）１２、偏光板駆動部（＃１）１３、反射光受光器１４、偏光板（＃２）１５、偏光板駆動部（＃２）１６、及び撮像部１７を備えている。レーザ発光部１１は、後述の制御部２０内の発光タイミング制御部２１からの発光タイミング信号に基づいて直線偏光のレーザ光を発光し、対象の方向に照射する。本実施例においては、レーザ光をパルス状に発光するものとしている。
【００１４】
第１の偏光板としての偏光板（＃１）１２は、反射光受光器１４の受光経路（図示せず）の直前に設けられ、レーザ発光部１１から照射されたレーザ光に対する反射光、及び背景光を含み到来する光の中から、所定の偏光方向の光を透過する。偏光板駆動部（＃１）１３は、制御部２０内の偏光板駆動信号生成部（＃１）２４からの駆動信号により、この偏光板（＃１）１２を回動させてその偏光方向を可変設定する。反射光受光器１４は、偏光板（＃１）１２の透過光を受光して電気信号に変換し、制御部２０内の受光処理部２２に送出する。
【００１５】
第２の偏光板としての偏光板（＃２）１５は、撮像部１７の受光経路（図示せず）の直前に設けられ、偏光板（＃１）１２と同様に、レーザ発光部１１から照射されたレーザ光に対する反射光、及び背景光を含む到来する光の中から、所定の偏光方向の光を透過する。偏光板駆動部（＃２）１６は、制御部２０内の偏光板駆動信号生成部（＃２）２６からの駆動信号により、偏光板（＃２）１６を回動させてその偏光方向を可変設定する。撮像部１７は、例えばカメラ等であり、レーザ発光部１１の照射方向に対して２次元の所定範囲の視野を有し、この視野を偏光板（＃２）１５を通して撮像した２次元画像を取得して、画像信号として制御部２０内の画像処理部２５に送出する。
【００１６】
次に、制御部２０は、発光タイミング制御部２１、受光処理部２２、測距解析部２３、偏光板駆動信号生成部（＃１）２４、画像処理部２５、偏光板駆動信号生成部（＃２）２６、及び駆動信号生成部２７を備えている。発光タイミング制御部２１は、レーザ発光部１１をパルス発光させるための発光タイミング信号を生成し、レーザ発光部１１及び測距解析部２３に送出する。
【００１７】
受光処理部２２は、反射光受光器１４から受け取った反射波信号中から目標を検出し、その検出タイミングを測距解析部２３に通知するとともに、目標検出時における反射信号中での目標のＳ／Ｎ比を取得して、偏光板駆動信号生成部（＃１）２４に送出する。測距解析部２３は、発光タイミング制御部２１からの発光タイミング信号、及び受光処理部２２からの目標の検出タイミング信号に基づいて、検出した目標との距離を算出し、測距結果として出力する。
【００１８】
偏光板駆動信号生成部（＃１）２４は、受光処理部２２で取得した目標のＳ／Ｎ比を受け取るとともに、反射光受光器１４からの反射波信号中で、この目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、偏光板（＃１）１２の偏光方向を設定するための駆動信号を生成し、偏光板駆動部（＃１）１３に送出する。画像処理部２５は、撮像部１７からの画像信号を受け取って目標を検出するとともに、検出した目標の視野内における位置情報を取得して駆動信号生成部２７に送出する。また、目標検出時における画像信号中での目標のＳ／Ｎ比を取得して、偏光板駆動信号生成部（＃２）２６に送出する。
【００１９】
偏光板駆動信号生成部（＃２）２６は、画像処理部２５で取得した目標のＳ／Ｎ比を受け取るとともに、撮像部１７からの画像信号中で、この目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、偏光板（＃２）１５の偏光方向を設定するための駆動信号を生成し、偏光板駆動部（＃２）１６に送出する。駆動信号生成部２７は、画像処理部２５で取得した、撮像部１７の視野内における目標の位置情報を受け取って、送受光部１０が目標の方向に指向するように、駆動部３０を方位角方向及び仰角方向に駆動するための駆動信号を生成し、駆動部３０に送出する。
【００２０】
上記した構成においては、レーザ光発生部には、レーザ発光部１１、及び発光タイミング制御部２１が対応する。第１の偏光板には、偏光板（＃１）１２が対応する。第１の偏光板駆動制御部には、偏光板駆動部（＃１）１３、及び偏光板駆動信号生成部（＃１）２４が対応する。測距処理部には、反射光受光器１４、受光処理部２２、及び測距解析部２３が対応する。第２の偏光板には、偏光板（＃２）１５が対応する。第２の偏光板駆動制御部には、偏光板駆動部（＃２）１６、及び偏光板駆動信号生成部（＃２）２６が対応する。照射方向制御部には、撮像部１７、画像処理部２５、駆動信号生成部２７、及び駆動部３０が対応する。
【００２１】
そして、レーザ光発生部は、直線偏光のレーザ光を照射し、測距処理部は、第１の偏光板を透過した反射光の中から目標を検出して測距するとともに、第１の偏光板駆動制御部は、第１の偏光板を回動し、反射光中での目標のＳ／Ｎ比が最良となるようにその偏光方向を可変する。これによって、測距処理部は、良好なＳ／Ｎ比のもとで目標を測距できる。
【００２２】
また、照射方向制御部は、第２の偏光板を透過した反射光の中から目標を検出してレーザ光の照射方向を制御するとともに、第２の偏光板駆動制御部は、第２の偏光板を回動し、反射光中での目標のＳ／Ｎ比が最良となるようにその偏光方向を可変する。これによって、照射方向制御部は、良好なＳ／Ｎ比のもとで取得した目標の方向に基づいて、レーザ光の照射方向を制御できる。
【００２３】
次に、前出の図１、及び図２のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例のレーザレーダ装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では、一例として、目標は移動する目標とし、この移動する目標にレーザ光が継続して照射されるように、目標の移動に伴って照射方向を制御しながら、その距離を継続的に取得する場面を取り上げて説明する。図２は、このレーザレーダ装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
レーザレーダ装置１の動作開始が指示されると、装置内の各部が初期化され、必要な初期設定がなされる。この初期設定の中には、偏光板（＃１）１２、及び偏光板（＃２）１５の偏光方向の設定も含まれる（ＳＴ２１）。次いで、発光タイミング制御部２１からの発光タイミング信号に基づいて、送受光部１０のレーザ発光部１１から、直線偏光のレーザ光が目標の方向に照射される（ＳＴ２２）。
【００２５】
照射したレーザ光に対する反射光は、偏光板（＃１）１２及び偏光板（＃２）１５を通して受光される。本実施例においては、目標は移動するものとしているので、この反射光を受光して、本レーザレーダ装置１は、目標に対してレーザ光が継続して照射されるように照射方向を制御しながら、目標との距離を継続して取得する。すなわち、照射方向制御のための動作と測距のための動作とが、並行して実行されてゆく。ここで、照射方向制御のための動作については図２中のＳＴ２３の動作ステップとして、また測距のための動作についてはＳＴ２４の動作ステップとして、それぞれ示してある。以下に、これら２つの動作ステップについて説明する。
【００２６】
まず、照射方向を制御するＳＴ２３の動作ステップについて説明する。背景光を含む目標からの反射光は、偏光板（＃２）１５を通して撮像部１７で撮像される。このときに、偏光板（＃２）１５を透過する光は、この偏光板と同一の偏光方向を有する光である（ＳＴ２３１）。撮像部１７は、レーザ光の照射方向に２次元の視野を有しており、偏光板（＃２）１５を通して、目標及びその反射光を含むこの視野を撮像し、その２次元画像を取得する。なお、撮像に際しては、例えば、目標との距離情報に基づき設定した、距離ゲートを適用して撮像することもできる。取得された２次元画像は、画像信号として画像処理部２５に送出される（ＳＴ２３２）。
【００２７】
次いで、画像処理部２５では、この画像信号（２次元）から目標の検出が行われる。そして、検出した目標の画像中での検出位置に基づき、撮像された視野内における目標の位置情報が取得され、駆動信号生成部２７に送出される（ＳＴ２３３）。同時に、画像信号中における目標検出時の目標のＳ／Ｎ比も取得され、偏光板駆動信号生成部（＃２）２６に送出される（ＳＴ２３４）。
【００２８】
次いで、偏光板駆動信号生成部（＃２）２６では、画像処理部２５から目標のＳ／Ｎ比に基づいて、その値が偏光板（＃２）１５の偏光方向を考慮して最良であるか否かが判定される。すなわち、目標は、偏光板（＃２）１５を通して受光された反射光の中から検出されるが、目標からの反射光と偏光板（＃２）１５との偏光方向とが合致していないと、画像処理部２５における目標検出時に、十分なＳ／Ｎ比が確保されない場合がある。このため、目標からの反射光のレベルが高く受光され、それ以外の背景光等のレベルが低く受光されてそのＳ／Ｎ比が最良となっているか否かが判定される（ＳＴ２３５）。
【００２９】
そして、最良ではないと判断されると（ＳＴ２３５のＮ）、偏光板駆動信号生成部（＃２）２６から偏光板駆動部（＃２）１６に対して駆動信号が送出され、偏光板（＃２）１５の偏光方向と目標からの反射光の偏光方向とがより良く合致するように、偏光板（＃２）１５が偏光板駆動部（＃２）１６によって回動される。これによって、画像処理部２５では、目標に対して最良のＳ／Ｎ比が確保された状態で目標を検出することができるとともに、この目標検出結果に基づく後段での処理等を、安定したものとすることができる（ＳＴ２３６）。
【００３０】
また、上記した目標のＳ／Ｎ比に基づく偏光板（＃２）１５の偏光方向の制御動作と並行して、駆動信号生成部２７では、画像処理部２５で取得した撮像部１７の視野内における目標の位置情報に基づいて、レーザ光発光部１１からのレーザ光が目標に対して継続して照射されるように、照射方向が制御される。すなわち、目標の移動に伴って、撮像部１７の視野内における目標の位置は変化するが、駆動信号生成部２７は、この位置の変化に追随するように、送受光部１０を方位角及び仰角方向に駆動するための駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、駆動部３０に送出され、送受光部１０は、駆動部３０によって目標の方向を指向するように駆動される。
【００３１】
この動作ステップでは、画像処理部２５から送られてくる、目標の視野内における位置情報を入力情報としている。この位置情報は、上述したＳＴ２３１〜ＳＴ２３６の動作ステップにおいて良好なＳ／Ｎ比のもとで取得されている。これにより、照射方向の制御をより安定して確実に行うことができる（ＳＴ２３７）。
【００３２】
次に、測距を行う動作ステップである、ＳＴ２４の動作ステップについて説明する。背景光を含む目標からの反射光は、偏光板（＃１）１２を通して反射光受光器１４で受光される。このときに、偏光板（＃１）１２を透過する光は、この偏光板と同一の偏光方向を有する光である（ＳＴ２４１）。反射光受光器１４は、偏光板（＃１）１２を通して反射光を受光し、電気信号に変換する。電気信号に変換された反射波は、反射波信号として受光処理部２２に送出される（ＳＴ２４２）。
【００３３】
次いで、受光処理部２２では、反射波信号中から目標の検出が行われる。そして、反射波信号中における目標の検出タイミングが取得され、測距解析部２３に通知される。同時に、反射波信号中における目標検出時の目標のＳ／Ｎ比も取得され、偏光板駆動信号生成部（＃１）２４に送出される（ＳＴ２４４）。
【００３４】
次いで、偏光板駆動信号生成部（＃１）２４では、受光処理部２２からの目標のＳ／Ｎ比を受け取って、その値が偏光板（＃１）１２の偏光方向を考慮して最良となっているか否かが判定される（ＳＴ２４５）。そして、最良でないと判断されると（ＳＴ２４５のＮ）、偏光板駆動信号生成部（＃１）２４から偏光板駆動部（＃１）１３に対して駆動信号が送出され、偏光板（＃１）１２の偏光方向と目標からの反射光の偏光方向とがより良く合致するように、偏光板（＃１）１２が偏光板駆動部（＃１）１３によって回動される。これによって、受光処理部２２では、目標に対して最良のＳ／Ｎ比が確保された状態で安定した目標を検出することができるとともに、この目標検出結果に基づく後段での測距等において、良好な精度を維持することができる（ＳＴ２４６）。
【００３５】
また、上記した目標のＳ／Ｎ比に基づく偏光板（＃１）１２の偏光方向の制御動作と並行して、測距解析部２３では、目標の測距が行われる。すなわち、発光タイミング制御部２１からの発光タイミング信号、及び受光処理部２２から通知された目標の検出タイミング信号とに基づいて、検出された目標との距離が算出される。この測距時に用いられる、受光処理部２２から通知された目標の検出タイミング信号は、ＳＴ２４５及びＳＴ２４６の動作ステップによって、受光処理部２２において良好なＳ／Ｎ比のもとで検出された目標の検出タイミングであり、不確実さが少なく、より精度の高いものであるため、その測距結果も良好な精度を有する。算出された測距結果は、後段の機器等に向けて出力される（ＳＴ２４７）。
【００３６】
そしてこの後は、動作終了が指示されるまで、目標に対して直線偏光のレーザ光を照射するとともに（ＳＴ２２）、目標の移動に対してもレーザ光が継続して目標に照射されるように照射方向を制御しながら（ＳＴ２３）、目標との距離を継続して取得する（ＳＴ２４）動作を繰り返す（ＳＴ２５）。
【００３７】
以上説明したように、本実施例のレーザレーダ装置１においては、反射光受光器１４、及び撮像部１７の受光経路の直前に、それぞれ偏光板（＃１）１２、及び偏光板（＃２）１５を配置し、これらの偏光板を回動してその偏光方向を可変する偏光板駆動部（＃１）１３、及び偏光板駆動部（＃２）１６を、それぞれの偏光板に対応して設けるとともに、反射光受光器１４、及び撮像部１７は、照射した直線偏光のレーザ光に対する反射光を、それぞれにこれら偏光板を通して受光している。そして、偏光板を通して受光した反射光の中から、受光処理部２２、及び画像処理部２５で目標を検出するとともに、検出時の目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、すなわち、偏光板の偏光方向と反射光の偏光方向とが合致するように、偏光板駆動部（＃１）１３、及び偏光板駆動部（＃２）１６により、偏光板（＃１）１２、及び偏光板（＃２）１５をそれぞれに回動している。
【００３８】
これにより、受光処理部２２、及び画像処理部２５では、反射光中での目標のＳ／Ｎが十分に確保された良好な環境で安定した目標検出を行うことができる。また、反射光と偏光方向が異なる背景光等は、偏光板を通すことによってそのレベルが大幅に低減されるので、特に、遠距離の目標を検出する場合や、反射光と背景光とのレベル差が少ない中で目標を検出する場合等においても、目標からの反射光のレベルを低下させることなく、それ以外の背景光等のレベルを低下させ、目標検出時のＳ／Ｎ比を確保しているので、確実な目標検出を行うことができる。
【００３９】
従って、このような安定した目標検出の結果に基づいて、レーザ光の照射方向を確実に目標の方向に指向させながら、良好な精度で目標を測距することができる。
【実施例２】
【００４０】
図３は、本実施形態に係るレーザレーダ装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。この第２の実施例について、図１〜図２に示した第１の実施例の各部と同一の部分は同一の符号または名称で示し、その詳細な説明は省略する。この第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、第１の実施例においては、反射光受光器１４と撮像部１７とのそれぞれに対応させて、２つの偏光板及びその偏光方向を可変する偏光板駆動制御部を設け、反射光受光器１４及び撮像部１７は、それぞれに対応して設けられた偏光板を通して反射光を受光するとともに、その後段においてそれぞれの偏光板の偏光方向の可変設定等を含む各種の処理を実施したのに対し、第２の実施例においては、反射光受光器１４と撮像部１７とに共通の、１つの偏光板及び偏光板駆動制御部を設け、反射光受光器１４及び撮像部１７は、この共通に設けられた偏光板を通して反射光を受光し、後段の各種処理を実施するようにした点である。以下、前出の図１〜図２、ならびに図３のブロック図、及び図４のフローチャートを参照して、その相違点を中心に説明する。
【００４１】
図３に例示したように、このレーザレーダ装置２は、送受光部１０ａ、制御部２０ａ、及び駆動部３０から構成されている。送受光部１０ａは、所定のタイミングで直線偏光のレーザ光を発光し照射するとともに、偏光方向が可変の偏光板を通してその反射光を受光し、電気信号に変換して制御部２０ａに送出する。また、駆動部３０によって、レーザ光の送受光方向が目標の方向を指向するように駆動される。
【００４２】
制御部２０ａは、送受光部１０ａのレーザ発光タイミングを制御するとともに、送受光部１０ａから送られてくる、偏光板を通して受光した反射光信号（電気信号）に基づいて、目標へのレーザ光の照射が継続されるように駆動部３０を制御し、送受光部１０ａを目標の方向に指向させながら、目標との距離を継続的に取得する。また、送受光部１０ａ内に設けられた偏光板の偏光方向を制御する。駆動部３０は、制御部２０ａからの制御に基づいて、送受光部１０ａを方位角方向及び仰角方向の２軸まわりに駆動し、その送受光の方向を目標の方向に指向させる。
【００４３】
次に、送受光部１０ａ、及び制御部２０ａの構成について詳述する。まず送受光部１０ａは、レーザ発光部１１、反射光受光器１４、撮像部１７、偏光板１８、及び偏光板駆動部１９を備えている。レーザ発光部１１、反射光受光器１４、及び撮像部１７については、第１の実施例と同じであるので、説明を省略する。
【００４４】
偏光板１８は、反射光受光器１４の受光経路、及び撮像器１７の受光経路の直前に共通して設けられ、レーザ発光部１１から照射されたレーザ光に対する反射光、及び背景光を含み到来する光の中から、所定の偏光方向の光を透過する。偏光板駆動部１９は、後述の制御部２０ａ内の偏光板駆動信号生成部２８からの駆動信号により、偏光板１８を回動させてその偏光方向を可変設定する。
【００４５】
次に、制御部２０ａは、発光タイミング制御部２１、受光処理部２２、測距解析部２３、画像処理部２５、駆動信号生成部２７、及び偏光板駆動信号生成部２８を備えている。発光タイミング制御部２１、受光処理部２２、測距解析部２３、画像処理部２５、及び駆動信号生成部２７については、第１の実施例と同じであるので、説明を省略する。
【００４６】
偏光板駆動信号生成部２８は、受光処理部２２、及び画像処理部２５において、反射光から目標を検出する際の反射光の受光レベルに基づいて、偏光板１８の偏光方向を設定するための駆動信号を生成し、偏光板駆動部１９に送出する。本実施例においては、受光処理部２２、及び画像処理部２５の両方から、それぞれにおいて目標検出時に取得された目標のＳ／Ｎ比を受け取り、例えば、これらを更に重み付けして算出したＳ／Ｎ比が最良となるように、偏光板１８の偏光方向を設定するものとしている。なお、受光処理部２２、及び画像処理部２５は、どちらも同一の偏光板１８を透過した反射光に基づいて目標を検出しているので、偏光板１８の偏光方向の変化に対する目標検出時の目標のＳ／Ｎ比の変化の傾向は、両者間で大きな差異がない場合には、どちらか一方で取得したＳ／Ｎ比を用いて駆動信号を生成するように構成することもできる。
【００４７】
次に、前出の図１〜図３、ならびに図４のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例のレーザレーダ装置２の動作について説明する。なお、以下の説明においても、第１の実施例と同様の場面、すなわち、移動する目標にレーザ光が継続して照射されるように、目標の移動に伴って照射方向を制御しながら、その距離を継続的に取得する場面を取り上げ、その中で第１の実施例と同様の動作については簡潔に説明する。図４は、レーザレーダ装置２の動作を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
装置動作の開始後、装置内の各部に対する初期設定が行われる。この初期設定の中には、偏光板１８の偏光方向の設定も含まれる（ＳＴ４１）。次いで、発光タイミング制御部２１からの発光タイミング信号に基づいて、送受光部１０ａのレーザ発光部１１から直線偏光のレーザ光が、目標の方向に照射され（ＳＴ４２）、その反射光は、偏光板１８を透過して、撮像部１７及び反射光受光器１４のそれぞれで受光される（ＳＴ４３）。そして、第１の実施例と同様に、照射方向制御のための動作と測距のための動作とが、並行して実行されてゆく。
【００４９】
すなわち、照射方向制御のための動作としては、撮像部１７で受光された反射光の画像から、画像処理部２５において目標の画像中での位置が特定されて駆動信号生成部２７に通知されるとともに、目標のＳ／Ｎ比が取得され、偏光板駆動信号生成部２８に送出される（ＳＴ２３２〜ＳＴ２３４）。
【００５０】
一方、測距のための動作としては、反射光受光器１４で受光された反射波から、受光処理部２２において目標の検出が行われ、反射波信号中における目標の検出タイミングが測距解析部２３に通知されるとともに、目標のＳ／Ｎ比が取得され、偏光板駆動信号生成部２８に送られる（ＳＴ２４２〜ＳＴ２４４）。
【００５１】
次いで、偏光板駆動信号生成部２８では、画像処理部２５から受け取った目標のＳ／Ｎ比と、受光処理部２２から受け取った目標のＳ／Ｎ比とに基づいて、それらの値が偏光板１８の偏光方向を考慮して最良となっているか否かが判定される（ＳＴ４４）。そして、最良でないと判断されると（ＳＴ４４のＮ）、偏光板駆動信号生成部２８から、偏光板駆動部１９に対して駆動信号が送出され、偏光板１８の偏光方向と目標からの反射光の偏光方向とがより良く合致するように、偏光板１８が偏光板駆動部１９によって回動される。これによって、受光処理部２２及び画像処理部２５のどちらにおいても、目標に対して最良のＳ／Ｎ比が確保された状態で、確実な目標検出を行うことができる（ＳＴ４５）。
【００５２】
なお、ＳＴ４４の動作ステップでの判定、及びその後の偏光板駆動信号の生成にあたっては、本実施例においては受光処理部２２及び画像処理部２５の両方からの目標のＳ／Ｎ比を受け取って、例えばそれらの平均値や、それぞれに重み付けして算出した値等が最良になるように、偏光板１８を回動しているが、これをどちらか一方からの目標のＳ／Ｎ比を用いて構成しても良い。
【００５３】
また、このような偏光板１８の偏光方向の制御動作によって、より良好なＳ／Ｎ比のもとで目標検出が行われるのと並行して、これらのより確実な目標検出の結果を用いて、駆動信号生成部２７では、送受光部１０ａを目標の方向に指向するための駆動信号が生成され、駆動部３０に送出されるとともに、測距解析処理部２３では、目標の測距が行われる。そしてこの後は、動作終了が指示されるまで、目標に対して直線偏光のレーザ光を照射して、その反射光を偏光板を通して受光するとともに、偏光板の偏光方向を可変設定して最良のＳ／Ｎ比で目標からの反射波を受光しながら、移動する目標に対する照射方向の制御、及び目標の測距の動作ステップを繰り返す（ＳＴ４６）。
【００５４】
以上説明したように、本実施例のレーザレーダ装置２においては、反射光受光器１４と撮像部１７とに共通の、１つの偏光板及び偏光板駆動制御部を設け、反射光受光器１４及び撮像部１７は、どちらもこの共通に設けられた偏光板を通して反射光を受光している。そして、受光した反射光の中から、受光処理部２２、及び画像処理部２５で目標を検出するとともに、検出時の目標のＳ／Ｎ比が最良となるように、すなわち、偏光板の偏光方向と反射光の偏光方向とが合致するように、偏光板駆動信号生成部２８、及び偏光板駆動部１９により、偏光板１８を回動している。
【００５５】
これにより、第１の実施例と同様に、目標検出時のＳ／Ｎ比を確保して、確実な目標検出を行うことができ、レーザ光の照射方向を確実に目標の方向に指向させながら、良好な精度で目標を測距することができる。また、この第２の実施例においては、反射光受光器１４と撮像部１７とで共通の偏光板を用いて反射光を受光することにより、例えば、両者が近接して配置されるなど、それぞれで受光する反射光の偏光方向に大きな差異が発生しない場合等には、第１の実施例に比べて、偏光板及びその偏光方向を可変するための機構をより簡素に構成することができ、装置全体の小型・軽量化が可能となる。
【００５６】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２  レーザレーダ装置
１０、１０ａ  送受光部
１１  レーザ発光部
１２、１５、１８  偏光板
１３、１６、１９  偏光板駆動部
１４  反射光受光器
１７  撮像部
２０、２０ａ  制御部
２１  発光タイミング制御部
２２  受光処理部
２３  測距解析部
２４、２６、２８  偏光板駆動信号生成部
２５  画像処理部
２７  駆動信号生成部
３０  駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015052506.tif 000006