(57)【要約】  監視領域（２０）中にある対象物の検出および距離測定を行うためのレーザスキャナ（１０）であって、連続する多数の個別光パルスを有する送光線（１６）を放射するための送光器（１２）と、監視領域（２０）中への上述の送光線（１６）を周期的に偏向させるための回転可能な偏向ユニット（１８）と、偏向ユニット（１８）の角度位置に応じて、角度位置信号（６２）を生成するための角度計測ユニット（３０）と、監視領域（２０）中にある対象物から拡散反射または直反射された送光（２２）から、受光信号を生成するための受光器（２６）と、受光信号の一部分をそれぞれ蓄積可能である多数の記憶領域を備えたヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）と、評価ユニット（３２）であって、ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）から読み取られる１つのヒストグラム（１１０）中で、対象物に属する受信パルスを特定し、これから、光伝播時間法を用いて、対象物への距離を測定するために構成されていて、ヒストグラム（１１０）は角度位置信号（６２）に割り当てられている時間区間にわたって収集されている、評価ユニット（３２）とを備えたレーザスキャナ（１０）が提供されている。このレーザスキャナにおいて、重複した時間区間で第１ヒストグラムと第２ヒストグラムとを収集するために、少なくとも２つのヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）が設けられている。
2014503820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域（２０）中にある対象物の検出および距離測定を行うためのレーザスキャナ（１０）であって、
連続する多数の個別光パルスを有する送光線（１６）を放射するための送光器（１２）と
前記監視領域（２０）中への前記送光線（１６）を周期的に偏向させるための回転可能な偏向ユニット（１８）と、
前記偏向ユニット（１８）の角度位置に応じて、角度位置信号（６２）を生成するための角度計測ユニット（３０）と、
前記監視領域（２０）中にある対象物から拡散反射または直反射された送光線（２２）から、受光信号を生成するための受光器（２６）と、
受光信号の一部分をそれぞれ蓄積可能である多数の記憶領域を備えたヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）と、
評価ユニット（３２）であって、前記ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）から読み取られる１つのヒストグラム（１１０）中で、対象物に属する受信パルスを特定し、これから、光伝播時間法を用いて、前記対象物への距離を測定するために構成されていて、前記ヒストグラム（１１０）は角度位置信号（６２）に割り当てられている時間区間にわたって収集されている、評価ユニット（３２）と
を備えたレーザスキャナ（１０）において、
重複した時間区間で第１ヒストグラムと第２ヒストグラムとを収集するために、少なくとも２つのヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）が設けられていることを特徴とするレーザスキャナ（１０）。
【請求項２】
前記評価ユニット（３２）は、対象物への距離を、実時間で測定しおよび出力するように構成されている請求項１に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項３】
前記偏向ユニット（１８）の回転は、前記レーザスキャナ（１０）の角度分解能によって予設定された角度部分（６２）に区分されていて、前記評価ユニット（３２）中では、各角度部分（６２）について、ヒストグラム収集のための第１のタイムスロットと、これに続く前記ヒストグラムを評価するための第２のタイムスロットとが設けられている請求項１または２に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項４】
前記評価ユニット（３２）は、前記ヒストグラム記憶部のうちの１つに由来するヒストグラムを評価可能である評価チャンネル（３２ａ，３２ｂ）を少なくとも２つ有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項５】
１つの受信信号の各蓄積される一部分についてタイムスタンプを記憶し、さらなる受信信号が追加された場合には、最も古い受信信号がそれぞれ順繰りに消去されるように、前記ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）が構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項６】
複数のヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）の複数のヒストグラム（１１０）を、１つのヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）中にまとめるように、評価ユニット（３２）が構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項７】
前記ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）中で蓄積する目的で、受信信号をデジタル化するために少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器（５２）が設けられていて、かつ、前記Ａ／Ｄ変換器（５２）が２値化器であり、前記記憶部の場所はカウンタとして構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項８】
前記ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）、前記評価ユニット（３２）および前記Ａ／Ｄ変換器（３２）は、１つの共通のデジタル論理モジュール（３８）上に、とりわけＦＰＧＡ上に実装されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項９】
アナログ前処理部（４４）が設けられていて、前記アナログ前処理部（４４）は、受信パルス（１０２）を、それぞれ前処理された２極信号（１０４）に変換し、Ａ／Ｄ変換器（５２）を介して前記評価ユニット（３２）に供給するためのフィルタ（４８）を有し、とりわけ、前記アナログ前処理部（４４）は、前記信号（１０４）の正の成分と負の成分とを、飽和値まで増幅させるための制限増幅器（５０）を有し、前記Ａ／Ｄ変換器（５２）は２値化器である請求項１〜８のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項１０】
前記レーザスキャナ（１０）は、安全出力（３４）を有する安全装置用レーザスキャナとして構成されていて、前記評価ユニット（３２）は、前記監視領域（２０）内の保護区域への許可されていない侵入を認識し、それに応じて安全指向のスイッチオフ信号を前記安全出力（３４）へと出力するように構成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載のレーザスキャナ（１０）。
【請求項１１】
監視領域（２０）中にある対象物の検出および距離測定を行うための方法であって、
連続する多数の個別光パルスを有する送光線（１６）が放射され、
前記送光線（１６）が前記監視領域（２０）を周期的な方向変換により走査し、
走査の角度は、角度位置信号（６２）により確定され、
前記監視領域（２０）中にある対象物から拡散反射または直反射された送光線（２２）から、受光信号が生成され、多数の記憶領域を備えたヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）中に、受光信号の一部分がそれぞれ蓄積され、
前記ヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）から読み取られる１つのヒストグラム（１１０）から、対象物に属する受信パルスが特定され、これから、光伝播時間法を用いて、前記対象物への距離が測定され、
前記ヒストグラム（１１０）は、角度位置信号（６２）に割り当てられている時間区間にわたって収集される
方法において、
第１ヒストグラムと第２ヒストグラムとが、重複した時間区間で、第１ヒストグラム記憶部（３２ａ）と第２ヒストグラム記憶部（３２ｂ）との中で収集されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
周期的な走査は、角度分解能により予設定された角度部分（６２）に区分されていて、各角度部分（６２）中で、第１のタイムスロットではヒストグラム（１１０）が収集され、これに続く第２のタイムスロットでは前記ヒストグラム（１１０）が評価される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２つの評価チャンネル（３２ａ，３２ｂ）中で、複数のヒストグラム（１１０）が評価される請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
各蓄積された受信信号の部分に対して、タイムスタンプが記憶され、さらなる受信信号が追加された場合には、最も古い受信信号がそれぞれ順繰りに消去される請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
複数のヒストグラムがまず複数のヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）中で収集され、その後１つのヒストグラム記憶部（３２ａ，３２ｂ）中でまとめられる請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載のレーザスキャナ、または請求項１１の前提部に記載の対象物の検出および測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザスキャナは、計測システムが大きな水平角度領域を必要とする距離計測に適している。レーザスキャナでは、通常、レーザから発生させられた光線が、偏向ユニットを用いて、周期的に監視領域をなぞる。この光は、監視領域中にある対象物で拡散反射され、レーザスキャナ中で評価される。偏向ユニットの角度位置から、対象物の角度位置が推定され、さらに、光速を用いた光伝播時間から、レーザスキャナから対象物までの距離が推定される。
【０００３】
角度と距離とを指定することにより、監視領域中の対象物の場所が、２次元極座標中で検出される。これにより、対象物の位置が導き出され、またはその輪郭が測定される。第３の空間座標も検出可能であるが、これは、横断方向の相対的な移動により、例えばレーザスキャナ中の偏向ユニットにさらなる移動自由度を与えることにより、または、対象物がレーザスキャナに対して相対的に動かされることにより行われる。このようにして３次元での輪郭も計測して出すことができる。
【０００４】
レーザスキャナは、危険源（例えば、危険な機械）を監視するために安全技術において採用される。この種の安全装置用レーザスキャナは、DE 43 40 756 A1から公知である。この文献の場合には、機械の運転中に、操作者が入ってはならない保護区域を監視する。許可されていない保護区域への侵入（例えば操作者の脚などの侵入）を認めると、レーザスキャナは、機械を緊急停止させる。これ以外の保護区域への侵入（例えば、静止している機械部分による侵入）は、予め許可するとして学習させることができる。しばしば、警告区域が保護区域の前に置かれ、ここに侵入するとまず警告のみが発せられ、これにより、保護区域への侵入とそれによる防護動作を適切なタイミングで防ぐことができ、その結果、設備の利用可能性を高めることができる。ほとんどの安全装置用レーザスキャナはパルス方式で作動している。
【０００５】
安全技術中で採用されるセンサは、特に高い信頼性で作動せねばならず、したがって、非常に高い安全性要件を満たさねばならない。この要件は、例えば、機械の安全性については欧州規格ＥＮ１３８４９、機器の規格はＩＥＣ６１４９６、または、非接触で作用する保護装置（ＢＷＳ）についてはＥＮ６１４９６である。これらの安全性規格を満たすために、一連の方策を講じねばならないが、これらは、例えば、冗長な様々な電子機器による安全な電子的評価、機能の監視（特に、とりわけ前面ガラスなどの光学部品の汚れの監視）、および／または、規定の反射率を有し、かつ適切なスキャン角度のもとで認識されるべき個々の試験目標物の設置である。
【０００６】
従来のレーザスキャナでは、光伝播時間を測定する２つの基本原理が公知である。位相ベースの方法では、連続的な送光が変調され、送光に対する受光の位相のずれが評価される。パルスベースの方法またはパルス伝播時間法では、送光器は、単一パルスモードにおいて、比較的高いパルスエネルギーで作動し、レーザスキャナが、個別光パルスの送信と受信との間の伝播時間に基づいて対象物への距離を計測する。
【０００７】
パルス伝播時間法における欠点は、大きな計測到達距離を達成するために、通常、送信出力を高くして、非常に感度の高い受信部を設けなければならないという点である。とりわけ、受信側では、例えば、高電圧発生器を含むアバランシェ・フォトダイオードを設けるために、広い設置空間が必要となり、製造コストが上がる。一方、連続ビームレーザ（ＣＷレーザ）の変調を含む位相方式にも、通常数メートルという限られた一意性領域しかないという欠点がある。同時に、この方式では、送信器の光学出力性能が通常小さく、その結果、特に外部からの影響が付け加わる際には、信号／ノイズ比が小さくなる。この方法は、外乱光に弱く、ダイナミックレンジが非常に限定されている。
【０００８】
１次元距離検出器については、複数の個別の計測を平均化することにより、光伝播時間を測定することが公知である。この種の方法はEP 1 522 870 A1中に記載されている。この文献の最後に、スキャナ中での応用も言及されていて、回転運動を遅くして、すなわちスキャン周波数をより小さくすることにより、平均化の深さをより大きくすることができるとの関係性が指摘されている。しかし、この文献からは、この最後の記述以外には、個別の計測から角度毎に分解された距離の計測値を確定する方法に関する知見は全く読み取ることができない。
【０００９】
１次元距離検出器用のとりわけ効率的で精確である平均化法は、DE 10 2007 013 714 A1中に紹介されている。この文献では、複数の個々の計測値がアナログ前処理により両極性信号に変換され、続いて２値化され、このようにして１つのヒストグラム中に収集される。このヒストグラムから光伝播時間が導出される。EP 2 189 805、EP 2 189 804およびEP 2 189 814は、この方法の上に築かれた方法であり、スキャンを行うシステムにおける適用性に言及しているが、実際の実装には立ち入っていない。
【００１０】
レーザスキャナの最も重要な特性データは、到達距離以外に、接線分解能または角度分解能である。このデータが示すのは、レーザスキャナが、特定の反射率を有する対象物に対して、最小限の対象物サイズをどこまで認識するか、ないし、レーザスキャナが、構造化された輪郭をどこまで良好に分解するか、および、角度領域に渡ってどの程度の多さの走査点を出力するかである。
【００１１】
最近、安全装置用レーザスキャナ用の角度分解能も規格化された。ＩＥＣ６１４９６−３などによれば、最大２％の反射率を有し、７０ｍｍ、５０ｍｍまたは３０ｍｍ等の所定の直径を有する円形の対象物を確実に認識せねばならない。所望の到達距離に応じて、したがって監視可能な保護区域の広がりに応じて、上記の直径を有する対象物を認識するためには、０．５°以下の角度分解能が必須である。
【００１２】
従来の安全装置用レーザスキャナでは、確定的単一パルス法が採用されている。これは、放射された単一のレーザパルスから、対象物までの距離が測定されることを意味する。要求された接線分解能を達成するために、特定のパルス繰り返し周波数を有する個別のレーザパルスが放射され、その結果、まさに１つのパルスが例えば、０．５°または０．２５°の各角度セグメント中に入る。
【００１３】
このレーザスキャナの場合に、検出すべき最小限の寸法の対象物が、この角度グリッドに対してずれて配置されているということが起こりうる。そうなると、光点の一部分しか対象物に当たらない。残りの部分は反射されず、それに相当する送信エネルギーは、対象物を検出する目的、および、その距離を測定する目的のためには失われる。そのような場合でも確実な検出を行うには、検出すべき最小限の対象物直径に対する角度分解能の比において、安全係数を設けなければならない。この目的のために、角度分解能が、検出すべき最小限の対象物の接線方向の寸法の２倍から３倍細かくなるように選択する。したがって、対象物に投射されるエネルギーは最適には利用されない。つまり、送信パルスが１つ完全に対象物へ命中すればそれで十分であるのに複数のパルスが完全に命中し、対象物が過度に走査されることになるか、あるいは、パルスが部分的にしか命中しない場合に対象物からの反射が弱まり、エネルギー不足となって確実な検出ができず、そのエネルギーが無駄になるかのいずれかである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】DE 43 40 756 A1
【特許文献２】EP 1 522 870 A1
【特許文献３】DE 10 2007 013 714 A1
【特許文献４】EP 2 189 805
【特許文献５】EP 2 189 804
【特許文献６】EP 2 189 814
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の課題は、送信エネルギーをより良く十分利用することができるレーザスキャナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題は、請求項１に記載のレーザスキャナ、ならびに、請求項１１に記載の検出および距離の測定を行う方法により達成される。本発明は、冒頭の従来技術で説明した公知の平均化方法から出発する。この方法は複数パルス法として、単一パルス伝播時間法および位相ベースの方法と並ぶ、第３の光伝播時間計測クラスを形成する。１つの放射された個別パルスに属する受信信号は、ヒストグラム記憶部の複数の記憶領域中に、つまりヒストグラムのビン中に収集される。そのためにヒストグラムの各部分にビン毎に値が割り当てられる。例えば、ビンの幅はサンプリングレートに対応し、各走査値が蓄積される。あるいは、より大きなビンの幅に対しては、受信信号のこれに属する部分の平均値が形成される。個別パルスが十分な数だけカウントされた後、ヒストグラムが評価される。各計測値の準備は、このようにして、まず、必要な数の個別パルスが達成されるまでに必要である時間により限定される。したがって、第１および第２のヒストグラムを重複した時間区間で収集するために、少なくとも１つの追加的なヒストグラム記憶部が設けられる。
【００１７】
本発明の利点は、さらなるヒストグラム記憶部を実装し、相応に評価することにより、対象物または試験用ロッド上に生じるエネルギーをほぼ全て利用できる点である。この際に、偏向ユニットの回転周波数または送光器のパルス繰り返し数を変更するには及ばない。ただ、追加の記憶部の場所およびこれに合わせた評価用の論理回路を準備するだけでよい。これにより獲得された信号利得は、その後、必要に応じて、１つまたは複数の様々なパラメータを改善するために利用されうる。例えば、到達距離の拡大、角度分解能の改善、応答時間の短縮化、光学系の小型化、パルス繰り返し数の低減化または送光器の出力の低減化が含まれる。最後の２つの点の改善により、とりわけ、目の保護におけるさらなる余地ができ、かつ光源の寿命を延長することができる。
【００１８】
本発明によれば、計測値がより高い頻度で利用可能になる。これにより、部分的な命中での取り扱いがより容易になるが、なぜならば、部分的な命中の直後または直前に、他のヒストグラム記憶部のうちの１つにおいて、完全な命中とほぼ等価な信号が利用可能であるからである。より多くの数の計測値があれば角度分解能がより向上し、したがって、例えばナビゲーション装置での応用ではより細かい周辺マップが可能となり、または、輪郭計測の場合には精密化の程度が向上する。
【００１９】
さらに、本発明により、安全技術でのパルス平均化法の応用が可能となり、または少なくともこのパルス平均化法が改善される。これにより、より広い水平方向の視野または角度領域を備えた、とりわけ、コスト効率が良いまたはより小型のセンサの製造が可能となる。この種の複数パルス法は、明らかにより大きな一意性領域を有し、妨害を受ける可能性が明らかにより低くなるが、この理由は、単独の計測の信号／ノイズ比が非常に不都合である場合でも、統計的な評価により、より精確な計測が可能になるからである。さらに、スキャンを行うシステム中で複数パルス法を採用する場合、単純な単一光線検出器では問題にならないような利点が生じる。なぜならば、公知のパルス伝播時間法とは異なり、全角度領域の準連続的でほぼ欠落のない走査が可能となり、多数の適合可能性が開けてくるからである。これにより、特種な計測要件が満たされうる。
【００２０】
好ましくは、評価ユニットは、対象物への距離を、実時間で測定しおよび出力するように構成されている。これにより、例えば、偏向ユニットが角度分解能に従って次の角度部分へとさらに回転された直後に、常に走査値がほぼ即座に利用可能となる。
【００２１】
好ましくは、偏向ユニットの回転は、レーザスキャナの角度分解能によって予設定された角度部分に区分されていて、評価ユニット中では、各角度部分について、ヒストグラム収集のための第１のタイムスロットと、これに続くこのヒストグラムを評価するための第２のタイムスロットとが設けられている。ヒストグラムの評価には時間が必要であるが、それは多数の個別パルスを放射するための時間に一致させることができる。したがって各角度ステップは、まずヒストグラムが収集される段階と、続いてそれが評価され、これにより計測値が準備される段階という、２つの段階に区分される。
【００２２】
したがって、ヒストグラムの重複（これは、複数のヒストグラム記憶部により可能となる）した時間、その評価の時間とに別れることになる。あるいは、評価ユニットは、評価時間の区間をずらして、順次ヒストグラム記憶部のヒストグラムにアクセスし、その後計測値を生成する。ただし、実時間評価でこれを行うには、評価ユニットの演算能力が十分であって、ヒストグラム記憶部のうちの１つの中でヒストグラムが新たなヒストグラムによって上書きされる前に、全てのヒストグラム記憶部に対して隙間なく並べられた一連の評価タイムスロットの処理を、時間的な遅延なしに完了できることを前提とする。
【００２３】
より有利な実施形態では、評価ユニットは、ヒストグラム記憶部のうちの１つに由来するヒストグラムを評価可能である評価チャンネルを少なくとも２つ有する。これによって、ヒストグラムを蓄積するためのタイムスロットを複数のヒストグラム記憶部に振り分けるのみならず、評価用のタイムスロットも振り分けることができる。したがって、評価チャンネルは、互いに独立して、異なるまたは同一のヒストグラムにアクセスし、これらを同時に評価する。とりわけ、ヒストグラム記憶部と評価チャンネルとの一対一の割り当てが存在しうる。その場合、最終的に、各評価チャンネル中で、受信パルスが１つの専用のヒストグラム中に収集され、そのヒストグラムから、レーザスキャナから対象物までの光伝播時間がそれぞれ測定され、これから、対象物距離の計測値が測定される。
【００２４】
ヒストグラム記憶部中ないし評価チャンネル中での評価は、完全に重複しうる。これにより、ハードウェアの欠陥を明らかにするための冗長な計測を行いうる。しかし、同時に、評価チャンネル内で、互いにずらして、重複したヒストグラムを処理する自由度も生じる。これは一方では、異なる種類の冗長な評価に役立ちうる。この場合、評価チャンネルは互いに独立し続けるが、異なる角度グリッドを有し、その結果、全体として、純粋な冗長の場合よりも、より高い頑健性が得られる。他方で、このようにして、回転速度の変化の問題を解決し、追加的な計測情報を獲得することもできる。さらなる実施形態では、一方の評価チャンネル中では、より小さい送信出力の個別光パルスを評価し、他方の評価チャンネルでは、交互に放射されるより高い送信出力の個別光パルスを評価する。
【００２５】
ヒストグラム記憶部ないし評価チャンネルは、原則として互いに直接連続すべきヒストグラムが回転変動のせいで重複してしまうという場合に備えた構成とすることもできる。回転変動が生じた結果、ヒストグラムが完全に充填される前に１つの角度セグメントが終わった場合には、別のヒストグラム記憶部中で、重複して新しいヒストグラムの蓄積が開始される。これにより、回転変動の場合でも、欠落のない走査が達成される。
【００２６】
ヒストグラムがヒストグラム記憶部に収集される基準は、互いの時間のずれに関してのみ異なるのではない。例えば、あるヒストグラム記憶部は、少ない受信パルスを介して、小さな角度領域のみを収集する一方、別のヒストグラム記憶部は、多数の事象を収集する、というようにすることができる。これにより、同一の物理的な計測から、到達距離が短く角度分解能が高い計測値も、到達距離が長く角度分解能が低い計測値も利用可能である。これは、異なる評価方法の併用の一例にすぎない。別の例では、評価チャンネルは、互いにずれて作動することができるが、この例では、等しい所定数の受信パルスのグループが形成され、１つ評価チャンネルは、グループを各角度位置信号で開始させ、それ以外の評価チャンネルは、２つの角度位置信号の間にある一定距離の時点でそれぞれグループを開始させる。これにより、ある種の移動平均が生じ、ヒストグラム記憶部または評価チャンネルの数に応じて、分解能が何倍にもなる。
【００２７】
好ましくは、１つの受信信号の蓄積される各部分についてタイムスタンプを記憶し、さらなる受信信号が追加された場合には、最も古い受信信号がそれぞれ順繰りに消去されるように、ヒストグラム記憶部が構成されている。これにより、各時点で、最新の事象を含むヒストグラムが生じ、その結果、事実上、放射されたどの個別パルスからでも、１つの計測値が導き出される。しかしながら、そのためには、事象をヒストグラムに蓄積可能であるというだけでは十分ではない。なぜなら、時間的な順序が失われ、その結果、それぞれ最も古い事象の消去が不可能になるからだ。代わりに、各ビン中にタイムスタンプが付いた個々の寄与分のリストを作るか、または、より新しい受信信号を全て記憶し、これらの記憶された受信信号の中で、最も古い信号をヒストグラムから取り去ることができるようにする。
【００２８】
好ましくは、複数のヒストグラム記憶部の複数のヒストグラムを、１つのヒストグラム記憶部中にまとめるように、評価ユニットが構成されている。例えば、０．１°という非常に細かい角度ステップで評価が行われたとする。これは、確実な検出にとって十分ではない。その理由は、目標物が極めて小さく且つあまり光を反射しないという特別な場合には、エネルギーが十分ではないであろうからである。しかし、この種の計測値もなお有用である。すなわち、確実な計測値を獲得するために、例えば５つのこのようなヒストグラムをまとめて、０．５°にした後で確実な計測値を得ることができる。
【００２９】
好ましくは、ヒストグラム記憶部中で蓄積する目的で、受信信号をデジタル化するために少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器が設けられている。これにより、デジタル論理モジュール上で評価を行うことができる。とりわけ好適なさらなる構成では、このＡ／Ｄ変換器は２値化器であり、上述の記憶部の場所はカウンタとして構成されている。これにより、実装がとりわけ容易になる。
【００３０】
好ましくは、ヒストグラム記憶部、評価ユニットおよびＡ／Ｄ変換器は、１つの共通のデジタル論理モジュール上に、とりわけＦＰＧＡ上に実装されている。これにより、極めて製造コストを低くすることができるが、これは、ＦＰＧＡのみを相応にプログラムするだけでよいからである。
【００３１】
より有利な場合には、アナログ前処理部が設けられていて、このアナログ前処理部はフィルタを有し、このフィルタが、受信パルスを、それぞれ前処理された両極性信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器を介して評価ユニットに供給する。受光器中への入射光は、正の信号のみを生成しうるので、光信号は常に単極性である。入射光により振動するフィルタ（このフィルタは、例えば帯域通過フィルタまたは微分器である）を後方に接続すると、このフィルタにより両極性信号が生成され、Ａ／Ｄ変換後、デジタル信号処理をすることにより、受信時点がゼロ交差に基づいて決定されうる。この方法は、例えば正のピークの位置を確定するよりもはるかに精確であるが、この理由は、ゼロ交差は信号強度に依存せず、したがって送信パラメータおよび環境パラメータに依存しないからである。フィルタの前方または後方には、好ましくは、増幅器とりわけトランスインピーダンス増幅器が配置されている。さらに、好ましくは、アナログ前処理部は、とりわけ、信号の正の成分と負の成分とを飽和値まで増幅させるための制限増幅器を有し、Ａ／Ｄ変換器は２値化器である。このようにして、とりわけ資源を節約して、統計的評価が可能となる両極性の受信信号が形成される。
【００３２】
好ましくは、レーザスキャナは、安全出力を有する安全装置用レーザスキャナとして構成されていて、評価ユニットは、監視領域内の保護区域への許可されていない侵入を認識し、それに応じて安全指向のスイッチオフ信号を安全出力へと出力するように構成されている。追加的なヒストグラム記憶部を設けたため、たとえ送信出力を可能な限り小さくしても、パルス平均化法を用いて、小さく且つ光の反射が弱い対象物まで確実に認識することができる。
【００３３】
放射される個別パルスに属する受信信号をヒストグラムに適切にまとめようとしても、現実の応用では妨害要因があるため、事象を角度に規則的に割り当てるという仮定は成り立たない。これらの妨害要因は、例えば、駆動部の許容誤差による回転数の変動、または、特に無人輸送システムまたは運転支援装置などの移動体にレーザスキャナを応用した場合に生じる衝撃などである。したがって、所望の角度分解能での準連続的な走査を達成するためには、事象を所定の検出角度に知的に割り当てるよう選択し、それによって頑健性を達成するようにすることが役立つ。
【００３４】
上述に関して、角度計測ユニットは、好ましくは、予設定された角度分解能で角度位置信号を基準として準備する。この角度分解能は、角度単位形成体の等間隔で均等なインクリメンタル方式の符号に直接一致するものとすることができる。このように実際に計測された角度位置から、内挿または外挿によって、別の均等な角度分解能や、または検出方向に応じて変化する角度分解能を演算することもできる。
【００３５】
最も単純な場合、角度計測ユニット中で物理的に測定された角度位置信号、または、その角度計測ユニットの信号から演算された角度位置信号は、ヒストグラムの記録を開始させる一種の角度トリガとして用いられる。あるいは、例えば、角度位置信号が、受信パルスのグループ内の末端またはそれ以外の位置に来るように、事後的に別の割り当てを行うこともできる。
【００３６】
好ましくは、評価ユニットは、各角度位置信号に対して、所定数の受信信号を１つのヒストグラム中に集めるように構成されている。ある実施形態中では、この所定数は、全ての角度位置信号に対して同一で、その結果、いずれの検出角度に対しても、１つのヒストグラムが、等しい計測繰り返し回数で形成される。この際に、あるグループの受信信号が直接連続していることは必須ではなく、例えば、受信パルスを交互に２つの異なるヒストグラムに割り振ることができる。これは、個別光パルスを、高い出力と低い出力とで交互に放射するために利用することができる。これにより、反射率の低い目標物の場合には高い出力での走査から計測値を取得し、反射鏡などの光を良く反射する目標物（飽和または過変調を回避すべき目標物）の場合には低い出力での走査から計測値を取得する。好ましくは、２つの個別光パルス間の時間間隔は一定であり、送光器は、したがって一定の繰り返し周波数で作動する。あるいは、時間軸上での走査むらを平坦化し、離散的なグリッドによる偽の信号（アーチファクト）を低減させるために、個別光パルスに対して個々に時間オフセットを設ける。この場合、個別光パルスは、その平均でのみ一定の繰り返し周波数を達成することになる。
【００３７】
好ましくは、ヒストグラムのそれぞれ最後の受信信号と、後続の角度位置信号との間に、時間バッファを挿入するために、個別パルスの数および２つの個別光パルス毎の間の時間間隔を十分に小さくする。これにしたがって、２つの角度位置信号間に与えられた時間を最適に十分に利用する場合よりも、少ない数の受信パルスのみが評価される。これにより、回転運動の変動が正常な状態に戻され、後続の角度位置信号が来た際には、受信パルスのグループが確実にそろう。好ましくは、１つの角度位置信号に対して、評価対象となる数の個別光パルスが生成され、その後、時間バッファの間、送信を中断する。あるいは、連続的に個別光パルスが放射されるが、時間バッファの間はそれらの評価は行われない。
【００３８】
時間バッファを設ける代わりに、新たな角度位置信号が到来するたびにヒストグラムが締め切られ、新たなヒストグラムが始まるようにしてもよい。この場合は、時々、とりわけ、回転速度が変わる際に、グループ内の受信信号の数が変わる。これにより、統計的な深さに差が生じ、したがって、検出角度と共に到達距離も変動する。
【００３９】
好ましくは、評価ユニットは、所定数の受信信号が検出される時間範囲内に、さらなる角度位置信号があるか否かを検査し、かつ、その角度位置信号がある場合には、ヒストグラムから測定された対象物への距離の計測値が、過半数の受信信号が属する角度位置信号、とりわけヒストグラムの受信信号の時間間隔の合計が最小になる角度位置信号に割り当てられるように構成されている。この場合には、偏向ユニットの回転毎に、できるだけ多くの個別計測回数を含む最大の計測情報を検出するために、時間バッファは設けられない。しかし、様々な検出角度における到達距離変動を回避するために、所定数の受信信号が１つのヒストグラム中に収集される。これは、これらの信号間に、次の計測値用の新たなヒストグラムの検知の開始を要求するさらに１つの角度位置信号がある場合でさえも行う。続いて、この計測値が、当該ヒストグラムの帰属先となる角度を最も良く表す角度位置信号に割り当てられる。回転速度の挙動が予定どおりである限り、２つの角度位置信号間の時間間隔、および、上述の所定数は互いに調整され、その結果、この後の割り当てが省略されることが好ましい。そのほか、所定数の収集を継続して遅延させることにより、計測値を、早めに次の次の角度位置信号に割り当てることも可能である。このようにして省略された角度位置信号には、その後計測値が内挿されうる。
【００４０】
好ましくは、評価ユニットは、受信信号を選択してヒストグラムに入れるのを、時間的に遅延して行うように構成されている。これにより、時間的に少し遅延されただけの計測の準実時間的な評価が達成される。例えば、スキャンの１周期または半周期分遅延させる。偏向ユニットの通常の回転周波数であれば、実時間評価に対して、１秒の数分の１だけ遅れるに過ぎない。それと引き換えに、後の時点で、ヒストグラム分割を任意に且つ適応可能に行うことが可能になる。そのためには、上述の順繰りのヒストグラムの場合と同様に、受信信号がある種のタイムスタンプまたは角度スタンプを有し、その結果、後の時点でもなお受信信号を角度位置に割り当てることが可能であるようにしておく必要がある。
【００４１】
評価ユニットは、好ましくは、検出角度に応じて、および／または、以前に測定された対象物への距離に応じて、ヒストグラム中の受信信号の数を合わせるように構成されている。ヒストグラムの統計的な深さに差をつけると、到達距離および角度分解能にも差が出るという実際的な効果がある。検出角度に依存させる場合、このようにして、角度分解能がより低く到達距離がより長い角度領域が形成され、およびその逆が行われ、その結果、応用に応じて柔軟性がより高くなる。以前に測定された対象物への距離に基づいてヒストグラムを割り当てるという適応依存を用いると、例えば、最初に、空である監視領域を、長い到達距離と低い角度分解能とで走査し、その後すでに検出した対象物に対して、至る所で、または、その検出角度の角度周辺で、到達距離を短くし、より高い角度分解能を獲得するのに役立つ。
【００４２】
好ましくは、レーザスキャナは、センサの到達距離がより短い場合には角度分解能をより高く設定する、またはその逆を行うパラメータ設定装置を有する。パラメータ設定装置は、レーザスキャナの操作盤またはデータ接続用の端子として構成可能である。このようなさらなるパラメータ設定が可能となることにより、具体的な応用の必要性に対して、より高い柔軟性が得られる。ヒストグラムの割り当てを変えることにより設定が換えられ、パラメータ設定に応じて、到達距離を長くまたは短くして、より狭い又はより広い角度領域に渡って受信信号を収集する。
【００４３】
好ましくは、ヒストグラムには、受信パルスが収集される前に、すでに事前充填値が割り振られていて、とりわけ、この事前充填値は検出角度に依存している。これにより予想が表現され、それが後で計測結果により修正される。
【００４４】
好ましくは、事前充填値は、監視領域の基準状態における較正計測から測定されている。予想は、最初の計測により得られる。その後、好ましくは、場合によってはより多い回数の較正計測の平均化の後またはこれ以外の前処理の後、基準値そのものではなく、その否定が事前充填される。このようにすると、実際に計測値が打ち込まれる前に、計測は、まず自動的に予想を打ち消す。一例として、前面ガラスの反射の事前充填が挙げられる。この場合、受信信号の一部分は、すでにセンサの内側の前面ガラスにおける個別光パルスの反射に由来し、これは計測の妨害となる。そこで、典型的な形態の前面ガラスの反射が予め計測され、ヒストグラム中に事前に充填されることができ、その結果、生じるヒストグラムは妨害がないものとなる。別の一例は、基準となる背景の事前充填である。その場合、センサは、わかっている対象物の配置の動的変化のみを記録する。前面ガラスの反射の事前充填は、通常全てのヒストグラムに同じように関わるが、これとは異なり、基準となる背景の場合には、ヒストグラムの事前充填は角度に依存して異なる。
【００４５】
本発明の方法は、同様の方法で、さらなる特徴により構成されることができ、その際、同様の利点が示される。この種のさらなる特徴は例示的なもので、排他的なものではなく、独立請求項に続く従属請求項中に説明されている。
【００４６】
本発明は、以下に、さらなる利点および特徴に関して、添付の図面を参照して、実施形態例に基づいて説明される。図面中の図は、以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】レーザスキャナの概略断面図である。
【図２】レーザスキャナの別の実施形態の概略断面図である。
【図３】図１または図２に示したレーザスキャナのアナログ信号前処理およびデジタル評価を示すブロック図である。
【図４】図３に示した前処理および評価の様々な処理段階における信号を示した図である。
【図５ａ】平均化の深さが小さくしたがって到達距離が短い場合の、レーザスキャナの受光器により記録された受信信号の時間的な強度の推移の例を示した図である。
【図５ｂ】図５ａに示した図と同様の時間的な強度の推移であるが、この場合は平均化の深さが大きくしたがって到達距離が長い場合の経過を示す図である。
【図６ａ】到達距離が長く角度分解能が低い場合の、レーザスキャナの個別光パルスの角度分布を示す概略平面図である。
【図６ｂ】図６ａに示した図と同様の図であるが、この場合は到達距離が短く角度分解能が高い場合の図である。
【図７ａ】レーザスキャナの個別光パルスの角度の配分を比較図として示した、概略平面図である。
【図７ｂ】図７ａと同様の図であるが、スキャン周波数が高く、したがって到達距離がより短い場合の図である。
【図７ｃ】図７ａと同様の図であるが、スキャン周波数が高く、到達距離の代わりに角度分解能がより低い場合の図である。
【図８ａ】完全な命中が１つのみである、ある第１の構成の試験対象物への走査光線を概略的に示した図である。
【図８ｂ】図８ａから少しずらした図であり、完全な命中が２つある試験対象物への走査光線を概略図示した図である。
【図９】ヒストグラム記憶部が１つのみである場合の計測値検出における時間的な推移を示した概略図である。
【図１０】図９と同様の概略図であるが、２つのヒストグラム記憶部で計測値検出を行う場合の概略図である。
【図１１】図９および１０と同様の概略図であるが、複数の、例えば５つのヒストグラム記憶部で計測値検出を行う場合の概略図である。
【図１２ａ】ヒストグラムの時間の流れを示す概略図であって、最も新しく検出された受信信号を、それぞれ最も古く検出された受信信号と置き換えているところを示す図である。
【図１２ｂ】ヒストグラムの時間の流れを示す概略図であって、最も新しく検出された受信信号を、それぞれ最も古く検出された受信信号と置き換えているところを示す図である。
【図１２ｃ】ヒストグラムの時間の流れを示す概略図であって、最も新しく検出された受信信号を、それぞれ最も古く検出された受信信号と置き換えているところを示す図である。
【図１２ｄ】ヒストグラムの時間の流れを示す概略図であって、最も新しく検出された受信信号を、それぞれ最も古く検出された受信信号と置き換えているところを示す図である。
【図１３】確実ではない計測値を高い分解能で検出するとともに、さらにそれをまとめて確実な計測値を検出するためのヒストグラムに属する角度領域の概略図である。
【図１４ａ】偏向ユニットが規則的に回転している場合について、角度位置信号、個別光パルスおよびそのグループ分けを時間軸で上下に並べて示した図である。
【図１４ｂ】図１４ａと同様の図であるが、回転数変動がある場合の図である。
【図１５】個別光パルス、角度計測ユニットの信号、これに由来する角度位置信号および角度セグメント、ならびに、個別光パルスのグループの角度セグメントに対する動的な割り当てを、時間軸で上下に並べて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１は、レーザスキャナ１０の概略断面図である。例えばレーザ光源を有する送光器１２が、送光光学系１４を用いて送光線１６を発生させる。送光線１６は、偏向ユニット１８により監視領域２０中に放射され、そこに何か対象物がある場合には、この光線は対象物により拡散反射される。反射光２２は、再びレーザスキャナ１０に戻り、そこで、偏向ユニット１８を介して、受光光学系２４を介して、受光器２６（例えば、フォトダイオード、または、より高い感度のためにはアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ））により検出される。
【００４９】
偏向ユニット１８は、モータ２８により、あるスキャン周波数で継続的に回転運動させられる。これにより、各スキャン周期時に、すなわちスキャン周波数で完全に１回転する間に、送光線１６はある平面を走査する。偏向ユニット１８の外周部には、偏向ユニット１８の各角度位置を検出するために、角度計測ユニット３０が配置されている。この角度計測ユニット３０は、この場合、例えば、角度単位形成体としてのコード板、および、走査部としてのフォーク状光遮断機で形成される。
【００５０】
評価ユニット３２は、送光器１２と、受光器２６と、モータ２８と、角度計測ユニット３０とに接続されている。図３および図４に基づいてより精確に説明を行う複数パルス法では、送光線１６の放射と、反射光２２の受光との間の光伝播時間が計測され、光速を用いて、走査された対象物のレーザスキャナ１０からの距離が推定される。送光線１６が放射された各角度位置は、角度計測ユニット３０から評価ユニットに知らされている。この際、偏向ユニット１８の通常の回転周波数に対して、光伝播時間は無視することができ、その結果、送光線１６は、対応する反射光線２２とほぼ同じ角度で受光される。
【００５１】
したがって、各スキャン周期後には、監視領域２０中にある全ての対象物点の２次元の極座標の角度と距離とが利用可能になる。したがって、対象物の位置ないし対象物輪郭がわかり、これはインタフェース３４を介して転送され、あるいは、レーザスキャナ１０において表示されうる。インタフェース３４は、逆に、パラメータ設定用インタフェースとしても役立ち、これを介して、評価ユニット３２にデータが入力されうる。あるいは、専用のパラメータ設定用インタフェースを設けることもできる。安全技術分野における応用では、このインタフェース３４を安全に構成することができ、とりわけ、保護区域の侵犯を認識した場合に安全指向のスイッチオフ信号を出すための安全な出力（ＯＳＳＤ、出力信号スイッチング装置）として構成するこができる。レーザスキャナ１０は、筐体３６中に収容されていて、この筐体３６は、周囲を取り囲む前面ガラス３８を有する。
【００５２】
ここで図示されたレーザスキャナ１０では、送光器１２とその送光光学系１４とが、受光光学系２４の中央開口部中にある。これは、例示的な配置の１つの可能性にすぎない。本発明は、これ以外に、この代わりとなる解決方法を含み、例えば、送光線１６専用の鏡領域または分割ミラーを有するものを含む。筐体３６および前面ガラス３８の幾何学的形状も、単に例示的なものとして理解されるべきである。
【００５３】
図２は、上の実施形態に代わるレーザスキャナ１０のある実施形態を示す図である。ここでは、同じ参照符号は、同じまたは対応する特徴を示している。その機能性は、図１で示したレーザスキャナ１０とほぼ同じである。違いは送光路にあり、この送光路は、送光器１２の後ろで追加的な偏向ユニット１８ａにより屈折されていて、送光器１２中に統合された送光光学系１４のみを有する。これ以外に、受光光学系２４の構成、ならびに、筐体３６および前面ガラス３８の形状が異なっている。これらの変形は、レーザスキャナ１０を構築する上での様々な可能性の一例としてのみ図示している。
【００５４】
安全技術的応用では、評価ユニット３２は、安全装置用レーザスキャナとして形成されたレーザスキャナ１０中で、同時に制御機能を担うが、この評価ユニット３２は、監視領域２０内で保護区域（その幾何学的形状は例えばグラフィカルな形状により決定される）に、許可されていない対象物の介入があるかを監視する。安全性にとって危機的な侵入が認識されると、評価ユニット３２が、安全出力３４を介して、監視される危険源（例えば、機械）に防護信号を出力する。
【００５５】
伝播時間計測は、複数パルス法で行われるが、これについて、図３および４に基づいてより詳細に説明する。複数パルス法は、１次元距離検出器については、冒頭で述べた独国特許出願公開１０  ２００７  ０１３  ７１４号から公知であり、これに関する補足的な説明はこの文献を参照されたい。
【００５６】
評価ユニット３２は、本実施形態では、例として２つのヒストグラム記憶部ないし評価チャンネル３２ａ−ｂを有するが、この評価ユニット３２は、デジタルモジュール３８上、例えば、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）上に実装されている。送光路では、評価ユニット３２は、遅延装置４０およびレーザ駆動回路４２を介して、送光器１２に、特定の時点で個別光パルスを放射させる。遅延ユニット４０は、ＦＰＧＡのレジスタおよびカウンタなどにより実現されうる。
【００５７】
個別光パルスから生じる反射光２２は、受光器２６により受信パルスに変換され、事前増幅器４６、フィルタ４８および制限増幅器５０を有するアナログ前処理部４４と、Ａ／Ｄ変換器５２とを介して、評価ユニット２２へと供給される。事前増幅器４６およびフィルタ４８の配置は入れ替えることも可能である。
【００５８】
この際、様々な中間段階中で生じる信号を、図４に示す。送光器１２は、各計測周期１００中に、それぞれ１つの個別光パルスを生成し、この個別光パルスにより、精確な時点を測定することができる。このためには、矩形波パルスが適しているが、他のパルス（例えば、ガウス型パルス）も考えられる。個別光パルスは、監視領域２０中で直反射または拡散反射され、その後、受光器２６中で、電気受信パルス１０２に変換され、トランスインピーダンス増幅器４６中で増幅される。受信パルス１０２は理想的な形で提示されているが、現実の条件下では、ノイズ成分および形状歪みが付け加わる。
【００５９】
受信パルス１０２は、光の性質上、常に単極信号である。フィルタ４８（例えば、帯域通過フィルタ）中では、このパルスから両極性信号１０４ができるが、図ではこの両極性信号の最初の正負の振幅運動のみを示している。この実信号である両極性信号１０４の横にある灰色の矩形部分は、ノイズレベルを象徴的に示している。この両極性信号１０４は、制限増幅器５０中で飽和するまで増幅されて、切り取られ、その結果、実信号は矩形の側面１０６に伸ばされ、灰色の矩形で示されたノイズレベルは、振幅方向で、ダイナミックレンジの全体に渡って伸ばされる。
【００６０】
矩形側面１０６は、とりわけ２値化器として構成されたＡ／Ｄ変換器５２中で走査される。この走査の各基点を矢印１０８で象徴的に示す。生じるビット列は、ヒストグラム１１０を形成するために、評価ユニット３２中で用いられる。このために、各ビン用に、関連するビット値が「１」の場合のみ増分される積算器が設けられている。ノイズのない理想的な信号では、このヒストグラム中で、矩形側面１０６が存在するビンのみが満たされる。制限増幅器５０により引き上げられるノイズレベルは、残りのビンも満たすが、ノイズの偶然性によって、期待値では、計測周期１００の約２回に１回の割合でこのようになる。
【００６１】
上述の方法が繰り返され、ヒストグラム１１０が、ｎ回の計測周期１００を超えて形成されると、ビンは、ノイズにより約ｎ／２の値で満たされ、そこに統計的な変動が更に加わる。このｎ／２の値は、２値化に基づくと信号値０に相当する。これより、両極性信号１０４の正の部分により形成された最大値は上方に突出し、対応する最小値が下方に突出する。評価ユニット３２は、この中間にあるゼロ交差を検出することにより、信号レベルに依存せずに受信時点を決定することができる。
【００６２】
多数の個別の計測を統計的に評価することにより、妨害の多い周囲条件の下でも、頑健な測距が可能な程度にまで信号ノイズ比が上げられる。これは、個々の増幅された受信パルス１０２が非常に強くノイズを受け、有効信号とノイズとの区別が全く認識できない場合にも有効である。
【００６３】
図４は、計測周期１００を受信時点付近で切り取った重要な部分のみを示す。記憶部を節約するために、この時間領域を予め探しておき、計測周期１００の一部分についてのみヒストグラム１１０を形成してもよい。
【００６４】
レーザスキャナ１０で監視領域２０を走査している間には、上述のように個別光パルスが放射され、このパルスが評価ユニット３２によりヒストグラム１１０中に収集され、評価される。偏向ユニット１８が回転運動しているので、各個別光パルスには固有の角度でずれが生じる。この複数パルス法では、スキャン周波数、角度分解能および到達距離間でのトレードオフを支援する。これらの項目は、統計的な深さまたは平均化の深さを介して、すなわち、ヒストグラム１１０においてそれぞれ１つの計測値にまとめられる受信パルス１０２の数を介して、互いに関連している。４番目の調整ネジとして考えられるのは、個別光パルスの繰り返し周波数であるが、これは、ここでは一定であるものとする。
【００６５】
上述のパラメータ間のトレードオフが可能であることについて、以下に、図５〜７に基づいて説明をする。図５ａは、平均化の深さが小さい場合の強度の時間的な推移、図５ｂは、これとは逆に平均化の深さがより大きい場合の強度の時間的な推移を示している。近距離領域での受信パルス１０２ｂは、双方の場合とも、ノイズレベルから十分区別可能である。逆に、遠距離領域での受信パルス１０２ｂは、図５ｂの平均化の深さが大きい場合においてのみ、ノイズから分離することができる。したがって、統計的な深さを大きくするにしたがって、レーザスキャナ１０の到達距離は長くなる。
【００６６】
図６および７は、それぞれ、レーザスキャナ１０と、スキャン周期の一部分の間に出される個別光パルス５４を示す平面図である。ここで、複数の個別光パルス５４（これに属する受信パルス１０２がそれぞれ１つのヒストグラム１１０中にまとめられる）が、１つの矢印５６で連結されている。実際には、大概、非常に多くの数（例えば、数百以上）の個別光パルス５４が、角度毎に放射される。
【００６７】
図６は、角度分解能と到達距離のトレードオフが可能であることを説明する図である。図６ａでは、個別光パルス５４は、それぞれ大きめのグループ５６にまとめられている。したがって、図５で図示した関係によれば、対象物は、比較的長い到達距離でも検出可能である。このために、各グループ５６は、比較的大きな角度領域を必要とする。一方、図６ｂ中にあるように、より細かい角度分解能を達成すべき場合には、グループ５６はより小さくなり、平均化の深さがより小さくなることにより、信号／ノイズ比はより劣化し、これにより、到達距離はより短くなる。
【００６８】
これと同様のトレードオフの可能性はスキャン周波数についても存在する。図７ａは、特定のスキャン周波数における比較図である。スキャン周波数が高くなると、同じ角度領域に対してより少ない数の個別光パルス５４が入る。図７ｂに示したように、角度分解能を維持すると、統計的な深さが小さくなるために到達距離が短くなる。あるいは、図７ｃにあるように、到達距離をそのまま維持することもできるが、そうすると角度分解能は低下する。なぜならば、同じ統計的な深さを得るために、より大きな角度領域に渡って個別光パルス５４を収集せねばならないからである。もちろん、この原則に従えば、到達距離も角度分解能も下がるが、その低下の度合いがより小さいようなあらゆる中間段階も考えられる。
【００６９】
本発明のある実施形態では、このトレードオフの可能性を利用して、到達距離、スキャン周波数および角度分解能を、パラメータとして設定して構成する。この場合に、使用者が、例えば、１つまたは複数のパラメータを予設定し、そして、レーザスキャナ１０は、統計的な深さを介して残りのパラメータを適切に合わせる。同様に、到達距離と角度分解能とが可変であるような、適応性のある手法も考えることができる。この場合の変化は、時間的に依存させることも、視野角への依存と同様に可能である。例えば、特定の角度領域は、より短い到達距離とより高い角度分解能とで検出され、残りの角度領域は、より長い到達距離とより低い角度分解能とで検出される。別の例は、無人式の輸送手段であり、この場合は、まず粗い角度分解能と長い到達距離とで操縦され、その際、対象物を検出すると、より良い角度分解能に切り替わり、一方で、到達距離は現在わかっている対象物への距離に合わせる。この場合も、角度への依存を追加することが可能である。
【００７０】
複数パルス法は準連続的に作動するが、その理由は、送光器１２が継続的に個別光パルス５４を放射し、これに続いて登録される受信パルス１０２のグループ５６がまとめられ、ヒストグラム１１０中に収集され、この直後に次のグループ５６が評価されるからである。この際、評価自体のために休止時間が生じる可能性もある。
【００７１】
準連続的な走査は、冒頭で述べた部分的な命中の問題を解決するために十分利用されうる。図８は、従来の単一パルス計測法のレーザスキャナにおける、最小分解能の寸法を有するある例示的な試験対象物５８を示す。この試験対象物５８を確実に解像するために、試験対象物５８の直径に対する走査角度の割合は、複数の走査光線６０が試験対象物５８に命中するように選択されねばならない。試験対象物５８には、例えば０．５°の分解能の角度グリッドに対する配置に応じて、例えば図８ａに示すように、２度は縁部に当たるにとどまるものの１度は完全に走査光線が命中するか、あるいは、図８ｂに示すように２度完全に走査光線が当たることさえある。さらに、送光器１２の点（スポット）の幾何学的形状は、走査光線６０が重複し、かつ解像の欠落が回避されるように選択される。双方の場合で、送信エネルギーの半分は、確実な検出自体のためには必要とされない。
【００７２】
本発明により採用された統計的な複数パルス法では、最小限の寸法のみを有する対象物に、多数の個別パルスが当たる。各受信信号は、この際、ヒストグラム１１０中で、直前の受信信号に追加され、所定数の個別パルスが得られた後に評価が行われる。ヒストグラム記憶部３２ａが１つしか存在しない場合には、図８と同じ問題が存在する。確実な検出のためには、十分な数の個別パルスが最小限の寸法の試験対象物５８に命中し、関連するヒストグラム１１０中に確実に流れ込むようにしなければならない。
【００７３】
各計測値の基礎になる１つの完全なヒストグラム１１０は、したがって、１本の走査光線６０と同様に見なすことができる。適宜の角度分だけ互いにずれて順次記録されるヒストグラム１１０は、例えば、０．５°毎に新たなヒストグラムが記録される場合には、単一パルス法と同様に、前記角度と同じ角度分解能をもたらす。放射された個別パルスの一部のみが試験対象物５８上に当たるヒストグラム１１０は、場合によっては確実に評価可能な信号／ノイズ比に達することはできず、したがって、それに対応する反射が弱い場合には、この種の部分的な命中は捨てられる。さらに、単一パルス法の場合は走査光線６０の断面を大きくして重複させることにより全範囲を欠落なく覆うことができるが、単一のヒストグラム記憶部３２の中に連続的にヒストグラム１１０を設ける場合、それと同様にヒストグラムを重複させることはできない。
【００７４】
これに付け加えて、評価自体にある種のブラインド（鈍感）時間が生じる。図９は、これに関して、時間的な推移を概略図示しているが、この図の場合では、ヒストグラムの記録と評価が交互に行われている。評価時にはヒストグラムを固定しておかねばならず、その結果、この間になぞられる角度部分中では、受信信号を考慮することができない。
【００７５】
以上から、試験対象物を確実に検出するためには、むだ時間を挟んで少なくとも２つのヒストグラム１１０が、試験対象物５８上に置かれなければならないことが分かる。レーザスキャナ１０に回転速度およびパルス繰り返し周波数が固定されている場合、これにより、ヒストグラム１１０の統計的な深さが制限される。レーザスキャナ１０が試験対象物５８をなぞる時間は、少なくとも２つの連続するヒストグラム１１０を記録し、評価するのに十分でなければならない。この結果、試験対象物５８上に生じるエネルギーのうち距離測定のために用いることができるのは半分に満たないことになる。エネルギー面での損失は、従来の単一パルス法に対して改善されていない。
【００７６】
したがって、本発明では、１つのヒストグラム記憶部のみを実装するのではなく、２つ以上のヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂを実装し、これらが、時間をずらして受信信号を蓄積する。これにより、最大の統計的な深さを十分に利用することができるようになる。換言すれば、ヒストグラム１１０中の受信信号の数は、検出されるべき最小の対象物の寸法にほぼ対応するように選択されうる。このようなヒストグラム１１０中では、対象物から反射されたエネルギーがほぼ全て含まれていて、したがって、距離値を最適な精確性でもって決定することができる。
【００７７】
放射された１つの同じ個別パルスに対する受信信号は、したがって、２つ以上のヒストグラム１１０中で処理される。評価ユニット３２、ないし、上にこの評価ユニット３２が実装されている論理モジュールには、この場合、ヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂ用の記憶領域以外に、必要となる論理回路も用意しておかねばならない。
【００７８】
図１０は、図９と同様の時間的推移図であって、２つのヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂを採用した場合を示した図である。ヒストグラム１が１つのヒストグラム記憶部３２ａ中で収集されている間に、これと重複して、ヒストグラム２の記録が別のヒストグラム記憶部３２ｂ中で開始される。各評価タイムスロット後に、全体として２倍の周波数ないし角度分解能で計測値が入手可能である。数値の一例として、双方のヒストグラムのそれぞれの記録および評価は、０．２５°、０．５°、１°またはこれ以上の角度にわたって行われ、各ヒストグラム中には、数十、数百またはこれ以上の受信信号が収集される。
【００７９】
個別のヒストグラムの記録用に利用可能となる時間は、追加的なヒストグラム記憶部３２ｂがあることにより、明らかにより長くなる。各個別の計測値の統計的な深さがより大きいにもかかわらず、角度ステップ毎に用意される計測値の数は多くなり、したがって角度分解能は向上する。
【００８０】
統計的な深さおよび／または計測値の数をさらに増大させるために、３つ以上のヒストグラムを、追加的なヒストグラム記憶部に時間をずらして記録することもできる。図１１は、５つのヒストグラム記憶部を備えた一例を示す。この数と時間的な推移は、評価タイムスロットが切れ目なく次に移行し、その結果評価ユニット３２の論理回路を最適に利用しているという点で、理想的である。真のむだ時間は存在しないが、その理由は、１つまたはそれ以上のヒストグラム１１０が、受信信号を収集するために常に能動状態であるからである。検出される反射エネルギーは最大となり、幾何学的な分解能は著しく改良される。
【００８１】
上述のトレードオフが可能であることから、このゆとりを、幾何学的分解能を向上させる代わりにパルス周波数を下げるために利用することで、目の保護に関する条件を満たしたり、または、信号の蓄積量を増やすことによって光の反射が弱い目標物の検出性能や到達距離を改善したりすることもできる。
【００８２】
図１１には、いかにして、単一の逐次的な評価のみでもって複数のヒストグラム１１０が評価されうるかのまさにこの限界例が示されている。一方、複数のヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂを、完全に等価な独立した評価チャンネルに拡張することも考えられる。これにより、２つのヒストグラム間の時間的なずれよりも長い評価時間が必要とされるような計測区間をも１つのヒストグラム１１０中に受容することが可能となる。図１１に具体的に関連付けて述べると、これは、ヒストグラムの相互のずれをより小さくし、評価時間の区間をより長くすることができることを意味するが、なぜならば、複数の評価チャンネルで並列的に評価を行うことにより、評価時間の重複も可能となるからである。評価チャンネルは、１つのヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂに一対一に割り当てられることができるが、それが必須というわけではない。
【００８３】
複数の評価チャンネル３２ａ−ｂは、追加的にまたは代替的に、受信パルス１０２の形態での同じ計測データを、複数の異なる評価に供するために用いることもできる。これは、同一のまたは異なる種類の冗長な評価の際に、評価の信頼性を検査するためにも役立つ。さらにまた、この並列的な分岐に、到達距離および角度分解能に関する異なる基準を置くこともできる。例えば、より長い到達距離とより低い角度分解能とでの計測、および、より短い到達距離とより高い角度分解能とでの計測を同時に行い、後に、必要な計測を選択する、または、２つの計測を互いに比較しまたは差し引きする。
【００８４】
ヒストグラムを相互にずらすのは、ある意味で、移動平均に似ていて、互いにずらされた角度目盛りが走査され、より良い角度分解能を得るために互いに重ねられる。しかし、移動平均とは異なり、継続的にスキャン移動する際に各受信信号１０２をヒストグラム１１０から個別に除去できるように、個別の計測用の記憶部を用意しておく必要はない。なぜならば、ヒストグラム１１０はそれぞれ、ヒストグラム記憶部３２ａ・３２ｂ毎に収集され、評価され、その後捨てられるからである。
【００８５】
いわゆる「浮動ヒストグラム」を実現することも考えられる。この種のヒストグラムは、各計測値が得られた後に新しく開始するのではなく、それぞれ最も古い受信信号をヒストグラムから取り除き、最新の受信信号を付け加える。したがって、原則的に、いずれの個別パルスが放射された後でも完全に充填されたヒストグラムが準備されており、これが、独自の計測値を供給することができる。実際には、通常、それほど頻繁に評価が行われることはなく、複数個の個別パルスの後でのみ行われるが、この理由は、情報ベースは、１つの受信信号を交換するだけではあまりにも類似していること、そして計算容量の要件が高くなりすぎることである。
【００８６】
図１２は、「浮動」ヒストグラムを図示している。図１２ａ中には、最初の５つの受信信号がヒストグラム中に収集されている。計測情報は振幅中にのみ含有されている。すなわち、計測区間部分（ビン）毎の事象の数（カウント）が計測情報である。しかし図ではさらに、受信信号への関連付けを維持するため、個々の寄与分が異なるパターンで塗り分けられている。この関連付けデータまたはタイムスタンプという形の追加情報は、ヒストグラムからそれぞれ最も古い受信信号を除去できるようにするために必要である。
【００８７】
図１２ｂは、パルス１に対する最も古い受信信号に対応する事象を取り除いた後のヒストグラムを示し、上にあるカウントは下に落ち、最新のパルス６に対する受信信号の事象が上から足されている。したがって、迅速に、新たな最新のヒストグラムが得られる。図１２ｃおよび１２ｄは、これに続く２つの同様の工程を示すが、ここでは、パルス２に対する受信信号が、パルス７に対する受信信号に置き換えられ、ないし、パルス３に対する受信信号がパルス８に対する受信信号に置き換えられている。
【００８８】
より確実な計測値を検出するために、大抵の場合、ある程度の統計的な深さを有するヒストグラムが必要である。他方、それより少ない受信信号に基づくヒストグラムでも、確実ではないにしても有効な計測情報をすでに有していることがよくある。図１３は、この計測情報を有効利用する別の実施形態についての概略図である。この図は、よりわかりやすくするために、実際の応用では明らかに大きすぎる角度を用いている。
【００８９】
図１３中で、その属する角度領域に関して概略的に示したヒストグラムＨ１〜Ｈ６は、比較的小さい統計的な深さで評価され、その結果、例えば、０．１°の角度分解能ですでに、確実ではない計測値が利用可能である。これにより、例えば安全技術においては、要求される最小寸法（３０ｍｍ、５０ｍｍまたは７０ｍｍ）より小さい対象物が解像され、無人輸送システムにおいては、操縦用の周辺マップがより細かい点グリッドでもって作成される。これは、放射される個別パルスのエネルギーが十分反射されることを前提条件とする。大概の実際の対象物は、安全性規格中で要求されるわずか２％という反射よりも明るい。この意味合いでの確実な検出が要求されない限りは、より高い角度分解能を有する計測値を用意することができ、または、この種の計測値が、確実な計測値に対して追加的に出力されうる。
【００９０】
しかしそれでも、確実な検出を保証するために、ヒストグラムＨ１〜Ｈ６は個別に評価されるのみならず、例えば、安全装置用レーザスキャナの公的検査の際に用いられる暗い試験用ロッドをも認識できるようにするために必要な統計的な深さを持つ集合ヒストグラムが得られるまでまとめられる。
【００９１】
このようにまとめることは、存在するヒストグラム記憶部の数に応じて異なるやり方で行うことができる。十分な数のヒストグラム記憶部が準備されていれば、個別のヒストグラムＨ１〜Ｈ６が記憶され、その後、例えば、第１の確実な計測値を得るためにＨ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４、第２の確実な計測値を得るためにＨ２＋Ｈ３＋Ｈ４＋Ｈ５などと、順繰りに評価される。この場合、確実な計測値の出力は、不確実な計測値の出力の場合と全く同じ頻度で行われうる。しかし、不確実な計測値のためにヒストグラム記憶部は１つだけで十分であり、かつ、重複して評価可能な確実な計測値毎にそれぞれ１つのさらなるヒストグラム記憶部があれば十分である。この場合、このヒストグラム記憶部に、それぞれ個別のヒストグラムＨ１〜Ｈ６が加算され、続いて捨てられる。
【００９２】
図１３に基づいて説明された実施形態では、２つの異なる角度分解能を指定する、すなわち、例えば不確実な計測値用に０．１°、かつ、確実な計測値用に０．５°を指定することが可能である。
【００９３】
ここまでに説明してきた実施形態では、原則として、欠落なくスキャンを行うシステム、つまり、いずれのスキャン角度においてもスキャンの欠落が生じないシステムが構築される。しかし、使用条件によっては、レーザスキャナ１０は、例えば、振動や揺れによって、多少なりとも大きな回転数の変動にさらされる。そうすると、現在進行中の計測が終了する前に、新たな計測値の評価が新たなヒストグラム１１０で始まってしまうことが生じうる。この考察はヒストグラム記憶部毎に当てはまる。なぜなら、確実な応用のためには、回転数変動が、もう１つのヒストグラム記憶部のみによって正常な状態に戻されるだけでは、必ずしも十分ではないからである。
【００９４】
図１４は、この状況を図示している。図１４ａは、回転数変動がない理想的な場合を示している。角度計測ユニット３０は、均一で等間隔である角度位置信号６２を供給し、個別光パルス５４ないしそれらのパルスに属する受信パルス１０２が重なり合うことなしに、グループ５６にまとめられる。矢印６４は、ヒストグラム１１０の評価に必要となるむだ時間を示す。図１４ｂでは、時間的な挙動が、回転数変動が原因で混乱している。４°のグループ５６ａは、本来なら５°のグループ５６ｂに属する個別光パルス５４まで収集している。
【００９５】
この種の誤った割り当ての可能な１つの原因は、例えばコード板を使用した場合、角度計測ユニット３０の物理的な分解能が低くなりすぎることにある。所望の角度分解能に見合った角度位置信号を得るには、内挿がなされねばならず、実時間では使用可能ではない。
【００９６】
これに関して、受信パルス１０２が誤って直前のヒストグラム１１０に収集されてしまったことが、後の時点で初めて明らかになることが時折ある。これに対する簡単な打開策は、評価を遅延させること、つまり、受信パルス１０２全てをまずそのままバッファ領域に格納し、後の時点で初めてグループ分けし、統計的に評価することである。しかし、これにより、追加的な記憶部のコストが発生し、実時間での計測能力が失われる。別の打開策は、ヒストグラム１１０が後続の角度領域の受信パルス１０２をすでに含有していることが判明した際に、その計測値を捨てることであろう。しかし、そうするとスキャン欠落が生じる。
【００９７】
したがって、本発明によるある実施形態では、統計的な深さを動的に適応化させている。その非常に単純な実装においては、新しい角度位置信号６２が入ってくると、得られた統計的な深さにかかわらず各グループを閉じる。上述のトレードオフの可能性に従えば、これにより、角度に依存して結局は到達距離変動が結果として生じるが、これは、スキャンの欠落よりも受け入れ易い場合が多い。
【００９８】
しかし、通常は、到達距離としたがって統計的な深さとを予設定しておくことが望まれる。換言すれば、個別光パルス５４の数と、これに属する受信信号１０２とは、予めグループ５６毎に確定されている。このような予設定値は、上述のように完全に動的な値にすること、すなわち、角度領域ないし時間と共に変動させることができる。
【００９９】
回転数変動を打ち消すために、さらに別の実施形態では、予備バッファが設けられる。それぞれ２つのグループ５６の間に拡張領域が、前記むだ時間６４のように設けられる。図１４ａの理想的な場合には、この領域中では、ヒストグラム１１０に受信パルス１０２は追加されない。回転数変動が生じると、次の角度位置信号６２の到来の前に所定数の受信パルス１０２を達成するために、予備バッファが用いられる。したがって、より大きな予備バッファが選択されるにしたがって、この方法は準連続的な評価からは遠ざかる。
【０１００】
図１５は、本発明のさらに別の実施形態を示すが、この実施形態は、予備バッファを回避するため、および／または、回転数変動を吸収するために予備バッファが十分ではない場合に備えて採用されうる。図１５の上方部分では、すでに図１４で説明したように、個別光パルス５４の時間的なシーケンスが示されている。その下方には、角度計測ユニット３０が生成した角度信号６２ａが示されている。この角度信号６２ａから、内挿によって、所望の角度分解能を有する角度位置信号６２が導き出される。あるいは、角度計測ユニット３０が、角度位置信号６２を用いて、直接所望の角度グリッドを出力することも可能である。
【０１０１】
所定数の受信信号１０２を収集するための時間範囲６６（評価のためのむだ時間６４も含む）が、２つの角度位置信号６２間の時間間隔よりも短い場合には、問題はない。その場合、１つの計測値が生成されると、次の計測値のために、次の角度位置信号６２を待つことになる。
【０１０２】
図１５に示したのは、回転数変動が生じたゆえに、２つの角度位置信号６２間の時間間隔が、必要な数の受信パルス１０２をヒストグラム１１０中に収集するのに十分ではない場合である。その場合、１つの計測に続いてすぐに次の計測が開始される。これにより、時間の分割ができなくなるわけではないが、少なくともそこに制約は生じる。各計測の開始は、矢印６８で図示されている。この場合には、個別光パルス５４ないしこれに属する受信パルス１０２の大多数（とりわけ５０％以上）がある角度セグメントに対して、計測値は後から割り当てられる。これは別の矢印７０で示される。したがって、計測値のみならず、これに属する角度も出力値として伝送する必要がある。
【０１０３】
短くなった角度セグメントが複数回連続する場合には、全く新しい計測を引き起こさない角度位置信号６２が出されうるが、この理由は、これ以前の計測が、全ての与えられた時間を使い果たしているからである。例えば図８の５°および１１°の場合がこれに該当する。これらの角度位置信号６２については、最初は計測値が全く利用可能でない。しかし、その計測値は、必要に応じて、隣接する角度位置信号６２から内挿されうる。いずれの中間角度における個別光パルス５４も計測に入り込んでいるので、連続的で欠落のない監視が確実に行われ続ける。この場合、実際の送光線１６による照明関して言えば、変わることなく準連続的な走査が行われていた。しかし、突然回転数が上昇したため、個別光パルス５４のパルスシーケンスが、回転角度に対して、必要とされる以上に遅くなり、その結果、実効的な角度分解能が一時的に降下したのである。
【０１０４】
計測技術的に最も精確な評価は、追加的なヒストグラム記憶部３２ａ−ｂないし評価チャンネルを、この種の回転数変動を正常な状態に戻すためにも用いるというものである。ただし、これには、ヒストグラムをずらして収集するという前述の場合よりも多くのヒストグラム記憶部が必要であるという点に注意が必要である。なぜならば、回転数変動は追加的な効果であり、これが、ずらされたヒストグラム記録の時間的な関係も混乱させうるからである。回転数変動を打ち消すために、評価チャンネルは、必要な場合、そのヒストグラム生成を、さらなる角度位置信号６２を超えても継続させ、その一方で、追加的な評価チャンネルが、重複して、前記さらなる角度位置信号６２を開始信号として別の計測を早めに始める。そうすると、回転数変動には全く影響を受けることなく統計的な深さが維持され、ひいては到達距離および角度分解能が維持される。ただ計測値の独立性のみがわずかに影響されるが、これは、重複領域中の受信パルス１０２が、さらなる角度位置信号５８の到来後に、前後の計測値中に二重に流れ込むからである。これでもなお受信パルス１０２は全て、それが属する検出角度における現実の計測に由来するので、実際上の影響はない。
【０１０５】
今までに説明した実施形態では、ヒストグラム１１０の初期状態において全てのビンは空であることを少なくとも暗示的に仮定してきた。しかし、ここではこの仮定からわざと外れて、ヒストグラム１１０に事前充填値を割り振っておくことも可能である。この場合、角度に依存しない充填値も角度に依存する充填値も考えられる。
【０１０６】
ある応用では、送光線１６が前面ガラス３８を通ってレーザスキャナ１０から出る際に発生する前面ガラスでの反射を抑制する。同様にこれ以外の妨害の影響（例えば、光学的または電気的混信など）も補正可能である。最後に、装置の作動中に何かの移動または新たな対象物の出現に対してとりわけ迅速に反応させるために、基準となる背景を事前充填値により学習させるという、静的な応用も原理的に考えられる。
【０１０７】
このために、工場出荷時または設置箇所において、後で用いる角度分解能での較正計測を行って、これらの妨害分について学習させ、その後の運転時に、この際に計測した事前充填値を負の符号を付けて、新しいヒストグラムを形成するたびにそのビンに割り振りする。この際、学習時および運転中に用いられる統計的な深さに基づきスケーリングを行うべきである。事前充填値を予め後の統計的な深さで学習しておけばより有利であるが、しかし、本発明には適応要素があるがゆえに、それは必ずしも可能とは言えない。
【０１０８】
受信パルス１０２が、前記のように事前充填値を割り振られたヒストグラム１１０中に収集されると、すでにわかっている学習済みの妨害分が、事前充填値に基づいて自動的に、かつ計測路中の非常に早い時点で、補正される。
【０１０９】
本発明は、図面および実施形態に基づいて説明をしたが、本発明は、これらの組み合わせの可能性も含んでいる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
2014503820.tif 000014
【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
2014503820.tif 000022
【図１３】
2014503820.tif 000023
【図１４ａ】
2014503820.tif 000024
【図１４ｂ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2014503820.tif 000028
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