(57)【要約】【課題】粒子濃度分布の計測の信頼性を向上させる。【解決手段】レーザパルスを大気中に走査状に照射し、該レーザパルスの大気による散乱光に基づいて該大気状態を計測して画面表示するレーザレーダ装置において、レーザパルスを用いて大気の視程を計測することにより大気状態の計測の可否を画面表示する。【選択図】      図１
2004157037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザパルスを大気中に走査状に照射し、該レーザパルスの大気による散乱光に基づいて該大気状態を計測して画面表示するレーザレーダ装置において、
レーザパルスを用いて大気の視程を計測することにより大気状態の計測の可否を報知することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
レーザパルスの出射出力を監視することにより大気状態の計測の可否を報知することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
大気状態の計測の可否を画像表示することにより報知することを特徴とする請求項１または２記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
大気状態の計測が不可であると判断すると、視程の計測結果を記憶すると共に判断結果を遠隔監視装置に通知することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【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の粒子濃度分布を計測するレーザレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
周知のように、レーザレーダ装置は、一定繰り返し周期のレーザパルスを大気中に照射し、該レーザパルスが大気中の浮遊粒子によって散乱されて生じる散乱光の強度を検出することにより浮遊粒子の濃度分布を計測するものである。このようなレーザレーダ装置では、計測結果の信頼性を保証する機能が備えられていないために、計測によって取得すれた粒子濃度分布が真に信憑性のある計測結果であるか否かを判断することができなかった。なお、従来のレーザレーダ装置については、例えば以下の公知文献に詳細が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３７０２９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１９６０７５号公報
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、粒子濃度分布の計測の信頼性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【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、レーザパルスを大気中に走査状に照射し、該レーザパルスの大気による散乱光に基づいて該大気状態を計測して画面表示するレーザレーダ装置において、レーザパルスを用いて大気の視程を計測することにより大気状態の計測の可否を報知するという構成を採用する。
【０００６】
第２の手段として、上記第１の手段において、レーザパルスの出射出力を監視することにより大気状態の計測の可否を報知するという構成を採用する。
【０００７】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、大気状態の計測の可否を画像表示することにより報知するという構成を採用する。
【０００８】
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、大気状態の計測が不可であると判断すると、視程の計測結果を記憶すると共に判断結果を遠隔監視装置に通知するという構成を採用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、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。
【００１０】
図１は、本実施形態の機能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、２は走査架台、３はレーザ発振器、４は信号処理部、５は表示部、６は制御部、また７は通信部である。レーザレーダ望遠鏡１は、筒状の本体１ａ、全反射板１ｂ、凹面反射鏡１ｃ、集光鏡１ｄ及び光検出器１ｅから構成されている。
【００１１】
本体１ａは、走査架台２によって支持されており、光の放射／取り込みができるように先端部が開放されている。このような本体１ａ内には上記全反射板１ｂ、凹面反射鏡１ｃ、集光鏡１ｄ及び光検出器１ｅが収納されている。全反射板１ｂは、レーザ発振器３から入射されたレーザーパルスａを全反射することにより上記本体１ａの先端部から当該本体１ａの中心軸線方向にレーザーパルスａを放射する。凹面反射鏡１ｃは、本体１ａの先端部から取り込まれる大気からの散乱光ｂを集光鏡１ｄに向けて反射する。集光鏡１ｄは、凹面反射鏡１ｃから入射する散乱光ｂを及光検出器１ｅに向けて反射する。光検出器１ｅは、散乱光ｂを受光し、その光強度を示す計測信号ｃを信号処理部４に出力する。
【００１２】
走査架台２は、制御部６による制御の下に本体１ａの向きを走査状に回転運動させる。レーザ発振器３は、所定の繰り返し周期のレーザパルスａを発生し、上記全反射板１ｂに向けて出射する。また、このレーザ発振器３は、自らのレーザパルスａの出射出力を検出して制御部６に出力するように構成されている。信号処理部４は、上記計測信号ｃに基づいて大気中の浮遊粒子の濃度分布を示す計測映像を生成して表示部５に出力すると共に、上記計測信号ｃに基づいて大気の視程を測定すると共に制御部６からレーザパルスａの出射出力を入手し、この大気の視程及びレーザパルスａの出射出力に基づいて大気状態の計測の可否を示す計測可否映像を生成して表示部５に出力する、また、この信号処理部４は、上記視程の評価結果を制御部６にも出力するように構成されている。
【００１３】
表示部５は、上記信号処理部４から入力された計測映像及び計測可否映像を画面表示する。制御部６は、上記走査架台２、レーザ発振器３及び信号処理部４等の各部動作を制御すると共に、信号処理部４から入力された視程の評価結果を外部の遠隔監視装置に通知するために通信部７に出力する。通信部７は、制御部６から視程の評価結果が入力されると、これを通信回線を介して遠隔監視装置に送信する。
【００１４】
次に、図２及び図３を参照して、本レーザレーダ装置の要部動作について説明する。なお、図２は、上記制御部６の制御動作を示すフローチャート、また図３は、表示部５に表示される画面の模式図である。
【００１５】
制御部６は、浮遊粒子の濃度分布を計測する前段階として計測対象である大気の視程を計測する。制御部６は、この視程計測に関する処理として、まず最初に信号処理部４内の高速Ａ／Ｄ変換器を初期設定する（ステップＳ１）。この高速Ａ／Ｄ変換器は、光検出器１ｅから入力される計測信号ｃをサンプリングしてデジタル信号（計測データ）に変換するものである。
【００１６】
ここで、計測信号ｃについて詳しく説明する。本レーザレーダ装置では、制御部６によって走査架台２が制御されることにより、レーザレーダ望遠鏡１の向きが走査状に回転運動しつつレーザパルスａが大気に向けて出射される。すなわち、大気に対するレーザパルスａの照射方向は、図３の計測映像Ｋに示すように扇形領域となる。光検出器１ｅは、このような照射方向の大気から散乱光ｂを順次受光し、当該散乱光ｂの光強度を示す計測信号ｃを順次出力する。したがって、計測信号ｃは、上記扇形領域の各部位の光強度を順次示す信号となる。上記高速Ａ／Ｄ変換器は、このような計測信号ｃを時系列的にサンプリングした計測データを出力する。
【００１７】
制御部６は、上記高速Ａ／Ｄ変換器の初期設定が完了すると、レーザ発振器３にレーザパルスａの出射を開始させ、信号処理部４に計測データを取得させる（ステップＳ２）。信号処理部４は、このようにして計測データを取得すると、当該計測データを用いて大気の視程つまりレーザパルスａの透過率を計測し、この結果を予め記憶されたしきい値と比較することにより評価し、この評価結果を制御部６に出力する。制御部６は、この評価結果が大気中の浮遊粒子の濃度分布計測に適していないことを示す内容であった場合（ステップＳ３）、この異常内容つまり計測された視程を内部メモリに記憶し（ステップＳ４）、さらに当該異常内容を通信部７に出力して遠隔監視装置に送信させる（ステップＳ５）。
【００１８】
そして、制御部６は、上記異常内容の送信が完了すると、視程が異常であることを示す計測可否映像Ｊ１の表示を信号処理部４に対して指示する。信号処理部４は、上記視程の評価結果に基づいて計測可否映像Ｊ１を生成して表示部５に出力することにより、当該計測可否映像Ｊ１が表示部５に表示される（ステップＳ６）。この計測可否映像Ｊ１は、図３に示すように視程異常を良／否として示すものであり、例えば視程が異常な場合には「否」の部分が赤色に点灯表示される。
【００１９】
なお、本レーザレーダ装置では、このような視程状態を示す計測可否映像Ｊ１の他に、レーザパルスａの出力異常を示す計測可否映像Ｊ２が表示部５に表示されるようになっている。すなわち、制御部６は、レーザ発振器３から入力されるレーザパルスａの出射出力を常時モニタしており、この出射出力が正常な出力範囲から逸脱したと判断すると、このことを信号処理部４に通知する。この結果、信号処理部４は、レーザパルスａの出力異常を示す計測可否映像Ｊ２を生成して表示部５に出力する。この計測可否映像Ｊ２では、例えばレーザパルスａの出射出力が異常な場合には、「否」の部分が赤色に点灯表示される。
【００２０】
そして、制御部６は、このような視程の計測評価及びレーザパルスａの出射出力の評価が終了すると、大気中の浮遊粒子の濃度分布の計測処理を開始し、その計測結果を計測映像Ｋとして表示部５に表示させる。
【００２１】
本実施形態によれば、大気中の浮遊粒子の濃度分布の計測に先立って、当該計測の可否が判断され、その半眼結果を示す画像、つまり視程異常を示す計測可否映像Ｊ１及びレーザパルスａの出力異常を示す計測可否映像Ｊ２が図３に示したように計測映像Ｋと一緒に表示部５に表示される。したがって、計測作業者は、表示部５の画面を確認することによって、計測映像Ｋに表示された計測結果が信頼性のあるものか否かを容易に判断することができる。
【００２２】
また、本実施形態によれば、視程異常やレーザパルスａの出力異常を遠隔監視装置に通知するので、計測作業者が本レーザレーダ装置から離れた場所に所在し、遠隔監視装置を介して本レーザレーダ装置の計測童話を監視して大気の計測を行うような場合であっても、取得された計測結果が信頼性のあるものか否かを容易に判断することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザパルスを大気中に走査状に照射し、該レーザパルスの大気による散乱光に基づいて該大気状態を計測して画面表示するレーザレーダ装置において、レーザパルスを用いて大気の視程を計測することにより大気状態の計測の可否を画面表示するので、レーザパルスを用いた粒子濃度分布の計測の信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における計測画面の模式図である。
【符号の説明】
１……レーザレーダ望遠鏡
１ａ……本体
１ｂ……全反射板
１ｃ……凹面反射鏡
１ｄ……集光鏡
１ｅ……光検出器
２……走査架台
３……レーザ発振器
４……信号処理部
５……表示部
６……制御部
７……通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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