(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
俯角方向に照射角度を変化させつつ、レーザ光を走査するレーザレーダ装置において、前記俯角方向の照射角度を決定する照射角度決定方法であって、
前記レーザレーダ装置に対する遠近方向における測距対象物体の長さと、前記測距対象物体の高さを設定するサイズ設定ステップ（Ｓ１）と、
前記測距対象物体に対して、前記レーザ光を垂直方向に走査する必要がある最低回数である垂直最低走査回数を設定する回数設定ステップ（Ｓ２）と、
前記レーザレーダ装置の監視エリア内に前記レーザ光が照射される任意の角度に初期レーザ角度を設定する初期角度設定ステップ（Ｓ３）と、
前記初期レーザ角度が、前記測距対象物体に前記レーザ光が照射される角度範囲における最大角度側の角度である最大側角度、および、前記角度範囲における最小角度側の角度である最小側角度のいずれかになる位置に前記測距対象物体が位置していると仮定して、その測距対象物体に対する前記最大側角度および前記最小側角度のうち、前記初期レーザ角度とは異なる側の角度を、前記初期レーザ角度、前記測距対象物体の前記遠近方向の長さ、前記測距対象物体の高さ、前記レーザレーダ装置の設置高さに基づいて決定し、決定した角度、および、前記初期レーザ角度を前記照射角度に決定する第１照射角度決定ステップ（Ｓ４）と、
前記測距対象物体の位置がそれまでとは異なる位置であって、すでに決定した前記最小側角度のうち、最も遠くに前記レーザ光を照射する角度である外側最小側角度が最大側角度になる位置に位置していると仮定して、前記外側最小側角度、前記測距対象物体の前記遠近方向の長さ、前記測距対象物体の高さ、前記レーザレーダ装置の設置高さから、前記外側最小側角度が前記最大側角度になる位置に位置している前記測距対象物体に対する前記最小側角度を決定し、決定した前記最小側角度を照射角度に決定し、かつ、監視エリアにおいて、前記レーザレーダ装置に遠い側の端またはそれよりも前記レーザレーダ装置から離れる側に前記レーザ光が照射される照射角度を決定するまで前記最小側角度の決定を繰り返す第２照射角度決定ステップ（Ｓ５、Ｓ６）と、
前記測距対象物体の位置がそれまでとは異なる位置であって、すでに決定した前記最大側角度のうち、最も近くに前記レーザ光を照射する角度である内側最大側角度が最小側角度になる位置に位置していると仮定して、前記内側最大側角度、前記測距対象物体の前記遠近方向の長さ、前記測距対象物体の高さ、前記レーザレーダ装置の設置高さから、前記内側最大側角度が前記最小側角度になる位置に位置している前記測距対象物体に対する前記最大側角度を決定し、決定した前記最大側角度を照射角度に決定し、かつ、前記監視エリアにおいて、前記レーザレーダ装置に近い側の端またはそれよりも前記レーザレーダ装置側に前記レーザ光が照射される照射角度を決定するまで前記最大側角度の決定を繰り返す第３照射角度決定ステップ（Ｓ７、Ｓ８）とを備え、
位置を仮定した前記測距対象物体に対して前記レーザ光が照射される数が垂直走査回数に１を加えた数以上になるまで、それまでとは異なる前記初期レーザ角度を設定して、前記第１照射角度決定ステップ、前記第２照射角度決定ステップ、前記第３照射角度決定ステップを繰り返すことを特徴とする照射角度決定方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記最大側角度をθ、前記最小側角度をλ、前記レーザレーダ装置の設置高さをＴ、前記測距対象物体の前記遠近方向の長さをＤ、前記測距対象物体の高さをＨとしたとき、
前記第１照射角度決定ステップ、前記第２照射角度決定ステップ、前記第３照射角度決定ステップでは、下記式１、２を満たすように、前記最小側角度および前記最大側角度の一方から、前記最小側角度および前記最大側角度の他方を決定することを特徴とする照射角度決定方法。
【数１】
0006256396.tif 000005
【数２】
0006256396.tif 000006
【請求項３】
請求項１または２に記載の照射角度決定方法で決定された照射角度で前記レーザ光を走査するレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置からレーザ光を照射する角度を決定する照射角度決定方法、および、レーザレーダ装置に関し、特に、俯角方向にレーザ光を走査する照射角度決定方法、レーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
俯角方向にレーザ光を照射して物体を検出することができるレーザレーダ装置が知られている（たとえば特許文献１）。高い位置にレーザレーダ装置を設置して、俯角方向にレーザ光を照射することで、レーザレーダ装置に近い位置に物体が存在していても、その物体に遮られずに、その物体よりも遠くに位置する別の物体を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２９３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
危険地域に子供が進入しないように監視する場合など、レーザレーダ装置により特に距離を検出したい対象物体（以下、測距対象物体）の平均的な大きさが設定できる場合がある。この場合、測距対象物体を検出する検出精度などの観点から、測距対象物体に対して、垂直方向にレーザ光を走査する最低回数（以下、垂直最低走査回数）を設定することがある。
【０００５】
ここで、レーザレーダ装置がレーザ光を走査する角度を一定の角度間隔とすることが知られている。しかし、俯角方向に一定の角度間隔でレーザ光を走査すると、図９に示すように、同じ大きさの測距対象物体ｍであっても、レーザレーダ装置ｒからの距離が近いほど垂直走査回数が多くなる。
【０００６】
したがって、一定の角度間隔でレーザ光を走査する場合、測距対象物体ｍがレーザレーダ装置ｒから遠い距離に存在していても垂直最低走査回数を満たすようにすると、測距対象物体ｍが近距離に存在している場合には、必要以上にレーザ光を走査してしまう。
【０００７】
必要以上にレーザ光を走査すると、監視対象エリアの全範囲を走査する時間が長くなる。また、電力消費も増えてしまう。
【０００８】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、垂直最低走査回数を満たしつつ、レーザ光を走査する回数を低減できる照射角度決定方法、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】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
俯角方向に照射角度を変化させつつ、レーザ光を走査するレーザレーダ装置において、俯角方向の照射角度を決定する照射角度決定方法であって、
レーザレーダ装置に対する遠近方向における測距対象物体の長さと、測距対象物体の高さを設定するサイズ設定ステップ（Ｓ１）と、
測距対象物体に対して、レーザ光を垂直方向に走査する必要がある最低回数である垂直最低走査回数を設定する回数設定ステップ（Ｓ２）と、
レーザレーダ装置の監視エリア内にレーザ光が照射される任意の角度に初期レーザ角度を設定する初期角度設定ステップ（Ｓ３）と、
初期レーザ角度が、測距対象物体にレーザ光が照射される角度範囲における最大角度側の角度である最大側角度、および、角度範囲における最小角度側の角度である最小側角度のいずれかになる位置に測距対象物体が位置していると仮定して、その測距対象物体に対する最大側角度および最小側角度のうち、初期レーザ角度とは異なる側の角度を、初期レーザ角度、測距対象物体の遠近方向の長さ、測距対象物体の高さ、レーザレーダ装置の設置高さに基づいて決定し、決定した角度、および、初期レーザ角度を照射角度に決定する第１照射角度決定ステップ（Ｓ４）と、
測距対象物体の位置がそれまでとは異なる位置であって、すでに決定した最小側角度のうち、最も遠くにレーザ光を照射する角度である外側最小側角度が最大側角度になる位置に位置していると仮定して、外側最小側角度、測距対象物体の遠近方向の長さ、測距対象物体の高さ、レーザレーダ装置の設置高さから、外側最小側角度が最大側角度になる位置に位置している測距対象物体に対する最小側角度を決定し、決定した最小側角度を照射角度に決定し、かつ、監視エリアにおいて、レーザレーダ装置に遠い側の端またはそれよりもレーザレーダ装置から離れる側にレーザ光が照射される照射角度を決定するまで最小側角度の決定を繰り返す第２照射角度決定ステップ（Ｓ５、Ｓ６）と、
測距対象物体の位置がそれまでとは異なる位置であって、すでに決定した最大側角度のうち、最も近くにレーザ光を照射する角度である内側最大側角度が最小側角度になる位置に位置していると仮定して、内側最大側角度、測距対象物体の遠近方向の長さ、測距対象物体の高さ、レーザレーダ装置の設置高さから、内側最大側角度が最小側角度になる位置に位置している測距対象物体に対する最大側角度を決定し、決定した最大側角度を照射角度に決定し、かつ、監視エリアにおいて、レーザレーダ装置に近い側の端またはそれよりもレーザレーダ装置側にレーザ光が照射される照射角度を決定するまで最大側角度の決定を繰り返す第３照射角度決定ステップ（Ｓ７、Ｓ８）とを備え、
位置を仮定した測距対象物体に対してレーザ光が照射される数が垂直走査回数に１を加えた数以上になるまで、それまでとは異なる初期レーザ角度を設定して、第１照射角度決定ステップ、第２照射角度決定ステップ、第３照射角度決定ステップを繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第１照射角度決定ステップでは、初期レーザ角度が、最大側角度、および、最小側角度のいずれかになる位置に測距対象物体が位置していると仮定して、その測距対象物体に対する最大側角度および最小側角度のうち、初期レーザ角度とは異なる側の角度を決定する。したがって、第１照射角度決定ステップにより、一組の最大側角度と最小側角度が決定される。
【００１２】
第２照射角度決定ステップでは、すでに決定した最小側角度のうち、最も遠くにレーザ光を照射する角度である外側最小側角度が最大側角度になる位置に測距対象物体が位置していると仮定する。そして、その測距対象物体に対する最小側角度を決定し、この最小側角度を照射角度に決定する。
【００１３】
ここで、測距対象物体の位置が、仮定した位置から監視エリアにおいてレーザレーダ装置から遠い側の端（以下、外側端）の方向にずれた場合を考える。レーザ光は俯角で照射されているので、測距対象物体の位置が、仮定した位置から監視エリアの外側端方向にずれると、そのレーザ光が測距対象物体に当たる高さが低下する。しかし、レーザ光が測距対象物体に対して最も低い位置に照射されるまでであれば、測距対象物体の位置が監視エリアの外側端方向にずれても、位置を仮定して決定した最小側角度で照射されたレーザ光は測距対象物体に照射される。
【００１４】
そして、この第２照射角度決定ステップは、最小側角度の決定を、監視エリアの外側端またはそれよりもレーザレーダ装置から離れる側にレーザ光が照射される照射角度を決定するまで繰り返す。また、第１照射角度決定ステップにより、最初の最小側角度が決定されている。
【００１５】
したがって、第２照射角度決定ステップが行われることにより、第１照射角度決定ステップにより決定された最初の最小側角度から、監視エリアの外側端またはそれよりも遠くにレーザ光が届く照射角度までの角度範囲であれば、測距対象物体がどの距離に存在していても、測距対象物体に少なくとも一度、最小側角度を決定するために仮定した位置については二度、レーザ光を照射できる照射角度が決定されることになる。
【００１６】
また、第３照射角度決定ステップでは、すでに決定した最大側角度のうち、最も近くにレーザ光を照射する角度である内側最大側角度が最小側角度になる位置に測距対象物体が位置していると仮定する。そして、その測距対象物体に対する最大側角度を決定し、この最大側角度を照射角度に決定する。
【００１７】
ここで、測距対象物体の位置が、仮定した位置から監視エリアにおいてレーザレーダ装置に近い側にずれた場合を考える。レーザ光は俯角で照射されているので、測距対象物体の位置が、仮定した位置から監視エリアの近い側にずれると、そのレーザ光が測距対象物体に当たる高さは高くなる。しかし、レーザ光が照射角度がその測距対象物体に対して最小角度となるまでであれば、測距対象物体の位置が監視エリアにおいてレーザレーダ装置に近い側にずれても、位置を仮定して決定した最大側角度で照射されたレーザ光は測距対象物体に照射される。
【００１８】
そして、この第３照射角度決定ステップは、最大側角度の決定を、監視エリアにおいて、レーザレーダ装置から近い側の端（以下、内側端）またはそれよりもレーザレーダ装置に近い側にレーザ光が照射される照射角度を決定するまで繰り返す。また、第１照射角度決定ステップにより、最初の最大側角度が決定されている。
【００１９】
したがって、第３照射角度決定ステップが行われることにより、第１照射角度決定ステップにより決定された最初の最大側角度から、監視エリアの内側端またはそれよりも近くにレーザ光が届く照射角度までの角度範囲であれば、測距対象物体がどの距離に存在していても、測距対象物体に少なくとも一度、最大側角度を決定するために仮定した位置については二度、レーザ光を照射できる照射角度を決定していることになる。
【００２０】
また、それまでとは異なる初期レーザ角度を設定して、第１照射角度決定ステップ、第２照射角度決定ステップ、第３照射角度決定ステップを実行すれば、位置を仮定した測距対象物体に対してレーザ光が照射される回数が１回増える。
【００２１】
そして、位置を仮定した測距対象物体に対してレーザ光が照射される数が垂直走査回数に１を加えた数以上になるまで、それまでとは異なる初期レーザ角度を設定して、第１照射角度決定ステップ、第２照射角度決定ステップ、第３照射角度決定ステップを繰り返すので、垂直最低走査回数を満たす最小の照射角度の数を決定できる。よって、垂直最低走査回数を満たしつつ、レーザ光を走査する回数を低減できる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、
最大側角度をθ、最小側角度をλ、レーザレーダ装置の設置高さをＴ、測距対象物体の遠近方向の長さをＤ、測距対象物体の高さをＨとしたとき、
第１照射角度決定ステップ、第２照射角度決定ステップ、第３照射角度決定ステップでは、下記式１、２を満たすように、最小側角度および最大側角度の一方から、最小側角度および最大側角度の他方を決定することを特徴とする。
【数１】
0006256396.tif 000002
【数２】
0006256396.tif 000003
【００２３】
式１の左辺は、最大側角度θで照射される位置に、遠近方向の長さＤ、高さＨの測距対象物体が位置していると仮定した場合における最小側角度を意味する。したがって、式１を用いれば、最大側角度θでレーザ光が照射される位置に存在している測距対象物体にレーザ光を照射できる最小側角度を決定できる。
【００２４】
また、式２は、式１を変形することで得られる式であり、式２の右辺は、最小側角度λで照射される位置に、遠近方向の長さＤ、高さＨの測距対象物体が位置していると仮定した場合における最大側角度を意味する。したがって、式２を用いれば、最小側角度λでレーザ光が照射される位置に存在している測距対象物体にレーザ光を照射できる最大側角度を決定できる。
【００２５】
すなわち、式１、式２を満たすように最小側角度および最大側角度の一方から、最小側角度および最大側角度の他方を決定すれば、同じ測距対象物体に対してレーザ光を照射できる最大側角度および最小側角度を決定できる。
【００２６】
また、上記目的を達成するレーザレーダ装置に係る発明は、上記照射角度決定方法で決定された照射角度でレーザ光を走査するレーザレーダ装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態のレーザレーダ装置１の設置位置を説明する図である。
【図２】レーザレーダ装置１の構成を示すブロック図である。
【図３】照射角度決定処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の照射角度決定処理により決定される照射角度を説明する図である。
【図５】図３の照射角度決定処理により決定される照射角度を説明する図である。
【図６】図３の照射角度決定処理により決定される照射角度を説明する図である。
【図７】足元角度と頂部角度の関係を示すグラフである。
【図８】実施形態の測距対象物体３とは異なる形状の測距対象物体１０３を示す図である。
【図９】従来のレーザレーダ装置ｒがレーザ光を照射する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すレーザレーダ装置１は、建物の壁２に固定されている。もちろん、壁２は一例であり、他の部材にレーザレーダ装置１が固定されていてもよい。
【００２９】
レーザレーダ装置１の設置高さＴは、測距対象物体３の高さＨよりも高い所定高さとされる。なお、設置高さＴは、より正確には、レーザ光Ｌが水平方向にレーザレーダ装置１から射出される場合における、レーザ光Ｌの射出位置の高さである。測距対象物体３は、図１では簡易的に四角形としているが、測距対象物体３はユーザが任意に設定できる。測距対象物体３は、たとえば子供である。測距対象物体３が子供である場合、高さＨは、代表的な高さを用いる。また、レーザレーダ装置１に対する遠近方向における測距対象物体３の長さ（以下、奥行き）Ｄも、代表的な長さを用いる。
【００３０】
レーザレーダ装置１は、図１に矢印で示すように、俯角方向に照射角度を変化させつつ、レーザ光Ｌを走査することができる。また、レーザレーダ装置１は、水平方向の照射角度も変化させることができる。
【００３１】
図２は、レーザレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーザレーダ装置１は、投光部１１、受光部１２、駆動部１３、制御部１４を備える。
【００３２】
投光部１１は、レーザ光Ｌを発生させて、そのレーザ光Ｌを外部へ照射する。受光部１２は、レーザレーダ装置１から照射されたレーザ光Ｌが外部の物体で反射して生じた反射光Ｒを受光する。そして、受光した反射光Ｒの受光信号強度を示す信号等を制御部１４へ出力する。
【００３３】
駆動部１３は、レーザレーダ装置１を回転軸１ａを回転中心として駆動させる。これにより、レーザ光Ｌの俯角方向の照射角度が変化する。なお、レーザレーダ装置１全体を駆動させる代わりに、投光部１１やその一部（たとえばミラーのみ）を駆動させることで、レーザ光Ｌの俯角方向の照射角度を変化させてもよい。
【００３４】
制御部１４は、投光部１１を制御して、投光部１１からレーザ光Ｌを所定周期で連続的に照射させる。また、受光部１２から信号を取得して、測距対象物体３などの物体までの距離を測定する。また、物体の大きさを認識したり、その大きさから物体の種類を識別したりしてもよい。さらに、制御部１４は、駆動部１３を制御することで、レーザ光Ｌの照射方向を制御する。
【００３５】
制御部１４は、レーザ光Ｌを俯角方向に一定角度で照射させるのではなく、予め図３に示す照射角度決定処理を行なって、すなわち、図３に示す照射角度決定方法により、照射角度を決定する。次に、この照射角度決定処理を説明する。
【００３６】
サイズ設定ステップであるステップＳ１では、測距対象物体３の高さ
Ｈと奥行きＤを設定する。この設定は、ユーザが図示しない入力部を操作して高さＨと奥行きＤを入力することで制御部１４に入力される信号に基づいて行う。
【００３７】
回数設定ステップであるステップＳ２では、垂直最低走査回数を設定する。垂直最低走査回数とは、レーザ光Ｌを垂直方向に走査する必要がある最低回数である。この垂直最低走査回数も、ユーザが入力部を操作することで制御部１４に入力される信号に基づいて設定する。垂直最低走査回数は、たとえば３回である。
【００３８】
初期角度設定ステップであるステップＳ３では、初期レーザ角度Ａ１を設定する。この初期レーザ角度Ａ１は、レーザレーダ装置１の監視エリア内にレーザ光Ｌが照射されれば、任意の角度であり、ユーザが入力部を操作することで制御部１４に入力される信号に基づいて行う。
【００３９】
ステップＳ４は第１照射角度決定ステップに相当する。このステップＳ４では、ステップＳ３で設定した初期レーザ角度Ａ１でレーザ光Ｌを照射したとき、そのレーザ光Ｌが測距対象物体３の足元にあたる位置に測距対象物体３が位置していると仮定する。すなわち、初期レーザ角度Ａ１を足元角度と仮定する。足元角度は、測距対象物体３にレーザ光Ｌが照射される角度範囲のうち最大角度である。
【００４０】
そして、この位置に仮定した測距対象物体３に対する頂部角度を決定する。頂部角度は、測距対象物体３にレーザ光Ｌが照射される角度範囲のうち最小角度である。
【００４１】
なお、足元角度は、測距対象物体３にレーザ光Ｌが照射される角度範囲のうち最大角度側の角度であると言えるので、請求項の最大側角度に相当する。また、頂部角度は、この角度範囲における最小角度側の角度であると言えるので、請求項の最小側角度に相当する。
【００４２】
式３に足元角度をθ、頂部角度をλとしたときのλとθの関係を示し、図４に、これらθ、λを図示している。なお、θ、λは、正の値とする。
【数３】
0006256396.tif 000004
【００４３】
また、図４には、初期レーザ角度Ａ１が足元角度となっている測距対象物体３ａ、および、測距対象物体３ａに対する頂部角度となるＡ２°（以下、角度の単位表記は省略する。）も示す。ステップＳ４では、式３のθに足元角度を代入することで得られるλを頂部角度とする。
【００４４】
ステップＳ５、Ｓ６は第２照射角度決定ステップに相当する。ステップＳ５では、頂部角度が足元角度となる位置に測距対象物体３が位置していると仮定する。ここでの頂部角度は、ステップＳ４を実行した直後のステップＳ５であれば、ステップＳ４で決定した頂部角度Ａ２であり、ステップＳ６がＮＯとなった後に実行するステップＳ５であれば、前回、ステップＳ５で設定した頂部角度である。前回、ステップＳ５で設定した頂部角度は、請求項の外側最小側角度に相当する。
【００４５】
図４の例では、ステップＳ４を実行した直後のステップＳ５では、測距対象物体３ｂを仮定する。そして、その測距対象物体３ｂに対する頂部角度を決定する。図４の例では、測距対象物体３ｂに対する頂部角度はＡ３である。
【００４６】
ステップＳ６では、直前のステップＳ５で決定した頂部角度で照射するレーザ光Ｌが、監視エリアの外側端まで到達するか否かを判断する。たとえば、図４の例において、頂部角度Ａ３で照射するレーザ光Ｌは、監視エリアの外側端よりもレーザレーダ装置１から遠い位置まで到達している。したがって、図４の例において、頂部角度Ａ３を決定していれば、ステップＳ６の判断がＹＥＳになる。ステップＳ６の判断がＹＥＳであればステップＳ７に進む。
【００４７】
一方、ステップＳ６の判断がＮＯであればステップＳ５に戻る。このとき実行するステップＳ５では、最後に決定した頂部角度が足元角度となる測距対象物体３を仮定する。そして、その測距対象物体３に対する頂部角度を決定する。
【００４８】
ステップＳ７、Ｓ８は第３照射角度決定ステップに相当する。ステップＳ７では、監視エリアにおいて、レーザレーダ装置１に近い側の端である内側端またはそれよりもレーザレーダ装置１に近い側に照射される角度を決定したか否かを判断する。この判断がＮＯであればステップＳ８に進む。
【００４９】
ステップＳ８では、監視エリアの内側端に最も近い位置に仮定した測距対象物体３に対する足元角度が頂部角度となる測距対象物体３を仮定する。そして、その測距対象物体３に対する足元角度を決定する。なお、監視エリアの内側端に最も近い位置に仮定した測距対象物体３に対する足元角度は、決定済みの足元角度のうち、最もレーザレーダ装置１の近くにレーザ光Ｌを照射する足元角度であり、この足元角度は請求項の内側最大側角度に相当する。
【００５０】
図４の例では、初期レーザ角度Ａ１を監視エリアの内側端にレーザ光Ｌが照射される角度としているので、ステップＳ７の判断はＹＥＳになる。しかし、仮に、初期レーザ角度をＡ２に設定していた場合には、このステップＳ８において、測距対象物体３ａを仮定して、足元角度としてＡ１を決定することになる。
【００５１】
ステップＳ８を実行したらステップＳ７に戻る。したがって、ステップＳ８、Ｓ７を繰り返すことにより、位置を仮定する測距対象物体３が次第に監視エリアの内側端方向に移動し、その測距対象物体３に対して足元角度を決定することになる。
【００５２】
ステップＳ７の判断がＹＥＳになった場合にはステップＳ９に進む。ステップＳ９では、足元角度と頂部角度を決定するために位置を仮定した１つの測距対象物体３に対する走査回数が、垂直最低走査回数に１を加えた数以上になったか否かを判断する。
【００５３】
図４に示す各測距対象物体３ａ、３ｂは、それぞれ足元角度と頂部角度の２箇所においてレーザ光Ｌが照射されている。したがって、図４の状態では、１つの測距対象物体３に対する走査回数は２である。ステップＳ２で設定した垂直最低走査回数が１であれば、図４に示す状態で、ステップＳ９の判断がＹＥＳになる。
【００５４】
ステップＳ９の判断がＹＥＳであれば照射角度決定処理を終了する。図４に一点鎖線で示す測距対象物体３ｃ、３ｄは、足元角度、頂部角度を決定した位置以外の位置に存在している。これら測距対象物体３ｃ、３ｄにも、１つのレーザ光Ｌが照射されている。
【００５５】
これら測距対象物体３ｃ、３ｄの例から分かるように、足元角度と頂部角度を決定するために位置を仮定した１つの測距対象物体３に対する走査回数が２であれば、その他の位置に測距対象物体３が位置していても、必ず１回はレーザ光Ｌが照射される。したがって、図４に示した角度Ａ１、Ａ２、Ａ３を照射角度とすれば、監視エリア内のどの遠近位置に測距対象物体３が存在していても、垂直最低走査回数＝１を満たす。
【００５６】
一方、１つの測距対象物体３に対する走査回数が２であり、垂直最低走査回数が２以上であれば、ステップＳ９の判断はＮＯになる。ステップＳ９の判断がＮＯであればステップＳ１０に進む。
【００５７】
ステップＳ１０では、初期レーザ角度を変更する。変更後の初期レーザ角度は、最初に位置を仮定した測距対象物体３ａに対する足元角度Ａ１と頂部角度Ａ２との間であれば任意の角度である。変更後の初期レーザ角度は、ユーザの入力操作に基づいて設定してもよいし、レーザレーダ装置１が自動的に設定してもよい。初期レーザ角度を変更したら、変更後の初期レーザ角度でステップＳ４以下を実行する。
【００５８】
図５は、ステップＳ１０で初期レーザ角度を変更した後にステップＳ４以下を実行することにより決定される角度を示している。図５の例では、ステップＳ１０で変更した後の初期レーザ角度はＢ１である。ステップＳ４では、この角度Ｂ１が足元角度となる位置に測距対象物体３ｅを仮定し、この測距対象物体３ｅに対する頂部角度Ｂ２を決定する。
【００５９】
続くステップＳ５では、その頂部角度Ｂ２が足元角度となる位置に測距対象物体３ｆを仮定し、この測距対象物体３ｆに対する頂部角度Ｂ３を決定する。ステップＳ６では、その頂部角度Ｂ３のレーザ光Ｌが、監視エリアの外側端まで到達するか否かを判断する。図５に示す例では、頂部角度Ｂ３のレーザ光Ｌは監視エリアの外側端まで到達しているので、ステップＳ６の判断がＹＥＳになり、ステップＳ７に進む。
【００６０】
さらに、図５の状態ではステップＳ７はＹＥＳになるので、ステップＳ９に進む。図５の状態の場合、位置を仮定した測距対象物体３ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆは、いずれも、走査回数が３回である。したがって、垂直最低走査回数が２であれば、図５に示す状態でステップＳ９の判断がＹＥＳになる。
【００６１】
図５に一点鎖線で示す測距対象物体３ｇ、３ｈは、足元角度、頂部角度を決定した位置以外の位置に存在している。これら測距対象物体３ｇ、３ｈには、２つのレーザ光Ｌが照射されている。
【００６２】
これら測距対象物体３ｇ、３ｈの例から分かるように、足元角度と頂部角度を決定するために位置を仮定した１つの測距対象物体３に対する走査回数が３であれば、その他の位置に測距対象物体３が位置していても、必ず２回はレーザ光Ｌが照射される。したがって、図５に示した角度Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を照射角度とすれば、監視エリア内のどの遠近位置に測距対象物体３が存在していても、垂直最低走査回数＝２を満たす。
【００６３】
一方、角度Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を照射角度としても、垂直最低走査回数が３以上であれば、ステップＳ９の判断はＮＯになる。ステップＳ９の判断がＮＯであれば、再び、ステップＳ１０に進む。
【００６４】
前述したように、ステップＳ１０では、最初に位置を仮定した測距対象物体３ａに対する足元角度Ａ１と頂部角度Ａ２との間に、初期レーザ角度を変更する。なお、当然、これまでの初期レーザ角度とも違う角度とする。
【００６５】
図６の例は、ステップＳ１０で初期レーザ角度をＣ１に変更した例である。初期レーザ角度Ｃ１は、角度Ｂ１とＡ２の間である。初期レーザ角度をＣ１に設定した後のステップＳ４では、この角度Ｃ１が足元角度となる位置に測距対象物体３ｉを仮定し、この測距対象物体３ｉに対する頂部角度Ｃ２を決定する。続くステップＳ５では、その頂部角度Ｃ２が足元角度となる位置に測距対象物体３ｊを仮定し、この測距対象物体３ｊに対する頂部角度Ｃ３を決定する。
【００６６】
角度Ｃ３でレーザ光Ｌを照射すると監視エリアの外側端までレーザ光Ｌが到達するので、ステップＳ６がＹＥＳになる。図６の状態でも、ステップＳ７はＹＥＳになるので、ステップＳ９に進む。
【００６７】
図６の状態の場合、位置を仮定した測距対象物体３ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆ、３ｉ、３ｊは、いずれも、走査回数が４回である。したがって、垂直最低走査回数が３であれば、図６に示す状態でステップＳ９の判断がＹＥＳになる。
【００６８】
図６に一点鎖線で示す測距対象物体３ｋ、３ｌは、足元角度、頂部角度を決定した位置以外の位置に存在している。これら測距対象物体３ｋ、３ｌには、３つのレーザ光Ｌが照射されている。
【００６９】
これら測距対象物体３ｋ、３ｌの例から分かるように、足元角度と頂部角度を決定するために位置を仮定した１つの測距対象物体３に対する走査回数が４であれば、その他の位置に測距対象物体３が位置していても、必ず３回はレーザ光Ｌが照射される。したがって、図６に示した角度Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を照射角度とすれば、監視エリア内のどの遠近位置に測距対象物体３が存在していても、垂直最低走査回数＝３を満たす。
【００７０】
図４〜図６を用いて具体的に説明したように、ステップＳ９がＹＥＳになるまでステップＳ４〜Ｓ１０を繰り返すことにより、垂直最低走査回数を満たす照射角度を決定することができる。
【００７１】
以上、説明した本実施形態によれば、ステップＳ４で、初期レーザ角度が足元角度になる位置に測距対象物体３が位置していると仮定して、その測距対象物体３に対する頂部角度を決定する。したがって、ステップＳ４で、一組の足元角度と頂部角度が決定される。
【００７２】
ステップＳ５では、直前に決定した頂部角度、すなわち、決定済みの頂部角度のうち最も遠くにレーザ光Ｌを照射する角度が足元角度となる位置に測距対象物体３が位置していると仮定する。そして、その測距対象物体３に対する頂部角度を決定し、この頂部角度を照射角度に決定する。
【００７３】
このステップＳ５は、ステップＳ６がＹＥＳになるまで、すなわち、監視エリアの外側端またはそれよりもレーザレーダ装置１から離れる側にレーザ光Ｌが照射される照射角度を決定するまで繰り返す。
【００７４】
このようにして頂部角度を決定して、その頂部角度を照射角度に決定すると、レーザ光Ｌは俯角で照射されているので、レーザ光Ｌが測距対象物体３に対して最も低い位置に照射されるまでであれば、測距対象物体３の位置が監視エリアの外側端方向にずれても、位置を仮定して決定した頂部角度で照射されたレーザ光Ｌは測距対象物体３に照射される。
【００７５】
したがって、ステップＳ５、Ｓ６が繰り返されることにより、ステップＳ４で決定された頂部角度から、監視エリアの外側端またはそれよりも遠くにレーザ光Ｌが届く照射角度までの角度範囲であれば、測距対象物体３がどの距離に存在していても、測距対象物体３に少なくとも一度、頂部角度を決定するために仮定した位置については二度、レーザ光Ｌを照射できる照射角度が決定される。
【００７６】
また、ステップＳ８では、すでに決定した足元角度のうち、最も近くにレーザ光Ｌを照射する角度が頂部角度になる位置に測距対象物体３が位置していると仮定する。そして、その測距対象物体３に対する足元角度を決定し、この足元角度も照射角度に決定する。
【００７７】
このステップＳ８は、ステップＳ７がＹＥＳになるまで、すなわち、監視エリアの内側端またはそれよりもレーザレーダ装置１に近い側にレーザ光Ｌが照射される照射角度を決定するまで繰り返す。
【００７８】
このようにして足元角度を決定して、その足元角度を照射角度に決定すると、レーザ光Ｌが測距対象物体３に対して頂部角度で照射されるまでであれば、測距対象物体３の位置が監視エリアの内側端方向にずれても、位置を仮定して決定した足元角度で照射されたレーザ光Ｌは測距対象物体３に照射される。
【００７９】
したがって、仮にステップＳ４で決定された足元角度が、監視エリアの内側端よりも監視エリアの外側にレーザ光Ｌが照射される角度であったとしても、ステップＳ７、Ｓ８が繰り返されることにより、ステップＳ４で決定された足元角度から、監視エリアの内側端またはそれよりも近くにレーザ光Ｌが届く照射角度までの角度範囲であれば、測距対象物体３がどの距離に存在していても、測距対象物体３に少なくとも一度、レーザ光Ｌを照射できる照射角度が決定される。
【００８０】
よって、ステップＳ４〜Ｓ８をステップＳ７がＹＥＳになるまで実行することで、測距対象物体３が監視エリア内のどの距離に存在していても、測距対象物体３に少なくとも一度、位置を仮定した測距対象物体３に対しては二度、レーザ光Ｌを照射できる照射角度が決定される。
【００８１】
そして、ステップＳ９がＹＥＳになるまで、すなわち、位置を仮定した測距対象物体３に対してレーザ光Ｌが照射される数が垂直走査回数に１を加えた数以上になるまで、それまでとは異なる初期レーザ角度を設定して（Ｓ１０）、ステップＳ４〜Ｓ７を繰り返す。これにより、垂直最低走査回数を満たす最小の照射角度の数を決定できる。よって、垂直最低走査回数を満たしつつ、レーザ光Ｌを走査する回数を低減できる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００８３】
＜変形例１＞
たとえば、前述の実施形態では、最小側角度として頂部角度を決定し、最大側角度として足元角度を決定していた。しかし、装置の誤差等を考慮して、最小側角度として頂部角度よりも足元角度よりの角度を決定してもよい。また、最大側角度として足元角度よりも頂部角度よりの角度を決定してもよい。
【００８４】
図７における曲線は、前述の実施形態で決定した足元角度と頂部角度との関係を示す曲線である。図７にも示すように、この曲線の式は式３であり、前述の実施形態では、この曲線上に頂部角度を決定している。一方、図７における直線は、足元角度＝頂部角度とした場合の直線である。この図７において直線よりも上側、かつ、曲線よりも下側であれば、同じ測距対象物体３に対してレーザ光Ｌを照射できる最大側角度および最小側角度となる。
【００８５】
したがって、図７において、直線よりも上側、かつ、曲線よりも下側となるように最小側角度を決定してもよい。
【００８６】
最大側角度をθ、最小側角度をλとして、図７において曲線よりも下側となるように、最大側角度θから最小側角度λを決定するためには、式１に示すＴ、Ｈ、Ｄ、θとλとの不等式を満たせばよい。また、最大側角度θは最小側角度λよりも大きいことから、λ＜θである。したがって、式１を満たすようにすれば、最大側角度θから最小側角度λを決定することができる。
【００８７】
また、式１に示すＴ、Ｈ、Ｄ、θとλとの不等式を変形すると、式２の不等式が得られるので、最小側角度λから最大側角度θを決定するためには、式２に示すＴ、Ｈ、Ｄ、θとλとの不等式を満たせばよい。したがって、式２を満たすようにすれば、最小側角度λから最大側角度θを決定することができる。
【００８８】
なお、最小側角度を頂部角度よりもどの程度、大きい角度とするか、および、最大側角度を足元角度よりもどの程度、小さい角度とするかは、装置の誤差等を考慮して適宜決定すればよい。ただし、同じ測距対象物体３に対する最大側角度と最小側角度を比較すると、当然、最大側角度の方が最小側角度よりも大きい。
【００８９】
＜変形例２＞
前述の実施形態では、形状が側面視で矩形である測距対象物体３を示した。しかし、図８に示すように、側面視で半円形の測距対象物体１０３でもよい。この測距対象物体１０３の場合、最小角度は図８のレーザ光Ｌ１が照射される角度である。この他にも、測距対象物体３の形状は、ボール型、人側などでもよく、測距対象物体３の形状に特に制限はない。
【００９０】
＜変形例３＞
前述の実施形態のステップＳ４では、初期レーザ角度を足元角度として頂部角度を決定していたが、初期レーザ角度を頂部角度として足元角度を決定してもよい。
【００９１】
＜変形例４＞
前述の実施形態では、レーザレーダ装置１で照射角度を決定していたが、ラインの調整工程など外部装置にて予め照射角度を決定し、決定した照射角度をレーザレーダ装置１に書き込んでもよい。
【００９２】
＜変形例５＞
前述の実施形態の照射角度決定処理（図３）では、１つの測距対象物体３に対する走査回数が、垂直最低走査回数に１を加えた数になった時点で照射角度決定処理を終了していた。しかし、１つの測距対象物体３に対する走査回数が、垂直最低走査回数に１よりも大きい所定数（たとえば、２、３、４のいずれか）を加えた数になった時点で照射角度決定処理を終了してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１：レーザレーダ装置    １ａ：回転軸    ２：壁    ３：測距対象物体    １１：投光部    １２：受光部    １３：駆動部    １４：制御部    １０３：測距対象物体    Ｌ：レーザ光    Ｒ：反射光    Ｔ：設置高さ
【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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