(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体にレーザ光を照射する光学系と、
前記レーザ光による前記回転体からの反射光を検出する検出器と、
前記回転体を撮像する撮像器と、
前記撮像器により撮像された画像の輝度値をもとにマスクデータを作成する手段と、
前記マスクデータで前記検出器により検出されたデータをマスクする手段と、
前記マスクされたデータをもとに前記回転体の回転周波数を求める手段と
を具備することを特徴とするリモートセンシング装置。
【請求項２】
前記回転体の一部又は全部に回転中心から放射状に透過／不透過のパターンが分割形成されているとき、
前記マスクされたデータをもとに前記回転体の搬送波周波数を求める手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のリモートセンシング装置。
【請求項３】
回転体にレーザ光を照射する光学系と、前記レーザ光による前記回転体からの反射光を検出する検出器と、前記回転体を撮像する撮像器とを具備するリモートセンシング装置に用いられる方法であって、
前記撮像器により撮像された画像の輝度値をもとにマスクデータを作成するステップと、
前記マスクデータで前記検出器により検出されたデータをマスクするステップと、
前記マスクされたデータをもとに前記回転体の回転周波数を求めるステップと
を有することを特徴とする周波数解析方法。
【請求項４】
前記回転体の一部又は全部に回転中心から放射状に透過／不透過のパターンが分割形成されているとき、
前記マスクされたデータをもとに前記回転体の搬送波周波数を求めるステップをさらに有することを特徴とする周波数解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーザ光を測定対象に向けて照射し、その反射光を受信した信号を周波数領域に変換して周波数解析を行うリモートセンシング装置及び周波数解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転体にレーザ光を照射し、その反射光を単素子検知器で検出し、その時系列データを周波数解析することで、回転体の回転周波数と搬送波周波数を求めていた。また、移動する回転体を追跡するために、撮像器が搭載されており、撮像器に撮像された回転体の画像から回転体の位置を検出し、追跡装置を回転体の方向に向けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３７２０６号公報
【特許文献２】特開２００６−７８３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単素子検知器で検出した光波形は、回転周波数で変調されているため、光信号がない範囲のデータ（ノイズ）もある。この光信号がない範囲のデータに、回転周波数や搬送波周波数に近い帯域のノイズがある場合、周波数解析した結果が回転体の搬送波周波数や搬送波周波数と異なる場合がある。また、撮像器による回転体の位置検出は、感度は高いが、応答が遅いという課題がある。
【０００５】
本実施形態の目的は、回転体の回転周波数や搬送波周波数を精度良く求めることができるリモートセンシング装置及び周波数解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係るリモートセンシング装置は、回転体にレーザ光を照射する光学系と、前記レーザ光による前記回転体からの反射光を検出する検出器と、前記回転体を撮像する撮像器と、前記撮像器により撮像された画像の輝度値をもとにマスクデータを作成する手段と、前記マスクデータで前記検出器により検出されたデータをマスクする手段と、前記マスクされたデータをもとに前記回転体の回転周波数を求める手段とを具備する。
【０００７】
本実施形態に係る周波数解析方法は、回転体にレーザ光を照射する光学系と、前記レーザ光による前記回転体からの反射光を検出する検出器と、前記回転体を撮像する撮像器とを具備するリモートセンシング装置に用いられる方法であって、前記撮像器により撮像された画像の輝度値をもとにマスクデータを作成するステップと、前記マスクデータで前記検出器により検出されたデータをマスクするステップと、前記マスクされたデータをもとに前記回転体の回転周波数を求めるステップとを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るリモートセンシング装置を示す図である。
【図２】周波数解析部の処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係るリモートセンシング装置及び周波数解析方法を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るリモートセンシング装置を示す図である。
【００１１】
このリモートセンシング装置は、レーザ発生器１１、光学系１２、撮像器１３、単素子検知器１４、及び周波数解析部１５を備える。測定対象の回転体は、例えば、半円領域が一定パターン（反射光がない領域）で形成され、残りの半円領域が回転中心から放射状に透過（反射光がある領域）／不透過（反射光がない領域）のパターンが分割形成された光学パターン板を備える。周波数解析部１５は、この光学パターン板の回転周波数と、透過／不透過のパターンによりレーザ光がチョッピングされることによって生じる搬送周波数（キャリア周波数）とを求める。なお、回転体の光学パターン板は、図１に示した構成に限らず、光学パターン板の全体に透過／不透過のパターンが分割形成されたものでも良い。
【００１２】
レーザ発生器１１で発生されたレーザ光は、光学系１２により回転体に向け照射される。レーザ光による回転体からの反射光は、単素子検知器１４で検出される。周波数解析部１５は、単素子検知器１４の検出データをもとに周波数解析を行い、回転体の回転周波数及び搬送周波数を求める。撮像器１３は、回転体の位置を検出するために搭載され、図示しない位置検出部により撮像器１３の撮像画像から回転体の位置が検出される。
【００１３】
本実施形態では、回転体の位置を検出するために使用されていた撮像器１３の画像データを反射光の周波数解析に使用し、より精度良く回転体の回転周波数及び搬送周波数を求める手法を提案する。以下、その手法について詳しく説明する。
【００１４】
図２は、周波数解析部１５における処理を示す図である。周波数解析部１５は、撮像器１３により撮像した画像のうち、１フレーム毎に最大輝度値を抽出し、各フレーム毎の最大輝度値を時系列に並べて時系列データ（図２（ａ））を作成する。周波数解析部１５は、この時系列データを所定の閾値により２値化し、マスクデータ（図２（ｂ））を作成する。図２（ｂ）に示すように、マスクデータは、透過パターンの領域は“光信号あり”となり、不透過パターンの領域、及び回転体の一定パターンの半円領域は、“光信号なし”となる。
【００１５】
このマスクデータにより単素子検知器１４により検出されたデータ（図２（ｃ））をマスクする。マスク化後の単素子検知器データ（図２（ｄ））に示す。この波形を周波数解析（例えば、ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）することで、回転周波数成分及び搬送波周波数成分を強調し、“光信号なし”の領域に重畳されるノイズをマスクすることで、ノイズの周波数成分を除去することができる。
【００１６】
以上述べたように、本実施形態では、撮像器による回転体を撮像した画像を用いて単素子検知器１４の光信号がない領域を判別し、光信号がない領域のノイズを除去する。このようにノイズを除去したデータを周波数解析することで、従来より精度良く回転周波数及び搬送波周波数を求めることが可能となる。
【００１７】
なお、本発明の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】
【００１８】
１１…レーザ発生器、１２…光学系、１３…撮像器、１４…単素子検知器、１５…周波数解析部。
【図１】
0005377457.tif 000002
【図２】
0005377457.tif 000003