(57)【要約】【課題】受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合においても、所望の信号の検出性能を向上させることができ、精度のよい３Ｄ画像を得る。【解決手段】レーザ光源から送信された光信号を所望のターゲットに向けて放射し、ターゲットからの散乱光を集光する光アンテナと、散乱光を電気信号に変換する光受信機アレーと、電気信号に基づいて、光受信機アレーを構成するチャネル毎に、各チャネルに対応するターゲット上のポイントまでの距離を検出する距離検出部と、検出されたそれぞれのチャネルに対応する距離に基づいて、ターゲットの３Ｄ画像を生成する３Ｄ画像化部とを備え、所望のターゲットまでの距離に応じて特定の時間帯にゲート時間を設定し、距離検出部による距離検出範囲を制限するゲート時間設定部をさらに備え、距離検出部は、設定されたゲート時間の範囲内において、所望のターゲットまでの距離検出を行う。【選択図】図１
2009276248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を送信するレーザ光源と、
前記レーザ光源から送信された前記光信号を所望のターゲットに向けて放射し、前記ターゲットからの散乱光を集光する光アンテナと、
前記光アンテナで集光された前記散乱光を電気信号に変換する光受信機アレーと、
前記光受信機アレーで変換された前記電気信号に基づいて、前記光受信機アレーを構成するチャネル毎に、各チャネルに対応する前記ターゲット上のポイントまでの距離を検出する距離検出部と、
前記距離検出部で検出されたそれぞれのチャネルに対応する距離に基づいて、前記ターゲットの３Ｄ画像を生成する３Ｄ画像化部と
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記所望のターゲットまでの距離に応じて特定の時間帯にゲート時間を設定し、前記距離検出部による距離検出範囲を制限するゲート時間設定部をさらに備え、
前記距離検出部は、前記ゲート時間設定部で設定された前記ゲート時間の範囲内において、前記所望のターゲットまでの距離検出を行う
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザレーダ装置において、
前記レーザレーダ装置は、飛しょう体に搭載されており、
前記ゲート時間設定部は、取得した地図情報、前記飛しょう体の飛行位置情報および飛行姿勢情報の少なくともいずれか１つの情報を含む先見情報に基づいて、前記飛しょう体から前記所望のターゲットまでの概略距離を予測し、予測した前記概略距離に応じて前記ゲート時間を設定する
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザレーダ装置において、
前記ゲート時間設定部は、前記光受信機アレーを構成する複数のチャネルのうちの少なくとも１つ以上のチャネルと接続され、前記１つ以上のチャネルからの受信信号に基づいて前記所望のターゲットまでの概略距離を予測し、予測した前記概略距離に応じて前記ゲート時間を設定することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザレーダ装置において、
前記３Ｄ画像化部により生成された前記３Ｄ画像の中から遮蔽物を検出する遮蔽物検出部をさらに備え、
前記ゲート時間設定部は、前記遮蔽物検出部により検出された前記遮蔽物の位置を誤検出せずに前記所望のターゲットを検出するように前記ゲート時間を設定し、
前記光アンテナは、前記レーザ光源から送信された前記光信号を所望のターゲットに向けて再度放射し、前記ターゲットからの散乱光を再度集光し、
前記光受信機アレーは、前記光アンテナで再度集光された前記散乱光を電気信号に再度変換し、
前記距離検出部は、前記光受信機アレーで再度変換された前記電気信号のうち、前記ゲート時間設定部で設定された前記ゲート時間内の電気信号に基づいて、前記光受信機アレーを構成するチャネル毎に、各チャネルに対応する前記ターゲット上のポイントまでの距離を再度検出し、
前記３Ｄ画像化部は、前記距離検出部で再度検出されたそれぞれのチャネルに対応する距離に基づいて、前記ターゲットの３Ｄ画像を生成する
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光信号を大気中に送信してターゲットからの散乱信号を受信し、光信号の往復時間に関する情報を検出することから、ターゲットまでの距離だけでなくターゲットの形状を３Ｄで計測することのできるレーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のレーザレーダ装置としては、レーザ光を大気中に送信して、ターゲットからの散乱光を受信して電気信号に変換し、光信号のターゲットまでの往復時間を計測することで装置−ターゲット間距離を計測するものが、一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、レーザレーダ装置でターゲットまでの距離を計測するだけでなく、このレーザレーダ装置を航空機に搭載し、ＧＰＳ等からの情報、さらにはラインセンサカメラからの色情報を利用して、３Ｄのターゲット画像（特許文献１では地形画像）を得ている。
【０００４】
また、従来の測距用レーザレーダ装置において、光受信機をアレー状で構成し、レーザ光を照射したターゲット上の各ポイントまでの距離を、アレーを構成する各チャネルで検出し、その結果に基づいて３Ｄ画像を取得するものも知られている（例えば、非特許文献１参照）。特許文献１に示されたレーザレーダ装置の受信部分を、非特許文献１のようにアレー状で構成すれば、より詳細な３Ｄ画像が得られることとなる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３-１５６３３０号公報
【非特許文献１】R. Stettner 他著, Proceedings of SPIE, 5791, 288-292, 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
上述した従来のレーザレーダ装置では、特に、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合において、以下の課題を残していた。例えば、パルス状の光信号を送受する場合には、受信される散乱光のレベルが低い。従って、所望のパルスのピークが受信信号における雑音ピークの最大値よりも低くなる場合には、この雑音ピークを検出してしまう。
【０００７】
この雑音ピーク検出を回避するためには、所望の信号が存在する時間帯を予測して、この時間帯にゲートをかけ、ピーク検出する区間を限定することで、ある程度回避することが可能である。しかし、従来のレーザレーダ装置では、このゲートを最適な時間帯に設定するためのリーゾナブルな機能がなく、現実的にはゲート設定を行うことができなかった。すなわち、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合において、所望の信号の検出性能に問題があった。
【０００８】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合においても、所望の信号の検出性能を向上させることができ、精度のよい３Ｄ画像を得ることができ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】
【０００９】
本発明に係るレーザレーダ装置は、光信号を送信するレーザ光源と、レーザ光源から送信された光信号を所望のターゲットに向けて放射し、ターゲットからの散乱光を集光する光アンテナと、光アンテナで集光された散乱光を電気信号に変換する光受信機アレーと、光受信機アレーで変換された電気信号に基づいて、光受信機アレーを構成するチャネル毎に、各チャネルに対応するターゲット上のポイントまでの距離を検出する距離検出部と、距離検出部で検出されたそれぞれのチャネルに対応する距離に基づいて、ターゲットの３Ｄ画像を生成する３Ｄ画像化部とを備えたレーザレーダ装置であって、所望のターゲットまでの距離に応じて特定の時間帯にゲート時間を設定し、距離検出部による距離検出範囲を制限するゲート時間設定部をさらに備え、距離検出部は、ゲート時間設定部で設定されたゲート時間の範囲内において、所望のターゲットまでの距離検出を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所望信号のピーク検出を行うために適切なゲート範囲を設定できるゲート時間設定部を備えることにより、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合においても、所望の信号の検出性能を向上させることができ、精度のよい３Ｄ画像を得ることができるレーザレーダ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のレーザレーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。また、図２は、本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置による計測状態を示す模式図である。図１および図２では、航空機等の飛しょう体にレーザレーダ装置を搭載し、地表に対してパルスレーザ光を送受することを想定して、模式図が示されている。
【００１３】
本実施の形態１におけるレーザレーダ装置は、パルスレーザ光源１、折り返しミラー２、光アンテナ３、光受信機アレー４、距離検出部５、３Ｄ画像化部６、ゲート時間設定部７、および地図情報保存部８で構成される。なお、図１において、折り返しミラー２は、２つの折り返しミラー２１、２２を有している。
【００１４】
さらに、レーザレーダ装置は、外部からの情報を取り込む手段として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）９およびＩＮＳ（Ｉｎｔｅｒｔｉａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：慣性航法装置）を備えている。
【００１５】
また、図２においては、ターゲット１１の一例として地表が示されている。また、航空機１２には、先の図１の構成を備えたレーザレーダ装置１３が搭載されている。レーザレーダ装置１３は、光信号を大気中に送信してターゲット１１からの散乱信号を受信する。さらに、レーザレーダ装置１３は、光信号の往復時間に関する情報を検出し、ターゲットまでの距離だけでなく、ターゲットの形状を３Ｄで計測する。
【００１６】
図１において、折り返しミラー２１、２２は、パルスレーザ光源１からの送信レーザ光を、光アンテナ３を介してターゲットに対し送受できるよう、光学的にアライメントされた状態で空間的に配置されている。また、光受信機アレー４は、ターゲットからの散乱光を、光アンテナ３を介して受信できるよう、光学的にアライメントされた状態で空間的に配置されている。
【００１７】
また、距離検出部５は、光受信機アレー４の各チャネルに独立に接続されている。さらに、距離検出部５は、ゲート時間設定部７、３Ｄ画像化部６、およびパルスレーザ光源１に接続されている。また、ゲート時間設定部７は、地図情報保存部８に接続されるとともに、外部からの情報を取り込む手段であるＧＰＳ９およびＩＮＳ１０に接続されている。
【００１８】
また、光受信機アレー４は、複数の光受信機により構成されている。図において、光受信機アレー４は、１次元アレーの形で示されているが、これが２次元アレーであってもかまわない。
【００１９】
次に、各構成要素の動作について説明する。
パルスレーザ光源１は、所定の時間幅を有する送信パルスを光領域で発生させ、折り返しミラー２１、２２に送る機能を有している。そして、折り返しミラー２１、２２は、パルスレーザ光源１からの送信パルスを光アンテナ３に送る機能を有している。パルスレーザ光源１は、これと並行して、トリガ信号を距離検出部５に送る機能を有している。
【００２０】
光アンテナ３は、折り返しミラー２１、２２からの送信パルスを大気中に送信し、ターゲット１１に照射する機能を有している。さらに、光アンテナ３は、ターゲット１１からの散乱光を受信し、光受信機アレー４に集光する機能を有している。
【００２１】
光受信機アレー４は、光アンテナ３からの散乱光を直接検波（自乗検波）することにより、電気信号領域の受信信号に変換し、距離検出部５に送る機能を有している。
【００２２】
距離検出部５は、パルスレーザ光源１からのトリガ信号、およびゲート時間設定部７により設定されたゲート信号に基づいて、光受信機アレー４の各チャネルからの受信信号におけるピーク検出を行う。さらに、距離検出部５は、このピーク検出時間とトリガ信号とから光信号の往復時間を求め、この往復時間と光速とから、光受信機アレー４のチャネル毎に距離を求める機能を有している。
【００２３】
このとき、距離検出部５は、ゲート信号で抽出された範囲内においてのみ、ピーク検出を行う。さらに、距離検出部５は、求めた距離データを、３Ｄ画像化部６に送る機能を有している。
【００２４】
３Ｄ画像化部６は、距離検出部５からの光受信機アレー４の各チャネルに対応する距離データから、ターゲット１１の３次元画像を生成する機能を有している。
【００２５】
なお、図１に示した光受信機アレー４は、１次元アレーである。このため、レーザレーダ装置全体が静止した状態では、３次元画像を取得することはできない。しかしながら、図２に示したように、例えば、このレーザレーダ装置１３が航空機１２に搭載されているような場合には、航空機１２自体の動きにより、１次元アレーが走査される効果が生じる。この結果、１次元アレーの光受信機アレー４は、２次元アレーを有しているのと等価な状態となる。
【００２６】
ゲート時間設定部７は、地図情報保存部８からの地図情報、ＧＰＳ９からの飛行位置、およびＩＮＳ１０からの飛行姿勢といった情報を先見情報として利用して、ターゲット１１までの概略の距離を予測する。さらに、ゲート時間設定部７は、光受信機アレー４からの受信信号において、予測した距離に対応する時間帯にゲートをかけるゲート信号を設定する機能を有している。
【００２７】
次に、図１の構成を有する本実施の形態１のレーザレーダ装置１３において、ゲートを最適な時間帯に設定して所望の信号を検出し、精度のよい３Ｄ画像を得るための具体的な動作について、一連の処理手順に従って説明する。
【００２８】
まず始めに、ゲート時間設定部７は、地図情報保存部８からの地図情報、ＧＰＳ９からの飛行位置、およびＩＮＳ１０からの飛行姿勢といった情報を先見情報として取得する。次に、ゲート時間設定部７は、取得した先見情報に基づいて、レーザレーダ装置１３からターゲット１１までの概略の距離を予測する。さらに、ゲート時間設定部７は、予測した距離に基づいて、距離検出部５におけるゲート信号を設定する。
【００２９】
次に、パルスレーザ光源１から、所定の時間幅を有する送信パルスを、光領域で発生させる。この送信パルスは、折り返しミラー２１、２２、および光アンテナ３を介して大気中に送信される。
【００３０】
さらに、この送信パルスは、大気中を伝搬後、図２中のターゲット１１上のある有限サイズの面積上に照射される。そして、この送信パルスは、ターゲット１１で散乱された後、再び大気中を伝搬し、光アンテナ３により受信される。
【００３１】
光アンテナ３により受信された散乱光は、光受信機アレー４により直接検波され、光信号から電気信号に変換される。このとき、電気信号の振幅は、光強度に比例することとなる。ここで、光受信機アレー４で変換された電気信号には、散乱光による信号成分だけでなく、熱雑音、ショット雑音といった雑音成分も重畳されている。また、光受信機アレー４の各チャネルからの受信信号は、ターゲット１１上の互いに異なるポイントからの散乱光に対応している。
【００３２】
光受信機アレー４を構成する各チャネルにて得られた電気信号のそれぞれは、距離検出部５に送られる。距離検出部５は、パルスレーザ光源１からのトリガ信号に同期して、受信信号の計測を行う。この際、距離検出部５は、ゲート時間設定部７により設定された時間帯のゲート範囲においてのみ、ピーク検出を行う。
【００３３】
さらに、距離検出部５は、ピーク検出した電気信号を受信した時間（ピーク時間）と光速とから、各チャネルに関しターゲット１１までの距離、つまり、装置から各チャネルに対応するターゲット上のポイントまでの距離を検出する。そして、距離検出部５は、各チャネルに対応して検出された距離情報を、３Ｄ画像化部６に送る。
【００３４】
次に、３Ｄ画像化部６は、光受信機アレー４を構成する各チャネルに対応して検出された距離情報を距離検出部５から受信し、受信した距離情報に基づいて３Ｄ画像を生成する。
【００３５】
このような一連の流れにより、ゲート時間設定部７により設定された時間帯のゲート範囲においてのみピーク検出を行うことで、本実施の形態１に係るレーダ装置は、信号の検出確率を高めることが可能となる。そこで、次に、このゲート範囲の設定方法について、図３、図４を用いて具体的に説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置１３で得られる光受信機アレー４からの受信信号の一例を示す図である。図３に示すように、受信信号には、所望信号の他に雑音が重畳されており、場合によっては、所望の信号ピークよりも高い雑音ピークが生じる場合がある。
【００３７】
そこで、本実施の形態１におけるレーザレーダ装置１３では、次のような処理を行っている。
手順１）ゲート時間設定部７は、先見情報に基づいて、装置１３からターゲット１１までの概略の距離を予測する。
手順２）ゲート時間設定部７は、予測した距離結果に応じて、所望信号が存在するであろう時間の近傍の時間帯にゲート範囲を設定する。
手順３）距離検出部５は、ゲート時間設定部７で設定されたゲート範囲内に含まれる受信信号の中からピーク検出を行うことにより、所望信号のピーク検出ができる。
【００３８】
このような処理を行うことにより、ゲート範囲内に含まれない雑音ピークの信号を検出対象から除外することができる。結果として、信号の検出確率を、従来に対し高くすることができ、得られる３Ｄ画像の画質を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、遮蔽物の奥に所望のターゲットが存在する場合にも、本実施の形態１におけるレーザレーダ装置は、有効に機能する。図４は、本発明の実施の形態１において、遮蔽物の奥に所望のターゲットが存在する場合のゲート処理に関する説明図である。この図４では、樹木が遮蔽物に相当し、樹木の中を走行する車両が所望のターゲットに相当する。
【００４０】
このような場合には、ゲート時間設定部７は、地図情報に基づいて、光信号の送受信方向に遮蔽物が存在することが先見情報として得られれば、この遮蔽物の奥にゲートをかけることで、所望ターゲットからの散乱光の検出が可能となる。すなわち、遮蔽物の位置を誤検出せずに、所望ターゲットを検出するようにゲートをかけることで、検出精度の向上を図ることができる。
【００４１】
なお、遮蔽物が構造物の壁のようなものであれば、この遮蔽物は、光を通さないので、その奥に存在するターゲットを検出することはできない。しかしながら、図４に示すように、遮蔽物が樹木のような隙間のあるものであれば、樹木からの散乱光だけでなく、樹木の隙間を介して、所望ターゲットからの散乱光を検出することは可能である。
【００４２】
以上のように、実施の形態１によれば、先見情報に基づいて、所望信号のピーク検出を行うゲート範囲を設定できるゲート時間設定部を備えている。この結果、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合においても、所望の信号の検出性能を向上させることができ、精度のよい３Ｄ画像を得ることができる。
【００４３】
また、樹木のような遮蔽物の奥に所望のターゲットが存在する場合にも、先見情報に基づいて、所望信号のピーク検出を行うゲート範囲を設定でき、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、地図情報保存部８、ＧＰＳ９、ＩＮＳ１０からの先見情報に基づいて、ゲート時間設定部７がゲート範囲を設定する場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、先見情報を用いずに、ゲート時間設定部７がゲート範囲を設定する場合について説明する。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態２におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態２における図５の構成は、地図情報保存部８、ＧＰＳ９、ＩＮＳ１０を有していないとともに、ゲート時間設定部７と光受信機アレー４の１チャネルとが電気的に接続されている点が異なる。また、先の発明の実施の形態１とは異なり、本実施の形態２では、航空機に搭載された状態での計測は、特に想定していない。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態２におけるゲート時間設定部７の構成を示す模式図である。本実施の形態２におけるゲート時間設定部７は、Ａ／Ｄ変換器１４、バッファメモリ１５、ピーク検出部１６、およびゲート決定部１７で構成される。また、距離検出部５には、図には示さないが、アナログのゲート回路およびピーク検出回路、距離検出回路が、チャネル数だけ備えられている。
【００４７】
なお、このようなアナログ的距離検出回路の具体的な構成は、例えば、参考文献１（M. Browder 他著, Proceedings of SPIE, 4377, 73-83, 2001.）に示されている。
【００４８】
図５に示したゲート時間設定部７は、光受信機アレー４の１チャネルからの受信信号を比較的長時間にわたってＡ／Ｄ変換器１４によりＡ／Ｄ変換し、バッファメモリ１５に保存する。次に、ピーク検出部１６は、バッファメモリ１５に保存されたデジタルデータに基づいてピーク検出を行い、ターゲットが装置からどれくらいの距離にあるかを概略予測する。
【００４９】
さらに、ゲート決定部１７は、この予測結果をもとに、光受信機アレー４からの受信信号にかけるゲートの位置を決める。図６に示したゲート時間設定部７は、このような一連の処理により、ゲート範囲を設定する機能を有している。
【００５０】
次に、図６に示したゲート時間設定部７を備えた図５の構成を有する本実施の形態２のレーザレーダ装置において、ゲートを最適な時間帯に設定して所望の信号を検出し、精度のよい３Ｄ画像を得るための具体的な動作について、一連の処理手順に従って説明する。
【００５１】
まず始めに、先の実施の形態１と同様にして、光領域におけるパルスの送受信を行い、光受信機アレー４により電気信号に変換する。次に、ゲート時間設定部７は、光受信機アレー４の１チャネルからの受信信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換器１４によりＡ／Ｄ変換し、バッファメモリ１５に保存する。
【００５２】
次に、ピーク検出部１６は、保存したデジタルデータに基づいてピーク検出、距離検出を行い、装置からターゲットまでの距離を概略予測する。さらに、ゲート決定部１７は、ピーク検出部１６で予測した距離に基づいて、距離検出部５において受信信号にかけるゲートの時間帯を設定する。
【００５３】
次に、先の実施の形態１と同様にして、光領域におけるパルスの送受信を再度行い、光受信機アレー４により電気信号に変換する。次に、距離検出部５は、ゲート決定部１７で設定されたゲート区間において、上述したアナログ距離検出回路によるピーク検出、距離検出を行う。さらに、距離検出部５は、検出した距離データを３Ｄ画像化部６に送る。３Ｄ画像化部６は、先の実施の形態１で示したのと同様の動作により、３Ｄ画像を生成する。
【００５４】
以上のように、実施の形態２によれば、先見情報を利用することができず、ターゲットの概略の位置が把握できない場合においても、光受信機アレーの１チャネルにパイロット的な役割を持たせ、このチャネルからの受信信号に基づいて概略の距離を予測することができるゲート時間設定部を備えている。さらに、このゲート時間設定部は、予測した概略位置に基づいて、所望信号のピーク検出を行うゲート範囲を設定できる。この結果、受信Ｓ／Ｎ比が十分でない場合であり、かつ、先見情報を利用することができず、ターゲットの概略の位置が把握できない場合にも、所望の信号の検出性能を向上させることができ、精度のよい３Ｄ画像を得ることができる。
【００５５】
なお、装置からターゲットまでの距離が全く予測できない場合には、通常、ゲートの時間幅を非常に大きくして、その中でピーク検出、距離検出を行う必要がある。しかしながら、このような長距離範囲の距離検出をアナログ回路で行うことは、ピークホールド回路の時定数等の問題で非常に難しい。
【００５６】
この課題を克服するには、Ａ／Ｄ変換器を備えてデジタルデータをバッファメモリに逐次保存していくことが考えられる。ただし、Ａ／Ｄ変換器およびバッファメモリを光受信機アレー４のチャネル毎に有する構成としてしまうと、回路の小型化、低消費電力化といった点で問題が生じてしまう。
【００５７】
そこで、本実施の形態２においては、Ａ／Ｄ変換器およびバッファメモリを有しているのは１チャネル分のみである。そして、他のチャネルについては、アナログ回路によりピーク検出、距離検出を行う。この結果、小型化、低消費電力化といった観点での上述の問題を解決できる。
【００５８】
また、本実施の形態２においては、ゲート時間設定部７に接続されている光受信機アレー４中のチャネル数が１つである場合について説明した。しかしながら、接続されるチャネル数を２つ以上とし、これら複数のチャネルからの受信信号を合波して１つの信号として、これをゲート時間設定部に取り込んでＡ／Ｄ変換する形としてもよい。
【００５９】
これにより、装置からターゲット１１までの距離に関する概略の予測に関し、精度の向上を図ることができる。例えば、光受信機アレー４中のチャネル間では、ターゲット上における対応スポットが異なるため、各チャネルで検出すべき距離には多少の差異が存在している。
【００６０】
この場合、１チャネルのみの受信信号からゲートを設定すると、他チャネルに関し所望信号が含まれている以外の時間帯にゲートをかけてしまう可能性がある。しかしながら、複数チャネル、もしくは全チャネルからの受信信号を合波したものからゲートを設定するようにすれば、より正確にゲートをかけることが可能となる。ただし、小型化、低消費電力化といった観点での許容範囲内で、チャネル数の拡張を図る必要がある。
【００６１】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。先の実施の形態２における図５の構成と比較すると、本実施の形態３における図７の構成は、遮蔽物検出部１８を新たに備えている点が異なる。
【００６２】
次に、本実施の形態３における図７の構成を備えたレーザレーダ装置の動作について説明する。まず、先の実施の形態２と同様の動作を行うことにより、３Ｄ画像化部６において、３Ｄ画像を得る。
【００６３】
次に、遮蔽物検出部１８は、３Ｄ画像の中に、遮蔽物がないかを検索する。この検索は、あらかじめ遮蔽物として想定するもの、例えば、樹木、ネットといったものの画像を、遮蔽物検出部１８に入力しておき、この入力情報との整合をとる形で行う。
【００６４】
遮蔽物検出部１８により遮蔽物が検出された場合には、ゲート時間設定部７は、この検出された遮蔽物の情報に基づいて、遮蔽物の奥側に相当する時間帯にゲートを設定する。すなわち、遮蔽物の位置を誤検出せずに、所望ターゲットを検出するようにゲートを設定する。次に、先の実施の形態２と同様の動作を再度行い、３Ｄ画像化部６において３Ｄ画像を再度得る。
【００６５】
以上のように、実施の形態３によれば、一度検出した３Ｄ画像に遮蔽物が含まれていると判断した場合には、遮蔽物の奥側に相当する時間帯にゲートを設定し、同じ方向の画像化を再度行っている。これにより、遮蔽物の奥側をはじめとした着目領域の３Ｄ画像化を効率よく行うことができる。
【００６６】
なお、装置を航空機に搭載し、１次元アレーを航空機の飛行方向に対し垂直方向に左右スキャンしながら自走することで２次元アレーと同じ効果を実現する場合には、同じ箇所を２回計測することとなる。図８は、本発明の実施の形態３のレーザレーダ装置において、同じ箇所を２回計測する場合を模式的に示した図である。このような場合であれば、１回目の計測結果から遮蔽物を特定して着目領域を設定し、２回目の計測で、設定した着目領域の画像化を行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置による計測状態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるレーザレーダ装置で得られる光受信機アレーからの受信信号の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、遮蔽物の奥に所望のターゲットが存在する場合のゲート処理に関する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるゲート時間設定部の構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３におけるレーザレーダ装置の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３のレーザレーダ装置において、同じ箇所を２回計測する場合を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  パルスレーザ光源、２、２１、２２  折り返しミラー、３  光アンテナ、４  光受信機アレー、５  距離検出部、６  ３Ｄ画像化部、７  ゲート時間設定部、８  地図情報保存部、９  ＧＰＳ、１０  ＩＮＳ、１１  ターゲット、１２  航空機、１３  レーザレーダ装置、１４  Ａ／Ｄ変換器、１５  バッファメモリ、１６  ピーク検出部、１７  ゲート決定部、１８  遮蔽物検出部。
【図１】
2009276248.tif 000003
【図２】
2009276248.tif 000004
【図３】
2009276248.tif 000005
【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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