激光雷达装置制造方法及图纸

本发明专利技术的激光雷达装置包括：能以第1角速度进行光束扫描的扫描部(60)；基于通过扫描部的光束扫描而获取到的测风数据来计算并监视可测风距离的可测量距离计算监视部(30)；在可测量距离计算监视部检测到可测风距离下降的情况下、基于以比第1角速度要慢的第2角速度进行了光束扫描时所得到的测风数据和第1角速度来导出可测风距离为最长的光轴角度校正量的光轴角度校正量导出部(40)；以及基于光轴角度校正量来对发送光与接收光之间的光轴角度偏移进行校正的光轴校正部(8)。

Laser radar device

The laser radar device of the present invention includes a scanning unit (60) capable of scanning the beam at first angular velocities; based on the wind measurement data obtained through the scanning of the scanning unit to calculate and monitor the measurable distance of the measured distance of the wind measuring distance (30); the decrease of the wind distance can be detected by the measurable distance from the measured distance. In the case, based on the wind measurement data and the first angular velocity obtained at the second angular velocity that is slower than the first angle speed, the output section of the optical axis angle correction (40) is derived from the longest optical axis angle correction, and the optical axis angle between the transmitted light and the received light based on the angle correction of the optical axis. The calibration section of the optical axis (8) is corrected by the degree offset.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光雷达装置
本专利技术涉及进行风速测量的激光雷达装置。
技术介绍
现有的激光雷达装置所进行的风速测量中，以脉冲激光为发送光来向大气中进行照射，并以因悬浮微粒而产生的散射光(反射光)为接收光来进行接收。然后，通过对发送光的局部光即单一波长的连续光与接收光进行外差检波，求出因悬浮微粒的移动而产生的多普勒频移，从而对照射方向的风速进行测量。该多普勒频移根据对外差检波后的信号进行傅里叶变换而得到的频谱来进行计算。此外，风速测量方向通过切换发送光的照射方向来进行变更(例如，专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2000-046930号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题此处，为了在激光雷达装置中提高风速测量率，需要使光束扫描高速化。另一方面，由于该光束扫描，在发送光和接收光之间产生光轴角度偏移。此外，光束扫描越是高速化，则特别是来自远处的接收光和发送光之间的光轴角度偏移将变得越大，从而导致接收信号强度下降。该光轴角度偏移可以通过使收发间的光轴对齐的光轴校正处理来校正，然而，专利文献1所记载的技术存在如下问题，即：在光轴角度偏移校正的过程中，在例如因历时变化而导致不进行光束扫描的状态下的接收信号强度发生了下降的情况下，可测风距离反而会下降。本专利技术所涉及的激光雷达装置是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在对因高速光束扫描而引起的收发信号光间的光轴角度偏移进行校正的过程中，即使在因历时变化而导致接收信号强度发生了下降的情况下，也能在高速光束扫描时将可测风距离维持为最长来进行风速测量。解决技术问题的技术方案本专利技术的激光雷达装置的特征在于，包括：扫描部，该扫描部能以第1角速度进行光束扫描，该扫描部将调制后的来自光源的光作为发送光来进行照射，并将反射后的光作为接收光来进行接收；可测量距离计算监视部，该可测量距离计算监视部基于包含通过扫描部的光束扫描而获取到的各测风方向的每个距离的接收信号强度在内的测风数据，计算并监视表示能对风速进行测量的距离的可测风距离；光轴角度校正量导出部，该光轴角度校正量导出部在可测量距离计算监视部检测到可测风距离下降的情况下，基于以比第1角速度要慢的第2角速度进行了光束扫描时所得到的测风数据和第1角速度，导出可测风距离为最长的光轴角度校正量；以及光轴校正部，该光轴校正部基于由光轴角度校正量导出部所导出的光轴角度校正量，对发送光与接收光之间的光轴角度偏移进行校正。本专利技术的激光雷达装置的特征在于，光轴角度校正量导出部包括：最佳光轴校正距离导出部，该最佳光轴校正距离导出部基于以第2角速度进行了光束扫描时所得到的测风数据和第1角速度，从表示在发送光和接收光之间不产生光轴角度偏移的测风距离的光轴校正距离中导出可测风距离为最长的最佳光轴校正距离；以及控制方法计算部，该控制方法计算部基于由最佳光轴校正距离导出部所导出的最佳光轴校正距离来计算光轴角度校正量。本专利技术的激光雷达装置的特征在于，具有光束扫描方法设定部，该光束扫描方法设定部根据从可测量距离计算监视部接收到的可测风距离的变化将光束扫描的角速度设为可变，在由可测量距离监视部检测到可测风距离低于规定的阈值的情况下，设定角速度，以使得扫描部以第2角速度进行光束扫描。本专利技术的激光雷达装置的特征在于，光轴角度校正量导出部参照预先获取到的表格数据，从表格数据中提取出可测风距离为最长的光轴角度校正量。本专利技术的激光雷达装置的特征在于，具有光束扫描计算部，该光束扫描计算部在可测量距离计算监视部检测到可测风距离下降的情况下，通过计算，从由第1角速度的光束扫描而得到的测风数据中，算出在以第2角速度进行扫描时所得到的测风数据。本专利技术的激光雷达装置的特征在于，包括：可测量距离计算监视部，该可测量距离计算监视部基于包含通过光束扫描而获取到的各测风方向的每个距离的接收信号强度在内的测风数据，计算并监视表示能对风速进行测量的距离的可测风距离；光轴角度校正量导出部，该光轴角度校正量导出部在可测量距离计算监视部检测到可测风距离下降的情况下，基于以比光束扫描要慢的速度进行光束扫描时所得到的测风数据，导出可测风距离为最长的光轴角度校正量；以及光轴校正部，该光轴校正部基于由光轴角度校正量导出部所导出的光轴角度校正量，对发送光与接收光之间的光轴角度偏移进行校正。专利技术效果本专利技术所涉及的激光雷达装置采用了上述结构，因此，在对因高速光束扫描而引起的收发信号光间的光轴角度偏移进行校正的过程中，即使在因历时变化而导致接收信号强度下降了的情况下，也能在高速光束扫描时将可测风距离维持为最长来进行风速测量。附图说明图1是实施方式1所涉及的激光雷达装置的结构图。图2是实施方式1所涉及的光轴校正部的结构图。图3是对实施方式1所涉及的可测风距离的计算进行说明的图。图4是对实施方式1所涉及的可测风距离监视部的动作进行说明的图。图5是对实施方式1所涉及的最佳光轴校正距离计算部的功能进行说明的图。图6是示出实施方式1所涉及的激光雷达装置的整体动作的流程图。图7是实施方式2所涉及的激光雷达装置的结构图。图8是对实施方式2所涉及的数据表格参照部的功能进行说明的图。图9是示出实施方式2所涉及的激光雷达装置的整体动作的流程图。图10是实施方式3所涉及的激光雷达装置的结构图。图11是对实施方式3所涉及的低速光束扫描计算部的功能进行说明的图。图12是示出实施方式3所涉及的激光雷达装置的整体动作的流程图。具体实施方式实施方式1.以下，使用图1对实施方式1所涉及的激光雷达装置进行说明。图1是实施方式1所涉及的激光雷达装置的结构图。另外，在以下所示的激光雷达装置中，将测量对象设为风(悬浮微粒)，但并不限于此，对于车辆、其他移动的物体等被检测物也能适用。在图1中，激光雷达装置由光源1、光分配器2、脉冲调制器(调制器)3、发送侧光学系统4、收发分离部5、光束扫描光学系统6、光束扫描光学系统控制部7、光轴校正部8、接收侧光学系统9、光耦合器10、测风处理部11、可测风距离计算部12、可测风距离监视部13、光束扫描方法设定部14、最佳光轴校正距离计算部(最佳光轴校正距离导出部)15、以及控制方法计算部16构成。光源1具有以下功能，即：产生能因大气中的尘埃、微粒子等悬浮微粒而发生散射(反射)的波段即单一波长的光(连续光)。由该光源1产生的光被输出至光分配器。光分配器2具有将来自光源1的光一分为二的功能。由该光分配器2一分为二后而得到的光中，一个被输出至脉冲调制器3，另一个被输出至光耦合器10。脉冲调制器3具有对来自光分配器2的光进行调制(脉冲调制)的功能、以及施加所希望的频移的功能。经该脉冲调制器3调制后而得到的光作为发送光被输出至发送侧光学系统4。发送侧光学系统4具有将来自脉冲调制器3的发送光整形为所希望的光束直径及发散角的功能。经该发送侧光学系统4整形后的发送光被输出至收发分离部5。收发分离部5具有根据输入光切换输出对象的功能。这里，收发分离部5在输入有来自发送侧光学系统4的发送光的情况下，将该发送光输出至光束扫描光学系统6(光束扫描部60)。此外，收发分离部5在输入有来自光束扫描光学系统6的接收光的情况下，将该接收光输出至光轴校正部8。该收发分离部5设置在发送光的光轴上。光束扫描光学系统6具有如下功能：将来自收发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达装置，其特征在于，包括：扫描部，该扫描部能以第1角速度进行光束扫描，该扫描部将调制后的来自光源的光作为发送光来进行照射，并将反射后的光作为接收光来进行接收；可测量距离计算监视部，该可测量距离计算监视部基于包含通过所述扫描部的光束扫描而获取到的各测风方向的每个距离的接收信号强度在内的测风数据，计算并监视表示能对风速进行测量的距离的可测风距离；光轴角度校正量导出部，该光轴角度校正量导出部在所述可测量距离计算监视部检测到所述可测风距离下降的情况下，基于以比所述第1角速度要慢的第2角速度进行了光束扫描时所得到的所述测风数据和所述第1角速度，导出所述可测风距离为最长的光轴角度校正量；以及光轴校正部，该光轴校正部基于由所述光轴角度校正量导出部所导出的光轴角度校正量，对发送光与接收光之间的光轴角度偏移进行校正。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光雷达装置，其特征在于，包括：扫描部，该扫描部能以第1角速度进行光束扫描，该扫描部将调制后的来自光源的光作为发送光来进行照射，并将反射后的光作为接收光来进行接收；可测量距离计算监视部，该可测量距离计算监视部基于包含通过所述扫描部的光束扫描而获取到的各测风方向的每个距离的接收信号强度在内的测风数据，计算并监视表示能对风速进行测量的距离的可测风距离；光轴角度校正量导出部，该光轴角度校正量导出部在所述可测量距离计算监视部检测到所述可测风距离下降的情况下，基于以比所述第1角速度要慢的第2角速度进行了光束扫描时所得到的所述测风数据和所述第1角速度，导出所述可测风距离为最长的光轴角度校正量；以及光轴校正部，该光轴校正部基于由所述光轴角度校正量导出部所导出的光轴角度校正量，对发送光与接收光之间的光轴角度偏移进行校正。2.如权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述光轴角度校正量导出部具有：最佳光轴校正距离导出部，该最佳光轴校正距离导出部基于以所述第2角速度进行了光束扫描时所得到的所述测风数据和所述第1角速度，从表示在收发光之间不产生光轴角度偏移的测风距离的光轴校正距离中导出可测风距离为最长的最佳光轴校正距离；以及控制方法计算部，该控制方法计算部基于由所述最佳光轴校正距离导出部所导出的所述最佳光轴校正距离来计算所述光轴角度校正量。3.如权利要求1或2所述的激光雷达装置，其特征在于，具有光束扫描方法设定部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤优佑，今城胜治，龟山俊平，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP