レーザ測定装置
【課題】検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さを容易に計測し得るレーザ測定装置を提供する。
【解決手段】レーザ測定装置１００は、レーザレーダ装置１と検出用基準物体９０とを備えている。検出用基準物体９０の反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光Ｌ１が入射したときに、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。一方、レーザレーダ装置１は、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときにこの検出用基準物体９０からの特定反射光を検出している。そして、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求め、検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さを計測している。
【解決手段】レーザ測定装置１００は、レーザレーダ装置１と検出用基準物体９０とを備えている。検出用基準物体９０の反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光Ｌ１が入射したときに、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。一方、レーザレーダ装置１は、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときにこの検出用基準物体９０からの特定反射光を検出している。そして、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求め、検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さを計測している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検出対象空間にレーザ光を照射し、物体までの距離や方位を検出するレーザ測定装置が提供されている。この種のレーザ測定装置では、空間にレーザ光を投射すると共に、当該レーザ光が物体に照射されたときの反射光を検出しており、レーザ光の投射から反射光の受光までに要した時間に基づいて、その物体までの距離を算出している。なお、このようなレーザ測定装置に関する技術としては、例えば特許文献１のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７８９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記レーザ測定装置では、必ずしも検出対象領域が水平とは限らず、検出すべき物体（例えば人など）に対し検出対象領域で常に同じ高さにレーザを照射できるとは限らないので、検出すべき物体から反射して戻ってくるレーザが検出すべき物体のどの高さで反射して戻ってきているかを知る必要が発生する場合がある。また、それなりに遠くまでレーザにて監視する場合は、レーザ測定装置近傍ではなかなか気づき難いが、実はレーザ測定装置がやや上向きや下向きに設置されてしまっており、実は目標とする距離で目標とする地面高さでのレーザ検出が出来ていないといった事態が発生することも大いに考えられる。つまり、照射されるレーザが、検出エリア内において実際にどの程度の高さで走査されているかを把握すべき事を求められる場合がある。
【０００５】
しかしながら、従来のレーザ測定装置は、検出エリア内の各位置において実際にどの程度の高さで走査されているかを把握することが難しいという問題を伴うものであった。例えば、検出エリア内の所望の位置に配置された対象物にレーザ光が照射されているか、或いは当該対象物のどの高さにレーザ光が照射されているかを肉眼で確認しようとしても、レーザ光は肉眼で把握しにくいという特徴があり、仮に確認できたとしても肉眼に頼った実測作業は多大な負荷を伴うため、このような方法は難しい。一方、検出エリア内の対象物を赤外線カメラ等で撮影し、レーザ光が対象物のどの位置に照射されているかを、その撮像画像の解析等によって確認することも考えられるが、この方法では、赤外線カメラの準備や撮像画像の解析作業などが必要となるため、作業コストの高騰や作業負荷の増大が避けられない。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さを容易に計測し得るレーザ測定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】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を検出する光検出手段と、回動可能な偏向部を備え、回動する前記偏向部により前記レーザ光発生手段で発生した前記レーザ光を空間に向けて偏向させつつ走査する回動偏向手段と、前記空間側から戻る前記反射光を前記光検出手段に誘導する誘導手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、前記偏向部の回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、当該レーザ光の発生から当該レーザ光の前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段によって計測された時間に基づいて、前記レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段によって算出された距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の回動位置とに基づいて検出物体の位置を特定する位置特定手段と、を備えたレーザレーザ装置を有している。
また、前記レーザ光による走査を受けたときに特定反射光を反射する反射部を備えた検出用基準物体を有している。
そして、前記検出用基準物体の前記反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つ前記レーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の前記特定反射光を発するように構成されている。
更に、前記レーザレーダ装置は、前記回動偏向手段から照射される前記レーザ光の走査エリア上に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記光検出手段によって検出される前記反射光の波形から前記特定反射光を検出する特定反射光検出手段と、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備え、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出された場合に、前記対応データを参照して前記特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで前記検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段と、を備えている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、更に、前記高さ計測手段によって計測される前記照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行う報知手段が設けられている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレーザ測定装置において、前記検出用基準物体は、前記反射部における前記高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出されたときにその特定反射光の反射元となる前記検出用基準物体の位置を特定するように構成されている。更に、前記位置特定手段によって特定された前記検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定する監視エリア設定手段を備えている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザレーダ装置による前記レーザ光の走査エリア内の複数の位置に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記特定反射光検出手段が、各位置に配置された前記検出用基準物体からの前記特定反射光をそれぞれ検出するように構成されている。
また、前記時間検出手段は、前記特定反射光検出手段によって各位置の前記検出用基準物体からの前記特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体に入射する前記レーザ光が前記レーザ光発生手段にて発生してから、当該レーザ光に応じた前記各検出用基準物体からの前記特定反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出している。
また、前記距離算出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されたとき、前記時間検出手段によって検出される前記各時間に基づいて前記各検出用基準物体までの各距離を算出しており、前記回動位置検出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記偏向部の各回動位置を検出している。
また、前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記距離算出手段によって算出された前記各距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の前記各回動位置とに基づいて前記各検出用基準物体の位置を特定している。
更に、前記高さ計測手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出される場合、それら検出された前記特定反射光の状態に基づいて前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
更には、前記位置特定手段によって特定された前記各検出用基準物体の各位置と、前記高さ計測手段によって計測された前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さとに基づいて、前記レーザ光の走査エリア内の各位置での前記レーザ光の照射高さを特定する三次元マップを生成する三次元マップ生成手段が設けられている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレーザ測定装置において、更に、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと前記監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を記憶する対応情報記憶手段と、前記三次元マップ生成手段によって生成された前記三次元マップと、前記対応情報記憶手段に記憶される前記対応情報と、を参照すると共に、前記三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、前記対応情報により各照射高さと対応付けられている前記監視物体の検出条件を導くことにより、前記レーザ光の走査エリア内における各位置での前記監視物体の検出条件を設定する検出条件設定手段と、前記レーザ光の走査エリア内において前記位置特定手段によって前記検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、前記検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での前記検出条件とに基づいて、その検出物体が前記監視物体であるか否かを判定する監視物体判定手段と、が設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、検出用基準物体の反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。従って、レーザ光の高さを検出すべき所望の位置に検出用基準物体を配置すれば、その位置においてレーザ光の照射高さを適切に反映した内容の特定反射光を発生させることができる。
一方、レーザレーダ装置には、光検出手段によって検出される反射光の波形から特定反射光を検出する特定反射光検出手段が設けられ、更に、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備えると共に、特定反射光が検出された場合に、対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体におけるレーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段が設けられている。従って、レーザレーダ装置では、所望の位置に配置された検出用基準物体で発生した特定反射光をより確実に検出することができ、且つ、対応データ（反射光の状態と高さ情報とを対応付けたデータ）に基づいて特定反射光が検出用基準物体のどの高さで生じたものであるかを正確に判断できる。
特に、検出エリア内の所望の位置のレーザ光照射高さを検出する上で、高価な外部装置（赤外線カメラ等）を用いる必要がなく、複雑な画像解析等も必要がないため、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さをより簡単に検出することができ、作業性の面で極めて有利となる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うことができる。従って、所望の位置に配置される検出用基準物体に照射されるレーザ光が予め定められた基準範囲にあるか否かを作業者等が容易に且つ迅速に把握し易くなり、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体の初期設定やメンテナンス等を行う場合（例えば、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体に傾きが生じていないかを判断し調整する場合や、レーザ光が監視エリア内の特定位置において望ましい高さを通っているか否かを判断し調整する場合等）などにおいて極めて有利となる。
【００１５】
請求項３の発明では、検出用基準物体の反射部における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。この構成によれば、検出用基準物体の形状や表面状態を複雑化することなくレーザ光の照射高さに応じて状態が変化するように特定反射光を発生させることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、所望の位置に配置された検出用基準物体に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に認識しながら監視エリアを設定することができるため、実際のレーザ走査状態に合わせて監視エリアを設定しやすくなる。特に、監視エリア設定手段は、位置特定手段によって特定された検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定しているため、ユーザは、このように境界線が形成されることを予め想定した上で、実環境において境界としたい複数位置に検出用基準物体を配置すればよく、これにより、実環境におけるユーザの希望境界位置と、レーザレーダ装置内で設定される境界線とのずれをより小さくすることができる。
【００１７】
請求項５の発明では、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された偏向部の各回動位置とに基づき、位置特定手段が各検出用基準物体の位置を特定している。そして、高さ計測手段は、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
この構成では、実環境における所望の複数位置に検出用基準物体を配置するといった簡易な作業によって、それら検出用基準物体の位置、即ち実環境におけるユーザの任意の指定位置をレーザレーダ装置に確実に認識させることができ、且つ、レーザレーダ装置側では、それら各指定位置において設置面からどの程度の高さでレーザ光が照射されているかを実データに基づいて正確に把握できるようになる。
そして、このように実環境で指定された指定位置と当該指定位置におけるレーザ光の照射高さとをレーザレーダ装置側で正確且つ容易に把握することができるため、ユーザの希望位置の三次元マップを作業性良く且つ実データを反映して精度高く生成することができる。特に、三次元マップに組み込むべき位置の指定を、検出用基準物体を配置するといった簡単な作業で行うことができるため、三次元マップに新たな位置のデータを追加しやすく、より多くの位置の高さデータを含めるように充実した三次元マップを生成し易くなる。
【００１８】
請求項６の発明では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報が記憶されており、走査エリア内における各位置でどのような検出条件とするかは、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、各照射高さと対応付けられている検出条件を対応情報によって導くことにより決定される。
そして、実際の検出時（監視時）には、レーザ光の走査エリア内において検出物体の位置が特定されたときに、三次元マップによりその特定された物体位置での照射高さを特定することができ、その特定された照射高さと対応付けられた検出条件を上記対応情報に基づいて導いて判定に適用することができる。この構成では、異なる複数の判定基準をレーザ光の照射高さに応じて使い分けることができ、高さ毎に望ましい基準を用いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に説明する説明図である。
【図２】図２は、図１のレーザ測定装置で用いるレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する平面図である。
【図５】図５は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する側面図である。
【図６】図６（Ａ）は、検出用基準物体の高位置を走査した時の受光波形を例示するグラフであり、図６（Ｂ）は、検出用基準物体の低位置を走査した時の受光波形を例示するグラフである。
【図７】図７（Ａ）は、水平方向に沿ってレーザ光が走査されるようにレーザレーダ装置が設置されているときの走査状態を説明する説明図であり、図７（Ｂ）は、レーザ光の走査方向が水平方向に対して傾くように設置されたときの走査状態を説明する説明図である。
【図８】図８は、直径Ｄの算出の考え方を説明する説明図である。
【図９】図９は、監視エリア設定処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１０】図１０は、監視エリアの設定方法を概念的に説明する説明図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るレーザ測定装置で行われる基準物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における監視エリアの設定方法を概念的に説明する説明図である。
【図１３】図１３は、図１２に続く説明図である。
【図１４】図１４は、設定され検出エリアを説明する説明図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、検出用基準物体の別例１を概略的に例示する説明図であり、図１５（Ｂ）は、検出用基準物体の別例２を概略的に例示する説明図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１７】図１７は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる監視エリアの設定方法について説明する説明図である。
【図１８】図１８は、ある物体検出位置での照射高さを、既知の実測データに基づいて算出する方法の一例を説明する説明図である。
【図１９】図１９は、図１７の検出エリアについての三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。
【図２０】図２０（Ａ）は、図１７とは異なる検出エリアが設定されるときの三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）とは異なる三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、三次元マップのデータ構成例を概念的に説明する説明図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）とは異なるデータ構成例を概念的に説明する説明図である。
【図２２】図２２は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図２３】照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を概念的に説明する説明図である。
【図２４】図２４（Ａ）は、人が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図であり、図２４（Ｂ）は、小動物（猫等）が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図である。
【図２５】図２５は、人と小動物を区別する方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザ測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（レーザ測定装置の概要）
まず、図１を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置１００の概要について説明する。
第１実施形態に係るレーザ測定装置１００は、レーザレーダ装置１と１又は複数の検出用基準物体９０とによって構成されている。レーザレーダ装置１は、図１のように監視すべきエリア付近（図１では、住宅Ｈの入口付近）に設置されるものであり、図１のように監視対象となる検出エリア内においてレーザ光Ｌ１を走査するように構成されている。一方、検出用基準物体９０は、図１のようにレーザレーダ装置１の検出エリアの所望の位置に配置してレーザレーダ装置１に検出させるためのものである。
【００２１】
（レーザレーザ装置の構成）
次に、図２等を参照してレーザレーダ装置１について説明する。
図２は、第１実施形態に係るレーザ測定装置１００で用いるレーザレーダ装置１の全体構成を概略的に例示する断面図である。この図２では、レーザレーダ装置１を凹面鏡４１の回転中心軸４２ａに沿った所定切断面（中心軸４２ａ及びフォトダイオード２０の受光位置を通る切断面）で切断した構成を概略的に示している。なお、以下の説明では、透過板の断面については白抜きで示すこととする。
【００２２】
図２に示すように、レーザレーダ装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、装置外の走査エリアに存在する検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
【００２３】
レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体（図示略）に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオード２０に至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００２４】
フォトダイオード２０は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、例えばアバランシェフォトダイオード（avalanche photodiode）などによって構成されている。このフォトダイオード２０は、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が装置外に存在する検出物体（図示略）にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。なお、検出物体からの反射光については上下方向所定領域内のものが凹面鏡４１に受けられる構成となっており、図２では、符号Ｌ２ａ，Ｌ２ｂで示す２つのライン付近を境界としてこのラインＬ２ａ，Ｌ２ｂ間の領域の反射光Ｌ２が凹面鏡４１によって反射されるようになっている。
【００２５】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０で発生して拡散しようとするレーザ光Ｌ１を集光し略平行光に変換している。
【００２６】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度（例えば４５°）で傾斜してなる反射面３１と、反射面３１と交差する方向の貫通路３２とを備えており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を貫通路３２を介して通過させる一方、装置外の検出物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させている。
【００２７】
なお、本実施形態では、ミラー３０及び回動反射機構４０が「誘導手段」の一例に相当し、空間側から戻る反射光Ｌ２をフォトダイオード２０（光検出手段）に誘導するように機能する。
【００２８】
また、ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回動反射機構４０が設けられている。回動反射機構４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、回動可能に構成された凹面鏡４１と、この凹面鏡４１に連結された軸部４２と、この軸部４２を回動可能に支持する図示しない軸受とを備えている。そして、凹面鏡４１によりレーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を空間に向けて反射させ、且つ、この凹面鏡４１により装置外の検出物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向するように機能している。
【００２９】
凹面鏡４１は、「偏向部」の一例に相当するものであり、ミラー３０を通過したレーザ光Ｌ１の光軸上に配置される凹状の反射面４１ａを備えている。凹面鏡４１の反射面４１ａは、例えば放物面として構成されており、水平方向に沿って平行に入射する所定領域（Ｌ２ａとＬ２ｂの間の領域）の反射光Ｌ２を上方に向けて反射させつつ集光し、集光される反射光Ｌ２の焦点位置が中心軸４２ａ上になるように形状が調整されている。
【００３０】
また、凹面鏡４１は、上下方向に延びる中心軸４２ａを中心として回転可能に配設されている。凹面鏡４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０を通過して当該凹面鏡４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と略一致しており、レーザ光Ｌ１が凹面鏡４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
【００３１】
また、本実施形態では、凹面鏡４１の反射面４１ａにおいて位置Ｐ１付近の部分が、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して略４５°の角度で傾斜しており、凹面鏡４１の反射面４１ａで反射したレーザ光Ｌ１が水平方向に照射されるようになっている。また、凹面鏡４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、凹面鏡４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に約４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。なお、本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（上下方向、縦方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。
【００３２】
さらに、レーザレーダ装置１には、回動反射機構４０を駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された凹面鏡４１を回転駆動している。なお、モータ５０の具体的構成としては、例えば直流モータ、交流モータ、ステップモータなど様々なモータを使用できる。
【００３３】
また、本実施形態では、図２に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち凹面鏡４１の回転角度位置）を検出する回転角度センサ５２が設けられている。回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば公知の様々なセンサを使用できる。なお、本実施形態では、回転角度センサ５２が「回動位置検出手段」の一例に相当し、少なくともレーザダイオード１０にてパルスレーザ光Ｌ１が発生する毎に、凹面鏡４１の回動位置を検出するように機能する。
【００３４】
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動反射機構４０、モータ５０等がケース３の内部に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。このケース３は、主ケース部４と透過板５とを備えており、全体として箱状に構成されている。主ケース部４は、上壁部４ａ及び下壁部４ｂが上下に対向して配置され、周壁部４ｃが上方側の外周壁として構成されており、周壁部４ｃと下壁部４ｂの間が窓部４ｅとして導光可能に開放されている。窓部４ｅは、主ケース部４において光の出入りを可能とするように開放した部分であり、ケース３の下方側且つ凹面鏡４１の周囲において周方向所定領域に亘って形成され、且つ上下方向所定領域を開放する構成で設けられている。そして、この開放形態の窓部４ｅを閉塞するように透明の樹脂板、ガラス板などからなる透過板５が配置されている。
【００３５】
このように構成されるレーザレーダ装置１では、凹面鏡４１の回転角度θ（所定の基準回転位置（例えば、ロータリエンコーダが原点を示す位置）からの回転角度）が定まれば装置からのレーザ光Ｌ１の投射方向が特定される。従って、レーザレーダ装置１が所望の傾斜状態（例えば、レーザ光Ｌ１の走査方向が常に鉛直方向と直交する方向となるような状態等）で設置されていれば、フォトダイオード２０が検出物体からの反射光Ｌ２を受光したときの凹面鏡４１の回転角度を回転角度センサ５２によって検出することで、検出物体の方位を正確に検出できる。
【００３６】
また、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１（パルスレーザ光）が発生してからフォトダイオード２０によって当該レーザ光Ｌ１に対応する反射光Ｌ２が検出されるまでの時間Ｔを検出すれば、この時間Ｔと光速とに基づいて、レーザ光Ｌ１の発生から反射光Ｌ２受光までの光経路の長さを算出することができ、レーザレーダ装置１の所定基準位置（例えば位置Ｐ１）から検出物体までの距離Ｌも正確に求めることができる。つまり、レーザレーダ装置１から検出物体までの距離及び方位をいずれも正確に検出することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、制御回路７０が「時間計測手段」の一例に相当しており、レーザダイオード１０にてパルスレーザ光Ｌ１が発生する毎に、当該レーザ光Ｌの発生から当該レーザ光の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって検出されるまでの時間を計測している。また、制御回路７０は、「距離算出手段」の一例に相当し、時間計測手段によって計測された時間に基づいて、レーザ光Ｌの到達位置までの距離を算出するように機能する。更に、制御回路７０は、「位置特定手段」の一例に相当し、距離算出手段によって算出された距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１の回動位置とに基づいて検出物体の位置（具体的には、基準物体の方位と基準物体までの距離）を特定するように機能する。
【００３８】
（検出用基準物体の構成）
次に、検出用基準物体について説明する。
図３は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する斜視図である。図４は、その検出用基準物体の平面図であり、図５は、その検出用基準物体の側面図である。図６（Ａ）は、検出用基準物体の高位置を走査した時の受光波形を例示するグラフであり、図６（Ｂ）は、検出用基準物体の低位置を走査した時の受光波形を例示するグラフである。 図７（Ａ）は、水平方向に沿ってレーザ光が走査されるようにレーザレーダ装置が設置されているときの走査状態を説明する説明図であり、図７（Ｂ）は、レーザ光の走査方向が水平方向に対して傾くように設置されたときの走査状態を説明する説明図である。
【００３９】
図３〜図５に示すように、検出用基準物体９０は、円錐状に構成されており外周部９０ａが「特定反射光」を反射する反射部として構成されている。この検出用基準物体９０は、レーザ光Ｌ１の照射対象部分となる外周部９０ａにおいて、細長の明色領域Ｐｗと細長の暗色領域Ｐｂとが周方向に交互に配された特定図形が付されている。各明色領域Ｐｗ及び各暗色領域Ｐｂは、いずれも同形状となっており、いずれも下方側の幅が大きく上方側につれて次第に幅が小さくなる三角形状に構成されている。明色領域Ｐｗは、例えば白色等の領域として構成され、暗色領域Ｐｂは、例えば黒色等の領域として構成されており、暗色領域Ｐｂの反射率よりも明色領域Ｐｗの反射率の方が大きくなるように構成されている。
【００４０】
また、検出用基準物体９０は、外周部９０ａ（反射部）おける高さ方向（頂点９１から底面９２に下ろした垂線と平行な方向：図５も参照）の各位置が、高さに応じた幅（高さ方向と直交する断面の直径Ｄ）で構成されている。具体的には、外周部９０ａの各高さの直径Ｄ、即ち各高さにおける高さ方向と直交する切断面の径は、高さが高くなるにつれて小さくなるように構成されている。
【００４１】
このように構成される外周部９０ａは、レーザ光Ｌ１による走査を受けたときに特定反射光を反射する構成をなしている。具体的には、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）における高さ方向の各位置が高さに応じた構造をなしているため、この外周部９０ａにレーザ光Ｌ１が入射したときには、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するようになっている。
【００４２】
この検出用基準物体９０は、例えばレーザ光Ｌ１の走査方向と検出用基準物体９０の高さ方向とが交差する関係（具体的にはほぼ直交する関係）となるように配置されるものである。例えば、図１等のように水平方向に沿ってレーザ光Ｌ１が移動するように走査されることが想定されたレーザレーダ装置１によって検出する場合、レーザレーダ装置１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上（即ち、凹面鏡４１の回転に応じて横方向に移動するレーザ光Ｌ１の移動経路上）の所望の位置において、高さ方向が鉛直方向に近くなるように（例えば、底面９２が水平面上に接するように）検出用基準物体９０を立てて配置する。
【００４３】
そして、このような配置でレーザレーダ装置１によって検出を行う場合、検出用基準物体９０の外周部９０ａにレーザ光Ｌ１が照射されるときには、検出用基準物体９０の高さ方向に対してほぼ直交する方向にレーザ光Ｌ１が横切るため、暗色領域Ｐｂからの反射光と明色領域Ｐｗからの反射光が交互に発生する。例えば、図４の例では、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１をタイミング毎にレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５と示しており、検出用基準物体９０に最初に到達したレーザ光Ｌ１１は暗色領域Ｐｂに入射するため、このレーザ光Ｌ１１の受光タイミングでは暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。その後、レーザ光Ｌ１１の後に発生するレーザ光Ｌ１２は、明色領域Ｐｗに入射するため、このレーザ光Ｌ１２の受光タイミングでは明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。更にその後、レーザ光Ｌ１２の後に発生するレーザ光Ｌ１３は暗色領域Ｐｂに入射するため、このレーザ光Ｌ１３の受光タイミングでは暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。同様に、レーザ光Ｌ１４のタイミングで、明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）が受光され、レーザ光Ｌ１５のタイミングで、暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）が受光され、レーザ光Ｌ１６のタイミングで、明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）が受光される。このような特定反射光の発生により、図６のように、暗、明、暗、明、暗、明が交互に現れる受光波形が得られるようになっている。
【００４４】
図６では、図３〜図５の検出用基準物体９０をレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置（より詳しくは、水平方向に沿って移動するレーザ光Ｌ１に対し、検出用基準物体９０の高さ方向が鉛直方向となるように配置）して検出を行ったときの受光信号の出力（受光量）と、凹面鏡４１の角度との関係を示している。この図６では、フォトダイオード２０を所定感度に定めたときの例を示しており、凹面鏡４１がある角度範囲（図４の符号Ｌ１２のようにレーザ光Ｌ１が明色領域Ｐｗに入射し得る角度範囲）となったときに、受光信号の出力が第１閾値Ｖ１以上となっている。また、符号L１３のように、レーザ光Ｌ１が暗色領域Ｐｂに入射し得る角度範囲となったときには、受光信号の出力が、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上となり、更にその後、凹面鏡４１が変位して符号Ｌ１４のようにレーザ光Ｌ１が明色領域Ｐｗに入射し得る角度範囲となったときには、受光信号の出力が再び第１閾値Ｖ１以上となっている。このように、検出用基準物体９０をレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置してレーザレーダ装置１にて物体検出を行ったときに、フォトダイオード２０において、第１閾値Ｖ１以上の出力（明色領域Ｐｗからの反射光量に相当する出力）と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力（暗色領域Ｐｂからの反射光量に相当する出力）とが交互に繰り返されるようになっており、検出用基準物体９０を用いる場合にはこのような交互の出力を発生させる反射光を「特定反射光」として扱う。
【００４５】
なお、本実施形態では制御回路７０が「特定反射光検出手段」の一例に相当し、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときに、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光Ｌ２の波形から特定反射光を検出するように機能しており、例えば、第１閾値Ｖ１以上の受光出力と第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の受光出力が所定角度範囲内で所定回数繰り返された場合に「特定反射光」の受光があったと判断している。
【００４６】
（高さ計測）
次に、検出用基準物体９０を用いた高さ計測について説明する。
レーザレーダ装置１では、図６のような特定反射光を検出した場合、この特定反射光が生じている角度幅θａ（角度範囲）を検出する。本実施形態では、上記のように、第１閾値Ｖ１以上の出力（明色領域Ｐｗからの反射光量に相当する出力）と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力（暗色領域Ｐｂからの反射光量に相当する出力）とが交互に繰り返された角度範囲において、第２閾値Ｖ２以上の角度幅を「特定反射光」が生じている角度幅（角度範囲）θａとしている。この角度幅θａは、検出用基準物体９０の走査位置（レーザ光Ｌ１が照射される位置）において一端部（レーザ光Ｌ１の最初の入射位置）から他端部（レーザ光Ｌ１の最後の入射位置）に至るまでの凹面鏡４１の角度を示すものである。例えば、図７（Ｂ）のようにレーザ光Ｌ１が検出用基準物体９０の上方位置を横切る場合には、図６（Ａ）のように、角度幅θａが相対的に小さくなり、逆に、図７（Ａ）のようにレーザ光Ｌ１が検出用基準物体９０の高さ方向中央位置を横切る場合には、図６（Ｂ）のように、角度幅θａは図６（Ａ）の場合に比べて相対的に大きくなる。
【００４７】
そして、このように得られた角度幅θａと検出用基準物体９０までの距離Ｌに基づいて、レーザ光Ｌ１の照射位置での検出用基準物体９０の直径Ｄを算出する。例えば、レーザレーダ装置１から図５のような走査ラインＦ１で走査がなされ、上記のように角度幅θａが得られた場合、この走査ラインＦ１が通る一端部Ｐ１１から他端部Ｐ１２までの径（直径Ｄ）を以下の第１式で求めることができる。なお、この第１式は、図８のような考えで導き出されるものである。また、この第１式で用いられる距離Ｌは上述の検出物体までの距離計測方向によって算出することができ、具体的には、角度幅θａの中央の角度（又は中央の角度に最も近い角度）での検出物体までの距離を用いる。
Ｄ＝２Ｌ・ｓｉｎ（θａ/２）／（１−ｓｉｎ（θａ/２））
【００４８】
また、本実施形態では、例えば以下の第２式で高さを求めることができる。
Ｈ＝Ｈａ（１−Ｄ／Ｄａ）
なお、Ｈａは、円錐状の検出用基準物体９０の底面９２から頂点９１までの高さである。また、Ｄａは、底面９２（最下部）の直径である。
【００４９】
なお、上記第１式及び第２式（具体的には、第１式及び第２式に基づいて高さＨを算出するプログラム）は、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データに相当する。また、本実施形態では、制御回路７０が「高さ計測手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって特定反射光が検出された場合に、上記対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さを計測するように機能する。
【００５０】
（傾き検出）
次に、上記のような高さ計測を、レーザレーダ装置１の傾きの検出に用いる場合について説明する。
レーザレーダ装置１での傾きの検出は、例えば初期設定等の所定モードのときに行われる。レーザレーダ装置１の傾き検出を行う場合、まず、検出用基準物体９０を走査エリア内の規定の位置に配置し、その上で、レーザレーダ装置１を動作させ、検出用基準物体９０におけるレーザ光Ｌ１の照射高さの計測を行う。照射高さの計測方法は上述した通りであり、これにより、上述の高さＨが算出される。
【００５１】
なお、レーザ光Ｌ１が水平走査されるとき（即ち、レーザレーダ装置１が傾斜していないとき）に規定位置の検出用基準物体９０に照射される高さ（基準高さ）Ｈｂは予め定めておくことができ、上記算出によって得られた高さＨと基準高さＨｂの差が小さい場合（例えば図７（Ａ）のような場合）には傾きが小さいことになり、高さＨと基準高さＨｂの差が大きい場合（例えば図７（Ｂ）のような場合）には傾きが大きいことになる。
【００５２】
また、このような高さ計測を行う場合、計測された高さが予め設定された範囲（基準範囲）を超えた場合に、ブザーやランプ或いは表示器などによってその旨を報知するようにしてもよい。例えば、高さＨと基準高さＨｂの差が規定された閾値を超える場合に上記のように報知することでユーザはレーザレーダ装置１が傾いて設置されていることを容易に且つ迅速に把握することができる。
なお、この場合、制御回路７０及び報知のための装置（ブザー、ランプ、表示器等）が「報知手段」の一例に相当し、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うように機能する。
【００５３】
（監視エリアの設定）
次に、本実施形態に係るレーザ測定装置１００で行われる監視エリアの設定処理について説明する。
図９は、レーザレーダ装置１で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。なお、本実施形態では、図９の処理を行う制御回路７０が「監視エリア設定手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置に基づいて監視エリアを設定するように機能する。
【００５４】
図９の設定処理は、例えば図示しない操作部に対して所定操作がなされたときに制御回路７０によって開始される処理である。なお、この操作部は、例えばケース３の外部においてキーやスイッチなどで構成されていてもよく、ケース３の内部に設けられていてもよい。或いは、レーザレーダ装置１とは別装置として設けられていてもよい。
【００５５】
図９の設定処理が開始されると、まず検出用基準物体９０を検出する検出処理が行われる（Ｓ１）。この基準物体の検出処理では、通常の物体検出処理と同様にレーザ光Ｌ１を空間に投射し、このレーザ光Ｌ１の走査経路上に存在する検出用基準物体９０を検出している。具体的には、例えば、レーザ光Ｌ１の走査を所定回動範囲（例えば３６０°）に亘って行い、各パルスレーザ光の投射に応じて返される各反射光を受光すると共に、上述の「特定反射光」が受光されたか否かを確認する。
【００５６】
検出用基準物体９０として、例えば図３〜図５のような検出用基準物体９０を用いる場合、第１閾値Ｖ１以上の出力と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力とが交互に繰り返されるような一連の反射光が受光されたか否かを確認する。
【００５７】
また、Ｓ１の検出処理では、凹面鏡４１を所定の角度範囲（例えば３６０°）回動させて検出用基準物体９０の検出を行っており、図１０のように走査経路上に複数の検出用基準物体９０が存在する場合には、これら複数の検出用基準物体９０が検出されることとなる。
【００５８】
図９に示すように、Ｓ１の検出処理の後には、Ｓ２の距離算出処理が行われる。この距離算出処理では、Ｓ１で検出された各検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１からの各距離Ｘ１〜Ｘ４が算出される（図１０参照）。具体的には、Ｓ１で各検出用基準物体９０を検出する際に、各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間を検出しており、この検出された各時間と、既知の光速とに基づいてレーザレーダ装置１から各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４を算出している。なお、各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４は、例えば図８の距離Ｌ（角度幅θａの中間位置での距離）のように求めることができる。
【００５９】
図９に示すように、Ｓ２の距離算出処理の後には、Ｓ３の位置特定処理が行われる。この処理は、Ｓ２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４（図１０）に基づいて、各検出用基準物体９０の位置を特定する処理である。
【００６０】
具体的には、Ｓ１で各検出用基準物体９０を検出する際に、上記各検出時間（各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間）と共に、各検出用基準物体９０に入射する各レーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の各回動位置を検出しており、Ｓ３では、これら各回動位置と、Ｓ２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４とに基づいて、各検出用基準物体９０の各位置を検出している。
【００６１】
例えば、図１０の位置Ａ１にある検出用基準物体９０（レーザレーダ装置１からＸ１離れた距離にある基準物体）からの特定反射光が検出されるときに、上記検出時間（Ａ１にある検出用基準物体９０に入射するあるパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」をも検出しており、Ｓ３の処理では、この「回動位置」によって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の方向を特定している。そして、この特定される方向と、Ｓ２で求められた距離Ｘ１とによって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１を基準とする具体的座標を特定している。
【００６２】
なお、図１０では、一例として、所定の基準方向Ｆにレーザ光Ｌ１が投射されるときを凹面鏡４１の基準回動位置（角度０°）とし、「特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１の回動位置」として、この基準回動位置からどの程度回転したかを示す回転角度θを求めている。従って、例えば、位置Ａ１にある検出用基準物体９０にレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置は、基準回動位置から当該回動位置までの回転角度θ１によって表すことができ、位置Ａ１の検出用基準物体９０の座標は、このθ１と距離Ｘ１とによって特定できる。
【００６３】
上記説明では、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の具体的座標を特定する方法を説明したが、他の位置Ａ２〜Ａ４にある検出用基準物体９０についても同様の方法で具体的座標を特定できる。
【００６４】
図９に示すように、Ｓ３の処理の後には、各検出用基準物体９０での照射高さが基準高さを満たしているか否かを判断する（Ｓ４）。具体的には、上述の高さ計測方法によって各検出用基準物体９０での照射高さＨを計測し、この照射高さＨが予め定められた許容範囲に収まっているかを判断する。そして、収まっていない場合にはＳ４にてＮｏに進み、エラーの旨をブザー、ランプ、表示部などによって報知する（Ｓ７）。なお、このとき、照射高さＨが許容範囲に収まっていない検出用基準物体９０を特定する情報を表示するとなお良い。
【００６５】
一方、いずれの検出用基準物体９０の照射高さＨも予め定められた許容範囲に収まっている場合には、Ｓ４にてＹｅｓに進み、Ｓ５の検出エリア設定処理を行う。この検出エリア設定処理は、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（図１０）のいずれか又は全てを境界位置とするように検出エリアを設定する。例えば、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ〜Ｐｄを環状に結ぶことで、多角形状の検出エリアを設定することができる。
【００６６】
次に、検出モードでの物体検出について説明する。
本実施形態では、操作部に対して所定操作がなされたときに、図９のような設定処理が開始され、設定モード（設定処理を行うモード）に移行するようになっている。一方、この設定処理が終わると、自動的に、或いは操作部に対する操作に応じて実際の検出処理を行い得るモード（検出モード）に移行するようになっている。
【００６７】
検出モードでは、図１のように、レーザレーダ装置１を設定処理のときと同じ位置に配置し、その状態で、レーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１を順次出射し、且つ凹面鏡４１を順次回動してレーザ光Ｌ１の走査を行う。パルスレーザ光Ｌ１の出射タイミングや凹面鏡４１の回動タイミングは様々に設定できるが、例えば、パルスレーザ光毎に凹面鏡４１を少しずつ回動させることで、凹面鏡４１からの各パルスレーザ光Ｌ１の投射方向を水平方向に順次変化させることができる。
【００６８】
このようなレーザ光走査において、走査エリア上に検出物体が存在するときには、凹面鏡４１から投射されたパルスレーザ光Ｌ１が当該検出物体にて反射し、この反射光の一部が再び凹面鏡４１に入射する。そして、凹面鏡４１にて反射した後、集光レンズ６２によって集光され、フォトダイオード２０に入射することとなる。従って、検出モードでは、フォトダイオード２０がこのような反射光を受光したか否か（より詳しくは、フォトダイオード２０からの出力が閾値を超えたか否か）を、凹面鏡４１の各回動位置毎に確認し、各回動位置に対応する方向に検出物体が存在するか否かを確認している。
【００６９】
また、各回動位置において、物体からの反射光Ｌ２が受光された場合、この反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって受光されるまでの時間Ｔを検出する。そして、既知の光速Ｃを考慮し、レーザダイオード１０から当該物体までの光路及び当該物体からフォトダイオード２０までの光路を加算した光路長Ｌ、或いは、当該物体までの距離Ｘ（例えば光路長Ｌの１／２）を求める。更に、そのときの凹面鏡４１の回動位置（即ち、反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置）と、当該物体までの上記距離Ｘとに基づいて、当該物体の座標を特定する。そして、この座標が上述の設定処理（図９）で設定された検出エリアの範囲内にあるか否かを判断し、検出エリア内にあれば、検出エリア内において物体検出がなされたものとして所定の出力処理を行う。なお、所定の出力処理としては、物体検出がなされた旨の報知や、検出された物体の位置データの出力などが挙げられる。一方、得られた座標が検出エリア外の座標であれば、当該物体については、検出されたものとして扱わずに無視する。
【００７０】
（第１実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置１００では、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）において所定の高さ方向の各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光Ｌ１が入射したときに、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。従って、レーザ光Ｌ１の高さを検出すべき所望の位置に検出用基準物体９０を配置すれば、その位置においてレーザ光Ｌ１の照射高さを適切に反映した内容の特定反射光を発生させることができる。
【００７１】
一方、レーザレーダ装置１には、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光の波形から特定反射光を検出する特定反射光検出手段が設けられている。また、レーザレーダ装置１は、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備えており、更に、特定反射光が検出された場合に、対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体９０におけるレーザ光Ｌ１の照射高さを計測する高さ計測手段が設けられている。従って、レーザレーダ装置１では、所望の位置に配置された検出用基準物体９０で発生した特定反射光をより確実に検出することができ、且つ、対応データ（反射光の状態と高さ情報とを対応付けたデータ）に基づいて特定反射光が検出用基準物体９０のどの高さで生じたものであるかを正確に判断できる。
特に、検出エリア内の所望の位置のレーザ光照射高さを検出する上で、高価な外部装置（赤外線カメラ等）を用いる必要がなく、複雑な画像解析等も必要がないため、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さをより簡単に検出することができ、作業性の面で極めて有利となる。
【００７２】
また、本実施形態のレーザ測定装置１００では、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うことができる。従って、所望の位置に配置される検出用基準物体９０に照射されるレーザ光が予め定められた基準範囲にあるか否かを作業者等が容易に且つ迅速に把握し易くなり、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体の初期設定やメンテナンス等を行う場合（例えば、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体に傾きが生じていないかを判断し調整する場合や、レーザ光が監視エリア内の特定位置において望ましい高さを通っているか否かを判断し調整する場合等）などにおいて極めて有利となる。
【００７３】
また、一般的に通常監視エリアを設定しようとした場合、監視エリア（検出エリア）を設定するためのデータの準備や設定装置の準備、或いはデータ入力作業等、相当の労力を要することが懸念される。特に、検出エリアを複雑に設定する場合には、より細かな条件設定が必要となり、膨大なデータを用意しなければならないため、データの準備やデータ入力の負荷が極めて大きくなってしまう。また、入力すべきデータを算出するための演算処理や入力処理については、検出装置（レーザ測定装置）以外の情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）が必要となり、設定環境が大掛かりなものとなってしまうという問題もある。
これに対し本実施形態のレーザ測定装置１００によれば、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置に基づいて監視エリアを設定できるようになる。即ち、所望の位置に配置された検出用基準物体９０に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に把握しながら監視エリアを設定することができるため、実際の使用状態を考慮した適切なエリア設定を行いやすくなる。
【００７４】
また、本実施形態のレーザ測定装置１００では、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。この構成によれば、検出用基準物体９０の形状や表面状態を複雑化することなくレーザ光の照射高さに応じて状態が変化するように特定反射光を発生させることができる。
【００７５】
[第２実施形態]
以下、第２実施形態のレーザ測定装置２００にて行われる設定処理について説明する。なお、第２実施形態のレーザ測定装置２００でも、図９に示す流れで設定処理が行われ、まず、Ｓ１の基準物体検出処理が行われる。この基準物体検出処理の具体的内容は第１実施形態と若干異なっており、本実施形態のレーザ測定装置２００では、ユーザが検出用基準物体９０を、レーザ光Ｌ１の走査エリア上における複数位置に移動させることを前提とし、レーザレーダ装置１側では、ユーザによって検出用基準物体９０が順次移動されたときに、それら各移動位置からの各特定反射光を受光している。
【００７６】
この基準物体検出処理は、具体的には例えば図１１のような流れで行われ、まず、基準物体の検出を実際に開始するか否かを判断する処理を行なう（Ｓ２１）。この判断処理は、例えば、ユーザが操作部（図示略）に対して所定の開始指示（基準物体の検出に移行する旨の指示）をしたか否かを確認してもよく、或いは、所定時間が経過したか否か（例えば、図１１の基準物体検出処理の開始から所定時間が経過したか否か、或いは前回の基準物体の検出から所定時間が経過したか否か）を確認してもよい。或いはＳ２１の判断処理自体を省略してもよい。
【００７７】
Ｓ２１にてＹｅｓに進む場合には、凹面鏡４１をある回動位置に定めた状態でパルスレーザ光Ｌ１を出射し（Ｓ２２）、その回動位置において反射光の受光を確認する処理を行なう（Ｓ２３）。そして、特定反射光が検出されたか否かを判断する処理を行う（Ｓ２４）。Ｓ２４での判断は、現在（Ｓ２４の判断を行う時）の回動位置で確認される反射光のみに基づいて「特定反射光」が検出されたか否かを判断してもよく、現在の回動位置以前の複数の回動位置での各反射光に基づいて「特定反射光」が検出されたか否かを判断してもよい。
【００７８】
例えば、図３〜図５の検出用基準物体９０が用いられる場合には、現在の回動位置以前の複数の回動位置の反射光に基づいて、図６のような受光信号が得られたか否かを判断し、得られた場合にはＳ２４にてＹｅｓに進む。また、特定反射光が検出されない場合には、Ｓ２４にてＮｏに進み、凹面鏡４１を１ステップ変化させて次の角度に設定し、Ｓ２２以降の処理を繰り返す。
【００７９】
Ｓ２４にてＹｅｓに進む場合には、特定反射光が得られた角度幅θａ（図６参照）の所定角度（例えば角度幅θａの中央角度）において検出用基準物体９０に投射されるパルスレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０にて発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの時間Ｔａを検出する（Ｓ２６）。この時間Ｔａの検出の方法は、第１実施形態の各検出用基準物体９０での検出と同様である。
【００８０】
また、Ｓ２６では、上記時間Ｔａの検出と共に、検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の回動位置（例えば特定反射光が得られる角度幅θａの中央角度）を検出する。例えば、図１２の移動位置Ｂ１にある検出用基準物体９０から特定反射光が検出されるときには、この特定反射光が得られる角度幅θａの中央角度において、上記時間Ｔａ（Ｂ１にある検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」（基準回動位置からの回動角度θａ’）を検出する。
【００８１】
この場合、移動位置Ｂ１にある検出用基準物体９０に向けて出射されるいずれかのパルスレーザ光Ｌ１について、当該パルスレーザ光Ｌ１の出射から、当該パルスレーザ光Ｌ１に応じた反射光の受光までの時間Ｔａを検出する。そして、当該パルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の回動位置（回動角度θａ’）をも検出する。
【００８２】
このように時間Ｔａと回動位置（回動角度θａ’）が検出された後には、これら値を、移動位置Ｂ１を特定する値としてメモリ（図示略）に記憶する（Ｓ２７）。
【００８３】
その後、基準物体の検出処理を終了するか否かを判断する（Ｓ２８）。この判断は、例えば、ユーザが操作部に対して所定の終了操作を行ったか否かを判断したり、或いは、最後の基準物体の検出から一定時間経過したか否かを判断するといった方法が挙げられる。
【００８４】
ユーザが所定の終了操作を行ったときに図１１の基準物体検出処理を終了する構成とした場合、Ｓ２８では、操作部に対して所定終了操作がなされたか否かを判断し、所定終了操作がなされていない場合にはＳ２８にてＮｏに進み、次の移動位置について、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。一方、所定終了操作がなされた場合にはＳ２８にてＹｅｓに進み、当該基準物体検出処理を終了する。
【００８５】
上記基準物体検出処理では、ユーザが図１３のように検出用基準物体９０を移動したときには、各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３についてＳ２２〜Ｓ２７の処理が行われるため、各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３について上記時間Ｔａ及び回動角度θａ’が算出される。そして、各移動位置毎に時間Ｔａと回動角度θａ’とが対応付けられてメモリに記憶されることとなる。
【００８６】
図１１の基準物体検出処理が終了した場合には、図９のＳ２以降の処理を行う。Ｓ２の処理は第１実施形態と同様であり、第１実施形態では、各基準物体についての各距離を算出していたが、本実施形態では、これと同じ方法で各移動位置についての各距離（各移動位置に配置される基準物体までの各距離）を算出する。即ち、各移動位置毎に検出された上記時間Ｔａに基づいて、各移動位置までの各距離を算出する。例えば、図１３のように各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が検出されている場合には、メモリに記憶される各移動位置毎の時間Ｔａを読み出し、これら時間Ｔａに基づいてレーザレーダ装置１から各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３までの距離Ｘｓ、Ｘｔ、Ｘｕを算出する。
【００８７】
また、Ｓ３の位置特定処理（図９）も、第１実施形態と同様であり、第１実施形態では、各基準物体の各座標を検出していたが、本実施形態でも、これと同じ方法で、各移動位置の各座標を検出する。具体的には、各移動位置に入射する各レーザ光Ｌ１の出射時における凹面鏡４１の各回動位置と、Ｓ２で算出された各距離とに基づいて、検出用基準物体９０の各移動位置の座標を検出する。例えば、図１３のように各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が検出されている場合、移動位置Ｂ１については、移動位置Ｂ１のときの回動角度θａ’（図１３では、Ｂ１のときの回動角度をθａ１と例示）と、当該移動位置Ｂ１までの距離Ｘｓとに基づいて座標Ｐｓを算出する。移動位置Ｂ２も同様であり、移動位置Ｂ２のときの回動角度θａ’（図１３では、移動位置Ｂ２のときの回動角度をθａ２と例示）と、当該移動位置Ｂ２までの距離Ｘｔとに基づいて座標Ｐｔを算出する。なお、移動位置Ｂ３についても同様の方法で、座標Ｐｕを算出する。
【００８８】
その後、Ｓ４の検出エリア設定処理を行う。なお、Ｓ４の処理は第１実施形態と同様であり、Ｓ３で特定された複数の座標に基づいて、検出エリアを設定する。なお、図１４は、図１３のように基準物体が順次移動されたときの検出エリアの設定例を示している。図１４では、一部の移動位置をＰｓ、Ｐｔ、Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗ、Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚで示しており、それ以外の移動位置については符号を省略している。
【００８９】
Ｓ４で設定された検出エリアに関するデータは、第１実施形態と同様の方法でメモリ（図示略）に記憶される（Ｓ６）。なお、検出モードの際には、メモリに記憶されるデータが読み出され、第１実施形態と同様の方法で検出エリア内の物体検出が行われる。
【００９０】
本実施形態のレーザ測定装置２００によれば、ユーザが検出用基準物体９０を所望の複数位置に順次移動させたときに、レーザレーダ装置１において各移動位置を容易に特定でき、ユーザが検出エリアとしてどのあたりを希望しているかをレーザレーダ装置１側で詳細に把握することができる。また、上記のように検出された各移動位置に基づいて検出エリアを設定しており、このようにすることで、ユーザが望んだ各移動位置（即ちユーザが実際に基準物体を移動させた各位置）を反映した検出エリアを容易に且つ正確に設定できるようになる。特に、いずれの移動位置もレーザレーダ装置１からの距離や方向を独立して設定できるため、図１４のような複雑な検出エリアをより簡易に設定することができる。
【００９１】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態に係るレーザ測定装置３００は、機械的構造やハードウェア構成は第１形態と同様であり、設定処理や物体検出処理などが第１実施形態と異なっている。具体的には、本実施形態は、第１実施形態の特徴を全て含み、図１〜図８を参照して説明した第１実施形態と同様の構成を有しており、更に、新たな処理を追加した構成となっている。よって、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の符号を付すと共に詳細な説明は省略し、適宜図１〜図８を参照することとする。
【００９２】
（監視エリアの設定）
以下、本実施形態に係るレーザ測定装置３００で行われる監視エリアの設定処理について説明する。
図１６は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。図１７は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる監視エリアの設定方法について説明する説明図である。図１８は、ある物体検出位置での照射高さを、既知の実測データに基づいて算出する方法の一例を説明する説明図である。図１９は、図１７の検出エリアについての三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。図２０（Ａ）は、図１７とは異なる検出エリアが設定されるときの三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）とは異なる三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。図２１（Ａ）は、三次元マップのデータ構成例を概念的に説明する説明図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）とは異なるデータ構成例を概念的に説明する説明図である。
【００９３】
図１６の設定処理は、例えば図示しない操作部に対して所定操作がなされたときに制御回路７０によって開始される処理である。なお、この操作部は、例えばケース３の外部においてキーやスイッチなどで構成されていてもよく、ケース３の内部に設けられていてもよい。或いは、レーザ測定装置３００とは別装置として設けられていてもよい。
【００９４】
図１６の設定処理では、まず検出用基準物体９０を検出する検出処理を行う（Ｓ３１）。このＳ３１の処理は、図９のＳ１と同様であり、通常の物体検出処理と同様にレーザ光Ｌ１を空間に投射し、このレーザ光Ｌ１の走査経路上に存在する検出用基準物体９０を検出する。具体的には、例えば、レーザ光Ｌ１の走査を所定回動範囲（例えば３６０°）に亘って行い、各パルスレーザ光の投射に応じて返される各反射光を受光すると共に、上述の「特定反射光」が受光されたか否かを確認する。
【００９５】
「特定反射光」が受光されたか否かの確認は、第１実施形態と同様であり、例えば図３〜図５のような検出用基準物体９０を用いる場合、第１閾値Ｖ１以上の出力と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力とが交互に繰り返されるような一連の反射光が受光されたか否かを確認する。
【００９６】
また、Ｓ３１の検出処理では、凹面鏡４１を所定の角度範囲（例えば３６０°）回動させて検出用基準物体９０の検出を行っており、図１７のように走査経路上に複数の検出用基準物体９０が存在する場合には、これら複数の検出用基準物体９０が検出されることとなる。
【００９７】
図１６に示すように、Ｓ３１の検出処理の後には、距離算出処理を行う（Ｓ３２）。Ｓ３２の距離算出処理は、図９のＳ２の処理と同様であり、レーザレーダ装置１からＳ３１で検出された各検出用基準物体９０までの各距離（図１７の例ではＸ１〜Ｘ４）を算出する。具体的には、Ｓ３１で各検出用基準物体９０を検出する際に、各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間を検出しており、この検出された各時間と、既知の光速とに基づいてレーザレーダ装置１から各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４を算出している。なお、各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４は、例えば図８の距離Ｌ（角度幅θａの中間位置での距離）のように求めることができる。
【００９８】
図１６に示すように、Ｓ３２の距離算出処理の後には、Ｓ３３の位置特定処理を行う。この処理は、図９のＳ３と同様の処理であり、Ｓ３２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４（図１７）に基づいて、各検出用基準物体９０の位置（より詳しくは、各検出用基準物体９０の中心軸４２ａ（図１）と直交する水平方向（ＸＹ平面）における位置）を特定する。
【００９９】
具体的には、Ｓ３１で各検出用基準物体９０を検出する際に、上記各検出時間（各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間）と共に、各検出用基準物体９０に入射する各レーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の各回動位置を検出しており、Ｓ３３では、これら各回動位置と、Ｓ３２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４とに基づいて、各検出用基準物体９０の各位置を検出している。
【０１００】
例えば、図１７の位置Ａ１にある検出用基準物体９０（レーザレーダ装置１からＸ１離れた距離にある基準物体）からの特定反射光が検出されるときに、上記検出時間（Ａ１にある検出用基準物体９０に入射するあるパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」をも検出しており、Ｓ３３の処理では、この「回動位置」によって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の方向を特定している。そして、この特定される方向と、Ｓ３２で求められた距離Ｘ１とによって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１を基準とする具体的座標（ＸＹ平面の座標）を特定している。
【０１０１】
図１７では、一例として、所定の基準方向Ｆにレーザ光Ｌ１が投射されるときを凹面鏡４１の基準回動位置（角度０°）とし、「特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１の回動位置」として、この基準回動位置からどの程度回転したかを示す回転角度θを求めている。従って、例えば、位置Ａ１にある検出用基準物体９０にレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置は、基準回動位置から当該回動位置までの回転角度θ１によって表すことができ、位置Ａ１の検出用基準物体９０の座標は、このθ１と距離Ｘ１とによって特定できる。
【０１０２】
上記説明では、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の具体的座標を特定する方法を説明したが、他の位置Ａ２〜Ａ４にある検出用基準物体９０についても同様の方法で具体的座標を特定できる。なお、本実施形態では、レーザレーダ装置１の配置空間を、上記基準方向ＦをＸ軸方向とし、中心軸４２ａ（図２）の方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、これらＸＹＺ座標で位置を特定する三次元空間として示している。
【０１０３】
本実施形態でも、制御回路７０が「特定反射光検出手段」の一例に相当し、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときに、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光Ｌ２の波形から特定反射光を検出するように機能しており、走査エリア内の複数の位置に検出用基準物体９０が配置されたときには、各位置に配置された検出用基準物体からの特定反射光をそれぞれ検出するように機能している。
【０１０４】
また、制御回路７０は「時間検出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各位置の検出用基準物体９０からの特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体９０に入射するレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０（レーザ光発生手段：図２）にて発生してから、当該レーザ光Ｌ１に応じた各検出用基準物体９０からの特定反射光がフォトダイオード２０（光検出手段：図２）によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出するように機能する。
【０１０５】
また、制御回路７０は「距離算出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されたとき、時間検出手段によって検出される各時間に基づいて各検出用基準物体９０までの各距離を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「回動位置検出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置を検出するように機能する。
【０１０６】
更に、制御回路７０は、「位置特定手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置とに基づいて各検出用基準物体９０の位置を特定するように機能する。
【０１０７】
図１６に示すように、Ｓ３３の処理の後には、各検出用基準物体９０での照射高さが基準高さを満たしているか否かを判断する（Ｓ３４）。この処理は、図９のＳ４と同様の処理であり、具体的には、第１実施形態で説明した上述の高さ計測方法によって各検出用基準物体９０での照射高さＨを計測し、この照射高さＨが予め定められた許容範囲に収まっているかを判断する。そして、収まっていない場合にはＳ３４にてＮｏに進み、エラーの旨をブザー、ランプ、表示部などによって報知する（Ｓ３８）。なお、このとき、照射高さＨが許容範囲に収まっていない検出用基準物体９０を特定する情報を表示するとなお良い。また、本実施形態では、Ｓ３４、Ｓ３８の処理を省略することもできる。
【０１０８】
本実施形態では、制御回路７０が「高さ計測手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測するように機能する。
【０１０９】
一方、いずれの検出用基準物体９０の照射高さＨも予め定められた許容範囲に収まっている場合には、Ｓ３４にてＹｅｓに進み、Ｓ３５の検出エリア設定処理を行う。この検出エリア設定処理は、Ｓ３３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（図１７）のいずれか又は全てを境界位置とするように検出エリアを設定する。例えば、位置Ｐ１と、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ〜Ｐｄとを環状に結ぶことで、多角形状の検出エリアを設定することができる（図１９参照）
【０１１０】
本実施形態では、制御回路７０（図２）が「監視エリア設定手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを連結することによって境界線（位置Ｐａ−Ｐｂ、Ｐｂ−Ｐｃ、Ｐｃ−Ｐｄを結ぶ仮想線）を定め、この境界線の内部領域を監視エリアとして設定している。具体的には、位置特定手段によって特定された各検出用基準物体９０のそれぞれの位置を、他の検出用基準物体９０の位置とを結ぶような複数の連結線の組み合わせ（全検出位置において検出位置同士を結ぶ組み合わせとして考えられる全部の全組み合わせ）の内、それら連結線の配置領域の外周をなす最も外側の連結線を検出エリア（監視エリア）の境界としている。例えば、図１９の例では、全連結線として、連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ、Ｌａｃ、Ｌｂｄが想定されるが、これら連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ、Ｌａｃ、Ｌｂｄの配置の外周をなす最も外側の連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄが検出エリア（監視エリア）ＡＲの境界となっている。
【０１１１】
図１６に示すように、Ｓ３５の検出エリア設定処理の後には、Ｓ３６の三次元マップ生成処理を行う。このＳ３６の処理では、Ｓ３３で特定された各検出用基準物体の各位置（ＸＹ座標）、及びそれら各位置でのレーザ光の照射高さ（Ｚ座標）に基づき、各検出用基準物体９０におけるレーザ光照射位置の三次元座標をそれぞれ生成し、記録する。これにより、レーザレーダ装置１内の図示しないメモリ内には、図２１（Ａ）のように、Ｓ３１で行われたレーザ走査のときの各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置が三次元座標データとして記録されることになる。
【０１１２】
「三次元マップ」は、上記のように設定された検出エリア（監視エリア）内の各位置（任意の位置）におけるレーザ光の照射高さを特定し得る情報であればよく、例えば、上記のように生成・記録された三次元座標（各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置（水平方向の位置及び高さ）の三次元座標）の集合そのものであってもよい。或いは、このような三次元座標の集合と、検出エリア（監視エリア）内の各位置の水平座標（ＸＹ座標）とに基づいて、各位置の照射高さ（Ｚ座標）を算出するような演算式の情報であってもよい。
【０１１３】
例えば、上記三次元座標（各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置（水平方向の位置及び高さ）の三次元座標）の集合を三次元マップとする場合、当該三次元座標の集合を図２１（Ａ）のようにレーザレーダ装置１内のメモリ（図示略）に記憶しておく。この場合、検出エリア（監視エリア）内の各位置におけるレーザ光の照射高さを特定するには、例えば、記録された複数の三次元座標の中から、水平座標系（ＸＹ座標）で対象位置（照射高さを求める対象位置）に最も近い位置となる三次元座標を抽出し、この抽出された三次元座標のＺ座標をその対象位置の照射高さとするといった方法を用いることができる。この場合、例えば、図１７、図１８のように領域ＡＲ１で検出された物体位置Ｐｎの照射高さを決定する場合には、ＸＹ座標系で位置Ｐｎに最も近い位置となる位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）が位置ＰｎのＺ座標として推定されることになる。
【０１１４】
或いは、記録された複数の三次元座標の中から、水平座標系（ＸＹ座標）で対象位置（照射高さを求める対象位置）までの距離の短さが上位所定数（例えば上位２つ）に含まれる三次元座標を抽出し、この所定数の三次元座標におけるＺ座標の平均値をその対象位置の照射高さとするといった方法などを用いてもよい。この場合、図１７、図１８のように領域ＡＲ１で検出された物体位置Ｐｎの照射高さを決定する場合、例えば、ＸＹ座標系で位置Ｐｎに近い上位２位置となる位置Ｐ１、ＰａのＺ座標の平均値（（Ｚａ＋Ｚ０）／２）を位置ＰｎのＺ座標〈推定値〉として用いることができる。
【０１１５】
なお、記録された複数の三次元座標に基づき、これら座標間にある対象位置（Ｘ，Ｙ座標が判明している位置）のＺ座標を求める方法は、公知の補間方法（一次補間、スプライン補間、その他の補間方法）であれば様々な方法を用いることができる。
【０１１６】
上記のように複数の三次元座標を記録して三次元マップとする場合、その記録座標数が多いほど、実測データの影響を高めることができ、任意の位置の照射高さを推定する上で、より精度を増すことができる。例えば、図１７のように検出用基準物体９０を４点で検出するよりも、図２０（Ｂ）のように検出用基準物体９０を１２点で検出する方が、より精度が増すことになる。本実施形態では、検出用基準物体９０の位置を変更したり、検出用基準物体９０の数を追加することにより、記録座標数を容易に増やすことができる。
【０１１７】
また、上記のように得られた三次元座標の集合と、検出エリア（監視エリア）内の各位置の水平座標（ＸＹ座標）とに基づいて、各位置の照射高さを算出する演算式としては、例えば、図１９のように検出エリア（監視エリア）ＡＲ内を複数の領域（例えば、位置（凹面鏡４１におけるレーザ光の出射位置）Ｐ１又は各検出用基準物体９０の位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを頂点とする複数の三角形領域）に区切り、各領域の平面を特定するそれぞれの関数式を三次元マップデータとして記録しておいてもよい。
【０１１８】
図１９の例では、三角形領域ＡＲ１の平面（位置Ｐ１、Ｐａ、Ｐｂを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐａ、Ｐｂの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式１として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ１については当該関数式１を三次元マップの要素とすることができる。このような関数式１を三次元マップの要素とすれば、領域ＡＲ１内の任意の位置の照射高さを求める場合に、この位置のＸＹ座標が判明すれば、得られたＸＹ座標を、領域ＡＲ１についての前記関数式１に代入することで、当該任意の位置のＺ座標を算出できることとなる。従って、レーザレーダ装置１によって検出された物体が領域ＡＲ１内に存在すると判断された場合には、その検出された物体位置（Ｘ、Ｙ座標値）と上記関数式によって当該物体位置での照射高さ（Ｚ座標）を求めることができる。
【０１１９】
検出エリアＡＲの他の領域も同様であり、三角形領域ＡＲ２の平面（位置Ｐ１、Ｐｂ、Ｐｃを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐｂ、Ｐｃの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式２として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ２については当該関数式２を三次元マップの要素とすることができる。このような関数式２を三次元マップの要素とすれば、領域ＡＲ２内の任意の位置の照射高さを求める場合、この任意の位置のＸＹ座標が判明すれば、得られたＸＹ座標を、領域ＡＲ２についての前記関数式２に代入することで、当該任意の位置のＺ座標を算出できることとなる。また、三角形領域ＡＲ３の平面（位置Ｐ１、Ｐｃ、Ｐｄを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐｃ、Ｐｄの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式３として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ３については当該関数式３を三次元マップの要素とすることができる。領域ＡＲ３内の任意の位置のＺ座標（照射高さ）を関数式３に基づいて求める方法は、領域ＡＲ１、ＡＲ２の場合と同様である。
【０１２０】
このように、関数式を三次元マップの要素として記録する場合も、領域を細分化し、関数式の記録数を多くするほど、実測データの影響を高めることができ、任意の位置の照射高さを推定する上で、より精度を増すことができる。例えば、図１７のように領域数を３とするよりも、図２０（Ａ）のように領域数を細分化し、関数式の数を多くした方がより精度が増すことになる。本実施形態では、検出用基準物体９０の位置を変更したり、検出用基準物体９０の数を追加することにより、領域数を容易に増やすことができる。
【０１２１】
本実施形態では、制御回路７０（図２）が「三次元マップ生成手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された各検出用基準物体９０の各位置と、高さ計測手段によって計測された各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さとに基づいて、レーザ光の走査エリア内の各位置でのレーザ光の照射高さを特定可能な三次元マップを生成するように機能する。
【０１２２】
（物体検出）
次に、検出モードでの物体検出について説明する。
図２２は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。図２３は、照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を概念的に説明する説明図である。図２４（Ａ）は、人が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図であり、図２４（Ｂ）は、小動物（猫等）が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図である。図２５は、人と小動物を区別する方法を説明する説明図である。
【０１２３】
本実施形態では、操作部に対して所定操作がなされたときに、図１６のような設定処理が開始され、設定モード（設定処理を行うモード）に移行するようになっている。一方、この設定処理が終わると、自動的に、或いは操作部に対する操作に応じて実際の検出処理を行い得るモード（検出モード）に移行するようになっている。なお、検出モードへの移行方法はこれに限られるものではなく、例えば、電源投入や所定の操作をトリガとして検出モードに移行するようにしてもよい。
【０１２４】
検出モードは、図１、図１７のように、レーザレーダ装置１を設定処理のときと同じ位置に配置した状態で行われ、レーザレーダ装置１は、この状態でレーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１を順次出射し、且つ凹面鏡４１を順次回動してレーザ光Ｌ１の走査を行う。パルスレーザ光Ｌ１の出射タイミングや凹面鏡４１の回動タイミングは様々に設定できるが、例えば、パルスレーザ光毎に凹面鏡４１を少しずつ回動させることで、凹面鏡４１からの各パルスレーザ光Ｌ１の投射方向を水平方向に順次変化させることができる。
【０１２５】
図２２に示すように、検出処理が始まると、パルスレーザ光の照射に応じた受光信号を確認する（Ｓ１０１）。このＳ１０１の処理では、例えばパルスレーザ光の照射時に一定の閾値を超える受光信号が得られたか否かを確認している。
【０１２６】
例えば、レーザレーダ装置１の走査エリア上に検出物体が存在するときには、凹面鏡４１から投射されたパルスレーザ光Ｌ１が当該検出物体にて反射し、この反射光の一部が再び凹面鏡４１に入射する。そして、凹面鏡４１にて反射した後、集光レンズ６２によって集光され、フォトダイオード２０に入射することとなる。この構成では、検出エリア内の物体からの反射光をフォトダイオード２０が受光する場合には一定の閾値を超える受光信号が発生するようになっており、検出モードでは、フォトダイオード２０がこのような反射光を受光したか否か（より詳しくは、フォトダイオード２０からの出力が閾値を超えたか否か）を、凹面鏡４１の各回動位置毎に確認し、各回動位置に対応する方向に検出物体が存在するか否かを確認している。
【０１２７】
物体からの反射光Ｌ２が受光され、Ｓ１０１の処理で閾値を超える受光信号が確認された場合、その物体の位置を検出する。具体的には、まず、この反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって受光されるまでの時間Ｔを検出する。そして、既知の光速Ｃを考慮し、レーザダイオード１０から当該物体までの光路及び当該物体からフォトダイオード２０までの光路を加算した光路長Ｌ、或いは、当該物体までの距離Ｘ（例えば光路長Ｌの１／２）を求める。更に、そのときの凹面鏡４１の回動位置（即ち、反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置）と、当該物体までの上記距離Ｘとに基づいて、当該物体の座標（Ｘ、Ｙ座標）を特定する。そして、この座標が上述の設定処理（図１６）で設定された検出エリア（監視エリア）ＡＲの範囲内にあるか否かを判断し（Ｓ１０３）、検出エリア内にあれば、Ｓ１０３においてＹｅｓに進む。一方、得られた座標が検出エリア外の座標であれば、Ｓ１０３にてＮｏに進み、当該物体については検出されたものとして扱わずに無視する。
【０１２８】
Ｓ１０３にてＹｅｓに進む場合、図１６の設定処理で生成された三次元マップを確認し、Ｓ１０２で検出された物体の検出位置（Ｘ座標及びＹ座標）と三次元マップとに基づいてその検出位置での照射高さ（Ｚ座標）を算出する。なお、三次元マップに基づいて検出エリア内の任意の位置の照射高さ（Ｚ座標）を算出する方法は上述の通りである。
【０１２９】
Ｓ１０４の処理により検出位置のＺ座標（照射高さ）を取得した後には、そのＺ座標（照射高さ）に対応する検出条件を読み出す（Ｓ１０５）。本実施形態では、制御回路７０（図２）によってアクセス可能なメモリ（図示略）に、対応情報が記憶されており、Ｓ１０５では、この対応情報を参照し、Ｓ１０４で得られたＺ座標（照射高さ）に対応する検出条件を読み出す。なお、本実施形態では、上記メモリが「対応情報記憶手段」の一例に相当する。
【０１３０】
メモリに記憶される対応情報では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とが対応付けて定められている。この対応情報は、例えば図２３のように、高さの条件として予め複数段階の高さ範囲に分けられており、各段階に対応する物体判定基準（監視物体の検出条件）が定められている。そして、Ｓ１０５では、Ｓ１０３で検出と判断された物体位置での照射高さ（Ｓ１０４で検出された高さ（Ｚ座標））がどの段階に属するかを判別し、その属する段階に対応する物体判定基準を読み出している。例えば、物体検出位置での照射高さ（Ｚ座標）がＨ１以上且つＨ２未満の範囲である場合には、これに対応する検出条件（基準２）を適用し、この基準２に基づいて当該物体が監視物体であるか否かを判別することになる。
【０１３１】
対応情報における高さ範囲別の各基準は様々な考え方で設定することができる。
例えば、図２４（Ａ）のように、人を監視対象とする場合、足の位置に相当する高さでは、２つの領域が検出される可能性が高く、手と胴体の位置に相当する高さでは、３つの領域が検出される可能性が高く、頭の位置に相当する高さでは１つの領域が検出される可能性が高い。従って、これらの検出特性を利用して検出条件を定めてもよい。
【０１３２】
例えば、高さＨ１未満のときの検出条件（基準１）として、「幅が所定範囲内の２つの領域が検出されるスキャンが発生した場合に監視物体（人）と判断する」という基準を用いることができる。例えば、Ｈ１として、成人一般の平均的な足の長さよりも低い値とし、上記所定範囲として、成人一般の平均的な足の幅を含むある程度の範囲（例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ等）を設定しておけば、図２４（Ｂ）のような猫等の小動物が入り込んだとしても、当該猫のスキャンでは、高さ方向のどの位置でも、上記範囲の領域が２つ同時に検出されることが無いため、猫等の誤検出を防ぐことができ、人（特に成人）については確実に検出することができる。なお、猫が検出エリア内に存在する場合、猫の足付近の高さを走査する場合には細い（小さい）４つの領域が検出されることになり、猫の胴体付近の高さを走査する場合には、ある程度大きい１つの領域が検出されることになり、猫の頭付近の高さを走査する場合には、ある程度の大きさの１つの領域が検出されることになる。
【０１３３】
また、高さＨ１以上且つＨ２未満のときの検出条件（基準２）として、「幅が第１所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域と第３所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域と第３所定範囲内の２つの領域」「幅が第４所定範囲内の２つの領域」のいずれかが検出された場合に監視物体（人）と判断するという基準を用いることができる。Ｈ２は成人一般の平均身長程度の高さ（１５０ｃｍ〜１８０ｃｍ程度）、若しくはこれよりやや低い高さとすればよく、第１所定範囲は、成人一般の平均的な頭の幅を含むある程度の範囲（例えば、１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度）、第２所定範囲は、成人一般の平均的な胴体の幅を含むある程度の範囲（例えば、２０ｃｍ〜８０ｃｍ程度）、第３所定範囲は、成人一般の平均的な腕の幅を含むある程度の範囲（例えば、２０ｃｍ〜８０ｃｍ程度）、第４所定範囲は、成人一般の平均的な足の幅を含むある程度の範囲（例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ等）とすればよい。このように設定すると、上記高さ範囲（高さＨ１以上且つＨ２未満）でいずれかの領域が検出された場合に人である可能性が高く、このような領域ではない場合には、人以外（植物等）である可能性が高いため、上記基準２により人とそれ以外の物体を正確に判別できるようになる。
【０１３４】
また、高さＨ２以上且つＨ３未満のときの検出条件（基準３）として、「幅が第１所定範囲内の１つの領域」が検出された場合に監視物体（人）と判断する」という基準を用いることができる。Ｈ３は、成人一般の平均身長程度の高さ（１５０ｃｍ〜１８０ｃｍ程度）よりも相当高く設定すればよく、第１所定範囲は、上述のように、成人一般の平均的な頭の幅を含むある程度の範囲（例えば、１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度）とすればよい。このように設定すると、上記高さ範囲（高さＨ２以上且つＨ３未満）で上記領域が検出された場合に人である可能性が高く、このような領域ではない場合には、人以外（植物等）である可能性が高いため、上記基準３により人とそれ以外の物体を正確に判別できるようになる。
【０１３５】
また、「高さＨ３以上」の高さ範囲に対応する検出条件（基準４）として、例えば、「物体を検出しても監視物体と判断しない」という基準を用いることができる。Ｈ３として、人間の身長よりも相当高い高さを設定すれば、人が存在し得ない位置で物体検出があってもノイズと判断することができる。
【０１３６】
なお、高さ範囲を予め複数段階に分け、各段階に対応する物体判定基準を定める方法は、上記のような方法に限られない。例えば、上述した場合と同様にＨ１、Ｈ３を設定した場合において、領域を、Ｈ１未満の場合と、Ｈ１〜Ｈ３の場合と、Ｈ３以上の場合とに分け、例えば、Ｈ１未満のときには、２つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に人と判断するといった基準を用いることができる。同様に、Ｈ１以上Ｈ３未満のときには、３つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合、又は１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に人と判断すると言った基準を用いることができる。Ｈ３以上の場合は、上述した場合と同様に、例えば、「物体を検出しても監視物体と判断しない」という基準を用いることができる。このような方法であっても、人とそれ以外の物体とをより正確に判別できるようになる。
【０１３７】
また、上記の例では、監視物体を人としたが、ノイズ対象として猫等の小動物を監視物体とし、このような小動物を判別するために、高さ範囲毎に基準を設定してもよい。例えば、小動物の足程度の高さＨａを目安として、高さ範囲が、Ｈａ（例えば、１５ｃｍ）未満のときの検出条件（物体判断基準）として、４つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に小動物と判断するといった基準を用いることができる。この場合、物体検出位置での高さ（Ｚ座標）がＨａ未満であり、当該位置付近で４つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周繰り返された場合に、小動物と判別することになる。また、小動物の胴体及び顔の高さ程度の高さＨｂを目安として、Ｈａ（例えば、１５ｃｍ）以上且つＨｂ（例えば、４０ｃｍ）未満のときの検出条件（物体判断基準）として、１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に小動物と判断するといった基準を用いることができる。この場合、物体検出位置での高さ（Ｚ座標）がＨａ以上Ｈｂ未満であり、当該位置付近で１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周繰り返された場合に、小動物と判別することになる。
【０１３８】
なお、本実施形態では、Ｓ１０５の処理を実行する制御回路７０が「検出条件設定手段」の一例に相当し、三次元マップ生成手段によって生成された三次元マップと、対応情報記憶手段に記憶される対応情報と、を参照すると共に、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、対応情報により各照射高さと対応付けられている監視物体の検出条件を導くことにより、レーザ光の走査エリア内における各位置での監視物体の検出条件を設定するように機能する。
【０１３９】
また、本実施形態では、Ｓ１０６の処理を実行する制御回路７０が「監視物体判定手段」の一例に相当し、レーザ光の走査エリア内において位置特定手段によって検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での検出条件とに基づいて、その検出物体が監視物体であるか否かを判定するように機能する。
【０１４０】
（第３実施形態の主な効果）
本実施形態のレーザ測定装置３００によれば、所望の位置に配置された検出用基準物体９０に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に把握しながら監視エリアＡＲを設定することができるため、実際のレーザ走査状態を考慮した適切な監視エリア設定を行いやすくなる。特に、監視エリア設定手段は、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定しているため、ユーザは、このように境界線が形成されることを予め想定した上で、実環境において境界としたい複数位置に検出用基準物体９０を配置すればよく、これにより、実環境におけるユーザの希望境界位置と、レーザレーダ装置内で設定される境界線とのずれをより小さくすることができる。
【０１４１】
また、レーザ測定装置３００では、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置とに基づき、位置特定手段が各検出用基準物体９０の位置を特定している。そして、高さ計測手段は、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
この構成では、実環境における所望の複数位置に検出用基準物体９０を配置するといった簡易な作業によって、それら検出用基準物体９０の位置、即ち実環境におけるユーザの任意の指定位置をレーザレーダ装置１に確実に認識させることができ、且つ、レーザレーダ装置１側では、それら各指定位置において設置面からどの程度の高さでレーザ光が照射されているかを実データに基づいて正確に把握できるようになる。
そして、このように実環境で指定された指定位置と当該指定位置におけるレーザ光の照射高さとをレーザレーダ装置１側で正確且つ容易に把握することができるため、ユーザの希望位置の三次元マップを作業性良く且つ実データを反映して精度高く生成することができる。特に、三次元マップに組み込むべき位置の指定を、検出用基準物体９０を配置するといった簡単な作業で行うことができるため、三次元マップに新たな位置のデータを追加しやすく、より多くの位置の高さデータを含めるように充実した三次元マップを生成し易くなる。
【０１４２】
また、本実施形態のレーザ測定装置３００では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報が記憶されている。そして、走査エリア内における各位置でどのような検出条件とするかは、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、各照射高さと対応付けられている検出条件を対応情報によって導くことにより決定されるようになっている。
そして、実際の検出時（監視時）には、レーザ光の走査エリア内において検出物体の位置が特定されたときに、三次元マップによりその特定された物体位置での照射高さを特定することができ、その特定された照射高さと対応付けられた検出条件を上記対応情報に基づいて導いて判定に適用することができる。この構成では、異なる複数の判定基準をレーザ光の照射高さに応じて使い分けることができ、高さ毎に望ましい基準を用いやすくなる。
【０１４３】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４４】
上記実施形態では、外表面を反射部とし、この反射部における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成された検出用基準物体の例として円錐状に構成された検出用基準物体９０を例示したが、このような形状に限られない。例えば、三角錐や四角錐などの他の錐体であってもよい。また、錐体の形状は直錐体でも斜錐体でもよい。
【０１４５】
上記実施形態では、明色領域Ｐｗと暗色領域Ｐｂが形成された検出用基準物体９０が例示されたがこのようなパターンが検出されていなくてもよい。例えば、図１５（Ａ）のように、単純な円錐形態の検出用基準物体２９０を用い、第１実施形態と同様に、この検出用基準物体２９０からの反射光によって得られた受光範囲（角度幅）に基づいて高さを算出してもよい。この場合、検出用基準物体の外周面をミラー等の反射率の大きい部材で構成すれば、当該検出用基準物体からの反射光のレベルが他の物体からの反射光に比べて格段に大きくなるため、受光波形の中から検出用基準物体２９０からの反射光によって得られた受光範囲を特定しやすくなる。なお、このように外周面をミラーなどによって構成した場合、フォトダイオード２０での受光量が所定閾値を超える光を「特定反射光」として扱うことができる。
【０１４６】
上記実施形態では円錐状の検出用基準物体を例示したが、反射部（レーザ光を反射する部分、即ちレーザレーダ装置１側に面する部分）における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されていればよい。例えば、上方となるにつれて幅の狭くなる三角形状の板を検出用基準物体として用いてもよく、上方となるにつれて幅の狭くなる三角錐形状の検出用基準物体を用いてもよい。また、上記実施形態では、上方となるにつれて連続的に幅が狭くなる構成を例示したが、上方となるにつれて段階的に幅が狭くなる構成であってもよい。
【０１４７】
また、図１５（Ｂ）のように、表面の構成が高さに応じて段階的に変化するような構成であってもよい。図１５（Ｂ）の例では、円錐形状の部材において上下方向に並んだ複数の領域を設け、各領域の反射率が高さに応じた反射率となるように構成している。この場合、レーザ光が入射する位置の反射率に応じた強さの反射光が生じるため、反射光の受光レベルを把握することで、レーザ光の入射位置を特定できるようになる。
【符号の説明】
【０１４８】
１…レーザレーダ装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（光検出手段）
３０…ミラー（誘導手段）
４０…回動反射機構（回動偏向手段、誘導手段）
４１…凹面鏡（偏向部）
４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（回動位置検出手段、時間計測手段、距離算出手段、位置特定手段、特定反射光検出手段、高さ計測手段、監視エリア設定手段、三次元マップ生成手段、検出条件設定手段、監視物体判定手段）
９０…検出用基準物体
９０ａ…外周部（反射部）
１００，２００，３００…レーザ測定装置
Ｌ１…レーザ光
Ｌ２…検出物体からの反射光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検出対象空間にレーザ光を照射し、物体までの距離や方位を検出するレーザ測定装置が提供されている。この種のレーザ測定装置では、空間にレーザ光を投射すると共に、当該レーザ光が物体に照射されたときの反射光を検出しており、レーザ光の投射から反射光の受光までに要した時間に基づいて、その物体までの距離を算出している。なお、このようなレーザ測定装置に関する技術としては、例えば特許文献１のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７８９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記レーザ測定装置では、必ずしも検出対象領域が水平とは限らず、検出すべき物体（例えば人など）に対し検出対象領域で常に同じ高さにレーザを照射できるとは限らないので、検出すべき物体から反射して戻ってくるレーザが検出すべき物体のどの高さで反射して戻ってきているかを知る必要が発生する場合がある。また、それなりに遠くまでレーザにて監視する場合は、レーザ測定装置近傍ではなかなか気づき難いが、実はレーザ測定装置がやや上向きや下向きに設置されてしまっており、実は目標とする距離で目標とする地面高さでのレーザ検出が出来ていないといった事態が発生することも大いに考えられる。つまり、照射されるレーザが、検出エリア内において実際にどの程度の高さで走査されているかを把握すべき事を求められる場合がある。
【０００５】
しかしながら、従来のレーザ測定装置は、検出エリア内の各位置において実際にどの程度の高さで走査されているかを把握することが難しいという問題を伴うものであった。例えば、検出エリア内の所望の位置に配置された対象物にレーザ光が照射されているか、或いは当該対象物のどの高さにレーザ光が照射されているかを肉眼で確認しようとしても、レーザ光は肉眼で把握しにくいという特徴があり、仮に確認できたとしても肉眼に頼った実測作業は多大な負荷を伴うため、このような方法は難しい。一方、検出エリア内の対象物を赤外線カメラ等で撮影し、レーザ光が対象物のどの位置に照射されているかを、その撮像画像の解析等によって確認することも考えられるが、この方法では、赤外線カメラの準備や撮像画像の解析作業などが必要となるため、作業コストの高騰や作業負荷の増大が避けられない。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さを容易に計測し得るレーザ測定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】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を検出する光検出手段と、回動可能な偏向部を備え、回動する前記偏向部により前記レーザ光発生手段で発生した前記レーザ光を空間に向けて偏向させつつ走査する回動偏向手段と、前記空間側から戻る前記反射光を前記光検出手段に誘導する誘導手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、前記偏向部の回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、当該レーザ光の発生から当該レーザ光の前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段によって計測された時間に基づいて、前記レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段によって算出された距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の回動位置とに基づいて検出物体の位置を特定する位置特定手段と、を備えたレーザレーザ装置を有している。
また、前記レーザ光による走査を受けたときに特定反射光を反射する反射部を備えた検出用基準物体を有している。
そして、前記検出用基準物体の前記反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つ前記レーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の前記特定反射光を発するように構成されている。
更に、前記レーザレーダ装置は、前記回動偏向手段から照射される前記レーザ光の走査エリア上に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記光検出手段によって検出される前記反射光の波形から前記特定反射光を検出する特定反射光検出手段と、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備え、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出された場合に、前記対応データを参照して前記特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで前記検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段と、を備えている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、更に、前記高さ計測手段によって計測される前記照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行う報知手段が設けられている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレーザ測定装置において、前記検出用基準物体は、前記反射部における前記高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出されたときにその特定反射光の反射元となる前記検出用基準物体の位置を特定するように構成されている。更に、前記位置特定手段によって特定された前記検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定する監視エリア設定手段を備えている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザレーダ装置による前記レーザ光の走査エリア内の複数の位置に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記特定反射光検出手段が、各位置に配置された前記検出用基準物体からの前記特定反射光をそれぞれ検出するように構成されている。
また、前記時間検出手段は、前記特定反射光検出手段によって各位置の前記検出用基準物体からの前記特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体に入射する前記レーザ光が前記レーザ光発生手段にて発生してから、当該レーザ光に応じた前記各検出用基準物体からの前記特定反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出している。
また、前記距離算出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されたとき、前記時間検出手段によって検出される前記各時間に基づいて前記各検出用基準物体までの各距離を算出しており、前記回動位置検出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記偏向部の各回動位置を検出している。
また、前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記距離算出手段によって算出された前記各距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の前記各回動位置とに基づいて前記各検出用基準物体の位置を特定している。
更に、前記高さ計測手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出される場合、それら検出された前記特定反射光の状態に基づいて前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
更には、前記位置特定手段によって特定された前記各検出用基準物体の各位置と、前記高さ計測手段によって計測された前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さとに基づいて、前記レーザ光の走査エリア内の各位置での前記レーザ光の照射高さを特定する三次元マップを生成する三次元マップ生成手段が設けられている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレーザ測定装置において、更に、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと前記監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を記憶する対応情報記憶手段と、前記三次元マップ生成手段によって生成された前記三次元マップと、前記対応情報記憶手段に記憶される前記対応情報と、を参照すると共に、前記三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、前記対応情報により各照射高さと対応付けられている前記監視物体の検出条件を導くことにより、前記レーザ光の走査エリア内における各位置での前記監視物体の検出条件を設定する検出条件設定手段と、前記レーザ光の走査エリア内において前記位置特定手段によって前記検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、前記検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での前記検出条件とに基づいて、その検出物体が前記監視物体であるか否かを判定する監視物体判定手段と、が設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、検出用基準物体の反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。従って、レーザ光の高さを検出すべき所望の位置に検出用基準物体を配置すれば、その位置においてレーザ光の照射高さを適切に反映した内容の特定反射光を発生させることができる。
一方、レーザレーダ装置には、光検出手段によって検出される反射光の波形から特定反射光を検出する特定反射光検出手段が設けられ、更に、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備えると共に、特定反射光が検出された場合に、対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体におけるレーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段が設けられている。従って、レーザレーダ装置では、所望の位置に配置された検出用基準物体で発生した特定反射光をより確実に検出することができ、且つ、対応データ（反射光の状態と高さ情報とを対応付けたデータ）に基づいて特定反射光が検出用基準物体のどの高さで生じたものであるかを正確に判断できる。
特に、検出エリア内の所望の位置のレーザ光照射高さを検出する上で、高価な外部装置（赤外線カメラ等）を用いる必要がなく、複雑な画像解析等も必要がないため、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さをより簡単に検出することができ、作業性の面で極めて有利となる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うことができる。従って、所望の位置に配置される検出用基準物体に照射されるレーザ光が予め定められた基準範囲にあるか否かを作業者等が容易に且つ迅速に把握し易くなり、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体の初期設定やメンテナンス等を行う場合（例えば、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体に傾きが生じていないかを判断し調整する場合や、レーザ光が監視エリア内の特定位置において望ましい高さを通っているか否かを判断し調整する場合等）などにおいて極めて有利となる。
【００１５】
請求項３の発明では、検出用基準物体の反射部における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。この構成によれば、検出用基準物体の形状や表面状態を複雑化することなくレーザ光の照射高さに応じて状態が変化するように特定反射光を発生させることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、所望の位置に配置された検出用基準物体に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に認識しながら監視エリアを設定することができるため、実際のレーザ走査状態に合わせて監視エリアを設定しやすくなる。特に、監視エリア設定手段は、位置特定手段によって特定された検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定しているため、ユーザは、このように境界線が形成されることを予め想定した上で、実環境において境界としたい複数位置に検出用基準物体を配置すればよく、これにより、実環境におけるユーザの希望境界位置と、レーザレーダ装置内で設定される境界線とのずれをより小さくすることができる。
【００１７】
請求項５の発明では、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された偏向部の各回動位置とに基づき、位置特定手段が各検出用基準物体の位置を特定している。そして、高さ計測手段は、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
この構成では、実環境における所望の複数位置に検出用基準物体を配置するといった簡易な作業によって、それら検出用基準物体の位置、即ち実環境におけるユーザの任意の指定位置をレーザレーダ装置に確実に認識させることができ、且つ、レーザレーダ装置側では、それら各指定位置において設置面からどの程度の高さでレーザ光が照射されているかを実データに基づいて正確に把握できるようになる。
そして、このように実環境で指定された指定位置と当該指定位置におけるレーザ光の照射高さとをレーザレーダ装置側で正確且つ容易に把握することができるため、ユーザの希望位置の三次元マップを作業性良く且つ実データを反映して精度高く生成することができる。特に、三次元マップに組み込むべき位置の指定を、検出用基準物体を配置するといった簡単な作業で行うことができるため、三次元マップに新たな位置のデータを追加しやすく、より多くの位置の高さデータを含めるように充実した三次元マップを生成し易くなる。
【００１８】
請求項６の発明では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報が記憶されており、走査エリア内における各位置でどのような検出条件とするかは、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、各照射高さと対応付けられている検出条件を対応情報によって導くことにより決定される。
そして、実際の検出時（監視時）には、レーザ光の走査エリア内において検出物体の位置が特定されたときに、三次元マップによりその特定された物体位置での照射高さを特定することができ、その特定された照射高さと対応付けられた検出条件を上記対応情報に基づいて導いて判定に適用することができる。この構成では、異なる複数の判定基準をレーザ光の照射高さに応じて使い分けることができ、高さ毎に望ましい基準を用いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に説明する説明図である。
【図２】図２は、図１のレーザ測定装置で用いるレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する平面図である。
【図５】図５は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する側面図である。
【図６】図６（Ａ）は、検出用基準物体の高位置を走査した時の受光波形を例示するグラフであり、図６（Ｂ）は、検出用基準物体の低位置を走査した時の受光波形を例示するグラフである。
【図７】図７（Ａ）は、水平方向に沿ってレーザ光が走査されるようにレーザレーダ装置が設置されているときの走査状態を説明する説明図であり、図７（Ｂ）は、レーザ光の走査方向が水平方向に対して傾くように設置されたときの走査状態を説明する説明図である。
【図８】図８は、直径Ｄの算出の考え方を説明する説明図である。
【図９】図９は、監視エリア設定処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１０】図１０は、監視エリアの設定方法を概念的に説明する説明図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るレーザ測定装置で行われる基準物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における監視エリアの設定方法を概念的に説明する説明図である。
【図１３】図１３は、図１２に続く説明図である。
【図１４】図１４は、設定され検出エリアを説明する説明図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、検出用基準物体の別例１を概略的に例示する説明図であり、図１５（Ｂ）は、検出用基準物体の別例２を概略的に例示する説明図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１７】図１７は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる監視エリアの設定方法について説明する説明図である。
【図１８】図１８は、ある物体検出位置での照射高さを、既知の実測データに基づいて算出する方法の一例を説明する説明図である。
【図１９】図１９は、図１７の検出エリアについての三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。
【図２０】図２０（Ａ）は、図１７とは異なる検出エリアが設定されるときの三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）とは異なる三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、三次元マップのデータ構成例を概念的に説明する説明図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）とは異なるデータ構成例を概念的に説明する説明図である。
【図２２】図２２は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図２３】照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を概念的に説明する説明図である。
【図２４】図２４（Ａ）は、人が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図であり、図２４（Ｂ）は、小動物（猫等）が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図である。
【図２５】図２５は、人と小動物を区別する方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザ測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（レーザ測定装置の概要）
まず、図１を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置１００の概要について説明する。
第１実施形態に係るレーザ測定装置１００は、レーザレーダ装置１と１又は複数の検出用基準物体９０とによって構成されている。レーザレーダ装置１は、図１のように監視すべきエリア付近（図１では、住宅Ｈの入口付近）に設置されるものであり、図１のように監視対象となる検出エリア内においてレーザ光Ｌ１を走査するように構成されている。一方、検出用基準物体９０は、図１のようにレーザレーダ装置１の検出エリアの所望の位置に配置してレーザレーダ装置１に検出させるためのものである。
【００２１】
（レーザレーザ装置の構成）
次に、図２等を参照してレーザレーダ装置１について説明する。
図２は、第１実施形態に係るレーザ測定装置１００で用いるレーザレーダ装置１の全体構成を概略的に例示する断面図である。この図２では、レーザレーダ装置１を凹面鏡４１の回転中心軸４２ａに沿った所定切断面（中心軸４２ａ及びフォトダイオード２０の受光位置を通る切断面）で切断した構成を概略的に示している。なお、以下の説明では、透過板の断面については白抜きで示すこととする。
【００２２】
図２に示すように、レーザレーダ装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、装置外の走査エリアに存在する検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
【００２３】
レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体（図示略）に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオード２０に至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００２４】
フォトダイオード２０は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、例えばアバランシェフォトダイオード（avalanche photodiode）などによって構成されている。このフォトダイオード２０は、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が装置外に存在する検出物体（図示略）にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。なお、検出物体からの反射光については上下方向所定領域内のものが凹面鏡４１に受けられる構成となっており、図２では、符号Ｌ２ａ，Ｌ２ｂで示す２つのライン付近を境界としてこのラインＬ２ａ，Ｌ２ｂ間の領域の反射光Ｌ２が凹面鏡４１によって反射されるようになっている。
【００２５】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０で発生して拡散しようとするレーザ光Ｌ１を集光し略平行光に変換している。
【００２６】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度（例えば４５°）で傾斜してなる反射面３１と、反射面３１と交差する方向の貫通路３２とを備えており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を貫通路３２を介して通過させる一方、装置外の検出物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させている。
【００２７】
なお、本実施形態では、ミラー３０及び回動反射機構４０が「誘導手段」の一例に相当し、空間側から戻る反射光Ｌ２をフォトダイオード２０（光検出手段）に誘導するように機能する。
【００２８】
また、ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回動反射機構４０が設けられている。回動反射機構４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、回動可能に構成された凹面鏡４１と、この凹面鏡４１に連結された軸部４２と、この軸部４２を回動可能に支持する図示しない軸受とを備えている。そして、凹面鏡４１によりレーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を空間に向けて反射させ、且つ、この凹面鏡４１により装置外の検出物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向するように機能している。
【００２９】
凹面鏡４１は、「偏向部」の一例に相当するものであり、ミラー３０を通過したレーザ光Ｌ１の光軸上に配置される凹状の反射面４１ａを備えている。凹面鏡４１の反射面４１ａは、例えば放物面として構成されており、水平方向に沿って平行に入射する所定領域（Ｌ２ａとＬ２ｂの間の領域）の反射光Ｌ２を上方に向けて反射させつつ集光し、集光される反射光Ｌ２の焦点位置が中心軸４２ａ上になるように形状が調整されている。
【００３０】
また、凹面鏡４１は、上下方向に延びる中心軸４２ａを中心として回転可能に配設されている。凹面鏡４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０を通過して当該凹面鏡４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と略一致しており、レーザ光Ｌ１が凹面鏡４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
【００３１】
また、本実施形態では、凹面鏡４１の反射面４１ａにおいて位置Ｐ１付近の部分が、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して略４５°の角度で傾斜しており、凹面鏡４１の反射面４１ａで反射したレーザ光Ｌ１が水平方向に照射されるようになっている。また、凹面鏡４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、凹面鏡４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に約４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。なお、本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（上下方向、縦方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。
【００３２】
さらに、レーザレーダ装置１には、回動反射機構４０を駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された凹面鏡４１を回転駆動している。なお、モータ５０の具体的構成としては、例えば直流モータ、交流モータ、ステップモータなど様々なモータを使用できる。
【００３３】
また、本実施形態では、図２に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち凹面鏡４１の回転角度位置）を検出する回転角度センサ５２が設けられている。回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば公知の様々なセンサを使用できる。なお、本実施形態では、回転角度センサ５２が「回動位置検出手段」の一例に相当し、少なくともレーザダイオード１０にてパルスレーザ光Ｌ１が発生する毎に、凹面鏡４１の回動位置を検出するように機能する。
【００３４】
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動反射機構４０、モータ５０等がケース３の内部に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。このケース３は、主ケース部４と透過板５とを備えており、全体として箱状に構成されている。主ケース部４は、上壁部４ａ及び下壁部４ｂが上下に対向して配置され、周壁部４ｃが上方側の外周壁として構成されており、周壁部４ｃと下壁部４ｂの間が窓部４ｅとして導光可能に開放されている。窓部４ｅは、主ケース部４において光の出入りを可能とするように開放した部分であり、ケース３の下方側且つ凹面鏡４１の周囲において周方向所定領域に亘って形成され、且つ上下方向所定領域を開放する構成で設けられている。そして、この開放形態の窓部４ｅを閉塞するように透明の樹脂板、ガラス板などからなる透過板５が配置されている。
【００３５】
このように構成されるレーザレーダ装置１では、凹面鏡４１の回転角度θ（所定の基準回転位置（例えば、ロータリエンコーダが原点を示す位置）からの回転角度）が定まれば装置からのレーザ光Ｌ１の投射方向が特定される。従って、レーザレーダ装置１が所望の傾斜状態（例えば、レーザ光Ｌ１の走査方向が常に鉛直方向と直交する方向となるような状態等）で設置されていれば、フォトダイオード２０が検出物体からの反射光Ｌ２を受光したときの凹面鏡４１の回転角度を回転角度センサ５２によって検出することで、検出物体の方位を正確に検出できる。
【００３６】
また、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１（パルスレーザ光）が発生してからフォトダイオード２０によって当該レーザ光Ｌ１に対応する反射光Ｌ２が検出されるまでの時間Ｔを検出すれば、この時間Ｔと光速とに基づいて、レーザ光Ｌ１の発生から反射光Ｌ２受光までの光経路の長さを算出することができ、レーザレーダ装置１の所定基準位置（例えば位置Ｐ１）から検出物体までの距離Ｌも正確に求めることができる。つまり、レーザレーダ装置１から検出物体までの距離及び方位をいずれも正確に検出することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、制御回路７０が「時間計測手段」の一例に相当しており、レーザダイオード１０にてパルスレーザ光Ｌ１が発生する毎に、当該レーザ光Ｌの発生から当該レーザ光の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって検出されるまでの時間を計測している。また、制御回路７０は、「距離算出手段」の一例に相当し、時間計測手段によって計測された時間に基づいて、レーザ光Ｌの到達位置までの距離を算出するように機能する。更に、制御回路７０は、「位置特定手段」の一例に相当し、距離算出手段によって算出された距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１の回動位置とに基づいて検出物体の位置（具体的には、基準物体の方位と基準物体までの距離）を特定するように機能する。
【００３８】
（検出用基準物体の構成）
次に、検出用基準物体について説明する。
図３は、第１実施形態のレーザ測定装置に用いる検出用基準物体を概略的に例示する斜視図である。図４は、その検出用基準物体の平面図であり、図５は、その検出用基準物体の側面図である。図６（Ａ）は、検出用基準物体の高位置を走査した時の受光波形を例示するグラフであり、図６（Ｂ）は、検出用基準物体の低位置を走査した時の受光波形を例示するグラフである。 図７（Ａ）は、水平方向に沿ってレーザ光が走査されるようにレーザレーダ装置が設置されているときの走査状態を説明する説明図であり、図７（Ｂ）は、レーザ光の走査方向が水平方向に対して傾くように設置されたときの走査状態を説明する説明図である。
【００３９】
図３〜図５に示すように、検出用基準物体９０は、円錐状に構成されており外周部９０ａが「特定反射光」を反射する反射部として構成されている。この検出用基準物体９０は、レーザ光Ｌ１の照射対象部分となる外周部９０ａにおいて、細長の明色領域Ｐｗと細長の暗色領域Ｐｂとが周方向に交互に配された特定図形が付されている。各明色領域Ｐｗ及び各暗色領域Ｐｂは、いずれも同形状となっており、いずれも下方側の幅が大きく上方側につれて次第に幅が小さくなる三角形状に構成されている。明色領域Ｐｗは、例えば白色等の領域として構成され、暗色領域Ｐｂは、例えば黒色等の領域として構成されており、暗色領域Ｐｂの反射率よりも明色領域Ｐｗの反射率の方が大きくなるように構成されている。
【００４０】
また、検出用基準物体９０は、外周部９０ａ（反射部）おける高さ方向（頂点９１から底面９２に下ろした垂線と平行な方向：図５も参照）の各位置が、高さに応じた幅（高さ方向と直交する断面の直径Ｄ）で構成されている。具体的には、外周部９０ａの各高さの直径Ｄ、即ち各高さにおける高さ方向と直交する切断面の径は、高さが高くなるにつれて小さくなるように構成されている。
【００４１】
このように構成される外周部９０ａは、レーザ光Ｌ１による走査を受けたときに特定反射光を反射する構成をなしている。具体的には、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）における高さ方向の各位置が高さに応じた構造をなしているため、この外周部９０ａにレーザ光Ｌ１が入射したときには、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するようになっている。
【００４２】
この検出用基準物体９０は、例えばレーザ光Ｌ１の走査方向と検出用基準物体９０の高さ方向とが交差する関係（具体的にはほぼ直交する関係）となるように配置されるものである。例えば、図１等のように水平方向に沿ってレーザ光Ｌ１が移動するように走査されることが想定されたレーザレーダ装置１によって検出する場合、レーザレーダ装置１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上（即ち、凹面鏡４１の回転に応じて横方向に移動するレーザ光Ｌ１の移動経路上）の所望の位置において、高さ方向が鉛直方向に近くなるように（例えば、底面９２が水平面上に接するように）検出用基準物体９０を立てて配置する。
【００４３】
そして、このような配置でレーザレーダ装置１によって検出を行う場合、検出用基準物体９０の外周部９０ａにレーザ光Ｌ１が照射されるときには、検出用基準物体９０の高さ方向に対してほぼ直交する方向にレーザ光Ｌ１が横切るため、暗色領域Ｐｂからの反射光と明色領域Ｐｗからの反射光が交互に発生する。例えば、図４の例では、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１をタイミング毎にレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５と示しており、検出用基準物体９０に最初に到達したレーザ光Ｌ１１は暗色領域Ｐｂに入射するため、このレーザ光Ｌ１１の受光タイミングでは暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。その後、レーザ光Ｌ１１の後に発生するレーザ光Ｌ１２は、明色領域Ｐｗに入射するため、このレーザ光Ｌ１２の受光タイミングでは明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。更にその後、レーザ光Ｌ１２の後に発生するレーザ光Ｌ１３は暗色領域Ｐｂに入射するため、このレーザ光Ｌ１３の受光タイミングでは暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）がフォトダイオード２０に受光されることとなる。同様に、レーザ光Ｌ１４のタイミングで、明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）が受光され、レーザ光Ｌ１５のタイミングで、暗色領域Ｐｂからの反射光（相対的に光量が小さい反射光）が受光され、レーザ光Ｌ１６のタイミングで、明色領域Ｐｗからの反射光（相対的に光量が大きい反射光）が受光される。このような特定反射光の発生により、図６のように、暗、明、暗、明、暗、明が交互に現れる受光波形が得られるようになっている。
【００４４】
図６では、図３〜図５の検出用基準物体９０をレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置（より詳しくは、水平方向に沿って移動するレーザ光Ｌ１に対し、検出用基準物体９０の高さ方向が鉛直方向となるように配置）して検出を行ったときの受光信号の出力（受光量）と、凹面鏡４１の角度との関係を示している。この図６では、フォトダイオード２０を所定感度に定めたときの例を示しており、凹面鏡４１がある角度範囲（図４の符号Ｌ１２のようにレーザ光Ｌ１が明色領域Ｐｗに入射し得る角度範囲）となったときに、受光信号の出力が第１閾値Ｖ１以上となっている。また、符号L１３のように、レーザ光Ｌ１が暗色領域Ｐｂに入射し得る角度範囲となったときには、受光信号の出力が、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上となり、更にその後、凹面鏡４１が変位して符号Ｌ１４のようにレーザ光Ｌ１が明色領域Ｐｗに入射し得る角度範囲となったときには、受光信号の出力が再び第１閾値Ｖ１以上となっている。このように、検出用基準物体９０をレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置してレーザレーダ装置１にて物体検出を行ったときに、フォトダイオード２０において、第１閾値Ｖ１以上の出力（明色領域Ｐｗからの反射光量に相当する出力）と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力（暗色領域Ｐｂからの反射光量に相当する出力）とが交互に繰り返されるようになっており、検出用基準物体９０を用いる場合にはこのような交互の出力を発生させる反射光を「特定反射光」として扱う。
【００４５】
なお、本実施形態では制御回路７０が「特定反射光検出手段」の一例に相当し、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときに、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光Ｌ２の波形から特定反射光を検出するように機能しており、例えば、第１閾値Ｖ１以上の受光出力と第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の受光出力が所定角度範囲内で所定回数繰り返された場合に「特定反射光」の受光があったと判断している。
【００４６】
（高さ計測）
次に、検出用基準物体９０を用いた高さ計測について説明する。
レーザレーダ装置１では、図６のような特定反射光を検出した場合、この特定反射光が生じている角度幅θａ（角度範囲）を検出する。本実施形態では、上記のように、第１閾値Ｖ１以上の出力（明色領域Ｐｗからの反射光量に相当する出力）と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力（暗色領域Ｐｂからの反射光量に相当する出力）とが交互に繰り返された角度範囲において、第２閾値Ｖ２以上の角度幅を「特定反射光」が生じている角度幅（角度範囲）θａとしている。この角度幅θａは、検出用基準物体９０の走査位置（レーザ光Ｌ１が照射される位置）において一端部（レーザ光Ｌ１の最初の入射位置）から他端部（レーザ光Ｌ１の最後の入射位置）に至るまでの凹面鏡４１の角度を示すものである。例えば、図７（Ｂ）のようにレーザ光Ｌ１が検出用基準物体９０の上方位置を横切る場合には、図６（Ａ）のように、角度幅θａが相対的に小さくなり、逆に、図７（Ａ）のようにレーザ光Ｌ１が検出用基準物体９０の高さ方向中央位置を横切る場合には、図６（Ｂ）のように、角度幅θａは図６（Ａ）の場合に比べて相対的に大きくなる。
【００４７】
そして、このように得られた角度幅θａと検出用基準物体９０までの距離Ｌに基づいて、レーザ光Ｌ１の照射位置での検出用基準物体９０の直径Ｄを算出する。例えば、レーザレーダ装置１から図５のような走査ラインＦ１で走査がなされ、上記のように角度幅θａが得られた場合、この走査ラインＦ１が通る一端部Ｐ１１から他端部Ｐ１２までの径（直径Ｄ）を以下の第１式で求めることができる。なお、この第１式は、図８のような考えで導き出されるものである。また、この第１式で用いられる距離Ｌは上述の検出物体までの距離計測方向によって算出することができ、具体的には、角度幅θａの中央の角度（又は中央の角度に最も近い角度）での検出物体までの距離を用いる。
Ｄ＝２Ｌ・ｓｉｎ（θａ/２）／（１−ｓｉｎ（θａ/２））
【００４８】
また、本実施形態では、例えば以下の第２式で高さを求めることができる。
Ｈ＝Ｈａ（１−Ｄ／Ｄａ）
なお、Ｈａは、円錐状の検出用基準物体９０の底面９２から頂点９１までの高さである。また、Ｄａは、底面９２（最下部）の直径である。
【００４９】
なお、上記第１式及び第２式（具体的には、第１式及び第２式に基づいて高さＨを算出するプログラム）は、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データに相当する。また、本実施形態では、制御回路７０が「高さ計測手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって特定反射光が検出された場合に、上記対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さを計測するように機能する。
【００５０】
（傾き検出）
次に、上記のような高さ計測を、レーザレーダ装置１の傾きの検出に用いる場合について説明する。
レーザレーダ装置１での傾きの検出は、例えば初期設定等の所定モードのときに行われる。レーザレーダ装置１の傾き検出を行う場合、まず、検出用基準物体９０を走査エリア内の規定の位置に配置し、その上で、レーザレーダ装置１を動作させ、検出用基準物体９０におけるレーザ光Ｌ１の照射高さの計測を行う。照射高さの計測方法は上述した通りであり、これにより、上述の高さＨが算出される。
【００５１】
なお、レーザ光Ｌ１が水平走査されるとき（即ち、レーザレーダ装置１が傾斜していないとき）に規定位置の検出用基準物体９０に照射される高さ（基準高さ）Ｈｂは予め定めておくことができ、上記算出によって得られた高さＨと基準高さＨｂの差が小さい場合（例えば図７（Ａ）のような場合）には傾きが小さいことになり、高さＨと基準高さＨｂの差が大きい場合（例えば図７（Ｂ）のような場合）には傾きが大きいことになる。
【００５２】
また、このような高さ計測を行う場合、計測された高さが予め設定された範囲（基準範囲）を超えた場合に、ブザーやランプ或いは表示器などによってその旨を報知するようにしてもよい。例えば、高さＨと基準高さＨｂの差が規定された閾値を超える場合に上記のように報知することでユーザはレーザレーダ装置１が傾いて設置されていることを容易に且つ迅速に把握することができる。
なお、この場合、制御回路７０及び報知のための装置（ブザー、ランプ、表示器等）が「報知手段」の一例に相当し、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うように機能する。
【００５３】
（監視エリアの設定）
次に、本実施形態に係るレーザ測定装置１００で行われる監視エリアの設定処理について説明する。
図９は、レーザレーダ装置１で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。なお、本実施形態では、図９の処理を行う制御回路７０が「監視エリア設定手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置に基づいて監視エリアを設定するように機能する。
【００５４】
図９の設定処理は、例えば図示しない操作部に対して所定操作がなされたときに制御回路７０によって開始される処理である。なお、この操作部は、例えばケース３の外部においてキーやスイッチなどで構成されていてもよく、ケース３の内部に設けられていてもよい。或いは、レーザレーダ装置１とは別装置として設けられていてもよい。
【００５５】
図９の設定処理が開始されると、まず検出用基準物体９０を検出する検出処理が行われる（Ｓ１）。この基準物体の検出処理では、通常の物体検出処理と同様にレーザ光Ｌ１を空間に投射し、このレーザ光Ｌ１の走査経路上に存在する検出用基準物体９０を検出している。具体的には、例えば、レーザ光Ｌ１の走査を所定回動範囲（例えば３６０°）に亘って行い、各パルスレーザ光の投射に応じて返される各反射光を受光すると共に、上述の「特定反射光」が受光されたか否かを確認する。
【００５６】
検出用基準物体９０として、例えば図３〜図５のような検出用基準物体９０を用いる場合、第１閾値Ｖ１以上の出力と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力とが交互に繰り返されるような一連の反射光が受光されたか否かを確認する。
【００５７】
また、Ｓ１の検出処理では、凹面鏡４１を所定の角度範囲（例えば３６０°）回動させて検出用基準物体９０の検出を行っており、図１０のように走査経路上に複数の検出用基準物体９０が存在する場合には、これら複数の検出用基準物体９０が検出されることとなる。
【００５８】
図９に示すように、Ｓ１の検出処理の後には、Ｓ２の距離算出処理が行われる。この距離算出処理では、Ｓ１で検出された各検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１からの各距離Ｘ１〜Ｘ４が算出される（図１０参照）。具体的には、Ｓ１で各検出用基準物体９０を検出する際に、各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間を検出しており、この検出された各時間と、既知の光速とに基づいてレーザレーダ装置１から各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４を算出している。なお、各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４は、例えば図８の距離Ｌ（角度幅θａの中間位置での距離）のように求めることができる。
【００５９】
図９に示すように、Ｓ２の距離算出処理の後には、Ｓ３の位置特定処理が行われる。この処理は、Ｓ２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４（図１０）に基づいて、各検出用基準物体９０の位置を特定する処理である。
【００６０】
具体的には、Ｓ１で各検出用基準物体９０を検出する際に、上記各検出時間（各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間）と共に、各検出用基準物体９０に入射する各レーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の各回動位置を検出しており、Ｓ３では、これら各回動位置と、Ｓ２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４とに基づいて、各検出用基準物体９０の各位置を検出している。
【００６１】
例えば、図１０の位置Ａ１にある検出用基準物体９０（レーザレーダ装置１からＸ１離れた距離にある基準物体）からの特定反射光が検出されるときに、上記検出時間（Ａ１にある検出用基準物体９０に入射するあるパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」をも検出しており、Ｓ３の処理では、この「回動位置」によって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の方向を特定している。そして、この特定される方向と、Ｓ２で求められた距離Ｘ１とによって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１を基準とする具体的座標を特定している。
【００６２】
なお、図１０では、一例として、所定の基準方向Ｆにレーザ光Ｌ１が投射されるときを凹面鏡４１の基準回動位置（角度０°）とし、「特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１の回動位置」として、この基準回動位置からどの程度回転したかを示す回転角度θを求めている。従って、例えば、位置Ａ１にある検出用基準物体９０にレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置は、基準回動位置から当該回動位置までの回転角度θ１によって表すことができ、位置Ａ１の検出用基準物体９０の座標は、このθ１と距離Ｘ１とによって特定できる。
【００６３】
上記説明では、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の具体的座標を特定する方法を説明したが、他の位置Ａ２〜Ａ４にある検出用基準物体９０についても同様の方法で具体的座標を特定できる。
【００６４】
図９に示すように、Ｓ３の処理の後には、各検出用基準物体９０での照射高さが基準高さを満たしているか否かを判断する（Ｓ４）。具体的には、上述の高さ計測方法によって各検出用基準物体９０での照射高さＨを計測し、この照射高さＨが予め定められた許容範囲に収まっているかを判断する。そして、収まっていない場合にはＳ４にてＮｏに進み、エラーの旨をブザー、ランプ、表示部などによって報知する（Ｓ７）。なお、このとき、照射高さＨが許容範囲に収まっていない検出用基準物体９０を特定する情報を表示するとなお良い。
【００６５】
一方、いずれの検出用基準物体９０の照射高さＨも予め定められた許容範囲に収まっている場合には、Ｓ４にてＹｅｓに進み、Ｓ５の検出エリア設定処理を行う。この検出エリア設定処理は、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（図１０）のいずれか又は全てを境界位置とするように検出エリアを設定する。例えば、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ〜Ｐｄを環状に結ぶことで、多角形状の検出エリアを設定することができる。
【００６６】
次に、検出モードでの物体検出について説明する。
本実施形態では、操作部に対して所定操作がなされたときに、図９のような設定処理が開始され、設定モード（設定処理を行うモード）に移行するようになっている。一方、この設定処理が終わると、自動的に、或いは操作部に対する操作に応じて実際の検出処理を行い得るモード（検出モード）に移行するようになっている。
【００６７】
検出モードでは、図１のように、レーザレーダ装置１を設定処理のときと同じ位置に配置し、その状態で、レーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１を順次出射し、且つ凹面鏡４１を順次回動してレーザ光Ｌ１の走査を行う。パルスレーザ光Ｌ１の出射タイミングや凹面鏡４１の回動タイミングは様々に設定できるが、例えば、パルスレーザ光毎に凹面鏡４１を少しずつ回動させることで、凹面鏡４１からの各パルスレーザ光Ｌ１の投射方向を水平方向に順次変化させることができる。
【００６８】
このようなレーザ光走査において、走査エリア上に検出物体が存在するときには、凹面鏡４１から投射されたパルスレーザ光Ｌ１が当該検出物体にて反射し、この反射光の一部が再び凹面鏡４１に入射する。そして、凹面鏡４１にて反射した後、集光レンズ６２によって集光され、フォトダイオード２０に入射することとなる。従って、検出モードでは、フォトダイオード２０がこのような反射光を受光したか否か（より詳しくは、フォトダイオード２０からの出力が閾値を超えたか否か）を、凹面鏡４１の各回動位置毎に確認し、各回動位置に対応する方向に検出物体が存在するか否かを確認している。
【００６９】
また、各回動位置において、物体からの反射光Ｌ２が受光された場合、この反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって受光されるまでの時間Ｔを検出する。そして、既知の光速Ｃを考慮し、レーザダイオード１０から当該物体までの光路及び当該物体からフォトダイオード２０までの光路を加算した光路長Ｌ、或いは、当該物体までの距離Ｘ（例えば光路長Ｌの１／２）を求める。更に、そのときの凹面鏡４１の回動位置（即ち、反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置）と、当該物体までの上記距離Ｘとに基づいて、当該物体の座標を特定する。そして、この座標が上述の設定処理（図９）で設定された検出エリアの範囲内にあるか否かを判断し、検出エリア内にあれば、検出エリア内において物体検出がなされたものとして所定の出力処理を行う。なお、所定の出力処理としては、物体検出がなされた旨の報知や、検出された物体の位置データの出力などが挙げられる。一方、得られた座標が検出エリア外の座標であれば、当該物体については、検出されたものとして扱わずに無視する。
【００７０】
（第１実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置１００では、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）において所定の高さ方向の各位置が高さに応じた構造をなし、且つレーザ光Ｌ１が入射したときに、当該レーザ光Ｌ１が入射する高さに応じた内容の特定反射光を発するように構成されている。従って、レーザ光Ｌ１の高さを検出すべき所望の位置に検出用基準物体９０を配置すれば、その位置においてレーザ光Ｌ１の照射高さを適切に反映した内容の特定反射光を発生させることができる。
【００７１】
一方、レーザレーダ装置１には、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光の波形から特定反射光を検出する特定反射光検出手段が設けられている。また、レーザレーダ装置１は、反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備えており、更に、特定反射光が検出された場合に、対応データを参照して特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで検出用基準物体９０におけるレーザ光Ｌ１の照射高さを計測する高さ計測手段が設けられている。従って、レーザレーダ装置１では、所望の位置に配置された検出用基準物体９０で発生した特定反射光をより確実に検出することができ、且つ、対応データ（反射光の状態と高さ情報とを対応付けたデータ）に基づいて特定反射光が検出用基準物体９０のどの高さで生じたものであるかを正確に判断できる。
特に、検出エリア内の所望の位置のレーザ光照射高さを検出する上で、高価な外部装置（赤外線カメラ等）を用いる必要がなく、複雑な画像解析等も必要がないため、検出エリア内におけるレーザ光の実際の照射高さをより簡単に検出することができ、作業性の面で極めて有利となる。
【００７２】
また、本実施形態のレーザ測定装置１００では、高さ計測手段によって計測される照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行うことができる。従って、所望の位置に配置される検出用基準物体９０に照射されるレーザ光が予め定められた基準範囲にあるか否かを作業者等が容易に且つ迅速に把握し易くなり、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体の初期設定やメンテナンス等を行う場合（例えば、特定位置におけるレーザ光の照射高さに基づいて装置本体に傾きが生じていないかを判断し調整する場合や、レーザ光が監視エリア内の特定位置において望ましい高さを通っているか否かを判断し調整する場合等）などにおいて極めて有利となる。
【００７３】
また、一般的に通常監視エリアを設定しようとした場合、監視エリア（検出エリア）を設定するためのデータの準備や設定装置の準備、或いはデータ入力作業等、相当の労力を要することが懸念される。特に、検出エリアを複雑に設定する場合には、より細かな条件設定が必要となり、膨大なデータを用意しなければならないため、データの準備やデータ入力の負荷が極めて大きくなってしまう。また、入力すべきデータを算出するための演算処理や入力処理については、検出装置（レーザ測定装置）以外の情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）が必要となり、設定環境が大掛かりなものとなってしまうという問題もある。
これに対し本実施形態のレーザ測定装置１００によれば、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置に基づいて監視エリアを設定できるようになる。即ち、所望の位置に配置された検出用基準物体９０に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に把握しながら監視エリアを設定することができるため、実際の使用状態を考慮した適切なエリア設定を行いやすくなる。
【００７４】
また、本実施形態のレーザ測定装置１００では、検出用基準物体９０の外周部９０ａ（反射部）における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されている。この構成によれば、検出用基準物体９０の形状や表面状態を複雑化することなくレーザ光の照射高さに応じて状態が変化するように特定反射光を発生させることができる。
【００７５】
[第２実施形態]
以下、第２実施形態のレーザ測定装置２００にて行われる設定処理について説明する。なお、第２実施形態のレーザ測定装置２００でも、図９に示す流れで設定処理が行われ、まず、Ｓ１の基準物体検出処理が行われる。この基準物体検出処理の具体的内容は第１実施形態と若干異なっており、本実施形態のレーザ測定装置２００では、ユーザが検出用基準物体９０を、レーザ光Ｌ１の走査エリア上における複数位置に移動させることを前提とし、レーザレーダ装置１側では、ユーザによって検出用基準物体９０が順次移動されたときに、それら各移動位置からの各特定反射光を受光している。
【００７６】
この基準物体検出処理は、具体的には例えば図１１のような流れで行われ、まず、基準物体の検出を実際に開始するか否かを判断する処理を行なう（Ｓ２１）。この判断処理は、例えば、ユーザが操作部（図示略）に対して所定の開始指示（基準物体の検出に移行する旨の指示）をしたか否かを確認してもよく、或いは、所定時間が経過したか否か（例えば、図１１の基準物体検出処理の開始から所定時間が経過したか否か、或いは前回の基準物体の検出から所定時間が経過したか否か）を確認してもよい。或いはＳ２１の判断処理自体を省略してもよい。
【００７７】
Ｓ２１にてＹｅｓに進む場合には、凹面鏡４１をある回動位置に定めた状態でパルスレーザ光Ｌ１を出射し（Ｓ２２）、その回動位置において反射光の受光を確認する処理を行なう（Ｓ２３）。そして、特定反射光が検出されたか否かを判断する処理を行う（Ｓ２４）。Ｓ２４での判断は、現在（Ｓ２４の判断を行う時）の回動位置で確認される反射光のみに基づいて「特定反射光」が検出されたか否かを判断してもよく、現在の回動位置以前の複数の回動位置での各反射光に基づいて「特定反射光」が検出されたか否かを判断してもよい。
【００７８】
例えば、図３〜図５の検出用基準物体９０が用いられる場合には、現在の回動位置以前の複数の回動位置の反射光に基づいて、図６のような受光信号が得られたか否かを判断し、得られた場合にはＳ２４にてＹｅｓに進む。また、特定反射光が検出されない場合には、Ｓ２４にてＮｏに進み、凹面鏡４１を１ステップ変化させて次の角度に設定し、Ｓ２２以降の処理を繰り返す。
【００７９】
Ｓ２４にてＹｅｓに進む場合には、特定反射光が得られた角度幅θａ（図６参照）の所定角度（例えば角度幅θａの中央角度）において検出用基準物体９０に投射されるパルスレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０にて発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの時間Ｔａを検出する（Ｓ２６）。この時間Ｔａの検出の方法は、第１実施形態の各検出用基準物体９０での検出と同様である。
【００８０】
また、Ｓ２６では、上記時間Ｔａの検出と共に、検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の回動位置（例えば特定反射光が得られる角度幅θａの中央角度）を検出する。例えば、図１２の移動位置Ｂ１にある検出用基準物体９０から特定反射光が検出されるときには、この特定反射光が得られる角度幅θａの中央角度において、上記時間Ｔａ（Ｂ１にある検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」（基準回動位置からの回動角度θａ’）を検出する。
【００８１】
この場合、移動位置Ｂ１にある検出用基準物体９０に向けて出射されるいずれかのパルスレーザ光Ｌ１について、当該パルスレーザ光Ｌ１の出射から、当該パルスレーザ光Ｌ１に応じた反射光の受光までの時間Ｔａを検出する。そして、当該パルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の回動位置（回動角度θａ’）をも検出する。
【００８２】
このように時間Ｔａと回動位置（回動角度θａ’）が検出された後には、これら値を、移動位置Ｂ１を特定する値としてメモリ（図示略）に記憶する（Ｓ２７）。
【００８３】
その後、基準物体の検出処理を終了するか否かを判断する（Ｓ２８）。この判断は、例えば、ユーザが操作部に対して所定の終了操作を行ったか否かを判断したり、或いは、最後の基準物体の検出から一定時間経過したか否かを判断するといった方法が挙げられる。
【００８４】
ユーザが所定の終了操作を行ったときに図１１の基準物体検出処理を終了する構成とした場合、Ｓ２８では、操作部に対して所定終了操作がなされたか否かを判断し、所定終了操作がなされていない場合にはＳ２８にてＮｏに進み、次の移動位置について、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。一方、所定終了操作がなされた場合にはＳ２８にてＹｅｓに進み、当該基準物体検出処理を終了する。
【００８５】
上記基準物体検出処理では、ユーザが図１３のように検出用基準物体９０を移動したときには、各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３についてＳ２２〜Ｓ２７の処理が行われるため、各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３について上記時間Ｔａ及び回動角度θａ’が算出される。そして、各移動位置毎に時間Ｔａと回動角度θａ’とが対応付けられてメモリに記憶されることとなる。
【００８６】
図１１の基準物体検出処理が終了した場合には、図９のＳ２以降の処理を行う。Ｓ２の処理は第１実施形態と同様であり、第１実施形態では、各基準物体についての各距離を算出していたが、本実施形態では、これと同じ方法で各移動位置についての各距離（各移動位置に配置される基準物体までの各距離）を算出する。即ち、各移動位置毎に検出された上記時間Ｔａに基づいて、各移動位置までの各距離を算出する。例えば、図１３のように各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が検出されている場合には、メモリに記憶される各移動位置毎の時間Ｔａを読み出し、これら時間Ｔａに基づいてレーザレーダ装置１から各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３までの距離Ｘｓ、Ｘｔ、Ｘｕを算出する。
【００８７】
また、Ｓ３の位置特定処理（図９）も、第１実施形態と同様であり、第１実施形態では、各基準物体の各座標を検出していたが、本実施形態でも、これと同じ方法で、各移動位置の各座標を検出する。具体的には、各移動位置に入射する各レーザ光Ｌ１の出射時における凹面鏡４１の各回動位置と、Ｓ２で算出された各距離とに基づいて、検出用基準物体９０の各移動位置の座標を検出する。例えば、図１３のように各移動位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が検出されている場合、移動位置Ｂ１については、移動位置Ｂ１のときの回動角度θａ’（図１３では、Ｂ１のときの回動角度をθａ１と例示）と、当該移動位置Ｂ１までの距離Ｘｓとに基づいて座標Ｐｓを算出する。移動位置Ｂ２も同様であり、移動位置Ｂ２のときの回動角度θａ’（図１３では、移動位置Ｂ２のときの回動角度をθａ２と例示）と、当該移動位置Ｂ２までの距離Ｘｔとに基づいて座標Ｐｔを算出する。なお、移動位置Ｂ３についても同様の方法で、座標Ｐｕを算出する。
【００８８】
その後、Ｓ４の検出エリア設定処理を行う。なお、Ｓ４の処理は第１実施形態と同様であり、Ｓ３で特定された複数の座標に基づいて、検出エリアを設定する。なお、図１４は、図１３のように基準物体が順次移動されたときの検出エリアの設定例を示している。図１４では、一部の移動位置をＰｓ、Ｐｔ、Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗ、Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚで示しており、それ以外の移動位置については符号を省略している。
【００８９】
Ｓ４で設定された検出エリアに関するデータは、第１実施形態と同様の方法でメモリ（図示略）に記憶される（Ｓ６）。なお、検出モードの際には、メモリに記憶されるデータが読み出され、第１実施形態と同様の方法で検出エリア内の物体検出が行われる。
【００９０】
本実施形態のレーザ測定装置２００によれば、ユーザが検出用基準物体９０を所望の複数位置に順次移動させたときに、レーザレーダ装置１において各移動位置を容易に特定でき、ユーザが検出エリアとしてどのあたりを希望しているかをレーザレーダ装置１側で詳細に把握することができる。また、上記のように検出された各移動位置に基づいて検出エリアを設定しており、このようにすることで、ユーザが望んだ各移動位置（即ちユーザが実際に基準物体を移動させた各位置）を反映した検出エリアを容易に且つ正確に設定できるようになる。特に、いずれの移動位置もレーザレーダ装置１からの距離や方向を独立して設定できるため、図１４のような複雑な検出エリアをより簡易に設定することができる。
【００９１】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態に係るレーザ測定装置３００は、機械的構造やハードウェア構成は第１形態と同様であり、設定処理や物体検出処理などが第１実施形態と異なっている。具体的には、本実施形態は、第１実施形態の特徴を全て含み、図１〜図８を参照して説明した第１実施形態と同様の構成を有しており、更に、新たな処理を追加した構成となっている。よって、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の符号を付すと共に詳細な説明は省略し、適宜図１〜図８を参照することとする。
【００９２】
（監視エリアの設定）
以下、本実施形態に係るレーザ測定装置３００で行われる監視エリアの設定処理について説明する。
図１６は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる設定処理の流れを例示するフローチャートである。図１７は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる監視エリアの設定方法について説明する説明図である。図１８は、ある物体検出位置での照射高さを、既知の実測データに基づいて算出する方法の一例を説明する説明図である。図１９は、図１７の検出エリアについての三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。図２０（Ａ）は、図１７とは異なる検出エリアが設定されるときの三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）とは異なる三次元マップの生成例を概念的に説明する説明図である。図２１（Ａ）は、三次元マップのデータ構成例を概念的に説明する説明図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）とは異なるデータ構成例を概念的に説明する説明図である。
【００９３】
図１６の設定処理は、例えば図示しない操作部に対して所定操作がなされたときに制御回路７０によって開始される処理である。なお、この操作部は、例えばケース３の外部においてキーやスイッチなどで構成されていてもよく、ケース３の内部に設けられていてもよい。或いは、レーザ測定装置３００とは別装置として設けられていてもよい。
【００９４】
図１６の設定処理では、まず検出用基準物体９０を検出する検出処理を行う（Ｓ３１）。このＳ３１の処理は、図９のＳ１と同様であり、通常の物体検出処理と同様にレーザ光Ｌ１を空間に投射し、このレーザ光Ｌ１の走査経路上に存在する検出用基準物体９０を検出する。具体的には、例えば、レーザ光Ｌ１の走査を所定回動範囲（例えば３６０°）に亘って行い、各パルスレーザ光の投射に応じて返される各反射光を受光すると共に、上述の「特定反射光」が受光されたか否かを確認する。
【００９５】
「特定反射光」が受光されたか否かの確認は、第１実施形態と同様であり、例えば図３〜図５のような検出用基準物体９０を用いる場合、第１閾値Ｖ１以上の出力と、第１閾値Ｖ１未満かつ第２閾値Ｖ２以上の出力とが交互に繰り返されるような一連の反射光が受光されたか否かを確認する。
【００９６】
また、Ｓ３１の検出処理では、凹面鏡４１を所定の角度範囲（例えば３６０°）回動させて検出用基準物体９０の検出を行っており、図１７のように走査経路上に複数の検出用基準物体９０が存在する場合には、これら複数の検出用基準物体９０が検出されることとなる。
【００９７】
図１６に示すように、Ｓ３１の検出処理の後には、距離算出処理を行う（Ｓ３２）。Ｓ３２の距離算出処理は、図９のＳ２の処理と同様であり、レーザレーダ装置１からＳ３１で検出された各検出用基準物体９０までの各距離（図１７の例ではＸ１〜Ｘ４）を算出する。具体的には、Ｓ３１で各検出用基準物体９０を検出する際に、各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間を検出しており、この検出された各時間と、既知の光速とに基づいてレーザレーダ装置１から各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４を算出している。なお、各検出用基準物体９０までの各距離Ｘ１〜Ｘ４は、例えば図８の距離Ｌ（角度幅θａの中間位置での距離）のように求めることができる。
【００９８】
図１６に示すように、Ｓ３２の距離算出処理の後には、Ｓ３３の位置特定処理を行う。この処理は、図９のＳ３と同様の処理であり、Ｓ３２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４（図１７）に基づいて、各検出用基準物体９０の位置（より詳しくは、各検出用基準物体９０の中心軸４２ａ（図１）と直交する水平方向（ＸＹ平面）における位置）を特定する。
【００９９】
具体的には、Ｓ３１で各検出用基準物体９０を検出する際に、上記各検出時間（各検出用基準物体９０に投射される各レーザ光Ｌ１の発生から、当該各レーザ光Ｌ１がフォトダイオード２０によって検出されるまでの各時間）と共に、各検出用基準物体９０に入射する各レーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０から出射されるときの凹面鏡４１の各回動位置を検出しており、Ｓ３３では、これら各回動位置と、Ｓ３２で算出された各距離Ｘ１〜Ｘ４とに基づいて、各検出用基準物体９０の各位置を検出している。
【０１００】
例えば、図１７の位置Ａ１にある検出用基準物体９０（レーザレーダ装置１からＸ１離れた距離にある基準物体）からの特定反射光が検出されるときに、上記検出時間（Ａ１にある検出用基準物体９０に入射するあるパルスレーザ光Ｌ１の発生から、当該パルスレーザ光Ｌ１が受光されるまでの時間）と共に、当該検出用基準物体９０に入射するパルスレーザ光Ｌ１が出射されるときの凹面鏡４１の「回動位置」をも検出しており、Ｓ３３の処理では、この「回動位置」によって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の方向を特定している。そして、この特定される方向と、Ｓ３２で求められた距離Ｘ１とによって、位置Ａ１にある検出用基準物体９０についての、レーザレーダ装置１を基準とする具体的座標（ＸＹ平面の座標）を特定している。
【０１０１】
図１７では、一例として、所定の基準方向Ｆにレーザ光Ｌ１が投射されるときを凹面鏡４１の基準回動位置（角度０°）とし、「特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１の回動位置」として、この基準回動位置からどの程度回転したかを示す回転角度θを求めている。従って、例えば、位置Ａ１にある検出用基準物体９０にレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置は、基準回動位置から当該回動位置までの回転角度θ１によって表すことができ、位置Ａ１の検出用基準物体９０の座標は、このθ１と距離Ｘ１とによって特定できる。
【０１０２】
上記説明では、位置Ａ１にある検出用基準物体９０の具体的座標を特定する方法を説明したが、他の位置Ａ２〜Ａ４にある検出用基準物体９０についても同様の方法で具体的座標を特定できる。なお、本実施形態では、レーザレーダ装置１の配置空間を、上記基準方向ＦをＸ軸方向とし、中心軸４２ａ（図２）の方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、これらＸＹＺ座標で位置を特定する三次元空間として示している。
【０１０３】
本実施形態でも、制御回路７０が「特定反射光検出手段」の一例に相当し、回動反射機構４０から照射されるレーザ光Ｌ１の走査エリア上に検出用基準物体９０が配置されたときに、フォトダイオード２０（光検出手段）によって検出される反射光Ｌ２の波形から特定反射光を検出するように機能しており、走査エリア内の複数の位置に検出用基準物体９０が配置されたときには、各位置に配置された検出用基準物体からの特定反射光をそれぞれ検出するように機能している。
【０１０４】
また、制御回路７０は「時間検出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各位置の検出用基準物体９０からの特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体９０に入射するレーザ光Ｌ１がレーザダイオード１０（レーザ光発生手段：図２）にて発生してから、当該レーザ光Ｌ１に応じた各検出用基準物体９０からの特定反射光がフォトダイオード２０（光検出手段：図２）によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出するように機能する。
【０１０５】
また、制御回路７０は「距離算出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されたとき、時間検出手段によって検出される各時間に基づいて各検出用基準物体９０までの各距離を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「回動位置検出手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置を検出するように機能する。
【０１０６】
更に、制御回路７０は、「位置特定手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置とに基づいて各検出用基準物体９０の位置を特定するように機能する。
【０１０７】
図１６に示すように、Ｓ３３の処理の後には、各検出用基準物体９０での照射高さが基準高さを満たしているか否かを判断する（Ｓ３４）。この処理は、図９のＳ４と同様の処理であり、具体的には、第１実施形態で説明した上述の高さ計測方法によって各検出用基準物体９０での照射高さＨを計測し、この照射高さＨが予め定められた許容範囲に収まっているかを判断する。そして、収まっていない場合にはＳ３４にてＮｏに進み、エラーの旨をブザー、ランプ、表示部などによって報知する（Ｓ３８）。なお、このとき、照射高さＨが許容範囲に収まっていない検出用基準物体９０を特定する情報を表示するとなお良い。また、本実施形態では、Ｓ３４、Ｓ３８の処理を省略することもできる。
【０１０８】
本実施形態では、制御回路７０が「高さ計測手段」の一例に相当し、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測するように機能する。
【０１０９】
一方、いずれの検出用基準物体９０の照射高さＨも予め定められた許容範囲に収まっている場合には、Ｓ３４にてＹｅｓに進み、Ｓ３５の検出エリア設定処理を行う。この検出エリア設定処理は、Ｓ３３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（図１７）のいずれか又は全てを境界位置とするように検出エリアを設定する。例えば、位置Ｐ１と、Ｓ３の処理で特定された各検出用基準物体９０の各位置Ｐａ〜Ｐｄとを環状に結ぶことで、多角形状の検出エリアを設定することができる（図１９参照）
【０１１０】
本実施形態では、制御回路７０（図２）が「監視エリア設定手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを連結することによって境界線（位置Ｐａ−Ｐｂ、Ｐｂ−Ｐｃ、Ｐｃ−Ｐｄを結ぶ仮想線）を定め、この境界線の内部領域を監視エリアとして設定している。具体的には、位置特定手段によって特定された各検出用基準物体９０のそれぞれの位置を、他の検出用基準物体９０の位置とを結ぶような複数の連結線の組み合わせ（全検出位置において検出位置同士を結ぶ組み合わせとして考えられる全部の全組み合わせ）の内、それら連結線の配置領域の外周をなす最も外側の連結線を検出エリア（監視エリア）の境界としている。例えば、図１９の例では、全連結線として、連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ、Ｌａｃ、Ｌｂｄが想定されるが、これら連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ、Ｌａｃ、Ｌｂｄの配置の外周をなす最も外側の連結線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄが検出エリア（監視エリア）ＡＲの境界となっている。
【０１１１】
図１６に示すように、Ｓ３５の検出エリア設定処理の後には、Ｓ３６の三次元マップ生成処理を行う。このＳ３６の処理では、Ｓ３３で特定された各検出用基準物体の各位置（ＸＹ座標）、及びそれら各位置でのレーザ光の照射高さ（Ｚ座標）に基づき、各検出用基準物体９０におけるレーザ光照射位置の三次元座標をそれぞれ生成し、記録する。これにより、レーザレーダ装置１内の図示しないメモリ内には、図２１（Ａ）のように、Ｓ３１で行われたレーザ走査のときの各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置が三次元座標データとして記録されることになる。
【０１１２】
「三次元マップ」は、上記のように設定された検出エリア（監視エリア）内の各位置（任意の位置）におけるレーザ光の照射高さを特定し得る情報であればよく、例えば、上記のように生成・記録された三次元座標（各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置（水平方向の位置及び高さ）の三次元座標）の集合そのものであってもよい。或いは、このような三次元座標の集合と、検出エリア（監視エリア）内の各位置の水平座標（ＸＹ座標）とに基づいて、各位置の照射高さ（Ｚ座標）を算出するような演算式の情報であってもよい。
【０１１３】
例えば、上記三次元座標（各検出用基準物体９０でのレーザ光照射位置（水平方向の位置及び高さ）の三次元座標）の集合を三次元マップとする場合、当該三次元座標の集合を図２１（Ａ）のようにレーザレーダ装置１内のメモリ（図示略）に記憶しておく。この場合、検出エリア（監視エリア）内の各位置におけるレーザ光の照射高さを特定するには、例えば、記録された複数の三次元座標の中から、水平座標系（ＸＹ座標）で対象位置（照射高さを求める対象位置）に最も近い位置となる三次元座標を抽出し、この抽出された三次元座標のＺ座標をその対象位置の照射高さとするといった方法を用いることができる。この場合、例えば、図１７、図１８のように領域ＡＲ１で検出された物体位置Ｐｎの照射高さを決定する場合には、ＸＹ座標系で位置Ｐｎに最も近い位置となる位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）が位置ＰｎのＺ座標として推定されることになる。
【０１１４】
或いは、記録された複数の三次元座標の中から、水平座標系（ＸＹ座標）で対象位置（照射高さを求める対象位置）までの距離の短さが上位所定数（例えば上位２つ）に含まれる三次元座標を抽出し、この所定数の三次元座標におけるＺ座標の平均値をその対象位置の照射高さとするといった方法などを用いてもよい。この場合、図１７、図１８のように領域ＡＲ１で検出された物体位置Ｐｎの照射高さを決定する場合、例えば、ＸＹ座標系で位置Ｐｎに近い上位２位置となる位置Ｐ１、ＰａのＺ座標の平均値（（Ｚａ＋Ｚ０）／２）を位置ＰｎのＺ座標〈推定値〉として用いることができる。
【０１１５】
なお、記録された複数の三次元座標に基づき、これら座標間にある対象位置（Ｘ，Ｙ座標が判明している位置）のＺ座標を求める方法は、公知の補間方法（一次補間、スプライン補間、その他の補間方法）であれば様々な方法を用いることができる。
【０１１６】
上記のように複数の三次元座標を記録して三次元マップとする場合、その記録座標数が多いほど、実測データの影響を高めることができ、任意の位置の照射高さを推定する上で、より精度を増すことができる。例えば、図１７のように検出用基準物体９０を４点で検出するよりも、図２０（Ｂ）のように検出用基準物体９０を１２点で検出する方が、より精度が増すことになる。本実施形態では、検出用基準物体９０の位置を変更したり、検出用基準物体９０の数を追加することにより、記録座標数を容易に増やすことができる。
【０１１７】
また、上記のように得られた三次元座標の集合と、検出エリア（監視エリア）内の各位置の水平座標（ＸＹ座標）とに基づいて、各位置の照射高さを算出する演算式としては、例えば、図１９のように検出エリア（監視エリア）ＡＲ内を複数の領域（例えば、位置（凹面鏡４１におけるレーザ光の出射位置）Ｐ１又は各検出用基準物体９０の位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを頂点とする複数の三角形領域）に区切り、各領域の平面を特定するそれぞれの関数式を三次元マップデータとして記録しておいてもよい。
【０１１８】
図１９の例では、三角形領域ＡＲ１の平面（位置Ｐ１、Ｐａ、Ｐｂを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐａ、Ｐｂの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式１として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ１については当該関数式１を三次元マップの要素とすることができる。このような関数式１を三次元マップの要素とすれば、領域ＡＲ１内の任意の位置の照射高さを求める場合に、この位置のＸＹ座標が判明すれば、得られたＸＹ座標を、領域ＡＲ１についての前記関数式１に代入することで、当該任意の位置のＺ座標を算出できることとなる。従って、レーザレーダ装置１によって検出された物体が領域ＡＲ１内に存在すると判断された場合には、その検出された物体位置（Ｘ、Ｙ座標値）と上記関数式によって当該物体位置での照射高さ（Ｚ座標）を求めることができる。
【０１１９】
検出エリアＡＲの他の領域も同様であり、三角形領域ＡＲ２の平面（位置Ｐ１、Ｐｂ、Ｐｃを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐｂ、Ｐｃの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式２として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ２については当該関数式２を三次元マップの要素とすることができる。このような関数式２を三次元マップの要素とすれば、領域ＡＲ２内の任意の位置の照射高さを求める場合、この任意の位置のＸＹ座標が判明すれば、得られたＸＹ座標を、領域ＡＲ２についての前記関数式２に代入することで、当該任意の位置のＺ座標を算出できることとなる。また、三角形領域ＡＲ３の平面（位置Ｐ１、Ｐｃ、Ｐｄを通る平面）をこれら位置Ｐ１、Ｐｃ、Ｐｄの座標によって特定される関数式（Ｘ、Ｙ、Ｚを変数とする関数式であり、図２１（Ｂ）では関数式３として図示）で表すことができ、この領域ＡＲ３については当該関数式３を三次元マップの要素とすることができる。領域ＡＲ３内の任意の位置のＺ座標（照射高さ）を関数式３に基づいて求める方法は、領域ＡＲ１、ＡＲ２の場合と同様である。
【０１２０】
このように、関数式を三次元マップの要素として記録する場合も、領域を細分化し、関数式の記録数を多くするほど、実測データの影響を高めることができ、任意の位置の照射高さを推定する上で、より精度を増すことができる。例えば、図１７のように領域数を３とするよりも、図２０（Ａ）のように領域数を細分化し、関数式の数を多くした方がより精度が増すことになる。本実施形態では、検出用基準物体９０の位置を変更したり、検出用基準物体９０の数を追加することにより、領域数を容易に増やすことができる。
【０１２１】
本実施形態では、制御回路７０（図２）が「三次元マップ生成手段」の一例に相当し、位置特定手段によって特定された各検出用基準物体９０の各位置と、高さ計測手段によって計測された各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さとに基づいて、レーザ光の走査エリア内の各位置でのレーザ光の照射高さを特定可能な三次元マップを生成するように機能する。
【０１２２】
（物体検出）
次に、検出モードでの物体検出について説明する。
図２２は、第３実施形態のレーザ測定装置で行われる物体検出処理の流れを例示するフローチャートである。図２３は、照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を概念的に説明する説明図である。図２４（Ａ）は、人が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図であり、図２４（Ｂ）は、小動物（猫等）が検出エリア内に入ったときの高さ毎の検出結果を概念的に説明する説明図である。図２５は、人と小動物を区別する方法を説明する説明図である。
【０１２３】
本実施形態では、操作部に対して所定操作がなされたときに、図１６のような設定処理が開始され、設定モード（設定処理を行うモード）に移行するようになっている。一方、この設定処理が終わると、自動的に、或いは操作部に対する操作に応じて実際の検出処理を行い得るモード（検出モード）に移行するようになっている。なお、検出モードへの移行方法はこれに限られるものではなく、例えば、電源投入や所定の操作をトリガとして検出モードに移行するようにしてもよい。
【０１２４】
検出モードは、図１、図１７のように、レーザレーダ装置１を設定処理のときと同じ位置に配置した状態で行われ、レーザレーダ装置１は、この状態でレーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１を順次出射し、且つ凹面鏡４１を順次回動してレーザ光Ｌ１の走査を行う。パルスレーザ光Ｌ１の出射タイミングや凹面鏡４１の回動タイミングは様々に設定できるが、例えば、パルスレーザ光毎に凹面鏡４１を少しずつ回動させることで、凹面鏡４１からの各パルスレーザ光Ｌ１の投射方向を水平方向に順次変化させることができる。
【０１２５】
図２２に示すように、検出処理が始まると、パルスレーザ光の照射に応じた受光信号を確認する（Ｓ１０１）。このＳ１０１の処理では、例えばパルスレーザ光の照射時に一定の閾値を超える受光信号が得られたか否かを確認している。
【０１２６】
例えば、レーザレーダ装置１の走査エリア上に検出物体が存在するときには、凹面鏡４１から投射されたパルスレーザ光Ｌ１が当該検出物体にて反射し、この反射光の一部が再び凹面鏡４１に入射する。そして、凹面鏡４１にて反射した後、集光レンズ６２によって集光され、フォトダイオード２０に入射することとなる。この構成では、検出エリア内の物体からの反射光をフォトダイオード２０が受光する場合には一定の閾値を超える受光信号が発生するようになっており、検出モードでは、フォトダイオード２０がこのような反射光を受光したか否か（より詳しくは、フォトダイオード２０からの出力が閾値を超えたか否か）を、凹面鏡４１の各回動位置毎に確認し、各回動位置に対応する方向に検出物体が存在するか否かを確認している。
【０１２７】
物体からの反射光Ｌ２が受光され、Ｓ１０１の処理で閾値を超える受光信号が確認された場合、その物体の位置を検出する。具体的には、まず、この反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が発生してから、当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２がフォトダイオード２０によって受光されるまでの時間Ｔを検出する。そして、既知の光速Ｃを考慮し、レーザダイオード１０から当該物体までの光路及び当該物体からフォトダイオード２０までの光路を加算した光路長Ｌ、或いは、当該物体までの距離Ｘ（例えば光路長Ｌの１／２）を求める。更に、そのときの凹面鏡４１の回動位置（即ち、反射光Ｌ２の元となるパルスレーザ光Ｌ１が投射されるときの回動位置）と、当該物体までの上記距離Ｘとに基づいて、当該物体の座標（Ｘ、Ｙ座標）を特定する。そして、この座標が上述の設定処理（図１６）で設定された検出エリア（監視エリア）ＡＲの範囲内にあるか否かを判断し（Ｓ１０３）、検出エリア内にあれば、Ｓ１０３においてＹｅｓに進む。一方、得られた座標が検出エリア外の座標であれば、Ｓ１０３にてＮｏに進み、当該物体については検出されたものとして扱わずに無視する。
【０１２８】
Ｓ１０３にてＹｅｓに進む場合、図１６の設定処理で生成された三次元マップを確認し、Ｓ１０２で検出された物体の検出位置（Ｘ座標及びＹ座標）と三次元マップとに基づいてその検出位置での照射高さ（Ｚ座標）を算出する。なお、三次元マップに基づいて検出エリア内の任意の位置の照射高さ（Ｚ座標）を算出する方法は上述の通りである。
【０１２９】
Ｓ１０４の処理により検出位置のＺ座標（照射高さ）を取得した後には、そのＺ座標（照射高さ）に対応する検出条件を読み出す（Ｓ１０５）。本実施形態では、制御回路７０（図２）によってアクセス可能なメモリ（図示略）に、対応情報が記憶されており、Ｓ１０５では、この対応情報を参照し、Ｓ１０４で得られたＺ座標（照射高さ）に対応する検出条件を読み出す。なお、本実施形態では、上記メモリが「対応情報記憶手段」の一例に相当する。
【０１３０】
メモリに記憶される対応情報では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とが対応付けて定められている。この対応情報は、例えば図２３のように、高さの条件として予め複数段階の高さ範囲に分けられており、各段階に対応する物体判定基準（監視物体の検出条件）が定められている。そして、Ｓ１０５では、Ｓ１０３で検出と判断された物体位置での照射高さ（Ｓ１０４で検出された高さ（Ｚ座標））がどの段階に属するかを判別し、その属する段階に対応する物体判定基準を読み出している。例えば、物体検出位置での照射高さ（Ｚ座標）がＨ１以上且つＨ２未満の範囲である場合には、これに対応する検出条件（基準２）を適用し、この基準２に基づいて当該物体が監視物体であるか否かを判別することになる。
【０１３１】
対応情報における高さ範囲別の各基準は様々な考え方で設定することができる。
例えば、図２４（Ａ）のように、人を監視対象とする場合、足の位置に相当する高さでは、２つの領域が検出される可能性が高く、手と胴体の位置に相当する高さでは、３つの領域が検出される可能性が高く、頭の位置に相当する高さでは１つの領域が検出される可能性が高い。従って、これらの検出特性を利用して検出条件を定めてもよい。
【０１３２】
例えば、高さＨ１未満のときの検出条件（基準１）として、「幅が所定範囲内の２つの領域が検出されるスキャンが発生した場合に監視物体（人）と判断する」という基準を用いることができる。例えば、Ｈ１として、成人一般の平均的な足の長さよりも低い値とし、上記所定範囲として、成人一般の平均的な足の幅を含むある程度の範囲（例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ等）を設定しておけば、図２４（Ｂ）のような猫等の小動物が入り込んだとしても、当該猫のスキャンでは、高さ方向のどの位置でも、上記範囲の領域が２つ同時に検出されることが無いため、猫等の誤検出を防ぐことができ、人（特に成人）については確実に検出することができる。なお、猫が検出エリア内に存在する場合、猫の足付近の高さを走査する場合には細い（小さい）４つの領域が検出されることになり、猫の胴体付近の高さを走査する場合には、ある程度大きい１つの領域が検出されることになり、猫の頭付近の高さを走査する場合には、ある程度の大きさの１つの領域が検出されることになる。
【０１３３】
また、高さＨ１以上且つＨ２未満のときの検出条件（基準２）として、「幅が第１所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域と第３所定範囲内の１つの領域」「幅が第２所定範囲内の１つの領域と第３所定範囲内の２つの領域」「幅が第４所定範囲内の２つの領域」のいずれかが検出された場合に監視物体（人）と判断するという基準を用いることができる。Ｈ２は成人一般の平均身長程度の高さ（１５０ｃｍ〜１８０ｃｍ程度）、若しくはこれよりやや低い高さとすればよく、第１所定範囲は、成人一般の平均的な頭の幅を含むある程度の範囲（例えば、１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度）、第２所定範囲は、成人一般の平均的な胴体の幅を含むある程度の範囲（例えば、２０ｃｍ〜８０ｃｍ程度）、第３所定範囲は、成人一般の平均的な腕の幅を含むある程度の範囲（例えば、２０ｃｍ〜８０ｃｍ程度）、第４所定範囲は、成人一般の平均的な足の幅を含むある程度の範囲（例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ等）とすればよい。このように設定すると、上記高さ範囲（高さＨ１以上且つＨ２未満）でいずれかの領域が検出された場合に人である可能性が高く、このような領域ではない場合には、人以外（植物等）である可能性が高いため、上記基準２により人とそれ以外の物体を正確に判別できるようになる。
【０１３４】
また、高さＨ２以上且つＨ３未満のときの検出条件（基準３）として、「幅が第１所定範囲内の１つの領域」が検出された場合に監視物体（人）と判断する」という基準を用いることができる。Ｈ３は、成人一般の平均身長程度の高さ（１５０ｃｍ〜１８０ｃｍ程度）よりも相当高く設定すればよく、第１所定範囲は、上述のように、成人一般の平均的な頭の幅を含むある程度の範囲（例えば、１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度）とすればよい。このように設定すると、上記高さ範囲（高さＨ２以上且つＨ３未満）で上記領域が検出された場合に人である可能性が高く、このような領域ではない場合には、人以外（植物等）である可能性が高いため、上記基準３により人とそれ以外の物体を正確に判別できるようになる。
【０１３５】
また、「高さＨ３以上」の高さ範囲に対応する検出条件（基準４）として、例えば、「物体を検出しても監視物体と判断しない」という基準を用いることができる。Ｈ３として、人間の身長よりも相当高い高さを設定すれば、人が存在し得ない位置で物体検出があってもノイズと判断することができる。
【０１３６】
なお、高さ範囲を予め複数段階に分け、各段階に対応する物体判定基準を定める方法は、上記のような方法に限られない。例えば、上述した場合と同様にＨ１、Ｈ３を設定した場合において、領域を、Ｈ１未満の場合と、Ｈ１〜Ｈ３の場合と、Ｈ３以上の場合とに分け、例えば、Ｈ１未満のときには、２つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に人と判断するといった基準を用いることができる。同様に、Ｈ１以上Ｈ３未満のときには、３つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合、又は１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に人と判断すると言った基準を用いることができる。Ｈ３以上の場合は、上述した場合と同様に、例えば、「物体を検出しても監視物体と判断しない」という基準を用いることができる。このような方法であっても、人とそれ以外の物体とをより正確に判別できるようになる。
【０１３７】
また、上記の例では、監視物体を人としたが、ノイズ対象として猫等の小動物を監視物体とし、このような小動物を判別するために、高さ範囲毎に基準を設定してもよい。例えば、小動物の足程度の高さＨａを目安として、高さ範囲が、Ｈａ（例えば、１５ｃｍ）未満のときの検出条件（物体判断基準）として、４つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に小動物と判断するといった基準を用いることができる。この場合、物体検出位置での高さ（Ｚ座標）がＨａ未満であり、当該位置付近で４つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周繰り返された場合に、小動物と判別することになる。また、小動物の胴体及び顔の高さ程度の高さＨｂを目安として、Ｈａ（例えば、１５ｃｍ）以上且つＨｂ（例えば、４０ｃｍ）未満のときの検出条件（物体判断基準）として、１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周（例えば３周）連続する場合に小動物と判断するといった基準を用いることができる。この場合、物体検出位置での高さ（Ｚ座標）がＨａ以上Ｈｂ未満であり、当該位置付近で１つの領域が検出されるスキャンが所定の複数周繰り返された場合に、小動物と判別することになる。
【０１３８】
なお、本実施形態では、Ｓ１０５の処理を実行する制御回路７０が「検出条件設定手段」の一例に相当し、三次元マップ生成手段によって生成された三次元マップと、対応情報記憶手段に記憶される対応情報と、を参照すると共に、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、対応情報により各照射高さと対応付けられている監視物体の検出条件を導くことにより、レーザ光の走査エリア内における各位置での監視物体の検出条件を設定するように機能する。
【０１３９】
また、本実施形態では、Ｓ１０６の処理を実行する制御回路７０が「監視物体判定手段」の一例に相当し、レーザ光の走査エリア内において位置特定手段によって検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での検出条件とに基づいて、その検出物体が監視物体であるか否かを判定するように機能する。
【０１４０】
（第３実施形態の主な効果）
本実施形態のレーザ測定装置３００によれば、所望の位置に配置された検出用基準物体９０に実際にレーザ光を照射し、その位置をレーザレーダ装置側で実際に把握しながら監視エリアＡＲを設定することができるため、実際のレーザ走査状態を考慮した適切な監視エリア設定を行いやすくなる。特に、監視エリア設定手段は、位置特定手段によって特定された検出用基準物体９０の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定しているため、ユーザは、このように境界線が形成されることを予め想定した上で、実環境において境界としたい複数位置に検出用基準物体９０を配置すればよく、これにより、実環境におけるユーザの希望境界位置と、レーザレーダ装置内で設定される境界線とのずれをより小さくすることができる。
【０１４１】
また、レーザ測定装置３００では、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出されるときの距離算出手段によって算出された各距離と、回動位置検出手段によって検出された凹面鏡４１（偏向部）の各回動位置とに基づき、位置特定手段が各検出用基準物体９０の位置を特定している。そして、高さ計測手段は、特定反射光検出手段によって各検出用基準物体９０からの各特定反射光が検出される場合、それら検出された特定反射光の状態に基づいて各検出用基準物体９０におけるレーザ光の照射高さをそれぞれ計測している。
この構成では、実環境における所望の複数位置に検出用基準物体９０を配置するといった簡易な作業によって、それら検出用基準物体９０の位置、即ち実環境におけるユーザの任意の指定位置をレーザレーダ装置１に確実に認識させることができ、且つ、レーザレーダ装置１側では、それら各指定位置において設置面からどの程度の高さでレーザ光が照射されているかを実データに基づいて正確に把握できるようになる。
そして、このように実環境で指定された指定位置と当該指定位置におけるレーザ光の照射高さとをレーザレーダ装置１側で正確且つ容易に把握することができるため、ユーザの希望位置の三次元マップを作業性良く且つ実データを反映して精度高く生成することができる。特に、三次元マップに組み込むべき位置の指定を、検出用基準物体９０を配置するといった簡単な作業で行うことができるため、三次元マップに新たな位置のデータを追加しやすく、より多くの位置の高さデータを含めるように充実した三次元マップを生成し易くなる。
【０１４２】
また、本実施形態のレーザ測定装置３００では、レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報が記憶されている。そして、走査エリア内における各位置でどのような検出条件とするかは、三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、各照射高さと対応付けられている検出条件を対応情報によって導くことにより決定されるようになっている。
そして、実際の検出時（監視時）には、レーザ光の走査エリア内において検出物体の位置が特定されたときに、三次元マップによりその特定された物体位置での照射高さを特定することができ、その特定された照射高さと対応付けられた検出条件を上記対応情報に基づいて導いて判定に適用することができる。この構成では、異なる複数の判定基準をレーザ光の照射高さに応じて使い分けることができ、高さ毎に望ましい基準を用いやすくなる。
【０１４３】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４４】
上記実施形態では、外表面を反射部とし、この反射部における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成された検出用基準物体の例として円錐状に構成された検出用基準物体９０を例示したが、このような形状に限られない。例えば、三角錐や四角錐などの他の錐体であってもよい。また、錐体の形状は直錐体でも斜錐体でもよい。
【０１４５】
上記実施形態では、明色領域Ｐｗと暗色領域Ｐｂが形成された検出用基準物体９０が例示されたがこのようなパターンが検出されていなくてもよい。例えば、図１５（Ａ）のように、単純な円錐形態の検出用基準物体２９０を用い、第１実施形態と同様に、この検出用基準物体２９０からの反射光によって得られた受光範囲（角度幅）に基づいて高さを算出してもよい。この場合、検出用基準物体の外周面をミラー等の反射率の大きい部材で構成すれば、当該検出用基準物体からの反射光のレベルが他の物体からの反射光に比べて格段に大きくなるため、受光波形の中から検出用基準物体２９０からの反射光によって得られた受光範囲を特定しやすくなる。なお、このように外周面をミラーなどによって構成した場合、フォトダイオード２０での受光量が所定閾値を超える光を「特定反射光」として扱うことができる。
【０１４６】
上記実施形態では円錐状の検出用基準物体を例示したが、反射部（レーザ光を反射する部分、即ちレーザレーダ装置１側に面する部分）における高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されていればよい。例えば、上方となるにつれて幅の狭くなる三角形状の板を検出用基準物体として用いてもよく、上方となるにつれて幅の狭くなる三角錐形状の検出用基準物体を用いてもよい。また、上記実施形態では、上方となるにつれて連続的に幅が狭くなる構成を例示したが、上方となるにつれて段階的に幅が狭くなる構成であってもよい。
【０１４７】
また、図１５（Ｂ）のように、表面の構成が高さに応じて段階的に変化するような構成であってもよい。図１５（Ｂ）の例では、円錐形状の部材において上下方向に並んだ複数の領域を設け、各領域の反射率が高さに応じた反射率となるように構成している。この場合、レーザ光が入射する位置の反射率に応じた強さの反射光が生じるため、反射光の受光レベルを把握することで、レーザ光の入射位置を特定できるようになる。
【符号の説明】
【０１４８】
１…レーザレーダ装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（光検出手段）
３０…ミラー（誘導手段）
４０…回動反射機構（回動偏向手段、誘導手段）
４１…凹面鏡（偏向部）
４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（回動位置検出手段、時間計測手段、距離算出手段、位置特定手段、特定反射光検出手段、高さ計測手段、監視エリア設定手段、三次元マップ生成手段、検出条件設定手段、監視物体判定手段）
９０…検出用基準物体
９０ａ…外周部（反射部）
１００，２００，３００…レーザ測定装置
Ｌ１…レーザ光
Ｌ２…検出物体からの反射光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を検出する光検出手段と、
回動可能な偏向部を備え、回動する前記偏向部により前記レーザ光発生手段で発生した前記レーザ光を空間に向けて偏向させつつ走査する回動偏向手段と、
前記空間側から戻る前記反射光を前記光検出手段に誘導する誘導手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、前記偏向部の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、当該レーザ光の発生から当該レーザ光の前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段によって計測された時間に基づいて、前記レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段によって算出された距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の回動位置とに基づいて検出物体の位置を特定する位置特定手段と、
を備えたレーザレーザ装置と、
前記レーザ光による走査を受けたときに特定反射光を反射する反射部を備えた検出用基準物体と、を有し、
前記検出用基準物体の前記反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つ前記レーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の前記特定反射光を発するように構成されており、
前記レーザレーダ装置は、
前記回動偏向手段から照射される前記レーザ光の走査エリア上に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記光検出手段によって検出される前記反射光の波形から前記特定反射光を検出する特定反射光検出手段と、
反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備え、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出された場合に、前記対応データを参照して前記特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで前記検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
前記高さ計測手段によって計測される前記照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
前記検出用基準物体は、前記反射部における前記高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ測定装置。
【請求項４】
前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出されたと
きにその特定反射光の反射元となる前記検出用基準物体の位置を特定するように構成されており、
更に、前記位置特定手段によって特定された前記検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定する監視エリア設定手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項５】
前記レーザレーダ装置による前記レーザ光の走査エリア内の複数の位置に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記特定反射光検出手段は、各位置に配置された前記検出用基準物体からの前記特定反射光をそれぞれ検出し、
前記時間検出手段は、前記特定反射光検出手段によって各位置の前記検出用基準物体からの前記特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体に入射する前記レーザ光が前記レーザ光発生手段にて発生してから、当該レーザ光に応じた前記各検出用基準物体からの前記特定反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出し、
前記距離算出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されたとき、前記時間検出手段によって検出される前記各時間に基づいて前記各検出用基準物体までの各距離を算出し、
前記回動位置検出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記偏向部の各回動位置を検出し、
前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記距離算出手段によって算出された前記各距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の前記各回動位置とに基づいて前記各検出用基準物体の位置を特定し、
前記高さ計測手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出される場合、それら検出された前記特定反射光の状態に基づいて前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さをそれぞれ計測し、
更に、前記位置特定手段によって特定された前記各検出用基準物体の各位置と、前記高さ計測手段によって計測された前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さとに基づいて、前記レーザ光の走査エリア内の各位置での前記レーザ光の照射高さを特定する三次元マップを生成する三次元マップ生成手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項６】
レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと前記監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を記憶する対応情報記憶手段と、
前記三次元マップ生成手段によって生成された前記三次元マップと、前記対応情報記憶手段に記憶される前記対応情報と、を参照すると共に、前記三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、前記対応情報により各照射高さと対応付けられている前記監視物体の検出条件を導くことにより、前記レーザ光の走査エリア内における各位置での前記監視物体の検出条件を設定する検出条件設定手段と、
前記レーザ光の走査エリア内において前記位置特定手段によって前記検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、前記検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での前記検出条件とに基づいて、その検出物体が前記監視物体であるか否かを判定する監視物体判定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ測定装置。
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を検出する光検出手段と、
回動可能な偏向部を備え、回動する前記偏向部により前記レーザ光発生手段で発生した前記レーザ光を空間に向けて偏向させつつ走査する回動偏向手段と、
前記空間側から戻る前記反射光を前記光検出手段に誘導する誘導手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、前記偏向部の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生する毎に、当該レーザ光の発生から当該レーザ光の前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段によって計測された時間に基づいて、前記レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段によって算出された距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の回動位置とに基づいて検出物体の位置を特定する位置特定手段と、
を備えたレーザレーザ装置と、
前記レーザ光による走査を受けたときに特定反射光を反射する反射部を備えた検出用基準物体と、を有し、
前記検出用基準物体の前記反射部は、所定の高さ方向における各位置が高さに応じた構造をなし、且つ前記レーザ光が入射したときに、当該レーザ光が入射する高さに応じた内容の前記特定反射光を発するように構成されており、
前記レーザレーダ装置は、
前記回動偏向手段から照射される前記レーザ光の走査エリア上に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記光検出手段によって検出される前記反射光の波形から前記特定反射光を検出する特定反射光検出手段と、
反射光の状態と高さ情報とを対応付ける対応データを備え、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出された場合に、前記対応データを参照して前記特定反射光の状態に対応する高さ情報を求めることで前記検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さを計測する高さ計測手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
前記高さ計測手段によって計測される前記照射高さが予め設定された基準範囲を外れる場合に報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
前記検出用基準物体は、前記反射部における前記高さ方向の各位置が、高さに応じた幅で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ測定装置。
【請求項４】
前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記特定反射光が検出されたと
きにその特定反射光の反射元となる前記検出用基準物体の位置を特定するように構成されており、
更に、前記位置特定手段によって特定された前記検出用基準物体の位置を連結することによって境界線を形成し監視エリアに設定する監視エリア設定手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項５】
前記レーザレーダ装置による前記レーザ光の走査エリア内の複数の位置に前記検出用基準物体が配置されたときに、前記特定反射光検出手段は、各位置に配置された前記検出用基準物体からの前記特定反射光をそれぞれ検出し、
前記時間検出手段は、前記特定反射光検出手段によって各位置の前記検出用基準物体からの前記特定反射光が検出されたとき、各検出用基準物体に入射する前記レーザ光が前記レーザ光発生手段にて発生してから、当該レーザ光に応じた前記各検出用基準物体からの前記特定反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの各時間をそれぞれ検出し、
前記距離算出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されたとき、前記時間検出手段によって検出される前記各時間に基づいて前記各検出用基準物体までの各距離を算出し、
前記回動位置検出手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記偏向部の各回動位置を検出し、
前記位置特定手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出されるときの前記距離算出手段によって算出された前記各距離と、前記回動位置検出手段によって検出された前記偏向部の前記各回動位置とに基づいて前記各検出用基準物体の位置を特定し、
前記高さ計測手段は、前記特定反射光検出手段によって前記各検出用基準物体からの前記各特定反射光が検出される場合、それら検出された前記特定反射光の状態に基づいて前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さをそれぞれ計測し、
更に、前記位置特定手段によって特定された前記各検出用基準物体の各位置と、前記高さ計測手段によって計測された前記各検出用基準物体における前記レーザ光の照射高さとに基づいて、前記レーザ光の走査エリア内の各位置での前記レーザ光の照射高さを特定する三次元マップを生成する三次元マップ生成手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項６】
レーザ光の照射高さに応じて監視物体の検出条件が変化するようにレーザ光の照射高さと前記監視物体の検出条件とを対応付けて定めた対応情報を記憶する対応情報記憶手段と、
前記三次元マップ生成手段によって生成された前記三次元マップと、前記対応情報記憶手段に記憶される前記対応情報と、を参照すると共に、前記三次元マップによって特定される各位置での各照射高さに基づき、前記対応情報により各照射高さと対応付けられている前記監視物体の検出条件を導くことにより、前記レーザ光の走査エリア内における各位置での前記監視物体の検出条件を設定する検出条件設定手段と、
前記レーザ光の走査エリア内において前記位置特定手段によって前記検出物体の位置が特定されたときに、その特定された物体位置と、前記検出条件設定手段によって設定される当該物体位置での前記検出条件とに基づいて、その検出物体が前記監視物体であるか否かを判定する監視物体判定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−８８２９６（Ｐ２０１２−８８２９６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０５１８（Ｐ２０１１−７０５１８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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