CN110857976A - 目标检测装置和目标检测系统 - Google Patents

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Abstract

目标检测装置和目标检测系统。目标检测装置用从光发射器发射的光扫描预定范围，将从目标反射的光引导到光接收器，并且根据光接收器的光接收状态检测目标和设置在壳体上的光学窗上的污物。光发射器和光接收器的操作模式针对目标检测和污物检测不同，并且分开地执行目标检测和污物检测。例如，在目标检测装置用光扫描的预定范围内，目标检测装置在与相邻的目标检测装置的目标检测区域交叠的区域中检测光学窗上的污物，并且检测其他区域中的目标。

Description

目标检测装置和目标检测系统
技术领域
本发明涉及一种投射并接收光以检测目标的存在和到目标的距离的目标检测装置以及包括该目标检测装置的目标检测系统，并且具体地，涉及一种检测用作目标检测装置的光投射端口或光接收端口的光学窗上的污物的技术。
背景技术
诸如车载激光雷达的目标检测装置将从光发射器发射的光投射到预定范围，并且根据光接收器接收光的结果检测目标的存在，该光已被预定范围内的目标反射(例如，JP2012-192775 A(专利文献1))。另外，还存在根据从光发射器发射光的时间到光接收器接收到从目标反射的光的时间来检测到目标的距离的目标检测装置(例如，JP 2005-10094 A(专利文献2)、JP 2005-227219 A(专利文献3)和JP 10-142335 A(专利文献4))。
存在一种包括光学扫描器以扩大目标检测范围或使目标检测装置小型化的目标检测装置(例如，专利文献1至3)。在该目标检测装置中，从光发射器发射的光穿过诸如发射器透镜和镜子的光投射系统的光学部件，然后由设置在光学扫描器中的可旋转镜子反射以发射到目标。此时，当光学扫描器的镜子旋转时，来自光发射器的光被光学扫描器的镜子转向，并且扫描预定范围。然后，由目标反射的光被光学扫描器的镜子反射，穿过光接收系统的诸如另一个镜子和接收器透镜的光学部件，然后由光接收器接收。同样，此时，当光学扫描器的镜子旋转时，由目标在预定范围内反射的光通过旋转光学扫描器的镜子而被转向，并被引导到光接收系统的光学部件和光接收器。
光发射器设置有诸如激光二极管的发光元件。可以在光发射器中设置多个发光元件，以便将光投射到宽范围或增加光投射功率。光接收器设置有诸如光电二极管的光接收元件。为了从宽范围接收反射光或提高光接收精度，可以在光接收器中设置具有多个光接收区域的光接收元件。
目标检测装置的光学系统部件和电子系统部件容纳在壳体中。壳体设置有光学窗。光学窗由诸如透射光的玻璃或树脂的透光材料制成，并且用作位于壳体的外部和内部的光投射端口或光接收端口。目标检测装置被安装在车辆等上，使得光学窗被定向到检测到目标的预定范围。因此，从发光元件发射并由光学扫描器的镜子反射的光穿过光学窗并被投射到预定范围。另外，在如此投射的光中，已被目标在预定范围内反射的光穿过光学窗，被光学扫描器的镜子反射，并被光接收元件接收。
当污物粘附在光学窗上时，从发光元件发出的光不会投射到外部，或者从位于外部的目标反射的光不会进入内部，因此，目标检测装置不能检测目标的存在等。因此，例如，专利文献1至4提出了检测光学窗上的污物的技术。
在专利文献1中，根据光接收元件是否通过将激光束发射方向从发光元件改变为垂直向下方向来检测由路面反射的光来检测光学窗上的污物。相反，当检测到在车辆的前方、后方、右侧或左侧存在的目标时，激光束向车辆的前、后、右或左投射。
在专利文献2中，确定在如下的条件下存在污物：在由发光元件发射的激光束当中，存在从发射这些激光束到接收到其反射光束的测量时间短于预定时间的预定数量或更多的这些激光束，并且当反射的激光束的光接收脉冲进一步超过上阈值时，这些激光束的强度更高。
在专利文献3中，反射镜被设置在光学窗和光接收元件之间，并且被设置在连接光学窗和光接收元件的线上并且与该线平行。然后，反射镜将从发光元件发射的光和由于光学窗上的污物而漫反射的光引导到光接收元件。
在专利文献4中，在壳体前方突出的檐和光学窗中设置有用于污物检测的光发射器。另外，在壳体中设置有用于污物检测的光接收器以及用于距离测量的光投射器和用于距离测量的光接收器。然后，从用于污物检测的光发射器发射的污物检测光穿过光学窗并且由用于距离测量的光接收器和用于污物检测的光接收器接收。因此，从用于距离测量的光接收器和用于污物检测的光接收器的光接收信号电平检测光学窗上的污物。
相比之下，如在例如JP 2015-136095 A中所公开的，存在根据通过车辆的挡风玻璃对车辆前方的区域进行成像而获得的图像来检测目标的目标检测装置。该目标检测装置依次生成包括通过利用成像单元对目标进行成像而获得的成像区域图像和通过在挡风玻璃上对附着物进行成像而获得的附着物观察图像的成像帧，并且通过使用多个成像帧当中的除了曝光量最大的成像帧之外的成像帧的附着物观察图像来检测附着物。
相比之下，为了提高目标的检测精度，例如，如在JP 2014-52274 A(专利文献6)和JP 2018-59846 A(专利文献7)中所公开的，存在激光雷达被安装在车辆的前部、后部、右侧和左侧并且相邻的激光雷达的目标检测区域彼此部分地交叠的激光雷达系统。在专利文献6中，每个激光雷达发射激光束，使得相邻的激光雷达扫描交叠区域的定时匹配。在专利文献7中，每个激光雷达相对于具有相同反射率的目标具有有长可检测距离的第一方向和有短可检测距离的第二方向。在相邻的激光雷达当中，一个激光雷达的第一方向和另一个激光雷达的第二方向彼此交叠。
按照惯例，在用于检测光学窗上的污物的光学系统和电子系统部件与用于目标检测的光学系统和电子系统部件分开地设置在目标检测装置内部的情况下，成本增加并且需要与用于目标检测的光投射和接收路径分开地设置用于污物检测的光投射和接收路径。因此，难以布置每个单元。
另外，按照惯例，在通过以与目标检测时不同的操作模式操作光发射器、光接收器等来检测光学窗上的污物的情况下，在光学窗上检测污物时可能无法检测到目标。因此，存在产生无法检测到目标的盲点的风险。
发明内容
本发明的目的是检测目标检测装置的光学窗上的污物，而无需添加专用于污物检测的部件或者不会产生无法检测到目标的盲点。
根据本发明的目标检测装置包括：光发射器，该光发射器被配置为发射光；光接收器，该光接收器被配置为接收光；光学扫描器，该光学扫描器被配置为用从光发射器发射的光扫描预定范围，用被所述预定范围内的目标反射的光执行扫描，并且将光引导到光接收器；对象检测器，该对象检测器被配置为根据光接收器的光接收状态检测目标的存在和到目标的距离中的一者；壳体，该壳体被配置为容纳所述光发射器、所述光接收器和所述光学扫描器；光学窗，该光学窗由透射光的透光材料形成，并且被配置为用作针对壳体的内部和外部的光投射端口和光接收端口中的一个；以及污物检测器，该污物检测器被配置为根据光接收器的光接收状态检测光学窗上的污物的存在。光发射器和光接收器中的一个的操作模式针对对象检测器对目标的检测和污物检测器对光学窗上的污物的检测是不同的，并且分开地执行对目标的检测和对污物的检测。光学扫描器用光扫描的预定范围与另一个目标检测装置检测目标的范围部分地交叠。在预定范围内的交叠区域中执行污物检测器对光学窗上的污物的检测，并且在另一区域中执行对象检测器对目标的检测。
另外，根据本发明的目标检测系统包括多个目标检测装置，所述多个目标检测装置被配置为在预定范围内检测目标的存在和到目标的距离中的一者，并且所述多个目标检测装置中的至少一个是根据本发明的目标检测装置。
根据本发明的目标检测装置和目标检测系统，通过共同使用光发射器和光接收器，对象检测器检测目标并且污物检测器检测光学窗上的污物。因此，不需要将专用于污物检测的部件添加到目标检测装置。另外，光发射器和光接收器中的一个的操作模式针对对象检测器对目标的检测和污物检测器对光学窗上的污物的检测是不同的，并且分开地执行目标检测和污物检测。然而，光学扫描器用光扫描的预定范围与另一个目标检测装置的目标检测范围部分地交叠。然后，污物检测器检测交叠区域中的光学窗上的污物，并且对象检测器检测预定范围内的其他区域中的目标。因此，即使当污物检测器检测光学窗上的污物时对象检测器不能检测到目标，另一个目标检测装置也在此时在用光扫描的区域中检测目标。因此，能够检测到目标检测装置的光学窗上的污物，而不会导致不能检测到预定范围内的目标的盲点。
根据本发明的目标检测装置可以使污物检测器在预定范围内的交叠区域的部分区域中检测光学窗上的污物。
另外，检测光学窗上的污物的部分区域可以是预先设定的固定区域，或者是在预定定时按预定角度变化的可变区域。
另外，根据本发明的目标检测装置的光发射器可包括多个发光元件。光接收器可以具有分别与所述多个发光元件对应的多个光接收区域。发光元件和光接收元件中的一个的操作模式可以针对目标的检测和光学窗上的污物的检测是不同的。
此外，包括在根据本发明的目标检测系统中的多个目标检测装置以预定间隔被安装在移动体上。由所述多个目标检测装置中的一个目标检测装置的光学扫描器用光扫描的预定范围可以与由所述多个目标检测装置中的另一个目标检测装置的光学扫描器用光扫描的预定范围部分地交叠，所述多个目标检测装置中的所述一个目标检测装置和所述多个目标检测装置中的所述另一个目标检测装置彼此相邻。在预定范围内的交叠区域中，所述多个目标检测装置中的所述一个目标检测装置可以使污物检测器检测光学窗上的污物，并且所述多个目标检测装置中的所述另一个目标检测装置可以使对象检测器检测目标。
根据本发明，能够检测目标检测装置的光学窗上的污物，而无需添加专用于污物检测的部件并且不会产生无法检测到目标的盲点。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的目标检测系统的配置图。
图2是示出图1的目标检测装置的安装状态和扫描范围的视图。
图3是图1的目标检测装置的电气配置图。
图4是图1的目标检测装置的光学系统的后视图。
图5A是示出图1的目标检测装置的光学系统的光投射路径的视图。
图5B是示出图1的目标检测装置的光学系统的光接收路径的视图。
图6是图1的目标检测装置的光学系统的侧视图。
图7A和图7B是示出图1的目标检测装置的光学系统的光投射状态和光接收状态的视图。
图8是示出图1的目标检测装置的光学系统的光投射状态和光接收状态的视图。
图9A和图9B是示出在污物粘附到图1的目标检测装置的光学窗的情况下光学系统的光投射状态和光接收状态的示例的视图。
图10是示出根据本发明的第一实施方式的目标检测装置的目标检测区域和污物检测区域的视图。
图11是示出根据本发明的第一实施方式的目标检测装置的操作的流程图。
图12A是示出根据本发明的第二实施方式的目标检测装置的目标检测区域和污物检测区域的视图。
图12B是示出根据本发明的第二实施方式的目标检测装置的目标检测区域和污物检测区域的视图。
图13A至图13C是示出根据本发明的第三实施方式的目标检测装置的目标检测区域和污物检测区域的视图。
图14是示出根据本发明的第三实施方式的目标检测装置的操作的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。在附图中，相同或对应的部件由相同的附图标记表示。
首先，将描述根据实施方式的目标检测系统100的配置。
图1是目标检测系统100的配置图。目标检测系统100安装在由四轮车辆与车辆侧ECU 50等一起配置的车辆30上。目标检测系统100包括多个(在该示例中为四个)目标检测装置10A、10B、10C、10D。目标检测装置10A至10D中的每一个由激光雷达配置，并且与车辆侧ECU 50电连接。
图2是示出目标检测装置10A、10B、10C、10D的安装状态、扫描范围和检测区域的视图。在图2中，相对于车辆30，右侧是前方，左侧是后方，上侧是左侧，下侧是右侧(这同样适用于图10、图12A、图12B、图13)。目标检测装置10A、10B、10C、10D分别安装在车辆30的前部、后部、右侧和左侧，并且分别在车辆30的前方、后方、右侧和左侧的预定范围Ea、Eb、Ec、Ed中检测目标(人、物体等)的存在以及与目标的距离等。
另外，目标检测装置10A至10D将目标、距离等的检测结果输出到图1所示的车辆侧ECU 50。车辆侧ECU 50根据目标检测装置10A至10D的检测结果控制车载设备(未示出)的操作。
接下来，将描述目标检测装置10A至10D的电气配置。注意，目标检测装置10A至10D的电气配置是相同的。
图3是目标检测装置10A至10D中的每一个的电气配置图。控制器1由CPU等配置，并控制每个单元的操作。控制器1包括对象检测器1a和污物检测器1b。对象检测器1a和污物检测器1b中的每一个的功能由控制器1的CPU执行的软件程序实现。
LD模块2被封装。尽管LD模块2包括作为光源的多个LD(激光二极管)，但是为了方便起见，在图3中仅示出了一个LD块。每个LD是发射高输出光脉冲的发光元件。LD模块2是本发明中的“光发射器”的示例。
控制器1控制LD模块2的每个LD的操作。具体地，例如，控制器1使每个LD发光，以将光投射到诸如人或物体这样的目标。另外，控制器1停止每个LD的发光并通过使用充电电路3对每个LD充电。
电机4c是稍后描述的光学扫描器4(诸如图4)的驱动源。电机驱动电路5驱动电机4c。编码器6检测电机4c的旋转状态(角度、旋转速度等)。控制器1使电机驱动电路5旋转电机4c，以控制光学扫描器4的操作。另外，控制器1根据编码器6的输出检测光学扫描器4的操作状态(操作量、操作位置等)。
PD模块7被封装。PD模块7包括作为光接收元件的PD(光电二极管)、TIA(跨阻抗放大器)、VGA(可变增益放大器)等(未示出详细电路)。PD模块7是本发明中的“光接收器”的示例。
PD具有多个光接收区域(稍后描述的图7中的Ra(1)至Ra(4)等)，以与LD模块2的相应LD对应。在PD模块7中设置多个TIA，以与PD的相应光接收区域对应。在PD模块7中设置多个VGA，以与相应TIA对应。相应TIA使来自PD的相应光接收区域的输出信号输入到相应VGA。相应VGA放大来自相应TIA的输出信号，并使输出信号输入到ADC(模数转换器)8。尽管与PD的相应光接收区域对应地设置了多个ADC 8，但是为了方便起见，在图3中仅示出了ADC 8的一个块。各个ADC 8将从PD的各个光接收区域输出的模拟信号通过对应TIA和VGA转换为数字信号。
控制器1控制PD模块7的每个单元的操作。具体地，例如，控制器1使LD模块2的LD发光并使PD模块7的PD接收由目标反射的光。然后，控制器1使TIA和VGA根据PD的光接收状态处理从PD输出的光接收信号。此外，控制器1使ADC 8将从PD模块7输出的模拟光接收信号转换为数字光接收信号。
然后，根据已经由ADC 8转换的数字光接收信号，控制器1确定PD的光接收状态，并且对象检测器1a根据确定结果检测目标的存在。另外，在对象检测器1a检测到存在目标的情况下，对象检测器1a计算从LD发光到PD接收到从目标反射的光的时间，并根据该时间检测到该目标的距离。污物检测器1b根据PD的光接收状态检测稍后描述的光学窗12(图5A等)上的污物的存在。
存储单元9由易失性或非易失性存储器配置。存储单元9存储针对控制器1的信息以控制目标检测装置10A至10D的每个单元、用于检测目标的信息等。另外，在存储单元9中，控制器1存储当污物检测器1b检测到光学窗12上存在污物时获得的检测结果。
接口19由用于与车辆侧ECU 50通信的通信电路配置。控制器1通过接口19向车辆侧ECU 50发送各种控制信息并从车辆侧ECU 50接收各种控制信息，并且通过接口19向车辆侧ECU 50发送对象检测器1a和污物检测器1b的检测结果。
车辆侧ECU 50根据从目标检测装置10A至10D发送的目标的检测结果来控制安装在车辆30上的行驶操作系统的车载设备(未示出)的操作，并执行对车辆30的行驶控制和停止控制。另外，根据从目标检测装置10A至10D发送的光学窗12上的污物的检测结果，车辆侧ECU 50在安装在车辆30的车厢中的显示器(未示出)上显示光学窗12的脏状态，或者操作安装在车辆30上的清洁装置以去除光学窗12上的污物。
接下来，将描述目标检测装置10A至10D的光学配置以及光投射路径和光接收路径。注意，目标检测装置10A至10D的光学配置以及光投射路径和光接收路径是相同的。
图4是目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的后视图。图5A是示出目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的光投射路径的视图。图5B是示出目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的光接收路径的视图。图6是目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的侧视图。
图5A和图5B示出了从上方观看的目标检测装置10A至10D中的每一个的内部和前方区域。图4示出了从后方(图5A中的下侧)观看的目标检测装置10A至10D中的每一个的内部。图6示出了从侧面(图4中的右侧)观看的目标检测装置10A至10D中的每一个的内部。
在目标检测装置10A至10D中，壳体11由不透射光的合成树脂形成为盒状。光学窗12被设置在壳体11的前表面上，如图5A至图6所示。光学窗12被形成为圆顶形状并且由诸如透射光的合成树脂或玻璃这样的透光材料制成。光学窗12是用于光到壳体11的外部和内部的光投射和接收端口。
目标检测装置10A至10D安装在车辆30的前部、后部、右侧和左侧，使得光学窗12被定向到车辆30的前部、后部、右侧和左侧的区域，并且壳体11的短边方向与垂直方向(上下方向)Z平行(图2)。
如图4至图6所示，在壳体11中，容纳有诸如LD模块2、发射器透镜14、光学扫描器4、反射镜15、接收器透镜16、反射镜17和PD模块7这样的光学系统部件。在它们当中，LD模块2、光学扫描器4的电机4c和PD模块7是电驱动的电子部件。图1中所示的其他电子部件也被容纳在壳体11中。注意，图5B没有示出LD模块2、发射器透镜14、以及稍后描述的光学扫描器4的光投射镜4a和电机4c。
LD模块2的LD、发送器透镜14和光学扫描器4构成光投射光学系统。另外，光学扫描器4、反射镜15、反射镜17、接收器透镜16和PD模块7的PD构成光接收光学系统。如图4和图6所示，在光投射光学系统和光接收光学系统之间设置有遮光板18，以防止光干涉。在图5A和图5B中，未示出遮光板18。LD模块2、发射器透镜14、光学扫描器4的电机4c、反射镜15、接收器透镜16、反射镜17、PD模块7和遮光板18被固定在壳体11中。
如图4所示，LD模块2被设置在目标检测装置10A至10D中的每一个的上中央部。发送器透镜14被设置在LD模块2中包括的每个LD的发光侧(图4、图5A和图5B中的左侧)。光学扫描器4被设置在相对于发射器透镜14与LD模块2相反的一侧。
光学扫描器4也称为光偏转器，并包括光投射镜4a、光接收镜4b、电机4c等。电机4c由无刷电机配置。光投射镜4a与电机4c的旋转轴4j(图5A和图5B)的上端部连接。光接收镜4b与电机4c的旋转轴4j的下端部连接。光投射镜4a和光接收镜4b由形成为板状的双面镜形成。也就是说，光投射镜4a和光接收镜4b的两个板表面都是反射表面。光投射镜4a和光接收镜4b与电机4c的旋转轴4j一起旋转。电机4c的旋转轴4j与垂直方向Z平行。
PD模块7被设置在目标检测装置10A至10D中的每一个的下中央部。反射镜15、接收器透镜16和反射镜17被设置在相对于PD模块7与光学扫描器4相反的一侧。PD模块7、反射镜15、接收器透镜16和反射镜17被设置在LD模块2下方。
在PD模块7中包括的每个PD的光接收侧(图4、图5A和图5B中的右侧)，反射镜17被设置为以预定角度倾斜。在反射镜17的前方(在光学窗12侧)，反射镜15被设置为以预定角度倾斜。接收器透镜16被设置在反射镜17和反射镜15之间。
在图5A中，单点划线的箭头例示了上述光学系统的光投射路径。在图5A中，首先，LD模块2的LD发射光。然后，发射器透镜14调节光的扩散等，并且光照射光学扫描器4的光投射镜4a。此时，电机4c旋转以改变光投射镜4a的角度(定向)，并且光投射镜4a的一个反射表面被定向到预定范围Ea至Ed侧。因此，在来自LD的光穿过发射器透镜14之后，光被光投射镜4a反射并且几乎穿过光学窗12的上半部，并且用光扫描位于外部的预定范围Ea至Ed。同样在图6中，单点划线的箭头例示了目标检测装置10A至10D投射到预定范围Ea至Ed的光。
在预定范围Ea至Ed内存在目标Q的情况下，目标检测装置10A至10D投射到预定范围Ea至Ed的光被目标Q反射。在图5B中，双点划线的箭头例示了在目标检测装置10A至10D接收从目标Q反射的光的情况下光学系统的光接收路径。
在图5B中，从目标检测装置10A至10D中的每一个投射的光的从目标Q反射的光穿过光学窗12并且照射光学扫描器4的光接收镜4b。此时，电机4c旋转以改变光接收镜4b的反射表面的角度(定向)，并且光接收镜4b的一个反射表面被定向到预定范围Ea至Ed侧。因此，已经被目标Q反射并且已经几乎穿过光学窗12的下半部的反射光被光接收镜4b反射并被引导到反射镜15。也就是说，光学扫描器4将从存在于预定范围Ea至Ed内的目标Q反射的光转向到反射镜15侧。然后，由光学扫描器4引导到反射镜15的反射光被反射镜15反射，进入接收器透镜16，并且被接收器透镜16会聚并调整，然后被反射镜17进一步反射，并且被PD模块7的PD接收。
PD模块7和ADC 8根据上述反射光的光接收状态处理从PD输出的光接收信号。然后，控制器1的对象检测器1a检测目标Q的存在，并根据所处理的光接收信号计算到目标Q的距离。此时，根据光学扫描器4的电机4c的旋转角度，对象检测器1a检测在水平方向上存在目标Q的定向。另外，对象检测器1a根据来自PD的每个光接收区域的输出信号检测在垂直方向上存在目标Q的定向。
图2、图5A和图5B中阴影线的预定范围Ea至Ed是目标检测装置10A至10D用光扫描的范围以及目标检测装置10A至10D投射并接收光的范围(俯视图)。(图5A和图5B示出了在预定范围Ea至Ed内的目标检测装置10A至10D的附近。)光学扫描器4的电机4c的旋转轴4j与垂直方向Z平行。因此，光学扫描器4用光水平地扫描预定范围Ea至Ed。如图5A和图5B所示，光学扫描器4在水平方向上的光学扫描角度θ1是钝角(90°<θ1<180°)。
如图6所示，从目标检测装置10A至10D投射到预定范围Ea至Ed的光在垂直方向Z上扩散并沿行进方向X以预定角度θ2发射。垂直方向Z上的发光范围的角度θ2小于图5A等所示的水平方向上的扫描角度θ1，并且是锐角(0°<θ2<90°)。
如图2所示，目标检测装置10A至10D安装在车辆30的前部、后部、右侧和左侧，以面对车辆30的前方、后方、右侧和左侧的区域。因此，目标检测装置10A至10D使光学扫描器4用光水平地扫描的预定范围Ea至Ed分别在车辆30的前方、后方、右侧和左侧扩展成扇形形状。
相邻的目标检测装置10A至10D用光扫描的预定范围(即，光投射和接收范围)Ea至Ed被设置成彼此部分地交叠。例如，部分区域F2在由彼此相邻的目标检测装置10A和目标检测装置10C以图2所示的车辆30的中心P作为旋转中心在顺时针方向上用光扫描的预定范围Ea、Ec中彼此交叠。另外，部分区域F3在由彼此相邻的目标检测装置10C和目标检测装置10B用光扫描的预定范围Ec、Eb中彼此交叠。另外，部分区域F4在由彼此相邻的目标检测装置10B和目标检测装置10D用光扫描的预定范围Eb、Ed中彼此交叠。此外，部分区域F1在由彼此相邻的目标检测装置10D和目标检测装置10A用光扫描的预定范围Ed、Ea中彼此交叠。
也就是说，目标检测装置10A至10D用光扫描的预定范围Ea至Ed由与相邻的目标检测装置10A至10D用光扫描的预定范围Ea至Ed交叠的区域F1至F4和不与相邻的目标检测装置10A至10D用光扫描的预定范围Ea至Ed交叠的区域Fa至Fd配置。
目标检测装置10A的光学扫描范围Ea＝交叠区域F1+非交叠区域Fa+交叠区域F2
目标检测装置10B的光学扫描范围Eb＝交叠区域F3+非交叠区域Fb+交叠区域F4
目标检测装置10C的光学扫描范围Ec＝交叠区域F2+非交叠区域Fc+交叠区域F3
目标检测装置10D的光学扫描范围Ed＝交叠区域F4+非交叠区域Fd+交叠区域F1
在目标检测装置10A至10D用光扫描的预定范围Ea至Ed中，交叠区域F1、F2、F3、F4被设置为相同的尺寸。另外，交叠区域F1、F2、F3、F4中的每一个的扫描角度被设置为小于非交叠区域Fa、Fb、Fc、Fd的扫描角度。
接下来，将描述目标检测装置10A至10D的光投射原理和光接收原理。注意，目标检测装置10A至10D的光投射和接收原理是相同的。
图7A和图7B是示出目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的光投射状态和光接收状态的视图。图8是示出目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统的光投射状态和光接收状态的示例的视图。图9A和图9B是示出在污物Da粘附到目标检测装置10A至10D中的每一个的光学窗12的情况下光学系统的光投射状态和光接收状态的示例的视图。每个图示意性地示出了目标检测装置10A至10D中的每一个的光学系统，并且未示出光学扫描器4和反射镜15、17。
如图7A、图7B等所示，在LD模块2中，以在垂直方向Z上对准的方式设置四个LD(1)至LD(4)。如图7A中单点划线的箭头所指示的，LD(1)至LD(4)在垂直方向Z上以预定定向发光。具体地，位于最上位置的LD(1)相对于水平面(平行于遮光板18)以预定角度向下发射光。LD(1)正下方的LD(2)相对于水平面以比LD(1)的预定角度小的预定角度向下发射光。LD(2)正下方的LD(3)相对于水平面以预定角度向上发射光。位于最下位置的LD(4)相对于水平面以比LD(3)的预定角度大的预定角度向上发射光。
发射器透镜14和光学扫描器4使从LD(1)至LD(4)中的每一个发射的光穿过光学窗12的大体上上半部上的预定位置并以预定定向发射。因此，如图6所示，在目标检测装置10A至10D中的每一个的前面，在垂直方向Z上的预定角度θ2的范围内投射光。
例如，如图7B所示，PD模块7的PD由多个光接收区域Ra(1)至Ra(4)一维地布置在一个封装中的光电二极管阵列配置。光接收区域Ra(1)至Ra(4)从顶部开始按此顺序布置在垂直方向Z上。在光接收区域Ra(1)至Ra(4)中的每一个中设置了多个光接收表面。光接收区域Ra(1)至Ra(4)分别与LD(1)至LD(4)对应。
如上所述，从LD(1)至LD(4)中的每一个发射并投射到预定范围Ea至Ed(图5A等)的光被存在于预定范围Ea至Ed中的目标Q反射。
例如，当从前方或后方观看目标检测装置10A至10D中的每一个(图4)时，目标检测装置10A至10D中的每一个在纵向方向上的尺寸(横向宽度)为150mm或更小，并且在横向方向上的尺寸(高度)为100mm或更小。相比之下，作为目标Q的人或物体(前方车辆、路面等)是数倍或更多倍的。
因此，例如，如图8所示，从LD(1)投射的光的从目标Q反射的光(双点划线的箭头)与光投射方向(单点划线的箭头)平行地进入光学窗12的下半部。然后，反射光穿过光学窗12，经过光学扫描器4(图5B)，被接收器透镜16和反射镜15、17(图5B)引导到PD模块7的PD的光接收区域Ra(1)，并且被光接收区域Ra(1)接收。
类似地，由其它LD(2)到LD(4)发射的光的从目标Q反射的光(图7B中的双点划线的箭头)也与光投射方向(图7A中单点划线的箭头)平行地进入光学窗12的下半部。然后，在反射光中，来自LD(2)的光的反射光穿过光学窗12，经过光学扫描器4，被接收器透镜16等引导到PD模块7的PD的光接收区域Ra(2)，并且被光接收区域Ra(2)接收。来自LD(3)的光的反射光穿过光学窗12，经过光学扫描器4，被接收器透镜16等引导到PD模块7的PD的光接收区域Ra(3)，并且被光接收区域Ra(3)接收。来自LD(4)的光的反射光穿过光学窗12，经过光学扫描器4，被接收器透镜16等引导到PD模块7的PD的光接收区域Ra(4)，并且被光接收区域Ra(4)接收。
也就是说，在从LD(1)至LD(4)发射的光的从目标Q反射的光中，经过光学窗12和光学扫描器4的反射光被接收器透镜16等引导到PD的分别与LD(1)至LD(4)对应的光接收区域Ra(1)至Ra(4)。另外，如图7B中的双点划线的箭头所指示的，PD的光接收区域Ra(1)至Ra(4)分别分开地接收从LD(1)至LD(4)发射的光的从目标Q反射的光。然后，PD根据光接收区域Ra(1)至Ra(4)的光接收状态输出光接收信号，并且对象检测器1a根据光接收信号检测目标Q在垂直方向Z上存在的定向。
相比之下，如图9A和图9B所示，例如，在诸如泥这样的污物Da粘附到光学窗12的表面的情况下，从LD(1)发射的光(单点划线的箭头)被发射器透镜14等引导并穿过光学窗12；然而，光不能穿过污物Da并被污物Da漫反射。然后，例如，如图9A中双点划线的箭头所指示的，被污物Da漫反射的光从光学窗12在不与从LD(1)到光学窗12的光投射方向(单点划线的箭头)平行的方向上射出，经过光学扫描器4、接收器透镜16等，然后被PD的不与LD(1)对应的光接收区域Ra(4)接收。根据污物Da的特性，PD的不与LD(1)对应的另一个光接收区域Ra(2)或Ra(3)可以接收由于污物Da而引起的漫反射的光。
另外，根据污物Da和光学窗12的特性，例如，如图9B所示，被污物Da漫反射的光可以在光学窗12内多次反射。在这种情况下，例如，漫反射的光从光学窗12在不与从LD(1)到光学窗12的光投射方向(单点划线的箭头)平行的方向上射出，经过光学扫描器4、接收器透镜16等，然后被PD的不与LD(1)对应的光接收区域Ra(4)接收。漫反射的光可以被PD的不与LD(1)对应的其他光接收区域Ra(2)、Ra(3)接收。
类似地，从其它LD(2)至LD(4)发射的光也被发射器透镜14引导并穿过光学窗12；然而，光不能穿过污物Da，并且被污物Da漫反射。然后，漫反射的光从光学窗12在不与从LD(2)至LD(4)到光学窗12的光投射方向平行的方向上射出，经过光学扫描器4、接收器透镜16等，然后被PD的不与LD(2)至LD(4)对应的光接收区域Ra(1)至Ra(4)接收。
因此，当从多个LD(1)至LD(4)当中的与特定定向对应的特定LD发射光时，如果PD的不与特定LD对应的光接收区域Ra(1)至Ra(4)中的一个接收到光，则污物检测器1b(图1)检测到在光学窗12上存在污物Da。
在目标检测装置10A至10D中的每一个中，当光学扫描器4的电机4c被驱动以使镜子4a、4b以预定的旋转速度旋转的同时，LD(1)至LD(4)依次发射光，以检测PD的光接收区域Ra(1)至Ra(4)的光接收状态。因此，对象检测器1a检测目标Q，并且污物检测器1b检测光学窗12上的污物Da。
此时，根据上述光投射原理和光接收原理，当对象检测器1a检测目标Q时，在光学扫描器4用从LD发射的光执行扫描的同时，检测PD的与LD对应的光接收区域Ra(1)至Ra(4)中的一个的光接收状态。另外，当污物检测器1b检测光学窗12的污物Da时，在光学扫描器4用从LD发射的光执行扫描的同时，检测PD的不与LD对应的光接收区域Ra(1)至Ra(4)的光接收状态。
也就是说，在目标检测装置10A至10D中，PD模块7的PD的操作模式在对象检测器1a检测目标Q时和在污物检测器1b检测污物Da时是不同的。因此，由于对象检测器1a对目标Q的检测和污物检测器1b对污物Da的检测不能被同时执行，因此分开地执行对目标Q的检测和对污物Da的检测。
在对象检测器1a检测目标Q时和污物检测器1b检测污物Da时，LD模块2的各个LD的操作模式可以不同或相同。例如，当对象检测器1a检测目标Q时，LD(1)至LD(4)可以以预定顺序或预定次数发光，并且当污物检测器1b检测污物Da时，LD(1)至LD(4)可以以其他顺序或其他次数发光，或者特定LD可以连续地发光。
接下来，将描述第一实施方式的目标检测装置10A至10D的目标Q和污物Da的检测区域。
图10是示出根据第一实施方式的目标检测装置10A至10D的目标检测区域和污物检测区域的视图。目标检测装置10A至10D使光学扫描器4以车辆30的中心P作为旋转中心在顺时针方向上用光扫描预定范围Ea至Ed。目标检测装置10A使污物检测器1b在预定范围Ea内的靠近扫描末端的交叠区域F2中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在其他区域(交叠区域F1+非交叠区域Fa)中检测目标Q。
类似地，目标检测装置10B使污物检测器1b在预定范围Eb内的靠近扫描末端的交叠区域F4中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在其他区域(交叠区域F3+非交叠区域Fb)中检测目标Q。目标检测装置10C使污物检测器1b在预定范围Ec内的靠近扫描末端的交叠区域F3中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在其他区域(交叠区域F2+非交叠区域Fc)中检测目标Q。目标检测装置10D使污物检测器1b在预定范围Ed内的靠近扫描末端的交叠区域F1中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在其他区域(交叠区域F4+非交叠区域Fd)中检测目标Q。
也就是说，关于目标检测装置10A至10D当中的目标检测装置10A和10C、目标检测装置10C和10B、目标检测装置10B和10D以及目标检测装置10D和10A中的每一者，一个目标检测装置(例如，10A)检测光学窗12的污物Da的区域(例如，F2)也是另一个目标检测装置(例如，10C)检测目标Q的区域(例如，F2)。在目标检测装置10A至10D的控制器1(图3)中，预先设置关于各个目标检测装置的预定范围Ea至Ed、交叠区域F1至F4(目标检测区域和污物检测区域)以及非交叠区域Fa至Fd(目标检测区域)。
接下来，将描述根据第一实施方式的目标检测装置10A至10D的操作。
图11是示出根据第一实施方式的目标检测装置10A至10D的操作的流程图。图11中的每个步骤由设置在目标检测装置10A至10D中的每一个中的控制器1执行。首先，控制器1以预定的旋转速度驱动光学扫描器4的电机4c(步骤S1)，以使光投射镜4a和光接收镜4b按预定方向旋转。另外，控制器1根据编码器6的输出检测电机4c的旋转角度(步骤S2)。
然后，控制器1检查电机4c的旋转角度是否在与预定范围Ea至Ed(图10等)对应的角度范围内(步骤S3)。这里，如果电机4c的旋转角度在与预先设定的预定范围Ea至Ed对应的角度范围内(步骤S3：是)，控制器1还检查电机4c的旋转角度是否在与预先设定的也是污物检测区域的交叠区域F1至F4对应的角度范围内(步骤S4)。
如果电机4c的旋转角度不在与预定范围Ea至Ed中的也是污物检测区域的交叠区域F1至F4对应的角度范围内(步骤S4：否)，控制器1使LD模块2和PD模块7以目标检测模式工作，并且使光学扫描器4向预定范围Ea至Ed投射光并从预定范围Ea至Ed接收光(步骤S5)。然后，控制器1使对象检测器1a根据PD模块7的光接收状态检测目标Q的存在和到目标Q的距离(步骤S6)，并且将检测结果存储在存储单元9中(步骤S7)。
然后，控制器1检查电机4c的旋转角度是否在与预定范围Ea至Ed对应的角度范围之外(步骤S12)。这里，如果电机4c的旋转角度不在与预定范围Ea至Ed对应的角度范围之外(步骤S12：否)，则不完成预定范围Ea至Ed的光学扫描(光投射和接收)。因此，控制器1返回到步骤S2并且重复上述处理。
如果电机4c的旋转角度在与预定范围Ea至Ed中的也是污物检测区域的交叠区域F1至F4对应的角度范围内(步骤S3：是，步骤S4：是)，控制器1使LD模块2和PD模块7以污物检测模式操作，并且使光学扫描器4向污物检测区域投射光并从污物检测区域接收光(步骤S8)。然后，控制器1使污物检测器1b根据PD模块7的光接收状态检测光学窗12上的污物Da的存在(步骤S9)。这里，如果控制器1检测到在光学窗12上存在污物Da(步骤S10：是)，则控制器1通过接口19向车辆侧ECU 50通知该事实(步骤S11)。
然后，如果电机4c的旋转角度不在与预定范围Ea至Ed对应的角度范围之外(步骤S12：否)，则控制器1返回到步骤S2并重复上述处理。
相反，如果电机4c的旋转角度在与预定范围Ea至Ed对应的角度范围之外(步骤S12：是)，则完成预定范围Ea至Ed的光学扫描。因此，控制器1从存储单元9读取目标Q的检测结果，并且通过接口19将检测结果输出到车辆侧ECU 50(步骤S13)。此后，在驱动车辆30的同时，保持驱动光学扫描器4的电机4c，并且重复从步骤S1开始的处理。
根据上述第一实施方式，在目标检测装置10A至10D中的每一个中，公共LD模块2和公共PD模块7用于由对象检测器1a检测目标Q以及由污物检测器1b检测光学窗12上的污物Da。因此，不需要将专用于污物检测的部件添加到目标检测装置10A至10D中的每一个。
另外，在目标检测装置10A至10D中的每一个中，LD模块2或PD模块7的操作模式针对对象检测器1a对目标Q的检测和污物检测器1b对光学窗12上的污物Da的检测是不同的，并且分开地执行对象检测和污物检测。在这种情况下，如图10所示，由目标检测装置10A至10D当中的特定目标检测装置(此处，以10A为例)的光学扫描器4用光扫描的预定范围(Ea)与相邻的目标检测装置(10C、10D)的光投射和接收范围(Ec、Ed)部分地交叠(F1、F2)。然后，该目标检测装置(10A)使污物检测器1b在预定范围(Ea)的交叠区域(F2)中检测光学窗12上的污物Da，并使对象检测器1a在其他区域(Fa、F1)中检测目标Q。另外，在特定目标检测装置(10A)使污物检测器1b检测光学窗12上的污物Da的交叠区域(F2)中，相邻的目标检测装置(10C)使对象检测器1a检测目标Q。因此，能够检测目标检测装置10A至10D的光学窗12上的污物Da，而不会产生在车辆30周围的预定范围Ea至Ed中不能检测到目标Q的盲点。
此外，通过将目标检测装置10A至10D的污物检测区域F1至F4(图10)设定为预先设定的固定区域，能够减少控制器1上的处理负荷并且能够在车辆30上容易地设定目标检测装置10A至10D的安装位置。
在图10的示例中，在目标检测装置10A至10D的预定范围Ea至Ed中的靠近扫描始端和靠近扫描末端的交叠区域F1至F4当中的靠近扫描末端的交叠区域F1至F4的全部被设定为污物检测区域。然而，本发明不限于此。例如，如在下面描述的第二实施方式中，交叠区域F1至F4的部分可以用作污物检测区域。
图12A和图12B是示出根据第二实施方式的目标检测装置10A至10D的目标检测区域和污物检测区域的示例的视图。目标检测装置10A至10D使污物检测器1b在预定范围Ea至Ed中的靠近扫描末端的交叠区域F1至F4的部分F1a至F4a(由粗线包围的区域)中检测光学窗12上的污物Da。
具体地，例如，如图12A所示，目标检测装置10A使污物检测器1b在预定范围Ea内的靠近扫描末端的交叠区域F2的部分F2a中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在区域Fa、F1中检测目标Q。如图12B所示，目标检测装置10B使污物检测器1b在预定范围Eb内的靠近扫描末端的交叠区域F4的部分F4a中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在区域Fb、F3中检测目标Q。如图12B所示，目标检测装置10C使污物检测器1b在预定范围Ec内的靠近扫描末端的交叠区域F3的部分F3a中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在区域Fc、F2中检测目标Q。如图12A所示，目标检测装置10D使污物检测器1b在预定范围Ed内的靠近扫描末端的交叠区域F1的部分F1a中检测光学窗12上的污物Da，并且使对象检测器1a在区域Fd、F4中检测目标Q，如图12B所示。
也就是说，交叠区域F1至F4中的由目标检测装置10A至10D当中的特定目标检测装置检测光学窗12上的污物Da的部分F1a至F4a也是相邻的目标检测装置检测目标Q的区域。在目标检测装置10A至10D的控制器1(图3)中，分别预先设定污物检测区域F1a至F4a和目标检测区域。另外，污物检测区域F1a至F4a是预先设定的固定区域。第二实施方式的目标检测装置10A至10D的操作与图11中所示的第一实施方式的操作相似。
如在上述第二实施方式中，由于污物检测器1b在目标检测装置10A至10D的预定范围Ea至Ed中的交叠区域F1至F4的部分F1a至F4a中检测光学窗12上的污物Da，因此能够减小目标检测装置10A至10D的污物检测区域，并且能够扩大目标Q的检测区域。
图10、图12A和图12B的示例示出了目标检测装置10A至10D的污物检测区域F1至F4和F1a至F4a是固定区域的示例；然而，本发明不限于此。例如，如在下面描述的第三实施方式中，目标检测装置10A至10D的污物检测区域可以是在预定定时变化的可变区域。
图13A至图13C是示出根据第三实施方式的目标检测装置的目标检测区域和污物检测区域的视图。这里，示出了目标检测装置10A、10C的部分检测区域。图14是示出根据第三实施方式的目标检测装置10A至10D中的每一个的操作的流程图。
如图13A至图13C所示，目标检测装置10A使污物检测器1b检测光学窗12上的污物Da的区域F2b被设定在由光学扫描器4用光扫描的预定范围Ea内的靠近扫描末端的交叠区域F2的一部分中。然后，每当目标检测装置10A使光学扫描器4用光扫描预定范围Ea时(每次图4等所示的光投射镜4a、4b旋转一周)，污物检测区域F2b在交叠区域F2内按预定角度变化。具体地，如图13A至图13C所示，每当扫描的次数N增加1时，污物检测区域F2b在交叠区域F2中在与光学扫描方向相反的方向(以车辆30的中心P作为旋转中心逆时针方向)上按预定角度变化。
另外，例如，污物检测区域F2b可以从交叠区域F2的一个端部(图13A的扫描末端部)按预定角度变化。当污物检测区域F2b到达交叠区域F2的另一端部(扫描中间部)时，污物检测区域F2b可以从交叠区域F2的一个端部到另一个端部再次按预定角度变化。另选地，污物检测区域F2b可以从交叠区域F2的另一个端部到所述一个端部分按预定角度变化。
在第三实施方式中，其他目标检测装置10B至10D的污物检测区域F1b、F3b、F4b(未示出)也与上述目标检测装置10A的污物检测区域F2b类似地变化。
目标检测装置10A至10D的控制器1分别改变目标检测装置10A至10D的污物检测区域。例如，在图14中，目标检测装置10A至10D的控制器1中的每一个与上述第一实施方式(图11)类似地执行从步骤S1开始的每个处理。然后，在步骤S7或步骤S11之后，当电机4c的旋转角度在与预定范围Ea至Ed对应的角度范围之外(步骤S12：是)，并且完成用光扫描预定范围Ea至Ed时，控制器1将目标Q的检测结果输出到车辆侧ECU 50(步骤S13)。另外，控制器1按预定角度改变污物检测区域(步骤S14，图13A至图13C)。此后，在驱动车辆30的同时，重复从步骤S1开始的处理。然后，在步骤S14中，控制器1再次按预定角度改变污物检测区域。
如同在上述第三实施方式中，在目标检测装置10A至10D中，通过在预定范围Ea至Ed中的交叠区域F1至F4中改变污物检测区域F1b至F4b，能够改变对象检测器1a检测目标Q的区域。因此，即使目标Q临时地存在于污物检测区域F1b至F4b中的一个中，对象检测器1a也能够在下一次扫描期间更可靠地检测目标Q。另外，污物检测器1b能够更容易地检测附着到光学窗12的一部分的微小污物。
本发明可以采用除了上述实施方式之外的各种实施方式。例如，上述实施方式示出了目标检测装置10A至10D的预定范围Ea至Ed中的靠近扫描末端的交叠区域F1至F4的全部或部分被设定为光学窗12的污物检测区域的示例。然而，本发明不限于此。除此之外，例如，预定范围Ea至Ed中的靠近扫描始端的交叠区域F1至F4的全部或部分可以被设定为光学窗12的污物检测区域。
另外，上述实施方式示出了目标检测装置10A至10D被安装在车辆30的前部、后部、右侧和左侧的示例；然而，本发明不限于此。可以适当地设定被安装的目标检测装置的安装位置、安装间隔、安装方向和数量。另外，可以适当地设定目标检测装置用光扫描的范围的大小、延伸方向等、当相邻的目标检测装置执行光学扫描时设定的交叠区域、光学窗的污物检测区域以及目标检测区域。
另外，图11和图14所示的实施方式示出了紧接在污物检测器1b检测到在光学窗12上存在污物Da(步骤S10：是)之后，车辆侧ECU 50被通知该事实(步骤S11)的示例；然而，本发明不限于此。除此之外，例如，当污物检测器1b检测到在光学窗12上存在污物Da时，该结果可以被存储在存储单元9中，然后在完成预定范围Ea至Ed的光学扫描(步骤S12：是)之后，可以将在光学窗12上存在污物Da的事实与目标Q的检测结果一起通知给车辆侧ECU 50。
此外，图14所示的实施方式示出了每当完成预定范围Ea至Ed的光学扫描(步骤S12：是)时改变污物检测区域(步骤S14)的示例；然而，本发明不限于此。除此之外，例如，每当预定范围Ea至Ed的光学扫描完成预定次数或者每当经过了预定时间，污物检测区域可以改变。另外，可以在除了这些定时之外的定时改变污物检测区域。
另外，上述实施方式示出了目标检测装置10A至10D中的每一个包括具有四个LD(1)至LD(4)的LD模块2以及具有四个光接收区域Ra(1)至Ra(4)被一维布置的PD的PD模块7的示例；然而，本发明不限于此。所安装的LD的数量和PD模块的所设置的光接收区域的数量可以是两个或更多个中的任何数量。另外，所安装的LD模块和PD模块的数量可以是两个或更多个。此外，目标检测装置可包括具有另一发光元件的光发射器和具有另一光接收元件的光接收器。
另外，上述实施方式示出了检测作为光投射和接收端口的光学窗12上的污物Da的存在的示例；然而，本发明不限于此。除此之外，例如，可以在壳体11上分开地设置用作光投射端口的光投射光学窗和用作光接收端口的光接收光学窗，并且可以检测光投射光学窗和光接收光学窗中的至少一个上的污物的存在。
另外，上述实施方式示出了包括具有相同结构的目标检测装置10A至10D的目标检测系统100；然而，本发明不限于此，并且目标检测系统可以包括具有不同配置的多个目标检测装置。
此外，上述实施方式描述了将本发明应用于车载目标检测装置和车载目标检测系统的示例。然而，本发明还可以被应用于用于另一预期用途的目标检测装置和目标检测系统。
相关申请的交叉引用
本申请基于2018年8月23日向日本专利局提交的日本专利申请No.2018-156126，其全部内容通过引用并入本文中。

Claims (6)

1.一种目标检测装置，该目标检测装置包括：
光发射器，该光发射器被配置为发射光；
光接收器，该光接收器被配置为接收光；
光学扫描器，该光学扫描器被配置为用从所述光发射器发射的光扫描预定范围，用被所述预定范围内的目标反射的光执行扫描，并且将光引导到所述光接收器；
对象检测器，该对象检测器被配置为根据所述光接收器的光接收状态检测所述目标的存在和到所述目标的距离中的一者；
壳体，该壳体被配置为容纳所述光发射器、所述光接收器和所述光学扫描器；
光学窗，该光学窗由透射光的透光材料形成，并且被配置为用作位于所述壳体的内部和外部的光投射端口和光接收端口中的一个；以及
污物检测器，该污物检测器被配置为根据所述光接收器的光接收状态检测所述光学窗上的污物的存在，
其中，所述光发射器和所述光接收器中的一个的操作模式针对所述对象检测器对所述目标的检测和所述污物检测器对所述光学窗上的污物的检测是不同的，并且分开地执行对所述目标的检测和对所述污物的检测，
其中，所述光学扫描器用光扫描的所述预定范围与另一个目标检测装置检测目标的范围部分地交叠，并且
其中，在所述预定范围内的交叠区域中执行所述污物检测器对所述光学窗上的所述污物的检测，并且在所述预定范围内的另一区域中执行所述对象检测器对所述目标的检测。
2.根据权利要求1所述的目标检测装置，其中，在所述预定范围内的所述交叠区域的部分区域中执行所述污物检测器对所述光学窗上的所述污物的检测。
3.根据权利要求2所述的目标检测装置，其中，执行对所述污物的检测的所述部分区域是预先设定的固定区域和在预定定时按预定角度变化的可变区域中的一个。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的目标检测装置，
其中，所述光发射器包括多个发光元件，
其中，所述光接收器具有分别与所述多个发光元件对应的多个光接收区域，并且
其中，所述多个发光元件和多个光接收元件中的一个的操作模式针对对所述目标的检测和对所述污物的检测是不同的。
5.一种目标检测系统，该目标检测系统包括多个目标检测装置，所述多个目标检测装置被配置为在预定范围内检测目标的存在和到目标的距离中的一者，
所述多个目标检测装置中的至少一个是根据权利要求1至4中的任一项所述的目标检测装置。
6.根据权利要求5所述的目标检测系统，
其中，所述多个目标检测装置以预定间隔安装在移动体上，
其中，所述多个目标检测装置中的一个目标检测装置的所述光学扫描器用光扫描的预定范围与所述多个目标检测装置中的另一个目标检测装置的所述光学扫描器用光扫描的预定范围部分地交叠，所述多个目标检测装置中的所述一个目标检测装置和所述多个目标检测装置中的所述另一个目标检测装置彼此相邻，并且
其中，在所述预定范围内的交叠区域中，所述多个目标检测装置中的所述一个目标检测装置使所述污物检测器检测所述光学窗上的污物，并且所述多个目标检测装置中的所述另一个目标检测装置使所述对象检测器检测目标。
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