CN112368595A - 测距装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测距装置。测距装置(100)具备测定器(10)、控制部(30)以及附属部件(20)。测定器具有照射发送波的照射部(11)、和检测发送波的反射波的检测部(12)。控制部使用测定器来测定与被照射发送波的物体的距离。附属部件附属于测定器，通过通电而工作。控制部根据使用测定器的距离的测定状态来控制向附属部件的通电。

Description

测距装置
相关申请的交叉引用
本国际申请主张基于2018年7月2日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018-126093号的优先权，并通过参照在本国际申请中引用日本专利申请第2018-126093号的全部内容。
技术领域
本公开涉及一种测定与物体的距离的测距装置。
背景技术
作为搭载于车辆并测定与位于车辆的前方的物体的距离的测距装置，有朝向前方照射发送波，并检测照射出的发送波的来自物体的反射波，来检测到该物体的距离的测距装置。
在测距装置中，为了保护照射发送波的照射部、检测反射波的检测部，而在它们的前面设置有罩。然而，如果在该罩上附着雪、霜、雨滴以及尘埃等时，则测距装置的测定精度有时会降低。
因此，在专利文献1中，记载有为了融化雪、霜而在测距装置的罩设置加热器。另外，在专利文献1中，记载有为了驱除雨滴、尘埃而在测距装置的罩设置超声波振动器。
专利文献1：日本特开平8-29535号公报
然而，本发明人的研究结果是，发现了在测距装置具有加热器、超声波振动器等附属部件的情况下，发生测定精度降低，作为新的课题。认为这是因为在对附属部件开始通电时、以及在停止向附属部件的通电时，电噪声会附于测距装置的测定结果中。
发明内容
本公开的一个方面是抑制由于向附属部件开始以及停止通电而降低测距装置的测定精度。
本公开的一个方式是测距装置，具备测定器、控制部以及附属部件。测定器具有照射发送波的照射部和检测发送波的反射波的检测部。控制部使用测定器来测定与被照射发送波的物体的距离。附属部件附属于测定器，通过通电而工作。控制部根据使用测定器的距离的测定状态来控制向附属部件的通电。
根据这样的结构，由于根据使用测定器的距离的测定状态来控制向附属部件的通电，因此能够抑制由于向附属部件的通电而测距装置的测定精度降低。
附图说明
图1是表示激光雷达装置的结构的框图。
图2是激光雷达装置的外观图。
图3是从内侧观察激光雷达装置的罩的图。
图4是对第一实施方式中的由测定器测定距离的状态与加热器的通电状态的关系进行说明的图。
图5是在第一实施方式中控制部进行的限制处理的流程图。
图6是对第二实施方式中的由测定器测定距离的状态与加热器的通电的状态的关系进行说明的图。
图7是在第二实施方式中控制部进行的限制处理的流程图。
图8是在第三实施方式中控制部进行的限制处理的流程图。
图9是清扫器的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的例示性的实施方式进行说明。
[1.第一实施方式]
[1－1.结构]
图1所示的激光雷达装置100是通过照射光作为发送波并检测照射出的光的反射波来测定与物体的距离的测距装置。激光雷达也被记载为LIDAR。LIDAR是Light Detection andRanging的缩写。激光雷达装置100搭载于车辆来使用，用于检测存在于车辆的前方的各种物体。
激光雷达装置100具备测定器10、附属部件20以及控制部30。
测定器10具有间歇性地照射光的照射部11、和检测光的反射波的检测部12。照射部11照射激光作为光。检测部12接收来自物体的反射波并转换为电信号。
测定器10被收纳于图2所示的具备罩50和壳体主体60的壳体40的内部。测定器10中的照射部11被收纳于壳体40的内侧的空间中的上侧的区域。另一方面，检测部12被收纳于壳体40的内侧的空间中的下侧的区域。
在罩50的前表面设置有供光透过的透明的透过窗51。此处所说的前表面是指激光雷达装置100中的光的照射目的地侧的面。
附属部件20是附属于测定器10的部件，通过通电而工作。在本实施方式中，附属部件20是加热器80。如图3所示，加热器80设置于透过窗51的内侧的面，用于透过窗51的加热。加热器80具备设置于透过窗51中的照射部11侧的照射侧加热器81、和设置于透过窗51中的检测部12侧的检测侧加热器82。照射侧加热器81以及检测侧加热器82均具有透明导电膜Fi、和一对电极LDi、LGi。此外，在属于照射侧加热器81的情况下，i以1表示，在属于检测侧加热器82的情况下，以2表示。透明导电膜Fi是由具有透明性和导电性的材料形成的加热膜。作为透明导电膜Fi，例如可以使用ITO膜。ITO是氧化铟与氧化锡的无机化合物。
控制部30使用测定器10测定与被照射光的物体的距离。具体而言，控制部30基于检测部12向控制部30输入的电信号的波形确定检测到反射波的定时，并基于与照射光的定时的差求出与物体的距离。此外，控制部30除了距离以外还能够求出该物体的方位等与物体有关的信息。
控制部30将朝向特定的测定点的光的照射和反射波的检测设为一次测定，并对存在于测定范围内的多个测定点进行该测定。而且，控制部30将对存在于测定范围内的多个测定点的测定设为一系列的测定，在每个规定期间重复进行该一系列的测定。图2所示的区域70概念性地示出朝向特定的测定点照射的光在透过窗51的面上穿过的区域。
控制部30除了控制距离的测定以外，还控制向附属部件20的通电的接通/断开的切换。即，测定器10和附属部件20连接于共用的电路基板。上述的测定器10的测定精度降低这一课题是由于以下原因而产生的，即，因向附属部件20的通电的接通/断开的切换，导致噪声附于检测部12输入的电信号的波形中。
基于从搭载于车辆的环境温度传感器、室温传感器、以及车速传感器等车载传感器200获取的信息来控制向附属部件20的通电的接通/断开的切换。通过利用附属部件20适当地加热透过窗51，能够抑制雪、霜的附着。此外，向附属部件20的通电的接通/断开的切换也可以通过PWM控制来进行。
此时，控制部30根据使用了测定器10的距离的测定状态来限制向附属部件20的通电的接通/断开的切换。对于控制部30所进行的通电的接通/断开的切换的限制处理，在后面详细叙述。
[1－2.处理]
对于控制部30执行的向附属部件20的通电的接通/断开的切换的限制处理，使用图4，对其概要进行说明。
如图4的图表(a)所示，如果完成对一个测定点的测定，则测定器10暂时成为测定的待机状态。这通常在激光雷达装置中进行，以冷却激光等的光源并维持光源的寿命。
控制部30判别是使用了测定器10的距离的测定中还是测定的待机中，在是测定中的情况下，如图4的图表(d)所示，不进行附属部件20的开启/关闭的切换。即，在是测定中的情况下，控制部30不进行向附属部件20的通电开始以及停止。这是因为，在向附属部件20的通电的接通/断开的切换时，有可能噪声附于检测部12向控制部30输入的电信号的波形中。
在本实施方式中，控制部30通过是否是由检测部12检测反射波的检测期间T1来判别是测定中还是测定的待机中。即，在检测部12的检测期间T1中，控制部30不进行向附属部件20的通电开始以及停止。
所谓检测期间T1是控制部30使用检测部12来检测反射波的期间。具体而言，如图4的图表(b)以及(c)所示，检测期间T1是与由照射部11进行的光的照射的开始同时或者比光的照射的开始稍晚地开始，直到经过预先决定的规定的期间为止的期间。规定的期间是假定了从想要检测的最远的物体的反射的期间。即，检测期间T1中的电信号的波形被识别为来自物体的反射波。
接下来，使用图5的流程图，对控制部30执行的具体的处理程序进行说明。在控制部30基于来自车载传感器200的信息应当开始向附属部件20的通电的条件或者应当停止向附属部件20的通电的条件成立的情况下，执行图5所示的通电的接通/断开的切换的限制处理。
首先，在S101中，控制部30判定是否是使用测定器10的距离的测定中。
控制部30在S101中判定为不是使用测定器10的距离的测定中的情况下，移至S102，开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电。之后，控制部30结束图5的限制处理。
另一方面，控制部30在S101中判定为是使用测定器10的距离的测定中的情况下，移至S103，并等待直到使用测定器10的距离的测定结束为止。然后，控制部30移至S102，开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电。之后，控制部30结束图5的限制处理。
[1－3.效果]
根据以上详述的第一实施方式，获得以下的效果。
(1a)根据使用测定器10的距离的测定状态来控制向附属部件20的通电开始以及停止。因此，能够抑制由于向附属部件20开始以及停止通电而降低测距装置的测定精度。
(1b)具体而言，在是使用测定器10的距离的测定中的情况下，控制部30不进行向附属部件20的通电开始以及停止。因此，能够抑制由于向附属部件20的通电开始以及停止而噪声附于检测部12输入的电信号的波形中。
(1c)在由检测部12检测反射波的检测期间T1中，控制部30不进行向附属部件20的通电开始以及停止。是因为测定精度的降低是由于噪声附于反射波的电信号的波形中的原因而产生的。根据这样的结构，缩短限制向附属部件20的通电的接通/断开的切换的期间，并且能够抑制测定精度的降低。
(1d)随着自动驾驶技术的发展，搭载于车辆的测距装置所要求的测定精度变得越来越高。第一实施方式所涉及的测距装置的结构对搭载于车辆的测距装置特别有效。
[2.第二实施方式]
[2－1.与第一实施方式的不同点]
由于第二实施方式的基本的结构与第一实施方式相同，所以对于共用的结构省略说明，以不同点为中心进行说明。
在上述的第一实施方式中，控制部30不进行向附属部件20的通电开始以及停止的期间是对各测定点的测定中。另一方面，在第二实施方式中，如图6所示，控制部30在对存在于测定范围内的多个测定点的一系列的测定中不进行向附属部件20的通电开始以及停止。此外，将控制部30使用测定器10进行一系列的测定的状态称为突发(burst)。
[2－2.处理]
使用图7的流程图，对控制部30代替第一实施方式中的限制处理而执行的第二实施方式的限制处理进行说明。在控制部30基于来自车载传感器200的信息，应当开始向附属部件20的通电的条件或者应当停止向附属部件20的通电的条件成立的情况下执行图7所示的限制处理。
首先，在S201中，控制部30判定是否是突发中。
控制部30在S201中判定为不是突发中的情况下，移至S202，开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电。之后，控制部30结束图7的限制处理。
另一方面，控制部30在S201中判定为是突发中的情况下，移至S203，并等待直到突发结束为止。然后，控制部30移至S202，开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电。之后，控制部30结束图7的限制处理。
[3.第三实施方式]
[3－1.与第一实施方式的不同点]
由于第三实施方式的基本的结构与第一实施方式相同，所以对于共用的结构省略说明，而以不同点为中心进行说明。
在第三实施方式中，控制部30除了在是使用测定器10的距离的测定中的情况下以外，还在直到开始下次测定为止的期间小于规定的期间的情况下，不进行向加热器80的通电开始以及向加热器80的通电停止。
[3－2.处理]
使用图8的流程图，对控制部30代替第一实施方式中的限制处理而执行的第三实施方式的限制处理进行说明。在控制部30基于来自车载传感器200的信息，应当开始向附属部件20的通电的条件或者应当停止向附属部件20的通电的条件成立的情况下，执行图8所示的限制处理。
首先，在S301中，控制部30判定是否是使用测定器10的距离的测定中。
控制部30在S301中判定为不是使用测定器10的距离的测定中的情况下，移至S302，判定直到开始下次测定为止的期间是否小于规定的期间。
控制部30在S302中判定为直到开始下次测定为止的期间不小于规定的期间的情况下，移至S303，开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电。之后，控制部30结束图8的限制处理。
另一方面，控制部30在S301中判定为是使用测定器10的距离的测定中的情况下，移至S304，并等待直到测定结束为止后，移至S303。控制部30在S303中开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电后，结束图8的限制处理。
控制部30在S302中判定为直到开始下次测定为止的期间小于规定的期间的情况下，移至S304，并等待直到测定结束为止后，移至S303。控制部30在S303中开始向附属部件20的通电，或者停止向附属部件20的通电后，结束图8的限制处理。
[3－3.效果]
根据以上详述的第三实施方式，除了上述的第一实施方式的效果(1a)、(1b)以及(1d)以外，还获得以下的效果。
(3a)存在在向附属部件20的通电的接通/断开的切换时，由于振动等，噪声持续很短的时间的情况。根据本实施方式，即使在这样的情况下，也能够抑制噪声对测定结果的影响。即，通过以在从通电的接通/断开的切换到开始下次测定为止的期间内，持续产生的噪声的强度为阈值以下的方式决定上述的规定的期间，从而能够抑制噪声附于下次测定中获得的电信号的波形中。
[4.其它实施方式]
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开当然不限定于上述实施方式，而可以采用各种方式。
(4a)在上述实施方式中，作为附属部件20而例示出加热器80，但附属部件20不限定于此。具体而言，作为附属部件20，例如列举设置于透过窗51并清扫透过窗51的清扫器。
在图9中作为清扫器的一个例子而示出清洗器90。清洗器90通过对透过窗51喷射清洗液来清洗透过窗51。作为清扫器的其它例子，列举擦拭器以及超声波振动器。
此外，在附属部件20是这些清洗器以及擦拭器等由马达驱动的部件的情况下，容易产生振动。因此，上述第三实施方式的处理特别在附属部件20是由马达驱动的部件的情况下有效。
(4b)在上述实施方式中，作为测距装置而例示出激光雷达装置，但测距装置的种类不限定于此。具体而言，作为测距装置，例如列举毫米波雷达装置以及超声波传感器装置。
(4c)在上述实施方式中，控制部30通过是否是检测期间T1来判别是测定中还是测定的待机中。然而，是测定中还是测定的待机中的判别方法不限定于此。具体而言，控制部30也可以通过是否是控制部30独自决定的测定期间来判别是测定中还是测定的待机中。作为测定期间，例如列举图4的图表(a)所示的期间T2。期间T2是指从照射部11开始光的照射到检测期间T1结束为止的期间。此外，在期间T2与光的照射的开始同时开始的情况下，期间T2与检测期间T1相等。
(4d)在上述第一实施方式中，在检测部12的检测期间T1中，控制部30限制向附属部件20的通电开始以及停止。控制部30限制向附属部件20的通电开始以及停止的期间并不限于检测期间T1，只要至少包含检测期间T1即可。
(4e)在上述实施方式中，将作为测距装置的激光雷达装置100搭载于车辆的前方，但测距装置在车辆上的搭载位置不限定于此。具体而言，例如，测距装置也可以搭载于车辆的侧方、后方等周围。
(4f)在上述实施方式中，透过窗51是使发送波以及反射波两方透过的窗，但透过窗51也可以构成为发送波以及反射波的至少一方透过。另外，在上述实施方式中，透过窗51为透明的以便能够使作为发送波的光透过，但如果透过窗51使发送波透过，则不必是透明的。即，透过窗51可以根据发送波的种类而采用各种材质。
(4g)可以使上述实施方式中的一个构成要素所具有的功能分散为多个构成要素，或将多个构成要素所具有的功能统合为一个构成要素。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，还可以将上述实施方式的结构的至少一部分对其它上述实施方式的结构进行附加、置换等。

Claims (8)

1.一种测距装置，该测距装置(100)具备：
测定器(10)，具有照射发送波的照射部(11)和检测上述发送波的反射波的检测部(12)；
控制部(30)，使用上述测定器来测定与被照射上述发送波的物体的距离；以及
附属部件(20)，附属于上述测定器，通过通电而工作，
上述控制部根据使用上述测定器的距离的测定状态来控制向上述附属部件的通电。
2.根据权利要求1所述的测距装置，其中，
上述测距装置是照射光作为上述发送波的激光雷达装置。
3.根据权利要求1或2所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备透过窗(51)，上述发送波以及上述反射波的至少一方透过上述透过窗，
上述附属部件包括设置于上述透过窗的加热器(80)。
4.根据权利要求1～权利要求3中的任意一项所述的测距装置，其中，
上述测距装置还具备透过窗，上述发送波以及上述反射波的至少一方透过上述透过窗，
上述附属部件包括设置于上述透过窗并清扫上述透过窗的清扫器(90)。
5.根据权利要求1～权利要求4中的任意一项所述的测距装置，其中，
在是使用上述测定器的距离的测定中的情况下，上述控制部不进行向上述附属部件的通电开始以及向上述附属部件的通电停止。
6.根据权利要求5所述的测距装置，其中，
上述照射部间歇性地照射发送波，
上述控制部是因上述照射部的间歇性的照射在使用上述测定器测定距离时重复测定中和待机中的各状态的控制部，
上述控制部除了在使用上述测定器的距离的测定中的情况下，还在直到开始下次测定为止的期间小于规定的期间的情况下，不进行向上述附属部件的通电开始以及向上述附属部件的通电停止。
7.根据权利要求5或6所述的测距装置，其中，
上述控制部至少在由上述检测部检测上述反射波的检测期间中不进行向上述附属部件的通电开始以及向上述附属部件的通电停止。
8.根据权利要求1～权利要求7中的任意一项所述的测距装置，其中，
上述控制部使用上述测定器重复进行测定范围内的多个测定点的测定亦即一系列的测定，在是上述一系列的测定中的情况下，不进行向上述附属部件的通电开始以及向上述附属部件的通电停止。
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