CN114616485A - 激光雷达控制装置、激光雷达控制方法和激光雷达装置 - Google Patents
激光雷达控制装置、激光雷达控制方法和激光雷达装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114616485A CN114616485A CN201980101776.3A CN201980101776A CN114616485A CN 114616485 A CN114616485 A CN 114616485A CN 201980101776 A CN201980101776 A CN 201980101776A CN 114616485 A CN114616485 A CN 114616485A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- filter
- unit
- light
- laser radar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4816—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
激光雷达控制装置(100)对具有背景光截止滤波器(230)的激光雷达装置(200)进行控制,该背景光截止滤波器(230)容许由物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光的透过,抑制入射到激光雷达装置(200)的背景光的透过,其中,激光雷达控制装置(100)具有:滤波器温度取得部(110),其取得表示背景光截止滤波器(230)的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部(120),其取得表示背景光截止滤波器(230)具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部(130),其根据滤波器温度信息和滤波器温度特性信息取得背景光截止滤波器(230)的透过波长;以及控制信号生成部(140),其生成用于使激光雷达装置(200)出射波长与透过波长取得部(130)取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达控制装置、激光雷达控制方法和激光雷达装置。
背景技术
公知有通过ToF(Time of Flight:飞行时间)方式测定从预定的基准点到测定对象物体(以下简称作“物体”)的距离的激光雷达装置。在这种激光雷达装置中,为了降低背景噪声,存在具有光学滤波器(以下称作“背景光截止滤波器”)的激光雷达装置(例如参照专利文献1),该光学滤波器抑制背景光到达接收由物体反射后的激光的反射光即激光反射光(以下简称作“激光反射光”)的受光部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-44853号
发明内容
发明要解决的课题
背景光截止滤波器有时由标准具等具有温度特性(以下称作“滤波器温度特性”)的光学滤波器构成。这里所说的滤波器温度特性是如下特性:当光学滤波器的温度(以下称作“滤波器温度”)变化时,光学滤波器透过的光的波长(以下称作“透过波长”)变化。
在背景光截止滤波器由具有滤波器温度特性的光学滤波器构成的情况下,当由于环境温度等影响而使背景光截止滤波器的滤波器温度变化时,背景光截止滤波器的透过波长变化。当背景光截止滤波器的透过波长变化时,背景光截止滤波器的透过波长成为与激光雷达装置出射的激光的波长(以下称作“出射波长”)不同的状态。当成为背景光截止滤波器的透过波长与出射波长不同的状态时,背景光截止滤波器抑制入射到背景光截止滤波器的激光反射光的透过。
在背景光截止滤波器由具有滤波器温度特性的光学滤波器构成的情况下,背景光截止滤波器抑制入射到背景光截止滤波器的激光反射光的透过,因此,激光雷达装置的受光部无法接收强度足够进行距离测定的激光反射光。激光雷达装置在受光部无法接收强度足够进行距离测定的激光反射光的情况下,无法进行高精度的距离测定,或者无法进行距离测定本身。
本发明用于解决上述问题点,其目的在于,提供如下的激光雷达控制装置:在设置于激光雷达装置的背景光截止滤波器具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置进行控制,以使该背景光截止滤波器不抑制入射到该背景光截止滤波器的激光反射光的透过。
用于解决课题的手段
本发明的激光雷达控制装置对具有背景光截止滤波器的激光雷达装置进行控制,该背景光截止滤波器容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置具有:滤波器温度取得部,其取得表示设置于激光雷达装置的背景光截止滤波器的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部,其取得表示背景光截止滤波器具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部,其根据滤波器温度取得部取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器的透过波长;以及控制信号生成部,其生成用于使激光雷达装置出射波长与透过波长取得部取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
发明效果
根据本发明,在设置于激光雷达装置的背景光截止滤波器具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置进行控制,以使该背景光截止滤波器不抑制入射到该背景光截止滤波器的激光反射光的透过。
附图说明
[图1]图1是示出实施方式1的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图2]图2是示出实施方式1的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图3]图3是示出实施方式1的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图4]图4A和图4B是示出实施方式1的激光雷达控制装置的硬件结构的一例的图。
[图5]图5是示出实施方式1的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图。
[图6]图6是示出实施方式2的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图7]图7是示出实施方式2的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图8]图8是示出实施方式2的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图9]图9是示出实施方式2的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图。
[图10]图10是示出实施方式3的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图11]图11是示出实施方式3的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图12]图12是示出实施方式3的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图13]图13是示出实施方式3的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图。
[图14]图14是示出实施方式4的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图15]图15是示出实施方式4的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图16]图16是示出实施方式4的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图17]图17是示出实施方式4的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图。
[图18]图18是示出实施方式5的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图19]图19是示出实施方式5的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图20]图20是示出实施方式5的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图21]图21是示出实施方式5的激光雷达控制装置中的温度校正信息生成部的主要部分的结构的一例的框图。
[图22A]图22A是示出实施方式5的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图的一部分。
[图22B]图22B是示出实施方式5的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图的其余部分。
[图23]图23是示出实施方式6的激光雷达系统的主要部分的结构的一例的框图。
[图24]图24是示出实施方式6的激光雷达装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图25]图25是示出实施方式6的激光雷达控制装置的主要部分的结构的一例的框图。
[图26]图26是示出实施方式6的激光雷达控制装置中的温度校正信息生成部的主要部分的结构的一例的框图。
[图27A]图27A是示出实施方式6的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图的一部分。
[图27B]图27B是示出实施方式6的激光雷达控制装置的处理的一例的流程图的其余部分。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
实施方式1
参照图1对应用实施方式1的激光雷达控制装置100的激光雷达系统10进行说明。
图1是示出应用实施方式1的激光雷达控制装置100和激光雷达装置200的激光雷达系统10的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10具有激光雷达控制装置100、激光雷达装置200、距离运算装置11和存储装置12。
激光雷达控制装置100对激光雷达装置200进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100生成用于使激光雷达装置200出射规定波长的激光(以下称作“激光出射光”)的控制信号。激光雷达控制装置100将生成的控制信号输出到激光雷达装置200。
激光雷达装置200朝向测定对象物体(以下简称作“物体”)出射激光出射光,接受激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11。此外,激光雷达装置200取得激光雷达控制装置100输出的控制信号,根据该控制信号对激光出射光的波长进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
距离运算装置11接受激光雷达装置200输出的表示成为激光雷达装置200朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200输出的基于激光反射光的电信号,例如通过ToF(Time of Flight:飞行时间)方式运算从预定的基准点到物体的距离。距离运算装置11通过ToF方式等运算从预定的基准点到物体的距离的方法是公知的,因此,省略与该方法有关的说明。
存储装置12存储激光雷达控制装置100或激光雷达装置200进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100或激光雷达装置200分别从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
参照图2对实施方式1的激光雷达装置200进行说明。
图2是示出实施方式1的激光雷达装置200的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200具有激光输出部210、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223、背景光截止滤波器230、受光部240、滤波器温度计测部250和控制信号取得部290。
控制信号取得部290取得激光雷达控制装置100输出的控制信号。
在实施方式1中,控制信号取得部290取得的控制信号例如是表示激光的波长的控制信号。
激光输出部210输出激光(以下称作“激光输出光”)。激光输出部210输出的激光输出光透过发送光学系统220和窗口221而从激光雷达装置200出射。即,激光输出光的波长相当于激光雷达装置200的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)。激光输出光的波长相当于出射波长,因此,下面还将激光输出光的波长称作出射波长。
激光输出部210根据控制信号取得部290取得的控制信号对激光输出光的波长进行调整,输出调整后的波长的激光输出光。
如图2中作为一例所示,激光输出部210例如具有激光光源211和波长调整部212。
激光光源211输出具有规定波长的激光(以下称作“激光光源光”)。激光光源211例如由将从未图示的电力供给部接收到的电信号转换成光信号的发光元件构成。
激光输出部210输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光作为激光输出光。
波长调整部212根据控制信号取得部290取得的控制信号进行调整,以使出射波长成为控制信号所示的波长。
激光输出部210输出波长调整部212进行调整以使激光光源光的波长(以下称作“光源波长”)成为控制信号所示的波长的激光输出光,作为基于激光光源光的激光输出光。
具体而言,例如,波长调整部212由接受激光而振荡出波长与光源波长不同的激光的未图示的衍射光栅、以及对衍射光栅接受激光光源光时的激光光源光的入射角度进行调整的未图示的角度调整机构构成。
角度调整机构通过角度调整机构,根据表示激光光源光相对于衍射光栅的入射角度与衍射光栅振荡出的激光的波长的关系的角度调整信息、以及控制信号取得部290取得的控制信号对衍射光栅接受的激光光源光的入射角度进行调整,以使激光输出部210输出该控制信号所示的波长的激光输出光。角度调整机构对衍射光栅接受的激光光源光的入射角度进行调整,由此,激光输出部210输出控制信号所示的波长的激光输出光。
波长调整部212例如通过从存储装置12读出而取得角度调整信息。
通过对衍射光栅接受的激光的入射角度进行调整来调整衍射光栅振荡出的激光的波长的方法是公知的,因此,省略与该方法有关的说明。
波长调整部212也可以由具有珀耳帖元件或电热线等用于对激光光源211的温度(以下称作“光源温度”)进行调整的未图示的温度调整用器件的未图示的温度调整机构构成。输出激光的光源一般具有温度特性(以下称作“光源温度特性”)。这里所说的光源温度特性是光源输出的激光的波长与光源的温度对应地变化的特性。
波长调整部212通过温度调整机构,根据表示光源温度特性的预定的光源温度特性信息和控制信号取得部290取得的控制信号对光源温度进行调整,以使光源波长成为该控制信号所示的波长。
使用珀耳帖元件或电热线等温度调整用器件对光源的温度进行调整的方法是公知的,因此,省略与该方法有关的说明。
波长调整部212例如通过从存储装置12读出而取得光源温度特性信息。光源温度特性信息例如由激光光源211的制造方提供。
波长调整部212取得的光源温度特性信息例如是将光源温度和光源波长对应起来的信息。此外,例如,光源温度特性信息也可以是如下的表示光源温度与光源波长的关系式的信息:设光源温度为变量,通过代入光源温度,能够计算光源波长。
在实施方式1中,光源温度特性信息是表示光源温度与光源波长的关系式的信息,设该关系式为下式(1)进行说明。
λL=aL×TL+bL…式(1)
这里,λL是光源波长,TL是光源温度,并且,aL和bL是预定的常数。
当关于TL求解式(1)时,式(1)成为下式(2)。
TL={λL-bL}/aL…式(2)
波长调整部212将控制信号取得部290取得的控制信号所示的波长代入式(2)的λL中,由此计算要调整的光源温度的目标值TL。波长调整部212使用温度调整用器件对光源温度进行调整,以使光源温度成为计算出的TL。
此外,波长调整部212也可以由对流过激光光源211的电流的大小(以下称作“光源电流值”)进行调整的未图示的电流调整机构构成。输出激光的光源一般具有电流特性(以下为“光源电流特性”)。这里所说的光源电流特性是光源输出的激光的波长与流过光源的电流的大小对应地变化的特性。
波长调整部212通过电流调整机构,根据表示光源电流特性的预定的光源电流特性信息和控制信号取得部290取得的控制信号对流过激光光源211的光源电流值进行调整,以使光源波长成为该控制信号所示的波长。
波长调整部212例如通过从存储装置12读出而取得光源电流特性信息。
作为波长调整部212进行调整以使出射波长成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的波长的方法的一例,示出上述3个方法,但是,波长调整部212进行调整以使出射波长成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的波长的方法不限于上述3个方法。
此外,波长调整部212进行调整以使出射波长成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的波长的方法例如也可以是组合上述3个方法中的彼此不同的2个以上的方法而得到的方法。
发送光学系统220是组合1个以上的透镜或反射镜等光学部件而构成的。发送光学系统220经由窗口221向测定对象物体的方向引导激光输出光。
窗口221抑制异物从激光雷达装置200的外部侵入激光雷达装置200的内部。窗口221使由发送光学系统220引导的激光输出光透过,向测定对象物体的方向出射激光输出光作为激光出射光。从窗口221出射的激光出射光由物体反射,由物体反射后的反射光即激光反射光作为激光反射光入射到窗口221。窗口221使入射的激光反射光透过。
接收光学系统222是组合1个以上的透镜或反射镜等光学部件而构成的。接收光学系统222将透过窗口221后的激光反射光经由背景光截止滤波器230引导至受光部240。
背景光截止滤波器230是如下的光学滤波器:容许由接收光学系统222引导的激光反射光以及经由窗口221和接收光学系统222入射到激光雷达装置200的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过。
受光部240接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号。受光部240例如由将接收到的光信号转换成电信号的受光元件构成。具体而言,受光部240将接收到的光信号转换成电信号,由此,将基于接收到的激光反射光的电信号输出到距离运算装置11。
触发信号输出部223将表示激光光源211输出激光光源光的时点、激光输出部210输出激光输出光的时点或激光雷达装置200出射激光出射光的时点等成为激光雷达装置200朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11。
滤波器温度计测部250计测背景光截止滤波器230的温度(以下称作“滤波器温度”)。滤波器温度计测部250将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100。
参照图3对实施方式1的激光雷达控制装置100进行说明。
图3是示出实施方式1的激光雷达控制装置100的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130和控制信号生成部140。
滤波器温度取得部110取得表示设置于激光雷达装置200的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息。具体而言,滤波器温度取得部110从设置于激光雷达装置200的滤波器温度计测部250取得滤波器温度信息。
滤波器特性取得部120取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息。这里,滤波器温度特性是背景光截止滤波器230透过的激光反射光的波长(以下称作“透过波长”)与背景光截止滤波器230的温度对应地变化的特性。
滤波器特性取得部120例如通过从存储装置12读出而取得滤波器温度特性信息。滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息例如由背景光截止滤波器230的制造方提供。
滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息例如是将滤波器温度和透过波长对应起来的信息。此外,例如,滤波器温度特性信息也可以是如下的表示滤波器温度与透过波长的关系式的信息:设滤波器温度为变量,通过代入滤波器温度,能够计算透过波长。
在实施方式1中,滤波器温度特性信息是表示滤波器温度与透过波长的关系式的信息,设该关系式为下式(3)进行说明。
λF=aF×TF+bF…式(3)
这里,λF是透过波长,TF是滤波器温度,并且,aF和bF是预定的常数。
透过波长取得部130根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。具体而言,例如,透过波长取得部130将滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度代入滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息所示的式(3)中计算透过波长,由此取得背景光截止滤波器230的透过波长。
控制信号生成部140生成用于使激光雷达装置200出射与透过波长取得部130取得的透过波长相当的波长的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140将生成的控制信号输出到激光雷达装置200。
激光雷达装置200中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140输出的控制信号。
另外,如上所述,在实施方式1中,控制信号生成部140生成的控制信号例如是表示激光波长的控制信号。
图4A和图4B是示出实施方式1的激光雷达控制装置100的硬件结构的一例的图。
参照该图对实施方式1的激光雷达控制装置100的主要部分的硬件结构进行说明。
如图4A所示,激光雷达控制装置100由计算机构成,该计算机具有处理器401和存储器402。在存储器402存储有用于使该计算机作为滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130和控制信号生成部140发挥功能的程序。处理器401读出并执行存储器402中存储的程序,由此实现滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130和控制信号生成部140的功能。
此外,如图4B所示,激光雷达控制装置100也可以由处理电路403构成。该情况下,滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130和控制信号生成部140的功能也可以通过处理电路403实现。
此外,激光雷达控制装置100也可以由处理器401、存储器402和处理电路403构成(未图示)。该情况下,也可以是,滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130和控制信号生成部140的功能中的一部分功能通过处理器401和存储器402实现,其余功能通过处理电路403实现。
处理器401例如使用CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)、微处理器、微控制器或DSP(Digital SignalProcessor:数字信号处理器)。
存储器402例如使用半导体存储器或磁盘。更具体而言,存储器402使用RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory:可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)、SSD(Solid State Drive:固态驱动器)或HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)等。
处理电路403例如使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)、PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑器件)、FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、SoC(System-on-a-Chip:单芯片系统)或系统LSI(Large-Scale Integration:大规模集成电路)。
参照图5对实施方式1的激光雷达控制装置100的动作进行说明。
图5是示出实施方式1的激光雷达控制装置100的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100例如反复执行该流程图的处理。
首先,在步骤ST501中,滤波器特性取得部120取得滤波器温度特性信息。
接着,在步骤ST502中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
接着,在步骤ST503中,透过波长取得部130取得透过波长。
接着,在步骤ST504中,控制信号生成部140生成控制信号,输出生成的控制信号。
在步骤ST504之后,激光雷达控制装置100结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100在结束该流程图的处理后,返回步骤ST501,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100从第2次起反复执行该流程图的处理时,激光雷达控制装置100也可以省略步骤ST501的处理。
此外,步骤ST501和步骤ST502的处理顺序是任意的。
如上所述,实施方式1的激光雷达控制装置100对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130,其根据滤波器温度取得部120取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140,其生成用于使激光雷达装置200出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
通过这样构成,激光雷达控制装置100在设置于激光雷达装置200的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式1的激光雷达装置200具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100;以及波长调整部212,其接受激光雷达控制装置100根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200在设置于激光雷达装置200的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
实施方式2
参照图6~图8对实施方式2的激光雷达控制装置100a、激光雷达装置200a和激光雷达系统10a进行说明。
图6是示出应用实施方式2的激光雷达控制装置100a和激光雷达装置200a的激光雷达系统10a的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10a将实施方式1的激光雷达系统10中的激光雷达控制装置100和激光雷达装置200变更成激光雷达控制装置100a和激光雷达装置200a。
即,激光雷达系统10a具有激光雷达控制装置100a、激光雷达装置200a、距离运算装置11和存储装置12。
激光雷达系统10a和实施方式1的激光雷达系统10的不同之处在于,在激光雷达系统10中,激光雷达控制装置100输出到激光雷达装置200的控制信号是表示激光波长的控制信号,与此相对,在激光雷达系统10a中,激光雷达控制装置100a输出到激光雷达装置200a的控制信号是表示光源温度的目标值的控制信号。
另外,在图6中,对与图1所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光雷达控制装置100a对激光雷达装置200a进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100a生成用于使激光雷达装置200a出射规定波长的激光(以下称作“激光出射光”)的控制信号。将生成的控制信号输出到激光雷达装置200a。
激光雷达装置200a朝向物体出射激光出射光,接受出射的激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200a将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200a朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11。此外,激光雷达装置200a取得激光雷达控制装置100a输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
距离运算装置11接受激光雷达装置200a输出的表示成为激光雷达装置200朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200a输出的基于激光反射光的电信号,例如通过ToF方式运算从预定的基准点到物体的距离。
存储装置12存储激光雷达控制装置100a进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100a从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
图7是示出实施方式2的激光雷达装置200a的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200a将实施方式1的激光雷达装置200中的激光输出部210变更成激光输出部210a,进而追加光源温度计测部251。
即,激光雷达装置200a具有激光输出部210a、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223、背景光截止滤波器230、受光部240、滤波器温度计测部250、光源温度计测部251和控制信号取得部290。
另外,在图7中,对与图2所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光输出部210a输出激光(以下称作“激光输出光”)。激光输出部210a输出的激光输出光透过发送光学系统220和窗口221而从激光雷达装置200a出射。即,激光输出光的波长相当于激光雷达装置200a的激光出射光的出射波长。激光输出光的波长相当于出射波长,因此,下面,还将激光输出光的波长称作出射波长。
激光输出部210a根据控制信号取得部290取得的控制信号对激光输出光的波长进行调整,输出调整后的波长的激光输出光。
如图7中作为一例所示,激光输出部210a具有激光光源211和波长调整部212a。
激光输出部210a输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光作为激光输出光。
光源温度计测部251计测激光光源211的光源温度。光源温度计测部251输出计测出的光源温度作为光源温度信息。具体而言,例如,光源温度计测部251将光源温度信息输出到激光输出部210a。更具体而言,例如,光源温度计测部251将光源温度信息输出到激光输出部210a中的波长调整部212a。
波长调整部212a根据控制信号取得部290取得的控制信号和光源温度计测部251输出的光源温度信息,对激光输出部210a输出的激光输出光的波长即激光雷达装置200a出射的激光出射光的出射波长进行调整。
具体而言,例如,波长调整部212a参照光源温度计测部251输出的光源温度信息所示的光源温度进行调整,以使该光源温度成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的光源温度的目标值。
更具体而言,例如,波长调整部212a使用珀耳帖元件或电热线等未图示的温度调整用器件进行调整,以使光源温度计测部251输出的光源温度信息所示的光源温度成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的光源温度的目标值。
波长调整部212a对光源温度进行调整,由此,具有光源温度特性的激光光源211输出的激光光源光的波长变化。波长调整部212a进行调整以使光源温度成为控制信号取得部290取得的控制信号所示的光源温度的目标值,由此,激光光源211输出与光源温度的目标值对应的光源波长的激光光源光,因此,激光输出部210a能够输出与光源温度的目标值对应的光源波长的激光作为激光输出光。
图8是示出实施方式2的激光雷达控制装置100a的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100a将实施方式1的激光雷达控制装置100中的控制信号生成部140变更成控制信号生成部140a,进而追加光源特性取得部150。
即,激光雷达控制装置100a具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130、光源特性取得部150和控制信号生成部140a。
另外,在图8中,对与图3所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
光源特性取得部150取得表示激光光源211具有的光源温度特性的光源温度特性信息。光源特性取得部150通过从存储装置12读出而取得光源温度特性信息。
光源温度特性信息在实施方式1中进行了说明,因此省略说明。
在实施方式2中,光源温度特性信息是表示光源温度与光源波长的关系式的信息,设该关系式为式(1)或式(2)进行说明。
控制信号生成部140a根据光源特性取得部150取得的光源温度特性信息和透过波长取得部130取得的透过波长,生成用于使激光雷达装置200a出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
更具体而言,例如,控制信号生成部140a在光源温度特性信息所示的光源温度与光源波长的关系式即式(1)或式(2)的λL中代入透过波长取得部130取得的透过波长,由此计算光源温度的目标值。控制信号生成部140a生成表示计算出的光源温度的目标值的控制信号。控制信号生成部140a将生成的控制信号输出到激光雷达装置200a。
激光雷达装置200a中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140a输出的控制信号。
另外,实施方式2的激光雷达控制装置100a中的滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130、光源特性取得部150和控制信号生成部140a的各功能可以通过在实施方式1中图4A和图4B示出一例的硬件结构中的处理器401和存储器402实现,或者,也可以通过处理电路403实现。
参照图9对实施方式2的激光雷达控制装置100a的动作进行说明。
图9是示出实施方式2的激光雷达控制装置100a的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100a例如反复执行该流程图的处理。
首先,在步骤ST901中,滤波器特性取得部120取得滤波器温度特性信息。
接着,在步骤ST902中,光源特性取得部150取得光源温度特性信息。
接着,在步骤ST903中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
接着,在步骤ST904中,透过波长取得部130取得透过波长。
接着,在步骤ST905中,控制信号生成部140a生成控制信号,输出生成的控制信号。
在步骤ST905之后,激光雷达控制装置100a结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100a在结束该流程图的处理后,返回步骤ST901,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100a从第2次起反复执行该流程图的处理时,激光雷达控制装置100a也可以省略步骤ST901和步骤ST902的处理。
此外,步骤ST901~步骤ST903的处理顺序是任意的。
如上所述,实施方式2的激光雷达控制装置100a对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200a进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200a的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100a具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200a的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130,其根据滤波器温度取得部120取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140a,其生成用于使激光雷达装置200a出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
特别地,实施方式2的激光雷达控制装置100a构成为,在上述结构的基础上具有光源特性取得部150,该光源特性取得部150取得表示激光雷达装置200a具有的激光输出部210a的激光光源211具有的温度特性的光源温度特性信息,控制信号生成部140a根据光源特性取得部150取得的光源温度特性信息和透过波长取得部130取得的透过波长,生成用于使激光雷达装置200a出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
通过这样构成,激光雷达控制装置100a在设置于激光雷达装置200a的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200a进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式2的激光雷达装置200a具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210a,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200a具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100a;以及波长调整部212a,其接受激光雷达控制装置100a根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
特别地,实施方式2的激光雷达装置200a构成为,在上述结构的基础上具有光源温度计测部251,该光源温度计测部251计测激光输出部210a的激光光源211的光源温度,输出计测出的光源温度作为光源温度信息,波长调整部212a接受激光雷达控制装置100a根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号和光源温度计测部251输出的光源温度信息对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200a在设置于激光雷达装置200a的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
实施方式3
参照图10~图12对实施方式3的激光雷达控制装置100b、激光雷达装置200b和激光雷达系统10b进行说明。
图10是示出应用实施方式3的激光雷达控制装置100b和激光雷达装置200b的激光雷达系统10b的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10b将实施方式2的激光雷达系统10a中的激光雷达控制装置100a和激光雷达装置200a变更成激光雷达控制装置100b和激光雷达装置200b。
即,激光雷达系统10b具有激光雷达控制装置100b、激光雷达装置200b、距离运算装置11和存储装置12。
激光雷达系统10b和实施方式2的激光雷达系统10a的不同之处在于,在激光雷达系统10a中,激光雷达控制装置100a输出到激光雷达装置200a的控制信号是表示光源温度的目标值的控制信号,与此相对,在激光雷达系统10b中,激光雷达控制装置100b输出到激光雷达装置200b的控制信号是用于对温度调整用器件进行控制的信号。
另外,在图10中,对与图6所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光雷达控制装置100b对激光雷达装置200b进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100b生成用于使激光雷达装置200b出射规定波长的激光(以下称作“激光出射光”)的控制信号。激光雷达控制装置100b将生成的控制信号输出到激光雷达装置200b。
激光雷达装置200b朝向物体出射激光出射光,接受出射的激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200b将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200b朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11。此外,激光雷达装置200b取得激光雷达控制装置100b输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
距离运算装置11接受激光雷达装置200b输出的表示成为激光雷达装置200b朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200b输出的基于激光反射光的电信号,例如通过ToF方式运算从预定的基准点到物体的距离。
存储装置12存储激光雷达控制装置100b进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100b从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
图11是示出实施方式3的激光雷达装置200b的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200b将实施方式2的激光雷达装置200a中的激光输出部210a和光源温度计测部251变更成激光输出部210b和光源温度计测部251b。
即,激光雷达装置200b具有激光输出部210b、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223、背景光截止滤波器230、受光部240、滤波器温度计测部250、光源温度计测部251b和控制信号取得部290。
另外,在图11中,对与图7所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光输出部210b输出激光(以下称作“激光输出光”)。激光输出部210b输出的激光输出光透过发送光学系统220和窗口221而从激光雷达装置200b出射。即,激光输出光的波长相当于激光雷达装置200b的激光出射光的出射波长。激光输出光的波长相当于出射波长,因此,下面,还将激光输出光的波长称作出射波长。
激光输出部210b根据控制信号取得部290取得的控制信号对激光输出光的波长进行调整,输出调整后的波长的激光输出光。
如图11中作为一例所示,激光输出部210b具有激光光源211和波长调整部212b。
激光输出部210b输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光作为激光输出光。
波长调整部212b根据控制信号取得部290取得的控制信号对珀耳帖元件或电热线等温度调整用器件进行控制。波长调整部212b对温度调整用器件进行控制,由此,波长调整部212b使具有光源温度特性的激光光源211的光源温度变化。波长调整部212b根据控制信号取得部290取得的控制信号对光源温度进行调整以使光源温度成为规定的温度,由此,激光输出部210b能够输出规定的出射波长的激光输出光。
光源温度计测部251b计测激光光源211的光源温度。光源温度计测部251b输出计测出的光源温度作为光源温度信息。具体而言,光源温度计测部251b将光源温度信息输出到激光雷达控制装置100b。
图12是示出实施方式3的激光雷达控制装置100b的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100b将实施方式2的激光雷达控制装置100a中的控制信号生成部140a变更成控制信号生成部140b,进而追加光源温度取得部160。
即,激光雷达控制装置100b具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130、光源特性取得部150、光源温度取得部160和控制信号生成部140b。
另外,在图12中,对与图8所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
光源温度取得部160取得表示设置于激光雷达装置200b的激光输出部210b中的激光光源211的光源温度的光源温度信息。具体而言,光源温度取得部160从设置于激光雷达装置200b的光源温度计测部251b取得光源温度信息。
控制信号生成部140b根据光源温度取得部160取得的光源温度信息、光源特性取得部150取得的光源温度特性信息和透过波长取得部130取得的透过波长,生成用于使激光雷达装置200b出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
更具体而言,例如,控制信号生成部140b在光源温度特性信息所示的光源温度与光源波长的关系式即式(1)或式(2)的λL中代入透过波长取得部130取得的透过波长,由此计算光源温度的目标值。进而,控制信号生成部140b生成用于对激光雷达装置200b的温度调整用器件进行控制以使光源温度取得部160取得的光源温度信息所示的光源温度接近计算出的光源温度的目标值的控制信号。控制信号生成部140a将生成的控制信号输出到激光雷达装置200b。
激光雷达装置200b中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140b输出的控制信号。
另外,实施方式3的激光雷达控制装置100b中的滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130、光源特性取得部150、光源温度取得部160和控制信号生成部140b的各功能可以通过在实施方式1中图4A和图4B示出一例的硬件结构中的处理器401和存储器402实现,或者,也可以通过处理电路403实现。
参照图13对实施方式3的激光雷达控制装置100b的动作进行说明。
图13是示出实施方式3的激光雷达控制装置100b的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100b例如反复执行该流程图的处理。
首先,在步骤ST1301中,滤波器特性取得部120取得滤波器温度特性信息。
接着,在步骤ST1302中,光源特性取得部150取得光源温度特性信息。
接着,在步骤ST1303中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
接着,在步骤ST1304中,光源温度取得部160取得光源温度信息。
接着,在步骤ST1305中,透过波长取得部130取得透过波长。
接着,在步骤ST1306中,控制信号生成部140b生成控制信号,输出生成的控制信号。
在步骤ST1306之后,激光雷达控制装置100b结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100b在结束该流程图的处理后,返回步骤ST1301,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100b从第2次起反复执行该流程图的处理时,激光雷达控制装置100b也可以省略步骤ST1301和步骤ST1302的处理。
此外,步骤ST1301~步骤ST1303的处理顺序是任意的。
此外,步骤ST1304的处理在步骤ST1306的处理之前进行处理即可。
如上所述,实施方式3的激光雷达控制装置100b对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200b进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200b的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100b具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200b的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130,其根据滤波器温度取得部120取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140b,其生成用于使激光雷达装置200b出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
特别地,实施方式3的激光雷达控制装置100b构成为,在上述结构的基础上具有:光源特性取得部150,其取得表示激光雷达装置200b具有的激光输出部210b的激光光源211具有的温度特性的光源温度特性信息;以及光源温度取得部160,其取得表示激光光源211的光源温度的光源温度信息,控制信号生成部140b根据光源温度取得部160取得的光源温度信息、光源特性取得部150取得的光源温度特性信息和透过波长取得部130取得的透过波长,生成用于使激光雷达装置200b出射波长与透过波长取得部130取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
通过这样构成,激光雷达控制装置100b在设置于激光雷达装置200b的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200b进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式3的激光雷达装置200b具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210b,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200b具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100b;以及波长调整部212b,其接受激光雷达控制装置100b根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
特别地,实施方式3的激光雷达装置200b构成为,在上述结构的基础上具有光源温度计测部251b,该光源温度计测部251b计测激光输出部210b的激光光源211的光源温度,输出计测出的光源温度作为光源温度信息,光源温度计测部251b将光源温度信息输出到激光雷达控制装置100b,波长调整部212b接受激光雷达控制装置100b根据光源温度计测部251b输出的光源温度信息和滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200b在设置于激光雷达装置200b的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
实施方式4
参照图14~图16对实施方式4的激光雷达控制装置100c、激光雷达装置200c和激光雷达系统10c进行说明。
图14是示出应用实施方式4的激光雷达控制装置100c和激光雷达装置200c的激光雷达系统10c的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10c将实施方式1的激光雷达系统10中的激光雷达控制装置100、激光雷达装置200和距离运算装置11变更成激光雷达控制装置100c、激光雷达装置200c和距离运算装置11c。
即,激光雷达系统10c具有激光雷达控制装置100c、激光雷达装置200c、距离运算装置11c和存储装置12。
激光雷达系统10c和实施方式1的激光雷达系统10的不同之处在于,在实施方式1的激光雷达系统10中,激光雷达装置200朝向预定的方向出射激光出射光,与此相对,在激光雷达系统10c中,激光雷达装置200c在时间上变更出射激光(以下称作“激光出射光”)的方向。
另外,在图14中,对与图1所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光雷达控制装置100c对激光雷达装置200c进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100c生成用于使激光雷达装置200c出射规定波长的激光出射光的控制信号。激光雷达控制装置100c将生成的控制信号输出到激光雷达装置200c。在实施方式4中,激光雷达控制装置100c生成的控制信号例如是表示激光出射光的波长的控制信号。
激光雷达装置200c在时间上变更出射激光出射光的方向,并且朝向物体出射激光出射光,接受出射的激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200c将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200c朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11c。此外,激光雷达装置200c取得激光雷达控制装置100c输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
另外,在实施方式4中,激光雷达控制装置100c输出到激光雷达装置200c的控制信号例如是表示激光的波长的控制信号。
距离运算装置11c在激光雷达装置200c输出的表示成为激光雷达装置200c朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200c输出的基于激光反射光的电信号的基础上,还接受表示激光雷达装置200c出射激光出射光的方向(以下称作“出射方向”)的出射方向信息,例如,通过ToF方式运算从预定的基准点到物体的出射方向上的距离。距离运算装置11c通过ToF方式等运算从预定的基准点到物体的出射方向上的距离的方法是公知的,因此,省略与该方法有关的说明。
存储装置12存储激光雷达控制装置100c或激光雷达装置200c进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100c或激光雷达装置200c分别从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
图15是示出实施方式4的激光雷达装置200c的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200c对实施方式1的激光雷达装置200追加扫描光学系统224、出射方向计算部260和出射方向输出部261。
即,激光雷达装置200c具有激光输出部210、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223、扫描光学系统224、背景光截止滤波器230、受光部240、滤波器温度计测部250、出射方向计算部260、出射方向输出部261和控制信号取得部290。
另外,在图15中,对与图2所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
扫描光学系统224接受激光输出部210输出的激光输出光,对该激光输出光进行扫描。扫描光学系统224由多面反射镜等构成。扫描光学系统224扫描后的激光输出光透过发送光学系统220和窗口221,作为激光出射光从激光雷达装置200c出射。扫描光学系统224对激光输出部210输出的激光输出光进行扫描,由此,激光雷达装置200c出射的激光出射光的出射方向在时间上变化。
另外,扫描光学系统224不是在对激光输出部210输出的激光输出光进行扫描时使激光输出光的波长变化,因此,激光输出部210输出的激光输出光的波长相当于激光雷达装置200c的激光出射光的波长即出射波长。激光输出光的波长相当于出射波长,因此,下面,还将激光输出光的波长称作出射波长。
出射方向计算部260计算激光雷达装置200c出射激光出射光的方向即出射方向。出射方向例如是发送光学系统220的光轴和激光雷达装置200c出射的激光出射光前进的方向所成的角度。
具体而言,例如,出射方向计算部260根据扫描光学系统224的状态计算出射方向。更具体而言,例如,出射方向计算部260根据构成扫描光学系统224的多面反射镜的旋转量计算出射方向。
出射方向输出部261将表示出射方向计算部260计算出的出射方向的出射方向信息输出到激光雷达控制装置100c。
图16是示出实施方式4的激光雷达控制装置100c的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100c将实施方式1的激光雷达控制装置100中的滤波器特性取得部120和透过波长取得部130变更成滤波器特性取得部120c和透过波长取得部130c,进而追加出射方向取得部170和角度估计部171。
即,激光雷达控制装置100c具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120c、透过波长取得部130c、出射方向取得部170、角度估计部171和控制信号生成部140。
另外,在图16中,对与图3所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
出射方向取得部170取得表示激光雷达装置200c出射激光出射光的方向的出射方向信息。具体而言,出射方向取得部170接受激光雷达装置200c中的出射方向输出部261输出的出射方向信息,由此取得出射方向信息。
角度估计部171根据出射方向取得部170取得的出射方向信息估计激光反射光入射到背景光截止滤波器230的角度(以下称作“入射角度”)。入射角度例如是接收光学系统222的光轴和入射到背景光截止滤波器230时的激光反射光前进的方向所成的角度。
滤波器特性取得部120c取得表示背景光截止滤波器230具有的入射角度特性和背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息。这里,入射角度特性是如下特性:在某个滤波器温度下,背景光截止滤波器230的透过波长与入射到背景光截止滤波器230的激光的角度对应地变化。
滤波器特性取得部120c例如通过从存储装置12读出而取得滤波器温度特性信息。滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息例如由背景光截止滤波器230的制造方提供。
滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息例如是按照每个滤波器温度将入射角度和透过波长对应起来的信息。
此外,例如,滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息也可以是如下的表示滤波器温度和入射角度与透过波长的关系式的信息:设滤波器温度和入射角度为变量,通过代入滤波器温度和入射角度,能够计算透过波长。
在实施方式4中,滤波器温度特性信息是表示滤波器温度和入射角度与透过波长的关系式的信息,设该关系式为下式(4)进行说明。
λF=aFT×TF+aFθ×θF+bF…式(4)
这里,λF是透过波长,TF是滤波器温度,θF是入射角度,并且,aFT、aFθ和bF是预定的常数。
透过波长取得部130c根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
具体而言,例如,透过波长取得部130c将滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度和角度估计部171估计的激光反射光的入射角度代入滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息所示的式(4)中计算透过波长,由此,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
控制信号生成部140生成用于使激光雷达装置200c出射波长与透过波长取得部130c取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140将生成的控制信号输出到激光雷达装置200c。
激光雷达装置200c中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140输出的控制信号。
另外,实施方式4的激光雷达控制装置100c中的滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120c、透过波长取得部130c、出射方向取得部170、角度估计部171和控制信号生成部140的各功能可以通过在实施方式1中图4A和图4B示出一例的硬件结构中的处理器401和存储器402实现,或者,也可以通过处理电路403实现。
参照图17对实施方式4的激光雷达控制装置100c的动作进行说明。
图17是示出实施方式4的激光雷达控制装置100c的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100c例如反复执行该流程图的处理。
首先,在步骤ST1701中,滤波器特性取得部120c取得滤波器温度特性信息。
接着,在步骤ST1702中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
接着,在步骤ST1703中,出射方向取得部170取得出射方向信息。
接着,在步骤ST1704中,角度估计部171估计入射角度。
接着,在步骤ST1705中,透过波长取得部130c取得透过波长。
接着,在步骤ST1706中,控制信号生成部140生成控制信号,输出生成的控制信号。
在步骤ST1706之后,激光雷达控制装置100c结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100c在结束该流程图的处理后,返回步骤ST1701,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100c从第2次起反复执行该流程图的处理时,激光雷达控制装置100c也可以省略步骤ST1701的处理。
此外,步骤ST1701~步骤ST1703的处理顺序是任意的。
此外,步骤ST1702的处理在步骤ST1705的处理之前执行即可。
如上所述,实施方式4的激光雷达控制装置100c对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200c进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200c的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100c具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200c的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130c,其根据滤波器温度取得部120c取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140,其生成用于使激光雷达装置200c出射波长与透过波长取得部130c取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
特别地,实施方式4的激光雷达控制装置100c构成为,在上述结构的基础上具有:出射方向取得部170,其取得表示激光雷达装置200c出射激光出射光的方向的出射方向信息;以及角度估计部171,其根据出射方向取得部170取得的出射方向信息估计激光反射光入射到背景光截止滤波器230的角度,滤波器特性取得部120c取得表示背景光截止滤波器230具有的入射角度特性和背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息,透过波长取得部130c根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和滤波器特性取得部120c取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
通过这样构成,激光雷达控制装置100c在设置于激光雷达装置200c出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200c的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200c进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式4的激光雷达装置200c具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200c具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100c;以及波长调整部212,其接受激光雷达控制装置100c根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
特别地,实施方式4的激光雷达装置200c构成为,在上述结构的基础上具有:扫描光学系统224,其对激光出射光的出射方向进行变更;以及出射方向输出部261,其将表示扫描光学系统224变更后的出射方向的出射方向信息输出到激光雷达控制装置100c,波长调整部212接受激光雷达控制装置100c根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息和出射方向输出部261输出的出射方向信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200c在设置于使要出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200c的背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
另外,激光雷达控制装置100c还能够应用于设置于实施方式4的激光雷达装置200c的背景光截止滤波器230的滤波器温度被保持在预定的期望温度的情况、或者背景光截止滤波器230不具有滤波器温度特性的情况。
上述情况下,激光雷达控制装置100c不必具有滤波器温度取得部110和滤波器特性取得部120c。此外,在上述情况下,激光雷达装置200c不必具有滤波器温度计测部250。
该情况下,例如,激光雷达控制装置100c代替滤波器特性取得部120c而具有未图示的入射角度特性取得部,该入射角度特性取得部从存储装置12等取得表示背景光截止滤波器230在规定的滤波器温度下的背景光截止滤波器230具有的入射角度特性的入射角度特性信息。
进而,该情况下,例如,透过波长取得部130c根据角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和入射角度特性取得部取得的入射角度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
通过这样构成,激光雷达控制装置100c在设置于激光雷达装置200c出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200c的背景光截止滤波器230具有入射角度特性且入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的入射角度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200c进行控制,以使背景光截止滤波器230不抑制入射到背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
实施方式5
参照图18~图20对实施方式5的激光雷达控制装置100d、激光雷达装置200d和激光雷达系统10d进行说明。
图18是示出应用实施方式5的激光雷达控制装置100d和激光雷达装置200d的激光雷达系统10d的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10d将实施方式1的激光雷达系统10中的激光雷达控制装置100和激光雷达装置200变更成激光雷达控制装置100d和激光雷达装置200d。
即,激光雷达系统10d具有激光雷达控制装置100d、激光雷达装置200d、距离运算装置11和存储装置12。
另外,在图18中,对与图1所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光雷达装置具有的激光光源由于该激光光源的制造时期的差异或该激光光源的经年劣化的影响等,例如有时具有与由该激光光源的制造方提供的光源温度特性信息所示的光源温度特性不同的光源温度特性。
此外,激光雷达装置具有的背景光截止滤波器由于该背景光截止滤波器的制造时期等的差异或该背景光截止滤波器的经年劣化的影响等,例如有时具有与由该背景光截止滤波器的制造方提供的滤波器温度特性信息所示的滤波器温度特性不同的滤波器温度特性。
此外,由于组装激光雷达装置时的组装误差等,有时入射到背景光截止滤波器的激光反射光的入射角度不成为预定的期望入射角度。该情况下,由于背景光截止滤波器具有的入射角度特性,有时背景光截止滤波器抑制激光反射光的透过。
在实施方式5的激光雷达系统10d中,在上述情况下,背景光截止滤波器也不会抑制入射到背景光截止滤波器的激光反射光的透过。
激光雷达控制装置100d对激光雷达装置200d进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100d生成用于使激光雷达装置200d出射规定波长的激光(以下称作“激光出射光”)的控制信号。激光雷达控制装置100d将生成的控制信号输出到激光雷达装置200d。
激光雷达装置200d朝向物体出射激光出射光,接受出射的激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200d将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200d朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11和激光雷达控制装置100d。此外,激光雷达装置200d取得激光雷达控制装置100d输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
另外,在实施方式5中,激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号例如是表示激光出射光的波长的控制信号。
距离运算装置11接受激光雷达装置200d输出的表示成为激光雷达装置200d朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200d输出的基于激光反射光的电信号,例如通过ToF方式运算从预定的基准点到物体的距离。
存储装置12存储激光雷达控制装置100d或激光雷达装置200d进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100d或激光雷达装置200d分别从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
图19是示出实施方式5的激光雷达装置200d的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200d将实施方式1的激光雷达装置200中的受光部240和触发信号输出部223变更成受光部240d和触发信号输出部223d,追加分支部280和合波部281。
即,激光雷达装置200d具有激光输出部210、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223d、背景光截止滤波器230、受光部240d、滤波器温度计测部250、分支部280、合波部281和控制信号取得部290。
另外,在图19中,对与图2所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
分支部280将激光输出部210输出的激光输出光的一部分分支为激光参照光。具体而言,分支部280将激光输出光的一部分分支为激光参照光,使激光输出光的其余部分作为激光出射光从激光雷达装置200d出射。从激光雷达装置200d出射的激光出射光由物体反射,由物体反射后的激光反射光入射到激光雷达装置200d。
分支部280由半透半反镜等分束器等构成。
如图19所示,例如,分支部280配置于发送光学系统220与窗口221之间。配置有分支部280的位置不限于发送光学系统220与窗口221之间。例如,分支部280也可以配置于激光输出部210与发送光学系统220之间。此外,例如,窗口221中的接受激光输出部210输出的激光输出光的部位也可以作为分支部280发挥功能。
合波部281对分支部280分支出的激光参照光和入射到激光雷达装置200d的激光反射光进行合波。
合波部281由半透半反镜等分束器等构成。
如图19所示,例如,合波部281配置于窗口221与接收光学系统222之间。配置有合波部281的位置配置成合波部281对激光参照光和激光反射光进行合波而成的激光入射到背景光截止滤波器230即可,不限于窗口221与接收光学系统222之间。例如,合波部281也可以配置于接收光学系统222与背景光截止滤波器230之间。此外,例如,窗口221中的接受激光参照光和激光反射光的部位也可以作为合波部281发挥功能。
背景光截止滤波器230接受合波部281进行合波后的激光反射光和激光参照光。
受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,将接收到的激光反射光和激光参照光转换成电信号,将该电信号输出到激光雷达控制装置100d。此外,受光部240d将该电信号还输出到距离运算装置11。
触发信号输出部223d将表示激光光源211输出激光光源光的时点、激光输出部210输出激光输出光的时点或激光雷达装置200d出射激光出射光的时点等成为激光雷达装置200d朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11和激光雷达控制装置100d。
图20是示出实施方式5的激光雷达控制装置100d的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100d将实施方式1的激光雷达控制装置100中的透过波长取得部130和控制信号生成部140变更成透过波长取得部130d和控制信号生成部140d,进而追加基准信号切出部180、触发信号接收部181、激光波长决定部182、温度校正信息生成部183、温度校正信息取得部184和模式选择部190。
即,激光雷达控制装置100d具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130d、基准信号切出部180、触发信号接收部181、激光波长决定部182、温度校正信息生成部183、温度校正信息取得部184、模式选择部190和控制信号生成部140d。
另外,在图20中,对与图3所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
作为动作模式,激光雷达控制装置100d具有温度校正信息生成模式和激光波长控制模式这至少2个动作模式,激光雷达控制装置100d进行与多个动作模式中的选择出的动作模式对应的动作。
模式选择部190从激光雷达控制装置100d具有的温度校正信息生成模式和激光波长控制模式这至少2个动作模式中选择1个动作模式。激光雷达控制装置100d进行与模式选择部190选择出的动作模式对应的动作。
温度校正信息生成模式是激光雷达控制装置100d生成温度校正信息的动作模式。
激光波长控制模式是激光雷达控制装置100d进行用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制的动作模式。
模式选择部190例如经由从用户受理用于选择动作模式的操作输入的未图示的操作受理部接受表示用户期望的动作模式的信息,根据该信息选择动作模式。
在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130d进行与实施方式1的激光雷达控制装置100中的透过波长取得部130相同的动作。具体而言,在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130d根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。更具体而言,例如,在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130d透过波长取得部130d将滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度代入滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息所示的式(1)中来计算透过波长,由此,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
触发信号接收部181在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下进行动作。
触发信号接收部181接收激光雷达装置200d输出的触发信号。具体而言,例如,触发信号接收部181接收激光雷达装置200d中的触发信号输出部223d输出的触发信号。
基准信号切出部180在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下进行动作。
基准信号切出部180接收激光雷达装置200d输出的电信号。具体而言,例如,基准信号切出部180接收激光雷达装置200d中的受光部240d输出的电信号。基准信号切出部180接收的电信号是激光雷达装置200d中的受光部240d将对透过激光雷达装置200d具有的背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光进行合波而成的激光转换成电信号而得到的。
基准信号切出部180切出接收到的电信号中的基于激光参照光的电信号作为基准信号。具体而言,例如,基准信号切出部180使用以触发信号接收部181接收到触发信号的时点为基准的预定的时间门,切出基于激光参照光的电信号作为基准信号。
激光波长决定部182在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下进行动作。
激光波长决定部182决定从激光雷达装置200d出射的激光出射光的波长,使得每当基准信号切出部180切出基准信号时,从激光雷达装置200d出射不同波长的激光出射光。
具体而言,例如,激光波长决定部182依次决定从激光雷达装置200d出射的激光出射光的波长,使得每当基准信号切出部180切出基准信号时,在激光雷达装置200d能够出射的出射波长的范围内,从激光雷达装置200d出射出射波长以预定的波长间隔不同的激光出射光。
在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140d将生成的控制信号输出到激光雷达装置200d。激光雷达装置200d中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140d输出的控制信号。激光雷达装置200d根据控制信号取得部290取得的控制信号,出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光。
温度校正信息生成部183在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下进行动作。
温度校正信息生成部183根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长。温度校正信息生成部183根据估计出的透过波长和透过波长取得部130d取得的透过波长,计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。温度校正信息生成部183生成将计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应起来的温度校正信息。
参照图21对实施方式5的激光雷达控制装置100d中的温度校正信息生成部183的主要部分的结构进行说明。
图21是示出实施方式5的激光雷达控制装置100d中的温度校正信息生成部183的主要部分的结构的一例的框图。
温度校正信息生成部183具有透过波长估计部1831、校正系数计算部1832和校正信息输出部1833。
透过波长估计部1831根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长。
具体而言,例如,基准信号切出部180切出的多个基准信号分别是基准信号切出部180从激光雷达装置200d出射激光波长决定部182决定的波长时得到的电信号中切出的基准信号。透过波长估计部1831确定基准信号切出部180按照激光雷达装置200d出射激光波长决定部182依次决定的波长时得到的每个电信号进行切出而得到的多个基准信号中的、基准信号的信号强度最强的基准信号。透过波长估计部1831估计出与确定的基准信号对应的激光波长决定部182决定的波长是透过波长。
校正系数计算部1832根据透过波长估计部1831估计出的透过波长和透过波长取得部130d取得的透过波长,计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。
具体而言,例如,校正系数计算部1832从透过波长估计部1831估计出的透过波长中减去透过波长取得部130d在式(1)中代入滤波器温度而计算出的透过波长,由此计算校正系数。
更具体而言,例如,滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度为TF0的情况下的校正系数计算部1832计算的校正系数由下式(5)来计算。
KTF0=λ′TF0-λTF0=λ′TF0-(aF×TF0+bF)…式(5)
这里,KTF0是滤波器温度为TF0的情况下的校正系数,λ′TF0是滤波器温度为TF0的情况下的透过波长估计部1831估计出的透过波长,λTF0是滤波器温度为TF0的情况下的透过波长取得部130d取得的透过波长。
校正信息输出部1833生成将校正系数计算部1832计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应起来的温度校正信息。
校正信息输出部1833通过将生成的温度校正信息例如输出到存储装置12而写入并保存于存储装置12。校正信息输出部1833也可以将生成的温度校正信息保持于存储器402等来进行保持。
在实施方式5中,设校正信息输出部1833将生成的温度校正信息输出到存储装置12而写入并保存于存储装置12进行说明。
温度校正信息取得部184在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下进行动作。
温度校正信息取得部184取得温度校正信息生成部183预先生成的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息。
温度校正信息生成部183预先生成的多个温度校正信息分别例如是与多个滤波器温度分别对应的温度校正信息。
具体而言,例如,温度校正信息取得部184通过从存储装置12读出而取得与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息。
另外,在与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息未保存于存储装置12的情况下,例如,温度校正信息取得部184取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与最接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息对应的温度校正信息。
例如,该情况下,温度校正信息取得部184也可以取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与表示最接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息对应的温度校正信息、以及与表示第2接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息对应的温度校正信息这2个温度校正信息,求出这2个温度校正信息所示的校正系数的加权平均值,由此取得温度校正信息。
此外,例如,该情况下,温度校正信息取得部184也可以使模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式,使温度校正信息生成部183生成滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度下的温度校正信息。温度校正信息生成部183生成的温度校正信息例如存储于存储装置12。
在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130d根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
具体而言,例如,在滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度为TF0的情况下,透过波长取得部130d使用下式(6)取得背景光截止滤波器230的透过波长。
λ″TF0=(aF×TF0+bF)+KTF0…式(6)
这里,λ″TF0是滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度为TF0的情况下的透过波长取得部130d取得的背景光截止滤波器230的透过波长。
在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140d将生成的控制信号输出到激光雷达装置200d。
另外,实施方式5的激光雷达控制装置100d中的滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120、透过波长取得部130d、基准信号切出部180、触发信号接收部181、激光波长决定部182、温度校正信息生成部183、温度校正信息取得部184、模式选择部190和控制信号生成部140d的各功能可以通过在实施方式1中图4A和图4B示出一例的硬件结构中的处理器401和存储器402实现,或者,也可以通过处理电路403实现。
参照图22A和图22B对实施方式5的激光雷达控制装置100d的动作进行说明。
图22A和图22B是示出实施方式5的激光雷达控制装置100d的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100d例如反复执行该流程图的处理。
另外,在该流程图中,设实施方式5的激光雷达控制装置100d以温度校正信息生成模式或激光波长控制模式中的任意一方进行动作来进行说明。
首先,在步骤ST2201中,模式选择部190选择动作模式。
在步骤ST2202中,激光雷达控制装置100d确认模式选择部190选择出的动作模式是否是温度校正信息生成模式,在动作模式是温度校正信息生成模式的情况下,执行步骤ST2211的处理,在动作模式不是温度校正信息生成模式的情况下,即动作模式是激光波长控制模式的情况下,执行步骤ST2241的处理。
在动作模式是温度校正信息生成模式的情况下,在步骤ST2211中,滤波器特性取得部120取得滤波器温度特性信息。
在步骤ST2211之后,在步骤ST2212中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
在步骤ST2212之后,在步骤ST2213中,透过波长取得部130d取得透过波长。
在步骤ST2213之后,在步骤ST2221中,激光波长决定部182决定从激光雷达装置200d出射的激光出射光的波长。
在步骤ST2221之后,在步骤ST2222中,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号,将生成的控制信号输出到激光雷达装置200d。
在步骤ST2222之后,在步骤ST2223中,触发信号接收部181接收触发信号。
在步骤ST2223之后,在步骤ST2224中,基准信号切出部180接受激光雷达装置200d输出的电信号,从该电信号中切出基准信号。
在步骤ST2224之后,在步骤ST2225中,激光波长决定部182判定是否决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长。
激光雷达控制装置100d在步骤ST2225中判定为决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长为止的期间内,反复执行步骤ST2221~步骤ST2225的处理。
在步骤ST2225中判定为决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长的情况下,在步骤ST2231中,温度校正信息生成部183中的透过波长估计部1831估计背景光截止滤波器230的透过波长。
在步骤ST2231之后,在步骤ST2232中,温度校正信息生成部183中的校正系数计算部1832计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。
在步骤ST2232之后,在步骤ST2233中,温度校正信息生成部183中的校正信息输出部1833生成将校正系数计算部1832计算出的校正系数与滤波器温度取得部110在步骤ST2212中取得的滤波器温度信息对应起来的温度校正信息。
在步骤ST2233之后,激光雷达控制装置100d结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100d在结束该流程图的处理后,返回步骤ST2201,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100d从第2次起反复执行该流程图中的步骤ST2211的处理时,激光雷达控制装置100d也可以省略步骤ST2211的处理。
此外,设在从步骤ST2212的处理的执行结束后到步骤ST2231的处理的执行开始为止的期间内,滤波器温度没有变化。
此外,步骤ST2213的处理在步骤ST2232的处理之前执行即可。
此外,步骤ST2211和步骤ST2212的处理在步骤ST2213的处理之前执行即可,步骤ST2211和步骤ST2212的处理顺序是任意的。
在动作模式是激光波长控制模式的情况下,在步骤ST2241中,滤波器特性取得部120取得滤波器温度特性信息。
在步骤ST2241之后,在步骤ST2242中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
在步骤ST2242之后,在步骤ST2243中,温度校正信息取得部184取得与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息。
在步骤ST2243之后,在步骤ST2244中,透过波长取得部130d根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
在步骤ST2244之后,在步骤ST2245中,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号,将生成的控制信号输出到激光雷达装置200d。
在步骤ST2245之后,激光雷达控制装置100d结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100d在结束该流程图的处理后,返回步骤ST2201,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100d从第2次起反复执行该流程图中的步骤ST2241的处理时,激光雷达控制装置100d也可以省略步骤ST2241的处理。
此外,步骤ST2241和步骤ST2242的处理顺序是任意的。
如上所述,实施方式5的激光雷达控制装置100d对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200d进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200d的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100d具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200d的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130d,其根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140d,其生成用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
特别地,实施方式5的激光雷达控制装置100d在上述结构的基础上具有:基准信号切出部180,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,接受设置于输出基于接收到的激光反射光的电信号的激光雷达装置200d的受光部240d输出的电信号,切出该电信号中的、基于设置于激光雷达装置200d的分支部280对激光雷达装置200d具有的激光输出部210输出的激光输出光的一部分进行分支后的激光参照光的电信号作为基准信号;激光波长决定部182,其决定从激光雷达装置200d出射的激光出射光的波长,使得每当基准信号切出部180切出基准信号时,从激光雷达装置200d出射不同波长的激光出射光;温度校正信息生成部183,其根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长,根据估计出的透过波长和透过波长取得部130d取得的透过波长计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数,生成将计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应起来的温度校正信息;温度校正信息取得部184,其取得温度校正信息生成部183预先生成的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息;以及模式选择部190,其从生成温度校正信息的温度校正信息生成模式和进行用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制的激光波长控制模式这至少2个动作模式中选择1个动作模式。
进而,实施方式5的激光雷达控制装置100d构成为,在上述结构中,在模式选择部190选择温度校正信息生成模式的情况下,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号,在模式选择部190选择激光波长控制模式的情况下,透过波长取得部130d根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、滤波器特性取得部120取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200d出射波长与透过波长取得部130d取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
通过这样构成,激光雷达控制装置100d在由于激光雷达装置200d中的组装误差等的影响等而使设置于激光雷达装置200d的背景光截止滤波器230抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过的情况下,在该背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200d进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式5的激光雷达装置200d具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240d,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200d具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100d;以及波长调整部212,其接受激光雷达控制装置100d根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200d在由于激光雷达装置200d中的组装误差等的影响等而使设置于激光雷达装置200d的背景光截止滤波器230抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过的情况下,在该背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,特别地,实施方式5的激光雷达装置200d构成为,在上述结构的基础上具有分支部280,该分支部280将激光输出部210输出的激光输出光的一部分分支为激光参照光,背景光截止滤波器230接受激光反射光和激光参照光,受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,将接收到的激光反射光和激光参照光转换成电信号,将该电信号输出到激光雷达控制装置100d。
通过这样构成,激光雷达装置200d的背景光截止滤波器230接受激光参照光,受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光参照光,因此,激光雷达控制装置100d能够根据基于激光参照光的基准信号准确地估计该背景光截止滤波器230的透过波长。
在实施方式5的激光雷达系统10d中,设激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号是表示激光波长的控制信号进行说明。激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号也可以如实施方式2的激光雷达系统10a那样是表示光源温度的目标值的控制信号。
在实施方式5的激光雷达系统10d中,为了将激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号变更成表示光源温度的目标值的控制信号,例如如下构成。对激光雷达装置200d追加实施方式2的光源温度计测部251,进而将激光雷达装置200d中的激光输出部210变更成实施方式2的激光输出部210a。此外,对激光雷达控制装置100d追加实施方式2的光源特性取得部150,进而将激光雷达控制装置100d中的控制信号生成部140d变更成如实施方式2的控制信号生成部140a那样生成并输出表示光源温度的目标值的控制信号。
此外,激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号也可以如实施方式3的激光雷达系统10b那样是用于对用于调整激光光源211的光源温度的温度调整用器件进行控制的信号。
在实施方式5的激光雷达系统10d中,为了将激光雷达控制装置100d输出到激光雷达装置200d的控制信号变更成用于对温度调整用器件进行控制的信号,例如如下构成。对激光雷达装置200d追加实施方式3的光源温度计测部251b,进而将激光雷达装置200d中的激光输出部210变更成实施方式3的激光输出部210b。此外,对激光雷达控制装置100d追加实施方式3的光源特性取得部150和光源温度取得部160,进而将激光雷达控制装置100d中的控制信号生成部140d变更成如实施方式3的控制信号生成部140b那样生成并输出用于对用于调整激光光源211的光源温度的温度调整用器件进行控制的信号。
实施方式6
参照图23~图25对实施方式6的激光雷达控制装置100e、激光雷达装置200e和激光雷达系统10e进行说明。
图23是示出应用实施方式6的激光雷达控制装置100e和激光雷达装置200e的激光雷达系统10e的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达系统10e将实施方式5的激光雷达系统10d中的激光雷达控制装置100d、激光雷达装置200d和距离运算装置11变更成激光雷达控制装置100e、激光雷达装置200e和实施方式4的距离运算装置11c。
即,激光雷达系统10e具有激光雷达控制装置100e、激光雷达装置200e、距离运算装置11c和存储装置12。
激光雷达系统10e和实施方式5的激光雷达系统10d的不同之处在于,在实施方式5的激光雷达系统10d中,激光雷达装置200d朝向预定的方向出射激光出射光,与此相对,在激光雷达系统10e中,激光雷达装置200e在时间上变更出射激光(以下称作“激光出射光”)的方向。
另外,在图23中,对与图18或图14所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
激光雷达控制装置100e对激光雷达装置200e进行控制。具体而言,激光雷达控制装置100e生成用于使激光雷达装置200e出射规定波长的激光出射光的控制信号。激光雷达控制装置100e将生成的控制信号输出到激光雷达装置200e。
激光雷达装置200e在时间上变更出射激光出射光的方向,并且朝向物体出射激光出射光,接受出射的激光出射光由物体反射后的反射光(以下称作“激光反射光”)。激光雷达装置200e将基于该激光反射光的电信号和表示成为激光雷达装置200e朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11c和激光雷达控制装置100e。此外,激光雷达装置200e取得激光雷达控制装置100e输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长(以下称作“出射波长”)进行调整,朝向物体出射调整后的波长的激光出射光。
另外,在实施方式6中,激光雷达控制装置100e输出到激光雷达装置200e的控制信号例如是表示激光波长的控制信号。
距离运算装置11c在激光雷达装置200e输出的表示成为激光雷达装置200e朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号和激光雷达装置200e输出的基于激光反射光的电信号的基础上,还接受表示激光雷达装置200e出射激光出射光的方向(以下称作“出射方向”)的出射方向信息,例如通过ToF方式运算从预定的基准点到物体的出射方向上的距离。距离运算装置11c通过ToF方式等运算从预定的基准点到物体的出射方向上的距离的方法是公知的,因此,省略与该方法有关的说明。
存储装置12存储激光雷达控制装置100e或激光雷达装置200e进行动作时所需要的预定的信息。激光雷达控制装置100e或激光雷达装置200e分别从存储装置12读出进行动作时所需要的信息。
图24是示出实施方式6的激光雷达装置200e的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达装置200e对实施方式5的激光雷达装置200d追加实施方式4的扫描光学系统224、出射方向计算部260和出射方向输出部261。
即,激光雷达装置200e具有激光输出部210、发送光学系统220、窗口221、接收光学系统222、触发信号输出部223d、扫描光学系统224、背景光截止滤波器230、受光部240d、滤波器温度计测部250、出射方向计算部260、出射方向输出部261、分支部280、合波部281和控制信号取得部290。
另外,在图24中,对与图19或图15所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
控制信号取得部290取得激光雷达控制装置100e输出的控制信号。
扫描光学系统224接受激光输出部210输出的激光输出光,对该激光输出光进行扫描。扫描光学系统224对激光输出部210输出的激光输出光进行扫描,由此,激光雷达装置200e出射的激光出射光的出射方向在时间上变化。
另外,扫描光学系统224不是在对激光输出部210输出的激光输出光进行扫描时使激光输出光的波长变化,因此,激光输出部210输出的激光输出光的波长相当于激光雷达装置200e的激光出射光的波长即出射波长。激光输出光的波长相当于出射波长,因此,下面,还将激光输出光的波长称作出射波长。
扫描光学系统224进行扫描后的激光输出光的一部分经由发送光学系统220、分支部280、合波部281和接收光学系统222,作为激光参照光入射到背景光截止滤波器230。扫描光学系统224进行扫描后的激光输出光的其余部分透过发送光学系统220、分支部280和窗口221,作为激光出射光从激光雷达装置200e出射,由物体反射后的激光反射光经由窗口221、合波部281和接收光学系统222入射到背景光截止滤波器230。即,背景光截止滤波器230接受合波部281进行合波后的激光反射光和激光参照光。
出射方向计算部260计算激光雷达装置200e出射激光出射光的方向即出射方向。
出射方向输出部261将表示出射方向计算部260计算出的出射方向的出射方向信息输出到激光雷达控制装置100e。
受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,将接收到的激光反射光和激光参照光转换成电信号,将该电信号输出到激光雷达控制装置100e。
触发信号输出部223d将表示激光光源211输出激光光源光的时点、激光输出部210输出激光输出光的时点或激光雷达装置200e出射激光出射光的时点等成为激光雷达装置200e朝向物体出射激光出射光时的基准的时点的触发信号输出到距离运算装置11c和激光雷达控制装置100e。
图25是示出实施方式6的激光雷达控制装置100e的主要部分的结构的一例的框图。
激光雷达控制装置100e将实施方式5的激光雷达控制装置100d中的透过波长取得部130、温度校正信息生成部183、温度校正信息取得部184和滤波器特性取得部120变更成透过波长取得部130e、温度校正信息生成部183e、温度校正信息取得部184e和实施方式4的滤波器特性取得部120d,进而追加实施方式4的出射方向取得部170和角度估计部171。
即,激光雷达控制装置100e具有滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120d、透过波长取得部130e、出射方向取得部170、角度估计部171、基准信号切出部180、触发信号接收部181、激光波长决定部182、温度校正信息生成部183e、温度校正信息取得部184e、模式选择部190和控制信号生成部140d。
另外,在图25中,对与图20或图16所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
基准信号切出部180接收激光雷达装置200e输出的电信号。
触发信号接收部181接收激光雷达装置200e输出的触发信号。
激光波长决定部182决定从激光雷达装置200e出射的激光出射光的波长,使得每当基准信号切出部180切出基准信号时,从激光雷达装置200e出射不同波长的激光出射光。
在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140d将生成的控制信号输出到激光雷达装置200e。激光雷达装置200e中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140d输出的控制信号。激光雷达装置200e根据控制信号取得部290取得的控制信号,出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光。
滤波器温度取得部110取得表示设置于激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息。
出射方向取得部170取得表示激光雷达装置200e出射激光出射光的方向的出射方向信息。具体而言,出射方向取得部170接受激光雷达装置200e中的出射方向输出部261输出的出射方向信息,由此取得出射方向信息。
角度估计部171根据出射方向取得部170取得的出射方向信息估计激光反射光入射到背景光截止滤波器230的角度即入射角度。
滤波器特性取得部120d取得表示背景光截止滤波器230具有的入射角度特性和背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息。
在实施方式6中,与实施方式4同样,滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息是表示滤波器温度和入射角度与透过波长的关系式的信息,设该关系式为式(4)进行说明。
在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。更具体而言,例如,在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130e将滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度和角度估计部171估计的激光反射光的入射角度代入滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息所示的式(4)中计算透过波长,由此,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
温度校正信息生成部183e在模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下进行动作。
温度校正信息生成部183e根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长。温度校正信息生成部183e根据温度校正信息生成部183e估计出的透过波长和透过波长取得部130e取得的透过波长,计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。温度校正信息生成部183e生成将温度校正信息生成部183e计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应起来的温度校正信息。
参照图26对实施方式6的激光雷达控制装置100e中的温度校正信息生成部183e的主要部分的结构进行说明。
图26是示出实施方式6的激光雷达控制装置100e中的温度校正信息生成部183e的主要部分的结构的一例的框图。
温度校正信息生成部183e具有透过波长估计部1831、校正系数计算部1832e和校正信息输出部1833e。
另外,在图26中,对与图21所示的块相同的块标注相同标号并省略说明。
透过波长估计部1831根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长。
校正系数计算部1832e根据透过波长估计部1831估计出的透过波长和透过波长取得部130e取得的透过波长,计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。
具体而言,例如,校正系数计算部1832e从透过波长估计部1831估计出的透过波长中减去透过波长取得部130e在式(4)中代入滤波器温度和入射角度而计算出的透过波长,由此计算校正系数。
更具体而言,例如,滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度为TF0且角度估计部171估计的激光反射光入射到背景光截止滤波器230的入射角度为θF0的情况下的校正系数计算部1832e计算的校正系数由下式(7)来计算。
KTF0·θF0=λ′TF0·θFo-λTF0·θFo
=λ′TF0·θFo-(aF×TF0+aFθ×θF0+bF)…式(7)
这里,KTF0·θF0是滤波器温度为TF0且入射角度为θF0的情况下的校正系数,λ′TF0·θFo是滤波器温度为TF0且入射角度为θF0的情况下的透过波长估计部1831估计出的透过波长,λTF0.θFo是滤波器温度为TF0且入射角度为θF0的情况下的透过波长取得部130e取得的透过波长。
校正信息输出部1833e生成将校正系数计算部1832计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应起来的温度校正信息。校正信息输出部1833e通过将生成的温度校正信息例如输出到存储装置12而写入并保存于存储装置12。校正信息输出部1833e也可以将生成的温度校正信息保持于存储器402等来进行保持。
在实施方式6中,设校正信息输出部1833e将生成的温度校正信息输出到存储装置12而写入并保存于存储装置12进行说明。
温度校正信息取得部184e在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下进行动作。
温度校正信息取得部184e取得温度校正信息生成部183e预先生成的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息。
温度校正信息生成部183e预先生成的多个温度校正信息分别例如是与多个滤波器温度或多个出射方向信息对应的温度校正信息。
具体而言,例如,温度校正信息取得部184e通过从存储装置12读出而取得与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息。
另外,在与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息未保存于存储装置12的情况下,例如,温度校正信息取得部184e取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与表示最接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息。
例如,该情况下,温度校正信息取得部184e也可以取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和表示最接近出射方向取得部170取得的出射方向信息所示的出射方向的出射方向的出射方向信息对应的温度校正信息。
此外,例如,该情况下,温度校正信息取得部184e也可以取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与表示最接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息、以及与表示第2接近滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度的滤波器温度的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息这2个温度校正信息,求出这2个温度校正信息所示的校正系数的加权平均值,由此取得温度校正信息。
此外,例如,该情况下,温度校正信息取得部184e也可以取得存储装置12中保存的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和表示最接近出射方向取得部170取得的出射方向信息所示的出射方向的出射方向的出射方向信息对应的温度校正信息、以及与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和表示第2接近出射方向取得部170取得的出射方向信息所示的出射方向的出射方向的出射方向信息对应的温度校正信息这2个温度校正信息,求出这2个温度校正信息所示的校正系数的加权平均值,由此取得温度校正信息。
此外,例如,该情况下,温度校正信息取得部184e也可以使模式选择部190选择温度校正信息生成模式作为动作模式,使温度校正信息生成部183e生成滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度和出射方向取得部170取得的出射方向信息所示的出射方向上的温度校正信息。
在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度、滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184e取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
具体而言,例如,在滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息所示的滤波器温度为TF0的情况下,透过波长取得部130e使用下式(8)取得背景光截止滤波器230的透过波长。
λ″TF0.θFo=(aF×TF0+aFθ×θF0+bF)+KTF0·θFo…式(8)
这里,λ″TF0·θFo是滤波器温度为TF0且入射角度为θF0的情况下的透过波长取得部130e取得的背景光截止滤波器230的透过波长。
在模式选择部190选择激光波长控制模式作为动作模式的情况下,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射波长与透过波长取得部130e取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。控制信号生成部140d将生成的控制信号输出到激光雷达装置200e。
激光雷达装置200e中的控制信号取得部290取得控制信号生成部140d输出的控制信号。
另外,实施方式6的激光雷达控制装置100e中的滤波器温度取得部110、滤波器特性取得部120d、透过波长取得部130e、出射方向取得部170、角度估计部171、基准信号切出部180、触发信号接收部181、激光波长决定部182、温度校正信息生成部183e、温度校正信息取得部184e、模式选择部190和控制信号生成部140d的各功能可以通过在实施方式1中图4A和图4B示出一例的硬件结构中的处理器401和存储器402实现,或者,也可以通过处理电路403实现。
参照图27A和图27B对实施方式6的激光雷达控制装置100e的动作进行说明。
图27A和图27B是示出实施方式6的激光雷达控制装置100e的处理的一例的流程图。激光雷达控制装置100e例如反复执行该流程图的处理。
另外,在该流程图中,设实施方式6的激光雷达控制装置100e以温度校正信息生成模式或激光波长控制模式中的任意一方进行动作来进行说明。
首先,在步骤ST2701中,模式选择部190选择动作模式。
在步骤ST2702中,激光雷达控制装置100e确认模式选择部190选择出的动作模式是否是温度校正信息生成模式,在动作模式是温度校正信息生成模式的情况下,执行步骤ST2711的处理,在动作模式不是温度校正信息生成模式的情况下,即动作模式是激光波长控制模式的情况下,执行步骤ST2741的处理。
在动作模式是温度校正信息生成模式的情况下,在步骤ST2711中,滤波器特性取得部120d取得滤波器温度特性信息。
在步骤ST2711之后,在步骤ST2712中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
在步骤ST2712之后,在步骤ST2713中,出射方向取得部170取得出射方向信息。
在步骤ST2713之后,在步骤ST2714中,角度估计部171估计入射角度。
在步骤ST2714之后,在步骤ST2715中,透过波长取得部130e取得透过波长。
在步骤ST2715之后,在步骤ST2721中,激光波长决定部182决定从激光雷达装置200e出射的激光出射光的波长。
在步骤ST2721之后,在步骤ST2722中,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号,将生成的控制信号输出到激光雷达装置200e。
在步骤ST2722之后,在步骤ST2723中,触发信号接收部181接收触发信号。
在步骤ST2723之后,在步骤ST2724中,基准信号切出部180接受激光雷达装置200e输出的电信号,从该电信号中切出基准信号。
在步骤ST2724之后,在步骤ST2725中,激光波长决定部182判定是否决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长。
激光雷达控制装置100e在步骤ST2725中判定为决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长为止的期间内,反复执行步骤ST2721~步骤ST2725的处理。
在步骤ST2725中判定为决定了激光波长决定部182应该决定的全部波长的情况下,在步骤ST2731中,温度校正信息生成部183e中的透过波长估计部1831估计背景光截止滤波器230的透过波长。
在步骤ST2731之后,在步骤ST2732中,温度校正信息生成部183e中的校正系数计算部1832e计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数。
在步骤ST2732之后,在步骤ST2733中,温度校正信息生成部183e中的校正信息输出部1833e生成将校正系数计算部1832e计算出的校正系数与滤波器温度取得部110在步骤ST2712中取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170在步骤ST2713中取得的出射方向信息对应起来的温度校正信息。
在步骤ST2733之后,激光雷达控制装置100e结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100e在结束该流程图的处理后,返回步骤ST2701,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100e从第2次起反复执行该流程图中的步骤ST2711的处理时,激光雷达控制装置100e也可以省略步骤ST2711的处理。
此外,设在从步骤ST2712的处理的执行结束后到步骤ST2731的处理的执行开始为止的期间内,滤波器温度没有变化。
此外,步骤ST2715的处理在步骤ST2732的处理之前执行即可。
此外,步骤ST2711的处理~步骤ST2714的处理在步骤ST2715的处理之前执行即可。
此外,步骤ST2713的处理在步骤ST2714的处理之前执行即可,步骤ST2711~步骤ST2714的处理顺序是任意的。
在动作模式是激光波长控制模式的情况下,在步骤ST2741中,滤波器特性取得部120d取得滤波器温度特性信息。
在步骤ST2741之后,在步骤ST2742中,滤波器温度取得部110取得滤波器温度信息。
在步骤ST2742之后,在步骤ST2743中,出射方向取得部170取得出射方向信息。
在步骤ST2743之后,在步骤ST2744中,角度估计部171估计入射角度。
在步骤ST2744之后,在步骤ST2745中,温度校正信息取得部184e取得与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息。
在步骤ST2745之后,在步骤ST2746中,透过波长取得部130e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的入射角度、滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184e取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
在步骤ST2746之后,在步骤ST2747中,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射波长与透过波长取得部130e取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号,将生成的控制信号输出到激光雷达装置200e。
在步骤ST2747之后,激光雷达控制装置100e结束该流程图的处理。激光雷达控制装置100e在结束该流程图的处理后,返回步骤ST2701,反复执行该流程图的处理。
另外,在激光雷达控制装置100e从第2次起反复执行该流程图中的步骤ST2741的处理时,激光雷达控制装置100e也可以省略步骤ST2741的处理。
此外,步骤ST2743的处理在步骤ST2744的处理之前执行即可,步骤ST2741~步骤ST2744的处理顺序是任意的。
如上所述,实施方式6的激光雷达控制装置100e对具有背景光截止滤波器230的激光雷达装置200e进行控制,该背景光截止滤波器230容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到激光雷达装置200e的背景光中的激光反射光的透过,抑制背景光的透过,其中,激光雷达控制装置100e具有:滤波器温度取得部110,其取得表示设置于激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230的滤波器温度的滤波器温度信息;滤波器特性取得部120d,其取得表示背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;透过波长取得部130e,其根据滤波器温度取得部120d取得的滤波器温度信息和滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长;以及控制信号生成部140d,其生成用于使激光雷达装置200e出射波长与透过波长取得部130e取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
特别地,实施方式6的激光雷达控制装置100e在上述结构的基础上具有:基准信号切出部180,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,接受输出基于接收到的激光反射光的电信号的设置于激光雷达装置200e的受光部240d输出的电信号,切出该电信号中的基于激光参照光的电信号作为基准信号,激光参照光是设置于激光雷达装置200e的分支部280对激光雷达装置200e具有的激光输出部210输出的激光输出光的一部分进行分支而得到的;激光波长决定部182,其决定从激光雷达装置200e出射的激光出射光的波长,使得每当基准信号切出部180切出基准信号时,从激光雷达装置200e出射不同波长的激光出射光;温度校正信息生成部183e,其根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长,根据估计出的透过波长和透过波长取得部130e取得的透过波长计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数,生成将计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应起来的温度校正信息;温度校正信息取得部184e,其取得温度校正信息生成部183e预先生成的多个温度校正信息中的、与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息对应的温度校正信息;模式选择部190,其从生成温度校正信息的温度校正信息生成模式和进行用于使激光雷达装置200e出射波长与透过波长取得部130e取得的透过波长相当的激光出射光的控制的激光波长控制模式这至少2个动作模式中,选择1个动作模式;出射方向取得部170,其取得表示激光雷达装置200e出射激光出射光的方向的出射方向信息;以及角度估计部171,其根据出射方向取得部170取得的出射方向信息,估计激光反射光入射到背景光截止滤波器230的入射角度。
进而,实施方式6的激光雷达控制装置100e构成为,在上述结构中,滤波器特性取得部120d取得表示背景光截止滤波器230具有的入射角度特性和背景光截止滤波器230具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息,温度校正信息生成部183e根据基准信号切出部180切出的多个基准信号的信号强度估计背景光截止滤波器230的透过波长,根据估计出的透过波长和透过波长取得部130e取得的透过波长计算背景光截止滤波器230的透过波长的校正系数,生成将计算出的校正系数与滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息对应起来的温度校正信息,温度校正信息取得部184e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息和出射方向取得部170取得的出射方向信息,取得温度校正信息生成部183e预先生成的多个温度校正信息中的与该滤波器温度信息和该出射方向信息对应的温度校正信息。
进而,实施方式6的激光雷达控制装置100e构成为,在上述结构中,在模式选择部190选择了温度校正信息生成模式的情况下,透过波长取得部130e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射激光波长决定部182决定的波长的激光出射光的控制信号,在模式选择部190选择了激光波长控制模式的情况下,透过波长取得部130e根据滤波器温度取得部110取得的滤波器温度信息、角度估计部171估计的激光反射光的入射角度、滤波器特性取得部120d取得的滤波器温度特性信息和温度校正信息取得部184e取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长,控制信号生成部140d生成用于使激光雷达装置200e出射波长与透过波长取得部130e取得的透过波长相当的激光出射光的控制信号。
通过这样构成,激光雷达控制装置100e在由于激光雷达装置200e中的组装误差等的影响等而使设置于激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过的情况下,在设置于激光雷达装置200e出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200e的该背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200e进行控制,以使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,如上所述,实施方式6的激光雷达装置200e具有:背景光截止滤波器230;激光输出部210,其输出基于激光光源211输出的激光光源光的激光输出光;以及受光部240d,其接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光,输出基于接收到的激光反射光的电信号,其中,激光雷达装置200e具有:滤波器温度计测部250,其计测背景光截止滤波器230的滤波器温度,将计测出的滤波器温度作为表示滤波器温度的滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置100e;以及波长调整部212,其接受激光雷达控制装置100e根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
特别地,实施方式6的激光雷达装置200e构成为,在上述结构的基础上具有:扫描光学系统224,其对激光出射光的出射方向进行变更;以及出射方向输出部261,其将表示扫描光学系统224进行变更后的出射方向的出射方向信息输出到激光雷达控制装置100e,波长调整部212接受激光雷达控制装置100e根据滤波器温度计测部250输出的滤波器温度信息和出射方向输出部261输出的出射方向信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
通过这样构成,激光雷达装置200e在由于激光雷达装置200e中的组装误差等的影响等而使设置于激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过的情况下,在设置于激光雷达装置200e出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200e的该背景光截止滤波器230具有滤波器温度特性且该背景光截止滤波器230的滤波器温度变化的情况下,也能够使该背景光截止滤波器230不抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
此外,特别地,实施方式6的激光雷达装置200e构成为,在上述结构的基础上具有分支部280,该分支部280将激光输出部210输出的激光输出光的一部分分支为激光参照光,背景光截止滤波器230接受激光反射光和激光参照光,受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,将接收到的激光反射光和激光参照光转换成电信号,将该电信号输出到激光雷达控制装置100e。
通过这样构成,激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230接受激光参照光,受光部240d接收透过背景光截止滤波器230后的激光参照光,因此,激光雷达控制装置100e能够根据基于激光参照光的基准信号准确地估计该背景光截止滤波器230的透过波长。
另外,激光雷达控制装置100e还能够应用于设置于实施方式6的激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230的滤波器温度被保持在预定的期望温度的情况、或者背景光截止滤波器230不具有滤波器温度特性的情况。
上述情况下,激光雷达控制装置100e不必具有滤波器温度取得部110和滤波器特性取得部120d。此外,在上述情况下,激光雷达装置200e不必具有滤波器温度计测部250。
该情况下,例如,激光雷达控制装置100e代替滤波器特性取得部120d而具有未图示的入射角度特性取得部,该入射角度特性取得部从存储装置12等取得表示背景光截止滤波器230在规定的滤波器温度下的背景光截止滤波器230具有的入射角度特性的入射角度特性信息。
该情况下,例如,在模式选择部190选择了温度校正信息生成模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130e根据角度估计部171估计的激光反射光的入射角度和入射角度特性取得部取得的入射角度特性信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
进而,该情况下,例如,温度校正信息生成部183e生成将温度校正信息生成部183e计算出的校正系数与出射方向取得部170取得的出射方向信息对应起来的温度校正信息。
进而,该情况下,例如,温度校正信息取得部184e取得温度校正信息生成部183e预先生成的多个温度校正信息中的、与出射方向取得部170取得的出射方向信息对应的温度校正信息。
进而,该情况下,例如,在模式选择部190选择了激光波长控制模式作为动作模式的情况下,透过波长取得部130e根据角度估计部171估计的激光反射光的入射角度、入射角度特性取得部取得的入射角度特性信息和温度校正信息取得部184e取得的温度校正信息,取得背景光截止滤波器230的透过波长。
通过这样构成,激光雷达控制装置100e在由于激光雷达装置200e中的组装误差等的影响等而使设置于激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230抑制入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的透过的情况下,在设置于激光雷达装置200e出射的激光出射光的出射方向在时间上变化的激光雷达装置200e的背景光截止滤波器230具有入射角度特性且入射到该背景光截止滤波器230的激光反射光的入射角度变化的情况下,也能够对激光雷达装置200e进行控制,以使背景光截止滤波器230不抑制入射到背景光截止滤波器230的激光反射光的透过。
另外,实施方式1、2、3、4的激光雷达装置200、200a、200b、200c的受光部240也可以接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,将接收到的激光反射光和激光参照光转换成电信号,输出转换后的电信号。例如,为了使激光雷达装置200、200a、200b、200c的受光部240接收透过背景光截止滤波器230后的激光反射光和激光参照光,激光雷达装置200、200a、200b、200c例如在激光雷达装置200、200a、200b、200c的结构的基础上具有实施方式5、6的激光雷达装置200d、200e具有的分支部280和合波部281,进而,将激光雷达装置200、200a、200b、200c中的受光部240变更成受光部240d。
此外,实施方式5、6的距离运算装置11、11c不限于接受激光雷达装置200d、200e中的触发信号输出部223d输出的触发信号和受光部240d输出的电信号,根据该触发信号和该电信号,通过ToF方式测定到物体的距离。例如,实施方式5、6的距离运算装置11、11c也可以从受光部240d输出的电信号中切出与激光参照光对应的电信号和与激光反射光对应的电信号,计算激光参照光到达的时刻与激光反射光到达的时刻之间的期间,根据计算出的该期间,通过ToF方式测定到物体的距离。
另外,本发明能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形、或各实施方式中的任意结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明的激光雷达控制装置能够应用于测定到物体的距离的激光雷达系统或激光雷达装置。
标号说明
10、10a、10b、10c、10d、10e:激光雷达系统;11、11c:距离运算装置;12:存储装置;100、100a、100b、100c、100d、100e:激光雷达控制装置;110:滤波器温度取得部;120、120c、120d:滤波器特性取得部;130、130c、130d、130e:透过波长取得部;140、140a、140b、140d:控制信号生成部;150:光源特性取得部;160:光源温度取得部;170:出射方向取得部;171:角度估计部;180:基准信号切出部;181:触发信号接收部;182:激光波长决定部;183、183e:温度校正信息生成部;184、184e:温度校正信息取得部;190:模式选择部;200、200a、200b、200c、200d、200e:激光雷达装置;210、210a、210b:激光输出部;211:激光光源;212、212a、212b:波长调整部;220:发送光学系统;221:窗口;222:接收光学系统;223、223d:触发信号输出部;224:扫描光学系统;230:背景光截止滤波器;240、240d:受光部;250:滤波器温度计测部;251、251b:光源温度计测部;260:出射方向计算部;261:出射方向输出部;280:分支部;281:合波部;290:控制信号取得部;401:处理器;402:存储器;403:处理电路;1831:透过波长估计部;1832、1832e:校正系数计算部;1833、1833e:校正信息输出部。
Claims (14)
1.一种激光雷达控制装置,该激光雷达控制装置对具有背景光截止滤波器的激光雷达装置进行控制,该背景光截止滤波器容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到所述激光雷达装置的背景光中的所述激光反射光的透过,抑制所述背景光的透过,其特征在于,所述激光雷达控制装置具有:
滤波器温度取得部,其取得表示设置于所述激光雷达装置的所述背景光截止滤波器的滤波器温度的滤波器温度信息;
滤波器特性取得部,其取得表示所述背景光截止滤波器具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;
透过波长取得部,其根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息和所述滤波器特性取得部取得的所述滤波器温度特性信息,取得所述背景光截止滤波器的透过波长;以及
控制信号生成部,其生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的控制信号。
2.根据权利要求1所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有光源特性取得部,该光源特性取得部取得表示所述激光雷达装置具有的激光输出部的激光光源具有的光源温度特性的光源温度特性信息,
所述控制信号生成部根据所述光源特性取得部取得的所述光源温度特性信息和所述透过波长取得部取得的所述透过波长,生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
3.根据权利要求2所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有光源温度取得部,该光源温度取得部取得表示所述激光光源的光源温度的光源温度信息,
所述控制信号生成部根据所述光源温度取得部取得的所述光源温度信息、所述光源特性取得部取得的所述光源温度特性信息和所述透过波长取得部取得的所述透过波长,生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
4.根据权利要求1所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有:
出射方向取得部,其取得表示所述激光雷达装置出射所述激光出射光的出射方向的出射方向信息;以及
角度估计部,其根据所述出射方向取得部取得的所述出射方向信息,估计所述激光反射光入射到所述背景光截止滤波器的入射角度,
所述滤波器特性取得部取得表示所述背景光截止滤波器具有的入射角度特性和所述背景光截止滤波器具有的所述滤波器温度特性的所述滤波器温度特性信息,
所述透过波长取得部根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息、所述角度估计部估计的所述激光反射光的所述入射角度和所述滤波器特性取得部取得的所述滤波器温度特性信息,取得所述背景光截止滤波器的所述透过波长。
5.根据权利要求1所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有:
基准信号切出部,其接受设置于所述激光雷达装置的受光部输出的电信号,切出该电信号中的基于激光参照光的所述电信号作为基准信号,其中,所述受光部接收透过所述背景光截止滤波器后的所述激光反射光,并输出基于接收到的所述激光反射光的所述电信号,所述激光参照光是设置于所述激光雷达装置的分支部对所述激光雷达装置具有的激光输出部输出的激光输出光的一部分进行分支而得到的;
激光波长决定部,其决定从所述激光雷达装置出射的所述激光出射光的波长,使得每当所述基准信号切出部切出所述基准信号时,从所述激光雷达装置出射不同波长的所述激光出射光;
温度校正信息生成部,其根据所述基准信号切出部切出的多个所述基准信号的信号强度估计所述背景光截止滤波器的所述透过波长,根据估计出的所述透过波长和所述透过波长取得部取得的所述透过波长计算所述背景光截止滤波器的所述透过波长的校正系数,生成将计算出的所述校正系数与所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息对应起来的温度校正信息;
温度校正信息取得部,其取得所述温度校正信息生成部预先生成的多个所述温度校正信息中的、与所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息对应的所述温度校正信息;以及
模式选择部,其从生成所述温度校正信息的温度校正信息生成模式和进行用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的控制的激光波长控制模式这至少2个动作模式中,选择1个所述动作模式,
在所述模式选择部选择了所述温度校正信息生成模式的情况下,所述控制信号生成部生成用于使所述激光雷达装置出射所述激光波长决定部决定的波长的所述激光出射光的所述控制信号,
在所述模式选择部选择了所述激光波长控制模式的情况下,所述透过波长取得部根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息、所述滤波器特性取得部取得的所述滤波器温度特性信息和所述温度校正信息取得部取得的所述温度校正信息,取得所述背景光截止滤波器的所述透过波长,所述控制信号生成部生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
6.根据权利要求5所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有光源特性取得部,该光源特性取得部取得表示所述激光雷达装置具有的所述激光输出部的激光光源具有的光源温度特性的光源温度特性信息,
在所述模式选择部选择了所述激光波长控制模式的情况下,所述控制信号生成部根据所述光源特性取得部取得的所述光源温度特性信息和所述透过波长取得部取得的所述透过波长,生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有光源温度取得部,该光源温度取得部取得表示所述激光光源的光源温度的光源温度信息,
在所述模式选择部选择了所述激光波长控制模式的情况下,所述控制信号生成部根据所述光源温度取得部取得的所述光源温度信息、所述光源特性取得部取得的所述光源温度特性信息和所述透过波长取得部取得的所述透过波长,生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
8.根据权利要求5所述的激光雷达控制装置,其特征在于,
所述激光雷达控制装置具有:
出射方向取得部,其取得表示所述激光雷达装置出射所述激光出射光的出射方向的出射方向信息;以及
角度估计部,其根据所述出射方向取得部取得的所述出射方向信息,估计所述激光反射光入射到所述背景光截止滤波器的入射角度,
所述滤波器特性取得部取得表示所述背景光截止滤波器具有的入射角度特性和所述背景光截止滤波器具有的所述滤波器温度特性的所述滤波器温度特性信息,
所述温度校正信息生成部根据所述基准信号切出部切出的多个所述基准信号的所述信号强度估计所述背景光截止滤波器的所述透过波长,根据估计出的所述透过波长和所述透过波长取得部取得的所述透过波长计算所述背景光截止滤波器的所述透过波长的所述校正系数,生成将计算出的所述校正系数与所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息和所述出射方向取得部取得的所述出射方向信息对应起来的所述温度校正信息,
所述温度校正信息取得部根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息和所述出射方向取得部取得的所述出射方向信息,取得所述温度校正信息生成部预先生成的多个所述温度校正信息中的与该滤波器温度信息和该出射方向信息对应的所述温度校正信息,
在所述模式选择部选择了所述温度校正信息生成模式的情况下,所述透过波长取得部根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息、所述角度估计部估计的所述激光反射光的所述入射角度和所述滤波器特性取得部取得的所述滤波器温度特性信息,取得所述背景光截止滤波器的所述透过波长,所述控制信号生成部生成用于使所述激光雷达装置出射所述激光波长决定部决定的波长的所述激光出射光的所述控制信号,
在所述模式选择部选择了所述激光波长控制模式的情况下,所述透过波长取得部根据所述滤波器温度取得部取得的所述滤波器温度信息、所述角度估计部估计的所述激光反射光的所述入射角度、所述滤波器特性取得部取得的所述滤波器温度特性信息和所述温度校正信息取得部取得的所述温度校正信息,取得所述背景光截止滤波器的所述透过波长,所述控制信号生成部生成用于使所述激光雷达装置出射波长与所述透过波长取得部取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的所述控制信号。
9.一种所述激光雷达装置,该激光雷达装置具有:
背景光截止滤波器;
激光输出部,其输出基于激光光源输出的激光光源光的激光输出光;以及
受光部,其接收透过所述背景光截止滤波器后的激光反射光,输出基于接收到的该激光反射光的电信号,其特征在于,所述激光雷达装置具有:
滤波器温度计测部,其计测所述背景光截止滤波器的滤波器温度,将计测出的所述滤波器温度作为滤波器温度信息输出到激光雷达控制装置;以及
波长调整部,其接受所述激光雷达控制装置根据所述滤波器温度计测部输出的所述滤波器温度信息生成并输出的控制信号,根据该控制信号对要出射的激光出射光的波长进行调整。
10.根据权利要求9所述的激光雷达装置,其特征在于,
所述激光雷达装置具有光源温度计测部,该光源温度计测部计测所述激光输出部的所述激光光源的光源温度,输出计测出的所述光源温度作为光源温度信息,
所述波长调整部接受所述激光雷达控制装置根据所述滤波器温度计测部输出的所述滤波器温度信息生成并输出的所述控制信号,根据该控制信号和所述光源温度计测部输出的所述光源温度信息对要出射的所述激光出射光的波长进行调整。
11.根据权利要求9所述的激光雷达装置,其特征在于,
所述激光雷达装置具有光源温度计测部,该光源温度计测部计测所述激光输出部的所述激光光源的光源温度,输出计测出的所述光源温度作为光源温度信息,
所述光源温度计测部将所述光源温度信息输出到所述激光雷达控制装置,
所述波长调整部接受所述激光雷达控制装置根据所述光源温度计测部输出的所述光源温度信息和所述滤波器温度计测部输出的所述滤波器温度信息生成并输出的所述控制信号,根据该控制信号对要出射的所述激光出射光的波长进行调整。
12.根据权利要求9所述的激光雷达装置,其特征在于,
所述激光雷达装置具有:
扫描光学系统,其对所述激光输出部输出的所述激光出射光的出射方向进行变更;以及
出射方向输出部,其将表示所述扫描光学系统变更后的所述出射方向的出射方向信息输出到所述激光雷达控制装置,
所述波长调整部接受所述激光雷达控制装置根据所述滤波器温度计测部输出的所述滤波器温度信息和所述出射方向输出部输出的所述出射方向信息生成并输出的所述控制信号,根据该控制信号对要出射的所述激光出射光的波长进行调整。
13.根据权利要求9~12中的任意一项所述的激光雷达装置,其特征在于,
所述激光雷达装置具有分支部,该分支部将所述激光输出部输出的所述激光输出光的一部分分支为激光参照光,
所述背景光截止滤波器接受所述激光参照光和由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即所述激光反射光,
所述受光部接收透过所述背景光截止滤波器后的所述激光反射光和透过所述背景光截止滤波器后的所述激光参照光,将接收到的所述激光反射光和所述激光参照光转换成所述电信号,将转换后的所述电信号输出到所述激光雷达控制装置。
14.一种激光雷达控制方法,对具有背景光截止滤波器的激光雷达装置进行控制,该背景光截止滤波器容许由测定对象物体反射后的激光出射光的反射光即激光反射光和入射到所述激光雷达装置的背景光中的所述激光反射光的透过,抑制所述背景光的透过,其特征在于,所述激光雷达控制方法具有以下步骤:
滤波器温度取得步骤,取得表示设置于所述激光雷达装置的所述背景光截止滤波器的滤波器温度的滤波器温度信息;
滤波器特性取得步骤,取得表示所述背景光截止滤波器具有的滤波器温度特性的滤波器温度特性信息;
透过波长取得步骤,根据通过所述滤波器温度取得步骤取得的所述滤波器温度和通过所述滤波器特性取得步骤取得的所述滤波器温度特性信息,取得所述背景光截止滤波器的透过波长;以及
控制信号生成步骤,生成用于使所述激光雷达装置出射波长与通过所述透过波长取得步骤取得的所述透过波长相当的所述激光出射光的控制信号。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/043297 WO2021090368A1 (ja) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | ライダ制御装置、ライダ制御方法、及び、ライダ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114616485A true CN114616485A (zh) | 2022-06-10 |
Family
ID=75849700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980101776.3A Pending CN114616485A (zh) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 激光雷达控制装置、激光雷达控制方法和激光雷达装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220244361A1 (zh) |
JP (1) | JP6991413B2 (zh) |
CN (1) | CN114616485A (zh) |
DE (1) | DE112019007770T5 (zh) |
WO (1) | WO2021090368A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115144861A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-10-04 | 天津帆探科技有限公司 | 一种混合固态激光雷达及扫描方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11668832B2 (en) * | 2020-01-31 | 2023-06-06 | Denso Corporation | LIDAR device and method for calculating distance to object |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1013381A (ja) * | 1996-06-19 | 1998-01-16 | Canon Inc | 光通信装置およびその波長制御方法 |
JP2877123B2 (ja) * | 1997-01-21 | 1999-03-31 | 日本電気株式会社 | 干渉フィルタ温度制御装置およびレーザレーダ装置 |
JP2950815B1 (ja) * | 1998-07-02 | 1999-09-20 | サンテック株式会社 | レーザ光源装置 |
US9933514B1 (en) * | 2015-03-12 | 2018-04-03 | The Boeing Company | LADAR systems with dynamic receiver filters |
DE102016213446B4 (de) * | 2016-07-22 | 2020-07-30 | Robert Bosch Gmbh | Optisches System zur Erfassung eines Abtastfelds |
JP2018044853A (ja) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | パイオニア株式会社 | レーザ射出装置、制御方法及びプログラム |
JP6879337B2 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-06-02 | 富士通株式会社 | 距離測定装置、距離測定方法、距離測定プログラムおよびテーブルの作成方法 |
-
2019
- 2019-11-05 WO PCT/JP2019/043297 patent/WO2021090368A1/ja active Application Filing
- 2019-11-05 DE DE112019007770.8T patent/DE112019007770T5/de active Pending
- 2019-11-05 JP JP2021554442A patent/JP6991413B2/ja active Active
- 2019-11-05 CN CN201980101776.3A patent/CN114616485A/zh active Pending
-
2022
- 2022-04-22 US US17/727,422 patent/US20220244361A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115144861A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-10-04 | 天津帆探科技有限公司 | 一种混合固态激光雷达及扫描方法 |
CN115144861B (zh) * | 2022-09-05 | 2022-11-04 | 天津帆探科技有限公司 | 一种混合固态激光雷达及扫描方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6991413B2 (ja) | 2022-01-12 |
DE112019007770T5 (de) | 2022-06-23 |
JPWO2021090368A1 (zh) | 2021-05-14 |
WO2021090368A1 (ja) | 2021-05-14 |
US20220244361A1 (en) | 2022-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220244361A1 (en) | Lidar control device, lidar control method, and lidar device | |
JP5086104B2 (ja) | レーザレーダシステム、及びチャープされた電磁波を提供するシステム及び方法 | |
EP3848677B1 (en) | Optical fiber characteristic measuring device and optical fiber characteristic measuring method | |
EP2805179B1 (en) | Optical system for range finding | |
US11101619B1 (en) | System and method for creating and utilizing multivariate paths for ongoing simultaneous multi-dimensional control to attain single mode sweep operation in an electromagnetic radiation source | |
CN111886514A (zh) | 激光雷达装置 | |
US20180172830A1 (en) | Distance image processing device, distance image processing method, distance image processing program, and recording medium | |
CN106546333B (zh) | 高动态范围红外成像光谱仪 | |
EP3809092A1 (en) | Laser beam irradiation device and laser beam irradiation method | |
JP6765579B2 (ja) | 光測距装置及び加工装置 | |
US20230417884A1 (en) | Apparatus and method for measuring distant to and/or velocity of physical object | |
CN113677951A (zh) | 光距离测定装置 | |
US20230076436A1 (en) | Distance measurement device, distance measurement method, and machine tool | |
CN110109081B (zh) | 发送单元和用于扫描扫描区域的激光雷达设备 | |
JP7207651B2 (ja) | 波長可変レーザ装置の制御方法 | |
KR102447598B1 (ko) | 광거리 측정 장치, 및 가공 장치 | |
CN114114290A (zh) | 数据校正装置、测量系统和校正方法 | |
CN114341664A (zh) | 光测距装置 | |
WO2019017245A1 (ja) | 光学装置 | |
JP7378670B1 (ja) | 光測定装置、取得方法、取得プログラム、及び記録媒体 | |
JPWO2012128113A1 (ja) | 反射特性測定装置 | |
JP7332650B2 (ja) | 光スペクトラムアナライザ及びパルス変調光測定方法 | |
WO2024134967A1 (ja) | 計測装置 | |
JP7246588B2 (ja) | 光学装置及び信号処理方法 | |
JP2022123358A (ja) | 波長掃引光源を校正するシステム、及び波長掃引光源を校正する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |