DE102019102669A1

DE102019102669A1 - Zielobjekterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019102669A1
Application number: DE102019102669.5A
Authority: DE
Inventors: Motomu Yokota; Masao Komaya; Hoshibumi Ichiyanagi
Original assignee: Omron Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-08-08
Also published as: CN110118975A; JP2019138630A; US20190242983A1

Abstract

Eine Zielobjekterfassungsvorrichtung umfasst: eine Projektionseinheit; eine Lichtempfangseinheit; eine Objekterfassungseinheit; eine Entfernungsmesseinheit; und eine Bereichseinstelleinheit, die einen Kurzdistanzerfassungsbereich und einen Langdistanzerfassungsbereich einstellt. Die Objekterfassungseinheit erfasst einen Änderungszustand eines Pfades auf der Grundlage einer Messung, die durchgeführt wird von der Entfernungsmesseinheit. Die Bereichseinstelleinheit stellt den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich ein auf der Grundlage des Änderungszustandes des Pfades, der erfasst wird durch die Objekterfassungseinheit. Eine Projektionsdistanz des Messlichts ist länger, ein Spreizwinkel des Messlichts ist kleiner, und eine Erfassungssensitivität des Zielobjekts ist höher im Langdistanzerfassungsbereich als diejenige im Kurzdistanzerfassungsbereich.

Description

QUERVERWEISE ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-018796 , eingereicht am 6. Februar 2018, und nimmt deren Priorität in Anspruch. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine auf einem beweglichen Körper zu befestigende Zielobjekterfassungsvorrichtung, die ein Zielobjekt erfasst und eine Entfernung zum Zielobjekt misst durch Projizieren und Empfangen von Licht in eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers.
HINTERGRUND
Zur Vermeidung von Zusammenstößen oder zur Fahrtsteuerung, ist eine Zielobjekterfassungsvorrichtung wie ein Laserradar auf manchen Fahrzeugen befestigt, bei denen es sich um den beweglichen Körper handelt. Die Zielobjekterfassungsvorrichtung erfasst beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug, eine Person, eine Straße, andere Objekte, und dergleichen, die in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs vorliegen, als Zielobjekt, und misst eine Entfernung zum Zielobjekt.
Die Zielobjekterfassungsvorrichtung umfasst einen Radio-Typ und einen optischen Typ. Dabei umfasst die optische Zielobjekterfassungsvorrichtung eine Projektionseinheit zum Projizieren von Licht und eine Lichtempfangseinheit zum Empfangen des Lichtes. In der Projektionseinheit ist ein Lichtemissionselement wie etwa eine Laserdiode oder dergleichen vorgesehen. In der Lichtempfangseinheit ist ein Lichtempfangselement wie etwa eine Photodiode oder eine Avalanche-Photodiode vorgesehen.
Das durch die Projektionseinheit projizierte Messlicht wird in einen vorbestimmten Bereich projiziert, der die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs umfasst (Vorwärtsrichtung oder dergleichen). Wenn das Messlicht von dem Zielobjekt in den vorbestimmten Bereich projiziert wird, wird das Reflexionslicht durch die Lichtempfangseinheit empfangen. Das Vorliegen oder Fehlen und eine Position des Zielobjektes werden erfasst auf der Grundlage eines Lichtempfangssignals, welches ausgegeben wird von der Lichtempfangseinheit gemäß eines Lichtempfangszustands. Ferner wird die Entfernung zum Zielobjekt gemessen auf der Grundlage einer Flugzeit von einer Zeit, zu der das Messlicht durch die Projektionseinheit projiziert wird, bis zu einer Zeit, zu der das Reflexionslicht durch die Lichtempfangseinheit empfangen wird (sogenanntes Flugzeit-(TOF)-Verfahren).
Bekannt ist eine Zielobjekterfassungsvorrichtung mit einer Rotationsscaneinheit, die das Messlicht oder das Reflexionslicht in der horizontalen oder vertikalen Richtung scannt, um das Licht über einen weiten Bereich zu projizieren und zu empfangen und um die Zielobjekterfassungsvorrichtung zu verkleinern (siehe JP-A-2015-143979 ). Die Rotationsscaneinheit umfasst einen Rotationsspiegel und wird auch optischer Deflektor oder optischer Scanner genannt. Da der Spiegel der Rotationsscaneinheit rotiert, wird das Messlicht, welches von der Projektionseinheit projiziert wird, durch den Spiegel reflektiert und in einen vorbestimmten Bereich gescannt. Das durch das Zielobjekt in den vorbestimmten Bereich reflektierte Reflexionslicht wird durch den Spiegel der Rotationsscaneinheit reflektiert und geleitet zur Lichtempfangseinheit. In bestimmten Zielobjekterfassungsvorrichtungen wird das Reflexionslicht vom Zielobjekt empfangen durch die Lichtempfangseinheit ohne durch die Rotationsscaneinheit hindurchzugehen.
Ferner ist ein System bekannt, wie beispielsweise in JP-A-2015-143979 , welches ein Zielobjekt vor dem Fahrzeug erkennt durch Zusammenwirken der Zielobjekterfassungsvorrichtung und einer Bildverarbeitungsvorrichtung. In JP-A-2015 - 143979 wird der vorbestimmte Bereich vor dem Fahrzeug durch eine Kamera erfasst, woraufhin die Entfernung zum Zielobjekt im vorbestimmten Bereich gemessen wird durch den Laserradar. Daraufhin werden eine Straßenoberfläche der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ein Gradient der Straßenoberfläche, und ein Straßenoberflächenbereich in dem aufgenommenen Bild erfasst aus einem Ergebnis einer Bildverarbeitung des aufgenommenen Bildes durch die Kamera oder aus einem Ergebnis des Messens einer Entfernung, welches durchgeführt wird durch den Laserradar. Ferner wird ein Objektkandidatenbereich gesetzt auf der Grundlage des Straßenoberflächenbereiches in dem aufgenommenen Bild, und das Vorliegens oder Fehlen des Zielobjektes, wie etwa einem vorausfahrendem Fahrzeug, in dem Objektkandidatenbereich wird überwacht.
Falls das Zugewendetsein zu einem vorbestimmten Bereich, in dem das Zielobjekt von der Seite der Zielobjekterfassungsvorrichtung (Fahrzeugseite) erfasst wird, sieht das Zielobjekt größer aus, wenn es näher kommt, und kleiner, wenn es sich wegbewegt. Befindet sich das Zielobjekt in kurzer Entfernung, ist es erforderlich, nahezu das komplette Zielobjekt aufzunehmen, um die Position, Größe und Form des Zielobjektes zu erkennen. Ferner ist für ein Zielobjekt wie etwa ein Zielobjekt in weiter Entfernung oder ein entgegenkommendes Fahrzeug erforderlich, eine Erfassungssensitivität zu erhöhen (einfaches Aufnehmen des Zielobjekts), um das Zielobjekt genau zu erfassen.
Deshalb sind beispielsweise in einer Zielobjekterfassungsvorrichtung, die im Japanischen Patent Nr. 3330624 offenbart ist, ein Kurzdistanzerfassungsbereich zum Erfassen des Zielobjektes in kurzer Entfernung vom Fahrzeug, und ein Langdistanzerfassungsbereich zum Erfassen des Zielobjektes in der weiten Entfernung vom Fahrzeug, eingestellt in dem vorbestimmten Bereich vor dem Fahrzeug. In dem Kurzdistanzerfassungsbereich ist die Projektionsdistanz des Messlichtes kurz, und der horizontale Spreizwinkel des Messlichtes ist groß. Andererseits ist in dem Langdistanzerfassungsbereich die Projektionsdistanz des Messlichtes lang und der horizontale Spreizwinkel des Messlichtes klein. Die Größe des Kurzdistanzerfassungsbereiches und des Langdistanzerfassungsbereiches (der horizontale Spreizwinkel des Messlichtes) verändert sich auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, eines Betriebszustands des Scheibenwischers, eines Beleuchtungszustands des Lichtes, eines Betriebszustands des Blinkers, und dergleichen.
Ferner ist in einer in JP-A-7-167958 offenbarten Zielobjekterfassungsvorrichtung eine Mehrzahl von Lichtemissionselementen vorgesehen in der Projektionseinheit, wobei der Lichtemissionsvorgang von jedem Lichtemissionselement gesteuert wird auf der Grundlage einer Empfangsintensität von Reflexionslicht aus einer Mehrzahl von Winkelrichtungen in einer horizontalen Ebene, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Rotationswinkel des Lenkrades, und ferner die Leistung des Messlichtes (Lichtmenge, Lichtintensität, Spreizwinkel des Lichtes, und Licht) zu der Mehrzahl von Winkelrichtungen in der horizontalen Ebene werden individuell verändert. Falls das Fahrzeug entlang einer geraden Straße fährt, wird eine Projektionsdistanz erhöht durch Erhöhen der Leistung des Messlichts in die Winkelrichtung nahe der Fahrzeugzentrallinie, und die Projektionsdistanz wird verringert durch Verringern der Leistung des Messlichts in die Winkelrichtung der beiden äußeren Seiten weg von der Fahrzeugzentrallinie. Falls das Fahrzeug ferner auf einer gekrümmten Strecke fährt, wird die Projektionsdistanz erhöht durch Erhöhen der Leistung des Messlichts in der Winkelrichtung innerhalb der Kurve bezüglich der Fahrzeugzentrallinie, und die Projektionsdistanz wird verringert durch Verringern der Leistung des Messlichts in die Winkelrichtung außerhalb der Kurve.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Falls man annimmt, dass der Pfad (Straße oder dergleichen) für den beweglichen Körper, wie etwa einem Fahrzeug, flach ist und eine gerade Bewegungsrichtung aufweist, und der Kurzdistanzerfassungsbereich und der Langdistanzerfassungsbereich in dem vorbestimmten Bereich eingestellt werden, der die Bewegungsrichtung einschließt, so tritt ein Problem auf bei Änderungen wie etwa einem Gradienten oder einer Kurve auf dem Pfad dahingehend auf, dass das Zielobjekt in der weiten Entfernung im Langdistanzerfassungsbereich nicht erfasst werden kann, so dass die Entfernung zum Zielobjekt nicht gemessen werden kann.
Aufgabe von einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ist das Vorsehen einer Zielobjekterfassungsvorrichtung zum Anbringen an einem beweglichen Körper, die in genauer Weise das Zielobjekt in kurzer und weiter Entfernung erfassen kann, und die das Zielobjekt selbst dann in genauer Weise in der weiten Entfernung messen kann, wenn eine Änderung im Zustand des Pfades für den beweglichen Körper vorliegt.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung sehen eine Zielobjekterfassungsvorrichtung für das Anbringen an einem beweglichen Körper vor, wobei die Zielobjekterfassungsvorrichtung umfasst: eine Projektionseinheit, die Messlicht projiziert in einen vorbestimmten Bereich, der eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers umfasst; eine Lichtempfangseinheit, die Reflexionslicht empfängt von dem Messlicht, das von einem Zielobjekt reflektiert wird in den vorbestimmten Bereich, und die ein Lichtempfangssignal ausgibt, welches einem Lichtempfangszustand entspricht; eine Objekterfassungseinheit, die das Zielobjekt erfasst auf der Grundlage des Lichtempfangssignals; eine Entfernungsmesseinheit, die eine Entfernung zu dem Zielobjekt misst auf der Grundlage einer Flugzeit, wenn das Messlicht durch die Projektionseinheit projiziert wird, bis zu einer Zeit, bei der das Reflexionslicht empfangen wird durch die Lichtempfangseinheit; und eine Bereichseinstelleinheit, die einen Kurzdistanzerfassungsbereich für das Erfassen des Zielobjekts in einer kurzen Entfernung, die kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung und einen Langdistanzerfassungsbereich für das Erfassen des Zielobjekts in einer langen Entfernung gleich oder größer der vorbestimmten Entfernung in dem vorbestimmten Bereich einstellt. Die Objekterfassungseinheit erfasst einen Änderungszustand eines Pfades, den sich der bewegliche Körper entlang bewegt, auf der Grundlage des Ergebnisses einer Messung, die durch die Entfernungsmesseinheit durchgeführt wird. Die Bereichseinstelleinheit stellt den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich ein auf der Grundlage des Änderungszustandes des Pfades, der durch die Objekterfassungseinheit erfasst wird. Eine Projektionsdistanz des Messlichts ist länger, ein Spreizwinkel des Messlichts ist kleiner, und eine Erfassungssensitivität des Zielobjekts ist höher im Langdistanzerfassungsbereich als diejenigen im Kurzdistanzerfassungsbereich.
Gemäß der obigen Beschreibung wird er Änderungszustand der Pfades des beweglichen Körpers erfasst durch die Objekterfassungseinheit auf der Grundlage des Ergebnisses einer Messung der Entfernung zum Zielobjekt, die durchgeführt wird durch die Entfernungsmesseinheit, und der Kurzdistanzerfassungsbereich und der Langdistanzerfassungsbereich werden eingestellt durch die Bereichseinstelleinheit in dem vorbestimmten Bereich aus dem das Zielobjekt erfasst wird auf der Grundlage des Änderungszustands des Pfades. In dem Langdistanzerfassungsbereich ist eine Projektionsdistanz des Messlichtes länger und der Spreizwinkel des Messlichtes ist kleiner als diejenigen im Kurzdistanzerfassungsbereich, so dass die Erfassungssensitivität des Zielobjekts höher ist. Deshalb kann das Zielobjekt in kurzer Entfernung in dem Kurzdistanzerfassungsbereich, in dem der Spreizwinkel des Messlichts groß ist, erfasst werden, so dass es möglich ist, das Zielobjekt mit hoher Genauigkeit zu messen. Ferner kann das Zielobjekt in weiter Entfernung im Langdistanzerfassungsbereich, in dem die Projektionsdistanz des Messlichts lang ist, erfasst werden, so dass es möglich ist, das Zielobjekt mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Ferner ist selbst dann eine genaue Erfassung des Zielobjekts in weiter Entfernung im Langdistanzerfassungsbereich möglich, wenn eine Zustandsänderung des Pfades des beweglichen Körpers in der Bewegungsrichtung vorliegt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung kann die Projektionseinheit das Messlicht in eine Mehrzahl von Richtungen in den vorbestimmten Bereich projizieren, kann die Lichtempfangseinheit das Reflexionslicht empfangen aus der Mehrzahl von Richtungen, und das Lichtempfangssignal ausgibt auf der Grundlage des Reflexionslichts aus jeder der Mehrzahl von Richtungen, kann die Entfernungsmesseinheit die Entfernung zum Zielobjekt messen in jeder der Mehrzahl von Richtungen, und kann die Objekterfassungseinheit eine Entfernung zu dem Pfad ermitteln auf der Grundlage der Entfernung zum Zielobjekt in jeder der Mehrzahl von Richtungen, welche gemessen wird durch die Entfernungsmesseinheit, und kann den Änderungszustand des Pfades erfassen auf der Grundlage der Entfernung zum Pfad.
Ferner kann die Entfernungsmesseinheit in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung die Entfernung zum Zielobjekt messen in einer Abschnittseinheit, die ein Ergebnis ist des Teilens des vorbestimmten Bereichs aus der Sicht der Seite der Zielobjekterfassungsvorrichtung in eine Mehrzahl von Abschnitten, die Objekterfassungseinheit kann den Pfad und den Änderungszustand des Pfades erfassen auf der Grundlage einer Verteilung der Messentfernung von jeder der Mehrzahl von Abschnitten, die gemessen werden durch die Entfernungsmesseinheit, und wobei die Bereichseinstelleinheit kann den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich in der Abschnittseinheit einstellen.
Ferner kann die Zielobjekterfassungsvorrichtung in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ferner umfassen: eine Rotationsscaneinheit, die einen Spiegel umfasst, und die durch Drehen des Spiegels bewirkt, dass das Messlicht, welches von Projektionseinheit projiziert wird, durch den Spiegel reflektiert wird und in den vorbestimmten Bereich gescannt wird, oder die bewirkt, dass das Reflexionslicht vom Zielobjekt durch den Spiegel reflektiert wird und zur Lichtempfangseinheit geführt wird; und eine Rotationsmesseinheit, die einen Rotationswinkel des Spiegels misst. Die Lichtempfangseinheit kann eine Mehrzahl von Lichtempfangselementen umfassen, die das Reflexionslicht aus der Mehrzahl von Richtungen empfangen, und die das Lichtempfangssignal ausgeben gemäß des Lichtempfangszustands. Die Entfernungsmesseinheit kann eine Entfernung messen zu dem Zielobjekt in der Abschnittseinheit auf der Grundlage des Rotationswinkels des Spiegels, eines Projektionszustands der Projektionseinheit, des Lichtempfangszustands jeder der Mehrzahl von Lichtempfangselementen, und der Flugzeit.
Ferner können in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung die Mehrzahl von Lichtempfangselementen in der vertikalen Richtung angeordnet sein, die Projektionseinheit kann eine Mehrzahl von Lichtemissionselementen umfassen, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, und die sequenziell Licht emittieren gemäß dem Rotationswinkel des Spiegels, die Rotationsscaneinheit kann das Messlicht und das Reflexionslicht in horizontaler Richtung scannen, die Entfernungsmesseinheit kann die Entfernung zum Zielobjekt in der Abschnittseinheit messen, wobei es sich um ein Ergebnis handelt des Teilens des vorbestimmten Bereichs in die Mehrzahl von Abschnitten mit einer Gitterform, auf der Grundlage des Rotationswinkels des Spiegels, eines Lichtemissionszustands jeder der Mehrzahl von Lichtemissionselementen , des Lichtempfangszustands jeder der Mehrzahl von Lichtempfangselementen, und der Flugzeit.
Ferner kann die Zielobjekterfassungsvorrichtung in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung umfassen: eine Steuereinheit, die den Betrieb steuert von der Projektionseinheit, von der Lichtempfangseinheit, und von der Rotationsscaneinheit. Die Steuereinheit kann den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich bilden innerhalb des vorbestimmten Bereichs und Positionen von sowohl dem Kurzdistanzerfassungsbereich als auch von dem Langdistanzerfassungsbereich anpasst durch Steuern eines Lichtemissionsvorgangs, der durchgeführt wird durch ein Lichtemissionselement, welches jedem der Mehrzahl von Abschnitten entspricht, einem Lichtempfangsvorgang, der durchgeführt wird durch ein Lichtempfangselement, welches jedem der Mehrzahl von Abschnitten entspricht, oder einem Signalverarbeitungsvorgang, der durchgeführt wird durch eine Lichtempfangseinheit für das Lichtempfangssignal, das ausgegeben wird durch das Lichtempfangselement.
Ferner kann die Bereichseinstelleinheit in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung den Langdistanzerfassungsbereich derart einstellen, dass vorgesehen ist, eine Vorwärtsposition des Pfades zu erfassen, und kann den Kurzdistanzerfassungsbereich um den Langdistanzerfassungsbereich einstellen.
Ferner kann die Objekterfassungseinheit in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung einen Gradienten des Pfades erfassen als den Änderungszustand des Pfades, und die Bereichseinstelleinheit kann Positionen des Kurzdistanzerfassungsbereichs und des Langdistanzerfassungsbereichs in einer vertikalen Richtung anpassen gemäß des Gradienten des Pfades, der durch die Objekterfassungseinheit erfasst wird.
Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ist es in der an dem beweglichen Körper angebrachten Zielobjekterfassungsvorrichtung möglich, in genauer Weise das Zielobjekt in kurzer und weiter Entfernung zu messen, und es ist möglich, das Zielobjekt in weiter Entfernung selbst dann genau zu messen, wenn eine Zustandsänderung des Pfades für den beweglichen Körper vorliegt.
Figurenliste

1 zeigt eine Draufsicht auf ein optisches System einer Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß einer an Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine Rückansicht des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1;
3 zeigt einen Projektionszustand der Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1;
4 zeigt eine Anordnung von LDs und PDs in 1;
5 zeigt eine elektronische Anordnung der Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1;
6 zeigt ein Beispiel einer Lichtprojektions- und Lichtempfangszeitlinie der LDs und der PDs in 4;
7A und 7B zeigen Beispiele von Ergebnissen des Messens der Entfernung, die durchgeführt werden durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1, wenn die Straße flach ist;
8A und 8B zeigen Ergebnisse des Messens der Entfernung, die durchgeführt werden durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1 wenn die Straße einen Aufwärtsgradienten aufweist;
9A und 9B zeigen Ergebnisse des Messens der Entfernung, die durchgeführt werden durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1 wenn die Straße einen Abwärtsgradienten aufweist;
10A bis 10C zeigen Projektionszustände zur Straße durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1;
11 zeigt ein Beispiel eines Erfassungsbereichs der Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1, wenn die Straße flach ist;
12A und 12B zeigen Beispiele eines Erfassungsbereiches einer Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1, wenn die Straße einen Aufwärtsgradienten aufweist;
13A und 13B zeigen Beispiele eines Erfassungsbereiches der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1, wenn die Straße einen Abwärtsgradienten aufweist;
14 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebs der Zielobjekterfassungsvorrichtung in 1; und
15A und 15B zeigen Beispiele des Ergebnisses des Messens der Entfernung, das durchgeführt wird durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den Ausführungsformen der Erfindung werden zahlreiche spezifische Details beschrieben, um ein tiefgehendes Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Allerdings ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. An anderen Stellen wurden wohlbekannte Merkmale nicht im Einzelnen beschrieben, um ein Verschleiern der Erfindung zu vermeiden.
Nachstehend werden eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In jeder Figur entsprechen die gleichen Bezugszeichen den gleichen oder einander entsprechenden Komponenten.
1 zeigt eine von oben gesehene Draufsicht eines optischen Systems einer Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. 2 ist eine Rückansicht des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 von der Rückseite gesehen (der unteren Seite in 1, das heißt, der Seite die Zielobjekt 50 gegenüberliegt). 3 zeigt einen Projektionszustand von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, und zeigt einen Zustand gesehen von der Seite von Fahrzeug 30. 4 zeigt eine Anordnung von LD und PD in 1.
Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 ist ausgestattet mit einem optischen Laserradar, der auf Fahrzeug 30 angebracht ist, das ausgestaltet ist als vierrädriges Automobil, wie beispielsweise in 3 gezeigt. Fahrzeug 30 ist ein Beispiel eines „beweglichen Körpers“ in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung. Das durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 erfasste Zielobjekt 50 kann ein anderes Fahrzeug sein, Personen, die Straße (Straßenoberfläche), oder ein anderes Objekt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt umfasst Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 ein optisches System, welches ausgestaltet ist mit einer Laserdiode (LD), einer Projektionslinse 14, a Rotationsscaneinheit 4, einer Lichtempfangslinse 16, einem Reflexionsspiegel 17, und einer Photodiode (PD). Aus diesen bilden die LD, Projektionslinse 14, und Rotationsscaneinheit 4 Projektionsoptiksystem. Ferner bilden Rotationsscaneinheit 4, Lichtempfangslinse 16, Reflexionsspiegel 17, und PD ein Lichtempfangsoptiksystem.
Diese optischen Systeme sind angeordnet in einem Gehäuse 19 der Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Ein Transmissionsfenster 18 ist auf der Frontoberfläche (der Seite von Zielobjekt 50) von Gehäuse 19 vorgesehen. Transmissionsfenster 18 ist ausgestattet mit einem rechteckigen Fensterrahmen und einem lichttransmittierendem Plattenmaterial, welches in den Fensterrahmen eingepasst ist (nicht im Detail gezeigt).
Im vorliegenden Beispiel ist die Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 an einer vorbestimmten Position derart an der Front von Fahrzeug 30 installiert, dass das Transmissionsfenster 18 der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 zugewandt ist. Insbesondere ist die Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 an der Front von Fahrzeug 30 installiert, in der Mitte der Fahrzeugweitenrichtung und in einer vorbestimmten Höhe über einer Straße 50a (3), auf der Fahrzeug 30 fährt.
Die LD ist ein Lichtemissionselement, das Hochleistungslaserlicht projiziert (Lichtpuls). Der Einfachheit halber ist in den 1 und 2 lediglich eine LD dargestellt, aber wie in 4 gezeigt ist eine Mehrzahl von LDs in vertikaler Richtung angeordnet (LD₁ bis LD₈ ). Jede LD ist derart angeordnet, dass die lichtemittierende Oberfläche der Seite von Spiegel 4a (1 und dergleichen) der Rotationsscaneinheit 4 zugewandt ist.
Die PD ist ein Lichtempfangselement, dass das Reflexionslicht des Messlichtes empfängt, welches von der LD projiziert wird, und welches von Zielobjekt 50 reflektiert wird. Der Einfachheit halber ist in den 1 und 2 ledigliches eine PD dargestellt, aber wie in 4 gezeigt ist eine Mehrzahl von PDs in vertikaler Richtung vorgesehen (PD₁ bis PD₃₂ ). Jede PD ist derart angeordnet, dass die Lichtempfangsoberfläche der Seite von Reflexionsspiegel 17 (1 und dergleichen) zugewandt ist.
Rotationsscaneinheit 4 wird auch bezeichnet als Drehspiegel, optischer Scanner, oder optischer Umlenker. Rotationsscaneinheit 4 umfasst einen Spiegel 4a, einen Motor 4c, und dergleichen. Spiegel 4a ist in einer flachen Form gebildet. Die Frontoberfläche und die Rückseitenoberfläche von Spiegel 4a sind reflektierende Oberflächen.
Wie in 2 gezeigt ist ein Motor 4c unterhalb von Spiegel 4a vorgesehen. Eine Drehwelle 4j von Motor 4c verläuft parallel zur vertikalen Richtung (Aufwärts-AbwärtsRichtung). Eine Verbindungswelle (nicht gezeigt), die im Zentrum von Spiegel 4a angeordnet ist, ist am oberen Ende von Drehwelle 4j von Motor 4c befestigt. In Verbindung mit Drehwelle 4j von Motor 4c dreht sich Spiegel 4a.
In Gehäuse 19 sind Lichtempfangslinse 16 Reflexionsspiegel 17 und die PD angeordnet um den oberen Bereich von Spiegel 4a der Rotationsscaneinheit 4. Die LD und Projektionslinse 14 sind angeordnet um den unteren Bereich von Spiegel 4a. Eine Lichtabschirmplatte 15 ist oberhalb der LD und von Projektionslinse 14 vorgesehen und unterhalb von Lichtempfangslinse 16. Lichtabschirmplatte 15 ist in Gehäuse 19 befestigt und teilt den Projektionspfad und den Lichtempfangspfad voneinander.
Die Lichtprojektions- und Lichtempfangspfade zum Erfassen von Zielobjekt 50 sind wie angezeigt durch einen gestrichelt-gepunkteten Pfeil und einen zweigepunkteten Kettenpfeil in den 1 und 2. Wie insbesondere durch den gestrichelt-gepunkteten Pfeil in den 1 und 2 gezeigt, kommt das von der LD projizierte Laserlicht im unteren Halbbereich an der Fron- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a von Rotationsscaneinheit 4 an, nachdem die Aufweitung durch Projektionslinse 14 angepasst worden ist. Zu diesem Zeitpunkt rotiert Motor 4c und der Winkel (die Richtung) von Spiegel 4a ändert sich, woraufhin der Winkel an der Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a ein vorbestimmter Winkel wird, der der Seite von Zielobjekt 50 zugewandt ist (beispielsweise wird der Zustand von Spiegel 4a angezeigt durch die durchgezogene Linie in 1). Im Ergebnis wird das Laserlicht der LD reflektiert durch den unteren Halbbereich der Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a, nachdem es durch Projektionslinse 14 getreten ist, und wird dann transmittiert durch Transmissionsfenster 18 und zu einem vorbestimmten Bereich außerhalb von Gehäuse 19 gescannt. Das bedeutet, dass Rotationsscaneinheit 4 das Laserlicht ablenkt von der LD in den vorbestimmten Bereich.
Der in 1 gezeigte Scanwinkel Zh gibt einen Winkelbereich des Laserlichtes wieder, das von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 in horizontaler Richtung projiziert wird, nachdem es von der LD projiziert worden ist, und nachdem es reflektiert worden ist von der Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a von Rotationsscaneinheit 4.
Da ferner wie in 4 gezeigt eine Mehrzahl von LDs in vertikaler Richtung angeordnet sind, projiziert jede LD das Laserlicht in eine Mehrzahl verschiedener Winkelrichtungen in der vertikalen Ebene. „0°“ zwischen LD₃ und LD₄ entspricht der horizontalen Richtung. LD₁ bis LD₃ projizieren das Laserlicht nach oben (positive Winkelrichtung) bezüglich der horizontalen Richtung. Ferner projiziert LD₃ das Laserlicht auch in der horizontalen Richtung. LD₄ bis LD₈ projizieren das Laserlicht nach unten (negative Winkelrichtung) bezüglich der horizontalen Richtung. Ferner projiziert LD₄ das Laserlicht auch in der horizontalen Richtung. Deshalb wird wie beispielsweise in 3 gezeigt Laserlicht von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 zur Front von Fahrzeug 30 projiziert, wobei das bezüglich der horizontalen Richtung abwärts projizierte Laserlicht auf die Straße 50a trifft, auf der Fahrzeug 30 fährt. Das Laserlicht trifft auch auf Zielobjekt 50 auf, wie etwa einem vorausfahrenden Fahrzeug 50f, das sich vor dem Fahrzeug 30 befindet.
Das durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 in den vorbestimmten Bereich projizierte Licht wird durch Zielobjekt 50 in dem vorbestimmten Bereich reflektiert. Wie durch die zweigepunkteten Kettenpfeile in 1 und 2 gezeigt tritt das Reflexionslicht durch das Transmissionsfenster 18 hindurch und trifft am oberen Halbbereich der Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a auf. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich Motor 4c und der Winkel (Richtung) von Spiegel 4a ändert sich, so dass die Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a einen vorbestimmten Winkel bildet, und der Seite von Zielobjekt 50 zugewandt ist (beispielsweise wie der Zustand von Spiegel 4a, der durch die durchgezogene Linie in 1 angedeutet ist). Im Ergebnis wird das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 reflektiert vom oberen Halbbereich der Front- oder Rückoberfläche von Spiegel 4a und fällt ein auf Lichtempfangslinse 16. Mit anderen Worten lenkt Rotationsscaneinheit 4 das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 ab zu Lichtempfangslinse 16. Dann wird das Reflexionslicht durch Lichtempfangslinse 16 gesammelt, durch Reflexionsspiegel 17 reflektiert, und empfangen durch die PD. Das heißt, dass Rotationsscaneinheit 4 das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 zur PD über Lichtempfangslinse 16 und Reflexionsspiegel 17 leitet.
Wie in 4 gezeigt entsprechen vier PDs einer LD. Insbesondere entsprechen PD₁ bis PD₄ LD₁ , PD₅ bis PD₈ entsprechen LD₂ , PD₉ bis PD₁₂ entsprechen LD₃ , PD₁₃ bis PD₁₆ entsprechen LD₄ , PD₁₇ bis PD₂₀ entsprechen LD₅ , PD₂₁ bis PD₂₄ entsprechen LD₆ , PD₂₅ bis PD₂₈ entsprechen LD₇ , und PD₂₉ bis PD₃₂ entsprechen LD₈ . Deshalb wird das Reflexionslicht des von jeder LD projizierten Laserlichtes durch Zielobjekt 50 reflektiert und durch jede entsprechende PD empfangen. Das bedeutet, jede PD empfängt das Reflexionslicht aus einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen.
5 zeigt eine elektronische Anordnung von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 umfasst eine Steuereinheit 1, ein Projektormodul 2, ein Ladekreis 3, einen Motor 4c, eine Motorantriebsschaltung 5, einen Kodierer 6, ein Lichtempfangsmodul 7, einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler) 8, eine Speichereinheit 11, und eine Kommunikationseinheit 12.
Steuereinheit 1 ist vorgesehen mit einem Mikrocomputer oder dergleichen, und steuert den Betrieb jeder Komponente von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Steuereinheit 1 ist vorgesehen mit einer Objekterfassungseinheit 1a, einer Entfernungsmesseinheit 1b, und einer Bereichseinstelleinheit 1c.
Speichereinheit 11 ist vorgesehen mit einem flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher. Speichereinheit 11 speichert Informationen für Steuereinheit 1, um jede Komponente von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 zu steuern, und Informationen zum Erfassen des Vorliegens oder Fehlens von Zielobjekt 50 und zum Messen des Abstandes zu Zielobjekt 50, und dergleichen.
Kommunikationseinheit 12 ist vorgesehen mit einer Schaltung zum Kommunizieren mit einer anderen fahrzeugmontierten Vorrichtung, wie beispielsweise einer elektronischen Steuereinheit (ECU) (nicht gezeigt).
Beispielsweise überträgt Steuereinheit 1 das Ergebnis des Erfassens von Zielobjekt 50 an die andere fahrzeugmontierte Vorrichtung unter Verwendung der Kommunikationseinheit 12. Ferner erfasst Steuereinheit 1 Informationen zum Fahrzeugzustand und dergleichen unter Verwendung von Kommunikationseinheit 12, die mit anderen fahrzeugmontierten Vorrichtungen kommuniziert.
Projektormodul 2 ist vorgesehen mit einer Mehrzahl von oben beschriebenen LDs und Kondensatoren, welche bewirken, dass jede LD das Licht emittiert. In 5 sind die LD und der Kondensatorblock der Einfachheit halber jeweils in einem gezeigt. Projektormodul 2 ist ein Beispiel für eine „Projektionseinheit“ in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
Ladekreis 3 lädt die Kondensatoren in Projektormodul 2. In 5 ist nur rein Block von Ladekreis 3 gezeigt, es kann jedoch eine Mehrzahl von Ladekreisen 3 vorgesehen sein gemäß der Zahl der installierten LDs und Kondensatoren. Steuereinheit 1 steuert den Lichtemissionsvorgang der LDs und den Ladevorgang der Ladekreise 3 in Projektormodul 2. Insbesondere bewirkt Steuereinheit 1, dass jede LD das Licht emittiert und das Laserlicht projiziert. Ferner stoppt Steuereinheit 1 die Lichtemission jeder LD und lädt den Kondensator unter Verwendung von Ladekreis 3.
Motor 4c ist eine Antriebsquelle für die Drehung von Spiegel 4a in Rotationsscaneinheit 4. Steuereinheit 1 steuert den Antrieb von Motor 4c unter Verwendung von Motorantriebsschaltung 5, um Spiegel 4a zu drehen. Kodierer 6 gibt ein Signal aus, welches dem Rotationszustand von Motor 4c entspricht. Steuereinheit 1 erfasst den Rotationszustand (den Rotationswinkel, die Rotationsgeschwindigkeit, und dergleichen) von Motor 4c und Spiegel 4a auf der Grundlage der Ausgabe von Kodierer 6. Kodierer 6 ist ein Beispiel für eine „Rotationsmesseinheit“ in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
Steuereinheit 1 bewirkt, dass Motor 4c Spiegel 4a dreht, und das Laserlicht scannt, das von der LD in den vorbestimmten Bereich projiziert wird, und leitet dann das Reflexionslicht, welches von Zielobjekt 50 reflektiert wird, in den vorbestimmten Bereich zu den PDs in das Lichtempfangsmodul 7.
Lichtempfangsmodul 7 umfasst eine Mehrzahl von PDs, einen Transimpedanzverstärker (TIA), einen Multiplexer (MUX), und einen variable Gain-Verstärker (VGA). Lichtempfangsmodul 7 ist ein Beispiel für eine „Lichtempfangseinheit“ in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
Eine Mehrzahl von TIAs ist vorgesehen entsprechend einer Mehrzahl von PDs. In 5 sind der Einfachheit halber lediglich eine PD und TIA dargestellt durch einen Block. Jede PD empfängt das Licht und gibt einen Strom aus (Lichtempfangssignal), der dem Lichtempfangszustand entspricht. Jeder TIA wandelt den Strom, der durch die entsprechende PD fließt, in ein Spannungssignal, und gibt das Spannungssignal an den MUX aus.
Der MUX wählt das Ausgangssignal von jedem TIA aus und gibt das ausgewählte Signal an den VGA. Der VGA verstärkt die Signalausgabe des MUX und gibt das Ergebnis an den AD-Wandler 8 aus. Der AD-Wandler 8 wandelt die analoge Signalausgabe des VGA mit hoher Geschwindigkeit in ein digitales Signal um und gibt das Ergebnis an Steuereinheit 1 aus. Auf diesem Weg wird die Signalverarbeitung für das Lichtempfangssignal, das dem Lichtempfangszustand jeder PD in Lichtempfangsmodul 7 entspricht, durchgeführt durch den TIA, den MUX, und den VGA, woraufhin das Ergebnis ausgegeben wird an Steuereinheit 1 über AD-Wandler 8. In 5 ist lediglich ein Block von VGA und AD-Wandler 8 gezeigt, wenngleich eine Mehrzahl von VGAs und ADCs 8 vorgesehen werden kann gemäß der Zahl der installierten PDs.
6 zeigt ein Beispiel der Lichtprojektions- und Lichtempfangszeitlinie der LDs und der PDs. Wie in 6 gezeigt bewirkt Steuereinheit 1 in 5, dass jede der LD, bis LD₈ sequenziell Licht emittiert und dass die entsprechenden PD₁ bis PD₃₂ das Licht sequenziell empfangen gemäß des Rotationswinkels von Spiegel 4a in Rotationsscaneinheit 4. Steuereinheit 1 führt eine Signalverarbeitung durch für die Lichtempfangssignale, die von jeder der PD₁ bis PD₃₂ gemäß dem Lichtempfangszustand ausgegeben werden, unter Verwendung der TIA, MUX, VGA, und von AD-Wandler 8. Zusätzlich lädt Steuereinheit 1 den Kondensator in Projektormodul 2 unter Verwendung von Ladekreis 3 jedes Mal, wenn jede LD₁ bis LD₈ Licht emittieren.
Objekterfassungseinheit 1a in 5 erfasst den Rotationswinkel von Spiegel 4a, den Lichtempfangszustand (ob das Reflexionslicht aus einer Mehrzahl von Richtungen empfangen worden ist oder nicht) jeder PD auf der Grundlage des Lichtempfangssignals, welches durch Lichtempfangsmodul 7 über AD-Wandler 8 eingegeben wird gemäß des Rotationswinkels von Spiegel 4a, des Lichtemissionszustands jeder LD, und des Lichtempfangszustands jeder PD. Ferner erfasst Objekterfassungseinheit 1a die Anwesenheit oder das Fehlen von Zielobjekt 50, die Lage, Größe, Form, oder den Typ des vorliegenden Zielobjekts 50 auf der Grundlage des Lichtemissionszustands jeder LD, des Lichtempfangszustands jeder PD, und des Lichtempfangssignals.
Entfernungsmesseinheit 1b misst beispielsweise den Maximalwert (Maximalspannungswert) des Lichtempfangssignals, das von Lichtempfangsmodul 7 über AD-Wandler 8 eingegeben wird, und misst die Lichtempfangszeit des Reflexionslichts von Zielobjekt 50 auf der Grundlage des Maximalwertes. Dann berechnet Entfernungsmesseinheit 1b die Flugzeit aus dem Zeitpunkt, wenn das Laserlicht von der entsprechenden LD projiziert wird, bis zur Lichtempfangszeit des Reflexionslichtes, und die Entfernung zu Zielobjekt 50 wird gemessen auf der Grundlage der Flugzeit (sogenanntes Flugzeit-(TOF)-Verfahren). Das bedeutet, dass Entfernungsmesseinheit 1b die Entfernungen zu Zielobjekt 50 in einer Mehrzahl von Richtungen misst, in denen das Laserlicht und das Reflexionslicht projiziert und empfangen werden.
7A bis 9B zeigen Beispiele des Ergebnisses der Entfernungsmessung durch Entfernungsmesseinheit 1b in Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Insbesondere zeigen 7A und 7B einen Fall, in dem Straße 50a in Vorwärtsrichtung (Fahrrichtung) von Fahrzeug 30 flach verläuft, 8A und 8B zeigen einen Fall, in dem Straße 50a einen Aufwärtsgradienten aufweist, und 9A und 9B zeigen einen Fall, in dem Straße 50a einen Abwärtsgradienten aufweist.
Ferner wird in 7A bis 9B der vorbestimmte Bereich Z gezeigt, wie gesehen von der Seite von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, von der Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 Zielobjekt 50 erfasst. Ferner ist der Einfachheit halber ein Teil der Landschaft, wie etwa Straße 50a gesehen von der Seite von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 ebenfalls im vorbestimmten Bereich vorbestimmte Bereich Z gezeigt. Der vorbestimmte Bereich Z ist aufgeteilt in eine Mehrzahl von Gittern in der Form von oberen, unteren, linken und rechten Gittern. Um jeden Abschnitt des vorbestimmten Bereiches Z unterscheiden zu können werden Bezugszeichen A bis H dem oberen Teil jeder Spalte zugewiesen, und Zahlen 1 bis 9 sind dem linken Teil jeder Zeile zugewiesen. Auf diese Art ist beispielsweise der Abschnitt oben links bezeichnet als „Abschnitt A1“.
Das Laserlicht wird projiziert auf jeden Abschnitt des vorbestimmten Bereiches Z gemäß dem Rotationswinkel der entsprechenden LD und von Spiegel 4a. Dann wird das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 in jedem Abschnitt durch die entsprechende PD empfangen. Das bedeutet, jeder Abschnitt des vorbestimmten Bereiches Z entspricht jeder Richtung, in die das Laserlicht und das Reflexionslicht projiziert und empfangen werden.
Entfernungsmesseinheit 1b misst die Entfernung zu Zielobjekt 50 in einer Abschnittseinheit in dem vorbestimmten Bereich Z auf der Grundlage des Rotationswinkels von Spiegel 4a, des Lichtemissionszustands jeder LD, des Lichtempfangszustands jeder PD, und der oben beschriebenen Flugzeit. Das bedeutet, Entfernungsmesseinheit 1b misst die Entfernung zu Zielobjekt 50 in jeder Richtung, in der das Laserlicht und das Reflexionslicht projiziert und empfangen werden. Ferner zeichnet Entfernungsmesseinheit 1b das Ergebnis der Entfernungsmessung in Speichereinheit 11 unter Verweis auf jeden Abschnitt.
In 7A bis 9B sind die Zahlenwerte der Entfernungen (in m (Metern)), die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen worden sind, in jedem Abschnitt eingetragen. In diesem Beispiel kann Entfernungsmesseinheit 1b eine Entfernung bis zu 100 m messen. In manchen Abschnitten wird „-“ gezeigt, was bedeutet, dass es nicht möglich ist, die Entfernung mit Entfernungsmesseinheit 1b zu messen. Grund dafür ist, dass das Laserlicht selbst dann nicht an Zielobjekt 50 ankommt, wenn das Laserlicht von der entsprechenden LD in den Abschnitt projiziert wird, weil die Entfernung zu Zielobjekt 50 zu groß ist, und so wird das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 durch die entsprechende PD empfangen.
Straße 50a, auf der Fahrzeug 30 fährt, und ein Zielobjekt 50 (eine Person, ein anderes Fahrzeug 50f, und andere Objekte), das sich von Straße 50a unterscheidet, befinden sich in dem vorbestimmten Bereich Z. Deshalb entspricht die Entfernung zu jedem Abschnitt, der durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen wird, der Entfernung zu Straße 50a oder der Entfernung zu Zielobjekt 50, das sich von Straße 50a unterscheidet.
Ferner projiziert die Mehrzahl von in 4 gezeigten LDs wie oben beschrieben das Laserlicht in die vorbestimmten verschiedenen Winkelrichtungen in der Vertikalebene. Die Mehrzahl von PDs empfängt das Reflexionslicht des Laserlichts, das von der entsprechenden LD projiziert wird, welches reflektiert wird durch Zielobjekt 50, das bedeutet, das Reflexionslicht aus den verschiedenen Winkelrichtungen in der Vertikalebene. Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 ist installiert in einer vorbestimmten Ausrichtung an einer vorbestimmten Position (eine Position in einer vorbestimmten Höhe von Straße 50a und im Zentrum der Fahrzeugweitenrichtung) an der Front von Fahrzeug 30. Deshalb sind die LD, die das Laserlicht zum Erfassen von Straße 50a projiziert, die PD, die das Reflexionslicht von Straße 50a empfängt, und der Rotationswinkel von Spiegel 4a zum Erfassen von Straße 50a jeweils fixiert.
Da Straße 50a insbesondere im vorbestimmten Bereich Z in 7A bis 9B zumindest in den Abschnitten unter der dritten Zeile von Spalten D und E in der Mitte erfasst wird, sind diese Abschnitte die Straßenerfassungsabschnitte, und die LD, die PD, und der Rotationswinkel von Spiegel 4a, die diesen Abschnitten entsprechen, sind die LD, die PD, und der Rotationswinkel von Spiegel 4a zur Straßenerfassung. Da eine hohe Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass Straße 50a selbst in den Abschnitten erfasst wird, die um die oben beschriebenen Abschnitte angeordnet sind (in Abhängigkeit des Änderungszustandes von Straße 50a), sind solche umgebenden Abschnitte auch die Straßenerfassungsabschnitte, und die LD, die PD, und der Rotationswinkel von Spiegel 4a, die den umgebenden Abschnitten entsprechen, sind ebenfalls die LD, die PD, und der Rotationswinkel von Spiegel 4a zur Straßenerfassung. Selbstverständlich werden diese LD, PD und der Rotationswinkel von Spiegel 4a zur Straßenerfassung verwendet zum Erfassen von anderen Zielobjekten.
10A bis 10C zeigen die Projektionszustände auf Straße 50a durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, wenn gesehen von der Seite von Fahrzeug 30. Insbesondere wird die Projektion und die Reflektion durch die LD, die PD, und den Rotationswinkel von Spiegel 4a durchgeführt, die einer Mehrzahl von Abschnitten für die Straßenerfassung entsprechen, die unterhalb der dritten Zeile von Spalten D oder E in 7A bis 9B angeordnet sind, und die Entfernung zu Straße 50a in jedem Abschnitt wird gemessen durch Entfernungsmesseinheit 1b und das Messergebnis wird gezeigt in 10A bis 10C.
Beispielsweise wird die Straßenoberfläche von Straße 50a, die weiter weg von Fahrzeug 30 liegt, von denjenigen Abschnitten erfasst, die oberhalb von Spalte E in 7A bis 9B angeordnet sind, als von denjenigen Abschnitten, die unterhalb von Spalte E angeordnet sind. Dann projiziert die LD, die den Abschnitten entspricht, die oberhalb von Spalte E angeordnet sind, das Laserlicht auf die Straßenoberfläche von Straße 50a, die sich weiter weg von Fahrzeug 30 befindet als die LD, die den Abschnitten entspricht, die sich unterhalb von Spalte E befinden (10). Deshalb nimmt die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessene Entfernung zu, wenn die Messung von dem Abschnitt (Abschnitt E8) in der unteren Zeile von Spalte E zum Abschnitt auf der oberen Seite bewegt (7A bis 9B).
Ferner ist die Messentfernung des Abschnitts für die Straßenerfassung, die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen wird, kürzer wenn Straße 50a einen Aufwärtsgradienten aufweist (Gradient > 0) wie in 10B gezeigt, als die Messentfernung, wenn Straße 50a flach ist (Gradient = 0) wie in 10A gezeigt (vgl. 7A bis 8B). Ferner ist die Messentfernung des Abschnitte für die Straßenerfassung, die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen wird, länger, wenn Straße 50a flach ist (Gradient = 0) wie in 10C gezeigt, als die Messentfernung, wenn Straße 50a einen Aufwärtsgradienten aufweist (Gradient > 0) wie in 10A gezeigt (vgl. 7A bis 9B). Das bedeutet, mit zunehmendem Aufwärtsgradienten von Straße 50a, nimmt die Messentfernung des Straßenerfassungsabschnitts, die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen wird, ab, und mit zunehmendem Abwärtsgradient von Straße 50a nimmt die Messentfernung des Straßenerfassungsabschnitts, der durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen wird, zu.
Objekterfassungseinheit 1a in 5 erfasst Straße 50a und den Änderungszustand von Straße 50a auf der Grundlage der Messung, die durch Entfernungsmesseinheit 1b wie oben beschrieben durchgeführt wird. Insbesondere wird beispielsweise die Entfernung zu Straße 50a in jedem Straßenerfassungsabschnitt im Falle einer flachen Straße 50a im Voraus gemessen durch Entfernungsmesseinheit 1b, woraufhin das Ergebnis in Speichereinheit 11 gespeichert wird als Entfernungsdaten für die flache Straße. Die Entfernung zu Straße 50a in jedem Straßenerfassungsabschnitt für den Fall, dass Straße 50a den maximalen Aufwärtsgradienten aufweist, den das Fahrzeug 30 bewerkstelligen kann, wird im Voraus durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen, woraufhin das Ergebnis gespeichert wird in Speichereinheit 11 als Entfernungsdaten für den maximalen Aufwärtsgradienten. Ferner wird die Entfernung zu Straße 50a in jedem Straßenerfassungsabschnitt gemessen für den Fall, , dass Straße 50a den maximalen Abwärtsgradienten aufweist, den das Fahrzeug bewerkstelligen kann, im Voraus gemessen durch Entfernungsmesseinheit 1b, woraufhin das Ergebnis gespeichert wird in Speichereinheit 11 als Entfernungsdaten für den maximalen Abwärtsgradienten.
Daraufhin wird das Licht projiziert und empfangen durch die LD, die PD, und die Rotationsscaneinheit 4, die Objekterfassungseinheit 1a vergleicht die Messentfernung jedes Abschnitts, die durch Entfernungsmesseinheit 1b gemessen worden ist, mit den Entfernungsdaten für den maximalen Aufwärtsgradienten und den Entfernungsdaten für den maximalen Abwärtsgradienten jedes Abschnitts, die in Speichereinheit 11 gespeichert sind. Falls hier die Messentfernung gleich oder größer als die Entfernungsdaten für den maximalen Aufwärtsgradienten und gleich oder kleiner als die Entfernungsdaten für den maximalen Abwärtsgradienten sind, ermittelt Objekterfassungseinheit 1a dass eine Straße 50a in dem entsprechenden Abschnitt vorliegt und dass die Messentfernung die Entfernung zu Straße 50a ist. Falls ferner die Messentfernung nicht gleich oder größer ist als die Entfernungsdaten für den maximalen Aufwärtsgradienten und nicht gleich oder kleiner also die Entfernungsdaten für den maximalen Abwärtsgradienten, ermittelt Objekterfassungseinheit 1a, dass keine Straße 50a in dem entsprechenden Abschnitt vorliegt und dass die Messentfernung die Entfernung zu Zielobjekt 50 ist, das sich von Straße 50a unterscheidet.
In einem anderen Beispiel könnte Objekterfassungseinheit 1a das Vorliegen oder Fehlen der Straße 50a erfassen auf der Grundlage des Lichtempfangssignals jeder Richtung (jedes Abschnitts), welches eingegeben wird durch Lichtempfangsmodul 7 über den AD-Wandler 8. Beispielsweise ist Straße 50a ein flaches Objekt ohne steile Höhen verglichen mit einem anderen Zielobjekt 50. Deshalb weist das Lichtempfangssignal, das durch Lichtempfangsmodul 7 auf der Grundlage des Reflexionslichts von Straße 50a ausgegeben wird, andere Eigenschaften auf bezüglich Intensität, Stärke, Signallänge, und dergleichen verglichen mit dem Lichtempfangssignal, das ausgegeben wird durch Lichtempfangsmodul 7 auf der Grundlage des Reflexionslichts von einem anderen Zielobjekt 50. Dementsprechend kann Objekterfassungseinheit 1a Merkmalspunkte aus Lichtempfangssignal extrahieren, und kann das Vorliegen oder Fehlen von Straße 50a in der Abschnittseinheit ermitteln auf der Grundlage der Merkmalspunkte. Alternativ kann Objekterfassungseinheit 1a das Vorliegen oder Fehlen von Straße 50a auf der Grundlage von jeweils dem Lichtempfangssignal und dem Messergebnis erfassen, welches durch Entfernungsmesseinheit 1b durchgeführt wird.
Ferner erfasst Objekterfassungseinheit 1 a den Änderungszustand von Straße 50a auf der Grundlage der Verteilung der Messentfernungen von jedem Abschnitt und der Entfernung zu Straße 50a in der bestimmten Mehrzahl von Abschnitten. In diesem Beispiel misst Objekterfassungseinheit 1a den Gradienten von Straße 50a in der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 als den Änderungszustand von Straße 50a. Insbesondere berechnet Objekterfassungseinheit 1a den Gradienten von Straße 50a auf der Grundlage der Entfernung zu Straße 50a in der Mehrzahl von Abschnitten in der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 und des Projektionswinkels des Laserlichtes von der LD entsprechend jedes Abschnitts (der Winkel bezüglich der horizontalen Richtung) unter der Mehrzahl von Abschnitten, und ermittelt wie oben beschrieben, dass die Straße 50a vorliegt.
Bereichseinstelleinheit 1c stellt einen Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und einen Langdistanzerfassungsbereich Rf in dem vorbestimmten Bereich Z ein wie in 7B, 8B, und 9B gezeigt auf der Grundlage des Änderungszustandes (Gradient) von Straße 50a, der durch Objekterfassungseinheit 1a gemessen worden ist. Insbesondere stellt Bereichseinstelleinheit 1c den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und den Langdistanzerfassungsbereich Rf in dem vorbestimmten Bereich Z in einer Abschnittseinheit gemäß der Richtung (aufwärts oder abwärts) und der Größe des Gradienten von Straße 50a, der durch Objekterfassungseinheit 1a berechnet wird. Kurzdistanzerfassungsbereich Rn ist ein Erfassungsbereich zum Erfassen eines Zielobjekts 50 an der kurzen Entfernung, die kürzer ist al seine vorbestimmte Entfernung von Fahrzeug 30 (oder von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100). Langdistanzerfassungsbereich Rf ist ein Erfassungsbereich zum Erfassen eines Zielobjektes 50 an einer weiten Entfernung, die gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Entfernung von Fahrzeug 30.
Falls beispielsweise der Gradient von Straße 50a nahezu Null ist (Gradient ≈ 0), stellt Bereichseinstelleinheit 1c eine Mehrzahl (in diesem Beispiel, sechs) von Abschnitten, die im Wesentlichen angeordnet sind in der Mitte des vorbestimmten Bereichs Z, als Langdistanzerfassungsbereich Rf ein, wie in 7B gezeigt. Ferner stellt Bereichseinstelleinheit 1c alle anderen Bereiche, die um den Langdistanzerfassungsbereich Rf angeordnet sind, als Kurzdistanzerfassungsbereich Rn ein. Der Einstellzustand in 7B ist eine Bezugsposition von Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn.
Falls Straße 50a einen bestimmten Gradienten aufweist (Gradient ≠ 0), regelt Bereichseinstelleinheit 1c den Langdistanzerfassungsbereich Rf und den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn auf die vertikale Richtung (Aufwärts-Abwärtsrichtung) in einer Abschnittseinheit wie in 8B und 9B gezeigt gemäß der Richtung und dem Betrag des Gradienten.
Falls insbesondere Straße 50a einen Aufwärtsgradienten (Gradient > 0) aufweist, bewegt Bereichseinstelleinheit 1c den Langdistanzerfassungsbereich Rf aufwärts gemäß dem Betrag des Gradienten wie in 8B gezeigt. Alle anderen Bereiche, die um den Langdistanzerfassungsbereich Rf positioniert sind, werden eingestellt als Kurzdistanzerfassungsbereich Rn.
Falls ferner Straße 50a einen Abwärtsgradienten (Gradient < 0) aufweist, bewegt Bereichseinstelleinheit 1c den Langdistanzerfassungsbereich Rf abwärts gemäß dem Betrag des Gradienten wie in 9B gezeigt. Alle anderen Abschnitte, die um den Langdistanzerfassungsbereich Rf angeordnet sind, werden als Kurzdistanzerfassungsbereich Rn gesetzt.
Zu diesem Zeitpunkt setzt Bereichseinstelleinheit 1c den Langdistanzerfassungsbereich Rf derart, dass ein Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a erfasst werden kann. Das bedeutet, der Abschnitt, der sich in der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 befindet und in welchem Straße 50a an der Position erfasst wird, die am weitesten von Fahrzeug 30 entfernt liegt, wird als Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a gesetzt aus den Abschnitten, in denen Straße 50a durch Objekterfassungseinheit 1a als vorliegend erfasst wird, woraufhin Langdistanzerfassungsbereich Rf so gesetzt wird, dass er diesen Bereich umfasst. Da beispielsweise in 7B die Abschnitte in den Spalten D und E in der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 positioniert sind, entsprechend die Abschnitte D4 und E5 aus diesen Abschnitten dem Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a, der Abschnitt D4 und der Abschnitt E5, und eine Mehrzahl von Abschnitten D5, Abschnitt D6, Abschnitt E4, und Abschnitt E6 in der Umgebung davon werden gesetzt als Langdistanzerfassungsbereich Rf.
Steuereinheit 1 in 5 steuert den Lichtemissionsvorgang von LD, die jedem Abschnitt entspricht, in dem vorbestimmten Bereich Z, den Lichtempfangsvorgang der PD, die jedem Abschnitt entspricht, oder den Signalverarbeitungsvorgang durch Lichtempfangsmodul 7 für das Lichtempfangssignal, das ausgegeben wird durch die PD gemäß dem Rotationswinkel von Spiegel 4a auf der Grundlage des Einstellergebnisses, das durchgeführt wird durch Bereichseinstelleinheit 1c. Auf diesem Weg bildet Steuereinheit 1 wie in 11 bis 13 gezeigt den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und den Langdistanzerfassungsbereich Rf in dem vorbestimmten Bereich Z und passt die Positionen beider Bereiche Rn und Rf an.
11 bis 13B zeigen Beispiele der Erfassungsbereiche Rn und Rf, die gesetzt werden durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Insbesondere zeigt 11 einen Fall, bei dem Straße 50a flach ist, 12 zeigt einen Fall, bei dem Straße 50a einen Aufwärtsgradienten aufweist, und 13 zeigt einen Fall, bei dem Straße 50a einen Abwärtsgradienten aufweist. Ferner sind in 11 bis 13B die Erfassungsbereiche Rn und Rf gezeigt als ein Zustand gesehen von der Seite von Fahrzeug 30.
Wie beispielsweise in 11 gezeigt bildet Steuereinheit 1 einen fächerförmigen Kurzdistanzerfassungsbereich Rn in einer nahen Entfernung, die kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung Dn von Fahrzeug 30, und bildet einen fächerförmigen Langdistanzerfassungsbereich Rf, um eine weite Entfernung zu erreichen, die gleich oder weiter ist als die vorbestimmte Entfernung Dn, die durch Kurzdistanzerfassungsbereich Rn tritt. Die vorbestimmte Entfernung Dn ist äquivalent zur Projektionsdistanz des Laserlichts in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn. In Kurzdistanzerfassungsbereich Rn ist der Spreizwinkel θn des Laserlichtes groß, so dass nahezu alle Zielobjekte 50n wie eine Person in naher Entfernung erfasst werden können. In Langdistanzerfassungsbereich Rfist Projektionsdistanz Df des Laserlichtes weit, so dass Zielobjekt 50f wie etwa das vorausfahrende Fahrzeug oder das entgegenkommende Fahrzeug, das in einer weiten Entfernung vorliegt, erfasst werden kann und die Entfernung zu Zielobjekt 50f mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.
Beim Vergleich von Rn mit Rf ist Spreizwinkel θf des Laserlichtes in Langdistanzerfassungsbereich Rf kleiner als Spreizwinkel θn des Laserlichtes in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn. Ferner ist die Projektionsdistanz Df des Laserlichtes in Langdistanzerfassungsbereich Rf weiter als die Projektionsdistanz Dn des Laserlichtes in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn. Ferner ist eine Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50 in Langdistanzerfassungsbereich Rf höher als die Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50 in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn. Die Erfassungssensitivität wird bestimmt durch eine Lichtemissionsfrequenz und eine Lichtemissionsleistung des Lichtpulses, der durch Projektormodul 2 emittiert wird, und eine Lichtempfangssensitivität von Lichtempfangsmodul 7, und dergleichen.
In 12 und 13 sind die Erfassungsbereiche Rn und Rf auch in der gleichen Weise wie oben gebildet. Zur einfacheren Darstellung sind in 12A bis 13B die Darstellungen der Entfernungen Dn und Df und der Winkel θn und θf unterlassen.
Ferner sind, wenn auch nicht gezeigt, die Erfassungsbereiche Rn und Rf in der horizontalen Richtung (der Richtung, die senkrecht zur Papierebene in 11 bis 13B verläuft) in der gleichen Weise wie oben beschrieben gebildet. Das bedeutet, Kurzdistanzerfassungsbereich Rn mit einem weiten Sichtfenster in der vertikalen und horizontalen Richtung wird vor Fahrzeug 30 gebildet durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, und Langdistanzerfassungsbereich Rf mit einem schmalen Sichtfenster, aber mit größerer Messentfernung und höherer Erfassungssensitivität als Kurzdistanzerfassungsbereich Rn, wird gebildet.
Falls ferner Straße 50a, auf der Fahrzeug 30 fährt, flach ist, wie in 11 gezeigt, so ist Langdistanzerfassungsbereich Rf derart gebildet, dass er nahezu die Mitte des Kurzdistanzerfassungsbereichs Rn durchdringt. Falls der Aufwärtsgradient bei Straße 50a vorliegt, ändert sich Langdistanzerfassungsbereich Rf wie in 12A bis Fig., 12B gezeigt, die Position von Langdistanzerfassungsbereich Rf ist so angepasst, dass er aufwärts bewegt wird. Falls ferner der Abwärtsgradient auf Straße 50a vorliegt, ändert sich Langdistanzerfassungsbereich Rf wie in 13A bis Fig., 13B gezeigt, und die Position von Langdistanzerfassungsbereich Rf ist derart angepasst, dass sie abwärts bewegt wird.
Steuereinheit 1 passt die Projektionsdistanzen Dn und Df und die Laserlicht-Projektionsmenge an und passt die Empfangsfrequenz und die Lichtempfangsmenge jeder PD₁ bis PD₃₂ an durch Steuern der Lichtemissionsleistung und der Lichtemissionsfrequenz der LD₁ bis LD₈ (4 und 6), die jedem Abschnitt in dem vorbestimmten Bereich Z entsprechen, gemäß dem Rotationswinkel von Spiegel 4a. Ferner werden die Ausgabefrequenz und das Ausgabeniveau des Lichtempfangssignals angepasst durch Steuern der Signalverarbeitungsfrequenz zum Verarbeiten der Lichtempfangssignale, die durch jede der PD₁ bis PD₃₂ ausgegeben werden, durch TIA, MUX, VGA und AD-Wandler 8 des Lichtempfangsmoduls 7 oder durch Steuern des Verstärkungsfaktors des Lichtempfangssignals durch den VGA.
Beispielsweise erhöht Steuereinheit 1 die Projektionsdistanz Df des Laserlichts im Langdistanzerfassungsbereich Rf und erhöht die Projektionsmenge durch Erhöhen der Lichtemissionsleistung der LD, welche dem Abschnitt des Langdistanzerfassungsbereichs Rf entspricht, oder durch Erhöhen der Lichtemissionsfrequenz der LDs (LD₃ und LD₄ in 6, zum Beispiel). Ferner werden die Reflexionslichtmenge und die Lichtempfangsmenge im Langdistanzerfassungsbereich Rf erhöht durch Erhöhen der Empfangsfrequenz der PD, die dem Abschnitt im Langdistanzerfassungsbereich Rf entspricht (zum Beispiel, PD₉ bis PD₁₆ in 6). Ferner werden die Ausgabefrequenz und das Ausgabeniveau des Lichtempfangssignals auf der Grundlage des Reflexionslichtes in Erfassungsbereich Rf erhöht durch Erhöhen der Signalverarbeitungsfrequenz für das Lichtempfangssignal von der PD, die dem Abschnitt in dem Langdistanzerfassungsbereich Rf entspricht, durchgeführt durch Lichtempfangsmodul 7 und AD-Wandler 8, und durch Erhöhen des Verstärkungsfaktors, durchgeführt durch den VGA. Im Ergebnis wird im Langdistanzerfassungsbereich Rf die Lichtempfangssensitivität des Reflexionslichtes erhöht und die Erfassungssensitivität des Zielobjekts 50 erhöht.
Im Gegensatz dazu verringert Steuereinheit 1 die Projektionsdistanz Dn des Laserlichtes in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und verringert die Projektionsmenge durch Absenken der Lichtemissionsleistung der LD, welche dem Abschnitt in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn entspricht, auf einen niedrigen Wert, oder durch Absenken der Emissionsfrequenz der LD auf einen niedrigen Wert (beispielsweise LD₁ , LD₂ , LD₅ bis LD₈ in 6). Werden die Reflexionslichtmenge und die Lichtempfangsmenge in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn verringert durch Absenken der Lichtempfangsfrequenz der PD, welche dem Abschnitt in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn entspricht, auf einen niedrigen Wert (beispielsweise PD₁ bis PD₈ und PD₁₇ bis PD₃₂ in 6). Ferner werden die Ausgabefrequenz und das Ausgabeniveau des Lichtempfangssignals verringert auf der Grundlage des Reflexionslichts in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn, durch Absenken der Signalverarbeitungsfrequenz für das Lichtempfangssignal der PD, welche dem Abschnitt in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn entspricht, durch Lichtempfangsmodul 7 und AD-Wandler 8, auf einen niedrigen Wert, oder durch Absenken des Verstärkungsfaktors durch den VGA auf einen niedrigen Wert. Im Ergebnis wird im Kurzdistanzerfassungsbereich Rn die Lichtempfangssensitivität des Reflexionslichtes verringert und die Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50 wird verringert, aber der Leistungsverbrauch kann reduziert werden.
Da ferner die Häufigkeit, die die LD und die PD während einer Rotation von Spiegel 4a betrieben werden können, begrenzt ist, kann der Spreizwinkel von Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und das Sichtfeld vergrößert werden durch derartiges Vergrößern der Abschnittsanzahl, die in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn zu setzen ist, dass die Betriebsfrequenz der LD und der PD für jeden Abschnitt in Kurzdistanzerfassungsbereich Rn auf einen niedrigen Wert abgesenkt wird. Da in 7A bis 9B viele Abschnitte um den in Langdistanzerfassungsbereich Rf gesetzten Abschnitt vollständig im Kurzdistanzerfassungsbereich Rn gesetzt sind, sind der Spreizwinkel und das Sichtfeld von Kurzdistanzerfassungsbereich Rn größer als der Spreizwinkel und das Sichtfenster des Langdistanzerfassungsbereichs Rf.
14 zeigt den Betrieb von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100. Der Betrieb wird wiederholt durchgeführt durch Steuereinheit 1 während Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 aktiviert ist.
Zunächst steuert Steuereinheit 1 Projektormodul 2, Lichtempfangsmodul 7 und Rotationsscaneinheit 4, und führt die Lichtprojektion und den Empfangsbetrieb zum vorbestimmten Bereich Z durch (SCHRITT S1). Das bedeutet, Steuereinheit 1 rotiert Spiegel 4a der Rotationsscaneinheit 4 derart, dass jede LD von Projektormodul 2 veranlasst wird, sequenziell Licht zu emittieren, und so dass das durch jede LD emittierte Laserlicht veranlasst wird, durch Spiegel 4a reflektiert zu werden und in den vorbestimmten Bereich Z projiziert zu werden. Ferner wird das Reflexionslicht von Zielobjekt 50 im vorbestimmten Bereich Z durch Spiegel 4a reflektiert, und wird sequenziell empfangen durch jede PD von Lichtempfangsmodul 7, woraufhin die Signalverarbeitung durchgeführt wird mit der Lichtempfangssignalausgabe von jeder PD von TIA, MUX, VGA, und AD-Wandler 8.
Daraufhin führt Objekterfassungseinheit 1a die Verarbeitung durch zum Erfassen von Zielobjekt 50 (SCHRITT S2). Zu diesem Zeitpunkt erfasst Objekterfassungseinheit 1a den Lichtempfangszustand von jeder PD und das Vorliegen oder Fehlen von Zielobjekt 50 auf der Grundlage des Lichtemissionszustands von jeder LD und des Lichtempfangssignals, das durch Lichtempfangsmodul 7 über AD-Wandler 8 eingegeben wird. Ferner werden die Lage, die Form, und die Art von Zielobjekt 50 ebenfalls erfasst auf der Grundlage des Lichtemissionszustands jeder LD, des Lichtempfangszustands jeder PD, des Rotationswinkels von Spiegel 4a.
Daraufhin führt Entfernungsmesseinheit 1b die Verarbeitung der Messung der Entfernung zu Zielobjekt 50 durch (SCHRITT S3). Zu diesem Zeitpunkt misst Entfernungsmesseinheit 1b die Lichtempfangszeit von Reflexionslicht von Zielobjekt 50 auf der Grundlage des Lichtempfangssignal, welches von Lichtempfangsmodul 7 über AD-Wandler 8 eingegeben wird, und berechnet die Flugzeit von dem Zeitpunkt, wenn das Laserlicht durch die entsprechende LD projiziert wird, zur Lichtempfangszeit von Reflexionslicht. Dann wird die Entfernung zu Zielobjekt 50 im vorbestimmten Bereich Z gemessen in einer Abschnittseinheit auf der Grundlage der Flugzeit, des Lichtemissionszustands jeder LD, des Lichtempfangszustands jeder PD, und des Rotationswinkels von Spiegel 4a, und das Messergebnis ist aufgezeichnet in Speichereinheit 11.
Als Nächstes führt Objekterfassungseinheit 1a die Verarbeitung durch zum Erfassen von Straße 50a auf der Grundlage des Messergebnisses, das durch Entfernungsmesseinheit 1b ermittelt worden ist, und das in Speichereinheit 11 aufgezeichnet worden ist (SCHRITT S4). Falls Straße 50a in der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30 vorliegt (JA in SCHRITT S5), berechnet Objekterfassungseinheit 1a den Gradienten von Straße 50a (SCHRITT S6).
Als Nächstes setzt Bereichseinstelleinheit 1c den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und den Langdistanzerfassungsbereich Rf im vorbestimmten Bereich Z von dem Zielobjekt 50 erfasst wird, auf der Grundlage des Gradienten von Straße 50a, und berechnet durch Objekterfassungseinheit 1a (SCHRITT S7). In der Folge werden Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und Langdistanzerfassungsbereich Rf gebildet vor Fahrzeug 30 durch Steuereinheit 1, die den Lichtemissionsvorgang der LD, den Lichtempfangsvorgang der PD, und den Signalverarbeitungsvorgang des Lichtempfangssignals der PD steuert gemäß dem Rotationswinkel von Spiegel 4a auf der Grundlage des Einstellergebnisses durch Bereichseinstelleinheit 1c (SCHRITT S8). Beim zweiten und folgenden Verarbeiten, in SCHRITT S8, passt Steuereinheit 1 die Positionen von Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und von Langdistanzerfassungsbereich Rf an auf der Grundlage des Ergebnisses der durch Bereichseinstelleinheit 1c durchgeführten Einstellung.
Wie in der oben beschriebenen Ausführungsform erfasst Objekterfassungseinheit 1a in Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 den Änderungszustand (Gradient) von Straße 50a vor Fahrzeug 30 auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Entfernung zu Zielobjekt 50, die durch Entfernungsmesseinheit 1b durchgeführt wird. Ferner stellt Bereichseinstelleinheit 1c auf der Grundlage des Änderungszustands von Straße 50a den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und den Langdistanzerfassungsbereich Rf im vorbestimmten Bereich Z ein, von dem Zielobjekt 50 erfasst wird. Die Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50 wird erhöht durch Steuereinheit 1, die Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und Langdistanzerfassungsbereich Rf bildet vor Fahrzeug 30, und die die Projektionsdistanz des Laserlichtes erhöht und den Spreizwinkel des Laserlichtes verringert im Langdistanzerfassungsbereich Rf verglichen mit denjenigen im Kurzdistanzerfassungsbereich Rn. Deshalb kann Zielobjekt 50 in kurzer Entfernung im Kurzdistanzerfassungsbereich Rn erfasst werden, in dem der Spreizwinkel des Laserlichtes groß ist, so dass es möglich ist, Zielobjekt 50 mit hoher Genauigkeit zu messen. Ferner kann Zielobjekt 50 in weiter Entfernung erfasst werden im Langdistanzerfassungsbereich Rf, wobei die Projektionsdistanz des Laserlichtes lang ist, so dass es möglich ist, Zielobjekt 50 mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Ferner ist es selbst dann, wenn eine Änderung in Straße 50a vor Fahrzeug 30 vorliegt, möglich, Zielobjekt 50 mit hoher Genauigkeit im Langdistanzerfassungsbereich Rf zu erfassen.
Ferner erfasst in der oben beschriebenen Ausführungsform Objekterfassungseinheit 1a den Gradienten von Straße 50a als Änderungszustand von Straße 50a, und Bereichseinstelleinheit 1c passt die Positionen von Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und Langdistanzerfassungsbereich Rf in vertikaler Richtung an entsprechend des Gradienten. Deshalb wird der Langdistanzerfassungsbereich Rf selbst dann gemäß des Straßenzustandes gesetzt, wenn Straße 50a vor Fahrzeug 30 flach ist, und wenn ein Aufwärtsgradient oder ein Abwärtsgradient auf Straße 50a vorliegt, so dass es möglich ist, Zielobjekt 50 in der weiten Entfernung zu erfassen, und die Entfernung zu Zielobjekt 50 mit hoher Genauigkeit zu messen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform setzt Bereichseinstelleinheit 1c ferner den Langdistanzerfassungsbereich Rf derart, dass Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a erfasst werden kann, und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn wird um den Langdistanzerfassungsbereich Rf gesetzt. Selbst wenn Straße 50a nicht flach ist, kann deshalb Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a immer in Langdistanzerfassungsbereich Rf erfasst werden, so dass es möglich ist, Zielobjekt 50 in Vorwärtsabschnitt 50s zu erfassen, und die Entfernung zu Zielobjekt 50 mit höherer Genauigkeit zu messen. Da ferner nahezu alle Zielobjekte 50 in kurzer Entfernung erfasst werden können durch Erweitern von Kurzdistanzerfassungsbereich Rn, wird das Erfassen von Zielobjekt 50 mit hoher Genauigkeit möglich.
In der oben beschriebenen Ausführungsform emittiert Projektormodul 2 ferner das Messlicht und Lichtempfangsmodul 7 empfängt das Reflexionslicht in und aus einer Mehrzahl von Richtungen, die im vorbestimmte Bereich Z liegen, woraufhin Entfernungsmesseinheit 1b die Entfernung zu Zielobjekt 50 in jeder Richtung misst. Die Entfernung zu Straße 50a vor Fahrzeug 30 wird ermittelt aus der Messentfernung, die gemessen wird durch Entfernungsmesseinheit 1b. Deshalb ist es möglich, den Änderungszustand von Straße 50a vor Fahrzeug 30 verlässlich zu erfassen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform misst Entfernungsmesseinheit 1b ferner die Entfernung zu Zielobjekt 50 in einer Abschnittseinheit, die das Ergebnis ist eines Teilens des vorbestimmten Bereichs Z aus Sicht der Seite von Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 in eine Mehrzahl von Abschnitten. Deshalb kann Objekterfassungseinheit 1a verlässlich Straße 50a und den Änderungszustand von Straße 50a erfassen auf der Grundlage der Verteilung der Messentfernung jedes Abschnitts. Ferner kann Bereichseinstelleinheit 1c verlässlich den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn und den Langdistanzerfassungsbereich Rf setzen in einer Abschnittseinheit des vorbestimmten Bereichs Z.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist es ferner möglich, sogar ohne Erhöhen der Zahl der in Projektormodul 2 vorgesehenen LDs oder der Zahl der in Lichtempfangsmodul 7 vorgesehenen PDs das Messlicht zu emittieren und das Reflexionslicht zu empfangen in und aus dem vorbestimmten Bereich Z vor Fahrzeug 30, weil das Messlicht und das Reflexionslicht durch Rotationsscaneinheit 4 gescannt werden. Dann ist es möglich, die Entfernung zu Zielobjekt 50 verlässlich zu messen in einer Abschnittseinheit, die das Ergebnis ist des Teilens des weiten vorbestimmten Bereichs Z in eine Mehrzahl von Abschnitten auf der Grundlage des Rotationswinkels von Spiegel 4a von Rotationsscaneinheit 4, des Lichtemissionszustands jeder LD, des Lichtempfangszustands jeder PD, und der Flugzeit zwischen Projektion und Empfang des Lichtes durch Entfernungsmesseinheit 1b.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist ferner eine Mehrzahl von LDs und eine Mehrzahl von PDs in vertikaler Richtung angeordnet, und jede LD emittiert Licht sequenziell und jede PD empfängt das Licht sequenziell gemäß des Rotationswinkels von Spiegel 4a von Rotationsscaneinheit 4. Deshalb ist es möglich, den vorbestimmten Bereich Z in der vertikalen Richtung zu erweitern, aus dem Zielobjekt 50 erfasst wird. Da ferner das Messlicht und das Reflexionslicht in der horizontalen Richtung durch Rotationsscaneinheit 4 gescannt werden, ist es möglich, den vorbestimmten Bereich Z in der horizontalen Richtung zu erweitern. Ferner ist es möglich, die Kosten zu reduzieren durch Verringern der Zahl von zu installierenden LDs und PDs. Da ferner eine preiswerte Rotationsscaneinheit 4, die das Licht lediglich in der horizontalen Richtung scannt, verwendet wird, statt einer teuren Rotationsscaneinheit, die das Licht sowohl in der horizontalen Richtung als auch in der vertikalen Richtung scannt, ist es möglich, die Kosten niedrig zu halten.
In der oben beschriebenen Ausführungsform steuert Steuereinheit 1 ferner den Lichtprojektions- und Empfangsbetrieb der entsprechenden LD und PD durch den Rotationswinkel von Spiegel 4a, der dem Langdistanzerfassungsbereich Rf entspricht, und steuert den Signalverarbeitungsvorgang des Lichtempfangssignals der entsprechenden PD. Auf diese Weise ist es möglich, in verlässlicher Weise den Langdistanzerfassungsbereich Rf zu bilden, mit einer langen Projektionsdistanz von Laserlicht und einer hohen Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50. Ferner steuert Steuereinheit 1 den Lichtprojektions- und Empfangsvorgang der entsprechenden LD und PD durch den Rotationswinkel von Spiegel 4a, der dem Kurzdistanzerfassungsbereich Rn entspricht, und steuert den Signalverarbeitungsvorgang des Lichtempfangssignals der entsprechenden PD. Auf diese Weise ist es möglich, in verlässlicher Weise den Spreizwinkel des Laserlichtes zu bilden und den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn mit einem weiten Sichtfeld.
In der Erfindung können andere Ausführungsformen als die oben beschriebenen Ausführungsformen umgesetzt werden. Beispielsweise wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der Gradient von Straße 50a erfasst als der Änderungszustand von Straße 50a vor Fahrzeug 30, und Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn werden gemäß des Gradienten gesetzt. Die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben kann beispielsweise eine Kurve (Kurven in der links-rechts-Richtung) in der horizontalen Richtung von Straße 50a vor Fahrzeug 30 erfasst werden, und Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn können gemäß der Kurve gesetzt werden.
15A und 15B zeigen ein Beispiel des Ergebnisses des Messens der Entfernung, das durchgeführt wird durch Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, wenn eine Kurve auf Straße 50a vorliegt. Wenn Entfernungsmesseinheit 1b die Entfernung zu Zielobjekt 50 in einer Abschnittseinheit des vorbestimmten Bereich Z wie in 15A gezeigt misst, ermittelt Objekterfassungseinheit 1a die Entfernung zu Straße 50a und den Abschnitt, an dem Straße 50a vorliegt, auf der Grundlage des Ergebnisses des Messens der Entfernung, das Vorliegen oder Fehlen der Kurve von Straße 50a und die Richtung (links und rechts) der Kurve werden ermittelt auf der Grundlage der Ermittlung. Gemäß des Erfassungsergebnisses von Straße 50a und des Messergebnisses der Kurve, welches durch Objekterfassungseinheit 1a durchgeführt wird, passt Bereichseinstelleinheit 1c die Position des Langdistanzerfassungsbereichs Rf nach links und rechts ein, und stellt den Kurzdistanzerfassungsbereich Rn um den Langdistanzerfassungsbereich Rf ein. In 15A und 15B wird der Langdistanzerfassungsbereich Rf so gesetzt, dass er sich aus der Mitte des vorbestimmten Bereichs Z nach rechts bewegt, da sich Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a nach rechts krümmt bezüglich der Bewegungsrichtung von Fahrzeug 30, wie in 15B gezeigt, so dass Vorwärtsabschnitt 50s von Straße 50a erfasst werden kann, und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn wird um Langdistanzerfassungsbereich Rf gesetzt.
Die Abschnittszahl in Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn ist nicht begrenzt auf die in den oben beschriebenen Ausführungsformen genannte Zahl, und kann wie angemessen eingestellt werden. Ferner können Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn nicht lediglich gesetzt werden als Mehrheit von Abschnitten, die in einem Rechteck angeordnet sind, aber auch als Mehrheit von Abschnitten, die beispielsweise als Stufen angeordnet sind. Ferner kann beispielsweise nicht lediglich das Einstellen der Abschnitte in dem vorbestimmten Bereich Z als Langdistanzerfassungsbereich Rf oder Kurzdistanzerfassungsbereich Rn, sondern auch der vorbestimmte Bereich kann zusätzlich geweitet werden und ein Teil der Abschnitte kann aus dem Langdistanzerfassungsbereich und dem Kurzdistanzerfassungsbereich ausgeschlossen werden.
Ferner wird in den oben beschriebenen Ausführungsform die Entfernung zu Zielobjekt 50 gemessen in einer Abschnittseinheit durch Eintauchen des vorbestimmten Bereichs Z, aus dem Zielobjekt 50 erfasst wird, in eine Mehrzahl von gitterförmigen Abschnitten, und Langdistanzerfassungsbereich Rf und Kurzdistanzerfassungsbereich Rn werden eingestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Der vorbestimmte Bereich Z kann geteilt werden in eine Form, die sich von einer Gitterform unterscheidet, oder die Zahl der Abschnitte kann passend gewählt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden LDs verwendet als Lichtemissionselement und PDs werden verwendet als Lichtempfangselement. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und das Lichtemissionselement, das sich von den LDs unterscheidet, und Lichtempfangselement, das sich von den anderen PDs unterscheidet, können verwendet werden. Ferner kann die Zahl und Anordnung der Lichtemissionselemente und Lichtempfangselemente angemessen eingestellt werden. Falls ferner eine Avalanche-Photodiode (APD) oder eine Einzelphoton-Avalanche-Photodiode (SPAD) als Lichtempfangselement verwendet werden, kann die Erfassungssensitivität von Zielobjekt 50 verändert werden durch Verändern des Multiplikator-Faktors der APD und durch Anpassen der Lichtempfangssensitivät von Reflexionslicht.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden das Laserlicht oder das Reflexionslicht ferner durch Rotationsscaneinheit 4 gescannt, mit dem plattenförmigen doppelseitigen Spiegel 4a in horizontaler Richtung bezüglich des vorbestimmten Bereiches. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben kann auch eine Rotationsscaneinheit mit einem Spiegel verwendet werden, dessen reflektierende Oberfläche drei oder mehr Seiten umfasst, wie etwa einen Polygonspiegel. Ferner kann eine minutiöse Rotationsscaneinheit verwendet werden, wie etwa ein elektromagnetisch betriebener Laserscannender Mikroelektromechanisches-System-(MEMS)-Spiegel. Ferner wird das Laserlicht der LD in einem vorbestimmten Bereich gescannt durch eine Rotationsscaneinheit. Allerdings kann das Reflexionslicht, welches vom Zielobjekt in dem vorbestimmten Bereich reflektiert wird, empfangen werden durch das Lichtempfangselement, ohne durch die Rotationsscaneinheit hindurchzugehen. Ferner kann eine Rotationsscaneinheit, welche das Laserlicht oder das Reflexionslicht in der horizontalen oder vertikalen Richtung scannt verwendet werden. Ferner kann das Licht projiziert werden von einem Lichtemissionselement in einen vorbestimmten Bereich und das Reflexionslicht kann empfangen werden durch ein Lichtempfangselement ohne die Rotationsscaneinheit vorzusehen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist ferner Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 derart vor Fahrzeug 30 installiert, dass sie das Licht von und zu der Front von Fahrzeug 30 emittiert und empfängt. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Daneben kann beispielsweise Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 derart am Rückabschnitt von Fahrzeug 30 installiert werden, dass sie das Licht zur Rückseite von Fahrzeug 30 emittiert und empfängt. Ferner ist die Position, an der Zielobjekterfassungsvorrichtung 100 installiert ist, nicht beschränkt auf den Front- oder Rückabschnitt von Fahrzeug 30, sondern kann auch der Seitenabschnitt von Fahrzeug 30 sein.
Ferner wird die oben beschriebene Ausführungsform angewendet auf die Zielobjekterfassungsvorrichtung 100, die ausgestaltet ist mit einem Laserradar der montiert ist auf einem vierrädrigen Automobil. Allerdings kann die Erfindung ebenfalls angewendet werden auf eine Zielobjekterfassungsvorrichtung, die auf anderen Fahrzeugen montiert wird oder auf einem beweglichen Körper, der sich von einem Fahrzeug unterscheidet. In diesem Fall kann Zielobjekterfassungsvorrichtung derart in jeder angemessenen Position des beweglichen Körpers installiert werden, dass das Licht emittiert und empfangen wird in und aus einem vorbestimmten Bereich, der die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers umfasst.
Wenngleich die Erfindung beschrieben worden ist unter Bezugnahme auf eine begrenzte Zahl von Ausführungsformen, erkennt der Fachmann im Lichte dieser Offenbarung, dass andere Ausführungsformen umgesetzt werden können, die nicht vom Umfang der hier offenbarten Erfindung abweichen. Demgemäß ist der Umfang der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche festgelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018018796 [0001]
JP 2015143979 A [0006, 0007]
JP 2015 A [0007]
JP 143979 [0007]
JP 3330624 [0009]
JP 7167958 A [0010]

Claims

Zielobjekterfassungsvorrichtung für das Anbringen an einem beweglichen Körper, wobei die Zielobjekterfassungsvorrichtung umfasst: eine Projektionseinheit, die Messlicht projiziert in einen vorbestimmten Bereich, der eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers umfasst; eine Lichtempfangseinheit, die Reflexionslicht empfängt von dem Messlicht, das von einem Zielobjekt reflektiert wird in den vorbestimmten Bereich, und die ein Lichtempfangssignal ausgibt, welches einem Lichtempfangszustand entspricht; eine Objekterfassungseinheit, die das Zielobjekt erfasst auf der Grundlage des Lichtempfangssignals; eine Entfernungsmesseinheit, die eine Entfernung zu dem Zielobjekt misst auf der Grundlage einer Flugzeit, wenn das Messlicht durch die Projektionseinheit projiziert wird, bis zu einer Zeit, bei der das Reflexionslicht empfangen wird durch die Lichtempfangseinheit; und eine Bereichseinstelleinheit, die einen Kurzdistanzerfassungsbereich für das Erfassen des Zielobjekts in einer kurzen Entfernung, die kürzer ist als eine vorbestimmte Entfernung und einen Langdistanzerfassungsbereich für das Erfassen des Zielobjekts in einer langen Entfernung gleich oder größer der vorbestimmten Entfernung in dem vorbestimmten Bereich einstellt, wobei die Objekterfassungseinheit einen Änderungszustand eines Pfades erfasst, den sich der bewegliche Körper entlang bewegt, auf der Grundlage des Ergebnisses einer Messung, die durch die Entfernungsmesseinheit durchgeführt wird, wobei die Bereichseinstelleinheit den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich einstellt auf der Grundlage des Änderungszustandes des Pfades, der durch die Objekterfassungseinheit erfasst wird, und wobei eine Projektionsdistanz des Messlichts länger ist, ein Spreizwinkel des Messlichts kleiner ist, und eine Erfassungssensitivität des Zielobjekts höher ist im Langdistanzerfassungsbereich als diejenigen im Kurzdistanzerfassungsbereich.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Projektionseinheit das Messlicht in eine Mehrzahl von Richtungen in den vorbestimmten Bereich projiziert, wobei die Lichtempfangseinheit das Reflexionslicht empfängt aus der Mehrzahl von Richtungen, und das Lichtempfangssignal ausgibt auf der Grundlage des Reflexionslichts aus jeder der Mehrzahl von Richtungen, wobei die Entfernungsmesseinheit die Entfernung zum Zielobjekt misst in jeder der Mehrzahl von Richtungen, und wobei die Objekterfassungseinheit eine Entfernung zu dem Pfad ermittelt auf der Grundlage der Entfernung zum Zielobjekt in jeder der Mehrzahl von Richtungen, welche gemessen wird durch die Entfernungsmesseinheit, und den Änderungszustand des Pfades erfasst auf der Grundlage der Entfernung zum Pfad.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Entfernungsmesseinheit die Entfernung zum Zielobjekt misst in einer Abschnittseinheit, die ein Ergebnis ist des Teilens des vorbestimmten Bereichs aus der Sicht der Seite der Zielobjekterfassungsvorrichtung in eine Mehrzahl von Abschnitten, wobei die Objekterfassungseinheit den Pfad und den Änderungszustand des Pfades erfasst auf der Grundlage einer Verteilung der Messentfernung von jeder der Mehrzahl von Abschnitten, die gemessen werden durch die Entfernungsmesseinheit, und wobei die Bereichseinstelleinheit den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich in der Abschnittseinheit einstellt.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Rotationsscaneinheit, die einen Spiegel umfasst, und die durch Drehen des Spiegels bewirkt, dass das Messlicht, welches von Projektionseinheit projiziert wird, durch den Spiegel reflektiert wird und in den vorbestimmten Bereich gescannt wird, oder die bewirkt, dass das Reflexionslicht vom Zielobjekt durch den Spiegel reflektiert wird und zur Lichtempfangseinheit geführt wird; und eine Rotationsmesseinheit, die einen Rotationswinkel des Spiegels misst, wobei die Lichtempfangseinheit eine Mehrzahl von Lichtempfangselementen umfasst, die das Reflexionslicht aus der Mehrzahl von Richtungen empfangen, und die das Lichtempfangssignal ausgeben gemäß des Lichtempfangszustands, und wobei die Entfernungsmesseinheit eine Entfernung misst zu dem Zielobjekt in der Abschnittseinheit auf der Grundlage des Rotationswinkels des Spiegels, eines Projektionszustands der Projektionseinheit, des Lichtempfangszustands jeder der Mehrzahl von Lichtempfangselementen, und der Flugzeit.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Lichtempfangselementen in der vertikalen Richtung angeordnet ist, wobei die Projektionseinheit eine Mehrzahl von Lichtemissionselementen umfasst, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, und die sequenziell Licht emittieren gemäß dem Rotationswinkel des Spiegels, wobei die Rotationsscaneinheit das Messlicht und das Reflexionslicht in horizontaler Richtung scannt, und wobei die Entfernungsmesseinheit die Entfernung zum Zielobjekt in der Abschnittseinheit misst, wobei es sich um ein Ergebnis handelt des Teilens des vorbestimmten Bereichs in die Mehrzahl von Abschnitten mit einer Gitterform, auf der Grundlage des Rotationswinkels des Spiegels, eines Lichtemissionszustands jeder der Mehrzahl von Lichtemissionselementen , des Lichtempfangszustands jeder der Mehrzahl von Lichtempfangselementen, und der Flugzeit.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend: eine Steuereinheit, die den Betrieb steuert von der Projektionseinheit, von der Lichtempfangseinheit, und von der Rotationsscaneinheit, wobei die Steuereinheit den Kurzdistanzerfassungsbereich und den Langdistanzerfassungsbereich bildet innerhalb des vorbestimmten Bereichs und Positionen von sowohl dem Kurzdistanzerfassungsbereich als auch von dem Langdistanzerfassungsbereich anpasst durch Steuern eines Lichtemissionsvorgangs, der durchgeführt wird durch ein Lichtemissionselement, welches jedem der Mehrzahl von Abschnitten entspricht, einem Lichtempfangsvorgang, der durchgeführt wird durch ein Lichtempfangselement, welches jedem der Mehrzahl von Abschnitten entspricht, oder einem Signalverarbeitungsvorgang, der durchgeführt wird durch eine Lichtempfangseinheit für das Lichtempfangssignal, das ausgegeben wird durch das Lichtempfangselement.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bereichseinstelleinheit den Langdistanzerfassungsbereich derart einstellt, dass vorgesehen ist, eine Vorwärtsposition des Pfades zu erfassen, und den Kurzdistanzerfassungsbereich um den Langdistanzerfassungsbereich einstellt.
Zielobjekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Objekterfassungseinheit einen Gradienten des Pfades erfasst als den Änderungszustand des Pfades, und wobei die Bereichseinstelleinheit Positionen des Kurzdistanzerfassungsbereichs und des Langdistanzerfassungsbereichs in einer vertikalen Richtung anpasst gemäß des Gradienten des Pfades, der durch die Objekterfassungseinheit erfasst wird.