DE112021007183B4

DE112021007183B4 - Entfernungsmesseinrichtung, entfernungsmessverfahren und entfernungsmessprogramm

Info

Publication number: DE112021007183B4
Application number: DE112021007183.1T
Authority: DE
Inventors: Masashi Fukunaga
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2041-05-07
Also published as: DE112021007183T5; JPWO2022234626A1; WO2022234626A1; JP7286058B2; CN117295969A; US20230417883A1

Abstract

Entfernungsmesseinrichtung (100), umfassend:
eine Empfindlichkeitsanpassungseinheit (102) zum Anpassen einer Responsivität eines Lichtempfangselements (400), so dass die Responsivität hoch wird; und
eine Rauschentfernungseinheit (103), um nach der Anpassung der Responsivität durch die Empfindlichkeitsanpassungseinheit einen zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht, das von einem mit dem Lichtempfangselement gepaarten lichtemittierenden Element (300) emittiert wird, und einem Licht, das von dem Lichtempfangselement empfangen wird, einschließlich einem reflektierten Licht, das von einem Entfernungsmessungsziel reflektiert wird, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist, zu analysieren und eine Rauschkomponente zu entfernen, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten ist; wobei die Rauschentfernungseinheit als Rauschkomponente eine Komponente, deren Phasendifferenz zum Bestrahlungslicht sich zufällig ändert, aus Komponenten entfernt, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Technik zur Entfernungsmessung mit Hilfe von Licht.
STAND DER TECHNIK
Als Entfernungsmessungstechnik gibt es eine Technik zur Messung der Entfernung zu einem Entfernungsmessungsziel mit Hilfe von Licht.
Es gibt zwei Arten der Entfernungsmessung mit Licht, die direkte und die indirekte Entfernungsmessung. Bei der direkten Entfernungsmessung wird die Entfernungsmessung nach dem ToF-Prinzip (Time of Flight) durchgeführt. Bei der indirekten Entfernungsmessung wird die Phasendifferenz des erfassten Lichts genutzt.
Das ToF-Prinzip ist ein Verfahren zur Entfernungsberechnung auf der Grundlage der Zeit, die ein Licht für die Hin- und Rückreise zwischen dem Entfernungsmessungsziel und einem Sensor benötigt. Als ein Prinzip der indirekten Entfernungsmessung gibt es ein indirektes ToF-Prinzip. Beim indirekten ToF-Prinzip wird das für die Entfernungsmessung verwendete Licht amplitudenmoduliert. Beim indirekten ToF-Prinzip wird die Entfernung indirekt aus der Phasendifferenz zwischen dem Bestrahlungslicht des Entfernungsmessungsziels und dem vom Entfernungsmessungsziel reflektierten Licht berechnet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entfernungsmessung nach dem indirekten ToF-Prinzip.
Außerdem variiert die Wellenlänge des für die Entfernungsmessung verwendeten Lichts je nach Entfernungsmessungsziel. Wenn ein kleines Objekt wie Gas, ein Partikel usw. das Entfernungsmessungsziel ist, wird Licht mit einer kleinen Wellenlänge, wie z. B. ultraviolettes Licht, verwendet. Wenn ein Objekt mit einer bestimmten Größe, wie z. B. ein Mensch, ein Fahrzeug usw., das Entfernungsmessungsziel ist, wird Licht mit einer großen Wellenlänge, wie z. B. Infrarotlicht, verwendet.
Eine Entfernungsmesseinrichtung, die die Entfernungsmessung mit Nahinfrarotlicht durchführt, wird als LiDAR (Light Detection and Ranging) bezeichnet. Das LiDAR ist auf einem Mobilitätsfahrzeug wie einem Auto, einer Drohne usw. montiert und wird in Zukunft voraussichtlich an vielen Orten eingesetzt werden.
Eine Fotodiode wird im Allgemeinen als Lichtempfangselement eines Sensors in einer Lichtentfernungsmesseinrichtung verwendet. Die Lichtentfernungsmesseinrichtung, die eine Fotodiode verwendet, soll in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden, z. B. in Innenräumen, im Freien, am Tag und in der Nacht.
Daher wird ein Verfahren zur Beseitigung von Rauschen angewandt, um die Empfindlichkeit der Lichtentfernungsmesseinrichtung mit der Fotodiode zu erhalten. In dieser Lichtentfernungsmesseinrichtung werden Rauschen durch Maximierung des Signal-Rausch-Verhältnisses (S/N) entfernt, indem die Empfindlichkeit des Lichtempfangselements angepasst wird.
In der Patentliteratur 1 wird beispielsweise eine Lichtentfernungsmesseinrichtung beschrieben, das eine APD (Avalanche-Fotodiode) als Lichtempfangselement verwendet. Des Weiteren wird in der Patentliteratur 1 ein Verfahren zur Maximierung des S/N-Verhältnisses durch Steuerung der an die APD angelegten Vorspannung beschrieben. Die APD ist ein Lichtempfangselement, das die Empfindlichkeit einer Fotodiode nach dem Prinzip der Avalanche-Verstärkung erhöht. Durch die Steuerung der an die APD angelegten Spannung ist es möglich, den empfindlichsten Zustand beizubehalten.
Dokument US 9 048 370 B1 beschreibt Verfahren und Geräte zum Bestimmen einer Betriebsvorspannung einer Fotodiode.
Dokument WO 2016 / 021 238 A1 beschreibt eine Abstandsmessvorrichtung.
Dokument JP 2019 / 211 358 A beschreibt eine optische Abstandsmessvorrichtung.
Dokument JP 2004 / 257 961 A beschreibt ein Verfahren zum Erfassen einer Phasendifferenz von Lichtwellen.
Dokument JP 2017 / 219 502 A beschreibt einen Objektdetektor.
Dokument WO 2021 / 009 978 A1 beschreibt einen Fotodetektor.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP2008-286669 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Da eine Lichtentfernungsmesseinrichtung mit Licht arbeitet, ist es unwahrscheinlich, dass eine Substanz das Licht reflektiert (toter Winkel) und ein Interferenzangriff zu einer Bedrohung wird.
Der Interferenzangriff ist ein Angriff, der die Entfernungsmessung erschwert, indem er das reflektierte Licht stört. Als Interferenzangriff gibt es einen Blindangriff, der die Lichtmenge des reflektierten Lichts absichtlich verringert und die korrekte Entfernungsmessung erschwert. Die Gegenmaßnahme gegen den Interferenzangriff, einschließlich des Blindangriffs, ist schwierig, und der Interferenzangriff ist ein fatales Problem für die Lichtentfernungsmesseinrichtung mit nur einem Sensor.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem eine Lichtmenge des reflektierten Lichts aufgrund des Blindangriffs extrem abnimmt, eine Gegenmaßnahme zur Erhöhung der Responsivität des Lichtempfangselements der Entfernungsmesseinrichtung in Betracht gezogen. Wenn jedoch die Responsivität des Lichtempfangselements erhöht wird, muss das vom Lichtempfangselement empfangene Licht neben dem reflektierten Licht auch eine große Menge an anderem Licht enthalten. Im Ergebnis werden die Rauschkomponenten in einem elektrischen Signal, das vom Lichtempfangselement ausgegeben wird, erhöht. Daher besteht das Problem, dass die Entfernungsmessung aufgrund des Vorhandenseins von Rauschkomponenten nicht korrekt durchgeführt werden kann, wenn die Responsivität des Lichtempfangselements in einem Fall erhöht wird, in dem die Lichtmenge des reflektierten Lichts verringert ist.
Die vorliegende Offenbarung zielt hauptsächlich darauf ab, dieses Problem zu lösen. Genauer gesagt, zielt die vorliegende Offenbarung hauptsächlich darauf ab, eine korrekte Entfernungsmessung auch dann zu ermöglichen, wenn die Lichtmenge des reflektierten Lichts verringert ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Diese Aufgabe wird durch Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche. Eine hier ferner offenbarte Entfernungsmesseinrichtung umfasst:

eine Empfindlichkeitsanpassungseinheit zum Anpassen einer Responsivität eines Lichtempfangselements, so dass die Responsivität hoch wird; und
eine Rauschentfernungseinheit, um nach der Anpassung der Responsivität durch die Empfindlichkeitsanpassungseinheit einen zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht, das von einem mit dem Lichtempfangselement gepaarten lichtemittierenden Element emittiert wird, und einem Licht, das von dem Lichtempfangselement empfangen wird, einschließlich einem reflektierten Licht, das von einem Entfernungsmessungsziel reflektiert wird, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist, zu analysieren und eine Rauschkomponente zu entfernen, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten ist.

VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine korrekte Entfernungsmessung durchzuführen, selbst wenn die Lichtmenge des reflektierten Lichts verringert ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die funktionelle Konfiguration einer Entfernungsmesseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration der Entfernungsmesseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt; und
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Entfernungsmesseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform anhand von Diagrammen beschrieben. In der folgenden Beschreibung und den Diagrammen der Ausführungsform werden gleiche oder entsprechende Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Erste Ausführungsform
***Beschreibung der Konfiguration***
1 zeigt ein Beispiel für die funktionelle Konfiguration einer Entfernungsmesseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
In 1 sind eine Entfernungsmesseinrichtung 100, ein lichtemittierendes Element 300 und ein Lichtempfangselement 400 jeweils als unabhängige und separate Vorrichtungen dargestellt; die Entfernungsmesseinrichtung 100, das lichtemittierende Element 300 und das Lichtempfangselement 400 können jedoch auch integriert sein.
Das lichtemittierende Element 300 sendet Licht in Richtung eines Entfernungsmessungsziels 200, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist. Im Folgenden wird das von dem lichtemittierenden Element 300 emittierte Licht als Bestrahlungslicht 301 bezeichnet.
Das lichtemittierende Element 300 sendet z. B. einen Radarimpuls als Bestrahlungslicht 301 aus.
Das Lichtempfangselement 400 empfängt zum Empfangen das von dem Entfernungsmessungsziel 200 reflektierte Licht 301, das als Bestrahlungslicht bezeichnet wird. Nachfolgend wird das vom Entfernungsmessungsziel 200 reflektierte Licht als reflektiertes Licht 401 bezeichnet.
Das Lichtempfangselement 400 empfängt neben dem reflektierten Licht 401 auch ein Störlicht 402.
Das Lichtempfangselement 400 führt eine fotoelektrische Umwandlung des empfangenen Lichts durch und überträgt ein durch die fotoelektrische Umwandlung gewonnenes elektrisches Signal an die Entfernungsmesseinrichtung 100. Das elektrische Signal, das das Lichtempfangselement 400 zum Empfangen an die Entfernungsmesseinrichtung 100 überträgt, wird im Folgenden als Lichtempfangssignal 411 bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lichtempfangselement 400 eine DPD (Dynamic Photo Diode). Die DPD ist eine Fotodiode, die mit niedriger Spannung arbeitet und deren Responsivität anpassbar ist. Das DPD kann im Gegensatz zum APD mit niedriger Spannung betrieben werden und erreicht bei schwachem Licht eine höhere Messgenauigkeit als die APD.
Das lichtemittierende Element 300 und das Lichtempfangselement 400 bilden als Paar ein LiDAR.
Die Entfernungsmesseinrichtung 100 misst die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200.
Die Entfernungsmesseinrichtung 100 ist ein Computer. Der Betriebsablauf der Entfernungsmesseinrichtung 100 entspricht einem Entfernungsmessungs-Verarbeitungsverfahren. Außerdem entspricht ein Programm zur Realisierung des Betriebs der Entfernungsmesseinrichtung 100 einem Entfernungsmessprogramm.
Die Entfernungsmesseinrichtung 100 umfasst eine Bestimmungseinheit 101, eine Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, eine Rauschentfernungseinheit 103 und eine Entfernungsmesseinheit 104.
Die Bestimmungseinheit 101 empfängt ein Lichtempfangssignal 411 von dem Lichtempfangselement 400. Dann führt die Bestimmungseinheit 101 eine FFT (Fast Fourier Transform) an dem Lichtempfangssignal 411 durch. Im Folgenden wird das Lichtempfangssignal 411, auf dem die FFT durchgeführt wurde, als FFT-Signal 412 bezeichnet.
Ferner analysiert die Bestimmungseinheit 101 das FFT-Signal 412 und bestimmt, ob die Intensität des Lichtempfangs des Lichtempfangselements 400 zum Empfangen von Licht geeignet ist. Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 nicht angemessen ist, entscheidet die Bestimmungseinheit 101, die Responsivität des Lichtempfangselements 400 zu ändern. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es als Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 einen Hochempfindlichkeitsmodus und einen Normalempfindlichkeitsmodus. Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 als zu gering eingestuft wird, beschließt die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus zu ändern. Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 als zu hoch eingestuft wird, beschließt die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 auf den Normalempfindlichkeitsmodus zu ändern.
Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist und der vorliegende Responsivitätsmodus der Hochempfindlichkeitsmodus ist, gibt die Bestimmungseinheit 101 das FFT-Signal 412 an die Rauschentfernungseinheit 103 aus. Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist und der vorliegende Responsivitätsmodus der Normalempfindlichkeitsmodus ist, gibt die Bestimmungseinheit 101 das FFT-Signal 412 an die Entfernungsmesseinheit 104 aus.
Die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 passt die Responsivität des Lichtempfangselements 400 entsprechend der Entscheidung der Bestimmungseinheit 101 an.
Wenn die Bestimmungseinheit 101 beschließt, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus zu ändern, ändert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 den Empfindlichkeitsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus. Das heißt, die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 stellt die Responsivität des Lichtempfangselements 400 so ein, dass die Responsivität des Lichtempfangselements 400 hoch wird. In der Zwischenzeit, wenn die Bestimmungseinheit 101 entscheidet, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Normalempfindlichkeitsmodus zu ändern, ändert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Normalempfindlichkeitsmodus. Das heißt, die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 stellt die Responsivität des Lichtempfangselements 400 so ein, dass die Responsivität des Lichtempfangselements 400 niedrig wird.
Konkret steuert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 eine Rückwärtsvorspannung, um die Responsivität des Lichtempfangselements 400 anzupassen. Wenn die Responsivität des Lichtempfangselements 400 erhöht ist, legt die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 die Rückwärtsvorspannung an das Lichtempfangselement 400 an. Durch Anlegen der Rückwärtsvorspannung an das Lichtempfangselement 400 (DPD) ist es möglich, ein Elektron zu beschleunigen, das beim Zusammenstoß eines Photons mit einem Halbleiteratom entsteht. Im Ergebnis kann das Lichtempfangselement 400 auch schwaches Licht einfangen. Wenn die Responsivität des Lichtempfangselements 400 sinkt, stellt die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 das Anlegen der Rückwärtsvorspannung ein.
Der von der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 durchgeführte Prozess entspricht einem Empfindlichkeitsanpassungsprozess.
Die Rauschentfernungseinheit 103 entfernt eine Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412, das von der Bestimmungseinheit 101 ausgegeben wird. Das heißt, wenn der Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 der Hochempfindlichkeitsmodus ist und die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist, entfernt die Rauschentfernungseinheit 103 die Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412. Wenn die Responsivität des Lichtempfangselements 400 erhöht ist, enthält das von dem Lichtempfangselement 400 empfangene Licht eine große Menge an Störlicht 402 und das FFT-Signal 412 eine große Menge an Rauschkomponenten. Daher entfernt die Rauschentfernungseinheit 103 Rauschkomponenten aus dem FFT-Signal 412.
Genauer gesagt analysiert die Rauschentfernungseinheit 103 den zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz zwischen dem Bestrahlungslicht 301 und dem vom Lichtempfangselement 400 empfangenen Licht (dem reflektierten Licht 401 und dem Störlicht 402) im FFT-Signal 412. Dann entfernt die Rauschentfernungseinheit 103 als Rauschkomponente eine Komponente, deren Phasendifferenz zum Bestrahlungslicht 301 sich zufällig ändert, aus den Komponenten, die in dem vom Lichtempfangselement 400 empfangenen Licht enthalten sind.
Die Rauschentfernungseinheit 103 gibt das um die Rauschkomponente bereinigte FFT-Signal 412 als Rauschentfernungs-FFT-Signal 413 an die Entfernungsmesseinheit 104 aus.
Der von der Rauschentfernungseinheit 103 durchgeführte Prozess entspricht einem Rauschentfernungsprozess.
Die Entfernungsmesseinheit 104 misst die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des von der Bestimmungseinheit 101 ausgegebenen FFT-Signals 412. Das heißt, wenn der Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 der Normalempfindlichkeitsmodus ist und die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist, misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des FFT-Signals 412.
Außerdem misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des von der Rauschentfernungseinheit 193 ausgegebenen Rauschentfernungs-FFT-Signals 413. Das heißt, wenn der Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 der Hochempfindlichkeitsmodus ist und die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist, misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des Rauschentfernungs-FFT-Signals 413, das das FFT-Signal 412 in einem Zustand ist, in dem die Rauschkomponente durch die Rauschentfernungseinheit 103 entfernt wurde.
Die Entfernungsmesseinheit 104 kann das Entfernungsmessergebnis in einem Anwendungsprogramm innerhalb der Entfernungsmesseinrichtung 100 oder in einem Anwendungsprogramm außerhalb der Entfernungsmesseinrichtung 100 ausgeben. Außerdem kann die Entfernungsmesseinheit 104 das Entfernungsmessergebnis in einem weiter unten zu beschreibenden Zusatzspeichervorrichtung 903 speichern, ohne das Entfernungsmessergebnis auszugeben.
2 zeigt ein Beispiel für eine Hardwarekomponente der Entfernungsmesseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Entfernungsmesseinrichtung 100 umfasst einen Prozessor 901, eine Hauptspeichervorrichtung 902, die Zusatzspeichervorrichtung 903 und eine Kommunikationseinrichtung 904 als Hardwarekomponenten.
Die Zusatzspeichervorrichtung 903 speichert Programme zur Realisierung von Funktionen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104.
Diese Programme werden von der Zusatzspeichervorrichtung 903 in die Hauptspeichervorrichtung 902 geladen. Dann führt der Prozessor 901 diese Programme aus und führt Operationen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 durch.
2 zeigt schematisch einen Zustand, in dem der Prozessor 901 die Programme ausführt, um die Funktionen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 zu realisieren.
***Beschreibung der Funktionsweise***
Als nächstes wird ein Betriebsbeispiel der Entfernungsmesseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Entfernungsmesseinrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Nachfolgend wird das Betriebsbeispiel der Entfernungsmesseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 beschrieben,
In Schritt S101 empfängt die Bestimmungseinheit 101 das Lichtempfangssignal 411 von dem Lichtempfangselement 400 über die Kommunikationseinrichtung 904. Das Lichtempfangssignal 411 ist ein elektrisches Signal, das durch photoelektrische Umwandlung im Lichtempfangselement 400, wie oben beschrieben, gewonnen wird. Das Lichtempfangssignal 411 ist ein dreidimensionales Punktwolkensignal. Die Bestimmungseinheit 101 führt an dem zum Empfangen bestimmten Lichtempfangssignal 411 eine FFT durch und wandelt das Lichtempfangssignal 411 in ein FFT-Signal 412 um. Die Bestimmungseinheit 101 führt insbesondere eine Abtastung des Lichtempfangssignals 411 an vier Punkten durch. Durch die Abtastung des Lichtempfangssignals 411 an vier Punkten ist es der Bestimmungseinheit 101 möglich, eine Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht 301 und dem reflektierten Licht 401 oder eine Phasendifferenz zwischen dem Bestrahlungslicht 301 und dem Störlicht 402 an jedem Punkt der dreidimensionalen Punktwolke zu erhalten. Indem das Lichtempfangssignal 411 an vier Punkten abgetastet wird, ist es der Bestimmungseinheit 101 möglich, die Intensität des reflektierten Lichts 401 oder die Intensität des Störlichts 402 an jedem Punkt der dreidimensionalen Punktwolke zu ermitteln.
Als nächstes analysiert die Bestimmungseinheit 101 in Schritt S102 das FFT-Signal 412 und bestimmt, ob die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist. Das heißt, die Bestimmungseinheit 101 ermittelt, ob die Intensität des vom Lichtempfangselement 400 zum Empfangen bestimmten Lichts angemessen ist. Wie oben beschrieben, enthält das vom Lichtempfangselement 400 empfangene Licht neben dem reflektierten Licht 401 auch das Störlicht 402.
Insbesondere in einem Fall, in dem die Lichtempfangsintensität zu gering oder die Lichtempfangsintensität zu groß ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 101, dass die Lichtempfangsintensität nicht angemessen ist. Der Fall, in dem die Lichtempfangsintensitätzu gering ist, ist ein Fall, in dem ein Wert der Lichtempfangsintensität an jedem Punkt der dreidimensionalen Punktwolke 0 ist (ungültiger Wert). Der Fall, in dem die Lichtempfangsintensität zu groß ist, ist ein Fall, in dem ein Wert der Lichtintensität zum Empfangen an jedem Punkt der dreidimensionalen Punktwolke auf den größten Wert gesättigt ist (ungültiger Wert). Die Bestimmungseinheit 101 entscheidet, dass die Lichtempfangsintensität in anderen Fällen als dem Fall, in dem die Lichtempfangsintensität zu klein oder zu groß ist, angemessen ist.
Wenn die Lichtempfangsintensität ungeeignet ist, wird mit Schritt S103 fortgefahren.
Wenn die Lichtempfangsintensität angemessen ist, wird mit Schritt S108 fortgefahren.
In Schritt S103 stellt die Bestimmungseinheit 101 fest, ob ein Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität unangemessen ist, noch andauert.
Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass die Lichtempfangsintensität zwei Mal hintereinander ungeeignet ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 101, dass ein Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität ungeeignet ist, noch andauert.
Wenn die Bestimmungseinheit 101 feststellt, dass der Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität ungeeignet ist, noch andauert, fährt das Verfahren mit Schritt S104 fort.
In der Zwischenzeit, wenn die Bestimmungseinheit 101 nicht feststellt, dass der Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität unangemessen ist, immer noch fortgesetzt wird, fährt der Prozess mit Schritt S101 fort, wartet auf den Empfang eines nächsten Lichtempfangssignals 411 von dem Lichtempfangselement 400 und führt den Prozess wie oben beschrieben mit dem als nächstes empfangenen Lichtempfangssignal 411 durch.
In Schritt S104 ermittelt die Bestimmungseinheit 101, ob die Lichtempfangsintensität zu gering ist.
Wenn die Lichtempfangsintensität zu gering ist, wird mit Schritt S105 fortgefahren. Wenn die Lichtempfangsintensität zu groß ist, wird mit Schritt S106 fortgefahren.
In Schritt S105 beschließt die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus zu ändern. Das heißt, da die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 im Normalempfindlichkeitsmodus zu gering ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 101, dass es notwendig ist, die Responsivität des Lichtempfangselements 400 zu erhöhen.
Die Bestimmungseinheit 101 gibt ein Richtungssignal für den Hochempfindlichkeitsmodus aus, um die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 anzuweisen, den Responsivitätsmodus in den Hochempfindlichkeitsmodus zu ändern.
Außerdem setzt die Bestimmungseinheit 101 ein Empfindlichkeitsmodus-Flag, das einen aktuellen Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 anzeigt, auf einen Hochempfindlichkeitsmodus.
In Schritt S106 beschließt die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 auf den Normalempfindlichkeitsmodus zu ändern. Das heißt, da die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 im Hochempfindlichkeitsmodus zu groß ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 101, dass es notwendig ist, die Responsivität des Lichtempfangselements 400 zu verringern.
Die Bestimmungseinheit 101 gibt ein Richtungssignal für den Normalempfindlichkeitsmodus aus, um die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 anzuweisen, den Responsivitätsmodus in den Normalempfindlichkeitsmodus zu ändern.
Außerdem setzt die Bestimmungseinheit 101 ein Empfindlichkeitsmodus-Flag auf den Normalempfindlichkeitsmodus.
Als nächstes ändert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 in Schritt S107 den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in Übereinstimmung mit einem Richtungssignal von der Bestimmungseinheit 101.
Das heißt, wenn das Richtungssignal für den Hochempfindlichkeitsmodus von der Bestimmungseinheit 101 ausgegeben wird, ändert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus. Insbesondere legt die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 eine Rückwärtsvorspannung an das Lichtempfangselement 400 an und erhöht die Responsivität des Lichtempfangselements 400.
Gleichzeitig, wenn das Richtungssignal für den Normalempfindlichkeitsmodus von der Bestimmungseinheit 101 ausgegeben wird, ändert die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Normalempfindlichkeitsmodus. Insbesondere stoppt die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 das Anlegen der Rückwärtsvorspannung an das Lichtempfangselement 400 und senkt die Responsivität des Lichtempfangselements 400.
Dann kehrt der Prozess zu Schritt S101 zurück.
Wenn die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 in Schritt S102 als angemessen bestimmt wird, prüft die Bestimmungseinheit 101 in Schritt S108 den aktuellen Responsivitätsmodus.
Konkret bezieht sich die Bestimmungseinheit 101 auf das Empfindlichkeitsmodus-Flag und überprüft den aktuellen Responsivitätsmodus.
Wenn der gegenwärtige Responsivitätsmodus der Hochempfindlichkeitsmodus ist, fährt das Verfahren mit Schritt S109 fort. Außerdem gibt die Bestimmungseinheit 101 in diesem Fall ein FFT-Signal 412 an die Rauschentfernungseinheit 103 aus.
Wenn der gegenwärtige Responsivitätsmodus der Normalempfindlichkeitsmodus ist, wird der Prozess mit Schritt S110 fortgesetzt. Außerdem gibt die Bestimmungseinheit 101 in diesem Fall das FFT-Signal 412 an die Entfernungsmesseinheit 104 aus.
In Schritt S109 analysiert die Rauschentfernungseinheit 103 einen zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz an jedem im FFT-Signal 412 enthaltenen Punkt, extrahiert eine Rauschkomponente und entfernt die extrahierte Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412.
Die Rauschentfernungseinheit 103 erzeugt aus den FFT-Signalen 412 n (n≥2) mal eine Zeitreiheninformationen über die Phasendifferenz an jedem Punkt. Nimmt man beispielsweise an, dass n=2 ist, so wird davon ausgegangen, dass die Rauschentfernungseinheit 103 die Zeitreiheninformation der Phasendifferenz an jedem Punkt aus dem letzten FFT-Signal 412 und dem vorherigen FFT-Signal 412 erzeugt. Dann analysiert die Rauschentfernungseinheit 103 die Zeitreiheninformationen der Phasendifferenz an jedem Punkt und extrahiert die Rauschkomponente.
Die Phasendifferenz an einem Punkt, der einer Signalkomponente entspricht (Punkt innerhalb des Entfernungsmessungsziels 200), ist eine Phasendifferenz zwischen dem Bestrahlungslicht 301 und dem reflektierten Licht 401. Daher ändert sich die Phasendifferenz an dem Punkt, der der Signalkomponente entspricht, in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dem Entfernungsmessungsziel 200 und dem Lichtempfangselement 400. Wenn sich zum Beispiel das Entfernungsmessungsziel 200 oder das Lichtempfangselement 400 bewegt, ändert sich die Phasendifferenz an dem Punkt, der der Signalkomponente entspricht, proportional zur Bewegung des Entfernungsmessungsziels 200 oder des Lichtempfangselements 400. In einem Fall, in dem das Entfernungsmessungsziel 200 und das Entfernungsmessungsziel 200 stationär bleiben, ändert sich die Phasendifferenz an dem Punkt, der der Signalkomponente entspricht, nicht. Wie beschrieben, lässt sich an dem Punkt, der der Signalkomponente entspricht, eine Regelmäßigkeit im zeitlichen Übergang der Phasendifferenz feststellen. In der Zwischenzeit ist die Phasendifferenz an einem Punkt, der einer Rauschkomponente entspricht (Punkt außerhalb des Entfernungsmessungsziels 200), eine Phasendifferenz zwischen dem Bestrahlungslicht 301 und dem Störlicht 402. Daher ändert sich die Phasendifferenz an dem Punkt, der der Rauschkomponente entspricht, zufällig, und es kann keine Regelmäßigkeit festgestellt werden.
Die Rauschentfernungseinheit 103 extrahiert diesen Punkt, an dem sich die Phasendifferenz zufällig ändert, als eine Rauschkomponente und entfernt die extrahierte Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412.
Dann gibt die Rauschentfernungseinheit 103 das FFT-Signal 412, aus dem die Rauschkomponente entfernt wurde, als Rauschentfernungs-FFT-Signal 413 an die Entfernungsmesseinheit 104 aus.
Anschließend wird mit Schritt S110 fortgefahren.
In Schritt S110 misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zwischen dem Entfernungsmessungsziel 200 und dem Lichtempfangselement 400.
Wenn das FFT-Signal 412 von der Bestimmungseinheit 101 ausgegeben wird, misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des FFT-Signals 412. Wenn das FFT-Signal 413 zur Rauschentfernung von der Rauschentfernungseinheit 103 ausgegeben wird, misst die Entfernungsmesseinheit 104 unter Verwendung des Rauschentfernungs-FFT-Signals 413 die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200.
Die Entfernungsmesseinheit 104 misst die Entfernung zwischen dem Lichtempfangselement 400 und dem Entfernungsmessungsziel 200 auf der Grundlage eines indirekten ToF-Prinzips, wobei sie in jedem Fall eines der FFT-Signale 412 und das Rauschentfernungs-FFT-Signal 413 verwendet.
Nachfolgend wird ein in 3 dargestellter Ablauf näher beschrieben.
Wenn ein Blindangriff stattfindet oder das sich Entfernungsmessungsziel 200 in einen toten Winkel eintritt, ist die Lichtmenge des reflektierten Lichts 401 extrem reduziert. Das heißt, ein Zustand, in dem die Lichtempfangsintensität 0 ist, wird fortgesetzt.
Daher wird der Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 von der Bestimmungseinheit 101 als ungeeignet bestimmt wird, fortgesetzt (NEIN in Schritt S102, und JA in Schritt S103). Als Ergebnis entscheidet die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Hochempfindlichkeitsmodus zu ändern (JA in Schritt S104 und Schritt S105), und die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 erhöht die Responsivität des Lichtempfangselements 400 (Schritt S107).
Da die Bestimmungseinheit 101 feststellt, dass die Responsivität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist (JA in Schritt S102) und der aktuelle Responsivitätsmodus der Hochempfindlichkeitsmodus ist („Hochempfindlichkeitsmodus“ in Schritt S108), entfernt die Rauschentfernungseinheit 103 die Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412. Wenn die Responsivität des Lichtempfangselements 400 erhöht ist, enthält das von dem Lichtempfangselement 400 empfangene Licht eine große Menge an Störlichtern 402, und das FFT-Signal 412 enthält eine große Menge an Rauschkomponenten. Daher entfernt die Rauschentfernungseinheit 103 die Rauschkomponenten aus dem FFT-Signal 412. Als Ergebnis misst die Entfernungsmesseinheit 104 die Entfernung zum Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des Rauschentfernungs-FFT-Signals 413.
Wenn der Blindangriff beendet ist oder sich das Entfernungsmessungsziel 200 aus dem toten Winkel herausbewegt, wird die Lichtmenge des reflektierten Lichts 401 extrem erhöht. Das heißt, der Zustand, in dem der Wert der Lichtempfangsintensität der größte Wert ist, bleibt bestehen.
Daher wird der Zeitraum, in dem die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 von der Bestimmungseinheit 101 als ungeeignet bestimmt wird, fortgesetzt (NEIN in Schritt S102 und JA in Schritt S103). Als Ergebnis entscheidet die Bestimmungseinheit 101, den Responsivitätsmodus des Lichtempfangselements 400 in den Normalempfindlichkeitsmodus zu ändern (NEIN in Schritt S104 und Schritt S106), und die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102 senkt die Responsivität des Lichtempfangselements 400 (Schritt S107).
Da die Bestimmungseinheit 101 feststellt, dass die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements 400 angemessen ist (JA in Schritt S102) und der vorliegende Responsivitätsmodus der Normalempfindlichkeitsmodus ist („Normalempfindlichkeitsmodus“ in Schritt S108), besteht für die Rauschentfernungseinheit 103 keine Notwendigkeit, eine Rauschkomponente aus dem FFT-Signal 412 zu entfernen. Das heißt, das vom Lichtempfangselement 400 empfangene Licht enthält keine große Menge an Störlichtern 402, und das FFT-Signal 412 enthält keine große Menge an Rauschkomponenten. Daher ist es nicht notwendig, die Rauschkomponenten zu entfernen. Die Entfernungsmesseinheit 104 misst die Entfernung zum Entfernungsmessungsziel 200 unter Verwendung des unveränderten FFT-Signals 412.
***Beschreibung der Wirkung der Ausführungsform***
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rauschkomponente in Abhängigkeit von der Lichtmenge des reflektierten Lichts eingestellt, und eine Rauschkomponente, die durch die Anpassung der Responsivität erhöht wird, wird entfernt. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein S/N-Verhältnis zu erhöhen und eine korrekte Entfernungsmessung durchzuführen, selbst wenn die Lichtmenge des reflektierten Lichts aufgrund eines Blindangriffs oder eines toten Winkels verringert ist.
Es ist möglich, nur einen Teil der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ferner kann es möglich sein, zumindest einen Teil der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahren mit einem Verfahren zu kombinieren und durchzuführen, das in der vorliegenden Ausführungsform nicht beschrieben ist.
Darüber hinaus ist es möglich, die Konfiguration und die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahren nach Bedarf zu ändern.
***Ergänzende Beschreibung der Hardware-Konfiguration***
Abschließend wird eine ergänzende Beschreibung der Hardware-Konfiguration der Entfernungsmesseinrichtung 100 gegeben.
Der in 2 dargestellte Prozessor 901 ist eine IC (integrierte Schaltung) zur Durchführung der Verarbeitung.
Der Prozessor 901 ist eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), ein DSP (Digitaler Signalprozessor) oder ähnliches.
Die Hauptspeichervorrichtung 902 ist, wie in 2 dargestellt, ein RAM (Random Access Memory).
Die in 2 dargestellte Zusatzspeichervorrichtung 903 ist ein ROM (Read Only Memory), ein Flash-Speicher, ein HDD (Hard Disk Drive) oder ähnliches.
Die in 2 dargestellte Kommunikationseinrichtung 904 ist eine elektronische Schaltung, die die Datenkommunikation verarbeitet.
Die Kommunikationseinrichtung 904 ist z. B. ein Kommunikationschip oder eine NIC (Network Interface Card).
Auf der Zusatzspeichervorrichtung 903 ist auch ein Betriebssystem (OS) gespeichert.
Darüber hinaus wird zumindest ein Teil des Betriebssystems vom Prozessor 901 ausgeführt.
Der Prozessor 901 führt die Programme aus, um die Funktionen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 zu realisieren, während er zumindest einen Teil des Betriebssystems ausführt.
Durch die Ausführung des Betriebssystems durch den Prozessor 901 werden Aufgabenverwaltung, Speicherverwaltung, Dateiverwaltung, Kommunikationssteuerung und Ähnliches durchgeführt.
Darüber hinaus werden Informationen, Daten, Signalwerte und variable Werte, die die Ergebnisse von Prozessen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 anzeigen, in der Hauptspeichervorrichtung 902, der Zusatzspeichervorrichtung 903, einem Register und einem Cache-Speicher innerhalb des Prozessors 901 gespeichert.
Darüber hinaus können die Programme zur Realisierung der Funktionen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 auf einem tragbaren Aufzeichnungsmedium wie einer Magnetplatte, einer flexiblen Platte, einer optischen Platte, einer Compact Disk, einer Blue-ray-Platte (eingetragenes Warenzeichen), einer DVD (digital versatile disk) usw. gespeichert werden. Zusätzlich ist es möglich, ein tragbares Aufzeichnungsmedium zu verteilen, auf dem die Programme zur Realisierung der Funktionen der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 gespeichert sind.
Ferner kann „Einheit“ der Bestimmungseinheit 101, der Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, der Rauschentfernungseinheit 103 und der Entfernungsmesseinheit 104 durch „Schaltung“, „Schritt“, „Verfahren“, „Prozess“ oder „Schaltkreis“ ersetzt werden.
Darüber hinaus kann die Entfernungsmesseinrichtung 100 durch eine Verarbeitungsschaltung realisiert werden. Bei der Verarbeitungsschaltung handelt es sich beispielsweise um eine Logik-IC (Integrated Circuit, integrierte Schaltung), ein GA (Gate Array), eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder ein FPGA (Field-Programmable Gate Array, feldprogrammierbares Gate-Array).
In diesem Fall sind die Bestimmungseinheit 101, die Empfindlichkeitsanpassungseinheit 102, die Rauschentfernungseinheit 103 und die Entfernungsmesseinheit 104 jeweils als Teil der Verarbeitungsschaltung realisiert.
In der vorliegenden Spezifikation wird ein übergeordneter Begriff des Prozessors und der Verarbeitungsschaltung als „Verarbeitungsschaltung“ bezeichnet.
Das heißt, sowohl der Prozessor als auch die Verarbeitungsschaltung sind ein konkretes Beispiel für eine „Verarbeitungsschaltung“.
BEZUGSZEICHENLISTE
100: Entfernungsmesseinrichtung; 101: Bestimmungseinheit; 102: Empfindlichkeitsanpassungseinheit; 103: Rauschentfernungseinheit; 104: Entfernungsmesseinheit; 200: Entfernungsmessungsziel; 300: lichtemittierendes Element; 301: Bestrahlungslicht; 400: Lichtempfangselement; 401: reflektiertes Licht; 402: Störlicht; 411: Lichtempfangssignal; 412: FFT-Signal; 413: Rauschentfernungs-FFT-Signal; 901: Prozessor; 902: Hauptspeichervorrichtung; 903: Zusatzspeichervorrichtung; 904: Kommunikationseinrichtung.

Claims

Entfernungsmesseinrichtung (100), umfassend: eine Empfindlichkeitsanpassungseinheit (102) zum Anpassen einer Responsivität eines Lichtempfangselements (400), so dass die Responsivität hoch wird; und eine Rauschentfernungseinheit (103), um nach der Anpassung der Responsivität durch die Empfindlichkeitsanpassungseinheit einen zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht, das von einem mit dem Lichtempfangselement gepaarten lichtemittierenden Element (300) emittiert wird, und einem Licht, das von dem Lichtempfangselement empfangen wird, einschließlich einem reflektierten Licht, das von einem Entfernungsmessungsziel reflektiert wird, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist, zu analysieren und eine Rauschkomponente zu entfernen, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten ist; wobei die Rauschentfernungseinheit als Rauschkomponente eine Komponente, deren Phasendifferenz zum Bestrahlungslicht sich zufällig ändert, aus Komponenten entfernt, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten sind.
Entfernungsmesseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit (101), um zu bestimmen, ob eine Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements nach der Anpassung der Responsivität durch die Empfindlichkeitsanpassungseinheit angemessen ist, wobei die Rauschentfernungseinheit den zeitlichen Übergang der Phasendifferenz analysiert und die Rauschkomponente entfernt, wenn die Lichtempfangsintensität von der Bestimmungseinheit als angemessen bestimmt wird.
Entfernungsmesseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit, um zu bestimmen, ob eine Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements angemessen ist, um zu entscheiden, die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements zu erhöhen, wenn die Lichtempfangsintensität zu gering ist, und um zu entscheiden, die Lichtempfangsintensität des Lichtempfangselements zu verringern, wenn die Lichtempfangsintensität zu groß ist, wobei die Empfindlichkeitsanpassungseinheit die Responsivität des Lichtempfangselements so anpasst, dass die Responsivität hoch wird, wenn die Bestimmungseinheit entscheidet, die Responsivität zu erhöhen, und die Responsivität des Lichtempfangselements so anpasst, dass die Responsivität niedrig wird, wenn die Bestimmungseinheit entscheidet, die Responsivität zu senken.
Entfernungsmesseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Rauschentfernungseinheit die Phasendifferenz nicht analysiert und die Rauschkomponente nicht entfernt, wenn die Responsivität durch die Empfindlichkeitsanpassungseinheit so angepasst wird, dass sie niedrig wird.
Entfernungsmesseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtempfangselement eine DPD (dynamische Fotodiode) ist.
Entfernungsmessverfahren, umfassend: Anpassen einer Responsivität eines Lichtempfangselements (400) durch einen Computer, so dass die Responsivität hoch wird; und Analysieren eines zeitlichen Übergangs einer Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht, das von einem mit dem Lichtempfangselement gepaarten lichtemittierenden Element (300) emittiert wird, und einem Licht, das von dem Lichtempfangselement empfangen wird, einschließlich einem reflektierten Licht, das von einem Entfernungsmessungsziel reflektiert wird, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist, und Entfernen einer Rauschkomponente, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten ist, nachdem die Responsivität durch den Computer eingestellt wurde; wobei als Rauschkomponente eine Komponente, deren Phasendifferenz zum Bestrahlungslicht sich zufällig ändert, aus Komponenten entfernt wird, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten sind.
Entfernungsmessprogramm, das einen Computer dazu bringt, auszuführen: einen Empfindlichkeitsanpassungsprozess, um eine Responsivität eines Lichtempfangselements (400) so anzupassen, dass die Responsivität hoch wird; und einen Rauschentfernungsprozess, um nach der Anpassung der Responsivität durch den Empfindlichkeitsanpassungsprozess einen zeitlichen Übergang einer Phasendifferenz zwischen einem Bestrahlungslicht, das von einem mit dem Lichtempfangselement gepaarten lichtemittierenden Element (300) emittiert wird, und einem Licht, das von dem Lichtempfangselement empfangen wird, einschließlich einem reflektierten Licht, das von einem Entfernungsmessungsziel, das ein Ziel der Entfernungsmessung ist, reflektiert wird, zu analysieren, und um eine Rauschkomponente zu entfernen, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten ist; wobei in dem Rauschentfernungsprozess als Rauschkomponente eine Komponente, deren Phasendifferenz zum Bestrahlungslicht sich zufällig ändert, aus Komponenten entfernt wird, die in dem von dem Lichtempfangselement empfangenen Licht enthalten sind.