JP2016133341A - 物体検出装置、センシング装置、移動体装置及び物体検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 検出距離の長距離化と高精度化を両立させることができる物体検出装置を提供する。
【解決手段】 LD、該LDを制御するLD駆動部12及びLDからの光を偏向する回転ミラー26を含み、有効走査領域内の全測定点(走査位置)でLDを発光させる光走査系200と、該光走査系200から射出され物体で反射された光を検出する検出系40と、LDの発光タイミングと検出系40の検出タイミングとに基づいて物体までの距離情報を算出する測定制御部46と、を備え、光走査系は、有効走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる測定点でLDを発光させることにより、全測定点でLDを発光させ、測定制御部46は、複数の走査のうち少なくとも一の走査においてLDが発光される少なくとも1つの測定点での距離情報を補正する補正系を含む。
【選択図】 図1
【解決手段】 LD、該LDを制御するLD駆動部12及びLDからの光を偏向する回転ミラー26を含み、有効走査領域内の全測定点(走査位置)でLDを発光させる光走査系200と、該光走査系200から射出され物体で反射された光を検出する検出系40と、LDの発光タイミングと検出系40の検出タイミングとに基づいて物体までの距離情報を算出する測定制御部46と、を備え、光走査系は、有効走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる測定点でLDを発光させることにより、全測定点でLDを発光させ、測定制御部46は、複数の走査のうち少なくとも一の走査においてLDが発光される少なくとも1つの測定点での距離情報を補正する補正系を含む。
【選択図】 図1
Description
本発明は、物体検出装置、センシング装置、移動体装置及び物体検出方法に係り、更に詳しくは、光により走査領域を走査して物体を検出する物体検出装置、該物体検出装置を備えるセンシング装置、前記物体検出装置を備える移動体装置及び光により走査領域を走査して物体を検出する物体検出方法に関する。
近年、物体までの距離を検出可能な装置の開発が盛んに行われている(例えば、特許文献1〜4参照)。
しかしながら、従来の装置では、検出距離の長距離化と高精度化を両立させるのは困難であった。
本発明は、光源、該光源を制御する光源駆動部及び前記光源からの光を偏向する偏向器を含み、走査領域内の複数の走査位置で前記光源を発光させる光走査系と、前記光走査系から射出され物体で反射された光を検出する検出系と、前記光源の発光タイミングと前記検出系の検出タイミングとに基づいて前記物体までの距離情報を算出する処理装置と、を備え、前記光走査系は、前記走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる前記走査位置で前記光源を発光させることにより、前記複数の走査位置で前記光源を発光させ、前記処理装置は、前記複数の走査のうち少なくとも一の走査において前記光源が発光される少なくとも1つの前記走査位置での前記距離情報を補正する補正系を含む物体検出装置である。
本発明によれば、検出距離の長距離化と高精度化を両立させることができる。
以下に、本発明の一実施形態の物体検出装置100について、図1〜図15を参照して説明する。
図1には、物体検出装置100の概略的構成がブロック図にて示されている。
物体検出装置100は、一例として、移動体としての自動車に搭載され、光を出射し、物体(例えば先行車両、停車車両、障害物、歩行者等)からの反射光(散乱光)を受光して該物体までの距離を測定する走査型レーザレーダである。物体検出装置100は、例えば自動車のバッテリ(蓄電池)から電力の供給を受ける。
物体検出装置100は、図1に示されるように、光源としてのLD(レーザダイオード)、LD駆動部12、投光光学系20、受光光学系30、検出系40、同期系50などを備えている。
LDは、端面発光レーザとも呼ばれ、LD駆動部12により駆動され、レーザ光を出射する。LD駆動部12は、自動車のECU(エンジンコントロールユニット)から出力されるLD駆動信号(矩形パルス信号)を用いてLDを点灯(発光)させる。LD駆動部12は、一例として、LDに電流を供給可能に接続されたコンデンサ、該コンデンサとLDとの間の導通/非導通を切り替えるためのトランジスタ、該コンデンサを充電可能な充電手段等を含む。
図2(A)には、投光光学系20、同期系50が模式的に示されている。図2(B)には、受光光学系30が模式的に示されている。以下では、図2(A)等に示されるZ軸方向を鉛直方向とするXYZ3次元直交座標系を適宜用いて説明する。
投光光学系20は、図2(A)に示されるように、LDからの光の光路上に配置されたカップリングレンズ22と、該カップリングレンズ22を介した光の光路上に配置された反射ミラー24と、該反射ミラー24で反射された光の光路上に配置された偏向器としての回転ミラー26と、を含む。ここでは、装置を小型化するために、カップリングレンズ22と回転ミラー26との間の光路上に反射ミラー24を設けて光路を折り返している。
そこで、LDから出射された光は、カップリングレンズ22により所定のビームプロファイルの光に整形された後、反射ミラー24で反射され、回転ミラー26でZ軸周りに偏向される。
回転ミラー26でZ軸周りの所定の偏向範囲に偏向された光が投光光学系20から投射された光、すなわち物体検出装置100から射出された光である。
回転ミラー26は、反射面を有し、反射ミラー24からの光を回転軸(Z軸)周りに回転しながら反射(偏向)することで該光により上記偏向範囲に対応する有効走査領域を水平な1軸方向(ここではY軸方向)に1次元走査する。ここでは、偏向範囲、有効走査領域は、物体検出装置100の+X側である。
回転ミラー26は、図2(A)から分かるように、反射面を2面(対向する2つの面)有しているが、これに限らず、1面でも3面以上でも良い。また、少なくとも2つの反射面を設け、回転ミラーの回転軸に対して異なった角度で傾けて配置して、走査・検出する領域をZ軸方向に切り替えることも可能である。
すなわち、LD、LD駆動部12及び投光光学系20を含んで、光により有効走査領域を走査する光走査系200が構成されている(図1参照)。
受光光学系30は、図2(B)に示されるように、投光光学系20から投射され有効走査領域内にある物体で反射(散乱)された光を反射する回転ミラー26と、該回転ミラー26からの光を反射する反射ミラー24と、該反射ミラー24からの光の光路上に配置され、該光を後述する時間計測用PD42に結像させる結像光学系と、を含む。
図2(C)には、LDから反射ミラー24までの光路と、反射ミラー24から時間計測用PD42までの光路が示されている。
図2(C)から分かるように、投光光学系20と受光光学系30は、Z軸方向に重なるように配置されており、回転ミラー26と反射ミラー24は、投光光学系20と受光光学系30で共通となっている。これにより、物体上におけるLDの照射範囲と時間計測用PD42の受光可能範囲の相対的な位置ずれを小さくでき、安定した物体検出を実現できる。
検出系40は、図2(B)及び図1に示されるように、投光光学系20から投射され有効走査領域内にある物体で反射(散乱)された光を受光光学系30を介して受光する時間計測用PD42(フォトダイオード)と、該時間計測用PD42の受光信号(出力信号)を検出するPD出力検出部44と、LD駆動信号の立ち上がりタイミングとPD出力検出部44での受光信号の検出タイミングとの時間差から物体までの距離を算出する測定制御部46と、を含む。
そこで、投光光学系20から投射され物体で反射(散乱)された光は、回転ミラー26、反射ミラー24を介して結像光学系に導かれ、該結像光学系により時間計測PD42に集光する(図2(B)参照)。図2(B)では、装置を小型化するために、回転ミラー26と結像光学系との間に反射ミラー24を設けて光路を折り返している。ここでは、結像光学系は2枚のレンズで構成されているが、1枚のレンズとしても良いし、3枚以上のレンズとしても良いし、ミラー光学系を用いても良い。
同期系50は、図2(A)及び図1に示されるように、LDから出射されカップリングレンズ22を介して反射ミラー24で反射された光であって回転ミラー26で偏向され反射ミラー24で再び反射された光の光路上に配置された同期レンズ52と、該同期レンズ52を介した光の光路上に配置された同期検知用PD54と、該同期検知用PD54の出力信号を検出するPD出力検出部56と、を含む。
詳述すると、反射ミラー24は、上記偏向範囲に対して回転ミラー26の回転方向上流側に配置され、回転ミラー26で上記偏向範囲の上流側に偏向された光が入射される。そして、回転ミラー26で偏向され反射ミラー24で反射された光が同期レンズ52を介して同期検知用PD54に入射される。
なお、反射ミラー24は、上記偏向範囲に対して回転ミラー26の回転方向下流側に配置されても良い。そして、回転ミラー26で偏向され反射ミラー24で反射された光の光路上に同期系50が配置されても良い。
回転ミラー26の回転により、該回転ミラー26の各反射面で反射された光が同期検知用PD54で受光される度に同期検知用PD54から信号が出力される。すなわち、同期検知用PD54からは定期的に信号が出力されることになる。
このように回転ミラー26からの光を同期検知用PD54に照射するための同期点灯を行うことで、同期検知用PD54での受光タイミングから、回転ミラー26の回転タイミングを得ることが可能となる。
そこで、LDを同期点灯してから所定時間経過後にLDをパルス点灯することで有効走査領域を光走査することができる。すなわち、同期検知用PD54に光が照射されるタイミングの前後期間にLDをパルス点灯することで有効走査領域を光走査することができる。
ここで、時間計測や同期検知に用いる光検出器としては、上述したPD(Photo Diode)の他、APD(Avalanche Photo Diode)、ガイガーモードAPDであるSPAD(Single Photon Avalanche Diode)等を用いることが可能である。APDやSPADは、PDに対して感度が高いため、検出精度や検出距離の点で有利である。
図3には、検出系40、同期系50におけるPD出力検出部の一例が示されている。PD出力検出部での動作としては、受光信号の信号増幅及び受光信号のタイミング検出の2つの動作がある。受光信号の信号増幅についてはアンプなどの信号増幅器を用いて増幅し、受光信号のタイミング検出についてはコンパレータなどの比較器を用いて、PDからの受光信号の一定出力(スレッシュレベル)以上となる立ち上り波形部を検出する。すなわち、PD出力検出部は、受光信号をコンパレータを用いて2値化した論理信号として得ることができる。
PD出力検出部56は、同期検知用PD54の受光信号(立ち上がり波形部)を検出すると同期信号(上記2値化した論理信号)をECUに出力する。
ECUは、PD出力検出部56からの同期信号に基づいてLD駆動信号を生成し、該LD駆動信号をLD駆動部12及び測定制御部46に出力する。
ここで、LD駆動信号は、同期信号と、該同期信号に対して遅延したパルス点灯信号(周期的なパルス信号)で構成される(図8参照)。
PD出力検出部44は、時間計測用PD42の受光信号(立ち上がり波形部)を検出すると検出信号(矩形パルス信号)を測定制御部46に出力する。
測定制御部46は、例えば、ECUからのLD駆動信号の立ち上がりタイミングとPD出力検出部44からの検出信号の立ち上がりタイミングとの時間差を求め、該時間差を距離に変換することで物体までの往復距離を算出し、その算出結果をECUに測定信号として出力する。また、測定制御部46は、後に詳述するように、算出された物体までの距離情報を補正する補正系を有している。
ECUは、測定制御部46からの測定信号に基づいて例えば自動車の操舵制御、速度制御等を行う。自動車の速度制御としては、例えば自動ブレーキ(オートブレーキ)が挙げられる。
ここで、LD駆動部12は、回転ミラー26によって有効走査領域が走査されるとき、LDを駆動して、図4(A)に示されるようなパルス光(以下では「射出光パルス」とも称する)を射出させる。そして、LDから射出され物体で反射(散乱)されたパルス光(以下では「反射光パルス」とも称する)が時間計測用PD42(図4(A)では光検出器としてPDの代わりにAPDを用いている)で検出される。
LDが射出光パルスを射出してから、APDで反射光パルスを検出するまでの時間tを計測することで、物体までの距離を算出することが可能である。時間計測に関しては、例えば、図4(B)に示されるように、射出光パルスをPD等の光検出器で検出して2値化した矩形パルスとし、反射光パルスをPD出力検出部で2値化した矩形パルスとし、両矩形パルスの立ち上がりタイミングの時間差tを時間計測回路で計測しても良いし、射出光パルス、反射光パルスの波形をA/D変換してデジタルデータに変換し、LDの出力信号とAPDの出力信号を相関演算することで、時間tを計測することも可能である。
次に、LDから任意の時間間隔でパルス光を射出して、検出範囲(有効走査領域)にある物体を検出する方法について、図5(A)〜図6(C)を参照して説明する。
図5(A)〜図5(C)には、検出範囲(有効走査領域)の複数の測定点(走査位置)を単一の走査により検出する方法が示されている。
図5(A)では、検出距離を長くするためにLDの出力を高めに設定しているが、LDのデューティ仕様によりLDの寿命が短くなることやLDが破損する問題がある。
このような問題を解決しつつLDの出力を高めに維持するためには、図5(C)に示されるようにパルス光を射出する時間間隔(パルス発光周期)を長くする必要があるが、これでは、測定点数が非常に少なくなってしまう。
これを解決するために、図5(B)に示されるように、LDの出力を仕様範囲内に抑えることもできるが、これでは、十分な検出距離を得ることができない。
結果として、単一の走査によっては、LDの短寿命化や破損を抑制しつつ、検出距離の長距離化と測定点数の充足化を両立させるのは困難である。
そこで、図6に示されるように、検出範囲(有効走査領域)の複数の測定点(走査位置)を複数(例えば3つ)の走査に分けて、すなわち間引き走査(飛び越し走査とも呼ぶ)して検出する方法が考えられる。
この方法であれば、各走査においてLDの出力を高めに設定し、かつパルス発光周期を長くすることができるため、LDの出力と測定点数を、LDの短寿命化や破損を抑制しつつ、図5(A)に示される場合と同じにできる。すなわち、LDの短寿命化や破損を抑制しつつ、検出距離の長距離化と測定点数の充足化を両立させることができる。
しかしながら、この方法(間引き走査による検出)によると、有効走査領域の全測定点を検出するのに3走査分の検出時間がかかってしまう。
次に、図7(A)〜図7(C)を参照して、任意の測定点で検出され記憶媒体(例えばメモリ、ハードディスク等)に格納(保存)された検出距離と、任意の時間における実際の距離との誤差について説明する。
図7(A)には、移動体に搭載された物体検出装置100からの距離が同じとなる位置に静止している2つの物体A、Bに対する検出を行う例が示されている。
図7(A)に示されるように、物体Aと物体Bは、走査方向に関して異なる位置(ここでは物体Aが物体Bの走査方向上流側)にある。この場合、物体Aと物体Bの測定タイミング間には、物体Aから物体Bまでの走査時間分の時間差Δtがある。ここで、物体A、Bに対する走査角度をそれぞれθ1、θ2とする。
この時間差Δtは、例えば、物体Aと物体Bが同一走査で検出されたときは、走査角度(θ2−θ1)分の走査時間である。また、この時間差Δtは、例えば、物体Bが物体Aの次の走査で検出されたときは、走査角度(θ2−θ1)分の走査時間に、走査角度がθ2になってから次にθ2になるまでの時間を加えたものとなる。
物体検出装置100が搭載された移動体が速度Vxで矢印の方向(X軸方向)に移動しているとき、物体Bの測定タイミングt2では、図7(B)及び図7(C)に示されるように、物体Bの検出距離d2はそのまま物体Bまでの正確な距離となるが、物体Bの測定タイミングt2よりも前の測定タイミングt1で検出された物体Aでは、検出距離が図7(B)のようにd1になるのに対し、物体Bの測定タイミングt2での実際の距離は図7(C)のようにd2になる。
すなわち、物体Aの検出距離は、次に物体Aが検出されるまで更新されないため、測定タイミングt1以後かつ更新以前の任意の時間での距離(実際の距離)は、測定タイミングt1での検出距離よりも短くなる。また、図6に示されるように複数の走査に分けて検出したとき、例えば物体Aが1回目の走査で検出され、物体Bが2走査後の3回目の走査で検出されるとき、異なる走査間では時間差が相当大きくなるため、検出距離の誤差(図7(B)と図7(C)の物体Aの距離の差)も大きくなる。同様に、このときも物体Aの検出距離は、次に物体Aが検出されるまで更新されない。
そこで、任意の時間、例えば図7(A)の測定タイミングt2において、測定タイミングt2での物体Aの実際の距離と、測定タイミングt1での物体Aの検出距離の誤差を、物体検出装置100が搭載された移動体の速度情報や物体Aの検出情報から算出して補正することで、測定タイミングt2における物体Aの実際の距離(図7(C)参照)を算出することができる。
このような補正を行うことにより、物体Aが検出されてから、次に物体Aが検出されるよりも早く物体Aの正確な距離情報を得ることができる。
《実施例1》
以下に、図7(A)〜図7(C)を参照して、物体Bの測定タイミングt2における物体Aの検出距離を補正する方法の一例である実施例1を説明する。ここでは、物体Aの測定タイミングt1での検出距離と、測定タイミングt1後の任意の時間での実際の距離に誤差が生じることを簡単に説明するために、物体は静止状態であるとする。ここでの検出距離の補正は、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
以下に、図7(A)〜図7(C)を参照して、物体Bの測定タイミングt2における物体Aの検出距離を補正する方法の一例である実施例1を説明する。ここでは、物体Aの測定タイミングt1での検出距離と、測定タイミングt1後の任意の時間での実際の距離に誤差が生じることを簡単に説明するために、物体は静止状態であるとする。ここでの検出距離の補正は、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
[物体検出装置の制御条件]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図7(A)における位置及び速度条件]
物体Aの走査角度θ1=60[deg]
物体Bの走査角度θ2=120[deg]
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vx=120[km/h]
物体A、Bの移動速度Ux=0[km/h][静止状態]
パルス発光間隔(パルス周期)=50[us]
[検出距離]
測定タイミングt1における物体Aの検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における物体Bの検出距離d2=99.90[m]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図7(A)における位置及び速度条件]
物体Aの走査角度θ1=60[deg]
物体Bの走査角度θ2=120[deg]
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vx=120[km/h]
物体A、Bの移動速度Ux=0[km/h][静止状態]
パルス発光間隔(パルス周期)=50[us]
[検出距離]
測定タイミングt1における物体Aの検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における物体Bの検出距離d2=99.90[m]
以下では、測定タイミングt1での物体Aの検出距離をd1、測定タイミングt2での物体Bの検出距離をd2で表す。また、物体Aの測定タイミングt2での実際の距離をd1(t2)、補正後の距離をd1´(t2)で表す。また、物体Bの測定タイミングt2での実際の距離をd2(t2)で表す。検出距離d1は、測定制御部46により記憶媒体に保存される。
まず、移動体及び各物体が静止状態のとき、測定タイミングt2では、物体A、Bの検出距離d1、d2ともに100.00[m]となり、物体Aの実際の距離d1(t2)、補正後の距離d1´(t2)ともに100.00[m]となる。
次に、上述した条件の通り、移動体が図7(A)の矢印の方向(+X方向)に速度120[km/h]で移動し、各物体が静止状態のとき、測定タイミングt2での検出距離として、測定タイミングt1での物体Aの検出距離d1=100.00[m]、測定タイミングt2での物体Bの検出距離d2=99.90[m]が測定制御部46により記憶媒体に保存される。
しかし、移動体が移動しているため、測定タイミングt2での物体A、Bの実際の距離はd1(t2)、d2(t2)ともに99.90[m]であり、物体Aでは検出距離と実際の距離で誤差が生じる。物体Aの検出距離d1は物体Aの次の検出時まで更新されないため、現在の移動体の移動を継続すると物体Aの次の検出時まで時間の経過とともに徐々に誤差が大きくなる。
そこで、測定タイミングt1後の物体Aの検出距離d1を補正するタイミング、本実施例では測定タイミングt2における物体Aの実際の距離を予測して算出し補正を行う。実際には、前回の物体Bの次の測定点から、現在の物体Bの直前の測定点までの全ての測定点について、同様の方法により補正を行う。
まず、図7(A)及び図7(B)に示されるように、測定タイミングt1での物体Aの検出距離d1は100.00[m]、測定タイミングt2での物体Bの検出距離d2は99.90[m]である。
次に、図7(C)に示されるように、測定タイミングt2において、物体Bの実際の距離d2(t2)は99.90[m]であるが、物体Aの実際の距離は、移動体が速度Vxで移動しているため、記憶媒体に保存されている検出距離d1=100.00[m]よりも短くなっている。
測定タイミングt2における物体Aの検出距離d1の補正距離d1´(t2)は、次の(1)式から算出できる。
d1´(t2)=d1−(t2−t1)×Vx/sinθ1・・・(1)
d1´(t2)=d1−(t2−t1)×Vx/sinθ1・・・(1)
ここで、回転ミラーの1面当りの回転時間は、{1/(2000[rpm]/60)}/2[面]=0.015[s]であるため、物体Aから物体Bまでの走査角度(θ2−θ1)=120[deg]−60[deg]=60[deg]から、物体Aから物体Bまでの走査時間は、0.015[s]×(60[deg]/360[deg])=0.0025[s]となる。
したがって、測定タイミングt2での物体Aの補正距離d1´(t2)は、(1)式より、d1´(t2)=100.00[m]−0.0025[s]×(120[km/h]×1000/3600)/sin{2π[rad]×(60[deg]/360[deg])}=99.90[m]と算出される。
そこで、記憶媒体に保存されている物体Aの検出距離d1=100.00[m]を、算出した補正距離d1´(t2)=99.90[m]に更新する(書き換える)。
この結果、物体Aが検出されてから次に物体Aが検出される前に物体Aの正確な位置情報(距離情報)を得ることができる。すなわち、物体Aの検出時から物体Aの検出距離の更新周期前に物体Aの正確な位置情報を得ることができる。
ところで、上述したように、有効走査領域の回転ミラー26の回転方向上流側に配置された同期検知用PD54で光が検知されてから所定時間経過後に、有効走査領域の走査が開始される。そこで、有効走査領域の複数の走査位置を複数の走査に分けて走査する際、上記所定時間を走査毎に設定してLDの発光タイミングを決定する。
また、回転ミラー26が回転しているため、1つの反射面で反射された光が同期検知用PD54に照射される度に同期検知用PDから信号が出力されPD出力検出部56で検出されるため、PD出力検出部56からは周期的に同期信号が出力されることになる。
図8には、有効走査領域(検出範囲)の複数の走査位置(測定点)でLDを発光させることを4走査(走査1〜4)に分けて行う場合において、PD出力検出部56からの同期信号の出力タイミングと、走査1〜4の各走査におけるLDの発光タイミングの関係がタイミング図で示されている。図8から分かるように、走査1〜4において、同期信号に対して遅延し、遅延時間が走査間で異なるパルス発光信号によりLDが駆動される。ここでは、遅延時間は、走査1から走査4にかけて徐々に長くなっている。
《実施例2》
次に、図9(A)〜図9(C)を参照して、検出範囲(有効走査領域)の複数の測定点(走査位置)を8走査(走査1〜8)に分けて検出する例である実施例2を説明する。ここでの検出距離の補正も、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
次に、図9(A)〜図9(C)を参照して、検出範囲(有効走査領域)の複数の測定点(走査位置)を8走査(走査1〜8)に分けて検出する例である実施例2を説明する。ここでの検出距離の補正も、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
ここでは、測定タイミングt1に走査1における最初の測定点aで物体Aを検出し、その検出距離をd1とし、測定タイミングt2に走査8における最後の測定点bで物体Bを検出し、その検出距離をd2とし、測定タイミングt2において物体Aの測定タイミングt1での検出距離d1を補正し、補正距離d1´(t2)を算出する。検出距離d1は、測定制御部46により記憶媒体に保存される。
[物体検出装置の制御条件]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図9(A)における位置及び速度条件]
物体Aの走査角度θ1=60[deg]、測定タイミングt1に走査1で検出
物体Bの走査角度θ2=120[deg]、測定タイミングt2に走査8で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vx=120[km/h]
物体A、Bの移動速度Vx=0[km/h][静止状態]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1での物体Aの検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2での物体Bの検出距離d2=95.86[m]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図9(A)における位置及び速度条件]
物体Aの走査角度θ1=60[deg]、測定タイミングt1に走査1で検出
物体Bの走査角度θ2=120[deg]、測定タイミングt2に走査8で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vx=120[km/h]
物体A、Bの移動速度Vx=0[km/h][静止状態]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1での物体Aの検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2での物体Bの検出距離d2=95.86[m]
測定タイミングt2における物体Aの補正距離d1´(t2)は、実施例1と同様に上記(1)式で算出できる。
ここで、回転ミラーの1面当りの回転時間は、0.015[s]であるため、物体Aから物体Bまでは、7走査と走査角度60[deg]分で、物体Aから物体Bまでの走査時間は、0.015[s]×{7[走査]+(60[deg]/360[deg])=0.1075[s]となる。
したがって、測定タイミングt2における物体Aの補正距離d1´(t2)は、(1)式より、d1´(t2)=100.00[m]−0.1075[s]×(120[km/h]×1000/3600)/sin{2π[rad]×(60[deg]/360[deg])}=95.86[m]と算出される。
そこで、記憶媒体に保存されている物体Aの検出距離d1=100.00[m]を、算出した補正距離d1´(t2)=95.86[m]に更新する(書き換える)。
このような補正を行うことで、物体Aが検出されてから次に物体Aが検出される前に物体Aの正確な位置情報を得ることができる。
図10には、測定制御部46が有する補正系の一例を示すブロック図が示されている。補正系は、図10に示されるように、相対速度算出手段60、検出距離誤差算出手段62、補正距離算出手段64、物体速度算出手段66を含む。
相対速度算出手段60は、物体の検出情報1、2に基づいて、移動体と物体の相対速度情報を算出し、その算出結果を検出距離誤差算出手段62及び物体速度算出手段66に出力する。
検出距離誤差算出手段62は、相対速度算出手段60からの相対速度情報、物体の検出情報1、2、補正タイミングに基づいて、検出距離と実際の距離情報(補正タイミングでの距離)との誤差(検出距離誤差)を算出し、その算出結果を補正距離算出手段64に出力する。
補正距離算出手段64は、検出距離誤差算出手段62からの検出距離誤差に基づいて補正距離を算出する。
物体速度算出手段66は、移動体の速度と、相対速度算出手段60からの移動体と物体の相対速度に基づいて、物体の速度を算出する。なお、移動体の速度は、例えば移動体の速度検出系から取得しても良いし、速度検出器を用いて測定しても良い。
次に、補正系による処理手順を具体的に説明する。先ず、測定制御部46は、同一物体と判断して測定した、既に検出した少なくとも2回の検出情報(例えば検出情報1、2)から、相対速度算出手段60により移動体と物体の相対速度情報を算出する。ここで、各検出情報は、例えば物体の検出距離、検出位置(走査角度)、測定タイミング等である。
具体的には、図11(A)〜図12に示されるように、測定タイミングt1に位置p1にある物体Aの検出距離d1と、測定タイミングt2に位置p2にある物体Aの検出距離d2とから、相対速度算出手段60で移動体と物体Aの相対速度Vxsを算出する。図11(A)には、物体Aを移動体の正面(移動体の+X側)で、すなわちθ1=θ2=90[deg]で検出する例が示されている。図11(C)には、物体Aを移動体の移動方向と交差する所定方向で、すなわち走査角度θ1=θ2=θ3(≠90[deg])で検出する例が示されている。図12には、同一物体の異なる位置p1、p2を検出する例、すなわち同一物体を異なる走査角度θ1、θ2(≠θ1)で検出する例が示されている。
移動体の速度をVxa、物体Aの速度Vxcとすると、移動体と物体Aの相対速度Vxsは、次の(2)式で算出できる。
Vxs=Vxa−Vxc=(d1×sinθ1−d2×sinθ2)/(t2−t1)
・・・(2)
Vxs=Vxa−Vxc=(d1×sinθ1−d2×sinθ2)/(t2−t1)
・・・(2)
ここで、異なる走査間の同一検出位置(同一走査角度)の検出距離が所定範囲内である場合や、隣接する検出位置の検出距離が所定範囲内(ほぼ同一距離)である場合に、検出情報は同一物体の検出情報であると判断できる。
そこで、移動体の速度Vxaを測定、取得することで、物体速度算出手段66は、次の(3)式より物体Aの速度Vxcを算出することができる。
Vxc=Vxa−Vxs・・・(3)
Vxc=Vxa−Vxs・・・(3)
また、検出距離誤差算出手段62及び補正距離算出手段64によって、任意の補正タイミングt3において、測定タイミングt2で測定した物体Aの検出距離d2の補正距離d2´(t3)は、次の(4)式より算出できる。
d2´(t3)=d2−(t3−t2)×Vxs/sinθ2・・・(4)
d2´(t3)=d2−(t3−t2)×Vxs/sinθ2・・・(4)
上記(4)式では、補正タイミングt3における相対速度Vxsを測定タイミングt1、t2から算出した値を用いているが、補正タイミングt3においても時間差はわずかであるため、同一速度として算出している。速度変化があるときは、数走査前からの相対速度の変化量から補正タイミングt3の相対速度を予測して算出してもよい。
図11(A)には、8走査毎に走査1の同一走査角度となる位置で繰り返し検出される物体Aが示されている。上述の如く、物体検出装置100が搭載された移動体は速度Vxaで、物体Aは速度Vxcでそれぞれ矢印の方向(+X方向)に移動している。
ここでは、図9(A)と同様に、有効走査領域(検出範囲)の全走査位置(全測定点)を走査1〜8の8回の走査に分けて検出する。具体的には、有効走査領域の全走査位置を8回の走査で走査毎に異なる走査位置でLDを発光させることで、有効走査領域の全走査位置でLDを発光させる。
具体的には、図11(A)左図に示されるように、N回目の走査1において、位置p1にある物体Aを検出して、検出距離d1を算出する。
次に、図11(A)右図に示されるように、8回走査した後の、(N+1)回目の走査1において、再度、位置p1と同一走査角度の位置p2にある物体を検出して、検出距離d2を算出する。同様にして、(N+2)回目の走査1において、位置p1と同一走査角度の位置p3にある物体(不図示)を検出する。これらの検出距離の算出結果は、図11(B)に示されるようになる。
このとき、異なる走査における同一走査角度の位置p1、p2、p3で検出された検出距離情報と検出時間情報から、物体と物体検出装置100が搭載された移動体との相対速度情報を算出することができる。
また、物体が移動しているとき、既知の移動体の速度と、相対速度情報とから物体の移動速度を算出することができる。ここで算出した相対速度情報を用いて、任意の時間における検出距離情報の誤差を補正できる。
ここで、物体はN回目と(N+1)回目の走査1においてY座標が同一の位置p1、p2で検出されるため、両検出間の時間差は8走査する十分な時間がある。したがって、移動する距離、すなわち両者の検出距離の差も車載等のときであれば、ある一定の距離が得られるため、隣接する検出情報等の微小時間又は微小移動距離から算出したときと比較して、演算精度を向上することができる。また、同一物体を異なる走査の一定周期、同一画角で検出するため、演算負荷を低減することができる。
《実施例3》
次に、図11(C)に示されるように、8走査毎に毎回同一の走査角度θ1となる位置pn(n≧1)で物体Aを検出した結果から、移動体と物体の相対速度を算出する例である実施例3について図13(A)〜図13(C)を参照して説明する。ここでの相対速度の算出は、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
次に、図11(C)に示されるように、8走査毎に毎回同一の走査角度θ1となる位置pn(n≧1)で物体Aを検出した結果から、移動体と物体の相対速度を算出する例である実施例3について図13(A)〜図13(C)を参照して説明する。ここでの相対速度の算出は、測定制御部46の補正系によって実行可能である。
図13(A)は図11(C)の位置p1に対応し、図13(B)は図11(C)の位置p2に対応している。
詳述すると、図13(A)は、測定タイミングt1に走査角度θ1方向にパルス光を射出して物体までの距離を測定する例を示し、図13(B)は、測定タイミングt1の8走査後の測定タイミングt2に走査角度θ2方向にパルス光を射出して静止する物体までの距離を測定する例を示している。図13(C)は、測定タイミングt1の8走査後の測定タイミングt2に走査角度θ2方向にパルス光を射出して移動する物体までの距離を測定する例を示している。ここでは、移動体、物体は、それぞれ図13(A)及び図13(C)の矢印の方向(+X方向)に速度Vxa、Vxcで移動している。この場合、有効走査領域の全測定点を8走査に分けて検出すると、図9(B)に示されるように、測定タイミングt1、t2の走査角度θ1、θ2は、等しくなる。
そこで、2つの位置p1、p2の検出情報から移動体と物体の相対速度を算出し、該相対速度と既知の移動体の速度から物体の速度を算出する。
[物体検出装置の制御条件]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図13(A)及び図13(B)における位置及び速度条件]
図13(A)の走査角度θ1=60[deg]の位置p1、N回目の走査1で検出
図13(C)の走査角度θ2=60[deg]、(N+1)回目の走査1で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vxa=120[km/h]
物体の移動速度Vxc[km/h]
移動体と物体の相対速度Vxs[km/h]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1における検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における検出距離d2=97.70[m]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図13(A)及び図13(B)における位置及び速度条件]
図13(A)の走査角度θ1=60[deg]の位置p1、N回目の走査1で検出
図13(C)の走査角度θ2=60[deg]、(N+1)回目の走査1で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vxa=120[km/h]
物体の移動速度Vxc[km/h]
移動体と物体の相対速度Vxs[km/h]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1における検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における検出距離d2=97.70[m]
移動体と物体の相対速度Vxsは、次の(5)式で算出できる。ここでは、θ1=θ2であるため、θ2にθ1を代入して式を簡素化している。
Vxs=Vxa−Vxc={(d1−d2)×sinθ1}/(t2−t1)・・・(5)
Vxs=Vxa−Vxc={(d1−d2)×sinθ1}/(t2−t1)・・・(5)
ここで、回転ミラーの1面当りの回転時間は、0.015[s]であるため、物体Aの任意の一の測定点が検出されてから該一の測定点が検出されるまでの時間は8走査分の時間であり、0.015[s]×8[走査]=0.12[s]となる。
したがって、移動体と物体の相対速度Vxsは、上記(5)式より、Vxs=(100.00[m]−97.70[m])×sin(2π[rad]×60[deg]/360[deg])/0.12[s]=16.60[m/s]となる。時速に換算すると、相対速度Vxs=60[km/h]となる。よって、物体の速度Vxcは、Vxc=Vxa−Vxs=120−60=60[km/h]となる。
このようにして、異なる走査で物体Aの同一画角位置(同一走査角度となる位置)を検出した結果から、移動体と物体の相対速度を算出することができる。
《実施例4》
物体検出装置100が搭載された移動体から同一距離にある、物体の隣接する位置p1、p2を同一走査で検出する例である実施例4について、図12を参照して説明する。ここでの検出は、測定制御部46によって実行可能である。
物体検出装置100が搭載された移動体から同一距離にある、物体の隣接する位置p1、p2を同一走査で検出する例である実施例4について、図12を参照して説明する。ここでの検出は、測定制御部46によって実行可能である。
物体検出装置100が搭載された移動体、物体は、それぞれ速度Vxa、Vxcで図12の矢印の方向(+X方向)に移動している。
物体検出装置100は、一の走査において、一の測定点である位置p1で物体を検出した後、次の測定点である位置p2で再び該物体を検出する。
ところで、物体検出装置100が搭載された移動体と物体の相対速度が0のとき(両者が静止しているときを含む)、検出距離d1、d2は等しくなるが、移動体と物体の相対速度が0でないとき、検出距離d1、d2は異なる。この場合、相対速度Vxsは、Vxs=Vxa−Vxc=(d1−d2)/Δtで算出することができる。
ここで、位置p1、p2の検出時間差Δtは、同一走査における隣接する2つの測定点の検出時間差であることから非常に短いため、検出距離d1、d2の差も非常に小さくなる。
この場合、上述した実施例と比較して、リアルタイムに相対速度を算出することができる。ここで算出した相対速度を上述した相対速度情報として用いて、所定時間における検出距離情報の誤差を補正できる。
上記(2)式より、移動体、物体の速度を、それぞれVxa、速度Vxcとすると、移動体と物体の相対速度Vxsは、次の(6)式で算出できる。
Vxs=Vxa−Vxc=(d1×sinθ1−d2×sinθ2)/(t2−t1)・・・(6)
Vxs=Vxa−Vxc=(d1×sinθ1−d2×sinθ2)/(t2−t1)・・・(6)
[物体検出装置の制御条件]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図12における位置及び速度条件]
位置p1の走査角度θ1=80[deg]、測定タイミングt1に走査1で検出
位置p2の走査角度θ2=100[deg]、測定タイミングt2に走査1で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vxa=120[km/h]
物体の移動速度Vxc[km/h]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1における位置p1の検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における位置p2の検出距離d2=99.98[m]
回転ミラーの面数=2[面]
回転ミラーの回転速度=2000[rpm]
[図12における位置及び速度条件]
位置p1の走査角度θ1=80[deg]、測定タイミングt1に走査1で検出
位置p2の走査角度θ2=100[deg]、測定タイミングt2に走査1で検出
物体検出装置が搭載された移動体の速度Vxa=120[km/h]
物体の移動速度Vxc[km/h]
[測定時に検出された距離]
測定タイミングt1における位置p1の検出距離d1=100.00[m]
測定タイミングt2における位置p2の検出距離d2=99.98[m]
ここで、回転ミラーの1面当りの回転時間は、0.015[s]であるため、位置p1〜p2の走査時間は、0.015[s]×(100[deg]−80[deg])/360[deg]=0.000833[s]となる。
このときの移動体と物体の相対速度Vxsは、上記(6)式より、Vxs=(100.00[m]×sin(2π[rad]×80[deg]/360[deg])となる。時速に換算すると、相対速度Vxs=85[km/h]となる。よって、物体の速度Vxcは、Vxc=Vxa−Vxs=120−85=35[km/h]となる。
結果として、同一走査で物体の隣接する位置を検出した結果から、移動体と物体の相対速度Vxsを算出することができる。
このとき、物体が所定の大きさであり、さらに隣接する測定点でも検出されるときは2点間からに限らず、3点以上の検出情報から相対速度を算出することにより、検出精度を上げることができる。また、物体が同一走査において3つ以上の測定点で検出されるときは、隣接する測定点に限らず、要は、同一走査における異なる測定点での検出情報から相対速度を算出すれば良い。
図9(A)には、有効走査領域の両端付近の、移動体に搭載された物体検出装置100から同一距離の位置に物体A、Bがある(静止している)場合が示されている。また、ここでは、図9(B)及び図9(C)に示されるように、有効走査領域の測定点を走査1〜8の8つの走査に分けて検出する。例えば、図9(A)の走査開始側の最初の測定点a、走査終了側の最初の測定点eは走査1で検出し、走査開始側の最後の測定点c、走査終了側の最後の測定点bは走査8で検出する。図9(A)では、走査1で最初に検出される測定点aと走査8で最初に検出される測定点cとの間に走査2〜7で最初に検出される6個の測定点(不図示)が存在し、走査1で最後に検出される測定点eと走査8で最後に検出される測定点bとの間に走査2〜7で最後に検出される6個の測定点(不図示)が存在する。走査2〜7についても同様のことが言える。
さらに、物体検出装置100が搭載された移動体が速度Vxで図9(A)の矢印の方向(+X方向)に移動している。
このときの物体A、Bの検出距離情報は、図9(B)のようになる。走査1では、走査開始点(測定点a)に対して走査終了点(測定点e)では、移動体が走査時間差で移動した分だけ検出距離が僅かに近くなる。同様に、走査1〜8の走査間では、移動体が走査間の時間差で移動した分だけ検出距離が近くなる。各測定点での検出距離情報は8走査後に該測定点が次に検出されるまで更新されない。したがって、各測定点の測定タイミングでの検出距離情報と、該測定点が次に検出されるまでの実際の距離情報に誤差が生じる。図9(C)には、走査8の最終の測定点bの測定タイミング(検出時)における、物体A、Bの実際の距離が示されている。
図9(B)と図9(C)を比較してわかるように、各測定点の測定タイミングでの検出距離情報と、任意の時間(現時点)での実際の距離情報に誤差が生じる。
理想的には、測定点毎に検出距離情報が得られたものから順に更新することが望ましいが、処理時間及び処理負荷から考えると困難である。
そこで、各測定点の検出時から次の検出時まで(検出周期が経過する前)の所定のタイミングで検出距離情報を更新することで、処理負荷をかけずに検出距離の誤差を低減することができる。図9(C)には、有効走査領域の全測定点の検出が終了したタイミングで、検出距離情報の誤差を補正し更新した例が示され、次のような利点がある。
ここで、図14のタイミング図から分かるように、図1に示される偏向器としての2面の回転ミラー26が半周する毎に同期検知用PD54で光が受光され、その受光信号(出力信号)がPD出力検出部56で検出され、各走査の開始基準となる同期信号が出力される。
回転ミラー26による光の偏向範囲は、同期信号が出力されてから一の走査の走査開始タイミングまで(最初の測定点でパルス光が射出されるまで)の範囲Aと、該走査におけるパルス光が所定時間間隔で射出される、有効走査領域に対応する範囲Bと、該走査における走査終了タイミングから(最後の測定点でパルス光が射出されてから)、次の同期信号が出力されるまでの範囲Cに分けられる。
図14から明らかなように、回転ミラー26の構造により、走査終了タイミングから次の走査開始タイミングまでは、同期信号の出力間隔に対して十分長い時間、検出(測定)が実行されない範囲、すなわち範囲Cに次の同期信号の出力時から次の走査開始タイミングまでの範囲を加えた範囲がある。
また、図15のフローチャートに示されるように、有効走査領域の全測定点(全走査位置)の検出が終了したタイミング(有効走査領域の最後の測定点の検出終了タイミング)で、検出距離情報の誤差を補正、更新すると、検出の区切りのタイミングであると共に、上述した測定を行わない範囲で補正演算処理をまとめて行うより十分な処理時間を得ることができる。すなわち、物体の距離情報検出処理と、検出した距離情報の誤差を補正する処理(以下では距離情報誤差補正処理とも称する)を分散することができる。
図15を参照して、物体検出装置100の制御の一例について簡単に説明する。図15のフローチャートは、物体検出装置100が有する不図示のCPUによって実行される処理アルゴリズムに対応している。ここでは、上述のように有効走査領域の全測定点が複数の走査に分けて検出される。
最初のステップS1では、LDを同期点灯させる。すなわち、回転ミラー26で反射された光を同期検知用PD54に入射させる。この処理は、同期信号が入力されたときに実行される。
次のステップS2では、パルス点灯タイミングであるか否かを判断する。ここでの判断は、パルス点灯信号が入力されたときに肯定される。ステップS2での判断が肯定されると、ステップS3に移行する。一方、ステップS2での判断が否定されると、同じ判断を再び行う。
ステップS3では、LDをパルス点灯する。これにより、有効走査領域の複数の測定点(走査位置)でLDが発光し、該複数の測定点が検出される。
次のステップS4では、時間計測用PD42の受光信号を検出する。具体的には、時間計測用PD42の受光信号の立ち上がり波形部をPD出力検出部44で検出する。
次のステップS5では、検出距離を算出する。具体的には、測定制御部46において、LDの発光タイミング(パルス点灯信号の立ち上がりタイミング)とPD出力検出部44の検出信号の立ち上がりタイミングとの時間差から物体までの往復距離を算出する。
次のステップS6では、走査最終点を検出したか否かを判断する。すなわち、一の走査における最後の測定点の検出が行われたか否かを判断する。ステップS6での判断が肯定されると、ステップS7に移行する。一方、ステップS6での判断が否定されると、ステップS2に戻る。
ステップS7では、全走査最終点を検出したか否かを判断する。すなわち、最後の走査における最後の測定点の検出が終了したか否かを判断する。ステップS7での判断が肯定されると、ステップS8に移行する。一方、ステップS7での判断が否定されると、ステップS1に移行する。
ステップS8では、検出距離の誤差を補正する。具体的には、上述のように補正距離(実際の距離)を算出し、検出距離を補正距離に更新する。
次のステップS9では、測定終了か否かを判断する。ここでの判断は、例えば、物体検出装置100が搭載された移動体が停止したとき等に肯定される。ステップS9での判断が肯定されると、フローは終了する。一方、ステップS9での判断が否定されると、ステップS1に戻る。
図16(A)には、有効走査領域の両端付近に同一距離となるように物体A、Bが配置されている(静止している)例が示されている。また、図16(B)〜図17(B)では、有効走査領域の全測定点を走査1〜8の8つの走査に分けて検出を行っている。例えば、図16(A)において、走査開始側の最初の測定点a、走査終了側の最初の測定点eを走査1で検出し、走査開始側の最後の測定点c、走査終了側の最後の測定点bを走査8で検出する。図16(A)では、走査1で最初に検出される測定点aと走査8で最初に検出される測定点cとの間に走査2〜7で最初に検出される6つの測定点(不図示)が存在し、走査1で最後に検出される測定点eと走査8で最後に測定される測定点bとの間に走査2〜7で最後に検出される6つの測定点(不図示)が存在する。走査2〜7についても同様である。
さらに、物体検出装置100が搭載された移動体は、図16(A)の矢印方向(+X方向)に速度Vxで移動している。
このときの検出距離情報は、図16(B)のようになる。走査1〜8の各走査では、走査開始点に対して走査終了点では、移動体が走査時間差で移動した分だけ検出距離が僅かに短くなる。
同様に、走査1〜8の走査間では、移動体が走査間の時間差で移動した分だけ検出距離が短くなる。これらの検出距離情報は各測定点において8走査した後に再度測定されるまで更新されない。
したがって、所定タイミングにおいて検出した検出距離情報と、任意の時間における実際の距離情報に誤差が生じる。
そこで、各測定点の検出時から検出周期が経過するよりも早い任意のタイミングで検出距離を補正距離に更新することで、検出距離の誤差を低減することができる。
図17(A)には、有効走査領域に対する走査1の最終測定点の検出時に走査1の各測定点の検出距離情報の誤差を補正する例が示されている。また、図17(B)には、有効走査領域に対する走査8の最終測定点の検出時に走査8の各測定点の検出距離情報の誤差を補正する例が示されている。図17(A)及び図17(B)では、有効走査領域に対する各走査毎に該走査で検出される全測定点の検出距離情報の誤差を補正しているが、前述した検出距離情報の誤差を補正する方法のように、有効走査領域に対する全走査の終了時に有効走査領域の全測定点の検出距離情報の誤差を補正しても良い。但し、各走査の最終測定点の検出時に検出距離情報の誤差を補正することでも、同様に次のような利点がある。
すなわち、図18のフローチャートに示されるように、有効走査領域の各走査の最終測定点の検出時(各走査の最後の測定点の検出時)で、検出距離情報の誤差を補正すると、測定の区切りのタイミングであると共に、上述した測定が実行されない範囲(図14参照)で補正演算処理をまとめて行う十分な処理時間を得ることができる。すなわち、物体の距離検出処理と距離情報誤差補正処理を分散することができる。
図18を参照して、物体検出装置100の制御の他の例について簡単に説明する。図18のフローチャートは、物体検出装置100が有する不図示のCPUによって実行される処理アルゴリズムに対応している。ここでは、上述のように有効走査領域の全測定点が複数の走査に分けて検出される。
最初のステップS11では、LDを同期点灯させる。すなわち、回転ミラー26で反射された光を同期検知用PD54に入射させる。この処理は、同期信号が入力されたときに実行される。
次のステップS12では、パルス点灯タイミングであるか否かを判断する。ここでの判断は、パルス点灯信号が入力されたときに肯定される。ステップS12での判断が肯定されると、ステップS13に移行する。一方、ステップS12での判断が否定されると、同じ判断を再び行う。
ステップS13では、LDをパルス点灯する。これにより、有効走査領域の複数の測定点(走査位置)でLDが発光し、該複数の測定点が検出される。
次のステップS14では、時間計測用PD42の受光信号を検出する。具体的には、時間計測用PD42の受光信号の立ち上がり波形部をPD出力検出部44で検出する。
次のステップS15では、検出距離を算出する。具体的には、測定制御部46において、LDの発光タイミング(パルス点灯信号の立ち上がりタイミング)とPD出力検出部44の検出信号の立ち上がりタイミングとの時間差から物体までの往復距離を算出する。
次のステップS16では、走査最終点を検出したか否かを判断する。すなわち、一の走査における最後の測定点の検出が行われたか否かを判断する。ステップS16での判断が肯定されると、ステップS17に移行する。一方、ステップS16での判断が否定されると、ステップS12に戻る。
ステップS17では、検出距離の誤差を補正する。具体的には、上述のように補正距離(実際の距離)を算出し、検出距離を補正距離に更新する。
次のステップS18では、測定終了か否かを判断する。ここでの判断は、例えば、物体検出装置100が搭載された移動体が停止したとき等に肯定される。ステップS18での判断が肯定されると、フローは終了する。一方、ステップS18での判断が否定されると、ステップS11に戻る。
ところで、物体検出装置に対して、単に高精度の距離測定を行う場合と異なり、車載用途においては、物体の有無、移動速度、大きさ、これらの情報から物体の特定等が要求される。このとき、物体との距離情報は必要であるが、装置から近い位置に物体がある場合と比較して、リアルタイムで例えば数十センチメートル程度の高精度の距離情報は一般的に必要とされない。
そこで、図19に示されるように、予め設定した補正実行判定距離未満の距離で物体が検出された場合には、前述した検出誤差の補正を行い、補正実行判定距離以上の距離で物体が検出された場合には、演算処理負荷低減のために、検出誤差の補正を行わず、次の検出時(同一測定点の検出情報を得るタイミング)で距離情報を更新しても良い。
なお、補正実行判定距離は、移動体の速度やその他の使用状況、使用環境等によって、可変制御しても良い。
図20には、物体検出装置100を備えるセンシング装置1000が示されている。センシング装置1000は、移動体に搭載され、物体検出装置100に加えて、該物体検出装置100に電気的に接続された監視制御装置300を備えている。物体検出装置100は、車両のバンパー付近やバックミラーの近傍に取り付けられる。監視制御装置300は、物体検出装置100での検出結果に基づいて、物体の形状や大きさの推定、物体の位置情報の算出、移動情報の算出、物体の種類の認識等の処理を行って、危険の有無を判断する。そして、危険有りと判断した場合には、アラーム等の警報を発して移動体の操縦者に注意を促したり、ハンドルを切って危険を回避する指令を移動体の操舵制御部に出したり、制動をかけるための指令を移動体のECUに出す。なお、センシング装置1000は、例えば車両のバッテリから電力の供給を受ける。
なお、監視制御装置300は、物体検出装置100と一体的に設けられても良いし、物体検出装置100とは別体に設けられても良い。また、監視制御装置300は、ECUが行う制御の少なくとも一部を行っても良い。
以上説明した本実施形態の物体検出装置100は、LD、該LDを制御するLD駆動部12及びLDからの光を偏向する回転ミラー26を含み、有効走査領域内の全測定点(走査位置)でLDを発光させる光走査系200と、該光走査系200から射出され物体で反射された光を検出する検出系40と、LDの発光タイミングと検出系40の検出タイミングとに基づいて物体までの距離情報を算出する測定制御部46と、を備え、光走査系は、有効走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる測定点でLDを発光させることにより、全測定点でLDを発光させ、測定制御部46は、複数の走査のうち少なくとも一の走査においてLDが発光される少なくとも1つの測定点での距離情報を補正可能な補正系を含む。
また、本実施形態の物体検出方法では、走査領域内の全測定点(走査位置)でLDを発光させて光走査する工程と、各測定点でLDから射出され物体で反射された光を検出する工程と、LDの発光タイミングと反射された光の検出タイミングとに基づいて物体までの距離情報を算出する工程と、を含み、光走査する工程では、走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる測定点でLDを発光させることにより、全測定点でLDを発光させ、複数の走査のうち少なくとも一の走査においてLDが発光される少なくとも1つの測定点での距離情報を補正する工程を更に含む。
本実施形態の物体検出装置100及び物体検出方法によれば、有効走査領域の全測定点を複数の走査に分けて検出するため走査毎の測定点数を少なくする(測定タイミングの時間間隔を長くする)ことができ、かつ各測定点の検出時から次の検出時まで(検出周期以内)に該測定点での距離情報を補正することができる。
この結果、検出距離の長距離化と高精度化を両立させることができる。
また、物体検出装置100は移動体に搭載され、補正系は移動体と物体の相対速度情報を算出し、該相対速度情報に基づいて距離情報を補正可能である。
この場合、各測定点の検出時から次の検出時までに(検出周期以内に)、移動体と物体の相対速度情報を算出し該測定点での距離情報を補正することができ、各測定点の検出周期以内に該測定点の位置情報(距離情報)を正確に得ることができる。
また、相対速度算出手段60は、複数の走査を併せて1つの走査サイクルとしたときに、少なくとも2つの走査サイクルにおいて有効走査領域内のLDが発光される同一の測定点での距離情報から移動体と物体の相対速度情報を算出可能である。
この場合、相対速度情報の検出精度を向上させることができ、ひいては各測定点の位置情報をより正確に得ることができる。
また、相対速度算出手段60は、有効走査領域内の少なくとも2つの測定点での距離情報から移動体と物体の相対速度情報を算出可能である。
この場合、相対速度情報の検出の自由度(測定点の選択の自由度)を高めることができる。すなわち、測定点の選択(数や組み合わせ)次第で検出精度や検出時間を調整することが可能である。
また、有効走査領域内の少なくとも2つの測定点が同一の走査でLDが発光される場合、相対速度情報をより迅速に算出でき、ひいては各測定点の位置情報をより早期に得ることができる。
さらに、有効走査領域内の少なくとも2つの測定点が隣接している場合、相対速度情報をリアルタイムに算出でき、ひいては各測定点の位置情報をほぼリアルタイムに得ることができる。
また、補正系は、光走査系により全測定点でLDが発光された後、距離情報を補正可能である。
この場合、有効走査領域の全測定点の検出を終了したタイミングで、既に検出したすべての測定点の検出距離情報の誤差を補正できるため、リフレッシュレート毎に物体の位置情報を正確に把握することができる。また、回転ミラー26の現在の反射面(走査面)で測定する最終の測定点から、次の走査面で測定する最初の測定点までの時間で検出距離情報の誤差を補正できるので、十分な補正演算時間を得ることができる。
また、補正系は、光走査系により複数の走査それぞれにおける最後の測定点でLDが発光された後、距離情報を補正可能である。
この場合、一の走査で測定する全測定点の検出を終了したタイミングで、既に検出したすべての測定点の検出距離情報の誤差を補正できるので、全測定点の計測が終了するより早い周期で物体の位置情報を正確に得ることができる。また、回転ミラー26の現在の走査面(反射面)で測定する最終の測定点から、次の走査面で測定する最初の測定点までの時間で検出距離情報の誤差を補正できるので、十分な補正演算時間を得ることができる。
また、補正系は、補正対象の少なくとも1つの測定点での距離情報が閾値(補正実行判定距離)以上である場合に、該距離情報の補正を行わない。
この場合、物体との距離が長いような衝突等の危険回避に十分な時間があるときには、物体の有無の判断のみ行い、検出誤差の補正を行わないので、制御処理負荷を低減することができる。
また、光走査系は、有効走査領域外でLDを発光させたときの該LDからの光を受光する同期検知用PD54及びPD出力検出部56を含む受光系(同期系50)を更に有し、光走査系は、受光系の出力信号(同期信号)に基づいて、複数の走査それぞれにおける有効走査領域に対する走査開始タイミングを決定する。
この場合、例えば回転ミラー26の回転角度位置を検出するためのロータリーエンコーダ等が不要なので、装置を小型化、特に薄型化することができる。
また、光走査系は、複数の走査において受光系の出力信号に遅延する周期的なパルス信号を該出力信号に対する遅延時間を走査間で異ならせてLDに出力することにより、有効走査領域内の全測定点でLDを発光させる。
この場合、有効走査領域内の全測定点を簡素な方法で間引き走査できる。
また、物体検出装置100と、該物体検出装置100の出力に基づいて、物体の有無、物体の位置、及び物体の移動速度の少なくとも1つを求める監視制御装置300と、を備えるセンシング装置1000によれば、検出距離の長距離化と高精度化を両立させることができる。
また、センシング装置1000は移動体に搭載され、監視制御装置300は物体の位置情報及び移動情報の少なくとも一方に基づいて危険の有無を判断するため、例えば移動体の操縦制御系、速度制御系等に危険回避のための有効な情報を提供することができる。
また、物体検出装置100と、該物体検出装置100が搭載される移動体と、を備える移動体装置は、衝突安全性に優れる。
また、センシング装置1000と、該センシング装置1000が搭載される移動体と、を備える移動体装置は、衝突安全性に優れる。
なお、上記実施形態の物体検出装置100において、有効走査領域の全測定点を複数の走査に分けて検出する場合、要は、必要に応じて、該複数の走査のうち少なくとも一の走査においてLDが発光される少なくとも1つの測定点での検出距離を補正すれば良い。
例えば、一の走査において、有効走査領域の両端及び中央の複数(例えば3つ)の測定点での検出距離のみを補正しても良い。この場合、例えば、有効走査領域の他の測定点での検出距離を3つの補正距離に対する線形近似により補正しても良い。
また、上記実施形態では、検出距離を走査の切れ目(各走査の終了時や全走査の終了時)に補正しているが、これに限らず、例えば、少なくとも1つの走査の途中で補正しても良い。
また、上記実施形態では、移動体や物体がX軸方向の速度成分のみを有している場合について説明したが、Y軸方向、Z軸方向の速度成分を有している場合も、同様の手法により、物体の検出、検出距離の補正等を行うことができる。
また、上記実施形態の物体検出装置の構成は、適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、光源として、単一のLDを用いているが、これに限られない。例えば、複数のLDが1次元又は2次元に配列されたLDアレイ、VCSEL(面発光レーザ)、VCSELが1次元又は2次元に配列されたVCSELアレイ、半導体レーザ以外のレーザ、レーザ以外の光源などを用いても良い。複数のLDが1次元配列されたLDアレイとしては、複数のLDが積層されたスタック型のLDアレイや複数のLDが横に並べられたLDアレイが挙げられる。
また、投光光学系は、カップリングレンズを有していなくても良いし、他のレンズを有していても良い。
また、投光光学系、受光光学系は、反射ミラーを有していなくても良い。すなわち、LDからの光を、光路を折り返さずに回転ミラーに入射させても良い。
また、受光光学系は、受光レンズを有していなくも良いし、他の光学素子(例えば集光ミラー)を有していても良い。
また、偏向器として、回転ミラーに代えて、例えば、ポリゴンミラー(回転多面鏡)、ガルバノミラー、MEMSミラー等の他のミラーを用いても良い。
また、同期系は、同期レンズを有していなくも良いし、他の光学素子(例えば集光ミラー)を有していても良い。
また、上記実施形態では、物体検出装置が搭載される移動体として自動車を例に説明したが、該移動体は、自動車以外の車両、航空機、船舶等であっても良い。
また、以上の説明で用いた具体的な数値、形状などは、一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なことは言うまでもない。
以上の説明から明らかなように、上記実施形態の物体検出装置、物体検出方法、センシング装置は、物体までの距離を測定する所謂Time of Flight(TOF)法を用いた技術であり、移動体におけるセンシングの他、モーションキャプチャ技術、測距計、3次元形状計測技術などの産業分野などで幅広く用いられる。すなわち、本発明の物体検出装置は、必ずしも移動体に搭載されなくても良い。
以下に、発明者が上記実施形態を発案するに至った思考プロセスを説明する。
近年、走行中の車両の前方の物体の有無や、その物体までの距離を検出する車載装置として、レーザレーダの開発が盛んに行われている。レーザレーダ用の光学系としては様々なものが知られているが、特許文献1〜4に開示されているように、光源から射出されたレーザ光を回転ミラーで走査し、物体で反射もしくは散乱された光を再度、回転ミラーを介して光検出器で検出することで、所望の範囲の物体の有無やその物体までの距離を検出できる。このように、光源からのレーザ光と、光検出器で検出できる検出可能領域の両方を走査する走査型レーザレーダは、検出が必要な部分のみにレーザ光を集中できるので、検出精度や検出距離の点で有利であり、また、光検出器で検出可能な領域も最小限にすることができるため、光検出器のコスト的にも有利である。
ここで、有効走査領域の角度位置を高精度に決めるための方法として、例えば特開2006−215483号公報に記載のように、同期検知用PDを用いる方式がある。この同期検知用PDを用いる方式は、回転ミラーの回転方向上流側に同期検知用PDを設け、その同期検知用PDで信号を検出してからある一定タイミング後に光走査を開始するものである。
しかし、この方式では、検出距離を長くするためにLD出力を上げるためにはLDのデューティ仕様の制約によりパルス光を射出する間隔を長くする必要があり、有効走査領域の測定点数を多く取るためには複数の走査に分けてパルス光を射出する必要がある。
そこで、有効走査領域の全測定点を複数の走査に分けて検出すると、所定時間において現在の位置情報と得られた検出距離情報とに誤差が生じる。特に最初の走査の測定点と、最後の走査の測定点の時間差が大きくなるため、最後に検出した測定点の検出距離情報は現在の距離を正確に得ているが、最初に検出した測定点の検出距離情報は、移動体や物体が移動しているときは、この誤差が大きくなるという問題がある。
そこで、発明者は、このような問題に対処するために、上記実施形態を発案した。
12…LD駆動部(光源駆動部)、24…回転ミラー(偏向器)、40…検出系、46…測定制御部(処理装置)、50…同期系(受光系)、54…同期検知用PD(受光素子)、60…相対速度算出手段(補正系の一部)、62…検出距離誤差算出手段(補正系の一部)、64…補正距離算出手段(補正系の一部)、100…物体検出装置、200…光走査系、300…監視制御装置、1000…センシング装置。
Claims (17)
- 光源、該光源を駆動する光源駆動部及び前記光源からの光を偏向する偏向器を含み、走査領域内の複数の走査位置で前記光源を発光させる光走査系と、
前記光走査系から射出され物体で反射された光を検出する検出系と、
前記光源の発光タイミングと前記検出系の検出タイミングとに基づいて前記物体までの距離情報を算出する処理装置と、を備え、
前記光走査系は、前記走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる前記走査位置で前記光源を発光させることにより、前記複数の走査位置で前記光源を発光させ、
前記処理装置は、前記複数の走査のうち少なくとも一の走査において前記光源が発光される少なくとも1つの前記走査位置での前記距離情報を補正する補正系を含むことを特徴とする物体検出装置。 - 前記光走査系は、前記走査領域外で前記光源を発光させたときの該光源からの光を受光する受光系を更に含み、
前記光走査系は、前記受光系の出力信号に基づいて、前記複数の走査それぞれにおける前記走査領域に対する走査開始タイミングを決定することを特徴とする請求項1に記載の物体検出装置。 - 前記光走査系は、前記複数の走査において前記出力信号に遅延する周期的なパルス信号を前記出力信号に対する遅延時間を走査間で異ならせて前記光源に出力することにより、前記複数の走査位置で前記光源を発光させることを特徴とする請求項2に記載の物体検出装置。
- 前記補正系は、前記少なくとも1つの走査位置での距離情報を、該距離情報が算出されてから該走査位置で次に前記光源が発光されるまでに補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の物体検出装置。
- 移動体に搭載され、
前記補正系は、前記移動体と前記物体の相対速度情報に基づいて前記少なくとも1つの走査位置での距離情報を補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の物体検出装置。 - 前記補正系は、前記複数の走査を併せて1つの走査サイクルとしたときに、少なくとも2つの走査サイクルにおいて前記走査領域内の前記光源が発光される同一の前記走査位置での前記距離情報から前記相対速度情報を算出することを特徴とする請求項5に記載の物体検出装置。
- 前記補正系は、前記複数の走査を併せて1つの走査サイクルとしたときに、同一の前記走査サイクルで前記光源が発光される少なくとも2つの前記走査位置での距離情報から前記相対速度情報を算出することを特徴とする請求項5に記載の物体検出装置。
- 前記少なくとも2つの前記走査位置は、同一の前記走査で前記光源が発光されることを特徴とする請求項7に記載の物体検出装置。
- 前記少なくとも2つの前記走査位置は、隣接していることを特徴とする請求項8に記載の物体検出装置。
- 前記補正系は、前記光走査系により前記複数の走査位置で前記光源が発光された後、前記距離情報を補正することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の物体検出装置。
- 前記補正系は、前記光走査系により前記複数の走査それぞれにおける最後の前記走査位置で前記光源が発光された後、前記距離情報を補正することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の物体検出装置。
- 前記補正系は、前記少なくとも1つの走査位置での距離情報が閾値以上である場合に、該距離情報の補正を行わないことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の物体検出装置。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置の出力に基づいて、物体の有無、物体の位置、及び物体の移動速度の少なくとも1つを求める監視制御装置と、を備えるセンシング装置。 - 前記監視制御装置は、前記物体の位置情報及び移動情報の少なくとも一方に基づいて危険の有無を判断することを特徴とする請求項13に記載のセンシング装置。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置が搭載される移動体と、を備える移動体装置。 - 走査領域内の複数の走査位置で光源を発光させて光走査する工程と、
前記走査位置で前記光源から射出され物体で反射された光を検出する工程と、
前記光源の発光タイミングと前記光の検出タイミングとに基づいて前記物体までの距離情報を算出する工程と、を含み、
前記光走査する工程では、前記走査領域に対する複数の走査で走査毎に異なる前記走査位置で前記光源を発光させることにより、前記複数の走査位置で前記光源を発光させ、
前記複数の走査のうち少なくとも一の走査において前記光源が発光される少なくとも1つの前記走査位置での前記距離情報を補正する工程を更に含むことを特徴とする物体検出方法。 - 前記補正する工程では、前記少なくとも1つの走査位置での距離情報を、該距離情報が算出されてから該走査位置で次に前記光源が発光されるまでに補正することを特徴とする請求項16に記載の物体検出方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018105746A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | パイオニア株式会社 | 計測装置及び制御方法 |
CN110244311A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达接收装置、激光雷达系统和激光测距方法 |
WO2020121403A1 (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 三菱電機株式会社 | 測距補正装置、測距補正システム、測距補正方法、および測距補正プログラム |
JP2020536245A (ja) * | 2017-10-03 | 2020-12-10 | レッダーテック インコーポレイテッド | 全波形マルチパルス光学式距離計器 |
JP2021032848A (ja) * | 2019-08-29 | 2021-03-01 | 株式会社東芝 | 距離計測装置、距離計測方法、及び速度計測装置 |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE46672E1 (en) | 2006-07-13 | 2018-01-16 | Velodyne Lidar, Inc. | High definition LiDAR system |
US20160146600A1 (en) * | 2013-11-22 | 2016-05-26 | Shervin Taghavi Larigani | Novel technique of displacement and rotation measurement |
US10627490B2 (en) | 2016-01-31 | 2020-04-21 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
EP3220164B1 (de) * | 2016-03-14 | 2018-03-07 | Sick Ag | Verfahren zum betreiben eines abstandsmessenden überwachungssensors und überwachungssensor |
WO2017164989A1 (en) | 2016-03-19 | 2017-09-28 | Velodyne Lidar, Inc. | Integrated illumination and detection for lidar based 3-d imaging |
JP6654087B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2020-02-26 | 株式会社デンソーウェーブ | 物体検知装置及び物体検知プログラム |
CA3024510C (en) | 2016-06-01 | 2022-10-04 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pixel scanning lidar |
JP6736682B2 (ja) * | 2016-10-24 | 2020-08-05 | パイオニア株式会社 | センサ装置、センシング方法、プログラム及び記憶媒体 |
CA3057988A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Velodyne Lidar, Inc. | Integrated lidar illumination power control |
WO2018208843A1 (en) | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Velodyne Lidar, Inc. | Lidar data acquisition and control |
JPWO2019065484A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2020-11-12 | パイオニア株式会社 | 測距装置及び光走査装置 |
US11294041B2 (en) * | 2017-12-08 | 2022-04-05 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system |
CN108089202A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-05-29 | 徐薇 | 地铁屏蔽门限界区智能防夹检测报警装置和方法 |
CN108020846A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-11 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 一种可探测障碍物方位的传感器避障系统及方法 |
DE102018206014A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Osram Gmbh | Abstandsmesseinheit |
US10712434B2 (en) | 2018-09-18 | 2020-07-14 | Velodyne Lidar, Inc. | Multi-channel LIDAR illumination driver |
US11082010B2 (en) | 2018-11-06 | 2021-08-03 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for TIA base current detection and compensation |
US11885958B2 (en) | 2019-01-07 | 2024-01-30 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror |
CN110109145B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-11-10 | 北京云迹科技有限公司 | 基于多线激光雷达的行驶区域检测方法及装置 |
CN114341664A (zh) * | 2019-09-04 | 2022-04-12 | 株式会社电装 | 光测距装置 |
KR20220027541A (ko) | 2020-08-27 | 2022-03-08 | 삼성전자주식회사 | 시간 지연된 국부 발진 광을 이용한 라이다 장치 및 그 작동 방법 |
CN112752986B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-08 | 华为技术有限公司 | 雷达测距方法和装置 |
CN112379354B (zh) * | 2020-11-16 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种mems扫描激光雷达系统的时间误差自标定方法 |
CN112289039A (zh) * | 2020-11-29 | 2021-01-29 | 杭州晶一智能科技有限公司 | 基于激光雷达的人行道行人检测方法 |
CN115676565B (zh) * | 2022-10-12 | 2023-11-21 | 宁波微科光电股份有限公司 | 一种基于镭射智能光幕的电梯门开闭保护方法与系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10115680A (ja) * | 1996-10-14 | 1998-05-06 | Dx Antenna Co Ltd | 物体検出装置 |
JP2005216160A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Secom Co Ltd | 画像生成装置、侵入者監視装置及び画像生成方法 |
US20090303026A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Mando Corporation | Apparatus, method for detecting critical areas and pedestrian detection apparatus using the same |
JP2010210522A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Sogo Keibi Hosho Co Ltd | レーザレンジセンサのタイムスタンプ機能付加装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020140924A1 (en) * | 1999-01-08 | 2002-10-03 | Richard J. Wangler | Vehicle classification and axle counting sensor system and method |
JP4673078B2 (ja) | 2005-02-07 | 2011-04-20 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP5598831B2 (ja) | 2007-09-05 | 2014-10-01 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置 |
JP5082704B2 (ja) | 2007-09-13 | 2012-11-28 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
JP5660429B2 (ja) | 2009-09-18 | 2015-01-28 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
JP5251858B2 (ja) | 2009-12-21 | 2013-07-31 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
JP5617554B2 (ja) | 2010-11-17 | 2014-11-05 | 株式会社デンソー | 距離測定装置、および距離測定プログラム |
US9335415B2 (en) * | 2012-10-31 | 2016-05-10 | The Boeing Company | Modulated laser range finder and method |
-
2015
- 2015-01-16 JP JP2015006719A patent/JP2016133341A/ja active Pending
-
2016
- 2016-01-15 US US14/996,778 patent/US10082564B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10115680A (ja) * | 1996-10-14 | 1998-05-06 | Dx Antenna Co Ltd | 物体検出装置 |
JP2005216160A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Secom Co Ltd | 画像生成装置、侵入者監視装置及び画像生成方法 |
US20090303026A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Mando Corporation | Apparatus, method for detecting critical areas and pedestrian detection apparatus using the same |
JP2010210522A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Sogo Keibi Hosho Co Ltd | レーザレンジセンサのタイムスタンプ機能付加装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SICK AG, "TELEGRAMS FOR CONFIGURING AND OPERATING THE LMS2XX LASER MEASUREMENT SYSTEMS", JPN6018034827, 2006, pages 16 - 19, ISSN: 0004015792 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018105746A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | パイオニア株式会社 | 計測装置及び制御方法 |
JP2021185368A (ja) * | 2016-12-27 | 2021-12-09 | パイオニア株式会社 | 走査方法の決定方法、および計測方法 |
JP2020536245A (ja) * | 2017-10-03 | 2020-12-10 | レッダーテック インコーポレイテッド | 全波形マルチパルス光学式距離計器 |
WO2020121403A1 (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 三菱電機株式会社 | 測距補正装置、測距補正システム、測距補正方法、および測距補正プログラム |
JPWO2020121403A1 (ja) * | 2018-12-11 | 2021-04-08 | 三菱電機株式会社 | 測距補正装置、測距補正システム、測距補正方法、および測距補正プログラム |
CN110244311A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达接收装置、激光雷达系统和激光测距方法 |
US11768278B2 (en) | 2019-06-28 | 2023-09-26 | Suteng Innovation Technology Co., Ltd. | Lidar receiving apparatus, lidar system and laser ranging method |
JP2021032848A (ja) * | 2019-08-29 | 2021-03-01 | 株式会社東芝 | 距離計測装置、距離計測方法、及び速度計測装置 |
JP7379021B2 (ja) | 2019-08-29 | 2023-11-14 | 株式会社東芝 | 距離計測装置、距離計測方法、及び速度計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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