JP2016170053A - Laser radar device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザレーダ装置に関し、特に、検出精度を向上させるようにしたレーザレーダ装置に関する。 The present invention relates to a laser radar device, and more particularly to a laser radar device that improves detection accuracy.
従来、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に投光し、物体からの反射光を受光手段により受光し、測定光の投光時刻と反射光の受光時刻との差に基づいて物体までの距離を測定する距離測定装置が知られている。このような距離測定装置では、受光した反射光の強度に応じた受光信号が受光手段より出力され、その受光信号が増幅される。そして、増幅後の受光信号がピークとなる時刻が受光時刻とみなされ、測定光の投光時刻との差が検出される。 Conventionally, measurement light, which is pulsed laser light, is projected onto a predetermined monitoring area, reflected light from an object is received by a light receiving means, and based on the difference between the measurement light projection time and the reflected light reception time. A distance measuring device that measures the distance to an object is known. In such a distance measuring device, a light reception signal corresponding to the intensity of the received reflected light is output from the light receiving means, and the light reception signal is amplified. Then, the time at which the amplified light reception signal peaks is regarded as the light reception time, and a difference from the measurement light projection time is detected.
また、従来、受光時刻の検出精度を向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献1では、受光信号の波形が所定の閾値と交わる2つの時刻(以下、交差時刻と称する)の中間の中間時刻に基づいて、受光信号がピークとなる受光時刻を求める技術が提案されている。具体的には、2つの交差時刻の幅であって受信強度により変動する時間幅と、受光時刻と中間時刻との差である補正時間との間の対応関係を示すデータが予め求められる。そして、時間幅と中間時刻が測定され、測定された時間幅に対応する補正時間が上記のデータから求められ、測定された中間時刻を求めた補正時間で補正することにより、受光時刻が求められる。
Conventionally, techniques for improving the detection accuracy of the light reception time have been proposed. For example,
さらに、例えば、受光信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られた離散的なサンプリングデータを用いて補間演算を行うことにより、受光信号がピークとなる受光時刻を検出する方法が知られている。 Furthermore, for example, a method for detecting a light reception time at which a light reception signal reaches a peak is known by performing an interpolation operation using discrete sampling data obtained by sampling the light reception signal at a predetermined time interval. .
一方、受光信号の増幅時に波形の歪みが生じ、受光信号のピーク位置がずれてしまう。そのため、特許文献1に記載の技術や補間演算を用いても、受光信号の波形の歪みにより、受光信号がピークとなる受光時刻を正確に検出することは困難である。
On the other hand, waveform distortion occurs when the received light signal is amplified, and the peak position of the received light signal is shifted. Therefore, it is difficult to accurately detect the light reception time at which the light reception signal reaches a peak due to the distortion of the waveform of the light reception signal even if the technique and the interpolation calculation described in
そこで、本発明は、レーザレーダ装置の検出精度を向上させるようにするものである。特に、受光信号をサンプリングして得られる受光値を用いて距離を測定するレーザレーダ装置の検出精度を向上させるようにするものである。 Therefore, the present invention is to improve the detection accuracy of the laser radar device. In particular, the detection accuracy of a laser radar device that measures a distance using a light reception value obtained by sampling a light reception signal is improved.
本発明の一側面のレーザレーダ装置は、パルス状のレーザ光である測定光を投光する投光部と、測定光の反射光を受光する受光素子を備える受光部と、受光素子からの受光信号を所定のサンプリング間隔で設定されている複数のサンプリング時刻毎にサンプリングすることにより受光値を検出する測定部と、複数のサンプリング時刻における複数の受光値を用いて所定の補間演算を行うことにより、受光信号がピークとなるピーク時刻に対応する距離である検出距離を検出するピーク検出部と、検出距離毎に設定されており、検出距離の補正に用いる補正量を示す補正情報を記憶する記憶部と、補正情報に基づいて、検出距離を補正する補正部とを備え、補正量は、サンプリング間隔の間にレーザ光が進む距離の半分の距離であるサンプリング間隔距離だけ検出距離が増減する毎に同じ値となる。 A laser radar device according to one aspect of the present invention includes a light projecting unit that projects measurement light that is pulsed laser light, a light receiving unit that includes a light receiving element that receives reflected light of the measurement light, and light reception from the light receiving element. By measuring the received light value by sampling the signal at a plurality of sampling times set at a predetermined sampling interval, and performing a predetermined interpolation calculation using a plurality of received light values at the plurality of sampling times , A peak detection unit for detecting a detection distance that is a distance corresponding to a peak time when the received light signal reaches a peak, and a memory that stores correction information that is set for each detection distance and indicates a correction amount that is used to correct the detection distance And a correction unit that corrects the detection distance based on the correction information, and the correction amount is half the distance that the laser beam travels during the sampling interval. Detection distance interval distance is equal for each increase or decrease.
本発明の一側面のレーザレーダ装置においては、パルス状のレーザ光である測定光が投光され、測定光の反射光が受光され、受光信号を所定のサンプリング間隔で設定されている複数のサンプリング時刻毎にサンプリングすることにより受光値が検出され、複数のサンプリング時刻における複数の受光値を用いて所定の補間演算を行うことにより、受光信号がピークとなるピーク時刻に対応する距離である検出距離が検出され、検出距離毎に設定されており、検出距離の補正に用いる補正量であって、サンプリング間隔の間にレーザ光が進む距離の半分の距離であるサンプリング間隔距離だけ検出距離が増減する毎に同じ値となる補正量を示す補正情報に基づいて、検出距離が補正される。 In the laser radar device according to one aspect of the present invention, measurement light that is pulsed laser light is projected, reflected light of the measurement light is received, and a plurality of samplings in which the received light signal is set at a predetermined sampling interval. The light reception value is detected by sampling at each time, and the detection distance that is the distance corresponding to the peak time at which the light reception signal peaks by performing a predetermined interpolation calculation using a plurality of light reception values at a plurality of sampling times. Is set for each detection distance, and is a correction amount used to correct the detection distance, and the detection distance increases or decreases by the sampling interval distance that is half the distance traveled by the laser beam during the sampling interval. The detection distance is corrected based on the correction information indicating the correction amount having the same value every time.
従って、レーザレーダ装置の検出精度が向上する。特に、受光信号をサンプリングして得られる受光値を用いて距離を測定するレーザレーダ装置の検出精度が向上する。 Therefore, the detection accuracy of the laser radar device is improved. In particular, the detection accuracy of a laser radar device that measures a distance using a light reception value obtained by sampling a light reception signal is improved.
この投光部は、例えば、駆動回路、発光素子、投光光学系等により構成される。この受光素子は、例えば、フォトダイオードからなる。この測定部は、例えば、A/Dコンバータにより構成される。このピーク検出部、補正部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。 For example, the light projecting unit includes a drive circuit, a light emitting element, a light projecting optical system, and the like. This light receiving element is formed of, for example, a photodiode. This measurement part is comprised by A / D converter, for example. The peak detection unit and the correction unit are configured by an arithmetic device such as a microcomputer and various processors, for example.
この補正情報を、検出距離の変動幅がサンプリング間隔距離の範囲内において、検出距離と補正量との関係を示すデータとし、この補正部には、データに基づいて、検出された検出距離に対する補正量を求めさせ、求めた補正量を用いて検出距離を補正させることができる。 The correction information is data indicating the relationship between the detection distance and the correction amount within the range of the detection distance fluctuation range of the sampling distance, and the correction unit corrects the detected detection distance based on the data. The amount can be obtained, and the detected distance can be corrected using the obtained correction amount.
これにより、簡単な処理により検出距離を精度よく補正することができる。 Thereby, the detection distance can be accurately corrected by a simple process.
この補正情報には、検出距離と補正量との関係を示す関数を含ませ、この補正部には、検出された検出距離に対する補正量を関数を用いて算出させ、算出した補正量を用いて検出距離を補正させることができる。 The correction information includes a function indicating the relationship between the detection distance and the correction amount. The correction unit calculates a correction amount for the detected detection distance using the function, and uses the calculated correction amount. The detection distance can be corrected.
これにより、簡単な処理により検出距離を精度よく補正することができる。 Thereby, the detection distance can be accurately corrected by a simple process.
この受光部には、水平方向のそれぞれ異なる検出方向からの反射光を受光する複数の受光素子を設け、この測定部は、各受光素子の受光値を検出させ、このピーク検出部には、各受光素子の受光値に基づいて、検出方向毎に検出距離を検出させ、この補正情報には、検出方向毎の補正量を示させ、この補正部には、検出方向毎の補正量を用いて、各検出方向の検出距離を補正させることができる。 The light receiving unit is provided with a plurality of light receiving elements that receive reflected light from different detection directions in the horizontal direction, the measuring unit detects the light receiving value of each light receiving element, and the peak detecting unit Based on the light receiving value of the light receiving element, the detection distance is detected for each detection direction, the correction information indicates the correction amount for each detection direction, and the correction unit uses the correction amount for each detection direction. The detection distance in each detection direction can be corrected.
これにより、複数の検出方向の検出距離の検出精度が向上する。 Thereby, the detection accuracy of the detection distance in a plurality of detection directions is improved.
本発明の一側面によれば、レーザレーダ装置の検出精度を向上させることができる。特に、本発明の一側面によれば、受光信号をサンプリングして得られる受光値を用いて距離を測定するレーザレーダ装置の検出精度を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, the detection accuracy of the laser radar device can be improved. In particular, according to one aspect of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of a laser radar device that measures a distance using a light reception value obtained by sampling a light reception signal.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1.
<1.実施の形態>
{レーザレーダ装置11の構成例}
図1は、本発明を適用したレーザレーダ装置の一実施の形態であるレーザレーダ装置11の構成例を示している。
<1. Embodiment>
{Configuration example of laser radar device 11}
FIG. 1 shows a configuration example of a
レーザレーダ装置11は、例えば、車両に設けられ、その車両の前方の監視を行う。なお、以下、レーザレーダ装置11により物体の検出が可能な領域を監視領域と称する。また、以下、レーザレーダ装置11が設けられている車両を他の車両と区別する必要がある場合、自車両と称する。さらに、以下、自車両の左右方向(車幅方向)と平行な方向を水平方向と称する。
The
レーザレーダ装置11は、制御部21、測定光投光部22、受光部23、測定部24、及び、演算部25を含むように構成される。
The
制御部21は、車両制御装置12からの指令や情報等に基づいて、レーザレーダ装置11の各部の制御を行う。
The
測定光投光部22は、物体の検出に用いるパルス状のレーザ光(レーザパルス)である測定光を監視領域に投光する。
The
受光部23は、測定光の反射光を受光し、水平方向のそれぞれ異なる方向からの反射光の強度(明るさ)を検出する。そして、受光部23は、各方向の反射光の強度に応じた電気信号である複数の受光信号を出力する。
The
測定部24は、受光部23から供給されるアナログの受光信号に基づいて、受光部23における反射光に対する受光値の測定を行い、測定した受光値を示すデジタルの受光信号を演算部25に供給する。
The
演算部25は、測定部24から供給される受光値の測定結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部21及び車両制御装置12に供給する。
The
車両制御装置12は、例えば、ECU(Electronic Control Unit)等により構成され、監視領域内の物体の検出結果に基づいて、自動ブレーキ制御や運転者への警報等を行う。
The
{測定光投光部22の構成例}
図2は、レーザレーダ装置11の測定光投光部22の構成例を示している。測定光投光部22は、駆動回路101、発光素子102、及び、投光光学系103を含むように構成される。
{Configuration example of measuring light projector 22}
FIG. 2 shows a configuration example of the
駆動回路101は、制御部21の制御の下に、発光素子102の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。
The
発光素子102は、例えば、レーザダイオードからなり、駆動回路101の制御の下に、測定光(レーザパルス)の発光を行う。発光素子102から発光された測定光は、レンズ等により構成される投光光学系103を介して監視領域に投光される。
The
{受光部23の構成例}
図3は、レーザレーダ装置11の受光部23の構成例を示している。受光部23は、受光光学系201及び受光素子202−1乃至202−16を含むように構成される。
{Configuration example of light receiving unit 23}
FIG. 3 shows a configuration example of the
なお、以下、受光素子202−1乃至202−16を個々に区別する必要がない場合、単に受光素子202と称する。 Hereinafter, the light receiving elements 202-1 to 202-16 are simply referred to as the light receiving elements 202 when it is not necessary to distinguish them individually.
受光光学系201は、レンズ等により構成され、光軸が車両の前後方向を向くように設置される。そして、受光光学系201は、監視領域内の物体等により反射された測定光の反射光が入射し、入射した反射光を各受光素子202の受光面に入射させる。
The light receiving
各受光素子202は、例えば、入射した光電荷をその光量に応じた電流値の受光信号に光電変換するフォトダイオードからなる。また、各受光素子202は、受光光学系201に入射した反射光が集光する位置において、受光光学系201の光軸に対して垂直、かつ、自車両の車幅方向に平行(すなわち、水平方向)に一列に並ぶように設けられている。そして、受光光学系201に入射した反射光は、受光光学系201への水平方向の入射角度に応じて、各受光素子202に振り分けられて入射する。従って、各受光素子202は、監視領域からの反射光のうち、水平方向においてそれぞれ異なる方向からの反射光を受光する。これにより、監視領域は水平方向の複数の方向における複数の領域(以下、検出領域と称する)に分割され、各受光素子202は、それぞれ対応する検出領域からの反射光を個別に受光する。そして、受光素子202は、受光した反射光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部24に供給する。
Each light receiving element 202 is composed of, for example, a photodiode that photoelectrically converts incident photoelectric charges into a received light signal having a current value corresponding to the amount of light. Each light receiving element 202 is perpendicular to the optical axis of the light receiving
ここで、図4及び図5を参照して、各受光素子202の検出領域の具体例について説明する。図4は、レーザレーダ装置11が設けられた自車両Cを上から見た場合の各検出領域の位置を模式的に示している。図5は、受光部23を上から見た場合の各受光素子202と各検出領域との関係を模式的に示している。なお、図5では、図を分かりやすくするために、各検出領域からの反射光のうち受光光学系201のレンズの中央を通る光線のみを模式的に示している。
Here, a specific example of the detection region of each light receiving element 202 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 schematically shows the position of each detection region when the host vehicle C provided with the
各受光素子202は、自車両Cの進行方向に向かって右から受光素子202−1、202−2、202−3・・・の順に一列に並べられている。これに対して、レーザレーダ装置11の監視領域は、自車両Cの前方に放射状に広がる検出領域A1乃至A16により構成され、各検出領域は、自車両Cの進行方向に向かって左から検出領域A1、A2、A3・・・の順に並んでいる。例えば、受光素子202−1は、監視領域内の左端であって、自車両Cの左前方の斜線で示される検出領域A1からの反射光を受光する。また、受光素子202−16は、監視領域内の右端であって、自車両Cの右前方の斜線で示される検出領域A16からの反射光を受光する。さらに、受光素子202−8及び202−9は、監視領域の中央の網掛けで示される検出領域A8及びA9からの反射光を受光する。
The light receiving elements 202 are arranged in a line in the order of the light receiving elements 202-1, 202-2, 202-3... From the right in the traveling direction of the host vehicle C. On the other hand, the monitoring area of the
{測定部24の構成例}
図6は、レーザレーダ装置11の測定部24の構成例を示している。測定部24は、電流電圧変換部251、増幅部252、及び、サンプリング部253を含むように構成される。電流電圧変換部251は、トランス・インピーダンス・アンプ(TIA)261−1乃至261−16を含むように構成される。増幅部252は、プログラマブル・ゲイン・アンプ(PGA)262−1乃至262−16を含むように構成される。サンプリング部253は、A/Dコンバータ(ADC)263−1乃至263−16を含むように構成される。また、TIA261−i、PGA262−i及びADC263−i(i=1乃至16)は、それぞれ直列に接続されている。
{Configuration example of measurement unit 24}
FIG. 6 shows a configuration example of the
なお、以下、TIA261−1乃至261−16、PGA262−1乃至262−16、及び、ADC263−1乃至263−16をそれぞれ個々に区別する必要がない場合、それぞれ単にTIA261、PGA262、及び、ADC263と称する。また、以下、直列に接続されている受光素子202−iからADC263−i(i=1乃至16)までの各回路を、それぞれ受光系統iと称する。例えば、受光系統1は、受光素子202−1からADC263−1までの回路により構成される。
Hereinafter, when it is not necessary to individually distinguish TIA 261-1 through 261-16, PGA 262-1 through 262-16, and ADC 263-1 through 263-16, TIA 261, PGA 262, and ADC 263 are simply Called. Hereinafter, each circuit from the light receiving elements 202-i to ADC 263-i (i = 1 to 16) connected in series is referred to as a light receiving system i. For example, the
各TIA261は、制御部21の制御の下に、受光素子202から供給される受光信号の電流−電圧変換を行う。すなわち、各TIA261は、入力された電流としての受光信号を電圧としての受光信号に変換するとともに、制御部21により設定されたゲインで変換後の受光信号の電圧を増幅する。そして、各TIA261は、増幅後の受光信号を後段のPGA262に供給する。
Each TIA 261 performs current-voltage conversion of the light reception signal supplied from the light receiving element 202 under the control of the
各PGA262は、制御部21の制御の下に、TIA261から供給される受光信号の電圧を、制御部21により設定されたゲインで増幅し、後段のADC263に供給する。
Under the control of the
各ADC263は、受光信号のA/D変換を行う。すなわち、各ADC263は、制御部21の制御の下に、PGA262から供給されるアナログの受光信号のサンプリングを行うことにより受光値の測定を行う。そして、各ADC263は、受光値のサンプリング結果(測定結果)を示すデジタルの受光信号を演算部25に供給する。
Each ADC 263 performs A / D conversion of the received light signal. That is, each ADC 263 measures the light reception value by sampling the analog light reception signal supplied from the PGA 262 under the control of the
{演算部25の構成例}
図7は、演算部25の機能の構成例を示している。演算部25は、検出部301、及び、通知部302を含むように構成される。また、検出部301は、ピーク検出部311、記憶部312、補正部313、及び、物体検出部314を含むように構成される。
{Configuration example of calculation unit 25}
FIG. 7 shows a configuration example of the function of the
ピーク検出部311は、後述するように、各受光素子202の受光値のピーク検出を行う。これにより、後述するように、測定光の反射光の強度の水平方向及び時間方向(距離方向)のピークが検出される。ピーク検出部311は、検出結果を補正部313に供給する。
The
補正部313は、後述するように、記憶部312に記憶されている補正テーブル又は補正関数に基づいて、各受光素子202の受光値のピークの検出結果の補正を行い、補正後の検出結果を物体検出部314に供給する。
As will be described later, the
物体検出部314は、補正後の各受光素子202の受光値のピークの検出結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部21及び通知部302に供給する。
The
通知部302は、監視領域内の物体の検出結果を車両制御装置12に供給する。
The
{物体検出処理}
次に、図8のフローチャートを参照して、レーザレーダ装置11により実行される監視処理について説明する。なお、この処理は、例えば、レーザレーダ装置11が設けられている車両のイグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンされたとき開始され、オフされたとき終了する。
{Object detection processing}
Next, the monitoring process executed by the
ステップS1において、測定光投光部22は、測定光を投光する。具体的には、駆動回路101は、制御部21の制御の下に、発光素子102からパルス状の測定光を出射させる。発光素子102から出射された測定光は、投光光学系103を介して監視領域全体に投光される。
In step S <b> 1, the
ステップS2において、受光部23は、反射光に応じた受光信号を生成する。具体的には、各受光素子202は、受光光学系201を介して、ステップS1の処理で投光した測定光に対する反射光のうち、それぞれ対応する方向の検出領域からの反射光を受光する。そして、各受光素子202は、受光した反射光をその受光量に応じた電気信号である受光信号に光電変換し、得られた受光信号を後段のTIA261に供給する。
In step S2, the
ステップS3において、測定部24は、受光信号のサンプリングを行う。具体的には、各TIA261は、制御部21の制御の下に、各受光素子202から供給された受光信号の電流−電圧変換を行うとともに、制御部21により設定されたゲインにより受光信号の電圧を増幅する。各TIA261は、増幅後の受光信号を後段のPGA262に供給する。
In step S3, the
各PGA262は、制御部21の制御の下に、各TIA261から供給される受光信号の電圧を、制御部21により設定されたゲインで増幅し、後段のADC263に供給する。
Under the control of the
各ADC263は、制御部21の制御の下に、各PGA262から供給される受光信号のサンプリングを行い、受光信号をA/D変換する。各ADC263は、A/D変換後の受光信号をピーク検出部311に供給する。
Each ADC 263 performs sampling of the light reception signal supplied from each PGA 262 under the control of the
ここで、図9のタイミングチャートを参照して、受光信号のサンプリング処理の具体例を説明する。 Here, a specific example of the sampling process of the received light signal will be described with reference to the timing chart of FIG.
図9の格段の横軸は時間を示している。また、1段目は、測定光の発光タイミングを示している。2段目は、ADC263のサンプリングタイミングを規定するトリガ信号の波形を示している。3段目は、ADC263における受光信号のサンプリングタイミングを示している。なお、3段目の縦軸は受光信号の値(電圧)を示し、受光信号上の複数の黒丸は、それぞれサンプリングポイントを示している。従って、隣接する黒丸と黒丸の間の時間が、サンプリング間隔となる。 The exceptional horizontal axis in FIG. 9 indicates time. The first row shows the emission timing of the measurement light. The second row shows the waveform of the trigger signal that defines the sampling timing of the ADC 263. The third row shows the sampling timing of the received light signal in the ADC 263. The vertical axis in the third stage indicates the value (voltage) of the light reception signal, and a plurality of black circles on the light reception signal indicate sampling points, respectively. Therefore, the time between adjacent black circles is the sampling interval.
制御部21は、例えば、測定光の投光と同時にトリガ信号を各ADC263に供給する。各ADC263は、トリガ信号が入力されてから所定の時間が経過した後、所定のサンプリング周波数(例えば、数十MHzから数GHz)で所定の回数(例えば32回)だけ受光信号のサンプリングを行う。すなわち、測定光が1回投光されると、受光信号のサンプリングが、所定のサンプリング間隔で所定の回数行われる。
For example, the
なお、以下、ADC263のサンプリング周波数が60MHzの場合を例に挙げて説明する。この場合、約16.7ナノ秒のサンプリング間隔(時間間隔)でサンプリングが行われる。従って、距離に換算して2.5mのサンプリング間隔(距離間隔)で受光値のサンプリングが行われ、その結果、各検出領域内の自車両からの距離方向において2.5m間隔の各地点からの反射光の強度が測定される。 Hereinafter, the case where the sampling frequency of the ADC 263 is 60 MHz will be described as an example. In this case, sampling is performed at a sampling interval (time interval) of about 16.7 nanoseconds. Therefore, the received light value is sampled at a sampling interval (distance interval) of 2.5 m in terms of distance, and as a result, from each point of 2.5 m interval in the distance direction from the own vehicle in each detection region. The intensity of the reflected light is measured.
そして、各ADC263は、測定光の投光時刻を基準とする(投光時刻を0とする)各サンプリング時刻における受光値(サンプル値)を示すデジタルの受光信号をピーク検出部311に供給する。
Then, each ADC 263 supplies a digital light reception signal indicating a light reception value (sample value) at each sampling time to the
なお、以下、各サンプリング時刻を距離に換算したものをサンプリング距離と称する。すなわち、サンプリング距離は、レーザレーダ装置11から投光された測定光が往復して、あるサンプリング時刻に戻ってこられる距離を意味する。各サンプリング時刻に対応するサンプリング距離は、測定光の投光時刻から各サンプリング時刻までの時間(Time of Flight)に基づいて求められる。また、以下、各サンプリング距離に対応するサンプリング時刻における受光値を、単に各サンプリング距離に対応する受光値と称する。さらに、以下、サンプリング距離の間隔をサンプリング間隔距離と称する。サンプリング間隔距離は、サンプリング間隔の間にレーザ光が進む距離の半分の距離に等しい。
Hereinafter, each sampling time converted into a distance is referred to as a sampling distance. That is, the sampling distance means the distance that the measurement light projected from the
ステップS4において、ピーク検出部311は、ピーク検出を行う。具体的には、ピーク検出部311は、各受光素子202の受光値がピークとなるピーク時刻、又は、ピーク時刻に対応する距離(以下、検出距離と参照する)を算出する。ここで、検出距離とは、測定光の投光時刻から各受光素子202のピーク時刻までの時間(Time of Flight)を距離に換算したものである。従って、この検出距離は、各検出領域において反射光の強度がピークとなる位置、すなわち、各検出領域において検出対象となる物体が存在する可能性が高い位置までの自車両からの距離を表す。
In step S4, the
ここで、図10及び図11を参照して、検出距離の算出方法の一例について説明する。 Here, an example of a detection distance calculation method will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
例えば、ピーク検出部311は、後述するように、離散的なサンプリングデータを用いて補間演算を行うことにより、検出距離を求める。
For example, the
一方、図10は、ピーク検出部311が実行するような補間演算を行わずに、受光値のサンプリング結果のみに基づいて検出距離を求めた場合の、物体までの実際の距離(実距離)と検出距離との関係を示している。この場合、受光値(サンプル値)がピークとなるサンプリング時刻に対応するサンプリング距離が、そのまま検出距離として求められる。従って、検出距離は、2.5mの分解能で検出され、図10の実線で示されるように、0m,2.5m,5.0m,7.5m,・・・のように2.5m間隔で階段状に変化する。そのため、例えば、実距離が30m±1.25mの範囲内である場合、すなわち、実距離が28.75mから31.25mの範囲内である場合、検出距離は全て30mとなり、最大で1.25mの量子化誤差が生じる。
On the other hand, FIG. 10 shows the actual distance (actual distance) to the object when the detection distance is obtained based only on the sampling result of the received light value without performing the interpolation calculation performed by the
これに対して、ピーク検出部311は、各サンプリング時刻における受光値、及び、各サンプリング時刻に対応するサンプリング距離を用いて補間演算を行うことにより、検出距離の距離分解能を上げ、量子化誤差を軽減する。すなわち、ピーク検出部311は、サンプリングにより2.5m間隔で離散的に得られたサンプリングデータを用いて補間演算を行うことにより、サンプリング距離の間において受光値がピークとなる距離(検出距離)を推定する。
On the other hand, the
例えば、ピーク検出部311は、加重平均を用いて検出距離を求める。具体的には、例えば、図11に示されるように、2.5mから25.0mまでの2.5m間隔の各サンプリング距離に対応する受光値(サンプル値)s1乃至s10が得られている場合、次式(1)に示される加重平均を用いて検出距離dが算出される。
For example, the
この演算により、例えば、隣接する2つのサンプリング距離の間において受光値のピークが現れる場合でも、受光値がピークとなる距離(検出距離)を正確に推定することができる。すなわち、サンプリング結果のみに基づいて、補間演算を行わずに検出距離を求める場合と比較して、検出距離の検出精度が向上する。 By this calculation, for example, even when the peak of the light reception value appears between two adjacent sampling distances, the distance (detection distance) at which the light reception value reaches a peak can be accurately estimated. That is, the detection accuracy of the detection distance is improved as compared with the case where the detection distance is obtained without performing the interpolation calculation based only on the sampling result.
なお、検出距離の算出に用いる補間演算は、上述した加重平均を用いる方法に限定されるものではない。例えば、離散的なサンプリングデータを用いて直線あるいは曲線を近似するような補間演算を用いてもよい。 The interpolation calculation used for calculating the detection distance is not limited to the method using the weighted average described above. For example, an interpolation operation that approximates a straight line or a curve using discrete sampling data may be used.
また、ピーク検出部311は、各受光素子202の受光値のピーク値(以下、受光ピーク値と称する)を求める。例えば、ピーク検出部311は、受光素子202毎に、各サンプリング時刻における受光値のうちの最大値を受光ピーク値として求める。例えば、図11の例の場合、受光値s5が受光ピーク値として求められる。この場合、実際の受光値のピーク値Pとは誤差が生じる。
In addition, the
或いは、ピーク検出部311は、補間演算等により各受光素子202のピーク時刻における受光値(≒ピーク値P)を算出し、算出した受光値を各受光素子202の受光ピーク値としてもよい。
Alternatively, the
そして、ピーク検出部311は、各検出領域における検出距離及び受光ピーク値の検出結果を補正部313に供給する。
Then, the
ステップS5において、補正部313は、検出距離を補正する。
In step S5, the
図12は、同じ波形の入射光が受光素子202−1乃至202−3に入射した場合に、受光系統1乃至3のADC263−1乃至263−3に入力される受光信号の波形の例を示している。図内の最上段に、入射光の波形が示され、2乃至4段目に、受光系統1乃至3のADC263−1乃至263−3に入力される受光信号の波形が示されている。なお、2乃至4段目において、実線の波形が、ADC263−1乃至263−3に入力される受光信号の波形を示し、点線の波形が、元の入射光の波形を示している。
FIG. 12 shows an example of the waveform of a received light signal input to the ADCs 263-1 to 263-3 of the
この図に示されるように、ADC263−1乃至263−3に入力される受光信号の波形は、入射光と比べてそれぞれ歪んだ波形となるとともに、それぞれ異なる波形となる。これは、受光素子202からADC263までの各受光系統の経路において発生する受光信号の歪みに起因する。例えば、TIA261やPGA262での信号の増幅時に発生する波形のなまりや、配線経路において生じるノイズ等の影響により、各受光信号の歪みが発生する。また、例えば、各部品の個体差や、配線のレイアウトの違い等により、受光系統間で波形の歪み具合が異なる。 As shown in this figure, the waveforms of the received light signals input to the ADCs 263-1 to 263-3 are distorted compared to the incident light, and are different from each other. This is due to the distortion of the received light signal that occurs in the path of each light receiving system from the light receiving element 202 to the ADC 263. For example, distortion of each received light signal is caused by the influence of the rounding of the waveform generated when the signal is amplified by the TIA 261 or the PGA 262, noise generated in the wiring path, and the like. In addition, for example, the waveform distortion differs between the light receiving systems due to individual differences among components, wiring layout differences, and the like.
この受光信号の波形の歪みにより、検出距離と実距離との間に受光系統毎に異なる傾向の誤差が生じる。例えば、図13は、図10の点線の枠Aで囲まれた範囲の離散的な受光値(サンプル値)を用いた補間演算により得られる検出距離の演算結果の例を模式的に示している。図13の横軸は実距離を示し、縦軸は検出距離を示している。また、点線の直線は検出距離の理想値を示しており、検出距離が実距離と一致している。一方、実線の曲線は、実際の検出距離の演算値を示しており、検出距離と実距離との間に誤差が生じている。なお、この図では、説明を分かりやすくするために、検出距離の誤差を実際の値より大きく示している。 Due to the distortion of the waveform of the light reception signal, an error having a different tendency for each light reception system occurs between the detection distance and the actual distance. For example, FIG. 13 schematically shows an example of the calculation result of the detection distance obtained by the interpolation calculation using the discrete received light values (sample values) in the range surrounded by the dotted frame A in FIG. . In FIG. 13, the horizontal axis indicates the actual distance, and the vertical axis indicates the detection distance. The dotted straight line indicates the ideal value of the detection distance, and the detection distance matches the actual distance. On the other hand, the solid curve indicates the calculated value of the actual detection distance, and an error occurs between the detection distance and the actual distance. In this figure, the error of the detection distance is shown larger than the actual value for easy understanding.
検出距離の誤差は、サンプリング間隔距離と同じ間隔で繰り返される。換言すれば、検出距離の誤差は、サンプリング間隔距離だけ検出距離が増減する毎に同じ値となる。すなわち、この例では、サンプリング間隔距離が2.5mであるため、図13に示されるように、検出距離の誤差は、2.5m間隔で変化する。例えば、検出距離が24.0mの場合と29.0mの場合とでは、両者の距離の差が、サンプリング間隔距離である2.5mの整数倍である5.0mであるため、誤差は同じ値になる。これは、同じ物体を2.5mだけ移動させて検出した場合に、受光値は、検出距離として2.5mずれた状態で、ほぼ同じ波形として検出されるためである。 The detection distance error is repeated at the same interval as the sampling interval distance. In other words, the detection distance error has the same value every time the detection distance increases or decreases by the sampling interval distance. That is, in this example, since the sampling interval distance is 2.5 m, as shown in FIG. 13, the detection distance error changes at an interval of 2.5 m. For example, when the detection distance is 24.0 m and when the detection distance is 29.0 m, the difference between the distances is 5.0 m which is an integer multiple of 2.5 m which is the sampling interval distance, so the error is the same value. become. This is because when the same object is detected by being moved by 2.5 m, the received light value is detected as substantially the same waveform with a detection distance shifted by 2.5 m.
そこで、補正部313は、例えば、図14に示される補正テーブルを用いて検出距離を補正する。この補正テーブルにおいて、nは自然数であり、2.5nは、サンプリング間隔距離のn倍である。例えば、検出距離が2.5n−1.2(m)で表される場合、換言すれば、検出距離とサンプリング間隔距離のn倍(2.5n)との距離差Dが−1.2mである場合、補正量は−1.07cmとなる。検出距離が2.5n±0.0(m)で表される場合、換言すれば、検出距離とサンプリング間隔距離のn倍(2.5n)とが等しい場合、補正量は±0.00cmとなる。検出距離が2.5n+0.1(m)で表される場合、換言すれば、検出距離とサンプリング間隔距離のn倍(2.5n)との距離差Dが+0.1mである場合、補正量は+4.80cmとなる。
Therefore, the
すなわち、この補正テーブルでは、サンプリング間隔距離のn倍(2.5n)を基準にして、0.1m間隔で検出距離とサンプリング間隔距離のn倍との距離差Dに対する補正量が設定されている。 That is, in this correction table, the correction amount for the distance difference D between the detection distance and n times the sampling interval distance is set at an interval of 0.1 m with reference to n times the sampling interval distance (2.5n). .
図15は、n=10の場合に、図14の補正テーブルを用いて検出距離を補正した結果を示している。例えば、検出距離が23.8mの場合、検出距離はサンプリング間隔距離の10倍である25.0mに最も近く、その距離差Dは−1.2mとなる。そして、距離差D=−1.2mに対する補正量は−1.07cmとなるので、補正後の検出距離は、23.7893m(=23.8m+(−1.07cm))となる。検出距離が25.0mの場合、検出距離はサンプリング間隔距離の10倍である25.0mと等しく、その距離差Dは0.0mとなる。そして、距離差D=0.0mに対する補正量は±0.00cmとなるので、補正後の検出距離は、25.0000mとなる。検出距離が25.1mの場合、検出距離はサンプリング間隔距離の10倍である25.0mに最も近く、その距離差Dは0.1mとなる。そして、距離差D=0.1mに対する補正量は+4.80cmとなるので、補正後の検出距離は、25.1480m(=25.1m+4.80cm)となる。 FIG. 15 shows the result of correcting the detection distance using the correction table of FIG. 14 when n = 10. For example, when the detection distance is 23.8 m, the detection distance is closest to 25.0 m, which is 10 times the sampling interval distance, and the distance difference D is −1.2 m. Since the correction amount for the distance difference D = −1.2 m is −1.07 cm, the corrected detection distance is 23.7893 m (= 23.8 m + (− 1.07 cm)). When the detection distance is 25.0 m, the detection distance is equal to 25.0 m, which is 10 times the sampling interval distance, and the distance difference D is 0.0 m. Since the correction amount for the distance difference D = 0.0 m is ± 0.00 cm, the corrected detection distance is 25.0000 m. When the detection distance is 25.1 m, the detection distance is closest to 25.0 m, which is 10 times the sampling interval distance, and the distance difference D is 0.1 m. Since the correction amount for the distance difference D = 0.1 m is +4.80 cm, the corrected detection distance is 25.1480 m (= 25.1 m + 4.80 cm).
なお、検出距離が補正テーブルに設定されている検出距離と完全に一致しない場合には、例えば、補正テーブルに設定されている検出距離の中で一番近い距離に対応する補正量が用いられる。 When the detection distance does not completely match the detection distance set in the correction table, for example, the correction amount corresponding to the closest distance among the detection distances set in the correction table is used.
また、この補正テーブルは、受光系統毎(検出領域毎)に個別に作成され、受光系統毎(検出領域毎)にサンプリング間隔距離のn倍と検出距離との差に応じて補正量が設定される。そして、各検出領域における検出距離は、それぞれ異なる補正テーブルを用いて補正される。 This correction table is created individually for each light receiving system (for each detection area), and a correction amount is set for each light receiving system (for each detection area) according to the difference between n times the sampling interval distance and the detection distance. The The detection distance in each detection area is corrected using a different correction table.
ここで、補正テーブルの作成方法の例について説明する。 Here, an example of a correction table creation method will be described.
例えば、レーザレーダ装置11の検出距離と実際の距離との差を実測することにより補正テーブルが作成される。具体的には、まず、受光素子202−1に対応する検出領域A1内に、測定光に対する反射光の歪みが少ない反射体が設置される。
For example, the correction table is created by actually measuring the difference between the detection distance of the
次に、レーザレーダ装置11の検出領域A1における検出距離が2.5n−1.2(m)となるように、反射体の位置が調整される。例えば、n=10とした場合、レーザレーダ装置11の検出領域A1における検出距離が23.8mとなるように、反射体の位置が調整される。そして、この状態でレーザレーダ装置11と反射体との間の実際の距離が測定され、実測値から23.8mを引いた値が、検出距離が2.5n−1.2(m)の場合の補正量に設定される。
Next, the position of the reflector is adjusted so that the detection distance in the detection area A1 of the
次に、レーザレーダ装置11の検出領域A1における検出距離が23.9mとなるように、反射体の位置が調整される。そして、この状態でレーザレーダ装置11と反射体との実際の距離が測定され、実測値から23.9mを引いた値が、検出距離が2.5n−1.1(m)の場合の補正量に設定される。
Next, the position of the reflector is adjusted so that the detection distance in the detection region A1 of the
以下、検出領域A1の検出距離が26.2mになるまで0.1m刻みで同様の作業が繰り返され、受光素子202−1を含む受光系統1に対する補正テーブルが作成される。
Thereafter, the same operation is repeated in increments of 0.1 m until the detection distance of the detection area A1 reaches 26.2 m, and a correction table for the
また、検出領域A2乃至A16についても同様の作業が行われ、受光素子202−1乃至202−16をそれぞれ含む受光系統1乃至16に対する補正テーブルが作成される。
The same operation is performed on the detection areas A2 to A16, and correction tables for the
このように、補正テーブルには、少なくとも検出距離の変動幅がサンプリング間隔距離の範囲内のデータのみを設定すればよい。これにより、補正テーブルのデータ量を削減でき、補正テーブルを記憶させるメモリ量も削減できるという効果を奏することができる。 Thus, it is sufficient to set only data in which the fluctuation range of the detection distance is within the sampling interval distance in the correction table. As a result, the data amount of the correction table can be reduced, and the amount of memory for storing the correction table can also be reduced.
さらに、図14の補正テーブルの例では、検出距離を2.5n−Dの形式で表す例を示したが、必ずしもこの形式で検出距離を表す必要はない。例えば、補正テーブルの作成に用いた具体的な検出距離をそのまま用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、図15の表の検出距離と補正量の部分からなる補正テーブルを用いるようにしてもよい。 Furthermore, in the example of the correction table in FIG. 14, an example is shown in which the detection distance is expressed in the 2.5n-D format, but the detection distance is not necessarily expressed in this format. For example, the specific detection distance used to create the correction table may be used as it is. Specifically, for example, a correction table including the detection distance and the correction amount in the table of FIG. 15 may be used.
この場合、例えば、検出距離が19mであるとき、19mに2.5n(m)を加算していき、その計算値に対して補正テーブル内で最も近い検出距離に対する補正量を用いて、検出距離を補正するようにすればよい。例えば、計算値は、n=1の場合、21.5m(=19.0m+2.5m×1)となり、n=2の場合、24.0m(=19.0m+2.5m×2)となり、n=3の場合、26.5m(=19.0m+2.5m×3)となる。そして、n=2の場合の計算値24.0mと一致する検出距離が補正テーブルに存在するので、検出距離が24.0mの場合の補正量−5.20cmを用いて、検出距離が補正される。 In this case, for example, when the detection distance is 19 m, 2.5n (m) is added to 19 m, and the correction value for the closest detection distance in the correction table with respect to the calculated value is used. May be corrected. For example, the calculated value is 21.5 m (= 19.0 m + 2.5 m × 1) when n = 1, 24.0 m (= 19.0 m + 2.5 m × 2) when n = 2, and n = In the case of 3, it becomes 26.5 m (= 19.0 m + 2.5 m × 3). Since there is a detection distance in the correction table that matches the calculated value of 24.0 m when n = 2, the detection distance is corrected using the correction amount of −5.20 cm when the detection distance is 24.0 m. The
なお、補正テーブルの代わりに、所定の関数(以下、補正関数と称する)を用いて検出距離を補正するようにしてもよい。例えば、サンプリング間隔距離である2.5mの範囲内で、レーザレーダ装置11の検出距離を0.1m間隔で測定し、これらの検出距離と実距離との関係を近似した補正関数を求める。例えば、図13において、検出距離が27.5mから30mの範囲における曲線を近似した補正関数を求める。そして、補正テーブルの代わりに当該補正関数を記憶しておき、サンプリングと補間演算で得られた検出距離を当該補正関数に適用し、検出距離を補正することにより実距離が計算される。
Note that the detection distance may be corrected using a predetermined function (hereinafter referred to as a correction function) instead of the correction table. For example, the detection distance of the
なお、この補正関数は、受光系統毎(検出領域毎)に個別に作成される。 This correction function is created individually for each light receiving system (each detection area).
以上のようにして、各受光系統(各検出領域)に適した補正テーブル又は補正関数が作成され、その結果、各検出領域における検出距離が適切に補正される。 As described above, a correction table or a correction function suitable for each light receiving system (each detection area) is created, and as a result, the detection distance in each detection area is appropriately corrected.
なお、補正テーブル又は補正関数の作成方法は、上述した方法に限定されるものではなく、任意の方法を採用することができる。 The method for creating the correction table or the correction function is not limited to the method described above, and any method can be adopted.
なお、上述したように、補間演算等により各受光素子202のピーク時刻における受光値が受光ピーク値として算出されている場合、検出距離の補正に合わせて受光ピーク値を補正するようにしてもよい。すなわち、検出距離を補正すると、検出距離に対応するピーク時刻も変化するので、そのピーク時刻の変化に合わせて受光ピーク値を補正するようにしてもよい。 As described above, when the light reception value at the peak time of each light receiving element 202 is calculated as the light reception peak value by interpolation calculation or the like, the light reception peak value may be corrected in accordance with the correction of the detection distance. . That is, when the detection distance is corrected, the peak time corresponding to the detection distance also changes, so that the received light peak value may be corrected in accordance with the change in the peak time.
図8に戻り、ステップS6において、物体検出部314は、物体の検出を行う。具体的には、物体検出部314は、各検出領域の補正後の検出距離、及び、受光ピーク値に基づいて、監視領域内の他の車両、歩行者、道路付帯物等の物体の有無、並びに、物体の種類、方向、距離等の検出を行う。
Returning to FIG. 8, in step S6, the
なお、物体検出部314の物体検出方法には、任意の方法を採用することができる。
Note that any method can be adopted as the object detection method of the
ここで、図16を参照して、物体検出方法の一例について説明する。 Here, an example of the object detection method will be described with reference to FIG.
図16のグラフは、自車両の前方に車両351が走行している場合に、車両351からの反射光が戻ってくる付近のサンプリング時刻における受光値の水平方向の分布を示している。すなわち、このグラフは、当該サンプリング時刻における各受光素子202の受光値を、各受光素子202の水平方向の並び順に横軸方向に並べたグラフである。
The graph of FIG. 16 shows the horizontal distribution of the received light value at the sampling time near the reflected light from the
測定光は車両351によって反射されて受光素子202により受光されるが、投光から受光までには時間差が生じている。この時間差は、レーザレーダ装置11と車両351との距離に比例するので、車両351からの反射光は、該時間差と一致するサンプリングタイミング(サンプリング時刻tn)における受光値として測定される。従って、車両351を含む検出領域の各受光素子202の受光値のうち、特にサンプリング時刻tnにおける受光値が大きくなる。
The measurement light is reflected by the
また、前方に車両351が存在する場合、車両351により反射された反射光が、受光素子202により受光されるため、検出領域内に車両351を含む各受光素子202の受光値が大きくなる。特に、車両351の後方の左右のリフレクタ352L,352Rの反射率が高いため、検出領域内にリフレクタ352L,352Rを含む各受光素子202の受光値が特に大きくなる。
Further, when the
従って、図16のグラフに示されるように、水平方向の受光値の分布において、2つの顕著なピークP11,P12が現れる。また、リフレクタ352Lとリフレクタ352Rの間の車体により反射された反射光も検出されるため、ピークP11とピークP12の間の受光値もその他の領域に比べて高くなる。このように、同じサンプリング時刻における受光値の水平方向の分布において、顕著な2つのピークを検出することにより、前方の車両を検出することが可能である。
Therefore, as shown in the graph of FIG. 16, two prominent peaks P11 and P12 appear in the distribution of received light values in the horizontal direction. In addition, since the reflected light reflected by the vehicle body between the
なお、上述したように、検出距離を補正することにより、ピークP11,P12の位置をより正確に検出することが可能になる。これにより、例えば、リフレクタ352L,352Rの検出精度が向上し、前方の車両の検出精度が向上する。例えば、前方の車両の認識率、前方の車両の検出速度、前方の車両の検出位置の精度等が向上する。
As described above, by correcting the detection distance, the positions of the peaks P11 and P12 can be detected more accurately. Thereby, for example, the detection accuracy of the
ステップS7において、演算部25は、検出結果を供給する。具体的には、物体検出部314は、物体の検出結果を制御部21及び通知部302に供給する。通知部302は、例えば、物体の有無に関わらず、物体の検出結果を定期的に車両制御装置12に供給する。或いは、通知部302は、例えば、車両が前方の物体に衝突する危険性がある場合に限り、物体の検出結果を車両制御装置12に供給する。
In step S7, the
その後、処理はステップS1に戻り、ステップS1乃至S7の処理が繰り返し実行される。すなわち、定期的に測定光が投光され、受光値に基づいて物体の検出を行う処理が繰り返される。 Thereafter, the process returns to step S1, and the processes of steps S1 to S7 are repeatedly executed. That is, the measurement light is periodically projected, and the process of detecting the object based on the received light value is repeated.
以上のように、各検出領域における検出距離を補正することにより、レーザレーダ装置11の物体の検出精度を向上させることができる。
As described above, the object detection accuracy of the
<2.変形例>
以下、上述した本発明の実施の形態の変形例について説明する。
<2. Modification>
Hereinafter, modifications of the above-described embodiment of the present invention will be described.
レーザレーダ装置11の構成は、上述した例に限定されるものではなく、必要に応じて変更することが可能である。
The configuration of the
例えば、制御部21と演算部25を統合したり、機能の分担を変更したりすることが可能である。
For example, it is possible to integrate the
また、例えば、受光素子202、TIA261、PGA262、ADC263の数を、必要に応じて増減することが可能である。 Further, for example, the number of light receiving elements 202, TIA 261, PGA 262, and ADC 263 can be increased or decreased as necessary.
さらに、例えば、複数の受光信号が入力され、入力された受光信号の中から選択した受光信号を出力するマルチプレクサ(MUX)を1つ以上、受光素子202とTIA261の間に設けるようにしてもよい。この場合、TIA261、PGA262、及び、ADC263の組み合わせをMUXの数だけ設け、各組が各MUXから出力される受光信号に対してサンプリング等の処理を行うようにすればよい。 Further, for example, one or more multiplexers (MUX) that receive a plurality of light reception signals and output a light reception signal selected from the input light reception signals may be provided between the light receiving element 202 and the TIA 261. . In this case, a combination of the TIA 261, the PGA 262, and the ADC 263 may be provided by the number of MUXs, and each group may perform processing such as sampling on a light reception signal output from each MUX.
なお、この場合、2以上の受光素子202からの受光信号が、1つのMUXを介して1つのADC263に入力されるようになり、複数の受光系統の一部が重複するようになる。この場合も、MUXを設けない場合と同様の方法により、各受光系統の補正テーブル又は補正関数を作成し、作成した補正テーブル又は補正関数を用いて各検出領域の検出距離を補正するようにすればよい。 In this case, light receiving signals from two or more light receiving elements 202 are input to one ADC 263 via one MUX, and a part of the plurality of light receiving systems overlaps. Also in this case, a correction table or a correction function for each light receiving system is created in the same manner as when no MUX is provided, and the detection distance of each detection region is corrected using the created correction table or correction function. That's fine.
また、1つの検出領域において2以上の受光値のピークが検出される場合があるが、その場合も同様の方法により、各ピークに対応する検出距離を補正することが可能である。具体的には、例えば、加重平均を算出するために用いるデータの数を少なくして、算出する。想定されるピークとピークとの間隔よりも小さい間隔においてサンプリングされる数のデータを用いる。 In some cases, two or more peaks of received light values are detected in one detection region. In this case, the detection distance corresponding to each peak can be corrected by the same method. Specifically, for example, the calculation is performed by reducing the number of data used for calculating the weighted average. The number of data sampled at an interval smaller than the assumed peak-to-peak interval is used.
さらに、以上の説明では、検出距離を補正する例を示したが、同様の方法により、距離に換算する前のピーク時刻を補正するようにすることも可能である。なお、この場合も、検出距離を補正する場合と同様に、受光系統毎(検出領域毎)に個別に補正テーブル又は補正関数が作成され、受光系統毎(検出領域毎)にサンプリング時刻と所定の演算により求められたピーク時刻との差に応じて補正量が設定される。 Furthermore, although the example which correct | amends detection distance was shown in the above description, it is also possible to correct | amend the peak time before converting into distance by the same method. In this case, as in the case of correcting the detection distance, a correction table or a correction function is created individually for each light receiving system (for each detection area), and a sampling time and a predetermined time are set for each light receiving system (for each detection area). The correction amount is set according to the difference from the peak time obtained by calculation.
また、本発明は、レーザ以外の測定光を用いるレーダ装置に適用することも可能である。 The present invention can also be applied to a radar apparatus using measurement light other than a laser.
[コンピュータの構成例]
なお、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
[Computer configuration example]
The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software is installed in the computer. Here, the computer includes, for example, a general-purpose personal computer capable of executing various functions by installing various programs by installing a computer incorporated in dedicated hardware.
図17は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。 FIG. 17 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a computer that executes the above-described series of processing by a program.
コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)601,ROM(Read Only Memory)602,RAM(Random Access Memory)603は、バス604により相互に接続されている。
In a computer, a CPU (Central Processing Unit) 601, a ROM (Read Only Memory) 602, and a RAM (Random Access Memory) 603 are connected to each other by a
バス604には、さらに、入出力インタフェース605が接続されている。入出力インタフェース605には、入力部606、出力部607、記憶部608、通信部609、及びドライブ610が接続されている。
An input /
入力部606は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部607は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部608は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部609は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ610は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア611を駆動する。
The
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU601が、例えば、記憶部608に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース605及びバス604を介して、RAM603にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
In the computer configured as described above, the
コンピュータ(CPU601)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア611に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。 The program executed by the computer (CPU 601) can be provided by being recorded on a removable medium 611 as a package medium, for example. The program can be provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting.
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア611をドライブ610に装着することにより、入出力インタフェース605を介して、記憶部608にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部609で受信し、記憶部608にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM602や記憶部608に、あらかじめインストールしておくことができる。
In the computer, the program can be installed in the
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。 The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiments of the present technology are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present technology.
11 レーザレーダ装置
12 車両制御装置
21 制御部
22 測定光投光部
23 受光部
24 測定部
25 演算部
101 駆動回路
102 発光素子
202−1乃至202−16 受光素子
253 サンプリング部
263−1乃至263−4 A/Dコンバータ
301 積算部
302 検出部
311 ピーク検出部
313 補正部
314 物体検出部
A1乃至A16 検出領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記測定光の反射光を受光する受光素子を備える受光部と、
前記受光素子からの受光信号を所定のサンプリング間隔で設定されている複数のサンプリング時刻毎にサンプリングすることにより受光値を検出する測定部と、
複数の前記サンプリング時刻における複数の前記受光値を用いて所定の補間演算を行うことにより、前記受光信号がピークとなるピーク時刻に対応する距離である検出距離を検出するピーク検出部と、
前記検出距離毎に設定されており、前記検出距離の補正に用いる補正量を示す補正情報を記憶する記憶部と、
前記補正情報に基づいて、前記検出距離を補正する補正部と
を備え、
前記補正量は、前記サンプリング間隔の間に前記レーザ光が進む距離の半分の距離であるサンプリング間隔距離だけ前記検出距離が増減する毎に同じ値となる
レーザレーダ装置。 A light projecting unit for projecting measurement light that is pulsed laser light;
A light receiving unit including a light receiving element that receives reflected light of the measurement light;
A measurement unit that detects a light reception value by sampling a light reception signal from the light receiving element at a plurality of sampling times set at a predetermined sampling interval;
A peak detection unit that detects a detection distance that is a distance corresponding to a peak time at which the light reception signal reaches a peak by performing a predetermined interpolation calculation using the plurality of light reception values at a plurality of the sampling times;
A storage unit that is set for each detection distance and stores correction information indicating a correction amount used for correcting the detection distance;
A correction unit that corrects the detection distance based on the correction information, and
The correction amount becomes the same value every time the detection distance increases or decreases by a sampling interval distance that is half the distance traveled by the laser beam during the sampling interval.
前記補正部は、前記データに基づいて、前記ピーク検出部により検出された前記検出距離に対する補正量を求め、求めた前記補正量を用いて前記検出距離を補正する
請求項1に記載のレーザレーダ装置。 The correction information is data indicating a relationship between the detection distance and the correction amount in a range of the detection distance variation within the sampling interval distance.
The laser radar according to claim 1, wherein the correction unit obtains a correction amount for the detection distance detected by the peak detection unit based on the data, and corrects the detection distance using the obtained correction amount. apparatus.
前記補正部は、前記ピーク検出部により検出された前記検出距離に対する補正量を前記関数を用いて算出し、算出した前記補正量を用いて前記検出距離を補正する
請求項1に記載のレーザレーダ装置。 The correction information includes a function indicating a relationship between the detection distance and the correction amount,
The laser radar according to claim 1, wherein the correction unit calculates a correction amount for the detection distance detected by the peak detection unit using the function, and corrects the detection distance using the calculated correction amount. apparatus.
前記測定部は、各前記受光素子の前記受光値を検出し、
前記ピーク検出部は、各前記受光素子の前記受光値に基づいて、前記検出方向毎に前記検出距離を検出し、
前記補正情報は、前記検出方向毎の前記補正量を示し、
前記補正部は、前記検出方向毎の前記補正量を用いて、各前記検出方向の前記検出距離を補正する
請求項1に記載のレーザレーダ装置。 The light receiving unit includes a plurality of the light receiving elements that receive the reflected light from different detection directions in a horizontal direction,
The measurement unit detects the light reception value of each light receiving element,
The peak detection unit detects the detection distance for each detection direction based on the light reception value of each light receiving element,
The correction information indicates the correction amount for each detection direction,
The laser radar device according to claim 1, wherein the correction unit corrects the detection distance in each detection direction using the correction amount for each detection direction.
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