JP2017015403A

JP2017015403A - レーザ測距装置

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Publication number: JP2017015403A
Application number: JP2015128882A
Authority: JP
Inventors: 智博守口; Tomohiro Moriguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: US20160377719A1; JP6493018B2; US10317530B2

Abstract

【課題】簡易な構成で検知対象までの距離を精度よく検出する技術を提供する。【解決手段】レーザ測距装置（１０）は、照射部（２０）、受光部（３０）、特定部（５０）、距離算出部（５０）を備える。照射部（２０）は、レーザ光を照射する。受光部（３０）は、レーザ光が検知対象によって反射された反射光を所定の透過受光波長帯ごとに受光する複数の受光素子（３５）を有する。特定部（５０）は、前記複数の受光素子のうち、反射光の受光波形を表す出力が飽和していない非飽和受光素子を特定する。距離算出部（５０）は、前記非飽和受光素子によって反射光が受光された受光タイミングに基づいて、前記検知対象までの距離を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、検知対象までの距離を測定する技術に関する。

従来、レーザ光を照射し、レーザ光が検知対象に反射された反射光に基づいて検知対象までの距離を算出する技術が知られている。近距離から遠距離までの広い範囲において検知対象を精度よく検出するために、受光する反射光のレベルを調整することが行われている。

特許文献１には、照射するレーザ光の波長を変化させることによって、バンドパスフィルタを介して受光する反射光のレベルが飽和しないように調整する技術が提案されている。

特開２００８−２２４２３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、フィードバック制御に基づいてペルチェ素子の温度制御を行って照射するレーザ光の波長を変化させるものであり、構成が複雑であった。また、自動車用途では遅延時間のより少ない制御が求められるが、フィードバック制御に基づく上記技術では遅延を少なくすることは困難である。

本発明は、簡易な構成で、あるいは、時間的な遅れを生じさせることなく、検知対象までの距離を精度よく検出する技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面は、レーザ測距装置であって、照射部と、受光部と、特定部と、距離算出部と、を備える。照射部はレーザ光を照射する。受光部は、レーザ光が検知対象によって反射された反射光を所定の透過受光波長帯ごとに受光する複数の受光素子を有する。特定部は、複数の受光素子のうち、反射光の受光波形を表す出力が飽和していない非飽和受光素子を特定する。距離算出部は、非飽和受光素子によって反射光が受光された受光タイミングに基づいて、検知対象までの距離を算出する。

本発明のレーザ測距装置では、反射光を異なる透過受光波長帯ごとに複数の受光素子によって受光するため、同一の波長帯の反射光を受光する場合よりも、複数の受光素子のうちに反射光の受光波形を表す出力が飽和していない非飽和受光素子が含まれる確率が高まる。そして、このような非飽和受光素子の出力に基づいて距離を算出するため、従来技術のような複雑な構成を備えることなく、飽和していない受光素子の出力によって特定された受光タイミングに基づいて精度よく距離を検出することができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の車両制御システム、及びレーザレーダ装置の構成を示すブロック図。第１実施形態のＬＤの照射特性の一例を説明する図。受光部の構成を示すブロック図。フィルタ部と集光スポットとの関係を示す図。ＢＰＦの中心透過波長の一例を示す図。測距処理の一例を示すフローチャート。（ａ）は非飽和受光素子による出力の一例を示す図であり、（ｂ）は飽和受光素子による出力の一例を示す図。（ａ）は物体Ａの分光特性の一例を示す図であり、（ｂ）は物体Ｂ分光特性の一例を示す図。（ａ）はターゲットＢの分光特性の一例を示す図であり、（ｂ）はターゲットＢの反射光を受光したときの受光特性の一例を示す図。（ａ）は第２実施形態のレーザレーダ装置の受光部の構成の一例を示す図であり、（ｂ）はこのときの分割受光部の構成の一例を示す図であり、（ｃ）は受光部の構成の他の一例を示す図。他の実施形態のＬＤの照射特性の一例を説明する図。（ａ）、（ｂ）は他の実施形態の受光部の受光レンズの一例を示す図であり、（ｃ）はこれらの受光レンズによる集光スポットの一例を示す図。受光素子の全てが飽和している場合に、検知対象までの測距を行う一例を示す図。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す車両制御システム１は、車両に搭載され、自車両（当該車両制御システム１が搭載された車両）の前方に存在する物体を検出し、検出した物体に基づく車両制御を実現するためのシステムである。車両制御システム１は、レーザレーダ装置１０と、車両制御ＥＣＵ６０と、を備える。

レーザレーダ装置１０は、自車両の前方へレーザ光を照射してその反射光を受光することにより、自車両の前方に存在する物体までの距離を測定するための装置である。レーザレーダ装置１０は、発光部２０と、受光部３０と、制御部５０と、を備える。

発光部２０は、後述するＬＤ駆動信号に従ってレーザ光を照射することによって、自車両の前方を走査する。発光部２０は、レーザダイオード（ＬＤ）２１と、駆動回路２２と、発光レンズ２３と、スキャナ２４と、モータ駆動回路２５と、を備える。

ＬＤ２１は、レーザ光を発生する。ＬＤ２１は、予め設定された数百ｎｍ〜数千ｎｍ程度の波長帯である照射波長帯ＴＷ（ｎｍ）の全域において、一例として図２に示すように、予め設定された照射閾値ＴＰ以上となる強度でレーザ光を照射する。ＬＤ２１としては、例えばスーパーコンティニュウム（ＳＣ）光のような単一のレーザ光源が使用される。なお、照射波長帯ＴＷは、受光部３０にて受光可能なレーザ光の波長帯である受光波長帯ＲＷ（数百ｎｍ〜数千ｎｍ程度）に基づいて設定される。受光波長帯ＲＷは、後述するように、複数の透過受光波長帯Ｗを含むように設定された波長帯である。つまり、照射波長帯ＴＷは、透過受光波長帯Ｗに基づいて設定される。一例として示す図２では受光波長帯ＲＷを含むように照射波長帯ＴＷが示されているが、これに限らず、照射波長帯ＴＷは、例えば受光波長帯ＲＷと同様の範囲に設定される等、受光波長帯ＲＷ（透過受光波長帯Ｗ）に基づく任意の範囲に設定されてよい。

駆動回路２２は、制御部５０からのＬＤ駆動信号に従って、ＬＤ２１にパルス状のレーザ光を発生させる。発光レンズ２３は、ＬＤ２１が発生したレーザ光のビーム幅を絞る。スキャナ２４は、発光レンズ２３を介して照射されたレーザ光を反射するポリゴンミラーと、そのポリゴンミラーを回転駆動するモータと、を備える。モータ駆動回路２５は、制御部５０からのモータ駆動信号に従って、スキャナ２４が備えるモータを駆動する。これにより、ポリゴンミラーが回転し、レーザ光の照射方向（ポリゴンミラーによる反射方向）が変化するため、予め設定された角度範囲内でのレーザ光の走査が実現される。

受光部３０は、レーザ光が検知対象によって反射された反射光を受光する。受光部３０は、図３に示すように、受光レンズ３１と、分割受光部３２とを備える。
受光レンズ３１は、レーザ光を反射した物体からの反射光を集光する。具体的には図４に示すように、受光レンズ３１は、集光スポットが略円形になるように反射光を集光する。特に本実施形態では、受光レンズ３１は、該略円形の集光スポットＳＰ１を分割受光部３２に外接させるように、反射光を集光する。

分割受光部３２は、複数（本実施形態では２０個）のバンドパスフィルタ３４ａ〜３４ｔと、複数（本実施形態では２０個）の受光素子３５ａ〜３５ｔとを備える。
ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔは、受信光の波長を選択するバンドパスフィルタであり、受光素子３５ａ〜３５ｔよりも物体側に、すなわち、受光レンズ３１と受光素子３５ａ〜３５ｔとの間に配置されている。具体的には図４に示すように、縦方向に４個及び横方向に５個のＢＰＦ３４ａ〜３４ｔが、アレイ状に配列されている。ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔは、それぞれの透過中心波長が異なるように設定されている。ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔは、本実施形態では一例として図５に示すように、透過中心波長が数十（ｎｍ）ずつ異なるように設定されている。

なお、図５において、隣接する透過中心波長の間隔（数十ｎｍ）を波長間隔Ｌ、透過率の最大値から所定の割合の透過率（例えば１／２等）となる波長の幅を透過受光波長帯Ｗというものとする。つまり、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔは、反射光を透過受光波長帯Ｗごとに受光素子３５ａ〜３５ｔへ出力すると共に、受光素子３５ａ〜３５ｔのそれぞれへ入力される受信光の強度を制限している。また、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔの特性は、透過率の低い範囲において、互いに重複しても良いし、互いに分離していてもよい。本実施形態では、図５に示すように、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔの特性は、透過率の低い範囲において分離されており、互いに重複している場合よりも受信光の強度が制限されるようになっている。

受光素子３５ａ〜３５ｔは、フォトダイオードであり、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔを透過した受信光を個別に電気信号に変換するために、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔごとに設けられている。受光素子３５ａ〜３５ｔは、変換した電気信号を制御部５０へそれぞれ出力する。本実施形態では、図４には示されていないが、１つのＢＰＦに対して１つの受光素子が１対１に対応するように、縦方向に４個及び横方向に５個の受光素子３５ａ〜３５ｔが、アレイ状に配列されている。

つまり、分割受光部３２では、受光レンズ３１によって集光された反射光の波長のうち、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔによって選択された複数の透過中心波長の受信光が、ＢＰＦごとに設けられた受光素子３５ａ〜３５ｔによって受光され、受光強度に応じた電気信号に変換されて制御部５０へ出力される。なお、受光素子３５ａ〜３５ｔは、構成が同一であるため、以下では特に区別する必要がない場合には、それぞれを単に受光素子３５と称する。

制御部５０は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３等を備え、ＲＯＭ５０３には、ＣＰＵ５０１が実行する処理のプログラムなどが記憶されている。制御部５０は、ＬＤ駆動信号及びモータ駆動信号によって発光部２０を駆動して、二次元的なビームスキャンを実現するスキャン処理を、予め設定されたスキャン周期ごとに実行する。スキャン処理では、ＬＤ駆動信号が一定間隔で所定回数だけ出力され、これに同期して、レーザ光の水平方向における照射角度θｘが所定角度ずつずれるようにスキャナ２４を動作させるモータ駆動信号が出力される（ラインスキャン）。また、俯角θｙの異なるビームによるラインスキャンが、俯角θｙの種類だけ繰り返される。

制御部５０は、ＬＤ駆動信号に同期してＬＤ２１にレーザ光を照射させる。また、制御部５０は、ＬＤ駆動信号と受光部３０からの出力信号（受光部３０からの出力信号の受光タイミング）とに基づいて、レーザ光を反射した物体までの往復時間、すなわち、発光部２０でレーザ光が照射されてから受光部３０で反射光が受光されるまでの時間を計測する。そして、制御部５０は、その計測結果を元に、レーザ光を反射した物体までの距離を算出する測距処理を実行する。測距処理の詳細は後述する。また、制御部５０は、算出した距離を表す距離データＲと、その距離データＲに対応するレーザ光の照射角度θｘ、θｙと、を対応付けたものを測距データとして、該測距データを車両制御ＥＣＵ６０に供給する。

車両制御ＥＣＵ６０は、レーザレーダ装置１０により生成された測距データに基づいて自車両の前方に存在する物体を認識し、認識した物体に基づく種々の車両制御を実行する。車両制御としては、例えば、物体を回避可能な自車両の進行方向を運転者に報知する報知制御や、物体を回避するように自車両の運動を制御する回避制御などが実行される。

［１−２．処理］
次に、制御部５０のＣＰＵ５０１が実行する測距処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。この測距処理は、ＬＤ駆動信号に同期して、すなわち発光部２０からレーザ光が照射されるごとに、起動される。なお、以下の説明において主語が省略されている場合は、ＣＰＵ５０１を主語とする。

Ｓ１１０では、それぞれの受光素子３５からの出力信号を取得する。
Ｓ１２０では、受光素子３５のうち、出力信号に基づく受光波形が飽和していない非飽和受光素子を特定する。本実施形態では一例として、図７（ａ）に実線で示すように、受光素子３５からの出力信号の極大値（ピーク値）が予め定められた飽和閾値Ｈ未満となる受光素子３５を、非飽和受光素子として特定する。飽和閾値Ｈは、受光素子３５の検出限界に基づいて設定される。なお、例えば図７（ｂ）に実線で示すように、受光素子３５からの出力信号のピーク値が飽和閾値Ｈ以上となる受光素子３５については、飽和受光素子と称する。

Ｓ１３０では、受光素子３５のうちの全てが飽和しているか否か、すなわち全てが飽和受光素子であるか否かを判断する。全てが飽和受光素子である場合は本測距処理を終了し、全てが飽和受光素子でない場合は処理をＳ１４０へ移行させる。

Ｓ１４０では、Ｓ１２０にて特定された非飽和受光素子について出力信号におけるピーク値を比較し、ピーク値が最大となる非飽和受光素子を特定する。
Ｓ１５０では、Ｓ１４０にて特定された非飽和受光素子の出力信号のピーク値が、予め設定された積分閾値Ｓ以上であるか否かを判断する。ここで、出力信号のピーク値が積分閾値Ｓ以上である場合は、処理をＳ１７０へ移行させ、積分閾値Ｓ未満である場合は処理をＳ１６０へ移行させる。

出力信号のピーク値が積分閾値Ｓ以上であると判断された場合に移行するＳ１７０では、このピーク値が取得されたタイミングに基づいて受光タイミングを特定する。すなわち、本ステップでは、出力のピーク値が一例として図７（ａ）の実線に示すように積分閾値Ｓ以上となる場合は、このピーク値が取得されたタイミングを受光タイミングとして特定する。

出力信号のピーク値が積分閾値Ｓ未満であると判断された場合に移行するＳ１６０では、Ｓ１２０にて特定された非飽和受光素子の全てについて、出力信号に基づく受光波形を積分する。そして、受光波形を積分することによって得られた波形に基づいて受光タイミングを特性する。すなわち、本ステップでは、出力のピーク値が一例として図７（ａ）の点線に示すように積分閾値Ｓ未満となる場合は、これらの非飽和受光素子による出力（受光波形）を積分した結果に基づいて、積分した波形における極大（ピーク）値が取得されたタイミングを受光タイミングとして特定する。

Ｓ１８０では、ＬＤ駆動信号が出力されたタイミングと、Ｓ１６０又はＳ１７０にて特定された受光タイミングとの差に基づいて、物体までの距離を算出する。
［１−３．作動］
次に、このように構成されたレーザレーダ装置１０の作動について説明する。

物体は、該物体の色や材質等に基づく、特有の分光特性を有することが周知である。仮に、物体Ａが図８（ａ）に示すような分光特性を有し、物体Ｂが図８（ｂ）に示すような分光特性を有するものとする。一例として、物体Ｂの分光特性（反射率）は、物体Ａの分光特性（反射率）よりも小さいものとする。このとき、本実施形態では、発光部２０により照射されたレーザ光の反射光について波長ごとの受光波形のピーク値の一例は、分光特性に応じて、図９（ａ）、図９（ｂ）の様に示される。

ここで、例えば物体Ａについては、図９（ａ）に示すように、受光波長帯ＲＷにおいて、飽和閾値Ｈ未満のピーク値となる波長が存在したとする。この場合、本実施形態では、飽和閾値Ｈ未満であり、積分閾値Ｓ以上であるピーク値のうち、ピーク値が最大となる波長ｈａの反射光を受光した非飽和受光素子の出力に基づいて、受光タイミングが特定され、距離が算出される。

一方、例えば物体Ｂについては、図９（ｂ）に示すように、受光波長帯ＲＷにおいて、飽和閾値Ｈ未満で、且つ、積分閾値Ｓ未満のピーク値となる波長のみが存在したとする。この場合、本実施形態では、ピーク値が積分閾値Ｓ未満となる複数の非飽和受光素子による反射光の受光波形を表す出力を積分した結果に基づいて、受光タイミングが特定され、距離が算出される。

［１−４．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
［１Ａ］透過中心波長のそれぞれ異なるＢＰＦ３４ａ〜３４ｔごとに設けられた複数の受光素子３５によって反射光を受光するため、仮にＢＰＦの透過中心波長が全て同一である場合よりも、複数の受光素子３５のうちに反射光の受光波形を表す出力が飽和していない非飽和受光素子が含まれる確率が高くなる。そして、本実施形態では、このような非飽和受光素子の出力に基づいて距離を算出するため、従来技術のような複雑な構成を備えることなく、飽和していない受光素子３５の出力によって特定された受光タイミングに基づいて精度よく距離を検出することができる。

また、本実施形態では、従来技術のようにフィードバック制御に基づいて波長を変化させるのでは無く、透過中心波長のそれぞれ異なるＢＰＦ３４ａ〜３４ｔごとに設けられた複数の受光素子３５によって反射光を受光するため、時間的な遅延を生じさせることなく検知対象までの距離を精度よく検出することができる。

［１Ｂ］受光部３０は、受光素子よりも検知対象側に配置され、反射光を受光波長帯ごとに透過させ、透過させた反射光を受光波長帯ごとに設けられた受光素子に入力させるＢＰＦ３４ａ〜３４ｔを備えていてもよい。これによれば、１つの波長帯だけではなく複数の波長帯によって反射光を受光するため、仮にある波長帯で受光した反射光の受光波形を表す出力が飽和していたとしても、他の波長帯で受光した反射光の受光波形を表す出力が飽和していない場合には、非飽和受光素子の受光波形に基づいて、精度よく距離を算出することができる。

［１Ｃ］発光部２０は、受光波長帯ＲＷに対応して設定された照射波長帯ＴＷを含むレーザ光を照射し、この際、照射波長帯ＴＷの全域において、予め定められた照射閾値ＴＰ以上となる強度でレーザ光を照射してもよい。これによれば、物体の分光特性に応じた強度で反射光を受光することができる。また、受光結果に基づいて、物体の色や材質等の特性を推定することできる。

［１Ｄ］制御部５０は、非飽和受光素子のうち出力のピーク値が予め定められた積分閾値Ｓ以上となる非飽和受光素子による受光タイミングに基づいて、検知対象までの距離を算出してもよい。これによれば、受光された反射光の強度が弱い場合にも、異なる受光波長帯ごとの反射光を積分することによって精度よく受光タイミングを特定することができ、精度よく距離を算出することができる。

［１Ｅ］制御部５０は、非飽和受光素子のうち出力のピーク値が最大となる非飽和受光素子による受光タイミングに基づいて、検知対象までの距離を算出してもよい。これによれば、他の非飽和受光素子の出力に基づく場合よりも、精度よく受光タイミングを特定することができ、精度よく距離を算出することができる。

［１Ｆ］制御部５０は、全ての非飽和受光素子において、出力のピーク値が予め定められた積分閾値Ｓ未満となる場合は、これらの非飽和受光素子による出力を積分した結果に基づいて、受光タイミングを特定してもよい。これによれば、非飽和受光素子の出力が小さい場合でも、精度よく受光タイミングを特定することができ、精度よく距離を算出することができる。

なお、第１実施形態では、レーザレーダ装置１０がレーザ測距装置としての一例に相当し、発光部２０が照射部としての一例に相当し、制御部５０が特定部及び距離算出部としての一例に相当する。また、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔが、第１の入力部としての一例に相当する。また、Ｓ１２０が特定部としての処理の一例に相当し、Ｓ１８０が距離算出部としての処理の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、受光素子３５のそれぞれに入力される反射光の波長を選択し、光量を制限するために、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔを備えていたが、このような波長感度を実現するために、ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔに代えて、反射光を予め定められた透過受光波長帯ごとに分光し、分光した反射光を透過受光波長帯ごとに設けられた受光素子に入力させる構成を備えていてもよい。具体的には、一例として図１０（ａ）に示すように、プリズム３６を備える構成であってもよい。また、受光素子３７は、図１０（ｂ）に示すように、複数個の受光素子３７ａ〜３７ｅ（図１０（ｂ）では、一例として６個）が一列に配置されていてもよい。なお、プリズム３６に代えて、図１０（ｃ）に示すような回折格子３８を備える構成であってもよい。

第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果［１Ａ］〜［１Ｆ］と同様の効果が得られる。
なお、第２実施形態では、プリズム３６（又は回折格子３８）が、第２の入力部に相当する。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［３Ａ］上記実施形態では、反射光について波長ごとの受光波形のピーク値が予め定められた飽和閾値Ｈ未満となる受光素子３５を、出力が飽和していない非飽和受光素子として特定したが、非飽和受光素子の特定はこれに限るものではない。例えば、反射波を受光したときの受光波形を表す受光素子３５の出力における最大値（ピーク値）に対する所定割合の幅（半値幅）が、予め定められた閾値未満である受光素子を、非飽和受光素子として特定してもよい。例えば、具体的には、半値幅が予め定められた半値幅閾値未満である受光素子３５を、出力が飽和していない受光素子３５として特定してもよい。半値幅とは、受光素子３５の出力が該出力の最大値に対して半値（１／２の値）以上となる期間をいう。なお、半値に限らず、受光素子３５の出力が該出力の最大値に対して所定の割合以上となる期間に基づいて、非飽和受光素子を特定してもよい。

［３Ｂ］上記実施形態では、発光部２０は、照射波長帯ＴＷを含むレーザ光を照射し、この際、照射波長帯ＴＢＷの全域において予め定められた照射閾値ＴＰ以上となる強度でレーザ光を照射するように構成されていた。ただし、発光部２０の構成はこれに限るものではない。例えば、発光部２０は、図１１に示すように、照射波長帯ＴＷに含まれる複数の個別波長帯Ｐにおいて、予め定められた照射閾値ＴＰ以上となる強度でレーザ光を照射するように構成されるものであってもよい。

［３Ｃ］上記実施形態では、受光レンズ３１は、集光スポットが略円形となるように反射光を集光するものであったが、これに限るものではない。受光レンズ３１は、例えば、図１２（ａ）に示すような断面を有する平凸レンズ、又は図１２（ｂ）に示すような断面を有する両凸レンズであってもよい。この場合、図１２（ｃ）に示すように、集光スポットＳＰ２が略方形となるように反射光が集光されるため、受光した反射光を無駄なく受光素子３５のそれぞれに入力することができる。なお、受光部３０は、このような受光レンズを備えない構成であってもよい。

［３Ｄ］上記実施形態において、受光部３０は、受光素子３５からの受光信号を受光素子３５ごとに増幅する複数の増幅器を備えていても良い。
［３Ｅ］上記実施形態において、受光部３０におけるＢＰＦ３４ａ〜３４ｔの特性は、図５に示す特性に限るものではない。ＢＰＦ３４ａ〜３４ｔの特性は、受光素子３５の数や、透過中心波長、隣接する透過中心波長の間隔である波長間隔Ｌ、透過率の最大値から所定の割合の透過率となる波長の幅である透過受光波長帯Ｗ等に基づいて、任意に設定してよい。

［３Ｆ］上記実施形態において、発光部２０はスキャナ２４を備える構成であったが、発光部はスキャナを備えない構成であってもよい。この場合、受光部は、反射光を検出する方位範囲に応じてアレイ状に配置された受光素子によって反射光を受光するように構成されてよい。また、受光部は、受光したい波長ごとに、アレイ状に配置された受光素子を備えるように構成されてよい。

［３Ｇ］上記実施形態において、受光素子３５のうちの全てが飽和している場合は測距処理を終了した（Ｓ１３０；ＹＥＳ）が、これに限らず、受光素子３５のうちの全てが飽和している場合に、他の手段によって測距を行ってもよい。

例えば、受光素子３５のうちの全てが飽和している場合は、図７（ｂ）に実線で示す受光素子３５からの出力信号に基づいて、ピーク値が飽和閾値Ｈ以上となった期間のうちの任意のタイミングを受光タイミングとして検知対象までの距離を算出してもよい。一例として、ピーク値が飽和閾値Ｈを超えたタイミングｔ１や、ピーク値が飽和閾値Ｈ以上となった期間の中間のタイミングｔ２等を、受光タイミングとしてもよい。

また、例えば、受光素子３５のうちの全てが飽和している場合は、図１３に示すように、積分閾値Ｓよりも大きく飽和閾値Ｈよりも小さい特定閾値Ｉ（Ｈ＞Ｉ＞Ｓ）を予め定め、該特定閾値Ｉを超えたタイミングｔ３を受光タイミングとしてもよい。その他、任意の値に特定閾値Ｉを設定してもよい。

また、例えば、自車両の前方をカメラで撮像した撮像画像について画像処理を行う手段やミリ波レーダ等の他の測距手段を備える場合は、該測距手段に基づいて測距を行ってもよい。

［３Ｈ］上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［３Ｉ］本発明は、前述した車両制御システム１、レーザレーダ装置１０、制御部５０の他、当該制御部５０を機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、測距方法など、種々の形態で実現することができる。

１…車両制御システム１０…レーザレーダ装置２０…発光部３０…受光部５０…制御部。

Claims

レーザ光を照射する照射部（２０）と、
レーザ光が検知対象によって反射された反射光を所定の透過受光波長帯ごとに受光する複数の受光素子（３５）を有する受光部（３０）と、
前記複数の受光素子のうち、反射光の受光波形を表す出力が飽和していない非飽和受光素子を特定する特定部（５０、Ｓ１２０）と、
前記非飽和受光素子によって反射光が受光された受光タイミングに基づいて、前記検知対象までの距離を算出する距離算出部（５０、Ｓ１８０）と、
を備えることを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１に記載のレーザ測距装置であって、
前記受光部は、前記受光素子よりも検知対象側に配置され、前記反射光を前記透過受光波長帯ごとに透過させ、透過させた反射光を前記透過受光波長帯ごとに設けられた受光素子に入力させる、第１の入力部（３４ａ〜３４ｔ）
を備えることを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１に記載のレーザ測距装置であって、
前記受光部は、前記反射光を前記透過受光波長帯ごとに分光し、分光した反射光を前記透過受光波長帯ごとに設けられた受光素子に入力させる第２の入力部（３６、３８）
を備えることを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測距装置であって、
前記照射部は、前記透過受光波長帯に対応して設定された照射波長帯を含むレーザ光を照射し、この際、前記照射波長帯に含まれる複数の個別波長帯において、予め定められた照射閾値以上となる強度でレーザ光を照射する
ことを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ測距装置であって、
前記照射部は、前記透過受光波長帯に対応して設定された照射波長帯を含むレーザ光を照射し、この際、前記照射波長帯において、予め定められた照射閾値以上となる強度でレーザ光を照射する
ことを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ測距装置であって、
前記距離算出部は、前記非飽和受光素子のうち出力の極大値が予め定められた積分閾値以上となる非飽和受光素子による受光タイミングに基づいて、前記検知対象までの距離を算出する
ことを特徴とするレーザ測距装置。
請求項６に記載のレーザ測距装置であって、
前記距離算出部は、前記非飽和受光素子のうち出力の極大値が最大となる非飽和受光素子による受光タイミングに基づいて、前記検知対象までの距離を算出する
ことを特徴とするレーザ測距装置。
請求項１から請求項７に記載のレーザ測距装置であって、
前記距離算出部は、全ての非飽和受光素子において、出力の極大値が予め定められた積分閾値未満となる場合は、これらの非飽和受光素子による出力を積分した結果に基づいて、前記受光タイミングを特定する
ことを特徴とするレーザ測距装置。