JP2018054539A - 検出装置、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施例に係る物体検出システムの概略構成である。物体検出システムは、車両と共に移動するライダ(Lidar:Light Detection and Ranging、または、Laser Illuminated Detection And Ranging)1と、ライダ1と通信可能な車載機2とを有する。
まず、実施例に係るライダの基本的な構成について説明する。
図2は、実施例に係るライダの全体構成を示す。ライダ1は、繰り返し射出される光パルスの射出方向(以下、「走査方向」という。)を適切に制御することにより周辺空間を走査し、その戻り光を観測することにより、周辺に存在する物体に関する情報(例えば距離やその存在確率あるいは反射率など)を把握する。具体的に、ライダ1は、光パルス(以下、「射出光Lo」と呼ぶ。)を射出し、外部の物体(ターゲット)により反射された光パルス(以下、「戻り光Lr」と呼ぶ。)を受光することにより、物体に関する情報を生成する。
トランスミッタ30は、ASIC10から供給されるパルストリガ信号PTに応じて、幅5nsec程度の光パルスを出力する。トランスミッタ30の構成を図3(A)に示す。トランスミッタ30は、充電抵抗31と、ドライバ回路32と、キャパシタ33と、充電ダイオード34と、レーザダイオード(LD)35と、CMOSスイッチ36とを備える。
レシーバ40は、物体からの戻り光Lrの強度に比例した電圧信号を出力する。一般的に、PDあるいはAPDなどの光検出素子は電流出力であるため、レシーバ40はこの電流を電圧に変換(I/V変換)して出力する。レシーバ40の構成を図3(B)に示す。レシーバ40は、APD(Avalanche Photodiode)41と、I/V変換部42と、抵抗45と、キャパシタ46と、ローパスフィルタ(LPF)47とを備える。I/V変換部42は、帰還抵抗43と、オペアンプ44とを備える。
走査光学部50は、トランスミッタ30から入力される光パルスを射出光Loとして適切な方向に射出するとともに、この射出光Loが空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Lrをレシーバ40に導く。走査光学部50の構成例を図4に示す。走査光学部50は、回転ミラー61と、コリメータレンズ62と、集光レンズ64と、光学フィルタ65と、同軸ミラー66と、ロータリーエンコーダ67とを備える。
ASIC10は、射出光パルスのタイミング制御、APD出力信号のAD変換などを行う。また、ASIC10は、AD変換出力に対して適切な信号処理を施すことにより、物体に関するパラメータ(距離、戻り光強度など)の推定を行い、その推定結果を外部に出力する。図2に示すように、ASIC10は、レジスタ部11と、クロック生成部12と、同期制御部13と、ゲート抽出部14と、受信セグメントメモリ15と、DSP16と、トランスミッタ用高電圧生成部(TXHV)17と、レシーバ用高電圧生成部(RXHV)18と、プリアンプ19と、AD変換器(ADC)20と、走査制御部21とを備える。
まず、DSP16が受信セグメントメモリ15から受信セグメント「yfrm,seg」を読み出して実行する処理について説明する。ここで、「frm」はフレームインデックス、「seg」はセグメントインデックスである。以下、誤解の恐れのない範囲でこれらインデックスの表記を省略する。
次に、走査方向に応じた射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。DS16は、車両の通常走行時においては、全方位に対し均一に(同一の強度・頻度で)光を射出する制御モード(「通常モード」とも呼ぶ)を実行する。本実施例においては、DSP16は、通常モードに変えて、以下の第1〜第4制御モードを実施するようにしても良い。以下に、射出パワー及び射出間隔の設定例について、それぞれ説明する。
図11は、第1制御モードでの360度の走査における射出光Loの射出パワー及び射出間隔を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図11では、破線矢印の長さは射出パワーを示し、破線矢印の間隔は射出光Loの射出間隔(射出頻度)を示している。なお、図11に示す破線矢印の長さは、射出光Loが実際に到達する範囲を示すものではなく、かつ、破線矢印の数は、360度の走査において実際に射出される射出光Loの数とは一致しない。
次に、所定の条件を満たした場合における走査方向ごとの射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。以下では、具体例として3つのモード(第2〜第4制御モード)について順に説明する。
DSP16は、現在位置情報IP及び地図情報IMに基づき、歩道に隣接した道路(複数車線がある道路の場合には、歩道に最も近い車線)を車両が走行していることを検知した場合、以下に説明する第2制御モードにより射出光Loの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、DSP16は、現在位置情報IP及び地図情報IMに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、当該道路に隣接する歩道の有無を、地図情報IMを参照して判定する。
DSP16は、現在位置情報IP及び地図情報IM及び経路情報IRに基づき、車両が右折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第3制御モードにより射出制御を行う。この場合、例えば、DSP16は、現在位置情報IPと地図情報IMに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報IRに基づき、認識した道路上での右折地点の有無を判定する。そして、DSP16は、右折地点が存在すると判定した場合、現在位置から右折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第3制御モードを実行する。
DSP16は、現在位置情報IP及び地図情報IM及び経路情報IRに基づき、車両が左折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第4制御モードにより射出光Loの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、DSP16は、現在位置情報IPと地図情報IMに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報IRに基づき、認識した道路上での左折地点の有無を判定する。そして、DSP16は、左折地点が存在すると判定した場合、現在位置から左折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第4制御モードを実行する。
次に、実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
DSP16は、車載機2から経路情報IR等を受信する代わりに、CANなどの所定の通信プロトコルにより車両からウィンカー情報を受信することで、第3又は第4制御モードの実行の要否を判定してもよい。
DSP16は、射出制御として、射出光Loの射出パワー又は射出間隔のいずれか一方のみを制御してもよい。
2 車載機
10 ASIC
16 DSP
17 トランスミッタ用高電圧生成部(TXHV)
18 レシーバ用高電圧生成部(RXHV)
30 トランスミッタ
35 LD
40 レシーバ
50 走査光学部
Claims (12)
- 移動体に配置可能な検出装置であって、
光を射出する射出部と、
対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第1取得部と、
前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える検出装置。 - 前記移動体の移動経路に関する経路情報を取得する第2取得部を更に備え、
前記制御部は、前記位置情報及び前記経路情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する、請求項1に記載の検出装置。 - 前記制御部は、前記移動体の前方と側方とで、前記光の強度及び射出の頻度が異なるように前記射出部を制御する、請求項1又は2に記載の検出装置。
- 前記制御部は、前記移動体の前方が、前記移動体の側方に対し、前記光の強度が高く且つ射出の頻度が少なくなるように制御する、請求項3に記載の検出装置。
- 前記制御部は、前記移動体の側方に歩道が存在する場合に、前記歩道が存在する側の側方の前記光の強度が、反対側の側方に対して高くなるように制御する、請求項3又は4に記載の検出装置。
- 前記制御部は、前記移動体の側方に歩道が存在する場合に、前記歩道が存在する側の側方の前記光が射出される頻度が、反対側の側方に対して高くなるように制御する、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記制御部は、前記移動体が右折をするときには、前記移動体の前方右側が、他方に対して、前記光の強度が高く、且つ、前記光が射出される頻度が少なくなるように制御する、請求項2に記載の検出装置。
- 前記制御部は、前記移動体が左折をするときには、前記移動体の左側方が、他方に対し、前記光の強度が弱く且つ前記光が射出される頻度が多くなるように制御する、請求項2又は7に記載の検出装置。
- 移動体に配置可能な検出装置であって、
光を射出する射出部と、
対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、
前記移動体の前方における前記射出部が射出する光の強度が、前記移動体の側方における前記射出部が射出する光の強度よりも高く、且つ、前記前方における前記射出部の射出頻度が、前記側方における射出頻度よりも少なくなるように、前記射出部を制御する制御部と、を備える検出装置。 - 光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置が実行する制御方法であって、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第1取得工程と、
前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御工程と、
を有する制御方法。 - 光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置のコンピュータが実行するプログラムであって、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第1取得部と、
前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部
として前記コンピュータを機能させるプログラム。 - 請求項11に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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