JP2018105746A - Measurement device and control method - Google Patents

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Takehiro Matsuda
武浩 松田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance efficiency in measurement in a measurement device.SOLUTION: A measurement device 200 includes: a measuring part 202; and a control unit 204. The measuring part 202 carries out scanning by irradiating an electromagnetic wave while changing an irradiation direction. The control unit 204 controls a measuring part 202 to irradiate the electromagnetic wave total M times so that irradiation timing of the electromagnetic wave is different from each other in N times main scanning and to irradiate the electromagnetic wave at least once in each main scanning.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電磁波を照射して計測を行う技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing measurement by irradiating electromagnetic waves.

電磁波を照射して物体を走査することで障害物などの検出を行う技術が開発されている。特許文献1は、自動車等に設置される装置において、レーザ光を照射して目標領域内でスキャンを行うことで、障害物などの検出を行う技術を開示している。また特許文献1では、自動車の操舵角度に応じて、スキャン領域の横方向の中心軸を変更する技術が開示されている。   A technique for detecting an obstacle by irradiating an electromagnetic wave and scanning an object has been developed. Patent Document 1 discloses a technique for detecting an obstacle or the like by irradiating a laser beam and scanning within a target area in an apparatus installed in an automobile or the like. Further, Patent Document 1 discloses a technique for changing the central axis in the horizontal direction of the scan region in accordance with the steering angle of the automobile.

特開2006−258604号公報JP 2006-258604 A

特許文献1に示すような計測装置では、求められる解像度(測定の粒度)以上の粒度で計測が行われることがあり、電力が無駄に消費されるなどの問題がある。   In the measuring apparatus as shown in Patent Document 1, there is a problem that measurement is performed with a granularity greater than the required resolution (measuring granularity), and power is wasted.

本発明は、上述の課題鑑みてなされたものであり、計測装置による計測の効率を高くする技術を提供することを一つの目的とする。   This invention is made | formed in view of the above-mentioned subject, and it aims at providing the technique which raises the efficiency of the measurement by a measuring device.

請求項1に記載の発明は、(1)照射方向を変えながら電磁波を照射して走査を行う計測部と、(2)N 回の連続する主走査で合計 M 回電磁波を照射し、前記 N 回の主走査において電磁波の照射タイミングが互いに異なり、各主走査で少なくとも1回電磁波が照射されるように、前記計測部を制御する制御部と、を有する計測装置の発明である。   The invention described in claim 1 includes (1) a measurement unit that performs scanning by irradiating electromagnetic waves while changing the irradiation direction, and (2) irradiating electromagnetic waves a total of M times in N consecutive main scans. This is an invention of a measuring apparatus having a control unit that controls the measurement unit so that the irradiation timing of electromagnetic waves is different in each main scanning and the electromagnetic waves are irradiated at least once in each main scanning.

請求項6に記載の発明は、照射方向を変えながら電磁波を照射して走査を行う計測装置をコンピュータが制御する制御方法の発明である。当該制御方法は、N 回の連続する主走査で合計 M 回電磁波を照射し、前記 N 回の主走査において電磁波の照射タイミングが互いに異なり、各主走査で少なくとも1回電磁波が照射されるように、前記計測装置による電磁波の照射を制御する。   The invention according to claim 6 is an invention of a control method in which a computer controls a measuring apparatus that performs scanning by irradiating electromagnetic waves while changing the irradiation direction. The control method is such that the electromagnetic wave is irradiated M times in total in N consecutive main scans, the electromagnetic wave irradiation timings are different in the N main scans, and the electromagnetic wave is irradiated at least once in each main scan. The electromagnetic wave irradiation by the measuring device is controlled.

実施形態1に係る計測装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the measuring device concerning Embodiment 1. 一般的な計測装置による揺動走査を概念的に例示する図である。It is a figure which illustrates notionally rocking scanning by a general measuring device. 一般的な計測装置による揺動走査の走査範囲を xy 平面について平面視した図である。It is the figure which looked at the scanning range of the rocking | fluctuation scanning by a general measuring device planarly about xy plane. 一般的な計測装置による回転走査を概念的に例示する図である。It is a figure which illustrates notionally rotation scanning by a general measuring device. 一般的な計測装置による回転走査の走査範囲を xy 平面に展開して平面視した図である。It is the figure which expand | deployed the scanning range of the rotational scanning by a general measuring device on the xy plane, and was planarly viewed. 図3から軌跡を除いた図である。It is the figure which remove | excluded the locus | trajectory from FIG. 電磁波のスポットの重なりを例示する図である。It is a figure which illustrates the overlap of the spot of electromagnetic waves. 本実施形態の計測装置による揺動走査の走査範囲を、xy 平面で平面視した様子を例示する図である。It is a figure which illustrates a mode that the scanning range of the rocking scanning by the measuring device of this embodiment was planarly viewed on the xy plane. 図8から軌跡を除いた図である。FIG. 9 is a diagram obtained by removing the locus from FIG. 8. 図9における各電磁波のスポットを例示する図である。It is a figure which illustrates the spot of each electromagnetic wave in FIG. 本実施形態の計測装置による回転走査の走査範囲を、xy 平面で展開して平面視した様子を例示する図である。It is a figure which illustrates a mode that the scanning range of the rotational scanning by the measuring device of this embodiment was developed in the xy plane and planarly viewed. 図8で示した計測装置による揺動走査の一部を表す図である。It is a figure showing a part of rocking scanning by the measuring device shown in FIG. 計測装置による回転走査の一部を表す図である。It is a figure showing a part of rotation scanning by a measuring device. 主走査方向の走査周波数を低くした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the scanning frequency of the main scanning direction low. 計測装置によって電磁波が等間隔で照射されるケースを例示する図である。It is a figure which illustrates the case where electromagnetic waves are irradiated by a measuring device at equal intervals. 各主走査において最初に電磁波が照射される画素について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pixel to which electromagnetic waves are first irradiated in each main scanning. 各主走査で電磁波が照射される回数の差が1以下であるケースを例示する図である。It is a figure which illustrates the case where the difference of the frequency | count of electromagnetic waves being irradiated by each main scanning is 1 or less. 制御部のハードウエア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of a control part. 計測部のハードウエア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of a measurement part. 光を照射する計測部のハードウエア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of the measurement part which irradiates light. 走査器を介さずに反射波が受信される計測装置のハードウエア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of the measuring device with which a reflected wave is received without going through a scanner. 光源駆動信号を例示する図である。It is a figure which illustrates a light source drive signal. 移動体に設置されている計測装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the measuring device installed in the mobile body.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、特に断らない限り、各ブロックは、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位の構成を表している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate. Unless otherwise specified, each block represents a functional unit configuration, not a hardware unit configuration.

図1は、実施形態1に係る計測装置200を例示する図である。計測装置200は、計測部202及び制御部204を有する。計測部202は、照射方向を変えながら電磁波を照射し、照射した電磁波の反射波を受信することで、物体を走査する。制御部204は、計測部202による走査を制御する。さらに制御部204は、計測部202によって電磁波が照射されてからその電磁波の反射波が受信されるまでの時間を測定する。この測定結果は、例えば、上記電磁波を反射した物体と計測装置200との距離を把握するため(いわゆる測距)に利用される。計測装置200は、例えばライダ(Lidar:Light Detection and Ranging)センサやミリ波レーダなどである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a measurement apparatus 200 according to the first embodiment. The measurement device 200 includes a measurement unit 202 and a control unit 204. The measuring unit 202 scans an object by irradiating an electromagnetic wave while changing the irradiation direction and receiving a reflected wave of the irradiated electromagnetic wave. The control unit 204 controls scanning by the measurement unit 202. Further, the control unit 204 measures the time from when the electromagnetic wave is irradiated by the measuring unit 202 until the reflected wave of the electromagnetic wave is received. This measurement result is used, for example, for grasping the distance between the object reflecting the electromagnetic wave and the measurement apparatus 200 (so-called distance measurement). The measuring device 200 is, for example, a lidar (light detection and ranging) sensor or a millimeter wave radar.

計測部202は、電磁波の照射方向を、主走査方向と副走査方向という2つの方向について時間と共に変化させることで、物体の走査を行う。副走査方向は主走査方向と交差する方向(例えば主走査方向に略直交する方向)である。   The measuring unit 202 scans the object by changing the irradiation direction of the electromagnetic wave with time in two directions of a main scanning direction and a sub-scanning direction. The sub-scanning direction is a direction crossing the main scanning direction (for example, a direction substantially orthogonal to the main scanning direction).

電磁波を利用した物体の走査には、例えば、揺動による走査や回転による走査などがある。以下、揺動による走査を揺動走査と呼び、回転による走査を回転走査と呼ぶ。以下、これら2種類の走査について簡単に説明する。   Examples of scanning of an object using electromagnetic waves include scanning by swinging and scanning by rotation. Hereinafter, scanning by rocking is called rocking scanning, and scanning by rotation is called rotational scanning. Hereinafter, these two types of scanning will be briefly described.

図2は、一般的な計測装置60による揺動走査を概念的に例示する図である。図2において、計測装置60は、円柱形の装置として描かれている。走査範囲300は、計測装置から照射される電磁波が通過しうる範囲を表す。   FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating swing scanning by a general measuring device 60. In FIG. 2, the measuring device 60 is depicted as a cylindrical device. The scanning range 300 represents a range through which electromagnetic waves irradiated from the measuring device can pass.

図2(a)は、揺動走査が行われる様子を xz 平面で平面視した図である。図2(b)は、揺動走査が行われる様子を yz 平面で平面視した図である。例えば計測装置60が自動運転車などの車両に設けられる場合、z 方向は車両の進行方向であり、y 方向は鉛直方向であり、x 方向は y 方向及び z 方向の双方に直交する方向である。   FIG. 2A is a plan view of the state in which the swing scanning is performed on the xz plane. FIG. 2B is a plan view of the state in which the swing scanning is performed on the yz plane. For example, when the measuring device 60 is provided in a vehicle such as an autonomous driving vehicle, the z direction is the traveling direction of the vehicle, the y direction is the vertical direction, and the x direction is a direction orthogonal to both the y direction and the z direction. .

揺動走査では、電磁波の照射方向を主走査方向及び副走査方向に揺動させる。ただし、副走査方向について電磁波の照射方向が1回揺動される間に、主走査方向について電磁波の照射方向が複数回揺動される。言い換えれば、主走査方向の揺動の周波数が、副走査方向の揺動の周波数より高い。   In the swing scanning, the irradiation direction of electromagnetic waves is swung in the main scanning direction and the sub-scanning direction. However, the electromagnetic wave irradiation direction is swung several times in the main scanning direction while the electromagnetic wave irradiation direction is swung once in the sub-scanning direction. In other words, the oscillation frequency in the main scanning direction is higher than the oscillation frequency in the sub-scanning direction.

図3は、一般的な計測装置60による揺動走査の走査範囲300を xy 平面について平面視した図である。軌跡302は、計測装置から照射される電磁波の照射方向の変化を表す。   FIG. 3 is a plan view of the scanning range 300 of the oscillating scan performed by the general measuring device 60 with respect to the xy plane. A trajectory 302 represents a change in the irradiation direction of the electromagnetic wave irradiated from the measurement device.

一般に、計測装置は、間欠的に電磁波を照射する。図3のバツ印は、計測装置から照射された電磁波が通過する位置を表す。言い換えれば、図3のバツ印は、計測装置から電磁波が照射されるタイミングを表す。なお、計測装置による電磁波の照射は、主走査方向への走査(軌跡302の実線部分)において行われる。ここで以下、揺動走査については、電磁波の照射方向を主走査方向について1回揺動する間に行われる走査を、「1回の主走査」又は「1ラインの主走査」と呼ぶ。   Generally, a measuring device irradiates electromagnetic waves intermittently. The cross mark in FIG. 3 represents the position through which the electromagnetic wave irradiated from the measuring device passes. In other words, the crosses in FIG. 3 represent the timing at which electromagnetic waves are emitted from the measuring device. Irradiation of electromagnetic waves by the measuring device is performed in scanning in the main scanning direction (solid line portion of the locus 302). Hereafter, regarding the swing scanning, scanning performed while the electromagnetic wave irradiation direction swings once in the main scanning direction is referred to as “one main scanning” or “one line main scanning”.

図4は、一般的な計測装置60による回転走査を概念的に例示する図である。図4(a)は、回転走査が行われる様子を xz 平面で平面視した図である。図4(b)は、回転走査が行われる様子を yz 平面で平面視した図である。   FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating rotational scanning by a general measuring device 60. FIG. 4A is a plan view of the state in which rotational scanning is performed on the xz plane. FIG. 4B is a plan view of the state in which rotational scanning is performed on the yz plane.

回転走査では、電磁波の照射方向を、主走査方向について一方向に変化させ(回転させ)、なおかつ副走査方向に揺動させる。ただし、副走査方向について電磁波の照射方向が1回揺動される間に、主走査方向について電磁波の照射方向が複数回回転される。言い換えれば、主走査方向の回転の周波数が、副走査方向の揺動の周波数より高い。   In the rotational scanning, the irradiation direction of electromagnetic waves is changed (rotated) in one direction with respect to the main scanning direction, and is swung in the sub scanning direction. However, the electromagnetic wave irradiation direction is rotated a plurality of times in the main scanning direction while the electromagnetic wave irradiation direction is swung once in the sub-scanning direction. In other words, the rotation frequency in the main scanning direction is higher than the oscillation frequency in the sub-scanning direction.

図5は、一般的な計測装置60による回転走査の走査範囲300を xy 平面に展開して平面視した図である。前述したように、回転走査における電磁波の照射方向は、主走査方向について一方向に変化する。ここで、回転走査については、主走査方向について電磁波の照射方向が360度変化する間に行われる走査を、「1回の主走査」又は「1ラインの主走査」と呼ぶ。   FIG. 5 is a diagram in which a scanning range 300 of rotational scanning by a general measuring device 60 is developed on the xy plane and viewed in plan. As described above, the irradiation direction of the electromagnetic wave in the rotational scanning changes in one direction with respect to the main scanning direction. Here, with regard to rotational scanning, scanning performed while the irradiation direction of electromagnetic waves changes 360 degrees with respect to the main scanning direction is referred to as “one main scanning” or “one line main scanning”.

揺動走査と回転走査いずれについても、計測装置60は、軌跡302によって表される走査を繰り返し行う。つまり、電磁波の照射方向が軌跡302の終点に達すると、再度電磁波の照射方向が軌跡302の始点に再度設定される。   For both the swing scanning and the rotational scanning, the measurement device 60 repeatedly performs the scanning represented by the trajectory 302. That is, when the irradiation direction of the electromagnetic wave reaches the end point of the locus 302, the irradiation direction of the electromagnetic wave is set again to the start point of the locus 302.

図3及び図5の走査範囲300において、格子状に区切られた領域である画素304は、計測装置60に求められる解像度(計測の粒度)を表している。すなわち計測装置60は、走査範囲300における各画素304に対し、少なくとも一回電磁波を照射することが求められている。   In the scanning range 300 of FIGS. 3 and 5, the pixels 304 that are regions partitioned in a grid form represent the resolution (measurement granularity) required for the measurement device 60. That is, the measuring device 60 is required to irradiate each pixel 304 in the scanning range 300 with electromagnetic waves at least once.

図3及び図5に示すように、一般的な計測装置60では、複数の主走査それぞれにおいて同じタイミング(各画素304を通過するタイミング)で電磁波が照射される。さらに、1つの画素304に対して電磁波が照射されうる主走査が複数ある。その結果、1つの画素304に対して電磁波が複数回照射される。図6は、図3から軌跡302を除いた図である。図6を見ると、各画素304に対して電磁波が4回ずつ照射されていることが分かる。   As shown in FIGS. 3 and 5, in a general measuring device 60, electromagnetic waves are irradiated at the same timing (timing that passes through each pixel 304) in each of a plurality of main scans. Further, there are a plurality of main scans that can irradiate one pixel 304 with electromagnetic waves. As a result, one pixel 304 is irradiated with electromagnetic waves a plurality of times. FIG. 6 is a diagram obtained by removing the locus 302 from FIG. FIG. 6 shows that each pixel 304 is irradiated with electromagnetic waves four times.

なお、計測装置から照射される電磁波のスポットの大きさは、例えば、画素304の大きさに合わせて設定される。そのため、1つの画素304に対して複数回電磁波が照射されることは、複数の電磁波のスポットの一部が互いに重なり合うことを意味する。つまり、計測装置によって同じ場所が複数回走査されていることを意味する。   Note that the size of the spot of the electromagnetic wave irradiated from the measuring device is set in accordance with the size of the pixel 304, for example. Therefore, irradiating one pixel 304 with electromagnetic waves a plurality of times means that some of the spots of the plurality of electromagnetic waves overlap each other. That is, it means that the same place is scanned a plurality of times by the measuring device.

図7は、電磁波のスポットの重なりを例示する図である。図7では、左上端の画素304に対して照射された電磁波のスポット306が示されている。この図から分かるように、複数の電磁波のスポット306の一部が互いに重なりあっている。   FIG. 7 is a diagram illustrating the overlapping of the electromagnetic wave spots. In FIG. 7, a spot 306 of electromagnetic waves irradiated to the pixel 304 at the upper left end is shown. As can be seen from this figure, some of the plurality of electromagnetic wave spots 306 overlap each other.

このように、一般的な計測装置では、求められる解像度以上の解像度で走査が行われている。言い換えれば、計測装置による走査において、必要以上に多くの電磁波が照射されている。その結果、計測装置が必要以上に電力を消費している。また、計測装置の各種の機構(例えば光源など)が必要以上に消耗しており、計測装置の寿命を短くしてしまっている。   As described above, in a general measurement apparatus, scanning is performed at a resolution higher than the required resolution. In other words, more electromagnetic waves are irradiated than necessary during scanning by the measuring device. As a result, the measuring device consumes more power than necessary. In addition, various mechanisms of the measuring device (for example, a light source) are consumed more than necessary, which shortens the life of the measuring device.

そこで本実施形態の計測装置200は、計測装置200に求められる解像度を満たすために必要十分な回数の電磁波を照射する。言い換えれば、本実施形態の制御部204は、計測装置200に求められる解像度を表す各画素に対して電磁波が1回ずつ照射されるように、計測部202による電磁波の照射を制御する。   Therefore, the measurement apparatus 200 according to the present embodiment radiates electromagnetic waves as many times as necessary to satisfy the resolution required for the measurement apparatus 200. In other words, the control unit 204 of the present embodiment controls the irradiation of the electromagnetic wave by the measurement unit 202 so that the electromagnetic wave is irradiated once to each pixel representing the resolution required for the measurement device 200.

こうすることで、本実施形態の計測装置200によれば、計測装置200に求められる解像度を満たすために必要十分な回数の電磁波が照射される。よって、一般的な計測装置と比較し、計測装置200の消費電力が削減される。また、計測装置200の各種の機構(例えば光源)の消耗が少なくすることができるため、計測装置200の寿命を長くすることができる。   By doing so, according to the measurement apparatus 200 of the present embodiment, the electromagnetic wave is irradiated a sufficient number of times necessary to satisfy the resolution required for the measurement apparatus 200. Therefore, the power consumption of the measuring device 200 is reduced as compared with a general measuring device. In addition, since the consumption of various mechanisms (for example, a light source) of the measuring device 200 can be reduced, the life of the measuring device 200 can be extended.

図8は、本実施形態の計測装置200による揺動走査の走査範囲を、xy 平面で平面視した様子を例示する図である。走査範囲220、軌跡222、画素224の意味はそれぞれ、図3の走査範囲300、軌跡302、画素304と同様である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the scanning range of the swing scanning by the measuring apparatus 200 according to this embodiment is viewed in plan on the xy plane. The meanings of the scanning range 220, the trajectory 222, and the pixel 224 are the same as those of the scanning range 300, the trajectory 302, and the pixel 304 in FIG.

図8では、図3のケースと同様に、1つの画素(画素224)に対して電磁波が照射されうる主走査が4つある。しかし計測部202は、1つの画素224に対して電磁波を照射しうる4つの主走査のうち、いずれか1つの主走査でのみ、電磁波を照射している。   In FIG. 8, as in the case of FIG. 3, there are four main scans in which electromagnetic waves can be applied to one pixel (pixel 224). However, the measurement unit 202 irradiates electromagnetic waves only in any one of the four main scans that can irradiate one pixel 224 with the electromagnetic waves.

図9は、図8から軌跡222を除いた図である。図9を見ると分かるように、本実施形態の計測装置200では、各画素224に対して電磁波が照射される回数が1回である。   FIG. 9 is a diagram obtained by removing the locus 222 from FIG. As can be seen from FIG. 9, in the measurement apparatus 200 of the present embodiment, the number of times that the electromagnetic waves are irradiated to each pixel 224 is one.

図10は、図9における各電磁波のスポットを例示する図である。この例では、電磁波のスポットが画素224の大きさに合わせて設定されている。図10を見ると分かるように、本実施形態の計測装置200では、全ての画素224をスポットが通過しつつ、スポット同士が重なっていない。よって、計測装置200によって同じ場所が複数回スキャンされるということがない。   FIG. 10 is a diagram illustrating the spots of each electromagnetic wave in FIG. In this example, the electromagnetic wave spot is set in accordance with the size of the pixel 224. As can be seen from FIG. 10, in the measuring apparatus 200 of the present embodiment, the spots pass through all the pixels 224 but the spots do not overlap. Therefore, the measurement device 200 does not scan the same place multiple times.

図9及び図10から、図8に示すように電磁波を照射することで、計測装置200に求められる解像度を満たすために必要十分な回数の電磁波が照射されていることが分かる。   From FIG. 9 and FIG. 10, it can be seen that the electromagnetic wave is irradiated a sufficient number of times necessary to satisfy the resolution required for the measuring apparatus 200 by irradiating the electromagnetic wave as shown in FIG. 8.

本実施形態の計測装置200が行う走査は、回転走査であってもよい。図11は、本実施形態の計測装置200による回転走査の走査範囲を、xy 平面で展開して平面視した様子を例示する図である。図8のケースと同様に、計測部202は、1つの画素224に対して電磁波を照射しうる4つの主走査のうち、いずれか1つの主走査でのみ、電磁波を照射している。   The scanning performed by the measurement apparatus 200 of the present embodiment may be rotational scanning. FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the scanning range of the rotational scanning by the measuring apparatus 200 according to the present embodiment is developed in the xy plane and viewed in plan. As in the case of FIG. 8, the measurement unit 202 irradiates the electromagnetic wave only in any one of the four main scans that can irradiate one pixel 224 with the electromagnetic wave.

本実施形態の制御部204による具体的な制御は、以下の第1及び第2の要件を満たす。第1の要件は、「計測部202が、連続する N 回の主走査において、合計 M 回電磁波を照射する」という要件である。第2の要件は、「上記連続する N 回の主走査それぞれにおいて、計測部202から電磁波が照射されるタイミングが互いに異なる」という要件である。M は、連続する N 回の主走査において計測装置200に求められる解像度の画素数である。例えば図8では、連続する 4 回の主走査において画素224の数が8である。よって図8では、N=4 かつ M=8 である。   Specific control by the control unit 204 of the present embodiment satisfies the following first and second requirements. The first requirement is that “the measurement unit 202 irradiates electromagnetic waves a total of M times in N consecutive main scans”. The second requirement is that “the timing at which the electromagnetic wave is irradiated from the measurement unit 202 is different in each of the N consecutive main scans”. M is the number of pixels of the resolution required for the measuring apparatus 200 in N consecutive main scans. For example, in FIG. 8, the number of pixels 224 is 8 in four consecutive main scans. Therefore, in FIG. 8, N = 4 and M = 8.

ここで、N と M の具体的な定義は、例えば以下で説明するような定義となる。図12は、図8で示した計測装置200による揺動走査の一部を表す図である。A は、副走査方向の1画素の幅(画素224の高さ)を表す。B は、主走査方向の1画素の幅(画素224の横幅)を表す。X は、走査範囲220の横幅を表す。dy は、副走査方向の走査間隔を表す。   Here, the specific definitions of N and M are, for example, as described below. FIG. 12 is a diagram illustrating a part of the swing scanning by the measurement apparatus 200 illustrated in FIG. A represents the width of one pixel (the height of the pixel 224) in the sub-scanning direction. B represents the width of one pixel in the main scanning direction (horizontal width of the pixel 224). X represents the horizontal width of the scanning range 220. dy represents a scanning interval in the sub-scanning direction.

N は、1つの画素224に対して電磁波を照射しうる主走査の数である。例えば図8において、N の値は4である。具体的には、N は、A/dy 以下の最大の整数、又はA/dy 以上の最小の整数である。以下では、N が A/dy 以下の最大の整数であるとする。   N is the number of main scans that can irradiate one pixel 224 with electromagnetic waves. For example, in FIG. 8, the value of N is 4. Specifically, N is a maximum integer equal to or less than A / dy, or a minimum integer equal to or greater than A / dy. In the following, it is assumed that N is the largest integer less than or equal to A / dy.

M は、走査範囲220において主走査方向に含まれる画素224の数(連続する N 回の主走査において計測装置200に求められる解像度の画素数)である。例えば図8において、M の値は8である。具体的には、M は X/B 以上の最小の整数、又は X/B 以下の最大の整数である。以下では、M が X/B 以上の最小の整数であるとする。   M is the number of pixels 224 included in the main scanning direction in the scanning range 220 (the number of pixels having the resolution required for the measuring apparatus 200 in N consecutive main scans). For example, in FIG. 8, the value of M is 8. Specifically, M is the smallest integer greater than or equal to X / B, or the largest integer less than or equal to X / B. In the following, let M be the smallest integer greater than or equal to X / B.

上述した各記号の意味は、計測装置200が回転走査を行うケースについても同様である。図13は、計測装置200による回転走査の一部を表す図である。図13における各記号の意味は、図12における各記号の意味と同じである。   The meaning of each symbol described above is the same for the case where the measurement apparatus 200 performs rotational scanning. FIG. 13 is a diagram illustrating a part of rotational scanning performed by the measurement apparatus 200. The meaning of each symbol in FIG. 13 is the same as the meaning of each symbol in FIG.

前述した第1の要件を満たすように電磁波が照射されると、走査範囲220の1つの行に含まれる M 個の画素224に対して電磁波を照射しうる複数の走査(連続する N 回の走査)において、M 回の電磁波が照射される。そして、第1の要件に加えて第2の要件も満たすように電磁波が照射されることにより、走査範囲220の1つの行に含まれる M 個の画素224それぞれに対して、1回ずつ電磁波が照射されることとなる。   When the electromagnetic wave is irradiated so as to satisfy the first requirement described above, a plurality of scans (N consecutive scans) that can irradiate the M pixels 224 included in one row of the scanning range 220 with the electromagnetic wave. ) Is irradiated with M times of electromagnetic waves. Then, by applying the electromagnetic wave so as to satisfy the second requirement in addition to the first requirement, the electromagnetic wave is emitted once for each of the M pixels 224 included in one row of the scanning range 220. It will be irradiated.

このように、本実施形態の計測装置200によれば、計測装置200に求められる解像度を満たすために必要十分な回数の電磁波が照射される。よって、一般的な計測装置と比較し、計測装置200の消費電力が削減される。また、計測装置200の各種の機構(例えば光源)の消耗が少なくすることができるため、計測装置200の寿命を長くすることができる。   As described above, according to the measurement apparatus 200 of the present embodiment, the electromagnetic waves necessary and sufficient for satisfying the resolution required for the measurement apparatus 200 are irradiated. Therefore, the power consumption of the measuring device 200 is reduced as compared with a general measuring device. In addition, since the consumption of various mechanisms (for example, a light source) of the measuring device 200 can be reduced, the life of the measuring device 200 can be extended.

ここで、1つの画素に対して電磁波が照射される回数を1回にするための制御としては、主走査方向の走査の頻度を少なくする(主走査方向の走査の周波数を低くする)ことが考えられる。図14は、主走査方向の走査周波数を低くした例を示す図である。この例では、図3や図8のケースと比較し、主走査方向の走査周波数が 1/4 となっており、各画素304を通過する主走査が1回のみである。よって、画素304を通過する全てのタイミングで計測装置が電磁波を照射しても、各画素304に対して電磁波が照射される回数は1回である。   Here, as a control for reducing the number of times of irradiation of electromagnetic waves to one pixel, the frequency of scanning in the main scanning direction is decreased (the frequency of scanning in the main scanning direction is decreased). Conceivable. FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which the scanning frequency in the main scanning direction is lowered. In this example, compared with the cases of FIGS. 3 and 8, the scanning frequency in the main scanning direction is 1/4, and the main scanning that passes through each pixel 304 is only once. Therefore, even if the measurement device irradiates the electromagnetic wave at all timings passing through the pixel 304, the number of times the electromagnetic wave is irradiated to each pixel 304 is one.

しかしこの方法には、計測装置が周囲の振動の影響を受けやすくなるという問題点がある。ライダセンサやミリ波レーダなどの計測装置は、例えば、自動運転車などの移動体に設置される。そのため、移動体が移動している際に生じる種々の振動が、計測装置にも伝わることになる。   However, this method has a problem that the measuring device is easily affected by ambient vibration. A measuring device such as a lidar sensor or a millimeter wave radar is installed in a moving body such as an autonomous vehicle. Therefore, various vibrations generated when the moving body is moving are also transmitted to the measuring device.

このような周囲の振動の影響を小さくするためには、計測装置において主走査方向の走査周波数をある程度高くすることで、主走査方向の走査周波数と、他の振動の周波数との乖離を大きくすることが好適である。この点、本実施形態の計測装置200では、主走査方向の走査周波数がある程度高く(前述した N が2以上であり)、なおかつ1つの画素224に対して電磁波が照射される回数が1回となる。よって、(1)電磁波が照射される回数を、計測装置200に要求される解像度を満たすことができる必要十分な回数としつつ、(2)計測装置200による走査が、計測装置200の周囲などで発生する振動を受けにくい。   In order to reduce the influence of such surrounding vibration, the scanning frequency in the main scanning direction is increased to some extent in the measuring apparatus, thereby increasing the difference between the scanning frequency in the main scanning direction and the frequency of other vibrations. Is preferred. In this regard, in the measuring apparatus 200 of the present embodiment, the scanning frequency in the main scanning direction is somewhat high (N is 2 or more as described above), and the number of times that the electromagnetic wave is irradiated to one pixel 224 is one time. Become. Therefore, (1) The number of times the electromagnetic wave is irradiated is set to a necessary and sufficient number of times to satisfy the resolution required for the measuring device 200, and (2) scanning by the measuring device 200 is performed around the measuring device 200 or the like. Less susceptible to generated vibrations.

ここで、各主走査における電磁波の照射タイミングは、等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。図15は、各主走査において電磁波が等間隔で照射されるケースを例示する図である。図15では、1行目から4行目の主走査いずれにおいても、「4つの画素224ごとに1つ」という間隔で電磁波が照射されている。   Here, the irradiation timing of the electromagnetic wave in each main scanning may be equal intervals, or may not be equal intervals. FIG. 15 is a diagram illustrating a case where electromagnetic waves are irradiated at equal intervals in each main scan. In FIG. 15, electromagnetic waves are irradiated at intervals of “one for every four pixels 224” in any of the main scans from the first row to the fourth row.

なお、連続する N 回の各主走査において電磁波が照射される画素224を異ならせるために、制御部204は、連続する N 回の各主走査において最初に電磁波が照射される画素224を異なるものにする。例えば図8や図15では、電磁波の照射方向が走査範囲220の下の行へ移動するごとに、最初に電磁波が照射される画素224の位置を1つ右の画素224へずらしている。具体的には、図15において、1行目の主走査において最初に電磁波が照射される画素224は、左から1番目の画素224である。一方、2行目の主走査において最初に電磁波が照射される画素224は、左から2番目の画素224である。   In order to make the pixels 224 irradiated with electromagnetic waves different in each of N consecutive main scans, the control unit 204 changes the pixels 224 irradiated first with electromagnetic waves in each of N consecutive main scans. To. For example, in FIGS. 8 and 15, each time the irradiation direction of the electromagnetic wave moves to the lower row of the scanning range 220, the position of the pixel 224 to which the electromagnetic wave is first irradiated is shifted to the right pixel 224. Specifically, in FIG. 15, the pixel 224 to which the electromagnetic wave is first irradiated in the main scanning of the first row is the first pixel 224 from the left. On the other hand, the pixel 224 to which the electromagnetic wave is first irradiated in the main scanning of the second row is the second pixel 224 from the left.

しかし、各主走査において最初に電磁波が照射される画素224を異なるものにする方法は、上述した「1行下へ移動するごとに1つ右へずらす」という方法に限定されない。図16は、各主走査において最初に電磁波が照射される画素224について説明するための図である。図16において、1行目から4行目の主走査において最初に電磁波が照射される画素224はそれぞれ、左から1番目、左から3番目、左から2番目、及び右から4番目の画素224となっている。   However, the method of making the pixel 224 that is first irradiated with the electromagnetic wave different in each main scan is not limited to the above-described method of “shifting to the right by one when moving down one row”. FIG. 16 is a diagram for explaining a pixel 224 to which an electromagnetic wave is first irradiated in each main scan. In FIG. 16, the first pixel 224 to which the electromagnetic wave is first irradiated in the main scanning from the first row to the fourth row is the first pixel 224 from the left, the third from the left, the second from the left, and the fourth from the right. It has become.

各主走査で電磁波が照射される回数は、同一であってもよし、同一でなくてもよい。前者の場合、各主走査で照射される電磁波の回数は M/N である。前述した図8のケースでは、各主走査において電磁波が照射される回数が同一(2回)となっている。   The number of times the electromagnetic waves are irradiated in each main scan may or may not be the same. In the former case, the number of electromagnetic waves irradiated in each main scan is M / N. In the case of FIG. 8 described above, the number of times the electromagnetic waves are irradiated in each main scan is the same (twice).

なお、M/N が整数でない場合もありうる。この場合、制御部204は、各主走査で電磁波が照射される回数を同一にする代わりに、各主走査で電磁波が照射される回数の差を1以下とする。言い換えれば、制御部204は、各主走査で電磁波が照射される回数を M/N 以上の最小の整数及び M/N 以下の最大の整数のうちのいずれか一方とする。   Note that M / N may not be an integer. In this case, the control unit 204 sets the difference in the number of times the electromagnetic waves are irradiated in each main scan to 1 or less instead of making the number of times the electromagnetic waves are irradiated in each main scan the same. In other words, the control unit 204 sets the number of times the electromagnetic wave is irradiated in each main scan as one of a minimum integer equal to or greater than M / N and a maximum integer equal to or less than M / N.

図17は、各主走査で電磁波が照射される回数の差が1以下であるケースを例示する図である。この例では、1つの画素224に対して電磁波を照射しうる主走査の数が4である(N=4)。また、走査範囲220の1行に含まれる画素304の数が7つである(M=7)。そこで計測部202は、1行目から3行目の主走査では2回ずつ電磁波を照射し、なおかつ4行目の主走査では1回電磁波を照射している。   FIG. 17 is a diagram illustrating a case where the difference in the number of times the electromagnetic waves are irradiated in each main scan is 1 or less. In this example, the number of main scans that can irradiate one pixel 224 with electromagnetic waves is four (N = 4). Further, the number of pixels 304 included in one row of the scanning range 220 is seven (M = 7). Therefore, the measurement unit 202 irradiates the electromagnetic waves twice in the main scanning from the first row to the third row, and irradiates the electromagnetic waves once in the main scanning in the fourth row.

<計測装置200のハードウエア構成の例>
計測装置200の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア(例:ハードワイヤードされた電子回路など)で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ(例:電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど)で実現されてもよい。以下、計測装置200の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
<Example of Hardware Configuration of Measuring Device 200>
Each functional component of the measuring apparatus 200 may be realized by hardware (eg, a hard-wired electronic circuit) that implements each functional component, or a combination of hardware and software (eg, electronic A combination of a circuit and a program for controlling the circuit may be realized. Hereinafter, the case where each functional component of the measuring device 200 is realized by a combination of hardware and software will be further described.

<<制御部204のハードウエア構成の例>>
図18は、制御部204のハードウエア構成を例示する図である。集積回路100は、制御部204を実現する集積回路である。例えば、集積回路100は SoC(System On Chip)である。
<< Example of Hardware Configuration of Control Unit 204 >>
FIG. 18 is a diagram illustrating a hardware configuration of the control unit 204. The integrated circuit 100 is an integrated circuit that implements the control unit 204. For example, the integrated circuit 100 is an SoC (System On Chip).

集積回路100は、バス102、プロセッサ104、メモリ106、ストレージデバイス108、入出力インタフェース110、及びネットワークインタフェース112を有する。バス102は、プロセッサ104、メモリ106、ストレージデバイス108、入出力インタフェース110、及びネットワークインタフェース112が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ104などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。プロセッサ104は、マイクロプロセッサなどを用いて実現される演算処理装置である。メモリ106は、RAM(Random Access Memory)などを用いて実現される主記憶装置である。ストレージデバイス108は、ROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリなどを用いて実現される補助記憶装置である。   The integrated circuit 100 includes a bus 102, a processor 104, a memory 106, a storage device 108, an input / output interface 110, and a network interface 112. The bus 102 is a data transmission path through which the processor 104, the memory 106, the storage device 108, the input / output interface 110, and the network interface 112 transmit / receive data to / from each other. However, the method of connecting the processors 104 and the like is not limited to bus connection. The processor 104 is an arithmetic processing device realized using a microprocessor or the like. The memory 106 is a main storage device realized using a RAM (Random Access Memory) or the like. The storage device 108 is an auxiliary storage device realized using a ROM (Read Only Memory), a flash memory, or the like.

入出力インタフェース110は、集積回路100を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。図18において、入出力インタフェース110には照射器の駆動回路30及び走査器の駆動回路32が接続されている。照射器の駆動回路30及び走査器の駆動回路32については後述する。   The input / output interface 110 is an interface for connecting the integrated circuit 100 to peripheral devices. In FIG. 18, an irradiator drive circuit 30 and a scanner drive circuit 32 are connected to the input / output interface 110. The irradiator drive circuit 30 and the scanner drive circuit 32 will be described later.

ネットワークインタフェース112は、集積回路100を通信網に接続するためのインタフェースである。この通信網は、例えば CAN(Controller Area Network)通信網である。なお、ネットワークインタフェース112が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。   The network interface 112 is an interface for connecting the integrated circuit 100 to a communication network. This communication network is, for example, a CAN (Controller Area Network) communication network. Note that a method of connecting the network interface 112 to the communication network may be a wireless connection or a wired connection.

ストレージデバイス108は、制御部204の機能を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ104は、このプログラムモジュールをメモリ106に読み出して実行することで、制御部204の機能を実現する。   The storage device 108 stores a program module for realizing the function of the control unit 204. The processor 104 reads out the program module to the memory 106 and executes it, thereby realizing the function of the control unit 204.

集積回路100のハードウエア構成は図18に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ106に格納されてもよい。この場合、集積回路100は、ストレージデバイス108を備えていなくてもよい。   The hardware configuration of the integrated circuit 100 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the program module may be stored in the memory 106. In this case, the integrated circuit 100 may not include the storage device 108.

<<計測部202のハードウエア構成例>>
図19は、計測部202のハードウエア構成を例示する図である。計測部202は、照射器10、走査器12、照射器の駆動回路30、走査器の駆動回路32、及び受信器50を有する。照射器10は、物体の走査に用いる電磁波を照射する。走査器12は、照射器10から照射された電磁波の進行方向を、所望の方向へ変更する。このように、照射器10及び走査器12により、計測部202は、計測部202の外部の様々な場所へ電磁波を照射することができる。走査器12によって進行方向が変更された電磁波は、計測装置200の外部へ照射される。
<< Hardware Configuration Example of Measuring Unit 202 >>
FIG. 19 is a diagram illustrating a hardware configuration of the measurement unit 202. The measurement unit 202 includes an irradiator 10, a scanner 12, an irradiator drive circuit 30, a scanner drive circuit 32, and a receiver 50. The irradiator 10 irradiates electromagnetic waves used for scanning an object. The scanner 12 changes the traveling direction of the electromagnetic wave emitted from the irradiator 10 to a desired direction. As described above, the measurement unit 202 can irradiate various places outside the measurement unit 202 with electromagnetic waves by the irradiator 10 and the scanner 12. The electromagnetic wave whose traveling direction is changed by the scanner 12 is irradiated to the outside of the measuring apparatus 200.

計測装置200の外部において物体により反射された電磁波(以下、反射波)は、計測装置200の内部に入射した後、走査器12によって進行方向を変更される。受信器50は、走査器12によって進行方向が変更された反射波を受信する。   An electromagnetic wave reflected by an object outside the measuring apparatus 200 (hereinafter referred to as a reflected wave) is incident on the inside of the measuring apparatus 200 and then the traveling direction is changed by the scanner 12. The receiver 50 receives the reflected wave whose traveling direction has been changed by the scanner 12.

照射器の駆動回路30は、照射器10を駆動させる回路である。より具体的には、照射器の駆動回路30は、電磁波を照射する機構(例えば光源)を駆動する回路を有する。走査器の駆動回路32は、走査器12を駆動させる回路である。より具体的には、走査器の駆動回路32は、電磁波の照射方向を変更する機構(例えばミラー)を駆動する回路を有する。   The irradiator drive circuit 30 is a circuit that drives the irradiator 10. More specifically, the drive circuit 30 of the irradiator has a circuit that drives a mechanism (for example, a light source) that emits electromagnetic waves. The scanner drive circuit 32 is a circuit for driving the scanner 12. More specifically, the drive circuit 32 of the scanner has a circuit that drives a mechanism (for example, a mirror) that changes the irradiation direction of the electromagnetic wave.

制御部204は、受信器50によって反射波が受信されたことを検出する。例えば受信器50は、反射波を受信したことに応じて制御部204へ所定の信号を送信するように構成される。制御部204は、この所定の信号を受信することにより、受信器50によって反射波が受信されたことを検出する。   The control unit 204 detects that the reflected wave is received by the receiver 50. For example, the receiver 50 is configured to transmit a predetermined signal to the control unit 204 in response to receiving the reflected wave. The control unit 204 detects that the reflected wave has been received by the receiver 50 by receiving the predetermined signal.

制御部204は、照射器10から電磁波が照射されてからその電磁波の反射波が受信器50によって受信されるまでの経過時間を計測し、その計測時間を電磁波の照射方向(電磁波の照射タイミング)と対応づけて記憶装置(例えばストレージデバイス108)に記憶させる。この経過時間は、例えば照射器10から電磁波が照射されてからその電磁波の反射波が受信されるまでの間にカウントされたクロック信号の数にクロック周期を乗算した値で表される。また例えば、この経過時間は、上記カウントされたクロック信号の数で表されてもよい。この経過時間に基づいて、例えば、走査された物体と計測装置200との距離を算出することができる。   The control unit 204 measures the elapsed time from when the electromagnetic wave is irradiated from the irradiator 10 until the reflected wave of the electromagnetic wave is received by the receiver 50, and the measurement time is used as the electromagnetic wave irradiation direction (electromagnetic wave irradiation timing). And stored in a storage device (for example, the storage device 108). This elapsed time is represented by, for example, a value obtained by multiplying the number of clock signals counted from when the electromagnetic wave is irradiated from the irradiator 10 to when the reflected wave of the electromagnetic wave is received by the clock period. For example, this elapsed time may be represented by the number of clock signals counted. Based on this elapsed time, for example, the distance between the scanned object and the measuring apparatus 200 can be calculated.

照射器10によって照射される電磁波は、レーザ光などの光であってもよいし、ミリ波などの電波であってもよい。以下、照射器10が光を照射する場合における計測部202のハードウエア構成について例示する。照射器10が電磁波を照射する場合の計測部202についても、同様の構成を採用することが可能である。   The electromagnetic wave irradiated by the irradiator 10 may be a light such as a laser beam or a radio wave such as a millimeter wave. Hereinafter, the hardware configuration of the measurement unit 202 when the irradiator 10 emits light will be exemplified. A similar configuration can be adopted for the measurement unit 202 when the irradiator 10 emits electromagnetic waves.

図20は、光を照射する計測部202のハードウエア構成を例示する図である。図20の光源14、可動反射部16、光源の駆動回路36、及び可動反射部の駆動回路34はそれぞれ、図19における照射器10、走査器12、照射器の駆動回路30、及び走査器の駆動回路32の一例である。   FIG. 20 is a diagram illustrating a hardware configuration of the measurement unit 202 that emits light. The light source 14, the movable reflector 16, the light source drive circuit 36, and the movable reflector drive circuit 34 in FIG. 20 are respectively the irradiator 10, the scanner 12, the irradiator drive circuit 30, and the scanner in FIG. 3 is an example of a drive circuit 32.

光源14は、光を照射する任意の光源である。光源の駆動回路34は、光源14への電力の供給を制御することによって光源14を駆動させる回路である。光源14によって照射される光は、例えばレーザ光である。この場合、例えば光源14は、レーザ光を照射する半導体レーザである。   The light source 14 is an arbitrary light source that emits light. The light source drive circuit 34 is a circuit that drives the light source 14 by controlling the supply of power to the light source 14. The light irradiated by the light source 14 is, for example, laser light. In this case, for example, the light source 14 is a semiconductor laser that emits laser light.

可動反射部16は、光源14から照射された光を反射することで、光源14から照射された光の進行方向を変更する。可動反射部16によって反射された光は、計測装置200の外部へ照射される。また可動反射部16は、計測装置200の外部において物体により反射された光(以下、反射光)の進行方向を変更する。   The movable reflector 16 changes the traveling direction of the light emitted from the light source 14 by reflecting the light emitted from the light source 14. The light reflected by the movable reflecting portion 16 is irradiated to the outside of the measuring apparatus 200. The movable reflector 16 also changes the traveling direction of light reflected by an object outside the measuring apparatus 200 (hereinafter, reflected light).

可動反射部の駆動回路36は、可動反射部16を駆動させる回路である。可動反射部16は、例えば2軸方向それぞれに回転可能なように構成されている1つのミラーを有する。
上記2軸はそれぞれ、光の照射方向を主走査方向について変更するための第1軸、及び光の照射方向を副走査方向について変更するための第2軸である。上記ミラーは、例えば MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーである。
The movable reflection unit drive circuit 36 is a circuit for driving the movable reflection unit 16. The movable reflecting portion 16 has, for example, one mirror configured to be rotatable in each of the two axial directions.
The two axes are a first axis for changing the light irradiation direction in the main scanning direction and a second axis for changing the light irradiation direction in the sub-scanning direction. The mirror is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror.

可動反射部16の構成は、図20に示す構成に限定されない。例えば可動反射部16は、回転軸が互いに交わる2つのミラーで構成されていてもよい。この2つのミラーの回転軸はそれぞれ、上記第1軸及び第2軸である。   The configuration of the movable reflecting portion 16 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the movable reflecting portion 16 may be composed of two mirrors whose rotation axes intersect with each other. The rotation axes of the two mirrors are the first axis and the second axis, respectively.

光源の駆動回路34及び可動反射部の駆動回路36の動作は、制御部204によって制御される。具体的には、制御部204は、光源の駆動回路34に対し、光源14の駆動を指示する駆動信号を送信する。この駆動信号は、例えばストレージデバイス108から読み出される。光源の駆動回路34は、受信した駆動信号に基づいて、光源14を駆動させる。例えば駆動信号がハイとローという2値で構成されるパルス信号である場合、光源の駆動回路34は、パルス信号がローからハイに変化するタイミングで光源14を駆動させる(光源14から光を照射させる)。   The operations of the light source drive circuit 34 and the movable reflector drive circuit 36 are controlled by the control unit 204. Specifically, the control unit 204 transmits a drive signal for instructing driving of the light source 14 to the drive circuit 34 of the light source. This drive signal is read from the storage device 108, for example. The light source drive circuit 34 drives the light source 14 based on the received drive signal. For example, when the drive signal is a pulse signal composed of binary values of high and low, the light source drive circuit 34 drives the light source 14 at a timing when the pulse signal changes from low to high (irradiates light from the light source 14). )

同様に、制御部204は、可動反射部の駆動回路36に対し、可動反射部16の駆動を指示する駆動信号を送信する。この駆動信号も、例えばストレージデバイス108から読み出される。可動反射部の駆動回路36は、この駆動信号に基づいて、可動反射部16の姿勢を制御する。この制御により、光の照射方向が制御される。例えば光の照射方向は、図8の軌跡222のように制御される。   Similarly, the control unit 204 transmits a drive signal instructing driving of the movable reflection unit 16 to the drive circuit 36 of the movable reflection unit. This drive signal is also read from the storage device 108, for example. The drive circuit 36 for the movable reflector controls the attitude of the movable reflector 16 based on this drive signal. By this control, the light irradiation direction is controlled. For example, the light irradiation direction is controlled as shown by a locus 222 in FIG.

さらに計測部202は、受光器52を有する。受光器52は、図19における受信器50の一例である。例えば受光器52は、APD(Avalanche Photodiode)を用いて構成される。受光器52は、可動反射部16によって進行方向が変更された反射光を受光する。   Further, the measuring unit 202 includes a light receiver 52. The light receiver 52 is an example of the receiver 50 in FIG. For example, the light receiver 52 is configured using an APD (Avalanche Photodiode). The light receiver 52 receives the reflected light whose traveling direction has been changed by the movable reflector 16.

なお、計測部202の構成は図19や図20に示す構成に限定されない。例えば図19において、計測部202は、物体によって反射された反射波が、走査器12を介して受信器50に受信されるように構成されている。しかし、物体によって反射された反射波は、走査器12を介さずに受信器50に受信されてもよい。図21は、走査器12を介さずに反射波が受信される計測装置200のハードウエア構成を例示する図である。   Note that the configuration of the measurement unit 202 is not limited to the configuration illustrated in FIGS. 19 and 20. For example, in FIG. 19, the measurement unit 202 is configured such that a reflected wave reflected by an object is received by the receiver 50 via the scanner 12. However, the reflected wave reflected by the object may be received by the receiver 50 without passing through the scanner 12. FIG. 21 is a diagram illustrating a hardware configuration of the measurement apparatus 200 that receives a reflected wave without passing through the scanner 12.

その他にも例えば、図19において、計測部202は、照射器10から照射された電磁波の進行方向を走査器12によって変更することにより、様々な方向へ電磁波を照射できるように構成されている。しかし、様々な方向へ電磁波を照射する構成は、図19に示す構成に限定されない。例えば、照射器10自体が、上述の2軸それぞれに回転する機構を有していてもよい。この場合、計測部202は、照射器10の姿勢を制御することによって様々な方向へ光を照射できる。またこの場合、計測部202は、走査器12及び走査器の駆動回路32を有さなくてもよい。さらにこの場合、照射器の駆動回路30は、照射器10に電磁波を照射させる駆動回路と、照射器10の姿勢を変更する駆動回路とを含む。   In addition, for example, in FIG. 19, the measuring unit 202 is configured to be able to irradiate electromagnetic waves in various directions by changing the traveling direction of the electromagnetic waves emitted from the irradiator 10 by the scanner 12. However, the configuration for irradiating electromagnetic waves in various directions is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the irradiator 10 itself may have a mechanism that rotates around the two axes described above. In this case, the measurement unit 202 can irradiate light in various directions by controlling the posture of the irradiator 10. In this case, the measuring unit 202 may not include the scanner 12 and the driving circuit 32 for the scanner. Furthermore, in this case, the irradiator drive circuit 30 includes a drive circuit that irradiates the irradiator 10 with electromagnetic waves and a drive circuit that changes the attitude of the irradiator 10.

なお、制御部204を実現するハードウエア(図18参照)と計測部202を実現するハードウエア(図19や図20参照)は、同一の筐体にパッケージされていてもよいし、別々の筐体にパッケージされていてもよい。   Note that the hardware that implements the control unit 204 (see FIG. 18) and the hardware that implements the measurement unit 202 (see FIG. 19 and FIG. 20) may be packaged in the same housing, or separate housings. It may be packaged in the body.

<計測部202が電磁波を照射するタイミングを制御する方法>
計測装置200から電磁波が照射されるタイミングは、光源の駆動回路34に対して送信する駆動信号(以下、光源駆動信号)によって制御できる。そこで、前述した第1の要件及び第2の要件を満たすように計測部202が制御される光源駆動信号を予め生成しておく。この光源駆動信号は、例えばストレージデバイス108に記憶させておく。制御部204は、この光源駆動信号をストレージデバイス108から読み出し、光源の駆動回路34へ送信する。こうすることで、上記第1の要件及び第2の要件を満たすように、計測部202が制御される。光源駆動信号の生成は、例えば計測装置200の運用開始前(例えば計測装置200の出荷前)に行っておく。
<Method for Controlling Timing of Measuring Unit 202 Irradiating Electromagnetic Wave>
The timing at which the electromagnetic wave is irradiated from the measuring device 200 can be controlled by a drive signal (hereinafter, a light source drive signal) transmitted to the drive circuit 34 of the light source. Therefore, a light source drive signal for controlling the measurement unit 202 to satisfy the first requirement and the second requirement described above is generated in advance. This light source drive signal is stored in the storage device 108, for example. The control unit 204 reads the light source drive signal from the storage device 108 and transmits it to the light source drive circuit 34. By doing so, the measurement unit 202 is controlled so as to satisfy the first requirement and the second requirement. The generation of the light source drive signal is performed, for example, before the operation of the measurement apparatus 200 is started (for example, before the measurement apparatus 200 is shipped).

図22は、光源駆動信号を例示する図である。図22(a)及び図22(b)の双方において、グラフは光源駆動信号を表している。また、グラフの矢印は、光源駆動信号の値が0から1に変化する箇所(パルス)を表している。光源は、この矢印のタイミングで電磁波を照射する。グラフの上には、光源駆動信号によって制御される計測装置による走査の軌跡が示されている。   FIG. 22 is a diagram illustrating a light source driving signal. In both FIG. 22A and FIG. 22B, the graph represents the light source drive signal. In addition, the arrows in the graph represent points (pulses) where the value of the light source drive signal changes from 0 to 1. The light source emits electromagnetic waves at the timing of this arrow. Above the graph, the scanning trajectory by the measuring device controlled by the light source driving signal is shown.

図22(a)は、図2に示した一般的な計測装置による走査を実現する光源駆動信号を表している。これに対し、図22(b)は、図8に示した本実施形態の計測装置200による走査を実現する光源駆動信号を表している。   FIG. 22A shows a light source driving signal for realizing scanning by the general measuring apparatus shown in FIG. On the other hand, FIG. 22B shows a light source drive signal for realizing scanning by the measuring apparatus 200 of the present embodiment shown in FIG.

<計測装置200の設置例>
計測装置200は、例えば自動車や電車などの移動体に設置される。図23は、移動体に設置されている計測装置200を例示する図である。図23において、計測装置200は、移動体240の上部に固定されている。また、計測装置200は制御装置244と接続されている。制御装置244は、移動体240を制御する制御装置である。例えば制御装置244は、ECU(Electronic Control Unit)である。
<Installation example of measuring device 200>
The measuring device 200 is installed in a moving body such as an automobile or a train. FIG. 23 is a diagram illustrating a measuring apparatus 200 installed on a moving body. In FIG. 23, the measuring device 200 is fixed to the upper part of the moving body 240. The measuring device 200 is connected to the control device 244. The control device 244 is a control device that controls the moving body 240. For example, the control device 244 is an ECU (Electronic Control Unit).

ここで制御部204は、移動体240を制御する制御装置244の一部として実現されてもよい。この場合、制御装置244が有するストレージデバイスに、前述した制御部204を実現するプログラムモジュールが記憶される。   Here, the control unit 204 may be realized as a part of the control device 244 that controls the moving body 240. In this case, a program module that realizes the above-described control unit 204 is stored in a storage device included in the control device 244.

なお、計測装置200が設置される場所は移動体240の上部に限定されない。例えば計測装置200は、移動体240の内部(例えば室内)に設置されてもよい。また計測装置200は、移動しない物体に設置されてもよい。   In addition, the place where the measuring apparatus 200 is installed is not limited to the upper part of the moving body 240. For example, the measuring device 200 may be installed inside the moving body 240 (for example, indoors). Moreover, the measuring device 200 may be installed on an object that does not move.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記各実施形態の組み合わせ、又は上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are illustrations of this invention, The combination of said each embodiment or various structures other than the above can also be employ | adopted.

10 照射器
12 走査器
14 光源
16 可動反射部
30 照射器の駆動回路
32 走査器の駆動回路
34 光源の駆動回路
36 可動反射部の駆動回路
50 受信器
52 受光器
100 集積回路
102 バス
104 プロセッサ
106 メモリ
108 ストレージデバイス
110 入出力インタフェース
112 ネットワークインタフェース
200 計測装置
202 計測部
204 制御部
220 走査範囲
222 軌跡
224 画素
240 移動体
244 制御装置
300 走査範囲
302 軌跡
304 画素
306 スポット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Irradiator 12 Scanner 14 Light source 16 Movable reflector 30 Irradiator drive circuit 32 Scanner drive circuit 34 Light source drive circuit 36 Movable reflector drive circuit 50 Receiver 52 Light receiver 100 Integrated circuit 102 Bus 104 Processor 106 Memory 108 Storage device 110 Input / output interface 112 Network interface 200 Measuring device 202 Measuring unit 204 Control unit 220 Scanning range 222 Trajectory 224 Pixel 240 Moving object 244 Control device 300 Scanning range 302 Trajectory 304 Pixel 306 Spot

Claims (6)

照射方向を変えながら電磁波を照射して走査を行う計測部と、
N 回の連続する主走査で合計 M 回電磁波を照射し、前記 N 回の主走査において電磁波の照射タイミングが互いに異なり、各主走査で少なくとも1回電磁波が照射されるように、前記計測部を制御する制御部と、を有する計測装置。
A measurement unit that scans by irradiating electromagnetic waves while changing the irradiation direction; and
The measurement unit is radiated a total of M times in N consecutive main scans, the electromagnetic wave irradiation timings are different from each other in the N main scans, and the electromagnetic wave is irradiated at least once in each main scan. And a control unit for controlling.
前記 M は、前記 N 回の連続する主走査において求められる解像度の画素数である、請求項1に記載の計測装置。   The measuring apparatus according to claim 1, wherein M is the number of pixels having a resolution obtained in the N consecutive main scans. 副走査方向の走査間隔を dy とし、前記副走査方向の1画素の幅を A とすると、前記 N は、A/dy 以下の最大の整数及び A/dy 以上の最小の整数のいずれか一方であり、
主走査方向のスキャン範囲の幅を X とし、前記主走査方向の1画素の幅を B とすると、前記 M は、X/B 以上の最小の整数及び X/B 以下の最大の整数のいずれか一方である、請求項1又は2に記載の計測装置。
Assuming that the scanning interval in the sub-scanning direction is dy and the width of one pixel in the sub-scanning direction is A, the N is one of the largest integer less than or equal to A / dy and the smallest integer greater than or equal to A / dy. Yes,
If the width of the scanning range in the main scanning direction is X and the width of one pixel in the main scanning direction is B, the M is either the smallest integer greater than X / B and the largest integer less than X / B. The measuring apparatus according to claim 1, which is one side.
前記制御部は、各主走査において電磁波を等間隔に照射させる、請求項1〜3の何れか一項に記載の制御装置。   The said control part is a control apparatus as described in any one of Claims 1-3 which irradiates electromagnetic waves at equal intervals in each main scanning. 前記制御部は、前記 N 回の主走査それぞれにおける電磁波の照射回数を、M/N 以上の最小の整数及び M/N 以下の最大の整数のうちのいずれか一方とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の制御装置。   The said control part makes the frequency | count of irradiation of the electromagnetic wave in each of the said N times of main scans either one of the minimum integer above M / N and the maximum integer below M / N. The control device according to any one of the above. 照射方向を変えながら電磁波を照射して走査を行う計測装置をコンピュータが制御する制御方法であって、
N 回の連続する主走査で合計 M 回電磁波を照射し、前記 N 回の主走査において電磁波の照射タイミングが互いに異なり、各主走査で少なくとも1回電磁波が照射されるように、前記計測装置を制御する、制御方法。
A control method in which a computer controls a measuring device that scans by irradiating electromagnetic waves while changing the irradiation direction,
The measuring device is radiated a total of M times in N consecutive main scans, the electromagnetic wave irradiation timings are different from each other in the N main scans, and the electromagnetic wave is irradiated at least once in each main scan. Control method to control.
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