JP2020067388A - 異常検出装置と異常検出方法およびプログラムと測距装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス光を出射する発光部や反射されたパルス光が入射される受光部の異常を容易に検出できるようにする。【解決手段】発光部１１からパルス光を物体に照射して、物体で反射されたパルス光を受光部１２で受光する。距離算出部１５は、パルス光の発光タイミングと受光部１２における反射されたパルス光の受光結果に基づき、パルス光を反射した物体までの距離を算出する。検出部１６は、パルス光が照射されていないときの受光部１２の第１の受光量と、パルス光が照射されているときの受光部１２の第２の受光量、あるいは第１の受光量と第２の受光量と物体までの距離を用いての相関関係を判別する。検出部１６は、相関関係における変動が所定範囲を超えた場合にパルス光を出射する発光部または受光部の異常と判別する。また、検出部１６は、第２の受光量が大きいために相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、パルス光の出射を停止させる。【選択図】 図３

Description

この技術は、異常検出装置と異常検出方法およびプログラムと測距装置に関し、パルス光を出射する発光部や反射されたパルス光が入射される受光部の異常を容易に検出できるようにする。

従来、物体までの距離を精度よく計測するため、例えば特許文献１では、レーザ光を対象物に照射して、この対象物で反射されたレーザ光を受光手段で所定のタイミングで受光して、受光量に対応する測定値に基づき対象物までの距離を算出することが行われている。

特開２０００−１４６５２３号公報

ところで、パルス光を出射する発光部では、雨や雪，木の葉などの外的要因によってパルス光が遮光されてしまうことがないように、拡散板を用いてパルス光のビーム径や拡がり角を大きくする場合、拡散板の破損等によって所定よりも光量の高いパルス光が出力されるおそれがある。また、発光素子や拡散板の劣化等によって、パルス光の照射領域内に光量の低い領域が生じるおそれもある。さらに、物体で反射されたパルス光（反射パルス光）を受光する受光部では、例えば二次元画素配置の受光素子の劣化等によって反射パルス光に応じた受光信号を出力できない画素を生じるおそれもある。

そこで、この技術ではパルス光を出射する発光部や反射されたパルス光が入射される受光部の異常を容易に検出できる異常検出装置と異常検出方法およびプログラムと測距装置を提供することを目的とする。

この技術の第１の側面は、
物体で反射されたパルス光を受光する受光部における前記パルス光が前記物体に照射されていないときの第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する検出部
を備える異常検出装置にある。

この技術においては、パルス光を物体に照射して、物体で反射されたパルス光を受光部で受光する。検出部は、物体におけるパルス光の入射角と反射されたパルス光の反射角が等しい領域を除く領域について、パルス光が照射されていないときの受光部の第１の受光量と、パルス光が照射されているときの受光部の第２の受光量の相関関係を判別する。例えば、距離算出部によって、パルス光を反射した物体までの距離が、パルス光の発光タイミングと受光部における反射されたパルス光の受光結果に基づき算出されており、検出部は、パルス光を反射した物体までの距離を用いて第１の受光量と第２の受光量の相関を判別する。また、物体までの距離は、パルス光を反射した物体を撮像部で撮像した撮像画と受光部で反射されたパルス光を受光して生成された撮像画に基づいて算出してもよい。また、パルス光を出射する発光部では、物体までの距離を算出しない場合、物体までの距離を算出する場合よりもパルス光の光量を低減させてもよい。

検出部は、相関関係における変動が所定範囲を超えた場合にパルス光を出射する発光部または反射されたパルス光を受光する受光部の異常と判別する。また、検出部は、第２の受光量が大きいために相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、パルス光の出射を停止させる。さらに、検出部は、第２の受光量が小さいために相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、発光部または受光部の異常をユーザに通知させる。

この技術の第２の側面は、
物体で反射されたパルス光を受光する受光部における前記パルス光が前記物体に照射されていないときの第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出部で検出すること
を含む異常検出方法にある。

この技術の第３の側面は、
物体で反射されたパルス光を受光部で受光して得られた受光結果の処理をコンピュータで実行させるプログラムであって、
前記パルス光が前記物体に照射されていないときの前記受光部の第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの前記受光部の第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する手順
を前記コンピュータで実行させるプログラムにある。

なお、本技術のプログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なプログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ上でプログラムに応じた処理が実現される。

この技術の第４の側面は、
パルス光を出射する発光部と、
測距対象物で反射された前記パルス光を受光する受光部と、
前記パルス光の発光タイミングと前記受光部における前記反射されたパルス光の受光結果に基づいて前記パルス光を反射した前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と、
前記パルス光が前記測距対象物に照射されていないときの前記受光部の第１の受光量と、前記パルス光が前記測距対象物に照射されているときの前記受光部の第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する検出部と
を備える測距装置にある。

パルス光と反射パルス光および距離の関係を説明するための図である。 発光部Ｔxと受光部Ｒxと物体ＯＢの配置を例示した図である。 本技術の異常検出装置を用いた測距装置の構成を例示した図である。 検出部の動作を示すフローチャートである。 第１の動作例を示すフローチャートである。 発光部１１と受光部１２と物体ＯＢを示した図である。 注目画素と近傍画素における画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）の関係（変動が所定範囲内である場合）を例示した図である。 注目画素と近傍画素における画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）の関係（素値Ｉctが小さいために変動Ｖrが所定範囲を超えた場合）を例示した図である。 注目画素と近傍画素における画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）の関係（素値Ｉctが大きいために変動Ｖrが所定範囲を超えた場合）を例示した図である。 第２の動作例を示すフローチャートである。

以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．パルス光と反射パルス光および距離の関係について
２．実施の形態の構成と動作
３．第１の動作例
４．第２の動作例
４．変形例
５．応用例

＜１．パルス光と反射パルス光および距離の関係について＞
図１は、パルス光と反射パルス光および距離の関係を説明するための図である。発光部Ｔxから出射されたパルス光Ｌtは物体ＯＢで反射される。また、物体ＯＢで反射されたアクティブ光である反射パルス光Ｌrは受光部Ｒxに入射する。パルス光Ｌtと反射パルス光Ｌrは、距離の二乗に反比例して光量が減衰する。また、物体ＯＢで反射された光は、物体の反射率に依存して光量が決定される。

したがって、反射パルス光Ｌrの光量Ｉr、パルス光Ｌtの光量Ｉt、発光部Ｔxおよび受光部Ｒxから物体ＯＢまでの距離ｄ、物体の反射率ＲＦの関係は、例えば式（１）となる。
Ｉr ∝ Ｉt × ＲＦ × （１／ｄ^２） ・・・（１）

距離ｄは、直接ＴｏＦ(Time of Flight)方式または間接ＴｏＦ(Time of Flight)方式等を用いることで、光量Ｉrや光量Ｉtが変化しても測定可能である。また、発光部Ｔxからパルス光Ｌtを出射しない場合、外光（例えば太陽光）のみの反射光が受光部Ｒxで受光される。したがって、物体の反射率ＲＦは、発光部Ｔxからパルス光Ｌtを出射しないときに受光部Ｒxで生成された例えば撮像画から知ることができる。具体的には、黒い物体（反射率：低）であれば、受光部Ｒxで生成された撮像画では黒く写り、白い物体（反射率：高）であれば、受光部Ｒxで生成された撮像画では白く写る。

また、外光（太陽光）の下で同じ物体（同じ反射率の物体）を受光部Ｒxで撮影した場合、日向部分と日陰部分とでは受光部Ｒxで生成された画素値に明暗差が生じる。しかし、時空間方向の近傍領域では画素値の差が少ないことから、反射率は一定とみなすことが可能である。

さらに、発光部Ｔxと受光部Ｒxと物体ＯＢの配置を例示した図２のように、発光部Ｔxと受光部Ｒxが一体に設けられており、発光部Ｔxからパルス光Ｌtを出射して反射パルス光Ｌrを受光部Ｒxに入射する場合、物体ＯＢにおいてパルス光Ｌtの入射角と反射パルス光Ｌrの反射角が等しい領域、すなわち発光部Ｔxと受光部Ｒxに正対する正対領域（物体ＯＢの表面の法線方向が発光部Ｔxと受光部Ｒxの方向ＮＶＬとなる領域）からの反射パルス光Ｌrには鏡面反射成分が多く含まれる。

そこで、本技術では、パルス光Ｌtの入射角と反射パルス光Ｌrの反射角が等しい領域（本技術では正対領域ともいう）を例えば測距結果に基づき判別して、正対領域を除いた他領域の近傍領域におけるパルス光が照射されていないときの第１の受光量と、パルス光が照射されているとき第２の受光量の相関関係に基づいて、パルス光Ｌtを出射する発光部Ｔxや反射パルス光Ｌrが入射される受光部Ｒxの異常を検出する。

＜２．実施の形態の構成と動作＞
図３は、本技術の異常検出装置を用いた測距装置の構成を例示している。測距装置１０は、発光部１１、受光部１２、距離算出部１５、検出部１６、制御部１７、異常通知部１８を有している。また、測距装置１０には撮像部１３を設けてもよく、詳細は後述する。

発光部１１は、パルス光としてレーザ光を出射する場合、例えばレーザ発光素子とレーザ光源から出射されるレーザ光のビーム径や拡がり角を大きくするための拡散板を用いて構成されている。レーザ光源は、制御部１７からの制御信号に基づきレーザ光を物体ＯＢへ照射する。また、パルス光はレーザ光に限らず、近赤外光を含む赤外光（ＩＲ光）や、可視光における選択した波長領域の光を用いてもよい。

受光部１２は、例えば受光レンズと光検出器を用いて構成されている。物体ＯＢからの反射光は、受光レンズを介して光検出器に入力される。光検出器は光検出画素が二次元配置されている。光検出画素は、反射パルス光とパルス光が出射されていないときに物体ＯＢで反射された光の波長領域に感度を有しており、光検出画素では反射パルス光やパルス光が出射されていないときの物体ＯＢからの反射光の光量に応じた画素信号を生成する。すなわち、受光部１２は、反射パルス光またはパルス光が出射されていないときの物体ＯＢからの反射光に応じた撮像画の画像信号を生成する。受光部１２で生成された画像信号は距離算出部１５と検出部１６に出力される。

距離算出部１５は、後述する制御部１７から供給されたパルス光出射タイミング信号と受光部１２から供給された画像信号を用いて、出射したパルス光が物体ＯＢで反射されて戻ってくるまでの往復時間（ＴｏＦ：Time Of Flight）に基づき、物体ＯＢまでの距離を算出する。具体的には直接ＴｏＦ(Time of Flight)方式または間接ＴｏＦ(Time of Flight)方式等を用いて物体ＯＢまでの距離を計測する。距離算出部１５は、算出した距離を示す測距情報を出力する。また、距離算出部１５は、算出した距離に基づき物体ＯＢの三次元形状を判別して、物体ＯＢにおいて発光部１１および受光部１２に対する正対領域を示す正対領域情報を検出部１６へ出力する。

検出部１６は、パルス光が出射されていないときに受光部１２で取得された撮像画とパルス光が出射されているときに受光部１２で取得された撮像画において、正対領域を除く領域における時空間方向に隣接する検出画素の相関関係に基づいて、発光部１１または受光部１２の異常を検出する。検出部１６は異常の検出結果を示す異常検出信号を制御部１７と異常通知部１８へ出力する。

制御部１７は、制御信号を発光部１１に出力して、発光部１１からのパルス光の出射を制御する。また、制御部１７は、パルス光の出射タイミングを示すパルス光出射タイミング信号を生成して距離算出部１５へ出力する。さらに、制御部１７は、検出部１６から供給された異常検出信号によって、パルス光の光量が大きい異常状態であることが示された場合、発光部１１からのパルス光の出射を停止させる。

異常通知部１８は、検出部１６からの異常検出信号に基づき、ユーザに対して異常通知を行う。例えば異常通知部１８は表示素子を用いて構成されており、検出部１６からの異常検出信号に基づき、どのような異常が検出されているかを表示する。また、異常通知部１８は音声出力素子を用いて構成して、検出部１６からの異常検出信号に基づき、どのような異常が検出されているかを音声で通知してもよい。

図４は、検出部の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１で検出部１６はパルス光の出射動作に応じた測定情報を取得する。検出部１６はパルス光が照射されていないときに受光部１２で生成された撮像画とパルス光が照射されているときに受光部１２で生成された撮像画、およびパルス光を照射して計測された物体までの距離を測定情報として取得してステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２で検出部は測定情報の相関関係に基づいた異常検出処理を行う。上述したように、近接する画素間では物体の反射率は等しく、パルス光が照射されていないときの画素値Ｉpixは物体の反射率に対応している。したがって、検出部１６は、パルス光が物体に照射されているときの画素値Ｉconfとパルス光が物体に照射されていないときの画素値Ｉpixと物体までの距離ｄは、近接画素間で式（２）の相関関係が成り立つとして、式（２）の相関関係における変動が所定範囲内である場合は異常がないと判別する。また、検出部１６は、式（２）の相関関係における変動が所定範囲を超えた場合に、発光部または受光部の異常と判別する。このように、検出部は相関関係における変動に応じて異常の検出を行いステップＳＴ３に進む。
Ｉconf ∝ Ｉpix／ｄ^２ ・・・（２）

ステップＳＴ３で検出部は異常が検出されているか判別する。検出部１６はステップＳＴ２で異常が発生していると判別された場合ステップＳＴ４に進み、異常が発生していると判別されていない場合、動作を終了する。

ステップＳＴ４で検出部は異常対応処理を行う。検出部１６は、相関関係における変動に応じて異常発生通知や異常対応制御を行う。

なお、図４の処理は、繰り返し行うようにしてもよく、所定のタイミングあるいは所定の時間間隔で行うようにしてもよい。

＜３．第１の動作例＞
次に、検出部の第１の動作例について説明する。第１の動作例では、所定領域内の画素毎に異常検出を行い、パルス光の光量が大きい異常状態を検出した場合、パルス光の出射を停止させる。また、第１の動作例では相関関係として回帰直線を用いて異常の検出を行う場合について例示する。

図５は、第１の動作例を示すフローチャートである。ステップＳＴ１１で検出部はパルス光非照射時の撮像画を取得する。図６は、発光部１１と受光部１２と物体ＯＢを示している。検出部１６は、図６の（ａ）に示すように、発光部１１からパルス光が照射されていないときに受光部１２で受光された光Ｌsに基づき生成された撮像画を取得してステップＳＴ１２に進む。

ステップＳＴ１２で検出部はパルス光照射時の撮像画を取得する。検出部１６は、図６の（ｂ）に示すように、発光部１１からパルス光Ｌtが照射されているときに受光部１２で受光された反射パルス光Ｌrに基づいて生成された撮像画を取得してステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３で検出部は距離情報を取得する。距離算出部１５では、ステップＳＴ１２における発光部１１からのパルス光の出射タイミングと受光部１２での反射パルス光の受光結果に基づき、受光部１２で生成された撮像画に含まれている物体までの距離を示す距離情報が生成されている。検出部１６は、距離算出部１５で生成された距離情報を取得してステップＳＴ１４に進む。

ステップＳＴ１４で検出部は注目画素を設定する。検出部１６は受光部１２から取得した撮像画における所定領域内に注目画素を設定してステップＳＴ１５に進む。なお、撮像画における所定領域は全画素領域あるいは予め指定された一部の画素領域であってもよい。

ステップＳＴ１５で検出部はパルス光非照射時の画素値（受光量）が閾値よりも大きいか判別する。検出部１６は、注目画素の画素値が予め設定された閾値よりも大きい場合、注目画素に対応する物体の表面位置は反射率が高く、受光部１２に入射される反射パルス光の光量は少なくないと判別してステップＳＴ１６に進む。また、検出部１６は、注目画素の画素値が予め設定された閾値以下である場合、注目画素に対応する物体の表面位置は反射率が低く、受光部１２に入射される反射パルス光の光量は少ないと判別してステップＳＴ２３に進む。

ステップＳＴ１６で検出部は注目画素が正対領域外の画素であるか判別する。検出部１６は、ステップＳＴ１３で取得された距離情報に基づき注目画素を含む領域の物体表面形状を判別して、注目画素に対応する物体表面が正対領域外の画素であるか判別する。検出部１６は、注目画素が物体の正対領域外の画素であると判別した場合ステップＳＴ１７に進み、正対領域外の画素でない場合、すなわち鏡面反射が大きい正対領域内の画素と判別した場合ステップＳＴ２３に進む。

ステップＳＴ１７で検出部は近傍画素の画素値を取得する。検出部１６は注目画素に近傍する画素の画素値（受光量）を取得してステップＳＴ１８に進む。

ステップＳＴ１８で検出部は相関関係について変動を算出する。検出部１６は上述の式（２）に示す相関関係の判別を行い、例えば画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）の関係を示す回帰直線を算出する。図７〜図９は、注目画素と近傍画素における画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）の関係を例示している。検出部１６は、注目画素のパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）＝Ｊmにおいて回帰直線ＲＬで示される画素値Ｉvcと注目画素の画素値Ｉctとの差を注目画素の変動Ｖrとして算出してステップＳＴ１９に進む。

ステップＳＴ１９で検出部は変動が所定範囲内であるか判別する。検出部１６はステップＳＴ１８で算出した変動Ｖrと所定範囲を比較する。所定範囲は、例えば（回帰直線ＲＬ±閾値Ｔj）の範囲とする。検出部１６は、図７に示すように変動Ｖrが所定範囲内である場合はステップＳＴ２３に進み、図８や図９に示すように、変動Ｖrが所定範囲を超えている場合はステップＳＴ２０に進む。

ステップＳＴ２０で検出部は画素値Ｉctが小さいために変動が所定範囲を超えたか判別する。検出部１６は、図８に示すように画素値Ｉctが小さいために変動Ｖrが所定範囲を超えた場合、ステップＳＴ２１に進む。また、検出部１６は、図９に示すように画素値Ｉctが大きいために変動Ｖrが所定範囲を超えた場合、ステップＳＴ２２に進む。

ステップＳＴ２１で検出部は警告処理を行う。検出部１６は、画素値Ｉctが小さいために変動Ｖrが所定範囲を超えていることから、異常通知部１８に対して警告指示を行い、発光部１１あるいは受光部１２が故障している旨等の警告を画像や文字あるいは音声等で異常通知部１８からユーザに通知してステップＳＴ２３に進む。

ステップＳＴ２２で検出部はパルス光照射停止処理を行う。検出部１６は、画素値Ｉctが大きいために変動Ｖrが所定範囲を超えていることから、光量の大きいパルス光を出射しないように、制御部１７に対してパルス光出射停止指示を行い、発光部１１からのパルス光の出射を停止させる。

ステップＳＴ２３で検出部は所定領域内の各画素が注目画素として設定されたか判別する。検出部１６は、注目画素に設定されていない画素が所定領域内に含まれている場合ステップＳＴ２４に進み、所定領域内の各画素が注目画素として設定されている場合は処理を終了する。

ステップＳＴ２４で検出部は注目画素の更新処理を行う。検出部１６は、注目画素に設定されていない所定領域内の画素を、新たな注目画素に設定してステップＳＴ１５に戻る。

このような処理を検出部で行うことにより、例えば発光部の拡散板の破損等によって、出射されるパルス光の光量が大きくなっている場合に、速やかにパルス光の出射が停止させることができる。また、受光部１２の受光量が低下した場合に警告が行われるので、ユーザは発光部や受光部の劣化等が生じていることを容易に判別できるようになる。さらに、注目画素毎に異常検出を行うことができるので、パルス光や受光部の一部の領域で異常が生じた場合であっても、この異常を検出できるようになる。

＜４．第２の動作例＞
次に、検出部の第２の動作例について説明する。第２の動作例では、第１の動作例と同様に、所定領域内の画素毎に異常検出を行い、異常検出では回帰直線を用いる。また、第２の動作例では、異常を検出したとき通知のみを行う。

図１０は、第２の動作例を示すフローチャートである。ステップＳＴ３１で検出部はパルス光非照射時の撮像画を取得する。検出部１６は、第１の動作例のステップＳＴ１１と同様に、発光部１１からパルス光が照射されていないときに受光部１２で受光された光Ｌsに基づき生成された撮像画を取得してステップＳＴ３２に進む。

ステップＳＴ３２で検出部はパルス光照射時の撮像画を取得する。検出部１６は、第１の動作例のステップＳＴ１２と同様に、発光部１１からパルス光Ｌtが照射されているときに受光部１２で受光された反射パルス光Ｌrに基づいて生成された撮像画を取得してステップＳＴ３３に進む。

ステップＳＴ３３で検出部は距離情報を取得する。距離算出部１５では、ステップＳＴ３２における発光部１１からのパルス光の出射タイミングと受光部１２での反射パルス光の受光結果に基づき、受光部１２で生成された撮像画に含まれている物体までの距離を示す距離情報が生成されている。検出部１６は、距離算出部１５で生成された距離情報を取得してステップＳＴ３４に進む。

ステップＳＴ３４で検出部は注目画素を設定する。検出部１６は受光部１２から取得した撮像画における所定領域内に注目画素を設定してステップＳＴ３５に進む。なお、撮像画における所定領域は全画素領域あるいは予め指定された一部の画素領域であってもよい。

ステップＳＴ３５で検出部はパルス光非照射時の画素値（受光量）が閾値よりも大きいか判別する。検出部１６は、注目画素の画素値が予め設定された閾値よりも大きい場合、注目画素に対応する物体の表面位置は反射率が高く、受光部１２に入射される反射パルス光の光量は少なくないと判別してステップＳＴ３６に進む。また、検出部１６は、注目画素の画素値が予め設定された閾値以下である場合、注目画素に対応する物体の表面位置は反射率が低く、受光部１２に入射される反射パルス光の光量は少ないと判別してステップＳＴ４０に進む。

ステップＳＴ３６で検出部は注目画素が正対領域外の画素であるか判別する。検出部１６は、ステップＳＴ３３で取得された距離情報に基づき注目画素を含む領域の物体表面形状を判別して、注目画素に対応する物体表面が正対領域外の画素であるか判別する。検出部１６は、注目画素が物体の正対領域外の画素であると判別した場合ステップＳＴ３７に進み、正対領域外の画素でない場合、すなわち鏡面反射が大きい正対領域内の画素と判別した場合ステップＳＴ４０に進む。

ステップＳＴ３７で検出部は近傍画素の受光量を取得する。検出部１６は注目画素に近傍する画素の画素値（受光値）を取得してステップＳＴ３８に進む。

ステップＳＴ３８で検出部は相関関係について変動を算出する。検出部１６は第１の動作例のステップＳＴ１８と同様に、注目画素のパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）＝Ｊmにおいて回帰直線ＲＬで示される画素値Ｉvcと注目画素の画素値Ｉctとの差を注目画素の変動Ｖrとして算出してステップＳＴ３９に進む。

ステップＳＴ３９で検出部は変動が所定範囲内であるか判別する。検出部１６はステップＳＴ３８で算出した変動Ｖrと所定範囲を比較する。所定範囲は、上述のように例えば（回帰直線ＲＬ±閾値Ｔj）の範囲とする。検出部１６は、変動Ｖrが所定範囲内である場合ステップＳＴ４０に進み、変動Ｖrが所定範囲を超えている場合ステップＳＴ４３に進む。

ステップＳＴ４０で検出部は所定領域内の各画素が注目画素として設定されたか判別する。検出部１６は、注目画素に設定されていない画素が所定領域内に含まれている場合ステップＳＴ４１に進み、所定領域内の各画素が注目画素として設定されている場合はステップＳＴ４２に進む。

ステップＳＴ４１で検出部は注目画素の更新処理を行う。検出部１６は、注目画素に設定されていない所定領域内の画素を、新たな注目画素に設定してステップＳＴ３５に戻る。

ステップＳＴ４２で検出部は正常通知処理を行う。検出部１６は、所定領域内の全画素の画素毎の変動が所定範囲内であることから異常通知部１８に対して正常通知指示を行い、発光部１１あるいは受光部１２が正常に動作している旨等の通知を画像や文字あるいは音声等で異常通知部１８からユーザに通知させる。

ステップＳＴ３９からステップＳＴ４３に進むと、検出部は異常通知処理を行う。検出部１６は、所定領域内のいずれかの画素の画素毎の変動が閾値Ｔjを超えていることから異常通知部１８に対して異常検出通知指示を行い、発光部１１または受光部１２が故障している旨等の警告を画像や文字あるいは音声等で異常通知部１８からユーザに通知させる。

このような処理を検出部で行うことにより、発光部あるいは受光部で異常が生じた場合、異常通知部で異常通知処理が行われるので、ユーザは異常が発生したことを容易に把握できるようになる。

＜４．変形例＞
上述の実施の形態では、発光部から物体にパルス光を照射して、物体からの反射光に基づき距離算出部で距離を算出する場合を例示したが、物体までの距離は他の方法を用いてもよい。例えば、図３の撮像部１３は、可視領域に感度を有するカラーイメージセンサを用いて構成する。撮像部１３は生成した撮像画を距離算出部１５へ出力する。距離算出部１５は、受光部１２で生成された撮像画と視点位置が異なる撮像部１３で生成された撮像画をステレオ画像として用いる。また、距離算出部１３は、受光部１２と撮像部１３の間隔（基線長）と受光部１２と撮像部１３の焦点距離を用いて、物体までの距離を算出する。このようにして距離を算出すれば、パルス光の出射タイミングと受光部１２で反射パルス光を受光して得られた受光結果に基づいて距離を算出できない場合でも、異常検出処理を行うことができる。

また、発光部または受光部の異常検出において、パルス光と反射光の光量と距離の相関関係は、パルス光の光量を低減させても成り立つことから、測距を行わない場合には発光部から物体に照射するパルス光の光量を低減させてもよい。このように、パルス光の光量を低減させることで消費電力を少なくできる。

また、照明光を出射する照明部が設けられている場合、パルス光が照射されていないときに照明光を照射すれば、物体に太陽光が照射されていない場合でもパルス光未照射状態での撮像画を取得できるようになる。

また、相関関係は、式（２）に示すように画素値Ｉconfとパラメータ値（Ｉpix／ｄ^２）との相関関係に限られない。例えば、近傍画素においては距離がほぼ等しいとみなして問題ないことから、「１／ｄ^２」の演算を省略して、画素値Ｉconfと画素値Ｉpixの相関関係を用いて、変動が所定範囲を超えたことに応じて異常と判定してもよい。このように、画素値Ｉconfと画素値Ｉpixの相関関係を用いるようにすれば、式（２）の関係を用いる場合に比べて計算量を削減できる。

さらに、物体からの反射光の偏光特性に基づき、反射光から鏡面反射成分を分離できる場合には、正対領域における鏡面反射成分を除いた受光量を用いて、相関関係の判別を行うようにしてもよい。

＜５．応用例＞
本開示に係る技術は、パルス光を出射して物体からの反射パルス光を用いる様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、ドローン、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよく、内視鏡手術システム等に適用されてもよい。

明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。または、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory），ＭＯ（Magneto optical）ディスク，ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-Ray Disc（登録商標））、磁気ディスク、半導体メモリカード等のリムーバブル記録媒体に、一時的または永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。

また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトからＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等のネットワークを介して、コンピュータに無線または有線で転送してもよい。コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。

なお、本明細書に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、記載されていない付加的な効果があってもよい。また、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

また、本技術の異常検出装置は以下のような構成も取ることができる。
（１） 物体で反射されたパルス光を受光する受光部における前記パルス光が前記物体に照射されていないときの第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する検出部
を備える異常検出装置。
（２） 前記検出部は、前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合に前記発光部または前記受光部の異常と判別する（１）に記載の異常検出装置。
（３） 前記検出部は、前記第２の受光量が大きいために前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、前記パルス光の出射を停止させる（２）に記載の異常検出装置。
（４） 前記検出部は、前記第２の受光量が小さいために前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、前記発光部または前記受光部の異常をユーザに通知させる（２）または（３）に記載の異常検出装置。
（５） 前記検出部は、前記物体における前記パルス光の入射角と前記反射されたパルス光の反射角が等しい領域を除く領域における受光量を用いて相関関係を判別する（１）乃至（４）のいずれかに記載の異常検出装置。
（６） 前記検出部は、前記パルス光を反射した前記物体までの距離を用いて前記第１の受光量と前記第２の受光量の相関関係を判別する（１）乃至（５）のいずれかに記載の異常検出装置。
（７） 前記パルス光の発光タイミングと前記受光部における前記反射されたパルス光の受光結果に基づいて前記パルス光を反射した前記物体までの距離を算出する距離算出部を備え、
前記検出部は、前記距離算出部で算出された距離を用いて前記相関関係を判別する（６）に記載の異常検出装置。
（８） 前記パルス光を反射した物体を撮像する撮像部をさらに備え、
前記距離算出部は、前記撮像部で生成された撮像画と前記受光部で前記反射されたパルス光を受光して生成された撮像画に基づき前記物体までの距離を算出する（６）に記載の異常検出装置。
（９） 前記パルス光を出射する発光部と、前記物体で反射されたパルス光を受光する前記受光部をさらに備える（１）乃至（８）のいずれかに記載の異常検出装置。
（１０） 前記発光部は、前記物体までの距離を算出しない場合、前記物体までの距離を算出する場合よりも前記パルス光の光量を低減させる（９）に記載の異常検出装置。

１０・・・測距装置
１１・・・発光部
１２・・・受光部
１５・・・距離算出部
１６・・・検出部
１７・・・制御部
１８・・・異常通知部

Claims (13)

1. 物体で反射されたパルス光を受光する受光部における前記パルス光が前記物体に照射されていないときの第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する検出部
   を備える異常検出装置。
2. 前記検出部は、前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合に前記発光部または前記受光部の異常と判別する
   請求項１に記載の異常検出装置。
3. 前記検出部は、前記第２の受光量が大きいために前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、前記パルス光の出射を停止させる
   請求項２に記載の異常検出装置。
4. 前記検出部は、前記第２の受光量が小さいために前記相関関係における変動が所定範囲を超えた場合、前記発光部または前記受光部の異常をユーザに通知させる
   請求項２に記載の異常検出装置。
5. 前記検出部は、前記物体における前記パルス光の入射角と前記反射されたパルス光の反射角が等しい領域を除く領域における受光量を用いて相関関係を判別する
   請求項１に記載の異常検出装置。
6. 前記検出部は、前記パルス光を反射した前記物体までの距離を用いて前記第１の受光量と前記第２の受光量の相関関係を判別する
   請求項１に記載の異常検出装置。
7. 前記パルス光の発光タイミングと前記受光部における前記反射されたパルス光の受光結果に基づいて前記パルス光を反射した前記物体までの距離を算出する距離算出部を備え、
   前記検出部は、前記距離算出部で算出された距離を用いて前記相関関係を判別する
   請求項６に記載の異常検出装置。
8. 前記パルス光を反射した物体を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記距離算出部は、前記撮像部で生成された撮像画と前記受光部で前記反射されたパルス光を受光して生成された撮像画に基づき前記物体までの距離を算出する
   請求項７に記載の異常検出装置。
9. 前記パルス光を出射する前記発光部と、
   前記物体で反射されたパルス光を受光する前記受光部をさらに備える
   請求項１に記載の異常検出装置。
10. 前記発光部は、前記物体までの距離を算出しない場合、前記物体までの距離を算出する場合よりも前記パルス光の光量を低減させる
    請求項９に記載の異常検出装置。
11. 物体で反射されたパルス光を受光する受光部における前記パルス光が前記物体に照射されていないときの第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出部で検出すること
    を含む異常検出方法。
12. 物体で反射されたパルス光を受光部で受光して得られた受光結果の処理をコンピュータで実行させるプログラムであって、
    前記パルス光が前記物体に照射されていないときの前記受光部の第１の受光量と、前記パルス光が前記物体に照射されているときの前記受光部の第２の受光量の相関関係に基づいて、前記パルス光を出射する発光部または前記受光部の異常を検出する手順
    を前記コンピュータで実行させるプログラム。
13. パルス光を出射する発光部と、
    測距対象物で反射された前記パルス光を受光する受光部と、
    前記パルス光の発光タイミングと前記受光部における前記反射されたパルス光の受光結果に基づいて前記パルス光を反射した前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と、
    前記パルス光が前記測距対象物に照射されていないときの前記受光部の第１の受光量と、前記パルス光が前記測距対象物に照射されているときの前記受光部の第２の受光量の相関関係に基づいて、前記発光部または前記受光部の異常を検出する検出部と
    を備える測距装置。

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