JP2020173165A - 距離算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、データ処理量及びデータ転送量を低減しつつ有意な物体検知情報を適切に取得することが可能なマルチエコー方式の距離算出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本願発明の距離算出装置は、光を出射する光出射部と、前記光が１または複数の物体によって反射された反射光を受光して受光信号を生成する受光部と、前記光が出射された後の所定の時間範囲内に含まれる複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定し、複数の個別の時間範囲の各々における受光信号の中から少なくとも１の受光信号のピークを選択する選択部と、前記選択部によって選択された受光信号のピークに基づいて前記１または複数の物体までの距離を算出する算出部と、を含むことを特徴とする距離算出装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、距離算出装置、特に光や電磁波を用いたマルチエコー式の距離算出装置に関する。

従来から、光や電磁波を用いて対象物を認識する装置が用いられている。例えば、特許文献１には、レーザビームを走査することによって所定の領域における物体の検知を行うレーザレーダ装置が開示されている。

特開2013-167479号公報

例えば、特許文献１のレーダ装置のように、１のパルス光が複数の対象物に反射されて生成された複数の反射光を受光することで当該複数の対象物を検知するマルチエコー方式のレーザレーダ装置が用いられることがある。また、このようなレーダ装置を用いる場合、１のパルス光を出射した後にレーダ装置によって受光される光の強度を示す受光信号には複数のピークが生じ得る。

例えば、特許文献１においては、レーザ光が反射された位置である反射位置がレーザレーダ装置から近い順に、反射光を、１次エコー、２次光エコー、３次光エコーとしている。そして、反射位置が所定以下の１次エコーが多い場合には、２次エコー及び３次エコーから優先して物体の検知のために演算することが開示されている。

上記したマルチエコー方式のレーダ装置を用いる場合、例えば、複数の物体が同じような距離範囲に集中している等の場合に、真に検知したい物体の反射光が無視され、有意な情報が省略されてしまう可能性があるという問題が一例として挙げられる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、データ処理量及びデータ転送量を低減しつつ有意な物体検知情報を適切に取得することが可能なマルチエコー方式の距離算出装置を提供することを目的の１つとする。

請求項１に記載の発明は、光を出射する光出射部と、前記光が１または複数の物体によって反射された反射光を受光して受光信号を生成する受光部と、前記光が出射された後の所定の時間範囲内に含まれる複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定し、複数の個別の時間範囲の各々における受光信号の中から少なくとも１の受光信号のピークを選択する選択部と、前記選択部によって選択された受光信号のピークに基づいて前記１または複数の物体までの距離を算出する算出部と、を含むことを特徴とする距離算出装置である。

実施例１に係る測距装置を搭載した自動車の斜視図である。 実施例１に係る測距装置の測距態様を示す図である。 実施例１に係る測距装置のコントローラの機能ブロック図である。 実施例１に係る測距装置の道路情報テーブルを示す図である。 実施例１に係る測距装置の範囲パターンテーブルを示す図である。 実施例１に係る測距装置の速度−注目距離テーブルを示す図である。 注目距離が「至近」の際の測距態様を示す図である。 注目距離が「遠」の際の測距態様を示す図である。実施例２に係る測距装置を搭載した自動車の側面図である。 実施例１に係る測距装置の動作制御ルーチンを示す図である。

以下に、本発明の実施例について詳細に説明する。以下の説明においては、距離算出装置としての測距装置を、移動体の一例としての自動車に搭載する場合を例に説明する。

図１は、実施例１に係る距離算出装置としての測距装置１０を搭載した自動車Ｍの斜視図である。実施例１においては、測距装置１０が自動車Ｍのフロントバンパー部分に取り付けられている場合について説明する。

測距装置１０は、パルスレーザ（以下、パルス光とも称する）であるレーザ光ＬＬを出射して、当該出射したパルス光が物体によって反射された反射光を受光して測距を行うレーザ測距装置である。測距装置１０は、自動車Ｍの前端のフロントバンパーの中央部分に搭載されている。測距装置１０は、レーザ出入射窓ＡＰから自動車Ｍの前方に向けてレーザ光ＬＬを出射可能に構成されている。また、測距装置１０は、レーザ光ＬＬが自動車Ｍの前方に存在する対象物（図示せず）によって反射されて生ずる反射光ＲＬをレーザ出入射窓ＡＰを介して受光可能に構成されている。

以下の例において、測距装置１０は、１つのパルス光であるレーザ光ＬＬを出射した際に、複数の反射光ＲＬによる複数のピークを含む受光信号の中の当該複数の反射光の信号強度のピークに基づいて、複数の対象物の各々を検出して当該対象物の各々との距離を算出する。すなわち、以下の例においては、測距装置１０がいわゆるマルチエコー式の測距装置である場合について説明する。また、以下の説明において、測距装置１０が、１のパルス光であるレーザ光ＬＬを出射した際に、受信信号のうちの５つ信号ピークを用いて対象物を検知する場合を説明する。

図２は、測距装置１０による測距時の測距態様を示す図である。図２には、測距時の自動車Ｍとその周辺の上面図と共に、反射光ＲＬによるピークを含む光検出信号ＷＦを示している。図２においてはレーザ光ＬＬが斜線で示されている。また、図２には、自動車Ｍの周辺にある対象物として、自転車ＢＩ、歩行者ＷＭ及び３台の自動車Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が示されている。

測距装置１０は、自動車Ｍの前方に向けてレーザ光ＬＬをパルス態様で断続的に出射する。測距装置１０は、１のレーザ光ＬＬを出射し、次のレーザ光ＬＬの出射までの期間において光検出を行い、当該光検出に基づく光検出信号を生成する。測距装置１０は、当該光検出信号から反射光ＲＬによるピークを選択し、当該ピークの発生時刻に基づいて対象物との距離を算出する。

測距装置１０は、レーザ光ＬＬが照射される領域を、当該測距装置１０からの距離に基づいて複数の測距領域に区分し、当該区分された領域毎に対象物を検出して当該対象物との距離を測定する。本実施例では、自動車Ｍの前方の領域を自動車Ｍの前端に備えられた測距装置１０から一番近い領域から、測距領域ＡＲ１、測距領域ＡＲ２、測距領域ＡＲ３、測距領域ＡＲ４、測距領域ＡＲ５としている。図２及び以下の同様の図において、測距領域ＡＲ１−ＡＲ５の境界は二点鎖線で示している。

測距装置１０は、レーザ光ＬＬを出射後に、各領域にある対象物からの反射光ＲＬが到来すると予想される時間範囲を、出射時刻を基準として設定する。そして、光検出信号のピーク、例えば信号値が最大のピーク、を当該設定された時間範囲毎に１つ選択し、当該選択されたピークに基づいて対象物を検出して距離の算出を行う。本実施例において、領域ＡＲ１、領域ＡＲ２、領域ＡＲ３、領域ＡＲ４及び領域ＡＲ５の各々に存在する対象物からの反射光ＲＬが測距装置１０に到達する時間範囲をそれぞれ、時間範囲ＴＲ１、時間範囲ＴＲ２、時間範囲ＴＲ３、時間範囲ＴＲ４及び時間範囲ＴＲ５とする。

時間範囲ＴＲ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２、時刻範囲ＴＲ２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３、時間範囲ＴＲ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２、時刻範囲ＴＲ２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３、時刻範囲ＴＲ３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４、時刻範囲ＴＲ４は、時刻ｔ４から時刻ｔ５、時刻範囲ＴＲ５は、時刻ｔ５以降となっている。

図２において、自転車ＢＩからの反射光ＲＬによるピークがＰ１、自動車Ｍ１からの反射光ＲＬによるピークがＰ２、歩行者ＷＭからの反射光ＲＬによるピークがＰ３、自動車Ｍ２からの反射光ＲＬによるピークがＰ４、自動車Ｍ３からの反射光ＲＬのピークがＰ５である。その他のやや小さいピークＰＮは、例えばレーザ光ＬＬが雨、雪、その他の浮遊物等によって反射されて生成された反射光、対向車のヘッドライト等の外乱光、または信号ノイズである。

なお、実際には、光検出信号の強度は、レーザ光ＬＬを反射する物体までの距離や当該物体の反射率に応じて変化する。そのため、例えば、近傍の浮遊物等に起因して検出された光検出信号のピークが、遠方の自動車等に起因して検出された光検出信号のピークよりも大きくなる場合もある。しかし、説明の単純化のため、図２においては、各領域に存在する対象物である自転車ＢＩ、歩行者ＷＭ及び３台の自動車Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のそれぞれに起因する光検出信号のピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５を強調して表現する。

また、後述する図７、図８についても同様に、各領域に存在する対象物のそれぞれに起因する光検出信号のピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５を強調して表現する。

図２の例においては、各時間範囲ＴＲ１−ＴＲ５における最大ピークがそれぞれ自転車ＢＩによるピークＰ１、自動車Ｍ１からのピークがＰ２、歩行者ＷＭからのピークがＰ３、自動車Ｍ２によるピークがＰ４、自動車Ｍ３によるピークがＰ５である。よって、上述のように各時間範囲の最大ピークを用いて対象物を検出して当該対象物との距離を算出するのであれば、ピークＰ１−Ｐ５のそれぞれに基づいて、各対象物との距離が算出される。

なお、図２の例では、領域ＡＲ５が一部しか示されていないが、領域ＡＲ５は自動車Ｍから所定の距離で終端している。よって、時間範囲ＴＲ５もｔ５以降の所定の時間で終了する。

［測距装置の構成］
図３は、測距装置１０の構成を示す図である。レーザ出射受光部２０は、レーザ光ＬＬを出射する光出射部２１及びレーザ光ＬＬが対象物（図示せず）によって反射されて生ずる反射光ＲＬを含む光を受光し、当該受光された光の強度に応じて変化する受光信号を出力可能な光受光部２３を有している。上述したように、レーザ光ＬＬ及び反射光ＲＬは、レーザ出入射窓ＡＰを介して出射及び受光される。すなわち、出射部２１は、レーザ出入射窓ＡＰを介してレーザ光ＬＬを出射可能であり、受光部２３は、レーザ出入射窓ＡＰを介して反射光ＲＬを受光可能である。

光受光部２１は、例えば、レーザ光ＬＬを発するレーザ素子及びレーザ素子によって発せられたレーザ光ＬＬを方向可変に偏光するＭＥＭＳミラー等の偏向素子から構成されていてもよい。また、光受光部２３は、反射光ＲＬを受光して電気信号を生成可能な受光素子から構成されていてもよい。

コントローラ３０は、例えば、システムバス３１を介して、大容量記憶装置３３と、制御部３５と、出射制御部３６と、入力部３７と、データ通信部３８とが協働する装置である。

大容量記憶装置３３は、例えば、ハードディスク装置、ＳＳＤ（solid state drive）、フラッシュメモリ等により構成されており、オペレーティングシステムや、端末用のソフトウェア等の各種プログラムを記憶する。なお、各種プログラムは、例えば、他のサーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしてもよいし、記録媒体に記録されて各種ドライブ装置を介して読み込まれるようにしてもよい。

すなわち、大容量記憶装置３３に記憶される各種プログラム（レーザ出射受光部２０の制御及び対象物との距離算出のための処理を実行するためのプログラムを含む）は、ネットワークを介して伝送可能であるし、また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して譲渡することが可能である。

大容量記憶装置３３には、地図情報データベース（地図情報ＤＢ）３３Ａが構築されている。地図情報データベース３３Ａは、道路地図を含む地図情報を保持しているデータベースである。地図情報データベース３３Ａには、道路地図と共に当該道路または道路区間毎に道路の態様等を示す情報が保持されている。

図４は、地図情報データベース３３Ａに含まれている道路情報テーブルＴＢ１の一例である。図４に示すように、道路情報テーブルＴＢ１には、例えば、道路名（一般道路名、高速道路名）、道路区間の始点終点のキロポスト情報、当該道路区間の道路属性、当該道路において注目すべき対象物、すなわち検出して距離を算出すべき対象物が多く存在すると予想される距離である注目距離が含まれている。なお、注目距離は、注意すべき距離であるともいえる。道路情報テーブルＴＢ１においては、例えば、注目距離が、近い順から「至近」、「近」、「中」、「やや遠」、「遠」と示されている。

大容量記憶装置３３には、上記個別の距離範囲または時間範囲の設定のパターンまたは自動車Ｍの速度と注目距離との関係についての情報等を記憶した範囲パターンデータベース（範囲パターンＤＢ）３３Ｂが構築されている。

図５は、範囲パターンデータベース３３Ｂに含まれている距離範囲パターンテーブルＴＢ２の一例である。距離範囲パターンテーブルＴＢ２は、上記説明と同様に受信信号の中から５つのピークを用いて距離を算出する場合を対象にしたテーブルとなっている。

図５に示すように、範囲パターンテーブルＴＢ２には、例えば、１つのパターンについて自動車Ｍに近い範囲から順に、上述した５つの測距領域ＡＲ１−ＡＲ５の各々の個別の距離範囲を示している。範囲パターンテーブルＴＢ２においては、範囲パターン１−５がそれぞれ道路情報テーブルＴＢ１の注目距離の「至近」、「近」、「中」、「やや遠」、「遠」に対応するパターンとなっている。

なお、測距装置１０は、範囲パターンテーブルＴＢ２に示された距離範囲を、当該距離範囲にある対象物から反射された反射光ＲＬが受光される時間範囲に変換し、当該変換された時間範囲を個別の時間範囲として設定して使用する。この変換は、例えば、範囲パターンテーブルＴＢ２に示された距離の２倍を光速で除算することで行ってもよい。また、範囲パターンテーブルＴＢ２に示された距離範囲に対応する時間範囲、例えば上述したｔ１−ｔ５を示したテーブルが元から記憶されており、それを用いて個別の時間範囲が設定されてもよい。

なお、範囲パターンテーブルＴＢ２に示すように、１つのパターンにおいて、全ての距離範囲またはこれに対応する時間範囲が均等に割り振られていなくともよい。また、範囲１の距離範囲の始点が０ｍでなくともよい。すなわち、自動車Ｍから一定距離については、対象物の検出及び距離の算出を行わないように個別の距離範囲または個別の時間範囲を設定してもよい。

また、ＴＢ２においては、一例として範囲５（ＡＲ５）の終端を１００ｍとしているが終端の距離はこれに限られない。例えば、当該終端は１のパルス光によって対象物の検出及び距離の算出を行うことが可能な領域の終端位置であってもよい。範囲５（ＡＲ５）に対応する時間範囲は、パルス光が当該終端位置にある対象物に反射された場合に当該反射光が受光される時刻で終了する。

図６は、範囲パターンデータベース３３Ｂに含まれている速度−注目距離テーブルＴＢ３の一例である。速度−注目距離テーブルＴＢ３は、自動車Ｍの車速と注目距離との関係を示すテーブルである。速度−注目距離テー物ＴＢ３においては、速度区分を車速が遅い順に、「微速」、「低速」、「中速」、「中高速」、「高速」としている。また、それぞれの区分に当たる速度は、「微速」を０−２０Ｋｍ／ｈ、「低速」を２０−４０ｋｍ／ｈ、「中速」を４０−６０ｋｍ／ｈ、「中高速」を６０−８０ｋｍ／ｈ、「高速」を８０ｋｍ／ｈよりも速い速度としている。また、速度区分に対応する注目距離は、車速が遅い方から順に「至近」、「近」、「中」、「やや遠」、「遠」とされている。

測距装置１０においては、例えば、この地図情報データベース３３Ａ及び範囲パターンデータベース３３Ｂに保持されている情報に基づいて、１のパルス光であるレーザ光ＬＬを出射した後の所定時間の受光信号の中から、対象物の検知に用いるべき反射光ＲＬに基づく受光信号のピークが選択される。

具体的には、走行情報性装置１０においては、例えば、地図情報データベース３３Ａまたは範囲パターンデータベース３３Ｂに保持されている情報に基づいて、１のパルス光であるレーザ光ＬＬに対する反射光ＲＬを受信する受信期間において、複数の個別の距離範囲に対応する複数の個別の時間範囲が個別に設定される。この個別の時間範囲は、例えば、上記した道路情報テーブルＴＢ１及び速度−注目距離テーブルＴＢ３に基づいて決まる注目距離及び上記した範囲パターンテーブルＴＢ２に基づいて設定される。

そして、当該個別の時間範囲のそれぞれにおいて、対象物の検知に用いるべき反射光ＲＬに基づく受光信号のピークが選択される。例えば、上述のように、当該個別の時間範囲のそれぞれにおいて、最も高い受光信号ピークが選択されて、当該選択された受光信号のピークが、対象物の検出及び当該対象物との距離の算出に用いられる。

上述のように、測距装置１０においては、例えば、注目距離に応じて個別の距離範囲の各々が可変に設定される。言い換えれば、測距装置１０においては、個別の時間範囲の各々が可変に設定される。

制御部３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３５Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）３５Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５Ｃ等により構成され、コンピュータとして機能する。そして、ＣＰＵ３５Ａが、ＲＯＭ３５Ｂや大容量記憶装置３３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することにより各種機能を実現する。

出射制御部３６は、レーザ出射次光部２０に通信可能に接続され、レーザ出射受光部２０の動作を制御する制御信号をレーザ出射受光部２０に送信可能である。例えば、出射部２１は、出射制御部３６から制御の信号により、レーザ光ＬＬをパルス光として、例えば自動車Ｍの前方の所定の領域に向かって走査可能である。

入力部３７は、レーザ出射受光部２０に通信可能に接続され、受光部２３が反射光ＲＬを受光した際のピークを含む信号である受光信号をレーザ出射受光装置２０から受信可能である。制御部３５は、当該受信信号に含まれるピークに基づいて、レーザ光ＬＬを反射した対象物と測距装置１０または自動車Ｍとの距離を算出可能である。例えば、制御部３５は、レーザ光ＬＬの出射時刻及び受光信号に含まれるピークの発生時刻に基づいて、いわゆるＴＯＦ（Time Of Flight）法を用いて、対象物との距離の算出を行うことが可能である。

データ通信部３８は、測距装置１０と測距装置１０の外部にある機器である外部機器とを通信可能に接続するインタフェース部である。例えば、制御部３５は、データ通信部３８を介して、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号（ＧＰＳ信号）を受信可能なＧＰＳ受信機ＧＰと通信可能に接続されている。このＧＰＳ受信機ＧＰは、自動車Ｍに搭載されていてもよいし、測距装置１０に内蔵されていてもよい。

制御部３５は、データ通信部３８を介して、ＧＰＳ受信機ＧＰからＧＰＳ信号を取得して、測距装置１０または測距装置１０が搭載されている自動車Ｍの現在位置を認識可能である。例えば、制御部３５は、当該認識した現在位置から自動車Ｍが現在走行している道路及び区間を特定し、当該特定された区間と道路情報テーブルＴＢ１とを照らし合わせて、上記した注目距離を判定する。

また、例えば、制御部３５は、データ通信部３８を介して、自動車Ｍに搭載されて自動車Ｍの速度を検出可能な速度センサＳＳと通信可能に接続されている。制御部３５は、データ通信部３８を介して、速度センサＳＳから速度信号を取得して、測距装置１０または測距装置１０が搭載されている自動車Ｍの速度を認識可能である。例えば、制御部３５は、当該認識した速度と速度−注目距離テーブルＴＢ３とを照らし合わせて、上記した注目距離を判定する。

また、例えば、制御部３５は、データ通信部３８を介して、自動車Ｍに搭載されて自動車Ｍの周囲を撮像可能なカメラＣＭと通信可能に接続されている。制御部３５は、カメラＣＭが撮像した映像や画像に基づいて、注目距離を判定してもよい。カメラＣＭが撮像した映像または画像に基づいては、注目距離の判定に資する情報として、自動車Ｍの周囲の物体の存在数や存在位置、道路環境、または気象状況等が取得可能である。

また、例えば、制御部３５は、データ通信部３８を介して、外部にある外部サーバ（図示せず）と通信可能に接続されていてもよい。制御部３５は、外部サーバから得られた情報に基づいて注目距離を判定してもよい。外部サーバから得られる情報としては、自動車Ｍの周囲の天候等が挙げられる。

なお、制御部３５は、ＧＰＳ受信機ＧＰからのＧＰＳ信号、上記したカメラＣＭからの映像、速度センサＳＳからの速度信号、または外部にあるサーバ（図示せず）からの情報を総合的に用いて、自動車Ｍの走行状況や、自動車Ｍの周囲の環境や状況を取得し、注目距離を判定することが可能である。

具体的には、測距装置１０においては、上記した自動車Ｍの走行状況や、自動車Ｍの周囲の環境や状況に基づいて、１のパルス光であるレーザ光ＬＬに対する反射光ＲＬを受信する受信期間において、複数の個別の時間範囲が個別に設定される。そして、当該個別の時間範囲のそれぞれにおいて、対象物の検知に用いるべき反射光ＲＬに基づく受光信号のピークが選択されてもよい。

また、制御部３５は、通信部３８を介して、注目距離の判定結果及び個別の時間範囲の設定結果を当該判定及び設定がなされた位置または領域の情報と共に外部のサーバに送信してもよい。この情報を用いることで、特定の位置または領域における距離の算出処理の際に好ましい個別の時間範囲の設定態様等を統計処理から導き出すことができ、その結果を測距装置１０に当該統計処理の結果をフィードバックすることも可能である。

[測距態様]
以下に、測距態様の例として、注目距離が「至近」と判定された場合と、注目距離が「遠」と判定された場合の測距の態様について説明する。注目距離の判定及び距離範囲（領域ＡＲ１−ＡＲ５）の決定は、上記したテーブルＴＢ１−ＴＢ３を用いて行うものとする。

図７は、注目距離が「至近」と判定された場合、例えば、道路属性が商店街の道路区間を自動車Ｍが走行している場合や、速度区分が低速（例えば、２０Ｋｍ／ｈ以下）の速度で自動車Ｍが走行している場合の測距態様を示す。

注目距離が「至近」である場合、測距領域ＡＲ１が０ｍ−２ｍ、ＡＲ２が２ｍ−４ｍ、ＡＲ３が４ｍ−６ｍ、ＡＲ４が６ｍ−８ｍ、ＡＲ５が８ｍ−１００ｍとなっている。すなわち、注目距離が「至近」とされている場合において、自動車Ｍから１０ｍ以下の非常に近い領域を５つの領域に分けて細かく対象物の検出及び測距を行うこととなる。

注目距離が「至近」とされている場合において、自動車Ｍから１０ｍ以下の非常に近い領域が注目距離によって決まる１の領域であり、この１の領域に対応する時間範囲に他の時間範囲よりも多く個別の時間範囲が配置されているようになっているともいえる。このようにすることで、例えば、歩行者が多くいるような環境または自動車Ｍが低速で走行し、自動車Ｍの近傍に注意すべき対象物が多い場合において、対象物を逃さず検出及び測距することが可能となる。

図８は、注目距離が「遠」と判定された場合、例えば、道路属性が自動車専用道路の道路区間を自動車Ｍが走行している場合や、速度区分が高速（例えば、８０Ｋｍ／ｈ以上）の速度で自動車Ｍが走行している場合の測距態様を示す。

注目距離が「遠」である場合、測距領域ＡＲ１が２０ｍ−６０ｍ、ＡＲ２が６０ｍ−６５ｍ、ＡＲ３が６５ｍ−７０ｍ、ＡＲ４が７０ｍ−９０ｍ、ＡＲ５が９０ｍ−１００ｍとなっている。すなわち、注目距離が「遠」とされている場合において、自動車Ｍから２０ｍ以下の近い領域において対象物の検出及び測距は行わない。

また、この場合においては、例えば８０ｋｍ／ｈよりも速い速度における適正車間距離である６０ｍ以上、すなわち他の自動車が多く存在すると予想される距離において領域複数に分けて細かく対象物の検出及び測距を行うこととなる。注目距離が「遠」とされている場合において、自動車Ｍから６０ｍ〜９０ｍの比較的遠い領域が注目距離によって決まる１の領域であり、この１の領域に対応する時間範囲に他の時間範囲よりも多く個別の時間範囲が配置されているようになっているともいえる。

このようにすることで、例えば、周囲に高速で走行する自動車しか存在しないような環境または自動車Ｍが高速で走行し、自動車Ｍの近傍に注意すべき対象物がなく、遠方に注意すべき対象物が多い場合において、対象物を逃さず検出及び測距することが可能となる。

上記説明した構成によれば、例えばマルチエコー式の測距装置１０が搭載されている自動車Ｍの周囲の環境または走行状態に応じて、注目すべき距離範囲を変化させつつ対象物の検出及び距離の算出が可能である。具体的には、例えば、注意すべき距離範囲において、他の距離範囲よりも細かい範囲毎に信号のピークを選択または抽出して対象物との距離を算出することが可能である。

これにより、注意すべき対象物に関する真に必要な信号のピークを適切に選択または抽出することができ、対象物の検出及び当該検出された対象物との距離の算出をより適切にかつ効率的に行うことが可能となる。すなわち、対象物の検出及び距離の算出に用いるピークの数を増やさずにデータの処理やデータ転送の負荷を低く維持しつつ、注意すべき対象物の効率的な検出及び距離の算出が可能となる。さらに言い換えれば、本実施例の距離算出装置１０によれば、データ処理量及びデータ転送量を低減しつつ有意な物体検知情報を適切に取得することが可能なマルチエコー方式の距離算出装置が実現可能である。

［測距動作制御ルーチン］
以下に、実施例１の測距装置１０の距離算出動作を実現するために、制御部３５において実行される距離算出ルーチンについて説明する。

図９は、距離算出ルーチンの一例である距離算出ルーチンＲ１のフロー図である。例えば、距離算出ルーチンＲ１は、測距装置１０に電源が供給されると開始され、繰り返し実行される。距離算出ルーチンＲ１は、測距装置１０が搭載されている自動車のＡＣＣ電源がオンになると開始されてもよい。

また、測距装置１０の測距動作は、測距装置１０に電源か供給されると開始され、測距装置１０の測距動作が開始されると、レーザ出射受光部２０の光出射部２１から自動車Ｍの前方に向かってパルス光が走査され、光受光部２３に入射する光に応じた受光信号が制御部３５に向けて送出されるものとする。

距離算出ルーチンＲ１が開始されると、制御部３５は、光受光部２３からの受光信号の受信を待機し、ステップＳ１１において、１のパルス光による距離の算出に用いる受光信号が少なくとも１つ取得できているか否かを判定する。具体的には、ある１のパルス光の出射時刻から測距範囲の終端地点からの反射光が光受光部２３に返ってくると予想される時刻までの一連の受光信号が少なくとも１つ取得できているかを判定する。

当該一連の受光信号が取得できていないと判定された場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御部３５は当該一連の受光信号を取得するまで待機して繰り返しステップＳ１１を繰り返す。

制御部３５は、一連の受光信号を取得したと判定する（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と、距離の測定において注目すべき注目距離を取得する（ステップＳ１２）。この注目距離の取得は、例えば、上述したように自動車Ｍの位置、自動車Ｍの速度または自動車Ｍの周囲の環境に基づいて行われる。

制御部３５は、ステップＳ１２で注目距離を取得すると、当該注目距離に基づいて、上述したような、対象物の検知に用いるべき反射光ＲＬに基づく受光信号のピークを選択する際の個別の時間範囲を設定する（ステップＳ１３）。この個別の時間範囲の設定は、上述のように、取得した注目距離に基づいて行われてもよい。具体的には、例えば、個別の時間範囲は、注目距離に基づいて定められた個別の距離範囲に対応する個別の時間範囲を算出することで設定してもよい。

例えば、個別の時間範囲の各々は、レーザ光ＬＬが個別の距離範囲の各々の始端において反射された場合に反射光ＲＬが光受光部２３に到達する時刻から、個別の距離範囲の各々の終端において反射された場合に反射光ＲＬが光受光部２３に到達する時刻の間の範囲として各々設定される。

ステップＳ１３が終了すると、制御部３５は、設定した個別の時間範囲毎に受光信号のピークを選択する（ステップＳ１４）。この選択は、例えば、個別の時間範囲毎に最も大きい受光信号のピークを選択することで行われてもよい。ステップＳ１２からＳ１４において、制御部３５は選択部として機能する。

ステップＳ１４が終了すると、制御部３５は、選択された受光信号のピークを用いて対象物の検出及び距離の算出を行う（ステップＳ１５）。この対象物の検出及び距離の算出は、上述のように、いわゆるＴＯＦ（Time Of Flight）法を用いて行う。具体的は、例えば、受光信号におけるピークの検出時刻からレーザ光ＬＬの出射時刻を減算した値に光速を乗算し、それを２で除算することで距離の算出が可能である。ステップＳ１５において、制御部３５は算出部としても機能する。

ステップＳ１５の終了後、距離算出ルーチンＲ１は終了する。

上記実施例においては、個別の時間範囲の各々において受光信号の最大のピークを１つずつ選択し、当該選択されたピークに基づいて距離の算出を行うこととした。しかし、個別の時間範囲の各々において、距離の算出に使うピークとして受光信号の複数のピークを選択してもよい。

上記実施例においては、一連の時間範囲を分割することで個別の時間範囲を設定することとしたが、個別の時間範囲同士は不連続であってもよい。また、個別の時間範囲同士は互いに重なっていてもよい。

上記実施例においては、注目距離を道路情報テーブルＴＢ１及び速度−注目距離テーブルＴＢ３を用いて決めることとしたが、これらに加えて他の情報に基づいて注目距離や個別の時間範囲を決めてもよい。例えば、気象状況の善し悪しによって、注目距離を補正してもよい。例えば、雨や雪等、天候が悪い際には見通が悪くなり通常より比較的近い位置に注意する必要がある可能性がある。よって、天候の悪さに応じて注目距離を短くしたり、個別の時間範囲を調整したりすることとしてもよい。

また、気象状況のみに基づいて注目距離や個別の時間範囲を決めてもよい。例えば、天候が良い場合は、比較的遠い距離に注目距離を定め、個別の時間範囲を当該遠くの距離に対応する時間範囲に多く配することとしても良い。そして、例えば、天候が悪ければ悪いほど、例えば見通しが悪ければ悪いほど、近い距離に注目距離を定め、個別の時間範囲を近い距離に対応する時間範囲に多く配することとしても良い。

また、レーザ光ＬＬの出射方向に応じて、注目距離や個別の時間範囲を決めることとしてもよい。例えば、レーザ光ＬＬを自動車Ｍの正面に向けて出射した場合は、注目距離を比較的遠い距離に注目距離を定め、個別の時間範囲を当該遠くの距離に対応する時間範囲に多く配することとしても良い。そして、例えば、自動車Ｍの正面方向とレーザ光ＬＬの出射方向とがなす角度が大きくなればなるほど、すなわちレーザ光ＬＬの出射方向が自動車Ｍの側方に向けば向くほど、近い距離に注目距離を定め、個別の時間範囲を近い距離に対応する時間範囲に多く配することとしても良い。

また、カメラＣＭからの映像や測距装置１０の実際の距離の算出の結果に基づいて、注目距離を調整したり、個別の時間範囲を調整したりしてもよい。例えば、カメラＣＭからの映像や測距装置１０の実際の距離の算出結果に基づいて、対象物が実際に多く存在するかまたは多く存在する予測される位置を特定し、当該特定結果に基づいて注目距離を調整したり、個別の時間範囲を調整したりしてもよい。具体的には、対象物が実際に多く存在するかまたは多く存在する予測される位置周辺の領域について、個別の時間範囲を多数配置するようにしてもよい。

なお、測距装置１０は、予め決められた位置を通過した際に、当該位置から検出可能な対象物としてのランドマークが検出できたか否かを判定し、それによって測距が適正に行われているかを判定しても良い。また、測距装置１０は、そのランドマークの検出結果を外部サーバに送信し、当該情報に基づいてよりよい測距ができるようなフィードバックが行われることとしてもよい。

具体的には、例えば、ランドマークが検出できなかった場合には、その際に設定されていた個別の時間範囲は不適切であり、当該設定されていた個別の時間範囲と異なる個別の時間範囲を設定して距離の算出をすべきとのフィードバックがなされてもよい。また、例えば、ランドマークが検出できた場合には、その際に設定されていた個別の時間範囲は適切であり、当該設定されていた個別の時間範囲で距離の算出をすべきとのフィードバックがなされてもよい。

上述した実施例における種々の構成等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。

１０ 測距装置
２０ 光出射受光部
２１ 光出射部
２３ 光受光部
３０ コントローラ
３３ 大容量記憶装置
３５ 制御部
３６ 出射制御部
３７ 入力部
３８ データ通信部
ＴＢ１ 道路情報テーブル
ＴＢ２ 範囲パターンテーブル
ＴＢ３ 速度−注目距離テーブル

Claims (10)

1. 光を出射する光出射部と、
   前記光が１または複数の物体によって反射された反射光を受光して受光信号を生成する受光部と、
   前記光が出射された後の所定の時間範囲内に含まれる複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定し、複数の個別の時間範囲の各々における受光信号の中から少なくとも１の受光信号のピークを選択する選択部と、
   前記選択部によって選択された受光信号のピークに基づいて前記１または複数の物体までの距離を算出する算出部と、
   を含むことを特徴とする距離算出装置。
2. 前記選択部は、前記距離算出装置の周囲の環境に応じて前記複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項１に記載の距離算出装置。
3. 前記選択部は、前記距離算出装置の周囲の気象状況に応じて前記複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項２に記載の距離算出装置。
4. 前記選択部は、前記光の出射方向に応じて前記複数の個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の距離算出装置。
5. 前記選択部は、前記物体の測距の状況に応じて前記個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の距離算出装置。
6. 前記選択部は、前記距離算出装置の位置に応じて前記個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の距離算出装置。
7. 前記距離算出装置は移動体に搭載され、
   前記選択部は、前記移動体の走行状態に基づいて前記個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の距離算出装置。
8. 前記選択部は前記移動体の移動速度に応じて前記個別の時間範囲の各々を可変に設定することを特徴とする請求項７に記載の距離算出装置。
9. 前記選択部は、前記距離算出装置の周囲の状況に基づいて、前記物体のうちの測距すべき対象となる物体が多く存在する距離である注意すべき距離を判定し、前記注意すべき距離に基づいて前記個別の時間範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載の距離算出装置。
10. 前記選択部は、前記注意すべき距離に基づいて決まる１の時間範囲に他の時間範囲期間よりも多く前記個別の時間範囲が配置されるように前記個別の時間範囲を設定することを特徴とする請求項９に記載の距離算出装置。

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