JP2022052270A - Ｌｉｄａｒ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の照射密度を低く抑えることと、要求される分解能を満たすこととの好適な折衷を図ることのできるＬＩＤＡＲ装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ２２は、車両の進行方向前方に障害物や先行車を認知していない場合、路面付近の障害物である低背物を早期に検知するためのモードに移行する。このモードにおいて、ＣＰＵ２２は、車速ＳＰＤに応じて検知対象とする距離を設定し、車両からその距離だけ離れた位置において路面に垂直なサーチ面を定義する。ＣＰＵ２２は、サーチ面における路面との距離が所定値以下である領域におけるレーザ光の照射密度を他の領域よりも高くする。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＩＤＡＲ装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、レーザ光の照射方向を変更可能なＬＩＤＡＲ装置が記載されている。詳しくは、路面に垂直な方向における照射角度が狭い代わりに遠方までレーザ光を照射するパターンと、路面に垂直な方向における照射角度が広い代わりに近距離にレーザ光を照射するパターンとを切り替え可能な装置が記載されている（Ｆｉｇ．１Ｂ）。

米国特許出願公開第２０１７／０３５６９８３号明細書

ところで、車両が走行する際に生じる実際のシーンの中には、特定の領域において要求される分解能が特に高くなるシーンが存在する。そしてその場合に、レーザ光の照射密度をあらゆる方向において同一とする場合には、特定の領域以外の領域においてレーザ光の照射密度が必要以上に高くなる。

上記課題を解決すべく、ＬＩＤＡＲ装置は、車両の周囲に照射したレーザ光の反射光を受光するＬＩＤＡＲ装置（１０，２０）において、前記車両の周囲に前記レーザ光を照射する照射処理を実行し、前記照射処理は、前記レーザ光の照射方向を走査する走査処理および分解能調整処理（Ｓ２２，Ｓ２４；Ｓ２２ａ，Ｓ２４ａ；Ｓ２２ｂ，Ｓ２４ｂ）を含み、前記走査処理は、垂直方向および水平方向の２つの方向のうちの１つの方向である所定方向にレーザ光の照射方向を走査する処理を含み、前記複数の方向には、前記所定方向において互いに隣接するＡ方向（ＯＰ６ｊ）およびＢ方向（ＯＰ７ｊ）と、前記所定方向において互いに隣接するＣ方向（ＯＰ５ｊ）およびＤ方向（ＯＰ４ｊ）と、の４つの方向が含まれ、前記分解能調整処理は、前記Ａ方向および前記Ｂ方向の角度差よりも前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を小さくする処理と、前記車両の状態を示す変数である状態変数を入力として前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を可変とする可変処理と、を含む。

上記分解能調整処理によれば、Ａ方向付近と比較してＣ方向付近へのレーザ光の照射密度を高めることができる。したがって、高い分解能が要求される方向にＣ方向を併せることにより、レーザ光の照射回数を増加させることなく、要求される分解能を実現できる。ところで、要求される分解能を満たす最小限のレーザ光の照射密度は、車速やターゲットとする領域と車両との距離等、車両の状態に依存する傾向がある。そこで、上記構成では、車両の状態に応じてＣ方向およびＤ方向の角度差を可変とすることにより、レーザ光の照射回数を極力増加させることなく要求される分解能を満たすことが可能となる。

一実施形態にかかる車載システムの構成を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、垂直走査処理および水平走査処理を例示する図。 同実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかるサーチ面の設定手法を例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを実現する照射角を例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを実現する照射角を例示する図。 （ａ）および（ｂ）は、ＬＩＤＡＲＥＣＵおよびＡＤＡＳＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 ＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の一部の詳細な手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかるサンプリングタイミングの設定処理を例示するタイムチャート。 第３の実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる照射パターンを例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを実現する照射角を例示する図。 第５の実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる照射パターンを例示する図。 同実施形態にかかる照射パターンを実現する照射角を例示する図。 第６の実施形態にかかる照射パターンを例示する図。 上記実施形態の変更例を例示する図。

＜第１の実施形態＞
以下、ＬＩＤＡＲ装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す光センサ１０は、たとえば近赤外線等のレーザ光を照射する。また、光センサ１０は、レーザ光の反射光を受光することに基づき、レーザ光を反射した物体と車両との距離を示す変数である距離変数と、レーザ光を反射した物体との相対速度を示す変数である速度変数と、レーザ光の照射方向を示す変数である方向変数と、反射した物体の反射強度を示す変数である強度変数とを示す測距点データを生成する。測距点データに、速度変数が含まれているのは、本実施形態にかかる光センサ１０が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式にて測距点データを生成することを想定しているためである。

詳しくは、本実施形態にかかる光センサ１０は、複数の発光素子を備えており、それら複数の発光素子から照射される光の位相を調整することによって、レーザ光の照射方向を調整するフェーズドアレイ方式のセンサである。

図２に示すように、本実施形態にかかる光センサ１０は、車両ＶＣの前端部に設けられている。そして、光センサ１０は、複数の発光素子から照射される光の位相を調整することによって、水平走査処理および垂直走査処理を実行する。垂直走査処理は、図２（ａ）に示すように、車両ＶＣの前後方向であるｘ方向および車両の横方向であるｙ方向に直交する方向であるｚ方向とレーザ光の照射方向とのなす角度を走査する処理である。ここで、図２の正のｚ方向は、垂直上方向と言い換えることができることから、垂直走査処理は、垂直上方向とレーザ光の照射方向とのなす角度を走査する処理である。水平走査処理は、図２（ｂ）に示すように、ｙ方向とレーザ光の照射方向とのなす角度を操作する処理である。図２の正のｙ方向は、車両ＶＣの左方向であることから、水平走査処理は、車両ＶＣの左方向または右方向とのなす角度を走査する処理である。なお、以下では、垂直走査処理を、レーザ光の走査方向を垂直方向とする処理であると称し、水平走査処理を、レーザ光の走査方向を水平方向とする処理であると称する。

図２（ａ）には、光センサ１０によって垂直方向に走査されるレーザ光の光軸ＯＰ（１ｊ）～ＯＰ（８ｊ）を例示している。本明細書において、光軸ＯＰとは、レーザ光が同時に到達する領域の図心によって描かれる線とする。換言すれば、光軸ＯＰは、レーザ光が進む平均的な方向のこととする。すなわち、レーザ光は、光センサ１０から離れるにつれて広がるものであるが、その平均的な方向と垂直上方向とのなす角度が垂直走査処理によって走査される。図２（ａ）には、垂直上方向と光軸ＯＰとのなす角度が８個の異なる値となるように照射方向が走査される例を示している。

図２（ｂ）には、光センサ１０によって、水平方向に走査されるレーザ光の光軸ＯＰ（ｉ１），ＯＰ（ｉ２），…を例示している。なお、「光軸ＯＰ（ｉｊ）」の表記に用いた変数ｉは、垂直上方向とのなす角度が互いに異なる光軸ＯＰを区別する変数であり、変数ｊは、右方向または左方向とのなす角度が互いに異なる光軸ＯＰを区別する変数である。

光センサ１０は、水平走査処理および垂直走査処理によって、水平方向および垂直方向の所定の範囲内にレーザ光を周期的に照射する。この周期が１フレームである。光センサ１０は、１フレーム毎に、測距点データを生成して出力する。以下では、１フレーム分の測距点データを測距点群データと称する。

図１に戻り、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、光センサ１０によるレーザの照射パターンを制御する処理を実行する。また、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、光センサ１０によって生成された測距点データを取り込み、車両の周囲の物体を認知する処理を実行する。ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４および周辺回路２６を備えており、それらが通信線２８によって通信可能とされているものである。ここで、周辺回路２６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２が実行することにより、照射パターンを制御する処理や物体を認知する処理を実行する。

ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、車両ＶＣ内のローカルネットワーク３０を介して、車速センサ４０によって検出される車速ＳＰＤや、ウィンカー４２の状態信号Ｓｗｉｎ、操舵角センサ４４によって検出される操舵角θｓを取り込む。また、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、ローカルネットワーク３０を介して、地図データ４６と、全地球測位システム（ＧＰＳ４８）からの位置データＤｇｐｓとを取り込む。ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、ＡＤＡＳＥＣＵ５０と通信可能とされている。

ＡＤＡＳＥＣＵ５０は、ユーザによる車両ＶＣの運転を支援する処理を実行する。本実施形態では、運転支援として、前方車両との距離が所定値以上となることを優先しつつ、目標車速となるように車両ＶＣの走行を制御するいわゆるアダプティブクルーズコントロール等、自動車専用道路における運転支援を例示する。特に、本実施形態にかかる運転支援は、自動車専用道路において障害物を検知する場合に、ユーザにその旨を報知する処理を含む。なお、ＡＤＡＳＥＣＵ５０は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４および周辺回路５６を備えており、それらが通信線５８を介して通信可能とされている。

図３に、障害物のうち特に、路面からの高さである垂直方向の距離が小さい低背物の検知のための処理の手順を示す。ここでの低背物としては、たとえば落下物等、自ら動作することのない物体を想定している。図３に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより、実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、まず、車両ＶＣの進行方向に障害物や先行車が認知されているか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、ＣＰＵ２２は、障害物や先行車が認知されていないと判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、車両ＶＣの進行方向における低背物を早期に検知するための処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ２２は、まず、車速ＳＰＤを取得する（Ｓ１２）。そして、ＣＰＵ２２は、車両ＶＣに対する低背物の検知対象とする距離であるサーチ距離Ｌを設定する（Ｓ１４）。ＣＰＵ２２は、車速ＳＰＤが高い場合に低い場合よりもサーチ距離Ｌを大きい値に設定する。これは、低背物を検知してから低背物が位置する位置に車両ＶＣが到達するまでの時間が、車速ＳＰＤが高い場合に低い場合よりも短くなることを抑制するための設定である。本実施形態において、ＣＰＵ２２は、サーチ距離Ｌを車速ＳＰＤに比例して連続的に大きくする。

次にＣＰＵ２２は、位置データＤｇｐｓや、地図データ４６が保持する情報のうち位置データＤｇｐｓが示す位置に関する情報、さらには、操舵角θｓ、およびウィンカーの状態信号Ｓｗｉｎを取得する（Ｓ１６）。そして、ＣＰＵ５２は、地図データ４６が保持する情報のうち位置データＤｇｐｓが示す位置に関する情報や、光センサ１０による測距点データに基づく車線の認知結果等に基づき、走行レーンを判定する（Ｓ１８）。ＣＰＵ２２は、たとえば地図データ４６によって車両ＶＣが片側２車線の道路を走行していることが認知される場合、測距点データに基づき、２車線のうちの右側の車線を走行しているのか左側の車線を走行しているのかを判定する。

次にＣＰＵ２２は、車両ＶＣからサーチ距離Ｌだけ進行方向前方において低背物を検知するためのレーザ光の照射を行う領域であるサーチ面を設定する（Ｓ２０）。ＣＰＵ２２は、車両ＶＣが走行することで到達する領域を含むようにサーチ面を設定する。換言すれば、サーチ面は、車両ＶＣの予想される走行軌跡と交わるように設定される。

詳しくは、ＣＰＵ２２は、操舵角θｓやウィンカーの状態信号Ｓｗｉｎ等の車両ＶＣの運転状態を示す変数の値を参照してサーチ面を設定する。
たとえば、車両ＶＣが直進走行している場合、ＣＰＵ２２は、図４（ａ）に例示するように、水平方向において、サーチ面Ｓｓの水平方向の両端を、車両ＶＣが走行している車線の両端に設定する。これに対し、操舵角θｓが右旋回側の角度であったり、ウィンカーの状態信号Ｓｗｉｎが右折時の状態であったりするなど、車両ＶＣが右側の車線に車線変更をすることが予測される場合、ＣＰＵ２２は、図４（ｂ）に示すように、サーチ面Ｓｓの水平方向の両端を、車両ＶＣが走行している車線とその右隣の車線との両端に設定する。

なお、ＣＰＵ２２は、サーチ面Ｓｓを、路面に垂直な面とする。すなわち、ＣＰＵ２２は、地図データ４６が保持する情報のうち位置データＤｇｐｓが示す位置に関する情報に基づき、車両ＶＣが走行している路面の勾配情報を取得し、勾配情報に応じてサーチ面Ｓｓを路面に垂直な面に設定する。

図３に戻り、ＣＰＵ２２は、第１測距レンジのレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２２）。第１測距レンジの照射パターンは、低背物を検知するために、垂直方向の分解能を所定以上とする要求を満たすパターンである。次に、ＣＰＵ２２は、第２測距レンジのレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２４）。第２測距レンジの照射パターンは、第１測距レンジの照射パターンと比較して垂直方向の分解能が低いパターンである。第２測距レンジの照射パターンは、第１測距レンジの照射パターンよりも遠方の検知限界に設定されるパターンを含む。

以下、これについて図５～図７に基づき説明する。
図５において、光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（４ｊ），ＯＰ（５ｊ）は、第１測距レンジの照射パターンに従った光軸であり、光軸ＯＰ（１ｊ），ＯＰ（６ｊ），ＯＰ（７ｊ），ＯＰ（８ｊ）は、第２測距レンジの照射パターンに従った光軸である。

図５に示すように、第１測距レンジの照射パターンでは、第２測距レンジの照射パターンと比較して高密度でレーザ光を照射するパターンとなっている。ここで、レーザ光の密度とは、単位角度当たりの光軸ＯＰの数のこととする。ただし、ここでの単位角度は、垂直方向における角度とする。また、本実施形態では、水平方向における単位角度当たりの光軸ＯＰの数の第１測距レンジの測距パターンにおける数を第２測距レンジの測距パターンにおける数以上としている。したがって、レーザ光の密度を、単位立体角当たりの光軸ＯＰの数と定義しても、本実施形態において、第１測距レンジの照射パターンでは、第２測距レンジの照射パターンと比較して高密度でレーザ光を照射するパターンとなっている。

これは、低解像度なＬＩＤＡＲにおいて限られたリソースを有効活用するための設定である。すなわち、本実施形態では、垂直上方向とのなす角度が互いに異なる光軸ＯＰの数が１桁であり、比較的低解像度なＬＩＤＡＲを想定している。そのため、垂直上方向とのなす角度が互いに異なる光軸ＯＰのうちの互いに隣接する光軸ＯＰ同士の垂直方向の角度差をすべて同一とする場合には、低背物を迅速にとらえるうえで不十分となるおそれがある。

図５には、サーチ面Ｓｓのうち路面７０の垂直上方向であって且つ路面７０との距離が規定値Ｌｈ以下の領域に４本の光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（４ｊ），ＯＰ（５ｊ）のそれぞれに沿って進むレーザ光が到達する例を示した。ここで、規定値Ｌｈを、本実施形態では、光センサ１０によるレーザ光の照射位置と路面７０との垂直方向における距離以下とする。これにより、低背物が存在する領域に集中的にレーザ光を照射することができる。

さらに、本実施形態では、第１測距レンジの照射パターンにおいては、光軸ＯＰに沿って進むレーザ光のサーチ面Ｓｓへの到達位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちの互いに隣接するもの同士の距離が規定量Δ以下とされている。ここで、規定量Δは、２０ｃｍ以下であることが望ましく、１０ｃｍ以下であることがより望ましい。詳しくは、本実施形態では、垂直方向における到達位置Ａと路面７０との距離ｘ、垂直方向における到達位置Ａと到達位置Ｂとの距離ｙ、垂直方向における到達位置Ｂと到達位置Ｃとの距離ｚ、垂直方向における到達位置Ｃと到達位置Ｄとの距離ｗを規定量Δとする。

これは、垂直方向に隣接する光軸ＯＰ間の角度差を調整することによって実現されるものである。
すなわち、たとえば、互いに隣接する光軸ＯＰ（２ｊ）および光軸ＯＰ（３ｊ）の角度差と、光軸ＯＰ（３ｊ）およびＯＰ（４ｊ）の角度差とを仮に同一とする場合、上記距離ｙ，ｚは互いに異なったものとなる。詳しくは、距離ｙの方が距離ｚよりも大きくなる。したがって、隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を同一とする場合、サーチ面Ｓｓにおいて隣接する到達位置間の距離を規定量Δ以下とする分解能の制約を守るためには、レーザ光の垂直方向の互いに異なる方向への照射回数を増加させる必要がある。

これに対し、本実施形態では、図６に示すように、垂直上方向との角度差が大きくなるほど、第１測距レンジにおける隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を小さくした。すなわち、垂直方向における光軸ＯＰ（２ｊ）および光軸ＯＰ（３ｊ）間の角度差α、垂直方向における光軸ＯＰ（３ｊ）および光軸ＯＰ（４ｊ）間の角度差β、ならびに垂直方向における光軸ＯＰ（４ｊ）および光軸ＯＰ（５ｊ）間の角度差γに「α＜β＜γ」の関係を設定した。これにより、第１測距レンジにおける垂直方向の互いに異なる方向へのレーザ光の照射回数を増加させることなく、分解能の制約を満たすことができる。

なお、第２測距レンジの照射パターンに従った光軸ＯＰのうちの隣接するもの同士の垂直方向における角度差は、いずれも同じ角度差εとされており、これは、第１測距レンジの照射パターンに従った光軸ＯＰのうちの隣接するもの同士の垂直方向における角度差のいずれよりも大きい。これにより、第１測距レンジの照射パターンを第２測距レンジの照射パターンと比較して高密度な照射パターンとしている。

ところで、図６に例示した、垂直上方向との角度差が大きくなるほど第１測距レンジにおける隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を小さくする設定は、路面７０が平坦であったためであり、あらゆる路面７０に対して一般的に成り立つ設定ではない。

図７に、車両ＶＣの進行方向前方で路面７０が上り坂となっている場合を例示する。図７に示す例では、垂直上方向との角度差が最も大きくなる光軸ＯＰ（２ｊ）および隣接する光軸ＯＰ（３ｊ）の垂直方向における角度差αが、光軸ＯＰ（３ｊ）および光軸ＯＰ（４ｊ）の垂直方向における角度差βよりも大きい。さらに、光軸ＯＰ（３ｊ）および光軸ＯＰ（４ｊ）の垂直方向における角度差βが、光軸ＯＰ（４ｊ）および光軸ＯＰ（５ｊ）の垂直方向における角度差γよりも大きい。これは、路面７０に垂直なサーチ面Ｓｓの法線方向であって車両ＶＣの進む側の方向を正とする方向Ｄｎとの垂直方向においてなす角度が、光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（４ｊ），ＯＰ（５ｊ）の順に大きくなることに起因している。すなわち、垂直方向において上記方向Ｄｎとのなす角度が小さいほど、光軸ＯＰがサーチ面Ｓｓに到達するまでの距離が小さい。そして小さい半径によって一定の長さの弧を描くうえで必要な回転角度は、大きい半径によって一定の長さの弧を描くうえで必要な回転角度よりも大きくなる。そのため、第１測距レンジにおいて、光軸ＯＰ（２ｊ）および光軸ＯＰ（３ｊ）間の垂直方向における角度差αが最大となる。

ちなみに、図５においては、サーチ面Ｓｓの法線方向であって車両ＶＣの進む側の方向を正とする方向との垂直方向においてなす角度が最大となる第１測距レンジにおける光軸ＯＰは、光軸ＯＰ（２ｊ）となっている。なお、図７においては、光軸ＯＰ（２ｊ）および光軸ＯＰ（３ｊ）間の垂直方向における角度差αは、第２測距レンジの照射パターンに従った光軸ＯＰのうちの隣接するもの同士の垂直方向における角度差εよりも小さい。

さらに、ＣＰＵ２２は、第１測距レンジの照射パターンにおいて、互いに隣接する光軸ＯＰ間の垂直方向における角度差を、車速ＳＰＤが低い場合に高い場合よりも大きくする。これは、車速ＳＰＤが低い場合に高い場合よりもサーチ距離Ｌが小さい値に設定されることに鑑みた設定である。

図８に、サーチ距離Ｌが「Ｌ１」の場合の互いに隣接する光軸ＯＰ間の垂直方向における角度差θ１よりも、サーチ距離Ｌが「Ｌ１＋ΔＬ」の場合の互いに隣接する光軸ＯＰ間の垂直方向における角度差θ２の方が小さくなっている例を示す。この関係は、「Ｌ１」が図８の距離ｘと比較して十分に大きい場合には一般に成り立つ。すなわち、サーチ距離Ｌが大きい場合には小さい場合よりもサーチ面Ｓｓの法線方向とのなす角度が小さくなるようにレーザ光の照射方向を変更することによって角度差が大きくなる効果よりも、サーチ距離Ｌが長くなることに起因して角度差が大きくなる効果の方が大きい。これは、図８において、ｔａｎθ＝ｘ／Ｌ１、ｔａｎ（θ＋θ１）＝（ｘ＋Δｘ）／Ｌ１として、「ｘ」および「Δｘ」を固定値とすると、「Ｌ１」が「ｘ」よりも十分大きい場合、θ１のＬ１による微分係数が負となるからである。なお、この結論は、平坦路においてのみ成立するものではなく、光センサ１０からサーチ面Ｓｓに下した垂線の長さを「Ｌ１」とする場合、サーチ距離Ｌの増加によって「Ｌ１」が長くなる限り、同一の結論となる。

なお、サーチ距離Ｌは、車速ＳＰＤに応じてたとえば５０～２００ｍに設定することが望ましい。また、本実施形態において、第２測距レンジによる照射パターンでは、車速ＳＰＤに応じて角度差を可変としなくてよい。

図９に、第１測距レンジおよび第２測距レンジの照射パターンによって照射されたレーザ光の反射光を利用する処理の手順を示す。図９（ａ）に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。また、図９（ｂ）に示す処理は、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

図９（ａ）に示すように、ＣＰＵ２２は、まず、光センサ１０によって生成された測距点群データを取得する（Ｓ３０）。そして、ＣＰＵ２２は、測距点群データが示すレーザ光を反射した物体の位置同士の距離が所定値以下となる測距点同士をグループ化するクラスタリング処理を実行する（Ｓ３２）。なお、本実施形態では、他の測距点データが示す物体の位置との距離が所定値以下となるものが存在しない測距点データについては、いずれのグループにも属さないものとして排除する。

次にＣＰＵ２２は、クラスタリング処理の結果に基づき、低背物があるか否かを判定する（Ｓ３４）。ここで、ＣＰＵ２２は、クラスタリング処理によってグループ化された測距点データの中に、第１測距レンジの照射パターンによるレーザ光の反射光に基づく測距点データが２点以上含まれるグループがあることに基づき、低背物があると判定する。

ＣＰＵ２２は、低背物があると判定する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ３５）。フラグＦは、後述のトラッキングモードである場合に「１」となり、そうではない場合に「０」となる。ＣＰＵ２２は、フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ３５：ＮＯ）、低背物を監視すべく、低背物付近におけるレーザ光の照射密度を上昇させる低背物のトラッキングモードに移行し、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ３６）。これにより、図３のＳ１０の処理において肯定判定されることとなる。

一方、ＣＰＵ２２は、フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、トラッキングモードにおいて低背物を所定回数検知したか否かを判定する（Ｓ３７）。そしてＣＰＵ２２は、未だ所定回数検知されていないと判定する場合（Ｓ３７：ＮＯ）には、Ｓ３６の処理に移行する。

図１０に、Ｓ３６の処理の詳細な手順を示す。なお、図１０において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与している。
図１０に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、Ｓ３２の処理によって検知した低背物と車両ＶＣとの距離を、サーチ距離Ｌに代入することによってサーチ距離Ｌを設定する（Ｓ１４ａ）。車両ＶＣが走行するにつれて車両ＶＣと低背物との距離が小さくなることから、ＣＰＵ２２は、車両ＶＣが前進する距離が長くなるのに伴ってサーチ距離Ｌを小さい値へと変えていく。次にＣＰＵ２２は、上記サーチ面Ｓｓを設定する（Ｓ２０ａ）。そして、ＣＰＵ２２は、Ｓ２２，Ｓ２４の処理を実行する。なお、Ｓ２４の処理が完了する場合、図９のＳ３６の処理を完了する。

図９に戻り、ＣＰＵ２２は、所定回数検知したと判定する場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、ローカルネットワーク３０を介して、ＡＤＡＳＥＣＵ５０に低背物が存在する旨、通知する（Ｓ３８）。なお、ＣＰＵ２２は、Ｓ３８の処理を完了する場合や、Ｓ３４の処理によって否定判定する場合には、図９（ａ）に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、トラッキングモードにおいて低背物を検知できなくなる場合、ＣＰＵ２２は、トラッキングモードを終了し、低背物の検知履歴を消去すればよい。

これに対し、図９（ｂ）に示すように、ＡＤＡＳＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、低背物がある旨の通知があるか否かを判定する（Ｓ４０）。そしてＣＰＵ５２は、通知があると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、図１に示すスピーカ６０を操作することによって、ユーザに低背物がある旨を報知する報知処理を実行する（Ｓ４２）。なお、ＣＰＵ５２は、Ｓ４２の処理を完了する場合や、Ｓ４０の処理において否定判定する場合には、図９（ｂ）に示す一連の処理を一旦終了する。

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
ＣＰＵ２２は、車両ＶＣの前方に障害物や先行車を認知していない場合、車両ＶＣの将来の走行軌跡と低背物とがぶつかる場合にその低背物を迅速に検知すべく、所定距離だけ進行方向前方において路面７０との距離が所定値Ｌｈ以下の領域に照射するレーザ光の密度を高める。これにより、限られたリソースを有効に活用して低背物を迅速に検知することができる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１）ＣＰＵ２２は、低背物等の存在が検知されていない場合、車速ＳＰＤが高い場合に低い場合よりもサーチ面Ｓｓと車両ＶＣとの距離であるサーチ距離Ｌを大きい値に設定した。これにより、車両ＶＣが低背物を検知してから低背物の存在する位置に到達するまでに十分な時間を確保できる。

（２）ＣＰＵ２２は、低背物等の存在が検知されていない場合、第１測距レンジにおいて、車速ＳＰＤが高い場合に低い場合よりも隣接する光軸ＯＰ間の角度差を小さくした。これにより、路面７０から規定値Ｌｈ以内の領域に照射されるレーザ光の照射密度が車速ＳＰＤの大小によって変動することを抑制できる。

（３）ＣＰＵ２２は、低背物等の存在が検知された後のトラッキングモードにおいて、車両ＶＣが前進する距離が長くなるのに伴ってサーチ距離Ｌを小さい値へと変更した。これにより、低背物の存在が検知されている位置と車両ＶＣとの距離をサーチ距離Ｌとすることができ、ひいては、低背物が検知されている領域におけるレーザ光の照射密度を狙いとする密度に制御できる。

（４）ＣＰＵ２２は、第１測距レンジにおける隣接する光軸ＯＰ同士の垂直方向における角度差を、サーチ面Ｓｓの法線方向とのなす角度が大きい場合に小さい場合よりも小さくした。これにより、第１測距レンジに割り振る光軸ＯＰの数を多くすることなく、隣接する光軸ＯＰがサーチ面Ｓｓに到達する際の到達位置同士の距離を、規定量Δ以下とすることができる。

（５）ＣＰＵ２２は、第１測距レンジにおける隣接する光軸ＯＰがサーチ面Ｓｓに到達する際の到達位置同士の距離を規定量Δに統一した。これにより、路面７０付近の物体をより高精度の捉えることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１１に、本実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵ２０が実行する処理の手順を示す。図１１に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図１１に示す処理のうち図３に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与してその説明を省略する。

図１１に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、Ｓ１４の処理が完了する場合、ＦＭＣＷにおけるレーザ光の周波数を変更する周期であるサンプリング周期Ｔｓと、第１測距レンジにおける測距点数Ｎｒとを設定する（Ｓ５０）。ここで、測距点数Ｎｒとは、レーザ光の照射方向の種類の数のこととする。すなわち、垂直方向および水平方向の２つの走査方向のうちの少なくとも１つの走査方向が互いに異なる光軸ＯＰの数のこととする。

詳しくは、ＣＰＵ２２は、図１２（ｂ）に示す車速ＳＰＤが小さい場合には、図１２（ａ）に示す車速ＳＰＤが大きい場合よりも、サンプリング周期Ｔｓを小さくする。すなわち、サーチ距離Ｌが小さい場合には大きい場合と比較して、第１測距レンジにおけるレーザ光の１測距点当たりの照射エネルギを小さくしてもよいことから、サンプリング周期Ｔｓを短くすることにより１測距点当たりのレーザ光の照射エネルギを小さくする。

そして、ＣＰＵ２２は、図１１に示すように、車速ＳＰＤが低い場合に高い場合よりも測距点数Ｎｒを大きくする。これは、サンプリング周期Ｔｓを小さくしたために、１フレーム内に収まるサンプリング周期Ｔｓの数が増加することを活かす設定である。

ＣＰＵ２２は、Ｓ５０の処理が完了する場合、Ｓ１６の処理に移行する。
このように、本実施形態によれば、サーチ距離Ｌが小さい場合には大きい場合と比較して、サンプリング周期Ｔｓを小さくすることにより、１測距点当たりのレーザ光の照射エネルギ量が必要な量に対して過剰となることを抑制できる。そして、サンプリング周期Ｔｓを小さくする場合に、測距点数Ｎｒを増加させることにより、第１測距レンジにおけるレーザ光の照射密度を向上させることができる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１３に、本実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵ２０が実行する処理の手順を示す。図１３に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図１３に示す処理のうち図１１に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与してその説明を省略する。

図１１に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、Ｓ１４の処理が完了する場合、サンプリング周期Ｔｓと、単位時間当たりのフレーム数であるフレームレートＲｆとを設定する。（Ｓ５２）。ここで、ＣＰＵ２２は、車速ＳＰＤが低い場合に高い場合よりもサンプリング周期Ｔｓを小さくする。また、ＣＰＵ２２は、車速ＳＰＤが低い場合に高い場合よりもフレームレートＲｆを大きい値に設定する。この処理は、サンプリング周期Ｔｓを小さくしたために、１フレームの周期を短くできることに鑑みた設定である。

ＣＰＵ２２は、Ｓ５２の処理が完了する場合、Ｓ１６の処理に移行する。
このように、本実施形態では、サンプリング周期Ｔｓを小さくする場合に、フレームレートＲｆを大きくすることにより、第１測距レンジおよび第２測距レンジにおけるレーザ光の照射密度を向上させることができる。

＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態において、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、路面標示を検知することに特化したレーザ光の走査を実行する。
図１４に、本実施形態にかかるＬＩＤＡＲＥＣＵ２０が実行する処理の手順を示す。図１４に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図１４において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与している。

図１４に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、まず路面標示検知モードであるか否かを判定する（Ｓ６０）。ＣＰＵ２２は、たとえばＡＤＡＳＥＣＵ５０から路面標示検知モードの実行指令が出されている場合に、路面標示検知モードであると判定すればよい。本実施形態において、ＡＤＡＳＥＣＵ５０は、路面標示が未だ検知されていない所定の条件下、路面の表示を検知すべく、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０に路面標示検知モードに移行するように指示することとする。ＣＰＵ２２は、路面標示検知モードであると判定する場合、Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１８の処理を実行した後、路面検知モードに移行した後に路面標示を検知したか否かを判定する（Ｓ６２）。

ＣＰＵ２２は、未だ路面標示を検知していないと判定する場合（Ｓ６２：ＮＯ）、路面のうち、路面標示を検知するための領域であるサーチ領域Ａｓを設定する（Ｓ６４）。ＣＰＵ２２は、サーチ領域Ａｓの図心と車両ＶＣとの距離Ｌｓを、車速ＳＰＤが大きい場合に小さい場合よりも大きくする。これは、車速ＳＰＤにかかわらず、車両ＶＣが路面標示を検知してから路面標示の存在する位置に到達するまでの時間を確保するための設定である。

一方、ＣＰＵ２２は、路面標示を検知したと判定する場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、一度検知した路面標示の確度を上げるために、検知した路面標示を追跡するトラッキングモードに移行する（Ｓ６６）。すなわち、ＣＰＵ２２は、サーチ領域Ａｓを路面標示が検知された領域に設定する。これは、サーチ領域Ａｓの図心と車両ＶＣとの距離Ｌｓを車両ＶＣが前進する距離が長くなるにつれて小さくすることに相当する。この処理は、ＣＰＵ２２が、車速ＳＰＤと時間との関数として距離Ｌｓを設定することによって実現される。

ＣＰＵ２２は、Ｓ６４，Ｓ６６の処理が完了する場合、第１測距レンジのレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２２ａ）。本実施形態にかかる第１測距レンジの照射パターンは、路面標示を検知するために、サーチ領域Ａｓにおける分解能を所定以上とする要求を満たすパターンである。次に、ＣＰＵ２２は、第２測距レンジのレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２４ａ）。第２測距レンジの照射パターンは、第１測距レンジの照射パターンと比較してレーザ光の照射密度が低い照射パターンである。なお、第２測距レンジの照射パターンは、サーチ領域よりも遠方の検知限界に設定されるパターンを含む。

以下、これについて図１５，１６を用いて説明する。
図１５において、光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（４ｊ），ＯＰ（５ｊ）は、第１測距レンジの照射パターンに従った光軸であり、光軸ＯＰ（１ｊ），ＯＰ（６ｊ），ＯＰ（７ｊ），ＯＰ（８ｊ）は、第２測距レンジの照射パターンに従った光軸である。

図１５に示すように、第１測距レンジの照射パターンでは、第２測距レンジの照射パターンと比較して垂直方向におけるレーザ光の照射密度が高いパターンとなっている。なお、第１測距レンジの照射パターンによる水平方向におけるレーザ光の照射密度は、第２測距レンジの照射パターンによる水平方向におけるレーザ光の密度以上となっている。特に、本実施形態において第１測距レンジの照射パターンは、車両ＶＣの進行方向における路面へのレーザ光の到達位置間の間隔が均等となるパターンとなっている。図１５には、光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（４ｊ），ＯＰ（５ｊ）のそれぞれに沿って進むレーザ光の路面への到達位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、到達位置Ａおよび到達位置Ｂ間の距離ｘ、到達位置Ｂおよび到達位置Ｃ間の距離ｙ、到達位置Ｃおよび到達位置Ｄ間の距離ｚが互いに等しい規定量ΔＨとなっている。規定量ΔＨは、１０ｍ以下であることが望ましく、５ｍ以下であることがより望ましい。

これは、垂直方向において隣接する光軸ＯＰ間の角度差を調整することによって実現されるものである。
すなわち、図１６に示すように、垂直上方向との角度差が大きくなるほど、第１測距レンジにおける隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を小さくした。すなわち、第１測距レンジにおける互いに隣接する光軸ＯＰ同士の角度差α，β，γに「α＞β＞γ」の関係を設定した。ここで、角度差αは、光軸ＯＰ（２ｊ）および光軸ＯＰ（３ｊ）の垂直方向における角度差であり、角度差βは、光軸ＯＰ（３ｊ）および光軸ＯＰ（４ｊ）の垂直方向における角度差であり、角度差γは、光軸ＯＰ（４ｊ）および光軸ＯＰ（５ｊ）の垂直方向における角度差である。これら第１測距レンジの角度差α，β，γは、第２測距レンジにおいて互いに隣接する光軸ＯＰ同士の角度差よりも小さい。図１６には、光軸ＯＰ（６ｊ）および光軸ＯＰ（７ｊ）の角度差と、光軸ＯＰ（７ｊ）および光軸ＯＰ（８ｊ）の角度差とを、ともに角度差εとし、角度差εが角度差α，β，γよりも大きいことを示した。

図１４に戻り、ＣＰＵ２２は、Ｓ２４ａの処理が完了する場合、Ｓ３０，Ｓ３２の処理を実行した後、Ｓ３２の処理の結果を、ＡＤＡＳＥＣＵ５０に出力する（Ｓ６８）。
なお、ＣＰＵ２２は、Ｓ６８の処理を完了する場合や、Ｓ６０の処理において否定判定する場合には、図１４に示す一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、第１測距レンジによる照射パターンによって路面上の所定の領域であるサーチ領域Ａｓにおけるレーザ光の照射密度を高めることにより、路面標示を検知する際の分解能を高めることができる。

＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態において、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０は、未だ先行車両や車両ＶＣの走行を妨げる障害物を検知していない状態において、先行車両や障害物を迅速に検知するためにレーザ光を水平方向に走査する照射モードを有する。

図１７に、先行車両や障害物を迅速に検知するための本実施形態にかかる処理の手順を示す。図１７に示す処理は、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図１７において、図３に記載した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与している。

図１７に示す一連の処理において、ＣＰＵ２２は、Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１８の処理を実行した後、Ｓ１０の処理を実行する。そして、ＣＰＵ２２は、障害物や先行車両を未だ検知していないと判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、図３と同様に、サーチ距離Ｌを車速ＳＰＤに応じて設定する（Ｓ１４）。これに対しＣＰＵ２２は、障害物や先行車両を検知したと判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、障害物や先行車両が検知されている時点と車両ＶＣとの距離をサーチ距離Ｌに代入する（Ｓ１４ｂ）。Ｓ１４ｂの処理が実行されるモードは、障害物や先行車両を追跡するトラッキングモードである。

ＣＰＵ２２は、Ｓ１４，Ｓ１４ｂの処理を完了する場合には、サーチ面Ｓｓを設定する（Ｓ２０ｂ）。本実施形態においてサーチ面Ｓｓの水平方向の幅は、Ｓ２０の処理による設定と同様である。またサーチ面Ｓｓの垂直方向の長さについては、先行車両に想定される高さの最大値以上に設定される。

次にＣＰＵ２２は、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２２ｂ）。また、ＣＰＵ２２は、第２測距レンジによるレーザ光の照射パターンを設定する（Ｓ２４ｂ）。ここで、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンは、先行車両や障害物を早期に検知することを狙って、車両ＶＣの進行方向前方にレーザ光を高密度で照射するパターンである。これに対し、第２測距レンジによるレーザ光の照射パターンは、車両ＶＣの前方のうち車両ＶＣの将来の走行経路よりも側方にレーザ光を照射するパターンである。第２測距レンジによるレーザ光の照射パターンは、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンと比較して、レーザ光の照射密度が低い。

図１８に、本実施形態にかかる水平方向へのレーザ光の走査を例示する。
図１８において、車両ＶＣが走行する路面が平坦な場合、光軸ＯＰ（４，１），ＯＰ（４，２），ＯＰ（４，３），…は、路面に平行な面内に含まれる。すなわち、光軸ＯＰ（４，１），ＯＰ（４，２），ＯＰ（４，３），…に沿ったレーザ光は、路面に到達することを意図しておらず、車両ＶＣの進行方向前方に照射することを意図している。

図１８において、光軸ＯＰ（４，ｐ－４），ＯＰ（４，ｐ－３），…，ＯＰ（４，ｐ＋３），ＯＰ（４，ｐ＋４）が第１測距レンジによる照射パターンである。第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンは、車両ＶＣの将来の走行軌跡周辺においてレーザ光を等間隔に照射することを狙っている。すなわち、サーチ距離Ｌだけ離間した位置に設定されるサーチ面Ｓｓにおいて、等間隔にレーザ光を照射することを狙っている。

図１９に示すように、本実施形態において、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンにおいては、水平方向において互いに隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を一律角度差αとしている。これは、光軸ＯＰ（４，ｐ－４）～ＯＰ（４，ｐ＋４）とサーチ面Ｓｓの法線方向とのなす角度が小さいことから、隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を一律同じ値としても、満足のいく精度でレーザ光を等間隔にサーチ面Ｓｓに到達させることができることに鑑みたものである。すなわち、光軸ＯＰ（４，ｐ－４），ＯＰ（４，ｐ－３），…，ＯＰ（４，ｐ＋３），ＯＰ（４，ｐ＋４）のそれぞれに沿って進むレーザ光のサーチ面Ｓｓへの到達位置Ａ，Ｂ，…，Ｉは、十分な精度で等間隔となっている。

なお、第２測距レンジによるレーザ光の照射パターンにおいては、隣接する光軸ＯＰ同士の角度差を一律角度差βとしており、これは角度差αよりも大きい値となっている。
図１７に戻り、ＣＰＵ２２は、Ｓ３０，Ｓ３２の処理を実行し、Ｓ３２の処理の結果、所定期間において所定回数以上、障害物や先行車両を検知したか否かを判定する（Ｓ３７ｂ）。そしてＣＰＵ２２は、検知したと判定する場合（Ｓ３７ｂ：ＹＥＳ）、ＡＤＡＳＥＣＵ５０に、障害物や先行車両を検知した旨通知する（Ｓ３８）。

なお、ＣＰＵ２２は、Ｓ３８の処理を完了する場合や、Ｓ３７ｂの処理において否定判定する場合には、図１７に示す一連の処理を一旦終了する。
なお、本実施形態については水平走査処理のみを説明したが、垂直走査処理については、第１の実施形態等と同様としてもよい。

＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、駐車場における車両ＶＣの駐車時に、障害物等を検知するためにレーザ光を照射するモードを有する。
図２０に、本実施形態にかかるレーザ光の照射パターンを例示する。図２０においては、車両ＶＣの前方に３つの駐車スペースＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３があり、車両ＶＣが駐車スペースＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３に向かって進んでいる例を示す。なお、図２０に示す例では、駐車スペースＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３の検知が完了し、各駐車スペースに障害物等がないか否かを最終的に監視する処理を実行している状況を想定している。なお、サーチ面Ｓｓは、ＣＰＵ２２によって、駐車スペースＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３の端部を覆うようにして設定されている。

図２０において、光軸ＯＰ（ｉ，３），ＯＰ（ｉ，４），…，ＯＰ（ｉ，１４）が第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンによるものである。第１測距レンジにおいて、サーチ面Ｓｓに直交する方向とのなす角度が最も小さい光軸ＯＰ（ｉ，９）とこれに隣接する光軸ＯＰ（ｉ，８）との角度差ａは、互いに隣接する光軸ＯＰ同士の角度差の中で最大となっている。すなわち、たとえば、角度差ａは、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンにおいて、正のＹ方向とのなす角度が最も小さい光軸ＯＰ（ｉ，３）とこれに隣接する光軸ＯＰ（ｉ，４）との角度差ｆよりも大きい。これは、光軸ＯＰに沿ったレーザ光がサーチ面Ｓｓに到達する位置が、水平方向において等間隔となるようにするための設定である。すなわち、本実施形態の場合、光軸ＯＰ（ｉ，９）と光軸ＯＰ（ｉ，３）との角度差が大きいことなどから、隣接する光軸ＯＰ間の角度差を一定とする場合には、光軸ＯＰ（ｉ，３），ＯＰ（ｉ，４），…，ＯＰ（ｉ，１４）に沿って進むレーザ光がサーチ面Ｓｓに到達する位置間の間隔にばらつきが大きくなりやすい。

なお、車両ＶＣの進行にかかわらずサーチ面Ｓｓを固定する期間においては、上述のトラッキングモードとなる。すなわち、車両ＶＣが前進するにつれて、角度差ａ，ｂ，…を大きくしていくことによって、光軸ＯＰに沿って進むレーザ光がサーチ面Ｓｓに到達する位置の変動を抑制する。ただし、駐車スペースＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３の端部と車両ＶＣとの距離が所定距離以下となる場合には、ＣＰＵ２２は、サーチ面Ｓｓを徐々に駐車スペースの奥行方向にシフトさせる。その場合、ＣＰＵ２２は、サーチ面Ｓｓと車両ＶＣとの距離であるサーチ距離Ｌを、車速ＳＰＤが高い場合に低い場合よりも大きくする。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

「低減処理について」
・レーザ光の１測距点当たりの照射エネルギ量を小さくする低減処理を実行することにとって、１フレーム当たりのレーザ光の照射回数を増加させる密度増加処理や、単位時間当たりのフレーム数を増加させるフレーム増加処理を実行することは、必須ではない。たとえば、密度増加処理やフレーム増加処理を実行しない場合であっても、車速ＳＰＤが低い場合に注意すべき視野が近距離となることに鑑みて低減処理を実行することは、エネルギ消費率を低減するうえで有効である。

「サーチ面について」
・上記実施形態では、サーチ面Ｓｓを路面に垂直な面としたが、路面の勾配が過度に大きくない場合などには、鉛直方向に沿った面をサーチ面としてもよい。

・上記第１～第３の実施形態では、先行車および障害物が検知されていない場合、サーチ距離Ｌを車速ＳＰＤに比例して連続的に変更したが、これに限らない。たとえば、サーチ距離Ｌを、５０ｍ，１００ｍ，１５０ｍ，２００ｍというように複数の値に設定可能とし、車速ＳＰＤに応じてそれら何れかの値に段階的に変更してもよい。もっとも、車速ＳＰＤに応じてサーチ距離Ｌを変更する処理は、必須ではない。

・図４には、車線変更する場合に限って、走行車線以外の車線にまでサーチ面Ｓｓを拡大する例を示したが、これに限らず、同一進行方向の車線全てに常時サーチ面Ｓｓを設けてもよい。

「サーチ領域について」
・上記第４の実施形態において、路面の曲率がゼロよりも大きい場合、曲率に沿ってサーチ領域Ａｓを設定すればよい。もっとも、これに限らず、路面の曲率を直線にて近似してサーチ領域Ａｓを設定してもよい。なお、サーチ領域Ａｓを路面上に設定する代わりに、路面からわずかに高い位置における領域としてもよい。

・上記第４の実施形態では、路面標示が検知されていない場合、サーチ領域Ａｓの図心と車両ＶＣとの距離を、車速ＳＰＤに比例して連続的に変更したが、これに限らない。たとえば、同距離Ｌｓを、５０ｍ，１００ｍ，１５０ｍ，２００ｍというように複数の値に設定可能とし、車速ＳＰＤに応じてそれら何れかの値に段階的に変更してもよい。もっとも、車速ＳＰＤに応じて距離Ｌｓを変更する処理は、必須ではない。

「トラッキングモードについて」
・上記第４の実施形態では、トラッキングモードとして、サーチ領域Ａｓを固定する処理を例示したが、この際、光軸ＯＰに沿って進むレーザ光が路面に到達する位置を固定することは必須ではない。たとえば、路面標示が検知された領域をサーチ領域Ａｓとして、フレーム毎に、光軸ＯＰに沿って進むレーザ光がサーチ領域Ａｓに到達する位置を変化させてもよい。

・トラッキングモードとしては、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０が対象を検知することをトリガとして実行されるものに限らない。たとえば、ＡＤＡＳＥＣＵ５０によって、所定の領域のトラッキングモードの実行指令が出される場合にトラッキングモードを実行してもよい。

・上記各実施形態においてトラッキングモードを実行することは必須ではない。
「路面情報取得処理について」
・路面情報としては、位置データＤｇｐｓおよび地図データ４６によって構成されるものに限らない。たとえば、カメラの感知した画像データに基づく進行方向前方の路面状態や、加速度センサの検出値等に基づく走行中の路面の勾配情報を取得してもよい。

「分解能調整処理について」
（ａ）走査方向が垂直方向の場合について
・上記第１～第４の実施形態では、分解能を高める領域におけるレーザ光の照射方向として、垂直上方向とのなす角度が互いに異なる４つの方向を例示したが、これに限らない。たとえば、垂直上方向とのなす角度が互いに異なる５つ以上の方向としてもよい。また、たとえば垂直上方向とのなす角度が互いに異なる３つの方向としてもよい。さらにたとえば垂直上方向とのなす角度が互いに異なる２つの方向としてもよい。

・上記第１～第３の実施形態では、分解能を高める領域におけるレーザ光の照射方向のうち垂直上方向とのなす角度が最小となる方向に進むレーザ光のサーチ面Ｓｓへの到達位置Ｄと路面７０との距離である規定値Ｌｈを、光センサ１０のレーザ光の照射位置と路面７０との距離以下としたが、これに限らない。たとえば、規定値Ｌｈを、タイヤの外形以下としたり、またたとえば「５０ｃｍ」以下等、「１ｍ」以下の所定値以下としたりしてもよい。

・上記第１～第３の実施形態では、分解能を高める領域において光軸の方向に進むレーザ光のサーチ面Ｓｓへの到達位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、路面と到達位置Ａとの距離、到達位置Ａ，Ｂ間の距離、到達位置Ｂ，Ｃ間の距離、および到達位置Ｃ，Ｄ間の距離を同一としたが、これに限らない。互いに隣接する到達位置同士の距離は、要求される分解能を満たせばよい。そして限られたレーザ光のリソースによって分解能を効率的に満たすうえでは、垂直方向において互いに隣接する一対の光軸の複数の組同士で、一対の光軸間の角度差を互いに等間隔とする代わりに、上記実施形態において例示した要領で不均一とすることが有効である。

もっとも、要求される分解能を満たすことができるのであれば、垂直上方向において互いに隣接する一対の光軸の複数の組同士で一対の光軸間の角度差を不均一とすること自体、必須ではない。その場合であっても、第１測距レンジにおけるレーザ光の照射密度を第２測距レンジにおけるレーザ光の照射密度よりも高くすることは低背物の検知等にとって有効である。

・図３においては、車両の走行を妨げる物体や先行車両が検知されていないことを条件に走行中の車線の前方の低背物の有無を監視するための分解能調整処理を実行したが、これに限らない。たとえば、走行中の車線に隣接する車線を走行する車両が自車両を追い越した直後、追い越した車両をトラッキングする処理と、走行中の車線の前方の低背物の有無を監視するための分解能調整処理とを、時分割で実行するなどしてもよい。

・図３においては、垂直下方向側、すなわち負のｚ方向側の所定の領域における分解能を高める処理として、自ら動作する能力を有しない低背物の有無を監視するための処理を例示したが、これに限らない。たとえば、子供の存在の検知等のための処理であってもよい。その場合、上記規定値Ｌｈを、子供の身長程度としてもよい。

・図１４の処理では、路面標示を検知するために、路面に等間隔にレーザを照射する例を示したが、これに限らない。たとえば低背物を検知するために路面にレーザ光を等間隔に照射してもよい。

（ｂ）走査方向が水平方向の場合について
・図１７の処理では、第１測距レンジによるレーザ光の照射パターンとして、第２測距レンジによるレーザ光の照射パターンと比較して、水平方向における光軸ＯＰ同士の角度差が小さいものの光軸ＯＰ同士の角度差を等間隔とする例を示したが、これに限らない。

（ｃ）そのほか
・たとえば第１～第４の実施形態において、第１測距レンジによるレーザ光の水平方向の照射パターンについては、第５の実施形態やその変更例の照射パターンを採用してもよい。

「光センサについて」
・上記実施形態では、光センサ１０として、ＦＭＣＷ方式にて測距を行うためのセンサを例示したが、これに限らない。たとえば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式によって測距を行うためのセンサであってもよい。

・垂直方向の光軸の数としては、上記実施形態において例示した数である８個に限らない。たとえば、７個であってもよく、またたとえば９個であってもよい。もっとも、垂直方向における光軸の数が１桁であることも必須ではない。

・上記実施形態では、フェーズドアレイによってレーザ光の照射方向を変更可能な装置を例示したが、これに限らない。たとえば、ＭＥＭＳミラーを備え、ＭＥＭＳミラーによってレーザ光の照射方向を変更可能な装置であってもよい。

・フェーズドアレイによってレーザ光の照射方向を変更可能な装置としては、フェーズドアレイのみによってレーザ光の照射方向を変更する装置に限らない。たとえば、図２１に示すように、光センサ１０に、フェーズドアレイによってレーザ光の照射方向を調整する装置であるフェーズドアレイ装置１２から出力されたレーザ光の方向を変更するデバイス１４を備える装置であってもよい。図２１に示す例では、デバイス１４によってレーザ光の照射方向を変更しない場合のレーザ光の照射領域を、照射領域Ａ２としている。そして、デバイス１４によってレーザ光の照射方向を変更することによって、照射領域が、照射領域Ａ１，Ａ３に変更される。これにより、フェーズドアレイ単体では実現できない広い領域にレーザ光を照射することが可能となる。なお、デバイス１４は、フォトニクス結晶や液晶によって構成すればよい。

・デバイス１４を用いる光センサとしては、図２１に示したものに限らない。たとえば、フェーズドアレイ装置１２に代えて、発光素子とＭＥＭＳミラーとを備えた装置を用いてもよい。その場合であっても、デバイス１４によって、視野を拡大できる。

・上記実施形態では、垂直方向へのレーザ光の走査を単一の光センサ１０によって実現する例を示したが、これに限らない。たとえば、光軸ＯＰ（２ｊ），ＯＰ（４ｊ）と光軸ＯＰ（３ｊ），ＯＰ（５ｊ）とで、レーザ光を照射する光センサを各別としてもよい。換言すれば、第１測距レンジの照射パターンにおいて互いに垂直方向とのなす角度が異なるレーザ光の照射方向を、複数の光センサによって実現してもよい。その場合であっても、互いに隣接する光軸間の角度差を等間隔とする代わりに、上記実施形態において例示した要領で不均一とすることが、限られたレーザ光のリソースによって分解能に対する要求を効率的に満たすうえで有効である。

「ＬＩＤＡＲＥＣＵについて」
・ＬＩＤＡＲＥＣＵとしては、ＣＰＵとＲＯＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、ＬＩＤＡＲＥＣＵは、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

「ＬＩＤＡＲ装置について」
・ＬＩＤＡＲ装置におけるＬＩＤＡＲＥＣＵと光センサ１０との役割分担は、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば光センサ１０において受光した信号をＬＩＤＡＲＥＣＵ２０が受け取り、これに基づきＬＩＤＡＲＥＣＵ２０によって測距点データを生成してもよい。

・上記実施形態では、光センサ１０とＬＩＤＡＲＥＣＵ２０とを互いに通信可能な別の装置としたが、これに限らず、一体としてもよい。
・ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０とＡＤＡＳＥＣＵ５０との役割分担としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、低背物が存在する旨の判定処理をＡＤＡＳＥＣＵ５０が実行することにしてもよい。

・ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０とＡＤＡＳＥＣＵ５０とを一体としてもよい。
「報知処理について」
・上記実施形態では、低背物がある旨を報知する報知処理として、スピーカ６０を介して音声情報を出力する処理を例示したが、これに限らず、たとえばヘッドアップディスプレイ等の表示装置を操作して視覚情報を出力する処理としてもよい。

「運転支援処理について」
・運転支援処理としては、低背物がある旨等を報知する報知処理に限らない。たとえば、ブレーキアクチュエータを操作対象とする減速処理であってもよい。もっとも、運転支援のための所定の電子機器としては、報知装置やブレーキアクチュエータに限らず、たとえば駆動系装置であってもよい。これは、たとえば車載原動機の出力を制限することで実現できる。

「ＡＤＡＳＥＣＵについて」
・上記実施形態では、ＬＩＤＡＲＥＣＵ２０による低背物の認知結果を、運転支援処理の入力とする最終的な認知結果としたが、これに限らない。たとえばカメラによる画像データ、ミリ波レーダ、およびソナー等に基づく認知結果と併せて運転支援処理の入力とする最終的な認知結果を生成してもよい。

１０…光センサ
１２…フェーズドアレイ装置
１４…デバイス
２０…ＬＩＤＡＲＥＣＵ
２８…通信線
３０…ローカルネットワーク
５０…ＡＤＡＳＥＣＵ
５８…通信線
６０…スピーカ
７０…路面

＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

Claims (15)

1. 車両の周囲に照射したレーザ光の反射光を受光するＬＩＤＡＲ装置（１０，２０）において、
   前記車両の周囲に前記レーザ光を照射する照射処理を実行し、
   前記照射処理は、前記レーザ光の照射方向を走査する走査処理および分解能調整処理（Ｓ２２，Ｓ２４；Ｓ２２ａ，Ｓ２４ａ；Ｓ２２ｂ，Ｓ２４ｂ）を含み、
   前記走査処理は、垂直方向および水平方向の２つの方向のうちの１つの方向である所定方向にレーザ光の照射方向を走査する処理を含み、
   前記複数の方向には、前記所定方向において互いに隣接するＡ方向（ＯＰ６ｊ）およびＢ方向（ＯＰ７ｊ）と、前記所定方向において互いに隣接するＣ方向（ＯＰ５ｊ）およびＤ方向（ＯＰ４ｊ）と、の４つの方向が含まれ、
   前記分解能調整処理は、前記Ａ方向および前記Ｂ方向の角度差よりも前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を小さくする処理と、前記車両の状態を示す変数である状態変数を入力として前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を可変とする可変処理と、を含むＬＩＤＡＲ装置。
2. 前記状態変数としての車速を取得する車速取得処理（Ｓ１２）を実行し、
   前記可変処理は、前記車速取得処理によって取得された前記車速が大きい場合に小さい場合よりも前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を小さくする処理を含む請求項１記載のＬＩＤＡＲ装置。
3. 前記可変処理は、前記状態変数としての前記車両が前進する距離が長くなるほど前記Ｃ方向および前記Ｄ方向の角度差を大きくする処理を含む請求項１または２記載のＬＩＤＡＲ装置。
4. 前記車両の進行方向前方に前記車両の走行を妨げる物体が検知されていないことをトリガとして、前記分解能調整処理を実行する請求項２記載のＬＩＤＡＲ装置。
5. 前記所定方向は、垂直方向であり、
   垂直上方向と前記Ａ方向とのなす角度が垂直上方向と前記Ｄ方向とのなす角度よりも小さく、
   前記Ｃ方向および前記Ｄ方向は、前記レーザ光を路面に照射する方向である請求項１～４のいずれか１項に記載のＬＩＤＡＲ装置。
6. 前記状態変数としての車速を取得する車速取得処理（Ｓ１２）を実行し、
   前記分解能調整処理は、前記Ｃ方向（ＯＰ５ｊ）に照射されたレーザ光が路面に到達する地点および前記車両の位置間の距離と、前記Ｄ方向（ＯＰ４ｊ）に照射されたレーザ光が路面に到達する地点および前記車両の位置間の距離とを、前記車速が大きい場合に小さい場合よりも大きくする処理を含む請求項５記載のＬＩＤＡＲ装置。
7. 前記垂直方向における前記レーザ光の照射方向の数は、１０個以下であって、前記Ｃ方向と前記Ｄ方向とのそれぞれに照射されたレーザ光が５０ｍ以上先の路面に垂直な面に到達する到達点同士の差が２０ｃｍ以下である請求項５または６記載のＬＩＤＡＲ装置。
8. 前記路面に照射する方向に照射された前記レーザ光のうち少なくとも２つが前記車両の外部の物体により反射された反射光を受光することを条件に、前記車両の走行を妨げるおそれがある物体が存在すると判定する判定処理を実行する請求項７記載のＬＩＤＡＲ装置。
9. 前記走査処理は、前記Ａ方向および前記Ｂ方向よりも垂直下方向側において、垂直方向において隣接する２つの方向同士の走査方向における角度差が前記Ａ方向および前記Ｂ方向の走査方向における角度差よりも小さい３つ以上の方向にレーザの照射方向を走査する処理を含み、
   前記３つ以上の方向には、第１方向（ＯＰ２ｊ）、第２方向（ＯＰ３ｊ）、および第３方向（ＯＰ４ｊ）が含まれ、
   前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向は、前記レーザ光を路面に照射する方向であり、
   前記第１方向および前記第２方向は、前記Ｃ方向および前記Ｄ方向であり、
   前記第２方向および前記第３方向は、垂直方向において互いに隣接し、
   前記分解能調整処理は、前記第１方向および前記第２方向の前記走査方向における角度差と、前記第２方向および前記第３方向の前記走査方向における角度差とを互いに異なる値に設定する処理を含む請求項５～８のいずれか１項に記載のＬＩＤＡＲ装置。
10. 前記第３方向と前記垂直上方向とのなす角度は、前記第１方向と前記垂直上方向とのなす角度よりも小さく、
    前記分解能調整処理は、前記第１方向および前記第２方向の前記走査方向における角度差よりも前記第２方向および前記第３方向の前記走査方向における角度差を小さくする処理を含む請求項９記載のＬＩＤＡＲ装置。
11. 前記所定方向は、水平方向であり、
    前記走査処理は、走査方向において隣接する２つの方向同士の走査方向における角度差が前記Ａ方向および前記Ｂ方向の走査方向における角度差よりも小さい３つ以上の方向にレーザの照射方向を走査する処理を含み、
    前記３つ以上の方向には、第１方向（ＯＰｉ９）、第２方向（ＯＰｉ８）、および第３方向（ＯＰｉ７）が含まれ、
    前記第１方向および前記第２方向は、前記Ｃ方向および前記Ｄ方向であり、
    前記第２方向および前記第３方向は、前記走査方向において互いに隣接し、
    前記分解能調整処理は、前記第１方向および前記第２方向の前記走査方向における角度差と、前記第２方向および前記第３方向の前記走査方向における角度差とを互いに異なる値に設定する処理を含む請求項１～４のいずれか１項に記載のＬＩＤＡＲ装置。
12. 前記第１方向と前記車両の前後方向とのなす角度は、前記第３方向と前記前後方向とのなす角度よりも小さく、
    前記分解能調整処理は、前記第１方向および前記第２方向の前記走査方向における角度差よりも、前記第２方向および前記第３方向の前記走査方向における角度差を小さくする処理を含む請求項１１記載のＬＩＤＡＲ装置。
13. 前記Ａ方向（ＯＰｉ１）と前記車両の前後方向とのなす角度は、前記Ｃ方向と前記車両の前後方向とのなす角度よりも大きい請求項１２記載のＬＩＤＡＲ装置。
14. 車速を取得する車速取得処理（Ｓ１２）を実行し、
    前記分解能調整処理は、
    前記Ｃ方向および前記Ｄ方向に照射されたレーザ光が路面に到達する地点および前記車両間の距離を前記車速取得処理によって取得された前記車速が大きい場合に小さい場合よりも大きくする処理と、
    前記距離が小さい場合に大きい場合よりも前記レーザ光の１測距点当たりの照射エネルギ量を小さくする低減処理（Ｓ５０）と、
    前記距離が小さい場合に大きい場合よりも、前記３つ以上の方向に照射するレーザ光の１フレーム当たりの照射回数を増加させる密度増加処理（Ｓ５０）と、を含む請求項９または１０記載のＬＩＤＡＲ装置。
15. 車速を取得する車速取得処理を実行し、
    前記分解能調整処理は、
    前記Ｃ方向および前記Ｄ方向に照射されたレーザ光が路面に到達する地点および前記車両間の距離を前記車速取得処理によって取得された前記車速が大きい場合に小さい場合よりも大きくする処理と、
    前記距離が小さい場合に大きい場合よりも前記レーザ光の１測距点当たりの照射エネルギ量を小さくする低減処理（Ｓ５２）と、
    前記距離が小さい場合に大きい場合よりも、単位時間当たりのフレーム数を増加させるフレーム増加処理（Ｓ５２）と、を含む請求項５～１０のいずれか１項に記載のＬＩＤＡＲ装置。

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