JP2022107543A

JP2022107543A - 制御装置

Info

Publication number: JP2022107543A
Application number: JP2022074315A
Authority: JP
Inventors: 武浩松田; Takehiro Matsuda; 宏青山; Hiroshi Aoyama; 陽河野; Akira Kono; 英治黒木; Eiji Kuroki; 淳一古川; Junichi Furukawa
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2022-04-28
Publication date: 2022-07-21
Also published as: EP3508883A1; EP3508883A4; US20190204438A1; JP2024012422A; WO2018043540A1; JPWO2018043540A1

Abstract

【課題】計測装置のスキャン領域を動的に変更する場合に、変更後のスキャン領域が望ましい領域からずれることを抑制する技術を提供する。
【解決手段】計測装置（２００）は、移動体に配置される装置であり、電磁波を照射して物体の走査を行う計測部（２０２）を有する。計測部（２０２）は、制御部（２０４）を有する計測部の制御装置（２０３）によって制御される。制御部（２０４）は、所定距離先の位置の情報を用いて計測部（２０２）の走査範囲を設定する。詳細には、制御部（２０４）は、移動体（２４０）の予測進路において、当該移動体（２４０）の現在位置から所定距離先の位置を特定する。また、制御部（２０４）は、当該所定距離先の位置の情報を用いて計測部（２０２）の走査範囲を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、計測装置、制御方法、およびプログラムに関する。

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。例えば、下記特許文献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。

特開２００６－２５８６０４号公報

しかしながら、特許文献１に開示される手法では、自動車の操舵部が実際に操作されてからスキャン領域が変更されるため、スキャン領域の変更動作が間に合わず、望ましい領域からずれた領域をスキャン領域としてしまう可能性がある。この問題は、自動車の移動速度が大きいほど顕著となる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、計測装置のスキャン領域を動的に変更する場合に、変更後のスキャン領域が望ましい領域からずれることを抑制する技術を提供することを一つの目的とする。

本開示に係る第１の発明は、
電磁波を照射して走査を行う、移動体に配置された計測部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記移動体の現在位置を示す情報と、前記移動体の予測進路を示す情報と、に基づいて、前記計測部の走査範囲を設定する制御装置である。

本開示には、
移動体に配置される計測装置であって、
電磁波を照射して走査を行う計測部と、
前記計測部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記移動体の現在位置を示す情報と、前記移動体の予測進路を示す情報と、に基づいて、前記計測部の走査範囲を設定する計測装置が含まれる。

本開示には、
電磁波を照射して物体の走査を行う、移動体に配置される計測装置をコンピュータによって制御する制御方法であって、
前記移動体の現在位置を示す情報と、前記移動体の予測進路を示す情報と、に基づいて、前記計測装置の走査範囲を設定する工程を含む制御方法が含まれる。

本開示には、
上述の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが含まれる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

第１実施形態に係る計測装置の機能構成を例示するブロック図である。第１実施形態の計測装置によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。制御部のハードウエア構成を例示する図である。計測部のハードウエア構成を例示する図である。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。移動体に設置されている計測装置を例示する図である。第１実施形態の第１の具体例の処理の流れを示すフローチャートである。図７のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。図７のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。図７のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。第１実施形態の第２の具体例の処理の流れを示すフローチャートである。図１１のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。図１１のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。道路勾配に関する情報を用いて、計測部の走査範囲を縦方向で制御する処理を説明するための図である。第２実施形態の計測装置によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。第２実施形態の計測装置によって実行される処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。

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。

［第１実施形態］
＜計測装置の機能構成＞
図１は、第１実施形態に係る計測装置２００の機能構成を例示するブロック図である。図１において、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。計測装置２００のハードウエア構成については、図３から図５を用いて後述する。

計測装置２００は、移動体２４０に配置される装置であり、計測部２０２を有する。計測部２０２は、電磁波を照射して物体の走査を行う。ここで計測部２０２は、縦方向と横方向の２次元において電磁波の照射方向を変えながら、物体の走査を行うことができる。なお、縦方向は略鉛直方向を意味する。また、横方向は略水平方向を意味する。

また図１の例において、計測装置２００は、計測部の制御装置２０３を含んで構成されている。計測部の制御装置２０３は、計測部２０２を制御する制御部２０４を有する。具体的には、制御部２０４は、移動体２４０の現在位置を示す情報（現在位置情報）と、当該移動体２４０の予測進路を示す情報と、に基づいて、計測部２０２の走査範囲を設定する。ここで「計測部２０２の走査範囲を設定する」とは、計測部２０２から出力される電磁波を所望のエリアに照射できるように、計測部２０２に備えられている電磁波照射用の機構（図示せず）の動きを制御することを言う。具体的には、制御部２０４が、計測部２０２の電磁波照射用の機構の動きを制御するための制御信号を生成し、該制御信号を計測部２０２に送信することを言う。電磁波照射用の機構は、例えば後述するような、電磁波を反射して向きを変更する機構（例：ミラー）、又は、高さ方向及び横方向に回転する機構（例：アクチュエータ）などである。なお、制御部２０４の詳細な動作については後述する。

なお、図１の例に限らず、計測装置２００と計測部の制御装置２０３は互いに別々の装置として設けられていてもよい。計測装置２００と計測部の制御装置２０３が互いに別々の装置として設けられる場合、これらの装置は、有線または無線によって通信可能に接続される。またこの場合、計測部の制御装置２０３は、移動体２４０に組み込むタイプ或いは移動体２４０に配置するタイプの装置であってもよいし、例えばサーバといった移動体２４０から離れた場所に配置される装置であってもよい。後者の場合、制御部２０４は、例えば３Ｇ回線やＬＴＥ（Long Term Evolution）回線等を介して移動体２４０に設けられる通信部と通信して、移動体２４０に設けられる位置測定部（例：ＧＰＳモジュールなど）により測定される移動体２４０の現在位置情報を取得する。そして、制御部２０４は、移動体２４０から取得した当該移動体２４０の現在位置情報を用いて、詳しくは後述するような処理を実行する。そして、制御部２０４は、処理の結果として得られる計測部２０２の走査範囲を、例えば３Ｇ回線やＬＴＥ回線等を介して、計測部２０２に通知する。

以上、本実施形態の計測装置２００は、移動体２４０の予測進路と移動体２４０の現在位置とを用いることにより、移動体２４０の操舵部が操作されることによって操舵信号が生成されるよりも前に、設定すべき計測部２０２の走査範囲を判断することができる。すなわち、移動体２４０の操舵部が操作されるよりも前の段階において、計測部２０２の走査範囲を変更可能な状態とすることができる。そのため、計測部２０２の変更動作が間に合わず、計測部２０２の変更後の走査範囲が望ましい領域からずれるといった問題が発生することを抑制できる。

以下、本実施形態の計測装置２００についてさらに詳細に説明する。

＜処理の流れ＞
図２は、第１実施形態の計測装置２００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。制御部２０４は、移動体２４０の予測進路を特定する（Ｓ１０２）。例えば、制御部２０４は、移動体２４０の現在位置を示す情報と、移動体２４０が移動すべき経路として予め設定された情報（設定経路情報）を用いて、移動体２４０の予測進路を特定することができる。また詳細を後述するように、制御部２０４は、移動体２４０の現在位置を示す情報、移動体２４０の進行方向、並びに移動体２４０の現在位置周辺の地図データを用いて、移動体２４０の予測進路を特定することもできる。なお、制御部２０４は、移動体２４０の移動方向を、例えば移動体２４０の位置の変化に基づいて特定することができる。そして制御部２０４は、移動体２４０の予測進路に基づいて、計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ１０４）。計測部２０２は、制御部２０４により設定された走査範囲に従って電磁波を照射して、物体を走査する（Ｓ１０６）。

＜計測装置２００のハードウエア構成の例＞
計測装置２００および計測部の制御装置２０３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および計測部の制御装置２０３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。

＜＜制御部２０４のハードウエア構成例＞＞
図３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。

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メモリである。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ストレージデバイスである。

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３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が接続されている。なお、照射器の駆動回路３０については後述する。また、入出力インタフェース１１０には移動体２４０の現在位置情報を取得するためのＧＰＳモジュール４０が接続されている。なお、周辺基地局の位置情報をネットワークインタフェース１１２を介して取得し、当該周辺基地局の位置情報を用いて移動体２４０の現在位置情報を特定することもできる。この場合、入出力インタフェース１１０にはＧＰＳモジュール４０が接続されていなくてもよい。また、制御部２０４が、例えばサーバといった、移動体２４０から離れた場所に配置される装置で実現される場合、ＧＰＳモジュール４０は、入出力インタフェース１１０ではなく、ネットワークインタフェース１１２を介して接続されることになる。

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）通信網などである。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。

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。

集積回路１００のハードウエア構成は図３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。

＜＜計測部２０２のハードウエア構成例＞＞
図４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、照射器の駆動回路３０、及び受信器５０を有する。照射器１０は、走査に用いる電磁波を照射する。ここで、照射器１０は照射方向が可変な構成となっており、様々な方向へ電磁波を照射することができる。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。受信器５０は、計測装置２００の外部へ照射された電磁波の反射波を受信する。

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。

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。

図５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５の投光器１２及び投光器の駆動回路３２はそれぞれ、図４における照射器１０及び照射器の駆動回路３０の一例である。投光器１２は、光源１４及び可動反射部１６を有する。投光器の駆動回路３２は光源の駆動回路３４及び可動反射部の駆動回路３６を有する。

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。

可動反射部１６は、光源１４から照射された光を反射する。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。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。例えば可動反射部１６は、少なくとも高さ方向と横方向の２方向（２軸）それぞれについて回転可能に構成されている１つのミラーを有する。このミラーは、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーである。なお、可動反射部１６は、例えば１方向に走査可能なＭＥＭＳミラーとその垂直方向に走査可能なモータとによって、２方向それぞれについて走査可能とする構成としてもよい。

可動反射部１６の構成は、図５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。

さらに図５において、計測部２０２は受光器５２を有する。受光器５２は、図４における受信器５０の一例である。受光器５２は、計測装置２００の外部へ照射された光の反射光を受光する。例えば受光器５２は、ＡＰＤ（Avalanche Photodiode）を有している。

なお、計測部２０２の構成は図４や図５に示す構成に限定されない。例えば図５において、計測部２０２は、光源１４から照射された光を可動反射部１６によって反射することにより、様々な方向へ光を照射できるように構成されている。しかし、様々な方向へ光を照射する構成は、図５に示す構成に限定されない。例えば、光源１４自体が、高さ方向及び横方向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、光源１４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、可動反射部１６及び可動反射部の駆動回路３６を有さなくてもよい。さらにこの場合、光源の駆動回路３４は、光源１４による光の照射に加え、光源１４の姿勢の制御を行う。

なお、制御部２０４を実現するハードウエア（図３参照）と計測部２０２を実現するハードウエア（図４や図５参照）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。

＜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６は、移動体２４０に設置されている計測装置２００を例示する図である。図６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、ＣＡＮ通信網２４２を介して制御装置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。

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。

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し、移動体２４０の前面（例えばバンパー部の周辺など）に設置されてもよい。また、複数の計測装置２００が移動体２４０に設置されていてもよい。

（第１の具体例）
第１の具体例において、制御部２０４は、移動体２４０が移動すべき経路として予め設定された設定経路情報を移動体２４０の予測進路を示す情報として用いる。制御部２０４は、設定経路情報及び移動体２４０の現在位置の情報を用いて、移動体２４０の予測進路における当該移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置を特定する。

図７から図１０を用いて、第１実施形態の第１の具体例について説明する。図７は、第１実施形態の第１の具体例の処理の流れを示すフローチャートである。図８から図１０は、図７のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。

制御部２０４は、移動体２４０の現在の位置情報を取得する（Ｓ２０２）。移動体２４０の現在の位置情報は、例えばＧＰＳモジュール４０によって所定の間隔で計測されている。制御部２０４は、このように計測される移動体２４０の現在の位置情報をＧＰＳモジュール４０から取得する。図８における位置Ｐ１が、移動体２４０の現在位置に相当する。

次いで、制御部２０４は、設定経路情報が示す経路上において、移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置を特定する（Ｓ２０４）。具体的には、制御部２０４は次のように動作する。まず、制御部２０４は設定経路情報を取得する。特に限定されないが、設定経路情報は、例えば、ナビゲーション機能において提供される、出発地から目的地までの走行経路を示す情報や、自動運転機能において利用される、道路上での移動体２４０の走行位置を示す情報などである。制御部２０４は、ネットワークインタフェース１１２を介して、例えば、移動体２４０に搭載される組込型のナビゲーション装置、移動体２４０のダッシュボードの上などに配置する外付け型のナビゲーション装置、或いは、スマートフォンなどの携帯端末上で起動されるナビゲーション用のアプリケーションなどから設定経路情報を取得することができる。設定経路情報は、ストレージデバイス１０８などに記憶されており、制御部２０４は、ストレージデバイス１０８から当該設定経路情報を読み出すように構成されていてもよい。そして、制御部２０４は、読み出した設定経路情報が示す経路において、Ｓ２０２で取得した移動体２４０の現在の位置情報に対応する位置を起点として、その位置から所定距離先の位置を特定する。図８の例では、制御部２０４は、経路Ｒ上で、移動体２４０の現在の位置Ｐ１を起点として所定距離ｄ先の位置Ｐ２を特定する。なお、所定距離ｄは２点間（図８ではＰ１とＰ２との間）の直線距離であってもよい。所定距離ｄは、例えば、制御部２０４の機能を実現するプログラムモジュールの中で定義される。

ここで、所定距離ｄが固定である場合、移動体２４０の速度が速いほど、移動体２４０が所定距離ｄ先の位置に到達するまでの時間が短くなる。そこで、制御部２０４は、移動体２４０の速度に応じて所定距離ｄを変更するように構成されていてもよい。具体的には、制御部２０４は、移動体２４０の移動速度が速いほど、長い所定距離ｄを用いるように構成される。例えば、複数の所定距離が、速度に関する閾値と紐付けてテーブル形式で定義されていてもよい。この場合、制御部２０４は、移動体２４０の速度とテーブル内の速度に関する閾値とを比較し、当該移動体２４０の速度に対応する所定距離を特定することができる。また例えば、所定距離は、移動体２４０の速度をパラメータとして用いる関数によって、当該速度が速いほど大きな値を取るように定義されていてもよい。この場合、制御部２０４は、例えば、ＣＡＮ通信網２４２を介して取得できる移動体２４０の速度情報を関数のパラメータとして代入し、所定距離を算出することができる。

移動体２４０の速度によって所定距離を長くすることで、移動体２４０の速度が速くても、計測部２０２の走査範囲を移動させるための時間を十分に確保することができる。これにより、計測部２０２の変更動作が間に合わず、計測部２０２の変更後の走査範囲が望ましい領域からずれるといった問題が発生することを、より高い精度で抑制できる。

次いで、制御部２０４は移動体２４０の予測進路を判定する（Ｓ２０６）。具体的には、制御部２０４は、Ｓ２０４で特定した位置またはその位置の周辺において、移動体２４０が直進するか、或いは、曲がるかを判定する。特に限定されないが、制御部２０４は、例えば、設定経路情報が示す経路の軌跡を基に、Ｓ２０４で特定した位置またはその位置の周辺における移動体２４０の予測進路を判定することができる。図８の例の経路Ｒによれば、移動体２４０は、前方の交差点（位置Ｐ２の周辺）において、右折する予定であることが分かる。制御部２０４は、この経路Ｒ上で特定した位置Ｐ２を基に、移動体２４０が現在位置から所定距離ｄ先の位置で右に曲がると判定する。また図の例に限らず、設定経路情報が所定距離毎に分割されたブロック単位で経路Ｒを管理している場合、制御部２０４は、移動体２４０の現在位置に対応するブロックの次のブロックにおける経路が直進かいずれかの方向に曲がっているかによって移動体２４０の予測進路を判定することもできる。

制御部２０４は、移動体２４０がある方向に曲がると判定した場合（Ｓ２０６－１）、移動体２４０が曲がる方向（図８の例では右方向）に計測部２０２の走査範囲を移動させる（Ｓ２０８）。

例えば、図５の可動反射部１６がＭＥＭＳミラーである場合、当該ＭＥＭＳミラーの圧電アクチュエータ（図示せず）に印加される電圧によって、当該ＭＥＭＳミラーの角度が定まる。ここで、制御部２０４は、例えば周期的に値が変動する電圧（例：ｓｉｎ波など）をＭＥＭＳミラー（可動反射部１６）の圧電アクチュエータに印加するように、可動反射部の駆動回路３６を制御している。光源１４から照射される光はＭＥＭＳミラーを介して進む。そのため、ＭＥＭＳミラーの角度によって、光源１４からの光の照射方向が定まる。つまり、ＭＥＭＳミラーの角度が目的とする方向に対応する角度となるタイミングで光源１４を発光させることにより、計測装置２００は、所望の領域を走査することができる。よって、制御部２０４は、電圧値が目的の角度に対応する値となったときに光源１４を発光させるように、光源の駆動回路３４を制御する。また、他の例として、ＭＥＭＳミラーに角度センサを集積しておけば、当該角度センサによってミラーの角度を検出することができる。この場合、制御部２０４は、当該角度センサからＭＥＭＳミラーの角度を取得し、所望のタイミングで光源１４を発光させるように光源の駆動回路３４を制御できる。

Ｓ２０８の処理について、図９を用いてより具体的に説明する。図９では、図８に示される状態を、移動体２４０からの視点で立体的に表現している。図９の一点鎖線は、移動体２４０の中心軸Ｃを示している。図９の例において、制御部２０４は、図８の位置Ｐ１に到達する前は、移動体２４０の中心軸Ｃを基準とする範囲２２４Ａを計測部２０２の走査範囲として設定しているものとする。その後、移動体２４０が位置Ｐ１に到達した場合には、制御部２０４は、中心軸Ｃに対して右側にずらした範囲２２４Ｂを計測部２０２の走査範囲として設定する。なお、制御部２０４は、照射器１０の照射可能範囲２２６の中で、走査範囲２２４を設定することができる。照射器１０の照射可能範囲２２６は、照射器１０の可動部位の物理的特性によって決定される。

ここで、制御部２０４は、計測部２０２の走査範囲の移動幅を、例えばカーブの曲率などに応じて決定することができる。具体的には、制御部２０４は、カーブの曲率が大きい（すなわち、急なカーブである）ほど、計測部２０２の走査範囲の移動幅を大きくする。制御部２０４は、例えば、設定経路情報が示す経路Ｒの軌跡からカーブの曲率を算出することができる。また、設定経路情報にカーブ部分の曲率を示す情報が予め埋め込まれている場合などには、制御部２０４は、当該設定経路情報に埋め込まれた曲率の情報を取得すればよい。そして、制御部２０４は、曲率をパラメータとして用いる関数などによって、走査範囲２２４の移動幅を算出し、当該移動幅に応じて計測部２０２の走査範囲を設定する。

図７に戻り、制御部２０４は、移動体２４０が直進すると判定した場合（Ｓ２０６－２）、移動体２４０の中心軸に計測部２０２の走査範囲を合わせる（Ｓ２１０）。制御部２０４は、Ｓ２０８において走査範囲を移動させる場合と同様に、計測部２０２の可動反射部１６を制御することにより、電磁波の照射範囲（走査範囲）を制御することができる。具体的には、図１０に例示されるように、移動体２４０の中心軸Ｃに合わせて走査範囲２２４が設定される。

移動体２４０は設定経路情報によって示される経路に従って進む可能性が高い。そのため、移動体２４０の現在位置情報と設定経路情報とを組み合わせて用いることで、今後の移動体２４０の進路を高い確度で予測することができる。これにより、移動体２４０の操舵部が操作されるよりも前の段階で、制御部２０４が計測部２０２の走査範囲を設定することができる。

（第２の具体例）
第２の具体例において、制御部２０４は、移動体２４０の移動体の現在位置の情報、当該移動体２４０の移動方向を示す情報、並びに当該移動体２４０の現在位置周辺の地図データを用いて、移動体２４０の予測進路及び当該予測進路における移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置を特定する。

図１１から図１３を用いて、第１実施形態の第２の具体例について説明する。図１１は、第１実施形態の第２の具体例の処理の流れを示すフローチャートである。図１２および図１３は、図１１のフローチャートで示される処理の流れを具体的に説明するための図である。

制御部２０４は、移動体２４０の現在の位置情報を取得する（Ｓ３０２）。移動体２４０の現在の位置情報は、例えばＧＰＳモジュール４０によって所定の間隔で計測されている。制御部２０４は、このように計測される移動体２４０の現在の位置情報をＧＰＳモジュール４０から取得する。また、制御部２０４は地図データＭＤを読み出す（Ｓ３０４）。地図データＭＤは、移動体２４０が走行可能な道路に関する情報（道路情報）を少なくとも含んでいる。道路情報には、例えば、当該道路情報に対応する道路の始点および終点の位置、当該道路の曲率、当該道路の起伏（勾配）、白線の位置、縁石の位置などの情報が含まれる。制御部２０４は、ネットワークインタフェース１１２を介して、例えば、移動体２４０に搭載される組込型のナビゲーション装置、移動体２４０のダッシュボードの上などに配置する外付け型のナビゲーション装置、或いは、スマートフォンなどの携帯端末上で起動されるナビゲーション用のアプリケーションから地図データを取得することができる。地図データはストレージデバイス１０８などに記憶されており、制御部２０４は、ストレージデバイス１０８から当該地図データを読み出すように構成されていてもよい。

次いで、制御部２０４は、移動体２４０の現在位置の変化から、移動体２４０の移動方向を特定する（Ｓ３０４）。図１２の例では、位置Ｐ１が移動体２４０の現在位置を示し、位置Ｐ０が移動体２４０の過去の位置を示している。制御部２０４は、例えば、位置Ｐ０から位置Ｐ１に向かう方向（図中点線の矢印によって示される方向）を、移動体２４０の移動方向として特定する。

次いで、制御部２０４は、地図データＭＤ上において、移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置を特定する（Ｓ３０８）。具体的には、制御部２０４は次のように動作する。まず、制御部２０４は、Ｓ３０２で取得した移動体２４０の現在位置に対応する位置を、地図データＭＤ上で特定する。そして、制御部２０４は、特定した地図データＭＤ上の位置を起点として、Ｓ３０６で特定した方向において所定距離ｄ先の位置を特定する。図１２の例では、位置Ｐ２が、移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置となる。所定距離ｄは、例えば、制御部２０４の機能を実現するプログラムモジュールの中で定義される。

次いで、制御部２０４は移動体２４０の予測進路を判定する（Ｓ３１０）。具体的には、制御部２０４は、Ｓ３０８で特定した位置に対応する道路情報を地図データＭＤから取得する。制御部２０４は、道路情報に含まれる、道路の始点および終点の位置、道路の曲率、或いは、白線の位置といった情報を用いて、特定した位置の道路の形状を判別することができる。図１２の例では、位置Ｐ２に対応する道路は斜線で示す部分であり、制御部２０４は、この斜線部分の道路に対応する道路情報から、移動体２４０が位置Ｐ２に対応する道路が左にカーブしていると判別できる。そして、制御部２０４は、この判別結果に従い、移動体２４０が現在位置から所定距離ｄ先の位置で道に沿って左側に曲がると判定する。また、図には表れていないが、移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置に対応する道路が２つ以上の分岐を有している場合、制御部２０４は、例えば、方向指示器の状態を示す情報をＣＡＮ通信網２４２を介して取得することにより、移動体２４０の予測進路を判定できる。方向指示器は、通常、操舵部を操作する前に操作される。そのため、方向指示器の情報と地図データとを用いることによって、操舵信号を受け取るよりも早く移動体２４０の進路を予測することができる。

制御部２０４は、移動体２４０がある方向に曲がると判定した場合（Ｓ３１０－１）、移動体２４０が曲がる方向（図１２の例では左方向）に計測部２０２の走査範囲を移動させる（Ｓ３１２）。

例えば、図５の可動反射部１６がＭＥＭＳミラーである場合、当該ＭＥＭＳミラーの圧電アクチュエータ（図示せず）に印加される電圧によって、当該ＭＥＭＳミラーの角度が定まる。ここで、制御部２０４は、周期的に値が変動する電圧（例：ｓｉｎ波など）をＭＥＭＳミラー（可動反射部１６）の圧電アクチュエータに印加するように、可動反射部の駆動回路３６を制御している。光源１４から照射される光は、ＭＥＭＳミラーを介して進む。そのため、ＭＥＭＳミラーの角度によって、光源１４からの光の照射方向が定まる。つまり、ＭＥＭＳミラーの角度が目的とする方向に対応する角度となるタイミングで光源１４を発光させることにより、計測装置２００は、所望の領域を走査することができる。そのため、制御部２０４は、電圧値が目的の角度に対応する値となったときに光源１４を発光させるように、光源の駆動回路３４を制御する。また、他の例として、ＭＥＭＳミラーに角度センサを集積しておき、制御部２０４は当該角度センサからＭＥＭＳミラーの角度を取得し、所望のタイミングで光源１４を発光させるように光源の駆動回路３４を制御することもできる。

Ｓ３１２の処理について、図１３を用いてより具体的に説明する。図１３では、図１２に示される状態を、移動体２４０からの視点で立体的に表現している。図１３の一点鎖線は、移動体２４０の中心軸Ｃを示している。図１３の例において、制御部２０４は、図１２の位置Ｐ１に到達する前は、移動体２４０の中心軸Ｃを基準とする範囲２２４Ｃを計測部２０２の走査範囲として設定しているものとする。その後、移動体２４０が位置Ｐ１に到達した場合には、制御部２０４は、中心軸Ｃに対して左側にずらした範囲２２４Ｄを計測部２０２の走査範囲として設定する。なお、制御部２０４は、照射器１０の照射可能範囲２２６の中で、走査範囲２２４を設定することができる。照射器１０の照射可能範囲２２６は、照射器１０の可動部位の物理的特性によって決定される。

ここで、制御部２０４は、計測部２０２の走査範囲の移動幅を、例えばカーブの曲率などに応じて決定することができる。具体的には、制御部２０４は、カーブの曲率が大きい（すなわち、急なカーブである）ほど、計測部２０２の走査範囲の移動幅を大きくする。制御部２０４は、例えば、道路情報に含まれる曲率を取得する。そして、制御部２０４は、曲率をパラメータとして用いる関数などによって、走査範囲２２４の移動幅を算出し、当該移動幅に応じて計測部２０２の走査範囲を設定する。

図１１に戻り、制御部２０４は、移動体２４０が直進すると判定した場合（Ｓ３１０－２）、移動体２４０の中心軸に計測部２０２の走査範囲を合わせる（Ｓ３１４）。制御部２０４は、Ｓ３１２において走査範囲を移動させる場合と同様に、計測部２０２の可動反射部１６を制御することにより、電磁波の照射範囲（走査範囲）を制御することができる。この場合、図１０に例示されるように、移動体２４０の中心軸Ｃに合わせて走査範囲２２４が設定される。

地図データに含まれる道路情報と移動体２４０の現在位置の情報とを用いて、移動体２４０の所定距離先の道路の形状（直進、カーブ、交差点等）を特定することにより、今後の移動体２４０の進路を高い確度で予測することができる。これにより、移動体２４０の操舵部が操作されるよりも前の段階で、制御部２０４が計測部２０２の走査範囲を設定することができる。

なお上述の各具体例では、計測部２０２の走査範囲を横方向で制御する例を示したが、制御部２０４は、更に、計測部２０２の走査方向を縦方向で制御するように構成されていてもよい。例えば、設定経路情報や地図データに含まれる道路情報に、道路勾配に関する情報が含まれている場合、当該情報を用いて縦方向の動きを制御できる。これを、図１４を用いて説明する。図１４は、道路勾配に関する情報を用いて、計測部２０２の走査範囲を縦方向で制御する処理を説明するための図である。

図１４（ａ）では、所定距離先の位置が下り勾配であるケースが例示されている。この場合、図に示されるように、下り勾配の手前の位置では、電磁波の照射範囲に対して下方向に死角が生まれてしまう。この場合、制御部２０４は、照射器の駆動回路３０に制御信号を送信し、照射器の駆動回路３０が当該制御信号に従って、照射器１０からの電磁波の照射範囲を下側に移動させる。これにより、下り勾配部分の死角を消すことができる。

また、図１４（ｂ）では、所定距離先の位置が上り勾配であるケースが例示されている。この場合、図に示されるように、上り勾配の手前の位置では、電磁波の照射範囲に対して上方向に死角が生まれてしまう。この場合、制御部２０４は、照射器の駆動回路３０に制御信号を送信し、照射器の駆動回路３０が当該制御信号に従って、照射器１０からの電磁波の照射範囲を上側に移動させる。これにより、上り勾配部分の死角を消すことができる。

なお、制御部２０４は、勾配の度合をパラメータとする関数を用いて、所定距離先の位置の勾配の度合に応じた縦方向の移動幅を算出することができる。また、制御部２０４は、勾配の度合と縦方向の移動幅とを対応付けて記憶するテーブルを用いて、所定距離先の位置の勾配の度合に応じた縦方向の移動幅を特定することもできる。

なお、本実施形態においては、図１３に示すとおり、図１３における中心軸Ｃに垂直な方向（図１３における横方向）に走査範囲をずらす（移動させる）こと、または図１４に示すとおり、走査範囲を縦方向にずらすこと、とした。これらの制御は、両方なされても良いし、少なくとも一方がなされるようにしてもよい。

［第２実施形態］
第２実施形態の計測装置２００は、第１実施形態の計測装置２００と同様に、例えば図１によって表される。下記で説明する点を除き、第２実施形態の計測装置２００が有する機能は、第１実施形態の計測装置２００が有する機能と同じである。

本実施形態において、制御部２０４は、移動体２４０の速度情報を更に取得する。そして、制御部２０４は、当該移動体２４０の移動速度に基づいて、第１実施形態で説明したように移動体２４０の予測進路における所定距離先の位置の情報を用いて計測部２０２の走査範囲を設定するか、移動体２４０の操舵方向を示す操舵信号を用いて計測部２０２の走査範囲を設定するかを切り替える。移動体２４０の速度情報および移動体２４０の操舵信号は、ＣＡＮ通信網２４２などを介して取得することができる。

具体的には、制御部２０４は、移動体２４０の速度情報の速度が第１基準値以下の場合に、操舵信号を用いて計測部２０２の走査範囲を設定する。また、制御部２０４は、速度情報の速度が第２基準値以上の場合には、移動体２４０の予測進路における所定距離先の位置の情報を用いて計測部２０２の走査範囲を設定する。ここで、第１基準値と第２基準値は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。第１基準値と第２基準値が異なる値である場合、第１基準値は第２基準値よりも大きい値として設定される。これにより、移動体２４０の速度が第２基準値以上かつ第１基準値未満の場合は、移動体２４０の予測進路における所定距離先の位置の情報および操舵信号を用いて、計測部２０２の走査範囲を設定することができる。また、この場合には、制御部２０４は、例えば、移動体２４０の予測進路における所定距離先の位置の情報に基づいて得られる走査範囲の移動幅と、操舵信号に基づいて得られる移動幅とを平均することにより、計測部２０２の走査範囲の移動幅を算出してもよい。

第２実施形態における計測装置２００の動作を、図１５および図１６を用いて説明する。図１５は、第２実施形態の計測装置２００によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６は、第２実施形態の計測装置２００によって実行される処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。

まず、図１５のフローチャートにおける処理について説明する。図１５のフローチャートでは、第１基準値と第２基準値とが互いに異なる値である場合における処理の流れを例示している。

制御部２０４は、ＣＡＮ通信網２４２などを介して、移動体２４０の速度情報（速度Ｖ）を取得する（Ｓ４０２）。制御部２０４は、Ｓ４０２で取得した速度情報によって示される速度Ｖと、移動体２４０の速度に関する第１基準値Ｒ１とを比較する（Ｓ４０４）。なお、第１基準値Ｒ１は、計測部２０２の走査範囲を設定する際に操舵信号を用いるか否かを決定する基準値であり、例えば、制御部２０４の機能を実現するプログラムモジュールの中で定義される。さらに、制御部２０４は、Ｓ４０２で取得した速度情報によって示される速度Ｖと、移動体２４０の速度に関する第２基準値Ｒ２とを比較する（Ｓ４０６）。なお、第２基準値は、計測部２０２の走査範囲を設定する際に移動体２４０の予測進路を示す情報を用いるか否かを決定する基準値であり、例えば、制御部２０４の機能を実現するプログラムモジュールの中で定義される。また、この例において、第１基準値Ｒ１は第２基準値Ｒ２よりも大きい値である。

制御部２０４は、Ｓ４０２における速度Ｖと第１基準値Ｒ１の比較結果と、Ｓ４０６における速度Ｖと第２基準値Ｒ２の比較結果とを用いて、計測部２０２の走査範囲を設定するために用いる情報の判定を行う（Ｓ４０８）。ここで、上述したように、本例では第１基準値Ｒ１＞第２基準値Ｒ２という関係を前提としている。そのため、速度Ｖ、第１基準値Ｒ１、及び第２基準値Ｒ２の関係は、（１）速度Ｖ＞第１基準値Ｒ１（＞第２基準値Ｒ２）、（２）第１基準値Ｒ１≧速度Ｖ≧第２基準値Ｒ２、（３）（第１基準値Ｒ１＞）第２基準値Ｒ２＞速度Ｖ、の３つのパターンのいずれかとなる。

上述のパターン（１）の関係が成り立つ場合（Ｓ４０８－１）、移動体２４０の速度Ｖは第１基準値Ｒ１よりも大きく、操舵信号を用いる条件が満たされない。また、移動体２４０の速度Ｖは第２基準値Ｒ２以上であり、移動体２４０の予測進路を示す情報を用いる条件が満たされる。そのため、この場合には、制御部２０４は移動体２４０の予測進路を特定する（Ｓ４１０）。そして、制御部２０４は、移動体２４０の予測進路に基づいて計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ４１６）。具体的には、制御部２０４は、第１実施形態の各具体例で説明したように、移動体２４０の予測進路を特定し、計測部２０２の走査範囲の移動幅を決定する。

また、上述のパターン（２）の関係が成り立つ場合（Ｓ４０８－２）、移動体２４０の速度Ｖは第１基準値Ｒ１以下であり、操舵信号を用いる条件が満たされる。また、移動体２４０の速度Ｖは第２基準値Ｒ２以上であり、移動体２４０の予測進路を示す情報を用いる条件が満たされる。そのため、この場合には、制御部２０４は、移動体２４０の予測進路を特定すると共に、移動体２４０の操舵信号を取得する（Ｓ４１２）。そして、制御部２０４は、移動体２４０の予測進路と操舵信号とに基づいて、計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ４１６）。この場合、例えば、制御部２０４は、移動体２４０の予測進路に基づいて得られる走査範囲の移動幅と、操舵信号に基づいて得られる走査範囲の移動幅との平均値を算出し、計測部２０２の走査範囲を、算出した平均値に従って移動させることができる。

また、上述のパターン（３）の関係が成り立つ場合（Ｓ４０８－３）、移動体２４０の速度Ｖは第１基準値Ｒ１以下であり、操舵信号を用いる条件が満たされる。また、移動体２４０の速度Ｖは第２基準値Ｒ２未満であり、移動体２４０の予測進路を示す情報を用いる条件が満たされない。そのため、この場合には、制御部２０４は、ＣＡＮ通信網２４２を介して、移動体２４０の操舵方向を示す操舵信号を取得する（Ｓ４１４）。そして、制御部２０４は、操舵信号に基づいて、計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ４１６）。例えば、移動体２４０の進行方向を右に向ける操舵信号が取得された場合、制御部２０４は、図９に例示されるように、走査範囲２２４を移動体２４０の中心軸から右側に移動させる。

次に、図１６のフローチャートにおける処理について説明する。図１６のフローチャートでは、第１基準値と第２基準値とが同じ値である場合における処理の流れを例示している。この場合、第１基準値と第２基準値は、１つの基準値として解釈できる。

制御部２０４は、ＣＡＮ通信網２４２などを介して、移動体２４０の速度情報を取得する（Ｓ５０２）。そして、制御部２０４は、Ｓ５０２で取得した速度情報によって示される速度が基準値以上か否かを判定する（Ｓ５０４）。なお、基準値は、例えば、制御部２０４の機能を実現するプログラムモジュールの中で定義される。

Ｓ５０２で取得した速度情報によって示される速度が基準値以上の場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、制御部２０４は移動体２４０の予測進路を特定する（Ｓ５０６）。そして、制御部２０４は、移動体２４０の予測進路に基づいて計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ５１０）。具体的には、制御部２０４は、第１実施形態の各具体例で説明したように、移動体２４０の予測進路を特定し、計測部２０２の走査範囲の移動幅を決定する。

Ｓ５０２で取得した速度情報によって示される速度が基準値未満の場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、制御部２０４は、ＣＡＮ通信網２４２を介して、移動体２４０の操舵方向を示す操舵信号を取得する（Ｓ５０８）。そして、制御部２０４は、操舵信号に基づいて、計測部２０２の走査範囲を設定する（Ｓ５１０）。例えば、移動体２４０の進行方向を右に向ける操舵信号が取得された場合、制御部２０４は、図９に例示されるように、走査範囲２２４を移動体２４０の中心軸から右側に移動させる。

本実施形態では、移動速度に応じて、操舵信号を用いて計測部２０２の走査範囲を設定するか、移動体２４０の現在位置から所定距離先の位置の情報を用いて計測部２０２の走査範囲を設定するかが切り替えられる。ここで、操舵信号は、移動体２４０の操舵部を実際に操作した結果として得られるため、移動体２４０の向きをより正確に示す情報と言える。また、移動体２４０の速度がある程度遅い状態であれば、操舵信号を受けてから計測部２０２の走査範囲を変更しても、計測部２０２の変更後の走査範囲が望ましい領域からずれる可能性は低くなる。以上、本実施形態によれば、移動体２４０の速度に応じて、より適切な手法で計測部２０２の走査範囲を制御することができる。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

この出願は、２０１６年８月３１日に出願された日本出願特願２０１６－１７００３９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

電磁波を照射して走査を行う、移動体に配置された計測部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記移動体の現在位置を示す情報と、前記移動体の予測進路の道路勾配を示す道路勾配情報と、に基づいて、前記計測部の走査範囲を少なくとも俯角に向けるように制御可能であり、
前記予測進路における前記移動体の現在位置から所定距離先の位置に対応する道路情報に含まれる前記道路勾配を示す情報に基づいて、前記走査範囲を設定し、
前記移動体の速度情報を取得し、当該速度情報を用いて前記所定距離を設定する、制御装置。