JP2023169209A - 制御装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】事故等に起因して外界センサの検知範囲が変動した場合であっても、周辺環境を好適に計測することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置６は、車両の周囲に存在する地物を検知可能なライダユニット７からの出力信号を取得し、ライダユニット７の出力信号に基づいて認識される地物の、ライダユニット７の検知範囲に対する傾斜角度を示す基準角度θｔａｇを算出する。そして、制御装置６は、基準角度θｔａｇと、記憶部２に記憶され、地物の路面に対する角度を示す傾斜情報とに基づいて、ライダユニット７の検知範囲を制御する。【選択図】図１３

Description

本発明は、物体検出用の照射部の調整技術に関する。

従来から、アライメントずれ等に起因して計測部に誤差が発生した場合に、当該誤差を考慮して計測結果を使用する技術が知られている。例えば、特許文献１には、車体の走行上計測を必要とする物体が存在する領域を計測領域として物体の位置を計測するセンサと、センサの取り付け角度ずれに起因する誤差を補正して車体の移動を制御する制御装置とを備える移動体が開示されている。

特開２０１１－２２１９５７号公報

自動運転ではライダなどの外界センサにより車両の周辺環境を認識する必要があるが、事故等に起因して外界センサのアライメントずれが生じた場合には、外界センサによる周辺環境の認識結果に誤差を含むことになり、外界センサの信頼性が低下するという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、事故等に起因して外界センサの検知範囲が変動した場合であっても、周辺環境を好適に計測することが可能な制御装置を提供することを主な目的とする。

請求項に記載の発明は、制御装置であって、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得部と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得部と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御部と、を備える。

また、請求項に記載の発明は、制御装置が実行する制御方法であって、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得工程と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得工程と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御工程と、を有する。

また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得部と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得部と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御部として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

計測システムの概略構成である。 制御装置の処理を概略的に表したブロック図である。 ライダユニットのブロック構成を示す。 スキャナの配置例を示す。 光送受信部の概略的な構成例を示す。 スキャナ収容部に設置された３軸センサが検出する３軸の座標系を示す。 走査可能範囲と実走査範囲との位置関係を示す。 アライメント処理の手順を示すフローチャートである。 自動運転時の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施例に係る地図ＤＢのデータ構造の一例を示す。 地物とその地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度との関係を示した図である。 あるスキャナの実走査範囲と、当該実走査範囲に重なる風景との対応関係を示す図である。 第２実施例に係る地物を基準としたキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。 第３実施例に係る地図ＤＢのデータ構造を示す。 変形例に係るシステム構成例である。

本発明の好適な実施形態によれば、制御装置は、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得部と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得部と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御部と、を備える。この態様によれば、制御装置は、計測した地物の傾斜に関する第１情報と、記憶部に記憶された地物の傾斜に関する第２情報とに基づいて、検知装置の検知範囲のずれを好適に特定し、当該検知範囲の調整を的確に行うことができる。

上記制御装置の一態様では、前記第１情報は、前記検知装置の検知範囲を示すラインと前記出力信号に基づいて認識される地物の輪郭を示す所定部位とのなす角に関する情報であり、前記第２情報は、前記地物の輪郭を構成する所定部位の路面に対する傾斜角に関する情報である。この態様によれば、制御装置は、地物の輪郭を示す所定部位の傾きに基づいて検知装置の検知範囲のずれを特定し、当該検知範囲を好適に調整することができる。

上記制御装置の他の一態様では、前記第１情報は、前記検知装置の検知範囲を示すラインと前記出力信号に基づいて認識される地物の輪郭の対象軸を示すラインとのなす角に関する情報であり、前記第２情報は、前記ラインの路面に対する傾斜角に関する情報である。この態様によれば、制御装置は、地物の重心を通るラインの傾きに基づいて検知装置の検知範囲のずれを特定し、当該検知範囲を好適に調整することができる。

上記制御装置の他の一態様では、前記制御部は、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物のうち、路面に対し垂直に構成されている地物の前記検知範囲に対する傾斜に関する第１情報と、当該地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する。この態様では、制御装置は、傾斜の計測が比較的容易な地物を対象として検知装置の検知範囲のずれを特定するため、当該検知範囲をより的確に調整することができる。

上記制御装置の他の一態様では、前記制御部は、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物のうち、環境によって変動しない地物の前記検知範囲に対する傾斜に関する第１情報と、当該地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する。この態様では、制御装置は、傾斜を計測する際に計測誤差が生じにくい地物を対象として検知装置の検知範囲のずれを特定するため、当該検知範囲をより的確に調整することができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、制御装置が実行する制御方法であって、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得工程と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得工程と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御工程と、を有する。制御装置は、この制御方法を実行することで、検知装置の検知範囲のずれを好適に特定し、当該検知範囲の調整を的確に行うことができる。

本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得部と、前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得部と、前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御部として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、検知装置の検知範囲のずれを好適に特定し、当該検知範囲の調整を的確に行うことができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な第１～第３実施例について説明する。

＜第１実施例＞
［全体構成］
図１は、第１実施例に係る計測システム１００の概略構成である。計測システム１００は、図示しない車両の自動運転用の計測を行うシステムであって、主に、入力部１と、記憶部２と、センサ部３と、報知部４と、通信部５と、制御装置６とを備える。制御装置６と他の要素とは、所定の通信プロトコルに基づきデータ通信が可能に構成されている。

入力部１は、ユーザが操作するためのボタン、タッチパネル、リモートコントローラ、音声入力装置等であり、自動運転と手動運転との切替、後述するキャリブレーションの実行要否などの種々の入力を受け付ける。

記憶部２は、制御装置６が実行するプログラムや、制御装置６が所定の処理を実行するのに必要な情報を記憶する。本実施例では、記憶部２は、地図ＤＢ２０を記憶する。地図ＤＢ２０は、車両の手動運転時におけるナビゲーションに用いられるものであってもよく、また、車両の自動運転時における車両の運転制御に用いられるものであってもよい。地図ＤＢ２０には、道路データや施設情報の他、後述するライダユニット７による検出対象となる地物に関する地物情報などを含んでいる。また、記憶部２には、後述するライダユニット７のアライメント後の車両に対する配置角度等を記録したアライメント情報「ＩＡ」が記憶される。なお、「アライメント」とは、ライダユニット７の製造時またはライダユニット７の車両への取り付け時にライダユニット７に対して行う調整を指す。

センサ部３は、車両の状態を検出する内界センサ及び車両の周辺環境を認識するための外界センサから構成される。センサ部３は、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）ユニット７と、姿勢センサ８と、衝撃センサ９とを含んでいる。

ライダユニット７は、後述するように、異なる向きに設置された複数の走査部（スキャナ）を有する。ライダユニット７の構成例については、図３～図５を参照して後述する。ライダユニット７は、所定の検知範囲を有する検知装置として機能する。姿勢センサ８は、例えば３軸加速度センサ又は歪ゲージ等のセンサであって、ライダユニット７の姿勢検出用のセンサとして設けられている。なお、姿勢センサ８は、ライダユニット７に設けられる他、車両の姿勢検出用のセンサとしてさらに車両に設けられてもよい。衝撃センサ９は、車両の衝撃を検出するセンサであり、加速度センサであってもよく、衝撃に基づきエアバックの開信号を生成するセンサであってもよい。なお、衝撃センサ９は、ライダユニット７に設けられてもよい。

報知部４は、例えば、制御装置６の制御に基づき出力を行うディスプレイやスピーカ等である。通信部５は、制御装置６の制御に基づき外部装置とデータ通信を行う。

制御装置６は、プログラムを実行するＣＰＵなどを含み、計測システム１００の全体を制御する。本実施例では、制御装置６は、姿勢センサ８などのセンサ部３の出力に基づき、ライダユニット７のアライメントずれ等が生じたと判断した場合に、ライダユニット７のキャリブレーションや手動運転への切り替えなどを行う。ここで、「キャリブレーション」とは、ライダユニット７の車両への取り付け後にライダユニット７に対して行う調整を指すものとする。制御装置６は、車両の運転を自動制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であってもよく、当該ＥＣＵに自動運転と手動運転との切り替えを指示する制御信号を送信する車載機のＣＰＵ等であってもよい。他の例では、制御装置６は、ライダユニット７の一部として構成されてもよい。また、制御装置６は、センサ部３の出力及び地図ＤＢ２０に基づき、高精度な自車位置推定を行うものであってもよい。

［機能ブロック］
図２は、第１実施例における制御装置６の処理を概略的に表したブロック図である。図２に示すように、制御装置６は、機能的には、検出部６１と、制御部６２とを有する。

検出部６１は、ライダユニット７に設けられた姿勢センサ８の検出信号を、ライダユニット７の各スキャナの現在の配置角度を示す計測情報として姿勢センサ８から取得する。そして、検出部６１は、記憶部２に記憶されたアライメント時の各スキャナの配置角度を示すアライメント情報ＩＡを参照して上述の計測情報と比較することで、ライダユニット７のアライメントずれを検出する。また、検出部６１は、車両に所定程度以上の振動が生じた場合に衝撃センサ９が生成する検出信号を、車両に対する衝撃情報として衝撃センサ９から取得する。そして、検出部６１は、姿勢センサ８の計測情報に基づきライダユニット７のアライメントずれを検出した場合、又は、衝撃センサ９から衝撃情報を受信した場合などに、制御部６２に対し、検出したライダユニット７のずれの方向及びずれ量（角度）に関する情報を送信する。

このように、本実施例では、制御装置６は、アライメントにより調整されたライダユニット７が事故に起因してアライメントずれが生じた場合に、ライダユニット７のキャリブレーションを行うことで、ライダユニット７の計測範囲のずれを抑制し、自動運転が継続できる状態を好適に保つ。

［ライダユニットの構成例］
次に、ライダユニット７の構成例について説明する。図３は、ライダユニット７のブロック図を示す。ライダユニット７は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式のライダであって、車両周辺に存在する物体の測距や検知を行う。ライダユニット７は、例えば、先進運転支援システムの一部として、車両の周辺環境認識補助の目的で用いられる。ライダユニット７は、主に、複数のスキャナ（Ｌ１～Ｌ４、…）と、複数の光送受信部（ＴＲ１～ＴＲ４、…）と、信号処理部ＳＰと、を有する。なお、以下の説明においては、スキャナ（Ｌ１～Ｌ４、…）の各々を区別しない場合には単に「スキャナＬ」と記し、光送受信部（ＴＲ１～ＴＲ４、…）の各々を区別しない場合には単に「光送受信部ＴＲ」と記す。

スキャナＬは、所定の水平角及び垂直角の範囲においてレーザパルス（以下、「送信光パルス」とも呼ぶ。）を出射する。スキャナＬは、上述の水平角を等角度により区切ったセグメントごとに送信光パルスを出射する。そして、光送受信部ＴＲは、送信光パルス出射後の所定期間内に当該送信光パルスの反射光（以下、「受信光パルス」とも呼ぶ。）を受光することで生成したセグメントごとの受光強度に関する信号（「セグメント信号Ｓｓｅｇ」とも呼ぶ。）を、信号処理部ＳＰへ出力する。信号処理部ＳＰは、光送受信部ＴＲから受信したセグメントごとのセグメント信号Ｓｓｅｇに基づいて、送信光パルスが照射される対象物の各点に対する距離及び対象物の角度の組を示した点群情報を出力する。

また、本実施例では、スキャナＬ及び光送受信部ＴＲは、スキャナ収容部５０（５０ａ～５０ｃ、…）に収容される。スキャナ収容部５０は、１組又は複数組のスキャナＬ及び光送受信部ＴＲを収容し、図３の例では、スキャナ収容部５０ａは、スキャナＬ１及び光送受信部ＴＲ１を収容し、スキャナ収容部５０ｂは、スキャナＬ２、Ｌ３及び光送受信部ＴＲ２、ＴＲ３を収容し、スキャナ収容部５０ｃは、スキャナＬ４及び光送受信部ＴＲ４を収容している。そして、スキャナ収容部５０の各々には、スキャナ収容部５０の姿勢を検出するための姿勢センサ８（８ａ～８ｃ、…）と、スキャナ収容部５０の向きを調整するための調整機構１０（１０ａ～１０ｃ、…）とが設けられている。

姿勢センサ８（８ａ～８ｃ、…）は、各スキャナ収容部５０のアライメントずれの検出に用いられるセンサであって、制御装置６に対して検出信号を送信する。調整機構１０は、例えばアクチュエータなどを含み、制御装置６から受信する制御信号に基づき、スキャナ収容部５０の向きを調整する。なお、図３に示す姿勢センサ８及び調整機構１０は、スキャナ収容部５０ごとに設けられる代わりに、スキャナＬごとに設けられてもよい。

図４は、ライダユニット７の個々のスキャナＬの配置例を示す。図４において、ハッチングされた扇形領域は、対応するスキャナＬが出射する送信光パルスによる走査範囲を示している。図４の例では、車両には、１２個のスキャナＬ（Ｌ１～Ｌ１２）が設けられ、スキャナＬ１～Ｌ４は、車両の前方が走査範囲となる向きに設けられ、スキャナＬ５、Ｌ６は、車両の左側方が走査範囲となる向きに設けられている。また、スキャナＬ７、Ｌ８は、車両の右側方が走査範囲となる向きに設けられ、スキャナＬ９～Ｌ１２は、車両の後方が走査範囲となる向きに設けられている。

図５は、光送受信部ＴＲの概略的な構成例を示す。図５に示すように、光送受信部ＴＲは、主に、同期制御部１１と、ＬＤドライバ１２と、レーザダイオード１３と、モータ制御部１５と、受光素子１６と、電流電圧変換回路（トランスインピーダンスアンプ）１７と、Ａ／Ｄコンバータ１８と、セグメンテータ１９と、水晶発振器２０と、を有する。

水晶発振器２０は、同期制御部１１及びＡ／Ｄコンバータ１８にパルス状のクロック信号「Ｓ１」を出力する。同期制御部１１は、パルス状のトリガ信号「Ｓ２」をＬＤドライバ１２に出力する。また、同期制御部１１は、後述するセグメンテータ１９がＡ／Ｄコンバータ１８の出力を抽出するタイミングを定めるセグメント抽出信号「Ｓ３」をセグメンテータ１９に出力する。

ＬＤドライバ１２は、同期制御部１１から入力されるトリガ信号Ｓ２に同期してパルス電流をレーザダイオード１３へ流す。レーザダイオード１３は、例えば赤外パルスレーザであって、ＬＤドライバ１２から供給されるパルス電流に基づき光パルスを出射する。

スキャナＬは、例えば送出及び受信光学系を含むスキャナとして構成され、レーザダイオード１３が出射する送信光パルスを走査すると共に、出射された送信光パルスが照射された対象物で反射された戻り光である受信光パルスを受光素子１６に導く。本実施例では、スキャナＬは回転するためのモータを含む。このように、スキャナＬは、電磁波を照射する照射部として機能する。

受光素子１６は、例えば、アバランシェフォトダイオードであり、スキャナＬにより導かれた対象物からの反射光、即ち受信光パルスの光量に応じた微弱電流を生成する。受光素子１６は、生成した微弱電流を、電流電圧変換回路１７へ供給する。電流電圧変換回路１７は、受光素子１６から供給された微弱電流を増幅して電圧信号に変換し、変換した電圧信号をＡ／Ｄコンバータ１８へ入力する。

Ａ／Ｄコンバータ１８は、水晶発振器２０から供給されるクロック信号Ｓ１に基づき、電流電圧変換回路１７から供給される電圧信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をセグメンテータ１９に供給する。セグメンテータ１９は、セグメント抽出信号Ｓ３がアサートされている期間におけるＡ／Ｄコンバータ１８の出力であるデジタル信号を、セグメント信号Ｓｓｅｇとして生成する。セグメンテータ１９は、生成したセグメント信号Ｓｓｅｇを信号処理部ＳＰへ供給する。

信号処理部ＳＰは、各光送受信部ＴＲから送信されるセグメント信号Ｓｓｅｇに基づき、光送受信部ＴＲごとに対象物の距離及び角度を示す点群情報を生成する。具体的には、信号処理部ＳＰは、セグメント信号Ｓｓｅｇの波形からピークを検出し、検出したピークに対応する振幅及び遅延時間の推定を行う。そして、信号処理部ＳＰは、セグメント信号Ｓｓｅｇが示す波形のピークのうち、推定した振幅が所定の閾値以上となるピークの遅延時間に対応する距離の情報と対象のセグメントに対応する角度の情報との組を、点群情報を構成する各点の情報として生成する。

［アライメント処理］
次に、ライダユニット７の製造時またはライダユニット７の車両への取り付け時にライダユニット７に対して行う調整処理であるアライメント処理について説明する。

各スキャナＬを介して各光送受信部ＴＲが受信する受信光パルスに基づき生成された点群情報は、それぞれのスキャナＬの向き及び位置を基準としたローカル座標系により表された情報であり、車両に対する各スキャナＬの相対位置（具体的には配置位置及び配置角度）に依存する。従って、計測システム１００は、車両への各スキャナＬのアライメントを行った後、アライメント後の各スキャナＬの車両に対する配置位置及び配置角度を示すアライメント情報ＩＡを生成し、記憶部２に記憶しておく。

これにより、例えば、車両の走行時などでは、制御装置６又は信号処理部ＳＰは、記憶部２に記憶したアライメント情報ＩＡを参照することで、スキャナＬごとに得られた点群情報の座標系を、車両を基準とした共通の座標系に変換することが可能であり、さらに、車両の位置情報及び向き情報を用いることで、緯度、経度、標高を基準とした絶対的な座標系に変換することもできる。また、本実施例では、後述するように、制御装置６は、アライメント情報ＩＡを参照し、スキャナ収容部５０のアライメントずれを好適に検出する。

［事故検出処理］
制御装置６は、車両の事故発生が推定される場合に、ライダユニット７のキャリブレーションが必要であると判定する。ここで、車両の事故検出処理について説明する。

（１）基準角度に基づく検出
制御装置６は、記憶部２に記憶したアライメント情報ＩＡが示すスキャナ収容部５０又はスキャナＬの車両への配置角度（「基準角度」とも呼ぶ。）と、姿勢センサ８により計測された現在のスキャナ収容部５０又はスキャナＬの車両への配置角度（「最新計測角度」とも呼ぶ。）と、が異なる場合、事故発生により当該スキャナ収容部５０又はスキャナＬのアライメントずれが生じたと判定する。

ここで、制御装置６は、上述の最新計測角度を算出する場合、車両自体の傾きをキャンセルする処理を行う。具体的には、制御装置６は、車両に設けられた姿勢センサ８等により計測される車両の傾斜角度分だけ、スキャナ収容部５０に設置された姿勢センサ８が計測する角度を補正することで、車両自体の傾きの影響を除外した最新計測角度を算出する。なお、制御装置６は、地図ＤＢ２０に登録された道路データの傾斜情報に基づき、車両自体の傾斜角度を認識し、最新計測角度を算出してもよい。この場合、制御装置６は、センサ部３の出力により認識した自車位置情報に基づき、現在位置が属する道路の傾斜情報を、地図ＤＢ２０から取得する。

図６（Ａ）は、アライメントずれが生じていないスキャナ収容部５０に設置された姿勢センサ８が検出する３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の座標系を示す。図６（Ａ）の例では、車両は水平な場所に載置されており、姿勢センサ８は、ＸＹＺ軸のそれぞれにおける加速度を検出する。ここで、「Ｘ軸」は、スキャナ収容部５０の正面方向（即ちレーザの出射方向）、「Ｙ軸」は、スキャナ収容部５０の左右の側面方向、「Ｚ軸」は、スキャナ収容部５０の高さ方向をそれぞれ示す。そして、アライメントずれが生じていない状態では、Ｘ軸及びＹ軸が重力加速度と略垂直となっており、Ｚ軸が重力加速度と略平行となっている。

図６（Ｂ）は、事故等に起因した衝撃により図６（Ａ）のスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じた場合のスキャナ収容部５０の向きの変化を示す図である。図６（Ｂ）において、実線のＸＹＺ座標軸は、傾いたスキャナ収容部５０に設置された姿勢センサ８が検出する３軸の座標軸を示し、一点鎖線のＸＹＺ座標軸は、図６（Ａ）に示されるスキャナ収容部５０が傾く前の３軸の座標軸を示す。

図６（Ｂ）の例では、スキャナ収容部５０が図６（Ａ）の状態から傾いたことにより、姿勢センサ８の３軸のそれぞれの計測値は、スキャナ収容部５０の傾く前後のＸ軸のずれ（矢印Ａ１参照）、Ｙ軸のずれ（矢印Ａ２参照）、Ｚ軸のずれ（矢印Ａ３参照）に応じた分だけ異なる。このように、事故等によりスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じた場合、スキャナ収容部５０の配置角度のずれ（回転ずれ）が生じ、当該ずれに応じて姿勢センサ８の計測値がアライメントずれの前後で変化する。以上を勘案し、本実施例では、制御装置６は、スキャナ収容部５０ごとに、アライメント情報ＩＡが示す基準角度と、姿勢センサ８の出力に基づく最新計測角度とを、回転方向（例えばＸ軸回りとなるロール方向、Ｙ軸回りとなるピッチ方向、Ｚ軸回りとなるヨー方向）ごとに比較し、所定角度以上のずれが生じていた回転方向が存在する場合には、事故等によりスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じたと推定する。

なお、配置角度の変化を伴わないアライメントずれ（即ちＸ軸、Ｙ軸、又は／及びＺ軸に沿った位置ずれ）が生じた場合には、姿勢センサ８の計測値がずれの前後で変化しない。一方、事故等の衝撃によりスキャナ収容部５０にずれが生じた場合、位置ずれに加えて、必然的に配置角度のずれが生じることが想定される。よって、本実施例では、制御装置６は、スキャナ収容部５０の配置角度のずれを検出することで、キャリブレーションの要否を判定する。

（２）他の方法による検出
制御装置６は、上述のアライメント情報ＩＡに基づくアライメントずれの検出処理に代えて、以下に説明するいずれかの方法（第２及び第３の方法）により異常を検知した場合においても同様に、事故によるスキャナ収容部５０のアライメントずれがあったと推定し、後述するキャリブレーション処理を実行すべきと判定してもよい。

第２の方法では、制御装置６は、車両に設けられた衝撃センサ９の出力に基づき、所定程度以上の衝撃が車両に発生したと判断した場合、事故に起因してスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じた可能性が高く、後述するキャリブレーション処理が必要であると判定する。例えば、制御装置６は、図２において説明したように、所定程度以上の衝撃があったことを示す衝撃情報を衝撃センサ９から受信した場合に、車両に衝撃が発生したと判断する。これによっても、制御装置６は、スキャナ収容部５０のアライメントずれの発生を好適に検知することができる。

第３の方法では、制御装置６は、対象物の認識処理においてエラーが生じた場合に、事故に起因してスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じた可能性が高く、後述するキャリブレーション処理が必要であると判定する。例えば、制御装置６は、各スキャナＬの受信光パルスに基づき生成した点群情報を合成することで認識した道路面が歪んでいる場合、即ち、スキャナＬごとの点群情報が示す道路面ごとに傾斜角度が異なる場合、少なくともいずれかのスキャナＬにアライメントずれが生じていると判定する。

第３の方法に基づく別の例では、制御装置６は、走査範囲が重複するスキャナＬについて当該重複範囲に対する点群情報を比較し、比較する点群情報が示す点群の位置にずれが生じている場合、走査範囲が重複するスキャナＬの少なくともいずれかにアライメントずれが生じていると判定する。

第３の方法に基づくさらに別の例では、制御装置６は、車両の位置情報の精度が十分高い場合に、地図ＤＢ２０に登録されている特定の地物の位置情報と、当該地物を走査範囲に含む点群情報とを、車両の位置情報に基づき同一座標系に変換して比較する。そして、制御装置６は、当該地物の位置情報が示す位置と点群情報が示す地物の位置とにずれが生じている場合、当該地物を走査したスキャナＬにアライメントずれが生じていると判定する。

第３の方法に基づくさらに別の例では、制御装置６は、センサ部３に含まれるカメラが出力する画像に基づき認識した対象物の位置とライダユニット７が出力する点群情報に基づき認識した同一対象物の位置との照合を行う。そして、制御装置６は、照合した対象物の位置に所定量以上のずれが生じている場合、事故に起因してスキャナ収容部５０のアライメントずれが生じた可能性が高く、キャリブレーション処理が必要であると判定する。この場合、制御装置６は、複数のカメラの出力に基づき対象物の３次元位置を計測し、計測した３次元位置と、ライダユニット７が出力する点群情報に基づく３次元位置とを比較してもよい。

［キャリブレーション処理］
次に、車両の事故発生によるライダユニット７のアライメントずれが生じた場合に実行されるキャリブレーション処理について説明する。

制御装置６は、キャリブレーション処理として、後述する実走査範囲を変更する電子的調整、又は、各スキャナ収容部５０に備えられた調整機構１０の制御による物理的調整の少なくともいずれかを行う。なお、制御装置６は、キャリブレーション処理の前処理として、記憶部２に記憶したアライメント情報ＩＡが示す各スキャナ収容部５０の基準角度と、各スキャナ収容部５０の姿勢センサ８が出力する計測情報が示す最新計測角度との差を方向ごとに算出することで、各スキャナ収容部５０のアライメントずれ（即ち、ずれの方向及びずれ量）を特定する。

ここで、上述の電子的調整の具体例について説明する。図７（Ａ）は、キャリブレーション処理の実行前の、あるスキャナＬの出射方向に垂直な仮想照射平面上における、当該スキャナＬの走査可能範囲「ＳＲ」と、実走査範囲「ＦＯＶ」との対応関係を示す。ここで、走査可能範囲ＳＲは、送信光パルスによる走査が可能な範囲を指し、実走査範囲ＦＯＶは、送信光パルスによる走査が実際に行われている範囲を指す。なお、実走査範囲ＦＯＶ内の矢印は走査方向の一例を示している。

図７（Ａ）に示すように、実走査範囲ＦＯＶは、走査可能範ずれの方向及びずれ量に基づき、実走査範囲ＦＯＶを走査可能範囲ＳＲ内で移動させる。

図７（Ｂ）は、電子的調整に基づくスキャナＬの走査範囲囲ＳＲより小さい範囲に設定されており、制御装置６は、電子的調整として、アライメントの調整を行った後の走査可能範囲ＳＲと実走査範囲ＦＯＶとの対応関係を示す。図７（Ｂ）の例では、制御装置６は、当該スキャナＬを収容するスキャナ収容部５０に生じたアライメントずれの方向及びずれ量に基づいて、光送受信部ＴＲの内部信号のパラメータの変更を指示する制御信号を送信する。これにより、制御装置６は、実走査範囲ＦＯＶを、左上方向（矢印５５参照）に所定距離だけ移動させる。この場合、制御装置６は、例えば、各スキャナ収容部５０のずれに応じた実走査範囲ＦＯＶの移動方向及び移動幅を示すスキャナＬごとのマップ等を記憶部２に予め記憶しておき、当該マップを参照することで決定した実走査範囲ＦＯＶの移動方向及び移動幅に基づいて上述の制御信号を生成する。これにより、制御装置６は、現在のライダユニット７の走査範囲を、アライメント処理直後（即ちアライメントずれ発生前）のライダユニット７の走査範囲と同等となるように好適に調整する。

このように、制御装置６は、電子的調整に基づき、実走査範囲ＦＯＶを移動させることで、事故等に起因してアライメントずれが生じた場合であっても、ライダユニット７を用いた対象物の認識処理の精度低下を好適に抑制し、自動運転制御を継続させることができる。

また、制御装置６は、上述した電子的調整に代えて、スキャナ収容部５０の調整機構１０を制御することで、実走査範囲ＦＯＶを移動させる物理的調整を行ってもよい。この場合、例えば、各スキャナ収容部５０は、ロール方向、ピッチ方向及びヨー方向にそれぞれ回転自在であり、調整機構１０は、制御装置６から供給される制御信号に基づき、対応するスキャナ収容部５０の任意の回転方向における角度を調整する。

従って、制御装置６は、上述の物理的調整を行う場合、特定したスキャナ収容部５０のずれ方向及びずれ量に基づき、アライメントずれの前後において実走査範囲ＦＯＶが実質的に同一範囲となるように、調整機構１０へ送信する制御信号を生成する。この場合、例えば、スキャナ収容部５０のずれ方向及びずれ量と、スキャナ収容部５０を動かす方向（例えば図６のＸ、Ｙ、Ｚ軸回りの方向）と移動量との関係を示すマップが予め記憶部２に記憶される。そして、制御装置６は、上述のマップを参照することで、アライメントずれが生じたスキャナ収容部５０の調整機構１０に対する制御信号を生成する。

好適には、制御装置６は、上述した電子的調整のみではアライメント処理直後（即ちアライメントずれ発生前）のライダユニット７の走査範囲と同等な走査範囲となるように実走査範囲ＦＯＶを調整できないと判断した場合に、調整機構１０の制御に基づくスキャナ収容部５０の位置調整を行うとよい。

また、制御装置６は、スキャナ収容部５０のずれが大きく、上述した電子的調整及び物理的調整のいずれによってもアライメントずれの前後で実走査範囲ＦＯＶが同一範囲となるように調整できない場合、キャリブレーション処理を行わない。この場合、制御装置６は、キャリブレーション処理に代えて、手動運転への切り替えを促す又は予告する出力を報知部４により出力させたり、エラーが発生している旨の警告を報知部４に出力させたりする。この場合、制御装置６は、例えば、手動運転への切り替えを指示するユーザ入力を検知した場合、又は、上述の警告から所定時間経過後に、車両の運転モードを自動運転から手動運転に切り替える。これにより、制御装置６は、ライダユニット７を用いた認識処理の精度が低い状況で自動運転を継続するのを防ぎ、安全を好適に確保することができる。

［処理フロー］
次に、車両の出荷前に実行されるアライメント処理と、車両の出荷後の自動運転時に実行される処理について、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。

（１）アライメント処理
図８は、ライダユニット７のアライメント処理の手順を示すフローチャートである。計測システム１００は、図８に示すフローチャートの処理を、各スキャナＬを車両に設置する際に実行する。なお、アライメント処理は、水平な場所に車両が載置された状態で行われる。

まず、スキャナＬが収容されたスキャナ収容部５０をそれぞれ車両の所定位置に嵌め込み、各スキャナ収容部５０のアライメントを調整する（ステップＳ１０１）。この場合、例えば、制御装置６は、入力部１への入力等に基づき、位置調整が必要なスキャナ収容部５０の調整機構１０に制御信号を送信することで、スキャナ収容部５０のピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の少なくともいずれかの方向の角度を調整する。他の例では、人為的作業に基づき各スキャナ収容部５０のアライメントの調整が行われてもよい。

そして、ステップＳ１０１によるアライメントの調整完了後の各スキャナ収容部５０に設けられた姿勢センサ８が出力する計測情報を、各スキャナ収容部５０の基準角度を示すアライメント情報ＩＡとして記憶部２に記憶する（ステップＳ１０３）。

（２）自動運転時の処理
図９は、自動運転時に制御装置６が実行する処理フローを示すフローチャートの一例である。制御装置６は、図９のフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、制御装置６は、対象物の認識エラーが発生したか否か判定する（ステップＳ２０１）。この場合、制御装置６は、［事故検出処理］のセクションで説明した第３の方法に基づき、スキャナＬごとに得られる点群情報にずれ等が生じていないか否か判定する。そして、制御装置６は、対象物の認識エラーが発生した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ処理を移行する。

一方、対象物の認識エラーが発生していない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、制御装置６は、事故と推定される程度の衝撃を検出したか否か判定する（ステップＳ２０２）。この場合、制御装置６は、［事故検出処理］のセクションで説明した第２の方法に基づき、衝撃センサ９が出力する衝撃情報が示す値が一時的に所定の閾値を上回ったか否か判定する。そして、制御装置６は、事故と推定される程度の衝撃を検出した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ処理を移行する。

一方、上述の衝撃が検出されなかった場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、制御装置６は、アライメント情報ＩＡが示す基準角度と姿勢センサ８により検出された最新計測角度とのずれ量が所定量以上となる角度ずれを検出したか否か判定する（ステップＳ２０３）。そして、制御装置６は、上述の角度ずれを検出した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ処理を移行する。一方、上述の角度ずれが検出されなかった場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、ライダユニット７にアライメントずれが発生していないと判断し、フローチャートの処理を終了する。

次に、制御装置６は、ステップＳ２０１～ステップＳ２０３のいずれかにおいて異常を検出した場合に、基準角度と最新計測角度との角度ずれの方向及びずれ量を認識する（ステップＳ２０４）。そして、制御装置６は、キャリブレーション処理により上述の角度ずれを補うように実走査範囲ＦＯＶの調整が可能であるか否か判定する（ステップＳ２０５）。例えば、制御装置６は、［キャリブレーション処理］のセクションで説明した電子的調整又は物理的調整により調整可能な角度ずれの範囲の情報を予め記憶部２に記憶しておき、上述の範囲の情報を参照することで、キャリブレーション処理による実走査範囲ＦＯＶの調整の可否を判定する。

そして、制御装置６は、キャリブレーション処理により上述の角度ずれを補うように実走査範囲ＦＯＶの調整が可能であると判断した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、キャリブレーション処理の実行に関する案内を報知部４により出力する（ステップＳ２０６）。例えば、制御装置６は、キャリブレーション処理を実行することにより自動運転を継続可能である旨を出力すると共に、キャリブレーション処理の実行の有無を選択する入力を促す出力を報知部４により行う。そして、制御装置６は、キャリブレーション処理を実行すべき旨の入力を検知した場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ２０８）。この場合、例えば、制御装置６は、電子的調整により実走査範囲ＦＯＶを調整することで上述の角度ずれを補うことが可能である場合には、電子的調整による実走査範囲ＦＯＶの調整を行い、電子的調整のみでは上述の角度ずれを補うことができない場合には、調整機構１０の制御に基づくスキャナ収容部５０の物理的調整を行うことで、実走査範囲ＦＯＶの調整を行う。そして、制御装置６は、キャリブレーション処理が成功した場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。この場合、制御装置６は、自動運転の制御を継続して実行する。

一方、キャリブレーション処理によっては上述の角度ずれを補うように実走査範囲ＦＯＶの調整ができない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、又は、キャリブレーション処理を実行すべき旨の入力がない場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、若しくは、キャリブレーション処理が成功しなかった場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、制御装置６は、所定の警告表示又は／及び手動運転への切り替えを行う（ステップＳ２１０）。この場合、制御装置６は、自動運転を継続できない旨の案内又は手動運転への手動切替えを促す案内を出力したり、上述の案内後に手動運転への自動切替えなどを行ったりする。これにより、制御装置６は、ライダユニット７の信頼性が低下している場合に、手動運転への円滑な切り替えを促し、安全性低下を好適に抑制することができる。

以上説明したように、第１実施例に係る制御装置６は、機能的には、検出部６１と、制御部６２とを有する。検出部６１は、アライメント時に生成したアライメント情報ＩＡと、姿勢センサ８から受信するライダユニット７に関する計測情報とに基づき、車両の外部に向けて電磁波を照射するスキャナＬの配置角度の変化を検出する。そして、制御部６２は、検出部６１の検出結果に基づいて、スキャナＬの照射方向を制御する。これにより、制御装置６は、事故等に起因したアライメントずれがライダユニット７に生じた場合であっても、ライダユニット７のキャリブレーションを行うことで自動運転が継続できる状態を好適に保つことができる。

＜第２実施例＞
第２実施例では、制御装置６は、アライメント情報ＩＡが示す基準角度と姿勢センサ８が計測した最新計測角度とのずれに基づきキャリブレーションを行うのに代えて、又はこれに加えて、検出した地物の傾きを基準とした実走査範囲ＦＯＶのずれの検出結果に基づきキャリブレーションを行う点で、第１実施例と異なる。以後では、第１実施例と同様の構成要素については適宜同一の符号により表し、その説明を省略する。

図１０は、第２実施例に係る地図ＤＢ２０のデータ構造の一例を示す。図１０に示すように、地図ＤＢ２０は、道路データなどに加えて、道路周辺の地物に関する地物情報を含んでいる。地物情報は、地物ごとに登録されている情報であり、種別情報と、位置情報と、傾斜情報とを含んでいる。なお、このような地物情報を含む地図ＤＢを利用することにより、手動運転時における車両のナビゲーションや、自動運転時における高度な車両の運転制御が可能となる。

ここで、種別情報は、地物の種類を表す情報であり、例えば、車両周辺の地物がキャリブレーションを行う際に基準とする地物（「基準地物」とも呼ぶ。）として適しているか否か判定する処理などにおいて参照される。位置情報は、地物の絶対的な位置を示す情報であり、車両に対する地物の位置を特定する処理などにおいて参照される。傾斜情報は、地物の路面からの傾斜角度を示す情報である。

ここで、傾斜情報は、地物の側面（正面及び背面も含む）の輪郭が路面に対して形成する角度を示すものであってもよく、地物の輪郭の対称軸を示す線（地物の重心を通る線）が路面に対して形成する角度を示すものであってもよい。これについて、図１１を参照して説明する。

図１１（Ａ）は、道路上から観察した場合に矩形の輪郭を有する地物Ａとその地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度θとの関係を示した図である。図１１（Ａ）では、地物Ａは、角柱または円柱の形状を有しており、地物Ａに対応する地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度θは、地物Ａの側面（正面及び背面も含む）の輪郭が路面に対して形成する角度（ここでは約９０度）となっている。

図１１（Ｂ）は、道路上から観察した場合に天面にかけてテーパー形状となる輪郭を有する地物Ｂとその地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度θとの関係を示した図である。図１１（Ｂ）では、地物Ｂの輪郭は、破線７０を対称軸とする形状を有している。また、破線７０は、地物Ｂの輪郭の重心を通るラインであり、地物Ｂの側面を示す輪郭に略平行なラインである。地物Ｂに対応する地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度θは、破線７０が路面に対して形成する角度（ここでは約９０度）を示している。このように、図１１（Ｂ）の例では、地物Ｂの全体としての傾きの情報が傾斜情報として地物情報に記録されている。この場合、地物情報には、傾斜情報が地物の重心を通る線の傾斜角度を示していることを表わす所定のフラグなどが付加されてもよい。

図１１（Ｃ）は、道路上から観察した場合の地物Ｃとその地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度θ１、θ２との関係を示した図である。図１１（Ｃ）では、地物Ｃは、側面を形成する輪郭線７１、７２が路面に対して異なる角度θ１、θ２を形成している。そして、この場合、地物Ｃに対応する地物情報には、輪郭線７１、７２に対応する傾斜角度θ１、θ２を示す傾斜情報が含まれる。この場合、地物情報は、ライダユニット７で検出した輪郭線と地物情報に記録された傾斜角度との対応関係を識別可能なデータ構造を有するとよい。例えば、地物情報には、道路に近い輪郭線の傾斜角度から順に傾斜角度が記録されてもよい。

制御装置６は、図１１（Ａ）～（Ｃ）で説明したいずれかの形式に基づく傾斜情報が含まれる地物情報を参照し、ライダユニット７が検出した基準地物の輪郭を形成する点群から、地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度を形成する点を近似的に結んだ線（「地物基準線Ｌｏ」とも呼ぶ。）を特定する。次に、制御装置６は、特定した地物基準線Ｌｏと、矩形の実走査範囲ＦＯＶの境界の任意の一辺を形成する線（「実走査境界線Ｌｆ」とも呼ぶ。）とがなす角度を算出する。そして、制御装置６は、地物基準線Ｌｏと実走査境界線Ｌｆとがなす角度（「基準角度θｔａｇ」とも呼ぶ。）と、対応する傾斜情報が示す傾斜角度とに基づき、ライダユニット７のアライメントずれを検出する。このように、基準角度θｔａｇの情報は、第１情報として機能し、傾斜情報は、第２情報として機能する。

次に、基準角度θｔａｇと傾斜情報が示す傾斜角度とに基づくアライメントずれ検出方法の具体例について、図１２を参照して説明する。

図１２（Ａ）は、アライメントずれ発生前のあるスキャナＬの実走査範囲ＦＯＶと、当該実走査範囲ＦＯＶに重なる風景との対応関係を示す図である。図１２（Ａ）の例では、アライメントずれが生じていない場合、対象のスキャナＬの実走査範囲ＦＯＶの横手方向は路面（即ち水平線）と平行となっている。

この場合、まず、制御装置６は、ライダユニット７が生成した点群情報から地物６０の輪郭を形成する点群を抽出する。そして、制御装置６は、地物６０の輪郭を形成する点群を、実走査範囲ＦＯＶと同一平面に投影し、当該平面上での点群から、地物６０の側面の輪郭を形成する点群を特定することで、地物基準線Ｌｏを認識する。なお、この場合、例えば、制御装置６は、実走査範囲ＦＯＶを、車両から所定距離だけ離れた仮想的な照射面上において送信光パルスが照射される範囲であると仮定してもよい。また、制御装置６は、実走査範囲ＦＯＶの境界線から実走査境界線Ｌｆ（ここでは実走査範囲ＦＯＶの底辺）を決定し、決定した実走査境界線Ｌｆと地物基準線Ｌｏとに基づき基準角度θｔａｇを算出する。

そして、制御装置６は、算出した基準角度θｔａｇ（ここでは９０度）と、地物６０に対応する地物情報の傾斜情報が示す傾斜角度（ここでは９０度）との角度差を算出する。この場合、上述の角度差は０度となるため、制御装置６は、図１２（Ａ）の例では、対象の実走査範囲ＦＯＶに対応するスキャナＬには角度ずれが生じていないと判断する。よって、この場合、制御装置６は、対象のスキャナＬについてキャリブレーションが必要ないと判断する。

図１２（Ｂ）は、アライメントずれが生じているスキャナＬの実走査範囲ＦＯＶと、当該実走査範囲ＦＯＶに重なる風景との対応関係を示す図である。

この場合、制御装置６は、図１２（Ａ）と同様の処理を実行することで、実走査境界線Ｌｆ及び地物基準線Ｌｏを特定し、実走査境界線Ｌｆと地物基準線Ｌｏとがなす基準角度θｔａｇを算出する。そして、制御装置６は、算出した基準角度θｔａｇ（ここでは１００度）と、参照した傾斜情報が示す地物６０の傾斜角度（ここでは９０度）との角度差（ここでは１０度）を算出する。この場合、制御装置６は、上述の角度差が所定差以上であることから、対象のスキャナＬにアライメントずれが生じていると判断する。よって、この場合、制御装置６は、対象のスキャナＬについてキャリブレーションを実行する必要があると判断する。

図１２（Ｃ）は、キャリブレーション実行後の実走査範囲ＦＯＶと当該実走査範囲ＦＯＶに重なる風景との対応関係を示す図である。図１２（Ｃ）において、一点鎖線６１は、キャリブレーション実行前の実走査境界線Ｌｆの位置を示している。

制御装置６は、上述の角度差に基づき、対象の実走査範囲ＦＯＶに対応するスキャナＬがロール方向（時計周り）に１０度だけずれていると判断する。よって、この場合、制御装置６は、第１実施例の［キャリブレーション処理］で説明したキャリブレーション手法に基づき、実走査範囲ＦＯＶをロール方向（反時計回り）に１０度だけ回転させる。これにより、図１２（Ｃ）に示すように、実走査範囲ＦＯＶの長手方向と路面とが略平行となり、これらが対象のスキャナＬのアライメントずれが生じる前（即ち車両の衝撃発生前）と同様の対応関係となっている。

このように、制御装置６は、実走査境界線Ｌｆと地物基準線Ｌｏとがなす基準角度θｔａｇを算出することで、キャリブレーションの要否判定及びキャリブレーションを好適に実行することができる。なお、アライメントずれがない状態において、実走査範囲ＦＯＶの長手方向は、路面に対して平行である場合に限られず、路面に対して所定の傾き角度を有してもよい。この場合、例えば、制御装置６は、当該傾き角度の情報を予め記憶しておき、基準角度θｔａｇと傾斜情報が示す傾斜角度との角度差に対し、上述の傾き角度をさらに勘案することで、キャリブレーションの要否判定及びキャリブレーションを実行する。

また、基準地物の傾斜情報が図１１（Ｂ）の例と同様に地物の重心を通る線の傾斜角度を表す場合、制御装置６は、例えば、基準地物の点群を実走査範囲ＦＯＶと同一平面に投影した場合の点群の重心を求め、求めた重心を通る地物基準線Ｌｏ（例えば対称線）を所定の算出方法に基づき算出する。また、基準地物の傾斜情報に複数の輪郭ごとの傾斜角度が記録されている場合（図１１（Ｃ）参照）、制御装置６は、傾斜情報が示す少なくとも１つの傾斜角度と当該傾斜角度に対応する輪郭部分を表す点群情報とに基づき、地物基準線Ｌｏを算出する。この場合、制御装置６は、例えば、９０度に近い傾斜角度に対応する輪郭の点群情報に基づき地物基準線Ｌｏを算出してもよく、点群情報として検出できた輪郭の点群情報に基づき地物基準線Ｌｏを算出してもよい。

図１３は、第２実施例に係る地物を基準としたキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。制御装置６は、図１３に示すフローチャートの処理を、例えば、所定周期に従い繰り返し実行する。なお、制御装置６は、図１３に示すフローチャートの処理を、第１実施例で説明した図９のフローチャートの処理と並行して実行してもよく、図９のフローチャートの処理の代わりに実行してもよい。

まず、制御装置６は、車両周辺に存在する地物の地物情報を取得する（ステップＳ３０１）。この場合、例えば、制御装置６は、地物情報の位置情報及びセンサ部３の出力等に基づき生成した自車位置情報を参照し、自車位置からライダユニット７の最大測距距離以内となる範囲であって、いずれかのスキャナＬの実走査範囲ＦＯＶ内に存在する地物の地物情報を地図ＤＢ２０から抽出する。

次に、制御装置６は、基準地物とするのに適した地物が存在するか否か判定する（ステップＳ３０２）。この場合、例えば、制御装置６は、ステップＳ３０１で取得した地物情報に含まれる種別情報を参照し、風などの天候状況その他の外部環境によって輪郭が変動しない建物などの固定物が存在するか否か判定する。他の例では、制御装置６は、路面に対し垂直に構成されていると推定される地物（例えば、ビル、信号機の柱、電柱等）を、基準地物とするのに適した地物と判定する。この例では、制御装置６は、地物情報の種別情報に基づき路面に対し垂直に構成されている地物であるか否か推定してもよく、地物情報に含まれる傾斜情報が示す地物の輪郭の傾斜角度が約９０度であるか否かに基づき上述の判定を行ってもよい。

そして、制御装置６は、基準地物とするのに適した地物が存在する場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、当該地物をそれぞれ基準地物とみなし、以下のステップＳ３０３～ステップＳ３０６の処理を実行する。一方、制御装置６は、基準地物とするのに適した地物が存在しない場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。

次に、制御装置６は、基準地物の各々について、各地物の点群情報に基づき、地物の輪郭又は重心を通る線を形成する地物基準線Ｌｏを算出する（ステップＳ３０３）。この場合、制御装置６は、例えば、地物の位置情報などに基づき、ライダユニット７から得られる点群情報から基準地物ごとの点群を抽出し、基準地物の輪郭等を形成する地物基準線Ｌｏを基準地物ごとに算出する。

そして、制御装置６は、算出した基準地物ごとの地物基準線Ｌｏに対し、各基準地物を検知範囲に含むスキャナＬの実走査範囲ＦＯＶに基づく実走査境界線Ｌｆを特定し、基準角度θｔａｇを算出する（ステップＳ３０４）。そして、制御装置６は、傾斜情報が示す傾斜角度と基準角度θｔａｇとの角度差が所定角度差以上となる基準地物が存在するか否か判定する（ステップＳ３０５）。上述の所定角度は、例えば、角度差に基づくキャリブレーションの必要性及び基準角度θｔａｇの算出誤差等を勘案して予め定められる。

そして、制御装置６は、傾斜情報が示す傾斜角度と基準角度θｔａｇとの角度差が所定角度差以上となる基準地物が存在する場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、当該基準角度θｔａｇの算出に用いた実走査範囲ＦＯＶにずれが生じていると判断し、当該実走査範囲ＦＯＶに対応するスキャナＬに対し、上述の角度差に基づくキャリブレーションを実行する（ステップＳ３０６）。この場合、制御装置６は、上述の角度差をなくすように、電子的調整又は調整機構１０の制御による物理的調整により、対象の実走査範囲ＦＯＶを回転させる。なお、制御装置６は、第１実施例で説明した図９のフローチャートの処理と同様、キャリブレーションの実行前に、キャリブレーションの実行に関する案内を行い、キャリブレーションを実行すべき旨の入力を検知した場合にキャリブレーションを実行してもよい。

一方、制御装置６は、傾斜情報が示す傾斜角度と基準角度θｔａｇとの角度差が所定角度以上となる基準地物が存在しない場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、スキャナＬのアライメントずれが検出されず、キャリブレーションを実行する必要がないと判断する。よって、この場合、制御装置６は、キャリブレーションを実行することなく、フローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、第２実施例に係る制御装置６は、車両の周囲に存在する地物を検知可能なライダユニット７からの出力信号を取得し、ライダユニット７の出力信号に基づいて認識される地物の、ライダユニット７の検知範囲に対する傾斜角度を示す基準角度θｔａｇを算出する。そして、制御装置６は、基準角度θｔａｇと、記憶部２に記憶され、地物の路面に対する角度を示す傾斜情報とに基づいて、ライダユニット７の検知範囲を制御する。これによっても、制御装置６は、第１実施例と同様、ライダユニット７にアライメントずれが生じた場合に、ライダユニット７のキャリブレーションを行うことで自動運転が継続できる状態を好適に保つことができる。

＜第３実施例＞
第３実施例では、地図ＤＢ２０に含まれる地物情報には、対象の地物を基準地物とするキャリブレーションの実行の可否を示す情報（「キャリブレーション可否情報Ｉｃ」とも呼ぶ。）が含まれている点で第２実施例と異なる。そして、第３実施例では、制御装置６は、キャリブレーション可否情報Ｉｃを参照することで、各地物の基準地物としての適性を判定する。

図１４は、第３実施例において記憶部２が記憶する地図ＤＢ２０のデータ構造を示す。図１４に示すように、地図ＤＢ２０は、地物情報を有し、地物情報には、上述した種別情報、位置情報、傾斜情報に加えて、更にキャリブレーション可否情報Ｉｃが含まれている。ここで、キャリブレーション可否情報Ｉｃは、対応する地物を基準地物とするキャリブレーションの実行を許可する許可情報、又は、キャリブレーションの実行を許可しない不許可情報のいずれかを示すフラグ情報（調整可否情報）である。

キャリブレーションの実行を許可する旨のキャリブレーション可否情報Ｉｃが地物情報に付加される地物の例としては、外部環境によって輪郭が変動しない建物などの固定物、路面に対し略垂直に構成されている地物、及び、輪郭の傾斜度合いの変動が少ない地物（即ち直線に近い輪郭を有する地物）などが該当する。このように、地物基準線Ｌｏを算出する際に好適な（即ち地物基準線Ｌｏの算出誤差が小さくなるような）地物の地物情報には、キャリブレーションの実行を許可する旨のキャリブレーション可否情報Ｉｃが付加される。また、キャリブレーションの実行を許可しない旨のキャリブレーション可否情報Ｉｃが地物情報に付加される地物の例としては、外部環境によって輪郭形状が変動しやすい地物、路面に対し傾いて構成される地物、及び、輪郭の傾斜度合いの変動が多い地物（即ち曲線その他複雑形状の輪郭を有する地物）などが該当する。なお、キャリブレーション可否情報Ｉｃは、全ての地物の地物情報に含まれる場合に限られず、基準地物とするキャリブレーションの実行が許可された地物の地物情報のみに付加されてもよく、基準地物とするキャリブレーションの実行が許可されない地物の地物情報のみに付加されてもよい。

記憶部２は、図１４に示すようなデータ構造を有する地物情報を記憶し、制御装置６に供給する。そして、制御装置６は、記憶部２から供給される地物情報に基づき、図１３に示すフローチャートを実行する。この場合、制御装置６は、ステップＳ３０２において、各地物の地物情報に含まれるキャリブレーション可否情報Ｉｃを参照することで、各地物が基準地物として適しているか否か判定する。そして、制御装置６は、キャリブレーション可否情報Ｉｃに基づき基準地物として適性を有すると判定した地物を基準地物とみなし、ステップＳ３０３～ステップＳ３０６の処理を実行する。これにより、制御装置６は、基準地物を的確に選定し、キャリブレーションの実行可否の判定及びキャリブレーションをより的確に実行することができる。

以上説明したように、第３実施例に係る計測システム１００の記憶部２は、車両に配置されたライダユニット７が、地物情報に基づいて、ライダユニット７の検知範囲のキャリブレーションを行うことを許可すること又は不許可とすることを示すキャリブレーション可否情報Ｉｃが含まれるデータ構造を有する地物情報を記憶する。これにより、制御装置６は、ライダユニット７の検知範囲のキャリブレーションを行う際に基準とする地物の選定を、的確に実行することができる。

＜変形例＞
次に、第１～第３実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
第１～第３実施例において、制御装置６の処理の一部又は全部を、ライダユニット７の信号処理部ＳＰが実行してもよい。例えば、信号処理部ＳＰは、図９のフローチャートの処理を制御装置６の代わりに実行してもよい。この場合、信号処理部ＳＰは、記憶部２又はライダユニット７が内蔵するメモリからアライメント情報ＩＡなどを参照すると共に、各スキャナ収容部５０等に設けられた姿勢センサ８の出力値を取得することで、図９のステップＳ２０１～ステップＳ２０４の処理を実行する。また、信号処理部ＳＰは、ステップＳ２０８のキャリブレーション処理では、調整機構１０又は／及び光送受信部ＴＲに対し、検出した角度ずれに応じて走査範囲を調整するための制御信号を送信する。同様に、信号処理部ＳＰは、図１３のフローチャートの処理を制御装置６の代わりに実行してもよい。なお、本変形例では、信号処理部ＳＰは、入力部１、記憶部２、姿勢センサ８などの計測システム１００の各構成要素と制御装置６を介すことなく信号の授受を行ってもよい。また、信号処理部ＳＰが制御装置６の全ての処理を実行する場合には、計測システム１００には制御装置６が設けられていなくともよい。

（変形例２）
第１～第３実施例において、図４等の例では、スキャナＬは、車両に対して複数個設けられていたが、これに限らず、車両に対して１個のみ設けられてもよい。この場合、スキャナＬは、例えば３６０度の範囲で送信光パルスを走査することで、車両に対して任意の方角に存在する対象物に対して送信光パルスを照射する。この場合であっても、制御装置６は、第１～第３実施例のいずれかに基づき、車両に対して設置されたスキャナＬのアライメントずれを検出し、必要に応じてキャリブレーション処理を行うことで、自動運転を好適に継続させることができる。このように、スキャナＬは、車両に対して少なくとも１個設けられていればよい。

（変形例３）
第１実施例において、図６の説明では、制御装置６は、姿勢センサ８の出力に基づき、ライダユニット７の各スキャナＬの車両に対するＸＹＺ軸回りの角度変化を検出した。これに加えて、制御装置６は、スキャナＬの車両に対するＸＹＺ軸に沿った位置変化を検出してもよい。

この場合、例えば、各スキャナ収容部５０又はスキャナＬには、位置変化を検出するセンサ（位置検出センサ）が設けられ、調整機構１０は、スキャナ収容部５０又はスキャナＬを平行移動させる機能を有する。制御装置６は、図８に示すアライメント処理において、アライメント調整後の各スキャナＬの配置位置及び配置角度に関する情報を、アライメント情報ＩＡとして記憶部２に記憶する。そして、制御装置６は、記憶部２に記憶したアライメント情報ＩＡに基づき、図９のフローチャートの処理を実行する。この場合、制御装置６は、ステップＳ２０３では、姿勢センサ８の出力及び上述の位置検出センサの出力に基づき、スキャナ収容部５０又はスキャナＬの配置位置及び配置角度に関するアライメントずれの有無を検出する。その後、制御装置６は、実施例と同様、ステップＳ２０４～ステップＳ２１０の処理を実行することで、スキャナＬのアライメントずれに関するキャリブレーションを実行したり、所定の警告表示や手動運転への切替えを実行したりする。このように、スキャナＬの配置位置の変化が生じた場合であっても、キャリブレーションにより周辺環境の計測を好適に継続したり、安全上の観点から手動運転に切り替えたりすることができる。

（変形例４）
第１～第３実施例において、計測システム１００は、ライダユニット７のアライメントずれを検出対象とする代わりに、ライダユニット７以外の電磁波を照射する外界センサを対象としてアライメントずれの検出及びキャリブレーション処理の実行等を行ってもよい。これによっても、計測システム１００は、図９又は図１３のフローチャートと同様の処理手順に基づき、自動運転に必要な外界センサの設置位置のずれが生じたと推定される場合に、当該ずれを補うように外界センサのキャリブレーション処理等を実行する。これにより、事故発生前後において外界センサの検知範囲が変更されるのを好適に抑制し、キャリブレーション処理が実行不可である場合には手動運転への切り替えを促して安全を確保することができる。

（変形例５）
第１実施例において、制御装置６は、アライメント情報ＩＡを、アライメント調整直後以外の所定のタイミングで生成又は更新してもよい。例えば、制御装置６は、車両の走行道路が平坦な道路であると判定した場合、スキャナ収容部５０のそれぞれに設けられた姿勢センサ８の出力信号に基づきアライメント情報ＩＡを生成し、記憶部２に記憶させる。この場合、制御装置６は、車両の傾きを検知する加速度センサの出力に基づき車両の走行道路が平坦な道路か否か判定してもよく、現在位置情報及び地図ＤＢ２０に含まれる道路データの道路傾斜情報に基づき車両の走行道路が平坦な道路か否か判定してもよい。

（変形例６）
第１～第３実施例において、計測システム１００は、地図ＤＢ２０を備える代わりに、地図ＤＢ２０と同等な情報を記憶するサーバ装置から処理に必要な情報を受信してもよい。

図１５は、本変形例に係る構成例を示す。図１５の例では、サーバ装置２１は、図１４に示した地図ＤＢ２０と同様のデータ構造を有する配信地図ＤＢ２２を備え、各車両に搭載された計測システム１００に対し、キャリブレーション可否情報Ｉｃを含む地物情報などのデータを送信する。この場合、計測システム１００は、車載機などの通信装置であってもよく、車両に内蔵されたシステムであってもよい。そして、計測システム１００は、例えば第３実施例の場合には、サーバ装置２１から受信した地物情報等に基づき、図１３のフローチャートに基づくキャリブレーションを実行する。この場合、計測システム１００は、車両周辺の地物が基準地物として適しているか否かをキャリブレーション可否情報Ｉｃに基づき的確に判定し、キャリブレーションの要否判定及びキャリブレーションを実行することができる。

１ 入力部
２ 記憶部
３ センサ部
４ 報知部
５ 通信部
６ 制御装置
１００ 計測システム

Claims (1)

1. 移動体の周囲に存在する地物を検知可能な検知装置からの出力信号を取得する第１取得部と、
   前記検知装置の出力信号に基づいて認識される地物の、前記検知装置の検知範囲に対する傾斜に関する第１情報を取得する第２取得部と、
   前記第１情報と、記憶部に記憶された前記地物の路面に対する角度に関する第２情報とに基づいて、前記検知装置の検知範囲を制御する制御部と、
   を備える制御装置。