JP2024123716A

JP2024123716A - 測距装置及び測距方法

Info

Publication number: JP2024123716A
Application number: JP2023031350A
Authority: JP
Inventors: 俊平鈴木; Shunpei Suzuki
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2023-03-01
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2024-09-12
Also published as: WO2024181041A1

Abstract

【課題】反射信号をフレアか否かを判別する測距装置及び測距方法を提供する。
【解決手段】本開示の測距装置は、光を発光する複数の発光素子を有する発光部と、前記複数の発光素子から発光された光の入射を検出する複数の受光素子を有する受光部と、前記発光素子と、前記受光素子との各チャネルにおける、前記発光素子の発光のタイミング及び前記受光素子の受光開始のタイミングを制御する制御部と、前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を演算する演算部と、を備え、前記制御部は、前記複数の受光素子を前記受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う。
【選択図】図１

Description

本開示は、測距装置及び測距方法に関する。

複数のチャネルを有するＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging）装置により測距を行う場合、あるチャネルから射出されたレーザー光が対象物で反射し、同一のチャンネルで受光することにより、物体までの距離を判断する。

しかし、対象物が高反射物体である場合、反射したレーザー光の成分の一部がＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）パッケージやＬｉＤＡＲ光学系といった装置の内部で多重反射を起こし、他のチャネルでこの反射光を受光してしまうフレアと呼ばれる現象が発生する。

チャネルにて受光した反射光が、実際の物体からによるものか、あるいはフレアによるものかが判別できない場合、ＬｉＤＡＲ装置は、フレアによる反射光を受光したチャネルにおいても物体があると誤認識してしまう。

特開２０２１―１１０７３９号公報

光路が異なり、時間的に分離された反射信号について、クロストークか否かを判別する技術がある。一方、フレアは時間的に分離されておらず、ＬｉＤＡＲ装置までの反射光の光路は同一であるため、この技術を適用することは難しい。

そこで、本開示はこれらの問題に鑑み、反射信号をフレアか否かを判別する測距装置及び測距方法を提供する。

本開示の第１の側面の測距装置は、光を発光する複数の発光素子を有する発光部と、前記複数の発光素子から発光された光の入射を検出する複数の受光素子を有する受光部と、前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御部と、前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて、測定対象物までの距離を演算する演算部とを備え、前記制御部は、前記複数の受光素子を受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う。これにより、制御部は、発光素子を各チャネルでずらして発光させ、また、受光素子の受光を同時に開始することで、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。また、演算部は、各チャネルの第１の測距時間を比較し、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認することで、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この第１の側面において、前記演算部は、前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、各チャネルの第１の測距時間を比較し、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認することで、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この第１の側面において、前記演算部は、前記第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定し、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この第１の側面において、前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。

また、この第１の側面において、前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。また、演算部は、例えば、斜めの壁といった、第1の測距時間が老番になるにつれて短くなるような測定対象物であっても、より精度よくフレアの発生を検出することができる。

また、この第１の側面において、前記制御部は、前記複数の受光素子の前記受光開始を、異なるチャネルで同時に行い前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。

また、この第１の側面において、前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネルで同時にして第２の測距をさらに行ってもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第１の側面において、前記演算部は、前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、前記第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第１の側面において、前記演算部は、前記第１の測距時間を異なるチャネル間で比較し、前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定してもよい。これにより、演算部は、第１の測距により、フレアが発生した可能性があると判断することができる。

また、この第１の側面において、前記演算部は、前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第１の側面において、前記制御部は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行ってもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

本開示の第２の側面の測距方法は、複数の発光素子から光を発光する発光工程と、前記複数の発光素子から発光された光の入射を複数の受光素子により検出する受光工程と、前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御工程と、前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を演算する演算工程とを含み、前記制御工程は、前記複数の受光素子を受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う。これにより、制御部は、発光素子を各チャネルでずらして発光させ、また、受光素子の受光を同時に開始することで、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。また、演算部は、各チャネルの第１の測距時間を比較し、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認することで、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この第２の側面において、前記演算工程は、前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この第２の側面において、前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。

また、この第２の側面において、前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。また、演算部は、例えば、斜めの壁といった、第1の測距時間が老番になるにつれて短くなるような測定対象物であっても、より精度よくフレアの発生を検出することができる。

また、この第２の側面において、前記制御工程は、前記複数の受光素子の前記受光開始を各チャネルで同時に行い前記第１の測距を行ってもよい。これにより、制御部は、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。

また、この第２の側面において、前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを各チャネルで同時にして第２の測距をさらに行ってもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第２の側面において、前記演算工程は、前記第１の測距に関する第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第２の側面において、前記演算工程は、前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出してもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

また、この第２の側面において、前記制御工程は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行ってもよい。これにより、演算部は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示すブロック図である。第１実施形態における測距装置の光学構成図である。第１実施形態における受光部の概略構成例を示すブロック図である。第１実施形態におけるＳＰＡＤ画素の概略構成例を示す回路図である。第１実施形態におけるＳＰＡＤ加算部のより詳細な構成例を示すブロック図である。多重反射が発生した場合のＳＰＡＤ画素の動作の例である。第１実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。第１実施形態における制御部が発光部の半導体レーザダイオードを制御する際のフローチャートの例である。第１実施形態における演算部がフレア信号の発生を検出する際のフローチャートの例である。正対している壁及び斜めの壁に対して測距を行った際の説明図である。第２実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。第３実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。車両制御システムの構成例を示すブロック図である。センシング領域の例を示す図である。

以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、測距装置１００は、制御部４と、発光部２と、受光部３と、演算部５と、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）６とを備える。測距装置１００は、例えばＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging）やＴｏＦ（Time of Flight）センサである。

制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの情報処理装置で構成され、測距装置１００の各部を制御する。その詳細については後述するが、発光部２や受光部２における各素子の発光及び受光のタイミングを制御する。

外部Ｉ／Ｆ６は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）や有線ＬＡＮの他、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した通信ネットワークを介して外部のホスト７と通信を確立するための通信アダプタであってよい。

ここで、ホスト７は、例えば、測距装置１００が自動車等に実装される場合には、自動車等に搭載されている車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などであってよい。また、測距装置１００が家庭内ペットロボットなどの自律移動ロボットやロボット掃除機や無人航空機や追従運搬ロボットなどの自律移動体に搭載されている場合には、ホスト７は、その自律移動体を制御する制御装置等であってよい。

発光部２は、例えば、複数の半導体レーザダイオードを光源として備えており、所定時間幅のパルス状の発光ビームＬ１を所定周期（発光周期ともいう）で出射する。半導体レーザダイオードは、発光素子の例である。また、発光部２は、例えば、１ＭＨｚ（メガヘルツ）の周期で、１ｎｓ（ナノ秒）の時間幅の発光ビームＬ１を出射する。発光部２から出射した発光ビームＬ１は、例えば、測距範囲内に測定対象物９０が存在する場合には、この測定対象物９０で反射して、受光ビームＬ２として、受光部３に入射する。

受光部３は、その詳細については後述するが、例えば、２次元格子状に配列した複数のＳＰＡＤ画素を備え、発光部２の発光後にフォトンの入射を検出したＳＰＡＤ画素の数（以下、検出数という）に関する情報（例えば、後述における検出信号の数に相当）を出力する。受光部３は、例えば、発光部２の１回の発光に対し、所定のサンプリング周期でフォトンの入射を検出してその検出数を出力する。ＳＰＡＤ画素は、受光素子の例である。

演算部５は、受光部３から出力された検出数を複数のＳＰＡＤ画素（例えば、後述する１又は複数のマクロ画素に相当）ごとに集計し、その集計により得られた画素値に基づいて、横軸を飛行時間とし、縦軸を累積画素値（頻度値）としたヒストグラムを作成する。例えば、演算部５は、発光部２の１回の発光に対して所定のサンプリング周波数で検出数を集計して画素値を求めることを、発光部２の複数回の発光に対して繰り返し実行することで、横軸（ヒストグラムのビン）を飛行時間に相当するサンプリング周期とし、縦軸を各サンプリング周期で求められた画素値を累積することで得られた累積画素値としたヒストグラムを作成する。また、演算部５は、測距装置内でフレアが発生したか否かを判断する。詳細は後述する。

また、演算部５は、作成したヒストグラムに対して所定のフィルタ処理を施した後、フィルタ処理後のヒストグラムから累積画素値がピークとなる際の飛行時間を特定する。そして、演算部５は、特定した飛行時間に基づいて、測距装置１００又はこれを搭載するデバイスから測距範囲内に存在する測定対象物９０までの距離を算出する。なお、演算部５で算出された距離の情報は、例えば、外部Ｉ／Ｆ６を介してホスト７等に出力されてもよい。

図２は、第１実施形態における測距装置の光学構成図である。

なお、図２では、受光部３の画角を水平方向に走査する、いわゆるスキャン型の光学システムを例示するが、これに限定されず、例えば、受光部３の画角が固定された、いわゆるフラッシュ型の測距装置とすることも可能である。

図２に示すように、測距装置１００は、光学システムとして、レーザー１３１と、投光レンズ１３２と、ミラー１３３と、スキャナー１３５と、受光レンズ１４２と、ＳＰＡＤアレイ１４１とを備える。レーザー１３１、投光レンズ１３２、ミラー１３３及びスキャナー１３５は、例えば、図１における発光部２に含まれる。

図２に示す構成において、レーザー１３１から出射した発光ビームＬ１は、投光レンズ１３２により、断面の強度スペクトルが垂直方向に長い矩形の平行光に変換され、その後
、ミラー１３３に入射する。ミラー１３３は、入射した発光ビームＬ１の一部を反射する。ミラー１３３で反射した発光ビームＬ１は、スキャナー１３５に入射する。スキャナー１３５は、例えば、所定の回転軸を振動中心として水平方向に振動する。これにより、スキャナー１３５で反射した発光ビームＬ１の画角ＳＲが測距範囲ＡＲを水平方向に往復走査するように、発光ビームＬ１が水平走査される。レーザー１３１の発光についてのタイミング制御は、制御部４によって行われる。

スキャナー１３５で反射した発光ビームＬ１は、測距範囲ＡＲ内に存在する測定対象物９０で反射し、受光ビームＬ２としてスキャナー１３５に入射する。スキャナー１３５に入射した受光ビームＬ２は、ミラー１３３の上、または下を通過して受光レンズ１４２に入射し、ＳＰＡＤアレイ１４１内の特定の領域で検出される。

また、ＳＰＡＤアレイ１４１内の特定の領域は、行及び／又は列方向に配列する所定数ずつのＳＰＡＤ画素２０で構成された複数のマクロ画素を含んでいる。

図２の例では、発光ビームＬ１は、垂直方向に長い矩形であり、ＳＰＡＤアレイ１４１内の特定の領域も同様に、垂直方向に長い矩形である。発光ビームＬ１を射出する半導体レーザダイオードと、受光ビームＬ２を受光するＳＰＡＤアレイ１４１内の特定の領域におけるＳＰＡＤ画素２０とは、１対１で対応している。このように、発光素子と、受光素子とが１対１で対応している関係について、本実施形態ではチャネルと呼ぶ。

図３は、第１実施形態における受光部の概略構成例を示すブロック図である。

図３に示すように、受光部３は、ＳＰＡＤアレイ１４１と、タイミング制御回路１４３と、駆動回路１４４と、出力回路１４５とを備える。受光部３には、受光レンズ１４２が含まれていてもよい。

ＳＰＡＤアレイ１４１は、２次元格子状に配列する複数のＳＰＡＤ画素２０を備える。複数のＳＰＡＤ画素２０に対しては、列ごとに画素駆動線ＬＤ（図面中の上下方向）が接続され、行ごとに出力信号線ＬＳ（図面中の左右方向）が接続される。画素駆動線ＬＤの一端は、駆動回路１４４の各列に対応した出力端に接続され、出力信号線ＬＳの一端は、出力回路１４５の各行に対応した入力端に接続される。

駆動回路１４４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、ＳＰＡＤアレイ１４１の各ＳＰＡＤ画素２０を、全画素同時や列単位等で駆動する。そこで、駆動回路１４４は、少なくとも、ＳＰＡＤアレイ１４１内の選択列における各ＳＰＡＤ画素２０に、後述するクエンチ電圧Ｖ＿ＱＣＨを印加する回路と、選択列における各ＳＰＡＤ画素２０に、後述する選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬを印加する回路とを含む。そして、駆動回路１４４は、読出し対象の列に対応する画素駆動線ＬＤに選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬを印加することで、フォトンの入射を検出するために用いるＳＰＡＤ画素２０を列単位で選択する。

駆動回路１４４によって選択走査された列の各ＳＰＡＤ画素２０から出力される信号（検出信号という）Ｖ＿ＯＵＴは、出力信号線ＬＳの各々を通して出力回路１４５に入力される。出力回路１４５は、各ＳＰＡＤ画素２０から入力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴを、マクロ画素ごとに設けられたＳＰＡＤ加算部へ出力する。

タイミング制御回路１４３は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等を含み、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、駆動回路１４４及び出力回路１４５を制御する。

図４は、第１実施形態におけるＳＰＡＤ画素の概略構成例を示す回路図である。

図４に示すように、ＳＰＡＤ画素２０は、受光素子としてのフォトダイオード４２と、フォトダイオード４２にフォトンが入射したことを検出する読出し回路４３とを備える。フォトダイオード４２は、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤが印加されている状態でフォトンが入射すると、アバランシェ電流を発生する。

読出し回路４３は、クエンチ抵抗４４と、デジタル変換器４６と、インバータ４７と、バッファ４８と、選択トランジスタ４５とを備える。クエンチ抵抗４４は、例えば、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor。以下、ＮＭＯＳトランジスタという）で構成され、そのドレインがフォトダイオード４２のアノードに接続され、そのソースが選択トランジスタ４５を介して接地されている。また、クエンチ抵抗４４を構成するＮＭＯＳトランジスタのゲートには、当該ＮＭＯＳトランジスタをクエンチ抵抗として作用させるために予め設定されているクエンチ電圧Ｖ＿ＱＣＨが、駆動回路１４４から画素駆動線ＬＤを介して印加される。

本実施形態において、フォトダイオード４２はＳＰＡＤである。ＳＰＡＤは、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧が印加されるとガイガーモードで動作するアバランシェフォトダイオードであり、１つのフォトンの入射を検出可能である。

デジタル変換器４６は、抵抗２５１とＮＭＯＳトランジスタ２５２とを備える。ＮＭＯＳトランジスタ２５２は、そのドレインが抵抗２５１を介して電源電圧ＶＤＤに接続され、そのソースが接地されている。また、ＮＭＯＳトランジスタ２５２のゲートには、フォトダイオード４２のアノードとクエンチ抵抗４４との接続点Ｎ１の電圧が印加される。

インバータ４７は、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ（以下、ＰＭＯＳトランジスタという）２６１とＮＭＯＳトランジスタ２６２とを備える。ＰＭＯＳトランジスタ２６１は、そのドレインが電源電圧ＶＤＤに接続され、そのソースがＮＭＯＳトランジスタ２６２のドレインに接続されている。ＮＭＯＳトランジスタ２６２は、そのドレインがＰＭＯＳトランジスタ２６１のソースに接続され、そのソースが接地されている。ＰＭＯＳトランジスタ２６１
のゲート及びＮＭＯＳトランジスタ２６２のゲートには、それぞれ抵抗２５１とＮＭＯＳトランジスタ２５２のドレインとの接続点Ｎ２の電圧が印加される。インバータ４７の出力は、バッファ４８に入力される。

バッファ４８は、インピーダンス変換のための回路であり、インバータ４７から出力信号を入力すると、その入力した出力信号をインピーダンス変換し、検出信号Ｖ＿ＯＵＴとして出力する。

選択トランジスタ４５は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、そのドレインがクエンチ抵抗４４を構成するＮＭＯＳトランジスタのソースに接続され、そのソースが接地されている。選択トランジスタ４５は、駆動回路１４４に接続されており、選択トランジスタ４５のゲートに駆動回路１４４からの選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが画素駆動線ＬＤを介して印加されると、オフ状態からオン状態に変化する。

図４に例示した読出し回路４３は、例えば、以下のように動作する。まず、駆動回路１４４から選択トランジスタ４５に選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが印加されて選択トランジスタ４５がオン状態となっている期間、フォトダイオード４２には降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤが印加される。これにより、フォトダイオード４２の動作が許可（ＳＰＡＤオンとも呼ぶ）される。

一方、駆動回路１４４から選択トランジスタ４５に選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが印加されておらず、選択トランジスタ４５がオフ状態となっている期間、逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤがフォトダイオード４２に印加されないことから、フォトダイオード４２の動作が禁止される。

選択トランジスタ４５がオン状態であるときにフォトダイオード４２にフォトンが入射すると、フォトダイオード４２においてアバランシェ電流が発生する。それにより、クエンチ抵抗４４にアバランシェ電流が流れ、接続点Ｎ１の電圧が上昇する。接続点Ｎ１の電圧がＮＭＯＳトランジスタ２５２のオン電圧よりも高くなると、ＮＭＯＳトランジスタ２５２がオン状態になり、接続点Ｎ２の電圧が電源電圧ＶＤＤから０Ｖに変化する。そして、接続点Ｎ２の電圧が電源電圧ＶＤＤから０Ｖに変化すると、ＰＭＯＳトランジスタ２６１がオフ状態からオン状態に変化すると共に、ＮＭＯＳトランジスタ２６２がオン状態からオフ状態に変化し、接続点Ｎ３の電圧が０Ｖから電源電圧ＶＤＤに変化する。その結果、バッファ４８からハイレベルの検出信号Ｖ＿ＯＵＴが出力される。

その後、接続点Ｎ１の電圧が上昇し続けると、フォトダイオード４２のアノードとカソードとの間に印加されている電圧が降伏電圧よりも小さくなり、それにより、アバランシェ電流が止まって、接続点Ｎ１の電圧が低下する。そして、接続点Ｎ１の電圧がＮＭＯＳトランジスタ２５２のオン電圧よりも低くなると、ＮＭＯＳトランジスタ２５２がオフ状態になり、バッファ４８からの検出信号Ｖ＿ＯＵＴの出力が停止する（ローレベル）。

このように、読出し回路４３は、フォトダイオード４２にフォトンが入射してアバランシェ電流が発生し、これによりＮＭＯＳトランジスタ２５２がオン状態になったタイミングから、アバランシェ電流が止まってＮＭＯＳトランジスタ２５２がオフ状態になるタイミングまでの期間、ハイレベルの検出信号Ｖ＿ＯＵＴを出力する。出力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴは、出力回路１４５を介して、マクロ画素ごとのＳＰＡＤ加算部に入力される。したがって、各ＳＰＡＤ加算部には、１つのマクロ画素を構成する複数のＳＰＡＤ画素２０のうちでフォトンの入射が検出されたＳＰＡＤ画素２０の数（検出数）の検出信号Ｖ＿ＯＵＴが入力される。

図５は、第１実施形態におけるＳＰＡＤ加算部のより詳細な構成例を示すブロック図である。

図５に示すように、ＳＰＡＤ加算部３４は、例えば、パルス整形部３７と、受光数カウント部３８とを備える。

パルス整形部３７は、ＳＰＡＤアレイ１４１から出力回路１４５を介して入力した検出信号Ｖ＿ＯＵＴのパルス波形を、ＳＰＡＤ加算部３４の動作クロックに応じた時間幅のパルス波形に整形する。

受光数カウント部３８は、対応するマクロ画素３３からサンプリング周期ごとに入力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴをカウントすることで、フォトンの入射が検出されたＳＰＡＤ画素２０の個数（検出数）をサンプリング周期ごとに計数し、この計数値をマクロ画素３３の画素値として出力する。

ここで、サンプリング周期とは、受光部３のＳＰＡＤ画素２０がＳＰＡＤオンとなり、発光部２が発光ビーム光Ｌ１を出射してから受光部３でフォトンの入射が検出されるまでの時間（飛行時間）を計測する周期である。このサンプリング周期には、発光部２の発光周期よりも短い周期が設定される。例えば、サンプリング周期をより短くすることで、より高い時間分解能で、発光部２から出射して測定対象物９０で反射したフォトンの飛行時間を算出することが可能となる。これは、サンプリング周波数をより高くすることで、より高い測距分解能で測定対象物９０までの距離を算出することが可能となることを意味している。

例えば、発光部２が発光ビーム光Ｌ１を出射して、この発光ビーム光Ｌ１が測定対象物９０で反射し、この反射光Ｌ２が受光部３に入射するまでの飛行時間をｔとすると、光速Ｃが一定（Ｃ≒３００，０００，０００ｍ（メートル）／ｓ（秒））であることから、測定対象物９０までの距離Ｌは、以下の式（１）のように算出することができる。
Ｌ＝Ｃ×ｔ／２（１）

そこで、サンプリング周波数を１ＧＨｚとすると、サンプリング周期は１ｎｓ（ナノ秒）となる。その場合、１つのサンプリング周期は、１５ｃｍ（センチメートル）に相当する。これは、サンプリング周波数を１ＧＨｚとした場合の測距分解能が１５ｃｍであることを示している。また、サンプリング周波数を２倍の２ＧＨｚとすると、サンプリング周期は０．５ｎｓ（ナノ秒）となるため、１つのサンプリング周期は、７．５ｃｍ（センチメートル）に相当する。これは、サンプリング周波数を２倍とした場合、測距分解能を１／２にすることができることを示している。このように、サンプリング周波数を高くしてサンプリング周期を短くすることで、より精度良く測定対象物９０までの距離を算出することが可能となる。

図６は、多重反射が発生した場合のＳＰＡＤ画素の動作の例である。

上述の通り、本実施形態では、発光素子と受光素子とが、１対１で対応している関係をチャネルと呼ぶ。以下の例では、説明の単純化のため、半導体レーザダイオードから２次元アレイ状の発光ビームＬ１が射出された例ではなく、５チャネル分の１次元の発光ビームＬ１が射出され、対応するＳＰＡＤ画素２０で反射光を受光した例を取り上げて説明する。

図６Ａは、５チャネルのうち、チャネル３番に通常の測定対象物９０が存在している例を表しており、図６Ｂは、５チャネルのうち、チャネル３番に高反射物体が存在している例を表している。

図６Ａ、６Ｂいずれの場合においても、半導体レーザダイオードから射出された５チャネル分の発光ビームＬ１は、測定対象物９０で反射し、ＳＰＡＤアレイ１４１内の対応する５チャネル分のＳＰＡＤ画素２０で受光する。

図６Ａに示す通り、チャネル３番に通常の測定対象物９０が存在する場合、ＳＰＡＤ画素２０は、チャネル３番のみで受光ビームＬ２を受光する。

一方、図６Ｂに示す通り、チャネル３番に高反射物体が存在している場合、ＳＰＡＤ画素２０は、チャネル３番で反射光を受光するだけでなく、反射光が測距装置１００内部で多重反射を起こす。これにより、チャネル１～２番及びチャネル４～５番のＳＰＡＤ画素２０においても、反射光を受光してしまう。

以下、説明のため、多重反射による反射光を多重反射光とよぶ。また、多重反射光によって、本来のＳＰＡＤ画素２０とは異なるチャネルのＳＰＡＤ画素２０で受光し、生成された信号をフレア信号と呼ぶ。

図７は、第１実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。

図７Ａの例は、チャネル１～５番すべてにまたがる壁がある場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。

本実施形態では、制御部４は、各チャネルにおいて半導体レーザダイオードの発光タイミングをずらして発光させる。また、制御部４は、各チャネルにおいて、ＳＰＡＤ画素２０の受光を同時に開始させる。

図７Ａの例では、制御部４は、チャネル１～５番すべてのＳＰＡＤ画素２０をＳＰＡＤオンとして、受光を開始した後、半導体レーザダイオードをチャネル１～５番までそれぞれ一定時間ずつずらして発光させている。この例では、制御部４は、各チャネルにおいて、等間隔ずつ時間を空けて半導体レーザダイオードの発光を行っている。

１～５すべてのチャネルにまたがる壁がある場合、各半導体レーザダイオードの発光開始の時間からＳＰＡＤ画素２０の受光までの時間ｔ１～ｔ５は、各チャネルで同一となる。また、制御部４は、チャネル２～５番について、半導体レーザダイオードの発光タイミングをそれぞれ時間ｔ２’～ｔ５’の間ずらして発光させている。

本実施形態では、半導体レーザダイオードを発光させ、射出された発光ビームＬ１が測定対象物９０で反射し、対応するＳＰＡＤ画素２０で反射光を受光することを、第１の測距と呼ぶ。また、ＳＰＡＤオンのタイミングから、そのＳＰＡＤ画素２０が受光するまでの時間を第１の測距時間と呼ぶ。例えば、チャネル１番について、第1の測距時間は、ｔ１で表される。また、チャネル２番について、第１の測距時間は、ｔ２’と、ｔ２との和で表される。

式（１）における飛行時間ｔは、第１の測距時間から、発光タイミングをずらした分の時間を差し引くことで算出できる。例えば、チャネル２～５番について、飛行時間ｔは、第１の測距時間からそれぞれ時間ｔ２’～ｔ５’の時間を差し引くことで算出することができる。また物体までの距離Ｌは、式（１）と同様にして算出することができる。

図７Ｂの例は、チャネル１番に高反射物体がある場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。

チャネル１番では、測距装置１００は、半導体レーザダイオードが発光ビームＬ１を射出後、高反射物体である測定対象物９０で反射され、同チャネルのＳＰＡＤ画素２０で反射光を受光する。測定対象物９０は高反射物体であるため、測距装置１００内部で多重反射が発生し、チャネル２～５番へ受光ビームＬ２が漏れ出し、それぞれのＳＰＡＤ画素２０が多重反射光により受光する。

このように、これらチャネル２～５番では、測距装置１００は、フレアによって、高反射物体が存在するチャネルであるチャネル１と同じタイミングで多重反射光を受光する。

なお、測距装置１００内部において、チャネル１番のＳＰＡＤ画素２０で受光ビームＬ２が多重反射し、チャネル２～５番のＳＰＡＤ画素２０でこれらの反射光を受光するまでの時間は、時間ｔ１～ｔ５と比較して著しく小さい。以下では、これらの時間は考慮しないこととする。

すなわち、あるチャネルで測定した第１の測距時間と、そのチャネルの反射光の多重反射によって、他のチャネルで受光した第１の測距時間とは、「同一」の第１の測距時間として扱われる。

その他、処理の遅延時間は考慮しないこととする。あるチャネルで測定した第１の測距時間、またはそのチャネルの反射光の多重反射によって他のチャネルで測定した第１の測距時間に、処理の遅延時間が含まれていた場合でも、それらの時間は、「同一」の第１の測距時間として考慮される。

このように、制御部４は、半導体レーザダイオードの発光タイミングを各チャネルでずらしている。しかし、特定のチャネルに高反射物体が存在する場合、高反射物体が存在するチャネルでＳＰＡＤ画素２０が反射光を受光するタイミングと同じタイミングで、他の未受光のチャネルでもＳＰＡＤ画素２０は多重反射光を受光する。そのため、これらの第１の測距時間は同一となる。

図８は、第１実施形態における制御部が発光部の半導体レーザダイオードを制御する際のフローチャートの例である。

このフローチャートでは、上記と同様に、制御部４が５チャネル分の１次元の発光ビームＬ１の射出を制御する例を取り上げて説明する。

ステップＳ１０では、制御部４は、チャネルｉ番（ｉは１～５の整数）のうち、チャネル１番のレーザダイオードの発光を制御するため、変数ｉに１を代入する。ステップＳ１１では、制御部４は、チャネルｉ番の半導体レーザダイオードの発光を制御する。この場合、ｉ＝１であるため、制御部４は、チャネル１番のレーザダイオードの発光を制御し、発光を行う。

ステップＳ１２では、制御部４は、変数ｉ＝５であるかを判定する。ｉ＝５でない場合、ステップＳ１３では、制御部４は、次のチャネルの半導体レーザダイオードを射出間隔をずらすため、一定時間間隔をずらす。また、この際に、制御部４は、変数ｉを１だけ増加させた値を代入する。この場合、変数ｉには２が代入される。

このように、ステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３を繰り返してチャネル１～５番の半導体レーザダイオードの発光を制御する。Ｓ１２において、変数ｉ＝５となった場合、すべての半導体レーザダイオードの発光の制御が完了したこととなるため、制御部４は、処理を終了する。

本実施形態では、各チャネルで半導体レーザダイオードを一定時間ずつ間隔をずらして発光させているが、このずらす値は、例えば、あらかじめ測距装置１００内のメモリ（不図示）に格納し、測距の開始時に、制御部４が読み出す構成とすることが考えられる。

図９は、第１実施形態における演算部がフレア信号の発生を検出する際のフローチャートの例である。

ステップＳ２０では、演算部５は、すべてのチャネルにおいてＳＰＡＤ画素２０が受光を完了したことを確認する。ステップＳ２１では、演算部５は、すべてチャネルを比較し、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認する。

ステップＳ２１で、第１の測距時間が同一となっているチャネルが存在しなかった場合、フレア信号は発生していないため、演算部５は、処理を終了する。ステップＳ２１で、第１の測距時間が同一となっているチャネルが存在した場合、ステップＳ２２では、演算部５は、フレア信号が発生したことを検出し、処理を終了する。

本実施形態のフローチャートでは、演算部５は、フレア信号の検出にあたり、各チャネルの第１の測距時間が同一か否かを比較することで、受光素子が同時に反射光を受光したことを確認するフローとしている。しかし、フレア信号の検出に当たり、フローチャートはこれに限定されず、演算部５が各ＳＰＡＤ画素２０が同時に反射光を受光したことを確認できればよい。例えば、演算部５は、各ＳＰＡＤ画素２０の受光時刻を比較し、同一か否かを確認する方法がある。

本実施形態によれば、制御部４は、半導体レーザダイオードを各チャネルでずらして発光させ、また、ＳＰＡＤ画素２０の受光を同時に開始することで、第１の測距時間を各チャネルで調整することができる。また、演算部５は、各チャネルの第１の測距時間を比較し、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認することで、フレアが発生したか否かを確認することができる。

（第２実施形態）
図１０は、正対している壁及び斜めの壁に対して測距を行った際の説明図である。

図１０Ａは、測距装置１００から射出された５チャネル分の１次元の発光ビームＬ１が、測定対象物９０である正対している壁で反射し、測距装置１００で受光した例である。図１０Ｂは、測距装置１００から射出された５チャネル分の１次元の発光ビームＬ１が、測定対象物９０である斜めの壁で反射し、測距装置１００で受光した例である。また、この例では、各チャネルでの測距装置１００から壁に対する距離をＤとして説明する。

図１０Ａのように、測距装置１００からの距離Ｄは各チャネルで等しい。そのため、発光のタイミングを等間隔でずらして測距し、射出されたチャネル１～５番の発光ビームＬ１がすべてが正対している壁で反射した場合、受光のタイミングは、図７Ａのように発光タイミングをずらした分だけ、後ろにずれることとなる。

一方、図１０Ｂのように、上記と同様の条件で測距装置１００が発光ビームＬ１を射出し、斜めの壁で反射した後、測距装置１００で受光した場合、測距装置１００からの距離Ｄは、各チャネルで老番となるごとに少しずつ短くなる。そのため、タイミングチャートは、図７Ｂのような結果を示す場合がある。例えば、チャネル２番の測距距離は、チャネル１の測距距離よりも短い。そのため、各ＳＰＡＤ画素２０は、フレアが発生していないにもかかわらず、偶然、双方のチャネルにおいて、第１の測距時間が同一となってしまう場合がある。チャネル３～５番までも同様に、各ＳＰＡＤ画素２０が他のチャネルと同一のタイミングで反射光を受光してしまい、第１の測距時間がそれぞれ同一となってしまう場合がある。

このように、測距装置１００から射出された発光ビームＬ１が斜めの壁で反射し、受光側でＳＰＡＤ画素２０が同時に反射光を受光した場合、測距装置１００は正しい距離を測距しているにもかかわらず、フレアが発生したと検出してしまう可能性がある。

以下、第２の実施形態では、測定対象物９０に、斜めの壁が含まれている場合でもフレアの判定を可能とする方法について説明する。

図１１は、第２実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。

測距装置１００のブロック図や光学構成図は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、制御部４は、各チャネルにおいて半導体レーザダイオードの発光タイミングをずらして発光させる。半導体レーザダイオードの発光タイミングは、各チャネルで一定時間ずつずらすのではなく、不規則な時間ずつずらして発光させる。また、制御部４は、各チャネルにおいて、ＳＰＡＤ画素２０の受光を同時に開始させる。

図１１Ａは、チャネル１～５番すべてにまたがる壁がある場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。

図１１Ａの例では、制御部４は、チャネル１～５番すべてのＳＰＡＤ画素２０をＳＰＡＤオンとして、受光を開始した後、半導体レーザダイオードの発光をチャネル１～５番まで、それぞれ不規則な時間ずつずらして発光させる。本実施形態では、不規則な時間ずつずらすとは、一定時間ずつずらす以外のずらし方を指す。例えば、図１１Ａでは、ｔ２’’～ｔ５’’のそれぞれの時間は、一定時間ずつずらされているのではなく、ランダムな間隔をあけてずらしており、不規則な時間ずらした例を表している。

制御部４が、各チャネルについて、発光ダイオードを不規則な時間ずらして発光させることにより、各チャネルのＳＰＡＤ画素２０は、その分だけ遅れて反射光を受光することとなる。

本実施形態では、各チャネルで半導体レーザダイオードを不規則な時間ずつ間隔をあけて発光させているが、これらの値は、例えば、あらかじめ測距装置１００内のメモリに格納し、測距の開始時に、制御部４が読み出す構成とすることが考えられる。

本実施形態では、制御部４は、半導体レーザダイオードの発光のタイミングを不規則な時間ずつずらして発光させるため、図１０Ｂのような斜めの壁で発光ビームＬ１が反射した場合、ＳＰＡＤ画素２０受光タイミングは、各チャネルで同一とはならない。発光タイミングを不規則な時間ずつずらしているため、各チャネルのＳＰＡＤ画素２０は、反射光を遅れて受光することとなる。

図１１Ｂの例は、チャネル１番に高反射物体がある場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。

チャネル１番では、測距装置１００は、半導体レーザダイオードが発光ビームＬ１を射出後、測定対象物９０で反射され、同チャネルのＳＰＡＤ画素２０で反射光を受光する。測定対象物９０は高反射物体であるため、測距装置１００内部で多重反射が発生し、チャネル２～５番のＳＰＡＤ画素２０は多重反射光を受光する。

このように、測距装置１００は、チャネル２～５番では、発光タイミングを不規則な時間ずらしているにもかかわらず、フレアによって、高反射物体が存在するチャネルであるチャネル１番と同じタイミングで多重反射光を受光する。

演算部５は、図９と同様のフローで、第１の測距時間が同一となっているチャネルの有無を確認することで、フレアが発生したか否かを確認することができる。

また、この例では、チャネル１～５番の順番で半導体レーザダイオードを発光させる例を説明したが、制御部４は、例えば、チャネルの発光の順番を不規則な順番で発光させる構成としてもよい。この場合、制御部４は、各半導体レーザダイオードを不規則な時間ずつずらして発光させてもよく、また、一定時間ずつずらしてもよい。一定時間ずつ発光タイミングをずらす場合、制御部４は、半導体レーザダイオードを発光させる度に、一定時間ずつ間隔をあけることが考えられる。

また、本実施形態によれば、演算部５は、各半導体レーザダイオードを不規則な時間ずつずらして発光させる。そのため、例えば、斜めの壁といった、第1の測距時間が老番になるにつれて短くなるような測定対象物９０であっても、演算部５は、より精度よくフレアの発生を検出することができる。

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態における測距装置の発光及び受光時のタイミングチャートの例である。

本実施形態では、測距装置１００は、測距にあたり、２回の測距を行う。ここでは、１度目の測距についてＲｅｆ測距と呼び、２度目の測距を本番測距と呼ぶ。Ｒｅｆ測距は、第１の測距の例であり、本番測距は、第２の測距の例である。

測距装置１００は、Ｒｅｆ測距を本番測距の前に実施する。また、Ｒｅｆ測距は、第１実施形態と同様な方法で行われる。

すなわち、Ｒｅｆ測距では、制御部４は、各チャネルにおいて、ＳＰＡＤ画素２０の受光を同時に開始させた後、各チャネルにおいて半導体レーザダイオードの発光タイミングをずらして発光させる。

また、本番測距では、制御部４は、各チャネルにおいてＳＰＡＤ画素２０の受光を同時に開始した後、各チャネルにおいて半導体レーザダイオードを同時に発光させる。

図１２Ａは、チャネル１～５番すべてにまたがる壁がある場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。上段はＲｅｆ測距におけるタイミングチャートを示しており、下段は、本番測距におけるタイミングチャートを示している。

図１２Ａ上段に示すＲｅｆ測距は、図７Ａと同様なタイミングチャートであるため、説明を省略する。また、第１実施形態と同様に、本実施形態では、Ｒｅｆ測距において、半導体レーザダイオードを発光させ、射出された発光ビームＬ１が測定対象物９０で反射し、対応するＳＰＡＤ画素２０で反射光を受光することを、第１の測距と呼ぶ。また、ＳＰＡＤオンのタイミングから、そのＳＰＡＤ画素２０が受光するまでの時間を第１の測距時間と呼ぶ。

詳細は後述するが、全チャネルで第１の測距時間を測定後、制御部４は、本番測距を実施する。

図１２Ａ下段に示す通り、本番測距では、制御部４は、チャネル１～５番すべてのＳＰＡＤ画素２０をＳＰＡＤオンとして、受光を開始した後、チャネル１～５番の半導体レーザダイオードの発光を同時に行っている。

本実施形態では、本番測距において、半導体レーザダイオードを発光させ、対応するＳＰＡＤ画素２０で受光することを、第２の測距と呼ぶ。本番測距において、ＳＰＡＤオンのタイミングから、ＳＰＡＤ画素２０が受光するまでの時間を第２の測距時間と呼ぶ。図１２Ａ下段の例では、各チャネル１～５番の第２の測距時間は、ｔ１～ｔ５で表される。

全チャネルにまたがる壁がある場合、各チャネルにおいて、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較すると、発光のタイミングをずらしたチャネルについては、各測距時間に変化が生じる。

このように、Ｒｅｆ測距及び本番測距の後に、演算部５は、各チャネルについて、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較する。

図１２Ｂは、１チャネル目に高反射物体が存在する場合における各チャネルの発光及び受光のタイミングチャートを示している。上段はＲｅｆ測距におけるタイミングチャートを示しており、下段は、本番測距におけるタイミングチャートを示している。

図１２Ｂ上段に示すＲｅｆ測距は、図７Ｂと同様なタイミングチャートであるため、説明を省略する。

上述の通り、Ｒｅｆ測距において、特定のチャネルに高反射物体が存在する場合、測距装置１００は、高反射物体が存在するチャネルでＳＰＡＤ画素２０が反射光を受光するタイミングと同じタイミングで、他の未受光のチャネルでもＳＰＡＤ画素２０が多重反射光を受光する。

Ｒｅｆ測距の後、制御部４は、本番測距を実施する。また、図１２Ｂ下段に示す本番測距は、図１２Ａ下段と同様なタイミングチャートであるため説明の詳細を省略する。

１チャネル目に高反射物体が存在する場合、各チャネルにおいて、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較すると、発光のタイミングをずらしたチャネルについても、測距時間に変化が生じない。例えば、チャネル２～５番は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較して変化が生じない。

このように、演算部５は、各チャネルにおける第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較することによって、測距時間の変化の有無を確認し、変化のあるチャネルが存在した場合は、フレアが発生したことを検出することができる。

また、本実施形態によれば、制御部４は、各チャネルの半導体レーザダイオードの発光を同時に行い、また、各ＳＰＡＤ画素２０におけるＳＰＡＤオンも同時に実施し、第２の測距時間を測定する。演算部５は、第１の測距時間と、第２の測距時間とを比較し、各チャネルにおけるそれぞれの変化の有無を確認することで、フレアの発生をより精度よく検出することができる。

＜＜車両制御システムの構成例＞＞
図１３は、本技術が適用される移動装置制御システムの一例である車両制御システム１１の構成例を示すブロック図である。

車両制御システム１１は、車両１に設けられ、車両１の走行支援及び自動運転に関わる処理を行う。

車両制御システム１１は、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ＤＭＳ（Driver Monitoring System）３０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３１、及び、車両制御部３２を備える。

車両制御ＥＣＵ２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）３０、ヒューマンマシーンインタフェース（ＨＭＩ）３１、及び、車両制御部３２は、通信ネットワーク４１を介して相互に通信可能に接続されている。通信ネットワーク４１は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、イーサネット（登録商標）といったデジタル双方向通信の規格に準拠した車載通信ネットワークやバス等により構成される。通信ネットワーク４１は、伝送されるデータの種類によって使い分けられてもよい。例えば、車両制御に関するデータに対してＣＡＮが適用され、大容量データに対してイーサネットが適用されるようにしてもよい。なお、車両制御システム１１の各部は、通信ネットワーク４１を介さずに、例えば近距離無線通信（ＮＦＣ（Near Field Communication））やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった比較的近距離での通信を想定した無線通信を用いて直接的に接続される場合もある。

なお、以下、車両制御システム１１の各部が、通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、通信ネットワーク４１の記載を省略するものとする。例えば、車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２が通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、単に車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２とが通信を行うと記載する。

車両制御ＥＣＵ２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）といった各種のプロセッサにより構成される。車両制御ＥＣＵ２１は、車両制御システム１１全体又は一部の機能の制御を行う。

通信部２２は、車内及び車外の様々な機器、他の車両、サーバ、基地局等と通信を行い、各種のデータの送受信を行う。このとき、通信部２２は、複数の通信方式を用いて通信を行うことができる。

通信部２２が実行可能な車外との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）等の無線通信方式により、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク上に存在するサーバ（以下、外部のサーバと呼ぶ）等と通信を行う。通信部２２が通信を行う外部ネットワークは、例えば、インターネット、クラウドネットワーク、又は、事業者固有のネットワーク等である。通信部２２が外部ネットワークに対して行う通信方式は、所定以上の通信速度、且つ、所定以上の距離間でデジタル双方向通信が可能な無線通信方式であれば、特に限定されない。

また例えば、通信部２２は、Ｐ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、自車の近傍に存在する端末と通信を行うことができる。自車の近傍に存在する端末は、例えば、歩行者や自転車等の比較的低速で移動する移動体が装着する端末、店舗等に位置が固定されて設置される端末、又は、ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末である。さらに、通信部２２は、Ｖ２Ｘ通信を行うこともできる。Ｖ２Ｘ通信とは、例えば、他の車両との間の車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路側器等との間の路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、家との間（Vehicle to Home）の通信、及び、歩行者が所持する端末等との間の歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信等の、自車と他との通信をいう。

通信部２２は、例えば、車両制御システム１１の動作を制御するソフトウエアを更新するためのプログラムを外部から受信することができる（Over The Air)。通信部２２は、さらに、地図情報、交通情報、車両１の周囲の情報等を外部から受信することができる。また例えば、通信部２２は、車両１に関する情報や、車両１の周囲の情報等を外部に送信することができる。通信部２２が外部に送信する車両１に関する情報としては、例えば、車両１の状態を示すデータ、認識部７３による認識結果等がある。さらに例えば、通信部２２は、ｅコール等の車両緊急通報システムに対応した通信を行う。

例えば、通信部２２は、電波ビーコン、光ビーコン、ＦＭ多重放送等の道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標））により送信される電磁波を受信する。

通信部２２が実行可能な車内との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば無線通信を用いて、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、ＷＵＳＢ（Wireless USB）といった、無線通信により所定以上の通信速度でデジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の機器と無線通信を行うことができる。これに限らず、通信部２２は、有線通信を用いて車内の各機器と通信を行うこともできる。例えば、通信部２２は、図示しない接続端子に接続されるケーブルを介した有線通信により、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）、ＭＨＬ（Mobile High-definition Link）といった、有線通信により所定以上の通信速度でデジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の各機器と通信を行うことができる。

ここで、車内の機器とは、例えば、車内において通信ネットワーク４１に接続されていない機器を指す。車内の機器としては、例えば、運転者等の搭乗者が所持するモバイル機器やウェアラブル機器、車内に持ち込まれ一時的に設置される情報機器等が想定される。

地図情報蓄積部２３は、外部から取得した地図及び車両１で作成した地図の一方又は両方を蓄積する。例えば、地図情報蓄積部２３は、３次元の高精度地図、高精度地図より精度が低く、広いエリアをカバーするグローバルマップ等を蓄積する。

高精度地図は、例えば、ダイナミックマップ、ポイントクラウドマップ、ベクターマップ等である。ダイナミックマップは、例えば、動的情報、準動的情報、準静的情報、静的情報の４層からなる地図であり、外部のサーバ等から車両１に提供される。ポイントクラウドマップは、ポイントクラウド（点群データ）により構成される地図である。ベクターマップは、例えば、車線や信号機の位置といった交通情報等をポイントクラウドマップに対応付け、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）やＡＤ（Autonomous Driving）に適合させた地図である。

ポイントクラウドマップ及びベクターマップは、例えば、外部のサーバ等から提供されてもよいし、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３等によるセンシング結果に基づいて、後述するローカルマップとのマッチングを行うための地図として車両１で作成され、地図情報蓄積部２３に蓄積されてもよい。また、外部のサーバ等から高精度地図が提供される場合、通信容量を削減するため、車両１がこれから走行する計画経路に関する、例えば数百メートル四方の地図データが外部のサーバ等から取得される。

位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からＧＮＳＳ信号を受信し、車両１の位置情報を取得する。取得した位置情報は、走行支援・自動運転制御部２９に供給される。なお、位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ信号を用いた方式に限定されず、例えば、ビーコンを用いて位置情報を取得してもよい。

外部認識センサ２５は、車両１の外部の状況の認識に用いられる各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。外部認識センサ２５が備えるセンサの種類や数は任意である。

例えば、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）５３、及び、超音波センサ５４を備える。これに限らず、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４のうち１種類以上のセンサを備える構成でもよい。カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４の数は、現実的に車両１に設置可能な数であれば特に限定されない。また、外部認識センサ２５が備えるセンサの種類は、この例に限定されず、外部認識センサ２５は、他の種類のセンサを備えてもよい。外部認識センサ２５が備える各センサのセンシング領域の例は、後述する。

なお、カメラ５１の撮影方式は、特に限定されない。例えば、測距が可能な撮影方式であるＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった各種の撮影方式のカメラを、必要に応じてカメラ５１に適用することができる。これに限らず、カメラ５１は、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。

また、例えば、外部認識センサ２５は、車両１に対する環境を検出するための環境センサを備えることができる。環境センサは、天候、気象、明るさ等の環境を検出するためのセンサであって、例えば、雨滴センサ、霧センサ、日照センサ、雪センサ、照度センサ等の各種センサを含むことができる。

さらに、例えば、外部認識センサ２５は、車両１の周囲の音や音源の位置の検出等に用いられるマイクロフォンを備える。

車内センサ２６は、車内の情報を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車内センサ２６が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。

例えば、車内センサ２６は、カメラ、レーダ、着座センサ、ステアリングホイールセンサ、マイクロフォン、生体センサのうち１種類以上のセンサを備えることができる。車内センサ２６が備えるカメラとしては、例えば、ＴｏＦカメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった、測距可能な各種の撮影方式のカメラを用いることができる。これに限らず、車内センサ２６が備えるカメラは、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。車内センサ２６が備える生体センサは、例えば、シートやステアリングホイール等に設けられ、運転者等の搭乗者の各種の生体情報を検出する。

車両センサ２７は、車両１の状態を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車両センサ２７が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。

例えば、車両センサ２７は、速度センサ、加速度センサ、角速度センサ（ジャイロセンサ）、及び、それらを統合した慣性計測装置（ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit））を備える。例えば、車両センサ２７は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、ヨーレートセンサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、及び、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサを備える。例えば、車両センサ２７は、エンジンやモータの回転数を検出する回転センサ、タイヤの空気圧を検出する空気圧センサ、タイヤのスリップ率を検出するスリップ率センサ、及び、車輪の回転速度を検出する車輪速センサを備える。例えば、車両センサ２７は、バッテリの残量及び温度を検出するバッテリセンサ、並びに、外部からの衝撃を検出する衝撃センサを備える。

記憶部２８は、不揮発性の記憶媒体及び揮発性の記憶媒体のうち少なくとも一方を含み、データやプログラムを記憶する。記憶部２８は、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)として用いられ、記憶媒体としては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）といった磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、及び、光磁気記憶デバイスを適用することができる。記憶部２８は、車両制御システム１１の各部が用いる各種プログラムやデータを記憶する。例えば、記憶部２８は、ＥＤＲ（Event Data Recorder）やＤＳＳＡＤ（Data Storage System for Automated Driving）を備え、事故等のイベントの前後の車両１の情報や車内センサ２６によって取得された情報を記憶する。

走行支援・自動運転制御部２９は、車両１の走行支援及び自動運転の制御を行う。例えば、走行支援・自動運転制御部２９は、分析部６１、行動計画部６２、及び、動作制御部６３を備える。

分析部６１は、車両１及び周囲の状況の分析処理を行う。分析部６１は、自己位置推定部７１、センサフュージョン部７２、及び、認識部７３を備える。

自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータ、及び、地図情報蓄積部２３に蓄積されている高精度地図に基づいて、車両１の自己位置を推定する。例えば、自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータに基づいてローカルマップを生成し、ローカルマップと高精度地図とのマッチングを行うことにより、車両１の自己位置を推定する。車両１の位置は、例えば、後輪対車軸の中心が基準とされる。

ローカルマップは、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）等の技術を用いて作成される３次元の高精度地図、占有格子地図（Occupancy Grid Map）等である。３次元の高精度地図は、例えば、上述したポイントクラウドマップ等である。占有格子地図は、車両１の周囲の３次元又は２次元の空間を所定の大きさのグリッド（格子）に分割し、グリッド単位で物体の占有状態を示す地図である。物体の占有状態は、例えば、物体の有無や存在確率により示される。ローカルマップは、例えば、認識部７３による車両１の外部の状況の検出処理及び認識処理にも用いられる。

なお、自己位置推定部７１は、位置情報取得部２４により取得される位置情報、及び、車両センサ２７からのセンサデータに基づいて、車両１の自己位置を推定してもよい。

センサフュージョン部７２は、複数の異なる種類のセンサデータ（例えば、カメラ５１から供給される画像データ、及び、レーダ５２から供給されるセンサデータ）を組み合わせて、新たな情報を得るセンサフュージョン処理を行う。異なる種類のセンサデータを組合せる方法としては、統合、融合、連合等がある。

認識部７３は、車両１の外部の状況の検出を行う検出処理、及び、車両１の外部の状況の認識を行う認識処理を実行する。

例えば、認識部７３は、外部認識センサ２５からの情報、自己位置推定部７１からの情報、センサフュージョン部７２からの情報等に基づいて、車両１の外部の状況の検出処理及び認識処理を行う。

具体的には、例えば、認識部７３は、車両１の周囲の物体の検出処理及び認識処理等を行う。物体の検出処理とは、例えば、物体の有無、大きさ、形、位置、動き等を検出する処理である。物体の認識処理とは、例えば、物体の種類等の属性を認識したり、特定の物体を識別したりする処理である。ただし、検出処理と認識処理とは、必ずしも明確に分かれるものではなく、重複する場合がある。

例えば、認識部７３は、レーダ５２又はＬｉＤＡＲ５３等によるセンサデータに基づくポイントクラウドを点群の塊ごとに分類するクラスタリングを行うことにより、車両１の周囲の物体を検出する。これにより、車両１の周囲の物体の有無、大きさ、形状、位置が検出される。

例えば、認識部７３は、クラスタリングにより分類された点群の塊の動きを追従するトラッキングを行うことにより、車両１の周囲の物体の動きを検出する。これにより、車両１の周囲の物体の速度及び進行方向（移動ベクトル）が検出される。

例えば、認識部７３は、カメラ５１から供給される画像データに基づいて、車両、人、自転車、障害物、構造物、道路、信号機、交通標識、道路標示等を検出又は認識する。また、認識部７３は、セマンティックセグメンテーション等の認識処理を行うことにより、車両１の周囲の物体の種類を認識してもよい。

例えば、認識部７３は、地図情報蓄積部２３に蓄積されている地図、自己位置推定部７１による自己位置の推定結果、及び、認識部７３による車両１の周囲の物体の認識結果に基づいて、車両１の周囲の交通ルールの認識処理を行うことができる。認識部７３は、この処理により、信号機の位置及び状態、交通標識及び道路標示の内容、交通規制の内容、並びに、走行可能な車線等を認識することができる。

例えば、認識部７３は、車両１の周囲の環境の認識処理を行うことができる。認識部７３が認識対象とする周囲の環境としては、天候、気温、湿度、明るさ、及び、路面の状態等が想定される。

行動計画部６２は、車両１の行動計画を作成する。例えば、行動計画部６２は、経路計画、経路追従の処理を行うことにより、行動計画を作成する。

なお、経路計画（Global path planning）とは、スタートからゴールまでの大まかな経路を計画する処理である。この経路計画には、軌道計画と言われ、計画した経路において、車両１の運動特性を考慮して、車両１の近傍で安全かつ滑らかに進行することが可能な軌道生成（Local path planning）を行う処理も含まれる。

経路追従とは、経路計画により計画された経路を計画された時間内で安全かつ正確に走行するための動作を計画する処理である。行動計画部６２は、例えば、この経路追従の処理の結果に基づき、車両１の目標速度と目標角速度を計算することができる。

動作制御部６３は、行動計画部６２により作成された行動計画を実現するために、車両１の動作を制御する。

例えば、動作制御部６３は、後述する車両制御部３２に含まれる、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、及び、駆動制御部８３を制御して、軌道計画により計算された軌道を車両１が進行するように、加減速制御及び方向制御を行う。例えば、動作制御部６３は、衝突回避又は衝撃緩和、追従走行、車速維持走行、自車の衝突警告、自車のレーン逸脱警告等のＡＤＡＳの機能実現を目的とした協調制御を行う。例えば、動作制御部６３は、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行う。

ＤＭＳ３０は、車内センサ２６からのセンサデータ、及び、後述するＨＭＩ３１に入力される入力データ等に基づいて、運転者の認証処理、及び、運転者の状態の認識処理等を行う。認識対象となる運転者の状態としては、例えば、体調、覚醒度、集中度、疲労度、視線方向、酩酊度、運転操作、姿勢等が想定される。

なお、ＤＭＳ３０が、運転者以外の搭乗者の認証処理、及び、当該搭乗者の状態の認識処理を行うようにしてもよい。また、例えば、ＤＭＳ３０が、車内センサ２６からのセンサデータに基づいて、車内の状況の認識処理を行うようにしてもよい。認識対象となる車内の状況としては、例えば、気温、湿度、明るさ、臭い等が想定される。

ＨＭＩ３１は、各種のデータや指示等の入力と、各種のデータの運転者等への提示を行う。

ＨＭＩ３１によるデータの入力について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、人がデータを入力するための入力デバイスを備える。ＨＭＩ３１は、入力デバイスにより入力されたデータや指示等に基づいて入力信号を生成し、車両制御システム１１の各部に供給する。ＨＭＩ３１は、入力デバイスとして、例えばタッチパネル、ボタン、スイッチ、及び、レバーといった操作子を備える。これに限らず、ＨＭＩ３１は、音声やジェスチャ等により手動操作以外の方法で情報を入力可能な入力デバイスをさらに備えてもよい。さらに、ＨＭＩ３１は、例えば、赤外線又は電波を利用したリモートコントロール装置や、車両制御システム１１の操作に対応したモバイル機器又はウェアラブル機器等の外部接続機器を入力デバイスとして用いてもよい。

ＨＭＩ３１によるデータの提示について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、搭乗者又は車外に対する視覚情報、聴覚情報、及び、触覚情報の生成を行う。また、ＨＭＩ３１は、生成された各情報の出力、出力内容、出力タイミング及び出力方法等を制御する出力制御を行う。ＨＭＩ３１は、視覚情報として、例えば、操作画面、車両１の状態表示、警告表示、車両１の周囲の状況を示すモニタ画像等の画像や光により示される情報を生成及び出力する。また、ＨＭＩ３１は、聴覚情報として、例えば、音声ガイダンス、警告音、警告メッセージ等の音により示される情報を生成及び出力する。さらに、ＨＭＩ３１は、触覚情報として、例えば、力、振動、動き等により搭乗者の触覚に与えられる情報を生成及び出力する。

ＨＭＩ３１が視覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、自身が画像を表示することで視覚情報を提示する表示装置や、画像を投影することで視覚情報を提示するプロジェクタ装置を適用することができる。なお、表示装置は、通常のディスプレイを有する表示装置以外にも、例えば、ヘッドアップディスプレイ、透過型ディスプレイ、ＡＲ（Augmented Reality）機能を備えるウエアラブルデバイスといった、搭乗者の視界内に視覚情報を表示する装置であってもよい。また、ＨＭＩ３１は、車両１に設けられるナビゲーション装置、インストルメントパネル、ＣＭＳ（Camera Monitoring System）、電子ミラー、ランプ等が有する表示デバイスを、視覚情報を出力する出力デバイスとして用いることも可能である。

ＨＭＩ３１が聴覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、オーディオスピーカ、ヘッドホン、イヤホンを適用することができる。

ＨＭＩ３１が触覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、ハプティクス技術を用いたハプティクス素子を適用することができる。ハプティクス素子は、例えば、ステアリングホイール、シートといった、車両１の搭乗者が接触する部分に設けられる。

車両制御部３２は、車両１の各部の制御を行う。車両制御部３２は、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、駆動制御部８３、ボディ系制御部８４、ライト制御部８５、及び、ホーン制御部８６を備える。

ステアリング制御部８１は、車両１のステアリングシステムの状態の検出及び制御等を行う。ステアリングシステムは、例えば、ステアリングホイール等を備えるステアリング機構、電動パワーステアリング等を備える。ステアリング制御部８１は、例えば、ステアリングシステムの制御を行うステアリングＥＣＵ、ステアリングシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

ブレーキ制御部８２は、車両１のブレーキシステムの状態の検出及び制御等を行う。ブレーキシステムは、例えば、ブレーキペダル等を含むブレーキ機構、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、回生ブレーキ機構等を備える。ブレーキ制御部８２は、例えば、ブレーキシステムの制御を行うブレーキＥＣＵ、ブレーキシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

駆動制御部８３は、車両１の駆動システムの状態の検出及び制御等を行う。駆動システムは、例えば、アクセルペダル、内燃機関又は駆動用モータ等の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構等を備える。駆動制御部８３は、例えば、駆動システムの制御を行う駆動ＥＣＵ、駆動システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

ボディ系制御部８４は、車両１のボディ系システムの状態の検出及び制御等を行う。ボディ系システムは、例えば、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウインドウ装置、パワーシート、空調装置、エアバッグ、シートベルト、シフトレバー等を備える。ボディ系制御部８４は、例えば、ボディ系システムの制御を行うボディ系ＥＣＵ、ボディ系システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

ライト制御部８５は、車両１の各種のライトの状態の検出及び制御等を行う。制御対象となるライトとしては、例えば、ヘッドライト、バックライト、フォグライト、ターンシグナル、ブレーキライト、プロジェクション、バンパーの表示等が想定される。ライト制御部８５は、ライトの制御を行うライトＥＣＵ、ライトの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

ホーン制御部８６は、車両１のカーホーンの状態の検出及び制御等を行う。ホーン制御部８６は、例えば、カーホーンの制御を行うホーンＥＣＵ、カーホーンの駆動を行うアクチュエータ等を備える。

図１４は、図１３の外部認識センサ２５のカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４等によるセンシング領域の例を示す図である。なお、図１５において、車両１を上面から見た様子が模式的に示され、左端側が車両１の前端（フロント）側であり、右端側が車両１の後端（リア）側となっている。

センシング領域１０１Ｆ及びセンシング領域１０１Ｂは、超音波センサ５４のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０１Ｆは、複数の超音波センサ５４によって車両１の前端周辺をカバーしている。センシング領域１０１Ｂは、複数の超音波センサ５４によって車両１の後端周辺をカバーしている。

センシング領域１０１Ｆ及びセンシング領域１０１Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の駐車支援等に用いられる。

センシング領域１０２Ｆ乃至センシング領域１０２Ｂは、短距離又は中距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０２Ｆは、車両１の前方において、センシング領域１０１Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｂは、車両１の後方において、センシング領域１０１Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｌは、車両１の左側面の後方の周辺をカバーしている。センシング領域１０２Ｒは、車両１の右側面の後方の周辺をカバーしている。

センシング領域１０２Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の前方に存在する車両や歩行者等の検出等に用いられる。センシング領域１０２Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の後方の衝突防止機能等に用いられる。センシング領域１０２Ｌ及びセンシング領域１０２Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の側方の死角における物体の検出等に用いられる。

センシング領域１０３Ｆ乃至センシング領域１０３Ｂは、カメラ５１によるセンシング領域の例を示している。センシング領域１０３Ｆは、車両１の前方において、センシング領域１０２Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｂは、車両１の後方において、センシング領域１０２Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｌは、車両１の左側面の周辺をカバーしている。センシング領域１０３Ｒは、車両１の右側面の周辺をカバーしている。

センシング領域１０３Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、信号機や交通標識の認識、車線逸脱防止支援システム、自動ヘッドライト制御システムに用いることができる。センシング領域１０３Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、駐車支援、及び、サラウンドビューシステムに用いることができる。センシング領域１０３Ｌ及びセンシング領域１０３Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、サラウンドビューシステムに用いることができる。

センシング領域１０４は、ＬｉＤＡＲ５３のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０４は、車両１の前方において、センシング領域１０３Ｆより遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０４は、センシング領域１０３Ｆより左右方向の範囲が狭くなっている。

センシング領域１０４におけるセンシング結果は、例えば、周辺車両等の物体検出に用いられる。

センシング領域１０５は、長距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。
センシング領域１０５は、車両１の前方において、センシング領域１０４より遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０５は、センシング領域１０４より左右方向の範囲が狭くなっている。

センシング領域１０５におけるセンシング結果は、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、緊急ブレーキ、衝突回避等に用いられる。

なお、外部認識センサ２５が含むカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４の各センサのセンシング領域は、図１４以外に各種の構成をとってもよい。具体的には、超音波センサ５４が車両１の側方もセンシングするようにしてもよいし、ＬｉＤＡＲ５３が車両１の後方をセンシングするようにしてもよい。また、各センサの設置位置は、上述した各例に限定されない。また、各センサの数は、１つでもよいし、複数であってもよい。

以上、実施の形態およびその変形例、適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。

また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。

（１）
光を発光する複数の発光素子を有する発光部と、
前記複数の発光素子から発光された光の入射を検出する複数の受光素子を有する受光部と、
前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御部と、
前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて、測定対象物までの距離を演算する演算部とを備え、
前記制御部は、前記複数の受光素子を受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う、測距装置。

（２）
前記演算部は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
（１）に記載の測距装置。

（３）
前記演算部は、
前記第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定し、フレアの発生を検出する、
（２）に記載の測距装置。

（４）
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行う、（１）に記載の測距装置。

（５）
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行う、（１）に記載の測距装置。

（６）
前記制御部は、前記複数の受光素子の前記受光開始を、異なるチャネルで同時に行い前記第１の測距を行う、（１）に記載の測距装置。

（７）
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネルで同時にして第２の測距をさらに行う、（１）に記載の測距装置。

（８）
前記演算部は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
（７）に記載の測距装置。

（９）
前記演算部は、
前記第１の測距時間を異なるチャネル間で比較し、
前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定する、
（８）に記載の測距装置。

（１０）
前記演算部は、
前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出する、
（８）に記載の測距装置。

（１１）
前記制御部は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行う、（７）に記載の測距装置。

（１２）
複数の発光素子から光を発光する発光工程と、
前記複数の発光素子から発光された光の入射を複数の受光素子により検出する受光工程と、
前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御工程と、
前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を演算する演算工程とを含み、
前記制御工程は、前記複数の受光素子を前記受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う、測距方法。

（１３）
前記演算工程は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
（１２）に記載の測距方法。

（１４）
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行う、（１２）に記載の測距方法。

（１５）
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行う、（１２）に記載の測距方法。

（１６）
前記制御工程は、前記複数の受光素子の前記受光開始を、異なるチャネルで同時に行い前記第１の測距を行う、（１２）に記載の測距方法。

（１７）
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネルで同時にして第２の測距をさらに行う、（１２）に記載の測距方法。

（１８）
前記演算工程は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
（１７）に記載の測距方法。

（１９）
前記演算工程は、
前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出する、
（１８）に記載の測距方法。

（２０）
前記制御工程は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行う、（１７）に記載の測距方法。

１：車両、２：発光部、３：受光部、４：制御部、
５：演算部、６：外部Ｉ／Ｆ、７：ホスト、
１１：車両制御システム、２０：ＳＰＡＤ画素、２１：車両制御ＥＣＵ、
２２：通信部、２３：地図情報蓄積部、２４：位置情報取得部、
２５：外部認識センサ、２６：車内センサ、２７：車両センサ、
２８：記憶部、２９：走行支援・自動運転制御部、３０：ＤＭＳ、
３１：ＨＭＩ、３２：車両制御部、３３：マクロ画素、３４：ＳＰＡＤ加算部、
３７：パルス整形部、３８：受光数カウント部、
４１：通信ネットワーク、４２：フォトダイオード、４３：読出し回路、
４４：クエンチ抵抗、４５：選択トランジスタ、４６：デジタル変換器、
４７：インバータ、４８：バッファ、５１：カメラ、５２：レーダ、
５３：ＬｉＤＡＲ、５４：超音波センサ、６１：分析部、６２：行動計画部、
６３：動作制御部、７０：ＡＤ変換回路、７１：自己位置推定部、
７２：センサフュージョン部、７３：認識部、８１：ステアリング制御部、
８２：ブレーキ制御部、８３：駆動制御部、８４：ボディ系制御部、
８５：ライト制御部、８６：ホーン制御部、９０：測定対象物、
１００：測距装置、１３１：レーザー、１３２：投光レンズ、
１３３：ミラー、１３５：スキャナー、１４１：ＳＰＡＤアレイ、
１４２：受光レンズ、１４３：タイミング制御回路、１４４：駆動回路、
１４５：出力回路、２５１：抵抗、２５２：ＮＭＯＳトランジスタ、
２６１：ＰＭＯＳトランジスタ、２６２：ＮＭＯＳトランジスタ

Claims

光を発光する複数の発光素子を有する発光部と、
前記複数の発光素子から発光された光の入射を検出する複数の受光素子を有する受光部と、
前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御部と、
前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて、測定対象物までの距離を演算する演算部とを備え、
前記制御部は、前記複数の受光素子を受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う、測距装置。
前記演算部は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
請求項１に記載の測距装置。
前記演算部は、
前記第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定し、フレアの発生を検出する、
請求項２に記載の測距装置。
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行う、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行う、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、前記複数の受光素子の受光開始を、異なるチャネルで同時に行い前記第１の測距を行う、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネルで同時にして第２の測距をさらに行う、請求項１に記載の測距装置。
前記演算部は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
請求項７に記載の測距装置。
前記演算部は、
前記第１の測距時間を異なるチャネル間で比較し、
前記第１の測距時間が同一となる前記チャネルの有無を判定する、
請求項８に記載の測距装置。
前記演算部は、
前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出する、
請求項８に記載の測距装置。
前記制御部は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行う、請求項７に記載の測距装置。
複数の発光素子から光を発光する発光工程と、
前記複数の発光素子から発光された光の入射を複数の受光素子により検出する受光工程と、
前記発光素子及び前記受光素子の各チャネルにおいて、前記発光素子の発光のタイミングと、前記受光素子の受光開始のタイミングとを制御する制御工程と、
前記発光素子が発光してから、前記受光素子が光の入射を検出するまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を演算する演算工程とを含み、
前記制御工程は、前記複数の受光素子を前記受光開始した後、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネル間でずらして第１の測距を行う、測距方法。
前記演算工程は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間を前記チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間の前記比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
請求項１２に記載の測距方法。
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で一定時間ずつずらして前記第１の測距を行う、請求項１２に記載の測距方法。
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを前記チャネル間で不規則な時間ずつずらして前記第１の測距を行う、請求項１２に記載の測距方法。
前記制御工程は、前記複数の受光素子の前記受光開始を、異なるチャネルで同時に行い前記第１の測距を行う、請求項１２に記載の測距方法。
前記制御工程は、前記複数の発光素子の発光タイミングを、異なるチャネルで同時にして第２の測距をさらに行う、請求項１２に記載の測距方法。
前記演算工程は、
前記第１の測距に関する第１の測距時間と、前記第２の測距に関する第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の比較の結果に基づいて、フレアの発生を検出する、
請求項１７に記載の測距方法。
前記演算工程は、
前記第１の測距時間と、前記第２の測距時間とを、同一チャネル間で比較し、
前記第１の測距時間と前記第２の測距時間との間の変化の有無を判定し、フレアの発生を検出する、
請求項１８に記載の測距方法。
前記制御工程は、前記第２の測距で、前記複数の受光素子の受光開始を各チャネルで同時に行う、請求項１７に記載の測距方法。