JP6804949B2 - 制御装置、測定装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、測定装置、およびコンピュータプログラムに関する。

近年、自動車の自動運転等に用いることができる非接触距離測定装置の開発が行われている。非接触距離測定装置では、出射した光が物体に反射されて戻るまでの時間を測定して、周囲の物体との距離を測定する。ここで、光の出射口に雨粒や汚れが付着すると、光の入出射を阻害し、測定感度が低下してしまう。

特許文献１には、光の受光パワーをモニタし、窓部から汚れなどを取り除くことが必要なときだけ窓洗浄装置を動作させることが記載されている。

特表２００９−５０３４８６号公報

しかし、距離測定のための光がワイパーで反射された場合、測定装置のごく近傍に物体が存在すると判断されてしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、払拭器で電磁波が反射された場合の、測定結果への影響を低減することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置であって、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御部と、
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える制御装置である。

請求項５に記載の発明は、
出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置であって、
複数の方向に光を出射する出射部と、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器と、
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える測定装置である。

請求項６に記載の発明は、
出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置を実現するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得手段、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御手段、および
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正手段として動作させるコンピュータプログラムである。

実施形態に係る制御装置の機能構成を例示するブロック図である。 測定装置の使用環境を例示する図である。 実施例１に係る測定装置の機能構成を例示するブロック図である。 実施例１に係る測定装置に含まれる光学素子の構成を例示する図である。 出射口に払拭器が取り付けられた状態を例示する図である。 （ａ）〜（ｅ）は、フレームの生成タイミングと、払拭器の動きの関係を例示する図である。 測定装置のハードウエア構成を例示する図である。

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。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る制御装置２０の機能構成を例示するブロック図である。本実施形態に係る制御装置２０は、出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置である。そして制御装置２０は、取得部２２０、制御部２８０、および補正部２４０を備える。取得部２２０は、複数の方向の夫々についての物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する。制御部２８０は、光の出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する。補正部２４０は、距離情報の取得において払拭器で反射された光に基づき取得された距離を補正する。以下に詳しく説明する。

図２は測定装置１０の使用環境を例示する図である。測定装置１０は、たとえば電磁波の出射タイミングと反射波の受信タイミングとの差に基づいて、測定装置１０から物体３０までの距離を測定する装置である。電磁波はたとえば赤外光等の光である。ただし、電磁波は特に限定されず、ミリ波等であっても良い。測定装置１０から出力され、出射口１２を通って出射されたパルス状の電磁波は物体３０で反射されて少なくとも一部が測定装置１０に向かって戻る。そして、反射光が測定装置１０に入射する。ここで、出射口１２はたとえば電磁波を透過する窓からなり、入射口を兼ねることができる。そして、取得部２２０は、電磁波が出射されてから反射波が測定装置１０で検出されるまでの時間と電磁波の伝搬速さを用いて測定装置１０と物体３０との距離を算出する。測定装置１０はたとえばライダー（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging， Laser Illuminated Detection and Ranging またはＬｉＤＡＲ：Light Detection and Ranging）装置やレーダ装置等である。

このように光の反射を利用する測定装置において、出射口１２に付着物があるとその付着物での反射光を検出することで、測定装置１０のごく近傍に物体３０が存在すると測定されてしまう。そして、その測定結果を用いて行う自動運転等の処理に、不都合が生じる恐れがある。これに対し、本実施形態の測定装置１０は、制御装置２０を備えることにより、そのような不都合を防げる。

本実施例の制御装置２０によれば、以下のような測定装置１０が実現される。すなわち、本実施例に係る測定装置１０は、出射口１２から複数の方向に光を出射し、物体３０で反射された反射光を受光する測定装置である。そして、測定装置１０は、出射部、取得部２２０、払拭器、および補正部２４０を備える。出射部は複数の方向に光を出射する。取得部２２０は、複数の方向の夫々についての物体３０までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する。払拭器は、出射口１２に付着する付着物を払拭する。補正部２４０は、距離情報の取得において払拭器で反射された光に基づき取得された距離を補正する。

本実施形態によれば、制御装置２０が、距離情報の取得において払拭器で反射された光に基づき取得された距離を補正する補正部２４０を備える。したがって、測定結果への影響を抑えることができる。

（実施例１）
図３は、実施例１に係る測定装置１０の機能構成を例示するブロック図である。本実施例に係る測定装置１０は実施形態に係る測定装置１０と同様の構成を有する。また、本実施例に係る制御装置２０は、実施形態に係る制御装置２０と同様の構成を有する。

本実施例の制御装置２０は、出射口１２から複数の方向に光を出射し、物体３０で反射された反射光を受光する測定装置１０の制御装置である。制御装置２０は、取得部２２０、制御部２８０および補正部２４０を備える。取得部２２０は、複数の方向の夫々についての物体３０までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する。制御部２８０は、光の出射口１２に付着する付着物を払拭する払拭器１８０の動作を制御する。補正部２４０は、距離情報の取得において、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、欠損を示す値または符号に置き換える。以下に詳しく説明する。

本実施例に係る測定装置１０は、制御装置２０を備える。そして本実施例に係る制御装置２０は、判断部２３０および処理部２６０をさらに備え、本実施例に係る測定装置１０は、走査部１２０、駆動回路１２１、照射器１４０、駆動回路１４１、受信器１６０、検出回路１６１、払拭器１８０、および駆動回路１８１をさらに備える。なお、制御装置２０は処理部２６０を備えず、補正部２４０の出力を制御装置２０の出力としても良い。

照射器１４０はたとえばレーザダイオード等の照射素子である。そして駆動回路１４１は照射器１４０を駆動するための回路である。

走査部１２０は、出射口１２からの電磁波の出射方向を変化させ、測定装置１０の周囲を光で走査する。走査部１２０はたとえばＭＥＭＳミラー等の可動反射部または照射素子の向きを変化させる駆動手段である。そして駆動回路１２１は走査部１２０を駆動するための回路である。

受信器１６０は測定装置１０に入射した電磁波を受信する。受信器１６０は受信素子であり、たとえばフォトダイオードである。そして、検出回路１６１は受信器１６０の検出信号を生成する回路であり、たとえば受信素子用のＩ−Ｖコンバータや増幅器を含んで構成される。たとえば受信器１６０がフォトダイオードである場合、受信器１６０に光が入射することにより生じる電流は、検出回路１６１により検出信号に変換される。

駆動回路１４１は、取得部２２０による制御に基づいて、光を出力させるための駆動信号を照射器１４０に入力する。照射器１４０からはたとえばパルス光が一定間隔で出力される。駆動回路１２１は、取得部２２０による制御に基づいて、走査部１２０駆動信号を入力する。走査部１２０は、駆動信号に基づいて、測定装置１０からの光の出射方向を変化させる。

測定装置１０において、たとえば照射器１４０は、パルス光を繰り返し出射する。そして、走査部１２０は、光の出射方向を一軸または二軸方向に変化させ、光で所定の範囲を走査するように制御される。そうすることにより、測定装置１０の周囲に存在する物体３０を検出できる。

取得部２２０は、駆動回路１４１および駆動回路１２１を制御し、検出回路１６１から受信器１６０の受信結果を取得することにより、パルス光毎に距離の測定を実現する。

払拭器１８０は、たとえばワイパーである。そして駆動回路１８１は払拭器１８０を駆動するための回路である。駆動回路１８１には制御部２８０からの制御信号が入力される。駆動回路１８１は、その制御信号に基づき払拭器１８０を駆動する。したがって、制御部２８０は駆動回路１８１を介して払拭器１８０を制御する。制御部２８０は、たとえばユーザの入力や雨量等を検出するセンサの検出結果等に基づいて、払拭器１８０の駆動、停止、および動作速度等を制御する。

図４は、本実施例に係る測定装置１０に含まれる光学素子の構成を例示する図である。本実施例において、測定装置１０からの電磁波の出射方向は可変である。そして取得部２２０は、フレームを生成するように照射器１４０を制御する。本図の例において、測定装置１０は、照射器１４０、走査部１２０、有孔ミラー１５０、受信器１６０、および集光レンズ１７０を含む。本図では電磁波が光である例について説明する。なお、測定装置１０からの電磁波の出射方向が可変であればよく、測定装置１０に含まれる光学素子の構成は本図の例に限られない。

有孔ミラー１５０は、中央に孔を有する。孔の大きさは、照射器１４０から出力される光のスポット径程度である。走査部１２０は、たとえば二軸可動のＭＥＭＳミラーである。集光レンズ１７０は受信器１６０の受光面に対して集光するように配置されている。照射器１４０と有孔ミラー１５０の間にはさらにコリメートレンズが配置されていても良い。

照射器１４０から出力された光は有孔ミラー１５０の孔を通過し、走査部１２０で反射される。そして、光は出射口１２を通過して測定装置１０の外部に出射される。測定装置１０の外部の物体で反射された反射光は再度出射口１２を通って走査部１２０に入射し、有孔ミラー１５０に向かって反射される。反射光のスポット径は、出射光のスポット径よりも大きく、有孔ミラー１５０の孔の周りのミラーで反射されて集光レンズ１７０に導かれる。そして、集光レンズ１７０で集光された光は受信器１６０に入射する。ここで、照射器１４０に対する走査部１２０の反射面の角度が変化することで、測定装置１０からの光の出射方向を変化させることができる。

取得部２２０は、走査部１２０を制御し、フレームを生成する。具体的にはたとえば、出射方向を第１の方向（本図中、ｘ方向）に直線的に繰り返し変化させる。それとともに、一つの直線状の動きごとに、第１の方向に垂直な第２の方向（本図中、ｙ方向）に所定の幅だけ出射方向をシフトさせる。そうすることにより、矩形状の領域３００を光で走査することができる。領域３００を一度走査して得たデータセットを一つのフレームと呼ぶ。このように走査して、測定装置１０の周囲の物体の方向と距離を取得することで、周囲の三次元情報を得ることができる。取得部２２０は、領域３００を走査し終えると、本図中点線で示す様に出射方向を初めの方向に戻し、次のフレームを生成するように再度領域３００を走査する。なお、取得部２２０は、領域３００を走査し終えたとき、出射方向を初めの方向に戻す代わりに、−ｙ方向に折り返し走査をしても良い。すなわち、ｘ方向の直線状の動きを繰り返しながら本図中−ｙ方向に走査しても良い。また、測定装置１０は、一軸上で走査を行っても良い。

図５は、出射口１２に払拭器１８０が取り付けられた状態を例示する図である。本図の例において出射口１２は窓で構成される。窓は測定装置１０の表面に設けられており、片面が測定装置１０の外部に露出している。出射口１２は、窓のうち出射光が通りうる領域である。そして出射口１２は、照射器１４０および受信器１６０と払拭器１８０との間に位置している。窓は、ガラスや光透過性の樹脂等からなる。本図は、測定装置１０を窓に垂直な方向から見た状態に相当する。窓のうち測定装置１０の外側に向く面には撥水加工が施されていても良い。そうすれば、汚れや水滴をはじき、付着しにくくすることができるとともに、払拭器１８０で取り除きやすくなる。

払拭器１８０はたとえばワイパーであり、窓のうち測定装置１０の外側に向く面（以下、「第１面」と呼ぶ。）を拭くように構成されている。なお、測定装置１０は、複数の払拭器１８０を備えていても良い。

本図では、出射口１２に垂直な方向から見て受信器１６０が照射器１４０の外周に位置している例を示しているが、受信器１６０および照射器１４０の配置は本図の例に限定されない。たとえば出射口１２と照射器１４０および受信器１６０との間には、図４に示す例のようにミラー等の光学素子が介在していても良い。照射器１４０からの電磁波は、出射口１２を通ることで測定装置１０の内部から外部に出る。

図６（ａ）〜（ｅ）は、フレームの生成タイミングと、払拭器１８０の動きの関係を例示する図である。本図において、矩形はフレームの走査領域を示し、細矢印は走査領域内の光の動きを示し、太矢印は、払拭器１８０の位置を示している。ここで、一つのフレームを得るのに要する時間をＴとする。Ｔはたとえば２５０ｍｓｅｃである。また、払拭器１８０は出射口１２を横切るように往復運動をする。本図の例において、払拭器１８０の往復の周期は２Ｔであり、フレームにおける走査開始と同時に払拭器１８０が動作範囲の一端から動き始めるとする。

図６（ａ）はフレームにおける走査開始時点（ｔ＝０）の状態を示し、図６（ｂ）〜図６（ｅ）はそれぞれ、ｔ＝Ｔ／４、Ｔ／２、３Ｔ／４、およびＴの時点の状態を示し、図６（ｂ）はｔ＝Ｔ／４の時点の状態を示している。すなわち、払拭器１８０が動き始めてからｔ＝Ｔ／４までで、一つのフレームのうち１／４の部分までの走査がされる。払拭器１８０が動き始めてからｔ＝Ｔ／２までで、一つのフレームのうち１／２の部分までの走査がされる。払拭器１８０が動き始めてからｔ＝３Ｔ／４までで、一つのフレームのうち３／４の部分までの走査がされる。そして、払拭器１８０が動き始めてからｔ＝Ｔまでで、一つのフレームの走査が完了する。

図６（ａ）〜（ｅ）より分かるように、一つのフレームを生成する間に払拭器１８０が動作することにより、同じフレーム内の複数の出射方向において、光が払拭器１８０で反射されうる。

図７は、測定装置１０のハードウエア構成を例示する図である。本図において制御装置２０は、集積回路４０を用いて実装されている。集積回路４０は、例えば SoC（System On Chip）である。

集積回路４０は、バス４０２、プロセッサ４０４、メモリ４０６、ストレージデバイス４０８、入出力インタフェース４１０、及びネットワークインタフェース４１２を有する。バス４０２は、プロセッサ４０４、メモリ４０６、ストレージデバイス４０８、入出力インタフェース４１０、及びネットワークインタフェース４１２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４０４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４０４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４０６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４０８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４１０は、集積回路４０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。本図において、入出力インタフェース４１０には駆動回路１２１、駆動回路１４１、検出回路１６１、および駆動回路１８１が接続されている。

ネットワークインタフェース４１２は、集積回路４０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）通信網である。なお、ネットワークインタフェース４１２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４０８は、取得部２２０、判断部２３０、補正部２４０、処理部２６０、および制御部２８０の機能を実現するためのプログラムモジュールをそれぞれ記憶している。プロセッサ４０４は、このプログラムモジュールをメモリ４０６に読み出して実行することで、取得部２２０、判断部２３０、補正部２４０、処理部２６０、および制御部２８０の機能を実現する。

集積回路４０のハードウエア構成は本図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４０６に格納されてもよい。この場合、集積回路４０は、ストレージデバイス４０８を備えていなくてもよい。

図３に戻り、測定装置１０および制御装置２０の動作について詳しく説明する。

取得部２２０は、受信器１６０の検出結果に基づいて測定装置１０と物体３０との距離を算出する。すなわち、取得部２２０は、照射器１４０から光が出射されてから反射光が受信器１６０で検出されるまでの時間と、光の伝搬速さとを用いて測定装置１０と物体３０との距離を算出する。具体的には、取得部２２０は、駆動回路１４１に出力タイミングを示すトリガ信号を入力することにより、照射器１４０から電磁波を出射させる。また、取得部２２０は、受信器１６０の検出回路１６１から電磁波の受信タイミングを示す信号を取得する。そして、取得部２２０は、出力タイミングから受信タイミングまでの時間を計測する。次いで、取得部２２０は計測した時間と光の伝搬速さとを用いて測定装置１０と物体３０との距離を算出する。なお、光の伝搬速さを示す情報は、たとえばストレージデバイス４０８から読み出して、取得部２２０が用いることができる。

取得部２２０は、算出した距離を、光の出射方向と関連づける。そして、取得部２２０は複数の出射方向について算出された複数の距離を含む距離情報（たとえばフレーム）を生成する。この様な処理を繰り返すことにより、取得部２２０は距離情報繰り返し取得できる。各距離情報において距離はそれぞれ一つの画素を構成する。

距離測定が行われている間に払拭器１８０が駆動される場合、払拭器１８０が出射口１２を横切ることにより、出射口１２から出射された光は払拭器１８０で反射されることがあり得る。具体的には判断部２３０は、受光された各光が、払拭器１８０で反射されたか否かを判断する。判断部２３０は取得部２２０から距離情報を取得する。そして判断部２３０はたとえば、距離情報に含まれる距離が、予め定められた基準距離以下である場合、その距離は払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断する。一方判断部２３０は、取得部２２０が算出した距離が、予め定められた基準距離より大きい場合、その距離は払拭器１８０で反射されなかった光に基づき取得されたと判断する。払拭器１８０で反射された光は出射口１２の極近傍で反射されることになる。したがって、判断部２３０はこのような方法で光が払拭器１８０で反射されたか否かを判断できる。また、判断部２３０は、受信器１６０から各光の受光強度を取得し、受光強度が予め定められた基準強度以上である場合、その光は払拭器１８０で反射されたと判断してもよい。払拭器１８０で光が反射される場合、出射口１２から出射された光がほとんど広がることなく反射され、多くが受光されることから、判断部２３０はこの様な方法で、光が払拭器１８０で反射されたか否かを判断できる。ここで、基準距離を示す情報および基準強度を示す情報は、事前の試験等により求められる。そして、基準距離を示す情報および基準強度を示す情報はストレージデバイス４０８に予め保持されており、判断部２３０がそれを読み出して用いることができる。

なお、判断部２３０は、取得された距離が基準距離以下であるという条件、および、光の受光強度が基準強度以上であるという条件の、少なくとも一方が満たされている場合に、その距離は払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断してもよい。また、判断部２３０は、取得された距離が基準距離以下であるという条件、および、光の受光強度が基準強度以上であるという条件の、両方が満たされている場合に、その距離は払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断してもよい。

本実施例において、補正部２４０は、判断部２３０において払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断された距離を、欠損を示す値または符号に置き換える。

処理部２６０は、補正部２４０により置き換えがされた距離情報を取得して処理する。処理部２６０が行う処理の内容は特に限定されないが、たとえば処理部２６０は距離情報に基づき、所定の距離より近くに物体があると判断した場合、警告音を発したり、警告を表示したりする。また、測定装置１０が移動体に搭載されている場合には、処理部２６０は所定の距離より近くに物体があると判断した場合、移動体の速度を下げたり、移動体を停止させたりする。処理部２６０は具体的には距離情報に所定の距離より小さい距離が含まれる場合、所定の距離より近くに物体があると判断する。ただし、処理部２６０は、欠損を示す値または符号に置き換えられた距離を無視する。したがって、処理部２６０は、払拭器１８０で光が反射された場合でも、所定の距離より近くに物体があると判断することがない。なお、所定の距離を示す情報は、ストレージデバイス４０８に予め保持されており、判断部２３０がそれを読み出して用いることができる。

また、処理部２６０は、距離情報に基づいて、物体の抽出、物体の動きの認識等、移動体の自動運転に必要な処理を行っても良い。この場合も処理部２６０は、距離情報のうち欠損を示す値または符号に置き換えられた距離を無視する。したがって、処理部２６０が払拭器１８０で反射された光に惑わされることがなく、正確な処理結果が得られる。

また、払拭器１８０の出射口１２側の面には、光の反射率が低くなるように、低反射コーティングが施されていても良い。そうすれば、払拭器１８０で反射された光を受光した場合に、物体３０で反射された光を受光した場合に比べて極端に受信器１６０での受光量が大きくなってしまい、受信器１６０の検出信号が飽和してしまうような状態を避けることができる。低反射コーティングが施されている場合、受信器１６０の受光量は、たとえば払拭器１８０で反射された光を受光したときと、物体３０で反射された光を受光したときとで同程度とすることができる。

本実施例によれば、実施形態と同様、制御装置２０が、距離情報の取得において払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を補正する補正部２４０を備える。したがって、測定結果への影響を抑えることができる。

くわえて、照射器１４０は、払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断された距離を、欠損を示す値または符号に置き換える。そして処理部２６０は、欠損を示す値または符号に置き換えられた距離を無視する。したがって、払拭器１８０で光が反射された場合でも、処理部２６０によって正確な処理結果が得られる。

（実施例２）
実施例２に係る制御装置２０は、補正部２４０が行う処理を除いて実施例１に係る制御装置２０と同じである。

本実施例に係る制御装置２０は、出射口１２から複数の方向に光を出射し、物体３０で反射された反射光を受光する測定装置１０の制御装置である。本実施例に係る制御装置２０は、取得部２２０、制御部２８０、および補正部２４０を備える。取得部２２０は、複数の方向の夫々についての物体３０までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する。制御部２８０は、出射口１２に付着する付着物を払拭する払拭器１８０の動作を制御する。補正部２４０は、距離情報のｎ回目の取得において、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、ｎ回目以外に取得された距離情報を用いて補正する。なお、ｎは１以上の整数である。以下に詳しく説明する。

本実施例においても制御装置２０は、距離情報の取得において受光された光が、払拭器１８０で反射されたか否かを判断する判断部２３０を備える。以下、払拭器１８０で反射された光に基づき得られた画素を欠陥画素と呼ぶ。

本実施例において、補正部２４０は判断部２３０から距離情報と共に、各光が払拭器１８０で反射されたか否かの判断結果を取得する。そして補正部２４０はたとえば、判断部２３０において払拭器１８０で反射された光に基づき取得されたと判断された距離を、一つ前の距離情報の同画素の距離で置き換える。ここで、同画素の距離とは、同じ方向に出射された光に基づいて取得された距離である。すなわち、補正部２４０は、距離情報のｎ＋１回目の取得において、複数の方向のうち第１の方向で、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、ｎ回目に取得された距離情報のうち第１の方向についての距離に置き換える。なお、補正部２４０は、距離情報のｎ回目の取得において、複数の方向のうち第１の方向で、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、ｎ回目より前に取得された距離情報のうち第１の方向についての距離に置き換えてもよい。補正部２４０は、同様の処理を、ｎ≧１の全てのｎについて行ってもよいし、一部のｎのみについて行っても良い。

また、判断部２３０が距離情報のｎ回目の取得において、複数の方向のうち一の方向で、払拭器１８０で反射された光に基づき距離が取得されたと判断したとき、制御部２８０は、ｎ＋１回目の距離情報が取得されるときに、その一の方向で払拭器１８０が光を反射しないように、払拭器１８０の動作を制御してもよい。たとえば、一つの距離情報を得るのに必要な時間が、払拭器１８０の動く周期の整数倍であるとき、次の距離情報でも同じ画素において光が払拭器１８０で反射される可能性がある。したがって、制御部２８０は、払拭器１８０の周期を予め定められた単位時間だけ長くする、または短くする。そうすることで、同じ画素で繰り返し光が払拭器１８０に反射されることがない。なお、単位時間を示す情報は予めストレージデバイス４０８に保持されており、制御部２８０がそれを読み出して用いることができる。

ここで、払拭器１８０の周期はたとえば以下のようにして算出できる。図４で説明した例において、フレームのｙ方向に隣り合う二つのラインにおける欠陥画素が抽出される。また、それらの欠陥画素の、ｘ方向の距離が算出される。そして算出されたｘ方向の距離と、出射口１２からの光をｘ方向に動かす速さとを用いて、払拭器１８０の速さが算出される。さらに、算出された速さと、予めストレージデバイス４０８に保持された払拭器１８０の駆動幅とを用いて払拭器１８０の周期が求められる。

本実施例の制御装置２０によれば、以下のような測定装置１０が実現される。すなわち、本実施例に係る測定装置１０は、出射口１２から複数の方向に光を出射し、物体３０で反射された反射光を受光する測定装置である。そして、測定装置１０は、出射部、取得部２２０、払拭器１８０、および補正部２４０を備える。出射部は複数の方向に光を出射する。取得部２２０は、複数の方向の夫々についての物体３０までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する。払拭器１８０は、出射口１２に付着する付着物を払拭する。補正部２４０は、距離情報のｎ回目の取得において、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、ｎ回目以外に取得された距離情報を用いて補正する。

出射部はたとえば照射器１４０および走査部１２０を含んで構成される。

本実施例によれば、実施形態と同様、制御装置２０が、距離情報の取得において払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を補正する補正部２４０を備える。したがって、測定結果への影響を抑えることができる。

くわえて、本実施例の補正部２４０は、距離情報のｎ回目の取得において、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を、ｎ回目以外に取得された距離情報を用いて補正する。したがって、払拭器１８０で光が反射された場合でも、その画素に比較的実際に近い仮の値を埋めることができ、処理部２６０によって正確な処理結果が得られる。

（実施例３）
実施例３に係る制御装置２０は、補正部２４０が行う処理を除いて実施例２に係る制御装置２０と同じである。

本実施例に係る制御装置２０において、補正部２４０は、ｎ回目に取得した距離情報から、または、ｎ回目までに取得した距離情報から、物体３０の種類を判定する。また、補正部２４０は、ｎ＋１回目に取得した距離情報と物体３０の種類とを用いて、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を補正する。以下に詳しく説明する。

本実施例において、距離情報は画像を構成し、各距離は画像中の画素を構成する。そして、本実施例の制御装置２０では、予めストレージデバイス４０８に物体のテンプレートを示す情報が複数保持されている。各テンプレートは物体の三次元モデルおよび特徴量を含む。各テンプレートにおいて物体はたとえば人、車、自転車、標識、壁等である。なお、たとえば人について大人と子供、車について大型車と小型車など、複数のパターンのテンプレートがあってもよい。補正部２４０はストレージデバイス４０８からテンプレートを示す情報を複数読み出し、取得部２２０がｎ回目に取得した距離情報で得られる画像に対し、各テンプレートの特徴量を用いてパターンマッチングを行う。そうすることで画像中の物体３０の抽出および物体３０の種類の判定を行う。すなわち、補正部２４０はその物体３０がいずれのテンプレートに最も近いかを判定する。なお、画像には、複数の物体３０が含まれていても良い。その場合、補正部２４０は各物体３０に対して種類を判定できる。

次いで補正部２４０は、取得部２２０がｎ＋１回目に取得した距離情報で得られる画像のうち、欠陥画素に隣接する複数の画素の少なくともいずれかが示す距離が、予め定められた距離以下である場合、欠陥画素の方向に物体３０が存在すると判定する。一方、補正部２４０は、欠陥画素に隣接する複数の画素が示す距離のいずれもが、予め定められた標準距離より大きい場合、欠陥画素の方向に物体３０が存在しないと判定する。

欠陥画素の方向に物体３０が存在しないと判定された場合、補正部２４０はたとえば欠陥画素の距離を、予め定められた遠方を示す距離に置き換える。遠方を示す距離は、上記の標準距離よりも十分大きい。なお、標準距離を示す情報および遠方を示す情報は、予めストレージデバイス４０８に保持されており、補正部２４０はそれを読み出して用いることができる。

一方、欠陥画素の方向に物体３０が存在すると判定された場合、補正部２４０は、ｎ回目の距離情報で抽出された物体３０のテンプレートの三次元モデルを用いて欠陥画素を補正する。具体的には補正部２４０は、欠陥画素の周囲の画素に現れた物体３０の一部に基づいて三次元モデルの位置、大きさ、および向きを決定する。そして、決定した位置、大きさ、および向きで三次元モデルが存在すると仮定して、欠陥画素の距離を、三次元モデルが示す距離に置き換える。なお、ｎ回目の距離情報で複数の物体３０が抽出された場合、ｎ＋１回目の距離情報の欠陥画素に最も近い物体３０を選択し、そのテンプレートの三次元モデルを用いればよい。

なお、ｎ回目に取得した距離情報は欠陥画素を含んでいても良い。その場合、フレームのうち欠陥画素以外の画素で形成される領域を対象に物体３０の種類の判定を行う。

補正部２４０は、同様の処理を、ｎ≧１の全てのｎについて行ってもよいし、一部のｎのみについて行っても良い。

本実施例によれば、実施形態と同様、制御装置２０が、距離情報の取得において払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を補正する補正部２４０を備える。したがって、測定結果への影響を抑えることができる。

くわえて、本実施例の補正部２４０は、ｎ回目に取得した距離情報から、物体３０の種類を判定する。また、補正部２４０は、ｎ＋１回目に取得した距離情報と物体３０の種類とを用いて、払拭器１８０で反射された光に基づき取得された距離を補正する。したがって、払拭器１８０で光が反射された場合でも、その画素に比較的実際に近い仮の値を埋めることができ、処理部２６０によって正確な処理結果が得られる。

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。

以下、参考形態の例を付記する。
１−１． 出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置であって、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御部と、
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える制御装置。
１−２． １−１．に記載の制御装置において、
前記距離情報の取得において受光された前記光が、前記払拭器で反射されたか否かを判断する判断部をさらに備え、
前記判断部が前記距離情報のｎ回目の取得において、前記複数の方向のうち一の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき前記距離が取得されたと判断したとき、前記制御部は、ｎ＋１回目の前記距離情報が取得されるときに、前記一の方向で前記払拭器が前記光を反射しないように、前記払拭器の動作を制御する制御装置。
１−３． １−１．または１−２．に記載の制御装置において、
前記補正部は、前記距離情報のｎ＋１回目の取得において、前記複数の方向のうち第１の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目に取得された前記距離情報のうち前記第１の方向についての前記距離に置き換える制御装置。
１−４． １−１．または１−２．に記載の制御装置において、
前記補正部は、ｎ回目に取得した前記距離情報から、または、ｎ回目までに取得した距離情報から、前記物体の種類を判定し、ｎ＋１回目に取得した前記距離情報と前記物体の種類とを用いて、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を補正する制御装置。
２−１． 出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置であって、
複数の方向に光を出射する出射部と、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器と、
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える測定装置。
２−２． ２−１．に記載の測定装置において、
前記払拭器の動作を制御する制御部と、
前記距離情報の取得において受光された前記光が、前記払拭器で反射されたか否かを判断する判断部とをさらに備え、
前記判断部が前記距離情報のｎ回目の取得において、前記複数の方向のうち一の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき前記距離が取得されたと判断したとき、前記制御部は、ｎ＋１回目の前記距離情報が取得されるときに、前記一の方向で前記払拭器が前記光を反射しないように、前記払拭器の動作を制御する測定装置。
２−３． ２−１．または２−２．に記載の測定装置において、
前記補正部は、前記距離情報のｎ＋１回目の取得において、前記複数の方向のうち第１の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目に取得された前記距離情報のうち前記第１の方向についての前記距離に置き換える測定装置。
２−４． ２−１．または２−２．に記載の測定装置において、
前記補正部は、ｎ回目に取得した前記距離情報から、または、ｎ回目までに取得した距離情報から、前記物体の種類を判定し、ｎ＋１回目に取得した前記距離情報と前記物体の種類とを用いて、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を補正する測定装置。
３−１．
出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置を実現するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得手段、
前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御手段、および
前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正手段として動作させるコンピュータプログラム。
３−２． ３−１．に記載のコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータを、前記距離情報の取得において受光された前記光が、前記払拭器で反射されたか否かを判断する判断手段としてさらに動作させ、
前記判断手段が前記距離情報のｎ回目の取得において、前記複数の方向のうち一の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき前記距離が取得されたと判断したとき、前記制御手段は、ｎ＋１回目の前記距離情報が取得されるときに、前記一の方向で前記払拭器が前記光を反射しないように、前記払拭器の動作を制御するコンピュータプログラム。
３−３． ３−１．または３−２．に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記補正手段は、前記距離情報のｎ＋１回目の取得において、前記複数の方向のうち第１の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目に取得された前記距離情報のうち前記第１の方向についての前記距離に置き換えるコンピュータプログラム。
３−４． ３−１．または３−２．に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記補正手段は、ｎ回目に取得した前記距離情報から、または、ｎ回目までに取得した距離情報から、前記物体の種類を判定し、ｎ＋１回目に取得した前記距離情報と前記物体の種類とを用いて、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を補正するコンピュータプログラム。

１０ 測定装置
１２ 出射口
２０ 制御装置
３０ 物体
４０ 集積回路
１２０ 走査部
１４０ 照射器
１５０ 有孔ミラー
１６０ 受信器
１７０ 集光レンズ
１８０ 払拭器
２２０ 取得部
２３０ 判断部
２４０ 補正部
２６０ 処理部
２８０ 制御部

Claims (6)

1. 出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置であって、
   前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
   前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御部と、
   前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記距離情報の取得において受光された前記光が、前記払拭器で反射されたか否かを判断する判断部をさらに備え、
   前記判断部が前記距離情報のｎ回目の取得において、前記複数の方向のうち一の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき前記距離が取得されたと判断したとき、前記制御部は、ｎ＋１回目の前記距離情報が取得されるときに、前記一の方向で前記払拭器が前記光を反射しないように、前記払拭器の動作を制御する制御装置。
3. 請求項１または２に記載の制御装置において、
   前記補正部は、前記距離情報のｎ＋１回目の取得において、前記複数の方向のうち第１の方向で、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目に取得された前記距離情報のうち前記第１の方向についての前記距離に置き換える制御装置。
4. 請求項１または２に記載の制御装置において、
   前記補正部は、ｎ回目に取得した前記距離情報から、または、ｎ回目までに取得した距離情報から、前記物体の種類を判定し、ｎ＋１回目に取得した前記距離情報と前記物体の種類とを用いて、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を補正する制御装置。
5. 出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置であって、
   複数の方向に光を出射する出射部と、
   前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得部と、
   前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器と、
   前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正部とを備える測定装置。
6. 出射口から複数の方向に光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置の制御装置を実現するためのコンピュータプログラムであって、
   コンピュータを、
   前記複数の方向の夫々についての前記物体までの距離を含む距離情報を繰り返し取得する取得手段、
   前記出射口に付着する付着物を払拭する払拭器の動作を制御する制御手段、および
   前記距離情報のｎ回目の取得において、前記払拭器で反射された前記光に基づき取得された前記距離を、ｎ回目以外に取得された前記距離情報を用いて補正する補正手段として動作させるコンピュータプログラム。

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