JP6824697B2 - 走行体の物体検知装置及び物体検知方法 - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の走行体に設けられる走行時の物体検知装置及び物体検知方法に関し、特に前方に存在する人等の障害物を光学的に検知する走行体の物体検知装置及び物体検知方法に関する。

人が運転する自動車や周囲の状況をセンサで検出しながら自律的に走行する自立走行体においては、特に前方の障害物を検出するセンサとして光(レーザ）又は超音波を使用するセンサが用いられる。光学的なセンサとしては様々なものが提案されているが、その中でＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging)デバイスをセンサとして使用する技術が提案されている。ＬＩＤＡＲデバイスは、光、特に波長の短いレーザ光を用いたセンサに用いられる。

ＬＩＤＡＲデバイスは、走行体前方にレーザ光が照射されるよう、レーザユニットとして走行体の内部に設置される。

ＬＩＤＡＲデバイス等、測距にレーザ光を用いるレーザユニットは、波長が短いため、雨、塵などの影響をある程度抑えることが出来るが、濃霧、大雨等周囲の環境が悪化した場合には、測定精度が悪くなる可能性がある。

そこで、このような問題を解決するために様々な工夫がなされている。例えば、毎回の測定距離を使って補間する等、距離データを操作することで今回の測定精度を高めている（特許文献１）。

特開２０１４−５９８３４号公報

しかし、従来の装置では以下の問題がある。

レーザユニットを走行体内部に設置する場合、通常はレーザユニット前に保護ガラス面を置く。この保護ガラス面はレーザユニット内に雨滴、塵、埃、泥などが侵入しないために必要であるが、保護ガラス面がこれらの異物で汚れることがある、この場合、保護ガラス面の異物の存在により、レーザ光が前方に照射されなかったり、物体で反射したレーザ光がレーザユニットに届かなかったりするなど、光路に障害が生じる結果、光学測距に大きな影響を及ぼすことになる。

一般に、保護ガラス面はレーザユニットの極く近くに配置されるため、保護ガラス面が異物で汚れると、相対的に遠方にある物体の広い範囲において測距が出来なくなる。

図１はこのことを示している。レーザユニット１の２ｃｍ前方に設置された保護ガラス２の表面２に５ｍｍの汚れがあって、この汚れがレーザ光を完全に遮光するとした場合、１ｍの、３ｍ、５ｍの各距離では、不可視幅が２５ｃｍ、７５ｓｍ、１２５ｃｍとなってしまう。仮に人の横幅が４０ｃｍとすれば、人が２ｍ付近にいた場合、これを略検知できないことになり、走行が危険となる。

このように、レーザユニットの前方に設置されている保護ガラス面が汚れた場合は、その汚れの面積が大きくなくても、従来の装置では本来の被測定物体を正しく測距出来なくなり、走行安全性を確保できない問題があった。

また、物体の測定値にはバラツキがあり、物体の凹凸や複数の物体の重なりなどもあるため、保護ガラス面の汚れをどこまで考慮して測定値を評価すべきか、判断が難しい問題もあった。

この発明の目的は、保護ガラス面が異物で汚れた状態を正しく検知し、その程度に応じた安全な走行制御が可能な物体検知装置及び物体検知方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、保護ガラス面が異物で汚れた場合に、物体検知の精度低下を防ぐことの出来る物体検知装置及び物体検知方法を提供することにある。

この発明の物体検知装置は、
レーザ光を発光するレーザ発光部と、前記レーザ発光部から発光されるレーザ光を走査して前方に照射するスキャナ部と、物体から反射されたレーザ光を受光するレーザ受光部と、前記スキャナ部から照射したレーザ光と前記レーザ受光部で受光したレーザ光の位相差に基づいて物体までの距離を計測する計測部、及び計測した距離を画素毎に記憶する受光メモリを備える制御部と、を含むレーザユニットを備えている。

また、前記レーザユニットの前に配置された保護ガラスを備えている。

前記レーザユニットには、典型例としてＬＩＤＡＲデバイスと称されるものがある。このレーザユニットは、レーザ光を高速でスキャンし、前方の物体を検知するとともにその物体までの距離を測定する。通常、走行体は別の走行制御部において、測定した距離に基づいて走行が安全となるようにスピード等を自動制御したり、運転者に警報を発したりする。

本発明では、前記制御部は、前記距離を画素毎に記憶するメモリと、前記メモリ上で前記保護ガラスの表面までに相当する距離の第１画素群をグループ化するグループ化手段と、前記グループ化手段でグループ化された第１画素群の大きさが一定以上であると所定の報知信号を生成する報知手段と、を備える。

メモリには、レーザユニットでレーザ光をスキャンして得られた距離が画素毎に記憶される。画素とは、メモリ上に割り当てられた単位セルを意味し、画素数はレーザ光のスキャン解像度に相関する。グループ化手段は一定のスキャン後に、前記メモリ上で前記保護ガラスの表面までに相当する距離の第１画素群をグループ化する。前記保護ガラスの表面までに相当する距離は、一定のしきい値未満となる。このしきい値は、レーザユニットから保護ガラスの表面までに相当する距離＋α程度の値である。また、それらの画素はバラバラではなく、通常は塊となって現れる。そこで、メモリ上で一定のしきい値未満の距離の第１画素群をグループ化する。そして、グループ化された第１画素群の大きさが一定以上であると所定の報知信号を生成する。この報知信号は、走行制御部などに送られ、例えば、第１画素群の大きさに応じて(グループ化された面積の大きさに応じて）、走行を停止したり減速したりする制御に使用される。

また、別の実施態様として、前記制御部は、前記第１画素群中の全部または一部の画素（第１特定画素）の距離を、その第１画素群に隣接する画素から構成される第２画素群の中の所定の画素の距離に置き換える置換処理を行う置換手段を備える。

上記置換処理により、第１画素群中の第１特定画素は、それに隣接している第２画素群の中の所定の画素の距離となる。所定の画素は、例えば、第１特定画素群よりも遠い距離に位置し、且つ該第１特定画素に隣接する画素から構成される第２画素群の中の最も距離が短い画素（第２特定画素）とすることが出来る。

この発明によれば、メモリ上で一定のしきい値以上の距離の第１画素群をグループ化し、このグループ化された第１画素群の大きさが一定以上であると所定の報知信号を生成するため、保護ガラスが大きく汚れているときには走行の安全のための減速、停止などの報知信号を出すことが出来る。

また、この発明によれば、第１画素群の全部または一部が、より正しいと思われる距離に置換されるため、物体検知精度が高くなる。

保護ガラスが汚れた場合の問題を説明する図。 この発明の第１実施形態であるＬＩＤＡＲ装置の概略ブロック図。 レーザユニット１でレーザ光を前方に照射するときのレーザ光の走査範囲を示す図。 前方に障害物が存在し、保護ガラス２の表面に汚れ５が存在する場合の模式図。 メモリ１４ｂのデータ構成を示している。 制御部１４の一部動作を示すフローチャート。 この発明の第２実施形態であるＬＩＤＡＲ装置の概略ブロック図。 第２実施形態での置換部１４ｅの動作を示す図。 置換部１４ｅの機能を含む制御部１４の一部動作を示すフローチャート。 第２実施形態での置換処理フローチャート。 第３実施形態での置換部１４ｅの動作を示す図。 第３実施形態での置換部１４ｅの動作を示す図。 第３実施形態の第１実施例の置換処理フローチャート。 第３実施形態の第２実施例の置換部１４ｅの動作を示す図。 第３実施形態の第２実施例の置換部１４ｅの動作を示す図。 第３実施形態の第２実施例の置換処理フローチャート。 第４実施形態での選択的全部置換を行う置換部１４ｅの動作を示す図。

図２は、この発明の第１実施形態であるＬＩＤＡＲ装置の概略ブロック図を示している。

ＬＩＤＡＲ装置は、ＬＩＤＡＲデバイスであるレーザユニット１と、その光学系１０の前方に取り付けられている保護ガラス２とを備えている。レーザユニット１と保護ガラス２は、走行体である自動車に固定されている。

レーザユニット１は、パルス状にレーザ光を発光するレーザ発光部１１と、前記レーザ発光部１１から発光されるレーザ光を、ポリゴンミラー１２ａと平面ミラー１２ｂの同期回転により、それぞれ水平方向と垂直方向に走査して前方に照射するスキャナ部１２と、物体３から反射されたレーザ光を受光するレーザ受光部１３と、前記スキャナ部１２から照射したレーザ光と前記レーザ受光部１３で受光したレーザ光の位相差に基づいて物体までの距離を計測する計測部１４ａ、及び計測した距離を画素毎に記憶するメモリ１４ｂを含む制御部１４とを備えている。

図３は、上記レーザユニット１でレーザ光を前方に照射するときのレーザ光の走査範囲を示している。同図のように、水平方向には角度αで走査しながら、垂直方向に角度βで走査していく。

上記の走査により反射体（物体）から反射したレーザ光は、レーザ受光部１３で受光し受光データとして計測部１４ａに出力する。計測部１４ａでは、同じタイミングに発光したレーザ光のデータをレーザ発光部１１から受け、この発光データと上記受光データとの位相を比較することで、その位相差に基づく距離を算出する。こうして計測した距離(データ）は、メモリ１４ｂに画素毎に記憶される。図３の任意の距離にある走査平面Ｐの各区画はメモリ１４ｂの各画素に対応している。したがって、走査平面Ｐの各区画で計測された距離がメモリ１４ｂに記憶される。

なお、走査平面Ｐの各区画の大きさは、解像度を意味し、大きさが小さいほど解像度は大きくなる、この解像度は、計測部１４ａの処理速度やメモリ１４ｂの大きさなどで決められる。

前記制御部１４は、さらに、グループ化部１４ｃと報知部１４ｄとを備えている。以下、これらについて説明する。

図４は、上記の構成で、前方に障害物（物体）が存在し、保護ガラス２の表面に汚れ６が存在する場合の一例を示す。同図は、理解を容易にするための模式図として示したものであり、レーザユニット１から保護ガラス２までの距離と障害物までの距離との比は実際とは異なっている。

同図に示す例では、レーザユニット１から保護ガラス２までの距離は３センチ、第１の障害物（物体）３までの距離は１００センチ、第２の障害物（物体）４までの距離は２００センチ、第３の障害物（物体）５までの距離は５００センチである。図４に示す例では、第１の障害物３と第３の障害物５が、及び、第２の障害物４と第３の障害物５が、レーザユニット１から前方を見た場合に一部が重なっている。これについては後述する。

レーザユニット１から照射されたレーザ光は保護ガラス２を通過して前方の障害物３〜５で反射し、再び保護ガラス２を通過してレーザユニット１に戻る。このとき、保護ガラス２表面には汚れ６が存在するため、汚れ６の部分ではレーザ光は前方に照射されることなく汚れ６で反射してレーザユニット１に戻る。

以上の状態でレーザ光が発光すると、レーザユニット１のメモリ１４ｂには、図５に示す距離が記憶される。

図５は、上記図４の状態でのメモリ１４ｂの構成を示している。図に示す例では、メモリ１４ｂの一部を示しており、Ｘ方向(横方向）に１６画素（０〜１５）、Ｙ方向（縦方向）に９画素（０〜８）を示す。また、図中の各画素に示される「距離（数値）」は、単位がセンチである。

図５に示す例では、メモリ上にデータ集合体Ｄ１とＤ２がある。

データ集合体Ｄ１は５（Ｙ方向）×７（Ｘ方向）の大きさで、周囲に距離５００のデータと１個の距離２００（画素ｄ１））のデータが記憶されている。また、中央部には、３×５の距離３のデータが記憶されている。なお、図５において、ラベル１の標記の部分の画素にも距離３のデータが記憶されている。このデータ配列から、データ集合体Ｄ１中の中央部分に保護ガラス２の汚れ６があり、画素ｄ１の部分で障害物４の一部があり、それ以外の部分で障害物５の一部があることがわかる。

また、データ集合体Ｄ２は６（Ｙ方向）×５（Ｘ方向）の大きさで、周囲に距離５００のデータと１個の距離１００（画素ｄ２））のデータが記憶されている。また、中央部には、４×３の距離３のデータが記憶されている。なお、図５において、ラベル２の標記の部分の画素にも距離３のデータが記憶されている。このデータ配列から、データ集合体Ｄ２中の中央部分に保護ガラス２の汚れ６があり、画素ｄ２の部分で障害物３の一部があり、それ以外の部分で障害物５の一部があることがわかる。

そこで、図５において、グループ化部１４ｃは、データ集合体Ｄ１上で、一定のしきい値未満の距離の第１画素群をグループ化する。一定のしきい値は、保護ガラス２までの距離によりもやや大きい値とされ、実験等により予め決定される。ここでは、一定のしきい値は、保護ガラス２までの距離よりやや大きい（長い）３．５（センチ）とされる。図５に示す例においては、データの集合体Ｄ１の中央部分に存在する３×５の面積部分が距離３と測定されているが、この距離は一定のしきい値である３．５未満の距離であるから、この面積部分の画素群は第１画素群と判断され、この面積部分をグループ化する。実際には、このグループ化した部分にフラグを立ててラベリングする（図５では第１画素群をラベル１と設定する）。

同様に、グループ化部１４ｃは、データ集合体Ｄ２上で、一定のしきい値未満の距離の第１画素群をグループ化する。図５に示す例においては、データの集合体Ｄ２の中央部分に存在する４×３の面積部分が距離３と測定されているが、この距離は一定のしきい値である３．５未満の距離であるから、この面積部分の画素群は第１画素群と判断され、この面積部分をグループ化する。実際には、このグループ化した部分にフラグを立ててラベリングする（図５では第１画素群をラベル２と設定する）。

次に、報知部１４ｄは、メモリ１４ｂ上で設定されたラベルの第１画素群の面積の大きさを判定する。面積の大きさが一定以上であると報知信号を作成する。この例では、ラベル面積（ラベルの第１画素群の面積の大きさ）が１５以上、３０以下で走行体を減速すべきとする報知信号を作成し、ラベル面積（ラベルの第１画素群の面積の大きさ）が３０を超えると走行体を停止すべきとする報知信号を作成する。ラベルが複数個ある場合は、各ラベル面積を判定する。したがって、図５の例では、ラベル１の面積が１５、ラベル２の面積が１２であるため、走行体を減速すべきとする報知信号を作成する。この信号は図示しない走行制御部に送られ、この制御部で減速制御が行われる。

図６は、プログラムにより実現する場合の制御部１４の一部動作を示すフローチャートである。

スキャン処理がスタートすると、ＳＴ１でレーザ光をスキャンし、画素毎の距離計測を行い（ＳＴ２）、メモリ１４ｂに記憶していく（ＳＴ３）。１サイクルのスキャン処理が終了すると、次にメモリ１４ｂ上でグループ化処理（ラベリング）を行う。具体的には、メモリのデータにしきい値３．５未満の距離があるか否かを検索し（ＳＴ４）、なければ、終了し、次のサイクルのＳＴ１からのスキャン処理を繰り返す。ＳＴ４で、しきい値３．５未満の距離が存在すると、それらの距離の画素を第１画素群としてグループ化し、ラベリングする（ＳＴ５）。このとき、グループ化する第１画素群が複数個存在すると、各グループ毎にラベル１、ラベル２という風にラベリングをする。

続いて、ラベリングした第１画素群の各ラベルの面積を求める（ＳＴ６）。そして、各ラベルの面積の大きさを判定し（ＳＴ７）、いずれかのラベルの面積が、１５＝＜面積＜＝３０であれば走行体を減速すべし走行体減速報知信号を生成し（ＳＴ８），面積＞３０であれば、走行体を停止すべき走行体停止報知信号を生成する（ＳＴ９）。面積＜１５であれば何もせず、図示しない物体検知処理に移る。保護ガラスの汚れの面積の大きさに応じて走行体を減速させたり、停止させる理由は、汚れの面積が大きいほどレーザスキャンの測距精度が低下することになるため、より安全な方向に走行制御するのが望ましいからである。

上記の第１実施形態では、第１画素群の各ラベル毎に面積を求め、いずれかのラベルの面積が一定以上であると報知信号を生成する。この場合、他の実施例として、各ラベルの面積の合計を求め、その合計値が一定以上であるときに報知信号を作成するようにしても良い。

以上の処理で、保護ガラス２に汚れが生じたときに、その大きさに応じて走行体を減速させたり停止させることが可能であるため、安全性が高まる。

図７はこの発明の第２実施形態を示す。

構成において図２に示す第１実施形態と相違する部分は、制御部１４が置換部１４ｅを備えていることである。

置換部１４ｅは、グループ化部１４ｃでグループ化された第１画素群の距離を、前記第１特定画素群よりも遠い距離に位置し、且つ第１画素群に隣接している第２画素群の中の所定の画素の距離に置き換える。この例では、所定の画素は、第２画素群の中の最も距離が短い画素としている。第２実施形態では、グループ化された第１画素群を第１特定画素と称し、第２画素群の中の最も距離が短い画素を第２特定画素と称する。第２特定画素は、１画素でも良いし、複数の画素でもよい。

図８は、置換部１４ｅの動作を示している。

データ集合体Ｄ１において、距離３の画素がグループ化された中央部分の第１画素群に隣接している第２画素群は、データ集合体Ｄ１の中の第１画素群の周囲の画素群である。なお、置換処理では、その前処理としてラベリングをしてもしなくても良いが、図８は分かりやすくするために、ラベリングをしていない図としている。第１画素群の周囲に第２画素群が存在すると、第１画素群の領域は第２画素群の物体の一部の領域であると推認できる。そこで、第１特定画素群よりも遠い距離に位置し、且つ第２画素群の中の最も距離が短い上記の第２特定画素を選択し、第１画素群の全部の画素である第１特定画素の各距離をその第２特定画素の距離に置換する。

先に述べたように、第２実施形態では、第１画素群の全部の画素を第１特定画素と称し、第２画素群の中の最も距離が短い画素を第２特定画素と称する。データ集合体Ｄ１においては、第２特定画素はｄ１であり、その距離は２００である。そこで、第１画素群の全部の画素である第１特定画素は、距離２００に置換される。

データ集合体Ｄ２においても同じような処理を行う。

すなわち、データ集合体Ｄ２においては、第２特定画素はｄ２であり、その距離は１００である。そこで、第１画素群の全部の画素である第１特定画素は、距離１００に置換される。

以上の置換処理を、グループ化された第１画素群（第１特定画素）の全部の画素を置換する意味から、全部置換と称する。

置換部１４ｅの上記の全部置換の動作により、データ集合体Ｄ１においては、ｄ１を見逃す確率が低くなる。また、データ集合体Ｄ２においては、ｄ２を見逃す確率が低くなる。その結果、最も近い物体までの距離を１００として走行制御を行うことが可能となる。また、最も短い距離を見逃がさないことで、走行制御の安全性が担保されることとなる。

図９は、置換部１４ｅの機能を含む制御部１４の一部動作を示すフローチャートである。

ＳＴ１〜ＳＴ９の処理は第１実施形態と同じである。ＳＴ５においてグループ化された第１画素群が生成されると、ＳＴ６以下の報知処理に並行してＳＴ１１の置換処理に移る。このＳＴ１１の置換処理のステップにおいて、第１画素群を構成する全部の画素（第１特定画素）の距離を、隣接する第２画素群の中の最も距離が短い画素（第２特定画素）の距離に置き換える置換処理を行う。

図１０はＳＴ１１の置換処理の具体的な処理を示している。

ＳＴ２０にて、第１画素群の周囲に第２画素群が存在するか否かを判定し、第２画素群が存在すれば、その中の最も距離が短い画素（第２特定画素）を選択し（ＳＴ２１），第１画素群の全部の画素（第１特定画素）の距離をその最も短い画素の距離に置換する（ＳＴ２２）。

以上の処理は、データ集合体毎に行われる。

次に、この発明の第３実施形態について説明する。

上記第２実施形態では、第１画素群を構成する全部の画素の距離を、第１画素群よりも遠い距離に位置し、且つ第２画素群の中の最も短い距離に置き換える全部置換処理を行っている（図８）。しかし、第３実施形態では、この置換処理を第１画素群の一部の画素についてのみ行う。

この処理を、第１画素群の一部の画素についてのみ置換を行う意味から、一部置換と称する。

第３実施形態では、第１画素群の一部の画素を第１特定画素と称し、第２画素群の中の最も短い距離の画素を第２特定画素と称する。なお、第３実施形態では、レーザユニット１の構成は第２実施形態と同一である。

まず、一部置換を行う第３実施形態の第１実施例について説明する。

第３実施形態の第１実施例では、第１画素群において、第２画素群の中の最も短い距離の画素数と同じ画素数だけ、距離を置換する。この場合、第１画素群の置換画素の位置は、第２画素群の中の最も短い距離の画素に隣接したものとする。

図１１、図１２は、第１実施例の置換部１４ｅの動作を示している。

図１１に示す例のデータ集合体Ｄ１においては、第２画素群の中の最も短い距離は２００、画素数は１でその位置はｄ１である。そこで、第１画素群の置換画素の数も１とし、且つ、その位置は、ｄ１に隣接するｄ１ａとする。すなわち、図１１のｄ１ａの画素のみが３→２００に置換される。また、データ集合体Ｄ２においては、第２画素群の中の最も短い距離は１００、画素数は１でその位置はｄ２である。そこで、第１画素群の置換画素の数も１とし、且つ、その位置は、ｄ２に隣接するｄ２ａとする。すなわち、図１１のｄ２ａの画素のみが３→１００に置換される。

この第１実施例では、グループ化された第１画素群の中のｄ１ａ、ｄ２ａの画素が第１特定画素と称され、第２画素群の中の最も距離が短いｄ１、ｄ２の画素が第２特定画素と称される。

また、図１２に示す例のデータ集合体Ｄ１においては、第２画素群の中の最も短い距離は２００、画素数は２でその位置はｄ１、ｄ３（ｄ１とｄ３は隣接している）である。そこで、第１画素群の置換画素の数も２とし、且つ、その位置は、ｄ１、ｄ３に隣接するｄ１ａとｄ３ａとする。すなわち、データ集合体Ｄ１においては、ｄ１ａとｄ３ａの画素のみが３→２００に置換される。

また、データ集合体Ｄ２においては、第２画素群の中の最も短い距離は１００、画素数は２でその位置はｄ２、ｄ４（ｄ２とｄ４は隣接している）である。そこで、第１画素群の置換画素の数も２とし、且つ、その位置は、ｄ２、ｄ４に隣接するｄ２ａとｄ４ａとする。すなわち、データ集合体Ｄ２においては、ｄ２ａとｄ４ａの画素のみが３→１００に置換される。

この第１実施例では、グループ化された第１画素群の中のｄ１ａとｄ３ａの画素、及びｄ２ａとｄ４ａの画素が第１特定画素と称され、第２画素群の中の最も距離が短いｄ１とｄ３の画素、及びｄ２とｄ４の画素が第２特定画素と称される。

図１３は、上記第１実施例の置換処理フローチャートである。置換処理は、データ集合体毎に行われる。

ＳＴ２０で、第１画素群の周囲に第２画素群が存在することを検出すると、ＳＴ２５において、第２画素群の中の最も距離が短い画素（第２特定画素）の距離Ｌ１を選択する。同時に同一距離の画素数ｎを検出する。図１１に示す例のデータ集合体Ｄ１では、ｎは１で、最も距離が短い画素ｄ１の距離Ｌは２００である。データ集合体Ｄ２では、ｎは１で、最も距離が短い画素ｄ１の距離Ｌは１００である。また、図１２に示す例のデータ集合体Ｄ１では、ｎは２で、最も距離が短い画素ｄ１、ｄ２の距離Ｌ１は２００である。データ集合体Ｄ２では、ｎは２で、最も距離が短い画素ｄ１の距離Ｌは１００である。

次の処理のＳＴ２６では、第１画素群で、画素ｄ１、・・ｄｎに隣接する画素ｄ１ａ、・・ｄｎａの距離をＬ１に置換する。図１１に示す例のデータ集合体Ｄ１では、画素ｄ１ａの距離Ｌを３→２００に置換し、それ以外の画素の距離は３のままとする。データ集合体Ｄ２では、画素ｄ２ａの距離Ｌを３→１００に置換し、それ以外の画素の距離は３のままとする。

また、図１２に示す例のデータ集合体Ｄ１では、画素ｄ１ａ、ｄ３ａの距離Ｌを３→２００に置換し、それ以外の画素の距離は３のままとする。データ集合体Ｄ２では、画素ｄ２ａ、ｄ４ａの距離Ｌを３→１００に置換し、それ以外の画素の距離は３のままとする。

図１１〜図１３では、ｄ１ａ・・ｄｎａの画素が第１特定画素と称され、ｄ１、・・ｄｎの画素が第２特定画素と称される。

次に、一部置換を行う第３実施形態の第２実施例について説明する。

第２実施例では、上記第１実施例に加えて、第１画素群の中の画素ｄ１ａ、・・ｄｎａ以外の画素（画素ｄ（ｎ＋１）ａ・・・）の距離を、第２画素群の中の画素ｄ１、・・ｄｎ以外の画素（画素ｄ（ｎ＋１）・・・）の距離Ｌ２に置換する処理を行う。すなわち、図１４に示す例のデータ集合体Ｄ１では、距離Ｌ２は５００であるから、第１画素群の中の画素ｄ１ａの距離を３→２００に一部置換するとともに、第１画素群の中の画素ｄ１ａ以外の画素の距離を３→５００に置換する。データ集合体Ｄ２では、距離Ｌ２は５００であるから、第１画素群の中の画素ｄ２ａの距離を３→１００に一部置換するとともに、第１画素群の中の画素ｄ２ａ以外の画素の距離を３→５００に置換する。

また、図１５に示す例のデータ集合体Ｄ１では、第１画素群の中の画素ｄ１ａ、ｄ３ａの距離を３→２００に一部置換するとともに、第１画素群の中の画素ｄ１ａ、ｄ３ａ以外の画素の距離を３→５００に置換する。データ集合体Ｄ２では、第１画素群の中の画素ｄ２ａ、ｄ４ａの距離を３→１００に一部置換するとともに、第１画素群の中の画素ｄ２ａ、ｄ４ａ以外の画素の距離を３→５００に置換する。

この第２実施例では（図１４、図１５では）、ｄ１ａ、ｄ２ａ、ｄ３ａ、ｄ４ａの画素が第１特定画素と称され、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の画素が第２特定画素と称される。

図１６は、上記第２実施例の置換処理フローチャートである。置換処理は、データ集合体毎に行われる。

図１３のフローチャートにおいてＳＴ２７が加えられる。ＳＴ２７では、第１画素群で、ＳＴ２６で一部置換した画素以外の他の画素の距離をＬ２に置換する。

次に、この発明の第４実施形態について説明する。

第１画素群に最短距離の画素（保護ガラス２上汚れを原因とするもの）が１個しかない場合、その原因が微小な雨や埃が反射したものである可能性がある。この場合、次のスキャン時には微小な雨や埃が消えている可能性がある。そこで、第４実施形態では、第１画素群の最短距離の画素が１画素の孤立画素の場合は距離３を無視し（物体検出で無視する）、またはそのままとし、最短距離の画素が２画素以上連続している場合は置換処理を行う。

つまり、図８のような全部置換の処理、または図１２のような一部置換の処理を選択的に行う。

図１７は、第４実施形態での選択的な全部置換を行う置換部１４ｅの動作を示している。左側のデータ集合体Ｄ１では、保護ガラス２の表面までに相当する距離の第１画素群はＤｘ１の孤立した１画素のみである。右側のデータ集合体Ｄ２では、保護ガラス２の表面までに相当する距離の第１画素群はＤｘ１とＤｘ２の連続した２画素で構成されている。

上記のデータ集合体Ｄ１では、第１画素群はＤｘ１の孤立した１画素のみであるため、その画素は微小な雨や埃に反射したものであると考えられるため、置換処理は行わない。一方、データ集合体Ｄ２では、第１画素群はＤｘ１とＤｘ２の連続した２画素で構成されるため、その画素は無視できないものとして、第２画素群の中の最も距離が短い画素の距離２００に全部置換する。このように、第１画素群が孤立した単一画素が、２つ以上の連続した画素かにより、選択的に全部置換の処理を行う。

また、第４実施形態で選択的に一部置換を行うことも可能である。この場合は、保護ガラス２の表面までに相当する距離の第１画素群が孤立した１画素である場合は、一部置換処理を行わず、保護ガラス２の表面までに相当する距離の第１画素群が２つ以上の連続している場合は、図１２に示すような一部置換処理を行う。

以上、この発明については、実施形態１〜４において幾つかの具体的な処理例を説明した。

レーザユニットと保護ガラスを使用して物体（障害物）の測距を行う場合、障害物（物体）の表面凹凸、複数の障害物の重なり有無、その重なり状況、などを原因として測定値にバラツキが生じるため、障害物（物体）有無の判定や測定距離に信頼性を高めることが必要であるが、上記実施形態のように、グループ化や置換処理を行うことでこれらの信頼性を高めることが可能になる。

１−レーザユニット
２−保護ガラス
５−汚れ
１１−レーザ発光部
１２−スキャナ部
１３−レーザ受光部
１４−制御部
１４ａ−計測部
１４ｂ−メモリ
１４ｃ−グループ化部
１４ｄ−報知部
１４ｅ−置換部

Claims (3)

1. レーザ光を発光するレーザ発光部と、前記レーザ発光部から発光されるレーザ光を走査して前方に照射するスキャナ部と、物体から反射されたレーザ光を受光するレーザ受光部と、前記スキャナ部から照射したレーザ光と前記レーザ受光部で受光したレーザ光の位相差に基づいて物体までの距離を計測する計測部、及び計測した距離を画素毎に記憶するメモリを備える制御部と、を含むレーザユニットと、
   前記レーザユニットの前に配置された保護ガラスと、を備え、
   前記制御部は、前記メモリ上で前記保護ガラスの表面までに相当する距離の第１画素群中の一部の画素である第１特定画素の距離を所定の画素の距離に置き換える置換処理を行う置換手段を備え、
   前記所定の画素は、前記第１特定画素よりも遠い距離に位置し、且つ該第１特定画素に隣接する画素から構成される第２画素群の中の最も距離が短い第２特定画素であり、
   前記第１特定画素の数は、前記第２特定画素の数と同数であり、前記第１画素群中の前記第１特定画素以外の画素の距離は、前記第２画素群中の前記第２特定画素以外の画素の距離に置き換えられる、走行体の物体検知装置。
2. 前記置換手段は、前記第１特定画素の数が一定数以上の場合にのみ前記置換処理を行い、前記第１特定画素の数が一定数未満のときは前記置換処理を行わない、請求項１記載の走行体の物体検知装置。
3. レーザ発光部で発光したレーザ光をスキャンし、保護ガラスを介して前方に照射し、物体から反射されたレーザ光を受光し、
   照射したレーザ光と受光したレーザ光の位相差に基づいて物体までの距離を計測し、前記距離をメモリに画素毎に記憶し、
   前記メモリ上で前記保護ガラスの表面までに相当する距離の第１画素群中の一部の画素である第１特定画素の距離を所定の画素の距離に置き換える置換処理を行い、
   前記所定の画素は、前記第１特定画素よりも遠い距離に位置し、且つ該第１特定画素に隣接する画素から構成される第２画素群の中の最も距離が短い第２特定画素であり、
   前記第１特定画素の数は、前記第２特定画素の数と同数であり、前記第１画素群中の前記第１特定画素以外の画素の距離は、前記第２画素群中の前記第２特定画素以外の画素の距離に置き換えられる、走行体の物体検知方法。

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