JP7143815B2 - 測距装置 - Google Patents

Description

本開示は、光を照射し、光を反射した物体までの距離を測定する測距装置に関する。

特許文献１には、投光部が投光したレーザ光を走査する走査部と、所定の間隔で投光されたレーザ光に対応する反射光を受光する受光部と、受光部が出力する時系列の受光強度信号を積算する積算部と、積算部が行った積算に基づいて対象物までの距離を算出する距離算出部とを備える距離測定装置が記載されている。

特開２０１８－１０９５６０号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、受光部で検出されるノイズの影響によって、反射光の検出感度が低いという問題があった。
本開示は、反射光の検出感度を向上させることを目的とする。

本開示の一態様は、照射部（１０，２０）と、光検出部（３０）と、背景光算出部（Ｓ９０）と、対象方位選択部（Ｓ２１８，Ｓ２２０，Ｓ２２４，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０）と、係数算出部（Ｓ２６０）と、測距波形生成部（Ｓ２０，Ｓ１１０～Ｓ１４０）と、倍波形生成部（Ｓ２７０）と、積算波形生成部（Ｓ２８０）と、測定部（Ｓ２９０）とを備える測距装置（１）である。

照射部は、光を照射するように構成される。光検出部は、反射した光を検出するように構成される。
背景光算出部は、光が照射される光照射領域を分割することにより形成された複数の方位領域のそれぞれについて、光検出部による検出結果に基づき、方位領域から到来する背景光の量に関連した背景光量パラメータを算出するように構成される。

対象方位選択部は、複数の方位領域のうち１つの方位領域を対象方位領域として順次選択するように構成される。
係数算出部は、周辺方位領域の背景光量パラメータと対象方位領域の背景光量パラメータとの差分との間で負の相関を有するようにして、対象方位領域および複数の周辺方位領域のそれぞれの積算係数を算出するように構成される。周辺方位領域は、対象方位選択部により選択された対象方位領域の周辺に配置されている方位領域である。

測距波形生成部は、光が照射されてから予め設定された測距期間が経過するまでの光検出パラメータの時間変化を示す測距波形データを、複数の方位領域のそれぞれについて生成するように構成される。光検出パラメータは、光検出部による検出結果を示すパラメータである。

倍波形生成部は、対象方位領域および複数の周辺方位領域の測距波形データのそれぞれについて、測距波形データに、対応する積算係数を乗算することにより、係数倍波形データを生成するように構成される。

積算波形生成部は、対象方位領域および複数の周辺方位領域の係数倍波形データを積算することにより、積算波形データを生成するように構成される。
測定部は、積算波形生成部により生成された積算波形データを用いて、光を反射した物体までの距離を測定するように構成される。

このように構成された本開示の測距装置は、対象方位領域に対応する方位に存在する物体までの距離を測定するために、対象方位領域および複数の周辺方位領域の係数倍波形データを積算するため、積算波形データにおいて、ランダムに発生するノイズを低減することができる。

さらに本開示の測距装置は、周辺方位領域の背景光量パラメータと対象方位領域の背景光量パラメータとの差分との間で負の相関を有するようにして積算係数を算出し、測距波形データに、対応する積算係数を乗算することにより、係数倍波形データを生成する。これにより、本開示の測距装置は、対象方位領域の背景光量よりも周辺方位領域の背景光量が大きい場合において、積算波形データにおける周辺方位領域の測距波形データの寄与を低減することができる。このため、本開示の測距装置は、対象方位領域の背景光量よりも周辺方位領域の背景光量が大きい場合において、積算波形データの方が対象方位領域の測距波形データよりもノイズが多くなってしまうという事態の発生を抑制することができ、積算波形データにおいてノイズを更に低減することができる。

以上より、本開示の測距装置は、反射した光を光検出部で検出する検出感度を向上させることができる。

ライダー装置の概略構成を示すブロック図である。 ライダー装置の斜視図である。 光検出モジュールの斜視図である。 フレームの一部を除いて示した光検出モジュールの正面図である。 筐体を除いて示したライダー装置の平面図である。 ミラーモジュールの構成を示す図である。 光源の構成を示す図である。 受光素子の構成を示す図である。 投光時の光の経路を示す図である。 受光時の光の経路を示す図である。 光源および受光素子の位置調整を説明する図である。 偏向ミラーから出射される光ビームの照射範囲を示す図である。 光源の発光領域と受光素子の受光領域との対応関係を示す図である。 データ取得処理を示すフローチャートである。 二次元行列状に設定された複数の方位領域と、背景光波形データとを示す図である。 二次元行列状に設定された複数の方位領域と、測距波形データとを示す図である。 第１実施形態の積算測距処理を示すフローチャートである。 対象方位および隣接方位を示す図である。 ノイズ値の算出を説明する図である。 積算係数の具体例と、式（１）の具体例とを示す図である。 積算波形データの算出を説明する図である。 第２実施形態の積算測距処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の積算測距処理を示すフローチャートである。 第４実施形態の積算測距処理を示すフローチャートである。 第５実施形態の積算測距処理を示すフローチャートである。 低光量標準偏差の正規分布と高光量標準偏差の正規分布とを示す図である。

（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のライダー装置１は、車両に搭載して使用され、車両の周囲に存在する様々な物体の検出等に用いられる。ライダーは、ＬＩＤＡＲとも表記される。ＬＩＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略である。

ライダー装置１は、図１に示すように、後述する光検出モジュール２と、制御部３とを備える。制御部３は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ６１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ６２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵ６１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御部３を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

制御部３には、車速センサ７１、前方カメラ７２およびナビゲーション装置７３が接続される。車速センサ７１は、ライダー装置１を搭載した車両（以下、自車両）の走行速度（以下、車速）を検出し、検出結果を示す車速検出信号を制御部３に出力する。前方カメラ７２は、自車両の前側に取り付けられており、自車両の前方の地上面を繰り返し撮影する。

ナビゲーション装置７３は、道路地図データおよび各種情報を記録した地図記録媒体から道路地図データを取得するとともに、ＧＰＳアンテナを介して受信したＧＰＳ信号等に基づいて車両の現在位置を検出し、現在地から目的地までの経路案内等を実行する。なお、上記の道路地図データは、道路位置、道路種別、道路形状、道路幅員、道路名、車線数および道路勾配等の各種データを含んでいる。

ライダー装置１は、図２に示すように、筐体１００と光学窓２００とを備える。
筐体１００は、六面のうちの一面に開口部を有する直方体状に形成された樹脂製の箱体であり、後述する光検出モジュール２を収納する。

光学窓２００は、筐体１００の開口部を覆うように筐体１００に固定される樹脂性の蓋体である。筐体１００の内部に設置される光検出モジュール２から照射されるレーザ光は、光学窓２００の内部を透過する。

以下、略長方形に形成されている上記の開口部の長手方向に沿った方向をＸ軸方向、開口部の短手方向に沿った方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。なお、Ｘ軸方向における左右およびＹ軸方向における上下は、筐体１００の開口部側から見て定義する。また、Ｚ軸方向における前後は、筐体１００の開口部側を前、奥行き側を後と定義する。

光検出モジュール２は、図３、図４および図５に示すように、投光部１０と、スキャン部２０と、受光部３０と、フレーム４０とを備える。光検出モジュール２は、フレーム４０を介して筐体１００に組み付けられる。

スキャン部２０は、ミラーモジュール２１と、仕切板２２と、モータ２３とを備える。
ミラーモジュール２１は、図６に示すように、一対の偏向ミラー２１１，２１２と、ミラーフレーム２１３とを備える。

一対の偏向ミラー２１１，２１２は、光を反射する反射面を有する平板状の部材である。ミラーフレーム２１３は、円板部２１３ａと、被固定部２１３ｂとを備える。円板部２１３ａは、円板状の部位であり、その円の中心がモータ２３の回転軸に固定される。被固定部２１３ｂは、両面に偏向ミラー２１１，２１２が固定される板状の部位である。被固定部２１３ｂは、円板部２１３ａの円形面上から、円板部２１３ａの円形面に対して垂直に突出するようにして形成される。

偏向ミラー２１１，２１２および被固定部２１３ｂはそれぞれ、長手方向の幅が異なる二つの長方形を一体化した形状を有する。具体的には、二つの長方形を、短手方向に沿った中心軸を合わせて、その中心軸に沿って並べて一体化した形状を有する。以下、ミラーモジュール２１において、偏向ミラー２１１，２１２および被固定部２１３ｂが一体化された部位のうち、長手方向の狭い長方形の部位を幅狭部、長手方向の広い長方形の部位を幅広部という。

ミラーフレーム２１３を介して一体化された一対の偏向ミラー２１１，２１２は、幅狭部よりも幅広部を下にした状態で、中心軸の位置が円板部２１３ａの円の中心と一致するように、且つ、円板部２１３ａの円形面上から、円板部２１３ａの円形面に対して垂直に突出するようにして配置される。これにより、偏向ミラー２１１，２１２は、モータ２３の駆動に従って、モータ２３の回転軸を中心として回転することができる。また、偏向ミラー２１１，２１２の反射面は、モータ２３の回転位置に関わらず、常に、モータ２３の回転軸に対して平行となる。

仕切板２２は、ミラーモジュール２１の幅広部の長手方向の幅と同じ直径を有する円板状の部材である。仕切板２２は、半円状の２つの部位に分割されている。そして、これら半円状の２つの部位は、ミラーモジュール２１の幅狭部を両側から挟み込み、且つ、ミラーモジュール２１の幅広部と幅狭部との段差部分に接触した状態で固定される。

以下、偏向ミラー２１１，２１２において、仕切板２２より上側の部位（すなわち、幅狭部側の部位）を投光偏向部２０ａ、仕切板２２より下側の部位（すなわち、幅広部側の部位）を受光偏向部２０ｂという。

投光部１０は、図３～図５に示すように、一対の光源１１，１２と、一対の投光レンズ１３，１４と、投光折返ミラー１５とを備える。
光源１１，１２は、同一の構成を有するため、ここでは、光源１１の構成についてのみ説明する。光源１１は、図７に示すように、複数の発光領域Ａ１，Ａ２を有した、いわゆるマルチストライプ半導体レーザである。発光領域Ａ１，Ａ２は、その配列方向を長手方向とした長方形状に形成されている。そして、発光領域Ａ１，Ａ２における配列方向に沿った領域幅Ｌは、発光領域Ａ１と発光領域Ａ２との間の領域間隔Ｓ以上となるように設定されている。各発光領域Ａ１，Ａ２からは、互いの光軸が平行な光ビームが照射される。

以下、投光偏向部２０ａにおいて、光源１１，１２からの光ビームが入射される点を反射点という。また、回転軸に直交し反射点を含む面を基準面という。
図３～図５に示すように、光源１１は、反射点からＸ軸に沿って左側に離れた位置に、発光面を投光偏向部２０ａに向けた状態で配置される。光源１２は、反射点から光源１１に至る経路の中心付近の折返点からＺ軸に沿って後側に離れた位置に、発光面をＺ軸の前側に向けた状態で配置される。そして、光源１１，１２におけるＹ軸方向の位置に関して、光源１１は基準面より低い位置に配置され、光源１２は基準面より高い位置に配置される。また光源１１，１２は、発光領域Ａ１，Ａ２の配列方向がＹ軸方向と一致するように配置される。

投光レンズ１３は、光源１１の発光面に対向して配置される。同様に、投光レンズ１４は、光源１２の発光面に対向して配置される。光源１１，１２はそれぞれ、投光レンズ１３，１４の焦点付近に配置される。

投光折返ミラー１５は、上記の折返点に配置されて、光源１２から照射された光を反射して上記の反射点へ導く。投光折返ミラー１５は、図９に示すように、光源１１から照射されて反射点へ向かう光の経路を遮ることがないように、この経路より上側に配置される。また、光源１１から反射点に至る光の経路と、光源１２から投光折返ミラー１５を介して反射点に至る光の経路とは、互いに同じ長さとなるように設定される。なお、光源１１は、光軸が基準面に対して１～２°上向きに傾き、光源１２は、光軸が基準面に対して１～２°下向きに傾くように設定される。つまり、光源１１，１２の光軸は、基準面に対して対称な方向を向く。この角度は、１～２°に限定されるものではなく、副走査方向への必要な光ビーム出射角度に応じて適宜設定される。

受光部３０は、図３～図５に示すように、受光素子３１と、受光レンズ３２と、受光折返ミラー３３とを備える。
受光素子３１は、図８に示すように、アバランシェフォトダイオードアレイ３１１（以下、ＡＰＤアレイ３１１）と、レンズアレイ３１２とを備える。ＡＰＤは、Avalanche Photo Diodeの略である。ＡＰＤアレイ３１１は、１２個のアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ）が一列に配置されている。レンズアレイ３１２は、ＡＰＤアレイ３１１を構成する１２個のＡＰＤのそれぞれに対して対向配置された１２個のレンズであり、受光素子３１に入射した光を絞って各ＡＰＤへ導く。

受光素子３１は、図４および図１０に示すように、受光面がＹ軸に沿った上側に向き、且つ、ＡＰＤアレイ３１１におけるＡＰＤの配列方向がＸ軸方向と一致するようにして、受光折返ミラー３３の下部に配置される。図４では、各部の配置を見やすくするため、フレーム４０の一部が省略されている。

受光折返ミラー３３は、受光偏向部２０ｂに対してＸ軸に沿って左側に配置される。そして受光折返ミラー３３は、受光偏向部２０ｂから受光レンズ３２を介して入射する光が受光素子３１に到達するようにするために、光の経路をＹ軸方向に沿った下側に略９０°曲げる。

受光レンズ３２は、受光偏向部２０ｂと受光折返ミラー３３との間に配置される。受光レンズ３２は、受光素子３１に入射する光ビームにおけるＺ軸方向に沿った幅を、ＡＰＤの素子幅程度となるように絞る。

フレーム４０は、投光部１０、スキャン部２０および受光部３０が有する各部品を一体に組み付けるための部材である。すなわち、投光部１０、スキャン部２０および受光部３０が有する各部品は、これら部品間の位置関係が確定された状態で、筐体１００内に組み付けられる。

フレーム４０は、図３～図５に示すように、フレーム下部４１と、フレーム側面部４２と、フレーム背面部４３と、仕切部４４とを備える。
フレーム下部４１には、その下側に、受光素子３１が組み付けられた受光基板５１と、スキャン部２０が組み付けられたモータ基板５２とが取り付けられる。このため、フレーム下部４１には、受光折返ミラー３３から受光素子３１に至る光の経路となる部位と、スキャン部２０のモータ２３が配置される部位とに、孔が設けられている。

フレーム側面部４２には、スキャン部２０に対向する側の面を表面として、その表面に、円筒状のホルダ４２１が設置される。ホルダ４２１の表面側端（すなわち、Ｘ軸方向の右側端）には、その開口部を塞ぐように投光レンズ１３が組み付けられる。また、フレーム側面部４２の裏面には、光源１１が組み付けられた発光基板５３が取り付けられる。フレーム側面部４２に発光基板５３が取り付けられると、光源１１はホルダ４２１の裏面側端（すなわち、Ｘ軸方向の左側端）に配置される。

フレーム背面部４３には、フレーム側面部４２と同様に、ホルダ４３１が設置される。ホルダ４３１の表面側端（すなわち、Ｚ軸方向の前側端）には、投光レンズ１４が組み付けられる。また、フレーム背面部４３の裏面には、光源１２が組み付けられた発光基板５４が取り付けられる。フレーム背面部４３に発光基板５４が取り付けられると、光源１２はホルダ４３１の裏面側端（すなわち、Ｚ軸方向の後側端）に配置される。

仕切部４４は、投光部１０を構成する各部品が配置される空間と、受光部３０を構成する各部品が配置される空間とを仕切る位置に設けられる。仕切部４４には、投光折返ミラー１５、受光折返ミラー３３および受光レンズ３２が組み付けられる。

なお、受光基板５１および発光基板５３，５４は、それぞれネジ止めによりフレーム４０に取り付けられる。ライダー装置１は、受光基板５１および発光基板５３，５４の取付位置と角度とを調整することにより、受光素子３１および光源１１，１２の取付位置と角度とを、それぞれ個別に、三次元的に微調整できるように構成されている。本実施形態では、ホルダ４２１，４３１はそれぞれ、フレーム側面部４２およびフレーム背面部４３と一体に設けられているが、発光基板５３および発光基板５４と一体に設けられてもよい。

制御部３は、例えば、筐体１００に組付けられる。制御部３は、スキャン部２０のミラーモジュール２１の回転に同期して、光源１１，１２の発光タイミングを制御する。具体的には、制御部３は、光源１１からの光ビームが偏向ミラー２１１に入射され、光源１２からの光ビームが偏向ミラー２１２に入射されるように制御する。

図９に示すように、光源１１から照射された光は、投光レンズ１３を介して投光偏向部２０ａの反射点Ｐに入射される。また、光源１２から照射された光は、投光レンズ１４を透過した後に、投光折返ミラー１５で進行方向が略９０°曲げられて投光偏向部２０ａの反射点Ｐに入射される。但し、光源１１と光源１２とでは、投光偏向部２０ａの異なる面が使用される。反射点Ｐに入射された光は、ミラーモジュール２１の回転位置に応じた方向に向けて出射される。

図１０に示すように、ミラーモジュール２１の回転位置に応じた所定方向（すなわち、投光偏向部２０ａからの光の出射方向）に位置する被検物からの反射光は、受光偏向部２０ｂで反射し、受光レンズ３２および受光折返ミラー３３を介して受光素子３１で検出される。なお、被検物は、ライダー装置１の検出対象となる様々な物標である。

つまり、ライダー装置１では、Ｘ軸方向に沿った水平方向の走査（以下、主走査）は、ミラーモジュール２１の回転によりメカ的に実現される。また、Ｙ軸方向に沿った垂直方向の走査（以下、副走査）は、垂直方向に並ぶ４つのビームを出力する光源１１，１２と、上記４つのビームを受光するＡＰＤアレイ３１１とにより電子的に実現される。

図９～図１１に示すように、光源１１，１２は、投光偏向部２０ａの反射点Ｐまでの光路長が互いに等しくなり、且つ、反射点Ｐにて互いの光軸が交差するように配置される。また受光素子３１は、受光レンズ３２の焦点付近に配置される。

ここで、光源１１の発光領域Ａ１，Ａ２に基づく光ビームをＢ１１，Ｂ１２とし、光源１２の発光領域Ａ１，Ａ２に基づく光ビームをＢ２１，Ｂ２２とする。図１２に示すように、投光偏向部２０ａの反射点Ｐから放射される光ビームにおいて、Ｙ軸に沿った上側から下側に向かって順に、光ビームＢ１１、光ビームＢ２１、光ビームＢ１２および光ビームＢ２２が配置される。さらに、各光ビームＢ１１，Ｂ２１，Ｂ１２，Ｂ２２の間に隙間ができないように、光源１１，１２の位置が微調整される。また、図１３に示すように、受光素子３１のＡＰＤアレイ３１１上において、各光ビームＢ１１，Ｂ２１，Ｂ１２，Ｂ２２が照射された被検物からの反射光が、各ＡＰＤのＺ軸方向の中心に照射され、それぞれが異なる３素子ずつに照射されるように微調整される。

なお、投光偏向部２０ａの反射面は、ミラーモジュール２１の回転軸に平行であるため、投光偏向部２０ａへの光の入射経路を含んだ垂直平面における反射面の傾斜角度は、ミラーモジュール２１の回転位置によって変化しない。ここでの垂直平面とは、Ｙ軸に沿った平面をいう。つまり、図１２のグラフに示すように、投光偏向部２０ａから出射される光の主走査方向であるＸ軸方向への出射角度（すなわち、水平角度）によらず、副走査方向であるＹ軸方向への出射角度（すなわち、垂直角度）は一定となる。このため、二次元的に設定される走査範囲内に、光ビームが隙間なく照射される。以下、Ｘ軸方向への出射角度を主走査角度、Ｙ軸方向への出射角度を副走査角度という。

次に、制御部３のＣＰＵ６１が実行するデータ取得処理の手順を説明する。データ取得処理は、制御部３の動作中において繰り返し実行される処理である。
このデータ取得処理が実行されると、ＣＰＵ６１は、図１４に示すように、まずＳ１０にて、予め設定された測距周期が経過する毎に到来する背景光取得タイミングになったか否かを判断する。ここで、背景光取得タイミングになっていない場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ１０の処理を繰り返すことにより、背景光取得タイミングになるまで待機する。そして、背景光取得タイミングになると、ＣＰＵ６１は、Ｓ２０にて、ミラーモジュール２１から走査角度検出信号を取得することにより、ミラーモジュール２１の回転位置（すなわち、主走査角度）を検出する。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ３０にて、受光素子３１の光検出信号を取得する。さらにＣＰＵ６１は、Ｓ４０にて、Ｓ３０で取得した光検出信号の信号強度を示す背景光検出データをＲＡＭ６３に記憶する。

ＣＰＵ６１は、図１５に示すように、レーザ光が照射される光照射領域Ｒｉを主走査角度と副走査角度とによって二次元行列状に分割した複数の方位領域の何れか一つに対応付けて、背景光検出データを記憶する。本実施形態の光照射領域Ｒｉは、－６０°～＋６０°の主走査角度と、－４°～＋４°の副走査角度とを包含する領域である。

複数の方位領域は、主走査方向に沿ってＮｍ個の主走査方向範囲Ｒｍにより等間隔に分割されるとともに、副走査方向に沿って１２個の副走査方向範囲Ｒｓにより等間隔に分割された領域である。Ｎｍ個の主走査方向範囲Ｒｍはそれぞれ、主走査角度が小さい順に、主走査方向範囲Ｒｍ＿１，Ｒｍ＿２，・・・，Ｒｍ＿Ｎｍ－１，Ｒｍ＿Ｎｍと表記される。また、１２個の副走査方向範囲Ｒｓはそれぞれ、副走査角度が大きい順に、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，Ｒｓ＿４・・・，Ｒｍ＿１１，Ｒｍ＿１２と表記される。また、主走査方向範囲Ｒｍ＿ｉと副走査方向範囲Ｒｓ＿ｊとにより特定される方位領域は、方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）と表記される。ｉは、１からＮｍまでの整数である。ｊは、１から１２までの整数である。

ＣＰＵ６１は、Ｓ４０にて、具体的には、まず、Ｓ２０で検出された走査角度に基づいて、Ｎｍ個の主走査方向範囲Ｒｍのうち、１つの主走査方向範囲Ｒｍを設定する。

そしてＣＰＵ６１は、１２個のＡＰＤからの光検出信号の信号強度のそれぞれを、光検出信号を取得した時刻と、上記で設定された主走査方向範囲Ｒｍと、ＡＰＤに対して予め設定された副走査方向範囲Ｒｓとを対応付けた状態（すなわち、時刻と方位領域とを対応付けた状態）で、背景光検出データとしてＲＡＭ６３に記憶する。なお、光ビームＢ１１に対応する３個のＡＰＤから得られた信号強度はそれぞれ、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３と対応付けられる。同様に、光ビームＢ２１に対応する３個のＡＰＤから得られた信号強度はそれぞれ、副走査方向範囲Ｒｓ＿４，Ｒｓ＿５，Ｒｓ＿６と対応付けられる。光ビームＢ１２に対応する３個のＡＰＤから得られた信号強度はそれぞれ、副走査方向範囲Ｒｓ＿７，Ｒｓ＿８，Ｒｓ＿９と対応付けられる。光ビームＢ２２に対応する３個のＡＰＤから得られた信号強度はそれぞれ、副走査方向範囲Ｒｓ＿１０，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２と対応付けられる。

次にＣＰＵ６１は、図１４に示すように、Ｓ５０にて、背景光取得タイミングから予め設定された背景光取得期間が経過した照射タイミングになったか否かを判断する。ここで、照射タイミングになっていない場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ３０に移行する。一方、照射タイミングになった場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ６０にて、光源１１，１２に光ビームを照射させる。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ７０にて、Ｓ３０およびＳ４０の処理で取得された背景光検出データに基づいて、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，・・・，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２のそれぞれに対応した１２個の背景光波形データを生成し、ＲＡＭ６３に記憶する。背景光波形データは、背景光取得タイミングから照射タイミングまでの信号強度の時間変化を示す。

そして、背景光波形データには、上記で設定された主走査方向範囲Ｒｍと、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，・・・，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２の何れか一つとが設定されている。このため、図１５の矢印Ｌ１で示すように、背景光波形データＤ１は、方位領域に対応付けられた状態でＲＡＭ６３に記憶される。

次にＣＰＵ６１は、図１４に示すように、Ｓ８０にて、Ｓ７０で生成された背景光波形データに対してフィルタ処理を実行する。本実施形態では、ＣＰＵ６１は、バイラテラルフィルタを用いたフィルタ処理を実行する。バイラテラルフィルタは、エッジを保持して平滑化するフィルタである。

またＣＰＵ６１は、Ｓ９０にて、Ｓ８０でフィルタ処理が施された背景光波形データのノイズ値を算出して、ＲＡＭ６３に記憶する。ノイズ値は、図１５に示すように、背景光波形データにおける信号強度の標準偏差である。上述のように、背景光波形データには、上記で設定された主走査方向範囲Ｒｍと、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，・・・，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２の何れか一つとが設定されている。このため、図１５の矢印Ｌ２で示すように、ノイズ値は、方位領域に対応付けられた状態でＲＡＭ６３に記憶される。

次にＣＰＵ６１は、図１４に示すように、Ｓ１００にて、全方位標準偏差Ｖａｒを算出する。全方位標準偏差Ｖａｒは、全ての方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）におけるノイズ値の標準偏差である。但し、ＣＰＵ６１は、全ての方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のうち少なくとも１つの方位（ｉ，ｊ）においてノイズ値がＲＡＭ６３に記憶されていない場合には、全方位標準偏差Ｖａｒの算出を行わない。

次にＣＰＵ６１は、Ｓ１１０にて、受光素子３１の光検出信号を取得する。さらにＣＰＵ６１は、Ｓ１２０にて、Ｓ１１０で取得した光検出信号の信号強度を示す測距データをＲＡＭ６３に記憶する。

ＣＰＵ６１は、Ｓ１２０にて、具体的には、まず、Ｓ２０で検出された走査角度に基づいて、Ｎｍ個の主走査方向範囲Ｒｍのうち、１つの主走査方向範囲Ｒｍを設定する。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ４０と同様にして、１２個のＡＰＤからの光検出信号の信号強度のそれぞれを、光検出信号を取得した時刻と、上記で設定された主走査方向範囲Ｒｍと、ＡＰＤに対して予め設定された副走査方向範囲Ｒｓとを対応付けた状態（すなわち、時刻と方位領域とを対応付けた状態）で、測距データとしてＲＡＭ６３に記憶する。

次にＣＰＵ６１は、Ｓ１３０にて、照射タイミングから予め設定された測距期間が経過した測距終了タイミングになったか否かを判断する。ここで、測距終了タイミングになっていない場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ１１０に移行する。一方、測距終了タイミングになった場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ１４０にて、Ｓ１１０およびＳ１２０の処理で取得された測距データに基づいて、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，・・・，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２のそれぞれに対応した１２個の測距波形データを生成し、ＲＡＭ６３に記憶する。測距波形データは、照射タイミングから測距終了タイミングまでの信号強度の時間変化を示す。

そして、測距波形データには、上記で設定された主走査方向範囲Ｒｍと、副走査方向範囲Ｒｓ＿１，Ｒｓ＿２，Ｒｓ＿３，・・・，Ｒｓ＿１１，Ｒｓ＿１２の何れか一つとが設定されている。このため、図１６の矢印Ｌ３で示すように、測距波形データＤ２は、方位領域に対応付けられた状態でＲＡＭ６３に記憶される。

そして、Ｓ１４０の処理が完了すると、ＣＰＵ６１は、データ取得処理を終了する。
次に、制御部３のＣＰＵ６１が実行する積算測距処理の手順を説明する。積算測距処理は、制御部３の動作中において繰り返し実行される処理である。

積算測距処理が実行されると、ＣＰＵ６１は、図１７に示すように、まずＳ２１０にて、Ｓ１００にて算出された最新の全方位標準偏差Ｖａｒが予め設定された測距判定値Ｊ１より大きいか否かを判断する。ここで、全方位標準偏差Ｖａｒが測距判定値Ｊ１以下である場合には、ＣＰＵ６１は、積算測距処理を終了する。

一方、全方位標準偏差Ｖａｒが測距判定値Ｊ１より大きい場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ２２０にて、ＲＡＭ６３に設けられた列指示値ｎを１に設定し、ＲＡＭ６３に設けられた終了列指示値ＮｅｎｄをＮｍに設定する。以下、方位領域ＯＲ（ｎ，１）、方位領域ＯＲ（ｎ，２）、方位領域ＯＲ（ｎ，３）および方位領域ＯＲ（ｎ，４）をｎ列目の方位領域という。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ２３０にて、（ｎ＋１）列目の方位領域に対応付けられている背景光波形データが前回の積算測距処理から更新されているか否かを判断する。ここで、（ｎ＋１）列目の方位領域の背景光波形データが更新されていない場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ２３０の処理を繰り返すことにより、背景光波形データが更新されるまで待機する。そして、背景光波形データが更新されると、ＣＰＵ６１は、Ｓ２４０にて、ＲＡＭ６３に設けられた行指示値ｍを１に設定する。以下、方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ）をｎ列ｍ行目の方位領域という。

次にＣＰＵ６１は、Ｓ２５０にて、ｎ列ｍ行目の方位領域を対象方位領域とする。さらにＣＰＵ６１は、Ｓ２６０にて、対象方位領域と、対象方位領域に隣接する隣接方位領域とについて、Ｓ９０で算出したノイズ値を用いて積算係数を算出する。対象方位領域は、方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ）である。隣接方位領域は、方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ－１）、方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ）、方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ＋１）、方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ－１）、方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ＋１）、方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ－１）、方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ）および方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ＋１）である。例えば、図１８に示すように、ｎ列２行目の方位を対象方位領域とする場合には、対象方位領域は方位領域ＯＲ０であり、隣接方位領域は方位領域ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３，ＯＲ４，ＯＲ５，ＯＲ６，ＯＲ７，ＯＲ８である。

以下、方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ－１）を第１隣接方位という。方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ）を第２隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ－１，ｍ＋１）を第３隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ－１）を第４隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ，ｍ＋１）を第５隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ－１）を第６隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ）を第７隣接方位領域という。方位領域ＯＲ（ｎ＋１，ｍ＋１）を第８隣接方位領域という。

ＣＰＵ６１は、具体的には、Ｓ２６０にて、対象方位領域のノイズ値をＶｎ（０）とし、図１９に示すように第ｋ隣接方位領域のノイズ値をＶｎ（ｋ）として、下式（１）により、対象方位領域の積算係数Ｗ（０）と、第ｋ隣接方位領域の積算係数Ｗ（ｋ）とを算出する。下式（１）のσは、正規分布の標準偏差である。σの値は予め設定されている。

Ｗ（ｋ）＝ｅｘｐ｛（Ｖｎ（０）－Ｖｎ（ｋ））^２／２σ^２｝ ・・・（１）
図２０のグラフＧ１は、式（１）の具体例である。式（１）の（Ｖｎ（０）－Ｖｎ（ｋ））はグラフＧ１の横軸のノイズ値差に相当する。

図２０の行列Ｍ１は、対象方位領域および第１～８隣接方位領域の積算係数の具体例である。行列Ｍ１は、対象方位領域の積算係数が１、第１～３隣接方位領域の積算係数が０．１、第４，５，７隣接方位領域の積算係数が０．６、第６，８隣接方位領域の積算係数が０．９であることを示している。

さらにＣＰＵ６１は、図１７に示すように、Ｓ２７０にて、対象方位領域および第１～８隣接方位領域の測距波形データのそれぞれについて、測距波形データの信号強度に、Ｓ２６０で算出された積算係数を乗算する。すなわち、ＣＰＵ６１は、第ｋ隣接方位領域の測距波形データの信号強度に、積算係数Ｗ（ｋ）を乗算する。以下、測距波形データの信号強度に積算係数を乗算することにより得られるデータを、係数倍波形データという。

またＣＰＵ６１は、Ｓ２８０にて、対象方位領域および第１～８隣接方位領域の係数倍波形データを積算する。以下、対象方位領域および第１～８隣接方位領域の係数倍波形データを積算することにより得られるデータを、積算波形データという。図２１は、対象方位領域および第１～８隣接方位領域の測距波形データに積算係数を乗算した後に積算することで積算波形データが得られることを示している。

そしてＣＰＵ６１は、図１７に示すように、Ｓ２９０にて、Ｓ２８０で得られた積算波形データを用いて、光ビームを照射してから受光素子３１で光ビームを検出するまでの時間を算出することにより、光ビームを反射した物体までの距離を測定する測距処理を実行する。

次にＣＰＵ６１は、Ｓ３００にて、行指示値ｍをインクリメント（すなわち、１加算）する。そしてＣＰＵ６１は、Ｓ３１０にて、行指示値ｍが１２より大きいか否かを判断する。ここで、行指示値ｍが１２以下である場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ２５０に移行する。一方、行指示値ｍが１２より大きい場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ３２０にて、列指示値ｎをインクリメントする。そしてＣＰＵ６１は、Ｓ３３０にて、列指示値ｎが終了列指示値Ｎｅｎｄより大きいか否かを判断する。ここで、列指示値ｎが終了列指示値Ｎｅｎｄ以下である場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ２３０に移行する。一方、列指示値ｎが終了列指示値Ｎｅｎｄより大きい場合には、ＣＰＵ６１は、積算測距処理を終了する。

このように構成されたライダー装置１は、投光部１０およびスキャン部２０と、受光部３０と、制御部３とを備える。
投光部１０およびスキャン部２０は、レーザ光を照射する。受光部３０は、反射したレーザ光を検出する。

制御部３は、光照射領域Ｒｉを分割することにより形成された複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、受光部３０による検出結果に基づき、方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）から到来する背景光の量に関連したノイズ値を算出する。

制御部３は、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のうち１つの方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）を対象方位領域として順次選択する。
制御部３は、隣接方位領域のノイズ値と対象方位領域のノイズ値との差分との間で負の相関を有するようにして、対象方位領域および複数の隣接方位領域のそれぞれの積算係数を算出する。なお、「差分との間で負の相関を有する」とは、差分の増大に伴い連続的に積算係数が減少することだけではなく、差分の増大に伴い段階的に積算係数が減少することも含む。

制御部３は、レーザ光が照射されてから予め設定された測距期間が経過するまでの信号強度の時間変化を示す測距波形データを、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて生成する。

制御部３は、対象方位領域および複数の隣接方位領域の測距波形データのそれぞれについて、測距波形データに、対応する積算係数を乗算することにより、係数倍波形データを生成する。

制御部３は、対象方位領域および複数の隣接方位領域の係数倍波形データを積算することにより、積算波形データを生成する。
制御部３は、生成された積算波形データを用いて、レーザ光を反射した物体までの距離を測定する。

このようにライダー装置１は、対象方位領域に対応する方位に存在する物体までの距離を測定するために、対象方位領域および複数の隣接方位領域の係数倍波形データを積算するため、積算波形データにおいて、ランダムに発生するノイズを低減することができる。

さらにライダー装置１は、隣接方位領域のノイズ値と対象方位領域のノイズ値との差分との間で負の相関を有するようにして積算係数を算出し、測距波形データに、対応する積算係数を乗算することにより、係数倍波形データを生成する。これにより、ライダー装置１は、対象方位領域の背景光量よりも隣接方位領域の背景光量が大きい場合において、積算波形データにおける隣接方位領域の測距波形データの寄与を低減することができる。このため、ライダー装置１は、対象方位領域の背景光量よりも隣接方位領域の背景光量が大きい場合において、積算波形データの方が対象方位領域の測距波形データよりもノイズが多くなってしまうという事態の発生を抑制することができ、積算波形データにおいてノイズを更に低減することができる。

以上より、ライダー装置１は、反射したレーザ光を受光部３０で検出する検出感度を向上させることができる。
また制御部３は、光照射領域Ｒｉの全体における背景光の量の標準偏差に関連した全方位標準偏差Ｖａｒを算出する。そして制御部３は、全方位標準偏差Ｖａｒが予め設定された測距判定値Ｊ１以下である場合に、Ｓ２２０～Ｓ３５０の処理の実行を禁止する。すなわち、ライダー装置１は、例えば夜間およびトンネル内のように背景光が少なく、隣接方位領域の積算係数を適切に算出することができない状況において、積算波形データの生成を禁止することができる。これにより、制御部３は、レーザ光を反射した物体までの距離の測定精度の低下を抑制することができる。

また制御部３は、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、受光部３０による検出結果に基づき、測距期間と重ならないように設定された背景光取得期間内における信号強度の時間変化を示す背景光波形データを生成する。さらに制御部３は、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、背景光波形データに対するフィルタ処理を実行する。そして制御部３は、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、フィルタ処理が実行された背景光波形データを用いてノイズ値を算出する。

これにより、ライダー装置１は、背景光波形データにおいて背景光のノイズを抑圧することができるため、反射したレーザ光を受光部３０で検出する検出感度を更に向上させることができる。

また制御部３は、測距期間の開始直前における受光部３０の検出結果に基づいて、ノイズ値を算出する。これにより、ライダー装置１は、背景光を検出するためのセンサを別途設けることなく、背景光を受光部３０で検出することができるため、ライダー装置１の構成を簡略化することができる。

以上説明した実施形態において、ライダー装置１は測距装置に相当し、投光部１０およびスキャン部２０は照射部に相当し、受光部３０は光検出部に相当し、Ｓ９０は背景光算出部としての処理に相当する。

また、Ｓ２２０，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０は対象方位選択部としての処理に相当し、Ｓ２６０は係数算出部としての処理に相当し、Ｓ２０，Ｓ１１０～Ｓ１４０は測距波形生成部としての処理に相当し、Ｓ２７０は倍波形生成部としての処理に相当する。

また、Ｓ２８０は積算波形生成部としての処理に相当し、Ｓ２９０は測定部としての処理に相当する。
また、ノイズ値は背景光量パラメータに相当し、隣接方位領域は周辺方位領域に相当し、信号強度は光検出パラメータに相当する。

また、Ｓ１００は標準偏差算出部としての処理に相当し、Ｓ２１０は偏差禁止部としての処理に相当し、全方位標準偏差Ｖａｒは標準偏差パラメータに相当し、測距判定値Ｊ１は偏差判定値に相当する。

また、Ｓ１０～Ｓ５０，Ｓ７０は背景光波形生成部としての処理に相当し、Ｓ８０はフィルタ処理部としての処理に相当する。
（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第２実施形態のライダー装置１は、積算測距処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の積算測距処理は、Ｓ２１０の処理が省略された点と、Ｓ２１２の処理が追加された点とが第１実施形態と異なる。

すなわち、第２実施形態の積算測距処理が実行されると、ＣＰＵ６１は、図２２に示すように、まずＳ２１２にて、車速センサ７１から取得した最新の車速検出信号が示す車速Ｖｖが予め設定された測距判定値Ｊ２（本実施形態では、例えば６０ｋｍ／ｈ）より大きいか否かを判断する。ここで、車速Ｖｖが測距判定値Ｊ２以下である場合には、ＣＰＵ６１は、積算測距処理を終了する。一方、車速Ｖｖが測距判定値Ｊ２より大きい場合には、ＣＰＵ６１は、Ｓ２２０に移行する。

このように構成されたライダー装置１では、制御部３が、自車両の車速Ｖｖが測距判定値Ｊ２以下であるか否かを判断する。そして制御部３は、車速Ｖｖが測距判定値Ｊ２以下であると判断した場合に、Ｓ２２０～Ｓ３５０の処理の実行を禁止する。すなわち、ライダー装置１は、高速走行時においてのみ、積算波形データの生成を実行する。

これにより、ライダー装置１は、自車両の近くに存在する複雑で細かな構造物（例えば、ガードレール等の路側物、または、歩行者）までの距離を測定する必要がある状況において、積算波形データに基づいた距離の測定を禁止することができる。なお、自車両の近くに存在する複雑で細かな構造物については、隣接方位領域の積算係数を適切に算出することができない恐れがある。このため、ライダー装置１は、自車両の近くに存在する物体までの距離を測定する際の測定精度の低下を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ２１２は車速判断部および車速禁止部に相当し、車速Ｖｖは走行速度に相当し、測距判定値Ｊ２は車速判定値に相当する。
（第３実施形態）
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第３実施形態のライダー装置１は、積算測距処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第３実施形態の積算測距処理は、Ｓ２１０の処理が省略された点と、Ｓ２１４，Ｓ２１６，Ｓ２１８の処理が追加された点とが第１実施形態と異なる。

すなわち、第３実施形態の積算測距処理が実行されると、ＣＰＵ６１は、図２３に示すように、まずＳ２１４にて、前方カメラ７２から画像データを取得する。次にＣＰＵ６１は、Ｓ２１６にて、Ｓ２１４で取得した画像データを用いて画像認識処理を行うことにより、自車両が走行している車線（以下、自車両走行車線）における左側および右側の境界位置を検出する。例えば、自車両走行車線の境界位置は、車線の白線を画像認識処理により識別することにより検出可能である。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ２１６にて、自車両走行車線における左側の境界位置に基づいて列指示値ｎを設定し、自車両走行車線における右側の境界位置に基づいて終了列指示値Ｎｅｎｄを設定し、Ｓ２３０に移行する。具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、左側の境界位置と列指示値ｎとの対応関係が予め設定されている左側設定マップを参照して列指示値ｎを設定する。またＣＰＵ６１は、例えば、右側の境界位置と終了列指示値Ｎｅｎｄとの対応関係が予め設定されている右側設定マップを参照して終了列指示値Ｎｅｎｄを設定する。

このように構成されたライダー装置１では、制御部３が、自車両が走行している走行車線の位置を検出する。そして制御部３は、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のうち、走行車線が配置されている方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）を対象方位領域として選択する。これにより、ライダー装置１は、積算波形データを生成する対象方位領域の数を低減することができ、制御部３の処理負荷を低減することができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ２１４，Ｓ２１６は車線検出部としての処理に相当し、Ｓ２１８，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０は対象方位選択部としての処理に相当する。

（第４実施形態）
以下に本開示の第４実施形態を図面とともに説明する。なお第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第４実施形態のライダー装置１は、積算測距処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第４実施形態の積算測距処理は、Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理が省略された点と、Ｓ２２２，Ｓ２２４の処理が追加された点とが第１実施形態と異なる。

すなわち、第４実施形態の積算測距処理が実行されると、ＣＰＵ６１は、図２４に示すように、まずＳ２２２にて、ナビゲーション装置７３から、自車両の前方の道路形状を示す道路地図データを取得する。

そしてＣＰＵ６１は、Ｓ２２４にて、Ｓ２２２で取得した道路地図データが示す道路形状に基づいて、列指示値ｎおよび終了列指示値Ｎｅｎｄを設定する。具体的には、ＣＰＵ６１は、自車両の前方の道路が真っ直ぐである場合には、列指示値ｎと終了列指示値Ｎｅｎｄとの平均値が、０°の走査角度に対応するように、列指示値ｎおよび終了列指示値Ｎｅｎｄを設定する。そしてＣＰＵ６１は、自車両の前方の道路が左側へカーブしている場合には、左側へのカーブの度合いが大きくなるほど列指示値ｎおよび終了列指示値Ｎｅｎｄを小さくする。またＣＰＵ６１は、自車両の前方の道路が右側へカーブしている場合には、右側へのカーブの度合いが大きくなるほど列指示値ｎおよび終了列指示値Ｎｅｎｄを大きくする。

このように構成されたライダー装置１では、制御部３が、車両の前方の道路の形状を示す道路地図データを取得する。そして制御部３は、取得された道路地図データに基づいて、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のうち、自車両の前方の道路が配置されている方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）を対象方位領域として選択する。これにより、ライダー装置１は、積算波形データを生成する対象方位領域の数を低減することができ、制御部３の処理負荷を低減することができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ２２２は道路形状取得部としての処理に相当し、Ｓ２２４，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０は対象方位選択部としての処理に相当する。

（第５実施形態）
以下に本開示の第５実施形態を図面とともに説明する。なお第５実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第５実施形態のライダー装置１は、積算測距処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第５実施形態の積算測距処理は、Ｓ２５２の処理が追加された点が第１実施形態と異なる。

すなわち、図２５に示すように、Ｓ２５０の処理が終了すると、ＣＰＵ６１は、Ｓ２５２にて、Ｓ９０で算出した対象方位領域のノイズ値に基づいて、上式（１）で表される正規分布の標準偏差σを設定し、Ｓ２６０に移行する。本実施形態では、具体的には、ＣＰＵ６１は、対象方位領域のノイズ値が予め設定された標準偏差判定値以下である場合には、標準偏差σを、予め設定された低光量標準偏差σ１に設定する。またＣＰＵ６１は、対象方位領域のノイズ値が標準偏差判定値より大きい場合には、標準偏差σを、予め設定された高光量標準偏差σ２に設定する。なお、低光量標準偏差σ１は高光量標準偏差σ２より小さい。本実施形態では、低光量標準偏差σ１は、図２６に示す正規分布ＮＤ１の標準偏差である。高光量標準偏差σ２は、図２６に示す正規分布ＮＤ２の標準偏差である。

このように構成されたライダー装置１では、制御部３が、複数の方位領域ＯＲ（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、対象方位領域の背景光の量との間で正の相関を有するようにして積算係数を算出する。なお、「背景光の量との間で正の相関を有する」とは、背景光の量の増大に伴い連続的に積算係数が増大することだけではなく、背景光の量の増大に伴い段階的に積算係数が増大することも含む。

すなわち、対象方位領域に車両が存在する場合において、背景光量が少ない車両の色（例えば、黒色）に対しては積算係数が減少し、背景光量が多い車両の色（例えば、白色）に対しては積算係数が増大する。

これにより、ライダー装置１は、背景光量が少ない車両色の場合においては、適正ではない係数倍波形データの積算を抑制することができ、背景光量が多い車両色の場合においては、係数倍波形データの積算により、受光部３０の検出感度を向上させる効果を高めることができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ２５２，Ｓ２６０は係数算出部としての処理に相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。

［変形例１］
例えば上記実施形態では、対象方位領域に接している方位領域（すなわち、対象方位領域に対して１列または１行離れている方位領域）の係数倍波形データを積算する形態を示した。しかし、対象方位領域に対して１列から複数列または１行から複数行離れている方位領域の係数倍波形データを積算するようにしてもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、バイラテラルフィルタを用いてフィルタ処理を実行する形態を示したが、バイラテラルフィルタに限定されるものではなく、波形のエッジを保持して平滑化するフィルタであればよい。

［変形例３］
上記第２実施形態では、車速Ｖｖが測距判定値Ｊ２以下である場合に積算を禁止する形態を示した。しかし、制御部３は、ナビゲーション装置７３からの情報に基づいて、自車両が高速道路を走行しているか否かを判断し、高速道路を走行していると判断した場合に、積算を禁止するようにしてもよい。すなわち、制御部３は、高速道路を走行していると判断した場合に、車速Ｖｖが８０ｋｍ／ｈを超えていると判断する。

［変形例４］
上記第１実施形態では、受光部３０の検出結果を用いて全方位標準偏差Ｖａｒを算出する形態を示した。しかし、自車両の周辺を撮影するカメラから取得した画像データに基づいて全方位標準偏差Ｖａｒを算出ようにしてもよい。

［変形例５］
上記第５実施形態では、上式（１）で表される正規分布の標準偏差σを対象方位領域のノイズ値に応じて段階的に設定する形態を示したが、対象方位領域のノイズ値に応じて連続的に標準偏差σが変化するようにしてもよい。

本開示に記載の制御部３及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部３及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部３及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御部３に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

上述したライダー装置１の他、当該ライダー装置１を構成要素とするシステム、当該ライダー装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、測距方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…ライダー装置、３…制御部、１０…投光部、２０…スキャン部、３０…受光部

Claims (8)

1. 光を照射するように構成された照射部（１０，２０）と、
   反射した前記光を検出するように構成された光検出部（３０）と、
   前記光が照射される光照射領域を分割することにより形成された複数の方位領域のそれぞれについて、前記光検出部による検出結果に基づき、前記方位領域から到来する背景光の量に関連した背景光量パラメータを算出するように構成された背景光算出部（Ｓ９０）と、
   複数の前記方位領域のうち１つの前記方位領域を対象方位領域として順次選択するように構成された対象方位選択部（Ｓ２１８，Ｓ２２０，Ｓ２２４，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０）と、
   前記対象方位選択部により選択された前記対象方位領域の周辺に配置されている前記方位領域を周辺方位領域とし、前記周辺方位領域の前記背景光量パラメータと前記対象方位領域の前記背景光量パラメータとの差分との間で負の相関を有するようにして、前記対象方位領域および複数の前記周辺方位領域のそれぞれの積算係数を算出するように構成された係数算出部（Ｓ２６０）と、
   前記光検出部による検出結果を示すパラメータを光検出パラメータとして、前記光が照射されてから予め設定された測距期間が経過するまでの前記光検出パラメータの時間変化を示す測距波形データを、複数の前記方位領域のそれぞれについて生成するように構成された測距波形生成部（Ｓ２０，Ｓ１１０～Ｓ１４０）と、
   前記対象方位領域および複数の前記周辺方位領域の前記測距波形データのそれぞれについて、前記測距波形データに、対応する前記積算係数を乗算することにより、係数倍波形データを生成するように構成された倍波形生成部（Ｓ２７０）と、
   前記対象方位領域および複数の前記周辺方位領域の前記係数倍波形データを積算することにより、積算波形データを生成するように構成された積算波形生成部（Ｓ２８０）と、
   前記積算波形生成部により生成された前記積算波形データを用いて、前記光を反射した物体までの距離を測定するように構成された測定部（Ｓ２９０）と
   を備える測距装置（１）。
2. 請求項１に記載の測距装置であって、
   前記光照射領域の全体における前記背景光の量の標準偏差に関連した標準偏差パラメータを算出するように構成された標準偏差算出部（Ｓ１００）と、
   前記標準偏差パラメータが予め設定された偏差判定値以下である場合に、少なくとも、前記背景光算出部、前記対象方位選択部および前記係数算出部による処理の実行を禁止するように構成された偏差禁止部（Ｓ２１０）と
   を備える測距装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の測距装置であって、
   前記係数算出部は、複数の前記周辺方位領域のそれぞれについて、前記対象方位領域の前記背景光の量との間で正の相関を有するようにして前記積算係数を算出する測距装置。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載の測距装置であって、
   複数の前記方位領域のそれぞれについて、前記光検出部による検出結果に基づき、前記測距期間と重ならないように設定された背景光取得期間内における前記光検出パラメータの時間変化を示す背景光波形データを生成するように構成された背景光波形生成部（Ｓ１０～Ｓ５０，Ｓ７０）と、
   複数の前記方位領域のそれぞれについて、前記背景光波形データに対するフィルタ処理を実行するように構成されたフィルタ処理部（Ｓ８０）とを備え、
   前記背景光算出部は、複数の前記方位領域のそれぞれについて、前記フィルタ処理部により前記フィルタ処理が実行された前記背景光波形データを用いて前記背景光量パラメータを算出する測距装置。
5. 請求項１～請求項４の何れか１項に記載の測距装置であって、
   前記背景光算出部は、前記測距期間の開始直前における前記光検出部の検出結果に基づいて、前記背景光量パラメータを算出する測距装置。
6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載の測距装置であって、
   当該測距装置は、車両に搭載され、
   前記車両の走行速度が予め設定された車速判定値以下であるか否かを判断するように構成された車速判断部（Ｓ２１２）と、
   前記走行速度が前記車速判定値以下であると前記車速判断部が判断した場合に、少なくとも、前記背景光算出部、前記対象方位選択部および前記係数算出部による処理の実行を禁止するように構成された車速禁止部（Ｓ２１２）を備える測距装置。
7. 請求項１～請求項６の何れか１項に記載の測距装置であって、
   当該測距装置は、車両に搭載され、
   前記車両が走行している走行車線の位置を検出するように構成された車線検出部（Ｓ２１４，Ｓ２１６）を備え、
   前記対象方位選択部（Ｓ２１８，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０）は、前記車線検出部による検出結果に基づいて、複数の前記方位領域のうち、前記走行車線が配置されている前記方位領域を前記対象方位領域として選択する測距装置。
8. 請求項１～請求項７の何れか１項に記載の測距装置であって、
   当該測距装置は、車両に搭載され、
   前記車両の周囲の道路の形状を示す道路地図データを取得するように構成された道路形状取得部（Ｓ２２２）を備え、
   前記対象方位選択部（Ｓ２２４，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３００～Ｓ３３０）は、取得された前記道路地図データに基づいて、複数の前記方位領域のうち、前記車両の周囲の前記道路が配置されている前記方位領域を前記対象方位領域として選択する測距装置。

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