JP7152413B2 - センシングシステム及び車両 - Google Patents

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Description

本開示は、センシングシステムに関する。特に、本開示は、自動運転モードで走行可能な車両に設けられたセンシングシステムに関する。また、本開示は、センシングシステムを備えた自動運転モードで走行可能な車両に関する。
現在、自動車の自動運転技術の研究が各国で盛んに行われており、自動運転モードで車両（以下、「車両」は自動車のことを指す。）が公道を走行することができるための法整備が各国で検討されている。ここで、自動運転モードでは、車両システムが車両の走行を自動的に制御する。具体的には、自動運転モードでは、車両システムは、カメラ、レーダ（例えば、レーザレーダやミリ波レーダ）等のセンサから得られる車両の周辺環境を示す情報（周辺環境情報）に基づいてステアリング制御（車両の進行方向の制御）、ブレーキ制御及びアクセル制御（車両の制動、加減速の制御）のうちの少なくとも１つを自動的に行う。一方、以下に述べる手動運転モードでは、従来型の車両の多くがそうであるように、運転者が車両の走行を制御する。具体的には、手動運転モードでは、運転者の操作（ステアリング操作、ブレーキ操作、アクセル操作）に従って車両の走行が制御され、車両システムはステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御を自動的に行わない。尚、車両の運転モードとは、一部の車両のみに存在する概念ではなく、自動運転機能を有さない従来型の車両も含めた全ての車両において存在する概念であって、例えば、車両制御方法等に応じて分類される。
このように、将来において、公道上では自動運転モードで走行中の車両（以下、適宜、「自動運転車」という。）と手動運転モードで走行中の車両（以下、適宜、「手動運転車」という。）が混在することが予想される。
自動運転技術の一例として、特許文献１には、先行車に後続車が自動追従走行した自動追従走行システムが開示されている。当該自動追従走行システムでは、先行車と後続車の各々が照明システムを備えており、先行車と後続車との間に他車が割り込むことを防止するための文字情報が先行車の照明システムに表示されると共に、自動追従走行である旨を示す文字情報が後続車の照明システムに表示される。
日本国特開平９－２７７８８７号公報
ところで、自動運転技術の発展において、車両の周辺環境を示す周辺環境情報の精度を飛躍的に向上させることが課題となっている。車両の周辺環境を特定する場合には、ＬｉＤＡＲユニットが用いられており、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて車両の周辺環境情報（例えば、車両の周辺に存在する対象物に関連した情報）を取得することが可能となる。車両の周辺環境情報の精度を向上させるためには、ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能を増加させることが考えられる一方、ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能の増加に伴って点群データを演算処理する電子制御ユニットの演算負荷が飛躍的に増加してしまう。このように、車両の周辺環境情報の精度の向上と電子制御ユニットの演算負荷との間にはトレードオフの関係が存在する。
また、ＬｉＤＡＲユニットは、車両の水平方向における検出領域（検出角度領域）は十分に広いものの、車両の上下方向（垂直方向）における検出領域はかなり狭い。このため、車両の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を広げることで車両の周辺環境の認知精度をさらに向上させる余地がある。
本開示の第１の目的は、電子制御ユニットの演算負荷を抑えつつ、周辺環境情報の精度を向上させることが可能なセンシングシステム及び車両を提供することである。また、本開示の第２の目的は、車両の周辺環境の認知精度を向上させることが可能なセンシングシステム及び車両を提供することである。
本開示の一態様に係るセンシングシステムは、自動運転モードで走行可能な車両に設けられており、前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺に存在する対象物に関連付けられた情報を特定するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、を備える。
前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記ＬｉＤＡＲユニットの検出領域のうち前記対象物が存在する第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御するように構成されている。
上記構成によれば、ＬｉＤＡＲユニットの検出領域のうち対象物（例えば、歩行者等）が存在する第１角度領域におけるＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加する。このように、第１角度領域におけるＬｉＤＡＲユニットの走査分解能を増加させる一方、第１角度領域以外の検出領域における走査分解能を増加させないことで、ＬｉＤＡＲ制御部（電子制御ユニット）の演算負荷を抑えた上で、対象物に関連する情報の精度を向上させることができる。したがって、電子制御ユニットの演算負荷を抑えつつ、周辺環境情報の精度を向上させることが可能なセンシングシステムを提供することができる。
また、前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて前記対象物の属性を特定できなかった場合に、前記第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御してもよい。
上記構成によれば、ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて対象物の属性が特定できなかった場合でも、対象物が存在する第１角度領域におけるＬｉＤＡＲユニットの走査分解能を増加させることで、対象物の属性を確実に特定することができる。
また、前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記対象物の属性が特定可能となるまで前記第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が徐々に増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御するように構成されてもよい。
上記構成によれば、対象物の属性が特定可能となるまで第１角度領域におけるＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が徐々に増加するので、対象物の属性を確実に特定することができる。
また、前記ＬｉＤＡＲ制御部は、
前記ＬｉＤＡＲユニットから新たに取得された点群データに基づいて、前記対象物の位置を更新し、
前記更新された対象物の位置に基づいて、前記第１角度領域を更新する、
ように構成されてもよい。
上記構成によれば、ＬｉＤＡＲユニットから新たに取得された点群データに基づいて対象物の位置が更新された上で、当該更新された対象物の位置に基づいて第１角度領域が更新される。このように、対象物が移動している場合でも、移動する対象物が存在する第１角度領域におけるＬｉＤＡＲユニットの走査分解能を増加させることができる。
前記車両システムを備えた、自動運転モードで走行可能な車両が提供されてもよい。
上記によれば、電子制御ユニットの演算負荷を抑えつつ、周辺環境情報の精度を向上させることが可能な車両を提供することができる。
本開示の他の態様に係るセンシングシステムは、自動運転モードで走行可能な車両に設けられ、
前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
を備える。
上記構成によれば、アクチュエータを用いて車両の上下方向に対するＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更することができるので、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域（検出角度範囲）を広げることができる。このように、車両の周辺環境の認知精度を向上させることが可能なセンシングシステムを提供することができる。
また、前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が第１の傾斜角度である場合に、前記ＬｉＤＡＲユニットは、前記点群データの第１フレームを取得してもよい。
前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が前記第１の傾斜角度とは異なる第２の傾斜角度である場合に、前記ＬｉＤＡＲユニットは、前記点群データの第２フレームを取得してもよい。
前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記第１フレームと前記第２フレームに基づいて、前記周辺環境情報を取得してもよい。
上記構成によれば、ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が第１の傾斜角度である場合に点群データの第１フレームが取得されると共に、ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が第２の傾斜角度である場合に点群データの第２フレームが取得される。その後、取得された第１フレームと第２フレームに基づいて周辺環境情報が取得される。このように、第１フレームが取得される際のＬｉＤＡＲユニットの上下方向の検出領域は、第２フレームが取得される際のＬｉＤＡＲユニットの上下方向の検出領域とは相違するため、第１フレームと第２フレームを合成することで上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を広げることができる。
また、前記アクチュエータ制御部は、前記第１フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第１走査時間及び前記第２フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第２走査時間において、前記アクチュエータを駆動させなくてもよい。
上記構成によれば、第１走査時間及び第２走査時間においてアクチュエータが駆動しないため、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの傾斜に伴ってＬｉＤＡＲユニットの走査ラインが傾斜しない。このように、点群データを演算処理するＬｉＤＡＲ制御部の演算負荷を低減させることが可能となる。
また、前記アクチュエータ制御部は、前記第１フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第１走査時間及び前記第２フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第２走査時間において、前記アクチュエータを駆動させてもよい。
上記構成によれば、第１走査時間及び第２走査時間においてアクチュエータが駆動するので、ＬｉＤＡＲユニットの走査ラインが傾斜するものの、点群データに基づく周辺環境情報の更新レートが大きく低下することを回避することが可能となる。このように、点群データに基づく周辺環境情報の更新レートが大きく低下することを回避しつつ、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を広げることが可能となる。
また、前記アクチュエータ制御部は、前記車両の現在位置に応じて、前記アクチュエータを駆動させるかどうかを決定するように構成されてもよい。
上記構成によれば、車両の現在位置に応じてアクチュエータを駆動させるかどうかが決定される。換言すれば、車両の現在位置に応じて上下方向に対してＬｉＤＡＲユニットを傾斜させるかどうかが決定される。このように、車両の現在位置している場所に応じた最適な周辺環境情報を取得することが可能となる。
また、前記アクチュエータ制御部は、前記車両の現在速度に応じて、前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度の最大値を決定するように構成されてもよい。
上記構成によれば、車両の現在速度に応じてＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度の最大値が決定される。このように、車両の現在速度に応じた最適な周辺環境情報を取得することが可能となる。
また、前記アクチュエータ制御部は、前記車両の周辺に存在する歩行者の検出に応じて、前記アクチュエータを駆動させるように構成されてもよい。
上記構成によれば、車両の周辺に存在する歩行者の検出に応じてアクチュエータが駆動される。換言すれば、車両の周辺に歩行者が検出されたときに、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニットが傾斜する。このように、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を広げることで、対象物に関連した情報（例えば、対象物の属性情報等）の精度を向上させることが可能となる。
また、前記アクチュエータは、
前記車両の水平方向に対して所定の角度領域内において前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を第１の角度間隔で徐々に変更し、
前記所定の角度領域外において前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を前記第１の角度ピッチよりも大きい第２の角度間隔で徐々に変更してもよい。
上記構成によれば、所定の角度領域内ではＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度は第１の角度間隔で徐々に変更される一方、所定の角度領域外ではＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度は第１の角度間隔よりも大きい第２の角度間隔で徐々に変更される。このように、所定の角度領域内においてＬｉＤＡＲユニットの走査分解能を高めることができると共に、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を広げることができる。
また、前記ＬｉＤＡＲユニットは、
第１のＬｉＤＡＲユニットと、第２のＬｉＤＡＲユニットを備えてもよい。
上面視において、前記第１のＬｉＤＡＲユニットと前記第２のＬｉＤＡＲユニットは互いに重なるように配置されてもよい。
前記アクチュエータは、
前記上下方向に対する前記第１のＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成された第１のアクチュエータと、
前記上下方向に対する前記第２のＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成された第２のアクチュエータと、を備えてもよい。
上記構成によれば、上面視において互いに重なるように配置された２つの第１及び第２のＬｉＤＡＲユニットを用いることで、上下方向における第１及び第２のＬｉＤＡＲユニットから構成されるＬｉＤＡＲユニットの検出領域をさらに広げることができる。
上記センシングシステムを備えた、自動運転モードで走行可能な車両が提供される。
車両の周辺環境の認知精度を向上させることが可能な車両を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る車両システムを備える車両の上面図である。 第１実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。 左前照明システムの制御部の機能ブロックを示す図である。 左前照明システムにおけるカメラの検出領域と、ＬｉＤＡＲユニットの検出領域と、ミリ波レーダの検出領域を説明するための図である。 第１実施形態に係るＬｉＤＡＲユニットの制御方法を説明するためのフローチャートである。 ＬｉＤＡＲユニットの検出領域に歩行者が存在する様子を示す図である。 歩行者が存在する角度領域を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両システムを備える車両の上面図である。 第２実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。 左前照明システムの制御部の機能ブロックを示す図である。 左前照明システムにおけるカメラの検出領域と、ＬｉＤＡＲユニットの検出領域と、ミリ波レーダの検出領域を説明するための図である。 右側から見たＬｉＤＡＲユニットとアクチュエータの概略図である。 正面から見たＬｉＤＡＲユニットの概略図である。 上下方向に対してＬｉＤＡＲユニットが傾斜することで上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域が変化する様子を示す図である。 水平方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域（拡大前の検出領域と拡大後の検出領域）を示す図である。 上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域（拡大前の検出領域と拡大後の検出領域）を示す図である。 ＬｉＤＡＲユニットの走査時間とアクチュエータの駆動時間との間の関係を説明するための図（その１）である。 点群データのフレーム間における３本の走査ラインの角度変化を示す図（その１）である。 点群データのフレーム間における３本の走査ラインの角度変化を示す図（その２）である。 ＬｉＤＡＲユニットの走査時間とアクチュエータの駆動時間との間の関係を説明するための図（その２）である。 図１８Ａで示すＬｉＤＡＲユニットの傾斜制御においてＬｉＤＡＲユニットの３本の走査ラインを示す図である。 車両の現在位置に応じてアクチュエータを駆動させるかどうかを決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。 車両の周辺に存在する歩行者に応じてアクチュエータを駆動させるかどうかを決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。 車両の現在速度に応じて上下方向に対するＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度の最大値を決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。 車両の現在速度が高速である場合の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を示す図である。 車両の現在速度が低速である場合の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域を示す図である。 上下方向に並んで配置された２つのＬｉＤＡＲユニットの水平方向における検出領域を示す図である。 上下方向に並んで配置された２つのＬｉＤＡＲユニットの上下方向における検出領域を示す図である。 変形例に係る左前照明システムの制御部の機能ブロックを示す図である。 車両が交差点に進入したときの車両の側方領域を検出するＬｉＤＡＲユニットの検出領域を示す図である。 車両が直進走行している間の車両の側方領域を検出するＬｉＤＡＲユニットの検出領域を示す図である。
（第１実施形態）
以下、本開示の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、図１に示す車両１について設定された相対的な方向である。ここで、「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。また、「水平方向」についても適宜言及するが、「水平方向」とは、「上下方向」に対して垂直な方向であって、「左右方向」と「前後方向」を含む。
最初に、図１を参照して本実施形態に係る車両１について説明する。図１は、車両システム２を備える車両１の上面図を示す模式図である。図１に示すように、車両１は、自動運転モードで走行可能な車両（自動車）であって、車両システム２を備える。車両システム２は、車両制御部３と、左前照明システム４ａ（以下、単に「照明システム４ａ」という。）と、右前照明システム４ｂ（以下、単に「照明システム４ｂ」という。）と、左後照明システム４ｃ（以下、単に「照明システム４ｃ」という。）と、右後照明システム４ｄ（以下、単に「照明システム４ｄ」という。）を少なくとも備える。
照明システム４ａは、車両１の左前側に設けられる。特に、照明システム４ａは、車両１の左前側に設置されたハウジング２４ａと、ハウジング２４ａに取り付けられた透光カバー２２ａとを備える。照明システム４ｂは、車両１の右前側に設けられる。特に、照明システム４ｂは、車両１の右前側に設置されたハウジング２４ｂと、ハウジング２４ｂに取り付けられた透光カバー２２ｂとを備える。照明システム４ｃは、車両１の左後側に設けられる。特に、照明システム４ｃは、車両１の左後側に設置されたハウジング２４ｃと、ハウジング２４ｃに取り付けられた透光カバー２２ｃとを備える。照明システム４ｄは、車両１の右後側に設けられる。特に、照明システム４ｄは、車両１の右後側に設置されたハウジング２４ｄと、ハウジング２４ｄに取り付けられた透光カバー２２ｄとを備える。
次に、図２を参照することで、図１に示す車両システム２を具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る車両システム２を示すブロック図である。図２に示すように、車両システム２は、車両制御部３と、照明システム４ａ～４ｄと、センサ５と、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９と、無線通信部１０と、記憶装置１１とを備える。さらに、車両システム２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備える。また、車両システム２は、電力を供給するように構成されたバッテリー（図示せず）を備える。
車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。車両制御部３は、例えば、少なくとも一つの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含む少なくとも一つのマイクロコントローラと、トランジスタ等のアクティブ素子及びパッシブ素子を含むその他電子回路を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び／又はＴＰＵ（Ｔｅｎｓｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。ＣＰＵは、複数のＣＰＵコアによって構成されてもよい。ＧＰＵは、複数のＧＰＵコアによって構成されてもよい。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。ＲＯＭには、車両制御プログラムが記憶されてもよい。例えば、車両制御プログラムは、自動運転用の人工知能（ＡＩ）プログラムを含んでもよい。ＡＩプログラムは、ディープラーニング等のニューラルネットワークを用いた教師有り又は教師なし機械学習によって構築されたプログラムである。ＲＡＭには、車両制御プログラム、車両制御データ及び/又は車両の周辺環境を示す周辺環境情報が一時的に記憶されてもよい。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されてもよい。
また、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の少なくとも一つの集積回路によって構成されてもよい。さらに、電子制御ユニットは、少なくとも一つのマイクロコントローラと少なくとも一つの集積回路（ＦＰＧＡ等）との組み合わせによって構成されてもよい。
照明システム４ａ（センシングシステムの一例）は、制御部４０ａと、照明ユニット４２ａと、カメラ４３ａと、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）ユニット４４ａ（レーザーレーダの一例）と、ミリ波レーダ４５ａとを更に備える。制御部４０ａと、照明ユニット４２ａと、カメラ４３ａと、ＬｉＤＡＲユニット４４ａと、ミリ波レーダ４５ａは、図１に示すように、ハウジング２４ａと透光カバー２２ａによって形成される空間Ｓａ内に配置される。尚、制御部４０ａは、空間Ｓａ以外の車両１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部４０ａは、車両制御部３と一体的に構成されてもよい。
制御部４０ａは、例えば、少なくとも一つの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含む少なくとも一つのマイクロコントローラと、その他電子回路（例えば、トランジスタ等）を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ及び／又はＴＰＵである。ＣＰＵは、複数のＣＰＵコアによって構成されてもよい。ＧＰＵは、複数のＧＰＵコアによって構成されてもよい。メモリは、ＲＯＭと、ＲＡＭを含む。ＲＯＭには、車両１の周辺環境を特定するための周辺環境特定プログラムが記憶されてもよい。例えば、周辺環境特定プログラムは、ディープラーニング等のニューラルネットワークを用いた教師有り又は教師なし機械学習によって構築されたプログラムである。ＲＡＭには、周辺環境特定プログラム、カメラ４３ａに取得された画像データ、ＬｉＤＡＲユニット４４ａによって取得された３次元マッピングデータ（点群データ）及び／又はミリ波レーダ４５ａによって取得された検出データ等が一時的に記憶されてもよい。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された周辺環境特定プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されてもよい。また、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の少なくとも一つの集積回路によって構成されてもよい。さらに、電子制御ユニットは、少なくとも一つのマイクロコントローラと少なくとも一つの集積回路（ＦＰＧＡ等）との組み合わせによって構成されてもよい。
照明ユニット４２ａは、車両１の外部（前方）に向けて光を出射することによって、配光パターンを形成するように構成されている。照明ユニット４２ａは、光を出射する光源と、光学系とを有する。光源は、例えば、マトリックス状（例えば、Ｎ行×Ｍ列、Ｎ＞１、Ｍ＞１）に配列された複数の発光素子によって構成されてもよい。発光素子は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）又は有機ＥＬ素子である。光学系は、光源から出射された光を照明ユニット４２ａの前方に向けて反射するように構成されたリフレクタと、光源から直接出射された光又はリフレクタによって反射された光を屈折するように構成されたレンズとのうちの少なくとも一方を含んでもよい。車両１の運転モードが手動運転モード又は運転支援モードである場合に、照明ユニット４２ａは、運転者用の配光パターン（例えば、ロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン）を車両１の前方に形成するように構成されている。このように、照明ユニット４２ａは、左側ヘッドランプユニットとして機能する。一方、車両１の運転モードが高度運転支援モード又は完全自動運転モードである場合に、照明ユニット４２ａは、カメラ用の配光パターンを車両１の前方に形成するように構成されてもよい。
制御部４０ａは、照明ユニット４２ａに設けられた複数の発光素子の各々に電気信号（例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を個別に供給するように構成されてもよい。このように、制御部４０ａは、電気信号が供給される発光素子を個別に選択することができると共に、発光素子毎に電気信号のＤｕｔｙ比を調整することができる。つまり、制御部４０ａは、マトリックス状に配列された複数の発光素子のうち、点灯又は消灯すべき発光素子を選択することができると共に、点灯している発光素子の輝度を決定することができる。このため、制御部４０ａは、照明ユニット４２ａから前方に向けて出射される配光パターンの形状及び明るさを変更することができる。
カメラ４３ａは、車両１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、カメラ４３ａは、車両１の周辺環境を示す画像データを取得した上で、当該画像データを制御部４０ａに送信するように構成されている。制御部４０ａは、送信された画像データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物に関する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１に対する対象物の距離や位置に関する情報とを含んでもよい。カメラ４３ａは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ：Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子によって構成される。カメラ４３ａは、単眼カメラとしても構成されてもよいし、ステレオカメラとして構成されてもよい。カメラ４３ａがステレオカメラの場合、制御部４０ａは、視差を利用することで、ステレオカメラによって取得された２以上の画像データに基づいて、車両１と車両１の外部に存在する対象物（例えば、歩行者等）との間の距離を特定することができる。また、本実施形態では、１つのカメラ４３ａが照明システム４ａに設けられているが、２以上のカメラ４３ａが照明システム４ａに設けられてもよい。
ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の周辺環境を示す点群データ（３Ｄマッピングデータ）を取得した上で、当該点群データを制御部４０ａに送信するように構成されている。制御部４０ａは、送信された点群データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物に関連する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１に対する対象物の距離や位置に関する情報と、対象物の移動方向に関する情報とを含んでもよい。
より具体的には、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、レーザ光の各出射角度（水平角度θ、垂直角度φ）におけるレーザ光（光パルス）の飛行時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）ΔＴ１に関する情報を取得した上で、飛行時間ΔＴ１に関する情報に基づいて、各出射角度（水平角度θ、垂直角度φ）におけるＬｉＤＡＲユニット４４ａ（車両１）と車両１の外部に存在する物体との間の距離Ｄに関する情報を取得することができる。ここで、飛行時間ΔＴ１は、例えば、以下のように算出することができる。

飛行時間ΔＴ１＝レーザ光（光パルス）がＬｉＤＡＲユニットに戻ってきた時刻ｔ１－ＬｉＤＡＲユニットがレーザ光（光パルス）を出射した時刻ｔ０

このように、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の周辺環境を示す点群データ（３Ｄマッピングデータ）を取得することができる。
また、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、例えば、レーザ光を出射するように構成されたレーザ光源と、レーザ光を水平方向及び垂直方向に走査させるように構成された光偏向器と、レンズ等の光学系と、物体によって反射されたレーザ光を受光するように構成された受光部とを備える。レーザ光源から出射されるレーザ光の中心波長は特に限定されない。例えば、レーザ光は、中心波長が９００ｎｍ付近である非可視光であってもよい。光偏向器は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラーであってもよい。受光部は、例えば、フォトダイオードである。尚、ＬＩＤＡＲユニット４４ａは、光偏向器によってレーザ光を走査せずに、点群データを取得してもよい。例えば、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、フェイズドアレイ方式又はフラッシュ方式で点群データを取得してもよい。また、本実施形態では、１つのＬｉＤＡＲユニット４４ａが照明システム４ａに設けられているが、２以上のＬｉＤＡＲユニット４４ａが照明システム４ａに設けられてもよい。例えば、２つのＬｉＤＡＲユニット４４ａが照明システム４ａに設けられている場合、一方のＬｉＤＡＲユニット４４ａが車両１の前方領域における周辺環境を検出するように構成されると共に、他方のＬｉＤＡＲユニット４４ａが車両１の側方領域における周辺環境を検出するように構成されてもよい。
また、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、水平方向において所定の角度ピッチΔθ（水平方向において所定の走査分解能）及び上下方向において所定の角度ピッチΔφ（上下方向において所定の走査分解能）でレーザ光を走査させてもよい。後述するように、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、対象物が存在する所定の角度領域における角度ピッチ（走査分解能）を増加させてもよい。尚、本実施形態では、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの「水平方向」及び「上下方向」は、車両１の「水平方向」及び「上下方向」に一致することを前提としているが、これらは必ずしも一致する必要はない。
ミリ波レーダ４５ａは、車両１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、ミリ波レーダ４５ａは、車両１の周辺環境を示す検出データを取得した上で、当該検出データを制御部４０ａに送信するように構成されている。制御部４０ａは、送信された検出データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物に関する情報を含んでもよい。周辺環境情報は、例えば、車両１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１に対する対象物の位置に関する情報と、車両１に対する対象物の速度に関する情報を含んでもよい。
例えば、ミリ波レーダ４５ａは、パルス変調方式、ＦＭ－ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌｅｔｅｄ－Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式又は２周波ＣＷ方式で、ミリ波レーダ４５ａ（車両１）と車両１の外部に存在する物体との間の距離Ｄを取得することができる。パルス変調方式を用いる場合、ミリ波レーダ４５ａは、ミリ波の各出射角度におけるミリ波の飛行時間ΔＴ２に関する情報を取得した上で、飛行時間ΔＴ２に関する情報に基づいて、各出射角度におけるミリ波レーダ４５ａ（車両１）と車両１の外部に存在する物体との間の距離Ｄに関する情報を取得することができる。ここで、飛行時間ΔＴ２は、例えば、以下のように算出することができる。

飛行時間ΔＴ２＝ミリ波がミリ波レーダに戻ってきた時刻ｔ３－ミリ波レーダがミリ波を出射した時刻ｔ２

また、ミリ波レーダ４５ａは、ミリ波レーダ４５ａから出射されたミリ波の周波数ｆ０とミリ波レーダ４５ａに戻ってきたミリ波の周波数ｆ１に基づいて、ミリ波レーダ４５ａ（車両１）に対する車両１の外部に存在する物体の相対速度Ｖに関する情報を取得することができる。
また、本実施形態では、１つのミリ波レーダ４５ａが照明システム４ａに設けられているが、２以上のミリ波レーダ４５ａが照明システム４ａに設けられてもよい。例えば、照明システム４ａは、短距離用のミリ波レーダ４５ａと、中距離用のミリ波レーダ４５ａと、長距離用のミリ波レーダ４５ａを有してもよい。
照明システム４ｂは、制御部４０ｂと、照明ユニット４２ｂと、カメラ４３ｂと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｂと、ミリ波レーダ４５ｂとを更に備える。制御部４０ｂと、照明ユニット４２ｂと、カメラ４３ｂと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｂと、ミリ波レーダ４５ｂは、図１に示すように、ハウジング２４ｂと透光カバー２２ｂによって形成される空間Ｓｂ内に配置される。尚、制御部４０ｂは、空間Ｓｂ以外の車両１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部４０ｂは、車両制御部３と一体的に構成されてもよい。制御部４０ｂは、制御部４０ａと同様な機能及び構成を有してもよい。照明ユニット４２ｂは、照明ユニット４２ａと同様な機能及び構成を有してもよい。この点において、照明ユニット４２ａは、左側ヘッドランプユニットとして機能する一方、照明ユニット４２ｂは、右側ヘッドランプユニットとして機能する。カメラ４３ｂは、カメラ４３ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット４４ｂは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ４５ｂは、ミリ波レーダ４５ａと
同様な機能及び構成を有してもよい。
照明システム４ｃは、制御部４０ｃと、照明ユニット４２ｃと、カメラ４３ｃと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｃと、ミリ波レーダ４５ｃとを更に備える。制御部４０ｃと、照明ユニット４２ｃと、カメラ４３ｃと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｃと、ミリ波レーダ４５ｃは、図１に示すように、ハウジング２４ｃと透光カバー２２ｃによって形成される空間Ｓｃ内（灯室内）に配置される。尚、制御部４０ｃは、空間Ｓｃ以外の車両１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部４０ｃは、車両制御部３と一体的に構成されてもよい。制御部４０ｃは、制御部４０ａと同様な機能及び構成を有してもよい。
照明ユニット４２ｃは、車両１の外部（後方）に向けて光を出射することによって、配光パターンを形成するように構成されている。照明ユニット４２ｃは、光を出射する光源と、光学系とを有する。光源は、例えば、マトリックス状（例えば、Ｎ行×Ｍ列、Ｎ＞１、Ｍ＞１）に配列された複数の発光素子によって構成されてもよい。発光素子は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ又は有機ＥＬ素子である。光学系は、光源から出射された光を照明ユニット４２ｃの前方に向けて反射するように構成されたリフレクタと、光源から直接出射された光又はリフレクタによって反射された光を屈折するように構成されたレンズとのうちの少なくとも一方を含んでもよい。車両１の運転モードが手動運転モード又は運転支援モードである場合に、照明ユニット４２ｃは消灯してもよい。一方、車両１の運転モードが高度運転支援モード又は完全自動運転モードである場合に、照明ユニット４２ｃは、カメラ用の配光パターンを車両１の後方に形成するように構成されてもよい。
カメラ４３ｃは、カメラ４３ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット４４ｃは、ＬｉＤＡＲユニット４４ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ４５ｃは、ミリ波レーダ４５ａと同様な機能及び構成を有してもよい。
照明システム４ｄは、制御部４０ｄと、照明ユニット４２ｄと、カメラ４３ｄと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｄと、ミリ波レーダ４５ｄとを更に備える。制御部４０ｄと、照明ユニット４２ｄと、カメラ４３ｄと、ＬｉＤＡＲユニット４４ｄと、ミリ波レーダ４５ｄは、図１に示すように、ハウジング２４ｄと透光カバー２２ｄによって形成される空間Ｓｄ内（灯室内）に配置される。尚、制御部４０ｄは、空間Ｓｄ以外の車両１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部４０ｄは、車両制御部３と一体的に構成されてもよい。制御部４０ｄは、制御部４０ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。照明ユニット４２ｄは、照明ユニット４２ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。カメラ４３ｄは、カメラ４３ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット４４ｄは、ＬｉＤＡＲユニット４４ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ４５ｄは、ミリ波レーダ４５ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。
センサ５は、加速度センサ、速度センサ及びジャイロセンサ等を有してもよい。センサ５は、車両１の走行状態を検出して、車両１の走行状態を示す走行状態情報を車両制御部３に出力するように構成されている。また、センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、外部天候状態を検出する外部天候センサ及び車内に人がいるかどうかを検出する人感センサ等をさらに備えてもよい。さらに、センサ５は、車両１の周辺環境の明るさ（照度等）を検出するように構成された照度センサを備えてもよい。照度センサは、例えば、フォトダイオードから出力される光電流の大きさに応じて周辺環境の明るさを決定してもよい。
ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行状態情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、走行状態情報、周辺環境情報および照明システム４の照明状態を表示するように構成されたディスプレイ等を含む。
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車両に関する情報（例えば、他車走行情報等）を他車両から受信すると共に、車両１に関する情報（例えば、自車走行情報等）を他車両に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の自車走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。また、無線通信部１０は、歩行者が携帯する携帯型電子機器（スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス等）から歩行者に関する情報を受信すると共に、車両１の自車走行情報を携帯型電子機器に送信するように構成されている（歩車間通信）。車両１は、他車両、インフラ設備又は携帯型電子機器とアドホックモードにより直接通信してもよいし、アクセスポイントを介して通信してもよい。無線通信規格は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標），Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標），ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＬＰＷＡ又はＬｉ－Ｆｉである。また、車両１は、他車両、インフラ設備又は携帯型電子機器と第５世代移動通信システム（５Ｇ）を用いて通信してもよい。
記憶装置１１は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置である。記憶装置１１には、２Ｄ又は３Ｄの地図情報及び／又は車両制御プログラムが記憶されてもよい。例えば、３Ｄの地図情報は、点群データによって構成されてもよい。記憶装置１１は、車両制御部３からの要求に応じて、地図情報や車両制御プログラムを車両制御部３に出力するように構成されている。地図情報や車両制御プログラムは、無線通信部１０とインターネット等の通信ネットワークを介して更新されてもよい。
車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報及び／又は地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。
一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に応じて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。
次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうちの一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２からの運転支援なしに運転者が車両１を運転する。
また、車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。また、車両１の運転モードは、自動運転車の走行が可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替えてもよい。
次に、図３を参照して、制御部４０ａの機能について説明する。図３は、照明システム４ａの制御部４０ａの機能ブロックを示す図である。図３に示すように、制御部４０ａは、照明ユニット４２ａと、カメラ４３ａと、ＬｉＤＡＲユニット４４ａと、ミリ波レーダ４５ａの動作をそれぞれ制御するように構成されている。特に、制御部４０ａは、照明制御部４１０ａと、カメラ制御部４２０ａと、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａと、ミリ波レーダ制御部４４０ａと、周辺環境情報融合部４５０ａとを備える。
照明制御部４１０ａは、照明ユニット４２ａが所定の配光パターンを車両１の前方領域に向けて出射するように照明ユニット４２ａを制御するように構成されている。例えば、照明制御部４１０ａは、車両１の運転モードに応じて照明ユニット４２ａから出射される配光パターンを変更してもよい。
カメラ制御部４２０ａは、カメラ４３ａの動作を制御すると共に、カメラ４３ａから出力された画像データに基づいて、カメラ４３ａの検出領域Ｓ１（図４参照）における車両１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ１という。）を生成するように構成されている。ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの動作を制御すると共に、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから出力された点群データに基づいて、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２（図４参照）における車両１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ２という。）を生成するように構成されている。ミリ波レーダ制御部４４０ａは、ミリ波レーダ４５ａの動作を制御すると共に、ミリ波レーダ４５ａから出力された検出データに基づいて、ミリ波レーダ４５ａの検出領域Ｓ３（図４参照）における車両１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ３という。）を生成するように構成されている。
周辺環境情報融合部４５０ａは、周辺環境情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれ融合することで、融合された周辺環境情報Ｉｆを生成するように構成される。ここで、周辺環境情報Ｉｆは、図４に示すように、カメラ４３ａの検出領域Ｓ１と、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２と、ミリ波レーダ４５ａの検出領域Ｓ３を組合せた検出領域Ｓｆにおける車両１の外部に存在する対象物に関連する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報Ｉｆは、対象物の属性、車両１に対する対象物の位置、車両１と対象物との間の距離、車両１に対する対象物の速度及び／又は対象物の移動方向に関する情報を含んでもよい。周辺環境情報融合部４５０ａは、周辺環境情報Ｉｆを車両制御部３に送信するように構成される。
次に、図５から図７を参照して本実施形態に係るＬｉＤＡＲユニット４４ａの制御方法（つまり、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能を増加させる処理）について説明する。図５は、本実施形態に係るＬｉＤＡＲユニット４４ａの制御方法を説明するためのフローチャートである。図６は、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２に歩行者Ｐ（対象物の一例）が存在する様子を示す図である。図７は、歩行者Ｐが存在する角度領域Ｓｘを示す図である。尚、図６及び図７では、説明の便宜上、ＬｉＤＡＲユニット４４ａ以外のセンサの検出領域については図示を省略するものとする。本実施形態では、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの制御方法についてのみ説明するが、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの制御方法は、ＬｉＤＡＲユニット４４ｂ～４４ｄにも適用可能である。つまり、制御部４０ｂ～４０ｄは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの制御方法と同様な方法でＬｉＤＡＲユニット４４ｂ～４４ｄを制御してもよい。
図５に示すように、ステップＳ１において、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから取得された点群データに基づいて、車両１の周辺領域（具体的には、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２）に対象物（例えば、歩行者、他車両等）が存在するかどうかを判定する。ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の水平方向において所定の角度ピッチΔθ及び車両１の上下方向において所定の角度ピッチΔφでレーザ光を走査するものとする。このように、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、所定の角度ピッチΔθ，Δφでレーザ光を走査させることで点群データを生成することができる。所定の角度ピッチが小さい程、点群データの空間分解能は高くなる。
ステップＳ１の判定結果がＹＥＳである場合、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａはステップＳ２の処理を実行する。一方、ステップＳ１の判定結果がＮＯである場合、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳになるまで待機する。尚、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａの代わりに、車両制御部３が、制御部４０ａから送信された周辺環境情報Ｉｆに基づいて、車両１の周辺領域に対象物が存在するかどうかを判定してもよい。
次に、ステップＳ２において、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、点群データに基づいて、車両１の周辺領域に存在する対象物の属性が特定可能かどうかを判定する。例えば、対象物が歩行者（又は自転車）である場合に、対象物の属性は歩行者（又は自転車）となる。また、対象物が他車である場合に、対象物の属性は車両となる。本実施形態では、図６に示すように、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２内に歩行者Ｐが存在するため、対象物の属性は歩行者となる。ステップＳ２の判定結果がＹＥＳである場合、図５に示す一連の処理は終了する。一方、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、対象物の属性を特定できないと判定した場合（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ３の処理を実行する。尚、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａの代わりに、車両制御部３が周辺環境情報Ｉｆに基づいて対象物の属性が特定可能かどうかを判定してもよい。
次に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、点群データに基づいて、歩行者Ｐ（対象物）の位置を特定する（ステップＳ３）。ここで、歩行者Ｐの位置とは、車両１に対する歩行者Ｐの相対的位置（座標）であってもよいし、地球空間上における歩行者Ｐの位置（座標）であってもよい。尚、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、歩行者Ｐの位置情報に加えて／代わりに、車両１と歩行者Ｐとの間の距離に関する情報及び車両１に対する歩行者Ｐの角度に関する情報を特定してもよい。さらに、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａの代わりに、車両制御部３が周辺環境情報Ｉｆに基づいて歩行者Ｐの位置を特定してもよい。
次に、ステップＳ４において、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、歩行者Ｐ（対象物）が存在する角度領域Ｓｘ（図７参照）のみにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能を増加させる。具体的には、最初に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、歩行者Ｐの位置情報に基づいて角度領域Ｓｘ（第１角度領域の一例）を決定する。角度領域Ｓｘは、歩行者Ｐの全体をカバーする角度領域である。例えば、車両１の水平方向において、歩行者Ｐによって占有された領域の角度範囲がΔθ１である場合、車両１の水平方向において角度領域Ｓｘの角度範囲は、Δ（θ１＋α）となる（α＞０）。角度Δαは、例えば、０＜Δα＜Δθ１であってもよい。この場合、角度領域Ｓｘの角度範囲は、Δθよりも大きく２Δθよりも小さくなる。
次に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能が増加するようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御する。例えば、検出領域Ｓ２における水平方向の角度ピッチΔθが０．５°である場合に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおける水平方向の角度ピッチΔθが０．１°になるようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御してもよい。このように、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおいて、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの水平方向の走査分解能を増加させることができる。また、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおいて、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの上下方向における走査分解能を増加させてもよい。例えば、検出領域Ｓ２における上下方向の角度ピッチΔφが３°である場合に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおける上下方向の角度ピッチが１°となるようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御してもよい。このように、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおける上下方向の走査分解能を増加させることができる。
その後、角度領域ＳｘのみにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能が増加した状態で、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の周辺環境を示す点群データ（点群データの次フレーム）を新たに取得する。ここで、ＬｉＤＡＲユニット４４ａによって新たに取得された点群データ（点群データの次フレーム）では、角度領域Ｓｘにおける空間分解能は、角度領域Ｓｘ以外の検出領域Ｓ２における空間分解能よりも高い。このため、角度領域Ｓｘに存在する対象物（歩行者Ｐ）に関連する情報（特に、属性情報）を高い精度で取得することが可能となる。
次に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから新たに取得された点群データに基づいて、対象物の属性を特定可能かどうか判定する（ステップＳ５）。ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、点群データに基づいて対象物の属性が特定できた場合（つまり、対象物の属性を特定可能と判定した場合）、図５に示す一連の処理を終了する。一方、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、点群データに基づいて対象物の属性が特定できなかった場合（つまり、対象物の属性を特定できないと判定した場合）、ステップＳ３，Ｓ４の処理を再び実行する。
具体的には、ステップＳ３において、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから新たに取得された点群データに基づいて、歩行者Ｐ（対象物）の位置を更新する。その後、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、更新された歩行者Ｐの位置情報に基づいて角度領域Ｓｘを更新した上で、角度領域ＳｘのみにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能をさらに増加させる。
例えば、現時点における角度領域Ｓｘにおける水平方向の角度ピッチΔθが０．１°である場合には、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域Ｓｘにおける水平方向の角度ピッチΔθが０．０５°になるようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御してもよい。このように、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの水平方向の走査分解能を徐々に増加させることが可能となる。さらに、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの上下方向の走査分解能を徐々に増加させてもよい。その後、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能がさらに増加した状態で、ＬｉＤＡＲユニット４４ａは、車両１の周辺環境を示す点群データを新たに取得する。その後、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、新たに取得された点群データに基づいて対象物の属性が特定可能かどうかを判定する。ステップＳ５の判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ３，Ｓ４の処理が再度実行される。
このように、本実施形態によれば、ＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２のうち歩行者Ｐが存在する角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能が増加する。このため、角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能を増加させる一方、角度領域Ｓｘ以外の検出領域Ｓ２における走査分解能を増加させないことで、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａ（ＥＣＵ）の演算負荷を抑えた上で、歩行者Ｐに関連する情報の精度を向上させることができる。したがって、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａの演算負荷を抑えつつ、周辺環境情報の精度を向上させることが可能な照明システム４ａを提供することができる。
また、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから取得された点群データに基づいて対象物の属性を特定できなかった場合に（ステップＳ２でＮＯ）、角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能が増加するようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御する。特に、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、対象物の属性が特定可能となるまで（ステップＳ５の判定結果がＹＥＳとなるまで）、角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能が徐々に増加するようにＬｉＤＡＲユニット４４ａを制御する。このように、歩行者Ｐが存在する角度領域Ｓｘが徐々に増加するので、対象物の属性を確実に特定することが可能となる。
また、ＬｉＤＡＲユニット４４ａから新たに取得された点群データに基づいて歩行者Ｐの位置が更新された上で、更新された歩行者Ｐの位置に基づいて角度領域Ｓｘが更新される。このように、歩行者Ｐが移動している場合でも、移動する歩行者Ｐが存在する角度領域ＳｘにおけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能を増加させることができる。
尚、本実施形態では、説明の便宜上、対象物の一例として歩行者Ｐが示されているが、対象物は、他車両（二輪車、三輪車を含む）、交通インフラ設備、障害物等であってもよい。また、複数の対象物がＬｉＤＡＲユニット４４ａの検出領域Ｓ２内に存在する場合、各々が複数の対象物のうちの少なくとも一つをカバーする複数の角度領域Ｓｘが検出領域Ｓ２内に設けられてもよい。この場合、ＬｉＤＡＲ制御部４３０ａは、複数の角度領域Ｓｘの各々におけるＬｉＤＡＲユニット４４ａの走査分解能を増加させてもよい。
（第２実施形態）
以下、本開示の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、図８に示す車両１０１について設定された相対的な方向である。ここで、「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。また、「水平方向」についても適宜言及するが、「水平方向」とは、「上下方向」に対して垂直な方向であって、「左右方向」と「前後方向」を含む。
最初に、図８を参照して本実施形態に係る車両１０１について説明する。図８は、車両システム１０２を備える車両１０１の上面図を示す模式図である。図８に示すように、車両１０１は、自動運転モードで走行可能な車両（自動車）であって、車両システム１０２を備える。車両システム１０２は、車両制御部１０３と、左前照明システム１０４ａ（以下、単に「照明システム１０４ａ」という。）と、右前照明システム１０４ｂ（以下、単に「照明システム１０４ｂ」という。）と、左後照明システム１０４ｃ（以下、単に「照明システム１０４ｃ」という。）と、右後照明システム１０４ｄ（以下、単に「照明システム１０４ｄ」という。）を少なくとも備える。
照明システム１０４ａは、車両１０１の左前側に設けられる。特に、照明システム１０４ａは、車両１０１の左前側に設置されたハウジング１２４ａと、ハウジング１２４ａに取り付けられた透光カバー１２２ａとを備える。照明システム１０４ｂは、車両１０１の右前側に設けられる。特に、照明システム１０４ｂは、車両１０１の右前側に設置されたハウジング１２４ｂと、ハウジング１２４ｂに取り付けられた透光カバー１２２ｂとを備える。照明システム１０４ｃは、車両１０１の左後側に設けられる。特に、照明システム１０４ｃは、車両１０１の左後側に設置されたハウジング１２４ｃと、ハウジング１２４ｃに取り付けられた透光カバー１２２ｃとを備える。照明システム１０４ｄは、車両１０１の右後側に設けられる。特に、照明システム１０４ｄは、車両１０１の右後側に設置されたハウジング１２４ｄと、ハウジング１２４ｄに取り付けられた透光カバー１２２ｄとを備える。
次に、図９を参照することで、図８に示す車両システム１０２を具体的に説明する。図９は、本実施形態に係る車両システム１０２を示すブロック図である。図９に示すように、車両システム１０２は、車両制御部１０３と、照明システム１０４ａ～１０４ｄと、センサ５と、ＨＭＩ８と、ＧＰＳ９と、無線通信部１０と、記憶装置１１とを備える。さらに、車両システム１０２は、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備える。また、車両システム１０２は、電力を供給するように構成されたバッテリー（図示せず）を備える。
車両制御部１０３は、車両１０１の走行を制御するように構成されている。車両制御部１０３は、例えば、少なくとも一つの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含む少なくとも一つのマイクロコントローラと、トランジスタ等のアクティブ素子及びパッシブ素子を含むその他電子回路を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ及び／又はＴＰＵである。ＣＰＵは、複数のＣＰＵコアによって構成されてもよい。ＧＰＵは、複数のＧＰＵコアによって構成されてもよい。メモリは、ＲＯＭと、ＲＡＭを含む。ＲＯＭには、車両制御プログラムが記憶されてもよい。例えば、車両制御プログラムは、自動運転用の人工知能（ＡＩ）プログラムを含んでもよい。ＡＩプログラムは、ディープラーニング等のニューラルネットワークを用いた教師有り又は教師なし機械学習によって構築されたプログラムである。ＲＡＭには、車両制御プログラム、車両制御データ及び/又は車両の周辺環境を示す周辺環境情報が一時的に記憶されてもよい。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されてもよい。
また、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の少なくとも一つの集積回路によって構成されてもよい。さらに、電子制御ユニットは、少なくとも一つのマイクロコントローラと少なくとも一つの集積回路（ＦＰＧＡ等）との組み合わせによって構成されてもよい。
照明システム１０４ａ（センシングシステムの一例）は、制御部１４０ａと、照明ユニット１４２ａと、カメラ１４３ａと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａ（レーザーレーダの一例）と、ミリ波レーダ１４５ａと、アクチュエータ１４６ａとを更に備える。制御部１４０ａと、照明ユニット１４２ａと、カメラ１４３ａと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａと、ミリ波レーダ１４５ａと、アクチュエータ１４６ａは、図８に示すように、ハウジング１２４ａと透光カバー１２２ａによって形成される空間Ｓａ内に配置される。尚、制御部１４０ａは、空間Ｓａ以外の車両１０１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部１４０ａは、車両制御部１０３と一体的に構成されてもよい。
制御部１４０ａは、例えば、少なくとも一つの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含む少なくとも一つのマイクロコントローラと、その他電子回路（例えば、トランジスタ等）を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ及び／又はＴＰＵである。ＣＰＵは、複数のＣＰＵコアによって構成されてもよい。ＧＰＵは、複数のＧＰＵコアによって構成されてもよい。メモリは、ＲＯＭと、ＲＡＭを含む。ＲＯＭには、車両１０１の周辺環境を特定するための周辺環境特定プログラムが記憶されてもよい。例えば、周辺環境特定プログラムは、ディープラーニング等のニューラルネットワークを用いた教師有り又は教師なし機械学習によって構築されたプログラムである。ＲＡＭには、周辺環境特定プログラム、カメラ１４３ａに取得された画像データ、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａによって取得された３次元マッピングデータ（点群データ）及び／又はミリ波レーダ１４５ａによって取得された検出データ等が一時的に記憶されてもよい。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された周辺環境特定プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されてもよい。また、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の少なくとも一つの集積回路によって構成されてもよい。さらに、電子制御ユニットは、少なくとも一つのマイクロコントローラと少なくとも一つの集積回路（ＦＰＧＡ等）との組み合わせによって構成されてもよい。
照明ユニット１４２ａは、車両１０１の外部（前方）に向けて光を出射することによって、配光パターンを形成するように構成されている。照明ユニット１４２ａは、光を出射する光源と、光学系とを有する。光源は、例えば、マトリックス状（例えば、Ｎ行×Ｍ列、Ｎ＞１、Ｍ＞１）に配列された複数の発光素子によって構成されてもよい。発光素子は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ又は有機ＥＬ素子である。光学系は、光源から出射された光を照明ユニット１４２ａの前方に向けて反射するように構成されたリフレクタと、光源から直接出射された光又はリフレクタによって反射された光を屈折するように構成されたレンズとのうちの少なくとも一方を含んでもよい。車両１０１の運転モードが手動運転モード又は運転支援モードである場合に、照明ユニット１４２ａは、運転者用の配光パターン（例えば、ロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン）を車両１０１の前方に形成するように構成されている。このように、照明ユニット１４２ａは、左側ヘッドランプユニットとして機能する。一方、車両１０１の運転モードが高度運転支援モード又は完全自動運転モードである場合に、照明ユニット１４２ａは、カメラ用の配光パターンを車両１０１の前方に形成するように構成されてもよい。
制御部１４０ａは、照明ユニット１４２ａに設けられた複数の発光素子の各々に電気信号（例えば、ＰＷＭ信号）を個別に供給するように構成されてもよい。このように、制御部１４０ａは、電気信号が供給される発光素子を個別に選択することができると共に、発光素子毎に電気信号のＤｕｔｙ比を調整することができる。つまり、制御部１４０ａは、マトリックス状に配列された複数の発光素子のうち、点灯又は消灯すべき発光素子を選択することができると共に、点灯している発光素子の輝度を決定することができる。このため、制御部１４０ａは、照明ユニット１４２ａから前方に向けて出射される配光パターンの形状及び明るさを変更することができる。
カメラ１４３ａは、車両１０１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、カメラ１４３ａは、車両１０１の周辺環境を示す画像データを取得した上で、当該画像データを制御部１４０ａに送信するように構成されている。制御部１４０ａは、送信された画像データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１０１の外部に存在する対象物に関する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報は、車両１０１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１０１に対する対象物の距離や位置に関する情報とを含んでもよい。カメラ１４３ａは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子によって構成される。カメラ１４３ａは、単眼カメラとしても構成されてもよいし、ステレオカメラとして構成されてもよい。カメラ１４３ａがステレオカメラの場合、制御部１４０ａは、視差を利用することで、ステレオカメラによって取得された２以上の画像データに基づいて、車両１０１と車両１０１の外部に存在する対象物（例えば、歩行者等）との間の距離を特定することができる。また、本実施形態では、１つのカメラ１４３ａが照明システム１０４ａに設けられているが、２以上のカメラ１４３ａが照明システム１０４ａに設けられてもよい。
ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、車両１０１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、車両１０１の周辺環境を示す点群データ（３Ｄマッピングデータ）を取得した上で、当該点群データを制御部１４０ａに送信するように構成されている。制御部１４０ａは、送信された点群データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１０１の外部に存在する対象物に関連する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報は、車両１０１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１０１に対する対象物の距離や位置に関する情報と、対象物の移動方向に関する情報とを含んでもよい。
より具体的には、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、レーザ光の各出射角度（水平角度θ、垂直角度φ）におけるレーザ光（光パルス）の飛行時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）ΔＴ１に関する情報を取得した上で、飛行時間ΔＴ１に関する情報に基づいて、各出射角度（水平角度θ、垂直角度φ）におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａ（車両１０１）と車両１０１の外部に存在する物体との間の距離Ｄに関する情報を取得することができる。ここで、飛行時間ΔＴ１は、例えば、以下のように算出することができる。

飛行時間ΔＴ１＝レーザ光（光パルス）がＬｉＤＡＲユニットに戻ってきた時刻ｔ１－ＬｉＤＡＲユニットがレーザ光（光パルス）を出射した時刻ｔ０

このように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、車両１０１の周辺環境を示す点群データ（３Ｄマッピングデータ）を取得することができる。
ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、例えば、レーザ光を出射するように構成された発光部と、レーザ光を水平方向及び垂直方向に走査させるように構成された光偏向器と、レンズ等の光学系と、物体によって反射されたレーザ光を受光するように構成された受光部とを備える。レーザ光源から出射されるレーザ光の中心波長は特に限定されない。例えば、レーザ光は、中心波長が９００ｎｍ付近である非可視光であってもよい。光偏向器は、例えば、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラーであってもよい。光偏向器がポリゴンミラーである場合、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、常に所定の方向に沿ってレーザ光を走査させる。一方、光偏向器がＭＥＭＳミラーである場合、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、所定の方向に沿ってレーザ光を走査させた後に、当該所定の方向とは反対の方向にレーザ光を走査させる（つまり、レーザ光は往復移動する）。
受光部は、例えば、フォトダイオードである。尚、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、光偏向器によってレーザ光を走査せずに、点群データを取得してもよい。例えば、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、フェイズドアレイ方式又はフラッシュ方式で点群データを取得してもよい。また、本実施形態では、１つのＬｉＤＡＲユニット１４４ａが照明システム１０４ａに設けられているが、２以上のＬｉＤＡＲユニット１４４ａが照明システム１０４ａに設けられてもよい。例えば、２つのＬｉＤＡＲユニット１４４ａが照明システム１０４ａに設けられている場合、一方のＬｉＤＡＲユニット１４４ａが車両１０１の前方領域における周辺環境を検出するように構成されると共に、他方のＬｉＤＡＲユニット１４４ａが車両１０１の側方領域における周辺環境を検出するように構成されてもよい。
また、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、水平方向において所定の角度ピッチ（水平方向において所定の走査分解能）及び上下方向において所定の角度ピッチ（上下方向において所定の走査分解能）でレーザ光を走査させてもよい。
ミリ波レーダ１４５ａは、車両１０１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、ミリ波レーダ１４５ａは、車両１０１の周辺環境を示す検出データを取得した上で、当該検出データを制御部１４０ａに送信するように構成されている。制御部１４０ａは、送信された検出データに基づいて、周辺環境情報を特定する。ここで、周辺環境情報は、車両１０１の外部に存在する対象物に関する情報を含んでもよい。周辺環境情報は、例えば、車両１０１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１０１に対する対象物の位置に関する情報と、車両１０１に対する対象物の速度に関する情報を含んでもよい。
例えば、ミリ波レーダ１４５ａは、パルス変調方式、ＦＭ－ＣＷ方式又は２周波ＣＷ方式で、ミリ波レーダ１４５ａ（車両１０１）と車両１０１の外部に存在する物体との間の距離Ｄを取得することができる。パルス変調方式を用いる場合、ミリ波レーダ１４５ａは、ミリ波の各出射角度におけるミリ波の飛行時間ΔＴ２に関する情報を取得した上で、飛行時間ΔＴ２に関する情報に基づいて、各出射角度におけるミリ波レーダ１４５ａ（車両１０１）と車両１０１の外部に存在する物体との間の距離Ｄに関する情報を取得することができる。ここで、飛行時間ΔＴ２は、例えば、以下のように算出することができる。

飛行時間ΔＴ２＝ミリ波がミリ波レーダに戻ってきた時刻ｔ３－ミリ波レーダがミリ波を出射した時刻ｔ２

また、ミリ波レーダ１４５ａは、ミリ波レーダ１４５ａから出射されたミリ波の周波数ｆ０とミリ波レーダ１４５ａに戻ってきたミリ波の周波数ｆ１に基づいて、ミリ波レーダ１４５ａ（車両１０１）に対する車両１０１の外部に存在する物体の相対速度Ｖに関する情報を取得することができる。
また、本実施形態では、１つのミリ波レーダ１４５ａが照明システム１０４ａに設けられているが、２以上のミリ波レーダ１４５ａが照明システム１０４ａに設けられてもよい。例えば、照明システム１０４ａは、短距離用のミリ波レーダ１４５ａと、中距離用のミリ波レーダ１４５ａと、長距離用のミリ波レーダ１４５ａを有してもよい。
アクチュエータ１４６ａは、車両１０１の上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度θを変更するように構成されている。例えば、本実施形態で使用されるアクチュエータ１４６ａの一例は、図１２に示すように、電磁ソレノイド４６２と、電磁ソレノイド４６２に接続されたシャフト４６３を備える。電磁ソレノイド４６２は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するように構成されており、シャフト４６３を前後方向に移動させることが可能である。
照明システム１０４ｂは、制御部１４０ｂと、照明ユニット１４２ｂと、カメラ１４３ｂと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｂと、ミリ波レーダ１４５ｂと、アクチュエータ１４６ｂとを更に備える。制御部１４０ｂと、照明ユニット１４２ｂと、カメラ１４３ｂと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｂと、ミリ波レーダ１４５ｂと、アクチュエータ１４６ｂは、図８に示すように、ハウジング１２４ｂと透光カバー１２２ｂによって形成される空間Ｓｂ内に配置される。尚、制御部１４０ｂは、空間Ｓｂ以外の車両１０１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部１４０ｂは、車両制御部１０３と一体的に構成されてもよい。制御部１４０ｂは、制御部１４０ａと同様な機能及び構成を有してもよい。照明ユニット１４２ｂは、照明ユニット１４２ａと同様な機能及び構成を有してもよい。この点において、照明ユニット１４２ａは、左側ヘッドランプユニットとして機能する一方、照明ユニット１４２ｂは、右側ヘッドランプユニットとして機能する。カメラ１４３ｂは、カメラ１４３ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット１４４ｂは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ１４５ｂは、ミリ波レーダ１４５ａと同様な機能及び構成を有してもよい。アクチュエータ１４６ｂは、アクチュエータ１４６ａと同様な機能及び構成を有してもよい。
照明システム１０４ｃは、制御部１４０ｃと、照明ユニット１４２ｃと、カメラ１４３ｃと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｃと、ミリ波レーダ１４５ｃと、アクチュエータ１４６ｃとを更に備える。制御部１４０ｃと、照明ユニット１４２ｃと、カメラ１４３ｃと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｃと、ミリ波レーダ１４５ｃは、図８に示すように、ハウジング１２４ｃと透光カバー１２２ｃによって形成される空間Ｓｃ内（灯室内）に配置される。尚、制御部１４０ｃは、空間Ｓｃ以外の車両１０１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部１４０ｃは、車両制御部１０３と一体的に構成されてもよい。制御部１４０ｃは、制御部１４０ａと同様な機能及び構成を有してもよい。
照明ユニット１４２ｃは、車両１０１の外部（後方）に向けて光を出射することによって、配光パターンを形成するように構成されている。照明ユニット１４２ｃは、光を出射する光源と、光学系とを有する。光源は、例えば、マトリックス状（例えば、Ｎ行×Ｍ列、Ｎ＞１、Ｍ＞１）に配列された複数の発光素子によって構成されてもよい。発光素子は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ又は有機ＥＬ素子である。光学系は、光源から出射された光を照明ユニット１４２ｃの前方に向けて反射するように構成されたリフレクタと、光源から直接出射された光又はリフレクタによって反射された光を屈折するように構成されたレンズとのうちの少なくとも一方を含んでもよい。車両１０１の運転モードが手動運転モード又は運転支援モードである場合に、照明ユニット１４２ｃは消灯してもよい。一方、車両１０１の運転モードが高度運転支援モード又は完全自動運転モードである場合に、照明ユニット１４２ｃは、カメラ用の配光パターンを車両１０１の後方に形成するように構成されてもよい。
カメラ１４３ｃは、カメラ１４３ａと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット１４４ｃは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ１４５ｃは、ミリ波レーダ１４５ａと同様な機能及び構成を有してもよい。アクチュエータ１４６ｃは、アクチュエータ１４６ａと同様な機能及び構成を有してもよい。
照明システム１０４ｄは、制御部１４０ｄと、照明ユニット１４２ｄと、カメラ１４３ｄと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｄと、ミリ波レーダ１４５ｄとを更に備える。制御部１４０ｄと、照明ユニット１４２ｄと、カメラ１４３ｄと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｄと、ミリ波レーダ１４５ｄは、図８に示すように、ハウジング１２４ｄと透光カバー１２２ｄによって形成される空間Ｓｄ内（灯室内）に配置される。尚、制御部１４０ｄは、空間Ｓｄ以外の車両１０１の所定の場所に配置されてもよい。例えば、制御部１４０ｄは、車両制御部１０３と一体的に構成されてもよい。制御部１４０ｄは、制御部１４０ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。照明ユニット１４２ｄは、照明ユニット１４２ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。カメラ１４３ｄは、カメラ１４３ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ＬｉＤＡＲユニット１４４ｄは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。ミリ波レーダ１４５ｄは、ミリ波レーダ１４５ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。アクチュエータ１４６ｄは、アクチュエータ１４６ｃと同様な機能及び構成を有してもよい。
次に、図１０を参照して、制御部１４０ａの機能について説明する。図１０は、照明システム１０４ａの制御部１４０ａの機能ブロックを示す図である。図１０に示すように、制御部１４０ａは、照明ユニット１４２ａと、カメラ１４３ａと、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａと、ミリ波レーダ１４５ａと、アクチュエータ１４６ａの動作をそれぞれ制御するように構成されている。特に、制御部１４０ａは、照明制御部１４１０ａと、カメラ制御部１４２０ａと、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａと、ミリ波レーダ制御部１４４０ａと、アクチュエータ制御部１４６０ａと、周辺環境情報融合部１４５０ａとを備える。
照明制御部１４１０ａは、照明ユニット１４２ａが所定の配光パターンを車両１０１の前方領域に向けて出射するように照明ユニット１４２ａを制御するように構成されている。例えば、照明制御部１４１０ａは、車両１０１の運転モードに応じて照明ユニット１４２ａから出射される配光パターンを変更してもよい。
カメラ制御部１４２０ａは、カメラ１４３ａの動作を制御すると共に、カメラ１４３ａから出力された画像データに基づいて、カメラ１４３ａの検出領域Ｓ１０（図１１参照）における車両１０１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ１という。）を生成するように構成されている。ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの動作を制御すると共に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａから出力された点群データに基づいて、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２（図１１参照）における車両１０１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ２という。）を生成するように構成されている。ミリ波レーダ制御部１４４０ａは、ミリ波レーダ１４５ａの動作を制御すると共に、ミリ波レーダ１４５ａから出力された検出データに基づいて、ミリ波レーダ１４５ａの検出領域Ｓ１３（図１１参照）における車両１０１の周辺環境情報（以下、周辺環境情報Ｉ３という。）を生成するように構成されている。
周辺環境情報融合部１４５０ａは、周辺環境情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれ融合することで、融合された周辺環境情報Ｉｇを生成するように構成される。ここで、周辺環境情報Ｉｇは、図１１に示すように、カメラ１４３ａの検出領域Ｓ１０と、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２と、ミリ波レーダ１４５ａの検出領域Ｓ１３を組合せた検出領域Ｓｇにおける車両１０１の外部に存在する対象物に関連する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報Ｉｇは、対象物の属性、車両１０１に対する対象物の位置、車両１０１と対象物との間の距離、車両１０１に対する対象物の速度及び／又は対象物の移動方向に関する情報を含んでもよい。周辺環境情報融合部１４５０ａは、周辺環境情報Ｉｇを車両制御部１０３に送信するように構成される。
アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータ１４６ａの駆動を制御するように構成されている。特に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータ１４６ａの駆動を制御することで、車両１０１の上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度を決定することができる。
次に、図１２Ａ，１２Ｂを参照して本実施形態に係るＬｉＤＡＲユニット１４４ａの構成の一例について以下に説明する。図１２Ａは、右側から見たＬｉＤＡＲユニット１４４ａとアクチュエータ１４６ａの概略図である。図１２Ｂは、正面から見たＬｉＤＡＲユニット１４４ａの概略図である。
図１２Ａ，１２Ｂに示すように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、ＬｉＤＡＲユニット本体１４３と、ＬｉＤＡＲユニット本体１４３を収容するハウジング１４０とを備える。ＬｉＤＡＲユニット本体１４３は、車両１０１の外部に向けてレーザ光（光パルス）を出射するように構成された３つの発光部Ｅ１～Ｅ３と、車両１０１の前方に存在する物体によって反射又は散乱されたレーザ光を受光するように構成された３つの受光部Ｒ１～Ｒ３とを備える。例えば、ＬｉＤＡＲユニット本体１４３が回転駆動することで、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは水平方向においてレーザ光を走査することが可能となる。３つの発光部Ｅ１～Ｅ３の各々は、同一のタイミングでレーザ光（光パルス）を出射するように構成されてもよい。また、３つの発光部Ｅ１～Ｅ３は、上下方向において異なる角度でレーザ光を出射するように構成されてもよい。上下方向における発光部Ｅ１から出射されたレーザ光の出射角度と発光部Ｅ２から出射されたレーザ光の出射角度との間の角度差は、例えば、３°である。また、上下方向における発光部Ｅ２から出射されたレーザ光の出射角度と発光部Ｅ３から出射されたレーザ光の出射角度との間の角度差は、例えば、３°である。尚、本実施形態では、発光部と受光部の数はそれぞれ３つであるが、発光部と受光部の数は３つに限定されるものではない。さらに、レーザ光の出射角度の角度差は３°に限定されるものではない。
ハウジング１４０の上端面１４１は、上側支軸７３を介してフレーム体７２の支点７０に接続されていると共に、ハウジング１４０の下端面１４２は、下側支軸７５を介してシャフト４６３に接続されている。上側支軸７３は、支点７０に回動可能に固定されている。アクチュエータ１４６ａが駆動する前ではＬｉＤＡＲユニット１４４ａは上下方向に対して平行となっている（つまり、上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度はゼロである。）。
例えば、上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度がθ２となるように前方向に向かってＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜する場合について説明する。ここで、傾斜角度θ２は、前方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度（傾斜角度の最大値）であるものとする。この場合、アクチュエータ制御部１４６０ａは、傾斜角度θ２に対応する制御信号（電気信号）をアクチュエータ１４６ａに送信する。その後、アクチュエータ１４６ａの電磁ソレノイド４６２は、アクチュエータ制御部１４６０ａから受信した制御信号に基づいて、シャフト４６３を傾斜角度θ２に対応する位置まで移動させる。このように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、支点７０を中心として前方向に向かって傾斜角度θ２だけ傾斜する。
また、上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度がθ３となるように後方向に向かってＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜する場合について説明する。ここで、傾斜角度θ３は、後方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度（傾斜角度の最大値）であるものとする。この場合、アクチュエータ制御部１４６０ａは、傾斜角度θ３に対応する制御信号（電気信号）をアクチュエータ１４６ａに送信する。その後、アクチュエータ１４６ａの電磁ソレノイド４６２は、アクチュエータ制御部１４６０ａから受信した制御信号に基づいて、シャフト４６３を傾斜角度θ３に対応する位置まで移動させる。このように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、支点７０を中心として後方向に向かって傾斜角度θ３だけ傾斜する。
図１３に示すように、上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度がθ２となるように前方向に向かってＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜する場合では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２は、上方向に向かって角度θ２だけ傾斜する。一方、上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度がθ３となるように後方向に向かってＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜する場合では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２は、下方向に向かって角度θ３だけ傾斜する。このように、アクチュエータ制御部１４６０ａがアクチュエータ１４６ａを用いて上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａを傾斜させることで、上下方向においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２を広げることが可能となる。
尚、傾斜角度θ２は、前方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度であると共に、傾斜角度θ３は、後方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度である。実際には、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａは徐々に傾斜するため、検出領域Ｓ１２０は、上方向及び下方向に向かって徐々に傾斜する点に留意されたい。以降の説明では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御によって得られるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域（つまり、上下方向において拡大された検出領域Ｓ１２）を検出領域Ｓ１２０という。
次に、図１４Ａ，１４Ｂを参照して水平方向及び上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２，Ｓ１２０の角度範囲について説明をする。図１４Ａは、水平方向における検出領域Ｓ１２と検出領域Ｓ１２０（上下方向において拡大された検出領域Ｓ１２）を示す。図１４Ｂは、上下方向における検出領域Ｓ１０，Ｓ１２０を示す。
図１４Ａに示すように、水平方向における検出領域Ｓ１２の角度範囲と検出領域Ｓ１２０の角度範囲は一致している。一方、図１４Ｂに示すように、上下方向における検出領域Ｓ１２０の角度範囲θｔは、上下方向における検出領域Ｓ１２の角度範囲θ１よりも大きい。この点において、傾斜角度θ２は、前方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度を示すと共に、傾斜角度θ３は、後方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最大傾斜角度を示すため、検出領域Ｓ１２０の角度範囲θｔは、次式（１）のように規定される。

角度範囲θｔ＝θ１＋θ２＋θ３・・・（１）

このように、上下方向における検出領域Ｓ１２０の角度範囲θｔは、上下方向における検出領域Ｓ１２の角度範囲θ１よりも（θ２＋θ３）だけ増加する。
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ１４６ａを用いて車両１０１の上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度を変更することができるので、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２（角度範囲）を拡大することが可能となる。このように、車両１０１の周辺環境の認知精度を向上させることが可能な照明システム１０４ａ（センシングシステム）を提供することができる。特に、車両１０１の周辺に存在する歩行者等の対象物に関連する情報（例えば、属性情報等）を高い精度で取得することが可能となる。
次に、図１５及び図１６を参照して、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａによって取得される点群データの各フレームについて説明する。図１５は、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間とアクチュエータ１４６ａの駆動時間との間の関係を説明するための図である。図１６は、点群データのフレームＦ１～Ｆ１０間における３本の走査ラインＬ１～Ｌ３の角度変化を示す図である。
図１５に示すように、アクチュエータ制御部１４６０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査している走査時間（ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間）において、アクチュエータ１４６ａを駆動させない。特に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、点群データのフレームＦｎ（ｎは自然数）が取得されるときのＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間において、アクチュエータ１４６ａを駆動させない。例えば、点群データのフレームＦ２を取得するために必要なレーザ光の走査が終了した後に、アクチュエータ１４６ａは、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａを傾斜させる。その後、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、次のフレームＦ３を取得するためにレーザ光を走査させる。このように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間とアクチュエータ１４６ａの駆動時間が重複しないように、アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータ１４６ａを駆動制御している。アクチュエータ１４６ａの駆動時間は、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間のＮ倍（Ｎは自然数）に設定されてもよい。
尚、図１５及び図１６において、フレームＦ１は、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａによって最初に取得される点群データのフレームとは限らない。フレームＦ１，Ｆ５，Ｆ９は、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜していないときに取得される点群データのフレームである。また、図１５に示すＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間は、受光部Ｒ１～Ｒ３が光を受光した後の点群データを生成するために必要な信号処理の時間を含まない。
図１６では、フレームＦ１～Ｆ１０間における３本の走査ラインＬ１～Ｌ３が示されている。特に、図１６は、車両１０１の前方に仮想的に設置された仮想スクリーンＳｃ上に投影された走査ラインＬ１～Ｌ３を示している。仮想スクリーンＳｃは、車両１０１の水平方向に対して垂直となるように設置されているものとする。走査ラインとは、レーザ光の走査によって仮想スクリーン上に形成されるレーザ光点の軌跡である。走査ラインＬ１は、発光部Ｅ１（図１２参照）から出射されたレーザ光の走査ラインである。走査ラインＬ２は、発光部Ｅ２から出射されたレーザ光の走査ラインである。走査ラインＬ３は、発光部Ｅ３から出射されたレーザ光の走査ラインである。
上下方向における発光部Ｅ１から出射されたレーザ光の出射角度と発光部Ｅ２から出射されたレーザ光の出射角度との間の角度差は３°であるため、上下方向における走査ラインＬ１と走査ラインＬ２との間の角度間隔は３°である。同様に、上下方向における発光部Ｅ２から出射されたレーザ光の出射角度と発光部Ｅ３から出射されたレーザ光の出射角度との間の角度差は３°であるため、上下方向における走査ラインＬ２と走査ラインＬ３との間の角度間隔は３°である。また、上下方向における走査ラインＬ１と走査ラインＬ３との間の角度差は６°である。このように、上下方向における検出領域Ｓ１２の角度範囲は６°であるものとする。尚、上記の角度差及び検出領域Ｓ１２の角度範囲は、あくまでも一例である点に留意されたい。さらに、本実施形態では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが３つの発光部Ｅ１～Ｅ３を備えているため、３つの走査ラインＬ１～Ｌ３が仮想スクリーンＳｃ上に投影されている。一方、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがＮ個（Ｎ＞３）の発光部を有する場合には、Ｎ個の走査ラインが仮想スクリーンＳｃ上に投影される。
次に、点群データのフレームＦ２～Ｆ９を取得する際の走査ラインＬ１～Ｌ３の上下方向における角度変化について以下に説明する。前提条件として、フレームＦ１は、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜していないときに取得される点群データのフレームである。フレームＦ１を取得する際における走査ラインＬ２は、基準ラインに一致する。基準ラインは、上下方向におけるゼロ度を示すラインである。所定の走査ラインが基準ラインに一致する場合、当該所定の走査ラインを形成するレーザ光は水平方向に対して平行に出射される。
最初に、フレームＦ１を取得するために必要なレーザ光の走査が終了した後に、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって１．５°傾斜させる。その後、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査することでＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２が下方向に１．５°傾斜する。このように、フレームＦ２を取得する際には、走査ラインＬ２が下方向に１．５°傾斜する。次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが後方向に向かって１．５°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって４．５°更に移動させる。その後、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査することでＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２が下方向に６°（＝１．５°＋４．５°）傾斜する。このように、フレームＦ３を取得する際には、走査ラインＬ２が下方向に６°傾斜する。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが後方向に向かって６°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを前方向に向かって４．５°移動させる。その後、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査することでＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２が下方向に１．５°（＝６°－４．５°）傾斜する。このように、フレームＦ４を取得する際には、走査ラインＬ２が下方向に１．５°傾斜する。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが後方向に向かって１．５°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを前方向に向かって１．５°移動させる。このように、フレームＦ５を取得する際には、走査ラインＬ２（検出領域Ｓ１２）は上下方向に傾斜しない。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが上下方向に傾斜しない状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを前方向に向かって１．５°移動させる。このように、フレームＦ６を取得する際には、走査ラインＬ２（検出領域Ｓ１２）は上方向に１．５°傾斜する。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが前方向に向かって１．５°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを前方向に向かって４．５°更に移動させる。このように、フレームＦ７を取得する際には、走査ラインＬ２（検出領域Ｓ１２）は上方向に６°傾斜する。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが前方向に向かって６°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって４．５°移動させる。このように、フレームＦ８を取得する際には、走査ラインＬ２（検出領域Ｓ１２）は上方向に１．５°傾斜する。
次に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが前方向に向かって１．５°傾斜した状態で、アクチュエータ１４６ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって１．５°移動させる。このように、フレームＦ９を取得する際には、走査ラインＬ２（検出領域Ｓ１２）は上下方向に傾斜しない。フレームＦ１と同様に、フレームＦ９は、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜していないときに取得される点群データのフレームである。
このように、フレームＦ１からＦ８までの取得期間において実行されるアクチュエータ１４６ａの駆動制御が繰り返し実行される。換言すれば、フレームＦ１からＦ８までの取得期間におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御が繰り返し実行される。フレームＦ９が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置は、フレームＦ１が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置に対応する。さらに、フレームＦ１０が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置は、フレームＦ２が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置に対応する。
ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、点群データのフレームＦ１からＦ８に基づいて、周辺環境情報Ｉ２を生成する。詳細には、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、フレームＦ１からＦ８を合成することで、周辺環境情報Ｉ２を生成する。このように、各フレームが取得される際の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２（走査ライン）の角度位置が相違するため、各フレームを合成することで上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を拡大することができる（つまり、検出領域Ｓ１２０を取得することができる。）。特に、図１６に示す例では、検出領域Ｓ１２の角度範囲が６°である一方、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御によって拡大された検出領域Ｓ１２に相当する検出領域Ｓ１２０の角度範囲は１８°となる。
さらに、本実施形態では、隣接する走査ライン間の角度間隔が３°である一方で、走査フレームＬ１～Ｌ３は３°よりも小さい１．５°で上下方向に移動している。このように、検出領域Ｓ１２０では、検出領域Ｓ１２と比較して、隣接した走査ライン間の角度間隔が狭くなるため、点群データの上下方向における空間分解能を高くすることができる。このように、点群データから得られる周辺環境情報の精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間とアクチュエータ１４６ａの駆動時間が互いに重複しないように、アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータ１４６ａを駆動制御している。このため、図１６に示すように、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査ラインＬ１～Ｌ３が傾斜しない。特に、走査ラインの一端（始点）と他端（終点）との間において上下方向の角度差が生じない。例えば、フレームＦ２を取得する際の走査ラインＬ１では、上下方向において角度位置が変化しない。このように、走査ラインＬ１～Ｌ３が傾斜しないので点群データを演算処理するＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａ（ＥＣＵ）の演算負荷を低減させることが可能となる。
尚、本実施形態では、アクチュエータ１４６ａは、隣接するフレーム間において、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを２種類の角度間隔（１．５°と４．５°）で移動させているが、本実施形態はこれには限定されない。例えば、アクチュエータ１４６ａは、隣接するフレーム間において、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを１種類の角度間隔（例えば、１．５°又は４．５°）で移動させてもよい。ここで、隣接するフレーム間において、アクチュエータ１４６ａがＬｉＤＡＲユニット１４４ａを１．５°間隔で移動させる場合には、点群データの上下方向における空間分解能をより向上させることができる。一方、隣接するフレーム間において、アクチュエータ１４６ａがＬｉＤＡＲユニット１４４ａを４．５°間隔で移動させる場合には、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域をより拡大させることができる。
また、アクチュエータ１４６ａは、基準ラインから所定の角度領域内（例えば、下方向に５°から上方向に５°の範囲内）においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度を第１の角度間隔（例えば、１．５°）で徐々に変更すると共に、所定の角度領域外においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度を第１の角度間隔よりも大きい第２の角度間隔（例えば、４.５°）で徐々に変更してもよい。ここで、基準ラインから所定の角度領域とは、水平方向に対して所定の角度領域を意味する。このように、所定の角度領域内ではＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度は第１の角度間隔で徐々に変更されると共に、所定の角度領域外ではＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度は第２の角度間隔で徐々に変更される。したがって、所定の角度領域内においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査分解能を高めることができると共に、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を拡大することができる。
さらに、フレームＦ１とフレームＦ２との間においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａは１．５°移動する一方、フレームＦ２とフレームＦ３との間においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａは４．５°移動する。このため、図１５に示すように、フレームＦ１とフレームＦ２との間におけるアクチュエータ１４６ａの駆動時間Ｔａ１と、フレームＦ２とフレームＦ３との間におけるアクチュエータ１４６ａの駆動時間Ｔａ２は異なっている。しかしながら、アクチュエータ制御部１４６０ａは、駆動期間Ｔａ１と駆動時間Ｔａ２が同じとなるようにアクチュエータ１４６ａを駆動制御してもよい。この場合、駆動時間Ｔａ２の間のシャフト４６３の移動速度は、駆動時間Ｔａ１の間のシャフト４６３の移動速度よりも高い。
次に、図１７を参照してＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御の他の一例について説明する。図１７は、点群データのフレームＦ１～Ｆ６間における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度変化を示す図である。前提条件として、フレームＦ１は、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａが傾斜していないときに取得される点群データのフレームである。フレームＦ１を取得する際には、走査ラインＬ２は、上下方向におけるゼロ度を示す基準ラインに一致するものとする。
図１７に示すように、フレームＦ２を取得する際には、走査ラインＬ１が基準ラインに一致した状態で、走査ラインＬ２は下方向に３°傾斜する。次に、フレームＦ３を取得する際には、走査ラインＬ２は基準ラインに一致する。次に、フレームＦ４を取得する際には、走査ラインＬ３が基準ラインに一致した情報で、走査ラインＬ２は上方向に３°傾斜する。フレームＦ５を取得する際には、走査ラインＬ２が基準ラインに一致する。
このように、フレームＦ１からＦ４までの取得期間において実行されるアクチュエータ１４６ａの駆動制御が繰り返し実行される。換言すれば、フレームＦ１からＦ４までの取得期間におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御が繰り返し実行される。フレームＦ５が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置は、フレームＦ１が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置に対応する。さらに、フレームＦ６が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置は、フレームＦ２が取得される際の上下方向における走査ラインＬ１～Ｌ３の角度位置に対応する。
ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、点群データのフレームＦ１からＦ４に基づいて、周辺環境情報Ｉ２を生成する。詳細には、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、フレームＦ１からＦ４を合成することで、周辺環境情報Ｉ２を生成する。このように、各フレームが取得される際の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２（走査ライン）の角度位置が相違するため、各フレームを合成することで上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を拡大することができる。特に、図１７に示す例では、検出領域Ｓ１２の角度範囲が６°である一方、検出領域Ｓ１２０の角度範囲は１２°（＝２×６°）となる。
さらに、本例では、各フレーム間において、３つの走査ラインＬ１～Ｌ３のうち一方が基準ラインに一致した状態で走査ラインＬ１～Ｌ３が上下方向に所定角度だけ移動する。このように、基準ラインが必ずレーザ光で走査されるため、基準ラインの付近に存在する対象物に関連する情報の精度を向上させることが可能となる。
次に、図１８Ａ，１８Ｂを参照してＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御の他の一例について説明する。図１８Ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間とアクチュエータ１４６ａの駆動時間との間の関係を説明するための図である。図１８Ｂは、図１８Ａで示すＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御においてＬｉＤＡＲユニット１４４ａの３本の走査ラインＬ１～Ｌ３を示す図である。
図１８に示すように、アクチュエータ制御部１４６０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査している走査時間において、アクチュエータ１４６ａを駆動させている。例えば、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａが点群データのフレームＦ２を取得するためにレーザ光を走査させている間に、アクチュエータ１４６ａは上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａを傾斜させる。このように、図１５に示す例とは異なり、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間とアクチュエータ１４６ａの駆動時間が互いに重複するように、アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータ１４６ａを駆動制御している。
一方、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査している間に、アクチュエータ１４６ａは上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａを傾斜させるので、図１８Ｂに示すように、走査ラインＬ１～Ｌ３が傾斜してしまう。例えば、アクチュエータ１４６ａが後方向に向かってＬｉＤＡＲユニット１４４ａを傾斜している間に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａがレーザ光を走査している場合には、図１８Ｂに示すように走査ラインＬ１～Ｌ３は傾斜する。特に、走査ラインの一端（始点）と他端（終点）との間において上下方向の角度差が生じる。また、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって傾斜した状態で、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを後方向に向かって１．５°更に移動させた場合には、点線で示すように走査ラインＬ１～Ｌ３は傾斜する。
このように、本例では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査時間においてアクチュエータ１４６ａが駆動するので、走査ラインＬ１～Ｌ３が傾斜するものの、点群データの複数フレームを合成することで得られる周辺環境情報Ｉ２の更新レート（Ｈｚ）が大きく低下することを回避することができる。このように、点群データに基づく周辺環境情報Ｉ２の更新レートが大きく低下することを回避しつつ、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を広げることが可能となる。
次に、図１９を参照して車両１０１の現在位置に応じてアクチュエータ１４６ａを駆動させるかどうかを決定する処理の一例について説明する。図１９は、車両１０１の現在位置に応じてアクチュエータ１４６ａを駆動させるかどうかを決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図１９に示すように、ステップＳ２１において、車両制御部１０３（図９参照）は、ＧＰＳ９を用いて車両１０１の現在位置を示す情報（現在位置情報）を取得する。次に、車両制御部１０３は、ステップＳ２２において、記憶装置１１から地図情報を取得する。その後、車両制御部１０３は、制御部１４０ａのアクチュエータ制御部１４６０ａに現在位置情報と地図情報を送信する。次に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、受信した現在位置情報と地図情報に基づいて、アクチュエータ１４６ａを駆動させるべきかどうかを判定する（ステップＳ２３）。
例えば、アクチュエータ制御部１４６０ａは、現在位置情報と地図情報に基づいて、対象物（歩行者等）が多く存在する場所（例えば、交差点や繁華街）に車両１０１が位置しているかどうかを判定する。アクチュエータ制御部１４６０ａは、対象物が多く存在する場所に車両１０１が位置していると判定した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、アクチュエータ１４６ａを駆動させることで、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを上下方向に対して傾斜させる（ステップＳ２４）。一方、アクチュエータ制御部１４６０ａは、対象物が多く存在する場所に車両１０１が位置していないと判定した場合（ステップＳ２３でＮＯ）、アクチュエータ１４６ａを駆動させない（ステップＳ２５）。ステップＳ２５では、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、上下方向に対して傾斜しない状態でレーザ光を走査する。
このように、対象物が多く存在する場所に車両１０１が位置している場合に、アクチュエータ１４６ａを用いたＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御が実行されるため、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を拡大させることが可能となる。従って、車両１０１の周辺に存在する対象物に関連する情報を高い精度で取得することができる。
また、別の例としては、ステップＳ２３において、アクチュエータ制御部１４６０ａは、現在位置情報と地図情報に基づいて、車両１０１が自動車専用道路（高速道路等）に位置しているかどうかを判定してもよい。アクチュエータ制御部１４６０ａは、車両１０１が自動車専用道路に位置していると判定した場合（ステップＳ２３でＮＯ）、アクチュエータ１４６ａを駆動させない（ステップＳ２５）。一方、アクチュエータ制御部１４６０ａは、車両１０１が自動車専用道路に位置していないと判定した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、アクチュエータ１４６ａを駆動させることで、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａ上下方向に対して傾斜させる（ステップＳ２４）。
このように、車両１０１が自動車専用道路に位置している場合に、アクチュエータ１４６ａを用いたＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御が実行されないため、点群データに基づく周辺環境情報Ｉ２の更新レート（Ｈｚ）を維持することが可能となる。特に、車両１０１が自動車専用道路に位置している場合には、車両１０１は高速で走行中であることが想定されるため、上下方向における検出領域の拡大よりも周辺環境情報Ｉ２の更新レートを維持させることが優先される。
本実施形態によれば、車両１０１の現在位置に応じてアクチュエータ１４６ａを駆動させるかどうかが決定されるため、車両１０１の現在位置に応じた最適な周辺環境情報を取得することが可能となる。尚、図１９に示す一連の処理は所定の周期で繰り返し実行されてもよい。
次に、図２０を参照することで車両１０１の周辺に存在する歩行者に応じてアクチュエータ１４６ａを駆動させるかどうかを決定する処理の一例について説明する。図２０は、車両１０１の周辺に存在する歩行者に応じてアクチュエータ１４６ａを駆動させるかどうかを決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図２０に示すように、ステップＳ３０において、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａから取得された点群データに基づいて、車両１０１の周辺（特に、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２内）に歩行者が存在するかどうかを判定する。次に、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、車両１０１の周辺に歩行者が存在すると判定した場合には（ステップＳ３０でＹＥＳ）、歩行者が存在することを示す情報をアクチュエータ制御部１４６０ａに送信する。その後、アクチュエータ制御部１４６０ａは、歩行者が存在することを示す情報に応じて、アクチュエータ１４６ａを駆動させることで、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａを上下方向に対して傾斜させる（ステップＳ３１）。一方、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａは、車両１０１の周辺に歩行者が存在しないと判定した場合には（ステップＳ３０でＮＯ）、歩行者が存在しないことを示す情報をアクチュエータ制御部１４６０ａに送信する。その後、アクチュエータ制御部１４６０ａは、歩行者が存在しないことを示す情報に応じて、アクチュエータを駆動させない（ステップＳ３２）。つまり、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａは、上下方向に対して傾斜しない状態でレーザ光を走査する。
このように、本実施形態によれば、車両１０１の周辺に存在する歩行者の存在に応じてアクチュエータ１４６ａが駆動される。換言すれば、車両１０１の周辺（詳細には、検出領域Ｓ１２内）に歩行者が検出されたときに、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜制御が実行される。このように、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域を拡大させることで歩行者に関連した情報の精度を向上させることが可能となる。尚、本実施形態では、ＬｉＤＡＲ制御部１４３０ａが歩行者の存在を判定しているが、カメラ制御部１４２０ａがカメラ１４３ａから取得された画像データに基づいて歩行者の存在を判定してもよい。または、ミリ波レーダ制御部１４４０ａがミリ波レーダ１４５ａから取得された検出データに基づいて歩行者の存在を判定してもよい。
次に、図２１及び図２２を参照して、車両１０１の速度に応じて上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値（最大傾斜角度）を決定する処理の一例について説明する。図２１は、車両１０１の現在速度Ｖに応じて上下方向に対するＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値を決定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。図２２Ａは、車両１０１の現在速度Ｖが高速である場合の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２０を示す図である。図２２Ｂは、車両１０１の現在速度Ｖが低速である場合の上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２０を示す図である。
図２１に示すように、ステップＳ４０において、車両制御部１０３は、センサ５（車速センサ）から送信されたデータに基づいて車両１０１の現在速度Ｖを特定する。次に、車両制御部１０３は、現在速度Ｖは閾値速度Ｖｔｈ以下かどうかを判定する（ステップＳ４１）。例えば、閾値速度Ｖｔｈは、車両１０１の種類や車両１０１が走行している地域（国等）に応じて適宜設定可能である。閾値速度Ｖｔｈは、例えば、６０ｋｍ／ｈである。
車両制御部１０３は、現在速度Ｖが閾値速度Ｖｔｈ以下ではないと判定した場合（ステップＳ４１でＮＯ）、現在速度Ｖが高速であることを示す情報を制御部１４０ａのアクチュエータ制御部１４６０ａに送信する。次に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、現在速度Ｖが高速であることを示す情報に応じて、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値をθｍａｘ１に設定する（ステップＳ４２）。現在速度Ｖが高速である場合、図２２Ａに示すように、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２０の角度範囲θｔ１は次式（２）のように規定される。ここで、前方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値はθｍａｘ１に設定されると共に、後方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの最傾斜角度の最大値もθｍａｘ１に設定されるものとする。また、検出領域Ｓ１２の角度範囲はθ１とする。

角度範囲θｔ１＝θ１＋２θｍａｘ１・・・（２）

次に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、上下方向における検出範囲Ｓ２１の角度範囲がθｔ１となるようにアクチュエータ１４６ａを駆動制御する（ステップＳ４３）。
一方、車両制御部１０３は、現在速度Ｖが閾値速度Ｖｔｈ以下であると判定した場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、現在速度Ｖは低速であることを示す情報をアクチュエータ制御部１４６０ａに送信する。次に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、現在速度Ｖが低速であることを示す情報に応じて、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値をθｍａｘ２（＞θｍａｘ１）に設定する（ステップＳ４４）。現在速度Ｖが低速である場合、図２２Ｂに示すように、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの検出領域Ｓ１２０の角度範囲θｔ２は次式（３）のように規定される。ここで、前方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値はθｍａｘ２に設定されると共に、後方向におけるＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値もθｍａｘ２に設定されるものとする。

角度範囲θｔ２＝θ１＋２θｍａｘ２・・・（３）

次に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、上下方向における検出範囲Ｓ２１の角度範囲がθｔ２（＞θｔ１）となるようにアクチュエータ１４６ａを駆動制御する（ステップＳ４５）。
本実施形態によれば、車両１０１の現在速度Ｖが閾値速度Ｖｔｈ以下である場合（つまり、低速走行の場合）には、上下方向に対してＬｉＤＡＲユニット１４４ａを大きく傾斜させることで（つまり、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値を大きくすることで）、上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域Ｓ１２０の角度範囲を大きくすることができる。一方、車両１０１の現在速度Ｖが閾値速度Ｖｔｈより大きい場合（つまり、高速走行の場合）には、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの傾斜角度の最大値を小さくすることで、ＬｉＤＡＲユニット１４４ａの走査分解能を高くすることができる。または、点群データに基づく周辺環境情報の更新レートが大きく低下することを回避することができる。
次に、第２実施形態の第１変形例に係る左前照明システム２０４ａ（以下、単に照明システム２０４ａという。）について図２３及び図２４を参照して説明する。図２３Ａは、上下方向に並んで配置された２つのＬｉＤＡＲユニット（第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａと第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａ）の水平方向における検出領域Ｓ２２，Ｓ２３を示す図である。図２３Ｂは、２つのＬｉＤＡＲユニット１４７ａ，１４８ａの上下方向における検出領域Ｓ２２，Ｓ２３を示す図である。図２４は、照明システム２０４ａａの制御部２４０ａの機能ブロックを示す図である。照明システム２０４ａは、２つのＬｉＤＡＲユニットと２つのアクチュエータを設けた点で既に説明した照明システム１０４ａとは相違する。
図２３に示すように、２つのＬｉＤＡＲユニット１４７ａ，１４８ａは、上面視において互いに重なるように配置される。換言すれば、２つのＬｉＤＡＲユニット１４７ａ，１４８ａは、上下方向において並んで配置されている。上面視において、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの全てが第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａに重複するように配置されてもよいし、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの一部が第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａに重複するように配置されてもよい。第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの検出領域Ｓ２２は、アクチュエータ１４９ａを用いた第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの傾斜制御によって得られる上下方向において拡大された検出領域である。一方、第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの検出領域Ｓ２３は、アクチュエータ１５０ａを用いた第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの傾斜制御によって得られる上下方向において拡大された検出領域である。水平方向における検出領域Ｓ２２，Ｓ２３の角度範囲は互いに一致する。一方、上下方向における検出領域Ｓ２２，Ｓ２３の角度範囲は、互いに一致してもよいし、異なっていてもよい。
図２４に示すように、制御部２４０ａは、照明ユニット１４２ａと、ミリ波レーダ１４５ａと、カメラ１４３ａと、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａと、第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａと、第１アクチュエータ１４９ａと、第２アクチュエータ１５０ａとの動作をそれぞれ制御するように構成されている。特に、制御部２４０ａは、照明制御部１４１０ａと、ミリ波レーダ制御部１４４０ａと、カメラ制御部１４２０ａと、ＬｉＤＡＲ制御部１４３５ａと、アクチュエータ制御部１４６５ａと、周辺環境情報融合部１４５０ａとを備える。
ＬｉＤＡＲ制御部１４３５ａは、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａと第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの動作を制御するように構成されている。ＬｉＤＡＲ制御部１４３５ａは、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａから出力された点群データに基づいて、第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの検出領域Ｓ２２における周辺環境情報を生成するように構成されている。さらに、ＬｉＤＡＲ制御部１４３５ａは、第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａから出力された点群データに基づいて、第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの検出領域Ｓ１２における周辺環境情報を生成するように構成されている。
第１アクチュエータ１４９ａは、上下方向に対する第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの傾斜角度を変更するように構成されている。第２アクチュエータ１５０ａは、上下方向に対する第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの傾斜角度を変更するように構成されている。例えば、２つのアクチュエータ１４９ａ，１５０ａは、図１２に示すアクチュエータ１４６ａと同様な構成を有してもよく、電磁ソレノイドと、電磁ソレノイドに接続されたシャフトを備えてもよい。２つのＬｉＤＡＲユニット１４７ａ，１４８ａと２つのアクチュエータ１４９ａ，１５０ａは、図８に示すように、ハウジング１２４ａと透光カバー１２２ａによって形成される空間Ｓａ内に配置される。
アクチュエータ制御部１４６５ａは、第１アクチュエータ１４９ａと第２アクチュエータ１５０ａの駆動を制御するように構成されている。特に、アクチュエータ制御部１４６５ａは、第１アクチュエータ１４９ａの駆動を制御することで、上下方向に対する第１ＬｉＤＡＲユニット１４７ａの傾斜角度を決定することが可能である。さらに、アクチュエータ制御部１４６５ａは、第２アクチュエータ１５０ａの駆動を制御することで、上下方向に対する第２ＬｉＤＡＲユニット１４８ａの傾斜角度を決定することが可能である。
本変形例によれば、上面視において互いに重なるように配置された２つのＬｉＤＡＲユニット１４７ａ，１４８ａを用いることで、上下方向における検出領域を広げることが可能となる。特に、単一のＬｉＤＡＲユニットを用いた場合には上下方向におけるＬｉＤＡＲユニットの検出領域は十分に広いものではない一方、２つの検出領域Ｓ２２，Ｓ２３を用いることで、上下方向においてＬｉＤＡＲユニットの十分な検出領域を確保することが可能となる。このように、車両１０１の周辺に存在する歩行者等の対象物に関連する情報（例えば、属性情報等）を高い精度で取得することが可能となる。尚、検出領域Ｓ２２，Ｓ２３は、上下方向において互いに部分的に重なっていてもよい。また、照明システム２０４ａと同様に、右前照明システム、左後照明システム及び右後照明システムの各々は、２つのＬｉＤＡＲユニットと２つのアクチュエータを有してもよい。
次に、図２５を参照して照明システム１０４ａに搭載されたＬｉＤＡＲユニット１５２ａの動作について説明する。図２５Ａは、車両１０１が交差点に進入したときのＬｉＤＡＲユニット１５２ａの検出領域Ｓ２５の一例を示す図である。図２５Ｂは、車両１０１が直進走行している間のＬｉＤＡＲユニット１５２ａの検出領域Ｓ２５を示す図である。
本例では、照明システム１０４ａは、２つのＬｉＤＡＲユニットを備えているものとする。２つのＬｉＤＡＲユニットの一方は、車両１０１の前方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニット１４４ａである。２つのＬｉＤＡＲユニットの他方は、車両１０１の側方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニット１５２ａである。図示しないアクチュエータは、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａを水平方向に回転するように構成されている。また、アクチュエータ制御部１４６０ａ（図１０参照）は、アクチュエータの駆動を制御することで、水平方向におけるＬｉＤＡＲユニット１５２ａの出射面の方向を決定することが可能である。特に、アクチュエータ制御部１４６０ａは、アクチュエータの駆動を制御することで、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａの検出領域Ｓ２５を移動させることが可能となる。２つのＬｉＤＡＲユニット１４４ａ，１５２ａは、図８に示すように、ハウジング１２４ａと透光カバー１２２ａによって形成される空間Ｓａ内に配置される。
例えば、図２５Ｂに示すように、車両１０１が直進走行している間は、アクチュエータ制御部１４６０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａの出射面（又は検出領域Ｓ２５）が車両１０１の左後方側を向くように、アクチュエータを制御する。このように、車両１０１が直進走行している間は、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａは、車両１０１の左後方領域における車両１０１の周辺環境を検出することが可能となる。一方、図２５Ａに示すように、車両１０１が交差点に進入した場合には、アクチュエータ制御部１４６０ａは、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａの出射面（又は検出領域Ｓ２５）が車両１０１の左前方側を向くように、アクチュエータを制御する。このように、車両１０１が交差点に進入している場合には、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａは、車両１０１の左前方領域における車両１０１の周辺環境を検出することが可能となる。この点において、車両１０１が左折する場合には、車両１０１の左前方領域における車両１０１の周辺環境情報がより重要になるため、ＬｉＤＡＲユニット１５２ａの出射面が車両１０１の左前方側を向くように、アクチュエータが制御されることが好ましい。したがって、車両１０１の状況に応じた最適な周辺環境情報を取得することができる。
また、照明システム１０４ａと同様に、照明システム１０４ｂは、車両１０１の前方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、車両１０１の側方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニットを備えてもよい。さらに、照明システム１０４ｃ，４ｄの各々は、車両１０１の後方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、車両１０１の側方領域における周辺環境を検出するように構成されたＬｉＤＡＲユニットを備えてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
本実施形態では、車両の運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードと、手動運転モードとを含むものとして説明したが、車両の運転モードは、これら４つのモードに限定されるべきではない。車両の運転モードの区分は、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って適宜変更されてもよい。同様に、本実施形態の説明で記載された「完全自動運転モード」、「高度運転支援モード」、「運転支援モード」のそれぞれの定義はあくまでも一例であって、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って、これらの定義は適宜変更されてもよい。
本出願は、２０１７年１０月２６日に出願された日本国特許出願（特願２０１７－２０７４９９号）に開示された内容と、２０１７年１０月２６日に出願された日本国特許出願（特願２０１７－２０７５００号）に開示された内容とを適宜援用する。

Claims (13)

  1. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられたセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺に存在する対象物に関連付けられた情報を特定するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、を備え、
    前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記ＬｉＤＡＲユニットの検出領域のうち前記対象物が存在する第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御するように構成され、
    前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて前記対象物の属性を特定できなかった場合に、前記第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御する、
    センシングシステム。
  2. 前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記対象物の属性が特定可能となるまで前記第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が徐々に増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御するように構成されている、請求項１に記載のセンシングシステム。
  3. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられたセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺に存在する対象物に関連付けられた情報を特定するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、を備え、
    前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記ＬｉＤＡＲユニットの検出領域のうち前記対象物が存在する第１角度領域における前記ＬｉＤＡＲユニットの走査分解能が増加するように前記ＬｉＤＡＲユニットを制御するように構成され、
    前記ＬｉＤＡＲ制御部は、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから新たに取得された点群データに基づいて、前記対象物の位置を更新し、
    前記更新された対象物の位置に基づいて、前記第１角度領域を更新する、
    ように構成されている、センシングシステム。
  4. 請求項１から３のうちいずれか一項に記載のセンシングシステムを備えた、自動運転モードで走行可能な車両。
  5. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられるセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
    前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
    を備え、
    前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が第１の傾斜角度である場合に、前記ＬｉＤＡＲユニットは、前記点群データの第１フレームを取得し、
    前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度が前記第１の傾斜角度とは異なる第２の傾斜角度である場合に、前記ＬｉＤＡＲユニットは、前記点群データの第２フレームを取得し、
    前記ＬｉＤＡＲ制御部は、前記第１フレームと前記第２フレームに基づいて、前記周辺環境情報を取得する、センシングシステム。
  6. 前記アクチュエータ制御部は、前記第１フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第１走査時間及び前記第２フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第２走査時間において、前記アクチュエータを駆動させない、請求項５に記載のセンシングシステム。
  7. 前記アクチュエータ制御部は、前記第１フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第１走査時間及び前記第２フレームが取得されるときの前記ＬｉＤＡＲユニットの第２走査時間において、前記アクチュエータを駆動させる、請求項５に記載のセンシングシステム。
  8. 前記アクチュエータ制御部は、前記車両の現在位置に応じて、前記アクチュエータを駆動させるかどうかを決定するように構成されている、請求項５から７のうちいずれか一項に記載のセンシングシステム。
  9. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられるセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
    前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
    を備え、
    前記アクチュエータ制御部は、前記車両の現在速度に応じて、前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度の最大値を決定するように構成されている、センシングシステム。
  10. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられるセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
    前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
    を備え、
    前記アクチュエータ制御部は、前記車両の周辺に存在する歩行者の検出に応じて、前記アクチュエータを駆動させるように構成されている、センシングシステム。
  11. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられるセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
    前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
    を備え、
    前記アクチュエータは、
    前記車両の水平方向に対して所定の角度領域内において前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を第１の角度間隔で徐々に変更し、
    前記所定の角度領域外において前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を前記第１の角度間隔よりも大きい第２の角度間隔で徐々に変更する、ように構成されている、センシングシステム。
  12. 自動運転モードで走行可能な車両に設けられるセンシングシステムであって、
    前記車両の周辺環境を示す点群データを取得するように構成されたＬｉＤＡＲユニットと、
    前記ＬｉＤＡＲユニットから取得された点群データに基づいて、前記車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得するように構成されたＬｉＤＡＲ制御部と、
    前記車両の上下方向に対する前記ＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成されたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動を制御するように構成されたアクチュエータ制御部と、
    を備え、
    前記ＬｉＤＡＲユニットは、
    第１のＬｉＤＡＲユニットと、第２のＬｉＤＡＲユニットを備え、
    上面視において、前記第１のＬｉＤＡＲユニットと前記第２のＬｉＤＡＲユニットは互いに重なるように配置され、
    前記アクチュエータは、
    前記上下方向に対する前記第１のＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成された第１のアクチュエータと、
    前記上下方向に対する前記第２のＬｉＤＡＲユニットの傾斜角度を変更するように構成された第２のアクチュエータと、を備える、センシングシステム。
  13. 請求項５から１２のうちいずれか一項に記載のセンシングシステムを備えた、自動運転モードで走行可能な車両。
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