JP7490653B2 - 測定装置および測定方法、並びにプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本技術を適用した測定装置の第1の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図4に示すフローチャートを参照して、測定装置11において実行される測距処理の第1の処理例について説明する。
図8は、本技術を適用した測定装置の第2の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図8に示す測定装置11Aにおいて、図1に示した測定装置11と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図11は、本技術を適用した測定装置の第3の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図11に示す測定装置11Bにおいて、図1に示した測定装置11と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図14および図15を参照して、測定装置11の変形例について説明する。
図16および図17を参照して、複数のレーザおよび複数の受光素子を備える測定装置11において歪みを補正する例について説明する。
次に、上述した一連の処理(測定方法)は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させるために、前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成する発射タイミング信号生成部と、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力するカウントコード出力部と、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出する距離算出部と
を備える測定装置。
(2)
前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間内で2回以上の発射回数で発射される前記レーザ光のパルスどうしの間隔を均等とする
上記(1)に記載の測定装置。
(3)
前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間内で2回以上の発射回数で発射される前記レーザ光のパルスどうしの間隔を非均等とする
上記(1)または(2)に記載の測定装置。
(4)
前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間ごとに、前記レーザ光のパルスどうしの間隔を変更する
上記(1)から(3)までのいずれかに記載の測定装置。
(5)
前記発射タイミング信号生成部は、前記レーザ光のパルスどうしの間隔を、所定の乱数に基づいて変更する
上記(4)に記載の測定装置。
(6)
1回の前記測距レンジ時間内で前記発射回数に従って発射される前記レーザ光のパルスは、直前に発射されたパルスの反射波が受光されるより前のタイミングで、次のパルスが発射される
上記(1)から(5)までのいずれかに記載の測定装置。
(7)
前記測距レンジ時間が所定の出力回数に応じて繰り返して行われ、前記カウントコード出力部から出力される複数のカウントコードのヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
前記ヒストグラム生成部により生成されたヒストグラムに対して、前記発射タイミングから求められる伝達関数に従ったフィルタ処理を施すフィルタ処理部と
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記フィルタ処理部においてフィルタ処理が施されたヒストグラムにおいてピークを示す前記カウントコードを用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
上記(1)から(6)までのいずれかに記載の測定装置。
(8)
1回の前記測距レンジ時間ごとに、前記レーザ光のパルスどうしの間隔が変更されている場合、
前記フィルタ処理部は、それぞれの前記測距レンジ時間ごとに発射タイミングから求められる伝達関数を求めてフィルタ処理を施した後、前記ヒストグラムをマージする
上記(7)に記載の測定装置。
(9)
前記フィルタ処理部が用いる伝達関数は、機械学習によって決定されたものである
上記(8)に記載の測定装置。
(10)
前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理が施されたヒストグラムにおいてピークが特定されない場合、前記レーザ光のパルスの発射回数を増加させて、前記測距レンジ時間を繰り返させる
上記(7)に記載の測定装置。
(11)
前記カウントコード出力部から出力される複数のカウントコードごとに、1回の前記測距レンジ時間内で発射された全てのパルスについての前記発射タイミングそれぞれを、そのカウントコードから減算した演算結果を求める演算を行う演算部と、
前記演算部により求められた複数の前記演算結果のヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記ヒストグラム生成部が生成した前記ヒストグラムでピークを示す前記演算結果を用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
上記(1)から(10)までのいずれかに記載の測定装置。
(12)
複数の前記カウントコード出力部を備え、
それぞれの前記カウントコード出力部は、前記発射タイミングに従ったタイミングで前記カウントコードのカウントを開始し、
前記距離算出部は、複数の前記カウントコード出力部から出力される全ての前記カウントコードを用いて生成されるヒストグラムでピークを示す前記カウントコードを用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
上記(1)から(11)までのいずれかに記載の測定装置。
(13)
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光を受光する受光素子を複数さらに備える
上記(1)から(12)までのいずれかに記載の測定装置。
(14)
複数の前記受光素子を備える構成において、前記レーザ光のパルスが発射されるタイミングで、複数の前記受光素子の受光を無効とし、
それぞれの前記受光素子が無効とされたタイミングを示すカウントコードのヒストグラムが、前記発射タイミングに基づいて補正される
上記(13)に記載の測定装置。
(15)
測定装置が、
測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させるために、前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成することと、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力することと、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出することと
を含む測定方法。
(16)
測定装置のコンピュータに、
測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させるために、前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成することと、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力することと、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出することと
を含む測定処理を実行させるためのプログラム。
Claims (14)
- 測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させるレーザドライバと、
前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成する発射タイミング信号生成部と、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光を受光する複数の受光素子と、
1回目の前記測距レンジ時間が開始されたタイミングから、前記反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力するカウントコード出力部と、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出する距離算出部と
を備え、
前記レーザ光のパルスが発射されるタイミングで、複数の前記受光素子の受光を無効とし、
それぞれの前記受光素子が無効とされたタイミングを示すカウントコードのヒストグラムが、前記発射タイミングに基づいて補正される
測定装置。 - 前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間内で2回以上の発射回数で発射される前記レーザ光のパルスどうしの間隔を均等とする
請求項1に記載の測定装置。 - 前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間内で2回以上の発射回数で発射される前記レーザ光のパルスどうしの間隔を非均等とする
請求項1に記載の測定装置。 - 前記発射タイミング信号生成部は、1回の前記測距レンジ時間ごとに、前記レーザ光のパルスどうしの間隔を変更する
請求項1に記載の測定装置。 - 前記発射タイミング信号生成部は、前記レーザ光のパルスどうしの間隔を、所定の乱数に基づいて変更する
請求項4に記載の測定装置。 - 1回の前記測距レンジ時間内で前記発射回数に従って発射される前記レーザ光のパルスは、直前に発射されたパルスの反射波が受光されるより前のタイミングで、次のパルスが発射される
請求項1に記載の測定装置。 - 前記測距レンジ時間が所定の出力回数に応じて繰り返して行われ、前記カウントコード出力部から出力される複数のカウントコードのヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
前記ヒストグラム生成部により生成されたヒストグラムに対して、前記発射タイミングから求められる伝達関数に従ったフィルタ処理を施すフィルタ処理部と
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記フィルタ処理部においてフィルタ処理が施されたヒストグラムにおいてピークを示す前記カウントコードを用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
請求項1に記載の測定装置。 - 1回の前記測距レンジ時間ごとに、前記レーザ光のパルスどうしの間隔が変更されている場合、
前記フィルタ処理部は、それぞれの前記測距レンジ時間ごとに発射タイミングから求められる伝達関数を求めてフィルタ処理を施した後、前記ヒストグラムをマージする
請求項7に記載の測定装置。 - 前記フィルタ処理部が用いる伝達関数は、機械学習によって決定されたものである
請求項8に記載の測定装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理が施されたヒストグラムにおいてピークが特定されない場合、前記レーザ光のパルスの発射回数を増加させて、前記測距レンジ時間を繰り返させる
請求項7に記載の測定装置。 - 前記カウントコード出力部から出力される複数のカウントコードごとに、1回の前記測距レンジ時間内で発射された全てのパルスについての前記発射タイミングそれぞれを、そのカウントコードから減算した演算結果を求める演算を行う演算部と、
前記演算部により求められた複数の前記演算結果のヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記ヒストグラム生成部が生成した前記ヒストグラムでピークを示す前記演算結果を用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
請求項1に記載の測定装置。 - 複数の前記カウントコード出力部を備え、
それぞれの前記カウントコード出力部は、前記発射タイミングに従ったタイミングで前記カウントコードのカウントを開始し、
前記距離算出部は、複数の前記カウントコード出力部から出力される全ての前記カウントコードを用いて生成されるヒストグラムでピークを示す前記カウントコードを用いて前記測距対象物との間の距離を算出する
請求項1に記載の測定装置。 - 測定装置が、
測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させることと、
前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成することと、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光を、複数の受光素子で受光することと、
1回目の前記測距レンジ時間が開始されたタイミングから、前記反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力することと、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出することと
を含み、
前記レーザ光のパルスが発射されるタイミングで、複数の前記受光素子の受光を無効とし、
それぞれの前記受光素子が無効とされたタイミングを示すカウントコードのヒストグラムが、前記発射タイミングに基づいて補正される
測定方法。 - 測定装置のコンピュータに、
測定の対象とする距離が含まれる一定の距離幅を表す測距レンジとの間で光が往復する飛行時間の幅を測距レンジ時間として、1回の前記測距レンジ時間内でパルスの発射回数が2回以上となるレーザ光を出力させることと、
前記レーザ光のパルスを発射する発射タイミングを指示する信号を生成することと、
前記レーザ光が測距対象物で反射して戻ってきた反射光を、複数の受光素子で受光することと、
1回目の前記測距レンジ時間が開始されたタイミングから、前記反射光におけるパルスを受光したタイミングを示すカウントコードを、1回の前記測距レンジ時間で前記発射回数に応じて出力することと、
複数の前記カウントコードのうちの特定の前記カウントコードに従って、前記測距対象物との間の距離を算出することと
を含み、
前記レーザ光のパルスが発射されるタイミングで、複数の前記受光素子の受光を無効とし、
それぞれの前記受光素子が無効とされたタイミングを示すカウントコードのヒストグラムが、前記発射タイミングに基づいて補正される
を含む測定処理を実行させるためのプログラム。
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