JPH0980153A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

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JPH0980153A
JPH0980153A JP7231421A JP23142195A JPH0980153A JP H0980153 A JPH0980153 A JP H0980153A JP 7231421 A JP7231421 A JP 7231421A JP 23142195 A JP23142195 A JP 23142195A JP H0980153 A JPH0980153 A JP H0980153A
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Shoichi Tanaka
正一 田中
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の走査により対象物までの距離デー
タを算出する距離測定装置において、信頼度の高い距離
データを得る。 【解決手段】 送受信装置１１により、ある算出角度区
域、例えば０．１５度内をレーザビームにて０．０１５
度刻みで１０ステップにて走査し、反射光を受信する。
距離演算装置２３により、走査のステップ０．０１５度
ごとに送受信光の遅延時間に基づき距離を演算し、距離
が検出できた場合これを検出データとする。データ処理
装置２５により、検出データの平均値を算出して当該算
出角度区域における距離データとする。これを所定の１
００の算出角度区域、走査角度範囲１５度について行
う。信頼度算出装置２７は、１０回の距離の演算のうち
検出データが得られた回数の百分率を算出して距離デー
タの信頼度とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁波の対象物
による反射波を受信することにより対象物までの距離を
検出する距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の距離測定装置として、特
公平３−６４７３号公報、特公平３−３０１１７号公報
等に見られるように電磁波を走査しながら送信し、対象
物による反射波を受信することにより、走査角度毎にそ
の方向にある対象物までの距離を検出する装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこのような距離
測定装置では、電磁波を走査しながら放射するため、走
査角度によっては、放射した電磁波の一部しか対象物に
あたらない場合がある。これを図を用いて説明する。図
２４は従来の問題点を説明するための説明図であり、走
査角度範囲Ａ中の算出角度区域Ａ１内にある対象物３は
距離測定装置１から放射された電磁波の大部分を反射す
るので、正確な距離データを得るだけの充分な反射波が
得られる。一方、算出角度区域Ａ２内にある対象物３は
放射した電磁波の一部しか当らない。このため、対象物
３からの反射波が充分に得られず、距離データの誤差が
大きくなり、正確な距離データが得られないという問題
点があった。また、１回の測定によって算出角度区域内
における距離データを得ていたので、距離の情報が少な
く距離データの信頼性が充分でないという問題点があっ
た。
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、次のような距離測定装置を得
ることを目的とする。 ア．算出角度区域内を走査して複数回距離を演算し、得
られた検出データに基づきその算出角度区域ごとの距離
データを得ることができ、多くの情報、つまり多くの検
出データに基づいて距離データを算出することにより信
頼性を向上できる。 イ．距離データの信頼度を得ることができる。 ウ．距離データの信頼度に応じてその扱いを適切に決定
できる。 エ．信頼度が低い可能性のある距離データを無効にでき
る。 オ．信頼度が低い可能性のある距離データを隣接する信
頼度の高い距離データに置換えることができ、信頼度が
低い可能性のある距離データを除くことができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載の距離測定装置は、電磁波を走査しながら放射する送
信装置及び対象物に反射された電磁波の反射波を走査し
ながら受信する受信装置の少なくとも一方を有する送受
信装置と、電磁波の放射時の角度及び反射波の受信時の
角度の少なくとも一方を検出する角度検出装置と、電磁
波と反射波との関係に基づき角度に対応する対象物まで
の距離を演算し演算結果が得られたときこれを検出デー
タとする距離演算装置と、距離の複数回の演算に対応す
る算出角度区域における距離データを距離の複数回の演
算によって得られた検出データに基づいて求めるデータ
処理装置と、を設けたものである。
【０００６】この発明の請求項２に記載の距離測定装置
は、算出角度区域内の検出データの値と数とに基づき距
離データの扱いを決定するデータ処置決定装置を設けた
ものである。
【０００７】この発明の請求項３に記載の距離測定装置
は、距離演算装置を、電磁波の放射から反射波の受信ま
での時間に基づき対象物までの距離を演算して検出デー
タとするものとしたものである。
【０００８】この発明の請求項４に記載の距離測定装置
は、送信装置を電磁波を所定の変調信号により変調して
放射するものとし、距離演算装置を放射された電磁波と
受信された反射波との変調信号の位相差に基づいて対象
物までの距離を演算して検出データとするものとしたも
のである。
【０００９】この発明の請求項５に記載の距離測定装置
は、算出角度区域内の検出データに基づき当該算出角度
区域における距離データの信頼度を算出する信頼度算出
装置を設けたものである。
【００１０】この発明の請求項６に記載の距離測定装置
は、算出角度区域内の検出データと距離データとの少な
くとも一方に基づき距離データの扱いを決定するデータ
処置決定装置を設けたものである。
【００１１】この発明の請求項７に記載の距離測定装置
は、データ処置決定装置を、算出角度区域内の検出デー
タと距離データとの少なくとも一方が所定の条件を満た
さないとき距離データを無効とするものとしたものであ
る。
【００１２】この発明の請求項８に記載の距離測定装置
は、データ処置決定装置を、距離データの信頼度が所定
値より小さいとき、当該距離データを無効にするものと
したものである。
【００１３】この発明の請求項９に記載の距離測定装置
は、データ処置決定装置を、算出角度区域内の検出デー
タの数が所定値より小さい場合、当該算出角度区域にお
ける距離データを無効にするものとしたものである。
【００１４】この発明の請求項１０に記載の距離測定装
置は、請求項９記載のものにおいて、所定値を、当該算
出角度区域における距離データに応じて定められたもの
としたものである。
【００１５】この発明の請求項１１に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、第１の算出角度区域おけ
る距離データの値とこの第１の算出角度区域に隣接する
第２の算出角度区域における距離データの値との差の絶
対値が所定値より小さいとき、上記第１及び第２の算出
角度区域の距離データのうち検出データの数が少ない方
の算出角度区域の距離データを無効とするものとしたも
のである。
【００１６】この発明の請求項１２に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、算出角度区域内の検出デ
ータの数が所定値より小さく、かつその算出角度区域内
における検出データの角度に対する分布が所定値以上偏
っている場合、当該算出角度区域における距離データを
無効とするものとしたものである。
【００１７】この発明の請求項１３に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、所定回の走査によって同
一算出角度区域において距離データが連続して得られる
回数が所定回数より小さいとき所定回の走査によって得
られた当該算出角度区域における距離データの全てを無
効にするものとしたものである。
【００１８】この発明の請求項１４に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、所定回の走査によって得
られる同一算出角度区域における距離データの値の時間
的な変化が所定値より大きくかつ当該距離データに対応
する検出データの数が所定値よりも少ないとき当該距離
データを無効にするものとしたものである。
【００１９】この発明の請求項１５に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、第１の算出角度区域の検
出データが所定の条件を満たさず上記第１の算出角度区
域に隣接する第２の算出角度区域の検出データが所定の
条件を満たす場合、上記第１の算出角度区域における距
離データを上記第２の算出角度区域における距離データ
に置換えるものとしたものである。
【００２０】この発明の請求項１６に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、第１の算出角度区域にお
ける距離データの信頼度が所定値以下であり上記第１の
算出角度区域に隣接する第２の算出角度区域における距
離データの信頼度が所定値より大きい場合、上記第１の
算出角度区域における距離データを上記第２の算出角度
区域における距離データに置換えるものとしたものであ
る。
【００２１】この発明の請求項１７に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、第１の算出角度区域内の
検出データの数が第２の算出角度区域内の検出データの
数よりも少ない場合、第１の算出角度区域における距離
データを第２の算出角度区域における距離データに置換
えるものとしたものである。
【００２２】この発明の請求項１８に記載の距離測定装
置は、データ処置決定装置を、第１の算出角度区域内の
検出データの数が第２の算出角度区域内の検出データの
数よりも少なく、かつ第１及び第２の算出角度区域にお
ける距離データの値の差が所定値より小さい場合、第１
の算出角度区域における距離データを第２の算出角度区
域における距離データに置換えるものとしたものであ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１〜図５は、この発明の実施の
一形態を示すものであり、図１は距離測定装置の構成を
示すブロック図である。図２は送受信装置の詳細構成を
示す構成図、図３は動作を示すフローチャート、図４は
走査の区分を説明する説明図、図５は距離測定の状況を
説明する説明図である。
【００２４】これらの図において、１０は距離測定装置
であり、次のように構成されている。１１は送受信装置
であり、送信装置１３と受信装置２１を有する。送信装
置１３は、放射手段１５と走査手段１７と走査角度検出
手段１９とを有する。放射手段１５は、レーザダイオー
ド１５ａと送光レンズ１５ｂを有する。レーザダイオー
ド１５ａは、電磁波の一種である赤外線域のパルスレー
ザ光を発生する。送光レンズ１５ｂは、レーザダイオー
ド１５ａから放射したパルスレーザ光Ｅを集光し、走査
方向に対し非常に狭い、この発明の実施の形態では０．
０５度の広がり角を有するレーザビームＦを作る（図
２）。
【００２５】走査手段１７は放射手段１５から放射され
たレーザビームＦを反射する送光ミラー１７ａと、この
送光ミラー１７ａを揺動駆動してレーザビームＦを走査
するステッピングモータ１７ｂを有する。走査手段１７
では、この整形されたレーザビームＦがおよそ入射の中
心角度が４５度となり左右に走査されるように送光ミラ
ー１７ａを配置する。ステッピングモータ１７ｂの１回
の揺動角度（ステップ角度）Δθは０．０１５度、走査
角度範囲は１５度である。詳細は後述するが、送信装置
１３はステッピングモータ１７ｂの１ステップ０．０１
５度ごとにレーザビームＦの送出を行って対象物までの
距離の演算を行う。そして、１０回の距離の演算分、す
なわち０．１５度分を算出角度区域として距離データの
算出を行う。従って、走査角度範囲１５度内で１０００
回の距離演算を行い、１００個の距離データを得ようと
するものである。
【００２６】走査角度検出手段１９は、走査手段１７の
送光ミラー１７ａの揺動角度θを検出する。受信装置２
１は、凸レンズ２１ａとフォトダイオード２１ｂと信号
増幅部２１ｃを有する。フォトダイオード２１ｂは凸レ
ンズ２１ａの結像位置に配設されている。そして、レー
ザダイオード１５ａからパルス発光され走査手段１７に
て走査されたレーザビームＦが対象物３（図５）に当た
り反射されて戻ってきた反射パルス光Ｇを凸レンズ２１
ａにて集光する。
【００２７】さらに、集光された反射パルス光Ｇを、フ
ォトダイオード２１ｂにて電気信号に変換して、信号増
幅部２１ｃにより増幅して後述の距離演算装置２３に供
給する。２３は距離演算装置であり、レーザダイオード
１５ａのパルス発光時点から受信装置２１で受光した反
射パルス光Ｇの受光時期までの光の往復時間を測定し
て、対象物までの距離を検出データＤｎとして演算す
る。
【００２８】２５はデータ処理装置であり、ステッピン
グモータ１７ｂの所定の揺動回数分を一つの算出角度区
域Ａｋとして、この算出角度区域において距離演算装置
２３にて得られた検出データＤｎから当該算出角度区域
における距離データＤＤｋを求める。信頼度算出装置２
７は、算出角度区域ごとに検出データＤｎが得られた回
数、すなわち検出回数ｍに基づいて当該算出角度区域に
おける距離データＤＤｋの信頼度Ｒｋを求める。２９は
表示装置であり、距離データＤＤｋ及び信頼度Ｒｋを算
出角度区域Ａｋごとに表示する。
【００２９】次に、このように構成された発明の実施の
形態１の動作を説明する。放射手段１５はレーザダイオ
ード１５ａを１００［μｓ］の周期でパルス駆動し約３
０［ｎｓ］程度の短い時間幅のパルスレーザ光Ｅ（図
２）を発光させる。レーザダイオード１５ａにより発生
するパルスレーザ光Ｅは一般に指向性の弱いビームであ
るが、送光レンズ１５ｂで集光することによって、走査
方向に対して非常に幅の狭いビーム、例えば走査方向に
０．０５度、上下方向に約４度の広がり角を有するレー
ザビームＦに整形される。
【００３０】送光ミラー１７ａはステッピングモータ１
７ｂにより駆動され、入射したレーザビームＦを走査角
度範囲Ａに向けて矢印ＳＤの方向に走査する（図４、図
５）。なお、レーザビームＦの広がり角を０．０５度と
し、走査のステップ角度０．０１５の３倍強としている
のは走査の洩れ（隙間）が発生しないように重複させて
走査するためである。
【００３１】送光ミラー１７ａで反射送出されたレーザ
ビームＦは対象物３に当たり反射されて、反射パルス光
Ｇとして受信装置２１に入射する。受信装置１５は反射
パルス光Ｇを光電変換し距離演算装置２３に入力する。
距離演算装置２３はレーザダイオード１５ａのパルスレ
ーザ光Ｅの発光時点から、その反射パルス光Ｇが受信装
置１５で受光され電気信号として入力されるまでの時間
Δｔを計測する。さらに、計測した時間Δｔの１／２に
光の速度（ ３×１０の８乗［ｍ／ｓ］）を掛けて対象
物までの距離を検出データとして演算する。
【００３２】一方、走査手段１７では、上記の演算を１
回行う毎にレーザビームを０．０１５度走査するように
送光ミラー１７ａを揺動する。走査角度検出手段１９は
送光ミラー１７ａの揺動角度から走査角度θを検出す
る。データ処理装置２５は、距離演算装置２３からの検
出データＤｎと走査角度検出手段１９からの走査角度θ
を処理し、各算出角度区域Ａｋにおける距離データＤＤ
ｋを算出する。
【００３３】なお、上記距離演算装置２３、データ処理
装置２５、及び信頼度算出装置２７は、後で述べるプロ
グラムが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、算
出された検出データＤｎや距離データＤＤｋを一時的に
記憶する随時読み書きメモリ（ＲＡＭ）、各種の演算及
び判断等を行うマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）により実
現されている。
【００３４】さらに、動作の詳細を図３のフローチャー
トにより説明する。図３において、ｎは走査角度範囲Ａ
の１走査中の距離測定回数（ｎ＝１〜１０００）、ｍは
一つの算出角度区域Ａｋ、例えば（１．５〜１．５＋
０．０１５×１０）＝１．５〜１．６５度の算出角度区
域において、演算によって距離が算出可能で演算した結
果が検出データとして得られた検出データＤｎの検出回
数、ＳＵＭは一つの算出角度区域Ａｋにおいて得られた
検出データＤｎの和、θｎは走査角度である。
【００３５】ステップＳ１において、データ処理装置２
５は初期化処理を行い、ｎ、ｍ、ＳＵＭ、θｎを零に設
定する。ステップＳ２において、測定回数ｎに１を加え
る。ステップＳ３において放射手段１５のレーザダイオ
ード１５ａを発光させてレーザビームＦを送出させると
ともに受信装置２１が受光した反射パルス光Ｇの受信時
間遅れに基づいて距離演算装置２３にて距離を演算す
る。反射パルス光Ｇが所定以上の充分な強度を有する場
合は演算により距離データＤｎを得ることができるが、
強度が不足する場合は演算不能であるため検出データＤ
ｎが得られないことになる。このとき、検出データの値
は無限大になる。
【００３６】ステップＳ４において、検出データＤｎが
得られたか否かを判定し、検出データが得られた場合は
ステップＳ５において検出回数ｍに１を加える。さら
に、ステップＳ６において検出データの和ＳＵＭに当該
検出データＤｎの値を加える。ステップＳ４において、
距離演算装置２３にて検出データＤｎが得られなかった
場合、ステップＳ７へ進み、走査手段１７へ信号を与え
て送光ミラー１７ａの角度を０．０１５度回動させ、走
査角度をθｎ＋０．０１５度とする。
【００３７】ステップＳ８において、データ処理装置２
５は距離の測定を１０回繰り返した否かを判定し、１０
回繰返す毎に、ステップＳ９において演算により得られ
た検出データＤｎの和ＳＵＭを検出回数ｍで除して平均
値を求める。なお、上記のように１０回の測定におい
て、検出データＤｎが毎回得られるとは限らない。検出
データＤｎが得られない場合は、検出データＤｎの値は
無限大になるので、これを除外する。
【００３８】ステップＳ９において、検出データＤｎの
平均値を一つの算出角度区域Ａｋ（ｋ＝１、２、３、・
・ ・・、１００ ）における各距離データＤＤｋと
して、検出データの数ｍのデータＭｋとともに記憶す
る。ステップＳ１１において、検出回数ｍ及び検出デー
タＤｎの和ＳＵＭを零にリセットを行う。さらに、ステ
ップＳ１２において距離測定回数ｎが１０００回未満か
否かを判定する。距離測定回数ｎが１０００回未満であ
れば、ステップＳ２へ戻り、次の走査角度θｎ＋１にお
ける距離の測定を行う。距離測定回数が１０００回にな
れば走査角度範囲Ａの１回の走査を終了する。
【００３９】以上のようにして、図５に示されるように
１回の距離測定でレーザビームＦは０．０１５度走査さ
れるので１０回の距離測定の間に走査する角度は０．１
５度となる。また、データ処理装置２５で算出した距離
データＤＤｋは０．１５度の算出角度区域にある対象物
までの平均距離となる。０．０１５度刻みの走査を１０
００回行い、全体の走査角度範囲は１５度となる。従っ
て、距離データＤＤｋとしてＤＤ１〜ＤＤ１００の１０
０個の距離データが得られ、この距離データを算出角度
区域Ａｋごとに表示装置２９に数値にて表示する。ま
た、距離データの値が所定値以下である場合は、図示し
ない警報装置により近接の警報を発する。
【００４０】信頼度算出装置２７は、上述の１０回繰り
返した距離測定のうち、得られた距離の検出データの数
ｍ、すなわち距離データＤｎの検出回数ｍ、の測定回数
（１０回）に対する割合を百分率で表してその算出角度
区域における距離データＤＤｋの信頼度Ｒｋ［％］とし
て、距離データＤＤｋとともに表示装置２９に表示す
る。信頼度の表示は、Ｒ≦３０の範囲を信頼度低として
橙色、３０＜Ｒ＜７０の範囲を信頼度中として黄色、７
０≦Ｒの範囲を信頼度高として緑色表示を行う。距離の
測定（演算）は１０００回行うので、距離の検出回数の
データＭｋとしてＭ１〜Ｍ１００の１００個のデータが
得られる。なお、対象算出角度区域に対象物がない場合
は、距離データが得られないので、距離データとして無
限大（∞）を表示する。
【００４１】図５は、上記距離測定装置１０によって対
象物３までの距離を測定している様子を示す。図５に示
すように、算出角度区域Ａ２の範囲には対象物３が全て
入っている。しかし、算出角度区域Ａ１または算出角度
区域Ａ３の範囲には対象物３の一部分しか入っていない
場合、算出角度区域Ａ２において距離の検出回数は１０
回、算出角度区域Ａ１における距離の検出回数は４回、
算出角度区域Ａ３における距離の検出回数は２回という
ようになる。
【００４２】発明が解決しようとする課題の項でも述べ
たように、対象物の一部分にしかレーザビームが当たら
ず、反射パルス光が弱い場合、測定した距離の誤差が多
いし、測定不能の場合がある。従って、上記の距離の検
出回数Ｍｋが多いほど誤差が少なく、信頼度の高いデー
タであるといえる。このように、１０回の距離測定を繰
り返すことで得た検出データＤｎを平均処理して、一つ
の算出角度区域Ａｋにおける距離データＤＤｋを求め
る。さらに、この１０回の距離測定の内、距離を検出で
きた回数ｍをカウントすることにより、その算出角度区
域の距離データの信頼度を得ることができる。
【００４３】また、距離演算装置２３は、反射パルス光
Ｇの受信強度、すなわち受信装置２１からの信号のレベ
ルが所定値より大きいときだけ距離を演算して検出デー
タを得るようにし、この検出データの数から信頼度を算
出するようにすることもできる。さらに、反射パルス光
Ｇの強度が所定値より大きい時は、他の距離測定装置か
らの干渉波である可能性が高いので、これを検出データ
から除外して残りの検出データから距離データや信頼度
を算出することもできる。上記のようにして算出された
距離データに基づいて、例えば距離データの値が所定値
より小さく、かつその信頼度が高いときは、エンジンへ
の燃料の供給を制限したり、ブレーキをかける等の制御
動作を行わせるようにすることもできる。
【００４４】以上のように、この発明の実施の一形態に
よれば、一つの算出角度区域Ａｋの距離データを所定回
数の距離測定によって平均値を求め、この平均値を距離
データＤＤｋとする。従って、ある算出角度区域におけ
る距離データを多くの情報、つまり検出データに基づい
て算出するので距離データの信頼性が向上する。さら
に、算出角度区域における対象物までの距離を検出でき
た回数に基づき、その算出角度区域の距離データの信頼
度を知ることができる。
【００４５】なお、上記発明の実施の形態において、例
えば走査手段１７はステッピングモータ１７ｂにより送
光ミラー１７ａを駆動するものを示したが、光偏向器等
を用いて走査するものであってもよい。また、図１の発
明の実施の形態１において、信頼度算出装置２７は算出
角度区域における検出データの数ｍの百分率にて信頼度
を算出するものを示したが、算出角度区域における検出
データの標準偏差を求めるものであっても同様の効果を
奏する。
【００４６】発明の実施の形態２．ある算出角度区域Ａ
ｋにおける距離の検出回数ｍのデータＭｋの値が、所定
回数よりも小さい場合、当該算出角度区域において得ら
れた距離データＤＤｋは信頼度が低く大きな誤差を含む
可能性がある。そこで、その距離データＤＤｋを無効と
することで誤差が大きい可能性のある距離データを除去
することができる。図６は、図１の発明の実施の形態に
示されたものに無効化装置３１を付加した距離測定装置
を示すブロック図である。図において、無効化装置３１
は、上記のような大きな誤差を含む可能性がある距離デ
ータの無効化を行うものである。図７は、無効化装置３
１に内蔵された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）（図示せ
ず）に記憶されたプログラムを示すフローチャートであ
り、以下動作を図７により説明する。なお、無効化装置
３１へは、図１に示された距離演算装置２３及びデータ
処理装置２５から距離データＤＤｋ、検出回数ｍのデー
タＭｋがリアルタイムに供給され、無効化装置３１が算
出角度区域Ａｋごとに次に述べる動作を行う。
【００４７】ステップＳ２１においてｋに１を加える。
ステップＳ２２において、距離の検出回数ｍのデータＭ
ｋ（距離データの信頼度Ｒｋに対応）が所定値Ｃ１、例
えば６［回］よりも小さいか否かを判定する。そして、
小さい場合はステップＳ２３において対応する距離デー
タＤＤｋは信頼度が低いものとして無効にし、ステップ
Ｓ２４においてｋが１００未満であればステップＳ１へ
戻る。この動作を１００回（ｋ＝１〜１００）繰返し、
１００個の算出角度区域、すなわち０．１５度ごとの角
度区域についての距離データＤＤｋを算出し、走査角度
範囲１５度の１回の走査を終了する（ステップＳ２
４）。なお、詳細説明を省略したが、無効化された距離
データも一時的に記憶しておき、上記のようにして無効
化された距離データを含む出力用の距離データは別途設
けたレジスタを介してデータ処理装置２３を介して表示
装置２９に、有効な距離データを表示するとともに無効
化された距離データについてはその旨の表示を行う。
【００４８】この発明の実施の一形態によれば、無効化
装置３１を設けて検出データが得られた回数が所定回数
よりも少ないとき、当該検出データに基づいて算出され
た距離データを無効とするので、大きな誤差を含む可能
性のある距離データを無効にすることができる。
【００４９】発明の実施の形態３．ある算出角度区域Ａ
ｘにおける距離の検出回数のデータ、すなわち検出デー
タＤが得られた回数ｍのデータＭｘの値が、この算出角
度区域Ａｘに隣接する算出角度区域Ａｙにおける距離の
検出回数のデータＭｙの値より小さい場合、算出角度区
域Ａｘにおける距離データＤＤｘと算出角度区域Ａｙに
おける距離データＤＤｙとの差が所定値以下であること
を条件に、検出データの数が少ない方の算出角度区域Ａ
ｘにおいて得られた距離データＤＤｘを無効にすること
で、より信頼性の高い距離データだけを選ぶことができ
る。
【００５０】例えば、図５においては、算出角度区域Ａ
２に比して、算出角度区域Ａ１、Ａ３における距離の検
出回数は少ない。そこで、算出角度区域Ａ１及びＡ３の
距離データＤＤ１及びＤＤ３を無効とすることで、対象
物の一部にしかレーザビームが当たっていない大きな誤
差を含む可能性のある距離データを除去することができ
る。なお、距離データＤｘとＤｙとの差が所定値より大
きいときは、Ｄｘを無効にしない。別の対象物による距
離データである可能性があるからである。
【００５１】図８は、図６における無効化装置３１に内
蔵された読み出し専用メモリに記憶された制御プログラ
ムを上記のような動作を行うものに変更したときの動作
を示すフローチャートである。以下、図８のフローチャ
ートにより無効化装置３１の動作を説明する。なお、無
効化装置３１はデータ処理装置２５から距離の検出回数
ｍのデータＭｋ及び距離データＤＤｋ（ｋ＝１〜１０
０）を受取る。
【００５２】ステップＳ１２１においてｋに１を加え
る。ステップＳ１２２において、第１及び第２の算出角
度区域である算出角度区域Ａｋ、Ａｋ＋１においてそれ
ぞれ得られた距離データＤＤｋ、ＤＤｋ−１の差の絶対
値が所定値Δよりも小さいか否かを判定する。｜ＤＤｋ
−ＤＤｋ−１｜＜ΔであればステップＳ１２３へ進み、
各算出角度区域Ａｋ、Ａｋ＋１における検出データの
数、すなわち距離の検出回数ｍのデータＭｋとＭｋ−１
との大小を判定し、検出回数のデータＭｋが検出回数の
データＭｋー１よりも小さいときは、ステップＳ１２４
にて当該算出角度区域Ａｋにおける距離データＤＤｋを
無効にする。
【００５３】検出回数のデータＭｋが検出回数のデータ
Ｍｋー１より大きいときは、ステップＳ１２３からステ
ップＳ１２５、Ｓ１２６に進み、算出角度区域Ａｋ−１
における距離データＤＤｋ−１を無効にする。Ｍｋ＝Ｍ
ｋ−１のときは、両距離データ共、無効にしない。すな
わち、検出データＤが得られた回数が少ない方の算出角
度区域の距離データの方が信頼度が低いものとして無効
にし、ｋが１００以下であればステップＳ１２１へ戻
る。この動作を１００回繰返し、１００個の算出角度区
域、すなわち０．１５度ごとの角度区域についての距離
データＤＤｋを算出し、走査角度範囲１５度の１回の走
査を終了する（ステップＳ１２７）。
【００５４】なお、図８のフローチャートでは省略した
が無効にした距離データＤＤｋも、データとして記憶し
ておき、次回の比較のために用いる。さらに、距離デー
タを無効化した場合は、データ処理装置２３を介して表
示装置２９にその旨の表示を行う（図６）。また、無効
化装置３１へは、図１に示された距離演算装置２３及び
データ処理装置２５から距離データＤＤｋ、検出回数ｍ
のデータＭｋがリアルタイムに供給され、無効化装置３
１が算出角度区域Ａｋごとに上記動作を行う。
【００５５】この発明の実施の一形態によれば、無効化
装置３１を設けて隣接する算出角度区域における距離デ
ータの差が所定値より小さい場合、検出データが得られ
た回数の少ない方の算出角度区域における距離データを
無効にするので、対象物の一部にしかレーザビームが当
っていない場合等の誤差が大きい可能性のある距離デー
タを無効にでき、信頼性の高い距離データを選択でき
る。
【００５６】発明の実施の形態４．図９及び図１０は、
さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図
９は無効化装置の動作を示すフローチャート、図１０は
所定回の走査によって得られるある算出角度区域におけ
る距離データの変化を説明する説明図である。この場
合、無効化装置３１の動作が図７のフローチャートに示
されたものと異なる。図１０において、横軸は走査の回
数ｔ（ｔ＝１、２、３、・・ ）、図中Ｔは走査の周期
（ある算出角度区域Ａｋにおける今回の距離データ算出
から次回の距離データの算出までの時間）を示す。縦軸
は、距離データＤＤｋ（ｔ）（ｔ＝１、２、３、・・
）の値で、○印が毎回の走査で算出された距離データ
であり、ある算出角度区域Ａｋの距離データＤＤｋ
（ｔ）の時間的な変化を示している。
【００５７】測定角度範囲１５度を、１ステップ０．０
１５度、０．１［ｍｓ］で１０００回の走査を行うと、
１回の走査時間は１００［ｍｓ］となり、１００［ｍ
ｓ］ごとに同一算出角度範囲Ａｋ（ｋ＝１、２、３、・
・ ）における距離データＤＤｋ（ｔ）（ｔ＝１、２、
３、・・ ）が得られることになる。ところで、図１
０に示すように、距離データの値Ｐ、Ｑの時間的な変化
が大きい距離データＤＤｋ（３）、ＤＤｋ（７）等が得
られることがある。この距離データの値Ｐ、Ｑが距離測
定の誤差によるものなのか否かをその算出角度区域にお
いて得られた距離データＤＤｋ（ｔ）の算出の元になっ
た検出データＤｎ（ｔ）の検出回数ｍのデータＭｋ
（ｔ）で判断する。
【００５８】以下、図９のフローチャートによって動作
を説明する。ステップＳ３１において、時間（走査の回
数）ｔに１を加える。ステップＳ３２において今回の距
離データＤＤｋ（ｔ）と前回の距離データＤＤｋ（ｔ−
１）との差の絶対値が所定値Ｃ２を超えるか否かを判断
し、超えるときは、ステップＳ３３にて当該距離データ
が算出される根拠となった元の検出データＤｎ（ｔ）の
検出回数ｍのデータＭｋ（ｔ）が所定値Ｃ３未満である
かどうかを判断する。ステップＳ３３において、データ
Ｍｋ（ｔ）が所定値Ｃ３未満であれば、距離データＤＤ
ｋ（ｔ）は信頼度の低いものであるとして、ステップＳ
３４において距離データＤＤｋ（ｔ）を無効にする。
【００５９】ステップＳ３３において、データＭｋ
（ｔ）が所定値Ｃ３以上であれば、距離データＤＤｋ
（ｔ）は前回得られた距離データＤＤｋ（ｔー１）から
の変化は大きいが、所定回数Ｃ３以上検出された検出デ
ータＤｎ（ｔ）に基づいて算出されたものであるので信
頼度が高いとして、ステップＳ３５にて距離データＤＤ
ｋ（ｔ）を有効にする。また、ステップＳ３２におい
て、今回の距離データＤＤｋ（ｔ）と前回の距離データ
ＤＤｋ（ｔ−１）との差の絶対値が所定値Ｃ２以下のと
きは変化が小さいので信頼度は充分あるとして、ステッ
プＳ３５にて距離データＤＤｋ（ｔ）を有効とする。ス
テップＳ３６において、停止信号があるか否かを判定
し、なければステップ３１へ戻る。停止信号の割込みが
あれば終了する。これにより、安定した距離データＤＤ
ｋ（ｔ）のみを抽出することができる。上記動作をｋ＝
１〜１００について、すなわち走査角度範囲１５度の全
域について、リアルタイムに行う。
【００６０】なお、図９のステップＳ３３における検出
データの得られた回数ｍのデータＭｋ（ｔ）の代りに標
準偏差を用いて判定できることは、いうまでもない。以
上のように、この発明の実施の一形態によれば、所定回
の走査によって得られるある算出角度区域における距離
データの値の変化の絶対値が所定値より大きく、かつ当
該距離データＤＤｋ（ｔ）の算出の元となった検出デー
タＤｎ（ｔ）の検出回数が所定回数よりも少ないとき、
当該距離データＤＤｋ（ｔ）は誤差が大きく信頼度が低
いものとして無効にするので、信頼度の低い距離データ
を除くことができる。
【００６１】発明の実施の形態５．図１１は、さらにこ
の発明の他の実施の形態における無効化装置の動作を示
すフローチャートである。対象物までの距離を検出でき
るか否かの判定ぎりぎりの時に検出した距離データは、
対象物からの反射パルス光の強度が不充分であり誤差の
大きな検出データとなる可能性がある。この発明の実施
の形態は、このような点を改良したものである。
【００６２】この場合も上記実施の形態４におけるのと
同様に、所定の走査角度範囲を複数回走査して得られる
ある算出角度区域Ａｋにおける距離データをＤＤ（ｔ）
（ｔ＝１、２、３、・・ ）とし、１０回の走査を行っ
て得られるある算出角度区域Ａｋにおける距離データを
対象にするものとする。図１１において、ステップＳ４
１において、ｔに１を加える。ステップＳ４２において
ＤＤ（ｔ）の算出の有無、すなわち距離データＤＤｋ
（ｔ）の有無を判定し、距離データがあればステップＳ
４３にて距離データが連続して得られた回数を計数する
カウンタの計数ｓを１進める。ステップＳ４２におい
て、距離データが得られなければステップＳ４５におい
てｓを零にリセットを行う。
【００６３】さらに、ステップＳ４４において走査の回
数が１０回以内あればステップＳ４１へ戻る。ステップ
Ｓ４６において、カウンタの計数ｓが所定値Ｃ４より小
さいか否かを判定し、小さければステップＳ４７に進み
距離データＤＤｋ（ｔ）の信頼度が低いとして、１０回
の走査により当該算出角度区域について得られた距離デ
ータＤＤｋの全てを無効にする。ステップＳ４６におい
て、カウンタの計数ｓが所定値Ｃ４以上の場合は、連続
してＣ４回以上距離データＤＤｋ（ｔ）が得られたので
信頼度が高いとしてステップＳ４８へ進む。ステップＳ
４８において、当該距離データＤＤｋ（ｔ）を距離デー
タを有効であるとして記憶する。また、ステップＳ４９
において得られた距離データＤＤｋ（ｔ）の平均値を求
める。
【００６４】ステップＳ４４においてｔが１０を超えれ
ば、ステップＳ４６においてカウンタの係数ｓの値の判
定を行っている。すなわち、この実施の形態において
も、１０回の走査によって得られた距離データについて
判定している。これにより、安定した距離データＤＤｋ
を抽出することができる。なお、上記動作をｋ＝１〜１
００について、すなわち全ての算出角度区域について行
う。これにより、対象物を検出できるか否かの判定ぎり
ぎりの時に検出される誤差が大きい可能性のある距離デ
ータを除去することができる。
【００６５】以上のように、この発明の実施の一形態に
よれば、所定回の走査によってある算出角度区域におけ
る距離データが連続して得られる回数が所定回数よりも
少ないとき、距離データは誤差が大きい可能性があるの
で無効にする。従って、誤差が大きい可能性のある距離
データを除くことができる。
【００６６】発明の実施の形態６．図１２〜図１４は、
さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図１２
は無効化装置の動作を示すフローチャート、図１３は距
離の検出の状況を説明する説明図、図１４は判定条件を
示す特性図である。この実施の形態においては、図６に
示された無効化装置３１の動作が図１２のフローチャー
トに示されるように異なる。
【００６７】図１３において、距離測定装置３０と対象
物５との距離が対象物５ａ、５ｂ、５ｃと近づくにつれ
て、その距離の検出回数（検出データの数）ｍは増加す
る。従って、算出された距離データＤＤｋが近距離にも
かかわらず、当該算出角度区域における距離の検出回数
ｍが少ない場合、レーザビームＦが対象物の一部にしか
当たっていないと考えられる。そこで、無効化装置３１
により検出データの検出回数ｍと算出された距離データ
ＤＤｋの距離との関係が所定の条件を満たさない場合
に、その距離データＤＤｋを無効とすることで、信頼度
の低い距離データを除去するものである。
【００６８】以下、図１２のフローチャートによって、
無効化装置３１の動作の詳細を説明する。ステップＳ５
１において、算出された距離データＤＤｋの値ＤＩＳ
（距離）に応じて判定値Ｖを読取る。なお、距離データ
ＤＤｋの値ＤＩＳと判定値Ｖとの関係を図１４に示され
るように、Ｖ＝α・（ＤＩＳ）（α：係数、ＤＩＳ：距
離データの値）なる関係に設定し、この関係式をテーブ
ルにして無効化装置３１に予め記憶させてある。
【００６９】ある算出角度区域Ａｋにおいて距離が検出
できた検出回数ｍが判定値Ｖよりも少ない場合、検出さ
れた距離に比して検出回数ｍが少ないので信頼度が低い
としてステップＳ５３において当該検出データＤｎに基
づいて算出された距離データＤＤｋを無効にする。そう
でない場合は、そのまま有効な距離データとする。無効
化装置３１へは、図１に示された距離演算装置２３及び
データ処理装置２５から距離データＤＤｋ、検出回数の
データＭｋがリアルタイムに供給され、無効化装置３１
が算出角度区域Ａｋごとに上記動作を行う。
【００７０】以上のように、この発明の実施の一形態に
よれば、無効化装置３１により、検出データの検出回数
が算出された距離データの距離に応じて定められた回数
よりも少ないとき、その距離データを無効とするので、
大きな誤差を含む可能性がある距離データを除去でき
る。
【００７１】発明の実施の形態７．図１５は、さらにこ
の発明の他の実施の形態の動作を示すフローチャートで
ある。前述の図５に示されるように、距離測定装置１０
が一方向ＳＤに走査を行い、算出角度区域ごとの距離デ
ータを検出していく場合、図５に示すように、レーザビ
ームＦが対象物の一部にしか当たっていない算出角度区
域Ａ１或いは算出角度区域Ａ３においては、その算出角
度区域内で検出できた反射パルス光の位置が算出角度区
域Ａ１なら左側に、算出角度区域Ａ３なら右側にという
ように片方に偏っている。一方、図５における算出角度
区域Ａ２のように、ある算出角度区域のレーザビームＦ
が対象物に全て当たる場合、その算出角度区域の反射パ
ルス光の検出位置（角度）の平均値は中央位置付近とな
る。
【００７２】そこで、この発明の実施の形態では、無効
化装置３１を、その算出角度区域内における距離の検出
位置が走査方向に対して偏っているか否かを判定するも
のに変更する。そして、偏っている場合はレーザビーム
が対象物の一部にしか当たっていないものとし、その距
離データを無効とするようにしたものである。これによ
り誤差が大きい可能性がある距離データを除去すること
ができる。
【００７３】この場合の無効化装置３１の動作を図１５
のフローチャートにより説明する。ステップＳ６１にお
いて、当該算出角度区域における検出データの偏りの大
きさを表す算式、例えば ｜ＰＯＳ｜＝｜（−５×ＦＴ
１−４×ＦＴ２−３×ＦＴ３−２×ＦＴ４−１×ＦＴ５
＋１×ＦＴ６＋２×ＦＴ７＋３×ＦＴ８＋４×ＦＴ９＋
５×ＦＴ１０）｜・Δθ の値を求める。ここに、算出
角度区域Δθ＝０．０１５であり、ＦＴｎ（ｎ＝１〜１
０）は当該算出角度区域における１０回の距離の測定に
おいて各回で距離が検出できたときは１、検出できなか
ったときは０の値をとる係数である。
【００７４】ステップＳ６２では、求められた｜ＰＯＳ
｜の値が所定の値βより小さいか否かを判定する。所定
の値βよりも小さければ、ステップＳ６３において当該
距離データを有効とし、所定の値β以上であればステッ
プＳ６４において当該距離データを無効とする。なお、
ステップＳ６２における判定式 ｜ＰＯＳ｜＜βにおけ
るβは、例えば算出角度区域（０．１５）の中央部６０
［％］分の角度である±０．０４５度に相当する値に設
定する。このようにして、ある算出角度区域における検
出データＤｎの検出位置が所定値以上偏っている場合、
当該算出角度区域における距離データを無効にすること
により、大きな誤差を含む可能性のある距離データを除
くことができる。
【００７５】発明の実施の形態８．図１６、図１７はこ
の発明の他の実施の形態を示すもので、図１６は距離測
定装置の構成を示すブロック図、図１７は置換装置の動
作を示すフローチャートである。これらの図において、
４３は置換装置である。その他の構成は図１、図２に示
されたものと同様のものである。上記の実施の形態２〜
６においては、信頼度の低いデータを無効とすることで
誤差が大きい可能性のある距離データを除去した。しか
し、この実施の形態においては、距離検出回数の多い隣
接する算出角度区域の距離データに置換することで同様
の効果を得ようとするものである。例えば、図５に示さ
れるように、算出角度区域Ａ２に比して、算出角度区域
Ａ１、Ａ３の距離の検出回数ｍは少ない。すなわち、信
頼度Ｒは低いと考えられる。
【００７６】そこで、置換装置４３を設けて、図１７の
フローチャートに示すように、ステップＳ８２において
隣接する第１及び第２の算出角度区域である二つの算出
角度区域Ａｋー１、Ａｋにおける検出回数のデータＭｋ
ー１とＭｋとを比較する。そして、検出回数のデータＭ
ｋが検出回数のデータＭｋー１よりも大きいときはステ
ップＳ８３において出力用の距離データＲＤＤｋー１を
距離データＤＤｋに置換える。
【００７７】ステップＳ８４において検出回数のデータ
Ｍｋが検出回数のデータＭｋー１よりも小さければ、距
離データＤＤｋよりも距離データＤＤｋー１の信頼度が
高いとして、ステップＳ８５において出力用の距離デー
タＲＤＤｋを距離データＤＤｋ−１に置換える。検出回
数のデータＭｋと検出回数のデータＭｋー１とが同じで
あれば距離データの置換は行わない。なお、距離データ
の内容を置換えしてしまわないように、出力用の距離デ
ータＲＤＤｋ（ｋ＝１〜１００）のレジスタを別に設け
ている。この動作を１００回繰返し（ステップＳ８
６）、全ての算出角度区域Ａ１〜Ａ１００における検出
回数Ｍｋの比較が完了すれば終了する（ステップＳ８
６）。
【００７８】このような動作を行うことにより、例えば
算出角度区域Ａｋの列［１ ２ ３４ ５ ６ ７ ・
・ ・］に対応する検出回数ｍのデータＭｋ（単位
［回］）の列［４ １０ ３ １ ７ １０ ３ ・
・ ・］、距離データＤＤｋ（単位［ｍ］）の列［１５
１４ １５ ２５ １６ １４ １９ ・ ・ ・］
であったとすると、置換えられた出力用の距離データＲ
ＤＤｋの列は［１４１４ １４ １６ １４ １４ １
４ ・ ・ ・］となる。よって、検出回数１０（ｋ＝
２）、７（ｋ＝５）、１０（ｋ＝６）回に対応する距離
データに置換えられることになる。この場合は、置換え
られる側の算出角度区域Ａｋー１あるいはＡｋがこの発
明における第１の算出角度区域であり、置換える側の算
出角度区域ＡｋあるいはＡｋー１がこの発明における第
２の算出角度区域である。
【００７９】なお、ステップＳ８２及びＳ８３を省いて
ステップＳ８４、Ｓ８５により検出回数のデータＭｋが
検出回数のデータＭｋー１よりも小さいときだけ、置換
えるようにすることもできる。このようにしたときは、
上記の置換えられた出力用の距離データの列は［１５
１４ １５ １６ １４ １４ ・ ・ ・］となる。
この場合は、置換えられる側の算出角度区域Ａｋがこの
発明における第１の算出角度区域、置換える側の算出角
度区域Ａｋ−１がこの発明における第２の算出角度区域
である。このように、例えば算出角度区域Ａ１及びＡ３
の距離データが算出角度区域Ａ２の距離データに置換え
られることで、対象物の一部にしかレーザビームが当た
っていない場合の誤差が大きい可能性のある距離データ
を除去することができる。
【００８０】発明の実施の形態９．図１８、図１９は、
さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図
１８はレーザビームの走査による検出状況を説明する説
明図、図１９は無効化装置３３の動作を示すフローチャ
ートである。この発明の実施の形態は、上記図１７に示
された発明の実施の形態をさらに改良したものである。
なお、この場合の無効化装置は図６に示された無効化装
置３１の制御プログラムを変更したものである。
【００８１】図１８において、距離測定装置からＬ１離
れた位置にある対象物７とＬ２離れた位置にある対象物
９との２つの対象物があり、距離測定装置４０から見て
角度的に隣接している場合、検出データの検出回数は次
のようになる。算出角度区域Ａ１１の距離データはＬ１
で距離の検出回数が３回、算出角度区域Ａ１２の距離デ
ータはＬ１で距離の検出回数は１０回、また、算出角度
区域Ａ１３の距離データはＬ２で距離の検出回数は３回
である。
【００８２】ここで、図７や図１７に示された発明の実
施の形態では、測定された距離に関わらず、距離の検出
回数ｍの少ない算出角度区域Ａ１１、Ａ１３の距離デー
タＤＤ１１、ＤＤ１３を無効化あるいは他の距離データ
と置換え、当該算出角度区域の距離データを出力用の距
離データとした出力しないように除去してしまうもので
あった。しかし、算出角度区域Ａ１３の距離データＤＤ
１３は、対象物９からの反射によるもので、対象物７の
一部からの反射によるものではない。従って、異なる対
象物を検知したにも関わらずその距離データを除去して
しまうことになる。この発明の実施の形態９は、この点
を改良したものである。
【００８３】以下、図１９のフローチャートにより動作
を説明する。ステップＳ９１において距離データＤＤｋ
の演算回数ｋに１を加える。ステップＳ９２において、
隣接する２つの算出角度区域Ａｋ、Ａｋ−１の距離デー
タの差（ＤＤｋーＤＤｋ−１）の絶対値が所定値Ｃ１１
未満の場合、同じ対象物を検知したものとしステップＳ
８２からステップＳ８３あるいはステップＳ８４、Ｓ８
５へ進み、出力用の距離データＲＤＤｋー１の内容をＤ
Ｄｋの値に、あるいは出力用の距離データＲＤＤｋの内
容をＤＤｋー１の値に置換する。なお、検出回数が同じ
（Ｍｋ＝Ｍｋ−１）であれば、置換えない。
【００８４】ステップＳ９２において距離データの差
（ＤＤｋーＤＤｋ−１）の絶対値が所定値Ｃ１１以上の
場合は、距離データを置換えず、ステップＳ８６へ進
む。従って、図１８に示されたような対象物７、９があ
る場合、同じ対象物７を検出している算出角度区域Ａ１
１と算出角度区域Ａ１２においては、第１の算出角度区
域である算出角度区域Ａ１２の出力用の距離データＲＤ
Ｄ１１の内容は隣接する第２の算出角度区域である算出
角度区域Ａ１２の距離データＤＤ１２の値に置換られ
る。しかし、（ＤＤｋーＤＤｋ−１）の絶対値が所定値
Ｃ１１以上の場合は、算出角度区域Ａ１２に隣接する算
出角度区域Ａ１３の距離データＤＤ１３は異なる対象物
を検出したものとして、その出力用の距離データＲＤＤ
１３の内容は算出角度区域Ａ１２の距離データＤＤ１２
に置換えられることはない。
【００８５】このように、隣接する算出角度区域で検出
した対象物がほぼ同じ距離にある物であるか否かを判定
し、距離の差の絶対値が所定値より小さい場合に、誤差
が大きい可能性がある方のデータを除去することができ
る。特に、レーザビームは遠方になる程広がるため、対
象物が遠距離に位置する程、その距離を検出できる回数
は少なくなる。そのため、図１８に示されたような例
は、この距離測定装置を車両に取り付け車間距離検知用
として用いた場合、カーブ路等で前方車が複数台あるよ
うな時に発生しやすい。この時、遠方の前方車との距離
データはできる限り早い時点で入手できた方がよく、そ
の距離データを除去すべきではない。この発明の実施の
形態では、このような距離データを除去してしまうおそ
れがない。
【００８６】発明の実施の形態１０．図２０は、さらに
この発明の他の実施の形態である距離測定装置の構成を
示すブロック図である。図において、６１は送受信装置
であり、送信装置６３と受信装置７１とにより構成され
ている。この発明の実施の一形態は、送出するレーザビ
ーム及び受信する反射ビームをともに走査するようにし
たものである。送信装置６３は、放射手段６５と走査手
段６７を有する。
【００８７】放射手段６５は、図１の発明の実施の形態
における放射手段１５と同様に構成され、レーザダイオ
ード６５ａと送光レンズ６５ｂとを有し、レーザダイオ
ード６５ａは送光レンズ１５ｂの焦点に位置する。レー
ザダイオード６５ａはパルスレーザ光を発生し、送光レ
ンズ１５ｂはレーザダイオード６５ａから放射されたパ
ルスレーザ光Ｅを集光し、走査方向に対し非常に狭い、
０．０５度の広がり角を有するレーザビームＦを作る。
【００８８】走査手段６７は送光ミラー６７ａと、ステ
ッピングモータ６７ｂ、受光ミラー６７ｃ、従動子６７
ｄ、カム６７ｅ、カム溝６７ｆ、連結棒６７ｇ、支持ピ
ン６７ｈ、コイルばね６７ｊを有する。受光ミラー６７
ｃは受光の光量を大きくするために送光ミラー６７ａの
約４倍の大きさにされている。送光ミラー６７ａと受光
ミラー６７ｃとは図示のように直角をなすように固定さ
れており、全体が支持ピン６７ｈにより図の左右方向に
回動可能に支持されている。
【００８９】カム６７ｅには円板部にカム溝６７ｆがハ
ート形に凹設されており、ステッピングモータ６７ｂの
駆動軸に直結されている。図２０は、円形のステッピン
グモータ６７ｂの上に円板状のカム６７ｅが重ねられ、
そのカム６７ｅにハート形のカム溝６７ｆが凹設されて
いる状態を示しており、図の理解の便宜上カム６７ｅに
ハッチングを行って示している。また、従動子６７ｄは
コイルばね６７ｊによりカム溝６７ｆに押圧され、ステ
ッピングモータ６７ｂの軸が回転することによりカム溝
６７ｆに沿って動く。これにより、連結棒６７ｇを介し
て送光ミラー６７ａ及び受光ミラー６７ｃを水平方向に
揺動駆動する。
【００９０】６９は走査角度検出手段であり、走査手段
６７の送光ミラー６７ａの揺動角度θを検出する。以上
のように送信装置６３は構成されている。ただし、走査
手段６７及び走査角度検出手段６９は次に述べる受信装
置７１と共用されている。受信装置７１は、受光レンズ
７１ａとこの受光レンズの焦点位置に置かれたフォトダ
イオード７１ｂと信号増幅部７１ｃとを有する。そし
て、対象物３に当たり反射されて戻ってきた反射パルス
光Ｇを受光レンズ７１ａにて集光し、集光された反射パ
ルス光をフォトダイオード７１ｂが受光し電気信号に変
換し、信号増幅部７１ｃにて増幅する。その他の距離演
算装置２３、データ処理装置２５、信頼度算出装置２７
及び表示装置２９の構成は、図１に示された発明の実施
の形態と同様の構成のものである。
【００９１】次に動作を説明する。レーザダイオード６
５ａからパルス発光され送光レンズ６５ｂにより０．０
５度の広がり角を有するレーザビームＦに成形された光
は、送光ミラー６７ａにより図の上方に反射されて、対
象物に向けて送出される。レーザビームＦが対象物３に
当たり反射されて戻ってきた反射パルス光Ｇは受光ミラ
ー６７ｃにより反射され、受光レンズ７１ａにより集光
され、フォトダイオード７１ｂにより電気信号に変換さ
れる。
【００９２】ステッピングモータ６７ｂの１ステップで
送光ミラー６７ａを０．００７５度揺動し、ビームをそ
の倍の０．０１５度水平方向に走査する。よって、１回
の走査角度Δθは０．０１５度、また走査角度範囲は１
５度であり、図３に示された発明の実施の形態と同様
に、１回の走査により１ステップ０．０１５度刻みにて
１０００回のレーザビームＦの送出を行う。そして、距
離演算装置２３はレーザビームＦの送出の都度距離の算
出を行い、データ処理装置２５は１０回の距離測定、
０．１５度分を算出角度区域として距離データの算出を
行う。信頼度算出装置２７、表示装置２９の動作につい
ては図１の発明の実施の形態と同様であり、算出角度区
域Ａｋごとに算出された距離データＤＤｋとその信頼度
Ｒｋが表示装置２８に表示される。
【００９３】この発明の実施の形態においては、受光側
も受光ミラー６７ｃにより走査し、反射パルス光Ｇが常
にフォトダイオード７１ｂに集光されるようにしている
ので、フォトダイオードを多数個並べて受光しなくても
よく受光部の構成が簡易となり、また感度も良い。
【００９４】発明の実施の形態１１．図２１は、さらに
この発明の他の実施の形態である距離測定装置の構成を
示すブロック図である。図において、８１は送受信装置
であり、送信装置８３と受信装置９１とを有する。送信
装置８３は、放射手段８５を有し、放射手段８５は、レ
ーザダイオード８５ａと送光レンズ８５ｂを有し、レー
ザダイオード８５ａは送光レンズ８５ｂの焦点に置かれ
ている。送光レンズ１５ｂは、レーザダイオード８５ａ
からの放射されたパルスレーザ光Ｅを集光し、走査角度
範囲の広がり、この発明の実施の形態は１５度の広がり
角を有するレーザビームＦＦを作り、走査角度範囲Ａに
向けて送出する。
【００９５】受信装置９１は、凸レンズ９１ａと、この
凸レンズ９１ａの結像位置に置かれたＰＳＤ(position
sensitive device )形の走査方向に１０００個に区分さ
れた受光素子９１ｂと、信号増幅部９２ｃとを有する。
そして、対象物３に当たり反射されて戻ってきた反射パ
ルス光ＧＧを凸レンズ９１ａにて集光し受光素子９１ｂ
上に結像させ、この結像を受光素子９１ｂが電気信号に
変換する。
【００９６】受光素子９１ｂと信号増幅部９１ｃとの接
続を切換えることにより受光の入射方向を検出できる。
この切換えによって、走査しながら受光し、受光した信
号を信号増幅部により増幅し、レーザビームＦＦの送出
から反射パルス光ＧＧの受光までの時間に基づき、図１
の発明の実施の形態における走査のステップ０．０１５
度に相当する受光素子１１１ｂ上の１０００個の点につ
いて距離を演算する。そして、演算により距離が求めら
れた場合は、この距離を検出データＤｎとし、算出角度
区域Ａｋに相当する１０個の点における演算結果から距
離データＤＤｋ及び信頼度Ｒｋを図１の発明の実施の形
態と同様にして算出する。
【００９７】発明の実施の形態１２．図２２は、さらに
この発明の他の実施の形態である距離測定装置の動作の
原理を説明する説明図である。図において、送受信装置
は、送信装置１０３と受信装置９１とを有する。送信装
置１０３は放射手段を備え、放射手段は詳細の図示を省
略しているが、赤外線域のパルス光を発するレーザダイ
オードと凸レンズとを有する。そして、凸レンズの焦点
位置に置かれたレーザダイオードのパルス光を光軸ＯＡ
１にほぼ平行な送光ビームにして送出する。そして、走
査手段１０３は図示しない駆動装置により０．０１５度
刻みにて図の走査方向ＳＤの方向に駆動される。受信装
置９１は図２１に示された受信装置９１と同様のもので
あり、ＰＳＤ形の受光素子９１ｂがその受光位置を検出
する。
【００９８】三角測量法の原理により、図示のように送
信装置１０３から受信装置の受光素子９１ｂにて受信さ
れた反射光の位置までの図における水平方向の間隔をＤ
とすれば、対象物迄の距離Ｌは、Ｌ＝（Ｄ／２ｔａｎ
θ）として求められる。すなわち、対象物５ｃ、５ｂ、
５ａまでの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、Ｄ１／ｔａｎθ、
Ｄ２／ｔａｎθ、Ｄ３／ｔａｎθとして求めることがで
きる。この計算を図示しない距離演算装置により、受光
素子９１ｂ上の１０００個の点について行い、例えば図
１の実施の形態に示したものと同様にして、１０個の演
算毎に算出角度区域における距離データ及び信頼度の算
出を行う。なお、上記説明では、送信装置１０３全体を
０．０１５度刻みに走査するものを示したが、図２に示
した送信装置１３と同様に、放射手段を固定式のものと
し、送光ミラーにてレーザビームを走査するものであっ
てもよい。このときは、水平方向の距離Ｄ、ｔａｎθ等
は、図２２に示されたものに対応する値に換算のうえ、
対象物までの距離Ｌを算出する。
【００９９】発明の実施の形態１３．図２３は、さらに
この発明の他の実施の形態である距離測定装置の構成を
示すブロック図である。図において、１２１は送受信装
置であり、送信装置１２３と受信装置１３１を有する。
送信装置１２３は、放射手段１２５、走査手段１７、走
査角度検出手段１９とを有する。放射手段１２５はレー
ザダイオードと送光レンズと（以上いずれも図示を省
略）と位相変調器１２５ｃとを有する。送光レンズは、
レーザダイオードから放射されたレーザ光を集光し走査
方向に対し非常に狭い０．０５度の広がり角を有するレ
ーザビームを作る。位相変調器１２５ｃはレーザダイオ
ードの発光の強さを所定の変調信号で変調する。
【０１００】受信装置１３１は、レーザダイオードから
発光された変調光が対象物３に当たり反射されて戻って
きた反射光を受光し電気信号に変換する。１３３は距離
演算装置であり、放射された変調光と受信された反射光
との変調信号の位相差に基づいて対象物３までの距離を
検出データとして演算する。その他の構成については、
図１に示されたものと同様のものであるので、相当する
ものに同一符号を付して説明を省略する。
【０１０１】上記のように構成された距離測定装置は、
走査手段１２７の１ステップ、０．０１５度ごとに送信
装置１２３が変調光を送出する。また、受光装置１３１
が対象物による反射光を受光する。そして、距離演算装
置１３３が両者の位相差から対象物までの距離を演算し
て検出データＤｎを得る。さらに、１０回（０．１５
度）分の演算結果から得られた検出データの平均値を求
めて当該算出角度区域における距離データＤＤｋとす
る。また、得られた検出データの個数ｍからその距離デ
ータＤＤｋの信頼度を求めるのは、図１の実施の形態１
に示されたものと同様である。
【０１０２】その他．上記各実施の形態において、電磁
波として赤外線域のレーザ光の例を示したが、可視光線
や他の電磁波であってもよい。もちろん、上記各実施の
形態に示したものを、必要に応じて任意に組合わせて用
いることができる。なお、上記各実施の形態におけるデ
ータ処理装置２５、信頼度算出装置２７、無効化装置３
１、置換装置４３が、この発明におけるデータ処置決定
装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の一形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図２】 図１の発明の実施の形態における送受信装置
の詳細構成を示す構成図である。
【図３】 図１の発明の実施の形態における動作を示す
フローチャートである。
【図４】 走査の区分を説明する説明図である。
【図５】 距離測定の状況を説明する説明図である。
【図６】 この発明の他の実施の形態を示すブロック図
である。
【図７】 図６の発明の実施の形態における動作を示す
フローチャートである。
【図８】 さらに、この発明の他の実施の形態における
無効化装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】 さらに、この発明の他の実施の形態における
無効化装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】 図９の発明の実施の形態における所定回の
走査によって得られるある算出角度区域における距離デ
ータの変化を説明する説明図である。
【図１１】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る無効化装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る無効化装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】 図１２の発明の実施の形態における距離の
検出の状況を説明する説明図である。
【図１４】 図１２の発明の実施の形態における判定条
件を示す特性図である。
【図１５】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る動作を示すフローチャートである。
【図１６】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る構成を示すブロック図である。
【図１７】 図１６の距離測定装置の動作を示すフロー
チャートである。
【図１８】 レーザビームの走査による検出状況を説明
する説明図である。
【図１９】 図１８の発明の実施の形態における無効化
装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る送受信装置を示す構成図である。
【図２１】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る送受信装置を示す構成図である。
【図２２】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る距離測定装置の動作の原理を説明する説明図である。
【図２３】 さらに、この発明の他の実施の形態におけ
る構成を示すブロック図である。
【図２４】 従来装置の問題点を説明するための説明図
である。
【符号の説明】
１１、６１、８１、１０１、１２１ 送受信装置 １３、６３、８３、１２３ 送信装置 １５、６５、８５、１０５、１２５ 放射手段 １７、６７ 走査手段 １９ 走査角度検出手段 ２１、７１、９１、１３１ 受信装置 ２３、１３３ 距離演算装置 ２５ データ処理装置 ２７ 信頼度算出装置 ３１ 無効化装置 ４３ 置換装置

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁波を走査しながら放射する送信装置
    及び対象物に反射された上記電磁波の反射波を走査しな
    がら受信する受信装置の少なくとも一方を有する送受信
    装置と、 上記電磁波の放射時の角度及び上記反射波の受信時の角
    度の少なくとも一方を検出する角度検出装置と、 上記電磁波と上記反射波との関係に基づき上記角度に対
    応する上記対象物までの距離を演算し演算結果が得られ
    たときこれを検出データとする距離演算装置と、 上記距離の複数回の演算に対応する算出角度区域におけ
    る距離データを上記距離の複数回の演算によって得られ
    た検出データに基づいて求めるデータ処理装置と、 を備えた距離測定装置。
  2. 【請求項２】 距離演算装置は、電磁波の放射から反射
    波の受信までの時間に基づき対象物までの距離を演算し
    て検出データとするものである、 ことを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
  3. 【請求項３】 送信装置は、電磁波を所定の変調信号に
    より変調して放射するものであり、 距離演算装置は、放射された電磁波と受信された反射波
    との上記変調信号の位相差に基づいて対象物までの距離
    を演算して検出データとするものである、 ことを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
  4. 【請求項４】 距離演算装置は、放射された電磁波と受
    信された反射波とに基づき三角測量法にて対象物までの
    距離を演算して検出データとするものである、 ことを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
  5. 【請求項５】 算出角度区域内の検出データに基づき当
    該算出角度区域における距離データの信頼度を算出する
    信頼度算出装置を設けた、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
    項に記載の距離測定装置。
  6. 【請求項６】 算出角度区域内の検出データと距離デー
    タとの少なくとも一方に基づき距離データの扱いを決定
    するデータ処置決定装置を設けた、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
    項に記載の距離測定装置。
  7. 【請求項７】 データ処置決定装置は、算出角度区域内
    の検出データと距離データとの少なくとも一方が所定の
    条件を満たさないとき距離データを無効とするものであ
    る、 ことを特徴とする請求項６に記載の距離測定装置。
  8. 【請求項８】 データ処置決定装置は、距離データの信
    頼度が所定値より小さいとき、当該距離データを無効に
    するものである、 ことを特徴とする請求項６に記載の距離測定装置。
  9. 【請求項９】 データ処置決定装置は、算出角度区域内
    の検出データの数が所定値より小さい場合、当該算出角
    度区域における距離データを無効にするものである、 ことを特徴とする請求項７に記載の距離測定装置。
  10. 【請求項１０】 所定値は、当該算出角度区域における
    距離データに応じて定められたものである、 ことを特徴とする請求項９に記載の距離測定装置。
  11. 【請求項１１】 データ処置決定装置は、第１の算出角
    度区域における距離データの値とこの第１の算出角度区
    域に隣接する第２の算出角度区域における距離データの
    値との差の絶対値が所定値より小さいとき、上記第１及
    び第２の算出角度区域の距離データのうち検出データの
    数が少ない方の算出角度区域の距離データを無効とする
    ものである、 ことを特徴とする請求項７に記載の距離測定装置。
  12. 【請求項１２】 データ処置決定装置は、算出角度区域
    内の検出データの数が所定値より小さく、かつその算出
    角度区域内における検出データの角度に対する分布が所
    定値以上偏っている場合、当該算出角度区域における距
    離データを無効とするものである、 ことを特徴とする請求項７に記載の距離測定装置。
  13. 【請求項１３】 データ処置決定装置は、所定回の走査
    によって同一算出角度区域において距離データが連続し
    て得られる回数が所定回数より小さいとき上記所定回の
    走査によって得られた当該算出角度区域における距離デ
    ータの全てを無効にするものである、 ことを特徴とする請求項７に記載の距離測定装置。
  14. 【請求項１４】 データ処置決定装置は、所定回の走査
    によって得られる同一算出角度区域における距離データ
    の値の時間的な変化が所定値より大きくかつ当該距離デ
    ータに対応する検出データの数が所定値よりも少ないと
    き当該距離データを無効にするものである、 ことを特徴とする請求項７に記載の距離測定装置。
  15. 【請求項１５】 データ処置決定装置は、第１の算出角
    度区域の検出データが所定の条件を満たさず上記第１の
    算出角度区域に隣接する第２の算出角度区域の検出デー
    タが所定の条件を満たす場合、上記第１の算出角度区域
    における距離データを上記第２の算出角度区域における
    距離データに置換えるものである、 ことを特徴とする請求項６に記載の距離測定装置。
  16. 【請求項１６】 データ処置決定装置は、第１の算出角
    度区域における距離データの信頼度が所定値以下であり
    上記第１の算出角度区域に隣接する第２の算出角度区域
    における距離データの信頼度が所定値より大きい場合、
    上記第１の算出角度区域における距離データを上記第２
    の算出角度区域における距離データに置換えるものであ
    る、 ことを特徴とする請求項１５に記載の距離測定装置。
  17. 【請求項１７】 データ処置決定装置は、第１の算出角
    度区域内の検出データの数が第２の算出角度区域内の検
    出データの数よりも少ない場合、第１の算出角度区域に
    おける距離データを第２の算出角度区域における距離デ
    ータに置換えるものである、 ことを特徴とする請求項１５に記載の距離測定装置。
  18. 【請求項１８】 データ処置決定装置は、第１の算出角
    度区域内の検出データの数が第２の算出角度区域内の検
    出データの数よりも少なく、かつ第１及び第２の算出角
    度区域における距離データの値の差が所定値より小さい
    場合、第１の算出角度区域における距離データを第２の
    算出角度区域における距離データに置換えるものであ
    る、 ことを特徴とする請求項１５に記載の距離測定装置。
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