WO2019177088A1 - センサ制御装置 - Google Patents

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light reception
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sensor control
reception level
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竹村　到
誠 松丸
宏 永田
雄悟 石川
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パイオニア株式会社
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    • G01S7/486—Receivers
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor control device that controls a sensor such as a lidar (LiDAR: Light Detection And Ranging).
  • a sensor such as a lidar (LiDAR: Light Detection And Ranging).
  • lidars are used as sensors for detecting obstacles and traveling road surfaces around moving bodies such as vehicles in ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) and automatic driving.
  • the lidar is a sensor that detects an obstacle or the like existing in front of the moving object by irradiating laser light in front of the moving object and receiving reflected light from an object existing in front of the moving object (for example, a patent) Reference 1).
  • the lidar detects an object such as an obstacle by receiving the reflected light of the irradiated laser beam. For this reason, obstacles on the road have a laser beam incident angle close to vertical, so that the peak power of the reflected light can be obtained sufficiently. However, in the case of the road surface itself, the incident angle of the laser beam is small and reflected. The peak power of light is lowered. Therefore, the detection of the road surface becomes more difficult as the distance increases.
  • Patent Document 2 when a measurement object is a road surface, a method of correcting a shift amount of TOF between TOF pixels GT arranged in the vicinity and combining light reception signals from a plurality of TOF pixels GT is described. Has been proposed to further increase the S / N ratio of the received light signal by adding the peak values of the received light signal and further increasing the received light signal.
  • An example of a problem to be solved by the present invention is to increase the detection accuracy of a road surface or the like even in a situation where the peak power of reflected light is low.
  • the invention according to claim 1 is installed in a movable body capable of acquiring the current position and orientation, and receives an irradiation unit that irradiates light to a predetermined region and reflected light of the irradiated light.
  • a sensor control device that controls a sensor having a light receiving unit that performs the map information acquisition unit that acquires map information corresponding to the current position and the orientation, and an adjustment unit that adjusts the light reception level of the light reception signal of the light receiving unit The adjustment unit determines a region for adjusting a light reception level with respect to a light reception signal based on the map information.
  • the invention according to claim 5 controls a sensor that is installed in a movable body capable of acquiring the current position and orientation and has an irradiation unit that irradiates light to a predetermined region and a light receiving unit that receives reflected light of the irradiated light.
  • a sensor control method executed by the sensor control device wherein the map information acquisition step acquires map information corresponding to the current position and the orientation, and the adjustment step adjusts the light reception level of the light reception signal of the light receiving unit.
  • the adjusting step is characterized in that, based on the map information, a region for adjusting a light reception level with respect to a light reception signal is defined.
  • the invention according to claim 6 is characterized in that the sensor control method according to claim 5 is executed by a computer.
  • a sensor control device includes an irradiation unit that irradiates light to a predetermined region and a light reception unit that receives reflected light of the irradiated light, which are installed on a movable body that can acquire the current position and orientation.
  • a sensor control device that controls a sensor that includes a map information acquisition unit that acquires map information corresponding to the current position and orientation, and an adjustment unit that adjusts the light reception level of the light reception signal of the light reception unit. And the adjustment part has defined the area
  • the adjustment unit may adjust the light reception level of the light reception signal for the area estimated to be a road based on the map information.
  • region which irradiates light can be adjusted so that a light reception level may be raised, for example. That is, since the light receiving sensitivity of a region that is substantially estimated as a road can be increased, the detection accuracy of a road surface or the like can be increased.
  • the adjustment unit may adjust the light reception level based on the amount of light received by the light receiving unit for at least a part of the region where the light reception level is adjusted based on the map information.
  • the area in which the other vehicles are detected can be adjusted so as not to be saturated by lowering the light reception level. it can.
  • a sensor control method is installed in a movable body capable of acquiring the current position and orientation, and receives an irradiation unit that emits light to a predetermined region and a reflected light of the emitted light.
  • An adjustment step In the adjustment step, an area for adjusting the light reception level with respect to the light reception signal is determined based on the map information.
  • the above-described sensor control method may be executed by a computer. By doing in this way, it becomes possible to adjust the light reception level of a region corresponding to a road in a predetermined region irradiated with light based on map information using a computer. Therefore, the detection accuracy can be increased even in a situation where the peak power of reflected light on the road surface or the like is low.
  • the sensor control device 2 is mounted on a vehicle C as a moving body, for example.
  • the sensor control device 2 adjusts the light reception level of the rider 1 as a sensor installed in the vehicle C.
  • the lidar 1 detects the road surface R, an obstacle on the road, and the like by irradiating the area (predetermined area) indicated by the broken line in FIG. 1 and receiving the reflected light.
  • the configuration of the lidar 1 is shown in FIG.
  • the lidar 1 includes a light source 11, a collimator lens 12, a beam splitter 13, a MEMS mirror 14, a light projecting / receiving lens 15, a condensing lens 16, and a light receiving element 17. ing.
  • the light source 11 as an irradiating unit is constituted by a laser diode, for example.
  • the light source 11 emits (irradiates) a laser beam having a predetermined wavelength in a pulse shape.
  • the collimating lens 12 converts the laser light emitted from the light source 11 into a parallel light beam.
  • the beam splitter 13 outputs the laser light converted into parallel light by the collimator lens 12 to the MEMS mirror 14 and reflects the incident light reflected by the MEMS mirror 14 toward the condenser lens 16.
  • the MEMS mirror 14 scans the laser beam emitted from the beam splitter 13 in the horizontal direction and the vertical direction toward the region where the object 100 exists.
  • the object 100 indicates the road surface R shown in FIG. 1 or an obstacle (not shown).
  • the MEMS mirror 14 reflects incident light, which is incident on the light projecting / receiving lens 15, from the light reflected by the object 100 to the beam splitter 13.
  • the MEMS mirror 14 is a mirror constituted by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and is driven by an actuator (not shown) formed integrally with the mirror.
  • the MEMS mirror 14 may be other beam deflecting means such as a galvanometer mirror or a polygon mirror.
  • the light projecting / receiving lens 15 irradiates (projects) the laser beam reflected by the MEMS mirror 14 to the area where the object 100 exists.
  • reflected light which is laser light reflected by the object 100, is incident (received) as incident light on the light projecting / receiving lens 15.
  • the condensing lens 16 is provided between the beam splitter 13 and the light receiving element 17 and condenses the reflected light reflected by the beam splitter 13 onto the light receiving element 17.
  • the light receiving element 17 as a light receiving unit receives the reflected light collected by the condenser lens 16.
  • the light receiving element 17 is constituted by, for example, one (single pixel) avalanche photodiode (APD).
  • the light receiving element 17 outputs a signal (light receiving signal) having a level corresponding to the intensity of the received light.
  • the lidar 1 can acquire the state of the object 100 in the scanning region as a point cloud by irradiating laser light intermittently so as to scan a predetermined region.
  • Fig. 3 shows the functional configuration of the sensor control device 2.
  • the sensor control device 2 includes a storage device 21, an adjustment unit 22, and an output unit 23.
  • the storage device 21 is configured by a nonvolatile storage medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • the storage device 21 stores map information 21a.
  • the map information 21 is configured as a three-dimensional map generated based on, for example, the point cloud acquired by the lidar 1 described above.
  • the map information 21 includes road surface information such as road network and lane network information, road curve curvature and road slope. Further, the map information 21 includes information on features such as signs, traffic lights, guardrails, road markings, and the positions of features such as buildings. Further, the map information 21 may include information on the reflection characteristics of the object such as BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) for each feature.
  • BRDF Bidirectional Reflectance Distribution Function
  • the adjustment unit 22 adjusts the light reception level of the light reception signal input from the rider 1 to the adjustment unit 22 based on the map information 21a stored in the storage device 21.
  • the adjustment unit 22 specifies an area to be acquired from the map information 21a based on the current position information input from the GPS receiver 3 illustrated in FIG.
  • the adjustment unit 13 is configured by a microcomputer having, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the output unit 23 outputs the light reception signal adjusted by the adjustment unit 22 to a control device such as ADAS or automatic operation.
  • the GPS receiver 3 is a known device that detects the current position of the vehicle C based on radio waves from a GPS (Global Positioning System) satellite. Further, not only the GPS receiver 3 but also a gyro sensor that detects an attitude such as the direction of the vehicle C may be connected to the sensor control device 2. The direction of the vehicle C may be determined based on the current position history detected by the GPS receiver 3 without being limited to the gyro sensor.
  • GPS Global Positioning System
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in front of the vehicle obtained as a result of scanning a predetermined area (detection area) in the traveling direction from the rider 1 of the vehicle C traveling on a straight road, for example.
  • the lidar 1 detects a road surface (road) R at a central portion substantially below the detection area, and detects a building B built along the road. Further, the reflected light is not detected substantially above the detection area, so that the space S on the road surface R is detected.
  • the peak power of the reflected light can be obtained sufficiently, but the incident angle of the laser light is small for the portion of the road surface R. Therefore, the peak power of the reflected light may not be obtained sufficiently.
  • the area of the road surface R is estimated from the laser light irradiation area of the lidar 1, and the light reception level of the light reception signal based on the reflected light from the area estimated as the road surface R is determined. Adjust so that it is higher than other areas. Specifically, the gain for the light reception signal output from the light receiving element 17 is amplified so as to be higher than other regions. By doing in this way, the sensitivity of the light receiving element 17 can be increased more than other regions in the region that is substantially estimated as the road surface R.
  • a method for adjusting the light reception level of the light reception signal of the lidar 1 in the sensor control device 2 (sensor control method) will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the flowchart of FIG. 5 is executed by the adjustment unit 22. That is, the sensor control program can be obtained by configuring the flowchart of FIG. 5 as a computer program executed by the CPU of the adjustment unit 22.
  • step S11 the current position and direction (traveling direction) of the vehicle C are acquired from the GPS receiver 3 and the gyro sensor.
  • step S12 map information 21a is acquired from the storage device 21 based on the current position and direction of the vehicle C acquired in step S11. That is, the map information of the area in the traveling direction from the current position of the vehicle C is read from the storage device 21. That is, the adjustment unit 22 functions as a map information acquisition unit that acquires map information.
  • step S13 based on the map information acquired in step S12, the area estimated as the road from the detection area of the lidar 1 is grasped. That is, the area of the road surface R shown in FIG. 4 is determined.
  • step S14 the light reception level is adjusted for the area estimated as the road grasped in step S13. Specifically, as described above, the gain is changed so that the light reception level is higher than that of other regions. The light reception level is not changed for regions other than the region estimated to be a road (no gain change). That is, the adjustment unit 13 functions as an adjustment unit that adjusts the light reception level of the light reception signal of the light reception unit based on the map information.
  • step S15 the reflected light is received at the light reception level adjusted in step S14.
  • a region where the light reception level is not adjusted for example, building B
  • step S16 it is determined whether or not the light reception level of the region adjusted in step S14 out of the light reception levels received in step S15 is greater than or equal to a predetermined threshold value. If), in step S17, the light reception level is adjusted for a portion in the detection region where a light reception level that is equal to or greater than a predetermined threshold is observed. With this adjustment, the light reception level is lowered. Specifically, the gain is adjusted so as to decrease the light reception signal output from the light receiving element 17. The amount to decrease the gain may be decreased by a predetermined value, or may be returned to the value before increasing the gain. Further, the predetermined threshold value may be appropriately determined within a range where the light reception level is not saturated (for example, immediately before saturation).
  • step S17 corresponds to, for example, a case where an obstacle such as another vehicle is detected when a laser beam is irradiated on the area of the road surface R.
  • the obstacles and the like have an incident angle close to the vertical as described above, and the peak power of the reflected light can be sufficiently obtained, so there is no need to increase the gain. Therefore, in the detection region, the gain is adjusted so as to decrease the portion where the light reception level equal to or higher than the predetermined threshold is detected.
  • step S17 is not executed and the process returns to step S11.
  • step S11 functions as a map information acquisition process
  • step S14 functions as an adjustment process
  • step S11 returns to step S11 again after execution of step S17. Therefore, when returning to step S11, the map information 21a is acquired again based on the current position and direction (traveling direction) of the vehicle C (steps S11 and S12), and the light reception level is determined based on the map information 21a acquired again. It is adjusted (steps S13 and S14).
  • the region of the road surface R changes from the state of FIG. 4, and the region estimated as the road surface R in FIG.
  • the gain is adjusted so that the light reception level is lowered in the area from the road surface R to the building B. Further, the gain of the region newly estimated as the road surface R is adjusted so as to increase the light reception level.
  • the adjustment unit 22 adjusts the light reception level based on the amount of light received by the light reception unit (decreases the light reception level) for at least a part of the region where the light reception level is adjusted (increased) based on the map information 21a. .
  • the sensor control device 2 is installed in a vehicle C that can acquire the current position, and includes a light source 11 that emits light to a predetermined area and a light receiving element 17 that receives reflected light of the emitted light.
  • the sensor control device 2 controls the rider 1 and includes an adjustment unit 22 that acquires the map information 21 a and adjusts the light reception level of the light reception signal of the light receiving element 17.
  • the adjustment part 22 has defined the area
  • the adjusting unit 22 adjusts the light reception level of the light reception signal for the area estimated to be a road based on the map information 21a.
  • region which irradiates light can be adjusted so that a light reception level may raise, for example. That is, since the light receiving sensitivity of a region that is substantially estimated as a road can be increased, the detection accuracy of a road surface or the like can be increased.
  • the adjustment unit 22 adjusts the light reception level based on the amount of light received by the light receiving element 17 for at least a part of the region where the light reception level is adjusted based on the map information 21a.
  • the light receiving level may be saturated in the areas where other vehicles are detected.
  • the light reception level can be lowered so as not to be saturated.
  • the map information 21a is stored in the storage device 21 of the sensor control device 2.
  • the map information 21a may be downloaded as necessary by communication from an external server, for example.
  • the sensor control device 2 may store the map information 21a only for the area necessary for traveling, and the storage capacity of the storage device 21 can be reduced.
  • lidar 1 and the sensor control device 2 are described as being configured separately, but may be configured integrally.
  • the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. As long as the sensor control device of the present invention is provided even by such modification, it is, of course, included in the category of the present invention.

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Abstract

反射光のピークパワーが低くなる状況でも道路面等の検出精度を高める。センサ制御装置（２）は、現在位置を取得可能な車両Ｃに設置され、所定の領域へ光を照射する光源（１１）及び照射した光の反射光を受光する受光素子（１７）を有するライダ（１）を制御するセンサ制御装置（２）であって、地図情報（２１ａ）を取得し、受光素子（１７）の受光信号の受光レベルを調整する調整部（２２）を備えている。そして、調整部（２２）は、地図情報（２１ａ）に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定めている。

Description

センサ制御装置
　本発明は、ライダ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection And Ranging）等のセンサを制御するセンサ制御装置に関する。
　近年、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems）や自動運転等における、車両等の移動体の周囲の障害物や走行路面の検出のためのセンサとしてライダが用いられている。ライダは、例えば移動体前方にレーザ光を照射し、移動体前方に存在する物体からの反射光を受光することにより、移動体前方に存在する障害物等を検出するセンサである（例えば、特許文献１を参照）。
　ライダは、照射したレーザ光の反射光を受光することで障害物等の対象物を検出する。そのため、道路上の障害物等はレーザ光の入射角が垂直に近くなるため、反射光のピークパワーが十分に得られるが、道路面自体の場合は、レーザ光の入射角が小さくなるため反射光のピークパワーが低くなる。そのため、道路面の検出は遠方なほど困難となる。
　そこで、特許文献２には、近傍に配置されたＴＯＦ画素ＧＴの間のＴＯＦのずれ量を補正し、複数のＴＯＦ画素ＧＴからの受光信号を合成する手法により、測定対象物が路面の場合には、受光信号のピーク値同士が加算され、受光信号がさらに増大されることで、受光信号のＳ／Ｎ比をさらに高めることが提案されている。
特開２００６－２２０４７９号公報 特開２０１６－１７６７５０号公報
　特許文献２に記載の方法の場合、受光素子として複数のＴＯＦ画素や複数の参照画素が必要である。したがって、例えばパルス光により所定の範囲を走査するように照射して、各パルス光の反射光を順次１つの受光素子で受光するように構成の場合には適用ができない。
　本発明が解決しようとする課題としては、反射光のピークパワーが低くなる状況でも道路面等の検出精度を高めることが一例として挙げられる。
　上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置であって、前記現在位置及び前記向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得部と、前記受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整部と、を備え、前記調整部は、前記地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定める、ことを特徴としている。
　請求項５に記載の発明は、現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置で実行されるセンサ制御方法であって、前記現在位置及び前記向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得工程と、前記受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整工程と、を含み、前記調整工程は、前記地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定める、ことを特徴としている。
　請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のセンサ制御方法を、コンピュータにより実行させることを特徴としている。
本発明の一実施例にかかるセンサ制御装置とライダが車両に搭載されていることを示す説明図である。 図１に示されたライダの構成例を示す説明図である。 図１に示されたセンサ調整装置の機能構成図である。 直進道路を走行中の車両のライダから進行方向の所定領域を走査した状態を示した説明図ある。 図３に示された調整部におけるセンサ制御方法のフローチャートである。 道路がカーブしている場合のライダから進行方向の所定領域を走査した状態を示した説明図である。
　以下、本発明の一実施形態にかかるセンサ制御装置を説明する。本発明の一実施形態にかかるセンサ制御装置は、現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置であって、現在位置及び向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得部と、受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整部と、を備えている。そして、調整部は、地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定めている。このようにすることにより、地図情報に基づいて光を照射する所定の領域において道路に相当する領域は受光レベルを調整することが可能となる。したがって、道路面等の反射光のピークパワーが低くなる状況でも検出精度を高めることができる。
　また、調整部は、地図情報に基づいて、道路と推定される領域に対する受光信号の受光レベルを調整してもよい。このようにすることにより、光を照射する所定の領域において地図情報により道路と推定される領域は受光レベルを例えば上げるように調整することができる。つまり、実質的に道路と推定される領域の受光感度を上げることができるため、道路面等の検出精度を高めることができる。
　また、調整部は、地図情報に基づいて受光レベルを調整した領域の少なくとも一部について、受光部の受光量に基づき受光レベルを調整するようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、道路と推定される領域について、他車両等が検出された場合には、その他車両等が検出された領域は受光レベルを下げて飽和しないように調整することができる。
　また、本発明の一実施形態にかかるセンサ制御方法は、現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置で実行されるセンサ制御方法であって、現在位置及び向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得工程と、受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整工程と、を含んでいる。そして、調整工程は、地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定めている。このようにすることにより、地図情報に基づいて光を照射する所定の領域において道路に相当する領域は受光レベルを調整することが可能となる。したがって、道路面等の反射光のピークパワーが低くなる状況でも検出精度を高めることができる。
　また、上述したセンサ制御方法を、コンピュータにより実行させてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、地図情報に基づいて光を照射する所定の領域において道路に相当する領域は受光レベルを調整することが可能となる。したがって、道路面等の反射光のピークパワーが低くなる状況でも検出精度を高めることができる。
　本発明の一実施例にかかるセンサ制御装置を図１～図６を参照して説明する。センサ制御装置２は、図１に示したように例えば移動体としての車両Ｃに搭載されている。センサ制御装置２は、車両Ｃに設置されたセンサとしてのライダ１の受光レベルを調整する。
　ライダ１は、図１の破線で示した領域（所定の領域）へ光を照射し、その反射光を受光することで道路面Ｒや道路上の障害物等を検出する。ライダ１の構成を図２に示す。
　ライダ１は、図２に示したように、光源１１と、コリメートレンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、ＭＥＭＳミラー１４と、投受光レンズ１５と、集光レンズ１６と、受光素子１７と、を備えている。
　照射部としての光源１１は、例えばレーザダイオードで構成されている。光源１１は、所定の波長のレーザ光をパルス状に発光（照射）する。
　コリメートレンズ１２は、光源１１から出射されたレーザ光を平行光束にする。ビームスプリッタ１３は、コリメートレンズ１２で平行光にされたレーザ光をＭＥＭＳミラー１４へ出力し、ＭＥＭＳミラー１４で反射された入射光を集光レンズ１６へ向けて反射する。
　ＭＥＭＳミラー１４は、ビームスプリッタ１３から出射したレーザ光を対象物１００が存在する領域へ向けて水平方向および垂直方向に走査する。ここで、対象物１００は、図１に示した道路面Ｒや不図示の障害物等を示す。また、ＭＥＭＳミラー１４は、対象物１００で反射した光が投受光レンズ１５に入射した入射光をビームスプリッタ１３へ反射する。ＭＥＭＳミラー１４は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）により構成されたミラーであり、ミラーと一体的に形成されたアクチュエータ（不図示）によって駆動される。また、ＭＥＭＳミラー１４はガルバノミラーやポリゴンミラーなど他のビーム偏向手段でもよい。
　投受光レンズ１５は、ＭＥＭＳミラー１４で反射されたレーザ光を対象物１００が存在する領域へ照射（投光）する。また、投受光レンズ１５には、対象物１００で反射したレーザ光である反射光等が入射光として入射（受光）する。
　集光レンズ１６は、ビームスプリッタ１３と受光素子１７との間に設けられ、ビームスプリッタ１３で反射された反射光を受光素子１７へ集光する。
　受光部としての受光素子１７は、集光レンズ１６で集光された反射光を受光する。受光素子１７は、例えば１つ（単画素）のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）により構成されている。受光素子１７は、受光した光の強度に応じたレベルとなる信号（受光信号）を出力する。
　ライダ１は、周知のように、レーザ光を間欠的に所定の領域を走査するように照射することで、走査領域における対象物１００の状態を点群として取得することができる。
　図３にセンサ制御装置２の機能構成を示す。センサ制御装置２は、図３に示したように、記憶装置２１と、調整部２２と、出力部２３と、を備えている。
　記憶装置２１は、例えば半導体メモリやハードディスク等の不揮発性記憶媒体で構成されている。記憶装置２１は、地図情報２１ａが記憶されている。地図情報２１は、例えば上述したライダ１で取得した点群に基づいて生成された三次元地図として構成されている。そして、地図情報２１は、道路ネットワークや車線ネットワークの情報、道路のカーブの曲率や路面の傾斜角といった路面情報が含まれている。さらに地図情報２１は、標識や信号機、ガードレール、道路標示、或いは建物といった地物の位置等の地物に関する情報も含まれている。また、地図情報２１は、地物毎にＢＲＤＦ（Bidirectional Reflectance Distribution Function：双方向反射率分布関数）等の物体の反射特性に関する情報を含んでもよい。
　調整部２２は、記憶装置２１に記憶されている地図情報２１ａに基づいて、ライダ１から調整部２２に入力される受光信号の受光レベルを調整する。調整部２２は、図２に示したＧＰＳ受信機３から入力される現在位置情報に基づいて地図情報２１ａから取得すべき地域を特定する。調整部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有するマイクロコンピュータで構成されている。
　出力部２３は、調整部２２で調整された受光信号を、例えばＡＤＡＳや自動運転等の制御装置へ出力する。
　ＧＰＳ受信機３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波に基づいて車両Ｃの現在位置を検出する周知の機器である。また、ＧＰＳ受信機３だけでなく、車両Ｃの向き等の姿勢を検出するジャイロセンサがセンサ制御装置２に接続されていてもよい。なお、車両Ｃの向きは、ジャイロセンサに限らずＧＰＳ受信機３で検出した現在位置の履歴に基づいて判定してもよい。
　次に、上述した構成のセンサ制御装置２におけるライダ１の受光信号の受光レベルの調整方法について図４を参照して説明する。図４は、例えば直進道路を走行中の車両Ｃのライダ１から進行方向の所定領域（検出領域）を走査した結果得られる車両前方の状態を示した図である。図４に示したようにライダ１は、検出領域の略下側の中央部に道路面（道路）Ｒを検出し、その道路に沿って建てられている建物Ｂを検出する。また、検出領域の略上側には、反射光が検出されないことで道路面Ｒ上の空間Ｓとして検出される。
　ここで、建物Ｂは、ライダ１から照射されるレーザ光の入射角が垂直に近いので反射光のピークパワーは十分に得られるが、道路面Ｒの部分については、レーザ光の入射角が小さいので反射光のピークパワーが十分に得られない場合がある。
　そこで、地図情報２１ａを参照して、ライダ１のレーザ光の照射領域のうち、道路面Ｒの領域を推定し、道路面Ｒと推定された領域からの反射光に基づく受光信号の受光レベルを他の領域よりも上げるように調整する。具体的には、受光素子１７が出力した受光信号に対するゲインを他の領域よりも上がるように増幅する。このようにすることにより、実質的に道路面Ｒと推定された領域について受光素子１７の感度を他の領域よりも上げることができる。
　上述したセンサ制御装置２におけるライダ１の受光信号の受光レベルの調整方法（センサ制御方法）について図５のフローチャートを参照して説明する。図５のフローチャートは、調整部２２で実行される。つまり、図５のフローチャートを調整部２２のＣＰＵで実行するコンピュータプログラムとして構成することで、センサ制御プログラムとすることができる。
　まず、ステップＳ１１において、車両Ｃの現在位置及び向き（進行方向）をＧＰＳ受信機３やジャイロセンサから取得する。
　次に、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で取得した車両Ｃの現在位置及び向きに基づいて、地図情報２１ａを記憶装置２１から取得する。つまり、車両Ｃの現在位置から進行方向の地域の地図情報を記憶装置２１から読み出す。即ち、調整部２２は、地図情報を取得する地図情報取得部として機能する。
　次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で取得した地図情報に基づいて、ライダ１の検出領域から道路と推定される領域を把握する。つまり、図４に示した道路面Ｒの領域を定める。
　次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で把握した道路と推定される領域について受光レベルを調整する。具体的には上述したように受光レベルを他の領域よりも上がるようにゲインを変更する。道路と推定される領域以外の領域については受光レベルの変更をしない（ゲインの変更なし）。即ち、調整部１３は、地図情報に基づいて受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整部として機能する。
　次に、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で調整した受光レベルで反射光を受光する。勿論受光レベルを調整しない領域（例えば建物Ｂ等）は調整されない受光レベル（デフォルト値）で受光する。
　次に、ステップＳ１６において、ステップＳ１５で受光した受光レベルのうち、ステップＳ１４で調整した領域の受光レベルが所定の閾値以上であったか否かを判断し、所定の閾値以上であった場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１７において、検出領域において、所定の閾値以上であった受光レベルが観測された部分について、受光レベルを調整する。この調整とは、受光レベルを下げるようにする。具体的には、受光素子１７が出力した受光信号に対してゲインを下げるように調整する。このゲインを下げる量は、予め定めた所定値だけ下げるようにしてもよいし、ゲインを上げる前の値に戻すようにしてもよい。また、所定の閾値は、受光レベルが飽和しない範囲（例えば飽和直前等）で適宜定めればよい。
　このステップＳ１７を実行するケースとしては、例えば、道路面Ｒの領域についてレーザ光を照射したところ、他車両等の障害物が検出された場合等が該当する。このような場合、障害物等は上述したように入射角が垂直に近く、反射光のピークパワーも十分に得られるため、ゲインを上げる必要が無い。そこで、検出領域において、所定の閾値以上の受光レベルを検出した部分についてはゲインを下げるように調整する。
　一方、ステップＳ１６において、所定の閾値未満であった場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１７は実行せずにステップＳ１１に戻る。
　以上の説明から明らかなように、ステップＳ１１が地図情報取得工程、ステップＳ１４が調整工程として機能する。
　なお、上述したフローチャートは、ステップＳ１７の実行後には再びステップＳ１１に戻る。したがって、ステップＳ１１に戻った場合は、車両Ｃの現在位置及び向き（進行方向）に基づいて再度地図情報２１ａを取得し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、再度取得した地図情報２１ａに基づいて受光レベルが調整される（ステップＳ１３、Ｓ１４）。
　具体例を示すと、車両Ｃが図５のフローチャートを実行しながら走行しているときに地図情報からこの先の道路がカーブしていたことが判明したとする。この場合、図６に示したように、道路面Ｒの領域が図４の状態から変化し、図４では道路面Ｒと推定される領域が図６では建物Ｂとなることがある。このような場合は、建物Ｂとなった領域のゲインを道路面Ｒと推定された場合のゲインのままとすると、受光レベルが上がり過ぎで飽和するおそれがある。そのため、道路面Ｒから建物Ｂとなる領域は受光レベルを下げるようにゲインを調整する。また、新たに道路面Ｒと推定される領域は、受光レベルを上げるようにゲインを調整する。そして、引き続き道路面Ｒと推定される領域の受光レベルは変えない（ゲインの調整なし）。即ち、調整部２２は、地図情報２１ａに基づいて受光レベルを調整した（上げた）領域の少なくとも一部について受光部の受光量に基づき受光レベルを調整している（受光レベルを下げている）。
　本実施例によれば、センサ制御装置２は、現在位置を取得可能な車両Ｃに設置され、所定の領域へ光を照射する光源１１及び照射した光の反射光を受光する受光素子１７を有するライダ１を制御するセンサ制御装置２であって、地図情報２１ａを取得し、受光素子１７の受光信号の受光レベルを調整する調整部２２を備えている。そして、調整部２２は、地図情報２１ａに基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定めている。このようにすることにより、地図情報２１ａに基づいて光を照射する所定の領域において道路に相当する領域は受光レベルを調整することが可能となる。したがって、道路面等の反射光のピークパワーが低くなる状況でも検出精度を高めることができる。
　また、調整部２２は、地図情報２１ａに基づいて、道路と推定される領域に対する受光信号の受光レベルを調整している。このようにすることにより、光を照射する所定の領域において地図情報２１ａにより道路と推定される領域は受光レベルを例えば上げるように調整することができる。つまり、実質的に道路と推定される領域の受光感度を上げることができるため、道路面等の検出精度を高めることができる。
　また、調整部２２は、地図情報２１ａに基づいて受光レベルを調整した領域の少なくとも一部について、受光素子１７の受光量に基づき受光レベルを調整している。このようにすることにより、例えば、道路面Ｒと推定される領域について、他車両等が検出された場合には、その他車両が検出された領域は受光レベルが飽和してしまうことがあるため、受光レベルを下げて飽和しないように調整することができる。
　なお、上述した実施例では、地図情報２１ａは、センサ制御装置２の記憶装置２１に記憶されていたが、例えば外部サーバ等から通信により必要に応じてダウンロードするようにしてもよい。外部サーバを利用することにより、センサ制御装置２では走行に必要な地域のみの地図情報２１ａを記憶するようにすれば良く、記憶装置２１の記憶容量を削減することができる。
　また、上述した実施例では、ライダ１とセンサ制御装置２は別体に構成されているものとして説明したが、一体的に構成されていてもよい。
　また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のセンサ制御装置を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
　　１　　　　ライダ（センサ）
　　２　　　　センサ制御装置（センサ）
　　１１　　　光源（照射部）
　　１２　　　受光素子（受光部）
　　２１　　　記憶装置
　　２１ａ　　地図情報
　　２２　　　調整部

Claims (5)

  1. 　現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置であって、
    　前記現在位置及び前記向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得部と、
    　前記受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整部と、を備え、
    　前記調整部は、前記地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定める、
    ことを特徴とするセンサ制御装置。
  2. 　前記調整部は、前記地図情報に基づいて、道路と推定される領域に対する受光信号の受光レベルを調整することを特徴とする請求項１に記載のセンサ制御装置。
  3. 　前記調整部は、前記地図情報に基づいて前記受光レベルを調整した領域の少なくとも一部について、前記受光部の受光量に基づき前記受光レベルを調整することを特徴とする請求項２に記載のセンサ制御装置。
  4. 　現在位置及び向きを取得可能な移動体に設置され、所定の領域へ光を照射する照射部及び照射した光の反射光を受光する受光部を有するセンサを制御するセンサ制御装置で実行されるセンサ制御方法であって、
    　前記現在位置及び前記向きに対応する地図情報を取得する地図情報取得工程と、
    　前記受光部の受光信号の受光レベルを調整する調整工程と、を含み、
    　前記調整工程は、前記地図情報に基づいて、受光信号に対する受光レベルを調整する領域を定める、
    ことを特徴とするセンサ制御方法。
  5. 　請求項４に記載のセンサ制御方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とするセンサ制御プログラム。
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