WO2021106303A1 - レーザレーダ - Google Patents

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WO2021106303A1
WO2021106303A1 PCT/JP2020/033688 JP2020033688W WO2021106303A1 WO 2021106303 A1 WO2021106303 A1 WO 2021106303A1 JP 2020033688 W JP2020033688 W JP 2020033688W WO 2021106303 A1 WO2021106303 A1 WO 2021106303A1
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WO
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light
laser radar
light emission
data
controller
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Application number
PCT/JP2020/033688
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English (en)
French (fr)
Inventor
森本　廉
啓右 小嶋
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/495—Counter-measures or counter-counter-measures using electronic or electro-optical means

Definitions

  • the present invention relates to a laser radar that detects an object using a laser beam.
  • laser radars that detect objects using laser light have been developed in various fields. For example, in an in-vehicle laser radar, laser light is projected from the front of the vehicle, and it is determined whether or not an object such as a vehicle or a person exists in front of the vehicle based on the presence or absence of the reflected light. Further, the distance to the object is measured based on the projection timing of the laser beam and the reception timing of the reflected light.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a device that scans a line beam to detect an object in front of a vehicle.
  • the laser radar for example, when the laser radar is arranged on the oncoming vehicle, the laser light (interference light) emitted by the laser radar of the oncoming vehicle is received in addition to the reflected light from the object of the laser light emitted by the laser radar. Can happen. In this case, the accuracy of object detection is lowered due to the reception of the interference light.
  • the present invention provides a laser radar capable of acquiring high-precision measurement data in which the influence of interference light emitted by another laser radar is suppressed, thereby improving the accuracy of object detection.
  • the purpose is to do.
  • a main aspect of the present invention relates to a laser radar that detects an object by scanning a line beam.
  • the laser radar according to this aspect has a matrix of a light source that emits laser light used to generate the line beam, a mirror for reciprocating scanning the line beam in a target region, and light reflected from an object of the line beam.
  • a light receiving element that receives light from a plurality of pixels arranged in the above and a controller are provided.
  • the controller controls the light source so that the light emission cycles are different from each other in the outbound and inbound scanning of the line beam, and the first pixel data obtained from the light receiving element in the outbound scanning and the inbound path. It is determined whether or not to select the first pixel data or the second pixel data as measurement data based on the difference from the second pixel data obtained from the light receiving element in scanning.
  • the laser radar since the light emission cycle of the light source in the outward path and the return path is different, even if the light emission cycle of either the outward path or the return path matches the light emission cycle of the interference light from the other laser radar.
  • the other emission cycle is likely to be different from the emission cycle of the interference light. Therefore, when the interference light is incident on the light receiving element, the ratio of the data based on the reception of the interference light to the pixel data acquired in the outbound and return scanning is different from each other, and the first pixel data and the first pixel data are different. A difference occurs between the two pixel data. Therefore, by referring to this difference, it is possible to determine whether or not the first pixel data and the second pixel data are affected by the interference light.
  • the laser radar it is determined whether or not to select the first pixel data or the second pixel data as the measurement data based on the difference between the first pixel data and the second pixel data. Therefore, high-precision measurement data can be acquired, and as a result, the accuracy of object detection can be improved.
  • a laser radar capable of acquiring high-precision measurement data in which the influence of interference light emitted by another laser radar is suppressed, thereby improving the accuracy of object detection can be obtained. Can be provided.
  • FIG. 1A is a diagram showing a configuration of an optical system and a circuit unit of a laser radar according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a perspective view showing the configuration of the line beam scanning optical system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a projection state of a laser beam of a laser radar and a state of a line beam in a target region according to an embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the configuration of the light receiving element according to the embodiment.
  • FIG. 3B is a diagram showing a change in the rotation angle of the mirror during the measurement operation according to the embodiment.
  • FIG. 3C is a diagram showing the movement of the reflected light on the light receiving surface in the outward path and the return path according to the embodiment.
  • FIG. 4 (a) to 4 (c) are diagrams showing measurement operations during the outbound measurement period according to the embodiment, respectively.
  • FIG. 5A is a diagram showing a state in which reflected light is incident on the pixels in the second row and the fifth column during the eighth scanning period of the outward path according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram schematically showing pixel data of one frame of the outward path according to the embodiment.
  • FIG. 6A shows that in the second measurement period of the outward path according to the embodiment, interference light was incident on the pixel groups of the first and second rows during the light receiving period of the first and second rows. It is a figure which shows the state.
  • FIG. 5A is a diagram showing a state in which reflected light is incident on the pixels in the second row and the fifth column during the eighth scanning period of the outward path according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram schematically showing pixel data of one frame of the outward path according to the embodiment.
  • FIG. 6A shows that in the second measurement
  • FIG. 6B is a diagram schematically showing pixel data of one frame of the outward path when interference light is incident on the light receiving element according to the embodiment.
  • FIG. 7A is a diagram showing a light emission cycle of the return path according to the embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram schematically showing pixel data of one frame of the return path according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a measurement data acquisition process according to the embodiment.
  • FIG. 9A is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the first modification.
  • FIG. 9B is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the second modification.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a measurement data acquisition process according to the third modification.
  • FIG. 9A is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the first modification.
  • FIG. 9B is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the second modification.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a measurement data acquisition process according to the
  • 11A is a diagram showing a configuration example of selection candidates for the outward path and the complex light emission cycle held by the controller according to the embodiment.
  • 11 (b) and 11 (c) are timing charts showing an example of the state of the emission cycle of the outward path and the incident timing of the interference light according to the modified example 4.
  • the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are added to each figure.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are the long side direction and the short side direction of the line beam, respectively, and the Z-axis positive direction is the projection direction of the line beam.
  • FIG. 1A is a diagram showing a configuration of an optical system and a circuit unit of the laser radar 1.
  • FIG. 1B is a perspective view showing the configuration of the projection optical system 10.
  • the laser radar 1 includes a projection optical system 10 and a light receiving optical system 20 as an optical system configuration.
  • the projection optical system 10 generates a long line beam B10 in one direction (X-axis direction). Further, the projection optical system 10 scans the generated line beam B10 in the short side direction (Y-axis direction) thereof.
  • the light receiving optical system 20 receives the reflected light from the object of the laser light projected from the projection optical system 10.
  • the projection optical system 10 includes a light emitting unit 11, a fast-axis cylindrical lens 12, a slow-axis cylindrical lens 13, and an optical deflector 14. Further, the light receiving optical system 20 includes a light receiving lens 21 and a light receiving element 22.
  • the light emitting unit 11 is configured by integrating a plurality of laser light sources 11a.
  • the laser light source 11a emits a laser beam having a predetermined wavelength.
  • the laser light source 11a is an end face emitting type laser diode.
  • the laser light source 11a may be a surface emitting type laser light source.
  • the emission wavelength of each laser light source 11a is set in the infrared wavelength band (for example, 905 nm).
  • the emission wavelength of the laser light source 11a can be appropriately changed depending on the usage mode of the laser radar 1.
  • the laser light source 11a has a structure in which the active layer is sandwiched between an N-type clad layer and a P-type clad layer.
  • a voltage is applied to the N-type clad layer and the P-type clad layer, laser light is emitted from the light emitting region of the active layer.
  • the width of the light emitting region in the direction parallel to the active layer is wider than the width in the direction perpendicular to the active layer.
  • the axis perpendicular to the active layer is called the fast axis
  • the axis parallel to the active layer is called the slow axis.
  • the laser beam emitted from the light emitting region has a larger spread angle in the fast axis direction than in the slow axis direction. Therefore, the shape of the beam emitted from the light emitting region becomes an elliptical shape long in the fast axis direction.
  • the plurality of laser light sources 11a are arranged so that their slow axes are parallel to the X-axis direction. Further, the plurality of laser light sources 11a are arranged so as to be arranged in a direction parallel to the slow axis (X-axis direction).
  • the light emitting unit 11 has a structure in which one semiconductor light emitting element formed so that a plurality of light emitting regions are arranged in the slow axis direction is installed on the base 11b.
  • the structural portion that emits the laser light from each light emitting region corresponds to the laser light source 11a, respectively.
  • the light emitting unit 11 may be configured by installing a plurality of individually formed laser light sources 11a on the base 11b adjacent to each other.
  • the fast-axis cylindrical lens 12 converges the laser light emitted from each laser light source 11a of the light emitting unit 11 in the fast-axis direction, and adjusts the spread of the laser light in the fast-axis direction to a substantially parallel state. That is, the fast-axis cylindrical lens 12 has an action of parallelizing the laser light emitted from each laser light source 11a of the light emitting unit 11 only in the fast-axis direction.
  • the fast-axis cylindrical lens 12 has a lens surface 12a that is curved only in a direction parallel to the YY plane.
  • the generatrix of the lens surface 12a is parallel to the X axis.
  • Fast Axis The fast axis of each laser beam incident on the cylindrical lens 12 is perpendicular to the generatrix of the lens surface 12a.
  • the laser beams are aligned in the X-axis direction and incident on the fast-axis cylindrical lens 12.
  • Each laser beam receives a convergence action in the fast axis direction (Z axis direction) on the lens surface 12a and becomes parallel light in the fast axis direction.
  • the slow axis cylindrical lens 13 collects the laser light emitted from each laser light source 11a of the light emitting unit 11 in the slow axis direction.
  • the slow axis cylindrical lens 13 has a lens surface 13a that curves only in a direction parallel to the XY plane.
  • the generatrix of the lens surface 13a is parallel to the Z axis.
  • the generatrix of the lens surface 12a of the fast-axis cylindrical lens 12 and the generatrix of the lens surface 13a of the slow-axis cylindrical lens 13 are perpendicular to each other.
  • the laser light emitted from each laser light source 11a is collected in the slow axis direction by the slow axis cylindrical lens 13 and incident on the mirror 14a of the light deflector 14.
  • the optical deflector 14 is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror using a piezoelectric actuator, an electrostatic actuator, or the like.
  • the reflectance of the mirror 14a is increased by a dielectric multilayer film, a metal film, or the like.
  • the mirror 14a is arranged at a position near the focal length on the positive side of the Y-axis of the slow-axis cylindrical lens 13.
  • the mirror 14a is driven so as to rotate about a rotation axis R1 parallel to the X axis.
  • the mirror 14a has, for example, a circular shape having a diameter of about 3 mm.
  • a beam is composed of a collection of laser beams from each laser light source 11a. Since the beam is focused only in the X-axis direction by the slow-axis cylindrical lens 13, the beam after being reflected by the mirror 14a spreads only in the X-axis direction. In this way, the line beam B10 extending in the X-axis direction is generated.
  • the line beam B10 has, for example, a divergence angle in the long side direction of 10 ° or more in the long side direction and a divergence angle in the short side direction of 1 ° or less.
  • the spread angle of the line beam B10 in the long side direction is set to a full angle of 60 ° or more.
  • the optical deflector 14 drives the mirror 14a by a drive signal from the mirror drive circuit 33, and scans the beam reflected from the mirror 14a in the Y-axis direction. As a result, the line beam B10 is scanned in the lateral direction (Y-axis direction).
  • the mirror 14a when the mirror 14a is in the neutral position, the mirror 14a is tilted by 45 ° with respect to the emission light axis of the laser light source 11a, but the emission light of the laser light source 11a.
  • the tilt angle of the mirror 14a with respect to the axis is not limited to this.
  • the tilt angle of the mirror 14a can be appropriately changed according to the layout of the projection optical system 10.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the projection state of the laser beam of the laser radar 1 and the state of the line beam B10 in the target region.
  • the upper part of FIG. 2 schematically shows the cross-sectional shape of the line beam B10 when viewed in the projection direction (Z-axis positive direction).
  • the laser radar 1 is mounted on the front side of the vehicle 200, and the line beam B10 is projected in front of the vehicle 200.
  • the spread angle ⁇ 11 in the long side direction of the line beam B10 is, for example, 90 °.
  • the upper limit of the distance D11 capable of detecting an object is, for example, about 250 m. In FIG. 2, for convenience, the spread angle ⁇ 11 is expressed smaller than it actually is.
  • the line beam B10 is configured by synthesizing the laser light emitted from each laser light source 11a.
  • the reflected light R10 of the line beam B10 reflected from the target region is focused on the light receiving surface of the light receiving element 22 by the light receiving lens 21.
  • the light receiving element 22 is, for example, an image sensor in which pixels are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions.
  • an avalanche photodiode is placed at the position of each pixel.
  • the avalanche photodiode is used, for example, in Geiger mode (Geiger multiplication mode).
  • the avalanche multiplier causes the charge collected on the cathode of the avalanche photodiode to be multiplied to the saturated charge amount. Therefore, the presence or absence of light incident on the pixel can be detected with high sensitivity.
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the configuration of the light receiving element 22.
  • the light receiving element 22 has, for example, a rectangular light receiving surface 22a, and a plurality of pixels 22b are arranged in a matrix on the light receiving surface 22a.
  • 80 pixels 22b are arranged in 8 rows and 10 columns.
  • the number of pixels 22b and the number of rows and columns arranged on the light receiving element 22 are not limited to this. In reality, the number of pixels 22b, which is several steps higher than 80, is arranged in high definition.
  • the light receiving element 22 is arranged so that the long side of the light receiving surface 22a is parallel to the X axis.
  • the long side direction of the light receiving surface 22a of the light receiving element 22 corresponds to the long side direction of the line beam B10 in the target region.
  • the reflected light R10 of the line beam B10 is imaged on the light receiving surface of the light receiving element 22 by the light receiving lens 21 so as to extend along the long side direction of the light receiving surface 22a.
  • FIG. 3A shows the state of the reflected light R10 when all of the line beam B10 is reflected.
  • the pixel position of the light receiving surface 22a in the X-axis direction corresponds to the position in the X-axis direction in the target region.
  • the pixel position of the light receiving surface 22a in the Y-axis direction corresponds to the position in the Y-axis direction in the target region. Therefore, it is possible to detect at which position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the target region the object exists by the position of the pixel 22b where the received light signal is generated.
  • the laser radar 1 includes a controller 31, a laser drive circuit 32, a mirror drive circuit 33, and a signal processing circuit 34 as a circuit unit configuration.
  • the controller 31 includes an arithmetic processing circuit such as a CPU (CentralProcessingUnit) and a storage medium such as a ROM (ReadOnlyMemory) and a RAM (RandomAccessMemory), and controls each part according to a preset program.
  • the laser drive circuit 32 causes each laser light source 11a of the light emitting unit 11 to emit light in pulses according to the control from the controller 31.
  • the mirror drive circuit 33 drives the optical deflector 14 according to the control from the controller 31.
  • the optical deflector 14 rotates the mirror 14a with respect to the rotation axis R1 to scan the line beam B10 in the short side direction of the line beam B10.
  • the signal processing circuit 34 outputs the light receiving signal of each pixel of the light receiving element 22 to the controller 31.
  • the controller 31 can detect the position of the object in the X-axis direction of the target region based on the position of the pixel in which the received light signal is generated. Further, the controller 31 is based on the time difference between the timing when the light emitting unit 11 is made to emit light in a pulse and the timing when the light receiving element 22 receives the reflected light from the target region, that is, the timing when the light receiving signal is received from the light receiving element 22. , Get the distance to the object existing in the target area.
  • the controller 31 detects the presence or absence of an object in the target region by scanning the line beam B10 with the light deflector 14 while causing the light emitting unit 11 to emit light in a pulsed manner, and further determines the position of the object and the distance to the object. measure. These measurement results are transmitted to the control unit on the vehicle side at any time.
  • FIG. 3B is a diagram showing a change in the rotation angle of the mirror 14a during the measurement operation.
  • the controller 31 reciprocates the mirror 14a at regular intervals so that the period of the outward trip is longer than the period of the return trip.
  • rotation angle 0 °.
  • the line beam B10 is scanned in another direction in the short side direction (X-axis direction), and accordingly, the reflected light R10 is in the short-side direction (X-axis direction). ) Move in the other direction.
  • the period from time t1 to t2 is the measurement period T1 on the outward route
  • the period from time t3 to t4 is the measurement period T3 on the return route.
  • the controller 31 processes the signal generated by the light receiving element 22 on the outward path in the processing period T2. As a result, the pixel data of the outward route can be obtained. Further, the controller 31 processes the signal generated by the light receiving element 22 on the return path in the processing period T4. As a result, the pixel data of the return route can be obtained.
  • the measurement period T1 is, for example, 24 msec, and the measurement period T3 is, for example, 8 msec.
  • the processing periods T2 and T4 are, for example, 3 msec.
  • FIG. 3C is a diagram showing the movement of the reflected light R10 on the light receiving surface 22a on the outward path and the return path.
  • the movement of the reflected light R10 when the line beam B10 continuously emits light during the measurement periods T1 and T3 is shown.
  • the range of the line numbers of FIG. 3 (a) is represented by the line numbers.
  • the reflected light R10 moves from the position of the pixel 22b group in the first row to the position of the pixel 22b group in the eighth row during the measurement period T1 of the outward path, and measures the return path.
  • the movement is made from the position of the pixel 22b group in the eighth row toward the position of the pixel 22b group in the first row. Therefore, pixel data can be acquired in both the outward measurement period T1 and the return measurement period T3.
  • 4 (a) to 4 (c) are diagrams showing the measurement operation during the measurement period T1 of the outward route.
  • FIGS. 4A to 4C show measurement operations during the first to third measurement periods T1. Further, although the measurement operation for the pixel groups of the first row and the second row in each measurement period T1 is shown, the same measurement operation is repeated for the pixel groups of the fourth row to the eighth row.
  • the controller 31 makes the laser beam pulse light from the light emitting unit 11 in the light emitting cycle T10 corresponding to the line spacing of the pixels 22b in one measurement period T1.
  • the light emission cycle T10 is, for example, 3 msec, and the period of pulse light emission is, for example, 1 to 50 nsec.
  • the line beam B10 is intermittently projected toward the target region in the light emission period T10 corresponding to the line spacing.
  • the controller 31 causes the pixel group of each row to receive light for a predetermined time at the timing when the time ⁇ T1 corresponding to the target distance elapses from each pulse emission.
  • the time ⁇ T1 is set to the time required for the light to travel a distance twice the target distance plus the time lag from when the controller 31 controls the light emission to the light emitting unit 11 until the light is actually emitted.
  • the light receiving in the pixel group is performed by applying a predetermined reverse voltage to the avalanche photodiode to set the light receiving state.
  • the row is concerned.
  • the reflected light R10 from the object is incident on the pixel 22b at the pixel position.
  • the controller 31 acquires pixel data indicating whether or not an object exists at the target distance defined by the time ⁇ T1 for each pixel 22b in one measurement period T1.
  • the controller 31 changes the target distance to the distance specified by the time ⁇ T2 in the second measurement period T1 in the same manner. Is processed. As a result, the controller 31 acquires pixel data indicating whether or not the object exists at the target distance defined by the time ⁇ T2 for each pixel 22b in the two measurement periods T1.
  • the controller 31 sequentially changes the target distance to the distance specified by the time ⁇ T3, ... Even after the third measurement period T1, and performs the same process.
  • the controller 31 acquires pixel data indicating whether or not the object exists at the target distance defined by the time ⁇ T3, ... For each pixel 22b in the measurement period T1 after the third measurement.
  • the controller 31 repeats the same process until it reaches the longest predetermined target distance.
  • the controller 31 executes the same processing for the next frame. In this way, the controller 31 continues to acquire pixel data for one frame on the outward path until the measurement operation is completed.
  • FIG. 5A is a diagram showing a state in which the reflected light R10 is incident on the pixels 22b in the second row and the fifth column during the eighth measurement period T1 on the outward route.
  • a timing chart for the pixel group in the fifth column is shown.
  • an object exists at a position on the target region corresponding to the pixel position of the pixel 22b in the second row and the fifth column, and the distance to the object is defined by the time ⁇ T8.
  • the target distance is reached, the reflected light R10 from the object is incident on the pixels 22b in the second row and the fifth column at the timing when the time ⁇ T8 has elapsed from the pulse emission for the second row.
  • the light receiving period of the pixels 22b in the second row and the fifth column coincides with the incident timing of the reflected light R10, and the detection signal is output from the pixels 22b in the second row and the fifth column.
  • the target distance corresponding to the time ⁇ T8 is assigned as pixel data to the positions of the pixels 22b in the second row and the fifth column.
  • FIG. 5B is a diagram schematically showing the pixel data 100 of the outward path for one frame.
  • each square 101 shows the position of the pixel 22b. Further, the square 101 with hatching indicates that the distance has been acquired at the pixel position, and the square 101 without hatching indicates that the distance has not been acquired at the pixel position. There is. As described above, the distance between the pixel positions of the hatched squares 101 is acquired as the target region defined by the time ⁇ Tn.
  • the same processing as the above-mentioned processing for the outward measurement period T1 is performed, and image data for one frame is sequentially acquired.
  • the period of pulse emission to the light emitting unit 11 is set shorter than that on the outward route.
  • the light emission cycle in the return measurement period T3 is set so that the ratio of the light emission cycle of the return route to the light emission cycle of the outward route is the ratio of the reciprocal of the measurement period T1 of the outward route and the reciprocal of the measurement period of the return route. ..
  • the light emission cycle on the return trip is set to, for example, 1 msec.
  • the laser radar of the oncoming vehicle is emitted in addition to the reflected light R10 from the object of the line beam B10 emitted by the laser radar 1. It is possible to receive laser light (interference light).
  • interference light For example, as shown in FIG. 6A, in the second measurement period T1 of the outward route, interference light is incident on the pixel groups of the first and second rows during the light receiving period of the first and second rows. Then, the distance defined by the time ⁇ T2 is acquired for these pixel groups. Therefore, as shown in FIG. 6B, the distances defined by the time ⁇ T2 are erroneously assigned to the pixel positions of the first and second rows in the pixel data for one frame. As a result, the accuracy of object detection and distance measurement is reduced.
  • a configuration is provided for acquiring highly accurate measurement data by suppressing the influence of the interference light emitted by another laser radar.
  • the controller 31 has one frame of pixel data obtained from the light receiving element 22 in the outward scanning (hereinafter referred to as “outward data”) and one frame obtained from the light receiving element 22 in the returning scanning. It is determined whether or not to select the outbound data or the inbound data as the measurement data based on the difference from the pixel data (hereinafter referred to as "return data"). Then, when a difference occurs between the outbound data and the inbound data, either the outbound emission cycle T10 or the inbound emission cycle T30 is changed without selecting the outbound data or the inbound data as measurement data. Then, the process of acquiring the outbound route data and the inbound route data is performed again.
  • the difference between the outward route data and the return route data it is possible to determine whether or not any of the outward route data and the return route data includes a distance based on the interference light. Therefore, in the present embodiment, when the difference between the outbound data and the inbound data is large, it is assumed that either the outbound data or the inbound data is affected by the interference light, and both the outbound data and the inbound data are adopted as measurement data. No processing is performed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the acquisition process of measurement data.
  • the controller 31 drives the mirror 14a as shown in FIG. 3 (b) (S102), and sets the light emission cycles T10 and T30 of the outward and return paths to the initial values (S101: YES). S103). Then, the controller 31 makes the light emitting unit 11 pulse light in the set light emission cycles T10 and T30, and acquires the outward path data and the return path data (S104). Further, the controller 31 obtains the difference between the acquired outbound data and the inbound data, and determines whether or not the obtained difference is within the threshold value (S105).
  • the difference is acquired as, for example, the number of pixels in which the distance is assigned in one of the outbound data and the inbound data and the distance is not assigned in the other.
  • it may be acquired as the number of pixels having different distance values (including pixels in which a distance is assigned to one and no distance is not assigned to the other) between the outbound data and the inbound data.
  • the difference may be acquired as another parameter value that can identify that the influence of the interference light on the outward route data and the return route data is different.
  • the threshold value in step S105 is set to a value that defines that the interference light has affected the outward route data and the return route data. That is, the threshold value is set to be larger than the difference caused by noise or accidental malfunction of the light receiving element 22, and smaller than the difference assumed to be caused by the influence of the interference light on the outward path data and the return path data. Will be done.
  • the controller 31 selects the outbound data from the outbound data and the inbound data as the measurement data of the frame (S106).
  • the controller 31 may select the return route data from the outward route data and the return route data as the measurement data of the frame.
  • it is preferable that higher quality outbound data is selected as the measurement data of the frame from the outbound data and the inbound data.
  • the controller 31 applies all combinations of the light emission cycles previously held as the light emission cycles T10 and T30 of the outward path and the return path to obtain the outward path data and the return path data. It is determined whether or not the data has been acquired (S107).
  • the controller 31 holds, in advance, a plurality of selection candidates for the outward and return light emission cycles T10 and T30, respectively.
  • selection candidates set as default values are set. For example, the controller 31 holds two selection candidates for the outward and return light emission cycles T10 and T30. However, the number of selection candidates is not limited to this.
  • step S107 the controller 31 sets the outbound and inbound emission cycles T10 and T30 to other combinations of selection candidates (S108), and returns the process to step S104.
  • the outbound data and the inbound data are acquired in a state where at least one of the emission cycles T10 and T30 is changed to the emission cycle different from that at the time of the measurement for one frame before.
  • the light receiving period of the pixel 22b is matched with the incident timing of the interference light, and the light receiving period of the pixel 22b is deviated from the incident timing of the interference light. It becomes easy to transition. Therefore, there is a high possibility that both the outbound data and the inbound data will not be affected by the interference light, and as a result, the possibility that the determination in step S105 will be YES will increase.
  • the controller 31 selects the outbound data as measurement data (S106).
  • the controller 31 selects the emission cycles T10 and T30 until all the combinations of selection candidates are applied to the emission cycles T10 and T30 (S107: NO). The processing of steps S105 and S106 is repeated while changing the range of the candidates (S108).
  • step S109 the controller 31 repeats the same process until the measurement operation is completed (S109: NO), and acquires the measurement data. After that, when the measurement operation is completed (S109: YES), the controller 31 stops the mirror 14a (S110) and ends the process.
  • the light emission cycles T10 and T30 of the light emitting unit 11 (light source) in the outward path and the return path are different, even if the light emission cycle of either the outward path or the return path matches the light emission cycle of the interference light from the other laser radar, the other The light emission cycle of is likely to be different from the light emission cycle of the interference light. Therefore, when the interference light is incident on the light receiving element 22, the ratio of the data based on the reception of the interference light to the outbound data and the inbound data acquired in the outbound and inbound scanning is different from each other, and the outbound data. A large difference occurs between (first pixel data) and return path data (second pixel data).
  • the outbound data (first pixel data) and the inbound data (second pixel data) are based on the difference between the outbound data (first pixel data) and the inbound data (second pixel data). Since it is determined whether or not to select (1 pixel data) as the measurement data, highly accurate measurement data can be acquired, and as a result, the accuracy of object detection and distance measurement can be improved.
  • the controller 31 drives the mirror 14a so that the scanning period of the return route is shorter than the scanning period of the outward route, and FIGS. 4 (a) to 4 (c) and 7 (a). ),
  • the light emission cycle T30 on the return route is set shorter than the light emission cycle T10 on the outward route.
  • the light emitting cycle T30 on the return route and the light emission cycle T10 on the outward route can be smoothly different from each other while keeping the period during which the mirror 14a reciprocates short.
  • the controller 31 makes the ratio of the light emission cycle T30 on the return route and the light emission cycle T10 on the outward route the reciprocal of the measurement period T1 on the outward route and the reciprocal of the measurement period T3 on the return route.
  • the same number of light emission pulses can be output from each other during the outbound and inbound measurement periods T1 and T3, and the calculation accuracy of the difference between the outbound data and the inbound data can be improved. Therefore, it is possible to more effectively suppress the selection of the outbound data affected by the interference light as the measurement data, and as a result, the accuracy of the object detection and the distance measurement can be improved.
  • the controller 31 sets a threshold value that defines that the difference between the outward path data (first pixel data) and the return path data (second pixel data) affects the interference light on these pixel data. On condition that it exceeds (S105), at least one of the light emission timing of the outward route and the light emission timing of the return route is changed (S108).
  • the controller 31 changes the light emission timing by changing the light emission cycles T10 and T30.
  • the light emission cycle of the light emission cycles T10 and T30 that is synchronized with the light emission cycle of the interference light can be changed to a state that is not synchronized with the interference light. Therefore, neither the outbound data (first pixel data) nor the inbound data (second pixel data) can be set to be unaffected by the interference light, and one of these pixel data (outbound data in the present embodiment) can be set.
  • the measurement data it is possible to acquire the measurement data that is not affected by the interference light.
  • the controller 31 holds a plurality of outbound light emission timing setting patterns (light emission cycle patterns) and return light emission timing setting patterns (light emission cycle patterns), respectively.
  • the light emission cycles T10 and T30 of the outward path and the return path can be easily and smoothly changed, and the measurement data acquisition process can be performed quickly.
  • the controller 31 makes the light emission timing on the outward route in the measurement period T3 on the return route not match any of the light emission timings on the measurement period T1 on the return route. It is preferable to set the light emission timing (light emission cycle T10) and the light emission timing of the return path (light emission cycle T30). As a result, when the light emission timing of either the outward path or the return path is synchronized with the light emission timing of the interference light, it is possible to prevent the other light emission timing from being synchronized with the light emission timing of the interference light. Therefore, in the process of FIG. 8, it is possible to appropriately determine whether or not the interference light is affecting the pixel data (S105), and it is possible to acquire higher quality measurement data.
  • the controller 31 performs a light receiving operation on the light receiving element 22 for receiving the reflected light R10 at the timing when the time ⁇ Tn corresponding to the target distance elapses from the light emitting timing.
  • a distance image in which the distance is mapped to each pixel position can be acquired by assigning a target distance according to the time ⁇ Tn to the pixel position.
  • high-quality measurement data can be acquired, so that a high-precision distance image can be generated.
  • the method of combining the light emission cycles in step S108 of FIG. 8 is not particularly mentioned, but in step S108, the light emission cycle T10 is more likely to eliminate the influence of the interference light.
  • T30 is preferably reset.
  • steps S107 and S108 in FIG. 8 are changed from this point of view.
  • FIG. 9A is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the change example 1.
  • steps S107 and S108 in FIG. 8 are replaced with steps S111 to S115. Since the other steps are the same as the corresponding steps in FIG. 8, the description thereof will be omitted.
  • the controller 31 determines the number N1 of pixels to which the distance is assigned in the outbound data and the inbound data. Compare with the number N2 of pixels to which the distance is assigned (S111). Then, when the number of pixels N1 is larger than the number of pixels N2 (S111: YES), the controller 31 proceeds to step S112 on the assumption that the outbound data is affected by the interference light, and the number of pixels N2 is the number of pixels N1. If it is larger than (S111: NO), it is assumed that the return path data is affected by the interference light, and the process proceeds to step S114.
  • step S112 the controller 31 determines whether or not all the selection candidates of the outbound light emission cycle T10 held in advance have been applied in the process (S112). Then, when all the selection candidates of the light emission cycle T10 of the outward route are applied (S112: YES), the controller 31 proceeds to the process in step S109 (see FIG. 8) and gives up the acquisition of the measurement data for the frame. On the other hand, when not all the selection candidates of the outbound light emission cycle T10 are applied (S112: NO), the controller 31 changes the outbound light emission cycle T10 to any of the remaining outbound selection candidates (S113). The process proceeds to step S104 (see FIG. 8), and the outward route data and the return route data are acquired again.
  • step S114 the controller 31 determines whether or not all the selection candidates of the return light emission cycle T30 held in advance have been applied in the process (S114). Then, when all the selection candidates of the return light emission cycle T30 are applied (S114: YES), the controller 31 proceeds to step S109 (see FIG. 8) and gives up the acquisition of the measurement data for the frame. On the other hand, when all the selection candidates of the return light emission cycle T30 are not applied (S114: NO), the controller 31 changes the return light emission cycle T30 to any of the remaining return path selection candidates (S115). The process proceeds to step S104 (see FIG. 8), and the outward route data and the return route data are acquired again.
  • the distance is assigned to the pixel position by the interference light together with the reflected light R10. Therefore, the number of pixels to which the distance is assigned is not affected by the interference light. It will be more than. Therefore, by comparing the number of pixels N1 and N2, it is possible to determine whether the outbound data or the inbound data is affected by the interference light.
  • the change example 1 since the light emission timing (light emission cycle) corresponding to the measurement period of the measurement periods T1 and T3 of the outward path and the return path, whichever has the larger number of pixels N1 and N2 that received light, is changed, the light emission timing (light emission cycle) is changed thereafter.
  • the measurement operation performed it is possible to reduce the possibility that the reception of the interference light is synchronized with the light reception period again during the measurement of the outward path or the return path. Therefore, the outward route data and the return route data in a state where there is no influence of the interference light can be acquired more quickly, and the measurement data can be acquired quickly.
  • FIG. 9B is a flowchart showing the measurement data acquisition process according to the second modification.
  • steps S114 and S115 in FIG. 9A are replaced with steps S116 and S117.
  • step S111 the controller 31 applies all the combinations of the selection candidates of the light emission cycles T10 and T30 of the outward route and the return route to determine whether or not the outward route data and the return route data have been acquired (S116). ). If the determination in step S116 is NO, the controller 31 sets the outbound and inbound emission cycles T10 and T30 to other combinations of selection candidates (S117), and returns the process to step S104 (see FIG. 8). As a result, the outbound data and the inbound data are acquired in a state where at least one of the emission cycles T10 and T30 is changed to the emission cycle different from that at the time of the measurement for one frame before. On the other hand, when another combination of selection candidates is applied (S116: NO), the controller 31 proceeds to step S109 (see FIG. 8) and abandons the acquisition of measurement data for the frame.
  • the light emission timing (light emission cycle) in the measurement period T1 of the outward path is changed. Can reduce the possibility of being affected by interference light. Therefore, the outbound data in a state where there is no influence of the interference light can be quickly acquired, and the measurement data can be quickly acquired.
  • the linear mode when a photon is incident on the avalanche photodiode, an electric charge substantially proportional to the number of incident photons is collected on the cathode of the avalanche photodiode. Therefore, in the linear mode, the amount of incident light (light receiving intensity) can be detected as well as the presence or absence of light incident on the pixel. By adjusting the reverse voltage applied to the avalanche photodiode, the avalanche photodiode can be used in linear mode.
  • the controller 31 further, in the process of FIG. 8, further, based on the light receiving intensity, the outward path data and the return path data are affected by the interference light. It may be determined whether or not it is. That is, in the determination in step S105 of FIG. 8, even if the difference exceeds the threshold value, if the light receiving intensity of the pixel position that caused the difference is small, the distance assigned to this pixel position is the interference light. It can be assumed that it is not based on other factors such as malfunction and electrical noise. Therefore, in such a case, the outbound data may be used as the measurement data, whichever of the inbound data has a smaller number of pixels to which the distance is assigned.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a measurement data acquisition process according to the third modification.
  • step S106 in FIG. 8 is replaced with steps S122 and S123, and step S121 is added. Since the other steps are the same as the corresponding steps in FIG. 8, the description thereof will be omitted.
  • the controller 31 determines whether or not the light receiving intensity (pixel output signal) at the pixel position that caused this difference exceeds a predetermined threshold value. (S121).
  • this threshold value is set to a level slightly higher than the signal level assumed to be caused by factors other than the incident of the interfering light such as malfunction and electrical noise, and smaller than the signal level caused by the incident of the interfering light.
  • the light receiving intensity to be compared with the threshold value may be a representative value of the output signal for the pixel causing the difference, such as the average value and the maximum value of the output signal for the pixel causing the difference, and the mode of the frequency distribution.
  • step S121 determines whether outbound data or inbound data as measurement data. If the determination in step S121 is YES, the controller 31 advances the process to step S107 and performs the same process as in FIG. On the other hand, if the determination in step S121 is NO, the controller 31 advances the process to step S122 and performs a process of selecting either outbound data or inbound data as measurement data.
  • step S122 the controller 31 selects the pixel data having the smaller number of pixels to which the distance is assigned from the outbound data and the inbound data, and adopts the selected data as measurement data (S123).
  • step S121 when the determination in step S121 is NO, it is presumed that the distance assigned to the pixel position that caused the difference is caused by a malfunction of the light receiving element 22, electrical noise, or the like. Therefore, of the outbound data and the inbound data, the pixel data that does not include such pixels, that is, the pixel data that has a smaller number of pixels to which the distance is assigned, is affected by the interference light, malfunctions of the light receiving element 22, and the like. It can be assumed that the pixel data is genuine pixel data that is not affected by electrical noise or the like. Therefore, in step S122, when the pixel data having the smaller number of pixels to which the distance is assigned is selected, the selected pixel data is affected by interference light, malfunction of the light receiving element 22, electrical noise, and the like. It is genuine pixel data that has not been received.
  • the third modification it is for determining whether or not the intensity of the received signal of the pixel that caused the difference exceeds a predetermined threshold value (S121), and further, whether or not there is an influence of the interference light.
  • a predetermined threshold value S121
  • a process may be performed in which the pixel data in which the distance based on the pixel that caused the difference is deleted (replaced with Null) is used as the measurement data from the outbound data. Even by this processing, genuine pixel data that is not affected by the interference light, the malfunction of the light receiving element 22, electrical noise, or the like can be adopted as the measurement data.
  • each avalanche photodiode may be used in Geiger mode. Further, a photodiode that outputs an electric signal according to the amount of received light may be arranged in each pixel.
  • the configuration of the modified example 3 may be used for the configurations of the modified examples 1 and 2.
  • the light emission timings of the outward path and the return path are changed by changing the light emission cycles T10 and T30 of the outward path and the return path. That is, for example, as shown in FIG. 11A, the controller 31 holds the selection candidates of the light emission cycles T10 and T30 of the outward route and the return route in advance, and when the difference between the outward route data and the return route data exceeds the threshold value, By changing the combination of these selection candidates, the light emission timings of the outward route and the return route were changed.
  • 11 (b) and 11 (c) are timing charts showing the light emission timing adjustment operation according to the change example 4.
  • FIG. 11B shows a state in which the light receiving period of the outward path and the light receiving timing of the interference light are synchronized.
  • the determination in step S105 in FIG. 8 is YES.
  • the controller 31 specifies the pixel data of the outbound route data and the inbound route data, whichever has the larger number of pixels to which the distance is assigned, and specifies the outbound route measurement period T1 and the inbound route measurement period T3.
  • the phase of the light emission cycle of the measurement period corresponding to the pixel data is shifted by a predetermined amount. For example, when the light receiving period of the outward path and the light receiving timing of the interference light are synchronized as shown in FIG.
  • the controller 31 sets the light emitting cycle of the outward path by a predetermined amount ⁇ P as shown in FIG. 11 (c). Just shift. As a result, the light receiving period is also shifted by a predetermined amount ⁇ P, and the light receiving period on the outward path and the light receiving timing of the interference light are not synchronized.
  • the change example 4 when the difference between the outward path data and the return path data exceeds the threshold value, the phase of the light emission cycle is changed so that the light reception period of the outward path or the return path and the reception timing of the interference light are synchronized. Can be eliminated. Therefore, even with the configuration of the modified example 4, it is possible to acquire high-quality measurement data in which the influence of the interference light is suppressed, as in the above embodiment.
  • the controller 31 may perform a process of changing the light emission cycle in the measurement period with the larger number of pixels to which the distance is assigned by a predetermined amount. Good. Further, the configuration of the modified example 4 may be applied to the modified examples 1 to 3.
  • the periods of the outward trip and the return trip are different from each other, but the periods of the outward trip and the return trip may be the same. Also in this case, the light emission cycle T10 in the measurement period on the outward route and the light emission cycle T30 in the measurement period on the return route are set to be different from each other.
  • the line beam B10 long in the horizontal direction is scanned in the vertical direction, but the line beam long in the vertical direction may be scanned in the horizontal direction.
  • the MEMS mirror is used as the optical deflector 14, but another optical deflector of the reciprocating drive type such as a magnetic movable mirror may be used as the optical deflector 14.
  • the projection optical system 10 is configured such that the light emitting unit 11, the fast axis cylindrical lens 12, the slow axis cylindrical lens 13 and the light deflector 14 are arranged in one direction, but the layout of the projection optical system 10 Is not limited to this.
  • the projection optical system 10 may be configured so as to arrange a mirror in the middle of the optical path and bend the optical path.
  • the fast axis cylindrical lens 12 may be arranged on the rear side of the slow axis cylindrical lens 13.
  • the number of laser light sources 11a arranged in the light emitting unit 11 is not limited to the number illustrated in the above embodiment.
  • fast-axis cylindrical lens 12 and the slow-axis cylindrical lens 13 may be integrated.
  • toroidal lenses having different aspherical surfaces in the slow axis direction and the fast axis direction may be used.
  • the laser radar 1 is mounted on the vehicle 200, but the laser radar 1 may be mounted on another moving body. Further, the laser radar 1 may be mounted on a device or equipment other than the mobile body. Further, the laser radar 1 may have only an object detection function.
  • a plurality of laser light sources 11a are arranged side by side in a row, but the method of arranging the plurality of laser light sources 11a is not limited to this.
  • a plurality of rows of laser light sources 11a may be arranged, or a plurality of laser light sources 11a may be arranged in a matrix.
  • Laser radar 11 Light emitting unit (light source) 14a ... Mirror 22 ... Light receiving element 22b ... Pixel 31 ... Controller

Landscapes

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Abstract

レーザレーダ（１）は、発光ユニット（１１）（光源）と、ラインビーム（Ｂ１０）を目標領域において往復走査させるためのミラー（１４ａ）と、ラインビーム（Ｂ１０）の物体からの反射光を受光する受光素子（２２）と、コントローラ（３１）とを備える。コントローラ（３１）は、ラインビーム（Ｂ１０）の往路および復路の走査において発光周期が互いに相違するように発光ユニット（１１）を制御し、往路の走査において受光素子（２２）から得られる画素データと復路の走査において受光素子（２２）から得られる画素データとの差分に基づいて、これら画素データの何れかを測定データとして選択するか否かを決定する。

Description

レーザレーダ
　本発明は、レーザ光を用いて物体を検出するレーザレーダに関する。
　従来、レーザ光を用いて物体を検出するレーザレーダが種々の分野で開発されている。たとえば、車載用のレーザレーダでは、車両前方からレーザ光が投射され、その反射光の有無に基づいて、車両前方に車両や人等の物体が存在するか否かが判別される。また、レーザ光の投射タイミングと反射光の受光タイミングとに基づいて、物体までの距離が計測される。
　以下の特許文献１、２には、ラインビームをスキャンさせて車両前方の物体を検出する装置が開示されている。
特開平５－２０５１９９号公報 特開２０１７－１５０９９０号公報
　レーザレーダでは、たとえば、対向車にレーザレーダが配置されている場合に、自身が出射したレーザ光の物体からの反射光の他、対向車のレーザレーダが出射したレーザ光（干渉光）を受光することが起こり得る。この場合、干渉光の受光により、物体検出の精度が低下してしまう。
　かかる課題に鑑み、本発明は、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響が抑制された高精度の測定データを取得でき、これにより、物体検出の精度を高めることが可能なレーザレーダを提供することを目的とする。
　本発明の主たる態様は、ラインビームを走査させることにより物体を検出するレーザレーダに関する。この態様に係るレーザレーダは、前記ラインビームの生成に用いるレーザ光を出射する光源と、前記ラインビームを目標領域において往復走査させるためのミラーと、前記ラインビームの物体からの反射光をマトリクス状に配置された複数の画素により受光する受光素子と、コントローラとを備える。ここで、前記コントローラは、前記ラインビームの往路および復路の走査において発光周期が互いに相違するように前記光源を制御し、前記往路の走査において前記受光素子から得られる第１画素データと前記復路の走査において前記受光素子から得られる第２画素データとの差分に基づいて、前記第１画素データまたは前記第２画素データを測定データとして選択するか否かを決定する。
　本態様に係るレーザレーダによれば、往路と復路における光源の発光周期が相違するため、往路と復路の何れか一方の発光周期が他のレーザレーダからの干渉光の発光周期に一致したとしても、他方の発光周期は、干渉光の発光周期と相違しやすくなる。このため、受光素子に干渉光が入射する場合、往路と復路の走査においてそれぞれ取得された画素データに対して干渉光の受光に基づくデータが混在する割合が互いに相違し、第１画素データと第２画素データとの間に差分が生じる。よって、この差分を参照することにより、第１画素データおよび第２画素データが干渉光の影響を受けているか否かを判定できる。したがって、本態様に係るレーザレーダによれば、第１画素データと第２画素データとの差分に基づいて、第１画素データまたは第２画素データを測定データとして選択するか否かが決定されるため、高精度の測定データを取得でき、結果、物体検出の精度を高めることができる。
　以上のとおり、本発明によれば、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響が抑制された高精度の測定データを取得でき、これにより、物体検出の精度を高めることが可能なレーザレーダを提供することができる。
　本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
図１（ａ）は、実施形態に係るレーザレーダの光学系および回路部の構成を示す図である。図１（ｂ）は、実施形態に係るラインビーム走査光学系の構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る、レーザレーダのレーザ光の投射状態と、目標領域におけるラインビームの状態とを模式的に示す図である。 図３（ａ）は、実施形態に係る、受光素子の構成を模式的に示す図である。図３（ｂ）は、実施形態に係る、測定動作時におけるミラーの回転角の変化を示す図である。図３（ｃ）は、実施形態に係る、往路と復路における反射光の受光面上での移動を示す図である。 図４（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、往路の測定期間における測定動作を示す図である。 図５（ａ）は、実施形態に係る、往路の８回目の走査期間において、２行、５列目の画素に反射光が入射した状態を示す図である。図５（ｂ）は、実施形態に係る、１フレーム分の往路の画素データを模式的に示す図である。 図６（ａ）は、実施形態に係る、往路の２回目の測定期間において、１行目と２行目の受光期間に、これら１行目と２行目の画素群に干渉光が入射した状態を示す図である。図６（ｂ）は、実施形態に係る、受光素子に干渉光が入射した場合の１フレーム分の往路の画素データを模式的に示す図である。 図７（ａ）は、実施形態に係る、復路の発光周期を示す図である。図７（ｂ）は、実施形態に係る、１フレーム分の復路の画素データを模式的に示す図である。 図８は、実施形態に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。 図９（ａ）は、変更例１に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。図９（ｂ）は、変更例２に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。 図１０は、変更例３に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。 図１１（ａ）は、実施形態に係る、コントローラに保持される往路と複素の発光周期の選択候補の構成例を示す図である。図１１（ｂ）、（ｃ）は、変更例４に係る、往路の発光周期と干渉光の入射タイミングとの状態の一例を示すタイミングチャートである。
　ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
　以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、それぞれ、ラインビームの長辺方向および短辺方向であり、Ｚ軸正方向は、ラインビームの投射方向である。
　図１（ａ）は、レーザレーダ１の光学系および回路部の構成を示す図である。図１（ｂ）は、投射光学系１０の構成を示す斜視図である。
　レーザレーダ１は、光学系の構成として、投射光学系１０と、受光光学系２０とを備える。投射光学系１０は、一方向（Ｘ軸方向）に長いラインビームＢ１０を生成する。また、投射光学系１０は、生成したラインビームＢ１０をその短辺方向（Ｙ軸方向）に走査させる。受光光学系２０は、投射光学系１０から投射されたレーザ光の物体からの反射光を受光する。
　投射光学系１０は、発光ユニット１１と、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２と、スロー軸シリンドリカルレンズ１３と、光偏向器１４と、を備える。また、受光光学系２０は、受光レンズ２１と、受光素子２２と、を備える。
　発光ユニット１１は、複数のレーザ光源１１ａが集積されて構成される。レーザ光源１１ａは、所定波長のレーザ光を出射する。レーザ光源１１ａは、端面発光型のレーザダイオードである。レーザ光源１１ａが、面発光型のレーザ光源であってもよい。本実施形態では、レーザレーダ１が車両に搭載されることが想定されている。このため、各レーザ光源１１ａの出射波長は、赤外の波長帯域（たとえば９０５ｎｍ）に設定される。レーザレーダ１の使用態様に応じて、レーザ光源１１ａの出射波長は、適宜変更され得る。
　レーザ光源１１ａは、活性層がＮ型クラッド層とＰ型クラッド層に挟まれた構造となっている。Ｎ型クラッド層とＰ型クラッド層に電圧が印加されることにより、活性層の発光領域からレーザ光が出射される。発光領域は、活性層に平行な方向の幅が、活性層に垂直な方向の幅よりも広くなっている。活性層に垂直な方向の軸はファスト軸と称され、活性層に平行な方向の軸はスロー軸と称される。発光領域から出射されたレーザ光は、スロー軸方向よりもファスト軸方向の広がり角が大きい。このため、発光領域から出射されたビームの形状は、ファスト軸方向に長い楕円形状となる。
　複数のレーザ光源１１ａは、それぞれ、スロー軸がＸ軸方向に平行となるように配置されている。また、複数のレーザ光源１１ａは、スロー軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配置されている。発光ユニット１１は、複数の発光領域がスロー軸方向に並ぶように形成された１つの半導体発光素子がベース１１ｂに設置された構造となっている。ここで、当該半導体発光素子のうち、各発光領域からレーザ光を出射させる構造部分が、それぞれ、レーザ光源１１ａに対応する。これに限らず、それぞれ個別に形成された複数のレーザ光源１１ａが互いに隣接してベース１１ｂに設置されることにより発光ユニット１１が構成されてもよい。
　ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光をファスト軸方向に収束させて、ファスト軸方向のレーザ光の広がりを略平行な状態に調整する。すなわち、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光を、ファスト軸方向のみに平行光化する作用を有する。
　ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、Ｙ－Ｚ平面に平行な方向のみに湾曲するレンズ面１２ａを有する。レンズ面１２ａの母線は、Ｘ軸に平行である。ファスト軸シリンドリカルレンズ１２に入射する各レーザ光のファスト軸は、レンズ面１２ａの母線に垂直である。各レーザ光は、Ｘ軸方向に並んでファスト軸シリンドリカルレンズ１２に入射する。各レーザ光は、レンズ面１２ａでファスト軸方向（Ｚ軸方向）に収束作用を受けて、ファスト軸方向に平行光化される。
　スロー軸シリンドリカルレンズ１３は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光をスロー軸方向に集光させる。スロー軸シリンドリカルレンズ１３は、Ｘ－Ｙ平面に平行な方向のみに湾曲するレンズ面１３ａを有する。レンズ面１３ａの母線は、Ｚ軸に平行である。ファスト軸シリンドリカルレンズ１２のレンズ面１２ａの母線と、スロー軸シリンドリカルレンズ１３のレンズ面１３ａの母線は、互いに垂直である。
　各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、スロー軸シリンドリカルレンズ１３によってスロー軸方向に集光されて、光偏向器１４のミラー１４ａに入射する。光偏向器１４は、たとえば、圧電アクチュエータや静電アクチュエータ等を用いたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーである。ミラー１４ａは、誘電体多層膜や金属膜等によって反射率が高められている。ミラー１４ａは、スロー軸シリンドリカルレンズ１３のＹ軸正側の焦点距離付近の位置に配置されている。ミラー１４ａは、Ｘ軸に平行な回転軸Ｒ１について回動するように駆動される。ミラー１４ａは、たとえば、直径３ｍｍ程度の円形の形状を有する。
　各レーザ光源１１ａからのレーザ光の集まりによってビームが構成される。ビームは、スロー軸シリンドリカルレンズ１３によってＸ軸方向のみに集光されるため、ミラー１４ａで反射された後のビームは、Ｘ軸方向のみに広がる。こうして、Ｘ軸方向に広がるラインビームＢ１０が生成される。
　ラインビームＢ１０は、たとえば、長辺方向の広がり角が全角１０°以上であり、短辺方向の広がり角が全角１°以下である。レーザレーダ１が車載用である場合、ラインビームＢ１０は、長辺方向の広がり角は、全角６０°以上に設定されることが好ましい。
　光偏向器１４は、ミラー駆動回路３３からの駆動信号によりミラー１４ａを駆動して、ミラー１４ａから反射したビームをＹ軸方向に走査させる。これにより、ラインビームＢ１０が短手方向（Ｙ軸方向）に走査される。図１（ａ）、（ｂ）の構成では、ミラー１４ａが中立位置にある状態において、ミラー１４ａが、レーザ光源１１ａの出射光軸に対して４５°傾いているが、レーザ光源１１ａの出射光軸に対するミラー１４ａの傾き角は、これに限られるものではない。ミラー１４ａの傾き角は、投射光学系１０のレイアウトに応じて適宜変更され得る。
　図２は、レーザレーダ１のレーザ光の投射状態と、目標領域におけるラインビームＢ１０の状態とを模式的に示す図である。図２の上段には、投射方向（Ｚ軸正方向）に見たときのラインビームＢ１０の断面形状が模式的に示されている。
　図２に示すように、本実施形態では、レーザレーダ１が車両２００の前側に搭載され、車両２００の前方にラインビームＢ１０が投射される。ラインビームＢ１０の長辺方向の広がり角θ１１は、たとえば９０°である。また、物体検出が可能な距離Ｄ１１の上限は、たとえば、２５０ｍ程度である。図２では、便宜上、広がり角θ１１が実際よりも小さく表現されている。
　図１（ａ）、（ｂ）に示したように、複数のレーザ光源１１ａが一方向に並んで配置されているため、各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、図２のラインＬ１に沿って並ぶように投射される。このように、各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光が合成されることにより、ラインビームＢ１０が構成される。
　図１（ａ）に戻り、目標領域から反射したラインビームＢ１０の反射光Ｒ１０は、受光レンズ２１によって、受光素子２２の受光面に集光される。受光素子２２は、たとえば、縦横に画素がマトリクス状に配置されたイメージセンサである。各画素の位置に、たとえば、アバランシェフォトダイオードが配置される。この場合、アバランシェフォトダイオードは、たとえば、ガイガーモード（ガイガー増倍モード）で使用される。ガイガーモードでは、アバランシェフォトダイオードに光子が入射すると、アバランシェ増倍により、アバランシェフォトダイオードのカソードに集電される電荷が飽和電荷量まで増倍される。したがって、画素に対する光の入射の有無が高感度で検出され得る。
　図３（ａ）は、受光素子２２の構成を模式的に示す図である。
　受光素子２２は、たとえば、長方形の受光面２２ａを有し、受光面２２ａに複数の画素２２ｂがマトリクス状に配置される。ここでは、８０個の画素２２ｂが、８行、１０列に配置されている。ただし、受光素子２２に配置される画素２２ｂの数および行、列の数は、これに限られるものではない。実際には、８０個よりも数段多い数の画素２２ｂが高精細に配置される。
　受光素子２２は、受光面２２ａの長辺がＸ軸に平行となるように配置される。受光素子２２の受光面２２ａの長辺方向は、目標領域におけるラインビームＢ１０の長辺方向に対応する。ラインビームＢ１０の反射光Ｒ１０は、受光面２２ａの長辺方向に沿って延びるように、受光レンズ２１によって、受光素子２２の受光面に結像される。図３（ａ）では、ラインビームＢ１０の全てが反射された場合の反射光Ｒ１０の状態が示されている。
　ここで、受光面２２ａのＸ軸方向の画素位置は、目標領域におけるＸ軸方向の位置に対応する。また、受光面２２ａのＹ軸方向の画素位置は、目標領域におけるＹ軸方向の位置に対応する。したがって、受光信号が生じた画素２２ｂの位置により、目標領域のＸ軸方向およびＹ軸方向のどの位置に物体が存在するかを検出できる。
　図１（ａ）に戻り、レーザレーダ１は、回路部の構成として、コントローラ３１と、レーザ駆動回路３２と、ミラー駆動回路３３と、信号処理回路３４と、を備える。
　コントローラ３１は、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）等の演算処理回路や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を備え、予め設定されたプログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路３２は、コントローラ３１からの制御に応じて発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａをパルス発光させる。
　ミラー駆動回路３３は、コントローラ３１からの制御に応じて光偏向器１４を駆動する。光偏向器１４は、ミラー１４ａを回転軸Ｒ１について回動させて、ラインビームＢ１０の短辺方向にラインビームＢ１０を走査させる。
　信号処理回路３４は、受光素子２２の各画素の受光信号をコントローラ３１に出力する。上記のように、コントローラ３１は、受光信号が生じた画素の位置により、目標領域のＸ軸方向のどの位置に物体が存在するかを検出できる。また、コントローラ３１は、発光ユニット１１をパルス発光させたタイミングと、受光素子２２が目標領域からの反射光を受光したタイミング、すなわち、受光素子２２から受光信号を受信したタイミングとの時間差に基づいて、目標領域に存在する物体までの距離を取得する。
　こうして、コントローラ３１は、発光ユニット１１をパルス発光させつつ、光偏向器１４によりラインビームＢ１０を走査させることにより、目標領域における物体の有無を検出し、さらに、物体の位置および物体までの距離を計測する。これらの測定結果は、随時、車両側の制御部に送信される。
　図３（ｂ）は、測定動作時におけるミラー１４ａの回転角の変化を示す図である。
　図３（ｂ）に示すように、コントローラ３１は、往路の期間が復路の期間よりも長くなるように、一定周期でミラー１４ａを往復移動させる。ここでは、ミラー１４ａが、中立位置（回転角度＝０°）に対して±１５°の範囲で回転される。往路の期間にミラー１４ａが回転されることにより、ラインビームＢ１０が短辺方向（Ｘ軸方向）の一方向に走査され、これに伴い、反射光Ｒ１０が短辺方向（Ｘ軸方向）の一方向に移動する。また、復路の期間にミラー１４ａが回転されることにより、ラインビームＢ１０が短辺方向（Ｘ軸方向）の他の方向に走査され、これに伴い、反射光Ｒ１０が短辺方向（Ｘ軸方向）の他の方向に移動する。
　本実施形態では、往路の期間と復路の期間の両方において、測定が行われる。すなわち、往路および復路の期間において、中立位置（回転角度＝０°）に対して±１２°の範囲をミラー１４ａが回転する間に、測定が行われる。時刻ｔ１～ｔ２の期間が往路における測定期間Ｔ１であり、時刻ｔ３～ｔ４の期間が復路における測定期間Ｔ３である。コントローラ３１は、往路において受光素子２２で生じた信号を、処理期間Ｔ２で処理する。これにより、往路の画素データが得られる。また、コントローラ３１は、復路において受光素子２２で生じた信号を、処理期間Ｔ４で処理する。これにより、復路の画素データが得られる。
　測定期間Ｔ１は、たとえば、２４ｍｓｅｃであり、測定期間Ｔ３は、たとえば、８ｍｓｅｃである。また、処理期間Ｔ２、Ｔ４は、たとえば、３ｍｓｅｃである。
　図３（ｃ）は、往路と復路における反射光Ｒ１０の受光面２２ａ上での移動を示す図である。ここでは、測定期間Ｔ１、Ｔ３においてラインビームＢ１０が連続的に発光した場合の反射光Ｒ１０の移動が示されている。図３（ｃ）の縦軸には、図３（ａ）の行番号の範囲が行番号により表されている。
　図３（ｃ）に示すように、反射光Ｒ１０は、往路の測定期間Ｔ１において、１行目の画素２２ｂ群の位置から８行目の画素２２ｂ群の位置に向かって移動し、復路の測定期間Ｔ３において、８行目の画素２２ｂ群の位置から１行目の画素２２ｂ群の位置に向かって移動する。よって、往路の測定期間Ｔ１と復路の測定期間Ｔ３の両方において、画素データを取得することができる。
　図４（ａ）～（ｃ）は、往路の測定期間Ｔ１における測定動作を示す図である。
　便宜上、図４（ａ）～（ｃ）には、１回目～３回目の測定期間Ｔ１における測定動作が示されている。また、各測定期間Ｔ１における１行目および２行目の画素群に対する測定動作が示されているが、４行目～８行目の画素群についても同様の測定動作が繰り返される。
　図４（ａ）を参照して、コントローラ３１は、１回の測定期間Ｔ１において、画素２２ｂの行間に対応する発光周期Ｔ１０で、発光ユニット１１からレーザ光をパルス発光させる。発光周期Ｔ１０は、たとえば、３ｍｓｅｃであり、パルス発光の期間は、たとえば、１～５０ｎｓｅｃである。これにより、目標領域に向かって、ラインビームＢ１０が、行間に対応する発光周期Ｔ１０で間欠的に投射される。
　そして、コントローラ３１は、各パルス発光から目標距離に対応する時間ΔＴ１が経過したタイミングで、所定時間だけ、各行の画素群に光を受光させる。時間ΔＴ１は、目標距離の２倍の距離を光が進むのに要する時間に、コントローラ３１が発光ユニット１１に発光制御を行ってから実際に発光が行われるまでのタイムラグを加算した時間に設定される。また、画素群における受光は、アバランシェフォトダイオードに所定の逆電圧を印加して受光状態に設定することにより行われる。
　この測定動作により、何れかの行の所定の画素位置に対応する目標領域の位置に物体が存在し、且つ、当該物体までの距離が時間ΔＴ１で規定される目標距離である場合に、当該行に対応する受光期間において、当該画素位置の画素２２ｂに、物体からの反射光Ｒ１０が入射する。これにより、当該画素位置に対応する位置に物体が存在することが分かり、さらに、当該物体までの距離が時間ΔＴ１で規定される目標距離として取得される。こうして、コントローラ３１は、１回の測定期間Ｔ１において、時間ΔＴ１で規定される目標距離に物体が存在するか否かを示す画素データを、画素２２ｂごとに取得する。
　図４（ｂ）を参照して、コントローラ３１は、１回目の測定期間Ｔ１に対する処理が終了すると、２回目の測定期間Ｔ１において、目標距離を時間ΔＴ２で規定される距離に変更して、同様の処理を行う。これにより、コントローラ３１は、２回の測定期間Ｔ１において、時間ΔＴ２で規定される目標距離に物体が存在するか否かを示す画素データを、画素２２ｂごとに取得する。
　図４（ｃ）を参照して、コントローラ３１は、３回目の測定期間Ｔ１以降も、目標距離を時間ΔＴ３、…で規定される距離に順次変更して、同様の処理を行う。これにより、コントローラ３１は、３回以降の測定期間Ｔ１において、時間ΔＴ３、…で規定される目標距離に物体が存在するか否かを示す画素データを、画素２２ｂごとに取得する。コントローラ３１は、予め規定された最長の目標距離に到達するまで、同様の処理を繰り返す。そして、最長の目標距離について画素データを取得すると、取得した全ての目標距離の画素データ群を往路の１フレーム分の画素データに設定し、１フレーム分の処理を終了する。その後、コントローラ３１は、次のフレームについて同様の処理を実行する。こうして、コントローラ３１は、測定動作が終了するまで、往路の１フレーム分の画素データの取得を継続する。
　図５（ａ）は、往路の８回目の測定期間Ｔ１において、２行、５列目の画素２２ｂに反射光Ｒ１０が入射した状態を示す図である。ここでは、５列目の画素群に対するタイミングチャートが示されている。
　図５（ａ）に示すように、２行、５列目の画素２２ｂの画素位置に対応する目標領域上の位置に物体が存在し、且つ、当該物体までの距離が時間ΔＴ８で規定される目標距離である場合、当該物体からの反射光Ｒ１０が、２行目に対するパルス発光から時間ΔＴ８が経過したタイミングで、２行目、５列目の画素２２ｂに入射する。これにより、２行目、５列目の画素２２ｂの受光期間と、反射光Ｒ１０の入射タイミングとが一致し、２行目、５列目の画素２２ｂから検出信号が出力される。これにより、２行目、５列目の画素２２ｂの位置に、時間ΔＴ８に対応する目標距離が画素データとして割り当てられる。
　図５（ｂ）は、１フレーム分の往路の画素データ１００を模式的に示す図である。
　図５（ｂ）において、各マス目１０１は画素２２ｂの位置を示している。また、ハッチングが付されたマス目１０１は、当該画素位置において距離が取得されたことを示し、ハッチングが付されていないマス目１０１は、当該画素位置において距離が取得されていないことを示している。上記のように、ハッチンングが付されたマス目１０１の画素位置の距離は、時間ΔＴｎにより規定される目標領域として取得される。
　なお、復路の測定期間Ｔ３においても、上述の往路の測定期間Ｔ１に対する処理と同様の処理が行われ、１フレーム分の画像データが順次取得される。但し、図３（ｂ）のように、復路の測定期間Ｔ３は往路の測定期間Ｔ１よりも短いため、発光ユニット１１に対するパルス発光の周期が、往路よりも短く設定される。たとえば、復路の発光周期と往路の発光周期との比が、往路の測定期間Ｔ１の逆数と復路の測定期間の逆数との比となるように、復路の測定期間Ｔ３における発光周期が設定される。復路の発光周期は、たとえば、１ｍｓｅｃに設定される。これにより、往路および復路の測定期間において、互いに同じ数の発光パルスを出力させることができる。
　ところで、上記構成のレーザレーダ１では、たとえば、対向車にレーザレーダが配置されている場合に、自身が出射したラインビームＢ１０の物体からの反射光Ｒ１０の他、対向車のレーザレーダが出射したレーザ光（干渉光）を受光することが起こり得る。たとえば、図６（ａ）に示すように、往路の２回目の測定期間Ｔ１において、１行目と２行目の受光期間に、これら１行目と２行目の画素群に干渉光が入射すると、これら画素群に対し、時間ΔＴ２によって規定される距離が取得されてしまう。このため、図６（ｂ）に示すように、１フレーム分の画素データにおいて、１行目と２行目の画素位置に、時間ΔＴ２によって規定される距離が、誤って割り当てられてしまう。その結果、物体検出および距離測定の精度の低下を招いてしまう。
　そこで、本実施形態では、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響が抑制して、高精度の測定データを取得するための構成が設けられている。
　具体的には、コントローラ３１は、往路の走査において受光素子２２から得られる１フレーム分の画素データ（以下、「往路データ」という）と、復路の走査において受光素子２２から得られる１フレーム分の画素データ（以下、「復路データ」という）との差分に基づいて、往路データまたは復路データを測定データとして選択するか否かを決定する。そして、往路データと復路データとの間に差分が生じた場合は、往路データまたは復路データを測定データとして選択せずに、往路の発光周期Ｔ１０と復路の発光周期Ｔ３０の何れか一方を変化させて、再度、往路データおよび復路データを取得する処理を行う。
　図７（ａ）に示すように、復路の測定期間Ｔ３における発光周期Ｔ３０は、往路の測定期間Ｔ１における発光周期Ｔ１０よりも短いため、往路の測定期間Ｔ１において、受光期間と干渉光の受光タイミングとが整合した場合は、復路の測定期間Ｔ３において、受光期間と干渉光の受光タイミングとが整合しにくくなる。このため、図７（ｂ）に示すように、復路データには、干渉光に基づく距離が割り当てられにくくなる。逆に、復路の測定期間Ｔ３において、受光期間と干渉光の受光タイミングとが整合した場合は、往路の測定期間Ｔ１において、受光期間と干渉光の受光タイミングとが整合しにくくなる。このため、この場合は、往路データには、干渉光に基づく距離が割り当てられにくくなる。
　したがって、往路データと復路データとの差分を監視することにより、往路データと復路データの何れかに干渉光に基づく距離が含まれているか否かを判定できる。そこで、本実施形態では、往路データと復路データとの差分が大きい場合に、往路データと復路データの何れかに干渉光の影響があるとして、往路データと復路データの何れも、測定データとして採用しない処理が行われる。
　以下、干渉光の影響が抑制された測定データを取得する処理について説明する。
　図８は、測定データの取得処理を示すフローチャートである。
　測定動作が開始すると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、図３（ｂ）に示したようにミラー１４ａを駆動させ（Ｓ１０２）、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を初期値に設定する（Ｓ１０３）。そして、コントローラ３１は、設定した発光周期Ｔ１０、Ｔ３０で発光ユニット１１をパルス発光させ、往路データと復路データを取得する（Ｓ１０４）。さらに、コントローラ３１は、取得した往路データと復路データの差分を求め、求めた差分が閾値以内であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。
　ここで、差分は、たとえば、往路データおよび復路データの一方において距離が割り当てられ他方において距離が割り当てられていない画素の数として取得される。あるいは、往路データと復路データの間において、距離値が互いに異なる画素（一方に距離が割り当てられ他方に距離が割り当てられていない画素を含む）の数として取得されてもよい。この他、差分は、往路データおよび復路データに対する干渉光の影響が異なることを識別可能な他のパラメータ値として取得されてもよい。
　また、ステップＳ１０５の閾値は、干渉光が往路データおよび復路データに影響したことを規定する値に設定される。すなわち、閾値は、ノイズや、受光素子２２に偶発的に生じる誤動作により生じる程度の差分より大きく、且つ、干渉光が往路データおよび復路データに影響したことより生じると想定される差分よりも小さく設定される。
　差分が閾値以内である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、往路データおよび復路データのうち、往路データを当該フレームの測定データとして選択する（Ｓ１０６）。なお、ステップＳ１０６において、コントローラ３１は、往路データおよび復路データのうち、復路データを当該フレームの測定データとして選択してもよい。但し、往路データの方が、ミラー１４ａの角度変化が緩やかであるため、より高品質の画素データが取得される可能性が高い。よって、ステップＳ１０６においては、往路データおよび復路データのうち、より高品質の往路データが当該フレームの測定データとして選択されることが好ましい。
　他方、差分が閾値を超える場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、コントローラ３１は、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０として予め保持している発光周期の全ての組み合わせを適用して、往路データおよび復路データを取得したか否かを判定する（Ｓ１０７）。コントローラ３１は、予め、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の選択候補を、それぞれ、複数ずつ保持している。ステップＳ１０４では、これら選択候補のうち、デフォルト値として設定される選択候補が設定される。たとえば、コントローラ３１は、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の選択候補を２つずつ保持している。ただし、選択候補の数はこれに限られるものではない。
　ステップＳ１０７の判定がＮＯの場合、コントローラ３１は、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を、選択候補の他の組み合わせに設定し（Ｓ１０８）、処理をステップＳ１０４に戻す。これにより、以前の１フレーム分の測定時とは異なる発光周期に、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の少なくとも一方が変更された状態で、往路データおよび復路データが取得される。
　このように、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を変化させることにより、画素２２ｂの受光期間が干渉光の入射タイミングに整合していた状態から、画素２２ｂの受光期間が干渉光の入射タイミングから外れた状態へと遷移し易くなる。よって、往路データおよび復路データの両方が干渉光の影響を受けない状態となる可能性が高まり、結果、ステップＳ１０５の判定がＹＥＳとなる可能性が高まる。
　こうして、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を変更した後に取得した往路データと復路データとの差分が閾値以内になると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、往路データを測定データとして選択する（Ｓ１０６）。他方、再度、差分が閾値を超えた場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、コントローラ３１は、選択候補の全ての組み合わせを発光周期Ｔ１０、Ｔ３０に適用するまで（Ｓ１０７：ＮＯ）、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を選択候補の範囲で変化させながら（Ｓ１０８）、ステップＳ１０５、Ｓ１０６の処理を繰り返す。
　選択候補の全ての組み合わせを発光周期Ｔ１０、Ｔ３０に適用しても差分が閾値以内にならない場合（Ｓ１０５：ＮＯ、Ｓ１０７：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、当該フレームに対する測定データの取得を終了して、処理をステップＳ１０９に進める。こうして、コントローラ３１は、測定動作が終了するまで（Ｓ１０９：ＮＯ）、同様の処理を繰り返し、測定データを取得する。その後、測定動作が終了すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、ミラー１４ａを停止させて（Ｓ１１０）、処理を終了する。
　＜実施形態の効果＞
　本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
　往路と復路における発光ユニット１１（光源）の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０が相違するため、往路と復路の何れか一方の発光周期が他のレーザレーダからの干渉光の発光周期に一致したとしても、他方の発光周期は、干渉光の発光周期と相違しやすくなる。このため、受光素子２２に干渉光が入射する場合、往路と復路の走査においてそれぞれ取得された往路データおよび復路データに対して干渉光の受光に基づくデータが混在する割合が互いに相違し、往路データ（第１画素データ）と復路データ（第２画素データ）との間に大きな差分が生じる。よって、この差分を参照することにより、往路データ（第１画素データ）および復路データ（第２画素データ）が干渉光の影響を受けているか否かを判定できる。したがって、本実施形態に係るレーザレーダ１によれば、図８に示したように、往路データ（第１画素データ）と復路データ（第２画素データ）との差分に基づいて、往路データ（第１画素データ）を測定データとして選択するか否かが決定されるため、高精度の測定データを取得でき、結果、物体検出および距離測定の精度を高めることができる。
　図３（ｂ）に示したように、コントローラ３１は、復路の走査期間が往路の走査期間よりも短くなるようにミラー１４ａを駆動し、図４（ａ）～（ｃ）および図７（ａ）に示したように、復路の発光周期Ｔ３０を往路の発光周期Ｔ１０よりも短く設定する。これにより、ミラー１４ａが往復する期間を短く抑えながら、復路の発光周期Ｔ３０と往路の発光周期Ｔ１０とを円滑に相違させることができる。
　この場合、上記のように、コントローラ３１は、復路の発光周期Ｔ３０と往路の発光周期Ｔ１０との比が、往路の測定期間Ｔ１の逆数と復路の測定期間Ｔ３の逆数との比となるように、発光ユニット１１（光源）を制御することが好ましい。これにより、往路および復路の測定期間Ｔ１、Ｔ３において、互いに同じ数の発光パルスを出力させることができ、往路データと復路データの差分の演算精度を高めることができる。よって、干渉光の影響を受けた往路データを測定データとして選択することをより効果的に抑制でき、結果、物体検出および距離測定の精度を高めることができる。
　図８に示したように、コントローラ３１は、往路データ（第１画素データ）と復路データ（第２画素データ）との差分が、干渉光がこれらの画素データに影響したことを規定する閾値を超えることを条件に（Ｓ１０５）、往路の発光タイミングと復路の発光タイミングの少なくとも一方を変更する（Ｓ１０８）。
　ここで、コントローラ３１は、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を変更することにより、発光タイミングの変更を行う。
　これにより、上記のように、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０のうち干渉光の発光周期に同期する発光周期を、干渉光に同期しない状態に変更できる。よって、往路データ（第１画素データ）と復路データ（第２画素データ）の何れも干渉光の影響を受けない状態に設定でき、これら画素データの何れか一方（本実施形態では往路データ）を測定データの選択することで、干渉光の影響のない測定データを取得できる。
　また、コントローラ３１は、往路の発光タイミングの設定パターン（発光周期のパターン）と復路の発光タイミングの設定パターン（発光周期のパターン）を、それぞれ、複数、保持している。これにより、コントローラ３１において、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を簡易かつ円滑に変更でき、測定データの取得処理を迅速に行うことができる。
　コントローラ３１は、往路における発光動作を復路の測定期間Ｔ３まで継続した場合に、復路の測定期間Ｔ３における往路の発光タイミングが復路の測定期間Ｔ１における何れの発光タイミングにも一致しないように、往路の発光タイミング（発光周期Ｔ１０）と復路の発光タイミング（発光周期Ｔ３０）を設定することが好ましい。これにより、往路と復路の何れか一方の発光タイミングが干渉光の発光タイミングに同期する場合に、他方の発光タイミングを干渉光の発光タイミングに同期させなくすることができる。よって、図８の処理において、画素データに干渉光が影響しているか否か（Ｓ１０５）を適正に判定でき、より高品質の測定データを取得することができる。
　図４（ａ）～（ｃ）に示したように、コントローラ３１は、発光タイミングから目標距離に応じた時間ΔＴｎが経過したタイミングで反射光Ｒ１０を受光するための受光動作を受光素子２２に行わせる。これにより、受光があった場合に、その画素位置に、時間ΔＴｎに応じた目標距離を割り当てることで、各画素位置に距離をマッピングした距離画像を取得できる。本実施形態では、上記のように、高品質の測定データを取得できるので、高精度の距離画像を生成できる。
　＜変更例１＞
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能である。
　たとえば、上記実施形態では、図８のステップＳ１０８における発光周期の組み合わせ方法について特に言及しなかったが、ステップＳ１０８では、より干渉光の影響が解消される可能性が高くなるように、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０が再設定されることが好ましい。
　変更例１では、このような観点の下、図８のステップＳ１０７、Ｓ１０８が変更される。
　図９（ａ）は、変更例１に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。
　変更例１では、図８のステップＳ１０７、Ｓ１０８が、ステップＳ１１１～Ｓ１１５に置き換えられている。その他のステップは、図８の対応するステップと同様であるため、説明を省略する。
　図９（ａ）を参照して、コントローラ３１は、往路データと復路データの差分が閾値を超えると（Ｓ１０５：ＮＯ）、往路データにおいて距離が割り当てられている画素の数Ｎ１と、復路データにおいて距離が割り当てられている画素の数Ｎ２とを比較する（Ｓ１１１）。そして、コントローラ３１は、画素数Ｎ１が画素数Ｎ２よりも大きい場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、往路データに干渉光の影響が生じているとして、処理をステップＳ１１２に進め、画素数Ｎ２が画素数Ｎ１よりも大きい場合は（Ｓ１１１：ＮＯ）、復路データに干渉光の影響が生じているとして、処理をステップＳ１１４に進める。
　ステップＳ１１２において、コントローラ３１は、予め保持している往路の発光周期Ｔ１０の選択候補を、当該処理において全て適用したか否かを判定する（Ｓ１１２）。そして、コントローラ３１は、往路の発光周期Ｔ１０の選択候補を全て適用した場合は（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０９（図８参照）に進めて、当該フレームに対する測定データの取得を断念する。他方、往路の発光周期Ｔ１０の選択候補を全て適用していない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、コントローラ３１は、残りの往路の選択候補の何れかに往路の発光周期Ｔ１０を変更して（Ｓ１１３）、処理をステップＳ１０４（図８参照）に進め、再度、往路データと復路データを取得する。
　また、ステップＳ１１４において、コントローラ３１は、予め保持している復路の発光周期Ｔ３０の選択候補を、当該処理において全て適用したか否かを判定する（Ｓ１１４）。そして、コントローラ３１は、復路の発光周期Ｔ３０の選択候補を全て適用した場合は（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０９（図８参照）に進めて、当該フレームに対する測定データの取得を断念する。他方、復路の発光周期Ｔ３０の選択候補を全て適用していない場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、コントローラ３１は、残りの復路の選択候補の何れかに復路の発光周期Ｔ３０を変更して（Ｓ１１５）、処理をステップＳ１０４（図８参照）に進め、再度、往路データと復路データを取得する。
　通常、往路データまたは復路データに干渉光の影響がある場合、反射光Ｒ１０とともに干渉光によって、画素位置に距離が割り当てられるため、距離が割り当てられた画素の数は、干渉光の影響がない場合に比べて多くなる。したがって、画素数Ｎ１、Ｎ２を比較することにより、往路データと復路データの何れに干渉光の影響があるかを判別できる。
　変更例１によれば、往路および復路の測定期間Ｔ１、Ｔ３うち光を受光した画素の数Ｎ１、Ｎ２が多い方の測定期間に対応する発光タイミング（発光周期）が変更されるため、その後に行われる測定動作において、往路または復路の測定の際に、再度、干渉光の受光が受光期間に同期する可能性を低減できる。よって、より迅速に、干渉光の影響がない状態の往路データおよび復路データを取得でき、測定データを迅速に取得できる。
　＜変更例２＞
　上記変更例１では、ステップＳ１１１の判定がＮＯの場合に復路の発光周期Ｔ３０を変更したが、ステップＳ１１１の判定がＮＯの場合に、往路と復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の組み合わせパターンを変更してもよい。
　図９（ｂ）は、変更例２に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。
　変更例２では、図９（ａ）のステップＳ１１４、Ｓ１１５が、ステップＳ１１６、Ｓ１１７に置き換えられている。
　ステップＳ１１１の判定がＮＯの場合、コントローラ３１は、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の選択候補の全ての組み合わせを適用して、往路データおよび復路データを取得したか否かを判定する（Ｓ１１６）。ステップＳ１１６の判定がＮＯの場合、コントローラ３１は、往路および復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を、選択候補の他の組み合わせに設定し（Ｓ１１７）、処理をステップＳ１０４（図８参照）に戻す。これにより、以前の１フレーム分の測定時とは異なる発光周期に、発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の少なくとも一方が変更された状態で、往路データおよび復路データが取得される。他方、選択候補の他の組み合わせを適用した場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、コントローラ３１は、処理をステップＳ１０９（図８参照）に進めて、当該フレームに対する測定データの取得を断念する。
　本変更例によれば、画素数Ｎ１が画素数Ｎ２よりも多い場合に、往路の測定期間Ｔ１における発光タイミング（発光周期）が変更されるため、その後に行われる測定動作において、再度、往路データが干渉光の影響を受ける可能性を低減できる。よって、迅速に、干渉光の影響がない状態の往路データを取得でき、測定データを迅速に取得できる。
　＜変更例３＞
　上記実施形態では、画素２２ｂに配置されたアバランシェフォトダイオードがガイガーモードで用いられることが前提とされたが、画素２２ｂに配置されたアバランシェフォトダイオードがリニアモード（リニア増倍モード）で用いられてもよい。
　上記のように、ガイガーモードでは、アバランシェフォトダイオードに光子が入射すると、アバランシェ増倍により、アバランシェフォトダイオードのカソードに集電される電荷が飽和電荷量まで増倍される。したがって、画素に対する光の入射の有無が高感度で検出され得る。
　これに対し、リニアモードでは、アバランシェフォトダイオードに光子が入射すると、入射した光子の数に略比例する電荷が、アバランシェフォトダイオードのカソードに集電される。したがって、リニアモードでは、画素に対する光の入射の有無とともに、入射光量（受光強度）が検出され得る。アバランシェフォトダイオードに印加される逆電圧を調節することにより、アバランシェフォトダイオードがリニアモードで使用され得る。
　このように、各画素２２ｂが、受光強度に応じた信号を出力する場合、コントローラ３１は、図８の処理において、さらに、受光強度に基づいて、往路データを復路データが干渉光の影響を受けているか否かを判定してもよい。すなわち、図８のステップＳ１０５の判定において、差分が閾値を超える場合であっても、この差分を生じさせた画素位置の受光強度が小さい場合、この画素位置に割り当てられた距離は、干渉光に基づくものではなく、誤動作や電気的ノイズ等の他の要因によるものと想定され得る。よって、このような場合は、往路データを復路データのうち、距離が割り当てられた画素の数が少ない方のデータを測定データに用いてもよい。
　図１０は、変更例３に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。
　変更例３では、図８のステップＳ１０６が、ステップＳ１２２、Ｓ１２３に置き換えられ、ステップＳ１２１が追加されている。その他のステップは、図８の対応するステップと同様であるため、説明を省略する。
　コントローラ３１は、往路データと復路データの差分が閾値を超える場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、この差分を生じさせた画素位置の受光強度（画素の出力信号）が所定の閾値を超えるか否かを判定する（Ｓ１２１）。
　ここで、この閾値は、誤動作や電気的ノイズ等の干渉光の入射以外の要因によって生じると想定される信号レベルよりやや大きく、干渉光の入射によって生じる信号レベルよりも小さいレベルに設定される。また、閾値と比較される受光強度は、差分を生じさせた画素に出力信号の平均値や最大値、度数分布のモード等、差分を生じさせた画素に出力信号の代表値であればよい。
　ステップＳ１２１の判定がＹＥＳの場合、コントローラ３１は、処理をステップＳ１０７に進めて、図８と同様の処理を行う。他方、ステップＳ１２１の判定がＮＯの場合、コントローラ３１は、処理をステップＳ１２２に進めて、往路データと復路データの何れかを測定データとして選択する処理を行う。
　ステップＳ１２２において、コントローラ３１は、往路データと復路データのうち、距離が割り当てられた画素の数が少ない方の画素データを選択し、選択したデータを測定データとして採用する（Ｓ１２３）。
　上記のように、ステップＳ１２１の判定がＮＯの場合、差分を生じさせた画素位置に割り当てられた距離は、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等によって生じたものと想定される。したがって、往路データと復路データのうち、このような画素を含まない画素データ、すなわち、距離が割り当てられた画素の数が少ない方の画素データは、干渉光による影響や、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の影響を受けていない真正な画素データであると想定され得る。よって、ステップＳ１２２において、距離が割り当てられた画素の数が少ない方の画素データを選択すると、選択された画素データは、干渉光による影響や、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の影響を受けていない真正な画素データである。
　このように、変更例３の構成によれば、差分を生じさせた前記画素の受光信号の強度が所定の閾値を超えること（Ｓ１２１）を、さらに、干渉光の影響の有無を判定するための条件に追加することにより、より円滑に、干渉光の影響のない測定データを取得できる。
　なお、ステップＳ１２２、Ｓ１２３に代えて、往路データから、差分を生じさせた画素に基づく距離を削除した（Ｎｕｌｌに置き換えた）画素データを、測定データとして用いる処理が行われてもよい。この処理によっても、干渉光による影響や、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の影響を受けていない真正な画素データを、測定データに採用することができる。
　また、１つの画素に複数のアバランシェフォトダイオードを配置することにより、受光光量に応じた信号を出力させる構成であってもよい。この場合、各アバランシェフォトダイオードは、ガイガーモードで使用されてもよい。また、各画素に、受光光量に応じた電気信号を出力するフォトダイオードが配置されてもよい。
　また、変更例１、２の構成に、変更例３の構成が用いられてもよい。
　＜変更例４＞
　上記実施形態では、往路と復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０を変更することにより、往路と復路の発光タイミングが変更された。すなわち、コントローラ３１は、たとえば、図１１（ａ）に示すように、予め、往路と復路の発光周期Ｔ１０、Ｔ３０の選択候補を保持し、往路データと復路データの差分が閾値を超える場合に、これら選択候補の組み合わせを変更することによって、往路と復路の発光タイミングを変化させた。
　これに対し、変更例４では、往路データと復路データの差分が閾値を超える場合に、往路または復路の発光周期の位相を変化させる。
　図１１（ｂ）、（ｃ）は、変更例４に係る、発光タイミングの調整動作を示すタイミングチャートである。
　図１１（ｂ）は、往路の受光期間と干渉光の受光タイミングとが同期している状態を示している。この場合、図８のステップＳ１０５の判定がＹＥＳとなる。これに応じて、コントローラ３１は、往路データと復路データのうち、距離が割り当てられた画素の数が多い方の画素データを特定し、往路の測定期間Ｔ１と復路の測定期間Ｔ３うち、特定した画素データに対応する測定期間の発光周期の位相を所定量だけシフトさせる。たとえば、図１１（ｂ）のように、往路の受光期間と干渉光の受光タイミングとが同期している場合、コントローラ３１は、図１１（ｃ）のように、往路の発光周期を所定量ΔＰだけシフトさせる。これにより、受光期間も同様に所定量ΔＰだけシフトされ、往路の受光期間と干渉光の受光タイミングとが同期しなくなる。
　このように、変更例４によれば、往路データと復路データの差分が閾値を超える場合に、発光周期の位相を変化させることにより、往路または復路の受光期間と干渉光の受光タイミングとが同期することを解消できる。よって、変更例４の構成によっても、上記実施形態と同様、干渉光の影響が抑制された高品質の測定データを取得することができる。
　なお、変更例４の構成において、コントローラ３１は、図８のステップＳ１０７、Ｓ１０８に代えて、距離が割り当てられた画素数が多い方の測定期間における発光周期を所定量ずつ変化させる処理を行えばよい。また、変更例４の構成が、変更例１～３に適用されてもよい。
　＜その他の変更例＞
　上記実施形態では、図３（ｂ）に示したように、往路と復路の期間が互いに相違したが、往路と復路の期間が同じであってもよい。この場合も、往路の測定期間の発光周期Ｔ１０と復路の測定期間の発光周期Ｔ３０は、互いに相違するように設定される。
　また、上記実施形態では、水平方向に長いラインビームＢ１０が鉛直方向に走査されたが、鉛直方向に長いラインビームが水平方向に走査されてもよい。
　また、上記実施形態では、光偏向器１４としてＭＥＭＳミラーを用いたが、光偏向器１４として磁気可動ミラー等の往復駆動方式の他の光偏向器が用いられてもよい。
　また、上記実施形態では、発光ユニット１１、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２、スロー軸シリンドリカルレンズ１３および光偏向器１４が一方向に並ぶように投射光学系１０が構成されたが、投射光学系１０のレイアウトはこれに限られるものではない。たとえば、光路の途中にミラーを配置して光路を折り曲げるように投射光学系１０が構成されてもよい。また、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２が、スロー軸シリンドリカルレンズ１３の後段側に配置されてもよい。
　また、発光ユニット１１に配置されるレーザ光源１１ａの数は、上記実施形態に例示した数に限られるものではない。
　また、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２とスロー軸シリンドリカルレンズ１３を一体化してもよい。たとえば、スロー軸方向とファスト軸方向にそれぞれ異なる非球面となるトロイダルレンズが用いられてもよい。
　また、上記実施形態では、レーザレーダ１が車両２００に搭載されたが、他の移動体にレーザレーダ１が搭載されてもよい。また、レーザレーダ１が移動体以外の機器や設備に搭載されてもよい。また、レーザレーダ１が物体検出の機能のみを備えていてもよい。
　また、上記実施形態では、複数のレーザ光源１１ａが１列に並んで配置されたが、複数のレーザ光源１１ａの配置方法は、これに限られるものではない。たとえば、レーザ光源１１ａの列が複数段配置されてもよく、複数のレーザ光源１１ａがマトリクス状に配置されてもよい。
　この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
　　１　…　レーザレーダ
　　１１　…　発光ユニット（光源）
　　１４ａ　…　ミラー
　　２２　…　受光素子
　　２２ｂ　…　画素
　　３１　…　コントローラ

Claims (11)

  1. 　ラインビームを走査させることにより物体を検出するレーザレーダにおいて、
    　前記ラインビームの生成に用いるレーザ光を出射する光源と、
    　前記ラインビームを目標領域において往復走査させるためのミラーと、
    　前記ラインビームの物体からの反射光をマトリクス状に配置された複数の画素により受光する受光素子と、
    　コントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、
    　　前記ラインビームの往路および復路の走査において発光周期が互いに相違するように前記光源を制御し、
    　　前記往路の走査において前記受光素子から得られる第１画素データと前記復路の走査において前記受光素子から得られる第２画素データとの差分に基づいて、前記第１画素データまたは前記第２画素データを測定データとして選択するか否かを決定する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  2. 　請求項１に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、復路の走査期間が往路の走査期間よりも短くなるように前記ミラーを駆動し、前記復路の発光周期を前記往路の発光周期よりも短く設定する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  3. 　請求項２に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記復路の発光周期と前記往路の発光周期との比が、往路の測定期間の逆数と復路の測定期間の逆数との比となるように、前記光源を制御する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  4. 　請求項１ないし３の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記差分が、前記反射光以外の干渉光が第１画素データおよび第２画素データに影響したことを規定する閾値を超えることを条件に、前記往路の発光タイミングと前記復路の発光タイミングの少なくとも一方を変更する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  5. 　請求項４に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記発光周期を変更することにより、前記発光タイミングの変更を行う、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  6. 　請求項４に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記発光周期の位相を変更することにより、前記発光タイミングの変更を行う、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  7. 　請求項４ないし６の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記発光タイミングの変更において、前記往路および前記復路の測定期間うち光を受光した画素の数が多い方の測定期間に対応する前記発光タイミングを変更する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  8. 　請求項４ないし７の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記受光素子は、前記各画素が受光光量に応じた強度の信号を出力可能に構成され、
    　前記コントローラは、前記差分を生じさせた前記画素の受光信号の強度が所定の信号強度を超えることをさらなる条件として、前記往路の発光タイミングと前記復路の発光タイミングの少なくとも一方を変更する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  9. 　請求項４ないし８の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記往路の発光タイミングの設定パターンと前記復路の発光タイミングの設定パターンを、それぞれ、複数、保持している、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  10. 　請求項１ないし９の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記往路における発光動作を前記復路の測定期間まで継続した場合に、前記復路の測定期間における前記往路の発光タイミングが前記復路の測定期間における何れの発光タイミングにも一致しないように、前記往路の発光タイミングと前記復路の発光タイミングを設定する、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
     
  11. 　請求項１ないし１０の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
    　前記コントローラは、前記発光タイミングから目標距離に応じた時間が経過したタイミングで前記反射光を受光するための受光動作を前記受光素子に行わせる、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
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