WO2022123887A1 - 測距装置および移動体 - Google Patents

Abstract

測距装置は、発光装置および光検出器を備える本体と、信号処理回路と、振動検出器と、制御回路とを備える。前記発光装置は、仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能である。前記光検出器は、前記光ビームによる反射光を検出する。前記信号処理回路は、前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成する。前記振動検出器は、振動に起因する前記本体の姿勢の変化を、前記本体が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力する。前記制御回路は、前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正する。

Description

測距装置および移動体

　本開示は、測距装置、および測距装置を備える移動体に関する。

　従来、ライダー（ＬｉＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）技術を利用した測距装置において、レーザビームの出射方向を調整する技術が提案されている。

　例えば特許文献１は、車両が姿勢検出用のセンサを備え、自車の姿勢と前方の坂道の勾配とに基づいて、ライダーからのレーザビームの照射角を調整する技術を開示している。

　特許文献２は、センサから取得した振動を示すデータに基づいて、光偏向器の振動の影響を抑制するシステムを開示している。

特開２０１９－１００８５３号公報 特表２０１９－５３５０１４号公報

　本開示は、センサから取得した移動体の姿勢を示す信号から、移動体の振動状態をより高精度に検出し、適切な方向に光ビームを出射して測距することを可能にする技術を提供する。

　本開示の実施形態による測距装置は、仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能な発光装置、および前記光ビームによる反射光を検出する光検出器を備える本体と、前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成する信号処理回路と、振動に起因する前記本体の姿勢の変化を、前記本体が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力する振動検出器と、前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正する制御回路と、を備える。

　本開示の包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録ディスク等の記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意の組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ‐Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の記録媒体を含み得る。装置は、１つ以上の装置で構成されてもよい。装置が２つ以上の装置で構成される場合、当該２つ以上の装置は、１つの機器内に配置されてもよく、分離した２つ以上の機器内に分かれて配置されてもよい。本明細書および特許請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

　本開示の実施形態によれば、センサから取得した移動体の姿勢を示す信号から、移動体の振動状態をより高精度に検出し、適切な方向に光ビームを出射して測距することが可能になる。

第１の実施形態による測距装置の概略的な構成を示すブロック図である。 発光装置の構成例を示す図である。 発光装置の他の構成例を示す図である。 発光装置のさらに他の構成例を示す図である。 測距装置を移動体に搭載した状態を模式的に示す図である。 振動検出器の構成例を示す図である。 測距装置の動作の一例を示すフローチャートである。 光ビームの出射方向の補正を説明するための第１の図である。 光ビームの出射方向の補正を説明するための第２の図である。 光ビームの出射方向の補正を説明するための第３の図である。 凹凸のある斜面を走行する移動体から出射される光ビームの方向の変化の例を示す図である。 振動検出器の他の例を示す図である。 制御信号を調整する動作の例を示すフローチャートである。 測距装置の他の構成例を示すブロック図である。 振動検出器のさらに他の例を示す図である。 振動検出器のさらに他の例を示す図である。 姿勢信号から振動信号を生成する方法の他の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態による測距装置の概略的な構成を示すブロック図である。 第２の実施形態における動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態における動作を説明するための第１の図である。 第２の実施形態における動作を説明するための第２の図である。 第２の実施形態における動作を説明するための第３の図である。 第３の実施形態による測距装置の概略的な構成を示すブロック図である。 走行中における移動体のピッチ方向における回転角速度の時間変化の例を示すグラフである。 走行中における移動体のピッチ角の時間変化の例を示すグラフである。 図２０Ｂに示す各区間の周波数スペクトルを示すグラフである。 姿勢信号をローパスフィルタに通して傾斜信号を求めた結果を示すグラフである。 姿勢信号から傾斜信号を減算して振動信号を求めた結果を示すグラフである。 移動体の姿勢によらず、光ビームが移動体に対して固定された方向に出射される例を示す図である。 姿勢信号に基づいて光ビームの出射方向が補正される例を示す図である。

　本開示において、回路、ユニット、装置、部材または部の全部または一部、またはブロック図における機能ブロックの全部または一部は、例えば、半導体装置、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路によって実行され得る。ＬＳＩまたはＩＣは、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップを組み合わせて構成されてもよい。例えば、記憶素子以外の機能ブロックは、１つのチップに集積されてもよい。ここでは、ＬＳＩまたはＩＣと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（ｖｅｒｙ　ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、もしくはＵＬＳＩ（ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるものであってもよい。ＬＳＩの製造後にプログラムされる、Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）、またはＬＳＩ内部の接合関係の再構成またはＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができるｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ　ｌｏｇｉｃ　ｄｅｖｉｃｅも同じ目的で使うことができる。

　さらに、回路、ユニット、装置、部材または部の全部または一部の機能または操作は、ソフトウェア処理によって実行することが可能である。この場合、ソフトウェアは１つまたは複数のＲＯＭ、光学ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録され、ソフトウェアが処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって実行されたときに、そのソフトウェアで特定された機能が処理装置および周辺装置によって実行される。システムまたは装置は、ソフトウェアが記録されている１つまたは複数の非一時的記録媒体、処理装置、および必要とされるハードウェアデバイス、例えばインターフェースを備えていてもよい。

　（本開示の基礎となった知見）
　本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。

　自動走行が可能な移動体、例えば無人搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、倉庫または工場において物品を搬送する用途で広く使用されている。そのような移動体には、自己の位置を推定するための測位装置、物体検出用の測距装置、および姿勢検出用のセンサなどの種々の装置が搭載され得る。測位装置には、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）などのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信される信号を受信して測位を行うＧＮＳＳ受信機が使用され得る。測位装置には、他にも、例えばＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ）技術を利用して測位を行う装置も存在する。ＳＬＡＭ技術を利用した測位装置は、ライダーセンサから出力された信号と、予め用意された地図データとを照合することにより、自己位置推定を行う。ライダーセンサは、物体検出用の測距装置としても利用され得る。測距装置は、移動体が走行する環境に存在する物体の分布を示す距離画像データまたは３次元の点群データを生成することができる。それらのデータに基づき、走行環境における地図データを生成したり、走行中に障害物を検出して回避する動作を行ったりすることができる。姿勢検出用のセンサに関しては、例えば、加速度センサ、ジャイロスコープ、またはこれらを備えた慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ　Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ：　ＩＭＵ）が使用され得る。

　移動体の姿勢は、例えばピッチ角、ロール角、およびヨー角によって表され得る。ピッチ角は、移動体の左右方向の軸の周りの回転量を表す。ロール角は、移動体の前後方向の軸の周りの回転量を表す。ヨー角は、移動体の上下方向の軸の周りの回転量を表す。姿勢は、例えばオイラー角などの他の角度によっても規定され得る。ピッチ角、ロール角、およびヨー角を検出する場合、姿勢検出用のセンサは、例えば３軸加速度センサおよびジャイロスコープの少なくとも一方を含む。３軸加速度センサは、移動体に固定されたｘｙｚ座標系におけるｘ、ｙ、およびｚ方向のそれぞれの加速度を計測する。これらの加速度の計測値から、移動体の姿勢を算出することができる。ジャイロスコープは、移動体のヨー、ピッチ、およびロール方向のそれぞれの回転角速度を計測する。これらの回転角速度の計測値から、移動体の姿勢を算出することができる。姿勢を検出するセンサは、移動体の移動中に、移動体の姿勢を示す信号を、例えば所定の周期で繰り返し生成して出力する。

　以下の説明において、姿勢を検出するセンサを「姿勢センサ」と称し、姿勢センサから出力される信号を「姿勢信号」と称する。姿勢信号は、基準姿勢からの姿勢の変化量を表す。基準姿勢は、例えば姿勢センサを備える移動体が水平な地面（路面とも称する）の上で静止しているときの姿勢であり得る。姿勢がピッチ角、ロール角、およびヨー角によって表される場合、姿勢信号は、それらの角度を示す。姿勢信号は、ピッチ角、ロール角、およびヨー角のうちの一部のみを示していてもよい。

　従来のＡＧＶなどの移動体は、主に倉庫または工場などの屋内における平坦な床面の上を走行するように構成されている。移動体の活用範囲を広げるために、屋外、例えば倉庫間、または倉庫と工場との間の通路等でも移動体が走行できるようにすることが望ましい。しかし、屋外には、坂道、凹凸、および段差などの、自動運転の妨げとなる箇所が存在し得る。このため、屋外でＡＧＶなどの移動体を正常に運行することは難しい。光ビームを用いた測距を行いながら移動する移動体が、凹凸または段差のある地面に沿って走行する場合、振動に起因して、光ビームの出射方向が意図しない方向に変化し得る。その結果、測距を適切に行うことができず、例えば自己位置推定を誤ったり、障害物に衝突したりするおそれがある。そのような課題を解決するために、例えば姿勢センサによって検出された移動体の姿勢の変化に応じて、光ビームの出射方向を補正する方法が考えられる。しかし、そのような方法では、地面の傾斜による姿勢の変化と、振動による姿勢の変化とを区別することができず、例えば凹凸または段差のある傾斜面を正常に走行することが難しい。

　姿勢センサから出力される姿勢信号は、地面の傾斜に起因する姿勢の変化量を示す信号成分（以下、「傾斜成分」と呼ぶ）と、移動体の振動に起因する姿勢の変化量を示す信号成分（以下、「振動成分」と呼ぶ）との合成である。移動体自体が発生させる振動が十分に小さいとして、完全に平坦な、凹凸のない地面の上を移動体が等速で走行する場合（または静止している場合）、姿勢信号は、振動成分を含まず、傾斜成分のみを含む。一方、巨視的に見て完全に水平で、凹凸のある路面を移動体が等速で走行する場合、姿勢信号は、傾斜成分を含まず、振動成分のみを含む。現実の環境では、凹凸のある傾斜面が存在することから、姿勢信号は、一般に、傾斜成分と信号成分とが混在した信号である。傾斜した箇所と水平な箇所の両方を含む凹凸のある路面を移動体が走行する場合、姿勢信号を用いて光ビームの出射方向を調整したとしても、移動体の振動に起因する出射方向のずれを適切に補正することはできない。

　以下、図２１Ａおよび図２１Ｂを参照しながら、この課題をより具体的に説明する。図２１Ａおよび図２１Ｂは、測距装置１００を備えた移動体６０が凹凸のある坂道を含む路面を走行している様子の例を模式的に示している。移動体６０は、ＡＧＶであり、例えば予め設定された経路に沿って自動走行を行う。測距装置１００は、レーザ光などの光ビーム４０を出射する光源と、光検出器とを備える。測距装置１００は、例えばＴｏＦ（Time of Flight）またはＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）などの測距技術を利用して、前方に存在する物体までの距離を計測しながら走行する。測距装置１００は、例えば光ビーム４０の出射方向を予め設定された範囲内で変化させるビームスキャンを行いながら、反射点までの距離を繰り返し計測する。図示される例において、移動体１０は、水平な路面、凹凸のある登り斜面、および水平な路面を順に走行する。

　図２１Ａは、移動体６０の姿勢によらず、光ビーム４０が移動体６０に対して固定された方向に出射される場合の例を示している。図２１Ａに示す例では、移動体６０から見て光ビーム４０は常に真正面の方向に出射される。なお、ビームスキャンが行われる場合、光ビーム４０は真正面以外の方向にも出射される。このような場合、路面が水平であっても斜面であっても、凹凸がなければ、光ビーム４０は路面上の物体に向けて適切な方向に出射される。しかし、移動体６０が路面の凹凸のある部分を走行して振動が発生すると、光ビーム４０は路面に近い方向に出射されたり、空中に向けて出射されたりする。その場合、前方に存在する物体を適切に照射できないおそれがある。

　一方、図２１Ｂは、姿勢信号に基づいて光ビーム４０の出射方向を補正する場合の例を示している。この例では、移動体６０が設置された斜面の状態が考慮されず、移動体６０の姿勢の変化がすべて振動に起因するものとして、姿勢の変化を相殺するように光ビーム４０の出射方向が補正される。この場合、光ビーム４０の出射方向、またはスキャンが行われる場合の出射方向の範囲は、重力の方向に対して固定される。言い換えれば、移動体６０が斜面上を走行している場合であっても、移動体６０の外部の観察者から見て光ビーム４０の方向が常に同一の方向になるように出射方向が補正される。図２１Ｂの例では、光ビーム４０が常に水平面に平行な方向に出射されている。この場合、路面の凹凸の有無にかかわらず、路面が水平であれば光ビームは路面に平行な方向に出射される。しかし、移動体６０が斜面を走行する場合、上り斜面では光ビームは路面に向けて出射され、下り斜面では空中に向けて出射されるため、前方に存在する物体を適切に照射できないおそれがある。

　本発明者らは、上記の課題を解決するために、以下に説明する本開示の実施形態の構成に想到した。本開示の実施形態による測距装置は、振動に起因する姿勢の変化を、地面の傾斜に起因する姿勢の変化と区別して検出し、振動に起因する姿勢の変化量に基づいて光ビームの出射方向を補正する。これにより、凹凸または段差などを含む傾斜面においても、適切に測距を行うことができる。

　以下、本開示の実施形態の概要を説明する。

　本開示の例示的な実施形態による測距装置は、発光装置および光検出器を備える本体と、信号処理回路と、信号検出器と、制御回路とを備える。前記発光装置は、仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能である。前記光検出器は、前記光ビームによる反射光を検出する。前記信号処理回路は、前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成する。前記振動検出器は、振動に起因する前記本体の姿勢の変化を、前記本体が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力する。前記制御回路は、振動検出器と、前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正する。

　上記構成によれば、前記振動検出器は、振動に起因する前記本体の姿勢の変化を、前記本体が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力する。前記制御回路は、振動検出器と、前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正する。このような構成により、例えば凹凸または段差などを含む傾斜面においても、適切な方向に光ビームを出射し、測距を適切に行うことができる。

　前記発光装置は、前記光ビームを出射する光源と、前記光ビームの出射方向を変化させるアクチュエータとを備えていてもよい。前記制御回路は、前記振動信号に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、前記光ビームの出射方向を補正してもよい。

　前記振動検出器は、前記本体の姿勢の経時変化を示す姿勢信号を出力する姿勢センサと、前記姿勢信号から、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を除去することによって前記振動信号を生成する演算回路とを備えていてもよい。

　前記演算回路は、前記姿勢信号から予め設定されたカットオフ周波数よりも高い高周波成分を抽出することによって前記振動信号を生成してもよい。

　前記演算回路は、前記姿勢信号から前記カットオフ周波数よりも低い低周波成分を抽出するローパスフィルタリング処理と、前記姿勢信号から前記低周波成分を除去する処理とを行うことによって前記振動信号を生成してもよい。

　前記カットオフ周波数は、例えば０．１Ｈｚから１０Ｈｚの範囲に含まれていてもよい。

　前記振動信号の大きさが予め設定された範囲を超える場合、前記制御回路は、前記光ビームの出射方向の補正を一時的に停止してもよい。

　前記測距装置は、前記測距装置の位置を推定する測位装置と、前記測距装置の位置と前記地面の傾斜角との対応関係を規定する関係データを記憶する記憶装置とをさらに備えていてもよい。前記演算回路は、前記関係データを参照して、前記測位装置によって推定された前記位置から前記地面の傾斜角を特定し、前記傾斜角に基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化量を決定し、前記姿勢信号から、前記地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化量を減じることにより、前記振動信号を生成してもよい。

　前記測位装置によって推定された前記位置が、特定の範囲に含まれる場合、前記制御回路は、前記光ビームの出射方向の補正を一時的に停止してもよい。

　前記測距装置は、例えば移動体に搭載され得る。前記振動検出器は、前記移動体の移動速度を計測する速度センサをさらに備えていてもよい。前記演算回路は、計測された前記移動速度に基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を決定してもよい。

　前記測距装置は、例えば電気モータによって駆動される移動体に搭載され得る。前記振動検出器は、前記電気モーターのトルクを計測するトルクセンサをさらに備えていてもよい。前記演算回路は、計測された前記トルクに基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を決定してもよい。

　前記演算回路は、一定時間の前記姿勢信号の変化量が、閾値を超え、かつ単調増加または単調減少のいずれかの傾向をもって変化した場合、前記振動に起因する前記姿勢の変化がないものとして処理してもよい。

　前記測距装置は、前記本体の前記地面からの高さの変動を検出し、前記高さの基準値からの変化量を示す高さ変動信号を出力する高さセンサをさらに備えていてもよい。前記制御回路は、前記振動信号と、前記高さ変動信号とに基づいて、前記光ビームの出射方向の補正量を決定してもよい。

　前記測距装置は、前記光ビームが出射される方向を含むシーンを撮像するイメージセンサをさらに備えていてもよい。前記制御回路は、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて、前記シーンに含まれる１つ以上の対象物を特定し、前記１つ以上の対象物に前記光ビームが照射されるように、前記光ビームの出射方向を決定してもよい。

　本開示の他の実施形態による移動体は、本開示の実施形態による測距装置を備える。

　本開示のさらに他の実施形態によるコンピュータプログラムは、仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能な発光装置、および前記光ビームによる反射光を検出する光検出器を備える測距装置に用いられる。前記コンピュータプログラムは、前記測距装置のコンピュータに、前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成することと、振動に起因する前記測距装置の姿勢の変化を、前記測距装置が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力させることと、前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正することと、を実行させる。

　以下、本開示の実施形態をより具体的に説明する。以下で説明される実施形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、およびステップの順序は、一例であり、本開示の技術を限定する趣旨ではない。以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一または類似の構成要素には同一の符号が付されている。重複する説明は省略または簡略化されることがある。

　（第１の実施形態）
　図１は、本開示の例示的な第１の実施形態による測距装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。本実施形態の測距装置１００は、例えばＡＧＶなどの移動体に搭載されて使用される。この測距装置１００は、本体１１０と、制御回路１５０と、信号処理回路１６０と、振動検出器１７０と、記憶装置１８０とを備える。本体１１０は、発光装置１２０と、光検出器１４０とを備える。振動検出器１７０は、姿勢センサ１７２と、演算回路１７４とを備える。

　発光装置１２０は、光源１２２と、アクチュエータ１２４とを備える。発光装置１２０は、アクチュエータ１２４の働きによって、仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能である。「仰角」は、移動体が水平な地面に置かれていると仮定した場合における水平面に対する角度である。移動体が傾斜面に置かれている場合、仰角は、移動体の移動方向と左右方向とを含む平面を基準面とする角度である。水平面または基準面に対して上側の角度を「正の仰角」と称し、水平面に対して下側の角度を「負の仰角」または「俯角」と称することがある。

　光源１２２は、例えばレーザ光源であり、レーザビームを出射する。レーザビームのスポット形状は、円形に近い形状であってもよいし、ライン状であってもよい。光源１２２は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームをコリメートするレンズとを含んでいてもよい。

　光源１２２から出射されるレーザビームの波長は、例えば近赤外線の波長域（およそ７００ｎｍから２．５μｍ）に含まれる波長であり得る。使用される波長は、光検出器１４０に使用される光電変換素子の材料に依存する。例えばシリコン（Ｓｉ）を光電変換素子の材料として用いる場合、９００ｎｍ前後の波長が主に使用され得る。インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）を光電変換素子の材料として用いる場合、例えば１０００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下の波長が使用され得る。なお、レーザビームの波長は、近赤外線の波長域に限定されない。環境光の影響が問題にならない用途（例えば夜間用等）においては、可視域（およそ４００ｎｍから７００ｎｍ）に含まれる波長を使用してもよい。用途によっては紫外線の波長域を使用することも可能である。本明細書において、紫外線、可視光、および赤外線の波長域に含まれる放射全般を「光」と称する。

　アクチュエータ１２４は、光源１２２から出射されたレーザビームに、屈折および／または反射等の光学的作用を加えて、特定の方向にレーザビームを出射させる。アクチュエータ１２４は、制御回路１５０からの制御信号に応答して、レーザビームの出射方向を、所定の範囲内で変化させることができる。アクチュエータ１２４は、例えば１つ以上の電気モータと、電気モータに接続された１つ以上のミラーとを備え得る。モータを駆動することによってミラーを回転させることにより、レーザビームの出射方向を変化させることができる。

　光検出器１４０は、発光装置１２０から出射された光ビーム４０によって生じた反射光５０を検出する。反射光５０は、光ビーム４０に含まれる光のうち、対象物３０で反射されて測距装置１００に戻る成分である。光検出器１４０は、例えばアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの１つ以上の光電変換素子を備える。光検出器１４０は、複数の光電変換素子を備えるセンサ、例えばイメージセンサであってもよい。イメージセンサは、１次元的または２次元的に配列された複数の光電変換素子を備える。各光電変換素子は、受光量に応じた電気信号を出力する。イメージセンサを用いることにより、距離の２次元分布を示す距離画像データを生成することができる。以下の説明において、画像データを単に「画像」と称することがある。

　図２は、光源１２２、アクチュエータ１２４、および光検出器１４０の構成例を示す図である。この例におけるアクチュエータ１２４は、モータ１２５と、モータ１２５に接続されて回転するミラー１２６と、ハーフミラー１２７とを備える。ミラー１２６は、モータ１２５と、図示されていない他のモータとによって、２つの軸の周りに回転することができる。ハーフミラー１２７は、光源１２２から出射されたレーザビームの光路上に配置され、レーザビームを反射してミラー１２６に入射させる。ミラー１２６で反射されたレーザビームは、光ビーム４０として対象物３０を照射する。対象物３０で反射された光ビーム４０は、反射光５０として、ミラー１２６に戻り、反射されてハーフミラー１２７に向かう。ハーフミラー１２７は、ミラー１２６で反射された反射光５０を透過させ、光検出器１４０に入射させる。アクチュエータ１２４は、制御回路１５０から入力された制御信号に応答して、ミラー１２６の角度を変化させる。これにより、光ビーム４０を所定の範囲内で変化させることができる。

　アクチュエータ１２４は、図２とは異なる構造を有していてもよい。例えば、アクチュエータ１２４は、上記と同様の機能を実現するように構成されたガルバノミラーまたはＭＥＭＳミラーを備えていてもよい。

　発光装置１２０は、アクチュエータ１２４に代えて、スローライト構造を備えた光スキャンデバイス、またはフェーズドアレイなどの、機械的な可動部を備えることなくレーザビームの出射方向を変化させることが可能な光学デバイスを備えていてもよい。機械的な可動部を含まない光学デバイスは、慣性の影響を受けないので、振動が生じた場合の出射方向の補正を高速にすることができるという利点がある。

　図３は、発光装置１２０がスローライト構造を備えた光スキャンデバイスである場合の構成例を模式的に示す斜視図である。図３には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が示されている。この発光装置１２０は、光導波路アレイ２８０Ａと、位相シフタアレイ２２０Ａと、光分岐器２３０と、それらが集積された基板２４０とを備える。光導波路アレイ２８０Ａは、Ｙ方向に配列された複数の光導波路素子２８０を含む。各光導波路素子２８０は、Ｘ方向に延びた構造を備える。位相シフタアレイ２２０Ａは、Ｙ方向に配列された複数の位相シフタ２２０を含む。各位相シフタ２２０は、Ｘ方向に延びた光導波路を備える。光導波路アレイ２８０Ａにおける複数の光導波路素子２８０は、位相シフタアレイ２２０Ａにおける複数の位相シフタ２２０にそれぞれ接続されている。位相シフタアレイ２２０Ａには光分岐器２３０が接続されている。

　光源１２２から発せられたレーザ光Ｌ０は、光分岐器２３０を介して複数の位相シフタ２０に入力される。複数の位相シフタ２２０を通過した光は、位相がＹ方向に一定量ずつシフトした状態で、複数の光導波路素子２８０にそれぞれ入力される。複数の光導波路素子２８０にそれぞれ入力された光は、光導波路素子２８０内をＸ方向に沿って伝搬しながら、ＸＹ平面に平行な光出射面２８０ｓに交差する方向に出射される。

　各光導波路素子２８０は、互いに対向する一対のミラーと、それらのミラーの間に位置する液晶層とを備える。液晶層は、例えばミラーに平行な一対の電極の間にある。各ミラーは、多層反射膜であり、少なくとも光出射面２８０ｓ側のミラーは、透光性を有する。液晶層に入力された光は、液晶層内を一対のミラーによって反射されながらＸ方向に沿って伝搬する。液晶層内を伝搬する光の一部は、透光性を有する光出射面２８０ｓ側のミラーを通過して外部に出射される。一対の電極に印加する電圧を変化させることにより、液晶層の屈折率が変化し、光導波路素子２８０から外部に出射される光の方向が変化する。電圧の変化に応じて、光導波路アレイ２８０Ａから出射される光ビーム４０の方向を、Ｘ軸に平行な方向Ｄ１に沿って変化させることができる。

　各位相シフタ２２０は、例えば熱によって屈折率が変化する熱光学材料を含む全反射導波路と、全反射導波路に熱的に接触するヒータと、ヒータに駆動電圧を印加するための一対の電極とを含む。全反射導波路に入力された光は、全反射導波路内を全反射しながらＸ方向に沿って伝搬する。一対の電極に電圧を印加することにより、全反射導波路がヒータによって加熱される。その結果、全反射導波路の屈折率が変化し、全反射導波路の端から出力される光の位相が変化する。隣り合う２つの位相シフタ２２０から出力される光の位相差を変化させることにより、光ビーム４０の出射方向を、Ｙ軸に平行な方向Ｄ２に沿って変化させることができる。

　以上の構成により、発光装置１２０は、光ビーム４０の出射方向を２次元的に変化させることができる。このような発光装置１２０の動作原理、および動作方法などの詳細は、例えば米国特許出願公開第２０１８／０２１７２５８号明細書に開示されている。この文献の開示内容の全体を本明細書に援用する。

　以上の各例では、１つの光源から出射される光ビーム４０の出射方向を互いに直交する２つの方向に沿って変化させることにより、ビームスキャンが実現される。そのような構成に限らず、複数の光源を用いて同様の機能を実現してもよい。例えば図４に示すような発光装置１２０を用いてもよい。

　図４は、縦方向に並ぶ複数のレーザ光源１２２を備える発光装置１２０の例を模式的に示す図である。図４に示す放射状に延びる直線は、各光源１２２から出射されるレーザビームの中心軸を模式的に表している。図では、簡単のため、レーザビームの広がりは無視し、レーザビームの中心軸のみが示されている。この例では、縦方向に配列された複数のレーザ光源１２２から、それぞれ異なる仰角でレーザビームが出射される。図４には、一例として、ｋ番目のレーザビームＬ_ｋの仰角θ_ｋが示されている。この例における発光装置１２０は、複数の光源１２２から出射されたレーザビームの反射光をそれぞれ検出する複数の光検出器を備える。それらの光源１２２および光検出器は、モータに接続され、図４において破線で示す回転軸の周りを回転するように構成される。制御回路１５０は、複数の光源１２２の中からレーザビームを出射させる光源１２２を選択することができる。制御回路１５０は、測距装置１００の振動状態に応じてレーザビームを出射させる光源１２２を切り替えることにより、レーザビームの出射方向を振動状態に応じて補正することができる。また、制御回路１５０は、測距装置１００の振動状態に応じて発光装置１２０自体の姿勢を変化させてレーザビームの出射方向の仰角を変化させることによっても、レーザビームの出射方向を振動状態に応じて補正することができる。

　図５は、本実施形態における測距装置１００を移動体６０に搭載した状態を模式的に示す図である。移動体６０は、例えばＡＧＶなどの、自動走行が可能な車両である。移動体６０は、路面７０の上を図の矢印の方向に走行する。移動体６０の前方に存在する物体（例えば人または障害物）を測距する場合、本体１１０は、移動体６０の前部に搭載され、光ビーム４０は移動体６０の前方に向けて出射される。測距装置１００は、移動体６０に搭載されるライダーシステムの一部として利用され得る。

　再び図１を参照して、制御回路１５０、信号処理回路１６０、および振動検出器１７０の構成を説明する。

　制御回路１５０は、発光装置１２０および光検出器１４０を制御する回路である。制御回路１５０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサ、またはプロセッサを内蔵するマイクロコントローラなどの集積回路であり得る。制御回路１５０は、例えばプロセッサが記憶装置１８０に格納されたコンピュータプログラムを実行することによって後述する動作を実行する。制御回路１５０は、光源１２２の発光タイミング、アクチュエータ１２４の動作、および光検出器１４０の光検出のタイミングを制御する。制御回路１５０は、光源１２２を駆動する回路と、アクチュエータ１２４を駆動する回路と、光検出器１４０を駆動する回路とを含み得る。制御回路１５０は、信号処理回路１６０および振動検出器１７０から出力された信号に基づいて、光ビーム４０の出射方向を決定し、その方向に光ビーム４０を出射するようにアクチュエータ１２４を制御する。制御回路１５０は、例えば、信号処理回路１６０から出力された距離データに基づいて、人などの特定の対象物３０を検出し、その対象物３０の方向に光ビーム４０を出射させるようにアクチュエータ１２４を制御してもよい。制御回路１５０はまた、振動検出器１７０から出力される振動信号に基づいて、振動に起因する姿勢の変化の影響を低減するように光ビーム４０の出射方向を補正する。この補正動作の詳細については後述する。

　信号処理回路１６０は、光検出器１４０から出力された電気信号に基づいて距離データを生成する回路である。信号処理回路１６０は、例えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの、プロセッサを含む回路である。信号処理回路１６０は、プロセッサが記憶装置１８０に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。信号処理回路１６０は、光検出器１４０から出力された信号に基づき、光ビーム４０によって照射された１つ以上の対象物３０までの距離を示す距離データを生成して出力する。距離データの生成には、直接ＴｏＦ、間接ＴＯＦ、またはＦＭＣＷなどの、任意の測距技術を用いることができる。例えば直接ＴｏＦ法を用いる場合、信号処理回路１６０は、光ビーム４０が出射されてから反射光５０が光検出器１４０によって検出されるまでの時間を計測し、その時間と光速度とから、対象物３０までの距離を計算する。

　本開示において、「距離データ」は、所定の基準点から、光ビーム４０によって照射される１つ以上の計測点（反射点とも呼ぶ）までの絶対的な距離、または計測点間の相対的な深度を表す任意の形式のデータを意味する。距離データは、例えば、距離の２次元分布を示す距離画像データであってもよいし、３次元点群データであってもよい。また、距離データは、直接的に距離または深度を表すデータに限られず、距離または深度を算出するために用いられるデータであってもよい。

　振動検出器１７０は、測距装置１００の本体１１０の振動を検出する装置である。本体１１０は、移動体６０に固定されている。このため、振動検出器１７０は、移動体６０の振動状態を検出することができる。本実施形態における振動検出器１７０は、姿勢センサ１７２と、演算回路１７４とを備える。

　姿勢センサ１７２は、例えば、加速度センサまたはジャイロスコープを備える慣性センサであり得る。姿勢センサ１７２は、３軸加速度センサおよびジャイロスコープを内蔵する慣性計測装置（ＩＭＵ）であってもよい。姿勢センサ１７２は、測距装置１００の本体１１０、または本体１１０が搭載されている移動体６０の内部に固定されている。姿勢センサ１７２は、本体１１０または移動体６０の姿勢の、基準の姿勢からの変化量を計測し、当該姿勢の変化量の経時変化を示す姿勢信号を出力する。姿勢信号は、アナログの電気信号であってもよいし、ディジタルのデータであってもよい。

　姿勢センサ１７２は、慣性センサに限らず、例えばイメージセンサを含んでいてもよい。その場合、姿勢センサ１７２は、イメージセンサによって取得された画像の時間的な変化に基づいて姿勢信号を生成する。例えば、画像中の複数の特徴点の位置の時間変化から、本体１１０がどの回転方向にどの程度変化したかを計算することにより、姿勢信号を生成することができる。なお、光検出器１４０としてイメージセンサを用いる場合、そのイメージセンサによって取得される画像に基づいて姿勢信号を生成してもよい。

　演算回路１７４は、例えば１つ以上のプロセッサを含む回路である。演算回路１７４は、傾斜検出モジュール１７６と、振動検出モジュール１７８とを含む。これらのモジュールは、ハードウェアモジュールであってもよいし、ソフトウェアモジュールであってもよい。演算回路１７４は、例えばプロセッサが記憶装置１８０に格納されているプログラムを実行することにより、傾斜検出モジュール１７６および振動検出モジュール１７８として機能してもよい。

　傾斜検出モジュール１７６は、姿勢センサ１７２から出力される姿勢信号から、地面の傾斜に起因して生じた姿勢変化の成分を抽出し、その成分を示す信号を傾斜信号として出力する。本実施形態では、傾斜信号は姿勢信号に基づいて生成されるが、後述する他の実施形態のように、姿勢信号とは独立に生成してもよい。

　振動検出モジュール１７８は、姿勢センサ１７２から出力される姿勢信号から、振動に起因して生じた成分を抽出し、その成分を示す信号を振動信号として生成する。本実施形態では、振動検出モジュール１７８は、姿勢信号から傾斜信号を減じることによって振動信号を生成する。振動検出モジュール１７８は、生成した振動信号を制御回路１５０に送出する。制御回路１５０は、本体１１０の振動に起因する光ビーム４０の出射方向の変化を打ち消すようにアクチュエータ１２４を制御する。これにより、光ビーム４０の出射方向が補正される。

　記憶装置１８０は、１つ以上の記憶媒体を含む装置である。記憶媒体は、例えばＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリ、磁気記憶媒体、または光学記憶媒体などの任意の記憶媒体であり得る。記憶装置１８０には、制御回路１５０、信号処理回路１６０、および演算回路１７４におけるプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム、および処理の過程で生じた種々のデータが格納され得る。

　本実施形態における制御回路１５０、信号処理回路１６０、および演算回路１７４は、分離された個別の回路であるが、これらのうちの２つまたは全部が、統合された１つの回路によって実現されていてもよい。また、制御回路１５０、信号処理回路１６０、および演算回路１７４の各々は、複数の回路の集合体であってもよい。制御回路１５０、信号処理回路１６０、および演算回路１７４の機能の一部が、測距装置１００の本体１１０または移動体６０から離れた場所に配置された外部のコンピュータによって実行されてもよい。その場合、外部のコンピュータは、無線通信または有線通信により、測距装置１００におけるコンピュータと相互にデータの送受信を行う。このように、測距装置１００の構成要素の一部が移動体６０に搭載されていなくてもよい。

　図６は、振動検出器１７０のより具体的な構成例を示す図である。この例における振動検出器１７０は、姿勢センサ１７２としてジャイロセンサ１７２Ａを備える。演算回路１７４は、傾斜検出モジュール１７６としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７６Ａを、振動検出モジュール１７８として減算器１７８Ａを備える。ジャイロセンサ１７２Ａは、ジャイロスコープと、ジャイロスコープから出力される信号を処理する回路とを備える。ジャイロセンサ１７２Ａは、ジャイロスコープから出力された回転角速度を示す信号に基づき、本体１１０の姿勢の変化量を示す姿勢信号を生成する。ローパスフィルタ１７６Ａは、姿勢信号から低周波成分を抽出し、その成分を傾斜信号として出力する。減算器１７８Ａは、姿勢信号から傾斜信号を減じることによって低周波成分が除去された振動信号を生成する。

　以下、振動検出器１７０が図６に示す構成を備える場合における測距装置１００の動作を説明する。

　図７は、測距装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。測距装置１００は、移動体６０の走行中、図７に示すステップＳ３０１からＳ３１０の動作を、例えば所定の周期で繰り返すことにより、測距データを生成する。以下、各ステップの動作を説明する。

　（ステップＳ３０１）
　制御回路１５０は、光ビームの出射方向を決定し、出射方向を示す制御信号をアクチュエータ１２４に送出する。制御信号は、光ビームの出射角を規定する。制御信号は、例えば移動体６０の正面方向を基準とする仰角と方位角とを示していてもよいし、それらの角度に対応する制御パラメータを示していてもよい。アクチュエータ１２４は、制御信号に従い、例えばミラーの回転角などの、出射方向を決定するパラメータを設定する。制御回路１５０は、光ビームで測距対象のシーンをスキャンするように、光ビームの出射方向を、計測の都度変化させてもよい。

　（ステップＳ３０２）
　ジャイロセンサ１７２Ａは、本体１１０の姿勢の変化量を示す姿勢信号を生成する。ジャイロスコープによって得られる測定値は回転角速度の値であるので、ジャイロセンサ１７２Ａは、積分計算を行って姿勢角度値を算出する。本実施形態では、ジャイロセンサ１７２Ａは、ピッチ角、ロール角、およびヨー角の３つの姿勢角のうち、ピッチ角を算出する。これにより、移動体６０の進行方向に向かって左右方向の軸の周りの姿勢の変化を検出することができる。ジャイロセンサ１７２Ａは、このピッチ角を姿勢信号として出力する。なお、ジャイロセンサ１７２Ａは、ピッチ角に加えて、またはピッチ角に代えて、ロール角またはヨー角を算出してよい。ロール角は、移動体６０の進行方向の軸の周りの姿勢の変化量を表す。ロール角を姿勢信号として用いることにより、左右の車輪の一方が石などの障害物に乗り上げた場合のように、左右の車輪の間に高低差が生じた状態を検出することができる。また、ヨー角は、移動体６０の進行方向に向かって上下方向の軸の周りの姿勢の変化量を表す。そのような姿勢の変化を検出する場合には、ヨー角を算出してもよい。このように、姿勢信号は、ピッチ角、ロール角、およびヨー角の少なくとも１つを示す信号であってもよい。姿勢信号は、ローパスフィルタ１７６Ａおよび減算器１７８Ａに送られる。

　（ステップＳ３０３）
　ローパスフィルタ１７６Ａは、それまでに生成された姿勢信号の時系列データから、予め設定されたカットオフ周波数よりも低い周波数の成分である低周波成分を抽出し、傾斜信号として出力する。カットオフ周波数は、移動体６０の走行環境または用途に応じて適切な値に設定される。カットオフ周波数は、例えば０．１Ｈｚから１０Ｈｚの範囲に含まれる値に設定され得る。カットオフ周波数を上記の範囲に設定することにより、後述するように、姿勢信号から、路面の傾斜に起因する姿勢変化の成分を効果的に除去することができる。

　（ステップＳ３０４）
　減算器１７８Ａは、姿勢信号から傾斜信号を減算することによって振動信号を生成し、制御回路１５０に出力する。

　ステップＳ３０２からステップＳ３０４の処理によって姿勢信号から振動信号を生成することができる理由は、以下のとおりである。ＡＧＶなどの移動体６０が、屋内および屋外で路面に沿って走行する場合、路面が水平な状態から坂道に遷移するとき、および坂道から水平な状態に遷移するときには、その遷移に伴う姿勢変化は時間的に緩やかな（すなわち低周波成分を多く含む）変化であることが多い。これは、路面では坂道と水平な部分との境界を走行するときのショックを減らす目的で、一般的にその境界が滑らかになるように路面が形成されるからである。したがって、姿勢信号から低周波信号を抽出するローパスフィルタリング処理を行うことにより、路面の傾斜角の変化に伴う姿勢変化の成分を多く含む傾斜信号が得られる。姿勢信号からこの傾斜信号を減じることにより、振動に伴う姿勢変化の成分を多く含む振動信号が得られる。

　（ステップＳ３０５）
　制御回路１５０は、振動信号に基づき、ステップＳ３０１で決定した光ビームの出射方向を規定する制御信号を補正する。なお、この時点で光ビームが出射状態にある必要はない。制御回路１５０は、光ビームを出射した場合に、想定される方向に光ビームが出射されるように、アクチュエータ１２４に含まれるミラーの回転角または液晶の屈折率などを規定する制御信号を補正する。制御回路１５０は、制御信号を補正した場合、アクチュエータ１２４に補正後の制御信号を送出する。アクチュエータ１２４は、補正後の制御信号に従い、例えばモータを駆動してミラーの角度を所望の角度に設定するなどの調整を行う。

　ここで、図８Ａから図８Ｃを参照して、光ビームの出射方向の補正の具体例を説明する。

　図８Ａは、移動体６０が水平な路面７０を走行している状態の例を示している。図８Ｂは、移動体６０が水平な路面７０上の凸部７２に乗り上げた状態の例を示している。図８Ｃは、移動体６０が傾斜した路面７０上の凸部７２に乗り上げた状態の例を示している。ここでは、簡単のため、ステップＳ３０１で決定された光ビーム４０の出射方向が、移動体６０の正面方向に一致する、すなわち、正面方向を基準とする出射角がゼロ度である場合の例を説明する。

　図８Ａに示すように、移動体６０が凹凸のない水平な路面７０を走行している場合、振動信号の大きさはゼロであり、光ビーム４０は出射方向が補正されず水平に出射される。これにより、測距装置１００は移動体６０の前方の対象物３２を測距する。

　図８Ｂに示すように、水平な路面７０を走行する移動体６０が路面７０の凸部７２に乗り上げて振動が発生した場合、ピッチ角に関して、角度θの姿勢変化が振動信号として検出される。制御回路１５０は、この角度θの姿勢変化を打ち消すように、光ビーム４０の出射方向を補正する。

　図８Ｃに示すように、傾斜角φの傾斜した路面７０を走行する移動体６０が路面７０の凸部７２に乗り上げて振動が発生した場合、移動体６０の姿勢の変化量は、水平面に対して角度φ＋θである。この角度のうち、φは傾斜信号の角度値として得られるので、振動信号が示す角度値はθである。制御回路１５０は、この角度θの姿勢変化を打ち消すように、光ビーム４０の出射方向を補正する。

　（ステップＳ３０６）
　制御回路１５０は、光源１２２に発光トリガ信号を送出する。光源１２２は、発光トリガ信号に基づいて発光する。例えばＴｏＦ法によって測距する場合、光源１２２は、例えば１ｎｓから１００ｎｓの範囲内の時間幅を持つパルス光を出射する。

　（ステップＳ３０７）
　光検出器１４０は、対象物からの反射光を検出し、検出結果を示す検出信号を出力する。

　（ステップＳ３０８）
　信号処理回路１６０は、検出信号に基づいて測距値を算出する。例えばＴｏＦ法によって距離が計測される場合、発光パルスのタイミングと、検出された反射光パルスのタイミングとの時間差から測距値を求める。

　（ステップＳ３０９）
　信号処理回路１６０は、測距値を出力する。出力先は、例えば記憶装置１８０、または数値表示器もしくはディスプレイなどの表示装置であり得る。あるいは、測距値に基づいて移動体６０の動作を制御する制御装置またはコンピュータに測距値を出力してもよい。

　（ステップＳ３１０）
　制御回路１５０は、測距を終了すべきか否かを判定する。例えば移動体６０が所定の目的地に到達したり、何らかのエラーによって移動体６０を停止させる場合、測距を終了すべきと判定し、動作を終了する。測距を継続する場合、ステップＳ３０１に戻り、測距を終了すべきと判定するまで、ステップＳ３０１からステップＳ３１０の動作が繰り返される。

　以上の動作により、移動体６０は、路面の傾斜状態および凹凸の有無にかかわらず、振動の影響を高精度に除去して、路面の前方の対象物に光ビームを精密に照射して正確に測距することが可能となる。

　図９は、本実施形態における移動体６０が、水平な路面、凸部のある上り坂、および水平な路面を順に走行する場合における光ビーム４０の出射方向の例を示す図である。本実施形態では、図２１Ａおよび図２１Ｂに示す例とは異なり、姿勢信号から傾斜成分が除去された振動信号に基づいて光ビーム４０の出射方向が補正される。このため、傾斜面および凹凸がある路面のいずれにおいても、光ビーム４０を意図された方向に出射することができる。

　上記の構成および動作は一例であり、本実施形態には多様な変形例が考えられる。以下、本実施形態のいくつかの変形例を説明する。

　図７に示す例では、光ビーム４０が出射されるたびに振動信号に基づく出射角の補正量が決定されるが、必ずしも毎回補正量を決定する必要はない。ビームスキャンが行われる場合、光ビーム４０は、例えば１秒間に１０００回以上出射され得る。その場合、光ビームの出射の周波数は、例えば１０００Ｈｚ以上である。これに対し、路面の凹凸または段差などに起因する振動の周波数は、一般に１０００Ｈｚよりも低い。したがって、振動に起因する光ビーム４０の出射角の変化を打ち消すための補正量の算出は、それほど高い頻度で行う必要はなく、複数回の光ビームの出射に１回の割合で行ってもよい。その場合、一度決定した補正量は、次に補正量が決定されるまで、複数回の出射にわたって使用される。

　図１０は、振動検出器１７０の変形例を示す図である。図１０に示す例における演算回路１７４は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１７８Ｂを振動検出モジュール１７８として備える。図１および図６に示す例とは異なり、傾斜検出モジュール１７６を備えていない。ジャイロセンサ１７２Ａから出力された姿勢信号は、ハイパスフィルタ１７８Ｂに送出される。ハイパスフィルタ１７８Ｂは、姿勢信号から、予め設定されたカットオフ周波数よりも周波数の高い成分である高周波成分を抽出し、その成分を示す信号を振動信号として出力する。カットオフ周波数は、例えば０．１Ｈｚから１０Ｈｚの範囲内に設定され得る。図１０に示す構成であっても、図６に示す構成と同等の振動信号を生成できる。なぜなら、カットオフ周波数と減衰傾度（すなわちフィルタの減衰特性の傾き）がローパスフィルタとハイパスフィルタとで同じであれば、姿勢信号からローパスフィルタを通して得られる信号を減じた信号は、ハイパスフィルタを通して得られる信号と等価であるからである。また、凹凸のある路面を走行しているときには移動体は振動しており、その振動に伴う姿勢変化は時間的に細かい（すなわち高周波成分を多く含む）変化であることが多い。このことからも、姿勢信号をハイパスフィルタに通して得られる信号を振動信号として用いることが合理的である。

　制御回路１５０は、振動信号を取得した後、アクチュエータ１２４に制御信号を送出する前に、移動体６０の状態に応じて制御信号を調整してもよい。例えば、制御回路１５０は、振動信号の大きさが予め設定された範囲を超える場合、光ビームの出射方向の補正を一時的に停止してもよい。制御回路１５０はまた、振動信号に基づいて決定した光ビームの補正後の出射角が、予め設定された範囲を超える場合、光ビームの出射方向の補正を一次的に停止してもよい。以下、そのような動作の例を説明する。

　図１１は、制御信号を調整する動作の例を示すフローチャートである。図１１に示す動作は、例えば図７に示すステップＳ３０５の代わりに実行され得る。以下、各ステップの動作を説明する。

　（ステップＳ８０１）
　制御回路１５０は、ステップＳ３０５と同様の方法で、光ビームの出射角の補正量を決定する。

　（ステップＳ８０２）
　制御回路１５０は、補正後の出射角が所定の範囲内にあるか否かを判定する。例えば、アクチュエータ１２４に送出する制御信号が示す補正後の出射角が、アクチュエータ１２４によって制御が可能な光ビームの出射角の範囲内にあるか否かを判定する。

　（ステップＳ８０３）
　補正後の出射角が所定の範囲内であれば、制御回路１５０は、その出射角を示す制御信号をそのままアクチュエータ１２４に出力する。

　（ステップＳ８０４）
　補正後の出射角が所定値の範囲外の場合、制御回路１５０は、その範囲を超えない最大値を示す制御信号をアクチュエータ１２４に出力する。

　図１１に示す例では、移動体６０の振動に起因する姿勢変化の影響を打ち消すように決定された補正後の出射角が、予め設定された光ビームの出射角の範囲を超える場合、その範囲の限界で補正が停止される。このような動作により、予期しない大きい振動が移動体６０に発生した場合に、アクチュエータ１２４の駆動機構（例えばモーター）に過度な負荷がかかることを抑制し、アクチュエータ１２４の破損または劣化を防ぐことができる。なお、補正後の出射角に基づく代わりに、振動信号自体に基づいて同様の判定を行ってもよい。例えば、振動信号の大きさが所定の範囲を超える場合、補正を一時的に停止してもよい。

　図１に示す傾斜検出モジュール１７６は、姿勢信号から低周波成分を抽出することによって傾斜信号を生成する。しかし、そのような方法によらずに傾斜信号を生成することもできる。例えば、測位装置によって推定された位置と、予め用意された位置と傾斜角との対応関係を規定するデータとに基づいて、傾斜信号を生成してもよい。

　図１２は、そのような測距装置１００の構成例を示すブロック図である。この例における測距装置１００は、図１に示す構成要素に加えて、測位装置１９０をさらに備える。また、記憶装置１８０には、位置とその位置における地面の傾斜角などの情報とを関連付けた関係データが予め記録される。関係データは、例えば、移動体６０が走行し得る範囲における路面の地図データであり得る。そのような地図データは、座標と路面の勾配とが関連付けられて記録されたデータであり得る。測位装置１９０は、例えばＧＰＳなどのＧＮＳＳ衛星からの信号を受信するＧＮＳＳ受信機を含み、測距装置１００の現在の位置情報を取得することができる。この例における演算回路１７４における傾斜検出モジュール１７６は、記憶装置１８０に記録された関係データを参照して、測位装置１９０によって推定された現在位置から地面の傾斜角を決定し、その傾斜角に基づいて、地面の傾斜に起因する本体１１０の姿勢の変化量を決定することができる。傾斜検出モジュール１７６は、必要に応じて、移動体６０の走行方向を考慮して現在位置における傾斜角を決定する。同じ坂道であっても、坂道を上る場合と下る場合とでは、移動体６０から見た傾斜角が異なるからである。振動検出モジュール１７８は、姿勢信号から、地面の傾斜に起因する本体の姿勢の変化量を減じることにより、振動信号を生成する。

　上記の関係データを記憶する記憶装置１８０は、必ずしも移動体６０に搭載されていなくてもよい。例えば、移動体６０から離れた場所に設置されたサーバなどのコンピュータが地図情報を記憶していてもよい。その場合、測距装置１００が、当該サーバなどのコンピュータと無線で情報を通信することにより、傾斜角の情報を取得することができる。

　図１２に示す構成において、測位装置１９０は、ＧＮＳＳを利用するものに限らず、例えば信号処理回路１６０が生成する距離データに基づいて自己位置推定を行ってもよい。また、図示されていないカメラまたはイメージセンサによって取得された画像を解析することによって現在位置における路面の傾斜角を推定することも可能である。

　測位装置１９０によって推定された現在の位置が特定の範囲に含まれる場合、制御回路１５０は、光ビームの出射方向の補正を一時的に停止してもよい。この場合、制御回路１５０は、推定された現在の位置が予め設定された特定の場所に該当するか否かを判定し、現在位置が当該範囲に含まれる場合のみ、前述の出射方向の補正を行う。

　特定の範囲として、移動体６０に大きな振動が発生すると予想される場所が設定され得る。例えば、建物の部屋と廊下との境界、屋内と屋外との境界、および特に整地されていない路面などが特定の範囲に含まれ得る。このような場所を特定の場所とすることで、予期しない大きな振動が移動体６０に発生した場合でも、アクチュエータ１２４の駆動機構（例えばモータ）に過度な負荷がかかることを抑制し、アクチュエータ１２４の破損または劣化を防ぐことが可能となる。

　特定の場所は、特に平坦性を考慮して構築された屋内の路面（例えば倉庫の内部）であってもよい。そのような場所では、振動に起因する姿勢変化の影響を補償する補正を行わなくとも、十分な精度で対象物を光ビームで照射することができる。特定の場所では補正動作を一時的に停止することにより、移動体６０のエネルギー消費量を低減でき、移動体６０の動作時間を長くすることができる。

　図１３は、振動検出器１７０の他の例を示す図である。この例における振動検出器１７０は、移動体６０の移動速度を計測する速度センサ１７５をさらに備える。演算回路１７４における傾斜検出モジュール１７６は、計測された移動速度に基づいて、地面の傾斜に起因する姿勢の変化の成分を決定する。このように、移動体６０の走行速度から傾斜信号が生成されてもよい。速度センサ１７５は、例えば、移動体６０が備える走行用のモータまたはホイールに取り付けられたエンコーダを備えていてもよい。エンコーダは、モータまたはホイールの回転速度を計測する。速度センサ１７５は、回転速度から移動体６０の速度を計測することができる。傾斜検出モジュール１７６は、速度センサ１７５によって計測された移動体６０の速度を傾斜角に変換し、傾斜信号として振動検出モジュール１７８に送出する。移動体６０が一定のトルクで駆動されるモータによって走行する場合、上りの坂道では速度が遅くなり、下りの坂道では速度が速くなり、水平な路面では速度はそれらの中間の値になる。この性質を利用して走行速度と傾斜角とを対応づけることにより、走行速度から傾斜信号を生成することが可能である。

　図１４は、振動検出器１７０のさらに他の例を示す図である。この例における振動検出器１７０は、トルクセンサ１７７を備える。トルクセンサ１７７は、移動体６０を駆動する電気モータのトルクを計測する。演算回路１７４における傾斜検出モジュール１７６は、計測されたトルクに基づいて、地面の傾斜に起因する姿勢の変化の成分を決定する。このように、移動体６０の走行時のトルクから傾斜信号を生成してもよい。トルクセンサ１７７は、例えば走行用のモータに取り付けられた電流センサを含む。傾斜検出モジュール１７６は、計測されたトルクを傾斜角に変換し、傾斜信号として振動検出モジュール１７８に送出する。移動体６０が一定の速度で走行するようにモータが制御される場合、上りの坂道ではトルクが大きくなり、下りの坂道ではトルクが小さくなり、水平な路面ではトルクはそれらの中間の値になる。この性質を利用してトルクと傾斜角とを対応づけることにより、トルクから傾斜信号を生成することが可能である。

　図１５は、姿勢信号から振動信号を生成する方法の他の例を示すフローチャートである。この例では、図７に示すステップＳ３０３およびＳ３０４に代えて、ステップＳ９０１からＳ９０４の動作が実行される。

　（ステップＳ９０１）
　演算回路１７４は、一定時間にわたる姿勢信号の変化のプロファイルを記憶装置１８０から取得する。一定時間は、例えば０．５秒から２秒の範囲内の時間であり得る。

　（ステップＳ９０２）
　振動検出モジュール１７８は、姿勢の変化量が閾値を超え、かつ単調に変化（すなわち単調増加または単調減少）しているか否かを判定する。ここで、振動検出モジュール１７８は、姿勢の変化量の微細な変化は無視し、一定期間における姿勢の変化量が全体として単調増加または単調減少のいずれかの傾向をもって変化しているか否かを判定する。閾値は、例えば移動体６０が走行し得る領域に存在する坂道の傾斜角の１／２以上の値であり得る。

　（ステップＳ９０３）
　ステップＳ９０２の判定結果がＹｅｓの場合、振動検出モジュール１７８は、傾斜信号が姿勢信号に等しく、振動信号の大きさはゼロであるとして、大きさがゼロの振動信号を出力する。

　（ステップＳ９０４）
　ステップＳ９０２の判定結果がＮｏの場合、振動検出モジュール１７８は、傾斜信号の大きさがゼロであり、振動信号は姿勢信号に等しいとして、姿勢信号をそのまま振動信号として出力する。

　このように、図１５に示す例では、演算回路１７４は、一定時間の姿勢信号の変化量が、閾値を超え、かつ単調増加または単調減少のいずれかの傾向をもって変化した場合、振動に起因する姿勢の変化がないものとして処理する。反対に、一定時間の姿勢信号の変化量が、閾値を超えない場合、および当該姿勢の変化量の変化の傾向が単調増加でも単調減少でもない場合、演算回路１７４は、傾斜に起因する姿勢の変化がないものとし、姿勢信号そのものを振動信号として出力する。

　このような方法を用いて振動成分を抽出できる理由は以下の通りである。ＡＧＶなどの移動体が、屋内および屋外で路面を走行する場合、傾斜信号の変化は主として路面が水平から坂道に遷移する局面、坂道から水平に遷移する局面で発生する。これは、一般的に、一続きの路面が、水平な路面と坂道の路面とをつなぐような形態で構築されるからである。

　このような遷移の局面では、姿勢信号の変化量は大きく、移動体が水平な路面から坂道に完全に入るまで、または坂道から水平な路面に完全に入るまで、姿勢信号が単調に変化する傾向がある。一方、振動に起因する姿勢変化では、姿勢信号の変化量は相対的に小さく、変化の極性は相対的に短い時間で切り替わる。したがって、一定時間の変化量の大きさと、単調変化か否かの２つの条件を、振動成分の抽出条件として用いることができる。

　（第２の実施形態）
　図１６は、第２の実施形態による測距装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す構成と異なる点は、測距装置１００が高さセンサ１９５を備える点にある。高さセンサ１９５は、本体１１０の地面からの高さの変動を検出し、当該高さの基準値からの変化量を示す高さ変動信号を出力する。制御回路１５０は、この高さ変動信号と、演算回路１７４から出力される振動信号とに基づいて、光ビームの出射方向の補正量を決定する。

　図１７は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、図７に示す動作におけるステップＳ３０５の代わりに、ステップＳ４０１およびＳ４０２が実行される。他のステップは図７に示す動作と同じである。以下、図７に示す動作と異なる点を説明する。

　（ステップＳ４０１）
　高さセンサ１９５は、路面の凹凸に起因する高さ変動を検出し、その変動量を示す信号を高さ変動信号として出力する。高さセンサ１９５は、例えば加速度センサと、加速度センサから出力された信号を処理する回路とを含む。姿勢センサ１７２が加速度センサを含む場合、その加速度センサを代わりに用いてもよい。加速度センサから得られる生の測定値は加速度であるので、高さセンサ１９５は、積分計算を行って路面に垂直な方向の変動量を算出する。

　図１８Ａから図１８Ｃは、本実施形態における動作を説明するための図である。図１８Ａに示すように、水平で凹凸のない路面を移動体６０が走行している状態における路面から光ビームの出射点までの高さをｈとする。図１８Ｂに示すように、移動体６０が路面の凸部に乗り上げた場合、路面から光ビームの出射点までの高さがｈ＋Δｈとして計測され、角度θの姿勢変化が振動信号として検出される。

　（ステップＳ４０２）
　制御回路１５０は、振動信号と高さ変動信号に基づき、光ビームの出射方向を補正する。ここで、もし第１の実施形態と同様に振動信号のみに基づいて光ビームの出射方向を補正した場合、出射角がピッチ角方向にθだけ補正される。しかしながら、光ビームの出射点の高さがΔｈだけ高くなっているので、もし対象物３２の高さがｈよりもわずかに高い程度であった場合、光ビームが対象物３２から上に外れ、対象物３２の測距ができなくなる可能性がある。

　そこで、本実施形態における制御回路１５０は、光ビームの出射角を、ピッチ角方向にさらにψだけ補正する。ここで、ψ＝ｔａｎ^－１（Δｈ/ｄ）であり、ｄは対象物３２までの予測距離である。予測距離は、例えば直前に同じ対象物３２を計測したときに得られた距離から求められる。あるいは、予測距離は、移動体６０が対象物３２までの距離を計測できた場合に何らかの新しい動作（例えば回避動作など）を行う場合の最短の距離であってもよい。

　上記の方法で光ビームの出射方向を補正することにより、図１８Ａに示す場合と同様の高さの位置にある対象物３２の距離データを取得することができる。

　図１８Ｃに示すように、移動体６０が傾斜した路面の凸部に乗り上げた場合も、第１の実施形態と同様に、姿勢信号から振動信号を抽出できる。この場合も、出射角はピッチ角方向にθ＋ψだけ補正されるので、図１８Ａに示す場合と同様の高さの位置にある対象物３２の距離データを取得することができる。

　このように、水平な路面であっても斜面であっても、振動に起因する姿勢変化をさらに精密に補正して、対象物を測距することができる。

　（第３の実施形態）
　図１９は、第３の実施形態による測距装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す構成と異なる点は、被写体を含むシーンを撮影するカメラ１３０をさらに備え、取得された画像に基づいて光ビーム４０の出射方向が決定される点である。以下、実施形態１と異なる点を説明する。

　カメラ１３０は、イメージセンサ１３２を備える。イメージセンサ１３２は、光ビーム４０が出射される方向を含むシーンを撮像する。イメージセンサ１３２は、制御回路１５０からの指令に応答して、測距対象のシーンを撮像する。イメージセンサ１３２は、所定のフレームレートで撮像を繰り返し、動画像のデータを生成する。

　本実施形態における制御回路１５０は、イメージセンサ１３２によって取得された画像に基づいて、撮影されたシーンに含まれる１つ以上の対象物（例えば他の移動体、人、障害物など）を認識する。そして、画像中で対象物が存在する位置に基づいて、その対象物が照射されるように光ビーム４０の出射方向を決定する。制御回路１５０は、決定した出射方向を示す制御信号をアクチュエータ１２４に送出する。第１の実施形態と同様に、制御回路１５０は、振動検出モジュール１７８から出力される振動信号に基づいて、光ビーム４０の出射方向を補正する。

　このような構成により、移動体は、路面の傾斜状態および凹凸の有無にかかわらず、振動の影響を高精度に除去して、対象物に光ビームを精密に照射することができる。さらに、対象物をトラッキングしながら正確に測距することが可能となる。

　なお、上述の各実施形態では移動体の前方に光ビームが出射されるが、出射方向は前方に限らない。測距の必要性に応じて移動体の側方または後方に光ビームを出射してもよい。また、上述の各実施形態について説明した技術を組み合わせて、他の実施形態を構成してもよい。移動体は、ＡＧＶに限らず、測距装置が搭載され得る任意の移動体であってよい。

　（実施例）
　以下、姿勢信号から傾斜信号を抽出できることを示すために実施した予備実験の結果を説明する。

　この実験では、屋外のアスファルト路面の上で、ジャイロセンセを搭載した台車を歩行で押して走行させた。走行時間は２４秒である。走行させた路面は、水平（長さ２００ｃｍ）→上り坂道（長さ３４０ｃｍ）→水平（長さ２００ｃｍ）の順に構成されている。ただし、路面の傾斜角は位置に依存して多少の変動が存在する。上り坂道の傾斜角は実測でおよそ３°であった。

　図２０Ａは、ジャイロセンサで測定された、走行中のピッチ方向の回転角速度の時間変化を示すグラフである。台車の姿勢が変化する時刻で、回転角速度の振幅が大きくなっている。

　図２０Ｂは、回転角速度の変化を積分することによって計算されたピッチ角の時間変化を示すグラフである。この実施例では、この信号が姿勢信号に相当する。図２０Ｂに示すように、水平部と坂道とで異なる傾斜角が検出できていることがわかる。ただし、この姿勢信号には、路面の凹凸の上を走行することによる細かな変動成分も含まれている。

　次に、この姿勢信号を分析するために、時間的に９つの区間に区分した。一つの区間は２．５秒であり、時刻ゼロ秒から順番にＳｅｃ．１（区間１）、Ｓｅｃ．２（区間２）、・・・の順で各区間を表記している。区間１から区間９の中で特に姿勢信号が大きく変化しているのは、区間３、４および７である。区間４では水平から上り坂道への遷移による姿勢変化、区間７では上り坂道から水平への遷移による姿勢変化が主成分を占めていると考えられる。区間３では上り坂道の手前で少しだけ下り坂道になる箇所があり、姿勢が変化したと考えられる。また、区間３、４および７では、姿勢信号が比較的大きい変動幅で単調増加または単調減少していることがわかる。

　図２０Ｃは、各区間の周波数スペクトルを示すグラフである。区間３、４および７のスペクトルは、他の区間のスペクトルよりも、１Ｈｚ以下の振幅が大きいことがわかる。この結果から、傾斜信号を抽出するためのローパスフィルタのカットオフ周波数を１Ｈｚに設定した。

　図２０Ｄは、姿勢信号をローパスフィルタに通して傾斜信号を求めた結果を示すグラフである。図２０Ｅは、姿勢信号から傾斜信号を減算して振動信号を求めた結果を示すグラフである。これらの結果から、路面の傾斜変化による大きな変化成分と、アスファルトの路面の凹凸による細かい変化成分が分離して得られることがわかった。

　この実施例から、カットオフ周波数を１Ｈｚに近い値に設定することの有効性が確認された。したがって、カットオフ周波数は、１Ｈｚに近い値、例えば０．１Ｈｚから１０Ｈｚの範囲内の値に設定することが有効である。

　本開示における測距装置は、例えばＡＧＶ（無人搬送車）、または自動車などの車両に搭載されるＬｉＤＡＲシステムなどの用途に利用できる。

　３０、３２　　対象物
　４０　　光ビーム
　５０　　反射光
　６０　　移動体
　７０　　路面
　７２　　凸部
　１００　測距装置
　１１０　センサ本体
　１２０　発光装置
　１２２　光源
　１２４　アクチュエータ
　１２５　モータ
　１２６　回転式ミラー
　１２７　ハーフミラー
　１３０　カメラ
　１３２　イメージセンサ
　１４０　光検出器
　１５０　制御回路
　１６０　処理回路
　１７０　振動検出器
　１７２　姿勢センサ
　１７４　演算回路
　１７５　速度センサ
　１７６　傾斜検出モジュール
　１７７　トルクセンサ
　１７８　振動検出モジュール
　１８０　記憶装置
　１９０　測位装置
　１９５　高さセンサ

Claims (16)

1. 　仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能な発光装置、および前記光ビームによる反射光を検出する光検出器を備える本体と、
   　前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成する信号処理回路と、
   　振動に起因する前記本体の姿勢の変化を、前記本体が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力する振動検出器と、
   　前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正する制御回路と、
   を備える測距装置。
2. 　前記発光装置は、
   　前記光ビームを出射する光源と、
   　前記光ビームの出射方向を変化させるアクチュエータと、
   を備え、
   　前記制御回路は、前記振動信号に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、前記光ビームの出射方向を補正する、
   請求項１に記載の測距装置。
3. 　前記振動検出器は、
   　前記本体の姿勢の経時変化を示す姿勢信号を出力する姿勢センサと、
   　前記姿勢信号から、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を除去することによって前記振動信号を生成する演算回路と、
   を備える、請求項１または２に記載の測距装置。
4. 　前記演算回路は、前記姿勢信号から予め設定されたカットオフ周波数よりも高い高周波成分を抽出することによって前記振動信号を生成する、請求項３に記載の測距装置。
5. 　前記演算回路は、前記姿勢信号から前記カットオフ周波数よりも低い低周波成分を抽出するローパスフィルタリング処理と、前記姿勢信号から前記低周波成分を除去する処理とを行うことによって前記振動信号を生成する、請求項４に記載の測距装置。
6. 　前記カットオフ周波数は、０．１Ｈｚから１０Ｈｚの範囲に含まれる、請求項３または４に記載の測距装置。
7. 　前記振動信号の大きさが予め設定された範囲を超える場合、前記制御回路は、前記光ビームの出射方向の補正を一時的に停止する、請求項１から６のいずれかに記載の測距装置。
8. 　前記測距装置の位置を推定する測位装置と、
   　前記測距装置の位置と前記地面の傾斜角との対応関係を規定する関係データを記憶する記憶装置と、
   をさらに備え、
   　前記演算回路は、
   　前記関係データを参照して、前記測位装置によって推定された前記位置から前記地面の傾斜角を特定し、
   　前記傾斜角に基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化量を決定し、
   　前記姿勢信号から、前記地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化量を減じることにより、前記振動信号を生成する、
   請求項３に記載の測距装置。
9. 　前記測位装置によって推定された前記位置が、特定の範囲に含まれる場合、前記制御回路は、前記光ビームの出射方向の補正を一時的に停止する、請求項８に記載の測距装置。
10. 　前記測距装置は、移動体に搭載され、
    　前記振動検出器は、前記移動体の移動速度を計測する速度センサをさらに備え、
    　前記演算回路は、計測された前記移動速度に基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を決定する、
    請求項３に記載の測距装置。
11. 　前記測距装置は、電気モータによって駆動される移動体に搭載され、
    　前記振動検出器は、前記電気モーターのトルクを計測するトルクセンサをさらに備え、
    　前記演算回路は、計測された前記トルクに基づいて、前記地面の傾斜に起因する前記姿勢の変化の成分を決定する、
    請求項３に記載の測距装置。
12. 　前記測距装置は、移動体に搭載され、
    　前記演算回路は、一定時間の前記姿勢信号の変化量が、閾値を超え、かつ単調増加または単調減少のいずれかの傾向をもって変化した場合、前記振動に起因する前記姿勢の変化がないものとして処理する、
    請求項３から６、８から１１のいずれかに記載の測距装置。
13. 　前記本体の前記地面からの高さの変動を検出し、前記高さの基準値からの変化量を示す高さ変動信号を出力する高さセンサをさらに備え、
    　前記制御回路は、前記振動信号と、前記高さ変動信号とに基づいて、前記光ビームの出射方向の補正量を決定する、
    請求項１から１２のいずれかに記載の測距装置。
14. 　前記光ビームが出射される方向を含むシーンを撮像するイメージセンサをさらに備え、
    　前記制御回路は、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて、前記シーンに含まれる１つ以上の対象物を特定し、前記１つ以上の対象物に前記光ビームが照射されるように、前記光ビームの出射方向を決定する、
    請求項１から１３のいずれかに記載の測距装置。
15. 　請求項１から１４のいずれかに記載の測距装置を備えた移動体。
16. 　仰角の異なる複数の方向に光ビームを出射することが可能な発光装置、および前記光ビームによる反射光を検出する光検出器を備える測距装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
    　前記測距装置のコンピュータに、
    　前記光検出器から出力された信号に基づいて距離データを生成することと、
    　振動に起因する前記測距装置の姿勢の変化を、前記測距装置が設置された場所における地面の傾斜に起因する前記本体の姿勢の変化と区別して検出し、前記振動に起因する前記姿勢の変化量を示す振動信号を出力させることと、
    　前記振動信号に基づいて、前記発光装置から出射される前記光ビームの出射方向を補正することと、
    を実行させる、コンピュータプログラム。

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