WO2022234626A1 - 測距装置、測距方法及び測距プログラム - Google Patents

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真士 福永
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to technology for distance measurement using light.
  • Ranging technology includes a technology for measuring the distance to a range-finding object using light.
  • Direct ranging uses the ToF (Time of Flight) principle to perform ranging.
  • indirect ranging uses the phase difference of sensor light to perform ranging.
  • the ToF principle is a method of calculating a distance from the time it takes for light to travel back and forth between a range-finding object and a sensor.
  • one of the principles of indirect ranging is the indirect ToF principle.
  • light used for ranging is amplitude-modulated.
  • the distance is indirectly calculated from the phase difference between the irradiation light irradiated to the object for distance measurement and the reflected light reflected by the object for distance measurement.
  • the present disclosure relates to ranging techniques that utilize the indirect ToF principle.
  • the wavelength of the light used for distance measurement differs depending on the distance measurement object. Light with a short wavelength such as ultraviolet rays is used when a small object such as a gas or a particle is the target of distance measurement. On the other hand, when an object having a certain size, such as a person or a car, is to be measured, light with a large wavelength such as infrared light is used.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • a photodiode is generally used as a light-receiving element of a sensor of an optical distance measuring device.
  • An optical rangefinder using a photodiode is expected to be used in various environments such as indoors, outdoors, daytime, and nighttime. Therefore, an optical distance measuring device using a photodiode adopts a method of removing noise in order to maintain sensitivity. Specifically, in such an optical distance measuring device, noise is eliminated by adjusting the sensitivity of the light receiving element to maximize the S/N ratio.
  • Patent Document 1 discloses an optical distance measuring device that uses an APD (Avalanche Photo Diode) as a light receiving element. Further, Patent Document 1 discloses a method of maximizing the S/N ratio by controlling the bias voltage applied to the APD.
  • An APD is a light receiving element that can increase the sensitivity of a photodiode using the principle of avalanche amplification. By controlling the voltage applied to the APD, the most sensitive state can be maintained.
  • a jamming attack is an attack that interferes with reflected light to make distance measurement difficult.
  • a jamming attack there is a blind attack that intentionally reduces the amount of reflected light to make accurate distance measurement difficult. Countermeasures against jamming attacks including blind attacks are difficult, and jamming attacks are a fatal problem for an optical rangefinder having only one sensor.
  • the light receiving sensitivity of the light receiving element of the rangefinder As a countermeasure, if the light-receiving sensitivity of the light-receiving element is increased, the light received by the light-receiving element will include a large amount of light other than the reflected light. As a result, the noise component increases in the electrical signal output by the light receiving element. Therefore, if the light receiving sensitivity of the light receiving element is increased when the amount of reflected light is reduced, there is a problem that accurate distance measurement cannot be performed due to the presence of noise components.
  • the main purpose of this disclosure is to solve such problems. More specifically, the main object is to enable accurate distance measurement even when the amount of reflected light is reduced.
  • the distance measuring device is a sensitivity adjustment unit that adjusts the light receiving sensitivity of the light receiving element so that the light receiving sensitivity is high; After the light-receiving sensitivity is adjusted by the sensitivity adjustment unit, the irradiation light emitted from the light-emitting element paired with the light-receiving element and the reflected light reflected by the distance measurement object, which is the object of distance measurement, are reflected from the irradiation light. and a noise elimination unit that analyzes the temporal transition of the phase difference with respect to the light received by the light receiving element, and eliminates noise components contained in the light received by the light receiving element.
  • accurate distance measurement can be performed even when the amount of reflected light is reduced.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration example of a distance measuring device according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of a distance measuring device according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the distance measuring device according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 shows a functional configuration example of a distance measuring device 100 according to this embodiment.
  • the distance measuring device 100, the light emitting element 300, and the light receiving element 400 are shown as independent devices, but the distance measuring device 100, the light emitting element 300, and the light receiving element 400 may be integrated. .
  • the light-emitting element 300 emits light toward a range-finding object 200, which is a range-finding object.
  • the light emitted by the light emitting element 300 is hereinafter referred to as irradiation light 301 .
  • the light emitting element 300 emits, for example, a radar pulse as the irradiation light 301 .
  • the light-receiving element 400 receives the light reflected by the range-finding object 200 from the irradiation light 301 .
  • the light reflected by the range-finding object 200 is hereinafter referred to as reflected light 401 .
  • the light receiving element 400 also receives disturbance light 402 in addition to the reflected light 401 .
  • the light receiving element 400 photoelectrically converts the received light and transmits an electric signal obtained by the photoelectric conversion to the distance measuring device 100 .
  • the electrical signal that the light receiving element 400 transmits to the distance measuring device 100 is hereinafter referred to as a light reception signal 411 .
  • the light receiving element 400 is a DPD (Dynamic Photo Diode).
  • a DPD is a photodiode that operates at a low voltage and has adjustable light sensitivity. Unlike APDs, DPDs can operate at low voltages and can achieve higher measurement accuracy than APDs under low light conditions.
  • the light-emitting element 300 and the light-receiving element 400 are paired to form a LiDAR.
  • Distance measuring device 100 measures the distance from light receiving element 400 to distance measuring object 200 .
  • Rangefinder 100 is a computer.
  • the operation procedure of the distance measuring device 100 corresponds to the distance measurement processing method.
  • a program that implements the operation of the rangefinder 100 corresponds to a rangefinder program.
  • the ranging device 100 has a determining section 101 , a sensitivity adjusting section 102 , a noise eliminating section 103 and a ranging section 104 .
  • the determination unit 101 receives the light receiving signal 411 from the light receiving element 400 . Then, the determination unit 101 performs FFT (Fast Fourier Transform) on the received light signal 411 .
  • the received light signal 411 after FFT is hereinafter referred to as an FFT signal 412 .
  • the determination unit 101 analyzes the FFT signal 412 and determines whether or not the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate. If the received light intensity of the light receiving element 400 is not appropriate, the determination unit 101 determines to change the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 .
  • the light receiving sensitivity modes of the light receiving element 400 include a high sensitivity mode and a normal sensitivity mode.
  • the determination unit 101 determines to change the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 to the high sensitivity mode.
  • the determination unit 101 determines to change the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 to the normal sensitivity mode. If the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate and the current light receiving sensitivity mode is the high sensitivity mode, the determining section 101 outputs the FFT signal 412 to the noise eliminating section 103 . On the other hand, if the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate and the current light receiving sensitivity mode is the normal sensitivity mode, the determining section 101 outputs the FFT signal 412 to the distance measuring section 104 .
  • the sensitivity adjusting section 102 adjusts the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 according to the determination of the determining section 101 .
  • the sensitivity adjustment unit 102 changes the light sensitivity mode of the light receiving element 400 to the high sensitivity mode. That is, the sensitivity adjustment unit 102 adjusts the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 so that the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 is increased.
  • the sensitivity adjustment unit 102 changes the light sensitivity mode of the light receiving element 400 to the normal sensitivity mode.
  • the sensitivity adjustment unit 102 adjusts the light sensitivity of the light receiving element 400 so that the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 is lowered.
  • the sensitivity adjusting section 102 adjusts the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 by controlling the reverse bias voltage.
  • the sensitivity adjustment section 102 applies a reverse bias voltage to the light receiving element 400 .
  • DPD reverse bias voltage
  • the sensitivity adjusting section 102 stops applying the reverse bias voltage. Note that the processing performed by the sensitivity adjustment unit 102 corresponds to sensitivity adjustment processing.
  • the noise removal section 103 removes noise components from the FFT signal 412 output from the determination section 101 .
  • the noise removal section 103 removes the noise component from the FFT signal 412 when the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 is the high sensitivity mode and the light receiving intensity of the light receiving element 400 is appropriate. If the light-receiving sensitivity of the light-receiving element 400 is increased, the light received by the light-receiving element 400 will contain more disturbance light 402 , and the FFT signal 412 will contain more noise components. Therefore, the noise removal unit 103 removes noise components from the FFT signal 412 .
  • the noise removal unit 103 analyzes the time transition of the phase difference between the irradiation light 301 and the light received by the light receiving element 400 (reflected light 401 and disturbance light 402). Then, among the components contained in the light received by the light receiving element 400, the component whose phase difference with the irradiation light 301 changes randomly is removed as a noise component.
  • the noise removal section 103 outputs the FFT signal 412 from which the noise component has been removed to the ranging section 104 as the noise-removed FFT signal 413 . Note that the processing performed by the noise elimination unit 103 corresponds to noise elimination processing.
  • the distance measurement unit 104 measures the distance from the light receiving element 400 to the distance measurement object 200 using the FFT signal 412 output from the determination unit 101 .
  • the distance measurement unit 104 uses the FFT signal 412 to detect the range from the light receiving element 400 to the object 200 for distance measurement. Measure the distance to Also, the distance measurement unit 104 measures the distance from the light receiving element 400 to the object 200 for distance measurement using the noise-removed FFT signal 413 output from the noise removal unit 103 .
  • the distance measurement unit 104 when the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 is the high sensitivity mode and the light receiving intensity of the light receiving element 400 is appropriate, the distance measurement unit 104 outputs the FFT signal from which the noise component has been removed by the noise removal unit 103. The distance from the light-receiving element 400 to the range-finding object 200 is measured using the noise-removed FFT signal 412 .
  • the distance measurement unit 104 may output the distance measurement result to an application program inside the distance measurement device 100 or to an application program outside the distance measurement device 100 . Alternatively, the distance measurement unit 104 may store the distance measurement result in the auxiliary storage device 903 to be described later without outputting the distance measurement result.
  • FIG. 2 shows a hardware configuration example of the distance measuring device 100 according to the present embodiment.
  • the distance measuring device 100 includes a processor 901, a main storage device 902, an auxiliary storage device 903, and a communication device 904 as hardware.
  • the auxiliary storage device 903 stores a program that implements the functions of the determination unit 101 , the sensitivity adjustment unit 102 , the noise removal unit 103 and the distance measurement unit 104 . These programs are loaded from the auxiliary storage device 903 to the main storage device 902 . Then, the processor 901 executes these programs to perform the operations of the determination section 101 , the sensitivity adjustment section 102 , the noise removal section 103 and the distance measurement section 104 .
  • FIG. 2 schematically shows a state in which the processor 901 is executing a program that implements the functions of the determination unit 101 , the sensitivity adjustment unit 102 , the noise removal unit 103 and the distance measurement unit 104 .
  • FIG. 3 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 100 according to this embodiment.
  • An operation example of the distance measuring device 100 according to the present embodiment will be described below with reference to FIG.
  • step S ⁇ b>101 the determination unit 101 receives the received light signal 411 from the light receiving element 400 via the communication device 904 .
  • the received light signal 411 is an electric signal obtained by photoelectric conversion in the light receiving element 400, as described above.
  • the received light signal 411 is a three-dimensional point group signal.
  • the determination unit 101 performs FFT on the received light signal 411 and converts the received light signal 411 into an FFT signal 412 . Specifically, the determination unit 101 performs four-point sampling on the received light signal 411 .
  • the phase difference between the irradiation light 301 and the reflected light 401 or the phase difference between the irradiation light 301 and the disturbance light 402 at each point of the three-dimensional point group can be obtained.
  • the intensity of the reflected light 401 or the intensity of the disturbance light 402 at each point of the three-dimensional point group is obtained by the determination unit 101 performing four-point sampling on the received light signal 411 .
  • the determination unit 101 analyzes the FFT signal 412 and determines whether or not the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate. That is, the determination unit 101 determines whether the intensity of light received by the light receiving element 400 is appropriate. As described above, the light received by the light receiving element 400 includes disturbance light 402 in addition to reflected light 401 . Specifically, the determining unit 101 determines that the received light intensity is not appropriate when the received light intensity is too small or when the received light intensity is too large. A case where the received light intensity is too small is a case where the received light intensity value of each point in the three-dimensional point group is 0 (invalid value).
  • the received light intensity value of each point in the three-dimensional point group is saturated at the maximum value (invalid value).
  • the determining unit 101 determines that the received light intensity is appropriate except when the received light intensity is too small and when the received light intensity is too large. If the received light intensity is inappropriate, the process proceeds to step S103. If the received light intensity is appropriate, the process proceeds to step S108.
  • step S103 the determination unit 101 determines whether or not a period in which the received light intensity is inappropriate continues. For example, when it is determined that the received light intensity is inappropriate twice in succession, the determining unit 101 determines that the period during which the received light intensity is inappropriate continues. If the determination unit 101 determines that the period in which the received light intensity is inappropriate continues, the process proceeds to step S104. On the other hand, if the determining unit 101 does not determine that the period in which the received light intensity is inappropriate continues, the process proceeds to step S101, waits for the reception of the next light receiving signal 411 from the light receiving element 400, and then receives the next light receiving signal 411. The above-described processing is performed on the received light signal 411 obtained.
  • step S104 the determination unit 101 determines whether or not the received light intensity is too low. If the received light intensity is too low, the process proceeds to step S105. On the other hand, when the received light intensity is excessive, the process proceeds to step S106.
  • step S105 the determination unit 101 determines to change the light-receiving sensitivity mode of the light-receiving element 400 to the high-sensitivity mode. That is, since the light receiving intensity of the light receiving element 400 is too low in the normal sensitivity mode, the determination unit 101 determines that the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 needs to be increased.
  • the determination unit 101 outputs a high-sensitivity mode instruction signal that instructs the sensitivity adjustment unit 102 to change the light-receiving sensitivity mode to the high-sensitivity mode. Further, the determination unit 101 sets the sensitivity mode flag indicating the current light sensitivity mode of the light receiving element 400 to the high sensitivity mode.
  • step S106 the determination unit 101 determines to change the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 to the normal sensitivity mode. That is, since the light receiving intensity of the light receiving element 400 is excessive in the high sensitivity mode, the determination unit 101 determines that the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 needs to be lowered. Determination section 101 outputs a normal sensitivity mode instruction signal for instructing sensitivity adjustment section 102 to change the light sensitivity mode to the normal sensitivity mode. Also, the determination unit 101 sets the sensitivity mode flag to the normal sensitivity mode.
  • the sensitivity adjustment section 102 changes the light sensitivity mode of the light receiving element 400 according to the instruction signal from the determination section 101 . That is, when the high-sensitivity mode instruction signal is output from the determination section 101, the sensitivity adjustment section 102 changes the light-receiving sensitivity mode of the light-receiving element 400 to the high-sensitivity mode. Specifically, the sensitivity adjustment section 102 applies a reverse bias voltage to the light receiving element 400 to increase the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 . On the other hand, when the normal sensitivity mode instruction signal is output from the determination section 101, the sensitivity adjustment section 102 changes the light receiving sensitivity mode of the light receiving element 400 to the normal sensitivity mode. Specifically, the sensitivity adjustment unit 102 stops applying the reverse bias voltage to the light receiving element 400 to lower the light receiving sensitivity of the light receiving element 400 . After that, the process returns to step S101.
  • step S108 the determination unit 101 confirms the current light receiving sensitivity mode. Specifically, the determination unit 101 refers to the sensitivity mode flag to check the current light sensitivity mode. If the current light sensitivity mode is the high sensitivity mode, the process proceeds to step S109. Also, in this case, determination section 101 outputs FFT signal 412 to noise removal section 103 . On the other hand, if the current light sensitivity mode is the normal sensitivity mode, the process proceeds to step S110. Also, in this case, determination section 101 outputs FFT signal 412 to distance measurement section 104 .
  • step S ⁇ b>109 the noise removal unit 103 analyzes the time transition of the phase difference at each point included in the FFT signal 412 to extract noise components, and removes the extracted noise components from the FFT signal 412 .
  • the noise removal unit 103 generates time-series information of the phase difference at each point from the n (n ⁇ 2) FFT signals 412 .
  • the noise elimination unit 103 can generate time-series information of the phase difference at each point from the latest FFT signal 412 and the previous FFT signal 412 .
  • the noise removal unit 103 analyzes the time-series information of the phase difference at each point and extracts the noise component.
  • the phase difference at the point corresponding to the signal component (the point within the object for distance measurement 200 ) is the phase difference between the irradiated light 301 and the reflected light 401 . Therefore, the phase difference at the point corresponding to the signal component changes according to the distance between the distance measurement object 200 and the light receiving element 400 . For example, when at least one of the distance measurement object 200 and the light receiving element 400 is moving, the point corresponding to the signal component is proportional to the movement of at least one of the distance measurement object 200 and the light receiving element 400. Phase difference changes. Further, when the distance measurement object 200 and the distance measurement object 200 are stationary, the phase difference at the point corresponding to the signal component does not change.
  • the phase difference at the point corresponding to the noise component is the phase difference between the irradiation light 301 and the disturbance light 402. FIG. Therefore, the phase difference at the point corresponding to the noise component changes randomly, and no regularity can be found.
  • the noise elimination unit 103 extracts such points where the phase difference changes randomly as noise components, and eliminates the extracted noise components from the FFT signal 412 . Then, noise removal section 103 outputs FFT signal 412 from which the noise component has been removed to ranging section 104 as noise-removed FFT signal 413 . The process then proceeds to step S110.
  • the distance measurement unit 104 measures the distance between the distance measurement object 200 and the light receiving element 400 .
  • the distance measurement unit 104 uses the FFT signal 412 to measure the distance from the light receiving element 400 to the distance measurement object 200 .
  • the noise elimination FFT signal 413 is output from the noise elimination section 103
  • the distance measurement section 104 measures the distance from the light receiving element 400 to the distance measurement object 200 using the noise elimination FFT signal 413 .
  • the distance measurement unit 104 measures the distance from the light receiving element 400 to the distance measurement object 200 based on the indirect ToF principle.
  • the determining unit 101 determines that the light receiving intensity of the light receiving element 400 is not appropriate continues (NO in step S102 and YES in step S103).
  • the determination unit 101 determines to change the light sensitivity mode of the light receiving element 400 to the high sensitivity mode (YES in step S104, step S105), and the sensitivity adjustment unit 102 increases the light sensitivity of the light receiving element 400. (Step S107).
  • the determination unit 101 determines that the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate (YES in step S102), and the current light sensitivity mode is the high sensitivity mode ("high sensitivity mode" in step S108). ), the noise removal unit 103 removes the noise component from the FFT signal 412 . If the light-receiving sensitivity of the light-receiving element 400 is increased, the light received by the light-receiving element 400 will contain more disturbance light 402 , and the FFT signal 412 will contain more noise components. Therefore, the noise removal unit 103 removes noise components from the FFT signal 412 . As a result, the distance measurement unit 104 measures the distance to the distance measurement object 200 using the noise-removed FFT signal 413 .
  • the determination unit 101 determines to change the light sensitivity mode of the light receiving element 400 to the normal sensitivity mode (NO in step S104, step S106), and the sensitivity adjustment unit 102 lowers the light receiving sensitivity of the light receiving element 400. (Step S107).
  • the determination unit 101 determines that the received light intensity of the light receiving element 400 is appropriate (YES in step S102), and the current light sensitivity mode is the normal sensitivity mode ("normal sensitivity mode" in step S108). ), the noise removal unit 103 does not need to remove the noise component from the FFT signal 412 . In other words, the light received by the light receiving element 400 does not contain much disturbance light 402 , and the FFT signal 412 does not contain many noise components. Therefore, it is not necessary to remove noise components.
  • the distance measurement unit 104 measures the distance to the distance measurement object 200 using the FFT signal 412 as it is.
  • the light receiving sensitivity is adjusted according to the amount of reflected light, and noise components that increase due to the adjustment of the light receiving sensitivity are removed. Therefore, according to the present embodiment, even when the amount of reflected light is reduced by a blind attack or a blind spot, the S/N ratio can be increased and accurate distance measurement can be performed.
  • a processor 901 shown in FIG. 2 is an IC (Integrated Circuit) that performs processing.
  • the processor 901 is a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the main memory device 902 shown in FIG. 2 is a RAM (Random Access Memory).
  • the auxiliary storage device 903 shown in FIG. 2 is a ROM (Read Only Memory), flash memory, HDD (Hard Disk Drive), or the like.
  • the communication device 904 shown in FIG. 2 is an electronic circuit that performs data communication processing.
  • the communication device 904 is, for example, a communication chip or a NIC (Network Interface Card).
  • the auxiliary storage device 903 also stores an OS (Operating System). At least part of the OS is executed by the processor 901 .
  • the processor 901 executes a program that realizes the functions of the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise removal unit 103, and the distance measurement unit 104 while executing at least part of the OS. Task management, memory management, file management, communication control, and the like are performed by the processor 901 executing the OS.
  • at least one of information, data, signal values, and variable values indicating the processing results of the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise removal unit 103, and the distance measurement unit 104 is stored in the main storage device 902 and the auxiliary storage device 903.
  • a program that realizes the functions of the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise removal unit 103, and the distance measurement unit 104 is compatible with magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, Blu-ray (registered trademark) disks, DVDs, and the like. It may be stored in a transport recording medium.
  • a portable recording medium storing a program for implementing the functions of the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise removal unit 103, and the distance measurement unit 104 may be distributed.
  • the “units” of the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise removal unit 103, and the distance measurement unit 104 may be read as “circuit”, “step”, “procedure”, “processing”, or “circuitry”. good.
  • the distance measuring device 100 may be realized by a processing circuit.
  • the processing circuits are, for example, logic ICs (Integrated Circuits), GAs (Gate Arrays), ASICs (Application Specific Integrated Circuits), and FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays).
  • the determination unit 101, the sensitivity adjustment unit 102, the noise elimination unit 103, and the distance measurement unit 104 are each realized as part of the processing circuit.
  • the general concept of processors and processing circuits is referred to as "processing circuitry.”
  • processors and processing circuitry are each examples of "processing circuitry.”

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Abstract

感度調整部（１０２）は、受光素子（４００）の受光感度を、受光感度が高くなるように調整する。雑音除去部（１０３）は、感度調整部（１０２）により受光感度が調整された後に、受光素子（４００）と対になる発光素子（３００）から照射された照射光と照射光が測距の対象物である測距対象物（２００）で反射した反射光を含む受光素子（４００）で受光された光との位相差の時間推移を解析し、受光素子（４００）で受光した光に含まれる雑音成分を除去する。

Description

測距装置、測距方法及び測距プログラム
　本開示は、光を用いて測距を行う技術に関する。
　測距技術には、光を用いて測距対象物までの距離を測定する技術がある。
　光を用いた測距には、直接測距と間接測距の２種類がある。直接測距は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）原理を利用して測距を行う。一方、間接測距は、センサ光の位相差を利用して測距を行う。
　ＴｏＦ原理とは、光が測距対象物とセンサとを往復する時間から距離を計算する方法である。一方で、間接測距の原理の１つに間接ＴｏＦ原理がある。間接ＴｏＦ原理では、測距に用いる光に振幅変調をかける。そして、間接ＴｏＦ原理では、測距対象物に照射した照射光と、測距対象物で反射した反射光との位相差から距離を間接的に算出する。本開示は間接ＴｏＦ原理を利用した測距技術に関する。
　また、測距対象物によって測距に用いられる光の波長が異なる。気体、粒子等の小さな物体が測距対象物である場合は紫外線のような波長が小さい光が用いられる。一方で、人、車等のある程度の大きさを持つ物体が測距対象物である場合は赤外線のような波長が大きい光が用いられる。
　特に、近赤外線を用いて測距を行う測距装置をＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）という。ＬｉＤＡＲは車両、ドローン等のモビリティに搭載され、将来的に幅広い場所で用いられると予想される。
　光測距装置のセンサの受光素子として、一般的にフォトダイオードが用いられる。フォトダイオードを用いた光測距装置は、屋内、野外、昼間、夜間といった多様な環境下で使用されることが想定される。
　そのため、フォトダイオードを用いた光測距装置では感度を保つために雑音を取り除く方法が取り入れられている。具体的には、このような光測距装置では、受光素子の感度を調整してＳ／Ｎ比を最大化することによって雑音の除去を行っている。
　例えば、特許文献１では、受光素子としてＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を用いる光測距装置を開示する。また、特許文献１では、ＡＰＤに印加するバイアス電圧を制御してＳ／Ｎ比を最大化する方法が開示されている。ＡＰＤはアバランシェ増幅原理を利用してフォトダイオードの感度を上げることができる受光素子である。ＡＰＤに印加する電圧を制御することで、最も感度がよい状態を保つことができる。
特開２００８－２８６６６９号公報
　光測距装置は光を使用するため、光を反射しにくい物質（ブラインドスポット）及び妨害攻撃が脅威となる。
　妨害攻撃とは、反射光を妨害して測距を困難にする攻撃である。妨害攻撃として、意図的に反射光の光量を減少させて正確な測距を困難にするブラインド攻撃がある。ブラインド攻撃を含む妨害攻撃に対する対策は難しく、センサが一つのみの光測距装置にとって妨害攻撃は致命的な問題である。
　例えばブラインド攻撃によって極端に反射光の光量が減る場合は、対策として、測距装置の受光素子の受光感度を高くすることが考えられる。しかし、受光素子の受光感度を高くすると受光素子が受光する光に反射光以外の光が多く含まれることになる。この結果、受光素子が出力する電気信号内で雑音成分が増加する。このため、反射光の光量が減少する場合に受光素子の受光感度を高くすると、雑音成分の存在により正確に測距することができないという課題がある。
　本開示は、このような課題を解決することを主な目的とする。より具体的には、反射光の光量が減少する場合でも、正確な測距を可能にすることを主な目的とする。
　本開示に係る測距装置は、
　受光素子の受光感度を、前記受光感度が高くなるように調整する感度調整部と、
　前記感度調整部により前記受光感度が調整された後に、前記受光素子と対になる発光素子から照射された照射光と前記照射光が測距の対象物である測距対象物で反射した反射光を含む前記受光素子で受光された光との位相差の時間推移を解析し、前記受光素子で受光した光に含まれる雑音成分を除去する雑音除去部とを有する。
　本開示によれば、反射光の光量が減少する場合でも、正確な測距を行うことができる。
実施の形態１に係る測距装置の機能構成例を示す図。 実施の形態１に係る測距装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態１に係る測距装置の動作例を示すフローチャート。
　以下、実施の形態を図を用いて説明する。以下の実施の形態の説明及び図面において、同一の符号を付したものは、同一の部分又は相当する部分を示す。
　実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１は、本実施の形態に係る測距装置１００の機能構成例を示す。
　図１では、測距装置１００と発光素子３００と受光素子４００はそれぞれ独立した個別の機器として示されているが、測距装置１００と発光素子３００と受光素子４００が一体となっていてもよい。
　発光素子３００は、測距の対象物である測距対象物２００に向けて光を照射する。以下では、発光素子３００が照射する光を照射光３０１という。
　発光素子３００は、照射光３０１として例えばレーダパルスを照射する。
　受光素子４００は、照射光３０１が測距対象物２００で反射した光を受光する。以下、測距対象物２００で反射した光を反射光４０１という。
　受光素子４００は、反射光４０１以外に外乱光４０２も受光する。
　受光素子４００は、受光した光の光電変換を行い、光電変換により得られた電気信号を測距装置１００に送信する。以下では、受光素子４００が測距装置１００に送信する電気信号を受光信号４１１という。
　本実施の形態では、受光素子４００はＤＰＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）である。ＤＰＤは低電圧で動作する受光感度を調整可能なフォトダイオードである。ＤＰＤは、ＡＰＤと異なり低電圧で動作可能であり、弱い光の下でＡＰＤよりも高い測定精度を実現することができる。
　なお、発光素子３００と受光素子４００は対となり、ＬｉＤＡＲを構成する。
　測距装置１００は、受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。
　測距装置１００は、コンピュータである。測距装置１００の動作手順は、測距処理方法に相当する。また、測距装置１００の動作を実現するプログラムは、測距プログラムに相当する。
　測距装置１００は、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４を有する。
　判定部１０１は、受光素子４００から受光信号４１１を受信する。そして、判定部１０１は、受光信号４１１にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行う。以下では、ＦＦＴ実施後の受光信号４１１をＦＦＴ信号４１２という。
　また、判定部１０１は、ＦＦＴ信号４１２を解析し、受光素子４００の受光強度が適切か否かを判定する。受光素子４００の受光強度が適切でない場合は、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度を変更することを決定する。本実施の形態では、受光素子４００の受光感度モードとして、高感度モードと通常感度モードとがある。判定部１０１は、受光素子４００の受光強度が過小であると判定した場合に、受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更することを決定する。一方、受光素子４００の受光強度が過大であると判定した場合に、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更することを決定する。
　また、受光素子４００の受光強度が適切であり、現在の受光感度モードが高感度モードであれば、判定部１０１はＦＦＴ信号４１２を雑音除去部１０３に出力する。一方、受光素子４００の受光強度が適切であり、現在の受光感度モードが通常感度モードであれば、判定部１０１はＦＦＴ信号４１２を測距部１０４に出力する。
　感度調整部１０２は、判定部１０１の決定に従い、受光素子４００の受光感度を調整する。
　判定部１０１が受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更することを決定した場合は、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更する。つまり、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度が高くなるように、受光素子４００の受光感度を調整する。一方、判定部１０１が受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更することを決定した場合は、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更する。つまり、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度が低くなるように、受光素子４００の受光感度を調整する。
　具体的には、感度調整部１０２は、逆バイアス電圧を制御して受光素子４００の受光感度を調整する。受光素子４００の受光感度を高くする場合は、感度調整部１０２は受光素子４００に逆バイアス電圧を印加する。受光素子４００（ＤＰＤ）に逆バイアス電圧を印加することによって、半導体原子に光子が衝突したときに発生する電子を加速させることができる。この結果、受光素子４００は、微弱な光を捕捉することができるようになる。一方、受光素子４００の受光感度を低くする場合は、感度調整部１０２は、逆バイアス電圧の印加を停止する。
　なお、感度調整部１０２により行われる処理は感度調整処理に相当する。
　雑音除去部１０３は、判定部１０１から出力されたＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する。つまり、雑音除去部１０３は、受光素子４００の受光感度モードが高感度モードであり、受光素子４００の受光強度が適切である場合に、ＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する。受光素子４００の受光感度を高くすると受光素子４００が受光する光に外乱光４０２が多く含まれることになり、ＦＦＴ信号４１２に雑音成分が多く含まれることになる。このため、雑音除去部１０３は、ＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する。
　より具体的には、雑音除去部１０３は、ＦＦＴ信号４１２において、照射光３０１と、受光素子４００で受光した光（反射光４０１と外乱光４０２）との位相差の時間推移を解析する。そして、受光素子４００で受光した光に含まれる成分のうち、照射光３０１との位相差がランダムに変化する成分を雑音成分として除去する。
　雑音除去部１０３は、雑音成分が除去された後のＦＦＴ信号４１２を雑音除去ＦＦＴ信号４１３として測距部１０４に出力する。
　なお、雑音除去部１０３により行われる処理は雑音除去処理に相当する。
　測距部１０４は、判定部１０１から出力されたＦＦＴ信号４１２を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。つまり、測距部１０４は、受光素子４００の受光感度モードが通常感度モードであり、受光素子４００の受光強度が適切である場合に、ＦＦＴ信号４１２を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。
　また、測距部１０４は、雑音除去部１０３から出力された雑音除去ＦＦＴ信号４１３を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。つまり、測距部１０４は、受光素子４００の受光感度モードが高感度モードであり、受光素子４００の受光強度が適切である場合に、雑音除去部１０３により雑音成分が除去された状態のＦＦＴ信号４１２である雑音除去ＦＦＴ信号４１３を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。
　測距部１０４は、測距結果を測距装置１００内部のアプリケーションプログラムに出力してもよいし、測距装置１００外部のアプリケーションプログラムに出力してもよい。また、測距部１０４は、測距結果を出力せずに、後述する補助記憶装置９０３に格納してもよい。
　図２は、本実施の形態に係る測距装置１００のハードウェア構成例を示す。
　測距装置１００は、ハードウェアとして、プロセッサ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３及び通信装置９０４を備える。
　補助記憶装置９０３には、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の機能を実現するプログラムが記憶されている。
　これらプログラムは、補助記憶装置９０３から主記憶装置９０２にロードされる。そして、プロセッサ９０１がこれらプログラムを実行して、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の動作を行う。
　図２では、プロセッサ９０１が判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　次に、本実施の形態に係る測距装置１００の動作例を説明する。
　図３は、本実施の形態に測距装置１００の動作例を示すフローチャートである。以下、図３を参照して本実施の形態に係る測距装置１００の動作例を説明する。
　ステップＳ１０１において、判定部１０１は、通信装置９０４を介して受光素子４００から受光信号４１１を受信する。受光信号４１１は、前述したように、受光素子４００での光電変換により得られた電気信号である。受光信号４１１は、３次元点群の信号である。判定部１０１は、受信した受光信号４１１にＦＦＴを行い、受光信号４１１をＦＦＴ信号４１２に変換する。判定部１０１は、具体的には、受光信号４１１に４点サンプリングを行う。判定部１０１が受光信号４１１に４点サンプリングを行うことで、３次元点群の各点の照射光３０１と反射光４０１との位相差又は照射光３０１と外乱光４０２との位相差が得られる。また、判定部１０１が受光信号４１１に４点サンプリングを行うことで、３次元点群の各点での反射光４０１の強度又は外乱光４０２の強度が得られる。
　次に、ステップＳ１０２において、判定部１０１は、ＦＦＴ信号４１２を解析し、受光素子４００の受光強度が適切か否かを判定する。すなわち、判定部１０１は、受光素子４００で受光された光の強さが適切か否かを判定する。前述したように、受光素子４００で受光された光には反射光４０１の他に外乱光４０２にも含まれる。
　具体的には、判定部１０１は、受光強度が過小である場合又は受光強度が過大である場合に、受光強度が適切ではないと判定する。受光強度が過小である場合とは、３次元点群の各点の受光強度値が０（無効値）である場合である。一方、受光強度が過大である場合は、３次元点群の各点の受光強度値が最大値（無効値）で飽和している場合である。受光強度が過小である場合及び受光強度が過大である場合以外は、判定部１０１は受光強度が適切と判定する。
　受光強度が不適であれば処理がステップＳ１０３に進む。
　受光強度が適切であれば処理がステップＳ１０８に進む。
　ステップＳ１０３では、判定部１０１は、受光強度が不適な期間が継続しているか否かを判定する。
　例えば、２回連続して受光強度が不適であると判定した場合に、判定部１０１は受光強度が不適な期間が継続していると判定する。
　受光強度が不適な期間が継続していると判定部１０１が判定した場合は、処理がステップＳ１０４に進む。
　一方、受光強度が不適な期間が継続していると判定部１０１が判定しなかった場合は、処理がステップＳ１０１に進み、受光素子４００からの次の受光信号４１１の受信を待ち、次に受信した受光信号４１１に対して上述の処理が行われる。
　ステップＳ１０４では、判定部１０１は、受光強度が過小であるか否かを判定する。
　受光強度が過小である場合は、処理がステップＳ１０５に進む。一方、受光強度が過大である場合は、処理がステップＳ１０６に進む。
　ステップＳ１０５では、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更するよう決定する。すなわち、通常感度モードでは受光素子４００の受光強度が過小であるため、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度を高くする必要があると判定する。
　判定部１０１は、感度調整部１０２に受光感度モードを高感度モードに変更するよう指示する高感度モード指示信号を出力する。
　また、判定部１０１は、受光素子４００の現在の受光感度モードを示す感度モードフラグを高感度モードに設定する。
　ステップＳ１０６では、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更するよう決定する。すなわち、高感度モードでは受光素子４００の受光強度が過大であるため、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度を低くする必要があると判定する。
　判定部１０１は、感度調整部１０２に受光感度モードを通常感度モードに変更するよう指示する通常感度モード指示信号を出力する。
　また、判定部１０１は、感度モードフラグを通常感度モードに設定する。
　次に、ステップＳ１０７において、感度調整部１０２が判定部１０１からの指示信号に従って受光素子４００の受光感度モードを変更する。
　すなわち、判定部１０１から高感度モード指示信号が出力されている場合は、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更する。具体的には、感度調整部１０２は、受光素子４００に逆バイアス電圧を印加して、受光素子４００の受光感度を高くする。
　一方、判定部１０１から通常感度モード指示信号が出力されている場合は、感度調整部１０２は、受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更する。具体的には、感度調整部１０２は、受光素子４００への逆バイアス電圧の印加を停止して、受光素子４００の受光感度を低くする。
　その後、処理がステップＳ１０１に戻る。
　また、ステップＳ１０２において受光素子４００の受光強度が適切と判定された場合は、ステップＳ１０８において、判定部１０１が現在の受光感度モードを確認する。
　具体的には、判定部１０１は、感度モードフラグを参照して、現在の受光感度モードを確認する。
　現在の受光感度モードが高感度モードであれば処理がステップＳ１０９に進む。また、この場合は、判定部１０１は、ＦＦＴ信号４１２を雑音除去部１０３に出力する。
　一方、現在の受光感度モードが通常感度モードであれば処理がステップＳ１１０に進む。また、この場合は、判定部１０１は、ＦＦＴ信号４１２を測距部１０４に出力する。
　ステップＳ１０９では、雑音除去部１０３は、ＦＦＴ信号４１２に含まれる各点における位相差の時間推移を解析して雑音成分を抽出し、抽出した雑音成分をＦＦＴ信号４１２から除去する。
　雑音除去部１０３は、ｎ（ｎ≧２）回のＦＦＴ信号４１２から、各点の位相差の時系列情報を生成する。例えば、ｎ＝２とし、雑音除去部１０３は、最新のＦＦＴ信号４１２と１つ前のＦＦＴ信号４１２から、各点の位相差の時系列情報を生成することが考えられる。そして、雑音除去部１０３は、各点の位相差の時系列情報を解析して雑音成分を抽出する。
　信号成分に相当する点（測距対象物２００内の点）での位相差は、照射光３０１と反射光４０１との位相差である。このため、信号成分に相当する点での位相差は測距対象物２００と受光素子４００との間の距離に応じて変化する。例えば、測距対象物２００及び受光素子４００の少なくともいずれかが移動している場合は、測距対象物２００及び受光素子４００の少なくともいずれかの移動に比例して信号成分に相当する点での位相差が変化する。また、測距対象物２００及び測距対象物２００が静止している場合は、信号成分に相当する点での位相差は変化がない。このように、信号成分に相当する点では、位相差の時間推移に規則性が見いだせる。一方で、雑音成分に相当する点（測距対象物２００外の点）での位相差は、照射光３０１と外乱光４０２との位相差である。このため、雑音成分に相当する点での位相差はランダムに変化し、規則性が見いだせない。
　雑音除去部１０３は、このような位相差がランダムに変化する点を雑音成分として抽出し、抽出した雑音成分をＦＦＴ信号４１２から除去する。
　そして、雑音除去部１０３は、雑音成分を除去した後のＦＦＴ信号４１２を雑音除去ＦＦＴ信号４１３として測距部１０４に出力する。
　次に、処理はステップＳ１１０に進む。
　ステップＳ１１０では、測距部１０４が測距対象物２００と受光素子４００との距離を測定する。
　判定部１０１からＦＦＴ信号４１２が出力されている場合は、測距部１０４は、ＦＦＴ信号４１２を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。一方、雑音除去部１０３から雑音除去ＦＦＴ信号４１３が出力されている場合は、測距部１０４は、雑音除去ＦＦＴ信号４１３を用いて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。
　ＦＦＴ信号４１２及び雑音除去ＦＦＴ信号４１３のいずれを用いる場合も、測距部１０４は、間接ＴｏＦ原理に基づいて受光素子４００から測距対象物２００までの距離を測定する。
　次に、図３に示すフローを具体的に説明する。
　ブラインド攻撃が発生した場合又は移動している測距対象物２００がブラインドスポットに入った場合は、反射光４０１の光量が極端に小さくなる。すなわち、受光強度値が０の状態が続く。
　このため、判定部１０１が受光素子４００の受光強度が適切ではないと判定する期間が継続する（ステップＳ１０２でＮＯ及びステップＳ１０３でＹＥＳ）。この結果、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度モードを高感度モードに変更することを決定し（ステップＳ１０４でＹＥＳ、ステップＳ１０５）、感度調整部１０２が受光素子４００の受光感度を高くする（ステップＳ１０７）。
　その後は、判定部１０１は受光素子４００の受光強度は適切であると判定し（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、また、現在の受光感度モードは高感度モードであるから（ステップＳ１０８で「高感度モード」）、雑音除去部１０３がＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する。受光素子４００の受光感度を高くすると受光素子４００が受光する光に外乱光４０２が多く含まれることになり、ＦＦＴ信号４１２に雑音成分が多く含まれることになる。このため、雑音除去部１０３は、ＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する。この結果、測距部１０４は、雑音除去ＦＦＴ信号４１３を用いて測距対象物２００までの距離を測定する。
　一方、ブラインド攻撃が終了した場合又は測距対象物２００がブラインドスポットから出た場合は、反射光４０１の光量が急激に上昇する。すなわち、受光強度値が最大値である状態が続く。
　このため、判定部１０１が受光素子４００の受光強度が適切ではないと判定する期間が継続する（ステップＳ１０２でＮＯ及びステップＳ１０３でＹＥＳ）。この結果、判定部１０１は、受光素子４００の受光感度モードを通常感度モードに変更することを決定し（ステップＳ１０４でＮＯ、ステップＳ１０６）、感度調整部１０２が受光素子４００の受光感度を低くする（ステップＳ１０７）。
　その後は、判定部１０１は受光素子４００の受光強度は適切であると判定し（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、また、現在の受光感度モードは通常感度モードであるから（ステップＳ１０８で「通常感度モード」）、雑音除去部１０３がＦＦＴ信号４１２から雑音成分を除去する必要がない。つまり、受光素子４００が受光する光には外乱光４０２は多くは含まれておらず、ＦＦＴ信号４１２には含まれる雑音成分は多くはない。このため、雑音成分を除去しなくてもよい。測距部１０４は、ＦＦＴ信号４１２をそのまま用いて測距対象物２００までの距離を測定する。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
　本実施の形態では、反射光の光量に対応させて受光感度を調整し、受光感度の調整により増加する雑音成分を除去する。このため、本実施の形態によれば、ブラインド攻撃又はブラインドスポットによって反射光の光量が減少する場合でも、Ｓ／Ｎ比を高くすることができ、正確な測距を行うことができる。
　なお、本実施の形態で説明した手順の一部のみを実施しても構わない。
　また、本実施の形態で説明した手順の少なくとも一部と、本実施の形態で説明していない手順とを組み合わせて実施しても構わない。
　また、本実施の形態に記載された構成及び手順を必要に応じて変更してもよい。
＊＊＊ハードウェア構成の補足説明＊＊＊
　最後に、測距装置１００のハードウェア構成の補足説明を行う。
　図２に示すプロセッサ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。
　プロセッサ９０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等である。
　図２に示す主記憶装置９０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）である。
　図２に示す補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等である。
　図２に示す通信装置９０４は、データの通信処理を実行する電子回路である。
　通信装置９０４は、例えば、通信チップ又はＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）である。
　また、補助記憶装置９０３には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。
　そして、ＯＳの少なくとも一部がプロセッサ９０１により実行される。
　プロセッサ９０１はＯＳの少なくとも一部を実行しながら、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の機能を実現するプログラムを実行する。
　プロセッサ９０１がＯＳを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
　また、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
　また、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。そして、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の機能を実現するプログラムが格納された可搬記録媒体を流通させてもよい。
　また、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４の「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」又は「サーキットリー」に読み替えてもよい。
　また、測距装置１００は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＡ（Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）である。
　この場合は、判定部１０１、感度調整部１０２、雑音除去部１０３及び測距部１０４は、それぞれ処理回路の一部として実現される。
　なお、本明細書では、プロセッサと処理回路との上位概念を、「プロセッシングサーキットリー」という。
　つまり、プロセッサと処理回路とは、それぞれ「プロセッシングサーキットリー」の具体例である。
　１００　測距装置、１０１　判定部、１０２　感度調整部、１０３　雑音除去部、１０４　測距部、２００　測距対象物、３００　発光素子、３０１　照射光、４００　受光素子、４０１　反射光、４０２　外乱光、４１１　受光信号、４１２　ＦＦＴ信号、４１３　雑音除去ＦＦＴ信号、９０１　プロセッサ、９０２　主記憶装置、９０３　補助記憶装置、９０４　通信装置。

Claims (8)

  1. 　受光素子の受光感度を、前記受光感度が高くなるように調整する感度調整部と、
    　前記感度調整部により前記受光感度が調整された後に、前記受光素子と対になる発光素子から照射された照射光と前記照射光が測距の対象物である測距対象物で反射した反射光を含む前記受光素子で受光された光との位相差の時間推移を解析し、前記受光素子で受光した光に含まれる雑音成分を除去する雑音除去部とを有する測距装置。
  2. 　前記雑音除去部は、
    　前記受光素子で受光した光に含まれる成分のうち、前記照射光との位相差がランダムに変化する成分を前記雑音成分として除去する請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記測距装置は、更に、
    　前記感度調整部により前記受光感度が調整された後の前記受光素子の受光強度が適切であるか否かを判定する判定部を有し、
    　前記雑音除去部は、
    　前記判定部により前記受光強度が適切であると判定された場合に、前記位相差の時間推移の解析及び前記雑音成分の除去を行う請求項１に記載の測距装置。
  4. 　前記測距装置は、更に、
    　前記受光素子の受光強度が適切であるか否かを判定し、前記受光強度が過小である場合に前記受光素子の前記受光感度を高くすることを決定し、前記受光強度が過大である場合に前記受光素子の前記受光感度を低くすることを決定する判定部を有し、
    　前記感度調整部は、
    　前記判定部が前記受光感度を高くすることを決定した場合に、前記受光素子の前記受光感度を、前記受光感度が高くなるように調整し、
    　前記判定部が前記受光感度を低くすることを決定した場合に、前記受光素子の前記受光感度を、前記受光感度が低くなるように調整する請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記雑音除去部は、
    　前記感度調整部により前記受光感度が低くなるように調整された場合は、前記位相差の解析及び前記雑音成分の除去を行わない請求項４に記載の測距装置。
  6. 　前記受光素子がＤＰＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）である請求項１に記載の測距装置。
  7. 　コンピュータが、受光素子の受光感度を、前記受光感度が高くなるように調整し、
    　前記コンピュータが、前記受光感度が調整された後に、前記受光素子と対になる発光素子から照射された照射光と前記照射光が測距の対象物である測距対象物で反射した反射光を含む前記受光素子で受光された光との位相差の時間推移を解析し、前記受光素子で受光した光に含まれる雑音成分を除去する測距方法。
  8. 　受光素子の受光感度を、前記受光感度が高くなるように調整する感度調整処理と、
    　前記感度調整処理により前記受光感度が調整された後に、前記受光素子と対になる発光素子から照射された照射光と前記照射光が測距の対象物である測距対象物で反射した反射光を含む前記受光素子で受光された光との位相差の時間推移を解析し、前記受光素子で受光した光に含まれる雑音成分を除去する雑音除去処理とをコンピュータに実行させる測距プログラム。
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