DE102019122734A1 - Zielobjekterfassungsvorrichtung und zielobjekterfassungssystem - Google Patents

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Abstract

Eine Zielobjekterfassungsvorrichtung tastet einen vorgegebenen Bereich mit von einem Lichtemitter emittierten Licht ab, leitet das von einem Zielobjekt reflektierte Licht zu einem Lichtempfänger und erfasst das Zielobjekt und Schmutz auf einem optischen Fenster, das an einem Gehäuse vorgesehen ist, basierend auf dem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers. Betriebsschemata des Lichtemitters und des Lichtempfängers unterscheiden sich zwischen Zielobjekterfassung und Schmutzerfassung, und Zielobjekterfassung und Schmutzerfassung werden separat durchgeführt. Beispielsweise erfasst eine Zielobjekterfassungsvorrichtung in einem vorgegebenen Bereich, der mit Licht durch die Zielobjekterfassungsvorrichtung abgetastet wird, Schmutz auf dem optischen Fenster in einer Region, die mit einer Zielobjekterfassungsregion einer benachbarten Zielobjekterfassungsvorrichtung überlappt, und erfasst ein Zielobjekt in den anderen Regionen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2018-156126 , die am 23. August 2018 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zielobjekterfassungsvorrichtung, die Licht projiziert und empfängt, um ein Vorhandensein eines Zielobjekts und die Entfernung zu dem Zielobjekt zu erfassen, und ein Zielobjekterfassungssystem, das die Zielobjekterfassungsvorrichtung aufweist, und insbesondere betrifft sie eine Technik des Erfassens von Schmutz auf einem optischen Fenster, das als Lichtprojektionsöffnung oder als Lichtempfangsöffnung der Zielobjekterfassungsvorrichtung dient.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Zielobjekterfassungsvorrichtung wie etwa ein fahrzeuginternes Laserradar projiziert Licht, das von einem Lichtemitter emittiert wird, in einen vorgegebenen Bereich, und erfasst das Vorhandensein eines Zielobjekts gemäß dem bzw. basierend auf dem Ergebnis von Empfangslicht eines Lichtempfängers, wobei das Licht von einem Zielobjekt innerhalb des vorgegebenen Bereichs reflektiert wurde (siehe beispielsweise JP 2012-192775 A (Patentdokument 1)). Außerdem gibt es auch eine Zielobjekterfassungsvorrichtung, die die Entfernung zu einem Zielobjekt basierend auf der Zeit zwischen einem Zeitpunkt, an dem ein Lichtemitter Licht emittiert und einem Zeitpunkt, an dem der Lichtempfänger das von dem Zielobjekt reflektierte Licht empfängt, erfasst (siehe beispielsweise JP 2005-10094 A (Patentdokument 2), JP 2005-227219 A (Patentdokument 3) und JP 10-142335 A (Patentdokument 4)).
  • Es gibt eine Zielobjekterfassungsvorrichtung, die eine optische Abtastvorrichtung aufweist, um den Zielobjekterfassungsbereich zu erweitern oder die Zielobjekterfassungsvorrichtung zu verkleinern (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 3). Bei dieser Zielobjekterfassungsvorrichtung durchläuft ein von einem Lichtemitter emittiertes Licht optische Komponenten eines Lichtprojektionssystems wie etwa eine Projektionslinse und einen Spiegel, und wird dann von einem drehbaren Spiegel, der in der optischen Abtastvorrichtung vorgesehen ist, reflektiert, sodass es zu dem Zielobjekt emittiert wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Spiegel der optischen Abtastvorrichtung gedreht wird, wird Licht von dem Lichtemitter durch den Spiegel der optischen Abtastvorrichtung abgelenkt und es wird ein vorgegebener Bereich abgetastet. Dann wird Licht, das von dem Zielobjekt reflektiert wurde, durch den Spiegel der optischen Abtastvorrichtung reflektiert, durchläuft optische Komponenten eines Lichtempfangssystems wie etwa einen anderen Spiegel und eine Empfängerlinse, und wird dann von dem Lichtempfänger empfangen. Wenn der Spiegel der optischen Abtastvorrichtung gedreht wird, wird zu diesem Zeitpunkt auch von dem Zielobjekt innerhalb des vorgegebenen Bereichs reflektiertes Licht durch Drehung des Spiegels der optischen Abtastvorrichtung abgelenkt und zu den optischen Komponenten des Lichtempfangssystems und dem Lichtempfänger geleitet.
  • Der Lichtemitter ist mit einem lichtemittierenden Element wie etwa einer Laserdiode versehen. Mehrere lichtemittierende Elemente können in dem Lichtemitter vorgesehen sein, um Licht auf einen weiten Bereich zu projizieren oder die Lichtprojektionsleistung zu erhöhen. Der Lichtempfänger ist mit einem Lichtempfangselement wie etwa einer Fotodiode versehen. Um aus einem weiten Bereich reflektiertes Licht zu empfangen oder um die Lichtempfangsgenauigkeit zu verbessern kann ein Lichtempfangselement mit mehreren Lichtempfangsregionen in dem Lichtempfänger vorgesehen sein.
  • Komponenten eines optischen Systems und Komponenten eines elektrischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung sind in einem Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse ist mit einem optischen Fenster versehen. Das optische Fenster ist aus einem lichtdurchlässigen Material wie etwa Glas oder Harz gebildet, das Licht durchlässt, und dient als Lichtprojektionsöffnung oder als Lichtempfangsöffnung nach innerhalb und nach außerhalb des Gehäuses. Die Zielobjekterfassungsvorrichtung ist an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert, sodass das optische Fenster auf einen vorgegebenen Bereich gerichtet ist, in dem ein Zielobjekt erfasst wird. Daher durchdringt Licht, das von dem lichtemittierenden Element emittiert und von dem Spiegel der optischen Abtastvorrichtung reflektiert wurde, das optische Fenster und wird in den vorgegebenen Bereich projiziert. Außerdem wird von diesem derart projizierten Licht das Licht, das von dem Zielobjekt in dem vorgegebenen Bereich reflektiert wurde und das optische Fenster durchdringt, von dem Spiegel der optischen Abtastvorrichtung reflektiert und wird von dem Lichtempfangselement empfangen.
  • Wenn Schmutz an dem optischen Fenster anhaftet wird Licht, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wurde, nicht nach außen projiziert, oder von einem außerhalb befindlichen Zielobjekt reflektiertes Licht tritt nicht in das Innere ein, und daher kann die Zielobjekterfassungsvorrichtung das Vorhandensein eines Zielobjekts und dergleichen nicht detektieren bzw. nicht erfassen. Daher schlagen beispielsweise die Patentdokumente 1 bis 4 Techniken zum Detektieren bzw. Erfassen von Schmutz an einem optischen Fenster vor.
  • In Patentdokument 1 wird Schmutz an einem optischen Fenster in Abhängigkeit davon detektiert bzw. erfasst, ob ein Lichtempfangselement Licht, das von einer Straßenoberfläche reflektiert wurde, erfasst oder nicht, indem eine Lichtstrahlemissionsrichtung von einem lichtemittierenden Element in eine vertikal nach unten gerichtete Richtung verändert wird. Wenn hingegen ein mit Bezug auf das Fahrzeug vorne, hinten, rechts oder links vorhandenes Zielobjekt erfasst wird, wird ein Laserstrahl mit Bezug auf das Fahrzeug nach vorne, hinten, rechts oder links projiziert.
  • In Patentdokument 2 wird bestimmt, dass Schmutz vorhanden ist, wenn es unter Laserstrahlen, die von einem lichtemittierenden Element emittiert werden, eine vorgegebene Anzahl oder mehr solcher Laserstrahlen gibt, bei denen die Messzeit zwischen einem Zeitpunkt an dem solche Laserstrahlen emittiert wurden und dem Zeitpunkt, an dem die reflektierten Strahlen davon empfangen werden, kleiner als eine vorgegebene Zeit ist, und wenn Lichtempfangsimpulse von den reflektierten Laserstrahlen außerdem einen oberen Schwellenwert überschreiten, ist die Intensität solcher Laserstrahlen höher.
  • In Patentdokument 3 ist ein reflektierender Spiegel zwischen einem optischen Fenster und einem Lichtempfangselement vorgesehen und auf einer Linie, die das optische Fenster und das Lichtempfangselement verbindet und parallel zu der Linie angeordnet. Dann leitet der reflektierende Spiegel Licht, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wurde, und aufgrund von Schmutz auf dem optischen Fenster diffus reflektiertes Licht zu dem Lichtempfangselement.
  • In Patentdokument 4 ist ein Lichtemitter zur Schmutzerfassung in einer Rinne vorgesehen, die von einem Gehäuse und einem optischen Fenster nach vorne vorragt. Außerdem ist ein Lichtempfänger zur Schmutzerfassung in dem Gehäuse zusammen mit einem Lichtprojektor zur Entfernungsmessung und einem Lichtempfänger zur Entfernungsmessung vorgesehen. Dann durchdringt Schmutzerfassungslicht, das von dem Lichtemitter zur Schmutzerfassung emittiert wurde, das optische Fenster und wird von dem Lichtempfänger zur Entfernungsmessung und dem Lichtempfänger zur Schmutzerfassung empfangen. Daher wird Schmutz an dem optischen Fenster anhand von Lichtempfangssignalpegeln des Lichtempfängers zur Entfernungsmessung und des Lichtempfängers zur Schmutzerfassung erfasst.
  • Wie beispielsweise in der JP 2015-136095 A offenbart, gibt es hingegen eine Zielobjekterfassungsvorrichtung, die ein Zielobjekt gemäß einem Bild erfasst, das durch Abbildung des Raums vor einem Fahrzeug durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs hindurch erhalten wird. Diese Zielobjekterfassungsvorrichtung erzeugt nacheinander Abbildungseinzelbilder, die ein Abbildungsregionsbild, das durch Abbildung eines Zielobjekts mit einer Abbildungseinheit erhalten wird, und ein Beobachtungsbild eines angebrachten Objekts enthalten, das durch Abbildung eines auf der Windschutzscheibe angebrachten Objekts erhalten wird, und detektiert bzw. erfasst das angebrachte Objekt unter Verwendung von Beobachtungsbildern des angebrachten Objekts von Abbildungseinzelbildern, die sich von dem Abbildungseinzelbild unterscheiden, bei dem die Belichtungsmenge unter den mehreren Abbildungseinzelbildern am größten ist.
  • Um die Erfassungsgenauigkeit eines Zielobjekts zu verbessern, gibt es im Gegensatz dazu zum Beispiel wie in der JP 2014 - 52274 A (Patentdokument 6) und der JP 2018-59846 A (Patentdokument 7) offenbart, ein Laserradarsystem, bei dem ein jeweiliger Laserradar in dem vorderen Teil, dem hinteren Teil, der rechten Seite und der linken Seite eines Fahrzeugs installiert sind, und Zielobjekterfassungsregionen von benachbarten der jeweiligen Laserradare teilweise miteinander überlappen. In Patentdokument 6 emittiert jeder Laserradar einen Laserstrahl sodass Zeitpunkte, an denen benachbarte der Laserradare eine Überlappungsregion abtasten bzw. scannen, übereinstimmen. In Patentdokument 7 weist jeder Laserradar eine erste Richtung mit einer langen erfassbaren Entfernung und eine zweite Richtung mit einer kurzen erfassbaren Entfernung bezüglich eines Zielobjekts mit dem gleichen Reflexionsvermögen auf. Unter den benachbarten Laserradaren überlappen die erste Richtung eines Laserradars und die zweite Richtung des anderen Laserradars miteinander.
  • Herkömmlich werden in einem Fall, in dem Komponenten eines optischen Systems und eines elektrischen Systems zur Erfassung von Schmutz an einem optischen Fenster innerhalb einer Zielobjekterfassungsvorrichtung getrennt von Komponenten eines optischen Systems und eines elektrischen Systems zur Zielobjekterfassung vorgesehen sind, die Kosten erhöht, und es wird erforderlich, einen Lichtprojektions- und -empfangspfad für die Schmutzerfassung getrennt von einem Lichtprojektions- und -empfangspfad für die Zielobjekterfassung vorzusehen. Daher wird es schwierig, jede Einheit anzuordnen.
  • Außerdem ist es herkömmlich in einem Fall des Erfassens von Schmutz an einem optischen Fenster durch Betreiben eines Lichtemitters, eines Lichtempfängers und dergleichen mit einem Betriebsschema, das unterschiedlich von dem zu dem Zeitpunkt der Zielobjekterfassung ist, nicht möglich, ein Zielobjekt zu dem Zeitpunkt der Schmutzerfassung an dem optischen Fenster zu erfassen. Daher besteht die Gefahr, dass ein blinder Fleck erzeugt wird, an dem ein Zielobjekt nicht erfasst werden kann.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Schmutz an einem optischen Fenster einer Zielobjekterfassungsvorrichtung zu erfassen, ohne eine für Schmutzerfassung bestimmte Komponente hinzuzufügen oder einen blinden Fleck zu erzeugen, an dem ein Zielobjekt nicht erfasst werden kann.
  • Die Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Lichtemitter bzw. Lichtsender, der dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren bzw. auszusenden; einen Lichtempfänger, der dazu eingerichtet ist, Licht zu empfangen; eine optische Abtastvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen vorgegebenen Bereich mit Licht abzutasten, das von dem Lichtemitter emittiert wurde, um ein Abtasten mit Licht, das von einem Zielobjekt in dem vorgegebenen Bereich reflektiert wird, durchzuführen und das Licht zu dem Lichtempfänger zu leiten bzw. zu diesem zu lenken; einen Objektdetektor, der dazu eingerichtet ist, ein Vorhandensein des Zielobjekts oder eine Entfernung zu dem Zielobjekt basierend auf einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers bzw. entsprechend einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers zu erfassen; ein Gehäuse, das dazu eingerichtet ist, den Lichtemitter, den Lichtempfänger und die optische Abtastvorrichtung aufzunehmen; ein optisches Fenster, das aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, welches Licht durchlässt, und dazu eingerichtet ist, als eine Lichtprojektionsöffnung zu einem Äußeren bzw. nach außerhalb des Gehäuses oder als eine Lichtempfangsöffnung zu einem Inneren bzw. nach innerhalb des Gehäuses zu dienen; und einen Schmutzdetektor, der dazu eingerichtet ist, ein Vorhandensein von Schmutz auf bzw. an dem optischen Fenster basierend auf einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers bzw. entsprechend dem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers zu erfassen. Ein Betriebsschema des Lichtemitters oder des Lichtempfängers für das Erfassen des Zielobjekts durch den Objektdetektor und für das Erfassen des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor sind unterschiedlich, und die Erfassung des Zielobjekts und die Erfassung des Schmutzes werden separat bzw. getrennt voneinander durchgeführt. Der vorgegebene Bereich, der mit Licht von der optischen Abtastvorrichtung abgetastet wird, überlappt teilweise mit einem Bereich, in dem eine andere Zielobjekterfassungsvorrichtung das Zielobjekt erfasst. Die Erfassung des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor wird in einer Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich durchgeführt, und die Erfassung des Zielobjekts durch den Objektdetektor wird in der anderen Region durchgeführt.
  • Ferner umfasst ein Zielobjekterfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere Zielobjekterfassungsvorrichtungen, die dazu eingerichtet sind, ein Vorhandensein eines Zielobjekts oder eine Entfernung zu dem Zielobjekt in einem vorgegebenen Bereich zu erfassen, und zumindest eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen ist die Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der Zielobjekterfassungsvorrichtung und dem Zielobjekterfassungssystem der vorliegenden Erfindung erfasst der Objektdetektor ein Zielobjekt und der Schmutzdetektor erfasst Schmutz auf dem optischen Fenster, indem der Lichtemitter und der Lichtempfänger gemeinsam genutzt werden. Daher ist es nicht erforderlich, der Zielobjekterfassungsvorrichtung eine Komponente hinzuzufügen, die für die Schmutzerfassung bestimmt ist. Ferner unterscheidet sich das Betriebsschema von dem Lichtemitter oder dem Lichtempfänger zwischen der Erfassung des Zielobjekts durch den Objektdetektor und der Erfassung des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor, und die Zielobjekterfassung und die Schmutzerfassung werden separat durchgeführt. Jedoch überlappt der vorgegebene Bereich, der mit Licht durch die optische Abtastvorrichtung abgetastet wird, teilweise mit dem Zielobjekterfassungsbereich einer anderen Zielobjekterfassungsvorrichtung. Dann erfasst der Schmutzdetektor Schmutz auf dem optischen Fenster in der Überlappungsregion, und der Objektdetektor erfasst das Zielobjekt in der anderen Region in dem vorgegebenen Bereich. Selbst wenn der Objektdetektor ein Zielobjekt nicht erfassen kann, wenn der Schmutzdetektor Schmutz auf dem optischen Fenster erfasst, erfasst daher eine andere Zielobjekterfassungsvorrichtung das Zielobjekt in einer Region, die zu diesem Zeitpunkt mit Licht abgetastet wird. Daher ist es möglich, Schmutz auf dem optischen Fenster der Zielobjekterfassungsvorrichtung zu erfassen, ohne einen blinden Fleck zu verursachen, an dem ein Zielobjekt in dem vorgegebenen Bereich nicht erfasst werden kann.
  • Die Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Schmutzdetektor dazu veranlassen, den Schmutz auf dem optischen Fenster in einer Teilregion der Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich zu erfassen.
  • Außerdem kann die Teilregion, in der der Schmutz auf dem optischen Fenster erfasst wird, eine vorab eingestellte festgelegte Region oder eine variable Region sein, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt um einen vorgegebenen Winkel verändert wird.
  • Außerdem kann der Lichtemitter der Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere lichtemittierenden Elemente umfassen. Der Lichtempfänger kann mehrere Lichtempfangsregionen umfassen, die jeweils den mehreren lichtemittierenden Elementen entsprechen bzw. die jeweils einem jeweiligen der mehreren lichtemittierenden Elemente entsprechen bzw. diesen zugeordnet sind. Das Betriebsschema des lichtemittierenden Elements oder des Lichtempfangselements kann für die Erfassung des Zielobjekts und die Erfassung des Schmutzes auf dem optischen Fenster unterschiedlich ist.
  • Ferner sind die mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen, die in dem Zielobjekterfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, in einem vorgegebenen Abstand an einem beweglichen Körper installiert. Der vorgegebene Bereich, der mit Licht durch die optische Abtastvorrichtung von einer der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen abgetastet wird, kann teilweise mit dem vorgegebenen Bereich überlappen, welcher mit Licht durch die optische Abtastvorrichtung einer anderen der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen abgetastet wird, wobei die eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen und die andere der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen benachbart zueinander sind. In der Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich kann die eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen den Schmutzdetektor dazu veranlassen, den Schmutz auf dem optischen Fenster zu erfassen, und die andere der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen kann den Objektdetektor dazu veranlassen, das Zielobjekt zu erfassen
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Schmutz auf dem optischen Fenster der Zielobjekterfassungsvorrichtung zu erfassen, ohne eine für Schmutzerfassung bestimmte Komponente hinzuzufügen und einen blinden Fleck zu erzeugen, an dem ein Zielobjekt nicht erfasst werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Konfigurationsdarstellung eines Zielobjekterfassungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Ansicht, die Installationszustände und Abtastbereiche einer Zielobjekterfassungsvorrichtung der 1 veranschaulicht.
    • 3 ist eine Elektrokonfigurationsdarstellung der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1.
    • 4 ist eine Rückansicht eines optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1.
    • 5A ist eine Ansicht, die einen Lichtprojektionspfad eines optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1 veranschaulicht.
    • 5B ist eine Ansicht, die einen Lichtempfangspfad des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1 veranschaulicht.
    • 6 ist eine Seitenansicht des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1.
    • 7A und 7B sind Ansichten, die einen Lichtprojektionszustand und einen Lichtempfangszustand des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1 veranschaulichen.
    • 8 ist eine Ansicht, die einen Lichtprojektionszustand und einen Lichtempfangszustand des optischen Systems der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1 veranschaulichen.
    • 9A und 9B sind Ansichten, die ein Beispiel eines Lichtprojektionszustands und eines Lichtempfangszustands des optischen Systems in einem Fall, in dem Schmutz an einem optischen Fenster der Zielobjekterfassungsvorrichtung von 1 anhaftet, veranschaulichen.
    • 10 ist eine Ansicht, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 12A ist eine Ansicht, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 12B ist eine Ansicht, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 13A bis 13C sind Ansichten, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
    • 14 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nachfolgend werden mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Zunächst wird eine Konfiguration eines Zielobjekterfassungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform beschrieben werden.
  • 1 ist eine Konfigurationsdarstellung des Zielobjekterfassungssystems 100. Das Zielobjekterfassungssystem 100 ist zusammen mit einer fahrzeugseitigen ECU (elektronische Steuereinheit, engl.: „Electronic Control Unit“) 50 und dergleichen an einem Fahrzeug 30 montiert, das aus einem vierrädrigen Fahrzeug gebildet ist. Das Zielobjekterfassungssystem 100 weist mehrere (in diesem Beispiel vier) Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C, 10D auf. Jede der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D ist als Laserradar ausgebildet und elektrisch mit der fahrzeugseitigen ECU 50 verbunden.
  • 2 ist eine Ansicht, die Installationszustände, Abtast- bzw. Scanbereiche und Detektions- bzw. Erfassungsregionen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C, 10D veranschaulicht. In 2 ist mit Bezug auf das Fahrzeug 30 die rechte Seite vorne, die linke Seite ist hinten, die obere Seite ist eine linke Seite und die untere Seite ist eine rechte Seite (das gleiche gilt in den 10, 12A, 12B, 13). Die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C, 10D sind jeweils an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil, der rechten Seite und der linken Seite des Fahrzeugs 30 installiert und erfassen das Vorhandensein eines Zielobjekts (Person, ein Objekt oder dergleichen) in jeweiligen vorgegebenen Bereichen Ea, Eb, Ec, Ed vor, hinter, auf der rechten Seite und auf der linken Seite des Fahrzeugs 30 und die Entfernung oder dergleichen zu dem Zielobjekt.
  • Außerdem geben die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D Erfassungsergebnisse eines Zielobjekts, einer Entfernung und dergleichen an die in 1 veranschaulichte fahrzeugseitige ECU 50 aus. Die fahrzeugseitige ECU 50 steuert den Betrieb von fahrzeugeigenen Geräten (nicht veranschaulicht) gemäß bzw. basierend auf den Erfassungsergebnissen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D.
  • Als nächstes wird die elektrische Konfiguration der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D beschrieben werden. Man beachte, dass die elektrischen Konfigurationen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D identisch sind.
  • 3 ist eine Elektrokonfigurationsdarstellung von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D. Eine Steuerung 1 enthält eine CPU und dergleichen und steuert den Betrieb von jeder Einheit. Die Steuerung 1 weist einen Objektdetektor 1a und einen Schmutzdetektor 1b auf. Die Funktion von sowohl dem Objektdetektor 1a als auch dem Schmutzdetektor 1b wird durch ein Softwareprogramm realisiert, das von der CPU der Steuerung 1 ausgeführt wird.
  • Ein LD-Modul 2 ist gekapselt. Obwohl das LD-Modul 2 mehrere LDs (Laserdioden), die Lichtquellen sind, aufweist, ist der Einfachheit halber lediglich ein LD-Block in 3 veranschaulicht. Jede LD ist ein lichtemittierendes bzw. lichtaussendendes Element, das einen Lichtimpuls mit hoher Ausgangsleistung emittiert bzw. aussendet. Das LD-Modul 2 ist ein Beispiel für den „Lichtemitter“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Die Steuerung 1 steuert den Betrieb jeder LD des LD-Moduls 2. Genauer gesagt bewirkt bzw. veranlasst beispielsweise die Steuerung 1, dass jede LD Licht derart emittiert bzw. aussendet, dass Licht auf ein Zielobjekt wie etwa eine Person oder ein Objekt projiziert wird. Außerdem beendet die Steuerung 1 die Lichtemission von jeder LD und lädt jede LD unter Verwendung einer Ladeschaltung 3.
  • Ein Motor 4c ist eine Antriebsquelle eines optischen Scanners 4 bzw. einer optischen Abtastvorrichtung 4 (4 und dergleichen), der bzw. die später beschrieben wird. Eine Motorantriebsschaltung 5 treibt den Motor 4c an. Ein Kodierer 6 erfasst den Drehzustand (Winkel, Drehgeschwindigkeit und dergleichen) des Motors 4c. Die Steuerung 1 bewirkt bzw. veranlasst, dass die Motorantriebsschaltung 5 den Motor 4c dreht, um den Betrieb der optischen Abtastvorrichtung 4 zu steuern. Außerdem erfasst die Steuerung 1 dem Betriebszustand (Betriebsgröße, Betriebsposition und dergleichen) der optischen Abtastvorrichtung 4 gemäß einer Ausgabe des Kodierers 6.
  • Ein PD-Modul 7 ist gekapselt. Das PD-Modul 7 weist eine PD (Fotodiode, engl.: „photodiode“), die ein Lichtempfangselement ist, einen TIA (Transimpedanzverstärker), einen VGA (Verstärker mit variabler Verstärkung) und dergleichen auf (detaillierte Schaltungen sind nicht veranschaulicht). Das PD-Modul 7 ist ein Beispiel für den „Lichtempfänger“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Die PD weist mehrere Lichtempfangsregionen (Ra(1) bis Ra(4) in 7 und dergleichen, die später beschrieben werden) derart auf, dass sie den jeweiligen LDs des LD-Moduls 2 entsprechen bzw. dass eine jeweilige der mehreren Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) einer jeweiligen LD des LD-Moduls 2 zugeordnet ist. Mehrere der TIAs sind in dem PD-Modul 7 derart vorgesehen, dass sie den jeweiligen Lichtempfangsregionen der PD entsprechen. Mit anderen Worten sind mehrere der TIAs in dem PD-Modul 7 jeweils derart vorgesehen, dass sie einer jeweiligen der Lichtempfangsregionen der PD zugeordnet sind. Mehrere der VGAs sind in dem PD-Modul 7 derart vorgesehen, dass sie den jeweiligen TIAs entsprechen. Mit anderen Worten sind mehrere der VGAs in dem PD-Modul 7 jeweils derart vorgesehen, dass sie einem der jeweiligen TIAs zugeordnet sind. Die jeweiligen TIAs bewirken, dass Ausgabesignale von den jeweiligen Lichtempfangsregionen der PD in die jeweiligen VGAs eingegeben werden. Die jeweiligen VGAs verstärken die Ausgabesignale von den jeweiligen TIAs und bewirken, dass die Ausgabesignale in ADCs (Analog-Digital-Wandler) 8 eingegeben werden. Obwohl die mehreren ADCs entsprechend den jeweiligen Lichtempfangsregionen der PD vorgesehen sind, ist der Einfachheit halber in 3 lediglich ein Block des ADC 8 dargestellt. Jeder ADC 8 wandelt ein analoges Signal, das von jeder der Lichtempfangsregionen der PD über die entsprechenden TIA und VGA ausgegeben wird, in ein digitales Signal um.
  • Die Steuerung 1 steuert den Betrieb von jeder Einheit des PD-Moduls 7. Genauer gesagt bewirkt bzw. veranlasst beispielsweise die Steuerung 1, dass die LD des LD-Moduls 2 Licht emittiert und bewirkt bzw. veranlasst, dass die PD des PD-Moduls 7 Licht empfängt, das von einem Zielobjekt reflektiert wurde. Dann bewirkt bzw. veranlasst die Steuerung 1, dass der TIA und der VGA ein Lichtempfangssignal, das von der PD entsprechend dem Lichtempfangszustand der PD ausgegeben wird, verarbeiten. Ferner bewirkt bzw. veranlasst die Steuerung 1, dass der ADC 8 ein analoges Lichtempfangssignal, das von dem PD-Modul 7 ausgegeben wird, in ein digitales Lichtempfangssignal umwandelt.
  • Dann bestimmt die Steuerung 1 den Lichtempfangszustand der PD in Abhängigkeit von bzw. basierend auf dem digitalen Lichtempfangssignal, das durch den ADC 8 umgewandelt wurde, und der Objektdetektor 1a detektiert bzw. erfasst ein Vorhandensein eines Zielobjekts in Abhängigkeit von dem bzw. basierend auf dem Bestimmungsergebnis. In einem Fall, in dem der Objektdetektor 1a erfasst bzw. detektiert, dass ein Zielobjekt vorhanden ist, berechnet der Objektdetektor 1a außerdem die Zeit zwischen dem Zeitpunkt, an dem die LD Licht emittiert und dem Zeitpunkt, an dem die PD das von dem Zielobjekt reflektierte Licht empfängt, und erfasst bzw. detektiert die Entfernung bzw. den Abstand zu dem Zielobjekt in Abhängigkeit von bzw. basierend auf der Zeit. Der Schmutzdetektor 1b erfasst bzw. detektiert ein Vorhandensein von Schmutz an bzw. auf einem optischen Fenster 12 (5A und dergleichen), das später beschrieben wird, in Abhängigkeit von dem bzw. basierend auf dem Lichtempfangszustand der PD.
  • Die Speichereinheit 9 enthält einen flüchtigen oder einen nichtflüchtigen Speicher. Die Speichereinheit 9 speichert Informationen für die Steuerung 1, um jede Einheit der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D zu steuern, Informationen zur Erfassung bzw. Detektion eines Zielobjekts und dergleichen. Außerdem speichert die Steuerung 1 in der Speichereinheit 9 das Detektions- bzw. Erfassungsergebnis, das erhalten wird, wenn der Schmutzdetektor 1b erfasst, dass Schmutz auf dem optischen Fenster 12 vorhanden ist.
  • Eine Schnittstelle 19 enthält eine Kommunikationsschaltung zur Kommunikation mit der fahrzeugseitigen ECU 50. Die Steuerung 1 sendet an die und empfängt von der fahrzeugseitigen ECU 50 verschiedene Steuerungsinformationen über die Schnittstelle 19 und sendet Erfassungsergebnisse des Objektdetektors 1a und des Schmutzdetektors 1b an die fahrzeugseitige ECU 50 über die Schnittstelle 19.
  • Die fahrzeugseitige ECU 50 steuert den Betrieb von fahrzeugeigenen Geräten (nicht veranschaulicht) eines an dem Fahrzeug 30 montierten Fahrbetriebsystems gemäß bzw. basierend auf den Erfassungsergebnissen eines Zielobjekts, die von den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gesendet werden, und führt eine Fahrsteuerung und Stoppsteuerung des Fahrzeugs 30 durch. Außerdem zeigt die fahrzeugseitige ECU 50 in Abhängigkeit von dem bzw. basierend auf dem Erfassungsergebnis von Schmutz auf dem optischen Fenster 12, das von den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C, 10D gesendet wird, den Schmutzzustand des optischen Fensters 12 auf einer Anzeige (nicht veranschaulicht) an, die in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 30 installiert ist, oder betreibt eine an dem Fahrzeug 30 montierte Reinigungsvorrichtung, um den Schmutz auf dem optischen Fenster 12 zu entfernen.
  • Als nächstes werden die optische Konfiguration und Lichtprojektions- und Lichtempfangspfade der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D beschrieben werden. Man beachte, dass die optischen Konfigurationen und die Lichtprojektions- und Lichtempfangspfade der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D identisch sind.
  • 4 ist eine Rückansicht des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D. 5A ist eine Ansicht, die den Lichtprojektionspfad des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranschaulicht. 5B ist eine Ansicht, die einen Lichtempfangspfad des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranschaulicht. 6 ist eine Seitenansicht des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D.
  • 5A und 5B veranschaulichen das Innere und den Raum vor jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D, von oben gesehen. 4 veranschaulicht das Innere von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D, von hinten gesehen (der unteren Seite in 5A). 6 veranschaulicht das Innere von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D, von einer Seite gesehen (der rechten Seite in 4).
  • In den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D ist das Gehäuse 11 kastenförmig aus einem Kunstharz gebildet, welcher kein Licht durchlässt. Das optische Fenster 12 ist an einer Vorderseite des Gehäuses 11 vorgesehen, wie in 5A bis 6 veranschaulicht. Das optische Fenster 12 ist kuppelförmig und aus einem lichtdurchlässigen Material wie etwa Kunstharz oder Glas gebildet, das Licht durchlässt. Das optische Fenster 12 ist eine Lichtprojektions- und Lichtempfangsöffnung für Licht nach draußen und ins Innere des Gehäuses 11.
  • Die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D sind an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil, der rechten Seite und der linken Seite des Fahrzeugs 30 derart installiert, dass das jeweilige optische Fenster 12 dem Raum vor, hinter, links und rechts des Fahrzeugs zugewandt ist, und die Richtung der kurzen Seite des Gehäuses 11 ist parallel zu der vertikalen Richtung (oben-unten-Richtung) Z (2).
  • Wie in den 4 bis 6 veranschaulicht, sind in dem Gehäuse 11 Komponenten des optischen Systems wie das LD-Modul 2, eine Projektionslinse 14, die optische Abtastvorrichtung 4, ein reflektierender Spiegel 15, eine Empfangslinse 16, ein reflektierender Spiegel 17, und das PD-Modul 7 untergebracht. Von diesen sind das LD-Modul 2, der Motor 4c der optischen Abtastvorrichtung 4 und das PD-Modul 7 elektrische Komponenten, die elektrisch angesteuert werden. Andere in 1 veranschaulichte elektrische Komponenten sind auch in dem Gehäuse 11 untergebracht. Man beachte, dass 5B das LD-Modul 2, die Projektionslinse 14 und einen Lichtprojektionsspiegel 4a und den Motor 4c der optischen Abtastvorrichtung 4 nicht veranschaulicht, die später beschrieben werden.
  • Die LDs des LD-Moduls 2, die Projektionslinse 14, und die optische Abtastvorrichtung 4 bilden ein optisches Lichtprojektionssystem. Außerdem bilden die optische Abtastvorrichtung 4, der reflektierende Spiegel 15, der reflektierende Spiegel 17, die Empfangslinse 16 und die PDs des PD-Moduls 7 ein optisches Lichtempfangssystem. Eine lichtabschirmende Platte 18 ist zwischen dem optischen Lichtprojektionssystem und dem optischen Lichtempfangssystem vorgesehen, wie in den 4 und 6 veranschaulicht, um Störlicht zu verhindern. In 5A und 5B ist die lichtabschirmende Platte 18 nicht veranschaulicht. Das LD-Modul 2, die Projektionslinse 14, der Motor 4c der optischen Abtastvorrichtung 4, der reflektierende Spiegel 15, die Empfangslinse 16, der reflektierende Spiegel 17, das PD-Modul 7 und die lichtabschirmende Platte 18 sind in dem Gehäuse 11 befestigt.
  • Wie in 4 veranschaulicht ist das LD-Modul 2 an dem oberen Mittelteil von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D angeordnet. Die Projektionslinse 14 ist auf der Lichtemissionsseite (linke Seite in den 4, 5A und 5B) von jeder in dem LD-Modul 2 enthaltenen LD angeordnet. Die optische Abtastvorrichtung 4 ist auf der mit Bezug auf die Projektionslinse 14 dem LD-Modul 2 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
  • Die optische Abtastvorrichtung 4 wird auch als Lichtablenker bezeichnet und weist den Lichtprojektionsspiegel 4a, einen Lichtempfangsspiegel 4b, den Motor 4c und dergleichen auf. Der Motor 4c ist als bürstenloser Motor ausgebildet. Der Lichtprojektionsspiegel 4a ist mit einem oberen Endteil einer Drehwelle 4j (5A und 5B) des Motors 4c verbunden. Der Lichtempfangsspiegel 4b ist mit dem unteren Endteil der Drehwelle 4j des Motors 4c verbunden. Der Lichtprojektionsspiegel 4a und der Lichtempfangsspiegel 4b sind aus doppelseitigen Spiegeln gebildet, die plattenförmig gebildet sind. Das heißt, beide Plattenflächen des Lichtprojektionsspiegels 4a und des Lichtempfangsspiegels 4b sind reflektierende Flächen. Der Lichtprojektionsspiegel 4a und der Lichtempfangsspiegel 4b drehen sich in Verbindung mit der Drehwelle 4j des Motors 4c. Die Drehwelle 4j des Motors 4c ist parallel zu der vertikalen Richtung Z.
  • Das PD-Modul 7 ist an dem unteren Mittelteil von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D angeordnet. Der reflektierende Spiegel 15, die Empfangslinse 16 und der reflektierende Spiegel 17 sind auf der mit Bezug auf das PD-Modul 7 der optischen Abtastvorrichtung 4 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Das PD-Modul 7, der reflektierende Spiegel 15, die Empfangslinse 16 und der reflektierende Spiegel 17 sind unterhalb des LD-Moduls 2 angeordnet.
  • Auf der Lichtempfangsseite (rechte Seite in 4, 5A und 5B) jeder der in dem PD-Modul 7 enthaltenen PDs ist der reflektierende Spiegel 17 derart angeordnet, dass er um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist. Vor dem reflektierenden Spiegel 17 (auf Seiten eines optischen Fensters 12) ist der reflektierende Spiegel 15 derart angeordnet, dass er um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist. Die Empfangslinse 16 ist zwischen dem reflektierenden Spiegel 17 und dem reflektierenden Spiegel 15 angeordnet.
  • In 5A veranschaulichen Pfeile von Strichpunktlinien mit einem Punkt den Lichtprojektionspfad des oben beschriebenen optischen Systems. In 5A emittiert zunächst die LD des LD-Moduls 2 Licht. Dann stellt die Projektionslinse 14 eine Ausbreitung und dergleichen des Lichts ein, und das Licht trifft auf den Lichtprojektionsspiegel 4a der optischen Abtastvorrichtung 4. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der Motor 4c, um den Winkel (Ausrichtung) des Lichtprojektionsspiegels 4a zu ändern, so dass eine der reflektierenden Flächen des Lichtprojektionsspiegels 4a auf einen vorgegebenen Bereich Ea bis Ed gerichtet ist bzw. so dass eine der reflektierenden Flächen des Lichtprojektionsspiegels 4a einem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed zugewandt ist. Daher wird, nachdem das Licht von der LD die Projektionslinse 14 durchdrungen hat, das Licht von dem Lichtprojektionsspiegel 4a reflektiert und durchdringt nahezu die obere Hälfte des optischen Fensters 12, und der außerhalb befindliche vorgegebene Bereich Ea bis Ed wird mit dem Licht abgetastet. Ferner veranschaulicht in 6 ein Pfeil einer Strichpunktlinie mit einem Punkt Licht, das die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D in die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed projizieren.
  • In einem Fall, in dem ein Zielobjekt Q in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed vorhanden ist, wird Licht, das die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A bis 10D in den vorgegebenen Bereich Ea bis Ed projiziert, von dem Zielobjekt Q reflektiert. In 5B veranschaulichen Pfeile einer Strichpunktlinie mit zwei Punkten den Lichtempfangspfad des optischen Systems in einem Fall, in dem die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A bis 10D Licht, das von dem Zielobjekt Q reflektiert wurde, empfängt.
  • In 5B durchdringt von dem Zielobjekt Q reflektiertes Licht des von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D projizierten Lichts das optische Fenster 12 und trifft auf den Lichtempfangsspiegel 4b der optischen Abtastvorrichtung 4. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der Motor 4c, um den Winkel (Ausrichtung) der reflektierenden Fläche des Lichtempfangsspiegels 4b zu ändern, sodass eine der reflektierenden Flächen des Lichtempfangsspiegel 4b dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed zugewandt ist. Daher wird reflektiertes Licht, das von dem Zielobjekt Q reflektiert wurde und nahezu die untere Hälfte des optischen Fensters 12 durchdrungen hat, von dem Lichtempfangsspiegel 4b reflektiert und zu dem reflektierenden Spiegel 15 geleitet bzw. gelenkt. Das heißt, die optische Abtastvorrichtung 4 lenkt Licht, das von dem in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed vorhandenen Zielobjekt Q reflektiert wurde, in Richtung des reflektierenden Spiegels 15 ab. Dann wird das reflektierte Licht, das zu dem reflektierenden Spiegel 15 mittels der optischen Abtastvorrichtung 4 geleitet wurde, von dem reflektierenden Spiegel 15 reflektiert, tritt in die Empfangslinse 16 ein und wird von der Empfangslinse 16 gebündelt und eingestellt, und wird dann weiter reflektiert von dem reflektierenden Spiegel 17 und von der PD des PD-Moduls 7 empfangen.
  • Das PD-Modul 7 und der ADC 8 verarbeiten das Lichtempfangssignal, das von der PD gemäß dem Lichtempfangszustand des oben erwähnten reflektierten Lichts ausgegeben wird. Dann erfasst der Objektdetektor 1a der Steuerung 1 ein Vorhandensein des Zielobjekts Q und berechnet die Entfernung zu dem Zielobjekt Q gemäß dem bzw. basierend auf dem verarbeiteten Lichtempfangssignal. Zu diesem Zeitpunkt erfasst der Objektdetektor 1a basierend auf einem Drehwinkel des Motors 4c der optischen Abtastvorrichtung 4 die Richtung, in der sich das Zielobjekt Q in der horizontalen Richtung befindet. Zusätzlich erfasst der Objektdetektor 1a die Richtung, in der sich das Zielobjekt Q in der vertikalen Richtung befindet, basierend auf einem Ausgabesignal von jeder der Lichtempfangsregionen der PD.
  • Die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed, die in den 2, 5A und 5B schraffiert sind, sind Bereiche (Draufsicht) die die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, auf die die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D Licht projizieren und von denen sie Licht empfangen. (5A und 5B veranschaulichen die Umgebung der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed.) Die Drehwelle 4j des Motors 4c der optischen Abtastvorrichtung 4 ist parallel zu der vertikalen Richtung Z. Daher tastet die optische Abtastvorrichtung 4 den vorgegebenen Bereich Ea bis Ed horizontal mit Licht ab. Wie in 5A und 5B veranschaulicht, ist ein optischer Abtastwinkel θ1 der optischen Abtastvorrichtung 4 in der horizontalen Richtung ein stumpfer Winkel (90° < θ1 < 180°).
  • Wie in 6 veranschaulicht breitet sich Licht, das von den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D in den vorgegebenen Bereich Ea bis Ed projiziert wurde, aus und wird in der Fahrtrichtung X unter einem vorgegebenen Winkel θ2 in der vertikalen Richtung Z emittiert. Der Winkel θ2 des Lichtemissionsbereichs in der vertikalen Richtung Z ist kleiner als der Abtastwinkel θ1 in der horizontalen Richtung, der in 5A und dergleichen veranschaulicht ist, und ist ein spitzer Winkel (0° < θ2 < 90°).
  • Wie in 2 veranschaulicht sind die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil, der rechten Seite und der linken Seite des Fahrzeugs 30 derart installiert, um dem Raum vor, hinter, rechts und links des Fahrzeugs 30 zugewandt zu sein. Daher sind die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed, die durch Veranlassung durch die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mittels der optischen Abtastvorrichtung 4 horizontal mit Licht abgetastet werden, vor, hinter, rechts und links des Fahrzeugs 30 jeweils fächerförmig ausgebreitet.
  • Die vorgegebenen Bereiche (das heißt, Lichtprojektions- und Lichtempfangsbereiche) Ea bis Ed, die die benachbarten Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, sind derart eingestellt, dass sie teilweise miteinander überlappen. Beispielsweise überlappen Teilregionen F2 miteinander in den vorgegebenen Bereichen Ea, Ec, die mit Licht von der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A und der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10C abgetastet werden, welche einander im Uhrzeigersinn benachbart sind, mit der Mitte P des Fahrzeugs 30, die in 2 veranschaulicht ist, als dem Drehmittelpunkt. Außerdem überlappen Teilregionen F3 miteinander in den vorgegebenen Bereichen Ec, Eb, die von der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10C und der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10B, die benachbart zueinander sind, mit Licht abgetastet werden. Außerdem überlappen Teilreligionen F4 miteinander in den vorgegebenen Bereichen Eb, Ed, die mit Licht von der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10B und der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10D, die benachbart zueinander sind, abgetastet werden. Ferner überlappen Teilregionen F1 miteinander in den vorgegebenen Bereichen Ed, Ea, die mit Licht von der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10D und der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A, die benachbart zueinander sind, mit Licht abgetastet werden.
  • Das heißt, die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed, die die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, sind aus den Regionen F1 bis F4, in denen die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed überlappen, welche die benachbarten Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, und Regionen Fa bis Fd, in denen die vorgegebenen Bereich Ea bis Ed nicht überlappen, welche die benachbarten Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, gebildet.
    Optischer Abtastbereich Ea der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A = Überlappungsregion F1 + Nichtüberlappungsregion Fa + Überlappungsregion F2
    Optischer Abtastbereich Eb der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10B = Überlappungsregion F3 + Nichtüberlappungsregion Fb + Überlappungsregion F4
    Optischer Abtastbereich Ec der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10C = Überlappungsregion F2 + Nichtüberlappungsregion Fc + Überlappungsregion F3
    Optischer Abtastbereich Ed der Zielobjekterfassungsvorrichtung 10D = Überlappungsregion F4 + Nichtüberlappungsregion Fd + Überlappungsregion F1
  • In den vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed, die die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D mit Licht abtasten, sind die Überlappungsregionen F1, F2, F3, F4 auf eine identische Größe eingestellt. Außerdem ist der Abtastwinkel von jeder der Überlappungsregionen F1, F2, F3, F4 derart eingestellt, dass er kleiner ist als der der Nichtüberlappungsregionen Fa, Fb, Fc, Fd.
  • Als nächstes werden Lichtprojektions- und Lichtempfangsprinzipien der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D beschrieben werden. Man beachte, dass die Lichtprojektions- und Lichtempfangsprinzipien der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gleich sind.
  • 7A und 7B sind Ansichten, die einen Lichtprojektions- und einen Lichtempfangszustand des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranschaulicht. 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Lichtprojektions- und des Lichtempfangszustands des optischen Systems von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranschaulicht. 9A und 9B sind Ansichten, die ein Beispiel von Lichtprojektions- und Lichtempfangszuständen des optischen Systems in einem Fall darstellt, in dem Schmutz Da an dem optischen Fenster 12 von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D anhaftet. Jede der Zeichnungen veranschaulicht schematisch das optische System von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D, und die optische Abtastvorrichtung 4 und die reflektierenden Spiegel 15, 17 sind nicht veranschaulicht.
  • Wie in den 7A, 7B und dergleichen veranschaulicht sind in dem LD-Modul 2 vier LD(1) bis LD(4) derart vorgesehen, dass sie in der vertikalen Richtung Z angeordnet sind. Die LD(1) bis LD(4) emittieren Licht in vorgegebenen Richtungen in der vertikalen Richtung Z, wie durch einen Pfeil einer Strichpunktlinie mit einem Punkt in 7A angegeben. Genauer gesagt emittiert die an der obersten Position angeordnete LD(1) Licht nach unten unter einem vorgegebenen Winkel mit Bezug auf die horizontale Ebene (parallel zu der lichtabschirmenden Platte 18). Die LD(2) direkt unterhalb der LD(1) emittiert Licht nach unten unter einem vorgegebenen Winkel, der kleiner ist als der der LD(1) , mit Bezug auf die horizontale Ebene. Die LD(3) direkt unterhalb der LD(2) emittiert Licht nach oben unter einem vorgegebenen Winkel mit Bezug auf die horizontale Ebene. Die an der untersten Position angeordnete LD(4) emittiert Licht nach oben unter einem vorgegebenen Winkel, der größer ist als der der LD(3) , mit Bezug auf die horizontale Ebene.
  • Die Projektionslinse 14 und die optische Abtastvorrichtung 4 bewirken, dass Licht, das von jeder der LD(1) bis LD(4) emittiert wird, eine vorgegebene Position in der oberen Hälfte des optischen Fensters 12 durchdringt und in einer vorgegebenen Richtung emittiert wird. Daher wird, wie in 6 veranschaulicht, Licht über dem bzw. in den Bereich des vorgegebenen Winkels θ2 in der vertikalen Richtung Z vor jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D projiziert.
  • Wie in 7B veranschaulicht, ist die PD des PD-Moduls 7 beispielsweise aus einem Fotodiodenarray, in dem mehrere Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) eindimensional in einer Baugruppe angeordnet sind, gebildet. Die Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) sind in der vertikalen Richtung Z in dieser Reihenfolge von oben aus angeordnet. Mehrere Lichtempfangsflächen sind in jeder der Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) vorgesehen. Die Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) entsprechen jeweils den LD(1) bis LD(4) bzw. sind diesen jeweils zugeordnet.
  • Wie oben beschrieben wird Licht, das von jeder der LD(1) bis LD(4) emittiert und in den vorgegebenen Bereich Ea bis Ed ( 5 und dergleichen) projiziert wird, von dem in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed vorhandenen Zielobjekt Q reflektiert.
  • Wenn beispielsweise jede der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D von vorne oder von hinten (4) betrachtet wird, ist die Größe in der Längsrichtung (laterale Breite) jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D 150 mm oder kleiner, und die Größe in der lateralen Richtung (Höhe) ist 100 mm oder kleiner. Andererseits ist eine Person oder ein Objekt (ein vorne befindliches Fahrzeug, eine Straßenoberfläche oder dergleichen), die bzw. das das Zielobjekt Q ist, um ein Vielfaches größer.
  • Daher tritt beispielsweise, wie in 8 veranschaulicht, Licht (Pfeile von Strichpunktlinien mit zwei Punkten), das von dem Zielobjekt Q reflektiert wurde, des Lichts, das von der LD(1) projiziert wurde, in die untere Hälfte des optischen Fensters 12 ein, parallel zu der Lichtprojektionsrichtung (Pfeil einer Strichpunktlinie mit einem Punkt). Dann durchdringt das reflektierte Licht das optische Fenster 12, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4 (5B), wird zu der Lichtempfangsregion Ra(1) der PD des PD-Moduls 7 durch die Empfangslinse 16 und die reflektierenden Spiegel 15, 17 (5B) geleitet, und wird von der Lichtempfangsregion Ra(1) empfangen.
  • Auf ähnliche Weise tritt auch Licht (Pfeile einer Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 7B), das von dem Zielobjekt Q reflektiert wurde, des von den anderen LD(2) bis LD(4) emittierten Lichts, in die untere Hälfte des optischen Fensters 12 ein, parallel zu der Lichtprojektionsrichtung (Pfeile von Strichpunktlinien mit einem Punkt in 7A). Dann durchdringt von dem reflektierten Licht das reflektierte Licht des Lichts von der LD(2) das optische Fenster 12, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, wird durch die Empfangslinse 16 und dergleichen zu der Lichtempfangsregion Ra(2) der PD des PD-Moduls 7 geleitet, und wird von der Lichtempfangsregion Ra(2) empfangen. Das reflektierte Licht des Lichts von der LD(3) durchdringt das optische Fenster 12, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, wird durch die Empfangslinse 16 und dergleichen zu der Lichtempfangsregion Ra(3) der PD des PD-Moduls 7 geleitet, und wird von der Lichtempfangsregion Ra(3) empfangen. Das reflektierte Licht des Lichts von der LD(4) durchdringt das optische Fenster 12, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, wird durch die Empfangslinse 16 und dergleichen zu der Lichtempfangsregion Ra(4) der PD des PD-Moduls 7 geleitet, und wird von der Lichtempfangsregion Ra(4) empfangen.
  • Das heißt, von dem von dem Zielobjekt Q reflektierten Licht des von den LD(1) bis LD(4) emittierten Lichts, wird das reflektierte Licht, das durch das optische Fenster 12 und die optische Abtastvorrichtung 4 gelaufen ist, von der Empfangslinse 16 und dergleichen zu den Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD, die jeweils den LD(1) bis LD(4) entsprechen bzw. diesen zugeordnet sind, geleitet. Außerdem empfangen die Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD, wie durch die Pfeile der Strichpunktlinien mit zwei Punkten in 7B angegeben, jeweils von dem Zielobjekt Q reflektiertes Licht des von der jeweiligen LD(1) bis LD(4) emittierten Lichts separat.
  • Wie in 9A und 9B veranschaulicht wird andererseits in einem Fall, in dem Schmutz Da wie etwa Schlamm an der Oberfläche des optischen Fensters 12 anhaftet, von der LD(1) emittiertes Licht (Pfeile von Strichpunktlinien mit einem Punkt) durch die Projektionslinse 14 und dergleichen geleitet und durchdringt das optische Fenster 12; jedoch kann das Licht den Schmutz Da nicht durchdringen und wird von dem Schmutz Da diffus reflektiert. Dann wird beispielsweise, wie durch Pfeile von Strichpunktlinien mit zwei Punkten in 9A angegeben, das durch den Schmutz Da diffus reflektierte Licht von dem optischen Fenster 12 in einer Richtung emittiert, die nicht parallel zu der Lichtprojektionsrichtung (Pfeil einer Strichpunktlinie mit einem Punkt) von der LD(1) zu dem optischen Fenster 12 ist, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, die Empfangslinse 16 und dergleichen, und wird dann von der Lichtempfangsregion Ra(4) der PD empfangen, die nicht der LD(1) entspricht bzw. dieser nicht zugeordnet ist. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Schmutzes Da können die anderen Lichtempfangsregionen Ra(2) oder Ra(3) der PD, die nicht der LD(1) entsprechen bzw. dieser nicht zugeordnet sind, gegebenenfalls aufgrund des Schmutzes Da diffus reflektiertes Licht empfangen.
  • Außerdem kann, in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Schmutzes Da und des optischen Fensters 12, wie in 9B dargestellt, von dem Schmutz Da diffus reflektiertes Licht beispielsweise mehrere Male innerhalb des optischen Fensters 12 reflektiert werden. In diesem Fall wird beispielsweise das diffus reflektierte Licht von dem optischen Fenster 12 in einer Richtung emittiert, die nicht parallel zu der Lichtprojektionsrichtung (Pfeil einer Strichpunktlinie mit einem Punkt) von der LD(1) zu dem optischen Fenster 12 ist, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, die Empfangslinse 16 und dergleichen, und wird dann von der Lichtempfangsregion Ra(4) der PD, die nicht der LD(1) entspricht bzw. dieser nicht zugeordnet ist, empfangen. Das diffus reflektierte Licht kann von den anderen Lichtempfangsregionen Ra(2) , Ra(3) der PD, die nicht der LD(1) entsprechen bzw. dieser nicht zugeordnet sind, empfangen werden.
  • Auf ähnliche Weise wird Licht, das von den anderen LD(2) bis LD(4) emittiert wird, auch von der Projektionslinse 14 geleitet und durchdringt das optische Fenster 12; jedoch kann das Licht den Schmutz Da nicht durchdringen und wird durch den Schmutz Da diffus reflektiert. Dann wird das diffus reflektierte Licht von dem optischen Fenster 12 in Richtungen emittiert, die nicht parallel zu den Lichtprojektionsrichtungen von den LD(2) bis LD(4) zu dem optischen Fenster 12 sind, durchläuft die optische Abtastvorrichtung 4, die Empfangslinse 16 und dergleichen, und wird dann von der Lichtempfangsregion Ra(1) bis Ra(4) der PD empfangen, die der LD(2) bis LD(4) nicht entspricht bzw. dieser nicht zugeordnet ist.
  • Wenn Licht von einer spezifischen LD entsprechend einer spezifischen Ausrichtung von den mehreren LD(1) bis LD(4) emittiert wird, und wenn eine der Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD, die nicht der spezifischen LD entspricht, das Licht empfängt, detektiert bzw. erfasst der Schmutzdetektor 1b (1) daher, dass Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 vorhanden ist.
  • Während der Motor 4c der optischen Abtastvorrichtung 4 angetrieben wird, um die Spiegel 4a, 4b mit vorgegebener Drehgeschwindigkeit zu drehen, emittieren in jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D die LD(1) bis LD(4) nacheinander Licht, und Lichtempfangszustände der Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD werden detektiert bzw. erfasst. Daher detektiert bzw. erfasst der Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q und der Schmutzdetektor 1b detektiert bzw. erfasst den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird gemäß der oben beschriebenen Lichtprojektions- und Lichtempfangsprinzipien, wenn der Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q erfasst, während die optische Abtastvorrichtung 4 eine Abtastung mit von einer LD emittiertem Licht durchführt, der Lichtempfangszustand einer der Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD, die der LD entspricht bzw. dieser zugeordnet ist, erfasst. Wenn der Schmutzdetektor 1b den Schmutz Da des optischen Fensters 12 erfasst, während die optische Abtastvorrichtung 4 mit von einer LD emittiertem Licht ein Abtasten durchführt, werden außerdem die Lichtempfangszustände der Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) der PD, die nicht der LD entsprechen bzw. dieser nicht zugeordnet sind, erfasst.
  • Das heißt, dass in den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D das Betriebsschema der PD des PD-Moduls 7 für den Fall, dass der Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q erfasst, und für den Fall, dass der Schmutzdetektor 1b den Schmutz Da erfasst, unterschiedlich ist. Da die Erfassung des Zielobjekts Q durch den Objektdetektor 1a und die Erfassung des Schmutzes Da durch den Schmutzdetektor 1b nicht gleichzeitig durchgeführt werden kann, werden daher die Erfassung des Zielobjekts Q und die Erfassung des Schmutzes Da getrennt voneinander durchgeführt.
  • Das Betriebsschema von jeder LD des LD-Moduls 2 kann unterschiedlich oder gleich sein für den Fall, dass der Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q erfasst, und für den Fall, dass der Schmutzdetektor 1b den Schmutz Da erfasst. Wenn beispielsweise der Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q erfasst, können die LD(1) bis LD(4) in einer vorgegebenen Reihenfolge oder eine vorgegebene Anzahl von Malen Licht emittieren, und wenn der Schmutzdetektor 1b den Schmutz Da erfasst, können die LD(1) bis LD(4) Licht in einer anderen Reihenfolge oder eine andere Anzahl von Malen emittieren, oder eine spezifische LD kann Licht kontinuierlich emittieren.
  • Als nächstes werden Erfassungsregionen eines Zielobjekts Q und eines Schmutzes Da von Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D einer ersten Ausführungsform beschrieben werden.
  • 10 ist eine Ansicht, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranlassen optische Abtastvorrichtungen 4 dazu, vorgegebene Bereiche Ea bis Ed mit Licht im Uhrzeigersinn mit der Mitte P eines Fahrzeugs 30 als dem Drehmittelpunkt abzutasten. Die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A veranlasst einen Schmutzdetektor 1b dazu, einen Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 in einer Überlappungsregion F2 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ea zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, ein Zielobjekt Q in den anderen Regionen (Überlappungsregion F1 + Nichtüberlappungsregion Fa) zu erfassen.
  • Auf ähnliche Weise veranlasst die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10B einen Schmutzdetektor 1b dazu, einen Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 in einer Überlappungsregion F4 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Eb zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, ein Zielobjekt Q in den anderen Regionen (Überlappungsregion F3 + Nichtüberlappungsregion Fb) zu erfassen. Die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10C veranlasst einen Schmutzdetektor 1b dazu, einen Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 in einer Überlappungsregion F3 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ec zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, ein Zielobjekt Q in den anderen Regionen (Überlappungsregion F2 + Nichtüberlappungsregion Fc) zu erfassen. Die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10D veranlasst einen Schmutzdetektor 1b dazu, einen Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 in einer Überlappungsregion F1 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ed zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, ein Zielobjekt Q in den anderen Regionen (Überlappungsregion F4 + Nichtüberlappungsregion Fd) zu erfassen.
  • Das heißt, dass mit Bezug auf jede der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A und 10C, der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10C und 10B, der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10B und 10D, und der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10D und 10A, unter den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D, die Region (beispielsweise F2), in der eine Zielobjekterfassungsvorrichtung (beispielsweise 10A) den Schmutz Da des optischen Fensters 12 erfasst, auch die Region (beispielsweise F2) ist, in der die andere Zielobjekterfassungsvorrichtung (beispielsweise 10C) das Zielobjekt Q erfasst. In den Steuerungen 1 (3) der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D werden die vorgegebenen Bereiche Ea bis Ed, die Überlappungsregionen F1 bis F4 (die Zielobjekterfassungsregionen und die Schmutzerfassungsregionen), und die Nichtüberlappungsregionen Fa bis Fd (Zielobjekterfassungsregionen) mit Bezug auf die jeweiligen Zielobjekterfassungsvorrichtungen vorab eingestellt.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Jeder Schritt in 11 wird durch die Steuerung 1 ausgeführt, die in jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D vorgesehen ist. Zunächst treibt die Steuerung 1 einen Motor 4c einer optischen Abtastvorrichtung 4 mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit (Schritt S1) an, um einen Lichtprojektionsspiegel 4a und einen Lichtempfangsspiegel 4b in eine vorgegebene Richtung zu drehen. Zusätzlich erfasst die Steuerung 1 den Drehwinkel des Motors 4c gemäß der Ausgabe eines Kodierers 6 (Schritt S2).
  • Dann prüft die Steuerung 1, ob der Drehwinkel des Motors 4c innerhalb eines Winkelbereichs liegt, der dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed (10 und dergleichen) entspricht, oder nicht (Schritt S3). Wenn der Drehwinkel des Motors 4c innerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed, der vorab eingestellt wurde, liegt (Schritt S3: JA), überprüft die Steuerung 1 ferner hierbei, ob der Drehwinkel des Motors 4c innerhalb des Winkelbereichs entsprechend der Überlappungsregion F1 bis F4, die vorab eingestellt wurde und die auch die Schmutzerfassungsregion ist, liegt (Schritt S4).
  • Wenn der Drehwinkel des Motors 4c nicht innerhalb des Winkelbereichs entsprechend der Überlappungsregion F1 bis F4, die auch die Schmutzerfassungsregion in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed ist, liegt (Schritt S4: NEIN), veranlasst die Steuerung ein LD-Modul 2 und ein PD-Modul 7 mit einem Zielobjekterfassungsschema zu arbeiten, und veranlasst die optische Abtastvorrichtung 4 Licht in den vorgegebenen Bereich Ea bis Ed zu projizieren und von diesem zu empfangen (Schritt S5). Dann veranlasst die Steuerung 1 den Objektdetektor 1a ein Vorhandensein des Zielobjekts Q und die Entfernung zu dem Zielobjekt Q basierend auf dem Lichtempfangszustand des PD-Moduls 7 zu erfassen (Schritt S6), und speichert die Erfassungsergebnisse in einer Speichereinheit 9 (Schritt S7).
  • Dann überprüft die Steuerung 1, ob der Drehwinkel des Motors 4c außerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt oder nicht (Schritt S12). Wenn hierbei der Drehwinkel des Motors 4c nicht außerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt (Schritt S12: NEIN), ist die optische Abtastung (Lichtprojektion und Lichtempfang) des vorgegebenen Bereichs Ea bis Ed nicht abgeschlossen. Daher kehrt die Steuerung 1 zu Schritt S2 zurück und wiederholt die oben beschriebenen Vorgänge.
  • Wenn der Drehwinkel des Motors 4c innerhalb des Winkelbereichs entsprechend der Überlappungsregion F1 bis F4, die auch die Schmutzerfassungsregion ist, in dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt (Schritt S3: JA, Schritt S4: JA), veranlasst die Steuerung 1 das LD-Modul 2 und das PD-Modul 7 mit einem Schmutzerfassungsschema zu arbeiten, und veranlasst die optische Abtastvorrichtung 4, Licht in die Schmutzerfassungsregion zu projizieren und daraus zu empfangen (Schritt S8). Dann veranlasst die Steuerung 1 den Schmutzdetektor 1b ein Vorhandensein des Schmutzes Da auf dem optischen Fenster 12 basierend auf dem Lichtempfangszustand des PD-Moduls 7 zu erfassen (Schritt S9). Wenn hierbei die Steuerung 1 detektiert bzw. erfasst, dass sich kein Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 befindet (Schritt S10: JA), benachrichtigt die Steuerung 1 eine fahrzeugseitige ECU 50 über diese Tatsache über eine Schnittstelle 19 (Schritt S11).
  • Wenn der Drehwinkel des Motors 4c nicht außerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt (Schritt S12: NEIN), dann kehrt die Steuerung 1 zu Schritt S2 zurück und wiederholt die oben beschriebenen Vorgänge.
  • Wenn andererseits der Drehwinkel des Motors 4c außerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt (Schritt S12: JA), ist die optische Abtastung des vorgegebenen Bereichs Ea bis Ed abgeschlossen. Daher liest die Steuerung 1 die Erfassungsergebnisse des Zielobjekts Q aus der Speichereinheit 9 und gibt die Erfassungsergebnisse an die fahrzeugseitige ECU 50 über die Schnittstelle 19 aus (Schritt S13). Danach wird, während das Fahrzeug 30 gefahren wird, der Motor 4c der optischen Abtastvorrichtung weiterhin angetrieben, und die Vorgänge ab Schritt S1 werden wiederholt.
  • Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden in jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D das gemeinsame LD-Modul 2 und das gemeinsame PD-Modul 7 für die Erfassung des Zielobjekts Q durch den Objektdetektor 1a und die Erfassung des Schmutzes Da auf dem optischen Fenster 12 durch den Schmutzdetektor 1b verwendet. Daher ist es nicht erforderlich, eine für die Schmutzerfassung bestimmte Komponente jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D hinzuzufügen.
  • Außerdem unterscheidet sich in jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D das Betriebsschema des LD-Moduls 2 oder des PD-Moduls 7 für die Erfassung des Zielobjekts Q durch den Objektdetektor 1a und für die Erfassung des Schmutzes Da auf dem optischen Fenster 12 durch den Schmutzdetektor 1b, und die Objekterfassung und Schmutzerfassung werden separat durchgeführt. In diesem Fall überlappt, wie in 10 veranschaulicht, der vorgegebene Bereich (Ea), der mit Licht von der optischen Abtastvorrichtung 4 einer bestimmten Zielobjekterfassungsvorrichtung (hier wird 10A als ein Beispiel genommen) unter den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D abgetastet wird, teilweise mit den Lichtprojektions- und Lichtempfangsbereichen (Ec, Ed) der benachbarten Zielobjekterfassungsvorrichtungen (10C, 10D) (F1, F2). Dann veranlasst diese Zielobjekterfassungsvorrichtung (10A) den Schmutzdetektor 1b dazu, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 in der Überlappungsregion (F2) in dem vorgegebenen Bereich (Ea) zu erfassen, und veranlasst den Objektdetektor 1a dazu, das Zielobjekt Q in den anderen Regionen (Fa, F1) zu erfassen. In der Überlappungsregion (F2), in der eine bestimmte Zielobjekterfassungsvorrichtung (10A) den Schmutzdetektor 1b dazu veranlasst, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 zu erfassen, veranlasst außerdem eine benachbarte Zielobjekterfassungsvorrichtung (10C) den Objektdetektor 1a dazu, das Zielobjekt Q zu erfassen. Daher ist es möglich, Schmutz Da auf den optischen Fenstern 12 der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D zu erfassen, ohne einem blinden Fleck zu erzeugen, an dem das Zielobjekt Q in den vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed um das Fahrzeug 30 herum nicht erfasst werden kann.
  • Durch Einstellen der Schmutzerfassungsregionen F1 bis F4 (10) der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D auf vorab eingestellte festgelegte Regionen ist es ferner möglich, die Verarbeitungslast der Steuerungen 1 zu verringern und auf einfache Weise Installationspositionen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D an dem Fahrzeug einzustellen.
  • In dem Beispiel von 10 wird die Gesamtheit der Überlappungsregionen F1 bis F4 in der Nähe der Abtastenden von den Überlappungsregionen F1 bis F4 in der Nähe von Abtastanfängen und in der Nähe von Abtastanfängen in den vorbestimmten Bereichen Ea bis Ed der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D als die Schmutzerfassungsregionen eingestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in einer unten beschriebenen zweiten Ausführungsform, ein Teil der Überlappungsregionen F1 bis F4 als Schmutzerfassungsregionen verwendet werden.
  • 12A und 12B sind Ansichten, die ein Beispiel von Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulichen. Die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D veranlassen Schmutzdetektoren 1b dazu, Schmutz Da auf optischen Fenstern 12 in Teilbereichen F1a bis F4a (durch dicke Linien umgebene Regionen) von Überlappungsregionen F1 bis F4 nahe Abtastenden in vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed zu erfassen.
  • Wie in 12A veranschaulicht, veranlasst genauer gesagt beispielsweise die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A den Schmutzdetektor 1b dazu, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 in dem Teilbereich F2a der Überlappungsregion F2 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ea zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, ein Zielobjekt Q in Regionen Fa, F1 zu erfassen. Wie in 12B veranschaulicht veranlasst die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10B den Schmutzdetektor 1b dazu, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 in dem Teilbereich F4a der Überlappungsregion F4 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Eb zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, das Zielobjekt Q in den Regionen Fb, F3 zu erfassen. Wie in 12B veranschaulicht veranlasst die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10C den Schmutzdetektor 1b dazu, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 in dem Teilbereich F3a der Überlappungsregion F3 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ec zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, das Zielobjekt Q in den Regionen Fc, F2 zu erfassen. Wie in 12A veranschaulicht veranlasst die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10D den Schmutzdetektor 1b dazu, den Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 in dem Teilbereich F1a der Überlappungsregion F1 nahe einem Abtastende in dem vorgegebenen Bereich Ed zu erfassen, und veranlasst einen Objektdetektor 1a dazu, das Zielobjekt Q in den Regionen Fd, F4 zu erfassen, wie in 12B veranschaulicht.
  • Das heißt, die Teilbereiche F1a bis F4a der Überlappungsregion F1 bis F4, in denen der Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 durch eine bestimmte Zielobjekterfassungsvorrichtung von den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D erfasst wird, sind auch Regionen, in denen die benachbarte Zielobjekterfassungsvorrichtung des Zielobjekt Q erfasst. In Steuerungen 1 (3) der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D werden die Schmutzerfassungsregionen F1a bis F4a und die Zielobjekterfassungsregionen jeweils vorab eingestellt. Außerdem sind die Schmutzerfassungsregionen F1a bis F4a vorab eingestellte festgelegte Regionen. Der Betrieb der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu dem Betrieb der in 11 veranschaulichten ersten Ausführungsform.
  • Wie in der obigen zweiten Ausführungsform können, da die Schmutzdetektoren 1b Schmutz Da auf den optischen Fenstern 12 in den Teilbereichen F1a bis F4a der Überlappungsregion F1 bis F4 in den vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D erfassen, die Schmutzerfassungsregionen der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D verringert werden, und die Erfassungsregionen für das Zielobjekt Q können vergrößert werden.
  • Beispiele der 10, und 12A und 12B veranschaulichen die Beispiele in denen die Schmutzerfassungsregionen F1 bis F4 und F1a bis F4a der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D festgelegte Regionen sind; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können, wie in einer unten beschriebenen dritten Ausführungsform, Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D variable Regionen sein, die sich zu einem vorgegebenen Zeitpunkt verändern.
  • 13A bis 13C sind Ansichten, die Zielobjekterfassungsregionen und Schmutzerfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulichen. Hierbei ist ein Teil von Erfassungsregionen von Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A, 10C veranschaulicht. 14 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb von jeder der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
  • Wie in 13A bis 13C veranschaulicht ist eine Region F2b, in der die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A einen Schmutzdetektor 1b dazu veranlasst, Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 zu erfassen, auf einen Teil einer Überlappungsregion F2 nahe eines Abtastendes in einem vorgegebenen Bereich Ea, der mit Licht durch eine optische Abtastvorrichtung 4 abgetastet wird, eingestellt. Jedes Mal, wenn die Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A die optische Abtastvorrichtung 4 dazu veranlasst, den vorgegebenen Bereich Ea mit Licht abzutasten (jedes Mal, wenn Spiegel 4a, 4b, die in 4 und dergleichen veranschaulicht sind, eine Drehung durchführen), verändert sich dann die Schmutzerfassungsregion F2b um einen vorgegebenen Winkel innerhalb der Überlappungsregion F2. Wie in 13A bis 13C veranschaulicht, verändert sich genauer gesagt jedes Mal, wenn die Anzahl N von Malen des Abtastens um eins erhöht wird, die Schmutzerfassungsregion F2b um einen vorgegebenen Winkel in dem Überlappungsbereich F2 in der Richtung entgegengesetzt zu der optischen Abtastrichtung (in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit der Mitte P eines Fahrzeugs 30 als dem Drehmittelpunkt).
  • Außerdem kann sich beispielsweise die Schmutzerfassungsregion F2b um einen vorgegebenen Winkel von einem Endteil (Abtastendteil der 13A) der Überlappungsregion F2 verändern. Wenn die Schmutzerfassungsregion F2b den anderen Endteil (Abtastzwischenteil) der Überlappungsregion F2 erreicht, kann sich die Schmutzerfassungsregion F2b um einen vorgegebenen Winkel erneut von dem einen Endteil zu dem anderen Endteil der Überlappungsregion F2 ändern. Wahlweise kann sich die Schmutzerfassungsregion F2b um einen vorgegebenen Winkel von dem anderen Endteil zu dem einen Endteil der Überlappungsregion F2 ändern.
  • In der dritten Ausführungsform ändern sich Schmutzerfassungsregionen F1b, F3b, F4b (nicht veranschaulicht) der anderen Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10B bis 10D ebenfalls auf ähnliche Weise zu der Schmutzerfassungsregion F2b der oben beschriebenen Zielobjekterfassungsvorrichtung 10A.
  • Die Steuerungen 1 der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D verändern die Schmutzerfassungsregionen der jeweiligen Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D. In 14 führt beispielsweise jede der Steuerungen 1 der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D jeden Vorgang ab Schritt S1 auf ähnliche Weise zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform (11) durch. Wenn der Drehwinkel eines Motors 4c außerhalb des Winkelbereichs entsprechend dem vorgegebenen Bereich Ea bis Ed liegt (Schritt S12: JA), und das Abtasten des vorgegebenen Bereichs Ea bis Ed mit Licht abgeschlossen ist, dann gibt die Steuerung 1 nach Schritt S7 oder Schritt S11 das Erfassungsergebnis eines Zielobjekts Q an eine fahrzeugseitige ECU 50 aus (Schritt S13). Außerdem verändert die Steuerung 1 die Schmutzerfassungsregion um einen vorgegebenen Winkel (Schritt S14, 13A bis 13C). Während ein Fahrzeug 30 gefahren wird, werden danach die Vorgänge ab Schritt S1 wiederholt. Dann verändert in Schritt S14 die Steuerung 1 die Schmutzerfassungsregion erneut um den vorgegebenen Winkel.
  • Wie in der obigen dritten Ausführungsform ist es in den Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D durch Veränderung der Schmutzerfassungsregionen F1b bis F4b in den Überlappungsregion F1 bis F4 in den vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed möglich, die Regionen zu verändern, in denen ein Objektdetektor 1a das Zielobjekt Q erfasst. Selbst wenn das Zielobjekt Q vorübergehend in einer der Schmutzerfassungsregionen F1b bis F4b vorhanden ist, kann daher der Objektdetektor 1a auf zuverlässigere Art und Weise das Zielobjekt Q während der nächsten Abtastung erkennen. Außerdem kann der Schmutzdetektor 1b auf einfachere Weise winzigen Schmutz, der an einem Teil des optischen Fensters 12 angebracht ist, erkennen.
  • Die vorliegende Erfindung kann verschiedene Ausführungsformen, die anders sind als die oben beschriebenen Ausführungsformen, verwenden. Beispielsweise veranschaulichen die obigen Ausführungsformen Beispiele in denen die Gesamtheit oder ein Teil der Überlappungsregion F1 bis F4 in der Nähe von Abtastenden in den vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D als die Schmutzerfassungsregionen des optischen Fensters 12 eingestellt ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Im Unterschied dazu kann beispielsweise die Gesamtheit oder ein Teil der Überlappungsregionen F1 bis F4 in der Nähe der Abtastanfänge in vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed als Schmutzerfassungsregionen der optischen Fenster 12 eingestellt werden.
  • Außerdem veranschaulichen die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil, der rechten Seite und der linken Seite des Fahrzeugs 30 installiert sind; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Installationspositionen, Installationsabstände, Installationsrichtungen und die Anzahl von installierten Zielobjekterfassungsvorrichtungen können auf geeignete Weise eingestellt werden. Außerdem können die Größe, die Erstreckungsrichtung und Ähnliches des Bereichs, den eine Zielobjekterfassungsvorrichtung mit Licht abtastet, von Überlappungsregionen, die eingestellt werden, wenn benachbarte Zielobjekterfassungsvorrichtungen ein optisches Abtasten durchführen, einer Schmutzerfassungsregion eines optischen Fensters und einer Zielobjekterfassungsregion auf geeignete Weise eingestellt werden.
  • Außerdem veranschaulichen die in 11 und 14 veranschaulichten Ausführungsformen Beispiele, in denen die fahrzeugseitige ECU 50 unmittelbar nachdem der Schmutzdetektor 1b detektiert bzw. erfasst, dass Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 vorhanden ist (Schritt S10: JA), darüber informiert wird (Schritt S11); jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Im Unterschied dazu kann beispielsweise, wenn ein Schmutzdetektor 1b erfasst, dass Schmutz Da auf einem optischen Fenster 12 vorhanden ist, dieses Ergebnis in einer Speichereinheit 9 gespeichert werden, und dann, nachdem das optische Abtasten von vorgegebenen Bereichen Ea bis Ed abgeschlossen ist (Schritt S12: JA), kann eine fahrzeugseitige ECU 50 über die Tatsache informiert werden, dass der Schmutz Da auf dem optischen Fenster 12 vorhanden ist, zusammen mit dem Ermittlungsergebnis eines Zielobjekts Q.
  • Ferner veranschaulicht die in 14 veranschaulichte Ausführungsform ein Beispiel, in dem die Schmutzerfassungsregion jedes Mal verändert wird (Schritt S14), wenn das optische Abtasten des vorgegebenen Bereichs Ea bis Eb abgeschlossen ist (Schritt S12: JA); die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Unterschied dazu kann beispielsweise eine Schmutzerfassungsregion jedes Mal verändert werden, wenn ein optisches Abtasten eines vorgegebenen Bereichs Ea bis Ed eine vorgegebene Anzahl von Malen abgeschlossen ist oder jedes Mal, wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Außerdem kann eine Schmutzerfassungsregion zu anderen Zeitpunkten als diesen Zeitpunkten verändert werden.
  • Außerdem veranschaulichen die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen jede der Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D das LD-Modul 2 mit den vier LD(1) bis LD(4) , und das PD-Modul 7 mit der PD, in der die vier Lichtempfangsregionen Ra(1) bis Ra(4) eindimensional angeordnet sind, enthält; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Anzahl von installierten LDs und die Anzahl von vorgesehenen Lichtempfangsregionen eines PD-Moduls kann eine beliebige Anzahl von zwei oder größer sein. Außerdem kann die Anzahl von installierten LD-Modulen und PD-Modulen zwei oder größer sein. Ferner kann eine Zielobjekterfassungsvorrichtung einen Lichtemitter, der ein anderes lichtemittierendes Element aufweist, und einen Lichtempfänger, der ein anderes Lichtempfangselement aufweist, enthalten.
  • Außerdem veranschaulichen die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen das Vorhandensein des Schmutzes Da auf dem optischen Fenster 12, das eine Lichtprojektionsöffnung und eine Lichtempfangsöffnung ist, detektiert bzw. erfasst wird; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Unterschied dazu können beispielsweise ein optisches Lichtprojektionsfenster, das als eine Lichtprojektionsöffnung dient, und ein optisches Lichtempfangsfenster, das als eine Lichtempfangsöffnung dient, auf einem Gehäuse 11 separat vorgesehen werden, und das Vorhandensein von Schmutz auf zumindest einem des optischen Lichtprojektionsfensters und des optischen Lichtempfangsfensters kann erfasst werden.
  • Außerdem veranschaulichen die obigen Ausführungsformen das Zielobjekterfassungssystem 100, das die Zielobjekterfassungsvorrichtungen 10A bis 10D aufweist, die die gleiche Struktur haben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein Zielobjekterfassungssystem kann mehrere Zielobjekterfassungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Konfigurationen aufweisen.
  • Des Weiteren beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen die vorliegende Erfindung auf die fahrzeugeigene Zielobjekterfassungsvorrichtung und das fahrzeugeigene Zielobjekterfassungssystem angewendet wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf eine Zielobjekterfassungsvorrichtung und ein Zielobjekterfassungssystem für einen anderen bestimmungsgemäßen Gebrauch angewendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018156126 [0001]
    • JP 2012192775 A [0003]
    • JP 2005010094 A [0003]
    • JP 2005227219 A [0003]
    • JP 10142335 A [0003]
    • JP 2015136095 A [0012]
    • JP 2014 [0013]
    • JP 52274 A [0013]
    • JP 2018059846 A [0013]

Claims (6)

  1. Zielobjekterfassungsvorrichtung, umfassend: einen Lichtemitter, der dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren; einen Lichtempfänger, der dazu eingerichtet ist, Licht zu empfangen; eine optische Abtastvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen vorgegebenen Bereich mit Licht abzutasten, das von dem Lichtemitter emittiert wurde, um ein Abtasten mit Licht, das von einem Zielobjekt in dem vorgegebenen Bereich reflektiert wird, durchzuführen und das Licht zu dem Lichtempfänger zu leiten; einen Objektdetektor, der dazu eingerichtet ist, ein Vorhandensein des Zielobjekts oder eine Entfernung zu dem Zielobjekt basierend auf einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers zu erfassen; ein Gehäuse, das dazu eingerichtet ist, den Lichtemitter, den Lichtempfänger und die optische Abtastvorrichtung aufzunehmen; ein optisches Fenster, das aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, welches Licht durchlässt, und dazu eingerichtet ist, als eine Lichtprojektionsöffnung oder als eine Lichtempfangsöffnung zu einem Inneren des Gehäuses oder zu einem Äußeren des Gehäuses zu dienen; und einen Schmutzdetektor, der dazu eingerichtet ist, ein Vorhandensein von Schmutz auf dem optischen Fenster basierend auf einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers zu erfassen, wobei ein Betriebsschema des Lichtemitters oder des Lichtempfängers für das Erfassen des Zielobjekts durch den Objektdetektor und für das Erfassen des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor unterschiedlich sind, und die Erfassung des Zielobjekts und die Erfassung des Schmutzes separat durchgeführt werden, wobei der vorgegebene Bereich, der von der optischen Abtastvorrichtung mit Licht abgetastet wird, teilweise mit einem Bereich überlappt, in dem eine andere Zielobjekterfassungsvorrichtung ein Zielobjekt erfasst, und wobei die Erfassung des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor in einer Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich durchgeführt wird, und die Erfassung des Zielobjekts durch den Objektdetektor in einer anderen Region in dem vorgegebenen Bereich durchgeführt wird.
  2. Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassung des Schmutzes auf dem optischen Fenster durch den Schmutzdetektor in einer Teilregion der Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich durchgeführt wird.
  3. Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Teilregion, in der die Erfassung des Schmutzes durchgeführt wird, eine vorab eingestellte festgelegte Region ist oder eine variable Region ist, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt um einen vorgegebenen Winkel verändert wird.
  4. Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Lichtemitter mehrere lichtemittierende Elemente umfasst, wobei der Lichtempfänger mehrere Lichtempfangsregionen umfasst, die jeweils den mehreren lichtemittierenden Elementen entsprechend, und wobei ein Betriebsschema der mehreren lichtemittierenden Elemente oder der mehreren Lichtempfangselemente für die Erfassung des Zielobjekts und die Erfassung des Schmutzes unterschiedlich ist.
  5. Zielobjekterfassungssystem, umfassend mehrere Zielobjekterfassungsvorrichtungen, die dazu eingerichtet sind, ein Vorhandensein eines Zielobjekts oder eine Entfernung zu einem Zielobjekt in einem vorgegebenen Bereich zu erfassen, wobei zumindest eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen die Zielobjekterfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ist.
  6. Zielobjekterfassungssystem gemäß Anspruch 5, wobei die mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen in einem vorgegebenen Abstand an einem beweglichen Körper installiert sind, wobei der vorgegebene Bereich, der von der optischen Abtastvorrichtung von einer der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen mit Licht abgetastet wird, teilweise mit dem vorgegebenen Bereich überlappt, welcher von der optischen Abtastvorrichtung von einer anderen der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen mit Licht abgetastet wird, wobei die eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen und die andere der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen benachbart zueinander sind, und wobei in der Überlappungsregion in dem vorgegebenen Bereich die eine der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen den Schmutzdetektor dazu veranlasst, den Schmutz auf dem optischen Fenster zu erfassen, und die andere der mehreren Zielobjekterfassungsvorrichtungen den Objektdetektor dazu veranlasst, das Zielobjekt zu erfassen.
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