JP2016142528A - レーザレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各受光素子からの受光信号を任意の組み合わせで選択し、選択した受光信号の受光値の測定を並行して行う処理を高速化する。【解決手段】多入力多出力ＭＵＸ２５１は、制御部２１からの第１制御信号により、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１２の接続先を各出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４の中から設定する。多入力多出力ＭＵＸ２５１は、制御部２１からの第２制御信号により、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１２と接続先に設定されている出力端子ＯＵＴとの間のスイッチＳＷの接続状態を制御する。これにより、各受光素子２０２からの受光信号の入力先が、ＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４の中から設定される。本発明は、例えば、車両用のレーザレーダ装置に適用できる。【選択図】図７

Description

本発明は、レーザレーダ装置に関し、特に、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により受光するレーザレーダ装置に関する。

従来、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に投光し、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により受光するレーザレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の発明では、２つの受光素子出力選択部にそれぞれ全ての受光素子を接続し、各受光素子出力選択部が、それぞれ独立して任意の組み合わせで受光素子を選択し、選択した受光素子からの受光信号を出力する。そして、各受光素子出力選択部から出力される受光信号を個別に加算して受光値の測定を行うことにより、任意の異なる２つの領域の監視が並行して行われる（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の発明では、任意の組み合わせで受光素子を選択し、選択した受光素子から受光信号を出力させるためには、設定のための信号や情報量が多くなり、通信時間が増大する。従って、高速な信号処理が必要なレーザレーダ装置においては、処理時間の短縮が必要となる。

特開平７−１９１１４８号公報

本発明は、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により受光するレーザレーダ装置において、受光素子からの受光信号を任意の組み合わせで選択し、選択した受光信号の受光値の測定を並行して行う処理を高速化できるようにするものである。

本発明のレーザレーダ装置は、パルス状のレーザ光である測定光を投光する投光部と、水平方向のそれぞれ異なる方向からの測定光の反射光を受光するＮ１個の受光素子と、Ｎ１個の受光素子にそれぞれ接続されるＮ１個の入力端子、及び、Ｎ２個の出力端子を備え、各入力端子の接続先を各出力端子の中から選択可能な多入力多出力マルチプレクサと、各入力端子の接続先、及び、各入力端子と接続先との間の接続状態を設定する設定信号により多入力多出力マルチプレクサの出力を制御する制御部と、多入力多出力マルチプレクサの各出力端子から出力される受光信号のサンプリングを行うことにより受光値の測定を行うサンプリング部と、受光値に基づいて物体の検出を行う物体検出部とを備える。

本発明のレーザレーダ装置においては、パルス状のレーザ光である測定光が投光され、水平方向のそれぞれ異なる方向からの測定光の反射光がＮ１個の受光素子により受光され、Ｎ１個の受光素子にそれぞれ接続されるＮ１個の入力端子、及び、Ｎ２個の出力端子を備え、各入力端子の接続先を各出力端子の中から選択可能な多入力多出力マルチプレクサの各入力端子の接続先、及び、各入力端子と接続先との間の接続状態が設定され、多入力多出力マルチプレクサの出力が制御され、多入力多出力マルチプレクサの各出力端子から出力される受光信号のサンプリングが行われ、受光値に基づいて物体の検出が行われる。

従って、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により受光するレーザレーダ装置において、各受光素子からの受光信号を任意の組み合わせで選択し、選択した受光信号の受光値の測定を並行して行う処理を高速化することができる。

この受光素子は、例えば、フォトダイオードからなる。この制御部、サンプリング部、物体検出部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。

この設定信号には、各入力端子の接続先を設定する第１設定信号、及び、各入力端子と第１設定信号により設定された接続先との間の接続状態をそれぞれ設定する第２設定信号を含ませ、この投光部には、所定の長さの測定期間内に測定光を少なくとも１回投光させ、この制御部には、各入力端子の接続先を設定又は変更するときに第１設定信号を多入力多出力マルチプレクサに供給させ、第２設定信号を測定期間単位で多入力多出力マルチプレクサに供給させ、この物体検出部は、複数の測定期間を含む検出期間単位で物体の検出を行わせることができる。

これにより、多入力多出力マルチプレクサの入力端子の接続先を設定する処理の実行回数を減らすことができ、処理に要する時間や負荷を軽減することができる。

この制御部には、第１設定信号により、各入力端子の接続先、及び、接続先の出力端子における入力番号を設定させ、第２設定信号により、入力番号を用いて各出力端子と接続する入力端子を設定させることができる。

これにより、第２設定信号の情報量を削減することができる。

この制御部には、第１設定信号を検出期間単位で多入力多出力マルチプレクサに供給させることができる。

これにより、受光信号の入力先を検出期間単位で変更することが可能になる。

本発明によれば、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により受光するレーザレーダ装置において、各受光素子からの受光信号を任意の組み合わせで選択し、選択した受光信号の受光値の測定を並行して行う処理を高速化できる。

本発明を適用したレーザレーダ装置の一実施の形態を示すブロック図である。 測定光投光部の構成例を示すブロック図である。 受光部の構成例を示すブロック図である。 各検出領域の位置を模式的に示す図である。 各受光素子と各検出領域との関係を示す模式図である。 測定部の構成例を示すブロック図である。 ＭＵＸの機能の構成例を示すブロック図である。 演算部の機能の構成例を示すブロック図である。 物体検出処理を説明するためのフローチャートである。 ＭＵＸの接続関係レジスタ及び入力番号レジスタの例を示す図である。 受光信号の入力先の第１の設定例を示す図である。 ＭＵＸの接続状態レジスタの例を示す図である。 物体検出処理を説明するためのタイミングチャートである。 受光値の積算処理を説明するための図である。 各測定期間に割り当てられる受光信号の組み合わせの第１の例を示す図である。 車両の検出方法の例を説明するための図である。 各測定期間に割り当てられる受光信号の組み合わせの第２の例を示す図である。 受光信号の入力先の第２の設定例を示す図である。 各測定期間に割り当てられる受光信号の組み合わせの第３の例を示す図である。 コンピュータの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
｛レーザレーダ装置１１の構成例｝
図１は、本発明を適用したレーザレーダ装置の一実施の形態であるレーザレーダ装置１１の構成例を示している。

レーザレーダ装置１１は、例えば、車両に設けられ、その車両の前方の監視を行う。なお、以下、レーザレーダ装置１１により物体の検出が可能な領域を監視領域と称する。また、以下、レーザレーダ装置１１が設けられている車両を他の車両と区別する必要がある場合、自車両と称する。さらに、以下、自車両の左右方向（車幅方向）と平行な方向を水平方向と称する。

レーザレーダ装置１１は、制御部２１、測定光投光部２２、受光部２３、雨滴センサ２４、測定部２５、及び、演算部２６を含むように構成される。

制御部２１は、車両制御装置１２からの指令や情報等に基づいて、レーザレーダ装置１１の各部の制御を行う。

測定光投光部２２は、物体の検出に用いるパルス状のレーザ光（レーザパルス）である測定光を監視領域に投光する。また、測定光投光部２２は、測定光を発光したタイミングを示すリファレンス信号を測定部２５に供給する。

受光部２３は、測定光の反射光を受光し、水平方向のそれぞれ異なる方向からの反射光の強度（明るさ）を検出する。そして、受光部２３は、各方向の反射光の強度に応じた電気信号である複数の受光信号を出力する。

雨滴センサ２４は、自車両のウインドシールドガラスについた雨滴の量を検出するセンサであり、検出結果を示すセンサ信号（以下、雨滴信号と称する）を測定部２５に供給する。

測定部２５は、受光部２３から供給されるアナログの受光信号に基づいて、受光部２３における反射光に対する受光値の測定を行い、測定した受光値を示すデジタルの受光信号を演算部２６に供給する。また、測定部２５は、測定光投光部２２から供給されるアナログのリファレンス信号に基づいて、測定光投光部２２における測定光に対する受光値の測定を行い、測定した受光値を示すデジタルのリファレンス信号を演算部２６に供給する。さらに、測定部２５は、雨滴センサ２４から供給されるアナログの雨滴信号に基づいて、雨滴量（センサ値）の測定を行い、測定した雨滴量を示すデジタルの雨滴信号を演算部２６に供給する。

演算部２６は、測定部２５から供給される受光値の測定結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部２１及び車両制御装置１２に供給する。また、演算部２６は、物体の検出結果に基づいて、レーザレーダ装置１１が物体を検出する感度（以下、検出感度と称する）を制御する。さらに、演算部２６は、測定部２５から供給される雨滴信号に基づいて、ウインドシールドグラス上の雨滴の有無及び雨滴量の検出を行い、検出結果を制御部２１及び車両制御装置１２に供給する。

車両制御装置１２は、例えば、ECU（Electronic Control Unit）等により構成され、監視領域内の物体の検出結果に基づいて、自動ブレーキ制御や運転者への警報等を行う。

｛測定光投光部２２の構成例｝
図２は、レーザレーダ装置１１の測定光投光部２２の構成例を示している。測定光投光部２２は、駆動回路１０１、発光素子１０２、投光光学系１０３、及び、リファレンス用受光素子１０４を含むように構成される。

駆動回路１０１は、制御部２１の制御の下に、発光素子１０２の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。

発光素子１０２は、例えば、レーザダイオードからなり、駆動回路１０１の制御の下に、測定光（レーザパルス）の発光を行う。発光素子１０２から発光された測定光は、レンズ等により構成される投光光学系１０３を介して監視領域に投光される。

リファレンス用受光素子１０４は、例えば、フォトダイオードからなり、発光素子１０２から発光された測定光を投光光学系１０３を介さずに受光し、その受光量に応じた電流値のリファレンス信号に光電変換する。そして、リファレンス用受光素子１０４は、得られたリファレンス信号を測定部２５に供給する。

なお、このリファレンス信号は、測定光を発光してから反射光を受光するまでの時間の測定に用いる基準時刻の調整等に用いられる。

｛受光部２３の構成例｝
図３は、レーザレーダ装置１１の受光部２３の構成例を示している。受光部２３は、受光光学系２０１及び受光素子２０２−１乃至２０２−１２を含むように構成される。

なお、以下、受光素子２０２−１乃至２０２−１２を個々に区別する必要がない場合、単に受光素子２０２と称する。また、以下、受光素子２０２−１乃至２０２−１２の受光信号を区別する必要がある場合、それぞれ受光信号１乃至１２と称する。

受光光学系２０１は、レンズ等により構成され、光軸が車両の前後方向を向くように設置される。そして、受光光学系２０１は、監視領域内の物体等により反射された測定光の反射光が入射し、入射した反射光を各受光素子２０２の受光面に入射させる。

各受光素子２０２は、例えば、入射した光の光量に応じた電流値の受光信号に光電変換するフォトダイオードからなる。また、各受光素子２０２は、受光光学系２０１に入射した反射光が集光する位置において、受光光学系２０１の光軸に対して垂直、かつ、自車両の車幅方向に平行（すなわち、水平方向）に一列に並ぶように設けられている。そして、受光光学系２０１に入射した反射光は、受光光学系２０１への水平方向の入射角度に応じて、各受光素子２０２に振り分けられて入射する。従って、各受光素子２０２は、監視領域からの反射光のうち、水平方向においてそれぞれ異なる方向からの反射光を受光する。これにより、監視領域は水平方向の複数の方向における複数の領域（以下、検出領域と称する）に分割され、各受光素子２０２は、それぞれ対応する検出領域からの反射光を個別に受光する。そして、受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部２５に供給する。

ここで、図４及び図５を参照して、各受光素子２０２の検出領域の具体例について説明する。図４は、レーザレーダ装置１１が設けられた自車両Ｃを上から見た場合の各検出領域の位置を模式的に示している。図５は、受光部２３を上から見た場合の各受光素子２０２と各検出領域との関係を模式的に示している。なお、図５では、図を分かりやすくするために、各検出領域からの反射光のうち受光光学系２０１のレンズの中央を通る光線のみを模式的に示している。

各受光素子２０２は、自車両Ｃの進行方向に向かって右から受光素子２０２−１、２０２−２、２０２−３・・・の順に一列に並べられている。これに対して、レーザレーダ装置１１の監視領域は、自車両Ｃの前方に放射状に広がる検出領域Ａ１乃至Ａ１２により構成され、各検出領域は、自車両Ｃの進行方向に向かって左から検出領域Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・の順に並んでいる。例えば、受光素子２０２−１は、監視領域内の左端の検出領域Ａ１からの反射光を受光し、受光素子２０２−１２は、監視領域内の右端の検出領域Ａ１２からの反射光を受光する。

｛測定部２５の構成例｝
図６は、レーザレーダ装置１１の測定部２５の構成例を示している。測定部２５は、多入力多出力マルチプレクサ２５１（以下、ＭＵＸ２５１と称する）、電流電圧変換部２５２、増幅部２５３、及び、サンプリング部２５４を含むように構成される。電流電圧変換部２５２は、トランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ）２６１−１乃至２６１−４を含むように構成される。増幅部２５３は、プログラマブル・ゲイン・アンプ（ＰＧＡ）２６２−１乃至２６２−４を含むように構成される。サンプリング部２５４は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２６３−１乃至２６３−４を含むように構成される。

受光素子２０２−１乃至２０２−１２、雨滴センサ２４、及び、リファレンス用受光素子１０４は、ＭＵＸ２５１に接続されている。また、ＭＵＸ２５１は、ＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４に接続されている。さらに、ＴＩＡ２６１−１、ＰＧＡ２６２−１及びＡＤＣ２６３−１が直列に接続され、ＴＩＡ２６１−２、ＰＧＡ２６２−２及びＡＤＣ２６３−２が直列に接続され、ＴＩＡ２６１−３、ＰＧＡ２６２−３及びＡＤＣ２６３−３が直列に接続され、ＴＩＡ２６１−４、ＰＧＡ２６２−４及びＡＤＣ２６３−４が直列に接続されている。

なお、以下、ＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４、ＰＧＡ２６２−１乃至２６２−４、及び、ＡＤＣ２６３−１乃至２６３−４をそれぞれ個々に区別する必要がない場合、それぞれ単にＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２、及び、ＡＤＣ２６３と称する。また、以下、ＴＩＡ２６１−１、ＰＧＡ２６２−１及びＡＤＣ２６３−１からなる系統を系統１と称し、ＴＩＡ２６１−２、ＰＧＡ２６２−２及びＡＤＣ２６３−２からなる系統を系統２と称し、ＴＩＡ２６１−３、ＰＧＡ２６２−３及びＡＤＣ２６３−３からなる系統を系統３と称し、ＴＩＡ２６１−４、ＰＧＡ２６２−４及びＡＤＣ２６３−４からなる系統を系統４と称する。

ＭＵＸ２５１は、制御部２１の制御の下に、受光素子２０２から供給される受光信号、リファレンス用受光素子１０４から供給されるリファレンス信号、及び、雨滴センサ２４から供給される雨滴信号の中から選択した信号を各ＴＩＡ２６１に供給する。なお、ＭＵＸ２５１は、複数の受光信号を加算し、加算した受光信号をＴＩＡ２６１に供給することが可能である。

各ＴＩＡ２６１は、制御部２１の制御の下に、ＭＵＸ２５１から供給される信号の電流−電圧変換を行う。すなわち、各ＴＩＡ２６１は、入力された電流としての信号を電圧としての信号に変換するとともに、制御部２１により設定されたゲインで変換後の信号の電圧を増幅する。そして、各ＴＩＡ２６１は、増幅後の信号を後段のＰＧＡ２６２に供給する。

各ＰＧＡ２６２は、制御部２１の制御の下に、ＴＩＡ２６１から供給される信号の電圧を、制御部２１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６３に供給する。

各ＡＤＣ２６３は、前段のＰＧＡ２６２から供給される信号のＡ／Ｄ変換を行う。すなわち、例えば、ＡＤＣ２６３は、制御部２１の制御の下に、前段のＰＧＡ２６２から供給されるアナログの受光信号のサンプリングを行うことにより受光値の測定を行う。また、例えば、ＡＤＣ２６３は、制御部２１の制御の下に、ＰＧＡ２６２から供給されるアナログのリファレンス信号又は雨滴信号のサンプリングを行うことにより、受光値又は雨滴量の測定を行う。そして、ＡＤＣ２６３は、受光値又はセンサ値のサンプリング結果（測定結果）を示すデジタルの受光信号又は雨滴信号を演算部２６に供給する。

｛ＭＵＸ２５１の構成例｝
図７は、ＭＵＸ２５１の機能の構成例を模式的に示している。

ＭＵＸ２５１は、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１２、補助端子ＡＵＸ１及びＡＵＸ２、スイッチＳＷ１−１乃至ＳＷ１４−４、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４、並びに、デコーダ２７１を含むように構成される。なお、図を分かりやすくするために、入力端子ＩＮ４乃至ＩＮ１１、及び、スイッチＳＷ４−１乃至ＳＷ１１−４の図示は省略されている。

入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１２は、それぞれ受光素子２０２−１乃至２０２−１２に接続されている。補助端子ＡＵＸ１は、雨滴センサ２４に接続されている。補助端子ＡＵＸ２は、リファレンス用受光素子１０４に接続されている。

入力端子ＩＮ１は、スイッチＳＷ１−１乃至ＳＷ１−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ２は、スイッチＳＷ２−１乃至ＳＷ２−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ３は、スイッチＳＷ３−１乃至ＳＷ３−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ４は、スイッチＳＷ４−１乃至ＳＷ４−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ５は、スイッチＳＷ５−１乃至ＳＷ５−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ６は、スイッチＳＷ６−１乃至ＳＷ６−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。

入力端子ＩＮ７は、スイッチＳＷ７−１乃至ＳＷ７−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ８は、スイッチＳＷ８−１乃至ＳＷ８−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ９は、スイッチＳＷ９−１乃至ＳＷ９−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ１０は、スイッチＳＷ１０−１乃至ＳＷ１０−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ１１は、スイッチＳＷ１１−１乃至ＳＷ１１−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。入力端子ＩＮ１２は、スイッチＳＷ１２−１乃至ＳＷ１２−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。

補助端子ＡＵＸ１は、スイッチＳＷ１３−１乃至ＳＷ１３−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。補助端子ＡＵＸ２は、スイッチＳＷ１４−１乃至ＳＷ１４−４を介して、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４に接続されている。

出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４は、それぞれＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４に接続されている。

なお、以下、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１２を個々に区別する必要がない場合、単に入力端子ＩＮと称する。以下、補助端子ＡＵＸ１及びＡＵＸ２を個々に区別する必要がない場合、単に補助端子ＡＵＸと称する。以下、スイッチＳＷ１−１乃至ＳＷ１４−４を個々に区別する必要がない場合、単にスイッチＳＷと称する。以下、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４を個々に区別する必要がない場合、単に出力端子ＯＵＴと称する。

デコーダ２７１は、制御部２１の制御の下に、スイッチＳＷ１−１乃至ＳＷ１４−４のオン／オフを個別に制御し、各入力端子ＩＮ及び各補助端子ＡＵＸと各出力端子ＯＵＴとの間の接続状態を制御する。これにより、各受光素子２０２、雨滴センサ２４、及び、リファレンス用受光素子１０４と、各ＴＩＡ２６１との間の接続状態が制御される。そして、各受光素子２０２の受光信号、雨滴センサ２４の雨滴信号、及び、リファレンス用受光素子１０４のリファレンス信号の中から選択した信号が各ＴＩＡ２６１に供給されることにより、測定対象となる信号の組み合わせが制御される。なお、各受光素子２０２、雨滴センサ２４、及び、リファレンス用受光素子１０４のうち２つ以上が同時に１つのＴＩＡ２６１に接続された場合、接続された複数の素子等からの信号が加算されてＴＩＡ２６１に入力される。

なお、以下、１つの出力端子ＯＵＴに最大６つの入力端子ＩＮを接続可能な場合について説明する。

｛演算部２６の構成例｝
図８は、演算部２６の構成例を示している。なお、ここでは、リファレンス用受光素子１０４からのリファレンス信号、及び、雨滴センサ２４からの雨滴信号に対する演算部２６の処理の説明は省略する。

演算部２６は、積算部３０１、検出部３０２及び通知部３０３を含むように構成される。また、検出部３０２は、ピーク検出部３１１及び物体検出部３１２を含むように構成される。

積算部３０１は、同じ受光素子２０２の受光値の積算をサンプリング時刻毎に行い、その積算値（以下、積算受光値と称する）をピーク検出部３１１に供給する。

ピーク検出部３１１は、各受光素子２０２の積算受光値（反射光の強度）に基づいて、測定光の反射光の強度の水平方向及び時間方向（距離方向）のピークを検出し、検出結果を物体検出部３１２に供給する。

物体検出部３１２は、積算受光値（反射光の強度）の水平方向及び時間方向（距離方向）の分布及びピークの検出結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部２１及び通知部３０３に供給する。

通知部３０３は、監視領域内の物体の検出結果を車両制御装置１２に供給する。

｛物体検出処理｝
次に、図９のフローチャートを参照して、レーザレーダ装置１１により実行される物体検出処理について説明する。なお、この処理は、例えば、レーザレーダ装置１１が設けられている車両のイグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンされたとき開始され、オフされたとき終了する。

また、以下の説明では、リファレンス用受光素子１０４から出力されるリファレンス信号、及び、雨滴センサ２４から出力される雨滴信号に対する処理の説明は、特に必要がある部分を除き、その説明を省略する。

ステップＳ１において、制御部２１は、受光信号の入力先を設定する。具体的には、制御部２１は、所定の形式の第１制御信号をＭＵＸ２５１に供給することにより、ＭＵＸ２５１の接続関係レジスタ及び入力番号レジスタの値を設定する。

図１０は、ＭＵＸ２５１の接続関係レジスタ及び入力番号レジスタの例を示している。接続関係レジスタ及び入力番号レジスタは、入力端子ＩＮ毎に設けられる。

接続関係レジスタは、各入力端子ＩＮの接続先となる出力端子ＯＵＴを設定するための４ビットのレジスタである。例えば、入力端子ＩＮ１の接続関係レジスタの先頭の１ビット目を１に設定すると、入力端子ＩＮ１の接続先が出力端子ＯＵＴ１に設定される。同様に、入力端子ＩＮ１の接続関係レジスタの先頭の２乃至４ビット目を１に設定すると、入力端子ＩＮ１の接続先が出力端子ＯＵＴ２乃至ＯＵＴ４に設定される。

入力番号レジスタは、各出力端子ＯＵＴの入力番号を設定するための４ビットのレジスタである。各出力端子ＯＵＴには、それぞれ１から６までの入力番号が割り当てられている。そして、各入力端子ＩＮには、接続先として設定されている出力端子ＯＵＴにおいて１から４までの入力番号のうちいずれかが割り当てられる。

なお、補助端子ＡＵＸ１及びＡＵＸ２には、各出力端子ＯＵＴの入力番号５及び６が予め割り当てられている。

例えば、入力端子ＩＮ１の入力番号レジスタの先頭の１ビット目が１に設定されると、入力端子ＩＮ１の接続先の出力端子ＯＵＴにおける入力番号が１に設定される。同様に、入力端子ＩＮ１の入力番号レジスタの２乃至４ビット目が１に設定されると、入力端子ＩＮ１の接続先の出力端子ＯＵＴにおける入力番号が２乃至４に設定される。

図１０の例では、入力端子ＩＮ１の接続先が出力端子ＯＵＴ１に設定され、入力番号が１に設定されている。すなわち、入力端子ＩＮ１の接続先が出力端子ＯＵＴ１の入力番号１に設定されている。また、入力端子ＩＮ２の接続先が出力端子ＯＵＴ２に設定され、入力番号が２に設定されている。すなわち、入力端子ＩＮ２の接続先が出力端子ＯＵＴ２の入力番号２に設定されている。

なお、１つの入力端子ＩＮの接続先に２つ以上の出力端子ＯＵＴを設定したり、ある入力端子ＩＮの接続先を１つも設定しないようにしたりすることも可能である。

また、入力端子ＩＮａ（ａ＝１〜１２）の接続先が出力端子ＯＵＴｂ（ｂ＝１〜４）の入力番号ｃ（ｃ＝１〜４）に設定されている場合、入力端子ＩＮａと出力端子ＯＵＴｂの間のスイッチＳＷａ−ｂに論理スイッチ番号ｂ−ｃが割り当てられる。例えば、入力端子ＩＮ１の接続先が出力端子ＯＵＴ２の入力番号３に設定されている場合、入力端子ＩＮ１と出力端子ＯＵＴ２の間のスイッチＳＷ１−２に論理スイッチ番号２−３が割り当てられる。

なお、以下、論理スイッチ番号ｂ−ｃが割り当てられたスイッチＳＷを仮想スイッチＶＳＷｂ−ｃとも称する。例えば、上の例では、スイッチＳＷ１−２が仮想スイッチＶＳＷ２−３となる。

また、以下、各入力端子ＩＮの接続先が図１１に示されるように設定されている場合について説明する。

すなわち、入力端子ＩＮ１の接続先が、出力端子ＯＵＴ１の入力番号１に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ１と出力端子ＯＵＴ１の間のスイッチＳＷ１−１が仮想スイッチＶＳＷ１−１となる。入力端子ＩＮ２の接続先が、出力端子ＯＵＴ１の入力番号２に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴ１の間のスイッチＳＷ２−１が仮想スイッチＶＳＷ１−２となる。入力端子ＩＮ３の接続先が、出力端子ＯＵＴ１の入力番号３に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ３と出力端子ＯＵＴ１の間のスイッチＳＷ３−１が仮想スイッチＶＳＷ１−３となる。

入力端子ＩＮ４の接続先が、出力端子ＯＵＴ２の入力番号１に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ４と出力端子ＯＵＴ２の間のスイッチＳＷ４−２が仮想スイッチＶＳＷ２−１となる。入力端子ＩＮ５の接続先が、出力端子ＯＵＴ２の入力番号２に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ５と出力端子ＯＵＴ２の間のスイッチＳＷ５−２が仮想スイッチＶＳＷ２−２となる。入力端子ＩＮ６の接続先が、出力端子ＯＵＴ２の入力番号３に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ６と出力端子ＯＵＴ２の間のスイッチＳＷ６−２が仮想スイッチＶＳＷ２−３となる。

入力端子ＩＮ７の接続先が、出力端子ＯＵＴ３の入力番号１に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ７と出力端子ＯＵＴ３の間のスイッチＳＷ７−３が仮想スイッチＶＳＷ３−１となる。入力端子ＩＮ８の接続先が、出力端子ＯＵＴ３の入力番号２に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ８と出力端子ＯＵＴ３の間のスイッチＳＷ８−３が仮想スイッチＶＳＷ３−２となる。入力端子ＩＮ９の接続先が、出力端子ＯＵＴ３の入力番号３に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ９と出力端子ＯＵＴ３の間のスイッチＳＷ９−３が仮想スイッチＶＳＷ３−３となる。

入力端子ＩＮ１０の接続先が、出力端子ＯＵＴ４の入力番号１に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ１０と出力端子ＯＵＴ４の間のスイッチＳＷ１０−４が仮想スイッチＶＳＷ４−１となる。入力端子ＩＮ１１の接続先が、出力端子ＯＵＴ４の入力番号２に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ１１と出力端子ＯＵＴ４の間のスイッチＳＷ１１−４が仮想スイッチＶＳＷ４−２となる。入力端子ＩＮ１２の接続先が、出力端子ＯＵＴ１２の入力番号３に設定されている。この場合、入力端子ＩＮ１２と出力端子ＯＵＴ４の間のスイッチＳＷ１２−４が仮想スイッチＶＳＷ４−３となる。

補助端子ＡＵＸ１の接続先が、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４の入力番号５に設定されている。この場合、補助端子ＡＵＸ１と出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４の間のスイッチＳＷ１３−１乃至ＳＷ１３−４が仮想スイッチＶＳＷ１−５乃至ＶＳＷ４−５となる。

補助端子ＡＵＸ２の接続先が、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４の入力番号６に設定されている。この場合、補助端子ＡＵＸ２と出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４の間のスイッチＳＷ１４−１乃至ＳＷ１４−４が仮想スイッチＶＳＷ１−６乃至ＶＳＷ４−６となる。

これにより、受光素子２０２−１乃至２０２−３の受光信号１乃至３の入力先がＴＩＡ２６１−１に設定される。受光素子２０２−４乃至２０２−６の受光信号４乃至６の入力先がＴＩＡ２６１−２に設定される。受光素子２０２−７乃至２０２−９の受光信号７乃至９の入力先がＴＩＡ２６１−３に設定される。受光素子２０２−１０乃至２０２−１２の受光信号１０乃至１２の入力先がＴＩＡ２６１−４に設定される。雨滴センサ２４の雨滴信号の入力先がＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４に設定される。リファレンス用受光素子１０４のリファレンス信号の入力先がＴＩＡ２６１−１乃至２６１−４に設定される。

なお、以下、仮想スイッチＶＳＷ１−１乃至ＶＳＷ４−６を個々に区別する必要がない場合、単に仮想スイッチＶＳＷと称する。

ステップＳ２において、制御部２１は、測定する信号の選択を行う。

具体的には、制御部２１は、所定の形式の第２制御信号をＭＵＸ２５１に供給することにより、ＭＵＸ２５１の接続状態レジスタの値を設定する。

図１２は、接続状態レジスタの例を示している。接続状態レジスタは、出力端子ＯＵＴ毎に設けられ、各入力端子ＩＮ及び補助端子ＡＵＸと、各入力端子ＩＮ及び補助端子ＡＵＸの接続先に設定されている各出力端子ＯＵＴとの間の接続状態を設定するための６ビットのレジスタである。接続状態レジスタの各ビットは、各出力端子ＯＵＴの入力番号に対応する。

例えば、出力端子ＯＵＴ１の接続状態レジスタの先頭の１ビット目は、接続先が出力端子ＯＵＴ１の入力番号１に設定されている入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ１との接続状態の設定に用いられる。１ビット目が１に設定されると、当該入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ１が接続され、１ビット目が０に設定されると、当該入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ１は接続されない。

同様に、出力端子ＯＵＴ１の接続状態レジスタの２乃至４ビット目は、接続先が出力端子ＯＵＴ１の入力番号２乃至４に設定されている入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ１との接続状態の設定に用いられる。出力端子ＯＵＴ１の接続状態レジスタの５ビット目は、補助端子ＡＵＸ１と出力端子ＯＵＴ１との接続状態の設定に用いられる。出力端子ＯＵＴ１の接続状態レジスタの６ビット目は、補助端子ＡＵＸ２と出力端子ＯＵＴ１との接続状態の設定に用いられる。

そして、デコーダ２７１は、接続関係レジスタ、入力番号レジスタ、及び、接続状態レジスタの値に基づいて、各仮想スイッチＶＳＷに対応するスイッチＳＷのオン／オフを制御する。

例えば、図１２の例では、出力端子ＯＵＴ１の接続状態レジスタの先頭の１ビット目が１に設定されている。すなわち、接続先が出力端子ＯＵＴ１の入力番号１に設定されている入力端子ＩＮ１と出力端子ＯＵＴ１とが接続されるように設定されている。従って、デコーダ２７１は、仮想スイッチＶＳＷ１−１に対応するスイッチＳＷ１−１をオンし、スイッチＳＷ１−１を介して入力端子ＩＮ１と出力端子ＯＵＴ１を接続する。これにより、受光素子２０２−１の受光信号１が、出力端子ＯＵＴ１からＴＩＡ２６１−１に供給されるようになり、測定対象に設定される。

また、出力端子ＯＵＴ２の接続状態レジスタの２ビット目が１に設定されている。すなわち、接続先が出力端子ＯＵＴ２の入力番号２に設定されている入力端子ＩＮ５と出力端子ＯＵＴ２とが接続されるように設定されている。従って、デコーダ２７１は、仮想スイッチＶＳＷ２−２に対応するスイッチＳＷ５−２をオンし、スイッチＳＷ５−２を介して入力端子ＩＮ５と出力端子ＯＵＴ２を接続する。これにより、受光素子２０２−５の受光信号５が、出力端子ＯＵＴ２からＴＩＡ２６１−２に供給されるようになり、測定対象に設定される。

さらに、出力端子ＯＵＴ３の接続状態レジスタの先頭の１ビット目が１に設定されている。すなわち、接続先が出力端子ＯＵＴ３の入力番号１に設定されている入力端子ＩＮ７と出力端子ＯＵＴ３とが接続されるように設定されている。従って、デコーダ２７１は、仮想スイッチＶＳＷ３−１に対応するスイッチＳＷ７−３をオンし、スイッチＳＷ７−３を介して入力端子ＩＮ７と出力端子ＯＵＴ３を接続する。これにより、受光素子２０２−７の受光信号７が、出力端子ＯＵＴ３からＴＩＡ２６１−３に供給されるようになり、測定対象に設定される。

また、出力端子ＯＵＴ４の接続状態レジスタの３ビット目が１に設定されている。すなわち、接続先が出力端子ＯＵＴ４の入力番号３に設定されている入力端子ＩＮ１２と出力端子ＯＵＴ４とが接続されるように設定されている。従って、デコーダ２７１は、仮想スイッチＶＳＷ４−３に対応するスイッチＳＷ１２−４をオンし、スイッチＳＷ１２−４を介して入力端子ＩＮ１２と出力端子ＯＵＴ４を接続する。これにより、受光素子２０２−１２の受光信号１２が、出力端子ＯＵＴ４からＴＩＡ２６１−４に供給されるようになり、測定対象に設定される。

ステップＳ３において、測定光投光部２２は、測定光を投光する。具体的には、駆動回路１０１は、制御部２１の制御の下に、発光素子１０２からパルス状の測定光を出射させる。発光素子１０２から出射された測定光は、投光光学系１０３を介して監視領域全体に投光される。

ステップＳ４において、受光部２３は、反射光に応じた受光信号を生成する。具体的には、各受光素子２０２は、受光光学系２０１を介して、ステップＳ３の処理で投光した測定光に対する反射光のうち、それぞれ対応する方向の検出領域からの反射光を受光する。そして、各受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電気信号である受光信号に光電変換し、得られた受光信号をＭＵＸ２５１の各入力端子ＩＮに供給する。

ステップＳ５において、測定部２５は、受光信号のサンプリングを行う。具体的には、ＭＵＸ２５１は、各受光素子２０２から各入力端子ＩＮに供給される受光信号のうち、各出力端子ＯＵＴと接続されている入力端子ＩＮに供給される受光信号を各出力端子ＯＵＴから各ＴＩＡ２６１に供給する。

各ＴＩＡ２６１は、制御部２１の制御の下に、ＭＵＸ２５１から供給される受光信号の電流−電圧変換を行うとともに、制御部２１により設定されたゲインにより受光信号の電圧を増幅する。各ＴＩＡ２６１は、増幅後の受光信号を後段のＰＧＡ２６２に供給する。

各ＰＧＡ２６２は、制御部２１の制御の下に、各ＴＩＡ２６１から供給される受光信号の電圧を、制御部２１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６３に供給する。

各ＡＤＣ２６３は、制御部２１の制御の下に、各ＰＧＡ２６２から供給される受光信号のサンプリングを行い、受光信号をＡ／Ｄ変換する。各ＡＤＣ２６３は、Ａ／Ｄ変換後の受光信号を積算部３０１に供給する。

なお、受光信号のサンプリング処理の詳細については、図１３を参照して後述する。

ステップＳ６において、積算部３０１は、前回までの受光値と今回の受光値の積算を行う。これにより、図１４を参照して後述するように、同じ受光素子２０２からの受光信号の同じサンプリング時刻における受光値の積算が行われる。また、積算部３０１は、各ＡＤＣ２６３から出力される受光信号について、受光値の積算処理をそれぞれ並行して実行する。これにより、複数の受光素子２０２の受光値の積算が、個別に並行して行われる。

ステップＳ７において、制御部２１は、受光値の測定を所定の回数（例えば、１００回）行ったか否かを判定する。まだ受光値の測定を所定の回数行っていないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻る。

その後、ステップＳ７において受光値の測定を所定の回数行ったと判定されるまで、ステップＳ３乃至Ｓ７の処理が繰り返し実行される。これにより、後述する所定の長さの測定期間内に、測定光を投光し、選択した受光素子２０２の受光値を測定する処理が所定の回数繰り返される。また、測定した受光値の積算が行われる。

一方、ステップＳ７において、受光値の測定を所定の回数行ったと判定された場合、処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、制御部２１は、測定期間を所定の回数（例えば、４回）繰り返したか否かを判定する。まだ測定期間を所定の回数繰り返していないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻る。

その後、ステップＳ８において、測定期間を所定の回数繰り返したと判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ８の処理が繰り返し実行される。すなわち、後述する所定の長さの検出期間内に、測定期間が所定の回数繰り返される。また、測定期間毎に、測定対象となる受光信号の選択が行われ、反射光の強度の測定対象となる検出領域が切り替えられる。なお、１回の検出期間内においては、各受光信号の入力先は固定され、変更することはできない。

一方、ステップＳ８において、測定期間を所定の回数繰り返したと判定された場合、処理はステップＳ９に進む。

ここで、図１３乃至図１５を参照して、ステップＳ２乃至Ｓ８の処理の具体例について説明する。

図１３は、受光信号のサンプリング処理の具体例を示すタイミングチャートであり、図内の各段の図の横軸は時間を示している。

図１３のいちばん上の段は、測定光の発光タイミングを示している。検出期間ＴＤ１、ＴＤ２、・・・は、物体の検出処理を行う期間の最小単位であり、１回の検出期間において物体の検出処理が１回行われる。

また、各検出期間は、４サイクルの測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４及び休止期間ＴＢを含んでいる。測定期間は、測定を行う信号の切り替えを行う最小単位である。すなわち、各測定期間の前に信号の選択が可能である一方、測定期間内は選択した信号が固定される。従って、測定期間内は、同じ組み合わせで受光信号の測定が行われ、測定期間毎に測定を行う受光信号の組み合わせを変更することができる。これにより、測定期間単位で反射光の強度を測定する対象となる検出領域の組み合わせを変更することができる。

図１３の２段目は、検出期間ＴＤ１の測定期間ＴＭ２を拡大した図である。この図に示されるように、１サイクルの測定期間内に、測定光が所定の間隔で所定の回数（例えば、１００回）だけ投光される。

図１３の３段目は、ＡＤＣ２６３のサンプリングタイミングを規定するトリガ信号の波形を示しており、４段目は、ＡＤＣ２６３における受光信号のサンプリングタイミングを示している。なお、４段目の縦軸は受光信号の値（電圧）を示し、受光信号上の複数の黒丸は、それぞれサンプリングポイントを示している。従って、隣接する黒丸と黒丸の間の時間が、サンプリング間隔となる。

制御部２１は、測定光の投光から所定の時間経過後に、トリガ信号を各ＡＤＣ２６３に供給する。各ＡＤＣ２６３は、トリガ信号が入力されてから所定の時間が経過した後、所定のサンプリング周波数（例えば、数十から数百ＭＨｚ）で所定の回数（例えば３２回）だけ受光信号のサンプリングを行う。すなわち、測定光が投光される度に、ＭＵＸ２５１により選択された受光信号のサンプリングが、所定のサンプリング間隔で所定の回数行われる。

例えば、ＡＤＣ２６３のサンプリング周波数を１００ＭＨｚとすると、１０ナノ秒のサンプリング間隔でサンプリングが行われる。従って、距離に換算して約１．５ｍの間隔で受光値のサンプリングが行われる。すなわち、各検出領域内の自車両からの距離方向において約１．５ｍ間隔の各地点からの反射光の強度が測定される。

そして、各ＡＤＣ２６３は、トリガ信号を基準とする（トリガ信号が入力された時刻を０とする）各サンプリング時刻におけるサンプリング値（受光値）を示すデジタルの受光信号を積算部３０１に供給する。

このように、測定光が投光される度に、ＭＵＸ２５１により選択された各受光素子２０２の受光信号のサンプリングが、各ＡＤＣ２６３によりそれぞれ並行して行われる。そして、選択された各受光素子２０２の検出領域内の反射光の強度が所定の距離単位で測定される。

一方、休止期間ＴＢにおいては、測定光の投光及び受光値の測定が休止する。そして、測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４における受光値の測定結果に基づく物体の検出処理や、測定光投光部２２、受光部２３、測定部２５の設定、調整、試験等が行われる。

次に、図１４を参照して、受光値の積算処理の具体例について説明する。図１４は、１サイクルの測定期間中に測定光を１００回投光した場合に、ある受光素子２０２から出力される１００回分の受光信号に対する積算処理の例を示している。なお、図１４の横軸はトリガ信号が入力されたタイミングを基準（時刻０）とする時刻（サンプリング時刻）を示し、縦軸は受光値（サンプリング値）を示している。

この図に示されるように、１回目から１００回目までの各測定光に対して、それぞれサンプリング時刻ｔ１乃至ｔｙにおいて受光信号のサンプリングが行われ、同じサンプリング時刻における受光値が積算される。例えば、１回目から１００回目までの各測定光に対するサンプリング時刻ｔ１における受光値が積算される。このようにして、検出期間内にサンプリングされた、同じ受光素子２０２からの受光信号の同じサンプリング時刻における受光値の積算が行われる。そして、この積算値が以降の処理に用いられる。

ここで、ＭＵＸ２５１において複数の受光素子２０２からの受光信号を加算する場合、例えば、受光素子２０２−１及び２０２−２からの受光信号を加算した受光信号の受光値は、受光素子２０２−１又は受光素子２０２−２の一方のみからの受光信号の受光値とは別に積算される。換言すれば、受光素子２０２−１及び２０２−２からの受光信号を加算した受光信号の受光値と、受光素子２０２−１又は受光素子２０２−２の一方のみからの受光信号の受光値とは、それぞれ別の種類の受光信号をサンプリングした受光値として区別され、分けて積算される。

この積算処理を行うことにより、１回の測定光に対する受光信号のＳ／Ｎ比が低い場合でも、信号成分が増幅され、ランダムなノイズは平均化されて減少する。その結果、受光信号から信号成分とノイズ成分を分離しやすくなり、実質的に受光感度を上げることができる。これにより、例えば、遠方の物体や反射率の低い物体の検出精度が向上する。なお、積算回数が多くなるほど、受光感度が上がることになる。

図１５は、各測定期間においてＭＵＸ２５１により選択される信号の組み合わせの例を示している。なお、図内の四角のマスの中の番号は、受光信号１乃至１２の番号を示している。また、四角のマスの中の”雨”は雨滴センサ２４の雨滴信号を示し、”Ｒ”はリファレンス用受光素子１０４のリファレンス信号を示している。

例えば、測定期間ＴＭ１において、受光信号１、４、７及びリファレンス信号が選択され、選択された信号の測定が行われる。測定期間ＴＭ２において、受光信号２、５、１０及び雨滴信号が選択され、選択された信号の測定が行われる。測定期間ＴＭ３において、受光信号３、８、１１及び雨滴信号が選択され、選択された信号の測定が行われる。測定期間ＴＭ４において、受光信号６、９、１２及び雨滴信号が選択され、選択された信号の測定が行われる。

従って、この例では、１回の検出期間内に全ての受光素子２０２の受光値の測定が行われる。換言すれば、１回の検出期間内に監視領域内の全検出領域からの反射光の強度が測定される。

図９に戻り、ステップＳ９において、ピーク検出部３１１は、ピーク検出を行う。具体的には、積算部３０１は、１回の検出期間内の積算受光値の算出結果をピーク検出部３１１に供給する。

ピーク検出部３１１は、反射光に対する積算受光値の水平方向及び時間方向のピークを検出する。より具体的には、ピーク検出部３１１は、受光素子２０２毎に積算受光値がピークとなるサンプリング時刻を検出する。すなわち、ピーク検出部３１１は、各受光素子２０２に対応する水平方向の検出領域毎に積算受光値の時間方向のピークを検出する。これにより、水平方向の検出領域毎に、自車両からの距離方向において反射光の強度がピークとなる位置が検出される。すなわち、各検出領域において測定光を反射する物体が存在する可能性が高い位置の自車両からの距離が検出される。

なお、このとき、サンプリング時刻毎に積算受光値がピークとなる受光素子２０２（検出領域）をさらに検出するようにしてもよい。すなわち、各サンプリング時刻における積算受光値の水平方向のピークを検出するようにしてもよい。これにより、自車両からの距離方向において、所定の間隔ごと（例えば、約２５〜２５０ｍｍごと）に反射光の強度がピークとなる水平方向の位置（検出領域）が検出される。

そして、ピーク検出部３１１は、検出結果を物体検出部３１２に供給する。

なお、ピーク検出部３１１のピーク検出方法には、任意の方法を採用することができる。

ステップＳ１０において、物体検出部３１２は、物体の検出を行う。具体的には、物体検出部３１２は、検出期間内の反射光の強度の水平方向及び時間方向の分布及びピークの検出結果に基づいて、監視領域内の他の車両、歩行者、障害物等の物体の有無、並びに、物体の種類、方向、距離等の検出を行う。

なお、物体検出部３１２の物体検出方法には、任意の方法を採用することができる。

ここで、図１６を参照して、物体検出方法の一例について説明する。

図１６のグラフは、自車両の前方に車両３５１が走行している場合に、車両３５１からの反射光が戻ってくる付近のサンプリング時刻における積算受光値の水平方向の分布を示している。すなわち、このグラフは、当該サンプリング時刻における各受光素子２０２の積算受光値を、各受光素子２０２の水平方向の並び順に横軸方向に並べたグラフである。

測定光は車両３５１によって反射されて受光素子２０２により受光されるが、投光から受光までには時間差が生じている。この時間差は、レーザレーダ装置１１と車両３５１との距離に比例するので、車両３５１からの反射光は、該時間差と一致するサンプリングタイミング（サンプリング時刻ｔｎ）における受光値として測定される。従って、車両３５１を含む検出領域の各受光素子２０２の積算受光値のうち、特にサンプリング時刻ｔｎにおける積算受光値が大きくなる。

前方に車両３５１が存在する場合、車両３５１により反射された反射光が、受光素子２０２により受光されるため、検出領域内に車両３５１を含む各受光素子２０２の積算受光値が大きくなる。特に、車両３５１の後方の左右のリフレクタ３５２Ｌ，３５２Ｒの反射率が高いため、検出領域内にリフレクタ３５２Ｌ，３５２Ｒを含む各受光素子２０２の積算受光値が特に大きくなる。

従って、図１６のグラフに示されるように、水平方向の積算受光値の分布において、２つの顕著なピークＰ１，Ｐ２が現れる。また、リフレクタ３５２Ｌとリフレクタ３５２Ｒの間の車体により反射された反射光も検出されるため、ピークＰ１とピークＰ２の間の積算受光値もその他の領域に比べて高くなる。このように、同じサンプリング時刻における積算受光値の水平方向の分布において、顕著な２つのピークを検出することにより、前方の車両を検出することが可能である。

また、物体検出部３１２は、物体を検出した場合、検出した物体の種類、位置、自車両に対する相対速度、移動方向等に基づいて、検出した物体が障害物であるか否かを判定する。すなわち、物体検出部３１２は、検出した物体が、自車両が衝突又は接触する危険性があるか否かを判定する。

ステップＳ１１において、通知部３０３は、必要に応じて物体の検出結果を外部に通知する。例えば、通知部３０３は、物体の有無に関わらず、物体の検出結果を定期的に車両制御装置１２に供給する。或いは、例えば、通知部３０３は、車両が前方の物体に衝突する危険性がある場合に限り、物体の検出結果を車両制御装置１２に供給する。

その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が実行される。

なお、上述したように、レーザレーダ装置１１では、測定期間単位で測定を行う信号の組み合わせを任意に変更することができる。従って、例えば、１回の検出期間内に、特定の受光信号に２サイクル以上の測定期間を割り当てることにより、その受光信号に対応する検出領域の監視を重点的に行うことができる。

例えば、図１７に示されるように、系統２及び３において、測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４の全期間にわたって受光信号６及び７を選択することにより、受光素子２０２−６及び２０２−７の受光値が４サイクルにわたって積算される。これにより、受光素子２０２−６及び２０２−７の受光値の積算回数が４倍に増える。従って、受光素子２０２−６及び２０２−７の積算受光値が、通常の約４倍となり、検出領域Ａ６及びＡ７に対する検出感度が向上する。

また、レーザレーダ装置１１では、同じＴＩＡ２６１に入力される受光信号の測定を並行して実行することができない。従って、図１１に示される入力先の設定例では、例えば、監視領域の左端付近に物体が検出され、左端付近の検出領域Ａ１乃至Ａ３の監視を重点的に実行しようとしても、受光信号１乃至３の測定を並行して行うことができない。

そこで、例えば、次の検出期間の開始前又は開始時に、ステップＳ１の処理において、図１８に示されるように、各受光信号の入力先を変更することにより、受光信号１乃至３の測定を並行して行うことが可能になる。

具体的には、図１８の例では、受光信号１、５及び９の入力先が、ＴＩＡ２６１−１に設定されている。受光信号２、６及び１０の入力先が、ＴＩＡ２６１−２に設定されている。受光信号３、７及び１１の入力先が、ＴＩＡ２６１−３に設定されている。受光信号４、８及び１２の入力先が、ＴＩＡ２６１−４に設定されている。

そして、例えば、図１９に示されるように、系統１乃至３において、測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４の全期間にわたって受光信号１乃至３を選択することが可能になる。これにより、監視領域の左端付近の検出領域Ａ１乃至Ａ３の監視を並行して重点的に実行することが可能になる。

以上のように、各受光素子２０２の受光値をサンプリング時刻毎に積算して物体の検出を行うので、反射光の受光感度を上げ、監視領域内の物体の検出精度を向上させることができる。

また、１回の検出期間内に４サイクルの測定期間を設け、測定期間毎に受光値を測定する受光信号を切り替えることにより、ＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２及びＡＤＣ２６３の数を抑制しつつ、各検出期間内に監視領域内の各検出領域の監視を行うことができる。これにより、受光値の測定や積算に要する回路の規模や演算量を抑制することができる。

さらに、上述したように、特定の受光素子２０２の受光値の積算回数を増やすことにより、例えば、物体が検出されている領域、物体が存在する可能性が高い領域、危険度が高い領域等の監視を重点的に行うことができる。逆に、例えば、特定の受光素子２０２の受光値の積算回数を減らすことにより、物体が未検出の領域、物体が存在しない可能性が高い領域、危険度が低い領域等の監視を軽減することができる。

また、レーザレーダ装置１１では、ＭＵＸ２５１の各入力端子ＩＮが、それぞれ異なるスイッチＳＷを介して各出力端子ＯＵＴに接続されるとともに、各スイッチＳＷの状態を動的に個別に設定することができる。従って、システムの構成を変えずに、設定を変えるだけで、同時に並行して測定を行う受光信号を自由に組み合わせることができる。その結果、同時に並行して監視を行う検出領域を自由に組み合わせることができ、例えば、状況に応じて、重点的に監視する検出領域の組み合わせを簡単に変更することができる。

さらに、ＭＵＸ２５１を第１制御信号と第２制御信号の２種類の制御信号により制御することにより、受光信号の選択に要する時間や負荷を軽減することができる。すなわち、制御部２１は、上述したように、検出期間毎に第１制御信号のみをＭＵＸ２５１に供給し（図９のステップＳ１）、測定期間毎に第２制御信号のみをＭＵＸ２５１に供給する（図９のステップＳ２）。また、制御部２１は、第２制御信号により、全てのスイッチＳＷ（５６個）の状態を設定する必要はなく、仮想スイッチＶＳＷに割り当てられているスイッチＳＷ（最大２４個）の状態のみを設定すればよい。そのため、制御部２１からＭＵＸ２５１に供給する制御信号の信号長を短くできるとともに、ＭＵＸ２５１の処理を軽減することができ、受光信号の選択に要する時間や負荷を軽減することができる。

また、通常の物体検出処理では、受光信号の入力先を変更せずに、各スイッチＳＷの状態を変更するだけで、所望の受光信号の組み合わせを得ることができることが想定される。従って、上述した図９のステップＳ１の処理において、制御部２１は、必ずしも毎回第１制御信号をＭＵＸ２５１に供給する必要はない。例えば、制御部２１は、受光信号の入力先を設定又は変更する場合のみ、第１制御信号をＭＵＸ２５１に供給するようにしてもよい。これにより、受光信号の選択に要する時間や負荷をさらに軽減することができる。

＜２．変形例＞
｛レーザレーダ装置１１の構成等に関する変形例｝
レーザレーダ装置１１の構成は、図１に示される例に限定されるものではなく、必要に応じて変更することが可能である。

例えば、制御部２１と演算部２６を統合したり、機能の割り振りを変更したりすることが可能である。

また、例えば、ＭＵＸ２５１の各端子及びスイッチＳＷ、受光素子２０２、ＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２、並びに、ＡＤＣ２６３の数を、必要に応じて増減することが可能である。

例えば、受光素子２０２及びＭＵＸ２５１の入力端子ＩＮの数を増やして、監視領域を広げたり、監視領域内の検出領域をより細分化したりすることが可能である。逆に、受光素子２０２及びＭＵＸ２５１の入力端子ＩＮの数を減らして、監視領域を狭めたり、監視領域内の検出領域を集約したりすることも可能である。

また、例えば、ＭＵＸ２５１の出力端子ＯＵＴ、ＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２及びＡＤＣ２６３の組み合わせの数を変更して、並行してサンプリングを行うことが可能な受光信号の数を増減することが可能である。

さらに、例えば、１つの出力端子ＯＵＴに接続可能な入力端子ＩＮ及び補助端子ＡＵＸの数を増減することが可能である。

｛物体検出処理に関する変形例｝
また、以上では、１回の検出期間毎に物体の検出処理を１回行う例を示したが、例えば、必要に応じて、２回以上の検出期間にわたって受光値を積算し、２回以上の検出期間毎に物体の検出処理を１回行うようにしてもよい。

さらに、１回の検出期間内の測定期間のサイクル数は、任意に変更することが可能である。

また、１回の測定期間に必ずしも複数回測定光を投光する必要はなく、例えば、測定光の強度が十分に強い場合には、１回の測定期間に測定光を１回のみ投光するようにしてもよい。

さらに、図９の物体検出処理では、４サイクルの測定期間の終了後に受光値のピーク検出を行う例を示したが、例えば、各サイクルの測定期間が終了する毎に、次のサイクルの測定期間と並行してピーク検出を行うようにしてもよい。例えば、図１５の例の場合、測定期間ＴＭ１において積算受光値が測定された受光素子２０２−１、２０２−４及び２０２−７のピーク検出を、測定期間ＴＭ２に行うようにしてもよい。

［コンピュータの構成例］
なお、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

図２０は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）６０１，ROM（Read Only Memory）６０２，RAM（Random Access Memory）６０３は、バス６０４により相互に接続されている。

バス６０４には、さらに、入出力インタフェース６０５が接続されている。入出力インタフェース６０５には、入力部６０６、出力部６０７、記憶部６０８、通信部６０９、及びドライブ６１０が接続されている。

入力部６０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部６０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部６０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部６０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ６１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア６１１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU６０１が、例えば、記憶部６０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース６０５及びバス６０４を介して、RAM６０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（CPU６０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア６１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア６１１をドライブ６１０に装着することにより、入出力インタフェース６０５を介して、記憶部６０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部６０９で受信し、記憶部６０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM６０２や記憶部６０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１ レーザレーダ装置
１２ 車両制御装置
２１ 制御部
２２ 測定光投光部
２３ 受光部
２５ 測定部
２６ 演算部
１０２ 発光素子
２０２−１乃至２０２−１２ 受光素子
２５１ 多入力多出力マルチプレクサ
２５２ 電流電圧変換部
２５３ 増幅部
２５４ サンプリング部
２６１−１乃至２６１−４ トランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ）
２６２−１乃至２６２−４ プログラマブル・ゲイン・アンプ（ＰＧＡ）
２６３−１乃至２６３−４ Ａ／Ｄコンバータ
２７１ デコーダ
３０１ 積算部
３０２ 検出部
３１１ ピーク検出部
３１２ 物体検出部
Ａ１乃至Ａ１２ 検出領域
ＩＮ１乃至ＩＮ１４ 入力端子
ＳＷ１−１乃至ＳＷ１４−４ スイッチ
ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４ 出力端子
ＶＳＷ１−１乃至４−６ 仮想スイッチ

Claims (4)

1. パルス状のレーザ光である測定光を投光する投光部と、
   水平方向のそれぞれ異なる方向からの前記測定光の反射光を受光するＮ１個の受光素子と、
   Ｎ１個の前記受光素子にそれぞれ接続されるＮ１個の入力端子、及び、Ｎ２個の出力端子を備え、各前記入力端子の接続先を各前記出力端子の中から選択可能な多入力多出力マルチプレクサと、
   各前記入力端子の接続先、及び、各前記入力端子と接続先との間の接続状態を設定する設定信号により前記多入力多出力マルチプレクサの出力を制御する制御部と、
   前記多入力多出力マルチプレクサの各前記出力端子から出力される前記受光信号のサンプリングを行うことにより受光値の測定を行うサンプリング部と、
   前記受光値に基づいて物体の検出を行う物体検出部と
   を備えるレーザレーダ装置。
2. 前記設定信号は、各前記入力端子の接続先を設定する第１設定信号、及び、各前記入力端子と前記第１設定信号により設定された接続先との間の接続状態をそれぞれ設定する第２設定信号を含み、
   前記投光部は、所定の長さの測定期間内に前記測定光を少なくとも１回投光し、
   前記制御部は、各前記入力端子の接続先を設定又は変更するときに前記第１設定信号を前記多入力多出力マルチプレクサに供給し、前記第２設定信号を前記測定期間単位で前記多入力多出力マルチプレクサに供給し、
   前記物体検出部は、複数の前記測定期間を含む検出期間単位で物体の検出を行う
   請求項１に記載のレーザレーダ装置。
3. 前記制御部は、前記第１設定信号により、各前記入力端子の接続先、及び、接続先の前記出力端子における入力番号を設定し、前記第２設定信号により、前記入力番号を用いて各前記出力端子と接続する前記入力端子を設定する
   請求項２に記載のレーザレーダ装置。
4. 前記制御部は、前記第１設定信号を前記検出期間単位で前記多入力多出力マルチプレクサに供給する
   請求項２に記載のレーザレーダ装置。

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