JP2021089248A - Laser radar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を用いて物体を検出するレーザレーダに関する。 The present invention relates to a laser radar that detects an object using a laser beam.
従来、レーザ光を用いて物体を検出するレーザレーダが種々の分野で開発されている。たとえば、車載用のレーザレーダでは、車両前方からレーザ光が投射され、その反射光の有無に基づいて、車両前方に車両や人等の物体が存在するか否かが判別される。また、レーザ光の投射タイミングと反射光の受光タイミングとに基づいて、物体までの距離が計測される。 Conventionally, laser radars that detect objects using laser light have been developed in various fields. For example, in an in-vehicle laser radar, laser light is projected from the front of the vehicle, and it is determined whether or not an object such as a vehicle or a person exists in front of the vehicle based on the presence or absence of the reflected light. Further, the distance to the object is measured based on the projection timing of the laser beam and the reception timing of the reflected light.
以下の特許文献１、２には、ラインビームをスキャンさせて車両前方の物体を検出する装置が開示されている。
The following
レーザレーダでは、たとえば、対向車にレーザレーダが配置されている場合に、自身が出射したレーザ光の物体からの反射光の他、対向車のレーザレーダが出射したレーザ光（干渉光）を受光することが起こり得る。この場合、干渉光の受光により、物体検出の精度が低下してしまう。 In the laser radar, for example, when the laser radar is arranged on the oncoming vehicle, the laser light (interference light) emitted by the laser radar of the oncoming vehicle is received in addition to the reflected light from the object of the laser light emitted by itself. Can happen. In this case, the accuracy of object detection is lowered due to the reception of the interference light.
かかる課題に鑑み、本発明は、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響が抑制された高精度の測定データを取得でき、これにより、物体検出の精度を高めることが可能なレーザレーダを提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention provides a laser radar capable of acquiring high-precision measurement data in which the influence of interference light emitted by another laser radar is suppressed, thereby improving the accuracy of object detection. The purpose is to do.
本発明の主たる態様は、ラインビームを走査させることにより物体を検出するレーザレーダに関する。この態様に係るレーザレーダは、前記ラインビームの生成に用いるレーザ光を出射する光源と、前記ラインビームを目標領域において走査させるためのミラーと、前記ラインビームの物体からの反射光をマトリクス状に配置された複数の画素により受光する受光素子と、コントローラとを備える。ここで、前記コントローラは、前記光源をパルス発光させた後の測定期間において、前記受光素子からの出力信号に基づき、前記反射光の受光位置にある対象画素の受光回数を計数し、計数結果に基づいて、当該対象画素について取得したデータを測定データとして選択するか否かを決定する。 A main aspect of the present invention relates to a laser radar that detects an object by scanning a line beam. The laser radar according to this aspect has a matrix of a light source that emits laser light used to generate the line beam, a mirror for scanning the line beam in a target region, and light reflected from an object of the line beam. It includes a light receiving element that receives light from a plurality of arranged pixels and a controller. Here, the controller counts the number of times the target pixel receives the reflected light at the light receiving position based on the output signal from the light receiving element in the measurement period after the light source is pulsed, and obtains the counting result. Based on this, it is determined whether or not to select the data acquired for the target pixel as the measurement data.
本態様に係るレーザレーダによれば、測定期間における対象画素の受光回数に基づいて、測定期間に取得されたデータを測定データとして選択するか否かが決定される。ここで、測定期間内に、他のレーザレーダ等が出射した干渉光が対象画素に入射すると、当該対象画素において、反射光と干渉光とに基づく複数の受光が検知される。よって、測定期間における対象画素の受光回数により、当該対象画素に干渉光が入射したか否かを判定でき、結果、当該測定期間に対象画素について取得されたデータが干渉光の影響を受けているか否かを判定できる。したがって、本態様に係るレーザレーダによれば、測定期間における対象画素の受光回数に基づいて、対象画素について取得されたデータを測定データとして選択するか否かが決定されるため、高精度の測定データを取得でき、結果、物体検出の精度を高めることができる。 According to the laser radar according to this aspect, it is determined whether or not to select the data acquired during the measurement period as the measurement data based on the number of times the target pixel receives light during the measurement period. Here, if the interference light emitted by another laser radar or the like is incident on the target pixel within the measurement period, a plurality of light receptions based on the reflected light and the interference light are detected in the target pixel. Therefore, it can be determined whether or not the interference light is incident on the target pixel based on the number of times the target pixel receives light during the measurement period, and as a result, whether the data acquired for the target pixel during the measurement period is affected by the interference light. Whether or not it can be determined. Therefore, according to the laser radar according to this aspect, it is determined whether or not to select the data acquired for the target pixel as the measurement data based on the number of times the target pixel receives light during the measurement period, so that the measurement is highly accurate. Data can be acquired, and as a result, the accuracy of object detection can be improved.
以上のとおり、本発明によれば、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響が抑制された高精度の測定データを取得でき、これにより、物体検出の精度を高めることが可能なレーザレーダを提供することができる。 As described above, according to the present invention, a laser radar capable of acquiring high-precision measurement data in which the influence of interference light emitted by another laser radar is suppressed, thereby improving the accuracy of object detection can be obtained. Can be provided.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects or significance of the present invention will be further clarified by the description of the embodiments shown below. However, the embodiments shown below are merely examples when the present invention is put into practice, and the present invention is not limited to those described in the following embodiments.
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、それぞれ、ラインビームの長辺方向および短辺方向であり、Ｚ軸正方向は、ラインビームの投射方向である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience, the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are added to each figure. The X-axis direction and the Y-axis direction are the long side direction and the short side direction of the line beam, respectively, and the Z-axis positive direction is the projection direction of the line beam.
図１（ａ）は、レーザレーダ１の光学系および回路部の構成を示す図である。図１（ｂ）は、投射光学系１０の構成を示す斜視図である。
FIG. 1A is a diagram showing a configuration of an optical system and a circuit unit of the
レーザレーダ１は、光学系の構成として、投射光学系１０と、受光光学系２０とを備える。投射光学系１０は、一方向（Ｘ軸方向）に長いラインビームＢ１０を生成する。また、投射光学系１０は、生成したラインビームＢ１０をその短辺方向（Ｙ軸方向）に走査させる。受光光学系２０は、投射光学系１０から投射されたレーザ光の物体からの反射光を受光する。
The
投射光学系１０は、発光ユニット１１と、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２と、スロー軸シリンドリカルレンズ１３と、光偏向器１４と、を備える。また、受光光学系２０は、受光レンズ２１と、受光素子２２と、を備える。
The projection
発光ユニット１１は、複数のレーザ光源１１ａが集積されて構成される。レーザ光源１１ａは、所定波長のレーザ光を出射する。レーザ光源１１ａは、端面発光型のレーザダイオードである。レーザ光源１１ａが、面発光型のレーザ光源であってもよい。本実施形態では、レーザレーダ１が車両に搭載されることが想定されている。このため、各レーザ光源１１ａの出射波長は、赤外の波長帯域（たとえば９０５ｎｍ）に設定される。レーザレーダ１の使用態様に応じて、レーザ光源１１ａの出射波長は、適宜変更され得る。
The
レーザ光源１１ａは、活性層がＮ型クラッド層とＰ型クラッド層に挟まれた構造となっている。Ｎ型クラッド層とＰ型クラッド層に電圧が印加されることにより、活性層の発光領域からレーザ光が出射される。発光領域は、活性層に平行な方向の幅が、活性層に垂直な方向の幅よりも広くなっている。活性層に垂直な方向の軸はファスト軸と称され、活性層に平行な方向の軸はスロー軸と称される。発光領域から出射されたレーザ光は、スロー軸方向よりもファスト軸方向の広がり角が大きい。このため、発光領域から出射されたビームの形状は、ファスト軸方向に長い楕円形状となる。
The
複数のレーザ光源１１ａは、それぞれ、スロー軸がＸ軸方向に平行となるように配置されている。また、複数のレーザ光源１１ａは、スロー軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配置されている。発光ユニット１１は、複数の発光領域がスロー軸方向に並ぶように形成された１つの半導体発光素子がベース１１ｂに設置された構造となっている。ここで、当該半導体発光素子のうち、各発光領域からレーザ光を出射させる構造部分が、それぞれ、レーザ光源１１ａに対応する。これに限らず、それぞれ個別に形成された複数のレーザ光源１１ａが互いに隣接してベース１１ｂに設置されることにより発光ユニット１１が構成されてもよい。
The plurality of
ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光をファスト軸方向に収束させて、ファスト軸方向のレーザ光の広がりを略平行な状態に調整する。すなわち、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光を、ファスト軸方向のみに平行光化する作用を有する。
The fast-
ファスト軸シリンドリカルレンズ１２は、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向のみに湾曲するレンズ面１２ａを有する。レンズ面１２ａの母線は、Ｘ軸に平行である。ファスト軸シリンドリカルレンズ１２に入射する各レーザ光のファスト軸は、レンズ面１２ａの母線に垂直である。各レーザ光は、Ｘ軸方向に並んでファスト軸シリンドリカルレンズ１２に入射する。各レーザ光は、レンズ面１２ａでファスト軸方向（Ｚ軸方向）に収束作用を受けて、ファスト軸方向に平行光化される。
The fast-
スロー軸シリンドリカルレンズ１３は、発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光をスロー軸方向に集光させる。スロー軸シリンドリカルレンズ１３は、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向のみに湾曲するレンズ面１３ａを有する。レンズ面１３ａの母線は、Ｚ軸に平行である。ファスト軸シリンドリカルレンズ１２のレンズ面１２ａの母線と、スロー軸シリンドリカルレンズ１３のレンズ面１３ａの母線は、互いに垂直である。
The slow-
各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、スロー軸シリンドリカルレンズ１３によってスロー軸方向に集光されて、光偏向器１４のミラー１４ａに入射する。光偏向器１４は、たとえば、圧電アクチュエータや静電アクチュエータ等を用いたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーである。ミラー１４ａは、誘電体多層膜や金属膜等によって反射率が高められている。ミラー１４ａは、スロー軸シリンドリカルレンズ１３のＹ軸正側の焦点距離付近の位置に配置されている。ミラー１４ａは、Ｘ軸に平行な回転軸Ｒ１について回動するように駆動される。ミラー１４ａは、たとえば、直径３ｍｍ程度の円形の形状を有する。
The laser light emitted from each
各レーザ光源１１ａからのレーザ光の集まりによってビームが構成される。ビームは、スロー軸シリンドリカルレンズ１３によってＸ軸方向のみに集光されるため、ミラー１４ａで反射された後のビームは、Ｘ軸方向のみに広がる。こうして、Ｘ軸方向に広がるラインビームＢ１０が生成される。
A beam is formed by a collection of laser beams from each
ラインビームＢ１０は、たとえば、長辺方向の広がり角が全角１０°以上であり、短辺方向の広がり角が全角１°以下である。レーザレーダ１が車載用である場合、ラインビームＢ１０は、長辺方向の広がり角は、全角６０°以上に設定されることが好ましい。
The line beam B10 has, for example, a divergence angle in the long side direction of 10 ° or more in the long side direction and a divergence angle of 1 ° or less in the short side direction. When the
光偏向器１４は、ミラー駆動回路３３からの駆動信号によりミラー１４ａを駆動して、ミラー１４ａから反射したビームをＹ軸方向に走査させる。これにより、ラインビームＢ１０が短手方向（Ｙ軸方向）に走査される。図１（ａ）、（ｂ）の構成では、ミラー１４ａが中立位置にある状態において、ミラー１４ａが、レーザ光源１１ａの出射光軸に対して４５°傾いているが、レーザ光源１１ａの出射光軸に対するミラー１４ａの傾き角は、これに限られるものではない。ミラー１４ａの傾き角は、投射光学系１０のレイアウトに応じて適宜変更され得る。
The
図２は、レーザレーダ１のレーザ光の投射状態と、目標領域におけるラインビームＢ１０の状態とを模式的に示す図である。図２の上段には、投射方向（Ｚ軸正方向）に見たときのラインビームＢ１０の断面形状が模式的に示されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a projection state of the laser beam of the
図２に示すように、本実施形態では、レーザレーダ１が車両２００の前側に搭載され、車両２００の前方にラインビームＢ１０が投射される。ラインビームＢ１０の長辺方向の広がり角θ１１は、たとえば９０°である。また、物体検出が可能な距離Ｄ１１の上限は、たとえば、２５０ｍ程度である。図２では、便宜上、広がり角θ１１が実際よりも小さく表現されている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、複数のレーザ光源１１ａが一方向に並んで配置されているため、各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、図２のラインＬ１に沿って並ぶように投射される。このように、各レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光が合成されることにより、ラインビームＢ１０が構成される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, since the plurality of
図１（ａ）に戻り、目標領域から反射したラインビームＢ１０の反射光Ｒ１０は、受光レンズ２１によって、受光素子２２の受光面に集光される。受光素子２２は、たとえば、縦横に画素がマトリクス状に配置されたイメージセンサである。各画素の位置に、たとえば、アバランシェフォトダイオードが配置される。この場合、アバランシェフォトダイオードは、たとえば、ガイガーモード（ガイガー増倍モード）で使用される。ガイガーモードでは、アバランシェフォトダイオードに光子が入射すると、アバランシェ増倍により、アバランシェフォトダイオードのカソードに集電される電荷が飽和電荷量まで増倍される。したがって、画素に対する光の入射の有無が高感度で検出され得る。
Returning to FIG. 1A, the reflected light R10 of the line beam B10 reflected from the target region is focused on the light receiving surface of the
各画素に配置されたアバランシェフォトダイオードは、受光ごとに飽和電荷量に応じた受光信号を信号処理回路３４に出力する。これにより、信号処理回路３４からコントローラ３１に、受光に応じたパルス信号が出力される。すなわち、各画素が光を受光するごとに、パルス信号が信号処理回路３４からコントローラ３１に出力される。
The avalanche photodiode arranged in each pixel outputs a received signal corresponding to the amount of saturated charge for each received light to the
図３（ａ）は、受光素子２２の構成を模式的に示す図である。
FIG. 3A is a diagram schematically showing the configuration of the
受光素子２２は、たとえば、長方形の受光面２２ａを有し、受光面２２ａに複数の画素２２ｂがマトリクス状に配置される。ここでは、８０個の画素２２ｂが、８行、１０列に配置されている。ただし、受光素子２２に配置される画素２２ｂの数および行、列の数は、これに限られるものではない。実際には、８０個よりも数段多い数の画素２２ｂが高精細に配置される。
The
受光素子２２は、受光面２２ａの長辺がＸ軸に平行となるように配置される。受光素子２２の受光面２２ａの長辺方向は、目標領域におけるラインビームＢ１０の長辺方向に対応する。ラインビームＢ１０の反射光Ｒ１０は、受光面２２ａの長辺方向に沿って延びるように、受光レンズ２１によって、受光素子２２の受光面に結像される。図３（ａ）では、ラインビームＢ１０の全てが反射された場合の反射光Ｒ１０の状態が示されている。
The
ここで、受光面２２ａのＸ軸方向の画素位置は、目標領域におけるＸ軸方向の位置に対応する。また、受光面２２ａのＹ軸方向の画素位置は、目標領域におけるＹ軸方向の位置に対応する。したがって、受光信号が生じた画素２２ｂの位置により、目標領域のＸ軸方向およびＹ軸方向のどの位置に物体が存在するかを検出できる。
Here, the pixel position of the
図１（ａ）に戻り、レーザレーダ１は、回路部の構成として、コントローラ３１と、レーザ駆動回路３２と、ミラー駆動回路３３と、信号処理回路３４と、を備える。
Returning to FIG. 1A, the
コントローラ３１は、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）等の演算処理回路や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を備え、予め設定されたプログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路３２は、コントローラ３１からの制御に応じて発光ユニット１１の各レーザ光源１１ａをパルス発光させる。
The
ミラー駆動回路３３は、コントローラ３１からの制御に応じて光偏向器１４を駆動する。光偏向器１４は、ミラー１４ａを回転軸Ｒ１について回動させて、ラインビームＢ１０の短辺方向にラインビームＢ１０を走査させる。
The
信号処理回路３４は、受光素子２２の各画素の受光信号を処理して、各画素の受光に応じたパルス信号を、コントローラ３１に出力する。また、この処理とともに、信号処理回路３４は、発光ユニット１１をパルス発光させたタイミングと、受光素子２２が目標領域からの反射光を受光したタイミング、すなわち、受光素子２２から受光信号を受信したタイミングとの時間差を画素２２ｂごとに計測し、計測結果をコントローラ３１に出力する。コントローラ３１は、信号処理回路３４から受信した時間差に基づいて、目標領域に存在する物体までの距離を算出する。コントローラ３１は、時間差が取得された画素の位置により、目標領域のＸ軸方向のどの位置に物体が存在するかを検出でき、さらに、取得された時間差により当該物体までの距離を算出できる。
The
こうして、コントローラ３１は、発光ユニット１１をパルス発光させつつ、光偏向器１４によりラインビームＢ１０を走査させることにより、目標領域における物体の有無を検出し、さらに、物体の位置および物体までの距離を計測する。これらの測定結果は、随時、車両側の制御部に送信される。
In this way, the
図３（ｂ）は、測定動作時におけるミラー１４ａの回転角の変化を示す図である。
FIG. 3B is a diagram showing a change in the rotation angle of the
図３（ｂ）に示すように、コントローラ３１は、往路の期間Ｔ１が復路の期間Ｔ２よりも長くなるように、ミラー１４ａを往復移動させる。往路の期間Ｔ１において、ミラー１４ａは、所定の振れ角ごとに停止するように、間欠的に駆動される。
As shown in FIG. 3B, the
ここで、ミラー１４ａの停止位置は、それぞれ、反射光Ｒ１０が、図３（ａ）の各行の中心位置に位置づけられる位置に対応する。したがって、ミラー１４ａが１〜８段目の停止位置に位置づけられると、反射光Ｒ１０は、１〜８行目の画素群のＹ軸方向の中央位置に位置づけられる。図３（ｂ）には、反射光Ｒ１０が位置づけられる行の番号が、対応する段の位置に付記されている。各段におけるミラー１４ａの停止期間Ｔ１０は、一定である。コントローラ３１は、停止期間Ｔ１０において、対応する行の画素群に対する距離の測定動作を実行する。
Here, the stop position of the
本実施形態では、図３（ｂ）の右側のタイミングチャートに示すように、所定の行の測定において干渉光による影響が検出されると、再度、その行の測定が行われる。図３（ｂ）では、６行目の１回目の測定において干渉光の影響が検知されたため、６行目について、２回目の測定が行われている。コントローラ３１による測定動作時の処理については、追って、図５を参照して説明する。
In the present embodiment, as shown in the timing chart on the right side of FIG. 3B, when the influence of the interference light is detected in the measurement of a predetermined row, the measurement of that row is performed again. In FIG. 3B, since the influence of the interference light was detected in the first measurement on the sixth row, the second measurement is performed on the sixth row. The processing during the measurement operation by the
図３（ａ）に戻り、受光素子２２には、１０個の時間差計測部１００が接続されている。時間差計測部１００は、図１（ａ）の信号処理回路３４に含まれる。時間差計測部１００は、各列の画素群に対応付けられている。時間差計測部１００は、対応する列の各画素２２ｂについて、発光ユニット１１をパルス発光させたタイミングと、当該画素２２ｂが反射光Ｒ１０を受光したタイミングとの時間差を計測する。
Returning to FIG. 3A, ten time
図４（ａ）は、時間差計測部１００の構成を示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing the configuration of the time
便宜上、図４（ａ）には、当該時間差計測部１００に対応付けられている列の８つの画素２２ｂが併せて図示されている。各画素２２ｂには、自身が含まれる行の番号が付記されている。
For convenience, FIG. 4A also shows eight
時間差計測部１００は、切替回路１０１と、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）回路１０２とを備える。切替回路１０１は、コントローラ３１からの制御により、１列に並ぶ８つの画素２２ｂのうち、反射光Ｒ１０の受光位置に対応する画素２２ｂを、ＴＤＣ回路１０２に接続する。切替回路１０１は、たとえば、マルチプレクサにより構成される。ＴＤＣ回路１０２は、発光ユニット１１をパルス発光させたタイミングと、切替回路１０１によって接続された画素２２ｂが反射光Ｒ１０を受光したタイミングとの時間差を計測する。
The time
図４（ｂ）は、ＴＤＣ回路１０２の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 4B is a timing chart showing the operation of the
コントローラ３１は、発光ユニット１１をパルス発光させたタイミングに同期して、ＴＤＣ回路１０２に開始パルスを出力する。ＴＤＣ回路１０２は、開始パルスの入力に応じて、カウンタを動作させるためのゲート信号を立ち上げ、カウンタによりクロックの計数を開始する。
The
その後、ＴＤＣ回路１０２は、切替回路１０１により接続された計測対象の画素２２ｂから受光信号が入力されるまで、クロックのカウントを継続する。そして、受信信号が入力されると、ＴＤＣ回路１０２は、ゲート信号を立ち下げ、クロックの計数を終了する。こうして、発光と受光との間の時間差に応じた数のクロックがカウンタにより計数される。ＴＤＣ回路１０２は、計数したカウント値を、発光と受光との間の時間差に応じたデータとしてコントローラ３１に出力する。
After that, the
なお、パルス発光のタイミングから、測定対象の距離範囲に対応する測定期間Ｔ１１が経過するまでに、測定対象の画素２２ｂから受光信号が入力されない場合、コントローラ３１は、ＴＤＣ回路１０２から入力されるカウント値に基づいて、当該画素２２ｂに対応する目標領域上の位置に物体が存在しないと判定する。測定期間Ｔ１１は、測定対象の距離範囲の最大距離に物体が存在する場合に、パルス発光されたレーザ光がこの物体との間で往復するのに要する時間長に設定される。たとえば、測定対象の距離範囲の最大距離が３００ｍである場合、測定期間Ｔ１１は２μｓｅｃである。コントローラ３１は、当該画素２２ｂの位置に物体が存在しないと判定した場合、当該画素２２ｂの位置の距離データをＮＵＬＬに設定する。
If the light receiving signal is not input from the
ところで、上記構成のレーザレーダ１では、たとえば、対向車にレーザレーダが配置されている場合に、自身が出射したレーザ光（ラインビームＢ１０）の物体からの反射光Ｒ１０の他、対向車のレーザレーダが出射したレーザ光（干渉光）を受光することが起こり得る。この場合、干渉光の受光により、物体検出の精度が低下してしまう。
By the way, in the
たとえば、図４（ｃ）に示すように、反射光Ｒ１０を受光する前に、干渉光が測定対象の画素２２ｂに入射すると、ＴＤＣ回路１０２からコントローラ３１に対して干渉光の受光に基づく誤ったカウント値（時間差データ）が出力される。これにより、当該画素２２ｂの位置に誤った距離データが割り当てられてしまう。
For example, as shown in FIG. 4C, if the interference light is incident on the
そこで、本実施形態では、他のレーザレーダが出射した干渉光の影響を抑制して、高精度の測定データを取得するための処理が行われる。以下、この処理について説明する。 Therefore, in the present embodiment, processing for acquiring highly accurate measurement data is performed by suppressing the influence of the interference light emitted by another laser radar. This process will be described below.
図５は、測定データの取得処理を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a measurement data acquisition process.
測定動作が開始すると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、図３（ｂ）に示したようにミラー１４ａを間欠的に駆動させて、ミラー１４ａを一の測定位置に停止させる（Ｓ１０２）。そして、コントローラ３１は、ミラー１４ａの停止期間Ｔ１０において、発光ユニット１１をパルス発光させ（Ｓ１０３）、当該停止期間Ｔ１０に対応する行の各画素２２ｂについて、図４（ｂ）に示した処理により、距離の測定を行う（Ｓ１０４）。
When the measurement operation starts (S101: YES), the
さらに、コントローラ３１は、当該行の各画素２２ｂからの出力信号により、各画素２２ｂの受光回数を計数する（Ｓ１０５）。具体的には、コントローラ３１は、図４（ｂ）、（ｃ）に示した測定期間Ｔ１１において、受光に応じて各画素２２ｂから入力される受光信号のパルス波形を計数する。上記のように、コントローラ３１には、ＴＤＣ回路１０２から入力されるカウント値とは別に、各画素２２ｂの受光に応じたパルス信号が、信号処理回路３４から入力される。コントローラ３１は、測定期間Ｔ１１において、このパルス信号の数を当該行の画素２２ｂごとに計数することにより、各画素２２ｂの受光回数を計数する。そして、コントローラ３１は、当該行の画素群中に、受光回数が複数回（２回以上）であった画素２２ｂが含まれているか否かを判定する（Ｓ１０６）。
Further, the
ステップＳ１０６の判定がＮＯの場合、コントローラ３１は、当該行の画素群について測定した距離値を、これら画素群に対する測定データに採用する。他方、ステップＳ１０６の判定がＹＥＳの場合、コントローラ３１は、ミラー１４ａを次の測定位置に回動させることなく、次の発光タイミングを調整し（Ｓ１０８）、再度、発光ユニット１１をパルス発光させて（Ｓ１０３）、当該行の各画素２２ｂについて、再度、距離の測定を行う（Ｓ１０４）。そして、コントローラ３１は、ステップＳ１０５以降の処理を同様に実行する。
If the determination in step S106 is NO, the
ステップＳ１０８において、コントローラ３１は、それまでのパルス発光の周期に同期しないように、次のパルス発光のタイミングを調整する。すなわち、図３（ｂ）の右側のタイミングチャートの例では、１〜５行目の各行におけるパルス発光と、６行目の１回目の測定動作におけるパルス発光は、各行の停止期間Ｔ１０が開始した後、一定タイミングで行われる。このため、これらのパルス発光は、ミラー１４ａの間欠駆動と同じ周期で実行される。これに対し、６行目の２回目のパルス発光は、１〜５行目の各行におけるパルス発光および６行目の１回目の測定動作におけるパルス発光の周期に同期しないように調整される。
In step S108, the
すなわち、コントローラ３１は、６行目の１回目の測定において、図５のステップＳ１０６の判定がＹＥＳであると、ステップＳ１０８において、この判定に要した時間を加味して、２回目の測定のための発光タイミングが、それまでの１〜５行の測定動作および６行の１回目の測定動作における一連の発光タイミングの周期に同期しないように、調整期間ΔＴ（図３（ｂ）参照）を設定する。そして、コントローラ３１は、ステップＳ１０３において、当該調整期間ΔＴが経過したタイミングで、発光ユニット１１に２回目の測定動作のためのパルス発光を行わせる。
That is, if the determination in step S106 of FIG. 5 is YES in the first measurement on the sixth row, the
このように、２回目のパルス発光をそれまでのパルス発光に同期させないように位相調整を行うことにより、２回目の測定動作時の測定期間Ｔ１１において、干渉光が入射しにくくなり、当該行の各画素２２ｂについて取得された距離値が干渉光の影響を受けにくくなる。
In this way, by adjusting the phase so that the second pulse emission is not synchronized with the previous pulse emission, it becomes difficult for the interference light to be incident during the measurement period T11 during the second measurement operation, and the line concerned. The distance value acquired for each
こうして、コントローラ３１は、測定動作が終了するまで（Ｓ１０９：ＮＯ）、往路においてミラー１４ａを各測定位置に間欠的に移動させながら、各行の画素群の測定データを取得する。往路の全ての行について取得された１フレーム分の測定データは、順次、コントローラ３１から車両側のコントローラに送信される。その後、車両のエンジン停止等により測定動作が終了すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、ミラー１４ａを中立位置に戻して、図５の処理を終了する。
In this way, the
＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
<Effect of embodiment>
According to this embodiment, the following effects are achieved.
図５に示したように、コントローラ３１は、発光ユニット１１（光源）をパルス発光させた後の測定期間Ｔ１１において、受光素子２２からの出力信号に基づき、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素２２ｂ（対象画素）の受光回数を計数し、計数結果に基づいて、当該測定期間Ｔ１１にこれら画素２２ｂについて取得したデータを測定データとして選択するか否かを決定する。具体的には、コントローラ３１は、受光回数の計数結果が複数回であることを条件として（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、これら画素２２ｂについて取得したデータ（距離値）を測定データとして選択しないことを決定する（Ｓ１０７）。これにより、干渉光の影響を受けたと想定され得るデータ（距離値）が測定データとして採用されることを抑制できる。
As shown in FIG. 5, the
すなわち、測定期間Ｔ１１内に、他のレーザレーダ等が出射した干渉光が測定対象の行の画素２２ｂに入射すると、図４（ｃ）に示したように、これらの画素２２ｂにおいて、反射光と干渉光とに基づく複数の受光が検知される。よって、測定期間Ｔ１１におけるこれらの画素２２ｂの受光回数により、これらの画素２２ｂに干渉光が入射したか否かを判定でき、結果、当該測定期間Ｔ１１に取得されたデータ（距離値）が干渉光の影響を受けているか否かを判定できる。したがって、本態様に係るレーザレーダ１によれば、高精度の測定データを取得でき、結果、物体検出および距離測定の精度を高めることができる。
That is, when the interference light emitted by another laser radar or the like is incident on the
図５に示したように、コントローラ３１は、１行分の画素２２ｂについて取得したデータ（距離値）を測定データとして選択しないことを決定した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、これらの画素２２ｂについてデータ（距離値）を取得するための測定動作を再度実行する。これにより、各行の測定データを漏れなく取得できる。
As shown in FIG. 5, when the
また、コントローラ３１は、測定動作を再度実行する場合（Ｓ１０６）、パルス発光のタイミングを、それまでの発光タイミングに同期しないように調整する（Ｓ１０８）。具体的には、コントローラ３１は、調整期間ΔＴを設定することにより、測定動作再実行時のパルス発光のタイミングの位相を、それまでの発光タイミングの位相からずらす。これにより、測定動作の再実行時の測定期間Ｔ１１において、当該行の画素２２ｂに干渉光が入射しにくくなり、当該行の各画素２２ｂについて取得される距離値が干渉光の影響を受けにくくなる。よって、より円滑に、干渉光の影響を受けないデータ（距離値）を測定データとして取得することができる。
Further, when the measurement operation is executed again (S106), the
図３（ｂ）に示したように、コントローラ３１は、ミラー１４ａを間欠駆動させることにより、ミラー１４ａを、画素群の各行に対応する測定位置に所定の停止期間Ｔ１０だけ停止させる。これにより、図５のステップＳ１０６の判定がＹＥＳとなった場合に、各行における測定動作の再実行を円滑に行うことができる。
As shown in FIG. 3B, the
図３（ａ）に示したように、レーザレーダ１は、受光素子２２上における反射光Ｒ１０の移動方向に並ぶ列ごとに配置され、パルス発光のタイミングと反射光の受光タイミングとの時間差を計測する時間差計測部１００を備える。ここで、時間差計測部１００は、図４（ａ）に示すように、時間差を計測するＴＤＣ回路１０２（計測回路）と、当該列に含まれる画素２２ｂのうち反射光Ｒ１０の受光位置にある画素２２ｂをＴＤＣ回路１０２に選択的に接続する切替回路１０１と、を備える。この構成によれば、列ごとに時間差計測部１００を配置すればよいため、構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。
As shown in FIG. 3A, the
＜変更例１＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能である。
<Change example 1>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various other modifications can be made.
たとえば、上記実施形態では、図５のフローチャートでは、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群に、測定期間Ｔ１１において受光が複数回生じた画素２２ｂが１つでもあれば、ステップＳ１０６の判定がＹＥＳとなって、当該測定位置（ミラー１４ａの間欠停止位置）において、距離測定の動作が再度実行された。これに対し、変更例１では、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群に対する、測定期間Ｔ１１において受光が複数回生じた画素２２ｂの比率が予め設定された閾値を超える場合に、距離測定の動作が再度実行される。
For example, in the above embodiment, in the flowchart of FIG. 5, if there is at least one
図６は、変更例１に係る、測定データの取得処理を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a measurement data acquisition process according to the first modification.
図６のフローチャートでは、図５のフローチャートのステップＳ１０６が、ステップＳ１１１、Ｓ１１２に置き換えられている。図６のその他のステップの処理は、図５の対応するステップの処理と同様である。 In the flowchart of FIG. 6, step S106 of the flowchart of FIG. 5 is replaced with steps S111 and S112. The processing of the other steps in FIG. 6 is similar to the processing of the corresponding step in FIG.
コントローラ３１は、ステップＳ１１１において、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群のうち、測定期間Ｔ１１において受光が複数回生じた画素２２ｂの数Ｎ１を取得する。そして、コントローラ３１は、取得した数Ｎ１が所定の閾値Ｔｈ１を超えない場合は（Ｓ１１２：ＮＯ）、当該行の各画素２２ｂについて取得した距離値を測定データに採用する（Ｓ１０７）。他方、コントローラ３１は、取得した数Ｎ１が所定の閾値Ｔｈ１を超える場合は（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０８に進めて、上記実施形態と同様、当該測定位置における測定動作を再度実行する。
In step S111, the
変更例１の構成によれば、反射光Ｒ１０の受光位置にある行の画素群のうち所定比率以上の画素２２ｂにおいて複数回の受光が生じた場合に、測定動作が再度実行される。このため、干渉光の受光ではなく、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の要因によって偶発的に、所定の画素２２ｂにおいて信号が複数回出力された場合に、測定動作の再実行が行われることが回避される。よって、測定データの精度を担保しつつ、より効率良く且つ迅速に、測定データを取得できる。
According to the configuration of the first modification, the measurement operation is executed again when a plurality of times of light reception occurs in the
なお、ステップＳ１１２の閾値Ｔｈ１は、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の要因によって偶発的に起こり得る複数回の受光と、干渉光に基づく複数回の受光とを区別可能な値に設定されればよい。たとえば、閾値Ｔｈ１は、１行に含まれる画素２２ｂの総数の１０％程度に設定され得る。
The threshold value Th1 in step S112 is set to a value capable of distinguishing a plurality of times of light reception that may occur accidentally due to factors such as malfunction of the
＜変更例２＞
上記実施形態では、１つの停止期間Ｔ１０において１回だけパルス発光が行われて測定動作が実行された。これに対し、変更例２では、１つの停止期間Ｔ１０において複数回だけパルス発光が行われて測定動作が実行される。
<Change example 2>
In the above embodiment, the pulse emission is performed only once in one stop period T10, and the measurement operation is executed. On the other hand, in the second modification, the pulse emission is performed only a plurality of times in one stop period T10, and the measurement operation is executed.
図７（ａ）は、変更例２に係る測定動作を示すタイミングチャートである。 FIG. 7A is a timing chart showing the measurement operation according to the second modification.
図７（ａ）に示すように、変更例２では、１つの停止期間Ｔ１０に、複数の測定期間Ｔ１１が割り当てられる。そして、各測定期間Ｔ１１について、上記実施形態１と同様、パルス発光が行われ、パルス発光のタイミングと、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる各画素２２ｂの受光タイミングとの時間差（クロックのカウント数）が、時間差計測部１００により計測される。
As shown in FIG. 7A, in the second modification, one stop period T10 is assigned a plurality of measurement periods T11. Then, for each measurement period T11, pulse light emission is performed as in the first embodiment, and the time difference between the pulse light emission timing and the light reception timing of each
この処理では、１つの停止期間Ｔ１０に割り当てられた測定期間Ｔ１１の数と同数の時間差（クロックのカウント数）が、画素２２ｂごとに、コントローラ３１に入力される。この場合、コントローラ３１は、画素２２ｂごとに、これらの時間差の平均値を求め、求めた平均値から当該画素２２ｂに対する距離値を求める。
In this process, the same number of time differences (clock counts) as the number of measurement periods T11 assigned to one stop period T10 are input to the
ただし、画素２２ｂについて距離値を求める方法はこれに限られるものではなく、他の方法が用いられてもよい。たとえば、画素２２ｂについて取得された時間差群の平均値を求め、この平均値からかけ離れた時間差を時間差群から除いて再度平均値を求め、再度求めた平均値から当該画素に対する距離値を求めてもよい。また、平均値に限らず、度数分布のモード等の他の代表値に基づいて、各画素２２ｂの距離値を求めてもよい。
However, the method for obtaining the distance value for the
変更例２の構成によれば、１つの停止期間Ｔ１０に、複数の測定期間Ｔ１１が割り当てられて、当該停止期間Ｔ１０における各画素２２ｂの距離値が総合的に取得されるため、距離値の精度を高めることができる。
According to the configuration of the second modification, a plurality of measurement periods T11 are assigned to one stop period T10, and the distance value of each
なお、変更例２の構成において、停止期間Ｔ１０において干渉光が画素２２ｂに入射すると、たとえば、図７（ｂ）に示すように、停止期間Ｔ１０に割り当てられた複数の測定期間Ｔ１１の何れかにおいて、複数回の受光が生じる。この場合、コントローラ３１は、たとえば、受光回数が複数回であった測定期間Ｔ１１を除いた残りの測定期間Ｔ１１において取得された時間差に基づいて、上記平均化等の処理により、当該画素２２ｂの距離値を算出する。これにより、干渉光の影響が抑制された距離値を取得できる。
In the configuration of the second modification, when the interference light is incident on the
あるいは、コントローラ３１は、停止期間Ｔ１０に割り当てられた測定期間Ｔ１１の総数に対する、受光回数が複数回であった測定期間Ｔ１１の数の割合が所定の閾値を超える場合に、当該停止期間Ｔ１０に対応する測定位置に対して、再度、測定動作を実行して、各画素２２ｂの距離値を取得してもよい。
Alternatively, the
図８は、この場合の処理を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the processing in this case.
図８のフローチャートでは、図５のフローチャートのステップＳ１０３とステップＳ１０６が、それぞれ、ステップＳ１２１とステップＳ１２２、Ｓ１２３に置き換えられている。 In the flowchart of FIG. 8, steps S103 and S106 of the flowchart of FIG. 5 are replaced with steps S121, S122, and S123, respectively.
ステップＳ１２１において、コントローラ３１は、図７（ａ）に示すように、各測定期間Ｔ１１において、発光ユニット１１をパルス発光させ、各測定期間Ｔ１１において距離の測定を行う（Ｓ１０４）。そして、コントローラ３１は、各測定期間Ｔ１１における受光回数を、当該停止期間Ｔ１０に対応する行の画素２２ｂごとに計数し（Ｓ１０５）、さらに、複数回の受光が生じた測定期間Ｔ１１の数Ｎ２を画素２２ｂごとに取得する（Ｓ１２２）。
In step S121, as shown in FIG. 7A, the
コントローラ３１は、こうして画素２２ｂごとに取得した数Ｎ２の何れかが、所定の閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判定する（Ｓ１２３）。取得した数Ｎ１が所定の閾値Ｔｈ２を超えない場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、コントローラ３１は、当該行の各画素２２ｂについて取得した距離値を測定データに採用する（Ｓ１０７）。他方、コントローラ３１は、取得した数Ｎ２が所定の閾値Ｔｈ２を超える場合は（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０８に進めて、次の測定動作における発光タイミングを調整し、さらに、処理をステップＳ１２１に進めて、当該測定位置における測定動作を再度実行する。
The
なお、ステップＳ１０７において、コントローラ３１は、たとえば、ステップＳ１０４において画素２２ｂごとに取得した距離値のうち、複数回受光が生じていない画素の距離値を画素２２ｂごとに平均化した平均値を、各画素２２ｂの測定データに設定する。この場合も、平均値以外の代表値が、当該画素２２ｂに対する測定データに設定されてもよい。
In step S107, the
また、ステップＳ１０８において、コントローラ３１は、たとえば、図７（ａ）に示した１つの停止期間Ｔ１０に含まれる測定期間Ｔ１１の周期（測定期間Ｔ１１の時間長）を変更することにより、次の測定動作における各測定期間Ｔ１１の発光タイミングを調整する。これにより、測定動作の再実行時において、干渉光が入射する画素２２ｂの割合が減少しやすくなる。よって、測定動作の再実行時において、より円滑に、測定データを取得することができる。
Further, in step S108, the
図８の処理によれば、干渉光の受光ではなく、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の要因によって偶発的に、所定の画素２２ｂにおいて信号が複数回出力された場合に、同じ測定位置において、再度、測定動作が実行されることが回避される。よって、測定データの精度を担保しつつ、より効率良く且つ迅速に、測定データを取得することができる。
According to the process of FIG. 8, when a signal is accidentally output a plurality of times in a
なお、ステップＳ１２３の閾値Ｔｈ２は、受光素子２２の誤動作や電気的ノイズ等の要因によって偶発的に起こり得る複数回の受光と、干渉光に基づく複数回の受光とを区分可能な値に設定されればよい。たとえば、閾値Ｔｈ２は、１つの停止期間Ｔ１０に含まれる測定期間Ｔ１１の総数に対して上記誤動作が生じ得る確率を乗じた値程度に設定されればよい。
The threshold value Th2 in step S123 is set to a value capable of distinguishing between a plurality of times of light reception that may occur accidentally due to factors such as malfunction of the
＜変更例３＞
上記変更例２では、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群のうち１つでも数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超えると、測定動作が再度実行される。これに対し、変更例３では、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群のうち少なくとも１つについて数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超えた場合に、さらに、数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超えた画素２２ｂの数Ｎ３が取得され、１行の画素群の総数に対する数Ｎ３の比率が所定の閾値を超えた場合に、測定動作が再度実行される。
<Change example 3>
In the second modification, if even one of the pixel groups included in the row of the light receiving position of the reflected light R10 exceeds the threshold Th2, the measurement operation is executed again. On the other hand, in the third modification, when the number N2 exceeds the threshold Th2 for at least one of the pixel groups included in the row of the light receiving position of the reflected light R10, the number N2 further exceeds the threshold Th2. When the number N3 of 22b is acquired and the ratio of the number N3 to the total number of pixel groups in one row exceeds a predetermined threshold value, the measurement operation is executed again.
この場合、図８のフローチャートは、図９のように変更される。 In this case, the flowchart of FIG. 8 is changed as shown in FIG.
反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群のうち少なくとも１つについて数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超えた場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、コントローラ３１は、数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超えた画素２２ｂの数Ｎ３を取得し（Ｓ１３１）、数Ｎ３が上記比率に応じた所定の閾値Ｔｈ３を超えるか否かを判定する（Ｓ１３２）。コントローラ３１は、ステップＳ１３２の判定がＮＯの場合、処理をステップＳ１０７に進め、ステップＳ１３２の判定がＹＥＳの場合、処理をステップＳ１０８に進める。ステップＳ１０７、Ｓ１０８の処理は、変更例２の場合と同様である。
When the number N2 exceeds the threshold Th2 for at least one of the pixel groups included in the row of the light receiving position of the reflected light R10 (S123: YES), the
変更例３の構成によれば、反射光Ｒ１０の受光位置の行に含まれる画素群のうち、数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超える画素２２ｂの数が少ない場合は、測定動作が再度実行されることなく、処理がステップＳ１０７に進められ、ステップＳ１０４で取得された距離に基づいて、各画素２２ｂの測定データが設定される。この場合、数Ｎ２が閾値Ｔｈ２を超える画素２２ｂについては、複数回受光が生じていない測定期間Ｔ１１において得られた距離値に基づいて、測定データが設定され得る。よって、変更例３の構成によれば、変更例２に比べて、測定動作の取得処理を、より迅速に進めることができる。
According to the configuration of the third modification, when the number of
＜その他の変更例＞
上記実施形態では、図３（ｂ）に示したように、往路においてミラー１４ａを間欠的に回動させたが、往路においてミラー１４ａをリニアに駆動させてもよい。この場合、反射光Ｒ１０が１つの行に進入したタイミングで測定動作が実行され、この測定動作において測定対象の画素２２ｂに複数回の受光が生じたことが検知されると、反射光Ｒ１０が当該行の範囲から外れるまでの期間において、再度、当該行に対する測定動作が実行される。この場合、測定動作のやり直しを行える期間は、反射光Ｒ１０が測定対象の行から外れるまでの期間に限られる。このため、ミラー１４ａの駆動速度が速い場合に、測定動作のやり直しを適正に行うことができず、当該行に対して測定データを取得できない可能性がある。よって、より確実かつ円滑に、測定動作のやり直しにより測定データを補完するためには、上記実施形態のように、ミラー１４ａを各測定位置に間欠的に駆動させることが好ましい。
<Other changes>
In the above embodiment, as shown in FIG. 3B, the
また、上記実施形態では、ミラー１４ａの往路の駆動期間において測定が行われたが、ミラー１４ａの復路の駆動期間において測定が行われてもよい。この場合、復路の駆動期間が往路の駆動期間よりも長く設定されることが好ましい。また、往路の駆動期間と速度の駆動期間の比率は、必ずしも、図３（ｂ）に図示した期間に限られるものではなく、適宜変更可能である。
Further, in the above embodiment, the measurement is performed during the drive period of the outward path of the
また、上記実施形態では、水平方向に長いラインビームＢ１０が鉛直方向に走査されたが、鉛直方向に長いラインビームが水平方向に走査されてもよい。 Further, in the above embodiment, the line beam B10 long in the horizontal direction is scanned in the vertical direction, but the line beam long in the vertical direction may be scanned in the horizontal direction.
また、上記実施形態では、光偏向器１４としてＭＥＭＳミラーを用いたが、光偏向器１４として磁気可動ミラー等の往復駆動方式の他の光偏向器が用いられてもよい。
Further, in the above embodiment, the MEMS mirror is used as the
また、上記実施形態では、発光ユニット１１、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２、スロー軸シリンドリカルレンズ１３および光偏向器１４が一方向に並ぶように投射光学系１０が構成されたが、投射光学系１０のレイアウトはこれに限られるものではない。たとえば、光路の途中にミラーを配置して光路を折り曲げるように投射光学系１０が構成されてもよい。また、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２が、スロー軸シリンドリカルレンズ１３の後段側に配置されてもよい。
Further, in the above embodiment, the projection
また、発光ユニット１１に配置されるレーザ光源１１ａの数は、上記実施形態に例示した数に限られるものではない。
Further, the number of
また、ファスト軸シリンドリカルレンズ１２とスロー軸シリンドリカルレンズ１３を一体化してもよい。たとえば、スロー軸方向とファスト軸方向にそれぞれ異なる非球面となるトロイダルレンズが用いられてもよい。
Further, the fast axis
また、上記実施形態では、レーザレーダ１が車両２００に搭載されたが、他の移動体にレーザレーダ１が搭載されてもよい。また、レーザレーダ１が移動体以外の機器や設備に搭載されてもよい。また、レーザレーダ１が物体検出の機能のみを備えていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、複数のレーザ光源１１ａが１列に並んで配置されたが、複数のレーザ光源１１ａの配置方法は、これに限られるものではない。たとえば、レーザ光源１１ａの列が複数段配置されてもよく、複数のレーザ光源１１ａがマトリクス状に配置されてもよい。
Further, in the above embodiment, the plurality of
この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, various modifications of the embodiment of the present invention can be made as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
１ … レーザレーダ
１１ … 発光ユニット（光源）
１４ａ … ミラー
２２ … 受光素子
２２ｂ … 画素
３１ … コントローラ
１００ … 時間差計測部
１０１ … 切替回路
１０２ … ＴＤＣ回路（計測回路）
1 ...
14a ...
Claims (10)
前記ラインビームの生成に用いるレーザ光を出射する光源と、
前記ラインビームを目標領域において走査させるためのミラーと、
前記ラインビームの物体からの反射光をマトリクス状に配置された複数の画素により受光する受光素子と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記光源をパルス発光させた後の測定期間において、前記受光素子からの出力信号に基づき、前記反射光の受光位置にある対象画素の受光回数を計数し、計数結果に基づいて、当該対象画素について取得したデータを測定データとして選択するか否かを決定する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In a laser radar that detects an object by scanning a line beam,
A light source that emits laser light used to generate the line beam,
A mirror for scanning the line beam in the target region,
A light receiving element that receives the reflected light from the object of the line beam by a plurality of pixels arranged in a matrix, and a light receiving element.
With a controller,
The controller
In the measurement period after the light source is pulsed, the number of times the target pixel receives the reflected light at the light receiving position is counted based on the output signal from the light receiving element, and the target pixel is counted based on the counting result. Decide whether to select the acquired data as measurement data,
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記計数結果が複数回であることを条件として、前記対象画素について取得した前記データを前記測定データとして選択しないことを決定する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 1,
The controller determines not to select the data acquired for the target pixel as the measurement data, provided that the counting result is a plurality of times.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記計数結果が複数回である前記対象画素の数が、所定の閾値を超えることを条件として、前記対象画素について取得した前記データを前記測定データとして選択しないことを決定する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 1,
The controller determines not to select the data acquired for the target pixel as the measurement data, provided that the number of the target pixels whose counting result is a plurality of times exceeds a predetermined threshold value.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、
走査範囲中の測定位置において複数回前記光源をパルス発光させ、
前記各パルス発光後の前記測定期間において前記受光回数を計数し、
前記受光回数が複数回である前記測定期間を計数し、
前記測定期間の計数結果が所定の閾値を超えることを条件として、前記対象画素について取得した前記データを前記測定データとして選択しないことを決定する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 1,
The controller
The light source is pulsed multiple times at the measurement position in the scanning range.
In the measurement period after each pulse emission, the number of times of light reception is counted.
The measurement period in which the number of times of light reception is a plurality of times is counted, and the measurement period is counted.
On condition that the counting result of the measurement period exceeds a predetermined threshold value, it is determined not to select the data acquired for the target pixel as the measurement data.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記データを前記測定データとして選択しないことを決定した場合、前記対象画素について前記データを取得するための測定動作を再度実行する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to any one of claims 1 to 4.
When the controller decides not to select the data as the measurement data, the controller re-executes the measurement operation for acquiring the data for the target pixel.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記測定動作を再度実行する場合、前記パルス発光のタイミングを、以前の発光タイミングに同期しないように調整する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 5.
When the measurement operation is executed again, the controller adjusts the timing of the pulse emission so as not to be synchronized with the previous emission timing.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記発光周期を変更することにより、前記発光タイミングの変更を行う、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 6,
The controller changes the light emission timing by changing the light emission cycle.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記発光周期の位相を変更することにより、前記発光タイミングの変更を行う、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to claim 6,
The controller changes the light emission timing by changing the phase of the light emission cycle.
A laser radar characterized by that.
前記コントローラは、前記ミラーを間欠駆動させることにより、前記ミラーを測定位置に所定期間停止させる、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to any one of claims 1 to 8.
The controller intermittently drives the mirror to stop the mirror at a measurement position for a predetermined period of time.
A laser radar characterized by that.
前記受光素子上における前記反射光の移動方向に並ぶ列ごとに配置され、前記パルス発光のタイミングと前記反射光の受光タイミングとの時間差を計測する時間差計測部を備え、
前記時間差計測部は、
時間差を計測する計測回路と、
前記列に含まれる画素のうち反射光の受光位置にある前記画素を前記計測回路に選択的に接続する切替回路と、を備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to any one of claims 1 to 9.
It is provided with a time difference measuring unit which is arranged in each row arranged in the moving direction of the reflected light on the light receiving element and measures the time difference between the timing of the pulse emission and the receiving timing of the reflected light.
The time difference measuring unit
A measurement circuit that measures the time difference and
A switching circuit for selectively connecting the pixel in the light receiving position of the reflected light among the pixels included in the row to the measurement circuit is provided.
A laser radar characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019220946A JP2021089248A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Laser radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019220946A JP2021089248A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Laser radar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021089248A true JP2021089248A (en) | 2021-06-10 |
Family
ID=76220007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019220946A Pending JP2021089248A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Laser radar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021089248A (en) |
-
2019
- 2019-12-06 JP JP2019220946A patent/JP2021089248A/en active Pending
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