JP6649637B2 - 対物センサ、対物センサの汚れ判定方法および物体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電磁波や音波等の送信波を送信することで得られた反射波に基づく信号を出力する対物センサ、および、前記対物センサの汚れの有無を判定する対物センサの汚れ判定方法、ならびに、前記対物センサを用いた物体検出装置に関する。

従来、例えば、物体の検知や、物体までの距離を測る測距や、これらを共に行う等の物体検出装置に好適に用いられる対物センサが知られている。この対物センサは、例えば電磁波や音波等の送信波を送信し、この送信波が物体で反射した反射波を受信し、この反射波に基づく信号を出力するデバイスである。このような対物センサは、通常、送信波を送信し反射波を受信する送受信部を保護するために、保護部材を備えており、例えば車両等に搭載されることによって屋外で使用される場合、例えば埃や泥等が前記保護部材に付着することがある。このような埃や泥等の付着により保護部材に汚れが生じると、センシング能力の低下が懸念される。このため、例えば、特許文献１に、これに対する対策技術が開示されている。

この特許文献１に開示された車両用物体認識装置は、車両前方へ所定の角度範囲に渡って複数の送信波を照射するとともに、各送信波が反射物によって反射され、その反射波を受信した際に、その反射波の強度に応じた受信信号を出力するレーダ手段と、前記レーダ手段による送受信結果に基づいて、車両の前方に存在する物体を認識する認識手段とを備える車両用物体認識装置であって、前記レーダ手段における、前記送信波の照射から前記反射波の受信までの時間を計測する計測手段と、前記受信信号から前記反射波の強度を検出する強度検出手段と、第１の所定数以上の送信波に関して、前記計測手段の計測時間が所定計測時間より短く、かつ前記強度検出手段によって検出される反射波の強度が所定強度以上であることを条件として、前記レーダ手段に前記送信波が内部を伝播したり、散乱されたりする汚れが付着していると判定する判定手段とを備える。

ところで、前記特許文献１では、単に、送受信の計測時間が所定計測時間より短く、かつ反射波の強度が所定強度以上であることを条件として、汚れの有無が判定されているため、例えば近距離に偶然強い強度の信号が多く検出された場合、汚れ有りと誤判定してしまう可能性がある。

特許第３９１５７４２号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より精度良く汚れ判定できる対物センサおよび前記対物センサに用いられる汚れ判定方法ならびに前記対物センサを用いた物体検出装置を提供することである。

本発明にかかる対物センサ、前記対物センサの汚れ判定方法および物体検出装置は、保護部材を介して、互いに異なる複数の方向へ送信波をそれぞれ送信し、その各反射波を受信し、前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、送受信時間および前記反射波の強度を測定する。そして、これらは、前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記強度が閾値強度以上である前記測定点を前記汚れ候補点として抽出し、この抽出した前記汚れ候補点が第２閾値時間以上継続している場合に前記汚れ点とし、これによって前記汚れ点分布を求め、そして、この求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する。したがって、本発明にかかる対物センサおよび対物センサの汚れ判定方法ならびに物体検出装置は、より精度良く汚れ判定できる。

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

第１実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。 実施形態における対物センサの外観および走査の様子を示す図である。 第１実施形態における対物警告システムの動作を示すフローチャートである。 第１実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。 図４に示す前記汚れ判定処理における汚れ候補点を求める手法を説明するための図である。 図４に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点分布の一例を示す図である。 図４に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点分布の他の一例を示す図である。 第２実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。 第２実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。 図９に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点グループの一例を示す図である。 第３実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。 第３実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の対物警告システムにおける対物センサの測定対象範囲および第３汚れ度を求めるための重みを説明するための図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

実施形態における対物センサは、送信波を送信することで得られた反射波に基づく信号を出力するデバイスであって、送受信部の保護部材における汚れの有無を判定するデバイスである。この対物センサを用いた物体検出装置は、対物センサから出力される前記信号に基づいて物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方を行う装置である。このような対物センサおよび物体検出装置は、種々の用途に利用することができる。ここでは、例えば車両等の移動体に搭載され、前記移動体から所定の範囲内に物体を検出した場合に、警告を出力する対物警告システムに前記対物センサおよび前記物体検出装置が利用される場合について説明する。なお、用途は、これに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。図２は、実施形態における対物センサの外観および走査の様子を示す図である。図２Ａは、対物センサの外観を示し、図２Ｂは、走査の様子を示す。

第１実施形態における対物警告システムＭＡは、図１に示すように、物体検出装置ＤＡと、用途別制御処理部６とを備える。物体検出装置ＤＡは、対物センサＳＡと、検出処理部５とを備える。対物センサＳＡは、送受信部１と、保護部材２と、制御処理部３Ａと、記憶部４と、ハウジングＨＧ（図２Ａ参照）とを備える。

ハウジングＨＧは、図２Ａに示すように、有底半円筒状の下部部材ＨＧ１と、下部部材ＨＧ１の上部に連結され有蓋中空半円錐台状の上部部材ＨＧ２とを備え、これら下部部材ＨＧ１および上部部材ＨＧ２で形成される内部空間に、少なくとも送受信部１を収容し、上部部材ＨＧ２における斜曲面状の側面に開口された開口部ＷＤに保護部材２が嵌め込まれて固定されている。なお、対物センサＳＡにおける制御処理部３Ａおよび記憶部４は、ハウジングＨＧに収容されて良く、また、ハウジングＨＧの外部に設けられても良い。

送受信部１は、制御処理部３Ａに接続され、制御処理部３Ａの制御に従って、互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信し、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する装置である。より具体的には、送受信部１は、互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信する送信部１１と、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する受信部１２とを備える。受信部１２は、前記受信した反射波の強度に応じたデジタル信号を制御処理部３Ａへ出力する。前記送信波は、例えば光やミリ波等の電磁波や超音波等の音波等である。本実施形態では、前記送信波は、パルス状のレーザ光である。このため、本実施形態では、送信部１１は、例えば、半導体レーザ等のレーザ光をパルス状に射出するレーザ光源と、前記レーザ光源から射出されたレーザ光を互いに異なる複数の方向へ順次に照射する走査光学系とを備える。前記走査光学系は、例えばモータ等のアクチュエータとミラー（反射鏡）とを備え、前記アクチュエータで前記ミラーを所定の軸回りに回転することで、前記レーザ光源から射出されたレーザ光の入射角を順次に変える。これによって前記走査光学系は、前記レーザ光源から射出されたパルス状のレーザ光を、例えば図２Ｂに示す所定の照射範囲ＡＲ内における互いに異なる複数の方向へ順次に照射する。図２Ｂに示すように、対物センサＳＡの前方方向をＸ方向とし、これに直交する対物センサＳＡの高さ方向をＺ方向とし、これらＸ方向およびＺ方向それぞれに直交する方向をＹ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系に対し、動径ｒおよび２個の偏角θ、φを持つ球座標系を設定した場合に、照射範囲ＡＲは、図２Ｂに示す例では、偏角θが９０°±α（αは例えば５°や７°や１０°や１５°等）であり、偏角φが±９０°である範囲である。なお、偏角θは、動径ｒのＸＹ平面上の射影とＸ軸とのなす角度であり、偏角φは、動径ｒとＺ軸とのなす角度である。また、図２Ｂに示す照射範囲ＡＲは、一例に過ぎず、照射範囲ＡＲは、任意であって、図２Ｂに示す例に限定されるものではない。

保護部材２は、前記送信波および前記反射波を透過する材料で形成され、送受信部１を保護するための部材である。本実施形態では、前記送信波がレーザ光であり、前記反射波がこのレーザ光の反射光であるので、保護部材２は、レーザ光の波長を中心波長として所定の波長範囲を透過する透光性を有する、例えばエンジニアリングプラスチックやガラス等の材料で形成される。保護部材２は、図２Ａに示す例では、上述したように、ハウジングＨＧの上部部材ＨＧ２における側面に形成された開口部ＷＤに嵌め込まれて固定されている。この上部部材ＨＧ２における側面は、前記上部部材ＨＧ２が有蓋半円錐台状の形状を持つので、高さ方向に傾斜するとともに周方向に外方向に突出した弧形状となる斜曲面状となる。保護部材２は、このような斜曲面状の側面に応じた形状となっており、上記照射範囲ＡＲで前記送信波および前記反射波を送受信できる大きさで形成されている。

記憶部４は、制御処理部３Ａに接続され、制御処理部３Ａの制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、互いに異なる複数の方向へ前記送信波をそれぞれ送信し前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信するための送受信プログラムや、前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定するための送受信時間測定プログラムや、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定するための反射波強度測定プログラムや、前記複数の測定点の中から、前記送受信時間測定プログラムで測定した前記送受信時間が予め設定された所定の第１閾値時間Ｔｈｔ１より短く、かつ、前記反射波強度測定プログラムで測定した前記強度が予め設定された所定の閾値強度Ｔｈｉ以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出するための汚れ候補点抽出プログラムや、前記汚れ候補点抽出プログラムで抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で予め設定された所定の第２閾値時間Ｔｈｔ２以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求めるための汚れ点分布演算プログラムや、前記汚れ点分布演算プログラムで求めた前記汚れ点分布に基づいて保護部材２における汚れの有無を判定するための汚れ判定プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記汚れ判定プログラムは、本実施形態では、前記汚れ点分布演算プログラムで求めた前記汚れ点分布から汚れ点の総数を第１汚れ度として求めるための第１汚れ度演算プログラム、および、前記第１汚れ度演算プログラムで求められた第１汚れ度が予め設定された所定の第１判定閾値Ｔｈ１以上である場合に、汚れ有りと判定するための第１判定プログラムとを含む。前記各種の所定のデータには、各種プログラムの実行に必要なデータや各種プログラムの実行によって得られたデータ等の各種のデータが含まれる。記憶部４は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部４は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部３ＡのワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。

制御処理部３Ａは、上述したように、送受信部１および記憶部４に接続され、さらに、検出処理部５に接続され、対物センサＳＡの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、前記送信波および前記反射波を送受信し、保護部材２における汚れの有無を判定し、この判定結果に応じて前記送受信時間および前記反射波の前記強度のうちの少なくとも一方を検出処理部５へ出力するための回路である。制御処理部３Ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部３Ａは、制御処理プログラムの実行によって、制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４、汚れ点分布演算部３５および汚れ判定部３６Ａを機能的に備える。

制御部３１は、対物センサＳＡの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。

送受信時間測定部３２は、前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定するものである。

反射波強度測定部３３は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定するものである。

汚れ候補点抽出部３４は、前記複数の測定点の中から、送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間が予め設定された所定の第１閾値時間Ｔｈｔ１より短く、かつ、反射波強度測定部３３で測定した前記強度が予め設定された所定の閾値強度Ｔｈｉ以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出するものである。

汚れ点分布演算部３５は、汚れ候補点抽出部３４で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で予め設定された所定の第２閾値時間Ｔｈｔ２以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求めるものである。

汚れ判定部３６Ａは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布に基づいて保護部材２における汚れの有無を判定するものである。本実施形態では、汚れ判定部３６Ａは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布から汚れ点の総数を第１汚れ度ＤＶ１として求める第１汚れ度演算部３６１Ａと、第１汚れ度演算部３６１Ａで求められた第１汚れ度ＤＶ１が第１判定閾値Ｔｈｄ１以上である場合に、汚れ有りと判定する第１判定部３６２Ａとを機能的に含む。

検出処理部５は、用途別制御処理部６に接続され、前記複数の測定点それぞれについて送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間および反射波強度測定部３３で測定した前記強度のうちの少なくとも一方に基づいて物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方を行うものである。例えば、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点における反射波強度測定部３３で測定した当該強度を予め設定した所定の物体検知閾値Ｔｈｏｂと比較し、当該測定点の当該強度が前記物体検知閾値Ｔｈｏｂ以上である場合に、当該測定点に物体が有ると判定し、この判定結果を用途別制御処理部６へ出力する。また例えば、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点における送受信時間測定部３２で測定した当該送受信時間の半分を前記送信波の伝播速度に乗算することで当該送信波を反射した物体までの距離を求め（ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｒｉｇｈｔ）方式）、この求めた距離（測距結果）を用途別制御処理部６へ出力する。また例えば、前記反射波の強度は、この反射波を生じさせた物体までの距離に反比例するので、この物体の反射率が想定できる場合には、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点における送受信時間測定部３２で測定した当該送受信時間に基づいて上述のように求めた当該送信波を反射した物体までの距離を、当該測定点における反射波強度測定部３３で測定した当該強度に基づく予め設定された補正値で補正し、この補正した距離を用途別制御処理部６へ出力する。本実施形態では、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点における反射波強度測定部３３で測定した当該強度に基づいて上述のように物体の有無を判定し、物体が有ると判定した場合に、当該測定点における送受信時間測定部３２で測定した当該送受信時間に基づいて上述のように当該送信波を反射した物体までの距離を求め、当該測定点（すなわち、送信波を送信した方向）を表す測定点情報（送信方向情報）と共に、この求めた距離を用途別制御処理部６へ出力する。

用途別制御処理部６は、検出処理部５から出力された検出結果（本実施形態では測定点情報および距離）に基づいて、対物センサＳＡおよび物体検出装置ＤＡを用いたシステムの用途に応じた所定の処理を実行するものである。本実施形態では、上述したように、対物センサＳＡおよび物体検出装置ＤＡを用いたシステムは、対物警告システムＭＡであるので、用途別制御処理部６は、検出処理部５から出力された測定点情報の表す方向であって検出処理部５から出力された距離に、物体が検知されたことを報知する。より具体的には、用途別制御処理部６は、例えば、検出処理部５から出力された測定点情報の表す方向をＸＹ平面に投射した方向を、図略の表示装置に表示し、検出処理部５から出力された距離に、物体が検知された旨のメッセージを図略のスピーカから出力する。また例えば、用途別制御処理部６は、検出処理部５から出力された測定点情報の表す方向が前方である場合に、検出処理部５から出力された距離に応じて鳴滅の長短を変えた警告音を図略のスピーカから出力する。

次に、本実施形態の動作について説明する。図３は、第１実施形態における対物警告システムの動作を示すフローチャートである。図４は、第１実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。図５は、図４に示す前記汚れ判定処理における汚れ候補点を求める手法を説明するための図である。図６は、図４に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点分布の一例を示す図である。図７は、図４に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点分布の他の一例を示す図である。

まず、本実施形態における対物警告システムＭＡの動作について説明する。対物警告システムＭＡは、起動すると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。また、制御処理プログラムの実行によって、制御処理部３Ａには、制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４、汚れ点分布演算部３５および汚れ判定部３６Ａが機能的に構成され、そして、汚れ判定部３６Ａには、第１汚れ度演算部３６１Ａおよび第１判定部３６２Ａが機能的に構成される。

図３において、まず、制御処理部３Ａは、前記複数の方向（前記複数の測定点）それぞれについて、前記送受信時間および前記強度を測定する（Ｓ１）。より具体的には、制御処理部３Ａは、制御部３１によって、前記複数の方向（前記複数の測定点）における第１番目に測定すべき方向に、送信部１１に送信波を送信させ、この送信波の送信タイミング（送信時刻）を送受信時間測定部３２へ通知する。受信部１２は、前記送信波に対する反射波を受信すると、前記反射波の強度に応じたデジタル信号を制御処理部３Ａへ出力する。制御処理部３Ａの送受信時間測定部３２は、第１番目の測定点に関する送信波の前記送信タイミング（送信時刻）から、受信部１２から前記デジタル信号を受信した受信タイミング（すなわち、前記第１番目の測定点に関する前記送信波に基づく反射波の受信時刻）までの送受信時間を求める。制御処理部３Ａの反射波強度測定部３３は、第１番目の測定点に関する送信波に基づく反射波の強度を、受信部１２から受信した前記デジタル信号に基づいて求める。そして、制御処理部３Ａは、送受信時間測定部３２で求めた前記送受信時間および反射波強度測定部３３で求めた前記強度を第１番目の測定点の測定結果として互いに対応付けて記憶部４に記憶する。なお、第１番目の測定点に関する送信波の前記送信タイミング（送信時刻）から、予め設定された所定の経過時間が経過しても受信部１２から前記デジタル信号を受信しない場合には、送受信時間測定部３２は、前記送受信時間を無限大とし、反射波強度測定部３３は、前記強度を０としても良い。次に、第２番目の測定点の測定を実行するために、制御処理部３Ａは、制御部３１によって、前記複数の方向（前記複数の測定点）における第２番目に測定すべき方向に、送信部１１に送信波を送信させ、この送信波の送信タイミング（送信時刻）を送受信時間測定部３２へ通知する。受信部１２は、前記送信波に対する反射波を受信すると、前記反射波の強度に応じたデジタル信号を制御処理部３Ａへ出力する。制御処理部３Ａの送受信時間測定部３２は、第２番目の測定点に関する送信波の前記送信タイミング（送信時刻）から、受信部１２から前記デジタル信号を受信した受信タイミング（すなわち、前記第２番目の測定点に関する前記送信波に基づく反射波の受信時刻）までの送受信時間を求める。制御処理部３Ａの反射波強度測定部３３は、第２番目の測定点に関する送信波に基づく反射波の強度を、受信部１２から受信した前記デジタル信号に基づいて求める。そして、制御処理部３Ａは、送受信時間測定部３２で求めた前記送受信時間および反射波強度測定部３３で求めた前記強度を第２番目の測定点の測定結果として互いに対応付けて記憶部４に記憶する。以下、制御処理部３Ａは、前記複数の方向（前記複数の測定点）における最後の順番まで、同様に測定を実行し、全ての方向（全ての測定点）それぞれについて、前記送受信時間および前記強度を測定する。これによって例えばφ＝−９０°であってθ＝９０°−αの第１番目の方向（第１番目の測定点）からφ＝９０°であってθ＝９０°＋αの最後の方向（最後の測定点）まで照射範囲ＡＲが２次元的に走査される。

次に、制御処理部３Ａは、保護部材２における汚れの有無を判定する汚れ判定処理を実行する（Ｓ２）。この汚れ判定処理ついては、後述する。

次に、制御処理部３Ａは、処理Ｓ２の汚れ判定処理による判定結果が汚れ有りであるか否かを判定する（Ｓ３）。この判定の結果、汚れ有りの場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３Ａは、前記複数の測定点それぞれについて送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間および反射波強度測定部３３で測定した前記強度を検出処理部５へ出力することなく、処理を処理Ｓ１に戻し、一方、前記判定の結果、汚れ無しの場合（Ｎｏ）には、制御処理部３Ａは、前記複数の測定点それぞれについて送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間および反射波強度測定部３３で測定した前記強度を検出処理部５へ出力する。

これら前記送受信時間および前記強度を受けると、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間および反射波強度測定部３３で測定した前記強度のうちの少なくとも一方に基づいて物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方を行う検出処理を実行する（Ｓ４）。例えば、本実施形態では、検出処理部５は、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点における反射波強度測定部３３で測定した当該強度を前記物体検知閾値Ｔｈｏｂと比較し、当該測定点の当該強度が前記物体検知閾値Ｔｈｏｂ以上である場合に、当該測定点に物体が有ると判定し、この物体が有ると判定した場合に、当該測定点における送受信時間測定部３２で測定した当該送受信時間の半分を前記送信波の伝播速度に乗算することで当該送信波を反射した物体までの距離を求め、当該測定点（すなわち、送信波を送信した方向）を表す測定点情報（送信方向情報）と共に、この求めた距離を用途別制御処理部６へ出力する。

検出処理部５から出力（本実施形態では測定点情報および距離）を受けると、用途別制御処理部６は、検出処理部５からの前記出力に基づいて、対物センサＳＡおよび物体検出装置ＤＡを用いたシステムの用途に応じた所定の処理を用途別制御処理として実行し、処理を処理Ｓ１に戻す（Ｓ５）。例えば、本実施形態では、用途別制御処理部６は、検出処理部５から出力された測定点情報の表す方向であって検出処理部５から出力された距離に、物体が検知されたことを報知する。

このように本実施形態における対物警告システムＭＡでは、処理Ｓ３で汚れ有りと判定された場合には、対物センサＳＡにおけるセンシング能力の低下あるいはセンシング結果の信頼性の低下が懸念されるため、制御処理部３Ａは、前記複数の測定点それぞれについて送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間および反射波強度測定部３３で測定した前記強度を検出処理部５へ出力することなく、検出処理部５は、処理Ｓ４の検出処理を実行しない。したがって、本実施形態によれば、より信頼性の高い対物警告システムＭＡが提供できる。

次に、処理Ｓ２における汚れ判定処理について以下に説明する。図４において、この汚れ判定処理Ｓ２では、まず、汚れ候補点抽出部３４は、前記複数の測定点の中から、送受信時間測定部３２で測定した前記送受信時間が第１閾値時間Ｔｈｔ１より短く、かつ、反射波強度測定部３３で測定した前記強度が閾値強度Ｔｈｉ以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出する（Ｓ２１Ａ）。汚れ判定処理は、保護部材２に付着した汚れの有無を判定するので、第１閾値時間Ｔｈｔ１は、送受信部１と保護部材２の外面との間の距離（長さ）および送信波の伝播速度等に応じて適宜に設定される。例えば、第１閾値時間Ｔｈｔ１は、送信波が送信部１１から送信されてから、前記送信波が保護部材２に付着した汚れで反射し、この送信波の反射波が受信部１２で受信されるまでの時間や、この時間に所定のマージンを加算した時間等に設定される。また、汚れ判定処理は、送受信部１に比較的近接した保護部材２に付着した汚れの有無を判定するので、閾値強度Ｔｈｉは、複数のサンプルによる実験結果に基づいて比較的大きな値に設定される。

汚れ候補点の測定点を「１」で表し、汚れ候補点とならなかった非汚れ候補点の測定点を「０」で表すと、処理Ｓ２１Ａの結果は、例えば、図５Ａや図５Ｂに示す、前記複数の測定点についての汚れ候補点分布で表すことができる。

次に、汚れ点分布演算部３５は、汚れ候補点抽出部３４で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で第２閾値時間Ｔｈｔ２以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求める（Ｓ２２Ａ）。第２閾値時間Ｔｈｔ２は、複数のサンプルによる実験結果に基づいて適宜に設定される。例えば、図３を用いて説明した上述の１回の処理Ｓ１で取得される前記送受信時間および前記強度を１フレームと定義する場合、第２閾値時間Ｔｈｔ２は、例えば、時間的に連続する２フレームや、３フレームや、５フレームや、１０フレーム等の、時間的に連続する適宜なフレーム数に設定される。一例では、第２閾値時間Ｔｈｔ２が２フレームであり、現在のＮフレームに基づき処理Ｓ２１Ａによって得られた汚れ候補点分布が図５Ｂであり、現在より時間的に１つ前のＮ−１フレームに基づき処理Ｓ２１Ａによって得られた汚れ候補点分布が図５Ａである場合では、汚れ点分布演算部３５は、これら図５Ａに示すＮ−１フレームの汚れ候補点分布と図５Ｂに示すＮフレームの汚れ候補点分布とのＡＮＤ演算を、前記複数の測定点それぞれについて実行することによって、図５（Ｃ）に示す汚れ点分布を求める。前記ＡＮＤ演算は、１ＡＮＤ１＝１、１ＡＮＤ０＝０、および、０ＡＮＤ１＝０である。なお、図６に一例として示す汚れ点分布は、図５（Ｃ）に示す汚れ点分布と同一である。また、このようにＡＮＤ演算が行われるので、汚れ点分布では、汚れ点の測定点は、「１」で表され、汚れ点ではない非汚れ点の測定点は、「０」で表される。

次に、汚れ判定部３６Ａの第１汚れ度演算部３６１Ａは、処理Ｓ２２Ａで汚れ点分布演算部３５によって求めた前記汚れ点分布から汚れ点の総数を第１汚れ度ＤＶ１として求める（Ｓ２３Ａ）。例えば、図５（Ｃ）や図６に示す汚れ点分布では、第１汚れ度ＤＶ１は、ＤＶ１＝７＋４＋１＝１２となる。また例えば、図７に示す汚れ点分布では、第１汚れ度ＤＶ１は、ＤＶ１＝１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＋１＝１２となる。

次に、汚れ判定部３６Ａの第１判定部３６２Ａは、第１汚れ度演算部３６１Ａで求められた第１汚れ度ＤＶ１が第１判定閾値Ｔｈｄ１以上であるか否かを判定する（Ｓ２４Ａ）。第１判定閾値Ｔｈｄ１は、複数のサンプルによる実験結果に基づいて適宜に設定される。

この判定の結果、第１汚れ度演算部３６１Ａで求められた第１汚れ度ＤＶ１が第１判定閾値Ｔｈｄ１以上である場合（Ｙｅｓ）には、第１判定部３６２Ａは、汚れ有りと判定し（Ｓ２５Ａ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

前記判定の結果、第１汚れ度演算部３６１Ａで求められた第１汚れ度ＤＶ１が第１判定閾値Ｔｈｄ１以上ではない場合（Ｎｏ）には、第１判定部３６２Ａは、汚れ無しと判定し（Ｓ２６Ａ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

以上説明したように、本実施形態における対物警告システムＭＡ、物体検出装置ＤＡ、対物センサＳＡおよびこれに実装された対物センサＳＡの汚れ判定方法は、単に、前記送受信時間が第１閾値時間Ｔｈｔ１より短く、かつ、前記強度が閾値強度Ｔｈｉ以上であることを条件として汚れの有無を判定するのではなく、まず、前記送受信時間が第１閾値時間Ｔｈｔ１より短く、かつ、前記強度が閾値強度Ｔｈｉ以上である前記測定点を前記汚れ候補点として抽出し、この抽出した前記汚れ候補点が第２閾値時間Ｔｈｔ２以上継続している場合に前記汚れ点とし、これによって前記汚れ点分布を求め、そして、この求めた前記汚れ点分布に基づいて保護部材２における汚れの有無を判定する。このため、上記対物警告システムＭＡ、物体検出装置ＤＡ、対物センサＳＡおよび汚れ判定方法は、より精度良く汚れ判定できる。このため、上記物体検出装置ＤＡは、物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方をより精度よく行うことができ、対物警告システムＭＡは、より信頼性の高い警告を行うことができる。

また、上記対物警告システムＭＡ、物体検出装置ＤＡ、対物センサＳＡおよび汚れ判定方法は、汚れの程度を表す汚れ度を、汚れ点の総数を求めるというシンプルな手法で第１汚れ度ＤＶ１として定量化できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第１実施形態における対物センサＳＡおよび物体検出装置ＤＡを用いた対物警告システムＭＡでは、上述したように、例えば図６に示す汚れ点分布の第１汚れ度ＤＶ１と、例えば図７に示す汚れ点分布の第１汚れ度ＤＶ１とは、同値となり、図６に示すような、比較的大面積な汚れが比較的局所的に保護部材２に付着している場合である局所的な汚れと、例えば図７に示すような、比較的小面積な汚れが比較的広範囲に離散的に保護部材２に付着している場合である離散的な汚れとは、第１汚れ度ＤＶ１では、区別し難い。第２実施形態における対物センサＳＢおよび物体検出装置ＤＢを用いた対物警告システムＭＢは、このような局所的な汚れと離散的な汚れとを切り分けるものである。

図８は、第２実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。第２実施形態における対物警告システムＭＢは、例えば、図８に示すように、物体検出装置ＤＢと、用途別制御処理部６とを備える。物体検出装置ＤＢは、対物センサＳＢと、検出処理部５とを備える。対物センサＳＢは、送受信部１と、保護部材２と、制御処理部３Ｂと、記憶部４と、ハウジングＨＧとを備える。

第２実施形態の対物警告システムＭＢにおける用途別制御処理部６は、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける用途別制御処理部６と同様であるので、その説明を省略する。第２実施形態の対物警告システムＭＢにおける検出処理部５は、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける検出処理部５と同様であるので、その説明を省略する。第２実施形態の対物警告システムＭＢにおける対物センサＳＢの送受信部１、保護部材２、記憶部４およびハウジングＨＧは、それぞれ、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける対物センサＳＡの送受信部１、保護部材２、記憶部４およびハウジングＨＧと同様であるので、その説明を省略する。

制御処理部３Ｂは、制御処理部３Ａと同様に、送受信部１、記憶部４および検出処理部５に接続され、対物センサＳＢの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、前記送信波および前記反射波を送受信し、保護部材２における汚れの有無を判定し、この判定結果に応じて前記送受信時間および前記反射波の前記強度のうちの少なくとも一方を検出処理部５へ出力するための回路である。制御処理部３Ｂは、その制御処理プログラムの実行によって、制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４、汚れ点分布演算部３５および汚れ判定部３６Ｂを機能的に備える。

これら第２実施形態の制御処理部３Ｂにおける制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４および汚れ点分布演算部３５は、それぞれ、第１実施形態の制御処理部３Ａにおける制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４および汚れ点分布演算部３５と同様であるので、その説明を省略する。

汚れ判定部３６Ｂは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布に基づいて保護部材２における汚れの有無を判定するものである。第２実施形態では、汚れ判定部３６Ｂは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布から互いに隣接する汚れ点を汚れ点グループとしてグループ化するグループ抽出部３６１Ｂと、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布から、所定の閾値面積Ｔｈａ以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積Ｔｈａ以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点（汚れ点グループに属する汚れ点）の総数を第２汚れ度ＤＶ２として求める第２汚れ度演算部３６２Ｂと、第２汚れ度演算部３６２Ｂで求められた第２汚れ度ＤＶ２が第２判定閾値Ｔｈｄ２以上である場合に、汚れ有りと判定する第２判定部３６３Ｂとを機能的に含む。前記所定の閾値面積Ｔｈａは、第２汚れ度ＤＶ２の算出から除外する面積（言い換えれば第２汚れ度ＤＶ２の算出に考慮する面積）に応じて予め設定され、例えば、複数のサンプルによる実験結果に基づいて適宜に設定される（Ｔｈａ＞０）。なお、仮に閾値面積Ｔｈａ＝０である場合には、第２汚れ度ＤＶ２は、第１汚れ度ＤＶ１に一致することになる。

次に、第２実施形態の動作について説明する。図９は、第２実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。図１０は、図９に示す前記汚れ判定処理で求められる汚れ点グループの一例を示す図である。

第２実施形態における対物警告システムＭＢは、図３に示す動作において、処理Ｓ２で、図４に示す動作の汚れ判定処理Ｓ２１Ａ〜Ｓ２６Ａに代え、図９に示す動作の汚れ判定処理Ｓ２１Ａ〜Ｓ２６Ｂを実行する点を除き、第１実施形態における対物警告システムＭＡの動作と同様であるので、その説明を省略する。

第２実施形態における汚れ判定処理について以下に説明する。図９において、汚れ候補点抽出部３４は、図４に示す処理Ｓ２１Ａと同様に、汚れ候補点の抽出処理を実行し（Ｓ２１Ｂ）、汚れ点分布演算部３５は、図４に示す処理Ｓ２２Ａと同様に、汚れ点分布の演算処理を実行する（Ｓ２２Ｂ）。

次に、汚れ判定部３６Ｂのグループ抽出部３６１Ｂは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布から互いに隣接する汚れ点を汚れ点グループＧｒとしてグループ化し、汚れ判定部３６Ｂの第２汚れ度演算部３６２Ｂは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布から、所定の閾値面積Ｔｈａ以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積Ｔｈａ以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ抽出部３６１Ｂでグループ化されている汚れ点の総数を第２汚れ度ＤＶ２として求める（Ｓ２３Ｂ）。言い換えれば、第２汚れ度演算部３６２Ｂは、１個の汚れ点も汚れ点グループＧｒとみなし、所定の閾値面積Ｔｈａ以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点の総数を第２汚れ度ＤＶ２として求める。例えば、図６に示す汚れ点分布では、図１０に示すように、１個の汚れ点は、グループ化されず、互いに隣接する７個の汚れ点が第１グループＧｒ１としてグループ化され、互いに隣接する４個の汚れ点が第２グループＧｒ２としてグループ化される。そして、前記所定の閾値面積Ｔｈａが例えば１個の汚れ点の面積と２個の汚れ点をグループ化した汚れ点グループＧｒの面積との間に設定されている場合では、第２汚れ度ＤＶ２は、ＤＶ２＝７＋４＝１１となる。また例えば、前記所定の閾値面積Ｔｈａが例えば４個の汚れ点をグループ化した汚れ点グループＧｒの面積と５個の汚れ点をグループ化した汚れ点グループＧｒの面積との間に設定されている場合では、第２汚れ度ＤＶ２は、ＤＶ２＝７となる。なお、隣接する方向は、横方向（球座標系φ方向）であって良く、そして、縦方向（球座標系でθ方向）であって良い。また例えば、図７に示す汚れ点分布では、互いに隣接する汚れ点は、無いので、グループは、無い。したがって、第２汚れ度ＤＶ２は、ＤＶ２＝０となる。このように第２汚れ度ＤＶ２は、前記局所的な汚れと前記離散的な汚れとで異なる値となる。このため、第２汚れ度ＤＶ２を用いることで、前記局所的な汚れと前記離散的な汚れとが切り分けられる。

次に、汚れ判定部３６Ｂの第２判定部３６３Ｂは、第２汚れ度演算部３６２Ｂで求められた第２汚れ度ＤＶ２が第２判定閾値Ｔｈｄ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２４Ｂ）。第２判定閾値Ｔｈｄ２は、複数のサンプルによる実験結果に基づいて適宜に設定される。

この判定の結果、第２汚れ度演算部３６２Ｂで求められた第２汚れ度ＤＶ２が第２判定閾値Ｔｈｄ２以上である場合（Ｙｅｓ）には、第２判定部３６３Ｂは、汚れ有りと判定し（Ｓ２５Ｂ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

前記判定の結果、第２汚れ度演算部３６２Ｂで求められた第２汚れ度ＤＶ２が第２判定閾値Ｔｈｄ２以上ではない場合（Ｎｏ）には、第２判定部３６３Ｂは、汚れ無しと判定し（Ｓ２６Ｂ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

以上説明したように、第２実施形態における対物警告システムＭＢ、物体検出装置ＤＢ、対物センサＳＢおよびこれに実装された対物センサＳＢの汚れ判定方法は、第１実施形態における対物警告システムＭＡ、物体検出装置ＤＡ、対物センサＳＡおよび汚れ判定方法と同様の作用効果を奏する。

そして、第２実施形態における対物警告システムＭＢ、物体検出装置ＤＢ、対物センサＳＢおよび汚れ判定方法は、グループ化された汚れ点の総数を第２汚れ度ＤＶ２として求めることで、比較的小面積な汚れが比較的広範囲に離散的に前記保護部材に付着している場合である離散的な汚れと、比較的大面積な汚れが比較的局所的に前記保護部材に付着している場合である局所的な汚れとを切り分けることができ、汚れの有無の判定精度を向上できる。したがって、第２実施形態における対物警告システムＭＢ、物体検出装置ＤＢ、対物センサＳＢおよび汚れ判定方法は、対物センサＳＢおよび物体検出装置ＤＢを用いたシステムＭが当該システムＭの目的を果たす上で、前記局所的な汚れは障害となるが、前記離散的な汚れは障害とならないシステムである場合に、好適である。

次に、別の実施形態について説明する。
（第３実施形態）
第３実施形態は、照射範囲ＡＲにおいて、領域ごとに優先度が異なる場合に好適に用いられるものである。

図１１は、第３実施形態における、対物センサおよび物体検出装置を用いた対物警告システムの構成を示す図である。第３実施形態における対物警告システムＭＣは、例えば、図１１に示すように、物体検出装置ＤＣと、用途別制御処理部６とを備える。物体検出装置ＤＣは、対物センサＳＣと、検出処理部５とを備える。対物センサＳＣは、送受信部１と、保護部材２と、制御処理部３Ｃと、記憶部４と、ハウジングＨＧとを備える。

第３実施形態の対物警告システムＭＣにおける用途別制御処理部６は、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける用途別制御処理部６と同様であるので、その説明を省略する。第３実施形態の対物警告システムＭＣにおける検出処理部５は、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける検出処理部５と同様であるので、その説明を省略する。第３実施形態の対物警告システムＭＣにおける対物センサＳＣの送受信部１、保護部材２、記憶部４およびハウジングＨＧは、それぞれ、第１実施形態の対物警告システムＭＡにおける対物センサＳＡの送受信部１、保護部材２、記憶部４およびハウジングＨＧと同様であるので、その説明を省略する。

制御処理部３Ｃは、制御処理部３Ａと同様に、送受信部１、記憶部４および検出処理部５に接続され、対物センサＳＣの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、前記送信波および前記反射波を送受信し、保護部材２における汚れの有無を判定し、この判定結果に応じて前記送受信時間および前記反射波の前記強度のうちの少なくとも一方を検出処理部５へ出力するための回路である。制御処理部３Ｃは、その制御処理プログラムの実行によって、制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４、汚れ点分布演算部３５および汚れ判定部３６Ｃを機能的に備える。

これら第３実施形態の制御処理部３Ｃにおける制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４および汚れ点分布演算部３５は、それぞれ、第１実施形態の制御処理部３Ａにおける制御部３１、送受信時間測定部３２、反射波強度測定部３３、汚れ候補点抽出部３４および汚れ点分布演算部３５と同様であるので、その説明を省略する。

汚れ判定部３６Ｃは、汚れ点分布演算部３５で求めた前記汚れ点分布に基づいて保護部材２における汚れの有無を判定するものである。第３実施形態では、汚れ判定部３６Ｃは、汚れ点分布演算部３５で求めた汚れ点分布に基づいて前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みで重み付けした第３汚れ度ＤＶ３を求める第３汚れ度演算部３６１Ｃと、第３汚れ度演算部３６１Ｃで求められた第３汚れ度ＤＶ３が第３判定閾値Ｔｈｄ３以上である場合に、汚れ有りと判定する第３判定部３６２Ｃとを機能的に含む。

より具体的には、例えば、第１態様では、第３汚れ度演算部３６１Ｃは、汚れ点分布演算部３５で求めた汚れ点分布から汚れ点を求め、この求めた汚れ点に“１”を付与し、この付与した“１”に前記求めた汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで第３汚れ度ＤＶ３を求める。また例えば、第２態様では、第３汚れ度演算部３６１Ｃは、上述のグループ抽出部３６１Ｂのグループ化と同様にグループ化された汚れ点に“１”を付与し、この付与した“１”に前記グループ化された汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで第３汚れ度ＤＶ３を求める。

次に、第３実施形態の動作について説明する。図１２は、第３実施形態の対物警告システムにおける対物センサの汚れ判定処理を示すフローチャートである。図１３は、第３実施形態の対物警告システムにおける対物センサの測定対象範囲および第３汚れ度を求めるための重みを説明するための図である。

第３実施形態における対物警告システムＭＣは、図３に示す動作において、処理Ｓ２で、図４に示す動作の汚れ判定処理Ｓ２１Ａ〜Ｓ２６Ａに代え、図１２に示す動作の汚れ判定処理Ｓ２１Ｃ〜Ｓ２６Ｃを実行する点を除き、第１実施形態における対物警告システムＭＡの動作と同様であるので、その説明を省略する。

第３実施形態における汚れ判定処理について以下に説明する。図１２において、汚れ候補点抽出部３４は、図４に示す処理Ｓ２１Ａと同様に、汚れ候補点の抽出処理を実行し（Ｓ２１Ｃ）、汚れ点分布演算部３５は、図４に示す処理Ｓ２２Ａと同様に、汚れ点分布の演算処理を実行する（Ｓ２２Ｃ）。

次に、汚れ判定部３６Ｃの第３汚れ度演算部３６１Ｃは、汚れ点分布演算部３５で求めた汚れ点分布に基づいて前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みで重み付けした第３汚れ度ＤＶ３を求める。前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みは、例えば、照射範囲ＡＲにおける一部を対象範囲とする場合に、前記対象範囲の重みを相対的に大きな値に設定され、前記照射範囲ＡＲにおける前記対象範囲を除く残余の範囲の重みを相対的に小さな値に設定される。例えば、図１３に示すように、照射範囲ＡＲのうちの球座標系で偏角φ＝±４５°の範囲を対象範囲ＡＲａとし、照射範囲ＡＲのうちの球座標系で偏角φ＝−９０°〜−４５°および偏角φ＝＋４５°〜＋９０°の各範囲を対象外範囲ＡＲｂ−１、ＡＲｂ−２とする場合、対象範囲ＡＲａ−１における複数の測定点それぞれには、重み「１」が付与され、各対象外範囲ＡＲｂ−１、ＡＲｂ−２における複数の測定点それぞれには、重み「０」が付与される。このような重みにおいて、第１態様では、第３汚れ度演算部３６１Ｃは、汚れ点分布演算部３５で求めた汚れ点分布から汚れ点を求め、この求めた汚れ点に“１”を付与し、この付与した“１”に前記求めた汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで第３汚れ度ＤＶ３を求める。また、第２態様では、第３汚れ度演算部３６１Ｃは、上述のグループ抽出部３６１Ｂのグループ化と同様にグループ化された汚れ点に“１”を付与し、この付与した“１”に前記グループ化された汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで第３汚れ度ＤＶ３を求める。

次に、汚れ判定部３６Ｃの第３判定部３６２Ｃは、第３汚れ度演算部３６１Ｃで求められた第３汚れ度ＤＶ３が第３判定閾値Ｔｈｄ３以上であるか否かを判定する（Ｓ２４Ｃ）。第３判定閾値Ｔｈｄ３は、複数のサンプルによる実験結果に基づいて適宜に設定される。なお、第３汚れ度演算部３６１Ｃが第１態様で第３汚れ度ＤＶ３を求める場合には、第３判定閾値Ｔｈｄ３は、これに応じた適宜な値に設定され、第３汚れ度演算部３６１Ｃが第２態様で第３汚れ度ＤＶ３を求める場合には、第３判定閾値Ｔｈｄ３は、これに応じた適宜な値に設定される。

この判定の結果、第３汚れ度演算部３６１Ｃで求められた第３汚れ度ＤＶ３が第３判定閾値Ｔｈｄ３以上である場合（Ｙｅｓ）には、第３判定部３６２Ｃは、汚れ有りと判定し（Ｓ２５Ｃ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

前記判定の結果、第３汚れ度演算部３６１Ｃで求められた第３汚れ度ＤＶ３が第３判定閾値Ｔｈｄ３以上ではない場合（Ｎｏ）には、第３判定部３６２Ｃは、汚れ無しと判定し（Ｓ２６Ｃ）、この汚れ判定処理Ｓ２を終了する。

以上説明したように、第３実施形態における対物警告システムＭＣ、物体検出装置ＤＣ、対物センサＳＣおよびこれに実装された対物センサＳＣの汚れ判定方法は、第１実施形態における対物警告システムＭＡ、物体検出装置ＤＡ、対物センサＳＡおよび汚れ判定方法と同様の作用効果を奏する。

そして、第３実施形態における対物警告システムＭＣ、物体検出装置ＤＣ、対物センサＳＣおよび汚れ判定方法は、前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みそれぞれを適宜な値に設定することで、複数の測定点のうちの特定の範囲のみで汚れの有無を判定できる。例えば、対物センサＳＣの設置現場において、常に特定方向の風が吹いているなどの理由により、保護部材２の端部分のみが局所的に汚れ易いが、測定対象範囲は、例えば水平画角の中央付近領域などの、それらの汚れ易い部分とは異なる範囲である、といった場合に、測定対象範囲外の汚れに起因する不要な汚れ判定を除外することができる。

なお、これら上述の第１ないし第３実施形態では、対物センサＳＡ、ＳＢ、ＳＣおよび物体検出装置ＤＡ、ＤＢ、ＤＣは、対物警告システムＭＡ、ＭＢ、ＭＣに用いられたが、これに限定されるものではない。第１ないし第３実施形態における対物センサＳＡ、ＳＢ、ＳＣおよび物体検出装置ＤＡ、ＤＢ、ＤＣは、適宜な用途のシステムに用いることができる。例えば、車両の物体との衝突を予防するための衝突予防システムに用いることができる。この場合では、用途別制御処理部６は、検出処理部５から出力された測定点情報の表す方向が前方である場合に、検出処理部５から出力された距離に応じて減速するように車両を制御し、検出処理部５から出力された距離が予め設定された衝突予防距離Ｔｈｃｌ以下である場合に、車両を停止するように制御する。

また、これら上述の第１ないし第３実施形態では、処理Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂ、Ｓ２１Ｃによる汚れ点候補の抽出や処理Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂ、Ｓ２２Ｃによる汚れ点分布の演算は、照射範囲ＡＲ内における全ての方向（全ての測定点）を対象としたが、例えば汚れ易い範囲内やセンシング結果の高信頼性が要求される範囲内等の照射範囲ＡＲ内における一部の方向（一部の測定点）を対象としてもよい。

本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

一態様にかかる対物センサは、互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信し、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する送受信部と、前記送信波および前記反射波を透過する材料で形成され、前記送受信部を保護する保護部材と、前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定する送受信時間測定部と、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定する反射波強度測定部と、前記複数の測定点の中から、前記送受信時間測定部で測定した前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記反射波強度測定部で測定した前記強度が閾値強度以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出する汚れ候補点抽出部と、前記汚れ候補点抽出部で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で第２閾値時間以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求める汚れ点分布演算部と、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する汚れ判定部とを備える。

このような対物センサは、単に、前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記強度が閾値強度以上であることを条件として汚れの有無を判定するのではなく、まず、前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記強度が閾値強度以上である前記測定点を前記汚れ候補点として抽出し、この抽出した前記汚れ候補点が予め設定された所定の第２閾値時間以上継続している場合に前記汚れ点とし、これによって前記汚れ点分布を求め、そして、この求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する。このため、上記対物センサは、より精度良く汚れ判定できる。

他の一態様では、上述の対物センサにおいて、前記汚れ判定部は、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から汚れ点の総数を第１汚れ度として求める第１汚れ度演算部と、前記第１汚れ度演算部で求められた第１汚れ度が第１判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する第１判定部とを備える。

このような対物センサは、汚れの程度を表す汚れ度を、汚れ点の総数を求めるというシンプルな手法で第１汚れ度として定量化できる。

他の一態様では、上述の対物センサにおいて、前記汚れ判定部は、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から互いに隣接する汚れ点を汚れ点グループとしてグループ化するグループ抽出部と、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から、所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点の総数を第２汚れ度として求める第２汚れ度演算部と、前記第２汚れ度演算部で求められた第２汚れ度が第２判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する第２判定部とを備える。

このような対物センサは、所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点の総数を第２汚れ度として求めることで、比較的小面積な汚れが比較的広範囲に離散的に前記保護部材に付着している場合と、比較的大面積な汚れが比較的局所的に前記保護部材に付着している場合とを切り分けることができ、汚れの有無の判定精度を向上できる。

他の一態様では、これら上述の対物センサにおいて、前記汚れ判定部は、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みで重み付けした第３汚れ度を求める第３汚れ度演算部と、前記第３汚れ度演算部で求められた第３汚れ度が第３判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する第３判定部とを備える。好ましくは、前記第３汚れ度演算部は、前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から汚れ点を求め、前記求めた汚れ点に“１”を付与し、前記付与した“１”に前記求めた汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで前記第３汚れ度を求める。また好ましくは、前記第３汚れ度演算部は、前記グループ抽出部でグループ化された汚れ点に“１”を付与し、前記付与した“１”に前記グループ抽出部でグループ化された汚れ点に対応する前記測定点に予め付与された所定の重みを乗算した後に合算することで前記第３汚れ度を求める。

このような対物センサは、前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みそれぞれを適宜な値に設定することで、複数の測定点のうちの特定の範囲のみで汚れの有無を判定できる。

他の一態様にかかる対物センサの汚れ判定方法は、互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信し、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する送受信部と、前記送信波および前記反射波を透過する材料で形成され、前記送受信部を保護する保護部材とを備える対物センサにおける前記保護部材の汚れの有無を判定するための対物センサの汚れ判定方法であって、前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定する送受信時間測定工程と、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定する反射波強度測定工程と、前記複数の測定点の中から、前記送受信時間測定工程で測定した前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記反射波強度測定工程で測定した前記強度が閾値強度以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出する汚れ候補点抽出工程と、前記汚れ候補点抽出工程で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で第２閾値時間以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求める汚れ点分布演算工程と、前記汚れ点分布演算工程で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する汚れ判定工程とを備える。

このような対物センサの汚れ判定方法は、単に、前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記強度が閾値強度以上であることを条件として汚れの有無を判定するのではなく、まず、前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記強度が閾値強度以上である前記測定点を前記汚れ候補点として抽出し、この抽出した前記汚れ候補点が予め設定された所定の第２閾値時間以上継続している場合に前記汚れ点とし、これによって前記汚れ点分布を求め、そして、この求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する。このため、上記対物センサの汚れ判定方法は、より精度良く汚れ判定できる。

そして、他の一態様にかかる物体検出装置は、これら上述のいずれかの対物センサと、前記複数の測定点それぞれについて前記送受信時間測定部で測定した前記送受信時間および前記反射波強度測定部で測定した前記強度のうちの少なくとも一方に基づいて物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方を行う検出処理部とを備える。

このような物体検出装置は、これら上述のいずれかの対物センサを備えるので、より精度良く汚れ判定できる。このため、上記物体検出装置は、物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方をより精度よく行うことができる。

この出願は、２０１５年６月２４日に出願された日本国特許出願特願２０１５−１２６７０８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、対物センサ、対物センサの汚れ判定方法および物体検出装置が提供できる。

Claims (4)

1. 互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信し、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する送受信部と、
   前記送信波および前記反射波を透過する材料で形成され、前記送受信部を保護する保護部材と、
   前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定する送受信時間測定部と、
   前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定する反射波強度測定部と、
   前記複数の測定点の中から、前記送受信時間測定部で測定した前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記反射波強度測定部で測定した前記強度が閾値強度以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出する汚れ候補点抽出部と、
   前記汚れ候補点抽出部で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で第２閾値時間以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求める汚れ点分布演算部と、
   前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する汚れ判定部とを備え、
   前記汚れ判定部は、
   前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から互いに隣接する汚れ点を汚れ点グループとしてグループ化するグループ抽出部と、
   前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布から、所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点の総数を汚れ度として求める汚れ度演算部と、
   前記汚れ度演算部で求められた汚れ度が判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する判定部とを備える、
   対物センサ。
2. 前記汚れ判定部は、
   前記汚れ点分布演算部で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記複数の測定点それぞれに付与された複数の重みで重み付けした第３汚れ度を求める第３汚れ度演算部と、
   前記第３汚れ度演算部で求められた第３汚れ度が第３判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する第３判定部とを備える、
   請求項１に記載の対物センサ。
3. 互いに異なる複数の方向へ所定の送信波をそれぞれ送信し、前記複数の送信波それぞれに基づく複数の反射波を受信する送受信部と、前記送信波および前記反射波を透過する材料で形成され、前記送受信部を保護する保護部材とを備える対物センサにおける前記保護部材の汚れの有無を判定するための対物センサの汚れ判定方法であって、
   前記複数の方向を複数の測定点として、前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波の送信時刻から当該送信波に基づく当該反射波の受信時刻までの送受信時間を測定する送受信時間測定工程と、
   前記複数の測定点それぞれについて、当該測定点に関する当該送信波に基づく当該反射波の強度を測定する反射波強度測定工程と、
   前記複数の測定点の中から、前記送受信時間測定工程で測定した前記送受信時間が第１閾値時間より短く、かつ、前記反射波強度測定工程で測定した前記強度が閾値強度以上である前記測定点を汚れ候補点として抽出する汚れ候補点抽出工程と、
   前記汚れ候補点抽出工程で抽出した前記汚れ候補点の中から、互いに異なる時刻において同一の前記測定点で第２閾値時間以上継続して前記汚れ候補点として抽出された前記汚れ候補点を汚れ点として抽出することで前記複数の測定点についての汚れ点分布を求める汚れ点分布演算工程と、
   前記汚れ点分布演算工程で求めた前記汚れ点分布に基づいて前記保護部材における汚れの有無を判定する汚れ判定工程とを備え、
   前記汚れ判定工程は、
   前記汚れ点分布演算工程で求めた前記汚れ点分布から互いに隣接する汚れ点を汚れ点グループとしてグループ化するグループ抽出工程と、
   前記汚れ点分布演算工程で求めた前記汚れ点分布から、所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点および前記所定の閾値面積以上の面積を持つ汚れ点グループにグループ化されている汚れ点の総数を汚れ度として求める汚れ度演算工程と、
   前記汚れ度演算工程で求められた汚れ度が判定閾値以上である場合に、汚れ有りと判定する判定工程とを備える、
   対物センサの汚れ判定方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の対物センサと、
   前記複数の測定点それぞれについて前記送受信時間測定部で測定した前記送受信時間および前記反射波強度測定部で測定した前記強度のうちの少なくとも一方に基づいて物体の検知および物体までの距離を測る測距のうちの少なくとも一方を行う検出処理部とを備える、
   物体検出装置。

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