JP7031137B2 - レーザ走査装置 - Google Patents
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Description
まず、車両に搭載される車載システム1の全体構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車載システム1の構成を示すブロック図である。
次に、運転支援ECU10の構成について説明する。図2は、運転支援ECU10の構成を示すブロック図である。
次に、LIDAR20の構成について説明する。図3は、LIDAR20の構成を示すブロック図である。
次に、LIDAR20に含まれる液晶素子22の構成について説明する。図4は、液晶素子22の平面図である。図5は、図4に示したA-A´線に沿った液晶素子22の断面図である。
次に、LIDAR20に含まれる液晶素子22の動作について説明する。図6は、液晶素子22の動作を説明する図である。レーザ源21からのレーザ光は、基板40側から液晶層42に入射する。液晶素子22の電圧制御は、運転支援ECU10に含まれる電圧制御部16によって実行される。以下の説明では、図6のX方向に走査する例について説明する。
上記のように構成された車載システム1の動作について説明する。
次に、LIDAR20の基本動作について説明する。図15は、LIDAR20の基本動作を説明する概略図である。なお、図15では、LIDAR20が車両2の前方を走査する態様を一例として示している。
次に、LIDAR20の走査領域制御動作について説明する。本実施形態では、LIDAR20は、状況に応じて、走査領域のサイズ、及び走査領域の位置を変化させることができる。図17乃至図21は、LIDAR20による走査領域制御動作を説明する模式図である。LIDAR20の走査領域は、運転支援ECU10に含まれる走査制御部15によって制御される。
次に、第1実施例に係る走査動作について説明する。第1実施例は、車両が走行している周囲の状況に応じて、LIDAR20の走査領域を変えるようにしている。例えば、高速道路を走行しているときは路面を詳細に走査し、市内では車両前方を詳細に走査するように、走査領域を変えるようにしている。図22は、第1実施例に係る走査動作を説明するフローチャートである。
次に、第2実施例に係る走査動作について説明する。第2実施例は、走査の結果、LIDAR20が上り坂を検出した場合に、走査領域を変えるようにしている。図26は、第2実施例に係る走査動作を説明するフローチャートである。
次に、第3実施例に係る走査動作について説明する。第3実施例は、実際の走査(本走査)の前に判定走査を実行し、この判定走査の結果に応じて、本走査を実行するようにしている。図31は、第3実施例に係る走査動作を説明するフローチャートである。図32は、第3実施例に係る走査領域を説明する図である。
以上詳述したように本実施形態では、車載システム1に含まれるレーザ走査装置は、レーザ光を出射するレーザ源21と、レーザ源21からのレーザ光を透過し、このレーザ光の方向を変える液晶素子(走査素子)22と、対象物によって反射されたレーザ光を検出する検出回路23と、液晶素子22を制御する走査制御部15とを備える。そして、走査制御部15は、レーザ光により走査する領域のサイズを変えるようにしている。
Claims (10)
- レーザ光を用いて走査を行うレーザ走査装置であって、
前記レーザ光を一定の周期で出射する1つのレーザ源と、
前記レーザ源から出射した前記レーザ光を透過し、前記レーザ光の出射角を変える走査素子と、
前記走査素子を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記レーザ光により走査される走査領域のサイズ及び前記走査領域に対して前記レーザ光を送信する点の密度を変えるように前記走査素子を制御し、
前記走査素子は、液晶素子であり、
前記液晶素子は、
対向配置された第1基板と第2基板と、
前記第1基板及び第2基板の間に挟持された液晶層と、
前記第1基板の液晶層側に設けられ、それぞれが第1方向に延びる複数の第1電極と、
前記第2基板の液晶層側に設けられ、それぞれが前記第1方向に直交する第2方向に延びる複数の第2電極とを含み、
前記制御部は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の電圧を制御することにより、二次元で走査する
レーザ走査装置。 - 前記制御部は、走査可能な最も大きい走査範囲のうち互いに離れた第1領域及び第2領域を走査するように前記走査素子を制御し、1サイクルの走査動作中に2つ以上の対象物について走査する
請求項1に記載のレーザ走査装置。 - 車両周辺の情報を取得するセンサをさらに具備し、
前記制御部は、前記センサからの情報に基づいて、前記走査領域のサイズ及び前記走査領域に対して前記レーザ光を送信する点の密度を決定する
請求項1又は2に記載のレーザ走査装置。 - 対象物によって反射されたレーザ光を受信する検出回路をさらに具備し、
前記制御部は、
第1走査動作と、第2走査動作とを所定回ずつ順に実行し、
前記第1走査動作において、第3領域を走査対象とし、
前記第2走査動作において、前記第3領域からレーザ光が受信されない領域を除いた第4領域を走査対象とする
請求項1から3のいずれかに記載のレーザ走査装置。 - 対象物によって反射されたレーザ光を受信し、対象物までの距離を検出する検出回路をさらに具備し、
前記制御部は、
前記検出回路による複数の検出結果を用いて、走査範囲に含まれる道路の傾斜を算出し、
前記道路の傾斜に応じて、走査範囲を変える
請求項1から3のいずれかに記載のレーザ走査装置。 - レーザ光を用いて走査を行うレーザ走査装置であって、
前記レーザ光を一定の周期で出射する1つのレーザ源と、
前記レーザ源から出射した前記レーザ光を透過し、前記レーザ光の出射角を変える走査素子と、
前記走査素子を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記レーザ光により走査される走査領域のサイズ及び前記走査領域に対して前記レーザ光を送信する点の密度を変えるように前記走査素子を制御し、
前記走査素子は、液晶素子であり、
前記制御部は、
複数の走査点を用いて第1領域を走査する第1動作と、
前記第1動作よりも走査点の密度を高くして、前記第1領域のうち前記第1領域よりサイズが小さい第2領域を走査する第2動作と、
前記第1動作よりも走査点の密度を低くして、前記第1領域を走査する第3動作と、
前記第1動作よりも走査点の密度を低くして、前記第1領域のうち前記第1領域よりサイズが小さい第3領域を走査する第4動作と、
前記第1領域のうち、それぞれが前記第1領域よりサイズが小さくかつ互いに離れた第4領域及び第5領域を走査する第5動作と
のうちから選択して実行可能であり、
前記液晶素子は、
対向配置された第1基板と第2基板と、
前記第1基板及び第2基板の間に挟持された液晶層と、
前記第1基板の液晶層側に設けられ、それぞれが第1方向に延びる複数の第1電極と、
前記第2基板の液晶層側に設けられ、それぞれが前記第1方向に直交する第2方向に延びる複数の第2電極とを含み、
前記制御部は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の電圧を制御することにより、二次元で走査する
レーザ走査装置。 - 車両周辺の情報を取得するセンサをさらに具備し、
前記制御部は、前記センサからの情報に基づいて、前記走査領域のサイズ及び前記走査領域における走査点の密度を決定する
請求項6に記載のレーザ走査装置。 - 走査により取得した走査データを用いて対象物を検出する検出部をさらに具備し、
前記制御部は、前記第1動作において取得した走査データを用いて対象物が検出された場合に、前記第2動作から前記第5動作のうち少なくとも1つの動作を実行する
請求項6又は7に記載のレーザ走査装置。 - 対象物によって反射されたレーザ光を受信する検出回路をさらに具備し、
前記制御部は、
第6動作と、第7動作とを所定回ずつ順に実行し、
前記第6動作において、第6領域を走査対象とし、
前記第7動作において、前記第6領域からレーザ光が受信されない領域を除いた第7領域を走査対象とする
請求項6から8のいずれかに記載のレーザ走査装置。 - 対象物によって反射されたレーザ光を受信し、対象物までの距離を検出する検出回路をさらに具備し、
前記制御部は、
前記検出回路による複数の検出結果を用いて、走査範囲に含まれる道路の傾斜を算出し、
前記道路の傾斜に応じて、走査範囲を変える
請求項6から8のいずれかに記載のレーザ走査装置。
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大前学, 外2名,レーザーレーダーを用いた自動車のインテリジェント化と自動運転,レーザー研究,Vol.38 No.8,日本,2010年08月15日,Page.565-570,https://www.jstage.jst.go.jp/article/lsj/38/8/38_565/_pdf,JST資料番号X0335A ISSN0387-0200 |
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