JPWO2020017491A1 - センサシステム - Google Patents
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Abstract
LiDARセンサユニット(11)は、検出光(L1)を用いて車両の外部の情報を検出する。調光ミラー(12)は、LiDARセンサユニット(11)の検出面(11a)を覆うように配置されている。
Description
本開示は、車両に搭載されるセンサシステムに関する。
車両の運転支援のために、当該車両の外部の情報を検出するためのセンサを車体に搭載する必要がある。そのようなセンサの例としては、LiDAR(Light Detection and Ranging)センサやミリ波センサが挙げられる(例えば、特許文献1を参照)。
車両の外部の情報を効率的に取得可能なセンサユニットの配置場所として、車体の四隅(左前隅、右前隅、左後隅、および右後隅)が検討されている。これらは、車両の外部に照明光を供給するランプ装置が搭載されている場所でもある。
しかしながら、上記のようなセンサユニットは、比較的大きな寸法を有しており、かつランプ装置とは大きく異なる外観を呈していることが一般的である。したがって、ランプ装置内あるいはランプ装置の近傍に当該センサユニットを配置しようとした場合、レイアウトに係る制約が大きくなる。例えば、外観上の違和感を抑制するためにエクステンションなどの加飾部材を設けると、センサユニットの検出可能領域が当該加飾部材と干渉してしまう場合がある。すなわち、所望の検出可能領域を確保しつつ外観上の違和感を抑制しうるセンサユニットのレイアウト決定に困難が伴う。
したがって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できるようにすることが求められている。
上記の要求に応えるための一態様は、車両に搭載されるセンサシステムであって、
光を用いて前記車両の外部の情報を検出するセンサユニットと、
前記センサユニットの検出面を覆うように配置された第一調光ミラーと、
を備えている。
光を用いて前記車両の外部の情報を検出するセンサユニットと、
前記センサユニットの検出面を覆うように配置された第一調光ミラーと、
を備えている。
調光ミラーが透明状態にされると、センサユニットが情報の検出に用いる検出光の通過が許容される。他方、調光ミラーが反射状態にされると、検出光だけでなく外光も調光ミラーを通過できない。外光は少なくとも可視光を含む。これにより、少なくともセンサユニットの検出面が外方から視認できなくなる。
したがって、車両の外部の情報を効率的に検出可能な位置にセンサユニットを配置しても、情報の検出が不要な場合には調光ミラーを反射状態にすることによって、少なくとも検出面を外方から不可視にできる。換言すると、調光ミラーを従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。
上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記第一調光ミラーの透明度を制御するプロセッサを備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの作動時において、前記第一調光ミラーを透明状態にする。
前記第一調光ミラーの透明度を制御するプロセッサを備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの作動時において、前記第一調光ミラーを透明状態にする。
このような構成によれば、センサユニットによる情報の検出を確実に遂行可能にするとともに、センサユニットを外方から視認できない状態が解除される期間を必要最低限にできる。
上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記車両の外部に可視光を照射するランプユニットと、
前記第一調光ミラーの少なくとも一部と前記ランプユニットを覆うように配置された第二調光ミラーと、
前記第一調光ミラーの透明度と前記第二調光ミラーの透明度を制御するプロセッサと、
を備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの非作動時において、前記第一調光ミラーを反射状態とし、前記第二調光ミラーを半透明状態とする。
前記車両の外部に可視光を照射するランプユニットと、
前記第一調光ミラーの少なくとも一部と前記ランプユニットを覆うように配置された第二調光ミラーと、
前記第一調光ミラーの透明度と前記第二調光ミラーの透明度を制御するプロセッサと、
を備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの非作動時において、前記第一調光ミラーを反射状態とし、前記第二調光ミラーを半透明状態とする。
ランプユニットは、車両の四隅部に配置されることが一般的である。四隅部は、車両の外部の情報を検出するに際しての障害物が少ない箇所でもある。車両の外部の情報を効率的に検出可能であるそのような位置にセンサユニットを配置しても、情報の検出が不要な場合には第一調光ミラーを反射状態にすることによって、少なくとも検出面を外方から不可視にできる。換言すると、第一調光ミラーを従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。
加えて、特にランプユニットの点灯時において、センサユニットを不可視にしている第一調光ミラーが、第二調光ミラーの内方に視認される。すなわち、奥行き感のある見栄えを提供できる。
上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記センサユニットは、LiDARセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも一つを含んでいる。
前記センサユニットは、LiDARセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも一つを含んでいる。
本明細書において用いられる「センサユニット」という語は、所望の情報検出機能を備えつつ、それ自身が単体で流通可能な部品の構成単位を意味する。
本明細書において用いられる「センサユニットの検出面」という語は、センサユニットの一部であって、当該センサユニットによる情報の検出に係る光が通過する面を意味する。
本明細書において用いられる「光」という語は、任意の波長を有する電磁波を意味する。例えば、本明細書における「光」という語は、可視光のみならず、紫外光や赤外光、ミリ波やマイクロ波を含む意味で用いられる。
本明細書において用いられる「センサユニットの作動時」という語は、当該センサユニットが車両の外部の情報の検出を実行している期間を意味する。
本明細書において用いられる「センサユニットの非作動時」という語は、当該センサユニットが車両の外部の情報の検出を実行していない期間を意味する。
本明細書において用いられる「ランプユニット」という語は、所望の照明機能を備えつつ、それ自身が単体で流通可能な部品の構成単位を意味する。
添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
図1は、第一実施形態に係るセンサシステム10の構成を模式的に例示している。センサシステム10は、LiDARセンサユニット11と調光ミラー12を備えている。
LiDARセンサユニット11は、発光素子と受光素子を備えている。発光素子は、車両の外部へ向けて検出光L1を出射する。受光素子は、検出光L1が車両の外部に存在する物体に反射して生じる戻り光L2を検出する。LiDARセンサユニット11は、検出光L1を掃引して出射方向(すなわち検出方向)を変更する走査機構を必要に応じて備えうる。非可視光としては、例えば波長905nmの赤外光が使用されうる。
LiDARセンサユニット11を用いることにより、例えば、ある方向へ検出光L1を出射したタイミングから戻り光L2を検出するまでの時間に基づいて、戻り光L2に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出位置と関連付けて蓄積することにより、戻り光L2に関連付けられた物体の形状に係る情報を取得できる。これに加えてあるいは代えて、検出光L1と戻り光L2の波形の相違に基づいて、戻り光L2に関連付けられた物体の材質などの属性に係る情報を取得できる。
調光ミラー12は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。調光ミラー12は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。調光ミラー12は、第一調光ミラーの一例である。
調光ミラー12は、LiDARセンサユニット11の検出面11aを覆うように配置されている。検出面11aは、検出光L1と戻り光L2が通過する面である。したがって、調光ミラー12が透明状態にされると、破線で示されるように、検出光L1と戻り光L2の通過が許容される。
他方、調光ミラー12が反射状態にされると、検出光L1だけでなく外光Eも調光ミラー12を通過できない。外光Eは少なくとも可視光を含む。これにより、少なくともLiDARセンサユニット11の検出面11aが外方から視認できなくなる。
したがって、車両の外部の情報を効率的に検出可能な位置にLiDARセンサユニット11を配置しても、情報の検出が不要な場合には調光ミラー12を反射状態にすることによって、少なくとも検出面11aを外方から不可視にできる。換言すると、調光ミラー12を従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるLiDARセンサユニット11のレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。
センサシステム1は、プロセッサ13を備えうる。プロセッサ13は、LiDARセンサユニット11の動作と調光ミラー12の透明度を連携的に制御するように構成されている。具体的には、少なくともLiDARセンサユニット11の作動時において調光ミラー12を透明状態にするように構成されている。
このようなプロセッサ13の機能は、メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよいし、マイクロコントローラ、FPGA、ASICなどの専用蓄積回路によって実現されてもよい。
プロセッサ13は、車両における任意の位置に配置されうる。プロセッサ13は、車両における中央制御処理を担うメインECUの一部として提供されてもよいし、メインECUとLiDARセンサユニット11の間に介在するサブECUの一部として提供されてもよい。
このような構成によれば、LiDARセンサユニット11による情報の検出を確実に遂行可能にするとともに、LiDARセンサユニット11を外方から視認できない状態が解除される期間を必要最低限にできる。
図2は、第二実施形態に係るセンサシステム20の構成を模式的に例示している。センサシステム20は、LiDARセンサユニット21、ランプユニット22、第一調光ミラー23、第二調光ミラー24、およびプロセッサ25を備えている。
少なくともLiDARセンサユニット11、ランプユニット22、第一調光ミラー23、および第二調光ミラー24は、図3に例示される車両100の左前隅部LFに搭載されうる。図3において、矢印Fは、車両100の前方向を示している。矢印Bは、車両100の後方向を示している。矢印Lは、車両100の左方向を示している。矢印Rは、車両100の右方向を示している。ここで用いられる「左」および「右」は、運転席から見た左右の方向を示している。
LiDARセンサユニット21は、第一実施形態に係るLiDARセンサユニット11と実質的に同一の構成と機能を有している。よって、繰り返しとなる説明は省略する。
ランプユニット22は、車両100の外方へ可視光を照射する装置である。ランプユニット22としては、前照灯ユニット、車幅灯ユニット、方向指示灯ユニット、霧灯ユニットなどが例示されうる。
第一調光ミラー23は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。第一調光ミラー23は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。図2に例示されるように、第一調光ミラー23は、LiDARセンサユニット21の検出面21aを覆うように配置されている。検出面21aは、検出光L1と戻り光L2が通過する面である。
第二調光ミラー24は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。第二調光ミラー24は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。第二調光ミラー24は、ランプユニット22と第一調光ミラー23の少なくとも一部を覆うように配置されている。
プロセッサ25は、LiDARセンサユニット21の動作、第一調光ミラー23の透明度、および第二調光ミラー24の透明度を連携的に制御するように構成されている。
具体的には、プロセッサ25は、少なくともLiDARセンサユニット11の作動時において、第一調光ミラー23と第二調光ミラー24を透明状態にするように構成されている。これにより、検出光L1と戻り光L2が第一調光ミラー23と第二調光ミラー24を通過可能になる。ランプユニット22から出射された照明光L3もまた、第一調光ミラー23と第二調光ミラー24を通過可能になる。
他方、図4に例示されるように、プロセッサ25は、少なくともLiDARセンサユニット11の非作動時において、第一調光ミラー23を反射状態とし、第二調光ミラー24を半透明状態にするように構成されている。「半透明状態」とは、反射状態よりも透明度が高く、透明状態よりも透明度が低い状態を意味する。
第一調光ミラー23が反射状態にされると、少なくとも可視光を含む外光Eが第一調光ミラー23を通過できない。これにより、少なくともLiDARセンサユニット21の検出面21aが外方から視認できなくなる。
ランプユニット22は、車両100の左前隅部LFに配置されている。当該箇所は、車両100の外部の情報を検出するに際しての障害物が少ない箇所でもある。車両100の外部の情報を効率的に検出可能であるそのような位置にLiDARセンサユニット21を配置しても、情報の検出が不要な場合には第一調光ミラー23を反射状態にすることによって、少なくとも検出面21aを外方から不可視にできる。換言すると、第一調光ミラー23を従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるLiDARセンサユニット21のレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。
他方、ランプユニット22から出射された照明光L3の一部は、半透明状態にある第二調光ミラー24を通過する。照明光L3の別の一部は、第二調光ミラー24によって第一調光ミラー23に向けて反射され、さらに反射状態にある第一調光ミラー23による反射に供される。このようにして生じた反射光L4は、第二調光ミラー24を通過して車両100の外方へ向かう。
このような構成によれば、特にランプユニット22の点灯時において、LiDARセンサユニット21を不可視にしている第一調光ミラー23が、第二調光ミラー24の内方に視認される。すなわち、奥行き感のある見栄えを提供できる。
上記の各実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の各実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
上記の各実施形態において、LiDARセンサユニットに加えてあるいは代えて、カメラユニットが使用されうる。カメラユニットは、車両の外部の画像情報を取得するための装置である。すなわち、カメラユニットは、車両100の外部の情報を検出するセンサユニットの一例である。カメラユニットとしては、可視光カメラユニット、赤外線カメラユニット、TOF(Time of Flight)カメラユニットが使用されうる。
上記の各実施形態において、LiDARセンサユニットに加えてあるいは代えて、ミリ波レーダユニットが使用されうる。ミリ波レーダユニットは、ミリ波を発信する構成、および当該ミリ波が車両100の外部に存在する物体に反射して生じる反射波を受信する構成を備えている。ミリ波の周波数の例としては、24GHz、26GHz、76GHz、79GHzなどが挙げられる。
ミリ波レーダユニットを用いることにより、例えば、ある方向へミリ波を発信したタイミングから反射波を受信するまでの時間に基づいて、当該反射波に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出位置と関連付けて蓄積することにより、反射波に関連付けられた物体の動きに係る情報を取得できる。すなわち、ミリ波レーダユニットは、車両100の外部の情報を検出するセンサユニットの一例である。
LiDARセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも二つは、単一のセンサユニットを構成してもよい。
第二実施形態に係るセンサシステム20における少なくともLiDARセンサユニット21、ランプユニット22、第一調光ミラー23、および第二調光ミラー24は、図3に示される車両100の右前隅部RF、左後隅部LB、および右後隅部RBの少なくとも一つにも配置されうる。左後隅部LBと右後隅部RBに配置されるランプユニット22の例としては、ストップランプユニット、ブレーキランプユニット、方向指示灯ユニット、車幅灯ユニットなどが挙げられる。
本出願の記載の一部を構成するものとして、2018年7月18日に提出された日本国特許出願2018−134897号の内容が援用される。
Claims (4)
- 車両に搭載されるセンサシステムであって、
光を用いて前記車両の外部の情報を検出するセンサユニットと、
前記センサユニットの検出面を覆うように配置された第一調光ミラーと、
を備えている、
センサシステム。 - 前記第一調光ミラーの透明度を制御するプロセッサを備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの作動時において、前記第一調光ミラーを透明状態にする、
請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記車両の外部に可視光を照射するランプユニットと、
前記第一調光ミラーの少なくとも一部と前記ランプユニットを覆うように配置された第二調光ミラーと、
前記第一調光ミラーの透明度と前記第二調光ミラーの透明度を制御するプロセッサと、
を備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの非作動時において、前記第一調光ミラーを反射状態とし、前記第二調光ミラーを半透明状態とする、
請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記センサユニットは、LiDARセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも一つを含んでいる、
請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサシステム。
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