WO2014084137A1 - レーザレーダ装置、検査システム、及びターゲット板 - Google Patents

レーザレーダ装置、検査システム、及びターゲット板 Download PDF

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WO2014084137A1
WO2014084137A1 PCT/JP2013/081510 JP2013081510W WO2014084137A1 WO 2014084137 A1 WO2014084137 A1 WO 2014084137A1 JP 2013081510 W JP2013081510 W JP 2013081510W WO 2014084137 A1 WO2014084137 A1 WO 2014084137A1
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intensity
light
angle
range
laser radar
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PCT/JP2013/081510
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English (en)
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Inventor
田中 秀明
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4972Alignment of sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a laser radar device for deriving a relative positional relationship with a target based on a result of outputting a laser beam and receiving the reflected light, an inspection system for inspecting the installation state of the laser radar device,
  • the present invention also relates to a target plate used for inspection of the installation state of a laser radar device.
  • This type of laser radar device includes a light emitting unit that emits laser light as a search wave in a specified angle range, a light receiving unit that receives reflected light of the laser light emitted from the light emitting unit, and a light emitting unit and a light receiving unit.
  • a signal processing unit for deriving, as relative positions, a distance to a point (hereinafter referred to as a target) on the object reflecting the laser light and a direction in which the target exists based on the result of emitting and receiving the laser beam. It has.
  • the laser radar device In order to accurately derive the relative position with such a laser radar device, the laser radar device is mounted on the vehicle so that the placement reference axis defined in the vehicle matches the placement reference axis set in the laser radar device. It is necessary to install.
  • a laser beam is irradiated from a light emitting unit of a laser radar device onto a target plate arranged within a specified angle range. Then, based on the average of the angles formed between the left and right ends of the target plate recognized by the laser radar device and the central axis of the specified angular range for irradiating the laser beam, the arrangement of the laser radar device on the vehicle installation reference axis It is checked whether or not the reference axes are coincident, that is, whether or not there is an axis shift.
  • a laser radar apparatus capable of inspecting the presence or absence of an axis deviation by the axis deviation inspection method described in Patent Document 1 is a laser radar apparatus having a fine azimuth resolution.
  • a laser radar device with fine azimuth resolution means that, for example, each scanning range obtained by subdividing a specified angular range is irradiated with laser light sequentially by two-dimensional beam scanning, and a target existing in each scanning range is detected. This is a laser radar device.
  • the light emitting unit in the laser radar apparatus having a rough azimuth resolution matches one laser diode (LD), an LD drive circuit for driving the LD, and the beam width of the laser light generated by the LD within a specified angle range.
  • an optical element including at least one light-emitting lens.
  • the light receiving unit includes a light receiving lens that collects the reflected light, and a plurality of light receiving elements (PD) that receive the reflected light through the light receiving lens and generate a light receiving signal having a signal level corresponding to the intensity.
  • the light receiving elements are arranged adjacent to each other on a straight line, and the light receiving lens is configured to guide the reflected light to one light receiving element according to the incident angle of the reflected light.
  • the azimuth resolution of a laser radar device (polygon mirror type laser radar) having a fine azimuth resolution is, for example, 0.1 degrees.
  • the coarse azimuth resolution means that, for example, the azimuth resolution of the laser radar device is greater than a prescribed magnification (for example, 20 times) defined in advance with respect to the azimuth resolution of the laser radar device with fine azimuth resolution. It is to become.
  • an object of the present invention is to improve the inspection accuracy in a laser radar apparatus whether or not the arrangement reference axis of the laser radar apparatus is coincident with the installation reference axis of the vehicle regardless of the azimuth resolution.
  • the present invention made to achieve the above object relates to a laser radar device that detects a relative positional relationship with a target that reflects a search wave based on a result of transmitting and receiving the search wave.
  • the light emitting means outputs laser light as the exploration wave in a prescribed angle range that is a prescribed angle range
  • the light receiving means reflects the laser light output by the light emitting means.
  • the reflected light from each of the light receiving angle ranges is received in such a manner that the light receiving angle ranges can be identified.
  • the “light reception angle range” in the present invention is each of the angle ranges obtained by dividing the specified angle range into a plurality of adjacent ones.
  • the correspondence relationship between the light reception angle range and the light reception intensity of the reflected light in the light reception angle range is an intensity correspondence relationship
  • the laser radar is mounted on the installation reference axis that is an axis provided in the vehicle.
  • a state in which the arrangement reference axes defined in the apparatus coincide with each other is defined as an appropriate arrangement state.
  • the intensity correspondence as a result of irradiating the laser beam in the proper arrangement state toward the plate is taken as an exemplary intensity correspondence.
  • the axis deviation detecting means responds to the intensity every time the laser light is emitted based on the result of emitting the laser light by the light emitting means and receiving the reflected light by the light receiving means. If the degree of coincidence is less than a specified value as a result of deriving the relationship between the angular intensity correspondences, and comparing the derived angle intensity correspondences with the model intensity correspondences, the laser radar device It is detected that there is an axis misalignment state in which the arrangement reference axes of these are inconsistent.
  • the received light intensity in each light receiving angle range in the relationship between the angle intensity corresponds to the intensity of the reflected light received by the light receiving means.
  • the intensity of the reflected light varies depending on the area of the reflector existing in each light receiving angle range, that is, the installation state of the laser radar device.
  • the positional relationship between the reflection plate and the arrangement reference axis of the laser radar device is not a prescribed positional relationship, and is reflected by the reflection plate.
  • the light reception intensity of the reflected light in each of the two light reception angle ranges is different from the light reception intensity assumed in advance as the model intensity correspondence relationship.
  • the installation state of the laser radar device is an appropriate arrangement state
  • the light reception intensity of the reflected light reflected by the reflecting plate in each of the two light reception angle ranges is set to the light reception intensity assumed in advance as a model intensity correspondence relationship. Match.
  • the laser radar device of the present invention it is possible to inspect whether or not it is in an axial misalignment state by comparing the angular intensity correspondence with the exemplary intensity correspondence.
  • each of the received light intensity and the received light angle range which is an index constituting the intensity correspondence relationship, is multivalued, so even if the azimuth resolution is rough, the angular intensity correspondence relationship is set as the model intensity correspondence relationship. It is possible to detect the presence or absence of a difference in the result of collating with.
  • the present invention in the laser radar device, it is possible to improve the inspection accuracy as to whether or not the arrangement reference axis of the laser radar device is coincident with the installation reference axis of the vehicle regardless of the azimuth resolution. .
  • the first specifying means specifies the maximum intensity range that is the light receiving angle range in which the received light intensity is the strongest, and the value of the received light intensity in the maximum intensity range
  • the second specifying means includes The value of the received light intensity in the adjacent angle range which is the received light angle range adjacent to the maximum intensity range specified by the first specifying means may be specified.
  • the range in which the first detection means can consider that the intensity relationship representing the relationship between the value of the received light intensity in the maximum intensity range and the value of the received light intensity in the adjacent angle range matches the intensity relationship in the model intensity correspondence relationship. If it exceeds, it may be detected that the shaft is in an offset state.
  • the “intensity relationship” referred to here represents a mathematical relationship between two received light intensity values, and the mathematical relationship includes the ratio and difference between the two.
  • the third specifying means specifies the next point intensity range in which the received light intensity is the second strongest light receiving angle range, and the received light intensity value in the next point intensity range
  • the four specifying means may specify the value of the received light intensity in the second adjacent angle range that is the received light angle range adjacent to the next point intensity range specified by the third specifying means.
  • the second detection means has an intensity relationship that represents the relationship between the received light intensity value in the next point intensity range and the received light intensity value in the second adjacent angle range that matches the intensity relationship in the exemplary intensity correspondence relationship. Then, if it exceeds the range that can be considered, it may be detected that the shaft is in an offset state.
  • the deviation angle deriving means when the deviation angle deriving means detects that the axis deviation detection means is in an axis deviation state, the deviation angle of the arrangement reference axis with respect to the installation reference axis is derived, and the angle is notified.
  • the means may notify the deviation angle derived by the deviation angle deriving means.
  • an inspector inspecting whether or not the arrangement reference axis of the laser radar device matches the vehicle installation reference axis can recognize the misalignment angle.
  • the present invention may be configured such that the laser radar apparatus is an inspection system that inspects whether or not the arrangement reference axis of the laser radar apparatus is in an axial misalignment state that is inconsistent with the installation reference axis of the vehicle.
  • the inspection system according to the present invention may include notifying means for notifying that the shaft is in a misalignment state when the shaft misalignment detecting means detects that the shaft is in a misalignment state.
  • the present invention may be configured such that the laser radar device is used as a target plate used for checking whether or not the placement reference axis of the laser radar device is installed so as to coincide with the installation reference axis of the vehicle.
  • FIG. A is a block diagram which shows schematic structure of the light emission part in a modification
  • B is a block diagram which shows schematic structure of the light-receiving part in a modification. It is a figure which shows the modification of a target board. It is a figure which shows the modification of a target board.
  • a laser radar device 10 shown in FIG. 1 outputs (irradiates) a laser beam as an exploration wave to a specified angle range (hereinafter also referred to as a specified angle range) AT, and receives reflected light of the laser beam.
  • a specified angle range hereinafter also referred to as a specified angle range
  • the arrangement reference axis RA set in the laser radar apparatus 10 matches the installation reference axis AA defined in the automobile AM so that the prescribed angle range AT is positioned in the traveling direction of the automobile AM. It is attached to the automobile AM in the proper arrangement state. As shown in FIG. 1, the laser radar device 10 may be attached to the automobile AM at a front portion of the automobile AM, for example, a bumper or a bonnet, or in a vehicle interior of the automobile AM.
  • the automobile on which the laser radar device 10 is mounted is also referred to as a host vehicle AM.
  • Such an installation work of the laser radar device 10 to the automobile AM is separately performed in an installation process in a production line of the automobile AM or an automobile dealer.
  • an axis adjustment process is performed for inspecting and adjusting whether or not the arrangement reference axis RA coincides with the installation reference axis AA, that is, whether or not it is in an appropriate arrangement state.
  • the axis adjustment process in the present embodiment includes an axis deviation inspection process for inspecting whether or not the arrangement reference axis RA coincides with the installation reference axis AA in the laser radar device 10 attached to the automobile AM, and an axis deviation inspection process. If the arrangement reference axis RA does not coincide with the installation reference axis AA as a result of the inspection in (1), an axis correction step of correcting the arrangement reference axis RA so as to coincide is included.
  • the inspection system 65 which is a system for performing such an axis adjustment process, notifies the laser radar device 10 that is an inspection object as a notification means for notifying the inspection result in the axis adjustment process.
  • a device 60 is connected. Further, in the axis adjustment step, the inspection is performed to check whether the laser radar apparatus 10 is installed in the automobile AM so that the arrangement reference axis RA of the laser radar apparatus 10 matches the installation reference axis AA of the automobile AM.
  • a target plate 80 is used for the system 65.
  • the notification device 60 may be a known display device, a known sound output device, or a combination of the display device and the sound output device.
  • the display device referred to here is, for example, a liquid crystal display or a CRT.
  • the sound output device referred to here is, for example, a speaker.
  • the laser radar device 10 includes a light emitting unit 20, a light receiving unit 30, a detection circuit 40, and a control unit 42.
  • the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30 function as an example of a light emitting unit and a light receiving unit, respectively.
  • the control unit 42 functions as an example of an axis deviation detecting unit, a deviation angle deriving unit, and an angle notifying unit.
  • the light emitting unit 20 emits a laser beam that changes in a pulse shape, and irradiates the laser beam in a specified angle range AT.
  • the light emitting unit 20 in the present embodiment has an output level along the time axis in accordance with a laser diode (LD) 21 that generates laser light and a light emission signal Es from the control unit 42.
  • An LD drive circuit 22 that generates pulsed laser light in the LD 21 and an optical element 23 that includes a light-emitting lens that determines the beam width of the laser light generated by the LD 21 are provided.
  • the light-emitting lens included in the optical element 23 is configured so that the beam width of the laser light emitted from the LD 21 is within the specified angle range AT.
  • the angle range defined as the specified angle range AT in the present embodiment is along both the vehicle width direction (horizontal direction) and the vehicle height direction (vertical direction) of the host vehicle AM.
  • the light receiving unit 30 receives the reflected light generated by reflecting the laser light and outputs a light reception signal Rs.
  • the light receiving unit 30 in the present embodiment receives the reflected light through the light receiving lens 31 that collects the reflected light and the light receiving lens 31, and the signal intensity corresponding to the received light intensity.
  • a plurality of light receiving elements (PD) 32 1 ⁇ 32 n to generate a light reception signal Rs having, an amplifier 33 1 ⁇ 33 n for amplifying the light reception signal Rs 1 ⁇ Rs n each from the light receiving elements 32 1 ⁇ 32 n I have.
  • the light receiving elements 32 1 to 32 n are arranged adjacent to each other on a straight line, and the light receiving lens 31 receives reflected light from a specific light receiving angle range ⁇ and corresponds to the light receiving angle range ⁇ . It is configured to lead to.
  • the condition for each of the light receiving elements 32 to output a light receiving signal Rs having a signal level equal to or higher than a specified threshold value indicating that the reflected light has been received is that the reflected light is incident from the light receiving angle range ⁇ corresponding to the light receiving element 32. This is the case.
  • the light reception angle range ⁇ is obtained by dividing the specified angle range AT into a plurality of angle ranges in the horizontal direction so that angle ranges smaller than the specified angle range AT are adjacent to each other, as shown in FIG. It corresponds to the angular resolution in the horizontal direction.
  • the specified angle range AT is divided so that the central axis of the specified angle range AT is the central axis of the fourth direction.
  • the detection circuit 40 receives the reflected light at the light receiving unit 30 and the time from when the light emitting unit 20 emits the laser light until the light receiving unit 30 receives the reflected light. To generate measurement data.
  • the detection circuit 40 generates and accumulates measurement data every time the light emission signal Es from the control unit 42 is input, and outputs the measurement data to the control unit 42 based on a request from the control unit 42.
  • the detection circuit 40 measures the phase difference (that is, the round trip time to the reflector) between the light emission signal Es from the control unit 42 and the light reception signal Rs from the light receiving unit 30 whose signal level is equal to or higher than a specified threshold.
  • a distance (hereinafter referred to as a detection distance) R to an object reflecting the laser light is derived.
  • the detection circuit 40 specifies the amplifier 33 (and thus the light receiving element 32) that has output the light reception signal Rs whose signal level is equal to or higher than the predetermined threshold value, so that the direction of the object reflecting the laser beam (that is, the light reception angle range). ⁇ ) is specified.
  • the measurement data generated by the detection circuit 40 is obtained by associating the detection distance R with the light reception angle range ⁇ and the signal level of the light reception signal Rs.
  • the correspondence relationship between the light reception angle ranges ⁇ 1 to ⁇ m and the light reception intensity (signal level) of the reflected light in each light reception angle range ⁇ is referred to as “angle intensity correspondence relationship”. Called.
  • the control unit 42 outputs a light emission signal Es for irradiating laser light from the light emitting unit 20 and generates detection data based on the measurement data generated by the detection circuit 40.
  • the detection data generated by the control unit 42 includes, for example, a result of recognizing a target estimated as the same object by a clustering process as a front object, a shape of a front object (cluster), a distance to a front object, and an orientation. (That is, relative position).
  • control unit 42 includes a ROM 44 that stores processing programs and data that need to retain stored contents even when the power is turned off, a RAM 46 that temporarily stores processing programs and data, and a ROM 44 and a RAM 46.
  • a known computer having at least a CPU 48 that executes various processes according to a processing program stored in the computer is mainly configured.
  • the result of recognizing the intensity of reflected light by irradiating laser light from the laser radar device 10 toward the target plate 80 is prepared in advance from the results of experiments and the like. It performs based on the result collated with the model strength data.
  • the target plate 80 is arranged so as to have a predetermined positional relationship such as distance and height (hereinafter referred to as an appropriate position) with respect to the laser radar device 10 attached to the automobile AM. It is carried out in the state.
  • the target plate 80 is a member that is irradiated with the laser beam from the laser radar device 10 in the axial misalignment inspection process. As shown in FIG. 5, one substrate 84, two reflecting members 86, and a plurality of target plates 80 are provided. The reflection member 90 is provided.
  • the substrate 84 is a plate-like member formed in a rectangular shape.
  • the center of the range irradiated with the laser light (hereinafter referred to as normal irradiation range) is the substrate 84 itself. It is formed in a size that matches the center of gravity and includes the normal irradiation range.
  • the substrate 84, each of the areas on the corresponding substrate 84 on the light receiving angle range ⁇ 1 ⁇ ⁇ m of the laser radar device 10 is a proper arrangement referred to as a corresponding region ⁇ c 1 ⁇ ⁇ c m.
  • the reflecting member 86 is a well-known member that reflects light including laser light, and is formed in a rectangular shape. Each of the reflecting members 86 1 and 86 2 is fixed to a predetermined first installation position on the substrate 84.
  • the position along the horizontal direction among the first installation positions is a boundary between two corresponding regions ⁇ c adjacent to each other.
  • One of the two corresponding areas ⁇ c adjacent to each other is a corresponding area ⁇ c 2 corresponding to the light receiving angle range ⁇ 2 (second orientation) and a corresponding area ⁇ c 3 corresponding to the light receiving angle range ⁇ 3 (third direction).
  • Another one of the two corresponding regions ⁇ c adjacent to each other is a corresponding region ⁇ c 5 corresponding to the light receiving angle range ⁇ 5 (fifth direction) and a corresponding region corresponding to the light receiving angle range ⁇ 6 (sixth direction). ⁇ c 6 .
  • the reflecting members 86 1 and 86 2 are installed so as to straddle the boundary between two corresponding regions ⁇ c adjacent to each other and to have an equal area over the corresponding regions ⁇ c. Is done.
  • the position along the vertical direction among the first installation positions is an upper limit axis (hereinafter, upper limit) on which the laser beam is irradiated when the laser beam is irradiated from the light emitting unit 20 of the laser radar device 10 in the proper arrangement state.
  • upper limit On the RL up and on the lower limit axis (hereinafter referred to as the lower limit axis) RL dw . That is, the reflecting member 861 is disposed so as to straddle the upper shaft RL Stay up-reflection member 862 is installed so as to straddle the lower shaft RL dw.
  • the two reflecting members 86 1 , 86 2 described above are arranged at positions that are point-symmetric with respect to the center of the substrate 84.
  • the reflection member 90 is a well-known member that reflects light including laser light, and is formed in a rectangular shape in which the sides constituting the reflection member 90 are shorter than the sides of the reflection member 86. In the present embodiment, eight reflecting members 90 are provided. Each of the reflecting members 90 1 to 90 8 is fixed at a predetermined second installation position on the substrate 84.
  • the second installation position of the reflecting member 90 1 is located along the horizontal direction is on a boundary extending between the corresponding region ⁇ c6 the corresponding region Shitashi7, the position along the vertical direction, at below the lower limit axis RL dw is there.
  • the second installation position of the reflecting member 90 2 is a position along the horizontal direction on the horizontal axis of the substrate 84 (that is, the central axis of the corresponding region ⁇ c 4 , hereinafter referred to as the horizontal central axis) RCv. , the position along the vertical direction, is lower than the first setting position of the reflecting member 90 1.
  • the position along the horizontal direction is on the boundary extension between the corresponding region ⁇ c 5 and the corresponding region ⁇ c 6, and the position along the vertical direction is the vertical direction of the substrate 84. It is on the central axis (hereinafter referred to as the vertical central axis) RCh.
  • the position along the horizontal direction is on the boundary extension between the corresponding region ⁇ c 6 and the corresponding region ⁇ c 7, and the position along the vertical direction is more than the upper limit axis RL up.
  • the position along the horizontal direction is on the boundary extension between the corresponding region ⁇ c 6 and the corresponding region ⁇ c 7, and the position along the vertical direction is more than the upper limit axis RL up.
  • the second installation positions of the reflecting members 90 5 to 90 8 are positions that are point-symmetric with respect to the reflecting members 90 1 to 90 4 and the center of the substrate 84, respectively.
  • the laser radar device 10 when the laser beam is emitted from the light emitting portion 20 of the laser radar device 10 is a proper arrangement includes a reflecting member 86, a reflecting member 90 3 and the reflecting member 90 7 reflects the laser beam.
  • the laser radar device 10 when the laser beam is irradiated and the reflection member 90 other than the reflection members 90 3 and 90 7 reflects the laser beam, the laser radar device 10 is likely to be misaligned.
  • the “exemplary intensity data” in the present embodiment refers to the relationship between the angular intensity when the laser beam is irradiated from the laser radar device 10 to the target plate 80, and the angle of the arrangement reference axis RA with respect to the installation reference axis AA (hereinafter referred to as the axis angle). It is expressed for each.
  • the “axis angle” referred to here includes an axis angle in a proper arrangement state and an axis angle in a case where it is not in an appropriate arrangement state.
  • the maximum intensity range ⁇ max where the received light intensity is the strongest at each axis angle and the adjacent angle range ⁇ ng1 that is the received light angle range ⁇ adjacent to the maximum intensity range ⁇ max are specified.
  • the intensity relationship between the received light intensity of the reflected light in the maximum intensity range ⁇ max and the received light intensity of the reflected light in the adjacent angle range ⁇ ng1 is defined for each corresponding shaft angle.
  • the intensity relationship referred to here represents a mathematical relationship between two values of the received light intensity, such as a magnitude relationship, a difference, a ratio, or the like between the received light intensity.
  • the next-point intensity range ⁇ nex with the second highest received-light intensity and the adjacent angle that is the reception angle range ⁇ adjacent to the next-point intensity range ⁇ nex A range ⁇ ng2 is defined.
  • the intensity relationship between the received light intensity of the reflected light in the next point intensity range ⁇ nex and the received light intensity of the reflected light in the adjacent angle range ⁇ ng2 is defined for each corresponding shaft angle. .
  • the angular intensity correspondence relationship in the model intensity data indicates that the maximum intensity range ⁇ as shown in FIG. 6 if the axis angle along the horizontal direction is 0 degrees (ie, if there is no axis misalignment).
  • max is the light reception angle range ⁇ 3 (3 directions)
  • the next point intensity range ⁇ nex is the light reception angle range ⁇ 5 (5 directions).
  • exemplary intensity correspondence the angular intensity correspondence in the exemplary intensity data when the axis angle is 0 degree.
  • the received light intensity in the maximum intensity range ⁇ max and the received light intensity in the next intensity range ⁇ nex are each equal to or higher than the specified intensity.
  • the adjacent angle range ⁇ ng1 is the light reception angle range ⁇ 2 (2 directions)
  • the adjacent angle range ⁇ ng2 is the light reception angle range ⁇ 6 (6 directions).
  • the received light intensity in the adjacent angle range ⁇ ng1 and the received light intensity in the adjacent angle range ⁇ ng2 are each equal to or higher than the specified intensity
  • the difference from the received light intensity in nex is within the range of a prescribed value that can be regarded as uniform.
  • FIGS. 7A, 7B, 7C, 8A, and 8B exemplary strength correspondences in the case of having an axial angle along the horizontal direction are shown in FIGS. 7A, 7B, 7C, 8A, and 8B.
  • the model intensity correspondence relationship when the shaft angle is 0 degree is the light receiving angle range specified as the maximum intensity range ⁇ max , the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 ⁇ itself is different.
  • the received light intensity in each received light angle range ⁇ is different from the received light intensity in the model intensity correspondence relationship, and the difference in the received light intensity is also different.
  • FIG. 7A shows the angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data when the axial angle along the horizontal direction is the first specified angle (for example, 3 degrees), and FIG. The angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data when the axis angle along the horizontal direction is a second specified angle (for example, 2 degrees) smaller than the first specified angle is shown. Further, FIG. 7C shows the angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data when the axial angle along the horizontal direction is a third specified angle (for example, 1 degree) smaller than the second specified angle. Yes.
  • FIG. 8A shows an angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data when the axial angle along the horizontal direction is a fourth specified angle (for example, 0.5 degrees) smaller than the third specified angle.
  • FIG. 8B shows the angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data when the axial angle along the horizontal direction is a fifth specified angle (for example, 0.125 degrees) smaller than the fourth specified angle. Yes.
  • the angular intensity correspondence relationship in the model intensity data indicates that the maximum intensity range ⁇ is as shown in FIG. 9A if the axis angle along the vertical direction is 0 degree (that is, if the axis is not shifted).
  • max is the light reception angle range ⁇ 3 (3 directions)
  • the next point intensity range ⁇ nex is the light reception angle range ⁇ 5 (5 directions).
  • the received light intensity in the maximum intensity range ⁇ max and the received light intensity in the next point intensity range ⁇ nex are each greater than or equal to the specified intensity, and the difference in received light intensity is within a specified value range that can be considered uniform.
  • the angular intensity correspondence relationship in the exemplary intensity data in the case of having the axial angle along the vertical direction indicates the exemplary intensity when the axial angle is 0 degrees, as shown in FIGS.
  • the difference between the received light intensity in the maximum intensity range ⁇ max and the next-point intensity range ⁇ nex differs from the angular intensity correspondence relationship in the data.
  • the maximum intensity range ⁇ max the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 and the adjacent angle range ⁇ ng2 in the angular intensity correspondence relationship of the measurement data, and the light reception in each angle range ⁇ .
  • the axis angle having the highest degree of coincidence is specified.
  • the degree of coincidence is less than the specified value, it is detected that the axis is in an offset state.
  • a processing program for causing the control unit 42 to execute an axis deviation inspection process that realizes at least a part of the axis deviation inspection process is stored in the ROM 44.
  • This axis misalignment inspection process is started when a start command is input to the control unit 42 from the outside.
  • the control unit 42 outputs a light emission signal Es to the light emitting unit 20 (step S110).
  • the light emitting unit 20 outputs the laser beam that changes in a pulse shape toward the target plate 80 installed in the specified angle range AT.
  • control unit 42 acquires measurement data acquired by the detection circuit 40 based on the reflected light received by the light receiving unit 30 (step S120).
  • step S130 based on the result of collating the measurement data acquired in step S120 with the model intensity data, the control unit 42 executes a deviation angle derivation process for deriving an axis angle (step S130).
  • the processing of steps S110 to S130 corresponds to an example of an axis deviation detecting unit together with the processing of steps S210 to S260 described later.
  • step S140 the control unit 42 notifies the shaft angle derived in step S130 via the notification device 60 (step S140). Thereafter, the main axis deviation inspection process is terminated.
  • the process of step S140 corresponds to an example of an angle notification unit.
  • step S210 the control unit 42 has the maximum intensity range ⁇ in the measurement data acquired in the previous step S120.
  • the received light intensity of the reflected light in the maximum intensity range ⁇ max is specified (step S210).
  • the process of step S210 corresponds to an example of a first specifying unit in the axis deviation detecting unit.
  • control unit 42 specifies the adjacent angle range ⁇ ng1 in the measurement data acquired in the previous step S120 and specifies the received light intensity of the reflected light in the adjacent angle range ⁇ ng1 (step S220).
  • the process of step S220 corresponds to an example of a second specifying unit in the axis deviation detecting unit.
  • control unit 42 specifies the next point intensity range ⁇ nex in the measurement data acquired in the previous S120, and specifies the received light intensity of the reflected light in the next point intensity range ⁇ nex (step S230).
  • the processing in step S230 corresponds to an example of third specifying means in the axis deviation detecting means.
  • control unit 42 specifies the adjacent angle range ⁇ ng2 in the measurement data acquired in the previous step S120 and specifies the received light intensity of the reflected light in the adjacent angle range ⁇ ng2 (step S240).
  • the processing in step S230 corresponds to an example of fourth identification means in the axis deviation detection means.
  • the control unit 42 collates the received light angle range ⁇ specified in steps S210 to S240 and the received light intensity of the reflected light in the received light angle range ⁇ with the model angle data (step S250). That is, in step S250, the control unit 42 includes the maximum intensity range ⁇ max , the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 in the angular intensity correspondence relationship of the measurement data, and the respective angle ranges. By comparing the received light intensity at ⁇ with the model intensity data, the axis angle having the highest degree of coincidence is specified.
  • the control unit 42 determines whether or not the shaft angle specified based on the collation result in Step S250 is equal to or smaller than a minute angle defined in advance as a minute angle (Step S260).
  • the processing in steps S250 and S260 corresponds to an example of the first detection unit and the second detection unit in the axis deviation detection unit.
  • the control angle is the shaft angle itself that is equal to or smaller than the minute angle (hereinafter referred to as the minute displacement angle). Is derived (step S270).
  • the fourth specified angle is a minute angle.
  • the derivation of the minute misalignment angle is specifically derived according to the following equations (1) and (2).
  • Expression (1) is an expression for deriving a minute deviation angle ⁇ X along the horizontal direction
  • expression (2) is an expression for deriving a minute deviation angle ⁇ Y along the vertical direction.
  • P 3 is the received light intensity in the maximum intensity range ⁇ max
  • P 5 is the received light intensity in the next point intensity range ⁇ nex
  • P 2 is the received light intensity in the adjacent angle range ⁇ ng1
  • P 6 is the received light intensity in the adjacent angle range ⁇ ng2 .
  • ⁇ 1 in the formula (1) is a fixed value (constant) defined in advance. This fixed value ⁇ 1 is obtained in advance by experiments or the like, and the received light intensity at the first specific position when the arrangement state of the laser radar apparatus 10 is an appropriate arrangement state is received in the maximum intensity range ⁇ max .
  • the intensity ratio divided by the intensity is a boundary between the maximum intensity range ⁇ max and the adjacent angle range ⁇ ng1 .
  • ⁇ 1 in the equation (1) is a fixed value (constant) defined in advance by an experiment or the like.
  • This fixed value ⁇ 1 is the rate of change of the fixed value ⁇ 1 at each angle when the arrangement state of the laser radar device 10 is changed from the proper arrangement state along the horizontal direction, that is, the received light intensity at the first specific position. Is the slope of
  • ⁇ 2 in the equation (1) is a fixed value (constant) defined in advance by an experiment or the like. This fixed value ⁇ 2 is obtained in advance by experiments or the like, and the received light intensity at the second specific position when the arrangement state of the laser radar device 10 is an appropriate arrangement state is calculated in the next point intensity range ⁇ nex .
  • the second specific position in the present embodiment is a boundary between the next point intensity range ⁇ nex and the adjacent angle range ⁇ ng2 .
  • ⁇ 2 in the equation (1) is a fixed value (constant) defined in advance by an experiment or the like.
  • This fixed value ⁇ 2 is the rate of change of the fixed value ⁇ 2 at each angle when the arrangement state of the laser radar device 10 is changed from the proper arrangement state along the horizontal direction, that is, the received light intensity at the second specific position. Is the slope of
  • ⁇ 3 in the equation (2) is a fixed value (constant) defined in advance by an experiment or the like. This fixed value ⁇ 3 is obtained in advance by experiments or the like, and the received light intensity at the third specific position when the arrangement state of the laser radar device 10 is an appropriate arrangement state is the light reception in the maximum intensity range ⁇ max .
  • the intensity ratio divided by the intensity is the third specific position in the present embodiment.
  • ⁇ 3 in the equation (1) is a fixed value (constant) defined in advance by an experiment or the like.
  • This fixed value ⁇ 3 is the rate of change of the fixed value ⁇ 3 at each angle when the arrangement state of the laser radar device 10 is changed from the proper arrangement state along the vertical direction, that is, the received light intensity at the third specific position. Is the slope of
  • the coefficient based on the ratio of the received light intensity obtained in advance for each axial deviation angle through experiments or the like is used as the received light intensity in the maximum intensity range ⁇ max and the next-point intensity range ⁇ nex.
  • step S280 if the result of determination in step S260 is that the shaft angle is greater than or equal to a minute angle (step S260: NO), the process proceeds to step S280 without executing step S270.
  • step S280 the control unit 42 determines the shaft angle. That is, when the process proceeds to step S280 without executing step S270, the control unit 42 determines the angle itself recognized in step S270 as the axis angle. On the other hand, when the process proceeds to step S280 after executing step S270, the control unit 42 determines the horizontal slight deviation angle X and the vertical minute deviation angle Y as axial angles.
  • the processing in steps S250 to S280 corresponds to an example of a deviation angle deriving unit.
  • step S140 the control unit 42 notifies the derived shaft angle via the notification device 60.
  • the control unit 42 notifies the shaft angle that the shaft angle is not within an angle range where the shaft angle can be regarded as 0 degrees, and notifies the shaft angle that the shaft angle can be regarded as 0 degrees. If it is within the range, the shaft angle is informed that the shaft is not shifted.
  • step S140 of the shaft misalignment inspection process normally makes the shaft angle zero, that is, the placement reference axis RA is the installation reference axis.
  • the mounting position of the laser radar device 10 is corrected so as to coincide with AA.
  • the received light intensity in each light receiving angle range ⁇ is in accordance with the intensity of the reflected light received by the light receiving unit 30.
  • the intensity of the reflected light in the axial misalignment inspection varies depending on the area of the reflecting member 86 existing in each light receiving angle range ⁇ when the target plate 80 is irradiated with laser light.
  • the maximum intensity range ⁇ max , the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 the highest intensity range theta max at reasonable arrangement, the runner-up intensity range theta nex, different from the adjacent angle ranges theta ng1, and adjacent angular range theta ng2.
  • the maximum intensity range ⁇ max , the next-point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 in the correspondence relationship of the angular intensity of the measurement data is also the maximum intensity range ⁇ max in the proper arrangement state.
  • the received light intensity of the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 is different.
  • the maximum intensity range ⁇ max , the next point intensity range ⁇ nex , the adjacent angle range ⁇ ng1 , and the adjacent angle range ⁇ ng2 in the angular intensity correspondence relationship of the measurement data are represented by the respective angle ranges ⁇ . It is possible to inspect whether or not it is in an axial misalignment state by collating the received light intensity with the model intensity data.
  • each of the light reception intensity and the light reception angle range ⁇ constituting the measurement data is multivalued, whether there is a difference in the result of collating the measurement data with the model intensity data even if the azimuth resolution is rough Can be detected.
  • the laser radar device 10 in the laser radar device, it is possible to improve the inspection accuracy whether or not the placement reference axis RA matches the installation reference axis AA regardless of the azimuth resolution.
  • the axis angle having the highest degree of coincidence is specified. Since the specified axis angle is notified by the inspection system 65, the inspection person inspecting whether the laser radar apparatus 10 and the arrangement reference axis RA coincide with the installation reference axis AA is Can be recognized. Therefore, the person in charge of inspection can correct the mounting position of the laser radar device 10 so that the arrangement reference axis RA coincides with the installation reference axis AA.
  • the structure of the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30 in the laser radar device 10 is not limited to the configuration described in the above embodiment.
  • the light emitting unit 20 is supplied via a laser diode (LD) 21, an LD driving circuit 22, an optical element 23 including at least a light emitting lens, and the optical element 23.
  • the rotary polygon mirror 24 having different tilt angles of the respective surfaces that reflect the laser light is provided, the rotary polygon mirror 24 is rotatably supported, and the depression angle ⁇ z of the laser light can be changed along the vehicle height direction.
  • An SC drive circuit 26 that realizes scanning of laser light within a specified angle range by driving the scanner mechanism unit 25 in accordance with the SC drive signal from the scanner mechanism unit 25 and the control unit 42 configured as possible. May be provided.
  • the light receiving unit 30 includes a light receiving lens 31, one light receiving element (PD) 32, as shown in FIG.
  • One amplifier 33 that amplifies the light reception signal from one light receiving element 32 may be provided. That is, in the laser radar device 10 including the light emitting unit 20 shown in FIG. 12A and the light receiving units 30 and 40 shown in FIG. 12B, over a specified angle range AT by two-dimensional beam scanning, It is possible to irradiate a laser beam, and to detect an object existing within the specified angular range AT.
  • the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30 are configured to irradiate laser light to the specified angle range AT and receive reflected light of the irradiated laser light.
  • any configuration may be used.
  • the horizontal axis angle and the vertical axis angle are recognized simultaneously.
  • the horizontal axis angle and the vertical axis angle are recognized. May be detected separately.
  • the target plate 80 described in the above embodiment may be used as the target plate, or a dedicated target plate may be provided to detect the horizontal axis angle and the vertical axis angle, respectively. .
  • the dedicated target plate for detecting the horizontal axis angle is, for example, as shown in FIG. 13, with the vertical central axis as the symmetry axis on the horizontal central axis of the substrate 84. It may be provided with reflecting members 86 1 and 86 2 arranged so as to be line symmetric.
  • the dedicated target plate for detecting the axial angle in the vertical direction is point-symmetric about the center of the substrate 84, and one of the target plates is on the upper limit axis RL up .
  • the other may include a reflecting member 86 1 , 86 2 disposed on the lower limit axis RL dw .

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Abstract

 レーザレーダ装置において、発光部は、規定角度範囲にレーザ光を発光する。受光部は、規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した受光角度範囲のそれぞれからの反射光を受光する。軸ズレ検出部は、受光部での受光結果に基づいて、レーザ光を発光するごとの受光角度範囲と反射光の受光強度との角度強度対応関係を導出し、その導出した角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合し、その照合結果である一致度が規定値未満であれば、車両の設置基準軸に対してレーザレーダ装置の配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する。模範強度対応関係は、車両の設置基準軸にレーザレーダ装置の配置基準軸が一致した適正配置状態にてレーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの受光角度範囲に渡って規定強度以上の受光強度となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板に向けて適正配置状態でレーザ光を照射したときの強度対応関係である。

Description

レーザレーダ装置、検査システム、及びターゲット板
 本発明は、レーザ光を出力してその反射光を受光した結果に基づいて、物標との相対的な位置関係を導出するレーザレーダ装置、そのレーザレーダ装置の設置状態を検査する検査システム、及びレーザレーダ装置の設置状態の検査に用いるターゲット板に関する。
 従来、自動車に搭載して用いられ、自車両と物体との相対的な位置関係(以下、相対位置と称す)を導出するレーザレーダ装置が知られている。この種のレーザレーダ装置は、探査波としてのレーザ光を規定角度範囲に出射する発光部と、発光部にて出射されたレーザ光の反射光を受光する受光部と、発光部及び受光部にてレーザ光を発受光した結果に基づいて、レーザ光を反射した物体上のポイント(以下、物標と称す)までの距離、及び物標が存在する方位を相対位置として導出する信号処理部とを備えている。
 このようなレーザレーダ装置にて相対位置を精度良く導出するためには、自動車に規定された設置基準軸にレーザレーダ装置に設定された配置基準軸を一致させるように、レーザレーダ装置を自動車に設置する必要がある。
 レーザレーダ装置の設置状態が、車両の設置基準軸にレーザレーダ装置の配置基準軸が一致しているか否かを検査する方法(以下、軸ズレ検査方法と称す)として、水平方向に沿った長さが規定角度範囲における水平方向の長さよりも短く、かつ、レーザ光を反射する一枚のターゲット板を用いる方法が提案されている(特許文献1参照)。
 このターゲット板を用いる軸ズレ検査方法では、規定角度範囲内に配置されたターゲット板に対して、レーザレーダ装置の発光部からレーザ光を照射する。そして、レーザレーダ装置にて認識したターゲット板の左右それぞれの端と、レーザ光を照射する規定角度範囲の中心軸とのなす角度の平均に基づいて、車両の設置基準軸にレーザレーダ装置の配置基準軸が一致しているか否か、即ち、軸ズレの有無を検査する。
 すなわち、特許文献1に記載された軸ズレ検査方法においては、レーザ光を照射する規定角度範囲の中心軸が、ターゲット板の中心軸に一致している状態を軸ズレしていない状態とし、前記角度の平均が0度とみなせる角度範囲を超えた場合に、車両の設置基準軸に対してレーザレーダ装置の配置基準軸がズレているものと判定している。
 特許文献1に記載された軸ズレ検査方法にて軸ズレの有無を検査可能なレーザレーダ装置は、方位分解能が細かいレーザレーダ装置である。方位分解能が細かいレーザレーダ装置とは、例えば、規定角度範囲を細分化した走査範囲のそれぞれに、2次元的なビームスキャンにより順次レーザ光を照射し、その各走査範囲に存在する物標を検知するレーザレーダ装置である。
 しかしながら、レーザレーダ装置の中には、方位分解能が粗いレーザレーダ装置も存在する。この方位分解能が粗いレーザレーダ装置における発光部は、例えば、一つのレーザダイオード(LD)と、LDを駆動するLD駆動回路と、LDにて発生したレーザ光のビーム幅を規定角度範囲に一致させる一つの発光レンズを少なくとも含む光学素子とを備える。そして、受光部は、反射光を集光する受光レンズと、受光レンズを介して反射光を受光し、その強度に応じた信号レベルの受光信号を発生する複数の受光素子(PD)とを備えている。ただし、受光素子は、直線上に隣接して配置されており、受光レンズは、反射光の入射角度に応じて、1つの受光素子へと反射光を導くように構成されている。
 つまり、このようなレーザレーダ装置では、発光部から規定角度範囲へとレーザ光を照射し、規定角度範囲を複数の角度範囲に分割した受光角度範囲の一つからのレーザ光の反射光を、受光レンズを介して一つの受光素子にて受光する。そして、その受光した受光素子を特定することで、物標が存在する方位を検出している。
特開平11-337634号公報
 しかしながら、このような方位分解能が粗いレーザレーダ装置では、ターゲット板の左右それぞれの端が存在する方位を精度良く検出できない。
 なお、方位分解能が細かいレーザレーダ装置(ポリゴンミラー型レーザレーダ)の方位分解能は、例えば、0.1度である。これに対して、方位分解能が粗いとは、例えば、レーザレーダ装置が有する方位分解能が、方位分解能が細かいレーザレーダ装置の方位分解能に対して、予め規定された規定倍率(例えば、20倍)以上となることである。
 よって、特許文献1に記載された軸ズレ検査方法にて、方位分解能が粗いレーザレーダ装置の軸ズレの有無を検査する場合、前記角度の平均が、実際には、0度とみなせる角度の範囲外であるにも拘わらず、0度とみなせる角度範囲を超えずに、車両の設置基準軸に対してレーザレーダ装置の配置基準軸がズレているものと判定できない可能性があった。
 つまり、方位分解能が粗いレーザレーダ装置の設置状態を検査する場合、特許文献1に記載されたターゲット板を用いる軸ズレ検査方法では、軸ズレの検査精度が良くないという問題が生じる。
 そこで、本発明は、レーザレーダ装置において、方位分解能に関わらず、車両の設置基準軸にレーザレーダ装置の配置基準軸が一致しているか否かの検査精度を向上させることを目的とする。
 上記目的を達成するためになされた本発明は、探査波を送受信した結果に基づいて、探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置に関する。
 本発明のレーザレーダ装置では、発光手段が、規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力し、受光手段が、発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する。ただし、本発明における「受光角度範囲」とは、規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれである。
 さらに、本発明においては、受光角度範囲と当該受光角度範囲での反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とすると共に、車両に設けられた軸である設置基準軸に、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とする。これと共に、本発明においては、適正配置状態にてレーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの受光角度範囲に渡って規定強度以上の受光強度となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板に向けて、適正配置状態でレーザ光を照射した結果としての強度対応関係を模範強度対応関係とする。
 そして、本発明のレーザレーダ装置では、軸ズレ検出手段が、発光手段にてレーザ光を発光して、受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、レーザ光を発光するごとの強度対応関係である角度強度対応関係を導出すると共に、その導出した角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、車両の設置基準軸に対してレーザレーダ装置の配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する。
 本発明において、角度強度対応関係における各受光角度範囲での受光強度は、受光手段で受光した反射光の強さに応じたものである。この反射光の強さは、各受光角度範囲内に存在する反射板の面積、即ち、レーザレーダ装置の設置状態によって差異が生じる。
 つまり、レーザレーダ装置の設置状態が適正配置状態でない場合には、反射板とレーザレーダ装置の配置基準軸との位置関係が規定された位置関係ではないため、当該反射板にて反射され、2つの受光角度範囲のそれぞれにおける反射光の受光強度は、模範強度対応関係として予め想定された受光強度とは異なるものとなる。
 一方、レーザレーダ装置の設置状態が適正配置状態であれば、反射板にて反射され、2つの受光角度範囲のそれぞれにおける反射光の受光強度は、模範強度対応関係として予め想定された受光強度に一致する。
 したがって、本発明のレーザレーダ装置においては、模範強度対応関係に角度強度対応関係を照合することで、軸ズレ状態であるか否かを検査することができる。
 さらに、本発明のレーザレーダ装置では、強度対応関係を構成する指標である受光強度及び受光角度範囲のそれぞれを多値としているため、方位分解能が粗くても、角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合した結果における差異の有無を検出できる。
 換言すれば、本発明によれば、レーザレーダ装置において、方位分解能に関わらず、車両の設置基準軸にレーザレーダ装置の配置基準軸が一致しているか否かの検査精度を向上させることができる。
 また、本発明における軸ズレ検出手段では、第一特定手段が、受光強度が最も強い受光角度範囲である最高強度範囲、及び最高強度範囲での受光強度の値を特定し、第二特定手段が、第一特定手段にて特定した最高強度範囲に隣接する受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定しても良い。この場合、第一検出手段が、最高強度範囲での受光強度の値と、隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、模範強度対応関係における強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、軸ズレ状態であるものと検出しても良い。
 このようなレーザレーダ装置によれば、角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合した結果における差異をより確実に検出できる。
 ここで言う「強度関係」とは、2つの受光強度の値における数学的な関係を表すものであり、数学的な関係には、両者の比率や、差分などを含む。
 そして、本発明における軸ズレ検出手段では、第三特定手段が、受光強度が二番目に強い受光角度範囲である次点強度範囲、及び次点強度範囲での受光強度の値を特定し、第四特定手段が、第三特定手段にて特定した次点強度範囲に隣接する受光角度範囲である第二隣接角度範囲での受光強度の値を特定しても良い。この場合、第二検出手段が、次点強度範囲での受光強度の値と、第二隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、模範強度対応関係における強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、軸ズレ状態であるものと検出しても良い。
 このようなレーザレーダ装置によれば、角度強度対応関係を模範強度対応関係に照合した結果における差異をより確実に検出できる。
 さらには、本発明のレーザレーダ装置では、ズレ角度導出手段が、軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出した場合、設置基準軸に対する配置基準軸のズレ角度を導出し、角度報知手段が、ズレ角度導出手段で導出されたズレ角度を報知しても良い。
 本発明のレーザレーダ装置によれば、車両の設置基準軸に対してレーザレーダ装置の配置基準軸が一致しているか否かを検査する検査担当者は、ズレ角度を認識できる。
 ところで、本発明は、レーザレーダ装置が、レーザレーダ装置の配置基準軸が車両の設置基準軸に対して不一致である軸ズレ状態であるか否かを検査する検査システムとしてなされていても良い。本発明における検査システムは、上述したレーザレーダ装置に加えて、軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出すると、軸ズレ状態である旨を報知する報知手段を備えても良い。
 このような検査システムによれば、軸ズレ状態であるか否かを、検査担当者に認識させることができる。
 さらに、本発明は、レーザレーダ装置が、レーザレーダ装置の配置基準軸が車両の設置基準軸に一致して設置されているか否かの検査に用いるターゲット板としてなされていても良い。
本発明の実施形態に係るレーザレーダ装置の設置場所を示す説明図である。 図1に示すレーザレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。 (A)は、図2に示す発光部の概略構成を示すブロック図であり、(B)は、図2に示す受光部の概略構成を示すブロック図である。 図1に示すレーザレーダ装置の受光角度範囲を説明する説明図である。 図2に示すターゲット板の概略構成を示す説明図である。 模範強度データにおける模範強度対応関係を説明する説明図である。 模範強度データを説明する説明図である。 模範強度データを説明する説明図である。 模範強度データを説明する説明図である。 軸ズレ検査処理の処理手順を示すフローチャートである。 図10に示すズレ角度導出処理の処理手順を示すフローチャートである。 (A)は、変形例における発光部の概略構成を示すブロック図であり、(B)は、変形例における受光部の概略構成を示すブロック図である。 ターゲット板の変形例を示す図である。 ターゲット板の変形例を示す図である。
 以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
 〈検査システム〉
 図1に示すレーザレーダ装置10は、探査波としてのレーザ光を、規定された角度範囲(以下、規定角度範囲とも称す)ATに出力(照射)し、そのレーザ光の反射光を受光することにより、レーザ光を反射した物体上のポイント(以下、物標と称す)までの距離及び物標が存在する方位(即ち、相対位置)を導出する装置である。
 このレーザレーダ装置10は、自動車AMの進行方向上に規定角度範囲ATが位置するように、自動車AMに規定された設置基準軸AAに、レーザレーダ装置10に設定された配置基準軸RAが一致した適正配置状態にて自動車AMに取り付けられる。レーザレーダ装置10の自動車AMへの取付場所は、図1に示すように、自動車AMの前部、例えば、バンパーやボンネットなどでも良いし、自動車AMの車室内であっても良い。以下では、レーザレーダ装置10が搭載された自動車を自車両AMとも称す。
 このようなレーザレーダ装置10の自動車AMへの取付作業は、自動車AMの製造ラインにおける艤装工程や、自動車ディーラーにて別途実施される。そして、取付作業が完了すると、配置基準軸RAが設置基準軸AAに一致しているか否か、即ち、適正配置状態であるか否かを検査して調整する軸調整工程が実施される。本実施形態における軸調整工程は、自動車AMに取り付けられたレーザレーダ装置10において、配置基準軸RAが設置基準軸AAに一致しているか否かを検査する軸ズレ検査工程と、軸ズレ検査工程での検査の結果、配置基準軸RAが設置基準軸AAに不一致であれば、一致するように修正する軸修正工程とを含む。
 このような軸調整工程を実施するためのシステムである検査システム65は、図2に示すように、検査対象であるレーザレーダ装置10に、軸調整工程における検査結果を報知する報知手段としての報知装置60が接続されている。また、上記の軸調整工程において、レーザレーダ装置10の配置基準軸RAが自動車AMの設置基準軸AAに一致してレーザレーダ装置10が自動車AMに設置されているか否かを検査するため、検査システム65には、ターゲット板80が用いられる。
 報知装置60は、周知の表示装置であっても良いし、周知の音出力装置であっても良いし、これら表示装置と音出力装置との組み合わせであっても良い。なお、ここで言う表示装置とは、例えば、液晶ディスプレイやCRTなどである。また、ここで言う音出力装置とは、例えば、スピーカである。
 〈レーザレーダ装置〉
 レーザレーダ装置10は、図2に示すように、発光部20と、受光部30と、検知回路40と、制御部42とを備えている。発光部20及び受光部30は、それぞれ発光手段及び受光手段の一例として機能する。制御部42は、軸ズレ検出手段、ズレ角度導出手段、及び角度報知手段の一例として機能する。
 発光部20は、パルス状に変化するレーザ光を発光して、規定角度範囲ATにレーザ光を照射する。本実施形態における発光部20は、図3(A)に示すように、レーザ光を発生させるレーザダイオード(LD)21と、制御部42からの発光信号Esに従って、時間軸に沿った出力レベルがパルス状のレーザ光をLD21に発生させるLD駆動回路22と、LD21が発生したレーザ光のビーム幅を決定する発光レンズを含む光学素子23とを備えている。ただし、光学素子23に含まれる発光レンズは、LD21にて発光したレーザ光のビーム幅を規定角度範囲ATとするように構成されている。
 なお、本実施形態にて規定角度範囲ATとして規定される角度範囲は、自車両AMの車幅方向(水平方向)及び車高方向(垂直方向)の両方に沿ったものである。
 受光部30は、レーザ光が反射することで生成された反射光を受光して、受光信号Rsを出力する。本実施形態における受光部30は、図3(B)に示すように、反射光を集光する受光レンズ31と、受光レンズ31を介して反射光を受光し、その受光強度に応じた信号強度を有する受光信号Rsを発生させる複数の受光素子(PD)321~32nと、受光素子321~32nからの受光信号Rs1~Rsnそれぞれを増幅する増幅器331~33nとを備えている。ただし、受光素子321~32nは、直線上に隣接して配置されており、受光レンズ31は、特定の受光角度範囲θからの反射光を、その受光角度範囲θに対応する受光素子32へと導くように構成されている。
 したがって、受光素子32のそれぞれが、反射光を受光したことを表す規定閾値以上の信号レベルの受光信号Rsを出力する条件は、当該受光素子32に対応する受光角度範囲θから反射光が入射された場合である。
 本実施形態における受光角度範囲θとは、図4に示すように、規定角度範囲ATよりも小さな角度範囲が互いに隣接するように、規定角度範囲ATを水平方向に複数の角度範囲に分割したものであり、水平方向の角度分解能に相当する。
 本実施形態では、7つの受光角度範囲(図4中:第一方位から第七方位)θ1~θmに分割され(m=7)、各受光角度範囲θ1~θmにおける角度範囲は、互いに均等な大きさである。なお、本実施形態では、規定角度範囲ATの中心軸が第四方位の中心軸となるように、規定角度範囲ATが分割されている。
 ここで図2へと戻り、検知回路40は、発光部20にてレーザ光を発光してから受光部30にて反射光を受光するまでの時間、及び受光部30での反射光の受光強度を計測して計測データを生成する。
 検知回路40は、制御部42からの発光信号Esが入力されるごとに計測データを生成して蓄積すると共に、制御部42からの要求に基づいて制御部42に出力する。この検知回路40は、制御部42からの発光信号Esと、信号レベルが規定閾値以上となる受光部30からの受光信号Rsとの位相差(即ち、反射物までの往復時間)を計測し、レーザ光を反射した物体までの距離(以下、検知距離)Rを導出する。これと共に、検知回路40は、信号レベルが規定閾値以上である受光信号Rsを出力した増幅器33(ひいては受光素子32)を特定することで、レーザ光を反射した物体の方位(即ち、受光角度範囲θ)を特定する。
 なお、検知回路40が生成する計測データは、検知距離Rを、受光角度範囲θ及び受光信号Rsの信号レベルと対応付けたものである。以下では、本実施形態における計測データのうち、受光角度範囲θ1~θmと、各受光角度範囲θでの反射光の受光強度(信号レベル)との対応関係を、「角度強度対応関係」と称す。
 制御部42は、発光部20からレーザ光を照射するための発光信号Esを出力すると共に、検知回路40にて生成した計測データに基づいて検知データを生成する。制御部42にて生成する検知データとは、例えば、クラスタリング処理によって、同一物体と推定される物標を前方物体として認識した結果や、前方物体(クラスタ)の形状や前方物体までの距離及び方位(即ち、相対位置)を含む。
 具体的には、制御部42は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要がある処理プログラムやデータを格納するROM44と、処理プログラムやデータを一時的に格納するRAM46と、ROM44やRAM46に記憶された処理プログラムに従って各種処理を実行するCPU48とを少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成されている。
 〈軸ズレ検査工程〉
 本実施形態の軸ズレ検査工程は、ターゲット板80(図5参照)に向けて、レーザレーダ装置10からレーザ光を照射して反射光の強度を認識した結果を、実験などの結果から予め用意した模範強度データに照合した結果に基づいて実行する。この軸ズレ検査工程は、自動車AMに取り付けられたレーザレーダ装置10に対して予め定められた距離及び高さなどの位置関係(以下、適正位置と称す)となるように、ターゲット板80を配置した状態で実施される。
 ターゲット板80は、軸ズレ検査工程にて、レーザレーダ装置10からのレーザ光が照射される部材であり、図5に示すように、一つの基板84と、2個の反射部材86と、複数の反射部材90とを備えている。
 基板84は、矩形に形成された板状の部材である。この基板84は、適正配置状態であるレーザレーダ装置10の発光部20からレーザ光が照射された場合、レーザ光が照射される範囲(以下、正常照射範囲と称す)の中心が基板84自身の重心に一致し、かつ、正常照射範囲を包含する大きさに形成されている。
 以下、基板84において、適正配置状態であるレーザレーダ装置10の受光角度範囲θ1~θmに対応する基板84上の領域の各々を対応領域θc1~θcmと称す。
 反射部材86は、レーザ光を含む光を反射する周知の部材であり、矩形状に形成されている。反射部材861、862は、それぞれ、基板84上の予め規定された第一設置位置に固定される。
 第一設置位置のうち水平方向に沿った位置は、互いに隣接する2つの対応領域θcの境界である。互いに隣接する2つの対応領域θcの一つは、受光角度範囲θ2(第二方位)に対応する対応領域θc2及び受光角度範囲θ3(第三方位)に対応する対応領域θc3である。また、互いに隣接する2つの対応領域θcの別の一つは、受光角度範囲θ5(第五方位)に対応する対応領域θc5及び受光角度範囲θ6(第六方位)に対応する対応領域θc6である。
 そして、反射部材861、862は、それぞれ、互いに隣接する2つの対応領域θcの境界を跨ぎ、かつ、それぞれの対応領域θcに渡って、反射部材86自身が均等な面積となるように設置される。
 第一設置位置のうち垂直方向に沿った位置は、適正配置状態であるレーザレーダ装置10の発光部20からレーザ光が照射された場合に、レーザ光が照射される上限の軸(以下、上限軸と称す)RLup上、及び下限の軸(以下、下限軸と称す)RLdw上である。すなわち、反射部材861は、上限軸RLupを跨ぐように設置され、反射部材862は、下限軸RLdwを跨ぐように設置される。
 以上説明した2つの反射部材861、862は、基板84の中心を対称点とした点対称となる位置に配置されている。
 反射部材90は、レーザ光を含む光を反射する周知の部材であり、構成する辺が反射部材86の辺よりも短い矩形状に形成されている。本実施形態においては、8個の反射部材90を備えている。反射部材901~908は、それぞれ、基板84上の予め規定された第二設置位置に固定される。
 反射部材901の第二設置位置は、水平方向に沿った位置が、対応領域θc6と対応領域θc7との境界延長上であり、垂直方向に沿った位置が、下限軸RLdwよりも下方である。
 反射部材902の第二設置位置は、水平方向に沿った位置が、基板84の水平方向の中心軸(即ち、対応領域θc4の中心軸、以下、水平中心軸と称す)RCv上であり、垂直方向に沿った位置が、反射部材901の第一設置位置よりも下方である。
 反射部材903の第二設置位置は、水平方向に沿った位置が、対応領域θc5と対応領域θc6との境界延長上であり、垂直方向に沿った位置が、基板84の垂直方向の中心軸(以下、垂直中心軸と称す)RCh上である。
 反射部材904の第二設置位置は、水平方向に沿った位置が、対応領域θc6と対応領域θc7との境界延長上であり、垂直方向に沿った位置は、上限軸RLupよりも上方である。
 なお、反射部材905~反射部材908の第二設置位置は、それぞれ、反射部材901~反射部材904と、基板84の中心を対称点とした点対称となる位置である。
 すなわち、適正配置状態であるレーザレーダ装置10の発光部20からレーザ光が照射された場合には、反射部材86と、反射部材903と反射部材907とがレーザ光を反射する。一方、レーザ光を照射され、反射部材903、907以外の反射部材90がレーザ光を反射している場合には、レーザレーダ装置10は軸ズレしている可能性が高いと考えられる。
 本実施形態における「模範強度データ」は、レーザレーダ装置10からターゲット板80にレーザ光を照射した場合の角度強度対応関係を、設置基準軸AAに対する配置基準軸RAの角度(以下、軸角度と称す)ごとに表したものである。ここで言う「軸角度」には、適正配置状態である場合の軸角度や、適正配置状態ではない場合の軸角度を含む。
 模範強度データには、具体的には、各軸角度にて、受光強度が最も強い最高強度範囲θmax、及び最高強度範囲θmaxに隣接する受光角度範囲θである隣接角度範囲θng1が規定されている。さらに、模範強度データには、最高強度範囲θmaxでの反射光の受光強度と隣接角度範囲θng1での反射光の受光強度との強度関係が、対応する軸角度ごとに規定されている。ここで言う強度関係とは、2つの受光強度の値における数学的な関係を表すものであり、例えば、受光強度同士の大小関係や、差、比率などである。
 また、模範強度データには、具体的には、各軸角度にて、受光強度が二番目に強い次点強度範囲θnex及び次点強度範囲θnexに隣接する受光角度範囲θである隣接角度範囲θng2が規定されている。さらに、模範強度データには、次点強度範囲θnexでの反射光の受光強度と隣接角度範囲θng2での反射光の受光強度との強度関係が、対応する軸角度ごとに規定されている。
 より詳細には、模範強度データにおける角度強度対応関係は、水平方向に沿った軸角度が0度であれば(即ち、軸ズレしていなければ)、図6に示すように、最高強度範囲θmaxは受光角度範囲θ3(3方位)であり、次点強度範囲θnexは受光角度範囲θ5(5方位)である。以下、軸角度が0度である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を、模範強度対応関係と称す。
 そして、模範強度対応関係において、最高強度範囲θmaxでの受光強度、及び次点強度範囲θnexでの受光強度は、それぞれ、規定強度以上である。さらに、模範強度対応関係において、隣接角度範囲θng1は受光角度範囲θ2(2方位)であり、隣接角度範囲θng2は受光角度範囲θ6(6方位)である。そして、隣接角度範囲θng1での受光強度、及び隣接角度範囲θng2での受光強度は、それぞれ、規定強度以上であり、かつ、最高強度範囲θmaxでの受光強度、及び次点強度範囲θnexでの受光強度との差は、均一とみなせる規定値の範囲内である。
 また、水平方向に沿った軸角度を有する場合の模範強度対応関係は、図7(A)、図7(B),図7(C)、図8(A)、図8(B)に示すように、軸角度が0度である場合の模範強度対応関係とは、最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、隣接角度範囲θng2として特定される受光角度範囲θ自体が異なる。さらに、各受光角度範囲θにおける受光強度が、模範強度対応関係における受光強度とも異なり、それらの受光強度同士における差も異なる。
 なお、図7(A)は、水平方向に沿った軸角度が、第一規定角度(例えば、3度)である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を示し、図7(B)は、水平方向に沿った軸角度が、第一規定角度よりも小さい第二規定角度(例えば、2度)である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を示している。さらに、図7(C)は、水平方向に沿った軸角度が、第二規定角度よりも小さい第三規定角度(例えば、1度)である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を示している。
 図8(A)は、水平方向に沿った軸角度が、第三規定角度よりも小さい第四規定角度(例えば、0.5度)である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を示し、図8(B)は、水平方向に沿った軸角度が、第四規定角度よりも小さい第五規定角度(例えば、0.125度)である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係を示している。
 また、模範強度データにおける角度強度対応関係は、垂直方向に沿った軸角度が0度であれば(即ち、軸ズレしていなければ)、図9(A)に示すように、最高強度範囲θmaxは受光角度範囲θ3(3方位)であり、次点強度範囲θnexは受光角度範囲θ5(5方位)である。そして、最高強度範囲θmaxでの受光強度、及び次点強度範囲θnexでの受光強度は、それぞれ、規定強度以上であり、受光強度の差は、均一とみなせる規定値の範囲内である。
 一方、垂直方向に沿った軸角度を有する場合の模範強度データにおける角度強度対応関係は、図9(B)、図9(C)に示すように、軸角度が0度である場合の模範強度データにおける角度強度対応関係とは、最高強度範囲θmaxにおける受光強度と次点強度範囲θnexとの差が異なる。
 つまり、本実施形態においては、計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1及び隣接角度範囲θng2と、それぞれの角度範囲θでの受光強度を、模範強度データに照合することで、最も一致度が高い軸角度を特定する。換言すれば、本実施形態においては、計測データにおける角度強度対応関係を模範強度関係に照合した結果、一致度が規定値未満であれば、軸ズレ状態であるものと検出する。
 なお、レーザレーダ装置10においては、軸ズレ検査工程の少なくとも一部を実現する軸ズレ検査処理を制御部42が実行するための処理プログラムがROM44に格納されている。
 〈軸ズレ検査処理〉
 次に、制御部42が実行する軸ズレ検査処理について説明する。
 この軸ズレ検査処理は、外部から制御部42に起動指令が入力されると起動される。
 そして、軸ズレ検査処理は、起動されると、図10に示すように、制御部42が、発光部20に対して発光信号Esを出力する(ステップS110)。これにより、発光部20は、パルス状に変化するレーザ光を規定角度範囲ATに設置されているターゲット板80に向けて出力する。
 続いて、制御部42は、受光部30にて受光した反射光に基づいて検知回路40にて取得した計測データを取得する(ステップS120)。
 さらに、ステップS120にて取得した計測データを模範強度データに照合した結果に基づいて、制御部42は、軸角度を導出するズレ角度導出処理を実行する(ステップS130)。ステップS110~S130の処理は、後述のステップS210~S260の処理と共に軸ズレ検出手段の一例に対応する。
 続いて、制御部42は、ステップS130にて導出された軸角度を、報知装置60を介して報知する(ステップS140)。その後、本軸ズレ検査処理を終了する。ステップS140の処理は、角度報知手段の一例に対応する。
 〈ズレ角度導出処理〉
 軸ズレ検査処理のステップS130にて起動されるズレ角度導出処理は、起動されると、図11に示すように、制御部42が、先のステップS120にて取得した計測データにおける最高強度範囲θmaxを特定すると共に、その最高強度範囲θmaxでの反射光の受光強度を特定する(ステップS210)。ステップS210の処理は、軸ズレ検出手段における第一特定手段の一例に対応する。
 続いて、制御部42は、先のステップS120にて取得した計測データにおける隣接角度範囲θng1を特定すると共に、その隣接角度範囲θng1での反射光の受光強度を特定する(ステップS220)。ステップS220の処理は、軸ズレ検出手段における第二特定手段の一例に対応する。
 さらに、制御部42は、先のS120にて取得した計測データにおける次点強度範囲θnexを特定すると共に、その次点強度範囲θnexでの反射光の受光強度を特定する(ステップS230)。ステップS230の処理は、軸ズレ検出手段における第三特定手段の一例に対応する。
 そして、制御部42は、先のステップS120にて取得した計測データにおける隣接角度範囲θng2を特定すると共に、その隣接角度範囲θng2での反射光の受光強度を特定する(ステップS240)。ステップS230の処理は、軸ズレ検出手段における第四特定手段の一例に対応する。
 続いて、制御部42は、ステップS210~S240にて特定した受光角度範囲θ、及び当該受光角度範囲θでの反射光の受光強度を模範角度データに照合する(ステップS250)。すなわち、ステップS250では、制御部42は、計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2と、それぞれの角度範囲θでの受光強度を、模範強度データに照合することで、最も一致度が高い軸角度を特定する。
 制御部42は、このステップS250での照合結果に基づいて特定した軸角度が、微小な角度として予め規定された微小角度以下であるか否かを判定する(ステップS260)。ステップS250、S260の処理は、軸ズレ検出手段における第一検出手段及び第二検出手段の一例に対応する。
 続いて、ズレ角度導出処理では、制御部42は、認識した軸角度が微小角度以下であれば(ステップS260:YES)、その微小角度以下である軸角度自体(以下、微小ズレ角度と称す)を導出する(ステップS270)。なお、本実施形態では、第四規定角度を微小角度としている。
 その微小ズレ角度の導出は、具体的には、下記(1)、(2)式に従って導出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 (1)式は、水平方向に沿った微小ズレ角度ΔθXを導出する式であり、(2)式は、垂直方向に沿った微小ズレ角度ΔθYを導出する式である。
 なお、(1)、(2)式におけるP3は、最高強度範囲θmaxにおける受光強度であり、P5は、次点強度範囲θnexにおける受光強度である。また、P2は、隣接角度範囲θng1における受光強度であり、P6は、隣接角度範囲θng2における受光強度である。
 (1)式におけるα1は、予め規定された固定値(定数)である。この固定値α1は、実験などによって予め求められたものであり、レーザレーダ装置10の配置状態が適正配置状態である場合における第一特定位置での受光強度を、最高強度範囲θmaxにおける受光強度にて除した強度比である。なお、本実施形態における第一特定位置とは、最高強度範囲θmaxと隣接角度範囲θng1との境界である。
 また、(1)式におけるΔα1は、実験などによって予め規定された固定値(定数)である。この固定値Δα1は、レーザレーダ装置10の配置状態を適正配置状態から水平方向に沿って変化させた場合における各角度での固定値α1の変化率、即ち、第一特定位置における受光強度の傾きである。
 (1)式におけるα2は、実験などによって予め規定された固定値(定数)である。この固定値α2は、実験などによって予め求められたものであり、レーザレーダ装置10の配置状態が適正配置状態である場合における第二特定位置での受光強度を、次点強度範囲θnexにおける受光強度にて除した強度比である。なお、本実施形態における第二特定位置とは、次点強度範囲θnexと隣接角度範囲θng2との境界である。
 また、(1)式におけるΔα2は、実験などによって予め規定された固定値(定数)である。この固定値Δα2は、レーザレーダ装置10の配置状態を適正配置状態から水平方向に沿って変化させた場合における各角度での固定値α2の変化率、即ち、第二特定位置における受光強度の傾きである。
 (2)式におけるα3は、実験などによって予め規定された固定値(定数)である。この固定値α3は、実験などによって予め求められたものであり、レーザレーダ装置10の配置状態が適正配置状態である場合における第三特定位置での受光強度を、最高強度範囲θmaxにおける受光強度にて除した強度比である。なお、本実施形態における第三特定位置とは、最高強度範囲θmaxと隣接角度範囲θng1との境界である。
 また、(1)式におけるΔα3は、実験などによって予め規定された固定値(定数)である。この固定値Δα3は、レーザレーダ装置10の配置状態を適正配置状態から垂直方向に沿って変化させた場合における各角度での固定値α3の変化率、即ち、第三特定位置における受光強度の傾きである。
 すなわち、(1)、(2)式によれば、実験などで軸ズレ角度ごとに予め求められた受光強度の比に基づく係数を、最高強度範囲θmaxにおける受光強度、次点強度範囲θnexにおける受光強度、隣接角度範囲θng1における受光強度、隣接角度範囲θng2における受光強度の比に乗じることで、微小ズレ角度を導出している。
 その後、ステップS280へと移行する。なお、ステップS260での判定の結果、軸角度が微小角度以上であれば(ステップS260:NO)、ステップS270を実行することなく、ステップS280へと移行する。
 そのステップS280では、制御部42は、軸角度を決定する。すなわち、制御部42は、ステップS270を実行することなくステップS280へと移行した場合には、ステップS270にて認識した角度そのものを、軸角度として決定する。一方、ステップS270を実行した後にステップS280へと移行した場合には、制御部42は、水平方向の微小ズレ角度X、及び垂直方向の微小ズレ角度Yを、軸角度として決定する。ステップS250~S280の処理は、ズレ角度導出手段の一例に対応する。
 その後、軸ズレ検査処理のステップS140へと移行する。そのステップS140では、制御部42は、導出された軸角度を、報知装置60を介して報知している。すなわち、本実施形態では、制御部42は、軸角度が0度とみなせる角度の範囲内でなければ、軸ズレ状態であるものとして、軸角度を報知し、軸角度が0度とみなせる角度の範囲内であれば、軸ズレ状態でないものとして、軸角度を報知している。
 なお、軸ズレ検査処理のステップS140にて報知された軸角度を知得した軸調整工程の作業者は、通常、軸角度が0度となるように、即ち、配置基準軸RAが設置基準軸AAに一致するように、レーザレーダ装置10の取付位置を修正する。
 [実施形態の効果]
 以上説明したように、本実施形態のレーザレーダ装置10において、各受光角度範囲θでの受光強度は、受光部30で受光した反射光の強さに応じたものである。軸ズレ検査での反射光の強さは、ターゲット板80に対してレーザ光を照射した場合の各受光角度範囲θ内に存在する反射部材86の面積によって差異が生じる。
 つまり、レーザレーダ装置10の設置状態が適正配置状態でない場合には、計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2は、適正配置状態での最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2とは異なる。しかも、計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2における受光強度も、適正配置状態での最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2の受光強度とは異なる。
 したがって、レーザレーダ装置10においては、計測データの角度強度対応関係における最高強度範囲θmax、次点強度範囲θnex、隣接角度範囲θng1、及び隣接角度範囲θng2と、それぞれの角度範囲θでの受光強度を、模範強度データに照合することで、軸ズレ状態であるか否かを検査することができる。
 さらに、レーザレーダ装置10では、計測データを構成する受光強度及び受光角度範囲θのそれぞれを多値としているため、方位分解能が粗くても、計測データを模範強度データに照合した結果における差異の有無を検出できる。
 換言すれば、レーザレーダ装置10によれば、レーザレーダ装置において、方位分解能に関わらず、設置基準軸AAに配置基準軸RAが一致しているか否かの検査精度を向上させることができる。
 しかも、ズレ角度導出処理によれば、計測データの角度強度対応関係を、模範強度対応関係に照合した結果、最も一致度が高い軸角度を特定している。その特定した軸角度は、検査システム65にて報知されるため、レーザレーダ装置10が設置基準軸AAに対して配置基準軸RAが一致しているか否かを検査する検査担当者は、軸角度を認識できる。よって、当該検査担当者は、配置基準軸RAが設置基準軸AAに一致するように、レーザレーダ装置10の取付位置を修正できる。
 [その他の実施形態]
 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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
 例えば、レーザレーダ装置10における発光部20及び受光部30の構造は、上記実施形態に記載された構成に限るものではない。
 すなわち、発光部20は、図12(A)に示すように、レーザダイオード(LD)21と、LD駆動回路22と、少なくとも発光レンズを含む光学素子23と、光学素子23を介して供給されるレーザ光を反射する各面の倒れ角が異なる回転多面鏡24を有し、その回転多面鏡24を回動可能に支持すると共に、レーザ光の俯角θzを車高方向に沿って変化させることが可能なように構成されたスキャナ機構部25と、制御部42からのSC駆動信号に従って、スキャナ機構部25を駆動することで、規定角度範囲内でのレーザ光の走査を実現するSC駆動回路26とを備えるように構成されていても良い。
 発光部20が、図12(A)に示すように構成されている場合、受光部30は、図12(B)に示すように、受光レンズ31と、1つの受光素子(PD)32と、1つの受光素子32からの受光信号を増幅する1つの増幅器33とを備えるように構成しても良い。つまり、図12(A)に示す発光部20及び図12(B)に示す受光部30、40を備えたレーザレーダ装置10では、2次元的なビームスキャンにより、規定角度範囲ATに渡って、レーザ光のビームを照射することができ、その規定角度範囲AT内に存在する物体を検知することが可能となる。
 換言すれば、発光部20及び受光部30は、規定角度範囲ATにレーザ光を照射して、その照射されたレーザ光の反射光を受光可能に構成され、検知回路40及び制御部42にて、反射物までの距離R及び角度θを検知可能であれば、どのように構成されていても良い。
 さらに、上記実施形態における軸ズレ検査処理では、水平方向の軸角度と、垂直方向の軸角度とを同時に認識していたが、本発明においては、水平方向の軸角度と、垂直方向の軸角度とは、それぞれ別個に検出しても良い。この場合、ターゲット板として、上記実施形態に記載したターゲット板80を用いても良いし、水平方向の軸角度、及び垂直方向の軸角度それぞれを検出するために専用のターゲット板を設けても良い。
 後者の場合、水平方向の軸角度を検出するための専用のターゲット板は、例えば、図13に示すように、基板84の水平方向の中心軸上に、垂直方向の中心軸を対称軸とした線対称となるように配置された反射部材861、862を備えたものであっても良い。
 また、垂直方向の軸角度を検出するための専用のターゲット板は、例えば、図14に示すように、基板84の中心を中心軸として点対称となるように、一方が上限軸RLup上に、他方が下限軸RLdw上に配置された反射部材861、862を備えたものであっても良い。
 なお、本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。
 10…レーザレーダ装置 20…発光部 22…LD駆動回路 23…光学素子 30…受光部 31…受光レンズ 32…受光素子 33…増幅器 40…検知回路 42…制御部 60…報知装置 65…検査システム 80…ターゲット板 84…基板 86…反射部材 90…反射部材

Claims (8)

  1.  探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)であって、
     規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
     前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
     前記レーザレーダ装置が車両に設置されたときに、前記車両に設けられた軸である設置基準軸に対して前記レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42、S110~S130、S210~S260)とを備え、
     前記軸ズレ検出手段は、
     前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、前記車両の設置基準軸に前記レーザレーダ装置の配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上の受光強度となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板(80)に向けて、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
     前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出し、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合し、その照合した結果である一致度が規定値未満であれば、前記車両の設置基準軸に対して前記レーザレーダ装置の配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出することを特徴とするレーザレーダ装置。
  2.  前記軸ズレ検出手段は、
     前記受光強度が最も強い前記受光角度範囲である最高強度範囲、及び前記最高強度範囲での受光強度の値を特定する第一特定手段(42、S210)と、
     前記第一特定手段にて特定した最高強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第二特定手段(42、S220)と、
     前記第一特定手段で特定した前記最高強度範囲での受光強度の値と、前記第二特定手段で特定した前記隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記最高強度範囲での受光強度の値と前記隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第一検出手段(42、S250、S260)と
     を備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザレーダ装置。
  3.  前記軸ズレ検出手段は、
     前記受光強度が二番目に強い前記受光角度範囲である次点強度範囲、及び前記次点強度範囲での受光強度の値を特定する第三特定手段(42、S230)と、
     前記第三特定手段にて特定した次点強度範囲に隣接する前記受光角度範囲である第二隣接角度範囲での受光強度の値を特定する第四特定手段(42、S240)と、
     前記第三特定手段で特定した前記次点強度範囲での受光強度の値と、前記第四特定手段で特定した前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との関係を表す強度関係が、前記模範強度対応関係における前記次点強度範囲での受光強度の値と前記第二隣接角度範囲での受光強度の値との強度関係に一致するとみなせる範囲を超えていれば、前記軸ズレ状態であることを検出する第二検出手段(42、S250、S260)と
     を備えることを特徴とする請求項2に記載のレーザレーダ装置。
  4.  前記軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出した場合、前記車両の設置基準軸に対する前記レーザレーダ装置の配置基準軸のズレ角度を導出するズレ角度導出手段(42、S250~S280)と、
     前記ズレ角度導出手段で導出されたズレ角度を報知する角度報知手段(42、S140)と
     をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
  5.  探査波を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)が、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が車両に設けられた設置基準軸に対して不一致である軸ズレ状態であるか否かを検査する検査システム(65)であって、
     前記レーザレーダ装置は、
     規定された角度範囲である規定角度範囲に、探査波としてのレーザ光を出力する発光手段(20)と、
     前記規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記発光手段にて出力されたレーザ光が反射された反射光であって、前記受光角度範囲それぞれからの反射光を、当該受光角度範囲を識別可能な態様にて受光する受光手段(30)と、
     前記レーザレーダ装置が前記車両に設置されたときに、前記車両の設置基準軸に対して前記レーザレーダ装置の配置基準軸が不一致である軸ズレ状態であることを検出する軸ズレ検出手段(42、S110~S130、S210~S260)と、
     前記軸ズレ検出手段にて軸ズレ状態であることを検出すると、前記軸ズレ状態である旨を報知する報知手段(60)とを備え、
     前記軸ズレ検出手段は、
     前記受光角度範囲と当該受光角度範囲での前記反射光の受光強度との対応関係を強度対応関係とし、前記車両の設置基準軸に前記レーザレーダ装置の配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上で均等とみなせる受光強度となり、かつ、中心軸に対して点対称となるように複数の反射部材が設置されたターゲット板(80)に向けて、前記適正配置状態で前記レーザ光を照射した結果としての前記強度対応関係を模範強度対応関係とし、
     前記発光手段にて前記レーザ光を発光して、前記受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を発光するごとの前記強度対応関係である角度強度対応関係を導出し、その導出した前記角度強度対応関係を前記模範強度対応関係に照合し、その照合した結果である一致度が規定値未満であれば、前記軸ズレ状態であることを検出することを特徴とする検査システム。
  6.  探査波としてのレーザ光を送受信した結果に基づいて、前記探査波を反射した物標との相対的な位置関係を検出するレーザレーダ装置(10)が、当該レーザレーダ装置に規定された配置基準軸が車両に設けられた設置基準軸に一致して設置されているか否かの検査に用いるターゲット板(80)であって、
     前記レーザ光を反射する複数の反射部材を有し、
     前記複数の反射部材は、規定角度範囲を互いに隣接するように複数に分割した角度範囲のそれぞれを受光角度範囲とし、前記車両の設置基準軸に前記レーザレーダ装置の配置基準軸が一致した状態を適正配置状態とし、前記適正配置状態にて前記レーザ光を照射した結果、互いに隣接する2つの前記受光角度範囲に渡って規定強度以上で前記レーザ光を反射するように設置されたことを特徴とするターゲット板。
  7.  前記複数の反射部材は、前記ターゲット板の水平方向の中心軸とその垂直方向の中心軸との交点を中心に互いに点対称となるように配置されていることを特徴とする請求項6に記載のターゲット板。
  8.  前記複数の反射部材は、前記ターゲット板の水平方向の中心軸上に、その垂直方向の中心軸を対称軸として互いに線対称となるように配置されていることを特徴とする請求項6に記載のターゲット板。
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