特許 6012589 レーザレーダ装置及び物体検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012589

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】レーザレーダ装置及び物体検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/487 20060101AFI20161011BHJP

   G01S 17/93 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/487

   G01S17/93

【請求項の数】9

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-273067(P2013-273067)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-127663(P2015-127663A)

(43)【公開日】2015年7月9日

【審査請求日】2015年9月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082131

【弁理士】

【氏名又は名称】稲本 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100121131

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 孝

(72)【発明者】

【氏名】西口 直男

(72)【発明者】

【氏名】板尾 大助

(72)【発明者】

【氏名】廣田 智史

【審査官】 横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０９３３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９１１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４６０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４７６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４２２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３３０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００−１７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に設けられ、
パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理を所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返す投光部と、
それぞれ異なる方向からの前記測定光の反射光を受光するｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子を備える受光部と、
ｎ１個の前記受光素子からの受光信号の選択を前記測定期間毎に行い、ｎ２（ｎ２≧２）の前記受光信号を出力する選択部と、
前記測定光が投光される度に、前記選択部から出力される各前記受光信号のサンプリングをｓ回（ｓ≧２）行うサンプリング部と、
前記サンプリング値に基づいて、前記検出期間を基準とする周期で物体の検出処理を行う検出部と
を備え、
前記選択部は、前記検出部により物体が検出されていない場合、各前記受光素子からの前記受光信号を均等に選択する第１の選択処理と、前記車両の進行方向からの反射光を受光する前記受光素子からの前記受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とを交互に繰り返し、前記検出部により物体が検出された場合、前記第１の選択処理を繰り返す
レーザレーダ装置。

【請求項2】

前記選択部は、複数の前記受光素子からの前記受光信号を選択し、選択した複数の前記受光信号を加算して出力する
請求項１に記載のレーザレーダ装置。

【請求項3】

前記投光部は、前記測定期間内に前記測定光を複数回投光し、
前記検出期間内にサンプリングされた、同じ前記受光素子からの前記受光信号の同じサンプリング時刻におけるサンプリング値の積算を行う積算部をさらに備える
請求項１又は２に記載のレーザレーダ装置。

【請求項4】

前記積算部は、複数の前記検出期間にわたって前記サンプリング値を積算する
請求項３に記載のレーザレーダ装置。

【請求項5】

前記選択部は、ｎ１個の前記受光素子を分割したｎ２のグループ毎に前記受光信号の選択を行い、前記グループ毎に１の前記受光信号を出力する
請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザレーダ装置。

【請求項6】

ｎ１≦ｃ×ｎ２である
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザレーダ装置。

【請求項7】

前記サンプリング部は、前記選択部から出力されるｎ２の前記受光信号のサンプリングを並行して行うｎ２のＡ／Ｄ変換部を備える
請求項１乃至６のいずれかに記載のレーザレーダ装置。

【請求項8】

前記選択部は、前記車両の速度が所定の閾値以上である場合、前記車両の進行方向からの反射光を受光する前記受光素子からの前記受光信号を選択する頻度を上げる
請求項１乃至７のいずれかに記載のレーザレーダ装置。

【請求項9】

車両からの物体検出方法において、
パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理を所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返す投光ステップと、
ｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子によりそれぞれ異なる方向からの前記測定光の反射光を受光する受光ステップと、
ｎ１個の前記受光素子からの受光信号の選択を前記測定期間毎に行い、ｎ２（ｎ２≧２）の受光信号を出力する選択ステップと、
前記測定光が投光される度に、前記選択部から出力される各前記受光信号のサンプリングをｓ回（ｓ≧２）行うサンプリングステップと、
前記サンプリング値に基づいて、前記検出期間を基準とする周期で物体の検出処理を行う検出ステップと
を含み、
前記選択ステップにおいて、前記検出ステップにより物体が検出されていない場合、各前記受光素子からの前記受光信号を均等に選択する第１の選択処理と、前記車両の進行方向からの反射光を受光する前記受光素子からの前記受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とが交互に繰り返され、前記検出ステップにより物体が検出された場合、前記第１の選択処理が繰り返される
物体検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザレーダ装置及び物体検出方法に関し、特に、物体の検出精度を向上させるようにしたレーザレーダ装置及び物体検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に投光し、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により同時に受光するレーザレーダ装置において、検出精度を向上させるための技術が提案されている。

【0003】

例えば、任意の組合せで複数の受光素子を選択し、選択した受光素子から出力される受光信号を加算して出力することにより、受光感度を上げることが提案されている。また、測定光を投光する毎に受光素子の選択の切り替えを可能にすることにより、複数の受光信号を加算することによる水平方向の分解能の低下を抑止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、例えば、ステアリングの操舵角に基づいて、各受光素子からの受光信号の中から物体の検出に用いる受光信号を選択し、選択した受光信号を用いて物体の検出を行うことにより、受光値の測定に必要な回路や演算処理の規模を小さくすることが提案されている。また、複数の測定光に対する同じ受光素子の受光信号を積算することにより、受光感度を上げることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

さらに、例えば、各受光素子の受光信号を所定のサンプリング間隔でサンプリングするとともに、複数の測定光に対する同じ受光素子の受光信号のサンプリング値をサンプリング時刻毎に積算することにより、各受光素子の各サンプリング時刻における受光感度を上げることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−１９１１４８号公報

【特許文献2】特開２０１２−２４２２１８号公報

【特許文献3】特開２０１３−３３０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により同時に受光する場合に、回路の規模や演算量を抑制しつつ、物体の検出精度を向上させるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のレーザレーダ装置は、車両に設けられ、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理を所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返す投光部と、それぞれ異なる方向からの測定光の反射光を受光するｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子を備える受光部と、ｎ１個の受光素子からの受光信号の選択を測定期間毎に行い、ｎ２（ｎ２≧２）の受光信号を出力する選択部と、測定光が投光される度に、選択部から出力される各受光信号のサンプリングをｓ回（ｓ≧２）行うサンプリング部と、サンプリング値に基づいて、検出期間を基準とする周期で物体の検出処理を行う検出部とを備え、選択部は、検出部により物体が検出されていない場合、各受光素子からの受光信号を均等に選択する第１の選択処理と、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子からの受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とを交互に繰り返し、検出部により物体が検出された場合、第１の選択処理を繰り返す。

【0009】

本発明のレーザレーダ装置においては、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理が所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返され、ｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子によりそれぞれ異なる方向からの測定光の反射光が受光され、ｎ１個の受光素子からの受光信号の選択が測定期間毎に行われ、ｎ２（ｎ２≧２）の受光信号が出力され、測定光が投光される度に、選択部から出力される各受光信号のサンプリングがｓ回（ｓ≧２）行われ、サンプリング値に基づいて、検出期間を基準とする周期で物体の検出処理が行われ、物体が検出されていない場合、各受光素子からの受光信号が均等に選択する第１の選択処理と、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子からの受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とが交互に繰り返され、物体が検出された場合、第１の選択処理が繰り返される。

【0010】

従って、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により同時に受光する場合に、回路の規模や演算量を抑制しつつ、集中的に監視する方向を自由に変更することができ、物体の検出精度を向上させることができる。また、監視領域内の各方向の物体を迅速に検出できるとともに、物体を検出した後、検出した物体を確実に追跡することが可能になる。

【0011】

この投光部は、例えば、駆動回路、発光素子、投光光学系等により構成される。この受光部は、例えば、受光光学系、受光素子等により構成される。この選択部は、例えば、マルチプレクサにより構成される。このサンプリング部は、例えば、Ａ／Ｄコンバータにより構成される。この検出部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。

【0012】

この選択部には、複数の受光素子からの受光信号を選択させ、選択させた複数の受光信号を加算して出力させることができる。

【0013】

これにより、複数の受光素子の検出方向を統合して、物体の検出を行うことができる。

【0014】

この投光部に、測定期間内に測定光を複数回投光させるとともに、検出期間内にサンプリングされた、同じ受光素子からの受光信号の同じサンプリング時刻におけるサンプリング値の積算を行う積算部をさらに設けることができる。

【0015】

これにより、各受光素子の受光感度をさらに上げることができ、物体の検出精度を向上させることができる。

【0016】

この積算部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。

【0017】

この積算部には、複数の検出期間にわたってサンプリング値を積算させることができる。

【0018】

これにより、例えば、各方向の受光感度を低下させずに、特定の方向の受光感度を上げることができ、各方向の物体の検出精度を低下させずに、特定の方向の物体の検出精度を向上させることができる。

【0019】

この選択部には、ｎ１の受光素子を分割したｎ２のグループ毎に受光信号の選択を行わせ、グループ毎に１の受光信号を出力させることができる。

【0020】

これにより、例えば、ｎ１のマルチプレクサにより、選択部を構成することができる。

【0021】

ｎ１≦ｃ×ｎ２とすることができる。

【0022】

これにより、１回の検出期間内に、各受光素子の受光値を測定することが可能になる。

【0023】

このサンプリング部には、選択部から出力されるｎ２の受光信号のサンプリングを並行して行うｎ２のＡ／Ｄ変換部を設けることができる。

【0024】

これにより、サンプリング処理を高速化することができる。

【0025】

この選択部には、車両の速度が所定の閾値以上である場合、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子からの受光信号を選択する頻度を上げさせることができる。

【0026】

これにより、高速走行時に、より遠方の物体をより迅速に検出することが可能になる。

【0029】

本発明の物体検出方法は、車両からの物体検出方法であって、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理を所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返す投光ステップと、ｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子によりそれぞれ異なる方向からの測定光の反射光を受光する受光ステップと、ｎ１個の受光素子からの受光信号の選択を測定期間毎に行い、ｎ２（ｎ２≧２）の受光信号を出力する選択ステップと、測定光が投光される度に、選択部から出力される各受光信号のサンプリングをｓ回（ｓ≧２）行うサンプリングステップと、サンプリング値に基づいて、検出期間を基準とする周期で物体の検出処理を行う検出ステップとを含み、選択ステップにおいて、検出ステップにより物体が検出されていない場合、各受光素子からの受光信号を均等に選択する第１の選択処理と、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子からの受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とが交互に繰り返され、検出ステップにより物体が検出された場合、第１の選択処理が繰り返される。

【0030】

本発明の物体検出方法においては、パルス状のレーザ光である測定光を所定の監視領域に対して所定の第１の長さの測定期間内に投光する処理が所定の第２の長さの検出期間内にｃサイクル（ｃ≧２）繰り返され、ｎ１個（ｎ１≧２）の受光素子によりそれぞれ異なる方向からの測定光の反射光が受光され、ｎ１個の受光素子からの受光信号の選択が測定期間毎に行われ、ｎ２（ｎ２≧２）の受光信号が出力され、測定光が投光される度に、選択部から出力される各受光信号のサンプリングがｓ回（ｓ≧２）行われ、サンプリング値に基づいて、検出期間を基準とする周期で物体の検出処理が行われ、物体が検出されていない場合、各受光素子からの受光信号を均等に選択する第１の選択処理と、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子からの受光信号を選択する頻度を上げる第２の選択処理とが交互に繰り返され、物体が検出された場合、第１の選択処理が繰り返される。

【0031】

従って、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により同時に受光する場合に、回路の規模や演算量を抑制しつつ、集中的に監視する方向を自由に変更することができ、物体の検出精度を向上させることができる。また、監視領域内の各方向の物体を迅速に検出できるとともに、物体を検出した後、検出した物体を確実に追跡することが可能になる。

【0032】

この投光ステップは、例えば、駆動回路、発光素子、投光光学系等により実行される。この受光ステップは、例えば、受光光学系、受光素子等により実行される。この選択ステップは、例えば、マルチプレクサにより実行される。このサンプリングステップは、例えば、Ａ／Ｄコンバータにより実行される。この検出ステップは、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により実行される。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、複数の方向からの反射光を複数の受光素子により同時に受光する場合に、回路の規模や演算量を抑制しつつ、物体の検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明を適用したレーザレーダ装置の一実施の形態を示すブロック図である。

【図2】測定光投光部の構成例を示すブロック図である。

【図3】検査光発光部及び受光部の構成例を示すブロック図である。

【図4】測定部の構成例を示すブロック図である。

【図5】マルチプレクサの機能の構成例を示す模式図である。

【図6】演算部の機能の構成例を示すブロック図である。

【図7】物体検出処理を説明するためのフローチャートである。

【図8】物体検出処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図9】受光値の積算処理を説明するための図である。

【図10】各測定期間に割り当てられる受光素子の組み合わせの第１の例を示す図である。

【図11】車両の検出方法の例を説明するための図である。

【図12】各測定期間に割り当てられる受光素子の組み合わせの第２の例を示す図である。

【図13】各測定期間に割り当てられる受光素子の組み合わせの第３の例を示す図である。

【図14】測定部の変形例を示すブロック図である。

【図15】マルチプレクサの機能の構成例の変形例を示す模式図である。

【図16】コンピュータの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

【0036】

＜１．実施の形態＞
｛レーザレーダ装置１１の構成例｝
図１は、本発明を適用したレーザレーダ装置の一実施の形態であるレーザレーダ装置１１の構成例を示している。

【0037】

レーザレーダ装置１１は、例えば、車両に設けられ、その車両の進行方向にある物体の検出を行う。なお、以下、レーザレーダ装置１１により物体の検出が可能な領域を監視領域と称する。また、以下、レーザレーダ装置１１が設けられている車両を他の車両と区別する必要がある場合、自車両と称する。さらに、以下、自車両の左右方向（車幅方向）と平行な方向を水平方向と称する。

【0038】

レーザレーダ装置１１は、制御部２１、測定光投光部２２、検査光発光部２３、受光部２４、測定部２５、及び、演算部２６を含むように構成される。

【0039】

制御部２１は、車両制御装置１２からの指令や情報等に基づいて、レーザレーダ装置１１の各部の制御を行う。

【0040】

測定光投光部２２は、物体の検出に用いるパルス状のレーザ光（レーザパルス）である測定光を監視領域に投光する。

【0041】

検査光発光部２３は、受光部２４及び測定部２５等の検査等に用いる検査光を発光し、受光部２４に照射する。

【0042】

受光部２４は、測定光の反射光又は検査光を受光し、水平方向のそれぞれ異なる方向からの反射光又は検査光の強度（明るさ）を検出する。そして、受光部２４は、各方向の反射光又は検査光の強度に応じた電気信号である複数の受光信号を出力する。

【0043】

測定部２５は、受光部２４から供給される受光信号に基づいて受光値の測定を行い、測定結果を演算部２６に供給する。

【0044】

演算部２６は、測定部２５から供給される受光値の測定結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部２１及び車両制御装置１２に供給する。

【0045】

車両制御装置１２は、例えば、ECU（Electronic Control Unit）等により構成され、監視領域内の物体の検出結果に基づいて、自動ブレーキ制御や運転者への警報等を行う。

【0046】

｛測定光投光部２２の構成例｝
図２は、レーザレーダ装置１１の測定光投光部２２の構成例を示している。測定光投光部２２は、駆動回路１０１、発光素子１０２、及び、投光光学系１０３を含むように構成される。

【0047】

駆動回路１０１は、制御部２１の制御の下に、発光素子１０２の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。

【0048】

発光素子１０２は、例えば、レーザダイオードからなり、駆動回路１０１の制御の下に、測定光（レーザパルス）の発光を行う。発光素子１０２から発光された測定光は、レンズ等により構成される投光光学系１０３を介して監視領域に投光される。

【0049】

｛検査光発光部２３及び受光部２４の構成例｝
図３は、レーザレーダ装置１１の検査光発光部２３及び受光部２４の構成例を示している。検査光発光部２３は、駆動回路１５１及び発光素子１５２を含むように構成される。受光部２４は、受光光学系２０１及び受光素子２０２−１乃至２０２−１６を含むように構成される。

【0050】

なお、以下、受光素子２０２−１乃至２０２−１６を個々に区別する必要がない場合、単に受光素子２０２と称する。

【0051】

駆動回路１５１は、制御部２１の制御の下に、発光素子１５２の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。

【0052】

発光素子１５２は、例えば、LED（Light Emitting Diode）からなり、駆動回路１５１の制御の下に、パルス状のLED光からなる検査光の発光を行う。発光素子１５２から発光された検査光は、レンズ等の光学系を介さずに、各受光素子２０２の受光面に直接照射される。

【0053】

受光光学系２０１は、レンズ等により構成され、光軸が車両の前後方向を向くように設置される。そして、受光光学系２０１は、監視領域内の物体等により反射された測定光の反射光が入射し、入射した反射光を各受光素子２０２の受光面に入射させる。

【0054】

各受光素子２０２は、例えば、入射した光電荷をその光量に応じた電流値の受光信号に光電変換するフォトダイオードからなる。また、各受光素子２０２は、受光光学系２０１に入射した反射光が集光する位置において、受光光学系２０１の光軸に対して垂直、かつ、自車両の車幅方向に平行（すなわち、水平方向）に一列に並ぶように設けられている。そして、受光光学系２０１に入射した反射光は、受光光学系２０１への水平方向の入射角度に応じて、各受光素子２０２に振り分けられて入射する。従って、各受光素子２０２は、監視領域からの反射光のうち、水平方向においてそれぞれ異なる方向からの反射光を受光する。これにより、監視領域は水平方向の複数の方向における複数の領域（以下、検出領域と称する）に分割され、各受光素子２０２は、それぞれ対応する検出領域からの反射光を個別に受光する。そして、受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部２５に供給する。

【0055】

また、各受光素子２０２は、発光素子１５２からの検査光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部２５に供給する。

【0056】

｛測定部２５の構成例｝
図４は、レーザレーダ装置１１の測定部２５の構成例を示している。測定部２５は、選択部２５１、電流電圧変換部２５２、増幅部２５３、及び、サンプリング部２５４を含むように構成される。選択部２５１は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２６１−１乃至２６１−４を含むように構成される。電流電圧変換部２５２は、トランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ）２６２−１乃至２６２−４を含むように構成される。増幅部２５３は、プログラマブル・ゲイン・アンプ（ＰＧＡ）２６３−１乃至２６３−４を含むように構成される。サンプリング部２５４は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２６４−１乃至２６４−４を含むように構成される。

【0057】

なお、以下、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４、ＴＩＡ２６２−１乃至２６２−４、ＰＧＡ２６３−１乃至２６３−４、及び、ＡＤＣ２６４−１乃至２６４−４をそれぞれ個々に区別する必要がない場合、それぞれ単にＭＵＸ２６１、ＴＩＡ２６２、ＰＧＡ２６３、及び、ＡＤＣ２６４と称する。

【0058】

ＭＵＸ２６１−１は、制御部２１の制御の下に、受光素子２０２−１乃至２０２−４から供給される受光信号のうち１つ以上を選択して、ＴＩＡ２６２−１に供給する。なお、ＭＵＸ２６１−１は、複数の受光信号を選択した場合、選択した受光信号を加算してＴＩＡ２６２−１に供給する。

【0059】

ＭＵＸ２６１−２は、制御部２１の制御の下に、受光素子２０２−５乃至２０２−８から供給される受光信号のうち１つ以上を選択して、ＴＩＡ２６２−２に供給する。なお、ＭＵＸ２６１−２は、複数の受光信号を選択した場合、選択した受光信号を加算してＴＩＡ２６２−２に供給する。

【0060】

ＭＵＸ２６１−３は、制御部２１の制御の下に、受光素子２０２−９乃至２０２−１２から供給される受光信号のうち１つ以上を選択して、ＴＩＡ２６２−３に供給する。なお、ＭＵＸ２６１−３は、複数の受光信号を選択した場合、選択した受光信号を加算してＴＩＡ２６２−３に供給する。

【0061】

ＭＵＸ２６１−４は、制御部２１の制御の下に、受光素子２０２−１３乃至２０２−１６から供給される受光信号のうち１つ以上を選択して、ＴＩＡ２６２−４に供給する。なお、ＭＵＸ２６１−４は、複数の受光信号を選択した場合、選択した受光信号を加算してＴＩＡ２６２−４に供給する。

【0062】

従って、各受光素子２０２は、受光素子２０２−１乃至２０２−４からなる第１のグループ、受光素子２０２−５乃至２０２−８からなる第２のグループ、受光素子２０２−９乃至２０２−１２からなる第３のグループ、受光素子２０２−１３乃至２０２−１６からなる第４のグループに分割される。そして、ＭＵＸ２６１−１は、第１のグループの受光素子２０２の選択を行い、選択した受光素子２０２の受光信号を出力する。ＭＵＸ２６１−２は、第２のグループの受光素子２０２の選択を行い、選択した受光素子２０２の受光信号を出力する。ＭＵＸ２６１−３は、第３のグループの受光素子２０２の選択を行い、選択した受光素子２０２の受光信号を出力する。ＭＵＸ２６１−４は、第４のグループの受光素子２０２の選択を行い、選択した受光素子２０２の受光信号を出力する。

【0063】

各ＴＩＡ２６２は、制御部２１の制御の下に、ＭＵＸ２６１から供給される受光信号の電流−電圧変換を行う。すなわち、各ＴＩＡ２６２は、入力された電流としての受光信号を電圧としての受光信号に変換するとともに、制御部２１により設定されたゲインで変換後の受光信号の電圧を増幅する。そして、各ＴＩＡ２６２は、増幅後の受光信号を後段のＰＧＡ２６３に供給する。

【0064】

各ＰＧＡ２６３は、制御部２１の制御の下に、ＴＩＡ２６２から供給される受光信号の電圧を、制御部２１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６４に供給する。

【0065】

各ＡＤＣ２６４は、受光信号のＡ／Ｄ変換を行う。すなわち、各ＡＤＣ２６４は、制御部２１の制御の下に、ＰＧＡ２６３から供給されるアナログの受光信号のサンプリングを行うことにより受光値の測定を行う。そして、各ＡＤＣ２６４は、受光値のサンプリング結果（測定結果）を示すデジタルの受光信号を演算部２６に供給する。

【0066】

｛ＭＵＸ２６１の構成例｝
図５は、ＭＵＸ２６１の機能の構成例を模式的に示している。

【0067】

ＭＵＸ２６１は、デコーダ２７１、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ４、接点Ｃ１乃至Ｃ４、及び、出力端子ＯＵＴ１を備えている。接点Ｃ１乃至Ｃ４の一端は、それぞれ入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ４に接続されており、接点Ｃ１乃至Ｃ４の他の一端は、出力端子ＯＵＴ１に接続されている。

【0068】

なお、以下、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ４及び接点Ｃ１乃至Ｃ４を個々に区別する必要がない場合、単に入力端子ＩＮ及び接点Ｃと称する。

【0069】

デコーダ２７１は、制御部２１から供給される選択信号をデコードし、デコードした選択信号の内容に従って、各接点Ｃのオン／オフを個別に切り替える。そして、オンになっている接点Ｃに接続されている入力端子ＩＮに入力される受光信号が選択され、出力端子ＯＵＴ１から出力される。なお、オンになっている接点Ｃが複数ある場合、選択された複数の受光信号が加算されて出力端子ＯＵＴ１から出力される。

【0070】

｛演算部２６の構成例｝
図６は、演算部２６の構成例を示している。

【0071】

演算部２６は、積算部３０１、検出部３０２、及び、通知部３０３を含むように構成される。また、検出部３０２は、ピーク検出部３１１及び物体検出部３１２を含むように構成される。

【0072】

積算部３０１は、同じ受光素子２０２の受光値の積算をサンプリング時刻毎に行い、その積算値（以下、積算受光値と称する）をピーク検出部３１１に供給する。

【0073】

ピーク検出部３１１は、各受光素子２０２の積算受光値（反射光の強度）に基づいて、測定光の反射光の強度の水平方向及び時間方向（距離方向）のピークを検出し、検出結果を物体検出部３１２に供給する。

【0074】

物体検出部３１２は、積算受光値（反射光の強度）の水平方向及び時間方向（距離方向）の分布及びピークの検出結果に基づいて、監視領域内の物体の検出を行い、検出結果を制御部２１及び通知部３０３に供給する。

【0075】

通知部３０３は、監視領域内の物体の検出結果を車両制御装置１２に供給する。

【0076】

｛物体検出処理｝
次に、図７のフローチャートを参照して、レーザレーダ装置１１により実行される物体検出処理について説明する。

【0077】

ステップＳ１において、各ＭＵＸ２６１は、受光素子２０２の選択を行う。具体的には、各ＭＵＸ２６１は、制御部２１の制御の下に、各ＭＵＸ２６１に入力される受光信号のうち後段のＴＩＡ２６２に供給する受光信号を選択する。そして、以下の処理において、選択された受光信号の出力元の受光素子２０２の受光値の測定が行われる。換言すれば、選択された受光素子２０２の検出領域からの反射光の強度の測定が行われる。

【0078】

ステップＳ２において、測定光投光部２２は、測定光を投光する。具体的には、駆動回路１０１は、制御部２１の制御の下に、発光素子１０２からパルス状の測定光を出射させる。発光素子１０２から出射された測定光は、投光光学系１０３を介して監視領域全体に投光される。

【0079】

ステップＳ３において、受光部２４は、反射光に応じた受光信号を生成する。具体的には、各受光素子２０２は、受光光学系２０１を介して、ステップＳ２の処理で投光した測定光に対する反射光のうち、それぞれ対応する方向の検出領域からの反射光を受光する。そして、各受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電気信号である受光信号に光電変換し、得られた受光信号を後段のＭＵＸ２６１に供給する。

【0080】

ステップＳ４において、測定部２５は、受光信号のサンプリングを行う。具体的には、各ＴＩＡ２６２は、制御部２１の制御の下に、各ＭＵＸ２６１から供給された受光信号の電流−電圧変換を行うとともに、制御部２１により設定されたゲインにより受光信号の電圧を増幅する。各ＴＩＡ２６２は、増幅後の受光信号を後段のＰＧＡ２６３に供給する。

【0081】

各ＰＧＡ２６３は、制御部２１の制御の下に、各ＴＩＡ２６２から供給される受光信号の電圧を、制御部２１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６４に供給する。

【0082】

各ＡＤＣ２６４は、制御部２１の制御の下に、各ＰＧＡ２６３から供給される受光信号のサンプリングを行い、受光信号をＡ／Ｄ変換する。各ＡＤＣ２６４は、Ａ／Ｄ変換後の受光信号を積算部３０１に供給する。

【0083】

なお、受光信号のサンプリング処理の詳細については、図８を参照して後述する。

【0084】

ステップＳ５において、積算部３０１は、前回までの受光値と今回の受光値の積算を行う。これにより、図９を参照して後述するように、同じ受光素子２０２からの受光信号の同じサンプリング時刻における受光値の積算が行われる。

【0085】

ステップＳ６において、制御部２１は、受光値の測定を所定の回数（例えば、１００回）行ったか否かを判定する。まだ受光値の測定を所定の回数行っていないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻る。

【0086】

その後、ステップＳ６において受光値の測定を所定の回数行ったと判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理が繰り返し実行される。これにより、後述する所定の長さの測定期間内に、測定光を投光し、選択した受光素子２０２の受光値を測定する処理が所定の回数繰り返される。また、測定した受光値の積算が行われる。

【0087】

一方、ステップＳ６において、受光値の測定を所定の回数行ったと判定された場合、処理はステップＳ７に進む。

【0088】

ステップＳ７において、制御部２１は、測定期間を所定の回数繰り返したか否かを判定する。まだ測定期間を所定の回数繰り返していないと判定された場合、処理はステップＳ１に戻る。

【0089】

その後、ステップＳ７において、測定期間を所定の回数繰り返したと判定されるまで、ステップＳ１乃至Ｓ７の処理が繰り返し実行される。すなわち、後述する所定の長さの検出期間内に、測定期間が所定の回数繰り返される。また、測定期間毎に、受光値の測定を行う対象となる受光素子２０２の選択が行われ、反射光の強度の測定対象となる検出領域が切り替えられる。

【0090】

一方、ステップＳ７において、測定期間を所定の回数繰り返したと判定された場合、処理はステップＳ８に進む。

【0091】

ここで、図８乃至図１０を参照して、ステップＳ１乃至Ｓ７の処理の具体例について説明する。

【0092】

図８は、受光信号のサンプリング処理の具体例を示すタイミングチャートであり、図内の各段の図の横軸は時間を示している。

【0093】

図８のいちばん上の段は、測定光の発光タイミングを示している。検出期間ＴＤ１、ＴＤ２、・・・は、物体の検出処理を行う期間の最小単位であり、１回の検出期間において物体の検出処理が１回行われる。

【0094】

また、各検出期間は、４サイクルの測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４及び休止期間ＴＢを含んでいる。測定期間は、受光値の測定を行う受光素子２０２の切り替えを行う最小単位である。すなわち、各測定期間の前に受光素子２０２の選択が可能である一方、測定期間内は受光素子２０２の変更をすることができない。従って、１回の測定期間において、同じ種類の受光素子２０２の受光値の測定が行われる。これにより、測定期間単位で反射光の強度を測定する対象となる検出領域を切り替えることができる。

【0095】

図８の２段目は、検出期間ＴＤ１の測定期間ＴＭ２を拡大した図である。この図に示されるように、１サイクルの測定期間内に、測定光が所定の間隔で所定の回数（例えば１００回）だけ投光される。

【0096】

図８の３段目は、ＡＤＣ２６４のサンプリングタイミングを規定するトリガ信号の波形を示しており、４段目は、ＡＤＣ２６４における受光信号のサンプリングタイミングを示している。なお、４段目の縦軸は受光信号の値（電圧）を示し、受光信号上の複数の黒丸は、それぞれサンプリングポイントを示している。従って、隣接する黒丸と黒丸の間の時間が、サンプリング間隔となる。

【0097】

制御部２１は、測定光の投光から所定の時間経過後に、トリガ信号を各ＡＤＣ２６４に供給する。各ＡＤＣ２６４は、トリガ信号が入力されてから所定の時間が経過した後、所定のサンプリング周波数（例えば、数十から数百ＭＨｚ）で所定の回数（例えば３２回）だけ受光信号のサンプリングを行う。すなわち、測定光が投光される度に、ＭＵＸ２６１により選択された受光信号のサンプリングが、所定のサンプリング間隔で所定の回数行われる。

【0098】

例えば、ＡＤＣ２６４のサンプリング周波数を１００ＭＨｚとすると、１０ナノ秒のサンプリング間隔でサンプリングが行われる。従って、距離に換算して約１．５ｍの間隔で受光値のサンプリングが行われる。すなわち、各検出領域内の自車両からの距離方向において約１．５ｍ間隔の各地点からの反射光の強度が測定される。

【0099】

そして、各ＡＤＣ２６４は、トリガ信号を基準とする（トリガ信号が入力された時刻を０とする）各サンプリング時刻におけるサンプリング値（受光値）を示すデジタルの受光信号を積算部３０１に供給する。

【0100】

このように、測定光が投光される度に、ＭＵＸ２６１により選択された各受光素子２０２の受光信号のサンプリングが行われる。これにより、選択された各受光素子２０２の検出領域内の反射光の強度が所定の距離単位で検出される。

【0101】

一方、休止期間ＴＢにおいては、測定光の投光及び受光値の測定が休止する。そして、測定期間ＴＭ１乃至ＴＭ４における受光値の測定結果に基づく物体の検出処理や、測定光投光部２２、受光部２４、測定部２５の設定、調整、試験等が行われる。

【0102】

次に、図９を参照して、受光値の積算処理の具体例について説明する。図９は、１サイクルの測定期間中に測定光を１００回投光した場合に、ある受光素子２０２から出力される１００回分の受光信号に対する積算処理の例を示している。なお、図９の横軸はトリガ信号が入力されたタイミングを基準（時刻０）とする時刻（サンプリング時刻）を示し、縦軸は受光値（サンプリング値）を示している。

【0103】

この図に示されるように、１回目から１００回目までの各測定光に対して、それぞれサンプリング時刻ｔ１乃至ｔｙにおいて受光信号のサンプリングが行われ、同じサンプリング時刻における受光値が積算される。例えば、１回目から１００回目までの各測定光に対するサンプリング時刻ｔ１における受光値が積算される。このようにして、検出期間内にサンプリングされた、同じ受光素子２０２からの受光信号の同じサンプリング時刻における受光値の積算が行われる。そして、この積算値が以降の処理に用いられる。

【0104】

ここで、例えば、受光素子２０２−１及び２０２−２からの受光信号を加算した受光信号の受光値は、受光素子２０２−１又は受光素子２０２−２の一方のみからの受光信号の受光値とは別に積算される。換言すれば、受光素子２０２−１及び２０２−２からの受光信号を加算した受光信号の受光値と、受光素子２０２−１又は受光素子２０２−２の一方のみからの受光信号の受光値とは、それぞれ別の種類の受光信号をサンプリングした受光値として区別され、分けて積算される。

【0105】

この積算処理を行うことにより、１回の測定光に対する受光信号のＳ／Ｎ比が低い場合でも、信号成分が増幅され、ランダムなノイズは平均化されて減少する。その結果、受信信号から信号成分とノイズ成分を分離しやすくなり、実質的に受光感度を上げることができる。これにより、例えば、遠方の物体や反射率の低い物体の検出精度が向上する。

【0106】

なお、以下、１サイクルの測定期間内に実行される所定の回数（例えば、１００回）の測定処理及び積算処理のセットを測定積算ユニットと称する。

【0107】

図１０は、各測定期間における各ＭＵＸ２６１の受光素子２０２の選択の組み合わせの例を示している。なお、この図において、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４をＭＵＸ１乃至４と短縮して表している。また、図内の四角のマスの中の番号は、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４により選択された受光素子２０２の番号を示している。すなわち、受光素子２０２−１乃至２０２−１６が、それぞれ１乃至１６の番号で示されている。

【0108】

例えば、測定期間ＴＭ１において、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４により受光素子２０２−１、２０２−５、２０２−９、２０２−１３がそれぞれ選択され、選択された各受光素子２０２の受光値の測定が行われる。測定期間ＴＭ２において、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４により受光素子２０２−２、２０２−６、２０２−１０、２０２−１４がそれぞれ選択され、選択された各受光素子２０２の受光値の測定が行われる。測定期間ＴＭ３において、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４により受光素子２０２−３、２０２−７、２０２−１１、２０２−１５がそれぞれ選択され、選択された各受光素子２０２の受光値の測定が行われる。測定期間ＴＭ４において、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−４により受光素子２０２−４、２０２−８、２０２−１２、２０２−１６がそれぞれ選択され、選択された各受光素子２０２の受光値の測定が行われる。

【0109】

従って、この例では、１回の検出期間中に、全ての受光素子２０２の受光値の測定が行われる。換言すれば、１回の検出期間中に、監視領域内の全検出領域からの反射光の強度が測定される。

【0110】

図７に戻り、ステップＳ８において、ピーク検出部３１１は、ピーク検出を行う。具体的には、積算部３０１は、１回の検出期間内の各受光素子２０２の積算受光値をピーク検出部３１１に供給する。ピーク検出部３１１は、各受光素子２０２のサンプリング時刻毎の積算受光値の分布に基づいて、検出期間内の反射光の強度の水平方向及び時間方向（距離方向）のピークを検出する。

【0111】

具体的には、ピーク検出部３１１は、受光素子２０２毎に積算受光値がピークとなるサンプリング時刻を検出する。これにより、自車両からの距離方向において反射光の強度がピークとなる地点が、検出領域毎に検出される。換言すれば、各検出領域において、反射光の強度がピークとなる地点の自車両からの距離が検出される。

【0112】

また、ピーク検出部３１１は、サンプリング時刻毎に積算受光値がピークとなる受光素子２０２（検出領域）を検出する。これにより、自車両からの距離方向において、所定の間隔ごと（例えば、約１．５ｍごと）に反射光の強度がピークとなる水平方向の位置（検出領域）が検出される。

【0113】

そして、ピーク検出部３１１は、検出結果を示す情報を物体検出部３１２に供給する。

【0114】

なお、ピーク検出部３１１のピーク検出方法には、任意の方法を採用することができる。

【0115】

ステップＳ９において、物体検出部３１２は、物体の検出を行う。具体的には、物体検出部３１２は、検出期間内の反射光の強度の水平方向及び時間方向の分布及びピークの検出結果に基づいて、監視領域内の他の車両、歩行者、障害物等の物体の有無、並びに、物体の種類、方向、距離等の検出を行う。物体検出部３１２は、検出結果を示す情報を制御部２１及び通知部３０３に供給する。

【0116】

なお、物体検出部３１２の物体検出方法には、任意の方法を採用することができる。

【0117】

ここで、図１１を参照して、物体検出方法の一例について説明する。

【0118】

図１１のグラフは、自車両の前方に車両３５１が走行している場合に、車両３５１からの反射光が戻ってくる付近のサンプリング時刻における積算受光値の水平方向の分布を示している。すなわち、このグラフは、当該サンプリング時刻における各受光素子２０２の積算受光値を、各受光素子２０２の水平方向の並び順に横軸方向に並べたグラフである。

【0119】

測定光は車両３５１によって反射されて受光素子２０２により受光されるが、投光から受光までには時間差が生じている。この時間差は、レーザレーダ装置１１と車両３５１との距離に比例するので、車両３５１からの反射光は、該時間差と一致するサンプリングタイミング（サンプリング時刻ｔｎ）における受光値として測定される。従って、車両３５１を含む検出領域の各受光素子２０２の積算受光値のうち、特にサンプリング時刻ｔｎにおける積算受光値が大きくなる。

【0120】

前方に車両３５１が存在する場合、車両３５１により反射された反射光が、受光素子２０２により受光されるため、検出領域内に車両３５１を含む各受光素子２０２の積算受光値が大きくなる。特に、車両３５１の後方の左右のリフレクタ３５２Ｌ，３５２Ｒの反射率が高いため、検出領域内にリフレクタ３５２Ｌ，３５２Ｒを含む各受光素子２０２の積算受光値が特に大きくなる。

【0121】

従って、図１１のグラフに示されるように、水平方向の積算受光値の分布において、２つの顕著なピークＰ１，Ｐ２が現れる。また、リフレクタ３５２Ｌとリフレクタ３５２Ｒの間の車体により反射された反射光も検出されるため、ピークＰ１とピークＰ２の間の積算受光値もその他の領域に比べて高くなる。このように、同じサンプリング時刻における積算受光値の水平方向の分布において、顕著な２つのピークを検出することにより、前方の車両を検出することが可能である。

【0122】

ステップＳ１０において、通知部３０３は、必要に応じて物体の検出結果を外部に通知する。例えば、通知部３０３は、物体の有無に関わらず、物体の検出結果を定期的に車両制御装置１２に供給する。或いは、例えば、通知部３０３は、車両が前方の物体に衝突する危険性がある場合に限り、物体の検出結果を車両制御装置１２に供給する。

【0123】

ステップＳ１１において、制御部２１は、所定の時間待機する。すなわち、制御部２１は、図８の休止期間ＴＢが終了するまで、測定光の投光を行わないように待機する。

【0124】

その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１乃至Ｓ１１の処理が繰り返し実行される。すなわち、検出期間毎に積算受光値に基づいて物体の検出を行う処理が繰り返される。

【0125】

以上のように、各受光素子２０２の受光値をサンプリング時刻毎に積算して物体の検出を行うので、反射光の受光感度を上げ、監視領域内の物体の検出精度を向上させることができる。

【0126】

また、１回の検出期間内に４サイクルの測定期間を設け、受光値を測定する受光素子２０２を切り替えることにより、ＴＩＡ２６２、ＰＧＡ２６３及びＡＤＣ２６４の数を抑制しつつ、各検出期間内に監視領域内の各検出領域の物体の検出を行うことができる。これにより、受光値の測定や積算に要する回路の規模や演算量を抑制することができる。

【0127】

なお、以上の説明では、各受光素子２０２の受光値の測定を所定の順序で繰り返すことにより、１回の検出期間内に各受光素子２０２に対して１回ずつ測定期間を割り当てる例を示した。換言すれば、１回の検出期間内に各受光素子２０２に対する測定積算ユニットを１回ずつ行う例を示した。この場合、監視領域内全体を広く満遍なく監視することができる。

【0128】

一方、上述したように、各ＭＵＸ２６１は、受光信号の選択を自由に行うことができ、受光値の測定を行う受光素子２０２の組み合わせを自由に設定することができる。すなわち、各受光素子２０２について、１回の検出期間内に測定積算ユニットを最大４回行ったり、１回も行わないようにしたりすることが可能である。

【0129】

従って、各検出領域の監視の必要性に応じて、各受光素子２０２に対する測定積算ユニットを行う頻度を調整することができる。例えば、物体が検出されている領域、物体が存在する可能性が高い領域、危険度が高い領域等、監視する必要性が高い検出領域に対して測定積算ユニットの実行頻度を高くし、受光値の積算回数を増やすことにより、当該検出領域の監視を集中的に行うことが可能である。逆に、例えば、物体が未検出の領域、物体が存在しない可能性が高い領域、危険度が低い領域等、監視する必要性が低い検出領域に対して測定積算ユニットの実行頻度を下げ、受光値の積算回数を減らすことにより、当該検出領域の監視を間欠的に行うことが可能である。

【0130】

このように、各受光素子２０２（検出領域）に対する測定積算ユニットの実行頻度を適切に調整することにより、レーザレーダ装置１１のハードウエア及びソフトウエア資源をより有効に活用することができる。

【0131】

例えば、図１２に示される例では、検出期間ＴＤ１中に、受光素子２０２−１４乃至２０２−１６に対する測定積算ユニットが１回も行われずに、受光素子２０２−１３に対する測定積算ユニットが４回行われている。これにより、受光素子２０２−１３の積算受光値は、測定積算ユニットを１回のみ行う場合と比較して約４倍になり、受光素子２０２−１３の受光感度を上げることができる。

【0132】

なお、上述したように、各測定期間の受光素子２０２の割り当て方法は自由に変更することが可能である。従って、例えば、検出期間ＴＤ２のように、中間の測定期間ＴＭ２と測定期間ＴＭ３を受光素子２０２−７に割り当てたり、同じＭＵＸ２６１−３に接続されている受光素子２０２−９及び受光素子２０２−１０に、それぞれ連続する測定期間ＴＭ１，ＴＭ２、及び、測定期間ＴＭ３，ＴＭ４を割り当てたりすることが可能である。また、例えば、検出期間ＴＤ３のように、受光素子２０２−４に不連続に測定期間を割り当てることも可能である。

【0133】

さらに、上述したように、各ＭＵＸ２６１は、２以上の受光信号を加算して出力することが可能である。従って、例えば、図１２の検出期間ＴＤ４のように、受光素子２０２−９及び２０２−１０の受光信号を加算して測定積算ユニットを実行することが可能である。これにより、水平分解能は低下するが、受光素子２０２−９及び２０２−１０の検出領域を統合した領域に対する積算受光値が大きくなり、当該統合領域に対する受光感度をより良好にすることができる。

【0134】

ここで、上述したように、受光素子２０２−９及び２０２−１０からの受光信号の受光値を加算した受光値は、受光素子２０２−９又は受光素子２０２−１０の一方のみからの受光信号の受光値とは別に積算される。

【0135】

また、以上の説明では、検出期間単位で受光値の積算処理を行う例を示したが、複数回の検出期間にわたって受光値の積算処理を行うようにしてもよい。

【0136】

例えば、図１３に示されるように、各検出期間において、各受光素子２０２に対する測定積算ユニットを１回ずつ行うとともに、受光素子２０２−８については、４回の検出期間にわたって受光値を積算するようにしてもよい。具体的には、例えば、検出期間ＴＤ４において、検出期間ＴＤ１乃至ＴＤ４の受光素子２０２−８の受光値を積算するようにしてもよい。これにより、受光素子２０２−８の積算受光値は、検出期間毎に積算処理を行う場合と比較して約４倍になり、受光素子２０２−８の受光感度を上げることができる。

【0137】

なお、図１２の検出期間ＴＤ４の例と図１３の例では、ともに４サイクル分の測定期間の受光素子２０２−８の受光値が積算される。この場合、図１２の例の方が、短期間により多くの回数の受光値の積算を行うため、受光素子２０２−８の検出領域における物体の検出速度を速くすることができる。一方、図１３の例では、他の受光素子２０２に対する測定積算ユニットも継続して行われるため、他の受光素子２０２の受光感度を下げずに、受光素子２０２−８の受光感度を上げることができる。

【0138】

ここで、各受光素子２０２に対する測定積算ユニットの実行頻度の切り替え方法の具体例について説明する。具体的には、図１０の例のように、全ての検出領域の監視を均等に行う広域監視と、車両の進行方向（車両の前方中央）の複数の検出領域の監視を集中的に行う進行方向監視を切り替える場合の例について説明する。

【0139】

なお、広域監視では、例えば、選択部２５１（各ＭＵＸ２６１）において、各受光素子２０２が均等に選択され、その結果、各検出領域の監視が均等に行われる。一方、進行方向監視では、例えば、選択部２５１（各ＭＵＸ２６１）において、車両の進行方向からの反射光を受光する受光素子２０２を選択する頻度が高くなり、その結果、当該受光素子２０２の検出領域の監視が集中的に行われる。

【0140】

例えば、車両の速度が所定の閾値未満の低速走行時には、広域監視を行い、車両の速度が所定の閾値以上の高速走行時には、進行方向監視を行うようにすることが考えられる。これにより、高速走行時に、より遠方の物体をより迅速に検出することが可能になる。なお、高速走行時に進行方向監視を行っている場合にも、広域監視又は進行方向以外の監視を所定の間隔で行うようにすることが望ましい。

【0141】

また、例えば、物体が検出されるまでの間、広域監視と進行方向監視を交互に繰り返し、物体が検出された後、広域監視を繰り返し行うようにしてもよい。これにより、監視領域内の各方向の物体を迅速に検出できるとともに、物体が検出された後、広域監視を繰り返すことにより、検出した物体を確実に追跡することが可能になる。

【0142】

＜２．変形例＞
以下、上述した本発明の実施の形態の変形例について説明する。

【0143】

レーザレーダ装置１１の構成は、図１に示される例に限定されるものではなく、必要に応じて変更することが可能である。

【0144】

例えば、制御部２１と演算部２６を統合したり、機能の割り振りを変更したりすることが可能である。

【0145】

また、例えば、受光素子２０２、ＭＵＸ２６１、ＴＩＡ２６２、ＰＧＡ２６３、ＡＤＣ２６４の数を、必要に応じて増減することが可能である。

【0146】

例えば、受光素子２０２の数を増やして、監視領域を広げたり、監視領域内の検出領域をより細分化したりすることが可能である。逆に、受光素子２０２の数を減らして、監視領域を狭めたり、監視領域内の検出領域を集約したりすることも可能である。

【0147】

また、例えば、ＭＵＸ２６１、ＴＩＡ２６２、ＰＧＡ２６３及びＡＤＣ２６４の組み合わせの数を変更して、並行してサンプリングを行うことが可能な受光信号の数を増減することが可能である。

【0148】

さらに、例えば、１つのＭＵＸ２６１に接続される受光素子２０２の数を変更することも可能である。また、例えば、各ＭＵＸ２６１に接続される受光素子２０２の数は、必ずしも全て同じである必要はない。

【0149】

さらに、例えば、各ＭＵＸ２６１に接続される受光素子２０２の組合せは上述した例に限定されるものではない。例えば、受光素子２０２−１、２０２−５、２０２−９、２０２−１３をＭＵＸ２６１−１に接続し、受光素子２０２−２、２０２−６、２０２−１０、２０２−１４をＭＵＸ２６１−２に接続し、受光素子２０２−３、２０２−７、２０２−１１、２０２−１５をＭＵＸ２６１−３に接続し、受光素子２０２−４、２０２−８、２０２−１２、２０２−１６をＭＵＸ２６１−４に接続することが可能である。これにより、１サイクルの測定期間内に、隣接する４つの受光素子２０２に対する測定積算ユニットを同時に行うことが可能になり、例えば、隣接する受光素子２０２−５乃至２０２−８の検出領域の監視を集中して行うことが可能になる。

【0150】

また、ＭＵＸの出力数を２以上にすることも可能である。すなわち、ＭＵＸが、入力された受光信号の中から２以上の受光信号を選択して個別に出力できるようにしてもよい。ここで、図１４及び図１５を参照して、出力数が２以上のＭＵＸを備えた場合の具体的な構成例について説明する。

【0151】

図１４は、図４の測定部２５の代わりに用いることが可能な測定部４０１の構成例を示している。なお、図中、図４と対応する部分には同じ符号を付してある。

【0152】

測定部４０１は、図４の測定部２５と比較して、選択部２５１の代わりに選択部４１１が設けられている点が異なる。選択部４１１は、ＭＵＸ４２１を含むように構成される。

【0153】

図１５は、ＭＵＸ４２１の機能の構成例を模式的に示している。

【0154】

ＭＵＸ４２１は、デコーダ４３１、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１６、接点Ｃ１−１乃至Ｃ１−１６、接点Ｃ２−１乃至Ｃ２−１６、接点Ｃ３−１乃至Ｃ３−１６、接点Ｃ４−１乃至Ｃ４−１６、及び、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４を備えている。接点Ｃ１−ｉ乃至Ｃ４−ｉ（ｉ＝１乃至１６）の一端は、それぞれ入力端子ＩＮｉに接続されている。接点Ｃｊ−１乃至Ｃｊ−１６（ｊ＝１乃至４）の入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１６に接続されている一端と異なる一端は、それぞれ出力端子ＯＵＴｊに接続されている。

【0155】

また、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１６は、それぞれ受光素子２０２−１乃至２０２−１６に接続され、出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４は、それぞれＴＩＡ２６２−１乃至２６２−４に接続されている。

【0156】

なお、以下、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ１６及び接点Ｃ１乃至Ｃ４を個々に区別する必要がない場合、単に入力端子ＩＮ及び接点Ｃと称する。また、以下、接点Ｃ１−１乃至Ｃ１−１６、接点Ｃ２−１乃至Ｃ２−１６、接点Ｃ３−１乃至Ｃ３−１６、及び、接点Ｃ４−１乃至Ｃ４−１６を個々に区別する必要がない場合、単に接点Ｃ１、接点Ｃ２、接点Ｃ３、及び、接点Ｃ４と称する。

【0157】

デコーダ４３１は、制御部２１から供給される選択信号をデコードし、デコードした選択信号の内容に従って、各接点Ｃ１のオン／オフを個別に切り替える。そして、オンになっている接点Ｃ１に接続されている入力端子ＩＮに入力される受光信号が選択され、出力端子ＯＵＴ１から出力される。なお、オンになっている接点Ｃ１の数が複数である場合、選択された複数の受光信号が加算されて出力端子ＯＵＴ１から出力される。これにより、受光素子２０２−１乃至２０２−１６の中から任意の１以上の受光素子２０２を選択し、選択した受光素子２０２の受光信号を出力端子ＯＵＴ１から出力することができる。

【0158】

同様に、デコーダ４３１が、デコードした選択信号の内容に従って、各接点Ｃ２のオン／オフを個別に切り替えることにより、受光素子２０２−１乃至２０２−１６の中から任意の１以上の受光素子２０２を選択し、選択した受光素子２０２の受光信号を出力端子ＯＵＴ２から出力することができる。デコーダ４３１が、デコードした選択信号の内容に従って、各接点Ｃ３のオン／オフを個別に切り替えることにより、受光素子２０２−１乃至２０２−１６の中から任意の１以上の受光素子２０２を選択し、選択した受光素子２０２の受光信号を出力端子ＯＵＴ３から出力することができる。デコーダ４３１が、デコードした選択信号の内容に従って、各接点Ｃ４のオン／オフを個別に切り替えることにより、受光素子２０２−１乃至２０２−１６の中から任意の１以上の受光素子２０２を選択し、選択した受光素子２０２の受光信号を出力端子ＯＵＴ４から出力することができる。

【0159】

これにより、各受光素子２０２の受光信号を任意の組み合わせで出力端子ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ４から出力することができ、ＭＵＸ２６１−１乃至２６１−１を用いた場合と比較して、より自由な組み合わせで受光素子２０２を選択することが可能になる。従って、より柔軟に監視する検出領域を組み合わせることが可能になり、物体の検出精度を向上させることができる。

【0160】

なお、ＭＵＸ４２１のように複数の出力が可能なＭＵＸを２以上用いるようにしてもよい。

【0161】

また、受光素子２０２の数をｎ１とし、選択部２５１又は選択部４１１の出力数の合計をｎ２とし、１回の検出期間内の測定期間のサイクル数をｃとした場合、ｎ１≦ｃ×ｎ２になるように、各値を設定することが望ましい。これにより、１回の検出期間内に、全ての受光素子２０２に対する測定積算ユニットを行うことが可能になる。

【0162】

さらに、以上では、１回の検出期間毎に物体の検出処理を１回行う例を示したが、例えば、必要に応じて、２回以上の検出期間にわたって受光値を積算し、２回以上の検出期間毎に物体の検出処理を１回行うようにしてもよい。

【0163】

また、本発明は、例えば、１回の測定期間内に測定光を複数回投光する場合だけでなく、１回のみ投光する場合にも適用することができる。

【0164】

さらに、本発明は、車両用以外の他の用途に用いるレーザレーダ装置にも適用することが可能である。

【0165】

［コンピュータの構成例］
なお、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

【0166】

図１６は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

【0167】

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）６０１，ROM（Read Only Memory）６０２，RAM（Random Access Memory）６０３は、バス６０４により相互に接続されている。

【0168】

バス６０４には、さらに、入出力インタフェース６０５が接続されている。入出力インタフェース６０５には、入力部６０６、出力部６０７、記憶部６０８、通信部６０９、及びドライブ６１０が接続されている。

【0169】

入力部６０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部６０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部６０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部６０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ６１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア６１１を駆動する。

【0170】

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU６０１が、例えば、記憶部６０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース６０５及びバス６０４を介して、RAM６０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

【0171】

コンピュータ（CPU６０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア６１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。

【0172】

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア６１１をドライブ６１０に装着することにより、入出力インタフェース６０５を介して、記憶部６０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部６０９で受信し、記憶部６０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM６０２や記憶部６０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

【0173】

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

【0174】

また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0175】

１１ レーザレーダ装置
１２ 車両制御装置
２１ 制御部
２２ 測定光投光部
２３ 検査光発光部
２４ 受光部
２５ 測定部
２６ 演算部
１０１ 駆動回路
１０２ 発光素子
２０２−１乃至２０２−１６ 受光素子
２５１ 選択部
２５４ サンプリング部
２６１−１乃至２６１−４ マルチプレクサ
２６４−１乃至２６４−４ Ａ／Ｄコンバータ
３０１ 積算部
３０２ 検出部
３０３ 通知部
３１１ ピーク検出部
３１２ 物体検出部
４０１ 測定部
４１１ 選択部
４２１ マルチプレクサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】