特開 2023-76197 測距装置、路面認識方法、および推定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023076197

(43)【公開日】2023-06-01

(54)【発明の名称】測距装置、路面認識方法、および推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 15/931 20200101AFI20230525BHJP

   G01S 15/10 20060101ALI20230525BHJP

   G01S 7/526 20060101ALI20230525BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20230525BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20230525BHJP

【ＦＩ】

G01S15/931

G01S15/10

G01S7/526 Z

G01S13/931

G01S17/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021189475

(22)【出願日】2021-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深代 優輝

(72)【発明者】

【氏名】永井 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】水谷 厚司

【テーマコード（参考）】

5J070

5J083

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC03

5J070AC11

5J070AE07

5J070AF03

5J070AH19

5J070BF22

5J083AA02

5J083AB12

5J083AB13

5J083AB20

5J083AD05

5J083AE06

5J083AE10

5J083AF05

5J083BA01

5J083BE11

5J083BE12

5J083BE49

5J083CA01

5J084AA05

5J084AA10

5J084AA13

5J084AB16

5J084AC02

5J084AD01

5J084CA32

5J084CA65

5J084EA22

(57)【要約】

【課題】路面の下り段差の高さを検知できる技術を提供する。
【解決手段】測距装置１００は、射出波を射出する射出部１１と、射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部１２と、を有し、反射波を用いて、射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができるセンサ部１０と、センサ部が測定した距離を用いて、路面における下り段差の高さである段差高を算出する算出部２０と、を備える。算出部は、第１路面からの反射波による第１反射区間と、前後方向において第１反射区間よりも測距装置から遠い路面である第２路面からの反射波による第２反射区間と、の間に無反射区間が存在する場合に、無反射区間を、反射波の受信強度から検知し、センサ部と無反射区間との位置関係と、第１反射区間の終了点から第２反射区間の開始点までの直線距離である第１距離と、に基づき、段差高を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測距装置（１００）であって、
射出波を射出する射出部（１１）と、前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部（１２）と、を有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができるセンサ部（１０）と、
前記センサ部が測定した距離を用いて、路面における下り段差の高さである段差高を算出する算出部（２０）と、を備え、
前記算出部は、
第１路面からの反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記測距装置から遠い路面である第２路面からの反射波による第２反射区間と、の間に無反射区間が存在する場合に、前記無反射区間を、前記反射波の受信強度から検知し、
前記センサ部と前記無反射区間との位置関係と、前記第１反射区間の終了点から前記第２反射区間の開始点までの直線距離である第１距離と、に基づき、前記段差高を算出する、測距装置。

【請求項2】

請求項１に記載の測距装置であって、
前記算出部は、前記受信強度を縦軸とし前記センサ部からの距離を横軸としたグラフに表した際に、
前記グラフにおける前記受信強度が閾値以上に上昇する位置を前記第１反射区間の開始点として検知し、前記第１反射区間の前記開始点よりも前記センサ部から遠い位置であって前記グラフにおける前記受信強度が最初に前記閾値以下に下降する位置を前記第１反射区間の終了点として検知し、
前記グラフにおける前記第１反射区間の終了点よりも前記センサ部から遠い位置であって、前記受信強度が最初に前記閾値以上に上昇する位置を前記第２反射区間の開始点として検知し、前記第２反射区間の前記開始点よりも前記センサ部から遠い位置であって前記グラフにおける前記受信強度が最初に前記閾値以下に下降する位置を前記第２反射区間の終了点として検知する、測距装置。

【請求項3】

請求項２に記載の測距装置であって、
前記算出部は、予め取得した前記反射波の幅を用いて、前記センサ部が測定した距離を補正する、測距装置。

【請求項4】

請求項１に記載の測距装置であって、
前記算出部は、前記受信強度を縦軸とし前記センサ部からの距離を横軸としたグラフに表した際に、
前記グラフにおける第１極大値の前記横軸上の位置と、前記第１極大値よりも前記センサ部から遠い距離に位置し前記第１極大値と隣接する第２極大値の前記横軸上の位置と、の差を求める工程を１回以上行い、最初に前記差が予め定めた閾値距離以上となる第１極大値と第２極大値のうち、前記第１極大値の位置を、前記第１反射区間の終了点として検知し、前記第２極大値の位置を前記第２反射区間の開始点として検知する、測距装置。

【請求項5】

請求項１に記載の測距装置であって、
前記算出部は、前記受信強度と前記無反射区間との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて前記第１反射区間の開始点と終了点および前記第２反射区間の開始点と終了点を検知する、測距装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の測距装置であって、
前記算出部は、前記センサ部が測定した前記第１反射区間の終了点までの距離と、前記センサ部が測定した前記第２反射区間の開始点までの距離との差を、前記第１距離として算出する、測距装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の測距装置であって、
前記算出部は、気温と湿度との少なくとも一方の測定値を用いて、前記センサ部が測定した距離を補正する、測距装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の測距装置であって、
前記算出部は、前記センサ部から前記第１反射区間の終了点までの直線距離と、前記センサ部から前記第２反射区間の開始点までの直線距離と、前記第１反射区間の距離とのうち１つ以上と、前記第１距離と、前記路面から前記センサ部までの高さとを用いて、前記段差高を算出する、測距装置。

【請求項9】

請求項８に記載の測距装置であって、
前記センサ部は、前記センサ部の真下の路面までの距離を測定でき、
前記算出部は、前記センサ部から前記第１反射区間の開始点までの距離を、前記路面から前記センサ部までの高さに定める、測距装置。

【請求項10】

請求項８に記載の測距装置であって、更に、
前記センサ部と同じ機能を奏することができ、前記センサ部よりも上に設けられたセンサ部である追加センサ部を備え、
前記算出部は、前記センサ部が測定した距離と前記追加センサ部が測定した距離との差を用いて、前記路面から前記センサ部までの高さを算出する、測距装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の測距装置であって、
前記射出部は、前記射出波として音波もしくは電波を射出する、測距装置。

【請求項12】

路面における下り段差の高さである段差高を算出する路面認識方法であって、
射出波を射出する射出部と前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部とを有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができるセンサが測定した距離および前記反射波の受信強度を取得する工程と、
第１路面からの反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記測距装置から遠い路面である第２路面からの反射波による第２反射区間と、の間に無反射区間が存在する場合に、前記無反射区間を、前記反射波の受信強度から検知する工程と、
前記センサ部と前記無反射区間との位置関係と、前記第１反射区間の終了点から前記第２反射区間の開始点までの直線距離である第１距離と、に基づき、前記段差高を算出する工程と、を含む、路面認識方法。

【請求項13】

路面における下り段差の高さである段差高を推定する推定装置（２００）であって、
射出波を射出する射出部と前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部とを有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができるセンサが測定した距離を用いて、前記段差高を算出する算出部と、
前記段差高を出力する出力部（３０）と、を備え、
前記算出部は、
第１路面からの反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記測距装置から遠い路面である第２路面からの反射波による第２反射区間と、の間に無反射区間が存在する場合に、前記無反射区間を、前記反射波の受信強度から検知し、
前記センサ部と前記無反射区間との位置関係と、前記第１反射区間の終了点から前記第２反射区間の開始点までの直線距離である第１距離と、に基づき、前記段差高を算出する、推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測距装置、路面認識方法、および推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

測距装置として、超音波やレーザ等の送信波を発し、路面によって反射された反射波を受信し、その受信波に基づいて、路面を検知するものが知られている。特許文献１には、受信波の形態を、過去の受信波の形態と比較して欠落部分を検知することで、路面に凹部を存在することを判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１３２５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、路面の凹部の存在を検知できるものの、路面の凹部の高さは検知できない。そのため、路面の凹部の高さを検知できる技術が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば、測距装置（１００）が提供される。測距装置は、波を射出する射出部（１１）と、前記波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部（１２）と、を有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができるセンサ部（１０）と、前記センサ部が測定した距離を用いて、路面における下り段差の高さである段差高を算出する算出部（２０）と、を備える。前記算出部は、第１路面からの反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記測距装置から遠い路面である第２路面からの反射波による第２反射区間と、の間に無反射区間が存在する場合に、前記無反射区間を、前記反射波の受信強度から検知し、前記センサ部と前記無反射区間との位置関係と、前記第１反射区間の終了点から前記第２反射区間の開始点までの直線距離である第１距離と、に基づき、前記段差高を算出する。

【0006】

この形態の測距装置によれば、センサ部と無反射区間との位置関係と、第１距離と、に基づき、段差高を算出できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】測距装置の構成の概要を示す説明図である。

【図2】下り段差の一例を示す説明図である。

【図3】段差高算出処理の一例を示したフローチャートである。

【図4】距離と受信強度との関係を示すグラフである。

【図5】第２実施形態における無反射区間を示す説明図である。

【図6】第３実施形態における無反射区間を示す説明図である。

【図7】第４実施形態における距離と受信強度との関係を示すグラフである。

【図8】第５実施形態における下り段差の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１に示すように、測距装置１００は、センサ部１０と、算出部２０と、出力部３０と、を備える。測距装置１００は、周囲の物体までの距離を検出する。測距装置１００は、例えば、車両に搭載されるソナーである。測距装置１００として、ミリ波レーダやＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、光の飛行時間を利用して三次元位置を測定可能なＴＯＦカメラ（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を採用できる。

【0009】

センサ部１０は、射出波を射出する射出部１１と、射出波が物標に反射して生じる様々な反射波を受けとる受取部１２と、を有する。センサ部１０は、受取部１２が受け取る反射波を用いて、射出部１１の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる。射出部１１の前後方向とは、測距装置１００に基づいて定められる方向である。本実施形態において、射出部１１は、射出波として音波を射出する。射出部１１は、電波や光波を射出してもよい。

【0010】

算出部２０は、センサ部１０が測定した距離を用いて、路面における下り段差の高さである段差高を算出する。図２に示すように、「下り段差」とは、路面の延伸方向において、第１路面３０１と、第１路面３０１よりも測距装置１００から遠い第２路面３０２との間に存在する段差３０３であって、第１路面３０１から下降する段差３０３である。本開示において、第１路面３０１と第２路面３０２との間に存在する凹部も下り段差に含まれる。以下では、図２に示す路面の形状を例として、算出部２０が段差高ｈｔを算出する方法を説明する。算出部２０が段差高ｈｔを算出する詳細については後述する。

【0011】

出力部３０（図１参照）は、算出部２０が算出した段差高を出力する。出力部３０は、例えば、測距装置１００を搭載する車両に出力する。算出部２０と出力部３０とを併せて、推定装置２００ともいう。

【0012】

図３に示す段差高算出処理は、算出部２０が段差高ｈｔを算出する処理である。ステップＳ１００において、算出部２０は、反射波の受信強度を取得する。より具体的には、算出部２０は、ある時点におけるセンサ部１０が受取部１２によって取得した路面に反射して生じる各反射波の受信強度を取得する。

【0013】

ステップＳ１１０において、算出部２０は、ステップＳ１００で取得した受信強度から無反射区間を検知する。より具体的には、第１路面３０１からの反射波による第１反射区間と、第２路面３０２からの反射波による第２反射区間と、の間に存在する無反射区間が存在する場合に、無反射区間を、反射波の受信強度から検知する。本実施形態において、「無反射区間」とは、受信強度が予め定めた値より低い位置が連続する区間である。無反射区間は、段差３０３によって、センサ部１０から射出波が届かない路面の区間である。なお、無反射区間が検知されなかった場合、算出部２０は、段差高算出処理を終了してもよい。

【0014】

図４に示すグラフの縦軸は受取部１２が取得した反射波の受信強度を示している。横軸は、センサ部１０からの距離を示している。本実施形態において、算出部２０は、受信強度が０である区間を無反射区間として検出する。図４における距離ｄ１から距離ｄ２の区間が第１反射区間Ａ１であり、距離ｄ３から距離ｄ４の区間が第２反射区間Ａ２である。第１反射区間Ａ１と第２反射区間Ａ２との間に存在する区間が無反射区間Ａ３である。なお、本実施形態において、無反射区間Ａ３における受信強度は０であるが、これに限らず、無反射区間Ａ３における受信強度が０より大きくてもよい。

【0015】

また、本実施形態において、第１反射区間Ａ１の開始点Ｓ１（図２参照）はセンサ部１０から距離ｄ１の位置であり、第１反射区間Ａ１の終了点Ｅ１（図２参照）はセンサ部１０から距離ｄ２の位置である。また、第２反射区間Ａ２の開始点Ｓ２（図２参照）はセンサ部１０から距離ｄ３の位置であり、第２反射区間Ａ２の終了点Ｅ２（図２参照）はセンサ部１０から距離ｄ４の位置である。開始点Ｓ１、Ｓ２および終了点Ｅ１、Ｅ２は、３次元の座標を示す点である。なお、開始点Ｓ１、Ｓ２および終了点Ｅ１、Ｅ２は射出部１１の前後方向において同一直線状に位置する。

【0016】

ステップＳ１２０（図３参照）において、算出部２０は、第１反射区間Ａ１の終了点Ｅ１から第２反射区間Ａ２の開始点Ｓ２までの直線距離である第１距離Ｌｎ（図２参照）を推定する。本実施形態において、算出部２０は、センサ部１０が測定した終了点Ｅ１までの直線距離Ｒｕ（図２参照）と、センサ部１０が測定した開始点Ｓ２までの直線距離Ｒｌ（図２参照）との差を、第１距離Ｌｎとして算出する。すなわち、算出部２０は、距離ｄ３から距離ｄ２を減算して求められる距離を第１距離Ｌｎとして算出する。

【0017】

図２において、説明の便宜上、測距装置１００と第２反射区間Ａ２の終了点Ｅ２とを結ぶ二点鎖線で表される直線を上方向にずらして記載しているが、実際は、測距装置１００と第１反射区間Ａ１の終了点Ｅ１とを結ぶ一点鎖線で表される直線および終了点Ｅ１と第２反射区間Ａ２の開始点Ｓ２とを結ぶ実線で表される直線と部分的に重なっている。

【0018】

ステップＳ１３０（図３参照）において、算出部２０は、ステップＳ１１０で検出した無反射区間Ａ３の位置関係と、ステップＳ１２０で推定した第１距離Ｌｎとに基づき、段差高ｈｔを算出する。より具体的には、算出部２０は、直線距離Ｒｕと、直線距離Ｒｌと、第１反射区間Ａ１の距離である区間距離Ｌｓｔ（図２参照）と、のうちの１つ以上と、第１距離Ｌｎと直線距離ｈｓとを用いて、段差高ｈｔを算出する。本実施形態において、算出部２０は、次の式（１）を用いて段差高ｈｔを算出する。

【0019】

ｈｔ＝Ｌｎ×（ｈｓ／Ｒｕ）…（１）
ここでｈｓは第１路面３０１から測距装置１００までの高さである。本実施形態において、算出部２０は、予め測定した路面からセンサ部１０までの距離を記憶している。すなわち、本実施形態において、算出部２０は、直線距離ｈｓと直線距離Ｒｕとの比と、段差高ｈｔと第１距離Ｌｎとの比とが同じであるとして、段差高ｈｔを算出する。

【0020】

以上で説明した本実施形態の測距装置１００によれば、受信強度から無反射区間Ａ３を検出する。算出部２０は、検出した無反射区間Ａ３とセンサ部１０との位置関係と、第１距離Ｌｎと、に基づき、段差高ｈｔを算出する。そのため、下り段差の段差高ｈｔを算出できる。

【0021】

また、本実施形態において、算出部２０は、センサ部１０が測定した終了点Ｅ１までの直線距離Ｒｕを距離ｄ２とし、センサ部１０が測定した開始点Ｓ２までの直線距離Ｒｌを距離ｄ３として、第１距離Ｌｎを算出している。そのため、算出部２０は、他のセンサを用いることなく推定した第１距離Ｌｎを用いて段差高ｈｔを算出できる。

【0022】

Ｂ．第２実施形態：
図５に示すように、第２実施形態は、算出部２０が、受信強度が閾値以上の区間を第１反射区間Ａ１ｂおよび第２反射区間Ａ２ｂとして検知する点が、第１実施形態と異なる。第２実施形態の測距装置１００の構成は、第１実施形態の測距装置１００の構成と同一であるため、測距装置１００の構成の説明は省略する。

【0023】

本実施形態において、閾値は、測距装置１００からの距離に応じて定められる値である。より具体的には、算出部２０は、予め定められた関数Ｆｔｈを用いて、閾値を定める。関数Ｆｔｈは、距離が遠くなるほど閾値が小さくなる。算出部２０は、受信強度が閾値以上に上昇する位置であるセンサ部１０から距離ｄ１ｂの位置を第１反射区間Ａ１ｂの開始点として検知し、第１反射区間Ａ１ｂの開始点よりも遠い位置であって受信強度が最初に閾値以下に下降する位置であるセンサ部１０から距離ｄ２ｂの位置を第１反射区間Ａ１の終了点として検知する。また、算出部２０は、第１反射区間Ａ１ｂの終了点よりも遠い位置であって、受信強度が最初に閾値以上に上昇する位置であるセンサ部１０から距離ｄ３ｂの位置を第２反射区間Ａ２ｂの開始点として検知し、第２反射区間Ａ２ｂの開始点よりも遠い位置であって受信強度が最初に閾値以下に下降する位置であるセンサ部１０から距離ｄ４ｂの位置を第２反射区間Ａ２の終了点として検知する。

【0024】

以上で説明した第２実施形態の測距装置１００によれば、算出部２０は、受信強度が閾値以上の区間を第１反射区間Ａ１ｂおよび第２反射区間Ａ２ｂとして検知できる。すなわち、受信強度が閾値以下の区間を無反射区間Ａ３ｂとして検知できる。

【0025】

Ｃ．第３実施形態：
図６に示すように、第３実施形態は、算出部２０が、受信強度と距離との関係を示したグラフにおける極大値Ｐ１～Ｐ９に基づいて無反射区間Ａ３ｃを検知する点が、第１実施形態と異なる。第３実施形態の測距装置１００の構成は、第１実施形態の測距装置１００の構成と同一であるため、測距装置１００の構成の説明は省略する。

【0026】

算出部２０は、第１極大値の横軸上の位置である距離の値と、第１極大値よりもセンサ部１０から遠い距離に位置し、第１極大値と隣接する第２極大値の横軸上の位置である距離の値と、の差を求める工程を１回以上行い、最初にその差が予め定めた閾値距離以上となる第１極大値と第２極大値とのうち、第１極大値の位置を第１反射区間Ａ１ｃの終了点として検知し、第２極大値の位置を第２反射区間Ａ２ｃの開始点として検知する。「閾値距離」は、検知したい下り段差の段差高ｈｔや無反射区間Ａ３ｃの区間の長さに応じて定められる距離である。本実施形態において、算出部２０は、予め定められた関数Ｆｔｈを用いて定められる閾値以上の極大値に基づいて、無反射区間Ａ３を検知する。すなわち、算出部２０は、極大値Ｐ１～Ｐ９に基づいて、無反射区間Ａ３を検知する。

【0027】

より具体的には、算出部２０は、まず、極大値Ｐ１の距離ｄ１ｃと極大値Ｐ２の距離ｄ１ｃ２との差を求める。その差が閾値距離以上か否かを判定する。極大値Ｐ２と極大値Ｐ３、極大値Ｐ３と極大値Ｐ４、極大値Ｐ４と極大値Ｐ５についても繰り返し各距離の差を求め、その差が閾値距離以上か否かを判定する。算出部２０は、極大値Ｐ４の距離ｄ２ｃと極大値Ｐ５の距離ｄ３ｃとの差が、最初に閾値距離以上となるため、極大値Ｐ４の位置を第１反射区間Ａ１ｃの終了点として検知し、極大値Ｐ５の位置を第２反射区間Ａ２ｃの開始点として検知する。すなわち、算出部２０は、極大値Ｐ４の位置を無反射区間Ａ３ｃの開始点として検知し、極大値Ｐ５の位置を無反射区間Ａ３ｃの終了点として検知する。本実施形態において、算出部２０は、極大値Ｐ１の位置であるセンサ部１０から距離ｄ１ｃの位置を第１反射区間Ａ１ｃの開始点として検知し、極大値Ｐ９の位置であるセンサ部１０から距離ｄ４ｃの位置を第２反射区間Ａ２ｃの終了点として検知する。

【0028】

以上で説明した第３実施形態の測距装置１００によれば、受信強度と距離との関係を示したグラフにおける極大値Ｐ１～Ｐ９に基づいて無反射区間Ａ３ｃを検知するため、隣接する極大値との距離が閾値距離以上となる区間を無反射区間Ａ３として検知できる。

【0029】

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態は、算出部２０が、センサ部１０の誤検知を判定する点が、第１実施形態と異なる。第４実施形態の測距装置１００の構成は、第１実施形態の測距装置１００の構成と同一であるため、測距装置１００の構成の説明は省略する。

【0030】

図７に示すグラフの縦軸は受取部１２が取得した反射波の受信強度を示している。横軸は、センサ部１０からの距離を示している。図７に示すように、第１反射区間Ａ１において、距離ｄ１ｘから距離ｄ１ｙの無反射区間Ａ４は、受信強度が０である。図７は、図２に示す路面の形状を測距した場合であるため、無反射区間Ａ４は、下り段差に起因しない無反射区間である。

【0031】

算出部２０は、センサ部１０の移動前後の反射波の受信強度を比較することでセンサ部１０の誤検知を判定する。より具体的には、算出部２０は、センサ部１０の移動前後の反射波の受信強度に基づいて検出した無反射区間Ａ４の開始点の距離の変化量と、センサ部１０の移動量との差が、予め定められた値以上である場合に、センサ部１０の誤検知であると判定する。センサ部１０の誤検知により検出された下り段差に起因しない無反射区間Ａ４は、センサ部１０の移動により発生しなくなるため、センサ部１０の移動前後の反射波の受信強度を比較することで、下り段差に起因しない無反射区間Ａ４であるか否かを判定できる。

【0032】

以上で説明した第４実施形態の測距装置１００によれば、センサ部１０の移動前後の反射波の受信強度を比較することでセンサ部１０の誤検知を判定できる。

【0033】

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態は、算出部２０が下り段差か否かを判定する点が、第１実施形態と異なる。第５実施形態の測距装置１００の構成は、第１実施形態の測距装置１００の構成と同一であるため、測距装置１００の構成の説明は省略する。

【0034】

図８に示すように、算出部２０は、第１路面３０１と第２路面３０２との間に凹部３０４がある場合、センサ部１０と凹部３０４との位置関係における予め定められた条件を満たす場合に、凹部３０４が下り段差３０３であると判定する。予め定められた条件は、例えば、センサ部１０から第１路面３０１に接する凹部３０４の上端Ｐｔを通る凹部３０４の底面の位置Ｐｘまでの直線距離Ｒｌが、センサ部１０から第２路面３０２に接する凹部３０４の上端Ｐｔ２までの直線距離ｘｕより短く、かつ、直線距離Ｒｌが、センサ部１０から上端Ｐｔ２に対向する凹部３０４の下端Ｐｂまでの直線距離ｘｌより短いことである。

【0035】

以上で説明した第５実施形態の測距装置１００によれば、算出部２０は、予め定められた条件を満たす場合に凹部３０４が下り段差３０３であると判定する。そのため、極端に狭くて深い凹部３０４を段差高ｈｔを算出する対象から除外できる。

【0036】

Ｆ．他の実施形態：
（Ｆ１）上述した実施形態において、測距装置１００は、センサ部１０と算出部２０と出力部３０とを備える。この代わりに、測距装置１００は、センサ部１０と算出部２０のみを備える構成でもよい。

【0037】

（Ｆ２)上述した実施形態において、センサ部１０は、指向性を有するセンサでもよい。無指向のセンサよりも、等距離円状に存在する路面からの反射波を抑制できるため、より無反射区間を精度よく検知できる。また、センサ部１０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）デバイスを複数並べたフェーズドアレイでもよい。センサ部１０は、例えば、射出部１１および受取部１２が一体となったＰＭＵＴ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）を有していてもよく、受取部１２としてマイクアレイを有していてもよい。

【0038】

（Ｆ３）上述した実施形態において、算出部２０は、センサ部１０が測距した第１距離Ｌｎと、直線距離Ｒｕや直線距離ｈｓ等に基づいて、段差高ｈｔを算出している。これに限らず、算出部２０は、第１距離Ｌｎと他のセンサが測距した直線距離Ｒｕや直線距離ｈｓ等に基づいて段差高ｈｔを算出してもよい。また、算出部２０は、センサ部１０が測距した距離ｄ３から距離ｄ２を減算して求められる距離ｄ１を第１距離Ｌｎとして算出しているが、他のセンサが測距した各距離を用いて第１距離Ｌｎを求めてもよい。

【0039】

（Ｆ４）上述した実施形態において、算出部２０は、気温と湿度との少なくとも一方の測定値を用いて、センサ部１０が測定した距離を補正してもよい。より具体的には、算出部２０は、空気による吸収によって生じる、音波の伝搬に伴う減衰を補正してもよい。音波の伝搬に伴う減衰は、気温が高くなるほど大きくなる。また、音波の伝搬に伴う減衰は、湿度が高くなるほど大きくなる。この形態によれば、算出部２０は、第１距離Ｌｎを精度良く推定できるため、段差高ｈｔを精度良く算出部２０できる。算出部２０は、例えば、受信強度が次の式（２）に比例することに基づき、受信強度を補正する。

【0040】

Ｔ∝ｅｘｐ（－αｘ）…（２）
ここでαは音の吸収係数であり、ｘはセンサ部１０が測定した距離である。なお、算出部２０は、射出部１１が音波もしくは電波を射出する場合に、補正を行うことが好ましい。

【0041】

（Ｆ５）上述した実施形態において、算出部２０は、受信強度と無反射区間Ａ３との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて無反射区間Ａ３を検知してもよい。より具体的には、算出部２０は、教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて、測距装置１００からの各距離における位置が第１反射区間Ａ１もしくは第２反射区間Ａ２に含まれるか否かや、第１反射区間Ａ１の開始点Ｓ１および終了点Ｅ１や第２反射区間Ａ２の開始点Ｓ１および終了点Ｅ１を出力できる。教師有り機械学習として、例えばＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）やＤＮＮ（Ｄｅｅｐ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ランダムフォレストを用いることができる。

【0042】

（Ｆ６）上述した実施形態において、算出部２０は、予め測定した路面からセンサ部１０までの距離を記憶している。この代わりに、算出部２０は、センサ部１０から第１反射区間Ａ１の開始点Ｓ１までの直線距離ｈｓを、路面からセンサ部１０までの高さに定めていてもよい。この場合、センサ部１０は、センサ部１０の真下の路面までの距離が測定できることが好ましい。「真下」とはセンサ部１０から路面に向かって垂直±５°に下ろした位置である。これにより、他のセンサを用いることなく取得した直線距離ｈｓを用いて段差高ｈｔを算出できる。また。算出部２０は、センサ部１０が測定した距離と、センサ部１０と同じ機能を奏することができ、センサ部１０よりも上に設けられたである追加センサ部が測定した距離との差を用いて、路面からセンサ部１０までの高さを算出してもよい。この場合、追加センサ部は、測距装置１００に備えられていてもよく、外部のセンサ装置であってもよい。算出部２０は、例えば次の式（３）を用いて、路面からセンサ部１０までの高さを算出する。

【0043】

ｈｓ＝Ｒｕ×（Ｒｕｄ－Ｒｕ）／Ｄ…（３）
ここでＲｕｄは追加センサ部から終了点Ｅ１までの直線距離であり、Ｄはセンサ部１０と追加センサとの垂直方向における距離である。

【0044】

（Ｆ７）上述した実施形態において、算出部２０は、三平方の定理や、三角測量や三辺測量の原理に基づき、段差高ｈｔを算出してもよい。また、算出部２０は、測距装置１００と無反射区間Ａ３との位置関係と、第１距離Ｌｎとの関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて、段差高ｈｔを算出してもよい。

【0045】

（Ｆ８）上述した第１実施形態および第２実施形態において、算出部２０は、予め取得した射出部１１が射出する単一の射出波による反射波の幅を用いて、センサ部１０が測定した距離を補正してもよい。より具体的には、算出部２０は、射出部１１が射出する単一波の反射波の立ち上がりから立ち下がりの幅を距離に変換した値で補正する。このような態様とすれば、第１距離Ｌｎをより精度良く算出できる。算出部２０は、距離ｄ２から反射波の幅を減算することで、直線距離Ｒｕを補正できる。すなわち、算出部２０は、例えば、次の式（４）を用いて第１距離Ｌｎを推定できる。

【0046】

Ｌｎ＝ｄ３－ｄ２＋ｗ１…（４）
ここでｗ１は反射波の幅である。

【0047】

（Ｆ９）上述した第２実施形態において、算出部２０は、閾値として、測距装置１００からの距離に応じて定められる値を用いている。これに限らず、算出部２０は、測距装置１００からの距離にかかわらず一定の閾値を用いてもよい。

【0048】

（Ｆ１０）上述した第２実施形態において、算出部２０は、受信強度が予め定められた範囲の極大値Ｐ１に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。すなわち、算出部２０は、第１閾値以上であって第２閾値以下の極大値に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。第２閾値は第１閾値よりも大きい。これにより、路面上に障害物が存在する場合であっても、無反射区間Ａ３ｃを検知できる。

【0049】

（Ｆ１１）上述した第３実施形態において、算出部２０は、閾値以上の極大値Ｐ１～Ｐ９に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知している。これに限らず、算出部２０は、受信強度と距離との関係を示したグラフにおける全ての極大値に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。また、算出部２０は、受信強度が予め定められた範囲の極大値Ｐ１に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。すなわち、算出部２０は、第１閾値以上であって第２閾値以下の極大値に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。第２閾値は第１閾値よりも大きい。これにより、路面上に障害物が存在する場合であっても、無反射区間Ａ３ｃを検知できる。

【0050】

（Ｆ１２）上述した第３実施形態において、算出部２０は、受信強度と距離との関係を示したグラフを距離で微分したグラフにおける閾値上の極大値に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。

【0051】

（Ｆ１３）上述した第３実施形態において、算出部２０は、受信強度と距離との関係を示したグラフを距離で微分したグラフの極大値に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知している。この代わりに、算出部２０は、受信強度と距離との関係を示したグラフにおける関数Ｆｔｈとの交点に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。また、受信強度と距離との関係を示したグラフを距離で微分したグラフにおける、予め定められた閾値との交点に基づいて、無反射区間Ａ３ｃを検知してもよい。

【0052】

（Ｆ１４）上述した第４実施形態において、算出部２０は、センサ部１０の移動前後の反射波の受信強度を比較することでセンサ部１０の誤検知を判定している。この代わりに、算出部２０は、複数のセンサ部１０の反射波の受信強度を比較することで、センサ部１０の誤検知を判定してもよい。

【0053】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

【符号の説明】

【0054】

１０…センサ部、１１…射出部、１２…受取部、２０…算出部、３０…出力部、１００…測距装置、２００…推定装置、３０１…第１路面、３０２…第２路面、３０３…段差、３０４…凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】