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(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】P2024135806
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】測距装置及び測距システム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/4861 20200101AFI20240927BHJP
G01S 17/931 20200101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
G01S7/4861
G01S17/931
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023046677
(22)【出願日】2023-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】木村 克行
(72)【発明者】
【氏名】久保田 寛
(72)【発明者】
【氏名】上橋 雅志
(72)【発明者】
【氏名】羽田 隆二
(72)【発明者】
【氏名】中野 尚久
(72)【発明者】
【氏名】小林 広幸
(72)【発明者】
【氏名】高橋 雄介
(72)【発明者】
【氏名】大嶽 達哉
(72)【発明者】
【氏名】瀬戸 直人
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 美彦
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA05
5J084AA10
5J084AB01
5J084AC02
5J084AD01
5J084BA03
5J084BA39
5J084BA47
5J084BA49
5J084BB26
5J084CA44
(57)【要約】
【課題】測距距離性能を向上できる測距装置及び測距システムを提供する。
【解決手段】実施形態の測距装置は、光源２３と、光センサ２６と、計測回路２７と、制御回路２１とを含む。光源２３は、第１レーザー光を出射する。光センサ２６は、外部の被写体により反射された第１レーザー光に対応する第２レーザー光を検出する。計測回路２７は、光源２３が第１レーザー光を出射したタイミングと、光センサ２６が第２レーザー光を検出したタイミングとに基づいて、被写体との距離を計測する。制御回路２１は、測距装置の画角内の所定の領域において、計測回路２７により単位時間あたりに計測される距離の数を示す測距点数を制御する。
【選択図】図３
【解決手段】実施形態の測距装置は、光源２３と、光センサ２６と、計測回路２７と、制御回路２１とを含む。光源２３は、第１レーザー光を出射する。光センサ２６は、外部の被写体により反射された第１レーザー光に対応する第２レーザー光を検出する。計測回路２７は、光源２３が第１レーザー光を出射したタイミングと、光センサ２６が第２レーザー光を検出したタイミングとに基づいて、被写体との距離を計測する。制御回路２１は、測距装置の画角内の所定の領域において、計測回路２７により単位時間あたりに計測される距離の数を示す測距点数を制御する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測距装置であって、
第１レーザー光を出射する光源と、
外部の被写体により反射された前記第１レーザー光に対応する第２レーザー光を検出する光センサと、
前記光源が前記第１レーザー光を出射したタイミングと、前記光センサが前記第２レーザー光を検出したタイミングとに基づいて、前記被写体との距離を計測する計測回路と、
前記測距装置の画角内の所定の領域において、前記計測回路により単位時間あたりに計測される前記距離の数を示す測距点数を制御する制御回路と
を備える、
測距装置。
第１レーザー光を出射する光源と、
外部の被写体により反射された前記第１レーザー光に対応する第２レーザー光を検出する光センサと、
前記光源が前記第１レーザー光を出射したタイミングと、前記光センサが前記第２レーザー光を検出したタイミングとに基づいて、前記被写体との距離を計測する計測回路と、
前記測距装置の画角内の所定の領域において、前記計測回路により単位時間あたりに計測される前記距離の数を示す測距点数を制御する制御回路と
を備える、
測距装置。
【請求項2】
制御回路は、前記測距装置と前記被写体との相対速度に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１記載の測距装置。
請求項１記載の測距装置。
【請求項3】
制御回路は、前記相対速度が第１閾値以下である場合、前記測距点数を第１値に設定し、
前記相対速度が前記第１閾値よりも大きく、第２閾値以下である場合、前記測距点数を前記第１値よりも小さい第２値に設定し、
前記相対速度が前記第２閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第２値よりも小さい第３値に設定する、
請求項２記載の測距装置。
前記相対速度が前記第１閾値よりも大きく、第２閾値以下である場合、前記測距点数を前記第１値よりも小さい第２値に設定し、
前記相対速度が前記第２閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第２値よりも小さい第３値に設定する、
請求項２記載の測距装置。
【請求項4】
制御回路は、前記画角内の第１領域において、前記測距点数を第４値に設定し、前記画角内の第２領域において、前記相対速度に基づいて、前記測距点数を前記第１値、前記第２値、または前記第３値に設定する、
請求項３記載の測距装置。
請求項３記載の測距装置。
【請求項5】
制御回路は、前記測距装置と前記被写体との相対距離に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１記載の測距装置。
請求項１記載の測距装置。
【請求項6】
制御回路は、前記相対距離が第３閾値よりも大きい場合、前記測距点数を第５値に設定し、
前記相対距離が前記第３閾値以下であり、第４閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第５値よりも小さい第６値に設定し、
前記相対距離が前記第４閾値以下である場合、前記測距点数を前記第６値よりも小さい第７値に設定する、
請求項５記載の測距装置。
前記相対距離が前記第３閾値以下であり、第４閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第５値よりも小さい第６値に設定し、
前記相対距離が前記第４閾値以下である場合、前記測距点数を前記第６値よりも小さい第７値に設定する、
請求項５記載の測距装置。
【請求項7】
制御回路は、前記画角内の第３領域において、前記測距点数を第８値に設定し、前記画角内の第４領域において、前記相対距離に基づいて、前記測距点数を前記第５値、前記第６値、または前記第７値に設定する、
請求項６記載の測距装置。
請求項６記載の測距装置。
【請求項8】
制御回路は、天候に関する情報に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１記載の測距装置。
請求項１記載の測距装置。
【請求項9】
前記天候に関する情報は、視程であり、
制御回路は、前記視程が第５閾値以下である場合、前記測距点数を第９値に設定し、
前記視程が前記第５閾値よりも大きく、第６閾値以下である場合、前記測距点数を前記第９値よりも大きい第１０値に設定し、
前記視程が前記第６閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第１０値よりも大きい第１１値に設定する、
請求項８記載の測距装置。
制御回路は、前記視程が第５閾値以下である場合、前記測距点数を第９値に設定し、
前記視程が前記第５閾値よりも大きく、第６閾値以下である場合、前記測距点数を前記第９値よりも大きい第１０値に設定し、
前記視程が前記第６閾値よりも大きい場合、前記測距点数を前記第１０値よりも大きい第１１値に設定する、
請求項８記載の測距装置。
【請求項10】
前記天候に関する情報は、雨量であり、
制御回路は、前記雨量が第７閾値以上である場合、前記測距点数を第１２値に設定し、
前記雨量が前記第７閾値よりも小さく、第８閾値以上である場合、前記測距点数を前記第１２値よりも大きい第１３値に設定し、
前記雨量が前記第８閾値よりも小さい場合、前記測距点数を前記第１３値よりも大きい第１４値に設定する、
請求項８記載の測距装置。
制御回路は、前記雨量が第７閾値以上である場合、前記測距点数を第１２値に設定し、
前記雨量が前記第７閾値よりも小さく、第８閾値以上である場合、前記測距点数を前記第１２値よりも大きい第１３値に設定し、
前記雨量が前記第８閾値よりも小さい場合、前記測距点数を前記第１３値よりも大きい第１４値に設定する、
請求項８記載の測距装置。
【請求項11】
前記光源は、前記被写体が存在しない第５領域に第３レーザー光を出射し、
前記光センサは、前記第５領域から戻ってきた前記第３レーザー光に対応する第４レーザー光を検出する、
請求項８記載の測距装置。
前記光センサは、前記第５領域から戻ってきた前記第３レーザー光に対応する第４レーザー光を検出する、
請求項８記載の測距装置。
【請求項12】
前記光センサにより検出された前記第４レーザー光の強度に基づいて、前記天候を判定する判定回路
を更に備え、
制御回路は、前記判定回路により判定された結果に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１１記載の測距装置。
を更に備え、
制御回路は、前記判定回路により判定された結果に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１１記載の測距装置。
【請求項13】
前記被写体の位置、前記被写体における前記第１レーザー光の反射率、及び前記第１レーザー光に対する前記第２レーザー光の低下量に基づいて、前記測距装置と前記被写体との間の空気の透過率を算出する判定回路
を更に備える、
請求項８記載の測距装置。
を更に備える、
請求項８記載の測距装置。
【請求項14】
前記判定回路は更に、前記透過率に基づいて、前記天候を判定し、
制御回路は、前記判定回路により判定された結果に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１３記載の測距装置。
制御回路は、前記判定回路により判定された結果に基づいて、前記測距点数を制御する、
請求項１３記載の測距装置。
【請求項15】
輸送機器に搭載される測距システムであって、
請求項１に記載の測距装置と、
ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置と、
前記ＧＮＳＳ装置により得られる現在位置を、前記測距装置から送信される前記測距点数に対応する距離情報を用いて補正する第１装置と
を備える、
測距システム。
請求項１に記載の測距装置と、
ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置と、
前記ＧＮＳＳ装置により得られる現在位置を、前記測距装置から送信される前記測距点数に対応する距離情報を用いて補正する第１装置と
を備える、
測距システム。
【請求項16】
カメラと、
前記被写体の位置を記憶するデータベースと
を更に備え、
前記第１装置は、前記補正された現在位置、前記カメラから得られる画像、及び前記データベースから得られる前記被写体の位置に基づいて、前記測距装置と前記被写体との相対距離を算出する、
請求項１５記載の測距システム。
前記被写体の位置を記憶するデータベースと
を更に備え、
前記第１装置は、前記補正された現在位置、前記カメラから得られる画像、及び前記データベースから得られる前記被写体の位置に基づいて、前記測距装置と前記被写体との相対距離を算出する、
請求項１５記載の測距システム。
【請求項17】
前記第１装置は、前記カメラから得られる画像に基づいて、前記輸送機器の前方の経路を検出し、前記検出した経路、及び前記相対距離に基づいて、支障物を検知する、
請求項１６記載の測距システム。
請求項１６記載の測距システム。
【請求項18】
前記第１装置により検知された結果に基づいて、前記輸送機器の走行を制御する第２装置
を更に備える、
請求項１７記載の測距システム。
を更に備える、
請求項１７記載の測距システム。
【請求項19】
前記第１装置は、前記相対距離、前記カメラから得られる画像、及び前記データベースから得られる前記被写体の位置に基づいて、前記被写体を検知する、
請求項１６記載の測距システム。
請求項１６記載の測距システム。
【請求項20】
前記輸送機器は、鉄道車両である、
請求項１５記載の測距システム。
請求項１５記載の測距システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、測距装置及び測距システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）と呼ばれる測距装置が知られている。ＬｉＤＡＲは、ＬｉＤＡＲのレーザー光源によってレーザー光を測距ターゲットに向けて出射する。出射されたレーザー光は、測距ターゲットにより反射され、ＬｉＤＡＲの光センサによって検出される。これにより、ＬｉＤＡＲは、レーザー光を出射した時刻と、測距ターゲットにより反射されたレーザー光を検出した時刻との差に基づいて、レーザー光の飛行時間（ＴｏＦ：Time of Flight）を算出する。そして、レーザー光の飛行時間とレーザー光の速度とに基づいて、ＬｉＤＡＲと測距ターゲットとの間の距離を計測（測距）することができる。このような測距方法は、“ＴｏＦ方式”とも呼ばれる。
【0003】
ＴｏＦ方式を用いるＬｉＤＡＲは、長距離測距を行う測距装置として一般的であるが、ＴｏＦ方式によって出射するレーザー光量には限りがある。すなわち、ＬｉＤＡＲにレーザー光源を搭載すると、出射するレーザー光量は、そのＬｉＤＡＲに搭載されたレーザー光源が発光する量に限られる。ＬｉＤＡＲにレーザー光源を複数搭載することにより性能を向上させることは可能であるが、直接ＬｉＤＡＲのコストに影響するため、一般的に普及しているＬｉＤＡＲではレーザー光源を大幅に増やすことは難しい。
【0004】
このように、ＴｏＦ方式によって出射するレーザー光量には限りがあるため、ＬｉＤＡＲにおいて、所定の画角内で単位時間当たりに取得可能な距離の数（以下、「測距点数」と表記する）と測距距離性能は、トレードオフの関係にある。すなわち、より長い距離の測距性能を求めなければ測距点数を増やすことができ、測距点数を減らせば、より長い距離の測距性能が得られる。単位時間当たりに計測される測距点数は、例えば、解像度×測距周波数で表すことができる。
【0005】
また、ＬｉＤＡＲが測距を実現するためには、レーザー光源から出射され、測距ターゲットにより反射されて返ってきたレーザー光を光センサにより検出できることが必要である。測距ターゲットにより反射されて返ってくるレーザー光は減衰するが、ＬｉＤＡＲと測距ターゲットとの間の距離が長いほどレーザー光の減衰は大きくなる。このため、減衰したレーザー光が、太陽光などの外部光源の光に起因するノイズよりも大きいことが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第６２７２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
測距距離性能を向上できる測距装置及び測距システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態の測距装置は、光源と、光センサと、計測回路と、制御回路とを含む。光源は、第１レーザー光を出射する。光センサは、外部の被写体により反射された第１レーザー光に対応する第２レーザー光を検出する。計測回路は、光源が第１レーザー光を出射したタイミングと、光センサが第２レーザー光を検出したタイミングとに基づいて、被写体との距離を計測する。制御回路は、測距装置の画角内の所定の領域において、計測回路により単位時間あたりに計測される距離の数を示す測距点数を制御する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る測距システムの構成の一例を示す概略図。
【図2】第１実施形態に係る測距システムに含まれる情報処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図3】第１実施形態に係る測距装置の構成の一例を示すブロック図。
【図4】第１実施形態に係る測距装置に含まれる光学系の構成の一例を示す概略図。
【図5】第１実施形態に係る測距装置によってスキャンされ得るスキャン領域の構成の一例を示す概略図。
【図6】第１実施形態に係る測距装置に含まれる光センサの構成の一例を示す概略図。
【図7】第１実施形態に係る測距装置によるスキャンによって得られる２次元の画素領域の一例を示す概略図。
【図8】第１実施形態に係る測距装置に含まれる光センサにより受光されるパルス信号の波形の一例を示す図。
【図9】第１実施形態に係る測距装置に含まれる光センサにより受光されるパルス信号の波形の他の一例を示す図。
【図10】第１実施形態に係る測距装置に含まれる計測装置により得られる測距点数の一例を説明する図。
【図11】第１実施形態に係る測距装置に含まれる計測装置により得られる測距点数の他の一例を説明する図。
【図12】第１実施形態に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図13】第１実施形態に係る測距装置の測距動作の一例を示すフローチャート。
【図14】第１実施形態の第１変形例に係る測距装置の画角における積算数の設定の一例を示す図。
【図15】第１実施形態の第１変形例に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図16】第１実施形態の第１変形例に係る測距装置の測距動作の一例を示すフローチャート。
【図17】第１実施形態の第２変形例に係る測距装置の画角における積算数の設定の一例を示す図。
【図18】第１実施形態の第３変形例に係る測距装置の画角における積算数の設定の一例を示す図。
【図19】第２実施形態に係る測距システムの構成の一例を示す概略図。
【図20】第２実施形態に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図21】第２実施形態に係る測距装置の測距動作の一例を示すフローチャート。
【図22】第２実施形態の変形例に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図23】第２実施形態の変形例に係る測距装置の測距動作の一例を示すフローチャート。
【図24】第３実施形態に係る測距装置の構成の一例を示すブロック図。
【図25】第３実施形態に係る測距装置に含まれる気象判定装置が行う気象判定処理の一例を説明する図。
【図26】第３実施形態に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図27】第３実施形態に係る測距装置の気象判定動作の一例を示すフローチャート。
【図28】第３実施形態に係る測距装置の測距動作の一例を示すフローチャート。
【図29】第３実施形態の第１変形例に係る測距装置に含まれる気象判定装置が行う気象判定処理の一例を説明する図。
【図30】第３実施形態の第１変形例に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図31】第３実施形態の第１変形例に係る測距装置の気象判定動作の一例を示すフローチャート。
【図32】第３実施形態の第２変形例に係る測距システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図33】第３実施形態の第２変形例に係る測距装置の気象判定動作の一例を示すフローチャート。
【図34】第３実施形態の第３変形例に係る測距システムの構成の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、各実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は、模式的又は概念的なものである。各図面の寸法及び比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素には、同一の符号が付加されている。
【0011】
＜１＞第１実施形態
以下に、第１実施形態に係る測距システム１について説明する。
以下に、第１実施形態に係る測距システム１について説明する。
【0012】
＜１－１＞構成
＜１－１－１＞測距システム１の構成
図１は、第１実施形態に係る測距システム１の構成の一例を示す概略図である。図１は、測距システム１を備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。図１に示すように、測距システム１は、情報処理装置１０及び測距装置２０を含む。図１の例では、輸送機器ＶＥは鉄道車両ＲＶであり、所定の経路ＲＴは線路ＲＬである。なお、測距システム１を備える輸送機器ＶＥは、鉄道車両ＲＶでなくてもよく、例えば、自動車やバス等であってもよい。輸送機器ＶＥが自動車やバスである場合、所定の経路ＲＴは、所定の道路（例えば、区画線等により自動車やバスが走行する領域が規定された道路）である。
＜１－１－１＞測距システム１の構成
図１は、第１実施形態に係る測距システム１の構成の一例を示す概略図である。図１は、測距システム１を備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。図１に示すように、測距システム１は、情報処理装置１０及び測距装置２０を含む。図１の例では、輸送機器ＶＥは鉄道車両ＲＶであり、所定の経路ＲＴは線路ＲＬである。なお、測距システム１を備える輸送機器ＶＥは、鉄道車両ＲＶでなくてもよく、例えば、自動車やバス等であってもよい。輸送機器ＶＥが自動車やバスである場合、所定の経路ＲＴは、所定の道路（例えば、区画線等により自動車やバスが走行する領域が規定された道路）である。
【0013】
情報処理装置１０は、例えば、輸送機器ＶＥの現在位置、状態、及び周辺環境などの情報を収集する装置を有する。図１に示すように、情報処理装置１０は、例えば、輸送機器ＶＥの前方に設置（搭載）される。また、情報処理装置１０は、測距装置２０を制御可能に構成される。なお、情報処理装置１０は、輸送機器ＶＥの加減速や進行方向などを制御可能に構成されてもよい。すなわち、情報処理装置１０は、輸送機器ＶＥの自律走行を支援する機能を有していてもよい。
【0014】
測距装置２０は、ＬｉＤＡＲの一種である。測距装置２０は、レーザー光を出射し、被写体（測距ターゲット）により反射されたレーザー光を検出する。そして、測距装置２０は、レーザー光の出射時刻（タイミング）と反射されたレーザー光の検出時刻（タイミング）とに基づいて、測距装置２０と被写体との間の距離を計測する。図１に示すように、測距装置２０は、例えば、輸送機器ＶＥの前方に設置され、輸送機器ＶＥの進行方向における所定の画角の距離情報（以下、「測距情報」と表記する）を取得する。本明細書では、測距装置２０の画角、すなわち測距装置２０により測距される範囲のことを、“ＦＯＶ（Field Of View）”とも表記する。また、測距装置２０は、輸送機器ＶＥの速度に基づいて、測距点数を変更し得る。
【0015】
＜１－１－２＞情報処理装置１０の構成
図２は、第１実施形態に係る測距システム１に含まれる情報処理装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２は、測距装置２０も併せて示している。図２に示すように、情報処理装置１０は、例えば、情報収集装置１１、ストレージ装置１２、輸送機器制御装置１３、速度制御装置１４、及び画像処理装置１５を含む。
図２は、第１実施形態に係る測距システム１に含まれる情報処理装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２は、測距装置２０も併せて示している。図２に示すように、情報処理装置１０は、例えば、情報収集装置１１、ストレージ装置１２、輸送機器制御装置１３、速度制御装置１４、及び画像処理装置１５を含む。
【0016】
情報収集装置１１は、輸送機器ＶＥの現在位置、状態、及び周辺環境などの情報を収集する装置である。情報収集装置１１は、例えば、速度センサ３１、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置３２、及びカメラ３３を含む。速度センサ３１、ＧＮＳＳ装置３２、及びカメラ３３は、輸送機器ＶＥの現在位置、状態、及び周辺環境などの情報を収集するための装置群である。
【0017】
速度センサ３１は、輸送機器ＶＥの現在の速度を検知するセンサである。速度センサ３１は、検知した速度を輸送機器制御装置１３に送信する。
【0018】
ＧＮＳＳ装置３２は、複数の人工衛星から発せられた電波を受信し、受信した電波に基づいて輸送機器ＶＥの現在位置を特定する測位装置である。ＧＮＳＳ装置３２は、例えば、衛星信号をデジタルデータに変換する受信装置と、衛星信号を受信するための受信アンテナと、加速度センサやジャイロセンサなどの自立計測装置と、衛星信号から現在位置を算出する演算処理装置と、記憶装置とを有する。演算処理装置は、例えば、衛星信号と、速度センサ３１から得られる速度と、加速度センサから得られる加速度とに基づいて、輸送機器ＶＥの現在位置を算出する。ＧＮＳＳ装置３２は、衛星信号に基づいて算出した輸送機器ＶＥの現在位置を、画像処理装置１５に送信する。
【0019】
カメラ３３は、輸送機器ＶＥの周辺の画像を撮影可能な光学装置である。カメラ３３は、例えば、輸送機器ＶＥの前方に設置される。カメラ３３は、撮影した画像を画像処理装置１５に送信する。
【0020】
ストレージ装置１２は、データやプログラム等の記憶に使用される記憶媒体である。ストレージ装置１２には、例えば、輸送機器ＶＥが走行可能な経路ＲＴの情報（以下、「経路情報」と表記する）を含む経路情報データベース（ＤＢ）３４が記憶される。なお、ストレージ装置１２に記憶される情報は、ネットワーク上のサーバーを介してダウンロードされてもよい。
【0021】
経路情報データベース３４は、経路情報、輸送機器ＶＥの運行に関する情報（以下、「運行情報」と表記する）、及びＦＯＶに関する情報（以下、「ＦＯＶ情報」と表記する）等を保持する。経路情報としては、例えば、輸送機器ＶＥが走行する経路ＲＴ上の始点からの距離等が挙げられる。運行情報としては、例えば、輸送機器ＶＥの制限速度や、停止すべき場所ＳＴ（以下、「停止場所ＳＴ」と表記する）や、停止場所ＳＴでの停止位置等が挙げられる。輸送機器ＶＥが鉄道車両ＲＶである場合、停止場所ＳＴは、例えば駅である。輸送機器ＶＥが自動車やバスである場合、停止場所ＳＴは、例えば停車場である。運行情報は、例えば、経路ＲＴ上の始点からの距離、又は輸送機器ＶＥの現在位置に応じて設定される。ＦＯＶ情報としては、ＦＯＶを規定するパラメータ等が挙げられる。ＦＯＶ情報は、例えば、経路情報及び運行情報に基づいて設定される。
【0022】
輸送機器制御装置１３は、例えば、画像処理装置１５と通信可能に構成されるコンピュータである。輸送機器制御装置１３は、例えば、速度センサ３１から得られる速度や、画像処理装置１５による指示や、画像処理装置１５から得られる情報や、経路情報データベース３４から得られる運行情報等に基づいて、輸送機器ＶＥの加減速に関する制御信号を生成する。画像処理装置１５から得られる情報は、例えば、輸送機器ＶＥの現在位置を含む。そして、輸送機器制御装置１３は、生成した制御信号を速度制御装置１４に送信する。これにより、輸送機器制御装置１３は、輸送機器ＶＥを停止させたり、前の停止場所ＳＴと次の停止場所ＳＴの間で速度を調整したりして輸送機器ＶＥの走行を制御する。
【0023】
速度制御装置１４は、輸送機器ＶＥの速度を制御する装置である。速度制御装置１４は、例えば、輸送機器ＶＥの速度を調整するための加速手段と、減速手段とを含む。速度制御装置１４は、輸送機器制御装置１３から受け取った制御信号に基づいて、輸送機器ＶＥの停止や加減速を制御する。例えば、速度制御装置１４は、輸送機器ＶＥの車輪に繋がっているモーター又はエンジンや、ブレーキを制御する。
【0024】
画像処理装置１５は、例えば、輸送機器制御装置１３と通信可能に構成されるコンピュータである。画像処理装置１５は、例えば、測距装置２０から得られる測距情報に基づいて画像を生成する。また、画像処理装置１５は、例えば、ＧＮＳＳ装置３２から得られる輸送機器ＶＥの現在位置を、測距装置２０から得られる測距情報（測距点数に対応する距離情報）を用いて補正する。そして、画像処理装置１５は、補正された輸送機器ＶＥの現在位置と、経路情報データベース３４から得られる情報（例えば、被写体の位置）と、カメラ３３から得られる画像に基づいて、輸送機器ＶＥの始点からの距離を求める。画像処理装置１５は、輸送機器ＶＥの始点を、例えば、経路情報データベース３４から得られる情報に基づいて特定し得る。輸送機器ＶＥの始点からの距離は、例えば、輸送機器ＶＥの始点から輸送機器ＶＥの前方に存在する被写体（例えば、支障物や目標物）までの距離である。本明細書において、“支障物”は、例えば、輸送機器ＶＥの運行に差し支える物体のことを示している。“目標物”は、例えば、輸送機器ＶＥの運行に用いられる標識等を示している。“目標物”の例としては、例えば、停止位置目標ＳＴＧ等が挙げられる。
【0025】
画像処理装置１５は、カメラ３３から得られる画像に基づいて、輸送機器ＶＥの前方の経路ＲＴを検出し、経路ＲＴ上の輸送機器ＶＥが走行する領域を判定して、その領域に存在する支障物を検知する。支障物を検知した結果、輸送機器ＶＥの始点からの距離に応じて、輸送機器ＶＥを停止させる必要がある場合、画像処理装置１５は、輸送機器制御装置１３に輸送機器ＶＥの停止を指示する。これにより、輸送機器制御装置１３は、画像処理装置１５が支障物を検知した結果に基づいて、輸送機器ＶＥの走行を制御する。
【0026】
さらに、画像処理装置１５は、例えば、経路情報データベース３４から得られるＦＯＶ情報に基づいて、測距装置２０のＦＯＶを指示する。また、画像処理装置１５は、例えば、輸送機器制御装置１３から得られる速度を測距装置２０に送信する。
【0027】
情報処理装置１０内の機器間の接続は、例えば、イーサネット（登録商標）といったネットワークケーブルにより接続されてもよい。情報収集装置１１及びストレージ装置１２は、情報処理装置１０に外部接続されてもよい。
【0028】
情報処理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでいてもよい。情報処理装置１０がＣＰＵを含む場合、例えば、情報処理装置１０のＣＰＵが輸送機器制御装置１３及び画像処理装置１５の各々の処理を実行してもよい。
【0029】
情報処理装置１０は、ユーザインターフェースを含んでいてもよい。ユーザインターフェースは、ユーザにより使用される入力インターフェースである。情報処理装置１０がユーザインターフェースを含む場合、ユーザは、ユーザインターフェースを用いて、情報処理装置１０を操作し得る。
【0030】
情報処理装置１０は、ネットワーク上の端末の制御に基づいて動作してもよいし、ネットワーク上のサーバーに記憶された情報に基づいて動作してもよい。情報処理装置１０は、ネットワークを介して接続された複数の装置により構築されたシステムであってもよい。情報処理装置１０により使用されるネットワークは、有線であってもよいし、無線であってもよいし、有線と無線との両方が使用されてもよい。
【0031】
また、情報処理装置１０は、図示せぬ通信インターフェースを介して測距装置２０と通信可能に構成される。すなわち、情報処理装置１０は、通信インターフェースを介して測距装置２０を制御し得る。
【0032】
測距装置２０は、画像処理装置１５によるＦＯＶの指示に基づいて、ＦＯＶを設定する。画像処理装置１５から測距装置２０へのＦＯＶの指示は、例えば、ＦＯＶ情報を含む。また、測距装置２０は、画像処理装置１５から受け取った速度に基づいて、測距点数を変更し得る。測距装置２０は、画像処理装置１５によるＦＯＶの指示、及び測距点数に基づいて、所定の画角の測距情報を２次元的に取得し、取得した測距情報を画像処理装置１５に送信する。
【0033】
＜１－１－３＞測距装置２０の構成
図３は、第１実施形態に係る測距装置２０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、測距装置２０は、例えば、測距制御装置２１、レーザードライバ２２、レーザーダイオード２３、ミラー制御装置２４、光学系２５、光センサ２６、及び計測装置２７を含む。光学系２５は、例えば、回転ミラー２５１を含む。
図３は、第１実施形態に係る測距装置２０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、測距装置２０は、例えば、測距制御装置２１、レーザードライバ２２、レーザーダイオード２３、ミラー制御装置２４、光学系２５、光センサ２６、及び計測装置２７を含む。光学系２５は、例えば、回転ミラー２５１を含む。
【0034】
測距制御装置２１は、測距装置２０の全体の動作を制御する。測距制御装置２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び発振器を含む（図示せず）。測距制御装置２１のＲＯＭは、測距装置２０の制御プログラム等を記憶する。測距制御装置２１のＣＰＵは、制御プログラムに従って、レーザードライバ２２、ミラー制御装置２４、光センサ２６、及び計測装置２７を制御する。測距制御装置２１のＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。測距制御装置２１の発振器は、間欠的なパルス信号の生成に使用される。測距制御装置２１は、様々なデータ処理や、演算処理を実行可能に構成されてもよい。
【0035】
レーザードライバ２２は、レーザーダイオード２３を駆動する。すなわち、レーザードライバ２２は、レーザーダイオード２３の電流供給源として機能する。レーザーダイオード２３は、レーザードライバ２２により供給された駆動電流に基づいて、レーザー光を出射する。レーザーダイオード２３により出射されたレーザー光は、光学系２５に入射する。測距制御装置２１は、レーザーダイオード２３が間欠的にレーザー光を出射するようにレーザードライバ２２を制御する。以下では、パルス信号に基づいて生成されるレーザー光のことを、“パルスレーザー”とも表記する。測距装置２０において、パルスレーザーは、所定のパルス幅及び周期で出射される。
【0036】
ミラー制御装置２４は、光学系２５に含まれる回転ミラー２５１を駆動する。すなわち、ミラー制御装置２４は、回転ミラー２５１を回転させるためのモーターの電源回路として機能する。回転ミラー２５１は、ミラー制御装置２４により供給された駆動電流に基づいて駆動（回転）し、入射したレーザー光を反射する。回転ミラー２５１は、例えば、１つの軸を中心として回転可能に構成される。回転ミラー２５１は、両面ミラーであってもよいし、３以上の反射面（鏡面）を有するポリゴンミラーであってもよい。光学系２５は、レーザーダイオード２３や光センサ２６の配置に応じた光学素子をさらに有する。光学系２５の詳細な構成については後述する。なお、回転ミラー２５１の回転数は、測距制御装置２１の指示に基づいて変更され得る。回転ミラー２５１は、２軸のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーであってもよい。回転ミラー２５１としては、回転ミラーと、一部の領域のスキャンに割り当てられた１軸のＭＥＭＳミラーとの組み合わせが使用されてもよい。回転ミラー２５１は、“可動ミラー”と呼ばれてもよい。
【0037】
光センサ２６は、測距装置２０に入射した光を検知する受光素子である。光センサ２６は、複数の画素を含む。光センサ２６は、レーザーダイオード２３から出射され且つ測距装置２０の外部の物体により反射されたレーザー光が、光学系２５を介して入射するように配置される。そして、光センサ２６は、測距装置２０に入射したレーザー光を電気信号に変換する。電気信号への変換は、例えば、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）やＴＤＣ（Time-to-Digital Converter）といった回路を用いて行われる。それから、光センサ２６は、変換した電気信号の出力レベルを調整して、計測装置２７に出力する。光センサ２６の詳細な構成については後述する。
【0038】
計測装置２７は、光センサ２６から転送された受光結果（電気信号）に基づいて、光センサ２６がレーザー光を検出した時刻を計測する。例えば、計測装置２７は、受光結果と、いくつの画素の受光結果を積算してレーザー光の検出時刻を計測するかを示す数（以下、「積算数ＡＮ」と表記する）とに基づいて、レーザー光の検出時刻を計測する。積算数ＡＮは、例えば、測距制御装置２１によって設定される。１個の画素の受光結果を用いてレーザー光の検出時刻を計測する場合の積算数ＡＮを１とすると、積算数ＡＮが１である場合、計測装置２７は、例えば、１個の画素の受光結果のピーク部分をレーザー光の検出時刻として判定する。また、ｉ個（ｉは２以上の整数）の画素の受光結果を積算してレーザー光の検出時刻を計測する場合の積算数ＡＮをｉとすると、積算数ＡＮがｉである場合、計測装置２７は、例えば、ｉ個の画素の受光結果を積算し、積算された信号のピーク部分をレーザー光の検出時刻として判定する。そして、計測装置２７は、レーザーダイオード２３がレーザー光を出射した時刻と、被写体により反射されたレーザー光を検出した時刻との差に基づいて、ＴｏＦを算出する。それから、計測装置２７は、ＴｏＦとレーザー光の速度とに基づいて、測距装置２０と被写体との間の距離を計測（測距）する。計測装置２７は、測距結果（測距情報）を情報処理装置１０に出力する。
【0039】
なお、計測装置２７は、レーザーダイオード２３がレーザー光を出射した時刻を、例えば、測距制御装置２１からの通知により取得する。レーザー光を出射した時刻は、レーザーダイオード２３から出射されたレーザー光を光センサ２６が検出することによって計測されてもよい。
【0040】
測距制御装置２１は、情報処理装置１０（画像処理装置１５）によるＦＯＶの指示に基づいて、ＦＯＶの設定、並びにレーザーダイオード２３にパルスレーザーを出射させる周期及びタイミングや、回転ミラー２５１の回転速度を変更することができる。また、測距制御装置２１は、情報処理装置１０（画像処理装置１５）から受け取った速度に基づいて、計測装置２７で用いられる積算数ＡＮの設定を変更することができる。これにより、測距制御装置２１は、測距装置２０のＦＯＶ及び測距点数を変更することができる。言い換えると、測距制御装置２１は、情報処理装置１０によるＦＯＶの指示、及び情報処理装置１０から受け取った速度に基づいて、レーザードライバ２２、ミラー制御装置２４、及び計測装置２７のそれぞれの設定を連携して変更することができる。
【0041】
（光学系２５の構成）
図４は、第１実施形態に係る測距装置２０に含まれる光学系２５の構成の一例を示す概略図である。図４は、レーザーダイオード２３、光センサ２６、及び物体ＯＢも併せて示している。図４に示すように、光学系２５は、例えば、光学素子２５２、２５３及び２５４をさらに有する。光学素子２５２及び２５４のそれぞれは、例えば、レンズやミラーである。光学素子２５２及び２５４のそれぞれは、複数のレンズ及び複数のミラーの組み合わせにより構成されてもよい。光学素子２５３は、例えば、ハーフミラーや穴あきミラーである。以下では、レーザーダイオード２３により出射されるパルスレーザーのことを、“出射光ＬＥ”とも表記する。物体ＯＢにより反射されたパルスレーザー（出射光ＬＥ）のことを、“反射光ＬＲ”とも表記する。
図４は、第１実施形態に係る測距装置２０に含まれる光学系２５の構成の一例を示す概略図である。図４は、レーザーダイオード２３、光センサ２６、及び物体ＯＢも併せて示している。図４に示すように、光学系２５は、例えば、光学素子２５２、２５３及び２５４をさらに有する。光学素子２５２及び２５４のそれぞれは、例えば、レンズやミラーである。光学素子２５２及び２５４のそれぞれは、複数のレンズ及び複数のミラーの組み合わせにより構成されてもよい。光学素子２５３は、例えば、ハーフミラーや穴あきミラーである。以下では、レーザーダイオード２３により出射されるパルスレーザーのことを、“出射光ＬＥ”とも表記する。物体ＯＢにより反射されたパルスレーザー（出射光ＬＥ）のことを、“反射光ＬＲ”とも表記する。
【0042】
光学素子２５２は、レーザーダイオード２３から出射された出射光ＬＥを、光学素子２５３に導く。光学素子２５２により導かれた出射光ＬＥは、光学素子２５３を透過又は通過して、回転ミラー２５１に照射される。回転ミラー２５１は、照射された出射光ＬＥを、照射面に対する出射光ＬＥの入射角度に応じた方向に反射する。反射された出射光ＬＥは、測距装置２０の外部で出射光ＬＥの進行方向に位置する物体ＯＢにより反射される。
【0043】
物体ＯＢからの反射光ＬＲは、回転ミラー２５１により反射されて、光学素子２５３に照射される。光学素子２５３は、回転ミラー２５１により反射された反射光ＬＲを、光学素子２５４に向けて反射する。光学素子２５４は、光学素子２５３により反射された反射光ＬＲを、光センサ２６に導く。光センサ２６は、光学素子２５４により導かれた反射光ＬＲを電気信号に変換して、計測装置２７に出力する。
【0044】
本明細書では、回転ミラー２５１が６つの反射面Ｓ１～Ｓ６を有するポリゴンミラーである場合が例示されている。反射面Ｓ１～Ｓ６のそれぞれのチルト角は、異なっている。測距制御装置２１は、一定の画角及び測距レートに基づいた一定の回転速度で回転するように回転ミラー２５１を制御する。測距装置２０は、間欠的に出射される出射光ＬＥと回転ミラー２５１とによって、測距したい場所を２次元的にスキャンすることができる。
【0045】
以下では、測距装置２０によりスキャンされ得る領域のことを、“スキャン領域ＳＡ”と表記する。１回のスキャンに対応する複数点の測距結果の組のことを“フレーム”と表記する。１フレームの画像は、例えば、回転ミラー２５１の１回転に対応して生成される。測距装置２０は、スキャンを連続的に実行することによって、測距装置２０の前方の物体ＯＢとの距離情報を逐次取得することができる。なお、光学系２５は、レーザー光を用いたスキャンが可能な構成を有していればよく、その他の構成であってもよい。
【0046】
（スキャン領域ＳＡの構成）
図５は、第１実施形態に係る測距装置２０によってスキャンされ得るスキャン領域ＳＡの構成の一例を示す概略図である。図５は、スキャン領域ＳＡにおける１フレーム分の出射光ＬＥの出射方向の一例を示している。図５に示すように、出射光ＬＥは、ＰＱＲ空間に照射される。Ｒ軸は、測距装置２０から被写体に向かう軸であり、例えば、出射光ＬＥの出射方向の中心に沿っている。ＰＱ面は、Ｒ軸に直交し、出射光ＬＥの出射口から同心円状に広がる曲面である。Ｐ軸及びＱ軸は、ＰＱ面内において互いに直交する軸である。各出射光ＬＥに基づいて計測される距離データは、例えば、ＰＱ面への写像として生成される。測距システム１は、ＰＱＲ空間に存在する物体までの距離データをスキャン領域ＳＡ内のＦＯＶに対応づけてマッピングし、ＦＯＶに存在する物体までの距離を認識することができる。
図５は、第１実施形態に係る測距装置２０によってスキャンされ得るスキャン領域ＳＡの構成の一例を示す概略図である。図５は、スキャン領域ＳＡにおける１フレーム分の出射光ＬＥの出射方向の一例を示している。図５に示すように、出射光ＬＥは、ＰＱＲ空間に照射される。Ｒ軸は、測距装置２０から被写体に向かう軸であり、例えば、出射光ＬＥの出射方向の中心に沿っている。ＰＱ面は、Ｒ軸に直交し、出射光ＬＥの出射口から同心円状に広がる曲面である。Ｐ軸及びＱ軸は、ＰＱ面内において互いに直交する軸である。各出射光ＬＥに基づいて計測される距離データは、例えば、ＰＱ面への写像として生成される。測距システム１は、ＰＱＲ空間に存在する物体までの距離データをスキャン領域ＳＡ内のＦＯＶに対応づけてマッピングし、ＦＯＶに存在する物体までの距離を認識することができる。
【0047】
図５には、画像処理装置１５による指示に基づいて設定されたＦＯＶが示されている。測距制御装置２１は、設定されたＦＯＶに基づくタイミングで出射光ＬＥが間欠的に出射されるようにレーザードライバ２２やミラー制御装置２４等を制御する。これにより、測距装置２０は、Ｐ方向（横方向）のスキャンを実現する。図４に示すような６つの反射面Ｓ１～Ｓ６を有する回転ミラー２５１が使用される場合、スキャン領域ＳＡは、第１行ＳＳ１～第６行ＳＳ６を含む。第１行ＳＳ１～第６行ＳＳ６のスキャン位置は、それぞれ反射面Ｓ１～Ｓ６のチルト角に基づいている。すなわち、測距装置２０は、回転ミラー２５１の回転により異なる反射面に出射光ＬＥが照射されることによって、Ｑ方向（縦方向）でシフトした複数行のスキャンを実現する。
【0048】
例えば、スキャン領域ＳＡにおいて第ｊ行ＳＳｊ（ｊは１以上６以下の整数）の位置（方向）に出射される出射光ＬＥは、回転ミラー２５１の反射面Ｓｊにより反射された後、物体ＯＢに照射され、物体ＯＢにより反射される。物体ＯＢにより反射された反射光ＬＲ（以下、「出射光ＬＥに対応する反射光ＬＲ」とも表記する）は、反射面Ｓｊにより反射された後、光センサ２６により受光される。これにより、測距装置２０は、設定されたＦＯＶにおける測距情報を取得できる。
【0049】
なお、測距装置２０は、１つの出射光ＬＥに基づいて、１次元に配列された複数の画素（距離データ）を生成し得る。１次元に配列された複数の画素は、例えば、Ｑ軸に沿って並ぶ。測距装置２０は、１つの出射光ＬＥに関連付けられた計測に関する計測周期の処理を、第１行ＳＳ１～第６行ＳＳ６のそれぞれでＰ軸に沿って１次元的にシフトさせながら繰り返し実行する。これにより、測距装置２０は、設定されたＦＯＶにおける距離データを生成することができる。このようなスキャン方法は、“マルチチャネルラスタスキャン”とも呼ばれる。マルチチャネルラスタスキャンを実現する手段としては、縦方向に細長い形状の照射面を有する出射光ＬＥが使用される。なお、測距装置２０の１回のスキャンにおける行数やスキャン方向は、その他の設定であってもよい。
【0050】
（光センサ２６の構成）
図６は、図５に示すスキャン領域ＳＡについて、第１実施形態に係る測距装置２０に含まれる光センサ２６の構成を示す図である。図６に示すように、光センサ２６は、縦方向に１次元に複数、例えばＰ個（Ｐは２以上の整数）の画素Ｐｘｌが配列されるセンサＳＲによって構成され、同時にＰ個の画素ＰｘｌによってＰ個並列に画素Ｐｘｌに入射する反射光ＬＲの量を電流もしくは電圧に変換して出力できる機能を持つ。一つの画素Ｐｘｌは、光を電気信号に変換する素子として、例えば、少なくとも１つの光電子増倍素子を含む。光電子増倍素子としては、例えば、アバランシェフォトダイオードの一種である単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ：Single-Photon Avalanche Diode）が使用される。
図６は、図５に示すスキャン領域ＳＡについて、第１実施形態に係る測距装置２０に含まれる光センサ２６の構成を示す図である。図６に示すように、光センサ２６は、縦方向に１次元に複数、例えばＰ個（Ｐは２以上の整数）の画素Ｐｘｌが配列されるセンサＳＲによって構成され、同時にＰ個の画素ＰｘｌによってＰ個並列に画素Ｐｘｌに入射する反射光ＬＲの量を電流もしくは電圧に変換して出力できる機能を持つ。一つの画素Ｐｘｌは、光を電気信号に変換する素子として、例えば、少なくとも１つの光電子増倍素子を含む。光電子増倍素子としては、例えば、アバランシェフォトダイオードの一種である単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ：Single-Photon Avalanche Diode）が使用される。
【0051】
回転ミラー２５１の回転により異なる反射面に照射された出射光ＬＥに対応する反射光ＬＲは、センサＳＲにより受光される。図６では、センサＳＲにより受光される反射光ＬＲが破線で示されている。
【0052】
なお、図６では、光センサ２６が１次元センサである場合を示したが、光センサ２６は２次元センサであってもよい。例えば、光センサ２６は、図６で示したセンサＳＲが縦方向、横方向に複数個並んだ構成を有する２次元センサであってもよい。この場合、光センサ２６は、レーザーダイオード２３から出射された出射光ＬＥが被写体に照射され、被写体で反射された出射光ＬＥに対応する反射光ＬＲを、回転ミラー２５１を介さずに受光する。
【0053】
（積算数と測距点数との関係）
図７は、第１実施形態に係る測距装置２０によるスキャンによって得られる２次元の画素領域の一例を示す概略図である。以下では、測距装置２０によるスキャンによって得られる２次元の画素領域のことを、“スキャン結果領域ＳＲＡ”と表記する。
図７は、第１実施形態に係る測距装置２０によるスキャンによって得られる２次元の画素領域の一例を示す概略図である。以下では、測距装置２０によるスキャンによって得られる２次元の画素領域のことを、“スキャン結果領域ＳＲＡ”と表記する。
【0054】
図４に示すような６つの反射面Ｓ１～Ｓ６を有する回転ミラー２５１が使用される場合、スキャン結果領域ＳＲＡは、６つのスキャン結果群ＳＲＧ１～ＳＲＧ６を含む。スキャン結果群ＳＲＧ１～ＳＲＧ６は、図５で示したスキャン領域ＳＡの第１行ＳＳ１～第６行ＳＳ６にそれぞれ対応している。スキャン結果群ＳＲＧ１は、複数の画素ＰＸを含む。以下では、スキャン結果群ＳＲＧ１内の各画素ＰＸをそれぞれＰＸ（０，０）～ＰＸ（ｍ，ｎ）と表記する（ｍ及びｎは１以上の整数）。すなわち、スキャン結果群ＳＲＧ１は、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）個の画素ＰＸを含む。なお、図示が省略されているが、スキャン結果群ＳＲＧ２～ＳＲＧ６も、同様に（ｍ＋１）×（ｎ＋１）個の画素ＰＸを含む。また、以下では、画素ＰＸを、スキャン位置ＰＸとも表記する。
【0055】
図７では、センサＳＲにより受光される反射光ＬＲとスキャン結果群ＳＲＧ１内のスキャン位置ＰＸとの対応関係を分かりやすくするために、反射光ＬＲが破線で示されている。
【0056】
ここで、光センサ２６により受光される反射光ＬＲ（パルス信号）について説明する。
【0057】
図８は、測距装置２０と被写体との距離が比較的短い場合に光センサ２６により受光されるパルス信号の波形の一例を示す図である。図８では、図７のスキャン結果群ＳＲＧ１内のスキャン位置ＰＸ（０，０）及びスキャン位置ＰＸ（０，１）でセンサＳＲによってそれぞれ受光されるパルス信号及びノイズの波形が示されている。縦軸は信号の強度を表している。横軸は時間を表している。
【0058】
測距装置２０と被写体との距離が比較的短い場合、パルス信号の減衰は比較的小さい。このため、図８に示すように、パルス信号の強度のピーク値は、ノイズよりも十分に大きい値をとる。例えば、スキャン位置ＰＸ（０，０）により受光されるパルス信号の強度は、時刻Ｔ１ａにピーク値をとる。スキャン位置ＰＸ（０，１）により受光されるパルス信号の強度は、時刻Ｔ１ｂにピーク値をとる。スキャン位置ＰＸ（０，０）及びスキャン位置ＰＸ（０，１）は、横方向に隣り合う位置であるため、時刻Ｔ１ａ及びＴ１ｂは、比較的近い時刻となる。よって、計測装置２７は、時刻Ｔ１ａをスキャン位置ＰＸ（０，０）における反射光ＬＲの検出時刻と判定することができる。同様に、計測装置２７は、時刻Ｔ１ｂをスキャン位置ＰＸ（０，１）における反射光ＬＲの検出時刻と判定することができる。このように、測距装置２０と被写体との距離が比較的短い場合、計測装置２７は、１つのスキャン位置ＰＸの受光結果を用いて反射光ＬＲの検出時刻を計測することができる。すなわち、測距装置２０と被写体との距離が比較的短い場合、測距制御装置２１は、例えば、積算数ＡＮを１に設定することができる。
【0059】
図９は、測距装置２０と被写体との距離が比較的長い場合に光センサ２６により受光されるパルス信号の波形の一例を示す図である。図９では、図７のスキャン結果群ＳＲＧ１内のスキャン位置ＰＸ（０，０）及びスキャン位置ＰＸ（０，１）でセンサＳＲによってそれぞれ受光されるパルス信号（以下、それぞれ「パルス信号Ａ」、「パルス信号Ｂ」と表記する）及びノイズの波形を示している。更に、図９では、パルス信号Ａとパルス信号Ｂを積算した信号及び積算したノイズの波形が示されている。縦軸は信号の強度を表している。横軸は時間を表している。
【0060】
測距装置２０と被写体との距離が比較的長い場合、パルス信号の減衰は比較的大きい。このため、図９に示すように、パルス信号の強度のピーク値は、ノイズよりも小さい値をとる場合がある。例えば、スキャン位置ＰＸ（０，０）により受光されるパルス信号Ａのピーク値は、ノイズよりも小さい。スキャン位置ＰＸ（０，１）により受光されるパルス信号Ｂのピーク値は、ノイズよりも小さい。よって、計測装置２７は、スキャン位置ＰＸ（０，０）における信号の強度のピーク値により反射光ＬＲの検出時刻を判定することは難しい。同様に、計測装置２７は、スキャン位置ＰＸ（０，１）における信号の強度のピーク値により反射光ＬＲの検出時刻を判定することは難しい。
【0061】
一方、図９に示すように、パルス信号Ａとパルス信号Ｂを積算した信号の強度のピーク値は、積算したノイズよりも十分に大きい値をとる。例えば、パルス信号Ａとパルス信号Ｂを積算した信号の強度は、時刻Ｔ２にピーク値をとる。よって、計測装置２７は、時刻Ｔ２をスキャン位置ＰＸ（０，０）及びスキャン位置ＰＸ（０，１）における反射光ＬＲの検出時刻と判定することができる。このように、計測装置２７は、２つのスキャン位置ＰＸの受光結果を積算して反射光ＬＲの検出時刻を計測することができる。すなわち、測距装置２０と被写体との距離が比較的長い場合、測距制御装置２１は、例えば、積算数ＡＮを２に設定することができる。
【0062】
図１０は、積算数ＡＮを１に設定した場合に計測装置２７により得られる測距点数を説明する図である。図１０に示すように、積算数ＡＮを１に設定した場合、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ１における積算単位は１画素である。積算単位は、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ２～ＳＲＧ６についても同様である。この場合、計測装置２７によりスキャン位置１つ毎に１つの距離データ（画素ＰＸデータ）が生成される。これにより、計測装置２７により得られる測距点数は、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）×６となる。計測装置２７は、生成した（（ｍ＋１）×（ｎ＋１）×６）個の距離データを測距情報として情報処理装置１０に送信する。
【0063】
図１１は、積算数ＡＮを２に設定した場合に計測装置２７により得られる測距点数を説明する図である。図１１に示すように、積算数ＡＮを２に設定した場合、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ１における積算単位は２画素である。すなわち、積算単位は、横方向に並ぶ２個のスキャン位置ＰＸである。積算単位は、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ２～ＳＲＧ６についても同様である。この場合、計測装置２７によりスキャン位置２つ毎に１つの距離データ（画素ＰＸデータ）が生成される。これにより、計測装置２７により得られる測距点数は、（（ｍ＋１）×（ｎ＋１）×６）／２となる。計測装置２７は、生成した（（（ｍ＋１）×（ｎ＋１）×６）／２）個の距離データを測距情報として情報処理装置１０に送信する。
【0064】
このように、積算数ＡＮを２に設定した場合、測距点数は、積算数ＡＮを１に設定した場合の半分の点数になる。しかしながら、２個のスキャン位置ＰＸの受光結果を積算することにより、反射光ＬＲの光量は、積算数ＡＮを１に設定した場合の２倍になる。このため、積算数ＡＮを２に設定した場合、積算数ＡＮを１に設定した場合よりも測距性能が向上する。
【0065】
図１１の例では、横方向に並ぶ２個のスキャン位置ＰＸの受光結果を積算しているが、縦方向に並ぶ２個のスキャン位置ＰＸの受光結果を積算してもよい。この場合、例えば、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ１において、スキャン位置ＰＸ（０，０）により受光されたパルス信号とスキャン位置ＰＸ（１，０）により受光されたパルス信号を積算することができる。スキャン位置ＰＸ（０，１）により受光されたパルス信号とスキャン位置ＰＸ（１，１）により受光されたパルス信号を積算することができる。以下、同様である。また、スキャン結果領域ＳＲＡ内のスキャン結果群ＳＲＧ２～ＳＲＧ６についても同様である。
【0066】
また、積算数ＡＮを２に設定した場合、１フレームの測距を２回連続して行い、１回目の測距及び２回目の測距についてスキャン結果領域ＳＲＡにおける受光結果を取得し、対応するスキャン位置ＰＸの受光結果同士を積算してもよい。
【0067】
このように、計測装置２７によって空間的又は時間的に積算することにより、測距点数を減らして測距性能を向上させることができる。なお、積算数ＡＮは３以上に設定されてもよい。
【0068】
＜１－１－４＞測距システム１の機能構成
図１２は、第１実施形態に係る測距システム１の機能構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、測距システム１において、情報処理装置１０は、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０は、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３、及び計測部２０４として機能する。
図１２は、第１実施形態に係る測距システム１の機能構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、測距システム１において、情報処理装置１０は、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０は、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３、及び計測部２０４として機能する。
【0069】
ＦＯＶ情報取得部１０１は、画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。位置情報取得部１０２は、速度センサ３１、ＧＮＳＳ装置３２、及び画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。速度情報取得部１０３は、速度センサ３１、輸送機器制御装置１３、及び画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。画像処理部１０４は、画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。制御信号生成部１０５は、輸送機器制御装置１３に対応する機能ブロックである。速度制御部１０６は、速度制御装置１４に対応する機能ブロックである。画像取得部１０７は、カメラ３３に対応する機能ブロックである。経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、及び支障物検知部１１１は、画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。
【0070】
出射制御部２０１は、例えば、測距制御装置２１及びレーザードライバ２２に対応する機能ブロックである。投光部２０２は、レーザーダイオード２３及び光学系２５に対応する機能ブロックである。受光部２０３は、光学系２５及び光センサ２６に対応する機能ブロックである。計測部２０４は、測距制御装置２１及び計測装置２７に対応する機能ブロックである。
【0071】
ＦＯＶ情報取得部１０１は、経路情報データベース３４に記憶されているＦＯＶ情報を取得する。ＦＯＶ情報取得部１０１は、取得したＦＯＶ情報を画像処理部１０４と出射制御部２０１とのそれぞれに送信する。
【0072】
位置情報取得部１０２は、ＧＮＳＳ装置３２の計測結果に基づいて、輸送機器ＶＥの現在位置を取得する。位置情報取得部１０２は、現在位置の取得に、例えば、衛星測位信号処理、自立計測データ演算処理、時刻演算処理を含む位置計測演算処理アルゴリズムを利用する。位置情報取得部１０２は、取得した現在位置を、画像処理部１０４と現在位置補正部１０９とのそれぞれに送信する。
【0073】
速度情報取得部１０３は、輸送機器ＶＥの現在の速度を取得する。速度情報取得部１０３は、取得した速度を、画像処理部１０４と計測部２０４と制御信号生成部１０５とのそれぞれに送信する。なお、速度情報取得部１０３が取得する速度は、輸送機器ＶＥと外部の被写体との相対速度であってもよい。
【0074】
計測部２０４は、速度情報取得部１０３から受け取った速度に基づいて、積算数ＡＮを設定する。これにより、測距点数は、積算数ＡＮに基づく値に設定される。出射制御部２０１は、ＦＯＶ情報取得部１０１から受け取ったＦＯＶ情報に基づいて、ＦＯＶを設定するとともに、投光部２０２にパルス信号を供給する。投光部２０２は、出射制御部２０１から受け取ったパルス信号に応じてパルスレーザー（出射光ＬＥ）を出射する。また、投光部２０２は、回転ミラー２５１の回転と、出射制御部２０１による出射光ＬＥの出射タイミングとの制御に基づいて、ＦＯＶをスキャンする。受光部２０３は、ＦＯＶ内の物体ＯＢから反射された反射光ＬＲを受光して、電気信号に変換する。そして、受光部２０３は、変換した電気信号（受光結果）を計測部２０４に送信する。計測部２０４は、受光部２０３から受け取った電気信号（受光結果）、及び積算数ＡＮに基づいて、測距点数に対応する距離データを生成する。すなわち、計測部２０４は、積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する距離データを生成する。計測部２０４は、生成した距離データを測距情報として画像処理部１０４に送信する。
【0075】
画像処理部１０４は、計測部２０４から受け取った測距情報、ＦＯＶ情報取得部１０１から受け取ったＦＯＶ情報に基づいて、フレーム単位で画像を生成する。画像処理部１０４により生成された画像は、測距装置２０とＦＯＶ内の物体ＯＢとの間の距離情報を含む。画像処理部１０４は、生成した画像を制御信号生成部１０５と現在位置補正部１０９とにそれぞれ送信する。
【0076】
制御信号生成部１０５は、例えば、速度情報取得部１０３から得られる速度や、画像処理部１０４による指示や、画像処理部１０４から得られる情報や、経路情報データベース３４から得られる運行情報等に基づいて、輸送機器ＶＥの加減速に関する制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１０５は、生成した制御信号を速度制御部１０６に送信する。
【0077】
速度制御部１０６は、制御信号生成部１０５から受け取った制御信号に基づいて、輸送機器ＶＥの停止や加減速を制御する。
【0078】
画像取得部１０７は、輸送機器ＶＥの周辺の画像を取得する。画像取得部１０７は、取得した画像を経路検出部１０８に送信する。
【0079】
経路検出部１０８は、画像取得部１０７から受け取った画像から経路ＲＴを検出する。つまり、経路検出部１０８は、輸送機器ＶＥの前方の経路ＲＴを検出し、経路ＲＴ上で輸送機器ＶＥが走行する領域を判定する。そして、経路検出部１０８は、取得した経路ＲＴの情報を支障物検知部１１１に送信する。
【0080】
現在位置補正部１０９は、位置情報取得部１０２から得られる輸送機器ＶＥの現在位置を、画像処理部１０４から得られる測距情報を用いて補正する。現在位置補正部１０９は、補正した輸送機器ＶＥの現在位置を距離情報取得部１１０に送信する。
【0081】
距離情報取得部１１０は、現在位置補正部１０９から得られる補正された輸送機器ＶＥの現在位置と、経路情報データベース３４から得られる情報と、画像取得部１０７から得られる画像に基づいて、輸送機器ＶＥの始点からの距離（輸送機器ＶＥと被写体との相対距離）を求める。被写体は、例えば、支障物である。距離情報取得部１１０は、輸送機器ＶＥの始点からの距離を支障物検知部１１１に送信する。
【0082】
支障物検知部１１１は、経路検出部１０８から得られる経路ＲＴの情報、及び距離情報取得部１１０から得られる輸送機器ＶＥの始点からの距離に基づいて、支障物を検知する。支障物を検知した結果、輸送機器ＶＥを停止させる必要がある場合、支障物検知部１１１は、制御信号生成部１０５に輸送機器ＶＥの停止を指示する。
【0083】
制御信号生成部１０５は、支障物検知部１１１による輸送機器ＶＥの停止の指示に基づいて、輸送機器ＶＥの停止に関する制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１０５は、生成した制御信号を速度制御部１０６に送信する。
【0084】
【0085】
例えば、輸送機器ＶＥが動作を開始すると、測距動作が開始され、測距制御装置２１は、情報処理装置１０からＦＯＶ情報及び速度を受信する（Ｓ１０１）。
【0086】
次に、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、ＦＯＶを設定する（Ｓ１０２）。
【0087】
次に、測距制御装置２１は、受信した速度（相対速度）に基づいて、測距点数を制御する。具体的には、測距制御装置２１は、速度が第１速度閾値ＳＰ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。第１速度閾値ＳＰ１は、例えば、３０ｋｍ／ｈである。
【0088】
速度が第１速度閾値ＳＰ１以下である場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを１に設定する（Ｓ１０４）。
【0089】
速度が第１速度閾値ＳＰ１よりも大きい場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、測距制御装置２１は、速度が第１速度閾値ＳＰ１よりも大きく、第２速度閾値ＳＰ２以下であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。第２速度閾値ＳＰ２は、例えば、６０ｋｍ／ｈである。
【0090】
速度が第１速度閾値ＳＰ１よりも大きく、第２速度閾値ＳＰ２以下である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを２に設定する（Ｓ１０６）。
【0091】
速度が第２速度閾値よりも大きい場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを３に設定する（Ｓ１０７）。
【0092】
ステップＳ１０３～Ｓ１０７が実行されることにより、輸送機器ＶＥの速度に基づいて、測距点数が変更される。
【0093】
積算数ＡＮが１に設定された場合、測距点数がＰ１に設定され、積算数ＡＮが２に設定された場合、測距点数がＰ２に設定され、積算数ＡＮに３が設定された場合、測距点数がＰ３に設定されるとすると、Ｐ１とＰ２とＰ３との大小関係は、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる。
【0094】
次に、ＦＯＶに基づいてレーザーダイオード２３から出射されたレーザー光が光センサ２６により受光され、受光結果が転送されると、計測装置２７は、積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する（Ｓ１０８）。
【0095】
＜１－３＞第１実施形態の効果
以上で説明された第１実施形態に係る測距システム１によれば、測距距離性能を向上できる。以下に、第１実施形態の効果の詳細について説明する。
以上で説明された第１実施形態に係る測距システム１によれば、測距距離性能を向上できる。以下に、第１実施形態の効果の詳細について説明する。
【0096】
一定の経路上を走行する輸送機器ＶＥにＬｉＤＡＲを搭載して、カメラと連携させて前方の支障物を検知させたり、事前に経路周辺に配置した標識を識別して距離を測定させたり、雨、霧、雪といった天候を検知させたりする場合に求められるＬｉＤＡＲの測距距離性能はそれぞれの状況によって異なる。例えば、輸送機器ＶＥが高速で走行している場合には、より長い距離にある支障物の検知の精度が求められるため、ＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より長い距離の測距性能である。これを実現するために、ＬｉＤＡＲにより得られる測距情報には、速度が速いほど、当該測距情報に基づいて生成される画像の解像度を犠牲にして測距点数を少なくすることが求められる。
【0097】
そこで、第１実施形態に係る測距システム１では、情報処理装置１０が、センサ等により収集した情報に基づいて、測距装置２０（ＬｉＤＡＲ）の測距点数を制御する。具体的には、情報処理装置１０は、速度センサ３１により輸送機器ＶＥの速度を取得する。そして、情報処理装置１０は、取得した速度を測距装置２０に送信する。測距装置２０は、情報処理装置１０から受け取った速度に基づいて、計測装置２７で用いられる積算数ＡＮの設定を変更する。例えば、測距装置２０は、速度が速いほど、積算数ＡＮにより大きい値を設定する。これにより、測距装置２０は、速度が速いほど、測距点数を少なくすることができる。よって、第１実施形態に係る測距装置２０は、輸送機器ＶＥが高速で走行している場合に応じた測距距離性能を実現できる。すなわち、第１実施形態に係る測距装置２０は、測距距離性能を向上できる。従って、第１実施形態に係る測距システム１を利用する輸送機器ＶＥは、より長い距離にある支障物の検知の精度を向上させることができる。
【0098】
＜１－４＞第１変形例
第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａは、画角の一部の測距点数を変更する。以下に、第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａは、画角の一部の測距点数を変更する。以下に、第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
【0099】
＜１－４－１＞積算数の設定
図１４は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１４では、ＦＯＶは、左側領域、中間領域、及び右側領域の３つの領域に分けられる。左側領域及び右側領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数を変更しない領域（以下、「積算数非変更領域ＵＣＡ」と表記する）である。中間領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数を変更可能な領域（以下、「積算数変更可能領域ＣＡ」と表記する）である。
図１４は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１４では、ＦＯＶは、左側領域、中間領域、及び右側領域の３つの領域に分けられる。左側領域及び右側領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数を変更しない領域（以下、「積算数非変更領域ＵＣＡ」と表記する）である。中間領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数を変更可能な領域（以下、「積算数変更可能領域ＣＡ」と表記する）である。
【0100】
積算数非変更領域ＵＣＡの積算数は、例えば、１に設定される。以下では、積算数非変更領域ＵＣＡに設定される積算数を“初期積算数ＡＮ０”と表記する。初期積算数ＡＮ０は、例えば、ＦＯＶ情報に含まれる。積算数変更可能領域ＣＡは、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰにより規定される。図１４では、変更開始位置ＣＳＰは、中間領域の左上に設定される。変更終了位置ＣＥＰは、中間領域の右下に設定される。変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰは、例えば、ＦＯＶ情報に含まれる。積算数変更可能領域ＣＡの積算数は、例えば、情報処理装置１０から得られる速度に基づいて設定される。なお、積算数変更可能領域ＣＡは、ＦＯＶ内に２か所以上設けられてもよい。
【0101】
＜１－４－２＞測距システム１Ａの機能構成
図１５は、第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａの機能構成の一例を示すブロック図である。
図１５は、第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａの機能構成の一例を示すブロック図である。
【0102】
ＦＯＶ情報取得部１０１Ａは、第１実施形態で説明したＦＯＶ情報取得部１０１の動作に加えて、ＦＯＶ情報を計測部２０４Ａに送信する。
【0103】
計測部２０４Ａは、ＦＯＶ情報取得部１０１Ａから受け取ったＦＯＶ情報に基づいて、初期積算数ＡＮ０を設定する。また、計測部２０４Ａは、ＦＯＶ情報に基づいて、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰを設定する。計測部２０４Ａは、速度情報取得部１０３から受け取った速度に基づいて、積算数ＡＮを設定する。
【0104】
計測部２０４Ａは、受光部２０３から受け取った電気信号（受光結果）、初期積算数ＡＮ０、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰ、並びに積算数ＡＮに基づいて、測距点数に対応する距離データを生成する。すなわち、初期積算数ＡＮ０に基づいて、ＦＯＶの非変更領域ＵＣＡに対応する距離データを取得する。積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶの変更領域ＣＡに対応する距離データを取得する。これにより、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する。
【0105】
第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａのその他の構成及び動作は、第１実施形態に係る測距システム１と同様である。
【0106】
＜１－４－３＞動作
図１６は、第１実施形態の第１変形例に係る測距装置２０の測距動作の一例を示すフローチャートである。図１６では、第１実施形態で示した図１３のステップＳ１０２の後にステップＳ１１１及びＳ１１２が追加され、図１３のステップＳ１０８がステップＳ１１３に置き換えられている。以下に、図１６を参照して、第１実施形態の第１変形例に係る測距装置２０の測距動作について説明する。
図１６は、第１実施形態の第１変形例に係る測距装置２０の測距動作の一例を示すフローチャートである。図１６では、第１実施形態で示した図１３のステップＳ１０２の後にステップＳ１１１及びＳ１１２が追加され、図１３のステップＳ１０８がステップＳ１１３に置き換えられている。以下に、図１６を参照して、第１実施形態の第１変形例に係る測距装置２０の測距動作について説明する。
【0107】
ステップＳ１０２において、ＦＯＶが設定されると、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、初期積算数ＡＮ０を設定する（Ｓ１１１）。
【0108】
次に、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰを設定する（Ｓ１１２）。
【0109】
次に、ステップＳ１０３～Ｓ１０７が実行された後、ＦＯＶに基づいてレーザーダイオード２３から出射されたレーザー光が光センサ２６により受光され、受光結果が転送されると、計測装置２７は、初期積算数ＡＮ０及び積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する（Ｓ１１３）。
【0110】
＜１－４－４＞第１変形例の効果
本変形例によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【0111】
また、本変形例では、情報処理装置１０Ａは、画角内の測距点数を変更可能な領域を設定する。具体的には、情報処理装置１０Ａは、画角に対して積算数変更可能領域ＣＡ、変更開始位置ＣＳＰ、及び変更終了位置ＣＥＰを設定する。そして、情報処理装置１０Ａは、画角に対して設定された積算数変更可能領域ＣＡ、変更開始位置ＣＳＰ、及び変更終了位置ＣＥＰ、並びにセンサ等により収集した情報に基づいて、測距装置２０Ａ（ＬｉＤＡＲ）の測距点数を制御する。これにより、測距装置２０Ａは、特定の領域（例えば、画角内の経路ＲＴの領域）について、測距点数を減らし、測距情報に基づいて生成される画像の解像度を上げることができる。従って、第１実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ａを利用する輸送機器ＶＥは、経路ＲＴ上のような特定の領域における支障物の検知の精度を向上させることができる。
【0112】
＜１－５＞第２変形例
第１実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｂは、画角の一部の測距点数を変更する。測距システム１Ｂでは、ＦＯＶにおける積算数の設定が第１実施形態の第１変形例と異なる。以下に、第１実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｂについて、第１実施形態の第１変形例と異なる点を説明する。
第１実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｂは、画角の一部の測距点数を変更する。測距システム１Ｂでは、ＦＯＶにおける積算数の設定が第１実施形態の第１変形例と異なる。以下に、第１実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｂについて、第１実施形態の第１変形例と異なる点を説明する。
【0113】
＜１－５－１＞積算数の設定
図１７は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１７では、ＦＯＶは、上側領域及び下側領域の２つの領域に分けられる。上側領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数変更可能領域ＣＡである。下側領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数非変更領域ＵＣＡである。積算数非変更領域ＵＣＡの積算数、及び積算数変更可能領域ＣＡの積算数は、第１実施形態の第１変形例と同様に設定される。図１７では、変更開始位置ＣＳＰは、上側領域の左上に設定される。変更終了位置ＣＥＰは、上側領域の右下に設定される。なお、積算数変更可能領域ＣＡは、ＦＯＶ内に２か所以上設けられてもよい。
図１７は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１７では、ＦＯＶは、上側領域及び下側領域の２つの領域に分けられる。上側領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数変更可能領域ＣＡである。下側領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数非変更領域ＵＣＡである。積算数非変更領域ＵＣＡの積算数、及び積算数変更可能領域ＣＡの積算数は、第１実施形態の第１変形例と同様に設定される。図１７では、変更開始位置ＣＳＰは、上側領域の左上に設定される。変更終了位置ＣＥＰは、上側領域の右下に設定される。なお、積算数変更可能領域ＣＡは、ＦＯＶ内に２か所以上設けられてもよい。
【0114】
＜１－５－２＞第２変形例の効果
本変形例によれば、第１実施形態の第１変形例と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第１実施形態の第１変形例と同様の効果を奏する。
【0115】
＜１－６＞第３変形例
第１実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｃは、画角の一部の測距点数を変更する。測距システム１Ｃでは、ＦＯＶにおける積算数の設定が第１実施形態の第１変形例及び第２変形例と異なる。以下に、第１実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｃについて、第１実施形態の第１変形例及び第２変形例と異なる点を説明する。
第１実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｃは、画角の一部の測距点数を変更する。測距システム１Ｃでは、ＦＯＶにおける積算数の設定が第１実施形態の第１変形例及び第２変形例と異なる。以下に、第１実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｃについて、第１実施形態の第１変形例及び第２変形例と異なる点を説明する。
【0116】
＜１－６－１＞積算数の設定
図１８は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１８では、ＦＯＶは、中央領域及び周辺領域の２つの領域に分けられる。中央領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数変更可能領域ＣＡである。周辺領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数非変更領域ＵＣＡである。積算数非変更領域ＵＣＡの積算数、及び積算数変更可能領域ＣＡの積算数は、第１実施形態の第１変形例と同様に設定される。図１８では、変更開始位置ＣＳＰは、中央領域の左上に設定される。変更終了位置ＣＥＰは、中央領域の右下に設定される。なお、積算数変更可能領域ＣＡは、ＦＯＶ内に２か所以上設けられてもよい。
図１８は、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定の一例を示す図である。図１８では、ＦＯＶは、中央領域及び周辺領域の２つの領域に分けられる。中央領域は、測距点数を変更可能な領域、すなわち積算数変更可能領域ＣＡである。周辺領域は、測距点数を変更しない領域、すなわち積算数非変更領域ＵＣＡである。積算数非変更領域ＵＣＡの積算数、及び積算数変更可能領域ＣＡの積算数は、第１実施形態の第１変形例と同様に設定される。図１８では、変更開始位置ＣＳＰは、中央領域の左上に設定される。変更終了位置ＣＥＰは、中央領域の右下に設定される。なお、積算数変更可能領域ＣＡは、ＦＯＶ内に２か所以上設けられてもよい。
【0117】
＜１－６－２＞第３変形例の効果
本変形例によれば、第１実施形態の第１変形例と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第１実施形態の第１変形例と同様の効果を奏する。
【0118】
＜２＞第２実施形態
第２実施形態に係る測距システム１Ｄは、停止位置目標ＳＴＧと輸送機器ＶＥの現在位置との相対距離に基づいて測距点数を変更する。以下に、第２実施形態に係る測距システム１Ｄについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態に係る測距システム１Ｄは、停止位置目標ＳＴＧと輸送機器ＶＥの現在位置との相対距離に基づいて測距点数を変更する。以下に、第２実施形態に係る測距システム１Ｄについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
【0119】
＜２－１＞測距システム１Ｄの構成
図１９は、第２実施形態に係る測距システム１Ｄの構成の一例を示す概略図である。図１９は、測距システム１Ｄを備える輸送機器ＶＥが所定の停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している状況を示している。図１９に示すように、第２実施形態に係る測距システム１Ｄは、情報処理装置１０Ｄ及び測距装置２０Ｄを含む。情報処理装置１０Ｄのハードウェア構成は、例えば、第１実施形態に係る情報処理装置１０と同様である。測距装置２０Ｄのハードウェア構成は、例えば、第１実施形態に係る測距装置２０と同様である。
図１９は、第２実施形態に係る測距システム１Ｄの構成の一例を示す概略図である。図１９は、測距システム１Ｄを備える輸送機器ＶＥが所定の停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している状況を示している。図１９に示すように、第２実施形態に係る測距システム１Ｄは、情報処理装置１０Ｄ及び測距装置２０Ｄを含む。情報処理装置１０Ｄのハードウェア構成は、例えば、第１実施形態に係る情報処理装置１０と同様である。測距装置２０Ｄのハードウェア構成は、例えば、第１実施形態に係る測距装置２０と同様である。
【0120】
＜２－２＞測距システム１Ｄの機能構成
図２０は、第２実施形態に係る測距システム１Ｄの機能構成の一例を示すブロック図である。図２０に示すように、測距システム１Ｄにおいて、情報処理装置１０Ｄは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｄ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５Ｄ、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０Ｄ、支障物検知部１１１、ＴＧ検知部１１２、ブレーキ制御情報取得部１１３、停止位置予測部１１４、及び経路情報データベース３４として機能する。なお、経路検出部１０８及び支障物検知部１１１は、図示を省略している。測距装置２０Ｄは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３、及び計測部２０４Ｄとして機能する。
図２０は、第２実施形態に係る測距システム１Ｄの機能構成の一例を示すブロック図である。図２０に示すように、測距システム１Ｄにおいて、情報処理装置１０Ｄは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｄ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５Ｄ、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０Ｄ、支障物検知部１１１、ＴＧ検知部１１２、ブレーキ制御情報取得部１１３、停止位置予測部１１４、及び経路情報データベース３４として機能する。なお、経路検出部１０８及び支障物検知部１１１は、図示を省略している。測距装置２０Ｄは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３、及び計測部２０４Ｄとして機能する。
【0121】
ＴＧ検知部１１２は、画像処理装置１５に対応する機能ブロックである。ブレーキ制御情報取得部１１３及び停止位置予測部１１４は、輸送機器制御装置１３に対応する機能ブロックである。
【0122】
速度情報取得部１０３Ｄは、取得した速度を、画像処理部１０４と制御信号生成部１０５Ｄとのそれぞれに送信する。
【0123】
距離情報取得部１１０Ｄは、現在位置補正部１０９から得られる補正された輸送機器ＶＥの現在位置と、経路情報データベース３４から得られる情報と、画像取得部１０７から得られる画像に基づいて、輸送機器ＶＥの始点からの距離（輸送機器ＶＥと被写体との相対距離）を求める。被写体は、例えば、停止位置目標ＳＴＧである。距離情報取得部１１０Ｄは、輸送機器ＶＥの始点からの距離をＴＧ検知部１１２に送信する。
【0124】
ＴＧ検知部１１２は、画像取得部１０７から得られる画像、距離情報取得部１１０Ｄから得られる輸送機器ＶＥの始点からの距離、及び経路情報データベース３４から得られる停止位置目標ＳＴＧの位置に基づいて、停止位置目標ＳＴＧを検知する。停止位置目標ＳＴＧを検知した場合、ＴＧ検知部１１２は、停止位置予測部１１４に輸送機器ＶＥの停止位置の予測を指示する。
【0125】
ブレーキ制御情報取得部１１３は、ブレーキ制御情報を取得する。ブレーキ制御情報取得部１１３は、取得したブレーキ制御情報を停止位置予測部１１４に送信する。
【0126】
停止位置予測部１１４は、ＴＧ検知部１１２から指示を受け取ると、ブレーキ制御情報取得部１１３から得られる蓄積された複数のブレーキ制御情報に基づいて、ブレーキの制御量とその制御量に基づく輸送機器ＶＥの停止位置を予測する。停止位置予測部１１４は、予測した停止位置を制御信号生成部１０５に送信する。
【0127】
制御信号生成部１０５は、画像処理部１０４から得られる輸送機器ＶＥの始点からの距離に基づいて、停止位置予測部１１４から得られる予測した停止位置と、経路情報データベース３４から得られる所定の停止位置（例えば、停止位置目標ＳＴＧの位置）とが一致するようなブレーキ制御を行うことができるように、輸送機器ＶＥの加減速に関する制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１０５は、生成した制御信号を速度制御部１０６に送信する。
【0128】
第２実施形態に係る測距システム１Ｄのその他の構成及び動作は、第１実施形態に係る測距システム１と同様である。
【0129】
【0130】
例えば、測距装置２０Ｄが停止位置目標ＳＴＧを検知すると、測距動作が開始され、測距制御装置２１は、情報処理装置１０からＦＯＶ情報、及び輸送機器ＶＥの始点と停止位置目標ＳＴＧとの相対距離を受信する（Ｓ２０１）。
【0131】
次に、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、ＦＯＶを設定する（Ｓ２０２）。
【0132】
次に、測距制御装置２１は、受信した相対距離に基づいて、測距点数を制御する。具体的には、測距制御装置２１は、相対距離が第１距離閾値ＤＴ１よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。第１距離閾値ＤＴ１は、例えば、５００ｍである。
【0133】
相対距離が第１距離閾値ＤＴ１よりも大きい場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを１に設定する（Ｓ２０４）。
【0134】
相対距離が第１距離閾値ＤＴ１以下である場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、測距制御装置２１は、相対距離が第２距離閾値ＤＴ２よりも大きく、第１距離閾値ＤＴ１以下であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。第２距離閾値ＤＴ２は、例えば、５０ｍである。
【0135】
相対距離が第２距離閾値ＤＴ２よりも大きく、第１距離閾値ＤＴ１以下である場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを２に設定する（Ｓ２０６）。
【0136】
相対距離が第２距離閾値ＤＴ２以下である場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを３に設定する（Ｓ２０７）。
【0137】
ステップＳ２０３～Ｓ２０７が実行されることにより、輸送機器ＶＥの始点と停止位置目標ＳＴＧとの相対距離に基づいて、測距点数が変更される。
【0138】
次に、ＦＯＶに基づいてレーザーダイオード２３から出射されたレーザー光が光センサ２６により受光され、受光結果が転送されると、計測装置２７は、積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する（Ｓ２０８）。
【0139】
＜２－４＞第２実施形態の効果
上述のように、一定の経路上を走行する輸送機器ＶＥにＬｉＤＡＲを搭載して、輸送機器ＶＥが高速で走行している場合にＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より長い距離の測距性能である。これに対して、例えば、輸送機器ＶＥが停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している場合には、停止場所ＳＴの停止位置目標ＳＴＧに対する輸送機器ＶＥの現在位置測定の精度が求められるため、ＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より短い距離の測距性能である。これを実現するために、ＬｉＤＡＲにより得られる測距情報には、停止位置目標ＳＴＧとＬｉＤＡＲとの相対距離が短いほど、当該測距情報に基づいて生成される画像の解像度を高くして測距点数を多くすることが求められる。
上述のように、一定の経路上を走行する輸送機器ＶＥにＬｉＤＡＲを搭載して、輸送機器ＶＥが高速で走行している場合にＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より長い距離の測距性能である。これに対して、例えば、輸送機器ＶＥが停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している場合には、停止場所ＳＴの停止位置目標ＳＴＧに対する輸送機器ＶＥの現在位置測定の精度が求められるため、ＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より短い距離の測距性能である。これを実現するために、ＬｉＤＡＲにより得られる測距情報には、停止位置目標ＳＴＧとＬｉＤＡＲとの相対距離が短いほど、当該測距情報に基づいて生成される画像の解像度を高くして測距点数を多くすることが求められる。
【0140】
そこで、第１実施形態に係る測距システム１Ｄでは、情報処理装置１０Ｄが、センサ等により収集した情報に基づいて、測距装置２０Ｄ（ＬｉＤＡＲ）の測距点数を制御する。具体的には、情報処理装置１０Ｄは、情報収集装置１１Ｄ、画像処理装置１５Ｄ、及び経路情報データベース３４等から得られる情報に基づいて、輸送機器ＶＥの始点からの距離（輸送機器ＶＥと被写体との相対距離）を取得する。そして、情報処理装置１０は、取得した相対距離を測距装置２０Ｄに送信する。測距装置２０Ｄは、情報処理装置１０から受け取った相対距離に基づいて、計測装置２７Ｄで用いられる積算数ＡＮの設定を変更する。例えば、測距装置２０Ｄは、相対距離が短いほど、積算数ＡＮにより小さい値を設定する。これにより、測距装置２０Ｄは、相対距離が短いほど、測距点数を多くすることができる。よって、第２実施形態に係る測距装置２０Ｄは、輸送機器ＶＥが停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している場合に応じた測距距離性能を実現できる。すなわち、第２実施形態に係る測距装置２０Ｄは、測距距離性能を向上できる。従って、第２実施形態に係る測距システム１Ｄを利用する輸送機器ＶＥは、停止場所ＳＴの停止位置目標ＳＴＧに対して多くの測距点数を得ることができ、結果として、輸送機器ＶＥの現在位置測定の精度を向上させることができる。
【0141】
＜２－５＞変形例
第２実施形態の変形例に係る測距システム１Ｅは、画角の一部の測距点数を変更する。以下に、第２実施形態の変形例に係る測距システム１Ｅについて、第２実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態の変形例に係る測距システム１Ｅは、画角の一部の測距点数を変更する。以下に、第２実施形態の変形例に係る測距システム１Ｅについて、第２実施形態と異なる点を説明する。
【0142】
＜２－５－１＞積算数の設定
ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定は、第１実施形態の第１変形例で示した図１４と同様である。なお、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数は、第１実施形態の第２変形例で示した図１５、または第１実施形態の第３変形例で示した図１６と同様に設定されてもよい。変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰについては、経路情報データベース３４に記憶されている停止位置目標ＳＴＧの３次元位置情報とサイズ情報と輸送機器ＶＥの現在位置とから幾何学的に算出される相対位置を用いて動的に設定してもよい。また、この算出により求めた相対位置の近辺で、測距装置２０により測距した際に距離と同時に得られるレーザー光の反射強度からの輝度情報を用いて、経路情報データベース３４に記憶されるか、あらかじめ決められた範囲のパターンから構成される停止位置目標ＳＴＧ上に描かれているパターンと画像処理でのパターンマッチングの結果、得られた画角内の位置について動的に変更してもよい。
ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数の設定は、第１実施形態の第１変形例で示した図１４と同様である。なお、ＦＯＶの一部の測距点数を変更する場合のＦＯＶにおける積算数は、第１実施形態の第２変形例で示した図１５、または第１実施形態の第３変形例で示した図１６と同様に設定されてもよい。変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰについては、経路情報データベース３４に記憶されている停止位置目標ＳＴＧの３次元位置情報とサイズ情報と輸送機器ＶＥの現在位置とから幾何学的に算出される相対位置を用いて動的に設定してもよい。また、この算出により求めた相対位置の近辺で、測距装置２０により測距した際に距離と同時に得られるレーザー光の反射強度からの輝度情報を用いて、経路情報データベース３４に記憶されるか、あらかじめ決められた範囲のパターンから構成される停止位置目標ＳＴＧ上に描かれているパターンと画像処理でのパターンマッチングの結果、得られた画角内の位置について動的に変更してもよい。
【0143】
＜２－５－２＞測距システム１Ｅの機能構成
図２２は、第２実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｅの機能構成の一例を示すブロック図である。
図２２は、第２実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｅの機能構成の一例を示すブロック図である。
【0144】
ＦＯＶ情報取得部１０１Ｅは、第１実施形態で説明したＦＯＶ情報取得部１０１の動作に加えて、ＦＯＶ情報を計測部２０４Ｅに送信する。
【0145】
計測部２０４Ｅは、ＦＯＶ情報取得部１０１Ｅから受け取ったＦＯＶ情報に基づいて、初期積算数ＡＮ０を設定する。また、計測部２０４Ｅは、ＦＯＶ情報に基づいて、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰを設定する。計測部２０４Ｅは、距離情報取得部１１０から受け取った輸送機器ＶＥの始点からの距離（輸送機器ＶＥと停止位置目標ＳＴＧとの相対距離）に基づいて、積算数ＡＮを設定する。
【0146】
計測部２０４Ｅは、受光部２０３から受け取った電気信号（受光結果）、初期積算数ＡＮ０、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰ、並びに積算数ＡＮに基づいて、測距点数に対応する距離データを生成する。すなわち、初期積算数ＡＮ０に基づいて、ＦＯＶの非変更領域ＵＣＡに対応する距離データを取得する。積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶの変更領域ＣＡに対応する距離データを取得する。これにより、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する。
【0147】
第２実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｅのその他の構成及び動作は、第２実施形態に係る測距システム１Ｄと同様である。
【0148】
＜２－５－３＞動作
図２３は、第２実施形態の変形例に係る測距装置２０Ｅの測距動作の一例を示すフローチャートである。図２３では、第２実施形態で示した図２１のステップＳ２０２の後にステップＳ２１１及びＳ２１２が追加され、図２１のステップＳ２０８がステップＳ２１３に置き換えられている。以下に、図２３を参照して、第２実施形態の変形例に係る測距装置２０Ｅの測距動作について説明する。
図２３は、第２実施形態の変形例に係る測距装置２０Ｅの測距動作の一例を示すフローチャートである。図２３では、第２実施形態で示した図２１のステップＳ２０２の後にステップＳ２１１及びＳ２１２が追加され、図２１のステップＳ２０８がステップＳ２１３に置き換えられている。以下に、図２３を参照して、第２実施形態の変形例に係る測距装置２０Ｅの測距動作について説明する。
【0149】
ステップＳ２０２において、ＦＯＶが設定されると、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、初期積算数ＡＮ０を設定する（Ｓ２１１）。
【0150】
次に、測距制御装置２１は、ＦＯＶ情報に基づいて、変更開始位置ＣＳＰ及び変更終了位置ＣＥＰを設定する（Ｓ２１２）。
【0151】
次に、ステップＳ２０３～Ｓ２０７が実行された後、ＦＯＶに基づいてレーザーダイオード２３から出射されたレーザー光が光センサ２６により受光され、受光結果が転送されると、計測装置２７は、初期積算数ＡＮ０及び積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する（Ｓ２１３）。
【0152】
＜２－５－４＞変形例の効果
本変形例によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【0153】
また、本変形例では、情報処理装置１０Ｅは、画角内の測距点数を変更可能な領域を設定する。具体的には、情報処理装置１０Ｅは、画角に対して積算数変更可能領域ＣＡ、変更開始位置ＣＳＰ、及び変更終了位置ＣＥＰを設定する。そして、情報処理装置１０Ｅは、画角に対して設定された積算数変更可能領域ＣＡ、変更開始位置ＣＳＰ、及び変更終了位置ＣＥＰ、並びにセンサ等により収集した情報に基づいて、測距装置２０Ｅ（ＬｉＤＡＲ）の測距点数を制御する。これにより、測距装置２０Ｅは、特定の領域（例えば、画角内の停止位置目標ＳＴＧの領域）について、測距点数を増やし、測距情報に基づいて生成される画像の解像度を上げることができる。従って、第２実施形態の変形例に係る測距システム１Ｅを利用する輸送機器ＶＥは、目標物（例えば、停止位置目標ＳＴＧ）の検知の精度を向上させることができる。
【0154】
＜３＞第３実施形態
第３実施形態に係る測距システム１Ｆは、測距動作を実行する測距モードと、気象の判定を行う気象判定モードとを含み、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。以下に、第３実施形態に係る測距システム１Ｆについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第３実施形態に係る測距システム１Ｆは、測距動作を実行する測距モードと、気象の判定を行う気象判定モードとを含み、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。以下に、第３実施形態に係る測距システム１Ｆについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
【0155】
＜３－１＞測距装置２０Ｆの構成
図２４は、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの構成の一例を示すブロック図である。図２４に示すように、測距装置２０Ｆは、第１実施形態で示した測距装置２０の構成に加えて、気象判定装置２８及びストレージ装置２９を含む。
図２４は、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの構成の一例を示すブロック図である。図２４に示すように、測距装置２０Ｆは、第１実施形態で示した測距装置２０の構成に加えて、気象判定装置２８及びストレージ装置２９を含む。
【0156】
測距制御装置２１Ｆは、第１実施形態で示した測距制御装置２１の動作に加えて、気象判定装置２８を制御する。
【0157】
気象判定装置２８は、光センサ２６Ｆから転送された受光結果に基づいて、気象を判定する。気象判定装置２８は、判定結果を測距制御装置２１Ｆに送信する。
【0158】
ストレージ装置２９は、データやプログラム等の記憶に使用される記憶媒体である。ストレージ装置２９には、例えば、天候に関する情報を含む気象情報データベース（ＤＢ）４１が記憶される。なお、ストレージ装置２９に記憶される情報は、ネットワーク上のサーバーを介してダウンロードされてもよい。
【0159】
気象情報データベース４１は、天候に関する情報（以下、「天候情報」と表記する）、雨量に関する情報（以下、「雨量情報」と表記する）、及び視程に関する情報（以下、「視程情報」と表記する）等を保持する。天候情報としては、例えば、雨、霧、雪等である。雨量情報としては、例えば、一定時間内の雨量（降水量）である。視程情報としては、例えば、どの程度の距離まで見えるかを示す距離である。
【0160】
測距装置２０Ｆのその他の構成は、第１実施形態で示した測距装置２０と同様である。
【0161】
＜３－２＞気象判定処理
図２５は、気象判定装置２８が行う気象判定処理の一例を説明する図である。図２５は、雨や霧の天候時に、測距システム１Ｆを備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。
図２５は、気象判定装置２８が行う気象判定処理の一例を説明する図である。図２５は、雨や霧の天候時に、測距システム１Ｆを備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。
【0162】
雨や霧の天候の場合、測距装置２０Ｆから被写体ＴＧが存在しない領域（例えば、空等）に向けて出射されたレーザー光ＬＥ１は、雨や霧により反射され、反射された（被写体ＴＧが存在しない領域から戻ってきた）レーザー光ＬＲ１が光センサ２６により受光される。雨や霧の領域は比較的広範囲にわたるため、測距装置２０Ｆから雨や霧により反射される位置までの距離は、測距装置２０Ｆから比較的近い距離となる。
【0163】
また、霧の天候の場合、霧が濃いほど光センサ２６により受光されるレーザー光の光量は多くなる。雨の天候の場合、雨量が多いほど光センサ２６により受光されるレーザー光の光量は多くなる。雨の天候の場合は、霧の天候の場合よりも光センサ２６により受光されるレーザー光の光量は多くなる。
【0164】
そこで、気象判定装置２８は、被写体ＴＧが存在しない領域から戻ってきたレーザー光ＬＲ１の強度に基づいて、天候を判定する。具体的には、気象判定装置２８は、画角内の被写体ＴＧが存在しない可能性が比較的高い特定の領域（例えば、画角の上側）を指定する。気象判定装置２８は、指定された領域において、対応する光センサ２６の画素の時間毎の受光量を取得する。そして、気象判定装置２８は、比較的近距離（例えば、測距装置２０Ｆから１０メートル以内）で反射されたレーザー光を受光した光センサ２６の画素と、当該反射されたレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮを取得する。また、気象判定装置２８は、指定された領域において反射されたレーザー光の強度のピーク値の平均値ＰＫＡを算出する。そして、気象判定装置２８は、取得したレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮが、ピーク値の平均値ＰＫＡを超える確率ＰＢを算出する。確率ＰＢが所定の閾値以上である場合、気象判定装置２８は、天候を雨と判定し、気象情報データベース４１にあらかじめ記憶されている確率ＰＢと雨量との対応関係が規定された雨量情報から、算出した確率ＰＢに対応する雨量を取得する。確率ＰＢが所定の閾値未満である場合、気象判定装置２８は、天候を霧と判定し、気象情報データベース４１にあらかじめ記憶されている確率ＰＢと視程との対応関係が規定された視程情報から、算出した確率ＰＢに対応する視程を取得する。
【0165】
＜３－３＞測距システム１Ｆの機能構成
図２６は、第３実施形態に係る測距システム１Ｆの機能構成の一例を示すブロック図である。図２６に示すように、測距システム１Ｆにおいて、情報処理装置１０Ｆは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｆは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｆ、計測部２０４Ｆ、確率算出部２０５、気象判定部２０６、及び気象情報データベース４１として機能する。
図２６は、第３実施形態に係る測距システム１Ｆの機能構成の一例を示すブロック図である。図２６に示すように、測距システム１Ｆにおいて、情報処理装置１０Ｆは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｆは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｆ、計測部２０４Ｆ、確率算出部２０５、気象判定部２０６、及び気象情報データベース４１として機能する。
【0166】
確率算出部２０５及び気象判定部２０６は、気象判定装置２８に対応する機能ブロックである。
【0167】
速度情報取得部１０３Ｆは、取得した速度を、画像処理部１０４と制御信号生成部１０５Ｄとのそれぞれに送信する。
【0168】
確率算出部２０５は、受光部２０３Ｆから受光結果を取得する。確率算出部２０５は、画角内の被写体ＴＧが存在しない可能性が比較的高い特定の領域を指定する。確率算出部２０５は、指定された領域において、対応する受光部２０３Ｆの画素の時間毎の受光量を取得する。そして、確率算出部２０５は、所定の距離以内で反射されたレーザー光を受光した受光部２０３Ｆの画素と、当該反射されたレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮを取得する。また、確率算出部２０５は、指定された領域において反射されたレーザー光の強度のピーク値の平均値ＰＫＡを算出する。そして、確率算出部２０５は、取得したレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮが、ピーク値の平均値ＰＫＡを超える確率ＰＢを算出する。確率算出部２０５は、算出した確率ＰＢを気象判定部２０６に送信する。
【0169】
気象判定部２０６は、確率算出部２０５から得られる確率ＰＢに基づいて、天候を判定し、気象情報データベース４１から天候に応じた情報（雨量または視程）を取得する。気象判定部２０６は、取得した情報（気象判定結果）を計測部２０４Ｆに送信する。
【0170】
第３実施形態に係る測距システム１Ｆのその他の構成及び動作は、第１実施形態に係る測距システム１と同様である。
【0171】
＜３－４＞動作
（気象判定動作）
図２７は、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図２７を参照して、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの気象判定動作について説明する。
（気象判定動作）
図２７は、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図２７を参照して、第３実施形態に係る測距装置２０Ｆの気象判定動作について説明する。
【0172】
例えば、測距システム１Ｆが気象判定モードに設定されると、気象判定動作が開始され、気象判定装置２８は、画角内の特定の領域（例えば、画角の上側）を指定する（Ｓ３０１）。
【0173】
次に、気象判定装置２８は、指定された領域において、対応する光センサ２６Ｆの画素の時間毎の受光量を取得する（Ｓ３０２）。
【0174】
次に、気象判定装置２８は、所定の距離以内（例えば、測距装置２０Ｆから１０メートル以内）で反射されたレーザー光を受光した光センサ２６Ｆの画素と、当該反射されたレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮを取得する（Ｓ３０３）。
【0175】
次に、気象判定装置２８は、指定された領域において反射されたレーザー光の強度のピーク値の平均値ＰＫＡを算出する（Ｓ３０４）。
【0176】
次に、気象判定装置２８は、取得したレーザー光の強度のピーク値ＰＫＮが、ピーク値の平均値ＰＫＡを超える確率ＰＢを算出する（Ｓ３０５）。
【0177】
次に、気象判定装置２８は、確率ＰＢが所定の閾値ＰＢＴ以上であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。所定の閾値は、例えば、雨と霧を判定するための閾値である。
【0178】
確率ＰＢが所定の閾値ＰＢＴ以上である場合（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、気象判定装置２８は、天候を雨と判定し、確率ＰＢに基づいて雨量を取得する（Ｓ３０７）。
【0179】
確率ＰＢが所定の閾値ＰＢＴよりも小さい場合（Ｓ３０６：ＮＯ）、気象判定装置２８は、天候を霧と判定し、確率ＰＢに基づいて視程を取得する（Ｓ３０８）。
【0180】
気象判定装置２８は、取得した気象情報（雨量または視程）を含む気象判定結果（天候に関する情報）を測距制御装置２１に送信する（Ｓ３０９）。
【0181】
以下、ステップＳ３０１～Ｓ３０９までの動作を、“第１気象判定動作”と表記する。
【0182】
【0183】
例えば、測距システム１Ｆが測距モードに設定されると、測距動作が開始され、測距制御装置２１Ｆは、情報処理装置１０ＦからＦＯＶ情報を受信し、気象判定装置２８から気象判定結果を受信する（Ｓ３１１）。
【0184】
次に、測距制御装置２１Ｆは、ＦＯＶ情報に基づいて、ＦＯＶを設定する（Ｓ３１２）。
【0185】
次に、測距制御装置２１Ｆは、受信した気象判定結果に基づいて、測距点数を制御する。具体的には、測距制御装置２１Ｆは、視程が第１視程閾値ＶＢ１以下、または雨量が第１雨量閾値ＲＦ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３１３）。第１視程閾値ＶＢ１は、例えば、８０ｍである。第１雨量閾値ＲＦ１は、例えば、５０ｍｍ／ｈである。
【0186】
視程が第１視程閾値ＶＢ１以下、または雨量が第１雨量閾値ＲＦ１以上である場合（Ｓ３１３：ＹＥＳ）、測距制御装置２１Ｆは、積算数ＡＮを３に設定する（Ｓ３１４）。
【0187】
視程が第１視程閾値ＶＢ１よりも大きい、または雨量が第１雨量閾値ＲＦ１よりも小さい場合（Ｓ３１３：ＮＯ）、測距制御装置２１Ｆは、視程が第２視程閾値ＶＢ２以下、または雨量が第２雨量閾値ＲＦ２以上であるか否かを判定する（Ｓ３１５）。第２視程閾値ＶＢ２は、例えば、１２０ｍである。第２雨量閾値ＲＦ２は、例えば、３０ｍｍ／ｈである。
【0188】
視程が第２視程閾値ＶＢ２以下、または雨量が第２雨量閾値ＲＦ２以上である場合（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを２に設定する（Ｓ３１６）。
【0189】
視程が第２視程閾値ＶＢ２よりも大きい、または雨量が第２雨量閾値ＲＦ２よりも小さい場合（Ｓ３１５：ＮＯ）、測距制御装置２１は、積算数ＡＮを１に設定する（Ｓ３１７）。
【0190】
ステップＳ３１３～Ｓ３１７が実行されることにより、画角内の被写体ＴＧが存在しない可能性が比較的高い特定の領域に出射されたレーザー光の反射光の強度に基づく気象判定結果に基づいて、測距点数が変更される。
【0191】
次に、ＦＯＶに基づいてレーザーダイオード２３から出射されたレーザー光が光センサ２６Ｆにより受光され、受光結果が転送されると、計測装置２７は、積算数ＡＮに基づいて、ＦＯＶに対応する測距情報を取得する（Ｓ３１８）。
【0192】
＜３－５＞第３実施形態の効果
本実施形態では、測距装置２０Ｆは、被写体が存在しない可能性が高い領域にレーザー光を出射し、その反射光を光センサ２６Ｆで受光し、反射光の強度に基づいて気象判定を行う。これにより、測距装置２０Ｆは、より簡易に気象判定を行うことができる。
本実施形態では、測距装置２０Ｆは、被写体が存在しない可能性が高い領域にレーザー光を出射し、その反射光を光センサ２６Ｆで受光し、反射光の強度に基づいて気象判定を行う。これにより、測距装置２０Ｆは、より簡易に気象判定を行うことができる。
【0193】
また、上述のように、一定の経路上を走行する輸送機器ＶＥにＬｉＤＡＲを搭載して、輸送機器ＶＥが停止場所ＳＴに停止するために低速で走行している場合には、停止場所ＳＴの停止位置目標ＳＴＧに対する輸送機器ＶＥの現在位置測定の精度が求められるため、ＬｉＤＡＲに求められる測距距離性能は、より短い距離の測距性能である。これに対して、例えば、天候が雨や霧である場合には、ＬｉＤＡＲにより得られる測距情報には、悪天候であるほど（例えば、雨量が多いほど、または霧が濃いほど）、当該測距情報に基づいて生成される画像の解像度が高いことが求められる。すなわち、ＬｉＤＡＲにより得られる測距情報には、悪天候であるほど測距点数が少ないことが求められる。
【0194】
そこで、第１実施形態に係る測距システム１Ｇでは、上述のように、測距装置２０が反射光の強度に基づいて気象判定を行う。測距装置２０が、気象判定により得られた判定結果に基づいて、測距装置２０Ｇ（ＬｉＤＡＲ）の測距点数を制御する。具体的には、測距装置２０Ｇは、気象判定により得られた判定結果に基づいて、計測装置２７Ｇで用いられる積算数ＡＮの設定を変更する。例えば、測距装置２０Ｇは、悪天候であるほど、積算数ＡＮにより大きい値を設定する。これにより、測距装置２０Ｇは、悪天候であるほど、測距点数を少なくすることができる。よって、第３実施形態に係る測距装置２０Ｇは、天候が雨や霧である場合に応じた測距距離性能を実現できる。すなわち、第３実施形態に係る測距装置２０Ｇは、測距距離性能を向上できる。従って、第３実施形態に係る測距システム１Ｇを利用する輸送機器ＶＥは、視程の精度を向上させることができる。
【0195】
＜３－６＞第１変形例
第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｇでは、気象判定処理が第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｇでは、気象判定処理が第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
【0196】
＜３－６－１＞気象判定処理
図２９は、気象判定装置２８Ｇが行う気象判定処理の一例を説明する図である。図２９は、雨や霧の天候時に、測距システム１Ｇを備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。
図２９は、気象判定装置２８Ｇが行う気象判定処理の一例を説明する図である。図２９は、雨や霧の天候時に、測距システム１Ｇを備える輸送機器ＶＥが所定の経路ＲＴ上を矢印で示す進行方向に向かって走行している状況を示している。
【0197】
雨や霧の天候の場合、測距装置２０Ｇから被写体ＴＧに向けて出射されたレーザー光ＬＥ２は、雨や霧により減衰するため、被写体ＴＧにより反射されたレーザー光ＬＲ２の光量は、レーザー光ＬＥ２の光量よりも低下する。このため、被写体ＴＧの反射率と、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の距離と、レーザー光ＬＥ２に対するレーザー光ＬＲ２の低下量が分かれば、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率を算出することができる。
【0198】
また、霧の天候の場合、霧が濃いほどレーザー光ＬＥ２に対するレーザー光ＬＲ２の低下量は多くなる。すなわち、霧が濃いほど測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率の低下量も多くなる。雨の天候の場合、雨量が多いほどレーザー光ＬＥ２に対するレーザー光ＬＲ２の低下量は多くなる。すなわち、雨量が多いほど測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率の低下量も多くなる。雨の天候の場合は、霧の天候の場合よりもレーザー光ＬＥ２に対するレーザー光ＬＲ２の低下量は多くなる。すなわち、雨の天候の場合は、霧の天候の場合よりも測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率の低下量は多くなる。
【0199】
そこで、測距装置２０Ｇは、あらかじめ経路情報データベース３４に記憶されている被写体ＴＧの反射率、空気の透過率と視程との対応関係が規定された視程情報、及び空気の透過率と雨量との対応関係が規定された雨量情報を気象情報データベース４１に記憶しておく。気象判定装置２８Ｇは、画角内において反射率が分かっている被写体ＴＧの位置を気象情報データベース４１から取得する。気象判定装置２８Ｇは、画角内の被写体ＴＧの位置に対応する光センサ２６Ｇの画素により受光されたレーザー光を取得する。そして、気象判定装置２８Ｇは、レーザー光の低下量を算出した後、レーザー光の低下量と、被写体の位置と、被写体ＴＧの反射率に基づいて、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率ＴＲを算出する。気象判定装置２８Ｇは、気象情報データベース４１に記憶されている視程情報から、算出した透過率ＴＲに対応する視程を取得する。気象判定装置２８Ｇは、気象情報データベース４１に記憶されている雨量情報から、算出した透過率ＴＲに対応する雨量を取得する。
【0200】
＜３－６－２＞測距システム１Ｇの機能構成
図３０は、第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇの機能構成の一例を示すブロック図である。図３０に示すように、測距システム１Ｇにおいて、情報処理装置１０Ｇは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｇは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｇ、計測部２０４Ｇ、気象判定部２０６Ｇ、透過率算出部２０７、及び気象情報データベース４１として機能する。
図３０は、第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇの機能構成の一例を示すブロック図である。図３０に示すように、測距システム１Ｇにおいて、情報処理装置１０Ｇは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｇは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｇ、計測部２０４Ｇ、気象判定部２０６Ｇ、透過率算出部２０７、及び気象情報データベース４１として機能する。
【0201】
透過率算出部２０７は、気象判定装置２８Ｇに対応する機能ブロックである。
【0202】
透過率算出部２０７は、画角内において反射率が分かっている被写体ＴＧの位置を経路情報データベース３４から取得する。透過率算出部２０７は、被写体ＴＧの反射率を気象情報データベース４１から取得する。透過率算出部２０７は、画角内の被写体ＴＧの位置に対応する受光部２０３Ｇの画素により受光されたレーザー光を取得する。そして、透過率算出部２０７は、レーザー光の低下量を算出する。透過率算出部２０７は、被写体ＴＧの反射率、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの距離、及び算出した低下量に基づいて、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの間の空気の透過率ＴＲを算出する。透過率算出部２０７は、算出した透過率ＴＲを気象判定部２０６Ｇに送信する。
【0203】
気象判定部２０６Ｇは、透過率算出部２０７から得られる透過率ＴＲに基づいて、気象情報データベース４１から天候に応じた情報（雨量または視程）を取得する。気象判定部２０６Ｇは、取得した情報（気象判定結果）を計測部２０４Ｇに送信する。
【0204】
第３実施形態の第１変形例に係る測距システム１Ｇのその他の構成及び動作は、第３実施形態に係る測距システム１Ｆと同様である。
【0205】
＜３－６－３＞動作
図３１は、第３実施形態の第１変形例に係る測距装置２０Ｇの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図３１を参照して、第３実施形態の第１変形例に係る測距装置２０Ｇの気象判定動作について説明する。
図３１は、第３実施形態の第１変形例に係る測距装置２０Ｇの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図３１を参照して、第３実施形態の第１変形例に係る測距装置２０Ｇの気象判定動作について説明する。
【0206】
例えば、測距システム１Ｇが気象判定モードに設定されると、気象判定動作が開始され、気象判定装置２８Ｇは、画角内において反射率が分かっている被写体ＴＧの位置、被写体ＴＧの反射率、及び画角内の被写体ＴＧの位置に対応する光センサ２６Ｇの画素により受光されたレーザー光を取得する（Ｓ３２１）。被写体ＴＧの位置は、経路情報データベース３４から取得される。被写体ＴＧの反射率は、気象情報データベース４１から取得される。受光されたレーザー光は、光センサ２６Ｇから取得される。
【0207】
次に、気象判定装置２８Ｇは、受光されたレーザー光に基づいて、レーザー光の低下量を算出する（Ｓ３２２）。
【0208】
次に、気象判定装置２８Ｇは、被写体ＴＧの反射率、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの距離、及び算出した低下量に基づいて、測距装置２０Ｇと被写体ＴＧとの空気の透過率ＴＲを算出する（Ｓ３２３）。
【0209】
次に、気象判定装置２８Ｇは、算出した透過率ＴＲに基づいて、気象情報データベース４１から天候に応じた情報（雨量または視程）を取得する（Ｓ３２４）。
【0210】
次に、気象判定装置２８Ｇは、取得した情報（気象判定結果）を測距制御装置２１Ｇに送信する（Ｓ３２５）。
【0211】
以下、ステップＳ３２１～Ｓ３２５までの動作を、“第２気象判定動作”と表記する。
【0212】
＜３－６－４＞第１変形例の効果
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【0213】
また、本変形例では、測距装置２０Ｇは、反射率が分かっている特定の被写体が存在する領域にレーザー光を出射し、その反射光を光センサ２６Ｆで受光し、出射光に対する反射光の低下量を算出し、算出した低下量に基づいて、測距装置２０Ｇと特定の被写体との間の空気の透過率を算出する。そして、測距装置２０Ｇは、算出した空気の透過率に基づいて、気象判定を行う。これにより、測距装置２０Ｇは、第３実施形態と同様に、より簡易に気象判定を行うことができる。
【0214】
＜３－７＞第２変形例
第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｈは、第１気象判定動作の判定結果と第２気象判定動作の判定結果に基づいて気象判定を行う点で第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｈは、第１気象判定動作の判定結果と第２気象判定動作の判定結果に基づいて気象判定を行う点で第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
【0215】
＜３－７－１＞測距システム１Ｈの機能構成
図３２は、第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈの機能構成の一例を示すブロック図である。図３２に示すように、測距システム１Ｈにおいて、情報処理装置１０Ｈは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｈは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｈ、計測部２０４Ｈ、確率算出部２０５、気象判定部２０６Ｈ、透過率算出部２０７、及び気象情報データベース４１として機能する。
図３２は、第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈの機能構成の一例を示すブロック図である。図３２に示すように、測距システム１Ｈにおいて、情報処理装置１０Ｈは、ＦＯＶ情報取得部１０１、位置情報取得部１０２、速度情報取得部１０３Ｆ、画像処理部１０４、制御信号生成部１０５、速度制御部１０６、画像取得部１０７、経路検出部１０８、現在位置補正部１０９、距離情報取得部１１０、支障物検知部１１１、及び経路情報データベース３４として機能する。測距装置２０Ｈは、出射制御部２０１、投光部２０２、受光部２０３Ｈ、計測部２０４Ｈ、確率算出部２０５、気象判定部２０６Ｈ、透過率算出部２０７、及び気象情報データベース４１として機能する。
【0216】
気象判定部２０６Ｈは、第３実施形態で示した気象判定部２０６Ｆ、及び第３実施形態で示した気象判定部２０６Ｇと同様の動作を行う。
【0217】
また、気象判定部２０６Ｈは、第１気象判定動作により得られる気象判定結果、及び第２気象判定動作の気象判定結果のうち、より悪天候である結果を取得する。気象判定部２０６Ｈは、取得した結果を計測部２０４Ｈに送信する。
【0218】
第３実施形態の第２変形例に係る測距システム１Ｈのその他の構成及び動作は、第３実施形態に係る測距システム１Ｆと同様である。
【0219】
＜３－７－２＞動作
図３３は、第３実施形態の第２変形例に係る測距装置２０Ｈの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図３３を参照して、第３実施形態の第２変形例に係る測距装置２０Ｈの気象判定動作について説明する。
図３３は、第３実施形態の第２変形例に係る測距装置２０Ｈの気象判定動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図３３を参照して、第３実施形態の第２変形例に係る測距装置２０Ｈの気象判定動作について説明する。
【0220】
例えば、測距システム１Ｈが気象判定モードに設定されると、気象判定動作が開始され、気象判定装置２８Ｈは、第１気象判定動作及び第２気象判定動作を実行する（Ｓ３４１）。
【0221】
次に、気象判定装置２８Ｈは、第１気象判定動作による気象判定結果（以下、「第１気象判定結果」と表記する）、及び第２気象判定動作による気象判定結果（以下、「第２気象判定結果」と表記する）を取得する（Ｓ３４２）
【0222】
次に、気象判定装置２８Ｈは、第１気象判定結果及び第２気象判定結果のうち、より悪天候の結果を取得する（Ｓ３４３）。例えば、一方の判定結果の天候が雨であり、他方の判定結果の天候が霧の場合、気象判定装置２８Ｈは、天候が雨である判定結果を取得する。いずれの判定結果も天候が雨である場合、気象判定装置２８Ｈは、より雨量が多い判定結果を取得する。いずれの判定結果も天候が霧である場合、気象判定装置２８Ｈは、より視程が低い判定結果を取得する。
【0223】
次に、気象判定装置２８Ｈは、取得した結果を測距制御装置２１Ｈに送信する（Ｓ３４４）。
【0224】
＜３－７－３＞第２変形例の効果
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【0225】
また、本変形例では、測距装置２０Ｈは、第１気象判定動作及び第２気象判定動作を実行する。そして、測距装置２０Ｈは、第１気象判定動作による第１気象判定結果、及び第２気象判定動作による第２気象判定結果のうち、より悪天候の結果を取得する。これにより、測距装置２０Ｈは、第１気象判定動作または第２気象判定動作により気象判定を行う場合と比べて、気象判定の精度を向上させることができる。
【0226】
＜３－８＞第３変形例
第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｉでは、測距装置２０Ｉが経路ＲＴの外側に配置される点で第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉは、気象判定モードで判定された天候に基づいて測距点数を変更する。測距システム１Ｉでは、測距装置２０Ｉが経路ＲＴの外側に配置される点で第３実施形態と異なる。以下に、第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉについて、第３実施形態と異なる点を説明する。
【0227】
＜３－８－１＞測距システム１Ｉの構成
図３４は、第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉの構成の一例を示す概略図である。図３４に示すように、情報処理装置１０Ｉは、輸送機器ＶＥに搭載されている。測距装置２０Ｉは、輸送機器ＶＥが走行する経路ＲＴの外側に配置されている。具体的には、測距装置２０Ｉは、経路ＲＴの外側に配置された設置台５１の上に設置されている。情報処理装置１０Ｉと測距装置２０Ｉは、図示せぬネットワークを介して通信可能に構成される。
図３４は、第３実施形態の第３変形例に係る測距システム１Ｉの構成の一例を示す概略図である。図３４に示すように、情報処理装置１０Ｉは、輸送機器ＶＥに搭載されている。測距装置２０Ｉは、輸送機器ＶＥが走行する経路ＲＴの外側に配置されている。具体的には、測距装置２０Ｉは、経路ＲＴの外側に配置された設置台５１の上に設置されている。情報処理装置１０Ｉと測距装置２０Ｉは、図示せぬネットワークを介して通信可能に構成される。
【0228】
測距装置２０Ｉは、上記構成をとるため、第３実施形態と同様に、気象判定動作及び測距動作を実行することができる。
【0229】
＜３－８－２＞第３変形例の効果
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
本変形例によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【0230】
＜４＞その他
上記実施形態は、可能な範囲で組み合わされてもよい。例えば、第１実施形態の第２変形例及び第３変形例は、第２実施形態と組み合わせてもよい。
上記実施形態は、可能な範囲で組み合わされてもよい。例えば、第１実施形態の第２変形例及び第３変形例は、第２実施形態と組み合わせてもよい。
【0231】
なお、実施形態は上記説明した形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0232】
第３実施形態で示した気象の判定は、カメラ３３から取得した画像に基づいて行われてもよい。この場合、更に第１気象判定動作により得られた判定結果または第２気象判定動作により得られた判定結果と組み合わせて、より悪天候である判定結果を採用してもよい。
【0233】
また、上記実施形態で説明したフローチャートは、その処理の順番を可能な限り入れ替えることができる。
【0234】
各実施形態において説明された処理のそれぞれは、専用のハードウェアによって実現されてもよい。各実施形態では、ソフトウェアにより実行される処理と、ハードウェアによって実行される処理とが混在していてもよいし、どちらか一方のみであってもよい。測距制御装置２１やＣＰＵは、“制御回路”や“プロセッサ”と呼ばれてもよい。計測装置２７は、“計測回路”と呼ばれてもよい。レーザーダイオード２３は、“光源”と呼ばれてもよい。気象判定装置２８は、“判定回路”と呼ばれてもよい。
【0235】
上記実施形態では、測距装置２０によりマルチチャネルラスタスキャンが実行される場合について例示したが、その他のスキャン方法が使用されてもよい。例えば、測距装置２０は、その他のスキャン方法として、“ラスタスキャン”や、“マルチチャネルスキャン”や、“ＯＰＡ方法（Optical Phased Array）”等を使用してもよい。
【0236】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0237】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ…測距システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ…情報処理装置、１１…情報収集装置、１２…ストレージ装置、１３…輸送機器制御装置、１４…速度制御装置、１５…画像処理装置、２０，２０Ｆ，２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ…測距装置、２１，２１Ｆ…測距制御装置、２２…レーザードライバ、２３…レーザーダイオード、２４…ミラー制御装置、２５…光学系、２６，２６Ｆ…光センサ、２７…計測装置、２８…気象判定装置、２９…ストレージ装置、３１…速度センサ、３２…ＧＮＳＳ装置、３３…カメラ、３４…経路情報データベース、４１…気象情報データベース、５１…設置台、１０１，１０１Ａ，１０１Ｅ…ＦＯＶ情報取得部、１０２…位置情報取得部、１０３，１０３Ｄ，１０３Ｆ…速度情報取得部、１０４…画像処理部、１０５，１０５Ｄ…制御信号生成部、１０６…速度制御部、１０７…画像取得部、１０８…経路検出部、１０９…現在位置補正部、１１０，１１０Ｄ…距離情報取得部、１１１…支障物検知部、１１２…ＴＧ検知部、１１３…ブレーキ制御情報取得部、１１４…停止位置予測部、２０１…出射制御部、２０２…投光部、２０３，２０３Ｆ，２０３Ｇ，２０３Ｈ…受光部、２０４，２０４Ａ，２０４Ｄ，２０４Ｅ，２０４Ｆ，２０４Ｇ，２０４Ｈ…計測部、２０５…確率算出部、２０６，２０６Ｇ，２０６Ｈ…気象判定部、２０７…透過率算出部、２５１…回転ミラー、２５２～２５４…光学素子
【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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
