知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024153926
(43)【公開日】2024-10-29
(54)【発明の名称】光測距装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/497 20060101AFI20241022BHJP
G01S 17/10 20200101ALI20241022BHJP
G01S 17/931 20200101ALN20241022BHJP
【ＦＩ】
G01S7/497
G01S17/10
G01S17/931
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024133338
(22)【出願日】2024-08-08
(62)【分割の表示】P 2021199403の分割
【原出願日】2021-12-08
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 貴祥
(72)【発明者】
【氏名】立野 善英
(57)【要約】
【課題】トータルの測距時間を短縮しつつ、干渉が発生しているかどうかを判断できる光測距装置を提供する。
【解決手段】レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置１０であって、レーザ光を走査しつつ投光する投光部２０と、レーザ光を受光する受光部３０と、投光部２０が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための受光期間に、受光部３０が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部４３を備える。
【選択図】図１
【解決手段】レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置１０であって、レーザ光を走査しつつ投光する投光部２０と、レーザ光を受光する受光部３０と、投光部２０が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための受光期間に、受光部３０が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部４３を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が前記受光波の周期であり、
前記干渉判断部は、前記受光波に周期性がある場合、干渉が発生していると判断し、
前記干渉判断部は、１つ前の波形の検出時刻から前記受光波の検出時刻までの時間差（Ｔ）を、複数の前記受光波についてそれぞれ算出し、互いに隣り合う前記受光波の前記時間差が近似していると判断できる場合、前記受光波に周期性があると判断し、
前記干渉判断部は、互いに隣り合う前記受光波の前記時間差が近似していると判断できる場合、前記時間差を干渉周期に決定し、
前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波のうち、周期性がない前記受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備え、
前記干渉判断部は、２番目の前記受光波の前記時間差と３番目の前記受光波の前記時間差の和が前記干渉周期の自然数倍と近似しない場合、１番目の前記受光波を周期性がない前記受光波であるとする、光測距装置。
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が前記受光波の周期であり、
前記干渉判断部は、前記受光波に周期性がある場合、干渉が発生していると判断し、
前記干渉判断部は、１つ前の波形の検出時刻から前記受光波の検出時刻までの時間差（Ｔ）を、複数の前記受光波についてそれぞれ算出し、互いに隣り合う前記受光波の前記時間差が近似していると判断できる場合、前記受光波に周期性があると判断し、
前記干渉判断部は、互いに隣り合う前記受光波の前記時間差が近似していると判断できる場合、前記時間差を干渉周期に決定し、
前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波のうち、周期性がない前記受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備え、
前記干渉判断部は、２番目の前記受光波の前記時間差と３番目の前記受光波の前記時間差の和が前記干渉周期の自然数倍と近似しない場合、１番目の前記受光波を周期性がない前記受光波であるとする、光測距装置。
【請求項2】
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が、それぞれの前記受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値であり、
前記干渉判断部は、前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波の前記形状特徴値を大きさの順に並べ、隣り合う前記形状特徴値が近似している場合に、干渉が発生していると判断する、光測距装置。
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が、それぞれの前記受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値であり、
前記干渉判断部は、前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波の前記形状特徴値を大きさの順に並べ、隣り合う前記形状特徴値が近似している場合に、干渉が発生していると判断する、光測距装置。
【請求項3】
請求項２に記載の光測距装置であって、
前記形状特徴値に前記受光波のピーク強度が含まれる、光測距装置。
前記形状特徴値に前記受光波のピーク強度が含まれる、光測距装置。
【請求項4】
請求項２または３に記載の光測距装置であって、
前記形状特徴値に前記受光波の幅が含まれる、光測距装置。
前記形状特徴値に前記受光波の幅が含まれる、光測距装置。
【請求項5】
請求項２～４のいずれか１項に記載の光測距装置であって、
前記形状特徴値に前記受光波のエネルギーが含まれる、光測距装置。
前記形状特徴値に前記受光波のエネルギーが含まれる、光測距装置。
【請求項6】
請求項２～５のいずれか１項に記載の光測距装置であって、
隣り合う前記形状特徴値と近似している前記形状特徴値を干渉基準値とし、
前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波のうち、前記形状特徴値が前記干渉基準値と近似していない前記受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備える、光測距装置。
隣り合う前記形状特徴値と近似している前記形状特徴値を干渉基準値とし、
前記判断対象受光信号に複数の前記受光波がある場合、複数の前記受光波のうち、前記形状特徴値が前記干渉基準値と近似していない前記受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備える、光測距装置。
【請求項7】
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が前記受光波の幅であり、
前記干渉判断部は、前記投光部が投光する前記レーザ光の幅よりは大きく、かつ、ｉＴＯＦ型の測距装置が送信するレーザ光のパルス幅よりも小さい値に設定された幅閾値よりも、前記受光波の幅が大きい前記受光波が前記判断対象受光信号にある場合、干渉が発生していると判断する、光測距装置。
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が前記受光波の幅であり、
前記干渉判断部は、前記投光部が投光する前記レーザ光の幅よりは大きく、かつ、ｉＴＯＦ型の測距装置が送信するレーザ光のパルス幅よりも小さい値に設定された幅閾値よりも、前記受光波の幅が大きい前記受光波が前記判断対象受光信号にある場合、干渉が発生していると判断する、光測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
光測距装置に関し、特に、干渉を検知する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置が知られている。光測距装置の周囲にレーザ光を投光する別の装置があり、その別の装置が投光するレーザ光を自装置が受光してしまうことがある。精度よく物体までの距離を測定するためには、別の装置が投光するレーザ光（以下、干渉光）を除去して距離を算出する必要がある。特許文献１では、レーザ光を投光する前の直前期間に干渉監視時間を設ける。干渉監視時間に受光があった場合、干渉が発生していると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－７２０７８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に開示された技術は干渉監視時間を設ける必要がある。そのため、測距のためにレーザ光の投光と受光をする期間を含むトータルの測距時間が長くなってしまう。
【0005】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、トータルの測距時間を短縮しつつ、干渉が発生しているかどうかを判断できる光測距装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的態様との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。
【0007】
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が受光波の周期であり、
干渉判断部は、受光波に周期性がある場合、干渉が発生していると判断し、
干渉判断部は、１つ前の波形の検出時刻から受光波の検出時刻までの時間差（Ｔ）を、複数の受光波についてそれぞれ算出し、互いに隣り合う受光波の時間差が近似していると判断できる場合、受光波に周期性があると判断し、
干渉判断部は、互いに隣り合う受光波の時間差が近似していると判断できる場合、時間差を干渉周期に決定し、
判断対象受光信号に複数の受光波がある場合、複数の受光波のうち、周期性がない受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備え、
干渉判断部は、２番目の受光波の時間差と３番目の受光波の時間差の和が干渉周期の自然数倍と近似しない場合、１番目の受光波を周期性がない受光波であるとする、光測距装置である。
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が、それぞれの受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値であり、
干渉判断部は、判断対象受光信号に複数の受光波がある場合、複数の受光波の形状特徴値を大きさの順に並べ、隣り合う形状特徴値が近似している場合に、干渉が発生していると判断する、光測距装置である。
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が受光波の幅であり、
干渉判断部は、投光部が投光するレーザ光の幅よりは大きく、かつ、ｉＴＯＦ型の測距装置が送信するレーザ光のパルス幅よりも小さい値に設定された幅閾値よりも、受光波の幅が大きい受光波が判断対象受光信号にある場合、干渉が発生していると判断する、光測距装置である。
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が受光波の周期であり、
干渉判断部は、受光波に周期性がある場合、干渉が発生していると判断し、
干渉判断部は、１つ前の波形の検出時刻から受光波の検出時刻までの時間差（Ｔ）を、複数の受光波についてそれぞれ算出し、互いに隣り合う受光波の時間差が近似していると判断できる場合、受光波に周期性があると判断し、
干渉判断部は、互いに隣り合う受光波の時間差が近似していると判断できる場合、時間差を干渉周期に決定し、
判断対象受光信号に複数の受光波がある場合、複数の受光波のうち、周期性がない受光波に基づいて距離を算出する距離算出部（４２）を備え、
干渉判断部は、２番目の受光波の時間差と３番目の受光波の時間差の和が干渉周期の自然数倍と近似しない場合、１番目の受光波を周期性がない受光波であるとする、光測距装置である。
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が、それぞれの受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値であり、
干渉判断部は、判断対象受光信号に複数の受光波がある場合、複数の受光波の形状特徴値を大きさの順に並べ、隣り合う形状特徴値が近似している場合に、干渉が発生していると判断する、光測距装置である。
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が受光波の幅であり、
干渉判断部は、投光部が投光するレーザ光の幅よりは大きく、かつ、ｉＴＯＦ型の測距装置が送信するレーザ光のパルス幅よりも小さい値に設定された幅閾値よりも、受光波の幅が大きい受光波が判断対象受光信号にある場合、干渉が発生していると判断する、光測距装置である。
【0008】
この光測距装置は、干渉が発生しているか否かを、反射レーザ光を受光するための受光期間に受光部が受光した受光信号から決定される判断対象受光信号に含まれる受光波の波形特徴に基づいて判断する。したがって、干渉が発生しているかどうかを判断するために直前期間を設ける必要がないので、トータルの測距時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態の光測距装置の構成を示す図。
【図2】干渉が生じる状況例を示す図。
【図3】光測距装置が投受光するレーザ光の時刻と強度の関係を示す図。
【図4】光測距装置が投受光するレーザ光の時刻と強度の関係を示す図。
【図5】干渉が生じている状態で光測距装置が投受光する光の強度を示す図。
【図6】干渉が生じている状態で光測距装置が投受光する光の強度を示す図。
【図7】第１実施形態で干渉判断部が実行する処理を示す図。
【図9】Ｓ３１からＳ３３の処理を行う理由を説明する図。
【図14】受光波Ｅのパルス幅Ｗ、エネルギーＪを説明する図。
【図15】受光波Ｅのパルス幅Ｗ、エネルギーＪを説明する図。
【図26】変形例３の判断対象受光信号を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜第１実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態の光測距装置１０の構成を示す図である。光測距装置１０は、投光部２０と、受光部３０と、制御部４０とを備えている。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態の光測距装置１０の構成を示す図である。光測距装置１０は、投光部２０と、受光部３０と、制御部４０とを備えている。
【0011】
投光部２０は、レーザ光を走査しつつ装置外部に投光する。このような作動を実現する投光部２０は、たとえば、光源とスキャンミラーを備えた構成である。
【0012】
受光部３０は、投光部２０が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光する。受光部３０は、たとえば、受光素子と増幅器とを備えた構成である。
【0013】
制御部４０は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、制御部４０は、プロセッサ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。不揮発性メモリには、汎用的なコンピュータを制御部４０として作動させるためのプログラムが格納されている。プロセッサが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することで、制御部４０は、投受光制御部４１、距離算出部４２、干渉判断部４３として作動する。これらの作動が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。
【0014】
投受光制御部４１は、投光部２０が、所定の走査範囲内でレーザ光を走査するように、投光部２０を制御する。また、投受光制御部４１は、受光部３０を制御して、受光部３０に反射レーザ光を検出させ、受光部３０から反射レーザ光の受光強度を示す受光信号を逐次取得する。
【0015】
距離算出部４２は、投光部２０がレーザ光を投光してから、受光部３０が反射レーザ光を受光するまでの時間（以下、飛行時間ＴＯＦ）に基づいて、反射レーザ光が生じた物体までの距離を演算する。このようにして物体までの距離を算出するので、この光測距装置１０は、ｄＴＯＦ型の光測距装置である。
【0016】
干渉判断部４３は、投受光制御部４１が取得した受光信号をもとに、干渉が発生しているかを判断する。干渉判断部４３が判断する干渉は、ｉＴＯＦ型の光測距装置５０（図２参照）が投光するレーザ光による干渉を少なくとも含む。干渉判断部４３は、干渉が発生していることに加え、受光波Ｅが干渉光であるか信号光であるかも判断する。干渉判断部４３が干渉を判断する処理は後述する。
【0017】
距離算出部４２は、干渉判断部４３が干渉光であると判断した受光波Ｅは距離の演算に用いない。換言すれば、距離算出部４２は、干渉光ではないと判断した受光波Ｅに基づいて距離を算出する。第１実施形態では、後述するように、干渉判断部４３は、干渉光であるかどうかを受光波Ｅの周期性により判断する。したがって、距離算出部４２は、周期性がある受光波Ｅを除外し、周期性がない受光波Ｅを用いて距離を算出する。
【0018】
〔干渉が生じる状況例〕
図２に、干渉が生じる状況例を示す。光測距装置１０は車両に搭載されている。光測距装置１０が搭載されている車両を自車両１とする。光測距装置１０から延びている狭い扇形は、１つの走査方位に投光しているレーザ光を示している。
図２に、干渉が生じる状況例を示す。光測距装置１０は車両に搭載されている。光測距装置１０が搭載されている車両を自車両１とする。光測距装置１０から延びている狭い扇形は、１つの走査方位に投光しているレーザ光を示している。
【0019】
図２には自車両１に対向して走行する他車両２も示されている。他車両２は、ｉＴＯＦ型の光測距装置５０を搭載している。光測距装置５０を中心とする扇形は、光測距装置５０が投光するレーザ光を概念的に示している。光測距装置５０が投光するレーザ光は拡散光である。図２に示すように、光測距装置５０が投光するレーザ光は、光測距装置１０に受光されることがある。
【0020】
図３は、光測距装置１０が測定方位ごとに投受光するレーザ光の時刻と強度の関係を示す図である。図３に示すグラフは横軸が時刻ｔ、縦軸が信号強度Ｉである。光測距装置１０は、時刻ｔ０においてレーザ光を投光する。レーザ光が外部の物体で反射されると反射レーザ光が生じる。図３では、光測距装置１０は、時刻ｔ１に反射レーザ光を受光している。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの飛行時間ＴＯＦが物体までの距離に比例するので、飛行時間ＴＯＦに基づいて物体までの距離が算出できる。
【0021】
図４は、光測距装置５０が投受光するレーザ光の時刻と強度の関係を示す図である。図４も、横軸が時刻ｔ、縦軸が信号強度Ｉである。図４に示すように、ｉＴＯＦ型である光測距装置５０は、周期的にレーザ光を投光する。投光している期間と投光してない期間のＤＵＴＹ比は５０％である。図４では、最初のレーザ光を時刻ｔ１０から投光開始している。そして、そのレーザ光により生じた反射レーザ光を時刻ｔ１１から受光開始している。ｉＴＯＦ型では、投光したレーザ光と受光した反射レーザ光の位相差をもとに物体までの距離を算出する。
【0022】
図３、図４は、いずれも干渉が生じていない状態での投光と受光の信号強度Ｉを示していた。図５、図６には、図２に示す状態のように、干渉が生じている状態で光測距装置１０が投受光する光の強度を示している。以下の説明では、光測距装置１０が投受光するレーザ光と、光測距装置５０が投光するレーザ光を区別するために、光測距装置１０が投受光するレーザ光を信号光、光測距装置５０が投光するレーザ光を干渉光と記載することがある。
【0023】
図５、図６では、信号光は実線で示し、干渉光は破線で示している。図５は、信号光と干渉光が分離している。図６では、信号光と干渉光が融合している。これらの図は概念図であり、実際には、受光波Ｅが信号光であるか干渉光であるかを、明確に区別できる訳ではない。図５、図６のいずれでも、正しく飛行時間ＴＯＦを決定するためには、干渉光を示す信号と信号光を示す信号とが含まれている受光信号から、信号光を示す受光信号を決定する必要がある。
【0024】
そこで、光測距装置１０は、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部４３を備える。距離算出部４２は、干渉判断部４３が干渉が発生していると判断した場合、受光信号から干渉光を除外した後に距離を演算する。
【0025】
〔干渉判断部４３が実行する処理〕
図７、図８に、第１実施形態で干渉判断部４３が実行する処理を示す。図７、図８に示す処理は、物体検出方位ごとに受光期間の間、受光信号を取得した後に実行する。したがって、第１実施形態では、１回の受光期間に検出された受光信号が判断対象受光信号である。受光期間は、投光部２０がレーザ光を投光した時点に基づいて定まる期間である。受光期間の開始時刻は、投光部２０がレーザ光を投光した時刻とすることができる。あるいは、受光期間の開始時刻は、投光部２０がレーザ光を投光した時刻の後、装置ハウジングなどからの反射レーザ光を除外する程度の時間経過後としてもよい。受光期間の長さは、光測距装置１０が検出すべき物体の最大距離により定まる。受光期間の長さは、最大検出距離／光速よりも長く、投光周期よりも短ければよい。
図７、図８に、第１実施形態で干渉判断部４３が実行する処理を示す。図７、図８に示す処理は、物体検出方位ごとに受光期間の間、受光信号を取得した後に実行する。したがって、第１実施形態では、１回の受光期間に検出された受光信号が判断対象受光信号である。受光期間は、投光部２０がレーザ光を投光した時点に基づいて定まる期間である。受光期間の開始時刻は、投光部２０がレーザ光を投光した時刻とすることができる。あるいは、受光期間の開始時刻は、投光部２０がレーザ光を投光した時刻の後、装置ハウジングなどからの反射レーザ光を除外する程度の時間経過後としてもよい。受光期間の長さは、光測距装置１０が検出すべき物体の最大距離により定まる。受光期間の長さは、最大検出距離／光速よりも長く、投光周期よりも短ければよい。
【0026】
Ｓ１では、Ｎ＝１、ｉ＝０、周期干渉フラグ＝Ｆａｌｓｅに設定する。続くＳ２では、周期干渉フラグの内容を判断する。初回のＳ２の実行時点では、周期干渉フラグはＦａｌｓｅである。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであればＳ３に進む。
【0027】
【0028】
Ｓ４では、Ｎ番目の受光波Ｅ（Ｎ）を真値すなわち信号光の波形であるとする。Ｓ４に進む場合、周期干渉があることを判断可能なほど受光波数がない。そこで、受光波Ｅ（Ｎ）を真値とするのである。
【0029】
Ｓ４を実行後はＳ５に進む。Ｓ５ではＮを１増加させる。続くＳ６では、ＮがＦＵＬＬよりも大きいか否かを判断する。ＦＵＬＬが１であれば、一度目のＳ６の実行において、Ｓ６の判断結果がＹＥＳになる。ＦＵＬＬが２以上であれば、一度目のＳ６の判断結果はＮＯになる。Ｓ６の判断結果がＮＯであればＳ２に戻る。
【0030】
ＦＵＬＬが３以上であればＳ３の判断結果がＮＯになる。Ｓ３の判断結果がＮＯである場合、Ｓ７に進む。Ｓ７では、Ｎが１であるか、つまり、初回の実行であるか否かを判断する。Ｓ７の判断結果がＹＥＳであればＳ８に進む。Ｓ８ではｉを１増加させる。Ｓ８を実行後はＳ５に進む。
【0031】
Ｓ７の判断結果がＮＯであればＳ９に進む。Ｓ９へは、Ｎが２以上、かつ、ＦＵＬＬが３以上の場合に進むことになる。Ｓ９では、時間差Ｔ（Ｎ）と時間差Ｔ（Ｎ＋１）が近似しているか否かを判断する。
【0032】
時間差Ｔは図５、図６に示している。時間差Ｔ（Ｎ）は、１つ前の波形の検出時刻からＮ番目の受光波Ｅの検出時刻までの時間である。１番目の受光波Ｅ１の場合、１つ前の波形は投光したレーザ光である。投光したレーザ光の検出時刻は、投光部２０がレーザ光を投光した時刻である。図５、図６では、波形の検出時刻は受光波形の時間中心となる時刻としている。ただし、波形の検出時刻は、受光波Ｅの立ち上がり時刻とすることもできる。近似しているかどうかは、一方に対して他方が±α％以内かどうかにより判断する。α％は、たとえば１０％である。
【0033】
Ｓ９の判断結果がＮＯであればＳ１０に進む。Ｓ１０ではＵ（ｉ）にＮを格納し、かつ、ＵＴ（ｉ）に時間差Ｔ（Ｎ）を格納する。Ｓ１０の処理を実行する状態では、周期干渉フラグはＦａｌｓｅであるが、Ｎ番目の波形は干渉光である可能性がある。そこで、後の処理でＮ番目の波形が干渉光であるかどうかを判断するために、時間差Ｔ（Ｎ）をＵＴ（ｉ）に格納する。Ｓ１０を実行後はＳ１１に進む。Ｓ１１ではｉを１増加させる。Ｓ１１を実行後はＳ５へ進む。
【0034】
Ｓ９の判断結果がＹＥＳであればＳ１２へ進む。Ｓ１２へ進む場合、複数の受光波Ｅに周期性があることになる。そこでＳ１２では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにし、干渉周期をＴ（Ｎ）に決定する。このように、第１実施形態では、受光波Ｅの周期を波形特徴とし、受光波形に周期性がある場合に干渉が発生していると判断している。受光波Ｅの周期は、１つの受光波Ｅの波形が検出されてから、次の受光波Ｅの波形が検出されるまでの時間であるので、受光波Ｅの波形の特徴の１つを示している。Ｓ１３では、Ｎ番目の受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。Ｓ１３を実行後はＳ５へ進む。
【0035】
Ｓ１２の処理により周期干渉フラグがＴｒｕｅになると、Ｓ２の判断の後、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、時間差Ｔ（Ｎ）が干渉周期と近似するか否かを判断する。たとえば、時間差Ｔ（Ｎ）が干渉周期の±β％以内であれば、時間差Ｔ（Ｎ）は干渉周期と近似すると判断する。β％はたとえば１０％である。Ｓ１４の判断結果がＮＯであればＳ１５に進み、Ｎ番目の受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ１４の判断結果がＹＥＳであればＳ１６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。Ｓ１５またはＳ１６を実行後はＳ５、Ｓ６へ進む。
【0036】
Ｓ５でのＮの増加によりＳ６の判断結果がＹＥＳになった場合、図８に進む。図８に示す処理に進む時点では、干渉が発生しているか否かの判断は終了している。図８では、Ｓ１０において格納したｉ番目の受光波Ｅが真値であるかどうかを判断する。
【0037】
【0038】
Ｓ２２では、周期干渉フラグの内容を判断する。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであればＳ２３へ進む。Ｓ２３では、Ｕ（ｉ）番目の受光波Ｅ（Ｕ（ｉ））を真値とする。Ｓ２４では、ｉを１減少させる。Ｓ２５では、ｉが０になったか否かを判断する。Ｓ２５の判断結果がＮＯ、すなわちｉが０になっていなければＳ２３に戻る。Ｓ２３からＳ２５の繰り返しにより、Ｓ１０において番号をＵ（ｉ）に格納した受光波Ｅを、全部、真値にする。周期干渉フラグがＦａｌｓｅつまり周期干渉がない状態であるので、全部の受光波Ｅを真値にするのである。Ｓ２５の判断結果がＹＥＳであれば、図８の処理を終了する。
【0039】
Ｓ２２の判断において、周期干渉フラグがＴｒｕｅであればＳ２６に進む。Ｓ２６では、ＵＴ（ｉ）が干渉周期と近似しているか否かを判断する。両者が近似しているか否かは、Ｓ１４と同様にして判断する。
【0040】
Ｓ２６の判断結果がＮＯであればＳ２７に進み、Ｕ（ｉ）番目の受光波Ｅ（Ｕ（ｉ））は真値であるとする。Ｓ２６の判断結果がＹＥＳであればＳ２８に進み、受光波Ｅ（Ｕ（ｉ））は干渉光であるとする。Ｓ２７またはＳ２８を実行後はＳ２９へ進む。
【0041】
Ｓ２９では、ｉを１減少させる。Ｓ３０では、ｉが１よりも大きいか否かを判断する。Ｓ３０の判断結果がＹＥＳであればＳ２６に戻る。Ｓ２６からＳ３０の繰り返しにより、真値かどうかが決定されていない受光波Ｅが、番号の大きい方から順にｉ＝２まで、真値かどうかが決定される。
【0042】
ｉが１まで減少するとＳ３０の判断結果がＮＯになる。Ｓ３０の判断結果がＮＯになるとＳ３１に進む。Ｓ３１では、時間差Ｔ２と時間差Ｔ３の和が、干渉周期のＤ倍と近似しているか否かを判断する。Ｄはユーザが定義する１以上の整数（すなわち自然数）である。Ｄは、１と２など、複数種類であることが好ましい。
【0043】
Ｔ２＋Ｔ３が干渉周期のＤ倍と近似しているか否かの判断方法は、Ｓ１４と同じである。Ｓ３１の判断結果がＹＥＳ、すなわち、時間差Ｔ２と時間差Ｔ３との和が、干渉周期のＤ倍に近似する場合、Ｓ３２に進む。Ｓ３２では、１番目の受光波Ｅ１は干渉光であるとする。一方、Ｓ３１の判断結果がＮＯである場合にはＳ３３に進み、１番目の受光波Ｅ１は真値であるとする。
【0044】
Ｓ３１からＳ３３の処理を行う理由を、図９を使って説明する。時間差Ｔ１は、図９に示すように、投光したレーザ光の検出時刻から受光波Ｅ１の検出時刻までの時間である。図９に示すように、受光波Ｅ１が干渉光であるにも関わらず、時間差Ｔ１と時間差Ｔ２は相違する。したがって、受光波Ｅ１は、２番目以降の受光波Ｅと同じ基準により干渉光であるかどうかを判断することはできない。そこで、Ｓ３１からＳ３３により、受光波Ｅ１が干渉光であるかどうかを判断するのである。図９に示す状態であれば、Ｔ２＋Ｔ３は、干渉周期であるＴ４やＴ５とほぼ等しい。したがって、Ｓ３１からＳ３３により受光波Ｅ１を干渉光であると決定できる。
【0045】
なお、Ｄを２とすれば、図６に示すように、２番目の受光波Ｅ２が、信号光と干渉光が重なった波形である場合にも、受光波Ｅ１を干渉光であると決定できる。Ｔ２＋Ｔ３が２×干渉周期に近似するからである。
【0046】
〔第１実施形態のまとめ〕
以上、説明した第１実施形態では、干渉判断部４３は、干渉が発生しているか否かを、受光期間に受光された受光波Ｅに周期性があるかどうかにより判断している（Ｓ９）。したがって、干渉が発生しているかどうかを判断するために直前期間を設ける必要がないので、トータルの測距時間を短縮できる。
以上、説明した第１実施形態では、干渉判断部４３は、干渉が発生しているか否かを、受光期間に受光された受光波Ｅに周期性があるかどうかにより判断している（Ｓ９）。したがって、干渉が発生しているかどうかを判断するために直前期間を設ける必要がないので、トータルの測距時間を短縮できる。
【0047】
干渉判断部４３は、検出順において連続する受光波Ｅ、すなわち、検出順において互いに隣り合う受光波Ｅに対する時間差Ｔ（Ｎ）、Ｔ（Ｎ＋１）が近似していると判断できる場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、受光波Ｅに周期性があると判断する（Ｓ１２）。このようにして周期性を判断することで、容易に周期性を判断できる。
【0048】
干渉判断部４３は、周期性がある受光波Ｅを干渉光とする（Ｓ１３、Ｓ１６）。距離算出部４２は、干渉光は距離の算出に用いない。図５の例では、Ｓ１３において、受光波Ｅ２を干渉光とし、Ｓ１６において受光波Ｅ３、Ｅ４を干渉光に決定できる。図６の例では、Ｓ１３において受光波Ｅ４を干渉光とし、Ｓ１６において受光波Ｅ５を干渉光に決定できる。
【0049】
また、干渉判断部４３は、２番目の受光波Ｅ２の時間差Ｔ２と３番目の受光波Ｅ３の時間差Ｔ３の和が干渉周期のＤ倍に近似する場合、１番目の受光波Ｅ１は干渉光であるとする（Ｓ３２）。換言すれば、干渉判断部４３は、Ｔ２＋Ｔ３が干渉周期のＤ倍に近似しない場合、１番目の受光波Ｅ１は真値、すなわち周期性がない受光波Ｅであるとする（Ｓ３３）。このようにすることで、１番目の受光波Ｅ１についても周期性を判断できる。
【0050】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【0051】
【0052】
Ｓ４２では、受光期間の受光信号を周波数解析する。Ｓ４３では、周波数解析スペクトルにおいて、ｉＴＯＦ型の光測距装置５０が送信するレーザ光の周期に相当する周波数（以下、ｉＴＯＦ周波数）にピークが存在するかどうかを判断する。光測距装置５０が送信するレーザ光の周期は、信号光の波形が持つ周波数とは全く異なる周波数であり、かつ、ピーク強度も大きいはずである。よって、周波数解析スペクトルにおいてｉＴＯＦ周波数にピークが存在するかどうかは容易に判断できる。
【0053】
Ｓ４３の判断結果がＮＯであればＳ４４、Ｓ４５を実行することなく、図１１のＳ５０へ進む。Ｓ４３の判断結果がＹＥＳであればＳ４４に進む。Ｓ４４では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにする。Ｓ４５では、ｉＴＯＦ周波数の逆数を干渉周期とする。その後、図１１のＳ５０へ進む。
【0054】
図１１のＳ５０ではＮ＝１にする。続くＳ５１では、周期干渉フラグの内容を判断する。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであればＳ５２に進む。Ｓ５２では、受光波Ｅ（Ｎ）を真値とする。Ｓ５２を実行後はＳ６０に進む。Ｓ６０ではＮを１増加させる。続くＳ６１では、Ｎが全部の受光波数ＦＵＬＬを超えたか否かを判断する。Ｓ６１の判断結果がＮＯであればＳ５１へ戻る。
【0055】
Ｓ５１の判断において、周期干渉フラグがＴｒｕｅであればＳ５３に進む。Ｓ５３では、Ｎ＝１であるか否かを判断する。初回の図１１の実行時はＳ５３の判断結果がＹＥＳになる。Ｓ５３の判断結果がＹＥＳであればＳ５４に進む。Ｓ５４、Ｓ５５、Ｓ５６は、それぞれ図８のＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３と同じである。Ｓ５４、Ｓ５５、Ｓ５６により、１番目の受光波Ｅ１が真値であるか干渉光であるかを決定する。Ｓ５５またはＳ５６を実行後はＳ６０、Ｓ６１へ進む。
【0056】
２回目以降のＳ５３の実行時は、Ｓ５３の判断結果がＮＯになりＳ５７に進む。Ｓ５７、Ｓ５８、Ｓ５９は、それぞれ図７のＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６と同じである。Ｓ５７、Ｓ５８、Ｓ５９により、Ｎ番目の受光波Ｅ（Ｎ）が真値であるか干渉光であるかを決定する。全部の受光波Ｅ（Ｎ）について真値であるか干渉光であるかを決定し終えると、Ｓ６１の判断結果がＹＥＳになり、図１１の処理が終了する。
【0057】
〔第２実施形態のまとめ〕
この第２実施形態では、干渉判断部４３は、受光期間の受光信号を周波数解析して得られるスペクトルの強度に基づいて、受光波Ｅに周期性があるか否かを判断する（Ｓ４３、Ｓ４４）。このようにしても、直前期間を設けることなく干渉が発生しているかどうかを判断できる。
この第２実施形態では、干渉判断部４３は、受光期間の受光信号を周波数解析して得られるスペクトルの強度に基づいて、受光波Ｅに周期性があるか否かを判断する（Ｓ４３、Ｓ４４）。このようにしても、直前期間を設けることなく干渉が発生しているかどうかを判断できる。
【0058】
＜第３実施形態＞
図１２、図１３は、図７、８に代えて干渉判断部４３が実行する処理である。図１２のＳ７１では、受光期間に受光した受光波Ｅをピークの信号強度Ｉが大きい順に並び替える。図１４、図１５には、受光波Ｅに、ピークの信号強度Ｉの順番となる数字を付して示している。受光波Ｅのピークの信号強度Ｉは、受光波形の形状を特定する形状特徴値の１つである。
図１２、図１３は、図７、８に代えて干渉判断部４３が実行する処理である。図１２のＳ７１では、受光期間に受光した受光波Ｅをピークの信号強度Ｉが大きい順に並び替える。図１４、図１５には、受光波Ｅに、ピークの信号強度Ｉの順番となる数字を付して示している。受光波Ｅのピークの信号強度Ｉは、受光波形の形状を特定する形状特徴値の１つである。
【0059】
Ｓ７２では、周期干渉フラグをＦａｌｓｅにする。Ｓ７３では、変数であるＣｎｔを０にし、Ｎを１にする。
【0060】
Ｓ７４では周期干渉フラグの内容を判断する。周期干渉フラグがＴｒｕｅであれば、図１３のＳ８１に進む。しかし、当初は周期干渉フラグはＦａｌｓｅである。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであればＳ７５に進む。
【0061】
Ｓ７５では、Ｎ番目の受光波Ｅのピークの信号強度Ｉ（Ｎ）と、Ｎ＋１番目の受光波Ｅのピークの信号強度Ｉ（Ｎ＋１）が近似しているかを判断する。近似しているかどうかは、たとえば、一方に対して他方が±α％以内かどうかにより判断する。Ｓ７５の判断結果がＮＯであればＳ７９に進み、ＹＥＳであればＳ７６に進む。
【0062】
Ｓ７６では、Ｃｎｔを１増加させる。Ｓ７７では、Ｃｎｔがγ以上であるか否かを判断する。γはユーザが定義する数である。
【0063】
Ｓ７７の判断結果がＹＥＳであればＳ７８に進む。Ｓ７８では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにし、かつ、干渉ピーク強度をＩ（Ｎ）にする。干渉ピーク強度は図１３において、それぞれの受光波Ｅのピークの信号強度Ｉと比較する干渉基準値である。
【0064】
Ｓ７９ではＮを１増加させる。Ｓ８０では、Ｎが受光波数ＦＵＬＬよりも大きいか否かを判断する。Ｓ８０の判断結果がＮＯであればＳ７４以下を再び実行する。Ｓ８０の判断結果がＹＥＳであれば図１３のＳ８１へ進む。
【0065】
Ｃｎｔは、Ｓ７５の判断結果がＹＥＳになる数を意味している。Ｓ７７の判断がＹＥＳになると周期干渉フラグをＴｒｕｅにすることになる。したがって、γは、Ｓ７７の判断が、何回ＹＥＳになることで周期干渉と判断するかをユーザが決めて設定する数である。γは１以上の整数である。γが大きいほど、周期干渉が生じていないのに周期干渉であると決定してしまう可能性が少なくなる利点がある。反面、γが大きいほど、周期干渉が生じているのに周期干渉が生じていると決定できない可能性も高くなる決定がある。ユーザは、この利点と欠点とを考慮して、γを決定する。γは２またはそれ以上であることが好ましい。
【0066】
図１４では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５のピークの信号強度Ｉは近似している。したがって、Ｎ＝２、３、４のときにＳ７５の判断結果がＹＥＳになる。つまり、３回、Ｓ７５の判断結果がＹＥＳになる。したがって、γ＝１、２、３のいずれかであれば、周期干渉フラグがＴｒｕｅになる。また、γ＝１、２、３の場合、それぞれ、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のピークの信号強度Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４が干渉ピーク強度になる。
【0067】
図１５では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のピークの信号強度Ｉは近似している。したがって、Ｎ＝２、３のときにＳ７５の判断結果がＹＥＳになる。したがって、γ＝１、２のいずれかであれば、周期干渉フラグがＴｒｕｅになる。
【0068】
続いて図１３を説明する。Ｓ８１ではＮを１にする。Ｓ８２では、周期干渉フラグの内容を判断する。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであればＳ８３に進む。Ｓ８３では、受光波Ｅ（Ｎ）を真値とする。
【0069】
Ｓ８２の判断において、周期干渉フラグがＴｒｕｅであればＳ８４に進む。Ｓ８４では、ピークの信号強度Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度と近似しているかを判断する。近似しているか否かを判断する手法はこれまでと同じである。Ｓ８４の判断結果がＮＯであればＳ８５に進む。この受光波Ｅ（Ｎ）はピークの信号強度Ｉが干渉ピーク強度と近似していない受光波Ｅ（Ｎ）である。Ｓ８５では、この受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ８４の判断結果がＹＥＳであればＳ８６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。
【0070】
Ｓ８７ではＮを１増加させる。Ｓ８８では、Ｎが受光波数ＦＵＬＬよりも大きいか否かを判断する。Ｓ８８の判断結果がＮＯであればＳ８２以下を再び実行する。Ｓ８８の判断結果がＹＥＳであれば図１３の処理を終了する。
【0071】
図１３の処理により、図１４の例では、受光波Ｅ１を真値に決定でき、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５を干渉光に決定できる。図１５の例では、受光波Ｅ１を真値に決定でき、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を干渉光に決定できる。距離算出部４２は、干渉光に決定された受光波Ｅは除外し、真値に決定された受光波Ｅを用いて距離を算出する。
【0072】
以上、説明したように、受光波Ｅのピークの信号強度Ｉを大きさの順に並べ（Ｓ７１）、この順番において隣り合うピークの信号強度Ｉが近似しているかどうかを判断することにより、干渉が生じているかどうかを判断できる（Ｓ７５～Ｓ８０）。
【0073】
また、隣り合うピークの信号強度Ｉが近似しているピークの信号強度Ｉを干渉ピーク強度とし（Ｓ７８）、この干渉ピーク強度と近似していない受光波Ｅ（Ｎ）を真値とする（Ｓ８５）。距離算出部４２は、真値とされた受光波Ｅ（Ｎ）のみを用いて距離を算出する。このようにすることで、干渉光を除外して距離を算出できる。
【0074】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第３実施形態に類似する。第４実施形態では、図１２、図１３に代えて、図１６、図１７を実行する。図１６は、図１２のＳ７１、Ｓ７５、Ｓ７８に代えてＳ７１－１、Ｓ７５－１、Ｓ７８－１を実行する。
第４実施形態は、第３実施形態に類似する。第４実施形態では、図１２、図１３に代えて、図１６、図１７を実行する。図１６は、図１２のＳ７１、Ｓ７５、Ｓ７８に代えてＳ７１－１、Ｓ７５－１、Ｓ７８－１を実行する。
【0075】
Ｓ７１－１では、受光期間に受光した受光波Ｅを、受光波Ｅの幅であるパルス幅Ｗの順に並び替える。第４実施形態では、パルス幅Ｗが形状特徴値である。パルス幅Ｗは、図１４、図１５の受光波Ｅ２に示している。パルス幅Ｗには、受光波Ｅの半値幅を採用できる。ただし、受光波Ｅの形状を相対的に比較できればよいので、パルス幅Ｗを他の基準により決定してもよい。たとえば、所定の信号強度Ｉにおける波形幅をパルス幅Ｗとしてもよい。
【0076】
パルス幅Ｗが狭い順に受光波Ｅを並べる場合、ピークの信号強度Ｉと同様、図１４に示す受光波Ｅの番号順に並ぶことになる。なお、パルス幅Ｗを広い順に並べてもよい。
【0077】
Ｓ７５－１では、Ｎ番目の受光波Ｅのパルス幅Ｗ（Ｎ）と、Ｎ＋１番目の受光波Ｅのパルス幅Ｗ（Ｎ＋１）が近似しているかを判断する。
【0078】
Ｓ７８－１では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにし、かつ、干渉パルス幅をＷ（Ｎ）にする。干渉パルス幅は図１７において、それぞれの受光波Ｅのパルス幅Ｗと比較する干渉基準値である。図１４、図１５の例では、受光波Ｅ２のパルス幅Ｗ２が干渉パルス幅になる。
【0079】
次に、図１７を説明する。図１７は、図１３のＳ８４に代えてＳ８４－１を実行する。Ｓ８４－１では、パルス幅Ｗ（Ｎ）が干渉パルス幅と近似しているかを判断する。Ｓ８４－１の判断結果がＮＯであればＳ８５に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ８４－１の判断結果がＹＥＳであればＳ８６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。図１７の処理により、図１４の例では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５が干渉光となり、図１５の例では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が干渉光となる。一方、受光波Ｅ１が真値となる。
【0080】
この第４実施形態のように、パルス幅Ｗが近似しているかを判断することでも、干渉を判断でき、かつ、干渉光と真値（すなわち信号光）とを区別できる。
【0081】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、パルス幅Ｗ（Ｎ）を波形特徴として用いて干渉の有無を判断する。第５実施形態は、第４実施形態に類似する。第５実施形態では、図１６、図１７に代えて、図１８、図１９を実行する。図１８は、図１５のＳ７５－１、Ｓ７８－１に代えてＳ７５－２、Ｓ７８－２を実行する。
第５実施形態では、パルス幅Ｗ（Ｎ）を波形特徴として用いて干渉の有無を判断する。第５実施形態は、第４実施形態に類似する。第５実施形態では、図１６、図１７に代えて、図１８、図１９を実行する。図１８は、図１５のＳ７５－１、Ｓ７８－１に代えてＳ７５－２、Ｓ７８－２を実行する。
【0082】
Ｓ７５－２では、パルス幅Ｗ（Ｎ）が、事前に決定された幅閾値Ｃよりも大きいか否かを判断する。幅閾値Ｃは、投光部２０が投光するレーザ光の幅よりも大きく、かつ、ｉＴＯＦ型の光測距装置５０が送信するレーザ光のパルス幅よりも小さい値に設定されている。ｄＴＯＦ型の装置が送信するレーザ光のパルス幅と、ｉＴＯＦ型の装置が送信するレーザ光のパルス幅は大きく異る。したがって、これら２種類のパルス幅の間になるように、幅閾値Ｃを設定することは容易にできる。
【0083】
Ｓ７８－２では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにする。Ｓ７８－１と異なり、干渉パルス幅を設定する必要はない。次に説明する図１９のＳ８４－２でも、干渉パルス幅ではなく幅閾値Ｃを使うからである。
【0084】
図１９は、図１７のＳ８４－１に代えてＳ８４－２を実行する。Ｓ８４－２では、パルス幅Ｗ（Ｎ）が幅閾値Ｃよりも大きいか否かを判断する。Ｓ８４－２の判断結果がＹＥＳであれば、Ｓ８６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。Ｓ８４－２の判断結果がＮＯであれば、Ｓ８５に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。この第５実施形態のようにしても、干渉光と信号光とを区別できる。
【0085】
＜第６実施形態＞
図６実施形態は、第４実施形態に類似する。第６実施形態では、図１６、図１７に代えて、図２０、図２１を実行する。図２０は、図１６のＳ７１－１、Ｓ７５－１、Ｓ７８－１に代えてＳ７１－３、Ｓ７５－３、Ｓ７８－３を実行する。
図６実施形態は、第４実施形態に類似する。第６実施形態では、図１６、図１７に代えて、図２０、図２１を実行する。図２０は、図１６のＳ７１－１、Ｓ７５－１、Ｓ７８－１に代えてＳ７１－３、Ｓ７５－３、Ｓ７８－３を実行する。
【0086】
Ｓ７１－３では、受光期間に受光した受光波Ｅを、受光波ＥのエネルギーＪの順に並び替える。受光波ＥのエネルギーＪは、受光波形の積分値により計算できる。第６実施形態では、エネルギーＪが形状特徴値である。エネルギーＪは、図１４、図１５の受光波Ｅ２に示している。
【0087】
Ｓ７５－３では、Ｎ番目の受光波ＥのエネルギーＪ（Ｎ）と、Ｎ＋１番目の受光波ＥのエネルギーＪ（Ｎ＋１）が近似しているかを判断する。
【0088】
Ｓ７８－３では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにし、かつ、干渉エネルギーをＪ（Ｎ）にする。干渉エネルギーは図２１において、それぞれの受光波ＥのエネルギーＪと比較する干渉基準値である。図１４、図１５の例では、受光波Ｅ２のエネルギーＪ２が干渉エネルギーになる。
【0089】
次に、図２１を説明する。図２１は、図１７のＳ８４－１に代えてＳ８４－３を実行する。Ｓ８４－３では、エネルギーＪ（Ｎ）が干渉エネルギーと近似しているかを判断する。Ｓ８４－３の判断結果がＮＯであればＳ８５に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ８４－３の判断結果がＹＥＳであればＳ８６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。図２１の処理により、図１４の例では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５が干渉光となり、図１５の例では、受光波Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が干渉光となる。一方、受光波Ｅ１が真値となる。
【0090】
この第６実施形態のように、エネルギーＪが近似しているかを判断することでも、干渉を判断でき、かつ、干渉光と真値（すなわち信号光）とを区別できる。
【0091】
＜第７実施形態＞
第７実施形態は、第３実施形態および第４実施形態に類似する。第７実施形態は、形状特徴値として、第３実施形態で使用したピークの信号強度Ｉと第４実施形態で使用したパルス幅Ｗを用いる。
第７実施形態は、第３実施形態および第４実施形態に類似する。第７実施形態は、形状特徴値として、第３実施形態で使用したピークの信号強度Ｉと第４実施形態で使用したパルス幅Ｗを用いる。
【0092】
【0093】
Ｓ７５－４では、Ｎ番目の受光波Ｅのピークの信号強度Ｉ（Ｎ）と、Ｎ＋１番目の受光波Ｅのピークの信号強度Ｉ（Ｎ＋１）が近似し、かつ、Ｎ番目の受光波Ｅのパルス幅Ｗ（Ｎ）と、Ｎ＋１番目の受光波Ｅのパルス幅Ｗ（Ｎ＋１）が近似しているかを判断する。
【0094】
Ｓ７８－４では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにし、かつ、干渉ピーク強度をＩ（Ｎ）にし、干渉パルス幅をＷ（Ｎ）にする。第６実施形態では、干渉ピーク強度と干渉パルス幅が干渉基準値である。
【0095】
次に、図２３を説明する。図２３は、図１３のＳ８４に代えてＳ８４－４を実行する。Ｓ８４－４では、ピークの信号強度Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度と近似し、かつ、パルス幅Ｗ（Ｎ）が干渉パルス幅と近似しているかを判断する。Ｓ８４－４の判断結果がＮＯであればＳ８５に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ８４－４の判断結果がＹＥＳであればＳ８６に進み、受光波Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。
【0096】
この第７実施形態のように２種類の形状特徴値を使って干渉が生じているかを判断することで、より精度よく、干渉が生じているかどうかを判断できる。また、２種類の干渉基準値を使うことで、真値と干渉光を、より精度よく区別できる。
【0097】
＜第８実施形態＞
図２４、２５に、第８実施形態で干渉判断部４３が実行する処理を示す。第８実施形態では、受光波Ｅの番号は、第１実施形態と同様、時系列順である。
図２４、２５に、第８実施形態で干渉判断部４３が実行する処理を示す。第８実施形態では、受光波Ｅの番号は、第１実施形態と同様、時系列順である。
【0098】
図２４から説明する。Ｓ９１では、Ｎ＝１、ｉ＝０、周期干渉フラグ＝Ｆａｌｓｅに設定する。続くＳ９２は、図７のＳ３と同じ処理であり、受光波数ＦＵＬＬは２以下であるか否かを判断する。Ｓ９２の判断結果がＹＥＳであれば図２５に進む。Ｓ９２の判断結果がＮＯであればＳ９３に進む。
【0099】
Ｓ９３では、周期干渉フラグの内容を判断する。周期干渉フラグがＦａｌｓｅであれば図２５に進む。周期干渉フラグがＴｒｕｅであればＳ９４に進む。
【0100】
Ｓ９４では、ピークの信号強度Ｉ（Ｎ）、Ｉ（Ｎ＋１）、Ｉ（Ｎ＋２）の３つが近似しており、かつ、時間差Ｔ（Ｎ）、Ｔ（Ｎ＋１）が近似しているかを判断する。ピークの信号強度Ｉおよび時間差Ｔがともに近似していればＳ９４の判断結果がＹＥＳになる。Ｓ９４の判断結果がＹＥＳであればＳ９５に進む。
【0101】
Ｓ９５では、周期干渉フラグをＴｒｕｅにする。また、干渉周期をＴ（Ｎ）にし、干渉周期ピーク強度をＩ（Ｎ）にする。Ｓ９５を実行後はＳ９６に進む。Ｓ９４の判断結果がＮＯであった場合もＳ９６に進む。
【0102】
Ｓ９６ではＮを１増加させる。Ｓ９７ではＮが受光波数ＦＵＬＬよりも大きいか否かを判断する。Ｓ９７の判断結果がＮＯであればＳ９２以下を再び実行する。Ｓ９７の判断結果がＹＥＳであれば図２５に進む。
【0103】
次に図２５を説明する。図２５は図１１に類似する。図２５では、図１１のＳ５４、Ｓ５７に代えて、Ｓ５４－１、Ｓ５７－１を実行する。Ｓ５４－１は、Ｎ＝１のときに実行する。Ｓ５４－１では、Ｔ２＋Ｔ３が干渉周期に近似し、かつ、Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度に近似しているか否かを判断する。Ｔ２＋Ｔ３が干渉周期に近似しているか否かは図１１のＳ５４で判断している内容である。Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度に近似しているかは図１３のＳ８４で判断している内容である。
【0104】
Ｓ５４－１の判断結果がＹＥＳであればＳ５５に進み、受光波Ｅ１を干渉光であるとする。Ｓ５４－１の判断結果がＮＯであればＳ５６に進み、受光波Ｅ１を真値とする。
【0105】
Ｓ５７－１では、Ｔ（Ｎ）が干渉周期に近似し、かつ、Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度であるか否かを判断する。Ｔ（Ｎ）が干渉周期に近似しているか否かは図１１のＳ５７で判断している内容である。Ｉ（Ｎ）が干渉ピーク強度に近似しているかは図１３のＳ８４で判断している内容である。Ｓ５７－１の判断結果がＮＯであればＳ５８に進み、Ｅ（Ｎ）は真値であるとする。Ｓ５７－１の判断結果がＹＥＳであればＳ５９に進み、Ｅ（Ｎ）は干渉光であるとする。
【0106】
〔第８実施形態のまとめ〕
この第８実施形態のように、周期性の有無と形状特徴値を使って干渉が生じているかを判断することで、より精度よく、干渉が生じているかどうかを判断できる。また、周期性の有無と干渉基準値を使うことで、真値と干渉光を、より精度よく区別できる。
この第８実施形態のように、周期性の有無と形状特徴値を使って干渉が生じているかを判断することで、より精度よく、干渉が生じているかどうかを判断できる。また、周期性の有無と干渉基準値を使うことで、真値と干渉光を、より精度よく区別できる。
【0107】
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【0108】
＜変形例１＞
第１実施形態において、干渉周期は一度のみ設定するようになっている。しかし、干渉周期を随時更新するようにしてもよい。他の実施形態でも、干渉周期を随時更新するようにしてもよい。また、受光波Ｅのピークの信号強度Ｉなどの干渉基準値も、随時更新するようにしてもよい。
第１実施形態において、干渉周期は一度のみ設定するようになっている。しかし、干渉周期を随時更新するようにしてもよい。他の実施形態でも、干渉周期を随時更新するようにしてもよい。また、受光波Ｅのピークの信号強度Ｉなどの干渉基準値も、随時更新するようにしてもよい。
【0109】
＜変形例２＞
第７実施形態では、ピークの信号強度Ｉとパルス幅Ｗの２つの形状特徴値を用いていた。しかし、これら２つの形状特徴値に代えて、受光波ＥのエネルギーＪを用いてもよい。また、３種類の形状特徴値を用いてもよい。また、第８実施形態において、ピークの信号強度Ｉに代えて、他の形状特徴値を用いてもよい。
第７実施形態では、ピークの信号強度Ｉとパルス幅Ｗの２つの形状特徴値を用いていた。しかし、これら２つの形状特徴値に代えて、受光波ＥのエネルギーＪを用いてもよい。また、３種類の形状特徴値を用いてもよい。また、第８実施形態において、ピークの信号強度Ｉに代えて、他の形状特徴値を用いてもよい。
【0110】
＜変形例３＞
実施形態では、１方位につき１回のみ投光し、その投光により定まる１回の受光期間に受光部３０が受光した受光信号を判断対象受光信号としていた。しかし、図２６に示すように、１方位に対して複数回（図２６では３回）、レーザ光を投光し、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部３０が受光した受光信号の信号強度Ｉを積算した信号を判断対象受光信号としてもよい。
実施形態では、１方位につき１回のみ投光し、その投光により定まる１回の受光期間に受光部３０が受光した受光信号を判断対象受光信号としていた。しかし、図２６に示すように、１方位に対して複数回（図２６では３回）、レーザ光を投光し、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部３０が受光した受光信号の信号強度Ｉを積算した信号を判断対象受光信号としてもよい。
【0111】
図２６に示す例では、上から２段目が受光信号の信号強度Ｉを示している。投光を３回行う場合、受光期間が３回ある。各受光期間に受光部３０が受光した受光信号を積算する場合、各受光期間に受光部３０が受光した受光信号を所定のメモリに保存する。そして、各投光のタイミングを一致させて時間に対する受光信号の信号強度Ｉを時間ごとに積算する。このようにして得られたグラグが図２６の下段のグラフである。このようにすることで、１回の受光期間に受光する受光信号の信号強度Ｉが小さくても判断対象受光信号を大きくすることができる。よって、測距可能範囲を拡大させることができる。
【符号の説明】
【0112】
１：自車両 ２：他車両 １０：光測距装置 ２０：投光部 ３０：受光部 ４０：制御部 ４１：投受光制御部 ４２：距離算出部 ４３：干渉判断部 ５０：光測距装置 Ｃ：幅閾値 Ｅ：受光波 Ｉ：信号強度 Ｊ：エネルギー Ｔ：時間差 ＴＯＦ：飛行時間 Ｗ：パルス幅
【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】
【手続補正書】
【提出日】2024-08-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が、前記受光波の周期、および、それぞれの前記受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値である、
光測距装置。
前記レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
前記レーザ光を受光する受光部（３０）と、
前記投光部が投光した前記レーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に前記受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の前記受光期間に前記受光部が受光した前記受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、前記受光部が受光した前記レーザ光である受光波が複数ある場合、複数の前記受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
前記波形特徴が、前記受光波の周期、および、それぞれの前記受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値である、
光測距装置。
【請求項2】
前記干渉判断部は、連続している３つの前記受光波の前記形状特徴値が互いに近似しており、かつ、３つの前記受光波のうち、１つ目の前記受光波の検出時刻から２つ目の前記受光波の検出時刻までの時間差と、２つ目の前記受光波の検出時刻から３つ目の前記受光波の検出時刻までの時間差とが近似していることに基づいて、干渉周期と、前記形状特徴値と比較する干渉基準値を決定する、
請求項１に記載の光測距装置。
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項3】
前記干渉判断部は、１つ前の波形の検出時刻から前記受光波の検出時刻までの時間差（Ｔ）が前記干渉周期に近似しており、かつ、前記受光波の前記形状特徴値が前記干渉基準値に近似していることに基づいて、前記受光波は干渉が生じていると判断する、
請求項２に記載の光測距装置。
請求項２に記載の光測距装置。
【請求項4】
前記干渉判断部は、１番目の前記受光波の検出時刻から２番目の前記受光波の検出時刻までの時間差と、２番目の前記受光波の検出時刻から３番目の前記受光波の検出時刻までの時間差の和が前記干渉周期の自然数倍と近似しており、かつ、１番目の前記受光波の前記形状特徴値が前記干渉基準値に近似していることに基づいて、１番目の前記受光波は干渉光であると判断する、
請求項２または３に記載の光測距装置。
請求項２または３に記載の光測距装置。
【請求項5】
前記形状特徴値に前記受光波のピーク強度が含まれる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の光測距装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の光測距装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が、受光波の周期、および、それぞれの受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値である、光測距装置である。
レーザ光の投光と受光により物体までの距離を測定する光測距装置であって、
レーザ光を走査しつつ投光する投光部（２０）と、
レーザ光を受光する受光部（３０）と、
投光部が投光したレーザ光が反射して生じた反射レーザ光を受光するための１回の受光期間に受光部が受光した受光信号、または、複数回の投光に対応した複数回の受光期間に受光部が受光した受光信号を積算した信号のいずれかである判断対象受光信号に、受光部が受光したレーザ光である受光波が複数ある場合、複数の受光波から得られる波形特徴に基づいて、干渉が発生しているか否かを判断する干渉判断部（４３）を備え、
波形特徴が、受光波の周期、および、それぞれの受光波の形状を特定する１種類以上の形状特徴値である、光測距装置である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0103】