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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】P2025009006
(43)【公開日】2025-01-20
(54)【発明の名称】光干渉測定装置および光干渉測定装置に用いるプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 17/34 20200101AFI20250109BHJP
G01S 17/931 20200101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
G01S17/34
G01S17/931
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023111696
(22)【出願日】2023-07-06
(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】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉元 直輝
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA04
5J084AA05
5J084AA07
5J084AB01
5J084AB07
5J084AC02
5J084AD01
5J084BA04
5J084BA48
5J084BA51
5J084BB28
5J084CA08
(57)【要約】
【課題】光を用いたＦＭＣＷ方式の技術において、異なる２波長を用いる方法とは別の方法で、ビート信号における参照光と反射光の大小関係を識別してターゲットの位置的挙動を適切に算出する。
【解決手段】処理回路は、各時点ｎにおいて、アップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを２個抽出する。そして処理回路は、それら複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする計算手法で、時点ｎにおけるターゲットＴＲの暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出する。そして処理回路は、時点ｎ－１における確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち１つを選択して確定距離Ｄｉｓ（ｎ）とする。
【選択図】図４
【解決手段】処理回路は、各時点ｎにおいて、アップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを２個抽出する。そして処理回路は、それら複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする計算手法で、時点ｎにおけるターゲットＴＲの暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出する。そして処理回路は、時点ｎ－１における確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち１つを選択して確定距離Ｄｉｓ（ｎ）とする。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
周波数が経時的に増加するアップチャープ領域と周波数が経時的に減少するダウンチャープ領域を含む出射光（Ｌｐ）を出射する光源（１）と、
前記出射光がターゲット（ＴＧ）で反射することで生成された反射光（Ｌｔｒ）と、前記出射光から分岐した参照光（Ｌｒ）とを合成させて干渉光（Ｌｂ）を生成する光学系（２、３、４、５）と、
前記干渉光に応じたビート信号を出力する光検出器（６）と、
前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットの位置および速度を繰り返し測定する処理回路（７）と、を備え、
前記処理回路は、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）、Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ））を算出し、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ）、Ｄ（ｎ））として決定する、光干渉測定装置。
前記出射光がターゲット（ＴＧ）で反射することで生成された反射光（Ｌｔｒ）と、前記出射光から分岐した参照光（Ｌｒ）とを合成させて干渉光（Ｌｂ）を生成する光学系（２、３、４、５）と、
前記干渉光に応じたビート信号を出力する光検出器（６）と、
前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットの位置および速度を繰り返し測定する処理回路（７）と、を備え、
前記処理回路は、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）、Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ））を算出し、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ）、Ｄ（ｎ））として決定する、光干渉測定装置。
【請求項2】
前記処理回路は、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記時点における前記ターゲットの推定上の位置的挙動（Ｄｅ（ｎ）、Ｖｅ（ｎ））を算出し、
前記推定上の位置的挙動と前記複数個の暫定的な位置的挙動との比較に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの前記確定的な位置的挙動として決定する、請求項１に記載の光干渉測定装置。
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記時点における前記ターゲットの推定上の位置的挙動（Ｄｅ（ｎ）、Ｖｅ（ｎ））を算出し、
前記推定上の位置的挙動と前記複数個の暫定的な位置的挙動との比較に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの前記確定的な位置的挙動として決定する、請求項１に記載の光干渉測定装置。
【請求項3】
前記処理回路は、前記アップチャープ領域におけるビート周波数（ｆ＿ｕｐ（ｎ））と前記ダウンチャープ領域におけるビート周波数（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ））のうち、前記アップチャープ領域におけるビート周波数の方が小さい場合は、前記ダウンチャープ領域において前記参照光の周波数より前記反射光の周波数の方が大きく、かつ、前記アップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係が異なる２つの組み合わせを前記複数個の組み合わせとして抽出し、前記ダウンチャープ領域におけるビート周波数の方が小さい場合は、前記アップチャープ領域において前記参照光の周波数より前記反射光の周波数の方が小さく、かつ、前記ダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係が異なる２つの組み合わせを前記複数個の組み合わせとして抽出する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
【請求項4】
前記光学系は、前記出射光を複数の方位に走査するビームスキャナ（４）を有し、
前記処理回路は、前記時点において、前記複数の方位のうち或る１つの方位について、前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動を算出し、
前記処理回路は、前記複数の方位のうち前記１つの方位とは異なる他の方位について前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動に基づいて、前記１つの方位についての前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記１つの方位についての前記ターゲットの確定的な位置的挙動として決定する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
前記処理回路は、前記時点において、前記複数の方位のうち或る１つの方位について、前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動を算出し、
前記処理回路は、前記複数の方位のうち前記１つの方位とは異なる他の方位について前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動に基づいて、前記１つの方位についての前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記１つの方位についての前記ターゲットの確定的な位置的挙動として決定する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
【請求項5】
前記処理回路は、前記ターゲットの確定的な位置的挙動を演算するための演算周期における前記時点よりも１回前および２回前の前記ターゲットの位置的挙動に基づいて、前記時点における前記ターゲットの推定上の位置的挙動（ｅＤｉｓ（ｎ））を算出する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
【請求項6】
前記処理回路は、
前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動として、前記ターゲットの前記複数個の暫定的な距離または速度を算出し、
前記時点における前記ターゲットの前記推定上の位置的挙動として前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動と同種の量を算出し、
前記推定上の位置的挙動と前記複数個の暫定的な位置的挙動との比較に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち、前記推定上の位置的挙動に対する誤差の絶対値が所定の基準値以下であるものを、前記ターゲットの前記確定的な位置的挙動として決定する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動として、前記ターゲットの前記複数個の暫定的な距離または速度を算出し、
前記時点における前記ターゲットの前記推定上の位置的挙動として前記ターゲットの前記複数個の暫定的な位置的挙動と同種の量を算出し、
前記推定上の位置的挙動と前記複数個の暫定的な位置的挙動との比較に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち、前記推定上の位置的挙動に対する誤差の絶対値が所定の基準値以下であるものを、前記ターゲットの前記確定的な位置的挙動として決定する、請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
【請求項7】
前記基準値は、当該光干渉測定装置の前記確定的な位置的挙動の算出値のばらつきの標準偏差の３倍以上である、請求項６に記載の光干渉測定装置。
【請求項8】
前記処理回路は、前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動と、前記複数個の暫定的な位置的挙動に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のそれぞれに対応する前記ターゲットの複数個の加速度を算出し、算出した前記複数個の加速度に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つを、前記ターゲットの確定的な位置的挙動として決定する、請求項１に記載の光干渉測定装置。
【請求項9】
前記処理回路は、前記複数個の加速度のうち所定の許容値以下である方の加速度に対応する暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動として決定する、請求項８に記載の光干渉測定装置。
【請求項10】
前記許容値は、２Ｇ以下である、請求項９に記載の光干渉測定装置。
【請求項11】
周波数が経時的に増加するアップチャープ領域と周波数が経時的に減少するダウンチャープ領域を含む出射光（Ｌｐ）を出射する光源（１）と、前記出射光がターゲット（ＴＧ）で反射することで生成された反射光（Ｌｔｒ）と、前記出射光から分岐した参照光（Ｌｒ）とを合成させて干渉光（Ｌｂ）を生成する光学系（２、３、４、５）と、前記干渉光に応じたビート信号を出力する光検出器（６）と、前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットの位置および速度を繰り返し測定する処理回路（７）と、を備える光干渉測定装置（１０）に用いるプログラムであって、
前記処理回路を、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）、Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ））を算出する算出部および、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ）、Ｄ（ｎ））として決定する決定部として機能させるプログラム。
前記処理回路を、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）、Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ））を算出する算出部および、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ）、Ｄ（ｎ））として決定する決定部として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光干渉測定装置および光干渉測定装置に用いるプログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、光を用いたＦＭＣＷ方式を実現する光干渉測定装置は、アップチャープ領域とダウンチャープ領域を含む出射光を出射し、出射光がターゲットで反射することで生成された反射光と、出射光に基づく参照光とを干渉させ、得られた干渉光を受光する。そして光干渉測定装置は、この干渉光に応じたビート信号に基づいて、ターゲットの位置的挙動（例えば、距離、速度等）を算出する。具体的には、ビート信号の周波数に相当するビート周波数は、ターゲットまでの距離によって参照光と反射光の間に生じる位相差と、ターゲットの相対速度によって参照光と反射光の間に生じるドップラーシフトとにより決まる。したがって、アップチャープ領域とダウンチャープ領域のビート周波数を特定することにより、ターゲットの位置、速度等が決まる。
【0003】
ただし、ビート周波数は、参照光と反射光の周波数差の絶対値として観測されるので、ビート信号中で参照光と反射光のどちらが大きいかは、ビート周波数からは特定できない。通常は、アップチャープ領域では参照光よりも反射光の方が周波数が低く且つダウンチャープ領域では参照光よりも反射光の方が周波数が高いことが多いので、これを前提とした式によりビート周波数からターゲットの位置、速度等が算出される。
【0004】
しかし、アップチャープ領域またはダウンチャープ領域で上記のような周波数の大小関係が反転する場合もある。そのような場合、すなわち、負の周波数、周波数の折り返しが発生した場合は、上記のような算出方法では、ターゲットの位置、速度等を適切に算出できなくなる。
【0005】
このような問題に対して、２波長の光源を利用しビート信号の位相差に基づいて距離・速度を検出することで、ビート信号における参照光と反射光の大小関係を識別可能にする技術が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００８－３０９５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記のような技術では、異なる２波長を用いて測定するため光源が増加するという問題がある。本発明は上記点に鑑み、光を用いたＦＭＣＷ方式の技術において、異なる２波長を用いる方法とは別の方法で、ビート信号における参照光と反射光の大小関係を識別してターゲットの位置的挙動を適切に算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
周波数が経時的に増加するアップチャープ領域と周波数が経時的に減少するダウンチャープ領域を含む出射光（Ｌｐ）を出射する光源（１）と、
前記出射光がターゲット（ＴＧ）で反射することで生成された反射光（Ｌｔｒ）と、前記出射光から分岐した参照光（Ｌｒ）とを合成させて干渉光（Ｌｂ）を生成する光学系（２、３、４、５）と、
前記干渉光に応じたビート信号を出力する光検出器（６）と、
前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットの位置および速度を繰り返し測定する処理回路（７）と、を備え、
前記処理回路は、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ））を算出し、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ））として決定する、光干渉測定装置である。
周波数が経時的に増加するアップチャープ領域と周波数が経時的に減少するダウンチャープ領域を含む出射光（Ｌｐ）を出射する光源（１）と、
前記出射光がターゲット（ＴＧ）で反射することで生成された反射光（Ｌｔｒ）と、前記出射光から分岐した参照光（Ｌｒ）とを合成させて干渉光（Ｌｂ）を生成する光学系（２、３、４、５）と、
前記干渉光に応じたビート信号を出力する光検出器（６）と、
前記ビート信号に基づいて、前記ターゲットの位置および速度を繰り返し測定する処理回路（７）と、を備え、
前記処理回路は、
ある時点（ｎ）において、前記ビート信号のアップチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係、および、前記ビート信号のダウンチャープ領域における前記参照光の周波数と前記反射光の周波数の大小関係の組み合わせを複数個抽出し、前記複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする前記時点における前記ターゲットの複数個の暫定的な位置的挙動（Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ））を算出し、
前記時点よりも前の前記ターゲットの位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ－１）、Ｄｉｓ（ｎ－２）、Ｖ（ｎ－１）、Ｖ（ｎ－２））に基づいて、前記複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、前記ターゲットの確定的な位置的挙動（Ｄｉｓ（ｎ））として決定する、光干渉測定装置である。
【0009】
このように、光干渉測定装置は、過去の時点におけるターゲットの位置的挙動から、今回の時点における参照光と反射光の周波数の大小関係として妥当なものを選ぶ。このようにすることで、異なる２波長を用いる方法とは別の方法で、今回の時点における位置的挙動を、適切に決定することができる。
【0010】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る光干渉測定装置の構成図である。
【図2】光干渉測定装置から送出される出射光の範囲を例示する図である。
【図3】光干渉測定装置から送出される出射光の範囲を例示する図である。
【図4】処理回路が実行する処理のフローチャートである。
【図5】暫定距離を算出する処理のフローチャートである。
【図6】ビート信号における参照光と反射光の周波数の大小関係の一例を示すグラフである。
【図7】ビート信号における参照光と反射光の周波数の大小関係の一例を示すグラフである。
【図8】各方位における前回の演算周期の確定距離、確定速度、および今回の演算周期の推定距離、暫定距離を例示する表である。
【図9】第２実施形態において処理回路が実行する処理のフローチャートである。
【図10】各方位における前回の演算周期の確定距離、確定速度、および今回の演算周期の推定距離、暫定距離、加速度を例示する表である。
【図11】第３実施形態において処理回路が実行する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る光干渉測定装置１０は、車両に搭載され、ＦＭＣＷ－ＬｉＤＡＲ方式で車両の周囲の物体を検知する。図１に示すように、光干渉測定装置１０は、光源１、分岐用のカプラ２、サーキュレータ３、ビームスキャナ４、結合用のカプラ５、光検出器６、および処理回路７を有している。カプラ２、サーキュレータ３、ビームスキャナ４、カプラ５は、光学系を構成する。光源１、カプラ２、サーキュレータ３、カプラ５間の光の経路は、例えば、光ファイバにより形成されている。
【0013】
光源１は、レーザ発振器、変調器等を備える。発振器は、所定の基準周波数（例えば、１５５０ｎｍ、１３００ｎｍ）のレーザ光を生成して出力する。レーザ発振器は、例えばレーザダイオードが用いられるが、それ以外のものが用いられてもよい。
【0014】
変調器１２は、レーザ発振器１１が出力した基準周波数のレーザ光に対して所定の変調振幅（例えば０．００１ｎｍ幅、例えば０．００５ｎｍ幅）の周波数変調を行うことで、周波数が増減変化するレーザ光である出射光Ｌｐをカプラ２に出射する。周波数の変化は、例えば、周波数がアップチャープ領域で所定のチャープ率で増加した後、ダウンチャープ領域で所定のチャープ率で減少する三角波状になっている。
【0015】
カプラ２は、光源１から出射された出射光Ｌｐの一部をサーキュレータ３に出力すると共に、出射光Ｌｐの他の一部を分岐させて参照光Ｌｒとしてカプラ５に出力する光部品である。
【0016】
サーキュレータ３は、３つのポートを持つ光部品である。サーキュレータ３は、カプラ２から第１のポートに入力された出射光Ｌｐを第２のポートからビームスキャナ４に出力すると共に、ビームスキャナ４から第２のポートに入力された反射光Ｌｔｒを第３のポートからカプラ５に出力する。
【0017】
ビームスキャナ４は、サーキュレータ３から出力された出射光Ｌｐの向きを操作して所定の走査パターンに従ってターゲットＴＧを含む検知対象範囲をビーム走査することが可能な走査装置である。またビームスキャナ４は、出射光ＬｐがターゲットＴＧで反射することで生じる反射光Ｌｔｒの向きを変えてサーキュレータ３に導く。なお、ターゲットＴＧは、例えば、車両の前方を走行する先行車、車両の後方を走行する後続車、車両の周囲の人および障害物等がある。
【0018】
例えば、ビームスキャナ４は、サーキュレータ３からの出射光Ｌｐを反射し、反射後の出射光Ｌｐの向きを操作してターゲットＴＧを含む検知対象範囲をビーム走査可能な走査ミラーである。この場合ビームスキャナ４は、出射光ＬｐがターゲットＴＧで反射することで生じる反射光Ｌｔｒを反射してサーキュレータ３に導く。ビームスキャナ４は、例えば、１つまたは２つ以上のガルバノメータによって回転可能であってもよいし、多面体ミラーを回転させてもよいし、他の構成で実現されてもよい。あるいは、ビームスキャナ４は、ミラー以外の装置で構成されていてもよい。
【0019】
カプラ５は、ビームスキャナ４からサーキュレータ３に入り、サーキュレータ３から出力された反射光Ｌｔｒと、カプラ２から分岐した参照光Ｌｒとを合成し、合成の結果得られた干渉光Ｌｂを光検出器６に出力する。光検出器６は、カプラ５から受けた干渉光Ｌｂに応じた電気信号としてビート信号を生成し、生成したビートを処理回路７に出力する受光素子である。
【0020】
処理回路７は、光検出器６から出力されたビート信号に基づいて、車両からターゲットＴＧまでの距離（以下、単にターゲットＴＧの距離という）、車両に対するターゲットＴＧの相対速度（以下、単にターゲットＴＧの速度という）等を算出する。処理回路７は、そのような処理が記述されたソフトウェアを記憶するメモリを有する。そして処理回路７は、当該メモリを備えると共に、当該メモリから当該ソフトウェアを読み出して実行するＣＰＵ等を備えたマイクロコンピュータで構成されている。あるいは、処理回路７は、上記のような処理を実現するよう回路構成された専用の電子回路であってもよい。
【0021】
以下、上記のような構成の光干渉測定装置１０の作動について説明する。車両のＩＧがオンになると、光干渉測定装置１０の作動が開始する。そして、光源１からアップチャープおよびそれに続くダウンチャープを含む出射光Ｌｐが送出され、その出射光Ｌｐの一部がカプラ２、サーキュレータ３、ビームスキャナ４をこの順に介してターゲットＴＧに出射される。また、光源１からの出射光Ｌｐの他の一部がカプラ２で参照光Ｌｒとして分岐してカプラ５に導かれる。
【0022】
また、出射光ＬｐがターゲットＴＧで反射されて生じた反射光Ｌｔｒは、ビームスキャナ４、サーキュレータ３をこの順に介した後、カプラ５にて参照光Ｌｒと合成される。そして、合成によって生じた干渉光Ｌｂがカプラ５から光検出器６に出力される。光検出器６は、この干渉光Ｌｂを受光し、干渉光Ｌｂに応じたビート信号を処理回路７に出力する。
【0023】
このとき、ビームスキャナ４の上述の走査機能により、出射光は図２、図３に示すように、ターゲットＴＧを含む広がりを持った方位角の範囲ＡＷに出射される。そして、範囲ＡＷ内の複数の方位に出射光Ｌｐが出射され、それら複数の方位から反射光Ｌｔｒが戻ってくる。
【0024】
図２の例では、範囲ＡＷ内の複数の方位のうち、３つの方位Ｘ－１、Ｘ、Ｘ＋１から反射光Ｌｔｒが光干渉測定装置１０に戻ってくる。また、図３の例では、図２の例よりも光干渉測定装置１０がターゲットＴＧに近いので、範囲ＡＷ内の複数の方位のうち、５つの方位Ｘ－２、Ｘ－１、Ｘ、Ｘ＋１、Ｘ＋２から反射光Ｌｔｒが光干渉測定装置１０に戻ってくる。光干渉測定装置１０は、複数の方位に出射光Ｌｐを出射し、処理回路７は、そのうち反射光Ｌｔｒが戻ってきた方位のそれぞれについて、その方位におけるターゲットＴＧの距離および速度を算出する。なお、本実施形態では、速度は、ターゲットＴＧの距離が短くなる向きの速度を正とする。
【0025】
ここで、光検出器６からのビート信号を処理するために処理回路７がプログラムをメモリから読み出して実行する処理について、図４、図５を用いて説明する。処理回路７は、車両のＩＧがオンになって光干渉測定装置１０の作動が開始したときに、図４に示す処理の実行を実行する。
【0026】
図４の処理において処理回路７は、まずステップＳ１１０で、演算周期の回数を意味する整数の変数ｎの値をゼロに初期化する。続いてステップＳ１２０では、ビート信号を受信した複数の方位のそれぞれに対して、各ビート信号に基づいて、アップチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（０）、ダウンチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（０）を算出する。なお、括弧内の値は演算周期の回数を意味する。これらの算出は、各ビート信号のアップチャープ領域、ダウンチャープ領域に対してＦＦＴ等の離散フーリエ変換を行った結果のピーク周波数を特定することで実現する。これにより、ビート信号を受信した方位の数だけ、ビート周波数ｆ＿ｕｐ（０）、ｆ＿ｄｏｗｎ（０）の組が算出される。
【0027】
ステップＳ１２０では更に、ビート信号を受信した複数の方位のそれぞれについて、算出したビート周波数ｆ＿ｕｐ（０）、ｆ＿ｄｏｗｎ（０）を用いて、各方位におけるターゲットＴＧの確定距離Ｄｉｓ（０）および確定速度Ｖ（０）を算出する。確定距離および確定速度は、それぞれ、確定的な距離および速度である。
【0028】
具体的には、以下の式（１）～（４）を用いて、方位毎に算出する。
Ｄｉｓ（０）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （１）
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（０）＋ｆ＿ｄｏｗｎ（０））／２ （２）
Ｖ（０）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （３）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（０）－ｆ＿ｕｐ（０））／２ （４）
ここで、Ｃは光速で、Ｔはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域の掃引時間、ＦＭＷはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域の周波数掃引幅、Ｆｌｏｗは掃引開始周波数であり、あらかじめメモリに記録されている。これにより、ビート信号を受信した方位の数だけ、確定距離Ｄｉｓ（０）および確定速度Ｖ（０）の組が算出される。
Ｄｉｓ（０）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （１）
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（０）＋ｆ＿ｄｏｗｎ（０））／２ （２）
Ｖ（０）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （３）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（０）－ｆ＿ｕｐ（０））／２ （４）
ここで、Ｃは光速で、Ｔはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域の掃引時間、ＦＭＷはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域の周波数掃引幅、Ｆｌｏｗは掃引開始周波数であり、あらかじめメモリに記録されている。これにより、ビート信号を受信した方位の数だけ、確定距離Ｄｉｓ（０）および確定速度Ｖ（０）の組が算出される。
【0029】
なお、ここで用いられた式（２）、（４）は、アップチャープ領域では参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低く且つダウンチャープ領域では参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高いという前提に基づく計算式である。仮にアップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係がそのようになっていない場合は、この計算式では正しく確定距離Ｄｉｓ（０）および確定速度Ｖ（０）を算出できない。
【0030】
しかし、図４の処理の開始時には、車両の周囲の物体が急激に車両に近づいたり遠ざかったりする可能性が低いと考えられるので、このような前提で計算しても多くの場合正しい確定距離Ｄｉｓ（０）および確定速度Ｖ（０）が算出される。
【0031】
続いてステップＳ１３０で処理回路７は、変数ｎの値を１だけ増加させる。このように、ステップＳ１１０、Ｓ１２０の処理が１周期目の処理であり、その後、ステップＳ１３０～Ｓ１８０のループが繰り返され、これらループの各々が演算周期の１回分の処理となる。
【0032】
ステップＳ１３０に続いて処理回路７は、ステップＳ１４０で、ビート信号を受信した複数の方位のそれぞれに対して、各ビート信号に基づいて、時点ｎにおけるビート周波数を算出する。すなわち、アップチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ダウンチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）を算出する。これらの算出は、各ビート信号のアップチャープ領域、ダウンチャープ領域に対してＦＦＴ等の離散フーリエ変換を行った結果のピーク周波数を特定することで実現する。これにより、ビート信号を受信した方位の数だけ、ビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の組が算出される。
【0033】
続いて処理回路７は、ステップＳ１５０で、ビート信号を受信した複数の方位のそれぞれに対して、ビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を算出する。暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）は、現時点におけるターゲットＴＧの確定距離Ｄｉｓ（ｎ）の候補となる距離である。
【0034】
各方位における暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）の算出方法は、図５に示す通りである。処理回路７は、ステップＳ１５０において、ビート信号を受信した複数の方位のそれぞれについて、図５の処理を実行する。各々の図５の処理において処理回路７は、まずステップＳ１５１で、対象の方位におけるターゲットＴＧの暫定距離Ｄｃ１（ｎ）を、以下の式により算出する。
Ｄｃ１（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （５）
ここで、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（ｎ）＋ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ））／２ （６）
という式により決定する。この式（６）は、図６に示すように、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低く、ダウンチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高い場合に、正しい距離を算出するための式である。これが、アップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。
Ｄｃ１（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （５）
ここで、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（ｎ）＋ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ））／２ （６）
という式により決定する。この式（６）は、図６に示すように、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低く、ダウンチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高い場合に、正しい距離を算出するための式である。これが、アップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。
【0035】
なお、図６、図７においては、２本の実線が、それぞれ、干渉光Ｌｂ中の参照光Ｌｒの経時的な周波数の変化と反射光Ｌｔｒの経時的な周波数の変化とを示している。また、破線が、仮にターゲットＴＲの速度がゼロであった場合に得られるであろう反射光Ｌｔｒ０の経時的な周波数の変化を示している。
【0036】
ステップＳ１４０で計測されるアップチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）は、｜ｆ＿ｂｅａｔ－ｆｄ｜と定義される。また、ダウンチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）は、｜ｆ＿ｂｅａｔ＋ｆｄ｜と定義される。ここで、参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒ０の周波数の隔たりをｆ＿ｂｅａｔとし、反射光Ｌｔｒの周波数から反射光Ｌｔｒ０の周波数を減算した値をｆｄとする。
【0037】
つまり、算出されるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）は、ｆ＿ｂｅａｔ－ｆｄの正負が違っていても、その違いを反映できない。同様に、算出されるビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）は、ｆ＿ｂｅａｔ＋ｆｄの正負が違っていても、その違いを反映できない。言い換えれば、算出されるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）からは、参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒのどちらの周波数が高いかを特定できない。
【0038】
続いて処理回路７は、ステップＳ１５３で、対象の方位におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）のうち、前者の方が小さいか否かを判定する。前者の方が小さい場合はステップＳ１５５に進み、そうでない場合はステップ１５７に進む。
【0039】
ステップＳ１５５では、対象の方位におけるターゲットＴＧの暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を、以下の式により算出する。
Ｄｃ２（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （７）
ただし、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（ｎ）－ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ））／２ （８）
という式により決定する。この式（８）は、図７に示すように、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高く、ダウンチャープ領域においても参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高い場合に、正しい距離を算出するための式である。すなわち、アップチャープ領域においてｆ＿ｂｅａｔ－ｆｄに負の周波数が発生した場合に正しい距離を算出するための式である。これも、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＜ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の場合にはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。ステップＳ１５５の後は、図５の処理を終了する。
Ｄｃ２（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （７）
ただし、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｕｐ（ｎ）－ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ））／２ （８）
という式により決定する。この式（８）は、図７に示すように、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高く、ダウンチャープ領域においても参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が高い場合に、正しい距離を算出するための式である。すなわち、アップチャープ領域においてｆ＿ｂｅａｔ－ｆｄに負の周波数が発生した場合に正しい距離を算出するための式である。これも、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＜ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の場合にはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。ステップＳ１５５の後は、図５の処理を終了する。
【0040】
また処理回路７は、ステップＳ１５７では、対象の方位におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）のうち、後者の方が小さいか否かを判定する。後者の方が小さい場合はステップＳ１５９に進み、そうでない場合は、すなわち、前者と後者が同じ値の場合は、対象の方位におけるターゲットＴＧの暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を算出することなく、図５の処理を終了する。なお、前者と後者が同じ値の場合に暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を算出しないのは、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）が確定距離Ｄｉｓ（ｎ）となるべきことが明らかだからである。
【0041】
ステップＳ１５９では、対象の方位におけるターゲットＴＧの暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を、以下の式により算出する。
Ｄｃ２（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （９）
ただし、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１０）
という式により決定する。この式（１０）は、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低く、ダウンチャープ領域においても参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低い場合に、正しい距離を算出するための式である。すなわち、ダウンチャープ領域においてｆ＿ｂｅａｔ＋ｆｄに負の周波数が発生した場合に正しい距離を算出するための式である。これも、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＞ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の場合にはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。ステップＳ１５９の後は、図５の処理を終了する。
Ｄｃ２（ｎ）＝ｔＤｉｓ×（１／２）×Ｃ×Ｔ／ＦＭＷ （９）
ただし、ｔＤｉｓは、
ｔＤｉｓ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１０）
という式により決定する。この式（１０）は、アップチャープ領域において参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低く、ダウンチャープ領域においても参照光Ｌｒよりも反射光Ｌｔｒの方が周波数が低い場合に、正しい距離を算出するための式である。すなわち、ダウンチャープ領域においてｆ＿ｂｅａｔ＋ｆｄに負の周波数が発生した場合に正しい距離を算出するための式である。これも、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＞ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の場合にはアップチャープ領域、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係としてあり得る組み合わせの１つである。ステップＳ１５９の後は、図５の処理を終了する。
【0042】
このように、処理回路７は、ステップＳ１５０において、図５の処理を、ビート信号を受信した複数の方位についてそれぞれ行うことで、ビート信号を受信した方位の数と同じ数だけ、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出する。ただし、ビート周波数ｆ＿ｕｐ、ｆ＿ｄｏｗｎが同じになる方位がある例外的な場合は、その方位については暫定距離Ｄｃ２（ｎ）が算出されない。
【0043】
処理回路７は、ステップＳ１５０に続いて、ステップＳ１６０で、現時点のターゲットＴＲの方位毎の推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。その算出の際には、前回（すなわち、ｎ－１回目）の演算周期について確定した１つまたは複数のターゲットＴＲの各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）および確定速度Ｖ（ｎ－１）を用いる。
【0044】
具体的には、例えば、各方位について、Ｄｅ（ｎ）＝Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｖ（ｎ－１）×Δｔという式で、推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。ここで、Δｔは、連続する演算周期間の時間差である。
【0045】
続いてステップＳ１７０では、ステップＳ１５０で算出した暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）とステップＳ１６０で算出した推定距離Ｄｅ（ｎ）の比較に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち一方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選出する。すなわち、推定距離Ｄｅ（ｎ）に鑑みて暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち実際の距離として妥当性が高い方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選出する。
【0046】
なお、ある方位についての暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）と比較する相手は、同じ方位についての推定距離Ｄｅ（ｎ）であってもよいし、それがなければ、同じではないが近傍の方位についての推定距離Ｄｅ（ｎ）であってもよい。近傍としては、例えば１つ隣までの方位であってもよいし、２つ隣までの方位であってもよいし、３以上であるｍ個隣までの方位であってもよい。
【0047】
例えば、図８のように、１回前の演算周期（すなわち時点ｎ－１）において、方位Ｘ－１について確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）が決まり、方位Ｘ－２、Ｘ－３について確定距離Ｄｉｓ（ｎ）、確定速度Ｖ（ｎ－１）が決まらなかったとする。確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）が決まらない例としては、例えばその方位に検知できる物体が存在しなかった等がある。図８の事例では、方位Ｘ－１について確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）が前回の演算周期のステップＳ１７０、Ｓ１８０でそれぞれ１１４．３ｍ、１００ｋｍ／ｈに確定していたとする。なお、図８中の各セルのハイフンは、そのセルに該当する値が決まらなかったことを示す。このことは、他図の表でも同様である。
【0048】
また、図８に示すように、今回の演算周期（すなわち時点ｎ）において、方位Ｘ－１、Ｘ－２について暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）が決まり、方位Ｘ－３について暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）が決まらなかったとする。ある方位について暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）が決まらない例としては、例えばその方位に検知できる物体が存在しなかった等がある。
【0049】
図８の事例では、方位Ｘ－２について、ステップＳ１５１でＤｃ１（ｎ）＝１１４．３ｍと判定され、ステップＳ１５３でｆ＿ｕｐ＜ｆ＿ｄｏｗｎと判定され、ステップＳ１５５でＤｃ２（ｎ）＝１１１．５ｍと判定されたとする。また、方位Ｘ－１について、ステップＳ１５１でＤｃ１（ｎ）＝１１４．３ｍと判定され、ステップＳ１５３でｆ＿ｕｐ＜ｆ＿ｄｏｗｎと判定され、ステップＳ１５５でＤｃ２（ｎ）＝１１１．５ｍと判定されたとする。したがって、この事例では、これら２つの方位については、暫定距離Ｄｃ２（ｎ）は、アップチャープ領域において負の周波数が発生したと仮定した場合のターゲットＴＲまでの距離である。
【0050】
また、図８の事例では、ステップＳ１６０で、方位Ｘ－１について、Ｄｅ（ｎ）＝Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｖ（ｎ－１）×Δｔ＝１１４．３ｍ－（１００ｋｍ／ｈ×１０００／３６００）×０．１ｓ＝１１１．５ｍと、推定距離Ｄｅ（ｎ）が算出される。
【0051】
また、図８の事例では、ステップＳ１７０で、方位Ｘ－１については、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）に対して同じ方位の推定距離Ｄｅ（ｎ）が算出されているので、これが比較対象となる。
【0052】
具体的には、処理回路７は、方位Ｘ－１の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち、同じ方位の推定距離Ｄｅ（ｎ）との誤差の絶対値が所定の基準値Ｘ以下である方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択する。暫定距離Ｄｃ１（ｎ）と暫定距離Ｄｃ２（ｎ）は、基本的にはどちらかが正しく、かつ、両者の値の乖離はこの基準値Ｘより十分大きくなるよう基準値Ｘが設定されているので、このような比較により適切な暫定距離を選ぶことができる。
【0053】
また、基準値Ｘは、光干渉測定装置１０によるターゲットＴＲまでの確定距離Ｄｉｓ（ｎ）の算出値のばらつき（すなわち、頻度分布）の標準偏差の３倍以上となるよう、あらかじめ定められている。確定距離Ｄｉｓ（ｎ）の算出値のばらつきについては、あらかじめ同じ構成の光干渉測定装置１０を用いた実験によって特定可能である。基準値Ｘは、推定距離Ｄｅ（ｎ）の１％と定められてもよい。
【0054】
図８の事例では、方位Ｘ－１の暫定距離Ｄｃ２（ｎ）と方位Ｘ－１の推定距離Ｄｅ（ｎ）の乖離が基準値Ｘ以下となっており、方位Ｘ－１の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）と方位Ｘ－１の推定距離Ｄｅ（ｎ）の乖離が基準値Ｘを超えている。したがって、方位Ｘ－１の暫定距離Ｄｃ２（ｎ）すなわち１１１．５ｍが方位Ｘ－１の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択される。
【0055】
また、図８の事例では、ステップＳ１７０で、方位Ｘ－２については、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）に対して同じ方位の推定距離Ｄｅ（ｎ）が算出されていない。そこで、方位Ｘ－２の所定の近傍の方位（例えば隣となる方位）である方位Ｘ－１における推定距離Ｄｅ（ｎ）が比較対象となる。
【0056】
具体的には、処理回路７は、方位Ｘ－２の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち、方位Ｘ－１の推定距離Ｄｅ（ｎ）との誤差の絶対値が所定の基準値Ｘ以下である方を選択する。図８の事例では、方位Ｘ－２の暫定距離Ｄｃ２（ｎ）と方位Ｘ－１の推定距離Ｄｅ（ｎ）の乖離が基準値Ｘ以下となっており、方位Ｘ－２の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）と方位Ｘ－１の推定距離Ｄｅ（ｎ）の乖離が基準値Ｘを超えている。したがって、方位Ｘ－２の暫定距離Ｄｃ２（ｎ）すなわち１１１．５ｍが方位Ｘ－２の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択される。その他の方位については、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）は決まらない。
【0057】
なお、ある方位について、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＝ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）であることによりステップＳ１５７でｆ＿ｕｐ（ｎ）＞ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）でないと判定された結果、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）は算出されたが暫定距離Ｄｃ２（ｎ）は算出されない場合がある。その場合、処理回路７は、ステップＳ１７０で、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として暫定よりＤｃ１（ｎ）を採用する。
【0058】
ステップＳ１７０に続くステップＳ１８０では、処理回路７は、ステップＳ１７０で各方位にて決定された確定距離Ｄｉｓ（ｎ）に基づいて、方位毎に、ビート周波数正負の判定および確定速度Ｖ（ｎ）を決定する。まず、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として前者が選択された場合は、ビート周波数正負判定は正と判定され、後者が選択された場合は、ビート周波数正負判定は負と判定される。したがって、図８の事例では、方位Ｘ－１、Ｘ－２の両方について、ビート周波数正負判定は負と判定される。
【0059】
そして、正と判定された場合は、確定速度Ｖ（ｎ）は、同じ方位におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）に基づいて、以下の式で算出される。
Ｖ（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （１１）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１２）
また、負と判定された場合は、確定速度Ｖ（ｎ）は、同じ方位におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）に基づいて、以下の式で算出される。
Ｖ（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （１３）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１４）
ただし、式（１４）は、ステップＳ１５３で同じ方位についてｆ＿ｕｐ＜ｆ＿ｄｏｗｎと判定された場合の算出式である。ステップＳ１５７で同じ方位についてｆ＿ｕｐ＞ｆ＿ｄｏｗｎと判定された場合は、式（１４）は、下記式（１５）に置き換えられる。
Ｖｄｉｆｆ＝－（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１５）
このようにして、１つまたは複数の方位について、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）および確定速度Ｖ（ｎ）が算出される。
Ｖ（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （１１）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１２）
また、負と判定された場合は、確定速度Ｖ（ｎ）は、同じ方位におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）に基づいて、以下の式で算出される。
Ｖ（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （１３）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１４）
ただし、式（１４）は、ステップＳ１５３で同じ方位についてｆ＿ｕｐ＜ｆ＿ｄｏｗｎと判定された場合の算出式である。ステップＳ１５７で同じ方位についてｆ＿ｕｐ＞ｆ＿ｄｏｗｎと判定された場合は、式（１４）は、下記式（１５）に置き換えられる。
Ｖｄｉｆｆ＝－（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （１５）
このようにして、１つまたは複数の方位について、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）および確定速度Ｖ（ｎ）が算出される。
【0060】
ステップＳ１８０の後、処理は次の演算周期のステップＳ１３０に戻る。このような処理を繰り返すことで処理回路７は、逐次、複数の方位の確定的な位置的挙動である確定距離および確定速度を算出する。なお、位置的挙動は、距離、速度、加速度、その他位置に関する挙動全般を包含するものである。
【0061】
これら確定距離および確定速度は、車両内の他の装置に出力され、当該他の装置において、乗員等のユーザへの通知、車両の挙動の制御等に用いられる。あるいは、処理回路７が、これら確定距離および確定速度を用いて、報知装置を用いて乗員等のユーザへの通知を行い、駆動装置、制動装置、操舵装置等のアクチュエータを用いての車両の挙動の制御を行ってもよい。
【0062】
［１］以上の通り、処理回路７は、各時点ｎにおいて、アップチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係、および、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを２個抽出する。具体的には、ステップＳ１５１、Ｓ１５５で２個抽出するか、あるいは、ステップＳ１５１、Ｓ１５７で２個抽出する。
【0063】
そして処理回路７は、それら複数個の組み合わせをそれぞれ前提とする計算手法で、時点ｎにおけるターゲットＴＲの複数個の暫定的な位置的挙動として、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出する。この処理も、ステップＳ１５１、Ｓ１５５で、あるいは、ステップＳ１５１、Ｓ１５７で実行される。
【0064】
そして処理回路７は、時点ｎよりも前の時点におけるターゲットＴＲの位置的挙動である確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち１つを選択する。そして選択したものを、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動である確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として決定する。
【0065】
このように、光干渉測定装置１０は、過去の時点におけるターゲットＴＲの位置的挙動から、今回の時点における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係として妥当なものを選ぶ。このようにすることで、異なる２波長を用いる方法とは別の方法で、今回の時点における位置的挙動を、適切に決定することができる。
【0066】
なお、本実施形態のような処理を用いて参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係を特定する場合に、特許文献１のような２波長の光源を用いたりＩＱ信号を用いたりする手法を併用することが排除されるわけではない。
【0067】
［２］また、処理回路７は、時点ｎよりも前の時点におけるターゲットＴＲの位置的挙動に基づいて、時点ｎにおけるターゲットＴＲの推定上の位置的挙動として推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。そして、推定距離Ｄｅ（ｎ）と複数個の暫定的な位置的挙動との比較に基づいて、複数個の暫定的な位置的挙動のうち１つの暫定的な位置的挙動を、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動として決定する。このようにすることで、適切にターゲットＴＲの確定的な位置的挙動を決定することができる。
【0068】
［３］また、アップチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）とダウンチャープ領域におけるビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）のうち、前者の方が小さい場合と、後者の方が小さい場合とで、上記複数個の組み合わせの抽出方法が異なる。
【0069】
すなわち前者の方が小さい場合、ダウンチャープ領域で参照光Ｌｒより反射光Ｌｔｒの方が周波数方が大きく、かつ、アップチャープ領域で参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係が異なる２つの組み合わせを、２個の組み合わせとして抽出する。例えば、図６、図７の例に対応する２つの組み合わせを抽出する。
【0070】
また、後者の方が小さい場合、アップチャープ領域において参照光Ｌｒより反射光Ｌｔｒの方が周波数が小さく、かつ、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係が異なる２つの組み合わせを、複数個の組み合わせとして抽出する。
【0071】
こうするのは、アップチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）の方がダウンチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）よりも小さい場合は、ダウンチャープ領域において参照光Ｌｒより反射光Ｌｔｒの方が周波数方が小さいという可能性がないからである。また、ダウンチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の方がアップチャープ領域のビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）よりも小さい場合は、アップチャープ領域において参照光Ｌｒより反射光Ｌｔｒの方が周波数方が大きいという可能性がないからである。
【0072】
このようにすることで、暫定的な位置的挙動として、現実的にあり得ないものの算出を省略することができ、ひいては、処理負荷を効率的に低減することができる。
【0073】
［４］また、処理回路７は、複数の方位のうち或る１つの方位（例えば方位Ｘ－２）について、ターゲットＴＲの暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出したとする。その場合、処理回路７は、複数の方位のうち当該１つの方位とは異なる他の方位（例えば方位Ｘ－１）の確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）に基づいて、当該１つの方位の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうちから１つの暫定距離を選択する。そして、選択した暫定距離を、当該１つの方位についてのターゲットＴＲの確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として決定する。
【0074】
このように、或る方位における時点ｎの暫定的な位置的距離を、別の方位における過去のターゲットＴＲの確定的な位置的挙動に基づいて、選択することで、より広範囲な方位についてターゲットＴＲの確定的な位置的挙動を選択することができる。
【0075】
［５］また、処理回路７は、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち、推定距離Ｄｅ（ｎ）に対する誤差の絶対値が所定の基準値Ｘ以下であるものを、ターゲットＴＲの確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として決定する。このようにすることで、適切に確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を算出することができる。
【0076】
［６］そして、基準値Ｘは、光干渉測定装置１０の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）の算出値のばらつきの標準偏差の３倍以上である。このようにすることで、光干渉測定装置１０の性能に合わせた基準値Ｘが設定される。
【0077】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、ハードウェア構成は第１実施形態と同じであるが、処理回路７の処理内容が第１実施形態に対して異なっている。具体的には、本実施形態の処理回路７は、図４の処理に代えて図９の処理を行う。図９の処理において、ステップＳ１１０～Ｓ１６０、Ｓ１８０の処理内容は、図４の同じステップ番号の処理内容と同じである。
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、ハードウェア構成は第１実施形態と同じであるが、処理回路７の処理内容が第１実施形態に対して異なっている。具体的には、本実施形態の処理回路７は、図４の処理に代えて図９の処理を行う。図９の処理において、ステップＳ１１０～Ｓ１６０、Ｓ１８０の処理内容は、図４の同じステップ番号の処理内容と同じである。
【0078】
処理回路７は、ステップＳ１６０に続くステップＳ１６５では、今回の演算周期におけるターゲットＴＲの同じ方位の加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）を算出する。加速度Ａｃｃ１（ｎ）は暫定距離Ｄｃ１（ｎ）を前提とする加速度であり、加速度Ａｃｃ２（ｎ）は暫定距離Ｄｃ２（ｎ）を前提とする加速度である。その算出には、前回の演算周期（すなわち、時点ｎ－１）における各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）および今回の演算周期における各方位の暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を用いる。
【0079】
加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）の算出式は、例えば、
Ａｃｃ１（ｎ）＝（２／ｇ）×（－Ｄｃ１（ｎ）＋Ｄｉｓ（ｎ－１）＋Ｖ（ｎ－１）
×Δｔ）／Δｔ２ （１６）
Ａｃｃ２（ｎ）＝（２／ｇ）×（－Ｄｃ２（ｎ）＋Ｄｉｓ（ｎ－１）＋Ｖ（ｎ－１）
×Δｔ）／Δｔ２ （１７）
という式で算出されてもよいし、あるいは、
Ａｃｃ１（ｎ）＝（１／２／ｇ）×（Ｖｃ１（ｎ）２－Ｖ（ｎ－１））２
／（Ｄｃ１（ｎ）－Ｄｉｓ（ｎ－１）） （１８）
Ａｃｃ２（ｎ）＝（１／２／ｇ）×（Ｖｃ２（ｎ）２－Ｖ（ｎ－１））２
／（Ｄｃ２（ｎ）－Ｄｉｓ（ｎ－１）） （１９）
という式で算出されてもよい。
Ａｃｃ１（ｎ）＝（２／ｇ）×（－Ｄｃ１（ｎ）＋Ｄｉｓ（ｎ－１）＋Ｖ（ｎ－１）
×Δｔ）／Δｔ２ （１６）
Ａｃｃ２（ｎ）＝（２／ｇ）×（－Ｄｃ２（ｎ）＋Ｄｉｓ（ｎ－１）＋Ｖ（ｎ－１）
×Δｔ）／Δｔ２ （１７）
という式で算出されてもよいし、あるいは、
Ａｃｃ１（ｎ）＝（１／２／ｇ）×（Ｖｃ１（ｎ）２－Ｖ（ｎ－１））２
／（Ｄｃ１（ｎ）－Ｄｉｓ（ｎ－１）） （１８）
Ａｃｃ２（ｎ）＝（１／２／ｇ）×（Ｖｃ２（ｎ）２－Ｖ（ｎ－１））２
／（Ｄｃ２（ｎ）－Ｄｉｓ（ｎ－１）） （１９）
という式で算出されてもよい。
【0080】
ここで、ｇは重力加速度（すなわち、９．８０６６５ｍ／ｓ２）である。ここで、暫定速度Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ）は、現時点におけるターゲットＴＧの確定速度Ｖ（ｎ）の候補となる距離である。暫定速度Ｖｃ１（ｎ）は、以下の式（２０）、（２１）によって算出される。
Ｖｃ１（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （２０）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２１）
また、暫定速度Ｖｃ２（ｎ）は、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＜ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）である場合は以下の式（２２）、（２３）によって算出され、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＞ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）である場合は以下の式（２２）、（２４）によって算出される。
Ｖｃ２（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （２２）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２３）
Ｖｄｉｆｆ＝－（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２４）
Ｖｃ１（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （２０）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）－ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２１）
また、暫定速度Ｖｃ２（ｎ）は、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＜ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）である場合は以下の式（２２）、（２３）によって算出され、ｆ＿ｕｐ（ｎ）＞ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）である場合は以下の式（２２）、（２４）によって算出される。
Ｖｃ２（ｎ）＝Ｖｄｉｆｆ×（１／２）×Ｃ／Ｆｌｏｗ （２２）
Ｖｄｉｆｆ＝（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２３）
Ｖｄｉｆｆ＝－（ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）＋ｆ＿ｕｐ（ｎ））／２ （２４）
【0081】
なお、ある方位についての加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）は、同じ方位についての確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）を用いて算出されてもよい。しかし、それがなければ、同じではないが近傍の方位についての確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）を用いて算出されてもよい。近傍としては、例えば１つ隣までの方位であってもよいし、２つ隣までの方位であってもよいし、３以上であるｍ個隣までの方位であってもよい。
【0082】
例えば、図１０に示すように、第１実施形態の図８の事例と同様に方位Ｘ－１、Ｘ－２、Ｘ－３についての確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、暫定距離Ｄｃ２（ｎ）、推定距離Ｄｅ（ｎ）が算出されたとする。
【0083】
更に図１０の事例ではステップＳ１６５で方位Ｘ－１について上記式（１６）によりＡｃｃ１（ｎ）＝２×｛－（１１４．３ｍ－１１４．３ｍ）－（１００ｋｍ／ｈ×１０００／３６００×０．１ｓ）｝／０．０１／９．８０６６５＝－５６．６５Ｇと算出される。また、方位Ｘ－１について、上記式（１７）により、Ａｃｃ２（ｎ）＝２×｛－（１１１．５ｍ－１１４．３ｍ）－（１００ｋｍ／ｈ×１０００／３６００×０．１ｓ）｝／０．０１／９．８０６６５＝０Ｇと算出される。
【0084】
この際、式（１６）、（１７）において、確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）については、同じ方位Ｘ－１における値があるので、それらが用いられる。
【0085】
また図１０の事例ではステップＳ１６５で方位Ｘ－２について上記式（１６）によりＡｃｃ１（ｎ）＝２×｛－（１１４．３ｍ－１１４．３ｍ）－（１００ｋｍ／ｈ×１０００／３６００×０．１ｓ）｝／０．０１／９．８０６６５＝－５６．６５Ｇと算出される。また、方位Ｘ－１について、上記式（１７）により、Ａｃｃ２（ｎ）＝２×｛－（１１１．５ｍ－１１４．３ｍ）－（１００ｋｍ／ｈ×１０００／３６００×０．１ｓ）｝／０．０１／９．８０６６５＝０Ｇと算出される。
【0086】
この際、式（１６）、（１７）において、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）については、同じ方位Ｘ－２における値が用いられる。しかし、確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）については、同じ方位Ｘ－２における値がないので、１つ隣の方位Ｘ－１の値が用いられる。
【0087】
続いてステップＳ１７０では、ステップＳ１５０で算出した暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）とステップＳ１６０で算出した推定距離Ｄｅ（ｎ）の比較に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち一方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として算出する。ただしこの際、ステップＳ１６５で算出された加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）も加味する。
【0088】
具体的には、処理回路７は、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち、推定距離Ｄｅ（ｎ）との誤差の絶対値が所定の基準値Ｘ以下であり、かつ、対応する加速度の値が所定の許容値以下である方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択する。ここで、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）に対応する加速度は、加速度Ａｃｃ１（ｎ）であり、暫定距離Ｄｃ２（ｎ）に対応する加速度は、加速度Ａｃｃ２（ｎ）である。許容値は、２Ｇ以下の値（例えば２Ｇ）であってもよい。ここで、２Ｇは、重力加速度を単位とする量（すなわち、重力加速度の２倍）である。
【0089】
あるいは、処理回路７は、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）と推定距離Ｄｅ（ｎ）との比較は行わず、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち、対応する加速度の値が所定の許容値以下である方を確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択してもよい。
【0090】
図１０の事例では、どちらの判定基準によっても、暫定距離Ｄｃ２が確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として選択される。なお、ある方位についての暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）と比較する相手は、同じ方位についての推定距離Ｄｅ（ｎ）であってもよいし、それがなければ、同じではないが近傍の方位についての推定距離Ｄｅ（ｎ）であってもよい。近傍としては、例えば１つ隣までの方位であってもよいし、２つ隣までの方位であってもよいし、３以上であるｍ個隣までの方位であってもよい。
【0091】
また、ある方位についての対応する加速度は、同じ方位についての加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）であってもよいし、それがなければ、同じではないが近傍の方位についての加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）であってもよい。近傍としては、例えば１つ隣までの方位であってもよいし、２つ隣までの方位であってもよいし、３以上であるｍ個隣までの方位であってもよい。
【0092】
［１］以上の通り、処理回路７は、時点ｎよりも前の時点ｎ－１におけるターゲットＴＲの位置的挙動である確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）用いた計算をする。すなわち、時点ｎ－１におけるこれらターゲットＴＲの位置的挙動に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のそれぞれに対応するターゲットＴＲの複数個の加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）を算出する。そして、算出した加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）に基づいて、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうち１つを、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として決定する。このようにすることで、物体の位置的挙動にとって重要な物理量である加速度という観点から、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のどちらが妥当かを判定することができる。
【0093】
［２］また、処理回路７は、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）のうち所定の許容値以下である方の加速度に対応する暫定距離Ｄｃ１（ｎ）を、ターゲットＴＲの確定距離Ｄｉｓ（ｎ）として決定する。そして許容値は、２Ｇ以下である。このように、加速度という物理量の性質に応じた許容値を設定することができる。なお、本実施形態と第１実施形態で同様の構成からは、同様の効果が得られる。
【0094】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は、ハードウェア構成は第２実施形態と同じであるが、処理回路７の処理内容が第２実施形態に対して異なっている。具体的には、本実施形態の処理回路７は、図９の処理に代えて図１１の処理を行う。図１１の処理において、ステップＳ１１０～Ｓ１５０、Ｓ１６５～Ｓ１８０の処理内容は、図４の同じステップ番号の処理内容と同じであり、ステップＳ１６０の処理内容は、図４のステップＳ１６０と異なる。
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は、ハードウェア構成は第２実施形態と同じであるが、処理回路７の処理内容が第２実施形態に対して異なっている。具体的には、本実施形態の処理回路７は、図９の処理に代えて図１１の処理を行う。図１１の処理において、ステップＳ１１０～Ｓ１５０、Ｓ１６５～Ｓ１８０の処理内容は、図４の同じステップ番号の処理内容と同じであり、ステップＳ１６０の処理内容は、図４のステップＳ１６０と異なる。
【0095】
すなわち、処理回路７は、ステップＳ１５０に続くステップＳ１６０では、処理回路７は、時点ｎ－１のみならず、時点ｎ－１よりも前の時点におけるターゲットの情報（すなわち、確定距離、確定速度等）に基づいて、各方位の推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。
【0096】
例えば、時点ｎ－１における確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）および時点ｎ－２における確定距離Ｄｉｓ（ｎ－２）、確定速度Ｖ（ｎ－２）を用いて、以下の式（２５）、（２６）により時点ｎの推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。
Ｄｅ（ｎ）＝Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｖ（ｎ－１）×Δｔ
＋Ａｃｃｅ／２×Δｔ２ （２５）
Ａｃｃｅ＝２×｛－（Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｄｉｓ（ｎ－２））－Ｖ（ｎ－２）×Δｔ｝
×Δｔ２ （２６）
ここで、Ａｃｃｅは、時点ｎ－１におけるターゲットＴＲの推定加速度である。
Ｄｅ（ｎ）＝Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｖ（ｎ－１）×Δｔ
＋Ａｃｃｅ／２×Δｔ２ （２５）
Ａｃｃｅ＝２×｛－（Ｄｉｓ（ｎ－１）－Ｄｉｓ（ｎ－２））－Ｖ（ｎ－２）×Δｔ｝
×Δｔ２ （２６）
ここで、Ａｃｃｅは、時点ｎ－１におけるターゲットＴＲの推定加速度である。
【0097】
なお、各方位において推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出するときに用いる確定距離Ｄｉｓ（ｎ－１）、確定速度Ｖ（ｎ－１）、確定距離Ｄｉｓ（ｎ－２）、確定速度Ｖ（ｎ－２）は、同じ方位における量である。
【0098】
【0099】
［１］以上の通り、処理回路７は、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動を演算するための演算周期における時点ｎよりも１回前および２回前の時点ｎ－１、ｎ－２のターゲットの位置的挙動に基づいて、推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。具体的には、時点ｎ－１、ｎ－２の確定距離、確定速度に基づいて推定加速度Ａｃｃｅを算出し、この推定加速度Ａｃｃｅと時点ｎ－１、ｎ－２の確定距離、確定速度に基づいて、推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出する。このようにすることで、より精度の高い推定距離Ｄｅ（ｎ）を算出することができる。なお、本実施形態と第１、第２実施形態で同様の構成からは、同様の効果が得られる。
【0100】
なお、第１～第３実施形態において、処理回路７が、ステップＳ１５０を実行することで算出部として機能し、ステップＳ１６０～Ｓ１８０を実行することで決定部として機能する。
【0101】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
【0102】
また、本開示に記載の処理回路７およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の処理回路７およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の処理回路７およびその手法は、一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【0103】
（変形例１）
上記第１～第３実施形態では、処理回路７は、ステップＳ１７０において、各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を、同じ方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に基づいて算出する場合がある。また、ステップＳ１７０において、各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を、異なる方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に基づいて算出する場合もある。そして、そのどちらにおいても、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を最終的な値として採用している。
上記第１～第３実施形態では、処理回路７は、ステップＳ１７０において、各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を、同じ方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に基づいて算出する場合がある。また、ステップＳ１７０において、各方位の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を、異なる方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に基づいて算出する場合もある。そして、そのどちらにおいても、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を最終的な値として採用している。
【0104】
しかし、必ずしもそのようになっていなくてもよい。例えば、処理回路７は、同じ方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に基づいて算出した確定距離Ｄｉｓ（ｎ）は最終的な値として採用してもよい。しかし、異なる方位における推定距離Ｄｅ（ｎ）等に基づいて算出した確定距離Ｄｉｓ（ｎ）は仮の値としてもよい。その場合、処理回路７は、ある方位Ａ１について仮の値とした確定距離Ｄｉｓ（ｎ）については、追加の判定を行ってもよい。すなわち、その確定距離Ｄｉｓ（ｎ）の決定に用いた推定距離Ｄｅ（ｎ）、加速度Ａｃｃ１（ｎ）、Ａｃｃ２（ｎ）等に対応する方位Ａ２において、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）が最終的な値として算出されているか否かを判定してもよい。そして、算出されている場合は、方位Ａ１について仮の確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を最終的な値として採用し、算出されていない場合は、方位Ａ１について最終的な確定距離Ｄｉｓ（ｎ）は算出されなかったとしてもよい。
【0105】
（変形例２）
上記第１～第３実施形態では、ステップＳ１５０で、アップチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを、２組抽出している。そして、抽出した２組に対応する暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出している。また、どれを抽出するかは、ビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の大小関係に応じて決められている。しかし、必ずしも抽出する数は２組でなくてもよく、３組であってもよい。
上記第１～第３実施形態では、ステップＳ１５０で、アップチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを、２組抽出している。そして、抽出した２組に対応する暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出している。また、どれを抽出するかは、ビート周波数ｆ＿ｕｐ（ｎ）、ｆ＿ｄｏｗｎ（ｎ）の大小関係に応じて決められている。しかし、必ずしも抽出する数は２組でなくてもよく、３組であってもよい。
【0106】
（変形例３）
上記第１～第３実施形態では処理回路７はステップＳ１５０で、アップチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを複数組抽出している。そして、抽出した複数組に対応するターゲットＴＲの暫定的な位置的挙動として、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出している。そして、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうちから、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動として、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を選び、選んだ確定距離Ｄｉｓ（ｎ）に基づいて確定速度Ｖ（ｎ）を算出している。
上記第１～第３実施形態では処理回路７はステップＳ１５０で、アップチャープ領域における参照光Ｌｒと反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係、ダウンチャープ領域における参照光Ｌｒの周波数と反射光Ｌｔｒの周波数の大小関係の組み合わせを複数組抽出している。そして、抽出した複数組に対応するターゲットＴＲの暫定的な位置的挙動として、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）を算出している。そして、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）のうちから、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動として、確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を選び、選んだ確定距離Ｄｉｓ（ｎ）に基づいて確定速度Ｖ（ｎ）を算出している。
【0107】
しかし、抽出した複数組に対応するターゲットＴＲの暫定的な位置的挙動として算出されるのは、暫定距離Ｄｃ１（ｎ）、Ｄｃ２（ｎ）ではなく、第２実施形態で説明した暫定速度Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ）であってもよい。
【0108】
この場合、処理回路７は、時点ｎよりも前のターゲットＴＲの位置的挙動に基づいて、時点ｎにおけるターゲットＴＲの推定上の位置的挙動として、ターゲットＴＲの速度の推定値である推定速度Ｖｅ（ｎ）を算出してもよい。そして処理回路７は、暫定速度Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ）と推定速度Ｖｅ（ｎ）との比較に基づいて、暫定速度Ｖｃ１（ｎ）、Ｖｃ２（ｎ）のうちから、ターゲットＴＲの確定的な位置的挙動として、確定速度Ｖ（ｎ）を選んでもよい。そして、選んだ確定速度Ｖ（ｎ）に基づいて確定距離Ｄｉｓ（ｎ）を算出してもよい。
【0109】
（変形例４）
上記実施形態においては、光学系は光ファイバを用いたものが例示されているが、光学系としては、コリメータ、偏光ビームスプリッタ、波長板等を有する空間光学系が採用されてもよい。
上記実施形態においては、光学系は光ファイバを用いたものが例示されているが、光学系としては、コリメータ、偏光ビームスプリッタ、波長板等を有する空間光学系が採用されてもよい。
【0110】
（変形例５）
上記実施形態においては、光干渉測定装置１０は車両に搭載されているが、車両以外の場所に設置されていてもよい。また、光干渉測定装置１０のうち、処理回路７以外が車両に搭載され、処理回路７は車両以外の場所に搭載され、無線通信等を用いて処理回路７以外と信号の授受を行ってもよい。
上記実施形態においては、光干渉測定装置１０は車両に搭載されているが、車両以外の場所に設置されていてもよい。また、光干渉測定装置１０のうち、処理回路７以外が車両に搭載され、処理回路７は車両以外の場所に搭載され、無線通信等を用いて処理回路７以外と信号の授受を行ってもよい。
【符号の説明】
【0111】
１ 光源
２、３、４、５ 光学系
６ 光検出器
７ 処理回路
１０ 光干渉測定装置
２、３、４、５ 光学系
６ 光検出器
７ 処理回路
１０ 光干渉測定装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】