特許 7559796 センサ制御装置、センサ制御方法、センサ制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】センサ制御装置、センサ制御方法、センサ制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/894 20200101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

G01S17/894

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022067211

(22)【出願日】2022-04-14

(65)【公開番号】P2022183018

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-12-06

(31)【優先権主張番号】P 2021088763

(32)【優先日】2021-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(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】上杉 浩

(72)【発明者】

【氏名】柳井 謙一

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０７５４０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１７２２６２１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００２５８８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０３９２７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６５６７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － Ｇ０１Ｓ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － Ｇ０１Ｓ １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサ（１ｂ）を有し、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、前記検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するセンサ制御装置（１）であって、
前記プロセッサは、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
前記検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度以上に設定することと、
発光による前記照明光に対して前記距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して前記強度画像を取得する強度画像取得期間において、前記暗環境エリアに対する前記照明光の発光量（Ｌｉ）を、前記暗環境範囲内の前記環境光量及び前記強度画像の解像度に応じて調整することとを、実行するように構成され、
前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することは、
前記暗環境範囲内での前記環境光量の不足を補完するように、前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することを、含むセンサ制御装置。

【請求項2】

前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することは、
前記受光強度が飽和強度以下となるように、前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することを、含む請求項１に記載のセンサ制御装置。

【請求項3】

前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することは、
前記強度画像を取得する今回フレームでの、前記暗環境エリアに対する前記照明光の発光回数を調整することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項4】

前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することは、
前記強度画像を取得する今回フレームでの、前記暗環境エリアに対する前記照明光の発光パワーを調整することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項5】

前記検出エリアのうち、前記環境光量が明環境範囲（Ｒｂ）内となる明環境エリア（αｂ）に対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度以上に設定することと、
前記強度画像取得期間において、前記明環境エリアに対する前記照明光の前記発光量を、零に調整することとを、
さらに実行するように構成される請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項6】

前記強度画像の解像度を設定することは、
前記暗環境エリアに対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度以上、且つ前記明環境エリアに対する場合の解像度以下に設定することを含む請求項５に記載のセンサ制御装置。

【請求項7】

前記強度画像の解像度を設定することは、
前記暗環境エリアに対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度と等しく設定することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項8】

前記強度画像の解像度を設定することは、
前記強度画像を取得した前回フレームでの前記受光強度及び前記発光量に基づき、前記強度画像を取得する今回フレームでの前記暗環境範囲内の前記環境光量を予測することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項9】

前記強度画像に基づき観測される前記物標までの、前記離間距離を前記距離画像から抽出することを、
さらに実行するように構成される請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項10】

前記強度画像を取得することは、
前記暗環境エリアに対して調整された前記発光量が前記光学センサの発光上限量（Ｌｍ）を超過する場合に、前記強度画像における前記暗環境エリアからの前記受光強度を当該発光上限量に基づき補正することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項11】

前記強度画像の解像度を設定することは、
前記暗環境エリアに対して調整された前記発光量が前記光学センサの発光上限量（Ｌｍ）を超過する場合に、前記強度画像における前記暗環境エリアに対しての解像度を当該発光上限量に基づき再設定することを、含む請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。

【請求項12】

車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、前記検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）により実行されるセンサ制御方法であって、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
前記検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度以上に設定することと、
発光による前記照明光に対して前記距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して前記強度画像を取得する強度画像取得期間において、前記暗環境エリアに対する前記照明光の発光量（Ｌｉ）を、前記暗環境範囲内の前記環境光量及び前記強度画像の解像度に応じて調整することとを、含み、
前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することは、
前記暗環境範囲内での前記環境光量の不足を補完するように、前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整することを、含むセンサ制御方法。

【請求項13】

記憶媒体（１ａ）に記憶され、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、前記検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）に実行させる命令を含むセンサ制御プログラムであって、
前記命令は、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得させることと、
前記光学センサにより検出された前記反射光に基づく物理量として、前記検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得させることと、
前記検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、前記強度画像の解像度を前記距離画像の解像度以上に設定させることと、
発光による前記照明光に対して前記距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して前記強度画像を取得する強度画像取得期間において、前記暗環境エリアに対する前記照明光の発光量（Ｌｉ）を、前記暗環境範囲内の前記環境光量及び前記強度画像の解像度に応じて調整させることとを、含み、
前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整させることは、
前記暗環境範囲内での前記環境光量の不足を補完するように、前記暗環境エリアに対する前記発光量を調整させることを、含むセンサ制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学センサを制御するセンサ制御技術に、関する。

【背景技術】

【0002】

車両の外界に設定される検出エリアへ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサは、広く知られている。このような光学センサを制御するために特許文献１に開示されるセンサ制御技術は、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像の解像度と、検出エリアからの背景光強度を表す背景光画像の解像度とを、画素サイズの調整により可変設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１６５６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示のセンサ制御技術において、例えば夜間等の暗環境では、照射光に対する反射光が受光されない期間に、受光強度を確保すべく、解像度の低下した背景光画像が取得されてしまう。その結果、検出能力として、背景光画像から物標を特定する分解能を、低下させる懸念があった。

【0005】

本開示の課題は、検出能力を高めるセンサ制御装置を、提供することにある。本開示の別の課題は、検出能力を高めるセンサ制御方法を、提供することにある。本開示のさらに別の課題は、検出能力を高めるセンサ制御プログラムを、提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

本開示の第一態様は、
プロセッサ（１ｂ）を有し、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するセンサ制御装置（１）であって、
プロセッサは、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定することと、
発光による照明光に対して距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して強度画像を取得する強度画像取得期間において、暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整することとを、実行するように構成され、
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
暗環境範囲内での環境光量の不足を補完するように、暗環境エリアに対する発光量を調整することを、含む。

【0008】

本開示の第二態様は、
車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）により実行されるセンサ制御方法であって、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定することと、
発光による照明光に対して距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して強度画像を取得する強度画像取得期間において、暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整することとを、含み、
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
暗環境範囲内での環境光量の不足を補完するように、暗環境エリアに対する発光量を調整することを、含む。

【0009】

本開示の第三態様は、
記憶媒体（１ａ）に記憶され、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）に実行させる命令を含むセンサ制御プログラムであって、
命令は、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得させることと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得させることと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定させることと、
発光による照明光に対して距離画像を取得する距離画像取得期間とは前後して強度画像を取得する強度画像取得期間において、暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整させることとを、含み、
暗環境エリアに対する発光量を調整させることは、
暗環境範囲内での環境光量の不足を補完するように、暗環境エリアに対する発光量を調整させることを、含む。

【0010】

第一～第三態様の検出エリアからの反射光検出によると、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像と、検出エリアからの受光強度を表す強度画像とが、取得される。そこで検出エリアのうち、環境光量が暗環境範囲内となる暗環境エリアに対しては、強度画像の解像度が距離画像の解像度以上に設定されることに加え、それら暗環境範囲内での環境光量及び強度画像の解像度に応じて照明光の発光量が調整される。これによれば、強度画像の解像度を高めても、環境光量の不足する暗環境エリアに対して当該解像度に適した発光量が反映され得る強度画像では、受光強度不足を解消することができる。故に、検出能力として強度画像における物標の分解能を、高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第一実施形態による検出システムの全体構成を示す模式図である。

【図2】第一実施形態による光学センサの詳細構成を示す模式図である。

【図3】第一実施形態による投光器を示す模式図である。

【図4】第一実施形態による受光器を示す模式図である。

【図5】第一実施形態による検出フレームを示すタイムチャートである。

【図6】第一実施形態によるセンサ制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図7】第一実施形態による距離画像を説明するための模式図である。

【図8】第一実施形態による距離画像を説明するための模式図である。

【図9】第一実施形態による距離画像を説明するための模式図である。

【図10】第一実施形態による距離画像を説明するための模式図である。

【図11】第一実施形態による距離画像を説明するための模式図である。

【図12】第一実施形態による検出エリアの区分エリアを示す模式図である。

【図13】第一実施形態による強度画像を説明するための模式図である。

【図14】第一実施形態による強度画像を説明するための模式図である。

【図15】第一実施形態による強度画像を説明するための模式図である。

【図16】第一実施形態による強度画像を説明するための模式図である。

【図17】第一実施形態による強度画像を説明するための模式図である。

【図18】第一実施形態によるセンサ制御方法を示すフローチャートである。

【図19】第二実施形態によるセンサ制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図20】第二実施形態によるセンサ制御方法を示すフローチャートである。

【図21】第三実施形態によるセンサ制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図22】第三実施形態によるセンサ制御方法を示す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、本開示の実施形態を図面に基づき複数説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

【0013】

図１に示すように本開示の第一実施形態は、光学センサ１０及びセンサ制御装置１を含んで構成される検出システム２に関する。検出システム２は、車両５に搭載される。

【0014】

車両５は、自動運転制御モードにおいて定常的、又は一時的に自動走行可能となっている。ここで自動運転制御モードは、条件付運転自動化、高度運転自動化、又は完全運転自動化といった、作動時のシステムが全ての運転タスクを実行する自律運転制御により、実現されてもよい。自動運転制御モードは、運転支援、又は部分運転自動化といった、乗員が一部又は全ての運転タスクを実行する高度運転支援制御において、実現されてもよい。自動運転制御モードは、それら自律運転制御と高度運転支援制御とのいずれか一方、組み合わせ、又は切り替えにより実現されてもよい。

【0015】

尚、以下の説明では断り書きがない限り、前、後、上、下、左、及び右の各方向は、水平面上の車両５を基準として定義される。また水平方向とは、車両５の方向基準となる水平面に対して、平行方向を示す。さらに鉛直方向とは、車両５の方向基準となる水平面に対して、上下方向でもある垂直方向を示す。

【0016】

光学センサ１０は、自動制御運転モードを含む車両５の運転制御に活用可能な画像を取得する、所謂ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging / Laser Imaging Detection and Ranging）である。光学センサ１０は、例えば前方部、左右の側方部、後方部、及び上方のルーフ等のうち、車両５の少なくとも一箇所に配置される。図２に示すように光学センサ１０においては、互いに直交する三軸としてのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸により、三次元直交座標系が定義されている。ここで特に本実施形態では、Ｘ軸及びＺ軸がそれぞれ車両５の相異なる水平方向に沿って設定され、またＹ軸が車両５の鉛直方向に沿って設定される。尚、図２においてＹ軸に沿う一点鎖線よりも左側部分（後述の透光カバー１２側）は、実際には当該一点鎖線よりも右側部分（後述のユニット２１，４１側）に対して垂直な断面を図示している。

【0017】

光学センサ１０は、車両５の外界のうち、配置箇所に応じた検出エリアＡＬへと向けて、照明光を投射する。光学センサ１０は、投射時の照明光が検出エリアＡＬの物標により反射されることで入射してくる戻り光を、当該エリアＡＬからの反射光として検出する。光学センサ１０は、照明光の非投射時における外光が検出エリアＡＬの物標により反射されることで入射してくる光も、当該エリアＡＬからの反射光として検出する。

【0018】

光学センサ１０は、反射光を検出することで、検出エリアＡＬ内の物標を観測する。ここで特に本実施形態における観測とは、光学センサ１０から物標までの離間距離、及び物標からの反射光の反射強度を、センシングすることを意味する。車両５に適用される光学センサ１０において代表的な観測対象物標は、例えば歩行者、サイクリスト、人間以外の動物、及び他車両等の移動物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。車両５に適用される光学センサ１０において代表的な観測対象物標は、例えばガードレール、道路標識、道路脇の構造物、及び道路上の落下物等の静止物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。

【0019】

光学センサ１０は、筐体１１、投光ユニット２１、走査ユニット３１、及び受光ユニット４１を含んで構成されている。筐体１１は、光学センサ１０の外装を構成している。筐体１１は、箱状に形成され、遮光性を有している。筐体１１は、投光ユニット２１、走査ユニット３１、及び受光ユニット４１を内部に収容している。筐体１１において開口状の光学窓には、透光カバー１２が設けられている。透光カバー１２は、板状に形成され、上述の照明光及び反射光に対して透光性を有している。透光カバー１２は、照明光及び反射光の双方を透過可能に、筐体１１の光学窓を閉塞している。

【0020】

投光ユニット２１は、投光器２２、及び投光光学系２６を備えている。投光器２２は、筐体１１内に配置されている。図３に示すように投光器２２は、複数のレーザ発振素子２４が基板上においてアレイ状に配列されることで、形成されている。各レーザ発振素子２４は、Ｙ軸に沿って単列に配列されている。各レーザ発振素子２４は、ＰＮ接合層において発振されたレーザ光を共振させる共振器構造、及びＰＮ接合層を挟んでレーザ光を繰り返し反射させるミラー層構造により、位相の揃ったコヒーレント光なレーザ光を発する。各レーザ発振素子２４は、センサ制御装置１からの制御信号に従うことにより互いに共同して、照明光を構成するレーザ光をそれぞれパルス状に生成する。こうした照明光となるレーザ光には、外界の人間から視認困難な近赤外域の光が、選択される。

【0021】

投光器２２は、擬似的に長方形輪郭をもって規定される投光窓２５を、基板の片面側に形成している。投光窓２５は、各レーザ発振素子２４におけるレーザ発振開口の集合体として、構成されている。各レーザ発振素子２４のレーザ発振開口から投射されるレーザ光は、検出エリアＡＬ（図２参照）においてはＹ軸に沿った長手のライン状に擬制される照明光として、投光窓２５から投射される。照明光には、Ｙ軸方向において各レーザ発振素子２４の配列間隔に応じた非発光部が、含まれていてもよい。この場合でも、検出エリアＡＬにおいては回折作用によって巨視的に非発光部の解消されたライン状の照明光が、形成されるとよい。

【0022】

図２に示すように投光光学系２６は、投光器２２からの照明光を、走査ユニット３１の走査ミラー３２へ向かって投光する。投光光学系２６は、照明光の光路上における投光器２２及び走査ミラー３２の間に、配置されている。投光光学系２６は、例えば集光、コリメート、及び整形等のうち、少なくとも一種類の光学作用を発揮する。投光光学系２６は、Ｚ軸に沿った投光光軸を、形成する。投光光学系２６は、発揮する光学作用に応じたレンズ形状の投光レンズ２７を、投光光軸上に少なくとも一つ有している。投光光学系２６の投光光軸上には、投光器２２が位置決めされている。投光器２２において投光窓２５の中心から射出される照明光は、投光光学系２６の投光光軸に沿って導光される。

【0023】

走査ユニット３１は、走査ミラー３２、及び走査モータ３５を備えている。走査ミラー３２は、投光ユニット２１の投光光学系２６から投射された照明光を検出エリアＡＬへ向けて走査し、検出エリアＡＬからの反射光を受光ユニット４１の受光光学系４２へ向けて反射する。走査ミラー３２は、照明光の光路上における透光カバー１２及び投光光学系２６の間、且つ反射光の光路上における透光カバー１２及び受光光学系４２の間に配置されている。

【0024】

走査ミラー３２は、基材の片面である反射面３３に反射膜が蒸着されることで、板状に形成されている。走査ミラー３２は、Ｙ軸に沿う回転中心線まわりに回転可能に、筐体１１によって支持されている。走査ミラー３２は、回転中心線まわりの回転により、反射面３３の法線方向を調整可能となっている。走査ミラー３２は、機械的又は電気的なストッパにより有限となる駆動範囲内において、揺動運動する。

【0025】

走査ミラー３２は、投光ユニット２１と受光ユニット４１とに共通に設けられている。即ち走査ミラー３２は、照明光と反射光とに共通に設けられている。これにより走査ミラー３２は、照明光の反射に利用する投光反射面部と、反射光の反射に利用する受光反射面部とを、反射面３３においてＹ軸方向にずらして形成している。

【0026】

投射光は、走査ミラー３２の回転に応じた法線方向の反射面３３のうち投光反射面部から反射作用を受けることで、透光カバー１２を透過して検出エリアＡＬを時間的及び空間的に走査する。このとき検出エリアＡＬに対する照明光の走査は、水平方向での走査に実質制限される。照明光及び外光は、検出エリアＡＬに存在する物標によって反射されることで、光学センサ１０へと入射する。こうした反射光は、透光カバー１２を透過して、走査ミラー３２の回転に応じた法線方向の反射面３３のうち受光反射面部から反射作用を受けることで、受光ユニット４１の受光光学系４２へと導光される。ここで走査ミラー３２の回転運動速度に対しては、照明光及びそれに対する反射光の速度が十分に大きい。これにより照射光に対する反射光は、当該照射光と略同一回転角度の走査ミラー３２において照明光と逆行するように、受光光学系４２へ導光されることとなる。

【0027】

走査モータ３５は、筐体１１内において走査ミラー３２の周囲に、配置されている。走査モータ３５は、例えばボイスコイルモータ、ブラシ付きＤＣモータ、又はステッピングモータ等である。走査モータ３５は、センサ制御装置１からの制御信号に従って、走査ミラー３２を有限の駆動範囲内において回転駆動（即ち、揺動駆動）する。

【0028】

受光ユニット４１は、受光光学系４２、及び受光器４５を備えている。受光光学系４２は、走査ミラー３２によって反射された反射光を、受光器４５へ向かって導光する。受光光学系４２は、反射光の光路上における走査ミラー３２及び受光器４５の間に、配置されている。受光光学系４２は、Ｙ軸方向において投光光学系２６よりも下方に、位置決めされている。受光光学系４２は、受光器４５に対して反射光を結像させるように、光学作用を発揮する。受光光学系４２は、Ｚ軸に沿った受光光軸を、形成する。受光光学系４２は、発揮する光学作用に応じたレンズ形状の受光レンズ４３を、受光光軸上に少なくとも一つ有している。走査ミラー３２の反射面３３のうち受光反射面部から反射されてくる、検出エリアＡＬからの反射光は、走査ミラー３２の駆動範囲内において受光光学系４２の受光光軸に沿って導光される。

【0029】

受光器４５は、受光光学系４２によって結像される、検出エリアＡＬからの反射光を検出することで、検出信号を出力する。受光器４５は、筐体１１内において走査ミラー３２とは受光光学系４２を挟んだ反対側に、配置されている。受光器４５は、Ｙ軸方向において投光器２２よりも下方、且つ受光光学系４２の受光光軸上に位置決めされている。

【0030】

図４に示すように受光器４５は、複数の受光要素４６が基板上においてアレイ状に配列されることで、形成されている。各受光要素４６は、Ｘ軸及びＹ軸の各々に沿って二列以上ずつ並ぶように、配列されている。各受光要素４６は、それぞれ多数の受光素子から構成されている。各受光要素４６の受光素子は、例えばシングルフォトンアバランシェダイオード（以下、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）という）等のフォトダイオードを主体として、構築されている。各受光要素４６は、受光素子の前段にマイクロレンズアレイが積層されて一体的に、構築されていてもよい。

【0031】

受光器４５は、長方形輪郭の受光面４７を、基板の片面側に形成している。受光面４７は、各受光要素４６における入射面の集合体として、構成されている。受光面４７の長方形輪郭に対する幾何学中心は、受光光学系４２の受光光軸上に、又は受光光学系４２の受光光軸から僅かにずれて、位置合わせされている。各受光要素４６は、受光光学系４２から受光面４７へ入射した反射光を、それぞれの受光素子により受光する。ここで、長方形輪郭を呈する受光面４７のアスペクト比は、長辺側がＹ軸に沿っている。これにより、検出エリアＡＬにおいてライン状に擬制される照明光に対応して、当該照明光に対する反射光は、ライン状に拡がったビームとして各受光要素４６の受光素子により受光されることとなる。

【0032】

図２に示すように受光器４５は、デコーダ４８を一体的に有している。デコーダ４８は、受光面４７における反射光の受光に応じて各受光要素４６の生成する電気パルスを、サンプリング処理によって順次読み出す。デコーダ４８は、順次読み出された電気パルスを、図５に示す検出フレーム（即ち、検出サイクル）ＦＳ毎の検出信号として、センサ制御装置１へと出力する。ここで検出フレームＦＳは、車両５の起動中において所定時間間隔で繰り返される。こうしたデコーダ４８の検出信号を受けてセンサ制御装置１では、走査ミラー３２の回転に伴う各受光要素４６での受光によって検出した反射光に基づく物理量に応じて、検出エリアＡＬ内での物標観測結果を表す画像が生成される。

【0033】

図１に示すセンサ制御装置１は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ワイヤハーネス、及び内部バス等のうち、少なくとも一種類を介して光学センサ１０に接続される。センサ制御装置１は、少なくとも一つの専用コンピュータを含んで構成される。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、光学センサ１０を制御することに特化した、センサＥＣＵ（Electronic Control Unit）であってもよい。この場合にセンサＥＣＵは、筐体１１内に収容されていてもよい。

【0034】

センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の運転制御を統合する、統合ＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の運転制御における運転タスクを判断する、判断ＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の運転制御を監視する、監視ＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の運転制御を評価する、評価ＥＣＵであってもよい。

【0035】

センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の走行経路をナビゲートする、ナビゲーションＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の自己状態量を推定する、ロケータＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５の走行アクチュエータを制御する、アクチュエータＥＣＵであってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５において表示及び音声での情報提示を制御する、ＨＣＵ（HMI（Human Machine Interface） Control Unit）であってもよい。センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、車両５との間で通信可能な外部センタ又はモバイル端末を構築する、少なくとも一つの外部コンピュータであってもよい。

【0036】

センサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、メモリ１ａ及びプロセッサ１ｂを、少なくとも一つずつ有している。メモリ１ａは、コンピュータにより読み取り可能なプログラム及びデータ等を非一時的に記憶する、例えば半導体メモリ、磁気媒体、及び光学媒体等のうち、少なくとも一種類の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。プロセッサ１ｂは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、及びＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）－ＣＰＵ等のうち、少なくとも一種類をコアとして含む。

【0037】

プロセッサ１ｂは、メモリ１ａに記憶されたセンサ制御プログラムに含まれる複数の命令を、実行する。これによりセンサ制御装置１は、光学センサ１０を制御するための機能ブロックを、複数構築する。このようにセンサ制御装置１では、光学センサ１０を制御するためにメモリ１ａに記憶されたセンサ制御プログラムが複数の命令をプロセッサ１ｂに実行させることで、複数の機能ブロックが構築される。センサ制御装置１により構築される複数の機能ブロックには、図６に示すように距離画像取得部１００、強度画像取得部１１０、解像度設定部１２０、発光量調整部１３０、及び物標観測部１４０が含まれる。

【0038】

距離画像取得部１００は、図５に示す検出フレームＦＳ毎の距離画像取得期間ＴＤにおいて投光器２２の発光を制御することで、照射光のパルスを所定回数分、光学センサ１０から検出エリアＡＬへ照射させる。距離画像取得部１００は、距離画像取得期間ＴＤにおいて照射光パルス毎に光学センサ１０の検出した反射光に基づく物理量として、検出エリアＡＬに存在する物標までの離間距離を表すように、デコーダ４８からの検出信号に基づく距離画像ＩＤを取得する。このとき距離画像取得部１００は、取得する距離画像ＩＤの解像度を、図７～１２に示すように距離画像ＩＤを構成する複数画素ＰＤ毎の縦方向及び横方向での各サイズＳＤによって、設定する。

【0039】

具体的には距離画像ＩＤに関して、画素ＰＤの縦方向は車両５のＹ軸方向に対応し、画素ＰＤの横方向は車両５のＸ軸方向に対応している。そこで距離画像取得部１００は、各画素ＰＤに対応させる受光要素４６のＹ軸方向での数を図７，８の如く減少させるほど、各画素ＰＤの縦方向でのサイズＳＤを図９，１０の如く減少させることで、当該縦方向での距離画像ＩＤの解像度が高くする。また距離画像取得部１００は、各画素ＰＤに対応させる受光要素４６のＸ軸方向での数を図７，８の如く減少させるほど、横方向でのサイズＳＤを図９，１０の如く減少させることで、当該横方向での距離画像ＩＤの解像度を高くする。こうしてサイズＳＤによって決まる距離画像ＩＤの解像度は、図１２に示すように複数に区分される検出エリアＡＬの各区分エリアα間において、図９，１０に示すように全て同一であってもよい。あるいは図１１に示すように、複数の相異なるサイズＳＤのうちいずれかが検出エリアＡＬの各区分エリアα毎に選択されることで、距離画像ＩＤにおいて当該複数の解像度が混在していてもよい。

【0040】

図６に示す強度画像取得部１１０は、図５に示す検出フレームＦＳ毎に距離画像取得期間ＴＤよりも前となる強度画像取得期間ＴＩにおいて投光器２２の発光を制御することで、照射光のパルスを発光時間間隔ｔで発光回数Ｌｎ分、光学センサ１０から検出エリアＡＬへ照射させる。強度画像取得部１１０では、強度画像取得期間ＴＩ中に照射光の発光量を零にする（実質的に照射光の照射は中止）場合があるため、照射光のパルス発生回数となる発光回数Ｌｎは、０以上の整数に調整される。強度画像取得部１１０は、断続的な照射光パルスに対して強度画像取得期間ＴＩ中は継続露光される光学センサ１０の検出した反射光に基づく物理量として、検出エリアＡＬからの反射強度となる光学センサ１０の受光強度を表すように、デコーダ４８からの検出信号に基づく強度画像ＩＩを取得する。このとき強度画像取得部１１０は、取得する強度画像ＩＩの解像度を、図１３～１７に示すように強度画像ＩＩを構成する複数画素ＰＩ毎の縦方向及び横方向での各サイズＳＩによって、設定する。

【0041】

具体的には強度画像ＩＩに関して、画素ＰＩの縦方向は車両５のＹ軸方向に対応し、画素ＰＩの横方向は車両５のＸ軸方向に対応している。そこで強度画像取得部１１０は、各画素ＰＩに対応させる受光要素４６のＹ軸方向での数を図１３，１４の如く減少させるほど、縦方向でのサイズＳＩを図１５，１６の如く減少させることで、当該縦方向での強度画像ＩＩの解像度を高くする。また強度画像取得部１１０は、各画素ＰＩに対応させる受光要素４６のＸ軸方向での数を図１３，１４の如く減少させるほど、横方向でのサイズＳＩを図１５，１６の如く減少させることで、当該横方向での強度画像ＩＩの解像度を高くする。こうしてサイズＳＩによって決まる強度画像ＩＩの解像度は、図１２に示す検出エリアＡＬの各区分エリアα間において、図１５，１６に示すように全て同一であってもよい。あるいは図１７に示すように、複数の相異なるサイズＳＩのうちいずれかが検出エリアＡＬの各区分エリアα毎に選択されることで、強度画像ＩＩにおいて当該複数の解像度が混在していてもよい。

【0042】

図６に示す解像度設定部１２０は、今回の検出フレームＦＳにおいて強度画像ＩＩ及び距離画像ＩＤが順次取得されるのに先立ち、検出エリアＡＬの各区分エリアα毎に環境光量Ｌｃを予測して、各区分エリアαを識別する。具体的に解像度設定部１２０は、前回の検出フレームＦＳにおいて取得された強度画像ＩＤを、メモリ１ａの画像記憶部１ａｉから読み出す。そのために、強度画像ＩＩ及び距離画像ＩＤのうち少なくとも前者は、各検出フレームＦＳでの取得毎に画像記憶部１ａｉに記憶される。それと共に解像度設定部１２０は、前回の検出フレームＦＳにおいて後述の如く各区分エリアα毎に調整されることとなった照明光の発光量Ｌｉ（図５参照）を、メモリ１ａの発光記憶部１ａｌから読み出す。そのために発光量Ｌｉは、各検出フレームＦＳでの調整毎に発光記憶部１ａｌに記憶される。尚、以下の説明では、今回の検出フレームＦＳを単に今回フレームＦＳ、また前回の検出フレームＦＳを単に前回フレームＦＳ、というものとする。

【0043】

解像度設定部１２０は、読み出した前回フレームＦＳでの強度画像ＩＤにおいて各区分エリアα毎に含まれる複数画素ＰＩの受光強度と、読み出した前回フレームＦＳでの各区分エリアα毎の発光量Ｌｉとに基づき、今回フレームＦＳにおける環境光量Ｌｃを予測する。解像度設定部１２０は、こうして各区分エリアα毎に予測される環境光量Ｌｃに基づくことで、当該予測光量Ｌｃが明環境範囲Ｒｂ内となる区分エリアαを、図１６，１７の如く今回フレームＦＳでの明環境エリアαｂと識別する。一方で解像度設定部１２０は、予測光量Ｌｃが暗環境範囲Ｒｄ内となる区分エリアαを、図１５，１７の如く今回フレームＦＳでの暗環境エリアαｄと識別する。尚、図１６は、検出エリアＡＬ全域が明環境エリアαｂとなる場合、また図１５は、検出エリアＡＬ全域が暗環境エリアαｄとなる場合を、それぞれ示している。

【0044】

ここで、解像度設定部１２０における暗環境範囲Ｒｄと明環境範囲Ｒｂとは、閾光量を境界として定義される。この定義下では、暗環境範囲Ｒｄが閾光量以下且つ明環境範囲Ｒｂが閾光量超過、又は暗環境範囲Ｒｄが閾光量未満且つ明環境範囲Ｒｂが閾光量以上に、規定される。また閾光量は、例えば夜間及び暗所等において区分エリア内画素ＰＩに対応する全受光要素４６の受光光量として、照明光なしでの物標観測には不足することになる光量を踏まえて、規定される。

【0045】

図６に示す解像度設定部１２０は、今回フレームＦＳにおいて強度画像ＩＩ及び距離画像ＩＤが順次取得されるのに先立ち、それら画像ＩＩ，ＩＤの今回フレームＦＳでの解像度を、設定する。具体的に解像度設定部１２０は、図９，１１，１６，１７の如く明環境エリアαｂに対しては、今回フレームＦＳにおける強度画像ＩＩの解像度を、今回フレームＦＳにおける距離画像ＩＤの解像度以上に、設定する。そこで解像度設定部１２０は、縦方向及び横方向における各サイズＳＩ，ＳＤについて、ｖを１以上の実数変数として、明環境サイズ条件式ｖ・ＳＩ≦ＳＤを満たすように、解像度設定をする。

【0046】

一方で解像度設定部１２０は、図１０，１１，１５，１７の如く暗環境エリアαｄに対しては、今回フレームＦＳにおける強度画像ＩＩの解像度を、今回フレームＦＳにおける距離画像ＩＤの解像度以上、且つ明環境エリアαｂに対する場合の解像度以下に設定する。そこで解像度設定部１２０は、縦方向及び横方向における各サイズＳＩ，ＳＤについて、ｖを１以上の実数変数として、暗環境サイズ条件式ｖ・ＳＩ＝ＳＤを満たすように、解像度設定をする。ここで、特にｖ＝１の場合はＳＩ＝ＳＤを満たすように、強度画像ＩＩ及び距離画像ＩＤの解像度が設定される。即ち、ｖ＝１の場合における強度画像ＩＩの解像度は、距離画像ＩＤの解像度と等しく設定されることになる。

【0047】

尚、このような解像度設定部１２０による解像度設定においては、固定のサイズＳＤに対して、又は予測の環境光量Ｌｃに応じた可変のサイズＳＤに対して、上述のサイズ条件式を満たすようにサイズＳＩが可変設定されてもよい。あるいは、解像度設定部１２０による解像度設定においては、予測の環境光量Ｌｃに応じた可変のサイズＳＩに対して、上述のサイズ条件式を満たす固定又は可変のサイズＳＤが、設定されてもよい。

【0048】

図６に示す発光量調整部１３０は、今回フレームＦＳにおいて強度画像ＩＩ及び距離画像ＩＤが順次取得されるのに先立ち、今回フレームＦＳでの走査ミラー３２の回転に応じて各区分エリアα毎に投射される照明光の、発光量Ｌｉを調整する。具体的に発光量調整部１３０は、解像度設定部１２０により識別された明環境エリアαｂに対する照明光の発光量Ｌｉを、零に調整する。このとき発光量調整部１３０は、発光回数Ｌｎを零に設定する。尚、図１５の如く検出エリアＡＬ全域が暗環境エリアαｄとなる場合には、明環境エリアαｂに対する発光量Ｌｉの調整はスキップされる。

【0049】

一方で発光量調整部１３０は、解像度設定部１２０により識別された暗環境エリアαｄに対する照明光の発光量Ｌｉを、解像度設定部１２０により予測された暗環境範囲Ｒｄ内の環境光量Ｌｃと、解像度設定部１２０によりサイズＳＩの設定された強度画像ＩＩの解像度とに応じて、調整する。尚、図１６の如く検出エリアＡＬ全域が明環境エリアαｂとなる場合には、暗環境エリアαｄに対する発光量Ｌｉの調整はスキップされる。

【0050】

発光量調整部１３０は、強度画像ＩＩの設定解像度に対して、暗環境範囲Ｒｄ内での環境光量Ｌｃの不足を補完するように、暗環境エリアαｄへの発光量Ｌｉを調整する。このとき、強度画像ＩＩが取得される今回フレームＦＳに対して、図５に示す発光回数Ｌｎ及び発光パワーＬｐのうち少なくとも一方が調整される。ここで特に本実施形態では、まず、解像度設定部１２０により設定された解像度の強度画像ＩＩにおいて、暗環境エリア内画素ＰＩに対応する全受光要素４６の受光光量として、物標観測に必要な必要受光光量Ｌｒが取得される。そこで発光量Ｌｉは、解像度設定部１２０により予測された暗環境範囲Ｒｄ内での環境光量Ｌｃとの総和が、発光量調整部１３０により取得された必要受光光量Ｌｒ以上となるように、可変設定される。即ち発光量Ｌｉは、暗環境発光条件式Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒを満たすように、調整される。

【0051】

但し、発光量調整部１３０によって調整される発光量Ｌｉは、上述の暗環境発光条件式を満たす限りにおいて、暗環境エリア内画素ＰＩに対応する各受光要素４６の受光強度が飽和強度以下となるように、制限される。そのために、暗環境エリア内画素ＰＩに対応する各受光要素４６の受光強度が飽和強度以下となる範囲での必要受光光量Ｌｒが、発光量Ｌｉの調整に当たって取得されることとなる。ここで飽和強度とは、各受光要素４６の受光強度に関する上限値を意味する。例えば各受光要素４６を構成する受光素子がＳＰＡＤである場合、各受光要素４６におけるＳＰＡＤの応答数に応じた受光強度が取得されることから、飽和強度とは各受光要素４６におけるＳＰＡＤの総数に応じた受光強度となる。

【0052】

こうした発光量Ｌｉの調整に当たっては、発光時間間隔ｔは固定される前提下、暗環境発光条件式Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒを満たす発光量Ｌｉと、デフォルトの発光パワーＬｐに対する乗算により図５の如く当該発光量Ｌｉを与える発光回数Ｌｎとが、演算される。その結果、発光回数Ｌｎと発光時間間隔ｔとの乗算値となる発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ以下（即ち、ＴＬ≦ＴＩ）となる場合には、発光回数Ｌｎ及び発光パワーＬｐが確定される。一方で、発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ超過（即ち、ＴＬ＞ＴＩ）となる場合には、発光パワーＬｐが所定量インクリメント（即ち、増大）されることで、Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒ且つＴＬ≦ＴＩが満たされるまで、発光量Ｌｉ及び発光回数Ｌｎの再演算が繰り返される。

【0053】

図６に示す物標観測部１４０は、今回フレームＦＳに取得された強度画像ＩＩに基づく画像認識処理により、検出エリアＡＬ内において観測される観測対象物標を、複数特定する。物標観測部１４０は、車両５から各観測対象物標までの離間距離を、今回フレームＦＳに取得された距離画像ＩＤから抽出する。このとき、画像ＩＩ，ＩＤ間において観測対象物標に対応する受光要素４６同士のマッチングにより、距離画像ＩＤにおいて当該受光要素４６に対応する離間距離の値が、抽出される。こうして抽出された離間距離は、例えば車両５の運転制御に関わるＥＣＵ等へ与えられることで、自動制御運転モードを含む車両５の運転制御に活用可能となる。

【0054】

ここまで説明した距離画像取得部１００、強度画像取得部１１０、解像度設定部１２０、発光量調整部１３０、及び物標観測部１４０の共同により、センサ制御装置１が光学センサ１０を制御するセンサ制御方法のフロー（以下、制御フローという）を、図１８に従って以下に説明する。本制御フローは、検出フレームＦＳ毎に繰り返し実行される。尚、本制御フローにおける各「Ｓ」は、センサ制御プログラムに含まれた複数命令によって実行される複数ステップを、それぞれ意味する。

【0055】

Ｓ１０１において解像度設定部１２０は、前回フレームＦＳでの強度画像ＩＩにおいて各区分エリアα毎に、含まれる複数画素ＰＩの受光強度と、前回フレームＦＳでの照明光の発光量Ｌｉとに基づき、今回フレームＦＳでの環境光量Ｌｃを予測する。Ｓ１０２において解像度設定部１２０は、Ｓ１０１での予測光量Ｌｃが明環境範囲Ｒｂ内の明環境エリアαｂと、当該予測光量Ｌｃが暗環境範囲Ｒｄ内の暗環境エリアαｄとを、それぞれ識別する。

【0056】

Ｓ１０３において解像度設定部１２０は、今回フレームＦＳにおける強度画像ＩＩの解像度及び距離画像ＩＤの解像度を、それぞれ設定する。このとき解像度設定部１２０は、Ｓ１０２により明環境エリアαｂが識別された場合に当該識別エリアαｂに対しては、今回フレームＦＳにおける強度画像ＩＩの解像度を、今回フレームＦＳにおける距離画像ＩＤの解像度以上に、設定する。一方で解像度設定部１２０は、Ｓ１０２により暗環境エリアαｄが識別された場合に当該識別エリアαｄに対しては、今回フレームＦＳにおける強度画像ＩＩの解像度を、今回フレームＦＳにおける距離画像ＩＤの解像度以上、且つ明環境エリアαｂに対する場合の解像度以下に設定する。

【0057】

Ｓ１０４において発光量調整部１３０は、今回フレームＦＳに走査ミラー３２の回転に応じて各区分エリアα毎に投射される照明光の、発光量Ｌｉを調整する。このとき発光量調整部１３０は、Ｓ１０２により明環境エリアαｂが識別された場合に当該識別エリアαｂに対しては、発光量Ｌｉを零に調整する。一方で発光量調整部１３０は、Ｓ１０２により暗環境エリアαｄが識別された場合に当該識別エリアαｄに対する照明光の発光量Ｌｉを、Ｓ１０１により予測された暗環境範囲Ｒｄ内の環境光量Ｌｃと、Ｓ１０３により設定された強度画像ＩＩの解像度に応じて、調整する。

【0058】

Ｓ１０５において強度画像取得部１１０は、強度画像取得期間ＴＩに照明光パルスを断続的に照射させることで、強度画像ＩＩを取得する。このとき強度画像取得部１１０は、Ｓ１０４により調整された発光量Ｌｉとなるように、照明光パルスの発光回数Ｌｎ及び発光パワーＬｐを制御する。Ｓ１０６において距離画像取得部１００は、距離画像取得期間ＴＤに照射光パルスの所定回数を照射させることで、距離画像ＩＤを取得する。Ｓ１０７において物標観測部１４０は、Ｓ１０５により取得された強度画像ＩＩに基づき観測される観測対象物標までの離間距離を、Ｓ１０６により取得された距離画像ＩＤから抽出する。以上により、今回フレームＦＳでの本制御フローが終了する。

【0059】

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

【0060】

第一実施形態の検出エリアＡＬからの反射光検出によると、検出エリアＡＬに存在する物標までの離間距離を表す距離画像ＩＤと、検出エリアＡＬからの受光強度を表す強度画像ＩＩとが、取得される。そこで検出エリアＡＬのうち、環境光量Ｌｃが暗環境範囲Ｒｄ内となる暗環境エリアαｄに対しては、強度画像ＩＩの解像度が距離画像ＩＤの解像度以上に設定されることに加え、それら暗環境範囲Ｒｄ内での環境光量Ｌｃ及び強度画像ＩＩの解像度に応じて照明光の発光量Ｌｉが調整される。これによれば、強度画像ＩＩの解像度を高めても、環境光量Ｌｃの不足する暗環境エリアαｄに対して当該解像度に適した発光量Ｌｉが反映され得る強度画像ＩＩでは、受光強度不足を解消することができる。故に、検出能力として強度画像ＩＩにおける物標の分解能を、高めることが可能である。

【0061】

第一実施形態によると、暗環境範囲Ｒｄ内での環境光量Ｌｃの不足を補完するように、暗環境エリアαｄに対する発光量Ｌｉが調整される。これによれば、発光量Ｌｉを適正化して強度画像ＩＩにおける受光強度不足を、暗環境エリアαｄに対して解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0062】

第一実施形態によると、受光強度が飽和強度以下となるように、暗環境エリアαｄに対する発光量Ｌｉが調整される。これによれば、発光量Ｌｉを適正化して強度画像ＩＩにおける受光強度の飽和を、暗環境エリアαｄに対して予防することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0063】

第一実施形態によると、強度画像ＩＩを取得する今回フレームＦＳでの、暗環境エリアαｄに対する照明光の発光パワーＬｐが調整される。このような発光パワーＬｐの調整によれば、発光量Ｌｉを適正化して強度画像ＩＩにおける受光強度不足を、暗環境エリアαｄに対して解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0064】

第一実施形態によると、強度画像ＩＩを取得する今回フレームＦＳでの、暗環境エリアαｄに対する照明光の発光回数Ｌｎが調整される。このような発光回数Ｌｎの調整によれば、発光量Ｌｉを適正化して強度画像ＩＩにおける受光強度不足を、暗環境エリアαｄに対して解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0065】

第一実施形態によると、検出エリアＡＬのうち、環境光量Ｌｃが明環境範囲Ｒｂ内となる明環境エリアαｂに対しては、強度画像ＩＩの解像度が距離画像ＩＤの解像度以上に設定されることに加え、照明光の発光量Ｌｉが零に調整される。これによれば、環境光量Ｌｃを自然に確保し得る明環境エリアαｂには、照明光なしでも強度画像ＩＩの高い解像度によって、高い物標分解能を確保することが可能となる。

【0066】

第一実施形態によると、暗環境エリアαｄに対しては、強度画像ＩＩの解像度が距離画像ＩＤの解像度以上、且つ明環境エリアαｂに対する場合の解像度以下に設定され、それに応じて照明光の発光量Ｌｉが調整されることになる。これによれば、強度画像ＩＩの解像度を暗環境エリアαｄに合わせて可及的に高めつつも、当該解像度に適した発光量Ｌｉが暗環境エリアαｄに対して反映され得る強度画像ＩＩにおいて、受光強度不足を解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0067】

第一実施形態によると、暗環境エリアαｄに対しては、強度画像ＩＩの解像度が距離画像ＩＤの解像度と等しく設定され、それに応じて照明光の発光量Ｌｉが調整されてもよい。これによれば、強度画像ＩＩの解像度を必要最小限に高めつつも、当該解像度に適した発光量Ｌｉが暗環境エリアαｄに対して反映され得る強度画像ＩＩにおいて、受光強度不足を解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0068】

第一実施形態によると、強度画像ＩＩを取得した前回フレームＦＳでの受光強度及び発光量Ｌｉに基づき、強度画像ＩＩを取得する今回フレームＦＳでの暗環境範囲Ｒｄ内の環境光量Ｌｃが予測される。これによれば、予測の環境光量Ｌｃに応じた発光量Ｌｉを適正に調整して、強度画像ＩＩにおける受光強度不足を暗環境エリアαｄに対して解消することができる。故に、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0069】

第一実施形態によると、強度画像ＩＩに基づき観測される物標までの、離間距離が距離画像ＩＤから取得される。これによれば、強度画像ＩＩに基づき高分解能で観測され得る物標に関して、離間距離を正確に取得することができるので、当該物標分解能だけでなく、距離精度も含めて検出能力を高めることが可能となる。

【0070】

（第二実施形態）
図１９，２０に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

【0071】

第二実施形態の制御フローにおいてＳ１０５に代わるＳ２１０５では、Ｓ１０４の発光量調整部１３０により調整された発光量Ｌｉを、強度画像取得部２１１０が取得する。その結果、光学センサ１０における投光器２２の性能上（即ち、仕様上）での発光上限量Ｌｍを調整発光量Ｌｉは超過した暗環境エリアαｄの存在する場合にＳ２１０５において強度画像取得部２１１０は、ＣＬ＝Ｌｒ／（Ｌｍ＋Ｌｃ）にて表される補正係数ＣＬを、強度画像ＩＩにおける当該暗環境エリアαｄからの受光強度に乗算することで、補正された強度画像ＩＩを取得する。尚、検出エリアＡＬ全域に対して発光量Ｌｉが発光上限量Ｌｍ以下に調整された場合のＳ２１０５において強度画像取得部２１１０は、こうした補正なしに強度画像ＩＩを取得する。

【0072】

このように第二実施形態によると、距離画像ＩＤ以上の解像度設定と発光量Ｌｉの調整とでは、強度画像ＩＩの取得における環境光量Ｌｃの不足が光学センサ１０の性能限界に起因して補完しきれない状況が、懸念される。しかし、こうした懸念状況として、暗環境エリアαｄに対する調整発光量Ｌｉが光学センサ１０の発光上限量Ｌｍを超過することになっても、第二実施形態により取得の強度画像ＩＩにおいて暗環境エリアαｄからの受光強度は、当該発光上限量Ｌｍに基づき補正され得る。故に、強度画像ＩＩにおける受光強度不足を画像データ上で補償して、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0073】

（第三実施形態）
図２１，２２に示すように第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。

【0074】

第三実施形態の制御フローにおいてＳ１０４に続くＳ３１０４では、Ｓ１０４の発光量調整部１３０により調整された発光量Ｌｉを、解像度設定部３１２０が取得する。その結果、光学センサ１０における投光器２２の性能上（即ち、仕様上）での発光上限量Ｌｍを調整発光量Ｌｉが超過した暗環境エリアαｄの存在する場合には、制御フローがＳ３１０４から、Ｓ１０３に代わるＳ３１０３へと戻る。こうして戻った場合のＳ３１０３において解像度設定部３１２０は、発光上限量Ｌｍ超過に発光量Ｌｉが調整された暗環境エリアαｄに対して、強度画像ＩＩにおける縦方向及び横方向での各サイズＳＩを、Ｌｍ＋Ｌｃ＝Ｌｒ及びＬｒ∝ＳＩの関係式に従って補正することで、強度画像ＩＩの解像度を再設定する。これにより、強度画像ＩＩの解像度を再設定したＳ３１０３に続くＳ１０４では、発光量Ｌｉが発光上限量Ｌｍに調整される。尚、検出エリアＡＬ全域に対して発光量Ｌｉが発光上限量Ｌｍ以下に調整された場合のＳ１０４からは、制御フローがＳ１０５へとそのまま進むこととなる。

【0075】

このような第三実施形態によると、距離画像ＩＤ以上の解像度設定と発光量Ｌｉの調整とでは、強度画像ＩＩの取得における環境光量Ｌｃの不足が光学センサ１０の性能限界に起因して補完しきれない状況が、懸念される。しかし、こうした懸念状況として、暗環境エリアαｄに対する調整発光量Ｌｉが光学センサ１０の発光上限量Ｌｍを超過することになっても、第三実施形態による強度画像ＩＩの取得前に暗環境エリアαｄに対しての解像度は、当該発光上限量Ｌｍに基づき再設定され得る。これによれば、強度画像ＩＩにおける受光強度不足を抑えて、高い物標分解能の確保に貢献することが可能となる。

【0076】

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

【0077】

変形例においてセンサ制御装置１を構成する専用コンピュータは、デジタル回路、及びアナログ回路のうち、少なくとも一方をプロセッサとして含んでいてもよい。ここでデジタル回路とは、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＳＯＣ（System on a Chip）、ＰＧＡ（Programmable Gate Array）、及びＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）等のうち、少なくとも一種類である。またこうしたデジタル回路は、プログラムを記憶したメモリを、有していてもよい。

【0078】

変形例の強度画像取得期間ＴＩにおいて照明光を投射する投光器は、距離画像取得期間ＴＤにおいて照明光を投射する投光器２２とは、別に設けられていてもよい。変形例の各検出フレームＦＳにおいて、距離画像取得期間ＴＤよりも後に強度画像取得期間ＴＩが設定されてもよく、それに応じてＳ１０６の後にＳ１０５が実行されてもよい。変形例において、物標観測部１４０及びＳ１０７は省かれてもよい。

【0079】

変化例による暗環境エリアαｄに対しての発光量Ｌｉの調整では、まず、発光パワーＬｐが固定される前提下、Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒを満たす発光量Ｌｉと、デフォルトの発光時間間隔ｔにて当該発光量Ｌｉを与える発光回数Ｌｎとが、演算されてもよい。その結果、発光回数Ｌｎ及び発光時間間隔ｔに基づく発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ以下（即ち、ＴＬ≦ＴＩ）となる場合には、発光回数Ｌｎ及び発光時間間隔ｔが確定されるとよい。一方で、発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ超過（即ち、ＴＬ＞ＴＩ）となる場合には、発光時間間隔ｔが所定量デクリメント（即ち、減少）されることで、Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒ且つＴＬ≦ＴＩが満たされるまで、発光量Ｌｉ及び発光回数Ｌｎの再演算が繰り返されるとよい。

【0080】

変化例による暗環境エリアαｄに対しての発光量Ｌｉの調整では、まず、Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒを満たす発光量Ｌｉと、デフォルトの発光パワーＬｐ及びデフォルトの発光時間間隔ｔで当該発光量Ｌｉを与える発光回数Ｌｎとが、演算されてもよい。その結果、発光回数Ｌｎ及び発光時間間隔ｔに基づく発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ以下（即ち、ＴＬ≦ＴＩ）となる場合には、発光回数Ｌｎ、発光パワーＬｐ及び発光時間間隔ｔが確定されるとよい。一方で、発光回数Ｌｎ及び発光時間間隔ｔに基づく発光期間ＴＬが強度画像取得期間ＴＩ超過（即ち、ＴＬ＞ＴＩ）となる場合には、発光パワーＬｐの所定量インクリメントと発光時間間隔ｔの所定量デクリメントとのうち少なくとも一方により、Ｌｉ＋Ｌｃ≧Ｌｒ且つＴＬ≦ＴＩが満たされるまで、発光量Ｌｉ及び発光回数Ｌｎの再演算が繰り返されるとよい。

【0081】

変化例の解像度設定部１２０，３１２０及びＳ１０１において環境光量Ｌｃは、例えば照明光の非発光時における受光強度等に基づき、直接的に取得されてもよい。変化例の解像度設定部１２０，３１２０及びＳ１０３，Ｓ３１０３において、暗環境エリアαｄに対する強度画像ＩＩの解像度は、明環境エリアαｂに対する場合の解像度以上に設定されてもよい。変形例の解像度設定部１２０，３１２０及びＳ１０２においては、検出エリアＡＬ全域を単一の区分エリアαとして、明環境エリアαｂ及び暗環境エリアαｄの識別が実行されてもよい。

【0082】

変化例では、強度画像ＩＩが物標の検出以外の目的、例えば暗環境エリアαｄにおける物標の分布、及び物標のうち反射強度が顕著に高い強反射物の存在等のうち、少なくとも一種類を事前把握する目的から、取得されてもよい。そこで変形例の解像度設定部１２０，３１２０及びＳ１０３，３１０３において、物標検出の目的に利用されるタイミングでの強度画像ＩＩの解像度は上述の各実施形態に準じて距離画像ＩＤの解像度以上に設定される一方、物標検出以外の目的に利用される強度画像ＩＩの解像度は距離画像ＩＤの解像度未満に設定されてもよい。

【0083】

（付言）
本明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。

【0084】

（技術的思想１）
プロセッサ（１ｂ）を有し、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するセンサ制御装置（１）であって、
プロセッサは、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定することと、
暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整することとを、
実行するように構成されるセンサ制御装置。

【0085】

（技術的思想２）
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
暗環境範囲内での環境光量の不足を補完するように、暗環境エリアに対する発光量を調整することを、含む技術的思想１に記載のセンサ制御装置。

【0086】

（技術的思想３）
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
受光強度が飽和強度以下となるように、暗環境エリアに対する発光量を調整することを、含む技術的思想２に記載のセンサ制御装置。

【0087】

（技術的思想４）
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
強度画像を取得する今回フレームでの、暗環境エリアに対する照明光の発光回数を調整することを、含む技術的思想１～３のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0088】

（技術的思想５）
暗環境エリアに対する発光量を調整することは、
強度画像を取得する今回フレームでの、暗環境エリアに対する照明光の発光パワーを調整することを、含む技術的思想１～４のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0089】

（技術的思想６）
検出エリアのうち、環境光量が明環境範囲（Ｒｂ）内となる明環境エリア（αｂ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定することと、
明環境エリアに対する照明光の発光量を、零に調整することとを、
さらに実行するように構成される技術的思想１～５のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0090】

（技術的思想７）
強度画像の解像度を設定することは、
暗環境エリアに対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上、且つ明環境エリアに対する場合の解像度以下に設定することを含む技術的思想６に記載のセンサ制御装置。

【0091】

（技術的思想８）
強度画像の解像度を設定することは、
暗環境エリアに対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度と等しく設定することを、含む技術的思想１～７のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0092】

（技術的思想９）
強度画像の解像度を設定することは、
強度画像を取得した前回フレームでの受光強度及び発光量に基づき、強度画像を取得する今回フレームでの暗環境範囲内の環境光量を予測することを、含む技術的思想１～８のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0093】

（技術的思想１０）
強度画像に基づき観測される物標までの、離間距離を距離画像から抽出することを、
さらに実行するように構成される技術的思想１～９のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0094】

（技術的思想１１）
強度画像を取得することは、
暗環境エリアに対して調整された発光量が光学センサの発光上限量（Ｌｍ）を超過する場合に、当該発光上限量に基づき強度画像の受光強度を補正することを、含む技術的思想１～１０のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0095】

（技術的思想１２）
強度画像の解像度を設定することは、
暗環境エリアに対して調整された発光量が光学センサの発光上限量（Ｌｍ）を超過する場合に、当該発光上限量に基づき強度画像の解像度を再設定することを、含む技術的思想１～１１のいずれか一項に記載のセンサ制御装置。

【0096】

（技術的思想１３）
車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）により実行されるセンサ制御方法であって、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得することと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得することと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定することと、
暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整することとを、
含むセンサ制御方法。

【0097】

（技術的思想１４）
記憶媒体（１ａ）に記憶され、車両（５）の外界に設定される検出エリア（ＡＬ）へ照明光を投射し、検出エリアからの反射光を検出する光学センサ（１０）を、制御するためにプロセッサ（１ｂ）に実行させる命令を含むセンサ制御プログラムであって、
命令は、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアに存在する物標までの離間距離を表す距離画像（ＩＤ）を、取得させることと、
光学センサにより検出された反射光に基づく物理量として、検出エリアからの受光強度を表す強度画像（ＩＩ）を、取得させることと、
検出エリアのうち、環境光量（Ｌｃ）が暗環境範囲（Ｒｄ）内となる暗環境エリア（αｄ）に対して、強度画像の解像度を距離画像の解像度以上に設定させることと、
暗環境エリアに対する照明光の発光量（Ｌｉ）を、暗環境範囲内の環境光量及び強度画像の解像度に応じて調整させることとを、
を含むセンサ制御プログラム。

【符号の説明】

【0098】

１：センサ制御装置、１ａ：メモリ、１ｂ：プロセッサ、５：車両、１０：光学センサ、ＡＬ：検出エリア、ＩＤ：距離画像、ＩＩ：強度画像、Ｌｃ：環境光量、Ｌｉ：発光量、Ｌｍ：発光上限量、Ｒｂ：明環境範囲、Ｒｄ：暗環境範囲、αｂ：明環境エリア、αｄ：暗環境エリア

【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】