(57)【要約】  送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部（１２）と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部（１５）とを設けている。そして、相関値算出部（１８）が、第１のサンプリング部（１２）によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部（１５）によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。また、距離算出部（２２）が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部（４）から送信光が照射された時刻と、反射光受信部（８）により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。
2019239552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記第２のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記第１のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、
前記第２のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部により算出された第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記送信信号生成部は、振幅の変化が異なる送信信号を繰り返し生成することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測距対象物までの距離を算出するレーザレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、検出対象の物体までの距離を算出する物体検出装置が開示されている。
特許文献１に開示されている物体検出装置は、送信機から出力された送信パターン信号と受信機の出力信号との相互相関値を算出し、相互相関値を用いて、検出対象の物体までの距離を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３２０６９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に開示されている物体検出装置は、受信機の出力信号が検出対象の物体の反射光であるか否かにかかわらず、常に相互相関値の算出処理を実施している。
即ち、特許文献１に開示されている物体検出装置は、受信機の出力信号が外乱光である場合など、本来、相互相関値を算出する必要がない場合でも、相互相関値の算出処理を実施している。
したがって、特許文献１に開示されている物体検出装置は、相互相関値の算出処理負荷が大きいという課題があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができるレーザレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るレーザレーダ装置は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出する距離算出部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部とを設け、相関値算出部が、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出し、距離算出部が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、この発明に係るレーザレーダ装置は、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
【図２】図１に示すレーザレーダ装置におけるそれぞれの構成要素から出力される信号の波形を示す説明図である。
【図３】図３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値ｓＴｘ，ｎのサンプリングを示す説明図、図３Ｂは、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが測定対象物に反射された送信光ＴＬであるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓＲｘ，ｍのサンプリングを示す説明図、図３Ｃは、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが外乱光であるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓＲｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。
【図４】実施の形態２によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
【図５】信号値ｓＴｘ，ｎと閾値Ｔｈａ〜Ｔｈｄとデジタル値ＤＴｘ，ｎとの関係を示す説明図である。
【図６】多値コンパレータ３１が入出力する信号の一例を示す説明図である。
【図７】実施の形態３によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
【図８】相関値算出部１８の内部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるレーザレーダ装置を示す構成図である。
図１において、送信信号生成部１は、クロック源２及びパターン生成部３を備えている。
送信信号生成部１は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成して、送信信号を光照射部４及び第１のサンプリング部１２のそれぞれに出力する。
クロック源２は、クロック信号を発振し、クロック信号をパターン生成部３及び距離算出部２２のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、クロック源２から出力されたクロック信号に同期して、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成し、送信信号を光源駆動回路５、コンパレータ１３及びＡ／Ｄ変換器１４のそれぞれに出力する。
【００１１】
光照射部４は、光源駆動回路５、光源６及び送信アンテナ７を備えている。
光照射部４は、送信信号生成部１から出力された送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する。
光源駆動回路５は、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値に従って、光源６から出力される光の変調を制御することで、光源６から変調光である送信光を出力させる回路である。
光源６は、送信光を送信アンテナ７に出力する光源である。
送信アンテナ７は、送信光を測距対象物に向けて照射するアンテナである。
【００１２】
反射光受信部８は、受信アンテナ９、光検出器１０及び電流アンプ１１を備えている。
反射光受信部８は、送信アンテナ７から送信光が照射されたのち、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を第２のサンプリング部１５に出力する。
受信アンテナ９は、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信するアンテナである。
光検出器１０は、受信アンテナ９により受信された反射光を検出し、反射光の検出信号を電流アンプ１１に出力する。
電流アンプ１１は、光検出器１０から出力された検出信号を増幅し、増幅後の検出信号を受信信号としてコンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７のそれぞれに出力する。
【００１３】
第１のサンプリング部１２は、コンパレータ１３及びアナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）１４を備えている。
第１のサンプリング部１２は、送信信号生成部１により生成された送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値Ｔｈ１以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする。
コンパレータ１３は、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値と、第１の閾値Ｔｈ１とを比較する。
コンパレータ１３は、送信信号の信号値が第１の閾値Ｔｈ１以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力し、送信信号の信号値が第１の閾値Ｔｈ１未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。
第１の閾値Ｔｈ１は、コンパレータ１３の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
Ａ／Ｄ変換器１４は、コンパレータ１３からハイレベルの信号が出力されている期間中、パターン生成部３から出力された送信信号の信号値を一定のサンプリング周期で繰り返しサンプリングする。
Ａ／Ｄ変換器１４は、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換し、それのデジタル値をメモリ１９に格納する。
【００１４】
第２のサンプリング部１５は、コンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７を備えている。
第２のサンプリング部１５は、反射光受信部８から出力された受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値Ｔｈ２以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする。
コンパレータ１６は、電流アンプ１１から出力された受信信号の信号値と、第２の閾値Ｔｈ２とを比較する。
コンパレータ１６は、受信信号の信号値が第２の閾値Ｔｈ２以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力し、受信信号の信号値が第２の閾値Ｔｈ２未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
第２の閾値Ｔｈ２は、コンパレータ１６の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
Ａ／Ｄ変換器１７は、コンパレータ１６からハイレベルの信号が出力されている期間中、電流アンプ１１から出力された受信信号の信号値を一定のサンプリング周期で繰り返しサンプリングする。
Ａ／Ｄ変換器１７は、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換し、それのデジタル値をメモリ２０に格納する。
【００１５】
相関値算出部１８は、メモリ１９、メモリ２０及び相関値算出回路２１を備えている。
相関値算出部１８は、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。
メモリ１９は、Ａ／Ｄ変換器１４からそれぞれ出力されたデジタル値を記憶する記録媒体である。
メモリ２０は、Ａ／Ｄ変換器１７からそれぞれ出力されたデジタル値を記憶する記録媒体である。
相関値算出回路２１は、メモリ１９に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、メモリ２０に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する。
相関値算出回路２１は、第１の変化率データと第２の変化率データとの相関値を算出し、相関値を距離算出部２２に出力する。
【００１６】
距離算出部２２は、例えば、時間デジタル変換回路（ＴＤＣ：Ｔｉｍｅ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって実現される。
距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号が出力された時刻に、パターン生成部３、光源駆動回路５及び光源６におけるそれぞれの処理時間を加算することで、送信アンテナ７から送信光が照射された時刻を算出する。
距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号が出力されたのち、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻を取得する。
距離算出部２２は、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻から、光検出器１０、電流アンプ１１及びコンパレータ１６におけるそれぞれの処理時間を減算することで、受信アンテナ９により反射光が受信された時刻を算出する。
距離算出部２２は、相関値算出回路２１から出力された相関値が第３の閾値Ｔｈ３以上であるとき、送信アンテナ７から送信光が照射された時刻と、受信アンテナ９により反射光が受信された時刻との時刻差から測距対象物までの距離を算出する。
第３の閾値Ｔｈ３は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
【００１７】
次に、図１に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。
図２は、図１に示すレーザレーダ装置におけるそれぞれの構成要素から出力される信号の波形を示す説明図である。
まず、クロック源２は、図２に示すようなクロック信号Ｃを発振し、クロック信号Ｃをパターン生成部３及び距離算出部２２のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、クロック源２からクロック信号Ｃを受けると、クロック信号Ｃに同期して、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号Ｔｘを生成する。
パターン生成部３は、送信信号Ｔｘを光源駆動回路５、コンパレータ１３及びＡ／Ｄ変換器１４のそれぞれに出力する。
パターン生成部３は、送信信号Ｔｘを出力する毎に、振幅の変化が異なる送信信号Ｔｘを生成するようにしてもよいし、毎回、同じ送信信号Ｔｘを生成するようにしてもよい。
【００１８】
光源駆動回路５は、パターン生成部３から送信信号Ｔｘを受けると、送信信号Ｔｘの信号値に従って、光源６から出力される光の変調を制御する。
光源６は、光源駆動回路５によって制御されることで、図２に示すような送信光ＴＬを送信アンテナ７に出力する。
送信アンテナ７は、光源６から出力された送信光ＴＬを測距対象物に向けて照射する。
送信アンテナ７から照射された送信光ＴＬは、測距対象物に反射され、送信光ＴＬの反射光ＲＬが受信アンテナ９に到来してくる。
【００１９】
受信アンテナ９は、反射光ＲＬを受信する。
光検出器１０は、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬを検出し、反射光ＲＬの検出信号を電流アンプ１１に出力する。
電流アンプ１１は、光検出器１０から反射光ＲＬの検出信号を受けると、反射光ＲＬの検出信号を増幅し、増幅後の検出信号を受信信号Ｒｘとして、コンパレータ１６及びＡ／Ｄ変換器１７のそれぞれに出力する。
【００２０】
コンパレータ１３は、送信信号生成部１から送信信号Ｔｘを受けると、送信信号Ｔｘの信号値と第１の閾値Ｔｈ１とを比較する。
コンパレータ１３は、送信信号Ｔｘの信号値が第１の閾値Ｔｈ１以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力し、送信信号Ｔｘの信号値が第１の閾値Ｔｈ１未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器１４は、コンパレータ１３からハイレベルの信号が出力されている期間中、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘの信号値ｓＴｘ，ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）をサンプリング周期Ｓｐ１で繰り返しサンプリングする。
図３は、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値のサンプリング及びＡ／Ｄ変換器１７による信号値のサンプリングを示す説明図である。
図３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１４による信号値ｓＴｘ，ｎのサンプリングを示す説明図である。
図３Ａにおいて、黒丸は、Ａ／Ｄ変換器１４によりサンプリングされた信号値ｓＴｘ，ｎを示している。図３Ａでは、Ｎ＝１４の例を示している。
Ａ／Ｄ変換器１４は、サンプリングしたそれぞれの信号値ｓＴｘ，ｎをデジタル値ＤＴｘ，ｎに変換し、それぞれのデジタル値ＤＴｘ，ｎをメモリ１９に格納する。
【００２２】
コンパレータ１６は、電流アンプ１１から受信信号Ｒｘを受けると、受信信号Ｒｘの信号値と第２の閾値Ｔｈ２とを比較する。
コンパレータ１６は、受信信号Ｒｘの信号値が第２の閾値Ｔｈ２以上であれば、ハイレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力し、受信信号Ｒｘの信号値が第２の閾値Ｔｈ２未満であれば、ローレベルの信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器１７は、コンパレータ１６からハイレベルの信号が出力されている期間中、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘの信号値ｓＲｘ，ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）をサンプリング周期Ｓｐ２で繰り返しサンプリングする。
図３Ｂは、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが測定対象物に反射された送信光ＴＬであるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓＲｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。
図３Ｃは、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが外乱光であるときのＡ／Ｄ変換器１７による信号値ｓＲｘ，ｍのサンプリングを示す説明図である。
図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、黒丸は、Ａ／Ｄ変換器１７によりサンプリングされた信号値ｓＲｘ，ｍを示している。図３Ｂでは、Ｍ＝１４の例を示しており、図３Ｃでは、Ｍ＝８の例を示している。
Ａ／Ｄ変換器１７は、サンプリングしたそれぞれの信号値ｓＲｘ，ｍをデジタル値ＤＲｘ，ｍに変換し、それぞれのデジタル値ＤＲｘ，ｍをメモリ２０に格納する。
【００２４】
受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが測定対象物に反射された送信光ＴＬである場合の受信信号Ｒｘにおける信号値ｓＲｘ，ｍの信号列は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、送信信号Ｔｘにおける信号値ｓＴｘ，ｎの信号列と類似している。
受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが外乱光である場合の受信信号Ｒｘにおける信号値ｓＲｘ，ｍの信号列は、図３Ａ及び図３Ｃに示すように、送信信号Ｔｘにおける信号値ｓＴｘ，ｎの信号列と類似していない。
Ａ／Ｄ変換器１７におけるサンプリング周期Ｓｐ２は、Ａ／Ｄ変換器１４におけるサンプリング周期Ｓｐ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
反射光ＲＬの光強度が、送信光ＴＬの光強度よりも低下することが明らかな状況下では、例えば、光強度の低下比率と同じ比率だけ、サンプリング周期Ｓｐ２がサンプリング周期Ｓｐ１よりも小さくてもよい。
【００２５】
相関値算出回路２１は、メモリ１９に記憶されているＮ個のデジタル値ＤＴｘ，ｎを取得する。
相関値算出回路２１は、以下の式（１）に示すように、サンプリング時刻が隣の２つのデジタル値の間の時間変化率ｄＤＴｘ，ｎのそれぞれを示す第１の変化率データｄＤＴｘを算出する。
ｄＤＴｘ＝ｄＤＴｘ，１，ｄＤＴｘ，２，・・・，ｄＤＴｘ，Ｎ−１          （１）
ｄＤＴｘ，１＝（ＤＴｘ，２−ＤＴｘ，１）／Ｓｐ１
ｄＤＴｘ，２＝（ＤＴｘ，３−ＤＴｘ，２）／Ｓｐ１
：
ｄＤＴｘ，Ｎ−１＝（ＤＴｘ，Ｎ−ＤＴｘ，Ｎ−１）／Ｓｐ１
【００２６】
また、相関値算出回路２１は、メモリ２０に記憶されているＭ個のデジタル値ＤＲｘ，ｍを取得する。
相関値算出回路２１は、以下の式（２）に示すように、サンプリング時刻が隣の２つのデジタル値ＤＲｘ，ｍの間の時間変化率ｄＤＲｘ，ｍのそれぞれを示す第２の変化率データｄＤＲｘを算出する。
ｄＤＲｘ＝ｄＤＲｘ，１，ｄＤＲｘ，２，・・・，ｄＤＲｘ，Ｍ−１          （２）
ｄＤＲｘ，１＝（ＤＲｘ，２−ＤＲｘ，１）／Ｓｐ２
ｄＤＲｘ，２＝（ＤＲｘ，３−ＤＲｘ，２）／Ｓｐ２
：
ｄＤＲｘ，Ｍ−１＝（ＤＲｘ，Ｍ−ＤＲｘ，Ｍ−１）／Ｓｐ２
【００２７】
相関値算出回路２１は、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
相関値ｃｏｒとしては、例えば、以下の式（３）に示すような、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの相関係数を用いることができる。
相関係数＝Ｃｏｖ（ｄＤＴｘ，ｄＤＲｘ）／（ＳＤ１（ｄＤＴｘ）×（ＳＤ２（ｄＤＲｘ））
（３）
式（３）において、Ｃｏｖ（ｄＤＴｘ，ｄＤＲｘ）は、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの共分散である。
ＳＤ１（ｄＤＴｘ）は、第１の変化率データｄＤＴｘの標準偏差、ＳＤ２（ｄＤＲｘ）は、第２の変化率データｄＤＲｘの標準偏差である。
【００２８】
距離算出部２２は、クロック源２からクロック信号Ｃを受けると、内蔵時計又は外部の時計を参照して、クロック源２からクロック信号Ｃが出力された時刻ｔｃ１を取得する。
距離算出部２２は、以下の式（４）に示すように、時刻ｔｃ１に、パターン生成部３、光源駆動回路５及び光源６におけるそれぞれの処理時間Ｔｐ１を加算することで、送信アンテナ７から送信光ＴＬが照射された時刻ｔＴを算出する。
ｔＴ＝ｔｃ１＋Ｔｐ１    （４）
処理時間Ｔｐ１は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
【００２９】
距離算出部２２は、内蔵時計又は外部の時計を参照して、クロック源２からクロック信号Ｃが出力されたのち、コンパレータ１６から最初にハイレベルの信号が出力された時刻ｔｃ２を取得する。
距離算出部２２は、以下の式（５）に示すように、時刻ｔｃ２から、光検出器１０、電流アンプ１１及びコンパレータ１６におけるそれぞれの処理時間Ｔｐ２を減算することで、受信アンテナ９により反射光ＲＬが受信された時刻ｔＲを算出する。
ｔＲ＝ｔｃ２−Ｔｐ２    （５）
処理時間Ｔｐ２は、距離算出部２２の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
【００３０】
距離算出部２２は、相関値算出回路２１から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ３以上であれば、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが、測定対象物に反射された送信光ＴＬである可能性が高いと認定する。
そして、距離算出部２２は、送信アンテナ７から送信光ＴＬが照射された時刻ｔＴと、受信アンテナ９により反射光ＲＬが受信された時刻ｔＲとの時刻差｜ｔＴ−ｔＲ｜から測距対象物までの距離を算出する。
時刻差｜ｔＴ−ｔＲ｜から距離を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ３未満であれば、受信アンテナ９により受信された反射光ＲＬが、測定対象物に反射された送信光ＴＬではなく、外乱光の可能性が高いと認定する。
距離算出部２２は、反射光ＲＬが外乱光の可能性が高いと認定すると、測距対象物までの距離を算出する処理を実施しない。
【００３１】
以上の実施の形態１は、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部１２と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部１５とを設けている。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する。また、距離算出部２２が、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部４から送信光が照射された時刻と、反射光受信部８により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。
【００３２】
なお、第１のサンプリング部１２は、送信信号生成部１により生成された送信信号の信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングするようにしている。したがって、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた信号値は、第１の閾値以上になる期間中の信号値に限られるため、常に信号値がサンプリングされる場合よりも、メモリ１９の記憶容量を小さくすることができる。
また、第２のサンプリング部１５は、反射光受信部８から出力された受信信号の信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングするようにしている。したがって、第２のサンプリング部１５によりサンプリングされた信号値は、第２の閾値以上になる期間中の信号値に限られるため、常に信号値がサンプリングされる場合よりも、メモリ２０の記憶容量を小さくすることができる。
【００３３】
図１に示すレーザレーダ装置では、相関値算出部１８が、メモリ１９，２０及び相関値算出回路２１を備えている。
相関値算出部１８は、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出することができればよく、図８に示すような構成であってもよい。
図８は、相関値算出部１８の内部を示す構成図である。
図８において、微分回路５１は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたそれぞれのデジタル値ＤＴｘ，ｎが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５２に出力する回路である。
ゼロクロス回路５２は、微分回路５１から出力された微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する回路である。
カウンタ５３は、ゼロクロス回路５２によりゼロクロスするタイミングが検出されると、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
【００３４】
微分回路５４は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されたそれぞれのデジタル値ＤＲｘ，ｍが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５５に出力する回路である。
ゼロクロス回路５５は、微分回路５４から出力された微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する回路である。
カウンタ５６は、ゼロクロス回路５５によりゼロクロスするタイミングが検出されると、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
一致度算出回路５７は、カウンタ５３から出力されたパルス信号の信号列と、カウンタ５６から出力されたパルス信号の信号列との一致度を算出し、一致度を相関値ｃｏｒとして距離算出部２２に出力する。
【００３５】
次に、図８に示す相関値算出部１８の動作について説明する。
微分回路５１は、Ａ／Ｄ変換器１４からそれぞれのデジタル値ＤＴｘ，ｎを受けると、それぞれのデジタル値ＤＴｘ，ｎが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５２に出力する。
ゼロクロス回路５２は、微分回路５１から微分波形を受けると、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する。
ゼロクロス回路５２は、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出すると、検出信号ｋ１をカウンタ５３に出力する。
カウンタ５３は、ゼロクロス回路５２から検出信号ｋ１を受ける毎に、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
【００３６】
微分回路５４は、Ａ／Ｄ変換器１７からそれぞれのデジタル値ＤＲｘ，ｍを受けると、それぞれのデジタル値ＤＲｘ，ｍが示す波形の微分波形を算出し、微分波形をゼロクロス回路５５に出力する。
ゼロクロス回路５５は、微分回路５４から微分波形を受けると、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出する。
ゼロクロス回路５５は、微分波形がゼロクロスするタイミングを検出すると、検出信号ｋ２をカウンタ５６に出力する。
カウンタ５６は、ゼロクロス回路５５から検出信号ｋ２を受ける毎に、パルス信号を一致度算出回路５７に出力する。
一致度算出回路５７は、カウンタ５３から出力されたパルス信号の信号列と、カウンタ５６から出力されたパルス信号の信号列とを比較することで、２つの信号列の一致度を算出し、一致度を相関値ｃｏｒとして距離算出部２２に出力する。
一致度を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態２では、第２のサンプリング部１５が、多値コンパレータ３１及び変化率算出回路３２を備えているレーザレーダ装置について説明する。
【００３８】
図４は、実施の形態２によるレーザレーダ装置を示す構成図である。図４において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
多値コンパレータ３１は、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘの信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングした信号値と複数の閾値とを比較することで、信号値をデジタル値に変換し、複数のデジタル値を変化率算出回路３２に出力する。
変化率算出回路３２は、多値コンパレータ３１から複数のデジタル値を受けている期間中、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データｄＤＲｘを算出し、第２の変化率データｄＤＲｘをメモリ３３に格納する。
【００３９】
相関値算出部１８は、メモリ１９、メモリ３３及び相関値算出回路３４を備えている。
メモリ３３は、変化率算出回路３２から出力された第２の変化率データｄＤＲｘを記憶する記録媒体である。
相関値算出回路３４は、メモリ１９に記憶されている複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データｄＤＴｘを算出する。
相関値算出回路３４は、第１の変化率データｄＤＴｘとメモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
【００４０】
次に、図４に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。ただし、ここでは、図１に示すレーザレーダ装置と相違している部分のみを説明する。
多値コンパレータ３１は、互いに異なる複数の閾値を記憶している。
ここでは、説明の便宜上、多値コンパレータ３１が、閾値Ｔｈａ、閾値Ｔｈｂ、閾値Ｔｈｃ及び閾値Ｔｈｄを記憶しているものとする。Ｔｈａ＜Ｔｈｂ＜Ｔｈｃ＜Ｔｈｄである。
多値コンパレータ３１は、電流アンプ１１から出力された受信信号Ｒｘにおける異なる時刻の信号値ｓＲｘ，ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）をサンプリングし、信号値ｓＲｘ，ｍと閾値Ｔｈａ〜Ｔｈｄとを比較する。
【００４１】
多値コンパレータ３１は、ｓＲｘ，ｍ＜Ｔｈａであれば、デジタル値ＤＲｘ，ｍとして、信号レベルがゼロのデジタル値（０）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈａ≦ｓＲｘ，ｍ＜Ｔｈｂであれば、図５に示すように、デジタル値ＤＲｘ，ｍとして、デジタル値（０）よりも大きいデジタル値（１）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈｂ≦ｓＲｘ，ｍ＜Ｔｈｃであれば、図５に示すように、デジタル値ＤＲｘ，ｍとして、デジタル値（１）よりも大きいデジタル値（２）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈｃ≦ｓＲｘ，ｍ＜Ｔｈｄであれば、図５に示すように、デジタル値ＤＲｘ，ｍとして、デジタル値（２）よりも大きいデジタル値（３）を変化率算出回路３２に出力する。
多値コンパレータ３１は、Ｔｈｄ≦ｓＲｘ，ｍであれば、図５に示すように、デジタル値ＤＲｘ，ｍとして、デジタル値（３）よりも大きいデジタル値（４）を変化率算出回路３２に出力する。
図５は、信号値ｓＲｘ，ｍと閾値Ｔｈａ〜Ｔｈｄとデジタル値ＤＲｘ，ｍとの関係を示す説明図である。
図６は、多値コンパレータ３１が入出力する信号の一例を示す説明図である。
【００４２】
変化率算出回路３２は、多値コンパレータ３１からＭ個のデジタル値ＤＲｘ，ｍが出力されている期間中、以下の式（６）に示すように、第２の変化率データｄＤＲｘを算出する。
ｄＤＲｘ＝ｄＤＲｘ，１，ｄＤＲｘ，２，・・・，ｄＤＲｘ，Ｍ−１          （６）
ｄＤＲｘ，１＝（ＤＲｘ，２−ＤＲｘ，１）／Ｓｐ２
ｄＤＲｘ，２＝（ＤＲｘ，３−ＤＲｘ，２）／Ｓｐ２
：
ｄＤＲｘ，Ｍ−１＝（ＤＲｘ，Ｍ−ＤＲｘ，Ｍ−１）／Ｓｐ２
変化率算出回路３２は、第２の変化率データｄＤＲｘをメモリ３３に格納する。
【００４３】
相関値算出回路３４は、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤＴｘを算出する。
相関値算出回路３４は、メモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤＲｘを取得し、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
【００４４】
距離算出部２２は、相関値算出回路３４から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ３以上であれば、実施の形態１と同様に、測距対象物までの距離を算出する。
ここでは、距離算出部２２が、測距対象物までの距離を算出している。変化率算出回路３２は、クロック源２から出力されたクロック信号Ｃを受けるようにすれば、距離算出部２２と同様の方法で、測距対象物までの距離を算出することができる。
距離算出部２２は、変化率算出回路３２により算出された距離を取得し、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ３以上のとき、当該距離を外部に出力するようにしてもよい。
【００４５】
以上の実施の形態２は、第２のサンプリング部１５が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出している。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、第１の変化率データと第２のサンプリング部１５により算出された第２の変化率データとの相関値を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、実施の形態１のレーザレーダ装置と同様に、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態３では、第１のサンプリング部１２が、多値コンパレータ４１及び変化率算出回路４２を備えているレーザレーダ装置について説明する。
【００４７】
図７は、実施の形態３によるレーザレーダ装置を示す構成図である。図７において、図１及び図４と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
多値コンパレータ４１は、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘの信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングした信号値と複数の閾値とを比較することで、信号値をデジタル値に変換し、複数のデジタル値を変化率算出回路４２に出力する。
変化率算出回路４２は、多値コンパレータ４１から複数のデジタル値を受けている期間中、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データｄＤＴｘを算出し、第１の変化率データｄＤＴｘをメモリ４３に格納する。
【００４８】
相関値算出部１８は、メモリ４３、メモリ３３及び相関値算出回路４４を備えている。
メモリ４３は、変化率算出回路４２から出力された第１の変化率データｄＤＴｘを記憶する記録媒体である。
相関値算出回路４４は、メモリ４３に記憶されている第１の変化率データｄＤＴｘとメモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
【００４９】
次に、図７に示すレーザレーダ装置の動作について説明する。ただし、ここでは、図１及び図４に示すレーザレーダ装置と相違している部分のみを説明する。
パターン生成部３は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号Ｔｘを光源駆動回路５及び多値コンパレータ４１のそれぞれに出力する。
多値コンパレータ４１は、互いに異なる複数の閾値を記憶している。
ここでは、説明の便宜上、多値コンパレータ４１は、閾値Ｔｈ’ａ、閾値Ｔｈ’ｂ、閾値Ｔｈ’ｃ及び閾値Ｔｈ’ｄを記憶しているものとする。
閾値Ｔｈ’ａ〜Ｔｈ’ｄのそれぞれは、多値コンパレータ３１により記憶されている閾値Ｔｈａ〜Ｔｈｄのそれぞれと同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。
多値コンパレータ４１は、パターン生成部３から出力された送信信号Ｔｘにおける異なる時刻の信号値ｓＴｘ，ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）をサンプリングし、信号値ｓＴｘ，ｎと閾値Ｔｈ’ａ〜Ｔｈ’ｄとを比較する。
【００５０】
多値コンパレータ４１は、ｓＴｘ，ｎ＜Ｔｈ’ａであれば、デジタル値ＤＴｘ，ｎとして、信号レベルがゼロのデジタル値（０）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’ａ≦ｓＴｘ，ｎ＜Ｔｈ’ｂであれば、デジタル値ＤＴｘ，ｎとして、デジタル値（０）よりも大きいデジタル値（１）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’ｂ≦ｓＴｘ，ｎ＜Ｔｈ’ｃであれば、デジタル値ＤＴｘ，ｎとして、デジタル値（１）よりも大きいデジタル値（２）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’ｃ≦ｓＴｘ，ｎ＜Ｔｈ’ｄであれば、デジタル値ＤＴｘ，ｎとして、デジタル値（２）よりも大きいデジタル値（３）を変化率算出回路４２に出力する。
多値コンパレータ４１は、Ｔｈ’ｄ≦ｓＴｘ，ｎであれば、デジタル値ＤＴｘ，ｎとして、デジタル値（３）よりも大きいデジタル値（４）を変化率算出回路４２に出力する。
【００５１】
変化率算出回路４２は、多値コンパレータ４１からＮ個のデジタル値ＤＴｘ，ｎが出力されている期間中、以下の式（７）に示すように、第１の変化率データｄＤＴｘを算出する。
ｄＤＴｘ＝ｄＤＴｘ，１，ｄＤＴｘ，２，・・・，ｄＤＴｘ，Ｎ−１          （７）
ｄＤＴｘ，１＝（ＤＴｘ，２−ＤＴｘ，１）／Ｓｐ１
ｄＤＴｘ，２＝（ＤＴｘ，３−ＤＴｘ，２）／Ｓｐ１
：
ｄＤＴｘ，Ｎ−１＝（ＤＴｘ，Ｎ−ＤＴｘ，Ｎ−１）／Ｓｐ１
変化率算出回路４２は、第１の変化率データｄＤＴｘをメモリ４３に格納する。
【００５２】
相関値算出回路４４は、メモリ４３に記憶されている第１の変化率データｄＤＴｘを取得し、メモリ３３に記憶されている第２の変化率データｄＤＲｘを取得する。
相関値算出回路４４は、図１に示す相関値算出回路２１と同様に、第１の変化率データｄＤＴｘと第２の変化率データｄＤＲｘとの相関値ｃｏｒを算出し、相関値ｃｏｒを距離算出部２２に出力する。
【００５３】
距離算出部２２は、相関値算出回路４４から相関値ｃｏｒを受けると、相関値ｃｏｒと第３の閾値Ｔｈ３とを比較する。
距離算出部２２は、相関値ｃｏｒが第３の閾値Ｔｈ３以上であれば、実施の形態１と同様に、測距対象物までの距離を算出する。
【００５４】
以上の実施の形態３は、第１のサンプリング部１２が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、第２のサンプリング部１５が、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出している。そして、相関値算出部１８が、第１のサンプリング部１２により算出された第１の変化率データと第２のサンプリング部１５により算出された第２の変化率データとの相関値を算出するように、レーザレーダ装置を構成した。したがって、レーザレーダ装置は、実施の形態１のレーザレーダ装置と同様に、相関値の算出処理の実施及び距離の算出処理の実施をそれぞれ制限することができる。
【００５５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
この発明は、測距対象物までの距離を算出するレーザレーダ装置に適している。
【符号の説明】
【００５７】
１  送信信号生成部、２  クロック源、３  パターン生成部、４  光照射部、５  光源駆動回路、６  光源、７  送信アンテナ、８  反射光受信部、９  受信アンテナ、１０  光検出器、１１  電流アンプ、１２  第１のサンプリング部、１３  コンパレータ、１４  Ａ／Ｄ変換器、１５  第２のサンプリング部、１６  コンパレータ、１７  Ａ／Ｄ変換器、１８  相関値算出部、１９  メモリ、２０  メモリ、２１  相関値算出回路、２２  距離算出部、３１  多値コンパレータ、３２  変化率算出回路、３３  メモリ、３４  相関値算出回路、４１  多値コンパレータ、４２  変化率算出回路、４３  メモリ、４４  相関値算出回路、５１  微分回路、５２  ゼロクロス回路、５３  カウンタ、５４  微分回路、５５  ゼロクロス回路、５６  カウンタ、５７  一致度算出回路。
【図１】
2019239552.tif 000003
【図２】
2019239552.tif 000004
【図３】
2019239552.tif 000005
【図４】
2019239552.tif 000006
【図５】
2019239552.tif 000007
【図６】
2019239552.tif 000008
【図７】
2019239552.tif 000009
【図８】
2019239552.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月7日(2018.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るレーザレーダ装置は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出する距離算出部とを備え、相関値算出部は、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、第１の変化率データと第２の変化率データとの相関値を算出するようにしたものである。
【手続補正２】
【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】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備え、
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備え、
前記第２のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項３】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値と、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値との相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備え、
前記第１のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、
前記第２のサンプリング部は、
サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、
前記相関値算出部は、
前記第１のサンプリング部により算出された第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記送信信号生成部は、振幅の変化が異なる送信信号を繰り返し生成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーザレーダ装置。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るレーザレーダ装置は、時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を送信光に変換し、送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、測距対象物によって反射された送信光を反射光として受信し、反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、第１の変化率データと第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、相関値が第３の閾値以上であるとき、光照射部から送信光が照射された時刻と、反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、測距対象物までの距離を算出する距離算出部とを備えるようにしたものである。
【手続補正２】
【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】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出するとともに、前記第２のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。
【請求項２】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングする第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部によりサンプリングされた複数の信号値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出し、前記第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。
【請求項３】
時間の経過に伴って振幅が変化する送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信光に変換し、前記送信光を測距対象物に向けて照射する光照射部と、
前記測距対象物によって反射された前記送信光を反射光として受信し、前記反射光の受信信号を出力する反射光受信部と、
前記送信信号の振幅の値を示す信号値が第１の閾値以上である期間中、前記送信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第１の変化率データを算出する第１のサンプリング部と、
前記受信信号の振幅の値を示す信号値が第２の閾値以上である期間中、前記受信信号の信号値を繰り返しサンプリングし、サンプリングしたそれぞれの信号値をデジタル値に変換して、複数のデジタル値の間の時間変化率を示す第２の変化率データを算出する第２のサンプリング部と、
前記第１のサンプリング部により算出された第１の変化率データと前記第２のサンプリング部により算出された第２の変化率データとの相関値を算出する相関値算出部と、
前記相関値が第３の閾値以上であるとき、前記光照射部から送信光が照射された時刻と、前記反射光受信部により反射光が受信された時刻との時刻差から、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備えたレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記送信信号生成部は、振幅の変化が異なる送信信号を繰り返し生成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーザレーダ装置。
【国際調査報告】
2019239552.tif 000011
2019239552.tif 000012
2019239552.tif 000013
2019239552.tif 000014