(57)【要約】【課題】所定の走査範囲角を確保しつつ、角度分解能を向上させることができる物体検出装置、物体検出方法、および物体検出プログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の物体検出装置は、一又は複数のレーザ送信部と、受光部と、信号処理部とを持つ。レーザ送信部は、レーザ光を照射可能である。受光部は、レーザ送信部により照射されたレーザ光が物体によって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子を含む。信号処理部は、受光部の各受光素子により受光された反射光の強度と、複数の受光素子同士の位置関係とに基づいて、物体の形状を判別可能なデータを生成する。【選択図】図２
2018155658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射可能な一又は複数のレーザ送信部と、
前記レーザ送信部により照射されたレーザ光が物体によって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子を含む受光部と、
前記受光部の各受光素子により受光された反射光の強度と、前記複数の受光素子同士の位置関係とに基づいて、前記物体の形状を判別可能なデータを生成する信号処理部と、
を備える物体検出装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記レーザ送信部により照射された前記レーザ光に関する情報と、少なくとも一つの前記受光素子により受光された光に関する情報とに基づいて、前記物体までの距離を算出する、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記各受光素子の位置に対応した画素に、前記各受光素子により受光された反射光の強度に基づく画素値を対応付けた画像を、前記物体の形状を判別可能なデータとして生成する、
請求項１または２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記物体は、移動体であり、
前記信号処理部は、前記生成した画像上で前記物体の移動方向を推定し、
前記信号処理部により推定された前記物体の移動方向に基づいて、前記レーザ光の照射方向を決定して、前記決定した照射方向に向けて前記レーザ送信部に前記レーザ光を照射させるレーザ制御部を更に備える、
請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
少なくとも前記レーザ送信部および前記受光部が収容された筐体と、
前記筐体を、仰角方向および水平方向のうち少なくとも一方向に回動させる駆動部と、を更に備える、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
レーザ光を照射可能な一又は複数のレーザ送信部と、前記レーザ送信部により照射されたレーザ光が物体によって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子を含む受光部とを備える物体検出装置に搭載されたコンピュータが、
前記受光部の各受光素子により受光された反射光の強度と、前記複数の受光素子同士の位置関係とに基づいて、前記物体の形状を判別可能なデータを生成する、
物体検出方法。
【請求項７】
レーザ光を照射可能な一又は複数のレーザ送信部と、前記レーザ送信部により照射されたレーザ光が物体によって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子を含む受光部とを備える物体検出装置に搭載されたコンピュータに、
前記受光部の各受光素子により受光された反射光の強度と、前記複数の受光素子同士の位置関係とに基づいて、前記物体の形状を判別可能なデータを生成させる、
物体検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、物体検出装置、物体検出方法、および物体検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体に向けてレーザ光を走査しながら照射することによって、物体を検出する技術が知られている。このような技術において、遠方の物体を検出対象とした場合、物体までの伝搬光路をレーザ光が往復する時間が長くなるため、走査周期が長くなるとともに、検出対象の物体の見かけの大きさが小さくなるため、角度分解能を小さくする必要がある。この場合、所定の走査範囲角を確保した状態で走査周期を短くするためには、レーザ光の照射時の走査点数を少なくすることが有効であるが、走査点数を少なくすると角度分解能が低下してしまう。また、角度分解能を小さくした上で走査周期は増大させないためには、走査範囲角を狭くすることが必要であるが、走査範囲を狭くするのは好ましくない場合が多い。
【０００３】
上記に関連し、レーザ光に対応した反射光を複数の受光素子に受光させ、反射光を受光させた複数の受光素子のうち、いずれかの受光素子の検出信号に基づいて、物体を検出する技術が知られている。しかしながら、このような従来の技術では、角度分解能が依然として低い場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７３０９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、所定の走査範囲角を確保しつつ、角度分解能を向上させることができる物体検出装置、物体検出方法、および物体検出プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の物体検出装置は、一又は複数のレーザ送信部と、受光部と、信号処理部とを持つ。レーザ送信部は、レーザ光を照射可能である。受光部は、レーザ送信部により照射されたレーザ光が物体によって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子を含む。信号処理部は、受光部の各受光素子により受光された反射光の強度と、複数の受光素子同士の位置関係とに基づいて、物体の形状を判別可能なデータを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態における物体検出装置１００の利用場面を模式的に示す図。
【図２】実施形態における物体検出装置１００の構成例を示す図。
【図３】空洞部Ｈが形成された光分離ミラー１０３の一例を示す図。
【図４】制御部１２０による一連の処理の一例を示すフローチャート。
【図５】受光素子１０６の配列位置とレーザ光の走査位置との関係の一例を示す図。
【図６】レーザ画像の一例を示す図。
【図７】走査ミラー１０１の角度の変更方法を説明するための図。
【図８】レーザ画像から検出対象物体ＯＢの形状を推定する方法を説明するための図。
【図９】実施形態の変形例における物体検出装置１００Ａの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の物体検出装置、物体検出方法、および物体検出プログラムを、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態における物体検出装置１００の利用場面を模式的に示す図である。図示のように、物体検出装置１００は、検出対象物体ＯＢが存在する可能性の高い空間領域にレーザ光を照射することによって、検出対象物体ＯＢを検出する装置である。検出対象物体ＯＢは、例えば、およそ数［ｋｍ］上空を移動する移動体（例えば、飛行機やヘリコプターなどの航空機）である。
【００１０】
図２は、実施形態における物体検出装置１００の構成例を示す図である。物体検出装置１００は、例えば、走査ミラー１０１と、走査駆動部１０２と、光分離ミラー１０３と、集光レンズ１０４と、受光部１０５と、レーザ送信部１１０と、制御部１２０と、情報出力部１３０とを備える。
【００１１】
走査駆動部１０２は、制御部１２０の制御を受けて、後述するレーザ送信部１１０から照射されるレーザ光（以下、照射レーザ光と称する）の光軸を検出対象物体ＯＢの近傍の任意の方向に照射できるように、走査ミラー１０１の角度を２方向（例えば、仰角方向および水平方向）に変更する。また、走査駆動部１０２は、走査ミラー１０１の方向（例えば、仰角方向および水平方向）の角度を検知する角度センサ（不図示）を有し、角度センサにより検知された角度を示す検知信号（以下、角度検知信号と称する）を制御部１２０に出力する。
【００１２】
光分離ミラー１０３は、走査ミラー１０１とレーザ送信部１１０との間に配置される。光分離ミラー１０３の一部には、空洞部Ｈが形成される。図３は、空洞部Ｈが形成された光分離ミラー１０３の一例を示す図である。光分離ミラー１０３は、後述するレーザ送信部１１０から照射される照射レーザ光の光軸が空洞部Ｈを通る位置に配置される。この空洞部Ｈの直径は、照射レーザ光が通過できる程度の大きさ、すなわち照射レーザ光のビーム幅よりやや大きい程度の大きさである。これによって、照射レーザ光は、光分離ミラー１０３の空洞部Ｈを通過して走査ミラー１０１に照射される。そして、走査ミラー１０１に照射された照射レーザ光は、走査ミラー１０１の鏡面で反射し、空間に放射される。
【００１３】
一方、空間に放射された照射レーザ光が検出対象物体ＯＢによって反射された場合、検出対象物体ＯＢによって反射された照射レーザ光（以下、反射光と称する）は、走査ミラー１０１の鏡面で反射され、更に、光分離ミラー１０３の空洞部Ｈ以外の鏡面部分によって、集光レンズ１０４に向けて反射される。空洞部Ｈの面積は光分離ミラー１０３の面積に対して小さく設定されるため、走査ミラー１０１により反射された反射光の大部分は、光分離ミラー１０３の鏡面で反射され、集光レンズ１０４に導光される。このような構成によって、光分離ミラー１０３は、照射レーザ光と反射光とを分離することができる。
【００１４】
図２の説明に戻る。集光レンズ１０４は、光分離ミラー１０３と受光部１０５との間に配置される。集光レンズ１０４は、光分離ミラー１０３により反射された光（光束）を集光して、受光部１０５に導光する。
【００１５】
受光部１０５は、複数の受光素子１０６を含む。複数の受光素子１０６は、例えば、マトリクス状に配列される。マトリクス状とは、ある方向において受光素子１０６が連続或いは不連続に配置されていると共に、ある方向に対して垂直な方向において受光素子１０６が連続或いは不連続に配置されているような状態をいう。また、複数の受光素子１０６は、マトリクス状に代えて、ハニカム状、その他の形態で配列されてもよい。
【００１６】
各受光素子１０６は、反射光を受光し、受光した反射光の強度を電気信号に変換した受信光信号を生成する。受光部１０５は、各受光素子１０６により生成された受信光信号を制御部１２０に出力する。
【００１７】
レーザ送信部１１０は、制御部１２０の制御を受けて、照射レーザ光を照射する。また、レーザ送信部１１０は、送信光センサ１１０ａを備える。送信光センサ１１０ａは、照射レーザ光の強度を測定する。レーザ送信部１１０は、送信光センサ１１０ａにより測定された照射レーザ光の強度や、照射レーザ光の位相、照射レーザ光の照射時刻などの情報が含まれる送信光信号を生成し、生成した送信光信号を制御部１２０に出力する。なお、レーザ送信部１１０は複数台設けられてもよい。
【００１８】
制御部１２０は、例えば、レーザ制御部１２１と、信号処理部１２２と、ミラー制御部１２３とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。
【００１９】
レーザ制御部１２１は、レーザ送信部１１０を制御して、例えば、照射レーザ光の照射タイミングを制御する。
【００２０】
信号処理部１２２は、受光部１０５に含まれる複数の受光素子１０６の各々により出力された受信光信号のうち、少なくとも一つの受信光信号と、レーザ送信部１１０により出力された送信光信号とに基づいて、検出対象物体ＯＢまでの距離を算出する。また、信号処理部１２２は、受光部１０５に含まれる複数の受光素子１０６の各々により出力された受信光信号と、受光素子１０６同士の互いの位置関係（例えばマトリクス状のどの位置にどの受光素子１０６が配置されているのか）とに基づいて、検出対象物体ＯＢの形状を判別可能なデータを生成する。
【００２１】
ミラー制御部１２３は、走査駆動部１０２により出力された角度検知信号に基づいて、走査駆動部１０２を制御することで、例えば、走査ミラー１０１の仰角方向および水平方向の角度を変更させる。
【００２２】
情報出力部１３０は、信号処理部１２２により処理された検出対象物体ＯＢに関する情報を当該装置と連携する他の装置に送信する。また、情報出力部１３０は、それら情報を、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプなどによって表示したり、スピーカなどによって音声出力したりする。
【００２３】
以下、フローチャートに即して、制御部１２０による一連の処理について説明する。図４は、制御部１２０による一連の処理の一例を示すフローチャートである。例えば、本フローチャートの処理は、所定の周期で繰り返し行われる。
【００２４】
まず、ミラー制御部１２３は、検出対象物体ＯＢが存在する可能性の高い方向（以下、検出対象物体ＯＢの予測方向と称する）に対して、走査ミラー１０１で反射された照射レーザ光の光軸が向くように走査駆動部１０２を制御する（ステップＳ１００）。検出対象物体ＯＢの予測方向は、例えば、レーダ装置によって特定されてもよいし、カメラによって撮像された画像から特定されてもよい。すなわち、検出対象物体ＯＢの予測方向は、外部装置により特定されてもよい。ここで、検出対象物体ＯＢの方向を計測する装置によって特定された検出対象物体ＯＢの方向と走査ミラー１０１で反射された照射レーザ光の光軸方向とを一致させるために必要な走査ミラー１０１の駆動角度（例えば、走査ミラー１０１の仰角方向および水平方向の角度）は、予め校正しておく。そして、ミラー制御部１２３は、特定された検出対象物体ＯＢの予測方向から、走査ミラー１０１で反射された照射レーザ光の光軸方向が検出対象物体ＯＢの予測方向に一致させるために必要な走査ミラー１０１の駆動角度を導出して、導出した角度を示す情報を走査駆動部１０２に出力する。これを受けて、走査駆動部１０２は、走査ミラー１０１の角度を、ミラー制御部１２３により導出された角度に変更することによって、走査ミラー１０１の反射方向を変更する。
【００２５】
次に、レーザ制御部１２１は、レーザ送信部１１０を制御して、照射レーザ光を照射させると共に、送信光信号を制御部１２０に出力させる（ステップＳ１０２）。これによって、レーザ送信部１１０から照射された照射レーザ光は、走査ミラー１０１の鏡面で反射し直進する。例えば、走査ミラー１０１の鏡面で反射された照射レーザ光の進行方向上に検出対象物体ＯＢが存在すれば、照射レーザ光は、検出対象物体ＯＢにより反射される。検出対象物体ＯＢで反射した反射光の一部は、走査ミラー１０１の鏡面で反射し、光分離ミラー１０３側に直進する。走査ミラー１０１で反射した反射光は、光分離ミラー１０３の鏡面で反射し、集光レンズ１０４へと導光される。これによって、受光部１０５に含まれる複数の受光素子１０６は、集光レンズ１０４を介した導光された反射光を受光して、反射光の強度を示す受信光信号を生成する。
【００２６】
集光レンズ１０４は、導光された反射光の到来方向に応じて集光位置が移動する機能をもつとする。例えば、ｆθレンズを用いると、光の到来方向に比例して集光位置を移動させることができる。
【００２７】
受光素子１０６により受光された反射光の強度が信号処理を行うのに最低限の強度以上である場合、信号処理部１２２は、受光部１０５に含まれる複数の受光素子１０６の各々により出力された受信光信号と、レーザ送信部１１０により出力された送信光信号とに基づいて、少なくとも一つ、最大、または受光素子ごとに検出対象物体ＯＢまでの距離を算出する（ステップＳ１０６）。
【００２８】
例えば、信号処理部１２２は、送信光信号が出力された時刻（すなわち、照射レーザ光の照射時刻）から受信光信号が出力された時刻（すなわち、反射光の受光時刻）までの時間差と、光の速度とに基づいて、検出対象物体ＯＢまでの距離を算出する。また、信号処理部１２２は、照射レーザ光と反射光との位相差に基づいて、検出対象物体ＯＢまでの距離を算出してもよい。
【００２９】
次に、信号処理部１２２は、受光部１０５に含まれる複数の受光素子１０６の各々により出力された受信光信号と、受光素子１０６同士の互いの位置関係とに基づいて、検出対象物体ＯＢの形状を判別可能なデータとしてレーザ画像を生成する（ステップＳ１０８）。
【００３０】
図５は、受光素子１０６の配列位置と、レーザ光の走査位置との関係の一例を示す図である。図示の例では、受光素子１０６の配列位置を座標（ｘ，ｙ）で表し、レーザ光の走査位置を座標（ｐ，ｑ）で表している。ｘは、二次元平面の一方向の軸を表し、ｙは、二次元平面の他方向の軸を表している。また、ｐは、走査方向の一方向の軸を表し、ｑは、走査方向の他方向の軸を表している。
【００３１】
各走査位置（走査位置１、走査位置２、…走査位置Ｊ、…走査位置Ｎ）は、１回のレーザ照射で受光するときの送信光の照射方向に対応し、走査位置を複数回変えることによって、走査範囲全体にレーザが照射される。この例では、長方形の走査範囲に対し、縦方向をＭ個（＝４）、横方向をＮ個（＝４）に分割し、合計（Ｍ×Ｎ）個の走査点数で走査し、受光素子は縦ｍ個（＝５）、横ｎ個（＝５）の正方形状に並べた場合を示す。すなわち、受光素子の１個が１画素となり、１回のレーザ照射によって受光素子の個数分の反射光データが得られる。このとき、異なる走査位置における受光素子の位置が一部重なっていてもよい。なお、走査範囲や走査方法については、他の形状や他の方式を用いても構わない。走査範囲全体を一度走査することによって、小さい角度分解能をもちつつ、仮想的な大きな走査範囲の検出対象物体ＯＢを含むレーザ画像が得られる。
【００３２】
例えば、レーザ送信部１１０から照射された照射レーザ光がスポット光であった場合、検出対象物体ＯＢに到達するまでにそのビーム幅が拡大されるため、検出対象物体ＯＢに到達する時点では、照射レーザ光の走査点近傍の複数の点において照射レーザ光が照射されることになる。この結果、集光レンズ１０４を通過する反射光は、光の進行方向に対して直交する平面において拡がりをもって分布する。この場合、集光レンズ１０４の中心軸から距離および方向に応じて受光する反射光の到来方向に差異が生じ、各方向の検出対象物体ＯＢの有無や、検出対象物体ＯＢの大きさ、形状、反射率などの分布に応じて、アレイ状の複数の受光素子１０６において受光される反射光の強度に分布が生じる。
【００３３】
信号処理部１２２は、各受光素子１０６の配列位置（ｘ，ｙ）での反射光の強度を輝度や彩度などの画素値に変換し、その画素値を各受光素子１０６の配列位置（ｘ，ｙ）に対応した画素Ｅ（ｐ，ｑ）に対応付けることで、反射光の強度分布を示すレーザ画像を生成する。（ｐ，ｑ）は、レーザ画像における各画素の位置を表しており、レーザ画像における位置（ｐ，ｑ）は、現実空間における物体が見える方向を表している。
【００３４】
図６は、レーザ画像の一例を示す図である。図示の例では、反射光の強度の大きさが濃淡の度合で表されており、濃い画素ほど、その画素に対応した受光素子１０６での反射光の強度が大きいことを示している。なお、各画素の濃淡値は、全画素における最大の濃淡値で除算することで正規化されてよい。これによって、レーザ画像を視認したユーザは、相対的な反射光の強度分布を把握することができる。
【００３５】
さらに、各受光素子１０６には検出対象物体ＯＢまでの距離データが対応付けられており、これをＺ（ｐ，ｑ）で表すと、レーザ画像における位置及び距離データからなる３次元データ（ｐ，ｑ，Ｚ（ｐ，ｑ））は、現実空間における物体の本装置側を向いている表面の形状を表すデータとなる。
【００３６】
次に、情報出力部１３０は、各種表示装置を用いて、信号処理部１２２により生成された距離データおよびレーザ画像を出力する（ステップＳ１１０）。検出対象物体ＯＢまた、情報出力部１３０は、レーザ画像の元となったデータ、すなわち各受光素子１０６の配列位置（ｘ，ｙ）に反射光の強度が対応付けられたデータを外部処理装置などに出力してもよい。この場合、外部処理装置は、各受光素子１０６の配列位置（ｘ，ｙ）に反射光の強度が対応付けられたデータを基に、レーザ画像を生成してよい。
【００３７】
また、このとき、情報出力部１３０は、信号処理部１２２により算出された検出対象物体ＯＢまでの距離を表示させてよい。情報出力部１３０は、レーザ画像における位置及び距離データからなる３次元データ（ｐ，ｑ，Ｚ（ｐ，ｑ））から物体の３次元形状（Ｘ，Ｙ、Ｚ）を算出し、それに反射光の強度が対応付けられたデータを外部処理装置などに出力してもよい。この場合、外部処理装置は、物体の３次元形状（Ｘ，Ｙ、Ｚ）に反射光の強度が対応付けられたデータを基に、３次元画像を生成してよい。
【００３８】
次に、信号処理部１２２は、検出対象物体ＯＢの予測方向への照射レーザ光の走査に要した時間と、検出対象物体ＯＢの移動方向とに基づいて、次の走査周期における検出対象物体ＯＢの予測方向を推定する。例えば、信号処理部１２２は、照射レーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時間や、レーザ画像の生成処理に要する時間などを、照射レーザ光の走査に要した時間として導出する。また、信号処理部１２２は、過去の照射レーザ光の走査周期において生成された複数のレーザ画像上の検出対象物体ＯＢの位置の差分に基づいて検出対象物体ＯＢの移動方向を導出してよい。なお、検出対象物体ＯＢの移動方向は、レーダ装置やカメラによって予め導出されていてもよい。
【００３９】
ミラー制御部１２３は、信号処理部１２２により推定された予測方向に対して、走査ミラー１０１の反射方向を向けるのに必要な角度を導出して、導出した角度を示す情報を走査駆動部１０２に出力することによって、走査ミラー１０１の角度を変更する。
【００４０】
図７は、走査ミラー１０１の角度の変更方法を説明するための図である。例えば、信号処理部１２２は、生成したレーザ画像において、検出対象物体ＯＢの一部が検出されない場合、検出対象物体ＯＢの移動方向から、次の走査周期において検出対象物体ＯＢが存在する方向を推定する。ミラー制御部１２３は、信号処理部１２２により推定された予測方向に対して走査ミラー１０１の反射方向を向けるのに必要な角度を導出する。この結果、検出対象物体ＯＢの移動方向を考慮して走査ミラー１０１の反射方向を変更することができるため、移動する検出対象物体ＯＢに対して照射レーザ光を当てやすくなる。このとき、信号処理部１２２は、前回の走査周期において生成したレーザ画像と、今回の走査周期において生成したレーザ画像とを合成してもよい。例えば、信号処理部１２２は、走査幅（走査ミラー１０１の角度幅）分のシフト量で画像をシフトし、複数のレーザ画像を合成してよい。
【００４１】
ここで、図４の説明に戻る。次に、信号処理部１２２は、所定の周期（所定の時間）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１１２）、所定の周期（所定の時間）が経過しない場合、上述したＳ１０２に処理を戻し、処理を繰り返す。一方、所定の周期が経過した場合、信号処理部１２２は、本フローチャートの処理を終了する。
【００４２】
図８は、レーザ画像から検出対象物体ＯＢの形状を推定する方法を説明するための図である。図中円状の模様が画素を表している。例えば、図中（ａ）に示すようなレーザ画像の場合、同程度の濃さの画素の集合が四角形を形成しているため、検出対象物体ＯＢは少なくとも四角形の平面を有する物体であると推定することができる。言い換えれば、反射光の強度が一様な面は平面であると推定することができる。また、図中（ｂ）に示すようなレーザ画像の場合、濃さの異なる画素の集合が列状に連なって形成されており、レーザ画像の一方向において最も濃い画素から遠ざかるにつれて画素の濃さが低下している。この場合、検出対象物体ＯＢは円柱状の物体であると推定することができる。このように、画素の濃淡の度合、すなわち、反射光の強度の分布から、検出対象物体ＯＢの形状を推定することができる。
さらに、検出対象物体ＯＢの形状を推定する際には、検出対象物体ＯＢまでの距離データも合せて用いることができる。
【００４３】
以上説明した実施形態における物体検出装置１００によれば、照射レーザ光を照射可能な一又は複数のレーザ送信部１１０と、レーザ送信部１１０により照射された照射レーザ光が検出対象物体ＯＢによって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子１０６を含む受光部１０５と、受光部１０５の各受光素子１０６により受光された反射光の強度と、複数の受光素子１０６同士の位置関係とに基づいて、検出対象物体ＯＢの形状を判別可能なデータを生成する信号処理部１２２と、を備えることによって、レーザ照射方向の一つの走査点で、走査点（照射レーザ光のビームの中心軸）近傍の複数の点（走査点そのものも含む）における観測情報（例えば距離や電波強度等）が得られるため、走査点数を減らすことができる。この結果、検出対象物体ＯＢまでの距離が長くなることによって１回の走査処理（測距処理）に要する時間が長くなる場合においても、所定の走査範囲角（例えば、対象物体の大きさの数倍程度以上の大きさ）を確保しつつ、角度分解能を向上させることができる。
【００４４】
（変形例）
以下、上述した実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態の変形例では、物体検出装置１００の仰角方向および／または水平方向の角度を変更することで、物体検出装置１００により照射される照射レーザ光の指向方向を変更する。
【００４５】
図９は、実施形態の変形例における物体検出装置１００Ａの構成例を示す図である。物体検出装置１００Ａは、上述した構成に加えて、更に、駆動部１５０を備える。駆動部１５０は、例えば、ジンバルなどの回転台であり、走査ミラー１０１、走査駆動部１０２、光分離ミラー１０３、集光レンズ１０４、受光部１０５などの光学系と、レーザ送信部１１０と、制御部１２０と、情報出力部１３０とが格納（収容）された筐体を仰角方向および／または水平方向に回転（回動）させて、照射レーザ光の指向方向を変更する。
【００４６】
これによって、物体検出装置１００Ａは、広い空間内において見かけの角度が小さくなる検出対象物体ＯＢ（例えば、遠距離にある物体）の探知を行うことができる。さらに、物体検出装置１００Ａは、追跡制御装置を備えることによって、検出対象物体ＯＢの追跡を行いながら検出対象物体ＯＢまでの距離および検出対象物体ＯＢの形状を時々刻々と測定することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態において物体検出装置１００、１００Ａは、太陽光などのクラッタノイズや、検出対象物体ＯＢ自体が発する光波の影響を考慮して、照射レーザ光を変調した上で送信光信号と受信光信号との間の時間差や位相差を用いて距離計測を行ってもよい。また、物体検出装置１００、１００Ａは、受光素子１０６によって過度に強い光が受光されるのを防ぐために、受光時間を調整可能なシャッターを備えていてもよい。
【００４８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、照射レーザ光を照射可能な一又は複数のレーザ送信部１１０と、レーザ送信部１１０により照射された照射レーザ光が検出対象物体ＯＢによって反射された反射光を受光可能な複数の受光素子１０６を含む受光部１０５と、受光部１０５の各受光素子１０６により受光された反射光の強度と、複数の受光素子１０６同士の位置関係とに基づいて、検出対象物体ＯＢの形状を判別可能なデータを生成する信号処理部１２２と、を備えることによって、レーザ照射方向の一つの走査点で、走査点（照射レーザ光のビームの中心軸）近傍の複数の点（走査点そのものも含む）における観測情報（例えば距離や電波強度等）が得られるため、走査点数を減らすことができる。この結果、検出対象物体ＯＢまでの距離が長くなることによって１回の走査処理（測距処理）に要する時間が長くなる場合においても、所定の走査範囲角を確保しつつ、角度分解能を向上させることができる。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１００Ａ…物体検出装置、１０１…走査ミラー、１０２…走査駆動部、１０３…光分離ミラー、１０４…集光レンズ、１０５…受光部、１０６…受光素子、１１０…レーザ送信部、１１０ａ…送信光センサ、１２０…制御部、１２１…レーザ制御部、１２２…信号処理部、１２３…ミラー制御部、１３０…情報出力部、１５０…駆動部、ＯＢ…検出対象物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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