(57)【要約】【課題】受光部の出力信号に重畳されるノイズを好適に低減することが可能な情報処理装置を提供する。【解決手段】ライダ１は、パルストリガ信号ＰＴに応じて射出光Ｌｏを照射する走査部５５と、射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒを受光するＡＰＤ４１と、ＤＳＰ１６とを備える。ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、戻り光Ｌｒの光量が所定以下であると推定される受信セグメントｙを抽出し、当該受信セグメントｙからパルストリガ信号ＰＴ等に起因するノイズ信号である推定同期妨害ｗを算出する同期妨害推定部７１を備える。【選択図】図１１
2018054426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、
を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、
前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部を備える情報処理装置。
【請求項２】
現在位置情報と地物の位置情報を含む地図情報とを取得する第１取得部を更に備え、
前記推定部は、前記現在位置情報と前記地図情報とに基づいて、前記出力信号から前記暗出力信号を特定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記現在位置情報が示す位置から所定範囲内に前記地物が存在しない特定位置における前記出力信号を前記暗出力信号と特定する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記現在位置情報が示す位置から所定範囲内に前記地物が存在しない方向である特定方向を特定し、前記照射部が前記特定方向に照射した前記レーザ光の戻り光を示す前記出力信号を、前記暗出力信号と特定する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記受光部の出力信号から、前記推定部によって推定されたノイズ信号を減算する減算部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記推定部は、前記照射部が複数回走査したときにそれぞれ得られた前記暗出力信号を平均化することで、前記ノイズ信号を推定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第１の信号は、パルス信号であり、
前記照射部は、前記パルス信号に基づき、異なる照射方向ごとにパルス光を前記レーザ光として照射する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光の戻り光を受光する受光部と、
を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、
現在位置情報と地物の位置情報を含む地図情報とを取得する第１取得部と、
前記現在位置情報と前記地図情報とに基づいて、前記出力信号から前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、を備える情報処理装置。
【請求項９】
第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、
前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、
を備える光学機器。
【請求項１０】
第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、
を備える光学機器が実行する制御方法であって、
前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定工程を有する制御方法。
【請求項１１】
第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、
を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理するコンピュータが実行するプログラムであって、
前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部として前記コンピュータを機能させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を利用した光学機器の情報処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光を利用した測距装置として、パルス光を測定対象物に対して射出し、測定対象物で反射したパルス光の受光タイミングに基づいて測定対象物までの距離を測定するように構成されたものが広く利用されている。例えば、特許文献１には、制御部でトリガ信号が生成され、トリガ信号を起点としてパルス光を測定対象物に対して射出し、測定対象物で反射したパルス光を受光部により受光して受光信号を生成する測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パルス光を射出するタイミングを規定するトリガ信号は、受光部の出力レベルに対して非常に大きいため、トリガ信号の立ち上がり及び立下りに含まれる高周波成分に起因したノイズが受光部の出力信号に重畳された場合に誤差の原因となる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、受光部の出力信号に重畳されるノイズを好適に低減することが可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項に記載の発明は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部を備える。
【０００７】
請求項に記載の発明は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光の戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、現在位置情報と地物の位置情報を含む地図情報とを取得する第１取得部と、前記現在位置情報と前記地図情報とに基づいて、前記出力信号から前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、を備える。
【０００８】
請求項に記載の発明は、光学機器であって、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、を備える。
【０００９】
請求項に記載の発明は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器が実行する制御方法であって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定工程を有する。
【００１０】
請求項に記載の発明は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理するコンピュータが実行するプログラムであって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部として前記コンピュータを機能させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係るライダの全体構成を示す。
【図２】トランスミッタ及びレシーバの構成を示す。
【図３】走査光学部の構成を示す。
【図４】同期制御部が生成する制御信号のレジスタ設定例を示す。
【図５】同期制御部が生成する制御信号の時間的関係を示す。
【図６】ＡＤＣ出力信号とゲートの関係を示すグラフである。
【図７】ロータリーエンコーダのパルス列の時間的関係を示す。
【図８】定常状態でのエンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係を示す
【図９】パルストリガ信号と受信セグメント信号との関係を示す。
【図１０】ライダを搭載した車両周辺の俯瞰図である。
【図１１】ＤＳＰの行う信号処理のブロック図を示す。
【図１２】１つのセグメント期間内における基準受信パルス及びインパルス応答の波形を示す。
【図１３】フィルタードセグメントの例である。
【図１４】ライダを搭載した車両周辺の俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部を備える。
【００１３】
上記情報処理装置は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、当該レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部とを備える光学機器の受光部の出力信号を処理するものであって、推定部を備える。推定部は、受光部の出力信号における、戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて、第１の信号に起因するノイズ信号を推定する。この態様により、情報処理装置は、照射部がレーザ光を照射するタイミングを規定する第１の信号の高周波成分等に起因して受光部の出力信号に重畳されるノイズ信号を、受光部が受光する戻り光が発生しない又は戻り光の光量が極めて小さいときの受光部の出力信号である暗出力信号に基づいて、的確に推定することができる。
【００１４】
上記情報処理装置の一態様では、情報処理装置は、現在位置情報と地物の位置情報を含む地図情報とを取得する第１取得部を更に備え、前記推定部は、前記現在位置情報と前記地図情報とに基づいて、前記出力信号から前記暗出力信号を特定する。この態様により、情報処理装置は、地図情報に基づき地物の相対位置を好適に認識し、レーザ光を反射する地物が存在しないときに得られた受光部の出力信号を、暗出力信号として好適に特定することができる。
【００１５】
上記情報処理装置の他の一態様では、前記推定部は、前記現在位置情報が示す位置から所定範囲内に前記地物が存在しない特定位置における前記出力信号を前記暗出力信号と特定する。情報処理装置は、この態様により、レーザ光を反射する地物が存在しない特定位置で得られた受光部の出力信号を、暗出力信号として好適に特定することができる。
【００１６】
上記情報処理装置の他の一態様では、前記推定部は、前記現在位置情報が示す位置から所定範囲内に前記地物が存在しない方向である特定方向を特定し、前記照射部が前記特定方向に照射した前記レーザ光の戻り光を示す前記出力信号を、前記暗出力信号と特定する。情報処理装置は、この態様により、所定距離以内に地物が存在する場合であっても、当該地物が存在しない特定方向に対応する受光部の出力信号を暗出力信号として特定し、ノイズ推定を好適に行うことができる。
【００１７】
上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、前記受光部の出力信号から、前記推定部によって推定されたノイズ信号を減算する減算部をさらに備える。この態様により、情報処理装置は、第１の信号に起因したノイズ信号が除去された受光部の出力信号を好適に生成することができる。
【００１８】
上記情報処理装置の他の一態様では、前記推定部は、前記照射部が複数回走査したときにそれぞれ得られた前記暗出力信号を平均化することで、前記ノイズ信号を推定する。この態様により、情報処理装置は、ノイズ信号を高精度に推定することができる。
【００１９】
上記情報処理装置の他の一態様では、前記第１の信号は、パルス信号であり、前記照射部は、前記パルス信号に基づき、異なる照射方向ごとにパルス光を前記レーザ光として照射する。この態様では、情報処理装置は、照射部のレーザ光の照射タイミングを規定するパルス信号の立ち上がり及び立下りに含まれる高周波成分に起因したノイズ信号を好適に推定することができる。
【００２０】
本発明の好適な実施形態によれば、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光の戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理する情報処理装置であって、現在位置情報と地物の位置情報を含む地図情報とを取得する第１取得部と、前記現在位置情報と前記地図情報とに基づいて、前記出力信号から前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、を備える。この態様により、情報処理装置は、地図情報に登録された地物の相対位置関係を好適に把握し、受光部の出力信号から第１の信号に起因するノイズ信号を的確に推定することができる。
【００２１】
本発明の他の好適な実施形態によれば、光学機器は、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部と、を備える。この態様により、光学機器は、照射部がレーザ光を照射するタイミングを規定する第１の信号の高周波成分等に起因して受光部の出力信号に重畳されるノイズ信号を、的確に推定することができる。
【００２２】
本発明の他の好適な実施形態によれば、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器が実行する制御方法であって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定工程を有する。光学機器は、この制御方法を実行することで、照射部がレーザ光を照射するタイミングを規定する第１の信号の高周波成分等に起因して受光部の出力信号に重畳されるノイズ信号を、的確に推定することができる。
【００２３】
本発明の他の好適な実施形態によれば、第１の信号に応じてレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光が対象物から反射された戻り光を受光する受光部と、を備える光学機器の前記受光部の出力信号を処理するコンピュータが実行するプログラムであって、前記出力信号における、前記戻り光が所定以下である暗出力信号に基づいて前記第１の信号に起因するノイズ信号を推定する推定部として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、照射部がレーザ光を照射するタイミングを規定する第１の信号の高周波成分等に起因して受光部の出力信号に重畳されるノイズ信号を、的確に推定することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００２５】
＜基本説明＞
まず、実施例に係るライダの基本的な構成について説明する。
【００２６】
（１）全体構成
図１は、実施例に係るライダの全体構成を示す。ライダ１は、繰り返し射出される光パルスの射出方向（以下、「走査方向」という。）を適切に制御することにより周辺空間を走査し、その戻り光を観測することにより、周辺に存在する物体に関する情報（例えば距離やその存在確率あるいは反射率など）を把握する。具体的に、ライダ１は、光パルス（以下、「射出光」と呼ぶ。）Ｌｏを射出し、外部の物体（ターゲット）により反射された光パルス（以下、「戻り光」と呼ぶ。）Ｌｒを受光することにより、物体に関する情報を生成する。ライダ１は、本発明における「光学機器」の一例である。
【００２７】
図１に示すように、ライダ１は、大別して、システムＣＰＵ５と、ＡＳＩＣ１０と、トランスミッタ３０と、レシーバ４０と、走査光学部５０とを備える。トランスミッタ３０は、ＡＳＩＣ１０から供給されるパルストリガ信号ＰＴに応じて幅５ｎｓｅｃ程度のレーザ光パルスを繰り返し出力する。トランスミッタ３０から出力された光パルスは走査光学部５０に導かれる。
【００２８】
走査光学部５０は、トランスミッタ３０が出力する光パルスを、適切な方向に射出するとともに、この射出光が空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Ｌｒを集光してレシーバ４０に導く。走査光学部５０は、本発明における「照射部」の一例である。レシーバ４０は、戻り光Ｌｒの強度に比例した信号をＡＳＩＣ１０に出力する。レシーバ４０は、本発明における「受光部」の一例である。
【００２９】
ＡＳＩＣ１０は、レシーバ４０の出力信号を解析することにより、走査空間中の物体に関するパラメータ、例えばその距離を推測して出力する。また、ＡＳＩＣ１０は、適切な走査がなされるように、走査光学部５０を制御する。更にＡＳＩＣ１０はトランスミッタ３０とレシーバ４０に対して夫々が必要とする高電圧を供給する。
【００３０】
システムＣＰＵ５は、少なくとも、通信インターフェースを通じてＡＳＩＣ１０の初期設定、監視、制御を行う。その他の機能は、アプリケーションに応じて異なる。最も単純なライダの場合には、システムＣＰＵ５は、ＡＳＩＣ１０が出力するターゲット情報ＴＩを適切なフォーマットに変換して出力するのみである。システムＣＰＵ５は、例えば、ターゲット情報ＴＩを汎用性の高い点群フォーマットに変換した後、ＵＳＢインターフェースを通じて出力する。
【００３１】
（２）トランスミッタ
トランスミッタ３０は、ＡＳＩＣ１０から供給されるパルストリガ信号ＰＴに応じて、幅５ｎｓｅｃ程度の光パルスを出力する。トランスミッタ３０の構成を図２（Ａ）に示す。トランスミッタ３０は、充電抵抗３１と、ドライバ回路３２と、キャパシタ３３と、充電ダイオード３４と、レーザダイオード（ＬＤ）３５と、ＣＭＯＳスイッチ３６とを備える。
【００３２】
ＡＳＩＣ１０から入力されるパルストリガ信号ＰＴは、ドライバ回路３２を介してＣＭＯＳなどのスイッチ３６を駆動する。ドライバ回路３２は、スイッチ３６を高速駆動するために挿入されている。パルストリガ信号ＰＴの非アサート期間ではスイッチ３６は開いており、トランスミッタ３０内のキャパシタ３３がＡＳＩＣ１０から供給される高電圧ＶＴＸで充電される。一方、パルストリガ信号ＰＴのアサート期間では、スイッチ３６は閉じ、キャパシタ３３に充電されていた電荷がＬＤ３５を通じて放電される。この結果、ＬＤ３５から光パルスが出力される。
【００３３】
（３）レシーバ
レシーバ４０は、物体からの戻り光Ｌｒの強度に比例した電圧信号を出力する。一般的に、ＰＤあるいはＡＰＤなどの光検出素子は電流出力であるため、レシーバ４０はこの電流を電圧に変換（Ｉ／Ｖ変換）して出力する。レシーバ４０の構成を図２（Ｂ）に示す。レシーバ４０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）４１と、Ｉ／Ｖ変換部４２と、抵抗４５と、キャパシタ４６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７とを備える。Ｉ／Ｖ変換部４２は、帰還抵抗４３と、オペアンプ４４とを備える。
【００３４】
本実施例では、光検出素子としてＡＰＤ４１が使用されている。ＡＰＤ４１には、ＡＳＩＣ１０から供給される高電圧ＶＲＸが逆バイアスとして印加されており、物体からの戻り光Ｌｒに比例した検出電流が流れる。ＡＰＤ４１の降伏電圧に近い逆バイアスを印加することにより、高いアバランチゲインを得ることができ、微弱な戻り光も検出することが可能となる。最終段のＬＰＦ４７は、ＡＳＩＣ１０内のＡＤＣ２０によるサンプリングに先立って、信号の帯域幅を制限する目的で設置されている。本実施例では、ＡＤＣ２０のサンプリング周波数は５１２ＭＨｚであり、ＬＰＦ４７の遮断周波数は２５０ＭＨｚ程度となっている。
【００３５】
（４）走査光学部
走査光学部５０は、トランスミッタ３０から入力される光パルスを射出光Ｌｏとして適切な方向に射出するとともに、この射出光Ｌｏが空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Ｌｒをレシーバ４０に導く。走査光学部５０の構成例を図３に示す。走査光学部５０は、回転ミラー６１と、コリメータレンズ６２と、集光レンズ６４と、光学フィルタ６５と、同軸ミラー６６と、ロータリーエンコーダ６７とを備える。
【００３６】
トランスミッタ３０のＬＤ３５から出力された光パルスは、コリメータレンズ６２に入射する。コリメータレンズ６２は、レーザ光を適切な発散角度に（一般的には０〜１°程度に）コリメートする。コリメータレンズ６２からの射出光は小型の同軸ミラー６６により鉛直下方に反射され、回転ミラー６１の回転軸（中心）に入射する。回転ミラー６１は、鉛直上方より入射するレーザ光を水平方向に反射して、走査空間に射出する。回転ミラー６１はモータ５４の回転部に取り付けられており、回転ミラー６１によって反射されたレーザ光はモータ５４の回転に伴って射出光Ｌｏとして水平平面を走査する。
【００３７】
走査空間に存在する物体により反射あるいは散乱されることでライダ１に戻ってきた戻り光Ｌｒは、回転ミラー６１により鉛直上方向に反射され、光学フィルタ６５に入射する。光学フィルタ６５には、戻り光Ｌｒに加えて、物体が太陽等により照らされていることによって生じる背景光も入射する。光学フィルタ６５は、こうした背景光を選択的に排除するために設置されている。具体的には、光学フィルタ６５は、射出光Ｌｏの波長（本実施例では９０５ｎｍ）の前後±１０ｎｍ程度の成分のみを選択的に通過せしめる。光学フィルタ６５の通過帯域が広い場合には、多くの背景光が後続段のレシーバ４０に入光することになる。この結果、レシーバ４０内のＡＰＤ４１の出力には大きなＤＣ電流成分が現れることとなり、このＤＣ成分に起因するショット雑音（背景光ショット雑音）の影響によりＳＮが劣化することとなり、好ましくない。しかしながら、通過帯域が過度に狭い場合には、射出光自体も抑圧されることになり、好ましくない。集光レンズ６４は、光学フィルタ６５を通過した光を集光して、レシーバ４０のＡＰＤ４１へと導く。
【００３８】
モータ５４には、走査方向を検出するために、ロータリーエンコーダ６７が取り付けられている。ロータリーエンコーダ６７は、モータ回転部に取り付けられた回転盤６８と、モータベースに取り付けられたコード検出器６９とを備える。回転盤６８の外周にはモータ５４の回転角度を表すスリットが刻まれており、コード検出器６９はこれを読み取り出力する。なお、ロータリーエンコーダ６７の具体的仕様、及びその出力に基づくモータ制御については、後述する。
【００３９】
以上の構成では、コリメータレンズ６２が図１に示す送信光学系５１を構成し、回転ミラー６１とモータ５４が図１に示す走査部５５を構成し、光学フィルタ６５と集光レンズ６４が図１に示す受信光学系５２を構成し、ロータリーエンコーダ６７が図１における走査方向検出部５３を構成している。
【００４０】
（５）ＡＳＩＣ
ＡＳＩＣ１０は、射出光パルスのタイミング制御、ＡＰＤ出力信号のＡＤ変換などを行う。また、ＡＳＩＣ１０は、ＡＤ変換出力に対して適切な信号処理を施すことにより、物体に関するパラメータ（距離、戻り光強度など）の推定を行い、その推定結果を外部に出力する。図１に示すように、ＡＳＩＣ１０は、レジスタ部１１と、クロック生成部１２と、同期制御部１３と、ゲート抽出部１４と、受信セグメントメモリ１５と、ＤＳＰ１６と、トランスミッタ用高電圧生成部（ＴＸＨＶ）１７と、レシーバ用高電圧生成部（ＲＸＨＶ）１８と、プリアンプ１９と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２０と、走査制御部２１とを備える。
【００４１】
レジスタ部１１には、外部プロセッサであるシステムＣＰＵ５との通信用のレジスタが配置されている。レジスタ部１１に設けられるレジスタは、外部からの参照のみが可能なＲレジスタと、外部から設定が可能なＷレジスタとに大別される。Ｒレジスタは、主にＡＳＩＣ内部のステイタス値を保持しており、システムＣＰＵ５はこれらの値を通信インターフェースを通じて読み取ることで、ＡＳＩＣ１０の内部ステイタスを監視できる。一方、Ｗレジスタは、ＡＳＩＣ１０の内部で参照される各種パラメータ値を保持する。これらの各種パラメータ値は、通信インターフェースを通じてシステムＣＰＵ５から設定できる。なお、通信用レジスタは、フリップフロップにより実現してもよく、ＲＡＭとして実現してもよい。
【００４２】
クロック生成部１２は、システムクロックＳＣＫを生成し、ＡＳＩＣ１０内の各ブロックに供給する。ＡＳＩＣ１０の多くのブロックは、システムクロックＳＣＫに同期して動作する。本実施例ではシステムクロックＳＣＫの周波数は５１２ＭＨｚとする。システムクロックＳＣＫは、外部より入力されるリファレンスクロックＲＣＫに同期するように、ＰＬＬで生成される。通常、リファレンスクロックＲＣＫの発生源には水晶発振器が用いられる。
【００４３】
ＴＸＨＶ１７は、トランスミッタ３０が必要とするＤＣ高電圧（１００Ｖ程度）を生成する。この高電圧は、ＤＣＤＣコンバータ回路によって、低電圧（５Ｖ〜１５Ｖ程度）を昇圧することによって生成される。
【００４４】
ＲＸＨＶ１８は、レシーバ４０が必要とするＤＣ高電圧（１００Ｖ程度）を生成する。この高電圧は、ＤＣＤＣコンバータ回路によって、低電圧（５Ｖ〜１５Ｖ程度）を昇圧することによって生成される。
【００４５】
同期制御部１３は、各種の制御信号を生成し出力する。本実施例における同期制御部１３は、２つの制御信号、即ち、パルストリガ信号ＰＴとＡＤゲート信号ＧＴを出力する。これらの制御信号の設定例を図４に示し、それらの時間的関係を図５に示す。図５に示すように、これらの制御信号は所定の間隔で分割された時間区間（セグメントスロット）に同期して生成される。セグメントスロットの時間区間幅（セグメント周期）は「ｎＳｅｇ」で設定可能である。本実施例では、特記ない範囲において、「ｎＳｅｇ＝８１９２」に設定されているものとする。
【００４６】
パルストリガ信号ＰＴは、ＡＳＩＣ１０の外部に設けられたトランスミッタ３０に供給される。トランスミッタ３０は、パルストリガ信号ＰＴに応じて光パルスを出力する。パルストリガ信号ＰＴについては、セグメントスロット始点に対する遅延「ｄＴｒｇ」とパルス幅「ｗＴｒｇ」を設定可能である。なお、パルス幅ｗＴｒｇは、狭すぎるとトランスミッタ３０が反応しないため、トランスミッタ３０のトリガ応答仕様に鑑みて決定される。
【００４７】
ＡＤゲート信号ＧＴは、ゲート抽出部１４に供給される。後述するように、ゲート抽出部１４は、ＡＤＣ２０から入力されるＡＤＣ出力信号のうち、ＡＤゲート信号ＧＴのアサート区間のみを抽出して受信セグメントメモリ１５に格納する。ＡＤゲート信号ＧＴについては、セグメントスロット始点に対する遅延時間「ｄＧａｔｅ」とゲート幅「ｗＧａｔｅ」を設定可能である。ここで、ゲート幅ｗＧａｔｅが長いほど、ライダ１の最大測距距離（測距限界距離）が長くなる。
【００４８】
プリアンプ１９は、ＡＳＩＣ１０の外部に設置されたレシーバ４０から入力されるアナログ電圧信号を電圧増幅し、後続のＡＤＣ２０に供給する。なお、プリアンプ１９の電圧ゲインはＷレジスタにより設定可能である。
【００４９】
ＡＤＣ２０は、プリアンプ１９の出力信号をＡＤ変換してデジタル系列に変換する。本実施例においては、ＡＤＣ２０のサンプリングクロックとしてシステムクロックＳＣＫが使用されており、ＡＤＣ２０の入力信号は５１２ＭＨｚでサンプリングされる。
【００５０】
ゲート抽出部１４は、ＡＤＣ２０から入力されるＡＤＣ出力信号のうち、ＡＤゲート信号ＧＴのアサート区間のみを抽出して受信セグメントメモリ１５に格納する。ゲート抽出部１４により抽出された区間信号を以下「受信セグメント信号ＲＳ」と呼ぶ。即ち、受信セグメント信号ＲＳは、ベクター長がゲート幅ｗＧａｔｅに等しい実数ベクトルである。
【００５１】
ここで、ＡＤＣ出力信号と受信セグメントとの関係、及びゲート位置の設定について説明する。図６（Ａ）はセグメントスロットを示している。図６（Ｂ）に示すように、パルストリガ信号ＰＴはセグメントスロット始点に対してｄＴｒｇだけ遅れてアサートされる。図６の例ではｄＴｒｇ＝０であるので、パルストリガ信号ＰＴはセグメントスロット始点でアサートされる。図６（Ｃ）は、ライダの走査原点に物体が置かれている場合のＡＤＣ出力信号（受信セグメント信号ＲＳ）を示している。即ち、図６（Ｃ）は、ターゲット距離（動径Ｒ）が０ｍの場合の受信セグメント信号ＲＳを例示している。図示のように、Ｒ＝０ｍの場合であっても、受信パルスの立ち上がりは、パルストリガ信号の立ち上がりよりシステム遅延ＤＳＹＳだけ遅れて観測される。なお、システム遅延ＤＳＹＳの発生要因としては、トランスミッタ３０内のＬＤドライバ回路の電気的遅延、送信光学系５１での光学的遅延、受信光学系５２での光学的遅延、レシーバ４０での電気的遅延、ＡＤＣ２０での変換遅延などが考えられる。
【００５２】
図６（Ｄ）は、物体が動径Ｒに置かれている場合の受信セグメント信号ＲＳを例示している。この場合には、図６（Ｃ）と比べて、走査原点から物体までの光の往復時間だけ、遅延が増加することになる。この増加した遅延が、いわゆる「ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）遅延」である。このＴＯＦ遅延をＤサンプルとするならば、動径Ｒは下記の式で算出できる。
【００５３】
【数１】
2018054426.tif 000003
図６（Ｆ）は、ｄＧａｔｅ＝０の場合のＡＤゲート信号ＧＴを例示するものである。前述したとおり、ゲート抽出部１４は、ＡＤＣ出力信号から、ＡＤゲート信号ＧＴのアサート区間のみを抽出する。後述するＤＳＰ１６は、この抽出区間のみに基づいて、物体に関するパラメータ推定を行う。したがって、ＴＯＦ遅延時間が大きい場合には、物体からの戻りパルス成分がゲートからはみ出してしまい正当なパラメータ推定が行えない。正当なパラメータ推定が行われるためにはＴＯＦ遅延時間Ｄが次式を満たしていることが必要となる。
【００５４】
【数２】
2018054426.tif 000004
ここでＬＩＲはシステムの総合インパルス応答の長さであり、ＤＭＡＸは正当なパラメータ推定が可能な最大ＴＯＦ遅延時間として定義される。図６（Ｅ）は、ＴＯＦ遅延時間がこの最大ＴＯＦ遅延時間に等しい場合の受信セグメント信号ＲＳを例示している。
【００５５】
なお、図６の例に代えて、ゲート遅延ｄＧａｔｅがシステム遅延時間に等しく設定されてもよい。このように設定することで、より遠い距離の物体まで、正当なパラメータ推定が可能となる。
【００５６】
走査制御部２１は、ＡＳＩＣ１０の外部に設置されたロータリーエンコーダ６７の出力を監視し、これに基づいてモータ５４の回転を制御する。具体的には、走査制御部２１は、走査光学部５０のロータリーエンコーダ６７（走査方向検出部５３）から出力される走査方向情報ＳＤＩに基づいて、トルク制御信号ＴＣをモータ５４に供給する。本実施例におけるロータリーエンコーダ６７は、Ａ相とＺ相の２つのパルス列（以下、「エンコーダパルス」と呼ぶ。）を出力する。両パルス列の時間関係を図７（Ａ）に示す。図示のように、Ａ相については、モータ５４の回転１°毎に１パルスが生成出力される。従って、モータ５４の１回転毎に３６０のＡ相エンコーダパルスが生成出力されることになる。一方、Ｚ相については、モータ５４の１回転につき１パルスが、所定の回転角に対応して、生成出力される。
【００５７】
走査制御部２１は、エンコーダパルスの立ち上がり時刻をシステムクロックＳＣＫのカウンタ値として計測し、これが所望の値となるようにモータ５４のトルクを制御する。即ち、走査制御部２１は、エンコーダパルスとセグメントスロットが所望の時間関係となるようにモータ５４をＰＬＬ制御する。
【００５８】
エンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係は、図７（Ｂ）に示されるＷレジスタによって設定可能となっている。「ｎＰｐｒ」には、モータ回転毎のＡ相エンコーダパルス数が設定される。これは、ロータリーエンコーダ６７の仕様で決まる値であり、本実施例では前述の３６０が設定される。「ｎＲｐｆ」はフレーム毎の回転数を与えるものであり、「ｎＳｐｆ」はフレーム毎のセグメント数を与えるものである。また、「ｄＳｍｐＡ」、「ｄＳｍｐＺ」は、エンコーダパルスの立ち上がりとセグメントスロットとの時間関係をサンプルクロック単位で調整するために用意されており、エンコーダパルスのセグメントスロット始点に対する遅延を規定することができる。一方、「ｄＳｅｇＺ」は、Ｚ相パルスの立ち上がりとフレームとの時間関係をセグメント単位で調整するために用意されている。
【００５９】
定常状態でのエンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係を図８に示す。図示のように、デフォルト設定においては、１フレームは１８００のセグメントから構成され、１フレームでモータ５４は１回転することになる。
【００６０】
（６）ＤＳＰ
ＤＳＰ１６は、受信セグメントメモリ１５から受信セグメントｙｆｒｍ，ｓｅｇを順次的に読み出して、これに対して処理を行う。ここで、「ｆｒｍ」はフレームインデックス、「ｓｅｇ」はセグメントインデックスである。以下、誤解の恐れのない範囲でこれらインデックスの表記を省略する。受信セグメントｙはベクター長ｗＧａｔｅの実数ベクトルであり、次式で表される。
【００６１】
【数３】
2018054426.tif 000005
また、ＤＳＰ１６には、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭとが外部又はシステムＣＰＵ５から供給される。ここで、現在位置情報ＩＰは、ライダ１の緯度及び経度などの現在位置を示す情報であり、例えば、ライダ１と同一の車両に設置されたＧＰＳ受信機等が出力する位置情報であってもよく、ターゲット情報ＴＩ又はライダ１以外の外界センサの出力を用いた公知の自己位置推定処理により推定された位置情報であってもよい。
【００６２】
地図情報ＩＭは、ライダ１の現在位置周辺の地図情報であって、現在位置周辺の地物情報を少なくとも含む。地物情報は、例えば道路周辺に存在する地物（即ち射出光Ｌｏを反射する反射物）の位置情報や形状情報などが該当する。ここで、ＤＳＰ１６は、ライダ１が記憶する地図データベースから地図情報ＩＭを抽出してもよく、ライダ１と同一の車両に存在する車載機又は車外に存在するサーバ装置からシステムＣＰＵ５等を介して地図情報ＩＭを受信してもよい。ＤＳＰ１６は、本発明における「情報処理装置」の一例である。
【００６３】
ここで、ＤＳＰ１６が受信セグメントメモリ１５から順次的に読み出す受信セグメントｙ（即ち受信セグメント信号ＲＳ）には、電磁的飛びつきやグランドに流れる電流の影響等に起因して、セグメント周期に同期した妨害（単に「同期妨害」とも呼ぶ。）が重畳される。図９は、パルストリガ信号ＰＴと受信セグメント信号ＲＳとの関係を示す。図９の例では、パルストリガ信号ＰＴのアサートにより射出される射出光Ｌｏに対してＡＰＤ４１が受光する戻り光Ｌｒの強度が仮に０である場合の受信セグメント信号ＲＳを示している。
【００６４】
図９の例では、パルストリガ信号ＰＴの立ち上がり及び立下りに含まれる高周波成分が受信セグメント信号ＲＳに重畳されている。ここで、パルストリガ信号ＰＴのＴＴＬレベルは通常３．３Ｖ又は５Ｖであり、ＡＰＤ４１が出力する電流レベルはｎＡ又はｐＡのオーダーとなる。従って、この場合、ＡＰＤ４１の出力に対する同期妨害の影響が相対的に大きいため、同期妨害がライダ１の物体検出性能や測距性能の低下の原因となり得る。以上を勘案し、以下に述べる第１及び第２実施例では、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、地物からの戻り光Ｌｒの影響がない受信セグメントｙを的確に抽出することで、同期妨害を好適に推定する。
【００６５】
なお、パルストリガ信号ＰＴは本発明における「第１の信号」の一例であり、同期妨害は本発明における「ノイズ信号」の一例である。
【００６６】
＜第１実施例＞
まず、第１実施例について説明する。概略的には、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、３６０度の走査方向のうち、検出可能な地物が存在しないと判定した走査方向に対応する受信セグメントｙを平均化することで、同期妨害を推定する。そして、ＤＳＰ１６は、推定した同期妨害を受信セグメントｙから減算する。これにより、ＤＳＰ１６は、全方位での物体検出を可能としつつ、同期妨害の影響を好適に低減させる。
【００６７】
図１０は、車両周辺に地物８０が存在する場合の車両周辺の俯瞰図を示す。ここで、図１０では、同期妨害の推定に用いる特定の走査方向（単に「特定走査方向Ｄｔａｇ」とも呼ぶ。）と、特定走査方向Ｄｔａｇにおいてライダ１から最大測距距離以内となるエリア（「特定走査エリアＡｔａｇ」とも呼ぶ。）と、地物が最大測距距離以内に存在する走査方向（単に「除外走査方向Ｄｏｕｔ」とも呼ぶ。）と、がそれぞれ明示されている。
【００６８】
この場合、ＤＳＰ１６は、まず、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに含まれる地物８０の位置情報等とに基づき、地物８０が最大測距距離以内に存在する走査方向である除外走査方向Ｄｏｕｔを認識する。このとき、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに代えて、全方位分の受信セグメントｙを取得し、当該受信セグメントｙを解析することで、除外走査方向Ｄｏｕｔを認識してもよい。
【００６９】
そして、ＤＳＰ１６は、除外走査方向Ｄｏｕｔ以外を、特定走査方向Ｄｔａｇとする。すなわち、特定走査方向Ｄｔａｇは、ライダ１の最大測距距離以内に地物が存在しないと予測される方向を示すものである。図１０の例では、ＤＳＰ１６は、除外走査方向Ｄｏｕｔから所定角度だけ離れた方向を、特定走査方向Ｄｔａｇとしている。なお、特定走査方向Ｄｔａｇは、除外走査方向Ｄｏｕｔ以外であればよく、図１０の例に限定されない。第１実施例においてＤＳＰ１６が設定する特定走査方向Ｄｔａｇは、本発明における「特定方向」の一例である。
【００７０】
このように、第１実施例では、ライダ１は、ライダ１の周辺に地物が存在する場合であっても、当該地物と重なる方向以外の方向を特定走査方向Ｄｔａｇとして定め、当該特定走査方向Ｄｔａｇに対応する受信セグメント信号に基づいて、後述する同期妨害の推定処理を行う。これにより、ライダ１は、同期妨害を任意のタイミングで推定し、同期妨害に起因した物体検出性能や測距性能の劣化を好適に抑制することができる。
【００７１】
なお、ＤＳＰ１は、上述のような地物８０が最大測距距離以内に存在する走査方向である除外走査方向Ｄｏｕｔを認識した後、それ以外の方向を特定走査方向Ｄｔａｇに変えて、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに含まれる地物８０の位置情報等とに基づいて先に地物が最大測距距離以内に存在しない方向である特定走査方向Ｄｔａｇを認識し、その後、それ以外の方向を除外方向Ｄｏｕｔと認識するようにしてもよい。
【００７２】
図１１は、第１実施例においてＤＳＰ１６が実行する信号処理のブロック図を示す。図１１に示すように、第１実施例に係るＤＳＰ１６は、同期妨害推定部７１と、減算器７２と、受信フィルタ７３と、ピーク検出部７４と、判定部７５と、フォーマッタ７６と、を備える。ＤＳＰ１６は、受信セグメントメモリ１５から受信セグメントｙを順次的に読み出して、これに対して処理を行う。
【００７３】
同期妨害推定部７１は、地物が特定走査エリアＡｔａｇ内に存在しないときの受信セグメントｙを平均化し、平均化された受信セグメントｙを、推定された同期妨害（「推定同期妨害ｗ」とも呼ぶ。）として減算器７２に供給する。同期妨害推定部７１の詳細については後述する。減算器７２は、受信セグメントｙから、同期妨害推定部７１から供給される推定同期妨害ｗを減算し、推定同期妨害ｗが減算された受信セグメントｙ（「補正受信セグメントｙｄａｓｈ」とも呼ぶ。）を受信フィルタ７３へ供給する。同期妨害推定部７１は本発明における「第１取得部」及び「推定部」の一例であり、減算器７２は本発明における「減算部」の一例である。
【００７４】
受信フィルタ７３は、補正受信セグメントｙｄａｓｈに対して、所定のインパルス応答「ｈ」を畳み込んで（巡回畳みこみ）、フィルタードセグメント「ｚ」を算出する。ピーク検出部７４は、フィルタードセグメントｚ内で振幅が最大となる点、即ちピーク点を検出し、当該ピーク点の遅延「Ｄ」と振幅「Ａ」を出力する。判定部７５は、振幅Ａが所定の閾値「ｔＤｅｔ」より大きい点のみを選択的にフォーマッタ７６に送る。フォーマッタ７６は、遅延Ｄと振幅Ａ、及び当該セグメントのフレームインデックスｆｒｍ、セグメントインデックスｓｅｇを、適切なフォーマットに変換し、ターゲット情報ＴＩとしてシステムＣＰＵ５に出力する。
【００７５】
以下、各ブロックについて詳しく説明する。
【００７６】
同期妨害推定部７１は、スイッチ７７と、スイッチ制御部７８と、平均化処理部７９とを含む。スイッチ７７は、後述するスイッチ制御部７８により制御されるスイッチであり、スイッチ制御部７８によりオンとされた期間内に生成された受信セグメントｙを平均化処理部７９に供給する。平均化処理部７９に供給される受信セグメントｙは、本発明における「暗出力信号」の一例である。
【００７７】
スイッチ制御部７８は、最大測距距離以内に地物が存在する走査方向を除外走査方向Ｄｏｕｔとして特定し、除外走査方向Ｄｏｕｔ以外の所定角度分の方向を特定走査方向Ｄｔａｇとして特定する。そして、スイッチ制御部７９は、特定した特定走査方向Ｄｔａｇに射出した射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒに関する受信セグメントｙがスイッチ７７に供給される期間に、スイッチ７７をオンに設定し、その他の期間ではスイッチ７７をオフに設定する。なお、スイッチ制御部７８は、特定走査方向Ｄｔａｇに相当する全ての期間でスイッチ７７をオンにする必要はなく、一部の期間においてスイッチ７７をオンにするように設定してもよい。
【００７８】
平均化処理部７９は、スイッチ７７がオンとなる期間に供給された受信セグメントｙを平均化し、平均化された受信セグメントｙを、推定同期妨害ｗとして減算器７２に供給する。推定同期妨害ｗは、ベクター長ｗＧａｔｅの実数ベクトルである。この場合、例えば、平均化処理部７９は、 １つのフレーム期間内にスイッチ７７から順次供給される受信セグメントｙを積算し、積算した受信セグメントｙを積算した受信セグメントｙの数により除算することで平均化した受信セグメントｙを、推定同期妨害ｗとして算出する。他の例では、平均化処理部７９は、１つのフレーム期間内に算出した受信セグメントｙの平均をさらにＩＩＲフィルタ等によりフレーム方向に（即ち異なるフレームインデックス間で）平均化したものを、推定同期妨害ｗとして算出する。
【００７９】
受信フィルタ７３は、補正受信セグメントｙｄａｓｈに対して、インパルス応答ｈを畳み込んでフィルタードセグメントｚを算出する。受信フィルタ部７３のインパルス応答ｈは、Ｗレジスタで設定可能であり、例えばフィルタ出力でのＳＮＲが大きくなるように予めシステムＣＰＵ５によって設定される。例えば、インパルス応答ｈは、次式を満たすように設定される。このように設定することで、雑音が白色である場合で、かつシステム総合インパルス応答がｗＧａｔｅに対して有意に短い場合には、オプティマルな性能（高ＳＮＲ）を実現できる。
【００８０】
【数４】
2018054426.tif 000006
上式において、基準受信パルス「ｇ」は走査原点（Ｒ＝０ｍ）に物体を置いた場合に観測される受信セグメント波形であり、トランスミッタ３０とレシーバ４０を含むシステム全体の総合インパルス応答を代表している。実際に走査原点に物体を置くことが困難な場合には、例えば「Ｒ＝１ｍ」での受信セグメント波形を観測し、これを数学的に時間シフトすることで、等価的に基準受信パルスを測定すれば良い。
【００８１】
図１２（Ａ）は、１つのセグメント期間内における基準受信パルスｇ及びインパルス応答ｈの波形を示す。図１２（Ａ）に示すように、基準受信パルスｇとインパルス応答ｈとは、上式に規定されるように、セグメント期間内で時間反転された関係となる。図１２（Ｂ）は、走査原点（Ｒ＝０ｍ）に物体を置いた場合に観測される補正受信セグメントｙｄａｓｈ及びフィルタードセグメントｚの波形を示し、図１２（Ｃ）は、「Ｒ＝１０ｍ」の場合に観測される補正受信セグメントｙｄａｓｈ及びフィルタードセグメントｚの波形を示す。受信フィルタ７３は、補正受信セグメントｙｄａｓｈに対してインパルス応答ｈを畳み込むことで、雑音除去のフィルタリングを行うと共に、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、システム遅延ＤＳＹＳ（図６（Ｃ）参照）分だけ位相を調整している。
【００８２】
なお、受信フィルタ７１の巡回畳み込み演算は、ＤＦＴを用いて周波数領域で実現されてもよい。こうすることで、演算量を大幅に削減できる。この場合、インパルス応答ｈをＷレジスタで設定可能とする代わりに、インパルス応答ｈを予めＤＦＴ演算して周波数応答Ｈを求めて、周波数応答Ｈを設定可能にしておくとよい。
【００８３】
ピーク検出部７４は、フィルタードセグメント内で振幅が最大となる点、即ち、ピーク点をサブサンプル精度で検出し、当該ピーク点の遅延Ｄと振幅Ａを出力する。図１３に、「Ｒ＝１０ｍ」の場合のフィルタードセグメントを例示する。図中の曲線が標本化する前の連続時間波形を表しており、丸点が標本点を示している。ピーク検出部７４は、標本化系列に基づいて連続時間系でのピーク位置を算出する。図１３の例ではフィルタードセグメント｛ｚｋ：ｋ＝０，１，・・・，ｗＧａｔｅ−１｝上でサンプル単位でのピーク位置は「ｋ＝３４」である。一方、連続時間波形での、即ち、サブサンプル精度でのピーク位置は、
Ｄ＝Ｒ・Ｆｓｍｐ／（ｃ／２）＝３４．１５７
である。ピーク検出部７４は、このサブサンプル精度でのピーク点について、その遅延Ｄと、その振幅Ａを推定算出する。
【００８４】
サブサンプル精度でのピーク点検出処理には、各種のアルゴリズムが適用可能である。以下にその一例を示す。
（手順１）振幅が最大であるサンプル点（図１３ではＰ点）を求める。
（手順２）手順１で求めた点（Ｐ点）、及びその前後の点（Ａ点、Ｂ点）について、これら３点を通る二次曲線を求める。
（手順３）手順２で求めた二次曲線の極大点として遅延Ｄ、振幅Ａを求める。
【００８５】
判定部７５は、ピーク検出部７４から出力されるピーク点情報Ｄ，Ａ（遅延Ｄ，振幅Ａ）に基づいて、当該検出点に物体が存在するか否かの判定を行う。この判定は、ピーク点の振幅Ａと判定閾値「ｔＤｅｃ」とを比較することによって行われる。具体的には、判定部７５は、Ａ＞ｔＤｅｃの場合に「物体が存在する」と判定し、当該ピーク点情報を出力する。一方、判定部７５は、Ａ≦ｔＤｅｃの場合は「物体が存在しない」と判定し、当該ピーク点情報を出力しない。
【００８６】
フォーマッタ７６は、判定部７５から出力されるピーク点情報Ｄ，Ａと当該ピーク点に対応する走査情報（フレームインデックスｆｒｍ、セグメントインデックスｓｅｇ）をユーザー（上位システム）が使いやすい形式に変換する。本実施例におけるフォーマッタ７６は、以下のフォーマット変換を行う。
（１）フレームインデックスｆｒｍは、そのまま出力する。
（２）セグメントインデックスｓｅｇは、水平走査角度θに変換して出力する。
（３）遅延Ｄは、動径（距離）Ｒに変換して出力する（Ｒ＝Ｄ（ｃ／２）／Ｆｓｍｐ)。
（４）振幅Ａは、そのまま出力する。
（５）振幅Ａ、動径Ｒから反射率Ｕを算出して出力する（Ｕ＝Ａ／Ψ（Ｒ））。
【００８７】
ここで、反射率Ｕを算出するための関数「Ψ（Ｒ）」は反射率変換テーブルであり、システムＣＰＵ５から設定可能である。同テーブルを、動径Ｒに設置された反射率１００％のランバート拡散体から得られるピーク振幅の期待値に設定しておくことで、誤差の少ない反射率推定が可能となる。
【００８８】
以上説明したように、第１実施例に係るライダ１は、パルストリガ信号ＰＴに応じて射出光Ｌｏを照射する走査部５５と、射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒを受光するＡＰＤ４１と、ＤＳＰ１６とを備える。ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ等に基づき、戻り光Ｌｒの光量が所定以下であると推定される受信セグメントｙを抽出し、当該受信セグメントｙからパルストリガ信号ＰＴ等に起因するノイズ信号である推定同期妨害ｗを算出する同期妨害推定部７１を備える。これにより、ライダ１は、全方位における物体検出を実行しつつ、同期妨害に起因した物体検出性能や測距性能の劣化を好適に抑制することができる。
【００８９】
＜第２実施例＞
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、ＤＳＰ１６は、同期妨害の推定に用いる特定走査方向Ｄｔａｇを予め所定の方向に定めておく点（言い換えれば、同期妨害の推定に用いることのない除外走査方向Ｄｏｕｔを予め定めておく点）で、第１実施例と異なる。そして、第２実施例においても、ＤＳＰ１６は、全方位での物体検出を可能としつつ、同期妨害の影響を好適に低減させる。以後では、第１実施例と同様の要素については適宜同一の要素を付し、その説明を省略する。
【００９０】
図１４（Ａ）、（Ｂ）は、ライダ１を搭載した車両周辺の俯瞰図である。ここで、図１４（Ａ）、（Ｂ）では、同期妨害の推定に用いる特定の走査方向である特定走査方向Ｄｔａｇと、特定走査方向Ｄｔａｇにおいてライダ１からの最大測距距離以内となる特定走査エリアＡｔａｇとが明示されている。
【００９１】
図１４（Ａ）、（Ｂ）の例では、特定走査方向Ｄｔａｇは、後続車両と重ならない斜め後方に設定されている。この場合、特定走査方向Ｄｔａｇ等に関する情報は、例えばＤＳＰ１６が参照できるようにＷレジスタ等に予め記憶される。なお、特定走査方向Ｄｔａｇに対応する受信セグメントｙは、同期妨害の推定時以外のときでは物体検出にも好適に用いられる。
【００９２】
また、図１４（Ａ）、（Ｂ）の例における、特定走査方向Ｄｔａｇ（後続車両と重ならない斜め後方）以外の方向を、同期妨害の推定に用いることのない除外走査方向Ｄｏｕｔとして予め設定するようにしてもよい。
【００９３】
ＤＳＰ１６は、ゲート幅ｗＧａｔｅに基づき定まる最大測距距離と予め設定された特定走査方向Ｄｔａｇとから特定走査エリアＡｔａｇを特定すると共に、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、ライダ１の周辺に存在する地物のライダ１に対する相対位置を特定する。このとき、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭとに加え、又はこれらに代えて、全方位分の受信セグメントｙを取得し、当該受信セグメントｙを解析することで、ライダ１の周辺に存在する地物のライダ１に対する相対位置を特定してもよい。
【００９４】
そして、図１４（Ａ）の例では、ＤＳＰ１６は、特定走査エリアＡｔａｇ内に地物８０が存在することを認識し、同期妨害の推定はできないと判断する。このように、ＤＳＰ１６は、特定走査エリアＡｔａｇ内に地物が存在する場合には、当該地物により反射された戻り光Ｌｒが受信セグメントｙに影響を与えるため、当該受信セグメントｙに基づく同期妨害の推定を行わない。
【００９５】
一方、特定走査エリアＡｔａｇ内に地物が存在していない図１４（Ｂ）の例では、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき特定した地物がいずれも特定走査エリアＡｔａｇ内に存在しないと判断し、同期妨害の推定が可能であると判断する。このように、ＤＳＰ１６は、特定走査エリアＡｔａｇ内に地物が存在しない場合には、地物により反射された戻り光Ｌｒによる影響が殆どない（即ち実質的に同期妨害のみの影響を受けた）受信セグメントｙを抽出できることから、当該受信セグメントｙに基づき同期妨害の推定を行う。この場合、ＤＳＰ１６は、後述する同期妨害の推定処理を実行する。図１４（Ｂ）に示されるライダ１の位置は、本発明における「特定位置」の一例である。
【００９６】
次に、第２実施例においてＤＳＰ１６が実行する信号処理のブロック構成について説明する。第２実施例においてＤＳＰ１６が実行する信号処理のブロック構成は、第１実施例と同様の図１１に示す構成を有する。ここで、第２実施例におけるスイッチ制御部７９の制御について説明する。
【００９７】
スイッチ制御部７８は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭ等に基づき、地物が特定走査エリアＡｔａｇ内に存在するか否か判定し、地物が特定走査エリアＡｔａｇ内に存在しない場合に、特定走査方向Ｄｔａｇに相当する期間においてスイッチ７７をオンに設定する。具体的には、この場合、スイッチ制御部７８は、特定走査方向Ｄｔａｇに射出した射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒに関する受信セグメントｙがスイッチ７７に供給される期間に、スイッチ７７をオンに設定し、その他の期間ではスイッチ７７をオフに設定する。なお、スイッチ制御部７８は、地物が存在しないと判断した特定走査方向Ｄｔａｇに相当する全ての期間でスイッチ７７をオンにする必要はなく、一部の期間においてスイッチ７７をオンにするように設定してもよい。
【００９８】
このように、本第２実施例のように、同期妨害の推定に用いる特定走査方向Ｄｔａｇを予め所定の方向に定めておく、又は、同期妨害の推定に用いることのない除外走査方向Ｄｏｕｔを予め定めておく、こととすれば、第１実施例のように言わば動的に特定走査方向Ｄｔａｇを特定するような構成にするよりも、演算負荷が減りより効率的に同期妨害の推定が可能となる。
【００９９】
＜変形例＞
以下では、上述した第１実施例、第２実施例に好適な変形例について説明する。
【０１００】
（変形例１）
第２実施例において、ＤＳＰ１６は、特定走査エリアＡｔａｇ内における地物の存否を判定する代わりに、ライダ１から所定距離以内に地物が存在するか否かを判定してもよい。上述の所定距離は、例えばライダ１の最大測距距離に設定される。すなわち、変形例１においては、ライダ１の最大測距距離以内に地物が存在しない場合における受信信号を用いて推定同期妨害ｗを推定するものである。
【０１０１】
この場合、スイッチ制御部７９は、地図情報ＩＭに含まれる各地物の位置情報と、現在位置情報ＩＰとに基づき、現在位置周辺の地物とライダ１との距離を算出し、当該距離が所定距離以内となる地物が存在しない場合に、スイッチ７７をオンに設定する。この態様によっても、ＤＳＰ１６は、地物を反射した戻り光Ｌｒによる影響がない受信セグメントｙに基づき推定同期妨害ｗを好適に算出することができる。
【０１０２】
（変形例２）
ライダ１は、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ）を実行する地図生成装置と同一の車両に存在する場合、地図生成装置が生成したデータを現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭとして受信してもよい。この場合であっても、ライダ１は、現在位置情報ＩＰ及び道路周辺に存在する地物の情報を含む地図情報ＩＭを取得し、第１又は第２実施例に基づき推定同期妨害ｗを好適に算出することができる。
【０１０３】
（変形例３）
第１及び第２実施例において、ＤＳＰ１６は、カメラなどの外界センサの出力に基づき、地物及び周辺の車両などの射出光Ｌｏの反射物の存否をさらに判定してもよい。
【０１０４】
この場合、例えば、第１実施例では、ＤＳＰ１６のスイッチ制御部７９は、地図情報ＩＭ及び現在位置情報ＩＰに基づき最大測距距離以内に地物が存在しないと判定した走査方向であって、かつ、外界センサの出力に基づき最大測距距離以内に物体が存在しないと判定した走査方向を、特定走査方向Ｄｔａｇに設定する。そして、スイッチ制御部７９は、設定した特定走査方向Ｄｔａｇに対応する期間にスイッチ７７をオンにする。このようにすることで、ライダ１は、地図情報ＩＭに含まれていない地物以外の任意の反射物が存在した場合であっても、推定同期妨害ｗを高精度に算出することができる。
【０１０５】
第２実施例においても同様に、ＤＳＰ１６のスイッチ制御部７９は、地図情報ＩＭ及び現在位置情報ＩＰに基づき、特定走査エリアＡｔａｇ内における地物の存否を判定すると共に、外界センサの出力に基づき、特定走査エリアＡｔａｇ内における地物などの物体の存否を判定する。そして、スイッチ制御部７９は、上述の判定に基づき地物等が存在しないと判断した場合に、特定走査方向Ｄｔａｇに対応する期間にスイッチ７７をオンにする。なお、この場合、スイッチ制御部７９は、ライダ１が出力するターゲット情報ＴＩを利用して特定走査エリアＡｔａｇ内における地物を含む任意の物体の存否を判定してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ライダ
５  システムＣＰＵ
１０  ＡＳＩＣ
３０  トランスミッタ
４０  レシーバ
５０  走査光学部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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