(57)【要約】【課題】所望波とクラッタとが合成された信号となっていても、２波分解することができ、霧等に隠れた物体を測距することができる距離測定装置を提供する。【解決手段】本発明の距離測定装置は、自車両周囲に送信波を出力する投光部２００と、投光部２００が出力した送信波の反射波を受信する受光部３００と、受光部３００が受信した反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出する検出部４００と、検出部４００の検出結果に基づいて所望波が検出された時間を計測する時間計測部５００と、時間計測部５００の計測結果に基づいて、計測対象物体までの距離を推定する信号処理部１００とを備え、検出部４００は、反射波と、遅延器４０２と減衰器４０３によって反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて、反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出する。【選択図】図１
2015200555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両周囲に送信波を出力する投光手段と、
前記投光手段が出力した送信波の反射波を受信する受光手段と、
前記受光手段が受信した反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記所望波が検出された時間を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測結果に基づいて、前記計測対象物体までの距離を推定する推定手段とを備え、
前記検出手段は、前記反射波と、前記反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて、前記反射波から前記計測対象物体に対応する所望波を検出することを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記減衰遅延波に前記反射波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする点を検出することを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記加算結果が負から正に向かってゼロクロスする点を検出することを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記反射波を遅延させる第１の遅延器と、
前記遅延器によって遅延された遅延波を減衰させる第１の減衰器と、
前記第１の遅延器と第１の減衰器によって減衰遅延された減衰遅延波に前記反射波を反転して加算する第１の加算器と、
前記第１の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第１のゼロクロス検出部とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
所定の第１の閾値を超えるか否かを検出する第１のコンパレータと、
前記第１のコンパレータに入力される反射波を遅延させる第２の遅延器と、
前記第１のコンパレータが検出した前記第１の閾値を超える範囲と、前記第１のゼロクロス検出部の検出結果との重複部分を出力する第１のフィルタ部とを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記第１の遅延器と前記第２の遅延器とは少なくとも一部が共用化されていることを特徴とする請求項５に記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記第１の閾値よりも大きい所定の第２の閾値を超えるか否かを検出する第２のコンパレータを有し、
前記第２の閾値は、悪環境下におけるクラッタ振幅値より高く設定され、
前記計測手段は、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間を計測し、
前記推定手段は、この計測結果に基づいて前記計測対象物体までの距離を推定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記減衰遅延波に前記反射波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする第１のゼロクロス点と、前記反射波を遅延させた遅延波に前記反射波を減衰させた減衰波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする第２のゼロクロス点とを検出し、
前記計測手段は、前記第１のゼロクロス点が検出された時間と前記第２のゼロクロス点
が検出された時間を計測し、
前記推定手段は、この計測結果に基づいて前記計測対象物体までの距離を推定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記検出手段は、
前記反射波を遅延させる第３の遅延器と、
前記反射波を減衰させる第２の減衰器と、
前記第２の減衰器によって減衰された減衰波を反転して前記第３の遅延器によって遅延された遅延波に加算する第２の加算器と、
前記第２の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第２のゼロクロス検出部と、
前記第１のコンパレータが検出した前記第１の閾値を超える範囲と、前記第２のゼロクロス検出部の検出結果との重複部分を出力する第２のフィルタ部とを有することを特徴とする請求項８に記載の距離測定装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記第１の閾値よりも大きい所定の第２の閾値を超えるか否かを検出する状態判定用コンパレータを有し、
前記第２の閾値は、悪環境下におけるクラッタ振幅値より高く設定され、
前記推定手段は、前記状態判定用コンパレータの検出結果に基づいて、前記第１のゼロクロス点が検出された時間と前記第２のゼロクロス点が検出された時間のいずれかを選択して前記計測対象物体までの距離を推定することを特徴とする請求項８または９に記載の距離測定装置。
【請求項１１】
前記第２のコンパレータに入力される反射波を増幅する増幅部をさらに有し、
前記推定手段は、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間の計測結果に基づいて推定した距離が所定以上の遠距離である場合、この距離を前記計測対象物体までの距離と推定し、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間の計測結果に基づいて推定した距離が所定未満の近距離の場合、前記反射波と、前記反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて推定した距離を前記計測対象物体までの距離と推定することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、
前記反射波を遅延させる第１の遅延器と、
前記遅延器によって遅延された遅延波を減衰させる第１の減衰器と、
前記第１の遅延器と第１の減衰器によって減衰遅延された減衰遅延波を反転して前記反射波に加算する第３の加算器と、
前記第３の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第３のゼロクロス検出部と、
前記反射波を減衰させる第３の減衰器と、
前記第３の減衰器によって減衰した減衰波を反転して前記第１の遅延器によって遅延させた遅延波に加算する第４の加算器と、
前記第４の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第４のゼロクロス検出部と、
前記第３のゼロクロス検出部の検出結果と前記第４のゼロクロス検出部の検出結果の重複部分を取得する第３のフィルタ部と、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項１３】
自車両が悪環境下にあるか否かを検出する悪環境検出手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にないことを検出した場合に前記計測対象物体までの距離の推定を行い、前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあ
ることを検出した場合に前記反射物体までの距離の推定を行わないことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項１４】
前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあることを検出した場合に自車両が悪環境下にあることを通知する通知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は距離測定装置に関するものであって、特に、ＴＤＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）など時間計測器により実現するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ
Ｆｌｉｇｈｔ）方式のレーザレーダのうち、マルチエコーを測距するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源より照射した光が計測対象物体に反射して帰ってくるまでの往復時間を計測することにより測距するアクティブレーザ方式としてＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式が知られている。このＴＯＦ方式では、光が照射されてから受光されるまでのわずかな時間を測定する手段として、時間というアナログ情報を量子化してデジタル出力するデバイスであるＴＤＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が用いられることがある。ＴＤＣではＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に対して、受光波形の振幅が得られない代わりに時間分解能に優れており、例えば数十ｐｓオーダでの出力も可能である。そして、一般に、レーザレーダのＴＯＦ方式においては、光パルスの投光タイミングと受光タイミングの時間差の計測結果に基づいて、以下の式によって距離が算出される。
【０００３】
（数１）
距離［ｍ］＝光速［ｍ／ｓ］×投光タイミングと受光タイミングの時間差（往復時間）［ｓ］／２＋（回路の遅延など）オフセット値［ｍ］…（式１）
ここで、レーザレーダにおいては、雨や霧、雪などの天候の影響や光透過物質があると、１つの投光パルスに対して、それらの反射と、その先にある計測対象物体による反射によって、複数の受光パルス（エコー）を測距する状況が生じる。例えば図１７に示すように、霧等による反射波（以下、クラッタと呼ぶ）をまず１ｓｔエコーとして検出し、この霧の奥に隠れた計測対象物体（先行車）による反射波（以下、所望波と呼ぶ）を２ｎｄエコーとして検出することがある。ここで、図１７に示すように、計測対象物体が自車両から十分に離れていると、図１８（ａ）に示すように、１ｓｔエコーと２ｎｄエコーとはそれぞれの波形として検出される。一方、計測対象物体が自車両の近距離に存在すると、図１８（ｂ）に示すように複数の受光パルスが合成されて１つの受光パルスとして検出されることがある。このとき、１ｓｔエコーは検出されるが、２ｎｄエコーは検出されなくなる。
【０００４】
ＴＤＣを用いたＴＯＦ方式では、ＡＤＣを用いたＴＯＦ方式に対して、そのデバイスの特性から、距離分解能に優れる傾向にあるが、受光パルスの振幅情報が得られない。このため、計測対象物体が自車両の近距離に存在して図１８（ｂ）のように、閾値（ＴＤＣの検出点）で、所望波とクラッタが２波合成された場合、受光パルスから所望波を検出できない場合が生じる。
【０００５】
そこで、従来の距離測定装置では、上下２つの閾値を用いて、投光タイミングと受光タイミングの時間差と、受光パルスのパルス幅を測定し、反射波の受信信号が上閾値に満たないにも関わらず下閾値における受光パルス幅が基準時間幅以上である場合は所望波とクラッタが２波合成された信号と判断して測距を行わないようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８４３３３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、従来の距離測定装置では、２つの反射波が合成されていることは判別できるが、２つの反射波を分解できず、２つの反射波が合成された信号を測距対象から除外するのみであるため、依然として、霧等に隠れた計測対象物体を測距できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の課題を解決するものであって、所望波とクラッタとが合成された信号となっていても、所望波とクラッタを分解することができ、霧等に隠れた計測対象物体を測距することができる距離測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、自車両周囲に送信波を出力する投光手段と、投光手段が出力した送信波の反射波を受信する受光手段と、受光手段が受信した反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて所望波が検出された時間を計測する計測手段と、計測手段の計測結果に基づいて、計測対象物体までの距離を推定する推定手段とを備え、検出手段は、反射波と、反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて、反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所望波とクラッタとが合成された信号となっていても、所望波とクラッタを分解することができ、霧等に隠れた計測対象物体を測距することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図
【図２】図１の時間計測部の動作をイメージで説明する図
【図３】図１の検出部における処理をイメージで説明する図
【図４】図１の検出部の変形例による処理をイメージで説明する図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る距離測定装置による測定条件をイメージで説明する図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図
【図７】図６の検出部における処理をイメージで説明する図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る距離測定装置による２波合成された受光パルスから所望波を選択する処理のフローチャート図
【図９】本発明の第３の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図
【図１０】図９の検出部における処理をイメージで説明する図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る距離測定装置による２波合成された受光パルスから所望波を選択する処理のフローチャート図
【図１２】図９の検出部の変形例を示すブロック図
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る距離測定装置による２波合成された受光パルスから所望波を選択する処理のフローチャート図
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図
【図１６】図１５の検出部における処理をイメージで説明する図
【図１７】マルチエコーの測距をイメージで説明する図
【図１８】２波合成された受光パルスをイメージで説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態の距離測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、距離測定装置は、信号処理部１００と、投光部２００と、受光部３００と、検出部４００と、時間計測部５００とを有する。
【００１４】
本発明の第１の実施形態の距離測定装置では、信号処理部１００の命令に従って、投光部２００は自車両周囲に送信波（投光パルス）を出力する。投光部２００が出力した送信波は、周囲の物体６００に反射し、この反射物体６００からの反射波（受光パルス）を受光部３００が受信する。受光部３００が受信した反射波は、検出部４００に入力される。検出部４００は、この入力された波形の振幅が、所定のＬｏｗ閾値（第１の閾値）を超えるか否かを検出する。ここで、Ｌｏｗ閾値は、通常の測距に用いられる閾値（図１７や図１８に示される従来の閾値に相当）であり、測距目標とする距離まで計測対象物体を検出でき、かつ、ノイズによる影響を受けない程度の所定の閾値に設定される。時間計測部５００は、検出部４００の検出結果から、受光部３００が受信した反射波の振幅が所定のＬｏｗ閾値を超えた時間を計測する。信号処理部１００は、この計測結果やＬｏｗ閾値を適宜用いて、反射物体６００までの距離を推定する。反射物体６００は、計測対象物体または雨や霧、雪等のクラッタを含む。なお、ここでＬｏｗ閾値を超えた、の意味としては、Ｌｏｗ閾値より大きいものであってもよいし、Ｌｏｗ閾値以上であってもよい。すなわち、等号の有無は適宜選択可能な設計事項であり、発明の本質に影響するものではない。以下の説明についても同様である。
【００１５】
次に、距離測定装置の内部構成について説明する。
【００１６】
信号処理部１００は、例えばＣＰＵやメモリを有し、各種演算処理を行う。信号処理部１００は、投光部２００や時間計測部５００に投光パルスのタイミング信号を出力する。
【００１７】
投光部２００は、例えば広角にレーザ光を照射して３次元測距可能なレーザレーダであり、ＬＤ駆動回路２０１とＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）２０２を有する。ＬＤ駆動回路２０１は、信号処理部１００から入力された投光パルスのタイミング信号に基づいてＬＤ２０２を駆動する。ＬＤ２０２は、ＬＤ駆動回路２０１の制御に従い回転する図示しないミラーにレーザ光（投光パルス）を反射させて、この反射光を自車両周囲に照射する。
【００１８】
受光部３００は、受光素子３０１と、電流・電圧変換部３０２とを有する。受光素子３０１は自車両周囲の物体６００から反射されたレーザ光を取得して電流パルスに変換する。電流・電圧変換部３０２は例えばトランスインピーダンスアンプで構成され、受光素子３０１から入力された電流パルスを電圧パルスに変換する。
【００１９】
検出部４００は、増幅部４０１と、第１の遅延器４０２と、第１の減衰器４０３と、第１の加算器４０４と、第１のゼロクロス検出器４０５と、第２の遅延器４０６と、第１のコンパレータ４０７と、第１のＡＮＤ回路４０８とを有する。増幅部４０１は電流・電圧変換部３０２から入力された電圧パルスを増幅してこの増幅信号をブランチ１からブランチ３にそれぞれ出力する。ブランチ１からブランチ３にそれぞれ入力される信号は、物体６００の反射波に相当する信号であるため、以下では入力信号として反射波と表現する場合もある。
【００２０】
ブランチ１では、まず、第１の遅延器４０２が反射波を遅延させて遅延波を出力する。ここで、遅延器としては例えば遅延線が用いられるがこれに限られず他の構成を用いても
よい。第１の減衰器４０３は、入力されたこの遅延波を減衰させて減衰遅延波を第１の加算器４０４に出力する。ここで、減衰器としては例えば抵抗が用いられるがこれに限られず他の構成を用いてもよい。
【００２１】
ブランチ２では、反射波が第１の加算器４０４に入力される。第１の加算器４０４は、入力された減衰遅延波に、反射波を反転して加算する。この加算結果は第１のゼロクロス検出器４０５に出力される。第１のゼロクロス検出器４０５は、第１の加算器４０４から入力された波形がゼロクロスする点を検出する。特に、第１のゼロクロス検出器４０５は、負から正に向かってゼロクロスする点を検出する。また、第１のゼロクロス検出器４０５は、この波形がゼロクロスして正の値になっている区間を検出する。第１のゼロクロス検出器４０５は、この検出結果を第１のＡＮＤ回路４０８に出力する。
【００２２】
ブランチ３では、第２の遅延器４０６が反射波を遅延させて遅延波を出力する。第１のコンパレータ４０７はこの遅延波と予め定められたＬｏｗ閾値とを比較してＬｏｗ閾値以上のパルス（Ｌｏｗエコー）を検出する。第１のコンパレータ４０７は、この検出結果を第１のＡＮＤ回路４０８に出力する。第１のＡＮＤ回路４０８は、第１のゼロクロス検出器４０５から入力された検出結果と、第１のコンパレータ４０７から入力された検出結果とを比較して両方とも正となる信号を時間計測部５００に出力する。
【００２３】
時間計測部５００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１を有する。第１のゼロクロス時間計測部５０１は、第１のＡＮＤ回路４０８から入力されたパルスの立ち上がり（受光タイミング）と信号処理部１００から入力された投光パルスの立ち上がり（投光タイミング）との時間差を信号処理部１００にデジタル出力する。この時間差は、図２に示すように、ＬＤ２０２からレーザ光（投光パルス）が照射されて、計測対象物体としての物体６００に反射して、この反射光（受光パルス）が受光素子３０１に受光されるまでの光パルスの往復時間を示す。信号処理部１００は、この時間差に基づいて、前述の式（１）から自車両から物体までの距離を算出する。また、信号処理部１００は、受光パルスの立ち上がりと立ち下がりの時間をパルス幅として算出する。  次に、所望波とクラッタが合成された受光パルスから所望波を分解する方法について説明する。図３は、図１の検出部４００における処理をイメージで説明する図である。また、図４は、図１の検出部の変形例による処理をイメージで説明する図である。
以下では、検出部４００の増幅部４０１で増幅された後のパルスを単に受光パルスと記す。
【００２４】
図３に示すように、増幅部４０１から出力された受光パルスの波形（１）は、クラッタの後に所望波が合成された波形となっている。第１の加算器４０４から出力された波形（２）では、ブランチ１で第１の遅延器４０２と第１の減衰器４０３によって遅延、減衰された減衰遅延波と、ブランチ２の波形が反転された反転波とが加算された波形となっている。第１のゼロクロス検出器４０５から出力された波形（３）では、波形（２）で示された加算された波形のうちゼロ以上の正の部分が抽出されたパルス波形となっている。ここでは、本来、図示されたゼロクロス点を含む１パルスが出力されるが、特に、パルスが存在しない領域において、ノイズの影響で、波形がゼロ付近で振れている部分もパルスとして出力される場合がある。第１のコンパレータ４０７から出力された波形（４）では、第１のコンパレータ４０７によって、ブランチ３で第２の遅延器４０６によって遅延された遅延波から、Ｌｏｗ閾値を超えた部分が抽出されたパルス波形となっている。第１のＡＮＤ回路４０８から出力された波形（５）は、波形（３）のパルスと波形（４）のパルスの論理積によって得られるパルス波形となっている。これによって、波形（３）からノイズ成分を除去することができる。
【００２５】
この際、ブランチ３の閾値判定波形と、ブランチ１、２のゼロクロス点とが重なりやす
いように、ブランチ３の第２の遅延器４０６の遅延時間は、ブランチ１の第１の遅延器４０２の遅延時間に対して略半分程度に設定するのが良い。一方、このような設定が行われると、遅延時間のばらつきによって検出精度が悪くなる場合も想定される。そこで、図４に示すような構成に変形してもよい。図４は、図１の検出部の変形例による処理をイメージで説明する図である。図４では、ブランチ１に第３の遅延器４１０を設けて、この第３の遅延器４１０をブランチ３と共用する。この第３の遅延器４１０は、ブランチ２に設けた第２の遅延器４０６に相当する。そして、この第２の遅延器４０６に相当する分だけブランチ１の第１の遅延器４０２の遅延の程度を下げる構成となっている。このように、第３の遅延器４１０をブランチ１とブランチ３とで共用化することで、遅延時間のばらつきへの耐性を改善することが出来る。
【００２６】
なお、本実施形態では、ブランチ１に第１の減衰器４０３を設けたが、他の構成で代替してもよい。例えば、ブランチ１に第１の減衰器４０３を設けずに、ブランチ２に増幅部を設けるようにしてもよい。少なくとも、ブランチ１の入力波形がブランチ２の入力波形に対して、相対的に減衰される構成となっていればよい。以降の実施例でも同様に代替してもよい。
【００２７】
ここで、本実施形態における測定条件について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る距離測定装置による測定条件をイメージで説明する図である。
【００２８】
図３に示すように、受光パルスは、霧等のクラッタと計測対象物体の所望波の２波が合成した状態でブランチ１からブランチ３に入力される。
【００２９】
ここで、一般にクラッタの反射率は計測対象物体の所望波の反射率よりも十分に低いため、２波合成されるほど計測対象物体とクラッタとの距離が近接している場合、計測対象物体のパルス振幅値がクラッタのパルス振幅値よりも十分に大きくなる。しかしながら、クラッタのパルス振幅値は、想定される雨や霧、雪などによる影響（以下、悪環境と呼ぶ）下であるほど大きくなる。例えば霧の場合、図５に示すように、濃霧で視程が悪くなるほど、クラッタの振幅は指数関数的に大きくなる。このため、次第に所望波との区別がつきにくくなり、計測対象物体の距離の推定精度も悪化する。そこで、図示しない悪環境検出手段を設ける。
【００３０】
悪環境検出手段は、例えば濃霧センサや降雨センサ、ワイパーやフォグランプの少なくとも１つの動作検出によって悪環境を検出してもよいし、カメラの画像解析やレーザレーダの走査計測結果からのパターン認識によって悪環境を検出してもよい。この悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあることを検出した場合には、信号処理部１００は、計測対象物体までの距離の推定を行わず、悪環境検出手段が自車両が悪環境下にないことを検出した場合にのみ計測対象物体までの距離の推定を行うようにしてもよい。例えば、信号処理部１００は、図５に示すように、悪環境閾値より高いクラッタ振幅値となるＡ領域については計測対象物体までの距離の推定を行わず、悪環境閾値より低いクラッタ振幅値となるＢ領域についてのみ計測対象物体までの距離の推定を行うようにしてもよい。この悪環境閾値またはこの悪環境閾値に所定のマージンを加算した値が、Ｈｉｇｈ閾値に設定される。
【００３１】
ここでは、Ｈｉｇｈ閾値は、Ｌｏｗ閾値よりも大きい値であり、悪環境の強度、換言すると悪環境下でのクラッタ振幅値よりも高く設定される。なお、Ｈｉｇｈ閾値は、受光部３００の機器の飽和レベルの値に設定されてもよい。悪環境の強度は、少なくとも環境の関数を有する。環境の関数は、例えば濃霧の場合は視程、降雨の場合は粒径や降雨強度を変数とする関数であるがこれに限られない。想定する環境によって環境の関数が切替えられてもよい。また、悪環境の強度は、距離測定装置の光学特性の関数を有していてもよい
。例えば、光学特性の関数は投光部２００や受光部３００の光学特性や回路特性に応じた関数であるがこれに限られない。
【００３２】
また、さらに、悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあることを検出した場合に自車両が悪環境下にあることを通知する通知手段をさらに備えてもよい。
【００３３】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、ブランチ１の受光パルスを、遅延、減衰させ、ブランチ１にブランチ２を反転加算させることで、遅延減衰させた受光パルスが、通常の受光パルスに対して高くなる点を検出することができる。換言すると、所望波と霧のクラッタの２波が合成された波形のうち、後ろ側の所望波の波形を正の値として浮き出させることができる。したがって、所望波と霧のクラッタが２波合成された際でも、霧の後ろに隠れた所望波を確実に検出できる。また、本発明の第１の実施形態のように同一の波形を減衰遅延して比較する構成をとることで、測距の基準となるゼロクロス点が受光パルスの振幅の影響を受けなくなり、測距精度が向上する。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成や処理については詳細な説明を省略し、符号のみを付す。以下の実施形態でも同様である。
【００３４】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図６に示すように、第２の実施形態の距離測定装置では、上述の第１の実施形態に加え、さらにブランチ４が設けられ、増幅部４０１が増幅した増幅信号をブランチ４に出力する。また、第２のコンパレータ４１１が設けられ、第２のコンパレータ４１１はブランチ４から入力された反射波を予め定められたＨｉｇｈ閾値と比較してＨｉｇｈ閾値以上のパルス（Ｈｉｇｈエコー）を検出する。
【００３６】
第２のコンパレータ４１１は、この検出結果を時間計測部５００に出力する。時間計測部５００は、さらにＨｉｇｈ閾値時間計測部５０２を有する。Ｈｉｇｈ閾値時間計測部５０２は、第２のコンパレータ４１１から入力されたパルスの立ち上がり（受光タイミング）と信号処理部１００から入力された投光パルスの立ち上がり（投光タイミング）との時間差を信号処理部１００にデジタル出力する。
【００３７】
ここで、Ｈｉｇｈ閾値は、第１の実施形態と同様の値であるが、例えば受光部３００の飽和レベルに近い値に設定され、想定される悪環境下でのクラッタ振幅値よりも高く設定される。また、クラッタの最近接距離よりも近い位置にある計測対象物体の所望波の最低振幅値より低い値に設定されてもよい。クラッタの最近接距離は、クラッタ強度毎に計測したクラッタの発生位置のうち最も自車両に近接した計測結果として予め記憶されている距離である。この設定されたＨｉｇｈ閾値によって、第２のコンパレータ４１１は、クラッタより近距離に所望波がある場合にＨｉｇｈ閾値を超えたパルスを所望波として検出することができる。クラッタよりも近距離の計測対象物体の所望波はＨｉｇｈ閾値を超えたことで検出される。一方、Ｈｉｇｈ閾値を超えない低振幅の所望波はすべてクラッタよりも遠い距離に位置することになる。ここで、クラッタの反射率は計測対象物体の所望波の反射率に対して十分に小さいため、クラッタよりも近距離の所望波は、一般に常にクラッタよりも十分に高い振幅を有する。このため、Ｈｉｇｈ閾値は、悪環境下におけるクラッタ振幅値より高く、クラッタの最近接距離における所望波の最低振幅値より低い値に設定される。所望波の最低振幅値は、測距目標とする計測対象物体の反射率と、レーザ光のスポット光が計測対象物体に当たる範囲や入射角毎に、上述のクラッタの最近接距離に計測対象物体を置いた場合の所望波の計測結果のうち最低のものを予め記憶したものである。
【００３８】
次に、第２の実施形態に係る距離測定装置によって２波合成された波形から所望波を検
出する処理について説明する。図７は、図６の検出部における処理をイメージで説明する図である。なお、以下では、増幅部４０１出力後の各ブランチに受光パルスが入力される経路を経路Ａ、第１のＡＮＤ回路４０８から出力されて第１のゼロクロス時間計測部５０１に入力される経路を経路Ｂ、第２のコンパレータ４１１から出力されてＨｉｇｈ閾値時間計測部５０２に入力される経路を経路Ｃとして説明する。
【００３９】
図７では、（１）所望波がクラッタより近くに発生し、所望波が高反射率のために飽和している場合、（２）所望波がクラッタより遠くに発生し、所望波が高反射率のために飽和している場合、（３）所望波がクラッタより遠くに発生し、所望波が低反射率で飽和していない場合、について、経路Ａ〜Ｃでの処理について説明する。
【００４０】
まず、（１）の場合について説明する。経路Ａでは所望波が間延びしてクラッタ全体を覆うようになっている。この場合、経路Ｂでは、間延びした所望波の影響で、ゼロクロス点が所望波の本来の位置から後ろに外れた状態で誤検出されたパルスが出力されている。この場合であっても、経路Ｃでは、Ｈｉｇｈ閾値以上のパルスが出力されており、所望波が検出されている。したがって、この場合は、信号処理部１００は、Ｈｉｇｈ閾値時間計測部５０２によって計測された第２の計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体までの距離を精度よく推定することができる。
【００４１】
また、（２）の場合について説明する。経路Ａでは、所望波が間延びしてクラッタの後ろ側を一部覆うようになっている。この場合の経路Ｂでも（１）と同じように、間延びした所望波の影響で、ゼロクロス点が所望波の本来の位置から後ろに外れた状態で誤検出されたパルスが出力されている。また、この場合であっても、経路Ｃでは（１）と同じように、Ｈｉｇｈ閾値以上のパルスが出力されており、所望波が検出されている。したがって、この場合も、信号処理部１００は、Ｈｉｇｈ閾値時間計測部５０２によって計測された第２の計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体までの距離を精度よく推定することができる。
【００４２】
また、（３）の場合について説明する。経路Ａでは、所望波とクラッタが２波合成された波形となっている。この場合、経路Ｂでは、第１の実施の形態と同じように、ゼロクロス点によって所望波が検出されている。また、この場合、経路Ｃでは、Ｈｉｇｈ閾値以上のパルスは出力されていない。したがって、この場合は、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体までの距離を精度よく推定することができる。
【００４３】
このような関係から、信号処理部１００は、以下の処理を行う。図８は、本発明の第２の実施形態に係る距離測定装置による所望波とクラッタの２波が合成された受光パルスから所望波を検出処理のフローチャート図である。
【００４４】
図８に示すように、ステップＳ８０１で、信号処理部１００は、第１のゼロクロス計測時間と第２の計測時間の差分が一定時間以内か否か判定する。換言すると、ゼロクロス点が検出されたエコーに紐付くＨｉｇｈエコーがあるか否かを判定する。具体的には、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間とＨｉｇｈ閾値時間計測部５０２によって計測された第２の計測時間とを比較して、計測時間の差が一定時間以内であるか否かを判定する。
【００４５】
ステップＳ８０１でＹＥＳのとき、受光パルスが図７の（１）や（２）のような状態である可能性が高いため、ステップＳ８０２に示すように、信号処理部１００は、Ｈｉｇｈエコーを選択する。具体的には、信号処理部１００は、Ｈｉｇｈ閾値時間計測部５０２によって計測された計測時間を所望波の計測時間と推定する。  一方、ステップＳ８０１で
ＮＯのとき、受光パルスが図７の（３）のような状態である可能性が高いため、ステップＳ８０３に示すように、信号処理部１００は、ゼロクロス点が検出されたエコーを選択する。具体的には、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された計測時間を所望波の計測時間と推定する。
【００４６】
そして、ステップＳ８０４に示すように、信号処理部１００は、ステップＳ８０２またはステップＳ８０３で推定された計測時間を用いて測距を行って、計測対象物体までの距離を推定する。
【００４７】
本実施形態によれば、Ｈｉｇｈ閾値によって、所望波とクラッタが２波合成された場合でも、高振幅の所望波をクラッタと切り分けて検出することができる。また、クラッタよりも近距離にある所望波は、Ｈｉｇｈ閾値よりも高い振幅になるように閾値やダイナミックレンジが設定されるので、ブランチ４を設けることでクラッタよりも近距離にある所望波の検出精度を向上することができる。また、受光パルスが飽和して波形が間延びする場合があっても、ブランチ４を設けることで、所望波の誤検出を低減することができる。
（第３の実施形態）
上述の実施形態に加え、さらに第３の実施形態の距離測定装置について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【００４８】
図９に示すように、第３の実施形態の距離測定装置では、上述の実施形態に加え、さらにブランチ５、６が設けられる。ブランチ５では、増幅部４０１が増幅した増幅信号が第４の遅延器４１２に入力される。第４の遅延器４１２が遅延させた遅延波は第２の加算器４１４に入力される。また、ブランチ６では、増幅部４０１が増幅した増幅信号が第２の減衰器４１３に入力される。第２の減衰器４１３が減衰させた減衰波は第２の加算器４１４に入力される。
【００４９】
第２の加算器４１４は、第４の遅延器４１２から入力された遅延波に第２の減衰器４１３から入力された減衰波を反転して加算する。この加算結果は第２のゼロクロス検出器４１５に出力される。
【００５０】
第２のゼロクロス検出器４１５は、第２の加算器４１４から入力された波形がゼロクロスする点を検出する。特に、第２のゼロクロス検出器４１５は、負から正に向かってゼロクロスする点を検出する。また、第２のゼロクロス検出器４１５は、この波形がゼロクロスして正の値になっている区間を検出する。第２のゼロクロス検出器４１５は、この検出結果を第２のＡＮＤ回路４１６に出力する。第２のＡＮＤ回路４１６は、第２のゼロクロス検出器４１５から入力された検出結果と、第１のコンパレータ４０７から入力された検出結果とを比較して両方とも正となる信号を時間計測部５００に出力する。
【００５１】
時間計測部５００は、第２のゼロクロス時間計測部５０３をさらに有する。第２のゼロクロス時間計測部５０３は、第２のＡＮＤ回路４１６から入力されたパルスの立ち上がり（受光タイミング）と信号処理部１００から入力された投光パルスの立ち上がり（投光タイミング）との時間差を信号処理部１００にデジタル出力する。
【００５２】
次に、第３の実施形態に係る距離測定装置によって２波合成された波形から所望波を検出する処理について説明する。図１０は、図９の検出部における処理をイメージで説明する図である。なお、以下では、増幅部４０１出力後の各ブランチに受光パルスが入力される経路を経路Ａ、第１のＡＮＤ回路４０８から出力されて第１のゼロクロス時間計測部５０１に入力される経路を経路Ｂ、第２のＡＮＤ回路４１６から出力されて第２のゼロクロス時間計測部５０３に入力される経路を経路Ｃとして説明する。
【００５３】
図１０では、（１）所望波がクラッタより近くに発生し、所望波が高反射率のために飽和している場合、（２）所望波がクラッタより遠くに発生し、所望波が高反射率のために飽和している場合、（３）所望波がクラッタより遠くに発生し、所望波が低反射率で飽和していない場合、について、経路Ａ〜Ｃでの処理について説明する。
【００５４】
まず、（１）の場合について説明する。経路Ａでは所望波が間延びしてクラッタ全体を覆うようになっている。この場合、経路Ｂでは、間延びした所望波の影響で、ゼロクロス点が所望波の本来の位置から後ろに外れた状態で誤検出されたパルスが出力されている。一方、経路Ｃでは、遅延波に反転された減衰波が加算された波形のゼロクロス点が検出されており、所望波の本来の位置で検出されたパルスが出力されている。したがって、この場合は、信号処理部１００は、第２のゼロクロス時間計測部５０３によって計測された第２のゼロクロス計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体の距離を精度よく推定することができる。また、（１）の場合では、経路Ｂの波形のゼロクロス点について計測された計測時間と経路Ｃの波形のゼロクロス点について計測された計測時間とは、所望波の飽和期間程度の大きな時間差がある。
【００５５】
また、（２）の場合について説明する。経路Ａでは、所望波が間延びしてクラッタの後ろ側を一部覆うようになっている。この場合の経路Ｂでも（１）と同じように、間延びした所望波の影響で、ゼロクロス点が所望波の本来の位置から後ろに外れた状態で誤検出されたパルスが出力されている。また、この場合であっても、経路Ｃでは（１）と同じように、遅延波に反転された減衰波が加算された波形のゼロクロス点が検出されており、所望波の本来の位置で検出されたパルスが出力されている。したがって、この場合は、信号処理部１００は、第２のゼロクロス時間計測部５０３によって計測された第２のゼロクロス計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体の距離を精度よく推定することができる。また、（２）の場合も（１）の場合と同様に、経路Ｂの波形のゼロクロス点について計測された計測時間と経路Ｃの波形のゼロクロス点について計測された計測時間とは、所望波の飽和期間程度の大きな時間差がある。
【００５６】
次に、（３）の場合について説明する。経路Ａでは、所望波とクラッタが２波合成された波形となっている。この場合、経路Ｂでは、第１の実施の形態と同じように、ゼロクロス点によって所望波が検出されている。また、この場合、経路Ｃでは、ゼロクロス点によってクラッタが検出されている。したがって、この場合は、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間を用いて測距を行うことで、計測対象物体の距離を精度よく推定することができる。また、（３）の場合では、経路Ｂの波形のゼロクロス点について計測された計測時間と経路Ｃの波形のゼロクロス点について計測された計測時間とは、（１）や（２）の場合に比べて時間差が小さい。
【００５７】
このような関係から、信号処理部１００は、以下の処理を行う。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る距離測定装置による所望波とクラッタの２波が合成された受光パルスから所望波を検出する処理のフローチャート図である。
【００５８】
図１１に示すように、ステップＳ１１０１に示すように、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間と、第２のゼロクロス時間計測部５０３によって計測された第２のゼロクロス計測時間とのエコー（立ち上がり）の時間差を算出する。
【００５９】
次にステップＳ１１０２に示すように、信号処理部１００は、ステップＳ１１０１で算出した時間差が所定値以上であるか否かを判定する。
【００６０】
ステップＳ１１０２でＹＥＳのとき、受光パルスが図１０の（１）や（２）のような状態である可能性が高いため、ステップＳ１１０３に示すように、信号処理部１００は、第２のゼロクロス時間計測部５０３によって計測された第２のゼロクロス計測時間を所望波の計測時間と推定する。
【００６１】
一方、ステップＳ１１０２でＮＯのとき、受光パルスが図１０の（３）のような状態である可能性が高いため、ステップＳ１１０４に示すように、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間を所望波の計測時間と推定する。
【００６２】
そして、ステップＳ１１０５に示すように、信号処理部１００は、ステップＳ１１０３またはステップＳ１１０４で推定された計測時間を用いて測距を行って、計測対象物体までの距離を推定する。
【００６３】
本実施形態によれば、所望波とクラッタが２波合成された場合でも、高振幅の所望波をクラッタと切り分けて検出することができる。また、クラッタよりも手前にある所望波は、Ｈｉｇｈ閾値よりも高振幅になるように閾値やダイナミックレンジが設定されるので、ブランチ５、６を設けることでクラッタよりも奥側にある所望波の検出精度を向上することができる。また、受光パルスが飽和して波形が間延びする場合があっても、ブランチ５、６を設けることで、所望波の誤検出を低減することができる。特に、第２の実施形態のように、Ｈｉｇｈ閾値を超えた場合にＨｉｇｈ閾値時間計測部５０２によって計測された計測時間を用いるのではなく、第１のゼロクロス計測時間と第２のゼロクロス計測時間との時間差の大小で、常にゼロクロス点を選択するようにしたため、第２の実施形態に対して測距精度を向上することができる。
【００６４】
また、本発明の第３の実施形態に係る距離測定装置では第１のゼロクロス計測時間と第２のゼロクロス計測時間との時間差が算出されたが、第１のゼロクロス計測時間と第２のゼロクロス計測時間との選択に際しては、必ずしもこの時間差に限られず他の手法によって選択がなされてもよい。図１２は、図９の検出部の変形例を示すブロック図である。
【００６５】
図１２に示すように、第３の実施形態の距離測定装置では、さらにブランチ７が設けられてもよい。ブランチ７では、増幅部４０１が増幅した増幅信号が状態判定用コンパレータ４１７に入力される。状態判定用コンパレータ４１７は、受光パルスがＨｉｇｈ閾値を超えたか否かを判定する。信号処理部１００は、状態判定用コンパレータ４１７からＨｉｇｈ閾値を超えた信号が入力されたときは、所望波に飽和が起こっていると推定して、第２のゼロクロス計測時間を選択し、Ｈｉｇｈ閾値を超えた信号が入力されないときは、所望波に飽和が起こっていないと推定して、第２のゼロクロス計測時間を選択するようにしてもよい。
（第４の実施形態）
上述の実施形態に加え、さらに第４の実施形態の距離測定装置について説明する。
【００６６】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【００６７】
図１３に示すように、第４の実施形態の距離測定装置では、上述の実施形態に加え、さらにブランチ８が設けられ、増幅部４０１が増幅した増幅信号をさらに別な増幅部４１８に出力する。増幅部４１８によって他のブランチに比べてさらに高利得になるよう増幅された増幅信号が第２のコンパレータ４１１に出力される。第２のコンパレータ４１１はブランチ８から入力された反射波を予め定められたＨｉｇｈ閾値と比較してＨｉｇｈ閾値以上のパルス（Ｈｉｇｈエコー）を検出する。Ｈｉｇｈ閾値時間計測部５０２は、第２のコ
ンパレータ４１１が検出したパルスに基づいてＨｉｇｈ閾値を超えた時間を計測し、この第２の計測時間を信号処理部１００に出力する。なお、ここでは増幅部４１８を設けたが、第２のコンパレータ４１１のＨｉｇｈ閾値をこれより低い閾値に設定するようにしてもよい。
【００６８】
次に、第４の実施形態に係る距離測定装置によって所望波とクラッタの２波が合成された波形から所望波を検出する処理について説明する。図１４は、本発明の第４の実施形態に係る距離測定装置による２波合成された受光パルスから所望波を選択する処理のフローチャート図である。
【００６９】
ステップＳ１４０１に示すように、信号処理部１００は、まず第１のゼロクロス時間計測部５０１から入力された第１のゼロクロス計測時間に基づいて計測対象物体の距離を推定する。
【００７０】
次にステップＳ１４０２に示すように、信号処理部１００は、第１のゼロクロス計測時間が所定時間より大きいか判定する。換言すると、信号処理部１００は、計測対象物体が所定以内の近距離にあるか否かを判定する。
【００７１】
ステップＳ１４０２でＹＥＳの場合、すなわち計測対象物体が遠距離にあると想定される場合、ステップＳ１４０３に示すように、信号処理部１００は、第２の計測時間を選択する。そして、信号処理部１００はこの第２の計測時間に基づいて計測対象物体の距離を推定する。
【００７２】
一方、ステップＳ１４０２でＮＯの場合、すなわち計測対象物体が近距離にあると想定される場合、ステップＳ１４０４に示すように、信号処理部１００は、第１のゼロクロス計測時間を選択する。そして、信号処理部１００はこの第１のゼロクロス計測時間に基づいて計測対象物体までの距離を推定する。
【００７３】
このように、計測対象物体の距離に応じて、第１のゼロクロス計測時間と第２の計測時間のいずれを用いて計測対象物体の距離を推定するかを選択することによって、加算器を用いて波形を正負に分けて合成することによるＳ／Ｎ比の悪化を抑制することができる。
【００７４】
第１の加算器４０４では、所望波の検出に使う正側の振幅を相対的に減衰させるため、Ｓ／Ｎ比が悪化する可能性がある。これによって検出可能な距離も短くなる可能性がある。一方、反射率の低いクラッタは近距離に発生する可能性が高い。これらのことから、所望波とクラッタの２波合成が生じる可能性の高い近距離に関しては、第１のゼロクロス計測時間を用いて、所望波とクラッタの２波合成が生じる可能性の低い遠距離に関しては、第２の計測時間を用いてそれぞれ測距することで、Ｓ／Ｎ比の悪化を抑制することで検出可能な距離を維持することができる。
（第５の実施形態）
上述の実施形態に加え、さらに第５の実施形態の距離測定装置について説明する。図１５は、本発明の第５の実施形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。一方、図１６は、図１５の検出部における処理をイメージで説明する図である。図１５に示すように、第５の実施形態の距離測定装置では、上述の実施形態に加え、さらにブランチ９、１０が設けられる。
【００７５】
また、第３の加算器４２０は、第１の加算器４０４と正負が逆転した配置で設けられている。具体的には、第３の加算器４２０は、ブランチ２から入力された反射波に、ブランチ１から第１の遅延器４０２と第２の減衰器４０３を介して入力された減衰遅延波を反転して加算する。この加算結果は、第３のゼロクロス検出器４２１に入力されて、ゼロクロ
スする点が検出される。すなわち、上述の実施形態では、ブランチ１に対してブランチ２を減算（反転加算）していたのに対して、本実施形態では、ブランチ２に対してブランチ１を減算（反転加算）させることでゼロクロス点を検出している。
【００７６】
ブランチ９では、ブランチ１の第１の遅延器４０２と第２の減衰器４０３との間から第１の遅延器４０２が遅延させた遅延波を出力する。この遅延波は、第４の加算器４２３に入力される。
【００７７】
また、ブランチ１０では、増幅部４０１が増幅した増幅信号が第４の減衰器４２２に入力される。第３の減衰器４２２が減衰させた減衰波は第４の加算器４２３に入力される。第４の加算器４２３は、第１の遅延器４０２から入力された遅延波に、第３の減衰器４２２から入力された減衰波を反転して加算する。そして、第４のゼロクロス検出器４２４は、この加算結果からゼロクロスする点を検出する。
【００７８】
そして、ＡＮＤ回路４０８は、第３のゼロクロス検出器４２１の検出結果と、第４のゼロクロス検出器４２４の検出結果とを比較して両方とも正となる信号を時間計測部５００に出力する。第１のゼロクロス時間計測部５０１は、ＡＮＤ回路４０８から入力されたパルスの立ち上がり（受光タイミング）と信号処理部１００から入力された投光パルスの立ち上がり（投光タイミング）との時間差を信号処理部１００にデジタル出力する。
【００７９】
次に、第５の実施形態に係る距離測定装置によって所望波とクラッタの２波が合成された波形から所望波を検出する処理について説明する。図１６は、図１５の検出部における処理をイメージで説明する図である。なお、以下では、増幅部４０１から出力後の各ブランチに受光パルスが入力される経路を経路Ａ、第３のゼロクロス検出器４２１から出力されて第１のＡＮＤ回路に入力される経路を経路Ｂ、第４のゼロクロス検出器４２４から出力されて第１のＡＮＤ回路に入力される経路を経路Ｃ、第１のＡＮＤ回路４０８から出力されて第１のゼロクロス時間計測部５０１に入力される経路を経路Ｄ、として説明する。
【００８０】
図１６に示すように、経路Ａでは、所望波とクラッタが２波合成された波形となっている。この場合、経路Ｂでは、第３のゼロクロス点として第３の加算器４２０の加算結果のうち、正から負に切り替わる立下りの点が検出されている。また、経路Ｃでは、第４のゼロクロス点として第４の加算器４２３の加算結果のうち、負から正に切り替わる立上がりの点が検出されている。また、経路Ｄでは、経路Ｂから入力されるパルスと経路Ｃから入力されるパルスの論理積から得られるパルスが検出される。この経路Ｄの検出パルスの立ち上がりの点がクラッタの位置を示し、立下りの点が所望波の位置を示している。
【００８１】
したがって、本発明の実施形態によれば、信号処理部１００は、第１のゼロクロス時間計測部５０１によって計測された第１のゼロクロス計測時間を用いて測距を行うことで、クラッタと所望波とを切り分けて、計測対象物体までの距離を精度よく推定することができる。また、クラッタまでの距離を推定することもできる。
【００８２】
また、信号処理部１００は、経路Ｄから入力されるパルスのパルス幅の長さＷで所望波が間延びしているか否かを判定することができる。信号処理部１００は、例えばパルス幅が所定の閾値以上の場合に所望波が間延びしていると判定する。これによって、Ｈｉｇｈ閾値を超えているか否かを検出する第２のコンパレータ４１１や状態判定用コンパレータ４１７の機能を代替できるので、小型化や装置の簡略化を行うことができる。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、簡易なシステムによって、所望波とクラッタの合成の有無を判定でき、所望波とクラッタが合成されている場合にクラッタに隠れた所望波を特定することができる。
【００８４】
なお、本発明は、上述の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態は、一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。
【００８５】
本開示の距離測定装置は、自車両周囲に送信波を出力する投光手段と、前記投光手段が出力した送信波の反射波を受信する受光手段と、前記受光手段が受信した反射波から計測対象物体に対応する所望波を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記所望波が検出された時間を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記計測対象物体までの距離を推定する推定手段とを備え、前記検出手段は、前記反射波と、前記反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて、前記反射波から前記計測対象物体に対応する所望波を検出する。
【００８６】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記減衰遅延波に前記反射波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする点を検出するようにしてもよい。
【００８７】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記加算結果が負から正に向かってゼロクロスする点を検出するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記反射波を遅延させる第１の遅延器と、前記遅延器によって遅延された遅延波を減衰させる第１の減衰器と、前記第１の遅延器と第１の減衰器によって減衰遅延された減衰遅延波に前記反射波を反転して加算する第１の加算器と、前記第１の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第１のゼロクロス検出部とを有するようにしてもよい。
【００８９】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、所定の第１の閾値を超えるか否かを検出する第１のコンパレータと、前記第１のコンパレータに入力される反射波を遅延させる第２の遅延器と、前記第１のコンパレータが検出した前記第１の閾値を超える範囲と、前記第１のゼロクロス検出部の検出結果との重複部分を出力する第１のフィルタ部とを有するようにしてもよい。
【００９０】
また、上記距離測定装置において、前記第１の遅延器と前記第２の遅延器とは少なくとも一部が共用化されているようにしてもよい。
【００９１】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記第１の閾値よりも大きい所定の第２の閾値を超えるか否かを検出する第２のコンパレータを有し、前記第２の閾値は、悪環境下におけるクラッタ振幅値より高く設定され、前記計測手段は、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間を計測し、前記推定手段は、この計測結果に基づいて前記計測対象物体までの距離を推定するようにしてもよい。
【００９２】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記減衰遅延波に前記反射波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする第１のゼロクロス点と、前記反射波を遅延させた遅延波に前記反射波を減衰させた減衰波を反転して加算し、この加算結果がゼロクロスする第２のゼロクロス点とを検出し、前記計測手段は、前記第１のゼロクロス点が検出された時間と前記第２のゼロクロス点が検出された時間を計測し、前記推定手段は、この計測結果に基づいて前記計測対象物体までの距離を推定するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記反射波を遅延させる第３の遅延器と、前記反射波を減衰させる第２の減衰器と、前記第２の減衰器によって減衰された減衰波を反転して前記第３の遅延器によって遅延された遅延波に加算する第２の加算器と
、前記第２の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第２のゼロクロス検出部と、前記第１のコンパレータが検出した前記第１の閾値を超える範囲と、前記第２のゼロクロス検出部の検出結果との重複部分を出力する第２のフィルタ部とを有するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記第１の閾値よりも大きい所定の第２の閾値を超えるか否かを検出する状態判定用コンパレータを有し、前記第２の閾値は、悪環境下におけるクラッタ振幅値より高く設定され、前記推定手段は、前記状態判定用コンパレータの検出結果に基づいて、前記第１のゼロクロス点が検出された時間と前記第２のゼロクロス点が検出された時間のいずれかを選択して前記計測対象物体までの距離を推定するようにしてもよい。
【００９５】
また、上記距離測定装置において、前記第２のコンパレータに入力される反射波を増幅する増幅部をさらに有し、前記推定手段は、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間の計測結果に基づいて推定した距離が所定以上の遠距離である場合、この距離を前記計測対象物体までの距離と推定し、前記反射波が前記第２の閾値を超えた時間の計測結果に基づいて推定した距離が所定未満の近距離の場合、前記反射波と、前記反射波を減衰遅延させた減衰遅延波とに基づいて推定した距離を前記計測対象物体までの距離と推定するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記距離測定装置において、前記検出手段は、前記反射波を遅延させる第１の遅延器と、前記遅延器によって遅延された遅延波を減衰させる第１の減衰器と、前記第１の遅延器と第１の減衰器によって減衰遅延された減衰遅延波を反転して前記反射波に加算する第３の加算器と、前記第３の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第３のゼロクロス検出部と、前記反射波を減衰させる第３の減衰器と、前記第３の減衰器によって減衰した減衰波を反転して前記第１の遅延器によって遅延させた遅延波に加算する第４の加算器と、前記第４の加算器による加算結果がゼロクロスする点を検出する第４のゼロクロス検出部と、前記第３のゼロクロス検出部の検出結果と前記第４のゼロクロス検出部の検出結果の重複部分を取得する第３のフィルタ部と、を有するようにしてもよい。
【００９７】
また、上記距離測定装置において、自車両が悪環境下にあるか否かを検出する悪環境検出手段をさらに備え、前記推定手段は、前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にないことを検出した場合に前記計測対象物体までの距離の推定を行い、前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあることを検出した場合に前記反射物体までの距離の推定を行わないことを特徴とするようにしてもよい。
【００９８】
また、上記距離測定装置において、前記悪環境検出手段が自車両が悪環境下にあることを検出した場合に自車両が悪環境下にあることを通知する通知手段をさらに備えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の距離測定装置は、ＴＤＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）など時間計測器により実現するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式のレーザレーダのうち、マルチエコーを測距する距離測定装置として有用である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  信号処理部
２００  投光部
２０１  ＬＤ駆動回路
２０２  ＬＤ
３００  受光部
３０１  受光素子
３０２  電流・電圧変換部
４００  検出部
４０１、４１８  増幅部
４０２、４０６、４１０、４１２  遅延器
４０３、４１３、４２２  減衰器
４０４、４１４、４２０、４２３  加算器
４０５  第１のゼロクロス検出器
４０７  第１のコンパレータ
４０８、４１６  ＡＮＤ回路
４１１  第２のコンパレータ
４１５  第２のゼロクロス検出器
４１７  状態判定用コンパレータ
４２１  第３のゼロクロス検出器
４２４  第４のゼロクロス検出器
５００  時間計測部
５０１  第１のゼロクロス時間計測部
５０２  Ｈｉｇｈ閾値時間計測部
５０３  第２のゼロクロス時間計測部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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