(57)【要約】【課題】信号と検知するための閾値を低く設定した場合であっても、誤検知を防止する。【解決手段】距離演算装置８による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、距離の分散値を算出する分散値算出回路９２と、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値を予め設定した分散の範囲と比較する比較回路９４と、比較回路９４による比較結果に基づいて、距離演算装置８による該当する算出結果の有効性を判定する異常値判定回路９５とを備え、三次元画像生成装置１１は、異常値判定回路９５による判定結果に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成する。【選択図】図１
2015108539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準トリガに従いレーザを目標対象物に照射するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段により照射されたレーザに対して前記目標対象物により反射されたレーザを受信するレーザ受信手段と、前記基準トリガに対する前記レーザ受信手段によるレーザ受信の時間差から前記目標対象物までの距離を算出する距離演算手段と、前記レーザ照射手段の照射角度を変えて二次元走査を行う二次元走査手段と、前記距離演算手段による算出結果及び前記二次元走査手段による照射角度に基づいて、前記目標対象物の三次元画像を生成する三次元画像生成手段とを備えたレーザレーダ装置において、
前記距離演算手段による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、前記距離の分散値を算出する分散値算出手段と、
前記分散値算出手段により算出された前記距離の分散値を予め設定した分散の範囲と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記距離演算手段による該当する算出結果の有効性を判定する異常値判定手段とを備え、
前記三次元画像生成手段は、前記異常値判定手段による判定結果に基づいて、前記目標対象物の三次元画像を生成する
ことを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記距離演算手段による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、前記距離の平均値を算出する平均値算出手段を備え、
前記異常値判定手段は、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記平均値算出手段により算出された該当する前記距離の平均値の有効性を判定し、
前記三次元画像生成手段は、前記異常値判定手段により有効であると判定された前記距離の平均値及び前記二次元走査手段による照射角度に基づいて、前記目標対象物の三次元画像を生成する
ことを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記距離演算手段による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、前記距離の確率分布を作成して任意の関数でフィッティングするフィッティング関数算出手段を備え、
前記分散値算出手段は、前記フィッティング関数算出手段によりフィッティングされた関数の半値幅又は標準偏差に基づいて、前記距離の分散値を算出する
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】
前記フィッティング関数算出手段によりフィッティングされた関数のピーク値を抽出するピーク値抽出手段を備え、
前記異常値判定手段は、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記ピーク値抽出手段により抽出された該当する前記ピーク値の有効性を判定し、
前記三次元画像生成手段は、前記異常値判定手段により有効であると判定された該当する前記ピーク値及び前記二次元走査手段による照射角度に基づいて、前記目標対象物の三次元画像を生成する
ことを特徴とする請求項３記載のレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記距離演算手段による同一照射角度での複数回の算出結果のうち、閾値を外れたものを異常値として除外する異常値除去手段を備え、
前記平均値算出手段は、前記異常値除去手段による異常値の除外結果に基づいて、前記距離の平均値を算出する
ことを特徴とする請求項２記載のレーザレーダ装置。
【請求項６】
前記異常値判定手段は、前記比較手段により前記距離の分散値が予め設定した分散の範囲外であると判定された場合、動作閾値電圧を最初の設定値よりも高い電圧に設定し、
前記比較手段は、前記異常値判定手段により設定値が加算された動作閾値電圧を用いて、再度、前記分散値算出手段により算出された前記距離の分散値と比較する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項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、レーザ照射と受信視野とを合わせて二次元走査を行うことで、目標対象物の三次元画像を生成するレーザレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザレーダ装置では、太陽光の入射等による背景光を除去するため、干渉フィルタを受信光学系に挿入している。これにより、所望の波長の光のみを透過させることができ、上記背景光を除去することができる。
また、干渉フィルタを透過する太陽光成分を除去するため、図１０（ａ）に示すように、信号と検知するための動作閾値電圧を高く設定している（第１の閾値）。これにより、信号と雑音とを識別することができ、測定距離の延伸を図ることができる。
【０００３】
ここで、図１０（ｂ）に示すように、動作閾値電圧を高く設定した場合（第１の閾値）であって、照射したレーザに対して目標対象物により反射されたレーザの光強度が低い場合には、信号と判断できない場合がある。一方、この場合には、背景光は入射されないため、雑音は低くなる。したがって、動作閾値電圧を低く設定（第２の閾値）することで、上記レーザを信号と検知することができる。しかしながら、この場合、直接太陽光が入射されると、雑音を信号と誤検知してしまい、異なる距離を算出してしまうことになる。
【０００４】
なお、特許文献１には、Ｓ／Ｎが悪くても、適切に距離を測定することができるレーザレーダ装置が開示されている。このレーザレーダ装置では、距離の演算を所定回数行うように送光、受光及び演算を繰返し制御し、所定回数だけ演算して得られた複数の距離演算値に基づいてヒストグラムを求め、所定範囲から外れたものを廃棄することで、Ｓ／Ｎが悪くても適切に測定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５６２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１に開示されたレーザレーダ装置では、Ｓ／Ｎが悪くても適切に距離を測定することができる。しかしながら、この特許文献１に開示されたレーザレーダ装置であっても、動作閾値電圧を低く設定すると、直接太陽光が入射された場合に、雑音を信号と誤検知してしまい、異なる距離を算出してしまうという課題があった。
【０００７】
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、信号と検知するための閾値を低く設定した場合であっても、誤検知を防止することができるレーザレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るレーザレーダ装置は、距離演算手段による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、距離の分散値を算出する分散値算出手段と、分散値算出手段により算出された距離の分散値を予め設定した分散の範囲と比較する比較手段と、比較手段による比較結果に基づいて、距離演算手段による該当する算出結果の有効性を判定する異常値判定手段とを備え、三次元画像生成手段は、異常値判定手段による判定結果に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、信号と検知するための閾値（動作閾値電圧）を低く設定した場合であっても、誤検知を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置による全体動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置による距離測定動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置において太陽光が直接入射された場合の複数回の受信信号及び確率分布を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置において目標対象物からの反射光を受信した場合の複数回の受信信号及び確率分布を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るレーザレーダ装置による距離測定動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るレーザレーダ装置による距離測定動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来のレーザレーダ装置における受信信号を示す図であり、（ａ）太陽光が直接入射された場合の受信信号を示す図であり、（ｂ）目標対象物からの反射光を受信した場合の受信信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。
レーザレーダ装置は、図１に示すように、基準トリガ発生装置１、パルス光源２、送信光学系３、受信光学系４、受光器５、直流成分カット回路６、増幅器７、距離演算装置（距離演算手段）８、分散値演算装置９、二次元走査機構（二次元走査手段）１０及び三次元画像生成装置（三次元画像生成手段）１１から構成されている。
【００１２】
基準トリガ発生装置１は、基準トリガを発生するものである。
パルス光源２は、基準トリガ発生装置１により発生された基準トリガに従い、パルスレーザを発光するものである。
送信光学系３は、パルス光源２により発光されたパルスレーザを目標対象物に向けて照射するものである。この送信光学系３は、送信レンズ等から構成されている。
なお、パルス光源２及び送信光学系３は、本発明の「基準トリガに従いレーザを目標対象物に照射するレーザ照射手段」に相当する。
【００１３】
受信光学系４は、送信光学系３により照射されたパルスレーザに対して目標対象物により反射されたレーザを受光して集光するものである。この受信光学系４は、受信レンズ等から構成されている。
受光器５は、受信光学系４により集光されたレーザを電気信号（受信信号）に変換するものである。この受光器５は、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）又はＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）等の光検出器である。
なお、受信光学系４及び受光器５は、本発明の「前記レーザ照射手段により照射されたレーザに対して前記目標対象物により反射されたレーザを受信するレーザ受信手段」に相当する。
【００１４】
直流成分カット回路６は、受光器５により変換された受信信号の直流成分をカットし、交流成分のみを出力するものである。この直流成分カット回路６は、コンデンサから構成されている。
増幅器７は、直流成分カット回路６により直流成分がカットされた受信信号の信号レベルを所望のレベルまで増幅するものである。
【００１５】
距離演算装置８は、基準トリガ発生装置１により発生された基準トリガに対する、増幅器７により増幅された受信信号の取得（レーザ受信手段によるレーザ受信）の時間差から、目標対象物までの距離を算出するものである。
なお、分散値演算装置９で距離の分散値を算出するため、送信系では同一照射角度で複数回（測距回数分）のレーザ照射を行い、受信系ではこれらに対するレーザ受信及び距離の算出を行う。ここで、測距回数は、予め設定するようにしてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。
【００１６】
分散値演算装置９は、距離演算装置８による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて距離の分散値を算出し、これに基づいて上記算出結果の有効性を判定するものである。
この分散値演算装置９は、図１に示すように、距離信号保存回路９１、分散値算出回路（分散値算出手段）９２、平均値算出回路（平均値算出手段）９３、比較回路（比較手段）９４及び異常値判定回路（異常値判定手段）９５から構成されている。
【００１７】
距離信号保存回路９１は、測距回数分、距離演算装置８による同一照射角度での算出結果（目標対象物までの距離）を示す距離信号を保存するものである。この距離信号保存回路９１は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
【００１８】
分散値算出回路９２は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の分散値を算出するものである。この分散値算出回路９２は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
【００１９】
平均値算出回路９３は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の平均値を算出するものである。この平均値算出回路９３は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
【００２０】
比較回路９４は、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値を分散上限値（閾値）と比較するものである。この比較回路９４は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。なお、分散上限値は、予め設定するようにしてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。
【００２１】
異常値判定回路９５は、比較回路９４の比較結果に基づいて、平均値算出回路９３により算出された該当する距離の平均値の有効性を判断するものである。ここで、異常値判定回路９５は、距離の分散値が予め設定した分散の範囲内の場合には、該当する距離の平均値は有効であると判定し、当該平均値を示す測距信号を三次元画像生成装置１１に出力する。一方、距離の分散値が予め設定した分散の範囲外の場合には、該当する距離の平均値は無効であると判定し、当該平均値を示す測距信号の出力は行わない。また、距離の平均値が無効であると判定した場合には、動作閾値電圧を最初の設定値よりも高い電圧に設定し、再度、比較回路９４による比較処理を実施する。なお、設定値は、予め設定するようにしてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。
【００２２】
二次元走査機構１０は、規定回数分（三次元画像生成装置１１にて生成する三次元画像の全画素分）、送信光学系３の照射角度を変えて測定を行わせることで、二次元走査を行うものである。なお、規定回数は、予め設定するようにしてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。
【００２３】
三次元画像生成装置１１は、異常値判定回路９５により出力された有効な距離の平均値を示す測距信号及び二次元走査機構１０による照射角度を示す角度信号に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成するものである。
【００２４】
次に、上記のように構成されたレーザレーダ装置の動作について説明する。まず、レーザレーダ装置の全体動作について、図２を参照しながら説明する。
レーザレーダ装置の動作では、図２に示すように、まず、二次元走査機構１０は、送信光学系３の照射角度を所定角度に設定する（ステップＳＴ２０１）。
次いで、レーザレーダ装置は、目標対象物までの距離を測定する（ステップＳＴ２０２）。このステップＳＴ２０２における距離測定動作については後述する。
【００２５】
次いで、二次元走査機構１０は、規定回数分（三次元画像生成装置１１にて生成する三次元画像の全画素分）、走査を行ったかを判断する（ステップＳＴ２０３）。このステップＳＴ２０３において、二次元走査機構１０が規定回数分、走査を行っていないと判断した場合には、シーケンスはステップＳＴ２０１に戻る。その後、ステップＳＴ２０１，２０２を繰返し、二次元走査を行う。
【００２６】
一方、ステップＳＴ２０３において、二次元走査機構１０が規定回数分、走査を行ったと判断した場合には、三次元画像生成装置１１は、レーザレーダ装置による測定結果（異常値判定回路９５により出力された有効な距離の平均値を示す測距信号）及び二次元走査機構１０による照射角度を示す角度信号に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成する（ステップＳＴ２０４）。
【００２７】
次に、ステップＳＴ２０２における距離測定動作について、図３を参照しながら説明する。
レーザレーダ装置の距離測定動作では、図３に示すように、動作閾値電圧を初期値に設定する（ステップＳＴ３０１）。
【００２８】
次いで、パルス光源２は、基準トリガ発生装置１により発生された基準トリガに従い、パルスレーザを発光し、送信光学系３は、当該パルスレーザを目標対象物に向けて照射する（ステップＳＴ３０２）。その後、目標対象物に照射されたパルスレーザは、当該目標対象物により反射される。
【００２９】
次いで、受信光学系４は、上記目標対象物により反射されたレーザを受光して集光し、受光器５は当該レーザを電気信号（受信信号）に変換する。そして、直流成分カット回路６は、受信信号のうち直流成分をカットし、増幅器７は当該受信信号の信号レベルを所望のレベルまで増幅する（ステップＳＴ３０３）。
【００３０】
次いで、距離演算装置８は、基準トリガ発生装置１により発生された基準トリガに対する、増幅器７により増幅された受信信号の取得の時間差から、目標対象物までの距離を算出する（ステップＳＴ３０４）。ここで、光速をｃ、基準トリガに対する受信信号の取得の時間差をτとすると、下式（１）により目標対象物までの距離Ｌを算出することができる。
2015108539.tif 000003
【００３１】
次いで、距離信号保存回路９１は、距離演算装置８により算出された目標対象物までの距離を示す距離信号を保存する（ステップＳＴ３０５）。
次いで、レーザレーダ装置は、測距回数分、距離信号保存回路９１にて距離信号を保存したかを判断する（ステップＳＴ３０６）。このステップＳＴ３０６において、測距回数分、距離信号を保存していないと判断した場合には、シーケンスはステップＳＴ３０２に戻る。その後、送信光学系３が同一照射角度の状態で上記ステップＳＴ３０２〜３０５の処理を繰返す。
【００３２】
一方、ステップＳＴ３０６において、測距回数分、距離信号を保存したと判断した場合には、分散値算出回路９２は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の分散値を算出する（ステップＳＴ３０７）。ここで、測距回数をＮ、距離をＬｉ、距離の平均値をμとすると、下式（２）により距離の分散値σ2を算出することができる。
2015108539.tif 000004
【００３３】
また、平均値算出回路９３は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の平均値を算出する（ステップＳＴ３０８）。
【００３４】
次いで、比較回路９４は、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値が予め設定した分散の範囲内であるかを判定する（ステップＳＴ３０９）。このステップＳＴ３０９において、比較回路９４が距離の分散値が予め設定した分散の範囲内であると判定した場合には、異常値判定回路９５は、平均値算出回路９３により算出された該当する距離の平均値は有効であると判定し、当該平均値を示す測距信号を三次元画像生成装置１１に出力する（ステップＳＴ３１０）。
【００３５】
一方、ステップＳＴ３０９において、比較回路９４が距離の分散値が予め設定した分散の範囲外であると判定した場合には、異常値判定回路９５は、平均値算出回路９３により算出された該当する距離の平均値は無効であると判定し、当該平均値を示す測距信号の出力は行わない。そして、異常値判定回路９５は、動作閾値電圧を最初の設定値よりも高い電圧に設定する（ステップＳＴ３１１）。その後、シーケンスはステップＳＴ３０２に戻り、再度、比較回路９４による比較処理を実施する。
【００３６】
ここで、本発明のレーザレーダ装置に太陽光が直接入射された場合の複数回の受信信号及び確率分布を図４に示し、目標対象物からの反射光を受信した場合の複数回の受信信号及び確率分布を図５に示す。
図４に示すように、太陽光が直接入射された場合、その確率分布は図５に対して大きくなる。よって、信号と検知するための閾値（動作閾値電圧）を低く設定した場合でも誤検知は生じない。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、距離演算装置８による同一照射角度での複数回の算出結果に基づいて、距離の分散値を算出する分散値算出回路９２と、距離の平均値を算出する平均値算出回路９３と、距離の分散値を分散上限値と比較する比較回路９４と、比較結果に基づいて該当する距離の平均値の有効性を判定する異常値判定回路９５とを備え、三次元画像生成装置１１は有効であると判定された距離の平均値を用いて目標対象物の三次元画像を生成するように構成したので、信号と検知するための閾値（動作閾値電圧）を低く設定した場合であっても、誤検知を防止することができ、測定距離の延伸が可能となる。さらに、距離の分散値を用いて信号か雑音かを判定するため、測距値のピーク電圧を検出しアナログ／デジタル変換で積算する方式に比べて装置を小型化することができる。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１では、距離の分散値と予め設定した分散の範囲とを比較することで距離の平均値の有効性を判断する場合について示した。これに対して、実施の形態２では、距離の確率分布を作成して任意の関数でフィッティングを行い、その関数から距離の分散値を算出し、また、関数のピーク値を抽出し、当該ピーク値の有効性を判断する場合について示す。
図６はこの発明の実施の形態２に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。図６に示す実施の形態２に係るレーザレーダ装置は、図１に示す実施の形態１に係るレーザレーダ装置にフィッティング関数算出回路（フィッティング関数算出手段）９６を追加し、分散値算出回路９２及び平均値算出回路９３を分散値算出回路（分散値算出手段）９２ｂ及びピーク値抽出回路（ピーク値抽出手段）９７に変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００３９】
フィッティング関数算出回路９６は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の確率分布を作成し、任意の関数でフィッティングするものである。
【００４０】
分散値算出回路９２ｂは、フィッティング関数算出回路９６によりフィッティングされた関数の半値幅又は標準偏差に基づいて、距離の分散値を算出するものである。この分散値算出回路９２ｂは、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
【００４１】
ピーク値抽出回路９７は、フィッティング関数算出回路９６によりフィッティングされた関数のピーク値を抽出するものである。このピーク値抽出回路９７は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
【００４２】
なお、異常値判定回路９５は、比較回路９４の比較結果に基づいて、ピーク値抽出回路９７により抽出された該当するピーク値の有効性を判断する。ここで、異常値判定回路９５は、距離の分散値が予め設定した分散の範囲内の場合には、該当するピーク値は有効であると判定し、当該ピーク値を示す測距信号を三次元画像生成装置１１に出力する。一方、距離の分散値が予め設定した分散の範囲外の場合には、該当するピーク値は無効であると判定し、当該ピーク値を示す測距信号の出力は行わない。また、ピーク値が無効であると判定した場合には、動作閾値電圧を最初の設定値よりも高い電圧に設定して、再度、比較回路９４による比較処理を実施する。
また、三次元画像生成装置１１は、異常値判定回路９５により出力された有効なピーク値を示す測距信号及び二次元走査機構１０による照射角度を示す角度信号に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成する。
【００４３】
次に、上記のように構成されたレーザレーダ装置の距離測定動作について、図７を参照しながら説明する。なお以下では、図７に示す動作のうち、図４に示す動作と異なる部分についてのみ説明を行う。
レーザレーダ装置の距離測定動作では、図７に示すように、ステップＳＴ７０７において、フィッティング関数算出回路９６は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号に基づいて、距離の確率分布を作成し、任意の関数でフィッティングする。ここで、フィッティングする関数として、例えば下式（３）に示すガウス関数を用いる。
2015108539.tif 000005
なお、Ａは振幅、μは中心値、σは標準偏差、Ｃはオフセットである。
【００４４】
そして、フィッティング関数算出回路９６は、上記のガウス関数を用いて、ｘ，ｙにフィットする振幅Ａ、中心値μ、標準偏差σ、オフセットＣの値を計算する。下式（４）は、ガウスフィットの結果を示すガウス曲線である。
2015108539.tif 000006
【００４５】
最小二乗法を使用する場合、下式（５）に従って残差を最小にすることによって、ガウスモデルの振幅Ａ、中心値μ、標準偏差σ、及びオフセットＣを検出する。
2015108539.tif 000007
ここで、Ｎはｙの長さ、Ｗｉは加重のｉ番目の要素、ｆｉは最良ガウスフィットのｉ番目の要素、及びｙｉはｙのｉ番目の要素である。
【００４６】
次いで、分散値算出回路９２ｂは、フィッティング関数算出回路９６によりフィッティングされた関数の半値幅又は標準偏差に基づいて、距離の分散値を算出する（ステップＳＴ７０８）。すなわち、分散算出回路９ｇは、ガウス曲線の半値幅（ＦＷＨＭ）から、下式（６）を用いて分散を算出する。又は、フィッティング関数算出回路９６により算出された標準偏差σを二乗して、分散値を算出する。
2015108539.tif 000008
【００４７】
また、ピーク値抽出回路９７は、フィッティング関数算出回路９６によりフィッティングされた関数のピーク値を抽出する（ステップＳＴ７０９）。すなわち、ピーク値抽出回路９７は、フィッティング関数算出回路９６により算出された中心値μを抽出する。
【００４８】
次いで、比較回路９４は、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値が予め設定した分散の範囲内であるかを判定する（ステップＳＴ７１０）。このステップＳＴ７１０において、比較回路９４が距離の分散値が予め設定した分散の範囲内であると判定した場合には、異常値判定回路９５は、ピーク値抽出回路９７により算出された該当するピーク値は有効であると判定し、当該ピーク値を示す測距信号を三次元画像生成装置１１に出力する（ステップＳＴ７１１）。
【００４９】
一方、ステップＳＴ７１０において、比較回路９４が距離の分散値が予め設定した分散の範囲外であると判定した場合には、異常値判定回路９５は、ピーク値抽出回路９７により算出された該当するピーク値は無効であると判定し、当該ピーク値を示す測距信号の出力は行わない。そして、異常値判定回路９５は、動作閾値電圧を最初の設定値よりも高い電圧に設定する（ステップＳＴ７１２）。その後、シーケンスはステップＳＴ７０２に戻り、再度、比較回路９４による比較処理を実施する。
【００５０】
そして、二次元走査が終了した後、三次元画像生成装置１１は、異常値判定回路９５により出力された有効なピーク値を示す測距信号及び二次元走査機構１０による照射角度を示す角度信号に基づいて、目標対象物の三次元画像を生成する。
【００５１】
以上のように、この実施の形態２によれば、距離演算装置８による同一位置での複数会の算出結果に基づいて、距離の確率分布を作成して任意の関数でフィッティングするフィッティング関数算出回路９６と、フィッティングされた関数のピーク値を抽出するピーク値抽出回路９７と、フィッティングされた関数の半値幅又は標準偏差に基づいて、距離の分散値を算出する分散値算出回路９２ｂとを備えたので、実施の形態１のように距離の平均値を用いた場合に対して、距離の中心値の算出精度を向上させることができる。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態２では、距離の確率分布がガウシアン分布であることを前提としてガウス曲線にフィッティングすることにより、そのピーク値を得る場合について示した。これに対して、実施の形態３では、予め、距離演算装置８による複数の導出結果のうち閾値を外れたものを異常値として除去した後に距離の平均値を算出する場合について示す。
図８はこの発明の実施の形態３に係るレーザレーダ装置の構成を示す図である。図８に示す実施の形態３に係るレーダレーダ装置は、図１に示す実施の形態１に係るレーザレーダ装置に異常値除去回路（異常値除去手段）９８を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００５３】
異常値除去回路９８は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号が示す距離のうち、閾値を外れたものを異常値として除外するものである。なお、閾値は、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値をもとに算出する。この異常値除去回路９８は、ＣＰＵを実装している半導体集積回路又はワンチップマイコン等から構成されている。
なお、平均値算出回路９３は、異常値除去回路９８による異常値の除外結果に基づいて、距離の平均値を算出する。
【００５４】
次に、上記のように構成されたレーザレーダ装置の距離測定動作について、図９を参照しながら説明する。なお以下では、図９に示す動作のうち、図４に示す動作と異なる部分についてのみ説明を行う。
レーザレーダ装置の距離測定動作では、図９に示すように、ステップＳＴ９０８において、異常値除去回路９８は、距離信号保存回路９１に保存された測距回数分の距離信号が示す距離のうち、分散値算出回路９２により算出された距離の分散値をもとに算出した閾値を外れたものを異常値として除外する。
次いで、平均値算出回路９３は、異常値除去回路９８による異常値の除外結果に基づいて、距離の平均値を算出する（ステップＳＴ９０９）。
【００５５】
以上のように、この実施の形態３によれば、距離演算装置１０による同一照射角度での複数回の算出結果のうち、閾値を外れたものを異常値として除外する異常値除去回路９８を備え、平均値算出回路９３は、異常値の除外結果に基づいて、距離の平均値を算出するように構成したので、距離の平均値の精度を向上させることができる。
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
１  基準トリガ発生装置、２  パルス光源、３  送信光学系、４  受信光学系、５  受光器、６  直流成分カット回路、７  増幅器、８  距離演算装置（距離演算手段）、９  分散値演算装置、１０  二次元走査機構（二次元走査手段）、１１  三次元画像生成装置（三次元画像生成手段）、９１  距離信号保存回路、９２，９２ｂ  分散値算出回路（分散値算出手段）、９３  平均値算出回路（平均値算出手段）、９４  比較回路（比較手段）、９５  異常値判定回路（異常値判定手段）、９６  フィッティング関数算出回路（フィッティング関数算出手段）、９７  ピーク値抽出回路（ピーク値抽出手段）、９８  異常値除去回路（異常値除去手段）。
【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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