(57)【要約】【課題】高精度のレーザ測距装置およびレーザ測距方法を提供する。【解決手段】計測対象へ向けてレーザ光を送信する送信部１と、計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信する受信部２と、受信部２の出力端に接続された時間計測部３０および強度計測部４０と、コンスタントフラクションディスクリミネータと、を備え、計測対象へ向けてレーザ光を送信し、その計測対象で反射されて戻ってきた受信信号２０を受信し、レーザ光を送信した送信信号１０と受信信号２０との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距装置において、強度計測部４０の計測した受信信号２０の強度Ｐに基づいて、時間計測部３０が計測した複数の計測結果の中から最も確からしい時間△ｔを取捨選択する距離判定部２５，２６を備えた。【選択図】図６
2008275379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象へ向けてレーザ光を送信する送信部と、
前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信する受信部と、
前記受信部の出力端に接続された時間計測部および強度計測部と、
前記受信信号の波高に依存しないタイミング情報を抽出可能なコンスタントフラクションディスクリミネータと、を備え、
計測対象へ向けてレーザ光を送信し、前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距装置において、
強度計測部の計測した受信信号の強度に基づいて、時間計測部が計測した複数の計測結果の中から最も確からしい時間を取捨選択する距離判定部を備えたことを特徴とするレーザ測距装置。
【請求項２】
前記距離判定部は受信信号の中から強度が最大であることを、最も確からしい時間を選択する条件とすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ測距装置。
【請求項３】
前記距離判定部には前記強度計測部の計測した強度に対する最も確からしい時間または距離を取捨選択する距離判定基準を予め定めて参照自在に記憶した距離−強度テーブルと、
前記距離−強度テーブルを参照してメンバシップ値が最大値であることを、最も確からしい時間を選択する条件とすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ測距装置。
【請求項４】
計測対象へ向けてレーザ光を送信し、
前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、
前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距方法において、
前記時間差を計測した複数の結果から信号強度が最大値であった信号の示す時間情報を用いて計測対象までの距離を換算することを特徴とするレーザ測距方法。
【請求項５】
計測対象へ向けてレーザ光を送信し、
前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、
前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距方法において、
計測された強度に対する最も確からしい時間または距離を取捨選択する距離判定基準を予め定めて参照自在に記憶した距離−強度テーブルを参照し、
前記時間差を計測した複数の結果から最も確からしい度合いを示すメンバシップ値に基づいて最も確からしいと判断された時間情報を用いて計測対象までの距離を換算することを特徴とする記載のレーザ測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測距装置およびレーザ測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、反射波の強度が高すぎることに起因する物体の検出精度の悪化を防止するレーダ装置が記載されている。このレーダ装置において、レーザレーダセンサは、レーザ光を発光するレーザダイオードと、レーザダイオードの発光したレーザ光を反射して、所定の測定エリアを走査させるポリゴンミラーを有する。このポリゴンミラーには、レーザ光の反射率が異なる反射面が形成されており、車両の走行速度、反射物体との距離、反射物体からの反射波の受光強度等に基づいて、ポリゴンミラーの反射面を切り換えて、出力するレーザ光の強度を変更する。その結果、遠距離の物体や、レーザ光の反射率の低い物体を検出する場合には、レーザ光の強度を高くし、近距離の物体や、レーザ光の反射率の高い物体を検出する場合には、レーザ光の強度を低くするように強度を変更できるので、物体の検出精度を向上することができる、というものである。
【０００３】
また、下記特許文献２には、レーザ測距において受光量の変化による計測距離の変動を防止するレーザ測距装置が記載されている。このレーザ測距装置は、受光したレーザ光をアナログ電気信号に変換し出力する受光回路と、この受光回路が出力するアナログ電気信号を矩形波に変換し出力するデジタル化回路と、このデジタル化回路の出力する矩形波の入力により時間計測を行い記録する時間計測装置とを有し、デジタル化回路は、所定電圧以上のアナログ電気信号が入力されると矩形波の出力を抑止する飽和対策手段として、アナログ電気信号を増幅する増幅回路の出力が上限閾値以上になると制御信号を出力する飽和レベル検出回路と、制御信号が入力されるとアナログ電気信号から矩形波への変換を抑止する比較回路を有する、というものである。
【０００４】
また、下記特許文献３には、レーザレーダセンサの表面に、レーザ光が内部を伝播したり、散乱されたりする汚れが付着した時、その汚れの付着を検出することが可能な車両用物体認識装置が記載されている。この車両用物体認識装置は、レーザ光が汚れの内部を伝播したり、散乱されたりすると、その一部が、レーザレーダセンサの受光素子によって受光される。そこで、複数照射されるレーザ光の中で、照射からその反射光が受光されるまでの計測時間が所定計測時間より短く、かつ反射光の受光パルスが上閾値を超えるほど強度が強いレーザ光が第１の所定数以上であることを条件として、汚れが付着していると判定する。照射から受光までの時間が所定計測時間よりも短い場合、上述した汚れに起因する反射光であり、受光パルスが上閾値を超えるほど強度が強い場合、汚れの付着量も多くなっていると推測できる。従って、このような受光パルスの数が第１の所定数を超えた時、上述した汚れが付着したと判定できる、というものである。
【０００５】
さらに、この特許文献３には、つぎのような技術も開示されている。すなわち、受光強度に対応する時間幅と補正時間とは所定の対応関係を有する。具体的には、受光強度に対応する時間幅が大きくなるにしたがって補正時間も単調増加する傾向を有している。したがって、その対応関係を予め実験等により求めておくことにより、受光強度に対応する時間幅から補正時間を求めて補正することができる。受光信号が、最大電圧に達する時刻が算出されると、レーザダイオードの発光時刻から最大電圧に達する時刻までの時間差に基づいて反射物体までの距離を測定する。
【０００６】
これにより、反射波の受光強度の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同一の時刻までの時間差として物体までの距離が測定される。なお、受光強度に対応する時間幅と補正時間との関係はマップ（以下、「補正テーブル」ともいう）としてＲＯＭ等に記憶しておく、というものである。
【０００７】
また、下記特許文献４には、近距離に存在する反射光量の大きな物体の像が横に広がって認識されるため、遠距離に存在する物体が陰に隠れて認識できなくなる問題を解決する技術が開示されている。具体的には、遅延時間計測部において、発光信号から受光信号までの遅延時間を計測する。また、距離演算部においては、遅延時間に基づいて対象物までの距離を演算する。受光レベル検出部は受光レベル指定切替部によって指定されている受光レベルの信号を抽出して遅延時間計測部へ送る。そうすると、受光レベル指定切替部によって指定される受光信号の受光レベルは一定周期で切替わるので、一定周期毎に異なる受光信号が遅延時間計測用の信号として抽出される、というものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７７３７９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４８４０号公報
【特許文献３】特開２００５−１００９４号公報
【特許文献４】特開平１０−２５３７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜４に記載された技術において、測距精度を高める観点から、さらなる改善余地が残されているという課題があった。本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、計測対象に向けて送信した送信信号と、計測対象で反射されて戻ってくる受信信号との時間差を計測する際に、最も確からしい本来時間を表す受信信号を選択することによって測定誤差をなくすようにしたレーザ測距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】
【００１０】
前記目的を達成するために、第１の発明に係るレーザ測距装置は、下記第１の手段を採用する。計測対象へ向けてレーザ光を送信する送信部と、前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信する受信部と、前記受信部の出力端に接続された時間計測部および強度計測部と、前記受信信号の波高に依存しないタイミング情報を抽出可能なコンスタントフラクションディスクリミネータと、を備え、計測対象へ向けてレーザ光を送信し、前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距装置において、強度計測部の計測した受信信号の強度に基づいて、時間計測部が計測した複数の計測結果の中から最も確からしい時間を取捨選択する距離判定部を採用した。
【００１１】
第１の発明に係るレーザ測距装置によれば、送信部から計測対象へ向けてレーザ光を送信し、計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信部で受信する。この受信部の出力を分岐して時間計測部および強度計測部へ入力する。
レーザ測距装置における受信信号を単一固定的な単純閾値またはゲート信号等によってノイズ成分と本来の受信信号との選別を行なうと、受信信号の波高の変動に伴う時間計測誤差（ジッター）、その他、距離の遠近に伴う測定ミスが発生する。
【００１２】
このように時間計測部が出力する計測時間に含まれる時間計測誤差を抑制するため、コンスタントフラクションディスクリミネータ（ＣＦＤ）は常時作動している。しかし、ＣＦＤでの抑制限度を超える時間計測誤差が発生した時は、距離判定部が作動して高精度の時間情報を取捨選択する。すなわち、強度計測部の計測した受信信号の強度に基づいて、時間計測部が計測した複数の計測結果の中から最も確からしい時間を取捨選択する。そうすることにより、最も確からしい本来時間を表す受信信号を選択することによって測定誤差をなくすようにしたレーザ測距装置を提供することができる。
【００１３】
また、第２の発明に係るレーザ測距装置は、前記第１の手段に加えて、前記距離判定部は受信信号の中から強度が最大であることを、最も確からしい時間を選択する条件とする第２の手段を採用する。このように、強度が最大であることは、理論的にも経験からも、最も確からしい本来の受信信号である可能性が高いので、閾値や論理演算によって、該当する信号を取捨選択して用いることにより、高精度の測定結果を得ることが可能である。
【００１４】
また、第３の発明に係るレーザ測距装置は、前記第１の手段に加えて、下記第３の手段を採用する。すなわち、前記距離判定部には前記強度計測部の計測した強度に対する最も確からしい時間または距離を取捨選択する距離判定基準を予め定めて参照自在に記憶した距離−強度テーブルと、前記距離−強度テーブルを参照してメンバシップ値が最大値であることを、最も確からしい時間を選択する条件とする第３の手段を採用する。このメンバシップ値が最大であることは、経験則の裏付けに基づいて最も確からしい本来の受信信号である可能性が高いので、該当する信号を取捨選択して用いることにより、高精度の測定結果を得ることが可能である。
【００１５】
また、第４の発明に係るレーザ測距方法は、下記第４の手段を採用する。
すなわち、計測対象へ向けてレーザ光を送信し、前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距方法において、前記時間差を計測した複数の結果から信号強度が最大値であった信号の示す時間情報を用いて計測対象までの距離を換算する。
【００１６】
第４の発明に係るレーザ測距方法によれば、第２の発明に係るレーザ測距装置と同様の作用効果を奏する。
【００１７】
また、第５の発明に係るレーザ測距方法は、下記第５の手段を採用する。
すなわち、計測対象へ向けてレーザ光を送信し、前記計測対象で反射されて戻ってきた受信信号を受信し、前記レーザ光を送信した送信信号と前記受信信号との時間差から光速との関係式により計測対象までの距離を換算するレーザ測距方法において、計測された強度に対する最も確からしい時間または距離を取捨選択する距離判定基準を予め定めて参照自在に記憶した距離−強度テーブルを参照し、前記時間差を計測した複数の結果から最も確からしい度合いを示すメンバシップ値に基づいて最も確からしいと判断された時間情報を用いて計測対象までの距離を換算する。
【００１８】
第５の発明に係るレーザ測距方法によれば、第３の発明に係るレーザ測距装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測定精度を向上したレーザ測距装置およびレーザ測距方法を提供することが可能である。特に、計測対象に向けて送信した送信信号と、計測対象で反射されて戻ってくる受信信号との時間差を計測する際に、最も確からしい本来の信号を選択することによって、より正確な時間情報が得られるので、測定誤差をなくすことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態（以下、「本実施形態」という）について、構成と動作を適宜織り交ぜて説明する。なお、各図において、同一機能には同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、レーザ測距装置Ｅは計測対象１２へ向けてレーザ光を送信する送信部１と、計測対象１２で反射されて戻ってきた受信信号２０を受信する受信部２、送受信経路に介在するスキャナ３、受信部２の出力を分岐して入力する信号処理部４、時間計測部３０および制御部５を含んで構成されている。なお、図６に沿って後述する強度計測部４０が時間計測部３０に並列するように配設されている。
【００２２】
図１に示すように、レーザ測距装置Ｅは送信部１から計測対象１２へレーザ光による送信信号１０を送信し、計測対象１２で反射されて戻ってきた受信信号２０を受信する際、所定の測定エリアを走査するためのポリゴンミラー等でなるスキャナ３を介在させる。すなわち、送信部１から送信された送信信号１０は、まずスキャナ３に投射され、適宜方向に走査するように反射されて計測対象１２へ投射される。
【００２３】
計測対象１２で反射されて戻ってきた受信信号２０もスキャナ３に投射され適切に反射されて受信部２へ向かう。受信部２で受信された受信信号２０は信号処理部４→時間計測部３０→制御部５へと送られる。制御部５は時間計測部３０から得られた計測時間△ｔ１またはそれをより確からしい本来の受信信号２１のみに選別（図２，図３）された計測時間△ｔ３（図６）を用いてスキャナ３を制御する。
【００２４】
図２は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、ゲート信号６に基づいて近距離のデータを無効にする方法を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス１０ｐ、（ｂ）受信信号２０、（ｃ）ゲート信号６、（ｄ）受信パルス２１ｐ、である。図２に示すように、レーザ測距装置Ｅにおいて、ゲート信号６に基づいて近距離のデータであるショットノイズ２２および迷光２３を無効にすることが可能である。
【００２５】
すなわち、送信部１が出力した送信パルス１０ｐから所定時間だけ遅れて生成されるゲート信号６が立ち上がるまでの期間、受信部２が入力した近距離のデータに対しては、ショットノイズ２２および迷光２３であるものと見なして一律に無効化する。そうすると、受信信号２０のなかから本来の信号（以下、「受信信号」ともいう）２１のみを抽出するので、本来の信号２１に基づいて正確な受信パルス２１ｐを得ることが可能となる。
【００２６】
図３は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、閾値７に基づいてノイズ成分を除去する方法を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス１０ｐ、（ｂ）閾値７、（ｃ）受信信号２０、（ｄ）受信パルス２１ｐ、である。図３に示すように、レーザ測距装置Ｅにおいて、閾値７に基づいて近距離のデータであるショットノイズ２２および迷光２３によるノイズ成分を除去することが可能である。
【００２７】
すなわち、受信信号２０を閾値７で選別し、閾値７以下ならばノイズ成分であり、閾値７以上ならば本来の信号２１と見なすことによって、受信信号２０のなかから本来の信号２１のみを抽出するので、この本来の信号２１に基づいて正確な受信パルス２１ｐを得ることが可能となる。
【００２８】
図４は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、ゲート信号６を用いると近距離から戻る本来の信号２１ｘを検出できない場合を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス１０ｐ、（ｂ）受信信号２０、（ｃ）ゲート信号６、（ｄ）受信パルス２１ｐ、である。図４に示すように、レーザ測距装置Ｅにおいて、送信パルス１０ｐからゲート信号６が立ち上がるまでの期間、すなわち、受信部２が入力した近距離のデータに対しては、ショットノイズ２２、または迷光２３か、あるいは本来の信号２１ｘであるか否かの別に拘わりなく、ノイズと見なして一律に無効化する。このとき、本来の信号２１ｘが近距離のデータに含まれていれば、当然に無効化されてしまうので、近距離から戻る本来の信号２１ｘを検出することはできない。
【００２９】
図５は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、閾値７を上げると遠距離から戻る本来の信号２１ｙを検出できない場合を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス１０ｐ、（ｂ）閾値７、（ｃ）受信信号２０、（ｄ）受信パルス２１ｐ、である。図５に示すように、閾値７以下ならばノイズ成分であり、閾値７以上ならば本来の信号２１とみなす選別方法によれば、遠距離のデータに対しては、ショットノイズ２２、または迷光２３か、あるいは本来の信号２１ｙであるか否かの別に拘わりなく、閾値７以下ならばノイズと見なして一律に無効化されてしまう。このとき、本来の信号２１ｘが遠距離のデータと同ように低いレベルであれば、当然に無効化されてしまうので、遠距離から戻る本来の信号２１ｙを検出することはできない。
【００３０】
図６は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、より確からしい時間を選択する方法の説明図であり、（ａ）強度が最も大きいものを選択する方法、（ｂ）距離−強度マップから最も確からしいものを選択する方法である。図６に示すように、レーザ測距装置Ｅは、受信部２で受信した受信信号２０を分岐して入力する時間計測部３０および強度計測部４０、を含んで構成され、時間計測部３０の後段には距離判定部２５、強度計測部４０の後段には距離判定部２６がそれぞれ接続されている。
【００３１】
より詳しくは、受信部２で受信された受信信号２０が細かく分岐し、第１の時間計測部３１、第Ｎの時間計測部３Ｎ、第１の強度計測部４１、第Ｎの強度計測部４Ｎ、へ入力して計測され、それぞれの計測結果として、△ｔ１，Ｐ１，△ｔｎ，Ｐｎ，を出力する。ここで、第１の強度計測部４１〜第Ｎの強度計測部４ＮまでのＮ値と、第１の時間計測部３１〜第Ｎの時間計測部３ＮまでのＮ値は連動してカウントアップしながら、１〜Ｎへと順次計測部が移行する（図９，図１０（ａ）参照）。
【００３２】
つぎに、図６（ａ）と図６（ｂ）に示す２種類に分けて、距離判定の方法を説明する。
一方の図６（ａ）に示す距離判定部２５においては、強度が最も大きいものを選択して出力する。詳しくは、図９に沿って後述するように、第１の強度計測部４１〜第Ｎの強度計測部４ＮまでのＮ値を、１〜Ｎへとカウントアップしながら、各計測部の計測値（以下、「パルス幅」または「信号強度」ともいう）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，……Ｐｎを順次大小値で比較し続けて、例えば、Ｐ１＞Ｐ２，Ｐ１＜Ｐ３，……Ｐｎ＜Ｐ３，であれば、△ｔ３を選択して出力する。
【００３３】
他方の図６（ｂ）に示す距離判定部２６においては、距離−強度マップから最も確からしいものを選択して出力する。すなわち、距離判定部２６には、距離と信号強度の関係を経験則から集大成して読み出し自在にしたバックデータである「距離−強度マップ（以下「補正テーブル」ともいう）」をＲＯＭ等に記憶している。この「距離−強度マップ」は、図１０に添って後述する要領で、「メンバシップ値」の概念により、最も確からしい計測時間を出力することが可能となる。
【００３４】
図７は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおける時間計測部３０を示すブロック図である。図７に示すように、時間計測部３０は、コンスタントフラクションディスクリミネータ（以下、「ＣＦＤ」と略す）およびコンパレータ５０を経由した時間情報を各部に分配入力して論理演算することにより計測時間△ｔ１，△ｔ２，△ｔ３，……△ｔｎ，を出力する構成である。また、論理演算の都合によりＡＮＤ回路６１，６２を適宜箇所に介挿している。なお、遅延信号と減衰信号の交点の時間的位置はそれぞれの信号強度に依存することなく常に一定であることを利用したＣＦＤの動作原理に関しては、周知につき説明を省略する。
【００３５】
また、時間計測部３０は、図６にも示したように第１の時間計測部３１、第２の時間計測部３２、第３の時間計測部３３〜第Ｎの時間計測部３Ｎの集合体である。各時間計測部は受信信号２０と閾値７を用い、ＣＦＤおよびコンパレータ５０経由で信号処理した時間情報を入力するＤ型フリップフロップ７１〜７３と、そのＱ端子から出力される時間情報を入力して計測時間△ｔ１，△ｔ２，△ｔ３，……△ｔｎ，を出力するカウンタ８１〜８３により構成されている。
【００３６】
図７に示すように、送信信号１０はカウンタ８１のみへ入力されて、時間計測の基準時刻として用いられる。一方、受信信号２０はＣＦＤとコンパレータ５０へそれぞれ入力され、前記基準時刻から経過した時間を計測するために用いられる。閾値７は受信信号２０と共にコンパレータ５０へ入力され、閾値７を超える受信信号２０を本来の信号２１と見なして（図３）、Ｄ型フリップフロップ７１のＲ端子へ入力する。
【００３７】
このＤ型フリップフロップ７１のＱ端子の出力と、前記本来の信号２１をＡＮＤ回路６１，６２へ入力して、そのＡＮＤ出力をＤ型フリップフロップ７２，７３のＲ端子へ入力する。図７からは省略されているが、第Ｎの時間計測部３Ｎ（図６）があれば、Ｄ型フリップフロップ７Ｎ（図示せず）のＲ端子へも前記ＡＮＤ出力を入力する。
【００３８】
また、Ｄ型フリップフロップ７１〜７３の各ＣＬＫ端子にはＣＦＤの出力信号を入力する。ＣＦＤの出力信号は信号強度に依存せず信頼性の高い時間情報であることが期待できる。一方、コンパレータ５０の出力端子から得られた（本来の信号）受信信号２１を各Ｄ型フリップフロップのＲ端子へ入力し、受信信号２１の波高に依存しないタイミング情報を各Ｄ型フリップフロップのＱ端子から抽出する。
【００３９】
そして、Ｄ型フリップフロップ７１〜７３のＱ端子がカウンタ８１〜８３に接続され、そのカウンタ８１〜８３がレーザ測距装置Ｅの送信部１から出力される送信信号１０の投光タイミングでリセットされた後の時間に関し、複数のタイミングでなる信号の時間△ｔ１，△ｔ２，△ｔ３，……△ｔｎ，を計測して保持する。このように、時間計測部３０は複数の計測結果を取捨選択することによって、高精度の時間計測カウンタとして機能する。ただし、個々の時間計測用のカウンタ８１〜８３に関しては、既にワンチップ化されたものが実用化されているので、さらなる詳細な説明は省略する。
【００４０】
このように時間計測部３０が出力する計測時間△ｔ１に含まれる時間計測誤差を抑制するため、ＣＦＤは常時作動している。しかし、ＣＦＤでの一般的な抑制限度を超える時間計測誤差に対しては、図６（ａ）に示す距離判定部２５を作動して最も確からしい計測時間を出力する。あるいは、図６（ｂ）に示す距離判定部２６を作動して補正する。距離判定部２６が作動する際には、図示せぬＣＰＵがＲＯＭから読み出した距離−強度マップを参照して補正する。
【００４１】
図８は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおける強度計測部（以下、「パルス幅計測部」ともいう）４０を示すブロック図である。図８に示すように、強度計測部４０は図６に示したように第１の強度計測部４１、第２の強度計測部４２、第３の強度計測部４３〜第Ｎの強度計測部４Ｎの集合体である。各強度計測部は、送信信号１０のほか、受信信号２０と閾値７をコンパレータ５１〜５４で比較してＣＬＫ端子へ入力するＤ型フリップフロップ７４〜７７と、それらＤ型フリップフロップ７４〜７７のＱ端子またはＤ端子から出力されるパルス幅（信号強度）Ｐ１，Ｐ２，……Ｐｎ，の信号を出力するカウンタ８４，８５により構成されている。
【００４２】
図８に示すように、送信信号１０はＤ型フリップフロップ７４のみのＲ端子へ入力されて、時間計測の基準時刻として用いられる。一方、閾値７は受信信号２０と共にはコンパレータ５１〜５４へそれぞれ入力され、前記基準時刻から経過した時間を計測するために用いられる。すなわち、閾値７を超える受信信号２０を本来の信号２１と見なして（図３）、Ｄ型フリップフロップ７４〜７７それぞれのＲ端子へ入力する。
【００４３】
これらのうち、Ｄ型フリップフロップ７４，７６のＱ端子の出力は、カウンタ８４，８５に接続され、そのカウンタがレーザ測距装置Ｅの送信部１から出力される送信信号１０の投光タイミングでリセットされて以後の時間を計測することにより、強度計測部４０はパルス幅を認識して信号強度を計測する。すなわち、裾野が広いほど山が高い原理によって、パルス幅の広い信号ほど信号強度が大きいことを利用している。このようにして得られた信号強度の情報を用いて、図６に示したように距離判定部２５，２６から高精度の出力を得ることが可能となる。
【００４４】
図９は本実施形態に係るレーザ測距装置Ｅにおいて、最大信号に基づいて遠距離と近距離の計測を両立させる方法を示すフローチャートである。時間計測終了（ステップＳ１）してからの処理段階を以下に説明する。［Ｐ＝Ｐ１，△ｔ＝△ｔ１］に示すように、最も信号強度が大きい時間を照合する信号強度照合（ステップＳ２）を実行する。ついで、［ｉｆＮ＝１］に示すように、第１の強度計測部４１〜第Ｎの強度計測部４ＮまでのＮ値および第１の時間計測部３１〜第Ｎの時間計測部３ＮまでのＮ値が単一であるか否か？のＮ値単複確認（ステップＳ３）を実行する。
【００４５】
Ｎ値単複確認（ステップＳ３）がＮｏであり、Ｎ値がＮ＝１でなければ、［ｉｆ（Ｐ１＞Ｐ）］に示すように、Ｐ値の大小を比較するＰ値大小比較（ステップＳ４）を実行する。ついで、［△ｔ＝△ｔ１］に示すように、比較した結果が大きい方のＮ値によって１対１に対応する第Ｎの時間計測部による時間計測値△ｎを、より確からしいと判断する最大信号強度によって△ｔ＝△ｔ１と選択する最大強度選択（ステップＳ５）を実行する。これら［Ｐ値大小比較（ステップＳ４）〜最大強度選択（ステップＳ５）］は、［ｆｏｒ（ｉ＝１，Ｎ）］に示すように第１〜第Ｎまでを順繰りに実行する。
【００４６】
最大強度選択（ステップＳ５）によって、最も確からしいと判断された時間情報を出力する時間出力（ステップＳ６）に到る。ついで、計測された時間差△ｔから計測対象１２までの距離を算出する距離換算ステップ（図示せず）を実行する。このようにして、最も信号強度が大きい時間を選択することで遠距離計測と近距離計測の両立が可能になる。
一方、Ｎ値単複確認（ステップＳ３）がＹｅｓであり、Ｎ値がＮ＝１であれば、時間計測部３０は単一の計測結果を迷わず採用することによって、前記した時間出力（ステップＳ６）に到る。
【００４７】
図１０は本実施形態に係るレーザ測距装置において、（ａ）メンバシップ値に基づいて遠距離と近距離の計測を両立させる方法を示すフローチャート、（ｂ）はメンバシップ値の例を示す図である。図１０（ａ）に沿って、時間計測終了（ステップＳ１）してからの処理段階を以下に説明する。［△ｔ＝△ｔ１，Ｆ＝Ｆ１］に示すように、最も確からしい度合いを示すメンバシップ値Ｆを照合するメンバシップ値照合（ステップＳ１２）を実行する。なお、図１０（ｂ）に示すメンバシップ値の例からわかるように、強度は時間（Δｔ）に反比例する関係である。この時間と高度に依存するメンバシップ関数は、０から１までの数字で割り振られたメンバシップ値を表わす。
【００４８】
ついで、［ｉｆ（Ｆ１＞Ｆ）］に示すように、Ｆ値の大小を比較するＦ値大小比較（ステップＳ１３）を実行する。ついで、［△ｔ＝△ｔ１］に示すように、比較した結果が大きい方のＮ値によって１対１に対応する第Ｎの時間計測部による時間計測値△ｎを、より確からしいと判断する最大信号強度によって△ｔ＝△ｔ１と選択する最大Ｆ値選択（ステップＳ１４）を実行する。これら［Ｆ値大小比較（ステップＳ１３）〜最大Ｆ値選択（ステップＳ１４）］は、［ｆｏｒ（ｉ＝１，Ｎ）］に示すように第１〜第Ｎまでを順繰りに実行する。
【００４９】
最大強度選択（ステップＳ１４）によって、最も確からしいと判断された時間情報を出力する時間出力（ステップＳ１５）に到る。ついで、計測された時間差△ｔから計測対象１２までの距離を算出する距離換算ステップ（図示せず）を実行する。このようにして、最も信号強度が大きい時間を選択することで遠距離計測と近距離計測の両立が可能になる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、本発明にいう「補正テーブル」または「距離−強度マップ」の呼称にかかわりなく、図６（ｂ）距離判定部２６に示したように、距離に対応する信号強度との関係を、実験等により予め定めてＲＯＭ等に記憶したものであれば、何れを用いても構わない。さらに、その記憶媒体もＲＯＭに限定することなく自由である。
【００５１】
要するに、ＣＦＤでの抑制限度を超える時間計測誤差を含んだ受信信号２０から本来の信号２１ｘ，２１ｙを取捨選択する距離判定部２５，２６を備えて測距精度を高めるようにしたレーザ測距装置Ｅに関する技術はすべて本発明に含まれる。
【００５２】
上記実施形態では、レーザ光を用いたレーザレーダセンサを採用したが、電磁波や光（ミリ波、Ｘ線等）や超音波を用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態（本実施形態）に係るレーザ測距装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るレーザ測距装置において、ゲート信号に基づいて近距離のデータを無効にする方法を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス、（ｂ）受信信号、（ｃ）ゲート信号、（ｄ）受信パルス、である。
【図３】本実施形態に係るレーザ測距装置において、閾値に基づいてノイズ成分を除去する方法を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス、（ｂ）閾値、（ｃ）受信信号、（ｄ）受信パルス、である。ある。
【図４】本実施形態に係るレーザ測距装置において、ゲート信号を用いると近距離から戻る本来の信号を検出できない場合を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス、（ｂ）受信信号、（ｃ）ゲート信号、（ｄ）受信パルス、である。
【図５】本実施形態に係るレーザ測距装置において、閾値を上げると遠距離から戻る本来の信号を検出できない場合を示すタイミングチャートであり、（ａ）送信パルス、（ｂ）閾値、（ｃ）受信信号、（ｄ）受信パルス、である。ある。
【図６】本実施形態に係るレーザ測距装置において、より確からしい時間を選択する方法の説明図であり、（ａ）強度が最も大きいものを選択する方法、（ｂ）距離−強度マップから最も確からしいものを選択する方法である。
【図７】本実施形態に係るレーザ測距装置における時間計測部を示すブロック図である。
【図８】本実施形態に係るレーザ測距装置における強度計測部（パルス幅計測部）を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係るレーザ測距装置において、最大信号に基づいて遠距離と近距離の計測を両立させる方法を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係るレーザ測距装置において、（ａ）メンバシップ値に基づいて遠距離と近距離の計測を両立させる方法を示すフローチャート、（ｂ）はメンバシップ値の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…送信部、  ２…受信部、  ３…スキャナ、  ４…信号処理部、  ５…制御部、
６…ゲート信号、  ７…閾値、  １０…送信信号、  １０ｐ…送信パルス、
１２…計測対象、  ２０…受信信号、  ２１…（本来の）信号、
２２…ショットノイズ、  ２３…迷光、  ２１ｐ…受信パルス、
２１ｘ…（近距離から戻る）本来の信号（受信信号）、
２１ｙ…（遠距離から戻る）本来の信号（受信信号）、
３０…時間計測部、  ３１…第１の時間計測部、  ３Ｎ…第Ｎの時間計測部、
４０…強度計測部、  ４１…第１の強度計測部、  ４Ｎ…第Ｎの強度計測部、
５０〜５４…コンパレータ、  ６１，６２…ＡＮＤ回路、
７１〜７７…Ｄ型フリップフロップ、  ８１〜８４…カウンタ、
ＣＦＤ…コンスタントフラクションディスクリミネータ、
Ｅ…レーザ測距装置、  △ｔ１，△ｔ２，△ｔ３，〜△ｔｎ…計測時間、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，〜Ｐｎ…計測値、（パルス幅、信号強度）
【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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