(57)【要約】【課題】ターゲットとの距離をより精度よく検出できるレーザレーダ装置を提供する。【解決手段】レーザレーダ装置１００は、パルスレーザ光を出射するレーザ光出射部１０と、パルスレーザ光がターゲットに反射されて返ってくる反射光を受光する受光部３０と、ターゲットとの距離を算出する距離演算部５０を備える。距離演算部５０は、パルスレーザ光を出射した時点から反射光を受光するまでの飛行時間に基づいてターゲットとの距離を仮算出する。そして、仮算出した値から、反射光に対応する電圧波形の波高値とパルス幅に基づいて定まる補正値を減算した値を、ターゲットとの距離として採用する。【選択図】図１
2017129426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に向けてパルスレーザ光を出射する出射部（１０）と、
前記パルスレーザ光に対応する波長域の光を受光し、電気信号に変換して出力する受光部（３０）と、
前記受光部が出力する電気信号の時間変化に基づいて、前記出射部がパルスレーザ光を照射した時点から、当該パルスレーザ光がターゲットで反射されて返ってきた反射光を前記受光部が受光するまでの時間である飛行時間を特定し、前記飛行時間に基づいてターゲットとの距離を算出する距離演算部（５０）と、を備え、
前記距離演算部は、前記反射光の受光に対応して前記受光部が出力するパルス状の電気信号である反射光対応信号の波高値及びパルス幅に応じた補正値を用いて、前記ターゲットとの距離を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記距離演算部は、
前記飛行時間に光の伝搬速度を乗算した結果を２で除算した値を、前記ターゲットとの仮距離として算出し、
前記仮距離から前記反射光対応信号のパルス幅と波高値に応じた補正値を減算した値を、前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記距離演算部は、
前記反射光対応信号のパルス幅と波高値に応じて、前記飛行時間を、前記受光部が出力する電気信号の時間変化に基づいて特定した時間よりも小さい値へと補正し、
その補正した前記飛行時間である補正済み飛行時間を用いて、前記ターゲットとの距離を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、
前記距離演算部は、前記反射光対応信号のパルス幅および波高値に対応した補正値を示す補正用データを記憶する記憶部（６０）を備え、
前記距離演算部は、前記記憶部に登録されている前記補正用データを用いて前記ターゲットとの距離を算出することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項において、
車両に搭載され、前記車両の周辺に存在する物体との距離を検出するために用いられることを特徴とするレーザレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザ光を送受することで物体との距離を検出するレーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルス状のレーザ光を装置外部に出射するとともに、そのレーザ光が装置外部の物体（以降、ターゲット）で反射された光である反射光を受光することで、ターゲットまでの距離を計算するレーザレーダ装置が知られている。この種のレーザレーダ装置は、ターゲットとの距離を、レーザ光を投光してから反射光を受光するまでの時間である飛行時間（いわゆるＴＯＦ：Time of Flight）に基づいて算出する。また、特許文献１には、反射波のパルス幅が大きいほど、計測した飛行時間を、より小さい値へと補正して用いるレーザレーダ装置が開示されている。
【０００３】
なお、一般的に、レーザレーダ装置における反射光の検出は、フォトダイオードなどの受光素子を用いて実現される。受光素子は、光を電気に変換する素子であって、反射光の強度に応じた大きさの電流を出力する。受光素子が出力する電流は、電流電圧変換アンプによって電圧に変換されて、反射光の受光の検出に用いられる。
【０００４】
具体的には、レーザレーダ装置は反射光の強度に対応する電圧の時間変化から反射光を受光したことを検出するとともに、電圧値がピークとなった時点を反射光の受光時点と見なして飛行時間を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
反射光を受けたとき受光素子での光電変換による電流値は、反射光の強度に応じた値となるため、反射光の強度が弱いほど、受光素子の出力電流値も小さくなる。なお、反射光の強度は、ターゲットとの距離や、霧などの減衰要因の有無のほか、パルスレーザ光を反射した物体の反射率によっても変化する。
【０００７】
ところで、受光素子からの電流電圧変換アンプの入力端子までの回路は、回路の構成に応じた寄生容量を備えており、電流電圧変換アンプが入力電流に応じた電圧を出力するためには、その寄生容量がある程度充電されている必要がある。
【０００８】
しかしながら、上述したように受光素子の出力電流が小さいほど（換言すれば、反射光の強度が弱いほど）、この寄生容量の充電に要する時間が長くなる。そのため、反射光の強度が弱いほど、電流電圧変換アンプの立ち上がりが遅延し、最終的に反射光のピークが観測されるタイミングにも遅延が生じる。その結果、電流電圧変換アンプでの立ち上がりの遅延に由来する誤差が飛行時間に含まれるようになる。当然、飛行時間に誤差が含まれると、ターゲットとの距離として算出される値にも誤差が含まれるようになる。
【０００９】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ターゲットとの距離をより精度よく検出できるレーザレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その目的を達成するための本発明は、所定の方向に向けてパルスレーザ光を出射する出射部（１０）と、パルスレーザ光に対応する波長域の光を受光し、電気信号に変換して出力する受光部（３０）と、受光部が出力する電気信号の時間変化に基づいて、出射部がパルスレーザ光を照射した時点から、当該パルスレーザ光がターゲットで反射されて返ってきた反射光を受光部が受光するまでの時間である飛行時間を特定し、飛行時間に基づいてターゲットとの距離を算出する距離演算部（５０）と、を備え、距離演算部は、反射光の受光に対応して受光部が出力するパルス状の電気信号である反射光対応信号の波高値及びパルス幅に応じた補正値を用いて、ターゲットとの距離を算出することを特徴とする。
【００１１】
以上の構成において、距離演算部は、飛行時間だけでなく、反射光の受光に伴って受光部が出力する一連の電気信号である反射光対応信号の波高値およびパルス幅に応じた補正値を用いて、ターゲットとの距離を算出する。
【００１２】
一般的に、反射光に対応する電気信号波形の波高値及びパルス幅は、反射光の強度に対応した値となる。そのため、反射光対応信号の波高値及びパルス幅に応じた補正値とは、受光する反射光の強度に対応する値となっている。したがって、相対的に強度が弱い反射光に対応する波高値及びパルス幅に応じた補正値は、反射光の強度が相対的に小さいことに由来して飛行時間に含まれる誤差に対応する値となる。たとえば、電流電圧変換アンプの立ち上がりに遅延が生じるほど弱い反射光に対応する波高値及びパルス幅の補正値は、その遅延時間に由来して飛行時間に含まれてしまう誤差を相殺する値に設定されている。
【００１３】
したがって、以上のように反射光対応信号の波高値及びパルス幅に応じた補正値を用いることで、電流電圧変換アンプの立ち上がりの遅延時間に由来する誤差成分が、ターゲットの距離に含まれることを抑制できる。すなわち、ターゲットとの距離をより精度よく検出できる。
【００１４】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のレーザレーダ装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】レーザレーダ装置１００を車両２００に搭載する場合の搭載態様の一例を示す図である。
【図３】距離演算部５０による受信タイミングの特定方法を説明するための図である。
【図４】距離演算部５０による受信タイミングの特定方法を説明するための図である。
【図５】反射光のパルス幅Ｗ及び波高値Ｈについて説明するための図である。
【図６】補正用データの概略的な構成の一例を示す図である。
【図７】距離演算処理に対応するフローチャートである。
【図８】パルス幅に応じた誤差について説明するための図である。
【図９】反射光の強度が微弱である場合の受光部３０の作動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態にかかるレーザレーダ装置１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示すようにレーザレーダ装置１００は、レーザ光出射部１０、出射制御部２０、受光部３０、アナログデジタル変換部（以降、ＡＤ変換部）４０、距離演算部５０、及びパラメータ記憶部６０を備えている。
【００１７】
ここでは一例としてレーザレーダ装置１００は、図２に示すように車両２００の前方の所定範囲（以降、検知エリア）Ａｒに存在する物体（以降、ターゲット）との距離を検出するように、車両２００に設置されているものとする。レーザレーダ装置１００の設置位置は適宜設計されればよく、例えばフロントバンパやフロントグリル等に設置されればよい。レーザレーダ装置１００が検出したターゲットとの距離は、先行車両との車間距離の維持をする走行制御や、自動運転、衝突を回避するための自動ブレーキ制御に利用することができる。
【００１８】
以下、レーザレーダ装置１００が備える各部についてより詳細に述べる。なお、出射制御部２０、ＡＤ変換部４０、距離演算部５０のそれぞれは、図示しないＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能ブロックとして実現されればよい。もちろん、他の態様として、出射制御部２０、ＡＤ変換部４０、距離演算部５０の一部又は全部は、ＩＣなどのデジタル回路素子やアナログ回路素子を用いたハードウェアによって実現されてもよい。もちろん、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されても良い。
【００１９】
レーザ光出射部１０は、出射制御部２０からの駆動信号に従って、車幅方向に所定の角度の範囲で不連続にパルス状のレーザ光（つまりパルスレーザ光）を掃引照射するためのユニットである。
【００２０】
レーザ光出射部１０は、レーザ光を出射するレーザダイオードや、レーザダイオードが出力したレーザ光を反射してレーザレーダ装置１００の筐体外部に射出させるためのポリゴンミラー、モータを介してレーザダイオードに対するポリゴンミラーの回転角度を調整することでパルスレーザ光を射出する方向を制御するスキャナ駆動回路などを用いて実現されればよい。
【００２１】
レーザ光出射部１０は、出射制御部２０から入力される発光指示信号に基づいてレーザダイオードに所定のパルス幅のパルスレーザ光を出力させる。なお、本実施形態では一例として、レーザ光出射部１０が出射するパルスレーザ光のパルス幅（以降、オリジナルパルス幅）は２０ナノ秒とする。また、スキャナ駆動回路は、出射制御部２０から入力されるスキャン指示信号に基づいてポリゴンミラーのレーザダイオードに対する回転角度を制御し、筐体外部に向けてパルスレーザ光を射出する方向を制御する。
【００２２】
レーザ光を掃引照射させる角度範囲は予め設定されており、この角度範囲によってレーザレーダ装置１００の検知エリアＡｒが規定される。なお、ここでは一例として、パルスレーザ光の掃引照射方向（換言すればスキャン方向）を車幅方向とする態様を例示するが、もちろん車両高さ方向にも掃引照射させる態様としてもよい。
【００２３】
出射制御部２０は、スキャナ駆動回路に対してスキャン指示信号を出力することで、ミラー制御ＩＣと協働し、ポリゴンミラーの角度を変更させる（換言すればパルスレーザ光の照射方向を変更させる）。また、ポリゴンミラーの回転角度の変化に応じて発光指示信号を出力する。これにより、検知エリアＡｒを形成するようにレーザ光出射部１０に不連続にパルスレーザ光を照射させる。
【００２４】
さらに、出射制御部２０は、パルスレーザ光が出射されたタイミングを示す情報を、距離演算部５０に提供する。ここでは一例として出射制御部２０は、レーザ光出射部１０に発光指示信号を出力すると同時に、距離演算部５０に対してパルスレーザ光の出射を指示したことを示す出射通知信号を出力するものとする。このような構成によれば、距離演算部５０は、出射通知信号が入力されたタイミングを、パルスレーザ光が出射されたタイミングとして認識する。
【００２５】
受光部３０は、レーザ光出射部１０が射出するパルスレーザ光が属する波長域の光を受光し、その受光した光の強度に対応する大きさの電流をＡＤ変換部４０に出力する。この受光部３０は、より細かい構成要素として、受光レンズ３１、受光素子３２、及び電流電圧変換部３３を備える。
【００２６】
受光レンズ３１は、合成樹脂又はガラス等などを用いて実現される透光性の凸レンズである。受光レンズ３１は、パルスレーザ光が照射方向に存在する物体（つまりターゲット）で反射されて返ってくる光（つまり反射光）を集光して、受光素子３２に向けて射出する。
【００２７】
受光素子３２は、光を電気信号に変換する素子であって、例えばフォトダイオードを用いて実現することができる。受光素子３２は、反射光の強度に対応する電流を電流電圧変換部３３へ出力する。
【００２８】
なお、前述の通り、レーザ光出射部１０はパルス状のレーザ光を出射するため、反射光もまたパルス状となる。それに伴い、反射光の受光に伴って受光素子３２が出力する電流もまたパルス状となる。ここでのパルス状とは、矩形状に限らず、立ち上がり時間や立下り時間を備え、波形が凸状となるように連続的に変化する形状を含む。
【００２９】
電流電圧変換部３３は、受光素子３２から入力された電流に対応する電圧をＡＤ変換部４０に出力する。電流電圧変換部３３は、例えばオペアンプのマイナス側入力端子と出力端子とを所定の抵抗値を有する抵抗素子で接続することで実現されればよい。以降では便宜上、電流電圧変換部３３が備えるオペアンプを電流電圧変換アンプと称する。
【００３０】
電流電圧変換部３３が出力する電圧は、受光素子３２が出力する電流の強度に比例する。したがって、反射光の受光に伴って電流電圧変換部３３が出力する一連の電圧を線形的に接続してなる信号波形もまた、パルス状となる。パルス状の電圧変化が請求項に記載の反射光対応信号に相当する。
【００３１】
なお、受光素子３２から電流電圧変換部３３の入力端子までの回路部分（以降、アンプ入力側回路部）は、回路素子や配線パターンに由来する寄生容量を備える。図１に示すコンデンサ３４は、アンプ入力側回路部が備える寄生容量を等価的に表す、仮想的なコンデンサである。コンデンサ３４が備える容量（つまりアンプ入力側回路部の寄生容量）は、上述の通り、回路構成などによって定まる。
【００３２】
ＡＤ変換部４０は、電流電圧変換部３３から入力される電圧をデジタル信号に変換する。つまり、ＡＤ変換部４０は入力電圧の大きさをデジタルビット列で表したデータを出力する。ここでは一例としてＡＤ変換部４０は入力電圧の大きさを１６ビットで表すこととする。これにより、入力電圧の大きさは、０を含めると６５５３６段階で表されることになる。
【００３３】
以降では便宜上、デジタル化された電圧値の単位としてはＬＳＢを用いて、その大きさを表す。１ＬＳＢは、電流電圧変換部３３の出力最大値をＡＤ変換部４０の分解能（ここでは１６ビット）で量子化した際の１ビット当りの電圧値に相当する。
【００３４】
ＡＤ変換部４０によってデジタル化された電圧値は、逐次距離演算部５０に提供される。なお、ＡＤ変換部４０が出力する電圧値は、電流電圧変換部３３が出力する電圧をデジタル化したものであるため、ＡＤ変換部４０が出力する電圧値もまた、反射光の受光に伴ってパルス状に変化する。
【００３５】
距離演算部５０は、出射制御部２０から入力される出射通知信号に基づいて出射タイミングを特定する。また、距離演算部５０は、ＡＤ変換部４０から入力される電圧値の時間変化に基づいて、反射光を受光したことを検出する。例えば距離演算部５０は、ＡＤ変換部４０から入力される電圧値が立ち上がった場合に、反射光を受光したと判定する。
【００３６】
なお、入力電圧の立ち上がりや立ち下がりは周知の方法によって検出されればよい。たとえば、図３に示すように、電圧値が受光閾値Ｖｔｈ以下となっている状態から受光閾値Ｖｔｈを超過した場合に、電圧値が立ち上がったと判定する。また、電圧値が受光閾値Ｖｔｈを超過している状態から受光閾値Ｖｔｈ以下となった場合に、電圧値が立ち下がったと判定する。受光閾値Ｖｔｈは、適宜設計されればよく、例えば１００ＬＳＢなどとすればよい。以降では、便宜上、反射光の受光に対応する電圧値の変化を示す信号波形を、反射受光波形と称する。
【００３７】
さらに距離演算部５０は、ＡＤ変換部４０から入力される電圧値の時間変化に基づいて、反射光を受光した受光タイミングＴｒを特定する。具体的には、距離演算部５０は、図３に示すように反射受光波形のピークを検出できた場合には、ピークとなっている時点Ｔｐを受光タイミングＴｒと見なし、パルスレーザ光が出射されてから反射光を受光するまでの飛行時間Ｔｆを特定する。飛行時間Ｔｆの計測は図示しないタイマーを用いて実施すれば良い。
【００３８】
一方、図４に示すように、反射光の強度が強く、ＡＤ変換部４０の出力が飽和している場合には、反射受光波形のピークを検出することができない。このような場合、距離演算部５０は、ＡＤ変換部４０の出力が飽和した時点Ｔｑａと、飽和状態が終了した時点Ｔｑｂとの中間となる時点を受光タイミングＴｒと見なし、パルスレーザ光が出射されてから反射光を受光するまでの飛行時間Ｔｆを特定する。なお、ＡＤ変換部４０の出力が飽和している状態とは、ＡＤ変換部４０の出力値が出力範囲の最大値（つまり６５５３５ＬＳＢ）となっている場合を指す。
【００３９】
なお、ＡＤ変換部４０の出力が飽和している場合における受光タイミングＴｒの特定方法は、上述した方法に限らない。他の態様として、入力電圧が最大電圧の９０％となる時点を立ち上がり時点及び立ち下がり時点と見なし、それらの時点の中間となる時点を、受光タイミングＴｒとして採用してもよい。
【００４０】
また、距離演算部５０は、反射受光波形の最大値を波高値Ｈとして採用する。仮にピークを検出できている場合には、当該ピーク時点での電圧値が波高値Ｈに相当する。また、ＡＤ変換部４０の出力値が飽和している場合には、ＡＤ変換部４０の出力範囲の最大値が波高値Ｈに相当する。
【００４１】
さらに、距離演算部５０は、反射受光波形において波高値Ｈの半分となっている部分の長さ（つまり半値幅）を、当該反射受光波形のパルス幅Ｗとして採用する。図５中の時刻Ｔａ及びＴｂは、電圧値が波高値Ｈの半分となった時点を表している。なお、図３〜図５に示す各グラフの横軸は、出射タイミングからの経過時間を表しおり、縦軸は電圧値を表している。
【００４２】
距離演算部５０は、以上のようにして特定した飛行時間Ｔｆ、波高値Ｈ、パルス幅Ｗを用いて、ターゲットとの距離を算出する処理（以降、距離演算処理）を実施する。距離演算処理についての詳細は別途後述する。
【００４３】
パラメータ記憶部６０は、距離演算処理を実施する際に用いるパラメータを記憶している記憶媒体である。パラメータ記憶部６０は例えばフラッシュメモリやＲＯＭなどの不揮発性の記憶媒体を用いて実現されればよい。
【００４４】
パラメータ記憶部６０は、飛行時間に光の伝搬速度とから定まるターゲットとの距離を、パルス幅Ｗ及び波高値を用いて補正するための補正用データを記憶している。補正用データは、パルス幅や波高値に応じて補正すべき量（以降、補正値）Ｄｃｒｒを定義しているデータである。補正用データ自体は、実試験やシミュレーション等によって予め作成されればよい。図６は、補正用データの構成の一例を示している。
【００４５】
本実施形態ではパルス幅Ｗ毎の補正値Ｄｃｒｒは、波高値が３００ＬＳＢ以上である場合と、波高値が３００ＬＳＢ未満であって２００ＬＳＢよりも大きい場合と、２００ＬＳＢ以下である場合の３つに分けて定義されているものとする。ただし、反射受光波形のパルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒ以上となる場合には、反射光の強度が十分にあり、波高値Ｈは３００ＬＳＢ以上となることが想定される。そのため、パルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒに相当する２０ナノ秒以上となる領域においては、波高値が３００ＬＳＢ未満となっている場合の補正値Ｄｃｒｒの定義は省略している。
【００４６】
なお、本実施形態では一例として、補正用データはテーブル形式で表現されている態様とするが、これに限らない。マップ形式で表されていても良いし、パルス幅Ｗと波高値Ｈを変数とする関数で表されていても良い。補正用データを関数で表すことは、パルス幅Ｗと波高値Ｈを入力変数とし、補正値Ｄｃｒｒを出力するプログラムとして表すことに相当する。
【００４７】
また、本実施形態では一例として、反射受光波形のパルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒ未満となる場合の補正値として、パルス幅が１０ナノ秒である場合と、１５ナノ秒である場合の２つを定義している場合を例示しているが、これに限らない。パルス幅が１０ナノ秒である場合だけを定義している態様としてもよい。さらに、反射受光波形のパルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒ未満となる場合を一纏めに取り扱ってもよい。何れの場合においても、パルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒ未満となる領域においては、波高値Ｈに応じた補正値が登録されているものとする。
【００４８】
＜距離演算処理について＞
次に、図７に示すフローチャートを用いて、距離演算部５０が実施する距離演算処理について述べる。図７に示す距離演算処理は、出射制御部２０から出射通知信号が入力される度に開始されれば良い。なお、図７に示すフローチャートの各ステップは距離演算部５０によって実施される。
【００４９】
まず、ステップＳ１では、ＡＤ変換部４０から入力される電圧値の時間変化から上述した方法によって反射光の受光を検出し、受光タイミングＴｒを特定する。そして、飛行時間Ｔｆを特定する。また、反射受光波形の波形を解析することで、パルス幅Ｗ及び波高値Ｈを取得し、ステップＳ２に移る。
【００５０】
ステップＳ２では、反射受光波形のパルス幅Ｗが、オリジナルパルス幅Ｗｉｒ以上となっているか否かを判定する。反射受光波形のパルス幅Ｗが、オリジナルパルス幅Ｗｉｒ以上となっている場合にはステップＳ３に移る。一方、反射受光波形のパルス幅Ｗがオリジナルパルス幅Ｗｉｒ未満となっている場合にはステップＳ４に移る。
【００５１】
ステップＳ３では、まず、飛行時間Ｔｆに光速を乗算した値を２で除算した値（便宜上、これを補正前距離とする）を算出する。補正前距離が請求項に記載の仮距離に相当する。
【００５２】
次に、補正用データを参照し、反射受光波形のパルス幅Ｗに対応する補正値を特定する。仮にパルス幅Ｗが４０ナノ秒である場合には、２．４ｍを補正値Ｄｃｒｒとして取得する（図６参照）。そして、補正前距離から補正値Ｄｃｒｒを減算した値をターゲットまでの距離に決定し、本フローを終了する。
【００５３】
なお、観測されたパルス幅Ｗが、補正用データで定義されているパルス幅（以降、定義値）の中間に位置する値となっている場合には、検出したパルス幅Ｗの前後の定義値に対応付けられている補正値を用いて、用いるべき補正値Ｄｃｒｒを決定すれば良い。例えば、検出したパルス幅Ｗが３０ナノ秒である場合には、パルス幅が２０ナノ秒である場合の補正値（＝１．２６ｍ）と、パルス幅が４０ナノ秒である場合の補正値（＝２．４ｍ）の中間となる値（つまり１．８３ｍ）を、補正値Ｄｃｒｒとして採用すればよい。
【００５４】
ステップＳ４では、まず、飛行時間Ｔｆと光速に基づいてステップＳ３と同様に補正前距離を算出する。次に、補正用データを参照し、反射光のパルス幅Ｗ及び波高値Ｈに対応する補正値Ｄｃｒｒを特定する。
【００５５】
例えばパルス幅Ｗが１０ナノ秒であって、かつ、波高値Ｈが２００ＬＳＢ以下である場合には、１．２ｍを補正値Ｄｃｒｒとして取得する（図６参照）。そして、ステップＳ３と同様に補正前距離から補正値Ｄｃｒｒを減算した値をターゲットまでの距離に決定し、本フローを終了する。
【００５６】
＜本実施形態のまとめ＞
次に、本実施形態のレーザレーダ装置１００の作動及び効果について述べる。まずはパルス幅Ｗに応じて補正前距離を補正することの効果について述べる。
【００５７】
上記構成においてＡＤ変換部４０の出力電圧が飽和している場合には、パルス幅Ｗが大きいほど、図８に示すように受光タイミングＴｒが時間軸後方に判断され、飛行時間Ｔｆが長めに評価される。当然、飛行時間Ｔｆが長いほど補正前距離は長い値となる。つまり、ＡＤ変換部４０の出力電圧が飽和している場合、補正前距離には、反射受光波形のパルス幅Ｗに応じた誤差を含みうる。
【００５８】
そのような課題に対し、本実施形態の構成では、予め試験等によって特定しておいたパルス幅Ｗに応じた補正値を用いて補正前距離を補正することで、ターゲットとの距離として採用する。したがって、以上の構成によれば、より精度よくターゲットとの距離を算出することが出来る。
【００５９】
また、反射光の強度が微弱である場合には、仮想的なコンデンサ３４を充電するために要する時間が長くなる。換言すれば、電流電圧変換部３３の出力の立ち上がりに遅延が生じる。その結果、同一距離離れたターゲットに対して同じ強度でパルスレーザ光を照射した場合であっても、反射光の強度が相対的に弱い場合には、図９に示すように反射受光波形のピークが検出される時点が時間軸後方にずれる。
【００６０】
なお、図９は同一距離だけ離れた、反射率がそれぞれ異なるターゲットに向けてパルスレーザ光を射出した時のＡＤ変換部４０の出力電力の時間推移を表している。図９の実線は反射率が相対的に高い物体をターゲットとした場合の出力電圧の推移を表しており、一点鎖線は反射率が相対的に低い物体をターゲットとした場合の出力電力の推移をそれぞれ表している。また、図９の時点Ｔｐ１、Ｔｐ２はそれぞれの場合における出力電圧がピークとなった時点（換言すれば受光タイミングＴｒと判断される時点）を表している。
【００６１】
なお、図９に示す試験結果から、少なくとも波高値Ｈが１５０ＬＳＢ程度となるほど反射光の強度が弱い場合には、波高値Ｈが３００ＬＳＢを超過する場合に比べて、ピークが検出される時点が遅れてしまうことがわかる。
【００６２】
このような課題に対して、本実施形態の構成によれば、予め試験等によって特定した置いた波高値Ｈに応じた補正値を用いて、補正前距離を補正することでターゲットとの距離を決定する。したがって、以上の構成によれば、反射光の強度が微弱である場合に生じうる、電流電圧変換部３３の立ち上がりの遅延に由来する誤差を相殺することができる。すなわち、以上の構成によれば、ターゲットとの距離をより精度良く算出することが出来る。
【００６３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【００６５】
［変形例１］
以上では、補正前距離から、パルス幅Ｗ及び波高値Ｈに基づいて定まる補正値Ｄｃｒｒを減算することで、ターゲットまでの距離を補正する態様を例示したがこれに限らない。
【００６６】
例えば、パルス幅Ｗ及び波高値Ｈに基づいて、ＡＤ変換部４０から入力される電圧値の時間推移から定まる飛行時間Ｔｆを補正し、当該補正した飛行時間（補正済み飛行時間）を用いて、ターゲットまでの距離を算出する態様としてもよい。
【００６７】
その場合の補正用データは、パルス幅Ｗ及び波高値Ｈに応じて飛行時間Ｔｆを補正する値（以降、時間補正値）を定義したデータとすればよい。パルス幅Ｗ及び波高値Ｈに応じた時間補正値は、実試験やシミュレーション等によって予め決定されればよい。このような態様によっても前述した実施形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
［その他の変形例］
反射光を受光したことを検出する方法や、反射光を受光した時点を特定する方法、パルス幅の算出方法などは、上述した方法に限らない。これらは、周知の方法によって、検出又は特定されればよい。ＡＤ変換部４０が出力する電圧の立ち上がりや立ち下がりを検出する方法も同様である。
【００６９】
また、以上では、レーザレーダ装置１００を車両前方に存在するターゲットとの距離を検出するように車両２００に搭載して用いる態様を例示したが、これに限らない。車両後方や側方などに存在するターゲットとの距離を検出するように車両２００に搭載して用いてもよい。さらに、レーザレーダ装置１００は、車両周辺に存在する物体との距離を検出すること以外の用途に用いても良い。たとえば、ビル等の出入り口付近を検知エリアとするように設置されて、ビルの入り口等に接近する存在を検出するため等に用いられても良い。レーザレーダ装置１００は、種々の目的に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００  レーザレーダ装置、２００  車両、１０  レーザ光出射部、２０  出射制御部、３０  受光部、４０  ＡＤ変換部、５０  距離演算部、６０  パラメータ記憶部、Ａｒ  検知エリア
【図１】
2017129426.tif 000003
【図２】
2017129426.tif 000004
【図３】
2017129426.tif 000005
【図４】
2017129426.tif 000006
【図５】
2017129426.tif 000007
【図６】
2017129426.tif 000008
【図７】
2017129426.tif 000009
【図８】
2017129426.tif 000010
【図９】
2017129426.tif 000011