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公開番号2021009037
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210128
出願番号2019121790
出願日20190628
発明の名称測距装置
出願人株式会社デンソー
代理人名古屋国際特許業務法人
主分類G01S 7/481 20060101AFI20201225BHJP(測定;試験)
要約【課題】透過窓にヒータを備える測距装置において、透過窓への汚れのこびりつきを抑制できる技術を提供する。
【解決手段】S13〜S14で、制御部は、透過窓への表面への積雪に関する積雪状態を判定する。また、S16〜S17で、制御部は、車両の周辺での降雪に関する降雪状態を判定する。制御部は、透過窓の表面への積雪があると判定した場合、又は、車両の周辺での降雪があると判定した場合は、S19で、積雪状態及び降雪状態に応じてヒータへの通電を制御する。一方、制御部30は、透過窓の表面への積雪がないと判定し、かつ、車両の周辺での降雪がないと判定した場合は、S20で、ヒータへの通電を行わないように制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
送信波を照射し、前記送信波が照射された物体からの反射波を検出することにより、前記物体との距離を測定するように構成された、車両に搭載される測距装置(100)であって、
前記送信波を照射するように構成された照射部(11)と、
前記反射波を検出するように構成された少なくとも一つの検出部(12)と、
前記送信波及び前記反射波の少なくとも一方が透過する透過窓(121)と、
前記透過窓を加熱するように構成されたヒータ(20)と、
前記透過窓の表面への積雪に関する積雪状態を判定するように構成された積雪状態判定部(30,S13〜S14)と、
前記車両の周辺での降雪に関する降雪状態を判定するように構成された降雪状態判定部(30,S16〜S17)と、
前記積雪状態及び前記降雪状態に応じて前記ヒータへの通電を制御するように構成されたヒータ制御部(30,S15,S18〜S23)と、
を備え、
前記ヒータ制御部は、前記透過窓の表面への積雪及び前記車両の周辺での降雪のいずれもないと判定される間は、前記ヒータへの通電を行わない、測距装置。
続きを表示(約 690 文字)【請求項2】
請求項1に記載の測距装置であって、
前記積雪状態判定部は、前記積雪状態として、前記透過窓の表面への積雪量の程度を判定し、
前記ヒータ制御部は、前記透過窓の表面への積雪量が多いほど前記ヒータへの通電量が大きくなるように前記ヒータへの通電を制御する、測距装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の測距装置であって、
前記降雪状態判定部は、前記降雪状態として、前記車両の周辺での降雪量の程度を判定し、
前記ヒータ制御部は、前記車両の周辺での降雪量が多いほど前記ヒータへの通電量が大きくなるように前記ヒータへの通電を制御する、測距装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の測距装置であって、
前記降雪状態判定部は、前記少なくとも一つの検出部での検出結果と、前記測距装置の外部の気温である外気温とに基づいて、前記降雪状態を判定する、測距装置。
【請求項5】
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の測距装置であって、
前記少なくとも一つの検出部として、第1検出部(12a)と、第2検出部(12b)と、を備え、
前記第1検出部は、測距対象物からの前記反射波を検出するように構成され、
前記第2検出部は、前記透過窓の表面に付着した付着物からの前記反射波を検出するように構成され、
前記積雪状態判定部は、前記第2検出部での検出結果と、前記測距装置の外部の気温である外気温とに基づいて、前記積雪状態を判定する、測距装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、測距装置に関する。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
車両に搭載され、車両の前方にある物体との距離を測定する測距装置として、送信波を前方に向けて照射し、照射した送信波の物体からの反射波を検出して、その物体までの距離を検出する測距装置がある。
【0003】
測距装置においては、送信波を照射する照射部や反射波を検出する検出部を保護するため、これらの前面にカバーが設けられている。しかし、そのカバーに雪が付着すると、測距装置の測定精度が低下する場合がある。
【0004】
そこで、特許文献1には、雪を融かすために、測距装置のカバーにヒータを設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特表2015−506459号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
カバーのうち特に送信波又は反射波が透過する透過窓にヒータが設けられた測距装置において、外気温に応じてヒータへの通電を制御することが考えられる。しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、外気温は低いものの降雪がない状況においてヒータが作動し続ける結果、透過窓表面に付着した水滴が透過窓で蒸発し、透過窓に汚れがこびりつきやすくなるという課題が見出された。
【0007】
本開示の一局面は、透過窓への汚れのこびりつきを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様は、送信波を照射し、送信波が照射された物体からの反射波を検出することにより、物体との距離を測定するように構成された、車両に搭載される測距装置(100)であって、照射部(11)と、少なくとも一つの検出部(12)と、透過窓(121)と、ヒータ(20)と、積雪状態判定部(30,S13〜S14)と、降雪状態判定部(30,S16〜S17)と、ヒータ制御部(30,S15,S18〜S23)と、を備える。照射部は、送信波を照射するように構成される。検出部は、反射波を検出するように構成される。透過窓は、送信波及び反射波の少なくとも一方が透過する。ヒータは、透過窓を加熱するように構成される。積雪状態判定部は、透過窓の表面への積雪に関する積雪状態を判定するように構成される。降雪状態判定部は、車両の周辺での降雪に関する降雪状態を判定するように構成される。ヒータ制御部は、積雪状態及び降雪状態に応じてヒータへの通電を制御するように構成される。また、ヒータ制御部は、透過窓の表面への積雪及び車両の周辺での降雪のいずれもないと判定される間は、ヒータへの通電を行わない。
【0009】
このような構成によれば、透過窓への汚れのこびりつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
ライダ装置の構成を示すブロック図である。
ライダ装置の外観図である。
ライダ装置のカバーを内側からみた図である。
制御部が行う決定処理のフローチャートである。
車両に搭載されたライダ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示すライダ装置100は、送信波として光を照射し、光が照射された物体からの反射波を検出することにより、物体との距離を測定する測距装置である。ライダはLIDARとも表記される。LIDARは、Light Detection and Rangingの略語である。ライダ装置100は、車両に搭載して使用され、車両の前方に存在する様々な物体の検出に用いられる。
【0012】
ライダ装置100は、測定器10と、ヒータ20と、制御部30と、を備えている。
測定器10は、光を照射する照射部11と、光の反射波を検出する検出部12と、を有する。
【0013】
照射部11は、光としてレーザ光を照射する。
検出部12は、第1検出部12aと、第2検出部12bと、を有する。第1検出部12aは、測距対象物からの反射波を検出するために用いられ、受光した光信号を電気信号に変換する過程で信号強度を増幅する増幅回路を有する。また、第1検出部12aは、例えば雨や雪等の、空気中の浮遊物からの反射波を検出するためにも用いられる。第2検出部12bは、後述する透過窓121の表面に付着した付着物からの反射波を検出するために用いられる。本実施形態では、第2検出部12bは増幅回路を有しないが、第2検出部12bが増幅回路を有する場合、その信号強度の増幅度が第1検出部12aの増幅回路の増幅度よりも小さくなるように構成される。
【0014】
測定器10は、図2に示すライダ装置100のカバー120とケース本体130とを備えるケース110の内部に収納されている。測定器10のうち照射部11は、ケース110の内部の空間のうち上側の領域に収納されている。一方、検出部12は、ケース110の内部の空間のうち下側の領域に収納されている。
【0015】
カバー120の前方には、カバー120の一部として、光が透過する透明の透過窓121が設けられている。ここでいう前方とは、ライダ装置100における光の照射先の方向を指す。透過窓121は、ライダ装置100の内部と外部とを区画している。
【0016】
ヒータ20は、透過窓121をライダ装置100の内部から、すなわち内側から加熱するように構成されている。ヒータ20は、図3に示すように、透過窓121の内側の面に設けられている。ヒータ20は、透過窓121における照射部11側に設けられた照射側ヒータ21と、透過窓121における検出部12側に設けられた検出側ヒータ22と、を備える。照射側ヒータ21及び検出側ヒータ22は、いずれも透明導電膜Fiと、一対の電極LDi,LGiとを有する。なお、iは、照射側ヒータ21に属する場合は1、検出側ヒータ22に属する場合は2で示す。透明導電膜Fiは、透明性と電気伝導性とを有する材料で形成されたヒータ膜である。透明導電膜Fiとしては、例えば、ITO膜を用いることができる。なお、ITOは酸化インジウムスズである。
【0017】
図1に示す制御部30は、CPU、RAM、ROM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラインなどを含むマイクロコンピュータを中心に構成されており、各種処理を実行する。制御部30は、ROMに記憶されているプログラムを実行することにより実現される機能ブロック、すなわち、仮想的な構成要素として、距離演算部31と、目標通電量決定部32と、可能通電量推定部33と、制御値決定部34と、ヒータ通電部35と、を備える。
【0018】
距離演算部31は、測定器10を用いて、光が照射された物体との距離を求めるように構成されている。具体的には、距離演算部31は、第1検出部12aが距離演算部31に入力する電気信号の波形に基づき反射波が検出されたタイミングを特定し、光を照射したタイミングとの差分に基づき物体との距離を求める。なお、距離演算部31は、距離以外にもその物体の方位などの物体に関する情報を求めることができる。
【0019】
目標通電量決定部32は、第1検出部12aによる空気中の浮遊物からの反射波の検出結果と、ライダ装置100の外部の気温である外気温とに基づいて、車両の周辺での降雪に関する降雪状態を判定するように構成されている。降雪状態とは、車両の周辺での降雪の有無、及び、降雪がある場合は降雪の程度を含めて、車両の周辺での降雪が現在どのような状態にあるかを示すものである。本実施形態では、降雪状態として、車両の周辺での降雪量の程度を判定し、降雪状態は、降雪量の程度に応じて、大、中、小、降雪なし、の4段階で判定される。
【0020】
また、目標通電量決定部32は、第2検出部12bによる透過窓121の表面に付着した付着物からの反射波の検出結果と、外気温とに基づいて、透過窓121の表面への積雪に関する積雪状態を判定するように構成されている。積雪状態とは、透過窓121の表面への積雪の有無、及び、積雪がある場合は積雪の程度を含めて、透過窓121の表面への積雪が現在どのような状態にあるかを示すものである。本実施形態では、積雪状態として、透過窓121の表面への積雪量の程度を判定し、積雪状態は、積雪量の程度に応じて、大、中、小、積雪なし、の4段階で判定される。
【0021】
目標通電量決定部32は、車両に搭載された外気温センサ41から外気温を取得する。外気温センサ41は車両の下部に設けられ、車両の外部の気温を検出する。
目標通電量決定部32は、降雪状態の判定結果と、積雪状態の判定結果と、外気温と、ライダ装置100が搭載される車両の速度(以下「車速」という。)とに応じて、目標とするヒータ20への通電量(以下「目標通電量」ともいう。)を決定するように構成されている。目標通電量決定部32において行われる後述する処理においては、ヒータ20への目標通電量として単位時間当たりの通電量である電力を求めている。目標通電量決定部32は、車両に搭載された車速センサ42から車速を取得する。
【0022】
可能通電量推定部33は、車両が備えるバッテリ43について検出されたバッテリ電圧に基づいて、バッテリ43が供給可能な通電量(以下「可能通電量」ともいう。)を推定するように構成されている。
【0023】
制御値決定部34は、後述するヒータ通電部35がヒータ20への通電を制御するための制御値を決定するように構成されている。本実施形態における制御値は、ヒータ20への通電時間と非通電時間との比であるデューティ比である。制御値決定部34は、目標通電量決定部32で決定された目標通電量と、可能通電量推定部33で推定された可能通電量とに応じて、デューティ比を決定する。本実施形態においては、車両が備えるバッテリ43が定電圧回路などを介さずヒータ20へ直接接続されているため、ヒータ20に印加される電圧もバッテリ電圧の変動に伴い変動する。そのため、制御値決定部34は、バッテリ43が現在供給可能な通電量に応じて、ヒータ20への実際の通電量が目標通電量決定部32で決定された目標通電量となるように、デューティ比を決定する。
【0024】
ヒータ通電部35は、制御値決定部34で決定された制御値に基づき、ヒータ20への通電を制御するように構成されている。
[1−2.処理]
制御部30が実行する決定処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。図4の決定処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされた後、所定周期で繰り返し実行される。
【0025】
まず、S11で、制御部30は、外気温センサ41から外気温を取得する。
続いて、S12で、制御部30は、車速センサ42から車速を取得する。
S13で、制御部30は、第2検出部12bによる透過窓121の表面に付着した付着物からの反射波の検出結果と、外気温とに基づいて、透過窓121の表面への積雪があるか否かを判定する。具体的には、制御部30は、第2検出部12bにより透過窓121の表面に付着した付着物からの反射波が検出され、かつ、外気温が積雪判定温度以下である場合には、透過窓121の表面への積雪があると判定する。積雪判定温度は、あらかじめ設定される所定の温度である。
【0026】
制御部30は、S13で透過窓121の表面への積雪があると判定した場合には、処理をS14に移行し、透過窓121の表面への積雪量の程度を判定する。本実施形態では、積雪量の程度は、透過窓121に付着した付着物からの反射波の検出量に応じて、大、中、小、の3段階で判定される。
【0027】
続いて、S15で、制御部30は、S14で判定された透過窓121の表面への積雪量の程度に応じて、ヒータ20の目標表面温度T
1
を積雪時の目標表面温度T
a
に設定した後、処理をS19に移行する。積雪時の目標表面温度T
a
は、積雪量が多くなるほど高くなるように設定される。本実施形態では、積雪時の目標表面温度T
a
は、S14で判定された積雪量の程度である、大、中、小に対応するように、T
a1
,T
a2
,T
a3
の3段階で設定される。
【0028】
一方、制御部30は、S13で透過窓121の表面への積雪がないと判定した場合には、処理をS16に移行する。
S16で、制御部30は、第1検出部12aによる空気中の浮遊物からの反射波の検出結果と、外気温とに基づいて、車両の周辺で降雪があるか否かを判定する。具体的には、制御部30は、第1検出部12aにより空気中の浮遊物からの反射波が検出され、かつ、外気温が降雪判定温度以下である場合には、車両の周辺で降雪があると判定する。降雪判定温度は、あらかじめ設定される所定の温度である。本実施形態では、積雪判定温度と降雪判定温度は同じ温度に設定されているが、異なる温度に設定されていてもよい。
【0029】
なお、第1検出部12aは、測距対象物からの反射波の検出と、空気中の浮遊物からの反射波の検出との両方を行うが、検出された物体の大きさに基づいて、検出された物体が測距対象物であるか、空気中の浮遊物であるかを判定できる。
【0030】
制御部30は、S16で車両の周辺で降雪があると判定した場合には、処理をS17に移行し、車両の周辺での降雪量の程度を判定する。本実施形態では、降雪量の程度は、空気中の浮遊物からの反射波の検出量に応じて、大、中、小、の3段階で判定される。
(【0031】以降は省略されています)

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