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公開番号2024128677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-24
出願番号2023037800
出願日2023-03-10
発明の名称測距装置、測距システム、および測距方法
出願人ミツミ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01S 7/497 20060101AFI20240913BHJP(測定;試験)
要約【課題】物体の三次元位置の測定精度に優れた測距装置、測距システムおよび測距方法を提供すること。
【解決手段】本測距装置(100)は、照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、前記物体までの距離を測定する測距装置であって、照射される前記光を走査させる光走査部と、前記戻り光を受光し、受光した前記戻り光に基づく受光信号を出力する受光部と、前記光走査部により走査される前記光の走査角度または走査位置のどちらか一方に関する情報を補正する補正部と、前記走査角度または走査位置のどちらか一方ごとで、前記受光部からの前記受光信号に基づいて得られる前記物体までの距離に関する情報と、前記補正部により補正された前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、を出力する出力部と、を有する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、前記物体までの距離を測定する測距装置であって、
照射される前記光を走査させる光走査部と、
前記戻り光を受光し、受光した前記戻り光に基づく受光信号を出力する受光部と、
前記光走査部により走査される前記光の走査角度または走査位置のどちらか一方に関する情報を補正する補正部と、
前記走査角度または走査位置のどちらか一方ごとで、前記受光部からの前記受光信号に基づいて得られる前記物体までの距離に関する情報と、前記補正部により補正された前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、を出力する出力部と、を有する、測距装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記補正部は、予め取得された前記走査角度と前記走査角度の誤差との対応を示す情報を参照して、前記走査角度に関する情報を補正するか、または、予め取得された前記走査位置と前記走査位置の誤差との対応を示す情報を参照して、前記走査位置に関する情報を補正する、請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記走査角度と前記走査角度の誤差との対応を示す情報、または前記走査位置と前記走査位置の誤差との対応を示す情報のどちらか一方を格納する格納部を有する、請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記光走査部は、直交する二軸それぞれの方向に前記光を走査させ、
前記対応を示す情報は、前記二軸を含む仮想平面内において三角格子を形成するように配置された複数の格子点ごとに、前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に対応する誤差に関する情報を含み、
前記補正部は、前記格子点に対応する前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方を補正する、請求項２に記載の測距装置。
【請求項５】
前記補正部は、３つの前記格子点の間に位置する点に対応する前記走査角度に関する情報を、３つの前記格子点の位置に基づく内挿補間演算により得られる前記走査角度の誤差に関する情報を用いて補正するか、または３つの前記格子点の間に位置する点に対応する前記走査位置に関する情報を、３つの前記格子点の位置に基づく内挿補間演算により得られる前記走査位置の誤差に関する情報を用いて補正する、請求項４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記三角格子は、正三角形格子である、請求項４に記載の測距装置。
【請求項７】
照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、前記物体までの距離を測定する測距装置と、前記測距装置と通信可能に接続される情報処理装置と、を有する測距システムであって、
照射される前記光を走査させる光走査部と、
前記戻り光を受光し、受光した前記戻り光に基づく受光信号を出力する受光部と、
前記光走査部により走査される前記光の走査角度または走査位置のどちらか一方に関する情報を補正する補正部と、
前記走査角度または走査位置のどちらか一方ごとで、前記受光部からの前記受光信号に基づいて得られる前記物体までの距離に関する情報と、前記補正部により補正された前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、を出力する出力部と、を有する、測距システム。
【請求項８】
前記情報処理装置は、前記補正部を有し、
前記測距装置は、予め取得された、前記走査角度および前記走査位置の少なくとも一方と誤差との対応を示す情報を格納する格納部と、
前記物体までの距離に関する情報と、前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、前記対応を示す情報と、を前記情報処理装置に送信する送信部と、を有し、
前記補正部は、前記測距装置から受信した前記対応を示す情報を参照して、前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報を補正する、請求項７に記載の測距システム。
【請求項９】
前記対応を示す情報は、直交する２軸を含む仮想平面内において三角格子を形成するように配置された格子点ごとに、前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に対応する誤差に関する情報を含み、
前記補正部は、３つの前記格子点の間に位置する点に対応する前記走査角度に関する情報を、３つの前記格子点の位置に基づく内挿補間演算により得られる前記走査角度の誤差に関する情報を用いて補正するか、または３つの前記格子点の間に位置する点に対応する前記走査位置に関する情報を、３つの前記格子点の位置に基づく内挿補間演算により得られる前記走査位置の誤差に関する情報を用いて補正する、請求項８に記載の測距システム。
【請求項１０】
照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、前記物体までの距離を測定する測距装置による測距方法であって、前記測距装置が、
光走査部により、照射される前記光を走査させ、
受光部により、前記戻り光を受光し、受光した前記戻り光に基づく受光信号を出力し、
補正部により、前記光走査部により走査される前記光の走査角度または走査位置のどちらか一方に関する情報を補正し、
出力部により、前記走査角度または走査位置のどちらか一方ごとで、前記受光部からの前記受光信号に基づいて得られる前記物体までの距離に関する情報と、前記補正部により補正された前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、を出力する、測距方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置、測距システム、および測距方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、物体までの距離を測定する測距装置、測距システムおよび測距方法が知られている。この測距装置、測距システムおよび測距方法は、ロボット、自動車、飛行体等の移動体に搭載され、移動体の周囲に存在する物体を認識する用途等において使用される。
【０００３】
上記測距装置として、照射する光をスキャンするアクチュエータを備え、光の照射に対する反射点からの反射光を検出することで、測距装置の測距結果を補正するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２５９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アクチュエータ等の光走査部により走査される照射光の走査角度または走査位置は、光走査部に含まれる反射面の傾き誤差等に応じて、誤差を含む場合がある。照射光の走査角度または走査位置の誤差は、測距装置により得られる物体の三次元位置の測定精度を低下させる。特許文献１に記載の測距装置は、反射点までの距離を補正することについて開示しているものの、照射光の走査角度または走査位置の補正については開示していない。
【０００６】
本発明は、物体の三次元位置の測定精度に優れた測距装置、測距システムおよび測距方法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】
【０００７】
本測距装置（１００）は、照射された光に対する物体の反射光および散乱光の少なくとも一方である戻り光に基づき、前記物体までの距離を測定する測距装置であって、照射される前記光を走査させる光走査部と、前記戻り光を受光し、受光した前記戻り光に基づく受光信号を出力する受光部と、前記光走査部により走査される前記光の走査角度または走査位置のどちらか一方に関する情報を補正する補正部と、前記走査角度または走査位置のどちらか一方ごとで、前記受光部からの前記受光信号に基づいて得られる前記物体までの距離に関する情報と、前記補正部により補正された前記走査角度または前記走査位置のどちらか一方に関する情報と、を出力する出力部と、を有する。
【０００８】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物体の三次元位置の測定精度に優れた測距装置、測距システムおよび測距方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る測距装置の一例を示す斜視図である。
図１の測距装置における光源および受光部周辺の一例の斜視図である。
光分割部材による光分割の様子の一例を示す図であり、図３（ａ）は光分割部材の側面図、図３（ｂ）は光の入射方向側から視た光分割部材の斜視図、図３（ｃ）は光分割部材の正面図である。
実施形態に係る測距装置における光走査部の構成例を示す斜視図である。
実施形態に係る測距装置の構成例を示すブロック図である。
実施形態に係る測距装置における同期検出部の構成例を示す図である。
実施形態に係る測距装置における制御部の構成例を示すブロック図である。
実施形態に係る測距装置における受光部基板の構成例を示す図である。
第１実施形態に係る測距装置における制御部の機能構成例を示す図である。
第１実施形態に係る測距装置における処理例を示すフロー図である。
第１実施形態に係る測距装置における対応情報を説明する図である。
図１１の対応情報の内挿補間について説明する図である。
二等辺三角形格子を用いた内挿補間例を説明する図である。
正三角形格子を用いた内挿補間例を説明する図である。
第２実施形態に係る測距システムの構成例を示すブロック図である。
第２実施形態に係る情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
第２実施形態に係る測距装置における制御部の機能構成例を示すブロック図である。
第２実施形態に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。
第２施形態に係る測距システムにおける処理例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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