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公開番号2025125284
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021247
出願日2024-02-15
発明の名称測距装置、測距方法、及び、移動体
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01S 7/484 20060101AFI20250820BHJP(測定;試験)
要約【課題】フレームレートの低下を抑制しつつ、他の測距装置との干渉を抑制することができる測距装置を提供する。
【解決手段】測距装置は、パルス光を出射する発光部を制御する発光制御部と、発光部から出射され測定対象領域にある対象物による反射光を検出してパルス信号に変換する受光部と、反射光を検出する露光期間を設定する露光期間設定部と、パルス信号の数をカウントしたカウント値と露光期間とが対応付けられた度数分布情報を生成する度数分布生成部と、を備える。発光制御部はパルス光の発光間隔を制御する。複数の発光間隔は、第1発光間隔、及び、第1発光間隔の長さと異なる長さを有する第2発光間隔を含む。第1発光間隔及び第2発光間隔の少なくとも一方は、パルス光が出射されてから、パルス光に起因する反射光が検出され得るまでの測定期間よりも短い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
パルス光を出射する発光部を制御する発光制御部と、
前記発光部から出射され測定対象領域にある対象物による反射光を検出してパルス信号に変換する受光部と、
前記反射光を検出する露光期間を設定する露光期間設定部と、
前記パルス信号の数をカウントしたカウント値と前記露光期間とが対応付けられた度数分布情報を生成する度数分布生成部と、を備え、
前記発光制御部は前記パルス光の発光間隔を制御し、
複数の前記発光間隔は、第１発光間隔、及び、前記第１発光間隔の長さと異なる長さを有する第２発光間隔を含み、
前記第１発光間隔及び前記第２発光間隔の少なくとも一方は、前記パルス光が出射されてから、前記パルス光に起因する前記反射光が検出され得るまでの測定期間よりも短いことを特徴とする測距装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記第１発光間隔と前記第２発光間隔とは連続しており、
前記第１発光間隔における前記露光期間と前記第２発光間隔における前記露光期間とは、１つの前記測定期間内に含まれることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記発光制御部は、前記第１発光間隔と前記第２発光間隔とが交互になるように前記発光間隔を制御することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記第１発光間隔と前記第２発光間隔との差は、前記露光期間の整数倍に相当することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記発光制御部は、前記発光間隔をランダムに変更することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項６】
前記発光制御部は、前記発光間隔を周期的に変更することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項７】
前記複数の発光間隔は、前記第２発光間隔に続く第３発光間隔を含み、
前記発光制御部は、前記第２発光間隔と前記第３発光間隔との差が前記第１発光間隔と前記第２発光間隔との差よりも大きくなるように前記発光間隔を制御することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項８】
前記複数の発光間隔は、前記第２発光間隔に続く第３発光間隔を含み、
前記発光制御部は、前記第２発光間隔と前記第３発光間隔との差が前記第１発光間隔と前記第２発光間隔との差よりも小さくなるように前記発光間隔を制御することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項９】
前記発光制御部は、前記カウント値のピークの候補が複数存在する場合、前記発光間隔を変更することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記発光制御部は、前記カウント値と予め定められた閾値との比較結果に基づいて前記発光間隔を変更することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置、測距方法、及び、移動体に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、光を用いて対象物までの距離を測定する測距方式の一つとして、光飛行時間計測法（ＴＯＦ（Time of Flight）方式）と呼ばれる測距手法が知られている。ＴＯＦ方式は、対象物へ向けた発光から対象物により反射された反射光の検出までの時間に基づき対象物までの距離を計測する方法である。同様の測距装置が複数存在する環境下では、自己の測距装置の発光間隔と他の測距装置の発光間隔とが同じ間隔になる場合がある。この場合に、他の測距装置による発光を対象物からの反射光であると誤認識するという装置間の干渉の問題がある。この問題を解決するために、特許文献１に係るレーザレーダ装置は、投光ユニットからパルス光を対象物に測距周期で投光する際に、パルス光の投光タイミングをランダムに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１５８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に係るレーザレーダ装置は、パルス光の投光タイミングをランダムに設定する際に、最短の投光間隔から投光間隔を広げているため、フレームレートが低下する場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、フレームレートの低下を抑制しつつ、他の測距装置との干渉を抑制することができる測距装置、測距方法、及び、移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一開示によれば、パルス光を出射する発光部を制御する発光制御部と、前記発光部から出射され測定対象領域にある対象物による反射光を検出してパルス信号に変換する受光部と、前記反射光を検出する露光期間を設定する露光期間設定部と、前記パルス信号の数をカウントしたカウント値と前記露光期間とが対応付けられた度数分布情報を生成する度数分布生成部と、を備え、前記発光制御部は前記パルス光の発光間隔を制御し、複数の前記発光間隔は、第１発光間隔、及び、前記第１発光間隔の長さと異なる長さを有する第２発光間隔を含み、前記第１発光間隔及び前記第２発光間隔の少なくとも一方は、前記パルス光が出射されてから、前記パルス光に起因する前記反射光が検出され得るまでの測定期間よりも短い測距装置が提供される。
【０００７】
本明細書の一開示によれば、パルス光を出射する発光部を制御する発光制御ステップと、前記発光部から出射され測定対象領域にある対象物による反射光を検出してパルス信号に変換する受光ステップと、前記反射光を検出する露光期間を設定する露光期間設定ステップと、前記パルス信号の数をカウントしたカウント値と前記露光期間とが対応付けられた度数分布情報を生成する度数分布生成ステップと、を備え、前記発光制御ステップでは前記パルス光の発光間隔を制御し、複数の前記発光間隔は、第１発光間隔、及び、前記第１発光間隔の長さと異なる長さを有する第２発光間隔を含み、前記第１発光間隔及び前記第２発光間隔の少なくとも一方は、前記パルス光が出射されてから、前記パルス光に起因する前記反射光が検出され得るまでの測定期間よりも短い測距方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フレームレートの低下を抑制しつつ、他の測距装置との干渉を抑制することができる測距装置、測距方法、及び、移動体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る測距装置の構成例を示すハードウェアブロック図である。
第１実施形態に係る発光装置、受光装置、及び、信号処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
第１実施形態に係るフレーム期間、サブフレーム期間、及び、マイクロフレーム期間を説明する図である。
第１実施形態に係る第１露光期間及び発光間隔の制御例を示すタイミングチャートである。
第１実施形態に係る第１露光期間とパルス信号のカウント値との関係を表すヒストグラムである。
第１実施形態に係る第２露光期間及び発光間隔の制御例を示すタイミングチャートである。
第１実施形態に係る第２露光期間とパルス信号のカウント値との関係を表すヒストグラムである。
第２実施形態に係る第１露光期間及び発光間隔の制御例を示すタイミングチャートである。
第２実施形態に係る第１露光期間とパルス信号のカウント値との関係を表すヒストグラムである。
第３実施形態の比較例に係る第１露光期間とパルス信号のカウント値との関係を表すヒストグラムである。
第３実施形態に係る第１露光期間及び発光間隔の制御例を示すタイミングチャートである。
第３実施形態に係る第１露光期間とパルス信号のカウント値との関係を表すヒストグラムである。
第４実施形態に係る移動体の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る測距装置及び測距方法について説明する。本実施形態において説明する測距装置は、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等の技術を用いた装置である。この測距装置は、発光装置から光を測定対象領域に向けて出射してから、測定対象領域に含まれる対象物で反射された反射光を受光装置で受光するまでの時間差に基づいて、測距装置から対象物までの距離を計測する。また、この測距装置は、いわゆるタイムゲート方式の装置であり、距離に応じて露光期間（ゲート期間）を切り替えていき、対象物からの反射光を受光した露光期間の情報に基づいて対象物までの距離を計測する。
（【００１１】以降は省略されています）

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