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公開番号2025180833
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-11
出願番号2024088441
出願日2024-05-30
発明の名称測距装置及び方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01S 17/36 20060101AFI20251204BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物との距離によって測定する位置がずれてしまい、距離画像に歪みが生じるという課題があった。
【解決手段】階層的に組み合わされた複数の周波数で変調された変調波形を生成する手段(20)と、該変調波形を測定対象に走査して照射する手段(3)と、該測定対象からの反射波を受光する手段(4)と、該反射波から変調周波数それぞれの位相差を検出して対象物までの距離を算出する手段(23)と、を備えた3次元測距装置であって、既に行なった座標の測定結果に応じて座標の測定のタイミングを制御する手段(27)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
階層的に組み合わされた複数の周波数で変調された変調波形を生成する手段（２０）と、
該変調波形を測定対象に走査して照射する手段（３）と、
該測定対象からの反射波を受光する手段（４）と、
該反射波から変調周波数それぞれの位相差を検出して対象物までの距離を算出する手段（２３）と、
を備えた３次元測距装置であって、
既に行なった座標の測定結果に応じて座標の測定のタイミングを制御する手段（２７）と、
を備えたことを特徴とする測距装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記タイミング制御手段は、既に行なった近傍の座標の測定結果を参照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３】
前記タイミング制御手段は前記距離算出手段で使用する主変調波の測定期間を制御し、参照した座標の距離が遠くなる程度に応じて座標の測定期間の後方に位置するよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記受光手段で受光したデータを格納する記憶手段をさらに備え、前記距離算出手段は該記憶手段において前記測定期間に対応する位置からデータを読み出して距離を算出することを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
【請求項５】
階層的に組み合わされた複数の周波数で変調された変調波形を生成するステップと、
該変調波形を測定対象に走査して照射するステップと、
該測定対象からの反射波を受光するステップと、
該反射波から変調周波数それぞれの位相差を検出して対象物までの距離を算出するステップと、
を備えた３次元測距方法であって、
既に行なった座標の測定結果に応じて座標の測定のタイミングを制御するステップと、
を備えたことを特徴とする測距方法。
【請求項６】
前記タイミング制御ステップは、既に行なった近傍の座標の測定結果を参照することを特徴とする請求項５に記載の測距方法。
【請求項７】
前記タイミング制御ステップは前記距離算出ステップで使用する主変調波の測定期間を制御し、参照した座標の距離が遠くなる程度に応じて座標の測定期間の後方に位置するよう制御することを特徴とする請求項５または６に記載の測距方法。
【請求項８】
前記受光ステップで受光したデータを格納する記憶ステップをさらに備え、前記距離算出ステップは該記憶ステップにおいて前記測定期間に対応する位置からデータを読み出して距離を算出することを特徴とする請求項７に載の測距方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、間接ＴｏＦ方式を用いた３次元測距装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車のＡＤＡＳ（先進運転支援システム）における周辺状況の検出手段として、レーザ光によって検知と測距を行なうＬｉＤＡＲ装置が実用化されている。レーザ光を二次元方向に走査（例えばラスタスキャン）して測距することで、対象物との距離がわかるような距離画像を作成できる。対象物の種類と距離を認識することで、自動緊急ブレーキのような機能を実現することができる。
【０００３】
ＬｉＤＡＲ装置は、ＴｏＦ（ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔ）方式を用いて３次元測距を行なう。ＴｏＦ方式には直接ＴｏＦ方式と間接ＴｏＦ方式がある。間接ＴｏＦ方式は、レーザ光を対象物に照射し、戻ってきた反射波の位相遅れ分を測定することで距離を求める方式である。
【０００４】
間接ＴｏＦ方式を用いて長距離で高精度に距離を測定する方法として、例えば、特許文献１に記載されているような方法が実現されている。
（１）レーザ光を高周波と低周波の波形で多重変調し、各周波数の測定値から距離を算出する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開昭６４－６９９８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例においては、対象物との距離によって測定する位置がずれてしまい、距離画像に歪みが生じるという課題があった。従来例の測距装置はレーザ光を走査して測定する。例えば、対象領域の左端から測定を開始し、右方向に順に位置をずらしながら測定し、右端まで走査する。近い物体においては、レーザ光は想定した位置で物体の表面を反射し、反射光が戻る。一方で、遠い物体からの反射波は遅れて到着するため、受光した反射光は前の位置（やや左側）で物体を反射した光となってしまうことがある。言い換えれば、遠い物体の測定結果は、物体表面のやや左側の位置を測定したものとなる。物体との距離によって位置ずれの程度が異なるので、距離画像は面方向の歪みを含んだものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係る測距装置は、
階層的に組み合わされた複数の周波数で変調された変調波形を生成する手段（２０）と、
該変調波形を測定対象に走査して照射する手段（３）と、
該測定対象からの反射波を受光する手段（４）と、
該反射波から変調周波数それぞれの位相差を検出して対象物までの距離を算出する手段（２３）と、
を備えた３次元測距装置であって、
既に行なった座標の測定結果に応じて座標の測定のタイミングを制御する手段（２７）と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物体との距離によって生じる測定位置の位置ずれを防ぐことができるので、歪みがない距離画像を得ることが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の測距装置の全体構成を示すブロック図
実施例１の波形生成部の概略構成を示すブロック図
実施例１の距離算出部の概略構成を示すブロック図
実施例１の距離画像の画面例
実施例１のデータ処理パイプラインのタイミング図
実施例１の距離画像作成の処理の流れを示すフローチャート
実施例１の測定ウィンドウの位置変更処理の動作例を示すタイミング図
実施例２の測距装置の全体構成を示すブロック図
実施例２のデータ処理パイプラインのタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【実施例】
（【００１１】以降は省略されています）

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