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公開番号2025101565
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218494
出願日2023-12-25
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 7/497 20060101AFI20250630BHJP(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、発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部と、パルス光の出射ごとに、光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかを受光部の露光期間に設定する露光期間設定部と、それぞれの露光期間内にパルス信号の数をカウントして保持するカウント保持部と、を備え、検出期間を複数回、続けて設定する際に、パルス光の出射から、複数の検出期間のうちパルス光の出射からの開始タイミングが最も遅い検出期間が経過するまでの期間である単位検出期間の長さに相当する長さよりも短い不定の発光間隔で、発光制御部はパルス光を出射させる。
【選択図】図2
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、
前記発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部と、
前記パルス光の出射ごとに、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかを前記受光部の露光期間に設定する露光期間設定部と、
それぞれの前記露光期間内に前記パルス信号の数をカウントして保持するカウント保持部と、を備え、
前記検出期間を複数回、続けて設定する際に、前記パルス光の出射から、前記複数の検出期間のうち前記パルス光の出射からの開始タイミングが最も遅い検出期間が経過するまでの期間である単位検出期間の長さに相当する長さよりも短い不定の発光間隔で、前記発光制御部は前記パルス光を出射させる
ことを特徴とする測距装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記発光制御部は、前記複数回の検出期間の各々が１つ前の露光期間に対応する前記単位検出期間の終了後に位置するように、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３】
複数の前記単位検出期間のうち第１単位検出期間において第１発光期間で前記発光部から発せられた光の反射光を受光し得る期間を第１検出期間とし、前記第１単位検出期間の次の第２単位検出期間において第２発光期間で前記発光部から発せられた光の反射光を受光し得る期間を第２検出期間とした場合、
前記発光制御部は、前記第２検出期間が前記第１単位検出期間の終了後に位置するように、前記第１検出期間の終了から前記第１単位検出期間の終了までの間に前記第２発光期間を位置させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記露光期間設定部は、前記パルス光の出射からの開始タイミングが同じである検出期間を複数回、続けて実行した後、前回の検出期間とは前記パルス光の出射からの開始タイミングが異なる検出期間にランダムに切り替え、
前記発光制御部は、ランダムに切り替えられた前記検出期間に応じて発光間隔を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項５】
前記パルス光の出射からの開始タイミングが同じである検出期間が設定される前記単位検出期間を複数回、続けて実行する際に、前記発光制御部は、前記単位検出期間の移行ごとに前記発光間隔を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項６】
前記発光制御部は、前記発光部がパルス信号を出射する発光期間をランダムに変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項７】
前記カウント保持部は、前記検出期間を階級とし、前記パルス信号の数をカウントしたカウント値を度数とし、前記階級と前記度数とが対応付けられた度数分布情報を取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項８】
パルス光を出射する発光部を制御する発光制御部と、
前記発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部と、
前記パルス光の出射ごとに、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかを前記受光部の露光期間に設定する露光期間設定部と、
それぞれの前記露光期間内に前記パルス信号の数をカウントして保持するカウント保持部と、を備え、
前記露光期間設定部は、前記検出期間を示す検出期間情報を前記発光制御部に出力し、
前記発光制御部は、前記検出期間情報が示す検出期間の開始タイミングに基づいて前記発光部を発光させる発光期間を決定し、前記発光期間で発光することを示す発光制御信号を前記発光部に出力し、さらに、前記発光期間で前記発光部を発光制御したことを示す発光通知を前記露光期間設定部に出力し、
前記露光期間設定部は、前記発光通知に基づいて前記検出期間を前記受光部に設定する
ことを特徴とする測距装置。
【請求項９】
前記露光期間設定部は、１回の測距にあたり、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうち少なくとも２つ以上に露光期間を設定することを特徴とする請求項１または請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
移動体であって、
請求項１又は８に記載の測距装置と、
前記測距装置が取得した距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とする移動体。
（【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、前記発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部と、前記パルス光の出射ごとに、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかを前記受光部の露光期間に設定する露光期間設定部と、それぞれの前記露光期間内に前記パルス信号の数をカウントして保持するカウント保持部と、を備え、前記検出期間を複数回、続けて設定する際に、前記パルス光の出射から、前記複数の検出期間のうち前記パルス光の出射からの開始タイミングが最も遅い検出期間が経過するまでの期間である単位検出期間の長さに相当する長さよりも短い不定の発光間隔で、前記発光制御部は前記パルス光を出射させる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部と、前記発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部と、前記パルス光の出射ごとに、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかを前記受光部の露光期間に設定する露光期間設定部と、それぞれの前記露光期間内に前記パルス信号の数をカウントして保持するカウント保持部と、を備え、前記露光期間設定部は、前記検出期間を示す検出期間情報を前記発光制御部に出力し、前記発光制御部は、前記検出期間情報が示す検出期間の開始タイミングに基づいて前記発光部を発光させる発光期間を決定し、前記発光期間で発光することを示す発光制御信号を前記発光部に出力し、さらに、前記発光期間で前記発光部を発光制御したことを示す発光通知を前記露光期間設定部に出力し、前記露光期間設定部は、前記発光通知に基づいて前記検出期間を前記受光部に設定する測距装置が提供される。
【０００８】
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、前記発光部から発せられ測定対象領域にある対象物によって反射された光を含む光信号を検出してパルス信号に変換する受光部の露光期間を、前記パルス光の出射ごとに、前記光が射出されてから検出されるまでの時間に応じて定められた複数の検出期間のうちのいずれかに設定する露光期間設定ステップと、それぞれの前記露光期間内に前記パルス信号の数をカウントして保持するカウント保持ステップと、を有し、前記検出期間を複数回、続けて設定する際に、前記発光制御ステップでは、前記パルス光の発光から前記複数の検出期間のうち前記パルス光の出射からの開始タイミングが最も遅い検出期間が経過するまでの期間である単位検出期間の長さに相当する長さよりも短い不定の発光間隔で、前記パルス光を出射させる測距方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
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】
【００１０】
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実施形態に係る露光期間及び発光間隔の制御例を示す図である。
第１実施形態に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。
第２実施形態に係る露光期間及び発光間隔の制御例を示す図である。
第３実施形態に係る露光期間及び発光間隔の制御例を示す図である。
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】
（【００１１】以降は省略されています）

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