JP2023158207A - optical equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザレーダ装置の出力精度の低下を抑えることができるようにする。
【解決手段】地図データ格納部11に格納されている地図データの地図データ構造110は、発光部2及び受光部3を備えるライダ1の受光部3の出力信号のノイズ低減処理を行うマッチドフィルタ6で用いられる地図データの地図データ構造110であって、マッチドフィルタ6で利用される基準信号の波形情報112が所定のエリア111毎に設定され、基準信号の波形情報112に基づいてマッチドフィルタ6が出力信号の処理をする。
【選択図】図1
An object of the present invention is to suppress a decrease in output accuracy of a laser radar device.
A map data structure 110 of map data stored in a map data storage unit 11 includes a matched filter 6 that performs noise reduction processing on an output signal of a light receiving unit 3 of a lidar 1 that includes a light emitting unit 2 and a light receiving unit 3. A map data structure 110 of map data used in the map data structure 110, in which waveform information 112 of a reference signal used in the matched filter 6 is set for each predetermined area 111, and the matched filter 6 is configured based on the waveform information 112 of the reference signal. Process the output signal.
[Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、光学機器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical equipment.
従来から、被検出空間にレーザ光のパルスを照射し、その反射光のレベルに基づいて、被検出空間内の対象物を検出するレーザレーダ装置(LiDAR;Light Detection and Rangingとも呼ばれる)が知られている。このようなレーザレーダ装置には、SN比信号対雑音比)の向上等を目的として、受光部の出力信号に対してフィルタリングを行ってSN比向上を行うものが存在する。例えば、特許文献1には、レーザレーダ装置において、受光部の出力信号に対してマッチドフィルタを用いる点が記載されている。
Conventionally, laser radar devices (LiDAR; also called Light Detection and Ranging) have been known, which irradiate a detection space with a pulse of laser light and detect an object within the detection space based on the level of the reflected light. ing. Among such laser radar devices, there is one that performs filtering on the output signal of the light receiving section to improve the signal-to-noise ratio (signal-to-noise ratio). For example,
特許文献1に記載されているマッチドフィルタを用いる場合、マッチドフィルタに供するインパルス応答を既知として予め用意しておき、用意したインパルス応答を用いて受光部の出力信号のフィルタリングを行うが、レーザレーダ装置ごとの個体差や経年変化、温度等の環境変化などに対応できず、結果としてレーザレーダ装置の出力精度が低下するという問題が生じる。
When using the matched filter described in
このような問題に対処するため、特許文献2では、射出光を反射する反射体を備え、反射体によって反射された戻り光をAPDが受光したときのAPDの出力信号に基づいて、マッチドフィルタによって利用される基準受信パルスを推定している。
In order to deal with such problems,
しかしながら、特許文献2に記載の方法では、実際に光を照射する対象物の特性を考慮せずに基準受信パルス(基準信号ともいう)を推定しているので、対象物の形状や照射角度等によっては基準信号が精度良く推定できず、レーザレーダ装置の出力精度が低下するという問題への対策としては不十分である。
However, in the method described in
本発明が解決しようとする課題としては、レーザレーダ装置の出力精度の低下を抑えることが一例として挙げられる。 An example of the problem to be solved by the present invention is to suppress a decrease in output accuracy of a laser radar device.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、光を照射する照射部及び対象物にて反射された前記光の戻り光を受光する受光部と、前記受光部の出力信号のSN比向上に関する処理を行う信号処理部と、前記信号処理部で用いられる地図データが格納されている格納部と、を備え、前記地図データには、前記信号処理部で利用される基準信号の波形情報が地図における所定の領域毎に設定され、前記信号処理部は、前記基準信号の波形情報に基づいて前記出力信号の処理をする、ことを特徴としている。
In order to solve the above problem, the invention according to
以下、本発明の一実施形態にかかる地図データ構造を説明する。本発明の一実施形態にかかる地図データ構造は、光を照射する照射部及び対象物にて反射された光の戻り光を受光する受光部を備える光学機器の受光部の出力信号のSN比向上処理を行う信号処理部で用いられる地図データの地図データ構造であって、信号処理部で利用される基準信号に関する情報が地図データの示す地図における所定の領域毎に設定され、基準信号に関する情報に基づいて信号処理部が出力信号の処理をする。このようにすることにより、地図データに基準信号に関する情報を予め設定することができるので、光を照射する対象物の特性を考慮した基準信号を選択して利用することができる。また、所定の領域毎に基準信号に関する情報が設定されているので、例えば、建物が多い街中、田畑や森林といった光を照射する領域の特性に応じて基準信号に関する情報を設定することができる。 Hereinafter, a map data structure according to an embodiment of the present invention will be explained. A map data structure according to an embodiment of the present invention improves the signal-to-noise ratio of an output signal of a light receiving section of an optical device that includes an irradiating section that irradiates light and a light receiving section that receives return light of the light reflected by an object. A map data structure of map data used in a signal processing unit that performs processing, in which information regarding a reference signal used by the signal processing unit is set for each predetermined area on a map indicated by the map data, and information regarding the reference signal is Based on this, the signal processing unit processes the output signal. By doing this, information regarding the reference signal can be set in the map data in advance, so that a reference signal that takes into account the characteristics of the object to be irradiated with light can be selected and used. Furthermore, since the information regarding the reference signal is set for each predetermined area, the information regarding the reference signal can be set according to the characteristics of the area to which light is irradiated, such as a city with many buildings, a field, or a forest.
また、基準信号に関する情報は、地図が示す空間を所定の大きさで区分したセル毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、街中や田畑等をセルの単位で更に細分化することができる。したがって、より細かく基準信号に関する情報が設定することができる。 Further, the information regarding the reference signal may be set for each cell that divides the space indicated by the map into predetermined sizes. By doing this, the city, fields, etc. can be further subdivided into cells. Therefore, more detailed information regarding the reference signal can be set.
また、地図が示す空間を所定の大きさのセルで区分した場合に、ライダ等のセンサに対する各セルの持つ特性の類似性に応じて複数のセルを1の領域とし、当該1の領域に対して基準信号に関する情報が設定されていてもよい。例えば、路面を所定の大きさのセルで区分し複数のセルで細分化した場合に、区画線を含むセル同士は反射特性が類似するため、同一の基準信号が適切な基準信号となる場合がある。このような場合に、情報量を削減しつつ、細かく基準信号に関する情報が設定することができる。 In addition, when the space indicated by the map is divided into cells of a predetermined size, multiple cells are treated as one area according to the similarity of the characteristics of each cell with respect to sensors such as lidar, and the number of cells is divided into one area. Information regarding the reference signal may also be set. For example, when a road surface is divided into cells of a predetermined size and subdivided into multiple cells, the same reference signal may become the appropriate reference signal because the cells including the division lines have similar reflection characteristics. be. In such a case, detailed information regarding the reference signal can be set while reducing the amount of information.
また、基準信号に関する情報は、天候毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、天候によって、領域の反射特性が変化するような場合や反射特性が異なる物体が出現または消滅する場合であっても、適切な基準信号を選択して利用することができる。例えば、気温や湿度などの変化により領域の反射特性が変化し、戻り光や光学機器に戻り光と共に入射する背景光が変化する。このような変化に対応することができる。 Further, the information regarding the reference signal may be set for each weather. By doing this, it is possible to select and use an appropriate reference signal even when the reflection characteristics of an area change depending on the weather or when objects with different reflection characteristics appear or disappear. . For example, changes in temperature, humidity, etc. change the reflection characteristics of the area, and the returned light and the background light incident on the optical device together with the returned light change. It is possible to respond to such changes.
また、基準信号に関する情報は、季節毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、季節によって、領域の状態が変化したことによる影響を考慮することができる。例えば、冬の場合、雪が積もる領域では雪が積もると反射特性が変化する。或いは、街路樹は、季節によって葉の有無等状態が変化するため反射特性が変化する。また、例えば、季節の変化による気温や湿度などの変化によって、領域の反射特性が変化する。このような反射特性の変化によって、戻り光や背景光が変化する。このような変化に対応することが可能となる。 Further, the information regarding the reference signal may be set for each season. By doing this, it is possible to take into account the effects of changes in the state of the area depending on the season. For example, in winter, in areas where snow accumulates, the reflection characteristics change as the snow accumulates. Alternatively, the reflective characteristics of street trees change depending on the season, such as the presence or absence of leaves. Further, for example, the reflection characteristics of the area change due to changes in temperature, humidity, etc. due to seasonal changes. Due to such changes in reflection characteristics, returned light and background light change. It becomes possible to respond to such changes.
また、基準信号に関する情報は、時間帯毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、時間帯によって、光学機器に戻り光と共に入射する背景光が変化するような場合や領域の反射特性が変化するような場合や、反射特性が異なる物体が出現または消滅する場合であっても、適切な基準信号を選択して利用することができる。例えば、昼夜では太陽や街灯などの光源の変化により背景光が変化したり、時間帯の変化による気温や湿度などの変化によって、領域の反射特性が変化し、戻り光や背景光が変化したりする。このような変化に対応することが可能となる。 Further, the information regarding the reference signal may be set for each time period. By doing this, the background light that enters the optical device along with the returning light may change depending on the time of day, the reflection characteristics of the area may change, or objects with different reflection characteristics may appear or disappear. Even in such a case, an appropriate reference signal can be selected and used. For example, during the day and night, background light changes due to changes in light sources such as the sun and street lights, and changes in temperature and humidity due to changes in time of day change the reflection characteristics of an area, causing changes in return light and background light. do. It becomes possible to respond to such changes.
また、本発明の一実施形態にかかる記憶媒体は、上述した地図データ構造を有する地図データが格納されている。このようにすることにより、地図データ構造を有する地図データをハードディスクや光ディスク或いはメモリーカード等に格納して流通させることができる。 Further, the storage medium according to an embodiment of the present invention stores map data having the map data structure described above. By doing so, map data having a map data structure can be stored and distributed in a hard disk, optical disk, memory card, or the like.
また、本発明の一実施形態にかかる記憶装置は、上述した地図データ構造を有する地図データが格納されている。このようにすることにより、例えばサーバ装置等に地図データ構造を有する地図データを格納して配信等することができる。 Furthermore, the storage device according to an embodiment of the present invention stores map data having the map data structure described above. By doing so, map data having a map data structure can be stored and distributed, for example, in a server device or the like.
本発明の第1の実施例にかかる光学機器を図1~図8を参照して説明する。図1は、本実施例にかかる光学機器としてのライダの機能構成図である。ライダ1は、発光部2と、受光部3と、光学系4と、ADコンバータ(ADC)5と、マッチドフィルタ6と、制御部8と、を備えている。ライダ1は、光パルス(以下、照射光という)を照射し、対象物としての外部の物体100により反射された光パルス(以下、戻り光という)を受光することにより、物体100に関する情報を生成するレーザレーダ装置であり、LiDARとも称される。
An optical device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a functional configuration diagram of a lidar as an optical device according to this embodiment. The
発光部2は、制御部8からのトリガ信号等に応じて光パルスを出力する。発光部2は、レーザダイオード(LD)と、LDを駆動するドライバ回路等を備えている。
The
受光部3は、物体100からの戻り光の強度に比例した電圧信号(受光信号)を出力する。一般的に、フォトダイオードなどの光検出素子は電流出力であるため、受信部はこの電流を電圧に変換(I/V変換)して出力する。受光部3は、光検出素子としてAPD(アバランシェフォトダイオード)と、上述したI/V変換回路等を備えている。
The
光学系4は、発光部2から入力される光パルスを照射光として照射方向を変えながら照射するとともに、この照射光が空間中の物体100に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光を受光部3に導く。光学系4は、回転ミラー、コリメータレンズ、集光レンズ等の光学部材を備えている。即ち、発光部2と光学系4とで、照射方向を変えながら光を照射する照射部として機能し、受光部3と光学系4とで、物体100(対象物)にて反射された光の戻り光を受光する受光部として機能する。なお、本実施例では、照射方向を変えながら光を照射するライダで説明するが、照射方向を変えないフラッシュライダ等であってもよい。
The
ADコンバータ5は、受光部3から出力されたアナログ信号(受光信号)をデジタル信号に変換する周知の回路である。
The
マッチドフィルタ6は、送受信するパルスの波形と同じ波形の信号に対して通過率を1とする通過特性をもつ周知のフィルタであり整合フィルタとも呼ばれる。マッチドフィルタ6は、ADコンバータ5の出力(受光信号)に対して、後述する基準信号を所定のインパルス応答として畳み込んで、フィルタリングを行うことで受光信号のSN比向上処理を行う。このSN比向上処理とは、例えばSN比が最大になるような処理を示す。つまり、マッチドフィルタ6が本実施例に係る信号処理装置を構成する。
The matched
制御部8は、例えばCPU(Central Processing Unit)やメモリ等を有するマイクロコンピュータもしくは専用のハードウェアで構成され、ライダ1の全体制御を司る。制御部8は、発光部2に対して光パルス出力を指示するトリガ信号を送出する。また、制御部8は、トリガ信号の送出タイミングとマッチドフィルタ6からの出力信号のタイミングとに基づいてライダ1から物体100までの距離を算出する。
The
地図データ格納部11は、ライダ1が搭載されている車両が走行する経路等の範囲の地図データが格納されているメモリ等である。地図データ格納部11に格納される地図データは、予め全国の地図データを格納しておいてもよいし、図2に示したように、必要な範囲の地図データを、サーバ装置10からインターネット等のネットワークNを介してダウンロードしてもよい。また、必要な範囲に限らず、地図データの更新等をサーバ装置10から行ってもよい。
The map
GPS受信機12は、公知であるように複数のGPS衛星から送信される電波を定期的に受信して、現在の位置情報及び時刻を検出する。
As is well known, the
次に、上述した構成のマッチドフィルタ6の詳細について図3を参照して説明する。マッチドフィルタ6は、フィルタ6aと、制御部6bと、を備えている。フィルタ6aは、上述した整合フィルタである。
Next, details of the matched
制御部6bは、GPS受信機12が検出した現在位置と移動軌跡から得られた移動方向に基づいて地図データ格納部11に格納されている地図データからライダ1の照射方向のエリア(領域)についての基準信号に関する情報を取得する。そして、取得した基準信号に関する情報に基づく基準信号を生成しフィルタ6aに供給する。
The
ここで、地図データ格納部11に格納されている地図データのデータ構造の例を図4を参照して説明する。図4の地図データ構造110では、地図データには、エリア111毎に基準信号の波形情報112が設定されている。ここで、エリア111とは図4(a)に示したように、市街地領域、植生領域といったような領域(土地)の種類等を示している(勿論図4に示した2種類に限らない)。なお、エリア111は、領域の種類ではなく、地名等の固有の領域であってもよい。例えば、銀座、釧路湿原などの単位で設定してもよい。この場合は当該領域を示す位置情報等も地図データ構造110に含めるのが好ましい。
Here, an example of the data structure of the map data stored in the map
また、図4(b)に示したように、エリア111を戻り光や背景光の大きさで分けてもよい。図4(b)の例では、戻り光大、背景光少領域と、戻り光少、背景光大領域と、を示している。戻り光大、背景光少領域は、例えば黒いオブジェクトが支配的で、戻り光が少なく距離検出が困難な領域を示し、戻り光少、背景光大領域は、受光部の出力信号が飽和している領域を示す。この場合、戻り光の大きさはエリア111毎の反射特性等の性質に基づいて決定されるのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4(b), the
即ち、基準信号に関する情報としての基準信号の波形情報112が地図データの示す地図における所定の領域としてのエリア111毎に設定されている。
That is,
また、基準信号の波形情報112は、例えば、予め複数種類の基準信号でフィルタ6aによる処理を行った結果最もSN比が良い基準信号の波形情報が設定されている。例えば、街中で予め複数種類の基準信号でフィルタ6aによる処理を行い、フィルタ6aの出力が最もSN比の良い基準信号の波形情報をエリアAの基準信号の波形情報112として設定する。
Moreover, the
なお、図4では、基準信号に関する情報として基準信号の波形情報112が設定されているとして説明したが、エリア毎に反射特性等を設定してもよい。そして、制御部6bでは、当該反射特性等に基づいて基準信号を生成してもよい。
In FIG. 4, the
また、エリア111は、図4のように領域の種類等ではなく、所定の大きさで区分したセル(グリッド)であってもよい。また、このセルは高さ方向にも区切られたボクセルであってもよい。このようにすることにより、市街地領域や植生領域等をセルの単位で更に細分化することができる。したがって、より細かく基準信号に関する情報が設定することができる。
Further, the
また、このようにセルやボクセルで細分化した場合、共通する基準信号を用いるセル同士が複数隣接する場合は、それらのセルを1つの領域とみなしてもみなすことで、データ量の削減を図ることができる。 In addition, when subdividing into cells or voxels in this way, if multiple cells that use a common reference signal are adjacent to each other, the amount of data can be reduced by considering those cells as one area. be able to.
また、基準信号の波形情報112は、図5(a)に示したように、晴れ、曇り、雨等の天候によって背景光が変化することに対応して天候毎に設定されていてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 5A, the
また、基準信号の波形情報112は、図5(b)に示したように、春夏秋冬といった季節毎に設定されていてもよい。例えば、雪が積もっている部分は光の反射特性が変化するので、降雪地帯を示す領域では、冬は他の季節と基準信号に関する情報を変更するのが好ましい。また、街路樹や植栽等がある領域では、季節によって葉の有無等状態が変化することで光の反射特性が変化するので、季節によって基準信号に関する情報を変更するのが好ましい。あるいは、水田を示す領域では、水が張られているか否かや、稲の成長の具合で光の反射特性が変化するので、季節によって基準信号に関する情報を変更するのが好ましい。このように、季節によって反射特性が変化する領域は、基準信号の波形情報112を季節毎に設定するのが好ましい。
Further, the
また、基準信号の波形情報112は、図5(c)に示したように、朝昼夜といった時間帯ごとに設定されていてもよい。この場合も反射特性等の変化に対応することができる。なお、朝昼夜に限らず、例えば午前6時~午前10等、具体的な時刻を指定してもよい。
Further, the
マッチドフィルタ6の制御部6bは、GPS受信機12が検出した現在位置の情報や進行方向等に基づいて、ライダ1が光パルスを照射しているエリアを特定して、当該エリアに応じた基準信号の波形情報を、図4等に示した地図データ構造110を有する地図データから読み出す。
The
そして、制御部6bは、読み出した波形情報に基づいて基準信号を生成してフィルタ6aに供給する。基準信号が供給されたフィルタ6aは、当該基準信号に基づいて受光信号に対してフィルタリングを施して制御部8へ出力する。
Then, the
また、マッチドフィルタ6の構成は図3に限らない。マッチドフィルタ6は、それぞれ異なる基準信号に基づく特性に応じた複数のフィルタを備えるようにしてもよい。この場合、地図データ構造110の波形情報112には、複数のフィルタのいずれを選択するか示す選択情報が格納されている。そして、マッチドフィルタ6は、その選択情報に基づいて複数のフィルタのうち一のフィルタを選択してSN比向上処理をする。
Further, the configuration of the matched
また、例えば、図6に示したようにマッチドフィルタ6が、基準信号を生成してフィルタ6aに出力するローパスフィルタ(LPF)6cを備えていてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 6, the matched
この場合、基準信号に関する情報として、ローパスフィルタ6cのフィルタ特性がエリア毎に設定されており、制御部6bは、GPS受信機12が検出した現在位置と移動軌跡から得られた移動方向に基づいてローパスフィルタ6cのフィルタ特性を取得し、ローパスフィルタ6cに取得した特性を設定等することで、エリアに応じた基準信号をフィルタに与えるようにしてもよい。
In this case, the filter characteristics of the low-
ローパスフィルタ6cは、理想的な基準信号に対してそれぞれ異なる特性を有する複数のフィルタ(例えばガウシアンフィルタ)を備えている。ローパスフィルタ7は、フィルタリングされた結果を基準信号としてマッチドフィルタ6へ出力する。理想的な基準信号は、例えば発光部2の出力した照射光が外光の影響を受けない環境に置かれた反射特性既知の反射体より反射された戻り光を受光部3が受光した際のADコンバータ5の出力信号である。この理想的な基準信号は、当該信号の信号波形を格納したメモリ等から供給を受けてもよいし、当該信号を生成する発振回路等から供給を受けてもよい。
The low-
ローパスフィルタ6cは、例えば、標準偏差σが所定の実数a(a×1)のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×16のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×64のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×128のガウシアンフィルタを備えている。なお、基準信号は、ガウシアンフィルタに限らず他のフィルタリングにより生成してもよい。即ち、基準信号は、発光部(照射部)が照射する照射光に基づいて、それぞれ異なる加工が施されて生成されている。
The low-
図7に、ローパスフィルタ6cによるフィルタリング結果の例を示す。図の左側は、照射光を示す発光信号であり、その発光信号に対してローパスフィルタによりフィルタリングした結果が右側に示されている。フィルタリング結果は上から順に標準偏差σが所定の実数a(a×1)のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×16のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×64のガウシアンフィルタ、標準偏差σが所定の実数a×128のガウシアンフィルタとなっている。また、基準信号を生成する関数としては、図7に示したような対称な分布を示すものに限らず、例えば図8に示したような非対称な分布を示すものであってもよい。
FIG. 7 shows an example of filtering results by the low-
上述した説明では、ローパスフィルタ6cは、予め定めた固定の発光信号に基づいて基準信号を生成していたが、発光部2が用いた発光信号に基づいて基準信号を生成してもよい。
In the above description, the low-
本実施例によれば、地図データ格納部11に格納されている地図データの地図データ構造110は、発光部2及び受光部3を備えるライダ1の受光部3の出力信号のSN比向上処理を行うマッチドフィルタ6で用いられる地図データの地図データ構造110であって、マッチドフィルタ6で利用される基準信号の波形情報112が所定のエリア111毎に設定され、基準信号の波形情報112に基づいてマッチドフィルタ6が出力信号の処理をする。このようにすることにより、地図データに基準信号の波形情報112を予め設定することができるので、物体100の特性を考慮した基準信号を選択して利用することができる。また、所定のエリア111毎に基準信号の波形情報112が設定されているので、例えば、建物が多い市街地領域、植生領域といった光を照射する領域の特性に応じて基準信号に関する情報が設定することができる。
According to this embodiment, the
また、エリア111をセルまたはボクセルで分割した場合に、共通の基準信号を用いる複数のセルまたはボクセルをひとつの領域とし、基準信号に関する情報が設定されていてもよい。このようにすることにより、情報量を削減しつつ、エリアの特性に応じた基準信号に関する情報を設定することができる。
Furthermore, when the
また、基準信号の波形情報は、天候毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、天候によって領域の反射特性等の状態が変化するような場合であっても、適切な基準信号を選択して利用することができる。 Further, the waveform information of the reference signal may be set for each weather. By doing so, even if the reflection characteristics of the area change depending on the weather, an appropriate reference signal can be selected and used.
また、基準信号の波形情報は、季節毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、季節によって、領域の状態が変化したことによる影響を考慮することができる。 Further, the waveform information of the reference signal may be set for each season. By doing this, it is possible to take into account the effects of changes in the state of the area depending on the season.
また、基準信号の波形情報は、時間帯毎に設定されていてもよい。このようにすることにより、時間帯によって、領域の状態が変化したことによる影響を考慮することができる。 Further, the waveform information of the reference signal may be set for each time period. By doing so, it is possible to take into account the influence of changes in the state of the area depending on the time period.
また、サーバ装置10には、地図データ構造110を有する地図データが格納されている。このようにすることにより、サーバ装置10のように外部装置等に地図データ構造110を有する地図データを格納して配信等することができる。
Additionally, map data having a
なお、地図データ構造110を有する地図データは、光ディスクやメモリーカード等の記憶媒体に格納してもよい。
Note that the map data having the
次に、本発明の第2の実施例にかかる地図データ構造を図9を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a map data structure according to a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. Note that the same parts as those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
本実施例は、ライダ1の構成は第1の実施例と同様である。本実施例にかかる地図データのデータ構造の例を図9を参照して説明する。図9の地図データ構造110Aでは、地図データには、地物を示すオブジェクト113毎に基準信号の波形情報112が設定されている。つまり、図9に示したように、ビル等の建物や街路樹等の樹木や道路等のオブジェクト毎に基準信号の波形情報112が設定されている(勿論図9に示した3種類に限らない)。
In this embodiment, the configuration of the
なお、図9では、オブジェクトとして地物の種類で記載したが、例えば○○ビル等、特定の名称としてもよい。その場合は当該地物の位置(緯度、経度)も地図データ構造110Aに含めるのが好ましい。
In addition, in FIG. 9, the object is described by the type of feature, but it may also be a specific name, such as ○○ building, for example. In that case, it is preferable that the location (latitude, longitude) of the feature is also included in the
マッチドフィルタ6の制御部6bは、GPS受信機12が検出した現在位置の情報に基づいて、ライダ1が光パルスを照射しているオブジェクトを特定して、当該オブジェクトに応じた基準信号の波形情報を、図9に示した地図データ構造110Aを有する地図データから読み出す。
The
そして、制御部6bは、読み出した波形情報に基づいて基準信号を生成してフィルタ6aに供給する。基準信号が供給されたフィルタ6aは、当該基準信号に基づいて受光信号に対してフィルタリングを施して制御部8へ出力する。
Then, the
なお、オブジェクトの単位としては、建物や道路といった地物の単位に限らない。例えば、建物の壁面と窓や、道路上の白線等の道路標示の有無で光の反射特性等が異なるので、オブジェクトとして地物を構成する部材等まで細分化してもよい。 Note that the unit of object is not limited to the unit of features such as buildings and roads. For example, since the reflection characteristics of light differ depending on the walls and windows of a building, or the presence or absence of road markings such as white lines on the road, it is also possible to subdivide the components of a feature as an object.
また、本実施例においても、オブジェクトを戻り光や背景光の大きさで分けてもよい。この場合、戻り光の大きさはオブジェクト毎の反射特性等の性質に基づいて決定されるのが好ましい。 Also in this embodiment, objects may be divided by the magnitude of return light or background light. In this case, the magnitude of the returned light is preferably determined based on the properties of each object, such as its reflection characteristics.
また、オブジェクト毎に設定されている基準信号に関する情報は、ライダ1に対するオブジェクトの持つ特性の類似性に応じて設定されていてもよい。これは、異なるオブジェクトでも反射特性が似ているものであれば、同一の基準信号を用いることができるため、共通のフラグ等を付与することでフラグ情報を減らすことが可能となる。したがって、情報量を削減しつつ、オブジェクトの特性に応じた基準信号に関する情報を設定することができる。
Further, the information regarding the reference signal set for each object may be set according to the similarity of the characteristics of the object to the
また、本実施例においても、基準信号に関する情報は、天候毎や季節毎、時間帯毎に設定されていてもよい。 Also in this embodiment, the information regarding the reference signal may be set for each weather, each season, or each time period.
また、本実施例においても、サーバ装置10に、地図データ構造110Aを有する地図データを格納し配信等してもよい。さらに、地図データ構造110Aを有する地図データは、光ディスクやメモリーカード等の記憶媒体に格納してもよい。
Also in this embodiment, map data having the
本実施例によれば、地図データ格納部11に格納されている地図データの地図データ構造110Aは、発光部2及び受光部3を備えるライダ1の受光部3の出力信号のSN比向上処理を行うマッチドフィルタ6で用いられる地図データの地図データ構造110Aであって、マッチドフィルタ6で利用される基準信号の波形情報112が所定のオブジェクト113毎に設定され、基準信号の波形情報112に基づいてマッチドフィルタ6が出力信号の処理をする。このようにすることにより、地図データに基準信号の波形情報112を予め設定することができるので、物体100の特性を考慮した基準信号を選択して利用することができる。また、オブジェクト113毎に基準信号の波形情報112が設定されているので、例えば、例えば、ビル、樹木、道路といった光を照射する地物等の特性に応じて基準信号の波形情報112を設定することができる。
According to this embodiment, the
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の地図データ構造を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments. That is, those skilled in the art can implement various modifications based on conventionally known knowledge without departing from the gist of the present invention. Of course, such modifications fall within the scope of the present invention as long as they still have the map data structure of the present invention.
1 ライダ(光学機器)
2 発光部(照射部)
3 受光部
6 マッチドフィルタ(信号処理部)
6a フィルタ
6b 制御部
6c ローパスフィルタ
8 制御部
11 地図データ格納部
12 GPS受信機
100 物体(対象物)
110、110A 地図データ構造
111 エリア
112 基準信号の波形情報(基準信号に関する情報)
113 オブジェクト
1 Lidar (optical equipment)
2 Light emitting part (irradiation part)
3
110, 110A
113 Object
Claims (6)
前記受光部の出力信号のSN比向上に関する処理を行う信号処理部と、
前記信号処理部で用いられる地図データが格納されている格納部と、を備え、
前記地図データには、前記信号処理部で利用される基準信号の波形情報が地図における所定の領域毎に設定され、
前記信号処理部は、前記基準信号の波形情報に基づいて前記出力信号の処理をする、
ことを特徴とする光学機器。 an irradiation unit that irradiates light, and a light reception unit that receives return light of the light reflected from a target object;
a signal processing unit that performs processing related to improving the SN ratio of the output signal of the light receiving unit;
a storage unit storing map data used in the signal processing unit;
In the map data, waveform information of a reference signal used by the signal processing unit is set for each predetermined area on the map,
The signal processing unit processes the output signal based on waveform information of the reference signal.
An optical device characterized by:
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