物体检测装置的制作方法

物体检测装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术主张基于2020年3月19日申请的申请编号2020－048828的日本专利申请、以及2021年1月25日申请的申请编号2021－009395的日本专利申请的优先权，通过参照在此编入其全部的公开。
技术领域
3.本公开涉及物体检测装置。


背景技术：

4.在日本特开2019－128221号公报中，作为物体检测装置，公开了投射激光，并接受被物体反射的光来检测有无物体、到物体的距离等与物体有关的信息的扫描型激光雷达。
5.在上述那样的物体检测装置中，除了用于扫描的致动器以外，为了激光的稳定的发光以及受光，还考虑具备调整发光部的温度的温度调整器及、调整受光部的温度的温度调整器、调整激光的发光以及受光用的窗的温度的温度调整器等消耗较大的电流的多个组件。为了将在这些各组件中消耗的峰值电流同时供给至各组件，需要由允许各组件的峰值电流的合计值的电池、过电流保护电路等构成的电源，导致使用的电源的大型化。另外，在各组件的峰值电流的消耗定时变动，从电源输出的电流大幅变动的情况下，与此相应地导致电源的输出电压的较大的变动。


技术实现要素：

6.根据本公开的一个方式，提供物体检测装置。该物体检测装置具备：发光部，射出激光作为照射光；受光部，接受包含上述照射光的反射光的光；多个构成要素，进行动作以通过上述发光部以及上述受光部的动作来检测与物体有关的信息，并具有消耗电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间；共用电源，向上述多个构成要素供给电力；以及控制部，控制上述多个构成要素的动作，以使得上述共用电源输出的电流小于预先决定的上限电流。
7.根据该物体检测装置，由于能够使得共用电源输出的电流小于预先决定的上限电流，因此能够抑制共用电源的大型化，还能够抑制共用电源的输出电压的变动。
附图说明
8.关于本公开的上述目的以及其它目的、特征及优点，参照附图并通过下述的详细描述会变得更加明确。该附图是：
9.图1是第一实施方式所涉及的物体检测装置的概略结构图。
10.图2是表示第一实施方式中的驱动电流的例子的时序图。
11.图3是表示作为比较方式的驱动电流的时序图。
12.图4是表示第二实施方式中的驱动电流的例子的时序图。
13.图5是第三实施方式所涉及的物体检测装置的概略结构图。
具体实施方式
14.a.第一实施方式：
15.物体检测装置是通过照射激光作为照射光并接受包含来自对象物的反射光的光来检测有无对象物、到对象物的距离等与物体有关的信息的扫描型雷达(也被称为“lidar：light detection and ranging”)。
16.如图1所示，实施方式的物体检测装置10具备：共用电源20、发光部30、受光部40、扫描部50、发光部温度调整部60、窗温度调整部70以及控制部80。
17.发光部30由未图示的发出激光的发光元件以及控制发光元件的发光控制电路构成，按照控制部80的控制，射出激光作为照射光。从发光部30射出的照射光经由后述的扫描部50的扫描镜56以及设置于壳体的窗12向物体检测装置10的外部射出。
18.扫描部50具备：反射从发光部30射出的照射光的扫描镜56、使扫描镜56转动的扫描马达54、以及驱动扫描马达54的马达驱动电路52。扫描马达54例如是旋转螺线管，按照控制部80的控制而由马达驱动电路52驱动，在预先决定的角度范围(也被称为“视场角范围”)内反复正转以及反转。其结果是，扫描部50能够通过使扫描镜56转动而使照明光在由窗12规定的角度的扫描范围往复扫描。此外，扫描马达54不限定于旋转螺线管，只要是能够在与扫描范围对应的角度范围内反复正转以及反转，使照射光往复扫描的致动器即可。
19.当在扫描范围内存在人、车等物体(以下，也称为“对象物”)时，从发光部30射出的照射光在该物体表面漫反射，其一部分作为反射光经由窗12返回到扫描镜56。该反射光与其它外部光一同被扫描镜56反射，并由受光部40接受。
20.受光部40由未图示的多个受光元件以及受光控制电路构成，按照控制部80的控制，将与多个受光元件的受光状态相应的受光信号输出至控制部80。控制部80基于从受光部40接受到的受光信号来检测有无对象物、到对象物的距离等与物体有关的信息。
21.发光部温度调整部60具备：调整发光部30的温度的发光部温度调整器64、以及驱动发光部温度调整器64的发光部温度调整器驱动电路62。发光部温度调整器64按照控制部80的控制而由发光部温度调整器驱动电路62驱动，调整发光部30的温度。由此，发光部30能够在可以通过受光部40受光的稳定的波段内产生激光。此外，对于发光部温度调整器64，不仅能够应用加热器、珀耳帖元件等温度调整器，还能够应用能够进行加热以及冷却的温度调整器等各种温度调整器。
22.窗温度调整部70具备：调整窗12的温度的窗温度调整器74、以及驱动窗温度调整器74的窗温度调整器驱动电路72。窗温度调整器74按照控制部80的控制而由窗温度调整器驱动电路72驱动，调整窗12的温度。由此，能够除去窗12的冻结、起雾，并可以稳定地进行照射光向外部的射出以及反射光向内部的入射。此外，窗温度调整器74也与发光部温度调整器64相同地能够应用各种温度调整器。以下，设为发光部温度调整器64以及窗温度调整器74是如加热器那样通过使其开启/关闭来调整温度的温度调整器来进行说明。
23.共用电源20具备：电池22、直流电压转换电路(图中记载为“dcdc”)24以及过电流保护电路(图中记载为“ocp”)26。直流电压转换电路24将从电池22输出的直流电压转换为能够供给至马达驱动电路52、发光部温度调整器驱动电路62以及窗温度调整器驱动电路72
的直流电压。在检测到过电流作为向各电路供给的电流的情况下，过电流保护电路26切断向各电路的电力的供给。此外，与马达驱动电路52、发光部温度调整器驱动电路62以及窗温度调整器驱动电路72同样或者经由连接于电池22的未图示的电源电路对发光部30、受光部40以及控制部80供给电力，但为了便于说明实施方式，省略图示。
24.控制部80例如由微型计算机构成，通过cpu执行预先准备的程序，从而执行物体的检测所需要的发光部30、受光部40、扫描部50的马达驱动电路52、发光部温度调整部60的发光部温度调整器驱动电路62以及窗温度调整部70的窗温度调整器驱动电路72的控制。特别是，控制部80如以下说明的那样控制马达驱动电路52、发光部温度调整器驱动电路62以及窗温度调整器驱动电路72，来谋求从电池22供给的电流的峰值(以下，也称为“峰值电流”)的减少。
25.在如上述那样使照射光往复扫描的情况下，马达驱动电路52以扫描周期(也被称为“帧周期”)切换扫描马达54的旋转方向。此时，在扫描马达54中，如图2以及图3所示，作为在扫描周期ts的前头切换扫描方向时的恒定的期间tds内需要的马达驱动电流，与其它期间中需要的电流相比，需要几倍～十几倍以上的较大的电流。另外，如图2以及图3所示，对于发光部温度调整器64以及窗温度调整器74，作为在进行温度调整动作的期间中需要的驱动电流，与未进行温度调整动作的期间相比需要较大的电流。此外，为了使说明变得容易而示意性地示出图2以及图3所示的各驱动电流，实际的各驱动电流分别是在对应的各期间中变动的电流，是在对应的各期间整体与其它期间相比较大的电流。另外，在马达驱动电流的期间tds中产生的峰值(以下，也称为“峰值电流”)与发光部温度调整器的动作期间中的驱动电流的峰值(峰值电流)以及在窗温度调整器的动作期间产生的驱动电流的峰值(峰值电流)相比较大，扫描马达54的消耗电力大于发光部温度调整器64的消耗电力以及窗温度调整器74的消耗电力。
26.此处，将在马达驱动电流成为峰值电流的期间tds中，发光部温度调整器64以及窗温度调整器74重复动作的情况、以及在期间tds以外的期间中，发光部温度调整器64以及窗温度调整器74重复动作的情况作为比较方式进行说明。在期间tds中，如图3所示，需要将马达驱动电流的峰值(峰值电流)、在发光部温度调整器的动作期间产生的电流的峰值(以下，也称为“发光部温度调整器驱动电流的峰值电流”)以及在窗温度调整器的动作期间产生的电流的峰值(以下，也称为“窗温度调整器驱动电流的峰值电流”)合计而得的驱动电流。另外，在期间tds以外的期间中，如图3所示，存在需要将比期间tds足够小的驱动电流、发光部温度调整器驱动电流的峰值电流以及窗温度调整器驱动电流的峰值电流合计而得的驱动电流的情况。其结果是，要求电池22允许与该驱动电流的合计对应的电力的输出。因此，存在导致作为电池22使用的电源的大型化这一问题。另外，如图3所示，也存在如下的问题，即、根据扫描马达54、发光部温度调整器64以及窗温度调整器74的动作定时，重复的驱动电流的合计的变动变大，因此电池22的输出电压的变动变大。另外，还存在如下的问题，即、对于扫描部50、发光部温度调整部60以及窗温度调整部70，在不是利用共用电源20而利用单独的电源的情况下，也会导致装置的大型化。
27.与此相对，在实施方式的物体检测装置10中，在图2所示的马达驱动电流成为峰值电流的期间tds中，控制部80(参照图1)控制为发光部温度调整器64以及窗温度调整器74不进行动作(关闭)。即，控制部80在马达驱动电流成为峰值电流的期间tds中进行控制，以使
得发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间以及窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间不重复。由此，在期间tds中，能够使作为共用电源20的输出电流被请求的驱动电流的合计仅为马达驱动电流的峰值电流。另外，在图2所示的期间tds以外的期间中，控制部80控制为发光部温度调整器64以及窗温度调整器74不重复动作(开启)。即，控制部80在期间tds以外的期间中进行控制，以使得发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间以及窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间不重复。由此，在期间tds以外的期间中，能够使作为共用电源20的输出电流被请求的驱动电流的合计仅重复峰值电流的几分之一～十几分之一以下的马达驱动电流和发光部温度调整器驱动电流或窗温度调整器驱动电流的任意一方的峰值电流。
28.因此，在物体检测装置10中，能够将在扫描周期ts中作为共用电源20的输出电流被请求的电流减少至小于预先决定的上限电流，与图3所示的比较方式的情况相比能够减少。由此，能够减小连接电源与各组件的连接器、布线的尺寸。另外，能够改善由作为电池22使用的电池、过电流保护电路等构成的电源的大型化的问题。另外，能够改善电池22的输出电压的变动变大这一问题。另外，由于针对扫描部50、发光部温度调整部60以及窗温度调整部70设为共用电源20，因此能够改善装置的大型化的问题。
29.此外，期间tds中的马达驱动电流是包含比其它期间(ts－tds)中的电流大几倍～十几倍以上的峰值电流的电流，视为比马达驱动电流的平均电流大的电流也没有问题。因此，马达驱动电流成为峰值电流的期间tds视为马达驱动电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间处理即可。另外，将发光部温度调整器开启的期间中的发光部调整器驱动电流也是包含比关闭发光部温度调整器的期间中的发光部调整器驱动电流足够大的峰值电流的电流，视为比发光部调整器驱动电流的平均电流大的电流也没有问题。因此，发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间视为发光部温度调整器驱动电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间处理即可。窗温度调整器驱动电流也与发光部温度调整器驱动电流相同，窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间视为窗温度调整器驱动电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间即可。此外，也可以设为在使温度调整器动作(开启)的情况下，控制调整量的结构、即调整驱动电流的电流量的结构。
30.在上述说明中，扫描部50、发光部温度调整部60以及窗温度调整部70相当于本实施方式中的“多个构成要素”，扫描部50相当于“基准构成要素”，发光部温度调整部60以及窗温度调整部70相当于“其它构成要素”。马达驱动电流相当于“扫描部中的消耗电流”，发光部温度调整器驱动电流相当于“温度调整部中的消耗电流”，窗温度调整器驱动电流相当于“窗温度调整部中的消耗电流”。另外，马达驱动电流成为峰值电流的期间相当于“扫描部的消耗电流以恒定周期成为比平均电流大的电流的电流峰值期间”，相当于“扫描部的消耗电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间”。发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间相当于“发光部温度调整部的消耗电流成为比平均电流大的电流的电流峰值期间、即增加电流期间”，窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的期间相当于“窗温度调整部的消耗电流成为比平均电流大的电流的电流峰值期间即、增加电流期间”。
31.b.第二实施方式：
32.第二实施方式的物体检测装置如以下说明的那样除了各温度调整部的控制的方法以外，与第一实施方式的物体检测装置10相同。因此，对于第二实施方式的物体检测装置
的结构，省略图示以及说明。
33.在第一实施方式中，在作为扫描部50的峰值电流期间的期间tds以外的期间(ts－tds)中，控制为发光部温度调整器64以及窗温度调整器74不重复地动作，使得发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的增加电流期间与窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的增加电流期间不重复(参照图2)。即，进行调整，以使得来自共用电源20的发光部温度调整器驱动电流的供给定时与来自共用电源20的窗温度调整器驱动电流的供给定时不重复。
34.与此相对的，如图4所示，在期间tds以外的期间(ts－tds)中，也可以使发光部温度调整器64以及窗温度调整器74重复动作，调整发光部温度调整器驱动电流的电流量和窗温度调整器驱动电流的电流量，使得共用电源20的输出电流减少至小于预先决定的上限电流。例如，也可以控制相对于各个目标温度的温度调整量来调整各个驱动电流的电流量，以使得各个驱动电流的电流量的合计不为上限电流以上。在这种情况下，也能够得到与第一实施方式相同的效果。
35.此外，如果考虑未流过驱动电流的期间tds，则在期间(ts－tds)中进行向各温度调整器的驱动电流的调整的期间相当于比各个驱动电流的平均电流大的增加电流期间。
36.在以上说明的第二实施方式中，在图4所示的时序图中，以在期间(ts－tds)内的整个期间中进行向各温度调整器的驱动电流的调整的情况为例进行了说明，但不限定于此。例如，也可以控制各温度调整器的相对于目标温度的温度调整量，以使得向各温度调整器的驱动电流在一部分的期间重复，并在重复的期间中向各温度调整器的驱动电流的电流量的合计不在上限电流以上。具体而言，例如，也可以对各温度调整器的动作分别进行开启/关闭控制，在各温度调整器的接通的动作重复的期间中调整各个驱动电流的电流量。
37.c.第三实施方式：
38.如图5所示，第三实施方式的物体检测装置10c除了第一实施方式的物体检测装置10(参照图1)的结构以外还具备受光部温度调整部90这点与物体检测装置10不同。受光部温度调整部90具备：调整受光部40的温度的受光部温度调整器94、以及驱动受光部温度调整器94的受光部温度调整器驱动电路92。受光部温度调整器94按照控制部80的控制而由受光部温度调整器驱动电路92驱动，调整受光部40的温度。
39.发光部温度调整部60、窗温度调整部70以及受光部温度调整部90的动作如第一实施方式中说明的那样(参照图2)，在作为扫描部50的峰值电流期间的期间tds以外的期间(ts－tds)中，控制为发光部温度调整器64、窗温度调整器74、以及受光部温度调整器94不重复动作即可。即，进行控制，以使得发光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的增加电流期间、窗温度调整器驱动电流成为峰值电流的增加电流期间以及受光部温度调整器驱动电流成为峰值电流的增加电流期间不重复即可。另外，如在第二实施方式中说明的那样(参照图4)，也可以使发光部温度调整器64、窗温度调整器74以及受光部温度调整器94重复动作，并调整发光部温度调整器驱动电流的电流量、窗温度调整器驱动电流的电流量以及受光部温度调整器驱动电流的电流量。
40.受光部40的多个受光元件分别通常具有未图示的带通滤波器，接受通过带通滤波器后的波长的光。带通滤波器的带通特性一般取决于温度而变化。因此，若通过发光部温度调整部60调整受光部40的温度，则能够使带通滤波器的特性稳定。由此，能够使受光部40的多个受光元件的受光状态稳定。
41.此外，在具备受光部温度调整部90的情况下，也能够省略发光部温度调整部60。在该情况下，例如，调整受光部40的温度，以使得受光部40的带通滤波器的带通特性包含根据发光部30的温度变化而变化的激光的波段即可。这样，也能够使受光部40的多个受光元件的受光状态稳定。
42.在上述说明中，扫描部50、发光部温度调整部60、窗温度调整部70以及受光部温度调整部90相当于本实施方式中的“多个构成要素”，扫描部50相当于“基准构成要素”，发光部温度调整部60、窗温度调整部70以及受光部温度调整部90相当于“其它构成要素”。
43.d.其它实施方式：
44.(1)在上述第一、第二实施方式中，以具备扫描部50、发光部温度调整部60以及窗温度调整部70作为共用电源供给电流的构成要素的结构为例进行了说明，但不限定于此。例如，也可以设为省略了窗温度调整部70或者发光部温度调整部60的结构。在该情况下，调整从共用电源20向各构成要素的电流的供给定时或者电流的供给量，以使得作为构成要素而包含的发光部温度调整部60或者窗温度调整部70的增加电流期间不与扫描部50的峰值电流期间重复即可。
45.另外，在上述第三实施方式中，以具备扫描部50、发光部温度调整部60、窗温度调整部70以及受光部温度调整部90作为共用电源供给电流的构成要素的结构为例进行了说明，但不限定于此。也可以设为省略发光部温度调整部60和窗温度调整部70的任意一方或者两方的结构。在包含受光部温度调整部90作为构成要素的情况下，调整从共用电源20向构成要素的电流的供给定时或者电流的供给量，以使得受光部温度调整部90的增加电流期间不与扫描部50的峰值电流期间重复即可。另外，在包含受光部温度调整部90以及发光部温度调整部60和窗温度调整部70的任意一方作为构成要素的情况下，调整从共用电源20向各构成要素的电流的供给定时或者电流的供给量，以使得受光部温度调整部90的增加电流期间以及发光部温度调整部60和窗温度调整部70的任意一方的增加电流期间不与扫描部50的峰值电流期间重复即可。
46.另外，物体检测装置的构成要素不限定于扫描部50、发光部温度调整部60、窗温度调整部70、受光部温度调整部90。也可以将对窗进行清洗的清洗装置、在上下方向、左右方向上调整物体检测装置整体的角度的角度调整装置等构成要素作为从共电源供给电力的构成要素来应用。即，能够应用于进行动作以投射激光作为照射光并接受包含照射光的反射光的光来检测与物体有关的信息，并具有消耗电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间的各种构成要素。
47.(2)另外，在上述第一实施方式中，将消耗电力最大的扫描部50设为基准构成要素，将发光部温度调整部60以及窗温度调整部70设为其它构成要素。而且，将扫描部50的马达驱动电流的峰值电流期间作为基准，调整从共用电源20向作为其它构成要素的发光部温度调整部60以及窗温度调整部70的电流的供给定时即、发光部温度调整部60以及窗温度调整部70的动作定时。然而，并不限定于此。
48.例如，在发光部温度调整部60的峰值电流最大且消耗电力最大的情况下，也可以将其峰值电流期间作为基准，调整扫描部50以及窗温度调整部70的动作定时，以使得扫描部50的峰值电流期间以及窗温度调整部70的峰值电流期间不重复。在窗温度调整部70的峰值电流最大且消耗电力最大的情况下也相同。另外，在第二实施方式、第三实施方式中也是
同样的。另外，也可以将多个构成要素设为基准构成要素。
49.(3)根据上述实施方式以及其它实施方式(1)、(2)的说明，本公开的物体检测装置也可以如下。即，也可以控制多个构成要素的动作以使得共用电源输出的电流小于预先决定的上限电流，该多个构成要素进行动作以投射激光作为照射光并接受包含照射光的反射光的光来检测与物体有关的信息，并具有消耗电流成为比平均电流大的电流的增加电流期间。
50.(4)本公开也能够以物体检测装置以外的各种方式实现。例如，能够以具备物体检测装置的车辆、物体检测方法、用于实现这些装置以及方法的计算机程序、存储有所述计算机程序的存储介质等方式来实现。
51.(5)本公开所记载的控制部及其方法也可以由通过构成被编程为执行通过计算机程序具体化的一个或者多个功能的处理器以及存储器提供的专用计算机来实现。或者，本公开所记载的控制部以及其方法也可以由通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器提供的专用计算机来实现。或者，本公开所记载的控制部及其方法也可以通过由被编程为执行一个或者多个功能的处理器以及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成的一个以上的专用计算机来实现。另外，计算机程序也可以作为由计算机执行的指令存储于计算机能够读取的非过渡有形记录介质。
52.本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如，为了解决上述的课题的一部分或者全部，或者，为了实现上述的效果的一部分或者全部，与在发明内容一栏中记载的各方式中的技术特征对应的实施方式的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外，若该技术特征在本说明书中未作为必需的技术特征进行说明，则能够适当地删除。