JPH0324967B2 - - Google Patents
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- JPH0324967B2 JPH0324967B2 JP25174083A JP25174083A JPH0324967B2 JP H0324967 B2 JPH0324967 B2 JP H0324967B2 JP 25174083 A JP25174083 A JP 25174083A JP 25174083 A JP25174083 A JP 25174083A JP H0324967 B2 JPH0324967 B2 JP H0324967B2
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- JP
- Japan
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- road surface
- distance
- sensor
- vehicle
- pitching
- Prior art date
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
- E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自動車の進行方向における前方路面
の凹凸状態を検知する前方路面状態検知装置に関
する。
の凹凸状態を検知する前方路面状態検知装置に関
する。
従来技術
最近、路面の凹凸状態に応じて自動車における
サスペンシヨンの強度調整を行なわせるようにし
たシステムが開発されているが、従来のものにあ
つては自動車が実際に走行している現在の路面に
おける凹凸状態を検知してフイードバツク制御を
行なわせるようにしており、路面の凹凸状態に応
じたサスペンシヨンの強度調整をなす際の制御遅
れが否めないものになつている。
サスペンシヨンの強度調整を行なわせるようにし
たシステムが開発されているが、従来のものにあ
つては自動車が実際に走行している現在の路面に
おける凹凸状態を検知してフイードバツク制御を
行なわせるようにしており、路面の凹凸状態に応
じたサスペンシヨンの強度調整をなす際の制御遅
れが否めないものになつている。
目 的
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
自動車の進行方向における前方路面の凹凸状態を
正確に予知して、フイードフオワードによる遅れ
のないサスペンサヨンなどの車体足廻り一般の最
適制御を行なわせることができるようにした前方
路面状態検知装置を提供するものである。
自動車の進行方向における前方路面の凹凸状態を
正確に予知して、フイードフオワードによる遅れ
のないサスペンサヨンなどの車体足廻り一般の最
適制御を行なわせることができるようにした前方
路面状態検知装置を提供するものである。
また特に本発明にあつては、車体から指向性を
もつたビームを前方一定距離にある路面上に照射
し、その反射波を受光することにより距離測定を
なしてビーム長の変化から路面の凹凸状態を検知
するようにしたものにおいて、車体のピツチング
によるビーム長の変化分に応じた補正手段をとる
ようにした前方路面状態検知装置を提供するもの
である。
もつたビームを前方一定距離にある路面上に照射
し、その反射波を受光することにより距離測定を
なしてビーム長の変化から路面の凹凸状態を検知
するようにしたものにおいて、車体のピツチング
によるビーム長の変化分に応じた補正手段をとる
ようにした前方路面状態検知装置を提供するもの
である。
構 成
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。
ついて詳述する。
第１図は本発明の前方路面状態検知装置による
前方路面状態の検知原理を示すもので、自動車１
の前部に指向性をもつたレーザビームを前方一定
距離の路面上に照射させる発光部およびその路面
からの反射波を受光する受光部をもつた三角測量
法を利用して距離測定を行なう光学式距離センサ
２を設け、その距離センサ２による測定距離が一
定の場合には前方路面が平担(a)であり、またその
測定距離が一定よりも長い場合には前方路面が凹
部(b)になつており、短かい場合には前方路面が凸
部(c)になつていることをそれぞれ検知するように
している。
前方路面状態の検知原理を示すもので、自動車１
の前部に指向性をもつたレーザビームを前方一定
距離の路面上に照射させる発光部およびその路面
からの反射波を受光する受光部をもつた三角測量
法を利用して距離測定を行なう光学式距離センサ
２を設け、その距離センサ２による測定距離が一
定の場合には前方路面が平担(a)であり、またその
測定距離が一定よりも長い場合には前方路面が凹
部(b)になつており、短かい場合には前方路面が凸
部(c)になつていることをそれぞれ検知するように
している。
第２図は本発明による基本的な前方路面状態検
知装置の一構成例を示すもので、指向性をもつた
レーザビームを一定方向に発射して対象物（この
場合は路面）３からの反射波を受光してそれとの
間の距離を測定する光学式距離センサ２と、その
測定結果にもとづいて前方路面の凹凸状態を判定
する路面状態判定回路４とによつて構成されてい
る。
知装置の一構成例を示すもので、指向性をもつた
レーザビームを一定方向に発射して対象物（この
場合は路面）３からの反射波を受光してそれとの
間の距離を測定する光学式距離センサ２と、その
測定結果にもとづいて前方路面の凹凸状態を判定
する路面状態判定回路４とによつて構成されてい
る。
またその光学式距離センサ２としては、変調器
２２において電源２０からのレーザ駆動信号をパ
ルス発生器２１からの一定周期をもつたパルス信
号により変調させ、その変調信号によりレーザ発
光器（半導体レーザ）２３を駆動させるレーザ駆
動部と、レーザ発光器２３からコリメートレンズ
２４を介して指向性をもつて発射され、対象物３
による反射された変調ビームが受光レンズ２５お
よび光学フイルタ２６を介して入射するように設
けられたホトダイオード、CCDなどの光電変換
素子がアレイ状に配設された光学位置センサ２７
と、そのセンサ２７から時系列的に出力される信
号を増幅して復調する増幅および復調器２８と、
その復調された信号が光学位置センサ２７の何番
目の素子から出力されたかを解読して対象物３と
の間の距離に応じたデータを出力するエンコーダ
２９とによつて構成されている。なお、その光学
位置センサ２７にあつては光学軸に対して垂直に
なるように多数の光電変換素子Ｐ１〜Pnが配設
されており、対象物３との間の距離が変化するこ
とによりその反射波を受光する光電変換素子の位
置が変化するようになつている。しかしてこのよ
うに構成された光学式距離センサ２にあつては、
特にその発光部から変調されたレーザビームを発
射させて対象物３からの反射光をその受光部で復
調して距離測定を行なわせるようにしているため
に外乱光の影響を受けることなく、またその光学
位置センサ２７として光電変換素子をライン状に
配設したものを用いているために比較的低パワー
のビーム出力によつても精度良く対象物３との間
の距離を測定することができるものとなる。
２２において電源２０からのレーザ駆動信号をパ
ルス発生器２１からの一定周期をもつたパルス信
号により変調させ、その変調信号によりレーザ発
光器（半導体レーザ）２３を駆動させるレーザ駆
動部と、レーザ発光器２３からコリメートレンズ
２４を介して指向性をもつて発射され、対象物３
による反射された変調ビームが受光レンズ２５お
よび光学フイルタ２６を介して入射するように設
けられたホトダイオード、CCDなどの光電変換
素子がアレイ状に配設された光学位置センサ２７
と、そのセンサ２７から時系列的に出力される信
号を増幅して復調する増幅および復調器２８と、
その復調された信号が光学位置センサ２７の何番
目の素子から出力されたかを解読して対象物３と
の間の距離に応じたデータを出力するエンコーダ
２９とによつて構成されている。なお、その光学
位置センサ２７にあつては光学軸に対して垂直に
なるように多数の光電変換素子Ｐ１〜Pnが配設
されており、対象物３との間の距離が変化するこ
とによりその反射波を受光する光電変換素子の位
置が変化するようになつている。しかしてこのよ
うに構成された光学式距離センサ２にあつては、
特にその発光部から変調されたレーザビームを発
射させて対象物３からの反射光をその受光部で復
調して距離測定を行なわせるようにしているため
に外乱光の影響を受けることなく、またその光学
位置センサ２７として光電変換素子をライン状に
配設したものを用いているために比較的低パワー
のビーム出力によつても精度良く対象物３との間
の距離を測定することができるものとなる。
しかしてこのように構成された本発明による前
方路面状態検知装置では、光学式距離センサ２を
例えば自動車１の前部に取り付けてその前方一定
の距離の路面上を変調されたレーザビームにより
照射させ、その反射波を受光して増幅、復調、エ
ンコードの各処理をなしてビーム長の変化に応じ
た距離の長短を測定させるようにすれば、その測
定データにもとづいて路面状態判定回路４により
自動車１の進行方向における前方路面の凹凸状態
を検知することができるようになる。
方路面状態検知装置では、光学式距離センサ２を
例えば自動車１の前部に取り付けてその前方一定
の距離の路面上を変調されたレーザビームにより
照射させ、その反射波を受光して増幅、復調、エ
ンコードの各処理をなしてビーム長の変化に応じ
た距離の長短を測定させるようにすれば、その測
定データにもとづいて路面状態判定回路４により
自動車１の進行方向における前方路面の凹凸状態
を検知することができるようになる。
このような前方路面状態検知装置にあつて、特
に本発明では車体のピツチングを考慮したうえ
で、そのピツチングによる測定距離の誤差分を補
正する手段を講ずるようにしたことを特徴として
いる。すなわち、その装置の車体への取付けが固
定されている場合には、検知したい前方路面の凹
凸によるビーム長の変化に比して車体のピツチン
グによるビーム長の変化が大きな割合を占めて光
学式距離センサ２による測定結果に誤差を含んで
しまうことになり、そのため車体のピツチングの
影響をなくすために何らかの補正手段をとる必要
がある。
に本発明では車体のピツチングを考慮したうえ
で、そのピツチングによる測定距離の誤差分を補
正する手段を講ずるようにしたことを特徴として
いる。すなわち、その装置の車体への取付けが固
定されている場合には、検知したい前方路面の凹
凸によるビーム長の変化に比して車体のピツチン
グによるビーム長の変化が大きな割合を占めて光
学式距離センサ２による測定結果に誤差を含んで
しまうことになり、そのため車体のピツチングの
影響をなくすために何らかの補正手段をとる必要
がある。
そのため特に本発明では、第３図に示すよう
に、自動車１の走行にともなうピツチングレート
を検出するピツチングレートセンサ５、車体の仮
想ピツチング中心における上下方向の変位速度を
検出する上下変位速度センサ６および自動車１の
走行速度に応じたサンプリングパルス信号を発生
する車速センサ７をそれぞれ設け、それら各セン
サ出力を路面状態判定回路４′に与えて所定のサ
ンプリング周期による演算処理を行なわせること
により車体のピツチングによる誤差分の補正を行
なわせるようにしている。
に、自動車１の走行にともなうピツチングレート
を検出するピツチングレートセンサ５、車体の仮
想ピツチング中心における上下方向の変位速度を
検出する上下変位速度センサ６および自動車１の
走行速度に応じたサンプリングパルス信号を発生
する車速センサ７をそれぞれ設け、それら各セン
サ出力を路面状態判定回路４′に与えて所定のサ
ンプリング周期による演算処理を行なわせること
により車体のピツチングによる誤差分の補正を行
なわせるようにしている。
すなわち、自動車１が第４図のようにピツチン
グする場合、同図の関係にあつて、測定ビーム長
Ｌはｈ，θの関数であるから dL／dt＝∂L／∂θ・dθ／dt＋∂L／∂h ・dh／dt …(1) で与えられる。ここで、Ｌ＝１／cosθ，ｈ＝Ｈ−ｘ， Ｈ≒Ho＋∫dθ／dt・dtであるから(1)式は次式のよ うに変形される。なお、ｌは車体の仮想ピツチン
グ中心Ｏから光学式距離センサ２までの間の距離
である。
グする場合、同図の関係にあつて、測定ビーム長
Ｌはｈ，θの関数であるから dL／dt＝∂L／∂θ・dθ／dt＋∂L／∂h ・dh／dt …(1) で与えられる。ここで、Ｌ＝１／cosθ，ｈ＝Ｈ−ｘ， Ｈ≒Ho＋∫dθ／dt・dtであるから(1)式は次式のよ うに変形される。なお、ｌは車体の仮想ピツチン
グ中心Ｏから光学式距離センサ２までの間の距離
である。
cosθdL／dt＝Lsinθdθ／dt＋dH0／dt
＋dθ／dt−dx／dt …(2)
ここで、光学式距離センサ２の出力信号Vsお
よびピツチングレートセンサ５の出力信号Vpが
それぞれVs＝ａ（Ｌ−Lo）、Vp＝ｂdθ／dtとして与 えられると、(2)式は次式にように変形されること
になる。なお、Loは平担路に自動車１を停止さ
せて平担な前方路面上を照射したときの基準ビー
ム長であり、またａ，ｂはそれぞれ一定の係数で
ある。
よびピツチングレートセンサ５の出力信号Vpが
それぞれVs＝ａ（Ｌ−Lo）、Vp＝ｂdθ／dtとして与 えられると、(2)式は次式にように変形されること
になる。なお、Loは平担路に自動車１を停止さ
せて平担な前方路面上を照射したときの基準ビー
ム長であり、またａ，ｂはそれぞれ一定の係数で
ある。
dx／dt＝（Vs／ａ＋Lo）sinθ・Vp／ｂ＋dHo／dt
＋／Vp−cosθ／ａ・dVs／dt …(3)
また、θは車体のピツチングによつて変化する
ものであるが、ここでsinθ＝α，cosθ＝β（α，
βは定数）とすると、(3)式は次式のように近似さ
れる。なお、上下変位速度センサ３１の出力信号
VhはVh＝ｃdHo／dtによつて与えられる。ｃは一 定の係数である。
ものであるが、ここでsinθ＝α，cosθ＝β（α，
βは定数）とすると、(3)式は次式のように近似さ
れる。なお、上下変位速度センサ３１の出力信号
VhはVh＝ｃdHo／dtによつて与えられる。ｃは一 定の係数である。
dx／dt≒｛（Vs／ａ＋Lo）α＋｝Vp／ｂ−β／ａ
・dVs／dt＋Vh／ｃ …(4)
したがつて、前方路面の凹凸情報ｘの時間変化
率dx／dtは(4)式によつて与えられ、自動車１の走行 にともなう単位検知間隔τあたりの前方路面の凹
凸率はτdx／dtとなる。
率dx／dtは(4)式によつて与えられ、自動車１の走行 にともなう単位検知間隔τあたりの前方路面の凹
凸率はτdx／dtとなる。
しかして路面状態判定回路４′において、光学
式距離センサ２の出力信号Vs、ピツチングレー
トセンサ５の出力信号Vpおよび上下変位速度セ
ンサ６の出力信号Vhをそれぞれ読み込ませて、
自動車１の走行速度に応じて車速センサ７から送
られてくるサンプリングパルスの周期τごとに
τ・dx／dtを所定の演算により逐次求めて連続デー タとすることによつて、例えば第５図に示すよう
に、車体のピツチングによる誤差が補償された前
方路面の凹凸状態が自動車１の走行にしたがつて
順次検知されるようになる。なお、車速センサ７
から送られてくるサンプリングパルスの周期τ
は、自動車１の走行速度をｖ、その走行距離分解
能をＤ（例えば１cm）とするとき、τ＝Ｄ／ｖに
よつて与えられる。またその路面状態判定回路
４′の機能をマイクロコンピユータによつて代行
させることが可能となる。
式距離センサ２の出力信号Vs、ピツチングレー
トセンサ５の出力信号Vpおよび上下変位速度セ
ンサ６の出力信号Vhをそれぞれ読み込ませて、
自動車１の走行速度に応じて車速センサ７から送
られてくるサンプリングパルスの周期τごとに
τ・dx／dtを所定の演算により逐次求めて連続デー タとすることによつて、例えば第５図に示すよう
に、車体のピツチングによる誤差が補償された前
方路面の凹凸状態が自動車１の走行にしたがつて
順次検知されるようになる。なお、車速センサ７
から送られてくるサンプリングパルスの周期τ
は、自動車１の走行速度をｖ、その走行距離分解
能をＤ（例えば１cm）とするとき、τ＝Ｄ／ｖに
よつて与えられる。またその路面状態判定回路
４′の機能をマイクロコンピユータによつて代行
させることが可能となる。
通常は車体の仮想ピツチング中心Ｏの上下方向
の変位率は路面の凹凸変化率に比して充分小さい
ために(4)式におけるVh／ｃの項を無視しても実
用上問題がない。したがつて、上下変位速度セン
サ６を省略することが可能となる。
の変位率は路面の凹凸変化率に比して充分小さい
ために(4)式におけるVh／ｃの項を無視しても実
用上問題がない。したがつて、上下変位速度セン
サ６を省略することが可能となる。
なお、本発明による前方路面状態検知装置で
は、距離測定媒体としてレーザビームを用いた光
学式距離センサ２の代わりに、超音波、電波など
のビームを用いた一般的な距離センサを用いるよ
うにしてもよいことはいうまでもない。
は、距離測定媒体としてレーザビームを用いた光
学式距離センサ２の代わりに、超音波、電波など
のビームを用いた一般的な距離センサを用いるよ
うにしてもよいことはいうまでもない。
効 果
以上、本発明による前方路面状態検知装置にあ
つては、指向性をもつてビームを車体前方の一定
距離にある路面上に照射してその反射波を受光す
ることによりビーム長の変化から距離の長短を測
定して、その測定結果に応じて前方路面の凹凸状
態を判定する際、特に車体のピツチングによるビ
ーム長の変化分に応じた補正手段をとるようにし
たもので、車体のピツチングの影響を受けること
なく自動車の進行方向における前方路面の凹凸状
態を精度良く検知することができ、フイードフオ
ワードによる動作遅れのないサスペンシヨンなど
の最適制御を行なわせることができるという優れ
た利点を有している。
つては、指向性をもつてビームを車体前方の一定
距離にある路面上に照射してその反射波を受光す
ることによりビーム長の変化から距離の長短を測
定して、その測定結果に応じて前方路面の凹凸状
態を判定する際、特に車体のピツチングによるビ
ーム長の変化分に応じた補正手段をとるようにし
たもので、車体のピツチングの影響を受けること
なく自動車の進行方向における前方路面の凹凸状
態を精度良く検知することができ、フイードフオ
ワードによる動作遅れのないサスペンシヨンなど
の最適制御を行なわせることができるという優れ
た利点を有している。
第１図は本発明の前方路面状態検知装置におけ
る前方路面の凹凸状態の検知原理を示す図、第２
図は本発明による前方路面状態検知装置の基本的
な構成例を示すブロツク図、第３図は本発明の一
実施例を示すブロツク構成図、第４図は車体のピ
ツチングによるビーム長の変化状態を示す図、第
５図は同実施例により検知される前方路面の凹凸
状態の一例を示す特性図である。 １…自動車、２…光学式距離センサ、３…対象
物、４，４′…路面状態判定回路、５…ピツチン
グレートセンサ、６…上下変位速度センサ、７…
車速センサ。
る前方路面の凹凸状態の検知原理を示す図、第２
図は本発明による前方路面状態検知装置の基本的
な構成例を示すブロツク図、第３図は本発明の一
実施例を示すブロツク構成図、第４図は車体のピ
ツチングによるビーム長の変化状態を示す図、第
５図は同実施例により検知される前方路面の凹凸
状態の一例を示す特性図である。 １…自動車、２…光学式距離センサ、３…対象
物、４，４′…路面状態判定回路、５…ピツチン
グレートセンサ、６…上下変位速度センサ、７…
車速センサ。
Claims (1)
- １ 指向性をもつたビームを車体前方の一定距離
にある路面上に照射してその反射波を受光するこ
とによりビーム長の変化から距離の長短を測定す
る距離測定手段と、車体のピツチングによるビー
ム長の変化分を求める手段と、その求められた変
化分に応じて距離測定手段による測定結果の補正
をなして前方路面の凹凸状態を判定する手段とに
よつて構成された前方路面状態検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25174083A JPS60142207A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 前方路面状態検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25174083A JPS60142207A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 前方路面状態検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142207A JPS60142207A (ja) | 1985-07-27 |
| JPH0324967B2 true JPH0324967B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=17227226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25174083A Granted JPS60142207A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 前方路面状態検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60142207A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103290764A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-09-11 | 天津思博科科技发展有限公司 | 一种路面缺陷行车自动检测装置 |
| JP7178437B2 (ja) * | 2021-03-10 | 2022-11-25 | 本田技研工業株式会社 | 車両 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP25174083A patent/JPS60142207A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60142207A (ja) | 1985-07-27 |
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