JPH0330117B2 - - Google Patents

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JPH0330117B2
JPH0330117B2 JP59140490A JP14049084A JPH0330117B2 JP H0330117 B2 JPH0330117 B2 JP H0330117B2 JP 59140490 A JP59140490 A JP 59140490A JP 14049084 A JP14049084 A JP 14049084A JP H0330117 B2 JPH0330117 B2 JP H0330117B2
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、車両に設けられ、先行車までの車
間距離を測定する車両用レーザレーダ装置に関す
る。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、光レーダ装置を車両に取り付けることに
より先行車と自車との車間距離を検出し、安全車
間距離を常に保ち、安全走行できるように自車速
を制御する装置が提案されている(例えば特開昭
58−203524)。
ところで、このような装置においては、その制
御を適確に行なう上で、車間距離を効率よく且つ
確実に検出できることが前提となる。このため、
前記光レーダ装置の性能が装置の良否に係わつて
くる。このような用途に用いられる光レーダ装置
としては、例えば特開昭50−134589に開示された
走査法を用いたものが考えられる。この走査法を
用いた光レーダ装置においては、車両上下方向に
拡げた例えば偏平レーザビームを一定の振り角θ
を一定の周期で振り続けながら、車両の前方に存
在する先行車を検出するように構成し、先行車か
らの反射パルスを受信後一定時間経過後にレーザ
ビームの走査方向を反転させることによりレーザ
ビームの走査角を狭くできる。すなわち、この光
レーダ装置によれば、先行車付近のみでレーザビ
ームを走査するので、走査時間の無駄の少ない高
効率の車間距離検出を行なうことができる。
しかしながら、このような走査法を採る光レー
ダ装置によれば効率よく車間距離検出を行なうこ
とができる反面、実際には、車両前方の道路上に
は先行車両以外に種々の物体、例えば路側のガー
ドレールや交通標識などが多数存在するため、先
行車以外の物体による反射パルスを目標先行車に
よる反射パルスと誤検出した場合には、以後当該
先行車以外の物体付近でのみレーザビームを走査
してしまい、それに対する距離を先行車との車間
距離と誤測定してしまうおそれがある。このた
め、車間距離を効率よく且つ確実に検出するに
は、自車両前方に存在する種々の物体から先行車
を確実に識別できることが前提として重要とな
る。
[発明の目的] この発明は、上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的としては、先行車の識別を確実に行なえる
ようにした車両用光レーダ装置を提供することに
ある。
[発明の概要] 上記目的を達成するため、この発明は、第1図
に示す如く、光を走査して放射すると共に放射し
たことを示す放射信号および放射時の走査角を示
す走査角信号を出力する光放射手段1と、放射し
た光の反射体による反射光を受光し、当該反射光
の強度が、例えばリフレツクスリフレクタの反射
率に応じて決定された設定強度に達したときには
受光信号を出力する受光手段3と、放射信号の入
力から受光信号の入力までの伝搬遅延時間に基づ
き前記反射体までの距離を求める距離演算手段5
と、走査角信号に基づき光放射の走査角度が設定
角度に達する間に、受光信号が複数回入力し、か
つこの複数回を受光信号により求めた距離の差が
所定値内にあるときには、求めた距離を先行車ま
での車間距離として出力する車間距離判断手段7
とを有する構成としたことを要旨とする。
[発明の実施例] 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
第2図はこの発明の一実施例に係る車両用光レ
ーダ装置を示すものである。同図に示す車両用光
レーダ装置は、一定の時間間隔でクロツク信号を
発生するクロツク発生器21を有し、このクロツ
ク発生器21からのクロツク信号により送光器2
3が駆動され、送光器23から上下方向に拡げら
れた偏平なレーザ光Ltが車両の前方に出力され
るようになつている。この出力されたレーザ光は
車両の前方に存在する先行車などの反射体に当つ
て反射され、この反射光Lrは受光視野角φの受
光器25で受光されている。受光器25で受光さ
れた反射光は電気信号に変換され、増幅器27で
増幅されてから距離検出回路29に供給されてい
る。距離検出回路29には、更に前記クロツク発
生器21からのクロツク信号が供給されている。
距離検出回路29は、このクロツク信号が供給さ
れた時点すなわち送光器23からレーザ光Ltが
出力された時点と増幅器27を介して受光器25
から反射光電気信号が供給された時点との間の光
伝搬遅延時間tdを計測し、この光伝播遅延時間td
を次式に代入し、反射体までの距離lを算出す
る。
l=C×td/2 ここにおいて、Cは光速(3×108m/sec)で
ある。
マイクロコンピユータ31は、送光器23から
の上下方向に拡げられた縦長の偏平レーザ光を振
り角θの間で水平方向に車両の前方を走査するよ
うに、デイジタル信号の走査角制御信号をデイジ
タル−アナログ変換器35を介してアナログ信号
に変換し、走査装置33に供給している。走査装
置33は、マイクロコンピユータ31からの走査
角制御信号により制御されて送光器23を振り角
θの範囲で駆動制御する。この振り角θは、車両
の前方中央線に対して左方向に振り角θLおよび右
方向に振り角θRの間の振り角すなわちθL<θ<θR
である。なお、この走査制御はクロツク発生器2
1のクロツク信号のタイミングに合わせるためマ
イクロコンピユータ31にはクロツク発生器21
のクロツク信号が供給されている。また、マイク
ロコンピユータ31には、増幅器27からの増幅
電圧Vが供給され、これによりマイクロコンピユ
ータ31に反射光強度の大きさを入力している。
マイクロコンピユータ31は、例えばCPU、
ROM、RAM、入出力インターフエース(図示
せず)などで構成され、ROM内に記憶されたプ
ログラムにより第3図に示すようにフローチヤー
トの処理機能を実現するものである。
以下、第3図のフローチヤートを参照して作用
を説明する。
第4図に示すフローチヤートの処理は、マイク
ロコンピユータ31への所定周期の、例えば1m
sec毎の割込み処理により所定周期毎に実行され
る。
まず初期状態として、送光器23から放射され
る光ビームの方向は、θ=0゜の位置、すなわち車
両から真正面の方向に向いているものとする。そ
して、光ビームは、このθ=0゜の真正面の位置か
ら右方向へθ=θR゜の角度まで△θ=0.1゜ずつ移
動し、右端の最大走査角θ=θR゜に達した後は△
θ=0.1゜ずつ角度を減らして(△θ=−0.1゜)、再
びθ=0゜の真正面の位置に戻される。θ=0゜の正
面位置に戻つた後、更に走査角△θ=0.1°ずつ減
らして(△θ=−0.1゜)正面位置から左方向にθ
=θL゜の角度(θ=θL゜)まで移動させる。左端
の最大走査角θ=θL゜に達した後は走査角△θ=
+0.1゜ずつ増加し、再びθ=0゜の正面方向に戻さ
れる(ステツプ100〜150)。以下、この動作を繰
返しながら、車両の前方方向を右方向の走査角θ
=θR゜から左方向の走査角θ=θL゜までの範囲に
光ビームをマイクロコンピユータ31の制御のも
とにデイジタル−アナログ変換器35、走査装置
33、送光器23を介して放射し、この放射した
光ビームの反射光を受光器25で受光する。
受光器25で受光された信号は電気信号として
増幅器27で増幅され、距離検出回路29に供給
されて反射体までの距離lが算出され、この距離
lと増幅器27で増幅された増幅電圧Vがマイク
ロコンピユータ31に入力される。(ステツプ
160)。
ところで、今、自車両の前方道路上には第4図
aに示すように道路のほぼ中央部に先行車41が
あり、右端にガードレール43があり、このガー
ドレール43の上端部にリフレツクスリフレクタ
45が設けられ、また道路の左端には交通標識4
7が設けられている場合を考える。また、先行車
41の後端部には2個のリフレツクスリフレクタ
49,51が距離2dの間隔を置いて設けられて
いる。今、自車両から先行車41までの距離lと
し、自車両から先行車41のリフレツクスリフレ
クタ49,51に対する角度を2αとすると、角
度αは次式のようになる。
α=tan-1d/l ステツプ170では、この角度αが計算されてい
る。これは、後述するように、自車両の前方を光
ビームで走査して先行車を検出する場合、先行車
を識別し得る最も確率の高い反射体、すなわち目
標体を先行車の後端部に設けられたリフレツクス
リフレクタ49,51とするためである。すなわ
ち、第4図aに示すような車両前方を光ビーム5
3で走査した場合に、各前方反射体から反射され
てくる反射光に対する前記増幅電圧Vとしては、
第4図bに示すように、交通標識47に対する増
幅電圧Va、ガードレール43のリフレツクスリ
フレクタ45に対する増幅電圧Vb、先行車41
のボデイに対する増幅電圧Vcのいずれよりも、
先行車41のリフレツクスリフレクタ49,51
に対する増幅電圧Vd,Veが前方の反射体の中で
反射光量が最も大きく、かつ両者の距離2dがほ
ぼ一定である。このため、このリフレツクスリフ
レクタの反射パターンを検出することにより先行
車を確実に識別し得るので、ここではまず角度α
を算出しているのである。したがつて、このリフ
レツクスリフレクタ49,51を識別するには、
反射光量が比較的大きく、距離のほぼ等しい一対
の反射体を検出するとともに、両反射体を自車両
からみた角度が所定の角度、すなわち前記2α内
にあることを検出すればよいのである。そのため
に、まずステツプ170において予め先行車までの
距離lに対する角度αを算出している。
次にステツプ180においては、反射光量の大き
なリフレツクスリフレクタを検出するために、前
記ステツプ160で増幅器27から入力された増幅
電圧Vを所定の基準増幅電圧Vthと比較し、Vが
Vthより大きい(V>Vth)か否かをチエツクす
る。基準増幅電圧Vthは、先行車との車間距離l
に応じて求まる先行車からの反射光の所定の基準
光量に対応する信号を増幅した所定の基準増幅電
圧であり、第6図に示すように、予め実験によつ
て距離lに応じて決定され、Vth=108Vo/l4
表わされる。ここにおいて、増幅電圧は100m前
方の車両の1個のリフレツクスリフレクタで反射
された反射光を受光器25で受光した後、増幅器
27で増幅した増幅電圧であり、送光器23の発
光出力、光ビームの広がり角度、受光器25の受
光感度などによつて予め決定されている。従つ
て、この第5図のグラフで各距離lに対して決定
される基準増幅電圧Vthより大きい増幅電圧Vを
有する反射体は車両のリフレツクスリフレクタで
ある可能性が強いと考えられる。そのため、ステ
ツプ180においては、この第5図のグラフから前
記ステツプ160で測定した距離lに対して決定さ
れる基準増幅電圧Vthと前記ステツプ160で入力
された増幅電圧Vとを比較するのである。その結
果、増幅電圧Vが基準増幅電圧Vthより大きくな
い場合には、先行車ではないので、ステツプ240
に進み、先行車フラグを「0」にリセツトする。
また、ステツプ180の判定において、増幅電圧
Vが基準増幅電圧Vthにより大きい(V>Vth)
の場合には、ステツプ190に進み、前回の処理に
おいて検出し測定した距離lpが「0」でないか否
かをチエツクする。前回の処理において検出し測
定した距離lpが「0」でない場合には、ステツプ
200に進み、今検出した距離lが前回の処理で検
出した距離lpにほぼ等しい(l=lp)か否かをチ
エツクする。この今検出した距離lが前に検出し
た距離lpにほぼ等しいということは、例えば第4
図で示すように先行車41のリフレツクスリフレ
クタ49,51の一方を前回の処理で検出し、今
回の処理で他方のリフレツクスリフレクタを検出
したと考えられる。このため、引き続いてステツ
プ210に進んで、今検出した距離lの反射体に対
する走査角θと前に検出した距離lpの反射体の走
査角θpとの差、すなわち自車両から両反射体を
見た時の両者間の角度(|θ−θp|)が前記所
定の角度2α、すなわち先行車のリフレツクスリ
フレクタ49,51を自車両から見た角度2α内
である(|θ−θp|<2α)か否かをチエツク
する。
この結果、ステツプ210において|θ−θp|<
2αである場合、すなわちステツプ180から210に
おけるチエツクの結果、増幅電圧Vが基準増幅電
圧Vthより大きく、lpが「0」でなく、l≒lpで
あり、|θ−θp|<2αある場合には、あきらか
に先行車のリフレツクスリフレクタ49,51を
検出したものであるので、ステツプ220に進んで
今検出したl、θをそれぞれlp、θpとして次の処
理に備えるとともに、△θを−△θにして走査方
向を反転し、ステツプ250に進む。
なお、前記ステツプ190においてlp=0の場合、
ステツプ200においてl≒lpでない場合、ステツ
プ210において|θ−θp|<2αでない場合に
は、それぞれ両反射体は距離的にも同じでなく、
角度も所定の角度となり、先行車のリフレツクス
リフレクタでないと考えられるので、ステツプ
230に進み、今検出した反射体の距離l、角度θ
をそれぞれlp、θpとして設定し、次の処理に備
え、ステツプ240に進んで、先行車フラグを「0」
にリセツトし、ステツプ250に進む。
ステツプ250においては、先行車フラグが「1」
であるか否かをチエツクする。先行車フラグが
「0」の場合には、先行車なしとする(ステツプ
250)が、先行車フラグが「1」の場合には測定
した距離lpを車間距離lpとして処理を終了する。
以上のようにして増幅電圧Vが所定の基準増幅
電圧Vthより大きく、距離lがほぼ同じで、両者
の角度が所定角度である一対の反射体、すなわち
リフレツクスリフレクタを検出することにより、
仮に前方に交通標識やガードレール等が存在して
も先行車を確実に検出することができ、かつ先行
車の一対のリフレツクスリフレクタを検出した場
合、このリフレツクスリフレクタのでのみ光ビー
ムを無駄なく比較的狭めた範囲内で反復走査で
き、常に先行車に光ビームを当てながらその車間
距離を監視し続けられるのである。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、先行
車の後端部に設けられている例えば一対のリフレ
ツクスリフレクタの反射パターンに着目し、反射
光量が所定の反射光量より大きい一対の反射体を
検出し、この両反射体までの距離がほぼ等しく、
両反射体に対する走査角の差が所定角度以下の場
合、この反射体を先行車、すなわち先行車のリフ
レツクスリフレクタとして識別し、その車間距離
を算出しているので、車両前方道路上に先行車以
外に他の物体、例えば交通標識やガードレール等
があつてもこれらによつて車間距離の算出を妨害
されることなく、確実に先行車を識別し、かつそ
の車間距離を性格に測定し得る。また、このよう
にして先行車を検出した場合、先行車の例えば一
対のリフレツクスリフレクタ間で光ビームの走査
方向を反転させながら、狭められた範囲で反復走
査し得るので、走査に無駄がなく先行車にのみ光
ビームを当てながら先行車の車間距離を常に監視
し続けられる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は
この発明の一実施例を示す車両用光レーダ装置の
ブロツク図、第3図は第2図の車両用光レーダ装
置の作用を示すフローチヤート、第4図aは自車
両の前方道路上に存在する各種物体、先行車等を
示す図、第4図bは第4図aに示す前方を光ビー
ムで走査した時の反射光に対応する増幅電圧の大
きさを示す図、第5図は前方車両からの反射光に
対応する基準増幅電圧Vthをその車両までの距離
lに対して示しているグラフである。 1……光放射手段、3……受光手段、5……距
離演算手段、9……車間距離判断手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光を走査して放射すると共に放射したことを
    示す放射信号および放射時の走査角を示す走査角
    信号を出力する光放射手段と、放射した光の反射
    体による反射光を受光し、当該反射光の強度が設
    定強度に達したときには受光信号を出力する受光
    手段と、放射信号の入力から受光信号の入力まで
    の伝搬遅延時間に基づき前記反射体までの距離を
    求める距離演算手段と、走査角信号に基づき光放
    射の走査角度が設定角度に達する間に、受光信号
    が複数回入力し、かつこの複数回の受光信号によ
    り求めた距離の差が所定値内にあるときには、求
    めた距離を先行車までの車間距離として出力する
    車間距離判断手段とを有することを特徴とする車
    両用光レーダ装置。 2 前記受光手段が、反射光の強度が車両後部に
    設けられているリフレツクスリフレクタの反射率
    に応じて決定された設定強度に達したときには受
    光信号を出力することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の車両用光レーダ装置。
JP59140490A 1984-07-09 1984-07-09 車両用光レ−ダ装置 Granted JPS6120877A (ja)

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JP59140490A JPS6120877A (ja) 1984-07-09 1984-07-09 車両用光レ−ダ装置

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JP59140490A JPS6120877A (ja) 1984-07-09 1984-07-09 車両用光レ−ダ装置

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Publication Number Publication Date
JPS6120877A JPS6120877A (ja) 1986-01-29
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