JPH05113481A - 移動物体測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等の移動物体の距離又は方位等をレー
ザ光を使用して測定するに当たり、１画面の走査及び計
測に要する時間の短縮、走査機構の構造の簡略化、背景
光や太陽光等の外乱による影響の低減、光検出のＳ／Ｎ
比の向上、計測データ処理の簡易化等を図る。 【構成】 レーザ光を扇型ビーム整形光学系２で一方向
にのみ広がる扇型ビームとし、これを一軸型光走査機構
３で広がる方向とは直交する方向に偏向走査して目標物
１０に照射し、その反射光を同じ一軸型光走査機構３で
偏向して受光光学系４で受光し、光検出器５へ入光させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等の移動物体まで
の距離や方位等をレーザ光を使用して測定する移動物体
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭６１−６３４９号公報には、車両
に搭載して使用されるレーザ光を用いた車両用障害物検
知装置が記載されている。この装置は、レーザビームを
パルス変調したスポット光として光偏向器で二次元に走
査し、当該車両の前方に存在する固定した障害物や前方
を走行する車両等の目標物に照射する。そして、目標物
からの反射光を受光して光検出器で光電変換し、該光検
出器からの出力に基づいてレーザ反射点に対する目標物
の方位及び距離を演算装置で算出し、更にその算出結果
と車速度信号とに基づいて目標物との衝突の可能性判断
や通り抜け可能性判断等を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この車両用障害物検知
装置は、レーザビームを絞って指向角を小さくするた
め、目標物に当たるレーザパワー密度が高く、遠距離の
計測が可能であるとか、目標物の距離や方位ばかりでな
くその大きさ（特に上下方向）などの三次元の情報も得
られる等の利点はあるものの、次のような問題点があ
る。

【０００４】 スポット状のレーザビームを左右上下
に二次元に走査して１画面分の計測データを得るため、
１画面当たりのレーザ発射回数及び計測回数が非常に多
く、１画面当たりの計測所要時間が長い。その時間短縮
のためにはレーザ発振周期を短くする必要があるが、そ
れにはレーザ発振の構造上限界があることから、１画面
当たりの計測所要時間は長くならざるを得ず、その間に
自己の車両と目標物との距離や方位が変わると、１画面
分の計測処理中で一部のデータが古くなってしまう。そ
のため、１画面全体としては正確な測定ができず、また
古い計測データに対して補正を行わなければないなどデ
ータ処理も複雑になる。それは、目標物が車両でそれと
自己の車両とのスピード差が大きければ大きいほど高く
なる。

【０００５】 二次元に走査することからその走査機
構が複雑で大型になる。すなわち、レーザビーム自体は
細いため、それを一方向に走査する光偏向器は小さいも
ので良いとしても、その一方向に偏向されたレーザビー
ムを更に他方向に走査する光偏向器は、干渉を避けるた
め一方向に走査する光偏向器との間で充分な距離を取る
必要があり、また両方向の光偏向器を同期させる機構も
別に必要になることから、走査機構全体として複雑で大
型になる。

【０００６】 二次元走査を速くするため、超音波で
レーザビームを回析させる超音波型光偏向器を使用し、
超音波の周波数を変えることによって光の偏向角を変化
させているが、超音波型光偏向器は、偏向角に制限があ
るとか、超音波出力を大きくしないと充分な偏向効率が
得られないとか、光偏向器を大きくするのが製造上難し
いとか、電力消費が大きいとか、超音波エネルギが熱エ
ネルギに変わって温度勾配による熱歪みで光が乱れるた
め、冷却する必要がある等の問題がある。

【０００７】 目標物からの反射光の受光について
は、上記のような二次元走査による反射光を余裕をもっ
て受光できるように、充分な視野面積をもった受光光学
系にする必要がある。そのため、受光側の光学素子は大
面積のものとなり、それだけ光検出器のノイズも増え、
また受光視野が広いために背景光や太陽光による影響が
大きく、場合によっては計測不能となる。

【０００８】このように二次元走査による従来の車両用
障害物検知装置では、実用上種々の問題があるうえに構
造複雑で高価なものとなり、また上記からの問題点
を総合判断すると、特に目標物が路上を走行する自動車
である場合には、その速度変動や進路変更が大きいこと
から、満足した測定結果が現実に得られるかどうか甚だ
疑問である。

【０００９】ところで、移動する目標物を自動車と想定
した場合、自動車は上下方向には位置変動することが少
なく、その上下方向の位置測定は行わなくとも実用上
（例えば、追突防止や車間距離の保持を主な目的とする
場合）は構わない。そこで、レーザ光走査で１画面の計
測データを得るに当たり、垂直方向にはその方向にレー
ザ光を広げることで対応し、その広げたレーザ光を水平
方向のみ走査すれば、垂直方向の位置データは得られな
くとも、垂直・水平の両方向に二次元走査する場合に比
べ、１画面の走査及び計測に要する時間は大幅に短縮で
き、しかも機構も簡略になる。

【００１０】本発明の目的は、このような見地から上述
した従来技術の問題点を解決した移動物体測定装置を提
供しようとするものである。すなわち、自動車等の移動
物体の距離又は方位をレーザ光を使用して測定するに当
たり、１画面の走査及び計測に要する時間を短縮できる
ようにすること、走査機構の構造を簡略にすること、受
光視野を小さくして背景光や太陽光等の外乱による影響
を少なくすること、計測データ処理を容易にすること、
そして最終的には、自動車の追突防止や車間距離の保持
等の目的で使用する移動物体測定装置として、自動車の
速度変動や進路変更に対しても処理速度上問題なく対応
でき、しかも全体として構造簡単かつ小型・低廉で実用
性の高いものにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による移動物体測
定装置は、レーザ発振器と、該レーザ発振器からのレー
ザ光を一方向に広げて扇型ビームに整形する光学系と、
該扇型ビームをその広がる方向と直交する方向に偏向し
て走査する一軸型光走査機構と、移動物体からの反射光
を受光し電気信号として検出する光検出手段と、その検
出された電気信号が閾値を越えたときに移動物体までの
距離又は方位のうちの少なくとも一つを算出する演算装
置とで構成される。

【００１２】扇型ビームの広がる方向は通常は垂直方向
で、これを偏向して走査する方向は水平方向である。

【００１３】扇型ビームの走査方向は一方向であるた
め、受光側の光学系も、扇型ビームの走査と同期して偏
向させて反射光を受光するようにすれば、受光視野を狭
くして背景光や太陽光等による外乱を少なくできるに加
え、光検出の際のＳ／Ｎ比も向上する。その場合には、
受光側の光学系に、一軸型光走査機構の光偏向手段と同
期して偏向する受光偏向手段を備え、該受光偏向手段に
よって移動物体からの反射光を光検出手段に導く。これ
ら一軸型光走査機構の光偏向手段と受光偏向手段とは、
同一の回転反射鏡で構成することができる。

【００１４】一軸型光走査機構は、扇型ビームを所定角
度だけ一定周期で繰り返し走査する構成にするのが良
い。このような構成にした場合には、演算装置におい
て、一軸型光走査機構による一周期前又はそれ以前の走
査の際に算出した距離と、当該時点の走査において算出
した距離との大小を比較することにより、移動物体が相
対的に移動しているか否か、更に接近しているか遠ざか
っているかどうか追跡できる。また、演算装置におい
て、一軸型光走査機構による一周期前又はそれ以前の走
査の際に算出した方位角と、当該時点の走査において算
出した方位角との大小を比較することにより、移動物体
の方位の変化を追跡できる。

【００１５】

【作用】本発明では、レーザ光を一方向（通常は垂直方
向）にのみ広がる扇型ビームとし、これを広がる方向と
は直交する方向（通常は水平方向）に走査して目標物で
ある移動物体に照射し、その反射光を受光する。従っ
て、垂直方向の位置データは得られないが、スポット状
のレーザビームとして垂直・水平の両方向に二次元走査
する場合に比べ、１画面の走査及び計測に要する時間は
大幅に短縮され、また走査機構も簡略化できる。

【００１６】走査される扇型ビームは垂直方向にのみ広
がり、水平方向には細いものであるため、水平方向にも
広がったビームに比べて高いエネルギ密度を有するもの
であるから、目標物から反射される光量も多く、スポッ
ト状のレーザビームの場合ほどではないとしても、比較
的遠距離の目標物に対しても充分な受光レベルが得られ
る。これを観点を変えて見れば、必要な距離測定に対し
て、レーザ出力を小さくすることが可能となり、人間の
眼に対する安全性や太陽光等による外乱の除去や小型化
などの面からも有利である。

【００１７】扇型ビームは垂直方向に広がったものであ
り、これを所定角度範囲で水平方向に走査することによ
り、目標物に必ず当たり、距離測定に必要な閾値を越え
るレベルの信号が光検出器から得られることになる。ま
た、そのときのレーザ発射角度情報も得られるので、複
数の目標物が存在しても、それぞれについて距離及び方
位角を測定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明による移動物体測定装置の概
要基本構成を示す。この移動物体測定装置は、レーザ発
振器１、扇型ビーム整形光学系２、一軸型光走査機構
３、受光光学系４、光検出器５、演算装置６及び表示器
７とで構成され、例えば自動車に搭載して使用される。

【００１９】扇型ビーム整形光学系２は、レーザ発振器
１から発射されたレーザ光を、図２に示すように垂直方
向には角度（仰角Ｅl ）で大きく広がり水平方向にはご
く僅かな厚み（方位角Ａz ）しかない扇型ビームに整形
する。

【００２０】一軸型光走査機構３は、投光側光偏向部８
a と受光側光偏向部８b とを設けた回転する光偏向器８
と、該光偏向器８の回転角度を検出する角度検出器９と
で構成されている。光偏向器８は、扇型ビーム整形光学
系２で整形された扇型ビームを目標物１０に照射するた
め、該扇型ビームを投光側光偏向部８a で水平方向に偏
向させて水平方向の所定角度（所定方位角）範囲内でし
かも一定周期で繰り返し走査するとともに、目標物１０
からの反射光を狭い視野で受光するため、受光側光偏向
部８b を投光側光偏向部８a と同時に回転させて目標物
１０からの反射光を受光側光偏向部８b で投光側光偏向
部８a と逆向きに偏向させる。

【００２１】受光光学系４は、受光側光偏向部８b で偏
向された光を集光して光検出器５に導く。この光検出器
５は光電変換手段を含み、入光した光をその光量に応じ
たレベルの電気信号に変換する。演算装置６は例えばマ
イクロコンピュータで構成することができ、光検出器５
からの電気信号が閾値を越えたとき、その時点とレーザ
発振器１によるレーザ発振時点との時間差、又は送受信
の位相差から目標物１０までの距離を公知の如く算出す
る。また、このとき演算装置６は、角度検出器９からの
角度情報によって目標物１０の方位角も算出する。その
算出された距離及び方位角は表示器７に表示される。

【００２２】なお、算出した距離及び方位角がある範囲
内であるか否かについても演算装置６で判断し、その結
果に従って警報器（図示せず）を制御したり、本移動物
体測定装置を搭載した自動車（以下、自己の自動車とい
う）の走行を制御すれば、追突防止や車間距離の保持が
図れる。その場合には、表示器７による表示は必ずしも
必要ではない。また、一軸型光走査機構３による一周期
前又はそれ以前の走査の際に算出した距離をメモリに記
憶しておき、その記憶した距離と現時点の走査において
算出した距離との大小を演算装置６において比較すれ
ば、目標物１０が移動物体があるかどうか、それが相対
的に移動しているか否か、更に接近しているか遠ざかっ
ているかどうか判断できる。更に、一軸型光走査機構３
による一周期前又はそれ以前の走査の際に算出した方位
角をメモリに記憶しておき、その記憶した方位角と現時
点の走査において算出した方位角との大小を演算装置６
において比較すれば、目標物１０の方位の変化（水平方
向の移動）も判断できる。

【００２３】図３は、本発明による移動物体測定装置の
１つの具体例を示す。この具体例では、測定用マイクロ
コンピュータ１１によって移動物体測定装置内部の制御
及び測定処理を行い、外部制御用マイクロコンピュータ
１２によって外部に対する信号処理を行う。

【００２４】測定用マイクロコンピュータ１１は、レー
ザ発振器１のレーザダイオードドライバ１３に、図４の
（１）に示すような一定周期のレーザダイオード駆動信
号を入力する。レーザダイオードドライバ１３は、図４
の（２）に示すように充電される電圧をレーザダイオー
ド１４に印加し、（１）のレーザダイオード駆動信号が
入力されるたびにレーザダイオード１４を駆動させる。
これによりレーザダイオード１４が同図の（３）に示す
ように一定周期で発光し、該レーザダイオード１４から
いわゆるパルス変調されたレーザ光が発射される。その
レーザ光の一部はレーザ発射検出用のフォトダイオード
１５によって検出され、該フォトダイオード１５の出力
は増幅器１６で増幅されて測定用マイクロコンピュータ
１１に入力され、該マイクロコンピュータ１１において
図４の（４）に示すように距離測定のためのいわばスタ
ート信号として扱われる。

【００２５】レーザダイオード１４から発射されたレー
ザ光は、扇型ビーム整形光学系２によって図２に示した
ような扇型ビームに整形される。図５に扇型ビーム整形
光学系２の具体例を示す。この扇型ビーム整形光学系２
は、レーザダイオード１４を保持したレンズハウジング
１７内にコリメートレンズ群１８を固定して設け、また
該レンズハウジング１７に対して前後に位置調整できる
レンズホルダ１９にシリンドリカルレンズ２０を保持し
たものである。コリメートレンズ群１８はレーザダイオ
ード１４からのレーザ光を平行光とし、シリンドリカル
レンズ２０はその平行光を一方向（垂直方向）にのみ広
げて扇型ビームとする。その広がり角度はシリンドリカ
ルレンズ２０を前後に移動させることにより調整でき
る。なお、コリメートレンズ群１８とシリンドリカルレ
ンズ２０とは前後逆に配置しても良い。

【００２６】扇型ビームを水平方向に偏向して走査する
光偏向器８は、図３の具体例では軸方向に長い回転反射
鏡２１とこれを回転させるモータ２２とで構成され、そ
の回転角度はエンコーダ２３によってデジタル電気信号
として検出される。回転反射鏡２１は、扇型ビーム整形
光学系２からの扇型ビームを投光側偏向エリア２１aに
おいて偏向させて水平方向の所定角度範囲内で周期的に
走査するとともに、反射物体を反射してきた光を投光側
偏向エリア２１a と同方向に指向する受光側偏向エリア
２１b において偏向させる。モータ２２の回転は測定用
マイクロコンピュータ１１からの信号により制御され、
またエンコーダ２３からのデジタル電気信号は現時点の
走査角度情報（方位角）としてマイクロコンピュータ１
１へ入力される。

【００２７】回転反射鏡２１の受光側偏向エリア２１b
で偏向された反射光は受光光学系４によって集光され
る。図６に受光光学系４の具体例を示す。この受光光学
系４は、不要な波長の光を除去するための干渉フィルタ
２４と集光レンズ群２５とスリット板２６とをレンズハ
ウジング２７内に配置したものである。スリット板２６
は、投光側偏向エリア２１a から投光する光が垂直方向
にのみ広がる扇型ビームであることから、集光レンズ群
２５で集光された光から更に視野を絞って扇型ビームに
よる反射光のみを検出するため、垂直方向に細長いスリ
ット２８を設けている。このスリット板２６は投光側と
の光軸調整のため左右に位置調整できるようになってい
る。

【００２８】スリット２８を透過した光は高感度の光検
出器であるアバランジェフォトダイオード２９に入光
し、該フォトダイオード２９によって光量に応じた電気
信号として検出される。このフォトダイオード２９から
の図４の（５）に示すような出力は、可変増幅器３０に
よって増幅されてから測定用マイクロコンピュータ１１
に入力されて該マイクロコンピュータ１１において閾値
を越えているかどうか判断され、閾値を越えていたとき
に図４の（４）に示すように距離測定のためのいわばス
トップ信号として扱われる。

【００２９】マイクロコンピュータ１１は、上記のよう
にレーザ発射時点に得られるスタート信号から、受光に
よる電気信号のレベルが閾値を越えていたときに得られ
るストップ信号までの時間だけ、図４の（６）に示すよ
うなクロックパルスをカウンタでカウントし、そのカウ
ント値から反射物体までの現時点の距離（レーザ発射点
から反射点までの直線距離）を公知の計算手法によって
算出する。また、マイクロコンピュータ１１はストップ
信号の入力時に得られたエンコーダ２３からの角度情報
から反射物体の現時点の方位角（レーザ発射点を基準と
した反射点の水平方向の角度）も算出する。

【００３０】図７は、扇型ビームの１周期の走査におい
て、ａからｅの５個の反射物体を左から右へ走査した場
合におけるレーザ発射点Ｏからの走査角度と走査時間と
の関係、走査時間と各反射物体についての受信信号（各
反射物体からの反射光の受光による電気信号）との関
係、算出した角度と距離の関係を上から順に示す。

【００３１】ところで、扇型ビームによる反射光は近距
離での反射の場合には強く、遠距離での反射は弱くな
る。そこで、遠近による受光のレベル差をできるだけ少
なくするため、マイクロコンピュータ１１は、上記カウ
ンタのカウント値又は算出した距離に応じた図４の
（７）に示すようなゲイン調整信号を可変増幅器３０へ
入力し、該可変増幅器３０のゲインを自動的に調整す
る。

【００３２】上記のように測定用マイクロコンピュータ
１１において各反射物体までの距離及び方位角が各走査
周期ごとに求められると、これら距離情報及び方位角情
報は図４の（８）に示すように次の走査周期までに該マ
イクロコンピュータ１１から送出されて外部制御用マイ
クロコンピュータ１２へ入力される。この外部制御用マ
イクロコンピュータ１２においては、自己の自動車の速
度を測定する速度メータからの速度情報が入力されてお
り、この速度情報と測定用マイクロコンピュータ１１か
らの距離情報及び方位角情報から反射物体が前方を走行
する自動車であるかどうかの判断や、その自動車の速度
の測定や、自己の自動車との現実の車間距離の測定及び
方位角の測定等を行い、その測定した情報や制御信号を
外部、例えば表示器や警報器や自己の自動車のブレーキ
装置等へ送出する。

【００３３】ところで、図８に示すように、自動車３１
には通常その後尾に左右２つのリフレクタ３２が備えら
れているため、自動車３１の高さを充分に越える広がり
をもった扇型ビーム（垂直方向の広がり角度Ｅl 、水平
方向の厚みＡz ）で左より右へと走査すれば、左右のリ
フレクタ３２からの反射光を検出した際の受信信号は必
ず所定レベル以上でしかも左右のリフレクタ３２の間隔
分だけ離れたものとなる。そこで、これらリフレクタ３
２を目標として上述のような距離及び方位角の測定を行
えば、自動車３１と他の物体との識別が容易である。

【００３４】図９は、このような見地から外部制御用マ
イクロコンピュータ１２において１走査周期ごとに行う
自動車３１の識別処理やその後の処理の一例を示すフロ
ーチャートである。同図において、まずステップ５１
で、測定用マイクロコンピュータ１１において算出され
た１走査範囲内の閾値を越えた全ての反射物体に関する
距離情報及び方位角情報を取り込み、次のステップ５２
で反射物体は２つ以上あるか否か判断する。２つ以上あ
った場合には、ステップ５３において反射物体相互間の
前後及び左右の距離を算出した後、その算出した距離が
所定範囲内が否かステップ５４で判断し、範囲内であれ
ばステップ５５で目標物、つまり前方の自動車である可
能性ありとする。

【００３５】次に、ステップ５６で次の走査に係る反射
物体についての距離情報及び方位角情報を取り込んで、
前回の走査に係る距離情報及び方位角情報との差をそれ
ぞれ求め、ステップ５７で次の走査に係る反射物体も２
つ以上かどうか判断し、２つ以上の場合にはステップ５
８において距離の差及び方位角の差が所定範囲内である
か否か判断する。それらが所定範囲内であれば、相対的
に移動（接近又は離隔）していると見てステップ５９に
おいて反射物体との相対速度を算出するとともに、距離
の変化及び方位角の変化を追跡する。

【００３６】なお、自動車の制限速度から考えて１秒間
に３０画面を越えるデータ量を必要とする場合は稀であ
り、３０画面以下で充分な場合が多い。本発明では、レ
ーザ光を扇型ビームとしてそれを１方向にのみ走査して
１画面を得るため、１秒間に３０画面を必要とする場合
でも１方向に３０Ｈｚ程度の走査速度で良い。従って、
走査機構は上記のような機械的なものでこと足り、また
マイクロコンピュータ１１・１２による処理も特に高速
にする必要はない。

【００３７】次のステップ６０で相対速度は自己の自動
車の速度と異なるか否か判断し、異なっていればステッ
プ６１で移動物体、つまり移動中の自動車であるとして
から、ステップ６２で各種の情報を送出し、例えば表示
器に車間距離を表示したり、その距離が所定範囲内であ
れば警報を発するとかブレーキ装置を作動させる等の追
突防止のための動作を行い、ステップ５６まで戻る。

【００３８】上記ステップ５２において反射物体が２つ
以上ない場合、つまり走査範囲内に反射物体が１つしか
ない場合には、ステップ６３に進んで目標物、つまり自
動車は存在しないとし、更にステップ６４において必要
に応じ反射物体の相対速度を算出するとともに、距離の
変化及び方位角の変化を追跡してステップ５１へ戻る。

【００３９】また、ステップ５７において反射物体が２
つ以上なかった場合には、ステップ６５において自動車
が存在しなくなったとしてからステップ５１に戻る。こ
の場合に考えられることは、そもそも自動車でなかった
ときか、又は前方の自動車が検出する視界から外れてし
まったときである。

【００４０】ステップ５８において距離の差及び方位角
の差が所定範囲外である場合には、ステップ６６で別の
自動車であるとしてからステップ５１に戻る。この場合
に考えられることは、別の自動車が新たに視界に入って
きたときか、又は既に識別した自動車が視界から外れた
ときである。

【００４１】ステップ６０において相対速度の絶対値が
自己の自動車の速度と同じ場合には、ステップ６７にお
いて固定した物体であるとしてからステップ５１に戻
る。

【００４２】以上のように、自動車の左右の２つのリフ
レクタ３２を目標とし、各走査周期ごとに１走査前（そ
れ以前の走査でも良い）で得た距離情報及び方位角情報
との相関を取るようにすれば、路上や陸橋等に設置され
ているリフレクタがあったとしても、目標物である自動
車の識別は容易に行える。

【００４３】なお、以上の説明では移動物体として自動
車を例にしたが、本発明を適用できる移動物体は自動車
に限られるものではなく、また本発明はその基本思想を
逸脱しない範囲で種々の変更又は応用が可能である。

【００４４】

【発明の効果】以下に本発明の効果を列挙する。 (1) レーザ光を一方向にのみ広がる扇型ビームとし、こ
れを広がる方向とは直交する方向に走査して目標物であ
る移動物体に照射し、その反射光を受光するので、扇型
ビームが広がる方向の位置データは得られないが、スポ
ット状のレーザビームとして二次元に走査する場合に比
べ、１画面の走査及び計測に要する時間が大幅に短縮さ
れる。

【００４５】(2) １画面当たりの走査時間が短縮される
ことから、レーザ発射周期を長くすることが可能にな
り、走査機構の走査速度を遅くことができるので、走査
機構が簡略になる。

【００４６】(3) 走査される扇型ビームは垂直方向にの
み広がり、水平方向には細いものであるため、水平方向
にも広がったビームに比べて高いエネルギ密度を有する
ものであるから、目標物から反射される光量も多く、比
較的遠距離の目標物に対しても充分な受光レベルが得ら
れる。これを観点を変えて見れば、必要な距離測定に対
して、レーザ出力を小さくすることが可能となり、人間
の眼に対する安全性や太陽光等による外乱の除去や小型
化などの面からも有利である。

【００４７】(4) 扇型ビームは垂直方向に広がったもの
であり、これを所定角度範囲で水平方向に走査すること
により、目標物に必ず当たり、距離測定に必要な閾値を
越えるレベルの信号が光検出器から得られ、またそのと
きのレーザ発射角度情報も得られるので、複数の目標物
が存在しても、それぞれについて距離及び方位角を測定
することができる。

【００４８】(5) 扇型ビームの走査方向は一方向である
ため、受光側の光学系も、扇型ビームの走査と同期して
偏向させて反射光を受光することにより、受光視野を狭
くして背景光や太陽光等による外乱を少なくできるに加
え、光検出の際のＳ／Ｎ比も向上する。

【００４９】(6) 一軸型光走査機構による一周期前又は
それ以前の走査の際に算出した距離と、当該時点の走査
において算出した距離との大小を比較することにより、
移動物体が相対的に移動しているか否か、更に接近して
いるか遠ざかっているかどうか追跡できる。

【００５０】(7) 一軸型光走査機構による一周期前又は
それ以前の走査の際に算出した方位角と、当該時点の走
査において算出した方位角との大小を比較することによ
り、移動物体の方位の変化を追跡できる。

【００５１】(8) 自動車の追突防止や車間距離の保持等
の目的で使用する移動物体測定装置とする場合、自動車
の速度変動や進路変更に対しても処理速度上問題なく対
応でき、しかも全体として構造簡単かつ小型・低廉で実
用性の高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による移動物体測定装置の概要基本構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明において使用される扇型ビームを説明す
るための図である。

【図３】本発明による移動物体測定装置の一具体例を示
すブロック図である。

【図４】同移動物体測定装置の動作を説明するタイミン
グチャートである。

【図５】同移動物体測定装置における扇型ビーム整形光
学系の一例の断面図である。

【図６】受光光学系の一例の断面図である。

【図７】扇型ビームの１周期の走査において複数の反射
物体を左から右へ走査した場合における走査角度と走査
時間との関係、走査時間と各反射物体についての受信信
号との関係、算出した角度と距離の関係を示す図であ
る。

【図８】前方を走行する自動車を目標として扇型ビーム
で走査する場合の例を示す図である。

【図９】図３の例の移動物体測定装置において自動車の
識別、測定及び追跡を行うアルゴリズムの一例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ レーザ発振器 ２ 扇型ビーム整形光学系 ３ 一軸型光走査機構 ４ 受光光学系 ５ 光検出器 ６ 演算装置 ７ 表示器 ８ 光偏向器 ８a 投光側光偏向部 ８b 受光側光偏向部 ９ 角度検出器 １０ 目標物

【手続補正書】

【提出日】平成４年５月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】なお、算出した距離及び方位角がある範囲
内であるか否かについても演算装置６で判断し、その結
果に従って警報器（図示せず）を制御したり、本移動物
体測定装置を搭載した自動車（以下、自己の自動車とい
う）の走行を制御すれば、追突防止や車間距離の保持が
図れる。その場合には、表示器７による表示は必ずしも
必要ではない。また、一軸型光走査機構３による一周期
前又はそれ以前の走査の際に算出した距離をメモリに記
憶しておき、その記憶した距離と現時点の走査において
算出した距離との大小を演算装置６において比較すれ
ば、目標物１０が移動物体であるかどうか、それが相対
的に移動しているか否か、更に接近しているか遠ざかっ
ているかどうか判断できる。更に、一軸型光走査機構３
による一周期前又はそれ以前の走査の際に算出した方位
角をメモリに記憶しておき、その記憶した方位角と現時
点の走査において算出した方位角との大小を演算装置６
において比較すれば、目標物１０の方位の変化（水平方
向の移動）も判断できる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】次に、ステップ５６で前の走査に係る反射
物体についての距離情報及び方位角情報を取り込んで、
前回の走査に係る距離情報及び方位角情報との差をそれ
ぞれ求め、ステップ５７で前の走査に係る反射物体も２
つ以上かどうか判断し、２つ以上の場合にはステップ５
８において距離の差及び方位角の差が所定範囲内である
か否か判断する。それらが所定範囲内であれば、相対的
に移動（接近又は離隔）していると見てステップ５９に
おいて反射物体の相対速度を算出するとともに、距離の
変化及び方位角の変化を追跡する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】次のステップ６０で相対速度は自己の自動
車の速度と異なるか否か判断し、異なっていればステッ
プ６１で移動物体、つまり移動中の自動車であるとして
から、ステップ６２で各種の情報を送出し、例えば表示
器に車間距離を表示したり、その距離が所定範囲内であ
れば警報を発するとかブレーキ装置を作動させる等の追
突防止のための動作を行い、ステップ５１に戻る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ発振器と、該レーザ発振器からのレ
   ーザ光を一方向に広げて扇型ビームに整形する光学系
   と、該扇型ビームをその広がる方向と直交する方向に偏
   向して走査する一軸型光走査機構と、移動物体からの反
   射光を受光し電気信号として検出する光検出手段と、そ
   の検出された電気信号が閾値を越えたときに移動物体ま
   での距離又は方位のうちの少なくとも一つを算出する演
   算装置とを備えてなることを特徴とする移動物体測定装
   置。
2. 【請求項２】前記扇型ビームの広がる方向が垂直方向
   で、これを偏向して走査する方向が水平方向である請求
   項１に記載の移動物体測定装置。
3. 【請求項３】前記一軸型光走査機構の光偏向手段と同期
   して偏向して移動物体からの反射光を受光し前記光検出
   手段に導く受光偏向手段を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載の移動物体測定装置。
4. 【請求項４】前記一軸型光走査機構の光偏向手段と前記
   受光偏向手段とが同一の回転反射鏡で構成されている請
   求項３に記載の移動物体測定装置。
5. 【請求項５】前記一軸型光走査機構が、扇型ビームを所
   定角度だけ一定周期で繰り返し走査する構成にされてい
   る請求項１に記載の移動物体測定装置。
6. 【請求項６】前記演算装置が、前記一軸型光走査機構に
   よる一周期前又はそれ以前の走査の際に算出した距離
   と、当該時点の走査において算出した距離との大小を比
   較する比較手段を備えていることを特徴とする請求項５
   に記載の移動物体測定装置。
7. 【請求項７】前記演算装置が、前記一軸型光走査機構に
   よる一周期前又はそれ以前の走査の際に算出した方位角
   と、当該時点の走査において算出した方位角との大小を
   比較する比較手段を備えていることを特徴とする請求項
   ５に記載の移動物体測定装置。