JPH0589400A

JPH0589400A - 障害物検出装置

Info

Publication number: JPH0589400A
Application number: JP3275075A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishino; 潤西野; Tomonari Ishikawa; 知成石川
Original assignee: Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】装置が通常の実用性能レベルで動作している
か否かを運転者に報知できる障害物検出装置を得る。【構成】複数種類用意されたしきい値を順次切り換え
る切換手段を設け、順番に選択・切り換えされたしきい
値信号と反射光の波形とを比較し、レーザビームの雨滴
や霧粒による反射光の波形の形状から空中の雨滴や霧粒
の量を推定して視程を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両前方の障害物を
検知して衝突事故の発生を未然に防止するための障害物
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の障害物検出装置としては、例えば
図４に示すようなものがあった。図において、１はレー
ザダイオード（以下、ＬＤという）の発光するレーザビ
ームを用いて、自車両と障害物との間の距離を検出する
距離検出部であり、２は自車速度等の自車両の走行状態
を検知する走行状態検知部である。

【０００３】３は距離検出部１に距離の検出指令を行っ
て、それに応答して返送される距離情報と、走行状態検
知部２で検知された自車速度情報を元に、自車両と障害
物との相対速度を算出して障害物が停止物か移動物かの
判断を行い、また、自車速度、相対速度、運転者がブレ
ーキをかけるまでの空走時間の個人差に応じて設定する
距離設定などに応じて自車両と障害物との衝突の可能性
を判断する信号処理部である。

【０００４】４は信号処理部３からの情報に基づいて、
自車両と障害物との距離を表示するとともに、信号処理
部３によって障害物との衝突の可能性があると判断され
た場合には、警報を発生する警報報知部である。

【０００５】次に作用を説明する。走行状態検知部２は
車速センサ３１を備え、信号処理部３は演算回路４１お
よび距離設定スイッチ４２を備えている。車速センサ３
１にて検知された自車両の車速信号は演算回路４１に送
られ、演算回路４１は当該車速信号に基づいて算出した
車速が３５Ｋｍ／ｈ以上であると、距離検出部１に距離
検出指令信号を送出する。

【０００６】距離検出部１ではその距離検出指令信号を
駆動信号発生回路１１で受け、駆動信号発生回路１１は
図５（ａ）に示すＬＤ発光信号をＬＤ切換ドライバ１２
に送出する。ＬＤ切換えドライバ１２は受け取ったＬＤ
発光信号（ａ）に基づいて、図５（ｂ），（ｃ），
（ｄ）に示す信号を送出し、発光手段としてのＬＤアレ
イ１３のＬＤ−Ｌ，ＬＤ−Ｃ，ＬＤ−Ｒを順次発光させ
る。

【０００７】ＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌからのレーザビ
ームは自車両前方左寄りに、ＬＤ−Ｃからのレーザビー
ムは前方に、ＬＤ−Ｒからのレーザビームは前方右寄り
に、それぞれ投光レンズ１４を介して出射され、ＬＤ−
Ｃのレーザビームは前方障害物を、ＬＤ−Ｌのレーザビ
ームは左車線からの割り込み車両を、ＬＤ−Ｒのレーザ
ビームは右車線からの割り込み車両を検出するのに用い
られる。

【０００８】障害物からの反射光は受光レンズ１５で集
光され、フォトダイオード（以下、ＰＤという）１６で
受光される。この受光信号は増幅回路１７に送られ、増
幅回路１７はそれを増幅して、図５（ｅ）の信号を出力
する。この信号には障害物からの反射信号Ｂと、近距離
の路面などからの反射信号Ａが混在している。

【０００９】しきい値発生回路１８は駆動信号発生回路
１１が出力するＬＤ発光信号（ａ）に基づいて、図５
（ｆ）に示すしきい値信号を生成してコンパレータ１９
に出力する。コンパレータ１９は増幅回路１７の出力信
号（ｅ）と、このしきい値信号（ｆ）とのレベル比較を
行なう事によって、障害物からの反射信号のみを抽出
し、図５（ｇ）に示す障害物検出パルス信号を出力す
る。

【００１０】カウンタ２０は図５（ｈ）に示すようにＬ
Ｄ発光信号（ａ）の立上りで、基準パルス発生回路２１
から供給されるクロックパルス信号のカウントを開始
し、障害物からの反射信号に基づく障害物検出パルス信
号（ｇ）の立上りでカウントを停止して、そのカウント
アップ時間と光速度から障害物までの距離情報を求め、
それを信号処理部３の演算回路４１に送出する。

【００１１】次に信号処理部３の演算回路４１における
衝突の可能性の判断方法について図６に示すフローチャ
ートを参照して説明する。まず電源が投入されると、Ｓ
ＴＡＲＴステップに進み、演算回路４１を構成するＣＰ
Ｕ，ＲＡＭ等の初期設定が行われる。次に、ステップＳ
Ｔ１１で所定の周期毎に距離検出部１のカウンタ２０か
ら障害物との距離Ｒの情報を示す距離信号、及び走行状
態検出部２の車速センサ３１から自車速度Ｖ_f の情報を
示す車速信号を演算回路４１内に取り込む。

【００１２】そしてステップＳＴ１２で距離信号Ｒを表
示信号に変換して、距離表示器５１に送出し表示する。
次に、ステップＳＴ１３で車間距離Ｒを微分して先行車
両などの障害物と自車両との相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒ
を、最小二乗法などの演算手法を用いて算出し、また先
行車の車速Ｖ_a を自車速度Ｖ_f と相対速度（ｄ／ｄｔ）
Ｒとの和によって算出する。

【００１３】なお、この演算の中で（ｄ／ｄｔ）Ｒ＜０
の場合には距離が減少し、障害物に接近していること
を、また（ｄ／ｄｔ）Ｒ＞０の場合には距離が増加して
いることを、さらに（ｄ／ｄｔ）Ｒ＝０の場合には距離
に変化がないことをそれぞれ示している。

【００１４】障害物との衝突の可能性を判断する上で自
車の初期速度をＶ_f （ｍ／ｓ）、障害物（先行車）の初
期速度をＶ_a （ｍ／ｓ）、双方の減速度性能をα（ｍ／
ｓ²）とすると、自車の停止距離Ｖ_f ²／２αと先行車の
停止距離Ｖ_a ²／２αとの差に、距離設定スイッチ４２で
設定された自車がブレーキをふむまでの時間Ｔ_d による
空走距離Ｖ_f ・Ｔ_d を加えた、数１に示す距離Ｒが衝突
判断の基準となる。

【００１５】

【数１】

【００１６】そこで、まずステップＳＴ１４にて相対速
度（ｄ／ｄｔ）Ｒと自車速度Ｖ_f を比較して、−（ｄ／
ｄｔ）Ｒ≒Ｖ_f の場合、即ち障害物が路上停止物とみな
される場合にはステップＳＴ１５に進み、数１において
Ｖ_a ＝０であることから、次の数２による運転の法則に
より衝突の危険性を判定する。

【００１７】

【数２】

【００１８】数２が成立する場合には、障害物に対して
衝突する危険が発生しており、ステップＳＴ１８に進ん
で警報信号を発生して警報報知部４に送り、その警報器
５２から危険回避のための警報を発する。

【００１９】一方、ステップＳＴ１４での判定の結果、
−（ｄ／ｄｔ）Ｒ≒Ｖ_f でない場合には障害物は前方の
路上を走行する先行車であり、本来数１に従って危険判
断を行なうべきである。しかしながら、相対速度（ｄ／
ｄｔ）Ｒの算出精度が厳密にとれないこともあって算出
誤差に誤警報の恐れがあるため、障害物が移動する先行
車の場合にはステップＳＴ１６にて相対速度（ｄ／ｄ
ｔ）Ｒが所定の速度Ｃ（ｍ／ｓｅｃ）以上かどうかの判
定をまず行う。

【００２０】その結果、（ｄ／ｄｔ）Ｒ≧Ｃの場合には
相対速度が速く、急接近中であることから、先行車は限
りなく停止物に近いとみなして、ステップＳＴ１５に進
み、以下停止障害物と同じ論理で、数２の判別式による
警報出力判断を行なう。

【００２１】また、ステップＳＴ１６の判定結果が（ｄ
／ｄｔ）Ｒ＜Ｃの場合には、相対速度が遅く、一定車間
距離での通常の追従走行中であるとみなし、自車速Ｖ_f
と先行車速Ｖ_a がほぼ等しいことから、数１は以下に示
す数３となり、ステップＳＴ１７ではこの数３により衝
突の危険性を判定し、以下同様にこの数３が成立する場
合には警報を発する。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の障害物検出装置にあっては、反射光を一種類
のしきい値と比較して障害物の検出を行うものとなって
いたため、豪雨や濃霧のときには、空気中の雨滴や霧粒
等によってレーザビームが散乱・減衰されて所定の距離
まで届かず、また届いても反射光が微弱になるので、障
害物の検知可能距離が短くなって危険警報の遅れが発生
し、この危険警報をあてにしている運転者にとって、逆
にきわめて危険な状況になるという問題点があった。

【００２４】この発明は、このような問題点に着目して
なされたもので、反射光を複数種類のしきい値と比較し
て視程を検知し、使用中の装置が通常の実用性能レベル
で動作しているのか、霧等によって性能低下を起こし、
実用的ではないのかを運転者に知らせることにより、上
記問題点を解決することを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る障害物検
出装置は、反射光と比較して障害物の有無を判定するた
めのしきい値を複数種類用意し、そのしきい値を順番に
切り換えるための切換手段を設けたものである。

【００２６】

【作用】この発明における切換手段は、複数種類用意さ
れたしきい値を順番に切り換えて反射光の波形と比較
し、レーザビームの雨滴や霧粒による反射光の波形の形
状から空中の雨滴や霧粒の量を推定して視程を判断する
ことにより、使用中の装置が実用性能レベルで動作して
いるのか、性能低下を起こしているのかを運転者に知ら
せることができる障害物検出装置を実現する。

【００２７】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施例を示す図である。まず、構成
を説明すると、ここで、符号１〜４及び１１〜１７，１
９〜２１，３１，４１，４２，５１，５２は、図４の従
来例と同一で、同一構成を示し、重複説明を省略する。

【００２８】また、距離検出部１内のしきい値発生回路
２２は従来のしきい値発生回路１８とは異なり、従来の
しきい値信号の外に、ローレベルＶ₁ 及びハイレベルＶ
₂ の定電圧によるしきい値信号をも生成するものであ
る。

【００２９】距離検出部１内にはさらに、このしきい値
発生回路２２が出力する３種類のしきい値信号の、選択
・切り換えを制御する切換手段としてのしきい値切換回
路２３が設けられている。

【００３０】また、警報報知部４には、当該障害物検出
装置がエヌジー（ＮＧ）状態にあるのか、コーション
（ＣＡ）状態にあるのか、オーケー（ＯＫ）状態にある
のかを運転者に通知する視程表示器５３が設けられてい
る。

【００３１】次に作用を説明する。この発明の障害物検
出装置では、視程を左右する空中の雨滴量や霧粒量によ
って、ＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌ，ＬＤ−Ｃ，ＬＤ−Ｒ
より出射されたレーザビームが物標である先行車等の障
害物に到達する前に、空中の雨滴や霧粒にあたって反射
され、ＰＤ１６によって受光される受光波形の形状に基
づいて空中の雨滴や霧粒の量を推定し、視程を判断する
ものである。

【００３２】そのために、しきい値発生回路２２は図５
（ｆ）に示した従来のしきい値と、さらに２種類のしき
い値信号を発生してコンパレータ１９に送出している。
図２にはこのしきい値発生回路２２としきい値切換回路
２３の構成が示されている。

【００３３】即ち、しきい値発生回路２２は抵抗Ｒとコ
ンデンサＣによる時定数回路の生成するしきい値信号、
電池Ｖ₁ の生成するしきい値信号、及び電池Ｖ₂ の生成
するしきい値信号を、スイッチＳＷ₁ 〜ＳＷ₃ の開閉に
よって選択・切り換えを行ってコンパレータ１９に送出
するものである。

【００３４】そのとき、しきい値切換回路２３は駆動信
号発生回路１１から出力されるＬＤ発光信号（ａ）を３
ビットカウンタで計数し、その計数値が“３”になる度
に出力されるシフトパルスでシフトレジスタの内容をシ
フトさせ、しきい値発生回路２２のスイッチＳＷ₁ 〜Ｓ
Ｗ₃ に順番に駆動信号を送っている。

【００３５】今、スイッチＳＷ₁ に与えられる駆動信号
のみがハイレベルとなっているとすれば、他のスイッチ
ＳＷ₂ ，ＳＷ₃ に与えられる駆動信号はローレベルとな
り、スイッチＳＷ₁ のみがオンになって図３に示すタイ
ミングチャートの（Ｉ）区間では従来と同様のしきい値
信号が出力され、コンパレータはそのしきい値信号と増
幅回路１７の出力信号（ｅ）を比較して、障害物までの
距離を得る。

【００３６】前述のように、しきい値切換回路２３のシ
フトレジスタの状態は３ビットカウンタによりＬＤ発光
信号（ａ）の３回分のパルスまでは３の状態を保持し、
４回目のパルスから６回目のパルスまで（図３の（II）
区間）はスイッチＳＷ₂ への駆動信号のみがハイレベ
ル、他はローレベルとなる。従ってスイッチＳＷ₂ のみ
がオンになり、しきい値発生回路２２からはＶ₁ 一定レ
ベルのしきい値信号が出力される。

【００３７】これによって、前方障害物の有無にかかわ
らず近傍反射物までの距離（Ｔ_2L，Ｔ_2C，Ｔ_2R）が検出
される。この距離は視程に応じて視界良好時には路面反
射部までの距離となり、視程が悪い場合はその悪さに応
じて路面反射部までの距離より短い距離が検出される。

【００３８】次にＬＤ発光信号（ａ）の７回目から９回
目まで（図３の（III ）区間）では、スイッチＳＷ₃ の
みがオンとなり、しきい値発生回路２２からは、前記Ｖ
₁ レベルより高いＶ₂ 一定レベルのしきい値信号が出力
される。このＶ₂ レベルより大きな受光信号は近傍路面
や遠方障害物から反射してくることはなく、近傍に濃い
霧や雨があって視程の悪い時にのみコンパレータ１９の
出力がハイレベルとなって霧や雨までの距離（Ｔ_3L，Ｔ
_3C，Ｔ_3R）が計測される。

【００３９】カウンタ２０で計測された各距離データ
（Ｔ_1L，Ｔ_1C，Ｔ_1R，Ｔ_2L，Ｔ_2C，Ｔ_2R，Ｔ_3L，Ｔ_3C，
Ｔ_3R）は演算回路４１に送られ、数４に示す条件が成立
した場合に、視程表示器５３のＮＧインジケータを点灯
して、当該障害物検出装置が正常動作できない事を運転
者に知らせて、走行運転に充分な注意をはらう事をうな
がす。

【００４０】

【数４】

【００４１】なお、数４においてＴ_3L，Ｔ_3C，Ｔ_3Rのい
づれかひとつでも∞データがある場合には、霧等による
ものではなく近傍障害物体からの反射とみなしてＮＧイ
ンジケータの点灯はおこなわない。

【００４２】次に前記数４が成立せず、次に示す数５が
成立する場合には、視程表示器５３のＣＡインジケータ
を点灯して、当該障害検出装置の検知性能が通常時より
低下しており、正常動作しない場合がある事を運転者に
知らせて走行運転に注意をはらう事をうながす。

【００４３】

【数５】

【００４４】ここで、Ｔ_u は路面からの反射部までの距
離であり視界良好時には常に数６となる。

【００４５】

【数６】

【００４６】また、同様にＴ_2L，Ｔ_2C，Ｔ_2Rのいづれか
ひとつでもＴ_c に等しい距離が計測された場合は、近傍
障害物からの反射とみなしてＣＡ点灯は行なわない。そ
して、この数６が成立する場合には、視界良好と判断し
て視程表示器５３のＯＫインジケータを点灯する。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、その構成を発光手段より光ビームを前方に向けて
発し、かつその反射光に基づいて、前方に障害物がある
か否かを判定し、障害物があると判定した場合、検出信
号を出力する障害物検出装置において、前記障害物の有
無を判定する際に、前記反射光と比較されるしきい値を
複数種類用意し、前記複数種類のしきい値を順次切り換
える切換手段を設けた構成としたため、豪雨や濃霧によ
って障害物検知装置の検知性能が低下した場合には、そ
の程度に応じてＣＡインジケータやＮＧインジケータを
点灯して運転者に知らせる事によって、「障害物が見え
なくとも装置が知らせてくれるのであろう」といった、
運転者の装置に対する過信を未然に防止できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による障害物検出装置を示
すブロック図である。

【図２】上記実施例のしきい値発生回路、及びしきい値
切換回路の詳細を示す構成図である。

【図３】上記実施例の距離検出部における各部の信号の
時間関係を示すタイミング図である。

【図４】従来の障害物検出装置を示すブロック図であ
る。

【図５】その距離検出部における各部の信号の時間関係
を示すタイミング図である。

【図６】その演算回路における処理の流れを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１３発光手段（ＬＤアレイ）１９コンパレータ２２しきい値発生回路２３切換手段（しきい値切換回路）５３視程表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光手段より光ビームを前方に向けて発
し、かつその反射光に基づいて、前方に障害物があるか
否かを判定し、障害物があると判定した場合、検出信号
を出力する障害物検出装置において、前記障害物の有無
を判定する際に前記反射光と比較されるしきい値を複数
種類用意し、前記複数種類のしきい値を順番に切り換え
る、切換手段を設けたことを特徴とする障害物検出装
置。