JPH06109842A - 距離検出装置 - Google Patents

距離検出装置

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JPH06109842A
JPH06109842A JP4254507A JP25450792A JPH06109842A JP H06109842 A JPH06109842 A JP H06109842A JP 4254507 A JP4254507 A JP 4254507A JP 25450792 A JP25450792 A JP 25450792A JP H06109842 A JPH06109842 A JP H06109842A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビームを送出し物体からの反射光を受光し
て、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記物体
までの距離を求める距離検出装置において、正確な受光
タイミングを簡単に測定することのできる距離検出装置
を提案する。 【構成】 反射光の受光の態様(例えば、受信信号のパ
ルス幅)に基づいて適切な受光タイミングを示す反射光
を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、例えば、車両の前方
物体までの距離等を検出する距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、距離検出装置として、例えば
特開昭59−60271号のように、パルス光を前方に
送出して、その反射波を受けるまでの時間に基づいて前
方物体までの距離を求めることにより距離検出を行なう
のが一般的である。この場合、上記時間測定は、送出パ
ルスのピーク検出時刻から反射パルス光のピーク検出時
刻までの時間を測定するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
車両においては、反射光はピークを検出するための理想
的な性質をもってはいないために、次のような問題点を
起こしていた。図1の1〜4の領域で示すように、光ビ
ームの強度は分布をもっており、光を反射する車両上の
リフレクタが図1のどの領域の光を反射するかによっ
て、図2に示すように反射光のパルス波形形状が変動す
る。
【0004】図2において、10は送出光のパルス強度
の時間変化であり、11、12、13は夫々、図1の
5、6、7の領域にリフレクタがあった場合における反
射光の強度変化を示す。図2の11は、受光したパルス
光の強度が強すぎて光電変換信号に飽和が発生している
場合を示し、13は逆に強度が弱すぎて光電変換信号の
レベルがかなり落ちていることを示す。目標物体までの
距離Rは、送信から受信までの時間をT、光速をCで表
すと、R=T・C/2となる。
【0005】通常、前方物体までの距離検出は、前述し
たように送出パルスと受信パルスのピーク間の時間を検
出するが、このピークは図2に示すように、所定のスラ
イスレベルを信号レベルが越えたか否かにより判断され
る。図2の例では、スライスレベルは14、15として
示される。ここで、送出パルス10の強度は一定である
ために、そのピーク時刻の測定に誤差は発生しない。と
ころが、前述したように、受信光の強度は、車両上のリ
フレクタがどの領域の光を反射したか、あるいは、ター
ゲットが車両リフレクタとは反射強度の異なる物体であ
る場合などによって異なるから、図2に示すように、受
光ビームの光電変換信号が11の場合と13の場合とで
は、20〜30ナノ秒の差が発生し、これが測定距離の
誤差となって現われてしまう。このような誤差を解消す
るには、受信信号のピーク位置そのものを検出すること
も考えられるが、飽和した信号についてそのピーク位置
を検出することは意味がない。
【0006】また、信号が飽和しないようにするために
は、光電変換器への入力を制御する必要があるものの、
その制御は機械系を制御する必要があるために、高速な
測定には向いていなかった。そこで、本発明は上記従来
技術の欠点を解消するために提案されたもので、その目
的は、反射光の受信信号に種々の程度のものがあって
も、正確な受光タイミングを簡単に測定することのでき
る距離検出装置を提案する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明は、光ビームを送出し物体からの反射光を受光
して、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記物
体までの距離を求める距離検出装置において、前記反射
光の受光信号の受光の態様を検出する検出手段と、この
態様に基づいて、受光信号が前記物体までの距離を求め
るのに適切か否かを判断する判定手段とを具備する。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の好適
な実施例を説明する。図3、図4は本発明の実施例の距
離測定の原理を示す図である。この実施例の測定原理
は、反射波を受光してそれを光電変換して得た受信信号
のなかで、適正なレベルのもののみを選択して、選択さ
れた信号から受光タイミングを算出して、測定対象の物
体までの距離を測定するものである。適切か否かは、物
体までの距離に応じたパルス幅を受信信号が持っている
か否かにより判断する。受信信号のパルス幅は物体まで
のおおよその距離に比例するからである。
【0009】物体までの粗い距離は、図3に示すよう
に、受信信号があるレベルに達した時刻により推定でき
る。図3の例では、信号パルスの強度により、パルス幅
が異なり、そのために、物体までの距離が、T'C/2、T''
C/2、T'"C/2と異なってしまうが、物体が近距離にある
かいなかというような粗い判断には絶対的な精度は要求
されないので、問題はない。そこで、レーザ光を送出し
て受信信号の立ち上がりまでの時間をT(このTは物体
までの粗い距離を表す)とすれば、その距離に適切な強
度を有する受信信号のパルス幅が存在する筈である。信
号のパルス幅と信号の強度レベルは比較的よく比例する
からである。そのような予想パルス幅WPは時間Tの関
数となるから、 WP=WP(T) で表されるはずである。T1≒T2であれば、WP(T1
=WP(T2)である。このような関数を予め記憶してお
き、受信信号を検出した時点で、物体までの粗い距離を
算出し、その粗い距離から予想パルス幅WP(T)を推
定する。さらに、受信信号の実際のパルス幅WAを正確
に測定して、このWAとWP(T)とを比較することによ
り、受信された信号が適切か否かを判断する。
【0010】図4に示すように、送信光の強度信号を3
0とした場合に、受光した反射光の強度が31〜37の
波形で観測されたとする。信号31〜33は比較的近距
離に物体がある場合の受信信号の波形の種類を示す。図
3に関連して説明した手法により、これら3つの信号の
うち、信号33は近距離に物体があるにしては強度レベ
ルが低すぎて不適切と判断する。また、信号31につい
てはパルス幅が大き過ぎるので、信号が飽和していると
判断して不適切とする。従って、信号32が適切と判断
される。
【0011】一方、比較的遠距離に物体があると推定さ
れる場合において信号36、37を受け取った場合に
は、信号36は遠距離にしてはパルス幅が大き過ぎるの
で信号が強すぎると判断して無視し、信号37を採用す
る。図5を用いて実施例の距離測定システムの構成を説
明する。同図において、送光系は距離カウンタ22とタ
イミング制御部23と送光部24とからなる。また、受
光系は受光部25と増幅部26と検波部27と距離カウ
ンタ28とからなる。クロック部21は距離カウンタ2
2、28の計数パルスを生成する。信号処理ユニット2
0はCPU等を含み、タイミング制御や信号処理などを
行なう。
【0012】信号処理ユニット20はタイミング制御部
23に送光部24にレーザ光を発光せしめると共に距離
カウンタ22に時間計測を開始せしめる。目標物体に反
射して戻ってきたレーザ光は受光部25で受けられ電気
信号に変換される。この電気信号は増幅部26で増幅さ
れ、検波部27がその増幅された電気信号の立ち上がり
と立ち下がりとを検出する。この検波は、図4に示した
ように、スライスレベルを越えた時点を検出することに
より行なわれる。
【0013】検波部27は受信信号の立ち上がりを検出
すると、カウンタ22を停止すると共に、カウンタ28
による時間計測を開始せしめる。さらに、検波部27
は、立ち下がり時刻を検出するとカウンタ28を停止さ
せる。これらの動作により、図6に示すように、カウン
タ22は、レーザ光を送信してから反射光を受信するま
での時間を計測し、カウンタ28は受信パルスのパルス
幅を計測することができる。
【0014】信号処理ユニット20は、パルスの立ち上
がり時刻とパルス幅等を取り込み、図3に関連して説明
した手法により、不適切なパルスと適切なパルスとを区
別して、適切なパルスに基づいて正確な物体までの距離
を計算する。前述の予想パルス幅WPデータはRAM2
9内に格納されている。以上のようにして、この実施例
によれば、 :適性レベルの信号のみを選択するので、精度の良い
計測が可能となる。 :車両のリフレクタ以外の物体(例えば、道路標識、
看板等)からの不適正な信号を除去できるという効果を
得る。
【0015】本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々
変形ができる。第1変形例 :上記実施例は、固定式のレーザに本発明を
適用したものであった。本発明はスキャン式のレーザに
も適用が可能である。しかし、スキャン式のレーザ方式
では、レーザビームをスキャンさせると、目標物体に対
するビームの位置が変化して、ビームの強度の高い部分
で物体を捉えたり、低い部分で捉えたり安定しない。つ
まり、スキャン式は固定式に比して、レベル変動の頻度
が高いという問題がある。そこで、スキャンの周期と1
スキャン周期内に発するパルスの数とを調整し、リフレ
クタから複数個の反射光を受光するようにする。このよ
うな調整を行なえば、図7に示すように、1つのリフレ
クタから、1周期内に複数個の反射光パルスを受光で
き、それらの中から、前述の手法により最適なパルスを
選択するようにする。第2変形例 :上述の実施例では、不適切だと判定された
受信信号は無視するようにしていた。この変形例では、
不適切な受信信号に対しては補正を行なって距離測定に
利用しようというものである。
【0016】図8はその原理を示す。即ち、パルス幅が
小さすぎて不適切だと判定された場合は、所定距離αを
減算するように補正し、パルス幅が大きすぎて不適切だ
と判定された場合には、アルファを加算するように補正
する。しかしながら、常に補正すると誤差を生む可能性
が高いので、明らかに車両リフレクタからの反射光でな
いと思われるもの(例えば、遠距離と推定される物体か
らの反射光レベルが強すぎるような場合)は補正の対象
から外す。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の距離検出
装置によれば、時半車高の受光態様に基づいて適切な信
号だけが距離検出に利用されるので、精度の高い距離測
定が可能となる。ここで、受光態様とは、物体までのお
およその距離と受信パルスの幅である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例及び従来の装置に用いられている光ビ
ームの強度分布を示す図。
【図2】 従来技術の欠点を説明する図。
【図3】 本発明の実施例の原理を説明する図。
【図4】 この実施例の原理を説明する図。
【図5】 この実施例の構成を説明する図。
【図6】 実施例の動作を説明する図。
【図7】 第1変形例の動作を説明する図。
【図8】 第2変形例の動作を説明する図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを送出し物体からの反射光を受
    光して、その反射光を受けるまでの時間に基づいて前記
    物体までの距離を求める距離検出装置において、 前記反射光の受光信号の受光の態様を検出する検出手段
    と、 この態様に基づいて、受光信号が前記物体までの距離を
    求めるのに適切か否かを判断する判定手段とを具備する
    距離検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の距離検出装置において、さら
    に、受光した反射光を電気信号に変換する手段を有し、
    前記態様は、前記電気信号を検出した時間とその電気信
    号のパルス幅とであることを特徴とする距離検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2の距離検出装置において、前記
    判定手段は、光ビームの送出時刻から前記電気信号を受
    信した時刻までの時間に基づいて前記物体までのおおよ
    その距離を推定する手段と、物体までの距離と前記電気
    信号の予想パルス幅との関係を前もって記憶する記憶手
    段とを具備し、実際の電気信号のパルス幅と前記予想パ
    ルス幅とに基づいて、適切か否かを判断することを特徴
    とする距離検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項1の距離検出装置において、前記
    レーザビームは水平面上にスキャンされながら照射さ
    れ、1つの目標物体から、1スキャンサイクル内に複数
    個の反射光パルスを受光することを特徴とする距離検出
    装置。
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