JPH06305383A

JPH06305383A - 障害物検出装置

Info

Publication number: JPH06305383A
Application number: JP5094657A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Abe; 快之阿部
Original assignee: Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】カーブ等でも障害物を検出できるようにす
る。【構成】障害物検出装置において、操舵角センサ３２
でハンドルの回転角度及びその方向を検出し、その検出
信号に基づいて発光素子１３の前側に配置された投光レ
ンズ１４をレンズ面と平行に変位せしめレーザビームの
出射方向を斜めに変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両前方の障
害物等の前方物標を検知して衝突事故の発生を未然に防
止するために用いられる障害物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用衝突警報装置等の障害物検
出装置としては、例えば図６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（光ビーム）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もとに、自車両と、
前方車両等の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に
対応する信号を演算回路４１から駆動信号発生回路１１
で受け、駆動信号発生回路１１は図７（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
ドライバ１２は受け取ったＬＤ発光信号（ａ）に基づい
て、図７（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、常時同一強度で順次発光させる。

【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７（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７
（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７（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７（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８に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

【００１２】まず電源が投入されると、ＳＴＡＲＴステ
ップに進み、演算回路４１を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ等
の初期設定が行われる。次に、ステップ１１で駆動信号
発生回路１１に対して所定パルス幅のパルスを所定周期
に出力し、かつ次のステップＳＴ１２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。

【００１３】そしてステップＳＴ１３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ＳＴ１４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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】

【数１】

【００１７】そこで、まずステップＳＴ１５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ＳＴ１６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。

【００１８】

【数２】

【００１９】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ＳＴ１９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。

【００２０】一方、ステップＳＴ１５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ＳＴ１７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。

【００２１】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ＳＴ１６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。

【００２２】また、ステップＳＴ１７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ＳＴ１８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
合にはステップＳＴ１９において警報を発する。

【００２３】

【数３】

【００２４】

【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つては、レーザビームが
直進する性質を有することからカーブ等にあっては、レ
ーザビームが先行車両を追尾せず、装置としての作動が
正常であっても衝突防止という重大な機能を果たさなく
なるという問題点があった。

【００２５】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、カーブ等でも障害物を検出できるよう
にすることを目的としている。

【００２６】

【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、前方物標に向けて投光レンズを介して光ビー
ムを発する発光素子と、前記前方物標に反射された光ビ
ームを受光する受光素子と、該受光素子の受光出力から
前記前方物標に対する自車両の速度及び前方物標との車
間距離を算出し、かつそれに基づいて自車両の衝突の危
険性を判定し、衝突の危険性が生じていると判断した場
合に警報信号を発する情報処理回路を備えた障害物検出
装置において、操舵角センサと、前記投光レンズをレン
ズ面と平行に変位せしめるための駆動手段とを設け、前
記情報処理回路は、前記操舵角センサからの出力信号に
基づいて前記投光レンズを左右の何れかの方向に移動せ
しめるの変位量を算出し、かつその算出した変位量に対
応する制御信号を前記駆動手段に供給する。

【００２７】

【作用】この発明における装置は、ハンドルの操舵角に
比例してレーザビーム出射方向を変化させ、カーブに追
従させ、カーブでも前方車両との車間距離をチェックで
きるようにして衝突防止機能を向上させる。

【００２８】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５はこの発明の一実施例を示す図である。ま
ず、図１において構成を説明するが、ここで、符号３、
４及び１１〜２１，３１，４１，４２，５１，５２は、
図６の従来例の構成要素と同一または均等な構成要素の
もの示し、その部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

【００２９】図１において、３２は前記車速センサ３１
と共に、走行状態検知部２’を構成する操舵角センサ
で、図示されないハンドルの操舵に伴う回転角及びその
回転方向を検出し、それを示す信号を出力する。３３は
変位量算出回路で、前述の双方のレンズ１４、１５の変
位量と、前記ハンドルの回転角及び回転方向との関係を
示す算出式を有して、前記操舵角センサ３２から回転角
及びその回転方向を示す信号が供給されると、それに応
じた変位量信号を作成して出力する。２２は距離検出部
１’の１つの構成要素である駆動回路で、前記変位量算
出回路３３から変位量信号を受けるとその信号の大きさ
に比例して後述のリニアモータ６４の駆動を制御する。

【００３０】このリニアモータ６４は、前記双方のレン
ズ１４、１５のそれぞれを固定支持するための一対の孔
６５が穿設されたアルミニュウム製の可動板６１と、そ
の可動板６１と対にされた駆動コイル６３とから構成さ
れ、前記駆動回路２２を介して変位量信号が変位量算出
回路３３から供給されると、その大きさに比例した量だ
け可動板６１を左右いずれか一方の方向に変位せしめ
る。

【００３１】なお、前記可動板６１には前後方向に変位
しないように、図３及び図４に示すように断面Ｕ字状の
凹溝が形成された案内板６２が設けられ、前記可動板６
１はその凹溝内を摺動させられる。

【００３２】次に上記構成による作用説明をする。

【００３３】例えば、車両が直線道路や非常に緩やかに
カーブしている道路を走行している場合には、ＬＤ１３
から出射され、投光レンズ１４を介して図５の実線で示
す範囲（符号Ｇで示す）内を通つたレーザビームは、所
定の広がり角を有して進行する（このとき、ＬＤ１３か
ら出射されるレーザビームの中心軸Ｌに対する広がり角
度はその中心線Ｌに対して対称になる。）。その結果、
前方の車両に反射され、反射光のうち、実線で示される
角度Ｈで示す範囲内の反射光が、受光レンズ１５を介し
てＰＤ１６に受光される（このとき、ＰＤ１６の受光の
中心軸Ｍに対してレーザビームの広がる範囲は対称にな
る）。

【００３４】ここで、走行中の車両が大きなカーブに差
し掛かかり、運転者がハンドルを、例えば右方向にその
カーブの大きさに応じて回転させると、その情報が変位
量算出回路３３に供給される。その結果、そのハンドル
の操舵状況に応じた変位量信号がリニアモータ６４を構
成する駆動コイル６３に供給され、可動板６１が前記カ
ーブの大きさに比例した量だけ、例えば投光レンズ１４
及び受光レンズ１５は共にＦ方向に同一変位量だけ変位
させられ、投光レンズ１４及受光レンズ１５は波線で示
された位置まで共に変位させられる。

【００３５】それによって、ＬＤ１３から出射されるレ
ーザビームの出射範囲は、符号Ｇで示された範囲から符
号Ｇ’で示される範囲内に移り、装置前方に投光され
る。すなわち、図５において、レーザビームの出射方向
は実線で示された部分から上方の波線で示された部分に
移動する。

【００３６】また、受光においても実線で示される範囲
内の光から、上方にずれた波線で示される範囲内の光が
受光されることになる。すなわち、ハンドルを右に回す
と、ＬＤ１３からのレーザビームは右前方に向けて出射
され、かつ右前方からの反射光がＰＤ１６に受光される
ようになる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、ハンドルの操舵角に応じてレーザビームの出射方
向が変化し、かつ受光方向も変化するので急なカーブで
あっても装置が正常に作動するので、衝突警報が的確に
発せられるので交通安全に寄与す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
す回路ブロック図である。

【図２】障害物検出装置の平面断面説明図である。

【図３】この発明を説明するための要部拡大説明図であ
る。

【図４】この発明を説明するための要部断面説明図であ
る。

【図５】この発明の作用を説明するための作動説明図で
ある。

【図６】従来の障害物検出装置を示す回路ブロック図で
ある。

【図７】従来及び本件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８】図６の演算回路における処理の流れを示すフロ
ーチャート図である。

【図９】従来及び本件の障害物検出装置の外観斜視図で
ある。

【符号の説明】

１３レーザダイオード（ＬＤ）１６フォトダイオード（ＰＤ）２２駆動回路３２操舵角センサ３３変位量算出回路６１可動板６２案内板６３駆動コイル６４リニアモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前方物標に向けて投光レンズ（１４）を
介して光ビームを発する発光素子（１３）と、前記前方
物標に反射された光ビームを受光する受光素子（１６）
と、該受光素子の受光出力から前記前方物標に対する自
車両の速度及び前方物標との車間距離を算出し、かつそ
れに基づいて自車両の衝突の危険性を判定し、衝突の危
険性が生じていると判断した場合に警報信号を発する情
報処理回路を備えた障害物検出装置において、操舵角セ
ンサ（３２）と、前記投光レンズ（１４）をレンズ面と
平行に変位せしめるための駆動手段（２２、６４）とを
設け、前記情報処理回路は、前記操舵角センサ（３２）
からの出力信号に基づいて前記投光レンズ（１４）を左
右の何れかの方向に移動せしめる変位量を算出し、かつ
その算出した変位量に対応する制御信号を前記駆動手段
（２２、６４）に供給したことを特徴とする障害物検出
装置。