JPH06308237A - 障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前方車両が複数あっても衝突の可能性が高ま
ったときには的確に警報を発生するようにして装置の信
頼性を向上させる。 【構成】 障害物検出装置において、複数の前方物標に
向けて投光レンズを介して光ビームをパルス状に発する
発光素子と、該発光素子から発せられて前記前方物標の
それぞれに反射した光ビームを受光する受光素子と、前
方物標の近い順に抽出信号を出力する抽出手段と、並列
的に接続されて前記発光素子から出力される光ビームの
発生に同期して計時機能の作動を開始し、かつ前記抽出
手段から抽出信号が供給されることによって前記計時機
能の作動を逐次停止する複数のカウンタと、該カウンタ
出力に基づいてそれぞれの前記前方物標までの距離を算
出し、前記前方物標との衝突の危険性を判断して、前記
前方物標のいずれかと衝突の可能性が大きくなったと
き、警報信号を出力する信号処理手段とを備えてなる。

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、この種の障害物検出装置として
は、車両用衝突警報装置があり、それを例えば図４に示
して以下に説明する。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
に応じて設定され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１０Ｋｍ／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
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、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５（ｅ）の信号（実線
で示される部分）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（実線で示
される部分）を出力する。カウンタ２０は図５（ｈ）に
示すようにＬＤ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。

【００１０】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。

【００１１】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ＳＴ１１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。

【００１２】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。

【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。

【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。

【００１９】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。

【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。

【００２１】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。

【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つては、自車両の直前の
車両しか検出しない構成になっていたために、例えば図
７に示すように自車両Ｘと直前の前方車両Ｙとがほぼ同
一速度で追従走行をしいた場合を考えると、前方車両Ｙ
が符号イの位置に達するまでは自車両Ｘは、前方車両Ｙ
を最も近い前方車両としてその前方車両Ｙまでの距離Ｌ
１が算出され、その距離Ｌ１が安全車間距離である場合
には警報は行われないが、前方車両Ｙが符号イの位置か
ら符号ロ（さらに符号ハの位置へ）の位置へ移動したた
めに、前方車両Ｙの前方に新たな低速走行車（自車両Ｘ
より遅く走行している車両）等の前方車両Ｚが走行し、
かつその前方車両Ｚと自車両Ｘとの相対速度が車間距離
Ｌ２に対して安全な車間距離でなかった場合には、自車
両Ｘは、新たな前方車両Ｚに対して衝突の可能性が非常
に大きいのに拘らず、瞬時の判断を必要とするような非
常に危険な車間距離になって初めて警報が発生せられる
ために、運転者が前方に十分に注意を払っていない場合
には、自車両Ｘが車両Ｚに接近し過ぎてしまい警報が発
せられてからではすでに遅く、危険回避の操作が手遅れ
になってしまうという問題を発生する恐れがあった。

【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、前方車両が複数あってもそれを検出
し、衝突の可能性が高まったときには的確に警報を発生
するようにして装置の信頼性を向上させることを目的と
する。

【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、複数の前方物標に向けて投光レンズを介して
光ビームをパルス状に発する発光素子と、該発光素子か
ら発せられて前記前方物標のそれぞれに反射した光ビー
ムを受光する受光素子と、該受光素子によって受光され
た信号から前記前方物標のそれぞれからの反射光のみを
抽出し、前方物標の近い順に抽出信号を出力する抽出手
段と、並列的に接続されて、前記発光素子から出力され
る光ビームの発生に同期して計時機能の作動を開始し、
かつ前記抽出手段から抽出信号が供給されることによっ
て前記計時機能の作動を逐次停止する複数のカウンタ
と、該カウンタ出力に基づいてそれぞれの前記前方物標
までの距離を算出し、前記前方物標との衝突の危険性を
判断して、前記前方物標のいずれかと衝突の可能性が大
きくなったとき、警報信号を出力する信号処理手段とを
備えてなる。

【００２６】

【作用】この発明における装置は、前方車両を複数検出
した場合には、その検出された複数の前方車両のそれぞ
れと自車両との間の車間距離を常時検出し、最も危険性
の高い前方車両に着目して警報を発生するので衝突防止
機能を向上できる。

【００２７】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３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２、
４及び１１〜２１，３１，４１，４２，５１，５２は、
図４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。

【００２８】即ち、図１は図４に示す従来構成のものに
対して第２カウンタ２４及びフリップフロップ回路２３
が追加されている点及び演算回路４３の機能が追加され
ているものであるので、その点に付いて説明する。

【００２９】フリップフロップ回路２３は、入力端子が
駆動信号発生回路１１及びコンパレータ１９のそれぞれ
の出力端子に接続され、また出力端子が第２カウンタ２
４に接続されており、前記駆動信号発生回路１１から供
給されるＬＤ発光信号（ａ）の立ち上がりで出力（ｉ）
をローレベルにし、またコンパレータ１９から出力され
る信号（ｇ）のうちの２番目のパルスＱの立ち上がりで
出力（ｉ）をハイレベルに切り換える。

【００３０】第２カウンタ２４は、前記駆動信号発生回
路１１から出力されるＬＤ発光信号（ａ）の立ち上がり
でリセットされ、かつ基準パルス発生回路２１からの基
準クロックパルスの計数を開始し、フリップフロップ回
路２３からの出力の立ち上がりでその計数動作を停止し
て、その計数結果である距離信号を前記演算回路４３に
供給する。

【００３１】演算回路４３は、第１カウンタ２０から供
給された距離信号に対しては従来と同様な信号処理がな
される一方で、次のような信号処理が追加されている。

【００３２】即ち、第２カウンタ２４から供給される距
離信号に基づいても第１カウンタ２０から供給される距
離信号と同一の信号処理をするが、その計算結果の何れ
かが数３に示す式を不成立にした場合に警報信号を出力
する。

【００３３】次に、図２及び図３を参照して図１の作用
を説明する。

【００３４】自車両Ｘに対して直前の前方車両Ｙ及びそ
の先の前方車両Ｚが図３に示すような状態で走行してい
るものと仮定し、また装置には電源が投入され、ＬＤア
レイ１３からレーザビームが発射され、そのレーザビー
ムの反射光がＰＤ１６で受光されているものとする。ま
た第１及び第２カウンタ２０、２４のそれぞれは、駆動
信号発生回路１１からのＬＤ発生信号（ａ）の立ち上り
によって計数開始の状態になっているものとする。

【００３５】その結果、増幅回路１７の出力信号（ｅ）
には近距離路面などからの反射波に基づく信号Ａと、直
前の前方車両Ｙからの反射波に基づく信号Ｂの他に、そ
の前方車両Ｚからの反射波に基づく信号Ｃが検出され
る。その検出された信号Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれはコンパ
レータ１９を介することによって信号Ｂ及びＣに対応す
るパルスＰ及びＱが得られる。

【００３６】そして、最初に発生したパルスＰによって
第１カウンタ２０の計数動作が停止されるが、フリップ
フロップ回路２３の出力はローレベルに維持される。こ
れに対して、コンパレータ１９からの２番目のパルスＱ
が発生すると、フリップフロップ回路２３の出力がハイ
レベルに反転し、第２カウンタ２４の計数動作が停止す
る。その後、第１及び第２カウンタ２０、２４での計数
結果（図２ｈ，ｊ参照）は演算回路４３に供給される。

【００３７】演算回路４３は、第１及び第２カウンタ２
０、２４から供給された距離信号のそれぞれに基づいて
数３の演算を行い、そのいずれか一方の不等式が成立し
なかった場合には、警報器５２に対して警報信号を出力
する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、直前の前方車両の急激な走行状態変化によって衝
突が差し迫った場合であっても確実に警報が発せられる
ので、装置の信頼性を向上でき、またそれによる交通安
全も高められ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】図１の距離検出部における各部の信号の時間関
係を示す波形及びタイミングチャート図である。

【図３】この発明を説明するための説明図である。

【図４】従来の障害物検出装置を示す回路ブロック図で
ある。

【図５】従来の距離検出部における各部の信号の時間関
係を示す波形及びタイミング図である。

【図６】図４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７】従来の障害物検出装置の問題点を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１１ 駆動信号発生回路 １３ レーザダイオード（ＬＤ） １４ 投光レンズ １５ 受光レンズ １６ フォトダイオード（ＰＤ） １８ しきい値発生回路 １９ コンパレータ ２０、２４ カウンタ ２１ 基準パルス発生回路 ２３ フリップフロップ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の前方物標に向けて投光レンズ（１
   ４）を介して光ビームをパルス状に発する発光素子（１
   ３）と、該発光素子から発せられて前記前方物標のそれ
   ぞれに反射した光ビームを受光する受光素子（１６）
   と、該受光素子によって受光された信号から前記前方物
   標のそれぞれからの反射光のみを抽出し、前方物標の近
   い順に抽出信号を出力する抽出手段（１８、１９、２
   ３）と、並列的に接続されて、前記発光素子（１３）か
   ら出力される光ビームの発生に同期して計時機能の作動
   を開始し、かつ前記抽出手段（１８、１９、２３）から
   抽出信号が供給されることによって前記計時機能の作動
   を逐次停止する複数のカウンタ（２０、２４）と、該カ
   ウンタ出力に基づいてそれぞれの前記前方物標までの距
   離を算出し、前記前方物標との衝突の危険性を判断し
   て、前記前方物標のいずれかと衝突の可能性が大きくな
   ったとき、警報信号を出力する信号処理手段（３）とを
   備えてなることを特徴とする障害物検出装置。