JPH08105972A - 車間距離測定装置 - Google Patents
車間距離測定装置Info
- Publication number
- JPH08105972A JPH08105972A JP6238928A JP23892894A JPH08105972A JP H08105972 A JPH08105972 A JP H08105972A JP 6238928 A JP6238928 A JP 6238928A JP 23892894 A JP23892894 A JP 23892894A JP H08105972 A JPH08105972 A JP H08105972A
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- Japan
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- inter
- signal
- distance
- vehicle
- time
- Prior art date
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車間距離の測定精度を向上させることのでき
る車間距離測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 複数回のパルス信号のうち所定回数のパルス
信号が送信された時点で、時系列データの同期加算値が
多くなった時点における同期加算値を計数する手段と、
この計数結果が所定の上限値以上となった際には前記増
幅手段における増幅率を低下させ、所定の下限値以下と
なった際には前記増幅手段における増幅率を上昇させる
べく制御を行う増幅率制御手段と、を有することを特徴
とする。
る車間距離測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 複数回のパルス信号のうち所定回数のパルス
信号が送信された時点で、時系列データの同期加算値が
多くなった時点における同期加算値を計数する手段と、
この計数結果が所定の上限値以上となった際には前記増
幅手段における増幅率を低下させ、所定の下限値以下と
なった際には前記増幅手段における増幅率を上昇させる
べく制御を行う増幅率制御手段と、を有することを特徴
とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自車両と前方車両との間
の車間距離を測定する車間距離測定装置に係り、特に測
定精度を向上させる技術に関する。
の車間距離を測定する車間距離測定装置に係り、特に測
定精度を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】昨今のめざましい自動車技術の進歩に伴
い、自動車走行中の自車両と前方車両との車間距離を自
動的に測定し、車間距離が短くなった際に警報を発する
車間距離測定装置の開発が進められている。このような
車間距離測定装置の従来例としては、例えば図8に示し
たものが知られている。
い、自動車走行中の自車両と前方車両との車間距離を自
動的に測定し、車間距離が短くなった際に警報を発する
車間距離測定装置の開発が進められている。このような
車間距離測定装置の従来例としては、例えば図8に示し
たものが知られている。
【0003】この装置は、自車両の前方に例えば電波や
レーザ等のパルス信号を送出した時から、先行車から反
射されるパルス信号を受信するまでの時間の計測結果に
基づいて車間距離を演算するものである。
レーザ等のパルス信号を送出した時から、先行車から反
射されるパルス信号を受信するまでの時間の計測結果に
基づいて車間距離を演算するものである。
【0004】パルス信号送出手段11は、前方の先行車
へ向けて電波やレーザ等のパルス信号を送出し、反射パ
ルス信号受信手段12は、前方の先行車から反射する電
波やレーザ等のパルス信号を受信して電気信号に変換す
る。また、制御手段13は、パルス信号の送出タイミン
グを制御し、時間計測手段14は、制御手段13の指令
に基づいてパルス送出時間から反射パルス信号を受信す
るまでの時間をカウントして測定する。
へ向けて電波やレーザ等のパルス信号を送出し、反射パ
ルス信号受信手段12は、前方の先行車から反射する電
波やレーザ等のパルス信号を受信して電気信号に変換す
る。また、制御手段13は、パルス信号の送出タイミン
グを制御し、時間計測手段14は、制御手段13の指令
に基づいてパルス送出時間から反射パルス信号を受信す
るまでの時間をカウントして測定する。
【0005】図9は各種信号のタイミングチャートであ
り、トリガ信号(1)は、所定間隔Tr毎に繰り返し出
力される信号である。送出パルス信号(2)は、制御手
段13で制御されるパルス信号送出手段11から出力さ
れる信号であり、トリガ信号(1)に同期して出力され
る。受信パルス信号(3)は、反射パルス信号受信手段
12において外部の障害物から反射して受信される信号
であり、受信パルス信号(3)の振幅が所定のしきい値
Vthを超えた時、反射パルス信号受信手段12により検
出信号が出力される。一方、クロックパルス(4)は、
時間計測手段14により、パルス信号(2)が送出され
てから検出信号が出力されるまでの時間をカウントする
ための信号であり、一定期間、間隔△t毎に出力され
る。
り、トリガ信号(1)は、所定間隔Tr毎に繰り返し出
力される信号である。送出パルス信号(2)は、制御手
段13で制御されるパルス信号送出手段11から出力さ
れる信号であり、トリガ信号(1)に同期して出力され
る。受信パルス信号(3)は、反射パルス信号受信手段
12において外部の障害物から反射して受信される信号
であり、受信パルス信号(3)の振幅が所定のしきい値
Vthを超えた時、反射パルス信号受信手段12により検
出信号が出力される。一方、クロックパルス(4)は、
時間計測手段14により、パルス信号(2)が送出され
てから検出信号が出力されるまでの時間をカウントする
ための信号であり、一定期間、間隔△t毎に出力され
る。
【0006】しかしながら、このような従来の信号検出
方法では以下のような問題がある。即ち、反射パルスの
受信出力には通常内部雑音や外来雑音が含まれており、
反射パルス信号検出のためのしきい値はこのような雑音
の影響で誤検出することのないよう比較的高い値に設定
する必要がある。一般に雑音はガウス分布に従うランダ
ム雑音と見なしてよく、雑音の瞬時振幅をnとすると、
その確率分布P(n)は図10に示すように平均値がゼ
ロで、分散がσ2 のガウス分布を呈する確率密度定数と
なる。ここでσは標準偏差である。この時の確率密度関
数P(n)は数式(1)で表される。
方法では以下のような問題がある。即ち、反射パルスの
受信出力には通常内部雑音や外来雑音が含まれており、
反射パルス信号検出のためのしきい値はこのような雑音
の影響で誤検出することのないよう比較的高い値に設定
する必要がある。一般に雑音はガウス分布に従うランダ
ム雑音と見なしてよく、雑音の瞬時振幅をnとすると、
その確率分布P(n)は図10に示すように平均値がゼ
ロで、分散がσ2 のガウス分布を呈する確率密度定数と
なる。ここでσは標準偏差である。この時の確率密度関
数P(n)は数式(1)で表される。
【0007】
【数1】 上記(1)式においてσ2 は雑音電力に相当し、σはそ
の実効値に相当する。振幅sの信号に上記のような雑音
が加わった時の確率密度関数P(n−s)は数式(2)
で表される。
の実効値に相当する。振幅sの信号に上記のような雑音
が加わった時の確率密度関数P(n−s)は数式(2)
で表される。
【0008】
【数2】 従って、今所望の距離からの反射信号を99.85%の
確率で正しく検出するためには、図10に示すように閾
値を3σにとり、信号の振幅がしきい値よりもさらに3
σ高い、即ち雑音の実効値σよりも6倍(SN比にして
15〜16dB)高いピーク信号が得られるよう送出す
るパルス信号出力を設定すれば良い。しかし、レーダの
場合、受信信号のレベルはいわゆるレーダ方程式より距
離の4乗に比例して減衰することが知られており、測距
(検知)距離を長くとるためには大出力で極めてコスト
が高い特殊な発振デバイスが必要となる。また、高出力
化にかえて受信強度を上げようとするとアンテナの開口
面積あるいは受光面積を大きくする必要があるため、レ
ーダヘッドの形状と重量が共に大きくなり、特に自動車
の車間距離検知レーダへ適用しようとすると車両搭載性
が極めて悪いという問題がある。さらに人体へ照射され
た時の安全性の確保の観点から出力は安全基準以下に制
限されるため、所望の検知能力を得ることは難しい。
確率で正しく検出するためには、図10に示すように閾
値を3σにとり、信号の振幅がしきい値よりもさらに3
σ高い、即ち雑音の実効値σよりも6倍(SN比にして
15〜16dB)高いピーク信号が得られるよう送出す
るパルス信号出力を設定すれば良い。しかし、レーダの
場合、受信信号のレベルはいわゆるレーダ方程式より距
離の4乗に比例して減衰することが知られており、測距
(検知)距離を長くとるためには大出力で極めてコスト
が高い特殊な発振デバイスが必要となる。また、高出力
化にかえて受信強度を上げようとするとアンテナの開口
面積あるいは受光面積を大きくする必要があるため、レ
ーダヘッドの形状と重量が共に大きくなり、特に自動車
の車間距離検知レーダへ適用しようとすると車両搭載性
が極めて悪いという問題がある。さらに人体へ照射され
た時の安全性の確保の観点から出力は安全基準以下に制
限されるため、所望の検知能力を得ることは難しい。
【0009】一方、微弱な信号を検出するため、受信感
度を大幅に改善する手段として特公平1−46034、
特公平2−2106に示すような方法が提案されてい
る。これはロランC信号のような一定の繰り返し周期を
もつ受信信号に対し、信号が正か負かを表す二値信号に
変換してサンプリングし、マイクロコンピュータによっ
て一定時間の間RAMメモリに反復して加算記憶した
後、メモリ内容から信号の有無とSN比及びその時間位
置を検出するようにしたもので、検出できるS/Nを加
算により大幅に改善することができ、微弱な受信信号の
検出が可能になる。
度を大幅に改善する手段として特公平1−46034、
特公平2−2106に示すような方法が提案されてい
る。これはロランC信号のような一定の繰り返し周期を
もつ受信信号に対し、信号が正か負かを表す二値信号に
変換してサンプリングし、マイクロコンピュータによっ
て一定時間の間RAMメモリに反復して加算記憶した
後、メモリ内容から信号の有無とSN比及びその時間位
置を検出するようにしたもので、検出できるS/Nを加
算により大幅に改善することができ、微弱な受信信号の
検出が可能になる。
【0010】しかし、この従来例の構成は、ロランC信
号のような比較的繰り返し周期が長く、信号の検出に要
する時間も比較的長くても良い場合には適しているが、
レーダ信号受信に適用しようとすると、以下のような問
題がある。
号のような比較的繰り返し周期が長く、信号の検出に要
する時間も比較的長くても良い場合には適しているが、
レーダ信号受信に適用しようとすると、以下のような問
題がある。
【0011】即ち、レーダ信号の受信強度は上述のよう
に距離の4乗に比例して減衰するため、検知距離を2倍
にするためには16倍の感度向上が必要になる。ところ
が計算による感度改善量は加算数の1/2乗に比例する
ため、16倍の感度向上を図るためには加算回数を16
2 =256倍に増やす必要がある。レーダパルス送出繰
り返し周期は極力短くしなければならないが、従来の方
法では加算と記憶にマイクロコンピュータでRAMメモ
リを制御していたため、マイクロコンピュータのクロッ
クタイムと命令サイクルでサンプリングと加算に要する
時間が決まってしまい、これによりレーダパルスの送出
繰り返し周期が制限され、加算数を大幅に増やすことに
よる高感度向上には限界がある。
に距離の4乗に比例して減衰するため、検知距離を2倍
にするためには16倍の感度向上が必要になる。ところ
が計算による感度改善量は加算数の1/2乗に比例する
ため、16倍の感度向上を図るためには加算回数を16
2 =256倍に増やす必要がある。レーダパルス送出繰
り返し周期は極力短くしなければならないが、従来の方
法では加算と記憶にマイクロコンピュータでRAMメモ
リを制御していたため、マイクロコンピュータのクロッ
クタイムと命令サイクルでサンプリングと加算に要する
時間が決まってしまい、これによりレーダパルスの送出
繰り返し周期が制限され、加算数を大幅に増やすことに
よる高感度向上には限界がある。
【0012】また、上述したレーダ装置を自動車の追突
警報装置に適用する場合、以下のような問題が生じる。
即ち同様のレーダ装置を搭載した対向車がこちらに対向
して送出する場合、自車両から送出するパルス信号と対
向車から送出されるパルス信号とが互いに干渉しあい、
正常な測距を行うことができなくなる恐れがある。
警報装置に適用する場合、以下のような問題が生じる。
即ち同様のレーダ装置を搭載した対向車がこちらに対向
して送出する場合、自車両から送出するパルス信号と対
向車から送出されるパルス信号とが互いに干渉しあい、
正常な測距を行うことができなくなる恐れがある。
【0013】尚、正常な測距を害するのは、対向車のパ
ルス信号ばかりではなく、自車両のエンジンのスパーク
雑音や、ヘッドライト、エアコン、ワイパ等の電装品の
電源のON・OFFによる雑音、あるいは電源電圧の変
動、さらには日照の変化、トンネルへの進入等の環境変
化による雑音が原因になることもある。即ち、これら自
車両の雑音が外部からの雑音と例えば共鳴して検出レベ
ルを大きくし、あらかじめ設定されたしきい値を超えて
しまい、実際には存在しない衝害物の反射信号と誤るこ
とがある。
ルス信号ばかりではなく、自車両のエンジンのスパーク
雑音や、ヘッドライト、エアコン、ワイパ等の電装品の
電源のON・OFFによる雑音、あるいは電源電圧の変
動、さらには日照の変化、トンネルへの進入等の環境変
化による雑音が原因になることもある。即ち、これら自
車両の雑音が外部からの雑音と例えば共鳴して検出レベ
ルを大きくし、あらかじめ設定されたしきい値を超えて
しまい、実際には存在しない衝害物の反射信号と誤るこ
とがある。
【0014】また一方、本願出願人が特願平3−171
380に示すように、前方車両への近接状況に応じて警
報報知する場合、車間距離だけでなく相対速度が必要に
なるが、従来のレーダ装置で相対速度を求めようとする
と、以下のような問題がある。即ち、一般にパルスレー
ダでは衝害物との距離しか測定できないため、相対速度
を精度良く求めるためには測距精度を高くして、時間変
化率を測定する必要があるが、従来例で測距精度を上げ
ようとすると、送光パルス幅を短くすると共にサンプリ
ング点を増やす必要がある。ところが、例えば測距範囲
130mの区間で1mの測距精度を得るためにはサンプ
リング点が1m毎に130個必要になり、加算処理に極
めて長い時間がかかる。また、送光パルス幅も数nS程
度にする必要があるため、送光部が複雑、かつ高価にな
り、従来例の特徴が損なわれる問題がある。
380に示すように、前方車両への近接状況に応じて警
報報知する場合、車間距離だけでなく相対速度が必要に
なるが、従来のレーダ装置で相対速度を求めようとする
と、以下のような問題がある。即ち、一般にパルスレー
ダでは衝害物との距離しか測定できないため、相対速度
を精度良く求めるためには測距精度を高くして、時間変
化率を測定する必要があるが、従来例で測距精度を上げ
ようとすると、送光パルス幅を短くすると共にサンプリ
ング点を増やす必要がある。ところが、例えば測距範囲
130mの区間で1mの測距精度を得るためにはサンプ
リング点が1m毎に130個必要になり、加算処理に極
めて長い時間がかかる。また、送光パルス幅も数nS程
度にする必要があるため、送光部が複雑、かつ高価にな
り、従来例の特徴が損なわれる問題がある。
【0015】また一方、パルス信号送出手段11が駆動
する際には、発光素子の耐久性、及び信頼性確保のため
にパルスのデューティ比が低くなるため、送光パルスの
繰り返し時間が制限されてしまう。当然、送光パルスの
繰り返し時間を短くして測距の高速化を図ると、発光素
子の耐久性・信頼性が低下し、逆に送光パルスの繰り返
し時間を長くすると、測距の高速化が害される。
する際には、発光素子の耐久性、及び信頼性確保のため
にパルスのデューティ比が低くなるため、送光パルスの
繰り返し時間が制限されてしまう。当然、送光パルスの
繰り返し時間を短くして測距の高速化を図ると、発光素
子の耐久性・信頼性が低下し、逆に送光パルスの繰り返
し時間を長くすると、測距の高速化が害される。
【0016】そこで、このような問題を解決するため、
本願出願人による特願平6−146752号に記載され
たものが提案されている。
本願出願人による特願平6−146752号に記載され
たものが提案されている。
【0017】図5はこの特願平6−146752号に記
載された装置の構成を示すブロック図であり、車両の前
方部に搭載される距離センサヘッド1と、信号処理部3
と、車間距離演算部2から構成されている。距離センサ
ヘッド1は、前方車両に向けて光パルスを送信するLE
D,LD等で構成される送信部4と、この送信部4に駆
動電圧を供給する駆動回路5と、前方車両にて反射した
光パルスを時系列的に受信するホトダイオード等で構成
される受信部6と、受信されたアナログの光パルスを増
幅する信号増幅回路7から構成されている。
載された装置の構成を示すブロック図であり、車両の前
方部に搭載される距離センサヘッド1と、信号処理部3
と、車間距離演算部2から構成されている。距離センサ
ヘッド1は、前方車両に向けて光パルスを送信するLE
D,LD等で構成される送信部4と、この送信部4に駆
動電圧を供給する駆動回路5と、前方車両にて反射した
光パルスを時系列的に受信するホトダイオード等で構成
される受信部6と、受信されたアナログの光パルスを増
幅する信号増幅回路7から構成されている。
【0018】信号処理部3は、増幅されたアナログの光
パルス信号をディジタルの信号に変換し、更にこのデジ
タル信号を所定のサンプリング周期でサンプリングし、
各光パルス送信回毎の時系列データの同期加算値を計数
する。
パルス信号をディジタルの信号に変換し、更にこのデジ
タル信号を所定のサンプリング周期でサンプリングし、
各光パルス送信回毎の時系列データの同期加算値を計数
する。
【0019】車間距離演算部2は、前記信号処理回路3
にて求められた同期加算値から、同期加算値の多い時間
を求め、この時間と送信する光パルスの伝搬速度に基づ
いて車間距離を求めるものである。
にて求められた同期加算値から、同期加算値の多い時間
を求め、この時間と送信する光パルスの伝搬速度に基づ
いて車間距離を求めるものである。
【0020】以下、その動作について説明する。まず、
発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)
等の光半導体デバイスで構成される送信部4から前方に
向けて光パルスを所定のパルス幅(例えば130nse
c)及びパルス間隔(例えば、6μsec)にて所定時
間内に所定回数送信し、前方車両からの反射光をホトダ
イオード(PD)等の受光素子で構成される受信部6に
より受信する。図6は、反射光の受信から距離演算まで
の信号処理の流れを示したものである。
発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)
等の光半導体デバイスで構成される送信部4から前方に
向けて光パルスを所定のパルス幅(例えば130nse
c)及びパルス間隔(例えば、6μsec)にて所定時
間内に所定回数送信し、前方車両からの反射光をホトダ
イオード(PD)等の受光素子で構成される受信部6に
より受信する。図6は、反射光の受信から距離演算まで
の信号処理の流れを示したものである。
【0021】同図(a)は受信されるパルス信号のアナ
ログレベルを示しており、図中P1に示す部分で信号値
が大きくなっている。即ち、横軸は時間tであるので、
この時間に対応する距離(光パルスの速度は既知である
から時間と速度で距離を求めることができる)に前方車
両が存在すると予想できる。また、同図(b)は(a)
に示したアナログの信号をデジタルに変換した図であ
り、S1に対応する部分で“1”となっており、その他
の部分で“1”と“0”との振動を繰り返している。
ログレベルを示しており、図中P1に示す部分で信号値
が大きくなっている。即ち、横軸は時間tであるので、
この時間に対応する距離(光パルスの速度は既知である
から時間と速度で距離を求めることができる)に前方車
両が存在すると予想できる。また、同図(b)は(a)
に示したアナログの信号をデジタルに変換した図であ
り、S1に対応する部分で“1”となっており、その他
の部分で“1”と“0”との振動を繰り返している。
【0022】同図(c)は、(b)に示したデジタル信
号をサンプリング周期Δtでサンプリングしたときのデ
ータであり、このデータは測距の回数分だけ得られるこ
とになる。同図(d)はサンプリングデータを加算した
同期加算結果を示している。
号をサンプリング周期Δtでサンプリングしたときのデ
ータであり、このデータは測距の回数分だけ得られるこ
とになる。同図(d)はサンプリングデータを加算した
同期加算結果を示している。
【0023】まず(a)に示す振幅増幅された受信信号
は所定の基準値との比較により“0”と“1”に2値化
され(b)に示す如くのデジタルデータとなり、2値化
された信号をある一定周期Δt(例えば67nsec:
距離10m相当)でサンプリングすることにより、
(c)に示すように予め決められたビット数のデジタル
データが得られる。この動作を1回の測距中に多数回
(例えば8192回)行い、各動作中に得られた時間的
に連続する複数個(例えば8192回)のデジタルデー
タ群を同期加算処理することにより、(d)に示す距離
に対する加算値レベルの特性を得ることができる。この
加算値レベル特性より、特願平5−233091にある
ように、例えば加算値がピークとなるサンプリング点を
含む周囲4点(v1〜v4)を2組に分け、各組の2点
を結んだ直線の交点から距離を求めるようにしている。
は所定の基準値との比較により“0”と“1”に2値化
され(b)に示す如くのデジタルデータとなり、2値化
された信号をある一定周期Δt(例えば67nsec:
距離10m相当)でサンプリングすることにより、
(c)に示すように予め決められたビット数のデジタル
データが得られる。この動作を1回の測距中に多数回
(例えば8192回)行い、各動作中に得られた時間的
に連続する複数個(例えば8192回)のデジタルデー
タ群を同期加算処理することにより、(d)に示す距離
に対する加算値レベルの特性を得ることができる。この
加算値レベル特性より、特願平5−233091にある
ように、例えば加算値がピークとなるサンプリング点を
含む周囲4点(v1〜v4)を2組に分け、各組の2点
を結んだ直線の交点から距離を求めるようにしている。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
6−146752号に記載された装置においては、次に
示すような改良点が存在する。すなわち、特に近距離検
出時においては信号強度が強すぎるために、図6(d)
に示した図において、ピークとなるサンプリング点にお
ける加算値が総加算回数(例えば8192回)とほぼ同
等の値(加算値飽和)となり、結果として前述したよう
な方法すなわち2直線の交点から求めた距離の値が実際
の距離に対して誤差を生じてしまい、精度よく距離を計
測することができないことがある。即ち、図7(a),
(b)に示すようにサンプリング点が飽和してしまう
と、図6(d)に示した方法を用いることができない。
また、逆に受光信号が弱い場合にもS/N比の悪化によ
り、距離検出精度が低くなる。このような問題点に対し
ては、1回の測距が終了した後に送光パワーを変化させ
たり受信回路の増幅度を変化させるなどして、加算値を
最適値に制御する方法が考えられる。しかし、この方法
では1回の測距毎(約50msec:6μsec×81
92回)にしか送光パワーあるいは増幅度制御を行えな
いため、例えば加算値が飽和したりあるいは距離演算に
とって足りない場合、その回の測距において距離を演算
できないことはともかく、パワーあるいは増幅度制御
後、少なくともさらに約50msec経過しないと、距
離を得ることができない。また、パワーあるいは増幅度
を1回で最適値に制御できなかった場合、さらに距離を
得るのに時間遅れを生じてしまうことになる。このよう
に測距に遅れが生じると、例えばこのレーダを車間距離
警報装置に用いるように場合、警報判断が遅れるため警
報発生に適時性を欠くことになってしまう。
6−146752号に記載された装置においては、次に
示すような改良点が存在する。すなわち、特に近距離検
出時においては信号強度が強すぎるために、図6(d)
に示した図において、ピークとなるサンプリング点にお
ける加算値が総加算回数(例えば8192回)とほぼ同
等の値(加算値飽和)となり、結果として前述したよう
な方法すなわち2直線の交点から求めた距離の値が実際
の距離に対して誤差を生じてしまい、精度よく距離を計
測することができないことがある。即ち、図7(a),
(b)に示すようにサンプリング点が飽和してしまう
と、図6(d)に示した方法を用いることができない。
また、逆に受光信号が弱い場合にもS/N比の悪化によ
り、距離検出精度が低くなる。このような問題点に対し
ては、1回の測距が終了した後に送光パワーを変化させ
たり受信回路の増幅度を変化させるなどして、加算値を
最適値に制御する方法が考えられる。しかし、この方法
では1回の測距毎(約50msec:6μsec×81
92回)にしか送光パワーあるいは増幅度制御を行えな
いため、例えば加算値が飽和したりあるいは距離演算に
とって足りない場合、その回の測距において距離を演算
できないことはともかく、パワーあるいは増幅度制御
後、少なくともさらに約50msec経過しないと、距
離を得ることができない。また、パワーあるいは増幅度
を1回で最適値に制御できなかった場合、さらに距離を
得るのに時間遅れを生じてしまうことになる。このよう
に測距に遅れが生じると、例えばこのレーダを車間距離
警報装置に用いるように場合、警報判断が遅れるため警
報発生に適時性を欠くことになってしまう。
【0025】本発明は、このような従来の問題点に着目
したものであり、一回の測距の途中において、一旦測距
を中断し、その時点までの加算総回数とピークとなる加
算値とを比較して、加算値が飽和しているか否かあるい
は不足しているか否かを判定し、その時点において飽和
あるいは不足している場合には、測距を完全に終了した
時点においても加算値が飽和あるいは不足するものと予
測し、測距途中であってもその回の測距を終了して送光
パワーあるいは受信回路の増幅度を変化させるようにす
ることにより、加算値飽和あるいは不足による距離デー
タ獲得までの時間に遅れを生じるという上記問題点の解
決を図ることを目的としている。
したものであり、一回の測距の途中において、一旦測距
を中断し、その時点までの加算総回数とピークとなる加
算値とを比較して、加算値が飽和しているか否かあるい
は不足しているか否かを判定し、その時点において飽和
あるいは不足している場合には、測距を完全に終了した
時点においても加算値が飽和あるいは不足するものと予
測し、測距途中であってもその回の測距を終了して送光
パワーあるいは受信回路の増幅度を変化させるようにす
ることにより、加算値飽和あるいは不足による距離デー
タ獲得までの時間に遅れを生じるという上記問題点の解
決を図ることを目的としている。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車両前方に向けて所定のパルス信号を繰
り返し送信する送信手段と、当該パルス信号が前方に存
在する物体により反射した反射信号を受信する受信手段
と、受信した前記反射信号を増幅する増幅手段と、当該
増幅手段により増幅した信号をデジタルデータに変換す
るデータ変換手段と、前記デジタルデータを所定の周期
でサンプリングし、所定の時系列データを形成する時系
列データ作成手段と、時間的に連続した所定回数の前記
時系列データを同期加算する同期加算手段と、当該同期
加算手段による同期加算値のピーク値より前記物体まで
の距離を演算する距離演算手段と、前記同期加算手段が
前記所定回数の同期加算を完了する前の途中結果からピ
ーク値を抽出する抽出手段と、当該抽出手段により抽出
されたピーク値が所定の範囲内にあるのか否かを判断す
る判断手段と、当該判断手段による判断結果に基づいて
前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段と、を
有することが特徴である。
め、本発明は、車両前方に向けて所定のパルス信号を繰
り返し送信する送信手段と、当該パルス信号が前方に存
在する物体により反射した反射信号を受信する受信手段
と、受信した前記反射信号を増幅する増幅手段と、当該
増幅手段により増幅した信号をデジタルデータに変換す
るデータ変換手段と、前記デジタルデータを所定の周期
でサンプリングし、所定の時系列データを形成する時系
列データ作成手段と、時間的に連続した所定回数の前記
時系列データを同期加算する同期加算手段と、当該同期
加算手段による同期加算値のピーク値より前記物体まで
の距離を演算する距離演算手段と、前記同期加算手段が
前記所定回数の同期加算を完了する前の途中結果からピ
ーク値を抽出する抽出手段と、当該抽出手段により抽出
されたピーク値が所定の範囲内にあるのか否かを判断す
る判断手段と、当該判断手段による判断結果に基づいて
前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段と、を
有することが特徴である。
【0027】
【作用】上述の如く構成された本発明によれば、測距回
数が所定数(例えば、全体数の半分)となった時点で一
旦測距を中断し、時系列データの同期加算値をチェック
する。そして、この同期加算値が所定の範囲を越え、上
限値以上となった際には、増幅手段の増幅率を低下させ
て測定パルス数を減少させ、同期加算値の飽和を防止す
る。また、所定の範囲を下回り、下限値以下となった際
には、増幅手段の増幅率を上昇させて、同期加算値を増
加させる。つまり、全測距回数が終了する前に同期加算
値が大きすぎるか、あるいは小さすぎるかを判断して増
幅手段の増幅率を調整する。従って、前方車両との距離
を測定するのに大きな時間遅れを伴なうことはなくな
る。
数が所定数(例えば、全体数の半分)となった時点で一
旦測距を中断し、時系列データの同期加算値をチェック
する。そして、この同期加算値が所定の範囲を越え、上
限値以上となった際には、増幅手段の増幅率を低下させ
て測定パルス数を減少させ、同期加算値の飽和を防止す
る。また、所定の範囲を下回り、下限値以下となった際
には、増幅手段の増幅率を上昇させて、同期加算値を増
加させる。つまり、全測距回数が終了する前に同期加算
値が大きすぎるか、あるいは小さすぎるかを判断して増
幅手段の増幅率を調整する。従って、前方車両との距離
を測定するのに大きな時間遅れを伴なうことはなくな
る。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に係る車間距離測定装置
の構成を示すブロック図である。同図に示す車間距離測
定装置は、距離センサヘッド1、車間距離演算部2及び
信号処理部3にて構成されている点で図5に示した従来
装置と同一であるが、距離センサヘッド1が増幅率制御
回路8を有している点で異なる構成となっている。即
ち、増幅率制御回路8の構成を説明し、その他の説明を
省略する。
する。図1は本発明の一実施例に係る車間距離測定装置
の構成を示すブロック図である。同図に示す車間距離測
定装置は、距離センサヘッド1、車間距離演算部2及び
信号処理部3にて構成されている点で図5に示した従来
装置と同一であるが、距離センサヘッド1が増幅率制御
回路8を有している点で異なる構成となっている。即
ち、増幅率制御回路8の構成を説明し、その他の説明を
省略する。
【0029】増幅率制御回路8は、例えば増幅度可変ア
ンプ等で構成され、車間距離演算部2の制御下で信号増
幅回路7における増幅率を制御するものである。
ンプ等で構成され、車間距離演算部2の制御下で信号増
幅回路7における増幅率を制御するものである。
【0030】次に、本実施例の動作を図2に示すフロー
チャートを参照しながら説明する。
チャートを参照しながら説明する。
【0031】まず、加算回数データNを0にクリアする
(S1)。測距が開始されると(S2)、加算回数デー
タNに1を加え(S3)、送光部4より前方に向けて光
を所定のパルス幅(例えば130nsec)及びパルス
間隔(例えば、6μsec)にて送信し(S4)、物標
からの反射光をホトダイオード(PD)等の受光素子で
構成される受信部6により受信する(S5)。反射光の
受信から加算処理までの流れを図6を用いて説明する。
まず同図(a)に示す振幅増幅されたアナログの受信信
号は、所定の基準値との比較により“0”と“1”に2
値化され(b)に示すデジタル信号となり、2値化され
た信号をある一定周期Δt(例えば67nsec:距離
1m相当)でサンプリングすることにより、(c)に示
す予め決められたビット数のデジタルデータを得る。こ
の動作を1回の測距中に多数回(例えば8192/2
回)行い、各動作中に得られた時間的に連続する複数個
(例えば8192/2回)のデジタルデータ群を同期加
算処理する(S6)。本実施例における総加算回数は8
192回であるが、その丁度中間点である4096(=
8192/2)回加算を終えた時点で(S3〜S7繰り
返し)、一旦測距を中断し(S8)、加算ピーク値Pk
を検査する(S9)。ここでは、中間点において測距を
中断するようにしているが、例えば4分の1が終了した
時点、すなわち2048(=8192/4)回加算した
時点において中断するようにしてもよい。ステップS1
0では、Pkが3950(=7900/2)を上回るか
否かを判定する。Pkが3950を上回る場合には、測
距終了である8192回加算後において、加算値飽和も
しくはそれに限りなく近い状態(加算値7900超)と
なる可能性が高いため、4つのサンプリング点における
加算値を利用した距離演算方法では、それを正確に演算
することができず、ステップS11へ進み、加算値飽和
点数を調査し、例えば飽和点数が図7(a)に示したよ
うに1点のみならば増幅度を1段階、図7(b)のよう
に飽和点数が2点ならば増幅度を2段階低下させ(S1
2)、測距を中止する(S13)。そして、ステップS
1へ戻り、測距を再び最初からやり直す。
(S1)。測距が開始されると(S2)、加算回数デー
タNに1を加え(S3)、送光部4より前方に向けて光
を所定のパルス幅(例えば130nsec)及びパルス
間隔(例えば、6μsec)にて送信し(S4)、物標
からの反射光をホトダイオード(PD)等の受光素子で
構成される受信部6により受信する(S5)。反射光の
受信から加算処理までの流れを図6を用いて説明する。
まず同図(a)に示す振幅増幅されたアナログの受信信
号は、所定の基準値との比較により“0”と“1”に2
値化され(b)に示すデジタル信号となり、2値化され
た信号をある一定周期Δt(例えば67nsec:距離
1m相当)でサンプリングすることにより、(c)に示
す予め決められたビット数のデジタルデータを得る。こ
の動作を1回の測距中に多数回(例えば8192/2
回)行い、各動作中に得られた時間的に連続する複数個
(例えば8192/2回)のデジタルデータ群を同期加
算処理する(S6)。本実施例における総加算回数は8
192回であるが、その丁度中間点である4096(=
8192/2)回加算を終えた時点で(S3〜S7繰り
返し)、一旦測距を中断し(S8)、加算ピーク値Pk
を検査する(S9)。ここでは、中間点において測距を
中断するようにしているが、例えば4分の1が終了した
時点、すなわち2048(=8192/4)回加算した
時点において中断するようにしてもよい。ステップS1
0では、Pkが3950(=7900/2)を上回るか
否かを判定する。Pkが3950を上回る場合には、測
距終了である8192回加算後において、加算値飽和も
しくはそれに限りなく近い状態(加算値7900超)と
なる可能性が高いため、4つのサンプリング点における
加算値を利用した距離演算方法では、それを正確に演算
することができず、ステップS11へ進み、加算値飽和
点数を調査し、例えば飽和点数が図7(a)に示したよ
うに1点のみならば増幅度を1段階、図7(b)のよう
に飽和点数が2点ならば増幅度を2段階低下させ(S1
2)、測距を中止する(S13)。そして、ステップS
1へ戻り、測距を再び最初からやり直す。
【0032】一方、Pkが3950以下である場合に
は、ステップS14へ進み、そのPkが2500(=5
000/2)未満であるかどうかを判定する。図4は、
ピーク加算値(Pk)と距離演算精度との関係を図示し
たものであり、例えば要求される距離演算精度を±1m
以下とした場合には、8192回加算終了後(測距終
了)の時点において、Pkは5000以上である必要が
ある。すなわち、加算回数4096(=8192/2)
回終了後(測距中断後)、Pkが2500未満である場
合には、精度良く距離を演算することができないので、
例えば、加算ピーク値Pkが2000から2250なら
ば増幅度を2段階、2251から2499ならば増幅度
を1段階向上させ(S15)、測距を中止する(S1
6)。そして、ステップS1へ戻り、測距を再びやり直
す。Pkが2500以上である場合には、距離演算に十
分な加算結果を最終的に見込めるので、測距を再開する
(S17:加算回数4097回目より再開)。測距が再
開されると、加算回数Nに1を加えた後(S18)、送
光部より前方に向けて光を所定のパルス幅(例えば13
0nsec)及びパルス間隔(例えば、6μsec)に
て送信し(S19)、物標からの反射光を受光部6によ
り受信する(S20)。反射光の受信から加算処理の一
連の動作(S18〜22)は前記と同様であり、加算回
数Nが8192回となるまで繰り返され、8192回と
なった時点で測距を終了する(S23)。そして、加算
値がピークとなるサンプリング点を含む周囲4点を2組
に分け、各組の2点を結んだ直線の交点から距離を求め
る(S24)。ここで、距離算出は次の(1)式に示す
演算式によって行なわれる。
は、ステップS14へ進み、そのPkが2500(=5
000/2)未満であるかどうかを判定する。図4は、
ピーク加算値(Pk)と距離演算精度との関係を図示し
たものであり、例えば要求される距離演算精度を±1m
以下とした場合には、8192回加算終了後(測距終
了)の時点において、Pkは5000以上である必要が
ある。すなわち、加算回数4096(=8192/2)
回終了後(測距中断後)、Pkが2500未満である場
合には、精度良く距離を演算することができないので、
例えば、加算ピーク値Pkが2000から2250なら
ば増幅度を2段階、2251から2499ならば増幅度
を1段階向上させ(S15)、測距を中止する(S1
6)。そして、ステップS1へ戻り、測距を再びやり直
す。Pkが2500以上である場合には、距離演算に十
分な加算結果を最終的に見込めるので、測距を再開する
(S17:加算回数4097回目より再開)。測距が再
開されると、加算回数Nに1を加えた後(S18)、送
光部より前方に向けて光を所定のパルス幅(例えば13
0nsec)及びパルス間隔(例えば、6μsec)に
て送信し(S19)、物標からの反射光を受光部6によ
り受信する(S20)。反射光の受信から加算処理の一
連の動作(S18〜22)は前記と同様であり、加算回
数Nが8192回となるまで繰り返され、8192回と
なった時点で測距を終了する(S23)。そして、加算
値がピークとなるサンプリング点を含む周囲4点を2組
に分け、各組の2点を結んだ直線の交点から距離を求め
る(S24)。ここで、距離算出は次の(1)式に示す
演算式によって行なわれる。
【0033】
【数3】 D=(v1x2−v2x1−v3x4+v4x3) /(v1−v2−v3+v4) ……(3) ここで、Dは演算距離、x1〜x4はサンプリング点に
おける距離(例えば30,40,50,60m)、v1
〜v4はx1〜x4のサンプリング点における加算値で
ある(図6(d)参照)。距離演算を終了した後には、
直ちにステップS1へ戻る。このようにすることによ
り、加算値レベル特性が距離演算に不適であったとして
も、従来よりも大幅に短い時間で最適な受信回路増幅率
に変更することが可能となる。
おける距離(例えば30,40,50,60m)、v1
〜v4はx1〜x4のサンプリング点における加算値で
ある(図6(d)参照)。距離演算を終了した後には、
直ちにステップS1へ戻る。このようにすることによ
り、加算値レベル特性が距離演算に不適であったとして
も、従来よりも大幅に短い時間で最適な受信回路増幅率
に変更することが可能となる。
【0034】なお、本実施例においては、加算ピーク値
Pkが3950(=7900/2)を上回るか、あるい
は2500(=5000/2)を下回る場合に、受信回
路の増幅度を変更して、Pkが2500〜3950内に
収まるようにしているが、この他に送光パワーを変更さ
せたり、あるいは送光パワーと受信回路増幅度との両立
を変更させるようにしてもよい。
Pkが3950(=7900/2)を上回るか、あるい
は2500(=5000/2)を下回る場合に、受信回
路の増幅度を変更して、Pkが2500〜3950内に
収まるようにしているが、この他に送光パワーを変更さ
せたり、あるいは送光パワーと受信回路増幅度との両立
を変更させるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
時系列データの同期加算値が上限値よりも大きくなる場
合には、増幅手段の増幅率を低下させて同期加算値を減
少させ同期加算値の飽和を防止することができる。ま
た、同期加算値が下限値よりも小さくなる場合には、増
幅手段の増幅率を上昇させて同期加算値を増加させる。
従って、常に高精度に車間距離の測定を行うことができ
るという効果が得られる。
時系列データの同期加算値が上限値よりも大きくなる場
合には、増幅手段の増幅率を低下させて同期加算値を減
少させ同期加算値の飽和を防止することができる。ま
た、同期加算値が下限値よりも小さくなる場合には、増
幅手段の増幅率を上昇させて同期加算値を増加させる。
従って、常に高精度に車間距離の測定を行うことができ
るという効果が得られる。
【図1】本発明に係る車間距離測定装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図2】本実施例の動作を示すフローチャートである。
【図3】増幅度の段階を示す説明図である。
【図4】距離演算精度とピーク加算値との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図5】従来における車間距離測定装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図6】受光された光パルスから車間距離を求めるまで
の手順を示す説明図である。
の手順を示す説明図である。
【図7】時系列データの同期加算結果を示す説明図であ
る。
る。
【図8】従来における車間距離測定装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図9】従来の動作を示すタイミングチャートである。
【図10】確率密度関数を示す図である。
1 距離センサヘッド 2 車間距離演算部 3
信号処理部 4 送信部 5 駆動回路 6 受光部 7 信
号増幅回路 8 増幅率制御回路
信号処理部 4 送信部 5 駆動回路 6 受光部 7 信
号増幅回路 8 増幅率制御回路
Claims (5)
- 【請求項1】 車両前方に向けて所定のパルス信号を繰
り返し送信する送信手段と、 当該パルス信号が前方に存在する物体により反射した反
射信号を受信する受信手段と、 受信した前記反射信号を増幅する増幅手段と、 当該増幅手段により増幅した信号をデジタルデータに変
換するデータ変換手段と、 前記デジタルデータを所定の周期でサンプリングし、所
定の時系列データを形成する時系列データ作成手段と、 時間的に連続した所定回数の前記時系列データを同期加
算する同期加算手段と、 当該同期加算手段による同期加算値のピーク値より前記
物体までの距離を演算する距離演算手段と、 前記同期加算手段が前記所定回数の同期加算を完了する
前の途中結果からピーク値を抽出する抽出手段と、 当該抽出手段により抽出されたピーク値が所定の範囲内
にあるのか否かを判断する判断手段と、 当該判断手段による判断結果に基づいて前記増幅手段の
増幅率を制御する増幅率制御手段とを有することを特徴
とする車間距離測定装置。 - 【請求項2】 前記増幅率制御手段は、前記判断手段に
て前記ピーク値が所定の範囲を上回ったと判断された際
に、この上回った大きさに応じて増幅率を低下させ、前
記ピーク値が所定の範囲を下回ったと判断された際に、
この下回った大きさに応じて増幅率を上昇させることを
特徴とする請求項1記載の車間距離測定装置。 - 【請求項3】 前記抽出手段は、前記所定回数の1/2
の回数の同期加算が終了した時点でピーク値を抽出する
ことを特徴とする請求項2記載の車間距離測定装置。 - 【請求項4】 前記パルス信号は、光パルスであること
を特徴とする請求項1乃至3記載の車間距離測定装置。 - 【請求項5】 前記パルス信号は、超音波パルスである
ことを特徴とする請求項1乃至3記載の車間距離測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23892894A JP3360434B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 車間距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23892894A JP3360434B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 車間距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105972A true JPH08105972A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3360434B2 JP3360434B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17037364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23892894A Expired - Fee Related JP3360434B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 車間距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360434B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007020704A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2009-02-19 | 三菱電機株式会社 | 目標物検出方法及び目標物検出装置 |
| JP2020067315A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 三菱電機株式会社 | レーザ距離測定装置 |
| CN113219450A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-06 | 深圳市恒天伟焱科技股份有限公司 | 测距定位方法、测距装置及可读存储介质 |
| CN117935416A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 成都赛力斯科技有限公司 | 一种预行区域的出入统计方法、设备及存储介质 |
-
1994
- 1994-10-03 JP JP23892894A patent/JP3360434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007020704A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2009-02-19 | 三菱電機株式会社 | 目標物検出方法及び目標物検出装置 |
| JP2020067315A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 三菱電機株式会社 | レーザ距離測定装置 |
| CN113219450A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-06 | 深圳市恒天伟焱科技股份有限公司 | 测距定位方法、测距装置及可读存储介质 |
| CN113219450B (zh) * | 2021-04-29 | 2024-04-19 | 深圳市恒天伟焱科技股份有限公司 | 测距定位方法、测距装置及可读存储介质 |
| CN117935416A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 成都赛力斯科技有限公司 | 一种预行区域的出入统计方法、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3360434B2 (ja) | 2002-12-24 |
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