JPH0853038A - 衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤った距離計算を行う確率を低減して、装置
の信頼性を向上する。 【構成】 発光素子と、該発光素子を間欠的に、かつ不
規則に駆動する駆動手段と、該駆動手段にトリガ信号を
供給するトリガ信号発生手段と、前記発光素子から発せ
られ、前方物体によって反射された反射光を受光する受
光素子と、該受光素子からの受光信号に基づいて前記前
方物体までの距離を算出する距離算出手段と、該距離算
出手段で算出された距離が所定の値を越えたときに警報
信号を発生する警報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、例えばレーザ光線を
車両前方に発して前方車両との車間距離を測定して前方
車両に自車が接近した場合に警報を発することにより、
その前方車両との衝突を防止する衝突防止装置に関す
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３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基に、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を
駆動信号発生回路１１で受け、駆動信号発生回路１１は
図４（ａ）に示す一定周波数の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４（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４（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４
（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４（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４（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５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ＳＴ１８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
うな衝突防止装置が多くの車両に取り付けられた場合に
は、逆方向から対向車線を走行してくる車両に遭遇する
確率が大きくなるので、自車両の装置の受光素子が、対
向車線を走行してくる車両に取り付けられた装置から発
射されたレーザー光線を受光して、同一車線上の前方を
走行する車両との車間距離を正確に算出できなくなり、
的確に車間距離警報を発せられなくなる恐れがでるとい
う問題点があった。

【００２４】例えば、詳しくは、図４（ａ）のタイミン
グチャートに破線で示されるようなタイミングで発生さ
れた対向車の装置の駆動信号に基づいて、同図（ｂ），
（ｃ），（ｄ）に破線で示されるようにレーザー光線が
発射され、かつその時、自車両の発光素子１３から同様
のレーザー光線が同一周期のタイミングで発射される場
合を考える。

【００２５】その時、その反射光が受光素子１６によっ
て受光されるまでの間に、図４ｅに示されるように反対
車線を走行する車両から発せられたレーザー光線を受光
してしまった場合には（図４ｅに波形Ｂのそれぞれの手
前の瘤状波形ｃ、破線で示されている）、カウンタ２０
は受光タイミングでゲートを閉め（図４ｇの破線で示さ
れるパルスの立ち上がりのタイミングで）てしまうの
で、距離計算が自車両の発光タイミングから対向車両か
らのレーザー光線を受光するタイミングまでの時間に基
づいて算出するするために誤った距離計算（図４ｉ）が
されてしまうという問題点があった。

【００２６】特に発光周期が等しい装置を搭載した車両
が対向した場合が最悪のパターンになり、互いの装置が
検知し合ってから、かなり車両同士が接近し、検知範囲
外にでるまでの間、連続して誤った距離を算出し、警報
を出し続ける恐れが考えられるようになった（図４ｉ参
照）。

【００２７】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、誤った距離計算を行う確率を低減し
て、装置の信頼性を向上することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る衝
突防止装置は、発光素子と、該発光素子を間欠的に、か
つ不規則に駆動する駆動手段と、該駆動手段にトリガ信
号を供給するトリガ信号発生手段と、前記発光素子から
発せられ、前方物体によって反射された反射光を受光す
る受光素子と、該受光素子からの受光信号に基づいて前
記前方物体までの距離を算出する距離算出手段と、該距
離算出手段で算出された距離が所定の値を越えたときに
警報信号を発生する警報手段とを備えてなる。

【００２９】第２の発明に係る衝突防止装置は、駆動手
段からの駆動信号は、ランダム信号である。

【００３０】

【作用】この発明における衝突防止装置は、発光素子を
駆動する駆動信号が不規則に（ランダムに）発せられる
ので、反対車線を走行する他の車両に設備された装置か
らのレーザー光線を連続して受信する確率を低減でき、
距離計算の信頼性を向上できるようになる。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の構成を図１に基づいて説明
する。図１において図３で説明したものと同一構成のも
の、または均等なものには同一符号を付してその説明を
省略し、異なる構成についてのみ以下に説明する。

【００３２】すなわち、図１において、４３は乱数発生
回路（または不規則信号発生回路）で、演算回路４１’
から一定周波数のトリガ信号が供給されると、そのトリ
ガ信号に基づいて、ランダムな遅れ時間をもたせた新た
なトリガ信号、即ち演算回路４１’からトリガ信号が供
給されてから新たなトリガ信号が出力されるまでの時間
がバラバラで乱数的に設定されるトリガ信号を駆動信号
発生回路１１に対して供給する。また乱数発生回路４３
は、演算回路４１’で距離が算出される度にリセット信
号が供給される。

【００３３】次に上記構成の作用を図２に基づいて説明
するが、同図ａから分かるように駆動信号の発生タイミ
ングが不規則になった関係で、図２のものは図４に示す
波形の時間軸が部分的に伸び縮みしたようになっている
に過ぎず、実質同一であるので説明は省略する。

【００３４】一方、駆動信号（図２ａ）が出力される時
間間隔、すなわち周期Ｔ２が、受光してから距離を算出
するまでの時間Ｔ１に対して十分に長く設定されている
ことから（図２においては、説明の関係上、駆動信号
（図２ａのパルス）の間の間隔が狭くされているが、実
際上は、駆動信号のパルス幅に対してパルスの周期は１
００倍近くに設定されている）、従来と同様に対向車線
を走行する車両からのレーザー光線を実際の反射光と間
違えて受光しても自車両から次に発射されるレーザー光
線が何時発射されるか分からないので、対向車線方向か
らのレーザ光線を受光してもカウンタ２０が作動せず、
その結果、誤った距離は算出されない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、対向車線からのレーザー光線を受光しても、それ
によって算出される距離が間違い続けて算出される確率
を低減させることができるという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の示す回路ブロック説明図で
ある。

【図２】図１の作用説明をするための波形説明図であ
る。

【図３】従来装置の回路ブロック説明図である。

【図４】図３の回路説明を行うための波形説明図であ
る。

【図５】図３における演算回路で距離算出を行うための
フローチャート図である。

【符号の説明】

１１ 駆動信号発生回路 １３ 発光素子 １６ 受光素子 ２０ カウンタ ４３ 乱数発生回路 ４１、４１’ 演算回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子（１３）と、該発光素子を間欠
   的に、かつ不規則に駆動する駆動手段と、該駆動手段に
   トリガ信号を供給するトリガ信号発生手段と、前記発光
   素子（５）から発せられ、前方物体によって反射された
   反射光を受光する受光素子（１６）と、該受光素子から
   の受光信号に基づいて前記前方物体までの距離を算出す
   る距離算出手段と、該距離算出手段で算出された距離が
   所定の値を越えたときに警報信号を発生する警報手段と
   を備えたことを特徴とする衝突防止装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段から出力される駆動信号
   は、ランダム信号であることを特徴とする前記請求項１
   の衝突防止装置。