JPH09197045A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】近くにいる人間にレーザ照射により危害を与え
ることなく、しかも前方車両を的確に検出できる車両用
レーダ装置を提供することを課題とする。 【解決手段】送光パワーを小さい値に制御しながら予め
定めた送光範囲に対する予備スキャン測距を行い、送光
方向とその方向に対する測距値をメモリに記憶してお
き、次の測距時には上記予備スキャン測距時のメモリ内
容を参照して近距離範囲内に物標を検出した方向に対し
ては送光を停止するように制御し、近距離に物標を検出
しなかった方向に対しては送光パワーを大きい値に制御
する本スキャン測距を行い、これら２種類のスキャン測
距を交互に行うことにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の近くに人間
がいるときに、人間に危害を与えないように小さい送光
パワーでスキャン測距を行って人間が存在する方向を記
憶しておき、次に送光パワーを大きくしてスキャン測距
を行う際には、予め記憶してある人間が存在している方
向に対しては光の送出を停止し、それ以外の方向だけに
対して、大きな送光パワーでスキャン測距を行い、近く
に存在する人間に危害を与えることなく、遠方に存在す
る車両の存在を確実に検出できるようにした車両用レー
ダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載レーダ装置としては、例え
ば、特開昭６２−２５９１１１号公報に記載されている
ものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車載レーダ装置にレー
ザレーダを用いる場合、車両などの検知が可能な反射光
パワーを確保するには、距離の遠い車両ほど検知には大
きな送光パワーを必要とするのに対し、人間の目にレー
ザ光があたると失明する危険があるので必要以上に大き
いパワーを送出しないようにする必要がある。このため
上記のごとき従来の装置では、車両の速度が低い場合に
はレーザ光の出力を小さい値に制御することにより、安
全性の確保を図っていた。しかし、上記のような従来の
車載レーダ装置においては、人間が車両の近くに存在し
ているかいないかにかかわらず、車両速度が小さくなっ
た時にはレーザ光の出力を下げていた。このため、レー
ダの検知領域の一部に人間がいる場合には、レーザレー
ダの出力が絞られるため、人間が存在していない領域に
対してまで、レーダの検知性能が制限されてしまうと云
う問題があった。

【０００４】本発明は、上記のような問題の発生を抑制
するために、レーダが検知可能な領域のうち、人間が存
在する可能性のある近距離に対しては予め小さいレーザ
出力で歩行者の存在の有無、存在する方向を検出してお
いてメモリに記憶させ、次に前方車両などを検出するた
めには、前記メモリを活用して、人間がいる方向にはレ
ーザ光を放射せず、近くに人間がいる恐れのない方向に
充分大きい送光パワーでレーザ光を照射して、レーダの
出力低下を出来るだけ抑えることが出来るようにした車
両用レーダ装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、送光手段と、この送光手段が送出
した光が車両等の物標に当たって反射、散乱された光を
受ける受光手段と、送光タイミングと受光タイミングの
差から物標までの距離を算出する手段と、上記送光手段
からの光の放射方向を変えるための反射体と、この反射
体を回動させる反射体駆動手段とを備えた車両用レーダ
装置において、送光方向毎に送光出力を制御する手段
と、送光パワーを小さい値に制御し予め定めた送光範囲
に対するスキャン測距を行い（予備スキャン測距と呼
ぶ）、送光方向とその方向に対する測距値をメモリに記
憶しておき、次のスキャン測距時には上記小さい送光パ
ワーによる予備スキャン測距時のメモリ内容を参照して
近距離範囲内に物標を検出した方向に対する送光を停止
するように制御し、近距離に物標を検出しなかった方向
に対しては送光パワーを大きい値に制御しながらスキャ
ン測距本スキャン測距とよぶ）を行なう手段と、を備
え、上記２種類のスキャン（予備スキャン、本スキャ
ン）測距を交互に行うことによって、たとえ物標が人体
であっても危害を与えないように送光パワーを制御しな
がら測距することにした。

【０００６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
備スキャンによってレーダの送光部から近距離の範囲内
に歩行者が検知された場合には、本スキャンに際し、歩
行者が存在する方向へは送光を停止することによって、
レーザビームを人体が眼に受けても（送光パワーの小さ
い予備スキャン時だけなので）危険のないようにするこ
とができ、且つ、歩行者が存在しない方向に対しては、
たとえば前方車両に対しては、多少遠方であっても充分
大きい送光パワーでレーザビームを照射しているので正
確な測距値を得ることができると云う効果が得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態の装
置ブロック図である。図中、１は送光部、２はマイクロ
コンピュータ、３はレーダヘッド部、４はスキャニング
部、５は回動ミラー、６は受光部、７は距離演算部、８
は送光角度および測距値保存メモリである。

【０００８】レーザダイオードを備えた送光部１は、マ
イクロコンピュータ２からの送光トリガ信号に従って、
パルス状の送光ビームを放射する。この際、送光部１は
マイクロコンピュータ２からの送光出力制御信号に従っ
て、レーダヘッド部３から近距離の範囲内に存在する歩
行者検出用の低出力Ｐｌまたは通常測距用の高出力Ｐｈ
のレーザビームを放射する。この低出力レーザパワーの
値Ｐｌと、高出力レーザパワーの値Ｐｈは、下記のよう
に選定する。ＪＩＳ Ｃ６８０２ 「レーザ製品の放射安
全基準」より単パルスレーザに対する最大許容露光量Ｍ
ＰＥsingleと、連続パルスレーザに対する最大許容露光
量ＭＰＥtrainの間には、下記（数１）式に示すような
関係式が成り立ち、一般的にＭＰＥsingle＞ＭＰＥtrai
nの関係が成り立つ。

【０００９】

【数１】

【００１０】例えば送光パルス送出レート１０００Ｈ
ｚ、露光時間１０００秒では、露光中に予期されるパル
ス数Ｎ＝１０⁶となり、ＭＰＥsingle／ＭＰＥtrain＝約
３２となる。

【００１１】図２中、（ａ）は、レーザレーダ等の送光
素子からの距離Ｄにおける物標に照射される送光パワー
密度Ｐの関係をグラフ化したものである。一般にレーザ
パワーＰと、送光部からの距離Ｄ[ｍ]における送光パワ
ー密度Ｐｌとの間には、Ｐｌ＝ｋｌ／Ｄ²（但し、ｋ
ｌ：定数）の関係がある。高出力値Ｐｈは、レーダヘッ
ド開口部における送光パワー密度が、ＭＰＥsingleを下
回るように選定する。この高出力値Ｐｈの連続パルスレ
ーザに対する最大許容露光量ＭＰＥtrainとなる距離Ｄs
afeを前記関係式に基づく図２中のグラフ（ｂ）の上の
図から求める。

【００１２】送光部より放射された送光ビームは、スキ
ャニング部４において、マイクロコンピュータ２からの
送光角度信号に対応する角度に回動したミラー５により
放射される。レーダヘッド部３から放射されたレーザビ
ームは、前方車両等により反射、散乱され、その一部が
受光部６で受光され光電変換される。距離演算部７は、
受光部６からの電圧パルス信号の、マイクロコンピュー
タ２からの送光トリガ信号に対する遅延時間から、測距
値を算出する。

【００１３】マイクロコンピュータ２は、低出力ビーム
で得られた各送光角度に対する測距値を送光角度および
測距値保存メモリ８に出力し、このメモリ内容に応じて
ビーム出力を高出力または出力停止に制御しながら本ス
キャン測距を行い、本スキャン測距で得られた測距値を
送光角度と共に外部の車間距離を利用する装置に対して
出力する。

【００１４】図３および図４に、送光パワーおよび測距
動作を制御するマイクロコンピュータの処理手順のフロ
ーチャートを示す。図３は、低出力で予備スキャン測距
を行い、送光部から近距離に存在する歩行者等の物標を
検出する（Ｓ１〜Ｓ９）フローチャートを示す。図４
は、予備スキャンに引き続いて、高出力による本スキャ
ン測距を行い、測距値を出力する（Ｓ１０〜Ｓ２１）フ
ローチャートを示す。上記のような予備スキャンと本ス
キャンを交互に繰り返し行う。

【００１５】次に、各ステップの内容を処理順序に従っ
て説明する。まず、図３においては、送光部に、送光出
力を低出力にする制御信号を出力する（Ｓ１）。スキャ
ンステップカウンタＮに１を代入する（Ｓ２）。送光角
度および測距値保存メモリからメモリ番号Ｎに対応する
送光角度を読み出し送光角度変数θＮに代入する（Ｓ
３）。スキャニング部へ送光角度θＮに回動する制御信
号を出力する（Ｓ４）。送光部に送光トリガ信号を出力
する（Ｓ５）。以上の処理により、前方送光角度θＮ
に、低出力レーダビームが放射される。距離演算部が算
出した物標に対する測距値Ｄを読み取る（Ｓ６）。距離
演算部から読み取った測距値Ｄを、メモリ番号Ｎに対応
する測距値記憶位置に保存する（Ｓ７）。スキャンステ
ップカウンタＮを１増やす（Ｓ８）。Ｎが終了値（本実
施の形態ではＮ＝９２）となり、所定の全スキャン角度
に対する測距動作が終了するまで繰り返し、予備スキャ
ン測距を終了したら、本スキャン測距を開始する（Ｓ
９）。スキャンステップカウンタＮに１を代入する（Ｓ
１０）。

【００１６】次に、図４においては、送光角度および測
距値保存メモリからスキャンステップカウンタＮに対応
する送光角度および予備スキャン測距で得た測距値を読
み出し、送光角度変数θＮ、および測距値変数ＤＮにそ
れぞれ代入する（Ｓ１１）。ＤＮが所定の高出力ビーム
に対するＭＰＥ値を超える距離Ｄsafe以下となる場合
は、送光出力を停止する制御信号を送光部に出力する。
ＤＮがＤsafeより大きい場合もしくは、物標が検出され
ない場合は、送光出力を高出力に制御する信号を送光部
に出力する（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）。スキャニング
部へ送光角度θＮに回動する制御信号を出力する（Ｓ１
５）。送光部に送光トリガ信号を出力する（Ｓ１６）。
距離演算部が算出した物標に対する測距値Ｄを読み取る
（Ｓ１７）。読み取った測距値Ｄ、及び送光角度θＮを
外部の装置に対して出力する（Ｓ１８）。スキャンステ
ップカウンタＮを１増やす（Ｓ１９）。Ｎが終了値（本
実施の形態ではＮ＝９２）となり、所定の全スキャン角
度に対する測距動作が終了するまで繰り返す（Ｓ２
０）。この本スキャン測距が終了したら、続いて予備ス
キャンを行い、これを交互に繰り返す。

【００１７】図５に送光角度および測距値保存メモリの
記憶領域を図解したものを示す。各行が、メモリ番号、
送光角度、測距値の１組のデータセットに対応してい
る。送光角度は、メモリ番号に対して所定の値に固定さ
れているので、ＲＯＭ等の不揮発性のメモリを使用す
る。測距値は、予備スキャン測距毎に変更されるので、
変更可能なＲＡＭ等のメモリを用いる。

【００１８】図６は、レーザレーダ部近傍に歩行者がい
た場合と、いない場合の本スキャン測距時の出力制御の
様子を概念的に示した図である。図中、３はレーダヘッ
ド部、１０は自車両、１１は前方車両、１２は歩行者、
１３は安全領域境界、１４は本スキャン測距の送光ビー
ムである。図６（ａ）は、安全領域境界１３より近距離
のＭＰＥ（最大許容露光量）値を超える範囲に歩行者が
いない場合を示しており、予備スキャン測距時に所定距
離内に物標が検出されないため、所定の検知領域内の全
送光角度に対して高出力ビームにより測距が行われるこ
とを示している。図６（ｂ）は予備スキャン測距時に安
全領域境界より近距離のＭＰＥ値を超える範囲に物標
（この場合は歩行者）が検出されたため、歩行者が予備
スキャンで検知された角度に対しては送光を停止し、そ
れ以外の角度（この例では前方に車両が存在する方向）
に対しては高出力ビームにより測距が行われることを示
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す装置ブロック図で
ある。

【図２】（ａ）は横軸に送光素子からの距離をとり、縦
軸に送光パワー密度をとって、ＪＩＳに定められた単パ
ルスの場合と連続パルスの場合に対する最大許容露光値
や物標検知に必要な送光パワーを示す図で、（ｂ）の上
の図は、横軸に送光素子からの距離を、縦軸に送光パワ
ー密度Ｐをとり、下の図は横軸に物標までの距離を、縦
軸に物標検知に必要な送光パワーをとって、歩行者にと
って限界的な安全な距離Ｄsafeを説明する図である。

【図３】低出力で予備スキャン測距を行う場合に近距離
に存在する歩行者等の物標を検出する際のフローチャー
トを示す図である。

【図４】予備スキャンに引き続いて高出力による本スキ
ャン測距を行って測距値を出力する際のフローチャート
を示す図である。

【図５】送光角度および測距値保存メモリの記憶領域を
図解した図である。

【図６】（ａ）はレーザレーダ部近傍に歩行者がいない
場合の、（ｂ）はレーザレーダ部近傍に歩行者がいた場
合の、本スキャン測距の出力制御の様子を概念的に示し
た図である。

【符号の説明】

１…送光部 ２…マイクロコ
ンピュータ ３…レーダヘッド部 ４…スキャニン
グ部 ５…回動ミラー ６…受光部 ７…距離演算部 ８…送光角度お
よび測距値保存メモリ １０…自車両 １１…前方車両 １２…歩行者 １３…安全領域
境界 １４…本スキャン測距の送光ビーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送光手段と、送光手段が送出した光が車両
   等の物標に当たって反射、散乱された光を受ける受光手
   段と、送光タイミングと受光タイミングの差から物標ま
   での距離を算出する手段と、上記送光手段からの光の放
   射方向を変えるための反射体と、反射体を回動させる反
   射体駆動手段とを備えた車両用レーダ装置において、送
   光方向毎に送光出力を制御する手段と、 送光パワーを小さい値に制御して予め定めた送光範囲に
   対するスキャン測距を行い、送光方向とその方向に対す
   る測距値をメモリに記憶しておき、次のスキャン測距時
   に、上記小さい送光パワーによるスキャン測距時のメモ
   リ内容を参照して、近距離範囲内に物標を検出した方向
   に対する送光を停止するように制御し、近距離に物標を
   検出しなかった方向に対しては送光パワーを大きい値に
   制御するスキャン測距を行う手段と、 を備え、上記２種類のスキャン測距を交互に行うことに
   よって、検出した物標が人体であっても、それに危害を
   与えないように制御することを特徴とする車両用レーダ
   装置。