JPH09243729A - 車両搭載用光学的計測装置および光学的計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行状態のいかんにかかわらず、測定光を用
いて光学的計測を安全に行なうことができる車両搭載用
光学的計測装置などを提供する。 【解決手段】 短波長レーザレーダ３２は短波長レーザ
光を投射し、長波長レーザレーダ１３２は長波長レーザ
光を投射することで、ともに対象物１２までの距離を測
定する。制御回路４６は、車速センサ４８から与えられ
た自車両の走行速度および計測した対象物１２までの距
離に基づいて、短波長レーザレーダ３２を用いて計測を
行なうか、長波長レーザレーダ１３２を用いて計測を行
なうかを決定する。低速走行時や停車時等においては、
人の目に悪影響を与えない長波長レーザ光を用い、高速
走行時等においては、計測能力の高い短波長レーザ光を
用いることで、走行状態のいかんにかかわらず、車間距
離などの計測を、安全に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両搭載用光学
的計測装置および光学的計測方法に関し、特に測定光を
投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
物に関する光学的計測を行なう技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車間距離等を計測するために、
レーザ光を用いた車両搭載用の車間距離センサが用いら
れる。従来の車間距離センサ２の構成を図９に示す。従
来の車間距離センサ２は、たとえば自動車（図示せず）
の前部に搭載され、発光部４、スキャナ６、受光部８、
制御部１０を備えている。

【０００３】発光部４は、レーザ光を発する。スキャナ
６は、発せられたレーザ光を水平方向（Ｘ方向）に走査
しつつ、自動車の略前方（Ｙ方向）に投射する。受光部
８は、投射されたレーザ光のうち、検知対象物１２であ
る、前方車両や道路白線等により反射されたレーザ光を
受ける。

【０００４】制御部１０は、レーザ光の発光から受光ま
でに要した時間から、検知対象物１２までの距離を求め
る。さらに、スキャナ６から送られてくるレーザ光の投
射方向の情報に基づいて、検知対象物１２の方向を求め
る。このようにして、検知対象物１２のＸ−Ｙ平面にお
ける位置を知ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の車間距離センサ２には、以下のような問題があっ
た。従来の車間距離センサ２においては、雨天走行時に
おける雨滴、水しぶき等の影響を少なくするために、水
に吸収されにくい短波長（波長８００ｎｍ程度）でかつ
発光パワーの大きい赤外レーザ光を用いていた。

【０００６】しかしながら、このようなレーザ光は、水
に吸収されにくいがゆえに、水を主成分とする人の目の
水晶体を透過しやすい。したがって、人に近距離で照射
すると網膜に到達して人の目に損傷を与えるおそれがあ
る。このため、人が近距離に存在する可能性の低い高速
走行時には問題はないが、人が近距離に存在する可能性
の高い停車時や低速走行時においては、安全上の見地か
ら、このようなレーザ光を使用することができなかっ
た。すなわち従来の車間距離センサ２では、レーザ光を
用いて渋滞時の車間距離の計測を行なうことができなか
った。この結果、渋滞時の自動追従走行を行なうことが
できなかった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解決し、
走行状態のいかんにかかわらず、レーザ光等測定光を用
いて車間距離の測定等光学的計測を安全に行なうことが
できる、車間距離センサ等車両搭載用光学的計測装置お
よび光学的計測方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

【０００９】

【課題を解決するために案出した技術思想】走行状態の
いかんにかかわらず測定光を用いて光学的計測を安全に
行なうことができる車両搭載用光学的計測装置および光
学的計測方法を提供するために、人の目に対する露光量
等を考慮して、第１計測手段と第２計測手段とを使い分
けることとした。

【００１０】すなわち、請求項に記載した発明の構成を
示す第１図に記載しているように、請求項１の車両搭載
用光学的計測装置は、水に対する被吸収率が低い第１の
測定光を投射し、対象物１２からの該測定光の反射光に
基づいて対象物１２に関する光学的計測を行なう第１計
測手段１４、水に対する被吸収率が高い第２の測定光を
投射し、対象物１２からの該測定光の反射光に基づいて
対象物１２に関する光学的計測を行なう第２計測手段１
６、第１の測定光の人の目に対する露光量に対応する量
を検出する検出手段１８、検出手段１８の検出した前記
量に対応する前記露光量が所定の基準値より大きい場合
は第１計測手段１４を機能させずに第２計測手段１６を
機能させ、前記量に対応する露光量が所定の基準値より
小さい場合は第１計測手段１４を機能させるモード選択
手段２０、を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２の車両搭載用光学的計測装置は、
水に対する被吸収率が低い第１の測定光を投射し、対象
物１２からの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に
関する光学的計測を行なう第１計測手段１４、水に対す
る被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象物１２か
らの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に関する光
学的計測を行なう第２計測手段１６、自車両の走行速度
を検出する検出手段１８、検出手段１８の検出した自車
両の走行速度が所定の基準速度より低速の場合は第１計
測手段１４を機能させずに第２計測手段１６を機能さ
せ、自車両の走行速度が基準速度より高速の場合は第１
計測手段１４を機能させるモード選択手段２０、を備え
たことを特徴とする。

【００１２】請求項３の車両搭載用光学的計測装置は、
水に対する被吸収率が低い第１の測定光を投射し、対象
物１２からの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に
関する光学的計測を行なう第１計測手段１４、水に対す
る被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象物１２か
らの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に関する光
学的計測を行なう第２計測手段１６、自車両から対象物
１２までの距離を検出する検出手段１８、検出手段１８
の検出した距離が所定の基準距離より小さい場合は第１
計測手段１４を機能させずに第２計測手段１６を機能さ
せ、距離が基準距離より大きい場合は第１計測手段１４
を機能させるモード選択手段２０、を備えたことを特徴
とする。

【００１３】請求項４の車両搭載用光学的計測装置は、
水に対する被吸収率が低い第１の測定光を投射し、対象
物１２からの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に
関する光学的計測を行なう第１計測手段１４、水に対す
る被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象物１２か
らの該測定光の反射光に基づいて対象物１２に関する光
学的計測を行なう第２計測手段１６、自車両の走行速度
および自車両から対象物１２までの距離を検出する検出
手段１８、検出手段１８の検出した自車両の走行速度が
所定の基準速度より低速の場合は第１計測手段１４を機
能させずに第２計測手段１６を機能させるとともに、自
車両の走行速度が基準速度より高速の場合は、検出手段
１８の検出した距離が所定の基準距離より小さいときは
第１計測手段１４を機能させずに第２計測手段１６を機
能させ距離が基準距離より大きいときは第１計測手段１
４を機能させるモード選択手段２０、を備えたことを特
徴とする。

【００１４】請求項５の車両搭載用光学的計測装置は、
請求項１ないし請求項４のいずれかの車両搭載用光学的
計測装置において、モード選択手段２０を、第１計測手
段１４を機能させる場合は第２計測手段１６を機能させ
ないよう構成したことを特徴とする。

【００１５】請求項６の車両搭載用光学的計測装置は、
請求項５の車両搭載用光学的計測装置において、モード
選択手段２０を、第１計測手段１４と第２計測手段１６
との切換えタイミングにヒステリシスを持たせるよう構
成したことを特徴とする。

【００１６】請求項７の車両搭載用光学的計測装置は、
請求項１ないし請求項６のいずれかの車両搭載用光学的
計測装置において、第１計測手段１４および第２計測手
段１６は、ともに測定光を走査することにより対象物１
２に関する光学的計測を行なうものであり、第１計測手
段１４の走査角度は第２計測手段１６の走査角度よりも
小さいことを特徴とする。

【００１７】請求項８の車両搭載用光学的計測装置は、
請求項１ないし請求項７のいずれかの車両搭載用光学的
計測装置において、第１計測手段１４および第２計測手
段１６は、ともに自車両から対象物１２までの距離を計
測し得るよう構成されたものであることを特徴とする。

【００１８】請求項９の光学的計測方法は、水に対する
被吸収率が低い第１の測定光を投射し、対象物１２から
の該測定光の反射光に基づいて対象物１２に関する光学
的計測を行ない得るよう準備し、水に対する被吸収率が
高い第２の測定光を投射し、対象物１２からの該測定光
の反射光に基づいて対象物１２に関する光学的計測を行
ない得るよう準備し、第１の測定光の人の目に対する露
光量に対応する量に基づいて、第１の測定光を用いた光
学的計測および第２の測定光を用いた光学的計測の一方
または双方を行なうよう構成したことを特徴とする。

【００１９】

【用語の定義】課題を解決するために案出した技術思想
を表現する請求項での用語の概念を、次のとおり定義す
るとともに、その用語と実施形態との関係を説明する。

【００２０】「水に対する被吸収率」：水に吸収される
程度をいう。したがって、測定光が水に吸収されやすい
場合は、水に対する被吸収率は高く、測定光が水に吸収
されにくい場合は、水に対する被吸収率は低い。実施形
態では、図５の透過率の逆数が該当する。

【００２１】「測定光」：光学的計測を行なうために投
射する光をいう。したがって、赤外光、可視光、紫外光
を含む。また、レーザ光に限定されるものではない。実
施形態では、図４の短波長レーザ光、長波長レーザ光が
該当する。

【００２２】「光学的計測」：測定光を投射し、対象物
からの反射光を用いて行なう計測をいう。したがって、
距離計測、表面あらさ計測、色計測、速度計測、加速度
計測、形状計測、大きさ計測などを含む。実施形態で
は、図６のステップＳ８およびステップＳ１０の車間距
離計測が該当する。

【００２３】「露光量の所定の基準値」：人の目に照射
される測定光の強度に関連する所定の管理値をいう。し
たがって、単位面積に照射される測定光のパワー、エネ
ルギの許容値などを含む。実施形態では、図６のステッ
プＳ４またはステップＳ１２における、分岐判断のため
のしきい値に対応するＭＰＥ（Maximum PermissibleExp
osure−最大許容露光量、ＪＩＳ Ｃ ６８０２）が該
当する。

【００２４】「所定の基準速度」：第１計測手段を機能
させるか否かの基準となる自車両の走行速度をいう。実
施形態では、図８Ａの３５Ｋｍ／ｈにヒステリシスＲ１
（±５Ｋｍ／ｈ）を考慮した値が該当する。

【００２５】「所定の基準距離」：第１計測手段を機能
させるか否かの基準となる自車両から対象物までの距離
をいう。実施形態では、図８Ｂの５ｍにヒステリシスＲ
２（±１ｍ）を考慮した値が該当する。

【００２６】「ヒステリシス」：第１の状態から第２の
状態への遷移点Ｐ１に比べ、第２の状態から第１の状態
への遷移点Ｐ２が第１の状態よりにある場合における、
遷移点Ｐ１と遷移点Ｐ２との距離をいう。実施形態で
は、図８のヒステリシスＲ１またはヒステリシスＲ２が
該当する。

【００２７】「車両」：なんらかの目的をもって移動す
る車をいう。したがって、自動車、鉄道の列車等を含
む。また、車輪を備えたものの他、車輪を備えないリニ
アモーターカー等も含む。実施形態では、図３の自動車
６０が該当する。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の車両搭載用光学的計測装置
は、第１の測定光の人の目に対する露光量に対応する量
を検出し、検出した量に対応する前記露光量が所定の基
準値より大きい場合は第１計測手段１４を機能させずに
第２計測手段１６を機能させ、前記量に対応する露光量
が所定の基準値より小さい場合は第１計測手段１４を機
能させることを特徴とする。

【００２９】したがって、人の目に損傷を与えるおそれ
のある場合は、人の目に悪影響を与えることが少ない第
２の測定光を用いて計測を行ない、人の目に損傷を与え
るおそれのない場合は、計測能力の高い第１の測定光を
用いて計測を行なうことができる。すなわち、走行状態
のいかんにかかわらず、測定光を用いて光学的計測を安
全に行なうことができる。

【００３０】請求項２の車両搭載用光学的計測装置は、
自車両の走行速度を検出し、検出した自車両の走行速度
が所定の基準速度より低速の場合は第１計測手段１４を
機能させずに第２計測手段１６を機能させ、自車両の走
行速度が基準速度より高速の場合は第１計測手段１４を
機能させることを特徴とする。

【００３１】したがって、歩行者等の目に損傷を与える
おそれのある低速走行時や停車時には、人の目に悪影響
を与えることが少ない第２の測定光を用いて計測を行な
い、歩行者等の目に損傷を与えるおそれのない高速走行
時には、計測能力の高い第１の測定光を用いて計測を行
なうことができる。すなわち、走行状態のいかんにかか
わらず、測定光を用いて光学的計測を安全に行なうこと
ができる。

【００３２】請求項３の車両搭載用光学的計測装置は、
自車両から対象物１２までの距離を検出し、検出した距
離が所定の基準距離より小さい場合は第１計測手段１４
を機能させずに第２計測手段１６を機能させ、距離が基
準距離より大きい場合は第１計測手段１４を機能させる
ことを特徴とする。

【００３３】したがって、歩行者等が近距離に存在する
可能性のある場合には、人の目に悪影響を与えることが
少ない第２の測定光を用いて計測を行ない、遠距離にの
み対象物がある場合には、計測能力の高い第１の測定光
を用いて計測を行なうことができる。すなわち、走行状
態のいかんにかかわらず、測定光を用いて光学的計測を
安全に行なうことができる。

【００３４】請求項４の車両搭載用光学的計測装置は、
自車両の走行速度および自車両から対象物１２までの距
離を検出し、検出した自車両の走行速度と距離とに基づ
いて、第１計測手段１４を機能させずに第２計測手段１
６を機能させるか、第１計測手段１４を機能させるかを
決定することを特徴とする。

【００３５】したがって、より総合的に計測モードを決
定することができる。すなわち、走行状態のいかんにか
かわらず、より安全に、測定光を用いて光学的計測を行
なうことができる。

【００３６】請求項５の車両搭載用光学的計測装置は、
第１計測手段１４を機能させる場合は第２計測手段１６
を機能させないよう構成したことを特徴とする。

【００３７】したがって、第１計測手段１４と第２計測
手段１６とが同時に使用されることはない。このため、
計測手段が一つの場合や二つの計測手段を重複して使用
する場合に比べ、各計測手段の使用頻度は低い。この結
果、計測手段ごとの総使用時間に関連して定まる車両搭
載用光学的計測装置の寿命を延すことができる。

【００３８】請求項６の車両搭載用光学的計測装置は、
第１計測手段１４と第２計測手段１６との切換えタイミ
ングにヒステリシスを持たせるよう構成したことを特徴
とする。

【００３９】したがって、自車両の走行速度が所定の基
準速度近傍で頻繁に変動する等走行状態が小刻みに変動
するような場合であっても、第１計測手段１４と第２計
測手段１６との切換えが、必要以上に頻繁に行なわれる
ことを防止することができる。このため、計測動作を安
定させることができる。

【００４０】請求項７の車両搭載用光学的計測装置は、
第１計測手段１４および第２計測手段１６が、ともに測
定光を走査することにより光学的計測を行なうものであ
り、第１計測手段１４の走査角度は第２計測手段１６の
走査角度よりも小さいことを特徴とする。

【００４１】したがって、近距離における計測視野角を
大きくし、遠距離おける計測視野角を小さくすることが
できる。このため、距離にかかわらず所定の計測幅を確
保することができる。また、低速走行時における計測視
野角を大きくし、高速走行時における計測視野角を小さ
くすることができる。このため、低速走行時には広範囲
を計測することで自車両周囲の歩行者等の発見が容易に
なり、高速走行時には狭い範囲に限定して計測を行なう
ことで先行車両等を迅速に発見することができる。すな
わち、より確実に計測を行なうことができる。

【００４２】請求項８の車両搭載用光学的計測装置は、
自車両から対象物１２までの距離を計測し得ることを特
徴とする。したがって、車間距離センサとして用いるこ
とにより、雨、霧等の悪天候時においても高精度で車間
距離を計測することができ、かつ、渋滞時の自動追従も
可能となる。すなわち、走行状態のいかんにかかわら
ず、車間距離計測を安全に行なうことができる。

【００４３】請求項９の光学的計測方法は、第１の測定
光の人の目に対する露光量に対応する量に基づいて、第
１の測定光を用いた光学的計測および第２の測定光を用
いた光学的計測の一方または双方を行なうよう構成した
ことを特徴とする。したがって、第１の測定光と第２の
測定光とを使い分けることにより、人の目に損傷を与え
るおそれがなく、かつ、高い計測能力を維持することが
できる。すなわち、走行状態のいかんにかかわらず、測
定光を用いて光学的計測を安全に行なうことができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】図２に、この発明の一実施形態に
よる車両搭載用光学的計測装置（図１参照）を、ＣＰＵ
（図示せず）を用いて実現した車間距離センサ３０の全
体構成を示す。車間距離センサ３０は、図３に示すよう
に、自車両である自動車６０の前部６２に搭載されてい
る。図２に示すように、車間距離センサ３０は、短波長
レーザレーダ３２、長波長レーザレーダ１３２、車速セ
ンサ４８を備えている。

【００４５】まず、短波長レーザレーダ３２の構成を説
明する。制御回路４６は、ＬＤ（レーザレーダ）３６を
発光させるための発光タイミングを生成する。この実施
形態においては、制御回路４６は、いずれも図示しない
ＣＰＵ、メモリ等を備えており、所定の制御プログラム
に基づいて機能するよう構成されている。

【００４６】ＬＤ駆動回路３４は、制御回路４６で生成
された発光タイミングに基づいて、ＬＤ３６のレーザ発
光を駆動制御する。ＬＤ３６は、ＬＤ駆動回路３４の制
御の下に、レーザ光を発する。

【００４７】スキャナ３８は、発せられたレーザ光を水
平方向（図３参照、Ｘ方向）に走査しつつ、自動車６０
の略前方（図３参照、Ｙ方向）に投射する。走査位置検
出部４０は、スキャナ３８の動作を検出することによ
り、投射方向（走査されたレーザ光の投射された方向）
を知り、これを制御回路４６に与える。

【００４８】ＰＤ（フォトダイオード）４２は、投射さ
れたレーザ光のうち、対象物１２である前方車両等によ
り反射された反射光を受け、これを電気信号に変換して
受光回路４４に与える。受光回路４４は、ＰＤ４２から
与えられた電気信号に所定の処理を施した後、これを制
御回路４６に与える。

【００４９】制御回路４６は、レーザ光の発光から受光
までに要した時間に基づいて、自動車６０から対象物１
２までの距離を求める。さらに、走査位置検出部４０か
ら送られてくるレーザ光の投射方向の情報に基づいて、
対象物１２の方向を求める。短波長レーザレーダ３２
は、このようにして、対象物１２のＸ−Ｙ平面（図３参
照）における位置を知る。制御回路４６は、このように
して求めた対象物１２の位置情報を出力する。

【００５０】長波長レーザレーダ１３２も、短波長レー
ザレーダ３２とほぼ同様の構成である。この実施形態に
おいては、制御回路４６を、短波長レーザレーダ３２と
長波長レーザレーダ１３２とで、共用している。

【００５１】車速センサ４８は、自動車６０の走行速度
を検出し、これを制御回路４６に与える。制御回路４６
は、車速センサ４８から与えられた自動車６０の走行速
度および計測した対象物１２までの距離に基づいて、今
後、短波長レーザレーダ３２を用いて計測を行なうか、
長波長レーザレーダ１３２を用いて計測を行なうかを決
定する。

【００５２】短波長レーザレーダ３２は、第１の測定光
である短波長レーザ光（この実施形態においては、８５
０ｎｍ）を投射し、長波長レーザレーダ１３２は第２の
測定光である長波長レーザ光（この実施形態において
は、１３００ｎｍ）を投射するよう構成されている。

【００５３】図５に、レーザ光の波長と人の目に対する
透過率との関係を示す。涙や人の目の水晶体の主成分は
水であるため、水に吸収されにくい波長のレーザ光（た
とえば８５０ｎｍ）は、涙、水晶体を透過して網膜にま
で到達する（透過率が大きい）が、水に吸収されやすい
波長のレーザ光（たとえば１３００ｎｍ）は、網膜まで
到達しない（透過率が小さい）。

【００５４】すなわち、人の目に悪影響を与えることが
少ない長波長レーザ光を用いることにより、停車時や低
速走行時に、安全に車間距離を測定することができる。
また、水滴等の影響を受けにくい短波長レーザ光を用い
ることにより、雨天時においても、車間距離を高精度で
測定することができる。

【００５５】また、図４Ａに示すように、この実施形態
においては、短波長レーザレーダ３２の走査角度を２０
０ｍｒａｄとし、長波長レーザレーダ１３２の走査角度
を４００ｍｒａｄとしている。近距離を計測する長波長
レーザレーダ１３２の走査角度を大きくし、遠距離を計
測する短波長レーザレーダ３２の走査角度を小さくする
ことで、距離にかかわらず所定の計測幅を確保すること
ができる。また、低速走行時における走査角度を大きく
することにより、自車両周囲の歩行者等の発見が容易に
なる。高速走行時における走査角度を小さくすることに
より、狭い範囲に限定して計測を行なうことで先行車両
等を迅速に発見することができる。

【００５６】同様の理由から、図４Ｂに示すように、短
波長レーザ光の高さ方向（Ｚ方向）の広がり角を５０ｍ
ｒａｄとし、長波長レーザ光の高さ方向の広がり角を１
００ｍｒａｄとしている。

【００５７】図３に、短波長レーザレーダ３２の計測領
域αおよび長波長レーザレーダ１３２の計測領域βを斜
視図で示す。

【００５８】なお、図１の第１計測手段１４は、図２の
短波長レーザレーダ３２に対応し、第２計測手段１６
は、長波長レーザレーダ１３２に対応する。モード選択
手段２０は、制御回路４６に対応する。検出手段１８
は、車速センサ４８ならびに短波長レーザレーダ３２お
よび長波長レーザレーダ１３２に対応する。

【００５９】つぎに、図２、および図６のフローチャー
トを参照しつつ、車間距離センサ３０の動作を説明す
る。制御回路４６は、まず、車速センサ４８を介して、
自動車６０の走行速度の取込みを行なう（ステップＳ
２）。

【００６０】つぎに制御回路４６は、取込んだ自車速が
高速であるか、低速または停止状態であるかを判断する
（ステップＳ４）。この実施形態においては、自車速が
３５Ｋｍ／ｈ未満であれば低速または停止状態であると
判断し、自車速が３５Ｋｍ／ｈ以上であれば高速である
と判断するよう構成している。

【００６１】この実施形態においては、ステップＳ４に
おける分岐判断のしきい値として３５Ｋｍ／ｈを設定し
ている。これは、以下の理由による。この実施形態にお
いては、上述のように、短波長レーザ光として、波長８
５０ｎｍの赤外レーザ光を用いている。したがって、短
波長レーザ光が、涙、水晶体を透過して網膜にまで到達
して、人の目に悪影響を与えるおそれがある。

【００６２】一般に、人の目に対するレーザ光の露光量
が所定のレベルを越えると目に悪影響を与えるとされて
いる。一方、該露光量は、レーザ光の波長、出力パワ
ー、露光時間、レーザ投射部と人の目との距離などによ
り定まる。

【００６３】そこで、この実施形態においては、レーザ
光について人の目に悪影響を与えるおそれを考慮して定
められたＭＰＥ（Maximum Permissible Exposure−最大
許容露光量、ＪＩＳ Ｃ ６８０２）を所定の基準値と
するとともに、短波長レーザレーダ３２により投射され
た短波長レーザ光の露光量がほぼ上記ＭＰＥになるとき
の自車速を、予め計算している。この自車速が、ステッ
プＳ４における分岐判断のしきい値として用いる３５Ｋ
ｍ／ｈである。

【００６４】このようにして設定された分岐判断のしき
い値にしたがって、自車速が低速または停止状態である
と判断した場合、制御回路４６は、長波長レーザレーダ
１３２の使用を決定する（ステップＳ１６）。

【００６５】自車速が高速であると判断した場合、制御
回路４６は、現在使用しているレーザレーダが何である
かを判断する（ステップＳ６）。

【００６６】現在使用しているレーザレーダが長波長レ
ーザレーダ１３２である場合には、制御回路４６は、長
波長レーザレーダ１３２の結果出力である対象物１２の
位置情報を取込む（ステップＳ８）。

【００６７】現在使用しているレーザレーダが短波長レ
ーザレーダ３２である場合には、制御回路４６は、短波
長レーザレーダ３２の結果出力である対象物１２の位置
情報を取込む（ステップＳ１０）。

【００６８】つぎに制御回路４６は、ステップＳ８また
はステップＳ１０で取込んだ位置情報に基づき、自動車
６０から対象物１２までの距離が近いか遠いかを判断す
る（ステップＳ１２）。この実施形態においては、自動
車６０から対象物１２までの距離が５ｍ未満であれば近
いと判断し、距離が５ｍ以上であれば遠いと判断するよ
う構成している。

【００６９】ステップＳ１２における分岐判断のしきい
値５ｍも、前述のステップＳ４における分岐判断のしき
い値３５Ｋｍ／ｈの場合と同様の考え方に基づいて設定
されている。

【００７０】距離が近いと判断した場合、制御回路４６
は、長波長レーザレーダ１３２の使用を決定する（ステ
ップＳ１６）。

【００７１】距離が遠いと判断した場合、制御回路４６
は、短波長レーザレーダ３２の使用を決定する（ステッ
プＳ１４）。

【００７２】つぎに制御回路４６は、ステップＳ１６ま
たはステップＳ１４の決定に基づくレーザレーダの切換
えにさきだち、ヒステリシスを考慮して、使用すべきレ
ーザレーダを最終決定する（ステップＳ１８）。

【００７３】ステップＳ１８の詳細を図７に示す。ま
ず、制御回路４６は、ステップＳ２で取込んだ自車速が
下記の数式を満たすか否かを判断する（ステップＳ１８
２）、 ｜自車速−３５Ｋｍ／ｈ｜≧５Ｋｍ／ｈ 。

【００７４】上式において、３５Ｋｍ／ｈは、ステップ
Ｓ４における分岐判断のしきい値であり、５Ｋｍ／ｈ
は、自車速に基づく切換えにおけるヒステリシスの１／
２に相当する値である。

【００７５】自車速が上式を満たさない場合（自車速
が、図８Ａにおける領域Ｒ１に含まれる場合）、制御回
路４６は、現在使用中のレーザレーダを継続して使用す
ることを決定する（ステップＳ１８８）。これは、自車
速が、分岐しきい値である３５Ｋｍ／ｈをはさんで小刻
みに変動する場合に、使用するレーザレーダが頻繁に変
わり計測が不安定になることを防止するためである。

【００７６】ステップＳ１８２において、自車速が上式
を満たす場合（自車速が、図８Ａにおける領域Ｒ１に含
まれない場合）、制御回路４６は、ステップＳ８または
ステップＳ１０で取込んだ自動車６０から対象物１２ま
での距離が、下記の数式を満たすか否かを判断する（ス
テップＳ１８４）、 ｜距離−５ｍ｜≧１ｍ 。

【００７７】上式において、５ｍは、ステップＳ１２に
おける分岐判断のしきい値であり、１ｍは、距離に基づ
く切換えにおけるヒステリシスの１／２に相当する値で
ある。

【００７８】距離が上式を満たさない場合（距離が、図
８Ｂにおける領域Ｒ２に含まれる場合）には、制御回路
４６は、上述の自車速の場合同様、現在使用中のレーザ
レーダを継続して使用することを決定する（ステップＳ
１８８）。

【００７９】ステップＳ１８４において、距離が上式を
満たす場合（距離が、図８Ｂにおける領域Ｒ２に含まれ
ない場合）、制御回路４６は、ステップＳ１４またはス
テップＳ１６において決定されたレーザレーダを使用す
ることを決定する（ステップＳ１８６）。

【００８０】つぎに、制御回路４６は、図６に示すよう
に、現在使用中のレーザレーダが、ステップＳ１８にお
いて最終決定されたレーザレーダと異なる場合には、現
在使用中のレーザレーダを最終決定されたレーザレーダ
に切換える（ステップＳ２０）。このようにして、ステ
ップＳ２〜ステップＳ２０の動作を繰り返すことによ
り、常に最適なレーザレーダを用いて車間距離の計測を
行なうことができる。

【００８１】なお、上述の実施形態においては、短波長
レーザレーダ３２と長波長レーザレーダ１３２とで、制
御回路４６のみを共用し、他の部分はそれぞれ別個に設
けるよう構成したが、これ以外に、たとえば、ＬＤ３
６、１３６、およびＰＤ４２、１４２のみをそれぞれ別
個に設け、他の部分を共用するよう構成することもでき
る。

【００８２】また、第１の測定光として波長８５０ｎｍ
のレーザ光を用い、第２の測定光として波長１３００ｎ
ｍのレーザ光を用いたが、この発明はこれに限定される
ものではない。したがって、赤外光の他、可視光や紫外
光を用いることができる。また、レーザ光以外の光を用
いることもできる。ただし、第１の測定光として波長８
００ｎｍ程度のレーザ光を用いることにより、計測能力
を確保することができ、第２の測定光として波長１４０
０ｎｍ程度以上のレーザ光を用いることにより、人の目
に悪影響を与えることを防止することができる。

【００８３】また、第１の測定光の人の目に対する露光
量に対応する量として、自車両の走行速度、自車両から
対象物までの距離を用いたが、露光量に対応する量は、
これに限定されるものではない。

【００８４】また、第１の測定光の人の目に対する露光
量の所定の基準値として、ＭＰＥを用いたが、第１の測
定光の人の目に対する露光量としては、たとえばＭＰＥ
に一定比率を乗じた値を用いることもできる。また、Ｍ
ＰＥ以外のものを露光量の所定の基準値として用いるこ
ともできる。

【００８５】また、モード選択手段を、自車両の走行速
度と距離との双方に基づいて、短波長レーザレーダ３２
と長波長レーザレーダ１３２とを切換えるよう構成した
が、自車両の走行速度または距離のいずれか一方のみに
基づいて、短波長レーザレーダ３２と長波長レーザレー
ダ１３２とを切換えるよう構成することもできる。

【００８６】また、短波長レーザレーダ３２と長波長レ
ーザレーダ１３２との切換えタイミングにヒステリシス
を持たせるよう構成したが、短波長レーザレーダ３２と
長波長レーザレーダ１３２との切換えタイミングにヒス
テリシスを持たせないよう構成することもできる。

【００８７】また、短波長レーザレーダ３２と長波長レ
ーザレーダ１３２とを同時に機能させないよう構成した
が、短波長レーザレーダ３２と長波長レーザレーダ１３
２とを同時に機能させるよう構成することもできる。

【００８８】また、短波長レーザレーダ３２の走査角度
と長波長レーザレーダ１３２の走査角度とを異ならせる
よう構成したが、短波長レーザレーダ３２の走査角度と
長波長レーザレーダ１３２の走査角度とを同一にするこ
ともできる。

【００８９】また、短波長レーザ光の高さ方向の広がり
角と、長波長レーザ光の高さ方向の広がり角とを異なら
せるよう構成したが、短波長レーザ光の高さ方向の広が
り角と、長波長レーザ光の高さ方向の広がり角とを同一
にすることもできる。

【００９０】また、短波長レーザレーダ３２および長波
長レーザレーダ１３２ともに、スキャナを用いて走査す
るよう構成したが、短波長レーザレーダ３２および長波
長レーザレーダ１３２の双方または一方を、走査しない
よう構成することができる。

【００９１】また、上述の実施形態においては、ＣＰＵ
を用いて、図１の各機能を実現した場合を例に説明した
が、当該機能の一部または全部を、ハードウェアロジッ
クにより実現することもできる。

【００９２】なお、上述の実施形態においては、この発
明を車間距離センサに適用した場合を例に説明したが、
この発明は、車間距離センサに限定されるものではな
く、色計測装置、速度計測装置、形状計測装置など車両
に搭載される光学的計測装置一般に適用されるものであ
る。

【００９３】また、この発明は、自動車の他、鉄道の列
車などにも適用することができる。たとえば、この発明
にかかる光学的計測装置を列車に搭載することにより、
レール上の障害物の検出を行なうことができる。一般
に、列車は駅のプラットホームを通過する際には速度を
落とすが、このとき、プラットホーム上の旅客等の目に
悪影響を与えないよう、長波長レーザ光に切換えるよう
構成すればよい。

【００９４】また、トンネル内壁の状態や架線の摩耗量
の検査等を行なう検査用車両にも適用することができ
る。この場合、レール近傍に保守作業員を検出した場合
等に、長波長レーザ光に切換えれば、保守作業員の目に
悪影響を与えることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による車両搭載用光学的
計測装置の構成を示す図面である。

【図２】この発明の一実施形態による車両搭載用光学的
計測装置を、ＣＰＵを用いて実現した車間距離センサ３
０の全体構成を示す図面である。

【図３】短波長レーザレーダ３２の計測領域αおよび長
波長レーザレーダ１３２の計測領域βを示す斜視図であ
る。

【図４】各レーザレーダの走査角度および高さ方向（Ｚ
方向）の広がり角を示す図面である。

【図５】レーザ光の波長と人の目に対する透過率との関
係を示す図面である。

【図６】車間距離センサ３０の動作を示すフローチャー
トである。

【図７】図６のフローチャートの一部を詳細に示すフロ
ーチャートである。

【図８】車間距離センサ３０の動作における、ヒステリ
シスを説明するための図面である。

【図９】従来の車間距離センサの構成を示す図面であ
る。

【符号の説明】

１２・・・・・対象物 ３２・・・・・短波長レーザレーダ ４６・・・・・制御回路 ４８・・・・・車速センサ １３２・・・・長波長レーザレーダ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水に対する被吸収率が低い第１の測定光を
   投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
   物に関する光学的計測を行なう第１計測手段、 水に対する被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象
   物からの該測定光の反射光に基づいて対象物に関する光
   学的計測を行なう第２計測手段、 第１の測定光の人の目に対する露光量に対応する量を検
   出する検出手段、 検出手段の検出した前記量に対応する前記露光量が所定
   の基準値より大きい場合は第１計測手段を機能させずに
   第２計測手段を機能させ、前記量に対応する露光量が所
   定の基準値より小さい場合は第１計測手段を機能させる
   モード選択手段、 を備えたことを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
2. 【請求項２】水に対する被吸収率が低い第１の測定光を
   投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
   物に関する光学的計測を行なう第１計測手段、 水に対する被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象
   物からの該測定光の反射光に基づいて対象物に関する光
   学的計測を行なう第２計測手段、 自車両の走行速度を検出する検出手段、 検出手段の検出した自車両の走行速度が所定の基準速度
   より低速の場合は第１計測手段を機能させずに第２計測
   手段を機能させ、自車両の走行速度が基準速度より高速
   の場合は第１計測手段を機能させるモード選択手段、 を備えたことを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
3. 【請求項３】水に対する被吸収率が低い第１の測定光を
   投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
   物に関する光学的計測を行なう第１計測手段、 水に対する被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象
   物からの該測定光の反射光に基づいて対象物に関する光
   学的計測を行なう第２計測手段、 自車両から対象物までの距離を検出する検出手段、 検出手段の検出した距離が所定の基準距離より小さい場
   合は第１計測手段を機能させずに第２計測手段を機能さ
   せ、距離が基準距離より大きい場合は第１計測手段を機
   能させるモード選択手段、 を備えたことを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
4. 【請求項４】水に対する被吸収率が低い第１の測定光を
   投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
   物に関する光学的計測を行なう第１計測手段、 水に対する被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象
   物からの該測定光の反射光に基づいて対象物に関する光
   学的計測を行なう第２計測手段、 自車両の走行速度および自車両から対象物までの距離を
   検出する検出手段、 検出手段の検出した自車両の走行速度が所定の基準速度
   より低速の場合は第１計測手段を機能させずに第２計測
   手段を機能させるとともに、自車両の走行速度が基準速
   度より高速の場合は、検出手段の検出した距離が所定の
   基準距離より小さいときは第１計測手段を機能させずに
   第２計測手段を機能させ距離が基準距離より大きいとき
   は第１計測手段を機能させるモード選択手段、 を備えたことを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかの車両
   搭載用光学的計測装置において、 モード選択手段を、第１計測手段を機能させる場合は第
   ２計測手段を機能させないよう構成したことを特徴とす
   る車両搭載用光学的計測装置。
6. 【請求項６】請求項５の車両搭載用光学的計測装置にお
   いて、 モード選択手段を、第１計測手段と第２計測手段との切
   換えタイミングにヒステリシスを持たせるよう構成した
   ことを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかの車両
   搭載用光学的計測装置において、 第１計測手段および第２計測手段は、ともに測定光を走
   査することにより対象物に関する光学的計測を行なうも
   のであり、第１計測手段の走査角度は第２計測手段の走
   査角度よりも小さいことを特徴とする車両搭載用光学的
   計測装置。
8. 【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかの車両
   搭載用光学的計測装置において、 第１計測手段および第２計測手段は、ともに自車両から
   対象物までの距離を計測し得るよう構成されたものであ
   ることを特徴とする車両搭載用光学的計測装置。
9. 【請求項９】水に対する被吸収率が低い第１の測定光を
   投射し、対象物からの該測定光の反射光に基づいて対象
   物に関する光学的計測を行ない得るよう準備し、 水に対する被吸収率が高い第２の測定光を投射し、対象
   物からの該測定光の反射光に基づいて対象物に関する光
   学的計測を行ない得るよう準備し、 第１の測定光の人の目に対する露光量に対応する量に基
   づいて、第１の測定光を用いた光学的計測および第２の
   測定光を用いた光学的計測の一方または双方を行なうよ
   う構成したことを特徴とする光学的計測方法。