JPH09243749A - 車両用レーザレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車間距離の測定精度を低下させずに車両間通
信を行なう車両用レーザレーダを提供する。 【解決手段】 発光部１０と受光部１２とからなる送受
信部を自車両に複数配置し、データ判定部２８は０と１
との２値からなる通信データの値を判定し、レーザ発振
コントローラ１６は、通信データの値が０と判定された
とき発光部１０から第１の発光周波数を持つ第１のレー
ザパルスを発射させ、通信データの値が１と判定された
とき発光部１０から第２の発光周波数を持つ第２のレー
ザパルスを発射させ、距離算出部３２は、発光部１０か
ら発射された第１のレーザパルスと第２のレーザパルス
との反射パルスを受光部１２が受光したとき、受光時の
反射パルスと発射時のレファレンスパルスとに基づき車
間距離を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用レーザレーダ
に関し、特に車両間の通信を行うと共に車両間の距離測
定の精度を向上する車両用レーザレーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザレーダは、送信側のレー
ザダイオードからレーザパルス光（以下、パルス光とい
う）を発生し、そのパルス光を透光レンズを介して発射
させる。発射されたパルス光の発射方向に障害物、車両
等の物標がある場合には、発射されたパルス光は物標に
よって反射され反射パルス光となる。その反射パルス光
は、受信側の光学フィルタを介してフォトダイオードに
より検出される。

【０００３】そして、レーザレーダは、レーザパルスの
発射に伴うリファレンス信号と受光信号との時間差を求
め、その時間差に基づいて車間距離を求めて表示器に表
示させたり、距離が非常に近接した場合には、警報等を
発生させたりする。

【０００４】また、近年では、レーザレーダを用いて距
離測定と前後の車両との通信が行なえる車両用レーザレ
ーダが提案されるようになってきた。

【０００５】例えば、図６（ａ）に示すように、自車か
ら前方車へと情報を送る片方向のレーザレーダがあり、
前後の車両共に片方向のレーザレーダを搭載している。
この場合、自車の送信部から発射された発射パルス光は
前方車に当たって反射し、受信部によって受光されて前
方車との車間距離を求める。また、このとき、発射パル
ス光は前方車の後部にある受信部により受信され、前方
車は後方車との距離を求めている。

【０００６】しかし、自車としては、前方車の右折又は
左折、減速、停止等の挙動が分かった方が衝突回避等に
は非常に役立つ。このため、図６（ｂ）に示すように、
車両の前後に送受信部を備え、自車の前部に取り付けら
れた受信部が前方車の送信部から発射された情報を受光
し、自車の後部の送信部が自車の挙動情報を後方車に送
信するようにしている。

【０００７】又、距離測定の他に通信機能を持つレーザ
レーダにおいては、異なる種類の発光デバイスを組み合
わせ、様々な車両通信を行うと共に信号が混合しないよ
うに、距離測定と通信用とを分離するものがある。

【０００８】しかし、複数のデバイスを必要とするた
め、好ましくない。また、距離測定モードから通信モー
ドという制御サイクルで行うものでは、距離測定モード
から通信モードに切り替わっている間、距離測定が中断
されてしまうという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、前記問題を解
決したものとして、本出願人は特願平７−８５３３４号
（未公開）の車両用レーザレーダを出願している。この
車両用レーザレーダは、レーザダイオードを有する発光
部及び反射光を受光する受光部からなる送受信部と、発
射データ制御手段とを備える。

【００１０】前記発射データ制御手段が、レーザダイオ
ードを所定周期で動作状態にし、動作時に、距離測定用
のデータ又は通信用のデータを交互に選択し、選択した
データに基づいた発光パルスをレーザダイオードから発
射させる。

【００１１】例えば、図７に示すように、距離測定用の
データが選択された場合には、２ＫＨｚの駆動信号の１
番目のパルスＰ１に同期した１ＫＨｚの測定距離用のパ
ルス信号が発光部から発射される。また、通信用のデー
タが選択された場合には、２ＫＨｚの駆動信号の２番目
のパルスＰ２に同期した１ＫＨｚの通信用のパルス信号
が発光部から発射される。

【００１２】これにより、発射されるパルス光は距離用
と通信用とに割り当てられることになるから、距離用と
測定用とのレーザを必要としないので、一組の送受信部
で距離測定と通信がまかなえるため、装置の構成が簡単
になる。また、一つのレーザで距離と通信とを交互に連
続併用しているので、距離測定が中断することがなくな
る。

【００１３】しかし、特願平７−８５３３４号の前記車
両用レーザレーダにおいては、図７に示すように、例え
ば、測距用パルス信号のパルスのオン・オフに合わせ
て、デジタル信号を発生させている。このため、測定距
離用パルス信号や通信用パルス信号中の”０”（パルス
発光なし、ＯＦＦ）の期間が長くなってくると、車間距
離を測定するための発光パルスの数が減少する。

【００１４】例えば、通信用パルス信号は図７に示すよ
うに、送信データにより通信用パルス信号の値が変化す
るので、”０”の期間が長くなることがある。すなわ
ち、その様なパルス信号を用いて車間距離を測定する
と、測定時間がさらにかかる。その結果、車間距離の測
定精度が低下するという問題があった。

【００１５】そこで、本発明の目的は、車間距離の測定
精度を低下させることなく車両間通信を行なうことので
きる車両用レーザレーダを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下の手段を採用した。本発明の請求項１
は、発光部と受光部とからなる送受信部を自車両に複数
配置した車両用レーザレーダにおいて、０と１との２値
からなる通信データの値を判定するデータ判定手段と、
通信データの値が０と判定されたとき前記発光部から第
１の発光周波数を持つ第１のレーザパルスを発射させ、
通信データの値が１と判定されたとき前記発光部から前
記第１の発光周波数の複数倍の第２の発光周波数を持つ
第２のレーザパルスを発射させるレーザ発振制御手段
と、前記レーザ発振制御手段により前記発光部から発射
された第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの反
射パルスを前記受光部が受光したとき、受光時の反射パ
ルスとレーザパルス発射時のレファレンスパルスとに基
づき自車両から反射相手車両までの距離を求める距離算
出手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、データ判定手段により
通信データの値が０と判定されたとき、レーザ発振制御
手段は、発光部から第１の発光周波数を持つ第１のレー
ザパルスを発射させる。また、通信データの値が１と判
定されたとき、レーザ発振制御手段は、前記発光部から
前記第１の発光周波数の複数倍の第２の発光周波数を持
つ第２のレーザパルスを発射させる。

【００１８】そして、距離算出手段は、発光部から発射
された第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの反
射パルスを前記受光部が受光したとき、受光時の反射パ
ルスとレーザパルス発射時のレファレンスパルスとに基
づき自車両から反射相手車両までの距離を求める。

【００１９】すなわち、通信データが０の期間中では、
第１の発光周波数を持つ第１のレーザパルスが発射さ
れ、通信データが１の期間中では、第２の発光周波数を
持つ第２のレーザパルスが発射されるので、通信データ
が０の期間でも、レーザパルスが存在することになる。

【００２０】その結果、発光パルス数が増加するから、
測距精度を低下させることなく、車両間の通信を行なう
ことができる。

【００２１】請求項２の発明は、前記発光部が測距デー
タを含むレーザパルスを発射し、前記受光部が前記発光
部から発射された測距データを含むレーザパルスの反射
パルスを受光したとき、前記距離算出手段は、受光時の
反射パルスとレーザパルス発射時のレファレンスパルス
とに基づいて自車両から反射相手車両までの距離を求
め、その距離が所定の距離以下である場合に、前記デー
タ判定手段、前記レーザ発振制御手段を作動させること
を特徴とする。

【００２２】この発明によれば、距離算出手段は、受光
部が発光部から発射された測距データを含むレーザパル
スの反射パルスを受光したとき、車間距離を求め、その
距離が所定の距離以下である場合に、データ判定手段、
レーザ発振制御手段を作動させるので、特に、車間距離
が近距離になったときに、発光パルス数が増加するか
ら、測距精度を低下させることがなくなる。

【００２３】請求項３の発明は、前記受光部が反射パル
スを受信したとき、予め定められたサンプリング時間毎
に前記受信した反射パルスを計数する計数手段と、前記
計数手段により計数されたパルス計数値が予め定められ
たしきい値以下である場合には前記通信データの値を０
と判定し、パルス計数値が予め定められたしきい値を越
える場合には通信データの値を１と判定する判定手段と
を備えることを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、受光部が反射パルスを
受信したとき、計数手段が、予め定められたサンプリン
グ時間毎に前記受信した反射パルスを計数すると、判定
手段は、前記計数手段により計数されたパルス計数値が
予め定められたしきい値以下である場合には前記通信デ
ータの値を０と判定し、パルス計数値が予め定められた
しきい値を越える場合には通信データの値を１と判定す
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用レーザレー
ダの実施の形態を詳細に説明する。図１に本発明の車両
用レーザレーダの実施の形態の構成図を示す。

【００２６】図１において、発光部１０と受光部１２と
からなる送受信部６ａが車両の前部に取り付けられ、発
光部１０と受光部１２とからなる送受信部６ｂが車両の
後部に取り付けられる。

【００２７】発光部１０は、レーザダイオード、レンズ
等を含み、レーザダイオードからのレーザパルスを第１
の発光周波数または第２の発光周波数で発射する。受光
部１２は、発光部１０により発射されたレーザパルスの
反射パルスを受光し、反射パルスを電気信号に変換して
受信信号として出力する。

【００２８】さらに、車両用レーザレーダは、送受信コ
ントローラ１４、レーザ発振コントローラ１６、第３の
駆動部２０、測距データ生成部２２、通信データ生成部
２４、切換部２６、データ判定部２８、切換部３０を備
える。

【００２９】送受信コントローラ１４は、発光部１０と
受光部１２の送受信タイミングを制御する。例えば、発
光部１０に１ＫＨｚ毎にパルス光を発射させる。レーザ
発振コントローラ１６は、前記発光部１０から第１の発
光周波数を持つ第１のレーザパルスを発射させるための
第１の駆動信号を発生する第１の駆動部１７、前記発光
部１０から前記第１の発光周波数の２倍の第２の発光周
波数を持つ第２のレーザパルスを発射させるための第２
の駆動信号を発生する第２の駆動部１８を備える。

【００３０】測距データ生成部２２は、前記第３の駆動
部２０からの第３の駆動信号（例えば、２ＫＨｚ）に基
づき測距データ（例えば、１ＫＨｚ）を生成する。通信
データ生成部２４は、前記第３の駆動部２０からの第３
の駆動信号に基づき前記測距データとは半周期分位相が
ずれた通信要件入力に基づく通信データ（例えば、１Ｋ
Ｈｚ）を生成する。

【００３１】切換部２６は、通常では、端子ｂを選択し
て、通信データ生成部２４で生成された通信データと測
距データ生成部２２で生成された測距データとを交互に
発光部１０に出力する。切換部２６は、後述する距離判
定部３６から判定信号が入力された場合には、端子ｃを
選択して、通信データ生成部２４で生成された通信デー
タをデータ判定部２８に出力する。

【００３２】データ判定部２８は、０と１との２値から
なる通信データの値を判定する。切換部３０は、通信デ
ータの値が０と判定されたとき第１の駆動部１７を選択
し、通信データの値が１と判定されたとき第２の駆動部
１８を選択する。

【００３３】発光部１０は、通信データの値が０と判定
されたとき、第１の駆動部１７からの駆動信号により第
１の発光周波数（例えば、１ＫＨｚ）を持つ第１のレー
ザパルスを発射し、通信データの値が１と判定されたと
き第２の駆動部１８からの駆動信号により第２の発光周
波数（例えば、２ＫＨｚ）を持つ第２のレーザパルスを
発射する。

【００３４】さらに、車両用レーザレーダは、距離算出
部３２、表示部３４、距離判定部３６、カウンタ４０、
パルス判定部４２、通信データ処理部４４を備える。

【００３５】距離算出部３２は、前記発光部１０が測距
データを含むレーザパルスを発射し、前記受光部１２が
前記発光部１０から発射された測距データを含むレーザ
パルスの反射パルスを受光したとき、受光時の反射パル
スとレーザパルス発射時のレファレンスパルスとに基づ
いて自車両から反射相手車両までの距離を求める。

【００３６】距離判定部３６は、距離算出部３２により
測定された車間距離が所定の距離以下かどうかを判定
し、測定された車間距離が所定の距離以下である場合に
は、切換部２６の端子ｃを選択すると共に、データ判定
部２８を作動させる。

【００３７】さらに、前記距離算出部３２は、前記発光
部１０から発射された第１のレーザパルスと第２のレー
ザパルスとの反射パルスを前記受光部１２が受光したと
き、受光時の反射パルスとレーザパルス発射時のレファ
レンスパルスとに基づいて自車両から反射相手車両まで
の距離を求め、表示部３４に出力して表示させる。

【００３８】カウンタ４０は、前記受光部１２が、発光
部１０から発射された第１のレーザパルス及び第２のレ
ーザパルスの反射パルスを受信したとき、予め定められ
たサンプリング時間毎に前記受信した反射パルスを計数
する。

【００３９】パルス判定部４２は、前記カウンタ４０に
より計数されたパルス計数値が予め定められたしきい値
以下である場合には前記通信データの値を０と判定し、
パルス計数値が予め定められたしきい値を越える場合に
は通信データの値を１と判定する。通信データ処理部４
４は、パルス判定部４２により判定された０と１とから
なる通信データを処理して表示部３４に表示させる。

【００４０】次に、このように構成された本発明の実施
の形態の動作を図面を参照して説明する。まず、発光の
動作を、図２に示す発光フローチャート及び図３に示す
発光タイミングチャートを用いて説明する。

【００４１】まず、前方に車両が走行していない場合に
は、切換部２６は端子ｂを選択しており、測距データ生
成部２２からの測距データに基づき発光部１０内のレー
ザダイオードが発光を開始し、発光周波数（例えば、１
ＫＨｚ）を持つレーザパルスが前方に発射される（ステ
ップＳ１１）。

【００４２】次に、前方に車両が走行したとすると、自
車両の発光部１０から発射されたレーザパルスが前方車
両で反射される。受光部１２は、その反射パルスが入力
されたかどうかを判定し（ステップＳ１３）、図３に示
すように、その反射パルスが受光部１２に入力された場
合には、測距処理を行う（ステップＳ１５）。

【００４３】すなわち、距離算出部３２が、リファレン
ス信号と受光部１２からの受光信号とを同じ時間軸に位
置させて、両方の信号の時間差を求め、この時間差に基
づいて距離を蓄積し、所定数蓄積されたときの平均値を
車間距離として表示部３４に出力して表示させる。

【００４４】次に、距離判定部３６は、距離算出部３２
により測定された車間距離が所定の距離以下かどうかを
判定し、測定された車間距離が所定の距離以下である場
合には、前記判定信号により切換部２６の端子ｃを選択
すると共に、データ判定部２８を作動させる。これによ
り、通信を開始する（ステップＳ１７）。

【００４５】この場合には、データ判定部２８が、通信
データ生成部２４からの通信データの値を判定すると、
切換部３０は、通信データの値が０と判定されたとき第
１の駆動部１７を選択し、通信データの値が１と判定さ
れたとき第２の駆動部１８を選択する。これにより、通
信データの値が１である場合には、発光周波数が２倍に
セットされる（ステップＳ１９）。

【００４６】次に、発光部１０は、スタートパルスを発
光し（ステップＳ２１）、通信データの値が０と判定さ
れたとき、その時の通信データは、第１の駆動部１７か
らの信号により第１の発光周波数（１ＫＨｚ）を持つ第
１のレーザパルスで発射される。

【００４７】さらに、通信データの値が１と判定された
とき、その時の通信データは、第２の駆動部１８からの
信号により第２の発光周波数（２ＫＨｚ）を持つ第２の
レーザパルスで発射される（ステップＳ２３）。

【００４８】例えば、図３に示すように、通信データの
値が１である場合には、サンプリング期間内のパルスが
多く、通信データの値が０である場合には、サンプリン
グ期間内のパルスが少ない。

【００４９】次に、受信タイミング処理について図４に
示すフローチャートと図５に示す受信タイミングチャー
トを用いて説明する。まず、受光部１２は、発光部１０
でレーザの発光があったかどうかを判定し（ステップＳ
３１）、レーザの発光があった場合には、受光部１２
は、レーザパルスの受信処理を開始する（ステップＳ３
３）。

【００５０】次に、受光部１２は前記発光部１０で発射
したスタートパルスを受信したかどうかを判定し（ステ
ップＳ３５）、受光部１２がスタートパルスを受信した
場合には、カウンタ４０は、前記発光部１０で発射した
第１のレーザパルス及び第２のレーザパルスの反射パル
スの数を前記サンプリング時間毎にカウントする（ステ
ップＳ３７）。

【００５１】パルス判定部４２は、カウンタ４０により
カウントされたカウントパルス数が予め定められた定数
Ｋよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ３
９）。パルス判定部４２は、カウントパルス数が予め定
められた定数Ｋよりも大きい場合には、その時の通信デ
ータの値を”１”と判定する（ステップＳ４１）。

【００５２】パルス判定部４２は、カウントパルス数が
予め定められた定数Ｋよりも小さい場合には、その時の
通信データの値を”０”と判定する（ステップＳ４
３）。

【００５３】例えば、サンプリング時間を１０ｍｓｅｃ
とし、前記定数Ｋを１０に設定した場合であって、カウ
ント値が１０以下である場合には、通信データの値を”
０”（１ＫＨｚ）と判定し、カウント値が１０を越える
場合には、通信データの値を”１”（２ＫＨｚ）と判定
する。

【００５４】さらに、計数処理が終了しない場合には、
ステップＳ３７の処理に戻り、ステップＳ３７以降の処
理を繰り返し行う。

【００５５】また、距離算出部３２は、前記発光部１０
から発射された第１のレーザパルスと第２のレーザパル
スとの反射パルスを前記受光部１２が受光したとき、受
光時の反射パルスとレーザパルス発射時のレファレンス
パルスとに基づいて自車両から反射相手車両までの距離
を求め、表示部３４に出力して表示させる。

【００５６】このように、通信データが０の期間中で
は、第１の発光周波数を持つ第１のレーザパルスが発射
され、通信データが１の期間中では、第２の発光周波数
を持つ第２のレーザパルスが発射されるので、通信デー
タが０の期間でも、レーザパルスが存在することにな
る。

【００５７】従って、例えば、通信データが全て”０”
であっても、通常の発光周波数（１ＫＨｚ）により通信
が行なえ、サンプリング時間内の測距（反射）パルスの
数は減少することはない。その結果、発光パルス数が増
加するから、測距精度を低下させることなく、車両間の
通信を行なうことができる。特に、車間距離が近距離に
なったときに、その効果は大である。

【００５８】さらに、カウンタ４０、パルス判定部４２
を用いることにより通信データの値を容易に判定するこ
とができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ発振制御手段
は、通信データの値が０と判定されたとき、発光部から
第１の発光周波数を持つ第１のレーザパルスを発射さ
せ、通信データの値が１と判定されたとき、発光部から
第１の発光周波数の複数倍の第２の発光周波数を持つ第
２のレーザパルスを発射させる。距離算出手段は、発光
部から発射された第１のレーザパルスと第２のレーザパ
ルスとの反射パルスを受光部が受光したとき、受光時の
反射パルスとレーザパルス発射時のレファレンスパルス
とに基づき車間距離を求める。

【００６０】すなわち、通信データが０の期間中では、
第１の発光周波数を持つ第１のレーザパルスが発射さ
れ、通信データが１の期間中では、第２の発光周波数を
持つ第２のレーザパルスが発射されるので、通信データ
が０の期間でも、レーザパルスが存在することになる。

【００６１】その結果、発光パルス数が増加するから、
測距精度を低下させることなく、車両間の通信を行なう
ことができる。

【００６２】また、距離算出手段は、受光部が発光部か
ら発射された測距データを含むレーザパルスの反射パル
スを受光したとき、車間距離を求め、その距離が所定の
距離以下である場合に、データ判定手段、レーザ発振制
御手段を作動させるので、特に、車間距離が近距離にな
ったときに、発光パルス数が増加するから、測距精度を
低下させることがなくなる。

【００６３】さらに、受光部が反射パルスを受信したと
き、計数手段が、予め定められたサンプリング時間毎に
受信した反射パルスを計数すると、判定手段は、計数さ
れたパルス計数値が予め定められたしきい値以下である
場合には通信データの値を０と判定し、パルス計数値が
予め定められたしきい値を越える場合には通信データの
値を１と判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用レーザレーダの実施の形態を示
す構成図である。

【図２】発信側の動作を示すフローチャートである。

【図３】発光タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図４】受信側の動作を示すフローチャートである。

【図５】受信タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図６】従来の車両用レーザレーダの一例を示す図であ
る。

【図７】本出願人により既に出願された車両用レーザレ
ーダを説明するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０ 発光部 １２ 受光部 １４ 送受信コントローラ １６ レーザ発振コントローラ １７ 第１の駆動部 １８ 第２の駆動部 ２０ 第３の駆動部 ２２ 測距データ生成部 ２４ 通信データ生成部 ２６，３０ 切換部 ２８ データ判定部 ３２ 距離算出部 ３４ 表示部 ３６ 距離判定部 ４０ カウンタ ４２ パルス判定部 ４４ 通信データ処理部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光部と受光部とからなる送受信部を自
   車両に複数配置した車両用レーザレーダにおいて、 ０と１との２値からなる通信データの値を判定するデー
   タ判定手段と、 通信データの値が０と判定されたとき前記発光部から第
   １の発光周波数を持つ第１のレーザパルスを発射させ、
   通信データの値が１と判定されたとき前記発光部から前
   記第１の発光周波数の複数倍の第２の発光周波数を持つ
   第２のレーザパルスを発射させるレーザ発振制御手段
   と、 前記レーザ発振制御手段により前記発光部から発射され
   た第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの反射パ
   ルスを前記受光部が受光したとき、受光時の反射パルス
   とレーザパルス発射時のレファレンスパルスとに基づい
   て自車両から反射相手車両までの距離を求める距離算出
   手段とを備えることを特徴とする車両用レーザレーダ。
2. 【請求項２】 前記発光部が測距データを含むレーザパ
   ルスを発射し、前記受光部が前記発光部から発射された
   測距データを含むレーザパルスの反射パルスを受光した
   とき、前記距離算出手段は、受光時の反射パルスとレー
   ザパルス発射時のレファレンスパルスとに基づき自車両
   から反射相手車両までの距離を求めその距離が所定の距
   離以下である場合に、前記データ判定手段、前記レーザ
   発振制御手段を作動させることを特徴とする請求項１に
   記載の車両用レーザレーダ。
3. 【請求項３】 前記受光部が反射パルスを受信したと
   き、予め定められたサンプリング時間毎に前記受信した
   反射パルスを計数する計数手段と、 前記計数手段により計数されたパルス計数値が予め定め
   られたしきい値以下である場合には前記通信データの値
   を０と判定し、パルス計数値が予め定められたしきい値
   を越える場合には通信データの値を１と判定する判定手
   段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用
   レーザレーダ。