JPH09243750A - 車両用レーザレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車間距離を正確に測定する車両用レーザレー
ダを提供する。 【解決手段】 発光部１０ａと受光部１４ａとを後方車
両２ａに配置し発光部１０ｂと受光部１４ｂとを前方車
両２ｂに配置し、発光部１０ａからレーザパルスを前方
車両２ｂに発射させる送受信コントローラ１６ａと、受
光部１４ｂが発光部１０ａから発射されたレーザパルス
を受光した時点から所定時間経過後に発光部１０ｂから
レーザパルスを発射させる送受信コントローラ１６ｂ
と、発光部１０ａがレーザパルスを前方車両２ｂに発射
した時刻と前記受光部１４ａが発光部１０ｂから発射さ
れたレーザパルスを受光した時刻とに基づき車両相互間
の距離を測定する距離算出部３２ａとを備える。

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間距離を正確
に測定でき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、自車両の前部に取り付け
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、自車両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のレーザ駆動信
号の１番目のパルスＰ１に同期した１ＫＨｚの測距用パ
ルス信号が発光部から発射される。

【００１２】また、通信用のデータが選択された場合に
は、２ＫＨｚのレーザ駆動信号の２番目のパルスＰ２に
同期した１ＫＨｚの通信用パルス信号が発光部から発射
される。

【００１３】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。

【００１４】しかし、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す車
両用レーザレーダや、図７に示す特願平７−８５３３４
号の前記車両用レーザレーダにおいては、前方車両から
反射されてくるレーザパルスの反射光の到達時間を計測
して車間距離を測定している。このため、後方車両から
発射されたレーザパルスが前方車両に当たった場合に、
その当たった部分によっては、反射光の反射率が低くな
ることもある。

【００１５】また、単位時間で微弱な反射光を用いて距
離測定を行うので、距離測定の精度にもバラツキが発生
する可能性もある。さらに、反射率が低いため、レーザ
出力を上げて距離測定を行わなければならなかった。

【００１６】そこで、本発明の目的は、車間距離を正確
に測定でき、レーザ出力を低下させることのできる車両
用レーザレーダを提供することにある。

【００１７】

【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前方車両及び
後方車両に配置し、車両相互間の距離を測定する車両用
レーザレーダにおいて、前方車両と後方車両との一方の
車両内の発光部からレーザパルスを他方の車両に発射さ
せる第１のパルス発射制御手段と、前記他方の車両の受
光部が前記一方の車両内の発光部から発射されたレーザ
パルスを受光した時点から所定時間経過後に前記他方の
車両の発光部からレーザパルスを発射させる第２のパル
ス発射制御手段と、前記一方の車両の発光部がレーザパ
ルスを他方の車両に発射した時刻と前記一方の車両の受
光部が他方の車両内の発光部から発射されたレーザパル
スを受光した時刻とに基づき車両相互間の距離を測定す
る距離測定手段とを備えることを要旨とする。

【００１８】この発明によれば、第１のパルス発射制御
手段により、一方の車両内の発光部からレーザパルスが
他方の車両に発射されると、他方の車両の受光部が一方
の車両内の発光部から発射されたレーザパルスを受光す
る。

【００１９】そして、第２のパルス発射制御手段によ
り、レーザパルスを受光した時点から所定時間経過後に
他方の車両の発光部からレーザパルスが発射される。

【００２０】さらに、一方の車両の受光部が他方の車両
内の発光部から発射されたレーザパルスを受光すると、
距離測定手段は、一方の車両の発光部がレーザパルスを
他方の車両に発射した時刻と一方の車両の受光部が他方
の車両内の発光部から発射されたレーザパルスを受光し
た時刻とに基づき車両相互間の距離を測定する。

【００２１】すなわち、従来のように反射光を用いない
ので、反射光よりも確実にレーザパルスを受光でき、車
間距離を正確に測定できる。また、受光出力が大きいの
で、レーザ発射出力を低下することができる。

【００２２】請求項２の発明は、前記一方の車両の発光
部がレーザパルスを他方の車両に発射した時刻と前記一
方の車両の受光部が他方の車両内の発光部から発射され
たレーザパルスを受光した時刻とを記憶すると共に前記
発射した時刻及び受光した時刻を前記距離測定手段に出
力する記憶手段を備えることを要旨とする。

【００２３】記憶手段に記憶されたレーザパルスの発射
時刻と受光時刻とを用いて車間距離を測定できる。

【００２４】また、請求項３の発明は、前記一方の車両
の発光部が一連の通信データを前記他方の車両の受光部
に送出した後に、前記車両相互間の距離を測定するため
に、前記第１のパルス発射制御手段、前記第２のパルス
発射制御手段及び前記距離測定手段を作動させる距離測
定作動手段を備えることを要旨とする。

【００２５】データ通信を行っている場合には、一連の
通信データを送出した後に、距離測定作動手段が前記第
１のパルス発射制御手段、前記第２のパルス発射制御手
段及び前記距離測定手段を作動させるので、車間距離を
測定することができる。

【００２６】

【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１の構成図を示す。図２に
前方車両と後方車両との外観を示す。

【００２７】＜実施の形態１＞図２において、後方車両
２ａの前部には発光部１０ａと受光部１４ａとからなる
送受信部が取り付けられ、前方車両２ｂの後部には発光
部１０ｂと受光部１４ｂとからなる送受信部が取り付け
られ、車両相互間で通信を行なえるようになっている。

【００２８】なお、図示していないが、後方車両２ａの
後続の車両と後方車両２ａとで通信を行なうべく、後方
車両２ａの後部に前記送受信部を取り付けても良い。ま
た、前方車両２ｂの１つ前の車両と前方車両とで通信を
行なうべく、前方車両２ｂの前部に前記送受信部を取り
付けても良い。

【００２９】次に、図１において、後方車両２ａは、発
光部１０ａ、レーザ発振コントローラ１２ａ、受光部１
４ａ、送受信コントローラ１６ａ、通信データ処理部１
８ａ、測距データ部２０ａ、切換部２２ａを備える。

【００３０】発光部１０ａ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発
射する。レーザ発振コントローラ１２ａは、発光部１０
ａのレーザダイオードを駆動させる駆動信号を発光部１
０ａに出力する。

【００３１】受光部１４ａは、発光部１０ａにより発射
されたパルス光の反射光を受光し、反射光を電気信号に
変換して受信信号として出力する。また、受光部１４ａ
は、前方車両２ｂ内の発光部１０ｂにより発射されたパ
ルス光を受光し、反射光を電気信号に変換して受信信号
として出力する。

【００３２】第１のパルス発射制御手段としての送受信
コントローラ１６ａは、発光部１０ａと受光部１４ａの
送受信タイミングを制御し、後方車両２ａ内の発光部１
０ａからレーザパルスを前方車両２ｂに発射させる。通
信データ処理部１８ａは、通信要件入力からのデータを
通信データに変換処理する。

【００３３】切換部２２ａは、通信データ処理部１８ａ
で処理された通信データと測距データ部２０ａに記憶さ
れた車間距離測定のための測距データを選択的に発光部
１０ａに出力する。

【００３４】さらに、後方車両２ａは、記憶部２４ａ、
切換部２６ａ、通信データ処理部２８ａ、表示部３０
ａ、距離算出部３２ａを備える。記憶部２４ａは、発光
部１０ａで発射されたレーザパルスの発射時刻と、前方
車両２ｂ内の発光部１０ｂから発射されたレーザパルス
を受光部１４ａが受光した受光時刻とを記憶する。

【００３５】切換部２６ａは、通信データ処理部２８ａ
と距離算出部３２ａとを選択的に切り換える。通信デー
タ処理部２８ａは、受光部１４ａで受信した通信データ
を処理して表示部３０ａに出力する。

【００３６】距離算出部３２ａは、記憶部に記憶された
レーザパルスの発射時刻と、受光部１４ａで受光したレ
ーザパルスの受光時刻との時間差を求め、この時間差か
ら所定時間を引いた時間に基づいて車間距離を求めて表
示部３０ａに出力して表示させる。

【００３７】次に、前方車両２ｂの構成を説明する。前
方車両２ｂは、発光部１０ｂ、レーザ発振コントローラ
１２ｂ、受光部１４ｂ、送受信コントローラ１６ｂ、通
信データ処理部１８ｂ、測距データ部２０ｂ、切換部２
２ｂを備える。さらに、前方車両２ｂは、記憶部２４
ｂ、切換部２６ｂ、通信データ処理部２８ｂ、表示部３
０ｂ、距離算出部３２ｂを備える。

【００３８】受光部１４ｂは、前方車両２ａの発光部１
０ａで発射されたレーザパルスを受光する。第２のパル
ス発射制御手段としての送受信コントローラ１６ｂは、
発光部１０ｂと受光部１４ｂとの送受信タイミングを制
御し、受光部１４ｂが発光部１０ａから発射されたレー
ザパルスを受光した時点から、所定時間経過後に発光部
１０ｂからレーザパルスを発射させる。

【００３９】なお、前方車両のその他の構成部分は、後
方車両の対応する部分と同一構成であり、その詳細は省
略する。

【００４０】次に、このように構成された本発明の実施
の形態１の動作を図面を参照して説明する。図３に前方
車両及び後方車両間の距離測定を説明するためのタイミ
ングチャートを示す。

【００４１】図４に車両用レーザレーダの実施の形態１
の動作のフローチャートを示す。ここでは、後方車両２
ａから前方車両２ｂにレーザパルスを発射して車間距離
を測定する場合について説明する。

【００４２】まず、通常では、前方車両２ｂと後方車両
２ａとでの間でデータ通信が行われているものとする。
次に、後方車両２ａの測距データ部２０ａに記憶された
測定距離データを用いて発光部１０ａからレーザパルス
を前方車両２ｂに発射する（ステップＳ１１）。

【００４３】すると、発射されたレーザパルスは、前方
車両２ｂのある部位に当たって、その反射光は後方車両
２ａに返ってくる。後方車両２ａの受光部１４ａは、反
射光があったかどうかを判定し（ステップＳ１３）、反
射光があった場合には、その受信信号は送受信コントロ
ーラ１６ａに送られる。

【００４４】後方車両２ａの発光部１０ａは、送受信コ
ントローラ１６ａからのタイミング制御により、測距用
データを含むレーザパルスを時刻ｔ１において前方車両
２ｂに発射する（ステップＳ１５）。また、これと同時
にレーザパルスの発射時刻ｔ１の情報が記憶部２４ａに
書き込まれる（ステップＳ１７）。

【００４５】一方、前方車両２ｂの受光部１４ｂは、発
光部１０ａから発射されたレーザパルスを受光したかど
うかを判定し（ステップＳ１９）、受光部１４ｂが時刻
ｔ２においてレーザパルスを受光した場合には、その受
信信号は、送受信コントローラ１６ｂに送られる。送受
信コントローラ１６ｂは、発光部１０ｂにレーザパルス
を発光するための指示を与える。

【００４６】発光部１０ｂは、その指示に基づき受光部
１４ｂがレーザパルスを受光した時刻ｔ２から所定時間
Ｔだけ経過した時刻ｔ３においてレーザパルスを後方車
両２ａに発射する（ステップＳ２１）。

【００４７】次に、後方車両２ａの受光部１４ａは、発
光部１０ｂから発射されたレーザパルスを受光したかど
うかを判定し（ステップＳ２３）、受光部１４ａが時刻
ｔ４においてレーザパルスを受光した場合には、その受
信信号は、記憶部２４ａに受光時刻ｔ４の情報と共に記
憶される（ステップＳ２５）。

【００４８】さらに、距離算出部３２ａは、記憶部２４
ａに記憶されたレーザパルスの発射時刻と、受光部１４
ａで受光したレーザパルスの受光時刻との時間差を求
め、この時間差から所定時間を引いた時間に基づいて車
間距離を求めて表示部３０ａに出力して表示させる（ス
テップＳ２７）。

【００４９】この場合、図３からもわかるように、時刻
ｔ１から時刻ｔ４までの時間ＤＴは、後方車両２ａでの
レーザパルスの発光から、前方車両２ｂからのレーザパ
ルスの受光までの時間である。

【００５０】時間Δｔ１，Δｔ２は、レーザパルスの到
達時間であり、時間Ｔは、前方車両においてレーザパル
スの受光から発光までの時間である。これらの情報を用
いて以下の式により車間距離が算出される。

【００５１】 （ＤＴ−Ｔ）・Ｃ／２＝２Δｔ・Ｃ／２＝Δｔ・Ｃ ここで、Ｃは光速であり、Δｔ１，Δｔ２はほぼ等しい
とした。なお、例えば、レーザ発光周期を１ＫＨｚとす
れば、時間Ｔは１０μｓｅｃ程度で良い。

【００５２】このように、実施の形態１によれば、後方
車両２ａの発射したパルスをトリガとし、前方車両２ｂ
がパルスを受光した後に後方車両２ａにパルスを返す。
このように動作により車間距離を求めるので、従来のよ
うに反射光を用いるよりも確実にパルスを受光でき、正
確に車間距離を測定することができる。

【００５３】また、反射光を用いないので、従来よりも
遠方、例えば１００ｍぐらいまでの車間距離を測定する
ことができる。さらに、受光したときのパルス出力が大
きいので、レーザダイオードの発射出力を小さく設定で
き、これによって、レーザダイオードの寿命を伸ばせ、
さらには、安全性をも向上することができる。

【００５４】なお、実施の形態１では、後方車両２ａか
ら前方車両２ｂにレーザパルスを発射し、前方車両２ｂ
の発光部１０ｂから発射されたパルスを後方車両２ａが
受光して距離を測定したが、例えば、前方車両２ｂから
後方車両２ａにレーザパルスを発射し、後方車両２ａの
発光部１０ａから発射されたパルスを前方車両２ｂが受
光して距離を測定しても良い。

【００５５】この場合には、前方車両２ｂの送受信コン
トローラ１６ｂが時刻ｔ１でレーザパルスを発光部１０
ｂから発射させる。受光部１４ａが時刻ｔ２でレーザパ
ルスを受光し、後方車両２ａの送受信コントローラ１６
ａが時刻ｔ３でレーザパルスを発光部１０ａから発射さ
せる。受光部１４ｂが時刻ｔ４でレーザパルスを受光す
ればよい。

【００５６】＜実施の形態２＞次に、本発明の車両用レ
ーザレーダの実施の形態２を説明する。図５に本発明の
車両用レーザレーダの実施の形態２の構成図を示す。実
施の形態２が実施の形態１に対して特徴とするところ
は、距離測定作動部３４ａ，３４ｂを設けた点にある。

【００５７】距離測定作動部３４ａは、後方車両２ｃに
設けられ、前記後方車両２ｃの発光部１０ａが通信デー
タ処理部１８ａで処理された一連の通信データを前記前
方車両２ｄの受光部１４ｂに送出した後に、前記車両相
互間の距離を測定するために、前記送受信コントローラ
１６ａ、前記距離算出部３２ａ、切換部２２ａ，２６ａ
を作動させる。

【００５８】距離測定作動部３４ｂは、後方車両２ｄに
設けられ、前記後方車両２ｃの発光部１０ａから送られ
てくる一連の通信データを受光した後に、前記車両相互
間の距離を測定するために、前記送受信コントローラ１
６ｂを作動させる。

【００５９】なお、その他の構成は実施の形態１の構成
と同一であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は
省略する。

【００６０】このような構成によれば、まず、前後の車
両間で通信を行なう。この場合には、図示しない入力部
から通信要件が入力されると、その通信要件を通信デー
タ処理部１８ａが変換処理し、処理された通信データ
は、切換部２２ａを介して発光部１０ａのレーザパルス
によって前方車両２ｄに送られる。

【００６１】前方車両２ｄの受光部１４ｂは通信データ
を受信し、その通信データは、記憶部２４ｂ及び切換部
２６ｂを介して通信データ処理部２８ｂによって処理さ
れ、表示部３０ｂに表示される。

【００６２】次に、通信データ処理部１８ａから一連の
通信データ、例えば１グループデータが送出されると、
距離測定作動部３４ａは、前記車両相互間の距離を測定
するために、送受信コントローラ１６ａ、前記距離算出
部３２ａ、切換部２２ａ，２６ａを作動させる。距離測
定作動部３４ｂは、一連の通信データを受光した後に、
前記車両相互間の距離を測定するために、前記送受信コ
ントローラ１６ｂを作動させる。

【００６３】このような動作が行なわれた後に、図４に
示すフローチャートに従って、車両間距離を測定する動
作が行なわれる。すなわち、前方車両２ｄと後方車両２
ｃとの間で通信を行っている場合でも、一定の通信デー
タを送出した後に、車間距離を測定することもできる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、一方の車両内の発光部
からレーザパルスを他方の車両に発射し、他方の車両の
受光部が一方の車両内の発光部から発射されたレーザパ
ルスを受光し、レーザパルスを受光した時点から所定時
間経過後に他方の車両の発光部からレーザパルスを発射
し、一方の車両の受光部が他方の車両内の発光部から発
射されたレーザパルスを受光すると、距離測定手段は、
一方の車両の発光部がレーザパルスを他方の車両に発射
した時刻と一方の車両の受光部が他方の車両内の発光部
から発射されたレーザパルスを受光した時刻とに基づき
車両相互間の距離を測定する。

【００６５】すなわち、従来のように反射光を用いない
ので、反射光よりも確実にレーザパルスを受光でき、車
間距離を正確に測定できる。また、受光出力が大きいの
で、レーザ発射出力を低下することができる。

【００６６】また、記憶手段に記憶されたレーザパルス
の発射時刻と受光時刻とを用いて車間距離を測定でき
る。さらに、データ通信を行っている場合には、一連の
通信データを送出した後に、距離測定作動手段が第１の
パルス発射制御手段、第２のパルス発射制御手段及び距
離測定手段を作動させるので、車間距離を測定すること
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１を
示す構成図である。

【図２】前方車両と後方車両との間のパルスのやり取り
を示す図である。

【図３】前方車両及び後方車両間の距離測定を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図４】車両用レーザレーダの実施の形態１の動作を示
すフローチャートである。

【図５】本発明の車両用レーザレーダの実施の形態２を
示す構成図である。

【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】

２ａ 後方車両 ２ｂ 前方車両 １０ａ，１０ｂ 発光部 １２ａ，１２ｂ レーザ発振コントローラ １４ａ，１４ｂ 受光部 １６ａ，１６ｂ 送受信コントローラ １８ａ，１８ｂ 通信データ処理部 ２０ａ，２０ｂ 測距データ部 ２２ａ，２２ｂ 切換部 ２４ａ，２４ｂ 記憶部 ２６ａ，２６ｂ 切換部 ２８ａ，２８ｂ 通信データ処理部 ３０ａ，３０ｂ 表示部 ３２ａ，３２ｂ 距離算出部 ３４ａ，３４ｂ 距離測定作動部

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前
   方車両及び後方車両に配置し、車両相互間の距離を測定
   する車両用レーザレーダにおいて、 前方車両と後方車両との一方の車両内の発光部からレー
   ザパルスを他方の車両に発射させる第１のパルス発射制
   御手段と、 前記他方の車両の受光部が前記一方の車両内の発光部か
   ら発射されたレーザパルスを受光した時点から所定時間
   経過後に前記他方の車両の発光部からレーザパルスを発
   射させる第２のパルス発射制御手段と、 前記一方の車両の発光部がレーザパルスを他方の車両に
   発射した時刻と前記一方の車両の受光部が他方の車両内
   の発光部から発射されたレーザパルスを受光した時刻と
   に基づき車両相互間の距離を測定する距離測定手段とを
   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】 さらに、前記一方の車両の発光部がレー
   ザパルスを他方の車両に発射した時刻と前記一方の車両
   の受光部が他方の車両内の発光部から発射されたレーザ
   パルスを受光した時刻とを記憶すると共に前記発射した
   時刻及び受光した時刻を前記距離測定手段に出力する記
   憶手段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。
3. 【請求項３】 前記一方の車両の発光部が一連の通信デ
   ータを前記他方の車両の受光部に送出した後に、前記車
   両相互間の距離を測定するために、前記第１のパルス発
   射制御手段、前記第２のパルス発射制御手段及び前記距
   離測定手段を作動させる距離測定作動手段を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用レ
   ーザレーダ。