JPH09304535A

JPH09304535A - 計測装置および方法

Info

Publication number: JPH09304535A
Application number: JP8114483A
Authority: JP
Inventors: Masato Yoshida; 眞人吉田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車の直進方向に光軸を調整する。【解決手段】レーザ光の測距許容範囲は、全スキャン
エリア４００ミリラジアンのうちの３８０ミリラジアン
に設定され、そのうちの２００ミリラジアンの範囲が、
距離測定を行う測距エリアとして設定される。本実施例
の自動車への取り付け時の誤差がない場合、図３（ａ）
に示すように、測距エリアは、測距許容範囲の中心部に
位置する。一方、自動車の直進方向と全スキャンエリア
の中心が一致していない場合、測距エリアは、レーザ光
の光軸（測距エリアのセンタ）と自動車の直進方向が一
致するように調整され、例えば、図３（ｂ）および図３
（ｃ）に示すように、測距許容範囲内を移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計測装置および方
法に関し、特に、照射した波動の反射波を検出し、所定
の対象物からの反射波に応じて、光軸の調整を行う計測
装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光、電磁波、超音波などの波動を
対象物に照射し、その反射波を検出し、その波動の伝播
遅延時間（波動を出射してから反射波を検出するまでの
時間）を検出することにより、対象物との距離を測定す
る計測装置が知られている。

【０００３】例えば、レーザ光を利用した計測装置とし
ての、自動車に搭載される車間距離センサにおいては、
対象物にレーザ光を照射するとき、発光を開始するタイ
ミングでタイマを始動させ、所定の閾値以上のレベルの
反射光が検出されたときタイマを停止させることによ
り、伝播遅延時間を測定し、その時間より対象物までの
距離を算出する。

【０００４】このような車間距離センサにおいては、レ
ーザ光の光軸が対象物から外れると測定結果の信頼性が
劣化するため、光軸の調整が必要となる。そこで、例え
ば、水準器を用いて光軸の上下方向の調整を行う方法、
センサの前方においてリフレクタなどの仮の検出対象物
を上下左右に動かすことにより、レーザ光の照射エリア
を確認しながら、光軸の調整を行う方法、あるいは、レ
ーザ光の照射受光部の前面近傍に調整用の鏡を配置し、
その鏡面に電灯などの光を入射し、その反射光を照射受
光部で受光させて光軸を調整する方法などで、光軸調整
が行われている。

【０００５】また、その他の調整方法として、本出願人
は、斜め下方向に角度の異なる３本のビームを投光し、
路面との交点を３点検出し、その３点までの距離に基づ
いて上下方向の光軸調整を行う方法を、例えば、特願平
６−１６０４５３号として、先に開示している。この方
法においては、所定の基準の方向からの光軸のずれを検
出し、基準の方向に光軸を調整するようになされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
の、水準器を利用して光軸調整を行う方法、リフレクタ
などを上下左右に動かしてレーザ光の照射エリアを確認
する方法、および、調整用の鏡を使用する方法は、自動
車を停止させて光軸調整を行うため、走行している状態
における自動車の直進方向（停止中の自動車の車体の向
きと、直進方向には多少のずれがある）に光軸を合わせ
ることが困難であるという問題を有している。

【０００７】また、上述の３本のビームを利用する方法
で光軸調整を行う方法は、垂直方向に関しては、自動車
を走行させながら光軸調整を行うことが可能であるが、
水平方向に関しては、自動車を停止させて光軸調整を行
うので、同様に、走行している状態における自動車の直
進方向に光軸を調整することが困難であるという問題を
有している。

【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、レーザ光を第１の範囲で走査しながら対象物
に照射し、第１の範囲のうちの一部の第２の範囲に対応
する反射光を検出して、対象物の位置を計測するととも
に、直進している車両の進行方向の所定の基準線上にあ
る対象物からの反射波に応じて、第１の範囲内における
第２の範囲の位置を調整することにより、車両の直進方
向に光軸を合わせることができるようにするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の計測装
置は、車両が直進していることを検出する第１の検出手
段と、波動を走査しながら照射する照射手段と、波動の
反射波を検出する第２の検出手段と、第２の検出手段に
より検出された波動の反射波から対象物の位置を計測す
る計測手段と、計測手段により計測された対象物の位置
から、対象物が車両の進行方向の所定の基準線上に存在
していることを検出する第３の検出手段と、計測手段に
より計測された対象物の位置に応じて、対象物の位置の
計測に使用されるパラメータを調整する調整手段とを備
えることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の計測方法は、車両が直進
していることを検出し、波動を走査しながら照射し、波
動の反射波を検出し、検出した波動の反射波から対象物
の位置を計測し、計測した対象物の位置から、対象物が
車両の進行方向の所定の基準線上に存在していることを
検出し、計測した対象物の位置に応じて、対象物の位置
の計測に使用されるパラメータを調整することを特徴と
する。

【００１１】請求項５に記載の計測装置は、車両の進行
方向に対して右側の部位の速度と左側の部位の速度を測
定する測定手段と、測定手段により測定された右側の部
位の速度と左側の部位の速度から車両が直進しているこ
とを検出する方向検出手段と、車両の進行方向に存在す
る対象物の位置を計測する計測手段と、検出手段により
車両が直進していることが検出されており、かつ、計測
手段により対象物が車両の進行方向の所定の基準線上で
検出されている時間に応じて、所定の信号を発生する発
生手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】請求項６に記載の計測方法は、車両の進行
方向の右側の部位の速度と左側の部位の速度を測定し、
測定した右側の部位の速度と左側の部位の速度から車両
が直進していることを検出し、車両の前方の対象物の位
置を計測し、車両が直進していることが検出されてお
り、かつ、対象物が車両の進行方向の所定の基準線上で
検出されている時間に応じて、所定の信号を発生するこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項７に記載の計測装置は、波動を第１
の範囲で走査しながら照射する照射手段と、第１の範囲
に対応する波動の反射波を検出する検出手段と、検出手
段により検出された第１の範囲に対応する波動の反射波
のうち、第１の範囲の一部の第２の範囲の反射波から対
象物の位置を計測する計測手段と、第１の範囲に対応す
る波動の反射波を利用して、第１の範囲内における第２
の範囲の位置を調整する調整手段とを備えることを特徴
とする。

【００１４】請求項８に記載の計測方法は、波動を第１
の範囲で走査しながら照射し、第１の範囲に対応する波
動の反射波を検出し、検出した第１の範囲に対応する波
動の反射波のうち、第１の範囲の一部の第２の範囲の反
射波から対象物の位置を計測し、第１の範囲に対応する
波動の反射波を利用して、第１の範囲内における第２の
範囲の位置を調整することを特徴とする。

【００１５】請求項１に記載の計測装置においては、例
えば、照射手段が波動を走査しながら照射し、第２の検
出手段が、波動の反射波を検出し、計測手段が、第２の
検出手段により検出された波動の反射波から対象物の位
置を計測する。第３の検出手段が、計測された対象物の
位置から、対象物が車両の進行方向の例えば中心線上に
存在していることを検出し、かつ、車速センサが、車両
が直進していることを検出したとき、計測された対象物
の位置に応じて、対象物の位置の計測に使用されるパラ
メータを調整する。

【００１６】請求項３に記載の計測方法においては、例
えば、レーザ光などの波動が走査しながら照射され、波
動の反射波が検出され、検出された波動の反射波から対
象物の位置が計測される。車両が直進しており、かつ、
対象物が車両の進行方向の例えば中心線上に存在してい
ることが検出されたとき、計測した対象物の位置に応じ
て、対象物の位置の計測に使用されるパラメータが調整
される。

【００１７】請求項５に記載の計測装置においては、測
定手段が、車両の進行方向の右側の部位の速度と左側の
部位の速度を測定し、方向検出手段が、測定手段により
測定された右側の部位の速度と左側の部位の速度から車
両が直進していることを検出する。計測手段は、車両の
進行方向に存在する対象物の位置を計測する。発生手段
は、検出手段により車両が直進していることが検出され
ており、かつ、計測手段により対象物が車両の進行方向
の例えば中心線上で検出されている時間に応じて、所定
の信号を発生する。

【００１８】請求項６に記載の計測方法においては、車
両の進行方向の右側の部位の速度と左側の部位の速度を
測定し、測定した右側の部位の速度と左側の部位の速度
から車両が直進していることが検出される。また、車両
の前方の対象物の位置を計測し、車両が直進しており、
かつ、対象物が車両の進行方向の例えば中心線上に位置
している時間に応じて、所定の信号が発生される。

【００１９】請求項７に記載の計測装置においては、照
射手段は、波動を第１の範囲で走査しながら照射し、検
出手段は、第１の範囲に対応する波動の反射波を検出
し、計測手段は、検出手段により検出された第１の範囲
に対応する波動の反射波のうち、第２の範囲の反射波か
ら対象物の位置を計測する。調整手段は、第１の範囲に
対応する波動の反射波を利用して、第１の範囲内におけ
る第２の範囲の位置を調整する。

【００２０】請求項８に記載の計測方法においては、波
動が第１の範囲で走査されながら照射され、第１の範囲
に対応する波動の反射波が検出される。検出された第１
の範囲に対応する波動の反射波のうち、第２の範囲の反
射波から対象物の位置が計測され、第１の範囲に対応す
る波動の反射波を利用して、第１の範囲内における第２
の範囲の位置が調整される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の計測装置の一実
施例の構成を示している。この実施例においては、ＬＤ
（レーザダイオード）駆動回路１は、制御回路７（計測
手段、第３の検出手段、調整手段、方向検出手段、発生
手段）からの制御信号（発光タイミングパルス）に応じ
て、ＬＤ２からレーザ光を出射させるようになされてい
る。

【００２２】スキャナ３（照射手段）は、所定の範囲
（全スキャンエリア）でＬＤ２からのレーザ光を走査す
るようになされている。なお、本実施例においては、全
スキャンエリアで合計１，０００回（パルス）レーザ光
が照射される。即ち、１，０００個の異なる方向のサン
プリングが行われる。

【００２３】走査位置検出回路４は、スキャナ３が現在
走査している位置（角度）を検出し、その位置（角度）
を制御回路７に出力するようになされている。

【００２４】ホトダイオード（ＰＤ）５（第２の検出手
段、検出手段）は、スキャナ３を介して対象物に照射さ
れたレーザ光の反射光を検出し、その反射光に対応する
電気信号を受光回路６に出力するようになされている。

【００２５】受光回路６は、ＰＤ５より供給された反射
光に対応する電気信号に対して波形整形などの所定の処
理を行い、制御回路７に出力するようになされている。

【００２６】制御回路７は、ＬＤ駆動回路１に発光タイ
ミングパルスを供給するとともに、受光回路６より反射
光に対応する電気信号を供給され、発光タイミングパル
スと反射光に対応する電気信号よりレーザ光の伝播遅延
時間を算出し、その伝播遅延時間から対象物までの距離
を算出して、所定の装置（図示せず）に出力するように
なされている。なお、制御回路７は、スキャナ３が走査
する所定の範囲（全スキャンエリア）のうちの一部の範
囲（測距エリア）において照射されたレーザ光の反射光
より、上述のようにして、対象物までの距離を算出する
ようになされている。

【００２７】さらに、制御回路７は、レーザ光の光軸を
調整するモードにおいて、所定の対象物の位置（走査方
向における位置）が測距エリアの中心（センタ）になる
ように、測距エリアの位置を調整するようになされてい
る。

【００２８】また、制御回路７は、測定結果に応じて、
所定の音声信号をアンプ１０を介してスピーカ１１に出
力するようになされている。

【００２９】車速センサ８（第１の検出手段、測定手
段）は、本実施例が搭載された自動車の各部位における
速度（例えば、右側と左側のタイヤの回転速度）を検出
し、その速度に対応する電気信号を制御回路７に出力す
るようになされている。なお、車速センサ８により検出
された各部位における速度が同一である場合、制御回路
７は、自動車が直進している（自動車の速度ベクトルの
路面に平行な成分が各部位において同一である）と判断
するようになされている。

【００３０】ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable an
d Programmable Read Only Memory）９は、制御回路７
より供給された測距エリアの中心位置（角度）や、各サ
ンプリング（サンプル番号）に対応するサンプル角度
（前回のサンプリングから、そのサンプリングまでにス
キャナ３が走査した走査角度）などの測定に使用される
パラメータを記憶するようになされている。

【００３１】図２は、全スキャンエリアと測距エリアの
関係の一例を示している。測距エリアは、全スキャンエ
リアの両端の若干の余裕幅（図３のＦＳ）を除いた測距
許容範囲のうちの、所定の範囲に設定される。そして、
測距エリアの位置は、レーザ光の光軸調整に応じて、測
距許容範囲内で移動する。即ち、制御回路７は、レーザ
光の光軸を調整した場合、スキャナ３が走査する全スキ
ャンエリアにおいて照射されたレーザ光の反射光のう
ち、調整後の測距エリアにおいて照射されたレーザ光の
反射光を利用して、対象物までの距離を算出する。な
お、調整後の測距エリアだけを走査することにより、距
離測定の処理を速くすることもできる。

【００３２】図３は、本実施例における具体的な全スキ
ャンエリアと測距エリアの関係を示している。

【００３３】本実施例においては、全スキャンエリア
は、所定の端点（始点）から４００ミリラジアンの終点
までの範囲に設定され、測距許容範囲は、全スキャンエ
リアの両端の１０ミリラジアンの範囲（ＦＳ）を除いた
範囲（３８０ミリラジアンの範囲）に設定されている。
そして、測距許容範囲（３８０ミリラジアン）のうちの
２００ミリラジアンの範囲が、測距エリアとして利用さ
れる。

【００３４】例えば、本実施例を自動車に正確に取り付
けた場合（取り付け時における、自動車の直進方向と全
スキャンエリアの中心が一致している場合）、図３
（ａ）に示すように、測距エリアは、測距許容範囲およ
び全スキャンエリアの中心部に配置され、レーザ光の光
軸、即ち測距エリアのセンタは、端点から２００ミリラ
ジアンの角度に位置する。なお、端点からレーザ光の光
軸、即ち測距エリアのセンタまでの角度は、光軸調整オ
フセットと呼ばれ、図３（ａ）の場合においては、２０
０ミリラジアンとなっている。

【００３５】また、取り付け時における自動車の直進方
向と全スキャンエリアの中心が一致していない場合にお
いては、測距エリアの中心は、全スキャンエリアの中心
（予め設定されている位置）から、自動車の直進方向と
一致する位置に調整される。例えば、図３（ｂ）におい
ては、測距エリアは、測距許容範囲の最も端点寄りに調
整されている。また、図３（ｃ）においては、測距エリ
アは、測距許容範囲の最も終点寄りに調整されている。

【００３６】次に、図４のフローチャートを参照して、
この実施例の距離測定時の動作について説明する。

【００３７】最初にステップＳ１において、制御回路７
は、内蔵するカウンタｎ_sを１にリセットする。このカ
ウンタｎ_sは、サンプリングの回数をカウントするもの
である。

【００３８】次にステップＳ２において、制御回路７
は、スキャナ３に走査を開始させるとともに、一定の時
間間隔でＬＤ２の発光タイミングパルスを発生し、ＬＤ
駆動回路１に出力する。

【００３９】そして、ステップＳ３において、ＬＤ駆動
回路１は、その発光タイミングパルスに対応してＬＤ２
を駆動しレーザ光を出射させる。

【００４０】ステップＳ４において、ＰＤ５は、レーザ
光の反射光を受光すると、その反射光に対応する電気信
号を受光回路６を介して制御回路７に出力する。

【００４１】ステップＳ５において、制御回路７は、発
光タイミングパルス発生（レーザ光発生）の時刻と、受
光回路６を介してＰＤ５より反射光に対応する電気信号
が供給された時刻から、レーザ光の伝播遅延時間を算出
し、その伝播遅延時間から、本実施例の装置と対象物の
間の距離を算出し、このサンプリング（サンプル番号）
に対応する計測距離として保持する。

【００４２】ステップＳ６において、制御回路７は、内
蔵するカウンタｎ_sを１だけインクリメントした後、ス
テップＳ７において、カウンタｎ_sの値が全サンプル数
（＝１，０００）より大きいか否かを判断し、カウンタ
ｎ_sの値が全サンプル数以下であると判断した場合は、
ステップＳ２に戻り、次のサンプルの処理を行う。

【００４３】一方、ステップＳ７において、カウンタｎ
_sの値が全サンプル数より大きいと判断された場合は、
ステップＳ８に進む。

【００４４】ステップＳ８においては、制御回路７は、
最初に、ステップＳ５において保持した距離のうち、測
距エリアでサンプリングしたものを選択する。次に、制
御回路７は、図５に示すように、測距エリアを１０領域
（図中の領域１乃至５および領域８乃至１２）に等分割
するとともに、全スキャンエリアを番号１乃至１４で示
す１４個の領域に分割し、測距エリアの領域ごとに距離
を算出し、測距エリアの１０領域に対応して算出された
距離を所定の装置（図示せず）に出力する。次に、領域
ごとの距離の算出について説明する。

【００４５】図６（ａ）に示すように、スキャナ３の走
査速度（の絶対値）が均一である場合、制御回路７は、
一定の時間間隔で発光タイミングパルスを供給し、均一
なサンプル角（前回のサンプリングでの走査角度と今回
のサンプリングでの走査角度の差）でサンプリングを行
うが、図６（ｂ）に示すように、スキャナ３の走査速度
が均一でない場合（例えば、走査角度が時間の三角関数
（正弦関数または余弦関数）で表される場合）、制御回
路７は、一定の時間間隔で発光タイミングパルスを供給
するので、走査速度に応じてサンプル角が変化しなが
ら、サンプリングが行なわれる。

【００４６】このように、サンプル角が変化する場合、
測距エリアの領域ごとにサンプル数が異なるので、各サ
ンプル番号に対応するサンプル角をＥＥＰＲＯＭ９に記
憶しておき（勿論、サンプル角が一定の場合でも、ＥＥ
ＰＲＯＭ９に記憶させるようにしてもよい）、制御回路
７は、このサンプル角を参照して、サンプル番号を各領
域に分類し、その領域に属するサンプル番号に対応する
計測距離の例えば平均を算出し、その平均値をその領域
において計測した距離として出力する。

【００４７】図７は、ＥＥＰＲＯＭ９に記憶されてい
る、サンプル番号とサンプル角の対応関係の例を示して
いる。所定のサンプル番号に対応するサンプル角は、前
のサンプル番号に対応するサンプリングでの走査角度か
ら、所定のサンプル番号に対応するサンプリングでの走
査角度までの角度を示している。なお、サンプル番号１
に対応するサンプル角は、端点から、サンプル番号１に
対応するサンプリングでの走査角度までの角度を示して
いる。また、所定のサンプル番号に対応する累計角は、
サンプル角をサンプル番号順に累計した角度であり、端
点から、そのサンプル番号に対応するサンプリングでの
走査角度までの角度を示している。

【００４８】本実施例においては、レーザ光を、全スキ
ャンエリア（４００ミリラジアン）で１，０００回照射
するので、サンプル番号１乃至１，０００に対応するサ
ンプル角が記憶され、サンプル番号１０００に対応する
累計角は、４００ミリラジアンとされている。

【００４９】以上のようにして、本実施例においては、
全スキャンエリアで１０００回、レーザ光を照射し、全
スキャンエリアの一部である測距エリア（１０領域）に
対応した対象物までの距離の計測を行う。なお、図４に
おいては、所定の方向への走査における距離の計測につ
いて説明しているが、逆方向に走査を行う場合、サンプ
ル番号１，０００からサンプル番号１に向かってサンプ
リングし、それに対応して、ＥＥＰＲＯＭ５からサンプ
ル角を読み出すことにより、同様に、距離の測定を行う
ことができる。また、これらの動作（走査の往復）を繰
り返すことにより、連続して距離の計測を行うこともで
きる。

【００５０】次に、本実施例におけるレーザ光の光軸
（測距エリアの中心）の調整について説明する。

【００５１】本実施例においては、図８（ａ）に示すよ
うに、自動車２２の直進方向において、自動車２２の中
心線（進行方向に平行な直線のうち、自動車２２をその
直線の左右で対称になるように分割するもの）上に、所
定のターゲット（リフレクタ）２３を配置し、そのター
ゲット２３に向かって（ターゲット２３の目標線と自動
車２２の中心線（基準線）が一致するように）、自動車
２２を走行させながら、本実施例の計測装置の一例であ
る車間距離センサ２１におけるレーザ光の光軸を調整す
る。

【００５２】次に、図９のフローチャートと、図１０お
よび図１１を参照して、レーザ光の光軸調整時の本実施
例の動作について説明する。

【００５３】最初にステップＳ２１において、制御回路
７は、内蔵するカウンタｎを０にリセットする。このカ
ウンタｎは、スキャナ３の走査往復回数をカウントする
ものである。

【００５４】ステップＳ２２において、制御回路７は、
スキャナ３が右から左へ走査し（図１０の区間Ａまたは
区間Ｃ）、所定の間隔でサンプリング（レーザ光の照射
および反射光の受光）を行い、ターゲット２３が初めて
検出されるまで待機し、ターゲット２３が初めて検出さ
れた位置（走査角度）を、内蔵の記憶部（図示せず）に
変数ＲＳとして記憶する。次にステップＳ２３におい
て、ターゲット２３の検出（図１０の実線部分に対応す
る）が終了するまで待機し、ターゲット２３の検出が終
了した位置（走査角度）を、内蔵の記憶部に変数ＲＥと
して記憶する。なお、制御回路７は、２回のサンプリン
グに対してターゲット２３が連続して検出されないと
き、ターゲット２３の検出が終了したと判断し、その２
回のサンプリングのうちの最初のサンプリングに対応す
る走査角度をＲＥとして記憶する。

【００５５】次に、ステップＳ２４において、制御回路
７は、ＲＳとＲＥの平均を計算し、その計算結果を、左
方向走査時のターゲット２３の中心位置ＲＣ（ｎ）とし
て内蔵の記憶部に記憶する。

【００５６】そして、ステップＳ２５において、制御回
路７は、スキャナ３が左から右へ走査しているとき（図
１０の区間Ｂまたは区間Ｄ）にターゲット２３が初めて
検出されるまで待機し、ターゲット２３が初めて検出さ
れた位置（走査角度）を、変数ＬＳとして記憶した後、
ステップＳ２６において、ターゲット２３の検出（図１
０の実線部分に対応する）が終了するまで待機し、ター
ゲット２３の検出が終了した位置（走査角度）を、変数
ＬＥとして記憶する。なお、この場合も、制御回路７
は、２回のサンプリングに対してターゲット２３が連続
して検出されないとき、ターゲット２３の検出が終了し
たと判断し、その２回のサンプリングのうちの最初のサ
ンプリングに対応する走査角度をＬＥとして記憶する。

【００５７】次に、ステップＳ２７において、制御回路
７は、ＬＳとＬＥの平均を計算し、その計算結果を、右
方向走査時のターゲット２３の中心位置ＬＣ（ｎ）とし
て内蔵の記憶部に記憶する。

【００５８】ステップＳ２８において、制御回路７は、
内蔵するカウンタｎを１だけインクリメントし、ステッ
プＳ２９において、カウンタｎの値が、所定の走査往復
回数Ｎ以上であるか否かを判断し、カウンタｎの値が、
所定の走査往復回数Ｎより小さいと判断された場合、ス
テップＳ２２に戻り、再び、ターゲット２３の中心位置
ＲＣ（ｉ），ＬＣ（ｉ）を検出する。このようにして、
所定の走査往復回数Ｎだけ、ステップＳ２２乃至ステッ
プＳ２８の処理を繰り返し、ターゲット２３の中心位置
ＲＣ（ｉ），ＬＣ（ｉ）を、それぞれＮ回検出する。

【００５９】ステップＳ２９において、カウンタｎの値
が、所定の走査往復回数Ｎ以上であると判断された場
合、ステップＳ３０に進み、制御回路７は、ステップＳ
２２乃至ステップＳ２８で検出したターゲット２３の中
心位置ＲＣ（ｉ），ＬＣ（ｉ）（ｉ＝０，・・・，Ｎ−
１）の総和を、走査往復回数Ｎの２倍の数（２×Ｎ）で
割算して、ターゲット２３の中心位置の平均値を算出
し、その平均値を測距エリアのセンタ（即ち、光軸）
（＝光軸調整オフセット）とする。

【００６０】図８（ｂ）に示すように、自動車の進行方
向（中心線）と直進方向（ターゲット２３が位置する目
標線）とがずれると、そのずれに起因して、ＲＣ（ｉ）
およびＬＣ（ｉ）の値は、図１１に示すように、検出回
数（カウンタｎの値）とともに変化するので、本実施例
においては、上述のように統計処理を行い、ターゲット
２３の位置（角度）を算出するようにしている。

【００６１】そして、ステップＳ３１において、制御回
路７は、ステップＳ３０で算出した位置が測距エリアの
センタとなるように測距エリアを調整（決定）するとと
もに、その測距エリアのセンタの値（計測された位置の
値）をＥＥＰＲＯＭ９に記憶させる。

【００６２】以上のようにして、自動車２２の中心線上
に配置されたターゲット２３の位置（角度）を測定し、
その位置に測距エリアのセンタを調整する。このよう
に、ユーザは、ターゲット２３を配置し、ターゲット２
３に対して自動車２２を直進させるだけであるので、特
別な知識や工具を必要とせず簡便に光軸調整を行うこと
ができる。

【００６３】なお、道路を走行中に、先行する他車（先
行車）をターゲット２３として、自動的に光軸の調整を
行うこともできる。図１２のフローチャートを参照し
て、光軸の自動調整時の動作について説明する。

【００６４】最初に、ステップＳ４１において、制御回
路７は、道路脇に設置されている路側リフレクタの位置
を測定し、記憶するとともに、測距エリアにおける先行
車の位置（中心位置）を、所定の時間間隔で複数回測定
し、記憶する。

【００６５】次にステップＳ４２において、制御回路７
は、ステップＳ４１で記憶した先行車の位置の平均値を
算出し、その平均値と、測距エリアの中心のずれが所定
の値以上であるか否かを判断し、ずれが所定の値より小
さいと判断された場合、光軸調整を行う必要がないの
で、処理を終了する。

【００６６】一方、ステップＳ４２において、ずれが所
定の値以上であると判断された場合（光軸調整の必要が
あると判断された場合）、ステップＳ４３に進み、制御
回路７は、ステップＳ４１で記憶した先行車の位置が、
あるタイミングの検出位置から次のタイミングの検出位
置において、所定の幅以上移動したか否かを判断する。

【００６７】比較的長い時間（例えば１分）、先行車が
測距エリアにおいて同じ位置にある（所定の幅以上移動
しない）場合、自車と先行車は、同じ車線の中央を走行
している（車線の端を長時間走行することはあまりな
い）と考えられるので、上述のように所定の幅以上移動
したか否かを判断することにより、先行車の中心が自車
の中心線上にあるか否かを判断する。

【００６８】なお、例えば特開平７−１３４１７９号に
開示されているように、ステップＳ４１で記憶した路側
リフレクタの位置と先行車の位置の間隔から先行車の中
心が自車の中心線上にあるか否かを判断することもでき
る。この場合は、路側リフレクタの位置と先行車の位置
を１回測定するだけで、先行車の中心が自車の中心線上
にあるか否かを判断することができる。また小型のＴＶ
カメラを自動車２２に設け、先行車および道路を含む前
方の風景を撮影し、その映像を画像処理して、例えば、
道路のセンターラインと先行車の間隔を測定して、先行
車の中心が自車の中心線上にあるか否かを判断すること
もできる。

【００６９】ステップＳ４３において先行車の位置が所
定の幅以上移動した（即ち、先行車の中心が自車の中心
線上にない）と判断された場合、光軸調整の条件が満た
されないので処理を終了する。

【００７０】一方、ステップＳ４３において、先行車の
位置が所定の幅以上移動していない（即ち、先行車の中
心が自車の中心線上にある）と判断された場合、ステッ
プＳ４４に進み、制御回路７は、現在走行中の道路の曲
率半径を測定する。このとき、例えば特開平７−１３４
１７９号に開示されているように、制御回路７は、ステ
ップＳ４１で記憶した複数の路側リフレクタの位置から
道路の曲率半径を算出する。

【００７１】そして、ステップＳ４５において、制御回
路７は、ステップＳ４４の測定結果から、現在走行中の
道路が直線であるか否かを判断し、道路が直線ではない
と判断した場合、自動車２２（車間距離センサ２１）に
対してターゲット（先行車）の位置が移動すると判断
し、光軸調整の条件が満たされないので処理を終了す
る。

【００７２】一方、ステップＳ４５において、現在走行
中の道路が直線であると判断された場合、ステップＳ４
６に進み、制御回路７は、車速センサ８で自動車２２の
左右のタイヤの回転速度を測定し、その速度の差より自
車（車間距離センサ２１を搭載している自動車２２）の
進行方向を算出する。

【００７３】なお、自動車２２のハンドルに角度センサ
を装備し、ハンドルの操作角度を測定し、その角度より
進行方向を算出することもできる。あるいは、自動車２
２に左右対称となるように加速度センサを設置し、それ
らのセンサの出力値の差より自動車２２が直進している
か否かを判断することもできる。また、車速センサ８の
出力（車速に対応する）が所定の速度（例えば、時速３
０キロメートル）以上であるとき、自動車２２が直進し
ていると判断することもできる。

【００７４】そして、ステップＳ４７において、制御回
路７は、ステップＳ４６で測定した進行方向から、自車
が直進しているか否かを判断し、直進していないと判断
した場合、光軸調整の条件が満たされないので処理を終
了する。

【００７５】一方、ステップＳ４７において、自車が直
進していると判断された場合、ステップＳ４８に進み、
制御回路７は、ステップＳ４１で記憶した先行車の位置
の記録より、測距エリア内のターゲット（先行車）の数
を算出する。

【００７６】ステップＳ４９において、制御回路７は、
ステップＳ４８の測定結果から、ターゲット（先行車）
の数が１つであるか否かを判断し、ターゲットが２つ以
上あると判断した場合、光軸調整の条件が満たされない
ので処理を終了する。

【００７７】一方、ステップＳ４９において、ターゲッ
ト（先行車）の数が１つであると判断された場合、光軸
調整の条件（ステップＳ４３，Ｓ４５，Ｓ４７，Ｓ４９
の条件）をすべて満たしたことになるので、ステップＳ
５０に進み、制御回路７は、先行車をターゲットとして
上述（図９）の光軸調整を行う。

【００７８】このようにして、ステップＳ４１において
光軸のずれを検出し、光軸のずれが所定の値以上である
場合、ステップＳ４３乃至ステップＳ４９において光軸
調整の条件（自車が直進し、かつ、先行車が自車の進行
方向の中心線上に存在すること）を調べ、条件がすべて
満足されているとき、ステップＳ５０で光軸の調整を行
う。

【００７９】なお、上述のステップＳ４５においては、
ステップＳ４１で記録した先行車の位置（角度）より、
先行車の横方向（自車の進行方向と垂直な方向）の速度
を算出し、その速度が所定の値以上である場合、走行中
の道路が直線ではないと判断することもできる。あるい
は、所謂ナビゲーションシステムの地図情報を利用し
て、走行中の道路が直線であるか否かを判断することも
できる。

【００８０】また、上述のステップＳ４９において、先
行車が複数検出された場合、処理を終了しているが、検
出された複数の先行車のうちの１つをターゲットとし
て、光軸調整を行うようにすることもできる。

【００８１】なお、以上の動作を所定の時間毎に行わせ
ることにより、光軸がずれたとき、ユーザが一切の操作
をすることなく、自動的に光軸のずれを検知し、光軸調
整を行うことができる。

【００８２】また、本実施例を利用して光軸調整や車両
連結を行う場合において、自動車の進行方向の中心線上
に対象物（車両連結のときは、先行する他の自動車）が
所定の時間存在すること（即ち、光軸調整または車両連
結の条件が満足されていること）を告知する動作を行う
こともできる。図１３のフローチャートを参照して、こ
のときの動作について説明する。

【００８３】最初にステップＳ６１において、制御回路
７は、内蔵するタイマをスタートさせるとともに、先行
車および路側リフレクタの位置（角度）の計測を開始す
る。このタイマは、自動車の進行方向の中心線上に対象
物が存在する時間を計測するものである。

【００８４】次に、ステップＳ６２乃至ステップＳ６８
において、制御回路７は、計測した先行車の位置に対し
て、図１２の自動光軸調整時の動作のステップＳ４３乃
至Ｓ４９と同様の処理を行い、自車が直進し、かつ、先
行車が自車の進行方向の中心線上に存在するか否かを判
断し、自車が直進し、かつ、先行車が自車の進行方向の
中心線上に存在すると判断した場合（ステップＳ６２，
Ｓ６４，Ｓ６６，Ｓ６８の条件をすべて満たす場合）、
ステップＳ６９に進み、タイマをカウントする。

【００８５】タイマをカウントした後、ステップＳ７１
において、制御回路７は、タイマの値が所定の基準値
（基準時間）より大きいか否かを判断し、大きいと判断
した場合、ステップＳ７２において、制御回路７は、タ
イマの値に対応した音声信号を、アンプ１０を介してス
ピーカ１１に出力した後、ステップＳ６２に戻る。一
方、タイマの値が所定の基準値以下であると判断された
場合、ステップＳ７２をスキップし、ステップＳ６２に
戻る。

【００８６】一方、ステップＳ６２乃至ステップＳ６８
において、自車が直進していない、または、先行車が自
車の進行方向の中心線上に存在しないと判断された場
合、ステップＳ７０に進み、タイマをゼロにリセット
し、ステップＳ６２に戻る。

【００８７】このようにして、自車が直進し、かつ、先
行車が自車の進行方向の中心線上に存在する間、タイマ
をカウントしていき、所定の時間が経過すると、その経
過時間に対応する音声をスピーカ１１から出力する。な
お、一旦、自車が進行方向が変化したとき、あるいは、
先行車が自車の進行方向の中心線からずれたとき、タイ
マはリセットされる。

【００８８】上記実施例においては、レーザ光のサンプ
リングを図３に示す設定で行っているが、他の設定でサ
ンプリングを行うこともできる。図１４は、スキャナ３
の走査範囲（全スキャナエリア）が１９０ミリラジアン
であり、測距エリアの範囲が１０５ミリラジアンの場合
における、全スキャナエリア、測距許容範囲（１７３ミ
リラジアン）、および測距エリアの関係を示している。

【００８９】このような設定の場合においては、例え
ば、本実施例の自動車への取り付け時の誤差がない場合
（取り付け時に、自動車の直進方向と全スキャンエリア
の中心が一致している場合）、図１４（ａ）に示すよう
に、測距エリアは、測距許容範囲および全スキャンエリ
アの中心部に配置され、レーザ光の光軸（測距エリアの
センタ）は、端点から９５ミリラジアンの角度に位置す
る。

【００９０】また、取り付け時に自動車の直進方向と全
スキャンエリアの中心が一致していない場合において
は、上述の光軸調整を行って、レーザ光の光軸を自動車
の直進方向と一致させるので、測距エリアは、全スキャ
ンエリアの中心部から移動する。例えば、図１４（ｂ）
においては、測距エリアは、測距許容範囲の最も端点寄
りに配置され、図１４（ｃ）においては、測距エリア
は、測距許容範囲の最も終点寄りに配置されている。

【００９１】なお、この設定においては、全スキャンエ
リアで、レーザ光が１，４２０回（パルス）照射され、
図１５に示すように、全スキャンエリアを１８領域に分
割するとともに、１４領域に等分割された測距エリア
（図中の領域１乃至７および領域１０乃至１６）におい
て、各領域ごとに距離の測定が行われる。制御回路７
は、ＥＥＰＲＯＭ９から、サンプル番号に対応するサン
プル角を読み出し、各領域にサンプル番号を分類し、そ
れらのサンプル番号に対応する計測距離の平均値を、領
域ごとに算出する。

【００９２】図１６は、この設定に対応してＥＥＰＲＯ
Ｍ９に記憶されるサンプル番号とサンプル角の対応関係
を示している。図７と同様に、所定のサンプル番号に対
応するサンプル角は、前のサンプル番号に対応するサン
プリングでの走査角度から、所定のサンプル番号に対応
するサンプリングでの走査角度までの角度を示してい
る。

【００９３】この設定においては、レーザ光を、全スキ
ャンエリア（１９０ミリラジアン）で１，４２０回照射
するので、サンプル番号１乃至１，４２０に対応するサ
ンプル角が記憶されている。

【００９４】このように、本発明の計測装置は、図３に
示す全スキャンエリア、測距エリアなどの設定に限定さ
れるものではない。

【００９５】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に記載の計測装
置および請求項３に記載の計測方法によれば、車両が直
進していることを検出し、走査しながら照射した波動の
反射波から対象物の位置を計測し、対象物が車両の進行
方向の所定の基準線上に存在していることを検出し、計
測した対象物の位置に応じて、対象物の位置の計測に使
用されるパラメータを調整するようにしたので、走行状
態における車両の直進方向に、光軸を向けることができ
る。

【００９６】請求項５に記載の計測装置および請求項６
に記載の計測方法によれば、車両の進行方向の右側の部
位の速度と左側の部位の速度から車両が直進しているこ
とを検出し、車両の前方の対象物の位置を計測し、車両
が直進していることが検出されており、かつ、対象物が
車両の進行方向の所定の基準線上で検出されている時間
に応じて、所定の信号を発生するようにしたので、光軸
調整の条件が満足されていることをユーザに対して告知
することができる。

【００９７】請求項７に記載の計測装置および請求項８
に記載の計測方法によれば、波動を第１の範囲で走査し
ながら照射し、第１の範囲に対応する波動の反射波を検
出し、検出した第１の範囲に対応する波動の反射波のう
ち、第１の範囲の一部の第２の範囲の反射波から対象物
の位置を計測し、第１の範囲に対応する波動の反射波を
利用して、第１の範囲における第２の範囲の位置を調整
するようにしたので、車両に装置を装着した後で簡単に
光軸の調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計測装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】全スキャンエリアと測距エリアの関係の一例を
示す図である。

【図３】図１の実施例における全スキャンエリアと測距
エリアの関係を示す図である。

【図４】図１の実施例の距離測定時の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図５】全スキャンエリアを１４分割したときの各領域
を示す図である。

【図６】図１のスキャナ３の走査パターンの例を示す図
である。

【図７】サンプル番号とサンプル角度の対応関係の一例
を示す図である。

【図８】光軸調整時のターゲット２３の配置の一例を示
す図である。

【図９】図１の実施例の光軸調整時の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図１０】光軸調整時に検出されるターゲットの位置の
一例を示す図である。

【図１１】光軸調整時に検出されるターゲットの中心位
置の一例を示す図である。

【図１２】図１の実施例の光軸の自動調整時の動作を説
明するフローチャートである。

【図１３】図１の実施例における、光軸調整の条件が満
足されていることをユーザに告知する動作を説明するフ
ローチャートである。

【図１４】図１の実施例における全スキャンエリアと測
距エリアの関係の他の例を示す図である。

【図１５】図１４の関係に対応して全スキャンエリアを
１８分割したときの各領域を示す図である。

【図１６】図１４の関係に対応した、サンプル番号とサ
ンプル角度の対応関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１レーザダイオード駆動回路２レーザダイオード（ＬＤ）３スキャナ４走査位置検出回路５ホトダイオード（ＰＤ）６受光回路７制御回路８車速センサ９ＥＥＰＲＯＭ１０アンプ１１スピーカ２１車間距離センサ２２自動車２３ターゲット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載して路面と平行な平面上の所
定の範囲に、波動を走査しながら照射し、前記範囲に存
在する対象物からの反射波より前記対象物の位置を計測
する計測装置において、前記車両が直進していることを検出する第１の検出手段
と、前記波動を走査しながら照射する照射手段と、前記波動の反射波を検出する第２の検出手段と、前記第２の検出手段により検出された前記波動の反射波
から前記対象物の位置を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記対象物の位置から、
前記対象物が前記車両の進行方向の所定の基準線上に存
在していることを検出する第３の検出手段と、前記計測手段により計測された前記対象物の位置に応じ
て、前記対象物の位置の計測に使用されるパラメータを
調整する調整手段とを備えることを特徴とする計測装
置。
【請求項２】前記照射手段は、所定の回数、前記波動
を走査しながら照射し、前記計測手段は、前記対象物の反射波から、前記対象物
の左右のエッジの位置を検出し、前記所定の回数の前記
波動の走査に対応して検出された前記左右のエッジの位
置を統計処理して前記対象物の中心位置を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】車両が走行する路面と平行な平面上の所
定の範囲に、波動を走査しながら照射し、前記範囲に存
在する対象物からの反射波より前記対象物の位置を計測
する計測方法において、前記車両が直進していることを検出し、前記波動を走査しながら照射し、前記波動の反射波を検出し、検出した前記波動の反射波から前記対象物の位置を計測
し、計測した前記対象物の位置から、前記対象物が前記車両
の進行方向の所定の基準線上に存在していることを検出
し、計測した前記対象物の位置に応じて、前記対象物の位置
の計測に使用されるパラメータを調整することを特徴と
する計測方法。
【請求項４】前記波動を走査しながら所定の回数、照
射し、前記対象物の反射波から、前記対象物の左右のエッジの
位置を検出し、前記所定の回数の前記波動の走査に対応
して検出された前記左右のエッジの位置を統計処理して
前記対象物の中心位置を算出することを特徴とする請求
項３に記載の計測方法。
【請求項５】車両の進行方向の右側の部位の速度と左
側の部位の速度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記右側の部位の速度と
前記左側の部位の速度から前記車両が直進していること
を検出する方向検出手段と、前記車両の進行方向に存在する対象物の位置を計測する
計測手段と、前記検出手段により前記車両が直進していることが検出
されており、かつ、前記計測手段により前記対象物が前
記車両の進行方向の所定の基準線上で検出されている時
間に応じて、所定の信号を発生する発生手段とを備える
ことを特徴とする計測装置。
【請求項６】車両の進行方向の右側の部位の速度と左
側の部位の速度を測定し、測定した前記右側の部位の速度と前記左側の部位の速度
から前記車両が直進していることを検出し、前記車両の前方の対象物の位置を計測し、前記車両が直進していることが検出されており、かつ、
前記対象物が前記車両の進行方向の所定の基準線上で検
出されている時間に応じて、所定の信号を発生すること
を特徴とする計測方法。
【請求項７】車両に搭載して路面と平行な平面上の所
定の範囲に、波動を走査しながら照射し、前記範囲に存
在する対象物からの反射波より前記対象物の位置を計測
する計測装置において、前記波動を第１の範囲で走査しながら照射する照射手段
と、前記第１の範囲に対応する波動の反射波を検出する検出
手段と、前記検出手段により検出された前記第１の範囲に対応す
る前記波動の反射波のうち、前記第１の範囲の一部の第
２の範囲の前記反射波から前記対象物の位置を計測する
計測手段と、前記第１の範囲に対応する前記波動の反射波を利用し
て、前記第１の範囲内における前記第２の範囲の位置を
調整する調整手段とを備えることを特徴とする計測装
置。
【請求項８】車両が走行する路面と平行な平面上の所
定の範囲に、波動を走査しながら照射し、前記範囲に存
在する対象物からの反射波より前記対象物の位置を計測
する計測方法において、前記波動を第１の範囲で走査しながら照射し、前記第１の範囲に対応する波動の反射波を検出し、検出した前記第１の範囲に対応する前記波動の反射波の
うち、前記第１の範囲の一部の第２の範囲の前記反射波
から前記対象物の位置を計測し、前記第１の範囲に対応する前記波動の反射波を利用し
て、前記第１の範囲内における前記第２の範囲の位置を
調整することを特徴とする計測方法。