JPH10153661A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ方式の測距装置であって、降雨などに
より装置性能が低下する悪環境状況を的確かつ安価に認
識できる機能をもった測距装置を提供する 【解決手段】 全ての先行車の受光量と、それら先行車
のリフレクタと±１０ｍ以内の距離にある路側のデリニ
エータの受光量を比較し、その受光量の差が一定のしき
い値よりも大きく、かつ路側のデリニエータの受光量が
高い場合が、同じ測距処理時に複数検出され、しかもそ
のような検出状態が一定時間以上継続したならば、降雨
やスプラッシュが発生しており悪環境状況にあると判定
する処理手段（対象物認識装置１１）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に搭載され
て先行車等の対象物までの距離を測定する測距装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両における前方障害物の監
視や追従走行制御のための車載レーダの開発は広く進め
られており、方式としては電波方式、或いはレーザ方式
が知られている。これは、検出対象に対して電磁波の信
号を送信し、その反射信号との伝搬遅延時間から検出対
象までの距離を求める装置である。

【０００３】例えば、レーザ方式の測距装置（いわゆる
レーザレーダ）の場合、検出対象に対してレーザ光を照
射し、その反射光との伝搬遅延時間を求めるために、制
御回路により発光タイミングをつくり、そのタイミング
でカウンタをスタートし、同時にそのタイミングに合わ
せてレーザダイオード（以下、ＬＤという。）駆動回路
によりＬＤを駆動してレーザの発光を行い、このレーザ
光が検出対象に反射して帰ってきた反射光をフォトダイ
オード（以下、ＰＤという。）で受光し、受光回路の中
で設定した受光スレッシュレベル以上のレベルの反射光
が得られた場合、そのタイミングを制御回路で取込み、
カウンタをストップして伝搬遅延時間を計測する。

【０００４】そして、こうして計測された対象物までの
距離データと、受光量のデータと、車速センサにより得
られた車速のデータをもとに、個々の距離データをグル
ープ化し、過去のデータとの対応づけを行い、対象物と
の相対速度を算出し、その対象物が何かを判断（車か、
バイクか、人か、看板か、路側のデリニエータか）し、
追従すべき対象物の特定や警報すべき対象物の特定を行
うものである。なおレーザ方式は、指向性が強く細径の
スポット光にできるというレーザ光の特性から、マイク
ロ波等を使用する電波方式に比較して角度分解能が高
く、被検出物の位置や幅が正確に検出できるため、使用
環境が良好であれば特に追従走行用途において高い性能
を発揮できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記レーザ
方式の測距装置は、距離測定にレーザを使用するため、
激しい雨が降っている場合や路面に水たまりがあり、先
行車が巻上げるスプラッシュがある場合に、空中にある
水滴にレーザが当たって乱反射するため、本来当たって
ほしい対象物にレーザ光が到達せずに距離測定性能が落
ちてしまう場合がある。また、レーザレーダのセンサヘ
ッドの投受光部のガラスに水滴が付着した場合、ＬＤに
より投光されたレーザ光のビームが水滴のレンズ効果に
より、設計時の設定と異なる方向に飛んでしまい対象物
の幅を誤って例えば狭く検知してしまう場合がある。

【０００６】このため、降雨やスプラッシュなどにより
上述のような検出性能の低下や誤検出が起こる可能性の
高い状況（以下、悪環境状況という。）の場合には、こ
のような状況であることを的確に認識し、車両の追従走
行制御を停止するといった適応の措置をとることが望ま
しいが、従来はこのような悪環境状況を的確に認識でき
る機能をもった測距装置はなかった。

【０００７】なお、車両に雨滴センサを設けて降雨を検
出し、所定の降雨量を越えた場合には上述したような状
況になったと判断する手法が考えられるが、この場合に
は以下のような問題点がある。すなわち、高価なセンサ
を別途車両に設ける必要があるため、コスト増加にな
る。また従来の雨滴センサは、車両上に落下してくる雨
しか検出できないため、降雨以外の悪環境状況（例え
ば、水溜まりの上を先行車両が走行するなどにより起こ
るスプラッシュや、投受光面への水滴の付着など）を検
知できないという問題があった。

【０００８】そこで本発明は、レーザ方式の測距装置で
あって、上述したような悪環境状況を的確かつ安価に認
識できる機能をもった測距装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の測距装置は、照射したレーザ光の反
射光を受光することにより、少なくとも被検出物までの
距離を検知する車両の測距装置において、先行車のリフ
レクタからの受光量と路側デリニエータからの受光量に
基づいて、降雨などにより装置性能が低下する悪環境状
況にあることを判断する処理手段を有したことを特徴と
する。

【００１０】請求項２記載の測距装置は、照射したレー
ザ光の反射光を受光することにより、少なくとも被検出
物までの距離を検知する車両の測距装置において、先行
車からの反射光に基づき判定される先行車に関する情報
に基づいて、降雨などにより装置性能が低下する悪環境
状況にあることを判断する処理手段を有したことを特徴
とする。

【００１１】請求項３記載の測距装置は、前記先行車に
関する情報が、先行車の幅の変化であることを特徴とす
る。

【００１２】請求項４記載の測距装置は、前記先行車に
関する情報が、先行車までの距離のばらつきであること
を特徴とする。

【００１３】請求項５記載の測距装置は、前記先行車に
関する情報が、先行車のリフレクタが検出不可能となる
距離であることを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の測距装置は、照射したレー
ザ光の反射光を受光することにより、少なくとも被検出
物までの距離を検知する車両の測距装置において、測距
データの特徴量に基づいて、レーザ光の投受光部に水滴
が付いたことを判断する処理手段を有したことを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の態様
例を図面に基づいて説明する。図１は、本例の測距装置
の全体構成を示すブロック図である。この図１に示すよ
うに、本例の装置は、走査装置１、ＬＤ２、ＬＤ駆動回
路３、走査位置検出装置４、ＰＤ５、受光回路６、制御
回路７、車速センサ８、車速算出装置９、メモリ１０、
対象物認識装置１１（処理手段）を有する。

【００１６】走査装置１は、ＬＤ２により出力されたレ
ーザ光を、揺動駆動される反射ミラー等により所定角度
にスキャニングしつつ検出エリアに照射するもので、制
御回路７により制御されて所定のタイミング及び周期で
作動する。ＬＤ駆動回路３は、制御回路７により制御さ
れて、制御回路７で作られた発光タイミング毎にＬＤ２
を作動させてレーザ光を出力させる回路である。

【００１７】走査位置検出装置４は、走査装置１のスキ
ャン方向を検出してその信号（スキャン方向信号）を制
御回路７に入力する要素である。ＰＤ５は、照射された
レーザ光が検出対象に反射して戻ってきた反射光を受光
し、その受光量に応じた電気信号（以下、受光量信号と
いう。）を出力するもので、このＰＤ５から出力された
受光量信号は受光回路６を介して制御回路７に入力され
るよう構成されている。

【００１８】制御回路７は、発光から受光までの伝搬遅
延時間から検出対象までの距離を演算し、その際のスキ
ャン方向から検出対象の方向を判定し、さらに受光した
光の強度（前記受光量信号の大きさ）により受光量を判
定し、これらデータ（距離、方向、受光量）を検出デー
タとして対象物認識装置に対して出力する回路である。
車速センサ８は、自車両の車速に応じたパルス信号（車
速パルス信号）を出力するもので、この車速パルス信号
から車速算出装置９が自車両の車速を算出し、この速度
データを制御回路７及び対象物認識装置１１に対して出
力する。

【００１９】対象物認識装置１１は、制御回路７から出
力される前述の検出データ（距離、方向、受光量）や、
車速算出装置９から出力される前述の速度データに基づ
いて、後述する如く検出対象物の種類（車両、人、看
板、或いは路側のデリニエータ等）や移動しているか停
止しているかなどを判別する対象物属性決定等の処理を
行うとともに、降雨などにより装置性能が低下する悪環
境状況にあることを判断する悪環境状況検知処理（以下
本例では、雨検知処理という。）を実行する処理手段で
ある。なお、制御回路７及び対象物認識装置１１は、例
えばマイクロコンピュータにより構成することができ、
共通のＣＰＵ又は別個のＣＰＵからなる。

【００２０】次に、上記測距装置の動作（主に図２のフ
ローチャートに示す対象物認識装置１１の具体的処理内
容）について説明する。ＬＤ２は、制御回路７で作られ
た発光タイミング毎に、ＬＤ駆動回路３により制御され
て作動しレーザ光を出力する。そして、このＬＤ２から
のレーザ光は、走査装置１によりスキャニングされつつ
検出エリアに照射される。

【００２１】照射されたレーザ光が検出対象に反射して
戻ってくると、この反射光がＰＤ５により受光され、そ
の受光量信号が受光回路６を介して制御回路７に入力さ
れる。制御回路７では、前記受光量信号及び走査位置検
出装置４から入力されるスキャン方向信号から、前述の
検出データ（距離、方向、受光量）を生成して対象物認
識装置１１に対して出力する。

【００２２】そして、対象物認識装置１１では、上記検
出データや前述の速度データに基づいて図２のフローチ
ャートに示す一連の処理が所定の周期（この場合、レー
ザ光がスキャンされる周期）で実行される。すなわち、
まず、制御回路７から出力される検出データのうち、対
象物までの距離と方向データ（極座標データ）を、Ｘ，
Ｙ座標（デカルト座標データ）に変換し、受光量のデー
タとともに各領域ごとにメモリ１０に格納する（ステッ
プＳ２；座標系変換処理）。なおここで、各領域とは、
検出エリア内を区画することにより予め設定された領域
である。

【００２３】次に、デカルト座標系に変換され各領域毎
に登録されたメモリ１０内の距離データをもとに、デー
タのグループ化を行い対象物を抽出するとともに、グル
ープ化された対象物のレーザ発光部からのＸ方向，Ｙ方
向の距離とその幅寸法を算出する（ステップＳ４；距離
データグループ化処理）。ここで、グループ化とは、各
領域の個々のデータの中で隣接する距離が接近している
ものを集め一つの対象物とする処理である。なお、グル
ープ化したデータ（以下、グループデータ）は、以降の
処理では一つの対象物についてのものとして、一まとめ
に取扱う。

【００２４】次に、前回スキャン時及び前前回スキャン
時に検出した対象物と、今回スキャン時に検出した対象
物を対応付けて、さらにその検出対象物の相対速度の算
出を行う（ステップＳ６；時系列の対応付け処理）。す
なわち、前回スキャン時の各グループデータ毎に、移動
可能範囲（前回スキャンから今回スキャンまでに移動す
るであろうと予測される範囲）を設定する。具体的に
は、例えば図３に示すように、符号Ａで示すグループデ
ータの位置とその相対速度から、今回のスキャン時にそ
のグループデータが現れると推定される位置（図３に符
号Ｂで示す）を中心にして一定の範囲を設定する。そし
て、今回のグループデータがこの移動可能範囲内にはい
っているか否かを判別し、図４の符号Ｃに示すようにこ
の範囲内にはいっていれば、その前回のグループデータ
（符号Ａ）と今回のグループデータ（符号Ｃ）を同一対
象物についてのものであるとして対応付け、それらの移
動距離から相対速度を算出する。

【００２５】次に、ステップＳ６までの処理で決定した
対象物の幅寸法及び相対速度に基づいて対象物の属性判
別を行う（ステップＳ８；対象物の属性決定処理）。す
なわち、例えば予め登録された幅寸法の基準値と比較す
ることにより、対象物が車両であるか、バイクである
か、人であるか、看板であるか、或いは路側のデリニエ
ータであるか等の対象物の種類の判別を行う。また、そ
の対象物の相対速度を自車両の速度と比較することによ
り、その対象物が停止しているか移動しているかの判別
も行う。

【００２６】次に、ステップＳ８での判別結果に基づい
て、前方障害物の監視システムや追従走行制御システム
の対象となる先行車を特定する（ステップＳ１０；追従
対象判定処理）。なお、この特定された先行車に関する
情報（位置データや相対速度データ等）は、前方障害物
の監視システムや追従走行制御システムの制御手段に逐
次送信され、それらシステムの運転制御に使用される。

【００２７】そして最後に、降雨などにより装置性能が
低下する悪環境状況にあることを判断する処理を行う
（ステップＳ１２；雨検知処理）。この雨検知処理は、
具体的には以下のような各種態様（或いはそれらの組合
せ）により実現することができる。

【００２８】まず第１の態様としては、先行車のリフレ
クタからの受光量と路側デリニエータからの受光量に基
づいて、悪環境状況にあることを判断する。例えば、ス
テップＳ８で判定した対象物の属性をもとに、自車の前
方を走行している全ての先行車の受光量と、それら先行
車のリフレクタ（反射鏡）と±１０ｍ以内の距離にある
路側のデリニエータの受光量を比較し、その受光量の差
が一定のしきい値よりも大きく、かつ路側のデリニエー
タの受光量が高い場合が、同じ測距処理時（スキャン周
期に対応した一連のデータ処理期間）に複数検出され、
しかもそのような検出状態が一定時間（所定周期）以上
継続したならば、降雨やスプラッシュが発生しており悪
環境状況にあると判定する。

【００２９】先行車のリフレクタからの受光量と路側デ
リニエータからの受光量の差は、通常は略一定である
が、降雨やスプラッシュが発生して車両前方の視界が悪
くなりレーザ光が大きく減衰或いは拡散するような状況
では、先行車のリフレクタからの受光量が激減し、相対
的に路側デリニエータからの受光量が格段に大きくなっ
て、これら受光量の差も急増する。このため、この第１
の態様では、上記しきい値等の設定値を実験等により適
当に設定してやれば、降雨やスプラッシュが発生したこ
とが的確に判定される。

【００３０】次に第２の態様としては、先行車からの反
射光に基づき判定される先行車に関する情報（この場
合、先行車の幅の変化）に基づいて、悪環境状況にある
ことを判断する。例えば、ステップＳ１０の追従対象判
定処理で特定した先行車の幅寸法の変化を一定時間監視
し、その幅寸法の変化量がしきい値より大きい場合をカ
ウントし、そのカウント値が一定値を越えたならば、降
雨やスプラッシュが発生しており悪環境状況にあると判
定する。

【００３１】先行車の実際の幅寸法は当然一定であるた
め、車両前方の視界が良好で検出性能が正常であれば、
本測距装置により判定される先行車の幅寸法はほとんど
変化しない。しかし、降雨やスプラッシュが発生して車
両前方の視界が悪くなりレーザ光が大きく減衰或いは拡
散するような状況では、その影響で先行車の幅寸法の判
定値が毎回異なることになる。このため、この第２の態
様でも、上記しきい値等の設定値を実験等により適当に
設定してやれば、降雨やスプラッシュが発生したことが
的確に判定される。

【００３２】次に第３の態様としては、先行車からの反
射光に基づき判定される先行車に関する情報（この場
合、先行車までの距離のばらつき）に基づいて、悪環境
状況にあることを判断する。例えば、ステップＳ１０の
追従対象判定処理で特定した先行車のグループデータを
構成する各データのＹ軸方向（自車進行方向）の距離の
ばらつきを一定時間監視し、その距離のばらつきの変化
量がしきい値より大きい場合をカウントし、そのカウン
ト値が一定値を越えたならば、降雨やスプラッシュが発
生しており悪環境状況にあると判定する。

【００３３】先行車までの距離は、通常緩やかに変化
し、急激に増減することはない。しかし、降雨やスプラ
ッシュが発生して車両前方の視界が悪くなりレーザ光が
大きく減衰或いは拡散するような状況では、その影響で
先行車までの距離の検出データが大きくばらつく。この
ため、この第３の態様でも、上記しきい値等の設定値を
実験等により適当に設定してやれば、降雨やスプラッシ
ュが発生したことが的確に判定される。

【００３４】次に第４の態様としては、先行車からの反
射光に基づき判定される先行車に関する情報（この場
合、先行車のリフレクタが検出不可能となる距離）に基
づいて、悪環境状況にあることを判断する。例えば、ス
テップＳ１０の追従対象判定処理で特定した先行車が検
出できなくなった距離とその回数を記憶又はカウント
し、一定時間の間に設定距離以内のカウント回数が設定
回数以上となった場合には、降雨やスプラッシュが発生
しており悪環境状況にあると判定する。

【００３５】降雨やスプラッシュが発生して車両前方の
視界が悪くなりレーザ光が大きく減衰或いは拡散するよ
うな状況では、その影響で先行車が検出不可能となる距
離が激減する。このため、この第４の態様でも、上記設
定距離等の設定値を実験等により適当に設定してやれ
ば、降雨やスプラッシュが発生したことが的確に判定さ
れる。

【００３６】また第５の態様としては、測距データの特
徴量に基づいて、レーザ光の投光部に水滴が付いたこと
を判断する。例えば、ステップＳ８の対象物の属性判定
処理で路側のデリニエータと判定された対象物のデータ
を読み込み、このデリニエータの幅寸法を監視する。そ
して、この幅寸法が近距離で例えば６０ｃｍ程度になっ
て距離によって幅がばらつき、そのばらつきの量がしき
い値を越える場合には、レーザ光の投受光部に水滴が付
いて悪環境状況にあると判定する。

【００３７】路側のデリニエータの幅寸法は通常１０ｃ
ｍ程度であるため、レーザ光が適正な角度で照射され
て、検出状態が正常である場合には、そのデリニエータ
の幅寸法は当然１０ｃｍ程度と判定される。しかし、レ
ーザ光の投受光部に水滴が付いて、その水滴による屈折
によって異常な角度にレーザ光が照射される状況では、
特に近距離にあるデリニエータの幅が実際よりも格段に
大きく判定されてしまう。このため、この第５の態様で
は、上記しきい値等の設定値を実験等により適当に設定
してやれば、レーザ光の投受光部に水滴が付いたことが
的確に判定される。

【００３８】なお、以上のような各種態様の処理によ
り、降雨などにより装置性能が低下する悪環境状況にあ
ることが判定された場合には、その判定結果の信号がシ
ステム（例えば車両追従制御システム等）の全体を制御
する制御手段に送信され、例えば以下の様な適応の措置
がとられる。

【００３９】すなわち、上述のレーザ方式の測距装置の
運転を停止するとともに、別途設置された電波方式の測
距装置を始動し、この電波方式の測距装置による検出デ
ータをシステムにおいて使用する。或いは、ＬＤ２のパ
ワーを悪環境状況の程度に応じて増加させる。或いは、
追従走行制御を停止するか、追従走行の車間距離の長さ
を変更する。或いは、悪環境状況の程度に応じて前方障
害物の監視制御における警報テーブルを変更する。ま
た、レーザ光の投受光部に水滴が付いたことが判定され
た場合には、レーザ光の投受光部のガラス面に取付けた
ワイパーを起動させて、その水滴を除去するようにして
もよい。

【００４０】以上説明したように、本例の測距装置によ
れば、雨滴センサ等の測定手段を別途設けることなく、
降雨による悪環境状況とともに、降雨以外の悪環境状況
（例えば、水溜まりの上を先行車両が走行するなどによ
り起こるスプラッシュや、投受光面への水滴の付着な
ど）をも的確に検知できる。このため、このような悪環
境状況にあることが放置されることによるシステムの御
動作等の不具合が安価かつ信頼性高く回避されるとい
う、実用上優れた効果が奏される。

【００４１】なお、本発明は上記態様例に限られず、各
種の変形が有り得る。例えば、本発明において悪環境状
況にあることを判定する処理手段は、対象物認識等の処
理を行う処理手段とは別個に設けてもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の測距装置では、処理手段
が、先行車のリフレクタからの受光量と路側デリニエー
タからの受光量に基づいて、降雨などにより装置性能が
低下する悪環境状況にあることを判断する。したがっ
て、雨滴センサ等の測定手段を別途設けることなく、降
雨による悪環境状況とともに、降雨以外の悪環境状況
（例えば、水溜まりの上を先行車両が走行するなどによ
り起こるスプラッシュ）をも的確に検知できる。このた
め、このような悪環境状況にあることが放置されること
によるシステムの御動作等の不具合が安価かつ信頼性高
く回避されるという、実用上優れた効果が奏される。

【００４３】請求項２乃至５記載の測距装置では、処理
手段が、先行車からの反射光に基づき判定される先行車
に関する情報（例えば、先行車の幅の変化、先行車まで
の距離のばらつき、先行車のリフレクタが検出不可能と
なる距離）に基づいて、降雨などにより装置性能が低下
する悪環境状況にあることを判断する。したがって、雨
滴センサ等の測定手段を別途設けることなく、降雨によ
る悪環境状況とともに、降雨以外の悪環境状況（例え
ば、水溜まりの上を先行車両が走行するなどにより起こ
るスプラッシュ）をも的確に検知できる。このため、こ
のような悪環境状況にあることが放置されることによる
システムの御動作等の不具合が安価かつ信頼性高く回避
されるという、実用上優れた効果が奏される。

【００４４】請求項６記載の測距装置では、処理手段
が、測距データの特徴量に基づいて、レーザ光の投受光
部に水滴が付いたことを判断する。したがって、従来の
雨滴センサでは、判定不可能であった悪環境状況（投受
光面への水滴の付着）が、特別なセンサを設けることな
く的確に検知できる。このため、このような悪環境状況
にあることが放置されることによるシステムの御動作等
の不具合が安価かつ信頼性高く回避されるという、実用
上優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】測距装置の構成を示すブロック図である。

【図２】測距装置の制御処理（対象物認識装置の処理）
を示すフローチャートである。

【図３】測距装置の制御処理（時系列の対応付け処理）
を説明する図である。

【図４】測距装置の制御処理（時系列の対応付け処理）
を説明する図である。

【符号の説明】

１１ 対象物認識装置（処理手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射したレーザ光の反射光を受光するこ
   とにより、少なくとも被検出物までの距離を検知する車
   両の測距装置において、 先行車のリフレクタからの受光量と路側デリニエータか
   らの受光量に基づいて、降雨などにより装置性能が低下
   する悪環境状況にあることを判断する処理手段を有した
   ことを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 照射したレーザ光の反射光を受光するこ
   とにより、少なくとも被検出物までの距離を検知する車
   両の測距装置において、 先行車からの反射光に基づき判定される先行車に関する
   情報に基づいて、降雨などにより装置性能が低下する悪
   環境状況にあることを判断する処理手段を有したことを
   特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 前記先行車に関する情報が、先行車の幅
   の変化であることを特徴とする請求項２記載の測距装
   置。
4. 【請求項４】 前記先行車に関する情報が、先行車まで
   の距離のばらつきであることを特徴とする請求項２記載
   の測距装置。
5. 【請求項５】 前記先行車に関する情報が、先行車のリ
   フレクタが検出不可能となる距離であることを特徴とす
   る請求項２記載の測距装置。
6. 【請求項６】 照射したレーザ光の反射光を受光するこ
   とにより、少なくとも被検出物までの距離を検知する車
   両の測距装置において、 測距データの特徴量に基づいて、レーザ光の投受光部に
   水滴が付いたことを判断する処理手段を有したことを特
   徴とする測距装置。