JPH11153664A

JPH11153664A - 繰り返しパルス光を利用した物体検知装置

Info

Publication number: JPH11153664A
Application number: JP9266804A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Terakubo; 敏寺久保
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】長寿命化を図ることができ、しかも高速スキャ
ンを実現することができる物体検知装置を提供する。【解決手段】レーザ光を二次元スキャンするためのスキ
ャン部１１は、水平方向および垂直方向に沿って超音波
が進行するようにそれぞれ配置された２つの音響光学素
子２１、２２と、各音響光学素子２１、２２に接着さ
れ、レーザ駆動部から交流電圧が印加される圧電素子２
３、２４とを含む。レーザ光をスキャンする際には、各
圧電素子２３、２４に印加される交流電圧の周波数が段
階的に変化させられる。

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、たとえば車両に
搭載され、パルス状のレーザ光などの繰り返しパルス光
を利用して自車両の前方を走行している車両などの物体
を検知したり、たとえば道路の路側に設置され、繰り返
しパルス光を利用して事故車両などの道路上の物体を検
知したりするための物体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】衝突事故などを未然に防ぐためには、自
車両と自車両の前方を走行している車両やガードレール
などの前方物体との相対的な位置関係が重要である。こ
の相対位置関係を検出するための技術として、たとえば
レーザレーダを用いた技術が知られている。

【０００３】レーザレーダを用いて前方物体との位置関
係を検出する技術は、たとえば、”村尾、佐々木、加治
木「自動車用レーザレーダ」OPTRONICS(1994)No.3 第
55−60頁”に開示されている。この文献に開示されてい
る技術では、鏡を往復回転させることによりパルス状の
レーザ光を水平方向に沿って所定のスキャン角でスキャ
ンさせ、前方物体からの反射光の伝搬時間に基づいて前
方物体との位置関係が検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レーザレーダでは、鏡を回転させる機械的なスキャン機
構が用いられており、しかも上述のレーザレーダは劣悪
な環境下に晒される機会の多い車両に取り付けられるか
ら、周囲環境に影響されやすく、経年変化などにより性
能が低下しやすかった。そのため、寿命が短いという問
題があった。また、機械的なスキャン機構ではスキャン
速度の向上にも限界があるので、特に高速走行している
先行車両などを検知する場合に、先行車両を迅速に、か
つ正確に検知することができないおそれがあった。

【０００５】また、上述のレーザレーダでは、レーザ光
のスキャン方向は水平方向だけであるから、物体の高さ
（垂直）方向の情報を取得することはできない。したが
って、乗用車なのかトラックなのかといった先行車両の
種類まで判別することはできなかった。これに対処する
ために、たとえば、複数個の鏡を組み合わせてレーザ光
を２次元的にスキャンさせる構成が考えられる。しか
し、この場合には、装置の大型化が避けられないという
別の問題が生じることになる。

【０００６】さらに、上述のレーザレーダでは、レーザ
光のスキャン角は固定されているから、カーブ走行時な
どには、前方物体が存在しない範囲をもスキャンするこ
とになる。したがって、不必要な範囲までスキャンされ
るから、効率的なスキャンを行うことができないという
問題があった。しかも、レーザ光のスキャン角が固定さ
れているから、レーザ光が照射されるスポットの角分解
能は自車両からの距離の遠近によって異なる。具体的に
は、自車両から遠い位置ほど角分解能は粗くなる。した
がって、自車両から遠い位置の前方物体ほど粗い位置情
報しか得ることができないので、自車両から遠い位置の
前方物体を良好に検知することができなかった。

【０００７】そこで、この発明の第１の目的は、上述の
技術的課題を解決し、長寿命化を図ることができ、しか
も高速スキャンを実現することができる物体検知装置を
提供することである。また、この発明の第２の目的は、
構成の複雑化を招くことなく、物体の高さ方向の情報を
得ることができる物体検知装置を提供することである。

【０００８】さらに、この発明の第３の目的は、不必要
な範囲のスキャンを禁止できる物体検知装置を提供する
ことである。さらにまた、この発明の第４の目的は、距
離の遠近による分解能の違いを解消できる物体検知装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するための請求項１記載の発明は、繰り返しパ
ルス光を利用して道路上の物体を検知するための物体検
知装置であって、繰り返しパルス光を照射するためのパ
ルス光照射手段と、このパルス光照射手段により照射さ
れた繰り返しパルス光をスキャンするためのスキャン手
段と、反射光を受光するための受光手段と、上記パルス
光照射手段における繰り返しパルス光の照射タイミング
および上記受光手段における反射光の受光タイミングに
基づいて、物体を検知するための検知手段とを有し、上
記スキャン手段は、上記パルス光照射手段により照射さ
れた繰り返しパルス光の照射方向を超音波により変化さ
せる音響光学素子と、この音響光学素子において発生さ
れる超音波の周波数を変化させる周波数変更手段とを含
むものであることを特徴とする物体検知装置である。

【００１０】この発明では、音響光学素子において発生
される超音波の周波数を変化させることができるから、
繰り返しパルス光の回折角、すなわち照射方向を変化さ
せることができる。したがって、繰り返しパルス光をス
キャンさせることができる。このように、音響光学素子
を用いて繰り返しパルス光をスキャンさせるから、機械
的なスキャン機構を有する従来装置に比べて、周囲環境
に対して耐性を有しており、長寿命化を図ることができ
る。

【００１１】しかも、機械的なスキャン機構を有する従
来装置と異なり、超音波周波数を変化させる速度は容易
に変更することができる。そのため、高速走行している
車両などのような高速スキャンを要求される物体であっ
ても確実に検知することができる。請求項２記載の発明
は、上記音響光学素子は、上記パルス光照射手段により
照射された繰り返しパルス光の光路上にカスケード配置
された水平スキャン用音響光学素子および垂直スキャン
用音響光学素子を含むものであることを特徴とする請求
項１記載の物体検知装置である。

【００１２】この発明では、繰り返しパルス光は、水平
スキャン用音響光学素子および垂直スキャン用音響光学
素子を通過して照射されることになるから、両スキャン
を組み合わせることにより、繰り返しパルス光の二次元
スキャンを実現することができる。したがって、物体の
水平方向の情報だけでなく、垂直方向の情報をも取得す
ることができる。そのため、たとえば車種の識別を行う
ことができる。

【００１３】しかも、２つの音響光学素子を組み合わせ
ても、鏡および鏡の駆動装置を含む従来装置に比べてサ
イズを小さくすることができるから、装置が大型化する
ことはない。請求項３記載の発明は、上記周波数変更手
段は、超音波周波数の変化範囲を設定するための範囲設
定手段を含むものであることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の物体検知装置である。

【００１４】この発明では、超音波周波数の変化範囲を
設定することができるから、繰り返しパルス光の照射方
向の範囲を変更することができる。したがって、繰り返
しパルス光をスキャンさせる必要のない範囲を排除した
効率的なスキャンを実現することができる。請求項４記
載の発明は、上記周波数変更手段は、上記範囲設定手段
により設定された超音波周波数の変化範囲が広い場合に
は、分解能を粗く設定し、上記範囲設定手段により設定
された超音波周波数の変化範囲が狭い場合には、分解能
を細かく設定する分解能設定手段をさらに含むことを特
徴とする請求項３記載の物体検知装置である。

【００１５】なお、分解能とは、繰り返しパルス光が照
射されるスポットの水平方向および垂直方向の角分解能
のことである。この発明では、超音波周波数の変化範囲
が広い場合、すなわち繰り返しパルス光のスキャン角が
広い場合には、分解能が粗く設定され、超音波周波数の
変化範囲が狭い場合、すなわち繰り返しパルス光のスキ
ャン角が狭い場合には、分解能が細かく設定される。し
たがって、遠い位置にある物体であっても、その物体に
限定した狭い範囲をスキャンする場合には、分解能が細
かく設定されるから、その物体を良好に検知することが
できる。

【００１６】請求項５記載の発明は、道路上の画像を撮
像するための撮像手段と、この撮像手段により撮像され
た画像を処理して物体が存在する可能性の高い物体存在
範囲を抽出するための範囲抽出手段と、この範囲抽出手
段により抽出された物体存在範囲だけを繰り返しパルス
光でスキャンするように、上記範囲設定手段を制御する
ためのスキャン制御手段とをさらに有することを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の物体検知装置
である。

【００１７】この発明によれば、道路上の画像から抽出
された物体存在範囲だけを繰り返しパルス光でスキャン
するように、たとえば超音波周波数の変化範囲を設定す
ることができる。したがって、物体存在範囲が抽出され
ていない場合には、超音波周波数の変化範囲を広く設定
して、繰り返しパルス光を所定のスキャン角でスキャン
するようにし、物体存在範囲が抽出されたときに、超音
波周波数の変化範囲を狭くし、物体存在範囲だけを繰り
返しパルス光でスキャンすることができる。この場合、
たとえば画面の一部のみに物体存在範囲が抽出されたと
きには、それ以外の領域を排除したいわゆる飛ばしスキ
ャンも行うことができる。

【００１８】しかも、超音波周波数の変化範囲を広く設
定した場合に分解能を粗く設定し、超音波周波数の変化
範囲を狭く設定した場合には分解能を細かく設定するこ
ともできる。たとえば、物体存在範囲が抽出されていな
い場合には、広い範囲を粗くスキャンし、物体存在範囲
が抽出されれば、その物体存在範囲だけを細かくスキャ
ンすることができる。そのため、効率的なスキャンを実
現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の第１実施形態に係る物体検知装置の構成を示すブ
ロック図である。この物体検知装置は、車両に搭載さ
れ、自車両の前方に存在する障害物および道路構造物を
含む前方物体を検知するものである。この物体検知装置
の検知結果は、たとえば、ブレーキ制御部およびステア
リング制御部を含む図外の自動運転制御部に与えられ、
車両を自動運転させるのに必要なデータとして用いられ
る。

【００２０】前方障害物は、自車両の前方を走行してい
る車両、自車両の前方において故障や事故、渋滞などで
停止している車両、段ボールや木材等の落下物などであ
る。また、道路構造物は、ガードレール、中央分離帯、
電柱などである。この物体検知装置は、ＣＣＤ（電荷結
合素子）などで構成され、車両前方の画像を撮像するた
めの車載カメラ１と、レーザ光を照射したり反射光を受
光したりするためのレーダヘッド２と、車載カメラ１に
より撮像された画像を処理するための画像処理装置３
と、この物体検知装置の制御中枢として機能する制御装
置４とを備えている。

【００２１】レーダヘッド２は、たとえば車両の前方部
に取り付けられている。レーダヘッド２は、繰り返しパ
ルス状のレーザ光を発光するための発光部１０と、発光
部１０において発光されたレーザ光を二次元的にスキャ
ンさせるためのスキャン部１１と、制御装置４による制
御に基づいて、発光部１０に駆動信号を与えて発光部１
０を駆動するとともにスキャン部１１を駆動するための
レーザ駆動部１２と、前方物体からの反射光を受光する
ための受光部１３とを備えている。発光部１０は、たと
えばレーザダイオードで構成されており、受光部１３
は、たとえばフォトダイオードで構成されている。

【００２２】なお、発光部１０としては、レーザ光を照
射するものに限らず、ＬＥＤなどの発光素子を使用して
もよい。しかし、微少なスポットが得られるレーザ光を
照射するものを使用することが最も望ましい。図２(a)
は、スキャン部１１の構成を概念的に示す平面図であ
り、図２(b) は、図２(a) に示される構成をＡ方向から
見た側面図である。スキャン部１１は、音響光学効果を
利用してレーザ光Ｌの二次元スキャンを行うためのもの
で、レーザ光Ｌの光路上にカスケード配置された、レー
ザ光Ｌを水平方向Ｈにスキャンするための水平スキャン
用音響光学素子２１およびレーザ光Ｌを水平方向Ｈに垂
直な垂直方向Ｖにスキャンするための垂直スキャン用音
響光学素子２２と、各音響光学素子２１、２２にそれぞ
れ接着された圧電素子２３、２４とを備えている。

【００２３】圧電素子２３は、水平方向Ｈに沿って超音
波が進行するように水平スキャン用音響光学素子２１の
側面に配置され、圧電素子２４は、垂直方向Ｖに沿って
超音波が進行するように垂直スキャン用音響光学素子２
２の上面に配置されている。各圧電素子２３、２４に
は、レーザ駆動部１２から交流電圧が印加されるように
なっているので、各音響光学素子２１、２２には、それ
ぞれ、水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖに沿って進行する超
音波が発生する。この発生された超音波は回折格子とし
て働き、各音響光学素子２１、２２に入射されたレーザ
光Ｌは、それぞれ、水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖに回折
する。

【００２４】レーザ光Ｌの回折角は、各音響光学素子２
１、２２内を伝わる超音波の波長の関数であり、この波
長は、各圧電素子２３、２４に印加される交流電圧の周
波数に反比例する。そこで、この第１実施形態では、レ
ーザ駆動部１２において、圧電素子２３への印加交流電
圧の周波数（以下「水平周波数」という。）Ffおよび圧
電素子２４への印加交流電圧の周波数（以下「垂直周波
数」という。）Fvを制御装置４において設定された周波
数変化範囲内でそれぞれ変化させることにより、レーザ
光Ｌの二次元的なスキャンを実現するようにしている。

【００２５】さらに具体的には、レーザ駆動部１２は、
水平周波数Ffを設定された周波数変化範囲内で一通り変
化させた後、垂直周波数Fvを１段階変化させ、この状態
において水平周波数Ffの変化を再開する。そして、以上
の処理を繰り返し実行する。その結果、レーザ光Ｌの回
折角は、水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖの２方向に沿って
段階的に変化していく。こうして、レーザ光は、各周波
数変化範囲に応じた水平スキャン角θ１および垂直スキ
ャン角θ２により規定される二次元領域をスキャンする
ことになる。

【００２６】なお、音響光学素子としては、たとえば松
下電器産業株式会社製の型番「EFL-D200Y01 」が付され
ている音響光学素子を適用することができる。この音響
光学素子は、超音波周波数が５９．５〜９４．５(MHz)
の範囲内（中心周波数７７(MHz) 、帯域幅３５(MHz) ）
で変化するように、印加交流電圧の周波数を変化させた
場合に、約３．８度の幅でレーザ光の回折角が変化する
素子である。

【００２７】レーダヘッド２から照射されたレーザ光
は、前方物体で反射される。この前方物体からの反射光
は、レーダヘッド２の受光部１３（図１参照）において
受光され、電気信号に変換された後、制御装置４の位置
検出部３１に与えられる。位置検出部３１には、レーザ
駆動部１２からレーザ光の発射タイミング、およびレー
ザ光の照射方向に関するデータが与えられるようになっ
ている。位置検出部３１は、発光部１０におけるレーザ
光の発射タイミングと受光部１３における信号受信タイ
ミングとの時間差に基づいて、レーザ光が反射された物
体との間の距離を取得する。また、位置検出部３１は、
レーザ光の発射方向に基づいて、レーザ光が反射された
物体の方向を取得する。したがって、位置検出部３１で
は、受光部１３から与えられる電気信号に基づいて、前
方物体の位置を検出することができる。取得された距離
データおよび方向データからなる位置データは、上述の
ように、図外の自動運転制御部に与えられるとともに、
スキャン制御部３２に与えられる。

【００２８】スキャン制御部３２には、また、画像処理
装置３から画像認識データが与えられるようになってい
る。画像処理装置３は、車載カメラ１から与えられた画
像データに対して、たとえば背景差分処理、時間差分処
理および空間差分処理などを組み合わせた画像認識処理
を施すことにより、前方物体が存在する可能性の高い範
囲（以下「物体存在範囲」という。）E0を抽出するもの
である。

【００２９】なお、上記画像認識処理は、たとえば、”
青木、田中、西山、徳留、戸羽「画像処理を用いた車
両感知器の開発」住友電気第144 号第115-118 頁
1994年”に詳しく開示されている。スキャン制御部３２
は、画像処理装置３から与えられる画像認識データに基
づいて、物体存在範囲E0が抽出されているか否かを判断
し、この判断結果に応じて、レーザ光の水平スキャン角
θ１および垂直スキャン角θ２を規定するための水平周
波数変化範囲および垂直周波数変化範囲、発光部１０を
駆動するための駆動信号のパルスレート（単位時間当た
りの照射パルス数に相当）Vp、ならびに周波数変化速度
（単位時間当たりの周波数の変化幅に相当）Vfを設定す
る。設定された各周波数変化範囲、パルスレートVpおよ
び周波数変化速度Vfは、レーザ駆動部１２に与えられ
る。

【００３０】レーザ駆動部１２は、駆動信号を、設定さ
れたパルスレートVpで発光部１０に与える。また、水平
周波数Ffを、設定された水平周波数変化範囲内におい
て、設定された周波数変化速度Vfに応じた速度で変化さ
せる。さらに、垂直周波数Fvを、水平周波数Ffの変化タ
イミングに応じて変化させる。以下、二次元スキャンに
要する時間、すなわち１フレームをスキャンする時間
（以下「スキャン時間」という。）Δｔが一定であると
いう前提で、レーザ光のスキャンについて詳述する。

【００３１】スキャン制御部３２は、たとえば、雨が降
っていて物体と背景画像とのコントラストがはっきりと
分かれていない場合のように物体存在領域E0が抽出され
ていない場合、および、画面内に多数の物体存在範囲E0
が存在して、物体存在範囲E0を１つに特定できない場合
には、ドライバが通常見る視野の範囲に相当する範囲
（以下「最大視野範囲」という。）E1にレーザ光を比較
的粗い角分解能Δθでスキャンさせるように、周波数変
化速度Vfを設定する。

【００３２】具体的には、スキャン制御部３２は、図３
(a) に示すように、水平周波数変化範囲として、最大視
野範囲E1を規定する水平スキャン角θ１に対応する水平
用第１範囲ΔFh1 を設定する。また、図３(b) に示すよ
うに、垂直周波数変化範囲として、垂直スキャン角θ２
に対応する垂直用第１範囲ΔFv1 を設定する。さらに、
周波数変化速度Vfを第１周波数変化速度Vf1 に設定す
る。

【００３３】この場合、レーザ駆動部１２は、駆動信号
を発光部１０に与えるとともに、水平周波数Ffを第１周
波数変化速度Vf1 で変化させていく。そして、１ライン
分のスキャンが終了するタイミング（t1、t2、・・・、
tn) において垂直周波数Fvを変化させ、この状態におい
て水平周波数Ffの変化を再開する。以上の処理を繰り返
し行う結果、レーザ光は、図５に示すように、最大視野
範囲E1内にスポット的に順次照射されていく。この場
合、スポット４０の角分解能Δθ１は比較的大きく、し
たがってレーザ光は、最大視野範囲E1内を粗い角分解能
でスキャンされることになる。

【００３４】一方、物体存在範囲E0が抽出されていれ
ば、スキャン制御部３２は、物体存在範囲E0だけにレー
ザ光を比較的細かな角分解能Δθでスキャンさせるよう
に、周波数変化速度Vfを設定する。具体的には、スキャ
ン制御部３２は、図４(a) 、(b) に示すように、物体存
在範囲E0を規定する水平スキャン角θ１および垂直スキ
ャン角θ２にそれぞれ対応する水平用第２範囲ΔFh2 、
および垂直スキャン角θ２に対応する垂直用第２範囲Δ
Fv2 を、それぞれ、水平周波数変化範囲および垂直周波
数変化範囲として設定する。この場合、物体存在範囲E0
は、通常、最大視野範囲E1の一部であるから、各第２範
囲ΔFh2 、ΔFv2 は、それぞれ、各第１範囲ΔFh1 、Δ
Fv1 よりも狭い範囲に設定される。

【００３５】また、周波数変化速度Vfを第１周波数変化
速度Vf1 よりも遅い値に設定する。周波数変化速度Vfを
遅くするのは、制御装置４の処理上、水平走査時間およ
び垂直走査時間を一定にするためである。レーザ光は、
図５に示すように、物体存在範囲E0内にスポット的に順
次照射されていく。この場合、スポット４１の角分解能
Δθ２は、上述のスポット４０の角分解能Δθ１よりも
細かく、したがってレーザ光は、物体存在範囲E0内を細
かな角分解能でスキャンされることになる。

【００３６】以上のようにこの第１実施形態によれば、
音響光学素子２１、２２を利用してレーザ光をスキャン
させているから、鏡を利用してレーザ光をスキャンさせ
る従来装置に比べて長寿命化を図ることができるうえ
に、高速スキャンを実現することができる。また、レー
ザ光を二次元スキャンさせるのに２つの音響光学素子２
１、２２を組み合わせているだけであるから、鏡を組み
合わせる場合に比べてレーダヘッドの規模は小さくて済
む。したがって、レーダヘッドを小型・軽量化すること
ができる。

【００３７】さらに、物体存在範囲E0が抽出されていな
い場合には広い範囲を粗くスキャンさせ、物体存在範囲
E0が抽出されたときに、その物体存在範囲E0に絞ってレ
ーザ光を細かくスキャンさせるから、非常に効率的なス
キャンを実現することができる。なお、画面全体に複数
の物体存在範囲E0が抽出された場合には、たとえば、画
像全体中の各物体存在領域E0だけをスキャンするいわゆ
る飛ばしスキャンを行うようにしてもよい。この構成に
よれば、物体存在範囲E0が２つ以上存在する場合でも、
それぞれの物体の位置情報を確実に取得できる。

【００３８】以上の第１実施形態では、スキャン時間Δ
ｔが一定であるという条件下でスキャンを行っているか
ら、角分解能Δθは、視野範囲が広いほど粗く、視野範
囲が狭いほど細かくすることができる。しかし、たとえ
ば視野範囲の広狭にかかわらず角分解能Δθを一定にす
るスキャンが望まれることもある。この場合には、視野
範囲が狭くなるほど、図６に示すように、周波数変化速
度Vfを比較的速くする。これにより、１ラインのスキャ
ンに要する時間が短縮され、スキャン時間Δｔも短縮さ
れる。その結果、角分解能Δθを、スキャン時間Δｔか
一定の時に比べて粗くできる。

【００３９】また、スキャン時間Δｔが一定で、かつ角
分解能Δθも一定というスキャンが望まれる場合もあ
る。この場合には、図３に示されるスキャンにおいて、
パルスレートVpを、水平用第１範囲ΔFh1 および垂直用
第１範囲ΔFv1 が狭くなるほど遅くするような制御を行
うとよい。図７は、本発明の第２実施形態に係る物体検
知装置の設置形態を説明するための概念図である。

【００４０】上記第１実施形態では、車両に物体検知装
置が搭載されるのに対して、この第２実施形態では、道
路の路側に物体検知装置が設置されている。さらに具体
的には、この第２実施形態では、道路５０の路側に設置
され、路面からL1（L1≦10(m) ；たとえばL1＝5(m)）の
高さを有するポール５１の先端に、物体検知装置５２が
設けられている。

【００４１】物体検知装置５２は、道路５０に向かって
レーザ光が照射されるようにポール５１に対して取り付
けられている。この場合、物体検知装置５２は、少なく
とも、ｎ車線（たとえばｎ＝３）分の幅方向の長さを有
し、かつ道路５０に沿って所定長Ｒ（たとえばＲ＝100
(m)）の長さを有する物体監視範囲５３（斜線部分）を
スキャンできるようにされている。

【００４２】図８は、物体検知装置５２に備えられるレ
ーダヘッド２内のスキャン部１１の構成を示す図であ
る。図８において、図２と同じ機能部分については同一
の参照符号を使用する。物体検知装置５２は、上記第１
実施形態に係る物体検知装置の構成とほぼ同様である
が、レーダヘッド２に備えられた垂直スキャン用音響光
学素子２２のレーザ光進行方向下流側に、凹レンズ５５
が配置されている点が異なる。凹レンズ５５は、垂直ス
キャン用音響光学素子２２から照射されるレーザ光の垂
直スキャン角θ２を広げるためのものである。この凹レ
ンズ５５を備えることにより、物体検知装置５２の設置
地点から20〜30(m) 離れた地点を物体監視範囲５３の境
界とすることができる。

【００４３】物体検知装置５２をポール５１の先端に設
けた場合、現状の音響光学素子では、性能上、物体検知
装置５２の設置地点から200(m)離れた地点よりも近い場
所にレーザ光を回折させることはできないから、物体検
知装置５２の近傍において物体を検知することができな
かった。一方、上述のように、凹レンズ５５を用いてレ
ーザ光の垂直スキャン角θ２を大きくすることができる
ようにしておけば、物体検知装置５２の近傍にもレーザ
光を照射することができるから、物体検知装置５２の近
傍においても物体を検知することができる。

【００４４】なお、凹レンズ５５の代わりに、凸面鏡を
用いてレーザ光の垂直スキャン角θ２を広げるようにし
てもよい。物体検知装置５２の検知結果は、図外のシス
テムメイン装置に与えられる。システムメイン装置は、
検知結果に基づいて、必要に応じて、路側ビーコンやラ
ジオを通じて車両に対して物体に関する情報を与える。
こうして、たとえば二次事故などを防止することができ
る。

【００４５】この発明の実施の形態の説明は以上のとお
りであるが、この発明は上述の２つの実施形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲で種
々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る物体検知装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】(a) は、スキャン部の構成を概念的に示す平面
図であり、(b) は、(a) に示される構成をＡ方向から見
た側面図である。

【図３】スキャン時間が一定であるとの条件下において
最大視野範囲をスキャンする場合の水平周波数および垂
直周波数の変化を示す図である。

【図４】スキャン時間が一定であるとの条件下において
物体存在範囲をスキャンする場合の水平周波数および垂
直周波数の変化を示す図である。

【図５】最大視野範囲をスキャンする場合および物体存
在範囲をスキャンする場合における各角分解能を説明す
るための図である。

【図６】視野範囲の広狭にかかわらず角分解能を一定に
するスキャンを行う場合における水平周波数および垂直
周波数の変化を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る物体検知装置の設
置形態を説明するための概念的な図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る物体検知装置に備
えられるレーダヘッド内のスキャン部の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１車載カメラ（撮像手段）３画像処理装置（範囲抽出手段）１０発光部（パルス光照射手段）１１スキャン部（スキャン手段）１２レーザ駆動部（スキャン手段、周波数変更手段、
範囲設定手段、分解能設定手段、スキャン制御手段）１３受光部（受光手段）２１水平スキャン用音響光学素子（音響光学素子、水
平スキャン用音響光学素子）２２垂直スキャン用音響光学素子（音響光学素子、垂
直スキャン用音響光学素子）２３圧電素子（音響光学素子、水平スキャン用音響光
学素子）２４圧電素子（音響光学手段、垂直スキャン用音響光
学素子）３１位置検出部（検知手段）３２スキャン制御部（スキャン手段、周波数変更手
段、範囲設定手段、分解能設定手段、スキャン制御手
段）５２物体検知装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繰り返しパルス光を利用して道路上の物体
を検知するための物体検知装置であって、繰り返しパルス光を照射するためのパルス光照射手段
と、このパルス光照射手段により照射された繰り返しパルス
光をスキャンするためのスキャン手段と、反射光を受光するための受光手段と、上記パルス光照射手段における繰り返しパルス光の照射
タイミングおよび上記受光手段における反射光の受光タ
イミングに基づいて、物体を検知するための検知手段と
を有し、上記スキャン手段は、上記パルス光照射手段により照射
された繰り返しパルス光の照射方向を超音波により変化
させる音響光学素子と、この音響光学素子において発生
される超音波の周波数を変化させる周波数変更手段とを
含むものであることを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】上記音響光学素子は、上記パルス光照射手
段により照射された繰り返しパルス光の光路上にカスケ
ード配置された水平スキャン用音響光学素子および垂直
スキャン用音響光学素子を含むものであることを特徴と
する請求項１記載の物体検知装置。
【請求項３】上記周波数変更手段は、超音波周波数の変
化範囲を設定するための範囲設定手段を含むものである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の物体検
知装置。
【請求項４】上記周波数変更手段は、上記範囲設定手段
により設定された超音波周波数の変化範囲が広い場合に
は、分解能を粗く設定し、上記範囲設定手段により設定
された超音波周波数の変化範囲が狭い場合には、分解能
を細かく設定する分解能設定手段をさらに含むことを特
徴とする請求項３記載の物体検知装置。
【請求項５】道路上の画像を撮像するための撮像手段
と、この撮像手段により撮像された画像を処理して物体が存
在する可能性の高い物体存在範囲を抽出するための範囲
抽出手段と、この範囲抽出手段により抽出された物体存在範囲だけを
繰り返しパルス光でスキャンするように、上記範囲設定
手段を制御するためのスキャン制御手段とをさらに有す
ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
の物体検知装置。