JPS594673B2 - 車間距離測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、超音波を用いた車間距離測定装置にかんす
るものである。

超音波を用いて車間距離を測定する方式として、送受形
時間差計測方式と反射形時間差計測方式の２つがある。

反射形時間差計測方式は受信波が車両あるいは障害物か
のいずれから反射されたものか識別できないことがある
ために、精確な車間距離を測定するには送受形時間差計
測方式が採用される。

ところが、送受形時間差計測方式は障害物を検知できな
いので、とくに無人走行車両にこれを適用するには不具
合があった。

それゆえ、この発明の目的は、無人走行車両に適用する
ために好適な車間距離測定装置を提供することにある。

第１図に送受形時間差計測方式、第２図に反射形時間差
計測方式による従来例を示している。

第１図において前方の車両が１として、後方の車両が２
さして示される。

後方車両２の前側には送波器３および受波器４が、前方
車両の後側には送波器５と受波器６が設置される。

受波器６を送波器３に、受波器４を送波器５に向い合せ
て設置する。

この後方車の送波器３から周波数ｆ１の超音波を発信す
る。

前方車の受波器６がこれを受信すると、ただちに周波数
ｆ２の超音波を送波器５から送り返す。

後方車も受波器４で周波数ｆ２との超音波を受信すると
、ただちに次の超音波（周波数ｆｌ）の超音波を発信す
る。

すなわち、送受形時間差計測方式は前方車と後方車の間
に超音波を絶えず往復させ、超音波を発信してから次の
発信までの時間を測定し、車間距離に換算する。

第２図において車両７の前方には送波器８および受波器
９が設置される。

この送波器８から超音波を発信して前方の車両１０から
の反射波を受波器９で受信する。

この飛来時間を計測し、車間距離を計算する。

第１図において示した送受形時間差計測方式は、反射形
時間差計測方式に対して計測範囲を２倍まで広げること
ができる利点に加えて、受波信号を他の物体からの反射
信号と識別して相手車両からの送信信号のみを受けるよ
うにできるので、精確な車間距離を算出できる。

しかし、その反面、障害物を検知できない。

第２図に示した反射形時間差計測方式は、車両からの反
射波か、他の物体からの反射波か識別できない。

第３図および第４図にこの発明が実施される電気的ブロ
ック図を示している。

第３図において車両１１の前方には、車両１２から発信
された周波数ｆ２の超音波を受信する受波器１３が設置
される。

受波器１３は第４図に同一符号で示され、その出力端は
１４として示される受波増幅回路に導かれる。

受波増幅回路１４は受波器１１で得られた微弱信号を増
幅するためのものである。

受波増幅回路１４の出力は、ブロック１５として示され
るＰＬＬ回路に入力される。

ＰＬＬ回路１５は、フィルタと直流増幅を兼ね合せたも
ので、ｆ１以外の周波数成分を除いて、超音波パルスを
直流パルスに変換する。

ＰＬＬ回路１５の出力信号は微分回路１６に入力される
。

微分回路１６の出力端に得られる信号は１７として示さ
れる自動同期回路に入力される。

自動同期回路１７はこの微分信号を受けると、モノマル
チ回路１８を駆動する。

これによって、モノマルチ回路１８から一定時間出力信
号が生じこの出力信号はパルス変調回路１９に入力され
る。

このパルス変調回路によって、モノマルチ回路１８の出
力信号が周波数ｆ１で変調される。

パルス変調回路１９の出力信号は送波増幅回路２０で増
幅されて、送波器２１を駆動する。

このようにして、第３図に示す車両１１の前方に設けら
れた送波器２１から、周波数ｆ１の超音波が発信される
。

第５図に送波器２１から発信される超音波を２２として
、受波器１３で得られた受波を２３として示している。

車両１２の後方に設置された受波器２４で得られる受波
を第５図に２５として、同じく送波器２６から発振され
る超音波を２７として示している。

モノマルチ回路１８の出力信号は、前述したように、第
５図に２３として示した受波を受信した後生じるので、
これを計算回路２８に入力する。

計算回路２８はモノマルチ回路１８の出力信号の間隔Ｔ
（ｓｅｃ）を計測し、車両間隔 以上のようにして、車両１１と車両１２との車間距離り
が算出される。

なお、２９として示したブロックは基準パルス発生回路
であって、タイマを備え、タイマによって例えば３５０
ミＩＪ秒を計時するごとにパルスを発生する。

そして、モノマルチ回路１８の出力信号を受けて、この
出力信号が生じたときはタイマをリセットするように構
成される。

受波器１３で受波が受信されない場合は、基準パルス発
生回路２９の出力信号が自動同期回路１７にあたえられ
て、３５０ｍごとに送波器２１から超音波が送信される
。

つまり、自動周期回路１７の出力は前方車が一定距離に
存在しない場合に利用する。

第３図に３０として示した、受波器２４および送波器２
６を制御する制御装置は、この自動周期回路を除いた第
４図の構成と同等に構成される。

さて、この発明において、後方車両１１の前方にはもう
１つの受波器３１が設置される。

この受波器３１は、送波器２１から発信された周波数ｆ
１の超音波を受信するものである。

受波器３１の受波信号は３２として示される受波増幅回
路３２（受波増幅回路１４と同等の構成）で増幅されて
ＰＬＬ回路３３に入力される。

このＰＬＬ回路３３はｆ１以外の周波数成分を除いて増
幅し、ブロック３４として示される微分回路に出力する
。

微分回路３４の出力は、ブロック３５として示される演
算回路に入力される。

演算回路３５には、モノマルチ回路１８の出力さらには
計算回路２８で算出された車間距離を示すデータが入力
される。

受波器３１で得られる受波を第５図に３６として示して
いる。

この演算回路３５は、モノマルチ回路１８の出力が発生
してから微分回路３４の出力が得られるまでの時間にも
とづくデータと、計算回路２８で算出された車間距離デ
ータとを比較することにより、受波器３１で得た反射波
が前方の車両１２からのものか、あるいは前方車両１２
との間にある障害物からのものかを判定する。

すなわち、受波器３１に得られた反射波は、送波器２１
→反躬体表面→受波器３１を結ぶ３角形の稜線を通った
超音波であるから、演算回路３５では、まずモノマルチ
回１８の出力信号が生じた時点から受波３６が得られた
までの時間Ｔ１にもとづき、反射体表面と車両との垂直
距離に換言した補正値ＡＴ１を算出する。

次にこの補正値ＡＴ１と計算回路２８から与えられた車
間距離データ（これをり。

とする）とを比較する。この比較の結果り。

がＡＴｌより相尚大きい場合には、前記反射波は前方の
車両１２の端面からのものではいと判定され、前方の車
両１２との間には反射体即ち障害物が存在することが検
知される。

上述したようにこの発明によれば、車両の前方に存在す
る障害物を前方車両と識別し得るという効果がある。

それゆえ、無人走行車両の運転制御に送受形時間差計測
方式による車間距離を適用するという目的を達すること
ができる。

なお、上述した実施例においては反射波の飛来時間と車
間距離とを演算して障害物の存在を検出しているが、受
波器３１で受波された信号を所定時間遅延させ、遅延さ
せた信号と前記受波器１３で受波された信号さの時間的
差を判別することにもとづいて、障害物の存在を検出す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は送受形時間差計測方式による車間距離測置の従
来例を示す図面、第２図は反射形時間差計測方式による
車間距離装置の従来例を示す図面、第３図はこの発明に
おける送受波器の配置を例示する図面、第４図はこの発
明の実施例を示す電気的ブロック図、第５図は第４図に
示した電気的ブロック図の動作説明図である。 １１・・・・・・後方車、１２・・・・・・前方車、２
１．２６・・・・・・送波器、１３，２４・・・・・・
受波器、３１・・・・・・受波器、２８・・・・・・計
算回路、３６・・・・・・演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 後方車の送波器と前方車の受波器を向い合うように
   して設置し、前方車の送波器と後方車の受波器を向い合
   うようにして設置し、前記後方車の送波器から送信され
   た超音波を前記前方車の受波器が受信することに応答し
   て前記前方車の送波器から超音波を送信し、前方車から
   送信された超音波を後方車が受信することに応答して再
   び前記後方車から超音波を送信して、前記超音波の送受
   信周期を計測することにもとづいて前方車と後方車との
   車間距離を測定するとともに、前記後方車から送信され
   た超音波の反射波を受信する受波器を後方車に設置して
   反射波の飛来時間を計測し、この計測値と車間距離とに
   もとづいて後方車の前方に存在する障害物を検出するよ
   うにしたことを特徴とする車間距離測定装置。 ２ 前記後方車から送信される超音波の周波数と前方車
   から送信される超音波の周波数とを異なるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車間距離測
   定装置。