JPS6363077B2 - - Google Patents
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- JPS6363077B2 JPS6363077B2 JP57126228A JP12622882A JPS6363077B2 JP S6363077 B2 JPS6363077 B2 JP S6363077B2 JP 57126228 A JP57126228 A JP 57126228A JP 12622882 A JP12622882 A JP 12622882A JP S6363077 B2 JPS6363077 B2 JP S6363077B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/80—Exterior conditions
- B60G2400/82—Ground surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光を用いて車両前方の路面に異常
があるか否かを検知する路面状況検知用光レーダ
装置に関する。
があるか否かを検知する路面状況検知用光レーダ
装置に関する。
従来、車両の走行中に運転者は、進路方向前方
の路面状況を確認するために、自らの目で視認
し、これによつて、路面の跡切れ、凍結、陥没、
油膜、異物の散乱等の路面の異常を未然に知つて
安全な走行を行なうようにしていた。
の路面状況を確認するために、自らの目で視認
し、これによつて、路面の跡切れ、凍結、陥没、
油膜、異物の散乱等の路面の異常を未然に知つて
安全な走行を行なうようにしていた。
ところが、上記のように、従来は路面状況の確
認を運転者の視覚のみに頼つていたために、太陽
光等により眩惑あるいは疲労による視力低下等に
起因して、運転者の錯覚や見落し等によつて正確
な路面状況の把握ができない場合がある。
認を運転者の視覚のみに頼つていたために、太陽
光等により眩惑あるいは疲労による視力低下等に
起因して、運転者の錯覚や見落し等によつて正確
な路面状況の把握ができない場合がある。
この発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、投光器によつて車両から所定距離前方の路面
上へ信号光を照射し、この信号光が路面から反射
されてくる反射信号光を受光器で検出し、この検
出された反射信号光の強弱に基づいて路面の異常
の有無を弁別するように構成したことによつて、
車両前方路面に異常があるか否かを未然に、かつ
確実に検知することのできる路面状況検知用光レ
ーダ装置を提供することを目的とする。
で、投光器によつて車両から所定距離前方の路面
上へ信号光を照射し、この信号光が路面から反射
されてくる反射信号光を受光器で検出し、この検
出された反射信号光の強弱に基づいて路面の異常
の有無を弁別するように構成したことによつて、
車両前方路面に異常があるか否かを未然に、かつ
確実に検知することのできる路面状況検知用光レ
ーダ装置を提供することを目的とする。
以下、本発明に係る路面状況検知用光レーダ装
置の実施例を添付図面を用いて詳細に説明する。
置の実施例を添付図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、この発明の一実施例を示す図であ
り、同図に示す光レーダ装置は、信号光の投光、
受光を行なう投受光ユニツト１と、この投受光ユ
ニツト１の投光、受光制御および路面状況の検知
を行なう制御回路１０とから概略構成されてい
る。
り、同図に示す光レーダ装置は、信号光の投光、
受光を行なう投受光ユニツト１と、この投受光ユ
ニツト１の投光、受光制御および路面状況の検知
を行なう制御回路１０とから概略構成されてい
る。
上記投受光ユニツト１は、内部に投光器２と受
光器６を備えており、例えば第２図に示す如く、
車両のルーフ３０上（その他、フロントグリル上
や車室内のルームミラー付近、インストパネル上
等）に設置されている。
光器６を備えており、例えば第２図に示す如く、
車両のルーフ３０上（その他、フロントグリル上
や車室内のルームミラー付近、インストパネル上
等）に設置されている。
上記投光器２は、前記制御回路１０内の変調器
１１から出力される駆動信号ａによつて駆動され
る半導体レーザ等の発光素子３と、この発光素子
３から発生するレーザ光等の信号光Ltを集光し
て放射角φtのビーム状に絞る集光レンズ４と、
前記制御回路１０内の偏向角演算回路１５から供
給される偏向角設定信号Vθに応答して駆動し、
前記ビーム状の信号光Ltの走行路面との平行線
ｊに対して伏角θ1で前方路面２０上へ照射させる
光偏向器５（例えば、音響光学効果、電気光学効
果を利用したもの、あるいは、電気信号によつて
ミラー回転角度を変化させる機構等を用いてなる
もの）とから概略構成されている。
１１から出力される駆動信号ａによつて駆動され
る半導体レーザ等の発光素子３と、この発光素子
３から発生するレーザ光等の信号光Ltを集光し
て放射角φtのビーム状に絞る集光レンズ４と、
前記制御回路１０内の偏向角演算回路１５から供
給される偏向角設定信号Vθに応答して駆動し、
前記ビーム状の信号光Ltの走行路面との平行線
ｊに対して伏角θ1で前方路面２０上へ照射させる
光偏向器５（例えば、音響光学効果、電気光学効
果を利用したもの、あるいは、電気信号によつて
ミラー回転角度を変化させる機構等を用いてなる
もの）とから概略構成されている。
上記受光器６は、前記信号光Ltが路面２０に
反射して戻つてくる反射信号光Lrを集光する集
光レンズ７と、この集光された反射信号光Lrを
受光して光電変換し、受光信号ｂを出力する受光
素子８と、上記集光レンズ７と受光素子８との間
に介在されて、上記集光レンズ７から照射してく
る背光ノイズ（太陽光や人工照明光等）を除去
し、上記反射信号光Lr成分のみを受光素子８上
へ導く光フイルタ９とから概略構成されている。
反射して戻つてくる反射信号光Lrを集光する集
光レンズ７と、この集光された反射信号光Lrを
受光して光電変換し、受光信号ｂを出力する受光
素子８と、上記集光レンズ７と受光素子８との間
に介在されて、上記集光レンズ７から照射してく
る背光ノイズ（太陽光や人工照明光等）を除去
し、上記反射信号光Lr成分のみを受光素子８上
へ導く光フイルタ９とから概略構成されている。
そして、上記集光レンズ７の中心と受光素子８
の受光面８ａの中心を結ぶ光軸ｇは、前記路面と
の平行線ｊに対して所定の伏角θ2だけ傾射してお
り、これによつて、上記反射信号光Lrを効率良
く集光できるように構成されている。
の受光面８ａの中心を結ぶ光軸ｇは、前記路面と
の平行線ｊに対して所定の伏角θ2だけ傾射してお
り、これによつて、上記反射信号光Lrを効率良
く集光できるように構成されている。
上記制御回路１０は、前記発光素子３への駆動
信号ａを供給する変調器１１と、上記受光素子８
から出力される受光信号ｂを増幅する狭帯域増幅
器１２と、この狭帯域増幅器１２からの出力ｃを
整流する整流回路１３と、この整流回路１３から
出力される整流電圧ｄのレベルと予め設定された
基準電圧レベル（正常路面における反射信号光
Lrの強度に相当するもの）とを比較して“Ｈ”、
“Ｌ”２値化信号ｅを出力するコンパレータ１４
と、車速センサ１６から供給される車速に比例し
た電圧Vaに基づいて、前記信号光Ltが常に現在
の走行速度に対応した少なくとも安全制動距離
Raだけ前方を照らすことができるように、所定
の演算によつて偏向角設定信号Vθを算出して前
記光偏向器５へ供給する偏向角演算回路１５とか
ら構成されている。
信号ａを供給する変調器１１と、上記受光素子８
から出力される受光信号ｂを増幅する狭帯域増幅
器１２と、この狭帯域増幅器１２からの出力ｃを
整流する整流回路１３と、この整流回路１３から
出力される整流電圧ｄのレベルと予め設定された
基準電圧レベル（正常路面における反射信号光
Lrの強度に相当するもの）とを比較して“Ｈ”、
“Ｌ”２値化信号ｅを出力するコンパレータ１４
と、車速センサ１６から供給される車速に比例し
た電圧Vaに基づいて、前記信号光Ltが常に現在
の走行速度に対応した少なくとも安全制動距離
Raだけ前方を照らすことができるように、所定
の演算によつて偏向角設定信号Vθを算出して前
記光偏向器５へ供給する偏向角演算回路１５とか
ら構成されている。
そして、上記偏向角演算回路１５から出力され
る偏向角設定信号Vθは以下の関係式から導かれ
る。
る偏向角設定信号Vθは以下の関係式から導かれ
る。
まず、第２図に示されている、信号光Ltの伏
角θ1（θ1＜＜１）、安全制動距離Ra、投受光ユニ
ツト１の路面からの高さｈの間には、 θ1≒ｈ／Ra ……(1) の関係があり、上記安全制動距離Raは、車両の
走行速度ｖに対して以下の式で認められる。（安
全制動距離は車両前部からの距離を考えるべきだ
が、ここでは投受光ユニツト１からの距離を考え
ることにする。） Ra＝v2／2α＋vTd ……(2) なお、αは車両が急ブレーキをかけて制止しよ
うとする際の減速度（0.5G、Ｇは重力加速度）、
Tdは運転者が異常を知認してから制動動作に移
るまでの応答遅れ時間（約２秒）である。
角θ1（θ1＜＜１）、安全制動距離Ra、投受光ユニ
ツト１の路面からの高さｈの間には、 θ1≒ｈ／Ra ……(1) の関係があり、上記安全制動距離Raは、車両の
走行速度ｖに対して以下の式で認められる。（安
全制動距離は車両前部からの距離を考えるべきだ
が、ここでは投受光ユニツト１からの距離を考え
ることにする。） Ra＝v2／2α＋vTd ……(2) なお、αは車両が急ブレーキをかけて制止しよ
うとする際の減速度（0.5G、Ｇは重力加速度）、
Tdは運転者が異常を知認してから制動動作に移
るまでの応答遅れ時間（約２秒）である。
これらの関係式において、上記式(2)の車速ｖへ
前記車速センサ１６からの車速に比例する出力電
圧Vaを代入し、上記式(1)伏角θ1へ偏向角設定信
号Vθを代入することによつて、 Vθ≒ｈ／（Va2／2α＋VaTd） ……(3) が得られる。
前記車速センサ１６からの車速に比例する出力電
圧Vaを代入し、上記式(1)伏角θ1へ偏向角設定信
号Vθを代入することによつて、 Vθ≒ｈ／（Va2／2α＋VaTd） ……(3) が得られる。
従つて、上記式(3)に基づいて決定される偏向角
設定信号Vθによつて、信号光Ltの伏角θ1を可変
すれば、常に車速ｖに対応した安全制動距離Ra
の前方の路面状況を検知でき、もし路面の異常が
検知されて運転者が車両を停止しようとした場合
に、上記異常地点の手前で安全に車両を停止させ
ることができる。
設定信号Vθによつて、信号光Ltの伏角θ1を可変
すれば、常に車速ｖに対応した安全制動距離Ra
の前方の路面状況を検知でき、もし路面の異常が
検知されて運転者が車両を停止しようとした場合
に、上記異常地点の手前で安全に車両を停止させ
ることができる。
また、前記受光器６において、受光素子８の受
光面８ａは集光レンズ７の焦点Ｆの位置に設置さ
れており、上記受光素子８の受光面８ａの口径Ｄ
によつて受光器６の受光視角φrが決定される。
光面８ａは集光レンズ７の焦点Ｆの位置に設置さ
れており、上記受光素子８の受光面８ａの口径Ｄ
によつて受光器６の受光視角φrが決定される。
すなわち、集光レンズ７の焦点距離をｆとすれ
ば、 φr≒Ｄ／ｆ ……(4) なる関係が成り立つ。
ば、 φr≒Ｄ／ｆ ……(4) なる関係が成り立つ。
そして、実際には上記受光視角φr（ラジアン）
５（deg）となるようにかなり広い角度に受光
視角φrを設定することによつて、上記信号光Lt
の伏角θ1が変化して反射信号光Lrが受光器６へ入
射する角度が変化しても、第２図に示す安全制動
距離Ra前方の路面上の反射中心Ｐからの反射信
号光Lrを常に受光できるのである。
５（deg）となるようにかなり広い角度に受光
視角φrを設定することによつて、上記信号光Lt
の伏角θ1が変化して反射信号光Lrが受光器６へ入
射する角度が変化しても、第２図に示す安全制動
距離Ra前方の路面上の反射中心Ｐからの反射信
号光Lrを常に受光できるのである。
上記の如く構成された光レーダ装置における路
面状況の検知動作を以下に説明する。
面状況の検知動作を以下に説明する。
まず、前記制御回路１０内の変調器１１から駆
動信号ａとして第３図Ａに示すような周波数f0
（例えば100KHz）の正弦波信号を出力すると、投
光器２の発光素子３から第３図Ｂに示すような上
記駆動信号ａによつて変調された信号光Ltが発
光される。
動信号ａとして第３図Ａに示すような周波数f0
（例えば100KHz）の正弦波信号を出力すると、投
光器２の発光素子３から第３図Ｂに示すような上
記駆動信号ａによつて変調された信号光Ltが発
光される。
この信号光Ltは集光レンズ４で集光された後、
光偏向器５において、前記偏向角設定信号Vθに
基づいて設定される伏角θ1の方向へ変更され、車
速に対応する安全制動距離Ra前方の路面２０上
へ照射される。
光偏向器５において、前記偏向角設定信号Vθに
基づいて設定される伏角θ1の方向へ変更され、車
速に対応する安全制動距離Ra前方の路面２０上
へ照射される。
そして、上記信号光Ltの一部が路面２０によ
つて反射されて戻つてくる反射信号光Lrは受光
器６で受光され、受光素子８から第３図Ｃに示す
ような受光信号ｂが出力される。
つて反射されて戻つてくる反射信号光Lrは受光
器６で受光され、受光素子８から第３図Ｃに示す
ような受光信号ｂが出力される。
この受光信号ｂは、中心周波数f0の狭帯域増幅
器１２で第３図Ｄに示すように、正弦波信号成分
が増幅された後、この正弦波出力ｃは整流回路１
３で整流されて第３図Ｅに示すような整流電圧ｄ
となる。
器１２で第３図Ｄに示すように、正弦波信号成分
が増幅された後、この正弦波出力ｃは整流回路１
３で整流されて第３図Ｅに示すような整流電圧ｄ
となる。
そして、コンパレータ１４において上記整流電
圧ｄのレベルと基準電圧レベルｓとの比較が行な
われ、路面２０の状況が正常であれば上記整流電
圧ｄのレベルは基準電圧レベルｓに等しく、ある
いはそれ以上であり、コンパレータ１４の出力ｅ
は第３図Ｆに示す如く“Ｌ”となる。
圧ｄのレベルと基準電圧レベルｓとの比較が行な
われ、路面２０の状況が正常であれば上記整流電
圧ｄのレベルは基準電圧レベルｓに等しく、ある
いはそれ以上であり、コンパレータ１４の出力ｅ
は第３図Ｆに示す如く“Ｌ”となる。
また、上記路面２０に異常（路面の陥没、油膜
等）があれば、前記信号光Ltは異常路面によつ
て乱反射される等して受光器６へ反射して戻つて
くる反射信号光Lrの光量は低減することとなり、
このため、上記整流電圧ｄのレベルは基準レベル
ｓ以下となつてコンパレータ１４の出力ｅ“Ｈ”
となる。
等）があれば、前記信号光Ltは異常路面によつ
て乱反射される等して受光器６へ反射して戻つて
くる反射信号光Lrの光量は低減することとなり、
このため、上記整流電圧ｄのレベルは基準レベル
ｓ以下となつてコンパレータ１４の出力ｅ“Ｈ”
となる。
従つて、上記コンパレータ１４の出力ｅを警報
駆動回路（図示略）等に供給して、上記出力ｅが
“Ｈ”となつたときに所定の警報を駆動させて運
転者に前方の路面に異常があることを報知し、運
転者に注意を促すことによつて路面状況の確認を
確実に行なうことができる。
駆動回路（図示略）等に供給して、上記出力ｅが
“Ｈ”となつたときに所定の警報を駆動させて運
転者に前方の路面に異常があることを報知し、運
転者に注意を促すことによつて路面状況の確認を
確実に行なうことができる。
なお、上記実施例において、信号光Ltの伏角θ1
を設定するためのパラメータとして車速ｖを用い
ているが、この他に、雨や雪等を検出して、これ
をパラメータとして加えることによつて求められ
る安全制動距離に対応して上記伏角θ1を設定する
ように構成すれば、安全性を更に向上させること
ができる。
を設定するためのパラメータとして車速ｖを用い
ているが、この他に、雨や雪等を検出して、これ
をパラメータとして加えることによつて求められ
る安全制動距離に対応して上記伏角θ1を設定する
ように構成すれば、安全性を更に向上させること
ができる。
また、前方に障害物が存在するときには、前記
反射信号光Lrの光量が大となることを利用して、
コンパレータ１４において整流電圧ｄのレベルが
基準電圧レベルｓを越えた場合には、前方に障害
物があると判断して運転者にその旨を報知するよ
うに構成すれば、より詳細に路面状況を検出する
ことができる。
反射信号光Lrの光量が大となることを利用して、
コンパレータ１４において整流電圧ｄのレベルが
基準電圧レベルｓを越えた場合には、前方に障害
物があると判断して運転者にその旨を報知するよ
うに構成すれば、より詳細に路面状況を検出する
ことができる。
以上説明したように、この発明に係る路面状況
検知用光レーダ装置にあつては、車両前方の路面
に異常があるか否かを未然に、かつ確実に検知す
ることができ、これによつて運転者が路面の異常
を見落したり、錯覚することがなくなり、より安
全な走行を行なうことができることとなる等の利
点を有している。
検知用光レーダ装置にあつては、車両前方の路面
に異常があるか否かを未然に、かつ確実に検知す
ることができ、これによつて運転者が路面の異常
を見落したり、錯覚することがなくなり、より安
全な走行を行なうことができることとなる等の利
点を有している。
第１図は本発明に係る路面状況検知用光レーダ
装置の実施例の構成を示す図、第２図は同装置を
車両に搭載した例を示す側面図、第３図は同装置
の各主要出力波形を示す図である。 ２……投光器、６……受光器、１０……制御回
路、１４……コンパレータ、Lt……信号光、Lr
……反射信号光。
装置の実施例の構成を示す図、第２図は同装置を
車両に搭載した例を示す側面図、第３図は同装置
の各主要出力波形を示す図である。 ２……投光器、６……受光器、１０……制御回
路、１４……コンパレータ、Lt……信号光、Lr
……反射信号光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 車速信号を出力する車速検出手段と； 該車速信号に応じた所定距離前方の路面上へ信
号光を照射する投光器と； 前記信号光が路面から反射されてくる反射信号
光を検出する受光器と； 前記受光器で検出された反射信号光に基づいて
路面の異常の有無を弁別する路面状況弁別手段と
を備えてなることを特徴とする路面状況検知用光
レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126228A JPS5917182A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 路面状況検知用光レ−ダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126228A JPS5917182A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 路面状況検知用光レ−ダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917182A JPS5917182A (ja) | 1984-01-28 |
| JPS6363077B2 true JPS6363077B2 (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=14929933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57126228A Granted JPS5917182A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 路面状況検知用光レ−ダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917182A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024262272A1 (ja) * | 2023-06-20 | 2024-12-26 | スタンレー電気株式会社 | 車両用ＬｉＤＡＲシステム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3738221A1 (de) * | 1987-11-11 | 1989-06-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren und einrichtung zum erkennen des zustandes einer strasse |
| DE4016973C1 (ja) * | 1990-02-24 | 1991-06-13 | Eltro Gmbh, Gesellschaft Fuer Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg, De | |
| RU2554601C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-06-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) | Способ измерения наклонной дальности и устройство для его осуществления |
| JP2020153924A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社デンソー | 測距装置 |
-
1982
- 1982-07-20 JP JP57126228A patent/JPS5917182A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024262272A1 (ja) * | 2023-06-20 | 2024-12-26 | スタンレー電気株式会社 | 車両用ＬｉＤＡＲシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5917182A (ja) | 1984-01-28 |
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