JP2000009841A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁波が物体に反射される反射状態に関わら
ず該物体を確実に検知できる物体検知装置を提供する。 【解決手段】 ターゲットＴを検知する検知エリアを複
数の小検知エリアに分割し、それら小検知エリアをスポ
ット状のレーザービームで走査する。各小検知エリアの
反射波の受信レベル信号は、検知された距離毎に設定さ
れた加算メモリに加算されて記憶され、その加算値が閾
値を越えた場合にターゲットＴを距離を検知する。従っ
て、ターゲットＴが電磁波を反射し難いために個々の小
検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場
合でも、検知エリア全体としてターゲットＴを確実に検
知することができる。降雨時や降雪時に雨や雪からの反
射波が存在しても、距離がランダムである雨や雪の受信
レベル信号の加算値が閾値を越えることはないため、雨
や雪をターゲットＴと誤検知することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーやミリ波
よりなる電磁波を物体に向けて送信し、その反射波を受
信することにより前記物体を検知する物体検知装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１６はターゲットＴとしての前走車の
距離や方向を検知するための従来の物体検知装置を示す
もので、車両Ｖの前部に設けたレーダー装置から前方に
送信される電磁波を上下方向および左右方向に走査し、
ターゲットＴのリフレクタにより反射された反射波を受
信することによりターゲットＴの距離および方向を検知
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のものは、ターゲットＴがリフレクタを持たない場合
や、リフレクタが汚れている場合に充分な反射波を受信
することができず、そのためにターゲットＴを確実に検
知できない可能性があった。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、電磁波が物体に反射される反射状態に関わらず該物
体を確実に検知できる物体検知装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載され発明は、電磁波を送信し該電磁
波が物体に反射された反射波を受信することにより前記
物体を検知する物体検知装置において、物体を検知する
検知エリアを複数の小検知エリアに分割し、各小検知エ
リア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行う送受信
手段と、前記各小検知エリア毎の反射波の受信結果を前
記検知エリアに亘って加算する加算手段と、前記加算手
段による加算結果に基づいて物体を検知する物体検知手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、物体を検知する検知エ
リアを分割してなる複数の小検知エリア毎に電磁波の送
信および反射波の受信を行い、それら小検知エリア毎の
反射波の受信結果を前記検知エリアに亘って加算した結
果に基づいて物体を検知するので、物体が電磁波を反射
し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信
レベル信号が小さい場合でも、検知エリア全体として物
体を確実に検知することができる。

【０００７】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記送受信手段は、前記小検知エリ
アを前記検知エリアの全域に亘って走査しながら電磁波
の送信および反射波の受信を行うことを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、小検知エリアを検知エ
リアの全域に亘って走査しながら電磁波の送信および反
射波の受信を行うので、検知エリアの全域で物体を速や
かにかつ漏れなく検知することができる。

【０００９】また請求項３に記載された発明は、請求項
１または２の構成に加えて、前記加算手段は、物体まで
の距離毎に反射波の受信レベル信号を加算することを特
徴とする。

【００１０】上記構成によれば、物体までの距離毎に反
射波の受信レベル信号を加算するので、複数の物体を同
時に検知することができる。

【００１１】また請求項４に記載された発明は、請求項
３の構成に加えて、前記物体検知手段は、加算された反
射波の受信レベル信号に基づいて物体までの距離を検知
することを特徴とする。

【００１２】上記構成によれば、加算された反射波の受
信レベル信号に基づいて物体までの距離を検知するの
で、雨や雪からの反射波の影響を排除して目的とする物
体の距離を確実に検知することができる。

【００１３】また請求項５に記載された発明は、電磁波
を送信し該電磁波が物体に反射された反射波を受信する
ことにより前記物体を検知する物体検知装置において、
物体を検知する検知エリアを複数の小検知エリアに分割
し、各小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受
信を行う送受信手段と、前記各小検知エリア毎に、電磁
波の送信から反射波の受信までの時間差に応じて前記反
射波の受信レベル信号を加算する加算手段と、前記加算
手段による加算結果に基づいて物体の距離を検知する物
体検知手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】上記構成によれば、物体を検知する検知エ
リアを分割してなる複数の小検知エリア毎に電磁波の送
信および反射波の受信を行い、それら小検知エリア毎の
送信から受信までの時間差に応じて反射波の受信レベル
信号を加算し、その加算結果に基づいて物体の距離を検
知するので、物体が電磁波を反射し難いために個々の小
検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場
合でも、また雨や雪からの反射波が存在する場合でも物
体の距離を確実に検知することができる。

【００１５】尚、第１実施例では送光部１、送光走査部
２、受光部３および受光走査部４が送受信手段を構成
し、第２実施例では送光部１、送光走査部２、受光部３
および送受光走査部４′が送受信手段を構成する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１７】図１〜図１１は本発明の第１実施例を示す
もので、図１は物体検知装置のブロック図、図２は物体
検知装置の斜視図、図３は走査方式の説明図、図４は検
知エリアの分割パターンの説明図、図５は物体検知装置
の要部のブロック図、図６は検知エリアおよび小検知エ
リアの説明図、図７は作用を説明するフローチャートの
第１分図、図８は作用を説明するフローチャートの第２
分図、図９〜図１１は作用の説明図である。

【００１８】図１および図２に示すように、例えば前走
車よりなるターゲットＴの距離および方向を検知するた
めの物体検知装置は、送光部１と、送光走査部２と、受
光部３と、受光走査部４と、距離計測処理部５とから構
成される。送光部１は、送光レンズを一体に備えたレー
ザーダイオード１１と、レーザーダイオード１１を駆動
するレーザーダイオード駆動回路１２とを備える。送光
走査部２は、レーザーダイオード１１が出力したレーザ
ーを反射させる送光ミラー１３と、送光ミラー１３を上
下軸１４周りに往復回動させるモータ１５と、モータ１
５の駆動を制御するモータ駆動回路１６とを備える。送
光ミラー１３から出るレーザービームは左右幅が制限さ
れて上下方向に細長いパターンを持ち、それが２００ｍ
ｓｅｃの周期で左右方向に走査される。

【００１９】受光部３は、受光レンズ１７と、受光レン
ズ１７で収束させた反射波を受けて電気信号に変換する
フォトダイオード１８と、フォトダイオード１８の出力
信号を増幅する受光アンプ回路１９とを備える。受光走
査部４は、ターゲットＴからの反射波を反射させて前記
フォトダイオード１８に導く受光ミラー２０と、受光ミ
ラー２０を左右軸２１周りに往復回動させるモータ２２
と、モータ２２の駆動を制御するモータ駆動回路２３と
を備える。受光ミラー２０によって５ｍｓｅｃの周期で
上下方向に走査される受光エリアは、上下幅が制限され
て左右方向に細長いパターンを持つ。

【００２０】距離計測処理部５は、前記レーザーダイオ
ード駆動回路１２やモータ駆動回路１６，２３を制御す
る制御回路２４と、クルーズコントロール装置や自動ブ
レーキ装置を制御する電子制御ユニット２５との間で通
信を行う通信回路２６と、レーザーの受光レベル信号を
記憶するメモリ回路２７と、前記メモリ回路２７に記憶
されたデータに基づいてターゲットＴまでの距離を算出
する物体検知手段としての中央演算処理装置２８とを備
える。

【００２１】而して、図３および図４に示すように、物
体検知装置の上下方向に細長いレーザービームは２００
ｍｓｅｃの周期で左右方向に走査されるとともに、物体
検知装置の左右方向に細長い受光エリアは５ｍｓｅｃの
周期で上下方向に走査され、レーザービームと受光エリ
アとが交わる部分が１つの小検知エリアになる。全検知
エリアは縦方向に１０分割され横方向に４０分割された
合計４００個の小検知エリアの集合からなり、全検知エ
リアに含まれる４００個の小検知エリアの全てが２００
ｍｓｅｃの間にジグザグに走査される。

【００２２】図６に示すように、全検知エリアは左右方
向に配置された第１〜第５検知エリアによって区画され
ており、小検知エリアは最初の４０ｍｓｅｃで左端の第
１検知エリアを走査し、次の４０ｍｓｅｃで第２検知エ
リアを走査し、同様にして４０ｍｓｅｃ毎に、第３検知
エリア、第４検知エリアおよび第５検知エリアを走査す
ることにより、２００ｍｓｅｃ毎に第１〜第５検知エリ
アの走査を完了する。１つの検知エリアの大きさは、通
常の車間距離にあるターゲットＴの全体が含まれる程度
の大きさに設定される。

【００２３】次に、物体検知装置の要部の構成を図５に
基づいて説明する。

【００２４】受光部３に接続されたメモリ回路２７は、
受光部３で受信した反射波の受信レベル信号をＡＤ変換
するＡＤコンバータ２９と、ＡＤ変換された受信レベル
信号を一時的に保持するラッチ回路３０と、ラッチ回路
３０に一定周期のパルス信号を出力する基本クロック回
路３１とを備える。ラッチ回路３０に接続された加算手
段としての加算メモリ３２はＲＡＭより構成され、２０
０個の記憶領域［Ｄ１］、［Ｄ２］…［Ｄ１９９］、
［Ｄ２００］を備えており、それぞれの記憶領域は車両
Ｖから前方に測った０．５ｍ毎の距離に対応している。
従って、例えば［Ｄ２］は距離１ｍに対応し、［Ｄ１０
０］は距離５０ｍに対応し、［Ｄ２００］は距離１００
ｍに対応する。加算メモリ３２は、ターゲットＴの左右
位置およびターゲットＴとの距離を演算する中央演算処
理装置２８に接続される。尚、前記距離０．５ｍは、基
本クロック回路３１が出力するパルス信号の周期に対応
している。

【００２５】また中央演算処理装置２８には、検知され
たターゲットＴの距離および方向を記憶すべく、ＲＡＭ
よりなるターゲットメモリ３３が接続される。ターゲッ
トメモリ３３は複数の記憶領域［Ｔ０］、［Ｔ１］…を
備えており、複数のターゲットＴ…が検知されたとき
に、その距離および方向が順次記憶される。

【００２６】次に、本発明の実施例の作用を、図７およ
び図８のフローチャートを参照しながら説明する。

【００２７】先ず、ステップＳ１で１つの小検知エリア
に対するレーザービームの送信および反射波の受信を行
い、ステップＳ２で受信した反射波の受信レベル信号を
基本クロック回路３１が出力するパルス信号毎にＡＤコ
ンバータ２９でＡＤ変換し、ステップＳ３で前記ＡＤ変
換されたデータを加算メモリ３２の所定の記憶領域に記
憶する。即ち、例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方のター
ゲットＴからの反射波が受信されると、その反射波の受
信レベル信号をＡＤ変換したデータは距離５０ｍに対応
する［Ｄ１００］の記憶領域に記憶される。このとき、
記憶されるデータの大きさ（受信レベル信号のＡＤ変換
値）は反射波の受信レベル信号の大きさに対応してい
る。

【００２８】上記ステップＳ１〜Ｓ３は、第１検知エリ
アに含まれる１０×８＝８０個の小検知エリアの全ての
走査が完了するまで繰り返し行われる（ステップＳ５参
照）。この場合、例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方にタ
ーゲットＴの車体後面が存在すれば、その車体後面をカ
バーする複数の小検知エリアに対応する複数のデータ
（図９の受信１，２，３…参照）が、同じ［Ｄ１００］
の記憶領域に加算されて記憶される。そして、ステップ
Ｓ４で第１検知エリアの全ての小検知エリアが走査され
て８０個のデータが距離毎に加算されて記憶されると、
ステップＳ６に移行する。

【００２９】続くステップＳ６において、加算メモリ３
２に記憶されているデータのうち、予め設定された閾値
（図９参照）を越えるデータをピークポイントとして抽
出する。例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方にターゲット
Ｔの車体後面が存在すれば、記憶領域［Ｄ１００］に加
算されて記憶されたデータがピークポイントとして抽出
されることになる。そしてステップＳ７において、ピー
クポイントのデータが記憶された記憶領域［Ｄ１００］
のアドレスからターゲットＴの距離が５０ｍであること
を検知するとともに、ステップＳ８において、走査が行
われた検知エリアの番号からターゲットＴの方向を検知
する。例えば、図６に示す例では、第３検知エリアおよ
び第４検知エリアにおいてピークポイントとして抽出さ
れるため、車両Ｖの正面の第３検知エリアの方向と、そ
の更に右寄りの第４検知エリアの方向とにそれぞれター
ゲットＴ，Ｔが存在することが検知される。

【００３０】ステップＳ９で第１検知エリアにおける全
てのピークポイントの抽出が完了すると、ステップＳ１
０において、前記抽出されたピークポイントに対応する
ターゲットＴの距離および方向をターゲットメモリ３３
の記憶領域に記憶する。第１検知エリアにおいて例えば
３個のピークポイントが抽出されれば、それらのデータ
がターゲットメモリ３３の３個の記憶領域［Ｔ０］，
［Ｔ１］，［Ｔ２］に記憶される。そしてステップＳ１
１で加算メモリ３２をクリアする。

【００３１】このようにして第１検知エリアの物体検知
が完了すると、同様にして第２検知エリア〜第５検知エ
リアに物体検知を順次実行し、その結果ステップＳ１２
で第１検知エリア〜第５検知エリアに物体検知が全て完
了すると、ステップＳ１３でターゲットメモリに記憶さ
れたターゲットＴの距離および方向のデータを、例えば
クルーズコントロール装置や自動ブレーキ装置に出力し
た後に、ステップＳ１４でターゲットメモリ３３をクリ
アする。

【００３２】而して、図９に示すように、従来の物体検
知装置ではターゲットＴがリフレクタを持たなかったり
汚れたりしていると充分な受信レベル信号が得られない
ために検知不能になるが、本実施例では個々の小検知エ
リアの受信レベル信号が小さいものであっても、それら
の加算値を閾値と比較することによりターゲットＴを確
実に検知することができる。

【００３３】また図１０に示すように、従来の物体検知
装置では降雨時や降雪時にターゲットＴの手前の雨や雪
を検知してしまってターゲットＴそのものが検知不能に
なるが、本実施例では雨や雪の影響を排除してターゲッ
トＴを確実に検知することができる。なぜならば、雨や
雪の距離はランダムであるため、その受信レベル信号の
加算値が閾値を越えることはないが、雨や雪よりも寸法
の大きいターゲットＴは複数の小検知エリアに跨がって
存在するため、その受信レベル信号の加算値が閾値を越
えるからである。

【００３４】また図１１に示すように、従来の物体検知
装置では共通の検知エリアに複数のターゲットＴ…が存
在する場合、第１のターゲットＴからの反射波の受信レ
ベル信号の加算値が閾値を越えるとその時点で受信レベ
ル信号の加算が中止されるので、第２、第３のターゲッ
トＴ…を検知することができなかった。しかしながら、
本実施例では検知エリアに含まれる全ての小検知エリア
の反射波の受信レベル信号を加算した後に、それら加算
値を閾値と比較するので、複数のターゲットＴ…を検知
することが可能となる（図７のフローチャートのステッ
プＳ６〜Ｓ８参照）。

【００３５】次に、図１２〜図１５を参照して物体検知
装置の第２実施例を説明する。

【００３６】図１および図２に示す第１実施例と、図１
２および図１３に示す第２実施例とを比較すると明らか
なように、第２実施例の物体検知装置は、第１実施例の
物体検知装置の受光走査部４に代えて送受光走査部４′
を備える。送受光走査部４′は、送受光ミラー２０′
と、送受光ミラー２０′を左右軸２１′周りに往復回動
させるモータ２２′と、モータ２２′の駆動を制御する
モータ駆動回路２３′とを備える。送光ミラー１３で反
射されたレーザービームは送受光ミラー２０′により再
度反射され、上下方向および左右方向の幅が制限された
スポット状のレーザービームが左右方向および上下方向
に走査される。

【００３７】図１４および図１５に示すように、送光ミ
ラー１３の往復回動によるレーザービームの左右方向の
走査周期は２００ｍｓｅｃであり、送受光ミラー２０′
の往復回動によるレーザービームの上下走査周期は５ｍ
ｓｅｃである。そして前記送受光ミラー２０′の往復回
動によって受光エリアを上下方向に走査することによ
り、その受光エリアの上下走査周期も前記レーザービー
ムの上下走査周期と同一の５ｍｓｅｃになる。

【００３８】而して、第１実施例と同様に、１つの検知
エリアは縦方向に１０分割され横方向に４０分割された
合計４００個の小検知エリアの集合からなり、１つの検
知エリアに含まれる全ての小検知エリアは２００ｍｓｅ
ｃの間にジグザグに走査される。そして第１検知エリア
〜第５検知エリアの走査は、２００ｍｓｅｃ毎に順次実
行される。

【００３９】而して、この第２実施例によっても前述し
た第１実施例と同様の作用効果を達成することができ
る。

【００４０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４１】例えば、実施例の物体検知装置はレーザー
を用いているが、レーザーに代えてミリ波等の他の電磁
波を用いることができる。また各検知エリアを構成する
小検知エリアの数は実施例の４００個に限定されるもの
ではなく、検知エリアの数も実施例の５個に限定される
ものではない。またターゲットＴは前走車に限らず道路
の固定物であっても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、物体を検知する検知エリアを分割してなる複
数の小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信
を行い、それら小検知エリア毎の反射波の受信結果を前
記検知エリアに亘って加算した結果に基づいて物体を検
知するので、物体が電磁波を反射し難いために個々の小
検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場
合でも、検知エリア全体として物体を確実に検知するこ
とができる。

【００４３】また請求項２に記載された発明によれば、
小検知エリアを検知エリアの全域に亘って走査しながら
電磁波の送信および反射波の受信を行うので、検知エリ
アの全域で物体を速やかにかつ漏れなく検知することが
できる。

【００４４】また請求項３に記載された発明によれば、
物体までの距離毎に反射波の受信レベル信号を加算する
ので、複数の物体を同時に検知することができる。

【００４５】また請求項４に記載された発明によれば、
加算された反射波の受信レベル信号に基づいて物体まで
の距離を検知するので、雨や雪からの反射波の影響を排
除して目的とする物体の距離を確実に検知することがで
きる。

【００４６】また請求項５に記載された発明によれば、
物体を検知する検知エリアを分割してなる複数の小検知
エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行い、そ
れら小検知エリア毎の送信から受信までの時間差に応じ
て反射波の受信レベル信号を加算し、その加算結果に基
づいて物体の距離を検知するので、物体が電磁波を反射
し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信
レベル信号が小さい場合でも、また雨や雪からの反射波
が存在する場合でも物体の距離を確実に検知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】物体検知装置のブロック図

【図２】物体検知装置の斜視図

【図３】走査方式の説明図

【図４】検知エリアの分割パターンの説明図

【図５】物体検知装置の要部のブロック図

【図６】検知エリアおよび小検知エリアの説明図

【図７】作用を説明するフローチャートの第１分図

【図８】作用を説明するフローチャートの第２分図

【図９】作用の説明図

【図１０】作用の説明図

【図１１】作用の説明図

【図１２】第２実施例の物体検知装置のブロック図

【図１３】第２実施例の物体検知装置の斜視図

【図１４】第２実施例の走査方式の説明図

【図１５】第２実施例の検知エリアの分割パターンの説
明図

【図１６】従来技術の説明図

【符号の説明】

Ｔ ターゲット（物体） １ 送光部（送受信手段） ２ 送光走査部（送受信手段） ３ 受光部（送受信手段） ４ 受光走査部（送受信手段） ４′ 送受光走査部（送受信手段） ２８ 中央演算処理装置（物体検知手段） ３２ 加算メモリ（加算手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波を送信し該電磁波が物体（Ｔ）に
   反射された反射波を受信することにより前記物体（Ｔ）
   を検知する物体検知装置において、 物体（Ｔ）を検知する検知エリアを複数の小検知エリア
   に分割し、各小検知エリア毎に電磁波の送信および反射
   波の受信を行う送受信手段（１〜４，４′）と、 前記各小検知エリア毎の反射波の受信結果を前記検知エ
   リアに亘って加算する加算手段（３２）と、 前記加算手段（３２）による加算結果に基づいて物体
   （Ｔ）を検知する物体検知手段（２８）と、を備えたこ
   とを特徴とする物体検知装置。
2. 【請求項２】 前記送受信手段（１〜４，４′）は、前
   記小検知エリアを前記検知エリアの全域に亘って走査し
   ながら電磁波の送信および反射波の受信を行うことを特
   徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
3. 【請求項３】 前記加算手段（３２）は、物体（Ｔ）ま
   での距離毎に反射波の受信レベル信号を加算することを
   特徴とする、請求項１または２に記載の物体検知装置。
4. 【請求項４】 前記物体検知手段（２８）は、加算され
   た反射波の受信レベル信号に基づいて物体（Ｔ）までの
   距離を検知することを特徴とする、請求項３に記載の物
   体検知装置。
5. 【請求項５】 電磁波を送信し該電磁波が物体（Ｔ）に
   反射された反射波を受信することにより前記物体（Ｔ）
   を検知する物体検知装置において、 物体（Ｔ）を検知する検知エリアを複数の小検知エリア
   に分割し、各小検知エリア毎に電磁波の送信および反射
   波の受信を行う送受信手段（１〜４，４′）と、 前記各小検知エリア毎に、電磁波の送信から反射波の受
   信までの時間差に応じて前記反射波の受信レベル信号を
   加算する加算手段（３２）と、 前記加算手段（３２）による加算結果に基づいて物体
   （Ｔ）の距離を検知する物体検知手段（２８）と、を備
   えたことを特徴とする物体検知装置。