JP2000206247A - 障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 探査波発信部から発信される探査波を、大き
なビーム幅を有する第１の探査波と小さなビーム幅を有
する第２の探査波とに分けて進行方向に照射し、第１の
探査波で先行車両を捕捉した後は、第２の探査波で追従
する。 【解決手段】 探査波発信部２を、発信回路３、発信素
子４、発信レンズ５，６，７、レンズ移動機構８、アク
チュエータ１０から構成する。第１の発信レンズ５，６
はレーザ光Ｌを大きなビーム幅を有する第１の探査波Ｔ
1L，Ｔ1Rに変え、第２の発信レンズ７はレーザ光Ｌを小
さなビーム幅を有する第２の探査波Ｔ2 に変え、進行方
向に照射する。コントロールユニット１５は、反射波受
信部１１から入力される受信信号Ｖb を監視し、アクチ
ュエータ１０に出力される駆動信号Ｖc を調整して第２
の探査波Ｔ2 を先行車両に対して追従させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のオー
トスピードコントロール、オートストップコントロール
等に用いて好適な障害物検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両には、高速道路のようにほ
ぼ一定の速度で巡航するときに使用するオートスピード
コントロール（ＡＳＣＤ）を備えたものがある。このオ
ートスピードコントロールには、設定された所定速度で
巡航させる速度制御方式のオートスピードコントロール
と、先行車両との車間距離を一定に保つ速度で巡航さ
せ、先行車両が消失した場合には設定された所定速度で
巡航させるようにした車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールとの２種類がある。

【０００３】そして、車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールは、先行車両との車間距離が一定距離と
なる速度で巡航するようにアクセル開度を制御アクチュ
エータによって制御し、車間距離が近づいたときにはア
クセル開度を閉じ、さらに自動的にブレーキングを行っ
て減速し、車間距離が広がったときにはアクセル開度を
開いて加速し、車間距離を常に一定に保つようにしたも
のである。

【０００４】また、この先行車両との車間距離を測定す
る方法の一つとして障害物検知装置がある。この障害物
検知装置は、発信信号を受けて車両の進行方向に探査波
を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査
波が障害物となる先行車両で反射したときの反射波を受
信し、受信信号を出力する受信手段とにより構成されて
いる。

【０００５】一般に、車両の後部には、リフレックスリ
フレクタを備えたテールランプが配設されているから、
障害物検知装置では、このリフレックスリフレクタに探
査波を照射して反射した反射波を受信手段で受信してい
る。そして、障害物検知装置では、コントロールユニッ
トによって発信手段と受信手段とを監視し、発信信号の
発信から受信信号の受信までの時間を計測することによ
り、車間距離を測定している。

【０００６】しかし、発信手段から発信される探査波
は、車両の向きに対して決められた方向でしかも一定の
広がりを持たせて発信させているため、道路がカーブや
坂道となったときには、先行車両を見失ってしまうこと
がしばしばあった。

【０００７】そこで、従来技術による障害物検知装置と
して、例えば特開平１０−１４８６７５号公報、特開平
１０−１４７１９７号公報等に示すものが知られてい
る。

【０００８】これらの従来技術では、発信手段に該発信
手段を揺動させる走査手段を設けることにより、絞った
ビーム幅の探査波を、車両の進行方向にある範囲（例え
ば、長さ１００ｍ、左右に３．５ｍ）で揺動させ、先行
車両を監視していた。そして、探査波が先行車両を捕捉
した後は、探査波を走査手段によって先行車両の移動に
合わせて追従させている。

【０００９】これにより、従来技術の障害物検知装置で
は、先行車両を捕捉した後、道路がカーブや坂道となっ
たときでも、探査波で先行車両を見失うことなく追従し
続けることが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来技術による障害物検知装置に使用される探査
波は、ビーム幅を絞っているから、該探査波のエネルギ
密度が高くなっている。このため、揺動される探査波
は、先行車両よりも前方を走行している車両、停車中の
車両、ガードレール、外壁等を先行車両として捕捉して
しまう可能性がある。

【００１１】また、探査波を揺動させるための走査手段
には、モータ等のアクチュエータを用いて探査波を揺動
させている。このため、先行車両を捕捉するまでの間、
このアクチュエータを駆動させて探査波を揺動させてい
るため、消費電力が嵩んでしまうという問題がある。

【００１２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は先行車両の監視を大きなビーム
幅を有する第１の探査波で行い、該第１の探査波で先行
車両を捕捉した後は小さなビーム幅を有する第２の探査
波で先行車両の追従を行うことのできる障害物検知装置
を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に適用される障害
物検知装置は、発信信号を受けて車両の進行方向に探査
波を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探
査波が障害物で反射したときの反射波を受信し、受信信
号を出力する受信手段とにより構成している。

【００１４】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１の発明では、発信手段を、発信信号を受けてレ
ーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発生した
レーザ光を透過させることにより、該レーザ光を大きな
ビーム幅を有する第１の探査波に変えて進行方向に照射
する第１の発信レンズと、前記発信素子から発生したレ
ーザ光を透過させることにより、該レーザ光を小さなビ
ーム幅を有する第２の探査波に変えて前記進行方向に照
射する第２の発信レンズと、少なくとも第２の探査波の
照射方向を変更するため該第２の発信レンズを移動させ
るレンズ移動手段と、前記受信手段から出力される受信
信号に基づいて該レンズ移動手段を作動させて第２の探
査波の照射方向を変更し、該第２の探査波を前記障害物
に照射させる照射方向制御手段とによって構成したこと
にある。

【００１５】このように構成したことにより、第１の発
信レンズから照射される大きなビーム幅を有する第１の
探査波は、低いエネルギ密度となっている。このため、
この第１の探査波は、車両の後部に設けたリフレックス
リフレクタに当たったときのみ反射して第１の反射波と
なり、受信手段でこの第１の反射波を受信する。そし
て、受信手段から出力される受信信号は、エネルギ密度
の低い第１の反射波を受けているため比較的小さな値と
なる。

【００１６】また、第２の発信レンズから照射される小
さなビーム幅を有する第２の探査波は、高いエネルギ密
度となっている。このため、この第２の探査波は、障害
物に当たったときに反射して第２の反射波となり、受信
手段でこの第２の反射波を受信する。そして、受信手段
から出力される受信信号は、エネルギ密度の高い第２の
反射波を受けているため比較的大きな値となる。

【００１７】このように、受信手段から出力される受信
信号の大きさにより、次のように判定することができ
る。即ち、受信信号の出力がない場合には、第１の探査
波が照射される広い範囲内には先行車両が存在してない
と判定し、受信信号が小さな値となった場合には、先行
車両に第１の探査波が当たっているから、第１の探査波
が照射される広い範囲内に先行車両が存在していると判
定し、受信信号が大きな値となった場合には、先行車両
に第２の探査波が当たっていると判定することができ
る。

【００１８】しかも、照射方向制御手段では、第２の探
査波を先行車両に向けて照射されるようにレンズ移動手
段を用いて第２の発信レンズの位置を制御しているか
ら、受信手段から出力される受信信号を、例えば小さな
値から大きな値となるようにでき、受信信号が大きな値
を出力し続ける状態を維持することによって、先行車両
に第２の探査波を照射し続けることができる。

【００１９】このように、大きなビーム幅を有する第１
の探査波は、該第１の探査波が照射される広い範囲内に
先行車両が存在するか否かを監視し、小さなビーム幅を
有する第２の探査波は、照射方向制御手段によりレンズ
移動手段を用いて第２の探査波の照射方向を変更して先
行車両に当て続けるようにしたから、先行車両の移動に
対して第２の探査波を追従させることができる。

【００２０】請求項２の発明では、第１の発信レンズは
２個のレンズから構成し、前記第２の発信レンズは該各
第１の発信レンズのほぼ中央に配置したことにある。

【００２１】このように、第２の探査波の例えば左，右
に第１の探査波を配置しているから、車両の進行方向に
照射される２個の第１の探査波が交わる部分に第２の探
査波を配置することができる。しかも、該各第１の探査
波が照射される範囲を左，右方向に広げて先行車両を監
視することができる。

【００２２】請求項３の発明では、レンズ移動手段を、
第２の発信レンズを少なくとも左，右方向に動かすレン
ズ移動機構と、該レンズ移動機構を駆動するアクチュエ
ータとから構成し、照射方向制御手段を、受信手段から
出力される受信信号を受け、該受信手段で受信した反射
波が前記第１の探査波による第１の反射波か前記第２の
探査波による第２の反射波かを判定する反射波判定手段
と、該反射波判定手段により前記受信手段で受信された
反射波が第１の反射波であると判定したとき、前記レン
ズ移動機構を作動させて第２の探査波が障害物に向けて
照射させるための駆動信号を前記アクチュエータに出力
する駆動信号出力手段とによって構成したことにある。

【００２３】このように、反射波判定手段では、受信手
段から出力される受信信号を受け、この受信信号により
受信手段で受信した反射波が第１の反射波か第２の反射
波かを判定し、駆動信号出力手段では、この反射波判定
手段で反射波が第１の反射波であると判定したとき、受
信手段で受信される反射波を第２の反射波とするための
駆動信号をアクチュエータに向けて出力し、該アクチュ
エータを駆動してレンズ移動機構を作動させることによ
り、第２の発信レンズを移動させて第２の探査波の照射
方向を変更する。これにより、レンズ移動手段では、第
２の探査波を先行車両の移動に対して照射方向を変更
し、第２の探査波で先行車両を追従させることができ
る。

【００２４】請求項４の発明では、反射波判定手段を、
受信信号が予め定められたレベル値よりも高い出力レベ
ルにあるとき受信手段で受信した反射波が第２の探査波
による第２の反射波と判定し、前記受信信号が予め定め
られたレベル値よりも低い出力レベルにあるとき受信手
段で受信した反射波が第１の探査波による第１の反射波
として判定する構成としたことにある。

【００２５】ここで、受信手段で受信される反射波がエ
ネルギ密度の低い第１の反射波である場合には、受信手
段から出力される受信信号は小さな値を出力し、エネル
ギ密度の高い第２の反射波の場合には、大きな値を出力
する。

【００２６】このため、反射波判定手段では、受信信号
がレベル値よりも高い出力レベルにあるときには、第２
の探査波が先行車両に当たっていると判定し、受信信号
がレベル値よりも低い出力レベルにあるときには、第１
の探査波が照射される広い範囲内に先行車両が存在して
いると判定することができる。

【００２７】請求項５の発明では、受信手段を、反射波
を受信したとき個別に複数の受信信号を出力する複数個
の光電変換素子として構成し、駆動信号出力手段を、該
各光電変換素子から出力される個々の受信信号に基づい
て駆動手段に駆動信号を出力する構成としたことにあ
る。

【００２８】このように、例えば受信手段を４個の光電
変換素子がそれぞれ隣接するように配置した場合、障害
物が正面に位置したときには４個の光電変換素子の中央
に集まり、４個の光電変換素子から受信信号が出力され
る。また、いずれか１個の光電変換素子から出力信号が
出力されたときには、この光電変換素子に対応した探査
波の照射方向を認識できる。そして、駆動信号出力手段
では、この照射方向からアクチュエータに出力される駆
動信号を設定することにより、先行車両の移動に対して
第２の探査波を追従させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図１ないし図１６に従って詳細に説明する。まず、
図１ないし図１３に基づいて、第１の実施の形態による
障害物検知装置について述べる。

【００３０】１は自車Ａ（車両）の前側に装備された障
害物検知装置としての先行車両検知装置で、該先行車両
検知装置１は後述する探査波発信部２、反射波受信部１
１およびコントロールユニット１５等から構成されてい
る。なお、便宜上、先行車両検知装置１が装着された車
両を自車Ａとし、該自車Ａの前を走行する車両を先行車
両Ｂとする。また、先行車両Ｂの後部中央にはリフレッ
クスリフレクタｒが設けられている。

【００３１】２は後述するコントロールユニット１５と
共に発信手段を構成する探査波発信部で、該探査波発信
部２は、コントロールユニット１５から出力される発信
信号Ｖa （例えば、０．１〜１．０ＭＨz の周波数）を
受けて信号を後述の発信素子４に向けて出力する発信回
路３と、該発信回路３の出力側に接続され、前記周波数
に対応した断続的なレーザ光Ｌを発生するレーザダイオ
ードからなる発信素子４と、該発信素子４から発生する
レーザ光Ｌを透過させることにより、該レーザ光Ｌを大
きなビーム幅を有する第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rに広げる
第１の発信レンズ５，６と、前記発信素子４から発生す
るレーザ光Ｌを透過させることにより、該レーザ光Ｌを
小さなビーム幅を有する第２の探査波Ｔ2 に絞り込む第
２の発信レンズ７と、該発信レンズ５，６，７を保持す
るレンズ保持器９を少なくとも左，右方向に移動させる
ことにより、探査波Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ2 の照射方向を変更
するレンズ移動機構８と、該レンズ移動機構８を駆動す
るアクチュエータ１０とによって構成されている。

【００３２】ここで、レンズ保持器９に保持された発信
レンズ５，６，７は、中央に第２の発信レンズ７が配置
され、その左，右に第１の発信レンズ５，６が配置され
ている。

【００３３】また、レンズ保持器９に保持された発信レ
ンズ５，６，７の配置から、該発信レンズ５，６，７か
ら照射される探査波Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ2 は、図２、図６に
示す如く、左，右に大きなビーム幅（例えば、長さ１０
０ｍ、幅１．５〜２ｍ）を有する第１の探査波Ｔ1L，Ｔ
1Rが位置し、該探査波Ｔ1L，Ｔ1Rが交わる位置には小さ
なビーム幅（例えば、長さ１００ｍ、幅０．０５ｍ）を
有する第２の探査波Ｔ2 が配置されている。

【００３４】さらに、アクチュエータ１０は、レンズ移
動機構８の可動部（図示せず）に連結され、コントロー
ルユニット１５から出力される駆動信号Ｖc を受けてレ
ンズ移動機構８を駆動し、レンズ保持器９の位置を矢示
ａ方向に移動させるものである（図１参照）。これによ
り、アクチュエータ１０は、レンズ移動機構８によりレ
ンズ保持器９を矢示ａ方向に移動させ、発信レンズ５，
６，７から進行方向に向けて照射される探査波Ｔ1L，Ｔ
1R，Ｔ2 の照射方向を左，右に変更するものである。

【００３５】１１は受信手段としての反射波受信部で、
該反射波受信部１１は、探査波発信部２から発信した探
査波Ｔ1L，Ｔ1Rが先行車両Ｂで反射したときの反射波Ｒ
を後述する受信素子１３に対して焦点を合わせる受信レ
ンズ１２と、該受信レンズ１２を透過した反射波Ｒを受
信することにより探査波Ｔが反射して反射波Ｒとなる位
置（先行車両の位置）を検出して出力信号を導出する受
信素子１３と、該受信素子１３の出力側に接続され、該
受信素子１３から出力される出力信号の補正を行ってコ
ントロールユニット１５に受信信号Ｖb を出力する受信
回路１４とによって構成されている。

【００３６】ここで、受信素子１３は、複数個の光電変
換素子としてのフォトダイオード、具体的には例えば４
個のフォトダイオード１３Ａ〜１３Ｄからなり（図３参
照）、該ダイオード１３Ａ〜１３Ｄには受信回路１４Ａ
〜１４Ｄ（１４Ｂ，１４Ｃは省略）がそれぞれ接続され
ている。また、受信レンズ１２の焦点距離は、反射波Ｒ
が受信素子１３の表面上で焦点が合うように設定されて
いる。

【００３７】また、受信素子１３は、図３と図４に示す
ように、光電変換素子からなるＰＩＮ型のフォトダイオ
ード１３Ａ〜１３Ｄを２×２の正方形状に配列すること
により構成されている。従って、フォトダイオード１３
Ａ〜１３Ｄは、反射波Ｒが照射される位置により、該フ
ォトダイオード１３Ａ〜１３Ｄのうち、フォトダイオー
ドが１個のみで検出されるエリアが４個、第１，第２で
検出されるエリアが４個、４個で検出されるエリアが１
個である。この場合、４個のフォトダイオード１３Ａ〜
１３Ｄであっても、９種類のエリアに分けて探査波Ｔの
照射方向を検出することができる（表１参照）。

【００３８】

【表１】

【００３９】ここで、図３と図４に示すように、例えば
受信信号Ｖb がフォトダイオード１３Ｂのみから出力さ
れている場合には、反射波Ｒが照射されるエリアは
「５」となる。また、受信信号Ｖb が２個のフォトダイ
オード１３Ａ，１３Ｄから出力されている場合には、反
射波Ｒ′が照射されているエリアは「２」となる。さら
に、受信信号Ｖが４個のフォトダイオード１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄから出力されている場合には、反射
波Ｒ″が照射されているエリアは「１」となる。このよ
うにフォトダイオード１３Ａ〜１３Ｄからそれぞれ出力
される受信信号Ｖbによって、受信レンズ１２を通して
受信素子１３で探査される範囲を、９個のエリアに分け
て検出することができる。

【００４０】１５は照射方向制御手段等を備えたコント
ロールユニットで、該コントロールユニット１５はマイ
クロコンピュータ等により構成され、入力側には反射波
受信部１１の受信回路１４Ａ〜１４Ｄが接続され、出力
側には探査波発信部２側のアクチュエータ１０、ブザ
ー，ランプの報知器１６等が接続されている。また、前
記コントロールユニット１５には記憶装置１７が設けら
れ、該記憶装置１７内には、図５に示すようなプログラ
ム等が格納されると共に、プログラムに用いられる高レ
ベル値ＶH 、低レベル値ＶL が記憶されている。なお、
報知器１６では、自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離また
は相対速度の演算結果を表示することにより、危険警告
等を行うようになっている。

【００４１】さらに、コントロールユニット１５には、
反射波受信部１１の受信回路１４から出力される受信信
号Ｖb によって、反射波受信部１１で受信された反射波
Ｒが第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rによる第１の反射波Ｒ1 で
あるか、第２の探査波Ｔ2 による第２の反射波Ｒ2 であ
るかを判定する反射波判定機能と、受信信号Ｖb により
先行車両Ｂの位置を検出する位置検出機能と、自車Ａと
先行車両Ｂとの間の車間距離を演算する車間距離演算機
能と、反射波受信部１１の受信素子１３で反射波Ｒを受
けた後に、レンズ移動機構８によって第２の探査波Ｔの
照射方向を変更して先行車両Ｂを追従させる追従機能と
を有している。

【００４２】ここで、探査波発信部２から発信される第
１の探査波Ｔ1L，Ｔ1R、第２の探査波Ｔ2 について説明
する。

【００４３】まず、探査波発信部２から発信される第１
の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rは、広がった大きなビーム幅となる
から、そのエネルギ密度は低くなっている。このため、
この第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rは、先行車両Ｂの後部に設
けたリフレックスリフレクタｒに当たったときのみ反射
して第１の反射波Ｒ1 となり、反射波受信部１１ではこ
の第１の反射波Ｒ1 を受信する。そして、該反射波受信
部１１から出力される受信信号Ｖb は、エネルギ密度の
低い第１の反射波Ｒ1 を受けているため比較的小さな値
となる。

【００４４】一方、探査波発信部２から発信される第２
の探査波Ｔ2 は、絞り込んだ小さなビーム幅となるか
ら、そのエネルギ密度は高くなっている。このため、こ
の第２の探査波Ｔ2 は、先行車両Ｂに当たって反射する
ことにより第２の反射波Ｒ2 となり、反射波受信部１１
ではこの第２の反射波Ｒ2 を受信する。そして、該反射
波受信部１１から出力される受信信号Ｖb は、エネルギ
密度の高い第２の反射波Ｒ2 を受けているため比較的大
きな値となる。

【００４５】本実施の形態による先行車両検知装置１
は、上述した如く構成されるが、次に図５によるプログ
ラムを参照しつつ、先行車両Ｂに照射される探査波Ｔ1
L，Ｔ1R，Ｔ2 を示す図６，図８，図１０と、発信信号
Ｖa と受信信号Ｖb との波形を示す図７，図９，図１１
とに基づいてその動作を説明する。

【００４６】まず、ステップ１では、レンズ移動機構８
を駆動するアクチュエータ１０に供給される駆動信号Ｖ
c を零に設定し、レンズ保持器９の位置を進行方向に対
してほぼ中央となる位置（初期位置）に配置する。

【００４７】ステップ２では、コントロールユニット１
５から発信信号Ｖa を探査波発信部２に向けて出力し、
発信素子４からレーザ光Ｌを発信させる。そして、この
レーザ光Ｌは発信レンズ５，６，７でそれぞれ探査波Ｔ
1L，Ｔ1R，Ｔ2 に分かれ、自車Ａの進行方向に向けて照
射される。

【００４８】ステップ３では、反射波受信部１１から出
力される受信信号Ｖb を読込み、ステップ４では、読込
んだ受信信号Ｖb が高レベル値ＶH よりも大きいか否か
を判定する。

【００４９】このステップ４で「ＹＥＳ」と判定した場
合には、図７に示すように、受信信号Ｖb が高レベル値
ＶH よりも高い出力レベルにあるから、受信素子１３で
受信された反射波Ｒが、第２の探査波Ｔ2 が先行車両Ｂ
で反射した第２の反射波Ｒ2であると判定する。そし
て、この状態では、図６に示すように、エネルギ密度の
高い第２の探査波Ｔ2 が先行車両Ｂに当たっているか
ら、ステップ５で発信信号Ｖa の出力から受信信号Ｖb
の受信までの時間ｔを計測し、この時間ｔから自車Ａと
先行車両Ｂとの車間距離を算出し、ステップ２にリター
ンされる。

【００５０】一方、ステップ４で「ＮＯ」と判定した場
合には、ステップ６に移り、ステップ６では受信信号Ｖ
b が判定基準値ＶL よりも大きいか否かを判定する。

【００５１】このステップ６で「ＹＥＳ」と判定した場
合には、図９に示すように、受信信号Ｖb が低レベル値
ＶL よりも高く高レベル値ＶH よりも低い出力レベルに
あるから、受信素子１３で受信された反射波Ｒを、第１
の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rが先行車両Ｂで反射した第１の反射
波Ｒ1 であると判定する。そして、この状態では、図８
に示すように、第２の探査波Ｔ2 が先行車両Ｂに当たら
ず、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rの照射される範囲内に先行
車両Ｂが存在している場合であると判断することができ
る。

【００５２】そこで、ステップ７に移り前述したステッ
プ５と同様に、発信信号Ｖa の出力から受信信号Ｖb の
受信までの時間ｔを計測し、この時間ｔから自車Ａと先
行車両Ｂとの車間距離を算出する。

【００５３】さらに、ステップ８では、受信素子１３を
構成するフォトダイオード１３Ａ〜１３Ｄから受信回路
１４Ａ〜１４Ｄを通して出力される個々の受信信号Ｖb
から受信素子１３に反射波Ｒが照射されるエリアを算出
し、ステップ９では、このエリアから第２の探査波Ｔ2
が先行車両Ｂに当たるための駆動信号Ｖc をアクチュエ
ータ１０に出力する。

【００５４】そして、図８の場合には、先行車両Ｂが左
側に位置しているから、探査波Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ2 を左側
に移動させる駆動信号Ｖc をアクチュエータ１０に出力
し、図１０に示すように、第２の探査波Ｔ2 を先行車両
Ｂに当てる。これにより、図１１に示すように受信信号
Ｖb が大きな値となり、ステップ２にリターンされた後
は、ステップ４、ステップ５の処理に移行し、この勝利
を繰返す。

【００５５】一方、ステップ６で「ＮＯ」と判定した場
合には、受信信号Ｖb が低レベル値ＶL よりも低い出力
レベルであるから、探査波Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ2 が照射され
る範囲内には先行車両Ｂが存在していないと判定する。
そして、ステップ１に戻り、ステップ１以降の処理を行
う。

【００５６】このように、本実施の形態による先行車両
検知装置１では、探査波発信部２から自車Ａの進行方向
に向けて発信される探査波を、大きなビーム幅を有する
第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rと、該第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1R
の交わる部分に位置した小さなビーム幅を有する第２の
探査波Ｔ2 とによって構成し、この探査波Ｔ1L，Ｔ1R，
Ｔ2 は、反射波受信部１１から出力される受信信号Ｖb
に基づいて照射方向を変更するようにしている。

【００５７】これにより、先行車両検知装置１では、大
きなビーム幅を有する第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rによっ
て、この範囲内に先行車両Ｂが存在するか否かの監視を
行い、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1R内に先行車両Ｂが存在し
た場合には、受信素子１３に受信される第１の反射波Ｒ
1 のエリアを参照しつつ第２の探査波Ｔ2 が先行車両Ｂ
に当たるように、該第２の探査波Ｔ2 の照射方向を変更
する。そして、図１２に示すように、第２の探査波Ｔ2
を先行車両Ｂに当たるようにしたら、常に受信信号Ｖb
の値が高レベル値ＶH よりも高い出力レベルとなるよう
に第２の探査波Ｔ2 の照射方向を変更し、第２の探査波
Ｔ2 を先行車両Ｂに追従させることができる。

【００５８】さらに、図１３に示すように、先行車両Ｂ
がカーブを走行中であっても、第２の探査波Ｔ2 は、そ
の照射方向を先行車両Ｂに対して変更することにより、
追従状態を続行することができる。

【００５９】また、第１の発信レンズ５，６によって進
行方向に向けて照射される広げられた第１の探査波Ｔ1
L，Ｔ1Rは、そのエネルギ密度が低くなり、第２の発信
レンズ７によって進行方向に向けて照射される絞り込ん
だ第２の探査波Ｔ2 は、そのエネルギ密度が高くなって
いる。このため、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rは、先行車両
Ｂの後部に設けたフレックスリフレクタｒに当たったと
きのみ反射して第１の反射波Ｒ1 となり、一方第２の探
査波Ｔ2 は、障害物に当たったときに反射して第２の反
射波Ｒ2 となる。

【００６０】これにより、先行車両検知装置１では、自
車Ａの進行方向に広がる第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rによっ
て先行車両Ｂを監視し、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rで先行
車両Ｂを捕捉した後は、第２の探査波Ｔ2 の照射方向を
変更して先行車両Ｂを追従させるようにしている。

【００６１】従って、エネルギ密度の低い第１の探査波
Ｔ1L，Ｔ1Rで先行車両Ｂを捕捉するまでの間は、第２の
探査波Ｔ2 の照射方向は進行方向中心に向けて照射させ
ているから、探査波Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ2 が先行車両Ｂより
も前を走行している車両、停車中の車両、ガードレー
ル、外壁等を先行車両Ｂとして捕捉するのを防止し、先
行車両Ｂを正確に捕捉した上で、第２の探査波Ｔ2 で追
従させることができ、先行車両検知装置１の信頼性を高
めることができる。

【００６２】さらに、本実施の形態による先行車両検知
装置１では、先行車両Ｂを第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rで捕
捉するまので間、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rと第２の探査
波Ｔ2 の照射方向は固定されているから、従来技術のよ
うに、先行車両Ｂを捕捉するまで探査波を揺動させる必
要がなくなり、アクチュエータ１０での消費電力を低減
させることができる。

【００６３】さらに、発信素子４から発信されるレーザ
光Ｌを第１の発信レンズ５，６によって第１の探査波Ｔ
1L，Ｔ1Rに変えて進行方向に照射し、第２の発信レンズ
７によって第２の探査波Ｔ2 に変えて進行方向に照射し
ている。このため、第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rと第２の探
査波Ｔ2 は１個の発信素子４から発信されるレーザ光Ｌ
を分けているから、発信素子をそれぞれ２個設けるもの
に比べて部品点数の削減と消費電力の低減を図ることが
できる。

【００６４】かくして、本実施の形態による先行車両検
知装置１をオートスピードコントロールに用いた場合に
は、発信信号Ｖa の出力から受信信号Ｖb の受信までの
時間ｔを計測し、この時間ｔから自車Ａと先行車両Ｂと
の車間距離を算出し、この車間距離が予め設定された一
定の車間距離となるように速度を制御して巡航させるこ
とができる。

【００６５】このとき、先行車両検知装置１では、第１
の探査波Ｔ1L，Ｔ1Rを先行車両Ｂを捕捉した後に第２の
探査波Ｔ2 で追従させるようにしているから、該先行車
両Ｂが自車Ａの走行路線上から離脱しない限り第２の探
査波Ｔ2 によって常に追従させることができる。この結
果、本実施の形態では、オートスピードコントロール中
の自車Ａの速度を安定させ、乗り心地を向上させること
ができる。

【００６６】次に、図１４ないし図１６に基づいて、第
２の実施の形態による障害物検知装置について述べる。
なお、本実施の形態の特徴は、第１の発信レンズを１個
とし、第１の発信レンズから照射される第１の探査波を
１個としたことにある。なお、前述した第１の実施の形
態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００６７】２１は本実施の形態に用いられる障害物検
知装置としての先行車両検知装置で、該先行車両検知装
置２１は、後述する探査波発信部２２、第１の実施の形
態で述べた反射波受信部１１、コントロールユニット１
５等から構成されている。

【００６８】２２は探査波発信部２に代えて用いられる
発信手段としての探査波発信部で、該探査波発信部２２
は、発信回路３と、レーザダイオードからなる発信素子
４と、該発信素子４から発生するレーザ光Ｌを透過させ
ることにより、該レーザ光Ｌを大きなビーム幅（例え
ば、長さ１００ｍ、左右に３．５ｍ）を有する第１の探
査波Ｔ1 に広げる第１の発信レンズ２３と、前記発信素
子４から発生するレーザ光Ｌを透過させることにより、
該レーザ光Ｌを小さなビーム幅（例えば、長さ１００
ｍ、左右に０．０５ｍ）を有する第２の探査波Ｔ2 に絞
り込む第２の発信レンズ２４と、該発信レンズ２３，２
４を少なくとも左，右方向に移動させるレンズ移動機構
８と、該レンズ移動機構８を駆動するアクチュエータ１
０とにより構成されている。

【００６９】また、発信レンズ２３，２４は中央に発信
レンズ２４が位置し、その左側に第１の発信レンズ２３
を位置させたレンズ保持器２５に固定され、該レンズ保
持器２５はレンズ移動機構８によって矢示ａ方向に移動
可能に支持されている。

【００７０】このように構成される先行車両検知装置２
１でも、第１の実施の形態で述べた先行車両検知装置１
と同様に作動し、先行車両Ｂが第１の探査波Ｔ1 で捕捉
されるまでの間は、第１の探査波Ｔ1 と第２の探査波Ｔ
2 とは固定した状態で自車Ａの進行方向に照射する。そ
して、第１の探査波Ｔ1 で先行車両Ｂを捕捉した後は、
コントロールユニット１５からアクチュエータ１０に駆
動信号Ｖc を出力し、レンズ移動機構８によってレンズ
保持器２５を移動させることにより、第２の探査波Ｔ2
で先行車両Ｂを追従させるようにしている。

【００７１】このように構成される先行車両検知装置２
１においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用
効果を得ることができる。しかも、第１の探査波Ｔ１を
１個にしたから、第１の実施の形態による先行車両検知
装置１に比べて部品点数を削減し、コスト低減を図るこ
とができる。

【００７２】なお、実施の形態では、図５中のステップ
４が、本発明による反射波判定手段の具体例であり、ス
テップ８，９が駆動信号出力手段の具体例を示すもので
ある。

【００７３】また、実施の形態では、第１の探査波Ｔ1
L，Ｔ1R（Ｔ1 ）で先行車両Ｂを捕捉した後に、第２の
探査波Ｔ2 で先行車両Ｂを追従するとき、レンズ移動機
構８（アクチュエータ１０）によってレンズ保持器９
（２５）を移動させるようにしているため、第２の探査
波Ｔ2 と共に第１の探査波Ｔ1L，Ｔ1R（Ｔ1 ）も照射方
向を変更するようにしている。しかし、本発明はこれに
限らず、第１の発信レンズ５，６（２３）を固定し、第
２の発信レンズ７（２４）のみを移動させるようにし、
該第２の探査波Ｔ2 の照射方向を変更するようにしても
よい。

【００７４】また、実施の形態では、レンズ保持器９
（２５）をレンズ移動機構８によって矢示ａ方向に移動
させることにより、探査波Ｔ1L，Ｔ1R（Ｔ1 ），Ｔ2 の
照射方向を変更するようにしたが、レンズ保持器９（２
５）を揺動させることによって、照射方向を変更するよ
うにしてもよい。

【００７５】また、実施の形態では、先行車両検知装置
に用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、後退時における障害物確認に用いてもよく、さらに
オートスピードコントロールのみでなくオートストップ
コントロールに用いてもよいことは勿論である。

【００７６】さらに、実施の形態では、前記受信素子１
３を４個のフォトダイオード１３Ａ〜１３Ｄを２×２で
配列して構成した場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、フォトダイオードの数を２×３、３×３、３
×４、…で配列してもよく、この場合には、エリアの数
も実施の形態よりも多くすることができる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に係る発明
によれば、発信素子から発生するレーザ光を、第１の発
信レンズによって大きなビーム幅を有する第１の探査波
と、第２の発信レンズによって小さなビーム幅を有する
第２の探査波とに分けて進行方向に照射し、レンズ移動
手段では、少なくとも第２の発信レンズの位置を変えて
第２の探査波の照射方向を変更し、照射方向制御手段で
は、受信信号に基づいて該レンズ移動手段を作動させて
第２の探査波を障害物に照射させる構成としている。

【００７８】ここで、大きなビーム幅を有する第１の探
査波は低いエネルギ密度となり、小さなビーム幅を有す
る第２の探査波は高いエネルギ密度となっているから、
受信手段から出力される受信信号は、第１の探査波によ
る第１の反射波が受信された場合には小さい値となり、
第２の探査波による第２の反射波が受信された場合には
大きい値となる。

【００７９】そこで、受信手段から出力される受信信号
が零の場合には、第１の探査波の範囲には障害物となる
先行車両は存在せず、受信信号が小さい値の場合には、
この範囲内に先行車両が存在することが分かり、受信信
号が大きい値の場合には、第２の探査波が先行車両に照
射されていると判定できる。これにより、照射方向制御
手段では、レンズ移動手段を用いて第２の探査波の照射
方向を変更することにより、該第２の探査波を先行車両
に常に当て追従させることができる。

【００８０】この結果、この障害物検知装置をオートス
ピードコントロール等に用いた場合には、先行車両を見
失うことなく追従させることができ、車間距離を正確に
計測することができ、オートスピードコントロール中の
自車Ａの速度を安定させ、乗り心地を向上させることが
できる。

【００８１】請求項２の発明では、第１の発信レンズを
２個のレンズから構成し、第２の発信レンズを該各第１
の発信レンズのほぼ中央に配置することにより、車両の
進行方向に照射される２個の第１の探査波が交わる部分
に第２の探査波を配置でき、各第１の探査波が照射され
る範囲を、例えば左，右方向に広くして先行車両を監視
することができる。

【００８２】請求項３の発明では、レンズ移動手段を、
第２の発信レンズを動かすレンズ移動機構と、該レンズ
移動機構を駆動するアクチュエータとから構成し、照射
方向制御手段を、受信信号を受けて、該受信手段で受け
た反射波が、第１の探査波によるものか第２の探査波に
よるものかを判定する反射波判定手段と、該反射波判定
手段で反射波が第１の探査波によるものであると判定し
たとき、第２の探査波を障害物に照射させるための駆動
信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力手段
とから構成している。このように、照射方向制御手段で
は、反射波判定手段で第１の反射波と判定した後に、レ
ンズ移動手段を用いて第２の探査波の照射方向を変更す
ることにより、第１の探査波で先行車両を捕捉した後
に、第２の探査波でこの先行車両を追従させることがで
きる。

【００８３】しかも、第１の探査波はそのエネルギ密度
が低くなっているから、該第１の探査波は先行車両のリ
フレックスリフレクタのみで反射して第１の反射波とな
ってこの第１の反射波を受信手段で受信する。これによ
り、第１の探査波はその範囲で先行車両を監視し、第２
の探査波はレンズ移動手段によってその照射方向を変更
して先行車両を追従させるようにしたから、先行車両以
外の障害物を検知することをなく、当該障害物検知装置
の信頼性を高めることができる。

【００８４】請求項４の発明では、反射波判定手段は、
予め定められたレベル値よりも高い出力レベルのとき受
信手段で受信される反射波が第２の探査波による第２の
反射波と判定し、レベル値よりも低い出力レベルのとき
受信手段で受信される反射波が第１の探査波による第１
の反射波と判定することができる。

【００８５】請求項５の発明では、受信手段を、反射波
を受信したとき個別に複数の受信信号を出力する複数個
の光電変換素子として構成し、駆動信号出力手段を、該
各光電変換素子から出力される個々の受信信号に基づい
てアクチュエータに駆動信号を出力する構成としたか
ら、第２の探査波を受信信号に基づいてその照射方向を
変更することができ、該第２の探査波で先行車両を追従
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による先行車両検知装置を示
す全体構成図である。

【図２】自車から探査波を発信し先行車両を監視してい
る状態を示す説明図である。

【図３】受信素子の各フォトダイオードの配列を示す正
面図である。

【図４】受信素子によるエリアを示す正面図である。

【図５】第１の実施の形態による先行車両検知処理を示
す流れ図である。

【図６】第１の探査波、第２の探査波を先行車両に向け
て照射し、第２の探査波で先行車両を捕捉している状態
を示す説明図である。

【図７】発信信号と第２の反射波を反射波受信部で受信
したときの受信信号とを示す特性線図である。

【図８】第１の探査波、第２の探査波を先行車両に向け
て照射し、第１の探査波のみで先行車両を捕捉した状態
を示す説明図である。

【図９】発信信号と第１の反射波を反射波受信部で受信
したときの受信信号とを示す特性線図である。

【図１０】探査波の照射方向を変更して第２の探査波で
先行車両を捕捉した状態を示す説明図である。

【図１１】発信信号と第２の反射波を反射波受信部で受
信したときの受信信号とを示す特性線図である。

【図１２】先行車両を第１の探査波で捕捉し、第２の探
査波で追従している状態を示す説明図である。

【図１３】先行車両がカーブを走行しているときの探査
波の追従状態を示す説明図である。

【図１４】第２の実施の形態による先行車両検知装置を
示す全体構成図である。

【図１５】自車から探査波を発信し先行車両を監視して
いる状態を示す説明図である。

【図１６】第１の探査波、第２の探査波を先行車両に向
けて照射し、第２の探査波で先行車両を捕捉している状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１，２１ 先行車両検知装置（障害物検知装置） ２，２２ 探査波発信部（発信手段） ４ 発信素子 ５，６，２３ 第１の発信レンズ ７，２４ 第２の発信レンズ ８ レンズ移動機構 ９，２５ レンズ保持器 １０ アクチュエータ １１ 反射波受信部（受信手段） １３ 受信素子 １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ フォトダイオード
（光電変換素子） １５ コントロールユニット Ｔ1L，Ｔ1R，Ｔ1 第１の探査波 Ｔ2 第２の探査波 Ａ 自車 Ｂ 先行車両（障害物）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D044 AA49 AB01 AC59 5H180 AA01 CC03 CC04 CC07 LL01 LL04 LL09 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA03 BA11 BA18 BA32 BA38 BB02 CA03 DA09 EA04 EA22 EA23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発信信号を受けて車両の進行方向に向け
   て探査波を発信する発信手段と、該発信手段から発信さ
   れる探査波が障害物で反射したときの反射波を受信し、
   受信信号を出力する受信手段とからなる障害物検知装置
   において、 前記発信手段は、発信信号を受けてレーザ光を発生する
   発信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過さ
   せることにより、該レーザ光を大きなビーム幅を有する
   第１の探査波に変えて前記進行方向に照射する第１の発
   信レンズと、前記発信素子から発生したレーザ光を透過
   させることにより、該レーザ光を小さなビーム幅を有す
   る第２の探査波に変えて前記進行方向に照射する第２の
   発信レンズと、少なくとも第２の探査波の照射方向を変
   更するため該第２の発信レンズを移動させるレンズ移動
   手段と、前記受信手段から出力される受信信号に基づい
   て該レンズ移動手段を作動させて第２の探査波の照射方
   向を変更し、該第２の探査波を前記障害物に照射させる
   照射方向制御手段とによって構成したことを特徴とする
   障害物検知装置。
2. 【請求項２】 前記第１の発信レンズは２個のレンズか
   ら構成し、前記第２の発信レンズは該各第１の発信レン
   ズのほぼ中央に配置してなる請求項１記載の障害物検知
   装置。
3. 【請求項３】 前記レンズ移動手段は、前記第２の発信
   レンズを少なくとも左，右方向に動かすレンズ移動機構
   と、該レンズ移動機構を駆動するアクチュエータとから
   構成し、 前記照射方向制御手段は、前記受信手段から出力される
   受信信号を受け、該受信手段で受信した反射波が前記第
   １の探査波による第１の反射波か前記第２の探査波によ
   る第２の反射波かを判定する反射波判定手段と、該反射
   波判定手段により前記受信手段で受信された反射波が第
   １の反射波であると判定したとき、前記レンズ移動機構
   を作動させて第２の探査波が障害物に向けて照射させる
   ための駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信
   号出力手段とによって構成してなる請求項１または２記
   載の障害物検知装置。
4. 【請求項４】 前記反射波判定手段は、前記受信信号が
   予め定められたレベル値よりも高い出力レベルにあると
   き受信手段で受信した反射波が第２の探査波による第２
   の反射波と判定し、前記受信信号が予め定められたレベ
   ル値よりも低い出力レベルにあるとき受信手段で受信し
   た反射波が第１の探査波による第１の反射波として判定
   する構成としてなる請求項３記載の障害物検知装置。
5. 【請求項５】 前記受信手段は、前記反射波を受信した
   とき個別に複数の受信信号を出力する複数個の光電変換
   素子として構成し、前記駆動信号出力手段は、該各光電
   変換素子から出力される個々の受信信号に基づいて前記
   アクチュエータに駆動信号を出力してなる請求項３また
   は４記載の障害物検知装置。