JP2002022830A - 距離測定装置およびその距離測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ低コストの装置構成により、検知対
象物体までの距離に関わらず、検知対象物体を早期に検
出して、その距離を精度よく測定することができる距離
測定装置およびその距離測定方法を提供する。 【解決手段】 距離測定装置１は、レーザ光Ｌｓを走査
しつつ放射する発光ユニット１０と、検知対象物体から
の反射レーザ光Ｌｒの受光の有無、受光レベル、受光角
度を検出する受光ユニット２０と、レーザ光の発光から
受光までの時間差、レーザ光のスキャン角度および受光
角度に基づいて、検知対象物体の有無、検知対象物体ま
での距離を演算する制御回路３０と、を有し、特に、受
光ユニット２０は、反射レーザ光Ｌｒに応じた受光量信
号を時間応答性良く出力するフォトダイオード２２と、
イメージセンサごとに反射レーザ光Ｌｒに応じた受光量
信号を出力するリニアイメージセンサ２４とを備えてい
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、距離測定装置およ
びその距離測定方法に関し、特に、車両等に搭載され、
レーザ光などの電磁波（波動）を利用して先行車両等の
被検出物体までの距離を測定する距離測定装置およびそ
の距離測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の安全走行に関する技術
が種々開発されている。このうち、前方障害物の監視や
先行車両に対する追従走行制御のための車載レーダは、
近年、一部の市販車両に搭載され、今後、広く普及する
ことが見込まれている。ここで、車載レーダは、所定の
エリア内の検知対象物体（障害物や先行車両等）に対し
て、電波やレーザ光などの波動を送信し、検知対象物体
に反射して戻ってくるまでの伝搬遅延時間等に基づいて
検知対象物体までの距離等を測定するものである。

【０００３】具体的には、たとえば、レーザ方式の車載
レーダ（いわゆる、レーザレーダ装置）においては、所
定の発光タイミングに基づいて、カウンタをスタート制
御するとともに、同時にレーザダイオード（ＬＤ）を発
光駆動して、一定のスキャンエリアに対して、レーザ光
を走査（スキャニング）しつつ放射し、検知対象物体に
反射して戻ってきたレーザ光（反射レーザ光）をフォト
ダイオード（ＰＤ）により受光して、所定のしきい値レ
ベル以上の受光レベル（強度）が得られた場合に、上記
カウンタをストップ制御して、そのタイミングの差分に
基づいて、伝搬遅延時間を算出するように構成されてい
る。また、レーザ光の発光タイミングにおけるスキャン
角度、または、受光タイミングにおける受光角度に基づ
いて、検知対象物体が存在する方向を測定するように構
成されている。

【０００４】ところで、このようなレーザレーダ装置に
おいては、検知対象物体までの距離をレーザ光の発光か
ら受光までの時間差（伝搬遅延時間）を用いて演算して
いるため、距離分解能が比較的低いという問題を有して
いた。たとえば、１ＧＨｚの高速カウンタを用いて時間
差を計測した場合であっても、検知対象物体までの実距
離と測定結果との間には、±１５ｃｍ程度の誤差が生じ
ていた。この誤差は、高速走行時のように、車間距離が
数十ｍ以上と比較的長い場合には、安全走行上、大きな
問題とはならないが、たとえば、渋滞時（低速走行時）
等のように、車間距離が数ｍ以下と短い場合には、先行
車両への追突等を防止する観点から、検知対象物体まで
距離を高い精度で測定する必要がある。

【０００５】また、一般に、上述したような車載用のレ
ーザレーダ装置においては、高速走行時における先行車
両や前方障害物を良好に検出することができるように、
放射されるレーザ光のスキャン幅（または、スキャン角
度、視野）が狭く設定されている。すなわち、図９に示
すように、たとえば、自車両Ｃａの前面の略中央部にレ
ーザレーダ装置１００が設置された構成においては、自
車両Ｃａが時速１００ｋｍ／ｈで高速道路上を走行した
場合に、先行車両Ｃｂを早期かつ正確に検出することが
できるように、概ね１００ｍ前方において幅１０ｍ程度
になるようにスキャン角度θｐおよびスキャン領域（検
知可能領域）Ａｐが設定されている。

【０００６】このような構成においては、スキャン角度
θｐが小さく、スキャン領域Ａｐが自車両Ｃａから遠方
（概ね１００ｍ以上前方）まで細長く設定されているた
め、自車両Ｃａの比較的近傍の領域にスキャン領域Ａｐ
の死角（非検知領域）が発生する。そのため、図１０に
示すように、渋滞時等のように、近距離における他車線
からの急な割り込みが発生した場合には、当該割り込み
車両Ｃｃを早期に検出することが困難となる場合がある
という問題を有していた。

【０００７】そこで、このような問題を解決するため
に、たとえば、図１１に示すように、上述したレーザレ
ーダ装置のような遠距離用の測距センサ１１０と、ＣＣ
Ｄカメラや超音波ビームを用いた近距離用の測距センサ
１２０とを備え、これらのセンサ１１０、１２０からの
検出出力を信号処理回路１３０によりデジタル信号に変
換し、ＣＰＵ１４０においてレーザ光の伝搬遅延時間や
ＣＣＤカメラの結像位置等に基づいて個別に距離を演算
し、その演算結果のうち、常に短い距離となる方を採用
して、車間距離を決定する構成を有する距離測定装置が
知られている。このように検知対象物体を異なる２個の
センサにより検出して個別に距離を測定し、その比較に
よって検知対象物体までの距離を判定する構成について
は、たとえば、特開平４−２７６５８５号公報等に詳し
く記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術（上記公報記載の構成）においては、以下に
示すような問題を有していた。

【０００９】すなわち、上述した距離測定装置において
は、近距離の検知対象物体までの距離を測定する方法と
して、レーザレーダ装置とは異なった性質を有する超音
波ビームや、ＣＣＤカメラにより撮像された画像に基づ
いて、近距離における先行車両との距離測定する方法を
適用していたため、たとえば、レーザ光は反射するが、
超音波ビームは反射しないような反射特性を有する検知
対象物体までの距離を測定する場合や、夜間のようにＣ
ＣＤカメラにより撮像された画像が明瞭でない場合等に
あっては、遠距離用の測距センサと近距離用の測距セン
サによる測定結果が異なることになり、これらを識別す
るために、極めて複雑かつ煩雑な演算処理を必要とする
問題を有していた。また、この場合、異なる２種類のセ
ンサ装置、すなわち、レーザレーダ装置に加え、ＣＣＤ
カメラまたは超音波レーダ装置等を備える必要があるた
め、距離測定装置の大型化や、製品コストの高騰を招く
という問題も有していた。

【００１０】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑
み、簡易かつ低コストの装置構成により、検知対象物体
までの距離に関わらず、検知対象物体を早期に検出し
て、その距離を精度よく測定することができる距離測定
装置およびその距離測定方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明による距離測定
装置は、検知対象物体に照射する電磁波を走査しつつ放
射する電磁波放射手段と、前記検知対象物体により反射
した前記電磁波を受信する電磁波検知手段と、前記電磁
波検知手段により受信される前記電磁波に応じて出力さ
れる受信出力に基づいて、前記検知対象物体までの距離
を演算する距離演算手段と、を備えた距離測定装置にお
いて、前記電磁波検知手段は、前記電磁波放射手段から
放射される単一の前記電磁波を受信して、前記電磁波の
受信タイミングに関する情報と前記電磁波の受信方向に
関する情報を含む受信出力を出力し、前記距離演算手段
は、前記受信出力に基づいて、前記電磁波の放射から受
信までの時間差を計測して、前記検知対象物体までの第
１の距離を演算するとともに、前記受信出力に基づい
て、前記電磁波の受信角度を計測して、前記検知対象物
体までの第２の距離を演算するように構成したものであ
る。

【００１２】ここで、「電磁波放射手段」は、レーザ光
等の電磁波を生成し、スキャナ等により走査しつつ放射
し、所定の領域に存在する検知対象物体に照射する。本
発明に係る距離測定装置においては、たとえば、レーザ
ダイオード等の発光素子や発光駆動回路、スキャナを備
えた発光ユニットにより構成され、所定の発光タイミン
グでパルス発光されたレーザ光が放射される。

【００１３】また、「電磁波検知手段」は、検知対象物
体で反射した電磁波を受信することにより、検知対象物
体の有無、検知対象物体までの距離等を判定するための
受信出力を出力するものであって、たとえば、フォトダ
イオードやリニアイメージセンサ等の受光素子、受光し
たレーザ光の信号レベルを比較判定する受光回路を備え
た受光ユニットにより構成される。また、電磁波検知手
段から出力される「受信出力」とは、同一の電磁波を受
信して検知対象物体までの距離を、異なる２つの測定方
法により測定するためのパラメータを含むものであっ
て、本発明に係る距離測定装置においては、たとえば、
反射レーザ光の受光に対して時間応答性良く出力される
受光量信号や、レーザ光の受光位置を示す信号が含まれ
ている。

【００１４】「距離演算手段」は、電磁波検知手段から
出力される受信出力に基づいて、検知対象物体までの距
離を、異なる２つの測定方法により演算する。本発明に
係る距離測定装置においては、たとえば、レーザ光の発
光および受光タイミングに基づく伝搬遅延時間を利用し
た距離測定方法と、レーザ光の発光および受光角度に基
づく三角測量の原理を利用した距離測定方法を用いて、
同一の検知対象物体までの距離が測定される。

【００１５】すなわち、この発明によれば、検知対象物
体により反射した同一の電磁波を電磁波検知手段により
受信して、電磁波の放射から受信までの時間差から電磁
波の伝搬遅延時間を計測し、該伝搬遅延時間に基づいて
第１の距離を演算し、また、当該電磁波の受信角度を計
測し、該電磁波の放射角度と受信角度に基づいて三角測
量の原理を利用して第２の距離を演算するように構成さ
れている。

【００１６】したがって、検知対象物体により反射した
同一の電磁波を受信し、該電磁波の受信出力に基づい
て、比較的遠い位置の検知対象物体を良好に検出するこ
とができる測定方法により第１の距離が演算され、ま
た、比較的近い位置の検知対象物体までの距離を高い精
度で測定することができる測定方法により第２の距離が
演算されるので、検知対象物体の位置に関わらず、簡易
な装置構成で検知対象物体までの距離（特に、近い位置
の検知対象物体までの距離）を精度良く測定することが
できる。また、同一の電磁波を受信して、上記第１およ
び第２の距離を測定することができるので、異なる性質
の電磁波を用いて距離を測定する場合のように、異なる
検知対象物体を検出することがなく、簡易な装置構成で
誤検出を防止することができ、より信頼性の高い距離測
定装置を提供することができる。

【００１７】また、この発明の好ましい態様は、上記距
離測定装置において、前記電磁波検知手段は、前記電磁
波放射手段から放射される単一の前記電磁波を受信し
て、前記電磁波の受信タイミングに関する情報を出力す
る第１のセンサと、前記電磁波の受信方向に関する情報
を出力する第２のセンサを備えている。そして、前記第
１のセンサは、前記電磁波の受信に対して、高い時間応
答性を有して前記電磁波の受信タイミングに関する情報
を出力し、第２のセンサは、前記電磁波の受信に対し
て、高い受信位置識別特性を有して前記電磁波の受信方
向に関する情報を出力する。

【００１８】すなわち、電磁波検知手段は、時間測定用
の第１のセンサにより、電磁波の受信に対して時間応答
性よく受信出力を出力することにより、電磁波の放射か
ら受信までの時間差を精度良く計測し、また、角度測定
用の第２のセンサにより、電磁波の受信位置（受信角
度）を高い識別特性で検出することにより、検知対象物
体の存在する方向を精度良く計測する。ここで、本発明
においては、たとえば、第１のセンサとしてフォトダイ
オードを適用することができ、第２のセンサとしてリニ
アイメージセンサを適用することができる。

【００１９】したがって、電磁波放射手段から放射され
る同一の電磁波を、第１および第２のセンサを備えた電
磁波検知手段により受信することにより、上記異なる２
つの測定方法に用いるパラメータに関する情報を精度よ
く検出して、検知対象物体までの距離を演算することが
できるので、検知対象物体の位置に関わらず、簡易な装
置構成で検知対象物体までの距離（特に、近距離）を精
度良く測定することができる。

【００２０】なお、前記第１のセンサおよび前記第２の
センサは、単一のセンサにより構成されているものであ
ってもよい。すなわち、第１または第２のセンサとし
て、時間応答性および受信位置識別特性の双方に優れた
センサを適用することができる。これにより、電磁波検
知手段に設けられる第１および第２のセンサのうち、い
ずれか一方を省略して、単一のセンサにより電磁波の受
信時における時間測定および角度測定を同時に行うこと
ができるので、装置構成をより簡素化して製品コストの
削減を図ることができる。

【００２１】また、この発明の好ましい態様は、上記距
離測定装置において、前記電磁波放射手段および前記電
磁波検知手段は、互いに離間して配置されている。この
ような構成によれば、電磁波放射手段から放射される電
磁波の放射角度、および、検知対象物体に反射して受信
される電磁波の受信角度を大きくすることができるの
で、近傍の領域のみならず、より遠方の領域に位置する
検知対象物体までの距離を、第２のセンサからの受信出
力を用いた三角測量の原理に基づく手法により、精度よ
く測定することができる。

【００２２】さらに、この発明の好ましい態様は、上記
距離測定装置において、少なくとも前記互いに離間して
配置された前記電磁波放射手段および前記電磁波検知手
段から構成される検知部が、複数設けられている。この
ような構成によれば、各検知部ごとに検知可能領域（ス
キャン領域）が設定されるので、距離測定装置における
検知可能領域を全体として拡大することができ、検知対
象物体を迅速かつ的確に検出して、検知対象物体までの
距離を精度良く測定することができる。ここで、複数の
検知部が互いに近接して配置された構成にあっては、他
の検知部における電磁波を受信することによる誤動作が
生じないように、各検知部の駆動タイミングが重ならな
いように時分割的に駆動制御することが好ましい。

【００２３】また、この発明の好ましい態様は、上記距
離測定装置において、前記電磁波放射手段が、互いに離
間して複数配置され、該複数の電磁波放射手段に対し
て、前記電磁波検知手段が唯一配置されている。このよ
うな構成によれば、互いに離間して配置された複数の電
磁波放射手段ごとに検知可能領域（スキャン領域）が設
定されるので、距離測定装置における検知可能領域を全
体として拡大することができるとともに、電磁波検知手
段を共有化して、単一の電磁波検知手段により電磁波を
受信しているので、さらに装置構成を簡素化することが
できる。なお、この構成においても、複数の電磁波放射
手段から放射される電磁波を、単一の電磁波検知手段に
より受信しているので、電磁波の放射タイミングや受信
タイミングが重ならないように、電磁波放射手段および
電磁波検知手段を時分割的に駆動制御することが好まし
い。

【００２４】そして、この発明のさらに好ましい態様
は、上記距離測定装置において、前記距離測定装置は、
車両に搭載され、少なくとも前記車両の進行方向に位置
する前記検知対象物体までの距離を測定するように構成
されている。また、前記複数設けられる前記電磁波放射
手段が、少なくとも前記車両の進行方向の両端部に配置
されている。すなわち、上記各構成を有する距離測定装
置の、少なくとも電磁波放射手段が車両の前方（進行方
向）の両端部に配置され、各電磁波放射手段から放射さ
れ、車両の前方に位置する検知対象物体に反射して受信
した電磁波の受光出力に基づいて、検知対象物体が検出
され、検知対象物体までの距離が測定される。

【００２５】したがって、簡易な装置構成を有する距離
測定装置を車両に搭載することにより、先行車両や前方
障害物が迅速に検出され、正確な距離（特に、近距離）
が測定されるので、たとえば、車両のブレーキ制御を行
うことにより走行状態を変化させて、安全走行を実現す
ることができる。特に、複数の電磁波放射手段（また
は、距離測定装置）を車両の前方の両端部に配置するこ
とにより、車両が通過する可能性のある領域に位置する
検知対象物体を車両の幅で早期かつ的確に検出して、そ
の検知対象物体までの距離（特に、近距離）を精度良く
測定することができるので、障害物や他車線からの急な
割り込み車両等を迅速に把握して、より安全な走行制御
を実現することができる。

【００２６】この発明による距離測定装置の距離測定方
法は、検知対象物体に照射する電磁波を走査しつつ放射
する電磁波放射手段と、前記検知対象物体により反射し
た前記電磁波を受信する電磁波検知手段とを備え、前記
電磁波検知手段により受信される前記電磁波に応じて出
力される受信出力に基づいて、前記検知対象物体までの
距離を演算する距離測定装置の距離測定方法において、
前記電磁波放射手段から放射される単一の前記電磁波を
受信して、前記電磁波の受信タイミングに関する情報と
前記電磁波の受信方向に関する情報を含む受信出力を出
力する手順と、前記受信出力に基づいて、前記電磁波の
放射から受信までの時間差を計測して、前記検知対象物
体までの第１の距離を演算する手順と、前記受信出力に
基づいて、前記電磁波の受信角度を計測して、前記検知
対象物体までの第２の距離を演算する手順と、前記第１
の距離と所定の基準値とを比較して、前記検知対象物体
が存在する位置を判定する手順と、該判定結果に基づい
て、前記第１の距離または前記第２の距離のいずれかを
測定結果として選択設定する手順と、を有するものであ
る。

【００２７】すなわち、この発明においては、検知対象
物体により反射した同一の電磁波を電磁波検知手段によ
り受信して、電磁波の放射から受信までの時間差から電
磁波の伝搬遅延時間を計測し、該伝搬遅延時間に基づい
て第１の距離を演算するとともに、当該電磁波の受信角
度を計測し、該電磁波の放射角度と受信角度に基づいて
三角測量の原理を利用して第２の距離を演算して、該検
知対象物体が遠距離領域に位置するか、近距離領域に位
置するかを判別し、遠距離領域の場合には第１の距離を
選択設定し、近距離領域の場合には第２の距離を選択設
定することにより、当該領域における検知対象物体の検
出処理または距離測定処理に適した測定方法により測定
された距離を選択する手順を有している。

【００２８】このように、同一の電磁波を受信して、上
記第１および第２の距離を測定することができるので、
異なる性質の電磁波を用いて距離を測定する場合のよう
に、異なる検知対象物体を検出した場合に複雑な演算処
理を行う必要がなく、比較的簡易な処理方法により検知
対象物体までの距離を測定することができる。したがっ
て、比較的簡易な処理方法により、検知対象物体の位置
する領域を判別して、該検知対象物体までの距離（特
に、近距離）を正確に測定することができるので、たと
えば、本発明を車両に搭載した距離測定装置に適用する
場合にあっては、高速走行中における遠方の先行車両を
迅速に検出して、先行車両までの距離を測定することが
できるとともに、低速走行中における近距離の割り込み
車両までの距離をより高い精度で測定することができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る距離
測定装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１に
示すように、本実施形態に係る距離測定装置１は、大別
して、所定のスキャン領域内にレーザ光Ｌｓを走査しつ
つ放射する発光ユニット１０と、検知対象物体において
反射したレーザ光（以下、「反射レーザ光」と記す）Ｌ
ｒの受光の有無、受光レベル、受光角度（入射角度）等
を検出する受光ユニット２０と、レーザ光Ｌｓの発光タ
イミングおよび反射レーザ光Ｌｒの受光タイミングにお
ける時間差、レーザ光Ｌｓのスキャン角度および反射レ
ーザ光Ｌｒの受光角度等に基づいて、検知対象物体の有
無、検知対象物体までの距離等を演算する制御回路３０
と、を有して構成されている。

【００３０】以下、各構成について詳しく説明する。発
光ユニット１０は、スキャナ１１と、レーザダイオード
（ＬＤ）１２と、レーザダイオード駆動回路（以下、
「ＬＤ駆動回路」と略記する）１３と、走査位置検出装
置１４と、を備えて構成されている。発光ユニット１０
は、後述する制御回路３０からの指令によりＬＤ駆動回
路１３を駆動制御することによって、制御回路３０で生
成される発光タイミングに基づいて、レーザダイオード
１２を発光駆動してレーザ光をパルス発光させ、揺動駆
動される反射ミラーを備えたスキャナ１１により上記レ
ーザ光を反射させることによって、所定のスキャン領域
（検知可能領域）内にレーザ光Ｌｓを所定の角度で走査
させつつ放射する。ここで、スキャナ１１は、制御回路
３０により駆動制御されて、所定のタイミングおよび周
期で動作する。また、走査位置検出装置１４は、スキャ
ナ１１によるレーザ光の走査方向（スキャン角度）を検
出して、制御回路３０に出力する。

【００３１】受光ユニット２０は、集光レンズ２１と、
フォトダイオード（ＰＤ）２２と、リニアイメージセン
サ２４と、受光回路２３、２５と、を備えて構成されて
いる。受光ユニット２０は、発光ユニット１０から放射
され、検知対象物体に反射して戻ってきた反射レーザ光
Ｌｒを、集光レンズ２１により集光してフォトダイオー
ド２２およびリニアイメージセンサ２４により受光す
る。ここで、フォトダイオード２２は、反射レーザ光Ｌ
ｒを受光すると、その受光レベルに応じた電気信号（受
光量信号）を時間応答性良く出力する。また、リニアイ
メージセンサ２４は、たとえば、複数のイメージセンサ
が一次元的に配列された構成を有し、反射レーザ光Ｌｒ
を受光すると、その複数のイメージセンサごとに受光量
信号を出力する。

【００３２】受光回路２３は、フォトダイオード２２か
ら出力される受光量信号の信号レベルと、予め設定され
ている受光しきい値レベルとを比較し、受光した反射レ
ーザ光Ｌｒの信号レベルが受光しきい値レベル以上の場
合には、当該受光量信号を制御回路３０に出力する。ま
た、受光回路２５においても、リニアイメージセンサ２
４から出力される受光量信号の信号レベルと、予め設定
されている受光しきい値レベルとを比較し、受光した反
射レーザ光Ｌｒの信号レベルが受光しきい値レベル以上
の場合には、リニアイメージセンサ２４から出力された
複数の受光量信号から、反射レーザ光Ｌｒを受光したイ
メージセンサに関する位置情報を生成して制御回路３０
に出力する。なお、受光ユニット２０の具体的な構成お
よび距離測定処理については、後述する。

【００３３】制御回路３０は、たとえば、ＣＰＵ（中央
演算装置）およびＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路を備えた
マクロコンピュータにより構成され、上述した発光ユニ
ット１０のスキャナ１１およびＬＤ駆動回路１３を駆動
制御して所定の発光タイミングでレーザ光Ｌｓを走査し
つつ放射させる。また、受光回路２３から出力された受
光量信号に基づいて、レーザダイオード１２におけるレ
ーザ光Ｌｓの発光タイミングから、フォトダイオード２
２における反射レーザ光Ｌｒの受光タイミングまでの時
間差を計測して伝搬遅延時間を算出して、検知対象物体
までの距離を演算するとともに、当該発光タイミングに
おけるレーザ光Ｌｓのスキャン角度に基づいて、検知対
象物体の存在方向を判定する。さらに、受光量信号の信
号レベルに基づいて、検知対象物体の種別や特性等を判
定する。

【００３４】ここで、レーザ光Ｌｓの伝搬遅延時間に基
づいて検知対象物体までの距離を演算する処理は、具体
的には、制御回路３０においてレーザ光Ｌｓの発光タイ
ミングに同期して、図示を省略したカウンタ回路のカウ
ント動作を開始し、フォトダイオード２２における反射
レーザ光Ｌｒの受光レベル（受光量信号の信号レベル）
が受光しきい値レベル以上になったとき、カウント動作
を停止して、当該カウント値からレーザ光Ｌｓの発光か
ら受光までの伝搬遅延時間を算出し、この伝搬遅延時間
とレーザ光の伝搬速度（光速）に基づいて、対象物体ま
での距離を演算して、距離測定結果を出力する。また、
制御回路３０は、受光回路２５から出力された受光位置
情報に基づいて、反射レーザ光Ｌｒの受光角度を算出
し、当該受光角度と当該反射レーザ光Ｌｒに対応するレ
ーザ光Ｌｓのスキャン角度から、三角測量の原理に基づ
いて、検知対象物体までの距離を演算するとともに、検
知対象物体の形状や大きさ、移動状態等を判定する。

【００３５】すなわち、このような構成を有する距離測
定装置１によれば、単一の発光ユニット１０から走査し
ながら放射されるレーザ光Ｌｓを、受光ユニット２０内
に設置されたフォトダイオード２２およびリニアイメー
ジセンサ２４の２種類のセンサによって受光することに
より、レーザ光Ｌｓの発光から反射レーザ光Ｌｒの受光
までの伝搬遅延時間、反射レーザ光Ｌｒの受光レベル、
レーザ光Ｌｓのスキャン角度、および、反射レーザ光Ｌ
ｒの受光角度が検出され、これらの測定データに基づい
て、検知対象物体の種別や特性、検知対象物体の形状や
大きさ、検知対象物体までの距離情報や移動状態等が判
定される。

【００３６】特に、本実施形態においては、フォトダイ
オード２２は、従来技術に示したものと同様に、レーザ
光の伝搬時間を高精度で測定するためのセンサであっ
て、遠距離領域に存在する検出対象物を検出して距離を
測定するのに適した構成を有し、一方、リニアイメージ
センサ２４は、反射レーザ光の受光角度を高精度で測定
するためのセンサであって、比較的近距離領域に存在す
る検出対象物を検出して三角測量の原理に基づいて距離
を精度良く測定するのに適した構成を有しているので、
発光ユニット１０を共通化して、同じレーザ光Ｌｓを用
いることにより、簡易かつ安価な装置構成により、検知
対象物体の特性や種別等に影響されることなく、遠距離
領域および近距離領域における検知対象物体を的確に検
出することができるとともに、近距離領域における検知
対象物体までの距離を高い精度で測定することができ
る。

【００３７】ここで、本実施形態に適用される受光ユニ
ットの具体構成例について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係る距離測定装置に適用される受光ユ
ニットの具体例を示す概略構成図であり、図３は、本発
明に係る距離測定装置におけるレーザ光の光路と発光及
び受光角度を示す概略図である。ここで、上述した実施
形態と同等の構成については、同一の符号を付して、そ
の説明を省略する。また、必要に応じて、図１に示した
レーザ測距装置の機能構成を参照して説明する。

【００３８】本実施形態に適用される受光ユニット２０
は、図２（ａ）に示すように、たとえば、単一の筐体内
に、少なくとも、反射レーザ光を集光する集光レンズ２
１と、集光レンズ２１により集光された反射レーザ光の
焦点位置に配置され、時間応答性に優れたフォトダイオ
ード２２と、該フォトダイオード２２に近接して、集光
レンズ２１の焦点位置に配置され、かつ、複数の受光素
子が１次元方向（図２（ａ）では、左右方向）に配列さ
れたリニアイメージセンサ２４と、を備えた構成されて
いる。

【００３９】集光レンズ２１は、図２（ｂ）に示すよう
に、たとえば、フォトダイオード２２およびリニアイメ
ージセンサ２４の前方に共通に配置され、発光ユニット
１０から放射され、検知対象物体に反射して戻ってきた
略平行な反射レーザ光Ｌｒを集光して、所定の焦点位
置、すなわち、フォトダイオード２２およびリニアイメ
ージセンサ２４の受光面で結像させるための光学レンズ
である。なお、本構成例においては、集光レンズ２１と
して凸レンズを示したが、反射レーザ光Ｌｒを集光し
て、フォトダイオード２２およびリニアイメージセンサ
２４の受光面で結像することができる光学系であれば、
他の構成であってもよく、たとえば、透光性の平板の表
面を段付き加工したフレネルレンズを良好に適用するこ
とができる。これによれば、集光レンズ２１を薄型、軽
量化することができ、距離測定装置の適用分野を拡大す
ることができる。

【００４０】フォトダイオード２２は、図３（ａ）に示
すように、発光ユニット１０から走査しつつ放射された
レーザ光Ｌｓのうち、距離測定装置１から遠距離の領域
（たとえば、概ね５ｍよりも遠方の領域）に位置する検
知対象物体Ｍａに反射して戻ってきた反射レーザ光Ｌｒ
を、集光レンズ２１を介して受光し、当該反射レーザ光
Ｌｒの受光レベルに応じた受光量信号を出力する。ここ
で、フォトダイオード２２は、周知のように、高速応答
性を有しているので、反射レーザ光Ｌｒの受光と略同時
に、受光量信号が制御回路３０に出力されることによ
り、検知対象物体を迅速かつ的確に検出することができ
るとともに、レーザ光Ｌｓの発光タイミングおよび反射
レーザ光Ｌｒの受光タイミングに基づいて、伝搬遅延時
間を算出して、比較的遠距離に位置する検知対象物体ま
での距離を演算することができる。

【００４１】リニアイメージセンサ２４は、たとえば、
複写機やファクシミリ等に使用されているスキャナ機構
部と同様に、複数のイメージセンサ（たとえば、フォト
ダイオード等）を一次元に配列したセンサであって、図
３（ｂ）に示すように、発光ユニット１０から走査しつ
つ放射されたレーザ光Ｌｓのうち、距離測定装置１から
近距離の領域（たとえば、概ね５ｍ以下の近傍の領域）
に位置する検知対象物体Ｍｂに反射して戻ってきた反射
レーザ光Ｌｒを、図２（ｃ）に示すように、集光レンズ
２１を介して特定のイメージセンサ２４ａにより受光し
て、当該反射レーザ光Ｌｒの受光レベルに応じた受光量
信号を出力する。ここで、リニアイメージセンサ２４を
構成する各イメージセンサからの受光量出力に基づい
て、受光回路２５により、反射レーザ光Ｌｒを受光した
イメージセンサ２４ａの位置情報が生成されて制御回路
３０に出力されることにより、反射レーザ光Ｌｒの受光
角度θｒを精度良く計測することができ、レーザ光Ｌｓ
のスキャン角度および反射レーザ光Ｌｒの受光角度を用
いて三角測量の原理に基づいて、比較的近距離に位置す
る検知対象物体までの距離を高い精度で演算することが
できる。

【００４２】なお、本構成例においては、近距離領域に
存在する検知対象物体を検出するセンサとして、リニア
イメージセンサを適用し、反射レーダ光を受光したイメ
ージセンサの位置情報に基づいて、距離を演算する構成
を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
たとえば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）等
を適用して、近距離領域に存在する検知対象物体までの
距離を直接測定する構成としてもよい。ここで、ＰＳＤ
は、市販のコンパクトカメラ等に使用されている自動焦
点用検出器であって、概ね５ｍ以下の近距離領域に位置
する検知対象物体（すなわち、被写体）までの距離を簡
易な構成および処理方法により高い精度で測定すること
ができる。したがって、このような市場に安価に供給さ
れている汎用の構成を、リニアイメージセンサに代えて
適用することにより、上記距離測定装置をより安価に提
供することができる。

【００４３】また、本構成例においては、受光ユニット
の構成として、フォトダイオードおよびリニアイメージ
センサ（または、ＰＳＤ）から構成される２種類のセン
サを近接して配置した構成を示したが、たとえば、フォ
トダイオードに代えて、時間応答特性に優れたリニアイ
メージセンサやＰＳＤを適用して、単一のリニアイメー
ジセンサまたはＰＳＤにより、遠距離領域および近距離
領域に存在する検知対象物体を検出する構成としてもよ
い。これによれば、単一のセンサにより、検知対象物体
を迅速かつ的確に検出して、距離を精度良く測定するこ
とができるので、装置構成を一層簡素化することができ
るとともに、比較的高価なフォトダイオードを使用しな
くて済むので、製品コストをさらに削減することができ
る。

【００４４】次に、本発明に係る距離測定装置における
検知対象物体の距離測定方法について、図面を参照して
説明する。なお、以下に示す一連の処理手順は、上述し
た実施形態に適用される制御回路３０に組み込まれた制
御プログラムにより実行される。図４は、本発明に係る
距離測定装置における検知対象物体の距離測定方法のア
ルゴリズムを示すフローチャートである。ここでは、必
要に応じて、図１に示した距離測定装置の機能構成を参
照して説明する。

【００４５】（Ｓ１１）まず、距離測定装置を駆動操作
することにより、制御回路３０から発光ユニット１０に
指令信号が出力され、ＬＤ駆動回路１３が駆動制御され
ると、所定の発光タイミングでレーザダイオード１２か
らレーザ光がパルス発光されて、スキャナ１１によっ
て、所定のスキャン領域内にレーザ光Ｌｓを走査しつつ
放射するスキャン動作を開始する。

【００４６】（Ｓ１２）そして、発光ユニット１０から
発光されたレーザ光Ｌｓが検知対象物体に照射される
と、所定の角度で反射した反射レーザ光Ｌｒが受光ユニ
ット２０に入射する。受光ユニット２０に入射した反射
レーザ光Ｌｒは、集光レンズ２１を介して集光されて、
受光ユニット２０内に設置されたフォトダイオード２２
およびリニアイメージセンサ２４に受光される。これに
より、フォトダイオード２２は、反射レーザ光Ｌｒの受
光タイミングに略同期して受光量信号を、また、リニア
イメージセンサ２４は、反射レーザ光Ｌｒを受光した位
置（受光角度）に関連する信号を、それぞれ受光回路２
３、２５を介して受光出力として制御回路３０に出力す
る。

【００４７】（Ｓ１３）制御回路３０は、取り込まれた
受光出力のうち、フォトダイオード２２からの受光出力
（すなわち、受光タイミング）に基づいて、レーザ光Ｌ
ｓの発光から反射レーザ光Ｌｒの受光までの時間差を計
測して伝搬遅延時間を算出して、検知対象物体までの距
離（第１の距離）を演算する。ここでは、この演算結果
を、便宜的に「距離Ｄ１」と表す。（Ｓ１４）また、制
御回路３０は、取り込まれた受光出力のうち、リニアイ
メージセンサ２４からの受光出力（すなわち、受光角
度）と、当該反射レーザ光Ｌｒの発光タイミングにおけ
るスキャン角度を用いて、三角測量の原理に基づいて、
検知対象物体までの距離（第２の距離）を演算する。こ
こでは、この演算結果を、便宜的に「距離Ｄ２」と表
す。

【００４８】（Ｓ１５）次いで、上記ステップＳ１３に
おいて演算された距離Ｄ１について、所定の基準距離
（たとえば、５ｍ）との比較を行い、基準距離よりも小
さいか否かが判別される。ここで、基準距離は、フォト
ダイオード２２により検知対象物体が良好に検出され、
受光出力（受光タイミング）に基づいて距離が測定され
る遠距離領域と、リニアイメージセンサ２４により検知
対象物体が良好に検出され、受光出力（受光角度）に基
づいて距離が高精度で測定される近距離領域との境界に
位置する適当な距離に設定される。

【００４９】（Ｓ１６）そして、上記ステップＳ１５に
おいて、距離Ｄ１が基準距離よりも小さい場合には、検
知対象物体が近距離領域に位置するものと判別して、上
記ステップＳ１４において演算された距離Ｄ２を選択し
て、一義的に該検知対象までの距離（測定結果）と判定
する。すなわち、ステップＳ１５の判別処理により、検
知対象物体の位置する領域を確定し、近距離領域に位置
すると判別された場合には、近距離領域おいて、距離測
定精度が高いリニアイメージセンサ２４により得られた
受光出力に基づいて、演算された距離Ｄ２を距離測定結
果として選択設定する。

【００５０】（Ｓ１７）一方、上記ステップＳ１５にお
いて、距離Ｄ１が基準距離よりも大きい場合には、検知
対象物体が遠距離領域に位置するものと判別して、上記
ステップＳ１３おいて演算された距離Ｄ１を選択して、
一義的に該検出対処物体までの距離（測定結果）と判定
する。すなわち、ステップＳ１５の判別処理により、検
知対象物体の位置する領域が遠距離領域であると判別さ
れた場合には、遠距離領域において、検出対象物体の検
出精度が高くなるように設定されたフォトダイオード２
２により得られた受光出力に基づいて、演算された距離
Ｄ１を距離測定結果として選択設定する。

【００５１】（Ｓ１８）次いで、以上の一連の処理手順
を、スキャナ１１によるレーザ光Ｌｓの走査が、１走査
周期分終了するまで繰り返し実行する。これにより、発
光ユニット１０により走査されるレーザ光Ｌｓにより設
定されるスキャン領域内に存在する全ての検知対象物体
までの距離や方向等の測定データが取得される。 （Ｓ１９）そして、スキャナ１１による１走査周期分の
レーザ光Ｌｓの走査が終了すると、上記ステップＳ１１
〜Ｓ１８により取得された距離測定結果を含む検知対象
物体に関する測定データに基づいて、検知対象物体の種
別や特性、検知対象物体の形状や大きさ、検知対象物体
までの距離情報や移動状態等を判定する。

【００５２】このような処理手順を有する距離測定方法
によれば、単一の発光ユニット１０から走査しつつ放射
されるレーザ光Ｌｓを、受光ユニット２０内に設置され
たフォトダイオード２２およびリニアイメージセンサ２
４の２種類のセンサによって受光することにより、フォ
トダイオード２２の受光出力に基づいて、遠距離領域に
位置する検知対象物体を的確に検出しつつ、レーザ光Ｌ
ｓの発光から反射レーザ光Ｌｒの受光までの伝搬遅延時
間を計測して、検知対象物体までの距離Ｄ１を演算し、
一方、リニアイメージセンサ２４の受光出力に基づい
て、反射レーザ光Ｌｒの受光角度を精度良く計測して、
遠距離領域に位置する検知対象物体までの距離Ｄ２を演
算して、当該演算結果（距離Ｄ１）が遠距離領域に属す
るか、または、近距離領域に属するかに応じて、距離測
定精度の優れたセンサにより演算された距離を測定結果
として選択する。

【００５３】これにより、比較的簡易な処理方法によ
り、検知対象物体までの距離に関わらず、より正確な距
離測定処理を行うことができ、たとえば、本実施形態に
係る距離測定装置を車両に搭載した場合にあっては、高
速走行中における遠方の先行車両までの距離は勿論のこ
と、低速走行中における近距離の割り込み車両等までの
距離も精度よく測定することができる。

【００５４】次いで、上述した距離測定装置を車両に適
用した例について、図面を参照して説明する。 ＜第１の適用例＞図５は、本実施形態に示した距離測定
装置を車両へ適用した第１の構成例を示す概略構成図で
ある。本構成例に係る距離測定装置の適用は、図５に示
すように、上述した実施形態に示した構成（図１参照）
を有する距離測定装置１を車両ＣＡの前方側の略中央部
分に、一対の発光ユニット１０および受光ユニット２０
を隣接して配置した構成を有している。ここで、距離測
定装置１は、車両ＣＡの安全走行上支障のない位置、た
とえば、車両下部のバンパーや、運転席前方のダッシュ
ボード上の視界を遮らない位置等に配置されることはい
うまでもない。

【００５５】このような構成によれば、放射された単一
のレーザ光Ｌｒに対して、先行車両や前方障害物等の検
知対象物体（図５では、先行車両ＣＢ）に反射して戻っ
てきた反射レーザ光Ｌｒを、受光ユニット２０内に設置
された２種類のセンサにより受光して、検知対象物体ま
での距離を測定し、当該距離によって判定される検知対
象物体が位置する領域（距離）に応じて、距離測定精度
の高い方のセンサにより測定された結果（距離）を選択
設定するようにしているので、検知対象物体の種別や特
性、距離等に関わらず、常に高い精度で検知対象物体ま
での距離を測定することができ、車両走行中における車
両間隔を良好に保持して安全走行に寄与することができ
る。

【００５６】＜第２の適用例＞図６は、本実施形態に示
した距離測定装置を車両へ適用した第２の構成例を示す
概略構成図であり、図７は、本構成例に係る距離測定装
置を適用した場合における割り込み車両の検出状態を示
す概略図である。本構成例に係る距離測定装置の適用
は、図６に示すように、上述した実施形態に示した構成
（図１参照）を有する距離測定装置１を２組備え、各々
の組の発光ユニット１０Ａ、１０Ｂを車両ＣＡの前方側
の両端部に配置するとともに、各々の組の受光ユニット
２０Ａ、２０Ｂを、発光ユニット１０Ａ、１０Ｂとは反
対側の端部に配置した構成を有している。すなわち、各
々の組の発光ユニット１０Ａ、１０Ｂおよび受光ユニッ
ト２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ、車両ＣＡの略幅だけ離
間して配置されている。ここで、距離測定装置は、たと
えば、車両の前方側の両端部に設けられたヘッドライト
付近に配置する構成を良好に適用することができる。

【００５７】本構成例における距離測定処理の手順は、
２組設けられた距離測定装置の各々において、上述した
距離測定方法（図４参照）を独立して実行した後、各距
離測定装置において選択された距離測定結果相互を、さ
らに大小比較して、より距離の短い方を最終的な測定結
果として選択する。また、本構成例においては、互いに
異なる組に属する発光ユニットと受光ユニット（すなわ
ち、１０Ａと２０Ｂ、１０Ｂと２０Ａ）が近接して配置
された構成を有しているので、一の組の発光ユニット１
０Ａ（または１０Ｂ）から放射されたレーザ光Ｌｓａ
（またはＬｓｂ）を、他の組の受光ユニット２０Ｂ（ま
たは２０Ａ）が受光して誤作動を生じる可能性がある。
そこで、２組の距離測定装置の駆動タイミングが重なら
ないように時分割的に駆動制御することが好ましい。

【００５８】このような構成によれば、距離測定装置を
構成する発光ユニットと受光ユニットを車両の幅だけ離
間して配置することにより、受光ユニットに入射される
反射レーザ光の入射角度（受光角度）を大きくすること
ができるので、上述した近距離領域（概ね、５ｍ以下の
領域）よりも遠方の領域に位置する検知対象物体であっ
ても、三角測量の原理を用いて高い精度で距離を測定す
ることができる。また、少なくとも２組の距離測定装置
における各々の発光ユニットを車両の両端部に配置する
ことにより、図７に示すように、車両ＣＡが通過する可
能性のある領域（少なくとも、車両の幅分の領域）に検
知可能領域を設定して、検知対象物体を車両の幅で検出
し、その検知対象物体までの距離を精度良く測定するこ
とができるので、障害物や他車線からの急な割り込み車
両ＣＣ等を、迅速かつ的確に把握して、より安全な走行
制御を実現することができる。さらに、２組の距離測定
装置により個別に選択された距離測定結果のうち、より
短い方の距離を最終的な測定結果として選択設定してい
るので、安全性の観点から最も近い位置の検知対象物体
を的確に把握することができ、一層の安全走行を実現す
ることができる。

【００５９】＜第３の適用例＞図８は、本実施形態に示
した距離測定装置を車両へ適用した第３の構成例を示す
概略構成図である。本構成例に係る距離測定装置の適用
は、図８に示すように、上述した実施形態に示した構成
（図１参照）を有する距離測定装置１において、２個の
発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄと、２個の発光ユニット１
０Ｃ、１０Ｄに対して共有化された受光ユニット２０Ｃ
とを備え、２個の発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄを車両Ｃ
Ａの前方側の両端部に配置するとともに、共通の受光ユ
ニット２０Ｃを車両ＣＡの前方側の中央部分に配置した
構成を有している。すなわち、２個の発光ユニット１０
Ｃ、１０Ｄと共通の受光ユニット２０Ｃは、それぞれ、
車両ＣＡの幅の略半分だけ離間して配置されている。

【００６０】本構成例における距離測定処理は、２個の
発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄに対して単一の受光ユニッ
ト２０Ｃを共有化して使用する構成を有しているので、
２個の発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄの各々から放射され
たレーザ光Ｌｓｃ、Ｌｓｄを受光ユニット２０Ｃにより
同時に受光して誤動作を生じる可能性がある。そこで、
２個の発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄの駆動タイミングが
重ならないように時分割的に駆動制御することが好まし
い。また、本構成例においては、上述した第２の構成例
と同様に、２個の発光ユニット１０Ｃ、１０Ｄと単一の
受光ユニット２０Ｃから実質的に２組の距離測定装置が
構成されているので、２組の距離測定装置の各々におい
て、上述した距離測定方法（図４参照）を独立して実行
した後、各距離測定装置において選択された距離測定結
果相互を、さらに大小比較して、より距離の短い方を最
終的な測定結果として選択する。

【００６１】このような構成によれば、２個の発光ユニ
ットと共通の受光ユニットを車両の幅の半分だけ離間し
て配置することにより、受光ユニットに入射される反射
レーザ光の入射角度（受光角度）を大きくすることがで
きるので、上述した近距離領域（概ね、５ｍ以下の領
域）よりも遠方の領域に位置する検知対象物体であって
も、三角測量の原理を用いて高い精度で距離を測定する
ことができる。また、２個の発光ユニットをそれぞれ車
両の両端部に配置することにより、図７に示した場合と
同様に、車両が通過する可能性のある領域（車両の幅分
の領域）に検知可能領域を設定して、検知対象物体を車
両の幅で検出して、その検知対象物体までの距離を精度
良く測定することができるので、障害物や他車線からの
急な割り込み車両等を、迅速かつ的確に把握して、より
安全な走行制御を実現することができる。さらに、２個
の発光ユニットに対して受光ユニットを共通化した構成
を有しているので、装置構成を簡略化して低コスト化を
図ることができる。

【００６２】なお、上述した各構成例（図５乃至図８）
においては、検知対象物体が車両の前方に位置する場合
のレーザ光の光路についてのみ示したが、発光ユニット
から放射されるレーザ光は、所定のスキャン角度で走査
されているので、受光ユニットへの入射角度が、リニア
イメージセンサによって検出できる範囲であれば、車両
の近傍であって、車両の幅よりも広い領域に位置する検
出対象物体であっても良好に検出することができる。

【００６３】この場合、図２に示したような、集光レン
ズ２１をフォトダイオード２２およびリニアイメージセ
ンサ２４の前方に共通に配置した構成に替えて、フォト
ダイオード２２およびリニアイメージセンサ２４の各々
の前方に個別の集光レンズ（光学系）を配置した構成を
適用することが好ましい。すなわち、これによれば、リ
ニアイメージセンサ２４に入射する反射レーザ光Ｌｒの
入射角度を拡大して、広い視野角（たとえば、視野角９
０°、１５０°）を実現することができるので、車両の
近傍であって、車両の幅よりも外側の領域に位置する検
知対象物体までの距離を、三角測量の原理を利用した距
離測定方法を用いて精度良く測定することができる。ま
た、上述した各構成例においては、上記構成に加えて、
車速センサ等により計測される車両の速度情報も考慮し
た上で、先行車両等の検知対象物体までの距離を演算す
るようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明に係る距離測定装置は、検知対象
物体に照射する電磁波を走査しつつ放射する電磁波放射
手段と、前記検知対象物体により反射した前記電磁波を
受信する電磁波検知手段と、前記電磁波検知手段により
受信される前記電磁波に応じて出力される受信出力に基
づいて、前記検知対象物体までの距離を演算する距離演
算手段と、を備えた距離測定装置において、前記電磁波
検知手段は、前記電磁波放射手段から放射される単一の
前記電磁波を受信して、前記電磁波の受信タイミングに
関する情報と前記電磁波の受信方向に関する情報を含む
受信出力を出力し、前記距離演算手段は、前記受信出力
に基づいて、前記電磁波の放射から受信までの時間差を
計測して、前記検知対象物体までの第１の距離を演算す
るとともに、前記受信出力に基づいて、前記電磁波の受
信角度を計測して、前記検知対象物体までの第２の距離
を演算するように構成したものである。

【００６５】したがって、この発明によれば、検知対象
物体により反射した同一の電磁波を電磁波検知手段によ
り受信して、電磁波の放射から受信までの時間差から電
磁波の伝搬遅延時間を計測し、該伝搬遅延時間に基づい
て第１の距離を演算し、また、当該電磁波の受信角度を
計測し、該電磁波の放射角度と受信角度に基づいて三角
測量の原理を利用して第２の距離を演算するように構成
されているので、受信した電磁波の受信出力に基づい
て、比較的遠い位置の検知対象物体を良好に検出するこ
とができる測定方法により第１の距離を演算することが
できるとともに、比較的近い位置の検知対象物体までの
距離を高い精度で測定することができる測定方法により
第２の距離を演算することができ、検知対象物体の位置
に関わらず、簡易な装置構成で検知対象物体を良好に検
出して、検知対象物体までの距離（特に、近い位置の検
知対象物体までの距離）を精度良く測定することができ
る。また、同一の電磁波を受信して、上記第１および第
２の距離を測定することができるので、異なる性質の電
磁波を用いて距離を測定する場合のように、異なる検知
対象物体を検出することがなく、簡易な装置構成で誤検
出を防止することができ、より信頼性の高い距離測定装
置を提供することができる。

【００６６】この発明による距離測定装置の距離測定方
法は、検知対象物体に照射する電磁波を走査しつつ放射
する電磁波放射手段と、前記検知対象物体により反射し
た前記電磁波を受信する電磁波検知手段とを備え、前記
電磁波検知手段により受信される前記電磁波に応じて出
力される受信出力に基づいて、前記検知対象物体までの
距離を演算する距離測定装置の距離測定方法において、
前記電磁波放射手段から放射される単一の前記電磁波を
受信して、前記電磁波の受信タイミングに関する情報と
前記電磁波の受信方向に関する情報を含む受信出力を出
力する手順と、前記受信出力に基づいて、前記電磁波の
放射から受信までの時間差を計測して、前記検知対象物
体までの第１の距離を演算する手順と、前記受信出力に
基づいて、前記電磁波の受信角度を計測して、前記検知
対象物体までの第２の距離を演算する手順と、前記第１
の距離と所定の基準値とを比較して、前記検知対象物体
が存在する位置を判定する手順と、該判定結果に基づい
て、前記第１の距離または前記第２の距離のいずれかを
測定結果として選択設定する手順と、を有するものであ
る。

【００６７】したがって、この発明によれば、検知対象
物体により反射した同一の電磁波を電磁波検知手段によ
り受信して、電磁波の放射から受信までの時間差から電
磁波の伝搬遅延時間を計測し、該伝搬遅延時間に基づい
て第１の距離を演算するとともに、当該電磁波の受信角
度を計測し、該電磁波の放射角度と受信角度に基づいて
三角測量の原理を利用して第２の距離を演算して、該検
知対象物体が遠距離領域に位置するか、近距離領域に位
置するかを判別し、遠距離領域の場合には第１の距離を
選択設定し、近距離領域の場合には第２の距離を選択設
定することにより、当該領域における検知対象物体の検
出処理または距離測定処理に適した測定方法により測定
された距離を選択する手順を有しているので、比較的簡
易な処理方法により、検知対象物体の位置する領域を判
別して、該検知対象物体までの距離（特に、近距離）を
正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る距離測定装置の一実施形態を示す
概略構成図である。

【図２】本発明に係る距離測定装置に適用される受光ユ
ニットの具体例を示す概略構成図である。

【図３】本発明に係る距離測定装置におけるレーザ光の
光路と発光及び受光角度を示す概略図である。

【図４】本発明に係る距離測定装置における検知対象物
体の距離測定方法のアルゴリズムを示すフローチャート
である。

【図５】本実施形態に示した距離測定装置を車両へ適用
した第１の構成例を示す概略構成図である。

【図６】本実施形態に示した距離測定装置を車両へ適用
した第２の構成例を示す概略構成図である。

【図７】本構成例に係る距離測定装置を適用した場合に
おける割り込み車両の検出状態を示す概略図である。

【図８】本実施形態に示した距離測定装置を車両へ適用
した第３の構成例を示す概略構成図である。

【図９】従来技術における車載用のレーザレーダ装置に
よって設定されるスキャン領域（検知可能領域）の概略
図である。

【図１０】従来技術におけるスキャン領域の拡がりと割
り込み車両との関係を示す概略図である。

【図１１】従来技術における距離測定装置の一例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１ 距離測定装置 １０ 発光ユニット（電磁波放射手段） １１ スキャナ １２ レーザダイオード ２０ 受光ユニット（電磁波検知手段） ２１ 集光レンズ ２２ フォトダイオード（第１のセンサ） ２３、２５ 受光回路 ２４ リニアイメージセンサ（第２のセンサ） ３０ 制御回路（距離演算手段）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知対象物体に照射する電磁波を走査し
   つつ放射する電磁波放射手段と、前記検知対象物体によ
   り反射した前記電磁波を受信する電磁波検知手段と、前
   記電磁波検知手段により受信される前記電磁波に応じて
   出力される受信出力に基づいて、前記検知対象物体まで
   の距離を演算する距離演算手段と、を備えた距離測定装
   置において、 前記電磁波検知手段は、前記電磁波放射手段から放射さ
   れる単一の前記電磁波を受信して、前記電磁波の受信タ
   イミングに関する情報と前記電磁波の受信方向に関する
   情報を含む受信出力を出力し、 前記距離演算手段は、前記受信出力に基づいて、前記電
   磁波の放射から受信までの時間差を計測して、前記検知
   対象物体までの第１の距離を演算するとともに、前記受
   信出力に基づいて、前記電磁波の受信角度を計測して、
   前記検知対象物体までの第２の距離を演算するように構
   成したことを特徴とする距離測定装置。
2. 【請求項２】 前記電磁波検知手段は、前記電磁波放射
   手段から放射される単一の前記電磁波を受信して、前記
   電磁波の受信タイミングに関する情報を出力する第１の
   センサと、前記電磁波の受信方向に関する情報を出力す
   る第２のセンサを備えていることを特徴とする請求項１
   記載の距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記第１のセンサは、前記電磁波の受信
   に対して、高い時間応答性を有して前記電磁波の受信タ
   イミングに関する情報を出力し、第２のセンサは、前記
   電磁波の受信に対して、高い受信位置識別特性を有して
   前記電磁波の受信方向に関する情報を出力することを特
   徴とする請求項２記載の距離測定装置。
4. 【請求項４】 前記第１のセンサおよび前記第２のセン
   サは、単一のセンサにより構成されていることを特徴と
   する請求項２または３記載の距離測定装置。
5. 【請求項５】 前記電磁波放射手段および前記電磁波検
   知手段は、互いに離間して配置されていることを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれかに記載の距離測定装置。
6. 【請求項６】 少なくとも前記互いに離間して配置され
   た前記電磁波放射手段および前記電磁波検知手段から構
   成される検知部が、複数設けられていることを特徴とす
   る請求項５記載の距離測定装置。
7. 【請求項７】 前記電磁波放射手段が、互いに離間して
   複数配置され、該複数の電磁波放射手段に対して、前記
   電磁波検知手段が唯一配置されていることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれかに記載の距離測定装置。
8. 【請求項８】 前記距離測定装置は、車両に搭載され、
   少なくとも前記車両の進行方向に位置する前記検知対象
   物体までの距離を測定することを特徴とする請求項１乃
   至７のいずれかに記載の距離測定装置。
9. 【請求項９】 前記複数設けられる前記電磁波放射手段
   が、少なくとも前記車両の進行方向の両端部に配置され
   ていることを特徴とする請求項８記載の距離測定装置。
10. 【請求項１０】 検知対象物体に照射する電磁波を走査
    しつつ放射する電磁波放射手段と、前記検知対象物体に
    より反射した前記電磁波を受信する電磁波検知手段とを
    備え、前記電磁波検知手段により受信される前記電磁波
    に応じて出力される受信出力に基づいて、前記検知対象
    物体までの距離を演算する距離測定装置の距離測定方法
    において、 前記電磁波放射手段から放射される単一の前記電磁波を
    受信して、前記電磁波の受信タイミングに関する情報と
    前記電磁波の受信方向に関する情報を含む受信出力を出
    力する手順と、 前記受信出力に基づいて、前記電磁波の放射から受信ま
    での時間差を計測して、前記検知対象物体までの第１の
    距離を演算する手順と、 前記受信出力に基づいて、前記電磁波の受信角度を計測
    して、前記検知対象物体までの第２の距離を演算する手
    順と、 前記第１の距離と所定の基準値とを比較して、前記検知
    対象物体が存在する位置を判定する手順と、 該判定結果に基づいて、前記第１の距離または前記第２
    の距離のいずれかを測定結果として選択設定する手順
    と、を有することを特徴とする距離測定装置の距離測定
    方法。