JP2003066144A - 対象物検出装置および方法 - Google Patents

対象物検出装置および方法

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JP2003066144A JP2001252290A JP2001252290A JP2003066144A JP 2003066144 A JP2003066144 A JP 2003066144A JP 2001252290 A JP2001252290 A JP 2001252290A JP 2001252290 A JP2001252290 A JP 2001252290A JP 2003066144 A JP2003066144 A JP 2003066144A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物検出装置の投光するレーザ光の投光方
向のずれを補正できるようにする。 【解決手段】 左から右に向かって走行する自車1に、
所定の高さhで取り付けられた対象物検出装置2のレー
ザレーダ3から投光されたレーザ光は、頭上標識41に
より反射され、レーザレーダ3に受光され、対象物検出
装置2は、頭上標識41までの距離を算出し続ける。頭
上標識41がレーザ光の投光範囲外に出る瞬間、すなわ
ちレーザ光上端31が、頭上標識41の下端bを通過す
る瞬間、対象物検出装置2は、頭上標識41までの距離
L1を特定し、頭上標識41の設置高H、および対象物
検出装置2の設置高hを基に、レーザ光上端31の平行
線51に対する角度θを算出する。対象物検出装置2
は、算出したθから角度Θ/2を引き、平行線51に対
する光軸33の角度を求めることにより、光軸のずれを
求め、これを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物検出装置お
よび方法に関し、特に、光軸を最適な角度に調節するこ
とができるようにした対象物検出装置および方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車に設置したレーザレーダを
用いて、前を走る自動車との車間距離を測定し、この距
離が、安全な距離以下になると、運転手に、もっと車間
距離をとるよう警告を発したり、自動的に自車の速度を
制御し、先行車との距離をあけさせる対象物検出装置が
ある。この装置の概要について、図1を参照して説明す
る。
【0003】図1において、対象物検出装置2を車両前
方に設置した自車1は、図中、左から右方向に走行して
いる。自車1の前方には、先行車5が、自車1と同様の
方向に走行している。対象物検出装置2のレーザレーダ
3は、レーザ光4を自車の前方に向けて発射(投光)す
る。このレーザ光4は、先行車5の後部で反射され、そ
の反射光は、レーザレーダ3により受光される。対象物
検出装置2は、レーザレーダ3によりレーザ光4が投光
されてから、先行車5に反射して、レーザレーダ3に受
光されるまでの時間を測定し、その時間より、自車1と
先行車5の車間距離を算出する。
【0004】そして、対象物検出装置2は、このように
して算出した自車1と先行車5の車間距離が、あらかじ
め設定されている安全な距離(先行車5が事故をおこし
たり急停止したときに、自車1が危険を回避できると考
えられる距離)以下であると判断した場合、自車1の運
転手に、車間距離をもっととるよう警告を発したり、自
動的に自車1の速度を制御して、安全な車間距離を確保
させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな対象物検出装置2は、レーザレーダ3が投光するレ
ーザ光4の光軸がずれると、図2に示すように先行車5
との距離を正確に測定できないという課題があった。
【0006】図2において、レーザレーダ3が投光する
レーザ光4は、例えば、自車1の軽衝突による歪みや、
レーザレーダ3を固定する固定機構の経年変化による緩
みなどが原因で、図1に示したレーザ光4の正常な投光
方向と比較して、投光角度が、上方に傾いてしまってい
る。
【0007】このような場合、レーザレーダ3は、先行
車5が、破線で示した先行車5の位置に近づくまで、レ
ーザ光4の反射光を受光することが出来ない。このた
め、対象物検出装置2は、自車1と先行車5との車間距
離が、破線で示した先行車5の位置より長い場合、車間
距離はおろか、先行車5の存在すら検知できない。
【0008】そのため、異常に接近するまで先行車5を
検出することができず、緊急事態に対処出来ないという
課題があった。
【0009】また、仮に、自車1への対象物検出装置2
の設置角度が正常な場合(レーザ光4が、望ましい角度
で投光された場合)においても、路面が図4に示すよう
に、傾斜していた場合、従来の対象物検出装置2は、先
行車5を検知することができないことがある。
【0010】図4において、自車1のレーザレーダ3が
投光するレーザ光4は、前方の傾斜する路面に反射さ
れ、先行車5には届いていない。すなわち、この場合、
対象物検出装置2は、先行車5を検知することができな
い。
【0011】このように、路面が傾斜している場合に
も、異常に接近するまで先行車5を検出することができ
ず、緊急事態に対処出来ないことがあった。
【0012】この課題を解決するために、例えば特開平
11−194169号公報には、路面に対する装置自体
の傾きを検出する傾き検出手段、および複数の検知ビー
ムを備え、検出された傾きに最適な検知ビームを選択す
る選択手段を備えた車両用物体検知装置が開示されてい
る。
【0013】同公報の車両用物体検知装置は、先行車と
の車間距離を計測するために、路面と水平な方向にレー
ザ光を投光する第1のレーザレーダとは別に、車両用物
体検知装置自体の路面に対する傾きを測定するために、
路面に向かって所定の角度でレーザ光を投光させる第2
および第3のレーザレーダを備えている。
【0014】この車両用物体検知装置においては、第2
および第3のレーザレーダによる路面との距離の計測結
果を基に、車両用物体検知装置自体の、路面に対する角
度を算出し、ひいては、第1のレーザレーダから投光さ
れるレーザ光の光軸の角度を演算し、演算結果に基づい
て、複数ある検知ビームの中から最適な検知ビームを選
択するようになされている。
【0015】しかしながら、上記公報の発明では、車両
用物体検出装置に対するレーザ光の光軸の角度は規定値
として扱われ、車両用物体検知装置の路面に対する角度
から、間接的に、路面に対する第1のレーザ光の光軸の
角度を算出している。よって、車両用物体検出装置に対
するレーザ光の光軸の角度が、例えば、装置製造時の組
み立て誤差により、設計時に設定した所定の値と異なっ
ていた場合、路面に対する光軸の角度を、正確に算出す
ることができないという課題があった。
【0016】また、上記公報の発明では、車両用物体検
出装置の直下の路面の変化を検知することはできるが、
車両の前方の路面の傾斜変化を検出することはできない
という課題があった。
【0017】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、レーザ光4自体を用いて、レーザ光4の
光軸のずれを検知し、補正することができるようにし、
また、路面の傾斜に合わせて、レーザ光4の投光角度を
適応させることができるようにするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の対象物検
出装置は、ビームを出射する出射手段と、出射手段によ
り出射されたビームが物体に当り反射された反射ビーム
を受信する受信手段と、受信手段により受信した反射ビ
ームを基に、ビームを反射した物体までの距離を測定す
る測定手段と、受信手段により受信した反射ビームを基
に、路面上にある頭上標識を認識する認識手段と、認識
手段による頭上標識の認識が不可能になる直前の、頭上
標識までの距離を特定する特定手段と、特定手段により
特定された頭上標識までの距離を基に、出射手段により
出射されたビームの出射方向のずれを検知する検知手段
と、検知手段により検知されたビームの出射方向のずれ
を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【0019】出射手段および受信手段は、例えば、図4
のレーザレーダ3であり、ビームを出射し、路面、およ
び路面上の対象物に反射された反射ビームを受信する。
測定手段とは、例えば、図4の対象物認識/距離測定部
13であり、受信手段により受信された反射ビームに基
づいて、物体までの距離を算出する。認識手段とは、例
えば、図4の対象物認識/距離測定部13であり、受信
手段により受信された反射ビームに基づいて、路面上に
ある頭上標識を認識する。
【0020】特定手段とは、例えば、図4の対象物認識
/距離測定部13であり、認識手段により頭上標識が認
識され始めてから認識されなくなるまでの間、測定手段
により対象物検出装置と頭上標識の間の距離を測定し続
け、認識手段により頭上標識が認識されなくなると、そ
の直前に測定した頭上標識までの距離を特定する。
【0021】検知手段とは、例えば、図4の光軸ズレ検
出部14であり、特定手段により特定された頭上標識ま
での距離を基に、予め記憶してある頭上標識の設置高、
および対象物検出装置の車両への設置高を利用して、レ
ーザレーダ3より出射されているビームの上下方向のず
れを算出する。
【0022】補正手段とは、例えば、図4の投光角度計
算部15および投光角度制御部16であり、投光角度計
算部15は、検知手段により検知された光軸のずれを補
正するための補正角度を計算し、投光角度制御部16
は、投光角度計算部15が算出した補正角度に従って、
レーザレーダ3を制御し、光軸のずれを補正する。
【0023】前記対象物検出装置が設置された車両の速
度を計測する計測手段と、計測手段により計測された車
両の速度を基に、車両が安定した速度で走行しているか
否かを判断する判断手段とをさらに備えるようにし、前
記検知手段には、判断手段により車両が安定した速度で
走行していると判断された場合、前記ずれを検知するよ
うにさせることができる。
【0024】計測手段とは、例えば、図4の車両速度測
定装置21であり、判断手段とは、例えば図4の制御部
11である。制御部11は、車両速度測定装置21から
供給される車両の走行速度に関する情報に基づいて、車
両が安定した速度で走行しているかを判断し、車両が安
定した速度で走行しているときにのみ、ビームの出射方
向のずれを算出させるようにする。
【0025】このようにすることにより、車両が傾いた
状況(すなわち、車両に取り付けた対象物検出装置が傾
いた状況)のときには、ビームの出射方向のずれを算出
する処理は行わないようにすることができる。そのた
め、ビームの出射方向のずれを誤って算出することを防
ぐことができる。
【0026】前記補正手段には、前記ビームの鉛直方向
の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節することに
より前記ずれを補正するようにさせることができる。
【0027】投光角度制御部16は、レーザレーダ3か
ら投光されるレーザ光の出射角度を連続的に変化させる
ことができ、投光角度計算部15が計算した補正角度分
だけ出射角度を変化させることにより、光軸のずれを補
正することができる。
【0028】前記補正手段には、複数用意された鉛直方
向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビームの
前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記ビ
ームを出射することにより前記ずれを補正するようにさ
せることができる。
【0029】レーザレーダ3は、鉛直方向に予め設定さ
れた複数の投光角度の中から1つの投光角度を選択し
て、レーザ光を出射することができ、投光角度制御部1
6は、投光角度計算部15が算出した補正角度に基づい
て、光軸のずれが最も小さい投光角度を選択し、レーザ
レーダ3から、選択された角度でレーザ光を出射させ
る。
【0030】本発明の第1の対象物検出方法は、ビーム
を出射する出射ステップと、出射ステップの処理により
出射されたビームが物体に当り反射された反射ビームを
受信する受信ステップと、受信ステップの処理により受
信した反射ビームを基に、ビームを反射した物体までの
距離を測定する測定ステップと、受信ステップの処理に
より受信した反射ビームを基に、路面上にある頭上標識
を認識する認識ステップと、認識ステップの処理による
頭上標識の認識が不可能になる直前の、頭上標識までの
距離を特定する特定ステップと、特定ステップの処理に
より特定された頭上標識までの距離を基に、出射ステッ
プの処理により出射されたビームの出射方向のずれを検
知する検知ステップと、検知ステップの処理により検知
されたビームの出射方向のずれを補正する補正ステップ
とを含むことを特徴とする。
【0031】出射ステップとは、例えば、図6のステッ
プS1であり、受信ステップとは、例えば、図6のステ
ップS2であり、測定ステップとは、例えば図6のステ
ップS3であり、認識ステップとは、例えば、図6のス
テップS4である。特定ステップとは、例えば、図6の
ステップS6であり、検知ステップとは、例えば、図6
のステップS7であり、補正ステップとは、例えば、図
6のステップS10である。
【0032】本発明の第1の対象物検出装置および方法
においては、ビームが出射され、出射されたビームが物
体に当り反射された反射ビームが受信され、受信した反
射ビームを基に、ビームを反射した物体までの距離が測
定され、受信した反射ビームを基に、路面上にある頭上
標識が認識され、頭上標識の認識が不可能になる直前
の、頭上標識までの距離が特定され、特定された頭上標
識までの距離を基に、出射されたビームの出射方向のず
れが検知され、検知されたビームの出力方向のずれが補
正される。
【0033】本発明の第2の対象物検出装置は、ビーム
を出射する出射手段と、出射手段により出射されたビー
ムが、物体に当り反射された反射ビームを受信する受信
手段と、受信手段により受信した反射ビームを反射した
物体が路面であるか否かを判別する判別手段と、受信手
段により受信した反射ビームを基に、路面の反射位置ま
での距離を測定する測定手段と、測定手段により測定さ
れた路面の反射位置までの距離を基に、出射手段により
出射されたビームの出射方向のずれを検知する検知手段
と、検知手段により検知されたビームの出射方向のずれ
を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【0034】出射手段および受信手段は、例えば、図4
のレーザレーダ3であり、ビームを出射し、路面、およ
び路面上の対象物に反射された反射ビームを受信する。
判別手段とは、例えば、図4の対象物認識/距離測定部
13であり、受信手段により受信された反射ビームが路
面からの反射ビームであるか否かを判断する。測定手段
とは、例えば、図4の対象物認識/距離測定部13であ
り、受信手段により受信された反射ビームに基づいて、
路面の反射位置までの距離を算出する。
【0035】検知手段とは、例えば、図4の光軸ズレ検
出部14であり、測定手段により測定された路面の反射
位置までの距離を基に、予め記憶してある対象物検出装
置の車両への設置高を利用して、レーザレーダ3より出
射されているビームの出射方向のずれを算出する。
【0036】補正手段とは、例えば、図4の投光角度計
算部15および投光角度制御部16であり、投光角度計
算部15は、検知手段により検知された光軸のずれを補
正するための補正角度を計算し、投光角度制御部16
は、投光角度計算部15が算出した補正角度に従って、
レーザレーダ3を制御し、光軸のずれを補正する。
【0037】前記対象物検出装置が設置された車両の速
度を計測する計測手段と、計測手段により計測された車
両の速度を基に、車両が安定した速度で走行しているか
否かを判断する判断手段とをさらに備えるようにし、前
記検知手段は、判断手段により車両が安定した速度で走
行していると判断された場合、前記ずれを検知するよう
にさせることができる。
【0038】計測手段とは、例えば、図4の車両速度測
定装置21であり、判断手段とは、例えば図4の制御部
11である。制御部11は、車両速度測定装置21から
供給される車両の走行速度に関する情報に基づいて、車
両が安定した速度で走行しているかを判断し、車両が安
定した速度で走行しているときにのみ、ビームの出射方
向のずれを算出させるようにする。
【0039】このようにすることにより、車両が傾いた
状況(すなわち、車両に取り付けた対象物検出装置が傾
いた状況)のときには、ビームの出射方向のずれを算出
する処理は行わないようにすることができる。そのた
め、ビームの出射方向のずれを誤って算出することを防
ぐことができる。
【0040】前記補正手段には、前記ビームの鉛直方向
の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節することに
より前記ずれを補正するようにさせることができる。
【0041】投光角度制御部16は、レーザレーダ3か
ら投光されるレーザ光の出射角度を連続的に変化させる
ことができ、投光角度計算部15が計算した補正角度分
だけ出射角度を変化させることにより、光軸のずれを補
正することができる。
【0042】前記補正手段には、複数用意された鉛直方
向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビームの
前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記ビ
ームを出射することにより前記ずれを補正するようにさ
せることができる。
【0043】レーザレーダ3は、鉛直方向に予め設定さ
れた複数の投光角度の中から1つの投光角度を選択し
て、レーザ光を出射することができ、投光角度制御部1
6は、投光角度計算部15が算出した補正角度に基づい
て、光軸のずれが最も小さい投光角度を選択し、レーザ
レーダ3から、選択された角度でレーザ光を出射させ
る。
【0044】本発明の第2の対象物検出方法は、ビーム
を出射する出射ステップと、出射ステップの処理により
出射されたビームが、物体に当り反射された反射ビーム
を受信する受信ステップと、受信ステップの処理により
受信した反射ビームを反射した物体が路面であるか否か
を判別する判別ステップと、受信ステップの処理により
受信した反射ビームを基に、路面の反射位置までの距離
を測定する測定ステップと、測定ステップの処理により
測定された路面の反射位置までの距離を基に、出射ステ
ップの処理により出射されたビームの出射方向のずれを
検知する検知ステップと、検知ステップの処理により検
知されたビームの出射方向のずれを補正する補正ステッ
プとを含むことを特徴とする。
【0045】出射ステップとは、例えば、図9のステッ
プS21であり、受信ステップとは、例えば、図9のス
テップS22であり、判別ステップおよび測定ステップ
とは、例えば、図9のステップS23であり、検知ステ
ップとは、例えば図9のステップS25であり、補正ス
テップとは、例えば図9のステップS27である。
【0046】本発明の第2の対象物検出装置および方法
においては、ビームが出射され、出射されたビームが、
物体に当り反射された反射ビームが受信され、受信した
反射ビームを基に、物体までの距離が測定され、受信し
た反射ビームを反射した物体が路面であるか否かが判別
され、反射ビームを反射した物体は路面であると判別さ
れた場合、路面のビームを反射した位置までの距離が特
定され、特定された路面の反射位置までの距離を基に、
出射されたビームの出射方向のずれが検知され、検知さ
れたビームの出射方向のずれが補正される。
【0047】本発明の第3の対象物検出装置は、ビーム
を出射する出射手段と、出射手段により出射されたビー
ムが物体に当り反射された反射ビームを受信する受信手
段と、受信手段により受信した反射ビームを基に、ビー
ムを反射した物体までの距離を測定する測定手段と、受
信手段により受信した反射ビームを基に、路面、または
路面上にある頭上標識を認識する認識手段と、認識手段
により認識された物体が頭上標識であった場合、認識手
段による頭上標識の認識が不可能になる直前の、頭上標
識までの距離を特定する第1の特定手段と、第1の特定
手段により特定された頭上標識までの距離を基に、出射
手段により出射されたビームの出射方向のずれを検知す
る第1の検知手段と、認識手段により認識された物体が
路面であった場合、路面の反射位置までの距離を特定す
る第2の特定手段と、第2の特定手段により特定された
路面の反射位置までの距離を基に、出射手段により出射
されたビームの出射方向のずれを検知する第2の検知手
段と、第1の検知手段、または第2の検知手段により検
知されたビームの出射方向のずれを補正する補正手段と
を備えることを特徴とする。
【0048】出射手段および受信手段は、例えば、図4
のレーザレーダ3であり、ビームを出射し、路面、およ
び路面上の対象物に反射された反射ビームを受信する。
測定手段とは、例えば、図4の対象物認識/距離測定部
13であり、受信手段により受信された反射ビームに基
づいて、物体までの距離を算出する。認識手段とは、例
えば、図4の対象物認識/距離測定部13であり、受信
手段により受信された反射ビームに基づいて、路面、ま
たは路面上にある頭上標識を認識する。
【0049】第1の特定手段とは、例えば、図4の対象
物認識/距離測定部13であり、認識手段により頭上標
識が認識され始めてから認識されなくなるまでの間、測
定手段により対象物検出装置と頭上標識の間の距離を測
定し続け、認識手段により頭上標識が認識されなくなる
と、その直前に測定した頭上標識までの距離を特定す
る。
【0050】第1の検知手段とは、例えば、図4の光軸
ズレ検出部14であり、特定手段により特定された頭上
標識までの距離を基に、予め記憶してある頭上標識の設
置高、および対象物検出装置の車両への設置高を利用し
て、レーザレーダ3より出射されているビームの上下方
向のずれを算出する。
【0051】第2の特定手段とは、例えば、図4の対象
物認識/距離測定部13であり、認識手段により路面か
らの反射ビームであると認識された場合、測定手段によ
り測定された複数のデータから、路面までの距離に関す
るデータを特定する。
【0052】第2の検知手段とは、例えば、図4の光軸
ズレ検出部14であり、第2の特定手段により特定され
た路面の反射位置までの距離を基に、予め記憶してある
対象物検出装置の車両への設置高を利用して、レーザレ
ーダ3より出射されているビームの出射方向のずれを算
出する。
【0053】補正手段とは、例えば、図4の投光角度計
算部15および投光角度制御部16であり、投光角度計
算部15は、検知手段により検知された光軸のずれを補
正するための補正角度を計算し、投光角度制御部16
は、投光角度計算部15が算出した補正角度に従って、
レーザレーダ3を制御し、光軸のずれを補正する。
【0054】前記対象物検出装置が設置された車両の速
度を計測する計測手段と、計測手段により計測された車
両の速度を基に、車両が安定した速度で走行しているか
否かを判断する判断手段とをさらに備えるようにし、前
記第1の検知手段と前記第2の検出手段には、判断手段
により車両が安定した速度で走行していると判断された
場合、前記ずれを検知するようにせせることができる。
【0055】計測手段とは、例えば、図4の車両速度測
定装置21であり、判断手段とは、例えば図4の制御部
11である。制御部11は、車両速度測定装置21から
供給される車両の走行速度に関する情報に基づいて、車
両が安定した速度で走行しているかを判断し、車両が安
定した速度で走行しているときにのみ、ビームの出射方
向のずれを算出させるようにする。
【0056】このようにすることにより、車両が傾いた
状況(すなわち、車両に取り付けた対象物検出装置が傾
いた状況)のときには、ビームの出射方向のずれを算出
する処理は行わないようにすることができる。そのた
め、ビームの出射方向のずれを誤って算出することを防
ぐことができる。
【0057】前記補正手段には、前記ビームの鉛直方向
の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節することに
より前記ずれを補正するようにさせることができる。
【0058】投光角度制御部16は、レーザレーダ3か
ら投光されるレーザ光の出射角度を連続的に変化させる
ことができ、投光角度計算部15が計算した補正角度分
だけ出射角度を変化させることにより、光軸のずれを補
正することができる。
【0059】前記補正手段には、複数用意された鉛直方
向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビームの
前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記ビ
ームを出射することにより前記ずれを補正するようにさ
せることができる。
【0060】レーザレーダ3は、鉛直方向に予め設定さ
れた複数の投光角度の中から1つの投光角度を選択し
て、レーザ光を出射することができ、投光角度制御部1
6は、投光角度計算部15が算出した補正角度に基づい
て、光軸のずれが最も小さい投光角度を選択し、レーザ
レーダ3から、選択された角度でレーザ光を出射させ
る。
【0061】本発明の第3の対象物検出方法は、ビーム
を出射する出射ステップと、出射ステップの処理により
出射されたビームが物体に当り反射された反射ビームを
受信する受信ステップと、受信ステップの処理により受
信した反射ビームを基に、ビームを反射した物体までの
距離を測定する測定ステップと、受信ステップの処理に
より受信した反射ビームを基に、路面、または路面上に
ある頭上標識を認識する認識ステップと、認識ステップ
の処理により認識された物体が頭上標識であった場合、
認識ステップの処理による頭上標識の認識が不可能にな
る直前の、頭上標識までの距離を特定する第1の特定ス
テップと、第1の特定ステップの処理により特定された
頭上標識までの距離を基に、出射ステップの処理により
出射されたビームの出射方向のずれを検知する第1の検
知ステップと、認識ステップの処理により認識された物
体が路面であった場合、路面の反射位置までの距離を特
定する第2の特定ステップと、第2の特定ステップの処
理により特定された路面の反射位置までの距離を基に、
出射ステップの処理により出射されたビームの出射方向
のずれを検知する第2の検知ステップと、第1の検知ス
テップの処理、または第2の検知ステップの処理により
検知されたビームの出射方向のずれを補正する補正ステ
ップとを含むことを特徴とする。
【0062】本発明の第3の対象物検出装置および方法
においては、ビームが出射され、出射されたビームが物
体に当り反射された反射ビームが受信され、受信した反
射ビームを基に、ビームを反射した物体までの距離が測
定され、受信した反射ビームを基に、路面、または路面
上にある頭上標識が認識され、認識された物体が頭上標
識であった場合、頭上標識の認識が不可能になる直前
の、頭上標識までの距離が特定され、特定された頭上標
識までの距離を基に、出射されたビームの出射方向のず
れが検知され、認識された物体が路面であった場合、路
面の反射位置までの距離が特定され、特定された路面の
反射位置までの距離を基に、出射されたビームの出射方
向のずれが検知され、検知されたビームの出射方向のず
れが補正される。
【0063】本発明の第4の対象物検出装置は、ビーム
を出射する出射手段と、出射手段により出射されたビー
ムが、物体に当り反射された反射ビームを受信する受信
手段と、受信手段により受信した反射ビームを反射した
物体が路面であるか否かを判別する判別手段と、受信手
段により受信した反射ビームを基に、路面の反射位置ま
での距離を測定する測定手段と、測定手段により測定さ
れた路面の反射位置までの距離を基に、路面の傾斜角度
を算出する算出手段と、算出手段により算出された路面
の傾斜角度を基に、ビームの出射角度を制御する制御手
段とを備えることを特徴とする。
【0064】出射手段および受信手段は、例えば、図1
4のレーザレーダ3であり、ビームを出射し、路面、お
よび路面上の対象物に反射された反射ビームを受信す
る。判別手段とは、例えば、図14の対象物認識/距離
測定部13であり、受信手段により受信された反射ビー
ムが路面からの反射ビームであるか否かを判断する。測
定手段とは、例えば、図14の対象物認識/距離測定部
13であり、受信手段により受信された反射ビームに基
づいて、路面の反射位置までの距離を算出する。
【0065】算出手段とは、例えば、図14の路面傾斜
検出部71であり、測定手段により測定された路面の反
射位置までの距離をもとに、路面の傾斜角度を算出す
る。制御手段とは、例えば、図14の投光角度計算部1
5、および投光角度制御部16であり、投光角度計算部
15において、算出手段により算出された路面の傾斜角
度を基に、路面の傾斜角度に適応したレーザ光の出射角
度が算出され、投光角度制御部16において、投光角度
計算部15により算出された出射角度に基づいて、レー
ザ光の投光角度が調節される。
【0066】本発明の第4の対象物検出方法は、ビーム
を出射する出射ステップと、出射ステップの処理により
出射されたビームが、物体に当り反射された反射ビーム
を受信する受信ステップと、受信ステップの処理により
受信した反射ビームを反射した物体が路面であるか否か
を判別する判別ステップと、受信ステップの処理により
受信した反射ビームを基に、路面の反射位置までの距離
を測定する測定ステップと、測定ステップの処理により
測定された路面の反射位置までの距離を基に、路面の傾
斜角度を算出する算出ステップと、算出ステップの処理
により算出された路面の傾斜角度を基に、ビームの出射
角度を制御する制御ステップとを含むことを特徴とす
る。
【0067】出射ステップとは、例えば、図15のステ
ップS41であり、受信ステップとは、例えば、図15
のステップS42であり、判別ステップおよび測定ステ
ップとは、例えば、図15のステップS43であり、算
出ステップとは、例えば、図15のステップS44であ
り、制御ステップとは、例えば、図15のステップS4
5、ステップS46、およびステップS47である。
【0068】本発明の第4の対象物検出装置および方法
においては、ビームが出射され、出射されたビームが、
物体に当り反射された反射ビームが受信され、受信した
反射ビームを反射した物体が路面であるか否かが判別さ
れ、受信した反射ビームを基に、路面の反射位置までの
距離が測定され、測定された路面の反射位置までの距離
を基に、路面の傾斜角度が算出され、算出された路面の
傾斜角度を基に、ビームの出射角度が制御される。
【0069】
【発明の実施の形態】本発明の対象物検出装置2の構成
例について、図4のブロック図を参照して説明する。
【0070】対象物検出装置2の制御部11は、予め設
定された所定の制御プログラムに基づいて、対象物検出
装置2の各部を制御し、先行する車両の有無を判断した
り、先行車5が検出された場合、先行車5との車間距離
を測定し、車間距離が安全な距離か否かを判断し、安全
な距離ではない場合、運転手に警告を発したりする一連
の処理を実行させる。また、制御部11は、対象物認識
/距離測定部13より、頭上標識(または路面)の存在
を確認した旨の情報が入力されると、車両速度測定装置
21から供給された自車1の走行速度に関する情報を参
照して、自車1が安定した速度で走行しているか否か
(加速度運動をしていないか否か)を判断し、安定して
いる(一定の速度で走行している)と判断した場合、後述
する光軸ずれを検知し、補正する所定の処理を実行す
る。
【0071】レーザレーダ3は、制御部11の制御に基
づいて、レーザ光4を出力し、頭上標識や先行車5など
の対象物や道路などの反射体からの反射光を受光し、光
電変換して信号処理部12に入力する。また、レーザレ
ーダ3は、投光角度制御部16による制御を受け、レー
ザ光4の、路面に対して鉛直方向の投光角度を調節す
る。
【0072】信号処理部12は、レーザレーダ3から出
力されるレーザ光4およびその反射光に対応する信号に
対して、所定の信号処理を施し、それを対象物認識/距
離測定部13に供給する。
【0073】対象物認識/距離測定部13は、信号処理
部12より供給された信号に基づいて、頭上標識、先行
車5、道路などの反射体を識別すると共に、反射体まで
の距離を測定し、制御部11、光軸ズレ検出部14、お
よび安全距離判断部17に、それぞれ供給する。
【0074】光軸ズレ検出部14は、対象物認識/距離
測定部13から入力された反射体までの距離を基に、所
定の演算を実行し、レーザ光4の光軸の基準方向からの
ずれを算出し、光軸のずれが、予め、補正可能範囲とし
て設定された所定のずれ角度より小さいと判断した場
合、投光角度計算部15に、光軸のずれ角度に関する情
報を供給する。算出した光軸のずれが、補正可能範囲よ
り大きいと判断した場合、警報提示部18に、警報を発
するよう指示する。ここで、レーザ光4の光軸につい
て、図5を参照して説明する。
【0075】図5において、レーザレーダ3から投光さ
れたレーザ光4は、上下に所定の幅の広がりを有してお
り、その端(利用可能な強度を有する範囲の境界)を、そ
れぞれレーザ光上端31、およびレーザ光下端32とす
る。レーザ光上端31とレーザ光下端32が成す角度を
Θとしたとき、その2等分線を、光軸33とする。な
お、角度Θは、予め所定の値に設定されている。
【0076】図4に戻って、投光角度計算部15は、光
軸ズレ検出部14から、光軸のずれ角度に関する情報を
入力されると、光軸のずれを補正することができるレー
ザ光4の投光角度を計算し、算出した値を投光角度制御
部16に供給する。
【0077】投光角度制御部16は、投光角度計算部1
5から、投光角度に関する情報を入力されると、対応す
る投光角度にするよう、レーザレーダ3を制御する。
【0078】安全距離判断部17は、対象物認識/距離
測定部13から入力された反射体までの距離を基に、先
行車5との間の車間距離が安全な距離であるか否かを判
断し、安全な距離ではないと判断した場合、警報提示部
18に、警報を発するよう指示する。
【0079】警報提示部18は、光軸ズレ検出部14、
または、安全距離判断部17からの指示が入力される
と、対応した警報を発する。
【0080】車両速度測定装置21は、走行中の自車1
の速度を常時計測し、対象物検出装置2の制御部11に
供給する。
【0081】ところで、対象物検出装置2の制御部11
は、前回に光軸ずれの検出処理を行ってから、所定の時
間(例えば、1日間)が経過したと判断すると、光軸ず
れを検知する一連の処理を開始する。
【0082】次に、頭上標識を利用した光軸ズレ補正処
理について、図5のフローチャートを参照して、説明す
る。
【0083】ステップS1において、レーザレーダ3
は、レーザ光4を投光する。
【0084】ステップS2において、レーザレーダ3
は、ステップS1で投光したレーザ光4が路面上にある
各種の物体(反射体)に反射してきた反射光を受光する。
【0085】ステップS3において、レーザレーダ3
は、ステップS2で受光した反射光に対応する信号(反
射信号)を信号処理部12に入力する。対象物認識/距離
測定部13は、信号処理部12において所定の信号処理
が施された反射信号を基に、対象物(反射体)の有無、お
よび対象物までの距離を算出する。
【0086】ステップS4において、対象物認識/距離
測定部13は、認識した対象物(反射体)が頭上標識41
であるか否かを判断する。制御部11は、対象物認識/
距離測定部13から、頭上標識41を確認した旨の情報
が入力されるまで待機する。
【0087】図7Aは、図中、左から右方向に走行する
自車1と、頭上標識41の関係を示している。自車1に
設置された対象物検出装置2のレーザレーダ3は、自車
1の前方にレーザ光4を投光している。自車1の走行に
伴って、遠方から頭上標識41(図中、実線)が接近し、
レーザレーダ3の測定範囲内にまで接近すると、レーザ
光4は、頭上標識41により反射され、レーザレーダ3
は、この反射光を受光する。この信号は信号処理部12
で処理された後、対象物認識/距離測定部13に入力さ
れる。対象物認識/距離測定部13は、入力された信号
を基準の信号と比較することで、頭上標識41であるこ
とを認識する。基準の信号は、実験等により予め測定さ
れ、記憶されている。対象物認識/距離測定部13か
ら、頭上標識41を認識した旨の情報が制御部11に入
力されると、処理はステップS5に進む。
【0088】ステップS5において、制御部11は、車
両速度測定装置21から、自車1の走行速度を取得し、
それを基に、自車1が、安定した速度(一定の速度)で走
行しているか否かを判定し、安定した速度で走行してい
ない場合、処理はステップS4に戻り、上述した処理を
繰り返す。
【0089】ステップS5において、制御部11が、自
車1は安定した速度で走行していると判断した場合、ス
テップS6に進み、制御部11からの指令により、対象
物認識/距離測定部13は、レーザレーダ3が頭上標識
41を検出できなくなる瞬間(直前)の、レーザレーダ3
と頭上標識41の間の距離を算出する。すなわち、図7
Aにおいて、自車1が右方向に走行する間、対象物認識
/距離測定部13は、頭上標識41を認識し続けるが、
自車1と頭上標識41との距離が頭上標識ロスト距離に
なると(頭上標識41が、図中、破線で示される位置
(▲で示す地点)になると)、頭上標識41は、レーザ
光4の投光範囲より上方の外に出てしまい、対象物認識
/距離測定部13は、以後、頭上標識41を認識するこ
とができなくなる(これをロストと称する)。対象物認識
/距離測定部13は、頭上標識41を認識することがで
きなくなる直前の、レーザレーダ3と頭上標識41の間
の距離(図7AのL1で示された距離)を算出し、光軸
ズレ検出部14に供給する。
【0090】ステップS7において、光軸ズレ検出部1
4は、ステップS6で、対象物認識/距離測定部13が
算出したレーザレーダ3と頭上標識41の間の距離L1
を基に、光軸の鉛直面内における角度を算出する。この
処理の詳細は、後述する。
【0091】ステップS8において、光軸ズレ検出部1
4は、ステップS7において算出した光軸の角度に基づ
いて、光軸がずれているか否かを判定し、光軸がずれて
はいなかった場合、処理を終了する。
【0092】ステップS8において、光軸ズレ検出部1
4が、光軸がずれていたと判定した場合、ステップS9
に進む。
【0093】ステップS9において、光軸ズレ検出部1
4は、光軸のずれが、補正可能範囲として予め設定され
た所定の範囲内であるか否かを判定し、所定の範囲内で
あると判定した場合、ステップS10に進む。
【0094】ステップS10において、光軸ズレ検出部
14は、ステップS7で算出した光軸の角度に関する情
報を投光角度計算部15に入力し、投光角度計算部15
は、これを基に、光軸のずれを補正するためのレーザ光
4の投光角度を計算し、算出した投光角度に関する情報
を、投光角度制御部16に供給する。投光角度制御部1
6は、投光角度計算部15から入力された投光角度に関
する情報に基づいて、レーザレーダ3を制御し、レーザ
光4の投光角度を補正させる。
【0095】ステップS9において、光軸ズレ検出部1
4が、光軸のずれは所定の範囲より大きいと判定した場
合、ステップS11に進み、光軸ズレ検出部14は、警
報提示部18に、運転手に対して警報を提示するよう指
令する。警報提示部18は、この指令に従って、例え
ば、光軸がずれていることを示すインジケータを表示さ
せたり、光軸がずれていることを案内する音声を出力さ
せたりして、運転手に、光軸がずれていることを知らせ
る。
【0096】以上のようにして、本願発明の対象物検出
装置2は、光軸のずれを補正する一連の処理を行う。
【0097】なお、例えば、カーナビゲーションシステ
ムの記録媒体に、頭上標識41の設置位置を予め記録さ
せておき、カーナビゲーションシステムと連動して、対
象物検出装置2の光軸ズレ検知処理を行うようにしても
よい。すなわち、カーナビゲーションシステムが、自車
1が走行する道路の前方に頭上標識41があると判断し
たとき、その情報を対象物検出装置2に供給し、対象物
検出装置2に、光軸のずれを検知する一連の処理を行わ
せるようにしてもよい。また、頭上標識41の設置高に
関する情報も、カーナビゲーションシステムの記録媒体
に予め記録させておき、光軸ズレ検出部14が、光軸の
ずれを算出する際に、この頭上標識41の設置高に関す
る情報を用いるようにしてもよい。
【0098】さらに、道路上の特定の対象物(例えば、
頭上標識41以外の路上の看板や、トンネルの出口な
ど)とその設置高を対応付けて、予めカーナビゲーショ
ンシステムに登録させておくことにより、頭上標識41
以外の対象物を利用して、光軸のずれを検知するように
してもよい。
【0099】また、上述した例においては、検出のため
のビームとしてレーザ光を用いたが、本発明の対象物検
出装置2が用いるビームは、レーザ光に限定されるもの
ではない。
【0100】次に、図6のステップS7の処理、すなわ
ち、距離L1を利用した光軸ズレ検出処理の概要につい
て、図8を参照して説明する。
【0101】図8は、レーザレーダ3が頭上標識41を
ロストした瞬間の、自車1、頭上標識41、およびレー
ザ光4の関係を示している。レーザレーダ3と頭上標識
41間の距離L1は、対象物認識/距離測定部13のス
テップS6の処理によって算出されている。路面52を
基準としたレーザレーダ3の設置高hは、レーザレーダ
3の自車1への取り付け時に、予め計測済みである。ま
た、頭上標識41の設置高Hは、日本国内の場合、路面
52を基準とした標識下端の高さが、標準5m(例外と
して4.7m乃至6.0m)と定められている。平行線51
は、レーザレーダ3の設置高hで、路面52と平行に引
かれた便宜上の線である。
【0102】ここで、レーザレーダ3のレーザ光4の投
光口をa、頭上標識41の下端をb、下端bから路面に
下ろした垂線と平行線51の交わる点をcとすると、三
角形abcは、∠acbが直角な直角三角形である。辺abの長
さはL1であり、辺bcの長さはH-hで算出できる。
【0103】よって、∠bacをθとすると、角度θは、
次の式で求めることができる。 sinθ=(H−h)/L1
【0104】ところで、図5に示した通り、光軸33
は、レーザ光上端31とレーザ光下端32が成す角度Θ
の2等分線である。
【0105】以上のことから、光軸33が平行線51と
成す角度は、θ―Θ/2で求めることができる。
【0106】対象物検出装置2を自車1に設置する際
の、平行線51に対する光軸33の適正な角度は、予め
所定の範囲内に指定されており、値θ―Θ/2を、予め
指定された適正な角度と比較することにより、光軸33
の上下方向のずれを求めることができる。
【0107】以上のように、レーザレーダ3から投光さ
れたレーザ光4からの反射光を利用して、直接、光軸の
ずれを求めるため、対象物検出装置2に対するレーザ光
4の投光角度が、設計時の理想値から大きくずれていた
としても、正確に、光軸のずれを求めることができる。
【0108】次に、図7Bは、光軸が、予め設定された
所定の範囲より上方に傾いた場合の例について示してい
る。図7Bにおいても図7Aと同様に、自車1は、図
中、左から右方向に向かって走行している。レーザレー
ダ3は、接近する頭上標識41を認識し続ける。そし
て、頭上認識ロスト距離に達したとき(頭上標識41
が、破線で示される位置になると)、頭上標識41は、
レーザ光4の視野外に出てしまう。このときの、レーザ
レーダ3と頭上標識41の間の距離をL2とする。
【0109】図示したように、図7Aの光軸が正常な場
合におけるレーザレーダ3と頭上標識41の間の距離L
1と比較して、図7Bに示した光軸が上方に傾いている
場合のレーザレーダ3と頭上標識41の間の距離L2
は、短くなっている。距離L2を基に、上述した原理の
演算を行うことにより、光軸33のずれが求められ、そ
の結果、ずれの大きさが、対象物検出装置2が正常に作
動できる範囲を超えていると判定され、運転手に、警告
を表示するようになっている。
【0110】以上のような原理によって、本発明の対象
物検出装置2は、光軸33のずれを検知することができ
る。
【0111】次に、本発明の対象物検出装置2による、
路面を利用した光軸ズレ補正方法について、図9のフロ
ーチャートを参照して説明する。なお、頭上標識を利用
した光軸ズレ補正方法と同一の処理に関しては、適宜、
省略する。
【0112】ステップS21において、レーザレーダ3
は、レーザ光4を投光する。
【0113】ステップS22において、レーザレーダ3
は、ステップS21で投光したレーザ光4が路面52、
および路面上にある各種の物体(反射体)に反射してきた
反射光を受光する。
【0114】ステップS23において、レーザレーダ3
は、ステップS22で受光した反射光に対応する信号
(反射信号)を信号処理部12に入力する。対象物認識/
距離測定部13は、信号処理部12において所定の信号
処理が施された反射信号を基に、路面52からの反射信
号を識別し、路面52までの距離を算出する。
【0115】なお、路面52からの反射光であるか否か
は、路面52からの反射光に基づく反射信号の特徴量を
実験により予め求めておき、その特徴量と比較すること
で判定することができる。
【0116】ステップS24において、制御部11は、
車両速度測定装置21から、自車1の走行速度を取得
し、それを基に、自車1が、安定した速度(一定の速度)
で走行しているか否かを判定し、安定した速度で走行し
ていない場合、処理はステップS21に戻り、上述した
処理を繰り返す。
【0117】ステップS25において、光軸ズレ検出部
14は、ステップS23で、対象物認識/距離測定部1
3が算出したレーザレーダ3と路面52の間の距離を基
に、光軸の鉛直面内における角度を算出する。この処理
の詳細は、後述する。
【0118】以後、ステップS26は、図6のステップ
S8と、ステップS27は、図6のステップS9と、ス
テップS28は、図6のステップS10と、ステップS
29は、図6のステップS11と同様の処理である。
【0119】以上のようにして、路面52を利用した光
軸ズレの補正処理は行われる。
【0120】次に、路面52を利用した光軸ズレ検知の
原理について、図10を参照して説明する。なお、光軸
ズレ検知方法の原理は、図8に示された頭上標識41を
利用した検知方法と類似点が多いため、以下の説明にお
いては、詳細な説明は、適宜省略する。
【0121】路面52を利用した光軸ズレ検知方法にお
いては、対象物検出装置2は、頭上標識41からの反射
光を利用する代わりに、路面52からの反射光を利用す
る。図10に示すように、レーザ光下端62のレーザ光
4は、点eで、路面52に反射し、反射光はレーザレー
ダ3により受光される。この反射光を基に、対象物認識
/距離測定部13において、路面52からの反射か否か
が識別されると共に、レーザレーダ3の投光口dとレー
ザ光下端62と路面52との交点eの間の距離L3が算
出される。対象物認識/距離測定部13は、算出した距
離L3を光軸ズレ検出部14に供給する。
【0122】光軸ズレ検出部14は、対象物認識/距離
測定部13から供給された距離L3とレーザレーダ3の
設置高hを基に、以下の式により、θを算出する。
【0123】sinθ=h/L3
【0124】そして、光軸ズレ検出部14は、θからΘ
/2を引き算した値(θ−Θ/2)から、平行線51を基
準とした光軸63の角度を算出する。
【0125】以上のようにして、対象物検出装置2は、
路面52を利用して、光軸のずれを検知することもでき
る。上述した、路面52を利用した光軸ズレ検知方法
は、下方への光軸のずれを検知することができるほか、
所定の角度までなら、上方への光軸のずれを検知するこ
とも可能である。
【0126】なお、本発明の対象物検出装置2は、頭上
標識41のみを利用した光軸ズレ検知処理を行うように
設定すること、および、路面52のみを利用した光軸ズ
レ検知処理を行うように設定することができる。また、
本発明の対象物検出装置2は、頭上標識41を利用した
光軸ズレ検知処理、および路面52を利用した光軸ズレ
検知処理を、状況に応じて、適宜、選択して用いるよう
に設定することもできる。
【0127】次に、図6のステップS10、および、図
9のステップS28の、光軸のずれを補正する処理の詳
細について、図11乃至図13を参照して説明する。図
11乃至図13は、光軸のずれを補正するための、異な
る方法についてそれぞれ図示したものである。光軸のず
れを補正する第1の方法について、図11を参照して説
明する。
【0128】図11においては、レーザレーダ3が投光
するレーザ光4A(図中、点線)は、基準となる光軸の角
度(先行車5を的確に検知することができる角度)より
上方にずれていたとする。ここで、図6のステップS8
(図9のステップS26)において、光軸がずれていると
判定され、図6のステップS9(図9のステップS2
7)において、光軸のずれは、補正可能な程度であると
判定される。
【0129】すると、図6のステップS10(図9のス
テップS28)において、投光角度計算部15は、光軸
ズレ検出部14から入力された光軸の角度に関する情報
を基に、光軸のずれを補正するためのレーザ光4の投光
角度を計算し、投光角度制御部16は、投光角度計算部
15で算出された投光角度に関する情報に基づいて、レ
ーザレーダ3を制御し、投光角度をレーザ光4Aからレ
ーザ光4Bの位置に補正させる。
【0130】投光角度を、レーザ光4Aからレーザ光4
Bの位置に補正する方法としては、例えば、予め、対象
物検出装置2にレーザレーダ3を鉛直方向に旋回させる
駆動機構を備えるようにさせておき、その駆動機構によ
りレーザレーダ3を旋回させ、光軸の角度を、投光角度
計算部15により算出された所定の角度分だけ連続的に変
化させてゆき、補正させる方法が考えられる。
【0131】なお、レーザ光4の投光角度を連続的に変
化させる方法は、上述の方法に限定されるものではな
い。
【0132】次に、光軸のずれを補正する第2の方法に
ついて、図12を参照して説明する。図12において、
対象物検出装置2は、レーザレーダ3の投光するレーザ
光4の投光角度を、予め設定した所定の角度だけ切り替
えることができるようになっており、レーザ光4C、レ
ーザ光4D、およびレーザ光4Eの中から選択できるよ
うになっている。投光角度鮮魚部16は、投光角度計算
部15により算出された光軸の角度に関する情報に従っ
て、例えば、レーザ光4Cからレーザ光4Dに、また
は、レーザ光4Cからレーザ光4Eに、投光角度を切り
替えることにより、光軸のずれを補正する。
【0133】なお、図12においては、レーザ光4C、
レーザ光4D、およびレーザ光4Eの3通りの投光角度
を示したが、投光角度は、この3通りに限定されるもの
ではなく、例えば10通りの投光角度を選べるように装
置を構成することも可能である。図11および図12に
示された光軸の補正方法の違いは、図11に示した光軸
の補正方法が、連続的に光軸の角度を変化させるのに対
し、図12に示した補正方法は、不連続的に光軸を変化
させることである。
【0134】次に、光軸のずれを補正する第3の方法に
ついて、図13を参照して説明する。図13に示された
光軸の補正方法は、図11および図12に示された方法
を組み合わせたものである。すなわち、図13におい
て、レーザ光が、レーザ光4F(点線で図示)のように、
基準となる投光角度よりも上方に角度が付きすぎていた
場合、投光角度制御部16の制御により、まず、投光さ
れるレーザ光が、基準となる投光角度に最も近い投光角
度であるレーザ光4G(破線で図示)に切り替えられる
(図12に示された補正方法と同一)。さらに、投光角
度制御部16は、レーザ光の光軸をレーザ光4Gからレ
ーザ光4G´(実線で図示)に変化させる(図11に示さ
れた補正方法と同一)。このようにして、レーザ光4の
光軸を補正する。
【0135】なお、光軸の補正方法は、上述した方法に
限定されるものではない。
【0136】ところで、図3を用いて、先に説明したよ
うに、レーザレーダ3が投光するレーザ光4の光軸が、
基準に一致した角度であっても、路面の傾斜の影響によ
り、先行車5を検知することができないことがある。そ
の結果、先行車5に異常接近してしまい、運転手が危険
にさらされる可能性がある。なお、図3においては、自
車1の前方の路面が上り坂の場合の例について示されて
いるが、自車1の前方の路面が、上り坂から平坦な角度
になる場合、平坦な角度から下り坂になる場合、その
他、路面の傾斜が変化する全ての場所で起こりうる。
【0137】そこで、次に、上述した問題点、すなわ
ち、路面の傾斜による影響で、対象物検出装置2が、先
行車5を検知することができなくなる問題を解消する装
置、および方法について、以下に述べる。
【0138】図14は、そのような対象物検出装置2の
構成例を示したブロック図である。図14においては、
対象物認識/距離測定部13と投光角度計算部15の間
に、路面傾斜検出部71が挿入されている。
【0139】路面傾斜検出部71は、対象物認識/距離
測定部13から供給された路面までの距離に関する情報
を基に、所定の演算を行い、自車1の前方の路面の傾斜
を検出し、投光するレーザ光4の光軸の角度を変更させ
る必要があるか否かを判定する。その結果、角度を変更
する必要があると判断した場合、光軸の角度を変化させ
るタイミングを演算する。そして、路面の傾斜角度に関
する情報を投光角度計算部15に供給し、光軸の角度を
変化させるタイミングに関する情報を投光角度制御部1
6に供給する。
【0140】それ以外の構成は、図4に示された対象物
検出装置2と同様であるため、説明は省略する。
【0141】次に、図15のフローチャートを参照し
て、路面傾斜に対するレーザ光4の光軸を適応させる処
理について説明する。
【0142】ステップS41において、レーザレーダ3
は、レーザ光4を投光する。図16Aは、自車1に取り
付けられた対象物検出装置2のレーザレーダ3がレーザ
光4を前方の路面52に投光している状況を示してい
る。図16において、自車1は、図中、左から右方向に
走行している。
【0143】ステップS42において、レーザレーダ3
は、ステップS41で投光したレーザ光4が路面52、
および路面上にある各種の物体(反射体)に反射してきた
反射光を受光する。図16においては、△で示された地
点でレーザ光4が反射され、反射光は、レーザレーダ3
により受光される。
【0144】ステップS43において、レーザレーダ3
は、ステップS42で受光した反射光に対応する信号
(反射信号)を信号処理部12に入力する。対象物認識/
距離測定部13は、信号処理部12において所定の信号
処理が施された反射信号を基に、路面52からの反射信
号を識別し、路面52までの距離を算出する。
【0145】ステップS44において、路面傾斜検出部
71は、対象物認識/距離測定部13より、ステップS
43で算出された路面52までの距離を入力され、これ
を基に、路面52の傾斜角度を演算し、傾斜角度が予め
設定された所定の角度範囲より大きいか否かを判定す
る。演算方法の例の詳細は、後述する。その結果、図6
Aに示された路面52のような場合、路面52は傾斜し
ていない(傾斜角度は所定の角度範囲内)と判断され、
ステップS41に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0146】ここで、図6Bに示されたように、図中、
左から右方向に走行する自車1の前方に点Tを境に上り
坂になっている路面が現れたとする。図6Bにおいて
は、点Tより左側の路面52aは、平坦な路面であり、
点Tより右側の路面52bは、上り坂になっている。す
ると、図6Bに示されたように、ステップS41で投光
されたレーザ光4は△で示された地点で反射されステッ
プS42において受光され、ステップS43において、
路面52bまでの距離が算出される。ここで、図6Bに
おける路面52bまでの距離は、図6Aにおける路面5
2までの距離と比較して、短くなっている。
【0147】この場合、ステップS44において、路面
傾斜検出部71は、路面52bの傾斜角度は所定の角度
範囲より大きいと判断し、処理はステップS45に進
む。
【0148】ステップS45において、路面傾斜検出部
71は、ステップS44で演算した路面の傾斜角度に関
する情報を投光角度計算部15に供給する。投光角度計
算部15は、供給された情報を基に、路面状況に適切
な、レーザ光4の投光角度を計算し、投光角度制御部1
6に供給する。
【0149】ステップS46において、路面傾斜検出部
71は、ステップS43で算出した路面52bまでの距
離、ステップS44で算出した路面52bの傾斜角度、
および車両速度測定装置21から制御部11に供給され
る自車1の速度情報を参照して、レーザ光4の光軸を変
化させるタイミングを計算し、投光角度制御部16に供
給する。
【0150】ステップS47において、投光角度制御部
16は、投光角度計算部15から供給されたレーザ光4
の投光角度に関する情報と、路面傾斜検出部71から供
給されたレーザ光4の光軸を変化させるタイミングに関
する情報に基づいて、レーザレーダ3を制御し、路面傾
斜検出部71が算出したタイミングで、光軸の投光角度
を、投光角度計算部15が算出した投光角度に変化させ
る。図17は、投光角度を変化させたレーザ光を図示し
ている。
【0151】図17においては、対象物検出装置2は、
投光角度をレーザ光4H(点線で図示)からレーザ光4J
(実線で図示)に変化させている。このように、レーザ光
の投光角度を変化させることにより、前方に先行車5が
あった場合、先行車5を確実に検知することができる。
【0152】なお、投光角度を変化させる方法は、図1
1乃至図13に示された方法のうち、いずれかの方法を
用いることができる。ただし、投光角度を変化させる方
法は、上述した方法に限るものではない。
【0153】次に、路面傾斜検出部71が路面の傾斜を
演算する原理の1例について、図18を参照して説明す
る。
【0154】図18においては、図中左から右方向に走
行する自車1の前方に、点Tを境に傾斜した路面52b
がある。対象物検出装置2のレーザレーダ3は、レーザ
光4を投光している。レーザ光4は点Rにおいて、レー
ザ光下端32が路面52bに反射されている。対象物認
識/距離測定部13は、レーザ光4の投光口Qから点R
までの距離L4を算出する。
【0155】点Rを通り、路面52aに平行な線を平行
線81とし、レーザ光4の投光口Qから路面52aに垂
直に降ろした垂線が、平行線81と交わる点をP、垂線
が路面52aと交わる点をOとする。
【0156】ここで、レーザレーダ3の設置高、すなわ
ち、点Oから点Qまでの長さHは、対象物検出装置2の
設置時に、予め計測済みである。また、∠RQP(以後、∠
Qと称する)は、光軸の投光角度により決定されるもの
であり、光軸の投光角度は、投光角度制御部16が管理
している。よって、∠Qは、光軸の投光角度を基に算出
することができる。また、三角形PQRは、∠RPQが直角な
直角三角形である。
【0157】よって、点Oを原点(0,0)とした場合
の、点Rの座標を(x,y)とおくと、点R(x,y)は、 x=L4sin∠Q y=H−L4cos∠Q で求められる。
【0158】路面傾斜検出部71は、対象物認識/距離
測定部13から常時、供給される路面52までの距離情
報を基に、点Rの座標を逐一算出し続け、得られた複数
の座標を基に、路面の傾斜角度を算出する。ただし、自
車1は走行しているため、点Rを算出してから、次に点
Rを算出するまでに、自車1は移動している。そこで、
路面傾斜検出部71は、この移動距離を含んだ計算式に
より、路面の傾斜角度を算出する。
【0159】上述したような原理により、路面傾斜検出
部71は、路面の傾斜を算出する。
【0160】ところで、上述の説明は、上り坂に対して
レーザ光4の投光角度を適応的に変化させる例である
が、下り坂に対しても、レーザ光4の投光角度を適応さ
せることができる。図19Aは、平坦な路面52、図1
9Bは、平坦な路面52a、および、点Uを境に、下り
坂になっている路面52Cを表わしている。
【0161】図19Aおよび図19Bにおいて、自車1
は、図中、左から右方向に走行しており、レーザレーダ
3より投光されたレーザ光4は、△で示された地点で路
面52(路面52C)に反射されている。対象物認識/
距離測定部13は、△で示された位置までの距離を算出
している。図19Bのように下り坂になっている場合、
対象物認識/距離測定部13が算出した路面52Cまで
の距離は、図19Aの平坦な路面52で対象物認識/距
離測定部13が算出した距離と比較して、長くなってい
る。路面52Cまでの距離に基づいて、先に述べた原理
により下り坂においても、路面の傾斜角度を算出するこ
とができる。
【0162】本発明においては、以上のような方法を用
いることにより、光軸のずれを補正し、また、路面の傾
斜に応じてレーザ光4の投光角度を適応させる機能を持
たせた対象物検出装置を実現することができる。
【0163】以上においては、レーザ光によるビームを
用いるようにしたが、ミリ波等の充分鋭い指向性を確保
することができる電波によるビームを用いることも可能
である。
【発明の効果】以上のように、本発明の第1の対象物検
出装置および方法によれば、頭上標識の認識が不可能に
なる直前の、頭上標識までの距離を特定し、特定された
頭上標識までの距離を基に、出射されたビームの出射方
向のずれを検知し、検知されたビームの出射方向のずれ
を補正するようにしたので、簡単な構成の装置で、高精
度に光軸のずれを補正することが可能となる。
【0164】また、本発明の第2の対象物検出装置およ
び方法によれば、受信した反射ビームの信号が路面から
の反射に基づく信号であるか否かを判別し、信号が路面
からの反射に基づく信号であると判別された場合、路面
のビームを反射した位置までの距離を特定し、特定され
た路面の反射位置までの距離を基に、出射されたビーム
の出射方向のずれを検知し、検知されたビームの出射方
向のずれを補正するようにしたので、簡単な構成の装置
で、高精度に光軸のずれを補正することが可能となる。
【0165】本発明の第3の対象物検出装置および方法
によれば、受信した反射ビームを基に、路面、または路
面上にある頭上標識を認識し、認識された物体が頭上標
識であった場合、頭上標識までの距離を基に、出射され
たビームの出射方向のずれを検知し、認識された物体が
路面であった場合、路面の反射位置までの距離を基に、
出射されたビームの出射方向のずれを検知し、検知され
たビームの出射方向のずれを補正するようにしたので、
簡単な構成の装置で、高精度に光軸のずれを補正するこ
とが可能となる。
【0166】本発明の第4の対象物検出装置および方法
によれば、受信した反射ビームを基に、路面までの距離
を測定し、測定された路面の反射位置までの距離を基
に、路面の傾斜角度を算出し、算出された路面の傾斜角
度を基に、ビームの出射角度を制御するようにしたの
で、路面の傾斜に関わらず、先行車の検知を正確の行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の対象物検出装置による対象物検出の方法
を説明する図である。
【図2】従来の対象物検出装置による光軸のずれを説明
する図である。
【図3】従来の対象物検出装置の問題点を説明する図で
ある。
【図4】本発明の対象物検出装置の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図5】図4の対象物検出装置が投光するレーザ光の光
軸について説明する図である。
【図6】図4の対象物検出装置の動作を説明するフロー
チャートである。
【図7】図4の対象物検出装置の光軸ズレ検知方法を説
明する図である。
【図8】図4の対象物検出装置の光軸ズレ検知方法を説
明する、別の図である。
【図9】図4の対象物検出装置の他の光軸ズレ検出方法
による動作を説明するフローチャートである。
【図10】図4の対象物検出装置の他の光軸ズレ検知方
法を説明する図である。
【図11】図4の対象物検出装置の光軸のずれを補正す
る方法を説明する図である。
【図12】図4の対象物検出装置の光軸のずれを補正す
る他の方法を説明する図である。
【図13】図4の対象物検出装置の光軸のずれを補正す
る、さらに他の方法を説明する図である。
【図14】本発明の対象物検出装置の他の構成例を示す
ブロック図である。
【図15】図14の対象物検出装置の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図16】図14の対象物検出装置の路面傾斜算出方法
を説明する図である。
【図17】図14の対象物検出装置の光軸の路面傾斜へ
の適応方法を説明する図である。
【図18】図14の対象物検出装置の光軸の路面傾斜算
出方法を説明する、別の図である。
【図19】図14の対象物検出装置の光軸の路面傾斜算
出方法を説明する、さらに別の図である。
【符号の説明】
1 自車 2 対象物検出装置 3 レーザレーダ 4 レーザ光 5 先行車 11 制御部 12 信号処理部 13 対象物認識/距離測定部 14 光軸ズレ検出部 15 投光角度計算部 16 投光角度制御部 17 安全距離判定部 18 警報提示部 21 車両速度測定装置 31 レーザ光上端 32 レーザ光下端 33 光軸 41 頭上標識 51 平行線 52 路面 61 レーザ光上端 62 レーザ光下端 63 光軸 71 路面傾斜検出部 81 平行線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H180 AA01 CC03 CC14 CC30 LL01 LL04 LL07 5J070 AC02 AE01 AE07 AF03 AH14 AK32 BF02 BF10 5J084 AA05 AB01 AC02 BA03 CA22 DA01 EA20 EA22

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置において、 ビームを出射する出射手段と、 前記出射手段により出射された前記ビームが物体に当り
    反射された反射ビームを受信する受信手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、前
    記ビームを反射した前記物体までの距離を測定する測定
    手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、路
    面上にある頭上標識を認識する認識手段と、 前記認識手段による前記頭上標識の認識が不可能になる
    直前の、前記頭上標識までの距離を特定する特定手段
    と、 前記特定手段により特定された前記頭上標識までの距離
    を基に、前記出射手段により出射された前記ビームの出
    射方向のずれを検知する検知手段と、 前記検知手段により検知された前記ビームの出射方向の
    前記ずれを補正する補正手段とを備えることを特徴とす
    る対象物検出装置。
  2. 【請求項2】 前記対象物検出装置が設置された車両の
    速度を計測する計測手段と、 前記計測手段により計測された前記車両の速度を基に、
    前記車両が安定した速度で走行しているか否かを判断す
    る判断手段とをさらに備え、 前記検知手段は、前記判断手段により前記車両が安定し
    た速度で走行していると判断された場合、前記ずれを検
    知することを特徴とする請求項1に記載の対象物検出装
    置。
  3. 【請求項3】 前記補正手段は、前記ビームの鉛直方向
    の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節することに
    より前記ずれを補正することを特徴とする請求項1また
    は2に記載の対象物検出装置。
  4. 【請求項4】 前記補正手段は、複数用意された鉛直方
    向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビームの
    前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記ビ
    ームを出射することにより前記ずれを補正することを特
    徴とする請求項1または2に記載の対象物検出装置。
  5. 【請求項5】 路面上の対象物を検出する対象物検出装
    置の対象物検出方法において、 ビームを出射する出射ステップと、 前記出射ステップの処理により出射された前記ビームが
    物体に当り反射された反射ビームを受信する受信ステッ
    プと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、前記ビームを反射した前記物体までの距離を測
    定する測定ステップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、路面上にある頭上標識を認識する認識ステップ
    と、 前記認識ステップの処理による前記頭上標識の認識が不
    可能になる直前の、前記頭上標識までの距離を特定する
    特定ステップと、 前記特定ステップの処理により特定された前記頭上標識
    までの距離を基に、前記出射ステップの処理により出射
    された前記ビームの出射方向のずれを検知する検知ステ
    ップと、 前記検知ステップの処理により検知された前記ビームの
    前記出射方向のずれを補正する補正ステップとを含むこ
    とを特徴とする対象物検出方法。
  6. 【請求項6】 路面上の対象物を検出する対象物検出装
    置において、 ビームを出射する出射手段と、 前記出射手段により出射された前記ビームが、物体に当
    り反射された反射ビームを受信する受信手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを反射した
    前記物体が前記路面であるか否かを判別する判別手段
    と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、前
    記路面の反射位置までの距離を測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された前記路面の反射位置まで
    の距離を基に、前記出射手段により出射された前記ビー
    ムの出射方向のずれを検知する検知手段と、 前記検知手段により検知された前記ビームの出射方向の
    前記ずれを補正する補正手段とを備えることを特徴とす
    る対象物検出装置。
  7. 【請求項7】 前記対象物検出装置が設置された車両の
    速度を計測する計測手段と、 前記計測手段により計測された前記車両の速度を基に、
    前記車両が安定した速度で走行しているか否かを判断す
    る判断手段とをさらに備え、 前記検知手段は、前記判断手段により前記車両が安定し
    た速度で走行していると判断された場合、前記ずれを検
    知することを特徴とする請求項6に記載の対象物検出装
    置。
  8. 【請求項8】 前記補正手段は、前記ビームの鉛直方向
    の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節することに
    より前記ずれを補正することを特徴とする請求項6また
    は7に記載の対象物検出装置。
  9. 【請求項9】 前記補正手段は、複数用意された鉛直方
    向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビームの
    前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記ビ
    ームを出射することにより前記ずれを補正することを特
    徴とする請求項6または7に記載の対象物検出装置。
  10. 【請求項10】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置の対象物検出方法において、 ビームを出射する出射ステップと、 前記出射ステップの処理により出射された前記ビーム
    が、物体に当り反射された反射ビームを受信する受信ス
    テップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を反射した前記物体が前記路面であるか否かを判別する
    判別ステップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、前記路面の反射位置までの距離を測定する測定
    ステップと、 前記測定ステップの処理により測定された前記路面の反
    射位置までの距離を基に、前記出射ステップの処理によ
    り出射された前記ビームの出射方向のずれを検知する検
    知ステップと、 前記検知ステップの処理により検知された前記ビームの
    前記出射方向のずれを補正する補正ステップとを含むこ
    とを特徴とする対象物検出方法。
  11. 【請求項11】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置において、 ビームを出射する出射手段と、 前記出射手段により出射された前記ビームが物体に当り
    反射された反射ビームを受信する受信手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、前
    記ビームを反射した前記物体までの距離を測定する測定
    手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、前
    記路面、または前記路面上にある頭上標識を認識する認
    識手段と、 前記認識手段により認識された前記物体が前記頭上標識
    であった場合、前記認識手段による前記頭上標識の認識
    が不可能になる直前の、前記頭上標識までの距離を特定
    する第1の特定手段と、 前記第1の特定手段により特定された前記頭上標識まで
    の距離を基に、前記出射手段により出射された前記ビー
    ムの出射方向のずれを検知する第1の検知手段と、 前記認識手段により認識された前記物体が前記路面であ
    った場合、前記路面の反射位置までの距離を特定する第
    2の特定手段と、 前記第2の特定手段により特定された前記路面の反射位
    置までの距離を基に、前記出射手段により出射された前
    記ビームの出射方向のずれを検知する第2の検知手段
    と、 前記第1の検知手段、または前記第2の検知手段により
    検知された前記ビームの出射方向の前記ずれを補正する
    補正手段とを備えることを特徴とする対象物検出装置。
  12. 【請求項12】 前記対象物検出装置が設置された車両
    の速度を計測する計測手段と、 前記計測手段により計測された前記車両の速度を基に、
    前記車両が安定した速度で走行しているか否かを判断す
    る判断手段とをさらに備え、 前記第1の検知手段と前記第2の検知手段は、前記判断
    手段により前記車両が安定した速度で走行していると判
    断された場合、前記ずれを検知することを特徴とする請
    求項11に記載の対象物検出装置。
  13. 【請求項13】 前記補正手段は、前記ビームの鉛直方
    向の出射角度を連続的に変化させ、角度を調節すること
    により前記ずれを補正することを特徴とする請求項11
    または12に記載の対象物検出装置。
  14. 【請求項14】 前記補正手段は、複数用意された鉛直
    方向に異なる出射角度の中から、基準となる前記ビーム
    の前記出射角度に最も近い前記出射角度を選択し、前記
    ビームを出射することにより前記ずれを補正することを
    特徴とする請求項11または12に記載の対象物検出装
    置。
  15. 【請求項15】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置の対象物検出方法において、 ビームを出射する出射ステップと、 前記出射ステップの処理により出射された前記ビームが
    物体に当り反射された反射ビームを受信する受信ステッ
    プと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、前記ビームを反射した前記物体までの距離を測
    定する測定ステップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、前記路面、または前記路面上にある頭上標識を
    認識する認識ステップと、 前記認識ステップの処理により認識された前記物体が前
    記頭上標識であった場合、前記認識ステップの処理によ
    る前記頭上標識の認識が不可能になる直前の、前記頭上
    標識までの距離を特定する第1の特定ステップと、 前記第1の特定ステップの処理により特定された前記頭
    上標識までの距離を基に、前記出射ステップの処理によ
    り出射された前記ビームの出射方向のずれを検知する第
    1の検知ステップと、 前記認識ステップの処理により認識された前記物体が前
    記路面であった場合、前記路面の反射位置までの距離を
    特定する第2の特定ステップと、 前記第2の特定ステップの処理により特定された前記路
    面の反射位置までの距離を基に、前記出射ステップの処
    理により出射された前記ビームの出射方向のずれを検知
    する第2の検知ステップと、 前記第1の検知ステップの処理、または前記第2の検知
    ステップの処理により検知された前記ビームの出射方向
    の前記ずれを補正する補正ステップとを含むことを特徴
    とする対象物検出方法。
  16. 【請求項16】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置において、 ビームを出射する出射手段と、 前記出射手段により出射された前記ビームが、物体に当
    り反射された反射ビームを受信する受信手段と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを反射した
    前記物体が前記路面であるか否かを判別する判別手段
    と、 前記受信手段により受信した前記反射ビームを基に、前
    記路面の反射位置までの距離を測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された前記路面の反射位置まで
    の距離を基に、前記路面の傾斜角度を算出する算出手段
    と、 前記算出手段により算出された前記路面の前記傾斜角度
    を基に、前記ビームの出射角度を制御する制御手段とを
    備えることを特徴とする対象物検出装置。
  17. 【請求項17】 路面上の対象物を検出する対象物検出
    装置において、 ビームを出射する出射ステップと、 前記出射ステップの処理により出射された前記ビーム
    が、物体に当り反射された反射ビームを受信する受信ス
    テップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を反射した前記物体が前記路面であるか否かを判別する
    判別ステップと、 前記受信ステップの処理により受信した前記反射ビーム
    を基に、前記路面の反射位置までの距離を測定する測定
    ステップと、 前記測定ステップの処理により測定された前記路面の反
    射位置までの距離を基に、前記路面の傾斜角度を算出す
    る算出ステップと、 前記算出ステップの処理により算出された前記路面の前
    記傾斜角度を基に、前記ビームの出射角度を制御する制
    御ステップとを含むことを特徴とする対象物検出方法。
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