JP2005274530A - 光学測定装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 稼働範囲が広い等の有効性を備えた光学測定装置及びプログラムを提供すること。
【解決手段】 ステップ１００にて、レーザ光の強度を弱に設定する。そして、その強度のレーザ光を照射するとともに反射光を受光し、その反射光に基づいて、前方車両の検出や前方車両との車間距離などを求める。ステップ１１０では、ステップ１００にて検出した情報に基づいて、自車の近傍に前方車両等があるかどうかを判定する。ステップ１２０では、近くに前方車両等があるので、レーザ光の強度を弱に設定する。一方、ステップ１３０では、近くに前方車両等が無いので、レーザ光の強度を強に設定する。つまり、遠方の車両等の検出や車間距離等を検出するために、強いレーザ光に設定し、そのレーザ光を照射することにより、遠方の車両の車間距離等を検出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばレーザ光を用いて前方車両との距離などを測定することができる車載用の光学測定装置及びプログラムに関する。

従来より、例えば自動車の車間距離等を測定するために、レーザ光を用いた車間距離センサが知られている。
この車間距離センサは、発光部、スキャナ、受光部、制御部等を備えたいわゆるレーザレーダであり、自動車の前方に搭載されている。

前記車間距離センサでは、発光部からレーザ光を発生し、スキャナ部でレーザ光を水平方向に走査しつつ、自動車の前方に照射する。受光部では、その照射光が前方車両等で反射した光を受光し、制御部では、受光した反射光に基づいて、前方車両等の距離や方向を検出する。

この種の従来技術では、遠方にある車両を検出したり、雨天などの悪天候でも確実に前方車両の情報を得るために、常時発光パワーを大きく設定している。
また、近年では、波長の異なる２種のレーザレーダ（従って検知能力が異なるレーザレーダ）を用い、車速などに応じて、そのレーザレーダを切り換える技術も提案されている（特許文献１参照）。
特開平０９−２４３７２９号公報 （第３頁、図９）

しかしながら、前記特許文献１の技術では、車速などに応じて波長の異なるレーザレーダを切り換えているので、稼働範囲が狭いという問題があった。
つまり、低い車速の場合には、一律に検知能力が低いレーザレーダを使用するので、遠方の車両の検出が困難であったり、悪天候などの際に車両の検出を精度良くできないという問題があった。

また、レーザ光の発光パワーは、エネルギー的に又安全性の観点からできるだけ低い方が望ましいという要求もあった。
本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、稼働範囲が広い等の有効性を備えた光学測定装置及びプログラムを提供することである。

（１）請求項１の発明は、 測定対象に照射する光の強さを、少なくとも強又は弱の状態に調節し、当該照射光の反射光に基づいて、前記測定対象に対する光学的測定を行う車両用の光学測定装置において、前記光学的測定を開始する場合には、前記照射光を弱に調節する初期調節手段と、前記初期調節手段によって調節された照射光の反射光に基づいて、前記測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定する測定対象判定手段と、前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強さを制御する照射光制御手段と、を備えたことを特徴とする光学測定装置を要旨とする。

本発明では、レーザ光等を用いて光学的測定を開始する場合には、まず、照射光の強度を弱に調節し、その弱の照射光の反射光を受光する。次に、受光した反射光から得られる信号に基づいて、測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定する。そして、この判定結果に基づいて、照射光の強さを強や弱に制御し、次回は、この強又は弱に調節した照射光を用いて車間距離等の測定を行う。

つまり、本発明では、光学的測定を開始する場合には、まず、照射光の強度を弱に調節して測定を行うので、測定対象が自車の近傍にあったときに、過度の強度で光を照射することがない。

また、最初に弱の強度で照射を行うことにより、自車の近傍に測定対象があるか否かを判定できるので、次回の照射の際には、その判定結果に応じて、照射光の強さを最適な強度に設定することができる。

そのため、従来の単に車速により制限される場合に比べて、車速が低い場合でも測定可能であるので、光学測定装置の稼働範囲が広く、しかも、エネルギー的に及び安全性上、極めて好適である。

尚、測定対象としては、他の車両（前方車両等）や人や障害物（ガードレール等）などが挙げられる。前記光としては、レーザ光が挙げられる。照射する光の強さを強弱に調節する方法としては、例えば光源に印加する電力（電圧等）を調節することにより光の発光パワーを調節する方法が挙げられる。（以下同様）
（２）請求項２の発明は、前記照射光制御手段は、前記測定対象が自車の近傍にある場合には、前記照射光を弱くし、前記測定対象が自車の近傍に無い場合には、前記照射光を強くすることを特徴とする前記請求項１に記載の光学測定装置を要旨とする。

本発明は、前記判定の結果に基づいて行われる制御内容を例示したものである。本発明では、測定対象が自車の近傍にある場合には、照射光を弱くするので、過度の強度で光を照射することがなく、エネルギー的に又は安全性の上から好適である。また、測定対象が自車の近傍に無い場合には、照射光を強くするので、遠方にある車両等の情報を精度良く検出することができる。

（３）請求項３の発明は、自車の車速が所定値以下の低車速であるか否かを判定し、自車の車速が前記低車速の状態である場合には、前記初期調節手段、前記測定対象判定手段、及び前記照射光制御手段を実施することを特徴とする前記請求項１又は２に記載の光学測定装置を要旨とする。

本発明は、前記請求項１の発明を実施する前に、まず、自車速が低車速か否かを判定している。そして、自車速が低車速の場合には、渋滞等で前方車両や人が近くに存在する可能性が高いので、その様なときには、最初に弱い照射光を照射するのである。これにより、状況に応じた最適な照射光で、測定対象の光学的測定を実施することができる。

尚、低車速でない場合には、照射光を強にして光学的測定を行うことができる。
つまり、自車速が高車速の場合には、渋滞等で前方車両や人が近くに存在する状態ではないとみなし、その様なときには、強い照射光を照射する。これにより、遠方の測定対象を精度良く測定できる。

（４）請求項４の発明は、 測定対象に照射する光の強さを、少なくとも強又は弱の状態に調節し、当該照射光の反射光に基づいて、前記測定対象に対する光学的測定を行う車両用の光学測定装置において、前記照射光の強弱を切り換える順番が予め設定された構成を有し、前記照射光が今回強の順番である場合には、前回照射された光の反射光に基づいて、前記測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定する測定対象判定手段と、前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強さを制御する照射光制御手段と、を備えたことを特徴とする光学測定装置を要旨とする。

本発明は、予め照射光の強弱の順番（即ち強い光を照射する強モードと弱い光を照射する強モードの順番）が設定されている場合の制御を示したものである。
所定の順序で光の強弱を切り換える場合には、実際の状況に適していない強さで光を照射する可能性があるので、本発明では、照射光が今回強（強モード）の順番である場合には、前回照射された光の反射光に基づいて、測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、照射光の強さを制御する。

つまり、今回強モードであっても、例えば前回の照射時に前方車両等が近くにあると判断された場合には、そのまま強モードで光を照射するのは適当でないので、弱モードで光を照射するのである。

これにより、状況に応じた最適な照射光で、エネルギー的及び安全上有利に、測定対象の光学的測定を実施することができる。
（５）請求項５の発明は、前記光学的測定を開始する際の順番として、最初に前記照射光を弱に設定することを特徴とする前記請求項４に記載の光学測定装置を要旨とする。

強弱モードの設定の順序を、最初を弱モードとすることにより、過度の強度で光を照射する可能性が低くなり、エネルギー的及び安全上有利である。
（６）請求項６の発明は、前記照射光制御手段は、前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強弱の順番を変更することを特徴とする前記請求項４又は５に記載の光学測定装置を要旨とする。

例えば、今回強モードであっても、自車の近傍に測定対象がある場合には、弱モードに変更することができる。これにより、最適なモードで光を照射することができる。
（７）請求項７の発明は、前記測定対象が自車の近傍にある場合には、前記照射光を弱くし、前記測定対象が自車の近傍にない場合には、前記照射光を強くすることを特徴とする前記請求項４〜６のいずれかに記載の光学測定装置を要旨とする。

本発明は、前記判定の結果に基づいて行われる制御内容を例示したものである。本発明では、測定対象が自車の近傍にある場合には、照射光を弱くするので、過度の強度で光を照射することがなく、エネルギー的に又は安全性の上から好適である。また、測定対象が自車の近傍に無い場合には、照射光を強くするので、遠方にある車両等の情報を精度良く検出することができる。

（８）請求項８の発明は、前記照射光の強弱を１回毎に切り換えることを特徴とする前記請求項４〜７のいずれかに記載の光学測定装置を要旨とする。
本発明は、照射光の発光パワーの切り換えの状態を例示したものである。

（９）請求項９の発明は、前記照射光の強又は弱を複数回して設定することを特徴とする前記請求項４〜７のいずれかに記載の光学測定装置を要旨とする。
本発明は、照射光の発光パワーの切り換えの状態を例示したものである。

（１０）請求項１０の発明は、前記請求項１〜９のいずれかに記載の光学測定装置の各手段の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラムを要旨とする。
つまり、上述した光学測定装置の機能は、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現することができる。

このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として本プログラムを記録しておき、そのＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んで用いても良い。

次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。

ａ）まず、本実施例の光学測定装置を搭載した車両のシステム構成を、図１に基づいて説明する。
図１に示す様に、本実施例の光学測定装置（車間距離センサ）１は、レーザ光により、車両前方の測定対象（例えば前方車両）や前方車両等との距離などを測定するレーザレーダであり、自動車（自車）の前部に搭載されている。

この光学測定装置１は、制御回路３と、ＬＤ駆動回路５と、ＬＤ７と、スキャナ９と、ＰＤ１１と、受光回路１３とを備えており、更に車速センサ１７が接続されている。
このうち、前記制御回路３は、周知のＣＰＵやメモリ等を備えたマイクロコンピュータを主要部とする回路であり、ＬＤ（レーザダイオード）７を発光させるための発光タイミングを生成する。

前記ＬＤ駆動回路７は、制御回路３で生成された発光タイミングに基づいて、ＬＤ９のレーザ発光を駆動制御する。具体的には、発光のオン、オフや、発光の強度（発光パワー）を調節する。

前記ＬＤ９は、ＬＤ駆動回路７により、レーザ光を発する。
前記スキャナ１１は、ＬＤ９から発せられたレーザ光を、水平方向等に走査しつつ、自動車の略前方に投射する。

前記ＰＤ（フォトダイオード）１３は、投射されたレーザ光のうち、測定対象１９である前方車両等により反射された反射光を受け、これを電気信号に変換して受光回路１５に出力する。

前記受光回路１５は、ＰＤ１３から与えられた電気信号に所定の処理を施した後、これを制御回路３に出力する。
前記車速センサ１７は、自動車の走行速度を検出し、これを制御回路３に出力する。

従って、制御回路３では、所定の制御プログラムにより、レーザ光の反射光の状態から、測定対象１９を検出する。また、レーザ光の発光から受光までに要した時間に基づいて、自車から測定対象１９までの距離を求める。更に、レーザ光の投射方向の情報に基づいて、測定対象１９の方向を求める。

特に、本実施例では、後述する様に、所定の条件に基づいて、照射光の強度（即ちＬＤ９の発光パワー）を強弱２つの状態に調節する制御を行う。
ｂ）次に、前記制御回路３にて行われる処理の手順を説明する。

本処理は、光学的測定の最初にレーザ光の強度を弱に設定し、その後、自車の近傍に測定対象（例えば前方車両）があるかどうかを判定し、その判定結果に応じて、レーザ光の強度を調節するものである。

図２のフローチャートに示す様に、まず、ステップ１００にて、レーザ光の強度を弱に設定する。そして、その弱の強度のレーザ光を照射するとともに、反射光を受光し、その反射光に基づいて、測定対象１９の状態として、例えば前方車両の検出や前方車両との車間距離などを求める。

尚、強度の強弱は、発光パワー（従ってＬＤ９に印加する電圧）により調節することができる。
また、図３に示す様に、照射先にて受光する受光パワー（縦軸）は、自車からの距離（横軸）に応じて低減し、全ての距離おいて、強の発光パワーが弱の発光パワーを上回る。弱の発光パワーとしては、距離判定閾値（自車に近接して前方車両等があるか否かを判定するための値）において、所定の安全規格を下回る発光パワーを採用できる。一方、強の発光パワーとしては、少なくとも前記距離判定閾値において、弱の受光パワーより発光パワーが強いものを採用できる（例えば安全規格と受光パワーのクロスポイントに到るもの）。

続くステップ１１０では、前記ステップ１００にて検出した情報に基づいて、自車の近傍に前方車両等があるかどうかを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１２０に進み、一方否定判断されるとステップ１３０に進む。例えば検出した前方車両等との距離が所定値（距離判定閾値：１ｍ）以下の場合には、自車の近傍に前方車両等があると判断する。

ステップ１２０では、近くに前方車両等があるので、レーザ光の強度を弱に設定する。つまり、近くの前方車両等との車間距離などを測定できればいいので、弱いレーザ光に設定し、そのレーザ光を照射することにより、近くの前方車両等との車間距離などを検出する。

一方、ステップ１３０では、近くに前方車両等が無いので、レーザ光の強度を強に設定する。つまり、遠方の車両等の検出や車間距離等を検出するために、強いレーザ光に設定し、そのレーザ光を照射することにより、遠方の車両の車間距離等を検出する。

そして、前記ステップ１２０又はステップ１３０から進むステップ１４０では、レーザ光の照射の終了時かどうかを判定し、終了時で無ければ、再度ステップ１１０に戻って同様な判定を繰り返し、終了時であれば、一旦本処理を終了する。

尚、再度ステップ１１０に戻って判定を行う場合には、前回ステップ１２０、１３０の処理にて得られた測定結果を用いて判定を行う。つまり、例えば前回レーザ光の照射により、自車の近傍に測定対象１９が検出された場合には、ステップ１２０に進み、レーザ光を弱にし、一方、前回自車の近傍に測定対象１９が検出されない場合には、ステップ１３０に進み、レーザ光を強にする。

ｃ）この様に、本実施例では、レーザ光による光学的測定の開始時には、まず、レーザ光の強度を弱くして、自車の近くに前方車両等があるかどうかを判定するので、必要最小限のエネルギーで済むという効果がある。

また、仮に近傍に他車等が存在していた場合に、強いレーザ光を照射する恐れがないので、安全性の上でも好適である。
更に、自車の近傍に前方車両等がある場合には、レーザ光を弱にし、自車の近傍に前方車両等が無い場合には、レーザ光を強にするので、前方車両等との距離に応じて、最も適切な強度のレーザ光を照射することができる。これにより、稼働範囲が広く、前方車両等がどの位置にあっても、常に精度良く前方車両等との車間距離など、必要な情報を得ることができる。

次に、実施例２の光学測定装置を説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、自車の車速を検出して、その車速に応じて制御内容を変更するものである。

以下、本実施例の制御回路３にて行われる処理の手順の概略を説明する。
図４のフローチャートに示す様に、まず、ステップ２００にて、車速が所定の低車速（例えば３ｋｍ／ｈ以下）か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２１０に進み、一方否定判断されるとステップ２４０に進む。

ステップ２４０では、車速が高いので、即ち、自車の前方に近接して車両や人等が存在しない状態とみなせるので、レーザ光の強度を強に設定する。つまり、遠方の車両等の検出や車間距離等を検出するために、強いレーザ光に設定し、そのレーザ光を照射することにより、遠方の車両の車間距離等を検出する。

一方、ステップ２１０では、車速が低いので、即ち、自車の前方に近接して車両や人等が存在する可能性がある状態とみなせるので、レーザ光の強度を弱に設定する。そして、そのレーザ光を照射するとともに、その反射光を受光し、その反射光に基づいて、前方車両等の検出や前方車両等との車間距離などを求める。

続くステップ２２０では、前記ステップ２１０にて検出した情報に基づいて、自車の近傍に前方車両等があるかどうかを判定する。ここで肯定判断されると前記ステップ２３０に進み、一方否定判断されるとステップ２４０に進む。

ステップ２３０では、近くに他車等があるので、レーザ光の強度を弱に設定する。
一方、前記ステップ２４０では、近くに他車等が無いので、レーザ光の強度を強に設定する。そして、強いレーザ光を照射することにより、遠方の車両の車間距離等を検出する。

そして、前記ステップ２３０又はステップ２４０から進むステップ２５０では、レーザ光の照射の終了時かどうかを判定し、終了時で無ければ、再度ステップ２００に戻って同様な判定を繰り返し、終了時であれば、一旦本処理を終了する。

この様に、本実施例では、エネルギー的や安全性の点で前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、自車の車速の高低を判定し、車速が高い場合には、レーザ光を強くし、車速が低い場合には、レーザ光を弱くするので、周囲の状態に応じて、前方車両等の状態を精度良く把握することができる。

次に、実施例３の光学測定装置を説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、予め決められたレーザ光の強弱の順序をベースとして、制御を行うものである。

以下、本実施例の制御回路３にて行われる処理の手順の概略を説明する。
ここでは、例えば図６（ａ）に示す様に、レーザ光の強度が、「弱・強・弱・強・・」と、弱モードから始まって弱モードと強モードとが順次繰り返される例を挙げる。

図５のフローチャートに示す様に、まず、ステップ３００にて、弱モードであるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３３０に進み、一方否定判断されるとステップ３１０に進む。

一方、ステップ３１０では、前回の測定の際に、自車の近くに測定対象１９が検出されたか否かを判定する。ここで肯定判断されると前記ステップ３３０に進み、一方否定判断されるとステップ３２０に進む。

ステップ３２０では、レーザ光の強度を強に設定する。そして、強のレーザ光を照射するとともに反射光を受光し、その反射光に基づいて、前方車両の検出や前方車両との車間距離などを求める。

前記ステップ３２０又はステップ３３０から進むステップ３４０では、レーザ光の照射の終了時かどうかを判定し、終了時で無ければ、再度ステップ３００に戻って同様な判定を繰り返し、終了時であれば、一旦本処理を終了する。

この様に、本実施例では、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、所定の順番をベースとして適宜モードを切り換えることにより、周囲の状態に応じて、測定対象１９の状態を精度良く把握することができる。

尚、弱モードと強モードとの順番としては、例えば図６（ｂ）に示す様に、同じモードを連続して設定しても良い。この場合には、例えば強モードを連続することにより、遠方や悪天候であっても、精度の高い前方車両等の情報を得ることができる。

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば本発明は、上述した処理をコンピュータにより実現するためのプログラムに適用できる。

実施例１の自動車に搭載される光学測定装置のシステム構成を示す説明図である。 実施例１の制御処理を示すフローチャートである。 実施例１の発光パワーの状態を示す説明図である。 実施例２の制御処理を示すフローチャートである。 実施例３の制御処理を示すフローチャートである。 実施例３の強弱のモードの順番を示す説明図である。

符号の説明

１…光学測定装置
３…制御回路
７…ＬＤ駆動回路
１７…車速センサ
１９…測定対象

Claims (10)

1. 測定対象に照射する光の強さを、少なくとも強又は弱の状態に調節し、当該照射光の反射光に基づいて、前記測定対象に対する光学的測定を行う車両用の光学測定装置において、
   前記光学的測定を開始する場合には、前記照射光を弱に調節する初期調節手段と、
   前記初期調節手段によって調節された照射光の反射光に基づいて、前記測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定する測定対象判定手段と、
   前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強さを制御する照射光制御手段と、
   を備えたことを特徴とする光学測定装置。
2. 前記照射光制御手段は、前記測定対象が自車の近傍にある場合には、前記照射光を弱くし、前記測定対象が自車の近傍に無い場合には、前記照射光を強くすることを特徴とする前記請求項１に記載の光学測定装置。
3. 自車の車速が所定値以下の低車速であるか否かを判定し、自車の車速が前記低車速の状態である場合には、前記初期調節手段、前記測定対象判定手段、及び前記照射光制御手段を実施することを特徴とする前記請求項１又は２に記載の光学測定装置。
4. 測定対象に照射する光の強さを、少なくとも強又は弱の状態に調節し、当該照射光の反射光に基づいて、前記測定対象に対する光学的測定を行う車両用の光学測定装置において、
   前記照射光の強弱を切り換える順番が予め設定された構成を有し、
   前記照射光が今回強の順番である場合には、前回照射された光の反射光に基づいて、前記測定対象が自車の近傍にあるか否かを判定する測定対象判定手段と、
   前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強さを制御する照射光制御手段と、
   を備えたことを特徴とする光学測定装置。
5. 前記光学的測定を開始する際の順番として、最初に前記照射光を弱に設定することを特徴とする前記請求項４に記載の光学測定装置。
6. 前記照射光制御手段は、前記測定対象判定手段の判定結果に基づいて、前記照射光の強弱の順番を変更することを特徴とする前記請求項４又は５に記載の光学測定装置。
7. 前記測定対象が自車の近傍にある場合には、前記照射光を弱くし、前記測定対象が自車の近傍にない場合には、前記照射光を強くすることを特徴とする前記請求項４〜６のいずれかに記載の光学測定装置。
8. 前記照射光の強弱を１回毎に切り換えることを特徴とする前記請求項４〜７のいずれかに記載の光学測定装置。
9. 前記照射光の強又は弱を複数回して設定することを特徴とする前記請求項４〜７のいずれかに記載の光学測定装置。
10. 前記請求項１〜９のいずれかに記載の光学測定装置の各手段の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラム。

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