JP2017003541A - 光学式レーダの清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚れを自動的に検出して除去することが可能な回転式の光学式レーダの清掃装置を提供する。
【解決手段】光学式レーダの清掃装置１は、回転式のレーザレーダ１０を構成する送受光部が所定の回転位置にあるときに、送受光部と対向するように配置され、レーザ光を散乱・反射する散乱・反射部材と、電動モータにより送受光部が回転され、送受光部が散乱・反射部材４０と対向する回転位置に来たときに、散乱・反射部材４０により散乱・反射された反射光の受光強度に基づいて、レーザ送受光窓２２が汚れているか否かを判定するＥＣＵ６０（汚損検知部６３）と、送受光部が所定の回転位置にあるときに、送受光部と対向するように配設され、レーザ送受光窓２２が汚れていると判定された場合には、送受光部が回転されて対向する回転位置に来たときに、レーザ送受光窓２２を清掃する清掃ユニット５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学式レーダの清掃装置に関し、特に、車両に搭載される回転式の光学式レーダの清掃装置に関する。

従来から、例えば、自動走行車や、自動ブレーキ等の運転支援装置、ＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）などでは、例えば、他の車両や歩行者、構造物などの自車両の周囲に存在する物体を検知（認識）するためセンサとして、レーザレーダ（光学式レーダ）が用いられている。

ここで、レーザレーダは、レーザ光を照射して、物体に反射されて戻ってきた反射光を受光し、レーザ光を出力してから反射光を受光するまでの時間に基づいて物体との距離を計測する。そのため、車両（車外）に取り付けられるレーザレーダでは、レーザ光の送受光面が例えば泥や水滴などで汚れると、検出性能が低下し、物体との距離を誤ったり、物体を検出できなくなったりするおそれがある。

ここで、特許文献１には、使用中にレーダヘッド外部前面に付着した汚れを検出できる車両用レーザレーダ装置が開示されている。この車両用レーザレーダ装置では、装置内部の左右方向のいずれか最端に、走査するレーザ光を反射散乱させる散乱板を、反射散乱されたレーザ光が送光窓を内部から照射透過する位置に設け、送光窓の外部に付着した汚れによって送光窓から内部へ反射散乱されたレーザ光を受光素子が受光したとき、その受光量が所定のしきい値以上であれば、レーダ装置に許容量以上の汚れが付着したと判断するように構成している。

一方、特許文献２には、透過窓部への異物の付着を低減もしくは防止することのできるレーダ装置が開示されている。このレーダ装置では、車両前方に開口する導入口と、透過窓部の外部表面の周縁領域に開口する排出口とを有し、排出口の断面積が導入口の断面積よりも小さいエアダクトを、レーザ光及びその反射光を妨げず、かつ、排出口から排出された空気が透過窓部の外部表面に供給されるように設けている。よって、このレーダ装置によれば、車両が走行すると、導入口を介してエアダクト内に空気が流入し、流入した空気は圧力が高められて（流速を増して）排出口から排出され、透過窓部の外部表面全体に沿って勢いよく流れるため、透過窓部に付着している異物を吹き飛ばすことができる。

特開平０９−２１１１０８号公報 特開２００６−１９４６３９号公報

上述したように、特許文献１の車両用レーザレーダ装置によれば、レーダヘッド外部前面に付着した汚れを自動的に検出することができる。しかしながら、この車両用レーザレーダ装置は、レーザ発光素子から送出されるレーザ光を所定角度範囲にｎ本のビームとして走査するために回転する反射ミラーを有し、レーザ光を所定のステップで走査して送出するスキャニング方式のレーザレーダ装置を対象とするもの、すなわち、レーダヘッドが固定されているレーザレーダ装置を対象とするものであり、レーザヘッドが回転する回転式のレーザレーダには適用することができない。すなわち、回転式のレーザレーダの汚れを検出することはできない。また、この技術は、レーダヘッド外部前面に付着した汚れは自動的に検出できるものの、清掃機能を有していない。よって、汚れが検出されたときには、例えば運転者が汚れを除去する必要があった。

一方、特許文献２の技術（レーダ装置）によれば、透過窓部への異物の付着を低減もしくは防止することができる。しかしながら、この技術もレーダヘッドが固定されているレーダ装置を対象とした技術であり、レーザヘッドが回転する回転式のレーザレーダへの適用は考慮されておらず、回転式のレーザレーダでは汚れを除去することができなかった。そのため、回転式の光学式レーダの汚れを自動的に検出して除去できる技術が望まれていた。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、汚れを自動的に検出して除去することが可能な回転式の光学式レーダの清掃装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置は、検出光を発光する発光部及び該検出光の反射光を受光する受光部を含む送受光部と、送受光部を回転させる回転手段と、送受光部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、検出光が出射されてから、反射光が受光されるまでの時間に基づいて、周囲に存在する物体との距離を検出する距離検出部とを有する回転式の光学式レーダの清掃装置であって、送受光部が所定の回転角度にあるときに、該送受光部と対向するように配置され、検出光を反射する反射部材と、回転手段により送受光部が回転され、該送受光部が反射部材と対向する回転位置にきたときに、反射部材により反射された反射光の受光強度に基づいて、送受光部が汚れているか否かを判定する汚損検知手段と、送受光部が所定の回転位置にあるときに、該送受光部と対向するように配設され、汚損検知手段により送受光部が汚れていると判定された場合には、回転手段により送受光部が回転され、該送受光部が対向する回転位置にきたときに、該送受光部を清掃する清掃手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置によれば、検出光を反射する反射部材が、送受光部が所定の回転角度にあるときに、該送受光部と対向するように配置される。また、送受光部を清掃する清掃手段が、送受光部が所定の回転位置にあるときに、該送受光部と対向するように配置される。そして、送受光部が反射部材と対向する回転位置に来たときに、反射部材により反射された検出光の受光強度に基づいて、送受光部（光学式レーダ）が汚れているか否かが判定され、送受光部が汚れていると判定された場合には、送受光部が清掃手段と対向する回転位置にきたときに、該送受光部（光学式レーダ）が清掃される。そのため、回転式の光学式レーダの汚れを自動的に検出して除去することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置は、車両に搭載され、反射部材が、送受光部と対向した状態で、送受光部から見て車体側に配設されていることが好ましい。

この場合、反射部材が、送受光部と対向した状態で、送受光部から見て車体側に配設されているため、反射部材を光学式レーダの検出領域外に配置することができる。よって、光学式レーダの検出領域を狭めることを防止しつつ、反射部材を配設することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置では、清掃手段が、送受光部と対向した状態で、送受光部から見て車体側に配設されていることが好ましい。

この場合、清掃手段が、送受光部と対向した状態で、送受光部から見て車体側に配設されているため、清掃手段を光学式レーダの検出領域外に配置することができる。よって、光学式レーダの検出領域を狭めることを防止しつつ、清掃手段を配設することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置では、汚損検知手段により送受光部が汚れているか否かの判定が行われるときには、当該判定が行われていないときよりも、回転手段が、送受光部を低速で回転させることが好ましい。

この場合、送受光部（光学式レーダ）が汚れているか否かの判定が行われるときには、送受光部が低速で回転されるため、汚れの検出、及び除去（清掃）を確実に行うことが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置では、清掃手段が、洗浄液又は高圧空気を噴射する噴射手段を有することが好ましい。

この場合、清掃手段が、洗浄液又は高圧空気を噴射する噴射手段を有しているため、洗浄液又は高圧空気を噴射手段から噴射することにより、送受光部（光学式レーダ）の汚れを効果的に除去することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置では、汚損検知手段により送受光部が汚れていると判定された場合に、送受光部が汚れていないと判定されるまで、回転手段が、送受光部を回転し、清掃手段が、送受光部を繰り返して清掃することが好ましい。

この場合、送受光部が汚れていると判定されたときに、汚れが検出されなくなるまで、すなわち、送受光部の汚れが取り除かれるまで、送受光部が回転され、繰り返して送受光部が清掃される。よって、頑固な汚れ（ひどい汚れ）であっても確実に除去（清掃）することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置は、所定の回数、送受光部が繰り返して清掃されても、該送受光部が汚れていると判定された場合に、汚れを除去することができない旨を示す警告を提示する提示手段をさらに備え、所定の回数、送受光部が繰り返して清掃されても、該送受光部が汚れていると判定された場合に、回転手段が、送受光部の回転を停止することが好ましい。

この場合、所定の回数、繰り返して清掃されても、送受光部が汚れていると判定された場合には、汚れを除去することができない旨を示す警告が提示される。そのため、運転者に対して、光学式レーダ（送受光部）が汚れていることを認識させることができる。また、その場合に、送受光部の回転が停止されるため、すなわち、光学式レーダ（送受光部）の動作が停止されるため、例えば、誤検出や誤動作を防止することが可能となる。

本発明に係る光学式レーダの清掃装置では、車両のイグニッション・スイッチがオンされたときに、回転手段が、送受光部を回転させ、汚損検知手段が、送受光部が汚れているか否かを判定し、清掃手段が、送受光部が汚れていると判定された場合に、該送受光部を清掃することが好ましい。

この場合、車両のイグニッション・スイッチがオンされたときに、送受光部が回転され、送受光部が汚れているか否かが判定され、送受光部が汚れていると判定された場合には、該送受光部が清掃される。そのため、車両が走行を開始する前に、光学式レーダ（送受光部）の汚れの有無を検知し、汚れを取り除くことが可能となる。

本発明によれば、回転式の光学式レーダの汚れを自動的に検出して除去することが可能となる。

実施形態に係る光学式レーダの清掃装置の全体構成を示すブロック図である。 光学式レーダのレーザヘッドの構成を示す図である。 実施形態に係る光学式レーダの清掃装置による、光学式レーダの清掃処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る光学式レーダの清掃装置１の構成について説明する。図１は、光学式レーダの清掃装置１の全体構成を示すブロック図である。また、図２は、光学式レーダ１０のレーザヘッド２０の構成を示す図である。なお、ここでは、光学式レーダの清掃装置１が車両（自動車）に搭載された場合を例にして説明する。

光学式レーダの清掃装置１は、車両に搭載される回転式の光学式レーダ（以下「レーザレーダ」ともいう）１０の汚れを自動的に検出して除去するものである。光学式レーダの清掃装置１は、用途や要件等に応じて、例えば、車両の四隅（左前、右前、左後、右後）、又は前後左右の側面などに配設される。光学式レーダの清掃装置１は、主として、回転式のレーザレーダ１０、散乱・反射部材４０、清掃ユニット５０、及び、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）６０を備えて構成されている。

レーザレーダ１０は、回転しつつ水平方向を走査するように、レーザ光を照射するとともに、レーザ光の反射状態に基づいてレーザ光を反射した物体との距離を検出して、周囲に存在する物体（例えば、他の車両や歩行者、構造物等）との距離情報を取得するものである。レーザレーダ１０は、主として、レーザヘッド２０、電動モータ３０、及びロータリエンコーダ３１を備えて構成されている。

レーザヘッド２０は、例えば矩形の開口部２１ａが形成された円筒状のハウジング２１、該開口部２１ａに取り付けられたレーザ送受光窓２２、及び該レーザ送受光窓２２の内側に取り付けられた送受光部２３を有している。レーザ送受光窓２２は、レンズとしての機能、及び、レーザ光（例えば近赤外レーザ光）を選択的に透過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）としての機能を有する略板状の部材である。

送受光部２３は、レーザ光（検出光）を発光する発光部２３ａ、及び、該レーザ光の散乱・反射光を受光する受光部２３ｂを含んで構成されている。発光部２２ａとしては、例えばレーザダイオードなどの発光素子が用いられる。また、受光部２２ｂとしては、例えばフォトダイオードなどの受光素子が用いられる。なお、発光素子及び受光素子それぞれの数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

送受光部２３は、回転しながら、パルス状のレーザ光（例えば近赤外レーザ光）を発光部２３ａから、例えば水平方向（３６０°）に照射し、その散乱光を受光部２３ｂで検出する。送受光部２３（発光部２３ａ、受光部２３ｂ）は、ＥＣＵ６０に接続されており、ＥＣＵ６０によって、発光部２３ａによるレーザ発光が制御される。また、受光部２３ｂで検出された受光信号（情報）はＥＣＵ６０に出力される。そして、詳細は後述するが、ＥＣＵ６０において、レーザ光の反射時間（発光後に反射光を検出するまでの時間）から物体との距離が算出される。

レーザヘッド２０の下側には、該レーザヘッド２０（送受光部２３）を３６０°回転駆動する電動モータ３０が接続されている。電動モータ３０は、ＥＣＵ６０の制御に従って駆動される。なお、制御の詳細については後述する。電動モータ３０及びＥＣＵ６０は、特許請求の範囲に記載の回転手段として機能する。

ロータリエンコーダ３１は、電動モータ３０に取り付けられ、該電動モータ３０の回転角度（位置）、すなわち、レーザヘッド２０（送受光部２２）の回転角度（位置）を検出する。ロータリエンコーダ３１は、特許請求の範囲に記載の回転角度検出手段として機能する。ロータリエンコーダ３１は、ＥＣＵ６０に接続されており、検出した電動モータ３０（レーザヘッド２０）の回転角度（位置）をＥＣＵ６０に出力する。

散乱・反射部材４０（特許請求の範囲に記載の反射部材に相当）は、レーザレーダ１０から発信されたレーザ光を散乱・反射する部材である。散乱・反射部材４０は、例えば、金属や、メッキが施された樹脂などからなり、円弧状に形成されている。散乱・反射部材４０は、送受光部２３（レーザヘッド２０）が所定の回転角度（位置）にあるときに、該送受光部２３と対向するように、レーザヘッド２０の側方に、周方向に沿って配置されている。より詳細には、散乱・反射部材４０は、送受光部２３と対向したときに、該送受光部２３から見て車体９０側（すなわち、レーザレーダ１０の検出動作範囲外）に配置されている。なお、ＥＣＵ６０は、散乱・反射部材４０が配置されている回転角度（位置）を予め記憶している。

清掃ユニット５０は、洗浄液又は高圧空気を貯留する洗浄液／高圧空気タンク５３、洗浄液又は高圧空気を噴射する噴射ノズル５１（特許請求の範囲に記載の噴射手段に相当）、及び、洗浄液／高圧空気タンク５３と噴射ノズル５１との間に介装された電磁弁５２を有して構成されている。

清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）は、送受光部２３（レーザヘッド２０）が所定の回転角度（例えば、散乱・反射部材４０のレーザヘッド回転方向後方）にあるときに、該送受光部２３と対向するように、レーザヘッド２０の側方に、周方向に沿って配置されている。より詳細には、清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）は、送受光部２３と対向したときに、該送受光部２３から見て車体９０側（すなわち、レーザレーダ１０の検出動作範囲外）に配置されている。なお、ＥＣＵ６０は、清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）が配置されている回転角度（位置）を予め記憶している。

清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）は、ＥＣＵ６０（汚損検知部６３）により送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合（詳細は後述する）には、電動モータ３０によってレーザヘッド２０（送受光部２３）が回転され、送受光部２３が対向する回転位置に来たときに、該送受光部２３（レーザ送受光窓２２）を清掃する。すなわち、清掃ユニット５０は、特許請求の範囲に記載の清掃手段として機能する。

ここで、電磁弁５２は、通電時にのみ開弁されるノーマリクローズ型の電磁弁である。電磁弁５２は、ＥＣＵ６０に接続されており、電磁弁５２の開閉（すなわち、洗浄液又は高圧空気の噴射）はＥＣＵ６０によって制御される。よって、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の清掃／洗浄を行うときには、電磁弁５２がＥＣＵ６０により開弁され、洗浄液／高圧空気タンク５３に貯留されている洗浄液又は高圧空気が噴射ノズル５１に供給されて、噴射ノズル５１から噴射される。これにより、レーザ送受光窓２２の汚れが除去される。一方、受信部２３（レーザ送受光窓２２）の清掃／洗浄を行わないときには、電磁弁５２がＥＣＵ６０により閉弁され、洗浄液又は高圧空気の供給が停止される。

なお、清掃ユニット５０は、ＥＣＵ６０の制御指示に従い、ＥＣＵ６０（汚損検知部６３）により送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、その後、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていないと判定されるまで（又は、清掃回数が所定の回数以上となるまで）、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）を繰り返して清掃する。

上述したように、送受光部２３、電動モータ３０、ロータリエンコーダ３１、及び電磁弁５２などは、ＥＣＵ６０に接続されている。また、ＥＣＵ６０には、イグニッション・スイッチ８０等も（直接的あるいは間接的に）接続されている。さらに、ＥＣＵ６０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、メータ・コントロールユニット（以下「ＭＣＵ」という）７０等と相互に通信可能に接続されている。

ＥＣＵ６０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ＥＣＵ６０は、発光部２３ａに対して例えばパルス状のレーザ駆動信号を出力する出力回路、電動モータ３０を駆動するモータドライバ、及び電磁弁５２を駆動するドライバ回路等を備えている。

そして、ＥＣＵ６０は、受光部２３ｂやロータリエンコーダ３１などから取得した各種情報に基づいて、発光部２３ａ（送受光部２３）、電動モータ３０、及び電磁弁５２等を制御することにより光学式レーダの清掃装置１を総合的に制御する。

特に、ＥＣＵ６０は、回転式レーザレーダ１０の送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れを自動的に検出して除去する機能を有している。そのため、ＥＣＵ６０は、モータ制御部６１、距離検出部６２、及び汚損検知部６３を機能的に有している。ＥＣＵ６０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、モータ制御部６１、距離検出部６２、及び汚損検知部６３の各機能が実現される。

モータ制御部６１は、後述する汚損検知部６３により送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かの判定が行われるときには、当該判定が行われていないとき（通常検出時）よりも、電動モータ３０（レーザヘッド２０）を低速で回転させる。モータ制御部６１は、通常検出時には、例えば、５〜１５Ｈｚで電動モータ３０（レーザヘッド２０）を回転させ、汚れ検出・清掃時には、例えば、０．１Ｈｚ程度で電動モータ３０（レーザヘッド２０）を回転させる。

また、モータ制御部６１は、汚損検知部６３により送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、その後、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていないと判定されるまで、電動モータ３０（レーザヘッド２０）を回転する。ただし、モータ制御部６１は、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が、所定の回数、繰り返して清掃されても、該送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、電動モータ３０（レーザヘッド２０）の回転を停止する。

さらに、モータ制御部６１は、車両のイグニッション・スイッチがオンされたとき（電源オン時）に、汚れ検出・清掃を実行するため、レーザヘッド２０（送受光部２３）を回転させる。

距離検出部６２は、レーザ光が出射されてから、反射光が受光されるまでの時間に基づいて、周囲に存在する物体（レーザ光を反射した物体）との距離を検出する。その際に、距離検出部６２は、例えば、レーザ光の位相差を時間差に変換して、光の速度をかけることで、物体までの距離を求めるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式を利用して距離を検出する。

汚損検知部６３は、電動モータ３０により送受光部２３（レーザヘッド２０）が回転され、該送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転角度（位置）に来たときに、散乱・反射部材４０により散乱・反射されたレーザ光の受光強度（ゲイン）に基づいて、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かを判定する。すなわち、汚損検知部６３は、特許請求の範囲に記載の汚損検知手段として機能する。なお、汚損検知部６３は、上記受光強度（ゲイン）が所定強度未満の場合に、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定する。

特に、汚損検知部６３は、車両のイグニッション・スイッチ８０がオンされたとき（電源オン時）に、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かを判定する。なお、汚損検知部６３により送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が回転されて清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する位置に来たときに、電磁弁５２が開弁されて、洗浄液又は高圧空気が噴射され、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の清掃が行われる。

ＭＣＵ７０は、例えば、コンビネーションメータ内やダッシュボードの上部などに配設されたＬＣＤディスプレイ等からなるマルチファンクション・ディスプレイ７１と接続されており、該マルチファンクション・ディスプレイ７１を駆動して、例えば、レーザレーダ１０の検出結果や汚れに関する情報を含む各種情報を運転者に提示する。

特に、ＭＣＵ７０は、繰り返し清掃してもレーザレーダ１０の送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れを除去できない場合に、運転者に対して警告を発する。その際に、ＭＣＵ７０は、マルチファンクション・ディスプレイ７１を駆動し、例えば、警告灯を点灯させたり、レーザレーダ１０の送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れを除去できないこと（すなわち、レーザレーダ１０が動作を停止すること）を文字で表示したりすることが好ましい。また、同時に警告音を出力するようにしてもよい。ＭＣＵ７０及びマルチファンクション・ディスプレイ７１は、特許請求の範囲に記載の提示手段として機能する。

次に、図３を参照しつつ、光学式レーダの清掃装置１の動作について説明する。図３は、レーザレーダの清掃装置１による、レーザレーダ１０の送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の清掃処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、主として、ＥＣＵ６０において、所定のタイミングで繰り返して実行される。

まず、ステップＳ１００では、清掃回数をカウントするカウンタがクリア（ゼロがセット）される。次に、ステップＳ１０２では、レーザヘッド２０（送受光部２３）が低速で回転される。

続いて、ステップＳ１０４では、送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転位置まで回転したか否かについての判断が行われる。ここで、送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転位置まで来ていない場合には、送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転位置に来るまで、レーザヘッド２０（送受光部２３）が回転される。一方、送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転位置まで来ているときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、レーザ光が散乱・反射部材４０に対して照射され、その反射光が受光される。次に、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で受光された反射光の強度（ゲイン）が所定強度以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、反射光の強度（ゲイン）が所定強度以上である場合には、送受光部２３が汚れていないと判定され、本処理から抜けて、通常動作に移る。一方、反射光の強度（ゲイン）が所定強度未満であるときには、送受光部２３が汚れていると判定され、ステップＳ１１０に処理が移行する。

ステップＳ１１０では、清掃回数をカウントするカウンタの値が所定値以上であるか否か、すなわち所定回数以上繰り返して清掃が行われたか否かについての判断が行われる。ここで、清掃回数をカウントするカウンタの値が所定値以上である場合には、ステップＳ１１２に処理が移行する。一方、清掃回数をカウントするカウンタの値が所定値未満のときには、ステップＳ１１４に処理が移行する。

ステップＳ１１２では、汚れを除去することができない旨を示す警告が提示されるとともに、送受光部２３（レーザヘッド２０）の回転が停止、すなわち、レーザレーダ１０の動作が停止される。その後、本処理から一旦抜ける。

続いて、ステップＳ１１４では、送受光部２３が清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する回転位置まで回転したか否かについての判断が行われる。ここで、送受光部２３が清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する回転位置まで来ていない場合には、送受光部２３が清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する回転位置に来るまで、レーザヘッド２０（送受光部２３）が回転される。一方、送受光部２３が清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する回転位置まで来ているときには、ステップＳ１１６に処理が移行する。

ステップＳ１１６では、電磁弁５２が開弁され、洗浄液又は高圧空気が噴射ノズル５１から送受光部２３（レーザ送受光窓２２）に対して噴射されることにより、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の清掃／洗浄が行われる。

そして、ステップＳ１１８において、清掃回数をカウントするカウンタの値がインクリメント（１加算）された後、ステップＳ１０２に処理が移行し、送受光部２３が汚れていない（すなわち汚れが除去された）と判断されるか、又は、清掃回数が所定値以上となるまで、上述したステップＳ１０２以降の処理が繰り返して実行される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、レーザ光を散乱・反射する散乱・反射部材４０が、送受光部２３（レーザヘッド２０）の所定の回転角度において、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）と対向するように配置されている。また、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）を清掃する清掃ユニット５０が、送受光部２３（レーザヘッド２０）の所定の回転位置において、送受光部２３と対向するように配置されている。そして、送受光部２３が散乱・反射部材４０と対向する回転位置にきたときに、散乱・反射部材４０により散乱・反射されたレーザ光の受光強度に基づいて送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かが判定され、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）と対向する回転位置にきたときに、該送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が清掃される。そのため、回転式のレーザレーダ１０（レーザ送受光窓２２）の汚れを自動的に検出（自己診断）して除去することが可能となる。

本実施形態によれば、散乱・反射部材４０が、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）と対向した状態で、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）から見て車体側に配設されているため、散乱・反射部材４０をレーザレーダ１０の検出領域外（検出動作範囲外）に配置することができる。よって、レーザレーダ１０の検出領域を狭めることを防止しつつ、散乱・反射部材４０を配設することが可能となる。

本実施形態によれば、清掃ユニット５０が、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）と対向した状態で、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）から見て車体側に配設されているため、清掃ユニット５０をレーザレーダ１０の検出領域外（検出動作範囲外）に配置することができる。よって、レーザレーダ１０の検出領域を狭めることを防止しつつ、清掃ユニット５０を配設することが可能となる。

本実施形態によれば、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かの判定が行われるときには、（通常検出時よりも）、レーザヘッド２０（送受光部２３）が低速で回転されるため、汚れの検出、及び除去（清掃）を確実に行うことが可能となる。

本実施形態によれば、清掃ユニット５０が、洗浄液又は高圧空気を噴射する噴射ノズル５１を有しているため、洗浄液又は高圧空気を噴射ノズル５１から噴射することにより、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れを効果的に除去することが可能となる。

本実施形態によれば、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定されたときに、汚れが検出されなくなるまで、すなわち、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れが取り除かれるまで、レーザヘッド２０（送受光部２３）が回転され、繰り返して送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が清掃／洗浄される。よって、頑固な汚れ（ひどい汚れ）であっても確実に除去（清掃）することが可能となる。

本実施形態によれば、所定の回数、繰り返して清掃されても、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、汚れを除去することができない旨を示す警告が提示される。そのため、運転者に対して、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていることを認識させることができる。また、その場合に、レーザヘッド２０（送受光部２３）の回転が停止されるため、すなわち、レーザレーダ１０の動作が停止されるため、例えば、誤検出や誤動作を防止することが可能となる。

本実施形態によれば、車両のイグニッション・スイッチ８０がオンされたときに、レーザヘッド１０（送受光部２３）が回転され、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れているか否かが判定され、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が汚れていると判定された場合には、該送受光部２３（レーザ送受光窓２２）が清掃される。そのため、車両が走行を開始する前に、送受光部２３（レーザ送受光窓２２）の汚れの有無を検知し、汚れを取り除くことが可能（すなわち、走行時に性能を発揮することが可能）となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、高圧の空気等を洗浄液／高圧空気タンク５３に貯留しておき、その高圧の空気等を噴射したが、例えば、常圧の空気等を電動モータ等で加圧（昇圧）して噴射する構成としてもよい。

また、発光部２３ａで用いられる発光素子や受光部２３ｂで用いられる受光素子は、上記実施形態には限られない。

また、本発明のシステム構成は、上述した構成に限られることなく、例えば、ＥＣＵ６０は、レーザレーダ１０に内蔵されていてもよく、あるいは、独立したユニットであってもよい。

上記実施形態では、本発明を車両（自動車）に搭載した場合を例にして説明したが、本発明は自動車以外に搭載することもできる。

また、散乱・反射部材４０や清掃ユニット５０（噴射ノズル５１）の配置は、上記実施形態（図１）に限られることなく、レーザレーダ１０の検出動作範囲外（車体によりレーザ光が遮られる角度範囲内）であれば任意の位置に配置することができる。

１ 光学式レーダの清掃装置
１０ レーザレーダ
２０ レーザヘッド
２１ ハウジング
２１ａ 開口部
２２ レーザ送受光窓
２３ 送受光部
２３ａ 発光部
２３ｂ 受光部
３０ 電動モータ
３１ ロータリエンコーダ
４０ 散乱・反射部材
５０ 清掃ユニット
５１ 噴射ノズル
５２ 電磁弁
５３ 洗浄液／高圧空気タンク
６０ ＥＣＵ
６１ モータ制御部
６２ 距離検出部
６３ 汚損検知部
７０ ＭＣＵ
７１ マルチファンクション・ディスプレイ
８０ イグニッション・スイッチ
９０ 車体

Claims (8)

1. 検出光を発光する発光部及び該検出光の反射光を受光する受光部を含む送受光部と、前記送受光部を回転させる回転手段と、前記送受光部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、検出光が出射されてから、反射光が受光されるまでの時間に基づいて、周囲に存在する物体との距離を検出する距離検出部と、を有する回転式の光学式レーダの清掃装置であって、
   前記送受光部が所定の回転角度にあるときに、該送受光部と対向するように配置され、検出光を反射する反射部材と、
   前記回転手段により前記送受光部が回転され、該送受光部が反射部材と対向する回転位置にきたときに、前記反射部材により反射された反射光の受光強度に基づいて、前記送受光部が汚れているか否かを判定する汚損検知手段と、
   前記送受光部が所定の回転位置にあるときに、該送受光部と対向するように配設され、前記汚損検知手段により前記送受光部が汚れていると判定された場合には、前記回転手段により前記送受光部が回転され、該送受光部が対向する回転位置にきたときに、該送受光部を清掃する清掃手段と、を備えることを特徴とする光学式レーダの清掃装置。
2. 前記光学式レーダの清掃装置は、車両に搭載され、
   前記反射部材は、前記送受光部と対向した状態で、前記送受光部から見て車体側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式レーダの清掃装置。
3. 前記清掃手段は、前記送受光部と対向した状態で、前記送受光部から見て車体側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光学式レーダの清掃装置。
4. 前記回転手段は、前記汚損検知手段により前記送受光部が汚れているか否かの判定が行われるときには、当該判定が行われていないときよりも、前記送受光部を低速で回転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学式レーダの清掃装置。
5. 前記清掃手段は、洗浄液又は高圧空気を噴射する噴射手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学式レーダの清掃装置。
6. 前記汚損検知手段により前記送受光部が汚れていると判定された場合に、前記回転手段は、前記送受光部が汚れていないと判定されるまで、前記送受光部を回転し、
   前記清掃手段は、前記送受光部が汚れていないと判定されるまで、前記送受光部を繰り返して清掃することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学式レーダの清掃装置。
7. 前記送受光部が、所定の回数、繰り返して清掃されても、該送受光部が汚れていると判定された場合に、汚れを除去することができない旨を示す警告を提示する提示手段をさらに備え、
   前記送受光部が、所定の回数、繰り返して清掃されても、該送受光部が汚れていると判定された場合に、前記回転手段は、前記送受光部の回転を停止することを特徴とする請求項６に記載の光学式レーダの清掃装置。
8. 車両のイグニッション・スイッチがオンされたときに、
   前記回転手段は、前記送受光部を回転させ、
   前記汚損検知手段は、前記送受光部が汚れているか否かを判定し、
   前記清掃手段は、前記送受光部が汚れていると判定された場合に、該送受光部を清掃することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の光学式レーダの清掃装置。

Images