JP2539749B2 - レ―ダ―測距装置の距離補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光波或いは電磁波により
距離を測定する測距装置に関するものであり、詳細には
その距離の測定時における補正方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、この種の測距装置９０の動作原理
は、図６に示すようにレーザー光などの光波或いはマイ
クロ波などの電磁波を送出装置９１からパルス波Ｐとし
て被測定物体Ｘに向けて発信し、このパルス波Ｐの前記
被測定物体Ｘに反射した反射波Ｒを受信装置９２で受信
し、パルス波Ｐが発信された時から反射波Ｒが受信され
た時までの時間Ｔを測定して距離を求めるものである。

【０００３】前記反射波Ｒの受信時には、受信装置９２
においては、適宜のしきい値が設定された検出電位Ｓが
設定され、このしきい値以上の電位が受信されたときに
のみ反射波Ｒが到達したものと判定することで、雑音な
どによる誤動作を避けるものとされている。

【０００４】このときに、現実の回路構成では前記パル
ス波Ｐの立ち上がりに僅かの傾斜を生じることは避けら
れないので、前記被測定物体Ｘの反射率の差異により図
７に示すように受信波ＲＨ、ＲＬの立ち上がりの傾斜に
は大きな差を生じるものとなり、上記したように固定の
しきい値で検出した場合には、その検出時間に時間Ｔｘ
及び時間Ｔｙのように反射波Ｒが到達した時点Ｔ０から
異なる時間差を生じて測定誤差を生じるものとなる。

【０００５】この誤差を防止するために行われるのが図
８に示す測距装置９０の回路構成であり、例えば受光素
子９２ａとプリアンプ９２ｂとで構成される受信装置９
２の出力にはＡＧＣ（オートマチックゲインコントロー
ル）アンプ９３が接続され、該ＡＧＣアンプ９３の出力
にはピークホールド回路９４が接続されて、そのピーク
ホールド回路９４の出力はＭＰＵ（マイクロコンピュー
タ）９５など演算装置に入力され、更に前記ＭＰＵ９５
からはＤ／Ａ変換回路９６などを介して前記ＡＧＣアン
プ９３にフィードバックが行われるものとされている。

【０００６】上記のように構成された測距装置９０は、
反射波Ｒが受信装置９２に受信されると、その電位の最
大値がピークホールド回路９４により検出され、ＭＰＵ
９５に送られる。前記ＭＰＵ９５は反射波Ｒの最大値を
このＭＰＵ９５内に保持した規定値と比較し、最大値＜
規定値の場合には増巾度を増す信号を前記Ｄ／Ａ変換回
路９６を介して前記ＡＧＣアンプ９３にフィードバック
し、最大値＞規定値の場合には増巾度を減じる信号をフ
ィードバックする。

【０００７】上記のようにして、反射波Ｒの最大値＝規
定値の状態が得られた時点で演算回路９７は前記した検
出電位で反射波Ｒを検出し、得られる時間から距離を演
算し、更に一定量の補正を行うことで求める距離とする
ものである。従って、従来の測距装置９０においては反
射波Ｒの最大値が同一となれば、その立ち上がりの傾斜
も同一であるとの推論により補正しているものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の測距装置９０においては、一旦、反射波
Ｒの最大値を測定し、その結果に基づいて前記ＡＧＣア
ンプ９３に対するフィードバック量を設定するものであ
るので、安定した結果が得られる迄には数回の反射波Ｒ
の受信が必要となり、例えば走行中の車両で前車との車
間距離を測定する場合などリアルタイムの距離の測定が
要求される目的には動作が遅すぎて採用できない問題点
を生じる。

【０００９】また、この種の測距装置９０においては、
降雨時の雨滴などで近い距離からの強い反射光により誤
動作を生じるのを防止するために、光波或いは電磁波の
発信後の経過時間に応じて受信側の増巾率を変化させる
ＳＴＣ（センシビリティタイムコントロール）回路９８
を設ける必要があるが、前記ＡＧＣアンプ９３がＭＰＵ
９５により増巾率を制御されているので、このＡＧＣア
ンプ９３との一体化は不可能であり、図８にも示すよう
に別体として設けざるを得ず構成が煩雑化する問題点も
生じ、これらの点の解決が課題とされるものとなってい
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、光波或いは
電磁波を送出装置からパルス波として発信し、該パルス
波の被測定物体に反射する反射波を受信装置で受信し、
前記パルス波と受信波との時間差から演算し距離を測定
するレーダー測距装置の距離補正方法において、前記レ
ーダー測距装置は前記反射波に対して、それぞれが異な
るレベルのしきい値が設定された少なくとも２つの検出
電位を有し、前記反射波が前記２つの検出電位で検出さ
れる間の時間差の相関により補正値が決定されることを
特徴とするレーダー測距装置の距離補正方法を提供する
ことで課題を解決するものである。

【００１１】

【実施例】つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。尚、理解を容易とするために従来例
と同じ部分には同じ符号を付して説明し、重複する部分
については一部その説明を省略する。

【００１２】先ず、図１に示すものは本発明の基本原理
であり、図は従来例でも説明した反射波Ｒの立ち上がり
部分を示すものであり、このときに前記反射波Ｒは被測
定物体Ｘの反射率の差により同一距離にある場合でも図
中に反射波Ｒ１、反射波Ｒ２で示すように立ち上がり部
分の傾斜に差を生じるものとなる。

【００１３】このような信号を所定のしきい値の第一検
出電位Ｓ１で検出すると、本来は時間ｔ０で検知される
べきであるのに対し前記した傾斜により、反射波Ｒ１、
反射波Ｒ２それぞれの検出は時間ｔ11及び時間ｔ21で行
われるものとなり、同じ距離であるにも係わらず計測時
間、即ち計測距離に差を生じるものとなる。

【００１４】そこで、本発明においては、更に前記第一
検出電位Ｓ１のしきい値よりも高いしきい値を有する第
二検出電位Ｓ２を設け、この第二検出電位Ｓ２でも検出
を行い、その結果をそれぞれ時間ｔ12及び時間ｔ22とす
る。即ち、反射波Ｒ１に対しては時間ｔ11と時間ｔ12と
の二点で検出が行われ、反射波Ｒ２に対しては時間ｔ21
と時間ｔ22との二点で検出が行われるものとなる。

【００１５】ここで、前記した検出が行われた二点間の
時間差ΔＴに就いて考察を行ってみると、反射波Ｒ１に
対しては時間差ΔＴ１＝（時間ｔ12−時間ｔ11）が得ら
れ、反射波Ｒ２に対しては時間差ΔＴ２＝（時間ｔ21−
時間ｔ22）がそれぞれに得られるものとなる。

【００１６】即ち、立ち上がりの傾斜のより急な反射波
Ｒ１に対しては、より短い時間差ΔＴ１が得られ、傾斜
のより緩い反射波Ｒ２に対しては、より長い時間差ΔＴ
２が得られ、この結果から反射波Ｒの立ち上がりの傾斜
と時間差ΔＴとに相関があることを知ることができる。

【００１７】従って、図２に示すように上記相関に基づ
いて時間差ΔＴと補正時間Ｔｓとの補正曲線Ｑを求めて
おけば、時間差ΔＴを測定することで、直ちに補正時間
Ｔｓが得られるものとなる。尚、図２では模式化のため
に時間差ΔＴと補正時間Ｔｓとが一次関数で相関するも
のとして補正曲線Ｑを直線で示したが、実際には必ずし
も一次関数で相関するものではない。

【００１８】図３に示すものは上記に説明した本発明を
実施するための具体的な回路構成の例であり、本発明の
レーダー測距装置１（以下、測距装置と略称する）にお
いては、例えば受光素子２ａとプリアンプ２ｂとで構成
される受信装置２の出力には、それぞれに異なるしきい
値の検出電位Ｓ１、検出電位Ｓ２が設定されたコンパレ
ータ３ａ、コンパレータ３ｂが並列に接続され、前記反
射波がそれぞれのコンパレータ３ａ、３ｂの検出電位Ｓ
１、Ｓ２に達した時点で、それぞれのコンパレータ３
ａ、３ｂは後段の時間差計算回路４に信号を送り、この
時間差計算回路４は時間差ΔＴを計算してＭＰＵ５にそ
れを送出する。また、前記時間差計算回路４には時間差
ΔＴを計算するときの基準とするスタート信号ＳＴが前
記ＭＰＵ５から与えられている。

【００１９】図４は前記時間差計算回路４の構成をアナ
ログ的に処理するときの回路の例であり、それぞれのコ
ンパレータ３ａ、３ｂからの出力はＯＲゲート４１ａ、
４１ｂの一方の入力端子に入力されると共に、このＯＲ
ゲート４１ａ、４１ｂの他の入力端子にはＭＰＵ５から
のスタート信号ＳＴが入力されている。

【００２０】また、前記ＯＲゲート４１ａ、４１ｂのそ
れぞれの出力はフィリップフロップ４２ａ、４２ｂの入
力端子にそれぞれ接続され、このフィリップフロップ４
２ａ、４２ｂの出力は定電流充電回路４３ａ、４３ｂの
入力にそれぞれ接続され、前記定電流充電回路４３ａ、
４３ｂの出力はピークホールド回路４４ａ、４４ｂに入
力されて、このピークホールド回路４４ａ、４４ｂの出
力は共に差動増幅器４５に入力されている。

【００２１】次いで、上記時間差計算回路４の動作につ
いて説明を行う。尚、ピークホールド回路４４ａ、４４
ｂの部分迄はコンパレータ３ａ側もコンパレータ３ｂ側
も同じ回路構成であるので、コンパレータ３ａ側で代表
させて説明を行うものとする。前記ＯＲゲート４１ａに
おいては先ずスタート信号ＳＴが与えられるものとされ
るので、このＯＲゲート４１ａは続くフィリップフロッ
プ４２ａに出力を与えて、定電流充電回路４３ａを起動
させる。

【００２２】続いて、前記反射波Ｒが第一検出電位Ｓ１
に達すると、前記ＯＲゲート４１ａは再び出力を生じる
ものとなり、前記フィリップフロップ４２ａを反転させ
て出力を停止させ、定電流充電回路４３ａを停止させ
る。従って、前記定電流充電回路４３ａはスタート信号
ＳＴから反射波Ｒが第一検出電位Ｓ１に達するまでの時
間を電圧として変換するものとなり、この電圧がピーク
ホールド回路４４ａに保持されるものとなる。

【００２３】一方、ＯＲゲート４１ｂに続くフィリップ
フロップ４２ｂ、定電流充電回路４３ｂ、ピークホール
ド回路４４ｂの側では、同様な動作によりスタート信号
ＳＴから反射波Ｒが第二検出電位Ｓ２に達するまでの時
間が電圧としてピークホールド回路４４ｂに保持される
ものとなり、この両電圧を差動増幅器４５に入力するこ
とで両電圧の差、即ち、時間差ΔＴに比例する電圧が差
動増幅器４５の出力に得られるものとなる。

【００２４】よって、差動増幅器４５の出力をＡ／Ｄ変
換するなどしてＭＰＵ５に取込み、例えばテーブルサー
チなどの手法で処理を行えば求める補正値が得られるも
のとなる。尚、このときに前記ＭＰＵ５は前記コンパレ
ータ３ａの出力などにより補正が行われる前の距離を演
算しているので、この結果と前記補正値とで補正を行え
ば良いものとなり、送出装置６の一回の送出毎に距離の
測定が行われるものとなる。

【００２５】図５に示すものは同じ時間差計算回路４を
デジタル的に処理を行うものとして構成した例であり、
ＯＲゲート４１ａ、４１ｂ及びフィリップフロップ４２
ａ、４２ｂの部分までの構成は前の実施例と同様であ
る。だがしかし、前記フィリップフロップ４２ａ、４２
ｂの出力にはクロック４７が接続されたカウンタ４６
ａ、４６ｂがそれぞれに接続され、前記カウンタ４６
ａ、４６ｂの出力は減算回路４８に接続されるものとな
っている。

【００２６】このようにしたことで、前記カウンタ４６
ａにはフィリップフロップ４２ａが出力を生じている
間、即ち、スタート信号ＳＴから反射波Ｒが第一検出電
位Ｓ１に達するまでの時間に対応する数のパルスが保持
され、他方のカウンタ４６ｂにはスタート信号ＳＴから
反射波Ｒが第二検出電位Ｓ２に達するまでの時間に対応
する数のパルスが保持されるものとなる。

【００２７】従って、この両者を減算回路４８で減算し
て得られるパルスの数は時間差ΔＴに比例するものとな
り、前の実施例と同様な結果が得られるものとなる。但
し、得られる結果がパルスの数とデジタル的なものとな
るので、その儘で直接にＭＰＵ５に読み込むことが可能
となる。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、測
距装置は反射波に対して、それぞれが異なるレベルのし
きい値が設定された少なくとも２つの検出電位を有し、
前記反射波が前記２つの検出電位で検出される間の時間
差の相関により補正値が決定されるレーダー測距装置の
距離補正方法としたことで、従来のＡＧＣアンプなどフ
ィードバックで補正する数回の光波或いは電磁波の送出
後に距離の測定可能となる方法に比較して、一回の光波
或いは電磁波の送出毎に距離の測定が行える、所謂リア
ルタイムのものとして測定の迅速性を向上させ、これに
より、例えば自動車用の車間距離測定装置への応用も可
能とするなど性能向上に極めて優れた効果を奏するもの
である。

【００２９】また、前記したＡＧＣアンプなど増巾率を
フィードバックにより可変するアンプを不要とし、固定
増巾率のアンプで良いものとしたことで、例えば降雨時
の誤動作に備えるＳＴＣ（センシビリティタイムコント
ロール）回路などの採用も容易とし構成の単純化と性能
向上とに優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るレーダー測距装置の距離補正方
法の基本原理を示すグラフである。

【図２】 同じく本発明に係るレーダー測距装置の距離
補正方法の補正状態を示すグラフである。

【図３】 同じく本発明に係るレーダー測距装置の距離
補正方法の一実施例を具体的な回路例で示すブロック図
である。

【図４】 同じ回路例の要部を示すブロック図である。

【図５】 同じく本発明の別の実施例を要部で示すブロ
ック図である。

【図６】 この種のレーダー測距装置の測定原理を示す
説明図である。

【図７】 同じくこの種のレーダー測距装置の測定誤差
の発生要因を示す説明図である。

【図８】 従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１……レーダー測距装置 ２……受信装置 ２ａ……受光素子 ２ｂ……プリアンプ ３ａ、３ｂ……コンパレータ ４……時間差計算回路 ４１ａ、４１ｂ……ＯＲゲート ４２ａ、４２ｂ……フィリップフロップ ４３ａ、４３ｂ……定電流充電回路 ４４ａ、４４ｂ……ピークホールド回路 ４５……差動増幅器 ４６ａ、４６ｂ……カウンタ ４７……クロック ４８……減算回路 ５……ＭＰＵ ６……送出装置 Ｒ、Ｒ１、Ｒ２……反射波 Ｓ、Ｓ１、Ｓ２……検出電位 ｔ11、ｔ12、ｔ21、ｔ22……時間 ΔＴ、ΔＴ１、ΔＴ２……時間差 Ｔｓ……補正時間 Ｑ……補正曲線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光波或いは電磁波を送出装置からパルス
   波として発信し、該パルス波の被測定物体に反射する反
   射波を受信装置で受信し、前記パルス波と受信波との時
   間差から演算し距離を測定するレーダー測距装置の距離
   補正方法において、前記レーダー測距装置は前記反射波
   に対して、それぞれが異なるレベルのしきい値が設定さ
   れた少なくとも２つの検出電位を有し、前記反射波が前
   記２つの検出電位で検出される間の時間差の相関により
   補正値が決定されることを特徴とするレーダー測距装置
   の距離補正方法。