JP2909999B2 - 移動体群の移動状況検出方法及び装置 - Google Patents

移動体群の移動状況検出方法及び装置

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両や船舶などの移動体の衝突防止用の警
報装置などに利用される移動体群の移動状況検出装置に
関するものである。
(従来の技術) 従来、車両に搭載される追突防止用の警報装置は、電
波、レーザビーム、超音波のレーダを利用して前方の車
両との車間距離を測定し、これが自車両の走行速度に応
じて定まる所定値以下に低下すると運転者に追突の危険
を警告する警報を発する構成となっている。通常、この
ような追突警報装置は、高速道路などにおける高速走行
中にのみ作動するような構成となっている。
(発明が解決しようとする課題) 車両の運転に伴う危険は、上記追突の問題だけにとど
まらない。例えば、多数の道路が交錯し見通しの悪い変
則的な交差点や、濃霧のため視界が低下した交差点や道
路などでは、斜め前方から接近中の対向車や前方を横切
る他の車両との衝突の危険もある。
上記従来の追突警報装置を利用して斜め前方の対向車
や前方を横切る他の車両との衝突も警告しようとすれ
ば、レーダを利用して斜め方向を含めた広い範囲に渡っ
て複数の他の車両との車間距離を監視する必要があり、
装置が複雑・高価になるという問題がある。
また、交差点などの沿道にはビルなどの建築物が多数
存在するため、これらと車両とを弁別することが極めて
困難になるという問題もある。
(課題を解決するための手段) 本発明に係わる移動体群の移動状況検出方法及び装置
によれば、各移動体は、 a.自己の移動方位を検出する移動方位検出手段と、 b.この検出した自己の移動方位に応じて周波数が変化す
る方位指示信号を自己の移動方位を中心とする所定の範
囲に放射する方位指示信号放射手段と、 c.自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方
位指示信号の周波数を検出する周波数検出手段と、 d.この周波数検出手段の検出結果に基づき自己の移動方
位を中心とする所定範囲において自己に接近中の他の移
動体の存在を検出する他の移動体の移動状況検出手段と を備えている。
すなわち、本発明に係わる移動体群の移動状況検出方
法及び装置によれば、各移動体が放射した信号の周波数
を検出するだけで互いの移動方位を識別できる構成であ
るから、簡易な構成のもとで前方を横切る車両や斜め前
方から接近中の他の移動群の移動状況を把握でき、これ
に基づき衝突防止用の警報装置などを有効に制御でき
る。
他の発明に係わる移動体群の移動状況検出方法及び装
置によれば、各移動体は、上記a乃至dの各手段に加え
て、更に、 e.自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方
位指示信号のうち自己が放射した方位指示信号と同一の
周波数を有するものをその反射波と見做して抽出し、こ
れら放射した方位指示信号と抽出した方位指示信号との
位相差に基づき前記反射波を生じさせた他の移動体まで
の距離を衝突監視距離として検出する衝突監視距離検出
手段 を備えている。
すなわち、上記他の発明の検出方法及び装置は、各移
動体が放射する方位指示信号に、自己の移動方位を他の
移動体に通知する機能と、他の移動体との距離を測定す
る測距機能とを兼ねさせることにより、自己を含めた移
動体群全体の移動状況を一層的確に把握できるように構
成されている。
以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。
(実施例) 第1図は、本発明の一実施例に係わる車両の走行状況
検出装置の構成を示すブロック図であり、1は走行方位
検出器、2は電圧制御発振器(VCO)、3はレーザ発光
器、4はレーザ受光器、5は増幅器、6は周波数解析
器、7は可変帯域通過濾波器、8は位相差検出器、9は
A/D変換器、10はプロセッサである。
第1図の走行状況検出装置は、乗用車、トラック、オ
ートバイなどの各車両に搭載されると共に、レーザ発光
器3とレーザ受光器4は共に車両の前方に設置される。
ジャイロなどで構成される走行方位検出器1は、車両
の走行方位を検出し、検出した走行方位に応じてレベル
が直線的に変化する直流電圧を発生する。VCO2は、走行
方位検出器1から出力される直流電圧を受け、そのレベ
ルに比例して変化する周波数の交流電圧波を発生する。
レーザ発光器3は、レーザ発光素子の発光レベルを上記
交流電圧波で振幅変調することによりこの交流電圧波と
同一の周波数で発光レベルが変化するレーザ光を発生さ
せ、これを車両の前方に放射する。
レーザ発光器4は、車両の前方から入射する振幅変調
されたレーザ光を受け、変調周波数と同一の周波数の交
流電圧に変換して出力する。この入射レーザ光として
は、レーザ発光器3から放射されたものが前方の車両で
反射されて戻ってきたものと、前方の他の車両がレーザ
発光器3に対応する部分から放射したものとがある。レ
ーザ受光器4から出力される交流電圧は、増幅器5によ
る増幅を受けたのち周波数解析部6と可変帯域通過濾波
器7とに供給される。
周波数解析器6は、A/D変換器を前置したディジタル
信号処理回路から構成され、FFTなどの手法に従って入
力交流電圧の周波数スペクトルf1,f2,f3……を検出し、
ディジタル信号の形式でプロセッサ6に通知する。
一方、可変帯域通過濾波回路7は、走行方位検出器1
から受けた電圧のレベルに応じてその通過帯域を変化さ
せることにより、VCO2から出力される交流電圧波とほぼ
同一周波数の交流電圧のみをレーザ発光器3から放射さ
れたレーザ光の反射波と見做して選択的に通過させる。
位相差検出器8は、上記可変帯域通過濾波器7から出力
される交流電圧波と、VCO2から出力される交流電圧波と
の位相差を検出し、この位相差を示す信号δθをA/D変
換器9を介してプロセッサ9に供給する。また、走行方
位検出器1から出力される直流電圧も、A/D変換器9を
介してディジタル電圧レベルに変換され、プロセッサ10
に供給される。
プロセッサ10は、走行方位検出器1からA/D変換器9
を介して受けた直流電圧のレベルに基づき現在の走行方
位と現在放射中のレーザ光の変調周波数fとを認識す
る。また、プロセッサ10は、周波数解析器6から通知さ
れた各種の周波数f1,f2,f3……から現在放射中の変調周
波数と同一のものfを除外し、残りの各周波数から前方
の他の車両の走行方位を認識する。さらに、プロセッサ
10は、位相差検出器8からA/D変換器9を介して受けた
位相差δθと、現在放射中のレベル光の変調周波数fと
から、反射波を生じさせた前方の車両までの車間距離L
を次式に従って算定する。
L=(c/4π)(δθ/f) 但し、cは光速である。
第2図は、車両の走行方向とこの走行方向に応じて変
化するレーザ光の変調周波数の関係を極座標によって例
示する概念図である。この極座標の中心Oから放射状に
延びる直線の方向は車両の走行方位を示すと共に、放射
状に延びる各直線と太線で示す渦巻き状の曲線の交点か
ら中心Oまでの長さがその走行方位に対応するレーザ光
の変調周波数である。
走行方位が真北(N)の場合には変調周波数はfnであ
り、これから東(E)側にずれるに従って変調周波数は
単調に増大し、真南(S)を向いた時には最大周波数fs
1となる。一方、真北(N)の方位から西(W)側にず
れるに従って変調周波数は単調に減少し、真南(S)を
向いた時には最小周波数fs2となる。このように、真南
の方位ではこれに東側から接近するか西側から接近する
かに応じて周波数の跳躍が生じる。このように、真南な
ど特定の一方位を除き、受信し解析した変調周波数のみ
によって他の車両の走行方位が一義的に決定される。
第2図の極座標による走行方位と変調周波数との関係
を、直線上に展開すると、第3図に示すような関係が得
られる。
プロセッサ10は、周波数解析装置6から受けた方位に
関する情報を所定の処理プログラムに従って処理するこ
とにより、自車両の走行方位と他の車両の走行方位との
相対的な関係を検出し、これに基づき自車両の前方にお
いて接近中の他の車両の存在を検出する。第4図に例示
するように、自車両の走行方位が真北(N)から西側に
θだけずれたものとする。この場合、受信した変調周波
数にf2以上f1以下の成分が含まれることは左側から接近
する他の車両の存在を意味し、f3以下又はf1以上の成分
が含まれることは右側から接近する他の車両の存在を意
味する。特に、変調周波数f1、f2、f3の存在は、正面、
前方左真横、前方右真横のそれぞれから接近する他の車
両の存在を意味している。
この場合、第5図に例示するように、自車両の走行方
位を示す三角形の光点V0を要とする扇形の表示画面を準
備しておき、円弧上の正面、左端、右端のそれぞれに所
定周期で点滅する三角形の光点(V1、V2、V3)を表示す
ることにより、変調周波数f1、f2、f3の各車両の存在を
運転者に知らせることができる。この場合、要の両側の
直線間の角度θとしては、レーザ受光器4の指向性に応
じた値が設定される。
例えば、第7図に示すように、変則的な交差点に4台
の車両A,B,C,Dが接近中である場合に、車両Aを自車両
とすれば、第5図の場合に対応して第7図に示す表示画
面が得られる。すなわち、前方から接近中の対向車B、
前方右横から接近中の車両C、前方左斜めから接近中の
車両Dの存在が、それぞれ所定周期が点滅する三角形の
光点Vb,Vc及びVdによって表示される。また、自車両の
走行方位を示す三角形の光点Vaの点滅周期を、位相差か
ら検出した車間距離の短縮につれて短くすることによ
り、衝突や追突の危険が迫ったことを運転者に警告する
ようにすることもできる。
なお、第6図の場合、各車両から放射されたレーザ光
は指向性が強いために相手方の車両に直接受光される成
分は少ないが、交差点の沿道に存在する建築物などで反
射、散乱されて、そのうちの一部が相手方の車両に受光
されることになる。
以上、走行方向に応じて周波数の変化する交流電圧波
でレーザ光の発光レベルを変調して放射する構成を例示
した。
しかしながら、この交流電圧波を直接電波として放射
したり、この交流電圧波で高周波のキヤリアを変調した
電波を送出する構成とすることもできる。
また、交流電圧波で変調した超音波を放射する構成と
することもできる。
さらに、移動体が車両の場合を例にとって本発明を説
明した。
しかしながら、船舶、ロボット、航空機などの移動体
についても、本発明を適用できる。
更に、移動方向を示す周波数の交流信号を連続的に放
射する構成を例示したが、これをバースト状に間歇的に
放射する構成とすることもできる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明に係わる移動体群
の移動状況検出方法及び装置は、各移動体が自己の移動
方位を検出しこれを放射信号の周波数によって相手方の
移動体に通知すると共に、相手方から受信した信号の周
波数に基づき相手方の移動方位を検出する構成であるか
ら、簡易な構成のもとで他の移動体群の移動状況を的確
に把握でき、衝突防止のための警報システムなどを駆動
できるという効果が奏される。
また、他の発明の検出方法及び装置によれば、各移動
体が放射する信号に、自己の移動方位を他の移動体に通
知する機能と、他の移動体との距離を測定する測距機能
とを兼ねさせる構成であるから、自己を含めた移動体群
全体の移動状況を一層的確に把握できるという効果が奏
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わる移動体群の移動状況
検出装置の構成を示すブロック図、第2図乃至第4図は
車両の走行方位とこれに応じて変化する放射レーザ光の
変調周波数の関係を例示する概念図、第5図は他の車両
の移動状況を画面表示する表示画面の構成の一例を示す
概念図、第6図は車両の走行状況の一例を示す概念図、
第7図は第6図の走行状況のもとで車両Aに表示される
他の車両の走行状況を示す表示画面の一例を示す概念図
である。 1……走行方位検出器、2……電圧制御発振器、3……
レーザ発光器、4……レーザ受光器、5……増幅器、6
……周波数解析器、7……可変帯域通過濾波器、8……
位相差検出器、9……A/D変換器、10……プロセッサ、
A,B,C,D……車両群。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 流郷 繁 神奈川県川崎市高津区諏訪1168 高田方 (56)参考文献 特開 昭49−131793(JP,A) 特開 昭58−105400(JP,A) 特開 昭50−111997(JP,A) 実開 昭62−62984(JP,U) 特表 平1−501177(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G08G 1/16 G08G 3/02 G08G 7/02 G08G 9/02 G01S 7/00 - 7/46 G01S 13/00 - 13/95

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体群を構成する各移動体の周辺に存在
    する他の移動体の移動状況を検出する方法であって、 自己の移動方位を検出する移動方位検出と、 この検出した自己の移動方位に応じて周波数が変化する
    方位指示信号を自己の移動方位を中心とする所定の範囲
    に放射する方位指示信号放射と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号の周波数を検出する周波数検出と、 この周波数検出手段の検出結果に基づき自己の移動方位
    を中心とする所定範囲において自己に接近中の他の移動
    体の存在を検出する他の移動体の移動状況検出とを前記
    各移動体に備えたことを特徴とする移動体群の移動状況
    検出方法。
  2. 【請求項2】移動体群を構成する各移動体及びその周辺
    に存在する他の移動体の移動状況を検出する方法であっ
    て、 自己の移動方位を検出する移動方位検出と、 この検出した自己の移動方位に応じて周波数が変化する
    方位指示信号を自己の移動方位を中心とする所定の範囲
    に放射する方位指示信号放射と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号の周波数を検出する周波数検出と、 この周波数検出手段の検出結果に基づき自己の移動方向
    を中心とする所定範囲において自己に接近中の他の移動
    体の存在を検出する他の移動体の移動状況検出と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号のうち自己が放射した方位指示信号と同一の周
    波数を有するものをその反射波と見做して抽出し、これ
    ら放射した方位指示信号と抽出した方位指示信号との位
    相差に基づき前記反射波を生じさせた他の移動体までの
    距離を衝突監視距離として検出する衝突監視距離検出と
    を前記各移動体に備えたことを特徴とする移動体群の移
    動状況検出方法。
  3. 【請求項3】移動体群を構成する各移動体に搭載され他
    の移動体の移動状況を検出する装置であって、 自己の移動方位を検出する移動方位検出手段と、 この検出した自己の移動方位に応じて周波数が変化する
    方位指示信号を自己の移動方位を中心とする所定の範囲
    に放射する方位指示信号放射手段と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号の周波数を検出する周波数検出手段と、 この周波数検出手段の検出結果に基づき自己の移動方位
    を中心とする所定範囲において自己に接近中の他の移動
    体の存在を検出する他の移動体の移動状況検出手段とを
    備えたことを特徴とする移動体群の移動状況検出装置。
  4. 【請求項4】移動体群を構成する各移動体に搭載され各
    移動体及びその周辺に存在する他の移動体の移動状況を
    検出する装置であって、 自己の移動方位を検出する移動方位検出手段と、 この検出した自己の移動方位に応じて周波数が変化する
    方位指示信号を自己の移動方位を中心とする所定の範囲
    に放射する方位指示信号放射手段と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号の周波数を検出する周波数検出手段と、 この周波数検出手段の検出結果に基づき自己の移動方向
    を中心とする所定範囲において自己に接近中の他の移動
    体の存在を検出する他の移動体の移動状況検出手段と、 自己の移動方位を中心とする所定の範囲から受けた方位
    指示信号のうち自己が放射した方位指示信号と同一の周
    波数を有するものをその反射波と見做して抽出し、これ
    ら放射した方位指示信号と抽出した方位指示信号との位
    相差に基づき前記反射波を生じさせた他の移動体までの
    距離を衝突監視距離として検出する衝突監視距離検出手
    段とを備えたことを特徴とする移動体群の移動状況検出
    装置。
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