JP2924869B2 - 車間距離警報システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に対して設
定された安全車間距離と当該時点での実際の車間距離と
を比較して該比較結果が所定範囲内の値に到ったときに
は当該車両等の運転者に対して警報を発するようになさ
れた車間距離警報システムに関し、特に、信頼性を向上
させたこの種のシステムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、走行車両相互の車間距離が異
常に近接した場合等に運転者に対して警報を発して衝突
を未然に防止するようにした衝突防止システム（衝突警
報システム）が提案されている。図４は従来のこの種の
衝突警報システムの概要を示すブロック図である。尚、
この図４に示したシステムは特開平８−８０７９３号公
報に提案されているものと同種のものである。

【０００３】図４において、乗用車等（道路交通法にお
ける車両等）の前端部等に設けられたアンテナ・フロン
トエンド部１は自己（自車）から前方に向けて所定の指
向性を持たせて電磁波fT（例えばミリ波等の送信波）を
放射し、この電磁波fTが他の車両等または障害物等によ
り反射された反射波fRを受信波として受信する。アンテ
ナ・フロントエンド部１により前記のようにして受信さ
れた反射波fR（ミリ波）は、更にＩＦ回路等を含んでな
る信号処理部２によりＩＦに変換され、且つ、送信波と
受信波の位相差等に基づいて車間距離が算出される。

【０００４】信号処理部２により得られた車間距離のデ
ータは、次段の警報判定部３に供給される。警報判定部
３には前記車間距離のデータの他、車速センサ４からの
当該時点での車両の対地速度データ、及び、センサ５
（複数のセンサを便宜上一括してセンサ５として表記し
てある）によって検出される車両の制動の程度，操舵
角，当該車両の運動に係る角速度等の種々の車両の移動
に係るデータが供給されるようになされている。警報判
定部３は、上述のように各供給される種々のデータに基
づく演算により、安全車間距離を演算により算出し、こ
れを前記信号処理部２により得られた当該時点での実際
の車間距離のデータと比較して、後者が前者よりも小さ
いような状況に到ったと判定されたときには、警報信号
を次段の警報出力部６に供給する。警報出力部６は、こ
の警報信号を受け取ると、運転者に対して所定の表示及
び／又は警報の発報を行う。

【０００５】図４について上述したシステムは、電磁波
のビームを投射してこれの物体による反射波を受信する
ことによって、車間距離を検出するものであり、所謂レ
ーダーの原理によって車間距離を割り出す方式によるも
のである。

【０００６】特開平４−１５７３９２号公報には、上述
同様レーダーの原理によって車間距離を検出する方式の
車両用衝突警報装置が開示されている。同公報所載の装
置は、物標に対して投射した電磁波とこれの反射波との
ビートに依拠して車間距離を割り出す方式のものであ
る。このようにして割り出された当該時点での実際の車
間距離と予め設定した安全車間距離とを比較して、前者
が後者より小さい値をとるに到ったときには、運転者に
対して警報を発するように構成されている。

【０００７】この装置の場合、上述の安全車間距離を設
定するについて、運転者が当該時点での車速等に応じた
実際の運転のフィーリングに合わせて或る車間距離に到
ったときに操作ボタンを操作すると、そのときの実際の
車間距離が安全車間距離として記憶手段（警報距離記憶
器）に記憶され、これ以降はその記憶による距離が前記
安全車間距離となるように構成されている。車速や加速
度（加速、減速の度合い）に応じた最適な安全車間距離
を設定するための操作の煩わしさを解消し、且つ、種々
の運転状況に応じた適切な安全車間距離が設定され得る
ようにすることを目的とした装置である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】既述の従来の衝突警報
システム乃至は車両用衝突警報装では、次のような問題
があった。即ち、第１には、レーダー方式を採ることに
よる電磁波の混信の問題である。複数車線の道路や上下
線の道路上において、自車の前部より電磁波を発し、こ
の電磁波が自車と同じ車線上の前方の車両等で反射し帰
還してくる場合、このように自車の前方の車両等から帰
還してくる電磁波と隣接車線を走行する車両等から発せ
られて受信される電磁波とが混信して、システムの誤動
作を招来する虞れがある。このような虞れを回避するた
めに、使用する電磁波の周波数を種々異ならせることも
考えられるが、全ての該当者両等について異なる周波数
を割り当てることは実際には困難である。

【０００９】第２には、電磁波が当該車両等或いはその
他の物体から反射して帰還するときのマルチパスの問題
である。図５は、このマルチパスが起こる状況を説明す
るための概念図である。自車から発せられた電磁波（送
信波）は目標物（相手車両等）に投射されるとランダム
な方向に反射することになる。この反射波の一部はその
まま自車に帰還するが、他の一部は路面やガードレー
ル、或いは、その他の設置物や道路脇の建築物等で再度
反射して自車に帰還することになる。このように種々の
伝播路で帰還するマルチパスが生じる状況下では、どの
電磁波が本来の目標物からの反射波であるのかを弁別す
ることが困難となり、車間距離が複数通り計算されてし
まい、結果的に正しい車間距離が何れであるかを認識す
ることが難しくなってしまう。

【００１０】本発明は叙上のような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、混信やマルチパスの影
響を低減し、信頼性の高いこの種の車間距離警報システ
ムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】前記課題を解
決するための、一つの本発明は： （１）車両等に対して設定された安全車間距離と当該時
点での実際の車間距離とを比較して該比較結果が所定範
囲内の値に到ったときには当該車両等の運転者に対して
警報を発するようになされた車間距離警報システムであ
って、前記車間距離警報システムの管制下にある各車両
等毎に設けられ外部から送信される使用周波数情報を受
信して該当する車両等でそれぞれ使用すべき周波数を識
別する使用周波数識別手段と、該当する前記各車両等毎
に設けられ計時動作を行って該計時動作による計時結果
に相応する時刻信号を生成する時刻信号生成手段と、該
当する前記各車両等毎に設けられ前記時刻信号を外部の
車両等に対して前記使用周波数識別手段により識別され
た周波数を用いて無線により送信するための時刻信号送
信手段と、該当する前記各車両等毎に設けられ前記時刻
信号送信手段により送信された時刻信号を受信する時刻
信号受信手段と、前記該当する各車両等毎に設けられ前
記時刻信号受信手段により受信された受信時刻信号と自
己の前記時刻信号生成手段により生成された時刻信号と
に基づいて当該車両間の実際の車間距離を演算により算
出する車間距離演算手段と、を備えて成る。

【００１２】また、他の一つの本発明は： （２）（１）において、前記車両等の走行に係る車線の
如何に応じて当該車両等の前記時刻信号送信手段及び／
又は時刻信号受信手段における通信に適用すべき周波数
の設定を行うための周波数設定情報の送信を行う周波数
設定手段を備えている。

【００１３】また、更に、他の一つの本発明は： （３）（１）において、前記時刻信号受信手段における
受信周波数を走査して当該他の車両等の前記時刻信号送
信手段からの送信周波数を認識し、自己の時刻信号送信
手段からの送信周波数を該認識された周波数に合わせる
ように構成された送信周波数調整手段を備えている。

【００１４】また、更に、他の一つの本発明は： （４）（１）において、前記該当する各車両等の走行速
度に応じて前記警報の発報形態を変化させる手段を設け
た。

【００１５】また、更に、他の一つの本発明は： （５）（１）において、前記該当する各車両等毎に設け
られた時刻信号生成手段は外部から送信される時刻リセ
ット信号によって所定のタイミングで一斉にリセットさ
れるようになされたものである。

【００１６】また、更に、他の一つの本発明は： （６）（１）において、前記時刻信号送信手段及び時刻
信号受信手段を当該車両等の前端部位及び後端部位に各
配置した。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態につき詳述することにより本発明を明らかにす
る。

【００１８】細部の説明に先立ち、本発明の原理につい
てその概要を説明する。即ち、本発明のシステムでは、
自車の有する計時手段による時刻信号と他車から受信さ
れる同時刻を表わす時刻信号との時間差に基づいて当該
時点での実際の車間距離を割り出し（この時間差に実質
的に定数である電磁波の伝播速度を乗じることで車間距
離に相応した値が算出される）、この実際の車間距離の
値が所定の安全車間距離よりも小さい値であるときには
警報を発する。

【００１９】図１は、本発明の実施の形態としての車間
距離警報システムの管制下にある車両等に備えられる装
置の構成を示すブロック図である。図１において、この
周波数の管制下にある車両等には、他車等外部の物体に
向けてミリ波等の電磁波を投射（送信）し、また他車か
ら送信された電磁波の受信を行なうための送受信機１０
が備えられる。この送受信機１０には、主として自己の
前方の車両等に対する電磁波の投射・受信を行なうため
に当該車両等の前端部位に設けられた前車用アンテナ１
１と、主として自己の後方の車両等に対する電磁波の投
射・受信を行なうために当該車両等の後端部位に設けら
れた後車用アンテナ１２とが接続されている。

【００２０】送受信機１０には、後述する光受信機２０
で電磁波周波数割り当て信号が受信・解読された結果と
して生成された周波数コントロール信号が供給され、他
車等外部の物体に向けて投射し又は受信する電磁波の周
波数がこの周波数コントロール信号によって設定される
ようになされている。送受信機１０は上述のアンテナを
通して相手車からの電磁波を受信し相手車からの時刻信
号を解読してその結果としての時刻信号を後段の信号処
理部３０に供給する。

【００２１】この信号処理部３０は自己の内部に計時動
作を行なう計時手段を有し時刻信号を生成する。このよ
うにして生成された時刻信号は上述のようにして相手車
から受信され送受信機１０から供給される同時刻を表わ
す時刻信号と比較されて両時刻信号の時間差が求めら
れ、該時間差分の時間内に電磁波が伝搬する距離として
当該時点での実際の車間距離（実測車間距離）が割り出
される。信号処理部３０は予め設定されている安全車間
距離よりもこの実測車間距離が短くなったときには後段
の警報表示部４０に対して警報信号を供給する。

【００２２】警報表示部４０は信号処理部３０からの警
報信号を受けると、視覚的なディスプレイ（ＬＥＤ表示
等）、又は、音声によるメッセージ、警報音、或いはこ
れらを併用するなどの方法により運転者に対して車間距
離が詰まってきた旨の警報を発する。

【００２３】尚、信号処理部３０には、光受信機２０か
ら時刻リセット信号が供給され、例えば所定周期毎に、
或いは一定の時刻毎に自己の計時手段の計時値がリセッ
トされることにより各車両等の間での時刻の誤差が零に
リセットされる。従って、上述のように時刻信号の時間
差に基づいて車間距離を割り出すに際しての誤差を十分
に小さくすることができる。

【００２４】また、図１のとおり、送受信機１０には後
述する車線変更情報センサー５０からの周波数サーチ信
号が供給されて、送受信機１０における電磁波の送受信
に適用すべき周波数が検出され得るようになされ、ま
た、信号処理部３０には車速センサー６０から当該時点
での車両等の対地速度を表わす車速信号が供給されて、
車速に応じた警報信号の生成や警報の態様等の選択がな
され得るように構成されている。

【００２５】図２は図１の信号処理部３０における車間
距離を割り出す動作について説明するためのタイミング
図である。既述の通り、本発明システムは、自車の有す
る計時手段による時刻信号（時刻基準信号）と他車から
受信される同時刻を表わす時刻信号（時刻基準信号）と
の時間差の値に電磁波の伝播速度を乗ずることによって
当該時点での実際の車間距離を割り出す原理に基づく。

【００２６】本例のシステムの管制下にある全ての車両
等の信号処理部３０では０．１秒毎の時刻基準信号を形
成する。そして、自車の時刻基準信号と他車から受信さ
れる時刻基準信号との時間差をクロック信号によって計
測する。例えば、当該車両間の距離が１００メートルで
ある場合、この距離による上述の時間差は約０．３マイ
クロ秒であり、この程度の時間を計測するためには２０
ＭHzのクロック信号を用いることで十分な精度の計測を
行なうことができる。図２の仕様のシステムの場合、
０．１６７マイクロ秒の時間差があるときには車間距離
５０メートルに換算され、０．３３マイクロ秒の時間差
があるときには車間距離１００メートルに換算される。
本システムの場合、距離に係る誤差は回路構成上１クロ
ック相応分となる。この場合、割り出される距離の誤差
（最大値）は上記時刻基準信号と該クロック信号の関係
より、１クロック（０．０５マイクロ秒）相応分である
１５メートルとなる。

【００２７】図３は、本発明のシステムの管制下にある
車両等が片側２車線の道路を走行する場合について説明
するための概念図である。図中ａ〜ｇはこのシステムの
管制下にある車両であり、ａ〜ｅは上り車線を走行し、
ｆ，ｇは下り車線を走行している。各車両の前端部及び
後端部にはそれぞれ図１について上述した前車用アンテ
ナ１１および後車用アンテナ１２が設けられ、これらの
アンテナから電磁波により時刻信号を発信し、また、他
車からの電磁波（時刻信号）を受信する。例えば、車両
ａの後部より発せられた電磁波は車両ｂの前部のアンテ
ナを介して同車両ｂの送受信機（図１参照）に入力され
る。また、車両ｂの前部より発せられた電磁波は車両ａ
の後部のアンテナを介して同車両ａの送受信機に入力さ
れる。

【００２８】上り車線及び下り車線を横断するようにし
て光送信機７０が設けられている。この光送信機７０は
上り車線及び下り車線に夫々固有の別の電磁波の周波数
を割り当てるための電磁波周波数割り当て信号を光信号
によって各車両等に投射するように構成されたものであ
る。当該車両毎の光受信機２０（図１）はこの光送信機
７０からの電磁波周波数割り当て信号を受信・解読する
ように構成されており、この解読結果として周波数コン
トロール信号を生成し、送受信機１０に供給する。図１
について既述のとおり、送受信機１０は他車等外部の物
体に向けて投射し又は他車から受信する電磁波の周波数
をこの周波数コントロール信号によって表される周波数
に整合させるように使用周波数を調整（設定）する。

【００２９】本例のシステムでは、光送信機７０によっ
て車線毎に使用する電磁波の周波数が割り当てられるた
め、例えば上り車線（外側）の車両ｃの前部（前車用ア
ンテナ１１）より発せられた電磁波は上り隣接車線（内
側）前方の車両ａの後部（後車用アンテナ１２）及び下
り車線（内側）の車両ｆの前部（前車用アンテナ１１）
に投射されるが、電磁波の周波数が異なるため受信・解
読されることがなく、従って混信が生じる虞れがない。
同様に、下り車線（内側）の車両ｆの前部（前車用アン
テナ１１）より発せられた電磁波は上り車線の車両ｂ〜
ｅに投射されるが、電磁波の周波数が異なるため受信・
解読されず混信が生じる虞れがない。

【００３０】図３の車両ｅのように車線変更を行おうと
する車両では、方向指示機や加速度センサー等からの検
出信号に依拠して図１の車線変更情報センサー５０が周
波数サーチ信号が出力され、この信号が送受信機１０に
入力される。送受信機１０はこの周波数サーチ信号を受
けると一時的に自己の受信部をリセットし、受信周波数
を走査（スキャン）させ、該当する車線に割り当てられ
ている電磁波の送信周波数を受信強度により識別するな
どして検出する。これ以降送受信機１０は送受信に用い
る電磁波の周波数をこの検出された周波数に自動設定す
る。

【００３１】既述の通り、図１の信号処理部３０には車
速センサー６０から当該時点での車両等の対地速度を表
わす車速信号が供給されて、車速に応じた警報信号の生
成や警報の態様等の選択がなされ得るように構成されて
いる。また、この警報信号を受けて警報表示部４０は視
覚的なディスプレイ（ＬＥＤ表示等）、又は、音声によ
るメッセージ、警報音、或いはこれらを併用するなどの
方法により運転者に対して車間距離が詰まってきた旨の
警報を発するが、例えば、信号処理部３０で算出された
車間距離が２００メートル〜３０メートルの範囲にある
とき、警報信号は２００メートル〜１００メートルの区
間では５０メートル毎に発せられ、１００メートル〜３
０メートルの区間では１０メートル毎に発せられる。ま
た、高速走行時（連続１００Km／H 以上）には車間距離
が１００メートル以下になると警報が発せられ、低速走
行時（５０Km／H 以下）には車間距離が３０メートル以
下になると高速走行時の警報とは異なる態様で警報が発
せられる。

【００３２】尚、各車両等において時刻信号は図１の信
号処理部３０にて常時カウントアップ（計時動作）され
ているが、クロックの精度に依存した誤差が生じる。こ
の誤差が各車両間で大きくなっていかないように、本例
のシステムでは次のような構成が採られている。即ち、
図３の光送信機７０より例えば所定周期毎に、或いは一
定の時刻毎に光信号による時刻リセット信号がこのシス
テムの管制下にある各車両等に対して送信される。この
光信号による時刻リセット信号は各車両等の光受信機２
０により受信される。光受信機２０はこの光信号による
時刻リセット信号を解読して電子的信号としての時刻リ
セット信号に変換し信号処理部３０に供給する。信号処
理部３０では、この時刻リセット信号によりタイムカウ
ンター回路をリセット（同期）させることで、車両間の
時刻の誤差が十分に小さい状態を維持する。

【００３３】以上説明した実施の形態では、自己の前方
の車両等に対する電磁波の投射・受信を行なうために当
該車両等の前端部位に前車用アンテナ１１が設けられ、
且つ、自己の後方の車両等に対する電磁波の投射・受信
を行なうために当該車両等の後端部位に後車用アンテナ
１２が設けられた構成であるため、曲がり角などで運転
者が相互に相手方の車両を見通せないような位置関係に
あるときにも、安全走行のための貢献度を維持すること
が可能となる。

【００３４】尚、上述の本発明においては、自車の時刻
基準信号と外部から受信した同時刻を表わす時刻基準信
号との時間差に依拠して車間距離を割り出すように構成
したが、本発明のシステムのように時刻基準信号を利用
するに替えて、副搬送波を用いたＦＭ変調方式等によ
り、副搬送波の位相ずれの程度に依拠して車間距離を算
出するように構成してもよい。

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、混信や
マルチパスの影響を低減し、信頼性の高いこの種の車間
距離警報システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としての車間距離警報シス
テムの管制下にある車両等に備えられる装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１中の信号処理部における車間距離を割り出
す動作について説明するためのタイミング図である。

【図３】本発明のシステムの管制下にある車両等が片側
２車線の道路を走行する場合について説明するための概
念図である。

【図４】従来の衝突警報システムの概要を示すブロック
図である。

【図５】マルチパスが起こる状況を説明するための概念
図である。

【符号の説明】

１ アンテナ・フロントエンド部 ２ 信号処理部 ３ 警報判定部 ４ 車速センサ ５ センサ ６ 警報出力部 １０ 送受信機 １１ 前車用アンテナ １２ 後車用アンテナ ２０ 光受信機 ３０ 信号処理部 ４０ 警報表示部 ５０ 車線変更情報センサー ６０ 車速センサー ７０ 光送信機

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G08G 1/16 B60R 21/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両等に対して設定された安全車間距離と
   当該時点での実際の車間距離とを比較して該比較結果が
   所定範囲内の値に到ったときには当該車両等の運転者に
   対して警報を発するようになされた車間距離警報システ
   ムであって、 前記車間距離警報システムの管制下にある各車両等毎に
   設けられ外部から送信される使用周波数情報を受信して
   該当する車両等でそれぞれ使用すべき周波数を識別する
   使用周波数識別手段と、 該当する前記各車両等毎に設けられ計時動作を行って該
   計時動作による計時結果に相応する時刻信号を生成する
   時刻信号生成手段と、 該当する前記各車両等毎に設けられ前記時刻信号を外部
   の車両等に対して前記使用周波数識別手段により識別さ
   れた周波数を用いて無線により送信するための時刻信号
   送信手段と、 該当する前記各車両等毎に設けられ前記時刻信号送信手
   段により送信された時刻信号を受信する時刻信号受信手
   段と、 前記該当する各車両等毎に設けられ前記時刻信号受信手
   段により受信された受信時刻信号と自己の前記時刻信号
   生成手段により生成された時刻信号とに基づいて当該車
   両間の実際の車間距離を演算により算出する車間距離演
   算手段と、を備えてなることを特徴とする車間距離警報
   システム。
2. 【請求項２】前記車両等の走行に係る車線の如何に応じ
   て当該車両等の前記時刻信号送信手段及び／又は時刻信
   号受信手段における通信に適用すべき周波数の設定を行
   うための周波数設定情報の送信を行う周波数設定手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の車間距離警報シ
   ステム。
3. 【請求項３】前記時刻信号受信手段における受信周波数
   を走査して当該他の車両等の前記時刻信号送信手段から
   の送信周波数を認識し、自己の時刻信号送信手段からの
   送信周波数を該認識された周波数に合わせるように構成
   された送信周波数調整手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の車間距離警報システム。
4. 【請求項４】前記該当する各車両等の走行速度に応じて
   前記警報の発報形態を変化させる手段を設けたことを特
   徴とする請求項１記載車間距離警報システム。
5. 【請求項５】前記該当する各車両等毎に設けられた時刻
   信号生成手段は外部から送信される時刻リセット信号に
   よって所定のタイミングで一斉にリセットされるように
   なされたものであることを特徴とする請求項１記載の車
   間距離警報システム。
6. 【請求項６】前記時刻信号送信手段及び時刻信号受信手
   段を当該車両等の前端部位及び後端部位に各配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の車間距離警報システム。