JP2948688B2 - 走査型距離測定装置における測定データ伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型パルスレーダ(p
ulse radar) の原理に基づいて物標を探知する装置にお
いて、その測定データを伝送する方法に関する。具体的
には、自動車等の車輛に搭載して前方の車輛との車間距
離を測定する走査型距離測定装置に関する。尚、レーダ
波としては電磁波だけに限定せず、光や音波等の波動も
含むものとする。

【０００２】自動車等の車輛の安全走行を確保する上で
は、車輛運転者の安全運転が欠かせない。しかし、運転
者が人間である以上、完璧な運転を常に期待することは
できない。そのため、安全運転の補助的装置として車間
距離測定装置を用いることが有望視されている。

【０００３】すなわち、車間距離測定装置の測定データ
（車間距離データ）を基にして、自車輛とその前方に位
置する車輛との車間距離が危険であると判断できる場合
は、アラーム等の警報手段で運転者へ危険を報知した
り、スロットル制御やブレーキ制御を自動的に行うこと
ができるからである。尚、これらの制御は、別に設けた
専用のECU(electronic control unit)で行うことが一般
的である。

【０００４】他方、距離測定装置を大別すると、固定型
と走査型とがある。固定型は測定ビームを固定し、該測
定ビーム方向の物標を探知して距離を測定する方法であ
り、走査型は測定ビームを走査し、より広い範囲に渡っ
て物標の探知・距離測定を行う方法である。したがっ
て、走査型距離測定装置から得られる測定データの量
は、固定型距離測定装置よりも遙かに多くなる。

【０００５】そのため、走査型距離測定装置で得られた
測定データをECU 等の別の装置へ伝送する場合に、効率
良く伝送する方法が求められている。

【０００６】

【従来の技術】距離測定装置の利用分野や使用目的には
種々あるが、ここでは車輛間の距離を測定する装置を例
として説明する。また、その測定データを基に車輛の走
行制御を行う場合をデータ伝送の例として説明する。

【０００７】（１）距離測定装置の概要 １）距離測定の原理 図７は、距離測定の原理を説明する図で、(a) は原理モ
デル図、(b) は送信光と反射光との時間的関係を示すタ
イムチャート、である。

【０００８】図７に示す原理は、レーザ光を用いて車間
距離を測定する場合の例である。ちなみに、レーザ光以
外では電波や超音波を使用することができる。

【０００９】すなわち、車間距離を測定する装置１に
は、目標車輛（物標）２に向かってレーザ光を発するレ
ーザダイオード３と、該目標車輛２からの反射レーザ光
を受光する PINフォトダイオード４とを備えている。

【００１０】そして、レーザダイオード３からパルス発
光したレーザ光５を送信した時刻t_{1 １} と、目標車輛２
で反射したレーザ光６を PINフォトダイオード４で検知
した時刻t_1２ との時間差 T_n から、測定装置１と目標
車輛２との間の距離 R_n を求める原理である。

【００１１】つまり、光速を記号“Ｃ”で表せば、距離
R_n は次式(1) で与えられる。 R_n ＝ T_n Ｃ／２ ----------(1)

【００１２】２）走査型距離測定装置 図８は、走査型距離距測定装置の構成を説明するブロッ
ク図である。

【００１３】走査型距離距測定装置は、送信系７および
受信系８，走査系９，パルス信号処理系10，距離演算系
11に分けることができる。尚、ECU 25は車輛の走行制御
を行う制御ブロックである。

【００１４】送信系 送信系７は、レーザダイオード３と該ダイオード３をパ
ルス駆動するパルスドライブ回路12、レーザ光を擬似平
行光に変換する送信レンズ13とから成る。すなわち、パ
ルスドライブ回路12が駆動する周期で、レーザ光が送信
される。

【００１５】受信系 受信系８は、反射レーザ光を収集する受信レンズ14とレ
ーザ光以外のノイズ光を遮断する赤外フィルタ15、反射
レーザ光を受信する PINフォトダイオード４、該 PINフ
ォトダイオード４の受信信号を扱い易いレベルまで増幅
する AGC(automatic gain control)・STC(sensitive ti
me control) 付き広帯域アンプ16とから成る。

【００１６】すなわち、反射レーザ光を受信すると、該
受信信号をロジックレベルの電圧まで増幅する。

【００１７】走査系 走査系９は、レーザスキャナ部24で構成され、送信系７
および受信系８が送受信するレーザ光の方向を走査す
る。すなわち、走査範囲の全域に渡って物標を隈無く捉
えることができる。

【００１８】パルス信号処理系 パルス信号処理系10は、前記パルスドライブ回路12のド
ライブタイミングすなわちレーザ光の送信タイミングで
セット(set) され、また、反射レーザ光の受信タイミン
グでリセット(reset) されるF/F(flip-flop)17と、該F/
F 17の出力パルス幅を逓倍するパルス信号前置処理部18
と、パルス幅にオフセット幅を与えて該パルス幅の時間
幅を計測容易にする補正部19とから成る。

【００１９】すなわち、レーザ光が送信されてから反射
して戻って来る迄の時間をF/F 17の出力パルス幅として
捉え、時間計測が容易なパルス幅に変換する。

【００２０】距離演算系 距離演算系11は、パルス信号処理系10で加工されたパル
スの時間幅を計数するパルス幅計数部20と、該パルス幅
計数部20へ時間の基準となるクロックを供給するクロッ
ク発生部21と、前記パルス幅計数部20で計数された時間
を距離すなわち車間距離に変換する時間・距離変換部22
と、前記補正部19で与えたオフセットを差し引いて正し
い車間距離を与える補正部23とから成る。

【００２１】すなわち、レーザ光が送信されてから反射
して戻って来る迄の時間を距離データに変換する。

【００２２】ちなみに、時間・距離変換部22はマイクロ
コンピュータシステムで構成され、時間値から距離値へ
の変換演算はソフトウェア上で実現している。また、補
正部23のデータはROM(read-only memory) で与えられ
る。

【００２３】以上の〜の構成によって、前記時間・
距離変換部22から距離データ信号 S _L を得ることができ
る。また、レーザスキャナ部24からは、走査方向を示す
走査信号 S_SCANを出力している。

【００２４】したがって、前記距離データ信号 S_L と走
査信号 S_SCANとをECU 25でデータ処理することによっ
て、警報制御やスロットル制御、ブレーキ制御等の目的
とする制御を行うことができる。

【００２５】（２）レーザ光の走査系 １）構成と走査動作 図９は、走査系の構成と作動を説明する図で、(a) は構
成を示すブロック図、(b) は走査動作を説明するモデル
図、である。

【００２６】レーザ光の走査は、ミラーが反射するレー
ザ光の反射方向を変えることによって行う。また、受信
レーザ光も同一光路で受信する。

【００２７】すなわち、図９(a) に示すように、駆動信
号 S_P に励振されたレーザダイオード３が発光すると、
そのレーザ光はミラー26で反射されて送信光パルス５に
なる。他方、同一光路で入射する受信光パルス６はミラ
ー26で反射された後にミラー27でも反射され、 PINフォ
トダイオード４に受信されて受信信号 S_R が得られる。

【００２８】したがって、ミラー26の角度を変化させる
ことによって、レーザ光が送信される方向を変えること
ができる。すなわち、走査することができる。

【００２９】例えば、図９(b) に示すように、ミラーが
図中のミラー26_-1の角度である場合には、送信光パルス
は図中の送信光パルス 5_-1の方向へ送信され、ミラーが
図中のミラー26_-0の角度である場合には図中の送信光パ
ルス 5_-0の方向へ、また、ミラーが図中のミラー26_-2の
角度である場合には図中の送信光パルス 5_-2の方向へ送
信される。

【００３０】尚、ミラー26の駆動はアクチュエータ等で
構成した駆動部28で行い、該アクチュエータおよびミラ
ー26と同軸に接続した回転エンコーダから走査信号 S
_SCANを得ている。

【００３１】２）走査信号 図10は、走査方向と走査信号の関係を説明する図で、
(a) は走査角のタイムチャート、(b) は走査原点パルス
信号のタイムチャート、(c) は角度パルス信号のタイム
チャート、である。尚、(a)(b)(c) の時間軸は同一時間
である。

【００３２】図９(a) に示す回転エンコーダ29が発生す
る走査信号 S_SCANは、走査開始方向を示す走査原点パル
ス信号 S_G と走査方向を示す角度パルス信号 S_D とから
成る。

【００３３】すなわち、走査原点パルス信号 S_G から走
査原点方向を求め、角度パルス信号S_D から任意の走査
方向を求めることができる仕組みである。

【００３４】つまり、図10(a) に例示するように、レー
ザ光の走査は例えば−θ〜＋θの範囲に渡って往復を繰
り返す形態で行うが、回転エンコーダは、走査方向が−
θの場合を走査原点として時刻t₁に原点パルス信号 S_G
を発生させ、また、該回転エンコーダの分解能で決まる
角度毎に角度パルス信号 S_D を発生させる。

【００３５】したがって、走査原点パルス信号 S_G から
走査原点方向を認識することが可能であり、該走査原点
パルス信号 S_G が得られた時点から角度パルス信号 S_D
が何個現れたかを計数することによって、任意の走査方
向を求めることができる。

【００３６】（３）測定データの伝送 データを伝送する方法としては、パラレル(parallel)伝
送とシリアル(serial)伝送とが分類上で一般的である。

【００３７】１）パラレル伝送 図11は、測定データのパラレル伝送例を説明するブロッ
ク図である。尚、同図は、走査型距離測定装置30からEC
U 25にデータ伝送を行う場合を例示している。

【００３８】パラレル伝送は、距離データ信号 S_L と走
査原点パルス信号 S_G 、角度パルス信号 S_D をそれぞれ
専用の信号線で伝送する方法である。したがって、各デ
ータのリアルタイム伝送が可能である。

【００３９】尚、図11においては、前記距離データ信号
S_L と走査原点パルス信号 S_G 、角度パルス信号 S_D の
他に、車速信号 S_S と操舵角信号 S_C 、ブレーキ信号 S
_B とから、ECU 25がスロットルアクチュエータ31および
ブレーキアクチュエータ32、警報・表示装置33を制御す
る仕組みである。

【００４０】２）シリアル伝送 図12は、測定データのシリアル伝送例を説明する図で、
(a) は構成を示すブロック図、(b) はデータフォーマッ
トを示す図表、である。尚、同図は、走査型距離測定装
置30a からECU 25a にデータ伝送を行う場合を例示して
いる。

【００４１】シリアル伝送は、走査原点パルス信号 S_G
と角度パルス信号 S_D から得られた走査方向データ信号
S_A と距離データ信号 S_L とを、一対のデータとして走
査順に順番に伝送する方法である。そのため、走査型距
離測定装置30a においては、走査方向を求める演算作業
を行ってから、該演算結果 S_A と距離データ信号 S_L と
を伝送する。

【００４２】その代わりとして、データ伝送に必要な信
号線は１線路で済む。

【００４３】尚、図12(b) に例示した調歩同期通信方法
によるデータ伝送の場合は、シリアル伝送される１つの
データ長は２バイトで構成され、ビット７およびビット
15は当該データが１バイト目なのか２バイト目なのかを
示し、ビット０〜ビット６は下位データを示し、ビット
８〜ビット11は上位データを示す。また、ビット12は当
該データの有効／無効を示し、ビット13は受信信号の有
無を示し、ビット14はレーザパワーのON/OFF状態を示
す。

【００４４】ちなみに、図12(b) に示すデータフォーマ
ットにおいては、走査方向データ信号 S_A を２バイトデ
ータとして伝送し、続いて当該走査方向の距離データ信
号 S _L を２バイトデータとして伝送する。すなわち、或
る走査方向における測定データ（距離データ）を伝送す
るには、４バイト必要である。

【００４５】

【発明が解決しようとする課題】走査型距離測定装置の
測定データを伝送する従来の方法においては、次のよう
な問題がある。

【００４６】パラレル伝送においては、走査方向を示
す信号と距離データ信号とを別々の線路で伝送する為、
大量のデータのリアルタイム伝送が可能である。しか
し、伝送用の線路は多くなる。

【００４７】したがって、線路は太く重くなり装置コス
トも高くなる。このことは、車載用であることを仮定・
考慮すると、致命的な短所である。

【００４８】シリアル伝送においては、データ伝送用
の線路は１線路で済むので前記のような問題は無い。
しかし、大量のデータを限られた時間内に伝送する為に
は高速の伝送線路が必要であり、そのことが装置コスト
を高める。

【００４９】例えば、車間距離測定装置において、実用
的な分解能で物標探知を行う為には、±15°の範囲を
0.1°程度の分解能で探知する必要がある。そのため、
１走査当たり 300回のデータ伝送を行う必要がある。そ
して、この場合の１走査時間は50msec程度である。

【００５０】ちなみに、図12(b) に示したデータフォー
マットにおいては、走査方向データ信号 S_A を２バイト
データとして伝送し、続いて当該走査方向の距離データ
信号S_L を２バイトデータとして伝送する。したがっ
て、１走査時間(50msec)内に1200バイトのデータを伝送
しなければならない。

【００５１】他方、分解能を低下させて伝送データ量を
少なくすると、探知できない物標が発生する。また、走
査時間を長くして単位時間当たりの伝送データ量を少な
くすると、物標の動きを即座に捉えることができなくな
る。

【００５２】本発明の技術的課題は、走査型距離測定装
置の測定データ伝送における以上のような問題を解消
し、シリアル伝送の長所を活かしつつ、伝送レートを高
めずに効率良く測定データを伝送する方法を確立するこ
とによって、分解能の高い走査型距離測定装置を安価に
実現することにある。

【００５３】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理を
説明する図で、(a)は原理モデル図、(b)(c)(d) はデー
タ伝送手順のモデル図、である。

【００５４】本発明は、走査型パルスレーダ（走査型距
離測定装置）30b において走査方向データと距離データ
とをシリアル伝送する方法であって、ヘッダの後に走査
原点から始まる一連の各距離データを順番に続けて伝送
し、１走査分のデータを１フレーム構成で伝送するとこ
ろに特徴がある。

【００５５】（１）基本的データ伝送方法（図１(a)(b)
参照) 予め決めた所定の方向を走査開始の原点θ_G と定め、該
走査原点θ_G から予め決めた所定の走査角度Δθ毎に距
離測定用の波動を発射し、当該角度における物標2a,2b,
・・・迄の距離 data-1,data-2,data-3,・・・data-nを
各々求める。

【００５６】そして、前記距離データを他の装置にシリ
アル伝送する場合は、ヘッダ(headder) に続けて走査原
点θ_G 方向の距離データ data-1 、さらに走査原点θ_G
から前記走査角度Δθ毎に測定した距離データ data-2,
data-3, ・・・data-nを順番に続けて伝送し、該ヘッダ
から走査終点θ_E における距離データ data-n までを１
つのフレーム(frame) として伝送する測定データ伝送方
法である。

【００５７】（２）物標が存在しない場合のデータ伝送
方法（図１(a)(c)参照) 前記（１）の測定データ伝送方法において、物標の存在
が認められない場合は、物標の存在が認められない方向
の距離データ data-1,・・・に代えて、物標の存在が認
められないことを意味するフラグ信号 data-1a,・・・
を伝送する測定データ伝送方法である。

【００５８】（３）物標が遠く離れている場合のデータ
伝送方法（図１(a)(c)参照) 前記（１）の測定データの伝送方法において、物標 2b,
・・・が予め決めた所定の距離β以上離れて位置する場
合は、当該距離データ data-n,・・・に代えて、物標 2
b,・・・が予め決めた所定の距離β以上離れて位置する
ことを意味するフラグ信号 data-na, ・・・を伝送する
測定データ伝送方法である。

【００５９】（４）距離差が少ない場合のデータ伝送方
法（図１(a)(d)参照) 前記（１）の測定データの伝送方法において、走査順に
得られる距離データ data-1,data-2,data-3,・・・data
-nのうち、１走査角度Δθ前の距離データとの距離差が
予め決めた所定の距離γ以内の場合は、当該距離データ
に代えて、１走査角度Δθ前の距離データと同一データ
であることを意味するフラグ信号を伝送する測定データ
伝送方法である。

【００６０】尚、図１(a)(d)においては、物標2aを距離
データ data-2 と距離データdata-3とで捉えられ、該距
離データ data-2 と距離データ data-3 との距離差がγ
であることを示している。

【００６１】（５）診断コードの伝送 前記（１）〜（４）の測定データ伝送方法において、走
査型距離測定装置30bが自己診断機能を有している場合
は、距離データ data-1,data-2,data-3,・・・data-nに
代えて、前記診断結果を意味するダイアグノーシスコー
ド (diagnosiscode) を伝送する測定データ伝送方法で
ある。

【００６２】尚、実際の方法適用段階においては、前記
（１）〜（５）の方法を組み合わせて用いるとよい。

【００６３】

【作用】

（１）基本的データ伝送方法（図１(a)(b)参照) 本発明においては、ヘッダの後に走査原点θ_G から始ま
る一連の各距離データdata-1,data-2,data-3,・・・dat
a-nを順番に続けて伝送し、１走査分のデータを１フレ
ーム構成で伝送する。

【００６４】そして、一連の各距離データ data-1,data
-2,data-3,・・・data-nは、予め決められた走査角度Δ
θ毎に物標2a,2b,・・・迄の距離測定を行ったデータで
ある。

【００６５】そのため、各距離データ data-1,data-2,d
ata-3,・・・data-nの個々について走査方向データを添
付しなくても、当該データがヘッダから何番目のデータ
であるかを判別することによって、走査方向を求めるこ
とができる。

【００６６】すなわち、走査方向データが無くても測定
データを伝送することができる。したがって、少ないデ
ータ量で必要な測定データの全てを伝送することができ
る。

【００６７】ちなみに、本発明においては、走査型距離
測定装置30b の走査方向の分解能はΔθとなる。

【００６８】（２）物標が存在しない場合のデータ伝送
方法（図１(a)(c)参照) 走査型距離測定装置30b が物標探知できる範囲は有限の
距離範囲であり、走査方向の全てに渡って物標2a,2b,・
・・が探知されることは現実的には極めて少ない。すな
わち、物標2a,2b,・・・の存在する走査方向と存在しな
い走査方向とがある。

【００６９】したがって、物標2a,2b,・・・が存在しな
い走査方向においては、測定した距離データをそのまま
伝送する必要はない。つまり、フラグ信号 data-1a, ・
・・程度で当該走査方向に物標2a,2b,・・・が存在しな
いことを伝送・通知することができる。

【００７０】すなわち、このことによって情報内容を保
持したまま伝送データ量を少なくすることができる。

【００７１】（３）物標が遠く離れている場合のデータ
伝送方法（図１(a)(c)参照) 走査型距離測定装置30b が探知した物標 2b,・・・が遠
く離れて位置する場合は、一般的に該物標 2b,・・・が
直ちに距離測定装置30b 側へ接近してくることは無い。
すなわち、該物標 2b,・・・が直ちに何らかの影響を与
えることは無い。

【００７２】したがって、遠く離れて位置する物標 2b,
・・・については、その存在を認識しつつ動態を見守る
程度でよい。

【００７３】そのため、物標 2b,・・・が遠く離れて位
置する場合は、当該走査方向の距離データをそのまま伝
送する必要はない。つまり、フラグ信号 data-na, ・・
・程度で当該走査方向に位置する物標 2b,・・・は遠く
離れていることを伝送・通知することができる。

【００７４】すなわち、このことによって情報内容の効
用を保持したまま伝送データ量を少なくすることができ
る。

【００７５】ちなみに、遠く離れているのか否かを判断
する境界距離βは、当該距離測定装置の利用目的によっ
て決めればよい。例えば、車間距離の測定を行うのであ
ればβ＝ 120ｍ程度に設定する。

【００７６】（４）距離差が少ない場合のデータ伝送方
法（図１(a)(d)参照) 走査型距離測定装置30b が探知する物標 2a,・・・迄の
距離は、該物標 2a,・・・の外観に沿って測定される。
したがって、物標 2a,・・・の外観形状に極端な凹凸が
存在しなければ、その外観に沿って測定される距離デー
タには大きな差は現れない。

【００７７】したがって、測定した距離データが１走査
角度Δθ前の距離データと僅かな距離差しか有していな
い場合は、距離データをそのまま伝送する必要は無く、
１走査角度Δθ前の距離データと同一データであること
を意味するフラグ信号程度で、実際上十分である。

【００７８】すなわち、このことによって情報内容の効
用を保持したまま伝送データ量を少なくすることができ
る。

【００７９】ちなみに、距離差が少ないのか大きいのか
を判断する距離γは、当該距離測定装置の利用目的によ
って決めればよい。例えば、距離測定装置30b の距離方
向の分解能程度に設定する。

【００８０】（５）診断コードの伝送 ヘッダに続けて伝送する距離データの代わりに、ダイア
グノーシスコードを伝送しても、データ伝送に何ら影響
を与えることはない。

【００８１】すなわち、ダイアグノーシスコードを伝送
したフレームの次の伝送フレームで、通常の距離データ
伝送を行えばよいからである。

【００８２】尚、実際の方法適用段階においては、前記
（１）〜（５）の方法を組み合わせて用いることによっ
て、それぞれの特徴を併せ持つことが可能となる。

【００８３】

【実施例】次に、本発明による測定データ伝送方法を、
実際上どのように具体化できるかを実施例で説明する。

【００８４】尚、本実施例においては、図８に例示した
車間距離測定装置を前提にして、その構成上の相違とデ
ータ伝送のための作動について説明する。

【００８５】（１）構成 図２は、実施例の走査型距離測定装置の構成を説明する
ブロック図である。尚、同図に示す距離測定装置は車間
距離測定装置である。

【００８６】本実施例の距離測定装置が、図８に示した
装置と構成上異なる点は、時間・距離変換／データ圧縮
部22a において、パルス幅計数部20で計数された時間か
ら距離を求めると共に、レーザスキャナ部24からの走査
信号 S_SCANと併せてシリアルデータ信号を作成し、送出
・伝送する点である。

【００８７】そのため、時間・距離変換／データ圧縮部
22a には、前記走査信号 S_SCANを入力するためのポート
と、パルスドライブ回路12a の起動信号を出力するポー
トとを新たに設け、また、シリアルデータ信号の送受信
ポートを新たに設けている。

【００８８】ちなみに、時間・距離変換／データ圧縮部
22a はマイクロコンピュータシステムで構成され、その
制御・作動はソフトウェア上で実現している。したがっ
て、距離測定装置から出力して伝送するデータは、時間
・距離変換／データ圧縮部22a のソフトウェア上で作成
・伝送する。

【００８９】また、パルスドライブ回路12a も図８に示
した構成とは異なり、時間・距離変換／データ圧縮部22
a から起動信号が入力されると、レーザダイオード３を
励振・発光させる。そして、レーザダイオード３からパ
ルス状の送信光パルスを出力させる。

【００９０】尚、本実施例においては、１走査角度Δθ
を 0.1°とし、全走査角度θを±15°とした。

【００９１】（２）データフォーマット 図３は、データフォーマットを説明する図表で、(a) は
ビット構成図、(b) はデータコードを説明する図表、
(c) はステイタスコードを説明する図表、である。

【００９２】図３(a) に示すように、本実施例でシリア
ル伝送するデータは、ビットa₀〜ビットa₇の１バイト目
データと、ビットb₀〜ビットb₇の２バイト目データとか
ら構成する。

【００９３】そして、ビット a₇,a₆およびビット b₇,b₆
はデータコードであり、図３(b) に示す意味に規定し
た。すなわち、ビット a₇,a₆またはビット b₇,b₆が "0
0" の場合は、ビットa₅〜ビットa₀またはビットb₅〜ビ
ットb₀はダイアグノーシスコードを示し、32種のコード
表示が可能である。

【００９４】また、ビット a₇,a₆またはビット b₇,b₆が
"01" の場合は、ビットa₅〜ビットa₀またはビットb₅〜
ビットb₀はステイタスコードを示し、32種のコード表示
が可能である。尚、ステイタスコードについては、以後
に詳細を説明する。

【００９５】そして、ビット a₇,a₆が "10" の場合は、
ビットa₅〜ビットa₀が距離データの下位バイトであるこ
とを示し、ビット b₇,b₆が "11" の場合は、ビットb₃〜
ビットb₀が距離データの下位バイトであることを示す。
尚、ビット b₅,b₄は予備データであり、距離データの信
頼度ランク等を示すために使用する。

【００９６】次に、図３(c) は先に説明したステイタス
コードを示し、ビット a₅,a₄,a₃,a₂,a₁,a₀が "100000"
の場合は物標が存在しないことを示し、ビット a₅,a₄,a
₃,a₂,a₁,a₀が "100001" の場合は物標が遠く離れて位置
しており、距離β以上の位置に存在することを示す。

【００９７】また、ビット a₅,a₄,a₃,a₂,a₁,a₀が "1000
10" の場合は、１走査角度Δθ前の距離データと同じ距
離データであることを示す。尚、その際の距離差はγ以
内である。そして、ビット a₅,a₄,a₃,a₂,a₁,a₀が "1110
00" の場合は当該バイトデータがヘッダであることを示
す。すなわち、走査原点を示す。

【００９８】したがって、ステイタスコードを使用する
ことによって、該当する状態にあっては２バイトの距離
データを１バイトのデータに圧縮することができる。

【００９９】ちなみに、本実施例においては、β＝ 120
ｍ ,γ＝２ｍとした。尚、γを過大な値にすると、複数
の物標を１つの物標として探知することも有り得るの
で、探知する物標の大きさの最小値および距離測定装置
の分解能を考慮して決める必要がある。

【０１００】（３）データの伝送手順 図４は、データ伝送手順を説明するフローチャートであ
る。また、図５もデータ伝送手順を説明するフローチャ
ートである。尚、図４下部に示した※Ａおよび※Ｂは、
図５上部に示した※Ａおよび※Ｂと繋がっていることを
示している。

【０１０１】図４および図５に示すフローチャートは、
図２に示す時間・距離変換／データ圧縮部22a のソフト
ウェア上において行う作業である。また、図中の変数ｉ
は、何番目の走査角度に当たるかを示す変数であり、走
査原点においてはｉ＝０である。つまり、乗算ｉ・Δθ
から走査方向を求めることができる。また、変数 R_i は
ｉ番目の距離データであることを示す。

【０１０２】１）距離測定段階 すなわち、走査信号 S_SCANから走査方向が走査原点であ
るか否かをステップ S101 で判断し、走査原点である場
合にのみステップ S102 で変数ｉを数値０にセットす
る。

【０１０３】続いてステップ S103 でレーザダイオード
を発光させ、ステップ S104 では反射レーザ光を受信し
たタイミングから、当該走査方向における物標迄の距離
データ R_i を算出する。

【０１０４】２）伝送データ作成・送出段階 すなわち、ステップ S105 で距離データ R_i が規定値β
よりも大きいか否かを判断する。そして、規定値βより
も大きい場合にのみ、ステップ S106 で距離データ R_i
に物標が存在しないことを示すステイタスコードすなわ
ちフラグ信号をセットする。したがって、この場合の距
離データ R_i は１バイトデータとなる。

【０１０５】続いてステップ S107 では、１走査角度Δ
θ前の距離データ R_i-1 との差が規定値γ以下であるか
否かを判断する。その結果、規定値γよりも小さい場合
にのみ、ステップ S108 で距離データ R_i に同一距離デ
ータであることを示すステイタスコード（フラグ信号)
をセットする。したがって、この場合の距離データ R _i
は１バイトデータとなる。

【０１０６】そして、ステップ S109 で距離データ R_i
を送出する。尚、診断データを伝送する場合には、割り
込み処理によって距離データ R_i に代えてダイアグノー
シスコードをステップ S109 で送出する。したがって、
当該走査方向における距離データ R_i は伝送されないこ
とになるが、直後に行う次の走査で測定した距離データ
R_i を伝送するので、実用上何ら支障は無い。

【０１０７】すなわち、ステップ S105 〜ステップ S10
9においては、ステップ S106 またはステップ S108 の
作業を行った場合にのみ、距離データ R_i としてステイ
タスコードを含むフラグ信号が伝送され、その他の場合
は距離データがそのまま伝送される。

【０１０８】３）走査角度検知段階 すなわち、ステップ S110 で走査信号 S_SCANを入力し、
ステップ S111 で走査角度が１走査角度Δθだけ経過し
たか否かを判断し、１走査角度Δθを経過していない場
合は当該ステップ S111で待機し、１走査角度Δθを経
過した場合はステップ S112 で変数ｉに数値１を加算す
る。そして、その後ステップ S101 に戻り、距離測定を
繰り返す。

【０１０９】（４）データ伝送タイミング 図４および図５に示した作業手順においては、時間・距
離変換／データ圧縮部22a は走査・距離測定を行いなが
らその都度測定データを伝送している。

【０１１０】しかし、さらに分解能を上げたい場合すな
わち伝送データ量を多くしたい場合には、データ収集と
データ伝送とを別の時間に行う。

【０１１１】図６は、データ伝送の別の例を説明する図
で、(a) は走査角のタイムチャート、(b) はバッファメ
モリのメモリマップ図、である。

【０１１２】すなわち、時刻t₁〜時刻t₃の走査期間は距
離データを収集してバッファメモリに一旦格納し、時刻
t₃〜時刻t₅の走査戻り期間に前記バッファメモリ上のデ
ータを送出する手順である。

【０１１３】したがって、走査速度と時間・距離変換演
算時間で決まる走査角度の分解能を得ることができる。

【０１１４】尚、物標の移動速度が走査周期に比べて極
端に高速である場合以外は、時刻t₃〜時刻t₅の走査戻り
期間に距離測定を行う必要は無い。すなわち、時刻t₁〜
時刻t₃の走査期間に得られた距離データと同様のデータ
を得ることになるからである。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヘッダと
距離データだけで構成したデータフレームで、必要な情
報の全てをシリアル伝送することができる。また、実用
上において過剰な情報はフラグ信号化して伝送すること
ができる。

【０１１６】したがって、伝送すべきデータの見かけ上
の総量が少なくなり、伝送レートを高めることなく大量
の情報を伝送することができる。

【０１１７】その結果、細くて軽量の伝送線路を使用す
ることができるようになり、併せて分解能の高い走査型
距離測定装置を安価に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図で、(a) は原理モデ
ル図、(b)(c)(d) はデータ伝送手順のモデル図、であ
る。

【図２】実施例の走査型距離測定装置の構成を説明する
ブロック図である。

【図３】データフォーマットを説明する図表で、(a) は
ビット構成図、(b) はデータコードを説明する図表、
(c) はステイタスコードを説明する図表、である。

【図４】データ伝送手順を説明するフローチャートであ
る。尚、同図下部に示した※Ａおよび※Ｂは、図５上部
に示した※Ａおよび※Ｂと繋がっていることを示してい
る。

【図５】データ伝送手順を説明するフローチャートであ
る。尚、同図上部に示した※Ａおよび※Ｂは、図４下部
に示した※Ａおよび※Ｂと繋がっていることを示してい
る。

【図６】データ伝送の別の例を説明する図で、(a) は走
査角のタイムチャート、(b) はバッファメモリのメモリ
マップ図、である。

【図７】距離測定の原理を説明する図で、(a) は原理モ
デル図、(b) は送信光と反射光との時間的関係を示すタ
イムチャート、である。

【図８】走査型距離距測定装置の構成を説明するブロッ
ク図である。

【図９】走査系の構成と作動を説明する図で、(a) は構
成を示すブロック図、(b) は走査動作を説明するモデル
図、である。

【図１０】走査方向と走査信号の関係を説明する図で、
(a) は走査角のタイムチャート、(b) は走査原点パルス
信号のタイムチャート、(c) は角度パルス信号のタイム
チャート、である。

【図１１】測定データのパラレル伝送例を説明するブロ
ック図である。

【図１２】測定データのシリアル伝送例を説明する図
で、(a) は構成を示すブロック図、(b) はデータフォー
マットを示す図表、である。

【符号の説明】

１ 距離測定装置（車間距離測定装置） 2,2a,2b 目標車輛（物標） ３ レーザダイオード ４ PIN フォトダイオード ５ 送信光パルス 5_-0,5_-1,5_-2 送信光パルス ６ 反射光パルス ７ 送信系 ８ 受信系 ９ 走査系 10 パルス信号処理系 11 距離演算系 12,12a パルスドライブ回路 13 送信レンズ 14 受信レンズ 15 赤外フィルタ 16 AGC ・STC 付き広帯域アンプ 17 F/F(flip-flop) 18 パルス信号前置処理部 19 補正部 20 パルス幅計数部 21 クロック発生部 22 時間・距離変換部 22a 時間・距離変換／データ圧縮部 23 補正部 24 レーザスキャナ部 25,25a ECU(electronic control unit) 26 ミラー 26_-0, 26_-1, 26_-2 ミラー 27 ミラー 28 駆動部 29 エンコーダ 30,30a,30b 走査型距離測定装置 31 スロットルアクチュエータ 32 ブレーキアクチュエータ 33 警報・表示装置 γ 規定した距離分解能 β 規定した最大探知距離 R_n 車間距離 T_n 反射時間 S_SCAN 走査信号 S_D 角度パルス信号 S_G 原点パルス信号 S_L 距離データ信号 S_P （レーザダイオード）駆動信号 S_R 受信信号 S_S 車速信号 S_C 操舵角信号 S_B ブレーキ信号 S_SER シリアルデータ信号 S_A 走査方向データ信号 θ_G 走査原点 θ_E 走査終点

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−127079（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223689（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223688（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288106（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 17/88

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光や電磁波等の波動を間欠的に発射する
   と共に該波動の発射方向を走査し、該波動が物標(2a,2
   b, ・・・) で反射して戻ってくる迄に要する時間から
   該物標(2a,2b, ・・・) 迄の距離を求めると共に、反射
   波動が有る方向から該物標(2a,2b, ・・・)の位置する
   方向を求める走査型距離測定装置(30b)において、その
   測定データをシリアル(serial)伝送する方法であって、 予め決めた所定の方向を走査開始の原点（θ_G ) と定
   め、該走査原点（θ_G )から予め決めた所定の走査角度
   （Δθ) 毎に距離測定用の波動を発射し、当該角度にお
   ける物標(2a,2b, ・・・) 迄の距離 (data-1,data-2,da
   ta-3, ・・・data-n) を各々求め、 前記距離データを他の装置にシリアル伝送する場合は、
   ヘッダ(headder) に続けて走査原点（θ_G ) 方向の距離
   データ (data-1) 、さらに走査原点（θ_G ) から前記走
   査角度（Δθ) 毎に測定した距離データ (data-2,data-
   3,・・・data-n) を順番に続けて伝送し、該ヘッダから
   走査終点（θ_E ) における距離データ (data-n) までを
   １つのフレーム(frame) として伝送すること、 を特徴とする走査型距離測定装置における測定データ伝
   送方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の走査型距離測定装置にお
   ける測定データ伝送方法において、 物標の存在が認められない場合は、物標の存在が認めら
   れない方向の距離データ（data-1，・・・) に代えて、
   物標の存在が認められないことを意味するフラグ信号
   (data-1a,・・・) を伝送すること、 を特徴とする走査型距離測定装置における測定データ伝
   送方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の走査型距離測定装置にお
   ける測定データ伝送方法において、 物標(2b,・・・) が予め決めた所定の距離（β）以上離
   れて位置する場合は、当該距離データ (data-n, ・・
   ・) に代えて、物標(2b,・・・) が予め決めた所定の距
   離（β）以上離れて位置することを意味するフラグ信号
   (data-na,・・・) を伝送すること、 を特徴とする走査型距離測定装置における測定データ伝
   送方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の走査型距離測定装置にお
   ける測定データ伝送方法において、 走査順に得られる距離データ (data-1,data-2,data-3,
   ・・・data-n) のうち、１走査角度（Δθ）前の距離デ
   ータ（data-2) との距離差が予め決めた所定の距離
   （γ）以内の場合は、当該距離データ (data-3) に代え
   て、１走査角度（Δθ）前の距離データ（data-2) と同
   一データであることを意味するフラグ信号 (data-3a)を
   伝送すること、 を特徴とする走査型距離測定装置における測定データ伝
   送方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４記載の走査型距離測
   定装置における測定データ伝送方法において、 走査型距離測定装置(30b) が自己診断機能を有している
   場合は、距離データ (data-1,data-2,data-3, ・・・da
   ta-n) に代えて、前記診断結果を意味するダイアグノー
   シスコード(diagnosis code)を伝送すること、 を特徴とする走査型距離測定装置における測定データ伝
   送方法。