JP3120390B2 - 走査システムを持つ車両 - Google Patents
走査システムを持つ車両Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１つ又は複数の互いに
離れた車道範囲を無接触で走査する走査システムとこの
走査システムの後に接続される評価装置とを持つ車両に
関する。
離れた車道範囲を無接触で走査する走査システムとこの
走査システムの後に接続される評価装置とを持つ車両に
関する。
【０００２】
【従来の技術】このような車両はドイツ連邦共和国特許
第１９５０７９５７号明細書から公知で、走査システム
は１つ又は複数の光走査装置を含み、これらの光走査装
置は複数の赤外線送信素子及び付属するＣＣＤアレイを
持つている。そこに提案されているシステムは車道表面
を走査して、間隔、輪郭及び／又はコントラストの測定
を介してそれぞれの車道限界を求め、車両を特定の車線
上に保つ。その際特に車線装置又は車道境界装置の輪郭
及び反射特性が検出される。更にこのシステムは、適当
な設計では車両周囲の障害物を監視するのを可能にす
る。
第１９５０７９５７号明細書から公知で、走査システム
は１つ又は複数の光走査装置を含み、これらの光走査装
置は複数の赤外線送信素子及び付属するＣＣＤアレイを
持つている。そこに提案されているシステムは車道表面
を走査して、間隔、輪郭及び／又はコントラストの測定
を介してそれぞれの車道限界を求め、車両を特定の車線
上に保つ。その際特に車線装置又は車道境界装置の輪郭
及び反射特性が検出される。更にこのシステムは、適当
な設計では車両周囲の障害物を監視するのを可能にす
る。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第４４１１１２５号
明細書から、それぞれの車両にある少なくとも１つの送
−受信装置と走行区間に沿つて設けられる複数の受動応
答機いわゆるトランスポンダとから成る交通情報システ
ムが公知である。トランスポンダには、区間に関する静
的情報特に区間使用、車道配置又は管理についての情報
が記憶され、光線パルスによる始動後送−受信装置へ伝
送される。これらの情報は、車両の駆動系に影響を与え
るか又はこれを制御するため車載計算機により利用され
る。
明細書から、それぞれの車両にある少なくとも１つの送
−受信装置と走行区間に沿つて設けられる複数の受動応
答機いわゆるトランスポンダとから成る交通情報システ
ムが公知である。トランスポンダには、区間に関する静
的情報特に区間使用、車道配置又は管理についての情報
が記憶され、光線パルスによる始動後送−受信装置へ伝
送される。これらの情報は、車両の駆動系に影響を与え
るか又はこれを制御するため車載計算機により利用され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、最初
にあげた種類の車両において、車両の走行状態にとつて
重要な影響量の確実な検出を比較的僅かな費用で可能に
することである。
にあげた種類の車両において、車両の走行状態にとつて
重要な影響量の確実な検出を比較的僅かな費用で可能に
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、請求項１の特徴を持つ車両によつて解決される。こ
こでは無接触で測定を行う走査システムにより測定デー
タが得られ、これらの測定データから空間における車両
の姿勢、特に車両積載状態を求めることができる。
は、請求項１の特徴を持つ車両によつて解決される。こ
こでは無接触で測定を行う走査システムにより測定デー
タが得られ、これらの測定データから空間における車両
の姿勢、特に車両積載状態を求めることができる。
【０００６】走査システムは、例えば光又は音響の送信
機−受信機組合わせにより実現することができる。横転
角の算定を介して、例えば各走行速度における横転モー
メントを求めることができる。更に積荷分布を推論し、
別の測定量により全積載荷重を推論することができる。
機−受信機組合わせにより実現することができる。横転
角の算定を介して、例えば各走行速度における横転モー
メントを求めることができる。更に積荷分布を推論し、
別の測定量により全積載荷重を推論することができる。
【０００７】請求項２により展開される車両は、車両の
横転角及び／又は横転モーメントを求めるのに適した測
定データの検出用走査装置の非常に簡単な配置を持つて
いる。
横転角及び／又は横転モーメントを求めるのに適した測
定データの検出用走査装置の非常に簡単な配置を持つて
いる。
【０００８】本発明による車両は、直線上にない少なく
とも３つの点で車道に対する間隔を求めることによっ
て、積載荷重を考慮して車道に対する車両の姿勢を推論
するのを可能にする測定データを受入れることができる
走査装置の配置を持つている。
とも３つの点で車道に対する間隔を求めることによっ
て、積載荷重を考慮して車道に対する車両の姿勢を推論
するのを可能にする測定データを受入れることができる
走査装置の配置を持つている。
【０００９】請求項３により展開される車両では、走査
システムにより求めるられるデータが、それに応じて走
行状態の限界値を規定するのに使用され、安全上の理由
からこの限界値の超過を避けるようにする。適当な情報
信号の出力は、運転者が走行動作を検出される危険状態
に合わせるのを可能にする。
システムにより求めるられるデータが、それに応じて走
行状態の限界値を規定するのに使用され、安全上の理由
からこの限界値の超過を避けるようにする。適当な情報
信号の出力は、運転者が走行動作を検出される危険状態
に合わせるのを可能にする。
【００１０】請求項４による本発明の展開により、列の
ように走査を行う１つ又は複数の光走査装置によつて走
査システムを有利に形成でき、これらの走査装置は赤外
線送信素子及びＣＣＤアレイから成るか、又はフオトダ
イオードの列又はフオトトランジスタの列から成つてい
る。
ように走査を行う１つ又は複数の光走査装置によつて走
査システムを有利に形成でき、これらの走査装置は赤外
線送信素子及びＣＣＤアレイから成るか、又はフオトダ
イオードの列又はフオトトランジスタの列から成つてい
る。
【００１１】
【実施例】本発明の好ましい実施例が図面に示されてお
り、以下に説明される。
り、以下に説明される。
【００１２】図１に示す乗用自動車１は、乗用自動車の
左の外部後写鏡に一体化される走査装置３及び自動車の
右の後写鏡に一体化される走査装置４を持つ光走査シス
テム２を備えている。両方の走査装置３，４は複数の赤
外線送信機及び付属する受信機の均一な走査パターンを
持ち、これら送信機及び受信機の例えば約１ｍの幅を持
つ放射又は走査範囲３′又は４′は、理想化されて示さ
れている。このために例えば上述したドイツ連邦共和国
特許第１９５０７９５７号明細書から公知の走査装置が
使用可能で、これに関する詳細についてはこれを参照す
ることができる。特にこれらの走査装置では、受信機は
例えば６４個の画素を持つそれぞれＣＣＤアレイにより
形成されている。その代りに線状に走査を行う他の光セ
ンサ例えば１２個又は他の数のフオトダイオード又はフ
オトトランジスタの列を受信機として使用することがで
きる。両方の走査装置３，４は、その情報信号を図示し
ない中央の評価装置へ伝送し、この評価装置がこれらの
信号を受信し、評価して更に処理する。
左の外部後写鏡に一体化される走査装置３及び自動車の
右の後写鏡に一体化される走査装置４を持つ光走査シス
テム２を備えている。両方の走査装置３，４は複数の赤
外線送信機及び付属する受信機の均一な走査パターンを
持ち、これら送信機及び受信機の例えば約１ｍの幅を持
つ放射又は走査範囲３′又は４′は、理想化されて示さ
れている。このために例えば上述したドイツ連邦共和国
特許第１９５０７９５７号明細書から公知の走査装置が
使用可能で、これに関する詳細についてはこれを参照す
ることができる。特にこれらの走査装置では、受信機は
例えば６４個の画素を持つそれぞれＣＣＤアレイにより
形成されている。その代りに線状に走査を行う他の光セ
ンサ例えば１２個又は他の数のフオトダイオード又はフ
オトトランジスタの列を受信機として使用することがで
きる。両方の走査装置３，４は、その情報信号を図示し
ない中央の評価装置へ伝送し、この評価装置がこれらの
信号を受信し、評価して更に処理する。
【００１３】両方の走査装置３，４により、それぞれの
側方車道範囲３″又は４″が赤外線を照射されて走査さ
れ、それにより公知の伝搬時間測定過程が反射される赤
外線により行われる。それから車両に固定した左の走査
装置３及び付属する車道範囲３″と同様に車両に固定し
た右の走査装置４及び付属する車道範囲４″との間隔が
評価装置により求められる。測定される間隔データ、車
両の形状寸法及び場合によつては例えば種々のタイヤ圧
力のような別のデータから、車道５に対する車両の横転
角αを求めることができる。更に評価装置は、例えば車
両１の質量分布又は積載状態、走行速度、横転角速度及
び車両の絶対傾斜についての情報を適当に考慮して、車
両へ作用する横転モーメントを計算することができる。
側方車道範囲３″又は４″が赤外線を照射されて走査さ
れ、それにより公知の伝搬時間測定過程が反射される赤
外線により行われる。それから車両に固定した左の走査
装置３及び付属する車道範囲３″と同様に車両に固定し
た右の走査装置４及び付属する車道範囲４″との間隔が
評価装置により求められる。測定される間隔データ、車
両の形状寸法及び場合によつては例えば種々のタイヤ圧
力のような別のデータから、車道５に対する車両の横転
角αを求めることができる。更に評価装置は、例えば車
両１の質量分布又は積載状態、走行速度、横転角速度及
び車両の絶対傾斜についての情報を適当に考慮して、車
両へ作用する横転モーメントを計算することができる。
【００１４】走査システムにより得られる測定データの
評価結果は走査装置により更に処理されて、横転角及び
／又は横転モーメントに応じて車両の速度及び加速度の
限界値が規定され、この限界値を超過すると光、音又は
触覚の警報信号が運転者へ与えられるようにする。その
際限界値は、直線走行であるか又は曲線走行であるかに
応じて、かつ場合によつてはどんな曲線半径又はどんな
横加速度による曲線走行であるかに応じて、選ばれるの
が目的にかなつている。更に評価装置の情報信号を更に
中央の機関制御装置へ供給し、この機関制御装置が機関
出力、車両速度及び／又は車両において充分な走行安定
性、及び特に車両の転覆に対する効果的な保護が保証さ
れる。
評価結果は走査装置により更に処理されて、横転角及び
／又は横転モーメントに応じて車両の速度及び加速度の
限界値が規定され、この限界値を超過すると光、音又は
触覚の警報信号が運転者へ与えられるようにする。その
際限界値は、直線走行であるか又は曲線走行であるかに
応じて、かつ場合によつてはどんな曲線半径又はどんな
横加速度による曲線走行であるかに応じて、選ばれるの
が目的にかなつている。更に評価装置の情報信号を更に
中央の機関制御装置へ供給し、この機関制御装置が機関
出力、車両速度及び／又は車両において充分な走行安定
性、及び特に車両の転覆に対する効果的な保護が保証さ
れる。
【００１５】図２には光走査システム８を持つ貨物自動
車７が示され、この走査システム８は４つの走査装置
９，１０，１１，１２及び図示しない評価装置を含み、
走査装置９は車両の後右の範囲に、走査装置１０は前右
の範囲に、走査装置１１は前左の範囲に、また走査装置
１２は後左の範囲に設けられている。図３は、走行方向
において後から貨物自動車７を見た図を示している。貨
物自動車７の積載面上には、例として貨物自動車７の後
部範囲にある貨物１３が偏心して設けられている。
車７が示され、この走査システム８は４つの走査装置
９，１０，１１，１２及び図示しない評価装置を含み、
走査装置９は車両の後右の範囲に、走査装置１０は前右
の範囲に、走査装置１１は前左の範囲に、また走査装置
１２は後左の範囲に設けられている。図３は、走行方向
において後から貨物自動車７を見た図を示している。貨
物自動車７の積載面上には、例として貨物自動車７の後
部範囲にある貨物１３が偏心して設けられている。
【００１６】車両の車体は車輪懸架装置を介して車台上
に弾性支持されているので、車体が横転角α及び図から
はわからないピツチ角βだけ車体縦軸線１４と車道との
間で傾斜することによつて、貨物１３による付加的な荷
重が荷重状態の変化即ち車台従つて車道に対する車体の
姿勢の変化に影響を生じる。車両の空の状態に比べて車
道に対する車体の姿勢が変化する結果、走査装置９，１
０，１１，１２とそれぞれの車道部分９″，１０″，１
１″，１２″との間隔がそれに応じて変化する。図２及
び３に示す走査システム８が４つの走査装置９，１０，
１１，１２を含んでいるので、図示しない評価装置によ
り、供給される間隔測定データ及び車両の形状寸法につ
いての別のデータ及び場合によつては車両速度に基い
て、車両積載状態を求めることが可能である。
に弾性支持されているので、車体が横転角α及び図から
はわからないピツチ角βだけ車体縦軸線１４と車道との
間で傾斜することによつて、貨物１３による付加的な荷
重が荷重状態の変化即ち車台従つて車道に対する車体の
姿勢の変化に影響を生じる。車両の空の状態に比べて車
道に対する車体の姿勢が変化する結果、走査装置９，１
０，１１，１２とそれぞれの車道部分９″，１０″，１
１″，１２″との間隔がそれに応じて変化する。図２及
び３に示す走査システム８が４つの走査装置９，１０，
１１，１２を含んでいるので、図示しない評価装置によ
り、供給される間隔測定データ及び車両の形状寸法につ
いての別のデータ及び場合によつては車両速度に基い
て、車両積載状態を求めることが可能である。
【００１７】図２による本発明の実画例では４つの走査
装置９，１０，１１，１２が設けられて、３つの最小数
の走査装置を持つ簡単な実施例より一般に精確な測定結
果を供給する。特にそれにより、評価装置の結果に悪影
響を与えることがある大きい車道凹凸の影響も減少す
る。
装置９，１０，１１，１２が設けられて、３つの最小数
の走査装置を持つ簡単な実施例より一般に精確な測定結
果を供給する。特にそれにより、評価装置の結果に悪影
響を与えることがある大きい車道凹凸の影響も減少す
る。
【００１８】更に評価装置のこの評価結果は、車両積載
状態及び車両の横運動状態に応じて、車両の速度及び加
速度の限界値を規定するのに使用され、この限界値を超
過すると光、音又は触覚の警報信号が運転者へ与えられ
る。更に許容速度又は加速度の限界値の超過に関係な
く、車両積載状態について特に車両積載量に関する限界
値の超過についても、しかも必要に応じて許容全積載量
の超過の傷合及び／又は片寄りすぎる積載の場合、運転
者へ通報することも考慮されている。更に評価装置の情
報信号を中央の機関制御装置へ供給し、機関制御装置が
機関出力、車両の速度及び／又は加速度の自動的な制限
を行うことができる。
状態及び車両の横運動状態に応じて、車両の速度及び加
速度の限界値を規定するのに使用され、この限界値を超
過すると光、音又は触覚の警報信号が運転者へ与えられ
る。更に許容速度又は加速度の限界値の超過に関係な
く、車両積載状態について特に車両積載量に関する限界
値の超過についても、しかも必要に応じて許容全積載量
の超過の傷合及び／又は片寄りすぎる積載の場合、運転
者へ通報することも考慮されている。更に評価装置の情
報信号を中央の機関制御装置へ供給し、機関制御装置が
機関出力、車両の速度及び／又は加速度の自動的な制限
を行うことができる。
【００１９】本発明の別の実施例では、図４に示すよう
に乗用自動車１８が、光走査装置１５及び図示しない評
価装置を含む走査システム１６を持つている。走査装置
１５は自動車１８の右の車外後写鏡に一体化され、車道
表面１９の方向へ赤外線を送出し、赤外線の１つが破線
１７ａで概略的に示されている。送出される赤外線１７
ａは乾いた車道表面１９ａへ当り、図４に破線矢印で示
すように、この車道表面で反射されるか散乱される。湿
り、雪で覆われ、凍結し、汚れ又は乾いている車道状態
のような異なる車道状態は、結果として車道表面の異な
る反射特性を伴うので、赤外線ビームのそれぞれ散乱又
は反射光から、図４ないし７に示すように車道状態を推
論するのを可能にする。これらの図には、例として走査
システムからその走査装置１５を介してそれぞれ放射さ
れる赤外線１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが示され、
図４では乾いている車道１９ａにより、図５では湿つて
いる車道１９ｂにより、図６では雪で覆われている車道
１９ｃにより、図７で凍結している車道１９ｄにより散
乱される。散乱される赤外線の一部は走査装置１５へ当
り、この走査装置が受光される赤外線の強さについての
情報を評価装置へ伝送する。
に乗用自動車１８が、光走査装置１５及び図示しない評
価装置を含む走査システム１６を持つている。走査装置
１５は自動車１８の右の車外後写鏡に一体化され、車道
表面１９の方向へ赤外線を送出し、赤外線の１つが破線
１７ａで概略的に示されている。送出される赤外線１７
ａは乾いた車道表面１９ａへ当り、図４に破線矢印で示
すように、この車道表面で反射されるか散乱される。湿
り、雪で覆われ、凍結し、汚れ又は乾いている車道状態
のような異なる車道状態は、結果として車道表面の異な
る反射特性を伴うので、赤外線ビームのそれぞれ散乱又
は反射光から、図４ないし７に示すように車道状態を推
論するのを可能にする。これらの図には、例として走査
システムからその走査装置１５を介してそれぞれ放射さ
れる赤外線１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが示され、
図４では乾いている車道１９ａにより、図５では湿つて
いる車道１９ｂにより、図６では雪で覆われている車道
１９ｃにより、図７で凍結している車道１９ｄにより散
乱される。散乱される赤外線の一部は走査装置１５へ当
り、この走査装置が受光される赤外線の強さについての
情報を評価装置へ伝送する。
【００２０】走査装回１５に規則正しく配置される複数
の赤外線送信素子及び付属する受信機例えばＣＣＤアレ
イを使用することにより、散乱される赤外線の強さ及び
強さの差を確実に検出することができる。それにより評
価装置は、コントラスト分析により車道表面１９の反射
特性及び構造を確認することができる。車道構造によ
り、車道と車両のタイヤとの間にどんな摩擦状態が存在
するかについてこの車道構造が情報を与えるため自動車
１８の走行挙動に関係するパラメータが求められる。
の赤外線送信素子及び付属する受信機例えばＣＣＤアレ
イを使用することにより、散乱される赤外線の強さ及び
強さの差を確実に検出することができる。それにより評
価装置は、コントラスト分析により車道表面１９の反射
特性及び構造を確認することができる。車道構造によ
り、車道と車両のタイヤとの間にどんな摩擦状態が存在
するかについてこの車道構造が情報を与えるため自動車
１８の走行挙動に関係するパラメータが求められる。
【００２１】従つて評価装置は、警報信号及び／又は情
報信号として運転者へ与える車道状態についての情報を
得るか、又は評価装置は、それに応じて速度及び加速度
の限界値を求め、これらの限界値の超過の際評価装置が
警報信号を運転者へ与えるか、又は制御信号を中央の機
関又は走行状態制御装置へ伝送し、この制御装置が続い
て自動車の動作へ制限するように作用する。
報信号として運転者へ与える車道状態についての情報を
得るか、又は評価装置は、それに応じて速度及び加速度
の限界値を求め、これらの限界値の超過の際評価装置が
警報信号を運転者へ与えるか、又は制御信号を中央の機
関又は走行状態制御装置へ伝送し、この制御装置が続い
て自動車の動作へ制限するように作用する。
【００２２】場合によつては、検出される構造から車道
の側縁及び／又は車線標識の存在も推論することができ
る。なぜならば区別は、天候によつて変化する車道表面
の間で可能であるだけでなく、アスフアルト、草、砂
利、土等のような種々の基盤の間でも可能だからであ
る。
の側縁及び／又は車線標識の存在も推論することができ
る。なぜならば区別は、天候によつて変化する車道表面
の間で可能であるだけでなく、アスフアルト、草、砂
利、土等のような種々の基盤の間でも可能だからであ
る。
【００２３】理想的には車両は図示した３つの実施例の
すべての特性を有する走査システムを持つているので、
評価装置において、車両積載状態に関するデータだけで
なく、横転角及び横転モーメントに関するデータも処理
し、これらのデータの組合わせ評価から本発明による車
両において精確な走行状態データを求め、走行状態限界
値を発生することができる。長い時間にわたつて検出さ
れるデータの時間的平均値の算定及び／又は複数の走査
装置により検出されるデータの平均値の算定は、データ
濾過に加えて測定データ評価の際の精度の向上を可能に
する。
すべての特性を有する走査システムを持つているので、
評価装置において、車両積載状態に関するデータだけで
なく、横転角及び横転モーメントに関するデータも処理
し、これらのデータの組合わせ評価から本発明による車
両において精確な走行状態データを求め、走行状態限界
値を発生することができる。長い時間にわたつて検出さ
れるデータの時間的平均値の算定及び／又は複数の走査
装置により検出されるデータの平均値の算定は、データ
濾過に加えて測定データ評価の際の精度の向上を可能に
する。
【図１】車外後写鏡を一体化される光走査装置を車両の
両側に持つ乗用自動車の正面図である。
両側に持つ乗用自動車の正面図である。
【図２】車両の両側に走査装置を設けられる貨物自動車
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図３】車両積載状態の算定を示すための図２による貨
物自動車の概略背面図である。
物自動車の概略背面図である。
【図４】車道状態を求めるのに適した走査装置を車外後
写鏡に持つ乗用自動車の前部を乾いた車道からの赤外線
の反射の概略図と共に示す側面図である。
写鏡に持つ乗用自動車の前部を乾いた車道からの赤外線
の反射の概略図と共に示す側面図である。
【図５】湿つた車道からの赤外線の反射を示す概略図で
ある。
ある。
【図６】雪で覆われた車道からの赤外線の反射を示す概
略図である。
略図である。
【図７】凍結した車道からの赤外線の反射を示す概略図
である。
である。
１，７，１８ 車両 ２，８，１６ 走査システム ３″，４″ 車道範囲 ５ 車道
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−210828（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−263800（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−58363（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−182549（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−159676（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−273436（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 B60R 21/00 620 G08G 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 １つ又は複数の互いに離れた車道範囲を
無接触で走査する走査システムとこの走査システムの後
に接続される評価装置とを持つ車両において、評価装置
が、走査システム（２，８，１６）により検出されて供
給される測定データに基いて少なくとも車両積載状態を
求めるように設けられ、走査システム（２，８，１６）
が、直線上にないように車両（７）に設けられる少なく
とも３つの走査装置（９，１０，１１）を含んでいるこ
とを特徴とする、走査システムを持つ車両。 - 【請求項２】 評価装置が、走査システム（２，８，１
６）により検出されて供給される測定データに基いて更
に横転角及び／又は横転モーメントを求めるように設け
られ、走査システムが横転角及び／又は横転モーメント
に関係する測定データを検出するため２つの走査装置を
含み、これらの走査装置のうち一方が車両の左の側面範
囲に設けられ、他方が車両の右の側面範囲に設けられて
いることを特徴とする、請求項１に記載の車両。 - 【請求項３】 評価装置が、求められる車両積載状態、
横転角及び／又は横転モーメントに応じて、車両（１，
７，１８）の速度及び／又は加速度の限界値を規定し、
この限界値を超過すると評価装置が適当な情報信号を出
力することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車
両。 - 【請求項４】 走査システムが、赤外線送信素子の列及
び付属する光センサの形の少なくとも１つの光走査装置
を含み、光センサがＣＣＤアレイ又は付属するフオトダ
イオード又はフオトトランジスタの列により形成されて
いることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載
の車両。
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