JP3153012B2 - 測距レーダー信号を用いた視程検出方式及び測距レーダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は距離測定用レーダー（測
距レーダー）の信号を用いて距離測定空間における視程
を検出する方式、及び視程監視機能、視程値による距離
測定誤差補正機能、又は視程が悪化したときに警報を発
する機能等を備えた測距レーダーに関する。この測距レ
ーダーは、特に、走行車両に搭載し、先行車両との間の
車間距離を測定して、該車間距離が標準値より短かくな
ったときに警報を発するように構成された車両衝突警報
用レーダーに最適である。

【０００２】

【従来の技術】自己車両からその進行方向に向けて、例
えばレーザー光のパルス信号を投射し、該パルス信号が
投射されてから先行車両等に反射して自己車両で受信さ
れるまでの時間を測定し、該測定した時間を距離に換算
することにより自己車両と先行車両等との間の距離を求
め、該距離が標準値以下となったとき警報を発するよう
にした車両衝突警報用レーダー（以下、車間レーダーと
いう。）が公知である。このような車間レーダーを搭載
した車両が霧等のようにレーザー光の透過率を低下させ
る環境中にあると、車間レーダーは視程障害を受けるこ
ととなり、視程障害の発生により車間レーダーの機能が
充分に働かない状態で車間距離測定がなされると、先行
車両等との間の正確な距離が測定できず、このような状
態での運転は極めて危険である。

【０００３】以上のような問題を解決するために、本願
の発明者は、先に特願平３−２８２９２１号で視程障害
検出機能を具備した車間レーダーを提案した。

【０００４】この特願平３−２８２９２１号に係る発明
（以下、先願発明という。）は、空中の光の透過率が低
いとき、すなわち、視程値が小さいときには、車間レー
ダーのＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）機能の接及び断により、当該車間レーダーが
出力する距離信号及び受信パルス信号の立ち上り時間が
変化することを利用して視程障害を検出するようにした
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先願発明は、前述のよ
うにＳＴＣ機能の接断による距離信号又は受信パルス信
号の立ち上り時間の変化で視程障害を検出するようにし
たものであるので、測距レーダーの制御中に、ＳＴＣ回
路を切離して所定の測定を行ない、再び当該ＳＴＣ回路
を接続するという動作を定期的に繰返すシーケンスを必
要とし、また、当該シーケンスによってＳＴＣ回路を切
離している間は正確な距離測定（測距）動作が行なわれ
ないため、視程障害検出動作を頻繁に行なおうとすると
測距動作時間が少なくなるという問題がある。特に走行
車両に搭載する測距レーダーにおいては、車両の走行に
伴なって測距環境が速く変化するので、測距動作及び視
程障害検出動作とも短い周期で継続させる必要があり、
この問題の解決は極めて重要である。

【０００６】また、先願発明では視程障害の有無を判断
するものであって、視程値そのものを測定できるもので
はなく（視程障害の度合いの判定は、せいぜい３段階
（障害なし、障害有、重り障害有）が限度である。）、
かつ、当該視程の監視は間欠的になされるため、連続し
た視程データは得られない。従って、きめ細かな視程障
害の監視には、先願発明では不充分である。

【０００７】また、視程を低下させる現象が発生する
と、測距信号出力はこれに起因する測定誤差を含んだ値
となるが、この測定誤差を補正する手段をそれ自体に有
する測距レーダーは、先願発明を含めて従来技術では実
用化されていない。

【０００８】本発明は、以上に述べた従来の問題点を解
決すべく提案するもので、測距動作を視程測定動作（視
程障害検出動作）とを同時に並行して行なうことがで
き、かつ、測距動作において視程値に起因する距離測定
誤差（測距誤差）の補正を行なうことができる測距レー
ダーを得ることを課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は測距レーダー信号を用いて測距空間（測定
目標方向）の視程値を求めるようにした視程検出方式を
得るものであり、詳しくは、目標方向に向けて多数のパ
ルス信号を投射し、これによって目標方向から受信され
る反射パルス信号の受信回数を、パルス信号の投射時か
ら反射パルス信号の受信時までの所要時間別もしくは当
該所要時間から演算した距離別、反射パルス信号のパル
ス立ち上り時間別、又は反射パルス信号の受信強度別に
集計し、いずれか少くとも１つの集計結果に現われる受
信回数分布の分散状況から、上記目標方向の視程値を求
めるようにした視程検出方式を提供するものである。

【００１０】また、本発明は、上記視程検出方式を用い
て、視程監視機能、視程値による測距誤差補正機能等を
備えた測距レーダーを提供するものであり、具体的に
は、パルス信号の投射手段と、反射パルス信号の受信手
段と、上記投射手段からのパルス信号の投射時から、上
記受信手段による反射パルス信号の受信時までの時間測
定手段と、該時間測定手段での測定時間を距離に換算す
る距離演算手段と、上記受信手段での反射パルス信号の
受信回数を、上記時間測定手段で測定した時間別もしく
は上記距離演算手段で求めた距離別に集計する集計手段
と、該集計手段に現われる反射パルス信号の受信回数分
布の分散状況を数値化した分散値を求める分析手段と、
該分散値と視程値の相関関係を示すデータが予め設定し
てあり、上記分析手段により得られた受信回数分布の分
散値と当該データとを対照して視程値を求める視程値算
定手段と、距離演算手段で求めた距離と視程値算定手段
で求めた視程値とを表示し、又は／及び記録する表示記
録手段を有する測距レーダーを提供するものである。

【００１１】また、上記測距レーダーにおいて、集計手
段による反射パルス信号の受信回数の集計は、反射パル
ス信号の立ち上り時間別に行ってもよく（具体的には反
射パルス信号の立ち上り時間測定手段を設ける。）、
又、反射パルス信号の受信強度別に行ってもよい（具体
的には反射パルス信号のレベル検出手段を設ける。）。

【００１２】更に、測距誤差補正機能を備える具体的構
成は、視程値と測距誤差との相関関係が予め設定してあ
って、該相関関係を参照して視程値算定手段で求めた視
程値での測距誤差を求め、これにより測距値を補正する
補正手段を設けるようにする。

【００１３】

【作用】測距空間に多数のパルス信号を投射し、当該パ
ルス信号の測距空間での反射によって返される反射パル
ス信号の受信回数を、パルス信号の投射時から反射パル
ス信号時までの所要時間別もしくは当該所要時間から演
算される距離別に集計すると、図２（Ａ），（Ｂ）に示
すように、視程値が大のとき（視程障害のないとき）と
視程値が小のとき（視程障害があるとき）とでは受信回
数分布の分散状況（分散の度合い）が異なる。この受信
回数分布の分散状況は、反射パルス信号の受信回数を、
当該反射パルス信号のパルス立ち上り時間別又は受信強
度別に集計しても図２（Ｃ）〜（Ｆ）に示すように同様
の傾向を示す。以上の特性を利用すれば、測距レーダー
信号を用いて視程を測定することができる また、測距動作によって得られる距離信号は、視程値に
影響される誤差を含んでおり、視程値と誤差との関係は
図４に示すようになる。この特性を利用すれば測距レー
ダーの測距値の補正を行なうことができる。

【００１４】以上の視程測定又は測距補正は、いずれも
測距動作中に得られる信号に基いて行なうことができる
ので、測距動作と視程障害検出動作とを並行して連続的
に行なうことができ（一方の測定のために、他方の測定
を停止する必要がない。）、特に車間レーダーのよう
に、時時刻刻と状況の変化する測距空間で用いる測距レ
ーダーに本発明は最適である。

【００１５】

【発明の開示】発明者は、多くの観測データを分析する
ことにより、次の知見を得た。

【００１６】（１）目標方向にパルス信号を放射し、こ
れによって目標方向から返される反射パルス信号を、測
距レーダによる測定距離別、反射パルス信号の立ち上り
時間別又は受信レベル別に集計すると、その分布状況が
目標方向の視程の違いによって異なり、該分布状況と視
程値との間には相関関係が存在する。

【００１７】（２）測距レーダによる測距値は、視程が
悪化すると測距目標物までの実際の距離より長くなる。
すなわち、測距値にはプラス方向の誤差が含まれ、この
誤差と視程値との間には相関関係が存在する。

【００１８】図２は反射パルス信号の受信回数分布を示
したもので、（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）はそれぞれ視程障
害が生じていない場合についての距離信号別（測距値別
又は反射パルス信号の受信時間別であってもよい。）、
反射パルス信号の立ち上り時間別及び反射パルス信号の
受信レベル別に集計したヒストグラムであり、（Ｂ），
（Ｄ），（Ｆ）は視程障害が生じている場合について
の、同様のヒストグラムである。なお、図２はパルス信
号としてレーザー光による光パルス信号を使用し、放射
方向前方に測距目標物が存在する場合について集計した
受信回数分布状況を示したものである。

【００１９】図２（Ａ），（Ｂ）により、距離信号別の
反射パルス信号の受信回数をみると、最大受信回数Ｒｐ
は測距目標物までの距離に相当する距離信号の発生個所
に現われ、視程障害がない場合には図２（Ａ）に示すよ
うに当該最大受信回数Ｒｐの発生個所を中心として略対
称的に受信回数が減少し、かつ受信回数分布の分散の程
度は比較的狭い範囲内に収まる傾向を示すのに対し、視
程障害がある場合には、図２（Ｂ）に示すように、当該
最大受信回数Ｒｐの発生個所を中心として非対称的に受
信回数が減少し、上記分散の程度は比較的広い範囲に拡
がる傾向を示す。この傾向は、図２（Ｃ）〜（Ｆ）に示
すように、反射パルス信号の立ち上り時間別、又は受信
レベル別に集計した受信回数の分布においても同様の傾
向を示す。

【００２０】上記傾向を示す要因を考察するに、視程障
害のない場合には、反射パルス信号は、その殆んどが測
距目標物での反射によるものであるのに対し、視程障害
がある場合には、反射パルス信号は、測距目標物での反
射によるものの他に、空気中に浮遊する例えば霧のよう
な視程障害原因物質での反射によるものがあり、当該視
程障害原因物質は、その性質上、パルス信号の反射を擾
乱し、不特定方向から反射パルスが入射するとともに、
当該反射パルス信号の立ち上りを緩やかにし、また、当
該反射パルス信号の反射時の減衰を大きくするためであ
るものと思われる。

【００２１】また、上記分散の程度は、例えば最大受信
回数Ｒｐ，Ｔｐ又はＳｐの例えば２分の１以上の受信回
数の発生個所が現われる距離信号、立ち上り時間又は受
信レベルの分布巾λＲ，λＴ又はλＳをもって数値化す
ることができ、本発明では当該分布巾λＲ，λＴ又はλ
Ｓを分散値ということとする。

【００２２】図２（Ａ）〜（Ｆ）で明らかなように、視
程障害がない場合の分散値λＲ１，λＴ１又はλＳ１
は、視程障害がある場合の分散値λＲ２，λＴ２又はλ
Ｓ２より小さな値となり、これによって視程障害の有無
を判断できる。

【００２３】また、以上のようにして求めた分散値λ
Ｒ，λＴ，λＳと視程値Ｖとの間には、相関関係が存在
し、これを図示すると、それぞれ図３（Ａ）〜（Ｃ）の
通りとなる図２（Ａ）〜（Ｆ）はパルス信号の放射方向
前方に測距目標物が存在する場合について示したもので
あるが、測距目標物が存在しない場合において、視程障
害がない場合には、反射パルス信号が受信されることは
なく、また、視程障害がある場合には、反射パルス信号
は全て視程障害原因物質からのものであり、その受信回
数分布は、距離信号別、立ち上り時間別又は受信レベル
別のいずれの集計においても、比較的広い範囲にわた
り、なだらかな分布となり、しかも視程が悪くなる程、
当該分布は平坦になっていく。この特性から前記と同様
の方法で分散値λＲ，λＴ又はλＳを求め、その値と視
程値Ｖの相関を分析すると、前記図３（Ａ）〜（Ｃ）と
同様の相関関係が存在することが確認できる。すなわ
ち、視程値Ｖは測定目標物の有無に係りなく反射パルス
信号の受信回数分布から求めることができる。

【００２４】また、測距空間の視程が悪化すると、測定
した距離は測距目標物までの実際の距離より長くなる。
すなわち、測定距離は、測定時の測定空間の視程値に応
じたプラス方向の誤差を含むこととなる。

【００２５】視程値Ｖと距離信号の誤差との間の相関関
係は図４に示すようになり、視程値Ｖが悪化方向に移る
に従がい上記誤差が大きくなる。この関係を利用すれ
ば、測定時点における測距誤差がわかるので、測定距離
から上記誤差分を差し引くことで測定値の補正を行なう
ことができる。

【００２６】なお、図４において、Ａで示す範囲は、視
程が極めて悪く、測距動作自体が不可能である範囲を示
している。

【００２７】また、本発明を車間レーダーに実施する場
合には、測距目標物である先行車両との間の標準車間距
離（安全走行が可能な車間距離）及び標準視程値（安全
走行が可能な視程値）を設定し、測定した測距値及び視
程値を上記それぞれの標準値と比較して警報を出すよう
にすることができる。

【００２８】

【実施例】図１は本発明を車間レーダーに実施した例を
示すブロック図であり、本実施例では、パルス信号とし
てレーザーパルス光を使用している。また、測距目標物
は自車の前を走る先行車両Ｔである。

【００２９】図１において、１Ａ，１Ｂ，１Ｃは光パル
ス信号の投射手段であるレーザーダイオード、２は光反
射パルス信号の受信手段であるフォトダイオード、３
Ａ，３Ｂ，３Ｃはレーザーダイオード１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
を発光駆動するためのレーザードライバ、４はフォトダ
イオード２で受信した光反射パルス信号を増幅するため
のアンプ、５はＳＴＣ回路、６はフォトダイオード２に
入射した光反射パルス信号の数を計数するためのヒット
カウンタ、７は光パルス信号の投射時からその光反射パ
ルス信号の受信時までの時間の測定手段であって、当該
時間（この時間は最終的に距離に換算される）をクロッ
クパルスの計数により求めるための距離カウンタ、８は
光反射パルス信号の立ち上り時間の測定手段であって、
当該立ち上り時間をクロックパルスの計数により求める
ための立ち上りカウンタ、９は光反射パルス信号の受信
レベル検出手段を構成するレベル検出器、１０はレーザ
ードライバ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，ＳＴＣ回路５、距離カウ
ンタ７、立ち上りカウンタ８及びレベル検出器９の作動
順序を制御するためのシーケンスコントローラ、１１は
距離カウンタ７及び立ち上りカウンタ８にクロックパル
スを供給するための第１クロック回路、１２はシーケン
スコントローラ１０にクロックパルスを供給するための
第２クロック回路、１３は距離カウンタ７、立ち上りカ
ウンタ８及びレベル検出器９から並列に出力されるデー
タを直列データ形式に変換するためのＰ−Ｓコンバー
タ、１４はＰ−Ｓコンバータ１３から送られたデータを
処理して、距離信号，視程信号，衝突警報信号及び視程
障害警報信号等を求めるためのＣＰＵ、１５はＣＰＵ１
４での処理に必要な各種データを記憶するためのメモ
リ、１６はＣＰＵ１４での処理結果、すなわち、先行車
両Ｔとの間の車間距離、該車間距離が設定距離以下とな
ったときの警報及び霧等の視程障害物Ｆが発生したとき
の警報等を表示するための表示記録手段を構成する表示
器である。

【００３０】実施例では、測距のための光パルス信号は
３個のレーザーダイオード１Ａ，１Ｂ，１Ｃで互に異っ
た３方向に放射されており、これは、先行車両Ｔとの車
間距離を、例えば走行がカーブにさしかかった場合等で
も測定できるようにするための構成である。

【００３１】ＣＰＵ１４は、本発明の実施に必要な各種
手段をプログラム制御（ソフトウエアによる処理）によ
り実現している。

【００３２】すなわち、距離カウンタ７から送付される
時間データ（パルス信号の投射時から反射パルス信号の
受信時までの時間を示すデータ）に基いて先行車両Ｔま
での距離を演算するための距離演算手段、反射パルス信
号の受信回数を、距離カウンタ７からの時間データ別も
しくは当該時間データに基いて演算された測距値別に、
又は立ち上りカウンタ８からの反射パルス信号の立ち上
り時間データ別に、又はレベル検出器９からの反射パル
ス信号の受信レベルデータ別に集計して当該受信回数の
分布データを得るための集計手段、該集計手段で得た上
記分布データを分析して反射パルス信号の受信回数分布
の分散状況を数値化した分数値を求めるための受信回数
分布分析手段、該受信回数分布分析手段で求めた分散値
に基づいて視程値を算定するための視程値算定手段、該
視程値算定手段で求めた視程値に基いて測距演算手段で
演算した測距値の誤差を補正する測距値補正手段、距離
演算手段で求めた測距値と、予め安全車間距離として設
定してある距離標準値とを比較するための距離比較手
段、及び視程値算定手段で求めた視程値と、予め安全視
程値として設定してある視程標準値とを比較するための
視程比較手段等がＣＰＵ１４のソフトウエアによって得
られている。

【００３３】また、メモリ１５には、ＣＰＵ１４の上記
各種手段による処理に必要なデータ及び当該処理によっ
て得られたデータを記憶するエリアが含まれる。具体的
には、距離演算処理で得られた測距値の記憶エリア、反
射パルス信号の受信回数集計処理に必要な受信回数の集
計エリア（図２に示す受信回数分布データの格納エリ
ア）、受信回数分布データの分析処理で得られた分散値
から視程値を求めるために予め設定する視程値算出デー
タ（図３に示すデータ）の格納エリア、視程値算定処理
で得た視程値の記憶エリア、該視程値から測距誤差を求
めるために予め設定する測距誤差算出データ（図４に示
すデータ）の格納エリア，測距誤差算出処理で得た距離
信号誤差の記憶エリア、前記距離標準値及び前記視程標
準値等の格納エリア等が設けられている。

【００３４】次に実施例の動作を説明する。なお、以下
の説明では、中央のレーザーダイオード１Ａからの光パ
ルス信号が先行車両Ｔで反射して、その光反射パルス信
号がフォトダイオード２に入射しているものとする。

【００３５】シーケンスコントローラ１０は第２クロッ
ク回路１２からのクロックパルスに基いてレーザードラ
イバ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを順次駆動し、レーザーダイオー
ド１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順次駆動電流を供給して自己車両
（車間レーダーを搭載した車両）前方に光パルス信号を
放射する。以上の動作を詳細に説明すると、シーケンス
コントローラ１０は、第２クロック回路１２からのクロ
ックパルスに基いて一定周期でラインＬ１にトリガ信号
を出力しており、また、ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４に、そ
れぞれレーザードライバ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを視程する信
号を出力している。

【００３６】例えばラインＬ２に視程信号が出力される
と、レーザードライバ３Ａはこれを受けてラインＬ１に
トリガ信号が出力される毎にレーザーダイオード１Ａに
駆動電流を供給する。上記ラインＬ２への指定信号の出
力は、上記トリガ信号が設定回数（例えばｎ回）出力さ
れか、又は後述のヒットカウンタ６が反射パルス信号を
設定数（例えばｍ，ｍ＜ｎに設定される。）計数するま
で継続し、このいずれかの条件が満たされるとラインＬ
２の指定信号が消滅してラインＬ３に指定信号が出力さ
れる。これによってレーザードライバ３Ｂは上記レーザ
ードライバ３Ａと同じ動作でレーザーダイオード１Ｂに
駆動電流を供給し、当該レーザードライバー３Ｂについ
て上記と同じ条件が整うとラインＬ３の指定信号が消滅
してラインＬ４に指定信号が出力され、レーザードライ
バ３Ｃが同様に制御されてレーザダイオード１Ｃに駆動
電流が供給される。以上の動作が繰り返えされることに
より、レーザーダイオード１Ａ，１Ｂ，１Ｃは順次、設
定周期で連続的に複数個の光パルス信号を投射する。

【００３７】いま、先行車両Ｔが車間レーダーの距離測
定可能範囲に存在するものとすれば、シーケンスコント
ローラ１０からラインＬ２に指定信号が出力されたとこ
ろで上記制御によりレーザーダイオード１Ａから設定周
期で連続的に複数個の光パルス信号が放射され、この光
パルス信号が先行車両Ｔで反射してこれによる光反射パ
ルス信号がフォトダイオード２に入射する。

【００３８】フォトダイオード２に入射した光反射パル
ス信号は当該フォトダイオート２で電気信号に変換さ
れ、アンプ４で増幅されたのちＳＴＣ回路５に入力され
てＳＴＣ機能による利得制御を受ける。このＳＴＣ回路
５による利得制御自体は公知であるが、簡単に説明する
と、シーケンスコントローラ１０はラインＬ１にトリガ
信号を出力すると同時にラインＬ５にＳＴＣ信号を出力
しており、ＳＴＣ回路５は当該ＳＴＣ信号を受領してか
らフォトダイオード２よりアンプ４を介して反射パルス
信号が入力されるまでの時間に対応した増幅度で当該反
射パルス信号を増幅する。

【００３９】すなわち、近くから入射し、フォトダイオ
ード２への入射レベルが高い光反射パルス信号に対して
は増幅度を低く制御することにより、ＳＴＣ回路５から
出力される反射パルス信号の受信レベルを一定レベル巾
の範囲内に圧縮して、当該反射パルス信号を後段のヒッ
トカウンタ６等に伝送する。

【００４０】また、シーケンスコントローラ１０から距
離カウンタ７にラインＬ６を介して上記トリガ信号の出
力と同時に測距基準信号が出力されており、距離カウン
タ７は、当該測距基準信号を受領してからＳＴＣ回路５
を通して入力される反射パルス信号を受領するまでの第
１クロック回路１１からのクロックパルスを計数するこ
とにより、レーザーダイオード１Ａによる光パルス信号
の放射時から先行車両Ｔでの光反射パルス信号のフォト
ダイオード２への入射時までの時間を測定し、この動作
をヒットカウンタ６による反射パルス信号の計数値が設
定値ｍになるまで、すなわち、ヒットカウンタ６からの
カウントアップ信号をラインＬ７を介して受領するまで
繰り返す。すなわち、距離カウンタ７はｍ個の反射パル
ス信号について上記時間を測定し、その平均値をＰ−Ｓ
コンバータ１３を介してＣＰＵ１４に送出する。以上の
動作において、第１クロック回路１１と第２クロック回
路１２とは互に無関係に異った周期のクロックパルスを
出力しており、これにより上記ｍ個の反射パルス信号に
ついて求めた時間の平均値で表わされる測距のための時
間データは、第１クロック回路のクロックパルス周期よ
り短時間の分解能で求めることができる。このことにつ
いては、本発明に直接関係しないので詳細には説明しな
いが、参考までに掲げておくと、特願昭６０−１８２６
４５号（特公平３−１２２７５号）発明の第３実施例に
詳しく説明されている。

【００４１】以上のようにして距離カウンタ７から出力
された測距のための時間データはＰ−Ｓコンバータ１３
を介してＣＰＵ１４に送付される。

【００４２】また、ＳＴＣ回路５でＳＴＣ制御された上
記反射パルス信号は立ち上りカウンタ８及びレベル検出
器９にも入力されており、立ち上りカウンタ８は、ライ
ンＬ８を介してシーケンスコントローラ１０から入力さ
れる立ち上り時間測定指示信号及びラインＬ９を介して
ヒットカウンタ６から入力されるカウントアップ信号に
より、前記設定値ｍ個の反射パルス信号について、その
立ち上り時間を測定し、その平均値をＰ−Ｓコンバータ
１３を介してＣＰＵ１４に送付する。また、レベル検出
器９は、ラインＬ１０を介してシーケンスコントローラ
１０から入力される受信レベル測定指示信号及びライン
Ｌ１１を介してヒットカウンタ６から入力されるカウン
トアップ信号により、上記と同様、設定値ｍ個の反射パ
ルス信号についての受信レベルの平均値をＣＰＵ１４に
送付する。

【００４３】以上の動作において、ヒットカウンタ６か
ら出力されるカウントアップ信号は、ラインＬ１２を介
してシーケンスコントローラ１０にも供給され、シーケ
ンスコントローラ１０は当該カウントアップ信号を受領
すると、前記指定信号の出力を、いまの場合、ラインＬ
２からラインＬ３に切替え、これによりレーザーダイオ
ード１Ｂが発光駆動されて以上と同様の制御が繰り返え
される。また、先行車両Ｔが存在しないときには、フォ
トダイオード２への光反射パルス信号の入射がないので
ヒットカウンタ６は設定値ｍを計数することはない。こ
の場合には前記したように、ラインＬ１へのトリガ信号
の送出回数がｎ回になったことで、レーザーダイオード
１Ａ，１Ｂ，１Ｃの発光駆動の切替えを行なう。何らか
の理由でヒットカウンタ６の計数値が設定値ｍになる前
にトリガ信号の送出回数がｎ回となったとき（すなわ
ち、所定時間内に所定数の反射パルス信号を受信できな
かったとき）も同様である。

【００４４】以上のようにしてＣＰＵ１４に測距時間デ
ータ、反射パルス信号の立ち上り時間データ及び受信レ
ベルデータが入力されると、ＣＰＵ１４では、車間距離
検出処理、視程検出処理及び危険車間距離と視程障害発
生の警報処理を行なう。以下、ＣＰＵ１４における制御
を図６に示すフローチャートに従って説明する。なお、
図６に示すフローチャートは、本発明の実施例における
制御を理解するためのものであって、ＣＰＵ１４の実際
の処理に即したものではない。

【００４５】ＣＰＵ１４は、測距時間データ、立ち上り
時間データ及び受信レベルデータが入力されると（ステ
ップＳ１）、測距時間データを距離に換算する公知の距
離演算処理を行ない（ステプＳ２）、この処理で得られ
た測距値をメモリ１５の測距値記憶エリアに格納すると
ともに、後で説明する視程値算出処理のために受信回数
の集計処理を行なう（ステップＳ３）。

【００４６】すなわち、メモリ１５には、距離信号別、
反射パルス信号の立ち上り時間別及び受信レベル別に受
信回数を積算格納していく受信回数集計エリアが設けら
れており、当該エリアの距離信号別集計エリア中の上記
測距値の対応個所に、立ち上り時間別集計エリア中の上
記立ち上り時間データの対応個所に、及び受信レベル別
集計エリア中の上記受信レベルデータの対応個所に、そ
れぞれ受信回数を積算していく。なお、当該受信回数の
集計において、距離信号別の集計は、距離演算前の測距
時間データに基いて行なっても同じ結果が得られる。

【００４７】また、前記動作で明らかなように、ＣＰＵ
１４に入力される上記測距時間データ、立ち上り時間デ
ータ及び受信レベルデータは、ｍ個の反射パルスについ
ての平均値であり、メモリ１５の受信回数集計エリアへ
の受信回数の格納は、当該平均値を１回の受信として行
なわれる。

【００４８】以上の受信回数の集計処理は、当初は集計
数が設定回数に達するまで繰り返えされる（ステップＳ
４）。これによって得られた受信回数分布データの受信
回数集計エリアへの格納状態を理解し易いようにヒスト
グラム化して示すと、前記図２（Ａ）〜（Ｆ）のように
なる。

【００４９】受信回数の集計数が設定回数に達すると
（ステップＳ４）、次にＣＰＵ１４は前記分数値λＲ、
λＴ、λＳの演算を行なう（ステプＳ５）。

【００５０】ここで、分散値λＲ、λＴ及びλＳの演算
について説明すると、前記図２（Ａ）〜（Ｆ）の説明で
は、例えば距離信号による受信回数集計を例とすると、
分散値λＲを、最大受信回数Ｒｐの５０％以上の回数を
受信した距離信号の分布巾で定義しているが、一般的に
は、図５（Ａ）に示すように最大受信回数ＲｐのＮ％
（１００・Ｒｎ／Ｒｐ）以上の回数を受信した距離信号
の分布巾で定義してもよい。

【００５１】また、分散値の別の定義の方法として、例
えば距離信号による集計を例にすると、図４（Ｂ）に示
すように、最大受信回数Ｒｐを中心として一定の分布巾
λをとり、当該分布巾λの両側境界にける距離信号の受
信回数と上記最大受信回数Ｒｐとの差△Ｒ１または△Ｒ
２の値で定義する方法が考えられる。なお、△Ｒ１と△
Ｒ２の値が異なるときには、値の大なる方（図４（Ｂ）
では△Ｒ１）を採り（この値を△Ｒとする）その逆数１
／△Ｒを分散値λＲとすれば、当該分散値λＲ（＝１／
△Ｒ）と視程値Ｖの関係は図３（Ａ）に示す関係と同様
の相関関係を示す。

【００５２】なお、立ち上り時間別又は受信レベル別の
受信回数分布による分散値についても、図４（Ａ），
（Ｂ）で説明した定義方法が可能であり、視程値Ｖとの
相関関係も図３（Ｂ），（Ｃ）と同様の傾向を示す。

【００５３】図４（Ａ），（Ｂ）に示す定義に従がい、
ＣＰＵ１４の処理によって分散値を求める場合につい
て、双方を比較すると、図４（Ａ）の定義による方法で
処理する場合には、最大受信回数Ｒｐを検出してから当
該最大受信回数ＲｐのＮ％以上の受信回数の距離信号が
揃うのをまって分散値λＲを求めることとなるため、受
信回数分布の分散の程度の違いにより当該分散値λＲを
求めるためのＣＰＵ１４での処理時間が異なることとな
り、特に視程諸害が生ずるような低視程時には、受信回
数分布が広い範囲にわたって分散するので、上記処理時
間はかなり長くなる。

【００５４】これに対して、図４（Ｂ）の定義による方
法で処理する場合には、最大受信回数Ｒｐを換出してか
ら、これを中心とする受信回数の一定分布巾λの両端の
受信回数を検出して分散値λＲ（＝１／△Ｒ）を求める
こととなるため、図４（Ａ）の方法のように、受信回数
分布の分散状況の違いに係らず上記処理時間が一定であ
り、かつ短時間に処理できることとなる。但し、視程値
Ｖの測定精度からみると、図４（Ａ）の定義による方法
がより高い精度が得られる。

【００５５】以上のようにして分散値λＲ，λＴ，λＳ
を求めたのちＣＰＵ１４はメモリ１５に予め設定されて
いる視程値算出データ（図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すデー
タ）から視程値Ｖを算出する（ステップＳ６）。この視
程値Ｖは、分散値λＲ，λＴ，λＳのそれぞれについて
独立に演算されるので、いずれか１つの分散値を用いれ
ばよいが、図３（Ａ）〜（Ｃ）で明らかなように、それ
ぞれの特性によって視程値Ｖの算出可能範囲と精度が異
なり、このため、３種の分散値λＲ，λＴ，λＳから算
出される視程値Ｖには相互に若干の差があるので、例え
ば、視程値Ｖとして最も低い値をとるようにすること
も、安全対策上有効である。

【００５６】なお、上記分散値λＲ，λＴ，λＳのいず
れか１つを限定して採用する場合には、前記受信回数の
集計処理は、採用する分散値に関係するものについての
み行なえばよく、車間レーダーの構成も簡単となる（例
えば距離信号別受信回数を基とする分散値λＲのみを採
用するときには、立ち上りカウンタ８，レベル検出器９
は不必要となり、メモリ１５の受信回数集計エリアも距
離信号別集計エリアのみでよい。）。

【００５７】視程値Ｖを算出すると、次にＣＰＵ１４は
当該視程値Ｖをメモリ１５に記憶するとともに、表示器
１６に当該視程値Ｖを表示する（ステップＳ７）。この
視程値Ｖの表示は、見通せる距離を数字により具体的に
表示する方法の他、視程良好度を段階的に表示する方法
も考えられる。

【００５８】次にＣＰＵ１４は、メモリ１５に予め設定
されている視程標準値と上記視程値Ｖとを比較し（ステ
ップＳ８）、視程値Ｖが上記視程標準値より低い場合に
は表示器１６に視程障害発生の警報を表示したのち（ス
テップＳ９）、制御を図示しない別の処理に進め、また
視程値Ｖが上記視程標準値より高い場合には、直ちに制
御を上記別の処理に進める。

【００５９】以上の視程に関する制御処理は、ステップ
Ｓ３における受信回数の集計がステップＳ４にいう設定
回数に到達したのちは、ステップＳ１におけるデータの
入力の都度行なわれる。すなわち、ステップＳ１のデー
タの入力が行なわれると、メモリ１５の受信回数集計エ
リアに格納されている前記各データの受信回数積算値の
うち、最も古いデータによって積算されていた値（その
時点で最も先に格納積算された値）が消去され、新たに
入力された前記各データに対応して新たに受信回数が積
算される。このようにしてできた新たな受信回数分布デ
ータによって、ステップＳ５以降の制御が行なわれる。

【００６０】また、ステップＳ６による視程値Ｖの算出
後、ＣＰＵ１４はメモリ１５に予め設定されている測距
誤差算出データ（図４に示すデータ）に基いて上記視程
値Ｖでの距離信号誤差を算出し（ステップＳ１０）、こ
れをメモリ１５の距離信号誤差記憶エリアに記憶する
（ステップＳ１１）。なお、前回の処理で当該エリアに
既に距離信号誤差データが記憶されている場合には、当
該距離信号誤差データを新たな距離信号誤差データに更
新する制御が行なわれ、当該エリアには常に最新の視程
値Ｖに対する距離信号誤差データが記憶されている。

【００６１】ＣＰＵ１４は、以上に説明した視程値Ｖに
関する制御処理と並行して、先行車両Ｔとの間の測距に
関する制御処理を行なう。

【００６２】すなわち、前記ステップＳ２における距離
演算処理で求めた先行車両Ｔとの間の測距値を、上記ス
テップＳ１１で記憶又は更新された距離信号誤差データ
に基いて補正し（ステプＳ１２）、当該補正後の測距値
をメモリ１５に記憶するとともに、表示器１６に距離表
示（先行車両Ｔとの間の車間距離表示）を行なう（ステ
ップＳ１３）。

【００６３】上記測距値の補正は、ステップＳ２で求め
た距離の値から上記距離信号誤差データ分だけ差し引く
ことにより行なわれる。このようにして求めた測距値
は、従来の測距演算による値より、より真値に近い値と
なる。すなわち、従来の測距演算は、複数の距離信号か
ら得られた値を単純に平均して測距値としているため、
受信回数の少ない距離信号（図５に示すλＲ又はλの範
囲内に入らないような距離信号）、いい代えれば測距誤
差が大きな距離信号をも測距演算のための測定値として
使用されるため、最終的に求めた測距値の誤差は大きく
なるが、本発明による前記測距値は受信回数の最も多い
距離信号（図５に示すＲｐ）を測距値とするため、上記
受信回数が少なく測距誤差の大きな距離信号が測距演算
から除外され、従って、従来に比較してより精度の高い
測距値が得られることとなり、更に視程値による誤差補
正が行なわれるため、測距精度は視程障害による影響が
排除された極めて高い精度となる。

【００６４】次にＣＰＵ１４は、メモリ１５に予め設定
されている距離標準値と上記測距値とを比較し（ステプ
Ｓ１４）、測距値が距離標準値より短かい場合には表示
器１６に車間距離警報表示を行ない（ステップＳ１
５）、制御を図示しない別の処理に進め、また、測距値
が距離標準値より長い場合には、直ちに制御を上記別の
処理に進める。

【００６５】ＣＰＵ１４における以上の視程測定制御及
び測距制御は、メモリ１５に格納された各測定データに
基いて並行して行なわれるので、視程値及び測距値は連
続して求めることが可能であり、また、視程の測定可能
範囲は、先願発明と比較して、低視程から高視程にわた
る広い値の範囲で可能であることが確認されている。

【００６６】以上の実施例は、本発明を車間レーダーに
実施した例であるが、視程値の算出処理及び視程値によ
る測距値の補正処理は、他の測距用レーダーにおいても
実施できる。

【００６７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、パル
ス信号の投射時から反射パルス信号の受信時までの時間
に基づく距離信号別、反射パルス信号の立ち上り時間別
又は受信強度別に当該反射パルス信号の受信回数を集計
し、その集計結果に現われる受信回数分布の分散状況か
ら測定空間の視程値を求めるとともに、該視程値から測
距誤差を求め、該測距誤差により測距値の補正を行なう
ようにしたものであり、測距動作と視程測定動作が並行
して同時に行なうことができるため、測距値及び視程値
の連続した値を得ることが可能であり（一方の測定のた
めに他方の測定を停止する必要がない）、また測定可能
な視程値の範囲が広く、かつ測距空間の視程に起因する
測距誤差の補正が容易に行なえるので、被測定距離が速
く変化する場合でも正確な測距動作が迅速に可能とな
り、特に例えば車間距離測定を目的とする測距レーダー
のように短時間のうちに測定環境が変化する場所で用い
られる測距レーダーに対し、本発明は極めて顕著な効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のブロック図。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は距離信号別の反射パルス信
号受信回数分布を示すヒストグラムで、それぞれ視程障
害がありの場合及びなしの場合を示す。（Ｃ）及び
（Ｂ）は立ち上り時間別の反射パルス信号受信回数分布
を示すヒストグラムで、それぞれ視程障害ありの場合及
びなしの場合を示す。（Ｅ）及び（Ｆ）は受信レベル別
の反射パルス信号受信回数分布を示すヒストグラムで、
それぞれ視程障害ありの場合及びなしの場合を示す。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は視程値と分散値との相関特性
図。

【図４】視程値と距離信号誤差との相関特性図。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は分散値を定義し、その演算方
法を説明する図。

【図６】本発明実施例の制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…レーザーダイオード ２…フォト
ダイオード ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…レーザードライバ ４…アンプ ５…ＳＴＣ回路 ６…ヒット
カウンタ ７…距離カウンタ ８…立ち上
りカウンタ ９…レベル検出器 １０…シーケ
ンスコントローラ １１…第１クロック回路 １２…第２
クロック回路 １３…コンバータ １４…ＣＰ
Ｕ １５…メモリ １６…表示
器

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標方向に向けてパルス信号を投射し、
   該パルス信号の測距目標物での反射によって生ずる反射
   パルス信号を受信し、上記パルス信号の投射時から上記
   反射パルス信号の受信時までの所要時間を測定して、該
   測定した所要時間を距離に換算することにより上記測距
   目標物までの距離を求めるようにした測距レーダーにお
   いて、 目標方向に向けて多数のパルス信号を投射し、これによ
   って目標方向から受信される反射パルス信号の受信回数
   を、パルス信号の投射時から反射パルス信号の受信時ま
   での所要時間別もしくは当該所要時間から演算した距離
   別、反射パルス信号のパルス立ち上り時間別、又は反射
   パルス信号の受信強度別に集計し、いずれか少くとも１
   つの集計結果に現われる受信回数分布の分散状況から上
   記目標方向の視程値を求めるようにしたことを特徴とす
   る測距レーダー信号を用いた視程検出方式。
2. 【請求項２】 受信回数分布の分散状況を、受信回数の
   最大値のＮ％以上である受信回数の分布巾の値により表
   わすようにした請求項１に記載の測距レーダー信号を用
   いた視程検出方式。
3. 【請求項３】 受信回数分布の分散状況を、受信回数の
   最大値と、該受信回数の最大値の分布個所を基準として
   一定の分布巾だけ離れた分布個所における受信回数との
   差の値により表わすようにした請求項１に記載の測距レ
   ーダー信号を用いた視程検出方式。
4. 【請求項４】 測距レーダーによる距離測定において、
   測距方向の視程値に起因する測定誤差を、該視程値と関
   連させて予め計測しておき、請求項１に記載の視程検出
   方式に基づいて検出した視程値により、測定距離の値の
   補正を行なうようにした測距レーダーのデータ処理方
   式。
5. 【請求項５】 パルス信号を目標方向に投射する投射手
   段と、該投射手段からパルス信号を投射することにより
   目標方向から返送される反射パルス信号を受信する受信
   手段と、 上記投射手段からのパルス信号の投射時から、上記受信
   手段による反射パルス信号の受信時までの時間を測定す
   る時間測定手段と、 該時間測定手段で測定した時間を距離に換算して目標方
   向前方の測距目標物までの距離を求める距離演算手段
   と、 上記受信手段で受信した反射パルス信号の受信回数を、
   上記時間測定手段で測定した時間別もしくは上記距離演
   算手段で演算した距離別に集計する集計手段と、 該集計手段に現われる反射パルス信号の受信回数分布を
   分析し、その分散状況を数値化した分散値を求める受信
   回数分布分析手段と、該分散値と視程値との相関関係を
   示すデータが予め設定してあり、上記受信回数分布分析
   手段より得られた受信回数分布の分散値と当該データと
   を対照して視程値を求める視程値算定手段と、 上記距離演算手段で求めた測距目標物までの距離と上記
   視程値算定手段で求めた視程値とを表示し、又は／及び
   記録する表示記録手段を有する測距レーダー。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の測距レーダーにおい
   て、該測距レーダーは、更に、受信した反射パルス信号
   の立ち上り時間を測定する立ち上り時間測定手段を有
   し、集計手段による反射パルス信号の受信回数の集計
   を、時間測定手段で測定した時間別もしくは距離演算手
   段で演算した距離別に代えて、上記立ち上り時間測定手
   段で測定した反射パルス信号の立ち上り時間別に行なう
   ようにした測距レーダー。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の測距レーダーにおい
   て、該測距レーダーは、更に、受信した反射パルス信号
   の受信レベルを検出する受信レベル検出手段を有し、集
   計手段による反射パルス信号の受信回数の集計を、時間
   測定手段で測定した時間別もしくは距離演算手段で演算
   した距離別に代えて、上記受信レベル検出手段で検出し
   た反射パルス信号の受信レベル別に行なうようにした測
   距レーダー。
8. 【請求項８】 請求項５乃至請求項７のいずれかに記載
   の測距レーダーにおいて、該測距レーダーは、更に、視
   程値と測距誤差との相関関係が予め設定してあって、該
   相関関係を参照して視程値算定手段で求めた視程値での
   測距誤差を算出し、これに基いて距離演算手段で求めた
   測距値を補正する測距値補正手段を有する測距レーダ
   ー。
9. 【請求項９】 請求項５乃至請求項８に記載の測距レー
   ダーであって、該測距レーダーは走行車両に搭載され、
   目標方向が当該走行車両の走行方向前方とされた走行車
   両の衝突警報用測距レーダーにおいて、該測距レーダー
   は、更に、距離演算手段から出力された測距値と予め設
   定してある距離標準値とを比較する距離比較手段と、視
   程値算定手段から出力された視程値と予め設定してある
   視程標準値とを比較する視程比較手段と、上記測距値が
   上記距離標準値以下であることを上記距離比較手段が検
   出したとき、又は／及び上記視程値が上記視程標準値以
   下であることを上記視程比較手段が検出したときに警報
   を表示する警報表示手段を有する車両衝突警報用測距レ
   ーダー。