JP3206434B2

JP3206434B2 - 障害物検知システム

Info

Publication number: JP3206434B2
Application number: JP14735896A
Authority: JP
Inventors: 誠猪俣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-06-10
Also published as: JPH09236663A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の移動体の
前方或いは後方に存在する障害物を検知するに適した障
害物検知システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、車両用障害物検知システ
ムにおいては、実開平３−９５９７９号公報にて示され
ているように、ミラーにより反射されたレーザ光を車両
の前方に向け出射し、この出射レーザ光が前方の障害物
により反射されたときこの反射レーザ光に基づき障害物
を検知するようにしたものがある。

【０００３】そして、この障害物検知システムでは、障
害物の検知範囲を広くするために、ミラーを所定角度範
囲に亘り直流モータにより往復動させるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
単にミラーを直流モータにより所定回動範囲に亘り往復
動させるのみでは、障害物の検知開始時におけるミラー
の往復動位置が特定しない。このため、ミラーの回動過
程における検知障害物が所定回動範囲のどの位置にある
か特定しにくいという不具合がある。

【０００５】また、直流モータによる駆動では、このモ
ータの回転が不安定なため、検知障害物が所定回動範囲
のどの位置にあるか特定しにくいという不具合もある。
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、
障害物に向けてレーザ光を反射するミラーの駆動源とし
てステップモータを採用するとともに、広範囲の障害物
の検知開始時にミラーを所定初期位置に維持することに
より検知精度を高めるようにした障害物検知システムを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、ビーム光出射手段
が、ミラーを回動させるステップモータを有し、駆動制
御手段が、障害物検知開始にあたり、ミラーの回動位置
を初期位置に一致させるようにステップモータの回動位
置を制御する。ここで、上記初期位置を特定するため
に、上記ミラーの一側回動端に相当する位置にストッパ
が設けられている。また、上記ミラーの回動位置が初期
位置に一致した後にビーム光出射手段が上記ビーム光を
発するように当該ビーム光出射手段の発光開始処理が行
われる。

【０００７】これにより、その後のステップモータの回
動が、ストッパにより特定される上記初期位置を基準
に、駆動制御手段によって制御される。このため、上述
のようにビーム光出射手段からその発光開始処理に伴い
発せられるビーム光が障害物により反射された場合、ミ
ラーが上述のように予め初期位置に設定されており、し
かもステップモータを採用しているので、ミラーの回動
位置が、上記初期位置を基準として、ステップモータの
ステップ作用のもと、精度よく算出される。その結果、
障害物の存在位置を精度よく検出できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図８に基づいて説明する。図１は、本発明に係る
車両用障害物検知システムの概略構成を示している。こ
の障害物検知システムは、発光回路１０を備えており、
この発光回路１０はレーザ光を発する。また、この発光
回路１０は、レーザ光の発光タイミングをタイミング信
号として後述するマイクロコンピュータ６０に出力す
る。

【０００９】レーザ光出射装置２０は、当該車両の適所
に装着したミラー機構２０ａと、このミラー機構２０ａ
からのレーザ光を当該車両の前方に向けて出射させる出
射レンズ２０ｂとを備えている。ミラー機構２０ａは、
図２乃至図４にて示す形状を有する基台２１を備えてお
り、この基台２１は、そのフランジ２１ａにて、当該車
両の適所に水平状に装着されている。

【００１０】また、ミラー機構２０ａは、アイドルギア
列２２を備えており、このアイドルギア列２２は、基台
２１のボス２１ｂ内に両軸受け２３を介し回転自在に軸
支した回転軸２４の上端に同軸的に軸支されている。こ
のアイドルギア列２２は、大径ギア２２ａと、この大径
ギア２２ａ上に同軸的に一体に形成した小径ギア２２ｂ
とを備えている（図３参照）。

【００１１】また、ミラー機構２０ａは、図４にて示す
ごとく、ステップモータ２５を有しており、このステッ
プモータ２５は、基台２１の凹所２１ｃ内にてその上壁
に固定されている。ピニオンギア２５ａは、凹所２１ｃ
の上壁の開口を通り延出するステップモータ２５の回転
軸に同軸的に軸支されており、このピニオンギア２５ａ
は、アイドルギア列２２の大径ギア２２ａと噛合してい
る。

【００１２】また、ミラー機構２０ａは、図２及び図３
にて示すごとく、ミラーケース２６を備えており、この
ミラーケース２６は、その基板部２６ａの下面側ボス２
６ｂにて、回動軸２８の上端に同軸的に軸支されてい
る。なお、回動軸２８は、基台２１のボス２１ｄ内に両
軸受け２７を介し回転自在に軸支されている。基板部２
６ａの下面には、円弧状のインターナルギア２６ｃが形
成されており、このインターナルギア２６ｃは、アイド
ルギア列２２の小径ギア２２ｂと噛合している。しかし
て、ミラーケース２６は、インターナルギア２６ｃにて
小径ギア２２ｂと噛合しながらボス２６ｂを中心として
回動する。

【００１３】また、ミラーケース２６は、基板部２６ａ
から鉛直に延出する断面Ｌ字状のケース部２６ｄを有し
ており、このケース部２６ｄには、板状ミラー２９が鉛
直状に収容されている。このミラー２９は、発光回路１
０からのレーザ光を出射レンズ２０ｂに向けて反射す
る。基台２１の上壁には、ストッパＳが、図２にて実線
により示すごとく、形成されており、このストッパＳ
は、ミラーケース２６の図示下方にて基台２１の上壁２
１ｅ上に固定されている。ここで、このストッパＳは、
ミラーケース２６、即ちミラー２９の初期位置（ミラー
２９の図２にて図示一側回動端に相当する）を特定する
役割を果たす。

【００１４】なお、図３にて、符号２６ｅは、捩じりコ
イルスプリングを示しており、この捩じりコイルスプリ
ング２６ｅは、ミラーケース２６を基台２１を基準とし
て一回動方向に付勢し、アイドルギア列２２及びピニオ
ンギア２５ａ間の遊びを吸収している。この場合、捩じ
りコイルスプリング２６ｅのばね力は、ステップモータ
２５のデテントトルクによる保持力よりも小さい。

【００１５】また、障害物検知システムは、受光レンズ
３０を有しており、この受光レンズ３０は、例えば、前
方車両の反射板Ｒにより反射された出射レンズ２０ｂか
らのレーザ光を集光してフォトダイオード４０に受光さ
せる。このフォトダイオード４０は、その受光レーザ光
を検出信号に変換する。増幅器５０は、フォトダイオー
ド４０からの検出信号を増幅してマイクロコンピュータ
６０に出力する。

【００１６】マイクロコンピュータ６０は、図５に示す
フローチャートに従い、発光回路１０及び増幅器５０の
各出力に基づきコンピュータプログラムを実行する。そ
して、このマイクロコンピュータ６０は、発光回路１
０、及びステップモータ２５の駆動回路７０を駆動制御
するための演算処理をする。駆動回路７０は、マイクロ
コンピュータ６０により制御されて、ステップモータ２
５を往復回動させる。なお、このマイクロコンピュータ
６０は、電源オンにより作動する。

【００１７】このように構成した本実施の形態におい
て、電源オンによりマイクロコンピュータ６０を作動状
態におけば、ステップ１００にて、当該車両の車速判定
がなされる。車速が１０ｋｍ／ｈ以上であれば、ステッ
プ１００における判定がＹＥＳとなり、次のステップ１
１０において、ステップモータ２５の位置初期化の処理
がなされる。

【００１８】即ち、ミラー装置２６の基板２６ａをその
一側にてストッパＳに当接させるに十分な時間の間、初
期回動信号（図７及び図８にて符号Ａにて示す回動方向
への信号）が駆動回路７０に出力される。すると、ステ
ップモータ２５が、上記初期回動信号に基づき駆動回路
７０により駆動されてＡ方向へ回転し、アイドラギア列
２２の小径ギア２２ａがピニオン２５ａにより回転さ
れ、インターナルギア２６ｃが、アイドラギア列２２の
大径ギア２２ｂが回転される。

【００１９】これにより、ミラー装置２６が回動してそ
の基板２６ａの一側にてストッパＳに当接する。このた
め、ステップモータ２５の初期位置、即ち、ミラー２９
の初期位置が決まる。その結果、ミラー２９の回動位置
がその一側回動端に初期的に設定される（図６参照）。
その後、車速が１０ｋｍ／ｈ以上であれば、ステップモ
ータ走査ルーチン１２０及びステップ１３０を循環する
処理が繰り返される。

【００２０】ステップモータ走査ルーチン１２０では、
発光回路１０の発光開始処理がなされる。このため、発
光回路１０が、レーザ光を発するとともにこの発光タイ
ミングを表すタイミング信号がマイクロコンピュータ６
０に出力される。また、ステップモータ２５を往復回動
させる往復回動信号（図７及び図８にて両符号Ａ、Ｂに
より示す回動方向の信号）が駆動回路７０に出力され
る。

【００２１】このように、往復回動信号が駆動回路７０
に出力されると、ステップモータ２５が、駆動回路７０
により駆動されて往復回動する。これに伴い、ミラー２
９がピニオン２５ａ及びアイドラギア列２２を介しステ
ップモータ２５により駆動されて、図８にて図示点Ｏ
（回動軸２８に軸心に相当）往復回動する（図７及び図
８参照）。この場合、ミラー２９は、その初期位置から
回動し始め、Ｂ方向へ１４４ｍｓｅｃかけて８°回動
し、その後、Ａ方向へ回動し５６ｍｓｅｃかけて初期位
置に戻る。なお、ステップモータ２５は、３２ステップ
にて４．５ｍｓｅｃおきに０．２５°ずつ回動する。

【００２２】また、上述のように発光回路１０がレーザ
光を発すると、このレーザ光がミラー２９により反射さ
れて出射レンズ２０ｂを通り当該車両の前方に向けて出
射される。この場合、レーザ光の前方照射方向が、ミラ
ー２９の往復回動に応じて、図８にて符号Ｃにて示す範
囲に亘り変化する。このような状態にて、上記出射レー
ザ光が対向車の反射板Ｒにより反射されると、この反射
レーザ光が、受光レンズ３０により受光されてフォトダ
イオード４０に入射する。すると、このフォトダイオー
ド４０の検出信号が増幅器５０により増幅されてマイク
ロコンピュータ６０に出力される。

【００２３】すると、上記タイミング信号と増幅器５０
からマイクロコンピュータ６０への出力との時間的間隔
に応じたステップモータ２５のステップ数に基づき、ミ
ラー２９の回動角が算出され、この回動角により反射板
Ｒの位置が判定される。但し、ミラー２９の回動角の算
出は、そのＡ方向への回動過程においてなされる。この
場合、上述のごとく、ミラー２９の初期位置が予め設定
されており、しかもステップモータ２５を採用している
ので、その後のミラー２９の回動角が上記初期位置を基
準として、ステップモータ２５のステップ作用のもと、
精度よく算出される。その結果、障害物である反射板Ｒ
の存在位置を精度よく検出できる。なお、ピニオン２５
ａ、アイドラギア列２２及びインターナルギア２６ｃに
おける両噛合歯間の遊びが、捩じりコイルスプリングの
付勢力によりなくなっているので、ミラー２９の回動過
程において、上記遊びが障害物検出結果に誤差として混
入することがない。

【００２４】次に、上記実施の形態の変形例につき図９
乃至図１１を参照して説明する。この変形例では、上記
実施の形態にて述べたミラー機構２０ａのミラーケース
２６に代えて、弾性樹脂材料により一体成形したミラー
ケース８０が採用されている。このミラーケース８０
は、その基板部８１（上記実施の形態にて述べたミラー
ケース２６の基板部２６ａに相当する）の下面側ボス８
１ａ（上記実施の形態にて述べたミラーケース２６の下
面側ボス２６ｂに相当する）にて、上記実施の形態にて
述べた回動軸２８の上端に同軸的に軸支されている。な
お、基板部８１の下面には、円弧状のインターナルギア
８１ｂ（上記実施の形態にて述べた円弧状のインターナ
ルギア２６ｃに相当する）が形成されており、このイン
ターナルギア８１ｂは、アイドルギア列２２の小径ギア
２２ｂと噛合している。

【００２５】また、ミラーケース８０は、基板部８１か
ら鉛直に延出する板状ケース部８２（上記実施の形態に
て述べたミラーケース２６のケース部２６ｄに相当す
る）を有しており、このケース部８２には、上記実施の
形態にて述べた板状ミラー２９が鉛直状に収容されてい
る（図９参照）。ここで、ミラーケース８０のミラー２
９に対する収容構成につき図９乃至図１１を参照して詳
細に説明する。板状ケース部８２の上縁中間部位には、
爪８３が前方（ミラー２９側）に向け一体に延出形成さ
れており、この爪８３は、そのＬ字状の先端部８３ａに
て、ミラー２９の上縁部をケース部８２の内壁との間に
挟持している。なお、図１０にて、符号８３ｂは、ミラ
ーケース８０の一体成形時において爪８３の先端部８３
ａの成形に要する抜き穴を示す。

【００２６】板状ケース部８２の左側縁中間部位には、
爪８４が前方に向け一体に延出形成されており、この爪
８４は、そのＬ字状の先端部８４ａにて、ミラー２９の
左縁部をケース部８２の内壁との間に挟持している。な
お、図１０にて、符号８４ｂは、ミラーケース８０の一
体成形時において爪８４の先端部８４ａの成形に要する
抜き穴を示す。

【００２７】板状ケース部８２の右側縁中間部位には、
爪８５が、図９乃至図１１にて示すごとく、一体成形さ
れており、この爪８５は、ケース部８２の背面から前方
に向けＵ字状に延出し、そのＬ字状先端部８５ａにて、
ミラー２９の右縁部をケース部８２の内壁との間に弾力
により挟持している。また、ケース部８２には、各切り
起こし部８６乃至８８が、図９乃至図１１にて示すごと
く、前方に向け、切り起こし形成されており、これら、
各切り起こし部８６乃至８８は、その先端部８６ａ乃至
８８ａにて、ミラー２９の背面を前方に向け弾力により
押圧して各爪８３乃至８５の先端部に押し付けている。

【００２８】以上のように、ケース部８２に一体形成し
た各爪８３乃至８６により、爪８５及び各各切り起こし
部８６乃至８８の弾力のもと、ミラー２９をケース部８
２との間に挟持することで、このミラー２９をミラーケ
ース８０に収容するので、接着剤等を使用しなくても、
ミラー２９が、ミラーケース８０内で振動等に影響され
ることなく、かつ、位置ずれを伴うことなく、ミラーケ
ース８０内に長期に亘りしっかりと固定され得る。

【００２９】この場合、この固定にあたり、上述のよう
に、各爪８３乃至８６をケース部８２に形成するのみで
よいので、ミラー２９のケース部８２に対する固定が、
簡単な構成にて実現できる。また、ミラー２９を新品に
交換する場合には、爪８５の弾力に抗して、ミラー２９
をケース部８２から容易に取り外すことができるので、
上記交換が容易である。その他の構成及び作用効果は上
記実施の形態と同様である。

【００３０】なお、本発明の実施にあたっては、上記捩
じりコイルスプリング２６ｅのばね力は、ステップモー
タ２５のデテントトルクによる保持力よりも大きくステ
ップモータ２５の電源オン時の回転力よりも小さくして
おけば、マイクロコンピュータ６０にてステップモータ
２５の回転角位置の初期化をしなくても、捩じりコイル
スプリング２６ｅのばね力によって、ステップモータ２
５の回転角位置の初期化を行うことができる。

【００３１】また、上記実施の形態では、回動軸２８を
基台２１のボス２１ｄ内に回転自在に軸支する手段とし
て、両軸受け２７を採用した例について説明したが、こ
れら両軸受け２７として、ミニチュアボールベアリング
を採用して実施してもよい。この場合、これらミニチュ
アボールベアリングは、その内輪と外輪との間のクリア
ランスが非常に小さいので、回動軸２８の半径方向への
がたつきを最小限に抑制し得る。

【００３２】その結果、ミラー２９の鉛直方向に対する
倒れ度合を最小限に抑制することができる。また、本発
明の実施にあたっては、車両の前方の障害物を検知する
場合に限らず、車両の後方の障害物を検知する場合に
も、本発明を適用して実施しても、上記実施の形態と同
様の作用効果を達成できる。

【００３３】また、本発明の実施にあたっては、ストッ
パＳに代えて、図２にて二点鎖線により示すごとく、ス
トッパＳａを採用して実施してもよい。ここで、ストッ
パＳａは、ミラー装置２６の基板２６ａの図２の図示上
方にて基台２１の上壁に固定されている。このため、基
板２６ａは、他側回動端にてストッパＳａに当接する。
これによっても、ミラー２９の初期位置が、上記実施の
形態にて述べたと同様に設定される。従って、上記実施
の形態と同様の作用効果を達成できる。

【００３４】また、本発明の実施にあたっては、ストッ
パＳに代えて、スイッチを採用し、ミラー装置２６がＡ
方向へ回動して当該スイッチに当接したときこのスイッ
チを作動させることにより、ステップモータ２５のＡ方
向への回転を禁止するようにしてもよい。また、本発明
の実施にあたっては、レーザ光に限ることなく、ビーム
状の光（ビーム光）であればよく、このビーム光によっ
ても、上記実施の形態と同様の作用効果を達成できる。

【００３５】また、本発明の実施にあたっては、車両に
限らず、船舶、航空機等の各種移動体用障害物検知シス
テムに本発明を適用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る障害物検知システムの概略全体構
成図である。

【図２】図１のレーザ光出射装置の平面図である。

【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。

【図４】図２の４−４線に沿う断面図である。

【図５】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャートである。

【図６】ミラー装置のストッパとの当接状態を示す平面
図である。

【図７】ミラー装置の回動状態を示す平面図である。

【図８】ミラーの回動状態におけるレーザ光の出射方向
の変化を示す説明図である。

【図９】上記実施の形態の変形例の要部を示す平面図で
ある。

【図１０】同変形例においてミラーケースからミラーを
除いた状態における当該ミラーケースの背面図である。

【図１１】図１０にて１１−１１線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・発光回路、２０・・・レーザ出射装置、２０
ａ・・・ミラー駆動機構、２１・・・基台、２２・・・
アイドルギア列、２６・・・ミラーケース、２９・・・
ミラー、３０・・・受光レンズ、６０・・・マイクロコ
ンピュータ、７０・・・駆動回路、Ｓ、Ｓａ・・・スト
ッパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 17/00 - 17/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ビーム光をミラーにより反射して出射す
るビーム光出射手段（１０、２０）と、前記出射ビーム光が障害物により反射されたときこの反
射ビーム光に基づき前記障害物を検知する検知手段（３
０、４０、５０）とを備え、前記ビーム光出射手段が、前記ミラーを回動させるステ
ップモータ（２５）を有し、また、前記ミラーが所定回動範囲にて往復動するように
前記ステップモータを駆動制御する駆動制御手段（６
０、７０）を具備し、この駆動制御手段が、障害物検知開始にあたり、前記ミ
ラーの回動位置を初期位置に一致させるように前記ステ
ップモータの回動位置を制御する障害物検知システムで
あって、前記初期位置を特定するために、前記ミラーの一側回動
端に相当する位置にストッパ（Ｓ、Ｓａ）を設け、前記ミラーの回動位置が初期位置に一致した後に前記ビ
ーム光出射手段が前記ビーム光を発するように当該ビー
ム光出射手段の発光開始処理を行うことを特徴とする障
害物検知システム。