JP3207621B2 - 障害物検知装置 - Google Patents

障害物検知装置

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JP3207621B2 JP17374493A JP17374493A JP3207621B2 JP 3207621 B2 JP3207621 B2 JP 3207621B2 JP 17374493 A JP17374493 A JP 17374493A JP 17374493 A JP17374493 A JP 17374493A JP 3207621 B2 JP3207621 B2 JP 3207621B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ダにより障害物の
位置を検出するようにした障害物検知装置に関するもの
である。
【0002】車両例えば自動車においては、自動操縦の
ため、あるいは運転者に対する前方注意喚起のため、前
方障害物の存在位置を知ることが行なわれている。この
障害物の位置特に方向を検知するため、レ−ダをスキャ
ン式とすることが提案されているが、スキャン式のレ−
ダは極めて高価なものとなる。
【0003】このため、特開昭62−81588号公報
に示すように、レ−ダの受光手段(受信手段)をその受
光範囲(受信範囲)が一部重複するように複数設けて、
この複数の受光手段の数よりも多い数の検知領域を設定
し得るようにしたものが提案されている。より具体的に
は、例えば受光手段を左右2つ設けて、左の受光手段の
みによる左検知領域と、右の受光手段のみによる右検知
領域と、左右両方の検知手段で共に検知される共通領域
との3つの領域設定を行なえるようにして、障害物がこ
の3つの領域のいずれにあるかを大別して識別し得るも
のが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載のものは、受光範囲が一部重複する重複受光範囲
においては、検知障害物の検知精度が悪くなって、障害
物であるのかノイズであるかの判定がむずかしいものと
なる。すなわち、ある1つの受光手段に着目したとき、
その受光範囲の中央位置ではもっとも検知精度が高く、
受光範囲の端部に近づくにつれて検知精度が悪いものと
なる。そして、前述の重複受光範囲というものは、各受
光手段の受光範囲のうち端部付近に位置する領域として
設定されることになるので、この重複受光範囲での障害
物検知精度が悪いものとなってしまう。
【0005】したがって、本発明の目的は、互いに受信
範囲が一部重複するように設定された複数の受信手段を
有するものを前提として、重複受光範囲における障害物
の検知をより精度よくなし得るようにした障害物検知装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、特許請求の範囲における請求項1に記載のよう
に、検知信号を発信する発信手段と、前記発信手段から
発信された検知信号を検知すると共に、互いに受信範囲
が一部重複するように設定された複数の受信手段と、前
記複数の受信手段で受信される受信信号のレベルがそれ
ぞれ所定値以上のとき、前記各受信手段の受信信号を加
算する加算手段と、前記加算手段で加算された後の受信
信号に基づいて障害物までの距離を決定する距離決定手
段と、を備えた構成としてある。
【0007】本発明の好ましい態様は、特許請求の範囲
における請求項2以下の記載の通りである。
【0008】
【発明の効果】請求項1に記載したような構成とするこ
とにより、複数の受信手段での受信信号のレベルがそれ
ぞれ所定値以上であるということは、障害物が重複受光
範囲に位置する可能性が高いときとなるが、このとき各
受信信号を加算することにより、加算された後のノイズ
のレベルはランダムに発生するため平均化されてさほど
大きくならない一方、障害物からの反射に起因して生じ
た受信信号の加算値は大きなピ−ク値を示すことにな
る。したがって、この大きなピ−ク値を基に重複受光範
囲にある障害物までの距離の決定を精度よく行なうこと
が可能になる。請求項2に記載したような構成とするこ
とにより、2つの受信手段での受信レベルがそれぞれ所
定レベル以上になる状態を確実に確保して、障害物まで
の距離決定を確実に行う上で好ましいものとなる。請求
項3に記載したような構成とすることにより、障害物ま
での方向を精度よく決定することができる。
【0009】請求項4に記載したような構成とすること
により、加算手段の作動を所定時間内というように制限
して、複数の受信信号を利用した距離決定を行なう時間
を効果的に確保することができる。
【0010】請求項5に記載したような構成とすること
により、障害物までの距離が近くて重複受光範囲におい
ても十分に障害物の検知精度が高くなるときは、不要に
加算手段を作動させることを防止して、障害物の位置特
に方向を監視する上で好ましいものとなる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。 図1〜図4の説明 図1において、Rは、自動車の前部でかつ左右中間部に
設けられた発光・受光ユニットであり、この発光・受光
ユニットRは、略上下方向に伸びる軸線Oを中心として
回動自在とされたタ−ンテ−ブル1を有する。タ−ンテ
−ブル1上には、1つのレ−ザ発光手段2と、該発光手
段2を挟んで左右対称位置に2つの受光手段PD1、P
D2が固定されている。発光手段2からは所定周期毎に
レ−ザ光が発光されて、この発光されたレ−ザは、レン
ズ5を通過して、前方の障害物Bに衝突して反射され、
この反射されたレ−ザが、ハニカムフィルタ6あるいは
7を通して、受光手段PD1あるいはPD2に受光され
る。
【0012】受光手段PD1の受光範囲はA1で示さ
れ、受光手段PD2の受光範囲はA2で示され、両受光
手段PD1とPD2とで共に受光可能な範囲つまり重複
領域がA3で示される。このように、領域A1は自動車
の右前方部分を主とした検知領域とされ、領域A2は自
動車の左前方部分を主として検知領域とされ、領域A3
は自動車の中央前方を主とした検知領域とされる。図1
では、障害物Bは、領域A2のほぼ中心でかつ比較的近
距離にあり、このときの受光手段PD1、PD2受光レ
ベルは、図2に示すように、受光手段PD2の受光レベ
ルが所定レベルαよりも十分大きく、受光手段PD1に
おける受光レベルは当該所定レベルαよりも小さいもの
となる(零のときもある)。
【0013】タ−ンテ−ブル1は、領域A3に障害物B
が位置するように、つまり左右の受光手段PD1とPD
2との各受光レベルがそれぞれ所定レベルα以上となる
ように駆動され、この駆動後の状態が図2に示される。
このように、障害物Bが領域A3にあるときの左右の受
光手段PD1とPD2との受光レベルが図4に示され
る。なお、障害物Bが極めて遠いときは、当該障害物B
が領域A3に位置していても受光レベルは所定レベルα
よりも小さくなるが、このときは障害物Bはとりあえず
は問題とならない障害物とされる。
【0014】タ−ンテ−ブル1を駆動する駆動手段は、
図1、図3では略してあるが、サ−ボ機構を利用してサ
−ボモ−タおよびポテンショメ−タを有するものとさ
れ、サ−ボモ−タの回転位置つまりタ−ンテ−ブル1の
回動角度がポテンショメ−タにより測定されて、この測
定された回動位置が障害物Bが存在する方向として決定
される。
【0015】図5説明(概要) 図5は、発光・受光ユニットRの駆動制御系統と、障害
物Bの位置デ−タ(実施例では距離デ−タと方向デ−
タ)を得るための制御系統とを示してある。この図5に
おいて、受光手段PD1、PD2の受信信号は電流値と
して検出されるようになっており、PD1で検出される
電流値は、電圧変換回路S1において電圧に変換された
後、アンプS2によって増幅され、増幅された増幅信号
がフリップフロップS3へ(リセット信号として)出力
されると共に、方向検知を兼用した制御回路S24へ出
力される。同様に、PD2で検出される電流値は、電圧
変換回路S11において電圧に変換された後、アンプS
12によって増幅され、増幅された増幅信号がフリップ
フロップS13へ(リセット信号として)出力されると
共に制御回路S24へ出力される。そして、発光手段2
からの発光開始信号が、それぞれS3、S13へ(セッ
ト信号として)出力される。
【0016】各フリップフロップS3、S13からの信
号は、時間計測回路S21へ入力され、このS21から
の出力を受ける距離計測回路によって最終的に障害物ま
での距離が演算される。
【0017】各回路S1〜S3はPD1専用とされ、S
11〜S13はPD2専用として別個独立して設定され
ている。そして、後述する特定の状態のときは、PD2
の出力をPD1の出力と加算するための切換スイッチS
25が設けられている。すなわち、スイッチS25は、
PD1に連なる共通接点K3と、S1とPD1との間に
結線された切換接点K1と、S11へ結線された切換接
点K2とを有する。常時は、切換接点K2が選択され
て、受信手段PD1、PD2の各受信信号は個別に処理
されて、障害物の位置および方向が決定される。各受信
信号PD1およびPD2の受信レベルがそれぞれ所定値
α以上のときは、切換接点K1が選択される。このとき
は、各受信手段での受信信号(電流値)が加算された状
態で、障害物の距離および方向が決定されることにな
る。
【0018】図5の詳細と図6〜図10の説明 次に、図5における制御の概要について、図6〜図10
をも参照しつつ説明する。なお、図6は、切換接点K1
あるいはK2の選択される様子をタイムチャ−ト式に示
すものであり、図7〜図9は、受信レベルの様子を示す
ものである。
【0019】(1)障害物Bまでの距離 障害物Bまでの距離は、先ず、発光手段2から周期的に
発光される発光開始時間(S3あるいはS13のセット
信号入力時)と、受信手段PD12あるいはPD2で受
光されたときの時間(S3あるいはS13に入力される
リセット信号入力時)との時間差がS21で計測され、
この計測時間に基づいて、S22で距離が演算される。
このとき、図7に示すように、受信手段PD1とPD2
とのうちいずれか一方の受信レベルのみが所定値β以上
のとき(β>α)は、この大きい受信レベルを示す方の
受信信号に基づいて距離が決定される(切換接点はK2
が選択されている)。
【0020】また、両方の受信レベルがそれぞれ所定レ
ベルα以上のときは(図8、図9参照)、切換接点K1
が選択されて、各受信レベルが加算され、この加算され
た受信レベルが前記所定値β以上のときを前提として
(図10参照)、上述と同様に距離が決定される。ただ
し、各受信レベルや加算レベルが所定値β以上でないと
きは、障害物Bまでの距離が十分大きいときであるとさ
れる(障害物が特に問題とならない遠い障害物であり、
距離を測定する必要性のないときである)。なお、図8
〜図10にも示すことから明らかなよう、ノイズはラン
ダムに生じるため、加算されたときはその互いの干渉に
よって加算される前のノイズレベルとほぼ同程度のノイ
ズレベルしか示さないものである。
【0021】(2)方向の測定 方向の決定に際しては、先ず、受信手段PD1とPD2
との各受信レベルが所定値α以上となるように駆動手段
S23が駆動される(タ−ンテ−ブル1が回動駆動され
る)。そして、各受信レベルがそれぞれ所定レベルα以
上(好ましくは互いに等しい受信レベルを示す位置とな
るように駆動する)となったときの駆動位置に基づい
て、回路S24によって障害物Bの方向が決定される。
この方向の決定に際しては、各受信レベルがそれぞれ所
定レベルα以上となったとき、駆動手段S23を停止さ
せた状態で切換接点K1を選択して、加算された受信レ
ベルが所定値β以上であることを前提に行なってもよ
い。
【0022】各受信レベルが共に所定レベルαよりも小
さいときは、駆動手段を中立位置として、この中立位置
としたときに、受信レベルが所定レベルβ以上を示す受
信手段が存在する領域(A1あるいはA2)方向が障害
物の方向として決定される。なお、受信レベルが共に所
定レベルβ以上を示さないときは、障害物Bが遠いある
いは左右に大きくずれた位置に存在する場合であって、
自動車の進行方向とは大きく異なるので、障害物として
は問題とならないので、方向判定は不要なときとされ
る。
【0023】(3)その他 切換接点K1が選択されてから所定時間経過した後は、
強制的に切換接点K2側へと切換えられる。また、測定
された距離が所定距離よりも小さいとき、つまり障害物
Bが重複領域A3に存在するときでも受信手段PD1あ
るいはPD2での受信レベルがノイズと明確に区別でき
るように十分高くなるときは、切換接点K1の選択(加
算処理)が禁止される。
【0024】図11の説明 前述した制御内容のうち、切換スイッチS25の切換制
御と、タ−ンテ−ブル1の回動駆動制御の点に着目した
制御内容が、図11のフロ−チャ−トに示される。以下
このフロ−チャ−トについて説明するが、以下の説明で
Pはステップを示す。先ず、P1において、現在切換接
点K1が選択されているか否かが判別される。このP1
の判別でNOのときは、P2において、タイマのカウン
ト値が0にリセットされる。
【0025】P2の後、P3において、受光手段PD1
の受光レベルが所定値α以上であるか否かが判別され
る。P3の判別でYESのときは、P4において、受光
手段PD2の受光レベルが所定値α以上であるか否かが
判別される。P4の判別でYESのときは、障害物Bが
領域A3にある可能性が高いときである。このときは、
P5において、切換接点K1が選択されて、受信信号が
加算された状態とされる。
【0026】P4の判別でNOのときは、P6におい
て、タ−ンテ−ブル1が受光手段PD1側つまり図1時
計回りに回動駆動されて、受光手段PD2によって障害
物を検知する方向に駆動される。また、P3の判別でN
Oのときは、P7において、受光手段PD2の受光レベ
ルが所定値α以上であるか否かが判別される。このP7
の判別でYESのときは、P8において、タ−ンテ−ブ
ル1が受光手段PD2側つまり図1反時計回りに回動駆
動されて、受光手段PD1によって障害物を検知する方
向に駆動される。P7の判別でNOのときは、P9にお
いて、タ−ンテ−ブル1が、中央のニュ−トラル位置と
なるように駆動される。
【0027】P1の判別でYESのときは、P10にお
いて、タイマがカウントアップされた後、P11におい
て、カウト値が所定値以上であるか否かが判別される。
このP11の判別でYESのときは、P12において、
切換接点K2が選択される。また、P11の判別でNO
のときは、P13において、障害物までの距離が所定値
よりも大きいか否かが判別される。このP13の判別で
NOのときも、P12へ移行して、切換接点K2が選択
される。P13の判別でYESのときは、そのまま切換
接点K1が選択され続ける。
【0028】以上実施例について説明したが、受光手段
は、3つ以上であってもよい。また、障害物の方向決定
を、領域A1、A2、A3というように、受光手段の数
よりも多く設定される数の領域毎に大別して識別するよ
うにしたものであってもよく、この場合は駆動手段S2
3を別途設けないようにすることもできる。さらに、検
知信号は、レ−ザ(光)の代りに超音波等を用いること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発光・受光ユニットと検知領域とを示す図。
【図2】図1に示す場合における各受光手段での受光レ
ベルの一例を示す図。
【図3】図1の状態から、障害物が中央の重複した受光
範囲に位置するように発光・受光ユニットを回動させた
ときの図。
【図4】図3に示す場合における各受光手段での受光レ
ベルの一例を示す図。
【図5】本発明の制御系統の一例を示す図。
【図6】切換スイッチの切換制御内容を示すタイムチャ
−ト。
【図7】障害物が重複領域以外の領域にあるときに各受
信手段がとり得る受信レベルを示す図。
【図8】障害物が重複領域にあるときに一方の受信信号
がとり得る受信レベルを示す図。
【図9】障害物が重複領域にあるときに他方の受信信号
がとり得る受信レベルを示す図。
【図10】障害物が重複領域にあるときに両方の受信信
号を加算したときにとり得る受信レベルを示す図。
【図11】切換スイッチの切換制御と発光・受光ユニッ
トの駆動制御とを示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】 R:発光・受光ユニット 1:タ−ンテ−ブル 2:発光手段 PD1:受光手段 PD2:受光手段 S9:切換スイッチ(加算手段) S22:距離演算回路 S24:方向検知を兼用した切換・駆動制御回路 A3:重複領域 B:障害物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−134041(JP,A) 特開 平2−143187(JP,A) 特開 平2−156185(JP,A) 特開 平5−150045(JP,A) 特開 平4−148883(JP,A) 特開 平6−109846(JP,A) 特開 平7−77577(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検知信号を発信する発信手段と、 前記発信手段から発信された検知信号を検知すると共
    に、互いに受信範囲が一部重複するように設定された複
    数の受信手段と、 前記複数の受信手段で受信される受信信号のレベルがそ
    れぞれ所定値以上のとき、前記各受信手段の受信信号を
    加算する加算手段と、 前記加算手段で加算された後の受信信号に基づいて障害
    までの距離を決定する距離決定手段と、 を備えていることを特徴とする障害物検知装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記複数の受信手段の向きを変更する駆動手段が設けら
    れ、 前記複数の受信手段のうち2つの受信手段の受信レベル
    がそれぞれ所定レベル以上となるように前記駆動手段を
    制御する駆動制御手段が設けられ、 前記2つの受信手段での受信レベルがそれぞれ前記所定
    レベル以上であるときに、前記加算手段での加算が行わ
    れると共に該加算された後の受信信号に基づいて前記距
    離決定手段により障害物までの距離が決定される、 ことを特徴とする障害物検知装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記複数の受信手段の向きを変更する駆動手段が設けら
    れ、 前記複数の受信手段のうち2つの受信手段の受信レベル
    がそれぞれ所定レベル以上となるように前記駆動手段を
    制御する駆動制御手段が設けられ、 前記2つの受信手段での受信レベルがそれぞれ前記所定
    レベル以上であるときにおける前記駆動手段の駆動位置
    に基づいて障害物の方向を決定する方向決定手段が設け
    られている、 ことを特徴とする障害物検知装置。
  4. 【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれか1項
    おいて、 前記距離決定手段が、前記加算手段が作動していないと
    きは、前記各受信手段のうちいずれか1つの受信手段に
    よる受信信号に基づいて障害物までの距離を決定するよ
    うに設定され、 前記加算手段の作動が所定時間以内となるように規制す
    る規制手段をさらに備えている ことを特徴とする障害物検知装置
  5. 【請求項5】請求項1ないし請求項3のいずれか1項
    おいて、前記距離 決定手段で決定された障害物までの距離が所定
    距離よりも小さいときに、前記加算手段の作動を禁止す
    る禁止手段をさらに備えている、ことを特徴とする障害
    物検知装置
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