JP3321026B2 - 測距方法、測距装置、測距方法を用いた車間距離測距方法、及び車間距離測距装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス光を測定対
象物へ向けて発光する一方、測定対象物からの反射光を
受光し、発光から受光までの時間を距離に換算すること
により、測定対象物までの距離を計測する測距方法、及
び測距装置に係り、特に、相互に反射率が相違する測定
対象物までの距離を計測した場合であっても、高精度の
測距値を得ることができる測距方法、及び測距装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パルス光を測定対象物へ向け
て発光照射する一方、測定対象物からの反射光を受光
し、発光から受光までの時間を距離に換算することによ
り、測定対象物までの距離を計測する測距装置が一般に
知られている。

【０００３】この測距装置の応用例として、例えば特開
平５−３８９９１号公報には、自車の前部などに取り付
けられ、発光部と受光部とを備えたレーザレーダヘッド
より、パルスレーザ光を先行車へ向けて発光照射する一
方、先行車の後部リフレクタ等からの反射光を自車の受
光部で受光し、発光から受光までの時間を車間距離に換
算することにより、自車と先行車との車間距離を計測す
る車間距離測距装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測距装置にあっては、測定対象物へ向けて発光
照射されたパルス光の強度に対する反射光の強度の割
合、すなわち反射率が、測定対象物における表面の形
状、材質、又は姿勢等の要因に起因して相違するため
に、計測された測距データが誤差を含むものとなるおそ
れがあるという解決すべき課題を内在していた。

【０００５】これについて詳述すると、図８には、ある
強度で発光されたパルス光の発光信号波形と、相互に反
射率が相違する２種類の測定対象物からの反射光の信号
波形と、２種類の反射光のアナログ信号波形が増幅され
るとともにデジタル化されたパルス信号波形とがそれぞ
れ示されているが、この図中において、相互に反射率が
相違する２種類の測定対象物からの反射光の信号波形に
注目すると、高反射率の測定対象物からの反射光の信号
波形は、波高ピーク値が多少減衰しているものの発光信
号波形をほぼ忠実に再現しているのに対し、低反射率の
測定対象物からの反射光の信号波形は、波高ピーク値が
大きく減衰しているとともに立ち上がりもなまっている
ことがわかる。したがって、パルス光が発光されてか
ら、反射光の信号波形が所定の閾値レベルを越える迄に
要する時間を両者間で比較すると、低反射率の反射時間
の方が高反射率のものよりも図８中に示す反射率の相違
による時間誤差分だけ長くなり、この結果、低反射率の
測定対象物までの距離を計測した場合には、実際の距離
よりも遠い測距データ値となってしまうのである。

【０００６】このような実情に鑑みて、相互に反射率が
相違する測定対象物までの距離を計測した場合であって
も、高精度の測距データを得ることができる新規な測距
装置の開発が関係者の間で久しく待ち望まれていた。

【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、パルス光を、その発光強度が順次
複数に切り換わる如く発光させ、各発光強度時における
各々の測距データを所定周期毎に順次取り込み、取り込
んだ各々の測距データ同士の大小関係を比較し、この比
較結果から測定対象物の反射率の高低を推定するととも
に、この推定結果に基づいて測距データ中に含まれる誤
差を補正することにより、相互に反射率が相違する測定
対象物までの距離を計測した場合であっても、高精度の
測距データを得ることができる測距方法、及び測距装置
を提供することを課題とする。

【０００８】また、本発明は、相互に反射率が相違する
先行車までの車間距離を計測した場合であっても、高精
度の車間距離データを得ることができる車間距離測距方
法、及び車間距離測距装置を提供することを課題とす
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
に、請求項１の発明は、パルス光を測定対象物へ向けて
発光する一方、測定対象物からの反射光を受光し、発光
から受光までの時間を距離に換算することにより、測定
対象物までの距離を計測する測距方法であって、パルス
光を、その発光強度が順次複数に切り換わる如く発光さ
せ、各発光強度時における各々の測距データを順次取り
込み、当該取り込んだ各々の測距データ同士の大小関係
を比較し、当該比較結果から測定対象物の反射率の高低
を推定するとともに、該推定結果に基づいて測距データ
中に含まれる誤差を補正することを要旨とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、まず、パルス光
を、その発光強度が順次複数に切り換わる如く発光さ
せ、各発光強度時における各々の測距データを順次取り
込む。次に、この取り込んだ各々の測距データ同士の大
小関係を比較する。そして、この比較結果から測定対象
物の反射率の高低を推定するとともに、該推定結果に基
づいて測距データ中に含まれる誤差を補正する。これに
より、測定対象物の反射率が低い場合に生じる誤差が除
去された測距データを得ることができる。

【００１１】また、請求項２の発明は、パルス光を測定
対象物へ向けて発光する一方、測定対象物からの反射光
を受光し、発光から受光までの時間を距離に換算するこ
とにより、測定対象物までの距離を計測する測距装置で
あって、複数の発光強度でパルス光を発光する発光手段
と、前記発光手段に対し、パルス光の発光強度が順次複
数に切り換わる如くパルス光を発光させる発光制御手段
と、各発光強度時における各々の測距データを算出する
測距データ算出手段と、当該測距データ算出手段で算出
された各々の測距データ同士の大小関係を比較する比較
手段と、当該比較手段での比較結果から測定対象物の反
射率の高低を推定するとともに、該推定結果に基づいて
測距データ中に含まれる誤差を補正する補正手段と、を
備えてなることを要旨とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、まず、発光手段
は、発光制御手段からの発光制御手順にしたがって、パ
ルス光の発光強度が順次複数に切り換わる如くパルス光
を発光する。これを受けて、測距データ算出手段は、各
発光強度時における各々の測距データを算出する。次
に、比較手段は、測距データ算出手段で算出された各々
の測距データ同士の大小関係を比較する。そして、補正
手段は、比較手段での比較結果から測定対象物の反射率
の高低を推定するとともに、該推定結果に基づいて測距
データ中に含まれる誤差を補正する。これにより、測定
対象物の反射率が低い場合に生じる誤差が除去された測
距データを得ることができる。

【００１３】さらに、請求項３の発明は、パルス光を先
行車へ向けて発光する一方、先行車からの反射光を受光
し、発光から受光までの時間を距離に換算することによ
り、自車と先行車間の車間距離を計測する車間距離測距
方法であって、パルス光を、その発光強度が順次複数に
切り換わる如く発光させ、各発光強度時における各々の
車間距離データを順次取り込み、当該取り込んだ各々の
車間距離データ同士の大小関係を比較し、当該比較結果
から先行車の反射率の高低を推定するとともに、該推定
結果に基づいて車間距離データ中に含まれる誤差を補正
することを要旨とする。

【００１４】請求項３の発明によれば、まず、パルス光
を、その発光強度が順次複数に切り換わる如く発光さ
せ、各発光強度時における各々の車間距離データを順次
取り込む。次に、取り込んだ各々の車間距離データ同士
の大小関係を比較する。そして、この比較結果から先行
車の反射率の高低を推定するとともに、該推定結果に基
づいて車間距離データ中に含まれる誤差を補正する。こ
れにより、先行車の反射率が低い場合に生じる誤差が除
去された車間距離データを得ることができる。

【００１５】そして、請求項４の発明は、パルス光を先
行車へ向けて発光する一方、先行車からの反射光を受光
し、発光から受光までの時間を距離に換算することによ
り、自車と先行車間の車間距離を計測する車間距離測距
装置であって、複数の発光強度でパルス光を発光する発
光手段と、前記発光手段に対し、パルス光の発光強度が
順次複数に切り換わる如くパルス光を発光させる発光制
御手段と、各発光強度時における各々の車間距離データ
を算出する車間距離データ算出手段と、当該車間距離デ
ータ算出手段で算出された各々の車間距離データ同士の
大小関係を比較する比較手段と、当該比較手段での比較
結果から先行車の反射率の高低を推定するとともに、該
推定結果に基づいて車間距離データ中に含まれる誤差を
補正する補正手段と、を備えてなることを要旨とする。

【００１６】請求項４の発明によれば、まず、発光手段
は、発光制御手段からの発光制御手順にしたがって、パ
ルス光の発光強度が順次複数に切り換わる如くパルス光
を発光する。これを受けて、車間距離データ算出手段
は、各発光強度時における各々の車間距離データを算出
する。次に、比較手段は、車間距離データ算出手段で算
出された各々の車間距離データ同士の大小関係を比較す
る。そして、補正手段は、比較手段での比較結果から先
行車の反射率の高低を推定するとともに、該推定結果に
基づいて車間距離データ中に含まれる誤差を補正する。
これにより、先行車の反射率が低い場合に生じる誤差が
除去された車間距離データを得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る測距方法、
及び測距装置について、これを自車と先行車間の車間距
離を計測する車間距離測距装置に応用した実施形態を例
示して、図に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施形態に係る測距
装置のブロック構成図、図２は、本発明の第１実施形態
に係る測距装置の一構成要素であるレーザレーダヘッド
のブロック構成図、図３は、本発明の第１実施形態に係
る測距装置の動作説明に供するフローチャート図、図４
乃至図６は、本発明の第１実施形態に係る測距装置の動
作説明に供する図、図７は、本発明の第２実施形態に係
る測距装置の動作説明に供する図である。

【００１９】まず、本発明の第１実施形態に係る測距装
置の概略構成について、本測距装置の応用例である車間
距離測距装置を例示して図１を参照しつつ説明する。

【００２０】同図に示すように、車間距離測距装置１は
ＣＰＵ３を備えており、このＣＰＵ３は、パルスレーザ
光を、その発光強度、すなわちレーザ出力電力が例えば
微弱電力（ＬＯＷ）及び弱電力（ＭＩＤ）、又は弱電力
（ＭＩＤ）及び強電力（ＨＩＧＨ）のいずれか一方の組
み合わせで順次切り換わる如く発光させ、この組み合わ
せに係る各発光強度時における一対の車間距離データを
所定周期毎に順次取り込み、取り込んだ一対の車間距離
データ同士の大小関係を比較し、この比較結果から測定
対象物としての先行車の反射率の高低を推定するととも
に、この推定結果に基づいて車間距離データ中に含まれ
る誤差を補正する等の制御を順次実行する。

【００２１】上記ＣＰＵ３には、上述したような各種処
理プログラム等を格納するＲＯＭ５と、各種処理データ
等を格納するＲＡＭ７とが接続されており、ＲＡＭ７に
は、次述するレーザレーダヘッド９からＣＰＵ３を介し
て取り込まれた車間距離データが順次更新記憶される。
また、ＣＰＵ３には、自車と先行車間の車間距離を所定
周期毎に計測するとともに、計測した車間距離データを
ＣＰＵ３へ順次転送するレーザレーダヘッド９と、自車
の走行速度を所定周期毎に検出し、検出した車速データ
をＣＰＵ３へ転送する車速センサ１１と、電源スイッ
チ、各種モードの切換スイッチ、及びレーザパワーの切
換スイッチなどの操作スイッチ群１３が接続されてい
る。なお、この操作スイッチ群１３としては、後述する
ブザ１９の鳴動又は消音を選択的に切り換えるブザ消音
スイッチと、危険度を判定する際に用いられる減速度定
数を高速道路用と市街地用との間で切り換える高速／市
街地モード切換スイッチと、雨天時に操作されてレーザ
出力の上昇を指示する雨天用レーザパワー切換スイッチ
と、車間距離測距装置１の各構成部材への電源の供給又
は遮断を切り換える電源スイッチとなどがあげられる。

【００２２】さらに、ＣＰＵ３には、ＣＰＵ３から転送
された車間距離データを表示する車間距離表示部１５
と、ＣＰＵ３において車速データ、及び車間距離データ
等を参照して求められた危険度を、例えば赤黄緑の３色
のＬＥＤを使用して、赤は危険、黄色は注意、緑は先行
車ありなどの形態で表示する危険度表示部１７と、危険
度に対応づけてあらかじめ定められた鳴動パターンで鳴
動するブザ１９とが接続されている。

【００２３】次に、上記レーザレーダヘッド９の内部構
成について、図２を参照しつつ説明すると、同図に示す
ように、レーザレーダヘッド９はコントローラ２１を備
えており、このコントローラ２１は、ＣＰＵ３からの指
令に従ってパルスレーザ光の受発光タイミング、及び発
光強度の選択切り換え等を制御し、パルスレーザ光を発
光照射してからその反射光を受光するまでの反射時間デ
ータを取り込み、この取り込んだ反射時間データを車間
距離データに換算し、得られた車間距離データをＣＰＵ
３へ送出する等の制御を実行する。

【００２４】上記コントローラ２１には、パルスレーザ
光の受発光タイミング、及び発光強度の選択切り換えに
係る駆動制御を行うパルスレーザドライバ２３を介し
て、図示しない半導体パルスレーザ発振器などの発光素
子、レンズ、ミラー等を適宜組み合わせて構成された照
射用光学系２５が接続されている。照射用光学系２５に
内蔵された半導体パルスレーザ発振器は、ＣＰＵ３から
の指令に従ってパルスレーザドライバ２３から送出され
る駆動制御信号による受発光タイミング及び発光強度
で、例えば最大１０ＫＨｚの点灯周期、及び３〜１５Ｗ
の間で適宜のレーザ出力電力を選択的に切り換えてパル
スレーザ光を発光照射する如く構成されている。具体的
には、本第１実施形態で採用されるパルスレーザ光の発
光強度、すなわちレーザ出力電力は、３Ｗ程度の微弱電
力（ＬＯＷ）、７Ｗ程度の弱電力（ＭＩＤ）、及び１５
Ｗ程度の強電力（ＨＩＧＨ）の３段階の発光強度が選択
的に切り換え可能に構成されている。

【００２５】前記照射用光学系２５から照射されたパル
スレーザ光の反射光を受光するために、レーザレーダヘ
ッド９には、図示しないフォトコンダクタ又はフォトト
ランジスタなどの受光素子、レンズ、ミラー等を適宜組
み合わせて構成された受光用光学系２７が設けられてい
る。この受光用光学系２７において、受光した反射光は
光電変換されて、反射光の強度を表すアナログ信号形態
の電気信号（以下、アナログ反射光信号と言う。）とし
て出力される。受光用光学系２７には、前記アナログ反
射光信号を増幅するパルスアンプ２９が接続されてお
り、ここでアナログ反射光信号は適宜の振幅に増幅され
る。このパルスアンプ２９には、アナログ反射光信号を
デジタル形態の信号（以下、デジタル反射光信号と言
う。）に変換してこれをトリガ信号として出力するトリ
ガ発生回路３１が接続されており、ここでアナログ反射
光信号はデジタル反射光信号に変換されて、変換後の信
号が受光タイミングを表すトリガ信号とされる。このト
リガ発生回路３１には、距離計測回路３３が接続されて
おり、この距離計測回路３３において、パルスレーザド
ライバ２３からのパルスレーザ光の発光タイミング等に
係る駆動制御信号と、トリガ発生回路３１からのトリガ
信号とを同一時間軸上に重畳させ、発光から受光までの
反射時間が計測され、ここで計測された時間が反射時間
データとして出力される。この距離計測回路３３は、前
述したコントローラ２１に接続されており、このコント
ローラ２１は、距離計測回路３３から出力された反射時
間データを取り込み、取り込んだ反射時間データを車間
距離データに換算して、得られた車間距離データをＣＰ
Ｕ３へ送出する如く構成されている。

【００２６】次に、上述した本発明の第１実施形態に係
る車間距離測距装置の概略動作について、図１乃至図２
に示すブロック構成図、及び図４乃至図６を参照しなが
ら、図３に示す動作フローチャート図に沿って詳細に説
明する。

【００２７】図３に示すように、まず、ＣＰＵ３は、レ
ーザレーダヘッド９に対し、弱電力（ＭＩＤ）のレーザ
出力電力で計測された車間距離データを要求し、この要
求に応答して得られた弱電力での車間距離データ（ＭＩ
Ｄ値）をＲＡＭ７の所定のアドレスに格納する（ステッ
プＳ１）。次に、ＣＰＵ３は、ステップＳ１で取得した
ＭＩＤ値と、予め定められる第１所定距離との大小関係
を比較する（ステップＳ２）。なお、第１所定距離は、
本第１実施形態のように、３段階のパルスレーザ光の発
光強度が選択的に切り換え可能に構成されている場合
に、弱電力（ＭＩＤ）との組み合わせ対象となるレーザ
出力電力として、微弱電力（ＬＯＷ）又は強電力（ＨＩ
ＧＨ）のいずれか一方を選択する際の基準となる距離で
あり、各発光強度での有効測距範囲等を参照して、例え
ば３０ｍなどの適宜の距離に設定される。ステップＳ２
の比較処理の結果、微弱電力（ＬＯＷ）と弱電力（ＭＩ
Ｄ）とを交互に切り換えて各発光強度時の車間距離デー
タを取得する近距離モードと、弱電力（ＭＩＤ）と強電
力（ＨＩＧＨ）とを交互に切り換えて各発光強度時の車
間距離データを取得する遠距離モードとの間で測距モー
ドの振り分けがなされる。また、２段階のパルスレーザ
光の発光強度が選択的に切り換え可能に構成されている
場合には、ステップＳ２の比較処理を省略することがで
きる。さらに、３段階以上のパルスレーザ光の発光強度
を選択的に切り換え可能に構成した場合には、距離モー
ドの振り分けに使用する基準距離を、発光強度の段階数
に応じた種類だけ準備すればよい。

【００２８】ステップＳ２の比較処理の結果、ＭＩＤ値
が第１所定距離より大きい場合、すなわち、測距モード
は遠距離モードであり、弱電力（ＭＩＤ）との組み合わ
せ対象として強電力（ＨＩＧＨ）を採用するのが適当で
ある場合には、ＣＰＵ３は、レーザレーダヘッド９に対
し、弱電力（ＭＩＤ）から強電力（ＨＩＧＨ）へ切り換
え後のレーザ出力電力で計測された車間距離データを要
求し、この要求に応答して得られた強電力での車間距離
データ（ＨＩＧＨ値）をＲＡＭ７の所定のアドレスに格
納する（ステップＳ３）。ここで、レーザ出力電力が強
電力（ＨＩＧＨ）時における車間距離データの計測につ
いて、図５を参照して説明する。図５には、レーザ出力
電力が弱電力（ＭＩＤ）時における反射光信号波形と、
レーザ出力電力が強電力（ＨＩＧＨ）時における反射光
信号波形とが示してある。同図に示すように、ＭＩＤと
ＨＩＧＨのそれぞれの反射光信号波形に注目すると、パ
ルスレーザ光の発光時には、半導体パルスレーザ発振器
に大電流を流すことから必然的にノイズが発生し、この
ノイズレベルは、ＭＩＤよりもＨＩＧＨの方が大きくな
っていることがわかる。そこで、このノイズの影響を除
去するために、図５に示すように、ノイズが収束すると
考えられる時間だけ反射光信号波形を非検出とする不感
帯を設けることにより、発光時のノイズが除去された反
射光信号波形に基づいて、高精度で車間距離データを計
測し得るようにしている。

【００２９】次に、ＣＰＵ３は、ステップＳ１で取得し
たＭＩＤ値からステップＳ３で取得したＨＩＧＨ値を減
算する演算処理を実行するとともに、この演算結果、す
なわち同一の測定対象物に対し、弱電力（ＭＩＤ）と強
電力（ＨＩＧＨ）の２段階のレーザ出力電力を用いて計
測した一対の車間距離データ同士の差分と、予め定めら
れる第２所定距離との大小関係を比較する（ステップＳ
４）。ここで、ステップＳ４において、ＭＩＤ値からＨ
ＩＧＨ値を減算するようにしたのは、一般に、反射光の
受光強度波形のうち、有効な信号とみなす基準となる閾
値レベルを一定値に設定した場合には、発光強度が弱い
方の反射光の受光強度波形が閾値レベルを越えるのに要
する時間は、発光強度が強い方の上記時間よりも長くか
かるために、ＭＩＤ値の方がＨＩＧＨ値よりも大きくな
る傾向があるからであるが、しかし、この傾向は普遍的
なものではないため、上記一対の車間距離データ同士の
差分の絶対値と第２所定距離との大小関係を比較するよ
うに構成することもできる。なお、第２所定距離は、測
定対象物としての先行車の反射率の高低を推定する際の
基準となる距離であり、本車間距離測距装置１で用いら
れている半導体パルスレーザ発振器での測距精度等を考
慮して、例えば２ｍなどの適宜の値に設定される。

【００３０】ステップＳ４の比較演算処理の結果、一対
の車間距離データ同士の差分が第２所定距離より小さい
場合、すなわち、測定対象物の反射率が高いと推定され
た場合には、ＣＰＵ３は、補正値ＡＤＪとして「０」を
設定し（ステップＳ５）、ＨＩＧＨ値から補正値ＡＤＪ
を減算する演算処理を実行し、この演算結果を測距デー
タの表示値として車間距離表示部１５に表示させる（ス
テップＳ６）。つまり、測定対象物の反射率が高いと推
定された場合には、ＨＩＧＨ値に対して補正を行うこと
なしに、ＨＩＧＨ値をそのまま測距データの表示値とし
て採用する。

【００３１】一方、ステップＳ４の比較演算処理の結
果、一対の車間距離データ同士の差分が第２所定距離よ
り大きい場合、すなわち、測定対象物の反射率が低いと
推定された場合には、ＣＰＵ３は、下記の（式．１）に
示す演算を行うことで補正値ＡＤＪを求める（ステップ
Ｓ７）。なお、補正値ＡＤＪを求める際に用いられる計
算式（式．１）は、種々の実験データに基づいて適宜の
関係式を採用することができる。

【００３２】 補正値ＡＤＪ＝Ｘ＊ＨＩＧＨ値＋Ｙ （式．１） （Ｘ＝０．０２，Ｙ＝１） ただし、上記Ｘ，Ｙは、ともに反射率の推定結果から導
出される係数であり、種々の実験データに基づいて適宜
の値を採用することができる。

【００３３】さらに、ＣＰＵ３は、ＨＩＧＨ値からステ
ップＳ７で求められた補正値ＡＤＪを減算する演算処理
を実行し、この演算結果を測距データの表示値として車
間距離表示部１５に表示させる（ステップＳ６）。つま
り、測距モードが遠距離モードであり、かつ測定対象物
の反射率が低いと推定された場合には、ＨＩＧＨ値に対
して所定の計算式で求められる補正値ＡＤＪを減算する
補正を行うことにより、測定対象物の反射率が低い場合
に生じる誤差が除去された測距データを得ることができ
る。

【００３４】ステップＳ２へさかのぼって説明を続ける
と、ステップＳ２の比較処理の結果、ＭＩＤ値が第１所
定距離より小さい場合、すなわち、測距モードは近距離
モードであり、弱電力（ＭＩＤ）との組み合わせ対象と
して微弱電力（ＬＯＷ）を採用するのが適当である場合
には、ＣＰＵ３は、レーザレーダヘッド９に対し、弱電
力（ＭＩＤ）から微弱電力（ＬＯＷ）へ切り換え後のレ
ーザ出力電力で計測された車間距離データを要求し、こ
の要求に応答して得られた微弱電力での車間距離データ
（ＬＯＷ値）をＲＡＭ７の所定のアドレスに格納する
（ステップＳ８）。

【００３５】次に、ＣＰＵ３は、ステップＳ１で取得し
たＭＩＤ値と、予め定められる第３所定距離との大小関
係を比較する（ステップＳ９）。なお、第３所定距離
は、ステップＳ２において測距モードは近距離モードと
判定された車間距離が、さらに、極近距離か否かを判定
する際の基準となる距離であり、例えば１４ｍなどの適
宜の距離に設定される。

【００３６】ステップＳ９の比較処理の結果、ＭＩＤ値
が第３所定距離より小さい場合、すなわち、車間距離が
極近距離である場合には、ＣＰＵ３は、ステップＳ８で
取得したＬＯＷ値からステップＳ１で取得したＭＩＤ値
を減算する演算処理を実行するとともに、この演算結
果、すなわち同一の測定対象物に対し、弱電力（ＭＩ
Ｄ）と微弱電力（ＬＯＷ）の２段階のレーザ出力電力を
用いて計測した一対の車間距離データ同士の差分と、予
め定められる第４所定距離との大小関係を比較する（ス
テップＳ１０）。なお、第４所定距離は、車間距離が極
近距離である場合において、測定対象物としての先行車
の反射率の高低を推定する際の基準となる距離であり、
本車間距離測距装置１で用いられている半導体パルスレ
ーザ発振器での車間距離が極近距離である場合の測距精
度等を考慮して、例えば１．５ｍなどの適宜の値に設定
される。

【００３７】ステップＳ１０の比較演算処理の結果、一
対の車間距離データ同士の差分が第４所定距離より小さ
い場合、すなわち、測定対象物の反射率が高いと推定さ
れた場合には、ＣＰＵ３は、補正値ＡＤＪとして「０」
を設定し（ステップＳ１１）、ＭＩＤ値から補正値ＡＤ
Ｊを減算する演算処理を実行し、この演算結果を測距デ
ータの表示値として車間距離表示部１５に表示させる
（ステップＳ１２）。つまり、車間距離が極近距離であ
り、かつ測定対象物の反射率が高いと推定された場合に
は、ＭＩＤ値に対してなんらの補正を行うことなしに、
ＭＩＤ値をそのまま測距データの表示値として採用す
る。

【００３８】一方、ステップＳ９の比較処理の結果、Ｍ
ＩＤ値が第３所定距離より大きい場合、すなわち、車間
距離が極近距離でない場合には、ＣＰＵ３は、ステップ
Ｓ８で取得したＬＯＷ値からステップＳ１で取得したＭ
ＩＤ値を減算する演算処理を実行するとともに、この演
算結果、すなわち同一の測定対象物に対し、弱電力（Ｍ
ＩＤ）と微弱電力（ＬＯＷ）の２段階のレーザ出力電力
を用いて計測した一対の車間距離データ同士の差分と、
予め定められる第５所定距離との大小関係を比較する
（ステップＳ１３）。なお、第５所定距離は、車間距離
が近距離であるが極近距離ではない場合において、測定
対象物としての先行車の反射率の高低を推定する際の基
準となる距離であり、本車間距離測距装置１で用いられ
ている半導体パルスレーザ発振器での測距精度等を考慮
して、例えば２ｍなどの適宜の値に設定される。

【００３９】ここで、ステップＳ１０で用いた第４所定
距離と、ステップＳ１３で用いた第５所定距離とを、相
互に異なる値に設定した趣旨について図４を参照して説
明する。図４には、同一の測定対象物に対し、微弱電力
（ＬＯＷ）と弱電力（ＭＩＤ）のレーザ出力電力を用い
てそれぞれの車間距離を計測した際の各信号波形の一例
が示してある。同図に示すように、反射光信号の波形の
うち、有効な信号とみなす基準となる閾値レベルを一定
値に設定した場合には、発光開始時点を基準として、発
光強度が弱い方（ＬＯＷ）の反射光信号が閾値レベルを
越えるのに要する時間Ｔａは、発光強度が強い方（ＭＩ
Ｄ）の上記時間Ｔｂよりも時間Ｔａ−Ｔｂだけ長くかか
るために、したがって、ＬＯＷ値とＭＩＤ値との間には
必然的に誤差が生じるのである。そして、この誤差は、
車間距離が長くなるほど大きくなる傾向がある。そこ
で、この車間距離の長短に起因して必然的に発生する誤
差の大小に応じて、反射率の高低を判定する際の基準値
を相互に異なる値に設定することにより、反射率の高低
についての推定を高精度で実行し得るようにしている。

【００４０】さらに、測距データの補正値ＡＤＪを決定
する過程について、図４及び図６を参照して説明する。
図６には、補正の要否を決定する過程が模式的に示して
ある。図４中の時間Ｔａ−Ｔｂは、測定対象物の反射率
の高低に依存する変数であり、また、測定対象物の反射
率の高低と測距データに含まれる誤差とは、反射率高の
場合は誤差は少なくなる一方、反射率低の場合は誤差は
多くなる如く、両者は密接な関係にあることがわかって
いる。そこで、図６に示すように、時間Ｔａ−Ｔｂ、す
なわち弱電力（ＭＩＤ）と微弱電力（ＬＯＷ）のレーザ
出力電力を用いてそれぞれ計測した一対の車間距離デー
タ同士の差分を反射率とみなして、差分値が充分に小さ
い場合には、反射率高と推定されるために測距データの
補正は行わない一方、差分値が大きい場合には、この差
分値の大きさの程度に応じた補正値ＡＤＪを求めるよう
にしている。そして、一般的に高精度とみなすことがで
きる発光強度が強い方（ＭＩＤ）の時間Ｔｂから、補正
値ＡＤＪを減算することで実際の車間距離に相当する時
間ｃを求め、この時間ｃを車間距離に換算することによ
り、反射率低の場合に測距データ中に含まれる誤差が除
去された補正後の測距データを得るようにしている。

【００４１】さて、フローチャートの説明に戻ると、ス
テップＳ１３の比較演算処理の結果、一対の車間距離デ
ータ同士の差分が第５所定距離より大きい場合、すなわ
ち、車間距離は近距離範囲にあるが極近距離ではない場
合において、測定対象物の反射率が低いと推定された場
合には、ＣＰＵ３は、ステップＳ１で取得したＭＩＤ値
と、予め定められる第６所定距離との大小関係を比較す
る（ステップＳ１４）。なお、第６所定距離は、ステッ
プＳ２で近距離範囲と判定された車間距離が、さらに、
どの程度の近距離かを判定する際の基準となる距離であ
り、例えば２０ｍなどの適宜の距離に設定される。

【００４２】ステップＳ１４の比較処理の結果、ＭＩＤ
値が第６所定距離より大きい場合、すなわち、車間距離
が近距離範囲において遠距離に属する場合には、ＣＰＵ
３は、下記の（式．２）に示す演算を行うことで補正値
ＡＤＪを求める（ステップＳ１５）。なお、補正値ＡＤ
Ｊを求める際に用いられる計算式（式．２）は、種々の
実験データに基づいて適宜の関係式を採用することがで
きる。

【００４３】 補正値ＡＤＪ＝Ｘ・ＭＩＤ値＋Ｙ （式．２） （Ｘ＝０．２５，Ｙ＝−１．４） ただし、上記Ｘ，Ｙは、ともに反射率の推定結果から導
出される係数であり、種々の実験データに基づいて適宜
の値を採用することができる。

【００４４】一方、ステップＳ１４の比較処理の結果、
ＭＩＤ値が第６所定距離より小さい場合、すなわち、車
間距離が近距離範囲において遠距離に属しない場合に
は、ＣＰＵ３は、ステップＳ１で取得したＭＩＤ値と、
予め定められる第７所定距離との大小関係を比較する
（ステップＳ１６）。なお、第７所定距離は、ステップ
Ｓ２で測距モードは近距離モードと判定された車間距離
が、さらに、どの程度の近距離かを判定する際の基準と
なる距離であり、例えば１０ｍなどの適宜の距離に設定
される。

【００４５】ステップＳ１６の比較処理の結果、ＭＩＤ
値が第７所定距離より大きい場合、すなわち、車間距離
が近距離範囲において中距離に属する場合には、ＣＰＵ
３は、既述した（式．２）にＸ＝０．２１，Ｙ＝−０．
６を代入して演算を行うことで補正値ＡＤＪを求める
（ステップＳ１７）。

【００４６】一方、ステップＳ１６の比較処理の結果、
ＭＩＤ値が第７所定距離より小さい場合、すなわち、車
間距離が近距離範囲においてさらに近距離に属する場合
には、ＣＰＵ３は、既述した（式．２）にＸ＝０．１
５，Ｙ＝０を代入して演算を行うことで補正値ＡＤＪを
求める（ステップＳ１８）。

【００４７】ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８でそれぞ
れ求められた補正値ＡＤＪを受けて、ＣＰＵ３は、前述
したステップＳ１２と同様の表示値演算処理を実行後
に、全ての処理を終了させる。つまり、測距モードは近
距離モードであり、かつ測定対象物の反射率が低いと推
定された場合には、ＭＩＤ値に対し、近距離の範囲をさ
らに３段階に分割して各段階毎に固有に設定されたそれ
ぞれの補正モードで補正を行うことにより、測定対象物
の反射率が低い場合に生じる誤差が綿密に除去された測
距データを得ることができる。

【００４８】このように、本第１実施形態に係る車間距
離測距装置１によれば、パルスレーザ光を、その発光強
度を表すレーザ出力電力が微弱電力（ＬＯＷ）及び弱電
力（ＭＩＤ）、又は弱電力（ＭＩＤ）及び強電力（ＨＩ
ＧＨ）のいずれか一方の組み合わせで順次切り換わる如
く発光させ、この組み合わせに係る各発光強度時におけ
る一対の車間距離データを所定周期毎に順次取り込み、
取り込んだ一対の車間距離データ同士の大小関係を比較
し、この比較結果から測定対象物としての先行車の反射
率の高低を推定するとともに、反射率が高いと推定され
た場合には、車間距離データ中に含まれる誤差は無視で
きるほど小さいとみなして補正を行わない一方、反射率
が低いと推定された場合には、車間距離データ中に含ま
れる誤差を補正することにより、測定対象物の反射率が
低い場合に生じる誤差が除去された測距データを得るこ
とができる。

【００４９】次に、本発明の第２実施形態に係る測距装
置について、図７を参照して説明する。図７には、例え
ばレーザ出力電力が弱電力（ＭＩＤ）のとき、同一の位
置に反射率が高い測定対象物が存在する場合と低いもの
が存在する場合の両者の反射光信号波形が重ねて示して
ある。

【００５０】同図に示すように、反射光の実際の受光時
間Ｔ０は、反射率の高低にかかわらず発光時間と等しい
一定時間となる。しかし、所定の閾値に設定される動作
レベルを考慮すると、理想的な反射率高での受光認識時
間Ｔｄ、及び反射率低での受光認識時間Ｔｅの両者は相
互に時間Ｔｄ−Ｔｅだけ相違するものとなる。そして、
この時間Ｔｄ−Ｔｅと反射率とは相関があることがわか
っている。そこで、理想的な受光時間Ｔｄを、受光素子
の特性や諸回路での遅延等を考慮してあらかじめ設定し
ておき、理想的な受光時間Ｔｄと、ある測定対象物まで
の距離を測定したときの受光認識時間Ｔｅの差分を求
め、この差分値に応じて補正値ＡＤＪを算出することも
できる。

【００５１】なお、本発明は、上述した実施形態の例に
限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、
その他の態様で実施することができる。

【００５２】すなわち、例えば、本実施形態中、ＣＰＵ
３は、レーザレーダヘッド９から送出される車間距離デ
ータを受けて、比較、補正値演算等の各種処理を実行す
る形態を例示したが、本発明はこの形態に限定されるも
のではなく、ＣＰＵ３の各種処理を、レーザレーダヘッ
ド９に内蔵されるコントローラ２１で実行するように構
成することもできる。

【００５３】最後に、本実施形態中、本発明に係る測距
装置について、その応用例である車間距離測距装置を例
示して説明したが、本発明はこの応用例に限定されるも
のではなく、測定対象物までの距離を測定することが求
められるあらゆる形態の装置に適用することができるこ
とは言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】請求項１、又は２の発明によれば、測定
対象物の反射率が低い場合に生じる誤差が除去された測
距データを得ることができる。

【００５５】そして、請求項３又は４の発明によれば、
先行車の反射率が低い場合に生じる誤差が除去された車
間距離データを得ることができるというきわめて優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置のブロック構成図である。

【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置の一構成要素であるレーザレーダヘッドのブロ
ック構成図である。

【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置の動作説明に供するフローチャート図である。

【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置の動作説明に供する図である。

【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置の動作説明に供する図である。

【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る車間距離
測距装置の動作説明に供する図である。

【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る測距装置
の動作説明に供する図である。

【図８】図８は、従来例に係る不具合の説明に供する図
である。

【符号の説明】

１ 車間距離測距装置 ３ ＣＰＵ ５ ＲＯＭ ７ ＲＡＭ ９ レーザレーダヘッド １１ 車速センサ １３ 操作スイッチ群 １５ 車間距離表示部 １７ 危険度表示部 １９ ブザ ２１ コントローラ ２３ パルスレーザドライバ ２５ 照射用光学系 ２７ 受光用光学系 ２９ パルスアンプ ３１ トリガ発生回路 ３３ 距離計測回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−366785（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−174851（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−179032（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−87582（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス光を測定対象物へ向けて発光する
   一方、測定対象物からの反射光を受光し、発光から受光
   までの時間を距離に換算することにより、測定対象物ま
   での距離を計測する測距方法であって、 パルス光を、その発光強度が順次複数に切り換わる如く
   発光させ、 各発光強度時における各々の測距データを順次取り込
   み、 当該取り込んだ各々の測距データ同士の大小関係を比較
   し、 当該比較結果から測定対象物の反射率の高低を推定する
   とともに、該推定結果に基づいて測距データ中に含まれ
   る誤差を補正することを特徴とする測距方法。
2. 【請求項２】 パルス光を測定対象物へ向けて発光する
   一方、測定対象物からの反射光を受光し、発光から受光
   までの時間を距離に換算することにより、測定対象物ま
   での距離を計測する測距装置であって、 複数の発光強度でパルス光を発光する発光手段と、 前記発光手段に対し、パルス光の発光強度が順次複数に
   切り換わる如くパルス光を発光させる発光制御手段と、 各発光強度時における各々の測距データを算出する測距
   データ算出手段と、 当該測距データ算出手段で算出された各々の測距データ
   同士の大小関係を比較する比較手段と、 当該比較手段での比較結果から測定対象物の反射率の高
   低を推定するとともに、該推定結果に基づいて測距デー
   タ中に含まれる誤差を補正する補正手段と、 を備えてなることを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 パルス光を先行車へ向けて発光する一
   方、先行車からの反射光を受光し、発光から受光までの
   時間を距離に換算することにより、自車と先行車間の車
   間距離を計測する車間距離測距方法であって、 パルス光を、その発光強度が順次複数に切り換わる如く
   発光させ、 各発光強度時における各々の車間距離データを順次取り
   込み、 当該取り込んだ各々の車間距離データ同士の大小関係を
   比較し、 当該比較結果から先行車の反射率の高低を推定するとと
   もに、該推定結果に基づいて車間距離データ中に含まれ
   る誤差を補正することを特徴とする車間距離測距方法。
4. 【請求項４】 パルス光を先行車へ向けて発光する一
   方、先行車からの反射光を受光し、発光から受光までの
   時間を距離に換算することにより、自車と先行車間の車
   間距離を計測する車間距離測距装置であって、 複数の発光強度でパルス光を発光する発光手段と、 前記発光手段に対し、パルス光の発光強度が順次複数に
   切り換わる如くパルス光を発光させる発光制御手段と、 各発光強度時における各々の車間距離データを算出する
   車間距離データ算出手段と、 当該車間距離データ算出手段で算出された各々の車間距
   離データ同士の大小関係を比較する比較手段と、 当該比較手段での比較結果から先行車の反射率の高低を
   推定するとともに、該推定結果に基づいて車間距離デー
   タ中に含まれる誤差を補正する補正手段と、 を備えてなることを特徴とする車間距離測距装置。