JP3669524B2 - 車両用距離測定装置及び距離測定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両に搭載され自車両と自車両の周囲に存在する障害物との距離を測定する車両用距離測定装置とその距離測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の車両用距離測定装置の構成を示すブロック図である。図において１は光を発生すべく送光指令を出力する送光ドライバ、２は送光ドライバ１の送光指令を受け図示しないレーザダイオード等の発光素子を発光させその光を所定の方向に向けて送光する発光回路、３は光が送光された方向に存在し、発光回路２からの光を反射する車両あるいはその他の障害物、４は障害物３によって反射された反射光を受光してその反射光の強度に応じて受光信号を発生する受光回路、５は発光回路１が送光してから受光回路４が反射光を受光するまでの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段で、送光ドライバ１からは送光時点の情報が入力されていると共に受光回路４からは受光信号が入力されている。６は複数回数測定した伝播遅延時間の平均化を行う平均化手段、７は平均化手段６で演算された伝播遅延時間の平均値に基づいて自車両と障害物３との距離を演算する距離演算手段、８は送光ドライバ１、伝播遅延時間測定手段５、平均化手段６及び距離演算手段７を包含するマイクロコンピュータである。なお、距離演算手段７で演算された検出距離は、マイクロコンピュータ８の他の処理に用いられたり、あるいは図示しない他のマイクロコンピュータに送られるなど様々の用途に用いられる。
【０００３】
図１４は従来装置の動作を示すフローチャート、図１５は従来装置の動作を示すタイムチャートである。ステップＳ１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められたスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ここで、障害物３までの真の距離は受光時点までの伝播遅延時間により表されるが、ノイズなどによる影響を考慮してスレッショルドレベルを設定し、受光信号がこれ以上になった時点を受光検出時点としこの受光検出時点までの伝播遅延時間に基づき障害物３までの距離が演算される。ステップＳ４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ５では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ６に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。ステップＳ７では平均化された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離を演算する。この演算は、伝播遅延時間と光速とに基づいて演算する、あるいは伝播遅延時間に対応して距離を格納したテーブル等を用いて行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置の受光検出時点の検出は上述のように行っていたので霧などの外乱により障害物までの距離を誤検出することがあった。これを図を用いて説明する。図１６、図１７は従来の問題点を説明するための説明図で、図１６は霧９が発生したときの測定動作を示し、図１７はそのときの受光検出時点の検出を示す。霧９が発生していない場合は、図１６に実線で示した如く発光回路２から送光された光は障害物３まで到達し、これに反射された光が受光回路４に戻ってくる。このときの受光検出時点は図１７に示すようにｔ２となる。これに対し霧９が発生している場合は、図１６に破線で示した如く発光回路２から送光された光は障害物３まで到達することなく霧９で反射されて受光回路４に戻ってくる。従って、伝播遅延時間は霧９が発生していない場合に比し非常に短くなり図１７にｔ１で示す時点を受光検出時点として検出してしまう。これを防止するためにスレッショルドレベルを図１７に実線で示すレベルから破線で示すレベルに引き上げることも考えられる。しかしながら障害物３が遠距離であれば反射光も弱くなりこれに応じて受光信号も小さくなる。従って図１７に破線で示す信号強度の強い信号を検出しないようにすると、遠距離にある障害物を検出できなくなるという新たな問題点を生じてしまう。
【０００５】
また図１８に示すように障害物３までの距離が同じであっても受光信号の強度により測定した距離に誤差が生じるという問題点があった。図において、ｔ３は受光回路４が反射光を受光した受光時点、ｔ４は受光信号の信号強度が強い場合の受光検出時点、ｔ５は受光信号の信号強度が弱い場合の受光検出時点である。なお、受光信号の信号強度の変化は、障害物が光を反射しやすいものであるか否か、あるいは経時変化や劣化、汚損によって発光回路２あるいは受光回路４の能力が当初よりも低下した場合、もしくは霧、雨による送光の散乱などが挙げられる。
【０００６】
この発明は上述のような問題点を解決すべく為されたものであって、障害物までの距離を誤検出することなく、正確に測定することができる車両用距離測定装置を得ることを目的としている。
【０００７】
また、この発明は、障害物までの距離を誤検出することなく、正確に測定することができる距離測定方法を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用距離測定装置は、電磁波を発生し照射する照射手段と、電磁波が障害物に反射した反射波を受信してこの反射波の強度に応じて受信信号を発生する受信手段と、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識すると共に、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段と、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出手段と、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正する補正手段と、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する距離演算手段とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る距離測定方法は、電磁波を照射してから該電磁波が障害物によって反射された反射波を受信するまでの伝播遅延時間に基づいて障害物までの距離を測定する距離測定方法であって、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信してこの反射波の強度に応じて発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識するステップと、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時するステップと、受信信号の信号強度を検出するステップと、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正するステップと、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算するステップとを有するものである。
【００１０】
【作用】
この発明に係る車両用距離測定装置は、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識し、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時し、受信信号の強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を用いて伝播遅延時間を補正し、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する。
【００１１】
また、この発明に係る距離測定方法は、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信することによって発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識し、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時し、受信信号の強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を用いて伝播遅延時間を補正し、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する。
【００１２】
【実施例】
実施例１．
実施例１は、霧、雨などの外乱によって障害物を誤検出することがないと共に、障害物が遠距離にあっても確実に距離を測定することができる車両用距離測定装置及び距離測定方法を提供するものである。図１に実施例１の構成をブロック図で示す。図において１は電磁波の一種である光を発生すべく送光指令を出力する送光ドライバ、２は送光ドライバ１の送光指令を受け図示しないレーザダイオード等の発光素子を発光させその光を所定の方向に向けて送光する照射手段としての発光回路、３は光が送光された方向に存在し、発光回路２からの光を反射する車両あるいはその他の障害物、４は障害物３によって反射された反射波である反射光を受光してその反射光の強度に応じて受信信号である受光信号を発生する受信手段としての受光回路、１０は発光回路１が送光してから受光回路４が反射光を受光するまでの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段で、送光ドライバ１からは送光時点の情報が入力されていると共に受光回路４からは受光信号が入力されている。６は複数回数測定した伝播遅延時間の平均化を行う平均化手段、７は平均化手段６で演算された伝播遅延時間の平均値に基づいて自車両と障害物３との距離を演算する距離演算手段、８は送光ドライバ１、伝播遅延時間測定手段、平均化手段６及び距離演算手段７を包含するマイクロコンピュータである。なお、距離演算手段７で演算された検出距離は、マイクロコンピュータ８の他の処理に用いられたり、あるいは図示しない他のマイクロコンピュータに送られるなど様々の用途に用いられる。
【００１３】
実施例１の動作は従来装置と略同様で、受信検出時点としての受光検出時点の検出の仕方が異なっている。図２は実施例１の伝播遅延時間測定手段１０の動作を説明する説明図である。この伝播遅延時間測定手段１０において設定された比較値としてのスレッショルドレベルは、伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が、即ち、図示左側ほど大きくなるように設定されている。これは、例えばＲＣ直列回路から成る積分回路の放電曲線を利用しており、その曲線の選択はＲＣ直列回路の時定数を変更することにより為される。
【００１４】
図２において、霧、雨などの外乱による受光信号を破線で示す。外乱による受光信号は伝播遅延時間が比較的に短い部分で発生し、その位置はほぼ決まっている。また、外乱による反射は障害物３に反射した光に比しその強度が小さい。従って、図２の如くスレッショルドレベルを設定すれば、外乱による受光信号がスレッショルドレベルを超えることがないので、外乱による受光信号を障害物３による受光信号であると誤認することがない。また、実際に、近距離に障害物３がある場合には送光した光の散乱が少ないために比較的に大きな信号強度の受光信号が発生する。この場合には図示した如く受光信号はスレッショルドレベルよりも充分大きくなり、伝播遅延時間測定手段１０は受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として認識する。よって、伝播遅延時間が短い部分のスレッショルドレベルを大きくしても障害物３を検出できなくなると言うことはない。更に、障害物３が遠距離にある場合は、近距離にある場合に比し受光信号の信号強度が小さくなっている。しかしながら、図示した如く、伝播遅延時間が比較的に長い部分ではスレッショルドレベルを充分小さくしているので障害物３を確実に検出することができる。
【００１５】
よって、実施例１によれば、外乱による反射光を障害物であると誤認することが無いと共に、障害物が遠距離にあったとしてもその距離を測定することができる。
【００１６】
また、上記実施例ではスレッショルドレベルをＲＣ直列回路で簡単に作成できる左上がりの曲線としたが、これに限られることなく伝播遅延時間が短い領域では検出レベルが比較的に大きく、且つ伝播遅延時間が長い領域では検出レベルが比較的に小さいものであればよい。例えば、図２に示す如く、１点鎖線ａのように曲線を複数本の直線で近似するもの、２点鎖線ｂのように左上がりの階段波形とするもの、３点鎖線ｃのように伝播遅延時間が比較的に短い部分は左上がりの直線としそれ以降を水平線とするもの、４点鎖線ｄのように伝播遅延時間が比較的に短い部分では比較値の値が大きく且つ伝播遅延時間が比較的に長い部分では比較値の値が小さいものなど様々の手法が考えられる。
【００１７】
実施例２．
実施例２は受光信号の信号強度の違いにより測定距離に誤差が生じることを無くする車両用距離測定装置及び距離測定方法を得るものである。図３は受光信号の信号強度の違いにより誤差が生じることを説明する説明図である。これは例えば、障害物３までの距離が同じであっても、障害物３の反射率あるいは大きさが異なる場合を示している。受光信号の信号強度は反射光の強度に応じたものとなっているため、障害物３の反射率が大きいあるいは外形が大きい場合には信号強度が強くなると共に、障害物３の反射率が小さいあるいはその外形が小さい場合には信号強度が弱くなる。
【００１８】
図３においては、受光時点までの時間、即ち障害物３までの距離が同じであることが示されている。しかしながら、上述したように障害物３までの距離は、送光時点から受光検出時点までの伝播遅延時間に基づいて演算されている。即ち、測定距離として演算された値には、受光時点から受光検出時点までの時間に相当する距離が誤差として含まれている。ここで、受光信号の信号強度が異なる場合を比較してみると信号強度が弱い受光信号の場合はその立ち上がりが緩やかになっているためスレッショルドレベルに達するまでに時間を要しており、このため信号強度が強い場合に比しその誤差が大きくなっている。実施例２はこのような問題点を解決し、受光信号の信号強度に関わらず、正確に障害物までの距離を検出するものである。
【００１９】
図４は実施例２の構成を示すブロック図、図５は実施例２の動作を示すフローチャートである。図において、前出と同一符号を付しているものは前出と同一あるいは相当部分を示す。図において、１１は受光回路４で発生した受光信号の信号強度即ち受光レベルを検出する信号強度検出手段としての受光レベル検出手段、１２は複数回数測定した伝播遅延時間及び受光レベルを平均化処理する平均化手段、１３は平均化を行った受光レベルに応じて第１の補正値としての補正値を決定する補正値決定手段、１４は決定した補正値によって平均化手段１２で平均化された伝播遅延時間を補正する補正手段であって、補正値決定手段１３と補正手段１４とは第１の補正手段を構成している。
【００２０】
次に図５を用いて実施例２の動作を説明する。ステップＳ１１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ１２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ１３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められたスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ここで、障害物３までの真の距離は受光時点までの伝播遅延時間により表されるが、ノイズなどによる影響を考慮してスレッショルドレベルを設定し、受光信号がこれ以上になった時点を受光検出時点としこの受光検出時点までの伝播遅延時間に基づき障害物３までの距離が演算される。ステップＳ１４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ１５では受光信号の受光レベル、即ち図３に示す信号レベルを検出する。ステップＳ１６では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ１１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ１７に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。同様にステップＳ１８では１０回分の受光レベルが平均化される。
【００２１】
ステップＳ１９では平均化された受光レベルに応じて補正値が決定される。この補正値は図３に示すように、平均化された受光レベルがｈ１であったときは誤差ｄ１に対応する補正値、平均化された受光レベルがｈ２であったときは誤差ｄ２に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは受光レベルに対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された受光レベルの値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００２２】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で平均化された伝播遅延時間にステップＳ１９で決定された補正値が加算される。ステップＳ２１では補正された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離が演算される。この演算は、伝播遅延時間と光速とに基づいて演算する、あるいは伝播遅延時間に対応して距離を格納したテーブル等を用いて行われる。
【００２３】
従って、実施例２によれば、受光信号の信号強度によって障害物までの測定距離に誤差が生じるということがない。
【００２４】
なお、実施例２では補正値を複数個設定してテーブルから読み出すようにしたが、関数などを有しておいてその関数に基づいて補正値を連続的に演算するようにしても良い。
【００２５】
また、実施例２では、補正値を時間データとしたが距離データとしても良い。即ち、まず平均化した伝播遅延時間に相当する距離を演算する。ここで補正値は、図３に示す誤差ｄ１あるいはｄ２の時間に相当する距離のデータとして設定されている。従って、信号強度に応じて距離データとして設定された補正値を読み込み、この補正値と平均化した伝播遅延時間に相当する距離とを演算すればよい。
【００２６】
また、実施例２では信号強度の判定に受光信号のピークレベルを用いたが、これは信号の強度を表すものであればどのようなものを使用しても良く、例えば受光信号を積分してその積分値により判定するようにしても良い。
【００２７】
実施例３．
実施例３は実施例１の改良に関するものであって、障害物までの距離に応じて測定距離を補正するというものである。図６は実施例１の更なる課題を示す説明図であって、受光信号の信号強度が同じであるがその距離が異なる場合を示している。実施例１では外乱による誤検出を防止するためにスレッショルドレベルを左上がりとし、伝播遅延時間が比較的に短い部分の検出感度を下げた。しかしながら、図６に示すように同じ信号強度の受光信号であっても伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が、即ち障害物３までの距離が短いほど誤差が大きくなる。そこで実施例３では、測定した距離に応じて補正値を決定し測定距離を補正するようにしている。
【００２８】
図７は、実施例３の構成を示すブロック図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１５は距離演算手段７により演算された測定距離に基づき第２の補正値である補正値を決定する補正値決定手段、１６は補正値決定手段１５により決定された補正値に基づき測定距離を補正する補正手段であって、補正値決定手段１５及び補正手段１６は第２の補正手段を構成している。
【００２９】
図８は実施例３の動作を示すフローチャートであって、この図を用いて実施例３の動作を説明する。ステップＳ３１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ３２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ３３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められた左上がりのスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ステップＳ３４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ３５では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ３１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ３６に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。
【００３０】
ステップＳ３７ではステップＳ３６で得られた平均化された伝播遅延時間に応じて補正値が決定される。この補正値は図６に示すように、平均化された伝播遅延時間がＬ１であったときは誤差ｄ３に対応する補正値、平均化された伝播遅延時間がＬ２であったときは誤差ｄ４に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは平均化された伝播遅延時間に対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された伝播遅延時間の値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３１】
ステップＳ３８では、平均化された伝播遅延時間とステップＳ３７で決定された補正値とが加算される。ステップＳ３９ではステップＳ３８で補正された伝播遅延時間に基づき障害物との距離を演算する。
【００３２】
よって、実施例３によれば、障害物と自車両との距離が異なっても正確に障害物までの距離を測定することができる。
【００３３】
なお、実施例３では補正値を複数個設定してテーブルから読み出すようにしたが、関数などを有しておいてその関数に基づいて補正値を連続的に演算するようにしても良い。
【００３４】
また、実施例３では、補正値を時間データとしたが距離データとしても良い。即ち、まず平均化した伝播遅延時間に相当する距離を演算する。ここで補正値は、図３に示す誤差ｄ３あるいはｄ４の時間に相当する距離のデータとして設定されている。従って、平均化した伝播遅延時間に基づいて演算された障害物までの距離に応じて距離データとして設定された補正値を読み込み、この補正値と該障害物までの距離とを加算すればよい。
【００３５】
実施例４．
実施例４は、実施例１乃至３を組み合わせたものである。図９は実施例４の構成を示すブロック図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１７は、２つの補正値によって補正を行う補正手段である。送光ドライバ１から送光指令が出力されると、発光回路２がこれを受けて所定の方向に光を送光する。この光は障害物３に反射されてその反射光の一部が受光回路４に受光される。反射光を受けた受光回路４はその反射光の強度に応じた受光信号を発生し伝播遅延時間測定手段１０に与える。伝播遅延時間測定手段１０は、伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値がそのレベルを大きく設定されたスレッショルドレベルと受光信号とを比較し、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として認識し、送光指令出力時点から受光検出時点までの時間を伝播遅延時間として測定する。また、受光レベル検出手段１１では、受光信号の信号レベルが検出される。伝播遅延時間と受光レベルとはそれぞれ複数回数、例えば１０回測定され、平均化手段１２で各々平均化される。補正値決定手段１３では平均化手段１２で平均化された受光レベルに基づいて第１の補正値が決定される。また、補正値決定手段１５では、平均化手段１２で平均化された伝播遅延時間に基づいて第２の補正値が決定される。補正手段１７では決定された、第１及び第２の補正値により伝播遅延時間を補正し、距離演算手段７ではこの補正された伝播遅延時間に基づいて障害物３との距離が演算され出力される。なお、実施例４において、補正値決定手段１３及び補正手段１７は第１の補正手段を構成していると共に、補正値決定手段１５及び補正手段１７は第２の補正手段を構成している。
【００３６】
図１０は、実施例４の動作を示すフローチャートである。ステップＳ４１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ４２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ４３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められた左上がりのスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ステップＳ４４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ４５では受光信号の受光レベル、即ち図３に示す信号レベルを検出する。ステップＳ４６では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ４１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ４７に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。同様にステップＳ４８では１０回分の受光レベルが平均化される。
【００３７】
ステップＳ４９では平均化された受光レベルに応じて補正値が決定される。この補正値は図３に示すように、平均化された受光レベルがｈ１であったときは誤差ｄ１に対応する補正値、平均化された受光レベルがｈ２であったときは誤差ｄ２に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは受光レベルに対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された受光レベルの値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３８】
ステップＳ５０ではステップＳ４７で得られた平均化された伝播遅延時間に応じて補正値が決定される。この補正値は図６に示すように、平均化された伝播遅延時間がＬ１であったときは誤差ｄ３に対応する補正値、平均化された伝播遅延時間がＬ２であったときは誤差ｄ４に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは平均化された伝播遅延時間に対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された伝播遅延時間の値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３９】
ステップＳ５１では、ステップＳ４７で平均化された伝播遅延時間にステップＳ４９で決定された補正値とステップＳ５０で決定された補正値とがそれぞれ加算される。ステップＳ５２では補正された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離が演算される。
【００４０】
従って、実施例４によれば、霧、雨などの外乱による誤検出の防止、受光信号の信号強度あるいは障害物までの距離の差による測定誤差の縮小が図れ、信頼性が高く、且つ正確な距離測定が可能な車両用距離測定装置及び距離測定方法が得られる。
【００４１】
実施例５．
実施例５は実施例４の簡略化を図ったものである。実施例４では第１の補正手段による補正と第２の補正手段による補正とを時系列的に行ったが、実施例５ではこれを第３の補正手段により一括して行う。図１１に実施例５の構成をブロック図で示す。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１８は第３の補正手段としての補正手段であって、実施例４で言えば補正値決定手段１３、１５及び補正手段１７がこれに相当し、実施例５ではこれを単一の手段で構成している。
【００４２】
図１２は、実施例５の動作を示す説明図である。なお、実施例５の基本的な動作は実施例４と同様である。上述にて説明したように、平均化手段１２からは平均化された伝播遅延時間と平均化された受光レベルとが出力される。補正手段１８はこの２つの情報を受け第３の補正値としての補正値を演算する。即ち、平均化された伝播遅延時間により図１２に示された補正値テーブルＬ１乃至Ｌｎのうちの何れかを選択すると共に、平均化された受光レベルにより該補正値テーブルの内の何れのアドレスに格納された値を使用するかを決定する。これにより得られた補正値は平均化された伝播遅延時間と加算される。そして、距離演算手段７は、補正された伝播遅延時間に基づいて障害物までの距離を演算する。
【００４３】
従って、実施例５によれば、装置の簡略化が可能であると共に、演算の簡略化が図れる。
【００４４】
なお、実施例５では複数の補正値テーブルを用意しこれを選択して使用するようにしたが、伝播遅延時間と受光レベルとをパラメータとする２次元テーブルに補正値を格納し１度の読み出し処理で補正値を得るようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
従って、この発明に係る車両用距離測定装置によれば、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識すると共に、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段と、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出手段と、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正する補正手段と、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する距離演算手段とを備えたので、障害物を誤検出することがなくしかも正確な距離を測定でき、装置の簡略化を図ることができる。
【００４６】
また、この発明に係る距離測定方法によれば、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信してこの反射波の強度に応じて発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識するステップと、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時するステップと、受信信号の信号強度を検出するステップと、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正するステップと、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算するステップとを有するので、外乱による障害物の誤検出がないと共に障害物までの距離を正確に測定でき、演算を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施例１の伝播遅延時間測定手段１０の動作を説明する説明図である。
【図３】 受光信号の信号強度の違いにより誤差が生じることを説明する説明図である。
【図４】 実施例２の構成を示すブロック図である。
【図５】 実施例２の動作を示すフローチャートである。
【図６】 実施例１の更なる課題を示す説明図である。
【図７】 実施例３の構成を示すブロック図である。
【図８】 実施例３の動作を示すフローチャートである。
【図９】 実施例４の構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施例４の動作を示すフローチャートである。
【図１１】 実施例５の構成を示すブロック図である。
【図１２】 実施例５の動作を示す説明図である。
【図１３】 従来の車両用距離測定装置を示すブロック図である。
【図１４】 従来装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】 従来装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【図１７】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【図１８】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【符号の説明】
１：送光ドライバ、２：発光回路、３：障害物、４：受光回路、５：伝播遅延時間測定手段、６：平均化手段、７：距離演算手段、８：マイクロコンピュータ、９：霧、１０：伝播遅延時間測定手段、１１：受光レベル検出手段、１２：平均化手段、１３：補正値決定手段、１４：補正手段、１５：補正値決定手段、１６：補正手段、１７：補正手段、１８：補正手段
【産業上の利用分野】
この発明は、車両に搭載され自車両と自車両の周囲に存在する障害物との距離を測定する車両用距離測定装置とその距離測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の車両用距離測定装置の構成を示すブロック図である。図において１は光を発生すべく送光指令を出力する送光ドライバ、２は送光ドライバ１の送光指令を受け図示しないレーザダイオード等の発光素子を発光させその光を所定の方向に向けて送光する発光回路、３は光が送光された方向に存在し、発光回路２からの光を反射する車両あるいはその他の障害物、４は障害物３によって反射された反射光を受光してその反射光の強度に応じて受光信号を発生する受光回路、５は発光回路１が送光してから受光回路４が反射光を受光するまでの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段で、送光ドライバ１からは送光時点の情報が入力されていると共に受光回路４からは受光信号が入力されている。６は複数回数測定した伝播遅延時間の平均化を行う平均化手段、７は平均化手段６で演算された伝播遅延時間の平均値に基づいて自車両と障害物３との距離を演算する距離演算手段、８は送光ドライバ１、伝播遅延時間測定手段５、平均化手段６及び距離演算手段７を包含するマイクロコンピュータである。なお、距離演算手段７で演算された検出距離は、マイクロコンピュータ８の他の処理に用いられたり、あるいは図示しない他のマイクロコンピュータに送られるなど様々の用途に用いられる。
【０００３】
図１４は従来装置の動作を示すフローチャート、図１５は従来装置の動作を示すタイムチャートである。ステップＳ１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められたスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ここで、障害物３までの真の距離は受光時点までの伝播遅延時間により表されるが、ノイズなどによる影響を考慮してスレッショルドレベルを設定し、受光信号がこれ以上になった時点を受光検出時点としこの受光検出時点までの伝播遅延時間に基づき障害物３までの距離が演算される。ステップＳ４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ５では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ６に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。ステップＳ７では平均化された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離を演算する。この演算は、伝播遅延時間と光速とに基づいて演算する、あるいは伝播遅延時間に対応して距離を格納したテーブル等を用いて行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置の受光検出時点の検出は上述のように行っていたので霧などの外乱により障害物までの距離を誤検出することがあった。これを図を用いて説明する。図１６、図１７は従来の問題点を説明するための説明図で、図１６は霧９が発生したときの測定動作を示し、図１７はそのときの受光検出時点の検出を示す。霧９が発生していない場合は、図１６に実線で示した如く発光回路２から送光された光は障害物３まで到達し、これに反射された光が受光回路４に戻ってくる。このときの受光検出時点は図１７に示すようにｔ２となる。これに対し霧９が発生している場合は、図１６に破線で示した如く発光回路２から送光された光は障害物３まで到達することなく霧９で反射されて受光回路４に戻ってくる。従って、伝播遅延時間は霧９が発生していない場合に比し非常に短くなり図１７にｔ１で示す時点を受光検出時点として検出してしまう。これを防止するためにスレッショルドレベルを図１７に実線で示すレベルから破線で示すレベルに引き上げることも考えられる。しかしながら障害物３が遠距離であれば反射光も弱くなりこれに応じて受光信号も小さくなる。従って図１７に破線で示す信号強度の強い信号を検出しないようにすると、遠距離にある障害物を検出できなくなるという新たな問題点を生じてしまう。
【０００５】
また図１８に示すように障害物３までの距離が同じであっても受光信号の強度により測定した距離に誤差が生じるという問題点があった。図において、ｔ３は受光回路４が反射光を受光した受光時点、ｔ４は受光信号の信号強度が強い場合の受光検出時点、ｔ５は受光信号の信号強度が弱い場合の受光検出時点である。なお、受光信号の信号強度の変化は、障害物が光を反射しやすいものであるか否か、あるいは経時変化や劣化、汚損によって発光回路２あるいは受光回路４の能力が当初よりも低下した場合、もしくは霧、雨による送光の散乱などが挙げられる。
【０００６】
この発明は上述のような問題点を解決すべく為されたものであって、障害物までの距離を誤検出することなく、正確に測定することができる車両用距離測定装置を得ることを目的としている。
【０００７】
また、この発明は、障害物までの距離を誤検出することなく、正確に測定することができる距離測定方法を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用距離測定装置は、電磁波を発生し照射する照射手段と、電磁波が障害物に反射した反射波を受信してこの反射波の強度に応じて受信信号を発生する受信手段と、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識すると共に、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段と、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出手段と、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正する補正手段と、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する距離演算手段とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る距離測定方法は、電磁波を照射してから該電磁波が障害物によって反射された反射波を受信するまでの伝播遅延時間に基づいて障害物までの距離を測定する距離測定方法であって、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信してこの反射波の強度に応じて発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識するステップと、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時するステップと、受信信号の信号強度を検出するステップと、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正するステップと、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算するステップとを有するものである。
【００１０】
【作用】
この発明に係る車両用距離測定装置は、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識し、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時し、受信信号の強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を用いて伝播遅延時間を補正し、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する。
【００１１】
また、この発明に係る距離測定方法は、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信することによって発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識し、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時し、受信信号の強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を用いて伝播遅延時間を補正し、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する。
【００１２】
【実施例】
実施例１．
実施例１は、霧、雨などの外乱によって障害物を誤検出することがないと共に、障害物が遠距離にあっても確実に距離を測定することができる車両用距離測定装置及び距離測定方法を提供するものである。図１に実施例１の構成をブロック図で示す。図において１は電磁波の一種である光を発生すべく送光指令を出力する送光ドライバ、２は送光ドライバ１の送光指令を受け図示しないレーザダイオード等の発光素子を発光させその光を所定の方向に向けて送光する照射手段としての発光回路、３は光が送光された方向に存在し、発光回路２からの光を反射する車両あるいはその他の障害物、４は障害物３によって反射された反射波である反射光を受光してその反射光の強度に応じて受信信号である受光信号を発生する受信手段としての受光回路、１０は発光回路１が送光してから受光回路４が反射光を受光するまでの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段で、送光ドライバ１からは送光時点の情報が入力されていると共に受光回路４からは受光信号が入力されている。６は複数回数測定した伝播遅延時間の平均化を行う平均化手段、７は平均化手段６で演算された伝播遅延時間の平均値に基づいて自車両と障害物３との距離を演算する距離演算手段、８は送光ドライバ１、伝播遅延時間測定手段、平均化手段６及び距離演算手段７を包含するマイクロコンピュータである。なお、距離演算手段７で演算された検出距離は、マイクロコンピュータ８の他の処理に用いられたり、あるいは図示しない他のマイクロコンピュータに送られるなど様々の用途に用いられる。
【００１３】
実施例１の動作は従来装置と略同様で、受信検出時点としての受光検出時点の検出の仕方が異なっている。図２は実施例１の伝播遅延時間測定手段１０の動作を説明する説明図である。この伝播遅延時間測定手段１０において設定された比較値としてのスレッショルドレベルは、伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が、即ち、図示左側ほど大きくなるように設定されている。これは、例えばＲＣ直列回路から成る積分回路の放電曲線を利用しており、その曲線の選択はＲＣ直列回路の時定数を変更することにより為される。
【００１４】
図２において、霧、雨などの外乱による受光信号を破線で示す。外乱による受光信号は伝播遅延時間が比較的に短い部分で発生し、その位置はほぼ決まっている。また、外乱による反射は障害物３に反射した光に比しその強度が小さい。従って、図２の如くスレッショルドレベルを設定すれば、外乱による受光信号がスレッショルドレベルを超えることがないので、外乱による受光信号を障害物３による受光信号であると誤認することがない。また、実際に、近距離に障害物３がある場合には送光した光の散乱が少ないために比較的に大きな信号強度の受光信号が発生する。この場合には図示した如く受光信号はスレッショルドレベルよりも充分大きくなり、伝播遅延時間測定手段１０は受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として認識する。よって、伝播遅延時間が短い部分のスレッショルドレベルを大きくしても障害物３を検出できなくなると言うことはない。更に、障害物３が遠距離にある場合は、近距離にある場合に比し受光信号の信号強度が小さくなっている。しかしながら、図示した如く、伝播遅延時間が比較的に長い部分ではスレッショルドレベルを充分小さくしているので障害物３を確実に検出することができる。
【００１５】
よって、実施例１によれば、外乱による反射光を障害物であると誤認することが無いと共に、障害物が遠距離にあったとしてもその距離を測定することができる。
【００１６】
また、上記実施例ではスレッショルドレベルをＲＣ直列回路で簡単に作成できる左上がりの曲線としたが、これに限られることなく伝播遅延時間が短い領域では検出レベルが比較的に大きく、且つ伝播遅延時間が長い領域では検出レベルが比較的に小さいものであればよい。例えば、図２に示す如く、１点鎖線ａのように曲線を複数本の直線で近似するもの、２点鎖線ｂのように左上がりの階段波形とするもの、３点鎖線ｃのように伝播遅延時間が比較的に短い部分は左上がりの直線としそれ以降を水平線とするもの、４点鎖線ｄのように伝播遅延時間が比較的に短い部分では比較値の値が大きく且つ伝播遅延時間が比較的に長い部分では比較値の値が小さいものなど様々の手法が考えられる。
【００１７】
実施例２．
実施例２は受光信号の信号強度の違いにより測定距離に誤差が生じることを無くする車両用距離測定装置及び距離測定方法を得るものである。図３は受光信号の信号強度の違いにより誤差が生じることを説明する説明図である。これは例えば、障害物３までの距離が同じであっても、障害物３の反射率あるいは大きさが異なる場合を示している。受光信号の信号強度は反射光の強度に応じたものとなっているため、障害物３の反射率が大きいあるいは外形が大きい場合には信号強度が強くなると共に、障害物３の反射率が小さいあるいはその外形が小さい場合には信号強度が弱くなる。
【００１８】
図３においては、受光時点までの時間、即ち障害物３までの距離が同じであることが示されている。しかしながら、上述したように障害物３までの距離は、送光時点から受光検出時点までの伝播遅延時間に基づいて演算されている。即ち、測定距離として演算された値には、受光時点から受光検出時点までの時間に相当する距離が誤差として含まれている。ここで、受光信号の信号強度が異なる場合を比較してみると信号強度が弱い受光信号の場合はその立ち上がりが緩やかになっているためスレッショルドレベルに達するまでに時間を要しており、このため信号強度が強い場合に比しその誤差が大きくなっている。実施例２はこのような問題点を解決し、受光信号の信号強度に関わらず、正確に障害物までの距離を検出するものである。
【００１９】
図４は実施例２の構成を示すブロック図、図５は実施例２の動作を示すフローチャートである。図において、前出と同一符号を付しているものは前出と同一あるいは相当部分を示す。図において、１１は受光回路４で発生した受光信号の信号強度即ち受光レベルを検出する信号強度検出手段としての受光レベル検出手段、１２は複数回数測定した伝播遅延時間及び受光レベルを平均化処理する平均化手段、１３は平均化を行った受光レベルに応じて第１の補正値としての補正値を決定する補正値決定手段、１４は決定した補正値によって平均化手段１２で平均化された伝播遅延時間を補正する補正手段であって、補正値決定手段１３と補正手段１４とは第１の補正手段を構成している。
【００２０】
次に図５を用いて実施例２の動作を説明する。ステップＳ１１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ１２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ１３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められたスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ここで、障害物３までの真の距離は受光時点までの伝播遅延時間により表されるが、ノイズなどによる影響を考慮してスレッショルドレベルを設定し、受光信号がこれ以上になった時点を受光検出時点としこの受光検出時点までの伝播遅延時間に基づき障害物３までの距離が演算される。ステップＳ１４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ１５では受光信号の受光レベル、即ち図３に示す信号レベルを検出する。ステップＳ１６では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ１１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ１７に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。同様にステップＳ１８では１０回分の受光レベルが平均化される。
【００２１】
ステップＳ１９では平均化された受光レベルに応じて補正値が決定される。この補正値は図３に示すように、平均化された受光レベルがｈ１であったときは誤差ｄ１に対応する補正値、平均化された受光レベルがｈ２であったときは誤差ｄ２に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは受光レベルに対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された受光レベルの値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００２２】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で平均化された伝播遅延時間にステップＳ１９で決定された補正値が加算される。ステップＳ２１では補正された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離が演算される。この演算は、伝播遅延時間と光速とに基づいて演算する、あるいは伝播遅延時間に対応して距離を格納したテーブル等を用いて行われる。
【００２３】
従って、実施例２によれば、受光信号の信号強度によって障害物までの測定距離に誤差が生じるということがない。
【００２４】
なお、実施例２では補正値を複数個設定してテーブルから読み出すようにしたが、関数などを有しておいてその関数に基づいて補正値を連続的に演算するようにしても良い。
【００２５】
また、実施例２では、補正値を時間データとしたが距離データとしても良い。即ち、まず平均化した伝播遅延時間に相当する距離を演算する。ここで補正値は、図３に示す誤差ｄ１あるいはｄ２の時間に相当する距離のデータとして設定されている。従って、信号強度に応じて距離データとして設定された補正値を読み込み、この補正値と平均化した伝播遅延時間に相当する距離とを演算すればよい。
【００２６】
また、実施例２では信号強度の判定に受光信号のピークレベルを用いたが、これは信号の強度を表すものであればどのようなものを使用しても良く、例えば受光信号を積分してその積分値により判定するようにしても良い。
【００２７】
実施例３．
実施例３は実施例１の改良に関するものであって、障害物までの距離に応じて測定距離を補正するというものである。図６は実施例１の更なる課題を示す説明図であって、受光信号の信号強度が同じであるがその距離が異なる場合を示している。実施例１では外乱による誤検出を防止するためにスレッショルドレベルを左上がりとし、伝播遅延時間が比較的に短い部分の検出感度を下げた。しかしながら、図６に示すように同じ信号強度の受光信号であっても伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が、即ち障害物３までの距離が短いほど誤差が大きくなる。そこで実施例３では、測定した距離に応じて補正値を決定し測定距離を補正するようにしている。
【００２８】
図７は、実施例３の構成を示すブロック図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１５は距離演算手段７により演算された測定距離に基づき第２の補正値である補正値を決定する補正値決定手段、１６は補正値決定手段１５により決定された補正値に基づき測定距離を補正する補正手段であって、補正値決定手段１５及び補正手段１６は第２の補正手段を構成している。
【００２９】
図８は実施例３の動作を示すフローチャートであって、この図を用いて実施例３の動作を説明する。ステップＳ３１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ３２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ３３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められた左上がりのスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ステップＳ３４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ３５では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ３１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ３６に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。
【００３０】
ステップＳ３７ではステップＳ３６で得られた平均化された伝播遅延時間に応じて補正値が決定される。この補正値は図６に示すように、平均化された伝播遅延時間がＬ１であったときは誤差ｄ３に対応する補正値、平均化された伝播遅延時間がＬ２であったときは誤差ｄ４に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは平均化された伝播遅延時間に対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された伝播遅延時間の値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３１】
ステップＳ３８では、平均化された伝播遅延時間とステップＳ３７で決定された補正値とが加算される。ステップＳ３９ではステップＳ３８で補正された伝播遅延時間に基づき障害物との距離を演算する。
【００３２】
よって、実施例３によれば、障害物と自車両との距離が異なっても正確に障害物までの距離を測定することができる。
【００３３】
なお、実施例３では補正値を複数個設定してテーブルから読み出すようにしたが、関数などを有しておいてその関数に基づいて補正値を連続的に演算するようにしても良い。
【００３４】
また、実施例３では、補正値を時間データとしたが距離データとしても良い。即ち、まず平均化した伝播遅延時間に相当する距離を演算する。ここで補正値は、図３に示す誤差ｄ３あるいはｄ４の時間に相当する距離のデータとして設定されている。従って、平均化した伝播遅延時間に基づいて演算された障害物までの距離に応じて距離データとして設定された補正値を読み込み、この補正値と該障害物までの距離とを加算すればよい。
【００３５】
実施例４．
実施例４は、実施例１乃至３を組み合わせたものである。図９は実施例４の構成を示すブロック図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１７は、２つの補正値によって補正を行う補正手段である。送光ドライバ１から送光指令が出力されると、発光回路２がこれを受けて所定の方向に光を送光する。この光は障害物３に反射されてその反射光の一部が受光回路４に受光される。反射光を受けた受光回路４はその反射光の強度に応じた受光信号を発生し伝播遅延時間測定手段１０に与える。伝播遅延時間測定手段１０は、伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値がそのレベルを大きく設定されたスレッショルドレベルと受光信号とを比較し、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として認識し、送光指令出力時点から受光検出時点までの時間を伝播遅延時間として測定する。また、受光レベル検出手段１１では、受光信号の信号レベルが検出される。伝播遅延時間と受光レベルとはそれぞれ複数回数、例えば１０回測定され、平均化手段１２で各々平均化される。補正値決定手段１３では平均化手段１２で平均化された受光レベルに基づいて第１の補正値が決定される。また、補正値決定手段１５では、平均化手段１２で平均化された伝播遅延時間に基づいて第２の補正値が決定される。補正手段１７では決定された、第１及び第２の補正値により伝播遅延時間を補正し、距離演算手段７ではこの補正された伝播遅延時間に基づいて障害物３との距離が演算され出力される。なお、実施例４において、補正値決定手段１３及び補正手段１７は第１の補正手段を構成していると共に、補正値決定手段１５及び補正手段１７は第２の補正手段を構成している。
【００３６】
図１０は、実施例４の動作を示すフローチャートである。ステップＳ４１では送光ドライバ１が送光指令を出力したことを検出し、これを受けてステップＳ４２では図示しないカウンタによる計時が開始される。このカウンタの計数は、所定の周波数を有するパルス列を検出する毎に１増加することにより為される。ステップＳ４３では、受光回路４で発生した受光信号と予め定められた左上がりのスレッショルドレベルとが比較され、受光信号がスレッショルドレベル以上になった時点を受光検出時点として検出する。ステップＳ４４では受光検出時点を検出したことによりカウンタの計数動作を停止し、カウンタの計数値を伝播遅延時間として記憶すると共に、次回の計数動作に備えてカウンタをクリアする。ステップＳ４５では受光信号の受光レベル、即ち図３に示す信号レベルを検出する。ステップＳ４６では伝播遅延時間の測定が所定回数、例えば１０回行われたか否かを判定し、１０回未満であればステップＳ４１に戻ると共に、１０回に達していればステップＳ４７に進んで、１０回分の伝播遅延時間を平均化する。同様にステップＳ４８では１０回分の受光レベルが平均化される。
【００３７】
ステップＳ４９では平均化された受光レベルに応じて補正値が決定される。この補正値は図３に示すように、平均化された受光レベルがｈ１であったときは誤差ｄ１に対応する補正値、平均化された受光レベルがｈ２であったときは誤差ｄ２に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは受光レベルに対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された受光レベルの値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３８】
ステップＳ５０ではステップＳ４７で得られた平均化された伝播遅延時間に応じて補正値が決定される。この補正値は図６に示すように、平均化された伝播遅延時間がＬ１であったときは誤差ｄ３に対応する補正値、平均化された伝播遅延時間がＬ２であったときは誤差ｄ４に対応する補正値が決定される。なお、これらの補正値は誤差に相当する時間のデータで与えられている。このデータは平均化された伝播遅延時間に対応して複数段に設定されたテーブルに記憶されており、平均化された伝播遅延時間の値に応じてテーブルの値が読み出される。
【００３９】
ステップＳ５１では、ステップＳ４７で平均化された伝播遅延時間にステップＳ４９で決定された補正値とステップＳ５０で決定された補正値とがそれぞれ加算される。ステップＳ５２では補正された伝播遅延時間に基づき障害物３との距離が演算される。
【００４０】
従って、実施例４によれば、霧、雨などの外乱による誤検出の防止、受光信号の信号強度あるいは障害物までの距離の差による測定誤差の縮小が図れ、信頼性が高く、且つ正確な距離測定が可能な車両用距離測定装置及び距離測定方法が得られる。
【００４１】
実施例５．
実施例５は実施例４の簡略化を図ったものである。実施例４では第１の補正手段による補正と第２の補正手段による補正とを時系列的に行ったが、実施例５ではこれを第３の補正手段により一括して行う。図１１に実施例５の構成をブロック図で示す。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。１８は第３の補正手段としての補正手段であって、実施例４で言えば補正値決定手段１３、１５及び補正手段１７がこれに相当し、実施例５ではこれを単一の手段で構成している。
【００４２】
図１２は、実施例５の動作を示す説明図である。なお、実施例５の基本的な動作は実施例４と同様である。上述にて説明したように、平均化手段１２からは平均化された伝播遅延時間と平均化された受光レベルとが出力される。補正手段１８はこの２つの情報を受け第３の補正値としての補正値を演算する。即ち、平均化された伝播遅延時間により図１２に示された補正値テーブルＬ１乃至Ｌｎのうちの何れかを選択すると共に、平均化された受光レベルにより該補正値テーブルの内の何れのアドレスに格納された値を使用するかを決定する。これにより得られた補正値は平均化された伝播遅延時間と加算される。そして、距離演算手段７は、補正された伝播遅延時間に基づいて障害物までの距離を演算する。
【００４３】
従って、実施例５によれば、装置の簡略化が可能であると共に、演算の簡略化が図れる。
【００４４】
なお、実施例５では複数の補正値テーブルを用意しこれを選択して使用するようにしたが、伝播遅延時間と受光レベルとをパラメータとする２次元テーブルに補正値を格納し１度の読み出し処理で補正値を得るようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
従って、この発明に係る車両用距離測定装置によれば、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、受信信号と比較値とを比較して受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識すると共に、照射手段が照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段と、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出手段と、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正する補正手段と、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算する距離演算手段とを備えたので、障害物を誤検出することがなくしかも正確な距離を測定でき、装置の簡略化を図ることができる。
【００４６】
また、この発明に係る距離測定方法によれば、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、反射波を受信してこの反射波の強度に応じて発生する受信信号とを比較して、受信信号が比較値以上になった時点を受信検出時点として認識するステップと、電磁波を照射した時点から受信検出時点までの伝播遅延時間を計時するステップと、受信信号の信号強度を検出するステップと、信号強度と伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて伝播遅延時間を補正するステップと、この補正された伝播遅延時間に基づき障害物と自車両との距離を演算するステップとを有するので、外乱による障害物の誤検出がないと共に障害物までの距離を正確に測定でき、演算を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施例１の伝播遅延時間測定手段１０の動作を説明する説明図である。
【図３】 受光信号の信号強度の違いにより誤差が生じることを説明する説明図である。
【図４】 実施例２の構成を示すブロック図である。
【図５】 実施例２の動作を示すフローチャートである。
【図６】 実施例１の更なる課題を示す説明図である。
【図７】 実施例３の構成を示すブロック図である。
【図８】 実施例３の動作を示すフローチャートである。
【図９】 実施例４の構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施例４の動作を示すフローチャートである。
【図１１】 実施例５の構成を示すブロック図である。
【図１２】 実施例５の動作を示す説明図である。
【図１３】 従来の車両用距離測定装置を示すブロック図である。
【図１４】 従来装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】 従来装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【図１７】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【図１８】 従来装置の問題点を説明する説明図である。
【符号の説明】
１：送光ドライバ、２：発光回路、３：障害物、４：受光回路、５：伝播遅延時間測定手段、６：平均化手段、７：距離演算手段、８：マイクロコンピュータ、９：霧、１０：伝播遅延時間測定手段、１１：受光レベル検出手段、１２：平均化手段、１３：補正値決定手段、１４：補正手段、１５：補正値決定手段、１６：補正手段、１７：補正手段、１８：補正手段
Claims (2)
- 電磁波を発生し照射する照射手段と、前記電磁波が障害物に反射した反射波を受信してこの反射波の強度に応じて受信信号を発生する受信手段と、前記照射から前記受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値を有し、前記受信信号と前記比較値とを比較して前記受信信号が前記比較値以上になった時点を受信検出時点として認識すると共に、前記照射手段が照射した時点から前記受信検出時点までの伝播遅延時間を計時する伝播遅延時間測定手段と、前記受信信号の信号強度を検出する信号強度検出手段と、前記信号強度と前記伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて前記伝播遅延時間を補正する補正手段と、この補正された伝播遅延時間に基づき前記障害物と自車両との距離を演算する距離演算手段とを備えたことを特徴とする車両用距離測定装置。
- 電磁波を照射してから該電磁波が障害物によって反射された反射波を受信するまでの伝播遅延時間に基づいて前記障害物までの距離を測定する距離測定方法であって、照射から受信までの伝播遅延時間が長い場合に比し短い場合の方が比較の基準とされる値が大きくなるよう設定された比較値と、前記反射波を受信してこの反射波の強度に応じて発生する受信信号とを比較して、前記受信信号が前記比較値以上になった時点を受信検出時点として認識するステップと、電磁波を照射した時点から前記受信検出時点までの伝播遅延時間を計時するステップと、前記受信信号の信号強度を検出するステップと、前記信号強度と前記伝播遅延時間との両方に応じて設定された補正値を有し、この補正値を用いて前記伝播遅延時間を補正するステップと、この補正された伝播遅延時間に基づき前記障害物と自車両との距離を演算するステップとからなる距離測定方法。
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