JP5194980B2 - 距離計測装置の検査装置 - Google Patents

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本発明は、車間距離などの距離を検出する距離計測装置の検査装置に関するものであり、特に電磁波を発信し、物体に反射した反射波から物体との距離又は距離に関する情報を検出する距離計測装置の検査に好適なものである。
このような距離計測装置の検査装置としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この距離計測装置の検査装置は、一つの光学式距離計測装置に対して、各種の検査を同時に行うことができ、不良判定箇所の特定を容易に行うことを可能としている。
特開平11−23418号公報
しかしながら、前記特許文献1に記載される距離計測装置の検査装置では、リフレクタが固定されているため、種々の模擬走行状態における機能の検査が行えないとか、台上に固定して検査するものであるため、実車での走行機能の検査が行えないとか、ユニット単体機能しか検査できないため、車両システムとしての検査が行えないといった問題がある。
本発明はこれらの諸問題を解決すべくなされたものであり、実車搭載を含めた車両システムとしての種々の模擬走行機能検査を可能とする距離計測装置の検査装置を提供することを目的とするものである。
以上の課題を解決するため、本発明に係る距離計測装置の検査装置は、電磁波を発信し、その発信方向先方の先行車両に反射した反射波の受信時間から当該先行車両自車両との間の距離又は距離に関する情報を検出する距離計測装置の検査装置であって、距離計測装置から発信される電磁波を受信すると共に、発信素子をマトリックス状に複数設けて構成された擬似反射波発信手段から距離計測装置に向けて疑似反射波を発信可能とし、電磁波を受信したタイミングから所定の遅延時間後に疑似反射波を発信させると共に、その所定の遅延時間を連続的又は段階的に変更設定可能とし、さらに、前記距離計測装置と一体化可能としたことを特徴とするものである。
本発明に係る距離計測装置の検査装置によれば、距離計測装置から発信される電磁波を受信すると共に、距離計測装置に向けて疑似反射波を発信可能とし、電磁波を受信したタイミングから所定の遅延時間後に疑似反射波を発信させると共に、その所定の遅延時間を連続的又は段階的に変更設定可能とすることとしたため、実車搭載を可能とし、車両システムとしての種々の模擬走行機能検査が可能となる。
以下、図を参照して本発明の距離計測装置の検査装置の実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態の距離計測装置の検査装置の外観図であり、図1aは制御部一体型、図1bは制御部分離型である。図中の符号1は、後述する距離計測装置から発信される電磁波を受信する受信部、符号2は、同じく距離計測装置に向けて疑似反射波を発信する疑似反射波発信部である。図1aは、受信部1及び疑似反射波発信部2を含むセンサ部3と、それを制御する制御部4とが一体化した一体型、図1bは、それらが分離された分離型であり、センサ部3及び制御部4の夫々に設けられたコネクタ5をケーブル6で接続する。一体型と分離型は、例えば検査装置を車両に搭載する際の搭載性に応じて選択すればよい。分離型の場合には、後述する距離計測装置のセンサ部に応じて、センサ部3を交換するだけで、種々の距離計測装置の検査が可能となる。
はじめに、本実施形態の検査装置の検査対象となる距離計測装置について、図2を用いて説明する。本実施形態の検査装置の検査対象となる距離計測装置は、図2に示すように、発信部101から電磁波を発信し、発信方向先方の物体にあたって反射される反射波を受信部102で受信し、その到達時間から物体までの距離又は距離に関する情報を検出するものである。具体的には、電磁波発信方向先方の物体は自車両の先方を走行する先行車両であり、距離計測装置自体100は自車両に搭載される。
なお、距離計測装置自体100は、車両の走行状態を制御する走行状態制御装置103に接続され、例えば距離計測装置自体100で検出される車間距離や相対速度、先行車両の走行速度などを用いて自車両の走行状態を制御する。走行状態制御装置103には、例えば予め自車両の走行モデルなどが記憶されており、要求される走行状態に応じて、例えば制駆動力や操舵状態を制御する。なお、電磁波とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波であり、電波・赤外線・可視光線・紫外線・X線、ガンマ線などと呼び分けられている。車間距離計測については、例えば電波や赤外線と呼ばれる波長領域の電磁波が用いられている。
図1に戻って、受信部1を構成する受信素子7は、例えば縦(行)3段、横(列)8列のマトリックス状に複数配設されている。また、疑似反射波発信部2を構成する発信素子8も、例えば縦(行)3段、横(列)8列のマトリックス状に複数配設されている。マトリックス状に複数配設された受信素子7によれば、距離計測装置によるスキャンの上下左右幅を確認することができる。また、マトリックス状に複数配設された発信素子8によれば、疑似反射波の横方向への発信位置を設定することにより、擬似的に先行車両の横方向の位置を再現することができる。また、疑似反射波の横方向への発信位置を変更することにより、先行車両の横方向への移動を再現することもできる。更には、疑似反射波の上下方向への発信位置を設定したり、変更したりすることで、先行車両の反射特性の変化を再現したり、所謂車高の違いを再現したり、坂路を再現したりすることができる。
疑似反射波発信部2には、距離計測装置にとって、反射電磁波のノイズとなる電磁波ノイズを発生する電磁波ノイズ発生部9が併設されている。電磁波ノイズは、例えば日射や他からの電磁波のように、反射波受信の妨げになるノイズを再現するものであり、電磁波ノイズのある状態での距離計測装置の計測精度の検査を可能とする。また、疑似反射波発信部2の側方には、乱反射板10が当該疑似反射発信部2方向にスライド可能に配設されている。この乱反射板10は、距離計測装置の特に受信部の汚れを再現するものであり、受信部が汚れている状態での距離計測装置の計測精度の検査を可能とする。この乱反射板10には、後述する挿抜装置が接続されており、疑似反射波発信部2の疑似反射波発信方向先方に挿抜可能となっている。
図3には、図1の検査装置のブロック図を示す。このブロック図は、受信部1の受信素子7によって距離計測装置からの電磁波を受信し、それに遅延をかけてから、疑似反射波発信部2の発信素子8から疑似反射波を発信するフローに従っているので、図1に示す実際のレイアウトとは異なる。前述したマトリックス上の同じ位置に対応する受信素子7と発信素子8とは、夫々、独立して接続されている。そして、夫々の受信素子7と発信素子8との間には、遅延発生部11の遅延素子12及び出力レベル調整部13のアンプ14が介装されている。各遅延素子12の遅延時間及びアンプ14のゲイン(利得)は可変である。
つまり、受信素子7が距離計測装置からの電磁波を受信し、その受信から所定の遅延時間後に、増幅された疑似反射波が発信素子8から出力されるが、その遅延時間並びに疑似反射波の出力は、制御回路17からの指令に応じて、任意に設定することができる。なお、乱反射板10にはラック15が取付けられ、このラック15にピニオン16が噛合し、このピニオン16に図示しないモータが接続され、モータは制御回路17に接続されている。従って、制御回路17によってモータを正逆回転させると、乱反射板10が、シャッターのように、疑似反射波発信部2の疑似反射波発信方向先方に挿抜される。即ち、このラック15、ピニオン16、及び後述するモータ21が乱反射板挿抜装置を構成する。
制御回路17は、演算処理を司るCPU(Central Processing Unit)18と、通信インタフェース19を備え、通信インタフェース19を介して、外部制御装置20とCPU18とが接続されている。CPU18は、各遅延素子12やアンプ14、電磁波ノイズ発生部9やピニオン16のモータなどにも接続され、例えば電磁波ノイズの発生やモータの正逆回転、或いは遅延素子12の遅延時間やアンプ14のゲインを制御する。
図4には、検査対象となる距離計測装置自体100と本実施形態の検査装置の基本的なレイアウトを示す。この検査装置は、例えば図4aに示すように、距離計測装置自体100の発信部101に検査装置の受信部1を対向させ、且つ検査装置の疑似反射波発信部2に距離計測装置自体100の受信部102を対向させるようにして所定間隔をあけて両者を配置する。或いは、本実施形態の検査装置では、疑似反射波が発信されるまでの遅延時間やその強度を自在に制御することができるので、図4bに示すように、距離計測装置自体100の発信部101と検査装置の受信部1同士、検査装置の疑似反射波発信部2と距離計測装置自体100の受信部102同士が接触するようにして、両者をブラケット22,23で一体に固定してもよい。なお、図中の符号21は、前記ピニオン16に接続されているモータである。
本実施形態の検査装置で検査する距離計測装置の車間距離計測精度は、例えば実車に搭載した状態での車両システムとして検査すべきである。車間距離又はそれに関する情報は、例えば車両システムとして、先行車両との車間距離を調整しながら走行する走行速度制御装置に用いられる。このような走行速度制御装置の制御態様は、幾つかのパターンに分類される。例えば、図5aは、先行車両と自車両との車間距離が一定の状態で、所謂先行車両に自車両が追従走行している状態である。また、図5bは、先行車両と自車両との車間距離が短くなっている、つまり先行車両が自車両に接近している状態であり、その車間距離が所定値より短くなったら、当然自車両は減速すべきである。また、図5cは、先行車両と自車両との車間距離が長くなっている、つまり先行車両が自車両から離間している状態であり、その車間距離が所定値より長くなったら、当然自車両は加速すべきである。また、図5dは、車線変更などにより先行車両が自車両の先方からいなくなる状態であり、計測される車間距離が十分に長い場合には、設定された速度まで加速してよい。また、図5eは、車線変更などにより、先行車両と自車両との間に個別の車両が割り込んできた状態であり、計測される車間距離が所定値より短い場合には、当然自車両は減速すべきである。
また、実際の車両走行中には、例えば図6に示すように、日射や外部からの電磁波ノイズがある。このような状態を想定し、本実施形態の検査装置では、前記電磁波ノイズ発生部9から電磁波ノイズを発生し、それを距離計測装置自体100の受信部2で受信して、そのときの距離計測精度を検査することもできる。また、実際の車両走行中には、例えば図7に示すように、距離計測装置100の受信部102が汚れる可能性もある。このような状態を想定し、本実施形態の検査装置では、前記乱反射板10を疑似反射波発信部2の疑似反射波発信方向先方に装入し、あたかも距離計測装置100の受信部102が汚れているかの状態を擬似的に創造し、そのときの距離計測精度を検査することもできる。
また、実際の車間距離計測装置では、例えば単一の光源であっても、それを図8に示すように、車両横方向や上下方向に走査して、所謂スキャンし、自車両先方の広い範囲にわたって先行車両との車間距離を計測している。本実施形態の検査装置では、受信部1の受信素子7や疑似反射波発信部2の発信素子8をマトリックス状に複数配設しているので、このようなスキャンの状態を検査することができるし、そのスキャンの結果としての反射波(疑似反射波)の受信状態も検査することができる。なお、制御装置側の車両モデルが実車レベルであれば、実際に実車に搭載しなくても距離計測装置の計測精度を検査することができる。この場合の車両モデルとは、実車を想定したバーチャル車両であり、計算機、各種計測装置で構成される。この車両モデルでは、実際に走行しなくても、実車走行時と同様に車両制御システムや電子システムを機能し、バーチャル的に車両走行状態を再現する、一種の車両シミュレータとなる。
そして、本実施形態の検査装置では、図9に示すように、距離計測装置から発信された電磁波を受信したら、それから所定の遅延時間(図ではDelay Time)後、疑似反射波を発信する。前述した図2のように、距離計測装置を先行車両と自車両との車間距離計測に用いる場合、先行車両と自車両との車間距離と電磁波発信から反射波受信までの所要時間の間には一定の法則が成り立つ。即ち、電磁波発信から反射波受信までの所要時間に電磁波の速度を乗じた値が先行車両と自車両との車間距離である。従って、距離計測装置に計測させて検査したい距離が決まれば、電磁波受信から疑似反射波発信までの遅延時間は一意に決まる。この遅延時間を用いて、前記図5に示す種々の走行状態における車間距離の計測精度を検査することができる。
更に、アンプのゲイン調整によって疑似反射波の出力を調整すれば、疑似反射波の発信状態を調整することができるので、降雨、降雪、霧などの悪天候により電磁波の透過率が低下し、その結果、反射波が弱い状態を創造することができ、そのような状態での距離計測装置の距離計測精度を検査することもできる。また、このアンプのゲイン調整によれば、或る特定の発信素子8からは疑似反射波が発信されているが、その隣の発信素子8からは疑似反射が発信されない、という状態を創造することもできる。
例えば、図8bのように電磁波を横方向にスキャンする場合に、前記マトリックス状に配設された複数の発信素子8のうち、横方向の何れかの発信素子8からのみ疑似反射波を発信する状態を創造すれば、距離計測装置側では横方向のどの方向から反射波が反射されてきたかを検出することができ、これにより先行車両が横方向のどの方向に存在するかという検出精度の検査が可能となる。また、図8aのように電磁波を上下方向にスキャンする場合に、前記マトリックス状に配設された複数の発信素子8のうち、上下方向の何れかの発信素子8からのみ疑似反射波を発信する状態を創造すれば、距離計測装置側では上下方向のどの方向から反射波が反射されてきたかを検出することができ、これにより先行車両が上下方向のどの方向に存在するかという検出精度の検査が可能となる。これは、先行車両の高さ、所謂車高や坂路状態のシミュレーションとなる。更に、本実施形態の検査装置によれば、距離計測装置を車両に搭載したときの走行状態制御装置の制御状態など、車両システムとしての制御精度を統括的に検査することも可能である。
それでは、このような車両システムとして走行状態制御装置を搭載した車両の車間距離計測精度並びに走行状態制御精度を検査する一例として、前記図5bのように、先行車両が自車両に接近する状態のシミュレーションのフローを図10に従って説明する。図の右端が自車両に搭載された走行状態制御装置の車両モデル或いは車載計算機であり、図の左端が検査装置に接続された制御装置の車両モデルである。走行状態制御装置では、先行車両との車間距離が100mに設定されている。これに対し、検査装置に接続された制御装置で疑似車間距離を50mと指示すると、検査装置では疑似車間距離50mに相当する遅延時間を設定して待機する。
この状態から距離計測装置では電磁波を発信する。検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離50m相当の遅延時間後、疑似反射波を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離が50mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、先行車両が急接近していると判定し、自車両を減速する。この状態では、まだ検査装置に接続された制御装置では疑似車間距離を50mのままとしておく。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離50m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離は未だ50mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、自車両の減速制御を継続する。この状態で、検査装置に接続された制御装置の疑似車間距離を80mに変更指示すると、検査装置では疑似車間距離80mに相当する遅延時間を設定して待機する。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離80m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離は未だ設定車間距離100mより短い80mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、自車両の減速制御を継続する。この状態で、検査装置に接続された制御装置の疑似車間距離を100mに変更指示すると、検査装置では疑似車間距離100mに相当する遅延時間を設定して待機する。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離100m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離は設定車間距離相当の100mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、自車両の減速制御を中止し、定速走行に移行する。
次に、車両システムとして走行状態制御装置を搭載した車両の車間距離計測精度並びに走行状態制御精度を検査する他の例として、前記図5cのように、先行車両が自車両から離間する状態のシミュレーションのフローを図11に従って説明する。図の右端が自車両に搭載された走行状態制御装置の車両モデル或いは車載計算機であり、図の左端が検査装置に接続された制御装置の車両モデルである。走行状態制御装置では、先行車両との車間距離が100mに設定されている。これに対し、検査装置に接続された制御装置で疑似車間距離を100mと指示すると、検査装置では疑似車間距離100mに相当する遅延時間を設定して待機する。
この状態から距離計測装置では電磁波を発信する。検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離100m相当の遅延時間後、疑似反射波を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離が設定車間距離相当の100mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、現在の走行速度制御を継続する。この状態で、検査装置に接続された制御装置の疑似車間距離を110mに変更指示すると、検査装置では疑似車間距離110mに相当する遅延時間を設定して待機する。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離110m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離が110mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、設定速度範囲内で自車両の加速制御に移行する。この状態で、検査装置に接続された制御装置の疑似車間距離を105mに変更指示すると、検査装置では疑似車間距離105mに相当する遅延時間を設定して待機する。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離105m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離が105mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、設定速度範囲内での自車両の加速制御を継続する。この状態で、検査装置に接続された制御装置の疑似車間距離を100mに変更指示すると、検査装置では疑似車間距離100mに相当する遅延時間を設定して待機する。
距離計測装置では、再び電磁波を発信し、検査装置は、距離計測装置からの電磁波を受信したら、その受信から疑似車間距離100m相当の遅延時間後、疑似反射を発信する。距離計測装置では、この疑似反射波を受信した結果、先行車両との車間距離は設定車間距離相当の100mであると検出し、この車間距離を読込んだ走行状態制御装置では、自車両の加速制御を中止し、定速走行に移行する。
このように本実施形態の距離計測装置の検査装置によれば、以下のような効果が得られる。即ち、
(1)電磁波を発信し、その発信方向先方の物体に反射した反射波の受信時間から当該物体との距離又は距離に関する情報を検出する距離計測装置の検査装置であって、距離計測装置から発信される電磁波を受信する受信部1と、距離計測装置に向けて疑似反射波を発信する疑似反射波発信部2と、受信手段1で電磁波を受信したタイミングから所定の遅延時間後に疑似反射波発信部2から疑似反射波を発信させる遅延発生部11と、遅延発生部11による疑似反射波の所定の遅延時間を連続的又は段階的に変更設定する制御回路17とを備えたことにより、実車搭載を可能とし、車両システムとしての種々の模擬走行機能検査が可能となる。
(2)受信部1を構成し、距離計測装置から発信される電磁波を受信するための受信素子7をマトリックス状に複数設けたことにより、距離計測装置による電磁波のスキャン状態を上下左右方向に検査することができる。
(3)疑似反射波発信部2を構成し、距離計測装置に向けて疑似反射波を発信するための発信素子8をマトリックス状に複数設けたことにより、物体の横方向の位置や横方向への移動を再現したり、物体の高さや坂路状態を再現したりすることができる。
(4)制御回路12を含む制御部4を、受信部1及び疑似反射波発信部2を含むセンサ部3と分離可能としたことにより、形状の異なる距離計測装置に対し、センサ部を交換するだけで同様の検査が可能となる。
(5)物体が、自車両の先方を走行する先行車両であり、距離計測装置が、自車両と先行車両との車間距離を検出するものである場合、距離計測装置と一体化可能としたことにより、実車への搭載を容易化し、実車走行中の統括的な計測精度の検査を行うことが可能となる。
(6)疑似反射波発信部2を構成し、距離計測装置に向けて疑似反射波を発信するための発信素子8の疑似反射波発信方向先方に乱反射板10を挿抜する乱反射板挿抜装置を備えたことにより、距離計測装置の汚れに対する検知機能を検査することができる。
(7)疑似反射波に対してノイズとなる電磁波ノイズ発生部9を備えたことにより、日射や外乱に対する検知機能を検査することができる。
(8)制御回路12は、疑似反射波発信部2から発信される疑似反射波の強弱を制御することとしたため、天候や環境によって変化する電磁波の透過変動を再現したり、反射効率の異なる様々な物体を再現したりすることができる。
(9)制御回路12は、遅延発生部11による疑似反射波の所定の遅延時間を車両モデルに応じて変更設定することとしたため、種々の車両や走行条件を実車走行状態と同等に再現することができる。
本発明の距離計測装置の検査装置の一実施形態を示す外観図である。 距離計測装置の使用例を示す説明図である。 図1の距離計測装置の検査装置のブロック図である。 図1の検査装置の使用例を示す説明図である。 各種の走行状態の説明図である。 日射の説明図である。 距離計測装置の汚れの説明図である。 距離計測装置による電磁波スキャンの説明図である。 図1の検査装置の疑似反射の説明図である。 図1の検査装置による距離計測装置の検査フローの一例を示す説明図である。 図1の検査装置による距離計測装置の検査フローの他の例を示す説明図である。
符号の説明
1は受信部、2は疑似反射波発信部、3はセンサ部、4は制御部、5はコネクタ、6はケーブル、7は受信素子、8は発信素子、9は電磁波ノイズ発生部、10は乱反射板、11は遅延発生部、12は遅延素子、13は出力レベル調整部、14はアンプ、15はラック、16はピニオン、17は制御回路、18はCPU、19は通信インタフェース、20は制御装置、21はモータ

Claims (7)

  1. 電磁波を発信し、その発信方向先方の先行車両に反射した反射波の受信時間から当該先行車両自車両との間の距離又は距離に関する情報を検出する距離計測装置の検査装置であって、前記距離計測装置から発信される電磁波を受信する受信手段と、距離計測装置に向けて疑似反射波を発信するための発信素子をマトリックス状に複数設けて構成された疑似反射波発信手段と、前記受信手段で電磁波を受信したタイミングから所定の遅延時間後に前記疑似反射波発信手段から疑似反射波を発信させる遅延手段と、前記遅延手段による疑似反射波の所定の遅延時間を連続的又は段階的に変更設定する制御手段と、を備えるとともに、前記距離計測装置と一体化可能であることを特徴とする距離計測装置の検査装置。
  2. 前記受信手段を構成し、前記距離計測装置から発信される電磁波を受信するための受信素子をマトリックス状に複数設けたことを特徴とする請求項1に記載の距離計測装置の検査装置。
  3. 前記制御手段を含む制御部を、前記受信手段及び疑似反射波発信手段を含むセンサ部と分離可能としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の距離計測装置の検査装置。
  4. 前記疑似反射波発信手段を構成し、前記距離計測装置に向けて疑似反射波を発信するための発信素子の疑似反射波発信方向先方に乱反射板を挿抜する乱反射板挿抜手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の距離計測装置の検査装置。
  5. 前記疑似反射波に対してノイズとなる電磁波ノイズ発生手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の距離計測装置の検査装置。
  6. 前記制御手段は、前記疑似反射波発信手段から発信される疑似反射波の強弱を制御することを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の距離計測装置の検査装置。
  7. 前記制御手段は、前記遅延手段による疑似反射波の所定の遅延時間を車両モデルに応じて変更設定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の距離計測装置の検査装置。
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