JP6576254B2 - Optical radar device - Google Patents
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本発明は、投光した測定光の物体による反射光を受光して、物体との距離を検出する光レーダ装置に関する。 The present invention relates to an optical radar device that receives reflected light from an object of projected measurement light and detects a distance from the object.
近年、衝突被害を軽減または回避するために、光レーダ装置を搭載した車両が登場している。光レーダ装置は、たとえば車両のフロントガラスやダッシュボードなどに設置されていて、車両の前方に設けられた監視領域に対して、投光部により測定光を投光する。そして、測定光が監視領域に存在する物体で反射すると、光レーダ装置は、その反射光を受光部で受光して電気的な受光信号に変換し、該受光信号に基づいて物体との距離などを検出する。 In recent years, vehicles equipped with an optical radar device have appeared to reduce or avoid collision damage. The optical radar apparatus is installed on, for example, a windshield or dashboard of a vehicle, and projects measurement light onto a monitoring area provided in front of the vehicle by a light projecting unit. When the measurement light is reflected by an object existing in the monitoring area, the optical radar device receives the reflected light at the light receiving unit and converts it into an electrical light reception signal. Based on the light reception signal, the distance from the object, etc. Is detected.
具体的には、光レーダ装置は、たとえば、自身が搭載された自車両の前方を走行する先行車両からの反射光を受光して、先行車両との距離を測定したり、自車両と先行車両との相対速度を算出したりする。 Specifically, for example, the optical radar device receives reflected light from a preceding vehicle that travels ahead of the host vehicle on which it is mounted, and measures the distance between the preceding vehicle and the own vehicle and the preceding vehicle. And calculate the relative speed.
さらに、接触事故を回避するため、自車両の進行方向の側方から、自車両の前方に飛び出したり、自車両の前方を横切ったりする歩行者や動物を検知することが望まれている。この場合、自車両から歩行者等までの距離だけでなく、自車両の前方における歩行者等の動向（特に、車幅方向への移動）を検出する必要がある。 Furthermore, in order to avoid a contact accident, it is desired to detect a pedestrian or an animal that jumps out from the side of the traveling direction of the host vehicle or crosses the front of the host vehicle. In this case, it is necessary to detect not only the distance from the own vehicle to the pedestrian and the like, but also the trend of the pedestrian and the like in front of the own vehicle (especially movement in the vehicle width direction).
特許文献１に記載のレーザーレーダ装置では、車両前方の監視領域を水平方向に３分割して、分割領域毎に受光系（受光器、ＡＭＰ、およびＡ／Ｄコンバータ）を設けて、独立して受光処理を行う。そして、その３つの受光系からの出力を時系列的に処理して、物体が一の分割領域から他の分割領域に移動したことを検出して、物体の車幅方向の動向を判断する。
In the laser radar device described in
詳しくは、たとえば３つの監視領域のうち、右側監視領域で検出していた物体を、自車両の走行車線上にある中央監視領域で検出した場合は、物体が右側から自車両に近づいていると判断する。つまり、２つ以上の受光系より独立して出力される２つ以上の受光信号に基づいて、物体の動向を判断する。このため、信号処理が複雑になるという問題がある。 Specifically, for example, when an object detected in the right monitoring area among the three monitoring areas is detected in the central monitoring area on the traveling lane of the own vehicle, the object is approaching the own vehicle from the right side. to decide. That is, the trend of the object is determined based on two or more light receiving signals output independently from two or more light receiving systems. For this reason, there exists a problem that signal processing becomes complicated.
本発明の課題は、１つの受光系より出力される単一の受光信号に基づいて、物体の動向を判断することができる光レーダ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical radar apparatus that can determine a trend of an object based on a single light reception signal output from one light reception system.
本発明による光レーダ装置は、所定の監視領域に測定光を投光する投光部と、監視領域に存在する物体で反射した、測定光の反射光を受光して受光信号を出力する受光部と、該受光信号に基づいて物体との距離を検出する判定部とを備える。投光部は、測定光を投光する投光器と、投光器から投光された測定光の強度が、監視領域の水平方向における左右両端から当該監視領域の中央に向かうに連れて強くなるように、測定光を拡散させる投光光学系とを有する。受光部は、監視領域からの反射光を集光する受光光学系と、受光光学系で集光された反射光を受光する受光器と、受光器の受光状態に応じた受光信号を出力する信号処理部とを有する。受光器および信号処理部は、少なくとも一組設けられている。判定部は、一組の受光器および信号処理部より出力された受光信号に基づいて、物体との距離の前回値と今回値、および受光信号の強度の前回値と今回値とをそれぞれ検出し、物体との距離の前回値と今回値との比である距離比の二乗値と、受光信号の強度の前回値と今回値との比である信号強度比とを比較した結果に基づいて、物体が監視領域の右側または左側から当該監視領域の中央に近づいているか否かを判定する。 An optical radar apparatus according to the present invention includes a light projecting unit that projects measurement light onto a predetermined monitoring region, and a light receiving unit that receives reflected light of the measurement light reflected by an object existing in the monitoring region and outputs a light reception signal. And a determination unit that detects a distance from the object based on the light reception signal. The light projecting unit projects the measurement light, and the intensity of the measurement light projected from the light projector increases from the left and right ends in the horizontal direction of the monitoring area toward the center of the monitoring area. A projection optical system for diffusing the measurement light. The light receiving unit is a light receiving optical system that collects the reflected light from the monitoring region, a light receiver that receives the reflected light collected by the light receiving optical system, and a signal that outputs a light receiving signal according to the light receiving state of the light receiving unit. And a processing unit. At least one set of the light receiver and the signal processing unit is provided. The determination unit detects the previous value and the current value of the distance to the object and the previous value and the current value of the intensity of the received light signal based on the light reception signals output from the pair of light receivers and the signal processing unit. Based on the result of comparing the square value of the distance ratio, which is the ratio of the previous value of the distance to the object and the current value, and the signal intensity ratio, which is the ratio of the previous value of the received light signal and the current value, It is determined whether the object is approaching the center of the monitoring area from the right or left side of the monitoring area.
上記によると、測定光の強度が監視領域の水平方向における左右両端から中央に向かうに連れて強くなるように、投光器から照射された測定光が投光光学系により拡散される。そして、判定部が、一組の受光器および信号処理部により出力された受光信号に基づいて、物体との距離と受光信号の強度のそれぞれの前回値と今回値とを検出し、距離比の二乗値と信号強度比との比較結果から、物体が監視領域の右側または左側から中央に近づいているか否かを判定する。このため、１つの受光系（一組の受光器および信号処理部）より出力される単一の受光信号に基づいて、物体の動向を判断することができる。 According to the above, the measurement light emitted from the projector is diffused by the projection optical system so that the intensity of the measurement light increases from the left and right ends in the horizontal direction of the monitoring region toward the center. Then, the determination unit detects the previous value and the current value of the distance to the object and the intensity of the light reception signal based on the light reception signal output by the pair of light receivers and the signal processing unit, and the distance ratio From the comparison result of the square value and the signal intensity ratio, it is determined whether or not the object is approaching the center from the right side or the left side of the monitoring area. Therefore, it is possible to determine the trend of the object based on a single light reception signal output from one light reception system (a set of light receivers and a signal processing unit).
本発明では、上記光レーダ装置において、物体との距離の前回値をＤｎ−１、今回値をＤｎとし、受光信号の強度の前回値をＶｎ−１、今回値をＶｎとしたとき、判定部は、距離比として、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１の逆数Ｄｎ−１／Ｄｎを算出するとともに、信号強度比として、信号強度の変化率Ｖｎ／Ｖｎ−１を算出し、距離比の二乗値より信号強度比の方が大きい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＞（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、物体が監視領域の右側または左側から中央に近づいていると判定し、距離比の二乗値より信号強度比の方が小さい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＜（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、物体が監視領域の中央から右側または左側へ離れていると判定してもよい。 In the present invention, in the optical radar device, the previous value of the distance to the object is D n−1 , the current value is D n , the previous value of the intensity of the received light signal is V n−1 , and the current value is V n . When the determination unit calculates the reciprocal number D n−1 / D n of the distance change rate D n / D n−1 as the distance ratio, the signal intensity change rate V n / V n as the signal intensity ratio. −1 is calculated, and when the signal intensity ratio is larger than the square value of the distance ratio (V n / V n−1 > (D n−1 / D n ) 2 ), the object moves from the right side or the left side of the monitoring area. If the signal intensity ratio is smaller than the square value of the distance ratio (V n / V n−1 <(D n−1 / D n ) 2 ), it is determined that the object is approaching the center. You may determine that it is away from the right side or the left side.
また、判定部は、距離比の二乗値と信号強度比とが等しい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＝（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、物体が監視領域の左右方向へ移動していないと判定してもよい。 When the square value of the distance ratio is equal to the signal intensity ratio (V n / V n−1 = (D n−1 / D n ) 2 ), the determination unit moves the object in the horizontal direction of the monitoring area. It may be determined that it is not.
また、他の判定方法として、判定部は、距離比として、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１を算出するとともに、信号強度比として、信号強度の変化率の逆数Ｖｎ−１／Ｖｎを算出し、距離比の二乗値より信号強度比の方が小さい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＜（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、物体が監視領域の右側または左側から中央に近づいていると判定し、距離比の二乗値より信号強度比の方が大きい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＞（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、物体が監視領域の中央から右側または左側へ離れていると判定してもよい。 As another determination method, the determination unit calculates the change rate D n / D n−1 of the distance as the distance ratio, and the reciprocal number V n−1 / V of the change rate of the signal strength as the signal intensity ratio. When n is calculated and the signal intensity ratio is smaller than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n <(D n / D n−1 ) 2 ), the object is centered from the right side or the left side of the monitoring area. If the signal intensity ratio is larger than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n > (D n / D n−1 ) 2 ), the object moves from the center of the monitoring area. You may determine with having left | separated to the right side or the left side.
また、判定部は、距離比の二乗値と信号強度比とが等しい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＝（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、物体が監視領域の左右方向へ移動していないと判定してもよい。 In addition, when the square value of the distance ratio is equal to the signal intensity ratio (V n−1 / V n = (D n / D n−1 ) 2 ), the determination unit moves the object in the horizontal direction of the monitoring area. It may be determined that it is not.
また、本発明では、上記光レーダ装置において、判定部が検出した物体との距離と、判定部が判定した物体の動向とを外部へ通知する通知部をさらに備えてもよい。 In the present invention, the optical radar device may further include a notification unit that notifies the outside of the distance from the object detected by the determination unit and the trend of the object determined by the determination unit.
また、本発明では、上記光レーダ装置において、受光器は、監視領域の水平方向における左側領域からの反射光を受光する左側用受光器と、監視領域の水平方向における右側領域からの反射光を受光する右側用受光器と、左側用受光器と右側用受光器との間にある中央領域からの反射光を受光する中央用受光器とから成り、信号処理部は、左側用受光器の受光状態に応じた受光信号を出力する左側用信号処理部と、右側用受光器の受光状態に応じた受光信号を出力する右側用信号処理部と、中央用受光器の受光状態に応じた受光信号を出力する中央用信号処理部とから構成されてもよい。 According to the present invention, in the above optical radar device, the light receiver receives the reflected light from the left region in the horizontal direction of the monitoring region and the reflected light from the right region in the horizontal direction of the monitoring region. It consists of a light receiver for the right side that receives light and a light receiver for the center that receives the reflected light from the central area between the light receiver for the left side and the light receiver for the right side. Left-side signal processing unit that outputs a light-receiving signal according to the state, right-side signal processing unit that outputs a light-receiving signal according to the light-receiving state of the right-side light receiver, and light-receiving signal according to the light-receiving state of the center light receiver May be configured with a central signal processing unit.
また、本発明では、上記光レーダ装置において、判定部は、左側用信号処理部と右側用信号処理部と中央用信号処理部の各信号処理部から出力された受光信号に基づいて、左側領域と右側領域と中央領域の各領域における物体の動向を判定してもよい。 According to the present invention, in the optical radar device, the determination unit includes a left region based on a light reception signal output from each signal processing unit of the left signal processing unit, the right signal processing unit, and the central signal processing unit. The movement of the object in each of the right region and the central region may be determined.
さらに、本発明では、光レーダ装置は、監視領域が車両の前方に拡がるように、当該車両に搭載されており、車両から所定距離前方において、車両の車幅より側方へ拡がるように、監視領域が設定され、かつ測定光が投光部により投光されてもよい。 Furthermore, in the present invention, the optical radar device is mounted on the vehicle so that the monitoring area extends in front of the vehicle, and is monitored so as to extend laterally from the vehicle width of the vehicle at a predetermined distance in front of the vehicle. The area may be set, and the measurement light may be projected by the light projecting unit.
本発明によれば、１つの受光系より出力される単一の受光信号に基づいて、物体の動向を判断することができる光レーダ装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical radar device that can determine a trend of an object based on a single light reception signal output from one light reception system.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図１は、本発明の実施形態による光レーダ装置１０の構成図である。図２は、光レーダ装置１０を搭載した車両５０と光レーダ装置１０の監視領域Ｚを示した図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an
光レーダ装置１０は、レーザーレーダ装置から構成され、図２に示すように、車両５０に搭載されている。車両５０は自動四輪車から構成されている。光レーダ装置１０は、その車両５０のフロントガラスまたはダッシュボードなどに取り付けられている。
The
図１に示すように、光レーダ装置１０には、制御部１、投光部２、受光部３、判定部４、およびインタフェイス５が備わっている。
As shown in FIG. 1, the
制御部１は、ＣＰＵとメモリ等から構成され、光レーダ装置１０の各部を制御する。制御部１は、車両５０に設けられた他の車両制御装置（ＥＣＵ）６０と、インタフェイス５により通信を行う。
The
投光部２は、投光光学系２１、投光器２２、および駆動回路２３から構成されている。投光光学系２１は、レンズまたは回折光学素子などから構成されている。投光器２２は、レーザーダイオードから構成されている。駆動回路２３は、投光器２２を駆動するための回路である。
The
駆動回路２３により投光器２２が駆動されると、投光器２２はレーザー光を出射する。すると、そのレーザー光が、投光光学系２１により拡散されて、車両５０の前方にある監視領域Ｚに投光される（図２）。投光部２から監視領域Ｚに投光されたレーザー光は、監視領域Ｚで物体Ｍ（たとえば歩行者）との距離などを検出するための測定光となる。
When the
図２に示すように、監視領域Ｚは、車両５０の前方で車両側からみて左右対称な扇形に拡がっている。車両５０から所定距離前方では、監視領域Ｚおよび測定光の水平方向（図では上下方向）の拡がり幅は、車両５０の車幅および走行車線（車幅と同等）Ｔより広くなっている。
As shown in FIG. 2, the monitoring area Z extends in a fan shape that is symmetrical to the front of the
また、車両５０から所定距離前方にある所定位置での測定光の強度は、図３に示すように、監視領域Ｚの水平方向（車幅方向）における左右両端から中央に向かうに連れて強くなるように分布する。監視領域Ｚの中央で測定光の強度を強く設定しているのは、車両５０の前方の走行車線Ｔ上に存在する物体（たとえば先行車両）を長距離にわたって検出する等の理由による。
Further, as shown in FIG. 3, the intensity of the measurement light at a predetermined position in front of the
また、投光光学系２１のレンズなどの形状や構成を変えることにより、所望の測定光の強度分布を実現することができる。
In addition, by changing the shape and configuration of the lens of the light projecting
図４は、投光部２の詳細の一例を示した図である。図４（ａ）に示すように、投光光学系２１は、コリメータレンズ２１ａと凹シリンドリカルレンズ２１ｂとから構成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of details of the
投光器２２から投光されたレーザー光は、コリメータレンズ２１ａにより平行光にされて、さらに凹シリンドリカルレンズ２１ｂにより水平方向に拡散される。凹シリンドリカルレンズ２１ｂから出射されたレーザー光の水平方向の強度分布は、図４（ｂ）に示すようなガウシアン（Gaussian）形状となる。つまり、水平方向において、監視領域Ｚの左右両端から中央に向かうに連れて強くなるように、レーザー光の強度が分布する。
The laser light projected from the
図５は、投光部２の詳細の他例を示した図である。図５（ａ）に示すように、投光光学系２１は、コリメータレンズ２１ａと回折光学素子２１ｃとから構成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of details of the
投光器２２から照射されたレーザー光は、コリメータレンズ２１ａにより平行光にされて、さらに回折光学素子２１ｃにより水平方向に拡散される。回折光学素子２１ｃから出射されたレーザー光の水平方向の強度分布は、図５（ｂ）に示すようなトップハット（top hat）形状となる。つまり、水平方向において、監視領域Ｚの左右両端から中央に向かうに連れて強くなるように、レーザー光の強度が分布する。また、図４（ｂ）に示したガウシアン形状より、レーザー光の強度の強い範囲が左右方向へ拡がる。
The laser light emitted from the
図１に示すように、受光部３は、受光光学系３１、受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌ、および信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌから構成されている。受光光学系３１は、監視領域Ｚに存在する物体Ｍで反射した、測定光の反射光を集光する。
As shown in FIG. 1, the
受光器としては、右側用受光器３２ｒ、中央用受光器３２ｍ、および左側用受光器３２Ｌの３つが設けられ、これらはそれぞれフォトダイオードから構成されている。各受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌは、受光光学系３１で集光された反射光を受光する。
The light receiver, the right light-receiving
詳しくは、図２に示すように監視領域Ｚを水平方向に３分割した場合において、車両５０側から見て右側にある所定の右側領域Ｚｒで物体により反射して受光光学系３１により集光された反射光を、右側用受光器３２ｒが受光する。また、車両５０側から見て左側にある所定の左側領域ＺＬで物体により反射して受光光学系３１により集光された反射光を、左側用受光器３２Ｌが受光する。さらに、右側領域Ｚｒと左側領域ＺＬの間にある中央領域Ｚｍで物体により反射して受光光学系３１により集光された反射光を、中央用受光器３２ｍが受光する。
Specifically, as shown in FIG. 2, when the monitoring region Z is divided into three in the horizontal direction, the light is reflected by the object at a predetermined right region Zr on the right side when viewed from the
信号処理部としては、受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌのそれぞれと組を成すように、各受光器に対応して右側用信号処理部３３ｒ、中央用信号処理部３３ｍ、および左側用信号処理部３３Ｌの３つが設けられている。つまり、信号処理を行う受光系は３組設けられている。
The signal processing unit, the
各信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌは、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、ＡＭＰ（増幅器）、およびＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）から構成されている。各信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌは、対応する受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌの受光状態に応じた受光信号を出力する。
Each
詳しくは、右側用信号処理部３３ｒは、右側用受光器３２ｒが反射光の受光状態に応じて出力する電流出力をＴＩＡにより電圧信号に変換した後、該電圧信号をＡＭＰにより増幅して、さらにＡＤＣによりデジタル変換して、受光信号として出力する。左側用信号処理部３３Ｌは、左側用受光器３２Ｌが反射光の受光状態に応じて出力する電流出力をＴＩＡにより電圧信号に変換した後、該電圧信号をＡＭＰにより増幅して、さらにＡＤＣによりデジタル変換して、受光信号として出力する。中央用信号処理部３３ｍは、中央用受光器３２ｍが反射光の受光状態に応じて出力する電流出力をＴＩＡにより電圧信号に変換した後、該電圧信号をＡＭＰにより増幅して、さらにＡＤＣによりデジタル変換して、受光信号として出力する。
Specifically, the right-side
判定部４は、ＣＰＵとメモリ等から構成されている。判定部４には、上記のように各信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌから出力された３つの受光信号が入力される。判定部４は、信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌから出力された受光信号に基づいて、監視領域Ｚに存在する物体Ｍとの距離、すなわち、車両５０（光レーダ装置１０）から物体Ｍまでの距離を検出する。
The determination unit 4 includes a CPU and a memory. The determination unit 4, the
また、判定部４は、信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌから出力された受光信号の強度（即ち、受光した反射光の強度）を検出する。さらに、判定部４は、検出した物体Ｍとの距離と受光信号の強度とに基づいて、物体Ｍが監視領域Ｚの右側または左側から中央にある車両５０の走行車線Ｔ（図２）に近づいているか否かを判定する。
The determination unit 4 detects the
制御部１は、判定部４の判定結果をインタフェイス５により車両制御装置６０に通知する。車両制御装置６０は、判定部４の判定結果に基づいて、車両５０と物体Ｍとの接触を回避するように、車両５０や車載機器を制御する。制御部１とインタフェイス５は、本発明の「通知部」の一例である。
The
図６Ａ、図７Ａ、および図８Ａは、光レーダ装置１０を搭載した車両５０と監視領域Ｚでの物体Ｍの動向を示した図である。図６Ｂ、図７Ｂ、および図８Ｂは、光レーダ装置１０で検出した受光信号の強度と物体Ｍとの距離の変化を示した図である。
6A, FIG. 7A, and FIG. 8A are diagrams showing a trend of the object M in the
光レーダ装置１０の投光部２から車両５０の前方の監視領域Ｚに投光された測定光は、進行方向に進むに連れて、進行方向に対して側方へ拡散する。その測定光の拡散面積は、光源（投光器２２）からの距離の二乗で変化する。また、測定光の強度は、光源からの距離の二乗に反比例するとともに、図３に示したように、監視領域Ｚの水平方向における左右両端から中央に向かうに連れて強くなる。そして、測定光の物体Ｍによる反射光の強度は、測定光の強度に比例する。
The measurement light projected from the
上記のことから、車両５０の走行中に光レーダ装置１０により所定の周期で検出した、監視領域Ｚにおける前回の物体Ｍｎ−１との距離Ｄｎ−１（距離の前回値）および該物体Ｍｎ−１からの反射光に基づく前回の受信信号の強度Ｖｎ−１（信号強度の前回値）と、今回の物体Ｍｎとの距離Ｄｎ（距離の今回値）および該物体Ｍｎからの反射光に基づく今回の受信信号の強度Ｖｎ（信号強度の今回値）との間には、以下の３つの大小関係が成立する。なお、図６Ａ、図７Ａ、および図８Ａにおいて、前回の物体Ｍｎ−１と今回の物体Ｍｎは、便宜的に符号を変えているが、これは同一の物体Ｍの位置の変化を示している。
From the above, the distance D n−1 (previous value of distance) to the previous object M n−1 in the monitoring region Z detected by the
まず、物体Ｍが監視領域Ｚで静止している場合は、走行中の車両５０から見ると、図６Ａに示すように物体Ｍの位置が変化する（Ｍｎ−１→Ｍｎ）。すなわち、物体Ｍが走行車線Ｔと平行に、相対的に車両５０に接近して行く。そして、光レーダ装置１０と物体Ｍとの距離が近づくに連れて（Ｄｎ−１→Ｄｎ）、図６Ｂに示すように、物体Ｍｎ−１、Ｍｎによる反射光に応じた受光信号の強度が強くなる（Ｖｎ−１→Ｖｎ）。ここで、Ｄｎ／Ｄｎ−１を物体Ｍとの距離の変化率、Ｖｎ／Ｖｎ−１を受光信号の強度の変化率とし、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１の逆数Ｄｎ−１／Ｄｎを「距離比」と定義し、受光信号の強度の変化率Ｖｎ／Ｖｎ−１を「信号強度比」と定義すると、図６Ａの場合は、信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１と、距離比Ｄｎ−１／Ｄｎの二乗値とが等しくなる。すなわち、次式の関係が成立する。
Ｖｎ／Ｖｎ−１＝（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２ ・・・（１）
First, when the object M is stationary in the monitoring region Z, as viewed from the traveling
V n / V n-1 = (D n-1 / D n) 2 ··· (1)
また、監視領域Ｚで物体Ｍが側方から車両５０の走行車線Ｔに近づいて行く場合は、走行中の車両５０から見ると、図７Ａに示すように物体Ｍの位置が変化する（Ｍｎ−１→Ｍｎ）。すなわち、物体Ｍが走行車線Ｔを横断するかのように、車幅方向に移動する。そして、光レーダ装置１０と物体Ｍとの距離が近づくに連れて（Ｄｎ−１→Ｄｎ）、図７Ｂに示すように、物体Ｍｎ−１、Ｍｎによる反射光に応じた受光信号の強度が強くなる（Ｖｎ−１→Ｖｎ）。また、図６Ｂに示した物体Ｍの静止状態より、受光信号の強度の変化が大きくなる。この場合、信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１が、距離比Ｄｎ−１／Ｄｎの二乗値より大きくなる。すなわち、次式の関係が成立する。
Ｖｎ／Ｖｎ−１＞（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２ ・・・（２）
Further, when the object M approaches the traveling lane T of the
V n / V n-1> (D n-1 / D n) 2 ··· (2)
さらに、監視領域Ｚで物体Ｍが車両５０の走行車線Ｔから離れて行く場合は、走行中の車両５０から見ると、図８Ａに示すように物体Ｍの位置が変化する（Ｍｎ−１→Ｍｎ）。すなわち、物体Ｍが走行車線Ｔと反対の車幅方向に移動する。そして、光レーダ装置１０と物体Ｍとの距離が近づいても（Ｄｎ−１→Ｄｎ）、図８Ｂに示すように、物体Ｍｎ−１、Ｍｎによる反射光に応じた受光信号の強度が変わらないか、または弱くなる（Ｖｎ−１→Ｖｎ）。この場合、信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１が、距離比Ｄｎ−１／Ｄｎの二乗値より小さくなる。すなわち、次式の関係が成立する。
Ｖｎ／Ｖｎ−１＜（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２ ・・・（３）
Further, when the object M moves away from the traveling lane T of the
V n / V n-1 < (D n-1 / D n) 2 ··· (3)
上記のように、信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１と、距離比の二乗値（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２との大小関係は、監視領域Ｚにおける物体Ｍの動向に応じて異なったものとなる。そこで、判定部４は、信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１と距離比の二乗値（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２とを比較し、この比較の結果、式（１）の関係が成立すれば、物体Ｍは移動していない（図６Ａの場合）と判定し、式（２）の関係が成立すれば、物体Ｍは側方から走行車線Ｔに近づいている（図７Ａの場合）と判定し、式（３）の関係が成立すれば、物体Ｍは走行車線Ｔから遠ざかっている（図８Ａの場合）と判定する。 As described above, the magnitude relationship between the signal intensity ratio V n / V n−1 and the square value of the distance ratio (D n−1 / D n ) 2 varies depending on the trend of the object M in the monitoring region Z. It will be. Therefore, the determination unit 4 compares the signal intensity ratio V n / V n−1 with the square value of the distance ratio (D n−1 / D n ) 2, and as a result of this comparison, the relationship of Expression (1) is If it is established, it is determined that the object M has not moved (in the case of FIG. 6A), and if the relationship of Expression (2) is established, the object M is approaching the driving lane T from the side (in the case of FIG. 7A). If the relationship of Formula (3) is established, it is determined that the object M is away from the travel lane T (in the case of FIG. 8A).
図９Ａおよび図９Ｂは、光レーダ装置１０の動作を示したフローチャートである。図１０は、光レーダ装置１０の動作を示したタイムチャートである。
FIG. 9A and FIG. 9B are flowcharts showing the operation of the
まず、光レーダ装置１０の制御部１は、投光部２により監視領域Ｚに対して測定光を投光する（図９ＡのステップＳ１、図１０の（ａ））。それから、所定の受光待ち時間Ｔ２が経過すると（図１０の（ｂ））、判定部４が、受光部３の信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌから入力された受光信号を所定の周期でサンプリングする（図９ＡのステップＳ２、図１０の（ｂ））。そして、受光信号を所定回数サンプリングすると（図９ＡのステップＳ３：ＹＥＳ）、判定部４は、そのサンプリング値の最大値を受光信号のピーク強度Ｖとして検出する（図９ＡのステップＳ４、図１０の（ｃ））。
First, the
次に、検出した受光信号のピーク強度Ｖが所定の閾値未満であれば（図９ＡのステップＳ５：ＮＯ）、監視領域Ｚに物体Ｍが存在しないため、制御部１は、所定の投光待ち時間Ｔ１が経過するのを待つ（図９ＢのステップＳ１８、図１０の（ａ））。そして、所定の投光待ち時間Ｔ１が経過すると（図９ＢのステップＳ１８：ＹＥＳ）、制御部１は、再び投光部２により監視領域Ｚに対して測定光を投光する（図９ＡのステップＳ１、図１０の（ａ））。それから、図９ＡのステップＳ２以降の処理が繰り返される。
Next, if the peak intensity V of the detected light reception signal is less than a predetermined threshold value (step S5: NO in FIG. 9A), since the object M does not exist in the monitoring region Z, the
図９ＡのステップＳ４で検出した受光信号のピーク強度Ｖが所定の閾値以上であれば（図９ＡのステップＳ５：ＹＥＳ）、監視領域Ｚに物体Ｍが存在するため、判定部４は物体Ｍとの距離Ｄを検出する（図９ＡのステップＳ６）。このとき、判定部４は、たとえば、受光信号のピーク強度Ｖ、測定光を投光してから受光信号のピーク強度Ｖをサンプリングしたときまでの時間Ｔｐ（図１０の（ｃ））、測定光および反射光の光速、および車両５０の走行速度などに基づいて、物体Ｍとの距離Ｄを算出する。
If the peak intensity V of the received light signal detected in step S4 of FIG. 9A is equal to or greater than a predetermined threshold (step S5: YES in FIG. 9A), the determination unit 4 determines that the object M exists in the monitoring region Z. Is detected (step S6 in FIG. 9A). At this time, the determination unit 4 measures, for example, the peak intensity V of the received light signal, the time T p from when the measurement light is projected until the peak intensity V of the received light signal is sampled ((c) in FIG. 10), the measurement The distance D to the object M is calculated based on the speed of light and reflected light, the traveling speed of the
また、判定部４は物体Ｍの位置を検出する（図９ＡのステップＳ７）。このとき、判定部４は、たとえば、受光信号のピーク強度Ｖや、該ピーク強度Ｖを含んだ受光信号の出力元の受光系（いずれか一組の信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌおよび受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌ）などに基づいて、物体Ｍが監視領域Ｚのどの位置に存在するかを判断する。
Further, the determination unit 4 detects the position of the object M (step S7 in FIG. 9A). At this time, the determination unit 4, for example, and the peak intensity V of the light-receiving signal, the output source of the light-receiving system of the receiving signal including the peak intensity V (any one pair of the
判定部４は、上記のように検出した受光信号のピーク強度Ｖと物体Ｍとの距離Ｄを内部メモリに記憶する（図９ＡのステップＳ８）。このとき、物体Ｍの位置も内部メモリに記憶してもよい。 The determination unit 4 stores the distance D between the peak intensity V of the received light signal detected as described above and the object M in the internal memory (step S8 in FIG. 9A). At this time, the position of the object M may also be stored in the internal memory.
次に、判定部４の内部メモリに、前回の受光信号のピーク強度Ｖｎ−１と物体Ｍとの距離Ｄｎ−１が記憶されていなければ（図９ＡのステップＳ９：ＮＯ）、制御部１は、投光待ち時間Ｔ１が経過するのを待つ（図９ＢのステップＳ１８）。そして、投光待ち時間Ｔ１が経過すると（図９ＢのステップＳ１８：ＹＥＳ）、制御部１は、再び投光部２により監視領域Ｚに対して測定光を投光する（図９ＡのステップＳ１、図１０の（ａ））。それから、図９ＡのステップＳ２以降の処理が繰り返される。
Next, if the distance D n−1 between the peak intensity V n−1 of the previous received light signal and the object M is not stored in the internal memory of the determination unit 4 (step S9 in FIG. 9A: NO), the
対して、判定部４の内部メモリに、前回の受光信号のピーク強度Ｖｎ−１と物体Ｍとの距離Ｄｎ−１が記憶されていれば（図９ＡのステップＳ９：ＹＥＳ）、判定部４は、今回の受光信号のピーク強度Ｖｎと前回の受光信号のピーク強度Ｖｎ−１の変化率Ｖｎ／Ｖｎ−１（信号強度比）を算出する（図９ＡのステップＳ１０）。また、判定部４は、今回の物体Ｍとの距離Ｄｎと前回の物体Ｍとの距離Ｄｎ−１の変化率の逆数Ｄｎ−１／Ｄｎ（距離比）の二乗（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２を算出する（図９ＡのステップＳ１１）。 On the other hand, if the distance D n−1 between the peak intensity V n−1 of the previous received light signal and the object M is stored in the internal memory of the determination unit 4 (step S9 in FIG. 9A: YES), the determination unit 4 calculates the rate of change V n / V n−1 (signal intensity ratio) between the peak intensity V n of the current received light signal and the peak intensity V n−1 of the previous received light signal (step S 10 in FIG. 9A). Further, the determination unit 4 squares the reciprocal D n−1 / D n (distance ratio) of the change rate of the distance D n to the current object M and the distance D n−1 to the previous object M (D n− 1 / D n ) 2 is calculated (step S11 in FIG. 9A).
図９ＡのステップＳ１０およびステップＳ１１の演算で用いられる今回の受光信号のピーク強度Ｖｎおよび物体Ｍとの距離Ｄｎと、前回の受光信号のピーク強度Ｖｎ−１および物体Ｍとの距離Ｄｎ−１とは、同一の受光系（いずれか一組の受光器および信号処理部）より出力された受光信号から検出されたデータである。 The current received light signal peak intensity V n and the distance D n to the object M, and the previous received light signal peak intensity V n−1 and the distance M to the object M, which are used in the calculations of steps S10 and S11 in FIG. 9A. n-1 is data detected from a light reception signal output from the same light reception system (any one pair of light receivers and signal processing unit).
つまり、物体Ｍが右側監視領域Ｚｒ（図２）に存在する場合は、右側用の受光器３２ｒおよび信号処理部３３ｒより出力された受光信号から検出されたデータ（ピーク強度Ｖｎ、Ｖｎ−１と距離Ｄｎ、Ｄｎ−１）を用いて、図９ＡのステップＳ１０およびステップＳ１１の演算が実行される。
That is, when the object M exists in the right monitoring region Zr (FIG. 2), the data (peak intensity V n , V n−) detected from the light reception signals output from the
また、物体Ｍが左側監視領域ＺＬ（図２）に存在する場合は、左側用の受光器３２Ｌおよび信号処理部３３Ｌより出力された受光信号から検出されたデータ（ピーク強度Ｖｎ、Ｖｎ−１と距離Ｄｎ、Ｄｎ−１）を用いて、図９ＡのステップＳ１０およびステップＳ１１の演算が実行される。
When the object M exists in the left monitoring area Z L (FIG. 2), data (peak intensity V n , detected from the light receiving signal output from the left light receiver 32 L and the
さらに、物体Ｍが中央監視領域Ｚｍ（図２）に存在する場合は、中央用の受光器３２ｍおよび信号処理部３３ｍより出力された受光信号から検出されたデータ（ピーク強度Ｖｎ、Ｖｎ−１と距離Ｄｎ、Ｄｎ−１）を用いて、図９ＡのステップＳ１０およびステップＳ１１の演算が実行される。 Furthermore, when the object M exists in the central monitoring area Zm (FIG. 2), data (peak intensity V n , V n−) detected from the light reception signals output from the central light receiver 32m and the signal processing unit 33m. 1 and distances D n , D n-1 ), the calculations of step S10 and step S11 in FIG. 9A are executed.
次に、判定部４は、ピーク強度の変化率（すなわち信号強度比）Ｖｎ／Ｖｎ−１と、距離の変化率の逆数（すなわち距離比）Ｄｎ−１／Ｄｎの二乗（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２とを比較する。そして、前記の式（２）のように、信号強度比が距離比の二乗より大きければ（図９ＢのステップＳ１２：ＹＥＳ、Ｖｎ／Ｖｎ−１＞（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、判定部４は、図７Ａのように、物体Ｍが監視領域Ｚの側方（右側または左側）から走行車線Ｔに近づいていると判定する（図９ＢのステップＳ１４）。そして、制御部１が、その判定部４の判定結果と直近の物体Ｍとの距離Ｄｎとを、インタフェイス５により車両制御装置６０へ通知する（図９ＢのステップＳ１７、図１０の（ｄ））。このステップＳ１７では、物体Ｍの位置も車両制御装置６０へ通知してもよい。
Next, the determination unit 4 squares the rate of change in peak intensity (ie, signal intensity ratio) V n / V n−1 and the reciprocal of the rate of change in distance (ie, distance ratio) D n−1 / D n (D comparing the n-1 / D n) 2 . If the signal intensity ratio is larger than the square of the distance ratio as in the above equation (2) (step S12 in FIG. 9B: YES, V n / V n−1 > (D n−1 / D n ) 2 ), The determination unit 4 determines that the object M is approaching the traveling lane T from the side (right side or left side) of the monitoring area Z as shown in FIG. 7A (step S14 in FIG. 9B). Then, the
図１０に示すように、投光部２により測定光を投光してから上記通知を行うまでの時間Ｔ３は、投光待ち時間Ｔ１より短くなっている。
As shown in FIG. 10, the time T 3 from when the measurement light is projected by the
また、前記の式（１）のように、信号強度比と距離比の二乗とが等しければ（図９ＢのステップＳ１２：ＮＯ、ステップＳ１３：ＹＥＳ、Ｖｎ／Ｖｎ−１＝（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、判定部４は、図６Ａのように、監視領域Ｚで物体Ｍが車幅方向へ移動していない（または静止している）と判定する（図９ＢのステップＳ１５）。そして、制御部１が、その判定部４の判定結果と直近の物体Ｍとの距離Ｄｎとを、インタフェイス５により車両制御装置６０へ通知する（図９ＢのステップＳ１７、図１０の（ｄ））。
If the signal intensity ratio and the square of the distance ratio are equal as in the above equation (1) (step S12 in FIG. 9B: NO, step S13: YES, V n / V n−1 = (D n− 1 / D n ) 2 ), the determination unit 4 determines that the object M has not moved in the vehicle width direction (or is stationary) in the monitoring region Z as shown in FIG. 6A (step S15 in FIG. 9B). ). Then, the
また、前記の式（３）のように、信号強度比が距離比の二乗より小さければ（図９ＢのステップＳ１２：ＮＯ、ステップＳ１３：ＮＯ、Ｖｎ／Ｖｎ−１＜（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、判定部４は、図８Ａのように、物体Ｍが走行車線Ｔから監視領域Ｚの側方（右側または左側）へ離れていると判定する（図９ＢのステップＳ１６）。そして、制御部１が、その判定部４の判定結果と直近の物体Ｍとの距離Ｄｎとを、インタフェイス５により車両制御装置６０へ通知する（図９ＢのステップＳ１７、図１０の（ｄ））。
Further, as in the above equation (3), if the signal intensity ratio is smaller than the square of the distance ratio (step S12 in FIG. 9B: NO, step S13: NO, V n / V n−1 <(D n−1). / D n ) 2 ), the determination unit 4 determines that the object M is away from the traveling lane T to the side (right side or left side) of the monitoring area Z as shown in FIG. 8A (step S16 in FIG. 9B). . Then, the
その後、投光待ち時間Ｔ１が経過すると（図９ＢのステップＳ１８：ＹＥＳ）、制御部１は、再び投光部２により監視領域Ｚに対して測定光を投光する（図９ＡのステップＳ１、図１０の（ａ））。それから、図９ＡのステップＳ２以降の処理が繰り返される。
Thereafter, when the light projecting latency T 1 is elapsed (step of FIG. 9B S18: YES), the
上記実施形態によると、光レーダ装置１０において、測定光の強度が監視領域Ｚの水平方向における左右両端から中央に向かうに連れて強くなるように、投光器２２から投光された測定光が投光光学系２１により拡散される（図３）。そして、判定部４が、受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌおよび信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌのうち、一組の受光器および信号処理部より出力された受光信号に基づいて、物体Ｍとの距離Ｄと受光信号のピーク強度Ｖとを検出する。そして、判定部４は、距離Ｄの変化率の逆数（距離比）の二乗値と、受光信号のピーク強度Ｖの変化率（信号強度比）との比較結果から、物体Ｍが監視領域Ｚの右側または左側から中央にある走行車線Ｔに近づいているか否かを判定する。このため、１つの受光系（一組の受光器および信号処理部）より出力される単一の受光信号に基づいて、監視領域Ｚでの物体Ｍの動向を判断することができる。その結果、特許文献１のように、２つ以上の受光系より独立して出力される２つ以上の受光信号に基づいて物体の動向を判断する場合と比較して、信号処理が簡単になる。
According to the above embodiment, in the
また、上記実施形態では、判定部４は、距離比の二乗値（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２より信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１の方が大きい場合、物体Ｍが監視領域Ｚの右側または左側から中央にある走行車線Ｔに近づいていると判定する。また、判定部４は、距離比の二乗値（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２より信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１の方が小さい場合、物体Ｍが監視領域Ｚの中央にある走行車線Ｔから右側または左側へ離れていると判定する。さらに、判定部４は、距離比の二乗値（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２と信号強度比Ｖｎ／Ｖｎ−１とが等しい場合、物体Ｍが監視領域Ｚで車幅方向に移動していないと判定する。このため、１つの受光系より出力される単一の受光信号に基づいて、監視領域Ｚの中央にある走行車線Ｔに対して物体Ｍが近づいているか離れているか、または車幅方向に移動していないかを判断することができる。 In the above embodiment, the determination unit 4 determines that the object M is in the monitoring region Z when the signal intensity ratio V n / V n−1 is larger than the square value of the distance ratio (D n−1 / D n ) 2. It is determined that the vehicle is approaching the traveling lane T in the center from the right side or the left side. Further, when the signal intensity ratio V n / V n−1 is smaller than the square value (D n−1 / D n ) 2 of the distance ratio, the determination unit 4 travels when the object M is in the center of the monitoring region Z. It is determined that the vehicle is away from the lane T to the right side or the left side. Further, when the distance ratio square value (D n−1 / D n ) 2 and the signal intensity ratio V n / V n−1 are equal, the determination unit 4 moves the object M in the vehicle width direction in the monitoring region Z. Judge that it is not. Therefore, based on a single light receiving signal output from one light receiving system, the object M is approaching or moving away from the traveling lane T in the center of the monitoring area Z, or moves in the vehicle width direction. It can be judged whether or not.
また、上記実施形態では、判定部４が検出した物体Ｍとの距離Ｄと、物体Ｍの動向などを、制御部１が車両制御装置６０へ通知する。このため、車両５０側でその通知内容に基づいて、歩行者などとの接触事故を回避するような、適切な車両制御を実施することができる。また、その通知内容を車両５０に搭載されたディスプレイに表示したり、警告音を鳴らしたりして、ドライバに適切な車両運転をするように促すことができる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態では、監視領域Ｚのうち、右側監視領域Ｚｒで物体Ｍにより反射した測定光の反射光を右側用受光器３２ｒで受光して、該受光状態に応じた受光信号を右側用信号処理部３３ｒから出力する。また、左側監視領域ＺＬで物体Ｍにより反射した測定光の反射光を左側用受光器３２Ｌで受光して、該受光状態に応じた受光信号を左側用信号処理部３３Ｌから出力する。また、中央監視領域Ｚｍで物体Ｍにより反射した測定光の反射光を中央用受光器３２ｍで受光して、該受光状態に応じた受光信号を中央用信号処理部３３ｍから出力する。このため、右側監視領域Ｚｒでの物体Ｍの動向を、右側用の一組の受光器３２ｒおよび信号処理部３３ｒより出力される受光信号に基づいて検出することができる。また、左側監視領域ＺＬでの物体Ｍの動向を、左側用の一組の受光器３２Ｌおよび信号処理部３３Ｌより出力される受光信号に基づいて検出することができる。さらに、中央監視領域Ｚｍでの物体Ｍの動向を、中央用の一組の受光器３２ｍおよび信号処理部３３ｍより出力される受光信号に基づいて検出することができる。
In the above embodiment, the reflected light of the measurement light reflected by the object M in the right monitoring area Zr in the monitoring area Z is received by the
さらに、上記実施形態では、監視領域Ｚが車両５０の前方に拡がるように、光レーダ装置１０が車両５０の前部に搭載される。然も、車両５０から所定距離前方において、車両５０の車幅より側方へ拡がるように、監視領域Ｚが設定され、かつ測定光が投光部２により投光される。このため、受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌおよび信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌのうち、一組の受光器および信号処理部より出力される受光信号に基づいて、車両５０の前方の走行車線Ｔに対して物体Ｍが近づいているか否か、すなわち物体Ｍが前方の走行車線Ｔを横断中であるか否かを判断することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the
以上述べた実施形態では、「距離の変化率の逆数」Ｄｎ−１／Ｄｎを「距離比」とし、「信号強度の変化率」Ｖｎ／Ｖｎ−１を「信号強度比」としたが、本発明における「距離比」は、距離の前回値Ｄｎ−１と今回値Ｄｎとの比であり、この比は、Ｄｎ／Ｄｎ−１であってもよいし、その逆数のＤｎ−１／Ｄｎであってもよい。同様に、本発明における「信号強度比」は、信号強度の前回値Ｖｎ−１と今回値Ｖｎとの比であり、この比は、Ｖｎ／Ｖｎ−１であってもよいし、その逆数のＶｎ−１／Ｖｎであってもよい。 In the embodiment described above, “the reciprocal of the rate of change of distance” D n−1 / D n is set to “distance ratio”, and “the rate of change of signal intensity” V n / V n−1 is set to “signal strength ratio”. However, the “distance ratio” in the present invention is a ratio between the previous value D n−1 and the current value D n of the distance, and this ratio may be D n / D n−1 , The reciprocal number D n-1 / D n may be used. Similarly, the “signal strength ratio” in the present invention is a ratio between the previous value V n−1 and the current value V n of the signal strength, and this ratio may be V n / V n−1. The reciprocal of V n-1 / V n may be used.
したがって、本発明において、「距離の変化率」Ｄｎ／Ｄｎ−１を「距離比」とし、「信号強度の変化率の逆数」Ｖｎ−１／Ｖｎを「信号強度比」とすることもできる。距離比と信号強度比をこのように定義した場合、判定部４は、距離比として、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１を算出するとともに、信号強度比として、信号強度の変化率の逆数Ｖｎ−１／Ｖｎを算出し、信号強度比と距離比の二乗値とを比較する。そして、距離比の二乗値より信号強度比の方が小さければ（Ｖｎ−１／Ｖｎ＜（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、図７Ａのように、物体Ｍが監視領域Ｚの右側または左側から中央に近づいていると判定する。また、距離比の二乗値より信号強度比の方が大きければ（Ｖｎ−１／Ｖｎ＞（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、図８Ａのように、物体Ｍが監視領域Ｚの中央から右側または左側へ離れていると判定する。さらに、距離比の二乗値と信号強度比とが等しければ（Ｖｎ−１／Ｖｎ＝（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、図６Ａのように、物体Ｍが監視領域Ｚの左右方向へ移動していないと判定する。 Therefore, in the present invention, “distance change rate” D n / D n−1 is “distance ratio”, and “reciprocal of signal intensity change rate” V n−1 / V n is “signal intensity ratio”. You can also. When the distance ratio and the signal intensity ratio are defined in this way, the determination unit 4 calculates the change rate D n / D n−1 of the distance as the distance ratio and the change rate of the signal intensity as the signal intensity ratio. The reciprocal number V n−1 / V n is calculated, and the signal intensity ratio is compared with the square value of the distance ratio. If the signal intensity ratio is smaller than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n <(D n / D n−1 ) 2 ), the object M is located in the monitoring region Z as shown in FIG. It is determined that the center is approaching from the right or left side. If the signal intensity ratio is larger than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n > (D n / D n−1 ) 2 ), the object M is located in the monitoring area Z as shown in FIG. Judged to be away from the center to the right or left side. Furthermore, if the square value of the distance ratio is equal to the signal intensity ratio (V n−1 / V n = (D n / D n−1 ) 2 ), the object M moves to the left and right of the monitoring region Z as shown in FIG. It is determined that it has not moved in the direction.
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、受光部３に受光器３２ｒ、３２ｍ、３２Ｌおよび信号処理部３３ｒ、３３ｍ、３３Ｌの組を３つ設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、受光部３に設ける受光器および信号処理部の組を、１つ、２つ、または４つ以上としてもよい。つまり、信号処理用の受光系は、少なくとも１つ設ければよい。
The present invention can employ various embodiments other than those described above. For example, in the above embodiment, the
また、以上の実施形態では、自動四輪車用の光レーダ装置１０に本発明を適用した例を挙げたが、たとえば自動二輪車や大型自動車などの他の車両用の光レーダ装置、または車両以外の用途の光レーダ装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the
１ 制御部（通知部）
２ 投光部
３ 受光部
４ 判定部
５ インタフェイス（通知部）
１０ 光レーダ装置
２１ 投光光学系
２２ 投光器
３１ 受光光学系
３２Ｌ 左側用受光器
３２ｍ 中央用受光器
３２ｒ 右側用受光器
３３Ｌ 左側用信号処理部
３３ｍ 中央用信号処理部
３３ｒ 右側用信号処理部
５０ 車両
Ｍ 物体
Ｚ 監視領域
ＺＬ 左側監視領域
Ｚｍ 中央監視領域
Ｚｒ 右側監視領域
1 Control unit (notification unit)
2
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記監視領域に存在する物体で反射した、前記測定光の反射光を受光して受光信号を出力する受光部と、
前記受光信号に基づいて前記物体との距離を検出する判定部と、を備えた光レーダ装置において、
前記投光部は、
前記測定光を投光する投光器と、
前記投光器から投光された前記測定光の強度が、前記監視領域の水平方向における左右両端から当該監視領域の中央に向かうに連れて強くなるように、前記測定光を拡散させる投光光学系と、を有し、
前記受光部は、
前記監視領域からの前記反射光を集光する受光光学系と、
前記受光光学系で集光された前記反射光を受光する受光器と、
前記受光器の受光状態に応じた前記受光信号を出力する信号処理部と、を有し、
前記受光器および前記信号処理部は、少なくとも一組設けられ、
前記判定部は、
一組の前記受光器および前記信号処理部より出力された前記受光信号に基づいて、前記物体との距離の前回値と今回値、および前記受光信号の強度の前回値と今回値とをそれぞれ検出し、
前記物体との距離の前回値と今回値との比である距離比の二乗値と、前記受光信号の強度の前回値と今回値との比である信号強度比とを比較した結果に基づいて、前記物体が前記監視領域の右側または左側から当該監視領域の中央に近づいているか否かを判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 A light projecting unit that projects measurement light onto a predetermined monitoring area;
A light receiving unit that receives the reflected light of the measurement light reflected by an object existing in the monitoring region and outputs a light reception signal;
In an optical radar apparatus comprising: a determination unit that detects a distance from the object based on the light reception signal;
The light projecting unit is
A projector for projecting the measurement light;
A light projecting optical system that diffuses the measurement light so that the intensity of the measurement light projected from the projector increases from the left and right ends in the horizontal direction of the monitoring area toward the center of the monitoring area; Have
The light receiving unit is
A light receiving optical system for collecting the reflected light from the monitoring area;
A light receiver that receives the reflected light collected by the light receiving optical system;
A signal processing unit that outputs the light reception signal according to a light reception state of the light receiver,
At least one set of the light receiver and the signal processing unit is provided,
The determination unit
Based on the received light signal output from the set of the light receiver and the signal processing unit, the previous value and the current value of the distance to the object and the previous value and the current value of the intensity of the received light signal are respectively detected. And
Based on the result of comparing the square value of the distance ratio, which is the ratio of the previous value of the distance to the object and the current value, and the signal intensity ratio, which is the ratio of the previous value of the received light signal and the current value. An optical radar device characterized by determining whether the object is approaching the center of the monitoring area from the right side or the left side of the monitoring area.
前記物体との距離の前回値をＤｎ−１、今回値をＤｎとし、前記受光信号の強度の前回値をＶｎ−１、今回値をＶｎとしたとき、
前記判定部は、
前記距離比として、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１の逆数Ｄｎ−１／Ｄｎを算出するとともに、前記信号強度比として、信号強度の変化率Ｖｎ／Ｖｎ−１を算出し、
前記距離比の二乗値より前記信号強度比の方が大きい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＞（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、前記物体が前記監視領域の右側または左側から中央に近づいていると判定し、
前記距離比の二乗値より前記信号強度比の方が小さい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＜（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、前記物体が前記監視領域の中央から右側または左側へ離れていると判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to claim 1,
When the previous value of the distance to the object is D n−1 , the current value is D n , the previous value of the intensity of the received light signal is V n−1 , and the current value is V n ,
The determination unit
As the distance ratio, the reciprocal number D n-1 / D n of the distance change rate D n / D n-1 is calculated, and the signal intensity change rate V n / V n-1 is calculated as the signal intensity ratio. And
When the signal intensity ratio is larger than the square value of the distance ratio (V n / V n−1 > (D n−1 / D n ) 2 ), the object moves from the right side or the left side to the center of the monitoring area. Determine that you are approaching,
If towards the signal intensity ratio from the square value of the distance ratio is small (V n / V n-1 <(D n-1 / D n) 2), to the right or left from the center of the object is the monitoring area An optical radar device characterized in that it is determined to be separated.
前記判定部は、前記距離比の二乗値と前記信号強度比とが等しい場合（Ｖｎ／Ｖｎ−１＝（Ｄｎ−１／Ｄｎ）２）、前記物体が前記監視領域の左右方向へ移動していないと判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to claim 2,
When the square value of the distance ratio is equal to the signal intensity ratio (V n / V n−1 = (D n−1 / D n ) 2 ), the determination unit determines that the object is in the horizontal direction of the monitoring area An optical radar device characterized in that it is determined that it has not moved.
前記物体との距離の前回値をＤｎ−１、今回値をＤｎとし、前記受光信号の強度の前回値をＶｎ−１、今回値をＶｎとしたとき、
前記判定部は、
前記距離比として、距離の変化率Ｄｎ／Ｄｎ−１を算出するとともに、前記信号強度比として、信号強度の変化率の逆数Ｖｎ−１／Ｖｎを算出し、
前記距離比の二乗値より前記信号強度比の方が小さい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＜（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、前記物体が前記監視領域の右側または左側から中央に近づいていると判定し、
前記距離比の二乗値より前記信号強度比の方が大きい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＞（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、前記物体が前記監視領域の中央から右側または左側へ離れていると判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to claim 1,
When the previous value of the distance to the object is D n−1 , the current value is D n , the previous value of the intensity of the received light signal is V n−1 , and the current value is V n ,
The determination unit
The distance change rate D n / D n-1 is calculated as the distance ratio, and the reciprocal number V n-1 / V n of the signal intensity change rate is calculated as the signal intensity ratio.
When the signal intensity ratio is smaller than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n <(D n / D n−1 ) 2 ), the object moves from the right side or the left side to the center of the monitoring area. Determine that you are approaching,
When the signal intensity ratio is larger than the square value of the distance ratio (V n−1 / V n > (D n / D n−1 ) 2 ), the object moves from the center of the monitoring area to the right side or the left side. An optical radar device characterized in that it is determined to be separated.
前記判定部は、前記距離比の二乗値と前記信号強度比とが等しい場合（Ｖｎ−１／Ｖｎ＝（Ｄｎ／Ｄｎ−１）２）、前記物体が前記監視領域の左右方向へ移動していないと判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to claim 4,
When the square value of the distance ratio is equal to the signal intensity ratio (V n−1 / V n = (D n / D n−1 ) 2 ), the determination unit determines that the object is in the horizontal direction of the monitoring area An optical radar device characterized in that it is determined that it has not moved.
前記判定部が検出した前記物体との距離と、前記判定部が判定した前記物体の動向とを外部へ通知する通知部をさらに備えた、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to any one of claims 1 to 5,
An optical radar apparatus, further comprising a notification unit that notifies the outside of the distance from the object detected by the determination unit and the trend of the object determined by the determination unit.
前記受光器は、
前記監視領域の水平方向における左側領域からの前記反射光を受光する左側用受光器と、
前記監視領域の水平方向における右側領域からの前記反射光を受光する右側用受光器と、
前記左側用受光器と前記右側用受光器との間にある中央領域からの前記反射光を受光する中央用受光器と、から成り、
前記信号処理部は、
前記左側用受光器の受光状態に応じた前記受光信号を出力する左側用信号処理部と、
前記右側用受光器の受光状態に応じた前記受光信号を出力する右側用信号処理部と、
前記中央用受光器の受光状態に応じた前記受光信号を出力する中央用信号処理部と、から成る、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to any one of claims 1 to 6,
The receiver is
A left-side light receiver that receives the reflected light from the left-side region in the horizontal direction of the monitoring region;
A right-side light receiver that receives the reflected light from the right-side region in the horizontal direction of the monitoring region;
A central photoreceiver that receives the reflected light from a central region between the left photoreceiver and the right photoreceiver, and
The signal processing unit
A left-side signal processing unit that outputs the light-receiving signal according to the light-receiving state of the left-side light receiver;
A signal processing unit for the right side that outputs the light reception signal according to the light receiving state of the light receiver for the right side;
An optical radar apparatus comprising: a central signal processing unit that outputs the received light signal in accordance with a light receiving state of the central light receiver.
前記判定部は、前記左側用信号処理部と前記右側用信号処理部と前記中央用信号処理部の各信号処理部から出力された前記受光信号に基づいて、前記左側領域と前記右側領域と前記中央領域の各領域における前記物体の動向を判定する、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to claim 7, wherein
The determination unit, based on the light reception signal output from each signal processing unit of the left signal processing unit, the right signal processing unit, and the central signal processing unit, the left region, the right region, and the An optical radar device characterized by determining a trend of the object in each region of a central region.
当該光レーダ装置は、前記監視領域が車両の前方に拡がるように、当該車両に搭載されており、
前記車両から所定距離前方において、前記車両の車幅より側方へ拡がるように、前記監視領域が設定され、かつ前記測定光が前記投光部により投光される、ことを特徴とする光レーダ装置。 The optical radar device according to any one of claims 1 to 8,
The optical radar device is mounted on the vehicle such that the monitoring area extends in front of the vehicle,
The optical radar, wherein the monitoring region is set so as to spread laterally from the vehicle width of the vehicle at a predetermined distance from the vehicle, and the measurement light is projected by the light projecting unit. apparatus.
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