JPH02151787A - Apparatus for recognizing environment of traveling car - Google Patents

Apparatus for recognizing environment of traveling car

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JPH02151787A
JPH02151787A JP63304239A JP30423988A JPH02151787A JP H02151787 A JPH02151787 A JP H02151787A JP 63304239 A JP63304239 A JP 63304239A JP 30423988 A JP30423988 A JP 30423988A JP H02151787 A JPH02151787 A JP H02151787A
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JP
Japan
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unit
sensor
obstacle
distance
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP63304239A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Fujita
健二 藤田
Yasuo Kagawa
香川 八州男
Kazuhiro Sumi
和宏 角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP63304239A priority Critical patent/JPH02151787A/en
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  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain efficient external information by a method wherein sampling interval of a sensor for sampling information on external environments with specified time intervals is variably controlled by a detector and a non-detector of obstruction. CONSTITUTION:A piezo-conversion element in a sensor unit 1 radiates ultrasonic waves when applied with driving pulse, and when it receives the echo, it outputs a voltage signal according to the echo intensity. It is rotated by a driving motor 6 and its direction of radiating ultrasonic waves can be changed by 360 degrees. A distance measuring apparatus 3 calculates a distance D to obstruction based on the echo signal 1 obtained by the unit 1 and an angle, etc. obtained by a sensor 2. This apparatus 3 verifies that the sensor 2 is not rotating and sends driving pulse to the unit 1 to have the unit 1 oscillate ultrasonic waves. An arthmatic unit 4 for increment widths calculates a swing angle alpha of an ultra sonic wave radiation direction from the unit 1 based on the distance D to the obstruction. A motor controller 5 calculates motor rotation time based on the angle alpha to have the motor rotated, informing the unit 3 that the unit 1 is not rotating.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えばセクタスキャンを行なう超音波センサ
等を設けた移動車が例えば障害物を認識しつつ走行する
ときに使用する移動車の環境認識装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is directed to the environment of a mobile vehicle, which is used when a mobile vehicle equipped with an ultrasonic sensor that performs sector scanning, for example, runs while recognizing obstacles. Relating to a recognition device.

(従来の技術) 外界を認識して自立走行制御を行なう移動車においては
、一般にカメラ等で前方画像を取り込み、その画像に基
づいて環境認識を行なうものがある。このカメラによる
画像は認識領域の幅が広いこと、画像を獲得するのに短
時間で済むことが特徴として挙げられる。一方、カメラ
の代りに超音波センサを用いて外界情報を獲得する、例
えば特開昭62−247407のような先行技術もある
(Prior Art) Some mobile vehicles that recognize the outside world and perform autonomous driving control generally capture a front image using a camera or the like and perform environment recognition based on the image. The images captured by this camera have a wide recognition area and are characterized by the fact that it takes only a short time to acquire the image. On the other hand, there is also prior art, such as Japanese Patent Laid-Open No. 62-247407, which uses an ultrasonic sensor instead of a camera to obtain external world information.

この先行技術においては、超音波センサを一定の刻み角
度毎に振ってセクタスキャンを行ない、そのエコー信号
から障害物に関する情報を得るものである。
In this prior art, a sector scan is performed by swinging an ultrasonic sensor at regular increments of angles, and information regarding obstacles is obtained from the echo signals.

(発明が解決しようとする課題) ところで、超音波センサは一般に指向性が悪く、解像度
も低い。また、音速は比較的に低速であるために、エコ
ー信号を受信するのに一定の時間を必要とする。従って
、もし、前述の先行技術のように、一定角度毎にサンプ
リングを行なうのであれば、解像度の高い外界情報を得
ることと、効率の良いサンプリングを達成することは相
矛盾することになる。何故なら、解像度の高い外界情報
を得ようとすれば、サンプリング間隔を細かくしなけれ
ばならないが、そのためには、単位時間当りの測定回数
が増え、必然的に処理時間が長くなる。ところが、障害
物が結果的に存在しなかったのであれば、この長い測定
時間と処理時間とは無駄なものとなるからである。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, ultrasonic sensors generally have poor directivity and low resolution. Furthermore, since the speed of sound is relatively slow, a certain amount of time is required to receive the echo signal. Therefore, if sampling is performed at every fixed angle as in the prior art described above, obtaining external world information with high resolution and achieving efficient sampling will be contradictory. This is because, in order to obtain external world information with high resolution, the sampling interval must be made finer, but this increases the number of measurements per unit time, which inevitably lengthens the processing time. However, if the obstacle did not exist, the long measurement time and processing time would be wasted.

この解像度の高い外界情報を得ることと、効率の良いサ
ンプリングを達成することが矛盾するということは、超
音波センサによる外界情報を測定する時だけの問題では
なく、カメラ画像等のようなリアルタイム情報を得る場
合にも起こり得る。
The contradiction between obtaining high-resolution external world information and achieving efficient sampling is not only a problem when measuring external world information using ultrasonic sensors, but also when measuring real-time information such as camera images. It can also happen when you get .

何故なら、カメラ画像であっても、サンプリングによる
画像の獲得と、その画像から障害物を認識することは別
のことであり、画像中に障害物がなかった場合は、その
認識動作は無駄に帰するからである。
This is because even with camera images, acquiring an image through sampling and recognizing an obstacle from that image are two different things, and if there are no obstacles in the image, the recognition operation is wasted. Because it will return.

そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたもので、その目的は、効率の良い外界情報の獲
得な可能な移動車の環境認識装置を提案するところにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was proposed in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and its purpose is to propose an environment recognition device for a moving vehicle that can efficiently acquire external world information.

(課題を達成するための手段及び作用)上記課題を達成
するための本発明に係る移動車の環境認識装置の構成は
、所定の運動を行なって所定時間間隔毎に外部環境の情
報をサンプリングするセンサを備えた移動車の環境認識
装置であって、該センサのサンプリング間隔を、障害物
体の検出時と非検出時とで、可変に制御する制御手段を
備えたことを特徴とする。
(Means and operations for achieving the object) In order to achieve the above object, the configuration of the environment recognition device for a moving vehicle according to the present invention performs a predetermined movement and samples information of the external environment at predetermined time intervals. An environment recognition device for a moving vehicle equipped with a sensor, characterized by comprising a control means for variably controlling the sampling interval of the sensor depending on whether an obstacle is detected or not.

(実施例) 以下添付図面を参照して、本発明を、移動車の走行制御
における障害物認識に適用した場合の実施例を説明する
(Embodiment) An embodiment in which the present invention is applied to obstacle recognition in travel control of a moving vehicle will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの実施例に係る認識装置の全体図である。こ
の認識装置は不図示の車両(例えば、無人車若しくは自
動車)に設置されている。図中、1は超音波センサユニ
ット、2はセンサユニット1が超音波を放射する方向等
を検知するためのセンサである。その詳細は第2図、第
3A図、第3B図に示されている。後述するように、こ
のセンサユニット内に罎よピエゾ変換素子が設けられて
おり、この変換素子は、駆動パルスを与えられると超音
波(この実施例では、約40KHz )を放射し、その
エコーを受けると、エコー強度に応じた電圧信号を出力
する。また、このセンサユニット1は駆動モータ6によ
り回転されて、超音波放射方向を360度の範囲で変え
ることができる。3はユニット1が得たエコー信号及び
センサ2が得た角度等を基に、障害物までの距離りを演
算するための測距装置である。この測距装置3はセンサ
1が回転中でないことを確認して、センサユニット1に
駆動パルスを送り、ユニット1に超音波を発振せしめる
FIG. 1 is an overall diagram of a recognition device according to this embodiment. This recognition device is installed in a vehicle (for example, an unmanned vehicle or an automobile) not shown. In the figure, 1 is an ultrasonic sensor unit, and 2 is a sensor for detecting the direction in which the sensor unit 1 emits ultrasonic waves. The details are shown in FIGS. 2, 3A, and 3B. As will be described later, a piezo conversion element is provided within this sensor unit, and this conversion element emits an ultrasonic wave (approximately 40 KHz in this example) when a driving pulse is applied, and its echo is When received, it outputs a voltage signal according to the echo intensity. Further, this sensor unit 1 is rotated by a drive motor 6 and can change the ultrasonic emission direction within a range of 360 degrees. Reference numeral 3 denotes a distance measuring device for calculating the distance to an obstacle based on the echo signal obtained by the unit 1 and the angle obtained by the sensor 2. The distance measuring device 3 confirms that the sensor 1 is not rotating, and sends a drive pulse to the sensor unit 1, causing the unit 1 to oscillate ultrasonic waves.

刻み幅演算装置4は障害物までの距離りに基づいて、セ
ンサユニット1からの超音波放射方向の振り角度αを演
算するものである。センサユニットlを駆動するための
モータ6はモータ制御部5からの信号によって回転させ
られる。モータ制御部5は、刻み幅αから、モータ回転
時間Tを演算し、その期間Tの間一定の角速度ωでモー
タ6を回転する。また、モータ制御部5は測距装置3に
対し、センサユニットlが回転中でないことを知らせる
。これは、センサユニット1が超音波を放射しても良い
タイミングを測距装置3が知るためである。
The step size calculation device 4 calculates the swing angle α in the direction of ultrasonic radiation from the sensor unit 1 based on the distance to the obstacle. A motor 6 for driving the sensor unit 1 is rotated by a signal from the motor control section 5. The motor control unit 5 calculates a motor rotation time T from the step width α, and rotates the motor 6 at a constant angular velocity ω during the period T. Further, the motor control unit 5 notifies the distance measuring device 3 that the sensor unit 1 is not rotating. This is because the distance measuring device 3 knows the timing at which the sensor unit 1 can emit ultrasonic waves.

第2図、第3図に超音波センサユニットlの全体構成を
2例示す。第2図に示したセンサユニット1の構成につ
いて説明する。このユニットにおいて、ピエゾ素子10
a自体は固定であるが、反射鏡12aがモータ6により
回転して、超音波放射方向を360度の任意の方向に変
更するものであるが、ピエゾ素子10aが上方に、反射
鏡12aが下方に位置している。ピエゾ素子10aの放
射断面の形状は略円形である。反射鏡12aは、素子1
0aからの超音波が入射角45度で入射し、反射角45
度で反射するように回転軸体13に固定されている。尚
、llaはセンサユニット基台14a上の所定の位置に
ピエゾ素子10aを支持するための支持体である。反射
鏡12aの断面形状は略楕円形状である。
FIGS. 2 and 3 show two examples of the overall configuration of the ultrasonic sensor unit l. The configuration of the sensor unit 1 shown in FIG. 2 will be explained. In this unit, piezo element 10
a itself is fixed, but the reflecting mirror 12a is rotated by the motor 6 to change the ultrasonic emission direction to any direction within 360 degrees. It is located in The shape of the radiation cross section of the piezo element 10a is approximately circular. The reflecting mirror 12a is the element 1
The ultrasonic wave from 0a is incident at an incident angle of 45 degrees, and the reflection angle is 45 degrees.
It is fixed to the rotating shaft body 13 so as to be reflected at a certain angle. Note that lla is a support for supporting the piezo element 10a at a predetermined position on the sensor unit base 14a. The cross-sectional shape of the reflecting mirror 12a is approximately elliptical.

ところで、第2図の構造のセンサユニットでは、反射鏡
12aが回転すると、超音波放射方向が支持体11aの
支柱と一致する場合があり、その場合は、エコー信号に
ノイズが混入する。その不都合を避けるために提案され
たのが、第3図のセンサユニットである。第3図におい
て、ピエゾ素子10b自体は固定であるが、反射鏡12
bがモータ6により回転して、超音波放射方向を変更す
るものあるが、ピエゾ素子10bが下方に、反射鏡12
aが上方に位置している。また、反射鏡12bは支持体
11bにより、リンクギア21に固定されている。リン
クギア21は円形形状のピエゾ素子10bの周りに回転
可能に支持された円筒状のギアであり、駆動モータ6に
より回転されるギア20と歯合している。支柱11bは
超音波放射方向と常に反対側に位置するので、支柱11
bからのエコーがエコー信号中に混入することはない。
By the way, in the sensor unit having the structure shown in FIG. 2, when the reflecting mirror 12a rotates, the ultrasonic emission direction may coincide with the column of the support 11a, and in that case, noise is mixed into the echo signal. In order to avoid this inconvenience, the sensor unit shown in FIG. 3 has been proposed. In FIG. 3, the piezo element 10b itself is fixed, but the reflecting mirror 12
In some cases, the piezo element 10b is rotated by the motor 6 to change the ultrasonic emission direction, but the piezo element 10b is placed downward, and the reflecting mirror 12 is rotated by the motor 6.
a is located above. Further, the reflecting mirror 12b is fixed to the link gear 21 by a support body 11b. The link gear 21 is a cylindrical gear rotatably supported around the circular piezo element 10b, and meshes with the gear 20 rotated by the drive motor 6. Since the pillar 11b is always located on the opposite side to the ultrasonic radiation direction, the pillar 11b
The echo from b will not be mixed into the echo signal.

第2図の形態の超音波センサユニットも第3図の形態の
超音波センサユニットも、第1図のシステムに、他の要
素を何等変更すること無く設置可能であるので、以下の
説明では、特にセンサユニットを区別することはしない
Both the ultrasonic sensor unit in the form shown in Fig. 2 and the ultrasonic sensor unit in the form shown in Fig. 3 can be installed in the system shown in Fig. 1 without changing any other elements, so in the following explanation, No particular distinction is made between sensor units.

第4A図は、センサユニット1から放射される超音波の
指向性を示す図である0周知のように、超音波は一定の
拡り幅すをもってピエゾ素子から放射される。この拡り
幅すは、超音波周波数、ピエゾ素子の形状等によって変
化はするものの、これらの要素が決まれば変ることはな
く、センサユニットに固有のものである。第4B図は測
距装置3による、障害物までの距離りを測定手法を説明
する図であり、同図によると、距離りは、駆動パルスを
発振してから、エコーを受けとるまでの時間tから、 により得られる。ここで、Cは空気中の音速である。
FIG. 4A is a diagram showing the directivity of ultrasonic waves emitted from the sensor unit 1. As is well known, ultrasonic waves are emitted from the piezo element with a certain spread width. Although this expansion width changes depending on the ultrasonic frequency, the shape of the piezo element, etc., once these factors are determined, it does not change and is unique to the sensor unit. FIG. 4B is a diagram illustrating a method of measuring the distance to an obstacle using the distance measuring device 3. According to the figure, the distance is determined by the time t from oscillating the drive pulse to receiving the echo. From, it is obtained by . Here, C is the speed of sound in air.

第5図は、この実施例の動作原理を示す図で、刻み幅演
算装置4により決定された超音波放射角度の刻み幅αが
、障害物の有無に応じて変化する様子が示されている。
FIG. 5 is a diagram showing the operating principle of this embodiment, and shows how the step size α of the ultrasonic radiation angle determined by the step size calculating device 4 changes depending on the presence or absence of an obstacle. .

第5A図において、センサユニットlは時計方向側りに
回転し、その放射方向の範囲がI −> II −> 
m中IV−>V曽■呻皿呻■と変化している。また、1
00は障害物である。
In FIG. 5A, the sensor unit l rotates clockwise and its radial range is I -> II ->
It changes from IV to V in m. Also, 1
00 is an obstacle.

この刻み幅αの制御は、前回のサンプリングにおいて障
害物を検出しなかったならば、次の放射方向を前回の方
向よりも角度すだけ振る。ここで、bは第4A図におけ
る超音波ビームの拡り角度である。刻み角度なりとする
のは、角度すの範囲内に障害物があるときは、エコー信
号中に少なくともパルス成分が現われるので、少なくと
も障害物の存在は必ず検出できるからである。一方、前
回のサンプリングにおいて障害物を検出したならば、次
の放射方向を現在の方向よりも角度だけ振る。ここで、
DRは要求解像度であり、定数である。即ち、−度でも
障害物の存在を検出すると、その後は、障害物の存在が
検出できなくなるまで、DRの解像度でもって障害物を
認識するためのエコー信号を得ることができる。
This control of the step width α changes the next radial direction by an angle compared to the previous direction if no obstacle is detected in the previous sampling. Here, b is the spread angle of the ultrasonic beam in FIG. 4A. The step angle is used because if there is an obstacle within the range of the angle, at least a pulse component will appear in the echo signal, so at least the presence of the obstacle can always be detected. On the other hand, if an obstacle is detected in the previous sampling, the next radiation direction is swung by an angle greater than the current direction. here,
DR is the required resolution and is a constant. That is, once the presence of an obstacle is detected even at -degrees, echo signals for recognizing the obstacle can be obtained with DR resolution until the presence of the obstacle can no longer be detected.

第5A図、第5B図に従って、動作原理を説明する。放
射方向がIのときは、エコー信号中に一定以上の振幅を
有するパルス成分が存在しないので、障害物がないと判
断される。そして、次の放射方向IIは現在よりもbだ
け振った位置である。
The principle of operation will be explained according to FIGS. 5A and 5B. When the radiation direction is I, since there is no pulse component having an amplitude above a certain level in the echo signal, it is determined that there is no obstacle. Then, the next radial direction II is a position shifted by b from the current position.

駆動モータ6の回転角速度をω(=一定)とすれば、 α=b=ω・Tt である。即ち、モータ制御部5はTtの期間、角速度ω
でもってモータ6を回転させる0次の放射方向IIでは
、障害物の存在を示すパルス成分がエコー信号中に現わ
れるので、障害物の存在を認識される。そこで、次の刻
み角αを、 とする、このときのモータ6の駆動期間なT2とすると
、 α=ω・T。
If the rotational angular velocity of the drive motor 6 is ω (=constant), then α=b=ω·Tt. That is, the motor control unit 5 maintains the angular velocity ω during the period Tt.
Therefore, in the zero-order radiation direction II in which the motor 6 is rotated, a pulse component indicating the presence of an obstacle appears in the echo signal, so that the presence of the obstacle is recognized. Therefore, if the next step angle α is as follows, and the driving period of the motor 6 at this time is T2, then α=ω・T.

である。放射位置■までは障害物100の存在を検出し
続ける。放射位置■で障害物を検出しなくなると、刻み
角度aはbに戻る。尚、上式によれば、障害物までの距
離りが大きくなると、刻み角αは小さくなる。これは、
Dが大きくなるほど、その位置における超音波ビームの
拡り幅が大きくなり、それに従ってαを小さくしないと
要求解像度を保証できないからである。
It is. The presence of the obstacle 100 continues to be detected until the radiation position ■. When no obstacle is detected at the radial position ■, the increment angle a returns to b. According to the above formula, the increment angle α becomes smaller as the distance to the obstacle increases. this is,
This is because as D becomes larger, the spread width of the ultrasonic beam at that position becomes larger, and unless α is reduced accordingly, the required resolution cannot be guaranteed.

第6図は第5図に示した刻み角度制御に係る制御手順の
フローチャートである。尚、障害物の有無の認識は、ス
テップSL2で行なわれる。
FIG. 6 is a flowchart of a control procedure related to the step angle control shown in FIG. Note that recognition of the presence or absence of an obstacle is performed in step SL2.

このようにして、上記実施例によれば、障害物を検出す
るまでは、単にその存在を検出するのに十分な粗さの刻
み角度α(=b)毎に超音波の放射方向を変えるので、
単位時間当りの、障害物の存在を認識するための超音波
発振と、エコー受信のサンプリング回数と、障害物の存
在検出のためのデータ処理回数が減る。従って、この制
御をマイクロプロセッサ等が行なっているのであれば、
そのマイクロプロセッサへの負荷が減る。また、−旦、
障害物の存在を認識すれば、障害物の形状、位置を認識
するのに十分な解像度の情報を得ることを保証するよう
な刻み角度、 になるので、上記マイクロプロセッサの能力をこの物体
形状及び位置の認識処理に可能な限り振り向けることが
できる。従って、全体として、障害物認識の効率化が図
れる。
In this way, according to the above embodiment, until an obstacle is detected, the emission direction of the ultrasonic wave is simply changed at every increment angle α (=b) that is rough enough to detect the presence of the obstacle. ,
The number of sampling times per unit time of ultrasonic oscillation and echo reception for recognizing the presence of an obstacle, and the number of times of data processing for detecting the presence of an obstacle are reduced. Therefore, if this control is performed by a microprocessor, etc.,
The load on the microprocessor is reduced. Also, -dan,
Once the presence of an obstacle is recognized, the increments angle will be such as to ensure that information of sufficient resolution is obtained to recognize the shape and position of the obstacle, so the power of the microprocessor can be used to determine the shape and position of the object. As much as possible can be devoted to position recognition processing. Therefore, the efficiency of obstacle recognition can be improved as a whole.

以上説明した実施例では、センサ位置から障害物までの
距離に応じた刻み角度制御により、物体形状0位置の認
識精度の確保を図っていた。しかし、例えば、物体形状
が超音波放射方向について急激に変化する場合は、その
精度確保は困難になる。
In the embodiments described above, recognition accuracy of the zero position of the object shape is ensured by controlling the increment angle according to the distance from the sensor position to the obstacle. However, for example, if the shape of the object changes rapidly in the ultrasonic emission direction, it becomes difficult to ensure accuracy.

そこで、第7図に示したような原理に従った刻み角制御
の変形例方式を提案する。また、第8図は、この変形例
の制御に係るフローチャートである。第7A図において
、D、l−z 、 Dn−t 、 Dn。
Therefore, a modified example method of step angle control based on the principle shown in FIG. 7 is proposed. Moreover, FIG. 8 is a flowchart relating to control of this modification. In FIG. 7A, D, l-z, Dn-t, Dn.

D、1.1等は、超音波放射範囲x、 xr、 Xll
、 XI(7)各サンプリングに対して得られた障害物
までの距離である。放射範囲X、 XI、 XIIまで
で、障害物が検知され続けているので、放射範囲X、 
XI、 XI[に対する刻み角度αは、 で決定される。ところが、放射範囲■のサンプリングに
おいて得られた距離D7は、その障害物100の形状故
に、前回サンプリング時に得られた距離D n−1から
急激に変化している。第7図の例では、 Dn−I)n−+ ) 1 である。第8図に示した制御手順では、この測距距離り
の急激な変化の検出を、ステップS36で、 Dn  −Dn−1>a に従って判断している。ここで、aは正の定数値である
。そして、放射範囲x+=>双のときのように、距離り
に大きな変化があったときは、放射範囲層に対する刻み
角度、即ち、放射範囲■から放射範囲■への振れ角αは
、 a=Min(b、 ao 、 (!+ )から決定する
。ここで、α。は前述した、であり、α1は第7B図に
示す手法から決定される。即ち、DR、D−、D−+を
3辺とする三角形の辺DRの角度α1は、 である、第7B図において、DRは定数値であるから、
D、lがD n−1よりも大きければ大きいほど角度α
、は小さくなる。第7B図は、 D、−D、、>1 の場合であるが、DnがD n−1よりも小さい場合も
同じであるから、一般に、 ID1l−Dl、−I+が
大きければ大きいほど、α1は小さくなる。
D, 1.1 magnification is the ultrasonic radiation range x, xr, Xll
, XI(7) is the distance to the obstacle obtained for each sampling. Obstacles continue to be detected in the radiation ranges X, XI, and XII, so the radiation ranges X,
The step angle α for XI, XI[ is determined by: However, due to the shape of the obstacle 100, the distance D7 obtained in the sampling of the radiation range (3) suddenly changes from the distance Dn-1 obtained in the previous sampling. In the example of FIG. 7, Dn-I)n-+)1. In the control procedure shown in FIG. 8, detection of this sudden change in distance measurement is determined in step S36 according to Dn-Dn-1>a. Here, a is a positive constant value. When there is a large change in distance, such as when the radiation range x+=>double, the increment angle for the radiation range layer, that is, the deflection angle α from radiation range ■ to radiation range ■, is a= Determined from Min(b, ao, (!+). Here, α. is as described above, and α1 is determined from the method shown in FIG. 7B. That is, DR, D-, D-+ The angle α1 of the side DR of the triangle with three sides is as follows.In Figure 7B, DR is a constant value, so
The larger D, l is than D n-1, the angle α
, becomes smaller. Fig. 7B shows the case where D, -D, ,>1, but the same is true when Dn is smaller than Dn-1, so in general, the larger ID1l-Dl, -I+, the more α1 becomes smaller.

従って、 α = !Ain(b  、   α G 、  α 
鳳 )とすれば、最も細かい精度でサンプリングが行な
われる。こうして、超音波の照射方向に対して、障害物
形状が急激に変化する場合でも、解像度が確保できる。
Therefore, α = ! Ain(b, αG, α
), sampling will be performed with the finest precision. In this way, resolution can be ensured even if the shape of the obstacle changes rapidly with respect to the ultrasound irradiation direction.

以上1つの実施例とその変形例を説明した。これらの例
では、物体認識のための情報入力源として、超音波セン
サの例で説明したが、例えばレーダ方式のセンサ等のよ
うに、障害物の存在が少なくとも確認できるものであれ
ば、本発明は適用可能である。
One embodiment and its variations have been described above. In these examples, an example of an ultrasonic sensor is used as an information input source for object recognition, but the present invention can be applied to any sensor that can at least confirm the presence of an obstacle, such as a radar sensor. is applicable.

また、上記2つの例では、障害物検知と環境認識のため
の情報を得るセンサは同じものであったが、これらは別
々のセンサであっても可能である。この場合、障害物の
存在の検出は精度が高いものは必要ないから、例えば超
音波センサ若しくは赤外線センサ等を用いて行なう、そ
して、環境認識は回転式のカメラ等で行なう、そして、
障害物の存在が検出されるまでは、このカメラによる画
像取り込みの頻度を低くしておくのである。
Further, in the above two examples, the sensors for obtaining information for obstacle detection and environment recognition are the same, but these may be different sensors. In this case, the presence of obstacles is not required to be detected with high precision, so it is performed using, for example, an ultrasonic sensor or an infrared sensor, and environment recognition is performed using a rotary camera, etc.
The frequency of image capture by this camera is kept low until the presence of an obstacle is detected.

また、上記2つの例では、環境認識のための情報を得る
センサは全方位360度回転するものであったが、円弧
状の一部の領域(例えば、前方のある範囲)のみをスキ
ャンするものであっても本発明は適用可能である。
In addition, in the above two examples, the sensor that obtains information for environmental recognition rotates 360 degrees in all directions, but it scans only a part of an arc-shaped area (for example, a certain range in front). The present invention is applicable even in such cases.

また、センサlの回転若しくは回動方向は、水平面内で
行なわれるものに限られず、例えば垂直面内で行なわれ
るものであってもよい。
Further, the direction of rotation or rotation of the sensor l is not limited to being carried out in a horizontal plane, but may be carried out, for example, in a vertical plane.

(発明の効果) 以上説明したように本発明に係る移動車の環境認識装置
の構成は、所定の運動を行なって所定時間間隔毎に外部
環境の情報をサンプリングするセンサを備えた移動車の
環境認識装置であって、該センサのサンプリング間隔を
、障害物体の検出時と非検出時とで、可変に制御する制
御手段を備えたことを特徴とする。
(Effects of the Invention) As explained above, the configuration of the environment recognition device for a moving vehicle according to the present invention is the environment of a moving vehicle equipped with a sensor that performs a predetermined movement and samples information of the external environment at predetermined time intervals. The recognition device is characterized in that it includes a control means that variably controls the sampling interval of the sensor depending on when an obstacle is detected and when it is not detected.

従って、障害物の非検出時は例えば、サンプリング間隔
を長くして外部環境情報を粗く収集して負担を軽くし、
障害物検出時はサンプリング間隔を短くして細かく情報
収集し、環境認識の精度を高めることができ、全体とし
て、環境認識の効率が向上する。
Therefore, when no obstacles are detected, for example, the sampling interval is lengthened to roughly collect external environment information to reduce the burden.
When detecting obstacles, the sampling interval is shortened to collect detailed information, increasing the accuracy of environmental recognition, and overall improving the efficiency of environmental recognition.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用した環境認識装置の1実施例の全
体構成を示す図、 第2図は超音波センサユニットの1つの構成例を示す図
、 第3A図、第3B図は超音波センサユニットの他の構成
例を示す図、 第4A図は実施例に用いられた超音波センサの指向性を
説明する図、 第4B図は測距の原理を説明する図、 第5A図、第5B図は刻み角度制御の1実施例の原理を
説明する図、 第6図は第5A図に示した刻み角度制御の手順を示すフ
ローチャート、 第7A図、第7B図は刻み角度制御の変形例の原理を説
明する図、 第8図は第6A図に示した刻み角度制御の手順を示すフ
ローチャートである。 図中、 l・・・超音波センサユニット、2・・・位置角度セン
サ、3・・・測距装置、4・・・刻み幅演算装置、5・
・・モータ制御部、6・・・駆動モータ、10a、10
b・・・ピエゾ素子、lla、11b・・・支持体、1
2a。 12 b ・・・反射鏡、14a、・14b−・・セン
サ基台、20.21・・・リンクギア、100−・・障
害物、D・・・障害物までの距離、Dll・・・解像度
距離、■−■・・・超音波放射領域である。 第3B図 第2図 第4A図 第6図
Fig. 1 is a diagram showing the overall configuration of one embodiment of an environment recognition device to which the present invention is applied, Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an ultrasonic sensor unit, and Figs. 3A and 3B are ultrasonic sensor units. 4A is a diagram illustrating the directivity of the ultrasonic sensor used in the example; FIG. 4B is a diagram illustrating the principle of distance measurement; Fig. 5B is a diagram explaining the principle of one embodiment of the increment angle control, Fig. 6 is a flow chart showing the procedure of the increment angle control shown in Fig. 5A, and Figs. 7A and 7B are modified examples of the increment angle control. FIG. 8 is a flowchart showing the steps of the step angle control shown in FIG. 6A. In the figure, l...Ultrasonic sensor unit, 2...Position angle sensor, 3...Distance measuring device, 4...Step size calculation device, 5...
... Motor control unit, 6... Drive motor, 10a, 10
b... Piezo element, lla, 11b... Support, 1
2a. 12 b... Reflector, 14a, 14b-... Sensor base, 20.21... Link gear, 100-... Obstacle, D... Distance to obstacle, Dll... Resolution Distance, ■−■... Ultrasonic emission area. Figure 3B Figure 2 Figure 4A Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の運動を行なつて所定時間間隔毎に外部環境
の情報をサンプリングするセンサを備えた移動車の環境
認識装置であつで、 該センサのサンプリング間隔を、障害物体の検出時と非
検出時とで、可変に制御する制御手段を備えたことを特
徴とする移動車の環境認識装置。
(1) An environment recognition device for a mobile vehicle equipped with a sensor that performs a predetermined movement and samples information about the external environment at predetermined time intervals, and the sampling interval of the sensor is set to be different from when an obstacle is detected. An environment recognition device for a moving vehicle, characterized by comprising a control means that performs variable control depending on the time of detection.
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