JPH03266000A - 先行車両位置検出装置 - Google Patents
先行車両位置検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明は、自車と先行車との車間距離を検出して、先行
車への追突の防止あるいは先行車の発進・停止を確認す
ることができる先行車両位置検出装置に関するものであ
る。 [0002] 【従来の技術】 既知の如く、自動車等の車両の運転において、自車と先
行車との車間距離を確認し、かつ先行車が内側の車線を
走行しているのか、外側の車線を走行しているのかを確
認しながら運転することは運転の基本原則の一つである
。 [0003] そして、車間距離の確認は、図10に示すように、自車
Xの運転者が目測により測定した先行車Yとの目測車間
距離即より経験的に実車間距g!(以下単に車間距離と
称す)Rを認識し、先行車Yへの追突を防いだり、例え
ば交差点における先行車Yの発進・停止を確認するよう
にしている。 [0004] しかしながら、目測で自車Xと先行車Yとの相対関係を
認識していると、不注意や目測の誤りによって車間距離
Rがつまり、急ブレーキを踏む場合がある。 [0005] また、例えば交差点、有料道路の料金所付近や交通渋滞
等において、前方への注意力が欠けていると先行車Yの
発進に気づくのが遅れて後続車に迷惑となる場合がある
。 [0006] 【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、自車Xと先行車Yとの車間距離Rを例えば光学
式の測距手段により検出し、この測距情報、自車の車速
情報等により自車Xと先行車Yとの相対的な位置関係を
演算処理し、例えば先行車が発進したこと等の先行車の
動きを判断でき冬先行車両位置検出装置を提供すること
を目的とするものである。 [0007] 1実施例】 以下本発明を説明する前に、図1乃至図6に基づいて車
間距離検出装置について詳細に説明する。 [0008] 図1は車間距離検出装置を示すブロック図である。 [0009] 図中、201は自車Xに取付けられる測距手段で、例え
ば赤外発光ダイオード等を用いて先行車Yに向は出射し
た出射光り、の変調信号と、該出射光り、が先行車Yに
より反射された反射光鴨を受光素子により受光して得ら
れた光電変換出力信号との位相差により自車Xと先行車
Yとの距離Rを検出し、これを車間距離情報として出力
する。 [0010] 202は自車Xに取付けられて自車Xの車速を検出する
車速センサで、車速情報Vaを出力する。 [0011] 203は例えばマイクロコンピュータからなる情報処理
回路で、測距手段201がらの車間距離情報Rと、車速
センサ202からの車速情報Vaが入力され、先行車Y
と自車Xとの車間距離Rが安全か否か、および先行車Y
が発進したか否かを判定し、安全な車間距離Rが保持さ
れなくなった場合および先行車Yが発進した場合には警
報信号Saを出力して警報器204を作動させ、運転者
にそのことを知らせる[0012] 次いで、この情報処理回路203の判定動作を図2に示
すフローチャートに基づいて説明する。 [0013] 本実施例装置に電源を投入すると、ステップ210
(S−210と書く)から次のステップ211に向けて
スタートする。まずS−211において自車速Va (
km/h)がOくVa≦10の範囲にあるか否か確認し
、この範囲内にある場合にはS−212にてカウンタN
を零に設定し、S−213に進む。 [0014] S−213で安全距離Rsの算出を [0015] 1数1】 Rs(m)=Ro+kVa(km/h) ・・”(
1)[0016] に基づいての計算を行ないS−214に進む。但し、k
は定数で基本的にはRo=1、k=2/5に選ぶ。 [0017] S−214は車間距離Rと前記の安全足巨離Rsを比べ
てR<Rsになった場合にはS−215に進み、警報信
号Saを発生して警報器204を駆動して先行車へ接近
し過ぎていることを運転者に警報する。また、S−21
4でR≧Rsである間はSTART S−210の次の
A点に戻って5−211〜5−214のループを廻り何
も動作しない。 [0018] Ro”” 1、k=215の場合における(1)式のR
s(m)とVa(km/h)の関係を図3に示す。この
場合には固定の余裕距離をR。=1mに、運転者の動作
遅れの余裕時間15ecを含めて係数をに=215に選
び、斜線で示す領域を警報発生領域としている[001
9] 一方、自車Xが停止すると、S−211からS−216
へ進み、Va (km/h) ”= Oと判断され(車
速センサの分解能によるが実質的にはVa=O〜1 (
km/h)の範囲)るとS−217へ進み、最初はカウ
ンタNはN=OであるからS−218でこの時の車間距
離RをRoとしてマイクロコンピュータ内の第ルジスタ
に記憶する。なお、Va>10(km/h)の場合には
A点に戻る。またS−217でカウンタがN=Oでない
ときにはS−219に進む。 [0020] 次にS−219でカウンタNに1を加え、S−220に
進んでこの時の車間距離RをRNとしてマイクロコンピ
ュータ内の第2レジスタに記憶し、S−221に進む。 [00213 S−221は、この第2レジスタに記憶されているRN
と第ルジスタに記憶されているRo (初期値)の差を
取りその差が−0,3≦RN−Ro≦1の範囲にあれば
S−222へ移って0.25ec待機する。なお、マイ
ナスは自車Xの無意識の発進、先行車Yの無意識の後退
を考慮している。S−222で0.25ec経過すると
再度A点に戻り5−221〜5−222のループを何回
か廻って先行車Yと自車Xの車間距離Rが殆ど変化して
いないことを確認する。 [0022] その内に先行車Yが発進するとS−221でRN R
O> 1 (m)となりS−215へ移って警報信号S
aを発生し、先行車Yが発進したことを運転者に知らせ
る。 [0023] これに気づいて自車Xも発進するとカウンタNもS−2
12でクリアされる。 [0024] S−221でRN RO< 0−3 (m)の場合に
S−215のALARMに移るのは自車Xがトルコン等
のクリープか坂などでブレーキのゆるみ等により無意識
の内に発進、或は先行車Yが気づかない内に後退してき
て互いに接触することを避けるために警報するためであ
る。 [0025] 続いて本発明の要旨の部分を図4乃至図6に基づいて説
明する。 [0026] これは図4に示すように、例えば片側2車線の道路を走
行中、自車Xの直進領域りを走行して他の車線を走行し
ている先行車Yを追い抜いたり、その横を通過したりし
ても接触しないか否かを判定できるようにしたものであ
る。 [0027] 図5はこの実施例の要旨の部分を含めたブロック図を示
している。301は測距手段で、出射光り、と反射光軸
より先行車Yとの車間距離Rを検出して車間距離情報を
出力するとともに、自車の中心線gから先行車Yの一側
端(図4においては左側端)までの距離l、と先行車Y
の他側端(図4においては右側端)までの距離楡とを検
出して各核検出距離1.、袖との差lL−壕を出力する
。 [0028] 測距手段301は先行車Yとの車間距離Rおよびその差
lL−lRt検出するために角度θの斜線範囲内を先行
車検知範囲Cとしていて、本実施例では該角度θを至近
距離の先行車Yでも検出できるようにθ=50°〜60
°としている。 [0029] 302は例えばマイクロコンピュータからなる情報処理
回路で、車速センサ202からの自車速Vaと、測距手
段301からの車間測距Rおよび差1.−1.と、予め
設定されている自車Xの車幅(W)十余裕代(ΔW)と
に基づいて自車Xが先行車Yを追い抜くことができるか
否かを判定し、可と判定すれば表示器303を点灯させ
て追い抜きが可能であることを運転者に知らせ、また否
と判定すれば警報器204を作動させて追い抜きが不可
能であることを運転者に知らせる。 [0030] 図7は、この測距手段201.301の概略構成図を示
したものであり、図中において、11.12は先行車両
Yの後端に装着されたりフレフタ(反射板)、14は自
車Xの前部に装着された送受光器である。 [0031] 上記送受光器14は、窓15から赤外光を拡がり角θの
送光ビームとして前方に放射する発光ダイオード16と
、前記発光ダイオード16から発光される赤外光を正弦
波変調する正弦波変調回路25と、前記発光ダイオード
16の両側に等距離へだてて配設されて先行車のりフレ
フタ11.12で反射した赤外光を集束する凸レWズ1
7,18と(放射光り、の反射光除は概ね光源付近に戻
る性質がある) この凸レンズ17.18による赤外光
の結像位置に設置されるPSD(Position S
ensitive Device)型受光素子19.2
0と、このPSD型骨光素子19.20の各電極A1.
B1.A2.B2に出力される出力電流を電圧に変換す
るアンプ21.22.23.24とから構成される装置
[0032] 図8は前記PSD型受光素子19. 20の構成を示し
たものであり、図中、33は鏡胴19a (20a)は
PSD型骨光素子19(20)の受光面である。 [0033] 以下、この動作原理について説明する。 [0034] 図示しない発光素子16から赤外光L,=Lsin2π
fot(周波数foの正弦波で振幅変調されている)が
リフレクタ11. 12に向けて照射されると、その赤
外光の反射特性により入射光L,の方向に反射光LRを
生じる。この反射光LRは凸レンズ17によってPSD
型骨光素子19の受光面19a上の点PI,P2に結像
される。この点P1,P2に入射する入射光をL1,L
2とすると、L1:L2’=Losin2πfotとな
る。ただし、Lo#kArAeL/4 yrθ2r2 ここで、kリフレクタ11. 12の反射率、Arリフ
レクタ11. 12の反射面積、Ae凸レンズ17の受
光面積、θ リフレクタ11,12の反射ビームの 拡
かり角(ラジアン)、Lリフレクタ11. 12へ入射
する赤外光の強度(W/m2)r:リフレクタ11.
12とレンズ17間の足巨離である。 [0035] また、PSD型骨光素子19の出力電極AB間の距離を
d、出力電極Aと点P1、P2との距離をX1,X2と
すると、PSD ffi受光素子19の特性により、入
射光L1によって、 [0036] 【数2】 Ia> = 工 Xt [0037] 1数3】 bx =工8” [0038] 入射光L2によって、 [0039] 1数4】 a2 = I bz =工ゝ′ [0040] の光電流が電極A Bに生じる。 [0041] ただし、 ■#ηL戸ηL2#ηLosin2πfotここで、 ■ 入射光によって励起された光電流 η PSD型骨光素子19の変換効率 である。 IB042] よって、電極A [0043] 1数5】 Bに生じる電流■□、■Bは IA= Iat+Iaz = 工2d−x>−xz X、+X2 IB= Ib1+Ibz = I
・・・・(7)[0044] となる。 [0045] 前記電流■。、よりは夫々の結合コンデンサCを介して
夫々にアンプ21.23に流れこの電流が電圧に変換さ
れて出力電圧eA、eBがアンプ21.23から出力さ
れる。 この出力電圧亀、eBは次式 %式%] 】 ] ] 上式(5)〜(8)よ り [0049] 【数7】 eA: ”” [2d−(XI”X2)] ■・R。 ea” (Xl+X2) となる。 【00501 [0051] ここで、X1.X2をリフレクタ11.12と凸レンズ
17との距離(車間距離)Rおよび凸レンズ32の光軸
gからの距離11,12で表すと次のようになる。ΔP
1FOとΔLHOとが相似形、P2FOとΔRHOとが
相似形であるから、[0052] 1数8】 R d″″′″1゜ ゝ”−2 ・・x1: L d □+ ・・Xパ2 f1□ [0053] 式(12)、 (13) %式%] 】 ] 式(10)、 (11) に(14)を代入して [0056] 【数101 ■・R。 u°゛ d [フ レフタ、−1□) ] 井二■肚[a −!−(1t−tz) d ffi コ sin2π ot ・・(15) eB: 1・Rt f [d + −(11−1□) d R ] ≠−77Lニー2−!!−!−[d + ’ (1
1−12) コ sin2x fotd
R ・・・・{16} [0057] となる。 [0058] したがって、図7に示すPSD u受光素子19.20
は図8に示すものと同一構成、特性、形状にしであるの
で、そのPSD ffi受光素子19.20の出力電極
Al、 131. A2. B2から図8と同様な出力
電流が得られ、アンプ21〜24からの出力電圧eA1
.eB1.eA2゜eB2は(15)、 (16)式と
類似の形成で与えられる。 [0059] ここで、図7と図8とを対応させて(15)、 (16
)式の11,12に対する図1の関係式を求める。 [0060] 凸レンズ17.18の光軸をg1.g2とりフレクタ1
1.12との距離を求めると、図7に示すように、1→
l −m l −+l +mとなり(15)式によりe
A1が求まる。同様IL 2R に、11−+LL+m 12−IR−mからeA2が求
まる。また、11→IL−m、12→lR+mとなり、
(16)式よりeB1が、11→lL+m、12→IR
−mよりeB2がそれぞれ求まる[0061] よって、 EA062] IRR1】 4 η ・Lo・R,f eAl”F [d−(LL−L−2m
)コd R sin2π ot 1 η ・Lo・Rt f eA2= L d−(h−1*+2m
)コd R sin2π ot 6 η・Lo・Rr f es L ”F [d+ (It−IR−2
m) ]d R sin2π fc、t 07)・Lo・R,f eaz”F [d+ (h−I
R+2m)]d R sin2π ot [0063] ここで周波数fの交流信号eA1.eA2.eB1.e
B2[0064] ただし、ηLoRfミにとする。 [0065] 1数12】 の振幅を次のように表す。 f 。 EA、4 K [1−−(h−1*−2m) ]−R EA2#K[1 □(1ビL+2m) ] −R E8)弁 [ ” (lL−IR−2m)コ −R EB2”r [ ” (1t、−IR+2m)] dR [0066] よって各交流信号は次のようになる。 図9は上記交流信号から上式(21)〜(24)によっ
て車間距離Rを求める測距手段201.301のブロッ
ク構成図を示したものであり、図中において、51〜5
4は太陽光等の外来光による雑音を除去し、かつ電圧利
得Mの狭帯域増幅器、61〜64は狭帯域増幅器51〜
54から出力される交流信号MeA1. MeA2.
MeBl、 MeB2を直流電圧MDEA1゜M口EA
2.MDEB□、 MDEB2に変換する整流回路(た
だしM口=ξ・M、ξ:整流効率)、71は前記直流電
圧MDEA1.M口EA2. MDEB□、M口EB2
を多重化信号に変換するアナログマルチプレクサ、72
はA/D変換器、73は演算処理によって車間距離R等
を算出するマイクロコンピュータである。 [0068] ところで、上式(21)、 (23)より、[006
9] 【数13】 [00) 01 次に式(21)、 (22)より、 [0071] 1数14】 [0072] 式(25)、 (26)より、 [0073] 【数15】 を得る。この(27)式を予め前記マイクロコンピュー
タ73に記憶させておく、したがって、このマイクロコ
ンピュータ73はマルチプレクサ71およびA/D変換
器72を介して入力される整流回路61〜64の出力電
圧MOEA1.MOEA2.M口EB工で(27)式に
基づいて車間距離Rを算出する。 [0075] 次にオフセット量りを求める式を求める。 [0076] 1数16】 [0077] 上式に式(25)の2MllKヰMOEA1+M[lE
B□を代入して[0078] 【数17】 [0079] 整理すると、 [0080] 【数18】 [0081] (27)、 (28)式より、 [0082] 【数19】 [0083] このl、−IRo値により自車Xの送受光器14に対す
る先行車Yのオフセット量りを知ることができる。すな
わち、IL−IR=0であれば送受光器14の中心線g
と先行車Yの中心線りは一致しており、IL IR>
Oのとき先行車Yの中心線りは左側にオフセットしてお
り、IL IR<Oのとき先行車Yの中心線りは右側
にオフセットしていることが判る。したがって、図4の
ようにIL IR<Oの場合において、自車Xと先行
車Yとの中心間距離りは、1.=−10Lとすることに
より[0084] 【数20】 [0085] で求まることになる。上記(29)式をマイクロコンピ
ュータ73に予め記憶させておく。そして、このマイク
ロコンピュータ73は前記出力電圧MDEA1.MDE
A2. MDEBlから上式(28)に基づいてオフセ
ット量りを求める。このオフセット量りから自車Xと先
行車Yとの幅方向の位置関係が分ることとなる。 [0086] 次いで情報処理回路3W2O動作を第6図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。 [0087] 本実施例装置に電源が投入されるとS−310で情報処
理をスタートさせS−311に 進む。S−311 では、 [0088] 【数21】 [0089] を計算して自車Xに対スる先行車Yのオフセット量りを
求める。 [0090] 次にS−312に進んでオフセット量りと自車Xの直進
領域の幅W+ΔW (基本的にはW=1.5m (乗用
車幅)、ΔW=1.0m:余裕代に選ぶ)の大小を比較
し、しくW+ΔW即ち直進領域り内に先行車が有れば前
述した実施例における情報処理回路203のフローチャ
ートと同一のプログラムのステップS−313に移り
(図2のA点) 前述した実施例と同様の判断及び動作
を行なう。 [0091] また、S−312でL≧W+ΔWであれば自車Xの直進
領域り上に先行車Yは存在しないので表示器303を点
灯し、直進(通り抜け)が可能であることを念の為運転
者に知らせる。 [0092] 【発明の概要】 以上説明してきたように本発明は、自車と先行車との車
間距離を検出する測距手段と、自車に対する前記先行車
の車幅方向へのオフセット量を検出するずれ量検出手段
と、前記自車の車速を検出する車速センサと、前記測距
手段、ずれ量検吊手段及び車速センサからの検出出力に
基づいて前記先行車と自車との経時的相対位置関係を検
出する情報処理回路とを備えてなることを特徴とする先
行車両位置検出装置。 [0093] 【発明の効果1 したがって本発明によれば、先行車との車間距離が測定
できることは勿論のこと、自車と先行する車との車幅方
向間隔を測定することができるので、不注意による先行
車との衝突あるいは車側面同志の接触等を未然に防止す
ることができるといった効果が得られる。 【図面の簡単な説明】 1図1】 本発明による先行車両位置検出装置の実施例を示すブロ
ック図。 【図2】 本発明のフローチャート。 1図3】 本発明の警報動作範囲を示す図。 【図4】 自車と先行車との関係を示す図。 【図5】 先行車両位置検出装置のブロック図。 1図6】 本発明のフローチャート。 [図7] 送受光器の概略図。 【図8】 本発明のPSD型受光素子の断面図。 【図9】 測距手段のブロック図。 【図101 目測により車間距離を検出する状態を示す図。 【符号の説明】
車への追突の防止あるいは先行車の発進・停止を確認す
ることができる先行車両位置検出装置に関するものであ
る。 [0002] 【従来の技術】 既知の如く、自動車等の車両の運転において、自車と先
行車との車間距離を確認し、かつ先行車が内側の車線を
走行しているのか、外側の車線を走行しているのかを確
認しながら運転することは運転の基本原則の一つである
。 [0003] そして、車間距離の確認は、図10に示すように、自車
Xの運転者が目測により測定した先行車Yとの目測車間
距離即より経験的に実車間距g!(以下単に車間距離と
称す)Rを認識し、先行車Yへの追突を防いだり、例え
ば交差点における先行車Yの発進・停止を確認するよう
にしている。 [0004] しかしながら、目測で自車Xと先行車Yとの相対関係を
認識していると、不注意や目測の誤りによって車間距離
Rがつまり、急ブレーキを踏む場合がある。 [0005] また、例えば交差点、有料道路の料金所付近や交通渋滞
等において、前方への注意力が欠けていると先行車Yの
発進に気づくのが遅れて後続車に迷惑となる場合がある
。 [0006] 【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、自車Xと先行車Yとの車間距離Rを例えば光学
式の測距手段により検出し、この測距情報、自車の車速
情報等により自車Xと先行車Yとの相対的な位置関係を
演算処理し、例えば先行車が発進したこと等の先行車の
動きを判断でき冬先行車両位置検出装置を提供すること
を目的とするものである。 [0007] 1実施例】 以下本発明を説明する前に、図1乃至図6に基づいて車
間距離検出装置について詳細に説明する。 [0008] 図1は車間距離検出装置を示すブロック図である。 [0009] 図中、201は自車Xに取付けられる測距手段で、例え
ば赤外発光ダイオード等を用いて先行車Yに向は出射し
た出射光り、の変調信号と、該出射光り、が先行車Yに
より反射された反射光鴨を受光素子により受光して得ら
れた光電変換出力信号との位相差により自車Xと先行車
Yとの距離Rを検出し、これを車間距離情報として出力
する。 [0010] 202は自車Xに取付けられて自車Xの車速を検出する
車速センサで、車速情報Vaを出力する。 [0011] 203は例えばマイクロコンピュータからなる情報処理
回路で、測距手段201がらの車間距離情報Rと、車速
センサ202からの車速情報Vaが入力され、先行車Y
と自車Xとの車間距離Rが安全か否か、および先行車Y
が発進したか否かを判定し、安全な車間距離Rが保持さ
れなくなった場合および先行車Yが発進した場合には警
報信号Saを出力して警報器204を作動させ、運転者
にそのことを知らせる[0012] 次いで、この情報処理回路203の判定動作を図2に示
すフローチャートに基づいて説明する。 [0013] 本実施例装置に電源を投入すると、ステップ210
(S−210と書く)から次のステップ211に向けて
スタートする。まずS−211において自車速Va (
km/h)がOくVa≦10の範囲にあるか否か確認し
、この範囲内にある場合にはS−212にてカウンタN
を零に設定し、S−213に進む。 [0014] S−213で安全距離Rsの算出を [0015] 1数1】 Rs(m)=Ro+kVa(km/h) ・・”(
1)[0016] に基づいての計算を行ないS−214に進む。但し、k
は定数で基本的にはRo=1、k=2/5に選ぶ。 [0017] S−214は車間距離Rと前記の安全足巨離Rsを比べ
てR<Rsになった場合にはS−215に進み、警報信
号Saを発生して警報器204を駆動して先行車へ接近
し過ぎていることを運転者に警報する。また、S−21
4でR≧Rsである間はSTART S−210の次の
A点に戻って5−211〜5−214のループを廻り何
も動作しない。 [0018] Ro”” 1、k=215の場合における(1)式のR
s(m)とVa(km/h)の関係を図3に示す。この
場合には固定の余裕距離をR。=1mに、運転者の動作
遅れの余裕時間15ecを含めて係数をに=215に選
び、斜線で示す領域を警報発生領域としている[001
9] 一方、自車Xが停止すると、S−211からS−216
へ進み、Va (km/h) ”= Oと判断され(車
速センサの分解能によるが実質的にはVa=O〜1 (
km/h)の範囲)るとS−217へ進み、最初はカウ
ンタNはN=OであるからS−218でこの時の車間距
離RをRoとしてマイクロコンピュータ内の第ルジスタ
に記憶する。なお、Va>10(km/h)の場合には
A点に戻る。またS−217でカウンタがN=Oでない
ときにはS−219に進む。 [0020] 次にS−219でカウンタNに1を加え、S−220に
進んでこの時の車間距離RをRNとしてマイクロコンピ
ュータ内の第2レジスタに記憶し、S−221に進む。 [00213 S−221は、この第2レジスタに記憶されているRN
と第ルジスタに記憶されているRo (初期値)の差を
取りその差が−0,3≦RN−Ro≦1の範囲にあれば
S−222へ移って0.25ec待機する。なお、マイ
ナスは自車Xの無意識の発進、先行車Yの無意識の後退
を考慮している。S−222で0.25ec経過すると
再度A点に戻り5−221〜5−222のループを何回
か廻って先行車Yと自車Xの車間距離Rが殆ど変化して
いないことを確認する。 [0022] その内に先行車Yが発進するとS−221でRN R
O> 1 (m)となりS−215へ移って警報信号S
aを発生し、先行車Yが発進したことを運転者に知らせ
る。 [0023] これに気づいて自車Xも発進するとカウンタNもS−2
12でクリアされる。 [0024] S−221でRN RO< 0−3 (m)の場合に
S−215のALARMに移るのは自車Xがトルコン等
のクリープか坂などでブレーキのゆるみ等により無意識
の内に発進、或は先行車Yが気づかない内に後退してき
て互いに接触することを避けるために警報するためであ
る。 [0025] 続いて本発明の要旨の部分を図4乃至図6に基づいて説
明する。 [0026] これは図4に示すように、例えば片側2車線の道路を走
行中、自車Xの直進領域りを走行して他の車線を走行し
ている先行車Yを追い抜いたり、その横を通過したりし
ても接触しないか否かを判定できるようにしたものであ
る。 [0027] 図5はこの実施例の要旨の部分を含めたブロック図を示
している。301は測距手段で、出射光り、と反射光軸
より先行車Yとの車間距離Rを検出して車間距離情報を
出力するとともに、自車の中心線gから先行車Yの一側
端(図4においては左側端)までの距離l、と先行車Y
の他側端(図4においては右側端)までの距離楡とを検
出して各核検出距離1.、袖との差lL−壕を出力する
。 [0028] 測距手段301は先行車Yとの車間距離Rおよびその差
lL−lRt検出するために角度θの斜線範囲内を先行
車検知範囲Cとしていて、本実施例では該角度θを至近
距離の先行車Yでも検出できるようにθ=50°〜60
°としている。 [0029] 302は例えばマイクロコンピュータからなる情報処理
回路で、車速センサ202からの自車速Vaと、測距手
段301からの車間測距Rおよび差1.−1.と、予め
設定されている自車Xの車幅(W)十余裕代(ΔW)と
に基づいて自車Xが先行車Yを追い抜くことができるか
否かを判定し、可と判定すれば表示器303を点灯させ
て追い抜きが可能であることを運転者に知らせ、また否
と判定すれば警報器204を作動させて追い抜きが不可
能であることを運転者に知らせる。 [0030] 図7は、この測距手段201.301の概略構成図を示
したものであり、図中において、11.12は先行車両
Yの後端に装着されたりフレフタ(反射板)、14は自
車Xの前部に装着された送受光器である。 [0031] 上記送受光器14は、窓15から赤外光を拡がり角θの
送光ビームとして前方に放射する発光ダイオード16と
、前記発光ダイオード16から発光される赤外光を正弦
波変調する正弦波変調回路25と、前記発光ダイオード
16の両側に等距離へだてて配設されて先行車のりフレ
フタ11.12で反射した赤外光を集束する凸レWズ1
7,18と(放射光り、の反射光除は概ね光源付近に戻
る性質がある) この凸レンズ17.18による赤外光
の結像位置に設置されるPSD(Position S
ensitive Device)型受光素子19.2
0と、このPSD型骨光素子19.20の各電極A1.
B1.A2.B2に出力される出力電流を電圧に変換す
るアンプ21.22.23.24とから構成される装置
[0032] 図8は前記PSD型受光素子19. 20の構成を示し
たものであり、図中、33は鏡胴19a (20a)は
PSD型骨光素子19(20)の受光面である。 [0033] 以下、この動作原理について説明する。 [0034] 図示しない発光素子16から赤外光L,=Lsin2π
fot(周波数foの正弦波で振幅変調されている)が
リフレクタ11. 12に向けて照射されると、その赤
外光の反射特性により入射光L,の方向に反射光LRを
生じる。この反射光LRは凸レンズ17によってPSD
型骨光素子19の受光面19a上の点PI,P2に結像
される。この点P1,P2に入射する入射光をL1,L
2とすると、L1:L2’=Losin2πfotとな
る。ただし、Lo#kArAeL/4 yrθ2r2 ここで、kリフレクタ11. 12の反射率、Arリフ
レクタ11. 12の反射面積、Ae凸レンズ17の受
光面積、θ リフレクタ11,12の反射ビームの 拡
かり角(ラジアン)、Lリフレクタ11. 12へ入射
する赤外光の強度(W/m2)r:リフレクタ11.
12とレンズ17間の足巨離である。 [0035] また、PSD型骨光素子19の出力電極AB間の距離を
d、出力電極Aと点P1、P2との距離をX1,X2と
すると、PSD ffi受光素子19の特性により、入
射光L1によって、 [0036] 【数2】 Ia> = 工 Xt [0037] 1数3】 bx =工8” [0038] 入射光L2によって、 [0039] 1数4】 a2 = I bz =工ゝ′ [0040] の光電流が電極A Bに生じる。 [0041] ただし、 ■#ηL戸ηL2#ηLosin2πfotここで、 ■ 入射光によって励起された光電流 η PSD型骨光素子19の変換効率 である。 IB042] よって、電極A [0043] 1数5】 Bに生じる電流■□、■Bは IA= Iat+Iaz = 工2d−x>−xz X、+X2 IB= Ib1+Ibz = I
・・・・(7)[0044] となる。 [0045] 前記電流■。、よりは夫々の結合コンデンサCを介して
夫々にアンプ21.23に流れこの電流が電圧に変換さ
れて出力電圧eA、eBがアンプ21.23から出力さ
れる。 この出力電圧亀、eBは次式 %式%] 】 ] ] 上式(5)〜(8)よ り [0049] 【数7】 eA: ”” [2d−(XI”X2)] ■・R。 ea” (Xl+X2) となる。 【00501 [0051] ここで、X1.X2をリフレクタ11.12と凸レンズ
17との距離(車間距離)Rおよび凸レンズ32の光軸
gからの距離11,12で表すと次のようになる。ΔP
1FOとΔLHOとが相似形、P2FOとΔRHOとが
相似形であるから、[0052] 1数8】 R d″″′″1゜ ゝ”−2 ・・x1: L d □+ ・・Xパ2 f1□ [0053] 式(12)、 (13) %式%] 】 ] 式(10)、 (11) に(14)を代入して [0056] 【数101 ■・R。 u°゛ d [フ レフタ、−1□) ] 井二■肚[a −!−(1t−tz) d ffi コ sin2π ot ・・(15) eB: 1・Rt f [d + −(11−1□) d R ] ≠−77Lニー2−!!−!−[d + ’ (1
1−12) コ sin2x fotd
R ・・・・{16} [0057] となる。 [0058] したがって、図7に示すPSD u受光素子19.20
は図8に示すものと同一構成、特性、形状にしであるの
で、そのPSD ffi受光素子19.20の出力電極
Al、 131. A2. B2から図8と同様な出力
電流が得られ、アンプ21〜24からの出力電圧eA1
.eB1.eA2゜eB2は(15)、 (16)式と
類似の形成で与えられる。 [0059] ここで、図7と図8とを対応させて(15)、 (16
)式の11,12に対する図1の関係式を求める。 [0060] 凸レンズ17.18の光軸をg1.g2とりフレクタ1
1.12との距離を求めると、図7に示すように、1→
l −m l −+l +mとなり(15)式によりe
A1が求まる。同様IL 2R に、11−+LL+m 12−IR−mからeA2が求
まる。また、11→IL−m、12→lR+mとなり、
(16)式よりeB1が、11→lL+m、12→IR
−mよりeB2がそれぞれ求まる[0061] よって、 EA062] IRR1】 4 η ・Lo・R,f eAl”F [d−(LL−L−2m
)コd R sin2π ot 1 η ・Lo・Rt f eA2= L d−(h−1*+2m
)コd R sin2π ot 6 η・Lo・Rr f es L ”F [d+ (It−IR−2
m) ]d R sin2π fc、t 07)・Lo・R,f eaz”F [d+ (h−I
R+2m)]d R sin2π ot [0063] ここで周波数fの交流信号eA1.eA2.eB1.e
B2[0064] ただし、ηLoRfミにとする。 [0065] 1数12】 の振幅を次のように表す。 f 。 EA、4 K [1−−(h−1*−2m) ]−R EA2#K[1 □(1ビL+2m) ] −R E8)弁 [ ” (lL−IR−2m)コ −R EB2”r [ ” (1t、−IR+2m)] dR [0066] よって各交流信号は次のようになる。 図9は上記交流信号から上式(21)〜(24)によっ
て車間距離Rを求める測距手段201.301のブロッ
ク構成図を示したものであり、図中において、51〜5
4は太陽光等の外来光による雑音を除去し、かつ電圧利
得Mの狭帯域増幅器、61〜64は狭帯域増幅器51〜
54から出力される交流信号MeA1. MeA2.
MeBl、 MeB2を直流電圧MDEA1゜M口EA
2.MDEB□、 MDEB2に変換する整流回路(た
だしM口=ξ・M、ξ:整流効率)、71は前記直流電
圧MDEA1.M口EA2. MDEB□、M口EB2
を多重化信号に変換するアナログマルチプレクサ、72
はA/D変換器、73は演算処理によって車間距離R等
を算出するマイクロコンピュータである。 [0068] ところで、上式(21)、 (23)より、[006
9] 【数13】 [00) 01 次に式(21)、 (22)より、 [0071] 1数14】 [0072] 式(25)、 (26)より、 [0073] 【数15】 を得る。この(27)式を予め前記マイクロコンピュー
タ73に記憶させておく、したがって、このマイクロコ
ンピュータ73はマルチプレクサ71およびA/D変換
器72を介して入力される整流回路61〜64の出力電
圧MOEA1.MOEA2.M口EB工で(27)式に
基づいて車間距離Rを算出する。 [0075] 次にオフセット量りを求める式を求める。 [0076] 1数16】 [0077] 上式に式(25)の2MllKヰMOEA1+M[lE
B□を代入して[0078] 【数17】 [0079] 整理すると、 [0080] 【数18】 [0081] (27)、 (28)式より、 [0082] 【数19】 [0083] このl、−IRo値により自車Xの送受光器14に対す
る先行車Yのオフセット量りを知ることができる。すな
わち、IL−IR=0であれば送受光器14の中心線g
と先行車Yの中心線りは一致しており、IL IR>
Oのとき先行車Yの中心線りは左側にオフセットしてお
り、IL IR<Oのとき先行車Yの中心線りは右側
にオフセットしていることが判る。したがって、図4の
ようにIL IR<Oの場合において、自車Xと先行
車Yとの中心間距離りは、1.=−10Lとすることに
より[0084] 【数20】 [0085] で求まることになる。上記(29)式をマイクロコンピ
ュータ73に予め記憶させておく。そして、このマイク
ロコンピュータ73は前記出力電圧MDEA1.MDE
A2. MDEBlから上式(28)に基づいてオフセ
ット量りを求める。このオフセット量りから自車Xと先
行車Yとの幅方向の位置関係が分ることとなる。 [0086] 次いで情報処理回路3W2O動作を第6図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。 [0087] 本実施例装置に電源が投入されるとS−310で情報処
理をスタートさせS−311に 進む。S−311 では、 [0088] 【数21】 [0089] を計算して自車Xに対スる先行車Yのオフセット量りを
求める。 [0090] 次にS−312に進んでオフセット量りと自車Xの直進
領域の幅W+ΔW (基本的にはW=1.5m (乗用
車幅)、ΔW=1.0m:余裕代に選ぶ)の大小を比較
し、しくW+ΔW即ち直進領域り内に先行車が有れば前
述した実施例における情報処理回路203のフローチャ
ートと同一のプログラムのステップS−313に移り
(図2のA点) 前述した実施例と同様の判断及び動作
を行なう。 [0091] また、S−312でL≧W+ΔWであれば自車Xの直進
領域り上に先行車Yは存在しないので表示器303を点
灯し、直進(通り抜け)が可能であることを念の為運転
者に知らせる。 [0092] 【発明の概要】 以上説明してきたように本発明は、自車と先行車との車
間距離を検出する測距手段と、自車に対する前記先行車
の車幅方向へのオフセット量を検出するずれ量検出手段
と、前記自車の車速を検出する車速センサと、前記測距
手段、ずれ量検吊手段及び車速センサからの検出出力に
基づいて前記先行車と自車との経時的相対位置関係を検
出する情報処理回路とを備えてなることを特徴とする先
行車両位置検出装置。 [0093] 【発明の効果1 したがって本発明によれば、先行車との車間距離が測定
できることは勿論のこと、自車と先行する車との車幅方
向間隔を測定することができるので、不注意による先行
車との衝突あるいは車側面同志の接触等を未然に防止す
ることができるといった効果が得られる。 【図面の簡単な説明】 1図1】 本発明による先行車両位置検出装置の実施例を示すブロ
ック図。 【図2】 本発明のフローチャート。 1図3】 本発明の警報動作範囲を示す図。 【図4】 自車と先行車との関係を示す図。 【図5】 先行車両位置検出装置のブロック図。 1図6】 本発明のフローチャート。 [図7] 送受光器の概略図。 【図8】 本発明のPSD型受光素子の断面図。 【図9】 測距手段のブロック図。 【図101 目測により車間距離を検出する状態を示す図。 【符号の説明】
Claims (1)
- 【請求項1】自車と先行車との車間距離を検出する測距
手段と、自車に対する前記先行車の車幅方向へのオフセ
ット量を検出するずれ量検出手段と、前記自車の車速を
検出する車速センサと、前記測距手段、ずれ量検出手段
及び車速センサからの検出出力に基づいて前記先行車と
自車との経時的相対位置関係を算出する情報処理回路と
を備えてなることを特徴とする先行車両位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3006568A JPH0690760B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 先行車両位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3006568A JPH0690760B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 先行車両位置検出装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP917254A Division JPH04249706A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 距離検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03266000A true JPH03266000A (ja) | 1991-11-27 |
JPH0690760B2 JPH0690760B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=11641945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3006568A Expired - Lifetime JPH0690760B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 先行車両位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0690760B2 (ja) |
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JP2004168304A (ja) * | 2003-12-17 | 2004-06-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車輌用走行案内装置 |
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JPH0690760B2 (ja) | 1994-11-14 |
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