JPH0357429B2 - - Google Patents

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JPH0357429B2
JPH0357429B2 JP60100428A JP10042885A JPH0357429B2 JP H0357429 B2 JPH0357429 B2 JP H0357429B2 JP 60100428 A JP60100428 A JP 60100428A JP 10042885 A JP10042885 A JP 10042885A JP H0357429 B2 JPH0357429 B2 JP H0357429B2
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JP
Japan
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radar
vehicle
distance
preceding vehicle
light
Prior art date
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JP60100428A
Other languages
English (en)
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JPS61259186A (ja
Inventor
Yoshuki Eto
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61259186A publication Critical patent/JPS61259186A/ja
Publication of JPH0357429B2 publication Critical patent/JPH0357429B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、自車両から先行車までの車間距離
の測定を確実に行なえるようにした先行車位置検
出装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 自車両から先行車までの車間距離を常時測定
し、車間距離を適正に保つように、自車両の走行
速度を自動制御する技術が開発されている。ここ
で車間距離を測定するのにはレーダ装置が使用さ
れる。つまり電波、レーザ光、超音波などのレー
ダビームを車両の前方へパルス送信するととも
に、先行車からの反射パルスを受信し、この送受
信パルスの時間差から車間距離を求める。
車両の前方側には先行車のみが存在するわけで
はなく、ガードレール、建物、駐車中の車両な
ど、他にも様々な物体が存在する。先行車以外の
物体に惑わされずに車間距離を測定するには、上
記レーダ装置の検知エリアを車両の真正面の狭い
エリアに限定しなければならない。つまりレーダ
ビームの指向角を小さくし、車両の真正面に向け
て送信する。
しかし、直線路の走行中には先行車は自車の真
正面に位置するが、曲線路では自車に対して先行
車は左右に振れるようになるため、レーダ装置の
検知エリアから先行車が外れてしまい、車間距離
が測定できなくなる。
そのため従来、自車の操舵角に応じてレーダ装
置を車幅方向(水平方向)へ回動させるように構
成したものがある(例えば特公昭51−7892号)。
つまり、曲線路に進入してステアリングを回す
と、その操舵角に対応した角度だけレーダ装置を
走行方向側へ自動的に回動するように構成し、先
に曲線路を走行している先行車をレーダ検知エリ
ア内に捉えようとしている。
しかし上記の従来技術が有効なのは、曲線路の
曲率や走行速度あるいは車間距離などが設定条件
を満たす極く限られた状況下においてだけで、曲
率が変化する曲線路やS字型の曲線路などでは先
行車がレーダ検知エリアから外れることの方が多
い。また、レーダ装置を回動させる機械系の耐久
性やコストの面でも実用的でない。
[発明の目的] この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、曲線路においてもレーダ
装置で確度よく先行車を追跡することができ、車
間距離を継続的に確実に測定できるようにした先
行車位置検出装置を提供することにある。
[発明の概要] 上記の目的を達成するために、この発明は、第
1図に示す如く、自車両前方の複数の異なる方向
にビーム形状が正規化されたレーダビームのパル
スを送出するレーダ送信手段51と;車両前方側
の物標からの上記パルスの反射波を受信するレー
ダ受信手段53と;上記レーダ送信手段51およ
びレーダ受信手段53の動作により、各レーダビ
ーム毎に、送受信パルスの時間差から物標までの
距離を求める距離演算手段55と;上記各レーダ
ビーム毎に上記レーダ受信手段53による受信パ
ルスのレベルを検出する受信レベル検出手段57
と;互いに隣接したレーダビームについて上記距
離演算手段55にて求まつた物標までの距離がほ
ぼ等しいとき、その各レーダビームについての上
記受信レベル検出手段57にて検出された受信レ
ベルに基づいて上記物標の方向を求める方向演算
手段59と;上記距離演算手段55および上記方
向演算手段59で求まる物標の距離と方向の時間
的変化を監視し、距離と方向の変化率が所定値以
下で推移する物標を追尾目標の先行車と判断する
先行車判別手段61とを備えたことを要旨とす
る。
[発明の実施例] 第2図はこの発明の一実施例装置の構成を示し
ている。この実施例では、パルスレーザ光による
レーザレーダ装置を用いている。
パルスレーザ光を発射する送光器は3個ある
(10,11,12)。送光器11は車体正面方向
に光軸を向けたビームを発するもので、レーザダ
イオードで発光されたレーザ光を凸レンズを通し
てビーム拡がり角θTC(例えば3〜4゜)、ビーム光
強度LTC(例えば10W)で放射する。送光器10
は車体正面方向に対して角度θR(例えば2〜3゜)
だけ右方向に光軸を向けたビームを発するもの
で、ビーム拡がり角をθTR、ビーム光強度LTRと
する。送光器12は車体正面方向に対して角度θL
だけ左方向に光軸を向けたビームを発するもの
で、ビーム拡がり角をθTL、ビーム光強度をLT
とする。なお、各送光器10,11,12からの
ビームをそれぞれRビーム、Cビーム、Lビーム
と称する。
13はパルス幅100m sec程度、発振周波数K
Hzのパルス変調器で、送光器10,11,12の
順にパルス変調信号を印加し、Rビーム、Cビー
ム、Lビームのパルスレーザ光を送信させる。
14は受光器で、反射体(図示せず)からの反
射光LRを受光レンズを通してフオトダイオード
等の受光素子で受光し、受光電圧信号を出力す
る。この出力は増幅器15を経て比較器16に入
力される。
比較器16は上記受光信号のレベルを弁別し、
最低レベル(しきい値)以上の受光信号が入力さ
れたとき受光タイミングを表わす受光タイミング
信号を距離演算回路17に出力するとともに、そ
の受光信号のレベルを表わす受光強度信号を信号
処理回路18に出力する。
距離演算回路17は、パルス変調器13からの
パルスレーザ光の送光タイミング信号と上記受光
タイミング信号との時間差Tを計測し、このTと
光速Cとから次式により物標(レーザ光の反射物
体)までの距離lを算出し、それを信号処理回路
18に出力する。
l=CT/2 …(1) ただし距離lの演算は3個の送光器10,1
1,12のそれぞれについて行ない、Lビームに
ついての距離lL、Cビームについての距離lC、R
ビームについての距離lRを求める演算を行なう。
信号処理回路18は例えばマイクロコンピユー
タからなり、前述の方向演算手段および先行車判
別手段としての機能をこの回路18にて後述のよ
うに実現するものである。以下に詳述するよう
に、比較器16からの受光強度信号と距離演算回
路17からの距離信号とを演算処理することによ
り、レーダ検知エリア内に存在する複数の物標の
中から追尾目標の先行車を見い出し、先行車まで
の距離(すなわち車間距離)と先行車の方向とを
確定する。
また信号処理回路18は、上記の車間距離情報
と車速センサ3からの自車の走行速度情報とに基
づいて、車速増減機構6に加減速指令を与える。
この走行速度制御により、適正な車間距離を保つ
ように自車を走行させる。
次に、信号処理回路18による前記方向演算手
段および先行車判別手段としての動作を説明す
る。
はじめに、各先行車位置に対する距離情報と受
光強度の関係を第3図に示す。第3図において
は、車両7の前方距離l0の円弧上の角方向θ1,θ2
…,θ9に先行車が位置した時のLビーム19、C
ビーム20、Rビーム21それぞれによる距離値
lL,lC,lRと受光強度PL,PC,PRを示したもので
ある。
送光ビームは、Lビーム19、Cビーム20、
Rビーム21いずれも光軸方向に関する送光パワ
ーが相等しく、ピークパワー、標準偏差が共通
のガウシヤンビームとしている。また、受光方向
θ1〜θ9の各方向に対し受光感度が一定の受光素子
を用いている。
すなわち先行車の距離をl0、方向をθとする
と、第3図の様に、各先行車位置に対する距離値
lL,lC,lRと受光強度PL,PC,PRは以下の様にな
る。
(i) θ1<θ<θ3 lL=l0,lC:なし、lR:なし PL=Pe …(2), PC:なし、PR:なし (ii) θ3<θ<θ5 lL=l0,lC,lR:なし PL=Pe,PC=Pe …(3)、 PR:なし (iii) θ5<θ<θ7 lL:なし、lC=l0,lR=l0 PL:なし、PC=Pe PR=Pe …(4) (iv) θ7<θ<θ9 lL:なし、lC:なし、lR=l0 PL:なし、PC:なし、 PR=Pe ただし添子L,C,RはそれぞれLビーム、C
ビーム、Rビームの各ビームに関することを示
す。また、Pは送光ビームピークパワー、受光素
子の受光感度、車間距離l0、先行車の反射特性等
によつて定まる受光ピーク強度である。
以上の先行車の位置関係に対する距離値および
受光強度の特徴から、逆に距離情報および受光強
度を入力して、先行車の正確な位置(車間距離お
よび方向)を出力する信号処理回路18の動作を
第4図のフローチヤートに従つて説明する。
まずステツプ1で時刻t=i−1の追従先行車
の距離li-1と方位角θi-1とピーク受光強度Pi-1をメ
モリから引出す。またステツプ2で時刻t=iの
距離値lL,lC,lRおよび受光強度PL,PC,PRを入
力する。
次にステツプ3で、lCがli-1にほぼ等しいか否
か判定し、yesの場合はステツプ13(θ3<θi<θ7
場合)に進み、noの場合はステツプ4(θi<θ3
θi>θ7の場合)に進む。
(a)…θi<θ3,θi>θ7の場合 ステツプ4でPi-1の値がなしか否か判定し、
yesの場合はステツプ21に進み、li,θi,Piなし
とする。一方、ステツプ4でnoの場合はステ
ツプ5へ進み、lLがli-1にほぼ等しいか否か判
定する。ステツプ5の判定結果がyesの場合は
ステツプ10へ進み、時刻t=iの方位角θiを(5)
式に従つて算出する。
θi=(PL,Pi-1)=(√10(i-1 L)−
1) …(5)((2)式参照) 次にステツプ11で(5)式から求めたθiと時刻t
=i−1の方位角θi-1がほぼ等しいか否か判定
し、yesの場合はステツプ12に進みPi=Pi-1
li=lLとしステツプ12へ進み、noの場合はステ
ツプ21へ進む。
一方、ステツプ5の判定結果がnoの場合は
ステツプ6へ進み、lRがli-1にほぼ等しいか否
か判定する。ステツプ6の判定結果がnoの場
合はステツプ21へ進む。ステツプ6の判定結果
がyesの場合はステツプ7へ進み、時刻t=i
の方位角θiを(6)式に従つて算出する。
θi=(PR,Pi-1) =(√10(i-1 R)−1)
(6)((4)式参照) 次にステツプ8で(6)式から求めたθiと時刻t
=i−1の方位角θi-1がほぼ等しいか否か判定
し、yesの場合はステツプ9に進みPi=Pi-1,li
=lRとしステツプ22に進み、noの場合はステツ
プ21へ進む。
(b)…θ3<θi<θ7の場合 ステツプ13でlLがli-1にほぼ等しいか否か判
定する。ステツプ13の判定結果がyesの場合は
ステツプ18に進み、時刻t=iの方位角θiを(7)
式に従つて算出する。
θi=g(PL,PC) =1/2(1−log(PC/PL)) …(9)((2),(3)式参照) 次にステツプ19で(7)式から求めたθiと時刻t
=i−1の方位角θi-1がほぼ等しいか否か判定
し、yesの場合はステツプ20に進み(8)式に従つ
て時刻t=iの受光強度Piを算出するととも
に、li=lLとしステツプ22へ進み、noの場合は
ステツプ21へ進む。
Pi=h(PL,θi)=PLe(i+)2/2
…(10)((2)式参照) 一方、ステツプ13の判定結果がnoの場合は
ステツプ14へ進み、lRがli-1にほぼ等しいか否
か判定する。ステツプ14の判定結果がnoの場
合はステツプ21へ進む。ステツプ14の判定結果
がyesの場合はステツプ15へ進み、時刻t=i
の方位角θiを(9)式に従つて算出する。
θi=g(PR,PC) 1/2(1−log(PC/PR)) …(7)((3),(4)式参照) 次にステツプ16で(9)式から求めたθiと時刻t=
i−1の方位角θi-1がほぼ等しいか否か判定
し、yesの場合はステツプ17に進み、(10)式に従
つて時刻t=iの受光強度Piを算出するととも
に、li=lRとしてステツプ22へ進み、noの場合
はステツプ21へと進む。
Pi=h(PR,θi)=PRe(i-)2/2…(8)((4)式参
照) 以上(a),(b)の場合に分けて説明した様に、ステ
ツプ9、ステツプ12、ステツプ17、ステツプ20の
いずれか1つを経た場合はステツプ22へ進み、同
一先行車を継続的に捕捉中とみなし、li,θi,Pi
をメモリに格納し、他の場合はステツプ21に進
み、同一先行車を見失つたとみなし、li,θi,Pi
の値がないとする。いずれの場合も最後にステツ
プ23で時刻iの先行車の距離liと方向θiを出力し、
ステツプ24で時刻iをインクリメントして「アウ
ト」へ進む。なおステツプ9、ステツプ12、ステ
ツプ17、ステツプ20はそれぞれ第3図の前記説明
における(iv)θ7<θi<θ9,(i)θ1<θi<θ3,(iii)
θ5<θi<
θ7,(ii)θ3<θi<θ5の場合に相当する。
以上の動作を所定周期(例えば100m sec)毎
に繰り返せば、仮りにレーダビーム内に路側物標
や他の先行車等の外乱が発生したとしても、時々
刻々の同一先行車の距離及び方向が正確に求まる
ことになる。上記動作はマイクロコンピユータに
より実現することが容易にできる。
なお本実施例においては説明を簡単にするため
送光ビーム数を3としたが、ビーム数をさらに多
くすれば、その分の性能向上が見込める。またビ
ーム数を2としても本発明は実施できる。
ビーム形状は実施例のガウシヤンビームに限定
されるわけではなく、光軸方向について左右対象
でかつ単調減少の強度分布を有し、ピーク強度が
相等しいように正規化されたビーム形状であれ
ば、他の形状(例えば左右方向が半円形、三角形
状等)であつてもよい。
また、本実施例ではレーザ光によるレーダ方式
としたが、電波や超音波などを用いたレーダ方式
でも良いのは勿論である。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明に係る先
行車位置検出装置によれば、ビーム軸を車幅方向
に異ならせた複数のレーダビームによつて車両前
方側の広い範囲がレーダ検知エリアとなり、曲線
路においても先行車をレーダ検知エリアの中に捉
えることができる。レーダ検知エリアが広いの
で、先行車だけでなく他の多くの物標が検知され
るが、物標までの距離と方向の時間的変化を監視
することで、非常に確度よく先行車を見い出すこ
とができる。つまり先行車の追跡性能が従来より
大幅に向上し、車間距離を継続的かつ正確に測定
することができる。また前述の従来装置と比べ、
機械的回転系がないのも本発明の利点である。
【図面の簡単な説明】
第1図はクレーム対応図、第2図はこの発明の
一実施例装置の構成図、第3図は同上装置におけ
る先行車位置に対する距離情報と受光強度の関係
を示す図、第4図は同上装置における信号処理回
路による方向演算手段と先行車判別手段としての
動作を示すフローチヤートである。 10,11,12…3個の送光器、14…受光
器、13…パルス変調器、16…比較器(受信レ
ベル検出手段)、17…距離演算回路、18…信
号処理回路、51…レーダ送信手段、53…レー
ダ受信手段、55…距離演算手段、57…受信レ
ベル検出手段、59…方向演算手段、61…先行
車判別手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 自車両前方の複数の異なる方向にビーム形状
    が正規化されたレーダビームのパルスを送出する
    レーダ送信手段と; 車両前方側の物標からの上記パルスの反射波を
    受信するレーダ受信手段と; 上記レーダ送信手段およびレーダ受信手段の動
    作により、各レーダビーム毎に、送受信パルスの
    時間差から物標までの距離を求める距離演算手段
    と; 上記各レーダビーム毎に上記レーダ受信手段に
    よる受信パルスのレベルを検出する受信レベル検
    出手段と; 互いに隣接したレーダビームについて上記距離
    演算手段にて求まつた物標までの距離がほぼ等し
    いとき、その各レーダビームについての上記受信
    レベル検出手段にて検出された受信レベルに基づ
    いて上記物標の方向を求める方向演算手段と; 上記距離演算手段および上記方向演算手段で求
    まる物標の距離と方向の時間的変化を監視し、距
    離と方向の変化率が所定値以下で推移する物標を
    追尾目標の先行車と判断する先行車判別手段と; を備えた先行車位置検出装置。
JP60100428A 1985-05-14 1985-05-14 先行車位置検出装置 Granted JPS61259186A (ja)

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JPS61259186A JPS61259186A (ja) 1986-11-17
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JP3186401B2 (ja) * 1994-02-10 2001-07-11 三菱電機株式会社 車両用距離データ処理装置
JP3104559B2 (ja) * 1995-02-08 2000-10-30 トヨタ自動車株式会社 車載用レーダ装置
JP6103179B2 (ja) * 2012-09-13 2017-03-29 株式会社リコー 距離測定装置
DE102013108824A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Sensoranordnung zur Erfassung von Bediengesten an Fahrzeugen

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