JPH05119154A - 車載用レーザレーダ装置 - Google Patents

車載用レーザレーダ装置

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JPH05119154A
JPH05119154A JP3284852A JP28485291A JPH05119154A JP H05119154 A JPH05119154 A JP H05119154A JP 3284852 A JP3284852 A JP 3284852A JP 28485291 A JP28485291 A JP 28485291A JP H05119154 A JPH05119154 A JP H05119154A
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JP
Japan
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laser
intensity
light
laser light
vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3284852A
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English (en)
Inventor
Hideo Asami
秀夫 浅見
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
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Publication of JPH05119154A publication Critical patent/JPH05119154A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車載用レーザレーダ装置に関し、使
用されるレーザダイオードの長寿命化を図ることで耐久
性を向上させると共に、より一層の安全性の向上を目的
とする。 【構成】 レーザ出力手段1、反射されたレーザ光を受
光する受光手段2、及びレーザ光発射と受光の時間差を
検出して距離を算出する演算手段3を備える車載用レー
ザレーダ装置において、搭載されている車両の走行速度
を検出する車速センサ4、及び走行速度に応じてレーザ
光の強度を変化させるレーザ強度変化手段5を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、前方に向けてレーザ光
をパルス状に発射し、前方の障害物で反射されて戻って
来るレーザ光を捕捉して発射から受光までの時間により
障害物までの距離を検出する車載用レーザレーダに関す
る。
【0002】
【従来の技術】車両にレーダ装置を搭載して前方の障害
物までの距離を計測し、衝突の危険がある場合にはブザ
等で運転者に注意を喚起したり、自動的に衝突回避動作
を行う装置が考えられている。また前方を走行する車両
に追従して車間距離を保持しながら自動走行するための
装置も考えられている。これらの装置では前方を走行す
る車両等の障害物までの距離を計測する必要があり、レ
ーダ装置を搭載している。このようなレーダ装置として
ラジオ周波数帯の電波を利用したレーダ装置の利用が考
えられるが、この他にレーザ光をパルス状に発射して反
射して戻って来る光を捕捉して発射から受光までの時間
を計測するレーザレーダ装置の利用が考えられている。
【0003】図8はパルス式レーザレーダの原理を示す
図である。半導体レーザを非常に短い時間、例えば10
ns程度だけパルス状に発光させ、前方に向けて放射す
る。出射されたレーザ光は前方の障害物、図では前方を
走行する車両で反射されてピンホトダイオードで受光さ
れる。レーザ光の発射と受光の時間差は、レーザ光が前
方の障害物までの距離を往復する時間であるから、この
時間差に光速を乗じ、2で除すれば障害物までの距離が
得られる。
【0004】発射されたレーザ光のうち障害物で発射さ
れ受光器で検出できるのは非常に微弱な光のみである。
特に障害物までの距離が大きい程受光できる反射光の割
合は減少する。より正確には距離の二乗に反比例する。
そのため発射されるレーザ光は非常に大きな強度を有す
ることが要求され、受光器も高い感度を有することが必
要であり、これらにより計測可能な範囲が制限されるこ
とになる。衝突防止装置や車間距離測定装置では、この
計測限界が百メートルから数百メートル程度必要であ
る。
【0005】レーザレーダの計測限界は、上記のように
レーザパワーと受光感度で決定されるが、受光感度を高
めると対象外の外乱光が雑音として作用し、誤動作を発
生することになる。そのため受光感度を上げるには限界
があり、計測可能範囲を広げるには発射するレーザ光の
強度を高める必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】レーザ光の強度を高め
るには高出力のレーザダイオードを使用することが考え
られるが、高出力のレーザダイオードは高価であり装置
のコスト増加を招くという問題がある。更に同一仕様の
レーザダイオードであっても高出力で使用する程劣化が
激しく、レーザダイオードの寿命の問題が生じ、装置の
耐久性が低下する。
【0007】またレーザ光の放射に対しては安全規準が
定められており、この安全規準を遵守することが絶対に
必要であるが、たとえ安全規準を満たしていても安全面
での一層の配慮が望ましく、むやみにレーザパワーを上
げることは好ましくない。本発明は上記問題点に鑑みて
なされたものであり、レーザダイオードの寿命を延ばし
て装置の耐久性を向上させると共に、安全面により一層
配慮した車載用レーザレーダを実現することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の車載用レーザレ
ーダ装置は、上記問題点を解決するため、車両の走行速
度に応じてレーザ光の強度を変化させる。図1は本発明
の車載用レーザレーダ装置の基本構成を示す図である。
すなわち本発明車載用レーザレーダ装置は、前方に向け
てレーザ光をパルス状に発射するレーザ出力手段1、出
力したレーザ光の前方障害物での反射光を受光する受光
手段2、及びレーザ出力手段1よりのレーザ光の発射時
点と受光手段2での反射光の受光時点との時間差を検出
し時間差より前方の障害物までの距離を算出する演算手
段3を備える車載用レーザレーダ装置において、搭載さ
れている車両の走行速度を検出する車速センサ4、及び
走行速度に応じてレーザ出力手段4から発射するレーザ
光の強度を変化させるレーザ強度変化手段5を備える。
【0009】
【作用】現状の車載用レーザレーダ装置では、計測範囲
は固定である。しかし衝突等の恐れの少ない前方障害物
までの距離は、走行速度に応じて変化する。図2は衝突
防止装置において、走行速度と警報を発生させる距離
(警報距離)の関係を相対速度をパラメータとして示し
た例である。例えば相対速度がゼロの場合は、前方の車
両が自車と同一の速度で走行している場合であり、相対
速度がプラスの場合は前方の車両の速度が遅く車間距離
が短くなる場合であり、この時はより危険であるため警
報距離は長くする必要がある。
【0010】図2は走行速度及び相対速度に対して警報
距離が比例する例を示しているが、例えば二乗に比例し
て変化させても良い。しかしいずれにしろ走行速度が大
きくなるに従って警報を発生させる前方障害物までの距
離は大きくなる。これは車両の制動距離と速度との関係
等を考慮するためであり、高速で走行している時程遠い
物体に対しても衝突の危険が高い。逆に低速で走行して
いる時にはあまり遠くの物体に注意を払う必要はないと
いえる。従って高速走行時には遠い距離にある物体まで
の距離を測定する必要があるが、低速走行時には遠い物
体までの距離を検出する必要はない。すなわち低速走行
時には計測範囲は短くても良く、レーザ光の強度は小さ
くても良いといえる。
【0011】低速走行時だけでもレーザ光の強度を低下
できればそれだけレーザダイオードの寿命が延びレーザ
レーダ装置の耐久性が向上する。また車両が高速で走行
している時には車両の前方のレーザ放射範囲に人間が入
る恐れは少なく、あってもかなり遠距離である。従って
強いレーザ光を発射してもレーザ光が人間に被害を与え
ることはない。一方低速走行時には道路の周囲を含めレ
ーザ放射範囲に人間が入る恐れが高く、その場合の車両
との距離も短くなる可能性が高い。しかし本発明では低
速走行時にはレーザ光の強度が小さいため、より一層安
全である。
【0012】
【実施例】本発明の実施例の構成を図3に示す。11は
レーザ用のコリメータレンズであり、レーザダイオード
12からのレーザ光を所定の角度範囲に放射する。13
はレーザダイオードを駆動してパルス状の発光を行わせ
るドライブ回路である。14はフレネルレンズであり、
前方の物体で反射されたレーザ光をピンホトダイオード
16に集光する。15はレーザ光の波長付近の光のみを
通過させる干渉フィルタであり外乱光の影響を低減す
る。17はピンホトダイオード16の出力を増幅し一定
レベルの信号にするAGC機能を有する増幅器である。
【0013】31から33はパルスドライブ回路13か
らのレーザ駆動信号と増幅器17からの受光信号の時間
差を計数する前処理用回路であり、レーザ発光信号でフ
リップフロップ31がセットされ、受光信号でリセット
されるまでの期間に相当するパルス信号を計数できるよ
うに変換する。34はパルス数計数部であるパルス信号
の幅をクロック回路35よりのクロック信号で計数して
パルス信号の時間を算出する。これらの部分については
既に広く知られており、ここではこれ以上の説明は省略
する。
【0014】パルス幅の計数値はマイクロコンピュータ
36によって読み取られ物体までの距離が算出される。
本実施例では、走行速度の検出には既に車両に備わって
いる車輪速センサ41を利用しており、車輪速センサ4
1からの出力は走行制御用マイクロコンピュータ42に
より検出され、マイクロコンピュータ36に走行速度と
して送信される。
【0015】前方物体までの距離は周期的に検出され
る。計測はマイクロコンピュータ36からレーザダイオ
ード12発光させるトリガパルス信号が出力することが
行われ、レーザダイオード12の発光強度もマイクロコ
ンピュータ36からの信号で走行速度に応じて制御され
る。レーザダイオードのドライバ回路の例を図4に示
す。
【0016】図4の回路では、トリガパルスに応じてサ
イリスタTHYがオン状態になるとコンデンサCに蓄積
された電荷が瞬時にレーザダイオードLDに流れパルス
状に発光する。レーザ発光は周期的に行われるため、発
光の間にコンデンサCへの充電が行われる。レーザダイ
オードLDの発光強度はコンデンサCに蓄積された電
荷、すなわちコンデンサCの電圧で決まる。
【0017】コンデンサCの充電電圧はマイクロコンピ
ュータ36からの信号でどのトランジスタTr1 ,r2 ,
…をオン状態にするかによって、ダイオードDに印加さ
れる電圧が定まりコンデンサCの電圧が決定される。例
えば信号P1 が「H」ならばトランジスタTr1がオン状
態になり、ダイオードDにはV0 に近い電圧が印加さ
れ、コンデンサCが充電される。同様にTr2がオン状態
ならばV0 をR2 とR0 で分圧した電圧が印加される。
トランジスタ及び抵抗は発光強度の制御段階分必要であ
る。
【0018】本実施例では図5に示すように走行速度V
s に応じて、レーザの発光強度を五段階に制御してい
る。この時のマイクロコンピュータでの制御処理を図6
に示す。まずステップ101で走行速度Vs を走行制御
用マイクロコンピュータ42から受信し、ステップ10
2から105でどの速度段階であるかを判定する。そし
てそれぞれの速度段階に応じてステップ202から20
6でトランジスタへの制御信号P1 からP5 のいずれか
を「H」にして他を「L」にする。
【0019】レーザダイオードの発光強度を制御するに
は図5に示した回路以外に、図7の(a)に示すように
マイクロコンピュータ36からの出力をD−A変換器1
4で電流量に変換し、トランジスタTr に流れる電流を
変化させる。トランジスタTr に流れる電流により抵抗
Rに生じる電圧が変化するのでコンデンサCの電圧が制
御できる。
【0020】同様に図7の(b)に示すような回路で、
マイクロコンピュータ36からトランジスタTr のベー
スに「H」の信号を印加する時間を変化させることで、
図の下部に示すグラフのようにコンデンサCの電圧、す
なわちレーザダイオードLDへの印加電圧が変化し、発
光強度が制御できる。
【0021】
【発明の効果】本発明により、遠距離の物体までの距離
を検出する必要のない低速走行時には、レーザダイオー
ドの発光強度が低下されるため、レーザダイオードの長
寿命化が図れ装置の耐久性が向上すると共に、より人体
への危険が高い低速走行時にレーザ光の強度が低下され
るため安全性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車載用レーザレーダの基本構成を示す
図である。
【図2】走行速度と警報を発生する必要の生じる危険な
距離の関係の例を示す図である。
【図3】実施例の構成を示す図である。
【図4】レーザダイオードのドライバ回路と発光パワー
制御回路の例を示す図である。
【図5】実施例での走行速度とレーザダイオード印加電
圧の制御例を示す図である。
【図6】実施例でのレーザパワーの制御処理を示すフロ
ーチャートである。
【図7】レーザパワーの制御回路の他の例を示す図であ
る。
【図8】パルス式レーザレーダの原理を示す図である。
【符号の説明】
1…レーザ出力手段 2…受光手段 3…演算手段 4…車速センサ 5…レーザ強度変化手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前方に向けてレーザ光をパルス状に発射
    するレーザ出力手段(1)、 出力したレーザ光の前方障害物での反射光を受光する受
    光手段(2)、及び該レーザ出力手段(1)よりのレー
    ザ光の発射時点と該受光手段(2)での反射光の受光時
    点との時間差を検出し、時間差より前方の障害物までの
    距離を算出する演算手段(3)を備える車載用レーザレ
    ーダ装置において、 搭載されている車両の走行速度を検出する車速センサ
    (4)、及び走行速度に応じて該レーザ出力手段(4)
    から発射するレーザ光の強度を変化させるレーザ強度変
    化手段(5)を備えることを特徴とする車載用レーザレ
    ーダ装置。
JP3284852A 1991-10-30 1991-10-30 車載用レーザレーダ装置 Withdrawn JPH05119154A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539434A (ja) * 1999-03-11 2002-11-19 フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト 少なくとも1つのレーザセンサーを有する装置およびレーザセンサーを作動するための方法
US6683675B2 (en) 2000-10-30 2004-01-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
US6721679B2 (en) 2000-10-27 2004-04-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2016057141A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 株式会社リコー 距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法
JP2016090268A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 株式会社デンソー 車両用光飛行型測距装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002539434A (ja) * 1999-03-11 2002-11-19 フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト 少なくとも1つのレーザセンサーを有する装置およびレーザセンサーを作動するための方法
US6721679B2 (en) 2000-10-27 2004-04-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
US6683675B2 (en) 2000-10-30 2004-01-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2016057141A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 株式会社リコー 距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107