JPH0528759U

JPH0528759U - 障害物検出装置

Info

Publication number: JPH0528759U
Application number: JP8643291U
Authority: JP
Inventors: 潤西野; 知成石川
Original assignee: 株式会社カンセイ
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】透明カバーの汚れによる最大測距距離の低下
を防ぎ、運転車に危険状態を正確に報知できる障害物検
出装置を得る。【構成】距離検出部の投光レンズ及び受光レンズの前
面に配された透明カバーに付着した雨滴や泥はねなどの
汚れを掃払い、透明カバーの光透過率を常に所定レベル
以上に保つ汚れ除去部を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両前方の障害物を検知して衝突事故の発生を未然に防止するための障害物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の障害物検出装置としては、例えば図４に示すようなものがあった。図において、１はレーザダイオード（以下、ＬＤという）の発光するレーザビームを用いて、自車両と障害物との間の距離を検出する距離検出部であり、２は自車速度等の自車両の走行状態を検知する走行状態検知部である。

【０００３】３は距離検出部１に距離の検出指令を行って、それに応答して返送される距離情報と、走行状態検知部２で検知された自車速度情報を元に、自車両と障害物との相対速度を算出して障害物が停止物か移動物かの判断を行い、また、自車速度、相対速度、運転者がブレーキをかけるまでの空走時間の個人差に応じて設定する距離設定などに応じて自車両と障害物との衝突の可能性を判断する信号処理部である。

【０００４】４は信号処理部３からの情報に基づいて、自車両と障害物との距離を表示するとともに、信号処理部３によって障害物との衝突の可能性があると判断された場合には、警報を発生する警報報知部である。また、５は距離検出部１の投光レンズ１４及び受光レンズ１５の前方に設けられた透明カバーである。

【０００５】次に作用を説明する。走行状態検知部２は車速センサ３１を備え、信号処理部３は演算回路４１および距離設定スイッチ４２を備えている。車速センサ３１にて検知された自車両の車速信号は演算回路４１に送られ、演算回路４１は当該車速信号に基づいて算出した車速が３５Km/h以上であると、距離検出部１に距離検出指令信号を送出する。

【０００６】距離検出部１ではその距離検出指令信号を駆動信号発生回路１１で受け、駆動信号発生回路１１は図５（ａ）に示すＬＤ発光信号をＬＤ切換ドライバ１２に送出する。ＬＤ切換えドライバ１２は受け取ったＬＤ発光信号（ａ）に基づいて、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す信号を送出し、発光手段としてのＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌ，ＬＤ−Ｃ，ＬＤ−Ｒを順次発光させる。

【０００７】ＬＤアレイ１３のＬＤ−Ｌからのレーザビームは自車両前方左寄りに、ＬＤ− Ｃからのレーザビームは前方に、ＬＤ−Ｒからのレーザビームは前方右寄りに、それぞれ投光レンズ１４より透明カバー５を介して出射され、ＬＤ−Ｃのレーザビームは前方障害物を、ＬＤ−Ｌのレーザビームは左車線からの割り込み車両を、ＬＤ−Ｒのレーザビームは右車線からの割り込み車両を検出するのに用いられる。

【０００８】障害物からの反射光は透明カバー５を介して受光レンズ１５で集光され、受光手段としてのフォトダイオード（以下、ＰＤという）１６で受光される。この受光信号は増幅回路１７に送られ、増幅回路１７はそれを増幅して、図５（ｅ）の信号を出力する。この信号には障害物からの反射信号Ｂと、近距離の路面などからの反射信号Ａが混在している。

【０００９】しきい値発生回路１８は駆動信号発生回路１１が出力するＬＤ発光信号（ａ）に基づいて、図５（ｆ）に示すしきい値信号を生成してコンパレータ１９に出力する。コンパレータ１９は増幅回路１７の出力信号（ｅ）と、このしきい値信号（ｆ）とのレベル比較を行なう事によって、障害物からの反射信号のみを抽出し、図５（ｇ）に示す障害物検出パルス信号を出力する。

【００１０】カウンタ２０は図５（ｈ）に示すようにＬＤ発光信号（ａ）の立上りで、基準パルス発生回路２１から供給されるクロックパルス信号のカウントを開始し、障害物からの反射信号に基づく障害物検出パルス信号（ｇ）の立上りでカウントを停止して、そのカウントアップ時間と光速度から障害物までの距離情報を求め、それを信号処理部３の演算回路４１に送出する。

【００１１】次に信号処理部３の演算回路４１における衝突の可能性の判断方法について図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず電源が投入されると、ＳＴＡＲＴステップに進み、演算回路４１を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ等の初期化が行われる。次に、ステップＳＴ１１で所定の周期毎に距離検出部１のカウンタ２０から障害物との距離Ｒの情報を示す距離信号、及び走行状態検出部２の車速センサ３１から自車速度Ｖ_fの情報を示す車速信号を演算回路４１内に取り込む。

【００１２】そして、ステップＳＴ１２で距離信号Ｒを表示信号に変換して距離表示器５１に送出し表示する。次に、ステップＳＴ１３で車間距離Ｒを微分して先行車両などの障害物と自車両との相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒを、最小二乗法などの演算手法を用いて算出し、また、先行車の車速Ｖ_aを自車速度Ｖ_fと相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒとの和によって算出する。

【００１３】なお、この演算の中で（ｄ／ｄｔ）Ｒ＜０の場合には距離が減少し、障害物に接近していることを、また（ｄ／ｄｔ）Ｒ＞０の場合には距離が増加していることを、さらに（ｄ／ｄｔ）Ｒ＝０の場合には距離に変化がないことをそれぞれ示している。

【００１４】障害物との衝突の可能性を判断する上で自車の初期速度をＶ_f（ｍ／ｓ）、障害物（先行車）の初期速度をＶ_a（ｍ／ｓ）、双方の減速度性能をα（ｍ／ｓ² ）とすると、自車の停止距離Ｖ_f ²／２αと先行車の停止距離Ｖ_a ²／２αとの差に、距離設定スイッチ４２で設定された自車がブレーキをふむまでの時間Ｔ_d による空走距離Ｖ_f・Ｔ_dを加えた、数１に示す距離Ｒ判断の基準となる。

【００１５】

【数１】

【００１６】そこで、まずステップＳＴ１４にて相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒと自車速度Ｖ_fを比較して、−（ｄ／ｄｔ）Ｒ≒Ｖ_fの場合、即ち障害物が路上停止物とみなされる場合にはステップＳＴ１５に進み、数１においてＶ_a＝０であることから、次の数２による運転の法則により衝突の危険性を判定する。

【００１７】

【数２】

【００１８】数２が成立する場合には、障害物に対して衝突する危険が発生しており、ステップＳＴ１８に進んで警報信号を発生して警報報知部４に送り、その警報器５２から危険回避のための警報を発する。

【００１９】一方、ステップＳＴ１４での判定の結果、−（ｄ／ｄｔ）Ｒ≒Ｖ_fでない場合には障害物は前方の路上を走行する先行車であり、本来数１に従って危険判断を行なうべきである。しかしながら、相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒの算出精度が厳密にとれないこともあって、算出誤差に誤警報の恐れがあるため、障害物が移動する先行車の場合にはステップＳＴ１６にて相対速度（ｄ／ｄｔ）Ｒが所定の速度Ｃ（ｍ／ｓｅｃ）以上かどうかの判定をまず行う。

【００２０】その結果、（ｄ／ｄｔ）Ｒ≧Ｃの場合には相対速度が速く、急接近中であることから、先行車は限りなく停止物に近いとみなして、ステップＳＴ１５に進み、以下停止障害物と同じ論理で、数２の判別式による警報出力判断を行なう。

【００２１】また、ステップＳＴ１６の判定結果が−（ｄ／ｄｔ）Ｒ＜Ｃの場合には、相対速度が遅く、一定車間距離での通常の追従走行中であるとみなし、自車速Ｖ_fと先行車速Ｖ_aがほぼ等しいことから、数１は以下に示す数３となりステップＳＴ１７ではこの数３により衝突の危険性を判定し、以下同様にこの数３が成立する場合には警報を発する。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の障害物検出装置にあっては、距離検出部１が車両前面に設置され、その投光レンズ１４および受光レンズ１５の前方に配置された透明カバー５が外部に露出する構成となっていたため、透明カバー５の光透過率が雨滴や泥はねなどによって減少して発光・受光感度の低下を招き、障害物の検知距離性能が劣化して遠方障害物の検知ができなくなり、特に高速走行での危険判定距離の検知ができなくなると危険警報の発令が遅れ、この危険警報をあてにしている運転者にとって、逆にきわめて危険な状況になるという問題点があった。

【００２４】この考案は、このような問題点に着目してなされたもので、距離検出部前面に配置された透明カバーの光透過率を常に所定レベル以上に保つことにより、上記問題点を解決することを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る障害物検出装置は、距離検出部の前面に配置された透明カバーに付着する雨滴などの汚れを掃払うための汚れ除去部を設けたものである。

【００２６】

【作用】この考案における汚れ除去部は、距離検出部の投光レンズ及び受光レンズの前面に配された透明カバーに付着した雨滴や泥はねなどの汚れを掃払い、透明カバーの光透過率を常に所定レベル以上に保つことにより、雨中の走行においても障害物検出性能が低下することのない障害物検出装置を実現する。

【００２７】

【実施例】

以下、この考案を図面に基づいて説明する。図１はこの考案の一実施例を示す図である。まず、構成を説明すると、ここで、符号１〜５及び１１〜２１，３１，４１，４２，５１，５２は、図４の従来例と同一で、同一構成を示し、重複説明を省略する。

【００２８】また、図において、６は距離検出部１の投光レンズ１４から出射されるレーザビームの透明カバー５による直接反射光を受光し、その反射光の強度に基づいて当該透明カバー５の汚れの度合いを検知し、それを演算回路４１に送出する汚れ検知部である。７はその演算回路４１からの情報に従って、透明カバー５に付着した雨滴や泥はねなどの汚れを掃払うワイパ７１を備えた汚れ除去部である。

【００２９】次に作用を説明する。なお、自車両前方の障害物の検出から運転者への警報報知に至るまでの動作は、従来の場合と同様であるので、その説明は省略する。

【００３０】ここで、距離検出部１の前面に配置された透明カバー５は、水蒸気の流入によって当該透明カバー５の内側がくもるのを防止するため、距離検出部１の筐体に封止設置されており、走行中の石はね等の飛来物から投光レンズ１４や受光レンズ１５を保護する働きがある。

【００３１】また、ＬＤアレイ１３の発光パワーをロスなく放出させるため、この透明カバー５には光透過率９０％以上の透明なガラスが用いられており、通常ＬＤアレイ１３からのレーザビームがこの透明カバー５で直接反射される反射光の強度は一定レベル以下の小さなものである。

【００３２】しかしながら、この透明カバー５の外面が雨滴や泥はね等の異物によっておおわれると、当該異物からの反射が起こり、その反射光の強度は透明カバー５の汚れ度合いに応じて変化する。

【００３３】汚れ検知部６では、そのＰＤ６１によって前方障害物からの反射光よりもはるかに強い透明カバー５からの直接反射光をとらえ、ピーク検知回路６２において、ＬＤアレイ１３の発光中ないし直後までの直接反射光のピーク強度を保持し、それをＡ／Ｄ変換器６３に伝達する。

【００３４】Ａ／Ｄ変換器６３は警報装置としての実用性にかかわる汚れ度合いを識別し、それを、例えば４段階の汚れレベルに量子化して信号処理部３の演算回路４１に出力する。

【００３５】汚れ除去部７は図２及び図３に示すように、透明カバー５の外面に圧接支持されたワイパ７１と、それを駆動するモータ７２及びリンク７３を備えており、ワイパ７１が上下に移動することによって雨滴や泥などの異物を掃払う。その際、通常のワイパと同様に必要に応じて洗浄水も出す。

【００３６】演算回路４１は、汚れ検知部６から与えられる４レベルの汚れ状態を示す情報に応じて、汚れレベル１においてはワイパ７１を非作動とし、汚れレベル２になるとワイパ７１を１往復０．５秒で作動させ、これを１０秒周期で間欠動作させる。同様にレベル３では５秒周期の間欠動作、レベル４では３秒周期の間欠動作とする。

【００３７】また、ワイパ７１の往復作動中は、投光レンズ１４および受光レンズ１５の前方をワイパ７１が往復してレーザビームをさえぎるため、正常な距離検知を行うことができなくなる。従って、信号処理部３の演算回路４１はこの間、距離検出部１の駆動信号発生回路１１への距離検知指令を停止する。

【００３８】また、透明カバー５での直接反射は、図２に示すように透明カバー５の内面と外面とから反射するため、内面からの一定量の反射に、汚れ度合いに応じて変化する外面反射光が重畳する形になる。この透明カバー５の内面からの反射は汚れ度合いを検知する上で計測のダイナミックレンジをせばめ、検知精度を低下させる要因となる。

【００３９】このような透明カバー５の内面の反射率を低くして、汚れ検知部６への反射光が透明カバー５の外面のみの反射率変化に依存するようにし、より精度よく汚れ度合いを検知できるようにするため、透明カバー５として内面に無反射コーティングを施したガラスを用いるようにしてもよい。

【００４０】

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案によれば、発光手段と受光手段との前方に透明カバーを設けられ、前記透明カバーを介して前記発光手段から光ビームを前方に向けて発し、かつその反射光を前記受光手段に受光して、前方に障害物があるか否かを判定し、障害物があると判定した場合、検出信号を出力する障害物検出装置において、前記透明カバーに付着する雨滴などの汚れを掃払うための汚れ除去部を設けた構成としたため、透明カバーの汚れによる最大測距距離の低下を防いで、通常であれば発令される警報が発令されないことによる極めて危険な状況を回避することができ、また、ワイパの動作中は測距を停止することによって距離の誤検出も防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による障害物検出装置を示
すブロック図である。

【図２】上記実施例の要部の構造を示す平面図である。

【図３】上記実施例の要部の構造を示す正面図である。

【図４】従来の障害物検出装置を示すブロック図であ
る。

【図５】その距離検出部における各部の信号の時間関係
を示すタイミング図である。

【図６】その演算回路における処理の流れを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

５透明カバー７汚れ除去部１３発光手段（ＬＤアレイ）１６受光手段（ＰＤ）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】発光手段（１３）と受光手段（１６）と
の前方に透明カバー（５）が設けられ、前記透明カバー
（５）を介して前記発光手段（１３）から光ビームを前
方に向けて発し、かつその反射光を前記受光手段（１
６）にて受光して、前方に障害物があるか否かを判定
し、障害物があると判定した場合、検出信号を出力する
障害物検出装置において、前記透明カバー（５）に付着
する雨滴などの汚れを掃払うための汚れ除去部（７）を
設けたことを特徴とする障害物検出装置。