JPH0612598A - 衝突回避システム - Google Patents

衝突回避システム

Info

Publication number
JPH0612598A
JPH0612598A JP3237076A JP23707691A JPH0612598A JP H0612598 A JPH0612598 A JP H0612598A JP 3237076 A JP3237076 A JP 3237076A JP 23707691 A JP23707691 A JP 23707691A JP H0612598 A JPH0612598 A JP H0612598A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
pulse
mirror
target
scanner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3237076A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2598347B2 (ja
Inventor
William H Taylor
エイチ、テイラー ウィリアム
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.)
Kollmorgen Technologies Corp
Kollmorgen Corp
Original Assignee
Kollmorgen Technologies Corp
Kollmorgen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kollmorgen Technologies Corp, Kollmorgen Corp filed Critical Kollmorgen Technologies Corp
Publication of JPH0612598A publication Critical patent/JPH0612598A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2598347B2 publication Critical patent/JP2598347B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子光学的な測距スキャナ１２、
目標の自動車に備えられた再帰反射器、およびプロセッ
サユニット１６を含む、自動車に適用するに適した衝突
回避システムを提供するものである。 【構成】 測距スキャナ１２は、目標の自動車までの距
離および角度に関するデータをプロセッサ１６に与え
る。プロセッサ１６は、各目標の自動車の位置、速度お
よび加速度をモニタし、目標の自動車の距離、角度、速
度、加速度および目標の自動車が進路を妨害するときの
予測される間隔を、連続的に決定し、更新する。進路妨
害時に予測される間隔が予め設定される値より小さい場
合には、警告シグナルまたは衝突回避行動をとるための
命令が発せられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、乗り物、特に自動車間の衝突
を回避するためのシステムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】自動車事故が、毎年多数の死亡者および
負傷者を生じさせ、多額の財産の喪失を引き起こしてい
る。衝突は、運転者の不注意、無能力、判断ミス等の結
果として発生する。運転者の反応時間が、また、予想さ
れる衝突が、一旦検知されたときに避けられ得るかどう
かを決定するのに１つの役割を演じる。衝突は、例え
ば、後部、前部、側部等の種々の方向において発生し、
また、例えば、２台の自動車が平行な道路を反対方向に
進んでいるとき、２台の自動車が同一の道路を同じ方向
に進んでいるとき、カーブを曲がるとき、窪みを通過し
または山を越えるとき、直角、鈍角または鋭角をなして
交差するとき等、種々の道路および地形の状態の下で発
生する。衝突は、交通量の少ない田舎道、交通量の多い
ハイウェイまたは市内の道路で発生し、また、晴天時に
おける照明されたハイウェイから、悪天候時における照
明されない田舎道に及ぶあらゆる天候状態、照明条件に
おいて発生する。
【０００３】効果的なものとするため、自動車の衝突回
避システムは、前述したあらゆる条件の下で、高い精度
および信頼性をもって作動しなければならない。このシ
ステムは、他の全ての自動車の位置、方向および速度を
識別し、追跡し、また、運転者または自動車制御機構に
対して、衝突が差し迫っていることを知らせることがで
きるものでなければならない。また、システムは小型、
軽量であり、自動車のスタイルを損ない、またはこれに
妨げられるものであってはならない。システムは、混乱
した環境においてさえ、誤った警告信号を発してはなら
ず、同様に装備された自動車が存在しても作動しなけれ
ばならず、また、自動車が運転されている領域におけ
る、他の運転者または住民の安全および権利を妨げるも
のであってはならない。
【０００４】
【従来技術】自動車の制御および衝突回避システムが、
これまでに提案されてきている。例えば、「テーキング
ザ クラッシュ アウト オブ ラッシュ アワー
(Taking the Crush Out of Rush Hour)」、ハイ テク
ノロジー ビジネス (High Technology Business) 、19
89年３月、26頁〜30頁、および「レーザー レンジング
ディバイス キープス カース アパート (Laser Rang
ing Device Keeps Cars Apart)」、ウィンフリード ア
ーント (Winfried Arndt) 、フォトニクス スペクトラ
(Photonics Spectra)、1990年７月、133 頁〜134 頁を
参照されたい。提案されたシステムは、典型的に、レー
ダー追跡システムを有しており、ラジオ周波数のパルス
の送信と離れた物体から反射された前記パルスの検出と
の間の時間の遅れを測定することによって、距離情報を
提供するものである。いくつかのレーダーシステムは、
また、ドップラー効果を利用することによって自動車の
速度を測定することができる。しかしながら、レーダー
システムは、良好な空間的分解能を得られないという欠
点を有しており、また、良好な分解能を得るために大き
なアンテナを必要とする。例えば、３５GHz の周波数で
は、１°のビーム分解能を得るために１１８８mmの大き
さのアンテナが必要である。ミリメートル波レーダーを
９４GHz で使用すれば、アンテナの大きさが改善される
が、依然として３７２mmのアンテナが必要である。いず
れにしても、アンテナの大きさは、ボディーのスタイル
およびエアロダイナミクスと妥協することなく、自動車
を提供するには不適当である。
【０００５】しかも、１°の分解能が、航空機の応用分
野に対して適している一方で、このような分解能は、あ
らゆる分野において有効でかつ信頼性を有する衝突回避
システムに対しては不適当である。このようなシステム
は、ここに見られるように、６０°×６°のフィールド
にわたって、１秒あたり３０００００回を超える高速の
旋回速度とともに、１°の約１／４の狭いビーム分解能
を必要とする。このような要求は、従来のレーダーシス
テムの自動車への適用を非現実的なものとしている。
【０００６】レーザーレーダーシステムがまた知られて
いる。このシステムは、約１．０マイクロメーターのオ
ーダーのより短い波長を有するビームを使用することに
よって、ビームの幅が大きくなるという問題を解消する
ものである。ビームは、数ミリラジアンのオーダーで広
がるビームが可能であるが、レーザー測距機システム
は、１０メガワットあるいはそれ以上のオーダーの、送
信パルスにおける極めて高いピーク電力を消費すること
がこれまでに知られている。１〜２０Hzの繰り返し率が
レーザーを用いて得られ得る。しかしながら、このよう
なレーザーは、通常、オーバーヒートを防止するため、
水で冷却されなければならない。これらのレーザーの電
力および冷却の必要性は、レーザーの自動車への適用を
非現実的なものとしている。加えて、数十万回のオーダ
ーの繰り返し率が、より完全な衝突回避システム中にお
いて必要であり、これは、極めて高い繰り返し率、極め
て広い視野および極めて高い空間的な分解能を要求す
る。いくつかのレーザー測距システムにおける別の問題
として、レーザービームが、一般に目に対して安全では
なく、住民あるいは他の運転者に目の障害を生ぜしめる
おそれがあるということがある。
【０００７】ビーコン追跡に基づく航空機の衝突回避シ
ステムが、また知られている。このようなシステムは、
一般に航空機に取付けられた送信機および受信機を含む
ビーコンシステムである。航空機に取付けられた送信機
は、当該航空機に関する、位置、方向および速度の情報
を送信する。この航空機の近くにある別の航空機は、前
記送信された情報を受信し、この情報を当該航空機に関
する対応する情報とともに処理し、衝突が生じるおそれ
があるかどうかを判断する。明らかに、ビーコンシステ
ムにおいては、双方の航空機が送信機および受信機、並
びにすべての航空機に共通の基準フレームに対する位
置、方向および速度の情報を判断し、処理し得る電子装
置を装備している必要がある。システムの精度は、送信
され、処理される情報の精度に依存する。ビーコンシス
テムは、(i) 便利な基準フレームがないこと、(ii)必要
な装置をすべての自動車に装備する費用が高くつくこ
と、(iii) ビーコンシステムを装備していない自動車に
対してシステムが有効でないことにより、自動車に使用
するには適していない。
【０００８】要するに、現存するシステムは、サイズが
大きいこと、走査速度が遅いこと、目を害するおそれが
あること、高価であること等の種々の欠点を有してい
る。
【０００９】自動車に関し、また、自動車制御システム
をハイウェイに組み入れることがこれまでに議論されて
きている。このようなシステムは、典型的に、電子ガイ
ド、超電導磁石等を備えた道路を必要とする。もちろ
ん、このようなシステムは、開発および実施の観点から
すると費用が非常に高くつき、基本的な主要な装置が道
路よび自動車に組み入れられた場所で作動するにすぎな
いものと考えられる。
【００１０】
【発明の目的】したがって、本発明の目的は、衝突回避
システムを提供することである。本発明の別の目的は、
コンパクトで、しかも自動車に容易に組み込み可能な衝
突回避システムを提供することである。本発明のさらに
別の目的は、とりわけ、衝突回避システムにおいて使用
するに適した測距スキャナを提供することである。本発
明のさらに別の目的は、多くの衝突するおそれのある目
標物を区別し、追跡することができる衝突回避システム
を提供することである。本発明のさらに別の目的は、道
路および天候の広範囲にわたる条件のもとで作動し得る
衝突回避システムを提供することである。本発明のさら
に別の目的は、衝突のおそれのある幾何学的配置とは無
関係に、単一目標物分析手続きを用いる衝突回避システ
ムを提供することである。
【００１１】これらのおよび他の目的および効果が、自
動車のデザインに妨げられることなく、または自動車の
デザインを犠牲にすることなく自動車に取付けられ、種
々の天候および道路の条件のもとで、電子工学的に衝突
するおそれのある目標物を識別し、かつ追跡するコンパ
クトな衝突回避システムにおいて達成される。本発明
は、特に自動車への適用を目的としているが、本発明に
よる電子光学的な衝突回避システムは、他の分野にも適
用可能であり、作動範囲、分解能等を変更して使用可能
であることがわかる。
【００１２】
【発明の要約】本発明によれば、毎秒３０００００ピク
セルのオーダーの高い走査速度および６０Hzのオーダー
のフレーム率、並びに広い視野で作動し、衝突のおそれ
のある目標物を識別し、前記目標物それぞれに関する距
離および角度のデータを与える電子光学的な測距機が提
供される。距離および角度のデータが、前のデータのフ
レームとともにコンピュータによって処理され、衝突の
おそれのある目標物を追跡し、その速度および加速度を
決定しかつモニタする。最も重要なことは、本発明によ
るシステムは、目標物が進路を妨害する時刻を計算し、
その進路妨害の発生する時刻での、主体となる自動車と
衝突のおそれのある各目標物との間の間隔または「逸れ
る距離」を予測するということである。満足のいく結果
および高い予測精度をもたらし、誤った警告をほとんど
発しないようにするため、距離および角度のデータは連
続的に更新され、予測される間隔の決定が連続的に繰り
返される。
【００１３】測距機は、光のパルスを視野のすべてのピ
クセルに送信し、これらから反射されたシグナルを受信
して検出することにより、距離および角度の情報が得ら
れるようにする電子光学的な走査システムである。好ま
しいシステムは、フレームミラー、主または集束ミラ
ー、帯状ミラー、および表面に凹面反射鏡を有する回転
走査ディスク、並びに走査された像が検出器アレイ上に
焦点を結ぶようにする集光およびリレー光学系を含んで
いる。また、システムは、測距光パルスを送信するため
のレーザーダイオード等の光源を含んでいる。一般に、
スキャナは、走査されるべきシーンから光を受け、フレ
ームミラーがシーンを垂直方向にラインごとに走査す
る。フレームミラーからの像は、主ミラーによって帯状
ミラー上に焦点を結び、帯状ミラーは、一度にその像の
少なくとも１本のラインを、走査ディスク上の凹面反射
鏡に反射させる。帯状ミラーは、ディスクの反射鏡の焦
点によって規定される弧に対応する弧に沿って配置され
ており、その結果、回転走査ディスクは、フレームミラ
ーによって走査された各ラインを横切る、ピクセルごと
の水平走査を行う。もちろん、走査ディスクは、高速
度、すなわちフレームミラーの振動速度よりかなり速い
速度で回転し、フレームミラーとディスクの走査速度を
合わせると、毎秒約６０サイクルのフレーム走査速度が
得られる。帯状ミラーはディスク上の凹面反射鏡の焦点
に配置されているので、ディスクの反射鏡から反射され
た像は、光軸を平行にされる。光軸を平行にされた像
は、リレーミラーを介して検出器アレイ上に焦点を結
ぶ。リレーミラーは、光学系の焦点距離を非常に長く
し、これによって、パルスを送信して受信する間に生じ
るディスクの回転の結果として、検出器の焦点面での返
送光点の有限で測定可能な変位が引き起こされる。
【００１４】本発明による測距機において、レーザーダ
イオードが、持続時間の短い、すなわち２０ナノ秒の光
のパルスを放出する。この光のパルスは、透過ミラー、
走査ディスク上の少なくとも１つの凹面反射鏡、帯状ミ
ラー、および主ミラー並びにフレームミラーによって反
射され、視野内のピクセルに送信される。測距パルス
は、主体となる自動車から反射され、パルスを送信した
当該自動車にもどされる。反射されたシグナルがもどる
とき、反射パルスは検出器アレイ上に焦点を結び、検出
される。走査ディスクは一定の速度で回転するので、送
信パルスが目標の自動車に到達し、反射された後にもど
されるまでの経過時間の間に、回転走査ディスクが進む
回転距離は、目標物までの距離に直接比例する。目標の
自動車の角度は、走査された視野の対応するピクセルの
位置、すなわち、フレーム走査の開始と特定のピクセル
の走査との間の時間経過から知られる。
【００１５】光学的な測距機は、距離および角度のデー
タをプロセッサに与える。プロセッサは、視野内のすべ
ての衝突のおそれのある目標の自動車の距離および角度
を追跡し、多重フレーム走査に基づいて、距離、方位角
および仰角において、各目標物の速度、加速度または減
速度を決定する。最も重要なことは、プロセッサが、多
重データフレームに基づいて目標物によって進路が妨害
されるまでの時間を計算し、もしあればスキャナが取付
けられた当該自動車、および目標の自動車の相対的な方
向、速度および加速度を計算し、目標物による進路妨害
がなされる時刻での各目標の自動車の間隔、または逸れ
る距離を予測するということである。有利なことに、ま
た非常に重要なことに、システムは、すべての目標の自
動車に配置された再帰反射器を含んでいる。この再帰反
射器によって、システムは、目標物と無数の望ましくな
い周囲の障害物または「クラッター」とを区別すること
ができる。この技術によってクラッターの問題を解消す
ることにより、シグナル処理作業、および誤警告の問題
が著しく簡単となる。このシステム属性は、システムに
従来のレーダーシステムより優る別の著しい長所を与え
る。測距機の不正確性が、返送シグナルの検出のための
より長い経過時間を可能とすべく、ピクセルの各行ごと
に、互い違いになされる繰り返し走査を行い、また、し
きいフィルタまたは検出器補整を用いることによって除
去される。
【００１６】有利なことに、電子光学的な測距スキャナ
は、コンパクトでかつ軽量であり、特定の形状を有する
大きなアンテナを必要としない。したがって、測距機
は、自動車に適用するのに適している。同様に、システ
ムのプロセッサ部は、コンパクトであり、搭載プロセッ
サとして構成され得る。本発明による再帰反射器の高い
反射率および正弦された作動距離のために、比較的低電
力のレーザーダイオードを使用することができ、これに
よって、システムの大きさおよび消費電力をさらに減じ
ることができ、周囲の住民および運転者に対する安全を
保証することができる。さらに、測距ビームの波長は、
厳しい天候によって、システムの作動または精度が著し
く影響されないように、および住民および運転者の目の
安全が保証されるように選択される。例えば、測距機
は、電磁波スペクトルの可視部、赤外部、または近赤外
部で作動する。
【００１７】本発明による衝突回避システムは、目標物
による進路妨害の発生する時刻における自動車の間隔の
非常に精度の高い予測をもたらす、正確な距離および角
度の情報を提供する。
【００１８】こうして、本発明の目的は達成される。す
なわち、システムは、自動車のデザインおよび安全性を
犠牲にすることなく、容易に自動車への適用が可能な電
子光学的な測距機を含む、軽量かつコンパクトな衝突回
避システムを提供する。実際、測距機は、自動車のフロ
ントグリル後方のボンネットの下の見えないところに取
付けられ、また、プロセッサユニットは、自動車内にお
けるその近傍または他の場所に取付けられる。すべての
処理が、コンパクトな微小回路によって達成されるの
で、システムプロセッサは、また、自動車に簡単に取付
けられ得る。
【００１９】ここで用いているように、用語「光」は、
電磁波スペクトルの可視領域の範囲内の波長のものに限
定されるものではなく、むしろ、電磁波スペクトル内に
おける、特定のシステムの分解能を要件を満足する作動
可能な波長、および／または周波数をカバーするものと
解釈されるべきである。１．５μｍの波長領域が好まし
いものである。なぜなら、これは、目の安全性の要件を
満足する一方、送信器によって要求される高速度で作動
し得る、レザーダイオードの使用を可能とするからであ
る。これらは、より高速のデータ転送速度がみられる光
ファイバによるデータコミュニケーションの分野におい
て既に十分な発達を遂げているものである。
【００２０】
【好ましい実施例の詳細な説明】以下、添付図面を参照
して本発明の好ましい実施例について説明する。本発明
による衝突回避システム１０は、測距スキャナ１２、距
離デコーダ１４および自動車制御ユニット１８に接続さ
れたシステムプロセッサ１６を有している。さらに、自
動車制御ユニット１８は、順次ブレーキアクチュエータ
２０、ステアリングアクチュエータ２２およびコンソー
ルディスプレイ２４に接続され、これらを制御し得る。
プロセッサ１６は、また、速度センサ２６から、関係す
る自動車の速度データを受け取る。測距スキャナ１２
は、フレームミラー２８、主ミラー３０、帯状ミラー３
２、走査ディスク３４、集光光学系３６、リレーミラー
３８および検出器アレイ４０からなる受信チャンネルを
有している。測距機は、また、前述の光学系を共有し、
さらに、パルス送信器４２および前記パルス送信器から
送信された光を平行にする送信ミラー部４４を含む送信
チャンネルを有している。走査の動作は以下のとおりで
ある。シーンがフレームミラー２８によって一方向に走
査され、主ミラー３０が一度に１つの走査ラインを帯状
ミラー３２上に結像させる。回転走査ディスク３４は、
直線状の像のピクセル走査によって帯状ミラーからピク
セルを導くための円弧状に配置された複数の凹面反射鏡
４６を有している。集光光学系３６は、走査された像
を、リレー光学系３８を介して直線状の検出器アレイ上
に結像させる。パルス送信器４２によって送信された測
距光パルスは、送信ミラー４４から走査ディスク上の凹
面反射鏡、帯状ミラー、主ミラー、フレームミラーおよ
び走査されるべきシーン上へ反射される。距離の測定
は、送信機を作動させ、短い持続時間を有する光のパル
スを、光学系を介して、距離を測定すべき対応するピク
セルへ送信することによって実行される。パルスが送信
される時刻０から、反射シグナルが検出されるまでの経
過時間が、直線状検出器アレイの作動した素子から決定
される。すなわち、経過時間が長くなればなるほど、ア
レイに沿った返送光点がより離れたところに落ちる。距
離デコーダは、目標物を識別し、方位および高さの両方
において、目標物までの距離および角度を決定し、この
データを衝突回避システムプロセッサに送る。プロセッ
サは、多くの目標物を識別し、追跡する。プロセッサ
は、各目標物の距離および角度の変化率、すなわち速度
を計算するとともに、速度の変化率、すなわち加速度ま
たは減速度、並びに目標物が進路を妨害するまでの時間
を計算する。この情報に基づいて、システムプロセッサ
は、目標物が進路を妨害するときの目標物までの距離を
予測し、また必要な場合には、自動車制御ユニットに対
し、警告信号および／または衝突回避命令を送ることに
より、衝突が回避され得る。
【００２１】図１は、本発明による衝突回避システムの
機能ブロック図である。測距スキャナは、好ましくは６
０°×６°の視野をもつシーンを走査し、そのシーン内
の０．２５°×０．２５°の各ピクセルに対する距離お
よび角度の情報を与える。距離デコーダは、距離データ
を再フォーマットし、追跡すべき目標物を選択し、追跡
器に目標物をインプットする。システムプロセッサは、
同時にＮ個の目標物までを追跡し、角度および距離の変
化、その変化率を計算し、また、目標物が進路を妨害す
るときの予測される目標物までの距離を計算する。シス
テムプロセッサは、また、自動車制御ユニットに対し、
衝突警告および／または衝突回避のための命令を出力す
る。
【００２２】本発明の好ましい実施例の構成は、多くの
合理的な仮定および見積りに基づいており、したがっ
て、その説明は本発明の理解を容易にするものである。
【００２３】既に述べたように、衝突回避システムは、
多くの異なるタイプの衝突、たとえば、直線状の道路、
カーブした道路、起伏のある道路の後部または前部衝突
を回避すべく作動しなければならない。図３および図
４、並びに図５および図６は、これらの状況の幾何学的
配置を示したものである。図３は、カーブした道路上に
ある２台の自動車を、図４は、起伏のある道路上にある
２台の自動車を示したものである。図５は、直線状の道
路を反対方向に進行する２台の自動車を、図６は、互い
に接近する２台の自動車の離れた位置および近接した位
置に対する、垂直視野を示したものある。一般に、直線
状の平坦な道路での後部衝突を考えた場合、センサは、
自動車の縦軸に平行な軸に沿って、すぐ後ろを見ること
のみが必要であり、他の自動車の距離を測定しければな
らない。しかしながら、図３および図４に示したよう
に、カーブした道路または起伏のある道路に対して、こ
のような単純なシステムは有効ではない。このようなカ
ーブした道路状況を組み入れるために、走査されるビー
ムの範囲を広げる必要がある。加えて、図３および図４
によれば、カーブした道路状況に対して、相対的に広い
水平方向に走査されるビームの範囲が必要とされるが、
起伏のある道路状況をカバーするためには、これより狭
い走査されるビームの範囲で十分であることがわかる。
少なくとも１つの方向におけるビームの幅を最小にする
ことが、クラッターおよびシグナル処理の困難性を避け
るために望ましい。カーブした道路状況において、水平
な視野は、道路の曲率半径ｒc および最近接距離の条件
によって規定される。図５において、接近した距離での
直線状の道路状況、すなわち自動車Ｂが位置２にある場
合の直線状の道路状況で、距離ｄ2 での水平角α2 は、
より遠い距離ｄ1 での水平角α1 よりも大きい。同様
に、角β2 で定義される、垂直な視野は、図４に示した
ように、道路の傾斜、並びに垂直方向における最近接距
離の条件によって決定される。図６に示したように、離
れた位置１での角β1 は相対的に大きく、自動車Ｂはセ
ンサ送信機によって完全に照明されるが、一方、位置２
での角β2 はより狭く、自動車Ｂはセンサ送信機によっ
て部分的にしか照明されない。垂直方向におけるビーム
の範囲を広げることによって、位置２においてより完全
に自動車を照明することができる。
【００２４】衝突は秒刻みで突然発生し得るものである
から、短い距離で機能するようにすることが最も重要で
ある。例えば、ある自動車が急に車線を変更し、自分の
進路内に入ってくる可能性がある。自動車が反対方向に
高速度で進行している場合には、反応するための時間は
ほとんどない。前述の議論からわかるように、最近接距
離で機能することは、センサシステムに対する広い視野
と同等であると考えられ得る。
【００２５】この議論のために、典型的な視野が、以下
の議論において設定されるパラメータおよび考察に基づ
いて決定され得る。例えば、図３に示したようなハイウ
ェイの状況において、自動車Ｂが静止し、自動車Ａが、
２５０フィート（７６．２ｍ）の曲率半径ｒc を有する
カーブを秒速８０フィート（２４．３８４ｍ）、すなわ
ち時速５５マイル（８８．４９５ｋｍ）で進行している
場合、進む距離Ｓは、 Ｓ＝Ｖｔ （１） で定義される。ここで、Ｖは速度、ｔは時間を表す。曲
率中心での角度φは、 φ＝Ｓ／ｒc ＝Ｖｔ／ｒc （２） で定義される。センサ視野の半角αは、 α＝φ／２ （３） となる。式（２）を式（３）に代入すれば、 α＝Ｖｔ／（２ｒc ） （４） を得る。αの時間変化率をα’とすると、 α’＝Ｖ／（２ｒc ） （５） となる。
【００２６】前述の条件のもとで、自動車が停止するの
に適当な時間は、ブレーキが適用された後約３秒であ
る。したがって、αの最大変化率をα' m とすれば、 α’m ＝Δα／Δｔ＝(1/2)(80/250) ＝０．１６ラジアン／秒 （６） となる。また、α’の平均値、α’ave は、α’m の半
分、すなわち、１／２×０．１６＝０．０８ラジアン／
秒となり、また、 Δα＝α’ave ×Δｔ ＝（０．０８ラジアン／秒）×３秒 ＝０．２４ラジアン ＝１３．７５° （７） となる。これは、衝突を避けるためのステップを始める
のに十分早く、進行する進路に静止する自動車Ｂを検出
するのに必要な、センサ半視角である。
【００２７】高速、例えば毎秒９０フィート（２７．４
３２ｍ）で互いに接近する２台の自動車の場合（図５参
照）、接近速度は毎秒１８０フィート（５４．８６４
ｍ）である。進路変更のために許容し得る最小の反応時
間が０．２秒であり、自動車の中心間の距離Ｗが、１０
フィート（３．０４８ｍ）であると仮定すると、 α2 ＝Ｗ／ｄ2 ＝１０／（１８０×０．２）＝０．２８ （８） を得る。もし、０．１秒の反応時間で十分であれば、そ
のときαは０．５６ラジアンまたは３２°となる。
【００２８】上述の議論から、許容され得るセンサ半視
角は、０．２５〜０．５０ラジアン、または１５°〜３
０°の範囲内にあり、全視角は約３０°〜６０°のオー
ダーであると考えられる。垂直方向において、同様の分
析を行えば、視野は５°〜１０°の範囲内にあることが
わかる。さらに議論を進めるために、センサ視野は６０
°×６°であると仮定し、視野範囲とデータレートとの
間の適当なバランスをとることにする。しかしながら、
この仮定は単に説明のためのものであり、特定の状況に
依存して、他の視野で十分であり、あるいは他の視野の
方が好ましい場合のあることが理解されるだろう。
【００２９】センサ視野内に両方の自動車、衝突回避シ
ステムの主要な対象物、並びに間違った目標物、例えば
地形等が存在する。２つの物を区別するために有効な１
つの方法は、すべての自動車に、自動車を衝突を避ける
べき対象物として識別する装置を装備することである。
本発明において、これは、すべての自動車の、前部、後
部、パーキングおよびサイドマーカーライトアッセンブ
リーに反射器を組みこむことによって達成される。反射
器は、送信された光を、高い反射率でセンサに返送す
る。こうして、自動車の反射器は非常に明るい反射器で
ある。周囲の地形からの背景反射は相対的に微弱であ
る。すなわち、背景反射は目標物を薄暗くする。そし
て、このような誤シグナルは、以下においてより詳細に
説明するように、薄暗い反射以上でかつ明るい目標物か
らの反射以下の適当なレベルに、受信シグナル閾値を設
定することによって容易に除去され得る。存在する自動
車からの反射は、本発明の再帰反射器として機能するの
に十分な反射率を有している。しかしながら、単一の立
方体の角形状の再帰反射器または一連の立方体の角形状
の再帰反射器のような、より高い反射率を有する再帰反
射器を準備することが必要であり、または望ましい場合
がある。図７は、角５２を形成するように配置された３
つの直角な平坦面５０を有することにより、高い再帰反
射率を与える立方体の角形状の反射器４８を示したもの
である。複数個の小型の、図７に示したタイプの立方体
の角形状の再帰反射器が、左右に一列に配置され、高い
再帰反射率を有する１８０°の再帰反射器が形成され
る。また、再帰反射を生じさせる帯状のペイントで十分
な場合もある。
【００３０】このシステムの別の要求は、視野内のすべ
ての目標物を区別することができることである。この機
能パラメータは、センサシステムの空間的な分解能の関
数である。図８には、複数の進路からなるハイウェイに
対する典型的な目標物視野が示してある。目標の自動車
を区別することは、角分解能の関数であり、角分解能
は、順次、所望のシステムの作動距離に依存する。既に
議論したように、システムの作動距離は、ハイウェイ速
度から減速するのに必要な時間、例えば約３秒の関数で
ある。目標物を識別子かつ追跡するための時間的余裕を
考慮して、この最小の反応時間に数秒を加え、また、接
近速度を毎秒１８０フィート（５４．８６４ｍ）と仮定
することによって、目標物補足距離は、約６秒×毎秒１
８０フィート（５４．８６４ｍ）、すなわち１０８０フ
ィート（３２９．１８４ｍ）となる。自動車の幅が５．
５フィート（１．６７６４ｍ）の場合、距離Ｒ＝１０８
０フィート（３２９．１８４ｍ）で自動車を区別するの
に必要な角分解能は、 Δθ＝Ｗ／Ｒ （９） ＝５．５／１０８０ ＝５．５ミリラジアン となる。これは、近似的に０．３０°である。さらに安
心なレベルを提供し、明確な分離を可能とするために
は、０．２５°が、計算に使用されるべき、角分解能Δ
θに対する合理的な仮定値である。
【００３１】前述の合理的な仮定および見積りに基づい
て、衝突回避システムは、０．２５°の角分解能をもっ
て、水平方向に約３０°の視野半角を有している。
【００３２】目標物空間の３次元的なマップを形成する
ために、センサに対する視野の範囲内における衝突のお
それのある各目標物までの距離を知る必要がある。半視
野内の分解セルの数は、 ３０°×６°／０．２５°＝２８８０ である。各分解セルに対して、情報のフレームを構成す
るすべての距離値を有する、潜在的距離が存在する。距
離の正確さは以下のようにして確立される。図５におい
て、自動車ＡとＢとの間隔Ｗは、 Ｗ＝Ｒｓｉｎα （１０） である。距離分解能は間隔分解能を決定する。すなわ
ち、距離の不確定性ΔＲは、間隔の不確定性ΔＷを以下
のように決定する。すなわち、 ΔＷ＝ΔＲｓｉｎα （１１） ≒ΔＲα 主体となる自動車と目標物との間の間隔の許容し得る最
大の不確定性が、たいていの状況下で２．５フィート
（７６．２ｃｍ）であるならば、そのとき、 ΔＲmax ＝ΔＷmax ／α （１２） ＝２．５フィート／０．２５ラジアン ＝１０フィート（３．０４８ｍ） となる。すなわち、１０フィート（３．０４８ｍ）は、
許容し得る最大の距離の不確定性である。しかしなが
ら，たいていの状況下において、不確定性はこれより小
さい。例えば、１００フィート（３０．４８ｍ）の距
離、および１０フィート（３．０４８ｍ）の名目上の間
隔Ｗで、α＝０．１、ΔＷ＝１０フィートＸ０．１＝１
フィート（３０．４８ｃｍ）である。以下の議論におい
て、距離分解能は１０フィート（３．０４８ｍ）である
と仮定する。間隔および、特に、進路が妨害されるとき
の予測される間隔は、衝突を回避する際の重要なパラメ
ータである。間隔は、距離および角度の情報から決定さ
れる。以下に説明するように、距離および間隔は、いく
つかの状況下において非常に急速に変化する。そこで、
システムがこれらの変数に関する情報を連続的に受け、
更新することが重要である。
【００３３】図９には、距離および角度の変化率が、そ
れぞれの進路において、カーブを反対方向に進行する２
台の自動車ＡおよびＢの２つの位置に関して示してあ
る。図９の幾何学的配置に余弦定理を適用すれば、自動
車間の距離は、 Ｒ＝（ｒa 2-ｒb 2-２ｒa ｒb cos(φ0-ｔ（Ｖa / ｒa + Ｖb / ｒb )))1/2 （１３） で与えられる。ここで、ｒa 、ｒb は、それぞれ自動車
ＡおよびＢに対する曲率半径であり、φ0 は、位置１で
の自動車を分離する角度、Ｖa およびＶb は、それぞれ
自動車ＡおよびＢの速度、ｔは、位置１から新たな位
置、すなわち位置２まで進むのに経過する時間である。
角αは、 α＝sin -1（( ｒb 2-Ｒ2-ｒa 2 )/(-２ｒa Ｒ）） （１４） によって与えられる。ここで、Ｒは、式（１３）から最
初に決定される。間隔は、そのとき、式（１０）、すな
わちＷ＝Ｒｓｉｎαを用いて計算される。ｒa ＝２６０
フィート（７９．２４８ｍ）、ｒb ＝２４０フィート
（７３．１５２ｍ）、Ｖa ＝Ｖb ＝９０フィート／秒
（２７．４３２ｍ／秒）、φ0 ＝１．５ラジアン、すな
わち約９０°と仮定し、典型的な距離Ｒ、角α、および
間隔Ｗを時間ｔの関数として計算して表１に示すととも
に、図１０にグラフとして示した。自動車は、２０フィ
ート（６．０９６ｍ）の間隔をおいて通過する。
【００３４】 表１ 時間（秒） 距離（ｍ） 角度（ラジアン） 間隔（ｍ） ０ １０３．９４ ０．７９３ ７４．０７ ０．２ ９５．７１ ０．７２８ ６３．７０ ０．４ ８６．８７ ０．６６３ ５３．６４ ０．６ ７７．７２ ０．６０１ ４３．８９ ０．８ ６７．９７ ０．５４２ ３５．０５ １．０ ５８．２２ ０．４８７ ２７．１３ １．２ ４７．８５ ０．４３９ ２０．４２ １．４ ３７．４９ ０．４０４ １４．６３ １．６ ２６．８２ ０．３９８ １０．３６ １．８ １６．４６ ０．４７７ ７．６２ ２．０ ７．６２ ０．９７５ ６．０９６ ２．２ ８．８３９ ０．７８９ ６．４０１ ２．４ １８．５９ ０．４４８ ７．９２５ ２．６ ２８．９６ ０．３９５ １１．２８ ２．８ ３９．６２ ０．４０９ １５．８５ ３．０ ４９．９９ ０．４４７ ２１．６４
【００３５】表１および図１０は、約２秒より短い経過
時間内に起こる、衝突回避の全シナリオが非常に簡単に
なり得ることを示したものである。上記の説明では、ま
たセンサ視野が６０°であると仮定している。上記の説
明は、厳格な場合である。しかしそれにもかかわらず、
６０°の全視野に対する有力な議論を与える一般の場合
がある。実際、この厳格な場合には、最初の検出は、３
０°の全視野を有するシステムによってなされるもので
はない。
【００３６】引き続き上述の例において、２秒間の経過
時間に、システムは目標に関するデータを集めて処理
し、警告または制御シグナルを、運転者、および／また
はステアリングおよびブレーキ機構に伝え、衝突回避行
動を生じさせなければならない。実際、警告または衝突
回避行動は、できる限り短時間のうちに行われなければ
ならない。こうして、目標物の捕捉から該目標物が進路
を妨害するまでに経過する時間内に、システムは、連続
的に、視野の内容を調べ、目標物が視野に存在しあるい
は衝突する目標物としてプロセッサによって除外される
まで、すべての目標物を追跡しなければならない。さら
に、通過する目標自動車が進路を妨害する時間に近づく
につれて、システムは、衝突が差し迫っているかどうか
を判断するために、距離および角度のデータを処理しな
ければならない。これらの同時に発生する要求から、高
速の視野走査、および接近する自動車に関して集められ
る距離および角度のデータの迅速な更新が必要となる。
迅速な走査およびデータの更新は、前方から目標の自動
車が接近してくる場合に特に重要である。このような場
合において、目標の自動車の進路は、通常の進路とはわ
ずかな量だけ異なる。そして、衝突を導く可能性のある
このわずかな偏差が、適当に間隔をおいての通常の進路
妨害がなされる時刻の前、数十分の一秒で発生し得る。
【００３７】したがって、進路妨害がなされるときの間
隔を予測可能であるべきという用件は、自動化されたシ
ステムが反応して衝突を避けるのに十分な時間をもつた
めに決定的である。進路妨害がなされる時刻において十
分な間隔があるかどうかを予測するために、データが、
目標の自動車の位置および距離に関して、並びにこれら
のパラメータの変化率に関して集められねばならない。
この変化率の変化率が、また、加速度を計算するために
必要とされる。このことは、角αおよび距離Ｒに関する
変化率を計算するために、少なくとも２つのデータフレ
ームが必要であり、また、その変化率の変化率を計算す
るために、少なくとも３つのデータフレームが必要であ
ることを意味する。データのマルチプルセットが、低い
誤警告率、およびデータの平均化による精度を保証する
ために好ましい。
【００３８】前述の要件は、毎秒約１０フレームのフレ
ーム率を提示するものであるが、実際、以下の議論にお
いて示すように、より高いフレーム率が望ましい。２台
の自動車が毎秒１８０フィート（５４．８６４ｍ）の速
度で接近する場合、すなわち、それぞれの自動車が他方
に向かって、時速６０マイル（時速９６．５５８ｋｍ）
で進む場合、自動車は、進路を妨害する前０．３秒の時
点で、約５０フィート（１５．２４ｍ）離れている。こ
の距離は、約自動車３台分の長さに相当する。すなわ
ち、ほんの数フィートの名目的な間隔だけ離れて、比較
的狭いハイウェイを進む自動車の場合、進路妨害がなさ
れる前０．３秒の時点で、正面衝突の起こる可能性が依
然として存在する。衝突回避行動をなすのに、すなわ
ち、進路を変更すべくステアリングをきるのに０．１秒
かかるとすれば、データを集めて処理するために０．２
秒しか残っていない。さらに、距離の変化率、角度の変
化率、および角度の変化率の変化率の計算のために、距
離および角度のデータの３つのサブセットを含む各セッ
トを平均化するための２つのデータセットを仮定する
と、６つのデータセットが、０．２秒間に集められ、処
理されなければならない。または、毎秒３０フレームの
フレーム率が達成されなければならない。さらに、偽デ
ータを除去するための検査フレームを有しており、さら
に毎秒６０フレームのフレーム率が達成されることが極
めて望ましい。
【００３９】要するに、殆ど理想的な衝突回避センサシ
ステムは、表２に設定したパラメータを有している。
【００４０】 表２ 水平視野 ６０° 垂直視野 ６° 角分解能 ０．２５° フレーム率 ６０フレーム／秒 距離能力 １０〜１０００フィート （3.048m〜304.8m) 距離分解能 １０フィート（3.048m)
【００４１】表２に掲げたシステムパラメータは、水平
方向に２４０エレメント、すなわち６０÷０．２５エレ
メント、垂直方向に２４エレメント、すなわち６÷０．
２５エレメントからなるフレームを生ぜしめる。エレメ
ントの全個数、すなわち１フレームあたりのピクセル数
は、５７６０、すなわち２４×２４０であり、走査率
は、毎秒５７６０÷１／６０、すなわち３４５６００ピ
クセルである。しばらく走査率が１００％であると仮定
すれば、走査の開始と終了との間の時間は１／３４５６
００秒、または２．８×１０-6秒となる。
【００４２】視野、角分解能およびフレーム率は、米国
特許第4,538,181 号において記述され、またはクレーム
された高速光学スキャナによって具備され得る。このよ
うなスキャナは、典型的に、シーンから光を集めるため
に、例えば、前方監視赤外線（ＦＬＩＲ）として知られ
た、熱的な結像器を提供するために、またはレーザを用
いる書き込みモードにおいて赤外線を集めるのに用いら
れる。しかしながら、この要件は、高速測距機に対する
ものである。
【００４３】米国特許第4,538,181 号に記述されたスキ
ャナにおいて、反射器を埋め込まれた走査ディスクが、
高速で回転し、像の水平な部分の走査を実行する。好ま
しくは、反射器は、ディスクの中心から一定の距離だけ
離れた円上に配置された球形反射器である。各反射器
は、反射器の焦点距離に等しい距離だけ離れて、ディス
クの表面に垂直なライン上に焦点を有している。
【００４４】次に、図２、および図１２〜図１５並びに
図１７には、本発明による高速電子光学的測距スキャナ
の、光学的配置を示してある。任意の時刻で、視野の水
平部分が、フレームミラー２８および主ミラー３０によ
って、帯状ミラー３２上に焦点を合わせられる。この水
平な部分は、帯状ミラーから固定された距離だけ離れて
配置された凹面反射鏡４６を有する回転ディスク３４に
よって、垂直方向に一度に１ピクセルだけ走査される。
走査ディスクの凹面反射鏡４６は、帯状ミラーから、該
凹面反射鏡の焦点距離に等しい距離だけ離れて配置され
た球面または非球面反射鏡であり、この反射鏡によって
走査された各ピクセルに対応する平行光ビームを生じさ
せる。凹面反射鏡からの平行ビームは、固定された大き
なアパーチャの集光ミラー３６に向けられる。この集光
ミラーは平行ビームを単一の焦点に集める。検出素子の
大きさは、ピクセルの大きさを規定する。本発明によれ
ば、光学リレーミラー３８がシステムに加えられ、シス
テムの焦点距離を長くする。リレーミラー３８は、拡大
された像を、一定の距離離れて配置された直線状の検出
器アレイに向けて反射し、該検出器アレイ上に結像させ
る。図１３は、図１２の９Ｂ−９Ｂ線に沿った正面図で
あり、走査ディスク、帯状ミラーおよび集束ミラーの相
対位置を示したものである。
【００４５】図１４および図１５は、同一のセットの完
全な部分として構成された送信光学チャンネルを示した
ものである。図１４において、レーザーダイオード等の
光源４２が、送信ミラー部４４に向かってθb の立体角
を有する光線を放射する。レーザーダイオードは、送信
ミラー部４４から、送信ミラー部の焦点距離ｆt に等し
い距離だけ離れて配置されており、その結果、ダイオー
ドから放射される光は、集光送信部によって、走査ディ
スク反射鏡４６の一部に向かって、平行ビームの形で反
射される。続けて、光学系を逆転して用いることによ
り、レーザーダイオードパルスは帯状ミラー３２上に結
像する。帯状ミラー３２は、この像を主ミラー３０およ
びフレームミラー２８に反射し、視野に送信される測距
ビームを与える。送信されたビームは、受信ビームを同
様に、平行にされた形で示されえる。なぜなら、離れた
物体、すなわち数フィート以上離れた物体に送信され、
これから反射された光は、正確に、平行にされた形で表
現され得るからである。図１５は、図１４の９Ｄ−９Ｄ
線に沿った正面図であり、レーザーダイオード光源４
２、送信および受信ミラー部４４、３６、走査ディスク
３４、帯状ミラー３２および主ミラー３０を示したもの
である。図１５において明らかなように、ディスクの反
射鏡は、（図１３の場合と比較して）円形よりもむしろ
扇形を有している。図１３の反射鏡および図１５の反射
鏡は、共に同じ光学的特性を有しているが、扇形とした
場合には、より均一なピクセル照射を行うことができ
る。作動時において、レザーダイオード４２が励起さ
れ、送信パルスが生成されたとき、送信光は、ディスク
ミラーの当該部分が走査を行う間、ディスクミラーから
帯状ミラー、主ミラーおよび走査ミラーに反射される。
図１４および図１５において、ピクセルが、光源の励起
された領域および走査チャンネルの焦点距離によって規
定される時刻に照明されるアークまたはピクセルの大き
さに同期して、読み書きされる。これは、 ΔＸ＝ｄX ／ｆs,t （１５） および、 ΔＹ＝ｄY ／ｆs,t （１６） として表現され得る。ここで、ΔＸおよびΔＹは、ラジ
アンで測ったピクセルの大きさ、ｄX およびｄY は、光
源の励起された領域の大きさ、ｆs,t は、送信チャンネ
ルにおけるシステムの焦点距離である。システムの焦点
距離は、 ｆs,t ＝ｆp ・ｆt ／ｆd （１７） で定義される。ここで、ｆt は、送信ミラー部４４の焦
点距離、ｆp およびｆdは、主ミラー３０および走査デ
ィスク反射鏡４６の焦点距離を表す。
【００４６】シーン内のすべてのピクセルが照明される
ようにするために、放射光が特定のビーム形状をとる。
図１４および図１５に示した幾何学的配置に対するビー
ムの形状は、θa およびθb とよばれ、それぞれ水平方
向および垂直方向のビームに対応している。図示の場合
には、θa は約５０°、θb は約５°である。光源が励
起された瞬間、１本のラインにおけるすべてのピクセル
が照明される。図１４および図１５に示した送信チャン
ネルは好ましいものであるが、別の送信チャンネルがま
た使用可能であり、当業者が、本発明の実施例を参考に
して、これを考案し得ることは疑いない。図１６は、本
発明において有用な、直線状検出器アレイ４０の平面図
である。直線状アレイ４０は、少なくとも１２０個の検
出素子５４を有していることが好ましい。
【００４７】典型的な走査の動作において、Ｎ個の検出
素子を有する直線状検出器アレイが使用される場合、シ
ーン内に並んで配置されたＮ個のピクセルが、同時にア
ドレス指定される。しかしながら、本発明による測距機
においては、直線状のアレイが、水平に配置されたいく
つかのピクセルの像を同時に写すためではなく、むし
ろ、目標物に向かって送信され、スキャナに返送された
光のパルスの伝送時間を測定するために使用される。本
発明による測距機の原理を、図１７を参照して説明す
る。図１７には、重ならない直線状の光路を示してあ
る。光学素子は、説明のためにのみレンズ素子として示
してあり、反射素子であることが好ましい。図１７
（Ａ）において、時刻ｔ＝ｔ0 で、レーザーパルスが、
走査ディスクおよび、特に走査ディスク反射鏡４６の位
置が知られた状態で、目標の自動車Ｂに向かって送信さ
れる。図１７（Ｂ）において、時間Δｔが経過した後、
パルスは目標の自動車に到達し、反射される。このと
き、ディスクミラーが、直線状アレイ上の距離Ｄ／２に
対応する距離Δｄ／２だけ動く。図１０（Ｃ）におい
て、少し後の時刻ｔ＝２Δｔで、パルスはシステムの焦
点にもどる。このときまでに、走査ディスクミラーは、
距離Δｄだけ動く。この増分Δｄは、リレー光学系によ
って拡大され、よって、返送パルスは、時刻ｔ＝ｔ0 で
走査ディスク反射鏡の位置に対応するアレイ上の位置か
ら、距離Ｄだけ離れて位置する直線状アレイ上の位置５
６で測定される。アレイに沿った変位Ｄは、 Ｄ＝ｆs Δσ （１８） となる。ここで、Δσは、ディスクがパルスの往復する
間に回転する角度を表し、ｆs は、 ｆs ＝ｆp ・ｆc ／ｆd ・Ｍ （１９） によって定義される。ここで、ｆp 、ｆc 、ｆd は、そ
れぞれ、主ミラー、集光ミラーおよびディスクミラーの
焦点距離を表し、Ｍは、リレーミラーによる倍率を表し
ている。
【００４８】角度Δσは、次のように距離に比例する。
すなわち、 Δσ＝２ωΔｔ （２０） である。ここで、ωは、ディスクの角回転率を、Δｔは
光パルスの片道の伝送時間をそれぞれ表している。さら
に、光パルスの片道伝送時間Δｔは、距離Ｒと次のよう
に関係している。すなわち、 Δｔ＝Ｒ／ｃ （２１） ここで、ｃは光速である。したがって、 Δσ＝２ω・Ｒ／ｃ （２２） および、 Ｄ＝２ｆs ω・Ｒ／ｃ （２３） を得る。よって、距離Ｒ、および検出器アレイ上の検出
パルスの位置との直接的な関係が確立される。式（２
３）は、以下のように１分あたりのディスクモータの回
転速度によって表すこともできる。すなわち、 Ｄ＝２ｆs ωrpm ・２π／６０・Ｒ／ｃ （２４） ＝π／１５・ｆs ωrpm ・Ｒ／ｃ または、ｆs およびＲをメートルを単位として測って、 Ｄ＝π／４５・ｆs ωrpm Ｒ×１０-8ｍ （２５） となる。
【００４９】例えば、ｆs ＝０．７５ｍ、ωrpm ＝１５
０００、Ｒ＝１００ｍとすれば、そのときＤ＝０．７８
５ｍｍとなる。さらに、Ｒ＝５００ｍとすれば、そのと
きＤ＝３．９２ｍｍとなり、これは要求される検出器ア
レイの最大の長さに近い。距離分解能が３．０ｍとすれ
ば、そのとき、検出アレイ素子間の間隔ΔＤは ΔＤ／Ｄ＝ΔＲ／Ｒ （２６） となり、また、ΔＲ＝３ｍ、Ｒ＝１００ｍ、Ｄ＝０．７
８５ｍｍとすれば、そのとき、ΔＤ＝０．０２３５ｍｍ
となる。
【００５０】約０．７５ｍのシステム焦点距離の例は、
表３に掲げた焦点距離および倍率によって達成され得
る。
【００５１】表３ ｆp ＝ １８ｍｍ ｆd ＝ １２ｍｍ ｆc ＝ ３３．３３ｍｍ Ｍ ＝ １５
【００５２】前記のシステムの大きさは、相対的に小さ
い構成中に、非常に長い効果的な焦点距離を生ぜしめ
る。このような焦点距離を有する適当な光学系を収容し
得るハウジングの大きさは、６．０×６．０×１０．０
０のオーダーである。
【００５３】レーザーダイオードパルスが、対応するピ
クセルの走査のまず最初に送信され、０．２５°×０．
２５°の全対象空間を満たす。この領域内のすべての目
標物が照明され、そして光を返送し得る。一般に、ピク
セルごとに１つの光の返送が発生する。パルスの送信に
続いて、ピクセルに関係する距離の返送が、直線状検出
器アレイによって検出され、それによって生じる検出シ
グナルが距離デコーダによって処理され、システムプロ
セッサに対して距離および角度の情報が与えられる。
【００５４】光は、１秒間に３×１０8 ｍ進み、１ナノ
秒（１０-9秒）間に１フィート（３０．４８ｃｍ）進
む。したがって、１つのピクセルの走査の開始時に送信
された光のパルスは、次のピクセルの走査が開始される
前に、２８００フィート（８５３．４４ｍ）進み得る。
もし、パルスが正面で自動車から反射され、同一のピク
セル走査においてセンサに返送されるならば、そのと
き、自動車の分離は、１４００フィート（４２６．７２
ｍ）までになりえ、全プロセスが１回のピクセル走査の
間に起こる。しかしながら、もし、自動車の間隔が、１
４００フィート（４２６．７２ｍ）より大きければ、例
えば、１４１０フィート（４２９．７６８ｍ）であれ
ば、返送パルスは次の走査の間に到着し、次に送信され
るパルスと区別され得ない。本発明において、この問題
は、互い違いになされる繰り返し走査およびしきいの設
定に委ねられる。
【００５５】送信され反射されたパルスの伝送時間にお
いて、本発明による測距スキャナの高速で回転する走査
ディスクが、有限の量だけ回転する。例えば、もしディ
スクが毎分１５０００回転するならば、１秒間の回転数
は２５０となる。２０×１０-9秒間、すなわち、光のパ
ルスが１０フィート（３．０４８ｍ）進んで反射された
後、もどってくるまでに必要な時間に、ディスクは５．
０×１０-6回転する。図１１では、走査ディスクが回転
した角度Δσによって、これは、（５．０×１０-6）２
πまたは３１．４１５×１０-6ラジアンとなる。ディス
クの表面上の点によって生じる直線的な変位は、 Δｄ＝ｒd Δσ （２７） から決定され得る。ここで、Δｄ＝ディスク上の点の接
線方向における変位、ｒd ＝ディスク上の点のディスク
の回転軸からの半径方向の距離、Δσ＝ディスクの角度
変位、である。ｒd ＝２０ｍｍとすれば、Δσ＝３１．
４１５×１０-6ラジアンに対して、Δｄ＝２０×３１．
４１５、または０．６２８×１０-3ｍｍとなる。このよ
うな距離は、高精度の計測装置によって測定するのに十
分な大きさを有している。凹面反射鏡の焦点はディスク
とともに回転し、ディスク上の点の運動に関係する上述
の議論が、また反射鏡の焦点に対してもあてはまる。本
発明によれば、距離は、光学的に拡大され、返送された
光パルスの変位が、通常の光検出ダイオード、例えばシ
リコンフォトダイオードからなるアレイ上で検出可能と
なる。
【００５６】目標となる自動車の距離に依存して、直線
状検出器アレイの特定の検出素子が作動する。パルスが
放射されるときに、最も正確なゼロ時刻基準を与えるた
め、送信パルスからの微小な光量が、光学系を介して検
出器まで散乱され得ることが望ましい。ゼロ時刻基準を
決定するためのこのアプローチは、パルスが、例えばパ
ルス発生回路における熱的な影響によって、望ましいタ
イミングを導きまたは遅らせる場合、導入される可能性
のあるすべての不正確性とは独立であるから、特に望ま
しい。距離の決定は、ゼロ時刻基準シグナルと次に作動
した検出素子との間の検出素子の個数を数えることによ
って実行される。目標物までの距離は、作動した検出素
子間の距離に比例する。目標物までの角度は、走査され
る特定のピクセルに直接関係しており、パルスが放射さ
れた時刻でのフレームミラーおよび走査ディスクの位置
から、すなわち、走査の開始から経過した時間から決定
される。そしてこれらのすべては、システムエレクトロ
ニクスによって、連続的にモニタされ、かつ制御され
る。
【００５７】図２は、測距スキャナの斜視図である。図
２において、パルス放射源４２は、送信ミラー４４に向
けて光のパルスを送信する。送信ミラー４４は、このパ
ルスを走査ディスク３４に反射する。走査ディスク反射
鏡４６は、パルスを帯状ミラー３２上に結像させる。主
ミラー３０およびフレームミラー２８は、各パルスを、
配列されたラインのすべてのピクセルの方向に送信す
る。各ピクセルは０．２５°×０．２５°であるから、
フレームは２４本のラインによって２４０個のエレメン
トを形成する。光源４２は、５．２マイクロ秒ごとに、
約２０ナノ秒の持続時間をもつ１個のパルスを放射する
ように作動する、１９２ｋＨｚパルスジェネレータ等
の、パルスジェネレータ５８によって作動するレーザー
ダイオードである。衝突のおそれのある目標の自動車
は、単一のまたは一連の立方体の角形状の再帰反射器の
ような、高い再帰反射率をもつ反射器を装備しており、
また、システムの作動距離は、軍用のレーザー測距シス
テムより短いので、目に安全なスペクトルバンドで作動
する、比較的低い電力のレーザーダイオードを使用する
ことができる。
【００５８】返送ビームは、フレームミラー２８によっ
て走査され、主ミラー３０によって帯状ミラー３２上に
結像する。帯状ミラー３２は、その像を、走査ディスク
反射鏡４６に反射する。ディスク反射鏡からの平行ビー
ムは、リレー光学系３８を介して、集光光学系３６によ
って直線状検出器アレイ４０上に結像する。検出器アレ
イでの返送ビームの相対位置は、目標のピクセルの距離
に対応する。フレームミラー２８は、位相検出器６０お
よびサーボ駆動機構に連結された位置エンコーダを用い
ることによって、３０Ｈｚで駆動される。走査ディスク
３４は、約１６００Ｈｚで動作し、位相検出器６０に連
結されたライン同期ジェネレータ６２を含む速度制御機
構によって駆動される。ライン同期ジェネレータは、光
源６４および検出器６６、並びに適当なフレームスリッ
トアパーチャ６８、７０を有し、ラインシグナルを走査
ディスク上に投影し、反射シグナルを受ける。上記の出
来事は、すべて主クロックまたは基準クロックによって
同期している。以下に説明するように、クロック速度
は、少なくとも約２３メガＨｚの好ましいクロックを有
する、距離デコーダの作動速度によって決定される。
【００５９】各ラインは、走査ディスクの閉ループ制御
によって他のラインと同期する。任意の時刻での各ディ
スク反射鏡の実際の回転位置は、１６００Ｈｚでの基準
クロックパルストレインと、走査ディスクおよび電子光
学的同期ジェネレータ６２によって発生せしめられるパ
ルストレインとの間の位相の関係から知られる。同期ジ
ェネレータは、光源６４、例えばシリコンＰＮダイオー
ドのような発光ダイオードによってパルスを発生する。
１個またはそれ以上のディスク同期反射鏡が、ディスク
上、例えば各反射鏡４６の半径方向内側または外側、あ
るいはディスクの反対側に配置される。好ましくは、６
個の互い違いに配置されないディスク同期反射鏡が、主
ディスク反射鏡に隣接して配置される。スリット６８、
７０は、同期光源および検出器の正面に配置され、十分
にシャープな同期パルストレインを発生するようになっ
ている。電子光学的なライン同期ジェネレータによって
発生せしめられたパルストレインは、名目上１６００Ｈ
ｚであり、プロセッサからの１６００Ｈｚの基準シグナ
ルとともに位相検出器６０に送られる。１６００＝１／
０．６２５ミリ秒であることに注意されたい。これらの
２つのシグナルの位相差は、必要に応じて、走査ディス
クを速くあるいは遅く駆動させることによって、エラー
をゼロにするために使用される、閉ループサーボシステ
ムに対するエラーシグナルを発生する。
【００６０】フレームが、同調にして同期する。フレー
ムミラー２８の回転軸上の位置エンコーダからのパルス
トレインは、位相検出器７２に送られ、位相検出器７２
は、また主クロックから、３０Ｈｚの基準パルストレイ
ンを受ける。駆動モータの速度は、それに応じて増減さ
れ、同期が維持される。この議論のために、フレームミ
ラーは、モータによって駆動される機械的なカムによっ
て、所望ののこぎり歯パターンに駆動されると仮定す
る。もし、より高い精度が要求されるならば、双方向ト
ルクモータまたは検流計が使用され得る。
【００６１】フレームミラーの走査の作動部分は、３０
ミリ秒でセットされる。これは、ミラーのフライバック
のために３．３３ミリ秒とることを可能とし、また、以
下のようなライン走査時間ｔL を生ぜしめる。すなわ
ち、 ｔL ＝フレーム時間／ライン数／繰り返し走査 （２８） ＝３０ミリ秒／２４０／２ ＝０．６２５ミリ秒 ピクセル存在時間ｔp は、 ｔp ＝ライン時間／１ラインあたりのピクセル数 （２９） ＝６２５マイクロ秒／２４０ ＝２．６０４マイクロ秒 となる。
【００６２】ライン走査時間およびディスク反射鏡の数
がわかると、ディスクの回転速度ｔd は、次式で決定さ
れる。 ｔd ＝ディスク反射鏡の数×ｔL ＝６×０．６２５ミリ秒 ＝３．７５ミリ秒／回転 回転率は、 １／ｔd ＝２６６．６７回転／秒＝１６０００回転／分 となり、これは、十分に、このタイプの現存するスキャ
ナの作動範囲内の値である。
【００６３】検出器アレイの情報が、距離データに変換
される方法は、図１８に例示した回路を有している。図
１８において、直線状検出器アレイ４０は、検出素子間
隔ΔＤをもち、負荷抵抗器ＲL を介してコンパレータ７
６に接続された検出素子リード７４を有する、複数個の
検出素子５４を含んでいる。コンパレータは、検出器の
電圧を検出し、この電圧を検出されるべき最小電圧で、
予め設定される閾値電圧Ｖt の組と比較する。各コンパ
レータの出力は、フリップフロップ７８をトリガする。
距離検出器１４は、ピクセルが走査され、出力が距離デ
ータに変換される間に、フリップフロップを必要とす
る。フリップフロップは、次の測距光パルスが送信され
るときにリセットされる。
【００６４】既に説明したように、有限のフレーム時
間、および走査ミラーのフライバック時間を考慮すれ
ば、例えば、１５ミリ秒のアクティブフレーム時間およ
び１．６７ミリ秒のフライバック時間を考慮すれば、１
ピクセルあたりの存在時間は２．６マイクロ秒となる。
これは、約１３００フィート（３９６．２４ｍ）の片道
の伝送距離に対応する。しかしながら、もし目標物が１
３１０フィート（３９９．２８８ｍ）離れて位置してい
るならば、反射パルスは、次のピクセルパルスが送信さ
れた後にもどり、次のパルスに対する返送シグナルとし
て、不正確に検出される。この問題は、互い違いになさ
れる繰り返し走査の技術を用いることによって、実質的
に除去され得る距離の不確定性を導く。
【００６５】本発明による互い違いになされる繰り返し
走査の原理が、図１９〜図２２を参照すれば最もよく理
解される。図１９〜図２１において、ピクセルのフレー
ムは、走査されるべきシーンに対応して、２４行２４０
列に配列される。各ピクセルは、０．２５°×０．２５
°を測定する。図１９は、パルス８０が、各行を横切る
左から右への走査における各ピクセルの最初に送信され
るような、第１のタイプの走査を示したものである。こ
のタイプの走査が本発明による測距スキャナにおいげ使
用される場合には、パルスは２．６マイクロ秒ごとに送
信され、フレームミラーは、１５マイクロ秒のアクティ
ブフレーム時間を与えるような速度で回転する（図２２
参照）。
【００６６】好ましい互い違いになされる繰り返し走査
を、図２０および図２１を参照して説明する。図２０お
よび図２１は、それぞれ、単一のラインにおける第１お
よび第２の走査を示したものである。この構成におい
て、フレームミラーは、通常の走査の１／２の速度で作
動し、よって、フレームミラーが次の行に進む前に、２
回の通過が各行に沿ってなされ得る。図２０に示したよ
うに、行１の第１の走査の間に、各奇数番目、１、３、
５、７番目等のピクセルの走査の最初に、すなわち、
５．２マイクロ秒ごとに送信される。こうして、行１の
最初の通過の間に、パルスが、ピクセル１の直前で送信
され、そして検出器アレイ出力チャンネルが、ピクセル
１の前でのパルスの送信からピクセル３に対するパル
ス、すなわちピクセル１の後に送信される次のパルスの
送信までの時間を照会される。同様にして、パルスが、
ピクセル３が走査される直前に送信され、検出器アレイ
が同様に照会される。行１に沿った第１の通過の間に、
各奇数番目のピクセルの直前でパルスを送信した後、返
送シグナルに対する検出器に照会するというこのパター
ンが、この行に沿って何度も繰り返される。次に図２１
を参照して、行１の第２の通過の間に、第１の通過の間
と同様に、パルスが、各偶数番目のピクセルの直前で送
信され、次のパルスが送信される前に、２つの距離的な
間隔の時間を照会される。同一の行に沿った両方の通過
がなされた後、フレームミラーは次の行に進み、ここで
同一の手続きが繰り返される。全フレームが走査される
まで、各行がこのようにして走査される。
【００６７】図２２は、通常のスキャンおよび互い違い
になされる繰り返し走査におけるのこぎり歯パターンを
示したものである。図２２に示したように、第１のタイ
プの走査において、各行ごとにただ１回の通過がなさ
れ、フレームミラーは、約１５ミリ秒のフレーム時間を
与えるべく、高速で回転する。しかしながら、本発明に
よる互い違いになされる繰り返し走査においては、フレ
ームミラーは、各ラインごとに２回の走査を行うことが
できるように、第１の走査パターンの１／２の速度で回
転する。その結果、わずかに長いフライバック時間をと
もなう、３０ミリ秒のフレーム時間が与えられる。この
フライバック時間は、同一の経過時間の間に、第１のタ
イプの走査において生じる２回のフライバックによって
占有される全時間に近似的に等しい。
【００６８】原則として、距離の不確定性は、送信され
るパルスの間の走査時間を長くすることによって不定に
増大する。しかしながら、フレーム時間の増大という形
で代償が支払われなければならない。本発明において
は、１次の距離の不確定性を除去すれば十分である。な
ぜなら、パルスは２次の距離不確定性からもどり、ま
た、次の不確定性は、以下において説明するようにシグ
ナル閾値を設定することによって除去され得るからであ
る。
【００６９】本発明において、互い違いになされる繰り
返し走査が、光パルスの定常的な流れを妨害することな
く、光学的に達成され得る。すなわち、本発明による測
距スキャナにおいて、互い違いの繰り返し走査は、走査
ディスク上に交互ディスクミラーを偏らせて配置するこ
とによって達成され得る。ディスクミラーは、１つおき
に、半径方向においてディスクミラーの位置を規定する
弧、または円に沿ってずれている。必要なずれの量は、
正確に、帯状ミラー上の１つのピクセルの長さに等し
い。１つのピクセルの弧の長さΔｓは、 Δｓ＝ｒd Δσ （３０） となる。ここで、ｒd は、走査ディスクの中心から反射
鏡の中心までの半径方向の距離を表している。Δσ＝
０．２５°または０．００４３６ラジアンに対して、Δ
ｓ＝０．０８７２５ｍｍである。好ましい走査ディスク
においては、６個の反射鏡があり、反射鏡の対称性が保
存される。
【００７０】好ましい実施例では、直線状検出器アレイ
は１２０個の検出素子を有しており、距離デコーダが、
パルス間において、すなわち５．２マイクロ秒ごとに、
１２０個のフリップフロップの出力レベルをチェック
し、そして、ゼロ時刻基準を識別し、必要な場合には正
確な目標のパルスを識別する。すなわち、多重検出素子
が、同一のピクセル内の多数の目標物からの返送シグナ
ルによって、あるいは、回折または収差による照射点の
広がりによって作動する。これを図２３に示した。図２
３において、検出器アレイ４０の各部分が、最初にゼロ
時刻基準シグナル８２によって、その後、第１の目標物
からの返送シグナル８４によって、その後、第２の目標
物からの返送シグナル８６によって光を受ける。距離デ
コーダは、動作した各検出素子、または検出素子の組を
識別し、ゼロ時刻基準シグナルおよび第１の目標物から
の返送シグナルのみを受け付け、第２の目標物からの返
送シグナルを拒絶する。加えて、距離デコーダは、距離
およひ角度を決定するために、それぞれの作動した組か
らただ１個の作動した検出素子のみを識別し、用いるも
のであることが好ましい。例えば、距離デコーダは、距
離を計算するために、各ゼロ時刻において次に作動した
検出素子、または作動したセルの許可された目標物基準
グループを識別し、選択するようにプログラムされる。
このような慣行は、照射点の広がり等による多重検出素
子の照明に関する問題を除去する。
【００７１】距離デコーダがこれらの機能を発揮するよ
うにするため、距離デコーダは、一定の走査時間、この
場合には５．２マイクロ秒間に、すべてのセルにアドレ
スを付すのに十分な速度で作動しなければならない。す
なわち、１２０個の検出素子を有する直線状検出器アレ
イに対しては、約２３メガＨｚのオーダーの最小クロッ
ク速度が必要となる。このようなクロック速度は、市場
で容易に入手可能な、精巧なマイクロチップを使用する
ことによって達成される。より遅いクロック速度が、最
大目標距離を減じることによって用いられ、また、より
速いクロック速度が、現在の技術水準で利用可能であ
る。そして、次世代マイクロプロセッサチップ、すなわ
ち、５０または１００メガＨｚ以上のクロック速度が、
有効作動距離を増大させるために使用可能であり、これ
によって、自動車以外の他の分野への適用が可能とな
る。要するに、好ましい測距スキャナにおいては、相対
的なタイミングは以下のとおりである。 パルス時間 ２０ナノ秒 ピクセル走査時間 ２．６マイクロ秒 ライン走査時間 ６２５マイクロ秒 フレーム走査時間 ３０ミリ秒 フレームミラーフライバック ３．３ミリ秒
【００７２】距離分解能に影響する別の因子は、送信パ
ルスの持続である。理想的には、パルスの持続は瞬間的
であるが、パルスが短くなればなるほど、与えられた電
力レベルに対して送信されるエネルギーは弱くなる。１
０マイクロ秒のパルスの持続は、望ましい１０フィート
（３．０４８ｍ）の距離分解能をもたらす。しかしなが
ら、持続時間は、２０〜３０マイクロ秒までいくぶん伸
ばすことができる。その場合、距離デコーダは、次に検
出されたパルスを、パルス時間が長くされた結果として
の直前の返送としてよりもむしろ真のパルスと識別する
ようにプログラムされる。回折または収差による検出器
上の大きすぎる光点を補整するために、同じアプローチ
がとられる。
【００７３】しきいは、また偽返送シグナルを除去する
ために使用され得る。本発明におけるしきいの１つの形
は、すべての自動車に装備された再帰反射器である。こ
れらは、目標の自動車に対して強力な返送シグナルを与
えるが、自然環境ではない。橋の支えのような物体は、
１つまたはそれ以上の反射器を取りつけることによっ
て、都合よく目標物に変換することができる。別のしき
いは、検出素子負荷抵抗ＲL を調整し、および／または
コンパレータ閾値電圧Ｖt を調整することにより、検出
器アレイの正面に１つまたはそれ以上の光学フィルタを
用いることによって達成され得る。離れた目標物から返
送されるシグナルは、主たる関心のある近接した目標物
からのシグナルよりはるかに微弱であるから、このよう
なしきいは、さらなる距離の不確定性を除去するために
用いられ得る。
【００７４】加えて、例えば１０フィート（３．０４８
ｍ）の距離にある目標物と、１２００フィート（３６
５．７６ｍ）の距離にある目標物との間の係数１４００
０と同様に、目標物の距離に依存する返送パルス強度の
広い範囲が存在する。これは、送信シグナルの強度が、
再帰反射器から反射された像の強度より、距離が離れる
につれて減少するからである。すなわち、再帰反射器に
送信されるシグナルは、距離とともに幾何学的に減少す
るのに対し、再帰反射器は高い効率を有するシグナルを
返送する。あるタイプの補整がない場合、この現象は、
検出器での広範囲にわたるシグナル強度を生ぜしめ、各
検出器に対して可変レンジ強度均一化フィルタを用い
て、シグナル強度を均一にすることが望ましい。例え
ば、このようなシグナルの均一化は、しきい電圧Ｖ
t を、返送される反射の期待される強度に応答して変化
させることによって、達成され得る。図２４は、相対返
送シグナル強度を目標物までの距離の関数として示した
ものである。距離は、検出素子の位置に対応するので、
距離を検出器アレイの位置によって表すために、第２の
座標がｘ軸に加えられている。しきい均一化フィルタ
は、検出素子のパルス送信に対する位置を変化させるべ
きものである。すなわち、時刻ゼロでの検出素子に近い
検出素子数１０は、近い位置にある目標物からの強度の
大きいシグナル返送を考慮して、相対的に高いしきい値
を有している。一方、次の検出素子は、より離れた位置
にある目標物からのより強度の小さいシグナルを検出す
るため、漸次より低いしきい値を有している。比例する
しきい値の設定は、例えば、可変光学フィルタを用意す
ること、あるいは各検出素子に対して、負荷抵抗ＲL お
よび／またはコンパレータしきい電圧を変化させること
によって、アレイに沿って達成され得る。
【００７５】距離および角度のデータは、自動車制御シ
ステムに対して適当なシグナルを出力するシステムプロ
セッサに送られる。プロセッサは、視野内の多数の目標
物に関する距離および角度を受け取り、連続するフレー
ムからの距離データを比較することによって、接近距離
の変化率を計算する（または自動車がそれる場合にはオ
ープンしている）。プロセッサは、１つのフレームから
次のフレームまでの目標物の位置を比較することによっ
て、目標物を追跡し、そして最も重要なことに、目標物
が、進路妨害の発生する時刻にどこに位置するかを予測
する。特に、予測アルゴリズムは、単に、一定の加速度
を有する１次元の運動方程式となり、すべてのシナリ
オ、すなわち、同一または反対方向に進行し、直線状の
またはカーブした道路上を進行し、直角に交差し、一点
に集中し、または一点から広がる道路、または鋭角の道
路を進行する自動車に対して十分である。 Ｗp ＝Ｗ0 ＋Ｗ,t・ｔi ＋1/2 Ｗ,tt ・ｔi 2 （３１） ここで、Ｗp ＝進路妨害が発生する時刻での２台の自動
車の投影された間隔、 ｔi ＝進路妨害の発生する時刻、 Ｗ0 ＝距離および角度のデータが受け取られた時刻での
２台の自動車の間隔（Ｗ0 ＝Ｒ0 α0 ）、 Ｗ,t＝自動車間の計算された間隔の変化率、 Ｗ,tt ＝計算された間隔の加速度である。 上記のパラメータのうち、ｔi 、Ｗ,tおよびＷ,tt は、
式（３２）〜式（３４）から計算可能である。ここで、
添字の数字は、連続するフレームからのデータを示して
いる。 ｔi ＝Ｒ／Ｒ,t （３２） ＝Ｒ／（Ｒ1 −Ｒ2 ）・Δｔ ここで、Δｔは１フレーム時間である。 Ｗ,t＝ΔＷ／Δｔ （３３） ＝（Ｗ1 −Ｗ2 ）／Δｔ ＝（Ｒ1 α1 −Ｒ2 α2)／Δｔ Ｗ,tt ＝ΔＷ,t／Δｔ （３４） ＝（Ｗ1,t −Ｗ2,t ) ／Δｔ
【００７６】すべてのシナリオに対する適当なアルゴリ
ズムとしての、式（３１）の有用性は、直線状のまたは
カーブした道路上を互いに接近する自動車を考えること
によって示され得る。再び図９を参照して、距離Ｒ、自
動車ＡおよびＢのそれぞれの進路の曲率半径ｒa 、ｒb
を自動車の間隔に関係づける余弦定理を用いれば、 Ｗ＝Ｒｓｉｎα （１０） ＝（ｒb 2 −Ｒ2 −ｒa 2)／−２ｒa となる。Ｒに対する式（１３）を上式に代入すれば、任
意の時刻ｔでの自動車の間隔が、それらの進路の半径、
速度およびスタート位置によって次のように表される。 Ｗ＝ｒa −ｒb ｃｏｓ（φ0 −ωｔ） （３５） ここで、 φ0 ＝自動車を分離する初期角度 ω＝自動車の接近角変化率 である。ωは次のように表され得る。 ω＝Ｖa ／ｒa ＋Ｖb ／ｒb （３６） 進路妨害が発生する時刻に近いφ0 −ωｔの値に対し、
ｃｏｓ（φ0 −ωｔ）のよい近似値として、 １−１／２（φ0 −ωｔ）2 （３７） を得る。式（３６）を式（３７）に代入すれば、 Ｗ＝ｒa −ｒb ＋ｒb /2・φ0 2−ｒb φ0 ωｔ＋ｒb /2ω2 ｔ2 、（３８） を得る。上式で、ｒa −ｒb ＋ｒb /2・φ0 2＝Ｗ0 、−
ｒb φ0 ωｔ＝Ｗ,t、ｒ b /2ω2 ｔ2 ＝Ｗ,tt とすれ
ば、式（３１）と正確な相関関係を有し、２式は同等の
ものとなる。
【００７７】間隔Ｗは、 φ0 ＝ωｔi （３９） を式（３８）に代入することによって、進路妨害の発生
する時刻ｔi で表され得る。すなわち、 Ｗ＝ｒa −ｒb ＋ｒb /2・( ωｔi )2−ｒb ω2 ｔi ｔ＋ｒb /2ω2 ｔ2 （４０） となる。初期時刻ｔi が、進路妨害の発生する秒数とし
て与えられると、間隔Ｗは、初期時刻から進路妨害の発
生する時刻までの時間の関数として計算され得る。進路
妨害がｔ＝ｔi で発生するとき、 Ｗ（ｔi ）＝ｒa −ｒb （４１） である。すなわち、自動車間の間隔は、単に、これらが
互いに通過するときのそれぞれの半径方向の進路の長さ
の差である。
【００７８】しかしながら、本発明によるセンサは、自
動車の速度または半径方向の進路の長さを必要とせず、
接近する自動車の距離および角度のデータのみを必要と
するものである。予測される間隔は、このデータのみか
ら決定されるものでなければならない。なぜなら、道路
の曲率または他の自動車の速度に関するデータは知り得
ないからである。例えば、表１によって規定される場合
を考察すれば、 φ0 ＝１．５ ω＝Ｖa ／ｒa ＋Ｖb ／ｒb ＝９０／２６０＋９０／２４０＝０．７２１ であり、このとき、進路妨害の発生する時刻は、 ｔi ＝φ0 ／ω＝１．５／０．７２１＝２．０８ となる。連続するフレームから距離および角度のデータ
を得、初期の間隔Ｗ0 、分離速度Ｗ,t、分離加速度Ｗ
,tt を計算すれば、 Ｗ0 ＝ｒa −ｒb ＋ｒb /2・( ωｔ)2 ＝260 −240 ＋240/2 ・(0.721)2・(2.08)2 ＝290 フィート(88.392m) Ｗ,t＝−ｒb ω2 ｔi ＝−259.6 フィート／秒（79.1261m／秒） Ｗ,tt ＝ｒb /2ω2 ｔ＝62.4フィート／秒／秒(19.0195m ／秒／秒） となる。
【００７９】プロセッサは、後の時刻での間隔を次のよ
うに計算し得る。 Ｗ＝Ｗ0 ＋Ｗ,tｔ＋１／２Ｗ,tt ｔ2 （４２） ＝290 −259.6 ｔ＋62.4ｔ2 既知の時間経過にわたってなされる連続した距離の測定
は、距離の変化率Ｒを決定するために用いられ、その結
果、進路妨害が発生する時刻が、 ｔi ＝Ｒ／Ｒ,t （４３） から決定される。進路妨害の発する時刻は、距離の測定
が不正確となる限度において不正確となる。しかしなが
ら、連続的なフレームの平均化によって、ｔi は合理的
な精度で知られるようになる。上述の例において、ｔi
は２．０８秒となることが知られる。式（４２）で、ｔ
に対して２．０８秒を代入すれば、進路妨害が発生する
時刻での間隔は２０フィート（６．０９６ｍ）となる。
すなわち、自動車がそれぞれの進路を維持すれば、自動
車は安全に通過することが、２秒前に知られる。自動車
が互いに接近するにつれて、距離および角度のデータの
収集および処理が連続的に繰り返され、もし、予め設定
される許容し得る制限値より小さい間隔が予測される場
合には、警告シグナルまたは回避行動シグナルが、自動
車制御中枢に送られる。すでに説明したように、式（３
１）は、同一および反対方向の平行な進路、直角、鈍角
および鋭角をなして交差する進路を含む、カーブした道
路または直線状の道路のシナリオに対し、間隔を予測す
るために用いられる。
【００８０】図２５には、直線的に交差する進路上にお
ける２台の自動車の場合の幾何学的配置を示してある。
角γは、２台の自動車の接近する角度を規定する。γ＝
９０°は、直角に交差する場合を、γ＞９０°は、鈍角
をなして交差する場合（図示の場合）を、γ＜９０°
は、鋭角をなして交差する場合をそれぞれ表す。γが０
に近づくにつれて、平行または同一方向の進路となり、
γが１８０°に近づくにつれて、平行また反対方向の進
路となる。これらの状況のいずれに対しても、自動車Ｂ
のその進路上の位置は、 ｄb ＝ｄ0b−Ｖb ｔ （４４） である。ここで、ｄb ＝時刻ｔでの自動車Ｂから、これ
が進路妨害する地点までの距離、ｄ0b＝自動車Ｂの進路
妨害する地点までの初期の距離、Ｖb ＝自動車Ｂの速
度、である。前述のように、任意の時刻での自動車の間
隔Ｗは、 Ｗ＝Ｒｓｉｎα （１０） である。自動車Ａからみたとき、間隔は自動車Ａのその
進路上の位置には無関係である。距離Ｒ、進路妨害の発
生する地点から各自動車までの距離、ｄa 、ｄbによっ
て形成される三角形に正弦定理を適用すれば、 Ｒ／ｓｉｎγ＝ｄb ／ｓｉｎα （４５） を得る。この式から、間隔は、 Ｗ＝Ｒｓｉｎα ＝ｄb ｓｉｎγ となる。これに（４４）式を代入すれば、 Ｗ＝Ｒｓｉｎα ＝（ｄ0b−Ｖb ｔ）ｓｉｎγ ＝ｄ0bｓｉｎγ−Ｖb ｓｉｎγｔ （４６） を得る。（４６）式の第１項はｔ＝０での自動車の初期
間隔Ｗ0 に対応し、第２項は、間隔Ｗの変化率に対応す
る。すなわち、ｄ0bｓｉｎγ＝Ｗ0 、−Ｖb ｓｉｎγ＝
Ｗ,tである。重要なことに、この式は、自動車が一定速
度で進行すると仮定しているため、加速度の項がないこ
とを除けば、式（３１）と同等である。もし、他方、自
動車が一定の割合ａb で加速または減速しているなら
ば、そのとき、 ｄb ＝ｄ0b−Ｖb ｔ−１／２ａb ｔ2 （４７） および、 Ｗ＝ｄ0bｓｉｎγ−Ｖb ｓｉｎγｔ−１／２ａb ｓｉｎγｔ2 （４８） ｄ0bｓｉｎγ＝Ｗ0 、−Ｖb ｓｉｎγ＝Ｗ,t、−１／２
ａb ｓｉｎγ＝Ｗ,ttとなる。同一の速度で同一の方向
に自動車が進行しているとき、速度または加速度の項は
存在しない。すなわち、 Ｗ＝Ｒ0 ｓｉｎα ＝Ｗ0 となる。要するに、最初の間隔のまま変化しない。
【００８１】こうして、前述した衝突回避システムは、
電子光学的なスキャナを用いて、各目標物の距離および
角度を決定する。システムプロセッサは、データの多重
フレームを用い、距離および角度の変化率、すなわち速
度、並びに前記変化率の変化率、すなわち加速度を決定
する。プロセッサは、進路妨害が発生する時刻を計算
し、当該時刻での自動車間の間隔を予測する。進路妨害
の発生するとき、予測される間隔が不十分な場合には、
適当な警告シグナルが自動車制御ユニットに送られる。
この自動車制御ユニットは、自動車の進路を変更せしめ
るために、運転者に自動車コンソールディスプレイを通
じて警告を発し、および／または自動車ブレーキアクチ
ュエータおよび／またはステアリングアクチュエータ作
動させることによって、回避行動を直接的に実行するよ
うにプログラムされている。自動車制御ユニット、ブレ
ーキおよびステアリング機構による衝突回避行動は、現
存するコンピュータおよび電気機械式制御システムを用
いることによって実行可能であり、または、当業者によ
って、現存するコンピュータによる自動車制御ユニッ
ト、並びに電気機械式ステアリングおよびブレーキアク
チュエータ等の現存するシステムに基づく現存する技術
を用いて容易に考案され得る。もちろん、衝突回避行動
をとる際に、当該自動車自体の速度および加速度が、さ
らに別の衝突を引き起こす可能性のある行動を起こすこ
とを防止するために、考慮されなければならない。本発
明によるシステムの処理機能は、一般市場において入手
可能なマイクロプロセッサおよび他のディジタル回路を
用いることによって達成される。言うまでもなく、マイ
クロプロセッサ技術がさらに発展するにつれて、本発明
によるシステムの能力は向上する。例えば、より高速の
クロック速度を用いれば、多重繰り返し走査技術が、シ
ステムの作動距離を増大させるために使用される。これ
は、航空機の衝突回避システムのような、自動車以外の
分野への適用を暗示するものである。
【００８２】以上の説明は、本発明によるシステムの作
動原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の
範囲はこれらの説明に限定されるものではない。実際、
以上に説明した実施例の構成の種々の変更が、本明細書
の特許請求の範囲に記載した構成要件の範囲内で、当業
者によってなされ得る。例えば、目標物までの距離が、
直線状検出器アレイ上の反射光パルスの位置に基づいて
決定されるような好ましい構成の代わりに、走査ディス
クの回転距離を測定することによって、単一の検出器を
用いて同一の結果を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による衝突回避システムを説明するブロ
ック図である。
【図２】本発明による衝突回避システム、特に測距スキ
ャナを示す斜視図である。
【図３】カーブした道路の２台の自動車の幾何学的配置
を示す平面図である。
【図４】起伏のある道路上の２台の自動車の幾何学的配
置を示す立面図である。
【図５】直線状の道路上において互いに接近する２台の
自動車の幾何学的配置を示す平面図である。
【図６】直線状の平坦な道路上において互いに接近する
２台の自動車の幾何学的配置を示す立面図である。
【図７】立方体の角形状を有する再帰反射器の斜視図で
ある。
【図８】ハイウェイの状況における目標物の視野を示す
平面図である。
【図９】カーブした道路上での、衝突が発生し得る状況
の幾何学的配置を示す平面図である。
【図１０】図９に示した状況における可能な連続する事
象を示すグラフである。
【図１１】回転走査ディスクの平面図である。
【図１２】本発明による測距スキャナの受信チャンネル
の光学的配置を示す部分上面図である。
【図１３】図１２の９Ｂ−９Ｂ線に沿った部分断面図で
ある。
【図１４】本発明による測距スキャナの好ましい送信お
よび受信チャンネルの光学的配置を示す上面図である。
【図１５】図１４の９Ｄ−９Ｄ線に沿った部分断面図で
ある。
【図１６】直線状の検出器アレイの部分平面図である。
【図１７】本発明による測距スキャナの作動原理を説明
する、異なる時刻での上面図である。
【図１８】１つの検出回路の構成を示す平面図である。
【図１９】第１の測距スキャナの構成を示す平面図であ
る。
【図２０】互い違いになされる繰り返し走査を実行す
る、第２の測距スキャナの平面図であって、互い違いに
なされる繰り返し走査の間に、１つの行に沿って行われ
る第１の通過を示す図である。
【図２１】互い違いになされる繰り返し走査を実行す
る、第２の測距スキャナの平面図であって、互い違いに
なされる繰り返し走査の間に、１つの行に沿って行われ
る第２の通過を示す図である。
【図２２】第１および第２の走査パターンにおける、フ
レームミラーのパターンを示すグラフである。
【図２３】時刻ゼロでの光パルスおよび反射光パルスに
よる検出器アレイの動作を示す部分平面図である。
【図２４】反射光パルスの相対強度を、目標物までの距
離の関数として示すグラフである。
【図２５】鈍角に交差する２つの直線状進路にそって互
いに接近する２台の自動車を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 衝突回避システム １２ 測距スキャナ １４ 距離デコーダ １６ システムプロセッサ １８ 自動車制御ユニット ２８ フレームミラー ３０ 主ミラー ３２ 帯状ミラー ３４ 回転走査ディスク ３６ 集光光学系 ３８ リレーミラー ４０ 検出器アレイ ４２ パルス送信部 ４４ 送信ミラー部
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｚ 7015−5Ｊ

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の自動車に取付けられた、少なくと
    も１つの目標物の距離および角度を決定するための測距
    スキャナ手段と、 前記少なくとも１つの目標物の距離および角度を追跡
    し、前記目標物の速度および加速度を計算し、前記目標
    物によって前記第１の自動車の進路が妨害されるとき
    の、前記目標物および前記第１の自動車の間隔を予測す
    るためのプロセッサ手段とを有していることを特徴とす
    る衝突回避システム。
  2. 【請求項２】 前記予測された間隔があらかじめ設定さ
    れる最小値よりも小さいとき、衝突の警告を発するため
    の第１の自動車警告手段を有していることを特徴とする
    請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記衝突の警告に応答して、衝突回避行
    動を行うための自動車制御手段を有していることを特徴
    とする請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記測距スキャナ手段が、測距パルスを
    送信する送信チャンネルと、前記測距パルスの送信に続
    いて少なくとも１つの測距インターバルを走査し、前記
    目標物から反射される前記測距パルスを検出する受信チ
    ャンネルとを有していることを特徴とする請求項１に記
    載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記測距離スキャナ手段が、前記測距パ
    ルスの送信と前記反射パルスの検出との間の経過時間に
    基づいて、目標物までの距離を決定することを特徴とす
    る請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記受信チャンネルが、フレームミラー
    手段と、主ミラー手段と、帯状ミラー手段と、複数個の
    走査ディスク反射器を有する回転走査ディスク手段と、
    集光光学手段と、検出器手段とを有していることを特徴
    とする請求項５に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記フレームミラー手段が、シーンの直
    線走査を実行すべく回転し、前記主ミラー手段が、前記
    直線走査を前記帯状ミラー手段に結像させ、前記走査デ
    ィスク反射器が、前記帯状ミラー手段から受けた前記直
    線状の像をピクセルごとに走査して、前記ピクセル像を
    前記集光光学手段に送信し、前記集光光学手段が、前記
    ピクセル像を前記検出器手段上に結像させることを特徴
    とする請求項６に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記集光光学手段が、集光ミラーおよび
    リレーミラーを有していることを特徴とする請求項７に
    記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記検出器手段が、直線状検出器アレイ
    を有していることを特徴とする請求項７に記載のシステ
    ム。
  10. 【請求項１０】 前記送信チャンネルが、走査されるべ
    きシーン内のピクセルに向けて光のパルスを送信するた
    めの光源手段を有していることを特徴とする請求項９に
    記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記送信チャンネルが、パルス光源
    と、送信ミラー手段とを有しており、前記パルス光源は
    前記送信ミラー手段に向けて光のパルスを送信し、前記
    送信ミラー手段は前記パルスを少なくとも１個の前記回
    転走査ディスク反射器の少なくとも一部に向けて送信
    し、前記パルスは、前記走査ディスク反射器、前記帯状
    ミラー手段、全異種ミラー手段、前記フレームミラー手
    段によって、走査されるべきシーン内のピクセルに向け
    て反射されることを特徴とする請求項１０に記載のシス
    テム。
  12. 【請求項１２】 前記測距スキャナ手段が、前記パルス
    の送信に続く少なくとも１つの測距インターバルの間に
    前記検出器手段に照会し、反射パルスを検出することを
    特徴とする請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記測距スキャナ手段が、(i) 前記パ
    ルスの送信時刻での時刻ゼロと前記反射パルスの検出と
    の間の光学的変位と、(ii)前記回転走査ディスク手段の
    回転速度とに基づいて、目標物までの距離を決定するこ
    とを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記測距スキャナ手段が、前記シーン
    内の前記ピクセルの一に基づいて、目標物の方位角およ
    び仰角を決定することを特徴とする請求項１３に記載の
    システム。
  15. 【請求項１５】 前記プロセッサが、進路妨害が発生す
    るときの、前記第１の自動車および前記目標物の間の予
    測される間隔、Ｗp を、 Ｗp ＝Ｗ0 ＋Ｗ,tｔi ＋１／２Ｗ,tt ｔi 、 ここで、Ｗ0 ＝距離および角度のデータが取られるとき
    の前記第１の自動車および前記目標物の間の間隔、Ｗ,t
    ＝前記第１の自動車および前記目標物の間の間隔の変化
    率、Ｗ,tt ＝Ｗ,tの変化率、ｔi ＝進路妨害の発生する
    時刻によって決定することを特徴とする請求項１４に記
    載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記測距スキャナ手段が、次のパルス
    の送信に先立って、前記パルスの送信に続く少なくとも
    ２つの測距インターバルの間に前記検出器手段に照会す
    ることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記測距スキャナ手段が、距離Ｒを、 Ｄ＝π／４５ｆs ωrpm Ｒ×１０-8、 ここで、Ｄ＝前記パルスの送信および前記反射パルスの
    検出の間の前記検出器アレイに沿った変位距離、ｆs ＝
    前記受信チャンネルの焦点距離、ωrpm ＝前記走査ディ
    スクの角回転速度から決定することを特徴とする請求項
    １２に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 前記測距スキャナ手段が、約６０Ｈｚ
    のフレーム率で作動することを特徴とする請求項１１に
    記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記測距スキャナ手段が、１方向に少
    なくとも約６０°の視野を有していることを特徴とする
    請求項１１に記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記測距スキャナ手段が、１方向に少
    なくとも約６°の視野を有していることを特徴とする請
    求項１１に記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記目標物に関係する再帰反射手段を
    有していることを特徴とする請求項１に記載の衝突回避
    システム。
  22. 【請求項２２】 前記再帰反射手段が、少なくとも１つ
    の立方体の角形状の反射器を有していることを特徴とす
    る請求項２１に記載の衝突回避システム。
  23. 【請求項２３】 偽応答を除去するための検出器しきい
    手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の衝
    突回避システム。
  24. 【請求項２４】 目標物までの距離とは無関係に、検出
    器の応答を実質上平均化するための平均化手段を有して
    いることを特徴とする請求項１に記載の衝突回避システ
    ム。
  25. 【請求項２５】 フレームミラー手段と、 主ミラー手段と、 帯状ミラー手段と、 その一面に、弧状に配置された複数の凹面鏡を有する回
    転走査ディスク手段と、 集光光学手段と、検出器手段とを有し、 前記フレームミラー手段は、第１の方向においてシーン
    の直線走査を実行した後、前記直線走査を前記主ミラー
    に向け、前記主ミラー手段は、前記直線走査を前記帯状
    ミラー手段上に結像させ、前記凹面鏡は、前記帯状ミラ
    ーから受け取った前記直線状の像を、第２の方向にピク
    セルごとに走査した後、前記像を前記集光光学手段に向
    け、前記集光光学手段は前記像を前記検出器手段上に結
    像させ、 さらに、走査されるべきシーン内のピクセルに向けて光
    パルスを送信するパルス送信手段と、 前記パルスの送信と目標物から反射されたパルスの検出
    との間に経過した時間に基づいて、前記シーン内の前記
    目標物までの距離を決定する距離決定手段とを有してい
    ることを特徴とする測距スキャナ。
  26. 【請求項２６】 前記検出器手段が、直線状の検出器ア
    レイを有していることを特徴とする請求項２６に記載の
    測距スキャナ。
  27. 【請求項２７】 前記距離決定手段が、前記パルスの送
    信時の時刻ゼロと、前記反射パルスの検出との間の前記
    アレイに沿った光学的変位、および前記走査ディスクの
    回転速度に基づいて、距離を決定することを特徴とする
    請求項２６に記載の測距スキャナ。
  28. 【請求項２８】 前記検出器アレイが、前記パルスの送
    信に続く少なくとも１つの測距インターバルの間に照会
    されることを特徴とする請求項２７に記載の測距スキャ
    ナ。
  29. 【請求項２９】 前記検出器アレイが、前記パルスの送
    信に続く少なくとも２つの測距インターバルの間に照会
    されることを特徴とする請求項２８に記載の測距スキャ
    ナ。
  30. 【請求項３０】 前記フレームミラーおよび前記回転走
    査ディスクが、互い違いになされる繰り返し走査パター
    ンを規定することを特徴とする請求項２９に記載の測距
    スキャナ。
  31. 【請求項３１】 前記走査ディスク反射鏡が、１つおき
    に、１ピクセルに等しい距離だけずれて配置され、前記
    互い違いになされる繰り返し走査を実行することを特徴
    とする請求項３０に記載の測距スキャナ。
  32. 【請求項３２】 前記主ミラー手段、前記走査ディスク
    反射鏡および前記集光光学手段が、その収容ハウジング
    の大きさに比べて、相対的に長い焦点距離を有している
    ことを特徴とする請求項２５に記載の測距スキャナ。
  33. 【請求項３３】 前記焦点距離が、約０．７５ｍのオー
    ダーであり、前記収容ハウジングの大きさが、約０．０
    ０１ｍ3 であることを特徴とする請求項３２に記載の測
    距スキャナ。
  34. 【請求項３４】 距離を測定されるべき目標物に関係す
    る再帰反射手段を有していることを特徴とする請求項２
    ５に記載の測距スキャナ。
  35. 【請求項３５】 前記再帰反射手段が、少なくとも１つ
    の立方体の角形状の反射器を有していることを特徴とす
    る請求項３４に記載の測距スキャナ。
  36. 【請求項３６】 予め決定される値より小さい検出シグ
    ナルを拒絶するためのしきい手段を有していることを特
    徴とする請求項３０に記載の測距スキャナ。
  37. 【請求項３７】 光のパルスをシーン内のピクセルに向
    けて送信する送信手段と、、目標物から反射される前記
    パルスを受けて検出するための受信チャンネル手段とを
    有する測距スキャナを用意し、前記受信チャンネル手段
    が回転走査ディスク手段および検出器手段を含むように
    するステップと、 前記送信手段を作動させて、前記シーン内のピクセルに
    向けて光のパルスを送信するステップと、 前記パルスの送信に続く少なくとも１つの測距インター
    バルの間に前記検出器手段を照会して、前記シーン内の
    目標物から反射される前記パルスを検出するステップ
    と、 前記パルスの送信と前記反射パルスの検出との間の経過
    時間に基づいて、前記目標物までの距離を決定するステ
    ップとからなることを特徴とする測距法。
  38. 【請求項３８】 前記回転走査ディスク手段の回転速度
    に基づいて、前記経過時間を決定するステップを有して
    いることを特徴とする請求項３７に記載の測距法。
  39. 【請求項３９】 シーンを走査する自動車に関係し、フ
    レームミラー手段、主ミラー手段、帯状ミラー手段、そ
    の表面上に配置された複数の凹面鏡を有する回転走査デ
    ィスク手段、集光光学手段、検出器手段および光パルス
    送信手段を含む測距スキャナを用意して、前記フレーム
    ミラー手段が、第１の方向において前記シーンの直線走
    査を実行し、前記主ミラー手段が、前記直線走査を前記
    帯状ミラー手段上に結像させ、前記凹面走査ディスク反
    射鏡が、前記帯状ミラーからの前記直線状の像を第２の
    方向において走査し、前記集光光学手段が、前記走査さ
    れた像を前記検出器手段上に結像させるようにするステ
    ップと、 光のパルスを前記シーンのピクセルに向けて送信するス
    テップと、 前記パルスの送信に続く少なくとも１つの測距インター
    バルの間に前記検出器手段を照会して、前記シーン内の
    目標物から反射された前記光のパルスを検出するステッ
    プと、 前記パルスの送信時の時刻ゼロと、前記反射パルスの検
    出との間の光学的変位を測定するステップと、 前記光学的変位および前記走査ディスク手段の回転速度
    に基づいて、前記目標物までの距離を決定するステップ
    と、 前記シーン内の前記距離を測定されたピクセルの位置に
    基づいて、前記目標物までの角度を決定するステップ
    と、 前記距離および角度のデータから、前記自動車および前
    記目標物が互いに進路妨害するときの、前記自動車と前
    記目標物との間隔を予測するステップと、 前記予測された間隔が、予め設定される最小値より小さ
    い場合に、衝突の警告を発生せしめるステップとからな
    ることを特徴とする衝突回避法。
  40. 【請求項４０】 前記衝突の警告に応答して、衝突回避
    行動を実行せしめるステップを含んでいることを特徴と
    する請求項３９に記載の衝突回避法。
  41. 【請求項４１】 前記目標物までの距離を決定するステ
    ップが、距離Ｒを、式、 Ｄ＝π／４５ｆS ωrpm Ｒ×１０-8 メータ、 ここで、Ｄ＝前記パルスの送信と前記反射パルスの検出
    との間の前記検出器アレイに沿った変位、ｆS ＝前記受
    信チャンネルの焦点距離、ωrpm ＝前記走査ディスクの
    角回転速度から決定するステップを含んでいることを特
    徴とする請求項３９に記載の衝突回避法。
  42. 【請求項４２】 前記シーンの多重測距走査を実行する
    ステップを含んでいることを特徴とする請求項３９に記
    載の衝突回避法。
  43. 【請求項４３】 前記進路妨害が発生するときの間隔を
    予測するステップが、式、 Ｗp ＝Ｗ0 ＋Ｗ,tｔi ＋１／２Ｗ,tt ｔi 、 ここで、Ｗ0 ＝前記距離および角度のデータが取られる
    ときの、前記第１の自動車と前記目標物との間隔、Ｗ,t
    ＝前記第１の自動車と前記目標物との間隔の変化率、Ｗ
    ,tt ＝Ｗ,tの変化率、ｔi ＝進路妨害の発生する時刻を
    解くステップを含んでいることを特徴とする請求項４２
    に記載の衝突回避法。
  44. 【請求項４４】 前記目標物までの距離を決定するステ
    ップが、前記シーンを互い違いに繰り返し走査するステ
    ップを含んでいることを特徴とする請求項４２に記載の
    衝突回避法。
  45. 【請求項４５】 目標物に関係する再帰反射手段を準備
    するステップを含んでいることを特徴とする請求項３９
    に記載の衝突回避法。
  46. 【請求項４６】 主体となる自動車に関係し、少なくと
    も１つの目標物を検出して追跡し、進路妨害が発生する
    ときの、前記主体となる自動車と前記各目標物との間の
    間隔を予測するための衝突回避システムであって、通常
    の運転状況において出くわす、すべての種類の道路の幾
    何学、自動車の速度および交通の現場のもとで作動する
    システムにおいて、 前記主体となる自動車に取付けられた、各目標物までの
    距離および角度を決定するための測距スキャナ手段を有
    し、前記測距スキャナ手段は、高いピクセル測距速度、
    相対的に広い視野および高い空間的分解能を有してお
    り、 さらに、前記目標物までの距離および角度を追跡し、前
    記目標物の速度および加速度を計算し、前記目標物によ
    る前記主体となる自動車の進路妨害が生じるときの前記
    主体となる自動車と前記目標物との間隔を予測するため
    のプロセッサ手段を有し、前記プロセッサ手段は、前記
    予測される間隔が予め設定される値より低い場合に、衝
    突の警告を発することを特徴とする衝突回避システム。
  47. 【請求項４７】 前記ピクセル測距速度が、約３０００
    ００Ｈｚであることを特徴とする請求項４６に記載のシ
    ステム。
  48. 【請求項４８】 前記測距スキャナ手段が、約０．２５
    °×０．２５°のオーダーの空間的分解能を有している
    ことを特徴とする請求項４６に記載のシステム。
  49. 【請求項４９】 前記測距スキャナ手段が、約６０Ｈｚ
    のフレーム率を有していることを特徴とする請求項４６
    に記載のシステム。
  50. 【請求項５０】 前記測距スキャナ手段が、約６０°×
    ６°の視野を有していることを特徴とする請求項４６に
    記載のシステム。
  51. 【請求項５１】 前記目標物に関係する再帰反射手段を
    有していることを特徴とする請求項４６に記載のシステ
    ム。
JP3237076A 1990-08-22 1991-08-22 衝突回避システム Expired - Lifetime JP2598347B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/571,131 US5249157A (en) 1990-08-22 1990-08-22 Collision avoidance system
US07/571131 1990-08-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0612598A true JPH0612598A (ja) 1994-01-21
JP2598347B2 JP2598347B2 (ja) 1997-04-09

Family

ID=24282440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3237076A Expired - Lifetime JP2598347B2 (ja) 1990-08-22 1991-08-22 衝突回避システム

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5249157A (ja)
EP (1) EP0473866B1 (ja)
JP (1) JP2598347B2 (ja)
AU (1) AU658779B2 (ja)
CA (1) CA2049578C (ja)
DE (1) DE69132189T2 (ja)
GB (2) GB2248003B (ja)
IL (1) IL97339A (ja)
ZA (1) ZA916227B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007316016A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
KR200476131Y1 (ko) * 2013-05-24 2015-02-02 이경란 중장비용 후방 근접 감지 경보장치
WO2016117159A1 (ja) * 2015-01-21 2016-07-28 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置

Families Citing this family (206)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6393133B1 (en) 1992-05-05 2002-05-21 Automotive Technologies International, Inc. Method and system for controlling a vehicular system based on occupancy of the vehicle
US6507779B2 (en) 1995-06-07 2003-01-14 Automotive Technologies International, Inc. Vehicle rear seat monitor
US6553296B2 (en) 1995-06-07 2003-04-22 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular occupant detection arrangements
US6772057B2 (en) 1995-06-07 2004-08-03 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular monitoring systems using image processing
US5845000A (en) * 1992-05-05 1998-12-01 Automotive Technologies International, Inc. Optical identification and monitoring system using pattern recognition for use with vehicles
US6856873B2 (en) 1995-06-07 2005-02-15 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular monitoring systems using image processing
US6442465B2 (en) 1992-05-05 2002-08-27 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular component control systems and methods
US5841367A (en) * 1990-11-07 1998-11-24 Giovanni; Caico Electronic equipment for prevention of collisions between vehicles
KR930007231A (ko) * 1991-09-13 1993-04-22 강진구 캠코더의 물체추적장치와 그 방법
US5321407A (en) * 1991-12-27 1994-06-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method for estimating relative speed between vehicle and objective obstacle
JP2952796B2 (ja) * 1991-12-27 1999-09-27 本田技研工業株式会社 車両用衝突判断装置
JP2800531B2 (ja) * 1992-02-28 1998-09-21 三菱電機株式会社 車両用障害物検出装置
US5835613A (en) * 1992-05-05 1998-11-10 Automotive Technologies International, Inc. Optical identification and monitoring system using pattern recognition for use with vehicles
JPH0785280B2 (ja) * 1992-08-04 1995-09-13 タカタ株式会社 神経回路網による衝突予測判定システム
GB9226930D0 (en) * 1992-12-24 1993-02-17 Jaguar Cars Cruise control systems for motor vehicles
US5388048A (en) * 1993-02-16 1995-02-07 Silicon Heights Limited Vehicle anti-collison device
JPH08507371A (ja) * 1993-02-16 1996-08-06 シリコン・ハイツ・リミテツド 車両衝突防止装置
US5877897A (en) 1993-02-26 1999-03-02 Donnelly Corporation Automatic rearview mirror, vehicle lighting control and vehicle interior monitoring system using a photosensor array
US6822563B2 (en) 1997-09-22 2004-11-23 Donnelly Corporation Vehicle imaging system with accessory control
KR940024704A (ko) * 1993-04-08 1994-11-18 제임스 에이.에더 주사 광학 레인지파인더
GB9313724D0 (en) * 1993-07-02 1993-08-18 Gec Ferranti Defence Syst Road vehicle cruise control system
DE4326529A1 (de) * 1993-08-06 1995-02-09 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Vermeiden von Kollisionen von Kraftfahrzeugen
US5983161A (en) 1993-08-11 1999-11-09 Lemelson; Jerome H. GPS vehicle collision avoidance warning and control system and method
US6553130B1 (en) 1993-08-11 2003-04-22 Jerome H. Lemelson Motor vehicle warning and control system and method
FR2712703B1 (fr) * 1993-11-17 1996-01-05 Valeo Electronique Dispositif optique d'aide à la conduite.
FR2713808B1 (fr) * 1993-12-14 1996-01-26 Thomson Csf Dispositif d'anticollision, notamment pour véhicules automobiles.
DE4402661A1 (de) * 1994-01-29 1995-08-03 Thomas Bleiner Einrichtung zum Signalgeben eines Fahrzeugs
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
US5436835A (en) * 1994-03-04 1995-07-25 Emry; Lewis D. Motor vehicle collision avoidance method and means
JP3189560B2 (ja) * 1994-03-25 2001-07-16 株式会社デンソー 車間距離検知装置および車間距離警報装置
US5754099A (en) * 1994-03-25 1998-05-19 Nippondenso Co., Ltd. Obstacle warning system for a vehicle
JP3993253B2 (ja) * 1994-05-23 2007-10-17 オートモーティブ・テクノロジーズ・インターナショナル，インク． 予測センサを有する側部衝撃用エアバッグシステム
US6918459B2 (en) * 1994-05-23 2005-07-19 Automotive Technologies International, Inc. Method and apparatus for deploying airbags
US6755273B2 (en) 1994-05-23 2004-06-29 Automotive Technologies International, Inc. Combined airbag inflation and occupant displacement enabling method and apparatus
US8041483B2 (en) * 1994-05-23 2011-10-18 Automotive Technologies International, Inc. Exterior airbag deployment techniques
US7630806B2 (en) * 1994-05-23 2009-12-08 Automotive Technologies International, Inc. System and method for detecting and protecting pedestrians
US6623033B2 (en) 1994-05-23 2003-09-23 Automotive Technologies International, Inc. Airbag inflation control system and method
US6749218B2 (en) * 1994-05-23 2004-06-15 Automotive Technologies International, Inc. Externally deployed airbag system
SE516317C2 (sv) * 1994-06-07 2001-12-17 Saabtech Electronics Ab Förfarande för att bestämma körfältet för ett framförvarande fordon
WO1996016836A1 (en) * 1994-11-15 1996-06-06 Exeter Professional Services, Inc. Optical infrared safety system for vehicles
JP3467339B2 (ja) * 1994-12-20 2003-11-17 タカタ株式会社 車両の衝突状態制御システム
KR960032262A (ko) * 1995-02-09 1996-09-17 배순훈 차량의 주행 안전 시스템
JPH08263793A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Honda Motor Co Ltd 車両制御装置
DE19512644A1 (de) * 1995-04-05 1996-10-10 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Kraftfahrzeugs
US6891563B2 (en) 1996-05-22 2005-05-10 Donnelly Corporation Vehicular vision system
CA2157237A1 (en) * 1995-08-30 1997-03-01 John W. Patchell Thermal emitted radiation detecting device
US5568136A (en) * 1995-09-05 1996-10-22 Hochstein; Peter A. Method and apparatus for identifying and measuring the distance between vehicles
US5652705A (en) * 1995-09-25 1997-07-29 Spiess; Newton E. Highway traffic accident avoidance system
WO1997012304A1 (fr) * 1995-09-26 1997-04-03 Omron Corporation Procede et equipement de traitement de l'information
US6087928A (en) * 1995-10-31 2000-07-11 Breed Automotive Technology, Inc. Predictive impact sensing system for vehicular safety restraint systems
JP3257410B2 (ja) * 1995-11-24 2002-02-18 トヨタ自動車株式会社 車載走査型レーダ装置
US5642869A (en) * 1995-12-01 1997-07-01 Teleengineering, Inc. Apparatus for detecting the distance between two objects
JP3487054B2 (ja) * 1995-12-26 2004-01-13 株式会社デンソー 車両用障害物警報装置
US7655894B2 (en) 1996-03-25 2010-02-02 Donnelly Corporation Vehicular image sensing system
US6011507A (en) * 1996-11-12 2000-01-04 Raytheon Company Radar system and method of operating same
US6014601A (en) * 1997-01-07 2000-01-11 J. Martin Gustafson Driver alert system
EP0891903B1 (de) * 1997-07-17 2009-02-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Automatische Notbremsfunktion
US6012008A (en) * 1997-08-26 2000-01-04 Scully; Robert L. Method and apparatus for predicting a crash and reacting thereto
WO1999010803A1 (en) * 1997-08-26 1999-03-04 Scully Robert L Method and apparatus for perimeter sensing for vehicles
SE511504C2 (sv) * 1997-10-17 1999-10-11 Apogeum Ab Sätt och anordning för associering av anonyma reflektorer till detekterade vinkellägen
US6160493A (en) * 1997-10-29 2000-12-12 Estech Corporation Radio warning system for hazard avoidance
AU2085099A (en) * 1997-11-17 1999-06-07 Thermotrex Corporation Device and method for detection of aircraft wire hazard
US6012001A (en) * 1997-12-30 2000-01-04 Scully; Robert L. Method and apparatus for determining aircraft-to-ground distances and descent rates during landing
DE19806150C1 (de) * 1998-02-14 1999-09-16 Daimler Chrysler Ag Fahrzeug mit Objekterfassungseinrichtung
DE19806687A1 (de) 1998-02-18 1999-08-26 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Verhinderung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem vor dem Fahrzeug angeordneten Hindernis und Bremsvorrichtung
US6150956A (en) * 1998-05-01 2000-11-21 Zohar Lightomatic Ltd. Proximity warning system for vehicles
JPH11321598A (ja) * 1998-05-07 1999-11-24 Honda Motor Co Ltd 車両走行安全装置
WO2000048888A1 (en) 1999-02-18 2000-08-24 Pri Automation, Inc. Collision avoidance system for track-guided vehicles
US6867808B1 (en) 1999-03-19 2005-03-15 Scott T. Boden Time domain imager
NL1013026C2 (nl) * 1999-09-10 2001-03-13 Prolion Bv Inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp.
JP2001195699A (ja) * 2000-01-14 2001-07-19 Yazaki Corp 車両用周辺監視装置及び、車両用衝突危険判断処理プログラムを記録した記録媒体
US6487519B1 (en) * 2000-01-19 2002-11-26 Raytheon Company System and method for time-to-intercept determination
US6460260B1 (en) * 2000-02-10 2002-10-08 Caterpilar Inc. Mobile cruiser machine for forestry applications
FR2807195B1 (fr) * 2000-03-28 2002-06-07 Renault Dispositif d'aide a la conduite d'un vehicule automobile lors d'un changement de voie de circulation de ce vehicule
US6408248B1 (en) * 2000-07-11 2002-06-18 Northrop Grumman Corporation Apparatus and method for providing accurate boundaries of predicted areas of danger for collision avoidance
EP2474436A3 (en) 2000-08-16 2012-07-25 Valeo Radar Systems, Inc. Switched Beam Antenna Architecture
JP2004505844A (ja) * 2000-08-16 2004-02-26 レイセオン・カンパニー 適応的巡航制御用安全距離アルゴリズム
US6657581B1 (en) 2000-08-16 2003-12-02 Raytheon Company Automotive lane changing aid indicator
EP1310012B1 (en) 2000-08-16 2006-05-03 Raytheon Company Highly integrated single substrate mmw multi-beam sensor
WO2002014891A2 (en) 2000-08-16 2002-02-21 Raytheon Company Automotive radar systems and techniques
US6489927B2 (en) 2000-08-16 2002-12-03 Raytheon Company System and technique for mounting a radar system on a vehicle
US20020075138A1 (en) * 2000-08-16 2002-06-20 Van Rees H. Barteld Portable object detection system
WO2002014898A2 (en) 2000-08-16 2002-02-21 Raytheon Company Near object detection system
US6577269B2 (en) * 2000-08-16 2003-06-10 Raytheon Company Radar detection method and apparatus
AU2001288273A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-25 Raytheon Company Video amplifier for a radar receiver
US6675094B2 (en) * 2000-09-08 2004-01-06 Raytheon Company Path prediction system and method
US6753766B2 (en) 2001-01-15 2004-06-22 1138037 Ontario Ltd. (“Alirt”) Detecting device and method of using same
US20020117340A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-29 Roger Stettner Laser radar based collision avoidance system for stationary or moving vehicles, automobiles, boats and aircraft
US7634341B2 (en) * 2001-03-07 2009-12-15 1138037 Ontario Ltd. (“Alirt”) Detecting device and method of using same
US6708100B2 (en) * 2001-03-14 2004-03-16 Raytheon Company Safe distance algorithm for adaptive cruise control
US6737963B2 (en) * 2001-03-30 2004-05-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driver tailgating and following aid
US10298735B2 (en) 2001-04-24 2019-05-21 Northwater Intellectual Property Fund L.P. 2 Method and apparatus for dynamic configuration of a multiprocessor health data system
US7146260B2 (en) 2001-04-24 2006-12-05 Medius, Inc. Method and apparatus for dynamic configuration of multiprocessor system
US6711280B2 (en) 2001-05-25 2004-03-23 Oscar M. Stafsudd Method and apparatus for intelligent ranging via image subtraction
US7183995B2 (en) 2001-08-16 2007-02-27 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6995730B2 (en) 2001-08-16 2006-02-07 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6970142B1 (en) 2001-08-16 2005-11-29 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6768465B2 (en) * 2001-09-06 2004-07-27 Lockheed Martin Corporation Low probability of intercept (LPI) millimeter wave beacon
US6894615B2 (en) * 2001-10-09 2005-05-17 3M Innovative Properties Company Article with retroreflective and radio frequency-responsive features
US20030076981A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Smith Gregory Hugh Method for operating a pre-crash sensing system in a vehicle having a counter-measure system
US6819991B2 (en) * 2001-11-29 2004-11-16 Ford Global Technologies, Llc Vehicle sensing based pre-crash threat assessment system
US6775605B2 (en) 2001-11-29 2004-08-10 Ford Global Technologies, Llc Remote sensing based pre-crash threat assessment system
KR20030050150A (ko) * 2001-12-18 2003-06-25 현대자동차주식회사 도로 상황 판정 시스템 및 그 방법
US6679702B1 (en) 2001-12-18 2004-01-20 Paul S. Rau Vehicle-based headway distance training system
US7158870B2 (en) * 2002-01-24 2007-01-02 Ford Global Technologies, Llc Post collision restraints control module
US6831572B2 (en) 2002-01-29 2004-12-14 Ford Global Technologies, Llc Rear collision warning system
US6721659B2 (en) 2002-02-01 2004-04-13 Ford Global Technologies, Llc Collision warning and safety countermeasure system
US6519519B1 (en) 2002-02-01 2003-02-11 Ford Global Technologies, Inc. Passive countermeasure methods
US6498972B1 (en) 2002-02-13 2002-12-24 Ford Global Technologies, Inc. Method for operating a pre-crash sensing system in a vehicle having a countermeasure system
US7009500B2 (en) 2002-02-13 2006-03-07 Ford Global Technologies, Llc Method for operating a pre-crash sensing system in a vehicle having a countermeasure system using stereo cameras
GB2386732B (en) * 2002-03-06 2005-07-13 Antony Gary Ward Improvements in and relating to motorcycle safety
AUPS123702A0 (en) * 2002-03-22 2002-04-18 Nahla, Ibrahim S. Mr The train navigtion and control system (TNCS) for multiple tracks
US7178049B2 (en) 2002-04-24 2007-02-13 Medius, Inc. Method for multi-tasking multiple Java virtual machines in a secure environment
AU2003225228A1 (en) 2002-05-03 2003-11-17 Donnelly Corporation Object detection system for vehicle
US6615138B1 (en) 2002-05-30 2003-09-02 Delphi Technologies, Inc. Collision detection system and method of estimating miss distance employing curve fitting
US7016782B2 (en) 2002-05-30 2006-03-21 Delphi Technologies, Inc. Collision detection system and method of estimating miss distance
US6794987B2 (en) 2002-07-01 2004-09-21 Delphi Technologies, Inc. Object detection system and method of estimating object size
US6873251B2 (en) * 2002-07-16 2005-03-29 Delphi Technologies, Inc. Tracking system and method employing multiple overlapping sensors
US6611227B1 (en) 2002-08-08 2003-08-26 Raytheon Company Automotive side object detection sensor blockage detection system and related techniques
JP2004106648A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Mitsubishi Electric Corp 車両用補助装置の制御装置
US20040060757A1 (en) * 2002-09-26 2004-04-01 James Plante Apparatus and methods for illuminating space and illumination sources for automotive collision avoidance system
JP4016796B2 (ja) * 2002-10-22 2007-12-05 オムロン株式会社 車載用撮像装置及びそれを用いた車両運転支援装置
DE10261622A1 (de) * 2002-12-27 2004-07-08 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tür-Kollisions-Warnung bei einem Kraftfahrzeug
WO2004066240A2 (en) 2003-01-21 2004-08-05 Byron King Gps based vehicle warning and location system and method
US7099774B2 (en) * 2003-01-21 2006-08-29 Byron King GPS based vehicle warning and location system
JP3879696B2 (ja) * 2003-04-25 2007-02-14 日産自動車株式会社 運転支援装置
DE10326431A1 (de) * 2003-06-10 2005-01-13 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Position von Objekten im Umfeld eines Fahrzeuges
US6950733B2 (en) * 2003-08-06 2005-09-27 Ford Global Technologies, Llc Method of controlling an external object sensor for an automotive vehicle
CA2891712A1 (en) * 2003-08-12 2005-03-03 Loma Linda University Medical Center Patient positioning system for radiation therapy system
US7369941B2 (en) * 2004-02-18 2008-05-06 Delphi Technologies, Inc. Collision detection system and method of estimating target crossing location
US7526103B2 (en) 2004-04-15 2009-04-28 Donnelly Corporation Imaging system for vehicle
US20080062011A1 (en) * 2004-09-07 2008-03-13 Butler William M Collision Avoidance Warning And Taxi Guidance Device
US8629800B2 (en) * 2004-09-30 2014-01-14 The Boeing Company Ground vehicle collision prevention systems and methods
US7379165B2 (en) * 2004-09-30 2008-05-27 The Boeing Company Ground vehicle collision prevention systems and methods
US7881496B2 (en) 2004-09-30 2011-02-01 Donnelly Corporation Vision system for vehicle
JP4421450B2 (ja) * 2004-11-22 2010-02-24 本田技研工業株式会社 車両の逸脱判定装置
US7264198B2 (en) * 2004-12-13 2007-09-04 Lockheed Martin Corporation Time-to-go missile guidance method and system
US7781721B1 (en) * 2005-05-18 2010-08-24 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Active electro-optic missile warning system
US20100238066A1 (en) * 2005-12-30 2010-09-23 Valeo Raytheon Systems, Inc. Method and system for generating a target alert
DE112007000468T5 (de) * 2006-03-27 2009-01-15 Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi Radarvorrichtung und mobiles Objekt
JP2009537367A (ja) 2006-05-17 2009-10-29 コンティネンタル・テーベス・ハンガリー・コルラートルト・フェレロェセーギュー・タールシャシャーグ 車両の衝突を回避するための方法及び装置
USRE46672E1 (en) 2006-07-13 2018-01-16 Velodyne Lidar, Inc. High definition LiDAR system
WO2008024639A2 (en) 2006-08-11 2008-02-28 Donnelly Corporation Automatic headlamp control system
DE102006047651A1 (de) * 2006-10-09 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abtasten eines Umfelds eines Fahrzeugs
EP2086809A1 (de) 2006-10-13 2009-08-12 Continental Teves AG & CO. OHG System zur reduktion des bremsweges eines fahrzeuges
US8179281B2 (en) 2006-10-13 2012-05-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and apparatus for identifying concealed objects in road traffic
JP2008146933A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
DE102008019781A1 (de) 2007-04-18 2008-10-30 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen
US8027029B2 (en) * 2007-11-07 2011-09-27 Magna Electronics Inc. Object detection and tracking system
KR101191293B1 (ko) 2008-03-31 2012-10-16 발레오 레이더 시스템즈, 인크. 차량용 레이더 센서 방해 감지 장치 및 방법
US8280621B2 (en) * 2008-04-15 2012-10-02 Caterpillar Inc. Vehicle collision avoidance system
US20090259399A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-15 Caterpillar Inc. Obstacle detection method and system
WO2009136184A2 (en) 2008-04-18 2009-11-12 Bae Systems Plc Improvements in lidars
EP2113790A1 (en) * 2008-04-18 2009-11-04 BAE Systems PLC Improvements in LIDARs
US7545261B1 (en) 2008-09-02 2009-06-09 International Business Machines Corporation Passive method and apparatus for alerting a driver of a vehicle of a potential collision condition
DE102009045937A1 (de) 2008-10-22 2010-04-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Einhaltung einer Fahrspur
US8818703B2 (en) * 2009-01-29 2014-08-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition device and object recognition method
US8120754B2 (en) 2009-02-19 2012-02-21 Northrop Grumman Systems Corporation Light detection and ranging apparatus
US8244408B2 (en) * 2009-03-09 2012-08-14 GM Global Technology Operations LLC Method to assess risk associated with operating an autonomic vehicle control system
US8319951B1 (en) * 2009-09-17 2012-11-27 The Boeing Company Local positioning system
US8731815B2 (en) * 2009-09-18 2014-05-20 Charles Arnold Cummings Holistic cybernetic vehicle control
US8278666B1 (en) 2009-09-25 2012-10-02 Northrop Grumman Systems Corporation Method and apparatus for growing high purity 2H-silicon carbide
DE102009049592B4 (de) * 2009-10-16 2018-03-01 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug sowie zugehöriges Kraftfahrzeug
US8489319B2 (en) 2009-10-28 2013-07-16 Telenav, Inc. Navigation system with video and method of operation thereof
US9233659B2 (en) 2011-04-27 2016-01-12 Mobileye Vision Technologies Ltd. Pedestrian collision warning system
DE102011077843A1 (de) 2011-06-20 2012-12-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs bei Regen
DE102012006347A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt Verfahren und Sensorsystem zur Erfassung eines Objektes und/oder zur Bestimmung eines Abstands zwischen dem Objekt und einem Fahrzeug
US9226110B2 (en) * 2012-03-31 2015-12-29 Groupon, Inc. Method and system for determining location of mobile device
DE102013202025A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ausweichunterstützung für ein Kraftfahrzeug
US9454905B2 (en) 2013-04-29 2016-09-27 Global Foundries Inc. Safe distance determination
JPWO2015162910A1 (ja) * 2014-04-24 2017-04-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 車載用表示装置、車載用表示装置の制御方法、プログラム
DE102014008283A1 (de) 2014-06-03 2015-12-03 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Anordnung zur Warnung von Verkehrsteilnehmern, die ein stillstehendes Fahrzeug passieren
DE102014118054A1 (de) * 2014-12-08 2016-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Objekten für ein Kraftfahrzeug
KR102435550B1 (ko) * 2015-06-09 2022-08-24 주식회사 에이치엘클레무브 레이더 신호처리 장치 및 그 신호처리방법
JP6775285B2 (ja) * 2015-09-24 2020-10-28 アルパイン株式会社 後側方車両検知警報装置
US20170213459A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Flex Ltd. System and method of identifying a vehicle and determining the location and the velocity of the vehicle by sound
US10627490B2 (en) 2016-01-31 2020-04-21 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
WO2017164989A1 (en) 2016-03-19 2017-09-28 Velodyne Lidar, Inc. Integrated illumination and detection for lidar based 3-d imaging
US10393877B2 (en) 2016-06-01 2019-08-27 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pixel scanning LIDAR
WO2018064639A1 (en) 2016-09-30 2018-04-05 Staples, Inc. Hybrid modular storage fetching system
US10589931B2 (en) 2016-09-30 2020-03-17 Staples, Inc. Hybrid modular storage fetching system
US10683171B2 (en) 2016-09-30 2020-06-16 Staples, Inc. Hybrid modular storage fetching system
US10386465B2 (en) 2017-03-31 2019-08-20 Velodyne Lidar, Inc. Integrated LIDAR illumination power control
WO2018208843A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 Velodyne Lidar, Inc. Lidar data acquisition and control
US11294041B2 (en) 2017-12-08 2022-04-05 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system
US11417111B2 (en) 2017-12-22 2022-08-16 Terra Scientia, Llc Method, system and material for detecting objects of high interest with laser scanning systems
EP3825980A4 (en) * 2018-07-16 2022-03-02 OmniVision Sensor Solution (Shanghai) Co., Ltd METHOD OF CALCULATION OF OBJECT AND VEHICLE COLLISION TIME, CALCULATION DEVICE AND VEHICLE
US11590997B1 (en) 2018-08-07 2023-02-28 Staples, Inc. Autonomous shopping cart
US11084410B1 (en) 2018-08-07 2021-08-10 Staples, Inc. Automated guided vehicle for transporting shelving units
US11630447B1 (en) 2018-08-10 2023-04-18 Staples, Inc. Automated guided vehicle for transporting objects
US11971507B2 (en) 2018-08-24 2024-04-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for mitigating optical crosstalk in a light ranging and detection system
CN108761427B (zh) * 2018-09-10 2024-01-23 成都英鑫光电科技有限公司 分布式激光雷达及自动驾驶系统
US10712434B2 (en) 2018-09-18 2020-07-14 Velodyne Lidar, Inc. Multi-channel LIDAR illumination driver
US11082010B2 (en) 2018-11-06 2021-08-03 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for TIA base current detection and compensation
US11460578B2 (en) * 2018-12-28 2022-10-04 Robert Bosch Gmbh 3D lidar sensing unit with oscillating axis of rotation for autonomous driving
US11119487B2 (en) 2018-12-31 2021-09-14 Staples, Inc. Automated preparation of deliveries in delivery vehicles using automated guided vehicles
US11180069B2 (en) 2018-12-31 2021-11-23 Staples, Inc. Automated loading of delivery vehicles using automated guided vehicles
US11885958B2 (en) 2019-01-07 2024-01-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror
US20220155456A1 (en) * 2019-03-05 2022-05-19 Waymo Llc Systems and Methods for Real-Time LIDAR Range Calibration
US11124401B1 (en) 2019-03-31 2021-09-21 Staples, Inc. Automated loading of delivery vehicles
US10613203B1 (en) 2019-07-01 2020-04-07 Velodyne Lidar, Inc. Interference mitigation for light detection and ranging
US11669092B2 (en) * 2019-08-29 2023-06-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Time of flight system and method for safety-rated collision avoidance
US11148663B2 (en) 2019-10-02 2021-10-19 Ford Global Technologies, Llc Enhanced collision mitigation
CA3151396A1 (en) 2019-10-17 2021-04-22 Alon Green Signal aspect enforcement
EP4105682B1 (de) * 2021-06-18 2023-08-02 Sick Ag Optoelektronischer sensor und verfahren zur erfassung von objekten
CN113466807B (zh) * 2021-06-30 2023-10-27 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 雷达临界被截获距离测试系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164973A (en) * 1980-05-22 1981-12-18 Yamaha Motor Co Ltd Device for preventing collision of ships
JPS62182900A (ja) * 1986-02-05 1987-08-11 日本鋼管株式会社 イメ−ジ装置
JPH01298500A (ja) * 1988-05-27 1989-12-01 Fujitsu Ten Ltd 追い越し警報装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026654A (en) * 1972-10-09 1977-05-31 Engins Matra System for detecting the presence of a possibly moving object
JPS5596475A (en) * 1979-01-19 1980-07-22 Nissan Motor Co Ltd Obstacle detector for vehicle
DE3005427C2 (de) * 1980-02-14 1982-11-04 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Rundumsuchendes Ortungssystem
CA1255130A (en) * 1983-02-28 1989-06-06 William H. Taylor Optical scanner
US4538181A (en) * 1983-02-28 1985-08-27 Kollmorgen Technologies Optical scanner
US4626850A (en) * 1983-05-16 1986-12-02 David Chey Vehicle detection and collision avoidance apparatus
JPS60121130A (ja) * 1983-12-06 1985-06-28 Nissan Motor Co Ltd 車両走行制御装置
FR2576114B1 (fr) * 1985-01-11 1987-02-13 Trt Telecom Radio Electr Analyseur optico-mecanique ayant un champ de telemetrie fixe
JPS61278775A (ja) * 1985-06-03 1986-12-09 Nissan Motor Co Ltd 先行車検出装置
US4926170A (en) * 1986-02-19 1990-05-15 Auto-Sense, Ltd. Object detection method and apparatus employing electro-optics
US4833469A (en) * 1987-08-03 1989-05-23 David Constant V Obstacle proximity detector for moving vehicles and method for use thereof
US4790402A (en) * 1987-09-28 1988-12-13 Tennant Company Automated guided vehicle
US4849731A (en) * 1988-07-14 1989-07-18 Caterpillar Industrial Inc. Scanning obstacle detection apparatus
DE3830790A1 (de) * 1988-09-09 1990-03-15 Freund Eckhard Verfahren und vorrichtung zur automatischen kollisionsvermeidung fuer automatisch fuehrbare fahrzeuge
JPH02162500A (ja) * 1988-12-15 1990-06-22 Nec Eng Ltd 自動衝突防止装置
JPH02253116A (ja) * 1989-03-27 1990-10-11 Mitsubishi Electric Corp 車間距離検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164973A (en) * 1980-05-22 1981-12-18 Yamaha Motor Co Ltd Device for preventing collision of ships
JPS62182900A (ja) * 1986-02-05 1987-08-11 日本鋼管株式会社 イメ−ジ装置
JPH01298500A (ja) * 1988-05-27 1989-12-01 Fujitsu Ten Ltd 追い越し警報装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007316016A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
KR200476131Y1 (ko) * 2013-05-24 2015-02-02 이경란 중장비용 후방 근접 감지 경보장치
WO2016117159A1 (ja) * 2015-01-21 2016-07-28 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
JP6076541B2 (ja) * 2015-01-21 2017-02-08 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
US10539666B2 (en) 2015-01-21 2020-01-21 Mitsubishi Electric Corporation Laser radar device

Also Published As

Publication number Publication date
AU658779B2 (en) 1995-04-27
EP0473866A2 (en) 1992-03-11
AU645105B2 (en) 1994-01-06
AU5234293A (en) 1994-03-03
GB9101786D0 (en) 1991-03-13
IL97339A (en) 1994-02-27
DE69132189D1 (de) 2000-06-15
GB2248003B (en) 1995-02-01
GB2248003A (en) 1992-03-18
IL97339A0 (en) 1992-05-25
ZA916227B (en) 1992-04-29
US5249157A (en) 1993-09-28
CA2049578C (en) 2000-06-06
GB9500386D0 (en) 1995-03-01
EP0473866B1 (en) 2000-05-10
JP2598347B2 (ja) 1997-04-09
DE69132189T2 (de) 2001-02-15
CA2049578A1 (en) 1992-02-23
EP0473866A3 (en) 1993-01-20
AU8162791A (en) 1992-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2598347B2 (ja) 衝突回避システム
US10185027B2 (en) Lidar with smart safety-conscious laser intensity
US20210109197A1 (en) Lidar with guard laser beam and adaptive high-intensity laser beam
JP4405155B2 (ja) 画像解析システム
US5793491A (en) Intelligent vehicle highway system multi-lane sensor and method
US6580385B1 (en) Object detection system
US5896190A (en) Intelligent vehicle highway system sensor and method
US5784023A (en) Speed detection method
US6674394B1 (en) Method for determining object location from side-looking sensor data
US7158075B2 (en) Vehicle radar apparatus
Ewald et al. Laser scanners for obstacle detection in automotive applications
WO1998016801A1 (en) Intelligent vehicle highway multi-lane sensor
JPH09113262A (ja) 走査距離計及び距離計を使用する走査方法
EP0823036A1 (en) Intelligent vehicle highway system sensor and method
WO1996034252A9 (en) Intelligent vehicle highway system sensor and method
RU2763800C1 (ru) Бортовая сенсорная система
US6208270B1 (en) Device and method for detection of aircraft wire hazard
CA2296837A1 (en) Collision avoidance system
JPH06102343A (ja) 物体の状態検知方法とその装置及びそれを用いた測距方法及び装置
US20230008876A1 (en) Method for detecting at least one road user
US20220334263A1 (en) Ranging System and Mobile Platform
RU2792951C2 (ru) Лидарные системы и способы с выборочным сканированием
Nissing et al. LIDAR and RADAR Sensors in Passenger Vehicles
US20230039691A1 (en) Distance-velocity disambiguation in hybrid light detection and ranging devices
Carlin et al. Evaluation of cost effective sensor combinations for a vehicle precrash detection system