JPH0675047A - 障害物探知光レーダ - Google Patents

障害物探知光レーダ

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JPH0675047A
JPH0675047A JP4248792A JP24879292A JPH0675047A JP H0675047 A JPH0675047 A JP H0675047A JP 4248792 A JP4248792 A JP 4248792A JP 24879292 A JP24879292 A JP 24879292A JP H0675047 A JPH0675047 A JP H0675047A
Authority
JP
Japan
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light
obstacle
optical radar
light emitting
light beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP4248792A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironori Matsuba
博則 松葉
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で光ビームを移動可能にする。 【構成】 発光源1から発する光ビーム2をレンズ3を
通して障害物4に投射し、障害物4により反射される反
射光を受光器6で受光して障害物4を探知する障害物探
知光レーダの発光源1を移動可能とした。発光源1と受
光器6とを同期して移動可能とした。光ビーム2の進路
上に方向変換器7を設置し、方向変換器7を動かすこと
により発光源1の虚像受光器6の虚像を同期して移動可
能とした。二以上並べた発光源1を切替え動作可能とし
た。 【効果】 簡潔な構成で光ビーム2を容易に移動でき、
安価な障害物探知光レーダとなる。長い探知距離と優れ
た探知能力があるため工業的価値が大きい。構成が簡潔
で、小型化できるため、狭い空間に搭載するのに適す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明の障害物探知光レーダは、
例えば自動車等に搭載して、他の自動車や電柱等の障害
物の有無、方向、移動速度等を光で探知して、障害物と
の衝突を未然に防止するのに利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】走行中の自動車が障害物を光で探知する
障害物探知光レーダは従来からある。これは発光源から
発光される光ビームを障害物に照射し、障害物からの反
射光を受光器で受光し、受光器からの出力に基づいて障
害物の位置を探知するものである。従来の障害物探知光
レーダでは探知距離を大きくするために発光源の出力を
10Wもの大きな出力とし、受光器に感度の良好なもの
を使用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
発光源の出力を大きくし、高感度の受光器を使用すると
障害物探知光レーダが大掛かりになるため、できれば発
光源の出力は小さくしたい。この出力を小さくする方法
の一つとして光ビームを平行に近づけることが考えられ
る。しかし、そのようにすると探知可能範囲が狭くな
り、光ビームの外にある障害物を探知することができな
い。探知可能範囲を広げるためには一般的なレーダのよ
うに光ビームを動かすことが考えられるが、そのために
は障害物探知光レーダ全体を動かさなければならない。
しかし、障害物探知光レーダは重量が重いのでそれを動
かすためには機械的構造が複雑になるという問題があっ
た。
【0004】本発明の目的は簡単な構成で光ビームを動
かすことができる障害物探知光レーダを実現することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1の
障害物探知光レーダは、図1の原理図に示す様に発光源
1から発する光ビーム2をレンズ3を通して障害物4に
投射し、その障害物4により反射される反射光を受光器
6で受光し、受光器6からの出力に基づいて障害物4を
探知するようにした障害物探知光レーダにおいて、少な
くとも前記発光源1を移動可能としたものである。
【0006】本発明のうち請求項2の障害物探知光レー
ダは、図2に示す様に発光源1と受光器6とを同期して
移動可能としたものである。
【0007】本発明のうち請求項3の障害物探知光レー
ダは、図3に示す様に光ビーム2の進路上に、同光ビー
ム2の向きを変える方向変換器7を設置し、この方向変
換器7を動かすことにより発光源1の虚像を移動可能と
し、これに同期して受光器6の虚像も移動可能としたも
のである。
【0008】本発明のうち請求項4の障害物探知光レー
ダは、図4に示す様に発光源1を二以上並べ、この二以
上の発光源1の動作を切替え可能としたものである。
【0009】
【作用】本発明のうち請求項1の障害物探知光レーダで
は、少なくとも発光源1を移動可能としたので、図1の
様に発光/受光器1、6を一定周期でレンズ3の焦点面
上を同図の矢印方向に移動すると、この移動に伴って光
ビーム2が同図(a)の上方の障害物4に投射されてい
る状態から同図(b)の下方の障害物4に投射される状
状に移動し、この移動により広い範囲の障害物探知が可
能となる。
【0010】本発明のうち請求項2の障害物探知光レー
ダでは、発光源1と受光器6とが同期して移動可能であ
るため、例えば、図2の様に発光/受光器1、6を同一
基板8に取付けて、同基板8を一定周期でレンズ3の焦
点面上を同図の矢印方向に移動すると、この移動に伴っ
て光ビーム2が図1の(a)(b)の様に移動し、この
移動により広い範囲の障害物を探知することができる。
【0011】本発明のうち請求項3の障害物探知光レー
ダでは、光ビーム2の進路上に設置した方向変換器(例
えばミラー)7を同図の矢印方向に動かして光ビーム2
の伝搬方向を変えると、この動きに応じて発光源1の虚
像(ミラーに映る発光源1の像)が移動して光ビーム2
が広い範囲の障害物を照射する。また、同方向変換器7
の動きに同期して受光器6の虚像(ミラーに映る受光器
6の像)も移動し、同受光器6により広い範囲の障害物
からの反射光が受光され、広い範囲の障害物を探知する
ことができる。
【0012】本発明のうち請求項4の障害物探知光レー
ダでは、二以上並べた発光器(発光源)1を切替え動作
可能としたので、発光源1が切替え動作することにより
光ビーム2が移動して広い範囲の障害物を照射でき、そ
れら障害物からの反射光を受光器6で受光して広い範囲
の障害物を探知することができる。
【0013】
【実施例1】図2に本発明の障害物探知光レーダの第1
の実施例を示す。これは同一基板8上に受光器(発光
源)1と受光器6とを設置し、その基板8を同図の矢印
方向に往復移動させると、受光器1と受光器6とが同期
して共に同方向に移動するようにしたものである。この
場合、図2の基板8の移動範囲のうち0の位置を基準面
(移動0)とし、dを右側への移動とすると、−dは左
側への移動となる。
【0014】
【実施例2】図3に本発明の障害物探知光レーダの第2
の実施例を示す。これは基本的構成は実施例1と同一で
あるが、図3の受発光器(発光源1及び受光器6)を動
かすことなく、その光路中にミラー等の光伝搬方向を変
える部品を置き、これを動かすことにより受発光器を動
かすのと等価の効果を得たものである。
【0015】具体的には、受発光器10から発する光ビ
ーム2の進路上にミラー等の方向変換器7を設置し、そ
の方向変換器を同図の矢印方向に動かして(振って)向
きを変えると、同方向変換器7の動きに応じて発光源1
の虚像(ミラーに映る発光源1の像)が移動し、それに
伴って受光器6の虚像(ミラーに映る受光器6の像)も
移動し、これにより発光源1からの光ビーム2が広い範
囲の障害物に照射され、それらの障害物からの反射光を
受光して、広い範囲の障害物2を探知できるようにして
ある。
【0016】
【実施例3】図4に本発明の障害物探知光レーダの第3
の実施例を示す。これの基本的構成は実施例1と同一で
あるが、実施例1のように受発光器を動かすのではな
く、図4(b)に明示するように、二以上の発光器(発
光源)1と受光器6とを交互に配列し、その発光源1を
上から下へ或は下から上へ電気的に順次切替え動作させ
て、光ビーム2が上から下へ或は下から上へ移動するよ
うにしたものである。
【0017】この場合、電気的に動作する発光源1と受
光器6は必ずしも1つではなく、例えば受光器6は全数
同時に動作させるようにしてもよい。このようにすれ
ば、例えば外部雑音光の消去等の機能を持たせることが
できる。
【0018】図4(a)に示す第3の実施例の発光源1
と受光器6との配列は、図4(b)に示す配列に限ら
ず、それ以外のものであってもよく、例えば図4(c)
に示すように適宜間隔で一列に配列した発光源1の両外
側で且つ隣接する発光源1の間に受光器6を配列する様
にしてもよい。この場合も発光源1、受光器6を図4
(b)の場合と同様に順次切替えて動作させる。
【0019】
【動作説明】次に、図2に示す障害物探知光レーダによ
り障害物の方向、障害物までの距離を探知する場合につ
いて説明する。これらの探知を行うためには図2のよう
に発光源1、受光器6を取付けた基板8を、図示しない
振動装置によりレンズ3の焦点に沿って、図5(b)の
グラフ曲線で示される位置信号χのように規則正しく繰
返し動かす。図5(b)の0、d、−dは図2の0、
d、−dに対応する。このときの障害物探知光レーダの
信号処理回路のブロックダイアグラムを図7に示す。
【0020】図7において11はレーザ発振器、12は
レーザ発振器を駆動するためのレーザ駆動用パルス発振
器であり、この両者により図2の発光源1が構成され
る。13は障害物からの反射光を受けて電気信号を出力
するPINダイオードであり、これは図2の受光器とな
る。そして、14はレーザ発振器11、PINダイオー
ド13を図5(b)の位置信号χのように規則正しく繰
返し振動する受発光器振動装置である。
【0021】図7において15はPINダイオード13
からの出力を増幅する増幅器、16はその増幅器15か
ら出力される受光出力信号βとレーザ駆動用パルス発振
器から発振される発光出力信号αとの時間差を測定する
ための時間差測定器、17はその時間差測定器16から
出力される時間差信号δと前記の受発光器振動装置14
から発生される位置信号χとに基づいて障害物の位置、
方向等を判別或は判断する判別・判断回路である。
【0022】そして、図7のレーザ駆動用パルス発振器
12から発振される発光出力信号αは図5(a)に示す
様にパルス状であり、この発光出力信号αが障害物で反
射して受光器(図7のピンダイオード)に受光され、そ
れから出力される受光出力信号βも図5(a)に示す様
にパルス状である。
【0023】そしてこの発光出力信号αと受光出力信号
βとの時間差t{(図5(a))}に比例する出力が図
5(c)に示すように時間差信号δとして出力される。
この時間差tは発光源から障害物までの距離に比例す
る。この距離は光の伝搬速度との関係から時間差tが1
μsを越えたときに最大となる。しかもこの最大測定距
離は光の伝搬速度から150mとなる。本発明の障害物
探知光レーダではそれ以上の距離は測定する必要がない
ため、時間差tが1μsを越えると次のパルスによる測
定のためにリセットされるようにしてある。
【0024】従って、前記の時間差tと発光源から障害
物までの距離との関係は次の様になる。図5(c)の時
間差t1 (最大)のときの距離(最大測定距離)が15
0mであるため、それよりも少ない時間差t2 のときの
測定距離は約60m(時間差t1 とt2 との比から)、
それよりも更に少ない時間差t3 のときの測定距離は約
45m(時間差t1 とt3 との比から)となる。
【0025】また、図5(c)の時間差信号δと図5
(b)の位置信号χとの関係から、障害物の方向も知る
ことができる。この関係を図6に示す。図6の横軸は図
5(b)位置信号χを示し、その0、d、−dは図5
(b)及び図2の0、d、−dに対応している。従って
図6において位置信号χが0の位置は、図2の発光源1
の位置が0のとき、即ち、発光源1が基準方向(例えば
真正面)を向いているときであり、図6において位置信
号χがdの位置は図2の発光源1がdの位置まで振られ
た状態(例えば基準方向よりも右に45度)、図6にお
いて−dは図2の発光源1が−dの位置(例えば基準方
向よりも左に45度)まで振られた状態を示す。
【0026】従って、時間差信号δが図6のd〜−dの
範囲のどの位置に表われるかによって障害物の方向を知
ることができる。例えば、図6において位置信号χのう
ち0の位置に表われる時間差信号δ1 は障害物が略真正
面にあることを、dの位置に表われる時間差信号δ2
真正面よりも右45度に障害物があることを、−dの位
置に表われる時間差信号δ3 は真正面よりも左45度に
障害物があることを示す。また、図6の0の位置よりも
右に表われる時間差信号δ4 は真正面よりも約右15度
に障害物があることを、0の位置よりも左に表われる時
間差信号δ5 は真正面よりも約左30度〜45度に障害
物があることを示す。
【0027】また図5(b)の位置信号χの1サイクル
を1msとすれば、0.5ms(反サイクル)毎に障害
物の位置を探知することができるため、図7の判断・判
別回路において障害物の速度、方向等を検知すると共に
自動車の衝突の可能性などを判断することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明の障害物探知光レーダは次の様な
効果がある。 .簡潔な構成で光ビーム2を容易に移動させることが
でき、比較的安価な障害物探知光レーダとなる。 .障害物がどの方向のどの位置にあるかを探知するこ
とができるのは勿論のこと、長い探知距離と優れた探知
能力があるため工業的価値が大である。 .構成が簡潔で、小型化できるため、自動車の狭い空
間に搭載するのに適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)は本発明の障害物探知光レーダの
原理図であり、(a)は上方の障害物に光ビームを投射
した状態の説明図、(b)は下方の障害物に光ビームを
投射した状態の説明図である。
【図2】本発明の障害物探知光レーダの第1の実施例を
示す説明図。
【図3】本発明の障害物探知光レーダの第2の実施例を
示す説明図。
【図4】(a)は本発明の障害物探知光レーダの第3の
実施例を示す説明図、(b)は受光源と受光器の配列説
明図、(c)は受光源と受光器の他の配列説明図。
【図5】(a)は本発明の障害物探知光レーダにおける
発光出力信号と受光出力信号の説明図、(b)は本発明
の障害物探知光レーダにおける位置信号の説明図、
(c)は本発明の障害物探知光レーダにおける時間差信
号の説明図である。
【図6】本発明の障害物探知光レーダにおける障害物の
方向探知説明図。
【図7】本発明の障害物探知光レーダの動作説明用ブロ
ッック図。
【符号の説明】
1 発光源 2 レンズ 3 光ビーム 4 障害物 5 反射光 6 受光器 7 方向変換器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光源1から発する光ビーム2をレンズ
    3を通して障害物4に投射し、その光ビーム2が障害物
    4に当って反射される反射光5を受光器6で受光し、受
    光器6からの出力に基づいて障害物4を探知するように
    した障害物探知光レーダにおいて、少なくとも前記発光
    源1を移動可能としたことを特徴とする障害物探知光レ
    ーダ。
  2. 【請求項2】 請求項1の発光源1と受光器6とを同期
    して移動可能としたことを特徴とする障害物探知光レー
    ダ。
  3. 【請求項3】 請求項1の光ビーム2の進路上に、同光
    ビーム2の伝搬方向を変える方向変換器7を設置し、こ
    の方向変換器7を動かすことにより発光源1の虚像を移
    動可能とし、これに同期して受光器6の虚像も移動可能
    としたことを特徴とする障害物探知光レーダ。
  4. 【請求項4】 請求項1の発光源1を二以上並べ、この
    二以上の発光源1を切替え動作可能としたことを特徴と
    する障害物探知光レーダ。
JP4248792A 1992-08-25 1992-08-25 障害物探知光レーダ Pending JPH0675047A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170647A (ja) * 1996-10-17 1998-06-26 Robert Bosch Gmbh レーダ装置とくに自動車用レーダ装置
JP2009069003A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2019521314A (ja) * 2016-04-26 2019-07-25 セプトン テクノロジーズ,インコーポレイテッド 3次元イメージングシステム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2019521314A (ja) * 2016-04-26 2019-07-25 セプトン テクノロジーズ,インコーポレイテッド 3次元イメージングシステム
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