JPH07333337A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行路の曲率半径を特別なセンサを必要とせ
ず、またリアルタイムに求めることができるようにす
る。 【構成】 自車の前方に存在するｎ個の物体までの各距
離を検出する距離センサ１と、自車の速度を検出する車
速センサ２と、距離情報１０１ａ〜１０１ｎと自車速度
情報１０３とから自車とｎ個の物体との間の各相対速度
を計算する相対速度計算部３と、相対速度情報１０２ａ
〜１０２ｎと自車速度情報１０３とに基づいて、ｎ個の
物体が静止物体かどうかを判別する静止物体判別部４
と、静止物体間の距離を計算する静止物体間隔計算部５
と、静止物体間隔情報１１２から道路の曲率半径を求め
る曲率半径算出部６とを備え、その曲率半径に応じて検
出距離範囲を制限し、その制限した距離範囲内の物体だ
けを距離測定装置の測定対象とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は距離測定装置に関し、
特に車両等に搭載され、前走車との距離を測定して前走
車への急接近などの危険発生を検知し、追突事故を回避
するための距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の安全性向上を目的とし
て、前走車との距離を測定し前走車への急接近などの危
険発生を検知する距離測定装置が提案されている。この
距離測定装置は直線路走行時だけでなく、曲線路走行時
にも有効に機能するものであるが、曲線路走行時には、
前走車だけでなく、対向車や他の車線を走行する車両、
ガードレール等も検出範囲に入ってしまう。このような
不要な障害物から得られる距離情報は、距離測定装置に
誤った判定を行わせる原因となる。そこで、曲線路走行
時には、不要な障害物からの距離情報をできるだけ削除
することにより、検出の信頼性を低下させないようにし
た距離測定装置が公表されている。

【０００３】例えば、特開平１−２８５８１５号公報に
記載された距離測定装置では、地磁気センサを用いて地
磁気の方向を検出し、その地磁気の方向と自車の進行方
向とのなす角度の時間変化率をもとに、走行路の曲率半
径を求め、その曲率半径に応じて前方方向の距離測定範
囲を制限することにより、上述したような不要な障害物
からの距離情報を削除している。

【０００４】また、特開平４−４３５００号公報に記載
された距離測定装置では、自車のバンパの左右に設けた
副レーダを用いて、ガードレールに所定間隔で設置され
ている視線誘導標までの距離を検出し、その検出信号の
時間変化をもとに、走行路の曲率半径を求め、その曲率
半径に応じてバンパ中央に設けた主レーダの方向を変化
させることにより、主レーダに前方方向の障害物だけを
検出させ、それ以外の不要な障害物を検出させないよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者（特開
平１−２８５８１５号公報）による距離測定方式では、
地磁気方向を検出するための地磁気センサを設ける必要
があり、また、後者（特開平４−４３５００号公報）に
よる距離測定方式では、視線誘導標までの距離を検出す
るための副レーダを設ける必要があり、いずれも、本来
は不要のセンサが必要となり、結果としてコスト高を招
いていた。

【０００６】しかも、前者の場合は、地磁気の方向と自
動車の進行方向とのなす角の時間変化率をもとに走行路
の曲率半径を求め、また後者の場合は、視線誘導標まで
の距離を検出する副レーダの検出信号の時間変化をもと
に走行路の曲率半径を求めている。このため、両者と
も、所定時間にわたってデータを取得し、そのデータ変
化を検出する必要があり、したがって曲率半径を求める
までに時間的な応答遅れが発生し、その曲率半径をもと
にして行う距離情報の制限がリアルタイムに行われない
という問題があった。

【０００７】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は特別なセンサを必要とせず、また
走行路の曲率半径をリアルタイムに求めることができる
距離測定装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の距離測定装置は、車両の前方の
複数の物体までの距離を検出する単一の距離検出手段
と、前記距離検出手段で検出された距離に基づいて、前
記車両と前記複数の物体との各相対速度を検出する相対
速度検出手段と、前記車両の速度を検出する速度検出手
段と、前記相対速度検出手段で検出された前記各相対速
度と前記速度検出手段で検出された前記車両の速度とに
基づいて、前記複数の物体が静止物体かどうかを判別す
る静止物体判別手段と、前記距離検出手段で検出された
距離に基づいて、前記複数の物体のうち前記静止物体判
別手段で静止物体と判別された物体間の距離を求める静
止物体間隔検出手段と、前記静止物体間隔検出手段の検
出結果に基づいて、前記車両が走行している道路の曲率
半径を求める曲率半径検出手段と、前記曲率半径検出手
段で検出した曲率半径に応じて、前記距離検出手段で得
た距離データから所定範囲内にある距離データを出力す
る距離範囲制限手段を備えている。

【０００９】また、請求項２記載の発明の距離測定装置
は、前記静止物体が視線誘導標である。

【００１０】更に、請求項３記載の発明の距離測定装置
は、前記距離検出手段は、前記複数の物体に電磁波を送
る送信手段と、前記複数の物体から反射波を受ける受信
手段とを有し、前記送信手段は、前記電磁波の出射範囲
を路面にほぼ平行方向に複数の出射領域に分割し、前記
距離範囲制限手段は、前記複数の出射領域ごとに前記所
定範囲を設定する。

【００１１】

【作用】前述のように、単一の距離検出手段を用いて車
両前方の複数の物体までの距離を検出し、その検出距離
等を基にして複数の物体が静止物体かどうかを判別し、
静止物体であると判別された物体間の検出距離に基づい
て道路の曲率半径を求めるようにしたので、特別なセン
サを設けることなく、道路の曲率半径が求められる。し
かも、複数の物体までの距離がほぼ同時に検出され、複
数の静止物体間の各距離が時間的な遅れをほとんど伴わ
ずに検出されるので、その曲率半径もリアルタイムに求
められ、その曲率半径に応じて行う距離情報の制限もリ
アルタイムに行われる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る距離測定
装置のブロック図である。距離測定装置は、自車（車
両）の例えばバンパ中央に設けられ、自車から自車の前
方に存在するｎ個（複数）の物体までの各距離を検出
し、それを距離情報１０１ａ〜１０１ｎとして出力する
単一の距離センサ（距離検出手段）１と、自車の速度を
検出し、それを自車速度情報１０３として出力する車速
センサ（速度検出手段）２と、距離情報１０１ａ〜１０
１ｎと自車速度情報１０３とから、自車とｎ個の物体と
の間の各相対速度を計算し、それらを相対速度情報１０
２ａ〜１０２ｎとして出力する相対速度計算部（相対速
度検出手段）３と、相対速度情報１０２ａ〜１０２ｎと
自車速度情報１０３とに基づいて、ｎ個の物体が静止物
体かどうかを判別する静止物体判別部（静止物体判別手
段）４と、ｎ個の物体のうち静止物体判別部４で静止物
体と判別された物体間の距離を計算し、静止物体間隔情
報１１２として出力する静止物体間隔計算部（静止物体
間隔検出手段）５と、静止物体間隔情報１１２から自車
が走行している道路の曲率半径を求め、それを曲率半径
情報１１０として出力する曲率半径算出部（曲率半径検
出手段）６と、曲率半径情報１１０に応じて、距離セン
サ１で得た距離情報１０１ａ〜１０１ｎから距離範囲を
制限し、その制限距離内に存在するｍ個の物体までの距
離を制限内距離情報１０４ａ〜１０４ｍとして出力し、
且つ相対速度計算部３から得たｍ個の物体の相対速度を
相対速度情報１０５ａ〜１０５ｍとして出力する距離範
囲制限部（距離範囲制限手段）７と、相対速度情報１０
５ａ〜１０５ｍ及び自車速度情報１０３から、制限距離
内に存在するｍ個の物体に対する安全車間距離を計算し
安全車間距離情報１０６ａ〜１０６ｍとして出力する安
全車間距離計算部８と、制限内距離情報１０４ａ〜１０
４ｍと安全車間距離情報１０６ａ〜１０６ｍとを比較し
て危険度を判断し、判断結果に応じて警報発生信号１０
７を出力する危険度判断部９と、警報発生信号１０７を
受けて警報を発する警報発生部１０とから構成されてい
る。

【００１４】前記距離センサ１は、自車の前方に存在す
るｎ個の物体に対して、自車から最も近くに存在する第
１物体までの距離、その前方に存在する第２物体までの
距離というようにして、最も遠方に存在する第ｎ物体ま
での各距離を、予め決められた時間間隔毎に測定し、第
１距離情報１０１ａ、第２距離情報１０１ｂ、・・・、
第ｎ距離情報１０１ｎとして出力する。

【００１５】前記相対速度計算部３は、前方に存在する
ｎ個の物体に対して、今回取り込んだ第１距離情報１０
１ａ、第２距離情報１０１ｂ、・・・、第ｎ距離情報１
０１ｎと、前回取り込んで記憶している第１距離情報１
０１ａ´、第２距離情報１０１ｂ´、・・・、第ｎ距離
情報１０１ｎ´、測定時間間隔とから相対速度を計算
し、第１相対速度情報１０２ａ、第２相対速度情報１０
２ｂ、・・・、第ｎ相対速度情報１０２ｎとして記憶し
た後、出力する。

【００１６】前記静止物体判別部４は、各相対速度情報
１０２ａ〜１０２ｎと自車速度情報１０３との比較によ
って、前方に存在するｎ個の物体が静止物体か否かの判
別を行い、静止していると判別された物体（静止物体）
までの各距離を静止物体距離情報１１１として順次記憶
した後、出力する。この場合、静止物体は、高速道路等
のガードレールに所定間隔で設置されている視線誘導
標、すなわち運転者の視線を道路線形に沿って誘導する
ために設置されたリフレクタである。

【００１７】前記静止物体間隔検出部５は、静止物体距
離情報１１１を順次取り込み、各静止物体間の距離、す
なわち視線誘導標の設置間隔を求め、静止物体間隔情報
１１２として出力する。なお、視線誘導標の設置間隔
は、道路の曲率半径に応じて予め設定されており、道路
の曲率半径が小さくなるほど設置間隔も狭くなる。した
がって、逆に視線誘導標の設置間隔を求めることによ
り、その道路の曲率半径を判定することができる。

【００１８】前記曲率半径検出部６は、送られてきた静
止物体間隔情報１１２からその道路の曲率半径を算出
し、前記距離範囲制限手段７は、その曲率半径検出部６
からの曲率半径情報１１０に応じて、距離センサ１で得
た距離情報１０１ａ〜１０１ｎから距離範囲を制限す
る。

【００１９】図２及び図３は距離範囲制限の説明図であ
る。図２に示すような曲率半径の大きい道路２１ａの場
合、自車２０に設けられた距離センサ１で得た距離デー
タは、比較的長い距離Ｌ１までのものに制限される。一
方、図３に示すような曲率半径の小さい道路２１の場
合、距離センサ１で得た距離データは、図２に比べ短い
距離Ｌ２までのものに制限される。このように曲率半径
に応じて、自車２０前方の距離範囲を制限することによ
り、自車２０と、自車２０の前方方向に入ってくるセン
タライン２２との間に存在する物体からの距離情報だけ
が取得され、それ以外の対向車や他の車線を走行する車
両、ガードレール２３、２４といった不要な物体からの
距離情報は削除される。

【００２０】図４は距離センサの構成図である。

【００２１】タイミングコントロール部２１０からレー
ザ点灯信号２５１が出力され、レーザドライバ２０１は
レーザ点灯信号２５１の出力タイミングで半導体レーザ
２０２を点灯させるためのドライブ信号２５２を作り、
半導体レーザ２０２はドライブ信号２５２により駆動さ
れ、パルス光２５３は送光用レンズ２０３によって自車
の前方へ出射される。パルス光２５３が自車の前方に存
在する物体（測定対象物）へ照射されると、その反射パ
ルス光２５４が受光レンズ２０４で受光素子２０５に集
光され、受光素子２０５で電気的なパルス信号２５５に
変換される。電気的なパルス信号２５５はアンプ２０６
で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２０７へ
出力される。Ａ／Ｄコンバータ２０７では、タイミング
コントロール部２１０からのサンプリング開始信号２５
６が一定間隔で順次出力される毎に、入力信号の信号レ
ベルをホールドしてＡ／Ｄ変換を行い、サンプリング開
始信号２５６が入力された時刻のアンプ２０６からの入
力信号のレベルを信号レベル値というデジタル量として
メモリ部２０８へ出力する。メモリ部２０８は、一定間
隔で入力される信号レベル値２５７を順次記憶し、サン
プリング時間と信号レベルとを対応させて距離計算部２
０９へ出力する。

【００２２】次に、距離計算部２０９で実行される測定
対象物までの距離の計算について説明する。

【００２３】タイミングコントロール部２１０が、レー
ザ点灯信号２５１を出力した後に、サンプリング開始信
号２５６を出力すると、このサンプリング開始信号２５
６の入力時の信号レベル値２５７は、レーザ点灯信号２
５１を出力してからサンプリグ開始信号２５６がＡ／Ｄ
コンバータ２０７に入力されるまでの時間で、装置内部
で光パルス及び電気パルスとして伝達し、さらに測定対
象物までの距離を光パルスとして往復した信号のレベル
を表す。例えば、タイミングコントロール部２１０から
送光レンズ２０３までの信号の伝達時間を１００ｎｓ、
受光レンズ２０４からＡ／Ｄコンバータ２０７までの信
号の伝達時間を１００ｎｓとすると、レーザ点灯信号２
５１を出力してから８６７ｎｓ後に出力されたサンプリ
ング開始信号２５６でサンプリングされた信号レベル値
２５７は、測定対象物までの距離を光パルスとして６６
７ｎｓで往復した信号のレベルとなり、この信号は光の
空気中の伝搬速度を３０万ｋｍ／秒とすると１００ｍ先
の物体からの反射信号に相当する。

【００２４】距離計算部２０９では、一定の時間間隔で
サンプリングされた信号レベル値２５６を連続的に処理
して、測定対象物までの距離として出力する。図５は距
離計算部２０９に入力される連続的な信号レベル値を示
すグラフである。図５はサンプリング開始信号２５５
を、レーザ点灯信号２５１の出力後、２００ｎｓ経過し
た時点から６７ｎｓ毎に出力した場合の連続的な信号レ
ベル値を示し、この場合３０ｍ及び８０ｍ付近に物体が
あると判断できる。

【００２５】この実施例の距離測定装置によれば、距離
センサ１を用いて自車前方の複数の物体までの距離を検
出し、その検出距離等を基にして複数の物体が静止物体
かどうかを判別し、静止物体であると判別された物体間
の検出距離に基づいて道路の曲率半径を求めるようにし
たので、特別なセンサを設けることなく道路の曲率半径
を求めることができ、コストを低く抑えることができ
る。

【００２６】また、複数の物体までの距離がほぼ同時に
検出され、複数の静止物体間の各距離が時間的な遅れを
ほとんど伴わずに検出されるので、その曲率半径もリア
ルタイムに求められ、曲率半径に応じて行う距離情報の
制限もリアルタイムに行うことができる。したがって、
曲線路走行時に直前の車両が急ブレーキをかけるなどの
急激な状況変化が発生しても、その状況変化を迅速にか
つ高精度に検出して運転者に知らせるので、追突等をよ
り確実に防止することができる。

【００２７】図６はこの発明の他の実施例に係る距離測
定装置の距離範囲制限の説明図である。距離センサ１ａ
から出射される電磁波（例えばレーザ光や電波等）は広
い出射範囲を持ち、その出射領域を路面にほぼ平行方向
に、３つの出射領域１０１、１０２及び１０３に分割
し、３つの出射領域１０１、１０２及び１０３ごとに、
距離範囲の制限量を設定する。すなわち、３つの出射領
域１０１、１０２及び１０３のうち、センタライン２２
に最も近い出射領域１０１に対しては、最も短い距離Ｌ
５を設定し、センタライン２２から最も離れている出射
領域１０３に対しては、最も長い距離Ｌ３を設定し、そ
の中間の出射領域１０２に対しては、距離Ｌ５と距離Ｌ
３の中間の長さを持つ距離Ｌ２を設定する。

【００２８】出射範囲を分割せずに距離だけを制限する
と、曲線路のカーブ状態に適した制限とはならないが、
この実施例のように出射範囲を分割しそれぞれに異なる
距離で制限を加えることにより、曲線路のカーブ状態に
適した距離制限が可能となり、より広い範囲で高精度な
検出を行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１又は２記載
の距離測定装置によれば、単一の距離検出手段を用いて
車両前方の複数の物体までの距離を検出し、その検出距
離等をもとにして得られた静止物体間の間隔距離に基づ
いて道路の曲率半径を求めるようにしたので、特別なセ
ンサを設けることなく道路の曲率半径を求めることがで
き、コストを低く抑えることができる。

【００３０】また、複数の静止物体間の各間隔距離が時
間的な遅れをほとんど伴わずに検出されるので、その曲
率半径もリアルタイムに求められ、曲率半径に応じて行
う距離情報の制限もリアルタイムに行うことができる。
したがって、曲線路走行時に直前の車両が急ブレーキを
掛けるなどの急激な状況変化が発生しても、その状況変
化を迅速に且つ高精度に検出して運転者に知らせること
ができ、追突等をより確実に防止することができる。

【００３１】更に、請求項３記載の発明の距離測定装置
によれば、出射領域ごとに距離範囲の制限量を設定する
ようにしたので、より広い範囲で高精度な検出を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る距離測定装置
のブロック図である。

【図２】図２は距離範囲制限の説明図である。

【図３】図３は距離範囲制限の説明図である。

【図４】図４は距離センサの構成図である。

【図５】図５は距離計算部に入力される連続的な信号レ
ベル値を示すグラフである。

【図６】図６はこの発明の他の実施例に係る距離範囲制
限の説明図である。

【符号の説明】

１ 距離センサ ２ 車速センサ ３ 相対速度検出部 ４ 静止物体判別部 ５ 静止物体間隔検出部 ６ 曲率半径検出部 ７ 距離範囲制限部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前方の複数の物体までの距離を検
   出する単一の距離検出手段と、 前記距離検出手段で検出された距離に基づいて、前記車
   両と前記複数の物体との各相対速度を検出する相対速度
   検出手段と、 前記車両の速度を検出する速度検出手段と、 前記相対速度検出手段で検出された前記各相対速度と前
   記速度検出手段で検出された前記車両の速度とに基づい
   て、前記複数の物体が静止物体かどうかを判別する静止
   物体判別手段と、 前記距離検出手段で検出された距離に基づいて、前記複
   数の物体のうち前記静止物体判別手段で静止物体と判別
   された物体間の距離を求める静止物体間隔検出手段と、 前記静止物体間隔検出手段の検出結果に基づいて、前記
   車両が走行している道路の曲率半径を求める曲率半径検
   出手段と、 前記曲率半径検出手段で検出した曲率半径に応じて、前
   記距離検出手段で得た距離データから所定範囲内にある
   距離データを出力する距離範囲制限手段とを備えている
   ことを特徴とする距離測定装置。
2. 【請求項２】 前記静止物体が視線誘導標であることを
   特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記距離検出手段は、前記複数の物体に
   電磁波を送る送信手段と、前記複数の物体から反射波を
   受ける受信手段とを有し、 前記送信手段は、前記電磁波の出射範囲を路面にほぼ平
   行方向に複数の出射領域に分割し、前記距離範囲制限手
   段は、前記複数の出射領域ごとに前記所定範囲を設定す
   ることを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。