JPH08179040A

JPH08179040A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH08179040A
Application number: JP6328508A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishino; 潤西野
Original assignee: Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】近距離測定、遠距離測定を広範囲にわたって
測定精度を均一に確保しながら確実に測定できる装置を
提供する。【構成】発光素子と、該発光素子にトリガ信号を供給
して駆動する駆動信号発生手段と、前記発光素子から発
せられ、前方物体によって反射された反射光を受光する
受光素子と、該受光素子で受光される受光波形の中心を
求める中心算出手段と、該中心算出手段で求めた中心と
なる時間と前記駆動信号発生手段からのトリガ信号の発
生タイミングとに基づいて前記前方物体までの距離を算
出する距離算出手段とを備えた距離測定装置において、
前記中心算出手段は、入力される前記受光手段からの受
光波形が飽和波形になったときを検出して前記駆動信号
発生手段の出力電圧を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーザ光線を
車両前方に発して前方車両との車間距離を測定して前方
車両に自車が接近した場合に警報を発することにより、
その前方車両との衝突を防止する衝突防止装置等に用い
られる距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の距離測定装置を、図８に示す障害
物検出装置を例にとって説明する。同図において、１は
レーザダイオード（以下、ＬＤという）の発光するレー
ザビームを用いて、自車両と障害物との間の距離を検出
する距離検出部であり、２は自車速度等の自車両の走行
状態を検知する走行状態検知部である。

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

【０００４】４は信号処理部３からの情報に基づいて、
自車両と障害物との距離を表示するとともに、信号処理
部３によって障害物との衝突の可能性があると判断され
た場合には、警報を発生する警報報知部である。

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

【０００６】距離検出部１ではその距離検出指令信号を
駆動信号発生回路１１で受け、駆動信号発生回路１１は
図９（ａ）に示す一定周波数のＬＤ発光信号をＬＤ切換
ドライバ１２に送出する。ＬＤ切換えドライバ１２は受
け取ったＬＤ発光信号（ａ）に基づいて、図９（ｂ），
（ｃ），（ｄ）に示す信号を送出し、発光手段としての
ＬＤアレイ（発光素子）１３のＬＤ−Ｌ，ＬＤ−Ｃ，Ｌ
Ｄ−Ｒを、常時同一強度で順次発光させる。

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

【０００８】障害物からの反射光は受光レンズ１５で集
光され、フォトダイオード（以下、ＰＤという）１６で
受光される。この受光信号は増幅回路１７に送られ、増
幅回路１７はそれを増幅して、図９（ｅ）の信号Ｂを出
力する。

【０００９】基準信号発生回路１８は、図９（ｅ）に示
す基準電圧Ｖ₀ を比較回路１９に出力する。比較回路１
９は増幅回路１７の出力信号（ｅ）と、この基準電圧Ｖ
₀ とのレベル比較を行なう事によって、障害物からの反
射信号を抽出し、図９（ｆ）に示す障害物検出パルス信
号を出力する。

【００１０】カウンタ２０は図９（ｇ）に示すようにＬ
Ｄ発光信号（ａ）の立上りで、基準パルス発生回路２１
から供給されるクロックパルス信号のカウントを開始
し、障害物からの反射信号に基づく障害物検出パルス信
号（ｆ）の立上りでカウントを停止して、そのカウント
アップ時間と光速度から障害物までの距離情報を求め、
それを信号処理部３の演算回路４１に送出する。

【００１１】次に信号処理部３の演算回路４１における
衝突の可能性の判断方法について図１０に示すフローチ
ャートを参照して説明する。まず電源が投入されると、
ＳＴＡＲＴステップに進み、演算回路４１を構成するＣ
ＰＵ，ＲＡＭ等の初期設定が行われる。次に、ステップ
ＳＴ１１で所定の周期毎に距離検出部１のカウンタ２０
から障害物との距離Ｒの情報を示す距離信号、および走
行状態検出部２の車速センサ３１から自車速度Ｖ_f の情
報を示す車速信号を演算回路４１内に取り込む。

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

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

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

【００１５】

【数１】

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

【００１７】

【数２】

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

【００１９】一方、ステップＳＴ１４での判定の結果、
−（ｄ／ｄ３ｔ）Ｒ≒Ｖ_f でない場合には障害物は前方
の路上を走行する先行車であり、本来数１に従って危険
判断を行なうべきである。しかしながら、相対速度（ｄ
／ｄｔ）Ｒの算出精度が厳密にとれないこともあって算
出誤差に誤警報の恐れがあるため、障害物が移動する先
行車の場合にはステップＳＴ１６にて相対速度（ｄ／ｄ
ｔ）Ｒが所定の速度Ｃ（ｍ／ｓｅｃ）以上かどうかの判
定をまず行う。

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

【００２１】また、ステップＳＴ１６の判定結果が（ｄ
／ｄｔ）Ｒ＜Ｃの場合には、相対速度が遅く、一定車間
距離での通常の追従走行中であるとみなし、自車速Ｖ_f
と先行車速Ｖ_a がほぼ等しいことから、数１は以下に示
す数３となり、ステップＳＴ１７ではこの数３により衝
突の危険性を判定し、以下同様にこの数３が成立する場
合にはＳＴ１８において警報を発する。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな衝突防止装置等に用いられている距離測定装置にあ
っては、図１１に示すように前方物体との距離が近い場
合には光ビームの反射が強いために符号Ａで示すように
大きな受光波形を得られるが、遠い場合には光ビームの
反射が弱いために符号Ｂで示すように小さな受光波形し
か得られないので、同図中符号Ｔで示す時間の誤差が発
生して測定誤差を発生してしまうという問題点があっ
た。

【００２４】この発明は、上記の如き点に鑑みてなされ
たもので、近距離測定、遠距離測定を広範囲にわたって
測定精度を実用範囲で確保しながら確実に測定できる装
置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この距離測定装置に係る
第１の発明は、発光素子と、該発光素子にトリガ信号を
供給して駆動する駆動信号発生手段と、前記発光素子か
ら発せられ、前方物体によって反射された反射光を受光
する受光素子と、該受光素子で受光される受光波形と前
記駆動信号発生手段からのトリガ信号の発生タイミング
とに基づいて前記前方物体までの距離を算出する距離算
出手段とを備えた距離測定装置において、前記受光手段
からの受光波形が適正な大きさの波形になるように前記
駆動信号発生手段の出力電圧を変化させてなる。

【００２６】次に第２の発明は、発光素子と、該発光素
子にトリガ信号を供給して駆動する駆動信号発生手段
と、前記発光素子から発せられ、前方物体によって反射
された反射光を受光する受光素子と、該受光素子から出
力れる受光信号の波形の中心を求める中心算出手段と、
該中心算出手段で求めた中心となる時間と前記駆動信号
発生手段からのトリガ信号の発生タイミングとに基づい
て前記前方物体までの距離を算出する距離算出手段とを
備えた距離測定装置において、前記中心算出手段は、入
力される前記受光手段から出力される受光信号の波形が
飽和波形になったときを検出して前記駆動信号発生手段
の出力電圧を低下させてなる。

【００２７】さらに第３の発明は、発光素子と、該発光
素子にトリガ信号を供給して駆動する駆動信号発生手段
と、前記発光素子から発せられ、前方物体によって反射
された反射光を受光する受光素子と、該受光素子から出
力れる受光信号を所定回数加算して、正規化する加算手
段と、該加算手段からの加算結果と前記駆動信号発生手
段からのトリガ信号の発生タイミングとに基づいて前記
前方物体までの距離を算出する距離算出手段とを備えた
距離測定装置において、前記加算手段からの波形信号に
基づいて波形の波高値を算出し、波高値が所定の範囲に
入るように前記駆動信号発生手段から発光素子に供給さ
れる電流の大きさを変化せしめる。

【００２８】

【作用】この距離測定装置に係る第１の発明によれば、
使用条件が変化しても受光波形が飽和せず、適正な大き
さに制御することにより、測定精度を実用範囲で確保す
る。

【００２９】また、第２の発明によれば、発光タイミン
グと、受光波形の中心を検出し、その発光タイミングか
ら受光波形のピーク（中心）が形成されるまでの時間を
測定することによって距離を検出し、かつ受光波形が飽
和するようになったら発光素子の発光出力を低下して、
近距離での測定精度を低下させないようにする。

【００３０】さらに第３の発明によれば、加算手段から
の波形信号に基づいて波形の波高値を算出し、その波形
の波高値が所定の範囲に入るように駆動信号発生手段か
ら発光素子に供給される電流の大きさを変化せしめ、実
用範囲の測定精度を確保する。

【００３１】

【実施例】

［第１実施例］以下、この実施例による構成の説明を図
１に基づいて行う。図１において図８で説明したものと
同一構成のもの、または均等なものには同一符号を付し
てその説明を省略し、異なる構成についてのみ以下に説
明する。

【００３２】すなわち、図１において、ＬＤ切換ドライ
ブ１２’は、図８におけるＬＤ切換ドライブ１２の機能
に対して、ピーク検出回路６１からの制御信号を受け
て、出力電圧を低下させるための制御機能が追加されて
いる。

【００３３】すなわち、ピーク値検出回路６１は受光波
形の中心を検出するもので、前記増幅回路１７からの出
力信号（ｅ）を入力して、その受光信号の波形Ａ，Ｂの
ピークＣを検出し（図２ｂ参照）、そのピーク検出時に
ピーク検出パルス（図２ｃ）を出力する。なお、ピーク
検出回路６１は、駆動信号発生回路１１から出力される
ＬＤ発光信号が供給されてから、次に供給されるまでの
間に受光する受光信号の波形の中心（受光波形はピーク
点に対してほぼ左右対称の波形であるので中心点はピー
ク点に一致する）を算出するが、受光波形が飽和してい
るとき（図１１に符号Ｃで示される受光波形）には、ピ
ーク点が算出（検出）されないのでＬＤ切換ドライバ１
２’に対して発光出力の電圧値を低下させるための制御
信号を出力する。

【００３４】６２は時間計測回路で、前記駆動信号発生
回路１１から出力される駆動パルス（図２ａ）を受けて
基準パルス発生回路２１から供給されるクロックパルス
の計数を開始し、また前記ピーク検出回路６１から出力
されるピーク検出パルス（図２ｃ）を受けてそのクロッ
クパルス（図２ｄのＴ区間のパルス）の計数を終了し
て、その計数結果を補正回路６３に供給する。補正回路
６３では、前記時間計測回路６２からの計数結果が図２
ｂに示したように時刻ｔ０で時間計測を停止すべきとこ
ろ、図２では時間Ｔだけ遅れ算出距離が大きくなるので
その誤差分を算出距離から差し引くことによって補正を
行う。

【００３５】次に、上記構成の作用を図２も参照しなが
ら説明する。すなわち、時間計測回路６２は駆動信号発
生回路１１からのＬＤ駆動信号（ａ）に基づいて計時動
作を開始する。一方、駆動信号発生回路１１からＬＤ駆
動信号（ａ）が出力される毎に、増幅回路１７から受光
信号（ｂ）が、ピーク検出回路６１に供給されて、その
供給された受信波形は図２ｂに示すようにピーク検出回
路６１でピークＣが検出され、その検出時にピーク検出
信号（ｃ）を時計計測回路６２に供給して、計時動作を
停止せしめる。その後、その計時結果は補正回路６３に
供給されて図２ｂのＴだけ補正されて演算回路４１’に
供給される。

【００３６】しかしながら、障害物が非常に近距離にあ
ってピーク検出回路６１が入力する受光波形に飽和現象
（図１１の符号Ｃで示される）が発生して波形のピーク
点が検出されない場合には、ピーク検出回路６１は、制
御信号をＬＤ切換回路１２’に供給してＬＤ切換ドライ
バ１２’から出力される電圧値を低下させ、発光出力パ
ワーを低下させる。

【００３７】［第２実施例］以下、この実施例による構
成の説明を図３に基づいて行う。図３において図１およ
び図８で説明したものと同一構成のもの、または均等な
ものには同一符号を付してその説明を省略し、異なる構
成についてのみ以下に説明する。

【００３８】すなわち、図３において、４３は分散パル
ス発生回路で、図４（Ａ）に示すようなＬＤ駆動信号
（図１、図８において演算回路から駆動信号発生回路１
１に供給されるＬＤ駆動信号と同一）が演算回路４１’
から供給されると、そのＬＤ駆動信号が供給される毎
に、そのＬＤ駆動信号に一定の規則に従った時間遅れが
与えられ図４（Ｂ）に示すようなＬＤ駆動信号が出力さ
れる。

【００３９】なお一定の規則に従った時間遅れとは、図
４（Ｂ）に示すそれぞれのパルスの遅れ時間を時間ｔ
０，ｔ１，ｔ３、……、ｔｎの如く遅延させ、その遅延
時間の統計的な値が正規分布（他の分布でも良いことは
いうまでもない）するように設定されているものをい
う。６２’は時間計測回路で、ピーク検出回路６１から
ハイレベル信号が供給されている間のみ基準パルス発生
回路２１からのパルスを計数する。

【００４０】６４は加算回路で、増幅回路１７とピーク
検出回路６１との間に介挿されて、前記増幅回路１７か
らの受光信号（図５に示すピークの小さな複数の波形の
信号ａ）を、前記演算回路４１’からＬＤ駆動信号が供
給される毎に受光される受光信号を数千回繰り返し加算
した信号Ａを出力する。

【００４１】次に、上記構成の作用を図４および図５を
参照しながら説明する。すなわち、電源が投入される
と、分散パルス発生回路４３は演算回路（４１’）から
図４Ａに示すようにＬＤ駆動信号が一定時間毎に供給さ
れると、それに応じて１つのパルスを出力するが、図４
（Ｂ）に示すような時間遅れ（図４Ｂのｔ０，ｔ１，ｔ
２，……ｔｎ）が与えられて出力される。

【００４２】一方、このＬＤ駆動信号の立ち上がりに同
期して、加算回路６４は、増幅回路１７からの出力を、
次のＬＤ駆動信号の供給があるまで波形として加算する
ことを開始すると共に、ＬＤ切換ドライバ１２’が駆動
され、発光素子１３から光ビームが出力され、その光ビ
ームによる反射光は、受光素子１６で受光されるが、分
散パルスの分布を形成するため加算回路６４で数１００
０回加算される。

【００４３】その結果の加算波形は、分散パルス発生回
路４３の作用によって正規分布など左右対称波形である
ため、詳細なデータサンプリングを行わなくてもピーク
検知が正確に行なえる。そして、図２に示すようにピー
ク検出回路６１でピーク（符号Ｃで示される）が検出さ
れ、その検出時にその検出までに要した時間だけ出力を
例えばハイレベルにして時間計測回路６２’に供給し、
時間計測回路６２’はハイレベル信号が供給されている
時間のみ基準パルス発生回路２１からのパルスを計測す
る。その後、補正回路６３にて補正されて演算回路４
１’に供給される。なお、補正回路６３の補正を図４に
基づいて説明すると、加算回路６４では本来時間αを測
定したいが、回路では演算回路４１’から分散パルス発
生回路４３に供給されるＬＤ駆動信号に同期して図４
（ｃ）のＴ１，Ｔ２，Ｔ３……を計測してしまうので、
図４（Ｂ）のｔ０，ｔ１，ｔ２……分の補正が必要にな
る。

【００４４】しかしながら、障害物が非常に近距離にあ
ってピーク検出回路６１が入力する受光波形に飽和現象
が発生して検出されない場合には、図１と同様にピーク
検出回路６１は、制御信号をＬＤ切換ドライバ１２’に
供給してＬＤ切換ドライバ１２’から出力される電圧値
を低下させ、発光出力パワーを低下させる。

【００４５】［第３実施例］以下、この実施例による構
成の説明を図６に基づいて行う。図６において、７１は
タイミングクロックを各回路に供給するクロック信号発
生回路、７２は発光トリガ信号発生回路で、前記クロッ
ク信号発生回路７１から供給されるクロック信号を、後
述の距離計算回路８５からの制御信号に基づいてトリガ
信号としての発光信号に変換する。７３は駆動回路で、
電源回路７４から給電され、前記発光トリガ信号発生回
路７２から発光信号の供給を受けると、その都度、発光
素子７５からレーザ光線を発生する。なお、電源回路７
４は前記駆動回路７３のみならず各部回路に給電するも
のである。

【００４６】７６は送光レンズで、前記発光素子７５か
らのレーザ光線を前方に所定の角度で拡散するように出
力する。７８は発光部で、前記駆動回路７３、電源回路
７４、発光素子７５、送光レンズ７６等から構成されて
いる。

【００４７】７９はハニカムフィルタで、受光レンズ８
０の入射面前面を覆うように配置されて、前記発光素子
７５から発射されて前方車両等の前方物体（不図示）で
反射された反射光のうち、受光レンズ８０の光軸に平行
な光線のみを通過させ、平行でない光線を遮断するため
のものである。８１は受光素子で、受光レンズ８０で集
光された反射光を受けて、電気信号に変換する。８２は
増幅回路で、前記受光素子８１からの受光信号を増幅し
て出力する。なお、８３は受光部で、ハニカムフィルタ
７９、受光レンズ８０、受光素子８１、増幅回路８２等
から構成されている。

【００４８】８４は加算回路で、前記距離計算回路８５
から制御信号が供給されてから次回また供給されるまで
を１つの区間として、制御信号が供給される都度前回の
区間の、前記増幅回路８２からの受光波形の上に今回の
区間の出力波形を加算して受光分布信号（受光信号が所
定の区間Ｔ内で時系列的にどのように変化するかを示す
信号）に変換して出力する。すなわち、距離計算回路８
５からＮ回制御信号が発光トリガ信号発生回路７２と加
算回路８４とに供給されると、受光波形を示す信号を加
算し、その加算が終了すると、その区間の加算結果を出
力する。

【００４９】８５は距離計算回路で、前記発光トリガ信
号発生回路７２に対して発光素子７５を発光させるため
の制御信号を供給し、また該距離計算回路８５は、その
制御信号によって前記加算回路８４に対して加算指示を
する。

【００５０】また、前記距離計算回路８５は、前記加算
回路８４から加算結果の波形を受けると、その結果の波
形に基づき前方物体までの距離と波高値を算出する。す
なわち、波形の分布状況から波高値を算出し、制御信号
が出力された時刻から波高値が最大になる時点までの時
間に基づいて計算する。

【００５１】次に、上記構成の作用を説明する。まず、
装置全体の電源がオンされると、距離計算回路８５から
制御信号が所定時間Ｔ毎に繰り返し出力され、その制御
信号が出力される毎に発光素子７５がレーザ光線を発生
し、レーザ光線は送光レンズ７６を介して前方に発射さ
れる。

【００５２】そのレーザ光線は前方物体に反射して戻っ
て、受光レンズ８０を介して受光素子８１によって検出
され、増幅回路８２を介して加算回路８４に供給され
る。加算回路８４では、増幅回路８２からの出力を所定
時間Ｔ毎に区切って、前回の区間の信号に新たに信号が
得られると、その都度、信号を加算する、すなわち全て
でＮ個の区間の波形を加算する。これによって受光信号
の分散分布を抽出できるようになり、信号処理が可能に
なる。

【００５３】その後、加算回路１４はＮ個の区間の加算
データの中からピークが最大となるものおよびそのピー
ク周辺の波形データの分布からピーク波形の波高値と波
高値が最大になるまでの時間を推定算出して距離計算回
路１５に出力する。

【００５４】その結果、距離計算回路１５では、ピーク
の波高値が最大となるタイミングと、距離計算回路１５
から制御信号が出力されたタイミングとの時間差Ｔ０に
基づいて前方物体との間の距離が算出されて警報判断回
路（図示せず）に出力される。そして、距離間隔が危険
範囲内に入った場合には警報信号を発生する。

【００５５】なお、８８は遮光部材８９によって周囲が
完全に包囲された発光素子で、前記発光素子７５と同一
製品の発光素子である。

【００５６】次に上記構成の作用を図７に基づいて説明
する。電源がオンされるとステップＡからステップＳＴ
１００に進み、端子Ｘから補正指示信号が供給される
と、さらにステップＳＴ１０１に進み、距離計算回路８
５は駆動回路７３’に対して一方の補正用発光素子８８
のみを駆動可能状態にする。光トリガ信号発生回路７２
はＴ時間周期でトリガ信号を駆動回路７３’に供給す
る。駆動回路７３’は補正用発光素子８８をＴ時間周期
で発光せしめる。

【００５７】ステップＳＴ１０１において、発光素子８
８が発光させられると、その後にステップＳＴ１０２に
進み、ステップＳＴ１０２において、加算回路８４は、
増幅回路８２からの出力を所定のレベルの基準値をしき
い値として二値化して、微小単位時間（ｎ＝０、１、
２、・・・、ｍ）毎におけるハイレベルになっている個
数を計数し、その計数結果は一時記憶する。換言する
と、二値化してハイレベルになっている期間が、上記微
小単位時間の何倍になっているのかを算出し、その算出
結果は一時記憶する。

【００５８】このステップＳＴ１０１とステップＳＴ１
０２とは、次のステップＳＴ１０３によってＮ回繰り返
され、最終的な計数結果をＮｎ（ｎ＝０、１、２、・・
・、ｍ）として記憶する。

【００５９】次にステップＳＴ１０４に進み、他方の計
測用発光素子７５が発光トリガ信号発生回路７２からの
トリガ信号によってＴ時間周期で発光せしめられ、それ
による受光素子８１で受光されたされた信号は、増幅回
路８２を介して加算回路８４に供給される。その結果、
ステップＳＴ１０５において前記ステップＳＴ１０２と
同様に微小単位時間毎におけるハイレベルになっている
個数が計数されて、その計数結果Ｓｎ（ｎ＝０、１、
２、・・・、ｍ）は、その都度一時記憶され、ステップ
ＳＴ１０４、ステップＳＴ１０５とがＮ回繰り返される
と、ステップＳＴ１０６からステップＳＴ１０７に進
む。

【００６０】ステップＳＴ１０７においては、算出され
た値ＳｎとＮｎとから式αｎ＝（Ｓｎ−Ｎｎ）／Ｎ（ｎ
＝０、１、２、・・・、ｍ）の計算が行われる。

【００６１】ステップＳＴ１０８において、ステップＳ
Ｔ１０７で求められた値αｎの最大値と設定された所定
値、例えば０．３と比較され、この所定値に満たない場
合にはステップＳＴ１０９で、電源回路７４に対して駆
動回路７３’への給電電圧を上げる指示信号が供給さ
れ、その後、ステップＳＴ１０１に戻る。

【００６２】またステップＳＴ１０８でαｎの最大値が
所定値０．３よりも大きい場合には所定値、次にステッ
プＳＴ１１０に進み、αｎの最大値が所定値、例えば
０．７と比較され、これを越える場合は、ステップＳＴ
１１１で電源回路７４に対して駆動回路７３’への給電
電圧を下げる指示信号が供給され、その後、ステップＳ
Ｔ１０１に戻る。

【００６３】また、ステップＳＴ１１０において、αｎ
の最大値が所定値、例えば０．３〜０．７の範囲の場合
には前方物体からの反射光線が適確に含まれるとして次
のステップＳＴ１１２に進む。

【００６４】ステップＳＴ１１２においては、αｎの最
大値およびその周辺（αｎ−２，αｎ−１，αｎ，αｎ
＋１，αｎ＋２）のデータ分布から真の波高値とそのタ
イミングを算出し、発光開始信号であるトリガ信号の立
ち上がりタイミングの時間から受光信号の立ち上がりタ
イミングの時間Ｔ_d までを算出し、距離計算を式３×１
０⁸ ×（Ｔ_d ／２）において求め、ステップＳＴ１００
に戻る。

【００６５】なお、Ｘ端子に供給される補正指示信号
は、外部操作によって供給するようにしてもよいが、距
離計算回路８５等をマイクロコンピュータで構成した場
合には、マイクロコンピュータに電源が供給された直後
に、自動的に発生させるように構成してもよい。この場
合、ステップＳＴ１００は不必要になることはいうまで
もないことである。

【００６６】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、簡単な信号処理を行う構成にすることにより多く
のコストをかけずに距離算出の精度を向上できるという
効果が発揮されるとともに、近距離から遠距離までの広
範囲の距離測定を確実に所定の精度で検出できるので、
製品の信頼性を向上することができるという効果が発揮
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１実施例を示す回路ブロック
説明図である。

【図２】図１の作用説明をするための波形による説明図
である。

【図３】この発明による第２実施例を示す回路ブロック
説明図である。

【図４】図３の作用説明の概要を説明するための説明図
である。

【図５】図３の実施例の加算回路（６４）およびピーク
検出回路（６１）を説明するための説明図である。

【図６】この発明による第３実施例を示す回路ブロック
説明図である。

【図７】この発明による第３実施例を示すフローチャー
トである。

【図８】従来装置の回路ブロック説明図である。

【図９】図８の回路説明を行うための波形説明図であ
る。

【図１０】図８における演算回路（４１）で距離算出を
行うためのフローチャート図である。

【図１１】従来例の問題点を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１１駆動信号発生回路１３，７５，８８発光素子１６，８１受光素子２０カウンタ４１，４１’ 演算回路４３分散パルス発生回路６１ピーク検出回路６２時間計測回路６３補正回路７２発光トリガ信号発生回路７３駆動回路８４加算回路８５距離計算回路８９遮光部材９０ＡＧＣ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｃ 3/06 ＡＧ０１Ｓ 17/93

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と、該発光素子にトリガ信号を
供給して駆動する駆動信号発生手段と、前記発光素子か
ら発せられ、前方物体によって反射された反射光を受光
する受光素子と、該受光素子で受光される受光波形と前
記駆動信号発生手段からのトリガ信号の発生タイミング
とに基づいて前記前方物体までの距離を算出する距離算
出手段とを備えた距離測定装置において、前記受光手段
からの受光波形が適正な大きさの波形になるように前記
駆動信号発生手段の出力電圧を変化させてなることをこ
とを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】発光素子と、該発光素子にトリガ信号を
供給して駆動する駆動信号発生手段と、前記発光素子か
ら発せられ、前方物体によって反射された反射光を受光
する受光素子と、該受光素子から出力れる受光信号の波
形の中心を求める中心算出手段と、該中心算出手段で求
めた中心となる時間と前記駆動信号発生手段からのトリ
ガ信号の発生タイミングとに基づいて前記前方物体まで
の距離を算出する距離算出手段とを備えた距離測定装置
において、前記中心算出手段は、入力される前記受光手
段から出力される受光信号の波形が飽和波形になったと
きを検出して前記駆動信号発生手段の出力電圧を低下さ
せてなることをことを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】発光素子と、該発光素子にトリガ信号を
供給して駆動する駆動信号発生手段と、前記発光素子か
ら発せられ、前方物体によって反射された反射光を受光
する受光素子と、該受光素子から出力れる受光信号を所
定回数加算して、正規化する加算手段と、該加算手段か
らの加算結果と前記駆動信号発生手段からのトリガ信号
の発生タイミングとに基づいて前記前方物体までの距離
を算出する距離算出手段とを備えた距離測定装置におい
て、前記加算手段からの波形信号に基づいて波形の波高
値を算出し、波高値が所定の範囲に入るように前記駆動
信号発生手段から発光素子に供給される電流の大きさを
変化せしめることを特徴とする距離測定装置。