JPH08210821A

JPH08210821A - 対象物測定装置

Info

Publication number: JPH08210821A
Application number: JP7017269A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Maeda; 智治前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】対象物までの距離及びその形状を精度よく求
める。【構成】レーザ発光源３０から発光されたスリット光
を角速度ωで回転するスキャンミラー３４により車両後
部の車両進行方向と交差する方向に走査する。スリット
光は障害物１００で反射し、該反射光は鉛直方向及び水
平方向に２次元的かつ連続的に配置されたＣＣＤに受光
レンズ３８を介して結像する。コンパレータはＣＣＤか
ら出力された電圧としきい値とを比較して、該ＣＣＤに
反射光が結像したか否かを判断する。ＲＯＭ１８には反
射光のレンズ３８への入射角度φが記憶されており、マ
イコン１４は時間を計数することによりスリット光の照
射角度θを得る。そして、ミラー３６及びレンズ３８間
距離ｄ、照射角度θ及び入射角度φに基づいて、三角測
量法により、反射点までの距離Ｌを算出すると共にモニ
ター４４ａ、４４ｂに対象物の水平及び鉛直方向の形状
を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物測定に係り、よ
り詳しくは、対象物までの距離や対象物の形状を測定す
る対象物測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に対象物測定装置には、対象物に向
けて光や超音波を発射しその反射波が帰ってくるまでの
時間を計測することにより対象物までの距離を検出する
アクティブ方式と、対象物の像をレンズを介してイメー
ジセンサで捉え、三角測量法によって対象物までの距離
を検出するパッシブ方式とがある。

【０００３】前述したアクティブ方式を用いた対象物測
定装置としては例えば、５個のレーザ発光源と該レーザ
発光源から発光され対象物から反射された光を受光する
５個の受光素子等を備えた自動車用レーザ装置が提案さ
れている（特開昭６２−１８４３８５号公報）。この自
動車用レーザ装置は、５個のレーザ発光源の各々を所定
周期で順次発光させる。また、５個の受光素子を各々
を、５個々のレーザ発光源のレーザ発光と同期させて、
レーザ発光源の所定周期で順次受光可能としている。こ
こで、所定距離内に障害物が存在すればレーザ発光源か
ら発光され障害物で反射されたレーザ光を受光素子のい
ずれかが受光することとなる。そこで、この自動車用レ
ーダー装置は、レーザ発光源からレーザ光が発光された
ときから障害物で反射されたレーザ光を受光素子が受光
するときまでの時間に基づいて自車両から障害物までの
距離を求めている。

【０００４】また、上記パッシブ方式を用いた対象物測
定装置としては例えば、第１のイメージセンサの中央位
置に先行車両を結像させる基準ミラーと、基準ミラーか
ら所定距離離れ、かつ、所定回転速度で往復回転し先行
車両を第２のイメージセンサに決像させるスキャンミラ
ーとを備えた車間距離測定装置が提案されている（特開
昭６４−９１０１１５号公報）。この車間距離測定装置
では、先行車両が第１のイメージのセンサ及び第２のイ
メージセンサの中央位置に結像し、第１のイメージセン
サの出力と第２のイメージセンサの出力が一致したと
き、すなわち、先行車両、基準ミラーの中心位置、スキ
ャンミラーの中心位置からなる三角形が形成されたと
き、基準ミラー及びスキャンミラーの中心を結ぶ直線と
両ミラーへの先行車両からの入射光とのなす角及び両ミ
ラー間距離に基づいて、先行車両との車間距離を求めて
いる。

【０００５】以上説明した自動車用レーザ装置及び車間
距離測定装置は対象物までの距離を測定しているが、こ
のように対象物までの距離を測定すると共に、対象物を
カメラで検出して対象物を判定する対象物測定装置とし
て、赤外線を検出するカメラに基づいて歩行者を判定
し、かつ、超音波センサを用いて超音波を送出したとき
から歩行者からされた反射波を入射したときまでの時間
に基づいて、歩行者までの距離を算出する車両周囲監視
装置が提案されている（特開昭６２−２７３４７５号公
報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記自動車
用レーザ装置（特開昭６２−１８４３８５号公報）は、
所定のクロック信号のカウント値に基づいて測定された
レーザ光の往復時間に基づいて障害物までの距離を求め
ている。従って、障害物が近距離に存在する場合には上
記レーザ光の往復時間が短いため、この往復時間を正確
に測定するためにはクロック信号を出力する周期を短く
する必要がある。しかしながら、近距離に存在する障害
物までの光の往復時間を正確に測定するようにクロック
信号を短い周期で出力することは困難である。従って、
該往復時間を正確に測定することが困難であり、障害物
を正確に測定することは困難である。また、この自動車
用レーダー装置は障害物までの距離のみを測定している
ことから、その障害物がいかなる形状であるかを認識す
ることができない。

【０００７】また、上記車間距離測定装置（特開昭６４
−９１０１１５号公報）は、太陽光が先行車両から反射
した光をイメージセンサに結像させているため、自然環
境に弱く、夕方を過ぎ周囲が暗くなすると車間距離を正
確に求めることができない。また、この車間距離測定装
置は、車間距離だけのみを求めていることから、先行車
両がいかなる形状であるかを認識することができない。

【０００８】更に、上記車両周囲監視装置（特開昭６２
−２７３４７５号公報）は、歩行者であるか否かを判断
すると共に歩行者までの距離を算出するために、赤外線
を検出するカメラ及び超音波センサを用いているため、
装置が複雑になる。また、赤外線に基づいて歩行者であ
ると判定しているのみであるので、歩行者の形状を認識
することができない。

【０００９】本発明は、上記事実に鑑み成されたもの
で、対象物までの距離及びその形状を精度よく求めるこ
とができる対象物測定装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項１記載の発明は、所定方向に伸びるスリット光を照射
して前記所定方向と交差する方向に走査するスリット光
走査手段と、２次元状に配列された複数の受光部を備え
かつ前記走査によって対象物から反射した反射光を該複
数の受光部によって分割して受光する受光手段と、前記
スリット光走査手段と前記受光手段とを結ぶ直線に対す
る前記複数の受光部の各々に受光された前記反射光の角
度を前記複数の受光部の各々と対応して記憶する記憶手
段と、前記直線に対する前記スリット光の照射角度を検
出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出さ
れた照射角度、前記記憶手段に記憶された前記角度、及
び前記スリット光走査手段及び前記受光手段間の距離に
基づいて、前記対象物までの距離を算出する距離算出手
段とを備えている。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記算出された距離及び前記記憶手段に記
憶された前記角度に基づいて、前記対象物の形状を表示
する表示手段を更に備えるようにしている。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記受光部をＣＣＤ素子を含
んで構成している。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、スリット光走査手段
は、所定方向に伸びるスリット光を照射して前記所定方
向と交差する方向に走査する。

【００１４】ここで、スリット光走査手段は、例えば、
所定方向に伸びるスリット光を発光するスリット光発光
手段と、スリット光発光手段により発光されたスリット
光を所定方向と交差する方向に走査する走査手段とによ
り構成してもよく、また、所定方向と交差する方向でか
つ、所定方向と交差する方向における異なる方向にスリ
ット光を各々照射する複数の照射手段と、スリット光に
より所定方向と交差する方向に走査されるように複数の
照射手段を順次照射させる制御手段とにより構成しても
よい。

【００１５】そして、角度検出手段は、スリット光走査
手段と受光手段とを結ぶ直線に対する上記スリット光の
照射角度を検出する。

【００１６】ここで、例えば、スリット光走査手段によ
りスリット光が走査される範囲に、対象物（例えば、縁
石、後続車等）が存在し、スリット光走査手段が所定方
向に伸びるスリット光を所定方向と交差する方向に走査
すると、２次元状に配列された複数の受光部を備えた受
光手段は、該走査によって対象物から反射した反射光を
該複数の受光部によって分割して受光する。なお、この
受光部を、請求項３記載の発明のように、ＣＣＤ素子を
含んで構成してもよい。

【００１７】この場合、対象物から反射した反射光を該
複数の受光部によって分割して受光することから、対象
物から反射した反射光のある反射点と該反射光を受光し
た受光部とは１対１に対応し、スリット光走査手段と受
光手段とを結ぶ直線に対する反射光の角度は、各受光部
毎に定まる。

【００１８】そこで、記憶手段は上記直線に対する複数
の受光部の各々に受光された反射光の角度を複数の受光
部の各々と対応して記憶している。

【００１９】また、スリット光走査手段と受光手段との
距離も予め分かる。このように、上記直線に対するスリ
ット光の照射角度、上記直線に対する反射光の角度及び
スリット光走査手段と受光手段との距離が分かることか
ら、例えば、三角測量法により、対象物までの距離を算
出することができる。

【００２０】すなわち、図１に示すように、スリット光
走査手段が点Ｑに位置し、スリット光走査手段による走
査によって対象物で反射した反射光が点Ｒに位置する受
光部に受光され、かつ、反射光の反射点が点Ｐに位置し
ているとする。

【００２１】角度検出手段によりスリット光走査手段と
受光手段とを結ぶ基準線Ｍに対するスリット光の反射点
Ｐへの照射角度θが検出される。例えば、スリット光走
査手段がスリット光を所定方向と交差する方向に角速度
ωで走査し、スリット光の照射方向が所定方向（照射角
度が０の方向）に到達したときからの時間ｔを測定すれ
ば、基準線Ｍに対するスリット光の反射点Ｐへの照射角
度θ（＝ωｔ）が検出される。

【００２２】また、記憶手段には基準線Ｍに対する複数
の受光部の各々に受光された反射光の角度を複数の受光
部の各々と対応して記憶していることから、点Ｒに位置
する受光部に受光された反射点Ｐから反射した反射光の
角度φが分かる。そして、スリット光走査手段と受光手
段との距離ｄも予め分かる。

【００２３】よって、三角測量法により、対象物までの
距離、例えば、上記基準線Ｍ及反射点Ｐ間の距離Ｌは、
次式（１）から得られる。

【００２４】

【数１】そこで、距離算出手段は、検出手段により検出された照
射角度θ、記憶手段に記憶された角度φ、及びスリット
光走査手段と受光手段との距離ｄに基づいて、対象物ま
での距離Ｌを算出する。

【００２５】このように、上記直線（基準線Ｍ）に対す
る反射光の角度は予め記憶されていることから上記照射
角度を測定すれば、対象物までの距離が求めら、上記照
射角度を精度よく測定することが可能であることから、
対象物が近距離に存在する場合であっても、対象物まで
の距離を精度よく測定することができる。

【００２６】なお、スリット光走査手段は、スリット状
のレーザ光により走査するようにすれば、あたりが暗く
なるような自然環境に拘らず対象物までの距離を精度よ
く求めることができる。

【００２７】ここで、対象対象物までの距離Ｌ及び記憶
手段に記憶された角度φから、例えば、スリット光走査
手段や受光部に対する反射点Ｐの位置が分かることか
ら、スリット光走査手段や受光部に対する対象物の位置
も分かる。

【００２８】そこで、請求項２記載の発明では、請求項
１記載の発明において、表示手段は、算出された距離と
記憶手段に記憶された角度とに基づいて、対象物の形状
を表示する。

【００２９】このように、算出された距離と記憶手段に
記憶された角度とに基づいて、対象物の形状を表示する
ことから、スリット光走査手段及び受光手段の簡易な構
成要素により、対象物までの距離及び形状を測定するこ
とができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、本実施例は、対象物測定装置を車両
に取付け、車両周辺に存在する対象物までの距離及び形
状を測定して、車両周辺を監視するようにしたものであ
る。

【００３１】図２に示すように、対象物測定装置は、車
両１０内のインストルパネルのドライバーから見える所
定位置に表示器４４を備えている。この表示器４４は、
車両１０の後方に存在する障害物（例えば、縁石等。）
１００の所定の高さにおける水平方向Ｘの形状を表示す
るためのモニタ４４ａ及び該障害物１００の所定の位置
の鉛直方向Ｚの形状を表示するためのモニタ４４ｂを備
えている（図３参照）。また、本実施例では、この対象
物測定装置の発光受光部１２を後部バンパー１１の上部
所定位置に設けている。

【００３２】この発光受光部１２は、図３に示すよう
に、レーザ光を鉛直方向Ｚに伸びる（縦方向に面状に広
がる）スリット光として照射するレーザ発光源３０を備
えている。レーザ発光源３０は、例えば、レーザ光を発
光する半導体レーザ、該半導体レーザから発光されたレ
ーザ光を平行光線束として射出するコリメートレンズ及
びコリメートレンズから射出した平行光線束を円柱軸と
同一の方向にスリット状に照射させる円柱形状となって
いるロッドレンズから構成されている。

【００３３】また、この発光受光部１２は、レーザ発光
源３０から照射されたスリット光を入射しかつ所定の角
速度ωで回転するスキャンミラー（例えば、ガルバノメ
ータミラー、レゾナントスキャナ等。）３４を備えてい
る。更に、この発光受光部１２は、受光レンズ３８とＣ
ＣＤアレイ４０を備えている。ここで、レーザ発光源３
０と受光レンズ３８の中心とを結ぶ直線を基準線Ｍ（水
平方向Ｘと平行）とする。

【００３４】このＣＣＤアレイ４０は、図４に示すよう
に、１６行２０列のマトリックス状に合計３２０個のＣ
ＣＤ素子（以下、ＣＣＤ_ijと称する。）を備えている。
なお、ｉは行番号（１〜１６）を、ｊは列番号（１〜２
０）を表している。このＣＣＤアレイ４０の各ＣＣＤ_ij
の受光面は、車両１０の進行方向Ｙと交差するＸ−Ｙ平
面と平行となっている（図１及び図３参照）。また、Ｃ
ＣＤアレイ４０の中心位置に配置されたＣＣＤ_{8 10}と受
光レンズ３８の中心位置とを結ぶ直線は光軸とされ、こ
れは、車両１０の進行方向Ｙと平行となっている。

【００３５】次に対象物測定装置の制御系を図３及び図
５を参照して説明する。本制御系はマイクロコンピュー
タ１４を備えている。このマイクロコンピュータ１４
は、ＣＰＵ１６、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ２０、入力ポート
２２、出力ポート２４を備え、これらはバス２６を介し
て相互に接続可能となっている。出力ポート２４には、
前述した表示器４４、レーザ発光源３０、スキャンドラ
イバ３２が接続されている。スキャンドライバ３２は、
マイクロコンピュータ１４の制御によって、軸３６を介
してスキャンミラー３４を所定の角速度ωで回転するよ
うになっている。これにより、レーザ発光源３０から発
光されたスリット光は、スキャンミラー３４の回転によ
って車両１０後部の車両進行方向Ｙと交差する水平方向
Ｘに走査される。また、出力ポート２４は、コンパレー
タ群４２に接続されている。

【００３６】次に、コンパレータ群４２の構成を説明す
る。コンパレータ群４２は、図６に示すように、前述し
たＣＣＤアレイ４０の各ＣＣＤ_ijと１対１に対応し、か
つ、対応するＣＣＤ_ijの出力がプラス（＋）入力に接続
されたコンパレータ５６_ijを備えている。このコンパレ
ータのマイナス（−）入力には、マイクロコンピュータ
１４から、所定のしきい値（所定電圧値）ｔｈが入力さ
れるようになっている。また、各コンパレータ５６_ijの
出力端は切換器５４に接続されており、切換器５４は、
１６本の接続線を介して入力ポート２２に接続されてい
る。切換器５４は、マイクロコンピュータ１４から、ス
キャンドライバ３２の制御によるスリット光が所定角度
Δθ（＝ωΔｔ）移動する毎に、すなわち、所定時間Δ
ｔ毎にクロック信号ｃｋが入力される。

【００３７】次に、マイクロコンピュータ１４から出力
されるしきい値ｔｈについて説明する。前述したよう
に、レーザ発光源３０から発光されたスリット光は、ス
キャンミラー３４の回転によって、車両１０後部の車両
進行方向Ｙと交差する水平方向Ｘに走査される。そし
て、照射されたスリット光が障害物１００から反射した
ときの反射光は、受光レンズ３８を介してＣＣＤ_ijに入
射する。従ってＣＣＤ_ijは、電荷を蓄積することにな
る。ここで、スリット光が反射した障害物１００上のあ
る反射点を考えた場合、この反射点を物点としたときの
像点に対応するＣＣＤ _ijの蓄積電荷量は、他のＣＣＤ_kl
（ｋはｉ以外の１〜１６の行番号を、ｌはｊ以外の１〜
２０の列番号を表している。）の蓄積電荷量よりも多く
なる。そこで、反射点を物点としたときの像点に対応す
るＣＣＤ_ijの蓄積電荷量よりも若干小さい値をしきい値
ｔｈとしている。従って、コンパレータ５６_ijは、ＣＣ
Ｄ_ijからの蓄積電荷に対応する電圧と上記しきい値ｔｈ
に対応する電圧とを比較し、ＣＣＤ_ijからの電圧が大き
い場合、パルスを出力する。よってコンパレータ５６_ij
からパルスが出力された場合、このコンパレータ５６_ij
に対応するＣＣＤ_ijを像点とした場合の物点に反射光の
反射点があると判断することができる。

【００３８】次に、照射されたスリット光が障害物１０
０から反射した時の反射光の受光レンズ３８への入射角
φ_ij（図３参照）について説明する。ＣＣＤ_ijの配置位
置と受光レンズ３８の配置位置とから、ＣＣＤ_ijが前述
の像点とした場合の物点に対応する反射点は１点に定ま
る。従って、ＣＣＤ_ijが前述の像点とした場合の物点に
対応する反射点からの反射光の受光レンズ３８への入射
角φ_ij（反射点と受光レンズ３８の中心とを結ぶ直線と
基準線Ｍとのなす角）は予め定まる。また、この入射角
φ_ijは各ＣＣＤ_ij毎に予め定まる。そこで、各ＣＣＤ_ij
に対応した入射角φ_ijを各ＣＣＤ_ijと対応してＲＯＭ１
８に記憶している。

【００３９】次に、本実施例の作用を、制御ルーチンを
示したフローチャート（図７）及び図８に示したタイミ
ングチャートを参照して説明する。ここで、レーザ発光
源３０からは常時スリット光が照射される。また、スキ
ャンミラー３４を所定の角速度ωで回転させている。従
って、スキャンミラー３４の回転によってレーザ発光源
３０から照射されたスリット光が車両１０後部の車両進
行方向Ｙと交差する水平方向Ｘに走査される。そして、
スキャンミラー３４の回転によってスリット光が所定の
照射角度θ₀となったときに本ルーチンがスタートす
る。なお、照射角度θ₀は、ωｔ₀であり、ｔ₀は、ス
リット光の照射角度が０のときから該照射角度がθ₀と
なるまでに要する時間であり、この時間ｔ₀は図示しな
いソフトタイマーにより計数される。

【００４０】まず、ステップ１０２で、前述した列を表
す変数ｊを０に初期化し、ステップ１０４で変数ｊを１
インクリメントする。ステップ１０６で、クロック信号
ｃｋを出力する（図８（ａ）参照）。次のステップ１０
８で前述した行を表す変数ｉを０に初期化し、ステップ
１１０で変数ｉを１インクリメントする。

【００４１】ここで、車両１０後部の車両進行方向Ｙに
障害物１００が存在すれば、スリット光は障害物１００
で反射し、受光レンズ３８によってＣＣＤアレイ４０の
所定列のＣＣＤ（反射点を物点とした場合の像点に対応
するＣＣＤ）に結像される。

【００４２】一方、所定時間Δｔ経過する毎にクロック
信号ｃｋがコンパレータ群４２の切換器５４に出力され
〔図８（ａ）参照、ｃｋ１、ｃｋ２、ｃｋ３・・・ｃｋ
２０〕、この切換器５４は、クロック信号ｃｋをカウン
トし、該カウント値に対応する列のコンパレータ５６_ij
からの出力を出力線を介してマイクロコンピュータの入
力ポート２２に出力させる〔図８（ｂ）、ｔ₀〜ｔ₁、
ｔ₃〜ｔ₄、・・・ｔ ₃₈〜ｔ₃₉参照〕。

【００４３】従って、車両１０の後部に障害物１００が
存在すれば、障害物１００から反射した反射光が受光レ
ンズ３８によりＣＣＤアレイ４０に結像し、所定時間Δ
ｔ毎に出力されるクロック信号ｃｋによって、ＣＣＤか
らの出力と前述したしきい値ｔｈとの比較結果を入力ポ
ート２２に出力するコンパレータ群４２の各列のコンパ
レータ５６_ijが所定時間Δｔ経過する毎に、ｊ列目のコ
ンパレータ５６_ij、ｊ＋１列目のコンパレータ５
６_ij+1、ｊ＋２列目のコンパレータ５６_ij+2、・・・の
ように１列毎に移動する。

【００４４】このように、車両１０の後部に障害物１０
０が存在すれば、スリット光が照射され障害物１００で
反射した反射光は、反射点を物点とした場合の像点に対
応するＣＣＤに結像する。このＣＣＤからの出力は、こ
のＣＣＤに接続されているコンパレータで、しきい値ｔ
ｈと比較され、このＣＣＤからの出力はしきい値ｔｈよ
り大きいので、このコンパレータからパルスが切換器５
４に入力される。一方、切換器５４は、入力したクロッ
ク信号ｃｋをカウントし、該カウント値に対応する列の
コンパレータから出力されたパルスを入力ポート２２に
出力することになる。従って、入力ポート２２にパルス
が入力された場合には、切換器５４を介してパルスを出
力したコンパレータに接続されたＣＣＤを像点とした場
合の物点位置に、反射光の反射点（障害物１００上の
点）が存在することになる。

【００４５】そこで、ステップ１１２で、ｉ番目のポー
トにパルスが入力されたか否かを判断する。このよう
に、ｉ番目のポートにパルスが入力されたか否かを判断
しているのは、切換機５４と接続している１６本の接続
線が接続する入力ポート２２の各ポートは、前述した行
番号（ｉ＝１〜１６）に対応するからである。すなわ
ち、１番目のポートにはｊ列のコンパレータ５６_1jの出
力が入力され、以下同様となっており、１６番目のポー
トはｊ列のコンパレータ５６_{16 j}の出力が入力されるこ
とから、ｉ番目のポートにパルスが入力された場合に
は、コンパレータ５６ _ijからパルスが出力されたこと、
すなわち、該コンパレータ５６_ijに接続されているＣＣ
Ｄ_ijに受光レンズ３８によって障害物１００から反射し
た反射光が結像されたと判断できるからである。

【００４６】そこで、ｉ番目のポートにパルスが入力さ
れていない場合にはステップ１２２に進む。一方、ｉ番
目のポートにパルスが入力された場合には、ステップ１
１４で入射角φ_ijを取込み、ステップ１１６で距離Ｌ_ij
を演算する。すなわち、時間ｔによりスリット光の照射
角度θ（＝ω・ｔ）が分かり、かつ、ステップ１１４に
より入射角φ_ijが分かる。更に、スキャンミラー３４の
中心位置から受光レンズの中心位置までの距離ｄは予め
分かっている。そこで、前述したように、三角測量法に
より、式（１）から距離Ｌ_ijが求められる。

【００４７】次のステップ１１８で、変数ｉが８である
か否かを判断する。該判断が否定された場合にはステッ
プ１２２に進み、該判断が肯定された場合にはステップ
１２０で、距離Ｌ_ijと入射角φ_ijとに基づいて表示器４
４のモニター４４ａ（図３参照）にプロットする。

【００４８】ここで、該処理（ステップ１２０）を図９
を参照して詳細に説明する。前述したように、受光レン
ズ３８の中心Ｏ₁とＣＣＤ_{8 10}とを結ぶ直線が光軸Ｃと
なっており、この８行目のＣＣＤ_8jが反射光を受光して
いる場合には、この光軸Ｃ及び８行目のＣＣＤ_8jを含む
平面Ｈ１上に障害物１００上をスリット光が反射した反
射点Ｄ₁が存在することになる。この場合、ステップ１
１４では入射角φ_8jが取り込まれており、ステップ１１
６では距離Ｌ_8jが演算されている。従って、反射点Ｄ₁
が車両１０に対して如何なる位置にあるかを計算するこ
とができる。そこで、本処理では、入射角φ_8j及び距離
Ｌ_8jにより定まる反射点Ｄ₁の位置を計算してモニター
４４ａにプロットする。これにより、モニター４４ａに
は、障害物１００のある高さ（本実施例では光軸Ｃの高
さ）における水平方向Ｘの形状が表示される。

【００４９】次のステップ１２２で、変数ｉが１６以上
であるか否かを判断する。該判断が否定された場合に
は、前述のｊ列における全ての行（ｉ＝１〜１６）のデ
ータを処理していないことから、ステップ１１０に戻
り、以上の処理（ステップ１１０〜ステップ１２２）を
繰り返し、ステップ１２２の判断が肯定された場合に
は、ｊ列の全ての行（ｉ＝１〜１６）のデータを処理し
たことから、ステップ１２４に進む。なお、ｊ列の全て
の行（ｉ＝１〜１６）のデータを処理するのに要する時
間はＴ時間必要となる〔図８（ｃ）、ｔ₁〜ｔ₂（＝
Ｔ）、ｔ₄〜ｔ₅（＝Ｔ）、・・・ｔ₃₉〜ｔ₄₀（＝Ｔ）
参照〕。

【００５０】ステップ１２４で、変数ｊが１０であるか
否かを判断する。該判断が否定された場合にはステップ
１２８に進み、該判断が肯定された場合には、ステップ
１２６で、距離Ｌ_i(i=1...16)、すなわち、距離Ｌ_{1 10}
〜Ｌ_{16 10}に基づいて表示器４４のモニター４４ｂにプ
ロットする。

【００５１】ここで、該処理（ステップ１２６）を、図
１０を参照して説明する。ｉ行１０列のＣＣＤ_i10が反
射光を受光している場合には、前述した光軸Ｃ及び１０
列目のＣＣＤ_i10を含む平面Ｈ２（平面Ｈ１と交差して
いる。）上に反射点Ｄ₂が存在することになる。この場
合、入射角φ_i10は９０°であり、かつ、ステップ１１
６では距離Ｌ_i10が演算されている。また、前述したよ
うに、ＣＣＤ_i10を像点とする物点（反射点Ｄ₂）は１
点に定まる。従って、ＣＣＤ_i10の配置位置と受光レン
ズ３８の配置位置とから反射点Ｄ２の高さ情報ｈ_i10が
定まる。そこで、本処理（ステップ１２６）では、距離
Ｌ_i10とＣＣＤ_i10（ＣＣＤ_{1 10}〜ＣＣＤ_{16 10}）に基
づいて定まる高さ情報ｈ_i10とに基づいて、モニター４
４ｂにプロットする。これにより、モニター４４ｂに
は、障害物１００の平面Ｈ２が交差する位置の鉛直方向
Ｚの形状が表示される。

【００５２】次のステップ１２８で、変数ｊが２０以上
であるか否かを判断する。該判断が否定された場合に
は、全てのＣＣＤからの出力に基づくデータを処理して
いないことから、ステップ１３０で、クロック信号を出
力したとき（ステップ１０６）から、所定時間Δｔ経過
したか否かを判断し、該判断が肯定された場合には、ク
ロック信号ｃｋに合わせてｊ＋１列に結像している反射
光について処理を実行するため、ステップ１０４に戻
り、以上の処理（ステップ１０４〜ステップ１３０）を
繰り返す。一方、ステップ１２８の判断が肯定された場
合には、全てのＣＣＤからのデータを処理したことから
本処理を終了する。なお、本処理が終了するまでに要す
る時間は、２０・Δｔ（ｔ₀〜ｔ₄₁）となっている。

【００５３】以上説明したように本実施例によれば、入
射角度φは予めＲＯＭ記憶されていることからスリット
光の照射角度θ、すなわち、時間Δｔを測定すれば、反
射点までの距離が求めら、上記時間Δｔ（なお、角速度
ωを小さくすればΔｔを長くすることができる。）は、
例えば、車両及び近距離に存在する障害物間の光の往復
時間よりも長いことから該時間Δｔを精度よく測定する
ことが可能である。従って、対象物が近距離に存在する
場合であっても、対象物までの距離を精度よく測定する
ことができる。

【００５４】なお、本実施例では、スリット状のレーザ
光により走査しているので、あたりが暗くなるような自
然環境に拘らず対象物までの距離を精度よく求めること
ができる。

【００５５】また、前述した実施例では、算出された距
離Ｌ_ij及び入射角度φ_ijに基づいて対象物の形状を表示
することから、レーザ発光源、スキャンミラー、受光レ
ンズ及びＣＣＤアレイの簡易な構成で対象物までの距離
及び形状を測定することができる。

【００５６】更に、前述した実施例では、ＣＣＤを用い
て反射光を受光するようにしているため、解像度よく反
射光を受光できる。

【００５７】加えて、前述した実施例では、対象物の形
状を車両内のインストルパネルのドライバーから見える
所定位置に配置した表示器に表示するようにしているこ
とから、車両周囲を精度よく監視することができ、ドラ
イバーの死角を無くすことができる。

【００５８】なお、カメラ座標でなく実世界の次元で障
害物の位置、形状を把握しているので、レーザ発光源、
スキャンミラー、受光レンズ及びＣＣＤアレイを容易に
配置することができる。

【００５９】以上説明した実施例では、レーザ発光源、
スキャンミラーを備えて、レーザ発光源から発光された
スリット光をスキャンミラーの回転によって車両後部の
車両進行方向Ｙと交差する水平方向Ｘに走査させている
が、これ限定するものでなく、例えば、図１１に示すよ
うに、スリット光を発光する７個のレーザ発光源３０ _a1
〜３０_a7を、各レーザ発光源３０_a1〜３０_a7から発光さ
れるスリット光の照射方向を各々異なる方向に設定して
配置し、マイクロコンピュータ１４の制御に応じてドラ
イバー３０_bは、各レーザ発光源３０_a1〜３０_a7から発
光されたスリット光により、車両後部の車両進行方向Ｙ
と交差する水平方向Ｘに走査されるように、点灯制御す
るようにしてもよい。

【００６０】また、前述した実施例では、ＣＣＤアレイ
の鉛直方向Ｚ中央位置に対応するＣＣＤ_8jに対応する高
さにおける障害物１００の水平方向Ｘの形状を表示する
ようにしているが、これ限定するものでなく、ＣＣＤア
レイの鉛直方向Ｚの中間、例えば、ＣＣＤ_2j、ＣＣ
Ｄ_4j、ＣＣＤ_6j、ＣＣＤ_8jに基づいて、ＣＣＤ_2j、ＣＣ
Ｄ _4j、ＣＣＤ_6j、ＣＣＤ_8jに対応する各々の高さにおけ
る障害物１００の水平方向Ｘの形状を表示するようにし
てもよく、また、表示された形状の各々の位置までの距
離も表示するようにしてもよい。例えば、４０〔ｃ
ｍ〕、６０〔ｃｍ〕、８０〔ｃｍ〕のように、地表に対
して同一高さの部分の障害物の形状及び該距離を表示す
るようにしてもよい。

【００６１】更に、前述した実施例では、ＣＣＤアレイ
の水平方向Ｘ中央位置に対応するＣＣＤ_i10に基づい
て、障害物１００の鉛直方向Ｚの形状を表示するように
しているが、これ限定するものでなく、ＣＣＤアレイの
水平方向Ｘ中間、例えば、ＣＣＤ_i8、ＣＣＤ_i10、ＣＣ
Ｄ_i12に基づいて、ＣＣＤ_i8、ＣＣＤ_i10、ＣＣＤ_i12
に対応する障害物１００の鉛直方向Ｚの形状を表示する
ようにしてもよく、また、表示された形状の各々の位置
までの距離も表示するようにしてもよい。

【００６２】また、前述した実施例では、ＣＣＤアレイ
を用いるようにしているが、これ限定するものでなく、
フォトダイオードアレイを用いるようにしてもよい。

【００６３】更に、前述した実施例では、後部バンパー
１１の上部所定位置に１個の発光受光部１２を備えるよ
うにしているが、これ限定するものでなく、複数備えた
り、後部パンハー１１部だけでなく、車両前部、車両側
部に設けて、車両周辺を監視するようにしてもよい。

【００６４】また、前述した実施例では、対象物測定装
置を車両に取付けるようにしているが、これ限定するも
のでなく、列車、船等に取付け、周辺を監視するように
してもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、対象物から反射光の受光部への入射角度は予め記憶
されていることからスリット光の照射角度を測定すれ
ば、反射光が反射した対象物までの距離が求めら、上記
照射角度を精度よく測定することが可能であることか
ら、対象物が近距離に存在する場合であっても、対象物
までの距離を精度よく測定することができる、という効
果を有する。

【００６６】請求項２記載の発明は、算出された距離と
反射光を受光した受光部と対応して記憶手段に記憶され
た入射角度とに基づいて、対象物の形状を表示すること
から、スリット光走査手段及び受光手段の簡易な構成に
より、対象物までの距離及び形状を測定することができ
る、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】三角測量法を説明する説明図である。

【図２】本実施例の表示器及び発光受光部の車両への取
付け位置を説明するための説明図である。

【図３】本実施例のブロック図である。

【図４】ＣＣＤアレイの構成を示す概略図である。

【図５】本実施例の制御系のブロック図である。

【図６】コンパレータ群の構成を示す概略図である。

【図７】本実施例の制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図８】本実施例の制御ルーチンにおけるタイミングチ
ャートである。

【図９】障害物１００の水平方向の形状をモニターにプ
ロットするための説明図である。

【図１０】障害物１００の鉛直方向の形状をモニターに
プロットするための説明図である。

【図１１】本実施例の走査系の変形例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０車両１２発光受光部（スリット光走査手段）１４マイクロコンピュータ（距離算出手段）１８ＲＯＭ（記憶手段）３０レーザ発光源（スリット光走査手段）３０_a1〜３０_a7 レーザ発光源（スリット光走査手
段）３２スキャンドライバ（スリット光走査手段）３４スキャンミラー（スリット光走査手段）３８受光レンズ（受光手段）４０ＣＣＤアレイ（受光手段）４２コンパレータ群（受光手段）４４表示部（表示手段）４４ａ、４４ｂモニター（表示手段）１００障害物（対象物）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向に伸びるスリット光を照射して
前記所定方向と交差する方向に走査するスリット光走査
手段と、２次元状に配列された複数の受光部を備えかつ前記走査
によって対象物から反射した反射光を該複数の受光部に
よって分割して受光する受光手段と、前記スリット光走査手段と前記受光手段とを結ぶ直線に
対する前記複数の受光部の各々に受光された前記反射光
の角度を前記複数の受光部の各々と対応して記憶する記
憶手段と、前記直線に対する前記スリット光の照射角度を検出する
角度検出手段と、前記角度検出手段により検出された照射角度、前記記憶
手段に記憶された前記角度、及び前記スリット光走査手
段及び前記受光手段間の距離に基づいて、前記対象物ま
での距離を算出する距離算出手段と、を備えた対象物測定装置。
【請求項２】前記算出された距離及び前記記憶手段に
記憶された前記角度に基づいて、前記対象物の形状を表
示する表示手段を更に備えた請求項１記載の対象物測定
装置。
【請求項３】前記受光部をＣＣＤ素子を含んで構成し
たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の対象物
測定装置。