JPH09287943A

JPH09287943A - 距離測定装置及び安全走行システム

Info

Publication number: JPH09287943A
Application number: JP8122151A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishida; 毅石田; Junichi Takagi; 潤一高木; Shiro Ogata; 司郎緒方
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】距離測定装置の小型化を図りながら検出範囲
や検出精度を向上させる。さらにその部品コストを低減
させる。【解決手段】受光窓２３の背後に、第１の反射面２４
を有するミラー２５、第３及び第４の反射面３０，３１
を有するミラー３２、第２の反射面２６を有するミラー
２７を配置し、中央のミラー３２と受光窓２３の間の空
間に受光レンズ２ａ，２ｂと光検出器４ａ，４ｂを配置
する。受光窓２３から入射した光は、第１及び第３の反
射面２４，３０または第２及び第４の反射面２６，３１
で反射して光線の方向を１８０゜偏向された後、受光レ
ンズ２ａ，２ｂを透過して光検出器４ａ，４ｂに入射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は距離測定装置及び安
全走行システムに関する。特に、本発明は、位相差相関
法を用いて被検知物体までの距離を計測するための距離
測定装置と、当該距離測定装置を用いた安全走行システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年特に高まってきた車の先進安全性を
高めるためのセンサとして、前方車、後方車あるいは周
辺の障害物までの距離を測定する距離測定装置が各種提
案されている。そのなかでも、２つの光検出器と２つの
結像系を用いて対象物体の明暗差を検出し、その２つの
出力画像の位相差から光学的に対象物体までの距離を測
定する位相差相関法を用いた距離測定装置が、安価で小
型なセンサとして有望視されている。

【０００３】位相差相関法を用いて視野内にある被検知
物体までの距離を計測する従来の距離測定装置１の概略
構成を図１に示し、その光学的な構成を図２に示す。こ
の距離測定装置１はフォトダイオード（ＰＤ）アレイ等
の光検出器４ａ，４ｂを用いたものであって、図２に示
すように、等しい焦点距離ｆを有する第１の受光レンズ
２ａと第２の受光レンズ２ｂとが一定の基線長Ｑ（第１
及び第２の受光レンズ２ａ，２ｂの光軸３ａ，３ｂ間の
間隔）だけ隔てて配置されており、第１及び第２の受光
レンズ２ａ，２ｂから焦点距離ｆだけ離れた位置にはそ
れぞれ第１及び第２の光検出器４ａ，４ｂが配置されて
いる。

【０００４】しかして、この位相差相関法による距離測
定装置１にあっては、自然光が被検知物体ＯＢＪの表面
で反射拡散されると、その反射光ｒは、第１の受光レン
ズ２ａを通過する第１の光路を通って第１の光検出器４
ａに入射し、同時に第２の受光レンズ２ｂを通過する第
２の光路を通って第２の光検出器４ｂに入射する。第１
及び第２の光検出器４ａ，４ｂからマイクロプロセッサ
（ＣＰＵ）６へは、受光した光の光強度分布が画像情報
として出力される。そして、マイクロプロセッサ６にお
いては、第１の光検出器４ａから供給される画像５ａと
第２の光検出器４ｂから供給される画像５ｂの重心位置
のずれ量Ｄが計算される。このずれ量Ｄは図２のＸ₁＋
Ｘ₂に相当する。そして、被検知物体ＯＢＪまでの距離
Ｌは、画像５ａ，５ｂどうしの重心位置のずれ量の値Ｄ
＝Ｘ₁＋Ｘ₂を用い、三角法に基づいて次の式のように
求められる。Ｌ＝Ｑ・ｆ／Ｄ … これらの演算がマイクロプロセッサ６によって実行され
ると、図１に示すように、その結果は出力回路７を介し
て距離データとして出力される。

【０００５】上記のような距離測定装置において検出距
離Ｌを長くするためには、前記式に用いられているＱ
・ｆの値を大きくすればよい。つまり、Ｑ又はｆの値を
大きくすると、同じずれ量Ｄに対する測定距離Ｌの値が
大きくなる。しかし、基線長Ｑや焦点距離ｆの値を大き
くすると、距離測定装置１が大型化する。

【０００６】また、距離Ｌの変化ΔＬに対する上記ずれ
量Ｄの変化量ΔＤ＝−（Ｑ・ｆ）ΔＬ／Ｌ²は、測定距
離Ｌが大きくなるほど小さくなる。すなわち、長距離に
なるほど、距離Ｌの分解能が小さくなり、測距精度が悪
くなる。そのため分解能を高くしようとすれば、Ｑ・ｆ
の値をさらに大きくする必要があり、距離測定装置１は
さらに大型になる。

【０００７】また、距離測定装置１の視野範囲を広げる
ために視野角θを大きくするためには、視野角θの狭い
場合［図３（ａ）］と比較して示す図３（ｂ）の光学系
のように、受光レンズ２ａ，２ｂの焦点距離ｆを短くす
る必要がある。そうすると、ますます距離測定装置１の
光学系における基線長Ｑを長くする必要があり、距離測
定装置１が大きくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、距離測定装置
をできるだけ小型かつ安価にしながら、Ｑ・ｆの値を大
きくするため、図４に示すように、３つのミラー９，１
０，１１を用いて見かけの基線長（式の計算に用いる
基線長）Ｑを実際の基線長Ｑpよりも長くする方法がし
ばしば用いられている。これは反射面１２，１３を光入
射側及び内側に向けて配置された第１及び第２のミラー
９，１０間に第３のミラー１１を配置し、第３のミラー
１１の反射面１４，１５で反射された光を第３のミラー
１１の後方に配置された受光レンズ２ａ，２ｂに透過さ
せて光検出器４ａ，４ｂへ入射させるようにしている。

【０００９】しかしながら、図４のようにミラー９，１
０，１１を用いて実際の基線長Ｑpを短くした光学系で
は、受光窓１６の後方に各ミラー９，１０，１１を配置
し、さらにミラー９，１０，１１の後方に受光レンズ２
ａ，２ｂや光検出器４ａ，４ｂなどを配置しているの
で、無駄なスペースが多く発生し、そのため距離測定装
置を小型化することが困難であった。

【００１０】また、３つのミラー９，１０，１１を一体
化しようとしても、各ミラー９，１０，１１の反射面１
２，１４；１３，１５どうしが対向しているので、ミラ
ー９，１０，１１どうしを一体化することができず、光
学系の省スペース化と低コスト化を図ることができなか
った。

【００１１】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、距離測定装
置の小型化を図りながら検出範囲や検出精度を向上させ
ることにあり、さらにその部品コストを低減させること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の距離測
定装置は、所定の視野から放たれる光を第１及び第２の
光路に沿って伝達する受光光学系と、前記第１の光路に
沿って伝達された光を受光する第１の受光手段と、前記
第２の光路に沿って伝達された光を受光する第２の受光
手段とを備え、前記第１及び第２の受光手段の受光強度
分布を比較して物体までの距離を測定する距離測定装置
において、前記受光光学系は、前記第１及び第２の光路
中にそれぞれ第１及び第２の反射面を備え、これらの反
射面を介して前記第１及び第２の受光手段に光を伝達
し、前記第１及び第２の受光手段は、光入射部と前記反
射面との間に配置されていることを特徴としている。

【００１３】請求項１に記載の距離測定装置にあって
は、第１及び第２の光路の受光光学系にそれぞれ第１及
び第２の反射面を設けることによって、受光素子に結像
する光軸の方向を変更しているので、三角測距の原理を
利用した距離測定装置における見かけの基線長を実際の
基線長と異ならせることができ、距離測定装置の検出範
囲や検出精度を向上させることができる。しかも、第１
及び第２の受光手段は、光入射部と第１及び第２の反射
面との間のスペースを利用して配置されているので、受
光光学系や受光手段の配置上無駄なスペースをなくすこ
とができ、距離測定装置を小型化することができる。

【００１４】請求項２に記載の実施態様は、請求項１記
載の距離測定装置において、前記受光手段は、前記第１
の反射面と第２の反射面との間に配置されていることを
特徴としている。

【００１５】この実施態様にあっては、さらに第１及び
第２の反射面の間のスペースを利用して第１及び第２の
受光手段を配置しているので、距離測定装置をより一層
小型化することができる。

【００１６】請求項３に記載の実施態様は、請求項１又
は２記載の距離測定装置において、前記第１及び第２の
反射面を、同一部材として形成したことを特徴としてい
る。

【００１７】第１及び第２の受光手段を光入射部と前記
反射面との間に配置することにより、第１及び第２の反
射面を同一部材で形成することができ、距離測定装置の
コストを安価にすることができる。また、組立ても簡単
にすることができる。

【００１８】請求項４に記載の距離測定装置は、所定の
視野から放たれる光を第１及び第２の光路に沿って伝達
する受光光学系と、前記第１の光路に沿って伝達された
光を受光する第１の受光手段と、前記第２の光路に沿っ
て伝達された光を受光する第２の受光手段とを備え、前
記第１及び第２の受光手段の受光強度分布を比較して物
体までの距離を測定する距離測定装置において、前記受
光光学系は、前記第１の光路中に第１及び第３の２つの
反射面を備え、これらの反射面を介して前記第１の受光
手段に光を伝達するとともに、前記第２の光路中に第２
及び第４の２つの反射面を備え、これらの反射面を介し
て前記第２の受光手段に光を伝達し、前記第１及び第２
の受光手段は、光入射部と前記第３及び第４の反射面と
の間に配置されていることを特徴としている。

【００１９】請求項４に記載の距離測定装置にあって
は、第１及び第２の光路の受光光学系にそれぞれ第１及
び第３の反射面と第２及び第４の反射面を設けることに
よって、受光素子に結像する光軸の方向を変更している
ので、三角測距の原理を利用した距離測定装置における
見かけの基線長を実際の基線長と異ならせることがで
き、距離測定装置の検出範囲や検出精度を向上させるこ
とができる。しかも、第１及び第２の受光手段は、光入
射部と第３及び第４の反射面との間のスペースを利用し
て配置されているので、受光光学系や受光手段の配置上
無駄なスペースをなくすことができ、距離測定装置を小
型化することができる。

【００２０】請求項５に記載の実施態様は、請求項４記
載の距離測定装置において、前記受光手段は、前記第１
の反射面と第２の反射面との間に配置されていることを
特徴としている。

【００２１】請求項５の実施形態では、受光手段は第１
及び第２の反射面の間において、光入射部と第３及び第
４の反射面との間に配置されているので、受光光学系や
受光手段の配置上無駄なスペースをなくすことができ、
距離測定装置をよりコンパクトにできる。

【００２２】請求項６に記載の実施態様は、請求項４又
は５記載の距離測定装置において、前記第３及び第４の
２つの反射面を、同一部材として形成したことを特徴と
している。

【００２３】第３及び第４の受光手段を光入射部と前記
反射面との間に配置することにより、第３及び第４の反
射面を同一部材で形成することができ、部品コストを安
価にすることができる。

【００２４】請求項７に記載の実施態様は、請求項４又
は５記載の距離測定装置において、前記第１ないし第４
の４つの反射面を、同一部材として形成したことを特徴
としている。

【００２５】第１〜第４の反射面を同一部材で形成する
ことにより、部品コストをさらに安価にすることができ
る。

【００２６】請求項８に記載の実施態様は、請求項４又
は５記載の距離測定装置において、前記第１ないし第４
の４つの各反射面の垂直方向に対して各入射光軸角が約
４５゜となるように配置されていることを特徴としてい
る。

【００２７】各入射光軸がそれぞれの反射面の垂直方向
に対して約４５゜となるように各反射面を配置すること
により、各反射面において光軸の方向を約９０゜変化さ
せることができ、各光路において光軸を約１８０゜変更
することができる。この場合、２つの受光手段を同一パ
ッケージに形成したままで検出範囲や検出精度を向上さ
せることが可能になる。

【００２８】請求項９に記載の安全走行システムは、請
求項１〜８に記載の距離測定装置を備え、周囲に存在す
る物体までの距離を測定すべく車室内もしくは車室外に
前記距離測定装置が取り付けられたことを特徴としてい
る。

【００２９】この安全走行システムは前記距離測定装置
を備えているので、背景や他の被検知物体に妨げられる
ことなく、目的とする被検知物体（特に、最も近くの前
方車両や後方車両）までの距離を高い確度で検出するこ
とができる。

【００３０】請求項１０に記載の実施態様は、請求項９
記載の安全走行システムにおいて、車速表示メータの付
近に前記距離測定装置の出力に基づいた前記物体までの
距離に関する表示を行なう表示部が取り付けられたこと
を特徴としている。

【００３１】車速表示メーターの付近に前記距離測定装
置の出力に基づいた前記物体までの距離に関する表示を
行なう表示部を設ければ、前方車両との車間距離等を表
示部に表示することができる。

【００３２】請求項１１に記載の実施態様は、請求項９
記載の安全走行システムにおいて、少なくとも前記距離
測定装置の出力に基づいて、自車両が周囲に存在する物
体に衝突する可能性のある危険な状態であるか否かを判
断する判断装置を備えたことを特徴としている。

【００３３】距離測定装置の出力に基づいて、周囲に存
在する物体に衝突する可能性のある危険な状態であるか
否かを判断する判断装置を備えていれば、未然に例えば
警報を発したり、衝突の危険があることを表示したり、
ブレーキを作動させたりすることにより、衝突事故を防
止することができる。

【００３４】請求項１２に記載の実施態様は、請求項９
記載の安全走行システムにおいて、少なくとも前記距離
測定装置の出力に基づいて、アクセル開度もしくはブレ
ーキを制御する制御手段を備えたことを特徴としてい
る。

【００３５】距離測定装置の出力に基づいて、アクセル
開度もしくはブレーキを制御する制御手段を備えていれ
ば、車両の状態に応じて車両の速度を安全な範囲にコン
トロールすることができる。

【００３６】請求項１３に記載の実施態様は、請求項９
記載の安全走行システムにおいて、少なくとも前記距離
測定装置の出力に基づいて、前方の車両が発進したこと
を運転者に報知する報知手段を備えたことを特徴として
いる。

【００３７】距離測定装置の出力に基づいて、前方の車
両が発進したことを運転者に告知する手段を備えていれ
ば、例えば交通渋滞の場合などに前方車両の発進を知ら
せることができ、交通渋滞での運転を楽にすることがで
きる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図５は本発明の一実施形態による距
離測定装置２１の光学系の構成を示す図である。この距
離測定装置２１にあっては、ケース２２に透明プラスチ
ック又はガラス製の受光窓２３を設け、この受光窓２３
の背後に第１の反射面２４を有するミラー（光軸変更部
材）２５と第２の反射面２６を有するミラー２７が配置
されている。各ミラー２５，２７は、第１又は第２の光
路の光軸２８ａ，２８ｂに沿って入射した光線を両ミラ
ー２５，２７間の領域に向けて反射面２４，２６で反射
させ、当該光線の向きを９０゜以上１８０゜未満の角
度、例えば約１３５゜偏向させるように配置されてい
る。また、ミラー２５，２７で反射された後の第１及び
第２の光路の光軸２８ａ，２８ｂ上には、それぞれ受光
レンズ２ａ，２ｂと、フォトダイオード（ＰＤ）アレイ
やＣＣＤラインセンサ、ＰＳＤ（Position Sensitive D
evice）のような光検出器４ａ，４ｂが配置されてい
る。

【００３９】従って、所定の視野内に存在する対象物体
で反射され受光窓２３から距離測定装置２１内に入射し
た光線は、反射面２４，２６で両ミラー２５，２７間の
領域に向けて反射された後、受光レンズ２ａ，２ｂを介
して光検出器４ａ，４ｂで受光される。この後、従来例
の距離測定装置と同様、両光検出器４ａ，４ｂ上の画像
のずれ量Ｄに基づいて対象物体までの距離が相関演算さ
れる。また、見かけ上の基線長Ｑを実際の基線長Ｑpよ
りも大きくできるので、距離測定装置２１の測距範囲を
長距離化し、分解能も高くすることができる。

【００４０】しかも、このような配置の光学系を有する
距離測定装置２１にあっては、受光レンズ２ａ，２ｂ及
び光検出器４ａ，４ｂが両ミラー２５，２７間の領域に
おいて受光窓２３と両ミラー２５，２７の間の空間に配
置されているので、部材配置上無駄な空間をなくすこと
ができる。また、図４に示した従来例に比べて第３のミ
ラー１１をなくすことができ、部品点数を減らすことが
できる。よって、光学系を縦方向に短くでき、距離測定
装置２１を小型化できる。

【００４１】また、部品点数を減らすことができるの
で、部品コストを低減でき、組立ても容易になる。さら
に、両光検出器４ａ，４ｂを１チップ化することは困難
であるが、一体化することができる。

【００４２】（第２の実施形態）図６に示すものは本発
明の別な実施形態による距離測定装置２９の光学系の配
置を示す図である。この距離測定装置２９にあっては、
受光窓２３の背後に配置された第１の反射面２４を有す
るミラー２５と第２の反射面２６を有するミラー２７の
間に、さらに第３及び第４の反射面３０，３１を備えた
ミラー３２を配置している。しかして、受光窓２３を通
過する第１の光路の光軸２８ａは第１の反射面２４で９
０゜方向を変えられ、さらに第３の反射面３０で９０゜
方向を変えられるので、最終的に１８０゜方向を変えら
れることになる。同様に、受光窓２３を通過する第２の
光路の光軸２８ｂは第２の反射面２６で９０゜方向を変
えられ、さらに第４の反射面３１で９０゜方向を変えら
れるので、最終的に１８０゜方向を変えられることにな
る。こうして第１及び第３の反射面２４，２６で１８０
゜方向を変えられた第１の光路の光軸２８ａ上には一方
の受光素子２ａと光検出器４ａが配置され、第２及び第
４の反射面２６，３１で１８０゜方向を変えられた第２
の光路の光軸２８ｂ上には他方の受光レンズ２ｂと光検
出器４ｂが配置されている。

【００４３】この距離測定装置２９にあっても、中央の
ミラー３２と対向させるようにして、受光窓２３と各ミ
ラー２５，２７，３２の間の空間に受光レンズ２ａ，２
ｂ及び光検出器４ａ，４ｂを配置しているので、無駄な
スペースをなくすことができる。よって、光学系を縦方
向に短くでき、距離測定装置２９の小型化を図ることが
できる。また、この実施形態では、光検出器４ａ，４ｂ
を同一平面上に配置することができるので、２つの光検
出器４ａ，４ｂを１チップ化することができる。

【００４４】基線長Ｑや焦点距離ｆを従来例と同じにす
ると、この距離測定装置２９の大きさは従来のものと比
較してあまり小型化できない場合があるが、その場合に
は、受光窓２３上についたゴミや雨滴等が視野内に占め
る面積の割合が減少するので、それらによる結像への影
響を低減することができ、ゴミや雨滴による誤動作を防
止できる。

【００４５】（第３の実施形態）第２の実施形態のよう
に、第１〜第４の反射面２４，２６，３０，３１が受光
窓２３側を向いていて、第１及び第３の反射面２４，３
０と第２及び第４の反射面２６，３１がいずれも非平行
となっている場合には、これらの反射面２４，２６，３
０，３１を一部材により一体化することができる。

【００４６】図７に示すものは、第１〜第４の反射面２
４，２６，３０，３１を一体化した距離測定装置３３の
光学系を示す図である。この実施形態にあっては、プラ
スチック製もしくは金属板製の１つのミラー３４に、蒸
着や鏡面研磨加工等によって４つの反射面２４，２６，
３０，３１を形成している。例えば、図８に示すよう
に、鏡面研磨加工等によって第１〜第４の反射面２４，
２６，３０，３１を形成された平らな金属板３５の各反
射面部分を折り曲げることにより、ミラー３４が形成さ
れている。

【００４７】従って、このような実施形態によれば、部
品点数を減らすことができる。また、反射面２４，２
６，３０，３１間の位置調整も不要になるので、組立て
調整も容易になり、距離測定装置３３のコストを低減で
きる。

【００４８】（第４の実施形態）図９は本発明のさらに
別な実施形態による距離測定装置３６を示す概略図であ
る。この距離測定装置３６にあっては、光軸変更部材と
してプリズム３７を用い、当該プリズム３７に第１〜第
４の反射面２４，２６，３０，３１を形成している。こ
のような構成においても、部品点数を減らすことがで
き、また反射面２４，２６，３０，３１どうしの位置調
整を不要にできる。

【００４９】（第５の実施形態）図１０は本発明のさら
に別な実施形態による距離測定装置３８を示す概略断面
図である。この距離測定装置３８にあっては、受光窓２
３を上方が前方へ突出するように斜めに設けている。例
えば、３０゜程度傾けている。従って、受光窓２３に雨
滴等が付着しても、付着した雨滴等は下方に向けて流れ
落ち易くなる。また、ゴミ等も受光窓２３に付着しにく
くなる。従って、ゴミや雨滴等の影響を受けにくくな
り、距離測定装置３８の誤動作を防止できる。特に、こ
の距離測定装置３８を車両に搭載し、前方障害物、前方
車両の検出に用いる場合には、自車両の走行によって全
面から風圧を受けるので、受光窓２３に付着した雨滴等
は効果的に下方へ流れ落ちる。

【００５０】（安全走行システム）つぎに、本発明の距
離測定装置を搭載した車両について説明する。車両用に
用いる距離測定装置では、最も接近している被検知物体
（直前の前方車両や障害物等）を検出する必要があるの
で、視野範囲内に複数の被検知物体が存在する場合に
は、最も近い被検知物体までの距離を検出して出力する
ように設定している。距離測定装置の取付場所は特に限
定されるものでなく、用途に応じて任意の場所に取り付
けることができる。例えば、ルームミラー背面やダッシ
ュボード上など車室内に取り付けてもよく、車両前面の
バンパーやフロントグリル部など車室外に取り付けても
よい。また、車両後方や車両側方などを監視するように
取り付けてもなんら問題はない。

【００５１】図１１及び図１２はこのような車両８１の
一実施例を示す側面図及び車室内を示す図であって、ル
ームミラー８２の背面に距離測定装置８３を取り付け、
車速表示メーター８４の付近に距離表示装置８５を取り
付けている。しかして、距離測定装置８３によって車両
８１の前方の視野内の被検知物体（例えば前方車両８６
など）までの距離を測定し、前方の被検知物体までの距
離を距離表示装置８５にリアルタイムで表示することに
より、運転者に被検知物体までの距離を報知する。従っ
て、運転者は感に頼ることなく、確実に安全な車間距離
を保って運転することができ、錯覚や運転疲労等で車間
距離を詰め過ぎることによる事故を防止できる。

【００５２】従来の位相差相関法による距離測定装置を
用いた場合には、遠方の被検知物体（例えば、１台おい
て前方の車両）や背景までの距離を算出する危険性があ
ったが、本発明による距離測定装置では、最も近い被検
知物体までの距離を確実に算出することができるので、
前方車両との車間距離を検出する車間距離表示システム
として使用できるだけでなく、以下に説明するような追
突防止システムや視界補助システム等にも安全に利用す
ることができる。

【００５３】図１３は本発明による距離測定装置８３を
用いた追突防止システム８７を搭載した車両８１を示す
側面図である。本発明の距離測定装置８３は、例えば車
室内のルームミラー８２の裏側に取り付けられており、
車両８１前方の地面上方に視野を設定されている。ま
た、運転席には、ブザーやアラーム等の警報装置９０が
設けられている。当該追突防止システム８７は図１４に
示すように構成されており、距離測定装置８３によって
検出されている前方車両８６までの車間距離を示す情報
と、速度センサ８８によって検出されている運転中の車
両の速度（自車速度）を示す情報とが追突防止用制御部
８９に入力されており、追突防止用制御部８９は前方車
両８６までの車間距離と自車速度とに基づいて危険度を
判断し、警報装置９０をオンにし、あるいはブレーキ装
置９１を作動させて車両８１に制動を掛ける。

【００５４】図１５は追突防止用制御部８９による危険
度判断方法を図示したものであって、横軸は速度センサ
８８によって監視されている自車速度、縦軸は距離測定
装置８３によって検出されている前方車両との車間距離
である。図１５において、Ｃ₁は許容領域、Ｃ₂は低度危
険領域、Ｃ₃は高度危険領域であって、これら領域の境
界は自車速度と車間距離との関数として定められる。許
容領域Ｃ₁では追突防止システム８７は作動しないが、
低度危険領域Ｃ₂に侵入するとまず警報装置９０がオン
となって運転者にブザーやアラーム等による警報が発せ
られ、さらに高度危険領域Ｃ₃に侵入すると、自動的に
ブレーキ装置９１が作動し、車両８１を強制的に減速も
しくは急停止させる。従って、運転者の不注意や居眠り
等による追突事故を防止できる。

【００５５】図１６は上記追突防止システム８７の動作
フローを示す図であって、距離測定装置８３によって前
方車両８６との車間距離が算出される（Ｓ１０１）と、
追突防止用制御部８９は当該車間距離と速度センサ８８
によって監視されている自車速度とから危険度を判断し
（Ｓ１０２）、車両が図１５中のどの領域にあるか判定
する。そして、許容領域Ｃ₁内であるか否か判断し（Ｓ
１０３）、許容領域Ｃ₁内に止まっていれば、引続き危
険度を監視し続ける（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）。許容領域
Ｃ₁内にない場合には、低度危険領域Ｃ₂か高度危険領域
Ｃ₃か判断し（Ｓ１０４）、低度危険領域Ｃ₂であれば警
報装置９０を作動させ（Ｓ１０５）、高度危険領域Ｃ₃
であればブレーキ装置９１を作動させる（Ｓ１０６）。

【００５６】なお、上記追突防止システム８７では、危
険領域を警報作動領域とブレーキ作動領域との２つに分
けたが、ブレーキ作動領域をさらに２つに分け、まず低
度のブレーキ作動領域では車両を強制的に減速させ、さ
らに高度のブレーキ作動領域になると急ブレーキを掛け
て車両を急停止させるようにしてもよい。

【００５７】図１７は本発明による距離測定装置８３を
用いた視界補助システム９２を搭載した車両８１を示す
平面図である。本発明に係る距離測定装置８３は、例え
ば左右のサイドミラー９３及び車両背面のバンパー９４
の左右両側部に取り付けられており、車両後方と車両側
部後方とに視野を設定されている。当該視野補助システ
ム９２は、車線変更時の視界補助とバック駐車時の視界
補助を行なうようになっている。また、運転席には警報
装置９５（または表示装置）が設けられている。図１８
に示すように、距離測定装置８３によって検出されてい
る後方の被検知物体までの距離を示す情報と、速度セン
サ８８によって検出されている自車速度を示す情報と、
バックランプ制御信号９７と、ウインカー制御信号９８
とが視界補助用制御部９６に入力されており、視界補助
用制御部９６は車線変更時やバック駐車時の危険度を判
断し、危険であると判断すると警報装置９５をオンに
し、運転者に警告する。

【００５８】図１９は上記視界補助システム９２の車線
変更時の動作フローを示す図である。車線変更する場合
には、車線変更のために曲がる側のウインカーが点滅す
るが、この右又は左のウインカーの制御信号が発信され
ると（Ｓ１０７）、視界補助用制御部９６はウインカー
制御信号９８を検知し、移動しようとする側の距離測定
装置８３と速度センサ８８を作動させ（Ｓ１０８）、距
離測定装置８３からは後側方の後続車両までの距離を示
す信号が視界補助用制御部９６へ出力され、速度センサ
８８からは自車速度を示す信号が視界補助用制御部９６
へ出力される。視界補助用制御部９６は、これらの信号
から車両８１の状態を判断し、車線変更の危険度を判断
する（危険度は被検知物体との距離と自車速度との関数
となる）（Ｓ１０９，Ｓ１１０）。この結果、危険であ
ると判断した場合には、警報装置９５を鳴らして（ある
いは表示装置に表示して）警告する（Ｓ１１１）。よっ
て、警告された場合には、運転者は警告が解除されるま
で車線変更せず待機し、車線変更による事故を未然に防
止することができる。

【００５９】また、図２０は上記視界補助システム９２
のバック駐車時の動作フローを示す図である。バックす
る場合には、バックランプが点滅するが、このバックラ
ンプ制御信号が発信されると（Ｓ１１２）、視界補助用
制御部９６はバックランプ制御信号９７を検知し、背面
の距離測定装置８３と速度センサ８８を作動させ（Ｓ１
１３）、距離測定装置８３からは後方の被検知物体（駐
車車両や壁、あるいは子供など）までの距離を示す信号
が視界補助用制御部９６へ出力され、速度センサ８８か
らは車両速度を示す信号が視界補助用制御部９６へ出力
される。視界補助用制御部９６は、これらの信号から車
両８１の状態を判断し、バック駐車の危険度を判断する
（Ｓ１１４，Ｓ１１５）。この結果、危険であると判断
した場合には、警報装置９５を鳴らして（あるいは表示
装置に表示して）警告する（Ｓ１１６）。よって、警告
された場合には、運転者は直ちにブレーキを掛けて停止
することができ、障害物や子供等との衝突事故や接触事
故を防止することができる。なお、この場合には、車外
でも警報を鳴らして車両の後方にいる子供などにも警告
するようにしてもよい。

【００６０】図２１は本発明による距離測定装置８３を
用いた自動追従制御システム１２１を示すブロック図で
あって、前方車両８６とほぼ一定の車間距離を保ちなが
ら前方車両８６に半自動追従するための装置である。こ
の場合にも、本発明の距離測定装置８３は、例えばルー
ムミラー８２の背後に取り付けられており、前方に視野
を設定されている（図１１）。この距離測定装置８３に
よって検出されている前方車両８６までの車間距離を示
す情報と、速度センサ８８によって検出されている自車
速度を示す情報とは、自動追従制御部１２２に入力され
ており、自動追従制御部１２２は車間距離や自車速度に
応じてアクセル制御装置１２３やブレーキ制御装置１２
４をコントロールしている。

【００６１】図２２は自動追従制御部１２２による判断
方法を示す図である。曲線Ｅは半自動走行する場合の前
方車両８６との車間距離と自車速度との理想曲線であっ
て、曲線Ｅを含む領域Ｆ₁は、車間距離が理想車間距離
より開いていたり、理想車間距離より詰まり過ぎていて
も許容される理想領域である。また、この理想領域Ｆ₁
の外側にある領域のうち、Ｆ₂は車間距離が開き過ぎて
いて調整を必要とする領域、Ｆ₃は車間距離Ｌが詰まり
過ぎていて調整を必要とする領域である。自動追従制御
部１２２は、距離測定装置８３と速度センサ８８の出力
信号から、車両の状態が図２２中のどの領域にあるか判
断し、理想領域Ｆ₁にある場合には、車両８１の運転を
運転者の自由に委ねているが、車両８１の状態が理想領
域Ｆ₁から外れると、図２３のフロー図に従ってアクセ
ル制御装置１２３やブレーキ制御装置１２４を制御し、
安全かつ最適な車間距離を保って追従走行させる。

【００６２】図２３のフロー図に従って自動追従制御シ
ステム１２１の制御動作を説明する。前方車両８６まで
の車間距離は距離測定装置８３によって算出されており
（Ｓ１３１）、自動追従制御部１２２は車間距離と自車
速度とから車両８１の状態を判断し、車両８１の状態と
理想状態とを比較する（Ｓ１３２）。この結果、車両８
１の状態が理想領域Ｆ₁にあると判断した場合には（Ｓ
１３３）、ブレーキ制御装置１２４やアクセル制御装置
１２３に制御信号を出力することなく、運転を運転者に
任せておき、車両状態と理想状態との比較を繰り返し行
なう（Ｓ１３１〜Ｓ１３３）。これに対し、理想領域Ｆ
₁外にあると判断した場合には、さらに領域Ｆ₂にあるの
か、領域Ｆ₃にあるのかを判別し（Ｓ１３４）、車間距
離が離れ過ぎの領域Ｆ₂にあると判断した場合には、ア
クセル制御装置１２３へ制御信号を出力し、アクセル開
度を増やして前方車両８６との距離Ｌを詰める（Ｓ１３
５）。逆に、車間距離が詰まり過ぎの領域Ｆ₃にあると
判断した場合には、アクセル制御装置１２３やブレーキ
制御装置１２４へ制御信号を出力し、アクセル開度を減
らしたり、ブレーキを作動させたりして、十分な車間距
離を保つようにする（Ｓ１３６）。

【００６３】図２４は交通渋滞時における車両の運転を
サポートするためのシステム１２５を示すブロック図で
ある。交通渋滞時には、前方車両８６がいつ前方へ移動
するか予測がつかないので、運転者は前方車両８６に絶
えず注意し、前方車両８６が移動したら直ちに車両８１
を前方へ動かして車間を詰めなければならない。このた
め、交通渋滞時の運転は神経が疲れ、いらいらを起こし
易いものであった。このシステムは、このような交通渋
滞時の運転を楽にしようとするものである。この車両８
１でも、本発明の距離測定装置８３は、例えばルームミ
ラー８２の背後に取り付けられており、前方に視野を設
定されている（図１１）。この距離測定装置８３によっ
て検出されている前方車両８６までの車間距離を示す情
報と、速度センサ８８によって検出されている自車速度
を示す情報とは、前方車両発進検出制御部１２６に入力
されており、前方車両発進検出制御部１２６は車間距離
が一定値以上離れた場合には、警報装置１２７（又は表
示装置）を作動させて運転者に知らせる。すなわち、図
２５に示すように、前方車両発進検出制御部１２６は速
度センサ８８からの信号によって自車速度が０かどうか
判定し（Ｓ１４１）、自車速度が０の場合には交通渋滞
による停車中であると判断し、交通渋滞のための以下の
処理を実行する。前方車両発進検出制御部１２６は、距
離測定装置８３で算出された前方車両８６との車間距離
を監視し（Ｓ１４２）、車間距離が交通渋滞時の適当な
車間距離を考慮して決められた一定値以上かどうか判断
している（Ｓ１４３）。そして、前方車両８６が前方へ
移動して車間距離が一定値以上離れると、警報装置１２
７を作動させ（Ｓ１４４）、運転者に車間距離を詰める
ように促す。このようなシステム１２５を用いれば、運
転者は常に前方車両８６の移動に絶えず注意する負担か
ら解放され、例えば渋滞時の運転者の緊張（いらいら）
を和らげ、ゆとりを持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位相差相関法により測距する従来の距離測定装
置を示す概略構成図である。

【図２】同上の光学的構成を示す図である。

【図３】（ａ）は視野角の狭い場合の光学系の配置を示
す図、（ｂ）は視野角の広い場合の光学系の配置を示す
図である。

【図４】測距範囲を長くするための光学系の構成を示す
図である。

【図５】本発明の一実施形態による距離測定装置の光学
系の構成を示す図である。

【図６】本発明の別な実施形態による距離測定装置の光
学系の構成を示す図である。

【図７】本発明のさらに別な実施形態による距離測定装
置の光学系の構成を示す図である。

【図８】同上のミラーを製作するための金属板を示す平
面図（ミラーの展開図）である。

【図９】本発明のさらに別な実施形態による距離測定装
置の光学系の構成を示す図である。

【図１０】本発明のさらに別な実施形態による距離測定
装置の構成を示す図である。

【図１１】本発明にかかる車両を示す側面図である。

【図１２】同上の車両の車内を示す一部破断した概略図
である。

【図１３】本発明の衝突防止システムを搭載した車両を
示す側面図である。

【図１４】同上の衝突防止システムを示すブロック図で
ある。

【図１５】同上衝突防止用制御部における危険度の判断
方法を説明するための図である。

【図１６】同上の衝突防止システムにおける処理手順を
示すフロー図である。

【図１７】本発明の視界補助システムを搭載した車両を
示す平面図である。

【図１８】同上の視界補助システムを示すブロック図で
ある。

【図１９】同上の視界補助システムにおける車線変更の
際の処理手順を示すフロー図である。

【図２０】同上の視界補助システムにおけるバック駐車
の際の処理手順を示すフロー図である。

【図２１】本発明の自動追従システムを示すブロック図
である。

【図２２】同上の自動追従における車両状態の理想領域
を示す図である。

【図２３】同上の自動追従システムにおける処理手順を
示すフロー図である。

【図２４】本発明の交通渋滞時の運転を容易にするため
のシステムを示すブロック図である。

【図２５】同上のシステムにおける処理手順を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】２ａ，２ｂ受光レンズ４ａ，４ｂ光検出器２３受光窓２４第１の反射面２５ミラー２６第２の反射面２７ミラー２８ａ第１の光路の光軸２８ｂ第２の光路の光軸３０第３の反射面３１第４の反射面３２ミラー３７プリズム

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ６０Ｔ 7/12 Ｂ６０Ｔ 7/12 ＣＦ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ＤＧ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の視野から放たれる光を第１及び第
２の光路に沿って伝達する受光光学系と、前記第１の光
路に沿って伝達された光を受光する第１の受光手段と、
前記第２の光路に沿って伝達された光を受光する第２の
受光手段とを備え、前記第１及び第２の受光手段の受光
強度分布を比較して物体までの距離を測定する距離測定
装置において、前記受光光学系は、前記第１及び第２の光路中にそれぞ
れ第１及び第２の反射面を備え、これらの反射面を介し
て前記第１及び第２の受光手段に光を伝達し、前記第１及び第２の受光手段は、光入射部と前記反射面
との間に配置されていることを特徴とする距離測定装
置。
【請求項２】請求項１に記載の距離測定装置におい
て、前記受光手段は、前記第１の反射面と第２の反射面
との間に配置されていることを特徴とする距離測定装
置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の距離測定装置に
おいて、前記第１及び第２の反射面を、同一部材として
形成したことを特徴とする距離測定装置。
【請求項４】所定の視野から放たれる光を第１及び第
２の光路に沿って伝達する受光光学系と、前記第１の光
路に沿って伝達された光を受光する第１の受光手段と、
前記第２の光路に沿って伝達された光を受光する第２の
受光手段とを備え、前記第１及び第２の受光手段の受光
強度分布を比較して物体までの距離を測定する距離測定
装置において、前記受光光学系は、前記第１の光路中に第１及び第３の
２つの反射面を備え、これらの反射面を介して前記第１
の受光手段に光を伝達するとともに、前記第２の光路中
に第２及び第４の２つの反射面を備え、これらの反射面
を介して前記第２の受光手段に光を伝達し、前記第１及び第２の受光手段は、光入射部と前記第３及
び第４の反射面との間に配置されていることを特徴とす
る距離測定装置。
【請求項５】請求項４に記載の距離測定装置におい
て、前記受光手段は、前記第１の反射面と第２の反射面
との間に配置されていることを特徴とする距離測定装
置。
【請求項６】請求項４又は５に記載の距離測定装置に
おいて、前記第３及び第４の２つの反射面を、同一部材
として形成したことを特徴とする距離測定装置。
【請求項７】請求項４又は５に記載の距離測定装置に
おいて、前記第１ないし第４の４つの反射面を、同一部
材として形成したことを特徴とする距離測定装置。
【請求項８】請求項４又は５に記載の距離測定装置に
おいて、前記第１ないし第４の４つの各反射面の垂直方
向に対して各入射光軸角が約４５゜となるように配置さ
れていることを特徴とする距離測定装置。
【請求項９】請求項１〜８に記載の距離測定装置を備
え、周囲に存在する物体までの距離を測定すべく車室内
もしくは車室外に前記距離測定装置が取り付けられたこ
とを特徴とする安全走行システム。
【請求項１０】請求項９に記載の安全走行システムに
おいて、車速表示メータの付近に前記距離測定装置の出
力に基づいた前記物体までの距離に関する表示を行なう
表示部が取り付けられたことを特徴とする安全走行シス
テム。
【請求項１１】請求項９に記載の安全走行システムに
おいて、少なくとも前記距離測定装置の出力に基づい
て、自車両が周囲に存在する物体に衝突する可能性のあ
る危険な状態であるか否かを判断する判断装置を備えた
ことを特徴とする安全走行システム。
【請求項１２】請求項９に記載の安全走行システムに
おいて、少なくとも前記距離測定装置の出力に基づい
て、アクセル開度もしくはブレーキを制御する制御手段
を備えたことを特徴とする安全走行システム。
【請求項１３】請求項９に記載の安全走行システムに
おいて、少なくとも前記距離測定装置の出力に基づい
て、前方の車両が発進したことを運転者に報知する報知
手段を備えたことを特徴とする安全走行システム。