JPH10170255A - 距離計測装置 - Google Patents

距離計測装置

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Publication number
JPH10170255A
JPH10170255A JP8344634A JP34463496A JPH10170255A JP H10170255 A JPH10170255 A JP H10170255A JP 8344634 A JP8344634 A JP 8344634A JP 34463496 A JP34463496 A JP 34463496A JP H10170255 A JPH10170255 A JP H10170255A
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JP
Japan
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light
light receiving
vehicle
distance
scanning
Prior art date
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Pending
Application number
JP8344634A
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English (en)
Inventor
Takuya Yanaka
拓弥 谷中
Yasuhisa Nakahara
靖久 中原
Masaki Ohira
昌樹 大平
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】受光部を大きくすることなく走査検知領域を拡
大できる「距離計測装置」を提供する。 【解決手段】受光部の受光素子2bの対角線の一つが水
平方向Xに沿うように、受光素子2が発受光部10に設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車間距離等を計測
する距離計測装置、例えば計測された距離を表示、警告
することで、安全な車間距離を維持するとともに追突や
衝突を未然に防止するための事故回避装置に適用して好
ましい距離計測装置に関し、特に大きな受光部を用いる
ことなく走査検知領域を拡大できる距離計測装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の事故回避装置、例えば車間追突
警報装置は、自車両前方にレーザ光を照射し、前方車両
で反射した反射光を受光することにより、前方車両との
車間距離を計測するものであり、この車間距離を表示し
て安全な車間距離を保って走行したり、追突や衝突の危
険性を予報して事故防止を図ることに利用されている。
【0003】従来の車間追突警報装置では、1本のレー
ザ光を一方向にのみ照射していたので、この検知エリア
を少しでも外れた前方車両は検出できないことや、カー
ブ路などでリフレクタ、路側標識、看板等や対向車を検
出してしまい誤警報が生じやすいという欠点が指摘され
ていた。
【0004】このため、レーザダイオードからのレーザ
光をミラーへ照射し、このミラーを水平方向に所定角度
で往復回転運動させることにより、前方へ照射されるレ
ーザ光の照射エリアを拡大させた車間追突警報装置も提
案されている。このようなマルチビームスキャン方式の
車間追突警報装置によれば、前方車両の検出エリアが広
くなるだけでなく、カーブ路においては、反射光の信号
を情報処理することにより、検出エリアの方向を状況に
応じて選択することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の受光
部2としてフォトダイオードなどの光素子が用いられて
いたが、チップ2bは、図8に示されるように、水平方
向Xおよび鉛直方向Yに対して、チップ2bの各辺が平
行になるようにプリント基板に実装されていた。
【0006】このため、走査検知領域を拡大しようとす
るときは、受光面積の大きなチップ2bを選定しなけれ
ばならず、コストアップするだけでなく、発受光部の大
型化にもつながるという問題があった。
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、受光部を大きくすることな
く走査検知領域を拡大できる距離計測装置を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の距離計測装置は、発光部からの走査光を目
的物に照射し、その反射光を受光部で受光することによ
り、前記目的物との距離を計測する発受光部を有する距
離計測装置において、前記受光部の受光素子の対角線の
一つが水平方向に沿うように、前記受光素子が前記発受
光部に設けられていることを特徴とする。
【0009】受光部は、フォトダイオード、PINフォ
トダイオード、フォトトランジスタなどから構成される
が、その受光素子は、ダイシングや歩留まりの関係上、
通常矩形状、特に正方形で構成される。したがって、例
えば正方形の受光素子の場合、その一辺を水平方向に沿
わすよりも、対角線の一つを水平方向に沿わす方が、水
平方向および鉛直方向に対する受光長が√2倍となる。
【0010】本発明の距離計測装置では、かかる観点よ
り、受光素子の対角線の一つが水平方向に沿うように、
受光素子が発受光部に設けられているので、受光面積を
大きくしなくとも、水平方向および鉛直方向の受光長が
大きくなる。したがって、同じ大きさの受光部を用いて
走査検知領域を拡大することができ、小型で低コストの
距離計測装置を提供することができる。
【0011】本発明の距離計測装置は、少なくとも目的
物との距離を計測する機能を有するものであるが、車間
追突警報装置、車間距離警報装置、後側方警報装置、自
動追従装置、車間距離自動維持運転装置、衝突速度低減
装置、事故回避自動操作装置、コーナ進入減速装置など
の各種事故回避装置に適用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の距離計測装置を用い
た車間追突警報装置の発受光部の実施形態を示す水平断
面図、図2は図1のA部の拡大斜視図、図3は本発明の
距離計測装置を用いた車間追突警報装置の実施形態を示
すブロック図、図4は本発明の距離計測装置を用いた車
間追突警報装置の実施形態におけるステッピングモータ
の動作と発光部および受光部の動作との関係を示すタイ
ムチャート、図7は図1のB矢視図である。
【0013】まず、図1に示すように、本実施形態に係
る発受光部10は、第1のケーシング11と第2のケー
シング12とを有し、これら第1および第2のケーシン
グ11,12内に、発光部1、受光部2、ミラー3およ
びステッピングモータ4が内蔵されている。
【0014】レーザダイオードなどからなる発光部1
は、当該レーザダイオード1の制御回路が形成されたプ
リント基板1aに実装されており、後述するコントロー
ラ20からの発光信号を受信すると、走査光SBの垂直
方向の送光角度が約2°、水平方向の送光角度が約2°
となるように、レーザスポット光LSをミラー3に向け
て照射する。
【0015】ミラー3は、ミラーホルダ3aに取り付け
られた状態で、ステッピングモータ4の出力軸4aに直
接取り付けられており、発光部1からのレーザスポット
光LSを発光口13へ向けて反射する。
【0016】本実施形態で用いられているステッピング
モータ4は、いわゆるハイブリッド型のもので、詳細な
説明は省略するが、永久磁石とロータコアとからなるロ
ータと、コイルとステータコアとからなるステータとを
有し、ロータコアおよびステータコアの両方に小歯が形
成され、さらにロータコアが2分割されている。ハイブ
リッド型ステッピングモータ4は、他のPM型やVR型
に比べて高トルクであり、しかも位置決め精度がきわめ
て優れているので、本実施形態に係るミラー3のステッ
ピング動作に適している。ただし、本発明の距離計測装
置では、HB型以外のPM型或いはVR型ステッピング
モータを用いることも可能である。
【0017】このステッピングモータ4への動作信号
は、図示しないハーネスを介してコントローラ20から
送信されるが、ステッピングモータ4の現在の回転位置
を検出するために、位置検出手段としてのフォトインタ
ラプタ5が設けられている。
【0018】このフォトインタラプタ5は、図2に拡大
して示すように、ミラーホルダ3aに一体的に形成され
た遮光部3bが通過できる凹部5aを有し、この凹部5
aの水平面のそれぞれにスリット5bが形成され、一方
のスリット5bに埋設された赤外LEDと他方のスリッ
ト5bに埋設されたフォトICとによって、遮光部3b
の通過を検出する。本実施形態のフォトインタラプタ5
は、遮光部3bを検出したとき、つまり遮光時にハイレ
ベル信号をコントローラ20へ出力する。
【0019】発受光部10の第2のケーシング12に
は、既述した発光口13に隣接して受光口14が形成さ
れており、目的物で反射した反射光RBを取り込むよう
になっている。
【0020】ここで、受光部2は、フォトダイオード、
PINフォトダイオード、フォトトランジスタなどから
構成されるが、この受光素子2は、当該受光素子の制御
回路が形成されたプリント基板2aに実装された状態
で、第3のケーシング15に取り付けられている。
【0021】特に 本実施形態では、図7に示されるよ
うに、受光部2の受光素子2bの対角線の一つが水平方
向Xに沿い、対角線の他方が鉛直方向Yに沿うように、
プリント基板2aに実装されている。したがって、同じ
受光面積のチップ2bを用いた場合でも、水平方向およ
び鉛直方向の受光長Lx,Lyが、図8に示す従来のも
のと比べて√2倍となり、コストアップすることなく走
査検知領域の拡大が図られる。ただし、本発明では必ず
しも受光素子2bの対角線を完全に水平方向に一致させ
る必要はなく、多少の範囲を有していても良い意味であ
る。
【0022】なお、本実施形態では、プリント基板2a
を第3のケーシング15に取り付けるにあたり、当該プ
リント基板2aと第3のケーシング15との間に、ウレ
タンゴムなどの光不透過材料からなる部材8が介装され
ており、これによりミラー3で反射した走査光SBが、
プリント基板2aと第3のケーシング15との隙間から
入って受光部2に検知されるのを防止する。また、ウレ
タンゴムなどの弾性体を採用することで、プリント基板
2aを第3のケーシング15に圧縮させて取り付けるこ
とができ、これによりプリント基板2aと第3のケーシ
ング15との隙間およびプリント基板2aに開設された
複数のスルーホール(図示せず)を確実に遮蔽すること
ができる。
【0023】第3のケーシング15は、第2のケーシン
グ12との間で保護ガラスや集光レンズを保持する機能
をも有している。すなわち、発光口13には、Oリング
を介して保護ガラス6aが設けられ、受光口14には、
Oリングを介して外側に保護ガラス6b、内側にフレネ
ルレンズ7が設けられ、これらは第2のケーシング12
と第3のケーシング15とによって挟持されている。
【0024】本実施形態では、集光レンズ7としてフレ
ネルレンズを採用しているが、フレネルレンズ7の平坦
面7a側を外側に配置することで、保護ガラス6bを省
略することもできる。こうすることで、反射光が保護ガ
ラス6bを透過する分の透過率の減少がなくなるので、
検出精度が高まるとともに、保護レンズ6bを省略する
分だけコストダウンを図ることができる。
【0025】図3に示すコントローラ20の前面には、
主電源ボタン21、発受光部10で検出された目的物と
の距離Lを表示するディジタル表示部22、追突警報や
車間警報などの警報音を発するスピーカ23、この警報
音の音量を調節するための音量ボリューム24、追突警
告や車間警告などの警告を3色のランプで表示する警告
ランプ25、警報タイミングの設定や車間警報音の解除
を行うためのユーザ設定用ボタン26、保護ガラス6
a,6bや集光レンズ7の汚れを警告するためのレンズ
汚れ警告ランプ27、およびこの車間追突警報装置の発
受光部10を車両に取り付ける際の調整モードを実行す
る調整モードスイッチ28が設けられている。
【0026】ディジタル表示部22には、目的物との距
離Lがそのままメートル数で表示されるが、この計測さ
れた距離Lに基づいて、警報音と警告ランプとで運転者
に危険性を喚起するようにもなっている。
【0027】本実施形態では、前方車両と安全な車間距
離Lが維持されている場合には、警報音は鳴らさず、ま
た警告ランプ25は無点灯或いは緑、橙色の点灯を行
う。前方車両との距離Lが安全な車間距離よりも近づい
た場合には、断続的な警報音を鳴らすとともに、警告ラ
ンプ25は赤色の点灯を行う。さらに、前方車両との車
間距離Lがきわめて近くなり追突するおそれがある場合
には、連続的な警報音を鳴らすとともに、赤色、橙色お
よび緑色の全ての警告ランプ25を用い、かつこれらを
点滅させる。
【0028】ユーザ設定用ボタン26は、車間警報と追
突警報のそれぞれの警報タイミングを設定するボタンで
あり、例えば、モードボタン26aを押すと車間警報の
警報タイミングの設定モードとなり、UPおよびDOW
Nボタン26bを用いてディジタル表示部22に表示さ
れる1〜20の数値で警報タイミングのレンジ(警報す
る車間距離の基準値)を切り替えることができる。さら
にモードボタン26aを押すと追突警報の警報タイミン
グの設定モードとなり、UPおよびDOWNボタン26
bを用いてディジタル表示部22に表示される1〜20
の数値で警報タイミングのレンジ(警報する追突距離の
基準値)を切り替えることができる。また、これらのボ
タン26a,26bにより、警報のON/OFFも切り
替えられる。
【0029】本実施形態では、発受光部10の車両への
装着位置を確認するための調整モードスイッチ28が、
コントローラ20の内部であって、当該コントローラ2
0のフィニッシャ20fに開設された小孔を介して操作
可能な位置に設けられている。つまりビハインドスイッ
チ(隠しスイッチ)とされている。このように、調整モ
ードスイッチを専用スイッチとすることで、ディーラな
どの調整作業者は、当該スイッチ28を容易に見つける
ことができる。しかも、ビハインドスイッチとして構成
されているので、工具等を用いなければスイッチを入力
できず、調整作業者以外の例えば一般ユーザなどが誤っ
て当該調整モードスイッチ28を入力することもない。
さらに、ビハインドスイッチで構成されているので、コ
ントローラ20のフィニッシャ20fのスペースを侵す
こともなく、また美観を損なうこともない。
【0030】コントローラ20には、車両の車速センサ
30からの情報が入力され、車速が1km/h以上にな
ったときに車間警報および追突警報が実行され、この速
度未満ではこれらの警報は稼働しないようになってい
る。また、コントローラ20には、車両のハンドル角セ
ンサ40からの情報が入力され、自車両の走行方向を認
識することにより、走査光の有効方位を選択するように
コントローラ20のマイクロコンピュータまたは電子回
路で処理される。この詳細は後述する。
【0031】本実施形態の車間追突警報装置では、ステ
ッピングモータ4によりミラー3を往復回転運動させ、
図4の右上図に示すように、走査光SBを水平方向に、
つまり→→→→→…と走査する。この際、ス
テッピングモータ4の出力軸4aを連続的に往復運動さ
せるのではなく、微少時間だけ一時的に停止させ、この
停止時に、レーザダイオード1からのレーザ光LSを当
該ミラー3に照射する。
【0032】図4の上段に、ステッピングモータ4のス
テップとして走査光の走査方位を示し、中段にレ
ーザダイオード1の発光タイミングを、下段に反射光の
受光タイミング、すなわちフォトダイオード2の受光状
況を示している。なお、ステッピングモータ4のステッ
プは、(ステップ1)→(ステップ2)→(ステ
ップ3)→(ステップ4)→(ステップ5)であ
る。
【0033】このように、ステッピングモータ4が回転
している間はレーザダイオード1からの発光は行わず、
各ステップでモータの回転が停止したときにレーザダイ
オード1を発光させる。なお、本実施形態では、4相、
ステップ角が0.9degのステッピングモータ4を用
い、ミラー3の停止ホールド時間は10μsecとし
た。
【0034】ステッピングモータ4の動作タイミングと
レーザダイオード1の発光タイミングとは、コントロー
ラ20のマイクロコンピュータ或いは電子回路で制御さ
れ、これにフォトインタラプタ5で検出されたモータ4
の現在位置が用いられる。
【0035】本実施形態の車間追突警報装置では、ミラ
ー3を往復回転運動させる際に、所定時間だけ一時的に
停止させ、この停止時にレーザ光LSを当該ミラー3に
照射するので、ミラーを回転させながらレーザ光を照射
するのに比べて、回転振動誤差がなくなり、走査光SB
の方位角度が著しく正確になる。
【0036】本発明の車間追突警報装置の発受光部10
は、車両の例えばフロントグリルとフロントバンパとの
間に装着されるが、装着時にレーザ光の光軸を調整し、
動作確認を行う必要がある。また、装着後においても光
軸補正と動作確認を行うことがある。このような場合に
は、車両を停車させた状態で、コントローラ20のフィ
ニッシャ20fに開設された小孔に、ドライバなどの工
具を挿入し、調整モードスイッチ28を押す。すると、
通常は、既述したように車速が1km/h以上にならな
いと稼働しないが、調整モードスイッチ28を押すこと
で、30秒間だけ調整モードになり、レーザダイオード
1からレーザ光が照射され、この反射光が受光部2で受
光されて、目的物との距離が計測されるという通常の動
作が行われる。この30秒間に、自車両前方の既知距離
の地点に基準となるリフレクタを設置し、レーザ光の光
軸調整を行うことともに、発受光部10の取付状態を確
認する。また、正常に動作するかどうかも確認する。な
お、30秒が経過するとタイマーが働いて、調整モード
が自動的に解除される。
【0037】このように本実施形態では、調整モードス
イッチ28を入力することで、停車中であっても、所定
時間だけ、レーザダイオード1からレーザ光が照射さ
れ、この反射光が受光部2で受光されて目的物との距離
が計測できるので、この所定時間内で発受光部10の光
軸調整や、動作確認を行うことができる。また、所定時
間だけ稼働した後は自動的に解除されるので、安全の点
でも問題はない。なお、調整モードの維持時間は、上述
した30秒間に限定されることはない。
【0038】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警
報装置は、以下のように使用することができる。図5
は、カーブ路における車間追突警報装置の使用形態を示
す模式図、図6は急な割込車両があった場合の使用形態
を示す模式図である。
【0039】図5に示すようなカーブ路においては、中
央正面に中央分離帯や対向車両V3が存在することもあ
り、3つの走査光のうちの中央の走査光の測定
距離を大きくとると、これらリフレクタや対向車両V3
を検出してしまう。このため、ハンドル角センサ40で
カーブ路であることが認識されると、そのカーブ方向の
走査光(図示する場合は走査ビーム)の測定距離を大
きくし、他の走査光の測定距離を小さくする。これ
により、カーブ方向の前方車両V2のみが検出され、車
間距離および追突の警報に関係する目的物のみとの距離
Lを抽出して計測することができる。
【0040】この場合、本実施形態の車間追突警報装置
では、ステッピングモータ4を用いてミラー3を往復回
転運動させる際に、所定時間だけ一時的に停止させ、こ
の停止時にレーザ光LSを当該ミラー3に照射すること
により、回転振動誤差が抑制され走査光SBの方位角度
がきわめて正確であるため、カーブ方向の精度が高く、
誤警報を防止することができる。
【0041】一方、図6に示すような直線路において
は、通常、進行方向に前方車両V2が存在するため、3
つの走査光のうちの中央の走査光の測定距離を
大きくし、他の走査光の測定距離を小さく設定す
る。これにより、前方側方に存在するリフレクタや対向
車両が検出されないので、必要とされる前方車両V2の
みを適切に認識することができ、しかも同図に示すよう
に、急な割込車両V3があった場合にも、左右両側の走
査光によって検出できる。
【0042】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【0043】すなわち、本発明の距離計測装置は、上述
した車間追突警報装置以外にも、例えば車間距離警報装
置、後側方警報装置、自動追従装置、車間距離自動維持
運転装置、衝突速度低減装置、事故回避自動操作装置、
コーナ進入減速装置などの各種事故回避装置に適用する
ことができる。
【0044】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の距離計測装
置によれば、受光素子の対角線の一つが水平方向に沿う
ように、受光素子が発受光部に設けられているので、受
光面積を大きくしなくとも、水平方向および鉛直方向の
受光長が大きくなる。したがって、同じ大きさの受光部
を用いて走査検知領域を拡大することができ、小型で低
コストの距離計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警報装
置の発受光部の実施形態を示す水平断面図である。
【図2】図1のA部の拡大斜視図である。
【図3】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警報装
置の実施形態を示すブロック図である。
【図4】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警報装
置の実施形態におけるステッピングモータの動作と発光
部および受光部の動作との関係を示すタイムチャートで
ある。
【図5】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警報装
置の使用形態を示す模式図である。
【図6】本発明の距離計測装置を用いた車間追突警報装
置の他の使用形態を示す模式図である。
【図7】図1のB矢視図である。
【図8】従来の車間追突警報装置の受光部を示す水平正
面図である。
【符号の説明】
1…レーザダイオード(発光部) 1a…プリント基板 2…フォトダイオード(受光部) 2a…プリント基板 2b…受光素子 3…ミラー 3a…ミラーホルダ 3b…遮光部 4…ステッピングモータ 4a…出力軸 5…フォトインタラプタ 6a,6b…保護ガラス 7…フレネルレンズ 8…光不透過性部材 10…発受光部 20…コントローラ 30…車速センサ 40…ハンドル角センサ SB…走査光 RB…反射光 L…目的物との距離 V1…自車両 V2…前方車両(目的物) V3…対向車両 V4…割込車両(目的物)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光部(1)からの走査光(SB)を目的
    物(V)に照射し、その反射光(RB)を受光部(2)
    で受光することにより、前記目的物との距離(L)を計
    測する発受光部(10)を有する距離計測装置におい
    て、 前記受光部の受光素子(2b)の対角線の一つが水平方
    向(X)に沿うように、前記受光素子(2b)が前記発
    受光部(10)に設けられていることを特徴とする距離
    計測装置。
JP8344634A 1996-12-09 1996-12-09 距離計測装置 Pending JPH10170255A (ja)

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JP8344634A JPH10170255A (ja) 1996-12-09 1996-12-09 距離計測装置

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ID=18370785

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JP8344634A Pending JPH10170255A (ja) 1996-12-09 1996-12-09 距離計測装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010271275A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Mitsubishi Electric Corp レーザ画像計測装置
JP2017198639A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社ユピテル 出射装置
JP2020190568A (ja) * 2016-04-28 2020-11-26 株式会社ユピテル 出射装置

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