JPH10260256A - 障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発信素子から発生するレーザ光をレンズでビ
ーム状の探査波に変えるとき、レンズを左右方向に移動
させることにより、探査波を車両の進行方向で走査す
る。 【解決手段】 先行車両検知装置１に内蔵された探査波
発信部２は、発信回路３、レーザ光Ｌを発生する発信素
子４、レンズ５を移動させるレンズ移動アクチュエータ
６からなる。レンズ５を矢示の直線方向に移動させるこ
とにより、探査波Ｔは左右方向に走査する。これによ
り、先行車両が存在している場合には、この探査波Ｔで
先行車両を捕捉した上で追従することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のオー
トスピードコントロール、オートストップコントロール
等に用いて好適な障害物検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両には、高速道路のようにほ
ぼ一定の速度で巡航するときに使用するオートスピード
コントロール（ＡＳＣＤ）を備えたものがある。このオ
ートスピードコントロールには、設定された所定速度で
巡航させる速度制御方式のオートスピードコントロール
と、先行車両との車間距離を一定に保つ速度で巡航さ
せ、先行車両が消失した場合には設定された所定速度で
巡航させるようにした車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールとの２種類がある。

【０００３】そして、車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールは、先行車両との車間距離が一定距離と
なる速度で巡航するようにアクセル開度をアクチュエー
タによって制御し、車間距離が近づいたときにはアクセ
ル開度を閉じ、さらに自動的にブレーキングを行って減
速し、車間距離が広がったときにはアクセル開度を開い
て加速し、車間距離を常に一定に保つようにしたもので
ある。

【０００４】また、この先行車両との車間距離を測定す
る方法の一つとして障害物検知装置が用いられ、該障害
物検知装置は、車両の進行方向に向けて探査波を発信す
る発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害
物となる先行車両で反射したときの反射波を受信する受
信手段とから構成され、探査波の発信から反射波の受信
までの時間を計測することにより車間距離を測定してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来技術による探査波を利用して車間距離を測定
する方法では、発信手段から発信される探査波は、車両
の向きに対して決められた方向でしかも一定の広がりを
持たせて発信しているから、道路がカーブや坂道となっ
たときには、先行車両を見失ってしまうことがあり、こ
のカーブや坂道を抜けた後に、再び車間距離を測定す
る。

【０００６】このため、オートスピードコントロールで
は、実際には先行車両が同一路線上を走行しているにも
拘らず、該先行車両がカーブや坂道を通過するときに
は、探査波の探査範囲から逸脱して先行車両を検知でき
ず、一時的に車間距離制御から速度制御へと切換わり、
カーブや坂道を通過後に再び先行車両を検知すると車間
距離制御に切換わる。これにより、車両がカーブや坂道
を通過する毎に制御が切換わり車両の速度が変化して乗
り心地を悪化させるという問題がある。

【０００７】また、発信手段から発信される探査波は、
車両の向きに対して決められた方向でしかも一定の広が
り角度を持たせているため、出力電力（例えば、３〜５
Ｗ）を大きくしなければならず、消費電力が高くなって
バッテリの消耗につながるという問題がある。

【０００８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はカーブや坂道においても先行車
両を捕捉することのできる障害物検知装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明が採用する障害物
検知装置は、車両の進行方向に向けてビーム状の探査波
を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査
波が障害物で反射したときの反射波を受信する受信手段
とから構成している。

【００１０】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１に係る発明が採用する構成の特徴は、発信手段
を、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発
生したレーザ光を透過させることによりビーム状の探査
波に変えるレンズと、該レンズを移動させることによ
り、前記探査波を進行方向に対して少なくとも左右方向
に走査させる走査手段とから構成したことにある。

【００１１】このような構成とすることにより、走査手
段によりレンズを移動させることにより、ビーム状の探
査波を少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走
査できる。これにより、例えば障害物となる先行車両が
存在している場合には、走査される探査波によって先行
車両を捕捉することができる。

【００１２】請求項２の発明では、走査手段を、発信素
子の前方でレンズを少なくとも左右方向に直線状に移動
させる構成としている。

【００１３】このような構成とすることにより、発信素
子の前方で、少なくとも左右方向にレンズを直線状に移
動させると、該発信素子から発生する探査波を、車両の
進行方向に対して左右方向に走査することができる。

【００１４】請求項３の発明では、走査手段を、発信素
子を中心として該発信素子の前方でレンズを円弧状に移
動させる構成としている。

【００１５】このような構成とすることにより、発信素
子の前方で、発信素子を中心としてレンズを円弧状に移
動させると、該発信手段から発生する探査波を、車両の
進行方向に走査することができる。しかも、レンズと発
信素子との距離は常に一定に保っているから、発信手段
から前方の同一距離では、ビーム状探査波の径寸法を常
に一定にできる。

【００１６】一方、上述した課題を解決するために、請
求項４に係る発明が採用する構成の特徴は、発信手段
は、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発
生したレーザ光を反射させるミラーと、該ミラーによっ
て反射されたレーザ光を透過させることによりビーム状
の探査波に変えるレンズと、前記ミラーを揺動させるこ
とにより、前記探査波を進行方向に対して走査させる走
査手段と、該走査手段によりミラーが揺動したときに該
ミラーとレンズとの距離が等しくなるように該レンズを
移動させるレンズ移動手段とから構成したことにある。

【００１７】このような構成とすることにより、走査手
段によりミラーを揺動させることにより、ビーム状の探
査波を少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走
査できる。これにより、例えば障害物となる先行車両が
道路のカーブを走行している場合でも、探査波によって
先行車両を捕捉することができる。しかも、レンズ移動
手段によりミラーとレンズとの距離は常に一定に保って
いるから、発信手段から前方の同一距離においてはビー
ム状探査波の径寸法を常に一定にできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図１ないし図８によって詳細に説明するに、図１ないし
図６は本発明による第１の実施例を示している。

【００１９】１は自車Ａの前側に装備された障害物検知
装置としての先行車両検知装置を示し、該先行車両検知
装置１は後述する探査波発信部２、反射波受信部７およ
びコントロールユニット１１等から大略構成されてい
る。

【００２０】２は発信手段としての探査波発信部を示
し、該探査波発信部２は後述するコントロールユニット
１１からの指令により探査波信号（例えば０．１〜１．
０ＭＨz ）を発生する発信回路３と、該発信回路３から
出力される探査波信号を受けて、レーザ光Ｌを発生する
レーザダイオードからなる発信素子４と、該発信素子４
から発生するレーザ光Ｌを透過させることにより拡散す
るのを規制してビーム状の探査波Ｔに変えるレンズ５と
から構成されている。

【００２１】６は探査波Ｔを例えば左右方向，上下方向
に移動させる走査手段としてのレンズ移動アクチュエー
タで、該レンズ移動アクチュエータ６は、前記レンズ５
を例えば左右方向に移動させることにより、図２に示す
ように、ビーム状の探査波Ｔを、例えば長さ１００ｍで
左右方向に４０ｍの走査角θをもって走査する。

【００２２】ここで、前記探査波発信部２は、図３に示
すように、発信素子４からはレーザ光Ｌをある程度の広
がり角度αを有して発生し、レンズ５はレンズ移動アク
チュエータ６によってこの角度αの範囲内を直線状に左
右方向に移動する。これにより、レンズ５を透過して自
車Ａの前方に照射されるビーム状の探査波Ｔは、左右方
向に走査角θを持って走査される。

【００２３】また、先行車両検知装置１においては、先
行車両Ｂが捕捉されるまでの間、前記レンズ移動アクチ
ュエータ６によって、レンズ５を例えば左右方向に移動
させ、これにより探査波Ｔを左右方向に走査させる。そ
して、先行車両Ｂが捕捉された後は、レンズ移動アクチ
ュエータ６は、コントロールユニット１１からの指令に
基づいてレンズ５を左右方向または上下方向に移動調整
することにより、探査波Ｔの照射方向を先行車両Ｂに追
従させるように調整する。

【００２４】７は受信手段としての反射波受信部で、該
反射波受信部７は、反射波Ｒを受信用レンズ８を介して
受信すべく、フォトダイオード等からなる受信素子９
と、該受信素子９の出力側に接続され、該受信素子９か
らの信号の補正を行ってコントロールユニット１１に受
信信号を出力する受信回路１０とからなる。なお、前記
受信用レンズ８の焦点距離は、反射波Ｒが受信素子９の
表面上で焦点が合うように設定されている。

【００２５】ここで、前記反射波Ｒは、探査波発信部２
から発信される探査波Ｔが前記先行車両Ｂの後側に設け
られたリフレックスリフレクタ（図示せず）で反射した
もので、該リフレックスリフレクタは複数個のコーナキ
ューブにより構成され、入射される探査波を入射方向に
効率良く反射させる再帰反射性を有している。

【００２６】１１はコントロールユニットで、該コント
ロールユニット１１はマイクロコンピュータ等により構
成され、入力側には反射波受信部７が接続され、出力側
には発信回路３、レンズ移動アクチュエータ６、ブザ
ー，ランプ等の報知器１２等が接続されている。なお、
前記報知器１２では、自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離
または相対速度の演算結果を表示すると共に、危険警告
等を行う。

【００２７】また、前記コントロールユニット１１には
記憶装置１１Ａが設けられ、該記憶装置１１Ａ内には、
図４に示すような先行車両検知プログラム等が格納され
ている。

【００２８】さらに、前記コントロールユニット１１に
は、反射波受信部７からの反射波Ｒを受け、自車Ａに対
する先行車両Ｂの位置を検出する位置検出機能と、該位
置検出機構により、自車Ａと先行車両Ｂとの間の車間距
離を演算する車間距離演算機能と、該車間距離演算機能
において車間距離が近づきすぎたときに報知器１２を作
動させる報知器作動機能と、前記位置検出機能で先行車
両Ｂの位置を検出した後に、レンズ移動アクチュエータ
６によってレンズ５を移動調整して探査波Ｔの照射方向
を先行車両Ｂの方向に調整することにより、該先行車両
Ｂの追従を行う追従機能とを有している。

【００２９】本実施例による先行車両検知装置１は、上
述した如く構成されるが、次に図４による先行車両検知
プログラムと、探査波Ｔの照射方向を示した図２、図５
と図６に基づいてその動作を説明する。なお、自車Ａと
先行車両Ｂの中央の矢印はその車両の進行方向を示して
いる。

【００３０】まず、ステップ１では、図２に示す如く、
レンズ移動アクチュエータ６によりレンズ５を左右方向
に移動させることにより、該レンズ５を介して前方に向
けて照射される探査波Ｔを走査角θの範囲で走査させ
る。

【００３１】ステップ２では、先行車両Ｂが走査される
探査波Ｔによって捕捉されたか否かの判定、即ち受信素
子９において反射波Ｒを受信したか否かを確認する。こ
のステップ２で「ＹＥＳ」と判定した場合には、図５に
示すように、該受信素子９で反射波Ｒが受信されている
から、先行車両Ｂに対して探査波Ｔが反射したとみなす
ことができ、自車Ａの前方（例えば、車間距離１００ｍ
以内）に先行車両Ｂが存在していることを検知できる。

【００３２】一方、このステップ２で「ＮＯ」と判定し
た場合には、自車Ａの進行方向には先行車両Ｂが存在し
ていないから、このステップ２の判定処理を繰返す。

【００３３】さらに、ステップ３では、探査波Ｔを先行
車両Ｂに向けて発信保持するために、レンズ移動アクチ
ュエータ６によってレンズ５を左右方向と上下方向に移
動調整し、常に反射波Ｒが受信素子９で受信されるよう
に制御する。

【００３４】ステップ４では、この反射波Ｒが受信素子
９で受信されているか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定
した場合には、自車Ａの進行方向に先行車両Ｂが存在し
ているから、ステップ３の追従処理を繰返す。このステ
ップ４で「ＮＯ」と判定した場合には、ステップ１に戻
ってレンズ５を左右方向に移動させて探査波Ｔを左右方
向に走査させる。

【００３５】然るに、本実施例による先行車両検知装置
１は、発信素子４から角度αを有して発生するレーザ光
Ｌの範囲内を、レンズ移動アクチュエータ６によってレ
ンズ５を左右方向に直線状に移動させることにより、ビ
ーム状の探査波Ｔを左右方向に走査角θを持って走査さ
せることができる。

【００３６】また、自車Ａの先行車両Ｂが存在していな
いときには、探査波発信部２から出力される探査波Ｔを
所定の走査角θの範囲で走査し、先行車両Ｂが存在して
いるときには、探査波Ｔは該先行車両Ｂを追従するよう
にしているから、図６に示す如く、先行車両Ｂがカーブ
を走行中であっても探査波Ｔは先行車両Ｂの走行状態に
対して追従でき、先行車両Ｂが存在しているときには、
常に追従状態を続行することができる。

【００３７】さらに、レンズ移動アクチュエータ６は探
査波Ｔを左右方向のみでなく、上下方向にも調整できる
ようにしたから、先行車両Ｂの捕捉後にあっては、該車
両Ｂが坂道を通過するときでも、探査波Ｔの照射方向を
上下方向に変位させて追従させることも可能である。

【００３８】かくして、本実施例による先行車両検知装
置１をオートスピードコントロールに用いた場合には、
探査波Ｔの発信から反射波Ｒの受信までの時間から自車
Ａと先行車両Ｂとの車間距離を計測し、この車間距離が
予め設定された一定の車間距離となるように速度を制御
して巡航する。このとき、先行車両検知装置１では、一
度先行車両Ｂを捕捉したら、該先行車両Ｂが自車Ａの走
行路線上から離脱しない限り、探査波Ｔによって常に追
従することができる。

【００３９】従って、本実施例では、従来技術のよう
に、車間距離制御から速度制御へとオートスピードコン
トロールが切換わるのをなくし、オートスピードコント
ロール中の自車Ａの速度変化を安定させ、乗り心地を向
上させることができる。

【００４０】さらに、探査波発信部２から発信される探
査波Ｔは、レンズ５によってビーム状に絞込まれている
から、発信素子４の出力電力を従来技術の発信素子の出
力電力の約１０％となる０．３〜０．５Ｗ程度ですみ、
消費電力を少なくしてバッテリの消耗を低減することが
できる。しかも、出力電力の小さい発信素子４は安価で
あるため、大幅なコスト低減を図ることができる。

【００４１】次に、図７に基づいて本発明による第２の
実施例を説明するに、本実施例の特徴は、レンズ移動ア
クチュエータ６によりレンズ５を発信素子４を中心とす
る半径ｄの円弧状に移動させたことにある。

【００４２】このように構成することにより、本実施例
においても探査波Ｔを走査することにより、先行車両Ｂ
の捕捉と追従を行うことができる。しかも、レンズ５を
円弧状に移動させることにより、発信素子４とレンズ５
との距離を常に一定の距離ｄに保つことができ、探査波
発信部２から発信する探査波Ｔの焦点位置はどの走査方
向においても一定にすることができる。そして、前方の
同一距離においてビーム状探査波Ｔの径寸法（スポット
径）を常に一定にできる。

【００４３】従って、例えば前方の同一距離に障害物が
存在している場合には、該障害物から反射される反射波
Ｒの大きさを常に一定にできる。即ち、先行車両Ｂが自
車Ａから同一距離離れている場合には、自車Ａの中央部
であっても、左，右のどちらであっても、先行車両Ｂに
到達する探査波Ｔのスポット径は等しくなるから、反射
波Ｒの大きさも等しくなる。これにより、先行車両Ｂの
誤検知を防止することができる。

【００４４】さらに、図８に基づいて本発明による第３
の実施例を説明するに、本実施例の特徴は、探査波Ｔを
ミラーの揺動によって走査させるようにしたものであ
る。なお、前述した第１の実施例と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００４５】２１は発信手段としての探査波発信部を示
し、該探査波発信部２１は探査波信号を発生する発信回
路３と、該発信回路３から出力される探査波信号を受け
て、レーザ光Ｌを発生する発信素子４と、該発信素子４
から発生するレーザ光Ｌを反射させるミラー２２と、該
ミラー２２で反射されたレーザ光Ｌを透過させることに
よりビーム状の探査波Ｔに変えるレンズ５と、前記ミラ
ー２２を揺動させることにより、前記探査波Ｔを進行方
向に対して走査させる走査手段としてのミラー揺動アク
チュエータ２３と、該ミラー揺動アクチュエータ２３に
よるミラー２２の揺動に伴って該ミラー２２とレンズ５
との距離が等しくなるように該レンズ５を移動させるレ
ンズ移動アクチュエータ２４とから構成されている。

【００４６】ここで、ミラー揺動アクチュエータ２３
は、探査波Ｔを例えば左右方向に移動させるもので、例
えばミラー２２を左右方向に揺動させることにより、図
２に示すように、ビーム状の探査波Ｔを、例えば長さ１
００ｍで左右方向に４０ｍの走査角θをもって走査す
る。

【００４７】また、レンズ移動アクチュエータ２４は、
図８に示すように、ミラー２２が発信素子４に対して４
５度の傾きにあるときには、レンズ５はミラー２２から
離れる方向（右側）に移動し、ミラー２２が４５度に対
して傾斜した場合には、ミラー２２に近づく方向（左
側）に移動させる。これにより、該レンズ移動アクチュ
エータ２４は、ミラー２２とレンズ５との距離を一定に
保っている。

【００４８】このように構成される本実施例において
も、探査波Ｔを走査することにより、先行車両Ｂの捕捉
を行うことができる。しかも、レンズ５とミラー２２と
の距離を一定に保つようにレンズ５を移動させることに
より、探査波発信部２１から発信する探査波Ｔの焦点位
置は、どの方向においても一定の位置とすることができ
る。

【００４９】また、自車Ａから同一距離にある障害物に
関し、障害物が自車Ａの中央部であっても、左，右のど
ちらであっても、該障害物から反射される反射波Ｒの大
きさは等しくなり、障害物となる先行車両Ｂの誤検知を
防止することができる。

【００５０】なお、前記各実施例では、先行車両検知装
置に用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、後退時における障害物確認に用いてもよく、さらに
オートスピードコントロールのみでなくオートストップ
コントロールに用いてもよいことは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の本発明に
よれば、発信素子の前方で走査手段によりレンズを移動
させることにより、ビーム状の探査波を少なくとも左右
方向に一定の広がりを持たせて走査するようにしたか
ら、例えば障害物となる先行車両が存在している場合に
は、走査される探査波によって先行車両を常に捕捉する
ことができ、正確なオートスピードコントロール等の制
御を行うことができる。

【００５２】また、発信手段では、発信素子から発生す
るレーザ光を、レンズによりビーム状に絞り込んで探査
波として発信しているから、発信素子の出力電力は小さ
くてすみ、コスト低減を図ることができる。

【００５３】請求項２の発明では、発信素子の前方でレ
ンズを少なくとも左右方向に直線状に移動させることに
より進行方向で探査波を左右方向に走査し、走査する探
査波により障害物となる先行車両を捕捉することができ
る。

【００５４】請求項３の発明では、発信素子の前方で該
発信素子を中心としてレンズを円弧状に移動させ、探査
波を少なくとも左右方向に走査させることにより、障害
物となる先行車両を捕捉できる。しかも、レンズと発信
素子との距離は、レンズ移動手段により常に一定に保た
れているから、発信手段から前方の同一距離では、ビー
ム状探査波の径寸法は常に一定にでき、発信手段から等
距離にある障害物からの反射波の大きさを一定にし、障
害物の誤検知を防止することができる。

【００５５】請求項４の発明では、走査手段によりミラ
ーを移動させることにより、ビーム状の探査波を少なく
とも左右方向に一定の広がりを持たせて走査でき、例え
ば障害物となる先行車両が道路に存在している場合に
は、走査される探査波によって先行車両を捕捉すること
ができる。しかも、レンズ移動手段によりミラーとレン
ズとの距離は常に一定に保たれているから、発信手段か
ら前方の同一距離では、ビーム状探査波の径寸法を一定
にでき、発信手段から等距離にある障害物からの反射波
の大きさを常に一定にし、障害物の誤検知を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による先行車両検知装置
を示す全体構成図である。

【図２】自車から探査波を発信し先行車両を走査してい
る状態を示す説明図である。

【図３】発信素子とレンズの移動方向との関係を示す説
明図である。

【図４】第１の実施例による先行車両検知処理を示す流
れ図である。

【図５】探査波によって先行車両を捕捉した状態を示す
説明図である。

【図６】先行車両がカーブ走行しているときの探査波の
追従状態を示す説明図である。

【図７】第２の実施例による発信素子とレンズの移動方
向との関係を示す説明図である。

【図８】第３の実施例による発信素子とミラーの揺動方
向、レンズの移動方向との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 先行車両検知装置（障害物検知装置） ２，２１ 探査波発信部（発信手段） ４ 発信素子 ５ レンズ ６ レンズ移動アクチュエータ（走査手段） ７ 反射波受信部（受信手段） ８ 受信用レンズ ９ 受信素子 １１ コントロールユニット ２２ ミラー ２３ ミラー揺動アクチュエータ（走査手段） ２４ レンズ移動アクチュエータ（レンズ移動手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の進行方向に向けて探査波を発信す
   る発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害
   物で反射したときの反射波を受信する受信手段とからな
   る障害物検知装置において、 前記発信手段は、レーザ光を発生する発信素子と、該発
   信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビ
   ーム状の探査波に変えるレンズと、該レンズを移動させ
   ることにより、前記探査波を進行方向に対して少なくと
   も左右方向に走査させる走査手段とから構成したことを
   特徴とする障害物検知装置。
2. 【請求項２】 前記走査手段は、発信素子の前方でレン
   ズを少なくとも左右方向に直線状に移動させる構成とし
   てなる請求項１記載の障害物検知装置。
3. 【請求項３】 前記走査手段は、発信素子を中心として
   該発信素子の前方でレンズを円弧状に移動させる構成と
   してなる請求項１記載の障害物検知装置。
4. 【請求項４】 車両の進行方向に向けて探査波を発信す
   る発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害
   物で反射したときの反射波を受信する受信手段とからな
   る障害物検知装置において、 前記発信手段は、レーザ光を発生する発信素子と、該発
   信素子から発生したレーザ光を反射させるミラーと、該
   ミラーによって反射されたレーザ光を透過させることに
   よりビーム状の探査波に変えるレンズと、前記ミラーを
   揺動させることにより、前記探査波を進行方向に対して
   走査させる走査手段と、該走査手段によりミラーが揺動
   したときに該ミラーとレンズとの距離が等しくなるよう
   に該レンズを移動させるレンズ移動手段とから構成した
   ことを特徴とする障害物検知装置。