JPH11166974A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、かつ、精度よく距離を測定でき
る距離測定装置を提供することである。 【解決手段】 前方に発光パルスを間断的に照射する発
光部（３１）と、発光パルスが外部の物体により反射さ
れた受光パルスを検知する受光部（３２）と、発光部の
発光パルスの発生時から、受光部の受光パルスの受光時
までの時間差（Ｔｄn ）を検出する第１タイマ（３４）
と第２タイマ（３５）と、第１タイマと第２タイマによ
って検出された時間差に基づいて物体との距離（Ｌ）を
演算する電子制御ユニット（５）とを備えた距離測定装
置（１０）において、電子制御ユニットは第１タイマと
第２タイマによって検出された複数の時間差に基づい
て、物体との距離の平均値（ＬAve ）を演算するととも
に、距離の平均値の算出の際に、複数の時間差の内、所
定値（Ｔｄs ）未満のものを除外することを特徴とする
距離測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両前方の障害物検
知装置、或いは、車両の自動走行装置等に使用される距
離測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりある、車両用の距離測定装置に
関するものとして、ダッシュボード上、或いは、ルーム
ミラーの背面等にレーザー装置を設置したものとして、
特開昭５９−２４２７８号に記載されたものがある。し
かし、これはレーザー装置がワイパーによって反射した
レーザー光を受光してしまい、距離測定の正確さが失わ
れる。

【０００３】又、この課題を解消する手段として、ワイ
パー作動信号を検出して、ワイパー作動中は距離測定を
停止するものが考えられるが、これは、距離測定が機能
する時間が限られる上に、ワイパー作動を検出するハー
ドウエアを必要とし、装置の小型、低コスト化の点にお
いて課題を含んだものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、上記問題を解決する距離測定装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１においては、前方に発光パルスを間
断的に照射する投光手段と、前記発光パルスが外部の物
体により反射された受光パルスを検知する受光手段と、
前記投光手段の発光パルスの発生時から、前記受光手段
の受光パルスの受光時までの時間差を検出する時間検出
手段と、前記時間検出手段によって検出された時間差に
基づいて前記物体との距離を演算する距離演算手段とを
備えた距離測定装置において、前記距離演算手段は前記
時間検出手段によって検出された複数の時間差、或い
は、前記複数の時間差に基づいて演算された複数の距離
に基づいて、前記物体との距離の平均値を演算するとと
もに、前記距離の平均値の算出の際に、前記複数の時間
差、或いは、前記複数の距離の内、所定値未満のものを
除外することを特徴とする距離測定装置とした。

【０００６】上記請求項１に記載した距離測定装置によ
れば、距離の平均値の算出の際に、複数の時間差、或い
は、複数の距離の内、所定値未満のものを除外すること
によって、ワイパーにより反射された受光パルスのデー
タを除外することができ、ワイパー作動中であっても精
度よく距離測定を行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の特徴
を示す部分のみについて説明する。

【０００８】図１は、本発明による距離測定装置１０
を、車両に搭載したところを表す図である。図１におい
て、車両１には距離測定装置１０を構成するレーザーレ
ーダー３、及び、レーザーレーダー３と電気的に接続さ
れた電子制御ユニット５が搭載されている。

【０００９】図２および図３に示すように、レーザーレ
ーダー３は車両のフロントウインドウ７の後方、ダッシ
ュボード９の上面に設置され、したがって、ワイパー１
１の後方に位置することになる。

【００１０】図４において、レーザーレーダー３の発光
部３１において、駆動回路３１３は、発振回路３３によ
り形成される所定タイミングで、レーザーダイオード３
１２の駆動パルスを形成する。レーザーダイオード３１
２より発生したレーザー光は、レンズ３１１を介して車
両前方に照射される。

【００１１】図５および図６に基づいて、レーザー光の
発生方法を説明する。図５はレーザーレーダー３を車両
１に設置したところを上方より見た図であり、図の矢印
はレーザー光の照射方向を表している。本実施の形態で
は、レーザー光の照射方向は、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・
Ｂ１１の１１方向に区別される。各照射方向において
は、連続的に８パルスのレーザー光が照射され、各レー
ザー光は１msecの周期で投射される。ここで、本実施の
形態における距離測定装置１０は、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の
順に、車両幅方向に走査（スキャニング）を行う。Ｂ１
からＢ２への移行、Ｂ２からＢ３への移行・・・Ｂ１０
からＢ１１への移行には、各々１msecを要し、したがっ
て図６に示すように、駆動回路３１３は、１回のスキャ
ニングで８８パルスの駆動パルスを発生させ、１回のス
キャニングに要する時間は、９８msecとなる。

【００１２】再び図４を参照する。受光部３２では、レ
ンズ３２１を介して、フォトダイオード３２２において
車両前方にある障害物で反射されたレーザー光を受光す
る。フォトダイオード３２２は受光したレーザー光に応
じたレベルの電気信号（受光パルス）を発生する。

【００１３】フォトダイオード３２２からの信号は、更
に増幅回路３２３で増幅されて第１タイマ３４、及び、
第２タイマ３５に入力される。第１タイマ３４、及び、
第２タイマ３５には、レーザーダイオード３１２から
も、後述するように発光時の発光パルスが入力される。
後述するように第１タイマ３４、及び第２タイマ３５
は、発光パルスが発生されてから、受光パルスが到達す
るまでの時間を検出して、電子制御ユニット５へと送信
する。

【００１４】電子制御ユニット５は後述するように、レ
ーザーレーダー３からの信号に基づいて前方物体との距
離を演算する。

【００１５】図７は第１タイマ３４内の構成を表し、ゲ
ートパルス３４１は発光部３１のレーザーダイオード３
１２からの発光パルス、及び、受光部３２の増幅回路３
２３を介して、フォトダイオード３２２からの受光パル
スが入力される。第１タイマのゲートパルス３４１は、
図８にあるようにレーザーダイオード３１２からの発光
パルスが、その立下り時に閾値：Ｔｈを下回ること（以
下、この点を立下りエッジと呼ぶ）によって立上り、フ
ォトダイオード３２２からの受光パルスが、その立上り
時に閾値：Ｔｈを上回ること（以下、この点を立上りエ
ッジと呼ぶ）によって立下がるゲートパルス信号を、ゲ
ート３４３に送信する。

【００１６】ゲート３４３には更に、クロック３４２か
らのクロックパルスが入力されており、ゲートパルス３
４１からのゲートパルス信号が入力されている間（Ｔ１
間）のみ、クロック３４２からのクロックパルスと同周
期のパルス信号を、カウンタ３４４に発信する。カウン
タ３４４は、ゲート３４３から入力されたパルスを計数
し、計数したパルス数に応じた（言い換えれば時間Ｔ１
に応じた）レベルの信号を、電子制御ユニット５に送信
する。

【００１７】一方、第２タイマ３５内の構成も、図示し
ないが、基本的に第１タイマ３４と同一であって、図示
しないゲートパルスは、発光部３１のレーザーダイオー
ド３１２からの発光パルス、及び、受光部３２の増幅回
路３２３を介して、フォトダイオード３２２からの受光
パルスが入力される。第２タイマのゲートパルスは、図
８にあるようにレーザーダイオード３１２からの発光パ
ルスの立下りエッジによって立上り、フォトダイオード
３２２からの受光パルスの立下りエッジによって立下が
るゲートパルス信号を、図示しないゲートに送信する。

【００１８】ゲートには更に、図示しないクロックから
のクロックパルスが入力されており、ゲートパルスから
のゲートパルス信号が入力されている間（Ｔ２間）の
み、クロックからのクロックパルスと同周期のパルス信
号を、図示しないカウンタに発信する。カウンタは、ゲ
ートから入力されたパルスを計数し、計数したパルス数
に応じた（言い換えれば時間Ｔ２に応じた）レベルの信
号を、電子制御ユニット５に送信する。

【００１９】電子制御ユニット５は、第１タイマ３４、
及び、第２タイマ３５から送信された信号に基づいて、
下式に基づいて、発光パルスと受光パルスとの間の時間
差であるＴｄを演算する。

【００２０】 ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１ （ΔＴ：受光パルス
幅） Ｔｄ＝Ｔ１＋αΔＴ＋Ｔｓ （αΔＴ：時間パル
ス幅） ここで、αは距離測定装置の受光部３２によって決まる
定数であり、０＜α＜１を満足し、時間パルス幅：αΔ
Ｔが受光パルスの立上りエッジからピーク点までの時間
に対応するように設定される。すなわち、時間パルス
幅：αΔＴの終点がピーク点：Ｐｅとなることをねらい
として設定される。又、Ｔｓは発光パルスのピーク点か
ら立下りエッジまでの経過時間を表す所定値であり、発
光部３１によって決定される数値である。

【００２１】前記のようにして、電子制御ユニット５は
１つの発光パルスに基づいて、Ｔｄを演算する。

【００２２】次に、図９に基づいて、レーザー光の１つ
の照射方向についての、距離演算の方法を説明する。車
両のイグニッションスイッチを作動させると、距離測定
装置１０はステップＳ１００において初期化され、例え
ば、照射方向Ｂ１について、ステップＳ１１０、およ
び、ステップＳ１２０において、それぞれＤ₀ が０、ｎ
およびｍが１とされる。

【００２３】次に、ステップＳ１３０において、照射方
向Ｂ１における１番目に発光されたレーザー光につい
て、例えば前記したような方法で、Ｔｄ1 が演算され
る。ステップＳ１４０において、受光パルスが車両１の
ワイパー１１から反射したものであるか否かを判断する
ため、演算されたＴｄ1 が所定値Ｔｄs と比較され、Ｔ
ｄs 以上である時、ステップＳ１５０において、Ｔｄ1
がＤ1 とされる。

【００２４】ステップＳ１６０において、ｎが８未満と
判断されると、ステップＳ２１０、および、ステップＳ
２００において、それぞれｍおよびｎがインクリメント
され、再びステップＳ１３０へと戻り、２番目以降に発
光されたレーザー光について、同様に処理され、ステッ
プＳ１５０において、Ｔｄn がＤn に加算される。

【００２５】ステップＳ１４０において、Ｔｄn がＴｄ
s 未満であると、受光パルスが車両１のワイパー１１か
ら反射したものであると判断され、ステップＳ１９０に
おいて、Ｄn-1 をＤn としてステップＳ２００を経由し
てステップＳ１３０に戻る。すなわち、Ｔｄn がＴｄs
未満であると、その時のＴｄn はＤn に加算されない。

【００２６】ステップＳ１６０においてｎが８に達した
と判断されると、ステップＳ１７０において、Ｄn を加
算されたＴｄn の数であるｍで除することによって、Ｔ
ｄnの平均値ＴAve が演算される。その後、ステップＳ
１８０において、式：ＬAve＝ＴAve ×Ｃ／２（Ｃは光
速）に基づいて車両前方の障害物までの距離Ｌの平均値
ＬAve を演算する。

【００２７】尚、上記した実施の形態においては、時間
差Ｔｄn がＴｄs 未満である時に、それを距離Ｌの平均
値の演算から除外しているが、各時間差Ｔｄn に基づい
て演算された複数の距離Ｌの内、所定値未満、或いは所
定値以下のものを、距離Ｌの平均値ＬAve の演算から除
外するようにしてもよい。

【００２８】又、本発明はスキャニングを行わないレー
ザーレーダーにも適用できることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、簡単な
装置で精度よく物体までの距離を測定でき、低コストな
距離測定装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による距離測定装置を車両に搭載したと
ころを表す全体図

【図２】本発明による距離測定装置のレーザーレーダー
を車両に搭載したところを車両前方から見た図

【図３】本発明による距離測定装置のレーザーレーダー
を車両に搭載したところを車両側方から見た図

【図４】本発明による距離測定装置の全体ブロック図

【図５】本発明による距離測定装置の発光方法を説明す
る図

【図６】本発明による距離測定装置の駆動回路の駆動パ
ルスを表す図

【図７】本発明による距離測定装置の第１タイマのブロ
ック図

【図８】本発明による距離測定装置の第１タイマおよび
第２タイマのタイミングチャート

【図９】本発明による距離測定装置のフローチャート

【符号の説明】

３ レーザーレーダー ５ 電子制御ユニット １
０ 距離測定装置 ３１ 発光部 ３２ 受光部 ３４ 第１タイマ
３５ 第２タイマ Ｔｄn 時間差 Ｌ 距離 ＬAve 距離の平均値
Ｔｄs 所定値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方に発光パルスを間断的に照射する投
   光手段と、前記発光パルスが外部の物体により反射され
   た受光パルスを検知する受光手段と、前記投光手段の発
   光パルスの発生時から、前記受光手段の受光パルスの受
   光時までの時間差を検出する時間検出手段と、前記時間
   検出手段によって検出された時間差に基づいて前記物体
   との距離を演算する距離演算手段とを備えた距離測定装
   置において、前記距離演算手段は前記時間検出手段によ
   って検出された複数の時間差、或いは、前記複数の時間
   差に基づいて演算された複数の距離に基づいて、前記物
   体との距離の平均値を演算するとともに、前記距離の平
   均値の算出の際に、前記複数の時間差、或いは、前記複
   数の距離の内、所定値未満のものを除外することを特徴
   とする距離測定装置。