JPH1123714A - 前方警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車間距離計測用の受光素子が飽和するような
近距離で、同じ車間距離計測装置で前車のブレーキ操作
を検知して警報を発するようにした。 【解決手段】 この前方警報装置は、発光素子８を発光
させて前方に向けてレーザー14を放射し、前方に存在す
る前車に当たって反射してくる反射光17を受光素子22で
検出し、レーザーの放射タイミングから反射光の受光タ
イミングまでの時間差に基づいて前車までの車間距離を
計測し、当該車間距離が基準値よりも近い時に車間距離
警報を出力する。そして受光素子22の受光状態に基づ
き、前車近接判定手段23が車間距離計測が不能、かつ前
車が近接位置に存在していることを判別した時には発光
素子８の発光を停止し、受光量変化監視手段23によって
受光素子22の受光量の瞬時変化を監視させ、受光素子の
受光量が所定値以上に瞬時変化した時には前車ブレーキ
警報手段21に前車ブレーキ警報を出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車の前方を走行
する前者との車間距離が近づいた時に自動的に警報を発
する前方警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前方警報装置として図６に示す構
成のものが知られている。この従来の前方警報装置１
は、前車との車間距離を計測し、距離信号及び警報信号
を発するレーザーレーダシステム２と、このレーザーレ
ーダシステム２からの信号を受けて距離表示及び警報表
示を行う表示装置３と、レーザーレーダシステム２から
の警報信号を受けて警報音を発するブザー４から構成さ
れている。

【０００３】そしてレーザーレーダシステム２は、電源
回路５、諸演算処理を実行するマイクロプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）６、レーザー発光素子駆動回路７、レーザー発光
素子（ＬＥＤ）８、発光用レンズ９、受光用レンズ１
０、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）１１、
このＰＤ１１の出力を増幅する増幅回路１２から構成さ
れている。

【０００４】この従来の前方警報装置１の動作を、図６
及び図７に基づいて説明する。レーザーレーダシステム
２は自車１３の前面部に取り付けられていて、イグニッ
ションスイッチ等によるオン／オフ信号を受けて作動
し、ＣＰＵ６は一定周期でＬＥＤ８の駆動信号を出力す
る。レーザー発光素子駆動回路７はこの駆動信号を受け
てＬＥＤ８を駆動する。ＬＥＤ８は波長λ＝８５０ｎｍ
に発光強度のピークを有しており、赤外線レーザーを発
光する。ＬＥＤ８から発せられたレーザーは発光用レン
ズ９を通過した後、前方へパルス状の放射光１４として
放射される。放射光１４は前方の前車１５のブレーキラ
ンプ等のリフレクタ１６で反射され、その一部が反射光
１７としてレーザーレーダシステム２へ向けて戻ってく
る。この戻ってきた反射光１７は、受光用レンズ１０で
フォトダイオード（ＰＤ）１１に集光され、ＰＤ１１で
光量に比例した電流に変換される。このＰＤ１１にはＬ
ＥＤ８で発光されるレーザーの波長−発光強度特性に合
せて、波長λ＝８５０ｎｍ付近に受光感度のピークを持
つ素子が使用されている。ＰＤ１１の出力は、増幅回路
１２で増幅され、ＣＰＵ６に入力される。

【０００５】ＣＰＵ６では増幅回路１２の出力のピーク
を検出し、そのピークとパルス状の放射光１４の中心と
の時間間隔ｔを測定し、次の式によって自車１３と前車
１５との車間距離Ｄを算出する。

【０００６】Ｄ＝（ｃ×ｔ）／２ ｃ：光速度 ＣＰＵ６は算出した車間距離Ｄを表示装置３に送り出
し、表示装置３に車間距離情報として表示される。ＣＰ
Ｕ６はさらに、算出した車間距離Ｄを前回算出した車間
距離との時間差分によって前車１５との相対速度を算出
し、速度センサから入力される自車速及びこの算出した
前車１５との相対速度から前車に追突する恐れの小さい
安全車間距離を警報車間距離Ｄｓとして算出する。そし
て、先に算出した車間距離Ｄとこの警報車間距離Ｄｓと
を比較して前車への衝突の危険度を判定し、それに応じ
た警報信号を表示装置３及び警報ブザー４に送り出す。

【０００７】表示装置３及び警報ブザー４はこの信号を
受けて、車間距離表示または車間距離注意の表示を点滅
させたり、ブザー音でドライバに車間距離接近を警報す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の前方警報装置では次のような点でなお改良の余地
が残されていた。すなわち、自車１３と前車１５との車
間距離Ｄが極めて小さくなると、自車１３のレーザー１
４の発光から反射光１７の受光までの時間間隔ｔが極め
て短くなり、しかもレーザーの減衰が小さいために反射
光１７のピークは大きくなる。

【０００９】一方、自動車では、特に高速道路を走行し
ている際に前車との車間距離を監視する必要があるため
に、車間距離１００ｍ程度における微弱な反射光も検出
できるように増幅回路１２のゲインをある程度高く設定
する必要がある。その結果、車間距離が非常に短くなる
と反射光の強度が強くなりすぎ、増幅回路１２が出力は
図７（ｂ）に破線１８で示すように飽和してしまう。こ
のような飽和状態では、反射光の受光増幅信号１８がピ
ークを持たないために、ＣＰＵ６は発光から反射光の受
光までの時間間隔を正確に計測することができなくな
り、車間距離を算出することができず、前方警報装置１
が警報装置として作動しなくなる。

【００１０】そこで、車間距離が計測できなくなる程度
に車間距離が短くなるのが短時間の場合には、すぐに計
測可能な状態に復帰するが、定常的に車間距離が短くな
っている場合、例えば、渋滞路のような場合には長時間
にわたって前方警報装置として動作しなくなる。

【００１１】ところが、特に渋滞路においては、前車が
ブレーキを踏んで減速していることをドライバが気付か
ず、追突事故が発生するケースがあるが、このような状
況において前車ブレーキ警報が発せられれば、追突事故
を回避できる。

【００１２】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、前車との車間距離が極端に短くなって
車間距離を計測できなくなった場合でも、前車の挙動を
同じ前方警報装置で監視し、適切なタイミングで前車ブ
レーキ注意の警報を発することができるようにした前方
警報装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発光
素子を発光させ、自車の前方に向けてレーザーを放射
し、前方に存在する前車に当たって反射してくる反射光
を受光素子で検出し、レーザーの放射タイミングから反
射光の受光タイミングまでの時間差に基づいて前車まで
の車間距離を計測し、当該車間距離が基準値よりも近い
時に車間距離警報を出力する前方警報装置において、受
光素子の受光状態に基づき、車間距離計測が不可能、か
つ前車が近接位置に存在していることを判別する前車近
接判定手段と、前車近接判定手段が前車が近接位置に存
在していると判別している時に、発光素子の発光を停止
し、受光素子の受光量の瞬時変化を監視する受光量変化
監視手段と、受光量変化監視手段が受光量の所定値以上
の瞬時変化を検出した時に前車ブレーキ警報を出力する
前車ブレーキ警報手段とを備えたものである。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の前方警報装
置において、発光素子が赤外線を発光し、受光素子が赤
外線と共に赤色光領域を検出する波長−感度特性を有す
るようにしたものである。

【００１５】請求項１及び請求項２の発明の前方警報装
置では、発光素子を発光させて前方に向けてレーザーを
放射し、前方に存在する前車に当たって反射してくる反
射光を受光素子で検出し、レーザーの放射タイミングか
ら反射光の受光タイミングまでの時間差に基づいて前車
までの車間距離を計測し、当該車間距離が基準値よりも
近い時に車間距離警報を出力する。そして受光素子の受
光状態に基づき、前車近接判定手段が車間距離計測が不
能、かつ前車が近接位置に存在していることを判別した
時には発光素子の発光を停止し、受光量変化監視手段に
よって受光素子の受光量の瞬時変化を監視させるように
し、受光素子の受光量が所定値以上に瞬時変化した時に
は前車ブレーキ警報手段に前車ブレーキ警報を出力させ
る。

【００１６】これによって、特に渋滞路での数珠つなぎ
状態のように前車との車間距離が小さく、受光素子によ
る反射光の受光量が飽和するような状態では、前車がブ
レーキをかけた時に発光するブレーキランプの受光量の
増加を検出して前車ブレーキ警報を発してドライバに注
意を促すことができるようになり、このような状態での
追突警戒に役立てることができる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１または２の前
方警報装置において、前車ブレーキ警報手段が、前車ブ
レーキ警報を一定時間だけ出力するようにしたものであ
り、特に追突が発生しやすい状況である前車がブレーキ
を踏んだ時から一定時間、前車ブレーキ警報を発するこ
とによってドライバに追突警戒を促すことができる。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１〜３の前方警
報装置において、前記前車ブレーキ警報手段として運転
席前方のオーディオスイッチ群の設置場所の近くに設置
された警報ランプを用いたものであり、前車への注意が
おろそかになりがちなオーディオスイッチ群の操作時に
前車のブレーキ操作を警報ランプの点灯によってドライ
バに認識させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように請求項１及び請求項２の発
明によれば、特に渋滞路での数珠つなぎ状態のように、
前車との車間距離が小さく、受光素子による反射光の受
光量が飽和するような状態で、前車がブレーキをかけた
時に発光するブレーキランプの受光量の増加を検出して
前車ブレーキ警報を発してドライバに注意を促すことが
でき、このような状態での追突警戒に役立てることがで
きる。

【００２０】請求項３の発明によれば、特に追突が発生
しやすい状況である前車がブレーキを踏んだ時から一定
時間、前車ブレーキ警報を発することによってドライバ
に追突警戒を促すことができる。

【００２１】請求項４の発明によれば、前車への注意が
おろそかになりがちなオーディオスイッチ群の操作時に
前車のブレーキ操作を警報ランプの点灯によってドライ
バに認識させることができ、安全運転の補助の効果性を
高めることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態を
示しており、この実施の形態の前車警報装置１は、前車
との車間距離を計測し、距離信号及び警報信号を発する
レーザーレーダシステム２０と、このレーザーレーダシ
ステム２０からの信号を受けて距離表示及び警報表示を
行う表示装置３と、レーザーレーダシステム２０からの
警報信号を受けて警報音を発するブザー４と、前車ブレ
ーキ警報ランプ２１から構成されている。

【００２３】レーザーレーダシステム２０は、図６に示
した従来例と同様の電源回路５、レーザー発光素子駆動
回路７、レーザー発光素子（ＬＥＤ）８、発光用レンズ
９、受光用レンズ１０を備え、さらに本発明の特徴であ
るレーザー反射光の波長（赤外線波長）に対する感度を
有し、さらに赤色光に対する感度も有する受光素子とし
てのフォトダイオード（ＰＤ）２２、このＰＤ２２の出
力を増幅する増幅回路１２を備えている。そしてこれら
の各要素の動作制御と演算処理を実行するＣＰＵ２３に
も、後述する本発明特有の新機能が組み込まれている。

【００２４】図２により、前方警報装置１のマンマシン
インタフェースとなる表示装置３、警報ランプ２１の適
切な設置場所について説明する。インストルメントパネ
ル３１のセンタークラスタ部３２に、エアコンスイッチ
３３、モニター３４、オーディオスイッチ３５、エアコ
ン吹き出し口３６、リアデフォッガースイッチ３７、ハ
ザードスイッチ３８が設置されているとすると、車間距
離の表示装置３はこのセンタークラスタ部３２の上部
に、また前車近接を警報するために点灯する警報ランプ
２１はセンタークラスタ部３２の上下中間部に設置す
る。

【００２５】一般的に渋滞路では車速が遅いこともあっ
て、エアコン操作やオーディオ操作の時間も長く、頻繁
になりがちである。スイッチ操作時にはドライバの視線
がスイッチ群付近にあることが多く、そのような場面で
は前車のブレーキランプ点灯の視認が遅れやすくなる。
そこで、前車ブレーキ警報ランプ２１は、ドライバの視
線が前車のブレーキ操作の認識が遅れやすくなる位置に
ある時にいちばん視認しやすい位置、したがって、これ
らエアコン操作やオーディオ操作をする時の視線位置の
付近に設置するのが好ましい。しかも、インストルメン
トパネル３１のセンタークラスタ部３２の位置に設置し
た場合、ドライバが前方を注視している時に前車ブレー
キ警報ランプ２１の点灯が目に入らず、煩わしさも起こ
さない。

【００２６】一方、前車との車間距離を表示する表示装
置３については、ドライバに継続的に車間距離情報を与
える役割を果たすものなので、前方注視状態で視線をそ
れほど移動させる必要がない位置、したがって、インス
トルメントパネル３１の上部でドライバ席の前方に当る
場所で、かつ前方視線を遮ることがない場所に設置する
のが好ましく、この実施の形態ではセンタークラスタ部
３２の上部位置に設置している。

【００２７】受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）
２２は赤外線レーザーに対する鋭敏な受光感度を有し、
かつ前車のブレーキランプの発光色である赤色可視光に
対しても受光感度を有するものとする必要があり、赤外
線レーザーの波長帯８５０ｎｍと共に赤色可視光の波長
帯である６５０ｎｍ〜８００ｎｍもカバーする感度特性
を備えたものを使用する。図３はこのような波長帯域を
有するフォトダイオード（ＰＤ）として使用することが
できるＮＥＣ製ＰＤ（型番：ＮＤＬ２１０２）の感度特
性を示している。この図３の感度特性図で、縦軸におけ
る量子効率ηは入射した光子数に対して放出される電子
数の割合を示しており、受光感度に比例していて、この
特性図からＮＤＬ２１０２のＰＤ２２は、８５０ｎｍの
赤外線に感度のピークを有し、かつ赤色可視光の波長帯
域にも感度を有していることが分かる。

【００２８】次に、上記構成の前方警報装置１の動作を
図４、図５及び従来例でも用いた図７に基づいて説明す
る。レーザーレーダシステム２０は従来例と同様に自車
１３の前面部に取り付けられて、イグニッションスイッ
チ等によるオン／オフ信号を受けて作動し、ＣＰＵ２３
は一定周期でＬＥＤ８の駆動信号を出力する。レーザー
発光素子駆動回路７はこの駆動信号を受けてＬＥＤ８を
駆動する。ＬＥＤ８は波長λ＝８５０ｎｍに発光強度の
ピークを有しており、赤外線レーザーを発光する。ＬＥ
Ｄ８から発せられたレーザーは発光用レンズ９を通過し
た後、前方へパルス状の放射光１４として放射される。
放射光１４は前方の前車１５のブレーキランプ等のリフ
レクタ１６で反射され、その一部が反射光１７としてレ
ーザーレーダシステム２へ向けて戻ってくる。この戻っ
てきた反射光１７は、受光用レンズ１０でフォトダイオ
ード（ＰＤ）２２に集光され、ＰＤ２２で光量に比例し
た電流に変換される。ＰＤ２２の出力は、増幅回路１２
で増幅され、ＣＰＵ２３に入力される。

【００２９】ＣＰＵ２３では、増幅回路１２から入力さ
れる受光量がある基準値を超えて飽和していないかどう
かによって、車間距離計測が可能かどうか判定する（ス
テップＳ１，Ｓ２）。そして車間距離計測が可能であれ
ば、従来例と同様の動作で、通常の車間距離による警報
モードで動作する（ステップＳ９）。

【００３０】この通常の警報モードでは、ＣＰＵ２３が
増幅回路１２の出力のピークを検出し、そのピークとパ
ルス状の放射光１４の中心との時間間隔ｔを測定し、前
述の式によって自車１３と前車１５との車間距離Ｄを算
出し、算出した車間距離Ｄを表示装置３に送り出し、表
示装置３に車間距離情報として表示する。

【００３１】ＣＰＵ２３はさらに、算出した車間距離Ｄ
を前回算出した車間距離との時間差分によって前車１５
との相対速度を算出し、速度センサから入力される自車
速及びこの算出した前車１５との相対速度から前車に追
突する恐れの小さい安全車間距離を警報車間距離Ｄｓと
して算出し、先に算出した車間距離Ｄとこの警報車間距
離Ｄｓとを比較して前車への衝突の危険度を判定し、そ
れに応じた警報信号を表示装置３及び警報ブザー４に送
り出す。

【００３２】一方、ステップＳ２で車間距離計測が不可
と判定した場合には、別のフローになる（ステップＳ
３）。車間距離計測ができない場合というのは、前車と
の距離が近すぎて増幅回路１２の出力が飽和してしまっ
て検出できない場合と、前車との距離が遠すぎて反射光
強度が弱すぎて検出できない場合とに大別できる。そし
て、反射光強度が弱すぎて車間距離が検出できない場合
には、前車は自車の前方、十分遠くに存在するので追突
の恐れがない。そこでこの場合には、再度距離計測を行
う（ステップＳ９）。

【００３３】他方、前車との距離が近すぎて増幅回路１
２の出力が飽和してしまって検出できない場合には、前
車のブレーキランプ警報モードに入る（ステップＳ
４）。このブレーキランプ警報モードに入ると、ＣＰＵ
２３は発光素子８の駆動回路７に対する駆動信号を停止
してレーザーの発光を停止する。これによって、ＰＤ２
２はＬＥＤ８の放射するレーザー放射光１４の反射光１
７ではなく、自車１３の前方から入射してくる赤色光〜
赤外線の波長帯域の光を検出するようになる。

【００３４】ここで、渋滞路で数珠つなぎ状態の場合を
想定して、以下、前車ブレーキランプ警報モードの動作
を説明する。図５（ａ）に示すように前車がブレーキを
踏んでそのブレーキランプが点灯すると、同図（ｂ）に
示すようにＰＤ２２の赤色光の受光量Ｌが瞬間的に増加
し、同図（ｃ）に示すように受光量Ｌの時間微分値も高
く出る。その後、自車１３がブレーキを踏まなければ車
間距離が詰まり、受光量Ｌは漸次増加する。やがて、前
車がブレーキを離し、ブレーキランプが消灯すると、Ｐ
Ｄ２２の受光量は瞬間的にダウンする。その後も、自車
１３がブレーキを踏まなければ前車との車間距離がさら
に詰まり、受光量Ｌはわずかながら緩やかに増大する。

【００３５】このような状況で、ＣＰＵ２３は、前車が
ブレーキを踏み、ブレーキランプが点灯することによっ
て受光量が瞬間的に増加し、受光量の微分値があるしき
い値を超えた時点から一定時間Ｔｃだけ警報ランプ２１
を点灯し、ドライバに前車１５がブレーキを踏んだこと
を知らせる。

【００３６】ブレーキランプ警報モードに入ってから一
定時間Ｔａが経過すると、車間距離計測を再開する（ス
テップＳ５，Ｓ６）。ここで時間Ｔａは一定時間として
あらかじめ設定しておくことができるが、また車間距離
測定できなくなる直前の車間距離Ｄ１とその時点の車速
Ｖ１とより、Ｔａ＝Ｄ１／Ｖ１で算出して設定すること
もできる。

【００３７】Ｔａ時間経過後も車間距離計測が不可能で
あれば、引き続きブレーキランプ警報モードを維持する
（ステップＳ７，Ｓ４）。また車間距離計測が可能にな
っても、ある車間距離Ｄａ以上である状態が一定時間Ｔ
ｂ継続した場合に限って車間距離警報モードに移行し、
そうでない場合には、渋滞路で一時的に前車との車間距
離が開いただけでまたすぐ、車間距離が詰まるものとみ
なして、引き続きブレーキランプ警報モードを維持する
（ステップＳ８）。

【００３８】このようにして本発明の前方警報装置で
は、前車との車間距離が短くて車間距離検出ができなく
なれば、発光素子８の発光を停止し、ＰＤ２２によって
前車のブレーキランプの光量を検出し、光量が瞬間的に
増大した場合には前車がブレーキを踏んだと判断してド
ライバに表示あるいはブザー音により警告を与えること
により、車間距離が短くて車間距離計測ができない場合
においても、前車に接近して追突事故を起こす可能性が
あることをドライバに自動的に警告し、ドライバの安全
運転を補助することができる。

【００３９】なお、上記の実施の形態でＴａ，Ｔｂ，Ｔ
ｃ，Ｄａの値は特に限定されないが、実状を勘案して適
当な値に設定し、またその増減調整も行うことができる
ものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態の回路ブロック図。

【図２】上記の実施の形態の警報ランプと表示装置の設
置場所を示す説明図。

【図３】上記の実施の形態で使用するフォトダイオード
の感度特性グラフ。

【図４】上記の実施の形態の動作のフローチャート。

【図５】上記の実施の形態の動作を示すタイミングチャ
ート。

【図６】従来例の回路ブロック図。

【図７】従来例との車間距離警報動作のタイミングチャ
ート。

【符号の説明】

１ 前方警報装置 ３ 表示装置 ４ ブザー ５ 電源回路 ７ 駆動回路 ８ 発光素子 ９ 発光用レンズ １０ 受光用レンズ １２ 増幅回路 １４ 放射光 １７ 反射光 ２１ 警報ランプ ２２ フォトダイオード ２３ ＣＰＵ ３１ インストルメントパネル ３２ センタークラスタ部 ３３ エアコンスイッチ ３４ モニタ ３５ オーディオスイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子を発光させ、自車の前方に向け
   てレーザーを放射し、前方に存在する前車に当たって反
   射してくる反射光を受光素子で検出し、前記レーザーの
   放射タイミングから前記反射光の受光タイミングまでの
   時間差に基づいて前記前車までの車間距離を計測し、当
   該車間距離が基準値よりも近い時に車間距離警報を出力
   する前方警報装置において、 前記受光素子の受光状態に基づき、前記車間距離計測が
   不可能、かつ前記前車が近接位置に存在していることを
   判別する前車近接判定手段と、 前記前車近接判定手段が前記前車が近接位置に存在して
   いると判別している時に、前記発光素子の発光を停止
   し、前記受光素子の受光量の瞬時変化を監視する受光量
   変化監視手段と、 前記受光量変化監視手段が前記受光量の所定値以上の瞬
   時変化を検出した時に前車ブレーキ警報を出力する前車
   ブレーキ警報手段とを備えて成る前方警報装置。
2. 【請求項２】 前記発光素子が赤外線を発光し、前記受
   光素子が前記赤外線と共に赤色光領域を検出する波長−
   感度特性を有することを特徴とする請求項１に記載の前
   方警報装置。
3. 【請求項３】 前記前車ブレーキ警報手段が、前記前車
   ブレーキ警報を一定時間だけ出力することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の前方警報装置。
4. 【請求項４】 前記前車ブレーキ警報手段が、運転席前
   方のオーディオスイッチ群の設置場所の近くに設置され
   た警報ランプであることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の前方警報装置。