JPH11316278A - 移動体用物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載レーザレーダの送信ビーム中心を車両中
心ラインに一致させるエイミングの作業性を向上させ
る。 【解決手段】 車両中心ライン１６からオフセットされ
た車両１２に取り付けられたレーザレーダ１０のエイミ
ング（位置合わせ）において、車両中心ライン１６から
５ｍ程度の近距離にターゲットリフレクタ１００を配置
し、それに送信ビーム中心に合わせた後、オフセット角
を求め、その角度だけ送信ビーム中心１４（の方向）を
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は移動体用物体検知
装置に関し、より詳しくは、移動体、例えば車両に搭載
されたレーザレーダなどの取り付け位置の微調整あるい
は位置合わせ（以下「エイミング」という）に関する。

【０００２】

【従来の技術】進行方向前方の先行車などの障害物を検
知し、検知結果に基づいて接触を回避すべく、車両に物
体検知装置、例えばレーザレーダなどを搭載すること
は、特開平６−２９８０２２号公報などから知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の制御を行うと
き、進行方向前方に１００ｍ程度離れて存在する障害物
を精度良く検知しなければならず、そのため、レーザレ
ーダを車両上の所定位置に精度良く取り付けなければな
らない。

【０００４】レーザレーダを車両中心ライン（車幅方向
における）上に配置することができれば、レーザレーダ
の送信ビーム中心（あるいは投光中心）１４が車両中心
に一致するように微調整するのみで、容易にエイミング
することができる。しかしながら、車両レイアウトの都
合上、レーザレーダは多くの場合、車両中心ラインから
オフセットした位置に取り付けられる。

【０００５】そのような場合、従来、図１２に示すよう
に、レーザレーダ１０を取り付けた車両１２から４０ｍ
以上前方にターゲットリフレクタ（以下「ターゲット」
という）１００を置き、レーザレーダ１０でターゲット
１００の方位（方向）を検知し、よって送信ビーム中心
１４がターゲット１００に合うようにエイミングを行っ
ている。図示の例では、レーザレーダ１０は車両１２の
中心ライン１６から車幅方向に０．１ｍオフセットされ
た位置に配置される。

【０００６】しかしながら、工場の組み立てラインある
いはサービスセンターで４０ｍ以上の検査距離を設ける
ことは、スペース的に困難である。従って、検査距離を
短く、具体的には４ｍから７ｍ、例えば、図１３に示す
如く、５ｍ程度にするのが望ましい。

【０００７】他方、車両１２から５ｍ前方の車両中心ラ
インの延長上にターゲット１００を配置し、送信ビーム
中心１４がターゲット１００に合うようにエイミングを
行うと、オフセットによる影響が大きくなる。その点、
図１２に示す従来例ではエイミング誤差は２．５ｍｒａ
ｄ（ほぼtan ^-1０．１ｍ／４０ｍ）であり、１００ｍ前
方でも左右（車幅方向）の誤差は０．２５ｍである。こ
の値は、標準的な車線幅３．５ｍと比較して十分に無視
することができる。

【０００８】しかしながら、検査距離が５ｍの場合、エ
イミング誤差は２０ｍｒａｄ（ほぼtan ^-1０．１ｍ／５
ｍ）となり、１００ｍ前方では左右方向の誤差は２．０
ｍに相当し、隣車線の先行車を検知してしまう恐れがあ
る。

【０００９】従って、この発明の目的は、上記した不都
合を解消し、所望のエイミング精度を確保しつつ、検査
距離を短縮して工場の組み立てラインあるいはサービス
センターなどでのエイミング作業の能率を向上させるよ
うにした、移動体用物体検知装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１項に係る移動体用物体検知装置にあっ
ては、移動体に取り付けられ、前方に向けて検出信号を
発射すると共に、水平方向に所定角度範囲走査して物体
を検知する物体検知手段、前記移動体の前方に、前記移
動体から離間して配置される前記物体、前記走査範囲の
基準位置を前記物体に合わせる位置合わせ手段、前記移
動体と物体の離間距離を求める距離算出手段、前記検知
手段の前記移動体での前記水平方向における取り付け位
置を算出する取り付け位置算出手段、および前記距離算
出手段および取り付け位置算出手段の出力に基づいて前
記走査範囲および基準位置の少なくともいずれか、より
具体的には基準位置を補正する補正手段を備える如く構
成した。

【００１１】これによって、所望のエイミング精度を確
保しつつ、検査距離を短縮、例えば５ｍ程度にすること
ができる。従って、屋内などの比較的狭いスペースで行
うことができて工場の組み立てラインあるいはサービス
センターなどでのエイミング作業の能率を向上させるこ
とができる。また、それ以外の場所においても容易に検
査することができる。

【００１２】さらに、レーザレーダの搭載位置を自由に
設定できるので、車両レイアウトの自由度を向上させる
ことができる。さらには、エイミングを精度良く行うこ
とができることで、前記した障害物回避制御などにおけ
る検知精度を向上させることができる。

【００１３】請求項２項にあっては、前記物体検知手段
は、前記物体からの反射信号を受信して物体を検知する
ものであると共に、前記位置合わせ手段は、受信信号の
レベルが所定以上となる領域の中央位置あるいは受信信
号のレベルのピーク位置に、前記走査範囲の基準位置を
合致させて位置合わせを行う如く構成した。

【００１４】これによって、所望のエイミング精度を確
保しつつ、エイミング作業の能率を一層向上させること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。

【００１６】図１はこの出願に係る移動体用物体検知装
置を工場の組み立てラインにおいて移動体として車両を
例にとって概略的に示す上面図である。

【００１７】車両（移動体）１２のフロントグリル付近
の前部位置にはレーザレーダ（検知手段）１０が、車両
中心ライン（車幅方向における）１６から０．１ｍオフ
セットした位置に取り付けられる。また、車両中心ライ
ン１６の延長上にはレーザレーダ１０から５ｍ離れた位
置にターゲット（物体）１００が設けられる。ターゲッ
トは高さ４０ｍｍ、幅５９ｍｍのプレートからなり、上
下（重力）方向に移動自在であって送信ビームを良く反
射する。

【００１８】図２ないし図５を参照して説明すると、車
両１２のフロントバンパ（図４および図５に符号２４で
示す）付近にハウジング１０ａが取り付けられ、その内
部にレーザレーダ本体が収納される。図３に車両１２の
前方から見たレーザレーダ１０を模式的に示す。

【００１９】図示の如く、レーザレーダ１０は、ハウジ
ング１０ａに開口された窓１０ｂから、車両１２が進行
する路面２０と平行な水平方向にレーザ光を発射（投
光）し、同様にハウジング１０ａに開口された第２の窓
１０ｃを介してその反射波を受信（受光）する。図２で
符号２２は送信ビームを示す（符号１４は前記の如く、
送信ビーム中心を示す）。

【００２０】図示の便宜のため、図１ないし図３では、
ハウジング１０ａおよび車両１２への取り付け状態を模
式的に示すが、実際には、図４および図５に示すように
取り付けられる。図４は、ハウジング１０ａを実際に車
両１２に取り付けた状態を示す説明上面図であり、図５
はその側面図である。

【００２１】即ち、ハウジング１０ａは、フロントバン
パ２４の下部の適宜な位置で、ステー２６を介してボデ
ィフレーム（車体）２８に取り付けられる。より具体的
には、ハウジング１０ａは、取り付けおよび送信ビーム
調整用のブラケット３０を介してステー２６に取り付け
られる。

【００２２】車両組み立て時に、ハウジング１０ａは、
図１において送信ビーム中心１４がおおよそ路面２０と
平行で、車両中心ライン１６と平行になる位置でボルト
３４を介してステー２６に固定される。また、ステー２
６には微調整用の調整ネジ（図示せず）が設けられる。

【００２３】尚、理解の便宜のため、図の一部において
ターゲット１００、車両１２、レーザレーダ１０のハウ
ジング１０ａなどの大きさ、あるいはオフセット値など
は誇張あるいは簡略化して示しているため、必ずしも同
大ではない。

【００２４】図６はレーザレーダ本体の構成を示すブロ
ック図である。

【００２５】図示の如く、距離計測処理部４０において
ＣＰＵ４０ａの指令に応じて投光部４２のＬＤ（レーザ
ダイオード）駆動回路４２ａが駆動されてＬＤ（レーザ
ダイオード）４２ｂが励起され、送信ビームが投光（発
射）される。同時に、スキャナ部４４においてモータお
よびその駆動回路４４ａを介してミラー４４ｂが回転さ
せられてスキャンが行われる。

【００２６】図７は投光された送信ビームの説明上面図
である。図４および図５に関して説明したようにレーザ
レーダ１０をボディフレーム（車体）２８に取り付けた
段階で、送信ビームは水平（車幅方向）において、その
スキャン角度（より正確にはスキャン可能な角度）は４
００ｍｒａｄ程度の拡がりを持つ。この４００ｍｒａｄ
の範囲内において２８０ｍｒａｄの拡がりを持つ検知エ
リアが設定され、その検知エリアでスキャンが行われ
る。

【００２７】尚、２８０ｍｒａｄの検知エリアは最大４
００ｍｒａｄの中に設定されるが、エイミング過程で一
時的にその範囲を超えても、補正後に範囲内に入れば良
い。また、検知エリアは、エイミングによって後述の如
く、必要に応じて左右に補正（微調整）される。

【００２８】尚、上下方向（重力方向）については、タ
ーゲット１００の高さは４０ｍｍであり、図２に示す如
く、送信ビームは５ｍ先において上下方向に２５０ｍｍ
の拡がりを持つため、ターゲット１００をその送信ビー
ムの範囲内に容易に位置させることができる。ターゲッ
ト１００を例えば車両１２の直前で上下に移動させて位
置決めし、その後に５ｍ離間した位置に移動させること
で送信ビーム内に配置させることができる。

【００２９】図６において、投光されてターゲット１０
０などに反射した光は受光部４６において受光レンズ４
６ａおよびＰＤ（フォトダイオード）４６ｂを介して受
光されて受光アンプ回路部４６ｃで増幅され、距離計測
処理部４０に送られる。距離計測処理部４０においてＣ
ＰＵ４０ａは、反射光の有無によってターゲット１００
などの存在を検知する。

【００３０】また、ＣＰＵ４０ａは、投光されてから受
光するまでの時間を計測してターゲット１００までなど
の距離（離間距離）を測定すると共に、投光の照射方向
からその方位を検知する。

【００３１】図６において、距離計測処理部４０の出力
は通信回路４０ｂを介して車両制御用の制御ユニット５
０（図２に示す）に出力される。

【００３２】図８は、この出願に係る装置の動作を示す
フロー・チャートである。

【００３３】同図を参照して動作を説明する前に、ここ
で、この発明の課題を再説する。

【００３４】前記したように、４０ｍ程度の検査距離を
設けることはスペース的に困難であることから、５ｍ程
度にするのが望ましいが、そのような短距離で送信ビー
ム中心１４がターゲット１００に合うようにエイミング
を行うと、オフセットによる影響が大きくなる。

【００３５】その対策としては、送信ビーム中心１４が
車両中心ライン１６と一致するようにレーザレーダ１０
を取り付けてオフセットを解消すれば良いが、設計上の
制約が大きくなり、生産性が低下する。また、ターゲッ
ト１００自体を車両中心ラインの延長線からオフセット
分ずらして配置することも可能であろうが、車種によっ
てはオフセット量が同一ではないことからオフセット量
を確認する工数が必要になると共に、配置するときの位
置誤差も免れない。

【００３６】さらには、図４および図５に関して前記し
たステー２６の調整ネジを介して機械的に微調整するこ
とも可能であるが、工数が増加し、作業としても煩瑣で
ある。

【００３７】従って、この出願に係る装置においては、
ソフトウェア手法を用いてエイミングを行うようにし
た。

【００３８】図８を参照して以下説明する。尚、これ
は、距離計測処理部４０のＣＰＵ４０ａが行う処理であ
る。

【００３９】先ず、Ｓ１０において車両中心ライン１６
の延長上で車載レーザレーダ１０から５ｍ離れた位置に
ターゲット１００を配置し、その状態でスキャンしてタ
ーゲット１００までの距離と方位（方向）を検知する。
尚、ターゲット１００付近の固形物からの反射も受光さ
れるので、複数の物体が検知されるときは、最短距離の
物体を選択してターゲット１００として検知する。

【００４０】また、この種のノイズあるいは外乱を可能
な限り低減させると共に、車両取り付け時の取り付け許
容誤差を吸収可能とすることを考慮し、このときの検知
エリアとして実際には、前記した値よりも狭く、送信ビ
ーム中心１４を中心に±６０ｍｒａｄの拡がりを持つエ
リアが設定される（図は前記した検知エリアの値で示
す）。

【００４１】次いでＳ１２に進み、送信ビーム中心１４
の方向をターゲット１００に合わせる。即ち、図９に示
す如く、送信ビーム中心１４の方向をターゲット１００
に一致させるべく、送信ビーム中心１４の方向を検知し
たターゲット方位相当分だけ回動させる。従って、送信
ビーム中心１４は、このとき、車両中心ライン１６に平
行な、本来的な目標方向１６ａからオフセット角θだけ
ずれる。

【００４２】尚、ターゲット１００の方位検知の場合、
上記したように距離が近いことから検知エリアを狭めて
もターゲット１００付近からの反射光も受光され、受光
部４６から出力される受光レベルは図１０に示す如くに
なり、合わせづらい。従って、この実施の形態において
は、図示の如く、適宜なしきい値を設定し、それを超え
た領域の中央部Ａが検知されたときの投光の照射方向を
検知方位、換言すれば送信ビーム中心１４の方向とみな
してエイミングを行うようにした。あるいは、受光レベ
ルのピークＢを検知方位とみなしてエイミングを行って
も良い。

【００４３】次いでＳ１４に進み、車両中心ライン１６
からのオフセット値（０．１ｍ）と、車両１２からター
ゲット１００までの距離Ｘ１（５ｍ）から、オフセット
角θを求める。図９にＸ１，θを示す。

【００４４】オフセット値は車両１２の設計値から既知
であり、距離Ｘ１も既知であるため、ＣＰＵ４０ａはメ
モリ（図示せず）にそれらを予め記憶しておき、このス
テップで読み出して行うが、エイミングの際に距離Ｘ１
を計測しても良い。Ｘ１はオフセット値に対して十分に
大きいので、Ｓ１０で検知した距離（図９にＸ２と示
す）をＸ１として代用しても良い。

【００４５】次いでＳ１６に進み、算出したオフセット
角θだけ送信ビーム中心１４の方向を左右（図９におい
ては右方向）に補正し、よってスキャン角度（４００ｍ
ｒａｄ）の範囲内で検知エリア（２８０ｍｒａｄ）を図
１１に想像線で示す如く補正する。

【００４６】即ち、ターゲット１００に一度照準を合わ
せた後、オフセット分だけ照準をずらすことで、結果と
してオフセットの影響を受けることなく、図１１に示す
如く、送信ビーム中心１４が本来的に目標とする、車両
中心ライン１６に平行な方向１６ａとなるように、エイ
ミングすることができる。

【００４７】尚、Ｓ１２およびＳ１６における処理を具
体的に説明すると、Ｓ１２における送信ビーム中心１４
の補正は、送信ビーム中心１４の位置（方位）をＣＰＵ
４０ａにおいてＲＡＭ（図６で図示省略）に書き込むこ
とで行われ、Ｓ１６における補正は、前記ＲＡＭに書き
込まれた値に基づいてＥＥＰＲＯＭ（図６で図示省略）
にメモリされている送信ビーム中心１４の位置（方位）
データを書き換えることで行われる。

【００４８】このように、検査距離を短縮すると共に、
ソフトウェア手法でエイミングするようにしたので、所
望のエイミング精度を確保しつつ、工場の組み立てライ
ンあるいはサービスセンターなどでのエイミング作業の
能率を向上させることができる。

【００４９】この実施の形態に係る移動体用物体検知装
置にあっては、移動体（車両１２）に取り付けられ、前
方（車両進行方向）に向けて検出信号（送信ビーム２
２）を発射すると共に、水平方向（左右（車幅）方向）
に所定角度範囲（スキャン角度２８０ｍｒａｄあるいは
１２０ｍｒａｄ）走査して物体（ターゲットリフレクタ
１００）を検知する物体検知手段（レーザレーダ１０，
距離計測処理部４０，ＣＰＵ４０ａなど）、前記移動体
の前方に、前記移動体から離間、より詳しくは５ｍ離間
して配置される前記物体、前記走査範囲の基準位置（検
知エリア中心位置あるいは送信ビーム中心１４）を前記
物体に合わせる、より具体的には前記物体検知方位を検
知エリア中心位置と設定する位置合わせ手段（ＣＰＵ４
０ａ，Ｓ１０，Ｓ１２）、前記移動体と物体の離間距離
（Ｘ１）を求める距離算出手段（ＣＰＵ４０ａ，Ｓ１
４）、前記検知手段の前記移動体での前記水平方向（左
右（車幅）方向）における取り付け位置（オフセット
値）を算出する、より具体的には予め記憶しておいた値
を読み出して求める取り付け位置算出手段（ＣＰＵ４０
ａ，Ｓ１４）、および前記距離算出手段および取り付け
位置算出手段の出力に基づいて前記走査範囲および基準
位置の少なくともいずれかを補正、具体的には基準位置
を補正、より具体的には前記設定された検知エリア中心
位置を補正する基準位置を補正する補正手段（ＣＰＵ４
０ａ，Ｓ１６）を備える如く構成した。

【００５０】これによって、所望のエイミング精度を確
保しつつ、検査距離を例えば５ｍ程度の短距離にするこ
とができる。従って、屋内などの比較的狭いスペースで
行うことができて工場の組み立てラインあるいはサービ
スセンターなどでのエイミング作業の能率を向上させる
ことができる。また、それ以外の場所においても容易に
検査することができる。

【００５１】さらに、レーザレーダの搭載位置を自由に
設定できるので、車両レイアウトの自由度を向上させる
ことができる。さらには、エイミングを精度良く行うこ
とができることで、前記した障害物回避制御などにおけ
る検知精度を向上させることができる。

【００５２】さらに、前記物体検知手段は、前記物体か
らの反射信号を受信して物体を検知するものであると共
に、前記位置合わせ手段は、受信信号のレベル（受光レ
ベル）が所定（しきい値）以上となる領域の中央位置
（Ａ）あるいは受信信号のレベルのピーク位置（Ｂ）
に、前記走査範囲の基準位置を合致させて位置合わせを
行う如く構成した。

【００５３】これによって、所望のエイミング精度を確
保しつつ、エイミング作業の能率を一層向上させること
ができる。

【００５４】尚、上記において、検知手段としてレーザ
レーダを開示したが、この発明はミリ波レーダにも妥当
する。さらには、同種のエイミングの問題を有するもの
であれば、どのような検知手段にも妥当する。

【００５５】また、移動体として車両を開示したが、そ
れに限られるものではなく、この発明は、搭載する物体
検知手段が同種のエイミングの問題を有するものであれ
ば、どのような移動体にも妥当する。

【００５６】

【発明の効果】請求項１項にあっては、所望のエイミン
グ精度を確保しつつ、検査距離を短縮、例えば５ｍ程度
にすることができる。従って、屋内などの比較的狭いス
ペースで行うことができて工場の組み立てラインあるい
はサービスセンターなどでのエイミング作業の能率を向
上させることができる。また、それ以外の場所において
も容易に検査することができる。

【００５７】さらに、レーザレーダの搭載位置を自由に
設定できるので、車両レイアウトの自由度を向上させる
ことができる。さらには、エイミングを精度良く行うこ
とができることで、前記した障害物回避制御などにおけ
る検知精度を向上させることができる。

【００５８】請求項２項にあっては、所望のエイミング
精度を確保しつつ、エイミング作業の能率を一層向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る移動体用物体検知装置を工場に
おいて移動体として車両を例にとって概略的に示す説明
図である。

【図２】図１のレーザレーダを搭載した車両の部分側面
模式図である。

【図３】図１のレーザレーダを搭載した車両の部分正面
模式図である。

【図４】図２あるいは図３のレーザレーダを実際に車両
に取り付けた状態を示す、その上面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図１あるいは図３のレーザレーダ本体の構成を
示す説明ブロック図である。

【図７】図６のレーザレーダのスキャン角度（領域）お
よびその中の検知エリアを示す説明上面図である。

【図８】図１の装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。

【図９】図８フロー・チャートの送信ビーム中心をター
ゲットに合わせる作業を示す説明図である。

【図１０】図９に示すエイミング作業を容易化するため
のレーザレーダの受光レベルへのしきい値設定を示す説
明波形図である。

【図１１】図８フロー・チャートのオフセット角による
検知エリアの補正作業を示す説明図である。

【図１２】従来技術におけるエイミング作業を示す説明
図である。

【図１３】従来技術のエイミング作業の検査距離を短縮
した場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ レーザレーダ（検知手段） １２ 車両（移動体） １４ 送信ビーム中心 １６ 車両中心ライン ２０ 路面 ２２ 送信ビーム ４０ 距離計測処理部 ４０ａ ＣＰＵ ４２ 投光部 ４４ スキャナ部 ４６ 受光部 ５０ 車両制御用の制御ユニット １００ ターゲットリフレクタ（ターゲット、物体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ．移動体に取り付けられ、前方に向けて
   検出信号を発射すると共に、水平方向に所定角度範囲走
   査して物体を検知する物体検知手段、 ｂ．前記移動体の前方に、前記移動体から離間して配置
   される前記物体、 ｃ．前記走査範囲の基準位置を前記物体に合わせる位置
   合わせ手段、 ｄ．前記移動体と物体の離間距離を求める距離算出手
   段、 ｅ．前記検知手段の前記移動体での前記水平方向におけ
   る取り付け位置を算出する取り付け位置算出手段、およ
   び ｆ．前記距離算出手段および取り付け位置算出手段の出
   力に基づいて前記走査範囲および基準位置の少なくとも
   いずれかを補正する補正手段、を備えたことを特徴とす
   る移動体用物体検知装置。
2. 【請求項２】 前記物体検知手段は、前記物体からの反
   射信号を受信して物体を検知するものであると共に、前
   記位置合わせ手段は、受信信号のレベルが所定以上とな
   る領域の中央位置あるいは受信信号のレベルのピーク位
   置に、前記走査範囲の基準位置を合致させて位置合わせ
   を行うことを特徴とする請求項１項記載の移動体用物体
   検知装置。