JPS59145982A - 車両用障害物検知装置 - Google Patents

車両用障害物検知装置

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JPS59145982A
JPS59145982A JP58020348A JP2034883A JPS59145982A JP S59145982 A JPS59145982 A JP S59145982A JP 58020348 A JP58020348 A JP 58020348A JP 2034883 A JP2034883 A JP 2034883A JP S59145982 A JPS59145982 A JP S59145982A
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light
lens
vehicle
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light emitting
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Minoru Nishida
実 西田
Tadashi Hattori
正 服部
Nobuyoshi Sakakibara
伸義 榊原
Masao Kodera
小寺 正夫
Hiroyuki Sakakibara
啓之 榊原
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ光を用いて走行車両の所定方向の障害物
を検知するようにした車両用障害物検知装置に関するも
のである。
従来、この種の装置として、レーザダイオードからのレ
ーザ光を発光用の凸レンズを介して車両前方に発光し、
車両前方の障害物からの反射光を受光用の凸レンズを介
して受光素子にて受光し−で車両前方の障害物を検知す
るようにしたものである。
このような装置において最も重要なことは発光用、受光
用のレンズに付着する汚れ対策であり、特に装置を車室
り1(ラジェータのOII方や/<ンノ々の上下)に取
付ける場合は汚れ具合もひどくなる。
レンズが汚れるとレーザ光の透過率が落ちて前方の障害
物の検出が困姉になり、この汚れ方がひどい場合は障害
物の検出が不能になってしまうとG1う問題がある。
本発明は車両用障害物検知装置の発光用、受光用のレン
ズの汚れを自動的に検出することを目的としている。
ずなわら、発光素子にて発光されたレーザ光を、凸レン
ズあるいは凹面鏡等の発光用の光学]゛段により適当な
発散角度に絞って車両の所定方向に発1)シさU、その
所定方向の障害物からの反射光を受光用の光学手段によ
り集光し、それを受光素子にて受光して、走行車両の所
定方向の障害物を検知するよ・うにした車両用障害物検
知装置において、前記発光用の光学手段から発散するレ
ーザ光の一部を直接前記受光用の光学手段を介して前記
受光素子へ導く導光手段と、前記発光素子がレーザ光を
発光してから一定時間内に前記導光手段から前記受光素
子へ入射する信号を抽出し、この信号が所定レベルリF
の時にレーザ光の光路系の異當を判定する判定手段とを
設けている。
以下本発明を図にしめず実施例について説明する。第1
図はその第1実施例を示す概略構成図である。この第1
図において、100はレーザ光を発光させ、障害物によ
り反射した反射光を受光する発光・受光部、200は信
号処理・演翼部、3OOは表示警報回路である。発光・
受光部100において、11はレーザ光を発光する発光
素子としてのレーザダイオード、12は発光されたレー
ザ光を適当な発散角度に絞る発光用の光学手段としての
凸レンズ(以下発光レンス)、13は物体から反射され
た反射光を集光する受光用の光学手段としての凸レンズ
(以下受光レンス)であり本実施例ではフレネルレンス
を使用している。14は反射光を受光する受光素子(例
えばホトダイオード)である。発光素子11および受光
素子14は発光レンズ12および受光レンス13の焦点
近傍でかつ焦点からレンズ寄りに設定されている。
15はレーザダイオード11を駆動する発光回路、16
は受光素子14の信号を増幅する受光回路でアル。17
は発光レンス12を本体ケース19に固定するクッショ
ン、18は受光レンズ13を本体ケース19に固定する
クッション、19は発光受光部100の本体ケース、2
0は発光レンズ12を透過したレーザ光の一部を受光部
に直接反射させる反射鏡である。
第2図は第1図の装置を車両に実装した状態であり、(
a)は車両前部を」二から見た平面図であり、(b)は
車両前部の主要被断面図である。1はフロンI・パネル
上に固定されたステーで障害物検知装置、2はボンネ7
)上に固定された反射鏡ステー、20は反射鏡であり、
Δは障害物検知装置1から発光されたレーザ光、Bはレ
ーザ光へが物体に当り反射された反射光、Cは反射鏡2
0により直接受光部に入る反射光である。反射鏡20は
取付角度を適当に選ぶことによって、受光レンズ13お
よび受光素子14を障害物からの反射光Bにセットした
ままで反射光Cを入射することができる。
第3図は第1図に示す装置のシステムの結合を示JプI
Iツク図である。信号処理・′eirf部200におい
て、30はレーザダイオード11を発光さ−Uるための
トリカパルスを発生ずるl・リガ回路、40は受光回路
16の出力を人力として反射光のタイミングを求める信
号処理回路、50は反射鏡20が反射したレーザ光によ
る信号をカッl−”Jる近距離カット回路、60はトリ
力回路30と近距離カット回路50の信号を人力として
発光から受光までの時間を計数して前方の障害物までの
距離を求めるとともに図示しないスピードメークからの
信S 3を入力とした場在の走行速度に対する安全距離
を求める演算回路、70は受光回路16の出力より障害
物力ぐら反射したレーザ光の信号をカットして反射鏡2
0によるレーザ反射光の出力のりを出力さモる遠距離カ
ッI・回路、80は遠距離カフ1・回路70からの出力
を入力としてレンスの汚れ等による反射光の減衰状襲を
ヂヱノクする判定回路、90は各回路素子に図示せぬ回
路網にて所定の電圧・電流を供給する電源回路である。
また300は演算回路60および判定回路80の出力を
入力として障害物を検知した時に障害物までの距離を表
示まするとともに障害物までの距離が安全距離以下にな
った場合には警報を発し、さらに上記の動作が正常に行
なわれていない場合、すなわち汚れ等により出力低下が
起こり判定回路80で出力が設定値よりも下まわった時
にはその旨を表示する警報表示回路である。
上記構成において、その作動を第4図のタイムヂャー]
・を用いて説明する。今、トリガ回路30にて第4図(
a)に示すようなトリ力パルスを周期的に発生さ−Uる
。トリガパルスの立ち上がり”C発光回路15によりレ
ーザダイオード11を駆動し、第4図(b)に示すよう
なレーザ光を発光する。このレーザ光は発光レンズ12
を通して車両nIJ方へ発光される。この時、レーザダ
イオード11が発光レンズ12の焦点より発光レンズ1
2寄りにあるため、レーザ光は所定の角度で発散してい
く。レーザ光の発散角度は検出したい最高距離、物体の
大きさ、レーザ光の強度、受光回路16の能力から決定
される。前方の障害物および反射鏡20で反射した反射
光は受光レンズ13で集光され受光素子14に導かれる
。この時、受光素子14は受光レンズ13の焦点近傍に
設置されているので効率良く反射光を集光できる。受光
素子14は光を電気信号に変換し、この変換された電気
信号は受光回路16に人力されて増幅される。この時に
受光回路16の出力は第4図(C)に示すようになる。
ここで、PIは反射鏡20で反射さJjた反射光であり
、P2は前方の障害物で反射された反射光を示す。この
受光信号は信号処理回路40でピーク値を検出され、第
4図(d)に示ずようにPl、P2に対応する信号T 
I 、T 2が出力される。この信号処理回路40の出
力信号は) II力回路30の出力信号とともに近距離
カッ 1路50に入力される。そして、この近距離カッ
ト回路50にて誤動作を防ぐために装置と反射鏡20と
の距離よりも長く、かつ障害物との距離よりも短かい距
離β (例えば0.5〜1m)に相当する時間τ2 (
近距離β、光速Cとするとτ2−2a/C)の間の信号
をカットしそれ以降の信号を反射光として障害物検知の
信号を出力する。このことを詳述すると、第4図(e)
において、(a)に示す信号の立ち上がりから発光のピ
ーク値までの時間は常に一定値で1だけ遅れる。そこで
、(a)に示す信号の立ち上がりからτ1→−τ2時間
の間、高レベルの信号(第4図(e)に示す)をつくる
。この信号の高レベルの時、m 4図(d)の信号をカ
ットするようにし、これにより反射鏡20の反射信号′
I゛1をカットする。そして、トリガ借り(第4図(a
))の立ち上がりで立ち上がり反射信号′I゛2で立ら
Fがる第4図fflに示す信号が近距離カッ1−回路5
0から出力され、演算回路60に入力される。ここで第
4図([1の信号の高レベルの間、図示しないカウンタ
で計数して時間を求め、それから11時間を減初し、第
4図(flに示す発光のピークから受光のピークまでの
時間tを求め、c−t72の計算を行ない障害物までの
距離を求め、この信号を出力する。一方、図示しないス
ピードメークの信号Sを演算回路60に入力し、車両の
速度を検出し、あらかじめ決められた走行速度に対する
前方の障害物までの安全距離を求める。
先稈の障害物までの距離が安全距離以上の場合は低し・
ベル、安全距離ツ1;の場合は高レベルの信号を出力す
る。演算回路60の出力信号は表示警報回l1ls 3
00に入力され、障害物までの距離を表示するとともに
、障害物までの距離が安全距離以下になると警報を発す
る。
以上の動作と平行して近距離力y l・回路50の誤動
作を防止する信号(第4図te+に示す)が高レベルの
状態で、遠距離カット回路70は出力される受光回路1
6の信号(第4図(C1に示す)すなわち反射鏡20か
らの反射光信号Y)1だけを抽出して障害物からの反射
光信号P2をカットする。この遠距離カット回路70で
抽出された反射光信号P1は判定回路80へ入力される
。そして反射光信号P1が装置の機能を達成するに充分
である判定レベルより高いと判定回路80は高レベルの
信号を出力し、判定レベルより低くて光路系の反射強度
が低下していると低レベルの信号を出力して表示警報回
路300へ人力される。こうして表示警報回路300は
判定回路80から低レベルの信号を入力されると警報を
発することにより光路系に異常のあることを自動的に示
し、レーザダイオード11等の発光素子や受光素子14
の劣化や作動異常及び発光レンズ12、受光レンズ13
の汚れを検出できる。
なお、本発明の他の実施例として次のようなものがある
第5図は本発明の第2実施例である。第1実施例は車両
のボンネットに配置したものであるが第5図のように車
室内のルーフにステーを設けて障害物検知装置1を固定
し9、ルーツ、ミラーに反射鏡ステー2を設けて反射鏡
20を固定したものである。このように車室内へ装置を
配すればり(部の熱、湿度等の影響から保護することが
できる。
第6図は本発明の第3実施例である。これは発光、受光
部100の内部に反射鏡20を組込んだもので、反射鏡
20による反射光Cを通過させるのに発光部と受光部の
間の遮蔽板に穴を設けている。受光レンズ13′は反射
光Cの入射角度が深くなると屈折の関係で受光素子14
に入射しなくなるため一部を平面にしている。又、受光
レンズ13′のように一部を平面にせずとも曲率の一様
なレンズでも反射鏡20の角度の選択で受光素子14に
反射光Cを入射させることができる。
第7図は本発明の第4実施例である。これは発光したレ
ーザ光への反射装置を内部に組込んでいて、その方法は
反射鏡を21.22の二枚組せ式にして反射光Cを受光
部へ導いている。この第4実施例であると反射光Cの受
光レンズ13への入射角選択が一枚の反射鏡で行うより
容易なので、受光レンズ13と受光素子14を障害物か
らの反射光Bにセットしたままで反射光Cを入射できる
第8図は本発明の第5実施例である。レーザ光を受光部
へ導く手段として光ファイバ23を使用したものである
。光ファイバ23は自由に曲げられるのでケース19を
大改造する必要もなく受光部ヘレーサ光を導くことがで
きて、受光レンズ13に対する入射角度のセントも容易
である。さらに光ファイバ23の両端にロッドセルレン
ズを設ければ光の発散をなくして効率良くパラレルな反
射光Cを受光部へ導くことができる。
他に反射光導入手段として凹面鏡を使用することもでき
る。
以上述べたように本発明によれば発光素子、発光用レン
ズ、導光手段、受光用レンズ、受光素子という光路系と
この光路系のレーザ光により受光素子が出力する信号を
判定する判定手段を設けているから自動的に発光用、受
光用のレンズの汚れを検出でき、さらに前記光路系の発
光素子の発光作動異常、受光素子の受光作動異常をも自
動的に検出できるといった優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示ず概略構成図、第2図
は障害物検知装置および反射鏡の車両への取付状態を示
す概略構成図、第3図は第1図に示す装置のシステムの
結合を示すブロック図、第4図は作動説明に供する信号
波形図、第5、第6、第7、第8図は本発明の他の実施
例を示す概略構成図である。 1■・・・レーザダイオード、12・・・発光レンズ、
13・・・受光レンズ、14・・・受光素子、15・・
・発光回路、16・・・受光回路、20・・・反射鏡、
200・・・信号処理・演算部、300・・・表示警報
回路。 代理人弁理士 岡 部   隆 −45ε 第1図 第2図 第7図 第8図 461

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発光素子にて発光されたレーザ光を、凸レンズあるいは
    凹面鏡等の発光用の光学手段により適当な発散角度に絞
    って車両の所定方向に発散さ・U、その所定方向の障害
    物からの反射光を受光用の光1       学手段に
    より集光し、それを受光素子にて受光して、走行車両の
    所定方向の障害物を検知づ−るようにした車両用障害物
    検知装置において、il記発光用の光学手段から発散す
    るレーザ光の一部を直接前記受光用の光学手段を介して
    前記受光素子へ導く導光手段と、前記発光素子がレーザ
    光を発光してから一定時間内に前記導光手段から前記受
    光素子へ入射する信号を抽出し、この信号が所定し・\
    ル以下の時に前記発光素子、前記発光用の光学手段、前
    記導光手段、前記受光用の導光]一段、および前記受光
    素子からなる光路系の異常を判定する判定手段とを備え
    た車両用障害物検知装置つ
JP58020348A 1983-02-09 1983-02-09 車両用障害物検知装置 Granted JPS59145982A (ja)

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