JP2003057345A

JP2003057345A - 車両用測距装置

Info

Publication number: JP2003057345A
Application number: JP2001247603A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Asada; 哲也浅田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-17
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザー光の出射角度に応じて、受波した電気
信号のレベルに関する閾値を設定する。【解決手段】走行状態判定部３２が車両の走行状態を安
定状態であると判断したときに、距離算出部３３が、路
面からの反射波として有効であると判断された反射波の
時間データに基づいて出射手段１から路面までの距離を
算出し、この距離に基づいて、出射角度算出部３４がレ
ーザー光の現在の出射角度を算出する。この出射角度に
基づいて、閾値設定手段４が閾値テーブル５２を参照し
て、受波した反射波であるか否かを判定するための閾値
を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車両と測距対象
物との距離を測定する車両用測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用測距装置にあっては、車
両から測距対象物に対してレーザー光を出射し、測距対
象物で反射されたレーザー光を受波し、その出射から受
波までの時間に基づいて自車両と測距対象物との距離を
測定するものが知られている。レーザー光は車両の上下
方向に沿った出射角度θ１方向に向かって、所定の角度
θ２の幅で出射される。このように出射されたレーザー
光は再び反射波として受波されることとなるが、受波さ
れる反射波には、測距対象物から反射された反射波と、
路面から反射された反射波とが含まれている。これらの
反射波のうち、測距対象物との距離を測定するのに直接
的に利用される情報は前者であり、後者の路面からの反
射波と測距対象物からの反射波とは区別されなければな
らない。

【０００３】従来は、この路面からの反射波と測距対象
物からの反射波とを区別するために、受波した反射波の
強度に関する閾値を設定し、この閾値以上の強度の反射
波を測距対象物からの反射波として判別し、この判別さ
れた測距対象物からの反射波に係る情報のみを用いて測
距対象物との距離を測定し、これにより、路面からの反
射波による誤差を防いで距離測定の精度を維持してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、経時的
劣化や取付け誤差によるレーザー光を出射する出射装置
の取付け位置の変化によって、レーザー光の出射角度が
変化すると、路面からの反射波の強度レベルに変化が生
じ、設定された閾値では測距対象物からの反射波を判別
することができなくなってしまうという問題があった。
例えば、レーザー光の出射方向が所定の出射角度よりも
下向きとなった場合には路面からの反射波レベルは大き
くなり、上向きとなった場合には路面からの反射波レベ
ルは小さくなる。この出射角度と反射波の強度との関係
を具体的に図４に示した。図４に示したグラフＡは出射
角度が所定角度より下向きにずれた場合の反射波の強度
レベルであり、グラフＢは出射角度が所定角度である場
合の反射波の強度レベルであり、グラフＣは出射角度が
所定角度より上向きにずれた場合の反射波の強度レベル
である。このように、レーザー光の出射角度の変化によ
って反射波レベルが変化するため、ある状態（出射角度
が下向きの状態）を基準に絶対的な閾値を設定したので
は、他の状態（出射角度が所定角度又は上向きの状態）
においては、閾値が大きすぎてしまい、測距対象物から
の反射波と路面からの反射波とを正確に判別できず、測
距対象物との距離を正確に測定することができないとい
う不都合があった。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、電磁波の出射方向に応じた
適切な閾値を相対的に設定することにより、測距対象物
との距離を正確に測定する車両用測距装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、請求項１の発明によれば、自車両から出射し
た電磁波の、測距対象物からの反射波に基づいて、前記
自車両と前記測距対象物との距離を測定する車両用測距
装置であって、前記自車両から前記測距対象物方向に電
磁波を出射する出射手段と、前記出射された電磁波の反
射波を受波する受波手段と、前記出射された電磁波の、
任意の基準軸に対する車両上下方向における出射角度を
算出する出射角度算出手段と、前記出射角度算出手段に
よって算出された出射角度に基づいて閾値を設定する閾
値設定手段と、前記受波された反射波の強度と前記閾値
設定手段によって設定された閾値とを比較する比較手段
と、前記比較手段による比較結果が、受波された反射波
の強度が前記閾値設定手段によって設定された閾値以上
である場合に、前記受波手段によって受波した反射波が
測距対象物からの反射波であると判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果が測距対象物からの反射波
であった場合に、前記受波手段によって受波した反射波
に基づいて前記自車両と測距対象物との距離を測定する
測距手段を有する車両用測距装置が提供される。この発
明において、前記出射角度算出手段は、前記電磁波を出
射したタイミングと当該電磁波を受波したタイミングと
から算出した、前記出射手段から路面までの光路の距離
と、前記出射手段の路面からの高さとに基づいて、前記
出射角度を算出することが好ましい（請求項２）。

【０００７】この発明では、出射角度算出手段が、出射
手段から出射された電磁波の光軸が、任意の基準軸に対
する車両上下方向における出射角度を算出し、この算出
された出射角度に基づいて、閾値を設定することによ
り、現在の出射角度に応じた閾値が設定されることとな
る。この設定された閾値は反射波のうち、測距対象物か
らの反射波であるか否か判定するための基準となる。閾
値を設定するにあたり基礎となる出射角度は、出射手段
から路面の反射位置までの電磁波の光路に沿った距離
と、出射手段の路面に対する高さとに基づいて算出する
ことができる。

【０００８】この発明において、出射角度を規定する基
準軸は予め設定され、出射角度は、この基準軸に対し
て、車両の上下方向（車両が走行状態において受ける重
力の方向に沿った上下方向）に、出射された電磁波がな
す角度であって、実際に電磁波が出射された方向と基準
軸とがなす角度をいう。

【０００９】これにより、車両から実際に出射された電
磁波の出射角度に応じて最適な閾値を設定でき、測距対
象物からの反射波を正確に判定し、正確に判定された反
射波に基づいて測距対象物との距離を測定することがで
きるため、精度の高い車両用測距装置を提供することが
できる。また、反射波の状態は天候や路面状態に応じて
変化するが、本発明の車両用測距装置によればそのよう
な変化に対応して閾値を設定することができるため、受
波環境による影響を排除し、精度の高い測距装置を提供
することができる。

【００１０】（２）上記目的を達成するために、請求項
３記載の発明によれば、前記自車両の走行状態を検出す
る走行状態検出部を有し、前記出射角度算出手段は、当
該走状態検出部が検出した走行状態に応じて前記出射角
度を算出し、前記閾値設定手段へ送出する車両用測距装
置が提供される。この発明において、前記走行状態検出
部は、前記自車両の操舵角を検出し、前記出射角度算出
手段は、前記検出された操舵角が所定の角度以下の場合
に前記出射角度を算出することが好ましく（請求項
４）、また、前記走行状態検出部は、前記自車両の加速
度又は減速度を検出し、前記出射角度算出手段は、前記
検出された加速度又は減速度が所定の加速度又は減速度
以下の場合に前記出射角度を算出することが好ましい
（請求項５）。さらに、前記走行状態検出部は、前記自
車両が走行する路面の勾配を検出し、前記出射角度算出
手段は、前記検出された勾配が所定の勾配以下の場合に
前記出射角度を算出することが好ましい（請求項６）。

【００１１】この発明では、走行状態検出部が自車両の
走行状態を検出し、この検出結果に応じて出射角度を算
出する。また、この走行状態の検出は、操舵角の変化
量、加速度又は減速度、及び／又は路面の勾配の観点か
ら行うこととしている。例えば、操舵角の変化量が所定
値よりも小さく、加速度又は減速度が所定値よりも小さ
く、及び／又は路面の勾配が所定値よりも小さいとき、
車両の走行状態が安定していると判断して、この検出結
果に応じて当該自車両の出射角度を算出する。言い換え
ると、車両が旋回中、加速又は減速中、傾斜路面を走行
中という場合には路面からの反射波から出射手段と路面
との距離が正確に算出できないため、このような走行状
態においては閾値の設定を行わない。

【００１２】これにより、移動する車両において、反射
波のうち測距対象物からの反射光であるか否かを判定す
るための閾値を設定するにあたり、車両の走行状態が安
定な場合に出射角度を算出することから、信頼性の高い
出射角度に応じて閾値を設定することができ、このよう
に設定された閾値により、測距対象物からの反射波を正
確に判定し、正確に判定された反射波に基づいて測距対
象物との距離を測定することができるため、精度の高い
車両用測距装置を提供することができる。

【００１３】

【発明の効果】請求項１又は２記載の発明によれば、車
両から実際に出射された電磁波の出射角度に応じて最適
な閾値を設定でき、測距対象物からの反射波を正確に判
定し、正確に判定された反射波に基づいて測距対象物と
の距離を測定することができるため、精度の高い車両用
測距装置を提供することができる。また、反射波の状態
は天候や路面状態に応じて変化するが、本発明の車両用
測距装置によればそのような変化に対応して閾値を設定
することができるため、受波環境による影響を排除し、
精度の高い測距装置を提供することができる。

【００１４】請求項３〜６記載の発明によれば、移動す
る車両において、反射波のうち測距対象物からの反射光
であるか否かを判定するための閾値を設定するにあた
り、車両の走行状態が安定な場合に出射角度を算出する
ことから、信頼性の高い出射角度に応じて閾値を設定す
ることができ、このように設定された閾値により、測距
対象物からの反射波を正確に判定し、正確に判定された
反射波に基づいて測距対象物との距離を測定することが
できるため、精度の高い車両用測距装置を提供すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態は車両用測距装置１００
に係り、たとえば、自車両と先行車両、障害物との車間
距離を算出し、算出した車間距離をユーザに提示する機
能を有する。この機能を概説すると、駆動命令に従い、
出射手段１から電磁波を出射し、各センサが検出した操
舵角、車速、スロットル開度、エンジンの回転数に基づ
いて所定の閾値を設定し、設定された閾値を基準とし
て、受波手段２が受波した電気信号の中から測距対象物
からの反射波であるか否かを判定し、この反射波に基づ
く電気信号と操舵角と車速とに基づいて、自車両と先行
車両等の測距対象物との距離を算出し、算出結果を外部
装置７を介してユーザに提示する、というものである。

【００１６】図１は本発明の実施形態に係る車両用測距
装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す
ように、本実施形態に係る車両用測距装置１００は出射
手段１と、受波手段２と、受波判定手段２１と、出射角
度算出手段３と、閾値設定手段４と、記憶手段５と、測
距手段６と、外部装置７とを有している。これらの構成
相互にデータを送受信して動作するものであるが、以下
のように機能上４つのブロックに分けることができる。

【００１７】具体的には、電磁波を出射し、受波された
電磁波が路面からの反射波であるのか、測距対象物から
の反射波であるのかを判断して、データの有効性を判断
する第１のブロックと、必要な各種データを記憶する第
２のブロックと、車両の走行状態を検出しつつ、有効と
判断されたデータに基づいて出射角度を算出する第３の
ブロックと、算出された出射角度に基づいて閾値を設定
する第４のブロックと、に整理することができる。説明
の便宜上、この区分に沿って各構成について説明をす
る。

【００１８】まず、第１のブロックに位置付けた電磁波
の送受信、反射波の判別、反射波の有効性の判断に関わ
る構成について説明する。ここでは、出射手段１、受波
手段２、受波判定手段２１のフィルタ部２１１、連続性
判断部２１２、送受光時間判定部２１３、レベル判定部
２１４、有効性判断部２２について説明をする。

【００１９】出射手段１は、自車両の前方向部分に設け
られ、車両前方（測距対象物の方向）に向けて所定の角
度（例えば４度）の広がりをもって電磁波を出射する。
この出射される電磁波は、電波と光（赤外線、可視光、
紫外線、Ｘ線、γ線等）など電磁場の振動が伝わる現象
をいい、車載のレーダ装置として利用されるものには、
赤外光を用いるレーザレーダや電波レーダなどがある。
出力波形は限定されることなくパルス出力であっても連
続出力であってもよい。本実施形態ではレーザー光を用
いて測距を行う。この出射手段１から出射されたレーザ
ー光は、車両前方の測距対象物や路面と衝突すると反射
波が生じる。この反射波を受波し、電気信号に変換して
受波判定手段２１に送出するのが受波手段２である。

【００２０】なお、本実施形態の車両用測距装置１００
の測距におけるレーダ方式については短時間のパルス信
号を送信し、前方の物標からの反射波を受信するまでの
遅延時間より距離検出するパルス方式や、三角波で周波
数変調した連続波を送信し、前方測距対象物からの反射
波の周波数と反射受信時の送信周波数差から遅延時間を
検出し、この情報から距離を算出するＦＭ−ＣＷ方式
や、送信信号の送出方位を横方向又は／及び縦方向に移
動させながら送信する走査方式などがある。本実施形態
では、いずれの方式をも採用することができ、特に限定
されることはない。ただし、走査型の車両用測距装置１
００を採用する場合には走査範囲のうち、最下方のレー
ザ光の光軸を基準として、本実施形態を適用する必要が
ある。

【００２１】受波判定手段２１は、本願に係る発明の比
較手段と判定手段とを含み、フィルタ部２１１と、連続
性判定部２１２と、レベル判定部２１４と、送受光時間
判定部２１３とを有している。また、受波判定手段２１
は出射手段１と受波手段２とを制御する機能をも有し、
レーザー光の出射から受波までの時間に関する時間デー
タを取得する。この時間データと、受波手段２から受信
した電気信号情報とに基づいて、測距対象物から反射し
た反射波であるか否かを判定する。すなわち、この受波
判定手段２１は、反射波の強度、送受光時間、及び連続
性の観点から受波した反射波が、測距対象物からの反射
波であるか、路面からの反射波であるかを判断し、これ
らを区別する。

【００２２】具体的に各構成について説明をする。フィ
ルタ部２１１は、主に、本願に係る比較手段と判定手段
との機能を果たし、後述する記憶手段５の閾値テーブル
５２を参照し、出射角度に応じて閾値設定手段４にて算
出された閾値に基づき、受波手段２から受信した反射波
の電気信号のレベルが、設定された閾値以上であるかど
うかを判定し、電気信号のレベルが閾値未満であれば路
面からの反射波の可能性が有ると判断し、閾値以上であ
れば測距対象物からの反射波と判定する。こうしてフィ
ルタ部２１１の判断により、電気信号のレベルが閾値以
上であれば（測距対象物からの反射波であれば）取得し
た時間データを相対速度確認部８へ送出し、電気信号の
レベルが閾値以下であれば（路面等からの反射波であれ
ば）時間データと測距対象物からの反射波に基づく電気
信号とを連続性判定部２１２へ送出する。

【００２３】この連続性判定部２１２は、反射波の連続
性を判定する。すなわち、先行車両等といった測距対象
物からの反射波を受波している場合には、時間データは
連続性を有するはずであり、逆に路面からの反射波を受
波している場合には路面の不均一な反射率や細かな凹凸
によって時間データは不連続性を有するはずである。こ
の特性を利用して、連続性判定部２１２は時間データに
連続性がある場合には測距対象物からの反射波であると
判定する。こうして、連続性判定部２１２の判定によ
り、連続性がある（測距対象物からの反射波であると判
断できる）場合には時間データを相対速度確認部８へ送
出し、連続性がない（測距対象物以外からの反射波であ
ると判断できる）場合には、時間データを送受光時間判
定部２１３と有効性判断部２２へ送り、電気信号をレベ
ル判定部２１４へ送る。

【００２４】連続性がなく、すなわち測距対象物以外の
路面等からの反射波であると判断された反射波に関する
時間データが送られた送受光時間判定部２１３は、時間
データが所定の範囲内であるかどうかを判断し、所定の
時間内であれば、路面からの反射波であると判断し、所
定の時間外であれば路面からの反射波ではないと判断す
る。この判定結果を有効性判断部２２へ送る。また、連
続性がない、すなわち測距対象物以外からの反射波であ
ると判断された反射波に関する電気信号が送られたレベ
ル判定部２１４は、電気信号のレベルが所定の範囲内レ
ベルであるか否かを判断する。所定の範囲内のレベルで
あればその反射波は路面からの反射波に基づく電気信号
であり、所定の範囲外のレベルであればその反射波は路
面からの反射波に基づく電気信号ではないと判断するこ
とができる。この判定結果を有効性判断部２２へ送出す
る。尚、上記の電気信号のレベルの所定の範囲は、実験
によって求められた路面からの反射レベルの最大値以下
であって且つ最小値以上の範囲を設定する。

【００２５】この有効性判断部２２は、後述する走行状
態判定部３２、レベル判定部２１４、送受光時間判定部
２１３における判定結果に基づいて、連続性判定部２１
２から送られた時間データの有効性を判断し、時間デー
タが有効であると判断した場合には、その判断結果を距
離算出部３３へ送出する。

【００２６】第２のブロックとして位置づけた記憶手段
５は、先に説明した算出された出射角度を一次的に記憶
する算出結果記憶領域５１を有し、出射角度と電気信号
のレベルの閾値とを対応づけた閾値テーブル５２、出射
手段１の高さに関する情報５３その他の測距に必要なあ
らゆる情報が記憶されている。ここで、閾値テーブル５
２について説明をすると、閾値テーブル５２は、閾値設
定手段４が算出された出射角度に応じて閾値を設定する
際に参照される情報であり、閾値設定手段４に記憶させ
ることもできる。具体的に説明すると、この閾値テーブ
ル５２は、出射角度と、閾値とを関連づけたものである
が、この閾値とは受波された反射波のうち、測距対象物
からの反射波であるか否かを判定するための基準となる
値であればよく、例えば反射波の強度、反射波に基づく
電気信号のレベル等が含まれる。この閾値テーブル５２
は、出射角度ごとに適切な閾値が対応付けられており、
出射手段１がとりうる可能性のある出射角度のすべてを
網羅することが好ましいため、広い範囲において、より
細かい出射角度間隔で作成されることが好ましい。ただ
し、所定の間隔で（例えば出射角度３°ごと、５°ごと
など）閾値テーブル５２を作成した場合には算出した出
射角度の数値を処理し、最も近似された値の閾値テーブ
ル５２にアクセスする必要がある。なお、この出射角度
とは、予め設定された車両独自の基準光軸に対して、レ
ーザー光の出射光軸がなす角度である。

【００２７】この閾値は、予め実験によって求められ、
記憶手段５に記憶されていることが好ましい。また、閾
値は任意に設定することができ、少なくとも、反射波の
うち測距対象物からの反射波を判別できる閾値である必
要があり、好ましくは測距対象物からの反射波と路面か
らの反射波とを区別できる閾値を設定する。本実施形態
では、測距対象物からの反射波を判別するとともに、路
面からの反射波を区別できるように閾値を設定した。

【００２８】続いて、第３のブロックとして位置付けた
出射角度算出手段３を含む出射角度の算出に関わる構成
について説明をする。ここでは、舵角センサ３０１、車
速センサ３０２、スロットル開度センサ３０３、エンジ
ン回転数センサ３０４、これらが検出した情報を受け付
ける走行状態検出部３１、出射角度算出手段３の走行状
態判定部３２、距離算出部３３、出射角度算出部３４、
加えて測距手段６、相対速度確認部８、外部装置７につ
いて説明をする。まず、車両の状態を検出するセンサと
して、本実施形態の車両用測距装置１００は、舵角セン
サ３０１、車速センサ３０２、スロットル開度センサ３
０３、エンジン回転数センサ３０４とを有し、これらに
対応し、検出結果に基づき車両の走行状態についての情
報を処理する走行状態検出部３１は、直進判定機能３１
１、加減速判定機能３１２、勾配判定機能３１３とを有
している。

【００２９】具体的には、舵角センサ３０１は車両の操
舵角を検出し、検出した操舵角を直進判定機能３１１に
送出し、直進判定機能３１１は操舵角が所定の角度以下
（例えば３°以下）であるかどうかを判定する。これに
より、車両が直進の状態であるのか旋回中であるのかと
いった車両の状態が判定できる。車速センサ３０２は車
両の走行速度を算出し、算出結果を加減速判定機能３１
２へ送出し、加減速判定機能３１２は車両が所定の加速
度又は減速度（例えば０．３m／ｓ^２以下）であるかど
うかを判定する。これにより、車両が加速又は減速で走
行しているか、定速で走行しているかといった車両の状
態が判定できる。スロットル開度センサ３０３はスロッ
トルの開度を検出し、エンジン回転数センサ３０４はエ
ンジンの回転数を検出して、これらの検出結果を勾配判
定機能３１３へ送出し、勾配判定機能３１３は走行抵抗
を算出して、走行路面の勾配を推定し、所定の勾配基準
値以下であるかどうかを判定する。これにより、車両が
勾配のある路面を走行しているのか平坦な路面を走行し
ているのかといった車両の状態が判定できる。このよう
に、車両の状態を検出しているのは、車両が加速又は減
速中であるとき、車両が旋回中であるとき、車両が勾配
のある路面を走行しているときには、車両に搭載された
出射装置１と路面との最短距離は一定の値とはならず、
出射角度を測定するタイミングとしては適当ではないと
考えられることから、このような状態では出射角度を測
定しないようにするためである。

【００３０】これらの各判定結果は走行状態判定部３２
に送出され、走行状態判定部３２は、すべての判定結果
が所定値以下、すなわち安定状態を示す結果である場合
には車両の状態は安定であると判定し、この判定結果を
有効性判断部２２へ送出する。本実施形態では、３つの
判定機能の判定結果のうち、一つでも所定値以上、すな
わち非安定状態を示す結果である場合には車両の状態は
安定していないと判定し、この判定結果を有効性判断部
２２へ送出する。ただし、この組み合わせは任意であ
り、３つの判定機能のすべてを起動させる必要はかなら
ずしもない。こうして判定結果を得た有効性判断部２２
は、先に説明したように、この走行状態判定部３２の判
定結果と、レベル判定部２１４、送受光時間判定部２１
３の判定結果に基づいて、連続性判定部２１２から送ら
れた時間データの有効性を判断する。

【００３１】この有効性判断部２２は有効であると判断
した時間データを距離算出部３３へ送出する、そして、
距離算出部３３は、この時間データに基づいて、出射手
段１から出射された電磁波が路面に当たって反射する位
置αまでの光路の距離ａ０を算出する。この算出手法に
ついては、動作を説明する際にあわせて説明をする。こ
の算出処理は、所定タイミングで繰り返され、繰り返し
算出された距離ａ０は記憶手段５の算出距離記憶領域５
１に記憶される。この記憶部５の算出距離記憶領域５１
には算出された距離ａ０が複数記憶され、この値がＮ個
以上となったとき、このＮ個の値のうち算出結果として
最も適当な値、例えば最も算出頻度の高い距離をａ０の
算出結果として出射角度算出部３４へ送出する。

【００３２】この出射角度算出部３４は、受信した距離
ａ０に基づいて、出射手段１からの電磁波の出射角度を
算出し、閾値設定手段４に送出する。この閾値設定手段
４は送られた出射角度に基づいて、閾値テーブル５２を
参照して閾値を設定し、該設定した閾値をフィルタ部２
１１に送出する。これを受けたフィルタ部２１１は送ら
れた閾値に基づいて受波した反射波を測距対象物からの
反射波と測距対象物以外からの反射波とに区分けする。

【００３３】フィルタ部２１１は受波した反射波のうち
測距対象物からの反射波を判別し、当該反射波に関する
時間データを測距手段６及び相対速度確認部８へ送出す
る。時間データを取得した測距手段６は、この時間デー
タに基づいて自車両と測距対象物までの距離を算出す
る。この自車両と測距対象物までの距離の算出手段につ
いては、特に限定されることなく、公知のあらゆる手段
を適用することができる。

【００３４】また、相対速度確認部８は、取得した時間
データに基づいて、自車両と測距対象物との相対速度を
算出する。さらに、相対速度確認部８は、車速センサ３
０２によって検出された車速と、舵角センサ３０１によ
って検出された操舵角とを読み込んで、この車速と操舵
角と算出した相対速度とに基づいて、測距対象物が先行
車両であるか否かを判断する。この判断は算出した測距
対象物までの距離とともに外部装置７へ出力する。

【００３５】ここで、距離を算出した測距対象物が先行
車両であるか否かの判断の手法について、説明をする
と、算出された自車両と測距対象物との相対速度と、自
車両の車速とを比較して、これらが同じであれば測距対
象物は静止物体であると判断でき、これらが異なるので
あれば測距対象物は先行車両であると判断できる。さら
に、自車両に対する測距対象物の位置方向と、舵角セン
サ３０１にて検出された操舵角とを比較して、これらが
同じであれば、測距対象物は自車両の走行車線上に存在
すると判断でき、これらが同じでなければ、測距対象物
は自車両の走行車線上に存在しないと判断できる。この
結果は、先に算出された測距対象物までの距離等ととも
に外部装置７へ出力される。

【００３６】続いて、第４のブロックとして位置付け
た、算出された出射角度に基づいて閾値を設定する機能
に関わる構成について説明をする。ここでは、閾値設定
手段４について説明する。この閾値設定手段４は、出射
角度算出部３４が算出した出射角度に基づいて、閾値テ
ーブル５２を参照して、出射角度に応じた電気信号のレ
ベルに関する閾値を設定する。設定された閾値は、記憶
手段５に記憶してフィルタ部２１１からアクセスしても
良く、閾値をフィルタ部２１１に直接送出してもよい。
閾値を設定するにあたり、基準となる出射角度は、走行
状態検出部３１の舵角センサ３０１、車速センサ３０
２、スロットル開度センサ３０３、エンジン回転数セン
サ３０４からの検出結果に基づいて走行状態判定部３２
によって走行状態が安定していると判断された場合に算
出されるものであることから、この出射角度を基準に設
定される閾値は、信頼性が高く、当該車両にとって適当
な閾値であるといえる。

【００３７】以上、各構成について説明に続いて、図２
を参照しつつ基本的な動作について説明をする。この動
作は、起動命令に従い所定間隔毎に（例えば５０msec毎
に）起動を繰り返す。まず、有効性判断部２２は、フィ
ルタ部２１１、連続性判定部２１２、送受光時間判定部
２１３、レベル判定部２１４の判定結果に基づいて、受
波手段２が受波した反射波のうち、電気信号が閾値以下
であって、かつ、送受光時間判定部２１３にて判定され
た時間データの値が所定の範囲内であって、かつ、連続
性判定部２１２にて判定された時間データに連続性が無
く、かつ、レベル判定部２１４にて反射波のレベルが所
定の範囲内にあると判定されたとき、連続性判定部２１
２から受信した時間データを有効な時間データであると
判断し（ステップ１０１）、ステップ１０２へ進む。一
方、有効なデータと判断されなかった場合には、再度時
間データの有効性の判断を繰り返す。ステップ１０２で
は有効性判断部２２は、走行状態判定部３２の判定結果
により、車両が安定走行中であるか否かの情報を得る。
車両が安定走行中であると判定された結果が得られたな
らば、ステップ１０３へ進み、安定走行ではないときに
は、再度時間データを取得し、その有効性を判断する。
有効性が判断された時間データは距離算出部３３に送出
され、距離算出部３３は、この時間データに基づいて、
出射手段１から路面の反射位置までの光路の距離（図３
中ａ０で示した距離）を算出する（ステップ１０３）。
算出された距離は、逐次、算出距離記憶領域５１に送出
され、ここに一次的に記憶される（ステップ１０４）。
算出距離記憶領域５１では、記憶された距離の値の数を
カウントする。この値が、Ｎ個以上（例えば１０個以
上）となったとき、ステップ１０６に進み、それまでは
ステップ１０３からの動作を繰り返す（ステップ１０
５）。Ｎ個の距離の値が記憶されると、算出手段記憶領
域５１では記憶したＮ個の距離のうち、最も算出頻度の
高い距離の値を選択し、この値を出射角度算出部３４へ
送出する（ステップ１０６）。出射手段１から路面の反
射位置までの光路の距離を受け付けた出射角度算出手段
３４は、車両の基準軸に対するレーザー光の出射角度を
算出する（ステップ１０７）。

【００３８】ここで、図３を参照しつつ、レーザー光の
出射角度の算出手法について説明をする。図３に示した
車両には車両用測距装置１００が搭載されており、レー
ザー光が出射される出射手段１は高さｈの位置に設けら
れている。この出射手段１から実線で示したレーザー光
が出射されるが、その中心の光軸はＲ２である。これに
対して、レーザー光の出射の基準となる基準光軸は点線
で示したＲ１である。この基準光軸Ｒ１に対して実際の
光軸Ｒ２のなす角度がθａである。

【００３９】このレーザー光はＲ２の方向に図３で示し
た車両の上下方向（鉛直平面内）においてθｗの角度幅
の広がりをもって出射される。この出射されるレーザー
光のうち下方のレーザー光が路面に当たる位置がαであ
る。出射手段１から位置αまでのレーザー光の光路に沿
った距離はａ０で示されている。また、車両の前部に設
けられた受波手段２の路面に対する位置と、路面におけ
る位置αとの距離はａ１で示されている。

【００４０】ここで、基準光軸Ｒ１に対する実際の光軸
Ｒ２の角度θａについて検討すると、 θａ＝ｔａｎ^−１（ｈ／ａ１）−θｗ／２と表すことができる。ただし、基準光軸Ｒ１は路面と略
平行であることが好ましい。また、通常ａ１は、例えば
３０ｍ程度の大きな値であり、θｗは４°程度の小さな
値であるため、ａ１とａ０との差は無視できるため、こ
れを近似し、 θａ＝ｔａｎ^−１（ｈ／ａ０）−θｗ／２と表すことができる。こうして、距離算出部３３が算出
した出射手段１から路面上の反射位置までの距離と、記
憶手段５に記憶された出射手段１の高さｈと、レーザー
光の車両の上下方向の出射の角度幅といった既知の値に
基づいて、現在の車両のレーザー光の出射角度を算出す
ることができる。

【００４１】このように算出された出射角度に基づい
て、閾値設定手段４は閾値テーブル５２を参照して、現
在の出射角度に応じた閾値を設定し、これを記憶手段５
に記憶又はフィルタ部２１１へ送出して(ステップ１０
８）、上記処理を繰り返す。なお、本実施形態では、閾
値の設定は閾値テーブル５２を参照して算出することと
したが、これに限定されることなく、閾値設定手段４が
出射角度に応じた閾値の算出方法（演算式等）を記憶
し、それに従って閾値を設定してもよい。

【００４２】このように，本実施形態に係る車両用測距
装置１００は、車両から実際に出射されたレーザー光の
出射角度に応じて最適な閾値を設定して、測距対象物か
らの反射波を正確に判別し、正確に判別された反射波に
基づいて測距対象物との距離を測定することができるた
め、精度の高い車両用測距装置１００を提供することが
できる。加えて、移動する車両において、反射波のうち
測距対象物からの反射光であるか否かを判定するための
閾値を設定するにあたり、車両の走行状態が安定な場合
に出射角度を算出することから、信頼性の高い出射角度
に応じて閾値を設定することができる。

【００４３】さらに、例えば、雨や降雪時には反射波の
状態は変化するが、この車両用測距装置１００によれば
そのような変化に対応して閾値を設定することができる
ため、受波環境による影響を排除し、精度を維持するこ
とができる。

【００４４】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る車両用測距装置のブロック図
である。

【図２】本実施形態に係る車両用測距装置の動作を示す
フローチャ−ト図である。

【図３】出射角度の算出方法を説明するための図であ
る。

【図４】出射角度と反射波のレベルとの関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１００…車両用測距装置１…出射手段２…受波手段２１…受波判定手段（比較手段、判定手段）２１１…フィルタ部２１２…連続性判定部２１３…送受波時間判定部２１４…レベル判定部２２…有効性判断部３…出射角度算出手段３１…走行状態検出部３１１…直進判定機能３１２…加減速判定機能３１３…勾配判定機能３２…走行状況判定部３３…距離算出部３４…出射角度算出部３０１…舵角センサ３０２…車速センサ３０３…スロットル開度センサ３０４…エンジン回転数センサ４…閾値設定手段５…記憶手段５１…算出距離記憶領域５２…閾値テーブル５３…出射手段の高さ情報６…測距手段７…外部装置８…相対速度確認部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両から出射した電磁波の、測距対象物
からの反射波に基づいて、前記自車両と前記測距対象物
との距離を測定する車両用測距装置であって、前記自車両から前記測距対象物方向に電磁波を出射する
出射手段と、前記出射された電磁波の反射波を受波する受波手段と、前記出射された電磁波の、任意の基準軸に対する車両上
下方向における出射角度を算出する出射角度算出手段
と、前記出射角度算出手段によって算出された出射角度に基
づいて閾値を設定する閾値設定手段と、前記受波された反射波の強度と前記閾値設定手段によっ
て設定された閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が、受波された反射波の強
度が前記閾値設定手段によって設定された閾値以上であ
る場合に、前記受波手段によって受波した反射波が測距
対象物からの反射波であると判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果が測距対象物からの反射波
であった場合に、前記受波手段によって受波した反射波
に基づいて前記自車両と測距対象物との距離を測定する
測距手段を有する車両用測距装置。
【請求項２】前記出射角度算出手段は、前記電磁波を出
射したタイミングと当該電磁波を受波したタイミングと
から算出した、前記出射手段から路面までの距離と、前
記出射手段の路面からの高さとに基づいて、前記出射角
度を算出する、請求項１記載の車両用測距装置。
【請求項３】前記自車両の走行状態を検出する走行状態
検出部を有し、前記出射角度算出手段は、当該走状態検出部が検出した
走行状態に応じて前記出射角度を算出し、前記閾値設定
手段へ送出する請求項１又は２記載の車両用測距装置。
【請求項４】前記走行状態検出部は、前記自車両の操舵
角を検出し、前記出射角度算出手段は、前記検出された操舵角が所定
の角度以下の場合に前記出射角度を算出する請求項３記
載の車両用測距装置。
【請求項５】前記走行状態検出部は、前記自車両の加速
度又は減速度を検出し、前記出射角度算出手段は、前記検出された加速度又は減
速度が所定の加速度又は減速度以下の場合に前記出射角
度を算出する請求項３又は４記載の車両用測距装置。
【請求項６】前記走行状態検出部は、前記自車両が走行
する路面の勾配を検出し、前記出射角度算出手段は、前記検出された勾配が所定の
勾配以下の場合に前記出射角度を算出する請求項３〜５
記載の車両用測距装置。